JPWO2016157981A1 - 回転エンコーダ - Google Patents

Abstract

本発明の回転エンコーダは、シャフトと、前記シャフトを回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持するとともに、前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、前記エンコーダ機構に挿通された前記シャフトの端部により押圧されるスイッチ機構とを有する。前記エンコーダ機構が、前記シャフトと一体的に回転可能に前記シャフトに取り付けられたロータと、該ロータに取り付けられた摺動子と、該摺動子が摺接する固定接点部材を有する。前記摺動子が、前記固定接点部材よりも、前記スイッチ機構側に位置するように、前記エンコーダ機構と前記スイッチ機構が配置されている。

Description

本発明は、回転エンコーダに関する。

従来、回転エンコーダとしては、例えば、特開２００４−９５２４２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１の回転エンコーダは、シャフトと、シャフトの回転角度を規制するクリック機構と、シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、シャフトに押圧されるスイッチ機構とを有している。

特許文献１のエンコーダ機構は、シャフトに取り付けられたロータと、ロータの底面側に取り付けられた摺動子を有し、ロータの下方に配置されたエンコーダ基板上に形成されたリング状電極パターンと摺接するように構成されている。

特開２００４−９５２４２号公報

しかしながら、特許文献１の回転エンコーダでは、シャフトを押圧すると、ロータも引っ張られるため、摺動子が抵抗パターンに押さえつけられる。その結果、シャフトを強い力で押圧した場合、摺動子が変形し、エンコーダの出力の信頼性が低下する場合がある。

そこで、本発明の課題は、シャフトの押圧による摺動子の変形を抑制することが可能な回転エンコーダを提供することである。

前記の課題を解決するため、本発明の回転エンコーダは、
シャフトと、
前記シャフトを回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持するとともに、前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、
前記エンコーダ機構に挿通された前記シャフトの端部により押圧されるスイッチ機構とを有する回転エンコーダであって、
前記エンコーダ機構が、前記シャフトと一体的に回転可能に前記シャフトに取り付けられたロータと、該ロータに取り付けられた摺動子と、該摺動子が摺接する固定接点部材を有し、前記摺動子が、前記固定接点部材よりも、前記スイッチ機構側に位置するように、前記エンコーダ機構と前記スイッチ機構が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、摺動子が、抵抗体パターン（固定接点部材の一例）よりも、スイッチ機構側に位置しているので、シャフトを押圧しても、ロータの重みにより摺動子は抵抗体パターンから離れる方向に力を受けるので、摺動子が抵抗体パターンに押さえ付けられることを防止できる。これにより、摺動子の変形が抑制され、エンコーダの出力の信頼性の低下を抑制することができる。

また、一実施形態として、前記エンコーダ機構が基板を有し、前記固定接点部材が前記基板上に設けられた抵抗体パターンでもよい。

前記の一実施形態によれば、固定接点部材として基板上に設けられた抵抗体パターンを用いることで、円環状や櫛形状の連続形状の抵抗体パターンだけでなく、複数の不連続部分からなる抵抗体パターンも用いることができるので、抵抗体パターンの選択の自由度を増大させることができる。

また、別の実施形態として、シャフトがロータに対して上下移動可能であってもよい。

前記の別の実施形態によれば、シャフトがロータに対して上下移動可能であるので、シャフトを押圧しても、ロータの位置を保持して、摺動子と抵抗体パターンとの接触を維持することができる。

本発明の回転エンコーダによれば、シャフトの押圧による摺動子の変形を抑制することが可能であるので、摺動子の変形によるエンコーダの出力の信頼性の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態の回転エンコーダの上方からみた斜視図である。 回転エンコーダの下方からみた斜視図である。 回転エンコーダの上方からみた分解斜視図である。 回転エンコーダの下方からみた分解斜視図である。 回転エンコーダの断面図である。 エンコーダ機構の下方からみた分解斜視図である。 エンコーダ機構の下方からみた斜視図である。 エンコーダ機構の等価回路を示す回路図である。 エンコーダ機構の出力波形を示す波形図である。 シャフトと規制部材との関係を示す平面図である。 シャフトが回転したときの第１接点部および第２接点部のトルクの変化を示すグラフである。 第１接点部のトルクと第２接点部のトルクを合成したトルクの変化を示すグラフである。 本発明の回転エンコーダの第２実施形態を示す斜視図である。 回転エンコーダの分解斜視図である。 回転エンコーダの平面図である。

以下、本発明を図面を参照してより詳細に説明する。
本発明の回転エンコーダは、シャフトと、前記シャフトを回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持するとともに、前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、前記エンコーダ機構に挿通された前記シャフトの端部により押圧されるスイッチ機構とを有する回転エンコーダであって、前記エンコーダ機構が、前記シャフトと一体的に回転可能に前記シャフトに取り付けられたロータと、該ロータに取り付けられた摺動子と、該摺動子が摺接する固定接点部材を有し、前記摺動子が、前記固定接点部材よりも、前記スイッチ機構側に位置するように、前記エンコーダ機構と前記スイッチ機構が配置されていることを特徴とするものである。

ここで、本発明の回転エンコーダに用いる固定接点部材は、固定された接点部材であり、シャフトとともに回転する摺動子が摺接する接点部材である。固定接点部材は、基板等の支持体上に設けた種々の形状を有する導電性部材である形態、例えば抵抗体パターンであってもよく、あるいは、固定接点部材自身が支持体を兼ねる形態でもよい。以下の実施形態では、固定接点部材に抵抗体パターンを用いた例について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態の回転エンコーダの上方からみた斜視図である。図２は、回転エンコーダの下方からみた斜視図である。図３は、回転エンコーダの上方からみた分解斜視図である。図４は、回転エンコーダの下方からみた分解斜視図である。図５は、回転エンコーダの断面図である。

各図において、回転エンコーダの幅方向をＸ方向とし、回転エンコーダの長さ方向をＹ方向とする。回転エンコーダの高さ方向をＺ方向とする。Ｚ方向の正方向を上側とし、Ｚ方向の負方向を下側とする。

図１から図５に示すように、回転エンコーダ１は、ケーシング２と、回転軸を有しかつ該回転軸に沿って移動可能なシャフト３と、シャフト３の回転角度を規制する規制部材５と、シャフト３の回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構６と、シャフト３の回転軸に沿った移動によりシャフト３に押圧されるスイッチ機構７とを有する。規制部材５とエンコーダ機構６とスイッチ機構７とは、シャフト３の軸に沿って、上側から下側に順に配置されている。

ケーシング２は、例えば、金属から構成される。ケーシング２は、シャフト３と規制部材５とエンコーダ機構６とスイッチ機構７とを一体に組み付ける。

ケーシング２は、上壁２１と、上壁２１のＸ方向の両側に設けられ下方に延在する側壁２２，２２と、上壁２１のＹ方向の正方向に設けられ下方に延在する突壁２３と、上壁２１のＹ方向の負方向に設けられ下方に延在する突片２４とを有する。上壁２１は、孔部２１ａを有する。側壁２２は、下側に孔部２２ａと上側に溝部２２ｂとを有する。孔部２２ａの内面には、ケーシング２の内側に突出する係止部２２ｃが設けられている。突壁２３は、上壁２１のＸ方向の全長にわたって延在している。突片２４は、上壁２１のＸ方向の中央部に設けられている。

シャフト３は、例えば、樹脂から構成される。シャフト３は、操作部３５と歯車状の外周面３０と端部３６とを有する。操作部３５と歯車状の外周面３０と端部３６とは、回転軸に沿って、上側から下側に順に配置されている。操作部３５は、シャフト３の回転の目印となる切欠を有する。歯車状の外周面３０は、複数の凸部３１および凹部３２を含む。複数の凸部３１および凹部３２は、周方向に交互に配列されている。操作部３５は、ケーシング２の上壁２１の孔部２１ａを貫通しており、使用者は、ケーシング２の外側から操作部３５を操作することができる。

規制部材５は、例えば、金属から構成される。規制部材５は、例えば、板バネである。規制部材５は、シャフト３の外周面３０に接触可能となる第１接点部５１および第２接点部５２を有する。第１接点部５１および第２接点部５２は、シャフト３の外周面３０の凸部３１に弾発付勢して接触する一方、シャフト３の外周面３０の凹部３２に嵌まってシャフト３の回転角度を規制する。第１接点部５１および第２接点部５２は、折り曲げられて構成されている。第１接点部５１および第２接点部５２は、ほぼ対向する位置にある。

エンコーダ機構６は、シャフト３を回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持し、シャフト３の回転方向および回転角度を検知するものであり、抵抗体パターン６１，６２，６３と該抵抗体パターン６１，６２，６３に電気的に接続されるエンコーダ端子６０１，６０２，６０３を有するエンコーダ基板６０と、シャフト３とともに回転可能となるようにシャフト３に取り付けられたロータ６５と、ロータ６５に取り付けられ抵抗体パターン６１，６２，６３と摺接する摺動子６６とを有する。

エンコーダ基板６０は、例えば、樹脂から構成される。エンコーダ基板６０の上面には、凹部６０ａが設けられ、凹部６０ａに、規制部材５が嵌め込まれている。エンコーダ基板６０のＸ方向の両側には、突部６０ｂが設けられている。突部６０ｂは、ケーシング２の側壁２２の溝部２２ｂに嵌め込まれている。エンコーダ基板６０のＹ方向の両側は、突壁２３と突片２４によって挟まれている。このように、エンコーダ基板６０は、側壁２２の溝部２２ｂと突壁２３と突片２４とによって、ケーシング２に固定されている。言い換えると、側壁２２の溝部２２ｂと突壁２３と突片２４とは、エンコーダ基板６０を固定するエンコーダ固定部を構成する。エンコーダ基板６０の中央には、シャフト３を挿通状態で保持する挿通孔となる孔部６４が形成されている。

抵抗体パターン６１，６２，６３は、エンコーダ基板６０の下面に設けられている。抵抗体パターン６１，６２，６３は、シャフト３の回転方向および回転角度を検知するためのものである。第１抵抗体パターン６１と第２抵抗体パターン６２と第３抵抗体パターン６３とは、環状に形成され、同心状に配置されている。第１抵抗体パターン６１と第２抵抗体パターン６２と第３抵抗体パターン６３とは、径方向の外側から内側に順に配置されている。第１抵抗体パターン６１と第２抵抗体パターン６２とは、それぞれ、周方向に間隔を設けて形成されている。第３抵抗体パターン６３は、連続的に形成されている。

エンコーダ端子６０１，６０２，６０３は、エンコーダ基板６０にインサート成形されている。第１エンコーダ端子６０１は、第１抵抗体パターン６１に電気的に接続され、第２エンコーダ端子６０２は、第２抵抗体パターン６２に電気的に接続され、第３エンコーダ端子６０３は、第３抵抗体パターン６３に電気的に接続されている。

ロータ６５は、シャフト３と一体的に回転可能であればよく、軸方向に移動可能でも移動できなくてもよい。図では、ロータ６５は、シャフト３に対して、周方向に位置決めされ、かつ、軸方向に移動可能（上限移動可能）である場合を示している。具体的に述べると、ロータ６５は、Ｄ形状の孔部６５ａを有する。シャフト３の端部３６の外周面は、Ｄ形状に形成されている。Ｄ形状の端部３６が、Ｄ形状の孔部６５ａに嵌合されて、ロータ６５は、シャフト３に対して周方向に固定され軸方向に固定されない。

ロータ６５は、略長円形状に形成されている。ロータ６５は、ロータ６５の外径が長径となる長径部６５１と、ロータ６５の外径が短径となる短径部６５２とを有する。長径部６５１の長さは、対向する側壁２２の係止部２２ｃの間の隙間よりも大きく、短径部６５２の長さは、対向する側壁２２の係止部２２ｃの間の隙間よりも小さい。言い換えると、係止部２２ｃは、短径部６５２が係止しないで離脱され、かつ、長径部６５１がロータ６５の回転により係脱可能となるように、構成されている。

摺動子６６は、例えば、金属から構成される。摺動子６６は、ロータ６５の上面の２つの突部６５ｂに固定される。摺動子６６は、環状に形成される。摺動子６６は、第１接点部６６１と第２接点部６６２と第３接点部６６３とを有する。第１接点部６６１と第２接点部６６２と第３接点部６６３とは、径方向の外側から内側に順に配置されている。第１接点部６６１と第２接点部６６２と第３接点部６６３とは、導通している。第１接点部６６１は、第１抵抗体パターン６１に接触可能となり、第２接点部６６２は、第２抵抗体パターン６２に接触可能となり、第３接点部６６３は、第３抵抗体パターン６３に接触可能となる。

スイッチ機構７は、スイッチ基板７０と、スイッチ基板７０に設けられた第１から第３スイッチ端子７０１，７０２，７０３と、スイッチ基板７０に設けられ、シャフト３の端部３６に押圧される導電体７１とを有する。導電体７１は、第１、第２スイッチ端子７０１，７０２に電気的に接続される。導電体７１は、シャフト３の端部３６に押圧されて、第３スイッチ端子７０３に電気的に接続され、第１、第２スイッチ端子７０１，７０２と第３スイッチ端子７０３とを導通する。第１、第２スイッチ端子７０１，７０２と第３スイッチ端子７０３とが導通すると、スイッチ信号がオンとなる。例えば、スイッチ信号のオンにより、各機能が動作する。なお、第１、第２スイッチ端子７０１，７０２のうちの一方のスイッチ端子のみ設けてもよい。

スイッチ基板７０のＸ方向の両側には、突部７０ｂが設けられている。突部７０ｂは、ケーシング２の側壁２２の孔部２２ａに嵌め込まれている。このように、スイッチ基板７０は、側壁２２の孔部２２ａによって、ケーシング２に固定されている。言い換えると、側壁２２の孔部２２ａは、スイッチ基板７０を固定するスイッチ固定部を構成する。

スイッチ基板７０の下面のＸ方向の一辺には、段部７０ｃが設けられている。段部７０ｃには、折り曲げられたエンコーダ端子６０１，６０２，６０３の端部が、係止している。つまり、エンコーダ基板６０とスイッチ基板７０とは、折り曲げられたエンコーダ端子６０１，６０２，６０３によって、一体に抱えられている。

段部７０ｃの深さは、エンコーダ端子６０１，６０２，６０３の厚みよりも深い。これにより、スイッチ基板７０の下面を実装基板に設置したとき、エンコーダ端子６０１，６０２，６０３でなく、スイッチ基板７０の下面を設置面とできる。

第１から第３スイッチ端子７０１，７０２，７０３は、スイッチ基板７０にインサート成形されている。第３スイッチ端子７０３は、第１スイッチ端子７０１と第２スイッチ端子７０２との間に、位置する。

導電体７１は、弾性を有する。導電体７１は、ドーム状に形成されている。導電体７１は、スイッチ基板７０の上面の凹部７０ａに嵌め込まれている。

導電体７１の周縁部分７１ａは、第１、第２スイッチ端子７０１，７０２に電気的に接続されている。導電体７１の天頂部分７１ｂは、導電体７１の自由状態で、第３スイッチ端子７０３から離隔する一方、エンコーダ機構７を貫通したシャフト３の端部３６に押圧されて第３スイッチ端子７０３に電気的に接続される。

つまり、シャフト３を下側に押圧すると、シャフト３の端部３６が、導電体７１の天頂部分７１ｂを押圧して、導電体７１の天頂部分７１ｂが、第３スイッチ端子７０３に電気的に接続される。これにより、第１、第２スイッチ端子７０１，７０２と第３スイッチ端子７０３とが、電気的に接続されて、スイッチ信号がオンとなる。

一方、シャフト３の下側への押圧を解除すると、導電体７１が自由状態に戻ることで、シャフト３が上側に移動し、導電体７１の天頂部分７１ｂが、第３スイッチ端子７０３から離隔する。これにより、第１、第２スイッチ端子７０１，７０２と第３スイッチ端子７０３とが、電気的に接続されず、スイッチ信号がオフとなる。

ここで、摺動子６６は、抵抗体パターン６１，６２，６３よりも、スイッチ機構７側（下側）に位置している。これにより、シャフト３をスイッチ機構７側に押圧したとき、ロータ６５が下側に引っ張られても、摺動子６６は、抵抗体パターン６１，６２，６３から離れる方向に力を受ける。このため、摺動子６６は、抵抗体パターン６１，６２，６３に押圧されて変形することがなく、エンコーダ機構６の出力の信頼性を維持できる。さらに、シャフト３をロータ６５に対して上下方向に移動可能とすることで、シャフト３を押圧しても、ロータ６５の位置を保持して、摺動子６６と抵抗体パターン６１，６２，６３との接触を維持することができる。

図６は、エンコーダ機構６の下方からみた分解斜視図である。図６に示すように、エンコーダ基板６０の下面には、第１、第２、第３電極部６７１，６７２，６７３が設けられている。第１電極部６７１と第２電極部６７２と第３電極部６７３とは、環状に形成され、同心状に配置されている。第１電極部６７１と第２電極部６７２と第３電極部６７３とは、径方向の外側から内側に順に配置されている。第１電極部６７１は、第１エンコーダ端子６０１の端部６０１ａに電気的に接続され、第２電極部６７２は、第２エンコーダ端子６０２の端部６０２ａに電気的に接続され、第３電極部６７３は、第３エンコーダ端子６０３の端部６０３ａに電気的に接続されている。

第１、第２、第３電極部６７１，６７２，６７３上には、絶縁シート６８が積層されている。絶縁シート６８は、第１電極部６７１が周方向に間欠的に露出し、かつ、第２電極部６７２が周方向に間欠的に露出するように、第１電極部６７１および第２電極部６７２を覆う。つまり、絶縁シート６８は、周方向に間欠的に配置される複数の孔部６８ａを有し、第１電極部６７１および第２電極部６７２が、絶縁シート６８の孔部６８ａから、露出する。第３電極部６７３は、絶縁シート６８に覆われていない。

第１電極部６７１が絶縁シート６８から露出している部分に第１抵抗体パターン６１を設け、第２電極部６７２が絶縁シート６８から露出している部分に第２抵抗体パターン６２を設け、第３電極部６７３に第３抵抗体パターン６３を設けている。

これにより、第１抵抗体パターン６１は、第１電極部６７１を介して、第１エンコーダ端子６０１に電気的に接続され、第２抵抗体パターン６２は、第２電極部６７２を介して、第２エンコーダ端子６０２に電気的に接続され、第３抵抗体パターン６３は、第３電極部６７３を介して、第３エンコーダ端子６０３に電気的に接続される。

図７は、エンコーダ機構６の下方からみた斜視図である。図７に示すように、摺動子６６の第１接点部６６１は、第１抵抗体パターン６１に対応した位置にあり、摺動子６６の第２接点部６６２は、第２抵抗体パターン６２に対応した位置にあり、摺動子６６の第３接点部６６３は、第３抵抗体パターン６３に対応した位置にある。

そして、摺動子６６の回転により、第１接点部６６１は、第１抵抗体パターン６１と絶縁シート６８とに交互に接触し、第２接点部６６２は、第２抵抗体パターン６２と絶縁シート６８とに交互に接触する。第３接点部６６３は、常時、第３抵抗体パターン６３に接触している。つまり、摺動子６６の回転により、第１エンコーダ端子６０１と第３エンコーダ端子６０３とが、間欠的に電気的に接続され、第２エンコーダ端子６０２と第３エンコーダ端子６０３とが、間欠的に電気的に接続される。

図８は、エンコーダ機構６の等価回路を示す回路図である。図９は、エンコーダ機構６の出力波形を示す波形図である。図８と図９に示すように、第１エンコーダ端子６０１と第３エンコーダ端子６０３とが、電気的に接続されると、Ａ点とＣ点の間に電流が流れて、Ａ信号がオンとなる。第２エンコーダ端子６０２と第３エンコーダ端子６０３とが、電気的に接続されると、Ｂ点とＣ点の間に電流が流れて、Ｂ信号がオンとなる。

摺動子６６の時計回り方向の回転において、Ａ信号のオフの始まりから次のオフの始まりまでの摺動子６６の回転角度は、６０°となる。Ｂ信号についても同様である。また、Ａ信号のオフの始まりとＢ信号のオフの始まりのずれは、摺動子６６の回転角度において、１５°となる。そして、摺動子６６の１回転（つまり、摺動子６６の回転角度は、３６０°である）において、Ａ信号およびＢ信号のオンとオフの組み合わせの変化は、２４に分けられる。つまり、摺動子６６の１回転において、摺動子６６の回転角度が１５°ごとに変化することを判断できる。したがって、Ａ信号とＢ信号の変化を判断することで、摺動子６６の回転方向と回転角度（回転量）を判断できる。

なお、以下に説明するように、第１接点部５１のトルクの波形と第２接点部５２のトルクの波形をずらすことで、全体のクリック数を増加させることもできる。図１０は、シャフト３と規制部材５との関係を示す平面図である。図１０に示すように、規制部材５の第１接点部５１が、シャフト３の外周面３０の凸部３１に接触しているときに、規制部材５の第２接点部５２が、シャフト３の外周面３０の凹部３２に嵌まる。一方、規制部材５の第１接点部５１が、シャフト３の外周面３０の凹部３２に嵌まっているときに、規制部材５の第２接点部５２が、シャフト３の外周面３０の凸部３１に接触する。つまり、第１接点部５１と凸部３１との接触と、第２接点部５２と凸部３１との接触との間に、シャフト３の回転角の位相差を設けている。そして、シャフト３が回転すると、第１接点部５１と第２接点部５２とが、交互に、シャフト３の外周面３０の凹部３２に嵌まる。

図１１Ａは、シャフト３が回転したときの第１接点部５１および第２接点部５２のトルクの変化を示すグラフである。図１１Ａに示すように、シャフト３の回転にともなって、第１接点部５１および第２接点部５２のそれぞれのトルクは、最大と最小を繰り返す波形となる。例えば、シャフト３の回転により、シャフト３の外周面３０の凸部３１が、第１接点部５１の弾性力に対抗して通過するときに、トルクが最大となる。トルクが最大から最小となるときに、使用者はクリック感を得る。第１接点部５１のトルクと第２接点部５２のトルクとは、交互に、最大となる。

図１１Ｂは、第１接点部５１のトルクと第２接点部５２のトルクを合成したトルクの変化を示すグラフである。図１１Ｂに示すように、合成トルクの波形の波長は、第１接点部５１および第２接点部５２の各トルクの波形の波長の２倍となる。つまり、シャフト３の１回転において、合成トルクが最大となる数量（クリック数）は、第１接点部５１のトルクが最大となる数量（クリック数）と、第２接点部５２のトルクが最大となる数量（クリック数）とを加えた数量となる。

したがって、第１接点部５１のトルクの波形と第２接点部５２のトルクの波形とをずらすことで、全体のクリック数は、第１接点部５１および第２接点部５２の各クリック数の２倍となる。したがって、シャフト３を小型にしても、クリック数を多くすることができる。

上述の実施形態では、固定接点部材に抵抗体パターンを用いた例について説明したが、固定接点部材自身が支持体を兼ねる形態でも、同様の効果を得ることができる。例えば、樹脂基材に導電性材料を含浸した部材、具体例を挙げるとフェノール系樹脂基材にカーボンブラックを含浸させた材料を、上述の実施形態で用いたエンコーダ基板に代えて用いることができる。

（第２実施形態）
図１２は、本発明の回転エンコーダの第２実施形態を示す斜視図である。図１３は、回転エンコーダの分解斜視図である。図１４は、回転エンコーダの平面図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、シャフト、規制部材およびエンコーダ基板の構成が相違する。この相違する構成を以下に説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の符号は、第１実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。

シャフト３Ａは、操作部３５と鍔部３７と端部３６とを有する。操作部３５と鍔部３７と端部３６とは、回転軸に沿って、上側から下側に順に配置されている。鍔部３７の外周面３８には、複数（この実施形態では２つ）の凹部３８ａが設けられている。鍔部３７の外周面３８は、シャフト３Ａの軸方向からみて略長円形に形成されている。鍔部３７の外周面３８は、短径側の互いに対向する長辺部分と、長径側の互いに対向する円弧部分とを有する。短径側の互いに対向する長辺部分のそれぞれに、凹部３８ａが設けられている。２つの凹部３８ａは、シャフト３Ａの軸に対して、互いに対向している。このように、鍔部３７の外周面３８は、くびれを有する略長円形である。

規制部材５Ａは、環状に形成された板バネである。規制部材５Ａは、シャフト３Ａの軸方向からみて略長円形に形成されている。規制部材５Ａは、短径側の互いに対向する長辺部分と、長径側の互いに対向する円弧部分とを有する。規制部材５Ａは、長径側の互いに対向する円弧部分のそれぞれに、第１接点部５１および第２接点部５２を有する。第１接点部５１および第２接点部５２は、シャフト３Ａの軸に対して、互いに対向している。第１接点部５１および第２接点部５２は、シャフト３Ａの軸方向に沿ってエンコーダ基板６０Ａ側に突出している。規制部材５Ａの内周面５５の形状は、シャフト３Ａの鍔部３７の外周面３８の形状と略同じであり、くびれを有する略長円形である。規制部材５Ａの内周面５５には、短径側の互いに対向する長辺部分のそれぞれに、径方向内側に突出する凸部５５ａが設けられている。２つの凸部５５ａは、シャフト３Ａの軸に対して、互いに対向している。

エンコーダ基板６０Ａの上面には、複数（この実施形態では１２個）の凸部６７ａが設けられている。凸部６７ａは、シャフト３Ａの軸方向に沿って規制部材５Ａ側に突出している。複数の凸部６７ａは、シャフト３Ａの軸を中心として、周方向に互いに間隔をあけて配列されている。隣り合う凸部６７ａの間には、凹部６７ｂが設けられている。

規制部材５Ａは、シャフト３Ａに対して、周方向に位置決めされ、かつ、軸方向に移動可能（上限移動可能）である。具体的に述べると、シャフト３Ａの鍔部３７は、規制部材５Ａの内周面５５に嵌合される。規制部材５Ａの内周面５５の凸部５５ａは、シャフト３Ａの鍔部３７の凹部３８ａに係止される。これにより、規制部材５Ａは、シャフト３Ａに対して周方向に固定される。また、規制部材５Ａの内周面５５の円弧部分と、鍔部３７の外周面３８の円弧部分との間には、隙間が設けられている。これにより、規制部材５Ａは、シャフト３Ａに対して軸方向に固定されない。このように、規制部材５Ａは、如何なる部品にも、溶着や、かしめや、接着などにより一体的に固定されていない。

規制部材５Ａは、エンコーダ基板６０Ａから離隔しないように、図１に示すケーシング２によってシャフト３Ａの軸方向に位置決めされている。これにより、シャフト３Ａを回転させることで、規制部材５Ａはシャフト３Ａとともに供回りし、第１接点部５１および第２接点部５２は、エンコーダ基板６０Ａの凸部６７ａと凹部６７ｂに交互に位置することになる。具体的に述べると、凹部６７ｂに位置する第１接点部５１は、規制部材５Ａが回転することで、規制部材５Ａの弾性変形により、凸部６７ａに摺接しながら凸部６７ａを乗り越えて、この凸部６７ａに隣接する凹部６７ｂに嵌まる。第２接点部５２は、第１接点部５１と同様に動作する。第１接点部５１と第２接点部５２は、同時に、異なる凹部６７ｂに嵌まる。したがって、規制部材５Ａを回転させることで、規制部材５Ａは、凸部６７ａを乗り越えて凹部６７ｂに嵌まり、これにより、クリック感が発生する。

また、シャフト３Ａは、スイッチ機構７の導電体７１を押圧する目的で、軸方向に沿って上下に約０．１５ｍｍの距離をストロークする機能を有する。規制部材５Ａは、シャフト３Ａに対して回転方向に係合しているだけであるので、規制部材５Ａは、上下方向に変位しない。このため、シャフト３Ａの上下のストロークにより、規制部材５Ａの荷重−変位特性（バネ特性）を劣化させることは無い。したがって、シャフト３Ａを上下にストロークさせても、規制部材５Ａに上下方向の負荷をかけない。

また、シャフト３Ａに組み込む規制部材５Ａの数量を調整することで、所望の強さのクリック感を選択できる。つまり、シャフト３Ａの軸方向に沿って重ねる規制部材５Ａの枚数を増やすことで、クリック感を強くできる。
ここで、規制部材５Ａの枚数を調整する代わりに、１枚の規制部材５Ａの厚みを調整することでも、クリック感の強さを調整することができる。しかし、１枚の規制部材５Ａの厚みが厚くなると、エンコーダ基板６０Ａの凸部６７ａを乗り越えて凹部６７ｂに落ちる動作を繰り返すことによる「疲労破壊」に対して、限界が低くなってしまうデメリットが発生してしまう。つまり、規制部材５Ａの破壊寿命が短くなる。
そこで、薄い「規制部材５Ａ」を複数枚重ねることで、耐疲労破壊の観点において疲労破壊の限界を高く維持しつつ、さらに、ばね荷重を増やすことができる効果を得ることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、ケーシングや規制部材は上記の実施形態に記載したものに限定されず、種々の公知のケーシングや規制部材を用いることができる。

１ 回転エンコーダ
２ ケーシング
２２ 側壁
２２ａ 孔部（スイッチ固定部）
２２ｂ 溝部（エンコーダ固定部）
２２ｃ 係止部
２３ 突壁（エンコーダ固定部）
２４ 突片（エンコーダ固定部）
３，３Ａ シャフト
３０ 歯車状の外周面
３１ 凸部
３２ 凹部
３７ 鍔部
３８ 外周面
３８ａ 凹部
５，５Ａ 規制部材
５１ 第１接点部
５２ 第２接点部
５５ 内周面
５５ａ 凸部
６ エンコーダ機構
６０，６０Ａ エンコーダ基板
６１，６２，６３ 抵抗体パターン（固定接点部材）
６０１，６０２，６０３ エンコーダ端子
６５ ロータ
６５１ 長径部
６５２ 短径部
６６ 摺動子
６７ａ 凸部
６７ｂ 凹部
７ スイッチ機構
７０ スイッチ基板
７１ 導電体
７０１，７０２，７０３ スイッチ端子

Claims (3)

1. シャフトと、
   前記シャフトを回転可能および上下移動可能に挿通状態で保持するとともに、前記シャフトの回転方向および回転角度を検知するエンコーダ機構と、
   前記エンコーダ機構に挿通された前記シャフトの端部により押圧されるスイッチ機構とを有する回転エンコーダであって、
   前記エンコーダ機構が、前記シャフトと一体的に回転可能に前記シャフトに取り付けられたロータと、該ロータに取り付けられた摺動子と、該摺動子が摺接する固定接点部材を有し、前記摺動子が、前記固定接点部材よりも、前記スイッチ機構側に位置するように、前記エンコーダ機構と前記スイッチ機構が配置されている、該回転エンコーダ。
2. 前記エンコーダ機構が基板を有し、前記固定接点部材が前記基板上に設けられた抵抗体パターンである、請求項１記載の回転エンコーダ。
3. 前記シャフトが前記ロータに対して上下移動可能である、請求項１記載の回転エンコーダ。

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