(57)【要約】【課題】各種電子機器の入力操作部に用いられる回転操作形エンコーダに関し、径の小さいものを得ることを目的とする。【解決手段】操作角度範囲Ｔを仮想的に４分割する大区画Ｄ内で、信号刷子２１Ａ〜２１Ｄがポジション毎に異なる状態で信号用パターン３１上に弾接状態となり、その１セットが大区画Ｄごとに繰り返される組み合わせ配置とすると共に、その内周に配された４本のコモン刷子２２Ａ〜２２Ｄの１本ずつが、上記各１セットごとに対応し、対応する１セットの角度範囲内で連続してコモン用接点部３２上に弾接するよう配した仕様とすることによって、２トラック構成であっても３２ポジションでの角度位置の判別が可能なものにでき、径の小型化が図れる。【選択図】図１
2005172552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作角度が３６０°より小さく設定され、その操作角度範囲Ｔ内が、等角度のｎポジションで操作角度位置検出ができる回転操作形エンコーダであって、その接触刷子として信号刷子とコモン刷子が各々複数本ずつ同心の２トラック位置に電気的独立状態で配置され、その操作角度範囲Ｔ内をｍ個に分割した大区画Ｄの角度範囲内で、上記複数の信号刷子が、ポジションごとに信号用パターンの導電部上に異なる状態で弾接し、かつ大区画Ｄどうしで、その弾接状態が繰り返して発生され、その大区画Ｄどうしの信号刷子と信号用パターンの繰り返して発生する弾接状態を区分するため、上記コモン刷子がｍ本配され、その各々は、対応している大区画Ｄ内で少なくともコモン用接点部上に弾接し、さらに、上記信号用パターンと上記コモン用接点部は、導通状態にあって、上記信号刷子どうし、コモン刷子どうし、各信号刷子と各コモン刷子どうしの全導通状態を検出して、操作角度判別ができる回転操作形エンコーダ。
【請求項２】
大区画Ｄの角度範囲内の一つのポジションにおいて、いずれの信号刷子も信号用パターンの導電部上に弾接していない状態を含む構成となされると共に、その一つのポジション位置では、コモン用接点部上に二つのコモン刷子が弾接状態となる請求項１記載の回転操作形エンコーダ。
【請求項３】
ｎ／（２＊ｍ）本の信号刷子が、各々１ポジションの角度ずつずらして配され、（（ｎ／（２＊ｍ）−１）＊１ポジションの角度）の導通部と（（ｎ／（２＊ｍ）＋１）＊１ポジションの角度）の非導通部とが交互に配されて構成される信号用パターン上を弾接摺動する請求項１記載の回転操作形エンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の入力操作部に使用される回転操作形エンコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器が普及し、特に車室内エアコンの温度調節用等の入力操作部に回転操作形エンコーダを用いたものが増えている。
【０００３】
以下、従来の回転操作形エンコーダについて、図３〜図４を用いて説明する。
【０００４】
図３は従来の回転操作形エンコーダの接触刷子と回転接点パターンとの係合状態を示す平面図、図４は同図３のＡ−Ａ線における断面図である。
【０００５】
図４に示すように、成形樹脂からなる下ケース１は、外形が略円環状に構成され、その中間孔を構成している内筒部１Ａおよび外壁部１Ｂは、上方に突出形成されて、その間は、上方開口の凹部となっている。
【０００６】
その凹部の底面には、互いに電気的に独立した６本の接触刷子２が径方向に並べて配され、その先端は、上方に向かって伸びている。
【０００７】
そして、３は、中央孔を有する筒部３Ａの下方にリング状のフランジ部３Ｂを備えた回転体で、筒部３Ａを下ケース１の内筒部１Ａ外周面に回転可能に挿通させて、上記下ケース１に回転可能に組み合わされている。
【０００８】
そして上記フランジ３Ｂ下面には、５ｂｉｔのアブソリュート出力が得られる接点パターン４（図３参照）が配され、当該回転体３が下ケース１に組み合わせられた状態で、凹部内に収容されるフランジ３Ｂ下面の接点パターン４面に上記６本の接触刷子２が弾接している。そして、下ケース１の凹部上方は、下ケース１に結合された金属カバー５の平板部５Ｂで覆われている。
【０００９】
また、金属カバー５は、平板部５Ｂに中央孔５Ａを備え、その中央孔５Ａから下ケース１の内筒部１Ａおよび回転体３の筒部３Ａが、同心状態で上方に突出しており、その筒部３Ａが操作部分となる。
【００１０】
なお、図示していないが、回転体３の回転角度は、金属カバー５で規制されている。
【００１１】
ここで、接点パターン４の構成について図３を用いて簡単に説明すると、当該接点パターン４は、最内周位置にリング状のコモン用導通部が、およびその外周に信号用導通部が露出して配されて構成されている。なお、図３中においては、上記両者の露出している導通部を判り易くするため、斜線を付して図示している。
【００１２】
これら導通部は、互いに導通状態に構成されていると共に、回転操作角度範囲内を等角度に３２分割する角度位置の各々で、６本の接触刷子２と接して、図３の下段に示す互いに異なる３２種類の出力状態が検出できる配置に構成されている。
【００１３】
なお、図３は、操作範囲内における１ポジション目の状態を示すものであり、上記状態から回転体３は、同図中に右回りの矢印で示すように、２７０°の角度で回転可能となっている。以上のように構成される従来の回転操作形エンコーダは、筒部３Ａを回転操作して回転体３を回転させ、その下面の接点パターン４と６本の接触刷子２との弾接位置を変えることにより、その角度位置に応じた出力状態の検出ができるものである。
【００１４】
そして、その出力状態の検出は、最内周の位置に配されたコモン用の接触刷子２に対し、コモン用導通部に繋がる信号用導通部を介して、他の５本の接触刷子２の導通状態を検出して得られるものであった。
【００１５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平０１−１５２３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の回転操作形エンコーダにおいては、６本の接触刷子２を径方向に並べて、対応する接点パターン４に弾接させ、各操作角度位置で出力状態を検出する構成であったため、径が大きくなるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、所定の操作角度範囲Ｔ内を等角度のｎポジションで操作角度の位置検出ができる径の小さい２トラック構成の回転操作形エンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、操作角度が３６０°より小さく設定され、その操作角度範囲Ｔ内が、等角度のｎポジションで操作角度位置検出ができる回転操作形エンコーダであって、その接触刷子として信号刷子とコモン刷子が各々複数本ずつ同心の２トラック位置に電気的独立状態で配置され、その操作角度範囲Ｔ内をｍ個に分割した大区画Ｄの角度範囲内で、上記複数の信号刷子が、ポジションごとに信号用パターンの導電部上に異なる状態で弾接し、かつ大区画Ｄどうしで、その弾接状態が繰り返して発生され、その大区画Ｄどうしの信号刷子と信号用パターンの繰り返して発生する弾接状態を区分するため、上記コモン刷子がｍ本配され、その各々は、対応している大区画Ｄ内で少なくともコモン用接点部上に弾接し、さらに、上記信号用パターンと上記コモン用接点部は、導通状態にあって、上記信号刷子どうし、コモン刷子どうし、各信号刷子と各コモン刷子どうしの全導通状態を検出して、操作角度判別ができる回転操作形エンコーダとしたものであり、接触刷子となる複数の信号刷子を円周上に配すると共に、同じく接触刷子となる複数のコモン刷子を同心の円周上に配し、各々に応じた接点パターン上を弾接させる２トラック構成で、等角度のｎポジションの操作角度位置検出ができる回転操作形エンコーダが実現でき、径の小形化に寄与できるという作用を有する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、大区画Ｄの角度範囲内の一つのポジションにおいて、いずれの信号刷子も信号用パターンの導電部上に弾接していない状態を含む構成となされると共に、その一つのポジション位置では、コモン用接点部上に二つのコモン刷子が弾接状態となるものであり、コモン刷子を信号刷子と同様の機能を果たせることにより、信号刷子を少なくできるという作用を有する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、ｎ／（２＊ｍ）本の信号刷子が、各々１ポジションの角度ずつずらして配され、（（ｎ／（２＊ｍ）−１）＊１ポジションの角度）の導通部と（（ｎ／（２＊ｍ）＋１）＊１ポジションの角度）の非導通部とが交互に配されて構成される信号用パターン上を弾接摺動するものであり、信号用パターンが、簡単に構成できる櫛歯状のもので済み、かつ、信号刷子の配置も容易にでき、各信号刷子が１ポジションずれつつ、導通部上を弾接していく簡素な構成のものが得られるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、接触刷子となる複数の信号刷子および複数のコモン刷子を各々同心の円周上の所定位置に配し、その各々に応じた接点パターン上を弾接させる２トラック構成で、等角度のｎポジションの操作角度位置検出ができる回転操作形エンコーダが実現でき、径の小形化に寄与できるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１および図２を用いて説明する。
【００２４】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転操作形エンコーダの接触刷子と回転接点パターンとの係合状態を示す平面図、図２は同図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【００２５】
図２において、１１は、外形が略円環状に構成された成形樹脂からなる下ケースであり、その内筒部１１Ａ外周面に、筒部１３Ａが回転可能に挿通されて回転体１３が組み合わされ、その回転体１３下方に設けられたリング状のフランジ部１３Ｂは、下ケース１１の内筒部１１Ａと外壁部１１Ｂとの間に構成されたリング状の上方開口凹部内に収容されている。
【００２６】
また、下ケース１１の凹部は、下ケース１１に結合された金属カバー１５の平板部１５Ｂで覆われ、その平板部１５Ｂの中央孔１５Ａから下ケース１１の内筒部１１Ａおよび回転体１３の筒部１３Ａが、同心状態で上方に突出すると共に、図示はしていないが、回転体１３の回転角度は、当該金属カバー１５で規制されている。
【００２７】
そして、下ケース１１の凹部底面には、接触刷子１２が、径方向に２本のみが並ぶ配置状態に配設されており、その底面から上方に向かって伸びた先端は、上記フランジ部１３Ｂの下面に構成された接点パターン１４に弾接している。
【００２８】
上記構成の本実施の形態による回転操作形エンコーダは、回転体１３の筒部１３Ａを回転操作して、上記接触刷子１２に対して上記接点パターン１４を相対回転させ、３６０°より小さく設定された操作角度範囲Ｔ内を、等角度のｎポジションで操作角度位置検出ができるものである。
【００２９】
ここで、図１に示す操作角度範囲Ｔ＝２７０°内で５ｂｉｔの出力状態（ｎ＝３２）の検出が可能な構成を例として、上記接触刷子１２と上記接点パターン１４の配設状態について説明する。
【００３０】
なお、図１は、操作範囲内における１ポジション目の状態を示すものであり、上記状態から回転体１３は、同図中に右回りの矢印で示すように、２７０°の角度で回転可能となっている。そして、上記接触刷子１２は、複数の信号刷子２１Ａ…と、同じく複数のコモン刷子２２Ａ…とから構成されている。
【００３１】
その複数の信号刷子２１Ａ…は、円周上の所定位置に各々配されている。
【００３２】
また、上記信号刷子２１Ａ…の円周に対し、同心の円周上の所定位置に、複数のコモン刷子２２Ａ…が、各々配されている。
【００３３】
上記信号刷子２１Ａ…の本数は、操作角度範囲Ｔ内をｍ個に仮想的に分割する数で決定され、以下、Ｔ／ｍ＝大区画Ｄとして説明すると共に、ここではｍ＝４の設定とする。
【００３４】
つまり、信号刷子２１Ａ…の本数は、ｎ／（２＊ｍ）＝３２／（２＊４）の４本とする。
【００３５】
そして、その信号刷子２１Ａ〜２１Ｄに対応する接点パターン１４の信号用パターン３１は、信号刷子２１Ａ〜２１Ｄの軌跡に対し、導通部と非導通部とが交互に配された略リング状に構成された櫛歯状の構成をなしている。
【００３６】
その導通部は、（（ｎ／（２＊ｍ）−１）＊１ポジションの角度）の２７°で設定されている。
【００３７】
なお、操作角度範囲Ｔの２７０°内で３２種類の出力状態を得る際、互いのポジション間の合計数は３１となるため、上記１ポジションの角度は、Ｔ／（ｎ−１）で表記できる。
【００３８】
なお、図１中においては、上記導通部を判り易くするため、斜線を付して図示している。一方、非導通部は、（（ｎ／（２＊ｍ）＋１）＊１ポジションの角度）の４５°で設定されている。
【００３９】
そして、この信号用パターン３１に対し、４本の信号刷子２１Ａ〜２１Ｄは、同一円周上で、各々１ポジションの角度（Ｔ／（ｎ−１）ずつずらした位置に配されている。この信号用パターン３１とすると、簡素な櫛歯パターンで済むと共に、４本の信号刷子２１Ａ〜２１Ｄの配置も容易である。
【００４０】
そして、上記配置状態とされた信号刷子２１Ａ〜２１Ｄと信号用パターン３１とは、大区画Ｄの各々で、同じ弾接状態が繰り返してｍ回発生されるものとなる。
【００４１】
そして、そのｍ回各々の４本の信号刷子２１Ａ〜２１Ｄと信号用パターン３１の導通部上への弾接状態は、端子＃１に対応する信号刷子２１Ａのみが、はじめに信号用パターン３１の導通部上に弾接し、次のポジション位置では、信号刷子２１Ａに加えて端子＃２に対応する信号刷子２１Ｂが、信号用パターン３１の導通部上に弾接する。そして、次のポジション位置では、上記２つの信号刷子２１Ａと２１Ｂに加えて端子＃３に対応する信号刷子２１Ｃが導通部上に弾接し、さらに次のポジション位置で、端子＃４に対応する信号刷子２１Ｄも導通部上に弾接して、信号刷子２１Ａ〜２１Ｄ全てが導通部上に載るようになる。
【００４２】
この状態からさらに１ポジション回転すると、信号刷子２１Ａのみが信号用パターン３１の非導通部上に移る。
【００４３】
このとき、他の信号刷子２１Ｂ〜２１Ｄは導通部上に引き続いて位置している。
【００４４】
次のポジション位置で、信号刷子２１Ｂも非導通部上に移り、導通部上には信号刷子２１Ｃと２１Ｄが弾接している状態となり、さらに次のポジション位置では、同様に信号刷子２１Ｄのみが弾接している状態となる。
【００４５】
そして、上記状態からさらに１ポジション回転すると、いずれの信号刷子２１Ａ〜２１Ｄも導通部上に位置しない状態となる。
【００４６】
操作角度範囲Ｔ内では、以上の上記信号刷子２１Ａのみが導通部上に弾接した状態から、いずれも弾接していない状態の８通りの状態を１セットとしてｍ回繰り返されることとなり、そのｍ回の各々で上記１セットの状態推移が発生するようになる。
【００４７】
そして、上記ｍ個の大区画Ｄどうしを区分けするために、上記信号刷子２１Ａ〜２１Ｄに対し同心の円周上に、上記ｍ個と同数のコモン刷子２２Ａ〜２２Ｄが所定位置に配されると共に、信号用パターン３１の内周側に、信号用パターン３１の導通部に導通したコモン用接点部３２が配されている。
【００４８】
なお、コモン用接点部３２においても、図１中において、判り易くするために、斜線を付して図示している。
【００４９】
コモン用接点部３２は、信号刷子２１Ａ〜２１Ｄと信号用パターン３１との弾接で発生する上記１セットの８ポジション分の角度に１ポジション分の角度を加えた角度長さで構成され、その他の部分は非導通部に構成され、両者でコモン用パターンとなる。
【００５０】
そして、各コモン刷子２２Ａ〜２２Ｄは、１本ずつが、上記各１セットごとに対応し、対応する１セットの角度範囲内では、連続してコモン用接点部３２上に弾接するよう配置されている。
【００５１】
すなわち、図１に示すように、１ポジション目から８ポジション目までの間は、端子ｃｏｍ．１に対応するコモン刷子２２Ａがコモン用接点部３２上に連続して弾接する。
【００５２】
なお、コモン用接点部３２は、９ポジション分の角度長さで設定してあるため、上記１ポジション目では、コモン刷子２２Ａは１ポジション分ずれた位置に弾接しており、残りの８ポジション分の角度でコモン用接点部３２上を弾接し、９ポジション目でコモン用接点部３２上から離間する。
【００５３】
そして、最初の１セット内での最終ポジション位置となる信号刷子２１Ａ〜２１Ｄがいずれも導通部上から離れた弾接状態となる８ポジション目の位置で、端子ｃｏｍ．２に対応するコモン刷子２２Ｂが上記コモン用接点部３２上に弾接し、次の１セット分の角度範囲を含む合計９ポジション分の角度範囲内でコモン用接点部３２上に連続的に弾接状態となる。
【００５４】
つまり、８ポジション目では、コモン用接点部３２上にコモン刷子２２Ａと２２Ｂの２つが弾接する構成となっている。
【００５５】
そして、上記同様に信号刷子２１Ａ〜２１Ｄがいずれも導通部上から離れた弾接状態となる１６ポジション目で、コモン刷子２２Ｂに加えて、端子ｃｏｍ．３に対応するコモン刷子２２Ｃが上記コモン用接点部３２上に弾接する。
【００５６】
そして、１７ポジション目で、コモン刷子２２Ｂがコモン用接点部３２上から離れると共に、１７ポジションから２４ポジションまでの間は、コモン刷子２２Ｃが上記コモン用接点部３２上に連続して弾接する。
【００５７】
さらに、同様に２４ポジション目で、コモン刷子２２Ｃに加えて、端子ｃｏｍ．４に対応するコモン刷子２２Ｄが上記コモン用接点部３２上に弾接し、最後の３２ポジション目まで連続して弾接状態となる。
【００５８】
なお、３２ポジション目では、上記コモン用接点部３２上にはコモン刷子２２Ｄのみが弾接している。
【００５９】
本実施の形態による回転操作形エンコーダは、上記のように、信号系とコモン系の接点部構成を２トラックで配設したものとなっている。
【００６０】
そして、その操作角度位置を検出する際には、信号刷子２１Ａ〜２１Ｄ・コモン刷子２２Ａ〜２２Ｄという合計８つの端子の相互の導通状態を確認して検出する。
【００６１】
つまり、１ポジション目では、コモン刷子２２Ａと信号刷子２１Ａのみが、対応するコモン用接点部３２上と信号用パターン３１の導通部上に弾接しているため、端子ｃｏｍ．１と端子＃１間の導通のみが検出でき、その他は、電気的独立状態を維持していることから、１ポジション目の角度位置の判別ができる。
【００６２】
なお、上記合計８つの端子の相互の導通状態を確認するには、常に１ポジション当り５０４０通りの組み合わせで確認しなければならないが、処理速度などの向上が目覚しいマイコンを活用すれば、上記確認は容易である。
【００６３】
そして、同様に２ポジション目では、端子ｃｏｍ．１と端子＃１間、また端子ｃｏｍ．１と端子＃２間、端子＃１と端子＃２間の３種類の導通状態が確認できて当該２ポジション目との判別が可能となり、さらに、３〜７ポジション目も同様に判別することができる。
【００６４】
そして、８ポジション目では、端子ｃｏｍ．１と端子ｃｏｍ．２間のみが導通状態となり、この状態を当該８ポジション目として判別することができる。
【００６５】
つまり、この８ポジション目では、端子ｃｏｍ．２に対応するコモン刷子２２Ｂが、信号系の刷子の役割を担うようにでき、信号系の刷子数を増やさずともよくなる。
【００６６】
そして、続く１セットでは、コモン刷子２２Ａは、コモン用接点部３２上から離れ、かつコモン刷子２２Ｂが弾接しているため、例えば９ポジション目では、端子ｃｏｍ．２と端子＃１間の導通のみが検出でき、前の１セットと異なる検出結果となるため、当該９ポジション目の判別ができる。
【００６７】
このように、コモン刷子２２Ａ〜２２Ｄの内、１本ずつ１セット毎に対応させてコモン用接点部３２に弾接状態にすると、信号系の出力状態が１セットごとに繰り返すものであっても、操作角度位置の特定が可能となる。
【００６８】
それ以後のポジション位置も同様にして操作角度位置の判別が可能である。
【００６９】
なお、１６ポジション目では、端子ｃｏｍ．２と端子ｃｏｍ．３間のみが導通状態に検出でき、さらに２４ポジション目では、端子ｃｏｍ．３と端子ｃｏｍ．４間のみが導通状態に検出でき、いずれの場合にもコモン刷子の内の一方を信号系の刷子に見たてて、そのポジション位置の判別ができることは上記の８ポジション目の場合と同じである。
【００７０】
なお、３ポジション位置では、８本の全ての端子が電気的独立状態になり、これを検出して判別可能である。
【００７１】
以上のように、本実施の形態による回転操作形エンコーダは、２トラック構成でありながら５ｂｉｔの出力状態を検出できるものとなり、径の小型化に大きく寄与できるものである。
【００７２】
なお、上記３２ポジションでの位置検出が可能な構成としたものを、回転操作角度を規制して、少ないポジション数で使用してもよい。
【００７３】
また、上記構成の５ｂｉｔのものとすると、簡素な構成にできるが、上記構成に限られることはない。
【００７４】
さらに、５ｂｉｔ以外の４ｂｉｔや６ｂｉｔの構成のものを、上記思想に適合させて構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明による回転操作形エンコーダは、接触刷子となる複数の信号刷子および複数のコモン刷子を、各々円周上の所定位置に配すると共に、その各々に応じた接点パターン上を弾接させる２トラック構成で、等角度のｎポジションの操作角度位置検出ができる径の小さい回転操作形エンコーダが実現でき、各種電子機器の入力操作部への使用等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態による回転操作形エンコーダの接触刷子と回転接点パターンとの係合状態を示す平面図
【図２】同図１のＡ−Ａ線における断面図
【図３】従来の回転操作形エンコーダの接触刷子と回転接点パターンとの係合状態を示す平面図
【図４】同図３のＡ−Ａ線における断面図
【符号の説明】
【００７７】
１１  下ケース
１１Ａ  内筒部
１１Ｂ  外壁部
１２  接触刷子
１３  回転体
１３Ａ  筒部
１３Ｂ  フランジ部
１４  接点パターン
１５  金属カバー
１５Ａ  中央孔
１５Ｂ  平板部
２１Ａ〜２１Ｄ  信号刷子
２２Ａ〜２２Ｄ  コモン刷子
３１  信号用パターン
３２  コモン用接点部
【図１】
2005172552.tif 000003
【図２】
2005172552.tif 000004
【図３】
2005172552.tif 000005
【図４】
2005172552.tif 000006