JP2014107170A - 回転操作型入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作つまみの製造コストを抑えて操作性にも優れた「回転操作型入力装置」を提供する。
【解決手段】回転操作型入力装置１は、ユーザの手指等によって回転操作される操作つまみ４が、第１環状面５ａを有してロータリエンコーダ３のロータ部３ａに取着されるベース部材５と、第２環状面６ａを有してベース部材５に取着されるキャップ部材６と、これら第１環状面５ａと第２環状面６ａ間に保持される円筒状の操作ノブ７とを備えており、この操作ノブ７が支持リング１０の外周面に弾性リング１１を固着した一体成形品からなると共に、弾性リング１１に支持リング１０の上端から突出する突出部分１１ａを形成しておき、この突出部分１１ａを第２環状面６ａに弾接させた状態でベース部材５とキャップ部材６および操作ノブ７の三者を一体化するようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、ユーザが操作つまみを回転操作して回転型電気部品を動作させる回転操作型入力装置に係り、特に、回転型電気部品のロータ部に取着される操作つまみの改良に関するものである。

一般的に回転操作型入力装置は、回路基板上に実装されたロータリエンコーダやロータリボリューム等の回転型電気部品と、この回転型電気部品のロータ部に取着された操作つまみ等によって構成されており、ユーザが操作つまみを正逆いずれかの方向へ回転操作すると、操作つまみに連結されたロータ部の回転に応じた信号が回転型電気部品から出力されるようになっている。

操作つまみは複数の部材を一体化したユニット品からなり、従来より、筒状のベース部材と、ベース部材の外周面に固着されたリング状の弾性部材と、ベース部材の上部開口端に固着されたキャップ部材とで構成された操作つまみが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ベース部材は回転型電気部品のロータ部に取着されるものであり、このベース部材にはロータ部に連結するためのスナップ片や位置決め突起等が形成されている。弾性部材は回転操作時に滑り止めとして機能するものであり、ベース部材と弾性部材は２色成形（ダブルモールド）法によって一体成形されている。キャップ部材は外部に露呈する装飾部品であり、このキャップ部材にはベース部材に連結するための係止爪や位置決め突起等が形成されている。

特許第４５６１５８４号

前述した従来の回転操作型入力装置では、操作つまみの構成部材であるベース部材と弾性部材が２色成形法によって一体成形されているため、滑り止めの弾性部材がベース部材の操作部に対してずれることはなく、ユーザは操作つまみを確実に手動操作することができる。しかしながら、ベース部材にロータ部やキャップ部材との連結手段であるスナップ片や位置決め突起等を形成する必要があり、ベース部材の全体形状が必然的に複雑なものとなるため、ベース部材と弾性部材を一体成形する金型構造が複雑化してしまい、それに伴って製造コストが上昇するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、操作つまみの製造コストを抑えて操作性にも優れた回転操作型入力装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、回転型電気部品のロータ部に操作つまみが一体化されており、この操作つまみを回転操作して前記ロータ部が回転することにより、その回転に応じた信号が前記回転型電気部品から出力される回転操作型入力装置において、前記操作つまみが、前記ロータ部に取着された第１環状面を有するベース部材と、このベース部材に取着された第２環状面を有するキャップ部材と、前記第１環状面と前記第２環状面との間に保持された円筒状の操作ノブとを備えており、操作ノブは、合成樹脂からなる内周側の支持リングと、この支持リングの外周面に一体成形された熱可塑性エラストマーからなる弾性リングとを有し、前記弾性リングを前記支持リングの軸方向の端面から突出させると共に、この突出部分を前記第１環状面と前記第２環状面の少なくとも一方に弾接させる構成にした。

このように構成された回転操作型入力装置では、ユーザの手指等で回転操作される操作つまみが、回転型電気部品のロータ部に取着されるベース部材と、このベース部材に取着されるキャップ部材と、これらベース部材の第１環状面とキャップ部材の第２環状面との間に保持される円筒状の操作ノブとを備えており、この操作ノブが支持リングの外周面に弾性リングを固着した一体成形品からなるため、操作ノブを単純構造の金型装置を用いて製造することができ、滑り止めの機能を有する操作つまみを安価に製造することができる。また、操作ノブの弾性リングを支持リングの軸方向の端面から突出させており、この突出部分を第１環状面と第２環状面の少なくとも一方に弾接させた状態で、ベース部材とキャップ部材および操作ノブの三者が一体化されているため、各部品を組み合わせたときの累積公差が弾性リングの突出部分で吸収され、操作ノブのがたつきを確実に防止することができる。

上記の構成において、ベース部材に第１環状面から軸方向へ突出する保持壁を立設し、この保持壁によってベース部材に対する操作ノブの回転を阻止すると共に、保持壁を支持リングの内周面に環状空間を介して対向させ、キャップ部材に第２環状面から軸方向へ突出する係止壁を垂設し、この係止壁を環状空間に挿入して保持壁にスナップ結合することにより、キャップ部材がベース部材に取着されるようになっていると、ベース部材とキャップ部材および操作ノブの三者を簡単かつ確実に一体化することができて好ましい。

本発明の回転操作型入力装置では、ユーザの手指等で回転操作される操作つまみが、回転型電気部品のロータ部に取着されるベース部材と、このベース部材に取着されるキャップ部材と、これらベース部材の第１環状面とキャップ部材の第２環状面との間に保持される円筒状の操作ノブとを備えており、この操作ノブが支持リングの外周面に弾性リングを固着した一体成形品からなるため、滑り止めの機能を有する操作つまみを安価に製造することができ、しかも、操作ノブの弾性リングを支持リングの軸方向の端面から突出させており、この突出部分を第１環状面と第２環状面の少なくとも一方に弾接させた状態で、ベース部材とキャップ部材および操作ノブの三者が一体化されているため、操作ノブのがたつきを確実に防止することができる。

本発明の実施形態例に係る回転操作型入力装置の斜視図である。 該スイッチ装置の分解斜視図である。 該スイッチ装置に備えられる操作つまみの正面図である。 該操作つまみの平面図である。 該操作つまみの分解斜視図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図６のＢ部詳細図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、本発明の実施形態例に係る回転操作型入力装置１は、車室内のクラスターパネル等に配設されてオーディオ機器の入力手段として使用されるものである。

図１と図２に示すように、この回転操作型入力装置１は、回路基板２上に実装されたロータリエンコーダ３と、ロータリエンコーダ３を駆動する中空構造の操作つまみ４とによって主に構成されており、後述するように、操作つまみ４はベース部材５とキャップ部材６および操作ノブ７を一体化したユニット部品からなる。また、操作つまみ４の中空部分には押圧操作体８が配置されており、この押圧操作体８は回路基板２上に搭載された筒状のガイド部材９の内壁面に軸方向へ摺動可能に保持されている。このガイド部材９によって包囲された回路基板２上にはプッシュスイッチ（図示せず）が実装されており、ユーザが押圧操作体８を押圧操作してガイド部材９の内底部側へ下動させると、プッシュスイッチのステムが押し込まれてオン／オフの切替動作を行うようになっている。

ロータリエンコーダ３はブラシ式や光学式等の検出方式を用いて角度を検出する位置センサ（回転型電気部品）であり、このロータリエンコーダ３は上方へ突出する中空軸状のロータ部３ａを有している。ロータ部３ａの外周面には複数の係止段部３ｂやガイド溝３ｃが形成されており、これら係止段部３ｂとガイド溝３ｃを利用して操作つまみ４のベース部材５がロータ部３ａに確実に結合されるようになっている。

図３〜図７に示すように、操作つまみ４は、第１環状面５ａを有するベース部材５と、第２環状面６ａを有するキャップ部材６と、円筒状の操作ノブ７との３部品からなり、これら３部品は操作ノブ７を第１環状面５ａと第２環状面６ａとの間に挟持した状態で一体化され、１つのユニット品として取り扱われるようになっている。

ベース部材５はＰＣ／ＡＢＳアロイ樹脂等の合成樹脂からなる筒状の成形品であり、このベース部材５の下部側には複数の位置決め突起（図示せず）と複数のスナップ爪５ｂが形成されている（図６参照）。第１環状面５ａはベース部材５の上部側に形成されており、この第１環状面５ａの内周部には複数の保持壁５ｃが軸方向へ向けて立設されている。これら保持壁５ｃは周方向へ所定間隔を存して配列されており、任意の保持壁５ｃの上部に係合孔５ｄが形成されている。

キャップ部材６はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂からなる成形品であり、その表面にクロム等のメッキ処理を施すことによって耐摩耗性や耐食性が高められている。キャップ部材６は前述した押圧操作体８よりも幾分大径な円筒状の係止壁６ｂを有しており、この係止壁６ｂの上端から径方向外側へ突出するように第２環状面６ａが形成されている。係止壁６ｂの外周面には軸方向に延びる複数の凹溝６ｃが形成されており、係止壁６ｂの下部内周面には複数の係止爪６ｄと位置決め突起６ｅが周方向に沿って交互に形成されている。そして、キャップ部材６をベース部材５に取着したとき、係止爪６ｄが保持壁５ｃの係合孔５ｄに係止することでキャップ部材６の抜け止めが行われると共に、各位置決め突起６ｅが保持壁５ｃ間に嵌合することでキャップ部材６の回り止めが行われるようになっている。

操作ノブ７は、ＰＣ／ＡＢＳアロイ樹脂等の合成樹脂からなる支持リング１０と、支持リング１０の外周面に固着された熱可塑性エラストマーからなる弾性リング１１とで構成されており、これら支持リング１０と弾性リング１１は２色成形（ダブルモールド）法によって一体成形されている。支持リング１０の下部内周面には径方向内側へ突出する複数の膨出部１０ａが形成されており、支持リング１０の上部内周面には軸方向に延びる複数のリブ状突起１０ｂが形成されている。操作ノブ７を第１環状面５ａと第２環状面６ａとの間に組み込んだとき、膨出部１０ａはベース部材５の保持壁５ｃ間に嵌合されて操作ノブ７の回り止めとして機能し、リブ状突起１０ｂは係止壁６ｂの凹溝６ｃと係合してキャップ部材６の挿入ガイドとして機能する。

弾性リング１１は支持リング１０の外周面全体を覆すように一体化されているが、弾性リング１１の軸方向の一端側は支持リング１０から突出しており、この突出部分１１ａだけ弾性リング１１の方が支持リング１０よりも軸方向の長さを大にしている。具体的には、第１環状面５ａと第２環状面６ａ間の長さをＬ、支持リング１０の軸方向の長さをＬ１、突出部分１１ａを含めた弾性リング１１の軸方向の長さをＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ＜Ｌ２の関係に設定されている（図７参照）。弾性リング１１の外周面はローレット形状に成形されており、このローレット形状によってユーザの手指の滑り止め効果が高められている。また、弾性リング１１の内周面の一部は支持リング１０の膨出部１０ａの内部に入り込んでおり、それによって支持リング１０と弾性リング１１の密着性が高められている。

操作つまみ４の組立工程について説明すると、まず、ベース部材５の各保持壁５ｃに操作ノブ７を挿入し、支持リング１０の膨出部１０ａを保持壁５ｃ間に嵌合しながら操作ノブ７を第１環状面５ａ上に搭載する。その際、支持リング１０のリブ状突起１０ｂは各保持壁５ｃの間に挿入され、各保持壁５ｃは支持リング１０の上部内周面と環状空間を介して対向する。次に、キャップ部材６の係止壁６ｂを前記環状空間に挿入して凹溝６ｃをリブ状突起１０ｂに係合させ、この状態のままキャップ部材６を環状空間の内部に押し込むと、キャップ部材６の第２環状面６ａが操作ノブ７の上端に突き当たる。このとき第２環状面６ａに当接するのは弾性リング１１の突出部分１１ａだけであり、そのままキャップ部材６を環状空間の内部にさらに押し込むと、キャップ部材６の係止爪６ｄが保持壁５ｃの係合孔５ｄに係止（スナップイン）され、ベース部材５とキャップ部材６および操作ノブ７を一体化した操作つまみ４が得られる。

そして、この操作つまみ４のベース部材５を回路基板２上に実装されたロータリエンコーダ３のロータ部３ａに挿入し、ベース部材５の位置決め突起（図示せず）をロータ部３ａのガイド溝３ｃに係合させたまま、ベース部材５を押し込んでスナップ爪５ｂを係止段部３ｂに係止すれば、操作つまみ４をロータ部３ａに取着させた回転操作型入力装置１が組み立てられる。この場合において、弾性リング１１の突出部分１１ａは無負荷状態から圧縮状態に変化しているため、図７に示すように、操作ノブ７は弾性リング１１の突出部分１１ａを第２環状面６ａに弾接させた状態でベース部材５とキャップ部材６間に保持され、合成樹脂からなる支持リング１０の上端は第２環状面６ａから離反した状態となっている。したがって、ベース部材５とキャップ部材６および操作ノブ７の３部品を組み合わせたときに生じる累積公差が弾性リング１１の突出部分１１ａで吸収され、各部品の寸法精度を厳密に管理しなくても操作ノブ７のがたつきを確実に防止することができる。

このように構成された回転操作型入力装置１において、ユーザが手指で操作ノブ７の弾性リング１１を把持して操作つまみ４を正逆いずれかの方向へ回転操作すると、操作つまみ４のベース部材５に連結されたロータ部３ａが一体的に回転し、このロータ部３ａの回転に応じた信号がロータリエンコーダ３から出力される。その際、操作ノブ７の外周面全体を覆う弾性リング１１が滑り止めとして機能するため、ユーザは操作つまみ４を確実に手動操作することができる。

以上説明したように、本実施形態例に係る回転操作型入力装置１では、ユーザの手指等によって回転操作される操作つまみ４が、ロータリエンコーダ３のロータ部３ａに取着されるベース部材５と、ベース部材５に取着されるキャップ部材６と、これらベース部材５の第１環状面５ａとキャップ部材６の第２環状面６ａ間に保持される円筒状の操作ノブ７とを備えており、この操作ノブ７が支持リング１０の外周面に弾性リング１１を固着した一体成形品からなるため、操作ノブ７を単純構造の金型装置を用いて製造することができ、滑り止めの機能を有する操作つまみ４を安価に製造することができる。

また、外周側の弾性リング１１を内周側の支持リング１０の上端から突出させており、この弾性リング１１の突出部分１１ａをキャップ部材６の第２環状面６ａに弾接させた状態で、ベース部材５とキャップ部材６および操作ノブ７の三者が一体化されているため、各部品を組み合わせたときの累積公差が弾性リング１１の突出部分１１ａで吸収され、操作ノブ７のがたつきを確実に防止することができる。しかも、外装部品であるキャップ部材６の表面にはクロム等のメッキ処理が施されており、このようなキャップ部材６の第２環状面６ａと操作ノブ７との接触が、合成樹脂製の支持リング１０でなく弾性リング１１の突出部分１１ａとなるため、メッキ被膜と合成樹脂との接触に起因する異音の発生を解消することができる。

また、ベース部材５の第１環状面５ａの内周部に複数の保持壁５ｃが軸方向へ向けて立設されており、これら保持壁５ｃ間に支持リング１０の膨出部１０ａを嵌合して操作ノブ７の回り止めを行うと共に、各保持壁５ｃを支持リング１０の内周面に環状空間を介して対向させ、この環状空間にキャップ部材６の係止壁６ｂを挿入することにより、キャップ部材６の係止爪６ｄが保持壁５ｃの係合孔５ｄに係止（スナップイン）されるようになっているため、操作つまみ４の組立作業時にベース部材５とキャップ部材６および操作ノブ７の三者を簡単かつ確実に一体化することができる。

なお、上記実施形態例では、支持リング１０と弾性リング１１からなる操作ノブ７を２色成形する際に、弾性リング１１の軸方向の一端側を支持リング１０から突出させ、この弾性リング１１の突出部分１１ａをキャップ部材６の第２環状面６ａに弾接させた状態で、ベース部材５とキャップ部材６および操作ノブ７の三者を一体化して操作つまみ４を構成しているが、弾性リング１１の突出部分１１ａをキャップ部材６の第２環状面６ａの代わりにベース部材５の第１環状面５ａに弾接させても良い。あるいは、操作ノブ７の成形時に弾性リング１１の軸方向の上下両端側を支持リング１０から突出させ、弾性リング１１の両突出部分１１ａをベース部材５の第１環状面５ａとキャップ部材６の第２環状面６ａにそれぞれ弾接させるようにしてもしても良い。

また、上記実施形態例では、第１環状面５ａをベース部材５に一体形成した場合について説明したが、ベース部材を、ロータリエンコーダ３のロータ部３ａに取着される基体と、この基体の上部に一体化される装飾リングとの２部材によって構成し、この装飾リングに第１環状面を形成するようにしても良い。

また、上記実施形態例では、回転操作される操作つまみ４の中空部分に押圧操作体８を配置した複合操作タイプの回転操作型入力装置１について説明したが、操作つまみ４の構成部材であるキャップ部材６の天面をカバーによって蓋閉し、押圧操作体８やガイド部材９等の中空部分に配置された部品を省略するようにしても良い。

また、上記実施形態例では、操作つまみ４によって動作される回転型電気部品としてロータリエンコーダ３を例示して説明したが、ロータリエンコーダ３の代わりにロータリボリュームやロータリスイッチ等の他の回転型電気部品を用いることも可能である。

１ 回転操作型入力装置
２ 回路基板
３ ロータリエンコーダ（回転型電気部品）
３ａ ロータ部
３ｂ 係止段部
３ｃ ガイド溝
４ 操作つまみ
５ ベース部材
５ａ 第１環状面
５ｂ スナップ爪
５ｃ 保持壁
５ｄ 係合孔
６ キャップ部材
６ａ 第２環状面
６ｂ 係止壁
６ｃ 凹溝
６ｄ 係止爪
６ｅ 位置決め突起
７ 操作ノブ
１０ 支持リング
１０ａ 膨出部
１０ｂ リブ状突起
１１ 弾性リング
１１ａ 突出部分

Claims (2)

1. 回転型電気部品のロータ部に操作つまみが一体化されており、この操作つまみを回転操作して前記ロータ部が回転することにより、その回転に応じた信号が前記回転型電気部品から出力される回転操作型入力装置において、
   前記操作つまみが、前記ロータ部に取着された第１環状面を有するベース部材と、このベース部材に取着された第２環状面を有するキャップ部材と、前記第１環状面と前記第２環状面との間に保持された円筒状の操作ノブとを備えており、
   操作ノブは、合成樹脂からなる内周側の支持リングと、この支持リングの外周面に一体成形された熱可塑性エラストマーからなる弾性リングとを有し、前記弾性リングを前記支持リングの軸方向の端面から突出させると共に、この突出部分を前記第１環状面と前記第２環状面の少なくとも一方に弾接させたことを特徴とする回転操作型入力装置。
2. 請求項１の記載において、前記ベース部材に前記第１環状面から軸方向へ突出する保持壁を立設し、この保持壁によって前記ベース部材に対する前記操作ノブの回転を阻止すると共に、前記保持壁を前記支持リングの内周面に環状空間を介して対向させ、前記キャップ部材に前記第２環状面から軸方向へ突出する係止壁を垂設し、この係止壁を前記環状空間に挿入して前記保持壁にスナップ結合することにより、前記キャップ部材が前記ベース部材に取着されることを特徴とする回転操作型入力装置。