JP6837215B2 - 回転入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作入力を切り替えることができる回転入力装置に関する。

従来の回転入力装置として、たとえば、特許文献１の回転型電気部品が知られている。
この回転型電気部品は、同軸上に回転可能に保持された内軸部材および外軸部材と、環状の複数のクリックカムが同心円状に設けられ、内軸部材と一体的に回転するクリック部材と、内軸部材の回転に伴ってクリックカムと係脱する、各クリックカムに対応して設けられた複数の係合突部とを備えている。

このような構成を有する回転型電気部品は、外軸部材の回転位置に応じて係脱する係合部と係合突部との組が選択可能となっており、例えば、内軸部材の回転操作時のクリック感触を独立した係合部と係合突部との組により生起させることができる。

特開２０１２−１７８２６３号公報

上記特許文献１に係る回転型電気部品では、クリック感触を切り替えるために内軸部材および外軸部材、ならび内軸部材および外軸部材ごとにカム部材が必要となり、回転型電気部品を構成するために必要な部品点数が多くなるという問題がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、必要な部品点数を抑制することができる回転入力装置を提供することを目的としている。

本発明のある形態に係る回転入力装置は、回転操作により所定の軸線を中心にして回転するとともに、押下操作により前記軸線に沿って上方位置から下方位置へ変位するダイアルと、前記ダイアルに連結又は一体に形成され、該ダイアルに付与された操作力を伝達するシャフトと、前記ダイアルが前記上方位置にあるときに前記シャフトと係合し、前記ダイアルの回転に応じて回転することで該ダイアルに対する前記回転操作に節度感を与える第１節度部と、前記ダイアルが前記下方位置にあるときに前記シャフトと係合し、前記下方位置にある前記ダイアルの回転に応じて回転することで該ダイアルに対する前記回転操作に節度感を与える第２節度部と、前記第１節度部の回転および前記第２節度部の回転を検知し、該検知の結果に応じた信号を出力する検知部と、を備える。

上記構成によると、ダイアルとシャフトとが連結されているため、ダイアルに対する回転操作および押下操作により及ぼされた力を、シャフトを介して第１節度部および第２節度部に伝えることができる。

また、ダイアルを押下するか否かによって、シャフトと係合させる第１節度部および第２節度部を切り替えることができる。このため、例えば、従来技術のように内軸部材および外軸部材、ならび内軸部材および外軸部材ごとにカム部材を備えた構成とする必要がなく、必要な部品点数を低減させることができる。

よって、回転入力装置は、必要な部品点数を抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明のある形態に係る回転入力装置は、上記した構成において、前記シャフト、前記第１節度部、前記第２節度部、および前記検知部を収容する筐体部を備え、前記筐体部は、前記シャフトの移動範囲を制限するガイド溝が外周面に形成された、前記軸線に沿って延伸した円筒形状の軸部材を有し、前記シャフトは、円筒形状をしており、その内周側に前記軸部材を収容するように配置され、内周面には前記ガイド溝と係合するための内側突起を有し、外周面には前記第１節度部および前記第２節度部に係合する節度カム係合突部を有するように構成されていてもよい。

上記構成によると、筐体部内においてダイアルの中心軸線に沿って延伸した軸部材を、円筒形状のシャフトの内周側に収容するように配置し、シャフトの有する内側突起と、軸部材の外周面に形成されたガイド溝とを係合させることができる。ここで、ダイアルの中心軸線は該ダイアルの回転軸線でもある。

このため、回転軸線まわりにおけるシャフトの回転量ならびに回転軸線方向に沿ったシャフトの移動量をガイド溝が形成されている範囲に制限することができる。つまり、シャフトと連結されたダイアルが回転可能な回転角度および押下可能な移動量を制限することができる。

さらにまた、シャフトの外周面には節度カム係合突部が設けられている。このため、シャフトは、ダイアルが上方位置にあるときは、この節度カム係合突部を介して第１節度部と係合することができ、ダイアルが下方位置にあるときは、この節度カム係合突部を介して第２節度部と係合することができる。

それゆえ、シャフトの回転量に応じた回転量で前記第１節度部および第２節度部をそれぞれ回転させることができる。

また、本発明のある形態に係る回転入力装置は、上記した構成において、前記第１節度部は、周面において下方から上方に向かって山型に切り出された第１凹凸部を有する円筒形状の第１節度カム部と、前記第１凹凸部と当接する第１節度子と、前記第１節度子を上方に向かって付勢する第１節度ばねと、を有し、前記第２節度部は、周面において下方から上方に向かって、前記第１凹凸部とは異なる形状の山型に切り出された第２凹凸部を有する円筒形状の第２節度カム部と、前記第２凹凸部と当接する第２節度子と、前記第２節度子を上方に向かって付勢する第２節度ばねと、を有し、前記第１節度カム部および第２節度カム部は、前記シャフトと係合して回転するように構成されていてもよい。

上記構成によれば、前記第１節度カム部および第２節度カム部それぞれは、シャフトと係合することで、ダイアルの回転に応じて回転することができる。また、第１節度カム部および第２節度カム部それぞれが回転することで前記第１凹凸部および前記第２凹凸部それぞれが移動し、第１節度子が当接する第１凹凸部の位置、第２節度子が当接する第２凹凸部の位置がそれぞれ変化する。

したがって、ダイアルの回転に伴い第１節度カム部が回転する場合、あるいは第２節度カム部が回転する場合いずれの場合であっても、ダイアルの回転に応じて節度感を変化させることができる。

また、本発明のある形態に係る回転入力装置は、上記した構成において、前記ダイアルに対して操作力が付与されていないとき、前記シャフトと係合する前記第１節度カム部は、前記第１節度子が第１節度凹凸部の最上部と当接する位置にあり、前記ダイアルが回転操作された後、該ダイアルに対する操作力が解除されると、前記第１節度ばねによる付勢力によって、前記第１節度カム部は前記第１節度子が前記第１節度凹凸部の最上部と当接する位置まで戻るように構成されていてもよい。

上記構成によると、ダイアルに対して及ぼされている操作力が解除されると、第１節度ばねによる付勢力によって、第１節度子が第１節度凹凸部の傾斜に沿って上方に移動することで、第１節度カム部は、第１節度子が第１節度凹凸部の最上部と当接する位置まで戻ることができる。

また、本発明のある形態に係る回転入力装置は、上記した構成において、前記シャフトを上方に向かって付勢するシャフト用弾性部材を備え、前記ダイアルが前記シャフト用弾性部材の付勢力に抗して押下されて前記下方位置にある前記シャフトと係合する前記第２節度カム部は、前記第２節度子が第２節度凹凸部の最上部に当接する位置にあり、前記ダイアルが前記下方位置にある状態で回転操作された後、該ダイアルに対する操作力が解除されると、前記第２節度ばねによる付勢力によって、前記第２節度カム部は前記第２節度子が前記第２節度凹凸部の最上部と当接する位置まで戻り、更に、前記シャフト用弾性部材の付勢力によって、前記シャフトが上方に付勢されて該第２節度カム部から離脱し、前記ダイアルは前記上方位置へ戻るように構成されていてもよい。

上記構成によると、ダイアルに対して及ぼされている操作力が解除されると、第２節度ばねによる付勢力によって、第２節度子が第２節度凹凸部の傾斜に沿って上方に移動することで、第２節度カム部は、第２節度子が第２節度凹凸部の最上部と当接する位置まで戻ることができる。また、第２節度カム部が、第２節度子が第２節度凹凸部の最上部と当接する位置まで戻ると、シャフト用弾性部材の付勢力によりシャフトが上方に付勢され、第２節度カム部から離脱する。そして、ダイアルは、上方位置へ戻ることができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、必要な部品点数を抑制しつつ異なる操作入力ごとに節度感（クリック感）を切り替えることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る回転入力装置の適用例を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る回転入力装置の外観形状の一例を示す斜視図である。 図２に示す回転入力装置を斜め上方向から見たときの分解斜視図である。 図２に示す回転入力装置を斜め下方向から見たときの分解斜視図である。 図２に示す回転入力装置のＺ軸−Ｘ軸平面で切り出した断面図である。 図２に示す回転入力装置のＺ軸−Ｙ軸平面で切り出した断面図である。 第１節度凹凸部の形状の一例を示す第１節度カム部の側面図である。 第２節度凹凸部の形状の一例を示す第２節度カム部の側面図である。 押下状態にある図２に示す回転入力装置のＺ軸−Ｙ軸平面で切り出した断面図である。 図３および図４に示すシャフトの下面側の構成の一例を示す斜視図である。 ボディに形成されたガイド溝における内側突起の移動範囲を模式的に示す図である。 図２に示す回転入力装置の適用例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、説明の便宜上、回転入力装置１００においてダイアル１０が設けられている側を上方と称し、その反対側である下側カバー３１が設けられている側を下方と称する。ただし、回転入力装置１００の取付方向は任意であり、この取付方向によっては、必ずしもダイアル１０が上方に位置するとは限らない。なお、本明細書では、回転入力装置１００の上下方向をＺ軸とし、横方向をＸ軸、奥行方向をＹ軸として表す場合がある。

（実施の形態）
まず、本実施形態では、回転入力装置１００の一例として、例えば、図１に示すように音響機器のボリューム調整、ならびに音響機器が有するラジオチューナにおける所定の放送局に割り当てられている周波数帯域の検出（これ以降、放送局のシークと称する）を切り替えて行うことができる入力装置を例に挙げて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る回転入力装置１００の適用例を示す模式図である。

回転入力装置１００は、ユーザからの回転操作および押下操作を受けつけることが可能なダイアル１０を備えている。ダイアル１０は、例えば、平面視したときの形状が円形をしており、その中心を回転中心として、初期位置から左右に所定角度の範囲だけ回転可能となっている。そして、ダイアル１０の回転操作によって、ボリュームの大小を設定することができる。図１の例ではダイアル１０を左回りに回転させるとボリュームが下がり、右回りに回転させるとボリュームが上がる。また、ダイアル１０は回転方向への移動のみならず、ユーザの押下操作に応じて上方位置から下方位置へ変位するように構成されている。そして、回転入力装置１００では、ダイアル１０を押下し、左右いずれかに回転させることで放送局のシークを行うことができる。なお、本実施形態に係る回転入力装置１００では、ダイアル１０は、ダイアル１０の中心軸線を中心にして回転する構成であるが、ダイアル１０の回転軸は必ずしも中心軸線と一致する構成に限定されるものではない。ダイアル１０は所定の軸線を中心に回転できる構成であればよい。

［回転入力装置の構成］
次に、回転入力装置１００の外観上の構成について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る回転入力装置１００の外観形状の一例を示す斜視図である。回転入力装置１００は、その外観形状において、上記したダイアル１０に加えて、ダイアル１０の下方に筐体部９０を備える。

筐体部９０は、上側カバー３０、ボディ６０、および下側カバー３１を備えてなる構成である。図２に示すように、ボディ６０の上方に上側カバー３０が配置され、この上側カバー３０によってボディ６０の上面側を覆うように構成されている。一方、ボディ６０の下方には下側カバー３１が配置されており、この下側カバー３１によってボディ６０の下面側を覆うように構成されている。

ダイアル１０および筐体部９０は、ともに略円柱形状をしているが、ダイアル１０および筐体部９０の形状はこの円柱形状に限定されるものではなく、例えば、角柱形状であってもよい。ダイアル１０及び筐体部９０が円柱形状である場合には、これらの中心軸が一致するように設けられていてもよい。

次に、回転入力装置１００が備える各部材について、図３〜図６を参照して説明する。図３は図２に示す回転入力装置１００を斜め上方向から見たときの分解斜視図である。図４は、図２に示す回転入力装置１００を斜め下方向から見たときの分解斜視図である。図５は、図２に示す回転入力装置１００のＺ軸−Ｘ軸平面で切り出した断面図である。図６は、図２に示す回転入力装置１００のＺ軸−Ｙ軸平面で切り出した断面図である。

図３に示すように、回転入力装置１００は、ダイアル１０、上側カバー３０、下側カバー３１、およびボディ６０に加えて、シャフト２０、節度部４０、および検出部７０を備えている。

（シャフト）
まず、シャフト２０の構成について説明する。シャフト２０は、ダイアル１０に連結されており、該ダイアルに付与された操作力を伝達するための部材である。なお、ダイアル１０とシャフト２０は一体に形成されてもよい。シャフト２０は、ダイアル１０に対する回転操作に応じて、回転する。また、シャフト２０は下方に変位可能となっており、押下操作によりダイアル１０が上方位置から下方位置へ変位すると、それに応じてシャフト２０も下方に所定の距離だけ変位する。シャフト２０は、円柱形状のシャフト本体部２３の上面に円筒形状の上側筒部２１が、下面に円筒形状の下側筒部２２がそれぞれ設けられている。そして、シャフト本体部２３、上側筒部２１、および下側筒部２２それぞれの中心軸がダイアル１０の中心軸と同軸となるように配置されている。

上側筒部２１は、上下方向に延伸した円筒形状をしており、その下端でシャフト本体部２３の上面の外周縁と繋がっている。

一方、下側筒部２２は、上側筒部２１よりも径が小さい、上下方向に延伸した円筒形状であって、下側筒部２２の上端でシャフト本体部２３の下面と繋がっている。下側筒部２２内には、後述するボディ６０が有する軸部材６４が挿入されるようになっており、下側筒部２２の内周側の径は、軸部材６４の外周側の径と略同じか、もしくはやや大きくなっている。下側筒部２２の内周面には内側突起２２ｂ（図５または後述の図１０参照）が設けられており、ボディ６０の軸部材６４に設けられたガイド溝６５と係合できるようになっている。そして、この内側突起２２ｂとガイド溝６５とが係合することでシャフト２０と連結しているダイアル１０の移動範囲を制限することができる。なお、ガイド溝６５と内側突起２２ｂとの係合に関する詳細は後述する。

一方、下側筒部２２の外周面には、第１節度カム部４１が有する一対の第１係合溝４１ｂ１と係合する、一対の節度カム係合突部２２ｄが設けられている。この節度カム係合突部２２ｄは、押下操作によりダイアル１０が下方に変位すると第２節度カム部４２が有する一対の第２係合溝４２ｂ１と係合することができる。節度カム係合突部２２ｄと第１係合溝４１ｂ１との係合、ならびに節度カム係合突部２２ｄと第２係合溝４２ｂ１との係合に関する詳細については後述する。

また、下側筒部２２の周面には、円周方向に所定の範囲で開口部２２ａが形成されている。この開口部２２ａ内にボディ６０の軸部材６４の外周面に形成されたシャフト保持部６６が挿通し、シャフト２０がボディ６０から抜け落ちることを防止できる構造となっている。

シャフト本体部２３の外周面には、図３〜６に示すように外方に突出した一対の保持部２３ａが、対向する位置に設けられている。ここで、図４に示すように、円柱形状を有するダイアル１０の下方端部は、開口している。このダイアル１０の下方端部の開口の径は、シャフト２０の上側筒部２１の径よりも大きくなる。また、ダイアル１０内にはダイアル１０の上面から下方に延びた、一対の板形状の係合部１１が設けられている。係合部１１は、シャフト本体部２３に設けられた保持部２３ａに対応する位置に備えられており、その先端部の近傍には係合孔１１ａが形成されている。そして、係合部１１の有する弾性を利用して、係合部１１の係合孔１１ａをシャフト本体部２３の保持部２３ａに嵌め込み引っ掛ける機械的接合法（いわゆる、スナップフィット）によりダイアル１０とシャフト２０とを連結させることができる。

（上側カバー）
上側カバー３０は、ボディ６０内に収容される各部材、特には、シャフト２０と節度部４０とを覆う部材であり、概ね円筒形状をしている。上側カバー３０は、図３に示すように、その上端にはダイアル１０と連結しているシャフト２０をボディ６０へと導くことができるように開口した円筒部３４が設けられている。円筒部３４の外周形状は、ダイアル１０をこの円筒部３４に覆い被せることができるように、該ダイアル１０の内周形状に沿った形状となっている。

一方、上側カバー３０の下端は、ボディ６０の外周形状に沿った形状に開口しており、下端の縁には１以上のボディ係合孔３２が形成されている。このボディ係合孔３２にボディ６０の外周側突起部６９を係合させることでボディ６０と上側カバー３０とをスナップフィットにより接合させることができる。すなわち、ボディ係合孔３２の両側部の近傍には上側カバー３０の下端から上方向に延伸した切り込みが入れられており、ボディ係合孔３２を含む、切り込みに挟まれた領域（嵌合部３３）を形成している。嵌合部３３は、両側部に形成された切り込みにより、その先端側を上側カバー３０の外方または内方に移動させるように変形することができる。そこで、嵌合部３３を変形させボディ係合孔３２をボディ６０の外周側突起部６９に嵌め込み、引っ掛けることでボディ６０と上側カバー３０とを接合させる。

（ボディ）
ボディ６０は、図３、４に示すように、上方に延伸した略円筒形状をしており、上下方向（Ｚ軸方向）における中間部分よりも下方側の径の方が上方側の径よりやや大きくなっている。

ボディ６０内には、回転入力装置１００の中心軸線ＣＬに沿って上下方向に延伸した円筒形状の軸部材６４が立設されている。図５、６に示すように、軸部材６４の内部は、水平方向に広がる円板形状の仕切り板６４ｃにより区切られている。軸部材６４において、仕切り板６４ｃより上方側は、円筒形状の外周軸部材６４ａとその内周に配置された、円筒形状の内周軸部材６４ｂとから構成されたいわゆる二重配管構造を有している。そして、この外周軸部材６４ａと内周軸部材６４ｂと仕切り板６４ｃとによって囲まれた空間にシャフト用ばね２４（シャフト用弾性部材）が収容される。軸部材６４に収容されたシャフト用ばね２４の上端は、シャフト本体部２３の底面と当接し、シャフト２０を上方に付勢する。

なお、上方にシャフト２０が付勢されると、開口部２２ａの下端の縁が、開口部２２ａ内を挿通するシャフト保持部６６に当接する。これにより、シャフト２０がボディ６０から抜け出すことを防ぐことができる。逆に、ダイアル１０に対して上方から下方に向って力が及ぼされると、シャフト用ばね２４は下方に変位しシャフト２０は、ボディ６０に向かって下方に移動する。このとき、シャフト２０は、下側筒部２２の下端が軸部材６４の根元の周囲の面に当接することで下方への移動が制限される。

また、軸部材６４において、仕切り板６４ｃより下方側には、図４または図５に示すように略円環形状のスライダ受部６４ｄが形成されている。スライダ受部６４ｄの内周に沿うように第１スライダ７１の第１摺動リング部７１ａが配置され、スライダ受部６４ｄの外周に沿うように第２スライダ７２の第２摺動リング部７２ａが配置されるように構成されている。

また、ボディ６０内では、軸部材６４を挟んで、対向する位置に一対の第２節度ばね収容部６７ｂと、第２節度ばね収容部６７ｂと隣接する位置であり、かつ一対の第２節度ばね収容部６７ｂと軸部材６４とを挟んで対向する位置に一対の第１節度ばね収容部６７ａが設けられている。第１節度ばね収容部６７ａおよび第２節度ばね収容部６７ｂそれぞれは、一対の第１節度ばね４３ａおよび一対の第２節度ばね４３ｂを収容する上下方向に延伸した円筒形状の部材である。

第１節度ばね収容部６７ａに収容された第１節度ばね４３ａの先端には第１節度子４４ａが配置されており、第１節度ばね４３ａにより上方へ付勢された第１節度子４４ａが後述する節度部４０の第１節度カム部４１に当接する。また、第２節度ばね収容部６７ｂに収容された第２節度ばね４３ｂの先端には第２節度子４４ｂが配置されており、第２節度ばね４３ｂにより上方へ付勢された第２節度子４４ｂが後述する節度部４０の第２節度カム部４２に当接する。

また、ボディ６０の内周面には、第１節度カム部４１がボディ６０から抜け出さないようにするための掛止部６８が設けられている。掛止部６８は、ボディ６０の内周面おいて、周方向に沿って伸び、かつその内周面から内方に突出している。この掛止部６８は、ボディ６０の内周面において周方向に部分的に設けられている。

（節度部）
次に、節度部４０について上記した図１〜６に加え、図７、８を参照して説明する。図７は、第１節度凹凸部４１ａ１の形状の一例を示す第１節度カム部４１の側面図である。図８は、第２節度凹凸部４２ａ１の形状の一例を示す第２節度カム部４２の側面図である。

節度部４０は、ダイアル１０の回転操作に節度感（クリック感）を付与する部材であり、２種類の節度部４０（第１節度部と第２節度部）を含む。なお、第１節度部および第２節度部それぞれは、中心軸が、ダイアル１０、シャフト２０、およびボディ６０の中心軸と同軸上となるように配置され、この中心軸を回転軸として回転する構成である。

図３、４に示すように、第１節度部は、第１節度カム部４１と、一対の第１節度子４４ａと、一対の第１節度ばね４３ａとにより構成されている。なお、第１節度子４４ａは、図３〜５に示すように球形状のボールであってもよいし、先端に曲面を有するピン形状であってもよい。第１節度カム部４１は、第１節度カム本体部４１ａおよび係合円環部４１ｂを備えてなる構成である。係合円環部４１ｂは、シャフト２０の下側筒部２２の断面形状と同様の寸法となる開口が形成された円環形状の部材である。開口の縁部の対向する位置に、下側筒部２２の外周面に形成された一対の節度カム係合突部２２ｄと係合するための一対の第１係合溝４１ｂ１が形成されている。

ダイアル１０を押下しない状態では、シャフト２０の節度カム係合突部２２ｄは、第１節度カム部４１の第１係合溝４１ｂ１と係合する。このため、ダイアル１０を押下しない状態でダイアル１０の回転操作を行うと、ダイアル１０の回転運動は、シャフト２０を介して第１節度カム部４１に伝えられる。係合円環部４１ｂの外周には、係合円環部４１ｂから下方に延伸した棒状部材であって先端部が略９０度外方に向かって屈曲している第１節度保持部４１ｃが設けられている。この第１節度保持部４１ｃが、ボディ６０の内周面に設けられた掛止部６８に当接することで第１節度カム部４１がボディ６０から抜け出すことを防ぐことができる構成となっている。

つまり、第１節度保持部４１ｃが、掛止部６８が設けられていない区間を通過するようにして第１節度カム部４１をボディ６０に組み合わせ、その後、第１節度保持部４１ｃが掛止部６８に当接する位置となるように、第１節度カム部４１を回転させる。このようにすることで、第１節度カム部４１が後述する第１節度ばね４３ａの付勢力により上方に向かって押圧されても第１節度保持部４１ｃが掛止部６８と当接するため、ボディ６０から抜け出さないように保持することができる。

また、係合円環部４１ｂの下方には、第１節度カム本体部４１ａが設けられている。第１節度カム本体部４１ａは、円筒形状をしており、その周面において図３、４、７に示すように下端から上方に向かって山型に切欠いた切欠き部分である、一対の第１節度凹凸部４１ａ１が形成されている。この第１節度凹凸部４１ａ１に第１節度ばね４３ａによって上方に向かって付勢されている第１節度子４４ａが当接する。

なお、本実施形態では第１節度凹凸部４１ａ１は第１節度カム本体部４１ａの周面に２つ形成される構成であるが、第１節度凹凸部４１ａ１の数は２つに限定されるものではない。また、第１節度凹凸部４１ａ１の形状は山型に切欠いた形状をしているが複数の凹部と凸部が形成された波形状に切欠いた形状であってもよい。

節度カム係合突部２２ｄが第１係合溝４１ｂ１と係合しているとき、ダイアル１０の回転に応じて第１節度カム部４１も回転することができる。そして第１節度カム部４１が回転することで、第１節度凹凸部４１ａ１は移動する。これにより、第１節度凹凸部４１ａ１の最上部（山型の切欠き形状における頂点）から第１節度凹凸部４１ａ１の傾斜部分へと第１節度子４４ａの当接位置が変化する。この第１節度子４４ａの当接位置の変化によりダイアル１０の回転に伴う節度感を変化させることができる。

なお、ユーザによりダイアル１０に対して及ぼされている回転方向への力を解除すると、第１節度ばね４３ａによる付勢力によって第１節度子４４ａが第１節度凹凸部４１ａ１の最上部に向かって移動するように構成されている。つまり、第１節度ばね４３ａの付勢力を利用して第１節度子４４ａが第１節度凹凸部４１ａ１の最上部となる位置、つまり初期位置に至るまで、第１節度カム部４１が回転する。このため、回転させているダイアル１０からユーザが手を離すとダイアル１０は初期位置に戻ることができる。

また、第１節度カム本体部４１ａの内周面には下方に突出するように延伸した棒状部材である第１リンク部４１ｄが設けられている。第１リンク部４１ｄの先端は第１スライダ７１に係合されており、第１節度カム部４１の回転を該第１スライダ７１に伝えることができる。

（第２節度部）
次に第２節度部の構成について説明する。図３、４に示すように、第２節度部は、第２節度カム部４２と、一対の第２節度子４４ｂと、一対の第２節度ばね４３ｂとにより構成されている。なお、第２節度子４４ｂは、図３〜５に示すように球形状のボールであってもよいし、先端に曲面を有するピン形状であってもよい。

第２節度カム部４２の第２節度カム本体部４２ａは、円筒形状をしており、その周面において図３、４、８に示すように下端から上方に向かって山型に切欠いた切欠き部分である、一対の第２節度凹凸部４２ａ１が形成されている。この第２節度凹凸部４２ａ１に第２節度ばね４３ｂによって上方に付勢されている第２節度子４４ｂが当接する。なお、本実施形態では第２節度凹凸部４２ａ１は第２節度カム本体部４２ａの周面に２つ形成される構成であるが形成される第２節度凹凸部４２ａ１の数は２つに限定されるものではない。また、第２節度凹凸部４２ａ１の形状は山型に切欠いた形状をしているが複数の凹部と凸部が形成された波形状に切欠いた形状であってもよい。

また、図７および図８に示すように、第２節度凹凸部４２ａ１の切欠き形状と第１節度凹凸部４１ａ１の切欠き形状とは異なっている。このように、第１節度凹凸部４１ａ１と第２節度凹凸部４２ａ１との形状を異ならせることにより、第１節度凹凸部４１ａ１が回転して得られる節度感と第２節度凹凸部４２ａ１が回転して得られる節度感とを異ならせることができる。

また、ダイアル１０が押下され下方に変位したき、ダイアル１０と連結されるシャフト２０も連動して下方に変位し、シャフト２０の節度カム係合突部２２ｄは、第２節度カム部４２の第２係合溝４２ｂ１とが係合する。このように、ダイアル１０が押下されると、節度カム係合突部２２ｄと第２係合溝４２ｂ１とを係合させることができるため、押下状態にあるダイアル１０を回転させると、このダイアル１０の回転に応じて第２節度カム部４２も回転することができる。そして第２節度カム部４２が回転することで、第２節度凹凸部４２ａ１は移動する。これにより、第２節度凹凸部４２ａ１の最上部（山型の切欠き形状における頂点）から第２節度凹凸部４２ａ１の傾斜部分へと第２節度子４４ｂの当接位置が変化する。この第２節度子４４ｂの当接位置の変化によりダイアル１０の回転に伴う節度感を変化させることができる。

なお、ユーザによりダイアル１０に対して及ぼされている回転方向への力を解除すると、第２節度ばね４３ｂによる付勢力によって第２節度子４４ｂが第２節度凹凸部４２ａ１の最上部に向かって移動するように構成されている。つまり、第２節度ばね４３ｂの付勢力を利用して第２節度子４４ｂが第２節度凹凸部４２ａ１の最上部となる位置、つまりダイアル１０が押下され節度カム係合突部２２ｄと第２係合溝４２ｂ１とを係合させたときの位置（以下、第２初期位置と称する）まで、第２節度カム部４２が回転する。そして、第２初期位置まで第２節度カム部４２が戻ると、シャフト用ばね２４の付勢力によりシャフト２０が上方に押し上げられることで節度カム係合突部２２ｄと第２係合溝４２ｂ１との係合が解除されシャフト２０は初期位置に戻る。このため、押下状態で回転させているダイアル１０からユーザが手を離すとダイアル１０は初期位置に戻ることができる。

また、第２節度カム本体部４２ａの内周面には下方に突出するように延伸した棒状部材である第２リンク部４２ｄが設けられている。第２リンク部４２ｄの先端は第２スライダ７２に係合されており、第２節度カム部４２の回転を該第２スライダ７２に伝えることができる。

なお、第２節度カム部４２は、第１節度カム部４１のようにボディ６０から抜け出すことを防ぐための第１節度保持部４１ｃを備えていない。これは、第２節度カム部４２は、その上方で第１節度カム部４１と当接するように配置されており、第１節度カム部４１によりボディ６０から第２節度カム部４２が抜け出すことを防ぐことができるからである。

（検出部）
次に、検出部７０について説明する。検出部７０は、回転操作によって回転したダイアル１０の回転角度を検出する装置であって、第１スライダ７１、第２スライダ７２、および基板７３を備える。

図３、４に示すように、第１スライダ７１は、第１摺動リング部７１ａおよび第１可動接点部７１ｂを備える。第１摺動リング部７１ａは、略円環形状のスライダ受部６４ｄの内周面に沿って配置され、中心軸線ＣＬを中心にして摺動回転する円筒形状の部材である。第１摺動リング部７１ａの外周面には、外方に突出した板形状の第１可動接点部７１ｂが設けられている。

第１可動接点部７１ｂには、第１リンク部４１ｄを嵌合させるための第１嵌合孔７１ｂ１が形成されており、先端には、第１接点７１ｂ２が備えられている。そして、第１スライダ７１は、第１接点７１ｂ２が基板７３表面の抵抗パターン（不図示）上に接した状態となるように配置されている。

このように構成された第１スライダ７１は、ダイアル１０が回転するとシャフト２０を介して第１節度カム部４１が回転し、この回転に応じて第１リンク部４１ｄと係合されている第１スライダ７１の先端（第１接点７１ｂ２）が中心軸線ＣＬの周りを回転する。これにより、第１スライダ７１の第１接点７１ｂ２が基板７３表面の抵抗パターン上を摺動し、抵抗値が変化する。基板７３は、この抵抗値の変化により第１スライダ７１の回転移動、つまりダイアル１０の回転移動に応じた出力信号を得ることができる。得られた出力信号は、例えば、音響機器において各種制御する制御装置（不図示）に出力される。そして、制御装置からの制御指示によりスピーカーから出力されるボリュームの大小を制御する。

図３、４に示すように、第２スライダ７２は、第２摺動リング部７２ａおよび第２可動接点部７２ｂを備える。第２摺動リング部７２ａは、スライダ受部６４ｄの外周面に沿って配置され、中心軸線ＣＬを中心にして摺動回転する円筒形状の部材である。第２摺動リング部７２ａの外周面には、外方に突出した板形状の第２可動接点部７２ｂが設けられている。

第２可動接点部７２ｂには、第２リンク部４２ｄを嵌合させるための第２嵌合孔７２ｂ１が形成されており、先端には、第２接点７２ｂ２が備えられている。そして、第２スライダ７２は、第２接点７２ｂ２が基板７３表面の抵抗パターン（不図示）上に接した状態となるように配置されている。なお、第２スライダ７２は、第１スライダ７１と同様の構成となるため詳細な説明は省略する。

［回転入力装置における操作入力の切り替え動作］
次に、回転入力装置１００における操作入力の切り替え動作について、上記した図６に加えて図９を参照して説明する。図９は、押下状態にある図２に示す回転入力装置１００のＺ軸−Ｙ軸平面で切り出した断面図である。なお、本実施の形態に係る回転入力装置１００では、ダイアル１０、シャフト２０、第１節度カム部４１、第２節度カム部４２、およびボディ６０それぞれの中心軸が回転入力装置１００の中心軸線ＣＬ上となるように配置されている。

ダイアル１０が押下されていない状態（ダイアル１０が上方位置にあるとき）では、回転入力装置１００は、図６に示すように、シャフト２０の節度カム係合突部２２ｄが、第１節度カム部４１の第１係合溝４１ｂ１と係合した状態となっている。このためダイアル１０を、中心軸線ＣＬを中心にして回転させると、ダイアル１０に連結されたシャフト２０もこの中心軸線ＣＬを中心にして回転する。シャフト２０が回転するとこのシャフト２０と係合している第１節度カム部４１が、シャフト２０の回転に連動して回転する。

このようにして第１節度カム部４１が回転すると、第１節度カム本体部４１ａの周面に設けられている第１節度凹凸部４１ａ１が移動する。これら第１節度凹凸部４１ａ１の移動に伴い、該第１節度凹凸部４１ａ１における第１節度子４４ａの当接位置が変化する。これにより、ダイアル１０の回転に応じて節度感を変化させることができる。

また、第１節度カム部４１と第１スライダ７１とは第１リンク部４１ｄを介して係合されている。このため、第１節度カム部４１が回転すると、第１節度カム本体部４１ａの内周面に形成された第１リンク部４１ｄも回転する。そして、第１リンク部４１ｄの回転に応じて第１スライダ７１の第１可動接点部７１ｂも中心軸線ＣＬの周りを回転する。これにより、第１スライダ７１の第１接点７１ｂ２が基板７３表面の抵抗パターン上を摺動し、基板７３においてダイアル１０の回転移動に応じた出力信号を得ることができる。

一方、ダイアル１０がユーザにより押下されると、図９に示すように、シャフト２０が下方に変位し、シャフト２０の節度カム係合突部２２ｄが、第２節度カム部４２の第２係合溝４２ｂ１と係合する。

ここで押下状態にあるダイアル１０を、中心軸線ＣＬを中心にして回転させると、ダイアル１０に連結されたシャフト２０もこの中心軸線ＣＬを中心にして回転する。シャフト２０が回転するとこのシャフト２０と係合している第２節度カム部４２が、シャフト２０の回転に連動して回転する。

このようにして第２節度カム部４２が回転すると、第２節度カム本体部４２ａの周面に設けられている第２節度凹凸部４２ａ１が移動する。これら第２節度凹凸部４２ａ１の移動に伴い、該第２節度凹凸部４２ａ１における第２節度子４４ｂの当接位置が変化する。これにより、ダイアル１０の回転に応じて節度感を変化させることができる。また、第１節度凹凸部４１ａ１と第２節度凹凸部４２ａ１とでは、切欠き形状が異なるため、ダイアル１０をそのまま回転させたときと、押下状態でダイアル１０を回転させたときで異なる節度感を与えることができる。

また、第２節度カム部４２と第２スライダ７２とは、第２リンク部４２ｄを介して係合されている。そこで、第２節度カム部４２が回転すると、第２節度カム本体部４２ａの内周面に形成された第２リンク部４２ｄも中心軸線ＣＬの周りを回転する。そして、第２リンク部４２ｄの回転に応じて第２スライダ７２の第２可動接点部７２ｂも中心軸線ＣＬの周りを回転する。これにより、第２スライダ７２の第２接点７２ｂ２が基板７３表面の抵抗パターン上を摺動し、基板７３において押下状態にあるダイアル１０の回転移動に応じた出力信号を得ることができる。

ところで、本実施の形態に係る回転入力装置１００では、ダイアル１０を押下できる位置が決められている。また、ダイアル１０を回転させることができる範囲が制限されている。そこで、以下において、ダイアル１０の移動範囲を制限する構成について図１０、１１を参照して説明する。図１０は、図３および図４に示すシャフト２０の下面側の構成の一例を示す斜視図である。図１１は、ボディ６０に形成されたガイド溝６５における内側突起２２ｂの移動範囲を模式的に示す図である。

図１０に示すように、シャフト２０では、下側筒部２２の内周面において、内方に向かって突出した内側突起２２ｂが設けられている。ここで、シャフト２０をボディ６０に組み付ける際、シャフト２０の下側筒部２２の内周側に、ボディ６０の軸部材６４を収容するように配置される。このとき、内側突起２２ｂをボディ６０の軸部材６４の外周面に形成されたガイド溝６５内に嵌めこむようにしてシャフト２０をボディ６０に組み付ける。

ガイド溝６５は、図１１に示すようにＨを横にした形状に設けられており、内側突起２２ｂは、Ｙ軸方向に延伸した２段の溝６５ａ、６５ｂの範囲でＹ軸方向への移動が可能となっている。つまり、シャフト２０は、内側突起２２ｂが移動可能な溝６５ａ、６５ｂの範囲で回転移動できる。

また、内側突起２２ｂは、この２段の溝６５ａ、６５ｂの略中央部分においてＺ軸方向に延伸した溝６５ｃの範囲で上下方向（Ｚ方向）への移動が可能となっている。つまり、シャフト２０は、内側突起２２ｂが溝６５ｃ上にあるときのみ、下方に移動することができる。

本実施の形態に係る回転入力装置１００では、このようにして、シャフト２０の回転移動可能な範囲、ならびに下方へ変位可能な位置および下方への変位可能な範囲を制限することができる。このため、シャフト２０に連結されているダイアル１０の回転移動可能な範囲、ならびに下方へ変位可能な位置および下方への変位可能な範囲を制限することができる。

本実施形態では、回転入力装置１００として、例えば、図１に示すように音響機器のボリューム調整と、放送局のシークとを切り替えて行うことができる入力装置を例に挙げて説明した。しかしながら回転入力装置１００を図１２に示すようなシフト装置として適用してもよい。図１２は、図２に示す回転入力装置１００の適用例を示す模式図である。

つまり、回転入力装置１００をシフト装置として適用させる場合、例えば、図１２に示すように、ダイアル１０を右に回転させるとＭ（マニュアル）モードでシフトアップしていき、左に回転させるとシフトダウンする。一方、ダイアル１０を押下し、回転させるとＮ（ニュートラル）、Ｒ（リバース）、Ｄ（ドライブ）等を切り替え可能とする構成としてもよい。

また、回転入力装置１００は、例えば、エアコン等の電気製品の入力装置として適用することもでる。例えば、エアコンの入力装置と適用する場合、ダイアル１０を回転させるとエアコンの温度設定を変更可能とし、ダイアル１０を押下して回転させるとエアコンから吹き出す送風量を変更可能とする構成としてもよい。

なお、本実施の形態に係る回転入力装置１００では、シャフト２０に対して下から上方に向かって付勢力を与える弾性体部材としてシャフト用ばね２４を設ける構成であった。しかしながら、この弾性体部材としてラバーを用いる構成であってもよい。あるいは、ラバー接点（ゴム接点）を用いて、シャフト２０に対する押下を検知し、該検知により得られた出力を制御装置に入力する構成であってもよい。

また、ダイアル１０内に、ラバー接点を備えたプッシュボタンスイッチを設け、該プッシュボタンスイッチを押下することで音響機器の音声がミュートされる構成であってもよい。

また、本実施の形態に係る回転入力装置１００では、ユーザによりダイアル１０に対して及ぼされている回転方向への操作力を解除すると、ダイアル１０は初期位置に自動的に戻る構成であった。また、ダイアル１０を押下できる位置は、ガイド溝６５の形状により制限されていた。

しかしながら、この構成に限定されるものではなく、以下のように構成されていてもよい。すなわち、押下されない状態ではダイアル１０を、例えば、初期位置から２０度ピッチで節度感（クリック感）が得られるように構成し、押下された状態ではダイアル１０を例えば初期位置から４０度ピッチで節度感（クリック感）が得られるように構成する。そしてし、４０度に一度、押下することができる構成とする。この構成では、ダイアル１０を初期位置から４０度まで回転させるとダイアル１０を押下することができる。

また、本実施の形態に係る回転入力装置１００では、第１スライダ７１の第１接点７１ｂ２および第２スライダ７２の第２接点７２ｂ２が基板７３の表面上を摺動することでダイアル１０の回転量を検知する構成であった。しかしながら、第１スライダ７１および第２スライダ７２を備えず、第１節度カム部４１の第１リンク部４１ｄの端部に第１接点７１ｂ２を設け、第２節度カム部４２の第２リンク部４２ｄの端部に第２接点７２ｂ２を設けた構成としてもよい。このように構成する場合、第１スライダ７１および第２スライダ７２は不要となり、回転入力装置１００を構成する部品点数をさらに低減させることができる。

また、ダイアル１０の回転量の検知は、上記した第１接点７１ｂ２および第２接点７２ｂ２と基板７３とによる機械的な検知に限定されるものではない。例えば、磁気検出による検知、または光検出に基づき検知される構成であってもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の回転入力装置は、異なる操作入力を切り替えて行う入力装置等として有用である。

１０ ダイアル
２０ シャフト
２２ｂ 内側突起
２２ｄ 節度カム係合突部
２４ シャフト用ばね（シャフト用弾性部材）
４０ 節度部（第１節度部、第２節度部）
４１ 第１節度カム部
４１ａ 第１節度カム本体部
４１ａ１ 第１節度凹凸部
４１ｂ 係合円環部
４１ｂ１ 第１係合溝
４２ 第２節度カム部
４２ａ 第２節度カム本体部
４２ａ１ 第２節度凹凸部
４２ｂ１ 第２係合溝
４３ａ 第１節度ばね
４３ｂ 第２節度ばね
４４ａ 第１節度子
４４ｂ 第２節度子
６４ 軸部材
６５ ガイド溝
６７ａ 第１節度ばね収容部
６７ｂ 第２節度ばね収容部
７０ 検出部
７３ 基板
９０ 筐体部
１００ 回転入力装置
ＣＬ 中心軸線

Claims (5)

1. 回転操作により所定の軸線を中心にして回転するとともに、押下操作により前記軸線に沿って上方位置から下方位置へ変位するダイアルと、
   前記ダイアルに連結又は一体に形成され、該ダイアルに付与された操作力を伝達するシャフトと、
   前記ダイアルが前記上方位置にあるときに前記シャフトと係合して回転する第１節度カム部を含み、前記ダイアルの回転に応じて回転することで該ダイアルに対する前記回転操作に節度感を与える第１節度部と、
   前記ダイアルが前記下方位置にあるときに前記シャフトと係合して回転する第２節度カム部を含み、前記下方位置にある前記ダイアルの回転に応じて回転することで該ダイアルに対する前記回転操作に節度感を与える第２節度部と、
   前記第１節度部の回転および前記第２節度部の回転を検知し、該検知の結果に応じた信号を出力する検知部と、を備え、
   前記ダイアルが前記上方位置にあるときには、前記第２節度カム部は前記シャフトと係合せず回転せずに、前記第１節度カム部は前記シャフトと係合して回転し、
   前記ダイアルが前記下方位置にあるときには、前記第１節度カム部は前記シャフトと係合せず回転せずに、前記第２節度カム部は前記シャフトと係合して回転する、
   回転入力装置。
2. 前記シャフト、前記第１節度部、前記第２節度部、および前記検知部を収容する筐体部を備え、
   前記筐体部は、前記シャフトの移動範囲を制限するガイド溝が外周面に形成された、前記軸線に沿って延伸した円筒形状の軸部材を有し、
   前記シャフトは、円筒形状をしており、その内周側に前記軸部材を収容するように配置され、内周面には前記ガイド溝と係合するための内側突起を有し、外周面には前記第１節度部および前記第２節度部に係合する節度カム係合突部を有する請求項１に記載の回転入力装置。
3. 前記第１節度カム部は、周面において下方から上方に向かって山型に切り出された第１凹凸部を有する円筒形状であり、
   前記第１節度部は、
   前記第１凹凸部と当接する第１節度子と、
   前記第１節度子を上方に向かって付勢する第１節度ばねと、を有し、
   前記第２節度カム部は、周面において下方から上方に向かって、前記第１凹凸部とは異なる形状の山型に切り出された第２凹凸部を有する円筒形状であり、
   前記第２節度部は、
   前記第２凹凸部と当接する第２節度子と、
   前記第２節度子を上方に向かって付勢する第２節度ばねと、を有し、
   前記第１節度カム部および第２節度カム部は、前記シャフトと係合して回転する請求項１または２に記載の回転入力装置。
4. 前記ダイアルに対して操作力が付与されていないとき、前記シャフトと係合する前記第１節度カム部は、前記第１節度子が第１節度凹凸部の最上部と当接する位置にあり、
   前記ダイアルが回転操作された後、該ダイアルに対する操作力が解除されると、前記第１節度ばねによる付勢力によって、前記第１節度カム部は前記第１節度子が前記第１節度凹凸部の最上部と当接する位置まで戻る請求項３に記載の回転入力装置。
5. 前記シャフトを上方に向かって付勢するシャフト用弾性部材を備え、
   前記ダイアルが前記シャフト用弾性部材の付勢力に抗して押下されて前記下方位置にある前記シャフトと係合する前記第２節度カム部は、前記第２節度子が第２節度凹凸部の最上部に当接する位置にあり、
   前記ダイアルが前記下方位置にある状態で回転操作された後、該ダイアルに対する操作力が解除されると、前記第２節度ばねによる付勢力によって、前記第２節度カム部は前記第２節度子が前記第２節度凹凸部の最上部と当接する位置まで戻り、更に、前記シャフト用弾性部材の付勢力によって、前記シャフトが上方に付勢されて該第２節度カム部から離脱し、前記ダイアルは前記上方位置へ戻る請求項４に記載の回転入力装置。

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