JPWO2018158905A1 - 回転操作部品 - Google Patents

Abstract

回転操作部品は、回転操作軸（１１）と、軸受（１３）と、リングバネ（１４）と、を備え、軸受（１３）は、回転操作軸（１１）を保持する環状領域における奥側の端部に環状の端部を有し、環状の端部の内側には、軸受（１３）の奥側に向かうほど軸受（１３）の内径が大きくなるよう第１のテーパー面が形成されており、回転操作軸（１１）の第１のテーパー面に対向する面には、軸受（１３）の奥側に向かうほど回転操作軸（１１）の外径が大きくなるよう第２のテーパー面が形成されており、第１のテーパー面のテーパー角は第２のテーパー面のテーパー角よりも大きく、リングバネ（１４）は、第１のテーパー面、および、第２のテーパー面に挟まれて、第１のテーパー面を押圧する状態で配置されている。

Description

本発明は、回転操作軸と、回転操作軸の一方の端部が挿入され、回転操作軸を回転自在に保持する軸受とからなる回転操作部品に関する。

従来、回転操作軸を有する回転型スイッチやポテンショメータなどの部品が広く用いられている。回転操作軸は軸受により保持されるが、回転操作軸が軸受から抜けないようにすることが要求される。

このような技術として、特許文献１、２には、回転操作軸の溝にはめ込まれた止め輪が軸受と接触することにより回転操作軸が軸受から抜けることを防止する電子部品の回転軸保持構造が開示されている。

実開昭６３−３３６０６号公報 国際公開第２０１３／０６５５０７号

しかしながら、近年、このような部品においては回転操作軸の抜け防止だけでなく、回転操作軸が軸受に対して滑らかに回転できるようにしつつ、回転操作軸のガタつきを抑制することが望まれている。

本発明の目的は、回転操作軸が軸受に対して滑らかに回転できるようにしつつ、回転操作軸のガタつきを抑制することが可能な回転操作部品を提供することを目的とする。

本発明の回転操作部品は、回転操作軸と、回転操作軸の一方の端部が挿入されており、回転操作軸を回転自在に保持する軸受と、リングバネと、を備え、軸受は、回転操作軸を保持する環状領域における軸受の奥側の端部に環状の第１の端部を有し、環状領域における奥側の端部と反対側の端部に環状の第２の端部を有し、第１の端部の内側には、軸受の奥側に向かうほど軸受の内径が大きくなるよう第１のテーパー面が形成されており、回転操作軸の第１のテーパー面に対向する面には、軸受の奥側に向かうほど回転操作軸の外径が大きくなるよう第２のテーパー面が形成されており、第１のテーパー面のテーパー角は第２のテーパー面のテーパー角よりも大きく、リングバネは、第１のテーパー面、および、第２のテーパー面に挟まれて、第１のテーパー面を押圧する状態で配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、回転操作軸が軸受に対して滑らかに回転できるようにしつつ、回転操作軸のガタつきを抑制することができる。

本実施の形態に係るポテンショメータの分解斜視図 本実施の形態に係るポテンショメータの断面図 回転操作軸および軸受に挟まれて配置されるリングバネの状態を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

以下では、回転操作部品の一例として、ポテンショメータを例に挙げて説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、回転操作軸と、回転操作軸の一方の端部が挿入され、回転操作軸を回転自在に保持する軸受とからなる部品に広く適用できる。

図１は、本実施の形態に係るポテンショメータ１０の分解斜視図である。図１に示すように、このポテンショメータ１０は、回転操作軸１１、マグネット１２、軸受１３、リングバネ１４、回路基板１５、ホルダ１６を備える。

回転操作軸１１は、ユーザにより回転操作がなされる軸である。マグネット１２は、回転操作軸１１に固定され、回転操作軸１１とともに回転するマグネットである。このマグネット１２の回転による磁界の変化を、後述する回路基板１５に搭載されたホールＩＣ１５ａが検出する。

軸受１３は、回転操作軸１１の一方の端部が挿入され、回転操作軸１１を回転自在に保持する軸受である。軸受１３は、ホルダ１６と組み合わされて回路基板１５を収納する筐体となる。

リングバネ１４は、一部が切断された環状のバネである。リングバネ１４は、弾性を有し、切断された部分の間隔が広がるような変形を受けると、元の形状に戻ろうとして狭まる。そのため、リングバネ１４の内周側に物体があると、その物体が押圧される。なお、リングバネ１４の断面は、円形でも楕円形でもよい。

回路基板１５は、ホールＩＣ（Integrated Circuit）１５ａなどの電子回路が搭載された回路基板である。回路基板１５は、マグネット１２が回転した際、ホールＩＣ１５ａが検出した磁界の変化を電圧に変換して出力する。

ホルダ１６は、前述のように、軸受１３と組み合わされて回路基板１５を収納する筐体となる。

図２は、本実施の形態に係るポテンショメータ１０の断面図である。また、図３は、回転操作軸１１、および、軸受１３に挟まれて配置されるリングバネ１４の状態を示す図である。図２、図３は、回転操作軸１１の回転軸を含み、回転軸に平行な断面で切断した場合の断面図である。

図２、図３に示されるように、軸受１３は、回転操作軸１１を保持する環状領域１３ａにおける軸受１３の奥側の端部に環状の第１の端部１３ｂを有し、環状領域１３ａにおける奥側の端部と反対側の端部に環状の第２の端部１３ｃを有する。

そして、第１の端部１３ｂの内側には、軸受１３の奥側（矢印Ａの方向）に向かうほど軸受１３の内径が大きくなるよう第１のテーパー面１３ｄが形成されている。

また、回転操作軸１１の第１のテーパー面１３ｄに対向する面には、軸受１３の奥側に向かうほど回転操作軸１１の外径が大きくなるよう第２のテーパー面１１ａが形成されている。

ここで、第１のテーパー面１３ｄのテーパー角αは、第２のテーパー面１１ａのテーパー角βよりも大きい。

なお、本実施の形態では、図２、図３に示されるように、第１のテーパー面１３ｄ、および、第２のテーパー面１１ａは、断面でみた場合に直線状となっているが、それらが曲線状となるように第１のテーパー面１３ｄ、および、第２のテーパー面１１ａを形成してもよい。

また、リングバネ１４は、第１のテーパー面１３ｄ、および、第２のテーパー面１１ａに挟まれて、第１のテーパー面１３ｄを押圧する状態で配置されている。

具体的には、一部が切断された環状のリングバネ１４は、切断された部分の間隔が広がるように変形されて、第１のテーパー面１３ｄ、および、第２のテーパー面１１ａの間に配置される。そして、リングバネ１４は、元の形状に戻ろうとして狭まることにより、第１のテーパー面１３ｄを押圧する。

これにより、リングバネ１４は、第１のテーパー面１３ｄに沿って軸受１３の奥側とは反対側の方向（矢印Ａと反対の方向）に移動しようとするので、より確実に第１のテーパー面１３ｄと第２のテーパー面１１ａとに挟まれる。その結果、軸受１４に対する回転操作軸１１のガタつきを効果的に抑制することができる。

また、このような構成では、軸受１４に対する回転操作軸１１の回転が妨げられず、回転操作軸１１が軸受１４に対して滑らかに回転できる。

さらに、回転操作軸１１は、軸受１３に挿入される第１の円柱状部分１１ｂと、第１の円柱状部分１１ｂよりも外径が大きい第２の円柱状部分１１ｃとを備える。

そして、第２の端部１３ｃは、第１の円柱状部分１１ｂと第２の円柱状部分１１ｃとの境界にある環状の段差部分１１ｄを面で支持する。これにより、回転操作軸１１のガタつきをさらに効果的に抑制できる。

図２の例では、上述した段差部分１１ｄは、第２の円柱状部分１１ｃの側面１１ｅ、および、第２の円柱状部分１１ｃの底面外周側の環状面１１ｆからなる。

そして、第２の端部１３ｃは、第２の円柱状部分１１ｃの側面１１ｅを回転操作軸１１の半径方向から環状面１３ｅにより面で支持し、第２の円柱状部分１１ｃの底面外周側の環状面１１ｆを回転操作軸１１の軸方向から軸受１３の環状面１３ｆにより面で支持する。

これにより、回転操作軸１１の軸方向のガタつき、および、軸方向と直交する方向のガタつきを効果的に抑制できる。

なお、図２の例では、回転操作軸１１が、第１の円柱状部分１１ｂと第２の円柱状部分１１ｃとを備えることとしたが、第２の円柱状部分１１ｃをフランジとして、第１の円柱状部分１１ｂと外径が同じか、あるいは、その外径よりも小さい第３の円柱状部分を、第１の円柱状部分１１ｂと第３の円柱状部分とで第２の円柱状部分１１ｃを挟むようにして設けることとしてもよい。

なお、第２の円柱状部分１１ｃは、円柱状でなくともよく、角柱状など柱状であればよい。この場合、第２の端部１３ｃは、柱状部分の底面外周側の環状面１１ｆを回転操作軸１１の軸方向から、環状面１３ｆにより面で支持する。

また、図２の例では、第２の端部１３ｃにおいて、２つの環状面１３ｅ、１３ｆにより段差が形成されていることとしたが、段差はなくともよく、回転操作軸１１の回転軸に垂直な環状面が形成されることとしてもよい。

この場合、第２の端部１３ｃは、第２の円柱状部分１１ｃの底面外周側の環状面１１ｆを回転操作軸１１の軸方向から、上述した環状面により面で支持する。

さらに、回転操作軸１１は、図３に示すように、軸受１３の奥側（矢印Ａの方向）の第２のテーパー面１１ａの端部にリングバネ１４の移動を止める壁面１１ｇを有する。

これにより、軸受１３から引き抜く方向に回転操作軸１１に力がかかった場合でも、リングバネ１４が第１のテーパー面１３ｄ、第２のテーパー面１１ａ、および、壁面１１ｇに接触し、軸受１３に対して回転操作軸１１が移動しなくなる。そのため、回転操作軸１１が軸受１３から抜けることを防止することができる。

なお、壁面１１ｇの代わりに、回転操作軸１１の軸方向における回転操作軸１１の移動を妨げる構造を第１の端部１３ｂ以外の部分に設け、回転操作軸１１が軸受１３から抜けることを防止することとしてもよい。

たとえば、回転操作軸１１の周囲に溝を形成し、軸受１３に突起を形成し、その溝に突起が係合することにより、回転操作軸１１の回転を妨げずに、回転操作軸１１の軸方向における回転操作軸１１の移動を防止するようにしてもよい。

また、第２のテーパー面１１ａのもう一方の端部には、回転操作軸１１の回転軸から一定距離だけ離れた円筒状の内壁面１１ｈが形成されている。さらに、第２のテーパー面１１ａとつながる内壁面１１ｈの端部と反対側の端部には、環状の壁面１１ｉが形成されている。

ここでは、第２のテーパー面１１ａと壁面１１ｉとの間に円筒状の内壁面１１ｈを形成することとしたが、内壁面１１ｈの代わりにテーパー面を設けることとしてもよい。このテーパー面は、第２のテーパー面１１ａの延長であってもよい。

このような場合であっても、図２、図３に示した構成と同様に、軸受１４に対する回転操作軸１１のガタつきを効果的に抑制することができるという効果が得られる。

本発明は、回転型スイッチやポテンショメータなどの回転操作軸を有する回転操作部品に用いるのに好適である。

１０ ポテンショメータ
１１ 回転操作軸
１１ａ 第２のテーパー面
１１ｂ 第１の円柱状部分
１１ｃ 第２の円柱状部分
１１ｄ 段差部分
１１ｅ 第２の円柱状部分の側面
１１ｆ 第２の円柱状部分の底面外周側の環状面
１１ｇ 壁面
１１ｈ 内壁面
１１ｉ 壁面
１２ マグネット
１３ 軸受
１３ａ 回転操作軸を保持する領域
１３ｂ 第１の端部
１３ｃ 第２の端部
１３ｄ 第１のテーパー面
１３ｅ 環状面
１３ｆ 環状面
１４ リングバネ
１５ 回路基板
１５ａ ホールＩＣ
１６ ホルダ

Claims (5)

1. 回転操作軸と、
   前記回転操作軸の一方の端部が挿入されており、前記一方の端部を回転自在に保持する軸受と、
   リングバネと、
   を備え、
   前記軸受は、前記回転操作軸を保持する環状領域における前記軸受の奥側の端部に環状の第１の端部を有し、前記環状領域における前記奥側の端部と反対側の端部に環状の第２の端部を有し、
   前記第１の端部の内側には、前記軸受の奥側に向かうほど前記軸受の内径が大きくなるよう第１のテーパー面が形成されており、
   前記回転操作軸の前記第１のテーパー面に対向する面には、前記軸受の奥側に向かうほど前記回転操作軸の外径が大きくなるよう第２のテーパー面が形成されており、
   前記第１のテーパー面のテーパー角は前記第２のテーパー面のテーパー角よりも大きく、
   前記リングバネは、前記第１のテーパー面、および、前記第２のテーパー面に挟まれて、前記第１のテーパー面を押圧する状態で配置されていることを特徴とする回転操作部品。
2. 前記回転操作軸は、前記軸受に挿入される第１の円柱状部分と、前記第１の円柱状部分よりも外径が大きい第２の柱状部分とを備え、前記第２の端部は、前記第１の円柱状部分と前記第２の柱状部分との境界にある環状の段差部分を面で支持することを特徴とする請求項１に記載の回転操作部品。
3. 前記第２の柱状部分は円柱状であり、前記段差部分は、前記第２の柱状部分の側面、および、前記第２の柱状部分の底面外周側の環状面からなり、前記第２の端部は、前記環状面を前記回転操作軸の軸方向から面で支持することを特徴とする請求項２に記載の回転操作部品。
4. 前記第２の端部は、前記側面を前記回転操作軸の半径方向から面で支持することを特徴とする請求項３に記載の回転操作部品。
5. 前記回転操作軸は、前記第２のテーパー面の端部に前記リングバネの移動を止める壁面を有することを特徴とする請求項１に記載の回転操作部品。

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