JPH09232110A - クリック機構付き電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のクリック機構付き電子部品は、クリッ
ク感と回転トルク出しとを１つのバネ部を持つバネ部材
で兼用しておこなっていた。そのために、回転トルクを
大きくするとクリック感を感じるピークの回転トルクも
大きくなって、操作軸を回し難くなるという問題があっ
た。また、回転寿命特性も悪くなっていた。 【解決手段】 クリック感発生用のバネ部７ａと、回転
トルク発生用のバネ部７ｂの２つのバネ部をバネ部材７
を一体化して設けて、それぞれ用途を限定した。そのた
めにバネ部７ｂの角度ｂを大きくして回転トルクを大き
くしても、クリック感は変化しないので操作性やフィー
リングもよく、また、回転寿命特性もよくなった。ま
た、必要に応じてバネ部７ａの角度ａを変化させてクリ
ック感を変化させても、回転トルクは変化しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転式のスイッチ
や可変抵抗器および磁気エンコーダ等のクリック機構付
き電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクリック機構付き電子部品とし
て、例えば磁気エンコーダを例に図９〜図１３を使って
説明すると、図９は従来の磁気エンコーダの概略図であ
って、筐体１が２つの側板１ｅ、１ｇによって円筒状に
形成され、後側板１ａで蓋閉されている。そして、側板
１ｇの内側の壁には平坦面１ｂと凸部１ｃが形成されて
いる。また、凸部１ｃは、図１２・１３で示すように、
前記平坦面１ｂに隣接して、略半円状の凸部１ｃが操作
軸２を中心として放射状に形成されている。また、それ
ぞれの凸部１ｃ・１ｃの間には底面が平坦面１ｂと同一
平面で形成された谷部１ｄが形成されている。

【０００３】また、筐体１には、金属材料で形成された
操作軸２が回転可能に軸受１ｆに軸支され、前記筐体１
の中空内部には、前記操作軸２と接着剤等によって一体
化された円盤状の磁性体からなる回転体３と、この回転
体３の外周面と所定ギャップを保って対向するホールＩ
Ｃ４が、筐体１の側板１ｅに接着剤等により取り付けら
れている。そして、前記操作軸２の回転によって、前記
ホールＩＣ４から出力されるパルス信号に連動して、操
作軸２にクリック感と回転トルクを生じさせるためのバ
ネ部材５が、前記回転体３に取り付けられている。

【０００４】前記バネ部材５は弾力性があって追従性の
よい材料、例えばリン青銅等の材料からなり、略平板状
で外形が略円形に形成されている。このバネ部材５は、
図１０に示すように、外側がバネ部５ａで形成され、内
側はスリット５ｅを挟んで、前記回転体３に載置して取
り付けるための取付部５ｂと、この取付部５ｂの中央に
は操作軸２が貫通する貫通穴５ｆが設けられている。ま
た、この取付部５ｂには、回転体３に設けられた突起３
ａに嵌合する、位置決め穴５ｃが設けられている。ま
た、バネ部５ａの中央には操作軸２にクリック感と回転
トルクを生じさせるために、図１２に示すような略半円
形状の突出部５ｄが形成され、前記取付部５ｂから角度
ｃで斜め上方に折り曲げ加工されている。また、操作軸
２の後端２ａは筐体１の後側板１ａに設けられた凹部６
にガイドされて、操作軸２は筐体１に回転可能に軸支さ
れている。

【０００５】このような構成の磁気エンコーダにおい
て、操作軸２にクリック感と回転トルクを生じさせる構
造は、図１２に示すように、筐体１の内部に形成されて
た凸部１ｃと谷部１ｄに、バネ部材５の突出部５ｄがバ
ネ部５ａの弾性力によって圧接されて、回転体３に取り
付けられている。そして、操作軸２が指等の外部の力で
回転されると、その回転に連動して回転体３に取り付け
られたバネ部材５も回転する。そして、操作軸２に回転
力を加えていくと、凸部１ｃ・１ｃに挟まれた谷部１ｄ
に係合していた突出部５ｄが、凸部１ｃの頂上に乗り上
げる。この突出部５ｄが凸部１ｃの頂上に乗り上げる直
前で、板バネ５の弾性力の作用により操作軸２の回転ト
ルクが一時的に大きくなり、このとき操作軸２の回転ト
ルクはピークになる。そして、更に操作軸２を回転させ
ると、バネ部５ａの突出部５ｄは凸部１ｃの頂上から滑
って、上記した谷部１ｄから隣の谷部１ｄに移動して係
止される。この突出部５ｄが凸部１ｃから谷部１ｄに滑
って移動するときの、操作軸２の回転トルクは、前記ピ
ークの回転トルクから急激に小さくなりボトムの値にな
る。このときのボトムのトルク値からピークのトルク値
へ変化し、またボトムのトルク値に戻るトルクの変化を
クリック感と称している。そして、この操作軸２を回転
させた時に、フィーリングのよいクリック感が求められ
ている。

【０００６】また、操作軸２には、前記したようなクリ
ック感だけではなく、回転トルクを所定値以上に大きく
設定しなければならない。なぜならば、操作軸２の回転
トルクが所定値以下だと、操作軸２に指等が触っただけ
で操作軸２が微少回転してしまって、調整がしにくくま
たトルク感事態をほとんど感じなくなるので前記回転体
から発生するパルス信号とクリック感が連動しなくな
る。よって、操作軸２には、前述したフィーリングがよ
いクリック感だけでなく、所定以上で、且つ、適度の大
きさの回転トルクが所望される。なぜならば、前記操作
軸２に取り付けられるツマミ（図示せず）は、操作軸に
比べて外径が大きく、且つ、該ツマミノの外径の違い等
によって、指に感じる回転トルクのフィーリングが異な
るので、操作軸２の回転トルクはモーメントの関係上所
定値以上で、且つ、ある範囲で調整する必要があった。

【０００７】そのために、従来の磁気エンコーダは、バ
ネ部材５のバネ部５ａのバネ圧を変化させて、前記操作
軸２の回転トルクが所定以上になるように設定してい
た。このバネ部材５のバネ圧を変化させる方法は、図１
１に示すように、バネ部５ａと取付部５ｂの角度ｃを変
化させて操作軸２の回転トルクを調整していた。しか
し、回転トルクは前記バネ部材５の角度ｃを変えること
で調整できるが、前記バネ部材５のバネ部５ａは、回転
トルクを生じさせると共にクリック感も生じさせている
ので、前記バネ部５ａの角度ｃを大きくすると、回転ト
ルクだけでなく同時にクリック感のピークのトルクも大
きくなり、クリック感のフィーリングが悪くなってい
た。また、前記回転トルクを大きく設定した状態で、前
記操作軸２を回転させると、バネ部材５の突出部５ｄ
が、筐体１の凸部１ｃと谷部１ｄに強い力で圧接して回
転摺動するので、繰り返して回転させていると、筐体１
の凸部１ｃが磨耗して削れたり、または、バネ部材５の
突出部５ｄが磨耗して削れたり、または、凸部１ｃと突
出部５ｄの両方ともが磨耗して、クリック感が失われて
しまう問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のクリック機構付
き電子部品によれば、操作軸２の回転トルクを所定以上
の値を確保するために、前記バネ部材５のバネ部５ａの
曲げ角度ｃを大きくして、操作軸２に所望の回転トルク
を出していた。しかしクリック感と回転トルク出しとを
バネ部５ａの突出部５ｄで兼用していたので、前記バネ
部５ａによって回転トルクを大きくするために、角度ｃ
を大きくすると、バネ部材５の突出部５ｄは、常に大き
なバネ圧を掛けて、筐体１の凸部１ｃと凹部１ｄに圧接
して回転摺動していた。そのために操作軸２の回転が１
０万回転程度で凸部１ｃ、または、板バネ５の突出部５
ｄが磨耗して削れて、磁気エンコーダが破壊してしまう
問題があった。そのために本発明のクリック機構付き電
子部品によれば、電子部品の操作軸の回転が１００万回
転以上でも、クリック感を出すための筐体の凸部、また
は、バネ部材５の突出部５ｄが削られることなく、且
つ、クリック感も良好な電子部品を提供することを目的
にしている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第一の手段として、本発明のクリック機構付き電子部
品は、筐体と、該筐体に回転自在に軸支した操作軸と、
前記操作軸の回転によって筐体との間でクリック感と回
転トルクを生じさせる２つのバネ部を設け、前記２つの
バネ部を連結部で一体にしたバネ部材を備え、前記クリ
ック感を生じさせるバネ部と、回転トルクを生じさせる
バネ部とを、前記操作軸の回転中心から異なる距離に設
けた構成とした。また、前記課題を解決する第２の手段
として、複数の凹凸面と平坦面とを筐体、あるいは、操
作軸側に備え、前記バネ部材を操作軸側の回転体、ある
いは、筐体に備えて、クリック感を生じさせるバネ部を
前記凹凸面に接し、回転トルクを生じさせるバネ部を前
記平坦面に接した構成とした。また、前記課題を解決す
る第３の手段として、前記クリック感を生じさせるバネ
部と、回転トルクを生じさせるバネ部を、回転中心の左
右両側に対称、あるいは、回転中心の片側に設け、前記
２つのバネ部を、同一平面の外側と内側に形成し、外側
のバネ部でクリック感を生じさせ、内側のバネ部で回転
トルクを生じさせるように構成した。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のクリック機構付き
電子部品として、例えば磁気エンコーダを１発明の実施
の形態として、図面を参照して実施の形態について説明
する。また、従来と同一の部材は同一の符号で示す。ま
ず、本発明の実施例を図１ないし図８を参照して説明す
る。図１は本発明の磁気エンコーダ装置を説明するため
の概略図であって、内部が中空の筐体１が２つの側板１
ｅ、１ｇによって円筒状に形成され、後側板１ａで蓋閉
されている。そして、前記側板１ｇの内面の平坦面１ｂ
の外周側には、外形が略半円形状の凸部１ｃが、筐体１
の中心方向に向かって放射状に形成されている。また、
複数の凸部１ｃ・１ｃの間には底面が平坦面１ｂと同一
平面の谷部１ｄが形成されている。

【００１１】また、前記筐体１には、操作軸２が回転自
在に軸受１ｆに軸支されている。そして、筐体１の中空
内部には、前記操作軸２に圧入、または、接着剤等によ
り一体化された円盤状の磁性体からなる回転体３と、こ
の回転体３の外周面と所定のギャップを保って対向する
ホールＩＣ４が、筐体１の側板１ｃの内壁の所定の位置
に取り付けられている。そして、前記操作軸２を指など
の力による回転によって、前記ホールＩＣ４から出力さ
れるパルス信号と連動して、操作軸２にクリック感と回
転トルクを発生させるための、バネ部材７が２つのバネ
部７ａ、７ｂを一体化させて前記回転体３に取り付けら
れている。

【００１２】そして、前記バネ部材７は、弾力性があっ
て追従性のよい材料、例えばリン青銅等の材料からな
り、略平板状で外形が円形に形成されている。そして、
このバネ部材７は、図３・図４に示すように、外径が異
なる外側のバネ部７ａと、内側のバネ部７ｂがスリット
７ｃを挟んで形成されている。そして、この２つのバネ
部７ａ、７ｂは、ほぼ中心線上の相対する場所に２つの
連結部７ｄ、７ｄを設けて連結されて一体化され、且
つ、左右対称に一対に形成されている。そして、バネ部
７ａの中央には、突出部７ｅが略半円形状に突き出され
て形成され、図４に示すように、前記連結部７ｄから角
度ａで斜め上方に折り曲げられている。

【００１３】また、連結部７ｄを中心として左右対称の
バネ部７ｂの中央には突出部７ｆが鍋底形状で形成さ
れ、前記連結部７ｄから角度ｂで斜め上方に折り曲げら
れている。また、前記２つの連結部７ｄには位置決め穴
７ｈが設けられている。また、バネ部材７の外観形状は
円形に限定するものでなく他の実施例として、図６に示
すような、連結部７ｄの片方に半円状のバネ部７ａ、７
ｂを設けても同様の目的を達成することができる。ま
た、図７に示すような三角形状や、図８に示す四角形状
のバネ部材７でも同様の目的を達成することができる。

【００１４】このように構成されたバネ部材７を回転体
３に取り付けるには、回転体３に設けられた突起３ａ
に、バネ部材７の位置決め穴７ｈを圧入嵌合、または、
前記突起３ａの先端をつぶして取り付けている。そし
て、回転体３に取り付けられたバネ部材７のバネ部７
ａ、７ｂは、それぞれの弾性力により、上下方向に独立
して別々に動くようになっている。また、筐体１の軸受
１ｆに嵌合して軸支されている前記操作軸２は、バネ部
材７の２つのバネ部材７ａ、７ｂの弾性力により、常に
筐体１の凹部６側に押しつけられている。そして、操作
軸２の後端２ａが、筐体１の後側板１ａに設けられた凹
部６にガイドされ、操作軸２は筐体１に回転可能に軸支
されている。なお、後側板１ａは、円筒状の側板１ｅに
超音波溶接または接着剤等によって固着されて筐体１を
形成し、取り付け板１ｈによって装置側のシャーシ等に
取り付けられて固定されている。

【００１５】このような構成の磁気エンコーダにおい
て、操作軸２にクリック感と回転トルクを生じさせる構
造を説明すると、図１において、筐体１の側板１ｇの内
側の平坦面１ｂと凸部１ｃには、操作軸２と一体の回転
体３に取り付けられたバネ部材７の、２つの突出部７
ｅ、７ｆが、前記バネ部７ａ、７ｂの弾性力によって圧
接されている。このとき、外側のバネ部７ａに設けられ
た突出部７ｅは筐体１の凸部１ｃと谷部１ｄに接し、ま
た、内側のバネ部７ｂに設けられた突出部７ｆは筐体１
の平坦部１ｂに接している。このような状態を図５の要
部断面図により説明すると、操作軸２が回転しないとき
の突出部７ｅは、筐体１の内面の凸部１ｃ・１ｃに挟ま
れた谷部１ｄに係合している。そして、操作軸２を回転
させるために、操作軸２に回転力を加えていくと、外側
のバネ部７ａの突出部７ｅは、筐体１の凸部１ｃの頂上
に乗り上げる。この突出部７ｅが、凸部１ｃの頂上に乗
り上げる直前で、操作軸２の回転トルクが大きくなり操
作軸２のトルクはピークになる。そして、更に操作軸２
を回転させると、突出部７ｅは、凸部１ｃの頂上から滑
って、前記した谷部１ｄから隣の谷部１ｄに移動して嵌
合される。この突出部７ｅが凸部の頂上から凹部１ｄに
滑って移動するときのトルクは、前記ピークのトルクか
ら急激に小さくなりボトムの値になる。このようにボト
ムのトルク値からピークのトルク値へ変化し、またボト
ムのトルク値に戻る変化量をクリック感と称している。
そして、本発明のバネ部７ａに設けた突出部７ｅは、操
作軸２にクリック感を出すために使われる。

【００１６】また、前記クリック感を出すときに、前記
ボトムのトルクを所定以上に設定していないと、操作軸
２に指が触っただけで操作軸２が微少に回転してしまっ
て、調整し難く、また、回転トルク自体をほとんど感じ
なくなるので、前記回転体から発生するパルス信号と、
操作軸２のクリック感が連動しなくなる。そのために本
発明は、操作軸２の回転トルクを所定の値以上にするた
めに、クリック感を出すバネ部７ａとは別に、回転トル
ク出しのバネ部７ｂを設けて、前記操作軸２に所望の回
転トルクが出るようにうなっている。また、回転トルク
を出すバネ部７ｂの突出部７ｆは、筐体１の内部の平坦
部１ｂに、バネ部７ｂの弾性力により圧接されているの
で、操作軸２を回転させても、突出部７ｆは、平面で形
成された平坦面１ｂ上を摺動するので、操作軸２の回転
トルクはバラツキのない、常に一定の回転トルクを得る
ことができる。また、操作軸２の回転トルクをより大き
くしたい場合は、図４で示すバネ部材７ｂの角度ｂを大
きくすれば回転トルクを大きくすることができる。ま
た、逆に回転トルクを小さくしたい場合は、角度ｂを小
さくすればよい。このように、クリック感と回転トルク
を出すバネ部７ａ・７ｂが、それぞれ独立して別々に筐
体１に作用するので、回転トルクを変化させても、クリ
ック感のフィーリングは変化せず常に一定のクリック感
を得ることができる。また、必要に応じて、バネ部７ａ
の角度ａを変化させてクリック感を変化させて、適宜所
望のクリック感得ることができる。また、本発明の他の
実施例として図２に示すように、筐体１にバネ部材７を
取り付け、回転体３に前記バネ部材７が摺動する被摺動
部材８を設けて、この被摺動部材８に凸部８ａと、平坦
面８ｂを設けた構成でもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリック
機構付き電子部品によれば、バネ部材にクリック感を生
じさせるバネ部と、回転トルクを生じさせるバネ部と
を、連結部で一体にして、操作軸の回転中心から異なる
距離に設けた構成なので、クリック感と回転トルクを別
々に変化させることができるので、操作軸に感じるクリ
ック感と回転トルクを常に最適のフィーリングを得るよ
うにすることができる。従って、回転トルクを重くする
必要があった場合でも、クリック感を生じさせるバネの
バネ圧力を大きくする必要がないので、クリック感を生
じさせるための凹凸部が回転摺動に伴い削られて、クリ
ック感が失われることはない。また、操作軸のクリック
感を出すバネ部材は筐体の凸部と谷部に接し、回転トル
クを出すバネ部材は筐体の平坦部と接するようにしたの
で、操作軸の回転トルクを重く設定して、操作軸を繰り
返し回転させてもクリック部が破壊することがない。そ
のために、電子部品の回転寿命特性が向上して、回転寿
命試験で１００万回転以上回転させてもクリック感が失
われることがない。また、クリック感を生じさせるバネ
部と回転トルクを生じさせるバネ部を回転中心から異な
る距離に設けたので回転トルクを生じさせるバネ部によ
ってクリック用の凹凸面が削れることがない。また、２
つのバネ部材を外側と内側に設け、外側のバネ部材をク
リック感を出すために使い、内側のバネ部材を回転トル
クを出すために使うので、クリック感を出すためのバネ
部材は、回転トルクを出すバネ部材よりも、回転中心か
らの距離が遠くなるので、突出部に加わる弾性力を弱め
ることができる。そのために回転寿命特性が更に向上す
る。また、回転中心から遠い外周側でクリック感を出す
ことにより、クリック感を出す部分の円周距離を稼げる
ので凹凸の数を増やせるので、多点クリックが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気エンコーダの要部断面図。

【図２】本発明の他の実施例を示す磁気エンコーダの要
部断面図。

【図３】本発明の磁気エンコーダのバネ部材の平面図。

【図４】本発明の磁気エンコーダのバネ部材の側面図。

【図５】本発明の磁気エンコーダの要部断面図。

【図６】本発明の磁気エンコーダのバネ部材の他の実施
例を示す平面図。

【図７】本発明の磁気エンコーダのバネ部材の他の実施
例を示す平面図。

【図８】本発明の磁気エンコーダのバネ部材の他の実施
例を示す平面図。

【図９】従来の磁気エンコーダの要部断面図。

【図１０】従来の磁気エンコーダのバネ部材の平面図。

【図１１】従来の磁気エンコーダの板バネの側面図。

【図１２】従来の磁気エンコーダのクリック感を説明す
るための概略図。

【図１３】筐体内部を説明するための要部断面図。

【符号の説明】

１ 筐体 １ａ 後側板 １ｂ 平坦部 １ｃ 凸部 １ｄ 谷部 １ｅ 側板 １ｆ 軸受 １ｇ 側板 ２ 操作軸 ２ａ 操作軸先端 ３ 回転体 ４ ホール素子 ５ 従来のバネ部材 ５ａ バネ部 ５ｄ 突出部 ６ 凹部 ７ バネ部材 ７ａ バネ部 ７ｂ バネ部 ７ｅ 突出部 ７ｆ 突出部 ８ 被摺動部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体と、該筐体に回転自在に軸支した操
   作軸と、前記操作軸の回転によって筐体との間でクリッ
   ク感と回転トルクをそれぞれ生じさせる２つのバネ部を
   設け、前記２つのバネ部を連結部で一体にしたバネ部材
   を備え、前記クリック感を生じさせるバネ部と、回転ト
   ルクを生じさせるバネ部とを、前記操作軸の回転中心か
   ら異なる距離に設けたことを特徴とするクリック機構付
   き電子部品。
2. 【請求項２】 複数の凹凸面と平坦面とを筐体、あるい
   は、操作軸側に備え、前記バネ部材を操作軸側の回転
   体、あるいは、筐体に備えて、クリック感を生じさせる
   バネ部を前記凹凸面に接し、回転トルクを生じさせるバ
   ネ部を前記平坦面に接したことを特徴とする請求項１記
   載のクリック機構付き電子部品。
3. 【請求項３】 前記バネ部材の、クリック感を生じさせ
   るバネ部と、回転トルクを生じさせるバネ部を、回転中
   心の左右両側に対称、あるいは、回転中心の片側に設
   け、前記２つのバネ部を、外側と内側に形成し、外側の
   バネ部でクリック感を生じさせ、内側のバネ部で回転ト
   ルクを生じさせるようにしたことを特徴とする請求項１
   あるいは請求項２記載のクリック機構付き電子部品。