专利名称：旋转操作型编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于各种电子设备的输入操作部的旋转操作型编码器。
背景技术：
近年来，在各种电子设备的输入操作部、特别是车内空调的温度调节输入操作部使用旋转操作型编码器的设备正在增多。
下面，参照图8～图10对现有的旋转操作型编码器进行说明。
图8是表示现有的旋转操作型编码器的旋转接点图案和接触刷的接触位置的平面图，图9是表示在各位置的接触刷和旋转接点图案的接触位置的图，图10是图8中的10-10线的剖面图。
如图10所示，由成形树脂构成的下壳体1，其外形构成大致圆环状，构成其中间孔的内筒部1A及外壁部1B向上方突出形成，其间成为上方开口的凹部，在其凹部的底面，沿径向并排配置有互相独立的六根接触刷2的前端，该前端构成向上方延伸的自由端。
在具有中央孔的筒部3A的下方具备环状的凸缘部3B的旋转体3，其筒部3A插进下壳体1的内筒部1A外周面，可旋转地组装在上述下壳体1上。
在上述凸缘部3B下面配置有获得五位绝对输出的旋转接点图案4(参照图8)，在旋转体3组装在下壳体1上的状态下，上述六根接触刷2与凸缘部3B的配置有上述旋转接点图案4的下面弹性接触。
下壳体1的凹部上方被与下壳体1结合的金属罩5的平板部5A覆盖。金属罩5在平板部5A具有中央孔5B，下壳体1的内筒部1A及旋转体3的筒部3A从该中央孔5B以同心状态向上方突出，该筒部3A成为操作部分。另外，图中未图示，旋转体3的旋转操作角度由金属罩5限制。
就旋转接点图案4的结构用图8进行说明，该旋转接点图案4如下构成，在最内周位置配置环状的共用导电部并使其露出，并且在其外周配置信号用导电部并使其露出。另外，在图8中，为了容易看出上述露出的导电部，而设置阴影，此外，将接触刷2与旋转体3的凸缘部3B下面或旋转接点图案4相接的位置用黑圆表示。
这些导电部是构成互相导通的状态，并且在将旋转操作角度范围内等角度分割31份的角度位置的各个档位上，与六根接触刷2相接，构成能够检测到如图9所示的互相不同的32种输出状态的配置。该图9中的圆表示在该档位上接触刷2位于旋转接点图案4上且处于导通的状态。
另外，图8表示操作范围内的一个档位的状态，从上述状态开始，旋转体3如该图中右转的箭头所示，可以旋转279°的角度。
如上述那样构成的现有的旋转操作型编码器，通过对筒部3A进行旋转操作从而使旋转体3旋转，改变与其下面的旋转接点图案4接触的六根接触刷2(COM、SIG1～SIG5)的弹性接触位置，能够进行对应于各自的角度位置的输出状态的检测。
而且，该输出状态的检测，相对于在最内周的位置配置的共用的接触刷2(COM)，经由与共用导电部连接的信号用导电部，检测其它五根接触刷2(SIG1～SIG5)的导通状态。
另外，作为与本申请相关的在先技术文献情报，公知的有，例如日本特许申请特开平01-152314号公报及日本特许申请特开2005-172552号公报。
然而，上述现有的旋转操作型编码器，由于为沿径向并排设置六根接触刷2的结构，因此存在外形大的问题。
发明内容
本发明提供一种旋转操作型编码器，其操作角度范围被设定为小于360°，其在所述操作角度范围内能够在等角度的n个档位进行操作角度位置的检测，其中，作为该接触刷将信号刷和共用刷各自多根地以电气独立状态配置在同心的两个轨道位置上，在将所述操作角度范围内分割成等角度的m个的大分区的角度范围内，所述多个信号刷按每个所述档位以不同的状态弹性接触在信号用导电部上，并且在所述大分区彼此之中弹性接触状态重复产生，为了区分所述大分区彼此重复产生的信号刷与信号用导电部的弹性接触状态，配置m根所述共用刷，并使其各个在对应的大分区内至少弹性接触在共用导电部上，进而，在所述信号用导电部与所述共用导电部导通状态下，检测所述各信号刷与各共用刷彼此的导通状态，从而能够判断操作角度位置。
本发明以双轨结构实现了能够在等角度的n个档位进行操作角度位置检测的外形小型化的旋转操作型编码器。
图1是表示本发明的旋转操作型编码器的接触刷与旋转接点图案的卡合状态的图；图2是表示本发明的旋转操作型编码器的旋转接点图案与接触刷的接触位置的图；图3是表示本发明的旋转操作型编码器的各档位的接触刷与旋转接点图案的接触关系的图；图4是图2中4-4的剖面图；图5是表示图3中在第八档位的接触刷与旋转接点图案的接触位置的图；图6是表示图3中第九档位的接触刷与旋转接点图案的接触位置的图；图7是说明从图5向图6的状态切换的模式图；图8是表示现有的旋转操作型编码器的旋转接点图案与接触刷的接触位置的图；图9是表示现有的旋转操作型编码器在各档位的接触刷与旋转接点图案的接触关系的图；图10是图8中的10-10线的剖面图。
具体实施例方式
下面，就本发明的实施例用图1～图7进行说明。
(实施例)图1是表示本发明的旋转操作型编码器的接触刷与旋转接点图案的卡合状态的图，图2是表示旋转接点图案与接触刷的接触位置的图，图3是表示在各位置的接触刷与旋转接点图案的接触关系的图，图4是图2中4-4线的剖面图。
在图4中，在由外形构成大致圆环状的成形树脂构成的下壳体11的内筒部11A的外周面可旋转地插进筒部13A，从而组装旋转体13，且在该旋转体13下方设置的环状的凸缘部13B被收纳于在下壳体11的内筒部11A与外壁部11B之间构成的环状的上方开口的凹部内。
下壳体11的凹部，其上面用与下壳体11结合的金属罩15的平板部15B覆盖，下壳体11的内筒部11A及旋转体13的筒部13A从该平板部15B的中央孔15A以同心状态向上方突出，并且，图中未图示，旋转体13的旋转角度由金属罩15限制。
在下壳体11的凹部底面，接触刷12沿径向只排列两根，并处于配置在两个同心圆上的状态，从其底面向上方伸出的前端与上述凸缘部13B的下面的旋转点图案14弹性接触。
上述结构的旋转操作型编码器，对旋转体13的筒部13A进行旋转操作，使上述旋转接点图案14相对于上述接触刷12相对旋转，在设定为小于360°的操作角度范围T内，可以在等角度的n个档位上进行角度位置的检测。
在此，以在图1、图2及图3所示的操作角度范围T＝279°内能够进行五位的输出状态(n＝32)的检测的结构为例，对上述接触刷12及上述旋转接点图案14的配置状态进行说明。
另外，图2表示图3的第一档位的状态，旋转体13通过向箭头方向旋转，能够以279°的角度从图3的第一档位旋转到第三十二档位。上述接触刷12由多个信号刷21A～21E和多个共用刷22A～22D构成(图4中只记载21A和22A)。
多个信号刷21A～21E分别配置在圆周上的规定位置。此外，相对于上述信号刷21A～21E的圆周，在同心的内侧圆周上的规定位置上分别配置有多个共用刷22A～22D。
信号刷的配置数量由将操作角度范围T内分割成m个的数量决定，下面，将其称为大分区(T/m)，并且，在此设定m＝4。
即，信号刷的配置数量设为n/(2×m)+1＝32/(2×4)+1的五个部位21A～21E。
对应于信号刷21A～21E的旋转接点图案14的信号用导电部31如下配置，在对应于信号刷21A～21E的滑动圆周上的位置，信号用导电部31和作为非导通部的凸缘部13B下面的绝缘部配置成交替的梳齿状。
信号用导电部31的角度范围以(n/(2×m)-1)×1档位的角度27°设定。另外，在操作角度范围T的279°内获得三十二种输出状态时，由于相互的档位之间的总计数量为31，故上述一个档位的角度可以用T/(n-1)表记，为279/(32-1)＝9°。另一方面，非导通部以(n/(2×m)+1)×1档位的角度45°设定。
另外，在图1及图2中，为了容易看出，将信号用导电部31和共用导电部32(后述)设为阴影。
相对于信号用导电部31，五根信号刷21A～21E在同一圆周上，配置在分别错开一个档位的角度(T/(n-1))的位置上。若将信号用导电部31如此配置，则能够用简单的梳齿图案完成，并且五根信号刷21A～21E的配置也容易。
如上述那样配置的信号刷21A～21E和信号用导电部31在各大分区重复相同的弹性接触状态。
在图3的第一大分区中，在第一档位，只有与端子SIG1对应的信号刷21A弹性接触在信号用导电部31上。
在第二档位，信号刷21A和对应于端子SIG2的信号刷21B弹性接触在信号用导电部31上。
在第三档位，信号刷21A、21B和对应于端子SIG3的信号刷21C弹性接触在信号用导电部31上。
在第四档位，信号刷21A、21B、21C和对应于端子SIG4的信号刷21D弹性接触在信号用导电部31上。
在第五档位，由于信号刷21A为非导通，故信号刷21B、21C、21D和对应于端子SIG5的信号刷21E弹性接触在导通部上。
在第六档位，由于信号刷21B为非导通，故信号刷21C、21D、21E弹性接触在导通部上。
在第七档位，由于信号刷21C为非导通，故信号刷21D、21E弹性接触在导通部上。
在第八档位，由于信号刷21D为非导通，故只有信号刷21E弹性接触在导通部上。
在操作角度范围T内，将从上述第一档位到第八档位的八种状态作为一组重复m次。
为了将上述m次的大分区彼此进行区分，在上述信号刷21A～21E的内周配置m个共用刷22A～22D，并且在信号用导电部31的内周配置共用导电部32。共用导电部32以上述一组八个档位的量的角度配置。
各共用刷22A～22D，其每一根对应上述每一组，并在对应的一组的角度范围内连续地弹性接触在共用导电部32上。即，在图1及图2所示的从第一档位到第八档位的之间，与端子COM1对应的共用刷22A连续地弹性接触在共用导电部32上。
本实施例的旋转操作型编码器，如上所述，将信号系统和共用系统的接点部结构配置成两个轨道。
在检测操作角度位置时，对于信号刷21A～21E、共用刷22A～22D总计九个端子的相互的导通状态进行确认并检测。
例如，在第一大分区的第一档位，由于只有共用刷22A和信号刷21A分别弹性接触在对应的共用导电部32和信号用导电部31上，因此，仅能够检测端子COM1与端子SIG1间的导通，由于其它维持电气独立状态，故可以知道位于第一档位，从而能够进行操作角度位置的判断。
为确认上述总计九个端子COM1～COM4、SIG1～SIG5相互的导通状态，通常必须以每个档位二十种组合进行确认，但若使用处理速度等的提高惊人的微型计算机，则上述确认是容易的。
在第二档位，能够确认出只有端子COM1与SIG1间、及端子COM1与SIG2间两个导通状态，从而能够判断为第二档位，进而，第三～第八档位也可以同样进行判断。
在第二大分区，由于共用端子22A离开共用导电部32，而共用刷22B与共用导电部32弹性接触，因此，例如在第九档位，仅能够检测出端子COM2与端子SIG1间的导通，由于是与第一大分区不同的检测结果，因此能够判断是第九档位。
这样，当使共用刷22A～22D之中的每一个共用刷与每个大分区对应而成为与共用导电部32弹性接触的状态时，即使信号系统的输出状态是相同重复的状态，也能够进行操作角度位置的特定。
如上所述，本实施例的旋转操作型编码器为双轨结构，而且能够检测出五位的输出状态，对于实现外形的小型化作用很大。
另外，也可以对于上述能够进行三十二个档位的位置检测的结构，限制旋转操作角度，而以少的档位数进行使用。
此外，虽然设为上述构成的五位的结构，能够形成简单的结构，但不限于上述实施例中说明的结构。
进而，也可以根据上述思路构成五位以外的四位及六位的结构。
如以上说明，为了唯一地确定所存在的多个档位之中处于哪个档位，需要使对应于端子COM1～COM4的四个共用刷22A～22D、和对应于端子SIG1～SIG5的五个信号刷21A～21E位于旋转接点图案14的导电部上的接触状态的组合不重复。因此，构成为在成为信号系统的输出状态的重复的交界的大分区的切换部分不进行成为该重复的状态迁移是重要的。
在此，对成为该信号系统的输出状态的重复的交界的大分区切换部分的设计思路进行说明。
本实施例的旋转操作型编码器如上述所说明的那样，一个大分区是，在只有一个共用刷与共用导电部接触的状态下，将五个信号刷与信号用导电部接触的八种状态作为八个档位分配。使用图5～图7以从该第一大分区切换至第二大分区的位置为例进行说明。
图5是表示作为第一大分区的最后档位的第八档位的接触刷与旋转接点图案的接触位置的图，图6是表示作为第二大分区的最初档位的第九档位的接触刷与旋转接点图案的接触位置的图，图7是说明从上述图5向图6的大分区之间的切换的模式图。
另外，在图5中，只在与第八档位的说明相关的共用刷22A和信号刷21E的旋转接点图案14的接触部附加黑圆，在图6中，只在与第九档位的说明相关的共用刷22B和信号刷21A的旋转接点图案14的接触部附加黑圆。
在图5的第八档位，共用刷22A与共用导电部32弹性接触，信号刷21E与信号用导电部31弹性接触，构成导通状态，共用刷22B及信号刷21A没有位于旋转接点图案14的导电部上，是非导通的。在图6的第九档位，共用刷22B与共用导电部32弹性接触，信号刷21A与信号用导电部31弹性接触，构成导通状态，共用刷22A及信号刷21E位于从旋转接点图案14的导电部上脱离的位置，是非导通的。在从图5的状态向图中所示的箭头的方向旋转操作至图6的状态的期间，首先，从图5的表示第八档位的状态的图7中的位置S1的状态移动至图7的下一位置S2，除了共用刷22A、信号刷21E之外，共用刷22B在共用导电部32上滑动，三根接触刷12成为导通状态。
其次，移动至位置S3，信号刷21A也在信号用导电部31上滑动，从而成为共用刷22A、共用刷22B、信号刷21A、信号刷21E四根接触刷12与旋转接点图案14弹性接触而成为导通状态。
接着，移动至位置S4，只有信号刷21E从信号用导电部31上脱离，成为非导通，进而在移动至位置S5后，共用刷22A也从共用导电部32上脱离，成为非导通，在该S5位置，共用刷22B与共用导电部32弹性接触，信号刷21A与信号用导电部31弹性接触，保持导通状态，而共用刷22A及信号刷21E位于从旋转接点图案14的导电部上脱离的位置上，成为非导通状态，即，成为图6所示的作为第二大分区的最初的档位的第九档位的状态。
这样，在本实施例中，在从第一大分区切换至第二大分区时，在共用刷侧，从只有共用刷22A与共用导电部32接触的状态至下一共用刷22B也与共用导电部32接触，首先，两个共用刷22A、22B成为与共用导电部32接触的状态，接着，在该状态下，作为非接触的信号刷21A先与信号用导电部31接触，其后已接触的信号刷21E从信号用导电部31脱离，成为非接触状态，切换为第九档位的信号刷侧的接触状态，最后，共用刷22A从共用导电部32脱离，成为只有共用刷22B与共用导电部32接触的第九档位的接触状态，从而切换结束。
这样，在大分区之间的切换位置上，由于在维持相邻的两个共用刷维持与共用导电部接触的状态下，信号刷侧切换至下一个大分区的接触状态，然后，切换共用刷的接触状态，从而结束大分区的切换，因此，不会产生共用刷及信号刷的接触状态重复的组合，不仅各档位而且在所有的操作分区都可以防止微型计算机的误操作。
本发明的旋转操作型编码器以双轨结构实现了能够在等角度的n个档位进行操作角度位置检测的外形小的旋转操作型编码器，这对用于各种电子设备的输入操作部是有用的。
权利要求
1.一种旋转操作型编码器，其操作角度范围被设定为小于360°，其在所述操作角度范围内能够在等角度的n个档位进行操作角度位置的检测，其中，作为接触刷将信号刷和共用刷各自多根地以电气独立状态配置在同心的两个轨道位置上，在将所述操作角度范围内分割成等角度的m个的大分区的角度范围内，所述多个信号刷按每个所述档位以不同的状态弹性接触在信号用导电部上，并且在所述大分区彼此之中弹性接触状态重复产生，为了区分所述大分区彼此重复产生的所述信号刷与信号用导电部的弹性接触状态，配置m根所述共用刷，并使其各个在对应的所述大分区内至少弹性接触在共用导电部上，进而，在所述信号用导电部与所述共用导电部导通状态下，检测所述各信号刷与所述各共用刷彼此的导通状态，从而能够判断所述操作角度位置。
2.如权利要求1所述的旋转操作型编码器，其特征在于，(n/(2×m)+1)根的所述信号刷各自错开一个档位的角度而配置，其在(n/(2×m)-1)×1档位的角度的导通部与(n/(2×m)+1)×1档位的角度的非导通部交替配置而构成的所述信号用导电部上进行弹性接触并滑动。
3.如权利要求1所述的旋转操作型编码器，其特征在于，按如下方式配置各刷和各导电部，使得在一个大分区与相邻的下一个大分区的切换位置上，首先新接触的所述下一个大分区的共用刷与共用导电部接触，接着，新接触的所述下一个大分区的信号刷与信号用导电部接触，然后，已接触的所述一个大分区的信号刷从所述信号用导电部脱离而成为非接触，最后，已接触的所述一个大分区的共用刷从所述共用导电部脱离而成为非接触，从而结束切换。
全文摘要
本发明涉及一种旋转操作型编码器。将操作角度范围分割为四个大分区。在一个大分区内，多个信号刷按每个档位进行不同的组合而弹性接触在信号用导电部上，将该状态按每个大分区进行重复。多个共用刷分别与四个大分区对应，在对应的大分区内连续地弹性接触在共用导电部上。
文档编号H01H19/58GK101026046SQ20061017212
公开日2007年8月29日 申请日期2006年12月27日 优先权日2006年2月17日
发明者山崎政人, 西本巧, 佐藤顺 申请人:松下电器产业株式会社