JPH10326143A - スイッチ付き回転検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転検出とスイッチ操作を行うスイッチ付き
回転検出器を、配線接続を行うことなく簡単容易に同一
基板に装着できるようにする。 【解決手段】 基板１に取り付けられる本体ケース２
と、基板１と直交する方向に変位可能に本体ケース２に
装着されるロータリエンコーダ３と、基板２と直交する
方向へのロータリエンコーダ３の変位によって操作され
るスイッチ４とを備え、ロータリエンコーダ３には、基
板面と平行な軸心Ｐ周りに回転可能な回転操作軸６、接
触子１１、および、スイッチ４に作用する操作部２０を
備え、かつ、本体ケース２には、ロータリエンコーダ３
の接触子１１に摺接するリード端子１３を備えてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの入
力用マウスなどのリモート操作具や各種のリモートコン
トローラなどに装備されるスイッチ付き回転検出器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１０に、マウスに組み込まれたこの種
のスイッチ付き回転検出器の従来例が示されている。こ
のマウスにおいては、ケース３０内に基板３１が水平に
取り付けられるとともに、ガイド３２を介して基板３１
と直交する上下方向に変位か可能かつ上向きにバネ３３
で付勢された可動枠３４が組み込まれ、この可動枠３４
に、水平軸心Ｘ周りに外部から回転操作可能な回転操作
ローラ３５と、この回転操作ローラ３５によって回転操
作されるロータリエンコーダ３６が装備され、かつ、可
動枠３４から延出した操作片３７によって操作されるス
イッチ３８が基板３１上に取り付けら、回転操作ローラ
３５をケース上面から回転操作することで、その回転量
がロータリエンコーダ３６で検出されるとともに、回転
操作ローラ３５を押し込み操作することで、可動枠３４
が内方に変位されてスイッチ３８が操作されるようにな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構造では、可
動枠３４に装備されたロータリエンコーダ３６と基板３
１の検出回路とを接続するために、ロータリエンコーダ
３６の出力端子３６ａに基板片３９を取り付けるととも
に、この基板片３９と基板３１の検出回路とをフレキシ
ブルケーブル４０などを用いて配線接続しており、ハン
ダ付け箇所が多くて組付け作業性が低いものになってい
た。

【０００４】本発明は、このような点に着目してなされ
たものであって、回転検出とスイッチ操作を行うスイッ
チ付き回転検出器を、配線接続を行うことなく簡単容易
に同一基板に装着できるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のような構成をとる。

【０００６】請求項１に係る発明は、基板に取り付けら
れる本体ケースと、前記基板に直交する方向に変位可能
に前記本体ケースに装着されるとともに、前記基板に対
して平行な回転操作軸を有して該回転操作軸の回転を検
出するロータリエンコーダと、前記基板に直交する方向
への前記ロータリエンコーダの変位によって操作される
スイッチとを備えている。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、前記ロータリエンコーダは、回転操作軸の
回転に応じて回転する回転検出用パターンと、この回転
検出用パターンに摺接する複数の接触子とを備え、前記
接触子は、前記本体ケースに備えられたリード端子に摺
接するものである。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２に係る発
明において、前記回転操作軸の一端側に歯車が形成され
るとともに、この歯車の谷部に弾性係合するバネ材が備
えられている。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項３に係る発
明において、前記歯車が回転操作軸の端面に形成されて
いる。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項３または４
に係る発明において、前記歯車に弾性係合するバネ材が
複数備えられており、各バネ材が谷部に係合する位置を
それぞれずらして設定している。

【００１１】請求項１の構成によれば、本体ケースとス
イッチを基板に直接取り付けて、夫々のリード端子を基
板の検出回路にハンダ付け等によって接続する。

【００１２】回転操作軸にはローラ状の操作具などを取
り付け、これを回転操作することで、その回転量に応じ
た出力がロータリエンコーダの接触子から出力され、そ
の出力は本体ケースのリード端子を介して基板の検出回
路に伝達される。

【００１３】また、回転操作軸の操作具を押圧すると、
ロータリエンコーダ全体が基板に対して直交する方向に
変位され、ロータリエンコーダが基板上のスイッチを押
圧操作する。この際、ロータリエンコーダの接触子と本
体ケースのリード端子とは摺接して導通状態が維持され
るので、ロータリエンコーダのプッシュ変位にかかわら
ず、ロータリエンコーダから基板の検出回路への出力伝
達状態に変化はない。

【００１４】請求項２の構成によれば、回転操作軸の回
転に伴って回転検出用パターンが回転され、パターンと
これに摺接する接触子との導通状態が変化し、この変化
が接触子からリード端子に伝えられ、基板の検出回路に
おいて回転操作軸の回転量と回転方向とが検出される。

【００１５】請求項３の構成によれば、回転操作軸を回
転するに伴って歯車が回転され、バネ材が歯車の谷部に
弾性係合し、適度なクリック感が回転操作軸に伝えられ
るとともに、回転操作軸の回転位置決めがなされる。

【００１６】請求項４の構成によれば、回転検出用パタ
ーンに対する接触子の組み込みと、歯車に係合するバネ
材の組み込みをそれぞれ軸心方向から行える。

【００１７】請求項５の構成によれば、複数のバネ材の
各バネ材が、順番に歯車の谷部にそれぞれ係合すること
で、歯車の歯数の２倍以上の位置決めが行える。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に係るスイッチ付
き回転検出器Ａの縦断した側面図が、また、図４および
図５にその外観斜視図がそれぞれ示されている。このス
イッチ付き回転検出器Ａは、基板１に取り付け固定され
る本体ケース２と、基板１と直交する方向に設定範囲で
変位可能に本体ケース２に装着されるロータリエンコー
ダ３と、本体ケース２内に一部が入り込むようにして基
板１に取り付け固定されるスイッチ４とを備えている。

【００１９】ロータリエンコーダ３のケース５は、前ケ
ース５ａとこれに接合されてカシメ付け固定された後ケ
ース５ｂとからなり、これら前ケース５ａと後ケース５
ｂとに亘って回転操作軸６が基板１と平行な軸心Ｐ周り
に回転自在に支承されている。回転操作軸６におけるケ
ース外突出部にはローラ状に形成されたゴム製の操作具
７が外嵌され、回転操作軸６の外周に形成した複数の回
り止め用突条８によって回転操作軸６と操作具７とが一
体回転するよう構成されている。

【００２０】回転操作軸６のケース内端側には、円板状
の蓋部材９が嵌め込み装着されるとともに、回転操作軸
６の中心支軸部６ａに形成された小判形の異径部分６ｂ
が蓋部材９に貫通嵌合されて、回転操作軸６と蓋部材９
とが一体回転するよう構成されている。また、この蓋部
材９の表面には、図２に示されるように、導電材で回転
検出用パターン１０が放射状に形成されている。

【００２１】後ケース５ｂの内面には、導電金属材から
なる３本の接触子１１ａ，１１ｂ，１１ｃが片持ち状に
カシメ付け装着され、中央の接触子１１ｃが回転検出用
パターン１０の中央環状部１０ａに常時摺接し、左右の
接触子１１ａ，１１ｂは回転検出用パターン１０の放射
状部１０ｂに摺接作用するよう設定されている。また、
各接触子１１ａ，１１ｂ，１１ｃからは下方に向けて片
持ち状に出力部１２ａ，１２ｂ，１２ｃがそれぞれ延出
されている。

【００２２】また、本体ケース２の下部には、基板１へ
の接続用に３本のリード端子１３ａ，１３ｂ，１３ｃが
下方に向けて突設されるとともに、このリード端子１３
ａ，１３ｂ，１３ｃのケース内部分に、前記出力部１２
ａ，１２ｂ，１２ｃの遊端がそれぞれ摺接可能に接触配
備されている。

【００２３】また、回転操作軸６におけるケース内端部
の外周には歯車１５が形成されるとともに、前ケース５
ａの内面左右には、歯車１５の各谷部に左右から弾性係
合する片持ち状のバネ材１６がカシメ付け固定されてお
り、回転操作軸６の操作に適度のクリック感が与えられ
るとともに、回転操作軸６を任意の回転操作位置に弾性
保持するデテント機能を発揮するよう構成されている。
なお、この歯車１５とバネ材１６との係合による位置決
めは、接触子１１ａ，１１ｂが回転検出用パターン１０
における放射状部１０ｂに接触する回転位相と、接触し
ない回転位相とに設定されており、例えば、図示のよう
に放射状部１０ｂが１２個形成されている場合には、周
方向２４箇所で位置決めがなされることになり、両バネ
材１６が同時に歯車１５の谷部に係合する図示の形態で
は歯数が２４枚の歯車１５が使用されることになる。

【００２４】このように構成されたロータリエンコーダ
３によると、操作部７に回転操作が加えられることで回
転操作軸６と蓋部材９とが一体回転し、左右の接触子１
１ａ，１１ｂと中央の１１ｃとが回転検出用パターン１
０の放射状部１０ｂを介して断続的に導通する。そし
て、左右のリード端子１３ａ，１３ｂにパルス状の信号
が発生し、これらパルス信号のパルス数および両パルス
信号の位相から回転操作軸６に加えられた回転量とその
回転方向が基板１の検出回路で認識されるようになって
いる。この際、図３に示すように、歯車１５とバネ材１
６との係合によるデテント位置ｄを、接触子１１ａ，１
１ｂが回転検出用パターン１０における放射状部１０
ｂ、あるいは放射状部１０ｂ間の非導通部における周方
向中心から少しずらした位置に設定しておくことで、回
転を開始した時の両リード端子１３ａ，１３ｂから伝え
られる出力パルスのオン／オフのタイミングの形態から
回転操作方向を判断することができる。

【００２５】また、ロータリエンコーダ３のケース５と
本体ケース２との間には左右一対の圧縮コイルバネ１７
が組み込まれて、ロータリエンコーダ３が上方に弾性付
勢され、ケース５の左右に備えた係合爪１８が本体ケー
ス２の左右に形成した開口１９に係合することで、常に
ロータリエンコーダ３が上下変位範囲の上限位置に弾性
付勢されている。また、ケース５における後ケース５ｂ
の後部には、スイッチ４の操作ボタン４ａに対向する操
作部２０が突設されており、ロータリエンコーダ３に外
力が作用しない常態では、操作部２０は操作ボタン４ａ
から離間しており、ロータリエンコーダ３全体が圧縮コ
イルバネ１７に抗して下方に押し込み変位されると、ス
イッチ４の操作ボタン４ａが押圧操作される。

【００２６】このように構成されたスイッチ付き回転検
出器Ａは、例えば図６に示すように、コンピュータの入
力デバイスとしてのマウス２１に、操作具７の上部が少
し露出するように組み込まれ、１本の指先で操作具７を
回転操作するとともに、その指で操作具７を軽く押さえ
込むことでスイッチ４をオン／オフ操作することができ
るのである。

【００２７】なお、本発明は以下のような形態で実施す
ることも可能である。

【００２８】 図７に示すように、回転操作軸６に形
成する歯車１５の歯数を回転検出用パターン１０におけ
る放射状部１０ｂの数と同一にするとともに、一対のバ
ネ材１６のうちの一方が歯車１５の谷部に係合している
時に、他方が山部に乗り上がるように設定配備しておく
ことで、歯車１５のピッチの１／２の位相ごとにいずれ
か一方のバネ材１６が谷部に係合することになり、少な
い歯数の歯車で歯数の２倍の位置決めを行うことができ
る。

【００２９】また、バネ材を、一対に限らず、複数設
け、各バネ材が、歯車の谷部に係合する位置をそれぞれ
ずらすように設定し、各バネ材がそれぞれ異なる位置で
係合するようにしてもよい。

【００３０】 図８および図９に示すように、回転操
作軸６のケース内端面に軸心方向に向かう歯車１５を形
成するとともに、後ケース５ｂの内面に、リング状に形
成されたバネ材１６を２点でカシメ付け固定し、バネ材
１６の２箇所に設けた凸部１６ａを前例と同様に交互に
歯車１５の谷部に弾性係合させるように構成する。これ
によると、ロータリエンコーダ３における部品の取り付
け加工および組付けを全て回転軸心方向から行うことが
可能となる。

【００３１】 ロータリエンコーダ３としては、回転
操作軸６と一体に回転されるスリット付きの遮光板の両
脇に発光素子と受光素子を対向配備した、光電式のもの
を使用することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下のような効果が期待できる。

【００３３】請求項１の発明によると、ロータリエンコ
ーダと基板の検出回路とをフレキシブルケーブルなどを
用いて配線接続する必要がなく、ハンダ付け箇所が少な
く、組付け作業性が向上する。

【００３４】また、ロータリエンコーダの回転操作軸心
が基板面と平行に設定されるとともに、ロータリエンコ
ーダが基板と直交する方向に変位可能であるので、回転
操作軸を１本の指で押し回しながら、押し込み力を与え
ることでスイッチ操作を行うことができ、従来と同様の
操作性が得られる。

【００３５】請求項２の発明によると、回転検出用パタ
ーンに摺接する接触子と、リード端子に摺接する接触子
とを一体部品として形成でき、部品点数および組付け行
程の節減に有効となる。

【００３６】請求項３の発明によると、回転操作軸を操
作する手指に伝わるクリック感から回転操作量が容易に
認識できて操作性が向上するとともに、操作位置の保持
性能が高まる。

【００３７】請求項４の発明によると、回転検出用パタ
ーンに摺接する接触子の組付け、および、歯車に対する
バネ材の組付けを、それぞれ軸心方向から行うことがで
きて、組付け作業性が向上する。

【００３８】請求項５の発明によると、少ない歯数で多
くの操作位置を得ることができ、歯車の成形が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスイッチ付き回転検出器の縦断側
面図である。

【図２】ロータリエンコーダの要部を示す正面図であ
る。

【図３】ロータリエンコーダからの出力パルスの波形図
である。

【図４】スイッチ付き回転検出器の後方から見た外観斜
視図である。

【図５】スイッチ付き回転検出器の前方から見た分解斜
視図である。

【図６】スイッチ付き回転検出器の使用例を示す概略正
面図である。

【図７】位置決め手段の他の実施形態を示す正面図であ
る。

【図８】更に別の実施形態の位置決め手段を備えたスイ
ッチ付き回転検出器の縦断側面図である。

【図９】その位置決め手段を示す分解斜視図である。

【図１０】従来のスイッチ付き回転検出器を使用例を示
す縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 本体ケース ３ ロータリエンコーダ ４ スイッチ ６ 回転操作軸 １０ 回転検出用パターン １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 接触子 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 出力部 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ リード端子 １５ 歯車 １６ バネ材 ２０ 操作部 Ｐ 回転軸心

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に取り付けられる本体ケースと、前
   記基板に直交する方向に変位可能に前記本体ケースに装
   着されるとともに、前記基板に対して平行な回転操作軸
   を有して該回転操作軸の回転を検出するロータリエンコ
   ーダと、前記基板に直交する方向への前記ロータリエン
   コーダの変位によって操作されるスイッチとを備えるこ
   とを特徴とするスイッチ付き回転検出器。
2. 【請求項２】 前記ロータリエンコーダは、回転操作軸
   の回転に応じて回転する回転検出用パターンと、この回
   転検出用パターンに摺接する複数の接触子とを備え、前
   記接触子は、前記本体ケースに備えられたリード端子に
   摺接する請求項１記載のスイッチ付き回転検出器。
3. 【請求項３】 前記回転操作軸の一端側に歯車が形成さ
   れるとともに、この歯車の谷部に弾性係合するバネ材が
   備えられている請求項１または２記載のスイッチ付き回
   転検出器。
4. 【請求項４】 前記歯車が回転操作軸の端面に形成され
   ている請求項３記載のスイッチ付き回転検出器。
5. 【請求項５】 前記歯車に弾性係合するバネ材が複数備
   えられており、各バネ材が谷部に係合する位置をそれぞ
   れずらして設定している請求項３または４記載のスイッ
   チ付き回転検出器。