旋转操作型电子部件

摘要

本发明提供一种容易设计的旋转操作型电子部件。包括：圆柱状的操作轴；轴承，其具有贯通轴孔；电信号控制部，其安装在轴承的一端，通过操作轴的旋转操作来控制电信号；圆筒状弹簧，被收容在形成于操作轴的外周面与贯通轴孔的内周面之间的弹簧收容空隙内，并沿中心轴方向切断环，圆筒状弹簧具有多个弹簧板部，该多个弹簧板部沿操作轴的中心轴方向延伸，在所述操作轴的外周面，沿操作轴的周向相互连结而排列，该多个弹簧板部构成为长度方向的中央区域部向圆筒状弹簧的半径方向外侧弯曲突出，多个弹簧板部被弹性夹持在操作轴的外周面与贯通轴孔的内周面之间，通过构成为利用该按压力能够延伸地保持中心轴方向长度，能够独立设定弹簧板部数量和弹簧板部的最大挠曲量。

权利要求

1.一种旋转操作型电子部件，其特征在于，包括：

圆柱状的操作轴；

轴承，其具有用于所述操作轴插入的圆形的贯通轴孔；

电信号控制部，其安装在所述轴承的一端，通过所述操作轴的旋转操作来控制电信号；

圆筒状弹簧，其以包围所述操作轴的外周的方式被收容在弹簧收容空隙内，该弹簧收容空隙形成于所述操作轴的外周面与所述贯通轴孔的内周面之间，环沿中心轴方向被切断，所述圆筒状弹簧具有多个弹簧板部，该多个弹簧板部分别沿所述操作轴的中心轴方向延伸，并且在所述操作轴的外周面沿所述操作轴的周向相互连结而排列，多个所述弹簧板部构成为，其长度方向的中央区域部向所述圆筒状弹簧的半径方向内侧或者外侧的同一侧弯曲突出而形成弯曲突出部，多个所述弹簧板部被弹性夹持在所述操作轴的外周面与所述贯通轴孔的内周面之间，在半径方向上，在各所述弹簧板部的两端部和所述弯曲突出部上被施加相互反向的按压力。

2.如权利要求1所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述操作轴具有：圆柱状的操作部；从所述操作部同轴心地延长，直径比所述操作部小的圆柱状的中间部；从所述中间部同轴心地延长，直径比所述中间部更小的圆柱状的保持部；从所述保持部同轴心地延长，并插入所述电信号控制部的圆柱状的驱动部，所述轴承具有：基部和形成有所述贯通轴孔的圆筒部，所述基部在所述圆筒部的中心轴方向一端与所述圆筒部一体形成，并形成有从所述贯通轴孔与所述电信号控制部连通的连通空间，所述贯通轴孔具有大径轴孔部和小径轴孔部，所述大径轴孔部具有比所述中间部的外径大的内径，所述小径轴孔部从所述大径轴孔部延长，并具有比所述保持部的外径大，并且比所述中间部的外径小的内径，在所述中间部与所述保持部的边界的台阶和所述大径轴孔部与所述小径轴孔部的边界的台阶之间，所述圆筒状弹簧收容在所述收容空隙内，所述收容空隙形成在所述保持部的外周面与所述大径轴孔部的内周面之间。

3.如权利要求1或2所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的一端部和另一端部分别利用第一连结带和第二连结带连结。

4.如权利要求1或2所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的所述中央区域部利用连结带连结。

5.如权利要求1或2所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，每个邻接弹簧板部的一端彼此与另一端彼此在周向上交替错开一个弹簧板部并利用连结带连结。

6.如权利要求1或2所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的各邻接的两个呈V形地将端部相互连结地配置。

7.如权利要求1或2所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的中央区域部向半径方向外侧弯曲突出。

8.如权利要求3所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的中央区域部向半径方向外侧弯曲突出。

9.如权利要求4所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的中央区域部向半径方向外侧弯曲突出。

10.如权利要求1或2所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的中央区域部向半径方向内侧弯曲突出。

11.如权利要求3所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的中央区域部向半径方向内侧弯曲突出。

12.如权利要求4所述的旋转操作型电子部件，其特征在于，所述圆筒状弹簧的多个所述弹簧板部的中央区域部向半径方向内侧弯曲突出。

说明书

旋转操作型电子部件

技术领域

[0001] 本发明涉及旋转操作型电子部件，该旋转操作型电子部件利用操作轴的旋转操作使端子间的电阻发生变化，或者转换端子间的电连接，其主要用于便携电子设备。

背景技术

[0002] 例如有时会有在戴着手套的状态下对用于便携型电子设备的旋转型开关或者旋转型可变电阻器(以下，将它们统称为旋转操作型电子部件)进行操作的情况，或者在难以进行精细操作的环境下进行操作的情况。为了应对如上所述的情况，要求增大用于对旋转操作型电子部件进行旋转操作的操作旋钮而容易进行操作的便携型电子设备。但是，如果增大操作旋钮，大的操作扭矩会施加在操作轴上，因此容易因为过量转动，或者在操作时受到来自外部的预料不到的力、突然的声响、光等惊吓而施以不希望的转动而导致的误操作。或者，随着便携型电子设备的小型化，旋转操作型电子部件小型化，其结果是旋转操作所需要的操作扭矩必然减小，会有容易引起同样的误操作的问题。在此，专利文献1提出了增大转动操作所需要的扭矩的旋转操作型电子部件。

[0003] 图1是表示专利文献1所公开的旋转操作型电子部件的截面，在形成在轴承100上的贯通轴孔100a的内周面与插入贯通轴孔100a内的操作轴200的外周面之间插入有折弯成多边形的弹性金属薄板(以下，称为多边形板簧)300。多边形板簧300以其各折弯边的中心利用操作轴200的外周面向半径方向外侧按压而挠曲的状态被保持。在使操作轴200转动时，板簧300与操作轴200之间的滑动摩擦力产生为转动操作所需要的扭矩。通过插入如上所述的多边形板簧300来增大旋转操作所需要的扭矩而能够减少误动作。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：(日本)特开平11-329806号公报

发明内容

[0007] 发明所要解决的课题

[0008] 在图1所示的专利文献1的结构中，为了增大操作扭矩，需要增大各折弯边的挠曲量，但在贯通轴孔100a的内径为2r，多边形板簧300的折弯数为N(需要说明的是，忽略板簧的厚度，视为多边形板簧的两端相互连接而形成一个折弯角)时，结构上取得的最大挠曲量(能够确保挠曲量的间隙)为r(1-cosπ/N)，在增大间隙时，需要减小N。在减小N时，由于多边形板簧300与操作轴200的接触位置数减少，因此会增大板簧的接触位置的磨损。另一方面，在增大N以减小磨损时，由于会缩短板簧的各折弯边，因此通过使挠曲量稍微发生变化使操作扭矩发生大的变化，需要提高用于获得所希望的扭矩的折弯边的挠曲量的设定精度。因此难以制造小型的旋转操作型电子部件。

[0009] 本发明的目的在于提供一种与现有技术相比容易设计、制造的旋转操作型电子部件。

[0010] 用于解决技术课题的技术方案

[0011] 为了解决所述课题，本发明的旋转操作型电子部件构成为，包括：圆柱状的操作轴；轴承，其具有用于操作轴插入的圆形的贯通轴孔；电信号控制部，其安装在轴承的一端，通过操作轴的旋转操作来控制电信号；圆筒状弹簧，其以包围操作轴的外周的方式被收容在环状的弹簧收容空隙内，该环状的弹簧收容空隙形成于操作轴的外周面与贯通轴孔的内周面之间，环在沿中心轴方向被切断，圆筒状弹簧具有多个弹簧板部，该多个弹簧板部分别沿操作轴的中心轴方向延伸，并且在操作轴的外周面沿操作轴的周向相互连结而排列，多个弹簧板部构成为，其长度方向的中央区域部向圆筒状弹簧的半径方向内侧或者外侧的同一侧弯曲突出而形成弯曲突出部，多个弹簧板部被弹性夹持在操作轴的外周面与贯通轴孔的内周面之间，在半径方向上，在各所述弹簧板部的两端部和所述弯曲突出部上被施加相互反向的按压力。

[0012] 发明效果

[0013] 根据本发明，能够相互独立地设定排列成圆筒状的弹簧板部的数量和弹簧板部的最大挠曲量，因此容易设计旋转操作型电子部件，并且能够使旋转操作型电子部件进一步小型化。

附图说明

[0014] 图1是专利文献1所公开的旋转操作型电子部件的剖视图。

[0015] 图2是本申请发明实施例的旋转操作型电子部件的分解立体图。

[0016] 图3是本发明实施例的旋转操作型电子部件的部分剖视图。

[0017] 图4A是本发明的旋转操作型电子部件所使用的圆筒状弹簧的立体图。

[0018] 图4B是表示圆筒状弹簧的第一变形例的立体图。

[0019] 图4C是表示圆筒状弹簧的第二变形例的立体图。

[0020] 图4D是表示圆筒状弹簧的第三变形例的立体图。

[0021] 图5A是表示圆筒状弹簧的第四变形例的立体图。

[0022] 图5B是表示圆筒状弹簧的第五变形例的立体图。

[0023] 图5C是表示圆筒状弹簧的第六变形例的立体图。

[0024] 图5D是表示圆筒状弹簧的第七变形例的立体图。

具体实施方式

[0025] 以下，具体说明本发明的实施方式。

[0026] 实施例

[0027] 图2是表示使本发明旋转操作型电子部件的各部在中心轴X方向上分解排列的立体图，图3是表示组装后的旋转操作型电子部件的中心轴X方向部分截面。本发明的旋转操作型电子部件由：利用金属形成的圆柱状的操作轴10；由弹性金属板形成，并在轴向上将环断开的圆筒状弹簧20；由金属或者树脂形成的轴承30；电信号控制部40；将环断开的金属材料的防脱环50构成。

[0028] 操作轴10具有：与中心轴X平行地切除所希望的长度而形成平坦面11a的圆柱状的操作部11；从该操作部11同轴心地延长，并且直径小的圆柱状的中间部12；从该中间部12同轴心地延长，直径更小，并且圆筒状弹簧20安装在周围的圆柱状的保持部13；从保持部13同轴心地延长，直径进一步小的圆柱状的驱动部14。在中间部12与保持部13的边界形成有台阶13s。

[0029] 在保持部13的外周，与保持部13的驱动部侧端部邻接形成有用于安装防脱环50的环状槽13a。另外，驱动部14与中心轴X平行，并且隔着中心轴X形成有相互平行的切除面，驱动部14与壳体41内的未图示的转动机构卡合。通过在操作部11形成平坦面11a，能够使安装在操作部11上的未图示的操作旋钮的相对于安装孔的旋转方向的相对位置固定。

[0030] 例如图4A所示，圆筒状弹簧20具有：在未图示的假想圆柱周面上，在周向隔开间隔排列，并且分别在中心轴X方向上长的长方形的多个弹簧板部20A；将这些弹簧板部20A的两端分别在周向相互连结的两个连结带20B。各弹簧板部20A的中心轴X方向的中央区域部向半径方向外侧弯曲突出而形成弯曲突出部20Aa。在多个弹簧板部20A的相互邻接的一组弹簧板部20A之间，连结带20B被断开而形成间隔20C。

[0031] 轴承30具有方形块状的基部31和从其前表面以直角延长的圆筒部32。在圆筒部32形成有以中心轴X为轴的圆形的贯通轴孔32A，贯通轴孔32A的前端形成有朝向外侧直径扩大的锥面32d。贯通轴孔32A具有大径轴孔部32a和小径轴孔部32b，大径轴孔部32a形成在圆筒部32的前端侧具有使操作轴10的中间部12嵌合插入的内径，而该内径比中间部12的外径大，小径轴孔部32b的内径比大径轴孔部32a小，而用于操作轴10的保持部13嵌合插入，因此具有比保持部13的外径大，比中间部12的外径小的内径，并且在大径轴孔部32a与小径轴孔部32b的边界形成有台阶32s。小径轴孔部32b的后端在操作轴10安装在轴承30上的状态下，与环状槽13a的中间部12侧边缘邻接而定位，贯通轴孔32A成为从其小径轴孔部32b的后端内径扩大的扩大轴孔部32c。在基部31内形成有从该扩大轴孔部32c进一步扩大而与后表面连通的连通空间31A。中间部12的中心轴X方向的长度比大径轴孔部32a的中心轴X方向的长度小，在操作轴10插入到贯通轴孔32A的最深处的状态下，在大径轴孔部32a的内周面与中间部12的外周面之间形成有环状的弹簧收容空隙33。

[0032] 电信号控制部40为其一面具有与基部31的后表面相同四边形的长方体形状，包括：在内部收容利用驱动部14旋转驱动的可变电阻器或者转换开关的壳体41、闭合壳体的开口的盖42、导入导出电信号的端子43、将壳体41固定在基部31上的固定螺钉44。在盖42上设置有使驱动部14导入壳体41内的导入孔42a。作为电信号控制部40，例如特开2010-218883号公报公开了一种具有转换开关的旋转操作型电子部件的示例。另外，作为电信号控制部40，例如特开2010-186792号公报，或者特开2006-147832号公报公开了一种具有可变电阻器的旋转操作型电子部件的示例。除此以外，作为电信号控制部40，特开平8-236314号公报公开了一种使用能够相对转动的磁传感器和磁铁的角度传感器的示例。

[0033] 图4A所示的圆筒状弹簧20安装在操作轴10的保持部13的外周，在操作轴10安装在轴承30上的状态下使保持部13的环状槽13a与小径轴孔部32b的外部邻接而定位，并通过在环状槽13a上安装防脱环50防止操作轴10从轴承30脱落。在该状态下，在保持部13的外周面与大径轴孔部32a的内周面之间形成有弹簧收容空隙33，确定操作轴10的台阶13s的中心轴X方向位置和贯通轴孔32A的台阶32s的中心轴X方向位置，以使得弹簧收容空隙33中心轴X方向的长度比使圆筒状弹簧20在中心轴X方向平坦地延长的长度大。操作轴10的驱动部14通过轴承30的基部31的连通空间31A浸入电信号控制部40的壳体41内。

[0034] 圆筒状弹簧20如下所示地形成。在具有弹性的长方形的金属板上，通过以一定间隔相互平行地沿金属板的长边方向排列形成在金属板的短边方向(宽度方向)长度长的长方形的狭缝20D，形成利用两个连结带20B分别将一端和另一端相互连结起来的长方形的多个弹簧板部20A。使所有弹簧板部20A通过冲压一起弯曲变形，以使得各弹簧板部20A的长度方向中央区域部相对于原金属板的板面向同一侧突出。使其弯曲变形区域向半径方向外侧凸出，并且，使利用两个连结带20B连结起来的弹簧板部20A的排列的两端的弹簧板部20A相互邻接地，使连结弹簧板部20A的两个连结带20B卷成圆而获得圆筒状弹簧20。

[0035] 形成各弹簧板部20A的两端部20Ab的连结带20B以弹簧板部的两端作为支点发挥作用，以弯曲突出的中央区域部作为作用点发挥作用。

[0036] 在圆筒状弹簧20处于自由状态下，其最小内径(连结带20B的内径)比保持部13的外径小，因此在将圆筒状弹簧20安装在保持部13上时，排列的两端的邻接弹簧板部20A之间的间隔20C弹性扩大，圆筒状弹簧20利用其弹力保持在保持部13。再该状态下，圆筒状弹簧20的最大外径(弹簧板部20A的中央区域部的外径)设计为比贯通轴孔32A的大径轴孔部32a的内径大。因此，在将安装有圆筒状弹簧20的操作轴10安装在轴承30上时，相对于弹簧板部
20A的保持部13的半径方向的高度朝向中心轴X变低地、利用大径轴孔部32a的内周面向半径方向内侧按压，而使弹簧板部20A的中心轴X方向的长度增大地进行弹性变形。由此，在半径方向上，在各弹簧板部20A的弯曲突出部20Aa和两端部20Ab上，向彼此相反的方向被施以按压力，而在形成弹簧板部20A的外周面的弯曲突出部20Aa与贯通轴孔32A的内周面之间产生压力P1，另外，在形成各弹簧板部20A的两端部20Ab的连结带20B的内周面与保持部13的外周面之间也产生压力P2。后者的压力P2还包括圆筒状弹簧20弹性保持保持部13的压力，因此P1＜P2。并且，通过使连结带20B以环状变形，其内周表面收缩，通过该收缩使表面粗糙度增大。另一方面，弹簧板部20A的外周表面通过弯曲而伸展，由此，表面粗糙度减小。其结果是，弹簧板部20A与贯通轴孔32A的内周面之间的静摩擦力比连结带20B与保持部13的外周面之间的静摩擦力小，在对操作轴10进行旋转操作时，圆筒状弹簧20与操作轴10一起旋转(即，圆筒状弹簧20不相对于操作轴10旋转)，而相对于贯通轴孔32A的内周面滑动旋转。

[0037] 在转动操作所需要的扭矩大时，增大圆筒状弹簧20与轴承30之间的摩擦即可。在本发明中，通过增加圆筒状弹簧20的弹簧板部20A的数量和增加弹簧板部20A的最大可弹性位移量(弹簧板部20A的弯曲的高度)，能够容易地增大摩擦。由于能够相互独立地选择这些弹簧板部20A的数量和可位移量，因此涉及自由度高，容易设计制造小型的旋转操作型电子部件。

[0038] 圆筒状弹簧的变形例

[0039] 图4B表示图2、3的实施例的圆筒状弹簧20的第一变形例。在该变形例中，各弹簧板部20A的弯曲突出的中央区域部相互连结而形成连结带20B，各弹簧板部20A的两端部20Ab与邻接弹簧板部20A的两端部20Ab断开这一点与图4A不同。

[0040] 图4C表示圆筒状弹簧20的第二变形例，图4A的连结带20B构成为，在周向上，每隔两个弹簧板部，在两个邻接弹簧板部20A的一端之间断开，在周向上，每隔两个弹簧板部，将与在所述一端之间被断开的邻接弹簧板部20A在周向上错开一个弹簧板部的两个邻接弹簧板部20A的另一端之间断开。换言之，每个邻接弹簧板部20A的一端彼此与另一端彼此在周向上交替错开一个弹簧板部并且利用连结带20B连结。

[0041] 图4D表示圆筒状弹簧20的第三变形例。该变形例是将图4C中的各个邻接弹簧板部20A相互呈V形地相对于中心轴X方向倾斜配置，邻接弹簧板部20A的一端和另一端不利用连结带20B连结而直接连结。

[0042] 在使用图4A的圆筒状弹簧20的图2、3的实施例中，说明了圆筒状弹簧20不相对于操作轴10旋转，而相对于轴承30滑动旋转的情况，与此相反，也可以构成为圆筒状弹簧20A不相对于轴承30旋转，而相对于操作轴10滑动旋转。例如通过在圆筒状弹簧20的各弹簧板部20A的向半径方向外侧突出的弯曲面形成细小的凹凸来增加表面粗糙度，使圆筒状弹簧20与轴承孔32A的内周面之间的摩擦力比圆筒状弹簧20与操作轴10之间的摩擦力大即能够实现。图4B～4D也同样。

[0043] 图5A表示圆筒状弹簧20的第四变形例。该变形例是使图4A所示的圆筒状弹簧20的弹簧板部20A的中央区域部与图4A相反地向半径方向内侧弯曲突出的部件。在该变形例的情况下，在组装旋转操作型电气部件时，首先，将圆筒状弹簧20安装在轴承30的大径轴孔部32a内，然后，使操作轴10的保持部13插入圆筒状弹簧20地将操作轴10安装在轴承30的贯通轴孔32A。因此，圆筒状弹簧20的连结带20B的外周面与轴承30的大径轴孔部32a的内周面弹性抵接，弯曲突出部20Aa与操作轴10的保持部13的外周面弹性抵接。

[0044] 图5B表示圆筒状弹簧20的第五变形例。该变形例是使图4B所示的圆筒状弹簧20的弹簧板部20A的利用连结带20B连结的中央区域部与图4B相反地向半径方向内侧弯曲突出的部件。

[0045] 图5C表示圆筒状弹簧20的第六变形例。该变形例是使图4C所示的圆筒状弹簧20的弹簧板部20A的中央区域部与图4C相反地向半径方向内侧弯曲突出的部件。

[0046] 图5D表示圆筒状弹簧20的第七变形例。该变形例是使图4D所示的圆筒状弹簧20的弹簧板部20A的中央区域部与图4D相反地向半径方向内侧弯曲突出的部件。

[0047] 在图5A的变形例中，在操作轴10转动时，圆筒状弹簧20固定在操作轴10上，在圆筒状弹簧20相对于贯通轴孔32A的内周面旋转滑动时，只要增大向弹簧板部20A的半径方向内侧弯曲突出的内周面和/或增大操作轴10的保持部13的外周面的表面粗糙度即可。与此相反，在将圆筒状弹簧20固定在轴承30上，并相对于圆筒状弹簧20使操作轴10的保持部13旋转滑动时，只要增大连结带20B的外周面和/或增大大径轴孔部32a的内周面的表面粗糙度即可。图5B～5D也同样(需要说明的是，在图5D的情况下，邻接弹簧板部20A的相互连结的端部与其他变形例的连结带20B对应)。

[0048] 工业实用性

[0049] 本发明能够用于例如便携式无线装置的可变电阻器、转换开关。