(57)【要約】【課題】  回転軸が支持されている取付け母材部材に回転型センサを取り付ける際に、回転型センサの回転子の中心と回転軸の軸芯を高精度に合わせて組み立てることができる回転型センサおよび検知装置を提供する。【解決手段】  回転型センサ１は、基台２に位置決め凹部４と回転支持穴３が同じ金型で一体に形成されて、回転支持穴３に回転子７が回転自在に支持されている。回転型センサ１が取り付けられる取付け母材２１では、基準凸部２２と保持凹部２５が同じ金型で一体に形成され、保持凹部２５に保持された軸受部材２６によって回転軸２８が回転自在に支持されている。したがって、位置決め凹部４を基準凸部２２に嵌合させることによって、回転軸２８の軸芯と回転子７の軸連結穴８の中心とを一致させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台に回転自在に支持された回転子と、前記回転子の回転を検知する検知部とを有する回転型センサにおいて、
前記基台が合成樹脂で形成され、前記基台に、前記回転子を回転自在に支持する回転支持穴と、前記基台が設置される取付け母体に設けられる基準凸部と嵌合する位置決め凹部とが連続して形成され、前記位置決め凹部の内周面が、前記回転支持穴の内径よりも大きい直径の円筒面を有しており、前記円筒面と、前記回転支持穴の内周面とが、同心円に形成されていることを特徴とする回転型センサ。
【請求項２】
金型に設けられた同じ凸部によって、前記回転支持穴と前記位置決め凹部が成型されたものである請求項１記載の回転型センサ。
【請求項３】
前記基台には、前記円筒面と連続して前記位置決め凹部の中心から放射方向に延びる回り止め凹部が形成されている請求項１または２記載の回転型センサ。
【請求項４】
前記検知部が、前記基台に設けられた抵抗体層と、前記回転子に設けられて前記抵抗体層の表面を摺動する導電性の摺動子とを有しており、
前記抵抗体層は、前記基台における前記位置決め凹部が設けられた面と逆側の表面に設けられ、前記抵抗体層は、前記回転子の回転中心線を中心とする円弧軌跡に沿う円弧部を有しており、前記円弧部が、前記位置決め凹部と重ならない位置に形成されている請求項１または２記載の回転型センサ。
【請求項５】
前記検知部が、前記基台に設けられた抵抗体層と、前記回転子に設けられて前記抵抗体層の表面を摺動する導電性の摺動子とを有しており、
前記抵抗体層は、前記基台における前記位置決め凹部が設けられた面と逆側の表面に設けられ、前記抵抗体層は、前記回転子の回転中心線を中心とする円弧軌跡に沿う円弧部と、前記円弧部の一部が途切れる不連続部とを有しており、
前記円弧部が、前記位置決め凹部と重ならない位置に形成され、前記不連続部が前記回り止め凹部と重なる位置に形成されている請求項３記載の回転型センサ。
【請求項６】
前記基台には、前記検知部に導通する端子部が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の回転型センサ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載された回転型センサと、前記回転型センサが取り付けられる取付け母材とを有する検知装置において、
前記取付け母材が合成樹脂で形成され、前記取付け母材に、基準凸部と、前記基準凸部の中心を通過する回転軸を支持する軸受部とが設けられ、前記基準凸部の外周面と前記軸受部の内周面とが同心円に形成されており、
前記位置決め凹部が前記基準凸部と嵌合した状態で、前記回転軸が前記回転子に連結されていることを特徴とする検知装置。
【請求項８】
一方の金型の凸部によって前記軸受部の内周面が形成され、他方の金型の凹部によって前記基準凸部の外周面が成型されたものである請求項７記載の検知装置。
【請求項９】
前記取付け母材と前記基台との間に、プリント配線基板が設けられ、前記プリント配線基板に、前記基準凸部が隙間を介して挿通される逃げ穴が形成されており、前記基台に設けられた端子部が前記プリント配線基板のランド部に半田付けされ、前記プリント配線基板が前記取付け母材に固定されている請求項７または８記載の検知装置。
【請求項１０】
前記プリント配線基板に、取付け穴が開口しており、取付けねじが前記取付け穴に隙間を有して挿入され、前記取付けねじが前記取付け母材に形成された穴に螺着されて、前記プリント配線基板が前記取付け母材に固定されている請求項９記載の検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基台と回転子と検知部とを有する回転型センサおよび回転型センサを備えた検知装置に係り、特に、基台を取付け母材に設置するだけで、回転子の回転中心を位置決めすることができる回転型センサおよび検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器に設けられる回転型電子部品は、基板に回転体が回転自在に支持されている。基板には、抵抗体と集電体が円環状に形成され、回転体に、前記抵抗体と集電体とを摺動する摺動子が設けられている。回転体に形成された嵌入孔に操作軸が圧入され、操作軸で回転体を回転させることで、抵抗値が変化する可変出力が得られる。
【０００３】
特許文献１に記載されている回転型電子部品は、基板に操作軸が挿通される挿通孔が形成されるとともに、基板の裏面に、前記挿通孔と同心円状に位置してリング状に隆起する突出部が形成されている。回転型電子部品はプリント基板に取り付けられる。プリント基板に形成された穴に前記突出部が嵌合して、プリント基板に回転体の回転中心が位置決めされた状態で、基板から突出する端子がプリント基板の表面に半田付けされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された回転型電子部品は、回転体の回転中心をプリント基板に対して位置決めしている。そのため、回転型電子部品が取り付けられたプリント基板が、さらに筐体などの取付け母材に取り付けられるものでは、プリント基板と取付け母材との取付け公差が、取付け母材と回転体の回転中心との軸ずれとして加算されることになり、取付け母材に対する回転体の位置精度を高く維持することが難しくなる。
【０００６】
例えば、特許文献１に記載された構造を基本にして、操作軸が取付け母材に設けられた軸受に回転自在に支持されている検知装置を構成しようとすると、操作軸の中心軸と回転体の回転中心との位置ずれ公差が大きくなりすぎて、操作軸を回転体に圧入できなかったり、圧入できたとしても、位置ずれ公差が大きくなって、回転体の回動負荷がきわめて大きくなるなど、操作性が低下する課題が生じやすい。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、基台に支持された回転子の回転中心を、筐体などの取付け母材に対して精度よく位置決めできるようにした回転型センサおよび回転型センサを備えた検知装置を提供することを目的としている。
【０００８】
本発明は、筐体などの取付け母材に設けられた軸受部に回転軸が回転自在に支持されたものであっても、基台が取付け母材に取り付けられた時点で、回転子の回転中心と回転軸の軸芯との位置ずれ誤差を小さくでき、回転軸と回転子とを確実に連結させることができ、回転軸の回転負荷の増大などを防止できる回転型センサおよび回転型センサを備えた検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基台と、前記基台に回転自在に支持された回転子と、前記回転子の回転を検知する検知部とを有する回転型センサにおいて、
前記基台が合成樹脂で形成され、前記基台に、前記回転子を回転自在に支持する回転支持穴と、前記基台が設置される取付け母体に設けられる基準凸部と嵌合する位置決め凹部とが連続して形成され、前記位置決め凹部の内周面が、前記回転支持穴の内径よりも大きい直径の円筒面を有しており、前記円筒面と、前記回転支持穴の内周面とが、同心円に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明は、金型に設けられた同じ凸部によって、前記回転支持穴と前記位置決め凹部が成型されたものである。
【００１１】
本発明の回転型センサは、基台に形成された位置決め凹部を、筐体などの取付け母材に設けられた基準凸部と嵌合させることで、取付け母材に対して、回転子の回転中心を精度よく位置決めすることが可能である。
【００１２】
例えば、取付け母材に形成された軸受穴に回転軸が回転自在に支持され、または取付け母材に保持されたベアリングなどの軸受部材に回転軸が回転自在に支持されて、回転軸が取付け母材側の軸受部を基準として回転自在に支持されている構造であっても、回転型センサを取付け母材に取り付けた時点で、回転子の回転中心と回転軸の軸芯とを精度よく位置決めできる。したがって、取付け母材側に支持された回転軸と基台に回転自在に支持されている回転子とを容易に連結させることができ、回転軸を回転したときに、回転子の回転負荷が異常に増大することなどを避けることが可能になる。
【００１３】
本発明は、前記基台には、前記円筒面と連続して前記位置決め凹部の中心から放射方向に延びる回り止め凹部が形成されているものが好ましい。
【００１４】
基台に設けられた前記位置決め凹部のみならず前記回り止め凹部を取付け母材に形成された基準凸部に嵌合させることで、取付け母体に基台を取り付けたときに、基台を回転方向に位置決めできる。したがって、回転子の回転角度や回転位相を、取付け母材を基準として決めることが可能になる。
【００１５】
本発明は、前記検知部が、前記基台に設けられた抵抗体層と、前記回転子に設けられて前記抵抗体層の表面を摺動する導電性の摺動子とを有しており、
前記抵抗体層は、前記基台における前記位置決め凹部が設けられた面と逆側の表面に設けられ、前記抵抗体層は、前記回転子の回転中心線を中心とする円弧軌跡に沿う円弧部を有しており、前記円弧部が、前記位置決め凹部と重ならない位置に形成されていることが好ましい。
【００１６】
また本発明は、前記検知部が、前記基台に設けられた抵抗体層と、前記回転子に設けられて前記抵抗体層の表面を摺動する導電性の摺動子とを有しており、
前記抵抗体層は、前記基台における前記位置決め凹部が設けられた面と逆側の表面に設けられ、前記抵抗体層は、前記回転子の回転中心線を中心とする円弧軌跡に沿う円弧部と、前記円弧部の一部が途切れる不連続部とを有しており、
前記円弧部が、前記位置決め凹部と重ならない位置に形成され、前記不連続部が前記回り止め凹部と重なる位置に形成されていることが好ましい。
【００１７】
上記のように、基台において、抵抗体層を位置決め凹部などと重ならない位置に形成することで、抵抗体層を基台の肉厚の大きい部分に配置することができる。基台において肉厚の大きい部分は強度が高く、温度変化による変形が生じにくく、製造時における表面の平坦度を保ちやすい。よって、この部分に抵抗体層を設けると、長期間にわたって抵抗体層を確実に保持し続けることができ、環境変化に伴う回転の検知精度の低下を抑制しやすくなる。
本発明は、前記基台には、前記検知部に導通する端子部が設けられているものである。
【００１８】
さらに、本発明は、前記いずれかの回転型センサと、前記回転型センサが取り付けられる取付け母材とを有する検知装置において、
前記取付け母材が合成樹脂で形成され、前記取付け母材に、基準凸部と、前記基準凸部の中心を通過する回転軸を支持する軸受部とが設けられ、前記基準凸部の外周面と前記軸受部の内周面とが同心円に形成されており、
前記位置決め凹部が前記基準凸部と嵌合した状態で、前記回転軸が前記回転子に連結されていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明は、一方の金型の凸部によって前記軸受部の内周面が形成され、他方の金型の凹部によって前記基準凸部の外周面が成型されたものであることが好ましい。
【００２０】
本発明は、前記取付け母材と前記基台との間に、プリント配線基板が設けられ、前記プリント配線基板に、前記基準凸部が隙間を介して挿通される逃げ穴が形成されており、前記基台に設けられた端子部が前記プリント配線基板のランド部に半田付けされ、前記プリント配線基板が前記取付け母材に固定されているものとして構成できる。
【００２１】
この場合に、前記プリント配線基板に、取付け穴が開口しており、取付けねじが前記取付け穴に隙間を有して挿入され、前記取付けねじが前記取付け母材に形成された穴（例えば雌ねじ穴）に螺着されて、前記プリント配線基板が前記取付け母材に固定されているものとすることが可能である。
【００２２】
本発明の検知装置は、回転型センサの端子部をプリント配線基板のランド部に半田付けしてから、プリント配線基板を取付け母材に設置するときに、回転型センサの基台と取付け母材とを直接に位置決めすることができ、プリント配線基板と取付け母材との取付け公差が、回転体の回転中心の位置ずれに加味されることがない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、回転型センサの基台を、筐体などの取付け母材に取り付ける際に、基台の位置決め凹部を取付け母材の基準凸部に嵌合させることができ、その結果、回転子の回転中心を、取付け母材を基準にして高い精度で位置決めすることが可能になる。
【００２４】
したがって、取付け母材側に設けられた軸受部に回転軸が回転自在に支持されている構造であっても、基台を取付け母材に固定することで、回転子の回転中心と回転軸の軸芯とを精度よく位置決めして連結することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態の回転型センサおよびこの回転型センサが取り付けられる検知装置を示す分解斜視図、
【図２】回転型センサと回転軸とを示す斜視図、
【図３】回転型センサの基台と回転子および摺動子を示す分解斜視図、
【図４】基台を回転子の側から見た正面図、
【図５】回転型センサが取付け母材に取り付けられた上体を示す縦断面図、
【図６】図４に示す基台をＶＩ−ＶＩ線で切断した横断面図、
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１ないし図６の各図を参照して本発明の実施の形態の回転型センサ１の構造を説明する。
【００２７】
回転型センサ１は基台２を有している。基台２は合成樹脂製であり、金型を使用した射出成型法で成型されている。基台２は、図３に示すように、回転子７が対向する側が動作側表面２ａであり、図２に示すように、取付け母材２１に設置される側が設置側表面２ｂである。図６に示すように、動作側表面２ａと設置側表面２ｂは互いに平行な平面である。また、動作側表面２ａから見た正面の形状と、設置側表面２ｂから見た背面の形状は、ほぼ四角形状である。
【００２８】
図３と図４および図６に示すように、基台２に回転支持穴３が貫通して形成されている。回転支持穴３は動作側表面２ａに開口している。回転支持穴３の内周面３ａは、回転子７の回転中心を示す回転中心線Ｏ１に曲率中心を有する円筒面である。
【００２９】
図２と図６に示すように、基台２の設置側表面２ｂに位置決め凹部４が設けられ、この位置決め凹部４が設置側表面２ｂに開口している。位置決め凹部４の内周面のほとんどは円筒面４ａである。円筒面４ａは回転中心線Ｏ１に曲率中心を有して一定の半径で形成されている。設置側表面２ｂでは、位置決め凹部４に連続する回り止め凹部５が形成されている。図２に示すように、回り止め凹部５は、円筒面４ａからさらに回転中心線Ｏ１を中心とする半径方向（放射方向）の外方に向けて延びている。回り止め凹部５の内壁面５ａは、左右方向に一定の幅寸法を空けて形成され、円筒面４ａと連続している。
【００３０】
図６に示すように、回転支持穴３と位置決め凹部４は連続して形成されており、回転支持穴３の内周面３ａと、円筒面４ａは、段差面４ｃを介して連続している。段差面４ｃは、動作側表面２ａと設置側表面２ｂの双方に平行な平面である。
【００３１】
基台２が射出成型される際に、回転支持穴３と位置決め凹部４が同じ金型で同時に形成される。すなわち、設置側表面２ｂを形成する金型に凸部が設けられ、この凸部によって、回転支持穴３と位置決め凹部４とが同時に成型される。そのため、図６に示すように、回転支持穴３の内周面３ａ（内径寸法Ｄ１）と位置決め凹部４の円筒面４ａ（内径寸法Ｄ２）は、回転中心線Ｏ１を中心とした同心円に位置しており、それぞれの内径寸法Ｄ１，Ｄ２の中心の位置ずれ公差がきわめて小さくなっている。
【００３２】
図６に示すように、位置決め凹部４は設置側表面２ｂから所定の深さに掘り込まれて形成されており、動作側表面２ａと段差面４ｃとの間の厚さ寸法Ｔ２は、基台２の厚さ寸法の最大値Ｔ１の半分未満となっている。
【００３３】
図２に示すように、基台２の設置側表面２ｂには、位置決め凹部４よりも上側と、回り止め凹部５よりも下側の双方から後方へ一体に突出する位置決めピン６ａ，６ｂが設けられている。
【００３４】
図３と図４に示すように、基台２の動作側表面２ａに、抵抗体層１１が形成されている。抵抗体層１１は、比較的比抵抗が高いカーボンを主体として形成されている。抵抗体層１１は、一方の端部１１ａと他方の端部１１ｂとの間において、回転中心線Ｏ１を中心とする一定の半径のリング状パターンで形成されている。端部１１ａと端部１１ｂとの間の幅寸法Ｗ１の部分が、抵抗体層１１の不連続部１２であり、この不連続部１２は、回転子７の回転を検知する検知領域になっていない。
【００３５】
動作側表面２ａの下部では、抵抗体層１１の一方の端部１１ａと連続する電極層１３ａと、他方の端部１１ｂと連続する電極層１３ｂが形成されている。電極層１３ａと電極層１３ｂは、銀を主体とした低抵抗体材料で形成されているが、動作側表面２ａに現れる表面は、抵抗体層１１と連続するカーボンを主体とする層で覆われている。
【００３６】
図３と図４に示すように、抵抗体層１１よりも中心側に、集電体パターンであるコモン電極層１４が設けられている。コモン電極層１４は、回転中心線Ｏ１を中心とする一定の半径で連続するリング状パターンで形成されている。コモン電極層１４は、銀を主体とした低抵抗体材料で形成され、動作側表面２ａに現れる表面が抵抗体層１１と同じカーボンを主体とした高抵抗材料の層で覆われている。
【００３７】
図６に示すように、抵抗体層１１と電極層１３ａ，１３ｂおよびコモン電極層１４は、基台２の内部に埋設されており、それぞれの表面が、基台２の動作側表面２ａとほぼ同一面となっている。
【００３８】
抵抗体層１１と電極層１３ａ，１３ｂおよびコモン電極層１４は、いわゆるインプリント法によって基台２と一体に形成することが可能である。
【００３９】
本実施の形態でのインプリント法は、黄銅板などの薄い金属板で形成された転写板を使用する。カーボンブラックやカーボンファイバがバインダー樹脂に混入されたカーボンペーストを使用し、このカーボンペーストを印刷法によって転写板の表面に塗布し硬化させて、抵抗体層１１およびこれに連続する電極層１３ａ，１３ｂのパターン形状のカーボン層を形成する。同時にコモン電極層１４のパターン形状のカーボン層を形成する。次に、銀粉がバインダー樹脂に混入された銀ペーストを使用し、電極層１３ａ，１３ｂの部分で、カーボン層の上に銀ペーストの層を印刷法で重ねて塗布する。同時にコモン電極層１４の全体において、カーボン層に重ねて銀ペーストを印刷法で塗布する。
【００４０】
銀ペーストが硬化した後に、金型内に前記転写板を設置し、金型内に合成樹脂材料を射出して基台２を成型する。このとき、転写板の表面の抵抗体層１１と電極層１３ａ，１３ｂおよびコモン電極層１４が基台２の内部に埋設され且つ転写板の表面で動作側表面２ａが成型される。合成樹脂が基台２の形状で固化した後に、転写板を引き剥がすことによって、図６に示すように、抵抗体層１１と電極層１３ａ，１３ｂおよびコモン電極層１４が基台２と一体に形成される。
【００４１】
図６に示すように、抵抗体層１１の内周縁の回転中心線Ｏ１からの半径は、位置決め凹部４の円筒面４ａの半径（Ｄ２／２）よりも大きく、抵抗体層１１は位置決め凹部４と重ならない領域に形成されている。さらに、図４に示すように、回り止め凹部５は、抵抗体層１１の不連続部１２（幅寸法Ｗ１の部分）に位置し、抵抗体層１１の端部１１ａ，１１ｂが回り止め凹部５から左右に離れており、抵抗体層１１は、回り止め凹部５とも重ならない領域に形成されている。すなわち、抵抗体層１１は、基台２０の厚さ寸法がＴ１の領域に形成されており、薄い厚さ寸法Ｔ２の領域に、抵抗体層１１が形成されていない。
【００４２】
図６に示すように、位置決め凹部４と回り止め凹部５が形成されている部分は肉厚寸法が薄く、基台２の厚さ寸法が最大値Ｔ１の半分以下のＴ２である。また、肉厚の薄い部分は回転支持穴３の内周面３ａに接近している。
【００４３】
抵抗体層１１は、厚さ寸法Ｔ２の領域と重なることなく、厚さ寸法がＴ１の領域に形成されている。肉厚の大きい領域は強度が高く、高温環境下でも変形しにくいため、抵抗体層１１が製造時に転写したときの平坦度を維持した状態で、基板２に抵抗体層１１を長期間保持することができる。したがって、摺動子１７が、抵抗体層１１の表面を摺動するときの接点荷重や接触抵抗などが環境温度などの影響で変動するのを抑制でき、回転角度に対応する電圧変化を高い精度で検出することができるようになる。
【００４４】
図３と図４に示すように、基台２が射出成型される際に、基台２の内部に、引出し端子１５ａ，１５ｂとコモン引出し端子１６が埋設される。引出し端子１５ａ，１５ｂとコモン引出し端子１６は金属板で形成されている。前記電極層１３ａは、引出し端子１５ａの表面に接触して形成され、電極層１３ｂは、引出し端子１５ｂの表面に接触して形成される。図４に示すように、引出し端子１５ａ，１５ｂは、それぞれ基台２の下部から下方へ突出している。コモン電極層１４は、コモン引出し端子１６の中央部に形成された接触部１６ａの表面に接触して形成され、端子部１６ｂ，１６ｃが基台２の上部から上方へ突出している。
【００４５】
図３と図５に示すように、回転型センサ１は、基台２に回転子７が回転自在に取り付けられている。回転子７は合成樹脂材料で形成されている。
【００４６】
図３と図５に示すように、回転子７は、外周面が円筒面である回転軸部７ａが基台２に向く背面側に形成されており、回転軸部７ａが基台２の回転支持穴３に隙間なく挿通され、回転子７が基台２に対して回転自在に支持されている。回転子７には、回転軸部７ａよりも前方に支持フランジ部７ｂが一体に形成されており、支持フランジ部７ｂに、導電性で且つばね性を有する金属板で形成された摺動子１７が固定されている。
【００４７】
図３に示すように、摺動子１７は、中心部に回転子７の回転軸部７ａが挿入される中心穴１７ａを有している。中心穴１７ａの外周に固定部１７ｂが形成されており、回転子７が合成樹脂材料で射出成型される際に、前記固定部１７ｂが回転子７に埋設されて一体に固定されている。あるいは、摺動子１７が、回転子７にかしめ構造によって固定されていてもよい。
【００４８】
図５に示すように、基台２の前方にカバー部材１９が取り付けられる。カバー部材１９は合成樹脂製である。摺動子１７が固定された回転子７の回転軸部７ａが、基台２の回転支持穴３に回転自在に挿入された後に、カバー部材１９が基台２に嵌着されて固定される。このとき、回転子７において支持フランジ部７ｂよりも前方へ突出している軸状突出部７ｃが、カバー部材１９に形成された穴１９ａの内部に挿通される。またカバー部材１９には、穴１９ａの周囲から基台２に向けて突出する押圧リング部１９ｂが形成されており、この押圧リング部１９ｂによって、回転子７の支持フランジ部７ｂが基台２に向けて押し付けられている。
【００４９】
その結果、摺動子１７に形成された弾性変形可能な検知摺動部１７ｃが抵抗体層１１の表面に弾圧され（弾圧されて接触し）、同じく摺動子１７に形成された弾性変形可能なコモン摺動部１７ｄがコモン電極層１４の表面に弾圧され（弾圧されて接触し）ている。
【００５０】
抵抗体層１１とコモン電極層１４および摺動子１７によって検知部１０が構成されている。この検知部１０では、引出し端子１５ａと引出し端子１５ｂとの間に一定の電圧が印加された状態で、回転子７が摺動子１７と共に回転すると、抵抗体層１１上での検知摺動部１７ｃの接触位置の変化に応じて、コモン電極層１４およびコモン引出し端子１６（端子部１６ｂ，１６ｃ）から取り出される電圧が変化する。この電圧の変化によって、回転子７の回転角度が検出される。
【００５１】
図６に示すように、抵抗体層１１は、基台２の厚さ寸法Ｔ１の肉厚の大きい部分に形成され、その表面の平坦度が維持されているため、検知摺動部１７ｃと抵抗体層１１との接触状態が、回転子７の回転範囲の全域で安定する。そのため、検知摺動部１７ｃと抵抗体層１１との接触荷重（接点圧）の変動が小さくなり接触抵抗の変動が小さくなるなど、回転子７の回転角度を長期間にわたって精度良く検出できるようになる。
【００５２】
前記のように、基台２に、回転子７と摺動子１７とが取り付けられ、動作側表面２ａを覆うカバー部材１９が取り付けられて、回転型センサ１の組み立てが完了する。
【００５３】
図１と図２に示すように、回転型センサ１の組み立てが完了した時点で、回転子７に回転軸が取り付けられていない。回転子７の回転軸部７ａは、基台２の回転支持穴３から設置側表面２ｂに向けて露出し、回転子７の軸状突出部７ｃが、カバー部材１９に形成された穴１９ａから前方へ露出している。回転子７には前後に貫通する軸連結穴８が形成されており、この軸連結穴８も、回転型センサ１の背部と前方の双方に露出している。軸連結穴８は、丸穴部８ａと平面部８ｂとを有した、ほぼＤ字形状の非円形の貫通穴である。
【００５４】
図１および図５に示すように、回転型センサ１が、取付け母材２１に取り付けられ、軸連結穴８と回転軸２８とが連結されて検知装置２０が構成される。
【００５５】
回転型センサ１が設置される取付け母材２１は、電子機器の筐体の一部であり、または筐体の内部に固定されたものである。
【００５６】
取付け母材２１は合成樹脂材料で一体に形成されており、回転型センサ１が取り付けられる支持側表面２１ａと、これと反対側の操作側表面２１ｂを有している。支持側表面２１ａと操作側表面２１ｂは互いに平行な平面である。
【００５７】
図１と図５に示すように、取付け母材２１の支持側表面２１ａに、基準凸部２２が一体に突出して形成されている。基準凸部２２の外周に基準円筒面２２ａが形成されている。基準円筒面２２ａは、取付け母材２１に設定される支持中心線Ｏ２を中心とする一定の半径で形成されている。図１に示している基準円筒面２２ａの外径寸法Ｄａは、図６に示されている回転型センサ１の基台２に形成された位置決め凹部４の内周面の一部である円筒面４ａの内径寸法Ｄ１とほぼ一致しており、基準凸部２２の基準円筒面２２ａが、位置決め凹部４の円筒面４ａに最小の隙間で嵌合できるようになっている。
【００５８】
図１に示すように、取付け母材２１の支持側表面２１ａには、回り止め基準凸部２３が基準凸部２２と一体に形成されている。基準凸部２２の基準円筒面２２ａが、位置決め凹部４の円筒面４ａに嵌合したときに、回り止め基準凸部２３が、基台２に形成された回り止め凹部５に最小の隙間で嵌合できるようになっている。
【００５９】
基準凸部２２の中心には、取付け母材２１を表裏に貫通する軸穴２４が形成されている。軸穴２４の内周面２４ａは、支持中心線Ｏ２を中心とする一定の半径を有する円筒面である。図５に示すように、軸穴２４の内周面２４ａの内径寸法はＤｂである。
【００６０】
図５に示すように、取付け母材２１には、操作側表面２１ｂから窪む保持凹部２５が形成されている。保持凹部２５の内周面２５ａは、支持中心線Ｏ２を中心とする一定の半径を有する円筒面である。図５に示すように、内周面２５ａの内径寸法はＤｃである。保持凹部２５には軸受部材２６が保持されている。軸受部材２６は、ボールベアリングや、潤滑油が塗布されたまたは含浸した多孔性の金属で形成されたメタルベアリングなどである。軸受部材２６の外周面２６ａは、保持凹部２５の内周面２５ａに隙間を有することなく圧入されている。したがって、軸受部材２６の中心穴である回転支持部２６ｂは、保持凹部２５の内周面２５ａとほぼ同心円に位置できるようになっている。
【００６１】
図５に示すように、軸受部材２６に金属製の回転軸２８が回転自在に支持されている。回転軸２８は、外径寸法が大きい支持軸部２８ａと、支持軸部２８ａよりも外径寸法が小さい小径部２８ｂを有している。小径部２８ｂの先部が断面がＤ字形状の非円形状の連結軸部２８ｃであり、連結軸部２８ｃに平面部２８ｄが形成されている。支持軸部２８ａは、軸受部材２６の回転支持部２６ｂにほとんど隙間無く挿入されて回転軸２８が回転自在に支持されている。軸受部材２６がボールベアリングの場合には、支持軸部２８ａがインナー部に圧入されて、回転軸２８がインナー部と共に回転自在に支持される。
【００６２】
図５に示すように、回転軸２８の小径部２８ｂは、取付け母材２１の軸穴２４の内部にわずかな隙間を有して挿入され、連結軸部２８ｃが、基準凸部２２からさらに前方へ突出している。
【００６３】
基準凸部２２と軸穴２４および保持凹部２５は、取付け母材２１を成型する際に同じ一対の金型で形成される。一方の金型の凸部によって保持凹部２５と軸穴２４が同時に成型され、他方の金型の凹部によって基準凸部２２が成型される。そのため、基準凸部２２の外径寸法Ｄａの基準円筒面２２ａと、軸穴２４の内径寸法Ｄｂの内周面２４ａおよび、保持凹部２５の内径寸法Ｄｃの内周面２５ａは、いずれも支持中心線Ｏ２に対する位置ずれ公差がきわめて小さくなっている。軸受部材２６は保持凹部２５の内周面２５ａを基準として位置決めされるため、軸受部材２６に支持された回転軸２８の軸芯と支持中心線Ｏ２との位置ずれ公差もきわめて小さくなる。
【００６４】
図１に示すように、取付け母材２１には、支持側表面２１ａに開口する一対の雌ねじ穴２７，２７が形成されている。また、取付けねじ３８がセルフタッピングねじである場合は、雌ねじ穴２７，２７に代えてねじ溝が刻まれていない貫通穴が形成される。
【００６５】
図１と図５に示すように、取付け母材２１と回転型センサ１との間に、プリント配線基板３１が設置される。
【００６６】
図１に示すように、プリント配線基板３１は、絶縁性の基板の表面３１ａにランド部３２ａ，３２ｂおよびランド部３３ａ，３３ｂが形成されている。プリント配線基板３１の表面に下部には、３個の取出しランド部３４，３４，３４が形成されている。３個の取出しランド部３４，３４，３４のうちの２つが、図示を省略している配線パターンを介して、ランド部３２ａとランド部３２ｂに個別に導通し、他の１つの取出しランド部３４が、ランド部３３ａ，３３ｂの双方と導通している。図示省略しているが、プリント配線基板３１の表面３１ａにコネクタが取り付けられ、コネクタの各端子が、３個の取出しランド部３４，３４，３４に個別に半田付けされている。
【００６７】
図１に示すように、プリント配線基板３１に逃げ穴３５が形成されている。逃げ穴３５の内径寸法は、取付け母材２１に形成された基準凸部２２の基準円筒面２２ａの外径寸法Ｄａよりも十分に大きく形成されている。
【００６８】
プリント配線基板３１には、逃げ穴３５から上方へ連続する逃げ凹部３６ａと、逃げ穴３５から下方へ連続する逃げ凹部３６ｂが形成されている。逃げ凹部３６ａは、図２に示すように、回転型センサ１の基台２の設置側表面２ｂから突出する位置決めピン６ａが十分な隙間を有して挿入できる大きさに形成されている。逃げ凹部３６ｂは、取付け母材２１に形成された回り止め基準凸部２３と、基台２に形成された位置決めピン６ｂの双方が十分な隙間を有して挿入できる大きさに形成されている。
【００６９】
また、プリント配線基板３１には、凹状の取付け穴３７，３７が形成されている。取付け穴３７，３７に、取付けねじ３８の雄ねじ部３８ａを、十分な隙間を有して挿入できるようになっている。
【００７０】
次に、図１と図２に示すように組み立てられて完成した回転型センサ１を、取付け母材２１に取り付けて検知装置２０を構成する組み立て方法を説明する。
【００７１】
回転型センサ１の基台２から延びる引出し端子１５ａ，１５ｂを、ランド部３２ａ，３２ｂに個別に半田付けし、コモン引出し端子１６の端子部１６ｂ，１６ｃをランド部３３ａ，３３ｂに半田付けすることで、回転型センサ１がプリント配線基板３１に固定される。このとき、回転型センサ１とプリント配線基板３１は、回転子７の軸連結穴８の中心と、逃げ穴３５の中心とを、おおまかに一致させるだけでよく、回転型センサ１とプリント配線基板３１とを互いに高精度に位置合わせする必要はない。
【００７２】
回転軸２８は、取付け母材２１に保持された軸受部材２６に回転自在に支持されている。
【００７３】
プリント配線基板３１を取付け母材２１の支持側表面２１ａに設置して、基準凸部２２と回転軸２８を、プリント配線基板３１の逃げ穴３５の内部に位置させる。そして、回転型センサ１の基台２に形成された位置決め凹部４を、基準凸部２２の外周面である基準円筒面２２ａに嵌着させるとともに、基台２の回り止め凹部５を回り止め基準凸部２３に嵌合させる。
【００７４】
図６に示すように、回転型センサ１の基台２では、位置決め凹部４と回り止め凹部５および回転支持穴３が、一方の金型に設けられた凸部によって一体に成型され、回転支持穴３に回転子７がほとんど隙間無く回転自在に挿入されているため、位置決め凹部４の円筒面４ａの中心と、回転子７に形成された回転軸部７ａの中心（軸連結穴８の回転中心）との軸ずれ公差がきわめて小さい。また、取付け母材２１は、基準凸部２２の外周面である基準円筒面２２ａと保持凹部２５の内周面２５ａとが同じ金型（一対の金型）で一体に成型され、この保持凹部２５に隙間無く保持された軸受部材２６によって回転軸２８が支持されている。したがって、基準円筒面２２ａの中心と回転軸２８の軸芯との位置ずれ公差がきわめて小さい。
【００７５】
したがって、回転型センサ１の基台２に形成された位置決め凹部４を、基準凸部２２の外周面である基準円筒面２２ａに嵌着させた時点で、回転子７の軸連結穴８の回転中心と回転軸２８の軸芯とをほぼ一致させることができ、回転軸２８の連結軸部２８ｃと、回転子７の軸連結穴８とを互いにほとんど軸ずれなく、嵌合させることができる。
【００７６】
また、基台２の回り止め凹部５を回り止め基準凸部２３に嵌合させることで、回転型センサ１と取付け母材２１とを、回転位相を高精度に合わせて位置決めすることができる。
【００７７】
基準凸部２２および回り止め基準凸部２３と、位置決め凹部４および回り止め凹部５とを嵌合させて、取付け母材２１に回転型センサ１を位置決めした後に、取付けねじ３８，３８をプリント配線基板３１の取付け穴３７，３７に挿入し、雌ねじ穴２７，２７に螺着して、回転型センサ１とプリント配線基板３１の取付け母材２１に対する取付けを完了し、検知装置２０を構成することができる。
【００７８】
検知装置２０は、回転型センサ１の基台２が取付け母材２１に直接に位置決めされ、回転子７の軸連結穴８の中心（回転中心）と、取付け母材２１側に支持されている回転軸２８の軸芯との位置ずれがきわめて小さいため、回転軸２８を回転させて、回転子７を回転操作するときの回転負荷をきわめて軽くすることができる。また、回転子７に固定されている摺動子１７の検知摺動部１７ｃの回転軌跡の中心と、抵抗体層１１の円弧形状の中心とを高精度に合わせることができ、回転軸２８が回転の回転角度に対して、検出値のリニアリティを高い精度に維持できる。
【００７９】
また、回り止め凹部５と回り止め基準凸部２３との嵌合で、回転型センサ１の回転方向の位置決めができるため、回転軸２８が回転したときの、その回転位相と、抵抗体層１１と検知摺動部１７ｃとの接触位置の相対位相とを高精度に合わせることが可能になる。
【００８０】
前記実施の形態の検知装置２０は、図２に示すように、基台２から一対の位置決めピン６ａ，６ｂが突出している。図１と図５に示す構造の取付け母材２１が使用されて、基準凸部２２と、基台２に形成された位置決め凹部４とを嵌合させて、回転型センサ１を位置決めする構造では、前記位置決めピン６ａ，６ｂが実質的に使用されない。前記取付け母材２１を使用することなく、回転型センサ１がプリント配線基板に位置決めされて取り付けられる場合は、前記位置決めピン６ａ，６ｂがプリント配線基板に形成された位置決め穴に嵌合して、位置決めピン６ａ，６ｂが、位置決めのために使用される。また、取付け母材２１に設置されるときに、プリント配線基板に対する回転型センサの位置決めのために位置決めピン６ａ，６ｂを使用してもよい。
【００８１】
なお、前記実施の形態では、取付け母材２１に保持凹部２５が形成され、保持凹部２５に保持されている軸受部材２６に回転軸２８が支持されているが、取付け母材２１の軸穴２４を軸受部として、この軸穴２４で回転軸を直接に回転自在に支持してもよいし、あるいは軸穴２４にベアリングを保持し、このベアリングで回転軸を回転自在に支持してもよい。
【００８２】
軸穴２４が軸受部となる場合は、一方の金型に基準凸部２２の外周面である基準円筒面２２ａを形成する凹部を設け、他方の金型に軸穴２４を形成するための凸部を設け、この金型で取付け母材２１を成型することで、基準円筒面２２ａと軸穴２４の中心どうしを高い精度で形成することが可能になる。
【００８３】
また、本発明では、プリント配線基板３１を挟むことなく、回転型センサ１を、取付け母材２１の支持側表面２１ａに直接に設置してもよい。
【００８４】
さらに、回転型センサ１に用いられる検知部１０は、抵抗体層を有するものに限られず、電極部が回転方向に間欠的に設けられて、回転子７に支持されている摺動子が電極部に順位接触するパルス入力式のエンコーダなどであってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  回転型センサ
２  基台
３  回転支持穴
３ａ  内周面
４  位置決め凹部
４ａ  円筒面
５  回り止め凹部
７  回転子
７ａ  回転軸部
８  軸連結穴
１０  検知部
１１  抵抗体層
１２  不連続部
１３ａ，１３ｂ  電極層
１４  コモン電極層
１５ａ，１５ｂ  引出し端子
１６  コモン引出し端子
１７  摺動子
１７ｃ  検知摺動部
１７ｄ  コモン摺動部
１９  カバー部材
２０  検知装置
２１  取付け母材
２２  基準凸部
２２ａ  基準円筒面
２３  回り止め基準凸部
２４  軸穴
２５  保持凹部
２５ａ  内周面
２６  軸受部材
２８  回転軸
２８ａ  支持軸部
２８ｃ  連結軸部
３１  プリント配線基板
３５  逃げ穴
３７  取付け穴
３８  取付けねじ
【図１】
2012208013.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012208013.tif 000005
【図４】
2012208013.tif 000006
【図５】
2012208013.tif 000007
【図６】
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