(57)【要約】【課題】とくに回転位置検出の分解能を上げながら、大きな静電容量の変化を得て安定した検出を可能とした操作入力装置とする。【解決手段】電極基盤１０上リング状に複数配置した電極組Ｒに、コイルスプリング７５とツマミホルダ７０を介してツマミ８０に連結したロータ２０を対向させる。電極組は可動電極としての円錐スプリング３と、ラバーカップ４から延びる押圧端子５を備える。ツマミを回転させると、ロータの押圧部Ｋがその斜面で押圧端子を押下げ、ラバーカップを介して円錐スプリングを圧縮して、電極組の静電容量を変化させる。押圧部の数が電極組より多く設定され、電極組の配置間隔に比較してツマミの小さな回転角度単位で電極組の静電容量が順次に変化するので高い分解能でツマミの回転位置が検出でき、また電極組が円錐スプリングを可動電極としているので静電容量の変化幅が大きく、検出安定性が高い。【選択図】図３
2007199781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面上に複数の第１の電極組をリング状に形成配置した電極基盤と、
操作部材に一体回転可能に連結され、第１の電極組と異なる数の複数の押圧部を第１の電極組に対向させてリング状に配置されたロータとを有し、
前記第１の電極組は、基板上に配置した２つの固定電極と、絶縁材を介し該２つの固定電極にまたがって配置されて可動電極をなす円錐スプリングと、該円錐スプリングをカバーする弾性カップと、該弾性カップから前記ロータ方向へ延びる押圧端子からなり、
前記ロータの押圧部は、ロータの回転に応じて前記押圧端子と係合可能とされ、
前記操作部材の回転位置にしたがって順次所定の第１の電極組の前記押圧端子が前記押圧部により押下げられて、当該電極組における円錐スプリングが圧縮されて前記２つの固定電極と可動電極間の静電容量が変化することを特徴とする操作入力装置。
【請求項２】
前記押圧部は傾斜面を備える山形突条であり、
前記電極基盤には、前記第１の電極組を収容する収容室と、前記押圧端子を貫通させるガイド孔とを有するガイドブロックが取り付けられ、
前記押圧部がその傾斜面により前記押圧端子を押下する際に、押圧端子の変位方向が前記ガイド孔により案内されることを特徴とする請求項１記載の操作入力装置。
【請求項３】
前記ロータの押圧部の数は、前記第１の電極組の数よりも多く設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の操作入力装置。
【請求項４】
前記操作部材は、前記ロータに対して軸方向相対変位可能でスプリングにより前記電極基盤から離間する方向に付勢された中間部材に接続され、
前記電極基盤には、前記第１の電極組を配置したリングの内側に、第２の電極組を配置し、
該第２の電極組は、基板上に配置した２つの固定電極と、絶縁材を介し該２つの固定電極にまたがって配置されて可動電極をなす円錐スプリングと、該円錐スプリングをカバーする弾性カップと、該弾性カップから前記中間部材方向へ延びる押圧端子からなり、
前記中間部材は、その軸方向変位に応じて前記第２の電極組の押圧端子と係合可能とされ、
前記操作部材の押下げにしたがって第２の電極組の前記押圧端子が前記中間部材により押下げられて、当該電極組における前記２つの固定電極と可動電極間の静電容量が変化することを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の操作入力装置。
【請求項５】
前記電極基盤の前記第１の電極組を避けた位置に、第３の電極組を配置するとともに固定部材を取付け、
該固定部材に対して前記操作部材を電極基盤と平行にスライド可能で、押圧部を備えるスライド機構を付設し、
前記第３の電極組は、基板上に配置した２つの固定電極と、絶縁材を介し該２つの固定電極にまたがって配置されて可動電極をなす円錐スプリングと、該円錐スプリングをカバーする弾性カップと、該弾性カップから前記スライド部材方向へ延びる押圧端子からなり、
前記スライド機構の作動に応じてその押圧部が前記第３の電極組の押圧端子と係合可能とされ、
前記操作部材の横移動にしたがって第３の電極組の前記押圧端子が前記スライド機構の押圧部により押下げられて、当該電極組における前記２つの固定電極と可動電極間の静電容量が変化することを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の操作入力装置。
【請求項６】
前記第３の電極組がそれぞれ２つずつ２グループ設けられ、
前記スライド機構は、前記固定部材に対して第１の軸方向にそってスライドする第１のスライド部材と、第１のスライド部材に対して前記第１の軸方向に直角の第２の軸方向にそってスライドする第２のスライド部材とからなり、
前記第１のスライド部材は、前記スライド機構の押圧部として、第１の軸方向にそって一方向および他方向にスライドしたときそれぞれ一方のグループにおける互いに異なる１つの電極組の前記押圧端子を押下げ可能の２つの傾斜面を備え、
前記第２のスライド部材は、前記スライド機構の押圧部として、第２の軸方向にそって一方向および他方向にスライドしたときそれぞれ他方のグループにおける互いに異なる１つの電極組の前記押圧端子を押下げ可能の２つの傾斜面を備えることを特徴とする請求項５記載の操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部の回転位置等を検出してその位置信号を出力する操作入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操作部の回転位置を検出してその位置信号を出力する従来の操作入力装置として、たとえば特開２００１−２９６９６６号公報に記載されたものがある。
その操作入力装置では、周方向に複数個並べた固定電極と操作部に設けられた可動電極とを対向させ、操作部とともに可動電極を回転させたときの両電極間の静電容量の変化から、固定電極の間隔単位の回転角度を検出する。
【特許文献１】特開２００１−２９６９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来例において、９０°に４個の割合で固定電極を配置したものでは、その分解能は２２．５°となるが、さらに分解能を上げるためには各電極面積を一層小さくして固定電極の間隔を狭くする必要がある。ところが他方で、安定した検出のためには静電容量の変化が大きいことが望ましく、そのためには各電極面積を大きくしなければならず、結果として安定性と分解能を両立させることが困難である。
そして、電極面積が小さくなるほど、固定電極と可動電極間の対向距離を高精度に維持する必要があるから、とくに高い組み付け精度が要求されることになる。
【０００４】
したがって、本発明は、このような問題点にかんがみ、分解能を顕著に上げながら、大きな静電容量の変化を得て安定した検出を可能とした操作入力装置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】
【０００５】
このため、本発明の操作入力装置は、面上に複数の第１の電極組をリング状に配置した電極基盤と、操作部材に一体回転可能に連結され、第１の電極組と異なる数の複数の押圧部を第１の電極組に対向させてリング状に配置されたロータとを有し、第１の電極組は、基板上に配置した２つの固定電極と、絶縁材を介し該２つの固定電極にまたがって配置されて可動電極をなす円錐スプリングと、該円錐スプリングをカバーする弾性カップと、該弾性カップからロータ方向へ延びる押圧端子からなり、ロータの押圧部は、ロータの回転に応じて押圧端子と係合可能とされ、操作部材の回転位置にしたがって順次所定の第１の電極組の押圧端子が押圧部により押下げられて、当該電極組における円錐スプリングが圧縮されて２つの固定電極と可動電極間の静電容量が変化するものとした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１の電極組と押圧部の数を異ならせているため、互いに隣接する電極組Ｒの配置間隔に比較して操作部材の小さな回転角度単位で第１の電極組の静電容量が変化するので、高い分解能でツマミの回転位置が検出できる。
さらに、第１の電極組は円錐スプリングを可動電極としているので、操作部材の回転変位に対する静電容量の変化幅が大きく、分解能が高いにもかかわらず、位置検出の高い安定性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の実施の形態を説明する。
はじめに、実施の形態における基本原理について図１を参照して説明する。
図１の（ａ）に示すような電極基盤１０と、（ｂ）に示すようなロータ２０とを組み合わせて基本構成とする。
電極基盤１０には、その盤上に設けられる後述の円錐スプリング３、ラバーカップ４等との組み合わせにより、複数の電極組Ｒ（Ｒ１、Ｒ２、・・・）がリング状に周方向等間隔で形成される。
ロータ２０の１面には山形突条の押圧部Ｋ（Ｋ１、Ｋ２、・・・）がリング状に周方向等間隔で配置されて、押圧部Ｋと電極組Ｒの個数は異ならせ、ここでは電極組がＲ１−Ｒ８の８個に対して、押圧部はＫ１−Ｋ９の９個としてある。この場合、隣接する電極組間の角度は４５°、押圧部間の角度は４０°となる。
【０００８】
電極基盤１０は、図１の（ｃ）に示すように、基板１１上に各電極組ごとの２つの固定電極１、２を備え、これらを絶縁材１２でカバーして構成される。
電極組Ｒは、電極基盤１０の固定電極１、２にまたがって、可動電極としての円錐スプリング３を配置し、円錐スプリング３を弾性カップとしてのラバーカップ４でカバーし、ラバーカップ４の頂部にロッド状の押圧端子５を備えて構成されている。２つの固定電極１、２は（ｄ）に示すように、それぞれ半円形状でその弦を向かい合わせて、所定の隙間を設けて配置されている。
押圧端子５を押し下げることによりラバーカップ４が変形して、内部の円錐スプリング３を圧縮する。これにより、各固定電極１、２と円錐スプリング３間の静電容量が変化する。
【０００９】
電極基盤１０とロータ２０とは、図１の（ｅ）に示すように、電極組Ｒと押圧部Ｋが対向するように向かい合わせ、電極基盤１０に対してロータ２０が相対回転することにより、いずれかの押圧部Ｋがラバーカップ４の押圧端子５を押し下げ、円錐スプリング３を圧縮可能とするように互いの対向間隔を設定する。なお、（ｅ）は（ａ）における電極組Ｒのリング状並びに沿った断面図である。
【００１０】
図２は、上記の基本構成において、ロータ２０を回転させたときの状態変化を示す。同図においてハッチングした丸は押圧部Ｋにより押圧端子５が最押下された電極組、すなわち、押圧部Ｋの山形の頂部が押圧端子５位置と一致した電極組Ｒを示している。
図２の（ａ）に示すように押圧部Ｋ１が電極組Ｒ１を最押下している位置からロータ２０を時計回り方向に回転させると、電極組Ｒ間の角度が４５°に対して押圧部Ｋ間の角度が４０°であるから、ロータ２０を５°回転させた位置で、（ｂ）のように次の押圧部Ｋ２が電極組Ｒ２を最押下する状態となる。
【００１１】
以後、（ｃ）〜（ｉ）のようにロータ２０の回転の５°単位で隣接する電極組Ｒが順次最押下される。
電極組Ｒは最押下された状態において最大静電容量となるから、各電極組Ｒの静電容量を監視することにより、電極組Ｒ間の角度を４５°としながら５°の分解能を得られることになる。
最大静電容量は、電極組Ｒの固定電極１、２にパルスを印加したときのパルス応答微分波形のピーク値から求めることができる。
【００１２】
以下、実施の形態の具体的な構造について説明する。本実施の形態は、ツマミを備えて、ツマミの回転位置だけでなく、ツマミの押し下げ、ツマミの回転軸に対して垂直の水平方向スライドを検知可能としたもので、図３はその一断面を示し、図４は電極基盤１０上の電極組の配置を示す。図３はとくに図４におけるＡ−Ａ線上の断面を拡大して示している。なお、電極基盤は図１の基本構成における電極基盤１０と外形が異なるが、以下同一番号を用いて説明する。
図４において、円ｍ上に並べられた８個の電極組Ｒ（Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒ８）は回転位置検出用の電極組であり、円ｍの中心位置に配置された電極組Ｔは押し下げ検出用の電極組、電極組Ｒを囲んだ４隅に配置された電極組Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）はスライド検出用の電極組である。
電極組Ｒの構造は基本構成で説明したものと同じであり、電極組Ｓ、Ｔも同様構造である。
【００１３】
とくに図３に示すように、上ケース１０１と下ケース１０２からなるケーシング１００内に、各電極組Ｒ、Ｔ（およびＳ）を上面側として電極基盤１０が設定位置に固定され、電極基盤１０の下方には、コネクタ１０５を介して制御部品基板１０６が取り付けられている。
電極組Ｔは押圧端子の長さを除き、電極組Ｒと同サイズである。
電極基盤１０の上面には、電極組Ｒ、Ｔの各ラバーカップ４の押圧端子５、５’をガイドするためのガイドブロック３０が取り付けられている。
【００１４】
ガイドブロック３０は、電極基盤１０への取付け面とは反対側の上面に、電極組Ｒに対応させた膨出部３２を有し、この膨出部３２の裏面側（電極基盤１０への取付け面側）はラバーカップ４を収容する収容室３３となっている。
膨出部３２の上壁にはラバーカップ４から上方へ延びる押圧端子５を貫通させるガイド孔３４が設けられている。
押圧端子５はラバーカップ４およびラバーカップ４内の円錐スプリング３の各復元力に付勢されて、その先端（上端）が膨出部３２から突出している。
【００１５】
ガイドブロック３０の中心位置においても、電極組Ｔのラバーカップ４を収容する収容室３３が形成され、対応する膨出部は電極組Ｒに対応する膨出部３２よりも高く上方へ延びて一定径の筒状に形成され、ロータ２０を支持するロータ支持軸３６とされている。ロータ支持軸３６にも電極組Ｔのラバーカップ４から上方へ延びる押圧端子５’を貫通させるガイド孔３７が設けられている。
押圧端子５’はラバーカップ４内の円錐スプリング３に付勢されて、その先端（上端）がロータ支持軸３６から突出している。
【００１６】
ガイドブロック３０の上には、ロータ２０がそのボス部２１をガイドブロック３０のロータ支持軸３６に支持されて配置されている。
ロータ２０は、ボス部２１の下端から径方向に拡がるインナディスク部２２と、その周縁から傾斜部２３を介してガイドブロックの膨出部３２よりも上方へオフセットしたアウタディスク部２４を有する。
【００１７】
インナディスク部２２の周縁、すなわち傾斜部２３との接続部近傍には、下方へわずかに突出してガイドブロック３０の膨出部３２より内径側の上面３１に当接する摺接部２５が設けられている。ロータ２０は摺接部２５をガイドブロックの上面３１に当接させながら回転することにより、アウタディスク部２４とガイドブロックの上面３１との間の間隙を安定して一定に保持する。
アウタディスク部２４はその下面に９個の押圧部Ｋを備えている。押圧部Ｋは基本構成で説明したものと同じである。
【００１８】
電極基盤１０の上面には、その周辺に沿って固定部材としてのハウジング４０がガイドブロック３０を囲んで設けられ、さらにハウジング４０の上面と上ケース１０１の上壁１０１ａとの間にスライド機構５０が配置されている。
スライド機構５０は、ハウジング４０（およびケーシング１００）に対して図４における互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向にスライドするＸ軸スライド板５１とＹ軸スライド板６１とからなる。詳細は後述する。
Ｘ軸スライド板５１はその中央に、中間部材としてのツマミホルダ７０を支持するボス部５３を有し、ボス部５３は本体部５２から上方へ延びる小径部５４と本体部５２から下方へ延びる大径部５５からなっている。
【００１９】
なお、上ケース１０１の上壁１０１ａには、ツマミホルダ７０を貫通させるとともに、Ｙ軸スライド板６１のスライドによる上ケース１０１に対する相対変位を許容するために、ボス部５３の小径部５４に対して所定の余裕間隙をもつ開口１０３が設けられている。
また、Ｙ軸スライド板６１も、Ｙ軸スライド板に対するＸ軸スライド板５１の相対変位を許容するために、ボス部５３の大径部５５に対して所定の余裕間隙をもつ開口６２を有している。
ハウジング４０の上壁中央にも、Ｘ軸スライド板５１のボス部５３の大径部５５がスライドしたときの干渉を避けるため、Ｙ軸スライド板６１の開口６２と同径の開口４１が設けられている。
なお、開口４１、６２の径は、ロータ２０の外径よりも小さく設定されている。
【００２０】
ツマミホルダ７０は、軸部７１と、軸部７１の下端から径方向に拡がるフランジ部７２とを有し、軸部７１をボス部５３の小径部５４の軸穴５７に貫通させ、フランジ部７２を大径部５５内に位置させている。ツマミホルダ７０のフランジ部７２とロータ２０のインナディスク部２２の間にはコイルスプリング７５が設けられている。これにより、ツマミホルダ７０はそのフランジ部７２をコイルスプリング７５の付勢力によりボス部５３の小径部５４と大径部５５間の段差部に着座させて、Ｘ軸スライド板５１に押し付けられている。
【００２１】
コイルスプリング７５の両端はそれぞれ径方向に折り曲げられてフック７６とされ、フランジ部７２とインナディスク部２２にはフック７６を係止する溝が形成されて、ツマミホルダ７０とロータ２０はコイルスプリング７５を介して一体に回転可能となっている。
ツマミホルダ７０には操作部材としてのツマミ８０が取り付けられる。
ツマミホルダ７０の軸部７１の上端には、例えば２面幅部を有する嵌めこみ穴７３が形成されている。ツマミ８０は平面形状が円形の天壁８１から円筒部８２を下方へ延ばして構成され、天壁８１の裏面中央に嵌めこみ穴７３の断面形状と整合する断面の突起８３を備える。
ツマミ８０はその突起８３を嵌めこみ穴７３に嵌め込むことにより、ツマミホルダ７０と一体回転可能に結合される。
【００２２】
これにより、ツマミ８０を回転させると、ツマミホルダ７０とコイルスプリング７５を介してロータ２０が回転する。ロータ２０が回転すると、そのアウタディスク部２４の押圧部Ｋが膨出部３２のガイド孔３４から突出する電極組Ｒの押圧端子５の先端と係合する。押圧端子５は押圧部Ｋの傾斜面によりガイド孔３４にそって押し下げられ、ラバーカップ４を介して円錐スプリング３が圧縮されて、電極組Ｒは静電容量を変化させる。
【００２３】
ツマミホルダ７０のフランジ部７２がコイルスプリング７５によりＸ軸スライド板５１に押し付けられている状態において、ツマミホルダ７０の上端はＸ軸スライド板５１のボス部５３（小径部５４）の上端よりも上方へ突出しており、ツマミ８０の天壁８１の裏面とボス部５３の上端間、ならびにツマミの円筒部８２の下縁と上ケースの上壁１０１ａ間にはそれぞれ所定の間隙ｈを設けてある。
図３中、ツマミ８０に下方への力を加えると、ツマミホルダ７０がコイルスプリング７５の付勢力に抗してボス部５３の軸穴５７にそって下降する。これにより、ツマミホルダ７０の下端面がロータ支持軸３６のガイド孔３７から突出する電極組Ｔの押圧端子５’の先端と係合する。押圧端子５’はガイド孔３７にそって押し下げられ、ラバーカップ４を介して円錐スプリング３が圧縮されて、電極組Ｔは静電容量を変化させる。
【００２４】
つぎに図５は、図４におけるＢ−Ｂ部断面を拡大して示している。
ハウジング４０の４隅の裏面側（電極基盤１０への取付け面側）には電極組Ｓのラバーカップ４’を収容する収容室４７が形成され、収容室４７に対応する上面側には座ぐり部４３、４４（および４５、４６（図６参照））が形成されている。
電極組Ｓの円錐スプリング３’とラバーカップ４’は、電極組Ｒ、Ｔのものよりも大きなサイズとなっている。
収容室４７と各座ぐり部の間にはラバーカップ４’から上方へ延びる押圧端子５”’、５”を貫通させるガイド孔４８が設けられている。押圧端子５”’、５”はラバーカップ４’およびラバーカップ４’内の円錐スプリング３’に付勢されて、その先端（上端）が座ぐり部空間に突出している。
Ｙ軸スライド板６１の下面には、座ぐり部４３（４５）空間内に突出して、電極組Ｓ１（Ｓ３）の押圧端子５”’に関連させた押圧部Ｋ”が設けられている。
【００２５】
図６はスライド機構５０を構成する部品の構造を示す。
（ａ）はハウジング４０の平面図である。ハウジング４０は基本形状を正方形とし、その上壁中央に開口４１が設けられている。
上面には、開口４１の中心を通り１辺に平行な線上にスライドガイド溝４２が形成され、４隅に座ぐり部が形成されている。
【００２６】
対角位置にある座ぐり部４３、４５はスライドガイド溝４２と平行に延びた長溝状であるが、他方の対角位置にある座ぐり部４４、４６はスライドガイド溝４２と平行に延びるとともに、スライドガイド溝４２に対して直角方向にも延びて結果として座ぐり部４３、４５に対して大面積となっている。
電極組Ｓは、電極組Ｓ１、Ｓ３のセットと電極組Ｓ２、Ｓ４のセットとの２セットにグループ分けされる。座ぐり部４３、４５には前述のように、電極組Ｓ１、Ｓ３の押圧端子５”’の先端が臨み、座ぐり部４４、４６には電極組Ｓ２、Ｓ４の押圧端子５”の先端が臨む。
【００２７】
図６の（ｂ）は、ハウジング４０上に配置されるＹ軸スライド板６１の平面図である。
Ｙ軸スライド板６１の基本形状は、ハウジング４０に対してスライドガイド溝４２方向の幅が所定量だけ短い長方形をなしている。
Ｙ軸スライド板６１の下面には、開口６２の中心を通る線上にハウジング４０のスライドガイド溝４２と整合する突条のスライダー６３が形成されている。また上面には、スライダー６３に対して直角方向で、開口６２の中心を通る線上に突条のスライダー６４が形成されている。
Ｙ軸スライド板６１は下面のスライダー６３をハウジング４０のスライドガイド溝４２に嵌め合わせて、ハウジング４０に対してＹ軸方向にスライド可能となる。
【００２８】
先の図５にも示したように、Ｙ軸スライド板６１の下面には、スライドガイド溝４２と平行に延びる座ぐり部４３、４５の空間に対応させてそれぞれ押圧部Ｋ”が設けられている。押圧部Ｋ”はそれぞれ傾斜面ｋを備えて、一方向にＹ軸スライド板６１がスライドしたときには座ぐり部４３の空間に臨む押圧端子５”’の先端と係合して当該押圧端子を押し下げ、逆方向にスライドしたときには座ぐり部４５の空間に臨む押圧端子５”’の先端と係合して当該押圧端子を押し下げるように設定されている。
なお、Ｙ軸スライド板６１の、ハウジング４０の大面積の座ぐり部４４、４６に対応する角部分は、当該座ぐり部に重なる範囲が切欠き部６６となっている。
【００２９】
図６の（ｃ）は、Ｙ軸スライド板６１上に配置されるＸ軸スライド板５１の平面図である。
Ｘ軸スライド板５１の基本形状は、Ｙ軸スライド板６１に対してスライダー６４方向の幅を所定量だけ短くした４角形をなしている。
Ｘ軸スライド板５１の下面には、ボス部５３の中心を通る線上にＹ軸スライド板６１のスライダー６４と整合するスライドガイド溝５６が形成されており、スライドガイド溝５６をＹ軸スライド板６１のスライダー６４に嵌め合わせて、Ｙ軸スライド板６１に対してＸ軸方向にスライド可能となる。
【００３０】
図７は図４におけるＣ−Ｃ部断面を示す拡大図である。
Ｘ軸スライド板５１の下面には、ハウジング４０の大面積の座ぐり部４４（４６）の空間に対応させて押圧部Ｋ’が設けられている。押圧部Ｋ’はそれぞれ傾斜面ｋを備えて、一方向にＸ軸スライド板５１がスライドしたときには座ぐり部４４の空間に臨む押圧端子５”の先端と係合して当該押圧端子を押し下げ、逆方向にスライドしたときには座ぐり部４６の空間に臨む押圧端子５”の先端と係合して当該押圧端子を押し下げるように設定されている。この際、Ｘ軸スライド板５１とハウジング４０の間に配置されるＹ軸スライド板６１には切欠き部６６が設けられているので、Ｙ軸スライド板６１が障害となることはない。
【００３１】
スライド機構５０は上述のように、ハウジング４０の上にＹ軸スライド板６１とＸ軸スライド板５１を順次積み重ねて構成され、積み重ねた状態において、Ｘ軸スライド板５１の上面は上ケースの上壁１０１ａと摺接する。これにより、Ｘ軸スライド板５１およびＹ軸スライド板６１の押圧部Ｋ’、Ｋ”は上壁１０１ａに裏打ちされて、確実に電極組Ｓの押圧端子５”、５”’を押し下げることができる。
【００３２】
なお、図３、図５、図７において、ハウジング４０の上面、Ｘ軸スライド板５１、Ｙ軸スライド板６１および上壁１０１ａの各壁面間にそれぞれ間隙をおいているが、これは各部材の形状の理解を容易にするためであり、隣接の部材間は互いに摺接するよう設定される。
なおまた、これらの隣接する部材間は全面で摺接する代わりに、対向する部材の一方に複数個の高さの低い突点を均等分散させて設けることにより、突点での点接触でスライドするようにしてもよい。
【００３３】
また、Ｘ軸スライド板５１とＹ軸スライド板６１のスライド方向の幅をそれぞれ下側の部材（Ｙ軸スライド板６１、ハウジング４０）よりも短くする量は、電極組Ｓの押圧端子５”、５”’を所定量押下げるに十分な量だけ、Ｘ軸スライド板５１とＹ軸スライド板６１をスライドさせたときにＸ軸スライド板５１またはＹ軸スライド板６１がケーシング１００の内壁に突き当たらないように設定すればよい。
【００３４】
上壁１０１ａにそった水平面内でツマミ８０に力を加えると、ツマミホルダ７０を介してＸ軸スライド板５１とＹ軸スライド板６１がハウジング４０に対してスライドする。これにより、ツマミ８０を任意の方向に変位させることができる。
図５を参照して、Ｙ軸スライド板６１がスライドすると、その押圧部Ｋ”が一方の対角の電極組Ｓ１、Ｓ３のいずれかの押圧端子５”’と係合する。押圧端子５”’は押圧部Ｋ”の傾斜面ｋによりガイド孔４８にそって押し下げられ、ラバーカップ４’を介して円錐スプリング３’が圧縮されて、電極組Ｓ１またはＳ３はスライド量に応じて静電容量を変化させる。
【００３５】
図７を参照して、Ｘ軸スライド板５１がスライドすると、その押圧部Ｋ’が他方の対角の電極組Ｓ２、Ｓ４のいずれかの押圧端子５”と係合する。押圧端子５”は押圧部Ｋ’の傾斜面ｋによりガイド孔４８にそって押し下げられ、ラバーカップ４’を介して円錐スプリング３’が圧縮されて、電極組Ｓ２またはＳ４はスライド量に応じて静電容量を変化させる。
こうして各電極組Ｓにおける静電容量の変化から、ツマミ８０の変位方向を求めることができる。
【００３６】
なお、上記構成によれば、電極組Ｒと電極組Ｔは１つのガイドブロック３０にカバーされるので、組み立てに当たっては、上面３１を下に裏返したガイドブロック３０の収容室３３に、押圧端子５、５’をガイド孔３４、３７に差し込みながら各ラバーカップ４および円錐スプリング３を上から落とし込んで、その後、電極基盤を被せてガイドブロックに結合することによりサブアセンブリとすることができ、作業が容易である。
電極組Ｓについても、裏返したハウジング４０の内側に同じく裏返したロータ２０を位置させるとともに、収容室４７に、押圧端子５”、５”’をガイド孔４８に差し込みながら各ラバーカップ４’および円錐スプリング３’を上から落とし込めばよい。その後、上記サブアセンブリのガイドブロック３０のロータ支持軸３６をロータ２０のボス部２１に差し込みながら、電極基盤１０の周辺部を収容室４７部分に被せてハウジング４０に結合することができる。
ハウジング４０の上壁の開口４１はロータ２０の外径よりも小さいから、電極基盤１０とハウジング４０を結合したアセンブリからは、ロータ２０が脱落することはない。
【００３７】
つぎに、電極組Ｒの出力に基づく回転検出要領としては、キャリブレーションにより電極組ごとの静電容量の上下のピーク（パルス応答微分波形のピーク値）を測定し、例えば上下ピーク値幅の７５％などに判定基準値を設定しておいて、所定時間間隔で測定した各電極組Ｒのピーク値のうち判定基準値を超えるピーク値を示す電極組を、ロータ２０の押圧部Ｋと整合して最押下された電極組であると判定することができる。この電極組を図２と対照させて回転位置が求められる。
【００３８】
さらに他の回転検出方法として、測定ピーク値の変化状態に基づいて行うこともできる。
これは、例えば５００μｓｅｃごとに各電極組Ｒのピーク値を測定して電極組ごとに前回の測定値との差を求める。そして、その差を所定の基準値と比較して以下のように判定値を決定する。
差が基準値以上に減少＝−１
差が基準値未満＝０
差が基準値以上に増加＝１
この判定値を用いると、どの電極組が最押下されているかに応じて、図８に示すようなステップが生じることになる。（ａ）は図２に示したようにロータ２０を時計回りに回転させた場合であり、（ｂ）は反時計回りに回転させた場合である。
【００３９】
電極組Ｒが最押下されて押圧部Ｋの山の頂部が押圧端子５に重なる前後はピーク値の変化は小さく、山の斜面が押圧端子５と係合しているときはピーク値の変化は大きいから、図８において太枠で囲んだ位置が最押下状態である。この際、押圧部Ｋと押圧端子５とが係合していない場合もピーク値の変化が小さく判定値が０となるから、各ステップの候補として２つが出現するが、最押下状態としてピーク値の大きい方を選択する。
【００４０】
こうして最押下された電極組Ｒが特定されると、つぎに当該電極組の時計回り方向隣の電極組の判定値が「１」であるか、「−１」であるかをチェックする。時計回り方向隣の電極組の判定値が「１」であれば時計回りの（ａ）におけるステップに該当し、「−１」であれば反時計回りの（ｂ）におけるステップとなる。
以上により、この検出方法によれば、ツマミ８０の回転位置とともに、その回転方向も簡単に検出される。
【００４１】
実施の形態は以上のように構成され、電極組Ｒをリング状に複数配置した電極基盤１０と、ツマミ８０に一体回転可能に連結され、電極組Ｒと異なる数の複数の押圧部Ｋを電極組Ｒに対向させてリング状に配置されたロータ２０とを有し、電極組Ｒは、基板１１上に配置した２つの固定電極１、２と、絶縁材１２を介し該２つの固定電極にまたがって配置されて可動電極をなす円錐スプリング３と、該円錐スプリング３をカバーするラバーカップ４と、該ラバーカップ４からロータ２０方向へ延びる押圧端子５からなり、ロータ２０の押圧部Ｋは、ロータ２０の回転に応じて押圧端子５と係合可能とされ、ツマミ８０の回転位置にしたがって順次所定の電極組Ｒの押圧端子５が押圧部Ｋにより押下げられて、当該電極組Ｒにおける円錐スプリング３が圧縮されて２つの固定電極と可動電極間の静電容量が変化するものとした。
電極組Ｒと押圧部Ｋの数を異ならせ、押圧部Ｋの数を電極組Ｒの数よりも多く設定しているため、互いに隣接する電極組Ｒの配置間隔に比較してツマミ８０の小さな回転角度単位で電極組Ｒの静電容量が変化するので、高い分解能でツマミ８０の回転位置が検出できる。
さらに、電極組Ｒは円錐スプリング３を可動電極としているので、ツマミ８０の回転変位に対する静電容量の変化幅が大きく、位置検出の高い安定性が得られる。
そして、固定電極１、２と、可動電極をなす円錐スプリング３とがラバーカップ４でカバーされているので、粉塵や水などから保護され、高い耐久性を有する。
【００４２】
ロータ２０の押圧部Ｋは傾斜面を備える山形突条とする一方、電極基盤１０には電極組Ｒを収容する収容室３３と押圧端子５を貫通させるガイド孔３４とを有するガイドブロック３０を取り付けて、押圧部Ｋの傾斜面により押圧端子５が押下げられる際に、押圧端子５がガイド孔３４により案内されるようにしているので、ラバーカップ４が常に安定した姿勢で圧縮される。
【００４３】
また、ツマミ８０をロータ２０に対して軸方向相対変位可能でコイルスプリング７５により電極基盤１０から離間する方向に付勢されたツマミホルダ７０に接続し、電極基盤１０には電極組Ｒのリングの内側に電極組Ｔを配置して、ツマミ８０を押下げることによって電極組Ｔの押圧端子５’がツマミホルダ７０により押下げられて、当該電極組Ｔの静電容量も変化するものとしたので、上述の電極組Ｒによる回転検出に加えて、電極組Ｔの静電容量の変化を検知してツマミ８０の押下げ操作を検出することができる。
【００４４】
さらに、電極組Ｓを設けるとともに、これらをカバーするハウジング４０に対して、ツマミ８０を電極基盤１０と平行にスライド可能なスライド機構５０を設けて、ツマミ８０の横移動にしたがって電極組Ｓの押圧端子がスライド機構の押圧部により押下げられて、当該電極組Ｓの静電容量が変化するものとしたので、電極組Ｓの静電容量の変化を検知してツマミ８０の横方向操作も検出することができる。
とくに、電極組ＳとしてＳ１、Ｓ３の組とＳ２、Ｓ４の組の２グループを設け、スライド機構５０をＸ軸スライド部材５１とＹ軸スライド部材６１とからなるものとし、押圧部として、Ｘ軸スライド部材５１がＸ軸方向にそって一方向および他方向にスライドしたときそれぞれ電極組Ｓ２、Ｓ４のうちの互いに異なる１つの電極組の押圧端子５”を押下げ可能の傾斜面を備える２つの押圧部Ｋ’を有し、Ｙ軸スライド部材６１がＹ軸方向にそって一方向および他方向にスライドしたときそれぞれ電極組Ｓ１、Ｓ３のうちの互いに異なる１つの電極組の押圧端子５”’を押下げ可能の傾斜面を備える２つの押圧部Ｋ”を有するものとすることにより、ツマミ８０を任意の方向に移動させることができ、３６０°にわたってツマミ８０の操作方向を検出することができる。
【００４５】
なお、実施の形態では回転検出用として、電極組Ｒ８個と押圧部９個の組み合わせで検出間隔５°を得る例について説明したが、これに限定されず、例えば、電極組Ｒ８個に対して押圧部１５個や２５個との組み合わせも可能で、前者では検出間隔３°、後者では検出間隔１．８°が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態の基本構成を示す図である。
【図２】ロータを回転させたときの状態変化を示す図である。
【図３】実施の形態の具体的構造を示す断面図である。
【図４】電極基盤上の電極組の配置を示す図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ部断面図である。
【図６】スライド機構の部品を示す図である。
【図７】図４におけるＣ−Ｃ部断面図である。
【図８】回転検出に用いるステップ状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、２    固定電極
３、３’    円錐スプリング（可動電極）
４、４’    ラバーカップ（弾性カップ）
５、５’、５”、５”’    押圧端子
１０    電極基盤
１２    絶縁材
２０    ロータ
２１    ボス部
２２    インナディスク部
２３    傾斜部
２４    アウタディスク部
２５    摺接部
３０    ガイドブロック
３２    膨出部
３３、４７    収容室
３４、３７、４８    ガイド孔
３６    ロータ支持軸
４０    ハウジング（固定部材）
４２、５６    スライドガイド溝
４３、４４、４５、４６    座ぐり部
５０    スライド機構
５１    Ｘ軸スライド板
５２    本体部
５３    ボス部
５４    小径部
５５    大径部
５７    軸穴
６１    Ｙ軸スライド板
６２、１０３    開口
６３、６４    スライダー
６６    切欠き部
７０    ツマミホルダ（中間部材）
７１    軸部
７２    フランジ部
７３    嵌めこみ穴
７５    コイルスプリング（スプリング）
８０    ツマミ（操作部材）
８１    天壁
８２    円筒部
８３    突起
１００    ケーシング
１０１    上ケース
１０１ａ    上壁
１０２    下ケース
１０５    コネクタ
１０６    制御部品基板
Ｋ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６、Ｋ７、Ｋ８、Ｋ９    押圧部
Ｋ’、Ｋ”    押圧部
ｋ      傾斜面
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８    電極組
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４    電極組
Ｔ      電極組
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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