(57)【要約】【課題】防水機能及び回転摺動抵抗発生機能を備え、つまみの回転操作を行う際の感触の悪化及び回転トルクのばらつきを抑制でき、更には、コストの低減を図る。【解決手段】基板１と、基板１を収納するケース２と、ケース２を挿通する回転軸３１を有し基板１上に実装される可変抵抗３と、回転に同期して回転軸３１を回転させるつまみ１２と、回転軸３１が挿通して回転軸３１に同期して回転し、他端側が一端側に比べて拡径されて段部４ａが形成される中軸４と、中軸４及び回転軸３１に圧接する第一のＯリング８と、凹部２２２の内周面及び中軸４に圧接する第二のＯリング９と、一面が段部４ａに当接し、軸方向に弾性を有する金属製の皿ばね５と、一面が皿ばね５の他面に圧接して皿ばね５を圧縮し、ケース２に固定されるスリッププレート６と、中軸４に固定されて中軸４に同期して回転し、スリッププレート６の他面に当接するブッシュ７とを備える。【選択図】図１
2011109009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
基板を収納するケースと、
ケースに形成される挿通孔を挿通する回転軸が設けられて当該回転軸の回転に応じて抵抗値が可変となり、基板上に実装される可変抵抗と、
回転軸に嵌合し、回転操作が行われた際に当該回転に同期して回転軸を回転させるつまみと、
回転軸と略同軸に配設されて当該回転軸が挿通し、一端側がケース内に突出して他端側がケース外に突出した状態で回転軸の回転に同期して回転し、他端側が一端側に比べて拡径されて外周面に段部が形成される中軸と、
略環状に形成されて回転軸の他端側が挿通し、中軸の内周面及び回転軸の外周面にそれぞれ圧接する第一の弾性体と、
略環状に形成されて中軸の他端側が挿通し、ケース及び中軸の外周面にそれぞれ圧接する第二の弾性体と、
ケース内において中軸の一端側が挿通して一面が段部に当接し、中軸の軸方向に弾性を有して周方向の弾性が極めて小さい材料からなる弾性部材と、
中軸の一端側が挿通して一面が弾性部材の他面に圧接して当該弾性部材を圧縮し、ケースに固定される周方向の弾性が極めて小さい材料からなるスリッププレートと、
中軸の一端側が挿通した状態で当該中軸に固定されて中軸の回転に同期して回転し、スリッププレートの他面に当接する周方向の弾性が極めて小さい材料からなる狭持部材とを備えることを特徴とする回転操作部の回転機構。
【請求項２】
前記第一、第二の弾性体は、Ｏリングが用いられることを特徴とする請求項１記載の回転操作部の回転機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転操作部の回転機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、屋外で使用される農業機械等の操作部は、風雨にさらされる可能性が高く、ケース外に設けられたつまみ（つまみ）の回転操作に応じて、ケース内に設けられた可変抵抗の抵抗が可変となる回転操作部においては、つまみと可変抵抗とを連結する回転軸が挿通するケースの挿通孔を介してケース内に水が浸入することを防止する必要があった。
【０００３】
そこで、ケースの挿通孔を介してケース外からケース内へ至る各経路に、回転軸の回転に伴って回転するＯリングを配設し、当該Ｏリングによって各経路を閉塞することで、ケース内へ水が侵入することを防止した防水手段を備えたものが提供されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、つまみを回転操作する際に必要となる回転トルクが小さい操作部が、農業機械等のように運転（使用）時に振動が発生する機器に適用された場合、当該機器の振動によってつまみが意図せずに回転してしまう虞があるため、例えば、上記防水の為に設けたＯリングを径の太いものに変更し、Ｏリングと当該Ｏリングに当接する各部品との間の接圧を大きくすることで、上記防水機能に加えて、回転操作を行う際に必要となる回転トルクを高めることができる回転摺動抵抗発生機能を備えたものが提供されている（例えば特許文献３，４参照）。
【０００５】
また、可変抵抗自体に回転摺動抵抗発生機能が備えられているものもある（例えば特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１９６４２５号公報
【特許文献２】特開平１０−３３４７６６号公報
【特許文献３】特開平０６−２２４００９号公報
【特許文献４】実開平０６−００２７５７号公報
【特許文献５】実開平０４−０８８００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来例に示すように、Ｏリングが防水機能と回転摺動抵抗発生機能とを兼ね備えた構成では、つまみを回転した際に、回転軸が回転するよりも前に、回転摺動抵抗によってＯリングが伸張され、その後に回転軸が回転を開始し、つまみの回転を停止すると、伸張したＯリングが縮退することでつまみを回転させた方向とは逆方向につまみが回転し、つまみを回転操作する際の感触が悪いものとなっていた。
【０００８】
また、周囲環境（気温）の変化によって、回転軸とＯリングとの間の回転摺動抵抗が変化する（例えば、雰囲気温度８０℃では、摺動摩擦抵抗が小さくなって回転軸を回転させる為に必要となる回転トルクが小さくなり、雰囲気温度３０℃では、摺動摩擦抵抗が大きくなって前記回転トルクが大きくなる）ため、回転軸を回転させるために必要な回転トルクにばらつきが発生する虞があった。
【０００９】
また、防水機能と回転摺動抵抗発生機能とを備えた市販の可変抵抗は、前記回転摺動抵抗発生機能等を有していない可変抵抗に比べてコストがかかるといった問題があった。
【００１０】
加えて、回転摺動抵抗発生機能を有した可変抵抗は、予め所定の回転摺動抵抗が設定されており、所望の回転摺動抵抗を有する可変抵抗がラインナップされていない場合には、所望の回転摺動抵抗に設定された可変抵抗を特注することとなり、更にコストがかかるといった問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、防水機能及び回転摺動抵抗発生機能を備え、つまみの回転操作を行う際の感触の悪化を防止し、回転軸の回転に必要となる回転トルクのばらつきを抑制でき、更には、コストの低減を図ることが可能な回転操作部の回転機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、基板と、基板を収納するケースと、ケースに形成される挿通孔を挿通する回転軸が設けられて当該回転軸の回転に応じて抵抗値が可変となり、基板上に実装される可変抵抗と、回転軸に嵌合し、回転操作が行われた際に当該回転に同期して回転軸を回転させるつまみと、回転軸と略同軸に配設されて当該回転軸が挿通し、一端側がケース内に突出して他端側がケース外に突出した状態で回転軸の回転に同期して回転し、他端側が一端側に比べて拡径されて外周面に段部が形成される中軸と、略環状に形成されて回転軸の他端側が挿通し、中軸の内周面及び回転軸の外周面にそれぞれ圧接する第一の弾性体と、略環状に形成されて中軸の他端側が挿通し、ケース及び中軸の外周面にそれぞれ圧接する第二の弾性体と、ケース内において中軸の一端側が挿通して一面が段部に当接し、中軸の軸方向に弾性を有して周方向の弾性が極めて小さい材料からなる弾性部材と、中軸の一端側が挿通して一面が弾性部材の他面に圧接して当該弾性部材を圧縮し、ケースに固定される周方向の弾性が極めて小さい材料からなるスリッププレートと、中軸の一端側が挿通した状態で当該中軸に固定されて中軸の回転に同期して回転し、スリッププレートの他面に当接する周方向の弾性が極めて小さい材料からなる狭持部材とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第一の弾性体及び第二の弾性体によって防水性を得ることができ、更には、第二弾性体と中軸との間に発生する第一の摩擦力に加えて、段部と弾性部材との間に発生する第二の摩擦力、及びスリッププレートと狭持部材との間に発生する第三の摩擦力によって、振動等により回転軸が回転することを防止できる程度に、回転軸を回転させる為に必要な回転トルクを得ることができる。
【００１４】
また、弾性部材は周方向の弾性が極めて小さい材料からなることから、回転軸を回転させる際に弾性部材が回転方向へ伸張することがなく、回転操作時の感触の悪化を抑制することができる。更に、弾性部材は、周囲環境の影響を受け難く、回転軸を回転する際に必要となる回転トルクのばらつきが抑制されて当該回転トルクを所望の値で安定させることができる。
【００１５】
加えて、弾性部材の圧縮量を調整することで、回転軸を回転させる為に必要となる回転トルクを所望の値に容易に調節することができる。
【００１６】
また、可変抵抗以外の構成部品によって、防水性を得ることができ、更には、回転軸を回転させる為に必要となる回転トルクを所望の値で安定して得ることができることから、防水機能、及び回転摺動抵抗発生機能を有していない既存の汎用の可変抵抗を用いることができるため、コストの低減を図ることができる。
【００１７】
また、回転軸が回転する際、第一の弾性体は、回転軸及び中軸と同期して回転することで当該回転軸及び中軸に対して摺接しないため、磨耗が発生せずに防水性をより長く保つことができる。
【００１８】
請求項２の発明は、前記第一、第二の弾性体は、Ｏリングが用いられることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、第一、第二の弾性体としてＯリングを用いることで、防水性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明では、防水機能及び回転摺動抵抗発生機能を備え、つまみの回転操作を行う際の感触の悪化を防止し、回転軸の回転に必要となる回転トルクのばらつきを抑制でき、更には、コストの低減を図ることが可能な回転操作部の回転機構を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態における回転操作部の回転機構を備えたスイッチケースの断面図を示す。
【図２】同上における回転操作部の回転機構を備えたスイッチケースの斜視図を示す。
【図３】同上における回転操作部の回転機構を備えたスイッチケースの分解斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（実施形態）
本実施形態における回転操作部の回転機構は、図１〜３に示すように、基板１と、基板１を収納するケース２と、回転軸３１を有して基板１に実装される可変抵抗３と、回転軸３１が挿通する中軸４と、中軸４の一端側が挿通する、皿ばね５、スリッププレート６、ブッシュ７と、中軸４と回転軸３１との間に配設される第一のＯリング８と、中軸４とケース２との間に配設される第二のＯリング９と、中軸４の他端側が挿通する蓋部材１１と、中軸４の他端側に嵌合するつまみ１２とを備える。以下、図１における上下左右を前後左右として説明を行う。
【００２４】
ケース２は、前面が開口した略矩形箱型のケース本体２１と、ケース本体２１の前面に覆設されるカバー２２とから構成される。
【００２５】
ケース本体２１の底面には、内径部にねじ孔が穿設された略円筒状のスペーサ２１１が設けられており、当該スペーサ２１１上に基板１が載置されて基板１に穿設される図示しない挿通孔を挿通する図示しないねじによって基板１がスペーサ２１１にねじ留め固定される。
【００２６】
また、カバー２２の前面には、略円環状の壁部２２１が形成され、壁部２２１の内部に形成される凹部２２２の底面には、挿通孔２２２ａが穿設される。
【００２７】
可変抵抗３は、先端にＤカット部３１ａが施された回転軸３１を有して基板１の前面に実装され、基板１に穿設される図示しない挿通孔を挿通するねじ２１２により、基板１にねじ留め固定されている。
【００２８】
中軸４は、内径及び外径が後方側に比べて前方側で拡径された略円筒状に形成され、大径部４１と小径部４２とから構成される。そして、中軸４の外径部と内径部において、大径部４１と小径部４２との境には、段部４ａ、４ｂがそれぞれ形成される。
【００２９】
皿ばね５は、金属製であって、前方から後方へかけて外側方向へ傾斜する略円環状に形成され、中軸４の軸方向（前後方向）に弾性を有し、中軸４の小径部４２に挿通されて前面の開口周縁が段部４ａに当接する。
【００３０】
スリッププレート６は、周方向の弾性が極めて小さい材料を用いて略平板円盤状に形成され、略中央に形成される挿通孔６ａが中軸４の小径部４２に挿通され、前面が皿ばね５の後面の外周縁に圧接し、当該皿ばね５を圧縮状態とする。
【００３１】
ブッシュ７は、周方向の弾性が極めて小さい材料を用いて略円盤状に形成され、中軸４の小径部４２に挿通されて当該中軸４にかしめ固定され、スリッププレート６の後面に当接する。これにより、皿ばね５の圧縮状態が維持される。
【００３２】
そして、皿ばね５とスリッププレート６とブッシュ７とが組みつけられた中軸４は、カバー２２の挿通孔２２２ａを後方から挿通する。そして、スリッププレート６の円周部に穿設される挿通孔６ｂを後方から挿通するねじ１３によって、スリッププレート６がカバー２２に螺設されることで、カバー２２に対して中軸４が回転自在に取り付けられる。
【００３３】
次に、カバー２２に取り付けられた中軸４の内径部を、可変抵抗３の回転軸３１が挿通し、カバー２２がケース本体２１の前面に覆設される。
【００３４】
第一のＯリング８は、回転軸３１が挿通して中軸４の大径部４１における内周面と回転軸３１の外周面とに圧接した状態で配設される。
【００３５】
また、第二のＯリング９は、中軸４の大径部が挿通して凹部２２２内に配設され、中軸４の大径部における外周面と凹部２２２の内周面とに圧接して配設される。
【００３６】
更に、蓋部材１１は、略円環状に形成されて前端に鍔部１１ａが形成され、中軸４の大径部４１が挿通する。そして、蓋部材１１は、鍔部１１ａが凹部２２２の開口周縁に当接した状態で凹部２２２内に嵌挿される。これにより、凹部２２２が蓋部材１１によって閉塞され、第二のＯリング９は、凹部２２２の底面、及び蓋部材１１によって前後方向の移動が規制されて、抜け止めがなされる。
【００３７】
つまみ１２は、前面が閉塞した略円筒状に形成され、底面略中央より後方へ向けて円筒部１２１が延設されている。
【００３８】
円筒部１２１は、内径が回転軸３１に施されるＤカット部３１ａに嵌合する略Ｄ型に形成され、外径部には中軸４の前端から軸方向に沿って形成されるスリット４ｃに嵌合する図示しない凸部が形成されている。そして、つまみ１２の円筒部１２１に回転軸３１が嵌挿され、更に、円筒部１２１の外径部における凸部が中軸４のスリット４ｃに嵌まり込む。ここで、第一のＯリング８は、中軸４の内径部に形成される段部４ｂと円筒部１２１の後端とによって前後方向の移動が規制されて、抜け止めがなされる。
【００３９】
本実施形態の回転操作部の回転機構は、上記記載の通り、つまみ１２の円筒部１２１を介して回転軸３１と中軸４とが連結されていることから、つまみ１２を回転させると、回転軸３１、中軸４、第一のＯリング８、ブッシュ７が、つまみ１２の回転に同期して回転する。ここで、中軸４と第二のＯリング９とが摺接して第一の摩擦力が発生し、中軸４の段部４ａと皿ばね５とが摺接して第二の摩擦力が発生し、ブッシュ７とスリッププレート６とが摺接して第三の摩擦力が発生する。そして、当該第一、第二、第三の摩擦力の和が、つまみ１２を回転させる際に発生する回転摺動抵抗となり、回転軸３１を回転させるために必要な規定の回転トルクが発生する。
【００４０】
ここで、第二、第三の摩擦力は、皿ばね５の圧縮量等によって調節可能となっており、中軸４に対するブッシュ７のかしめ位置を変化させて段部４ａとスリッププレート６との隙間の間隔を調節することで、振動等が発生した場合に当該振動によって回転軸３１が回転しない程度の摺動摩擦抵抗を容易に設定することができ、回転軸３１の回転に必要となる規定の回転トルクを発生させることができる。
【００４１】
また、ケース２外部から内部へ至る経路（中軸４と回転軸３１との隙間、及び凹部２２２と中軸４との隙間）には、それぞれ第一、第二のＯリング８，９が圧接した状態で配設されているため、ケース２内への水の浸入が防止される。このように、第一、第二のＯリング８，９によって安価に、且つ、確実に防水性を確保することができる。ここで、第一のＯリング８は、回転軸３１及び中軸４と同期して回転し、各部品に対して摺接しないことから磨耗が発生せず、防水性をより長く保つことができる。
【００４２】
また、つまみ１２の周壁１２ａの先端は、カバー２２の前面に近接し、更に、カバー２２の前面には、挿通孔２２２ａを中心として前方へ突出する略円弧状の凸部２２ａ及び略円環状の壁部２２１が形成されることで、つまみ１２とカバー２２との隙間を介して、水が挿通孔２２２ａ側へ侵入することを抑制している。
【００４３】
更に、つまみ１２の内面からは、カバー２２の壁部２２１の周縁外方へ向けて略円環状の防水リブ１２２が突設されており、当該防水リブ１２２の先端が壁部２２１の周縁外方に近接することで、水が挿通孔２２２ａ側へ侵入することを更に防止し、防水性をより一層高めている。
【００４４】
また、従来は、Ｏリングのみで回転摺動抵抗発生機能が構成されているものもあったが、本実施形態では、段部４ａ、皿ばね５、スリッププレート６、ブッシュ７から成るスリップ機構及び第二のＯリング９から回転摺動抵抗発生機能が構成されている。ここで、第二のＯリング９は防水性の確保を目的として設けられているものであり、回転摺動抵抗発生機能としてはスリップ機構が支配的となっている。ここで、スリップ機構は、金属製の皿ばね５、及び周方向における弾性が極めて小さい、スリッププレート６及びブッシュ７から構成されることから、Ｏリングのようなゴム材料としたものに比べて周囲温度の変化に影響を受け難く、周囲温度の変化による摺動抵抗の変化が小さいことから、回転軸３１の回転に必要な回転トルクのばらつきを抑制することができる。なお、第一のＯリング８は、回転軸３１の回転に伴って共回りして回転軸３１及び中軸４に摺接せず、回転摺動抵抗発生機能の構成に関与しない。
【００４５】
また、上記記載の通り、回転摺動抵抗発生機能としてはスリップ機構が支配的となっており、当該スリップ機構は、周方向に弾性を有するＯリングのようなゴムを材料としたものではなく、金属製の皿ばね５と中軸４の段部４ａとの間に発生する第二の摩擦力、及び周方向の弾性が極めて小さいスリッププレート６とブッシュ７との間に発生する第三の摩擦力から摺動抵抗を得るものであることから、つまみ１２の回転操作時における感触の悪化を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態における回転操作部の回転機構では、可変抵抗３以外の構成部品によって防水機能及び回転摺動抵抗発生機能を構成していることから、防水機能や回転摺動抵抗発生機能を有していない既存の安価な汎用の可変抵抗を用いることができ、コストの低減を図ることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、第一、第二の弾性体として第一、第二のＯリング８、９を用いているが、当該第一、第二のＯリング８，９を用いる代わりに、Ｖリング等のシール材を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  基板
２  ケース
３  可変抵抗
４  中軸
４ａ  段部
５  皿ばね（弾性部材）
６  スリッププレート
７  ブッシュ（狭持部材）
８  第一のＯリング（第一の弾性体）
９  第二のＯリング（第二の弾性体）
１２  つまみ
３１  回転軸
２２１  壁部
２２２ａ  挿通孔
【図１】
2011109009.tif 000003
【図２】
2011109009.tif 000004
【図３】
2011109009.tif 000005