(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部とその根元の平板状の基板部からなる軸受と、この軸受の円形貫通孔に中間の円形軸部を回転可能に嵌合保持され、軸受から突出した上部の操作部および下端部外周に一体に形成された平板状のフランジ部からなり中央に下端が開口部となった孔を有すると共にフランジ部の下面に可動接点を保持した樹脂製の回転軸と、この回転軸の下端部を覆うように軸受の基板部外周下面に結合され、その平板状の底面の外周部に上記可動接点に対応した固定接点を配設した樹脂製の箱形ケースと、上記回転軸の中央の孔の奥から下方の上記箱形ケースの底面側への付勢力を有するように回転軸の孔内に配された圧縮コイルばねと、上記回転軸と共回りするが独立して上下動できるように回転軸の孔の開口部の周囲に係合され、上記圧縮コイルばねの付勢力によって上記箱形ケースの底面に弾接するリング状の摩擦板により構成される回転操作型電子部品。
【請求項２】
圧縮コイルばねの中央を通って回転軸の中央の孔の奥から下方に伸ばされた柱状部を、摩擦板の中央孔に対して、圧縮コイルばねと摩擦板の重さでは抜けないが、圧縮コイルばねの付勢力と同等以上の力によって上下方向に動くように圧入した請求項１記載の回転操作型電子部品。
【請求項３】
回転軸の円形軸部と軸受の円形貫通孔との嵌合部、および回転軸のフランジ部上面と軸受の基板部下面の間に高粘度のグリースを塗布した請求項１または２記載の回転操作型電子部品。
【請求項４】
摩擦板の下面と箱形ケースの底面の接触面に高粘度のグリースを塗布すると共に、箱形ケースの底面の、摩擦板の下面との接触部と固定接点配設部との間に、リング状の仕切部を箱形ケースの底面と一体に設けた請求項３記載の回転操作型電子部品。
【請求項５】
回転軸の円形軸部の孔内に収容した圧縮コイルばねを押し縮めて、上記孔の下端の開口部を塞ぐように開口部の外周に係合した摩擦板の中央孔に、円形軸部の孔の奥から圧縮コイルばねの中央を通り伸ばされた柱状部を通し、その先端部をカシメ等の方法により広げて抜け止めすることにより、回転軸と圧縮コイルばねと摩擦板をあらかじめ連結して請求項２〜４のいずれか一つに記載の回転操作型電子部品を組み立てる回転操作型電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸を回転操作することにより所定の電気信号を発する回転操作型電子部品およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小形化と高性能化の動向に伴い、使用される電子部品に対しても小形化の要望が強いが、回転操作型電子部品においては、同じ構成で小形化すると回転軸操作時の回転トルクが低くなってしまうため、小形化しても操作軸の回転トルクを所定の大きさに設定できる高トルクタイプの回転操作型電子部品が普及しつつある。
【０００３】
従来このようなタイプの回転操作型電子部品について、回転操作型エンコーダを例として、図面を用いて説明する。
【０００４】
図４は従来の高トルクタイプの回転操作型エンコーダの側面断面図、図５は同分解斜視図であり、同図において、１は上方の操作部１Ａと下端部外周に一体に形成されたフランジ部１Ｂを備えた樹脂製の回転軸で、その中間の円形軸部１Ｃが金属製の軸受２の円形貫通孔２Ａ内に回転可能に嵌合保持されており、この嵌合部には高粘度のグリースが塗布されている。
【０００５】
そして、軸受２の下方には回転軸１のフランジ部１Ｂが位置すると共に、フランジ部１Ｂ中央下面に設けた位置決め部１Ｄを孔部３Ａで回転可能に保持する樹脂製の箱形ケース３が配設されている。
【０００６】
また、この箱形ケース３内のフランジ部１Ｂの下面には、弾性金属薄板製の可動接点４が装着され、この可動接点４はケース３の凹部底面に形成された放射状接点部等からなる固定接点５に弾接して両者でパルス信号生成用の接点部を構成すると共に、固定接点５と電気的に導通している端子６が箱形ケース３の側方から外方に突出しており、これらで電気信号生成部７を構成している。
【０００７】
さらに、８は軸受２の上方から箱形ケース３を固定する金属カバーで、このカバー８と箱形ケース３の上面の間に挟持された弾性金属板製のばね部材９の弾性脚部９Ａが回転軸１のフランジ部１Ｂの上面中間段部１Ｅ上に弾接している。
【０００８】
このように構成された回転操作型エンコーダの動作は、回転軸１の上方の操作部１Ａを回転操作すると、フランジ部１Ｂが回転してその下面に装着された可動接点４が固定接点５上を弾接摺動して、所定の電気信号としてのパルス信号が生成され、その信号を複数の端子６から取り出すものである。
【０００９】
この時に、回転軸１は、フランジ部１Ｂの上面中間段部１Ｅがばね部材９の弾性接点脚部９Ａにより下方に押し付けられて回転することになるため、回転軸１の所定の大きさの回転トルクが得られるものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の回転操作型電子部品としての回転操作型エンコーダにおいては、弾性金属板製のばね部材９の弾性脚部９Ａを樹脂製の回転軸１のフランジ部１Ｂの上面中間段部１Ｅに弾接させて回転軸１の高い回転トルクを発生させる構造であり、回転操作型電子部品の外径が小形化されるにつれて、ばね部材９の弾性脚部９Ａの径等も小さくせざるを得ず、それに伴って弾性脚部９Ａによる押し付け力も弱くなるので、一般的には、ばね部材９の材質や材厚等を変更してばね部材９の弾接力を大きくするようにして対応しているが、これにも限界があり、また大きなばね圧力を実現することができても、ばね部材９が弾接する樹脂製のフランジ部１Ｂに局部的に大きな圧力が加わることになるために、この接触面に潤滑グリースを塗布していても回転操作時の感触が悪くなると共に、回転操作中の摩擦面の摩耗が大きい等の課題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小形化しても高くて安定した回転トルクで滑らかな操作感触を有すると共に、寿命特性の優れた回転操作型電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の回転操作型電子部品は、円筒部と平板状の基板部からなる軸受の円筒部に中間の円形軸部を回転可能に嵌合保持され、下端部外周にフランジ部を有する回転軸の中央に、下端が開口部となった孔を設け、この孔の開口部の周囲に回転軸と共回りするが独立して上下動できるように係合した摩擦板を、孔内に配した圧縮コイルばねによって箱形ケースの底面に弾接させることにより、回転軸の平板状のフランジ部の上面を軸受の平板状の基板部の下面に弾接させるように構成するものである。
【００１３】
これにより、回転軸の回転操作時に、回転軸のフランジ部と軸受の基板部を平板状どうしの広い接触面で摩擦させることができるので、小形化しても高い回転トルクで滑らかな操作感触を有し、しかも寿命特性の優れた回転操作型電子部品を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、円筒部とその根元の平板状の基板部からなる軸受と、この軸受の円形貫通孔に中間の円形軸部を回転可能に嵌合保持され、軸受から突出した上部の操作部および下端部外周に一体に形成された平板状のフランジ部からなり中央に下端が開口部となった孔を有すると共にフランジ部の下面に可動接点を保持した樹脂製の回転軸と、この回転軸の下端部を覆うように軸受の基板部外周下面に結合され、その平板状の底面の外周部に上記可動接点に対応した固定接点を配設した樹脂製の箱形ケースと、上記回転軸の中央の孔の奥から下方の上記箱形ケースの底面側への付勢力を有するように回転軸の孔内に配された圧縮コイルばねと、上記回転軸と共回りするが独立して上下動できるように回転軸の孔の開口部の周囲に係合され、上記圧縮コイルばねの付勢力によって上記箱形ケースの底面に弾接する摩擦板により構成される回転操作型電子部品としたものであり、圧縮コイルばねによって、摩擦板を箱形ケースの底面に、回転軸の平板状のフランジ部を軸受の平板状の基板部にそれぞれ弾接させることにより、回転軸の回転操作時に、回転軸のフランジ部と軸受の基板部が広い接触面で摩擦するので、小形化しても高く安定した回転トルクを得ることができると共に、圧縮コイルばねを回転軸の円形軸部内の孔に収容するので、圧縮コイルばねを装着することによって、回転操作型電子部品の寸法が大きくならないという作用を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、圧縮コイルばねの中央を通って回転軸の中央の孔の奥から下方に伸ばされた柱状部を、摩擦板に設けた中央孔に対して、圧縮コイルばねと摩擦板の重さでは抜けないが、圧縮コイルばねの付勢力と同等以上の力によって上下方向に動くように圧入したものであり、請求項１に記載の発明による作用に加えて、回転軸の中央の孔の奥から伸ばされた柱状部を、摩擦板の中央の孔に圧入する構成とすることにより、回転軸の回転操作時に、摩擦板が回転軸の孔の開口部の周囲に共回りするが独立して上下動できるように係合した部分に発生する回転方向の遊び角を目立たなくすることができて、より良好な操作感触を有する回転操作型電子部品を実現することができると共に、回転操作型電子部品を組み立てる際に、圧縮コイルばねと摩擦板が回転軸の中央の孔から抜け出すことを防止できて、組立作業が容易になるという作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、回転軸の円形軸部と軸受の円形貫通孔との嵌合部、および回転軸のフランジ部上面と軸受の基板部下面の間に高粘度のグリースを塗布したものであり、広い接触面に高粘度のグリースを塗布することにより、回転軸の回転操作時に高く滑らかな回転トルクを得ることができると共に、接触面の摩耗も少ないので寿命特性の優れた回転操作型電子部品を実現することができるという作用を有する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、摩擦板の下面と箱形ケースの底面の接触面に高粘度のグリースを塗布すると共に、箱形ケースの底面の、摩擦板の下面との接触部と固定接点配設部との間に、リング状の仕切部を箱形ケースの底面と一体に設けたものであり、請求項３に記載の発明による作用に加えて、回転軸の回転操作時に更に滑らかな回転感触を得ることができ、寿命特性もより優れた回転操作型電子部品を実現できると共に、箱形ケースの底面と一体に設けた仕切部により、摩擦板の下面とケース底面の接触面に塗布した高粘度のグリースが箱形ケースの底面の外周部に配設された固定接点の部分に流れ出すことを防止できるので、高粘度のグリースによる接点部への影響を防ぐことができるという作用を有する。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、回転軸の円形軸部の孔内に収容した圧縮コイルばねを押し縮めて、上記孔の下端の開口部を塞ぐように開口部の外周に係合した摩擦板の中央孔に、円形軸部の孔の奥から圧縮コイルばねの中央を通り伸ばされた柱状部を通し、その先端部をカシメ等の方法により広げて抜け止めすることにより、回転軸と圧縮コイルばねと摩擦板をあらかじめ連結して請求項２〜４のいずれか一つに記載の回転操作型電子部品を組み立てる回転操作型電子部品の製造方法としたものであり、本発明の回転操作型電子部品の組立時に最も扱い難い圧縮コイルばねを、摩擦板と共に回転軸の円形軸部の孔内にあらかじめ装着しておくことによって、回転操作型電子部品全体としての組立工程を効率化することができると共に、自動組立化も容易になるという作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態による回転操作型電子部品について、回転操作型エンコーダを例として図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施の形態による回転操作型エンコーダの側面断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は上方の操作部１１Ａと中間の円形軸部１１Ｂおよび下端部外周に一体に形成されたフランジ部１１Ｃからなる樹脂製の回転軸、１２は円筒部１２Ａと基板部１２Ｂからなる金属製の軸受で、回転軸１１の円形軸部１１Ｂが軸受１２の円形貫通孔１２Ｃに回転可能に嵌合保持され、この嵌合部に高粘度のグリースが塗布されていることは従来の技術の場合と同様であるが、回転軸１１のフランジ部１１Ｃは上面１１Ｄが平らな平板状、軸受１２の基板部１２Ｂは下面が平らな平板状で、この平板部に塗布された高粘度のグリースを挟んで平らな面どうしが当接するように配設されており、また、操作軸１１の中央には下端が開口部となった孔１１Ｅが設けられていて、この孔１１Ｅ内にはその奥と開口部との方向に伸縮する圧縮コイルばね１３が孔１１Ｅの内周に沿って配されると共に、この孔１１Ｅの奥から圧縮コイルばね１３の中央を通って開口部に向けて柱状部１１Ｆが伸ばされている。
【００２１】
そして、回転軸１１の孔１１Ｅの開口部には、樹脂製リング状の摩擦板１４が上記の圧縮コイルばね１３を押し縮めるように配置され、その外周の凸部１４Ａがこれと係合するように開口部に設けられた凹部１１Ｇに対して、共回りするが独立して上下動できるように係合されると共に、摩擦板１４の円形の中央孔１４Ｂには、孔１１Ｅの奥から伸ばされた上記の柱状部１１Ｆが圧入されている。
【００２２】
ここで、摩擦板１４の円形の中央孔１４Ｂに柱状部１１Ｆを圧入する力は、圧縮コイルばね１３と摩擦板１４の重さでは抜けないが、圧縮コイルばね１３が摩擦板１４を下方へ押す付勢力と同等以上の力によって摩擦板１４が上下方向に動くように圧入されている。
【００２３】
なお、回転軸１１の孔１１Ｅ内の柱状部１１Ｆの先端１１Ｈが広げられているのは、この回転操作型エンコーダを組み立てる際に、後述するように、回転軸１１と圧縮コイルばね１３および摩擦板１４をあらかじめ結合して外れないようにするためである。
【００２４】
そして、回転軸１１のフランジ部１１Ｃおよび摩擦板１４の下方には、樹脂製の箱形ケース１５が軸受１２の基板部１２Ｂの外周下面に結合して配設され、その平板状の底面１５Ａに塗布された高粘度のグリースを挟んで、圧縮コイルばね１３に押された摩擦板１４のリング状の下面１４Ｃが弾接していることにより、圧縮コイルばね１３の弾性力によって回転軸１１に上方への付勢力が働き、上記の平らな平板部どうしが高粘度のグリースを挟んで当接した部分で、回転軸１１のフランジ部１１Ｃ上面が軸受１２の基板部１２Ｂに弾接する。
【００２５】
また、箱形ケース１５の底面１５Ａの外周部には放射状接点部等からなる固定接点１６が配設され、この固定接点１６に対して回転軸１１のフランジ部１１Ｃの下面外周部に保持された弾性金属薄板製の可動接点１７が弾接して両者でパルス信号生成用の接点を構成すると共に、固定接点１６と導通した端子１８が箱形ケース１５の側方から外方に突出しており、これらで電気信号生成部を形成していることは従来の技術の場合と同様である。
【００２６】
なお、箱形ケース１５の底面１５Ａにおいて、摩擦板１４の下面１４Ｃの弾接部と外周部の固定接点１６との間に設けられたリング状の突起は、この底面１５Ａと摩擦板１４の下面１４Ｃの弾接部に塗布された高粘度のグリースが固定接点１６の部分に流れ出すことを防止するための仕切部１９であり、回転軸１１のフランジ部１１Ｃ下面のリング状突部１１Ｊと係合して回転軸１１と箱形ケース１５の間の位置決めの役目もしている。
【００２７】
さらに、２０は、従来の技術の場合と同様の金属カバーで、その脚部２０Ａにより軸受１２の上方から箱形ケース１５を固定している。
【００２８】
次に、本実施の形態による回転操作型エンコーダの組立方法について説明する。
【００２９】
まず、回転軸１１に可動接点１７と圧縮コイルばね１３および摩擦板１４を結合するのであるが、その方法について図３の断面図を用いて説明する。
【００３０】
同図に示すように、あらかじめフランジ部１１Ｃの下面外周に可動接点１７をカシメ装着した回転軸１１に対し、中央の孔１１Ｅの奥から伸ばされた柱状部１１Ｆに被せるようにして圧縮コイルばね１３を孔１１Ｅ内に挿入し、その下方の柱状部１１Ｆの先端を円形の中央孔１４Ｂに圧入することにより摩擦板１４を装着し、これを押し込むことによって圧縮コイルばね１３を少し押し縮めて、摩擦板１４の外周の凸部１４Ａを孔１１Ｅの開口部の凹部１１Ｇにはめ込み、この状態で柱状部１１Ｆの先端１１Ｈをカシメ加工して広げることによって摩擦板１４が柱状部１１Ｆから抜けないようにして、可動接点を保持した回転軸１１と圧縮コイルばね１３および摩擦板１４を連結一体化する。
【００３１】
このようにして、可動接点１７と圧縮コイルばね１３および摩擦板１４を装着した回転軸１１の円形軸部１１Ｂを、基板部１２Ｂの平板状の下面にあらかじめ高粘度のグリースを塗布した軸受１２の円形貫通孔１２Ｃに下方から挿入し、その下面に、平板状の底面１５Ａにあらかじめ高粘度のグリースを塗布した箱形ケース１５を組合わせるのであるが、この時、回転軸１１のフランジ部１１Ｃの上面が軸受１２の基板部１２Ｂの下面に当たった状態で、箱形ケース１５の平板状の底面１５Ａに摩擦板１４のリング状の下面１４Ｃを当てて摩擦板１４を少し押し上げ、圧縮コイルばね１３を少し押し縮めることによって、摩擦板１４の外周の凸部１４Ａが孔１１Ｅの開口部の多角形部１１Ｇに深く入り込むと共に、圧縮コイルばね１３の弾性力によって回転軸１１のフランジ部１１Ｃの上面が軸受１２の基板部１２Ｂの下面に強く弾接することになる。
【００３２】
この後、軸受１２の上方から金属カバー２０の脚部２０Ａで箱形ケース１５をカシメ固定して、回転操作型エンコーダとして完成するものである。
【００３３】
以上のように構成された本実施の形態による回転操作型エンコーダの動作は、回転軸１１の上方の操作部１１Ａを回転操作すると、フランジ部１１Ｃが回転してその下面に装着された可動接点１７が固定接点１６上を弾接摺動して、所定の電気信号としてのパルス信号が生成され、その信号を端子１８から取り出すことは従来の技術の場合と同様であるが、この時に、高粘度のグリースを塗布された回転軸１１の円形軸部１１Ｂと軸受１２の円形貫通孔１２Ｃとの嵌合部、および同様に高粘度のグリースを塗布された回転軸１１のフランジ部１１Ｃの平板状の上面と軸受１２の基板部１２Ｂの平板状の下面との弾接面が滑らかに摩擦回転することにより、回転軸１１の所定の大きさの回転トルクが得られる。
【００３４】
このように本実施の形態によれば、圧縮コイルばね１３によって、摩擦板１４を箱形ケース１５の底面１５Ａに、回転軸１１の平板状のフランジ部１１Ｃを軸受１２の平板状の基板部１２Ｂにそれぞれ高粘度のグリースを挟んで弾接させるので、回転軸１１の回転操作時に回転軸１１のフランジ部１１Ｃと軸受１２の基板部１２Ｂが広い接触面で摩擦して、高く安定した回転トルクで滑らかな操作感触を得ることができると共に、圧縮コイルばね１３を回転軸１１の円形軸部１１Ｂ内の孔１１Ｅに収容するので、圧縮コイルばね１３を装着することによって、外径寸法が大きくならず、しかも寿命特性の優れた回転操作型電子部品を実現することができるものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回転軸の回転操作時に、回転軸のフランジ部と軸受の基板部を平板状どうしの広い接触面で摩擦させることができるので、小形化しても高い回転トルクで滑らかな操作感触を有し、しかも寿命特性の優れた回転操作型電子部品およびその製造方法を実現できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による回転操作型電子部品としての回転操作型エンコーダの側面断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同回転軸に圧縮コイルばねおよび摩擦板を結合する方法を説明する断面図
【図４】従来の回転操作型エンコーダの側面断面図
【図５】同分解斜視図
【符号の説明】
１１  回転軸
１１Ａ  操作部
１１Ｂ  円形軸部
１１Ｃ  フランジ部
１１Ｄ  上面
１１Ｅ  孔
１１Ｆ  柱状部
１１Ｇ  凹部
１１Ｈ  先端
１１Ｊ  リング状突部
１２  軸受
１２Ａ  円筒部
１２Ｂ  基板部
１２Ｃ  円形貫通孔
１３  圧縮コイルばね
１４  摩擦板
１４Ａ  凸部
１４Ｂ  中央孔
１４Ｃ  下面
１５  箱形ケース
１５Ａ  底面
１６  固定接点
１７  可動接点
１８  端子
１９  仕切部
２０  金属カバー
２０Ａ  脚部
【図１】
0003855498.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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