JP6406434B2 - Rotary encoder - Google Patents
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Description
本発明は、回転エンコーダに関する。 The present invention relates to a rotary encoder.
従来、回転エンコーダとしては、例えば、特開2004−95242号公報(特許文献1)に記載されたものがある。特許文献1の回転エンコーダは、シャフトと、シャフトの回転角度を規制するクリック機構と、シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、シャフトに押圧されるスイッチ機構とを有している。
Conventionally, as a rotary encoder, for example, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-95242 (Patent Document 1). The rotation encoder of
特許文献1のエンコーダ機構は、シャフトに取り付けられたロータと、ロータの底面側に取り付けられた摺動子を有し、ロータの下方に配置されたエンコーダ基板上に形成されたリング状電極パターンと摺接するように構成されている。
The encoder mechanism of
しかしながら、特許文献1の回転エンコーダでは、シャフトを押圧すると、ロータも引っ張られるため、摺動子が抵抗パターンに押さえつけられる。その結果、シャフトを強い力で押圧した場合、摺動子が変形し、エンコーダの出力の信頼性が低下する場合がある。
However, in the rotary encoder of
そこで、本発明の課題は、シャフトの押圧による摺動子の変形を抑制することが可能な回転エンコーダを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rotary encoder capable of suppressing deformation of a slider due to pressing of a shaft.
前記の課題を解決するため、本発明の回転エンコーダは、
シャフトと、
前記シャフトを回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持するとともに、前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、
前記エンコーダ機構に挿通された前記シャフトの端部により押圧されるスイッチ機構とを有する回転エンコーダであって、
前記エンコーダ機構が、前記シャフトと一体的に回転可能に前記シャフトに取り付けられたロータと、該ロータに取り付けられた摺動子と、該摺動子が摺接する固定接点部材を有し、前記摺動子が、前記固定接点部材よりも、前記スイッチ機構側に位置するように、前記エンコーダ機構と前記スイッチ機構が配置されていることを特徴とする。In order to solve the above problems, the rotary encoder of the present invention is:
A shaft,
An encoder mechanism for holding the shaft in a state of insertion so as to be rotatable and vertically movable, and detecting a rotation direction and a rotation angle of the shaft;
A rotary encoder having a switch mechanism pressed by an end of the shaft inserted through the encoder mechanism,
The encoder mechanism includes a rotor attached to the shaft so as to be rotatable integrally with the shaft, a slider attached to the rotor, and a fixed contact member in sliding contact with the slider. The encoder mechanism and the switch mechanism are arranged such that a moving element is positioned closer to the switch mechanism than the fixed contact member.
本発明によれば、摺動子が、抵抗体パターン(固定接点部材の一例)よりも、スイッチ機構側に位置しているので、シャフトを押圧しても、ロータの重みにより摺動子は抵抗体パターンから離れる方向に力を受けるので、摺動子が抵抗体パターンに押さえ付けられることを防止できる。これにより、摺動子の変形が抑制され、エンコーダの出力の信頼性の低下を抑制することができる。 According to the present invention, since the slider is located on the switch mechanism side of the resistor pattern (an example of the fixed contact member), even if the shaft is pressed, the slider is resisted by the weight of the rotor. Since a force is applied in a direction away from the body pattern, the slider can be prevented from being pressed against the resistor pattern. Thereby, deformation | transformation of a slider is suppressed and the fall of the reliability of the output of an encoder can be suppressed.
また、一実施形態として、前記エンコーダ機構が基板を有し、前記固定接点部材が前記基板上に設けられた抵抗体パターンでもよい。 As an embodiment, the encoder mechanism may include a substrate, and the fixed contact member may be a resistor pattern provided on the substrate.
前記の一実施形態によれば、固定接点部材として基板上に設けられた抵抗体パターンを用いることで、円環状や櫛形状の連続形状の抵抗体パターンだけでなく、複数の不連続部分からなる抵抗体パターンも用いることができるので、抵抗体パターンの選択の自由度を増大させることができる。 According to the one embodiment, by using a resistor pattern provided on the substrate as the fixed contact member, the resistor pattern includes not only an annular or comb-shaped resistor pattern but also a plurality of discontinuous portions. Since a resistor pattern can also be used, the freedom degree of selection of a resistor pattern can be increased.
また、別の実施形態として、シャフトがロータに対して上下移動可能であってもよい。 As another embodiment, the shaft may be movable up and down with respect to the rotor.
前記の別の実施形態によれば、シャフトがロータに対して上下移動可能であるので、シャフトを押圧しても、ロータの位置を保持して、摺動子と抵抗体パターンとの接触を維持することができる。 According to the another embodiment, since the shaft can move up and down with respect to the rotor, even if the shaft is pressed, the position of the rotor is maintained and the contact between the slider and the resistor pattern is maintained. can do.
本発明の回転エンコーダによれば、シャフトの押圧による摺動子の変形を抑制することが可能であるので、摺動子の変形によるエンコーダの出力の信頼性の低下を抑制することができる。 According to the rotary encoder of the present invention, it is possible to suppress the deformation of the slider due to the pressing of the shaft, and thus it is possible to suppress a decrease in the reliability of the encoder output due to the deformation of the slider.
以下、本発明を図面を参照してより詳細に説明する。
本発明の回転エンコーダは、シャフトと、前記シャフトを回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持するとともに、前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、前記エンコーダ機構に挿通された前記シャフトの端部により押圧されるスイッチ機構とを有する回転エンコーダであって、前記エンコーダ機構が、前記シャフトと一体的に回転可能に前記シャフトに取り付けられたロータと、該ロータに取り付けられた摺動子と、該摺動子が摺接する固定接点部材を有し、前記摺動子が、前記固定接点部材よりも、前記スイッチ機構側に位置するように、前記エンコーダ機構と前記スイッチ機構が配置されていることを特徴とするものである。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
The rotary encoder of the present invention includes a shaft, an encoder mechanism that holds the shaft in a rotatable and vertically movable state, and detects a rotation direction and a rotation angle of the shaft, and the shaft inserted through the encoder mechanism. A rotary encoder having a switch mechanism pressed by an end portion of the shaft, wherein the encoder mechanism is rotatably attached to the shaft so as to be rotatable integrally with the shaft; and a sliding attached to the rotor And the encoder mechanism and the switch mechanism are arranged such that the slider is positioned closer to the switch mechanism than the fixed contact member. It is characterized by that.
ここで、本発明の回転エンコーダに用いる固定接点部材は、固定された接点部材であり、シャフトとともに回転する摺動子が摺接する接点部材である。固定接点部材は、基板等の支持体上に設けた種々の形状を有する導電性部材である形態、例えば抵抗体パターンであってもよく、あるいは、固定接点部材自身が支持体を兼ねる形態でもよい。以下の実施形態では、固定接点部材に抵抗体パターンを用いた例について説明する。 Here, the fixed contact member used in the rotary encoder of the present invention is a fixed contact member, and is a contact member that a sliding member that rotates together with the shaft comes into sliding contact with. The fixed contact member may be a conductive member having various shapes provided on a support such as a substrate, for example, a resistor pattern, or the fixed contact member itself may also serve as a support. . In the following embodiments, an example in which a resistor pattern is used for a fixed contact member will be described.
(第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態の回転エンコーダの上方からみた斜視図である。図2は、回転エンコーダの下方からみた斜視図である。図3は、回転エンコーダの上方からみた分解斜視図である。図4は、回転エンコーダの下方からみた分解斜視図である。図5は、回転エンコーダの断面図である。(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a rotary encoder according to an embodiment of the present invention as viewed from above. FIG. 2 is a perspective view of the rotary encoder as viewed from below. FIG. 3 is an exploded perspective view of the rotary encoder as viewed from above. FIG. 4 is an exploded perspective view of the rotary encoder as viewed from below. FIG. 5 is a cross-sectional view of the rotary encoder.
各図において、回転エンコーダの幅方向をX方向とし、回転エンコーダの長さ方向をY方向とする。回転エンコーダの高さ方向をZ方向とする。Z方向の正方向を上側とし、Z方向の負方向を下側とする。 In each figure, the width direction of the rotary encoder is the X direction, and the length direction of the rotary encoder is the Y direction. The height direction of the rotary encoder is taken as the Z direction. The positive direction in the Z direction is the upper side, and the negative direction in the Z direction is the lower side.
図1から図5に示すように、回転エンコーダ1は、ケーシング2と、回転軸を有しかつ該回転軸に沿って移動可能なシャフト3と、シャフト3の回転角度を規制する規制部材5と、シャフト3の回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構6と、シャフト3の回転軸に沿った移動によりシャフト3に押圧されるスイッチ機構7とを有する。規制部材5とエンコーダ機構6とスイッチ機構7とは、シャフト3の軸に沿って、上側から下側に順に配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
ケーシング2は、例えば、金属から構成される。ケーシング2は、シャフト3と規制部材5とエンコーダ機構6とスイッチ機構7とを一体に組み付ける。
The
ケーシング2は、上壁21と、上壁21のX方向の両側に設けられ下方に延在する側壁22,22と、上壁21のY方向の正方向に設けられ下方に延在する突壁23と、上壁21のY方向の負方向に設けられ下方に延在する突片24とを有する。上壁21は、孔部21aを有する。側壁22は、下側に孔部22aと上側に溝部22bとを有する。孔部22aの内面には、ケーシング2の内側に突出する係止部22cが設けられている。突壁23は、上壁21のX方向の全長にわたって延在している。突片24は、上壁21のX方向の中央部に設けられている。
The
シャフト3は、例えば、樹脂から構成される。シャフト3は、操作部35と歯車状の外周面30と端部36とを有する。操作部35と歯車状の外周面30と端部36とは、回転軸に沿って、上側から下側に順に配置されている。操作部35は、シャフト3の回転の目印となる切欠を有する。歯車状の外周面30は、複数の凸部31および凹部32を含む。複数の凸部31および凹部32は、周方向に交互に配列されている。操作部35は、ケーシング2の上壁21の孔部21aを貫通しており、使用者は、ケーシング2の外側から操作部35を操作することができる。
The
規制部材5は、例えば、金属から構成される。規制部材5は、例えば、板バネである。規制部材5は、シャフト3の外周面30に接触可能となる第1接点部51および第2接点部52を有する。第1接点部51および第2接点部52は、シャフト3の外周面30の凸部31に弾発付勢して接触する一方、シャフト3の外周面30の凹部32に嵌まってシャフト3の回転角度を規制する。第1接点部51および第2接点部52は、折り曲げられて構成されている。第1接点部51および第2接点部52は、ほぼ対向する位置にある。
The regulating
エンコーダ機構6は、シャフト3を回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持し、シャフト3の回転方向および回転角度を検知するものであり、抵抗体パターン61,62,63と該抵抗体パターン61,62,63に電気的に接続されるエンコーダ端子601,602,603を有するエンコーダ基板60と、シャフト3とともに回転可能となるようにシャフト3に取り付けられたロータ65と、ロータ65に取り付けられ抵抗体パターン61,62,63と摺接する摺動子66とを有する。
The
エンコーダ基板60は、例えば、樹脂から構成される。エンコーダ基板60の上面には、凹部60aが設けられ、凹部60aに、規制部材5が嵌め込まれている。エンコーダ基板60のX方向の両側には、突部60bが設けられている。突部60bは、ケーシング2の側壁22の溝部22bに嵌め込まれている。エンコーダ基板60のY方向の両側は、突壁23と突片24によって挟まれている。このように、エンコーダ基板60は、側壁22の溝部22bと突壁23と突片24とによって、ケーシング2に固定されている。言い換えると、側壁22の溝部22bと突壁23と突片24とは、エンコーダ基板60を固定するエンコーダ固定部を構成する。エンコーダ基板60の中央には、シャフト3を挿通状態で保持する挿通孔となる孔部64が形成されている。
The
抵抗体パターン61,62,63は、エンコーダ基板60の下面に設けられている。抵抗体パターン61,62,63は、シャフト3の回転方向および回転角度を検知するためのものである。第1抵抗体パターン61と第2抵抗体パターン62と第3抵抗体パターン63とは、環状に形成され、同心状に配置されている。第1抵抗体パターン61と第2抵抗体パターン62と第3抵抗体パターン63とは、径方向の外側から内側に順に配置されている。第1抵抗体パターン61と第2抵抗体パターン62とは、それぞれ、周方向に間隔を設けて形成されている。第3抵抗体パターン63は、連続的に形成されている。
The
エンコーダ端子601,602,603は、エンコーダ基板60にインサート成形されている。第1エンコーダ端子601は、第1抵抗体パターン61に電気的に接続され、第2エンコーダ端子602は、第2抵抗体パターン62に電気的に接続され、第3エンコーダ端子603は、第3抵抗体パターン63に電気的に接続されている。
The
ロータ65は、シャフト3と一体的に回転可能であればよく、軸方向に移動可能でも移動できなくてもよい。図では、ロータ65は、シャフト3に対して、周方向に位置決めされ、かつ、軸方向に移動可能(上限移動可能)である場合を示している。具体的に述べると、ロータ65は、D形状の孔部65aを有する。シャフト3の端部36の外周面は、D形状に形成されている。D形状の端部36が、D形状の孔部65aに嵌合されて、ロータ65は、シャフト3に対して周方向に固定され軸方向に固定されない。
The
ロータ65は、略長円形状に形成されている。ロータ65は、ロータ65の外径が長径となる長径部651と、ロータ65の外径が短径となる短径部652とを有する。長径部651の長さは、対向する側壁22の係止部22cの間の隙間よりも大きく、短径部652の長さは、対向する側壁22の係止部22cの間の隙間よりも小さい。言い換えると、係止部22cは、短径部652が係止しないで離脱され、かつ、長径部651がロータ65の回転により係脱可能となるように、構成されている。
The
摺動子66は、例えば、金属から構成される。摺動子66は、ロータ65の上面の2つの突部65bに固定される。摺動子66は、環状に形成される。摺動子66は、第1接点部661と第2接点部662と第3接点部663とを有する。第1接点部661と第2接点部662と第3接点部663とは、径方向の外側から内側に順に配置されている。第1接点部661と第2接点部662と第3接点部663とは、導通している。第1接点部661は、第1抵抗体パターン61に接触可能となり、第2接点部662は、第2抵抗体パターン62に接触可能となり、第3接点部663は、第3抵抗体パターン63に接触可能となる。
The
スイッチ機構7は、スイッチ基板70と、スイッチ基板70に設けられた第1から第3スイッチ端子701,702,703と、スイッチ基板70に設けられ、シャフト3の端部36に押圧される導電体71とを有する。導電体71は、第1、第2スイッチ端子701,702に電気的に接続される。導電体71は、シャフト3の端部36に押圧されて、第3スイッチ端子703に電気的に接続され、第1、第2スイッチ端子701,702と第3スイッチ端子703とを導通する。第1、第2スイッチ端子701,702と第3スイッチ端子703とが導通すると、スイッチ信号がオンとなる。例えば、スイッチ信号のオンにより、各機能が動作する。なお、第1、第2スイッチ端子701,702のうちの一方のスイッチ端子のみ設けてもよい。
The
スイッチ基板70のX方向の両側には、突部70bが設けられている。突部70bは、ケーシング2の側壁22の孔部22aに嵌め込まれている。このように、スイッチ基板70は、側壁22の孔部22aによって、ケーシング2に固定されている。言い換えると、側壁22の孔部22aは、スイッチ基板70を固定するスイッチ固定部を構成する。
スイッチ基板70の下面のX方向の一辺には、段部70cが設けられている。段部70cには、折り曲げられたエンコーダ端子601,602,603の端部が、係止している。つまり、エンコーダ基板60とスイッチ基板70とは、折り曲げられたエンコーダ端子601,602,603によって、一体に抱えられている。
A
段部70cの深さは、エンコーダ端子601,602,603の厚みよりも深い。これにより、スイッチ基板70の下面を実装基板に設置したとき、エンコーダ端子601,602,603でなく、スイッチ基板70の下面を設置面とできる。
The depth of the stepped
第1から第3スイッチ端子701,702,703は、スイッチ基板70にインサート成形されている。第3スイッチ端子703は、第1スイッチ端子701と第2スイッチ端子702との間に、位置する。
The first to
導電体71は、弾性を有する。導電体71は、ドーム状に形成されている。導電体71は、スイッチ基板70の上面の凹部70aに嵌め込まれている。
The
導電体71の周縁部分71aは、第1、第2スイッチ端子701,702に電気的に接続されている。導電体71の天頂部分71bは、導電体71の自由状態で、第3スイッチ端子703から離隔する一方、エンコーダ機構7を貫通したシャフト3の端部36に押圧されて第3スイッチ端子703に電気的に接続される。
A
つまり、シャフト3を下側に押圧すると、シャフト3の端部36が、導電体71の天頂部分71bを押圧して、導電体71の天頂部分71bが、第3スイッチ端子703に電気的に接続される。これにより、第1、第2スイッチ端子701,702と第3スイッチ端子703とが、電気的に接続されて、スイッチ信号がオンとなる。
That is, when the
一方、シャフト3の下側への押圧を解除すると、導電体71が自由状態に戻ることで、シャフト3が上側に移動し、導電体71の天頂部分71bが、第3スイッチ端子703から離隔する。これにより、第1、第2スイッチ端子701,702と第3スイッチ端子703とが、電気的に接続されず、スイッチ信号がオフとなる。
On the other hand, when the downward pressing of the
ここで、摺動子66は、抵抗体パターン61,62,63よりも、スイッチ機構7側(下側)に位置している。これにより、シャフト3をスイッチ機構7側に押圧したとき、ロータ65が下側に引っ張られても、摺動子66は、抵抗体パターン61,62,63から離れる方向に力を受ける。このため、摺動子66は、抵抗体パターン61,62,63に押圧されて変形することがなく、エンコーダ機構6の出力の信頼性を維持できる。さらに、シャフト3をロータ65に対して上下方向に移動可能とすることで、シャフト3を押圧しても、ロータ65の位置を保持して、摺動子66と抵抗体パターン61,62,63との接触を維持することができる。
Here, the
図6は、エンコーダ機構6の下方からみた分解斜視図である。図6に示すように、エンコーダ基板60の下面には、第1、第2、第3電極部671,672,673が設けられている。第1電極部671と第2電極部672と第3電極部673とは、環状に形成され、同心状に配置されている。第1電極部671と第2電極部672と第3電極部673とは、径方向の外側から内側に順に配置されている。第1電極部671は、第1エンコーダ端子601の端部601aに電気的に接続され、第2電極部672は、第2エンコーダ端子602の端部602aに電気的に接続され、第3電極部673は、第3エンコーダ端子603の端部603aに電気的に接続されている。
FIG. 6 is an exploded perspective view of the
第1、第2、第3電極部671,672,673上には、絶縁シート68が積層されている。絶縁シート68は、第1電極部671が周方向に間欠的に露出し、かつ、第2電極部672が周方向に間欠的に露出するように、第1電極部671および第2電極部672を覆う。つまり、絶縁シート68は、周方向に間欠的に配置される複数の孔部68aを有し、第1電極部671および第2電極部672が、絶縁シート68の孔部68aから、露出する。第3電極部673は、絶縁シート68に覆われていない。
An insulating
第1電極部671が絶縁シート68から露出している部分に第1抵抗体パターン61を設け、第2電極部672が絶縁シート68から露出している部分に第2抵抗体パターン62を設け、第3電極部673に第3抵抗体パターン63を設けている。
A
これにより、第1抵抗体パターン61は、第1電極部671を介して、第1エンコーダ端子601に電気的に接続され、第2抵抗体パターン62は、第2電極部672を介して、第2エンコーダ端子602に電気的に接続され、第3抵抗体パターン63は、第3電極部673を介して、第3エンコーダ端子603に電気的に接続される。
Accordingly, the
図7は、エンコーダ機構6の下方からみた斜視図である。図7に示すように、摺動子66の第1接点部661は、第1抵抗体パターン61に対応した位置にあり、摺動子66の第2接点部662は、第2抵抗体パターン62に対応した位置にあり、摺動子66の第3接点部663は、第3抵抗体パターン63に対応した位置にある。
FIG. 7 is a perspective view of the
そして、摺動子66の回転により、第1接点部661は、第1抵抗体パターン61と絶縁シート68とに交互に接触し、第2接点部662は、第2抵抗体パターン62と絶縁シート68とに交互に接触する。第3接点部663は、常時、第3抵抗体パターン63に接触している。つまり、摺動子66の回転により、第1エンコーダ端子601と第3エンコーダ端子603とが、間欠的に電気的に接続され、第2エンコーダ端子602と第3エンコーダ端子603とが、間欠的に電気的に接続される。
Then, by the rotation of the
図8は、エンコーダ機構6の等価回路を示す回路図である。図9は、エンコーダ機構6の出力波形を示す波形図である。図8と図9に示すように、第1エンコーダ端子601と第3エンコーダ端子603とが、電気的に接続されると、A点とC点の間に電流が流れて、A信号がオンとなる。第2エンコーダ端子602と第3エンコーダ端子603とが、電気的に接続されると、B点とC点の間に電流が流れて、B信号がオンとなる。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the
摺動子66の時計回り方向の回転において、A信号のオフの始まりから次のオフの始まりまでの摺動子66の回転角度は、60°となる。B信号についても同様である。また、A信号のオフの始まりとB信号のオフの始まりのずれは、摺動子66の回転角度において、15°となる。そして、摺動子66の1回転(つまり、摺動子66の回転角度は、360°である)において、A信号およびB信号のオンとオフの組み合わせの変化は、24に分けられる。つまり、摺動子66の1回転において、摺動子66の回転角度が15°ごとに変化することを判断できる。したがって、A信号とB信号の変化を判断することで、摺動子66の回転方向と回転角度(回転量)を判断できる。
In the clockwise rotation of the
なお、以下に説明するように、第1接点部51のトルクの波形と第2接点部52のトルクの波形をずらすことで、全体のクリック数を増加させることもできる。図10は、シャフト3と規制部材5との関係を示す平面図である。図10に示すように、規制部材5の第1接点部51が、シャフト3の外周面30の凸部31に接触しているときに、規制部材5の第2接点部52が、シャフト3の外周面30の凹部32に嵌まる。一方、規制部材5の第1接点部51が、シャフト3の外周面30の凹部32に嵌まっているときに、規制部材5の第2接点部52が、シャフト3の外周面30の凸部31に接触する。つまり、第1接点部51と凸部31との接触と、第2接点部52と凸部31との接触との間に、シャフト3の回転角の位相差を設けている。そして、シャフト3が回転すると、第1接点部51と第2接点部52とが、交互に、シャフト3の外周面30の凹部32に嵌まる。
As described below, the total number of clicks can be increased by shifting the torque waveform of the
図11Aは、シャフト3が回転したときの第1接点部51および第2接点部52のトルクの変化を示すグラフである。図11Aに示すように、シャフト3の回転にともなって、第1接点部51および第2接点部52のそれぞれのトルクは、最大と最小を繰り返す波形となる。例えば、シャフト3の回転により、シャフト3の外周面30の凸部31が、第1接点部51の弾性力に対抗して通過するときに、トルクが最大となる。トルクが最大から最小となるときに、使用者はクリック感を得る。第1接点部51のトルクと第2接点部52のトルクとは、交互に、最大となる。
FIG. 11A is a graph showing changes in torque of the
図11Bは、第1接点部51のトルクと第2接点部52のトルクを合成したトルクの変化を示すグラフである。図11Bに示すように、合成トルクの波形の波長は、第1接点部51および第2接点部52の各トルクの波形の波長の2倍となる。つまり、シャフト3の1回転において、合成トルクが最大となる数量(クリック数)は、第1接点部51のトルクが最大となる数量(クリック数)と、第2接点部52のトルクが最大となる数量(クリック数)とを加えた数量となる。
FIG. 11B is a graph showing a change in torque obtained by combining the torque of the
したがって、第1接点部51のトルクの波形と第2接点部52のトルクの波形とをずらすことで、全体のクリック数は、第1接点部51および第2接点部52の各クリック数の2倍となる。したがって、シャフト3を小型にしても、クリック数を多くすることができる。
Therefore, by shifting the torque waveform of the
上述の実施形態では、固定接点部材に抵抗体パターンを用いた例について説明したが、固定接点部材自身が支持体を兼ねる形態でも、同様の効果を得ることができる。例えば、樹脂基材に導電性材料を含浸した部材、具体例を挙げるとフェノール系樹脂基材にカーボンブラックを含浸させた材料を、上述の実施形態で用いたエンコーダ基板に代えて用いることができる。 In the above-described embodiment, the example in which the resistor pattern is used for the fixed contact member has been described. However, the same effect can be obtained even when the fixed contact member itself also serves as a support. For example, a member in which a resin base material is impregnated with a conductive material, for example, a material in which a phenolic resin base material is impregnated with carbon black can be used instead of the encoder substrate used in the above embodiment. .
(第2実施形態)
図12は、本発明の回転エンコーダの第2実施形態を示す斜視図である。図13は、回転エンコーダの分解斜視図である。図14は、回転エンコーダの平面図である。第2実施形態は、第1実施形態とは、シャフト、規制部材およびエンコーダ基板の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同一の符号は、第1実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。(Second Embodiment)
FIG. 12 is a perspective view showing a second embodiment of the rotary encoder of the present invention. FIG. 13 is an exploded perspective view of the rotary encoder. FIG. 14 is a plan view of the rotary encoder. The second embodiment is different from the first embodiment in the configurations of the shaft, the regulating member, and the encoder board. This different configuration will be described below. Note that in the second embodiment, the same reference numerals as those in the first embodiment have the same configurations as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
シャフト3Aは、操作部35と鍔部37と端部36とを有する。操作部35と鍔部37と端部36とは、回転軸に沿って、上側から下側に順に配置されている。鍔部37の外周面38には、複数(この実施形態では2つ)の凹部38aが設けられている。鍔部37の外周面38は、シャフト3Aの軸方向からみて略長円形に形成されている。鍔部37の外周面38は、短径側の互いに対向する長辺部分と、長径側の互いに対向する円弧部分とを有する。短径側の互いに対向する長辺部分のそれぞれに、凹部38aが設けられている。2つの凹部38aは、シャフト3Aの軸に対して、互いに対向している。このように、鍔部37の外周面38は、くびれを有する略長円形である。
The
規制部材5Aは、環状に形成された板バネである。規制部材5Aは、シャフト3Aの軸方向からみて略長円形に形成されている。規制部材5Aは、短径側の互いに対向する長辺部分と、長径側の互いに対向する円弧部分とを有する。規制部材5Aは、長径側の互いに対向する円弧部分のそれぞれに、第1接点部51および第2接点部52を有する。第1接点部51および第2接点部52は、シャフト3Aの軸に対して、互いに対向している。第1接点部51および第2接点部52は、シャフト3Aの軸方向に沿ってエンコーダ基板60A側に突出している。規制部材5Aの内周面55の形状は、シャフト3Aの鍔部37の外周面38の形状と略同じであり、くびれを有する略長円形である。規制部材5Aの内周面55には、短径側の互いに対向する長辺部分のそれぞれに、径方向内側に突出する凸部55aが設けられている。2つの凸部55aは、シャフト3Aの軸に対して、互いに対向している。
The restricting
エンコーダ基板60Aの上面には、複数(この実施形態では12個)の凸部67aが設けられている。凸部67aは、シャフト3Aの軸方向に沿って規制部材5A側に突出している。複数の凸部67aは、シャフト3Aの軸を中心として、周方向に互いに間隔をあけて配列されている。隣り合う凸部67aの間には、凹部67bが設けられている。
A plurality (12 in this embodiment) of
規制部材5Aは、シャフト3Aに対して、周方向に位置決めされ、かつ、軸方向に移動可能(上限移動可能)である。具体的に述べると、シャフト3Aの鍔部37は、規制部材5Aの内周面55に嵌合される。規制部材5Aの内周面55の凸部55aは、シャフト3Aの鍔部37の凹部38aに係止される。これにより、規制部材5Aは、シャフト3Aに対して周方向に固定される。また、規制部材5Aの内周面55の円弧部分と、鍔部37の外周面38の円弧部分との間には、隙間が設けられている。これにより、規制部材5Aは、シャフト3Aに対して軸方向に固定されない。このように、規制部材5Aは、如何なる部品にも、溶着や、かしめや、接着などにより一体的に固定されていない。
The regulating
規制部材5Aは、エンコーダ基板60Aから離隔しないように、図1に示すケーシング2によってシャフト3Aの軸方向に位置決めされている。これにより、シャフト3Aを回転させることで、規制部材5Aはシャフト3Aとともに供回りし、第1接点部51および第2接点部52は、エンコーダ基板60Aの凸部67aと凹部67bに交互に位置することになる。具体的に述べると、凹部67bに位置する第1接点部51は、規制部材5Aが回転することで、規制部材5Aの弾性変形により、凸部67aに摺接しながら凸部67aを乗り越えて、この凸部67aに隣接する凹部67bに嵌まる。第2接点部52は、第1接点部51と同様に動作する。第1接点部51と第2接点部52は、同時に、異なる凹部67bに嵌まる。したがって、規制部材5Aを回転させることで、規制部材5Aは、凸部67aを乗り越えて凹部67bに嵌まり、これにより、クリック感が発生する。
The regulating
また、シャフト3Aは、スイッチ機構7の導電体71を押圧する目的で、軸方向に沿って上下に約0.15mmの距離をストロークする機能を有する。規制部材5Aは、シャフト3Aに対して回転方向に係合しているだけであるので、規制部材5Aは、上下方向に変位しない。このため、シャフト3Aの上下のストロークにより、規制部材5Aの荷重−変位特性(バネ特性)を劣化させることは無い。したがって、シャフト3Aを上下にストロークさせても、規制部材5Aに上下方向の負荷をかけない。
Further, the
また、シャフト3Aに組み込む規制部材5Aの数量を調整することで、所望の強さのクリック感を選択できる。つまり、シャフト3Aの軸方向に沿って重ねる規制部材5Aの枚数を増やすことで、クリック感を強くできる。
ここで、規制部材5Aの枚数を調整する代わりに、1枚の規制部材5Aの厚みを調整することでも、クリック感の強さを調整することができる。しかし、1枚の規制部材5Aの厚みが厚くなると、エンコーダ基板60Aの凸部67aを乗り越えて凹部67bに落ちる動作を繰り返すことによる「疲労破壊」に対して、限界が低くなってしまうデメリットが発生してしまう。つまり、規制部材5Aの破壊寿命が短くなる。
そこで、薄い「規制部材5A」を複数枚重ねることで、耐疲労破壊の観点において疲労破壊の限界を高く維持しつつ、さらに、ばね荷重を増やすことができる効果を得ることができる。Moreover, the click feeling of desired intensity | strength can be selected by adjusting the quantity of 5 A of control members incorporated in the
Here, instead of adjusting the number of regulating
Therefore, by stacking a plurality of thin “restricting
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、ケーシングや規制部材は上記の実施形態に記載したものに限定されず、種々の公知のケーシングや規制部材を用いることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention defined in the appended claims. For example, the casing and the regulating member are not limited to those described in the above embodiment, and various known casings and regulating members can be used.
1 回転エンコーダ
2 ケーシング
22 側壁
22a 孔部(スイッチ固定部)
22b 溝部(エンコーダ固定部)
22c 係止部
23 突壁(エンコーダ固定部)
24 突片(エンコーダ固定部)
3,3A シャフト
30 歯車状の外周面
31 凸部
32 凹部
37 鍔部
38 外周面
38a 凹部
5,5A 規制部材
51 第1接点部
52 第2接点部
55 内周面
55a 凸部
6 エンコーダ機構
60,60A エンコーダ基板
61,62,63 抵抗体パターン(固定接点部材)
601,602,603 エンコーダ端子
65 ロータ
651 長径部
652 短径部
66 摺動子
67a 凸部
67b 凹部
7 スイッチ機構
70 スイッチ基板
71 導電体
701,702,703 スイッチ端子DESCRIPTION OF
22b Groove (encoder fixing part)
24 Projection piece (encoder fixing part)
3,
601, 602, 603
Claims (3)
前記シャフトを回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持するとともに、前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、
前記シャフトの回転角度を規制する規制部材と、
前記エンコーダ機構に挿通された前記シャフトの端部により押圧されるスイッチ機構とを有する回転エンコーダであって、
前記エンコーダ機構が、前記シャフトと一体的に回転可能に前記シャフトに取り付けられたロータと、該ロータに取り付けられた摺動子と、該摺動子が摺接する固定接点部材を有し、前記摺動子が、前記固定接点部材よりも、前記スイッチ機構側に位置するように、前記エンコーダ機構と前記スイッチ機構が配置され、
前記エンコーダ機構は、エンコーダ基板を有し、
前記シャフトは、前記エンコーダ基板の孔部に挿通状態で保持され、
前記規制部材は、前記エンコーダ基板の第1面に設けられ、
前記固定接点部材は、前記エンコーダ基板の第2面に設けられ、
前記摺動子および前記スイッチ機構は、前記エンコーダ基板の前記第2面側に位置する、回転エンコーダ。 A shaft,
An encoder mechanism for holding the shaft in a state of insertion so as to be rotatable and vertically movable, and detecting a rotation direction and a rotation angle of the shaft;
A regulating member for regulating the rotation angle of the shaft;
A rotary encoder having a switch mechanism pressed by an end of the shaft inserted through the encoder mechanism,
The encoder mechanism includes a rotor attached to the shaft so as to be rotatable integrally with the shaft, a slider attached to the rotor, and a fixed contact member in sliding contact with the slider. The encoder mechanism and the switch mechanism are arranged so that the moving element is located on the switch mechanism side with respect to the fixed contact member,
The encoder mechanism has an encoder board,
The shaft is held in an inserted state in the hole of the encoder board,
The restriction member is provided on the first surface of the encoder board,
The fixed contact member is provided on a second surface of the encoder board,
The slider and the switch mechanism are rotary encoders located on the second surface side of the encoder board .
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