JPH1165761A - 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とともに、その長寿命化を
図る。 【解決手段】 回転操作および押圧操作される操作ロー
ラ３等をベースハウジング２に一定範囲で上下変位可能
に保持し、この操作ローラ３の回転を、その回転操作軸
８と一体の第１摩擦車１１と、ベースハウジング２に固
定的に配置された光学式ロータリエンコーダ４のエンコ
ーダディスク１３と一体の第２摩擦車１８との係合によ
ってエンコーダディスク１３側に伝達し、操作ローラ３
の押圧操作によって前記両摩擦車１１，１８の係合を解
除する一方、前記ローラ３の回転操作軸８と一体の第１
摩擦車１１を介してスイッチ６を作動させるようにして
いる。

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
トローラなどに好適なスイッチ付き回転検出器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転操作される操作スイッチに
は、回転検出用の導体パターンが形成された回転板と、
この回転板に摺接する接触子とを有し、回転操作に応じ
た前記回転板の回転に対応した出力を与える、いわゆる
メカ式のロータリエンコーダが用いられている。

【０００３】また、図８に示されるように、スイッチ付
き回転検出器が組み込まれた従来例のマウスにおいて
は、ケース４０内に基板４１が水平に取り付けられると
ともに、ガイド４２を介して基板４１と直交する上下方
向に変位可能かつ上向きにバネ４３で付勢された可動枠
４４が組み込まれ、この可動枠４４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４５と、この
回転操作ローラ４５によって回転操作されるロータリエ
ンコーダ４６が装備され、かつ、可動枠４４から延出し
た操作片４７によって操作されるスイッチ４８が基板４
１上に取り付けられ、回転操作ローラ４５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４６で検出されるとともに、回転操作ローラ４５を
押し込み操作することで、可動枠４４が下方に変位され
てスイッチ４８が操作されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いわゆ
るメカ式のロータリエンコーダを用いた操作スイッチで
は、回転板の回転よって摺動部分が摩耗し、寿命が短く
なるという難点がある。

【０００５】また、図８に示される上記従来例では、可
動枠４４に装備されたロータリエンコーダ４６と基板４
１の検出回路とを接続するために、ロータリエンコーダ
４６の出力端子４６ａに基板片４９を取り付けるととも
に、この基板片４９と基板４１の検出回路とをフレキシ
ブルケーブル５０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。

【０００６】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、フレキシブルケーブルを用いた配
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
ようにするとともに、その長寿命化を図ることを目的と
する。

【０００７】

【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。

【０００８】請求項１に係る発明は、回転操作される操
作体と、該操作体の回転に応じた出力を与える光学式の
ロータリエンコーダと、前記操作体およびその回転操作
軸を、一定範囲で変位可能に保持する取付基板と、操作
に応じた前記操作体の変位によって作動するスイッチと
を備え、前記ロータリエンコーダおよび前記スイッチ
が、前記取付基板に搭載されている。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、前記操作体の回転操作軸側に設けられた係
合体と、前記ロータリエンコーダを構成するエンコーダ
ディスクの回転軸側に設けられ、かつ、前記変位によっ
て前記係合体に係脱する係合体とを有し、前記両係合体
の係合によって前記操作体の回転が、前記回転軸側に伝
達されて前記エンコーダディスクが回転するものであ
る。

【００１０】請求項３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、複数のスリッ
トが形成された回転体を有し、該回転体は、前記操作体
と一体に回転するとともに、該操作体の変位に応じて変
位するものである。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項２に係る発
明において、前記両係合体の一方は、円筒状の摩擦車で
あり、他方は、前記摩擦車の内周面にその外周面が内接
することによって回転を伝達する摩擦車である。

【００１２】請求項５に係る発明は、請求項３に係る発
明において、前記回転体は、前記操作体と同心状に配置
されるとともに、前記複数のスリットが円周方向に沿っ
て形成される一方、前記ベース基板には、前記回転体の
回転に応じて前記スリットに弾性係合して節度感を与え
る係合爪が設けられている。

【００１３】請求項１の構成によれば、光学式のロータ
リエンコーダおよびスイッチなどを同一の取付基板に搭
載したので、この取付基板を、回路基板に実装すればよ
く、従来例のようにロータリエンコーダが取り付けられ
た基板片を、フレキシブルケーブルを介してスイッチが
実装された回路基板に配線接続するといった必要がな
く、組付け作業性が向上し、しかも、光学式のロータリ
エンコーダであるので、いわゆるメカ式のロータリエン
コーダに比べて、長寿命化を図ることができる。

【００１４】請求項２の構成によれば、両係合体が係合
した状態で操作体を回転操作することにより、光学式の
ロータリエンコーダのエンコーダディスクが回転して回
転操作に応じた出力が得られる一方、操作体を変位させ
てスイッチを操作するときには、前記変位によって係合
を解除することができる。

【００１５】請求項３の構成によれば、操作体の回転操
作によって複数のスリットが形成された回転体が一体に
回転するので、この回転体に対して発光および受光等の
素子を適宜配置することにより、回転操作に応じた出力
を得ることができる。

【００１６】請求項４の構成によれば、両摩擦車の係合
によって回転を伝達するので、係合に際しての衝撃も少
なく、また、操作体の変位に応じて一方の摩擦車が変位
することにより、係合が解除されることになる。

【００１７】請求項５の構成によれば、回転体の回転に
応じて該回転体のスリットに弾性係合する係合爪を有し
ているので、回転操作に応じて節度感（クリック感）を
得ることができ、しかも、回転検出用のスリットを用い
て節度感を得るようにしている、すなわち、前記スリッ
トを回転検出と節度感付与とに兼用しているので、構成
が簡素化される。

【００１８】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は、本発明の一つの実施の形態に
かかるスイッチ付き回転検出器の概略正面図である。

【００１９】このスイッチ付き回転検出器１は、取付基
板としてのベースハウジング２と、ベースハウジング２
と平行な軸心Ｐ回りに回転操作されるとともに、押圧操
作される操作体としての操作ローラ３と、この操作ロー
ラ３の回転を検出する光学式のロータリエンコーダ４
と、操作ローラ３の回転をロータリエンコーダ４側へ伝
達あるいは遮断する断続手段５と、操作ローラ３の押圧
操作よって作動するスイッチ６と、操作ローラ３等を上
方へ付勢する復帰バネ７とを備えている。

【００２０】操作ローラ３と一体に回転する回転操作軸
８は、その両端が可動枠９に支承されており、この可動
枠９の一方側は、ベースハウジング２に立設された保持
部１０に、一定範囲で上下方向に変位可能に片持ち状態
で組み付けられており、外力が作用していない図１に示
される常態においては、可動枠１０の下方に配置された
復帰バネ７の付勢力によって可動枠９が、前記保持部１
０に当接して上限位置に弾性付勢されている。

【００２１】操作ローラ３が復帰バネ７の付勢力に抗し
て下方へ押圧操作されると、操作ローラ３等を支持する
可動枠９が、下方へ変位し、後述のように、操作ローラ
３の回転操作軸８の端部に設けられた第１摩擦車１１の
下方の外周面によってベースハウジング２に固定的に配
設されたスイッチ６が押圧操作されて作動するように構
成されている。

【００２２】光学式のロータリエンコーダ４は、図２に
示されるように、円周方向に沿って複数のスリット１２
が全周に亘って形成された円盤状のエンコーダディスク
１３と、このエンコーダディスク１３を挟むようにベー
スハウジング２上に対向配置された発光素子１４および
受光素子１５とを備えており、エンコーダディスク１３
の回転軸１６は、ベースハウジング２に立設された軸受
１７に支承されている。

【００２３】操作ローラ３の回転を、ロータリエンコー
ダ４側へ伝達あるいは遮断する断続手段５は、操作ロー
ラ３の回転操作軸８の端部に設けられた係合体としての
第１摩擦車１１と、エンコーダディスク１３の回転軸１
６の端部に設けられた係合体としての第２摩擦車１８と
からなり、図３に示されるように、有底筒状の第１摩擦
車１１の内周面１１ａに、第２摩擦車１８の外周面１８
ａが内接することにより、摩擦係合によって回転が伝達
されるものである。

【００２４】両摩擦車１１，１８は、樹脂材料で形成さ
れており、第１摩擦車１１の内周面または第２摩擦車１
８の外周面、この実施の形態では、第２摩擦車の外周面
１８ａには、摩擦力を高めるために、ゴム材料が貼付け
られている。

【００２５】図１および図３に示される外力が作用して
いない常態においては、復帰バネ７によって上方へ付勢
されている第１摩擦車１１の下方の内周面１１ａに、固
定位置にある第２摩擦車１８の外周面１８ａが内接して
回転が伝達される状態にあり、操作ローラ３が下方へ押
圧操作されてその回転操作軸８と一体の第１摩擦車１１
が下方に変位すると、第１摩擦車１１の内周面１１ａ
が、第２摩擦車１８の外周面１８ａから離間して操作ロ
ーラ３の回転がエンコーダディスク１３に伝達されない
ように構成されている。

【００２６】また、第１摩擦車１１には、図４に示され
るように、操作ローラ３の回転操作に対して適度な節度
感（クリック感）を付与するために、操作ローラ３側の
端面には、円周方向に沿って複数の凹部１９が形成され
る一方、可動枠９には、第１摩擦車１１の回転に応じ
て、前記凹部１９に弾性係合する係合爪２０が片持ち状
に設けられている。

【００２７】このように構成されたスイッチ付き回転検
出器１では、操作ローラ３に回転操作が加えられること
で回転操作軸８が一体回転し、この回転が第１，第２摩
擦車１１，１８を介してエンコーダディスク１３に伝達
されて該エンコーダディスク１３が回転し、発光素子１
４からの光が、前記エンコーダディスク１３によって透
過あるいは遮断されることになり、受光素子１５では、
それ応じたパルス出力を与えるものである。

【００２８】このスイッチ付き回転検出器１では、単一
のベースハウジング２に、光学式のロータリエンコーダ
４、回転操作および押圧操作される操作ローラ３および
スイッチ６等が搭載されてユニット化されており、この
ベースハウジング２を、回路基板２１に組み付け、ロー
タリエンコーダ４の発光素子１４および受光素子１５の
リード端子およびスイッチ６のリード端子を半田付け等
で接続することにより、回路基板２１に実装することが
でき、図８の従来例のように、ロータリエンコーダ４６
が取り付けられた基板片４９を、フレキシブルケーブル
５０を介してスイッチ４８が実装された回路基板４１に
配線接続するといった必要がなく、組付け作業性が向上
し、しかも、光学式のロータリエンコーダ４であるの
で、いわゆるメカ式のロータリエンコーダに比べて、長
寿命化を図ることができる。

【００２９】以上の構成を有するスイッチ付き回転検出
器１は、図１に示されるように、コンピュータの入力デ
バイスとしてのマウス２２に、操作ローラ３の上部が少
し露出するように組み込まれ、指先で操作ローラ３を回
転操作することにより、光学式のロータリエンコーダ４
から回転操作に応じた出力を与えることができる一方、
操作ローラ３を指先で押圧操作することにより、スイッ
チ６をオン／オフ操作できるものである。

【００３０】上述の実施の形態では、操作ローラ３側の
第１摩擦車１１の内周面１１ａに、エンコーダディスク
１３側の第２摩擦車１８の外周面１８ａが内接するよう
に構成したけれども、本発明の他の実施の形態として、
エンコーダディスク１３側の摩擦車の内周面に、操作ロ
ーラ３側の摩擦車の外周面を内接させるようにしてもよ
く、また、円筒状の摩擦車に限らず、円錐状の摩擦車を
用いてよい。

【００３１】また、本発明の他の実施の形態として、摩
擦車よる摩擦係合に代えて、ギアとギアとの抜き差しに
よって回転を伝達あるいは遮断するように構成してもよ
い。

【００３２】（実施の形態２）図５は、本発明の他の実
施の形態のスイッチ付き回転検出器２５の縦断側面図で
あり、図６は、その概略斜視図である。

【００３３】この実施の形態のスイッチ付き回転検出器
２５は、例えば携帯用電子機器等に用いられるものであ
り、取付基板としてのベースハウジング２６と、このベ
ースハウジング２６に垂直な軸心Ｑ回りに回転操作され
るとともに、ベースハウジング２６に平行に操作される
操作体としての操作つまみ２７と、この操作つまみ２７
の回転を検出する光学式のロータリエンコーダ２８と、
操作つまみ２７の回転操作軸２９を回転自在に保持する
とともに、ベースハウジング２６の収納凹部２６ａ内
に、該ベースハウジング２６に形成された一対のガイド
レール３０に沿って水平方向に一定範囲で変位可能に保
持されたプランジャ３１と、このプランジャ３１の水平
方向の変位によってその操作端３１ａで押圧操作される
スイッチ３２と、前記プランジャ３１を、前記スイッチ
３２から離反する方向（図５の左方）へ付勢する復帰バ
ネ３３とを備えている。

【００３４】操作つまみ２７と一体に回転する回転操作
軸２９は、回転自在にプランジャ３１に設けられてお
り、プランジャ３１は回転することなく、操作つまみ２
７の回転が許容される。また、操作つまみ２７は、プラ
ンジャ３１の外周面を外囲するように下方へ延出された
縁部２７ａを有し、操作つまみ２７の水平方向の変位に
応じてプランジャ３１も水平方向に一体的に変位するよ
うに構成されている。

【００３５】この操作つまみ２７およびプランジャ３１
は、外力が作用されない常態においては、復帰バネ３３
の付勢力よって図５に示される状態にあり、この状態で
は、プランジャ３１の操作端３１ａは、固定位置に配置
されたスイッチ３２から離間している。この操作つまみ
２７を、復帰バネ３３の付勢力に抗して図５の右方へ操
作すると、この操作つまみ２７と一体にプランジャ３１
が変位し、該プランジャ３１の操作端３１ａが、スイッ
チ３２を押圧して作動させるものである。

【００３６】操作つまみ２７の回転を検出する光学式の
ロータリエンコーダ２８は、操作つまみの下面側に、そ
の上端が圧入されて該操作つまみ２７と一体に回転する
回転体としてのドラム３４と、該ドラム３４の下端を挟
むようにベースハウジング２６に対向配備された発光素
子３５および受光素子３６とを備えている。円筒状のド
ラム３４は、図７に示されるように、円周方向に沿って
複数のスリット３７がその全周に亘って形成されてい
る。

【００３７】また、ベースハウジング２６には、ドラム
３４の回転に応じて、該ドラム３４のスリット３７に弾
性係合して適度な節度感（クリック感）を与える係合爪
３８が、図５に示されるように片持ち状に設けられてい
る。

【００３８】このように構成されたスイッチ付き回転検
出器２５では、操作つまみ２７に回転操作が加えられる
ことで操作つまみ２７と一体のドラム３４が回転し、発
光素子３５からの光が、前記ドラム３４によって透過あ
るいは遮断されることになり、受光素子３６では、それ
応じたパルス出力を与えるものである。

【００３９】このスイッチ付き回転検出器２５では、単
一のベースハウジング２６に、光学式のロータリエンコ
ーダ２８、回転操作および変位操作される操作つまみ２
７およびスイッチ３２等が搭載されてユニット化されて
おり、このベースハウジング２６を、携帯用電子機器な
どの回路基板に組み付け、ロータリエンコーダ２８の発
光素子３５および受光素子３６のリード端子およびスイ
ッチ３２のリード端子を半田付け等で接続することによ
り、回路基板に実装することができ、図８の従来例のよ
うに、ロータリエンコーダ４６が取り付けられた基板片
４９を、フレキシブルケーブル５０を介してスイッチ４
８が実装された回路基板４１に配線接続するといった必
要がなく、組付け作業性が向上し、しかも、光学式のロ
ータリエンコーダであるので、メカ式のロータリエンコ
ーダに比べて、長寿命化を図ることができる。

【００４０】上述の各実施の形態では、光学式のロータ
リエンコーダは、透過型であったけれども、本発明の他
の実施の形態として、反射型を用いてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、各部品を
取付基板上に一体化してユニット化できるので、ロータ
リエンコーダと回路基板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し、また、光学式のロータリ
エンコーダであるので、いわゆるメカ式のロータリエン
コーダに比べて長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態に係るスイッチ付き
回転検出器の正面図である。

【図２】図１のエンコーダディスクの正面図である。

【図３】図１の摩擦車の斜視図である。

【図４】図１の第１摩擦車と係合爪との係合状態を示す
斜視図である。

【図５】本発明の他の実施の形態のスイッチ付き回転検
出器の縦断側面図である。

【図６】図５の概略斜視図である。

【図７】図５のドラムの斜視図である。

【図８】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】

２，２６ ベースハウジング ３ 操作ローラ ４，２８ ロータリエンコーダ ６，３２ スイッチ ８，２９ 回転操作軸 １１ 第１摩擦車 １３ エンコーダディスク １８ 第２摩擦車 ２０，３８ 係合爪 ２７ 操作つまみ ３４ ドラム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転操作される操作体と、該操作体の回
   転に応じた出力を与える光学式のロータリエンコーダ
   と、前記操作体およびその回転操作軸を、一定範囲で変
   位可能に保持する取付基板と、操作に応じた前記操作体
   の変位によって作動するスイッチとを備え、前記ロータ
   リエンコーダおよび前記スイッチが、前記取付基板に搭
   載されたことを特徴とするスイッチ付き回転検出器。
2. 【請求項２】 前記操作体の回転操作軸側に設けられた
   係合体と、前記ロータリエンコーダを構成するエンコー
   ダディスクの回転軸側に設けられ、かつ、前記変位によ
   って前記係合体に係脱する係合体とを有し、前記両係合
   体の係合によって前記操作体の回転が、前記回転軸側に
   伝達されて前記エンコーダディスクが回転する請求項１
   記載のスイッチ付き回転検出器。
3. 【請求項３】 前記ロータリエンコーダは、複数のスリ
   ットが形成された回転体を有し、該回転体は、前記操作
   体と一体に回転するとともに、該操作体の変位に応じて
   変位する請求項１記載のスイッチ付き回転検出器。
4. 【請求項４】 前記両係合体の一方は、円筒状の摩擦車
   であり、他方は、前記摩擦車の内周面にその外周面が内
   接することによって回転を伝達する摩擦車である請求項
   ２記載のスイッチ付き回転検出器。
5. 【請求項５】 前記回転体は、前記操作体と同心状に配
   置されるとともに、前記複数のスリットが円周方向に沿
   って形成される一方、前記取付基板には、前記回転体の
   回転に応じて前記スリットに弾性係合して節度感を与え
   る係合爪が設けられる請求項３記載のスイッチ付き回転
   検出器。