JP6322965B2 - 回転操作用つまみ - Google Patents

Description

本発明は、電子機器等の操作部に設けられ、回転軸に嵌合して回動される回転操作用つまみに関する。

回転操作用つまみは、例えばミキサ装置等の電子機器に使用され、ボリューム調節等に用いられる。このような回転操作用つまみにおいては、回転軸に嵌合穴を嵌合させて回動する構成とされるとともに、修理等が行えるように回転軸に対して抜き挿し可能な構成とされることから、回転軸との間で適度な抜去力を備えることが必要とされる。この場合、回転軸が挿入される嵌合穴を回転軸と面接触させるとともに、嵌合穴で回転軸の軸径の誤差を吸収できる構造とすることが望ましい。

例えば、特許文献１に記載される回転操作用つまみ（ノブ）では、回転軸（シャフト）と嵌合する嵌合部をスリット形状で区切られた複数の嵌合片で構成するとともに、各嵌合片を、弾性変形するリブにより回転操作用つまみの外壁部（外周）と連結した構造としている。これにより、適度な抜去力が付与されるとともに、回転軸の軸径の誤差を吸収して、回転操作用つまみを回転軸に嵌合させることができる。しかし、嵌合部と外壁部とが二重の筒状に構成されるため、回転操作用つまみが大径化する。
一般に、小型の回転操作用つまみでは、物理的な大きさの制約によって、外壁部が嵌合部を兼ねていることが多く、上記のような構造とすることが難しい。

嵌合部を外壁部により構成した回転操作用つまみとしては、例えば特許文献２に記載される回転操作用つまみ（回転ノブ）がある。この回転操作用つまみは、Ｄ字形状の断面を有する切欠部を設けた回転軸（回転シャフト）と嵌合する嵌合孔の内周面上に、複数の突起部と、切欠部に係合する弾性部とを設けており、切欠部を嵌合穴の突起部と弾性部によって支持することにより抜去力の安定化を計ることが記載されている。

特開平１０‐１１１３７３号公報 実開平６‐０７９０３９号公報

ところが、特許文献２に記載される回転操作用つまみにおいては、突起部が回転軸と点接触する構造とされている。このため、回転軸が金属製とされ、回転操作用つまみが樹脂製とされる場合には、回転操作用つまみの抜き挿しを繰り返し行うことにより突起部が削られ易く、その結果、抜去力が著しく低下するおそれがある。
さらに、回転操作用つまみの回転軸への組み付け時に、嵌合穴と回転軸とが回転軸の回転方向に対して僅かでも取り付け角度がずれている場合には組み付けを行うことが難しく、回転軸の回転方向に対して正確な位置に組み付けることが必要とされるため、作業効率が悪いことも問題である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、回転軸に確実に嵌合させることができ、適度な抜去力を有する回転操作用つまみを提供することを目的とする。

本発明は、軸部の外周面に軸線と平行な平坦面を有する回転軸を嵌合可能な嵌合穴が外壁部内に形成された回転操作用つまみであって、前記外壁部の内面に、前記嵌合穴に前記回転軸を嵌合した際に前記平坦面に接触して弾性変形する帯板状の弾性片を前記軸線に沿って設け、該弾性片は、前記軸線と直交する幅方向の両側部が前記外壁部の内面に固定されるとともに、該幅方向の中央部が前記嵌合穴の半径方向内方に向かって凸となる凸状表面を有する形状に設けられ、前記外壁部と前記弾性片とが一体成形されており、前記嵌合穴の径方向の最小距離が前記回転軸の径方向の最小距離よりも小さく設けられ、前記嵌合穴の内周面における前記弾性片との接続部間の周方向距離が前記回転軸の外周面における前記平坦面の両側部間の周方向距離よりも大きく設けられ、前記回転軸を前記嵌合穴に嵌合させた状態において、前記弾性片の両側部が前記回転軸の前記平坦面の両側部から離れて配置されていることを特徴とする。

回転軸の先端を回転操作用つまみの嵌合穴に嵌合させると、弾性片が回転軸の平坦面に接触して撓むとともに、回転軸が嵌合穴の内周面に押し付けられる。この際、弾性片の幅方向の中央部が、嵌合穴の半径方向内方に凸となる凸状表面を有する形状に設けられているので、この幅方向の中央部が押圧されることによって回転軸の平坦面に面接触した状態で保持される。他方、回転軸の平坦面の両側部は、弾性片と接触しないため、回転軸の平坦面両側部に設けられる角部で弾性片が削られることもない。
したがって、回転軸の軸径の僅かな誤差を吸収して、回転操作用つまみを回転軸に装着した状態に良好に保持することができるとともに、適度な抜去力を発揮させることができる。

本発明の回転操作用つまみにおいて、前記弾性片の凸状表面は、滑らかに連続した形状であるとよい。
弾性片を滑らかに連続した形状で形成することにより、回転軸の装着時の応力集中を抑制することができるので、長期使用の信頼性を向上させることができ、併せて適度な抜去力を維持することができる。

本発明の回転操作用つまみにおいて、前記外壁部の内面には、前記弾性片の両側部が固定される接続部を前記嵌合穴の内周面より半径方向外方に配置するように凹溝部が設けられているとよい。
弾性片の変形時には、固定された両側部に応力が発生するが、凹溝部を設けておくことにより、弾性片が撓み易くなるとともに、両側部に発生する応力を緩和することができる。したがって、長期使用の信頼性を向上させることができ、適度な抜去力を維持することができる。

本発明の回転操作用つまみにおいて、前記外壁部内に、前記回転軸の嵌合深さを規制するストッパが設けられ、前記弾性片は、前記ストッパにより規制される前記嵌合深さよりも深い位置まで延びて設けられているとよい。
弾性片が回転操作用つまみの天面部に固定された状態であれば、複雑な金型を用いることなく安価に製造することができるが、その一方で、回転軸の先端面が天面部に接する深さまで嵌合する場合には、弾性片の固定端部に発生する応力が大きくなり、破損するおそれがある。
本発明の回転操作用つまみにおいては、回転操作用つまみに回転軸の嵌合深さを規制するストッパを設け、回転軸の先端面を天面部から間隔をあけて離して配置することとしているので、弾性片が回転操作用つまみの天面部に固定された状態であっても、弾性片を良好に維持することができ、弾性片による適度な抜去力を維持することができる。

本発明によれば、回転軸と面接触する弾性片を設けることにより、回転操作用つまみを回転軸に確実に嵌合させることができるとともに、適度な抜去力を発揮させることができる。

本発明の第１実施形態に係る回転操作用つまみが回転軸に嵌合された状態の外観図である。 図１のＡ‐Ａ線に沿う回転操作用つまみの断面図であり、（ａ）が回転軸に未装着の状態、（ｂ）が回転軸への装着状態を示す。 図１のＢ‐Ｂ線に沿う回転操作用つまみ及び回転軸の断面図である。 回転軸が傾いて嵌合される場合の回転操作用つまみの断面図である。 本発明の第２実施形態の回転操作用つまみを説明する断面図である。 本発明のその他の実施形態の回転操作用つまみを説明する断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回転操作用つまみ１の外観図であり、回転操作用つまみ１を電子機器等の操作パネル３を介して突出する回転軸２に取り付けた状態を示している。このように、回転操作用つまみ１は、回転軸２に取り付けた状態で回動する構成とされるとともに、修理等が行えるように回転軸２に対して抜き挿し可能な構成とされる。本実施形態では、図２及び図３に示すように、回転軸２の軸部２１の軸線ｚの伸長方向をｚ方向と規定することとし、そのｚ方向に直交する方向をｘ方向及びｙ方向で表すこととする。

回転軸２は、軸部２１の一部を切欠いて軸部２１の外周面に軸線ｚと平行な平坦面２２を有する形状とされており、これによって軸部２１の先端部は、Ｄ字形状断面に設けられている。この場合、例えば図２（ａ）に示すように、平坦面２２の幅方向（短手方向）をｘ方向とすると、平坦面２２に直交する方向がｙ方向とされる。

回転操作用つまみ１は、天面部１１と周壁部１２とを有する円筒状の外壁部１０内に、回転軸２の軸部２１と嵌合可能な嵌合穴４０が設けられた構成とされており、この周壁部１２の内面に、弾性変形可能な帯板状の弾性片５０が軸線ｚに沿って設けられている。そして、外壁部１０の内部空間が弾性片５０によって二つに区切られ、そのうちの断面積の大きい空間（後述する弾性片５０の凸状表面５０ａと周壁部１２の内面とにより区画される空間）が、回転軸２の先端部を嵌合可能な嵌合穴４０とされている。

弾性片５０は、図２（ａ）に示すように、軸線ｚと直交する幅方向（ｘ方向）の両側部５２が周壁部１２の内面に固定されるとともに、図３に示すように、長さ方向（ｚ方向）の先端は、回転操作用つまみ１の天面部１１に固定された状態とされる。
この弾性片５０の幅方向の中央部５１は、図２（ａ）に示すように、嵌合穴４０の半径方向内方に向かって凸となる凸状表面５０ａを有する形状に設けられており、本実施形態の回転操作用つまみ１においては、弾性片５０の凸状表面５０ａが、円弧状の滑らかに連続した形状により形成されている。そして、弾性片５０の凸状表面５０ａと周壁部１２の内面とにより区画される嵌合穴４０の径方向の最小距離Ｈ２は、回転軸２の径方向の最小距離Ｈ１（平坦面２２に直交する径方向の距離）よりも小さく設けられている。

また、弾性片５０の幅方向の両側部５２と周壁部１２との接続部５３は、図２（ａ）に示すように、回転軸２の外周面における平坦面２２の両側部５２間の周方向距離（角度θ１で規定される外周面の長さ）よりも、嵌合穴４０の内周面４０ａにおける弾性片５０との接続部５３間の周方向距離（角度θ２で規定される内周面の長さ）が大きくなるように設けられている。そして、回転軸２を嵌合穴４０に嵌合させた状態において、弾性片５０の両側部５２は、回転軸２の平坦面２２の両側部（角部２２ａ）から間隔をあけて離れた位置に固定されている。

そして、外壁部１０の天面部１１には、図３に示すように、回転軸２の先端面を受けて回転軸２の嵌合深さｄを規制するストッパ１５が設けられている。また、弾性片５０は、嵌合穴４０と嵌合状態に保持される回転軸２との嵌合深さｄよりもｚ方向の深い位置まで延びて設けられており、回転軸２の先端面をストッパ１５に突き当てた状態で回転操作用つまみ１を取り付けることによって、回転軸２と回転操作用つまみ１とを回転軸２の先端面が天面部１１から間隔をあけて離れた位置に取り付けられるようになっている。
なお、弾性片５０と回転軸２との嵌合深さｄは、ストッパ１５の突出高さ（ｚ方向の高さ）により規制、調整することができる他、弾性片５０のｚ方向の長さによっても規制、調整することができる。このように規制、調整することにより、弾性片５０による回転操作用つまみ１と回転軸２とを装着した状態において適度な保持力を発揮させることができるとともに、回転操作用つまみ１の抜き挿しを行う際に適度な抜去力を発揮させることができる。
なお、本実施形態の回転操作用つまみ１は、合成樹脂によって、外壁部１０、弾性片５０及びストッパ１５等の形状が一体成形されているが、これら外壁部１０、弾性片５０及びストッパ１５等の形状の一部または全てを個別に成形し、組み立てる構成としてもよい。また、本実施形態の回転操作用つまみ１は、合成樹脂で成形されることとしたが、他の素材を用いてもよく、さらに、外壁部１０及びストッパ１５をアルミニウム合金等で形成したり、弾性片５０をステンレス製の薄板バネとして形成したりする等、複数の素材を適宜組み合わせて構成することもできる。

このように構成される回転操作用つまみ１を回転軸２に取り付けるために、回転操作用つまみ１の嵌合穴４０に回転軸２を挿入すると、弾性片５０が回転軸２の平坦面２２に接触して撓むとともに、回転軸２が嵌合穴４０の内周面４０ａに押し付けられる。この際、弾性片５０の幅方向の中央部５１が押圧されることによって、弾性片５０の凸状表面５０ａが半径方向外方に押し込まれて、図２（ｂ）に示すように、弾性片５０が、回転軸２の平坦面２２に面接触した状態で保持される。

一方、回転軸２の平坦面２２の両側部は、図２（ｂ）に示すように、弾性片５０と接触せずに保持される。すなわち、前述したように、嵌合穴４０の内周面４０ａにおける弾性片５０との接続部５３間の周方向距離（角度θ２で規定される内周面の長さ）は、回転軸２の外周面における平坦面２２の両側部間の周方向距離（角度θ１で規定される外周面の長さ）よりも大きく設けられていることから、弾性片５０の両側部５２は、回転軸２の平坦面２２の両側部から離れて配置され、平坦面２２の幅方向両側部は弾性片５０に接触しない配置となっている。したがって、平坦面２２の両側部に設けられる角部２２ａと、弾性片５０の両側部５２とが接触することがなく、回転軸２の角部２２ａによって弾性片５０が削られることを回避することができる。

また、回転操作用つまみ１の回転軸２への組み付け時において、図４に示すように、弾性片５０の中央部５１の凸形状と回転軸２の平坦面２２との配置（取り付け角度）が、回転軸２の回転方向に対して僅かにずれている場合であっても、弾性片５０は回転軸２の平坦面２２の傾きに合わせて非対称に撓むことが可能であるので、回転操作用つまみ１を回転軸２に容易に嵌め込むことができる。またこの際に、弾性片５０が非対称に撓むことにより、平坦面２２の傾きに抗して反発力が発生し、弾性片５０により図４に白抜き矢印で示すように、回転操作用つまみ１と回転軸２とを相対回転させるように矯正するので、回転操作用つまみ１と回転軸２とがほぼ正確な位置に組み付けられる。

なお、このように構成される回転操作用つまみ１においては、嵌合穴４０と、回転軸２の軸部２１とを嵌合させた状態で回動することにより、平坦面２２に押圧された弾性片５０が回転止めとして作用し、回転軸２を回転操作用つまみ１の回動に伴って回動させることができる。
また、弾性片５０の弾性力（反発力）によって回転軸２の軸径の僅かな誤差を吸収して、回転操作用つまみ１を回転軸２に装着した状態に良好に保持することができるとともに、回転操作用つまみ１の抜き挿しを行う際に適度な抜去力を発揮させることができる。なお、回転操作用つまみ１の素材によっては、回転軸２の装着に際し、周壁部１２そのものを弾性変形させることにより、回転操作用つまみ１と回転軸２との間で適度な保持力及び抜去力を発揮させることができる。

また、弾性片５０の凸状表面５０ａを、図２（ａ）に示すように、滑らかに連続した曲面で形成したことにより、回転軸２の装着時において弾性片５０を撓ませた状態としても、弾性片５０はその両側部の間で徐々に形状変化するように撓んで大きな形状変化部が生じることはない。このため、弾性片５０に局部的に生じる応力集中を抑制することができるので、長期使用の信頼性を向上させることができ、併せて適度な抜去力を維持することができる。

さらに、本実施形態の回転操作用つまみ１においては、弾性片５０の一端部が外壁部１０の天面部１１に固定された状態とされている。このため、仮に回転軸２の先端面が天面部１１に接する深さまで嵌合する場合には、弾性片５０の固定端部に発生する応力が大きくなり、破損するおそれがある。
ところが、回転操作用つまみ１には、回転軸２の嵌合深さｄを規制するストッパ１５が設けられているので、回転軸２の先端面を天面部１１から間隔をあけて離して配置することができ、弾性片５０が天面部１１に固定された状態であっても、弾性片５０を破損させることなく弾性変形させることができ、弾性片５０による適度な抜去力を維持することができる。
なお、弾性片５０は、回転操作用つまみ１の天面部１１に固定された状態であるので、複雑な金型を用いることなく安価に製造することができる。

図５は、本発明の第２実施形態の回転操作用つまみ４を示す。
この回転操作用つまみ４の周壁部１２の内面には、弾性片５０の両側部５２が固定される接続部５３を、嵌合穴４０の内周面４０ａより半径方向外方に配置するように凹溝部１６が設けられている。図５に示す例では、嵌合穴４０の内周面４０ａの半径よりも凹溝部１６の円弧面１６ａの半径が大きく形成されており、この凹溝部１６の円弧面１６ａに、弾性片５０の両側部５２が固定されている。
なお、凹溝部１６は、射出成型加工により形成することができるが、加工方法はこれに限定されるものではなく、切削加工等の他の方法により形成することも可能である。

この場合、弾性片５０の変形時には、幅方向の中央部５１が回転軸の平坦面と接触して押し込まれることにより、固定された両側部５２に応力が発生するが、凹溝部１６が設けられているので、その分、弾性片５０の幅寸法が大きくなって撓み易くなるとともに、その両側部５２に発生する応力を緩和することができる。したがって、回転操作用つまみ４の長期使用の信頼性を向上させることができ、適度な抜去力を維持することができる。
なお、凹溝部１６は、嵌合穴４０以外の全部分に形成する必要はなく、弾性片５０の両側部５２を周壁部１２に固定する部分のみに設けられていればよい。
その他の構成は、第１実施形態のものと同じであり、共通部分に同一符号を付して説明を省略する。

なお、本発明は、上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、弾性片５０の凸状表面５０ａを円弧状の形状に形成したが、これに限定されるものではなく、回転軸２の平坦面２２に面接触する限りは、その他の形状によって構成した場合でも、同様の効果を発揮させることができる。例えば、弾性片の凸状表面を多面体で形成することも可能であるし、図６に示す回転操作用つまみ５のように、弾性片５０の中央部５１を平面形状とし、両側部５２を円弧形状として凸状表面を構成することもできる。

１，４，５…回転操作用つまみ、２…回転軸、３…操作パネル、１０…外壁部、１１…天面部、１２…周壁部、１５…ストッパ、１６…凹溝部、１６ａ…円弧面、４０…嵌合穴、４０ａ…内周面、５０…弾性片、５０ａ…凸状表面、５１…中央部、５２…両側部（側部）、５３…接続部、２１…軸部、２２…平坦面、２２ａ…角部、ｚ…軸線

Claims (4)

1. 軸部の外周面に軸線と平行な平坦面を有する回転軸を嵌合可能な嵌合穴が外壁部内に形成された回転操作用つまみであって、
   前記外壁部の内面に、前記嵌合穴に前記回転軸を嵌合した際に前記平坦面に接触して弾性変形する帯板状の弾性片を前記軸線に沿って設け、
   該弾性片は、前記軸線と直交する幅方向の両側部が前記外壁部の内面に固定されるとともに、該幅方向の中央部が前記嵌合穴の半径方向内方に向かって凸となる凸状表面を有する形状に設けられ、
   前記外壁部と前記弾性片とが一体成形されており、
   前記嵌合穴の径方向の最小距離が前記回転軸の径方向の最小距離よりも小さく設けられ、
   前記嵌合穴の内周面における前記弾性片との接続部間の周方向距離が前記回転軸の外周面における前記平坦面の両側部間の周方向距離よりも大きく設けられ、
   前記回転軸を前記嵌合穴に嵌合させた状態において、前記弾性片の両側部が前記回転軸の前記平坦面の両側部から離れて配置されていることを特徴とする回転操作用つまみ。
2. 前記弾性片の凸状表面は、滑らかに連続した形状であることを特徴とする請求項１記載の回転操作用つまみ。
3. 前記外壁部の内面には、前記弾性片の両側部が固定される接続部を、前記嵌合穴の内周面より半径方向外方に配置するように凹溝部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転操作用つまみ。
4. 前記外壁部内に、前記回転軸の嵌合深さを規制するストッパが設けられ、前記弾性片は、前記ストッパにより規制される前記嵌合深さよりも深い位置まで延びて設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転操作用つまみ。

Images