JP6447715B2 - 回転式電子部品および回転エンコーダ - Google Patents

Description

本発明は、回転式電子部品および回転エンコーダに関する。

従来、回転式電子部品の一例としての回転エンコーダとしては、特開２００４−９５２４２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。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規制部材と、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する。

エンコーダ機構は、シャフトに取り付けられたロータと、ロータに取り付けられた摺動子とを有する。規制部材は、ロータの外周面に接触してシャフトの回転角度を規制する。

特開２００４−９５２４２号公報

ところで、前記従来の回転エンコーダでは、規制部材は、ロータの外周面に接触してシャフトの回転角度を規制しているので、ロータにシャフトの回転角度を規制する機能をもたせている。このため、エンコーダ機構の一部であるロータが大型となり、回転エンコーダが大型化する問題がある。

そこで、本発明の課題は、小型化を図ることができる回転式電子部品および回転エンコーダを提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の回転式電子部品は、
軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるシャフトと、
前記シャフトの回転角度を規制する規制部材と、
前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するシャフト回転検知機構と、
前記シャフトの軸に沿った移動により前記シャフトに押圧されるスイッチ機構と
を備え、
前記シャフトは、周方向に配列された複数の凸部および凹部を含む外周面を有し、
前記規制部材は、前記シャフトの外周面に接触可能となる接点部を有し、前記接点部は、前記シャフトの外周面の凸部に弾発付勢して接触する一方、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まって前記シャフトの回転角度を規制する。

本発明の回転式電子部品によれば、シャフトの回転角度を規制する規制部材と、シャフトの回転方向および回転角度を検知するシャフト回転検知機構と、シャフトの軸に沿った移動によりシャフトに押圧されるスイッチ機構とを有する。これにより、１つのシャフトによって、規制部材のクリック機能と、シャフト回転検知機構のシャフト回転検知機能と、スイッチ機構のスイッチ機能とを制御することができる。したがって、３つの機能を１つのシャフトで一体に制御でき、回転式電子部品の小型化を実現できる。

また、規制部材が、シャフトの外周面の凸部および凹部により、シャフトの回転角度を規制しているので、シャフト回転検知機構の一部（例えばロータ）にシャフトの回転角度を規制する機能をもたせることがなく、シャフト回転検知機構を小型にでき、回転式電子部品の小型化を図ることができる。

また、本発明の回転エンコーダは、
軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるシャフトと、
前記シャフトの回転角度を規制する規制部材と、
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、
前記シャフトの軸に沿った移動により前記シャフトに押圧されるスイッチ機構と
を備え、
前記シャフトは、周方向に配列された複数の凸部および凹部を含む外周面を有し、
前記規制部材は、前記シャフトの外周面に接触可能となる接点部を有し、前記接点部は、前記シャフトの外周面の凸部に弾発付勢して接触する一方、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まって前記シャフトの回転角度を規制する。
好ましくは、前記シャフトを、軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるように取り付けるケーシングを有する。

本発明の回転エンコーダによれば、シャフトの回転角度を規制する規制部材と、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、シャフトの軸に沿った移動によりシャフトに押圧されるスイッチ機構とを有する。これにより、１つのシャフトによって、規制部材のクリック機能と、エンコーダ機構のエンコーダ機能と、スイッチ機構のスイッチ機能とを制御することができる。したがって、３つの機能を１つのシャフトで一体に制御でき、回転エンコーダの小型化を実現できる。

また、規制部材が、シャフトの外周面の凸部および凹部により、シャフトの回転角度を規制しているので、エンコーダ機構の一部（例えばロータ）にシャフトの回転角度を規制する機能をもたせることがなく、エンコーダ機構を小型にでき、回転エンコーダの小型化を図ることができる。

また、一実施形態の回転エンコーダでは、
前記接点部は、第１接点部および第２接点部を含み、
前記第１接点部が、前記シャフトの外周面の凸部に接触しているときに、前記第２接点部が、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まる一方、前記第１接点部が、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まっているときに、前記第２接点部が、前記シャフトの外周面の凸部に接触する。

前記実施形態の回転エンコーダによれば、第１接点部が、シャフトの外周面の凸部に接触しているときに、第２接点部が、シャフトの外周面の凹部に嵌まる一方、第１接点部が、シャフトの外周面の凹部に嵌まっているときに、第２接点部が、シャフトの外周面の凸部に接触する。これにより、シャフトが回転すると、第１接点部と第２接点部とが、交互に、シャフトの外周面の凹部に嵌まる。したがって、シャフトを小型にしても、クリック数を多くすることができる。

また、一実施形態の回転エンコーダでは、
前記エンコーダ機構は、
エンコーダ基板と、
前記エンコーダ基板に設けられた抵抗体パターンと、
前記エンコーダ基板に設けられ、前記抵抗体パターンに電気的に接続されるエンコーダ端子と、
前記シャフトとともに回転可能となるように前記シャフトに取り付けられたロータと、
前記ロータに取り付けられ、前記抵抗体パターンと摺接する摺動子と
を有する。

また、一実施形態の回転エンコーダでは、
前記スイッチ機構は、
スイッチ基板と、
前記スイッチ基板に設けられた２つのスイッチ端子と、
前記一方のスイッチ端子に電気的に接続されると共に、前記シャフトの端部に押圧されて、前記他方のスイッチ端子に電気的に接続され、前記一方のスイッチ端子と前記他方のスイッチ端子とを導通する導電体と
を有する。

また、一実施形態の回転エンコーダでは、前記エンコーダ基板と前記スイッチ基板とは、折り曲げられた前記エンコーダ端子によって、一体に抱えられている。

前記実施形態の回転エンコーダによれば、エンコーダ基板とスイッチ基板とは、折り曲げられたエンコーダ端子によって、一体に抱えられているので、エンコーダ端子を利用して、エンコーダ基板とスイッチ基板とを一体化できる。したがって、部品数を増加することなく、エンコーダ基板とスイッチ基板との接合強度を向上できる。

また、一実施形態の回転エンコーダでは、
前記シャフトを軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるように取り付けるケーシングを有し、
前記ケーシングは、前記エンコーダ基板を固定するエンコーダ固定部と、前記スイッチ基板を固定するスイッチ固定部とを有する。

前記実施形態の回転エンコーダによれば、ケーシングは、エンコーダ基板を固定するエンコーダ固定部と、スイッチ基板を固定するスイッチ固定部とを有するので、ケーシングを利用して、エンコーダ基板とスイッチ基板とを一体化できる。したがって、部品数を増加することなく、エンコーダ基板とスイッチ基板との接合強度を向上できる。

また、一実施形態の回転エンコーダでは、
前記シャフトを軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるように取り付けるケーシングを有し、
前記ロータは、前記ロータの外径が長径となる長径部と、前記ロータの外径が短径となる短径部とを有し、
前記ケーシングは、前記短径部が係止しないで離脱され、かつ、前記長径部が前記ロータの回転により係脱可能となる係止部を有する。

前記実施形態の回転エンコーダによれば、ケーシングは、短径部が係止しないで離脱され、かつ、長径部がロータの回転により係脱可能となる係止部を有する。これにより、ロータをケーシングに組み付けるとき、ロータの短径部をケーシングの係止部に通過させることで、ロータのケーシングへの組み付けが容易となる。一方、ロータをケーシングに組み付けた後、ロータを回転して、ロータの長径部をケーシングの係止部に係止させることで、ロータのケーシングへの組み付け状態を維持できる。

本発明の回転式電子部品および回転エンコーダによれば、規制部材は、シャフトの外周面により、シャフトの回転角度を規制しているので、シャフト回転検知機構またはエンコーダ機構の一部を小型にでき、回転エンコーダの小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態の回転式電子部品の一例としての回転エンコーダの上方からみた斜視図である。 回転エンコーダの下方からみた斜視図である。 回転エンコーダの上方からみた分解斜視図である。 回転エンコーダの下方からみた分解斜視図である。 回転エンコーダの断面図である。 エンコーダ機構の下方からみた分解斜視図である。 エンコーダ機構の下方からみた斜視図である。 エンコーダ機構の等価回路を示す回路図である。 エンコーダ機構の出力波形を示す波形図である。 シャフトと規制部材との関係を示す平面図である。 シャフトが回転したときの第１接点部および第２接点部のトルクの変化を示すグラフである。 第１接点部のトルクと第２接点部のトルクを合成したトルクの変化を示すグラフである。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。 回転エンコーダの組立方法を説明する説明図である。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の回転式電子部品の一例として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。

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。

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、軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるようにケーシング２に取り付けられたシャフト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。

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。

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。

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、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。

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。

エンコーダ機構６は、エンコーダ基板６０と、エンコーダ基板６０に設けられた抵抗体パターン６１，６２，６３と、エンコーダ基板６０に設けられ、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。

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。

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、間欠的に形成されている。第３抵抗体パターン６３は、連続的に形成されている。

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。

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、軸方向に移動可能となる。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。

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。

摺動子４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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、回転エンコーダ１の組立方法を説明する。

図１２Ａに示すように、ケーシング２を、上壁２１が下側になるように、反転してセットする。図１２Ｂに示すように、上壁２１の孔部２１ａに、シャフト３の操作部３５を差し込んで、シャフト３をケーシング２に設置する。

図１２Ｃに示すように、抵抗体パターン６１，６２，６３および規制部材５が設けられたエンコーダ基板６０を、シャフト３の端部３６に挿入して、ケーシング２に設置する。このとき、エンコーダ基板６０の突部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、ケーシング２の突壁２３および突片２４に挟まれている。エンコーダ端子６０１，６０２，６０３は、端部を除いて折り曲げられていない。

図１２Ｄに示すように、ロータ６５を、シャフト３の端部３６に挿入して、ケーシング２に設置する。このとき、ロータ６５の短径部６５２を、ケーシング２の側壁２２の係止部２２ｃに通過させて、ロータ６５をケーシング２に組み付ける。短径部６５２は、係止部２２ｃに係止されないので、ロータ６５のケーシング２への組み付けが容易となる。

図１２Ｅに示すように、ロータ６５をケーシング２に組み付けた後、シャフト３の操作部３５を操作しロータ６５を回転して、ロータ６５の長径部６５１を、ケーシング２の側壁２２の係止部２２ｃに係止させる。長径部６５１は、ロータ６５の回転により、係止部２２ｃに係止されるので、ロータ６５のケーシング２への組み付け状態を維持できる。

図１２Ｆに示すように、ケーシング２を、上壁２１が上側になるように、反転する。このとき、ロータ６５は、ケーシング２の側壁２２の係止部２２ｃに係止されているので、ロータ６５は、下側に落下しない。

図１２Ｇに示すように、スイッチ端子７０１，７０２，７０３が設けられたスイッチ基板７０の凹部７０ａに導電体７１を嵌め込み、スイッチ基板７０の上側からケーシング２をスイッチ基板７０に取り付ける。こうすることで、導電体７１がスイッチ基板７０の凹部７０ａに嵌まったままで、ケーシング２をスイッチ基板７０に取り付けることができる。

図１２Ｈに示すように、スイッチ基板７０の突部７０ｂは、ケーシング２の側壁２２の孔部２２ａに嵌め込まれて、スイッチ基板７０は、ケーシング２に固定される。このように、エンコーダ基板６０は、ケーシング２のエンコーダ固定部としての側壁２２の孔部２２ａに固定され、スイッチ基板７０は、ケーシング２のスイッチ固定部としての側壁２２の溝部２２ｂ、突壁２３および突片２４に固定されるので、ケーシング２を利用して、エンコーダ基板６０とスイッチ基板７０とを一体化できる。したがって、部品数を増加することなく、エンコーダ基板６０とスイッチ基板７０との接合強度を向上できる。

図１２Ｉに示すように、エンコーダ端子６０１，６０２，６０３のエンコーダ基板６０から突出している部分を折り曲げて、エンコーダ端子６０１，６０２，６０３の端部を段部７０ｃに係止する。こうすることで、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、一体に抱えられる。これにより、エンコーダ端子６０１，６０２，６０３を利用して、エンコーダ基板６０とスイッチ基板７０とを一体化できる。したがって、部品数を増加することなく、エンコーダ基板６０とスイッチ基板７０との接合強度を向上できる。

前記回転エンコーダ１によれば、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。これにより、１つのシャフト３によって、規制部材５のクリック機能と、エンコーダ機構６のエンコーダ機能と、スイッチ機構７のスイッチ機能とを制御することができる。したがって、３つの機能を１つのシャフト３で一体に制御でき、回転エンコーダ１の小型化を実現できる。

また、規制部材５が、シャフト３の外周面３０凸部３１および凹部３２により、シャフト３の回転角度を規制しているので、エンコーダ機構６の一部（この実施形態ではロータ６５）にシャフト３の回転角度を規制する機能をもたせることがなく、エンコーダ機構６を小型にでき、回転エンコーダ１の小型化を図ることができる。

また、摺動子６６（ロータ６５）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。

また、規制部材５と抵抗体パターン６１，６２，６３とは、エンコーダ基板６０に関して、反対側に位置している。これにより、規制部材５とシャフト３の外周面３０との接触により、シャフト３の外周面３０から摩耗粉が発生しても、摩耗粉は、エンコーダ基板６０に阻止されて、抵抗体パターン６１，６２，６３側に侵入しない。したがって、摩耗粉によるエンコーダ機構６の電気特性の悪化を防止することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。

前記実施形態では、規制部材とエンコーダ機構とスイッチ機構とは、シャフトの軸に沿って、上側から下側に順に配置されているが、規制部材、エンコーダ機構およびスイッチ機構のシャフトの軸に沿った順番を変更してもよい。

前記実施形態では、規制部材とシャフトとの関係において、第１接点部と凹部との接触タイミングと、第２接点部と凹部との接触タイミングとを、ずらしているが、同時にしてもよい。

前記実施形態では、規制部材は、２つの接点部を有しているが、接点部が、１つであってもよく、または、３つ以上であってもよい。

前記実施形態では、規制部材は、板バネから構成されているが、ボールとボールに弾性力を付与する弾性部材とから構成されていてもよい。この場合、ボールが、シャフトの外周面の凹部に嵌まってシャフトの回転角度を規制する。

前記実施形態では、回転式電子部品の一例として、回転エンコーダとしたが、ポテンショメータやトリマーコンデンサなどの回転式電子部品としてもよい。このとき、エンコーダ機構の代わりに、シャフトの回転方向および回転角度を検知するシャフト回転検知機構を用いる。シャフト回転検知機構は、例えば、エンコーダ機構と同様の構成である。

１ 回転エンコーダ（回転式電子部品）
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 シャフト
３０ 歯車状の外周面
３１ 凸部
３２ 凹部
５ 規制部材
５１ 第１接点部
５２ 第２接点部
６ エンコーダ機構（シャフト回転検知機構）
６０ エンコーダ基板
６１，６２，６３ 抵抗体パターン
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
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

Claims (8)

1. 軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるシャフトと、
   前記シャフトの回転角度を規制する規制部材と、
   前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するシャフト回転検知機構と、
   前記シャフトの軸に沿った移動により前記シャフトに押圧されるスイッチ機構と
   を備え、
   前記シャフトは、周方向に配列された複数の凸部および凹部を含む外周面を有し、
   前記規制部材は、前記シャフトの外周面に接触可能となる接点部を有し、前記接点部は、前記シャフトの外周面の凸部に弾発付勢して接触する一方、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まって前記シャフトの回転角度を規制し、
   前記接点部は、第１接点部および第２接点部を含み、
   前記第１接点部が、前記シャフトの外周面の凸部に接触しているときに、前記第２接点部が、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まる一方、前記第１接点部が、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まっているときに、前記第２接点部が、前記シャフトの外周面の凸部に接触する、回転式電子部品。
2. 軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるシャフトと、
   前記シャフトの回転角度を規制する規制部材と、
   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、
   前記シャフトの軸に沿った移動により前記シャフトに押圧されるスイッチ機構と
   を備え、
   前記シャフトは、周方向に配列された複数の凸部および凹部を含む外周面を有し、
   前記規制部材は、前記シャフトの外周面に接触可能となる接点部を有し、前記接点部は、前記シャフトの外周面の凸部に弾発付勢して接触する一方、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まって前記シャフトの回転角度を規制し、
   前記接点部は、第１接点部および第２接点部を含み、
   前記第１接点部が、前記シャフトの外周面の凸部に接触しているときに、前記第２接点部が、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まる一方、前記第１接点部が、前記シャフトの外周面の凹部に嵌まっているときに、前記第２接点部が、前記シャフトの外周面の凸部に接触する、回転エンコーダ。
3. 前記エンコーダ機構は、
   エンコーダ基板と、
   前記エンコーダ基板に設けられた抵抗体パターンと、
   前記エンコーダ基板に設けられ、前記抵抗体パターンに電気的に接続されるエンコーダ端子と、
   前記シャフトとともに回転可能となるように前記シャフトに取り付けられたロータと、
   前記ロータに取り付けられ、前記抵抗体パターンと摺接する摺動子と
   を有する、請求項２に記載の回転エンコーダ。
4. 前記スイッチ機構は、
   スイッチ基板と、
   前記スイッチ基板に設けられた２つのスイッチ端子と、
   前記２つのスイッチ端子のうち一方のスイッチ端子に電気的に接続されると共に、前記シャフトの端部に押圧されて、前記２つのスイッチ端子のうち他方のスイッチ端子に電気的に接続され、前記一方のスイッチ端子と前記他方のスイッチ端子とを導通する導電体と
   を有する、請求項３に記載の回転エンコーダ。
5. 前記エンコーダ基板と前記スイッチ基板とは、折り曲げられた前記エンコーダ端子によって、一体に抱えられている、請求項４に記載の回転エンコーダ。
6. 前記シャフトを、軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるように取り付けるケーシングを有し、
   前記ケーシングは、前記エンコーダ基板を固定するエンコーダ固定部と、前記スイッチ基板を固定するスイッチ固定部とを有する、請求項４または５に記載の回転エンコーダ。
7. 前記シャフトを、軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるように取り付けるケーシングを有し、
   前記ロータは、前記ロータの外径が長径となる長径部と、前記ロータの外径が短径となる短径部とを有し、
   前記ケーシングは、前記短径部が係止しないで離脱され、かつ、前記長径部が前記ロータの回転により係脱可能となる係止部を有する、請求項３から６のいずれか一つに記載の回転エンコーダ。
8. 前記シャフトを、軸を中心として回転可能となりかつ軸に沿って移動可能となるように取り付けるケーシングを有する、請求項２から５のいずれか一つに記載の回転エンコーダ。

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