(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在の軸を有する電子部品と、
前記軸が挿入される軸穴を備える操作ノブと、
固定体に固着されるとともに前記操作ノブを支持かつ前記電子部品が連結される支持部材と、
前記支持部材と操作ノブとの間に設けられ、前記操作ノブの支持部材に対する偏差を吸収する第一弾性体と、
前記電子部品と支持部材の間に設けられ、前記操作ノブに対する電子部品の偏差に起因する負荷を軽減する方向への前記電子部品の移動を許容する第二弾性体と、
その回転軸が前記電子部品の軸に連結されたモータであって、前記電子部品の軸を介して前記操作ノブを回動させるモータと、
を備えることを特徴とする回転型操作装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転型操作装置であって、さらに、
前記電子部品の軸に連結されるプレートと、当該プレートと前記支持部材とを連結する連結部材と、を備えた連結金具を備えており、
前記第二弾性体は、前記電子部品の軸と、前記プレートと、の間に介在する、
ことを特徴とする回転型操作装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転型操作装置であって、さらに、
前記電子部品の軸の前記プレートへの組み付け段階における、前記第二弾性体の過度な弾性変形を防止する剛性体を有することを特徴とする回転型操作装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の回転型操作装置であって、
前記第一弾性体は、前記軸穴の周囲に均等に配置され、操作ノブを押圧する複数の板バネであることを特徴とする回転型操作装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転型操作装置であって、
前記操作ノブは、奥側に向かって突出形成されたボス部であって、その端部に前記軸穴が形成されたボス部を有しており、
前記第一弾性体は、前記ボス部の周囲に均等に配置され、前記ボス部を押圧する複数の板バネであることを特徴とする回転型操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機構を備えた電子部品と、当該電子部品に連結された操作ノブと、を有する回転型操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、オーディオ装置や空調装置などの電子機器には、音量や風量調節などのためにユーザが行う回転操作を受け付ける回転型操作装置が設けられている。回転型操作装置には、ロータリーエンコーダやロータリースイッチなどのような回転機構を備えた電子部品と、ユーザが摘んで操作する操作ノブと、が設けられている。操作ノブには、軸穴が形成されており、当該軸穴に電子部品の回転軸が挿入、連結されることで、回転軸が操作ノブに連動して回動する。
【０００３】
こうした回転型操作装置では、従来から、形状誤差や組み付け誤差などに起因する操作ノブのガタツキや、操作荷重の増加といった問題があった。かかる問題を解決するために、例えば、特許文献１では、ツマミ（操作ノブ）の外周部内壁に当接して、外周部を外側に押圧するバネを設け、ツマミのぐらつきを防止することが提案されている。また、特許文献２には、操作ノブに、電子部品の回転軸の偏差を軽減する回転軸偏差軽減手段を設けることで、回転軸に対する無理な加圧に起因する電子部品の破損等を防止することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３３３１１号公報
【特許文献２】特開２０００−１００２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、操作ノブに対する電子部品の偏差については何ら考慮されていなかった。そのため、従来の技術では、操作ノブに対する電子部品の偏差に起因する負荷を解消することはできず、操作ノブの操作性を大幅に向上することは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明では、よりスムーズに回動操作し得る回転型操作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】
【０００７】
本発明の回転型操作装置は、回転自在の軸を有する電子部品と、前記軸が挿入される軸穴を備える操作ノブと、固定体に固着されるとともに前記操作ノブを支持かつ前記電子部品が連結される支持部材と、前記支持部材と操作ノブとの間に設けられ、前記操作ノブの支持部材に対する偏差を吸収する第一弾性体と、前記電子部品と支持部材の間に設けられ、前記操作ノブに対する電子部品の偏差に起因する負荷を軽減する方向への前記電子部品の移動を許容する第二弾性体と、その回転軸が前記電子部品の軸に連結されたモータであって、前記電子部品の軸を介して前記操作ノブを回動させるモータと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
好適な態様では、さらに、前記電子部品の軸に連結されるプレートと、当該プレートと前記支持部材とを連結する連結部材と、を備えた連結金具を備えており、前記第二弾性体は、前記電子部品の軸と、前記プレートと、の間に介在する。この場合、さらに、前記電子部品の軸の前記プレートへの組み付け段階における、前記第二弾性体の過度な弾性変形を防止する剛性体を有することが望ましい。
【００１０】
他の好適な態様では、前記第一弾性体は、前記軸穴の周囲に均等に配置され、操作ノブを押圧する複数の板バネである。この場合、前記操作ノブは、奥側に向かって突出形成されたボス部であって、その端部に前記軸穴が形成されたボス部を有しており、前記第一弾性体は、前記ボス部の周囲に均等に配置され、前記ボス部を押圧する複数の板バネであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記操作ノブの支持部材に対する偏差を吸収する第一弾性体と、前記操作ノブに対する電子部品の偏差に起因する負荷を軽減する方向への前記電子部品への移動を許容する第二弾性体と、が設けられているので、各部材間の偏差に起因する望ましくない負荷が軽減される。その結果、操作ノブを、よりスムーズに回動操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態である回転型操作装置の断面図である。また、図２は、回転型操作装置の概略的な分解斜視図である。
【００１３】
この回転型操作装置は、オーディオ装置などの電子機器に搭載され、音量調節などの操作に利用される操作装置で、操作ノブ１２と、当該操作ノブ１２に連結される電子部品ユニット１６、操作ノブ１２を支持する支持ユニット１４などを備えている。
【００１４】
操作ノブ１２は、ユーザが摘んで操作する部位であって、略円柱状の本体部２０と、当該本体部２０の背面中央から立脚するボス部２２と、を備えている。ボス部２２には、後述するロータリーエンコーダ６０の検出軸６６が挿入される軸穴２４が形成されている。軸穴２４に挿入された検出軸６６は、ボス部２２の側面に形成されたネジ孔を通じて軸穴２４に挿し込まれる固定ピン２６により固定される。
【００１５】
ボス部２２の根元には、環状凹部２８が形成されている。この環状凹部２８が存在することにより、結果的に、本体部２０の背面側の端部には肉薄の裾部２９が形成されることになる。また、この環状凹部２８には、後述するガイド体３４が挿し込まれ、ボス部２２の根元が複数のガイド片５２で挟持されるようになっている。
【００１６】
支持ユニット１４は、固定部材である操作パネル１００に固着されるとともに、操作ノブ１２を支持するユニットである。この支持ユニット１４について図３を参照して詳説する。図３は、支持ユニット１４の概略的な分解斜視図である。
【００１７】
図３に図示するように、支持ユニット１４は、ベース円盤３０、取付ブラケット３２、および、ガイド体３４から構成される。この三つの部材３０，３２，３４には、互いに螺合締結するための接続ボルト５６（図１参照）が挿入または螺合される小孔４０ａ，４０ｂ，４０ｃが四つずつ形成されている。また、この三つの部材３０，３２，３４には、後述する連結ブラケット７０を接続ボルト９０（図５参照）によって連結するための大孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃも四つずつ形成されている。
【００１８】
ベース円盤３０は、略円盤状の部材で、その中央には、操作ノブ１２のボス部２２および後述するガイド筒５０の通過を許容する貫通孔３６ａが形成されている。また、ベース円盤３０の周縁には、操作ノブ１２の裾部２９の外周囲を覆うような環状のリブ４２が突出形成されている。
【００１９】
取付ブラケット３２は、支持ユニット１４を操作パネル１００に取り付けるための金具で、前方（ベース円盤３０側）に突出する三つの足部４６を備えている。各足部４６には、接続ボルト５４（図１参照）が挿通される接続孔４８が形成されている。この接続孔４８に挿入された状態で接続ボルト５４が操作パネル１００に螺合締結されることで、取付ブラケット３２、ひいては、支持ユニット１４全体が、操作パネル１００に固着される。なお、取付ブラケット３２の中央にも、操作ノブ１２のボス部２２およびガイド筒５０の通過を許容する貫通孔３６ｂが形成されている。
【００２０】
ガイド体３４は、樹脂など、適度な弾性を有する材料からなるもので、略円盤状の本体４９と、当該本体４９から前方に向かって突出するガイド筒５０と、を備えている。ガイド筒５０は、筒状部材に複数の縦方向スリットを形成したような形状をしており、円状に並んだ複数のガイド片５２を備える。このガイド筒５０の先端部の内径は、無負荷状態において、操作ノブ１２のボス部２２の根元外径より僅かに小さくなっている。各ガイド片５２は、操作ノブ１２と支持ユニット１４との間に介在する偏差を吸収する第一弾性体として機能するもので、軸方向に長尺な薄板形状となっている。片持ち支持されている関係上、各ガイド片５２は、適度に撓む板バネとして機能することができる。
【００２１】
かかる構成のガイド筒５０は、取付ブラケット３２およびベース円盤３０に形成された貫通孔３６ａ，３６ｂを通過して、操作ノブ１２の環状凹部２８まで挿入される。環状凹部２８まで挿入されたガイド筒５０の内部には、操作ノブ１２のボス部２２が位置する。ここで、既述したとおり、無負荷状態において、ガイド筒５０の内径は、ボス部２２外径より僅かに小さくなっている。そのため、ガイド筒５０内部にボス部２２が位置する際には、各ガイド片５２は、ガイド筒５０の内径を広げる方向に弾性変形することになる。換言すれば、操作ノブ１２のボス部２２は、その全周囲に渡って、ガイド片５２で押圧されることになる。そして、全周囲から均等に押圧されることにより、支持ユニット１４に対する操作ノブ１２の偏差や組み付け誤差が補正され、操作ノブ１２操作時のぐらつき等が防止される。その結果、よりスムーズに、操作ノブ１２を回動操作することができる。
【００２２】
なお、本実施形態では、操作ノブ１２と支持ユニット１４との間に介在して、両者間の偏差を吸収できるのであれば、ガイド片５２以外の形態の弾性体を用いてもよい。例えば、本実施形態では、ボス部２２の根元を中心方向に押さえつける板バネ（ガイド片５２）を用いているが、裾部２９を外側に向かって押さえつけるような板バネを用いてもよい。また、板バネではなく、ゴムやスプリング、スポンジなどを第一弾性体として用いてもよい。
【００２３】
次に、電子部品ユニット１６について説明する。図４は、電子部品ユニット１６周辺の概略的な分解斜視図である。また、図５は、電子部品ユニット１６の取付状態を示す図で、回転型操作装置の上面図である。なお、図２，４，５では、説明の都合上、モータ６２および基板６４の図示を省略している。
【００２４】
電子部品ユニット１６は、ロータリーエンコーダ６０およびモータ６２を基板６４上に固着してユニット化したものである。ロータリーエンコーダ６０は、操作ノブ１２の回動量を検出する電子部品で、図４に図示するように、Ｄ字カットされた検出軸６６を有している。この検出軸６６は、既述したとおり、操作ノブ１２の軸穴２４に挿入、固定され、操作ノブ１２と連動して回動する。検出軸６６の根元（ロータリーエンコーダ６０の本体部寄り端部）には、後述する連結ナット８６が螺合される雄ネジ部６８が形成されている。
【００２５】
モータ６２は、操作ノブ１２を電動駆動させる際の駆動源として機能する電子部品である。すなわち、本実施形態の回転型操作装置は、操作ノブ１２の手動操作だけでなく、電動操作も可能となっている。ユーザがリモコンなどを通じて操作ノブ１２の操作を指示した場合、電子機器の制御部（図示せず）は、操作ノブ１２を電動駆動（回動）させる。この電動駆動の駆動源として機能するのが当該モータ６２である。このモータ６２の回転軸は、ギアやカップリング（図示せず）を介してロータリーエンコーダ６０の検出軸６６に連結されており、モータ６２の回転に連動して検出軸６６、ひいては、検出軸６６に接続された操作ノブ１２が回動できるようになっている。
【００２６】
この電子部品ユニット１６は、連結ブラケット７０を介して支持ユニット１４に連結される。連結ブラケット７０は、矩形プレート７２と、当該矩形プレート７２から前方（支持ユニット１４側）に突出形成された四つの連結柱７４と、から構成される。各連結柱７４には、ネジ孔７６が形成されている。この連結柱７４は、ガイド体３４および取付ブラケット３２に形成された大孔３８ｂ，３８ｃを通過して、ベース円盤３０の裏面にまで到達できるようになっている。そして、ベース円盤３０の表側の大孔３８ａから挿入されたボルトが、連結柱７４のネジ孔に螺合されることで、連結ブラケット７０が支持ユニット１４に連結される（図５参照）。
【００２７】
矩形プレート７２は、その中央に通過孔７８が形成された平板である。通過孔７８は、ロータリーエンコーダ６０の検出軸６６の雄ネジ部６８が挿通される孔で、その径は、検出軸６６の雄ネジ部６８の外径より十分に大きくなっている。ただし、この通過孔７８と雄ネジ部６８との間には、カラー８０および弾性筒体８２が介在する。
【００２８】
カラー８０は、鋼等の剛性材料からなる筒体で、その内径は、ロータリーエンコーダ６０の雄ネジ部６８の外径より僅かに大きくなっている。また、その全長（軸方向長さ）は、雄ネジ部６８の全長より十分に小さい。このカラー８０は、後に詳説する弾性筒体８２の過度な変形を防止するために雄ネジ部６８に取り付けられる。
【００２９】
弾性筒体８２は、ゴムなどの高弾性材料からなる筒状部材で、電子部品ユニット１６の支持ユニット１４に対する位置変動を許容する第二弾性体として機能するものである。この弾性筒体８２の全長は、カラー８０の全長と同じか、僅かに大きくなっている。弾性筒体８２の外側面には、矩形プレート７２の通過孔７８の周縁が係合するための係合溝８２ａが形成されている。
【００３０】
この矩形プレート７２へのロータリーエンコーダ６０（ひいては電子部品ユニット１６）の締結手順は次の通りである。まず、予め、弾性筒体８２の係合溝８２ａに、通過孔７８の周縁が嵌りこむように、弾性筒体８２を通過孔７８に装着しておく。また、ロータリーエンコーダ６０の雄ネジ部６８に、カラー８０を通しておく。弾性筒体８２およびカラー８０の取付作業が終われば、続いて、ロータリーエンコーダ６０の検出軸６６を通過孔７８に通す。そして、その状態で、検出軸６６の前端から、ワッシャー８４、連結ナット８６を、検出軸６６に通す。そして、エンコーダ６０本体と連結ナット８６とで、弾性筒体８２およびカラー８０を挟み込むように、連結ナット８６を検出軸６６の雄ネジ部６８に螺合すれば完了となる。なお、連結ナット８６は、所定の位置まで進出するとカラー８０に当接し、さらなる進出が阻害される。これにより、連結ナット８６による弾性筒体８２の過度な押圧を防止することができ、押圧に伴う弾性筒体８２の弾性が損なわれることが防止される。
【００３１】
以上の説明から明らかなとおり、電子部品ユニット１６は、連結ブラケット７０を介して支持ユニット１４（固定部材）に連結されるが、電子部品ユニット１６と連結ブラケット７０との間に弾性体、すなわち、弾性筒体８２を介在させている。かかる弾性筒体８２を介在させるのは次の理由による。
【００３２】
従来、電子部品ユニット１６は、支持ユニット１４に固着、すなわち、弾性体を介在させることなく、支持ユニット１４に連結されることが多かった。換言すれば、従来、電子部品ユニット１６の位置は固定であることが多かった。この場合、操作ノブ１２に対する電子部品ユニット１６の偏差などに起因して、ロータリーエンコーダ６０の検出軸６６に望ましくない負荷が生じるという問題があった。具体的には、例えば、操作ノブ１２の回転中心に対して、ロータリーエンコーダ６０の中心軸がズレていると、操作ノブ１２の回動に伴い、当該操作ノブ１２に連結された検出軸６６の先端位置が変動しようとする。しかし、ロータリーエンコーダ６０の本体は、支持ユニット１４に固着され、位置固定となっているため、本体と検出軸６６との間に望ましくない負荷が生じることになる。かかる望ましくない負荷は、操作ノブ１２を回動操作させる際の円滑性を低減するばかりではなく、ロータリーエンコーダ６０の破損などの原因にもなる。
【００３３】
また、かかる望ましくない負荷は、操作ノブ１２の電動操作を阻害する要因にもなる。すなわち、ユーザの手動操作の場合は十分な操作荷重（ユーザの握力相当の操作荷重）を確保できるため、多少の負荷が発生しても、操作ノブ１２を回動させることができる。一方、モータ６２を駆動源とする電動駆動の場合、操作ノブ１２の操作荷重は、モータ６２の出力トルクに依存しており、過度に向上させることはできない。そのため、望ましくない負荷に起因して操作ノブ１２の操作荷重が、予め規定されたモータ６２の出力トルクを超えた場合には、操作ノブ１２の電動駆動が出来ないことになる。もちろん、高出力のモータ６２を用いることも考えられるが、かかる高出力モータ６２は、高価、大型、消費電力大などの問題があり、容易に用いることはできなかった。さらに、高出力モータ６２を利用しても、当該モータ６２の回転軸とロータリーエンコーダ６０の検出軸６６とを連結するカップリング等が、高負荷に耐えられない場合が多く、モータ６２の出力がエンコーダ６０の検出軸６６まで伝達されないことも多い。つまり、操作ノブ１２に対する電子部品ユニット１６の偏差などに起因して、ロータリーエンコーダ６０の検出軸６６に望ましくない負荷が生じるような構成では、モータ６２を駆動原とする操作ノブ１２の電動操作を安定的に行うことは困難であった。
【００３４】
本実施形態では、かかる問題を解決するために、電子部品ユニット１６と、連結ブラケット７０と、の間に弾性筒体８２を介在させている。かかる弾性筒体８２が介在することにより、操作ノブ１２に対する電子部品ユニット１６の偏差などに起因して、ロータリーエンコーダ６０（電子部品ユニット１６）に、何らかの負荷がかかったとしても、当該負荷を解消する方向に電子部品ユニット１６が位置変動することができる。すなわち、電子部品ユニット１６の支持ユニット１４に対する位置変動が許容される。その結果、電子部品ユニット１６の位置を固定としていた従来に比べて、操作ノブ１２を、よりスムーズに回動させることができる。そして、それにより、リモコンなどを介した操作ノブ１２の電動操作も確実に行えることになる。また、本実施形態のように、ガイド片５２で操作ノブ１２と支持ユニット１４との間に介在する偏差を吸収している場合には、支持ユニット１４に対する操作ノブ１２のぐらつきが抑制されているため、電子部品ユニット１６の位置変動を許容する構成が必要になるが、本実施形態では、弾性筒体８２を設けることにより、これが実現されている。
【００３５】
なお、本実施形態では、連結ブラケット７０と、エンコーダ６０の検出軸６６との間に、第二弾性体（弾性筒体８２）を介在させているが、電子部品ユニット１６の位置変動が許容されるのであれば、他の場所に弾性体が設けられてもよい。例えば、連結ブラケット７０には四つの連結柱７４が設けられているが、この各連結柱７４と、支持ユニット１４と、の間に弾性体を介在させてもよい。この場合、連結ブラケット７０の位置変動が許容される。そして、その結果、連結ブラケット７０に連結された電子部品ユニット１６の位置変動も許容されることになる。
【００３６】
以上の説明から明らかなとおり、本実施形態では、支持ユニット１４に対する操作ノブ１２の偏差を吸収する第一弾性体（ガイド片５２）と、操作ノブ１２に対する電子部品ユニット１６の偏差を吸収する第二弾性体と、を設けている。その結果、従来に比して、よりスムーズな回動操作が可能となる。
【００３７】
なお、本実施形態では、電子部品としてロータリーエンコーダ６０を用いた場合を例に説明しているが、回動機構を有する電子部品であれば、他の部品、例えば、ロータリースイッチや、回転軸を有した可変抵抗、バリアブルコンデンサなどを用いてもよい。また、本実施形態では、ベース円盤３０と取付ブラケット３２を別部材としたが、一体成形してもよい。さらに、ベース円盤３０と取付ブラケット３２も樹脂で成形し、ガイド体３４と一体成形してもよい。さらに、本実施形態では、支持ユニット１４側にガイド片５２、すなわち、第一弾性体を取り付けているが、第一弾性体は、操作ノブ１２に固着されたり、操作ノブ１２と一体成形されてもよい。さらに、当然ながら、支持ユニット１４および操作ノブ１２の双方に第一弾性体を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態である回転型操作装置の断面図である。
【図２】回転型操作装置の概略的な分解斜視図である。
【図３】支持ユニットの概略的な分解斜視図である。
【図４】電子部品ユニット周辺の概略的な分解斜視図である。
【図５】回転型操作装置の上面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１２  操作ノブ、１４  支持ユニット、１６  電子部品ユニット、２２  ボス部、２４  軸穴、３０  ベース円盤、３２  取付ブラケット、３４  ガイド体、５２  ガイド片、６０  ロータリーエンコーダ、６２  モータ、６４  基板、６６  検出軸、６８  雄ネジ部、７０  連結ブラケット、８０  カラー、８２  弾性筒体、８６  連結ナット、１００  操作パネル。
【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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