JP7006227B2 - 操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、利用者により操作される操作装置の構造に関する。

例えば増幅装置等の音響機器には、利用者からの操作を受付ける各種の操作装置が搭載される。特許文献１には、音響機器による再生音量を利用者が調整するための回転式の操作装置が開示されている。具体的には、軸受部に支持された回転軸の先端に操作部（調整ツマミ）が設置され、利用者が操作部を回転させることで再生音量が調整される。

特開平８－３３０１０８号公報

回転式の操作装置においては、回転軸の外周面と軸受部の内周面との間に隙間を確保する必要がある。しかし、回転軸と軸受部との隙間に起因して、操作者が操作部のガタツキを知覚する場合がある。また、操作装置を構成する要素（例えば回転軸）の変形により操作者が操作部のグラツキを知覚する可能性もある。すなわち、従来の回転式の操作装置においては、高品位で良好な操作感を実現することが実際には困難である。以上の事情を考慮して、本発明は、高品位で良好な操作感を実現することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る操作装置は、利用者が操作する操作部と、前記操作部が端部に設置された回転軸と、前記回転軸の第１部分を支持する第１軸受部と、前記回転軸のうち前記第１部分から軸方向に離間した第２部分を支持する第２軸受部とを具備する。

本発明の第１実施形態に係る音響装置の斜視図である。 音響装置に利用される操作装置の断面図である。 対比例に係る操作装置の各要素に作用する力の説明図である。 第１実施形態に係る操作装置の各要素に作用する力の説明図である。 第２実施形態に係る操作装置の断面図である。 第３実施形態に係る操作装置の断面図である。 第４実施形態に係る操作装置の断面図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る操作装置１４を利用した音響装置１００の斜視図である。音響装置１００は、例えば外部装置から供給される音響信号を処理して放音装置（例えばスピーカ）に出力する信号処理装置である。例えば音響信号を可変の増幅率で増幅する増幅装置が音響装置１００の好適例である。

図１に例示される通り、音響装置１００は、筐体部１２と操作装置１４とを具備する。筐体部１２は、増幅回路等の信号処理回路（図示略）を収容する略直方体状の中空の構造体である。筐体部１２のうち利用者側に位置する前面に操作装置１４が設置される。操作装置１４は、利用者による操作を受付ける入力機器である。第１実施形態の操作装置１４は、再生音量の調整に利用される回転型の入力機器である。すなわち、操作装置１４に対する操作に応じて音響信号の増幅率が調整される。

図２は、操作装置１４の構成を例示する断面図である。図２に例示される通り、第１実施形態の操作装置１４は、操作部２１と回転軸２２と可変抵抗器２３（ボリューム）と第１支持部３１と第２支持部３２と第１軸受部４１と第２軸受部４２とを具備する。

操作部２１は、利用者が操作する円板状または円柱状の構造体（操作ツマミまたは操作ノブ）である。すなわち、利用者は、操作部２１の外周面に手指を接触させた状態で操作部２１を回転させることが可能である。回転軸２２は、長尺状に形成された円柱状の支軸である。回転軸２２の一方の端部に操作部２１が設置され、回転軸２２の他方の端部に可変抵抗器２３が設置される。具体的には、操作部２１の背面に形成された挿入孔Ｈ0に回転軸２２が挿入された状態で操作部２１と回転軸２２とは相互に固定される。

可変抵抗器２３は、回転軸２２の回転に連動して電気抵抗が連続的に変化する電気部品である。可変抵抗器２３の電気抵抗に応じた増幅率で音響信号が増幅される。したがって、利用者は、操作部２１を適宜に回転させることで再生音量を調整することが可能である。回転軸２２と可変抵抗器２３とを具備する既存のロータリーボリュームが操作装置１４に利用される。

第２支持部３２は、筐体部１２の前面の一部を構成する平板状の部分である。第２支持部３２は、例えばアルミニウム等の軽量な金属で形成される。図２に例示される通り、第２支持部３２の背面側（操作部２１とは反対側）には取付部Ｍが設置される。取付部Ｍは、第１支持部３１と側壁部３３とが一体に構成された構造体であり、例えば鉄等の金属で形成される。第１支持部３１は、第２支持部３２の背面側に位置する平板状の部分であり、側壁部３３は、第１支持部３１から第２支持部３２側に突出する側壁状の部分である。例えば接着剤またはネジ等の固定手段により側壁部３３が第２支持部３２に固定される。

以上の説明から理解される通り、第１支持部３１と第２支持部３２とは相互に間隔をあけて対向する。第１支持部３１には第１貫通孔Ｈ1が形成され、第２支持部３２には第２貫通孔Ｈ2が形成される。第１貫通孔Ｈ1と第２貫通孔Ｈ2とは、回転軸２２の軸方向からみて同心に形成された円形状の開口である。すなわち、回転軸２２の軸方向からみて第１貫通孔Ｈ1と第２貫通孔Ｈ2とは相互に重複する。

第１支持部３１には第１軸受部４１が固定される。第１軸受部４１は、第１支持部３１における第１貫通孔Ｈ1の内側に設置された円環状の滑り軸受である。例えば第１軸受部４１とナット４３との間に第１支持部３１を挟持することで、第１軸受部４１が第１支持部３１に固定される。他方、第２支持部３２には第２軸受部４２が固定される。第２軸受部４２は、第２支持部３２における第２貫通孔Ｈ2の内側に設置された円環状の滑り軸受である。第１軸受部４１および第２軸受部４２の各々の内径は、回転軸２２の外径を僅かに上回る寸法に設定される。

以上の構成において、回転軸２２は、第１軸受部４１および第２軸受部４２に挿入された状態で第１軸受部４１および第２軸受部４２により回転可能に支持される。具体的には図２から理解される通り、回転軸２２の第１部分Ｑ1が第１軸受部４１により支持され、回転軸２２の第２部分Ｑ2が第２軸受部４２により支持される。第２部分Ｑ2は、回転軸２２のうち第１部分Ｑ1から軸方向（具体的には前面側）に離間した部位である。すなわち、回転軸２２は、軸方向の相異なる２箇所で支持される。

以上に説明した通り、第１実施形態では、軸方向の位置が相違する第１部分Ｑ1と第２部分Ｑ2とにおいて回転軸２２が支持されるから、回転軸２２を１箇所で支持する構成（以下「対比例」という）と比較して、操作部２１のガタツキまたはグラツキが抑制される。したがって、高品位で良好な操作感を実現することができる。また、第１軸受部４１が固定された第１支持部３１と第２軸受部４２が固定された第２支持部３２とが相互に間隔をあけて対向する。したがって、操作装置１４の重量を抑制しながら、回転軸２２の第１部分Ｑ1と第２部分Ｑ2との間隔を充分に確保することが可能である。

図３は、対比例において各要素に作用する力の説明図である。なお、図３および図４では、力の方向に着目する観点から、各要素のハッチングが便宜的に省略されている。図３に例示される通り、対比例では、第１実施形態における第２軸受部４２が省略され、第１軸受部４１のみで回転軸２２が支持される。

対比例において利用者が操作部２１を操作すると、操作部２１には方向Ａおよび方向Ｂの力が作用する。方向Ａは、回転軸２２に垂直な方向であり、方向Ｂは、回転軸２２に垂直な方向を中心とした周方向である。操作部２１に対して方向Ａまたは方向Ｂの力が作用すると、第１軸受部４１の近傍の地点Ｏaを支点とした方向Ｃの力が回転軸２２から第１軸受部４１に作用する。対比例では、第１軸受部４１が支点Ｏaに充分に近いから、梃子の原理により、第１軸受部４１には回転軸２２から方向Ｃの強力な力が作用する。

他方、図４は、第１実施形態における操作装置１４の各部に作用する力の説明図である。第１実施形態において操作部２１に方向Ａまたは方向Ｂの力が作用すると、第２軸受部４２の近傍の地点Ｏbを支点とした方向Ｃの力が回転軸２２から第１軸受部４１に作用する。図４から理解される通り、第１実施形態では、第１軸受部４１が支点Ｏaから充分に離間しているから、回転軸２２から第１軸受部４１に作用する力は、対比例と比較して低減される。したがって、第１実施形態によれば、外力の作用に起因した第１軸受部４１の破損を抑制できるという利点もある。

第１支持部３１の剛性と第２支持部３２の剛性との関係について説明する。第１実施形態では、第１支持部３１は第２支持部３２と比較して剛性が低い。具体的には、回転軸２２の軸方向に直交する方向（すなわち第１支持部３１および第２支持部３２に平行な面内の方向）における剛性が、第２支持部３２よりも第１支持部３１のほうが低い。すなわち、第１支持部３１は第２支持部３２と比較して変形し易い。例えば、第１支持部３１と第２支持部３２とは、剛性が相違する別種の材料で形成される。以上の構成によれば、第１支持部３１が例えば面振れ方向に変形することで、回転軸２２の寸法の誤差または回転軸２２の変形の影響を吸収することが可能である。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の各例示において作用または機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図５は、第２実施形態における操作装置１４の構成を例示する断面図である。図５に例示される通り、第２実施形態の操作装置１４は、第１実施形態と同様の要素に筒状部２４を追加した構成である。筒状部２４は、回転軸２２を包囲する円筒状の構造体であり、操作部２１から第１軸受部４１側（すなわち背面側）に突起する。筒状部２４の内部空間は操作部２１の挿入孔Ｈ0に連通する。なお、図５では、操作部２１と筒状部２４とを一体に形成した構成を例示したが、操作部２１とは別体で形成された筒状部２４を操作部２１に固定してもよい。

筒状部２４の内部空間と操作部２１の挿入孔Ｈ0とに回転軸２２が挿入された状態で、回転軸２２は筒状部２４および操作部２１に固定される。以上の説明から理解される通り、筒状部２４は回転軸２２を包囲する。

第２実施形態では、第２軸受部４２の内径が、筒状部２４の外径を僅かに上回る寸法に設定される。図５に例示される通り、回転軸２２は筒状部２４とともに第２軸受部４２に挿入される。すなわち、第２軸受部４２の内周面（軸受面）は、筒状部２４の外周面に対向する。換言すると、回転軸２２の外周面と第２軸受部４２の内周面との間に筒状部２４が介在する。以上の説明から理解される通り、第２実施形態の第２軸受部４２は、筒状部２４を介して回転軸２２の第２部分Ｑ2を間接的に支持する。

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態では、回転軸２２が筒状部２４により包囲され、筒状部２４の外周面が第２軸受部４２により支持されるから、回転軸２２の機械的な強度が筒状部２４により補強される。したがって、筒状部２４が形成されない構成と比較して、回転軸２２の変形を抑制できるという利点がある。

＜第３実施形態＞
図６は、第３実施形態における操作装置１４の構成を例示する断面図である。図６に例示される通り、第３実施形態は、第２軸受部４２として玉軸受（ボールベアリング）を利用した形態である。以上の構成によれば、回転軸２２を２箇所（第１部分Ｑ1および第２部分Ｑ2）で支持する構成にも関わらず、回転軸２２の回転抵抗を有効に低減することができる。

なお、図６に例示される通り、操作装置１４の回転軸２２を例えばモーター等の駆動機構５０により回転させる構成（モーター駆動ボリューム）が想定される。第２軸受部４２として玉軸受を採用した第３実施形態によれば、回転軸２２の回転抵抗が低減されるから、駆動機構５０が回転軸２２を回転させるために必要なトルクが低減される。したがって、第３実施形態は、駆動機構５０により回転軸２２を回転させる構成に特に好適である。

なお、図６では筒状部２４を具備する構成を例示したが、第３実施形態では筒状部２４を省略してもよい。また、第１軸受部４１として玉軸受を利用してもよい。

＜第４実施形態＞
図７は、第４実施形態における操作装置１４の構成を例示する断面図である。図７に例示される通り、第４実施形態の操作装置１４は、第３実施形態と同様の要素に弾性体４５を追加した構成である。弾性体４５は、弾性材料で形成された環状体（Ｏリング）であり、第２軸受部４２の内周面と回転軸２２との間に設置される。具体的には、筒状部２４の外周面に周方向の溝部２５が形成され、弾性体４５は溝部２５に係合する。図７に例示される通り、弾性体４５は、第２軸受部４２と筒状部２４とにより押圧されることで弾性的に変形した状態で、第２軸受部４２と筒状部２４との間に介在する。

第４実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第４実施形態では、第２軸受部４２の内周面と回転軸２２との間に環状の弾性体４５が設置されるから、操作部２１のガタツキを利用者に知覚され難くすることが可能である。なお、図７では、第２軸受部４２として玉軸受を採用した構成を例示したが、第２軸受部４２として滑り軸受を採用してもよい。また、第４実施形態において筒状部２４を省略してもよい。すなわち、第２軸受部４２の内周面と回転軸２２の外周面とに接触するように両者間に環状の弾性体４５が設置される。筒状部２４の有無に関わらず、第２軸受部４２の内周面と回転軸２２との間に環状の弾性体４５が設置された構成が好適である。

＜変形例＞
以上に例示した各態様に付加される具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２個以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。

（１）前述の各形態では、操作部２１と回転軸２２とを別体で構成したが、操作部２１と回転軸２２とを一体に形成してもよい。また、第２実施形態では、操作部２１と回転軸２２と筒状部２４とを一体に形成してもよい。

（２）前述の各形態では、第１支持部３１（取付部Ｍ）と第２支持部３２とを別体で形成して相互に接合したが、第１支持部３１と第２支持部３２とを一体に形成してもよい。また、第１軸受部４１（滑り軸受）と第１支持部３１とを一体に形成した構成、または、第２軸受部４２（滑り軸受）と第２支持部３２とを一体に形成した構成も想定される。

（３）前述の各形態では、再生音量を調整するための操作装置１４を例示したが、操作装置１４の用途は再生音量の調整に限定されない。例えば、音響装置１００に設定される各種のパラメータを調整するために前述の各形態に係る操作装置１４を利用してもよい。また、前述の各形態では、操作装置１４を音響装置１００に採用した場合を例示したが、操作装置１４が採用される機器は音響装置１００に限定されない。利用者からの操作を受付ける公知の任意の機器に、前述の各形態に係る操作装置１４を採用することが可能である。

（４）以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。

本発明の好適な態様（第１態様）に係る操作装置は、利用者が操作する操作部と、前記操作部が端部に設置された回転軸と、前記回転軸の第１部分を支持する第１軸受部と、前記回転軸のうち前記第１部分から軸方向に離間した第２部分を支持する第２軸受部とを具備する。以上の態様では、軸方向の位置が相違する第１部分と第２部分とにおいて回転軸が支持されるから、回転軸を１個の軸受部で支持する構成と比較して、操作部のガタツキまたはグラツキが抑制される。したがって、高品位で良好な操作感を実現することができる。

第１態様の好適例（第２態様）に係る操作装置は、第１軸受部が固定された第１支持部と、前記第１支持部に間隔をあけて対向する第２支持部とを具備し、前記第２軸受部は、前記第２支持部に固定される。以上の態様では、第１軸受部が固定された第１支持部と第２軸受部が固定された第２支持部とが相互に間隔をあけて対向する。したがって、操作装置の重量を抑制しながら、回転軸の第１部分と第２部分との間隔を充分に確保することが可能である。

第２態様の好適例（第３態様）において、前記第１支持部は、前記第２支持部と比較して剛性が低い。以上の態様では、第１支持部が例えば面振れ方向に変形することで、回転軸の寸法の誤差や変形を吸収することが可能である。

第１態様から第３態様の何れかの好適例（第４態様）に係る操作装置は、前記操作部から前記第１軸受部側に突起し、前記回転軸を包囲する筒状部を具備し、前記第２軸受部の内周面は前記筒状部の外周面に対向する。以上の態様では、回転軸を包囲する筒状部の外周面が第２軸受部により支持されるから、回転軸の機械的な強度が筒状部により補強されるという利点がある。

第１態様から第４態様の好適例（第５態様）において、前記第２軸受部は、玉軸受である。以上の態様では、第２軸受部が玉軸受であるから、第１軸受部および第２軸受部の双方で回転軸を支持する構成にも関わらず、回転軸の回転抵抗を低減することができる。

第１態様から第５態様の好適例（第６態様）に係る操作装置は、前記第２軸受部の内周面と前記回転軸との間に設置された環状の弾性体を具備する。以上の態様では、第２軸受部の内周面と回転軸との間に環状の弾性体が設置されるから、操作部のガタツキを利用者に知覚され難くすることが可能である。

１００…音響装置、１２…筐体部、１４…操作装置、２１…操作部、２２…回転軸、２３…可変抵抗器、２４…筒状部、２５…溝部、３１…第１支持部、３２…第２支持部、３３…側壁部、Ｍ…取付部、４１…第１軸受部、４２…第２軸受部、４３…ナット、４５…弾性体。

Claims (3)

1. 利用者が操作する操作部と、
   前記操作部が端部に設置された回転軸と、
   前記回転軸の第１部分を支持する第１軸受部と、
   前記回転軸のうち前記第１部分から軸方向における前記操作部側に離間した第２部分を支持する第２軸受部と、
   前記第１軸受部が固定された第１支持部と、
   前記第２軸受部が固定され、前記第１支持部に間隔をあけて対向する第２支持部と、
   前記第１支持部と一体に構成されて前記第２支持部に固定される部分と、
   前記操作部から前記第１軸受部側に突起し、前記第２軸受部の内周面に外周面が対向した状態で前記回転軸を包囲する筒状部と、
   前記筒状部の外周面に形成された周方向の溝部に係合し、前記第２軸受部の内周面により押圧される環状の弾性体と
   を具備する操作装置。
2. 前記第１支持部は、前記第２支持部と比較して剛性が低い
   請求項１の操作装置。
3. 前記第２軸受部は、玉軸受である
   請求項１または請求項２の操作装置。
   

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