(57)【要約】【課題】ブラシ接点部と導電部を備える回転検出装置において、ブラシ接点部と導電部の摩耗を低減して耐久性能を向上させること。【解決手段】回転検出装置は、ダイヤル２０１と、ダイヤル２０１とともに回転する補助プレート２０４と、ブラシ２０５と、ブラシ２０５を固定するクリックボード２０３と、ブラシ接点部が摺動する複数の導電部を有するプリント基板２１０を備える。ブラシ２０５は、ダイヤル２０１の回転方向にて第一の方向に延設される第一の接点部２０５ｄと、第一の方向とは反対の第二の方向に延設される第二の接点部２０５ｂを有する。ダイヤル２０１は、クリックボード２０３との間のラジアルガタ２０３ｄに対応する角度θｂだけ回転してからクリックボード２０３と一体に回転し、補助プレート２０４は、第一の接点部２０５ｄを基板側に付勢しない方向であって、第二の接点部２０５ｂを基板側に付勢する方向に回転する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材の回転を検出する回転検出装置であって、
複数の接点部を有するブラシと、
前記複数の接点部がそれぞれ摺動する複数の導電部を有する基板と、
前記回転部材とともに回転して前記基板に対する前記ブラシの接点圧を制御する制御部材と、
間隙部を有して前記回転部材と嵌合し、前記ブラシを固定する固定部材と、を備え、
前記ブラシは、前記回転部材の回転方向における第一の方向に延設される第一の接点部と、回転方向にて前記第一の方向とは反対の第二の方向に延設される第二の接点部を有しており、
前記回転部材が前記間隙部に対応する角度だけ前記第一の方向に回転してから前記固定部材と一体に回転する場合、前記制御部材は、前記第一の接点部を前記基板の側に付勢しない方向であって、前記第二の接点部を前記基板の側に付勢する方向へ回転することを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記制御部材は、前記ブラシよりも前記基板の側に位置することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記制御部材は、前記ブラシと前記固定部材との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記基板は、可撓性を有する配線部材であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記固定部材は、前記回転部材の操作時にクリック感を発生させる部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転検出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の回転検出装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシと導電部との接触および非接触に応じた電気信号を生成する回転検出装置および当該装置を備える電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどの電子機器は、撮影条件等の設定を行うための回転操作部材を備え、複数の設定情報の選択を同一箇所で容易に操作できるように構成されている。回転操作部材は、例えばユーザが回転操作可能なダイヤルを有する。ダイヤルはベース部材に支持されている。ブラシおよびその固定部材、プリント基板が設けられ、ダイヤルの回転により電気信号が生成される。プリント基板上には回転方向において途切れた部分を有する導電部が形成されており、ブラシがプリント基板上を摺動する際に導電部と接触する状態と接触しない状態とが切り替わる。導電部としてグランド、信号１、信号２の各導電部がプリント基板上に形成され、信号１および信号２の各導電部にて一部が途切れた部分は、位相角度をずらして形成されている。つまり、ダイヤルが回転した場合、信号１および信号２は検出時期が異なるので、ダイヤルの回転方向を判別可能である。
【０００３】
ところで、プリント基板の表面に露出している導電部は、プリント基板の表面の絶縁部に対して凹形状または凸形状となる。したがって、フレキシブルプリント基板に対してブラシが摺動しつつ回転する際、ブラシ接点部が凹凸を乗り越えるときに負荷がかかる可能性がある。またプリント基板として、表面に凹凸の無い平滑基板を採用した場合には製造コストの上昇をもたらす原因となる。
【０００４】
特許文献１では小型かつ薄型化が可能な情報設定装置として、釦付きダイヤルユニットが開示されている。釦付きダイヤルユニットのブラシ形状部は、回転方向の一方向に延設される接点部を２箇所に有しており、回転対称の位置にブラシ接点部を設けた構造である。また特許文献２では、小さいスイッチ機構のスペースと、少ない数のスイッチ信号によって、設定された状態を読み取る技術が開示されている。スイッチ機構のブラシ形状部は、回転方向にて各方向にそれぞれ延設される接点部を有しており、線対称の位置にブラシ接点部を設けた構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４２５２０号公報
【特許文献２】特開平８−４３８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の構造ではブラシ接点部の接点圧に関して以下の課題がある。
特許文献１に開示のブラシ形状部は、回転方向の一方向に延設された接点部しか有していない。ブラシ接点部がフレキシブルプリント基板表面の導電部および絶縁部の凹凸と摺動する際に、ブラシ接点部が延設される方向にダイヤルが回転する場合と、その反対方向に回転する場合とでは接点部の荷重のかかり方が異なる。そのため、回転方向の違いにより発生する、摺動時の音や異物（削れかす等）が懸念される。
【０００７】
また、特許文献２に開示のブラシ形状部は、ブラシ接点部が向かい合うように線対称の位置に設けられており、回転方向に延設されるブラシ接点部と、回転方向とは反対方向に延設される接点部を有する。よって、回転時にブラシ接点部が導電部および絶縁部の凹凸を乗り越えるとき、いずれか一方のブラシ接点部は必ず接点圧が高くなる。そのため、接点圧が高くかかる方のブラシ接点部により発生する異物が懸念される。
本発明は、ブラシ接点部と導電部を備える回転検出装置において、ブラシ接点部と導電部の摩耗の低減および耐久性能の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る装置は、回転部材の回転を検出する回転検出装置であって、複数の接点部を有するブラシと、前記複数の接点部がそれぞれ摺動する複数の導電部を有する基板と、前記回転部材とともに回転して前記基板に対する前記ブラシの接点圧を制御する制御部材と、間隙部を有して前記回転部材と嵌合し、前記ブラシを固定する固定部材と、を備え、前記ブラシは、前記回転部材の回転方向における第一の方向に延設される第一の接点部と、回転方向にて前記第一の方向とは反対の第二の方向に延設される第二の接点部を有しており、前記回転部材が前記間隙部に対応する角度だけ前記第一の方向に回転してから前記固定部材と一体に回転する場合、前記制御部材は、前記第一の接点部を前記基板の側に付勢しない方向であって、前記第二の接点部を前記基板の側に付勢する方向へ回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブラシ接点部と導電部を備える回転検出装置において、ブラシ接点部と導電部の摩耗の低減および耐久性能の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る回転スイッチの回転動作を示す正面図である。
【図２】第一実施形態に係る回転スイッチの構成を示す分解斜視図である。
【図３】第一実施形態に係る回転スイッチの構成（Ａ）およびカメラ（Ｂ）を示す斜視図である。
【図４】第一実施形態におけるブラシとプリント基板の構成を示す分解斜視図（Ａ）と、ブラシの構成を示す正面図（Ｂ）である。
【図５】第一実施形態の回転スイッチにおけるプリント基板の構成を示す正面図である。
【図６】第一実施形態の回転スイッチにおける出力信号と回転方向の検出の説明図である。
【図７】第一実施形態の回転スイッチにおけるラジアルガタを示す正面図である。
【図８】第一実施形態の回転スイッチにおける回転動作を側面方向から示す模式図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る回転スイッチの回転動作を示す正面図である。
【図１０】第二実施形態の回転スイッチにおける回転動作を側面方向から示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の各実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。各実施形態では、回転検出装置を搭載した電子機器として、撮像装置を例示して説明する。
【００１２】
［第一実施形態］
図１から図８を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。
図３（Ｂ）は、回転スイッチ（以下、ダイヤルユニットという）２００を備える撮像装置１００を示す。なお、本実施形態では、デジタル一眼レフカメラなどの撮像装置１００に設けられるダイヤルユニット２００を説明する。
【００１３】
図２はダイヤルユニット２００の分解斜視図であり、図３（Ａ）はダイヤルユニット２００の組立後の斜視図である。ダイヤル２０１はユーザが操作する回転部材である。撮像装置１００に固定されたダイヤルベース２０２ａ、２０２ｂは、ダイヤル２０１を回転可能に支持する。クリックボード２０３はダイヤル２０１と嵌合し、ダイヤル２０１と同じ方向に回転する。ブラシ２０５はＵ字状に開いた２本の腕部を備える。各腕部は３本の接点部を有している。ブラシ２０５はクリックボード２０３に固定されることで一体の部材となる。つまり、クリックボード２０３はブラシ２０５を固定する固定部材である。補助プレート２０４はブラシ２０５とビス２０６の間に位置し、回転時において基板に対するブラシ２０５の接点圧を制御する制御部材である。補助プレート２０４はビス２０６によりダイヤル２０１と締結されて一体的に回転する。ボール２０７とスプリング２０８はダイヤルベース２０２ｂに配置される。ボール２０７は転動部材であり、スプリング２０８により所定方向に付勢される。ユーザがダイヤル２０１を回転させると、回転するクリックボード２０３の外周縁部に沿ってボール２０７が転動する。スプリング２０８の圧縮又は伸縮により、ダイヤル操作時にクリック感を発生させる。
【００１４】
図４（Ａ）を参照して、クリックボード２０３へのブラシ２０５の固定方法およびプリント基板２１０について説明する。本実施形態では、クリックボード２０３に凸部２０３ｃが設けられ、ブラシ２０５に穴部２０５ｇが形成されている。クリックボードの凸部２０３ｃとブラシ２０５の穴部２０５ｇが係合し、カシメにより固定される。また、クリックボード２０３の外周縁部には、ダイヤル操作時のクリック感を発生させるために、山部２０３ａと谷部２０３ｂが円周方向にて交互に形成されている。
【００１５】
プリント基板２１０は可撓性の配線部材であるフレキシブルプリント基板で構成される。プリント基板２１０の表面のカバーレイ開口部から導電部が露出している。導電部にはメッキ処理が施されている。プリント基板２１０は不図示のコネクタにより撮像装置１００内部の制御基板に接続される。
【００１６】
次に図４（Ｂ）を参照して、ブラシ２０５の形状について説明する。ブラシ２０５は回転方向において第一の方向に延設される第一の腕部２０５ａと、第一の方向とは反対の第二の方向に延設される第二の腕部２０５ｃを有する。第一の腕部２０５ａはプリント基板２１０と接触する複数の第一の接点部２０５ｂを有する。第二の腕部２０５ｃはプリント基板２１０と接触する複数の第二の接点部２０５ｄを有する。
【００１７】
図５と図６を参照し、プリント基板２１０の導電部と、ブラシ２０５の回転時の回転軌跡および出力信号について説明する。
図５（Ａ）はプリント基板２１０を例示する。プリント基板２１０はポリイミドを基材とするベース材、銅箔、ニッケルメッキ層、金メッキ層、カバーレイから構成されている。複数の導電部がカバーレイ開口部から露出している。第一の導電部２１０ａは第一の信号（以下、信号１と記す）の信号線に接続される導電部である。第二の導電部２１０ｃは第二の信号（以下、信号２と記す）の信号線に接続される導電部である。第三の導電部２１０ｂはグランドに接続される導電部である。以下では、第一の導電部２１０ａを信号１導電部２１０ａと称し、第二の導電部２１０ｃを信号２導電部２１０ｃと称する。第三の導電部２１０ｂをグランド導電部２１０ｂと称する。信号１導電部２１０ａと信号２導電部２１０ｃは、ブラシ２０５の回転方向において角度θａの位相差でずらして形成されている。
【００１８】
図５（Ｂ）は、ブラシ２０５の外形を点線で図示し、プリント基板２１０に重ねた状態を示す。ブラシ２０５の第一の接点部２０５ｂおよび第二の接点部２０５ｄは、回転時に信号１導電部２１０ａ、グランド導電部２１０ｂ、信号２導電部２１０ｃのそれぞれに、端子が摺動するように配置される。
【００１９】
図５（Ｃ）は、プリント基板２１０とブラシ２０５の回転軌跡を破線および点線で表した図である。第一の接点部２０５ｂの回転軌跡２０５ｅを点線部で示し、第二の接点部２０５ｄの回転軌跡２０５ｆを破線部で示している。ブラシ２０５の第一の接点部２０５ｂおよび第二の接点部２０５ｄは回転時において、同一の軌跡にならないようにずらして形成されている。つまり、回転軌跡２０５ｅと２０５ｆは回転時に重なり合わない。
【００２０】
図６はブラシ２０５の回転時における回転検出の出力信号を示す図である。上側に第一の方向として時計回り方向の回転時における出力信号の変化を示し、下側に第二の方向として反時計回り方向の回転時における出力信号の変化を示す。横軸は時間軸であり、縦軸は信号１および信号２のレベルを表す。信号レベルについてはＨＩＧＨ状態を論理値「１」とし、ＬＯＷ状態を論理値「０」と定義する。出力信号がＬＯＷ状態のときには、第一の接点部２０５ｂまたは第二の接点部２０５ｄの少なくとも一方により信号１導電部２１０ａまたは信号２導電部２１０ｃがグランド導電部２１０ｂと接続されることを表している。また、ＨＩＧＨ状態のときには、第一の接点部２０５ｂまたは第二の接点部２０５ｄのどちらに関しても、信号１導電部２１０ａおよび信号２導電部２１０ｃがグランド導電部２１０ｂと接続されていない状態である。
【００２１】
前述したとおり信号１導電部２１０ａおよび信号２導電部２１０ｃはブラシ２０５の回転方向に関して位相角度θａだけずらして形成されているため、出力信号が変化するタイミングがずれる。つまり、時計回り方向の回転時に信号１は信号２よりも進相であり、反時計回り方向の回転時に信号２は信号１よりも進相である。従って、時計回りおよび反時計回りの回転方向を、二進法により識別することが可能である。
【００２２】
ブラシ接点部２０５ｂ、２０５ｄが信号１導電部２１０ａ、グランド導電部２１０ｂ、信号２導電部２１０ｃの上を摺動するごとに、各導電部の表面がブラシ接点部２０５ｂ、２０５ｄによって少しずつ削られる。また、ブラシ接点部２０５ｂ、２０５ｄについても、信号１導電部２１０ａ、グランド導電部２１０ｂ、信号２導電部２１０ｃで少しずつ削られる。このため、プリント基板２１０のパターン上には、各導電部やブラシ接点部２０５ｂ、２０５ｄが削られることで発生する異物が付着する。各ブラシ接点部と各導電部とが接触する接触部に異物が挟み込まれた場合、信号１導電部２１０ａおよび信号２導電部２１０ｃでチャタリングが発生する可能性がある。場合によっては、ダイヤル２０１の回転検出または信号の制御に支障を来すことが懸念される。
【００２３】
ダイヤル２０１が回転する際、回転方向と同じ方向に延設されるブラシ接点部２０５ｂ（または２０５ｄ）と、回転方向とは反対方向に延設されるブラシ接点部２０５ｄ（または２０５ｂ）とでは、各ブラシ接点部と導電部にかかる接点圧が異なる。具体的には、例えばダイヤル２０１の回転方向と同方向に延設されるブラシ接点部２０５ｂ（または２０５ｄ）においては、他方のブラシ接点部２０５ｄ（または２０５ｂ）よりも接点圧が高くなる。これは、ダイヤル２０１の回転方向とブラシ接点部の延設方向とが同一方向である場合、ブラシ接点部がプリント基板２１０に押し付けられる分力が働くためである。また、ダイヤル２０１の回転方向とブラシ接点部の延設方向とが互いに反対方向である場合には、ブラシ接点部がプリント基板２１０から離反する方向に分力が働くため、接点圧は低くなる。回転方向の違いによって、回転時の摺動音に差が生じることや異物の発生量に差が生じる可能性がある。
【００２４】
そこで、本実施形態では、回転方向に延設されるブラシ接点部２０５ｂ（または２０５ｄ）と、回転方向とは反対方向に延設されるブラシ接点部２０５ｄ（または２０５ｂ）の接点圧を変化させる構成とする。これにより、回転方向に延設されるブラシ接点部２０５ｂ（または２０５ｄ）をプリント基板２１０から離れる方向に動作させる事を可能とした。以下、詳細に説明する。
【００２５】
図７は、ダイヤル２０１とクリックボード２０３を示す。図７（Ａ）はダイヤル２０１とクリックボード２０３が静止した基準状態を示す。ダイヤル２０１とクリックボード２０３との間には間隙部であるラジアルガタ２０３ｄが設けられている。図７（Ｂ）は、ダイヤル２０１が回転した状態を示す。ダイヤル２０１は、基準状態からラジアルガタ２０３ｄに対応する角度θｂだけ回転してから、クリックボード２０３と突き当たり、両者は一体となって回転する。
【００２６】
図１はダイヤル２０１、クリックボード２０３、補助プレート２０４、ブラシ２０５の組図である。図１（Ａ）に示す状態は図７（Ａ）の状態に相当する。補助プレート２０４はブラシ２０５と、図１では不図示のプリント基板２１０との間に位置する。図１（Ｂ）に示す状態は図７（Ｂ）の状態に相当する。つまり基準状態からダイヤル２０１、補助プレート２０４がラジアルガタ２０３ｄに対応する角度θｂだけ回転した状態を示す。補助プレート２０４は、第二の腕部２０５ｃをダイヤル２０１側に付勢し、プリント基板２１０から第二の接点部２０５ｄを離す方向の力を作用させる。また、補助プレート２０４は第一の腕部２０５ａから遠ざかる方向に回転する。
【００２７】
図８は、補助プレート２０４と、ブラシ２０５の第一の腕部２０５ａおよび第二の腕部２０５ｃを側面方向から示した模式図であり、図１（Ｂ）の状態に相当する。図８（Ａ）に示すように、補助プレート２０４の一端部（図８（Ａ）に示す右端部）は、第二の腕部２０５ｃの固定部よりも図８（Ａ）の右側に位置している。つまり補助プレート２０４は第二の腕部２０５ｃをダイヤル側に付勢するため、第二の接点部２０５ｄに対してプリント基板２１０から離れる方向への力を作用させる。一方、図８（Ｂ）に示すように、補助プレート２０４は第一の接点部２０５ｂから遠ざかる方向に回転している。補助プレート２０４の一端部（図８（Ｂ）に示す右端部）は、第一の腕部２０５ａの固定部よりも図８（Ｂ）の左側に位置している。補助プレート２０４が第一の腕部２０５ａを付勢していた場合、補助プレート２０４の回転動作に沿って第一の接点部２０５ｂも動作する。つまりプリント基板２１０に対して第一の接点部２０５ｂの接点圧は上がる。
【００２８】
本実施形態では、制御部材である補助プレートにより、回転方向に延設されるブラシ接点部の接点圧を相対的に低くし、回転方向とは反対方向に延設されるブラシ接点部の接点圧を相対的に高くすることができる。よって異物の発生を抑制しつつ基板上でブラシを摺動させることができる。本実施形態によれば、基板の導電部とブラシ接点部との接触に関する摩耗の低減と、耐久性能の向上を実現できる。
【００２９】
［第二実施形態］
次に、図９および図１０を用いて、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態にて第一実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることでそれらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。
【００３０】
図９（Ａ）はダイヤル２０１、クリックボード２０３、補助プレート２０４、ブラシ２０５の組図であり、基準状態を示す。補助プレート２０４はブラシ２０５とクリックボード２０３との間に位置し、補助プレート２０４は第一の腕部２０５ａと第二の腕部２０５ｃを、図９には不図示のプリント基板２１０の側に付勢している。
【００３１】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の状態からダイヤル２０１、補助プレート２０４がラジアルガタ２０３ｄに対応する角度θｂだけ回転した状態を示す。補助プレート２０４は、第二の腕部２０５ｃから遠ざかるように回転し、第二の接点部２０５ｄは、プリント基板２１０から離れる方向に動作する。このとき、第一の腕部２０５ａは補助プレート２０４により、プリント基板２１０の側に付勢されている。
【００３２】
図１０は、補助プレート２０４と、ブラシ２０５の第一の腕部２０５ａおよび第二の腕部２０５ｃを側面方向から示す模式図である。この状態は図９（Ｂ）の状態に相当する。図１０（Ａ）に示すように補助プレート２０４は、第二の腕部２０５ｃから遠ざかる方向（右方向）に回転している。補助プレート２０４の回転動作に伴い、第二の接点部２０５ｄはダイヤル側に動作する。つまり、第二の接点部２０５ｄはプリント基板２１０から離れる方向に動作する。
【００３３】
一方、図１０（Ｂ）に示すように左方向に移動する補助プレート２０４は第一の腕部２０５ａをプリント基板２１０の側に付勢する。つまり、第一の接点部２０５ｂはプリント基板２１０の側に付勢される。この結果、回転方向に延設されるブラシ接点部の接点圧を相対的に低くし、回転方向とは反対方向に延設されるブラシ接点部の接点圧を相対的に高くして摺動させることができる。
【００３４】
本実施形態によれば、基板の導電部とブラシ接点部との接触に関する摩耗の低減と、耐久性能の向上を実現できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１００  撮像装置
２００  回転スイッチ
２０１  ダイヤル（回転部材）
２０３  クリックボード（固定部材）
２０３ｄ  ラジアルガタ（間隙部）
２０４  補助プレート（制御部材）
２０５  ブラシ
２０５ｂ  第一の接点部
２０５ｄ  第二の接点部
２１０  プリント基板
【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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【図９】
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【図１０】
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