JP5256070B2 - 電子部品のクリック機構、可変抵抗器 - Google Patents

Description

この発明は、電子部品のクリック機構に関する。特に、回転軸を回転させることにより、スイッチを開閉し、抵抗値を変化させる可変抵抗器のクリック機構に、強いトルク感、強いクリック感を与える技術に関する。

無線機等の携帯型電子機器に用いられる可変抵抗器は小型化が求められているのに対して、その可変抵抗器に用いられる操作つまみは操作性を向上させるために大型化している。このため、可変抵抗器には、誤回転を防止するために高い摺動トルクと、操作感触を明確にするために高いステップトルクが求められている。

従来、クリック板と摺動することにより、トルク感及びクリック感を出すクリックバネＰ１と、回転軸の回転と共にクリックバネＰ１を回転させるストッパーＰ２とは、図１０（ａ），図１０（ｂ）に示すように結合されていた（例えば、特許文献１参照。）。

すなわち、ストッパーＰ２の突起部Ｐ２ａをクリックバネＰ１の貫通孔Ｐ１ａに挿入し、熱かしめ等により突起部Ｐ２ａの先端部を塑性変形することにより、クリックバネＰ１とストッパーＰ２とを結合していた。

実開昭６２−１６８６０７号公報

しかしながら、突起部Ｐ２ａの先端部の塑性変形だけでは、クリックバネＰ１とストッパーＰ２との結合力は弱く、クリックバネＰ１の反力を強くすることはできない。したがって、高い摺動トルク、高いステップトルクを実現することが困難である。

上記の課題を解決するために、クリックバネの環状部から伸びる延伸部を、ストッパーの押さえ部に係合させる。クリック板の押圧部への押圧によりクリックバネはストッパーを支点として傾動しようとしているが、押さえ部は延伸部を押さえることによりその傾動を抑える。

クリックバネの反力を強くすることができ、従来よりも、高い摺動トルク、高いステップトルクを実現することができる。

可変抵抗器の例の分解斜視図。 可変抵抗器の例の斜視図。 可変抵抗器の例の断面図。 （ａ）はクリックバネの例の平面図。（ｂ）はその正面図。（ｃ）はその底面図。 （ａ）はストッパーの例の平面図。（ｂ）はその正面図。（ｃ）はその底面図。（ｄ）はその左側面図。 （ａ）はストッパーとクリックバネとを組み合わせた状態の例を示す斜視図。（ｂ）はその断面図。 （ａ）はストッパーとクリックバネの変形例を示す斜視図。（ｂ）はその断面図。 （ａ）はストッパーとクリックバネの変形例を示す斜視図。（ｂ）はその断面図。 （ａ）はストッパーとクリックバネの変形例を示す斜視図。（ｂ）はその断面図。 （ａ）は従来のストッパーとクリックバネとを組み合わせた状態を示す斜視図。（ｂ）はその断面図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に可変抵抗器の例の分解斜視図を示し、図２に可変抵抗器の例の斜視図を示し、図３に可変抵抗器の例の断面図を示す。

可変抵抗器は、クリック機構Ａ（図３）と可変抵抗器ユニットＢとを構成要素とし、これらの間にわたって挿通して取り付けられる回転軸１により組み付けられる。

樹脂又は金属からなる軸受２は、中央に貫通孔２ａが設けられている。貫通孔２ａには、回転軸１が挿入さる。軸受２は、ほぼ直方体の台部２ｂ及び円筒部２ｃからなる。台部２ｂは、ハウジング９の突起部９ｂ及び鋲１２を受けるための穴２ｄ、クリック板部６の穴６ｅ、トルク板部７の穴７ｃに挿入される突起部２ｅを有する。円筒部２ｃの外周には雄ねじが切られており、この雄ねじを固定したい場所に設けられた雌ねじにねじ込むことにより、可変抵抗器を固定させることができる。

回転軸１は、互いに径が異なる３つの円柱状体から構成され、樹脂又は金属から成る。径が最も小さい円柱状体である狭径部１ａは、軸方向に沿って外周面の一部が切り取られている。この例では、互いに１８０度をなす位置に互いに平行な面が設けられている。径が次に小さい円柱状体である摺動部１ｂは、回転軸１が軸受２に挿入された後に、回転軸１の回転により貫通孔２ａの周面と摺動する。摺動部１ｂの、狭径部１ａに近い位置には、凹部１ｄが設けられている。凹部１ｄには、回転軸１が軸受２に挿入された後に、円環状の部品、例えば金属線で形成されているＣリング３が嵌め込まれる。これにより、回転軸１は軸受２から抜け止めされる。径が最も大きい円柱状体であるつまみ部１ｃは、狭径部１ａと同様に、軸方向に沿って外周面の一部が切り取られている。この例では、互いに１８０度をなす位置に互いに平行な面が設けられている。つまみ部１ｃには、可変抵抗器を回転操作するための操作つまみ（図示せず）が取り付けられる。

クリックバネ５の平面図を図４（ａ）に示し、正面図を図４（ｂ）に示し、底面図を図４（ｃ）に示す。クリックバネ５は、押圧部５ｃと貫通孔５ｄとを備え弾性変形可能な環状部５ａと、環状部５ａから延伸している延伸部５ｅとを備える。環状部５ａは、線Ｌ１において曲がっており、線Ｌ２において線Ｌ１における曲げとは反対の方向にわずかに曲がっている。線Ｌ２よりも先の部分に突起が設けられており、この突起が押圧部５ｃを構成する。環状部５ａには、内径が小さくなっており、これにより幅が広くなっている幅広部５ｂがある。その幅広部５ｂに、２つの貫通孔５ｄが設けられている。２つの貫通孔５ｄは、延伸部５ｅと押圧部５ｃとを結ぶ線に対して線対称に位置する。このように線対称に貫通孔５ｄを設けることにより、バランスが良くなり、可変抵抗器としての信頼性が増す。この例では、延伸部５ｅは、環状部５ａからクランク状に折り曲げ成形されている。

ストッパー４の平面図を図５（ａ）に示し、正面図を図５（ｂ）に示し、底面図を図５（ｃ）に示し、左側面図を図５（ｄ）に示す。ストッパー４は、例えば金属ダイキャストや金属機械切削法で成形される。円板状の基体４ａの中央に軸部４ｂが突出形成されている。軸部４ｂの中央には、回転軸１の狭径部１ａの形状に対応する貫通孔４ｃが形成されている。軸部４ｂの上面には、互いに対向する２つの円弧形状の部材である連動部４ｉが設けられている。基体４ａの一方の板面上であって軸部４ｂの周りに、円弧状の位置決め部４ｄが突出形成されている。また、基体４ａのその一方の板面上には、クリックバネ５の２つの貫通孔５ｄに対応する２つの突起部４ｇが設けられている。円柱形状の突起部４ｇの径は、貫通孔５ｄの径よりもわずかに小さくなっている。基体４ａには、その一方の板面から他方の板面に抜ける略長方形の開口４ｅが設けられている。また、開口４ｅに隣接して開口４ｅの長手方向に沿って伸びる押さえ部４ｆが突出形成されている。

クリックバネ５とストッパー４とが組み合わされた状態の斜視図を図６（ａ）に示し、断面図を図６（ｂ）に示す。ストッパー４の２つの突起部４ｇはそれぞれクリックバネ５の貫通孔５ｄに挿入され、クリックバネ５の延伸部５ｅはストッパー４の開口４ｅに係合される。これにより、ストッパー４とクリックバネ５とが組み合わせられる。円弧状の位置決め部４ｄの両端部４ｈがそれぞれクリックバネ５の幅広部５ｂに係合する。これにより、回転方向の位置決めがされる。クリックバネ５の環状部５ａの貫通孔５ｄが設けられている部分が、ストッパー４の基体４ａと接触する。クリックバネ５の環状部５ａの押圧部５ｃが設けられている部分は、ストッパー４とは接触せず、押圧部５ｃに近い部分程基体４ａの面から離れて位置する。

クリックバネ５とストッパー４とが組み合わせられた状態で、回転軸１の狭径部１ａが貫通孔４ｃに挿入される。

クリック板部６（図１）は中央部に、クリックバネ５よりもわずかに大きい開口６ａを有する。クリック板部６には開口６ａの中心に向かって突出している突出部６ｂが設けられている。突出部６ｂには、穴６ｃが設けられている。クリック板部６は、四隅に固定用の穴６ｄを有し、取り付け用の２つの穴６ｅを連接する長孔６ｆを有する。

トルク板部７は中央部に、ストッパー４の軸部４ｂよりもわずかに大きい開口７ａを有する。また、トルク板部７は、クリック板部６と同様に、四隅に固定用の穴７ｂを有し、取り付け用の２つの穴７ｃを連接する長孔７ｄを有する。

クリック板１３は、この例ではクリック板部６とトルク板部７とを重ね合わせることにより構成される。重ね合わせることにより、クリック板部６の突出部６ｂと穴６ｃとが、トルク板部７の一方の板面上に凹凸部を構成する。クリック板１３は、ストッパー４に近い方がクリック板部６となる向きで軸受２に被せられ、突起部２ｅは穴６ｅ及び穴７ｃに挿入される。

クリック板１３の上に、第一可変抵抗器部１４及び第二可変抵抗器部１５が積層される。

第一可変抵抗器部１４は、絶縁基板９ａ（図３）を収容するハウジング９と、摺動接点８ａが設けられた回転体８とからなる。絶縁基板９ａには集電体と抵抗体とが形成されている。回転体８の回転角度に応じて、摺動接点８ａが集電体及び抵抗体に接触する位置が定まり、この位置に応じて第一可変抵抗器部１４の抵抗値が決まる。集電体及び抵抗体にはそれぞれ取出し端子９ｂが接続されており、外部に取り出されている。第一可変抵抗器部１４の詳細については、例えば特許文献１を参照のこと。第二可変抵抗器部１５は、ハウジング１１と回転体１０とからなり、第一可変抵抗器部１４と同様の構成を有するため説明を省略する。

金属材、例えばアルミニウム合金からなる鋲１２を、ハウジング１１に形成された穴１１ａ（図３）、ハウジング９に形成された穴９ｃ、トルク板部７に形成された穴７ｂ、クリック板部６に形成された穴６ｄ、軸受２に形成された穴２ｄにそれぞれ挿入して、その後例えば鳩目により、軸受２の台部２ｂの下面から鋲１２の先端を固着する。これにより、可変抵抗器の各部品を固定する。

このように可変抵抗器が組み立てられた状態で、クリック板１３はストッパー４と共にクリックバネ５を挟み、クリック板１３に押圧されてクリックバネ５は押圧部５ｃがストッパー４に近づく方向に弾性変形する。このクリック板１３の押圧部５ｃへの押圧によりクリックバネ５はストッパー４を支点（この例ではストッパー４がクリックバネ５の線Ｌ１（図４）と接触する部分を支点としている。）として傾動しようとしているが、ストッパー４の押さえ部４ｆは延伸部５ｅを押さえることによりその傾動を抑えている。このように、熱かしめ等による塑性変形ではなく、押さえ部４ｆで延伸部５ｅを押さえることによりクリックバネ５の傾動を抑えることにより、クリックバネ５の反力を従来よりも強くすることができ、クリックバネ５がクリック板１３を押圧する力を従来よりも強くすることができる。したがって、従来よりも強いトルク感、クリック感を実現することができる。

この実施形態のように、延伸部５ｅを、環状部５ａにおいて押圧部５ｃと互いに１８０度を成す位置から延伸させることにより、クリックバネ５の反力をより強くすることができる。１８０度を成す位置から延伸部５ｅを延伸させることにより、支点である線Ｌ１の位置と、押さえ部４ｆが延伸部５ｅを押さえる位置との距離を長くすることができるため、押さえ部４ｆはより小さな力で傾動を抑えることができるためである。

回転軸１を回転させると、その回転に伴いストッパー４及びストッパー４に保持されたクリックバネ５の押圧部５ｃは、クリック板１３と摺動しながら回転する。この摺動によりトルク感が発生する。回転に伴い、押圧部５ｃがクリック板１３の凹凸部を乗り越える際にクリック感が生じる。すなわち、突出部６ｂに乗り上げた押圧部５ｃが、穴６ｃ又は突出部６ｂの外側に落ちて、トルク板部７と衝突するときに、クリック感、クリック音が発生する。

回転軸１の回転に応じてストッパー４及びクリックバネ５も回転するため、回転軸１をゆっくり回すと、押圧部５ｃもゆっくりと突出部６ｂに乗り上がり、ゆっくりと突出部６ｂから落ちる。従来は、ストッパーＰ２とクリックバネＰ１とは突起部Ｐ２ａの先端部を塑性変形することにより固定されており、クリックバネＰ１がストッパーＰ２に対して自由に動くことができないため、回転軸をゆっくりと回した場合には生じるクリック音、クリック感が明瞭でない場合があった。

この実施形態では、ストッパー４の突起部４ｇとクリックバネ５の貫通孔５ｄとを熱かしめ等の塑性変形により固定してはいない。突起部４ｇは貫通孔５ｄに遊嵌しているだけであり、クリックバネ５はストッパー４に対して従来よりも自由に動くことができる。したがって、クリックバネ５の押圧部５ｃが、穴６ｃにある程度掛かり、又は、突出部６ｂの外側からある程度外れるだけで、クリックバネ５が単独で動きトルク板部７と衝突することができる。よって、回転軸１をゆっくりと回した場合でも、生じるクリック音、クリック感を明瞭にすることができる。

ストッパー４の突起部４ｇを熱かしめ等の塑性変形しないことにより、塑性変形工程が不要となり、製造コストを下げることができる。また、ストッパー４の材料が塑性変形可能な材料に限定されないため、ストッパー４の材料の選択の余地が広がり、ストッパー４をメタルインジェクションモールド（ＭＩＭ）により形成することが可能となる。

ストッパー４とクリックバネ５の変形例を図７から図９に示す。
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、延伸部５ｅをクランク状に折り曲げずに環状部５ａから一方向に延伸させてもよい。言い換えれば、幅広部５ｂと同一平面上において延伸部５ｅを延伸させてもよい。この場合、ストッパー４の押さえ部４ｆは、押さえ部４ｆが延伸部５ｅと接触する面が基体４ａの上面からクリックバネ５の厚さだけ離れるように位置される。

また、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、押さえ部４ｆの上面を、基体４ａの面と同じ高さにしてもよい。

さらに、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、環状部５ａを線Ｌ１において折り曲げないで、かつ、延伸部５ｅをクランク状に折り曲げずに環状部５ａから一方向に延伸させてもよい。この場合、押さえ部４ｆと延伸部５ｅは、回転軸１の軸方向と垂直な面に対して斜めに接触する。なお、図６から図８に示すように、ストッパー４とクリックバネ５の環状部５ａとが接触する部分の面積を大きくした方が、クリックバネ５はストッパー４により安定して保持されるため、故障が少なくなり信頼性が増す。

この発明によるクリック機構Ａは、可変抵抗器以外の電子部品、例えば回転スイッチに用いることができる。

この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１ 回転軸
２ 軸受
３ リング
４ ストッパー
４ａ 基体
４ｃ 貫通孔
４ｆ 押さえ部
４ｇ 突起部
５ クリックバネ
５ａ 環状部
５ｃ 押圧部
５ｄ 貫通孔
５ｅ 延伸部
６ クリック板部
７ トルク板部
８ 回転体
９ ハウジング
１０ 回転体
１１ ハウジング
１２ 鋲
１３ クリック板
１４ 第一可変抵抗器部
１５ 第二可変抵抗器部
Ａ クリック機構
Ｂ 可変抵抗器ユニット

Claims (4)

1. 押圧部と貫通孔とを備え弾性変形可能な環状部と、上記環状部から延伸している延伸部とを備えるクリックバネと、
   上記貫通孔に挿入される突起部と、上記延伸部に係合する押さえ部とを備え、回転軸の回転と共に上記クリックバネを回転させるストッパーと、
   上記ストッパーと共に上記クリックバネを挟み、上記押圧部が上記ストッパーに近づく方向に上記押圧部を押圧しており、凹凸部を備え、上記回転軸の回転により上記押圧部が上記凹凸部を乗り越える際にクリック感を発生させるクリック板とを備え、
   上記クリック板の上記押圧部への押圧により上記クリックバネは上記ストッパーを支点として傾動しようとしているが、上記押さえ部は上記延伸部を押さえることによりその傾動を抑えており、
   上記回転軸は、上記クリックバネの環状部に挿入されており、
   上記クリックバネの延伸部は、折り曲げ形成されており、
   上記クリックバネの環状部が上記ストッパーと接触する面とは異なる面において、上記ストッパーの押さえ部は上記延伸部を押さえている、
   ことを特徴とする電子部品のクリック機構。
2. 請求項１に記載の電子部品のクリック機構において、
   上記クリックバネの延伸部は、上記環状部において上記押圧部と互いに１８０度を成す位置から延伸している、
   ことを特徴とする電子部品のクリック機構。
3. 請求項１又は２に記載の電子部品のクリック機構において、
   上記クリックバネは、上記環状部の上記貫通孔を含む部分においては上記ストッパーと接触しており、上記環状部の上記押圧部を含む部分においては上記ストッパーから離れている
   ことを特徴とする電子部品のクリック機構。
4. 請求項１から請求項３に記載の電子部品のクリック機構を含む可変抵抗器。

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