JP7268917B2 - ポテンショメータ付きダイアル及び回転型ダイアル - Google Patents

Description

本発明は、ポテンショメータ付きダイアル及び回転型ダイアルに関する。

従来、産業分野において、たとえば、アンプや電源機器などのボリューム調整のため、あるいは制御盤への組み込み等のために、回転型ダイアルが使用されている。特許文献１には、複数の異なる数字が付されたスカート部を有するツマミと、スカート部の一部を照明するＬＥＤと、を備える「ダイアル照明機能付きＬＥＤインジケータ」に関する技術が記載されている。

一般に、回転型ダイアルは、回転型のポテンショメータと組み合わせて使用される。また、回転型ダイアルは、ユーザーによって回転操作されるツマミと、ツマミの回転角度に応じて表示内容が変化する目盛部と、を備えている。ポテンショメータは、回転可能なシャフトを備え、このシャフトが上記ツマミと一体に回転するように回転型ダイアルに取り付けられる。回転型ダイアルに取り付けられたポテンショメータは、ツマミ及びシャフトの回転角度に応じた電気信号を出力する。

回転型ダイアルのツマミをユーザーが回転操作すると、目盛部の表示内容とポテンショメータの電気的出力は、いずれもツマミの回転角度に応じて変化する。このため、ユーザーは、ポテンショメータのシャフト回転角度や電気的出力を確認及び調整するにあたって、目盛部に表示される内容（たとえば数桁の数字）を読み取り、その表示内容が目標とする内容に一致するように、ツマミを回転操作する必要がある。

実開平２―２４６５６号公報

ところで、回転型ダイアルの目盛部に表示される内容は、ユーザーがツマミを回している最中は常に変化する。このため、ユーザーがツマミを回している間、ユーザーの目には目盛部の表示がぶれて見える。また、ユーザーがツマミを速く回すと、その分だけ目盛部の表示が素早く切り替わるため、ユーザーの目で目盛部の表示内容を読み取ることが難しくなる。このため、ポテンショメータの電気的出力が所定の値または所定の範囲になったことをユーザーが認識するには、ツマミの回転を時々止めて、その都度、目盛部の表示内容を読み取る必要があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、ポテンショメータの電気的出力が所定の値または所定の範囲になったことを、目盛部の表示内容を読み取らなくてもユーザーに認識させることができる技術を提供することにある。

本発明に係るポテンショメータ付きダイアルは、ユーザーによって回転操作されるツマミと、ユーザーによって表示内容が読み取られる目盛部と、回転操作によるツマミの回転力を目盛部に伝達することにより目盛部の表示内容を変化させる伝達機構と、を有する回転型ダイアルと、ツマミと一体に回転するシャフトを有し、シャフトの回転角度に応じた電気信号を出力するとともに、電気信号の出力値である電気的出力の値がシャフトの回転角度に応じて変化するポテンショメータと、ポテンショメータの電気的出力の値が予め設定された所定の条件を満たしたことをユーザーに報知する報知部と、を備える。
また、本発明に係る回転型ダイアルは、上記ポテンショメータ付きダイアルに用いられる。

本発明によれば、ポテンショメータの電気的出力が所定の値または所定の範囲になったことを、目盛部の表示内容を読み取らなくてもユーザーに認識させることができる。

本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの構成を示す平面図である。 図２に示すポテンショメータ付きダイアルをＡ１方向から見た図である。 本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転型ダイアルの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転型ダイアルを図５とは異なる方向から見た分解斜視図である。 ツマミの回転操作と目盛部の表示内容との関係を説明するための図である。 回転型ダイアルの組み立て手順を説明するための図（その１）である。 回転型ダイアルの組み立て手順を説明するための図（その２）である。 回転型ダイアルの組み立て手順を説明するための図（その３）である。 組み立てが完了した回転型ダイアルの側面図である。 図１１のＢ－Ｂ断面図である。 図１１に示す回転型ダイアルの底面図である。 図２に示すポテンショメータ付きダイアルをＡ２方向から見た図である。 図１４のＤ－Ｄ断面図である。 図１５のＥ部を拡大した図である。 本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの制御構成を概略的に示すブロック図である。 回転型ダイアルのツマミ回転角度と多回転型ポテンショメータの出力電圧比との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能または構成を有する要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（ポテンショメータ付きダイアルの構成）
図１は、本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの構成を示す平面図であり、図３は、図２に示すポテンショメータ付きダイアルをＡ１方向から見た図である。なお、本実施形態においては、説明の便宜上、ポテンショメータ付きダイアルを図３に示す向きで配置した場合を基準に上下方向及び左右方向を規定するものとする。ただし、ポテンショメータ付きダイアルを実際にユーザーが使用する場合の向きは、図３に示す向きに限らず、たとえば図３の状態から反時計回りに９０°回転した向きであってもよいし、これ以外の向きであってもよい。

図１～図３に示すように、ポテンショメータ付きダイアル１０は、回転型ダイアル１１と多回転型ポテンショメータ１２とを一体に備えている。回転型ダイアル１１は、ツマミ２１と、カバー２２と、目盛部２３と、ロック用レバー２４と、を備えている。目盛部２３は、図２に示すように回転型ダイアル１１を上方（正面）から見たときにツマミ２１と目盛部２３の位置が重ならないよう、ツマミ２１と別体に設けられている。

多回転型ポテンショメータ１２は、電気的回転角度が３６０°を超える回転型ポテンショメータである。本実施形態では、一例として、多回転型ポテンショメータ１２の電気的回転角度が３６００°であるものとする。多回転型ポテンショメータ１２は、取付パネル１３を介して回転型ダイアル１１に取り付けられている。

図４は、本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの分解斜視図である。
図４に示すように、多回転型ポテンショメータ１２は、ハウジングケース３１と、シャフト３２と、インロー部３３と、取付ネジ部３４と、回り止めピン３５と、３つの端子３６ａ，３６ｂ，３６ｃと、を備えている。端子３６ａ，３６ｃは、図示しない電源装置の端子（以下、「電源端子」という。）にリード線によって接続される。電源装置は、回転型ダイアル１１や多回転型ポテンショメータ１２とは別にユーザーが用意する必要がある。端子３６ｂは、多回転型ポテンショメータ１２の電気信号を出力するための端子である。多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力は、シャフト３２の回転角度に応じて変化するものであれば、どのような出力であってもよい。一例を挙げると、多回転型ポテンショメータ１２は、シャフト３２の回転角度に応じた電圧値を示す電気信号を端子３６ｂから出力する。このため、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力は、電圧値によって表される。この電圧値は、上記電源装置から多回転型ポテンショメータ１２に供給される電源電圧が、たとえば５Ｖであるとすると、シャフト３２の回転角度に応じて０Ｖから５Ｖまでの範囲で変化する。

一方、取付パネル１３は、ポテンショメータ取付用孔３７と、第１の回り止め孔３８と、第２の回り止め孔３９と、リード線引き出し孔４０と、を備えている。取付パネル１３は、金属製のパネルであり、平面視四角形（図例では正方形）の平板状に形成されている。取付パネル１３の平面視形状や外形寸法は、必要に応じて変更可能である。

取付金具４１及びナット４２は、取付パネル１３を介して多回転型ポテンショメータ１２を回転型ダイアル１１に取り付けるための部材である。取付金具４１は、円環状に形成されている。取付金具４１には、３つのダイアル固定爪４３と、１つの回り止め爪４４とが一体に形成されている。ダイアル固定爪４３は上向きに曲げられ、回り止め爪４４は下向きに曲げられている。

（回転型ダイアルの構成）
図５は、本発明の実施形態に係る回転型ダイアルの分解斜視図であり、図６は、本発明の実施形態に係る回転型ダイアルを図５とは異なる方向から見た分解斜視図である。
図５及び図６に示すように、回転型ダイアル１１は、上述したツマミ２１、カバー２２、ロック用レバー２４の他に、ケース４５と、回転機構部４６と、照明部３０と、ブザー用基板４８と、透明板４９と、を備えている。さらに、回転型ダイアル１１は、回転ドラムユニット５１と、マスクプレート５２と、レンズカバー５３と、ピニオン５４（図５参照）と、を備えている。回転ドラムユニット５１、マスクプレート５２及びレンズカバー５３は、上述した目盛部２３（図１及び図２参照）を構成する部材である。

ツマミ２１は、ユーザーによって回転操作される樹脂製の部材である。ツマミ２１は、天板部２１ａと、側板部２１ｂとを一体に有する中空の部材である。天板部２１ａは平面視円形に形成され、側板部２１ｂは円筒形に形成されている。側板部２１ｂは、裾広がりに形成されている。また、側板部２１ｂの下端部には切り欠き部２１ｃ（図６参照）が形成され、側板部２１ｂの外面には、ユーザーが指でつまんで操作しやすいように凹凸が形成されている。ツマミ２１は、下向きに開口している。

カバー２２は、ケース４５を覆う金属製の部材である。カバー２２は、平面視長方形に形成されている。カバー２２は、角孔５６と、丸孔５７と、４つのレンズカバー取付用孔５８と、逃げ部５９と、を有している。カバー２２の上面部は、高低差をつけた段付きになっている。角孔５６は、カバー２２の高位側の上面部に形成され、丸孔５７は、カバー２２の低位側の上面部に形成されている。また、角孔５６と丸孔５７は、カバー２２の長手方向に隣り合わせに並べて配置されている。４つのレンズカバー取付用孔５８は、角孔５６の周囲に配置されている。逃げ部５９は、カバー２２の短手側の側面部に設けられている。逃げ部５９は、ロック用レバー２４との干渉を避けるために凹状に切り欠かれている。

ロック用レバー２４は、ツマミ２１の回転をロックしたり、そのロックを解除したりするためのレバーである。ロック用レバー２４は、図６に示すように、回転機構部４６の中心軸を中心にＣ方向に往復移動可能に設けられている。そして、ロック用レバー２４をＣ方向の一方に移動させるとツマミ２１の回転がロックされた状態となり、ロック用レバー２４をＣ方向の他方に移動させるとツマミ２１の回転ロックが解除された状態、すなわちアンロック状態となる。

ケース４５は、金属によって構成されている。ケース４５は、回転機構部４６、回転ドラムユニット５１及びピニオン５４をそれぞれ回転可能に支持している。ケース４５の上面部には、４つのマスクプレート取付用凸部５５ａと、２つのスペーサー用凸部５５ｂが設けられている。スペーサー用凸部５５ｂは、カバー２２をケース４５に取り付ける場合に、カバー２２がＧ型リング６６に干渉しないよう、カバー２２とケース４５との間に隙間を確保するための凸部である。また、ケース４５の底面側には、図１３に示すように、複数の爪溝８３と、１つの開口部８４が形成されている。爪溝８３は、図４に示す取付金具４１のダイアル固定爪４３を嵌め込むための溝である。開口部８４は、ブザー用基板４８に接続される電源供給用のリード線及び電気信号入力用のリード線を、取付パネル１３に設けられたリード線引き出し孔４０（図４参照）を通して外部に引き出すために形成されている。

回転機構部４６は、金属製の回転軸６１と、金属製の軸受部材６２（図１２参照）と、を備えている。回転軸６１には周溝６１ａが形成されている。回転軸６１は、Ｇ型リング６６によってケース４５に回転自在に取り付けられている。軸受部材６２は、円環状に形成されている。軸受部材６２は、回転軸６１と一体に回転するように、回転軸６１の内周側に取り付けられている。また、回転機構部４６には、押しネジ６７が取り付けられている。押しネジ６７は、六角孔付き止めネジによって構成されている。押しネジ６７は、軸受部材６２に設けられるネジ孔に噛み合わせられる。押しネジ６７は、軸受部材６２に挿入される多回転型ポテンショメータ１２のシャフト３２に押し付けられる。このように押しネジ６７をシャフト３２に押し付けた状態では、ユーザーがツマミ２１を回転操作した場合に、ツマミ２１と一体になって回転軸６１、軸受部材６２及びシャフト３２が回転する。

照明部３０は、照明用基板４７と、発光素子６８と、固定抵抗６５（図１６参照）とを備えている。照明用基板４７は、プリント配線基板によって構成されている。照明用基板４７には、照明光源となる２つの発光素子６８と、各々の発光素子６８に流れる電流を制限する固定抵抗６５とが実装されている。発光素子６８は、側面発光タイプのフルカラーＬＥＤ(light emitting diode)又は多色ＬＥＤによって構成される。本実施形態においては、一例として、発光素子６８がフルカラーＬＥＤによって構成されているものとする。発光素子６８は、図示はしないが、赤色発光ＬＥＤチップと、青色発光ＬＥＤチップと、緑色発光ＬＥＤチップとを備え、それぞれのＬＥＤチップに流れる電流の大きさ（割合）を変えることにより、発光素子６８の発光色を変えられる構成になっている。発光素子６８の発光色は、照明光源が発する照明光の色に相当する。各々の発光素子６８の発光面は、同じ方向を向いて配置されている。また、照明用基板４７には、２つの固定用孔６９が設けられている。固定用孔６９は、ネジ７０を用いて照明用基板４７をマスクプレート５２に固定するための孔である。

ブザー用基板４８は、プリント配線基板によって構成されている。ブザー用基板４８には、ブザー７１と、半導体デバイス７２（図５参照）とが実装されている。ブザー７１は、たとえば圧電ブザーからなるチップ状の発音部品である。半導体デバイス７２は、マイクロコントローラとして機能する表面実装型の半導体装置である。また、ブザー用基板４８には、２つの固定用孔７３が設けられている。固定用孔７３は、ネジ７４を用いてブザー用基板４８をケース４５に固定するための孔である。

透明板４９は、レンズカバー５３に取り付けられる部材である。透明板４９は、この透明板４９を通して目盛部２３の表示内容を読み取ることができる程度の透明性を有する樹脂によって構成されている。透明板４９を構成する樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂を挙げることができる。透明板４９は、平面視略長方形に形成されている。透明板４９には、ラウンド形状に盛り上がった凸面部７６が一体に形成されている。凸面部７６は、透明板４９の長手方向から見て山形（かまぼこ型）に形成されている。

回転ドラムユニット５１は、図示しない共通のドラム支持軸に回転自在に支持された３つの回転ドラムによって構成されている。３つの回転ドラムは、１桁目から３桁目までの数字を表示する。各々の回転ドラムの外周面には、０から９までの数字（不図示）が付されている。また、図示はしないが、各々の回転ドラムの間には周溝が形成され、この周溝の部分に間欠歯車が取り付けられている。

マスクプレート５２は、金属によって構成された平板状の部材である。マスクプレート５２には、３つの読取用孔７７と、４つの貫通孔７８と、２つのネジ孔７９とが設けられている。読取用孔７７は、上述した３つの回転ドラムによって表示される３桁の数字をユーザーが読み取るための孔である。貫通孔７８は、マスクプレート５２をケース４５に取り付けるための孔である。ネジ孔７９は、上述した２つのネジ７０を用いて照明用基板４７をマスクプレート５２に取り付けるための孔である。

レンズカバー５３は、樹脂によって構成された板状の部材である。レンズカバー５３は、照明用基板４７を遮蔽するようにカバー２２に取り付けられる。レンズカバー５３には、窓部８１が形成されている。窓部８１は、上述した３つの読取用孔７７がレンズカバー５３によって遮蔽されないように長方形に開口している。また、窓部８１は、レンズカバー５３を貫通する状態で形成されている。レンズカバー５３の下面には４つの凸部８２（図８参照）が設けられている。

ピニオン５４は、図５に示すように、駆動軸８５に２つ並んで取り付けられている。駆動軸８５は、接着剤等によってケース４５に固定され、各々の回転ドラムを支持するドラム支持軸も接着剤等によってケース４５に固定されている。また、ケース４５には、歯車伝達機構（図示せず）が組み込まれている。歯車伝達機構は、ユーザーがツマミ２１を回転操作した場合に、ツマミ２１の回転力を１桁目の回転ドラムに伝達する機構である。１桁目の回転ドラムの回転力は、一方のピニオン５４とこれに噛み合う間欠歯車を介して、２桁目の回転ドラムに伝達される。また、２桁目の回転ドラムの回転力は、他方のピニオン５４とこれに噛み合う間欠歯車を介して、３桁目の回転ドラムに伝達される。これにより、１桁目から３桁目までの計３つの回転ドラムは、それぞれ独立して回転し、各々の回転ドラムの回転により、目盛部２３に表示される３桁の数字が［０００］から［９９９］まで変化する構成になっている。また、回転型ダイアル１１は、図７に示すように、ツマミ２１を時計回り（ＣＷ方向）に回転させると、その回転角度に応じた３桁の数字を目盛部２３に表示する仕組みになっている。また、ツマミ２１を時計回りに１回転させると、目盛部２３に表示される３桁の数字が「１００」ずつ繰り上がり、ツマミ２１を反時計回りに１回転させると、目盛部２３に表示される３桁の数字が「１００」ずつ繰り下がる仕組みになっている。

（回転型ダイアルの組み立て手順）
続いて、本発明の実施形態に係る回転型ダイアルの組み立て手順について説明する。なお、以下に述べる組み立て手順はあくまで一例であり、異なる手順で回転型ダイアル１１を組み立てもよい。

まず、ケース４５に回転機構部４６と回転ドラムユニット５１を取り付けると共に、上述した間欠歯車にピニオン５４が噛み合うようにケース４５に駆動軸８５を取り付ける。

次に、ケース４５にマスクプレート５２を取り付ける。具体的には、ケース４５に設けられた４つのマスクプレート取付用凸部５５ａとマスクプレート５２に設けられた４つの貫通孔７８とを嵌め合わせた後、マスクプレート５２から突き出した各々のマスクプレート取付用凸部５５ａを加締めることにより、ケース４５にマスクプレート５２を固定する。

次に、２つのネジ７０を用いて照明用基板４７をマスクプレート５２に取り付ける。次に、２つのネジ７４を用いてブザー用基板４８をケース４５に取り付ける。照明用基板４７とブザー用基板４８は、どちらを先に取り付けてもよい。また、マスクプレート５２については、照明用基板４７をマスクプレート５２に取り付けた後で、ケース４５に取り付けてもよい。また、図示はしないが、照明用基板４７とブザー用基板４８は、リード線によって電気的に接続され、ブザー用基板４８には、電源供給用のリード線と電気信号入力用のリード線とが電気的に接続される。電源供給用のリード線と電気信号入力用のリード線は、ケース４５の底面側に設けられた開口部８４（図１３参照）から外部に引き出される。電源供給用のリード線は、図示しない電源装置の電源端子に接続される。これにより、ブザー用基板４８上のブザー７１や半導体デバイス７２を、電源装置から供給される電力によって駆動することができる。電気信号入力用のリード線は、多回転型ポテンショメータ１２の端子３６ｂに接続される。これにより、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力をブザー用基板４８上の半導体デバイス７２に取り込むことができる。

次に、図８に示すように、カバー２２にレンズカバー５３を取り付ける。具体的には、レンズカバー５３の下面に設けられた４つの凸部８２とカバー２２に設けられた４つのレンズカバー取付用孔５８とを嵌め合わせた後、カバー２２の内側に突き出した各々の凸部８２を加締めることにより、カバー２２にレンズカバー５３を固定する。このとき、レンズカバー５３の窓部８１は、カバー２２の角孔５６（図５参照）の部分に位置合わせされる。

次に、カバー２２に透明板４９を取り付ける。具体的には、カバー２２の内側から透明板４９の凸面部７６を角孔５６の部分に嵌め合わせ、その状態でカバー２２と透明板４９との接触面を接着剤によって固定する。これにより、図９及び図１０に示すように、カバー２２にレンズカバー５３と透明板４９とが取り付けられる。また、透明板４９の凸面部７６は、レンズカバー５３の窓部８１に臨むように配置される。

その後、ケース４５にカバー２２を取り付ける。具体的には、ケース４５に取り付けられた回転機構部４６の回転軸６１をカバー２２の丸孔５７に通して、ケース４５とカバー２２を嵌め合わせ、その状態でケース４５とカバー２２との接触面を接着剤によって固定する。

次に、回転機構部４６の回転軸６１にツマミ２１を取り付ける。具体的には、回転軸６１の周溝６１ａに適量の接着剤を塗布した後、押しネジ６７（図６参照）の位置と切り欠き部２１ｃの位置を合わせて回転軸６１にツマミ２１を被せることにより、上記接着剤によって回転軸６１にツマミ２１を固定する。

以上で回転型ダイアル１１の組み立てが完了する。図１１は、組み立てが完了した回転型ダイアルの側面図である。また、図１２は、図１１のＢ－Ｂ断面図であり、図１３は、図１１に示す回転型ダイアルの底面図である。

続いて、回転型ダイアル１１に多回転型ポテンショメータ１２を取り付ける場合の手順について説明する。
まず、多回転型ポテンショメータ１２に取付パネル１３を取り付ける。取付パネル１３の取り付けは次の手順で行う。まず、取付パネル１３のポテンショメータ取付用孔３７に多回転型ポテンショメータ１２のシャフト３２を挿入する。次に、第１の回り止め孔３８に回り止めピン３５を嵌合させると共に、ポテンショメータ取付用孔３７にインロー部３３を嵌合させる。これにより、取付パネル１３に対して多回転型ポテンショメータ１２の回り止めがなされると共に、ポテンショメータ取付用孔３７の中心軸とシャフト３２の中心軸とが位置合わせされる。また、シャフト３２は、取付パネル１３から突出した状態に配置される。

次に、シャフト３２に取付金具４１を通す。このとき、第２の回り止め孔３９に回り止め爪４４を嵌合させる。これにより、取付パネル１３に対して取付金具４１の回り止めがなされる。次に、シャフト３２にナット４２を通す。次に、ナット４２を取付ネジ部３４に噛み合わせ、その状態でナット４２を締め付けることにより、取付パネル１３の下面をハウジングケース３１の端面に密着させる。
以上の手順により、多回転型ポテンショメータ１２に取付パネル１３を取り付けることができる。

その後、ケース４５が有する爪溝８３と取付金具４１が有するダイアル固定爪４３とを位置合わせしながら、多回転型ポテンショメータ１２のシャフト３２を回転機構部４６の軸受部材６２に挿入する。また、３つのダイアル固定爪４３をそれぞれに対応する爪溝８３に嵌め合わせる。また、取付パネル１３の上面がケース４５の底面に密着するように、ケース４５に取付パネル１３を押し付ける。そして、その押し付け状態を維持しながら、六角棒スパナなどの工具を使って押しネジ６７を回転させることにより、シャフト３２を軸受部材６２に固定する。これにより、ツマミ２１とシャフト３２が回転機構部４６を介して連結される。このため、シャフト３２がツマミ２１と一体に回転するようになる。したがって、ポテンショメータ付きダイアル１０において、ツマミ２１の回転角度とシャフト３２の回転角度は、同じ角度になる。

また、上述のようにシャフト３２を軸受部材６２に挿入する場合は、回転型ダイアル１１のブザー用基板４８に接続されている電源供給用のリード線と電気信号入力用のリード線を、それぞれ取付パネル１３のリード線引き出し孔４０に通すことにより、各々のリード線を多回転型ポテンショメータ１２のハウジングケース３１側に引き出す。そして、上述のように押しネジ６７によってシャフト３２を軸受部材６２に固定した後で、電気信号入力用のリード線を多回転型ポテンショメータ１２の端子３６ｂに接続する。

このように回転型ダイアル１１に多回転型ポテンショメータ１２を取り付けることにより、図１４及び図１５に示すポテンショメータ付きダイアル１０が得られる。図１４は、図２に示すポテンショメータ付きダイアルをＡ２方向から見た図であり、図１５は、図１４のＤ－Ｄ断面図である。また、図１６は、図１５のＥ部を拡大した図である。
図１４～図１６に示すように、回転ドラムユニット５１のドラム外周面の上側周面は、マスクプレート５２の読取用孔７７（図１６参照）を介して透明板４９の凸面部７６と近接かつ対向する状態に配置される。このため、ユーザーは、回転ドラムユニット５１のドラム外周面に付された数字を、透明板４９の凸面部７６を通して読み取ることになる。

その際、凸面部７６のレンズ効果により、ユーザーの目には数字が大きく見える。つまり、ドラム外周面に付された数字が凸面部７６により拡大して表示される。したがって、目盛部２３に表示される数字が読み取りやすくなる。

また、透明板４９の近傍には、２つの発光素子６８が配置されている。各々の発光素子６８は、目盛部２３の一構成要素である透明板４９の凸面部７６に向けて照明光６３を照射する。これにより、凸面部７６とこれに対向するドラム外周面の上側周面が明るく照らし出される。このため、ユーザーは、ポテンショメータ付きダイアル１０を薄暗い環境で使用する場合でも、目盛部２３に表示される数字を読み取ることができる。

また、透明板４９は、マスクプレート５２の上に重ねて配置され、照明用基板４７は、透明板４９と隣り合うようにマスクプレート５２の上に重ねて配置されている。そして、発光素子６８は、照明用基板４７の厚さ方向と直交する方向（図１６の左右方向）に照明光６３を照射する。これにより、照明部３０を構成する電子部品である照明用基板４７、固定抵抗６５及び発光素子６８を省スペースにて組み込むことができる。また、発光素子６８が発した照明光６３を照明用基板４７の厚さ方向と直交する方向から凸面部７６に照射することで、透明板４９を含む目盛部２３全体をより明るく照らし出すことができる。

さらに、発光素子６８から発せられた照明光６３が照射される部分に肉厚の凸面部７６を配置することにより、照明光６３を凸面部７６で十分に受けて、照明光６３の色を凸面部７６の色に反映させることができる。このため、目盛部２３を覗くユーザーが照明光６３の色を感知しやすくなる。

多回転型ポテンショメータ１２への電力供給は、先述したとおり多回転型ポテンショメータ１２の端子３６ａ，３６ｃと電源装置の電源端子とをリード線（不図示）によって接続することによりなされる。また、回転型ダイアル１１の電子部品への電力供給は、照明用基板４７とブザー用基板４８とをリード線（不図示）によって接続し、かつ、ブザー用基板４８と電源装置とをリード線（不図示）によって接続されることによりなされる。その場合は、照明用基板４７上の発光素子６８にはブザー用基板４８を経由して電力が供給される。また、発光素子６８が備える赤色発光ＬＥＤチップ、青色発光ＬＥＤチップ及び緑色発光ＬＥＤチップに流れる電流は、半導体デバイス７２のマイクロコントローラによって制御される。

図１７は、本発明の実施形態に係るポテンショメータ付きダイアルの制御構成を概略的に示すブロック図である。
図１７において、制御部５０は、ブザー用基板４８に実装された半導体デバイス７２のマイクロコントローラによって実現される機能部である。また、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が予め設定された所定の条件を満たしたことをユーザーに報知する報知部として機能する。制御部５０を報知部として機能させるために、制御部５０には、多回転型ポテンショメータ１２と、２つの発光素子６８と、ブザー７１が、それぞれ電気的に接続されている。これにより、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力は、制御部５０に取り込まれる構成になっている。また、各々の発光素子６８の駆動と、ブザー７１の駆動は、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力に基づいて制御部５０により制御される構成になっている。

以下に、制御部５０の具体的な構成例と制御の方法について説明する。
まず、制御部５０は、コンピュータのハードウェア資源として、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)と、ＲＯＭ(Read Only Memory)と、ＲＡＭ(Random Access Memory)とを備えている。ＲＯＭは、制御用のプログラムを格納している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、発光素子６８及びブザー７１を制御する。また、ＲＯＭに格納されるプログラムには、発光素子６８が備える赤色発光ＬＥＤチップ、青色発光ＬＥＤチップ及び緑色発光ＬＥＤチップに流れる電流の大きさ、言い換えると発光素子６８の発光色を決定するためのパラメータ（以下、「発光素子用パラメータ」という。）や、ブザー７１のオンオフ状態を切り替えるためのパラメータ（以下、「ブザー用パラメータ」という。）が設定されている。発光素子用パラメータ及びブザー用パラメータは、いずれも、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力に基づいて発光素子６８及びブザー７１を制御するためのパラメータである。

本実施形態においては、一例として、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力を、出力電圧比として認識することとする。また、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力は、ツマミ２１及びシャフト３２の回転角度に比例して直線的に変化するものとする。また、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力は、シャフト３２を時計回りに回転させると増加し、シャフト３２を反時計回りに回転させると減少するものとする。

このため、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が、たとえば０Ｖから５Ｖまでの範囲で変化する場合、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が０Ｖであれば出力電圧比を０％と認識し、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が２．５Ｖであれば出力電圧比を５０％と認識し、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が５Ｖであれば出力電圧比を１００％と認識することになる。

これに対し、発光素子用パラメータは、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力に基づく出力電圧比（以下、単に「出力電圧比」ともいう。）が０％及び１００％のときに発光素子６８の発光色が赤色となり、上記出力電圧比が０％超１０％以下及び９０％超１００％未満のときに発光素子６８の発光色が黄色となり、上記出力電圧比が１０％超９０％以下のときに発光素子６８の発光色が白色となる条件で設定されている。この場合は、発光素子用パラメータとして４つのパラメータ（０％、１０％、９０％、１００％）を設定しておけばよい。

また、ブザー用パラメータは、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が０％及び１００％のときにブザー７１がオン状態となり、上記出力電圧比が０％超１００％未満のときにブザー７１がオフ状態となる条件で設定されている。ブザー７１のオン状態とは、ブザー７１の音が鳴る状態であり、ブザー７１のオフ状態とは、ブザー７１の音が鳴らない状態である。この場合は、ブザー用パラメータとして２つのパラメータ（０％、１００％）を設定しておけばよい。

一方、目盛部２３に表示される３桁の数字は、ツマミ２１の回転角度に応じて、［０００］から［９９９］まで変化する構成になっている。つまり、目盛部２３の表示内容は、ツマミ２１の回転角度に応じて変化する。

また、ポテンショメータ付きダイアル１０において、目盛部２３に表示される３桁の数字と、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比とは、下記の関係を満たすように調整されている。なお、ここでは回転型ダイアル１１のツマミ２１が１０回転タイプであり、多回転型ポテンショメータ１２の回転角度が３６００°である場合を例に挙げて説明する。

まず、出力電圧比が０％のときは、目盛部２３に表示される数字が［０００］になる。
また、出力電圧比が０％超１０％以下のときは、目盛部２３に表示される数字が［０００超、１００以下］になる。
また、出力電圧比が１０％超、９０％以下のときは、目盛部２３に表示される数字が［１００超、９００以下］になる。
また、出力電圧比が９０％超、１００％未満のときは、目盛部２３に表示される数字が［９００超、９９９以下］になる。
そして、出力電圧比が１００％のときは、目盛部２３に表示される数字が［０００］に戻る。つまり、目盛部２３に［０００］が表示されている状態からツマミ２１を時計回りに１０回転させると、目盛部２３の表示内容が元の状態、すなわち［０００］に戻る。

図１８は、回転型ダイアルのツマミ回転角度と多回転型ポテンショメータの出力電圧比との関係を示す図である。
図１８に示すように、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比は、回転型ダイアル１１のツマミ２１を反時計回り（ＣＣＷ方向）の終端から時計回り（ＣＷ方向）に回転させると、０％から１００％まで変化する。多回転型ポテンショメータ１２の電気的回転角度は、３６００°に設定されている。また、回転型ダイアル１１の機械的回転角度は、３６００°＋αに設定されている。つまり、機械的回転角度は、電気的回転角度よりも僅かに大きく設定されている。そして、機械的回転角度と電気的回転角度との差分の半分相当の微小区間が、時計回りの端末Ｅｃｗと、反時計回りの端末Ｅｃｃｗに設定されている。機械的回転角度は、回転型ダイアル１１のツマミ２１が機械的に回転する角度である。電気的回転角度は、多回転型ポテンショメータ１２から出力される電気信号（電気的出力）の電圧値が変化する範囲である。

また、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比は、多回転型ポテンショメータ１２の端子３６ａ，３６ｃに印加される電源電圧に対して、多回転型ポテンショメータ１２の端子３６ｂから出力される電気信号（電気的出力）の電圧の比率をパーセントで表したものである。このため、たとえば多回転型ポテンショメータ１２の端子３６ａ，３６ｃに供給される電源電圧が５Ｖであり、多回転型ポテンショメータ１２の端子３６ｂから取り出された電気的出力の電圧値が２．５Ｖであると、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比は５０％になる。つまり、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力とこれに基づく出力電圧比とは、数値を取り扱う単位が異なるだけで実質的に等価である。

制御部５０は、上述したツマミ回転角度と出力電圧比との関係において、発光素子６８及びブザー７１を次のように制御する。
制御部５０は、図示しない電源装置からリード線を通してブザー用基板４８に電力が供給され、かつ、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力がリード線を通して制御部５０に取り込まれると、その電気的出力に基づく出力電圧比を、発光素子用パラメータ及びブザー用パラメータと比較する。そして、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が０％及び１００％のときは発光素子６８を赤色に点灯させ、上記出力電圧比が０％超１０％以下及び９０％超１００％未満のときは発光素子６８を黄色に点灯させ、上記出力電圧比が１０％超９０％以下のときには発光素子６８を白色に点灯させる。つまり、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が所定の条件を満たした場合に、照明光６３の色を変化させる。具体例を挙げると、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が０％から１％に変化した場合に、照明光６３の色を赤色から黄色に変化させる。また、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が９０％から９１％に変化した場合に、照明光６３の色を白色から黄色に変化させる。

また、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が０％及び１００％のときはブザー７１をオン状態とし、上記出力電圧比が０％超１００％未満のときはブザー７１をオフとする。つまり、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が所定の条件を満たした場合に、ブザー７１の発音状態を変化させる。具体例を挙げると、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が０％から１％に変化した場合に、ブザー７１をオン状態からオフ状態に変化させる。また、制御部５０は、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が９９％から１００％に変化した場合に、ブザー７１をオフ状態からオン状態に変化させる。

これにより、回転型ダイアル１１のツマミ２１をユーザーが回転操作する場合、目盛部２３に表示される数字が［０００］となる区間、すなわち端末Ｅｃｗ及び端末Ｅｃｃｗの区間では、発光素子６８が赤色に点灯すると共に、ブザー７１がオン状態になる。また、目盛部２３に表示される数字が［０００超、１００以下］及び［９００超、９９９以下］となる区間では、発光素子６８が黄色に点灯すると共に、ブザー７１がオフ状態になる。また、目盛部２３に表示される数字が［１００超、９００以下］となる区間では、発光素子６８が白色に点灯すると共に、ブザー７１がオフ状態となる。

したがって、ツマミ２１を回転操作するユーザーは、目盛部２３に照射される発光素子６８の照明光６３が赤色となり、かつ、ブザー７１の音が鳴った場合に、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力に基づく出力電圧比が、０％又は１００％になったことを認識することができる。また、ユーザーは、目盛部２３に照射される発光素子６８の照明光６３が黄色になった場合に、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力に基づく出力電圧比が、０％超１０％以下又は９０％超１００％未満になったことを認識することができる。また、ユーザーは、目盛部２３に照射される発光素子６８の照明光６３が白色になった場合に、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力に基づく出力電圧比が、１０％超９０％以下の範囲にあることを認識することができる。

このように、本実施形態に係る回転型ダイアル１１を備えるポテンショメータ付きダイアル１０によれば、ユーザーがツマミ２１を回している最中でも、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が所定の値または所定の範囲になったことを、目盛部２３の表示内容を読み取らなくてもユーザーに認識させることができる。これにより、たとえばユーザーがツマミ２１を回して調整すべき調整範囲が、出力電圧比＝１０％超９０％以下の範囲である場合に、ユーザーは、目盛部２３に照射される照明光６３の色が白色から黄色に切り替わったタイミングで、上記調整範囲から外れてしまったことを認識することができる。また、ユーザーは、照明光６３の色が黄色になっている状況でツマミ２１の回転操作を開始する場合に、目盛部２３に照射される照明光６３の色が黄色から白色に切り替わることでツマミ２１の回転方向が正しいことを認識する一方、照明光６３の色が黄色から赤色に切り替わることでツマミ２１の回転方向が誤っていることを認識することができる。このため、ユーザーの誤操作によって無駄な時間が発生することを抑制し、ツマミ２１の回転操作を効率良く行うことができる。

なお、上記図１８に示す例では、ＣＷ方向の端末ＥｃｗとＣＣＷ方向の端末ＥＣｃｗで、いずれも照明光６３の点灯色を赤色にしているが、端末Ｅｃｗと端末ＥＣｃｗで照明光６３の点灯色を変えてもよい。これにより、ツマミ２１を回転操作するユーザーは、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が、０％であるのか１００％であるのかを判別することが可能となる。同様に、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が、０％超１０％以下のときと９０％超１００％未満のときで照明光６３の点灯色を変えることにより、ユーザーは、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が、０％超１０％以下の範囲にあるのか、９０％超１００％未満の範囲にあるのかを判別することが可能となる。また、ブザー７１の音に関しても、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が０％のときと１００％のときで音の種類を変えることにより、ユーザーは、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が、０％であるのか１００％であるのかを判別することが可能となる。

また、上記図１８に示す例では、ツマミ２１を回転操作する際に終端となる端末（Ｅｃｗ、Ｅｃｃｗ）及び端末付近で照明光６３の色を変えたりブザー７１の発音状態を変えるように、発光素子用パラメータ及びブザー用パラメータを設定しているが、これらのパラメータは、上記プログラムの変更によって任意に設定可能である。したがって、ツマミ２１の回転操作によって最終的に合わせるべき目盛部２３の表示内容（３桁の数字）に対応する出力電圧比が、たとえば４５％である場合は、４３％以上４７％未満の区間を白色点灯区間とし、４０％以上４３％未満及び４７％超５０％以下の区間を黄色点灯区間とするように、発光素子用パラメータを設定してもよい。このように、最終的に合わせるべき目盛部２３の表示内容に対応する多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力及びその付近で照明光６３の色が変化するように、発光素子用パラメータを設定することにより、ツマミ２１の回転角度が目標とする回転角度に近づいたことを、目盛部２３の表示内容を読み取らなくてもユーザーに認識させることができる。このため、ツマミ２１の回転操作をより一層効率良く行うことができる。以上の点は、発光素子用パラメータだけでなく、ブザー用パラメータについても同様である。

＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

たとえば、上記実施形態においては、目盛部２３に表示される数字の桁数が３桁になっているが、目盛部２３の桁数は３桁より多くしても少なくてもよい。また、目盛部２３に表示される文字は、数字に限らず、英字、記号又は複数種の文字の組み合わせでもよい。また、目盛の表示方式は、デジタル方式でもアナログ形式でもよい。また、目盛部２３は、ツマミ２１の回転角度に応じて表示内容が変化するものであればよい。

また、上記実施形態においては、ツマミ２１と別体に目盛部２３が設けられているが、これに限らず、ツマミと一体に目盛部が設けられていてもよい。上記実施形態のようにツマミ２１と別体に目盛部２３を設けた場合は、ツマミ２１を回転操作するユーザーの手指が目盛部２３を隠すことがないため、目盛部２３に照射される照明光６３の色をユーザーが感知しやすいという利点がある。

また、上記実施形態においては、照明部３０の発光素子６８が発する照明光６３を目盛部２３に照射する構成になっているが、これに限らず、照明光６３を照射する部分は、目盛部２３の近傍であってもよい。具体的には、たとえば目盛部２３の近傍に照明光６３の照射によって色が変わる窓部（不図示）を設け、この窓部に照明光６３を照射する構成であってもよい。つまり、照明光６３を照射する部分は、ツマミ２１を回転操作するユーザーの視野内に存在する部分であればよい。

また、上記実施形態においては、回転型ダイアルと回転型ポテンショメータとを組み合わせてポテンショメータ付きダイアルを構成しているが、本発明の効果が得られる範囲において、回転型ダイアルの種類と回転型ポテンショメータの種類は限定されない。

また、上記実施形態においては、ポテンショメータの電気的出力がツマミの回転角度に応じて直線的に変化しているが、ポテンショメータの電気的出力は直線変化に限らず、たとえばスイッチ出力、関数出力、方形波出力などでもよい。

また、上記実施形態においては、照明光６３の色を３色（黄色、白色、赤色）としたが、照明光６３の色の種類と数は、任意に変更可能である。たとえば、ツマミ２１の回転角度が端末Ｅｃｗ又は端末Ｅｃｃｗに近づくにつれて、照明光６３の色を２段階、３段階又はそれ以上の段階で変化させてもよい。これにより、ユーザーは、ツマミ２１の回転角度が端末Ｅｃｗ又は端末Ｅｃｃｗにどの程度近づいていることを、照明光６３の色の変化によって認識することができる。

また、上記実施形態においては、ブザー７１の発音状態を変化させる具体的な態様として、ブザー７１の音が鳴っている状態と鳴っていない状態のいずれかに切り替えるようにしたが、これに限らず、ブザー７１が発する音の種類を変えてもよい。音の種類は、たとえば、連続音、間欠音、間欠音のピッチ、音量、音質、音程などで分けることができる。また、ツマミ２１の回転角度が端末Ｅｃｗ又は端末Ｅｃｃｗに近づくにつれてブザー７１の音量を変化させてもよい。これにより、ユーザーは、ツマミ２１の回転角度が端末Ｅｃｗ又は端末Ｅｃｃｗにどの程度近づいていることを、ブザー７１の音量の変化によって認識することができる。

また、上記実施形態においては、照明光６３の照射状態を変化させる具体的な態様として、照明光６３の色を変化させているが、これに限らず、所定の条件を満たす場合に照明光６３を照射（発光素子６８を発光）し、それ以外の場合に照明光６３を照射しない構成としてもよい。たとえば、多回転型ポテンショメータ１２の出力電圧比が０％及び１００％のときは発光素子６８を点灯させ、それ以外は発光素子６８を消灯させてもよい。また、多回転型ポテンショメータ１２の電気的出力が目標とする値に近づいたときは発光素子６８を点灯させ、それ以外は発光素子６８を消灯させてもよい。

また、上記実施形態においては、照明部３０とブザー７１の両方を備える構成を採用しているが、照明部３０及びブザー７１のうちいずれか一方のみを備える構成を採用してもよい。

１０…ポテンショメータ付きダイアル、１１…回転型ダイアル、１２…多回転型ポテンショメータ、２１…ツマミ、２３…目盛部、３０…照明部、４７…照明用基板、４９…透明板、５０…制御部（報知部）、５２…マスクプレート、６３…照明光、６８…発光素子、７１…ブザー、７６…凸面部

Claims (8)

1. ユーザーによって回転操作されるツマミと、ユーザーによって表示内容が読み取られる目盛部と、前記回転操作による前記ツマミの回転力を前記目盛部に伝達することにより前記目盛部の表示内容を変化させる伝達機構と、を有する回転型ダイアルと、
   前記ツマミと一体に回転するシャフトを有し、前記シャフトの回転角度に応じた電気信号を出力するとともに、前記電気信号の出力値である電気的出力の値が前記シャフトの回転角度に応じて変化するポテンショメータと、
   前記ポテンショメータの電気的出力の値が予め設定された所定の条件を満たしたことをユーザーに報知する報知部と、
   を備えるポテンショメータ付きダイアル。
2. 前記回転型ダイアルは、前記目盛部又はその近傍に照明光を照射する照明部をさらに有し、
   前記報知部は、前記ポテンショメータの電気的出力の値が前記所定の条件を満たした場合に、前記照明光の照射状態を変化させる
   請求項１に記載のポテンショメータ付きダイアル。
3. 前記照明部は、前記照明光の色を変更可能に構成され、
   前記報知部は、前記照明光の照射状態として前記照明光の色を変化させる
   請求項２に記載のポテンショメータ付きダイアル。
4. 音を発生するブザーをさらに備え、
   前記報知部は、前記ポテンショメータの電気的出力の値が前記所定の条件を満たした場合に、前記ブザーの発音状態を変化させる
   請求項１～３のいずれか一項に記載のポテンショメータ付きダイアル。
5. 前記目盛部は、前記ツマミと別体に設けられている
   請求項１～３のいずれか一項に記載のポテンショメータ付きダイアル。
6. 前記目盛部は、前記表示内容を読み取るためのマスクプレートと、前記マスクプレートの上に重ねて配置される透明板と、を有し、
   前記照明部は、前記透明板と隣り合うように前記マスクプレートの上に重ねて配置される照明用基板と、前記照明用基板に実装された発光素子と、を有し、
   前記発光素子は、前記照明用基板の厚さ方向と直交する方向に前記照明光に照射する
   請求項２に記載のポテンショメータ付きダイアル。
7. 前記透明板は凸面部を有し、
   前記照明部は、前記照明光を前記凸面部に照射する
   請求項６に記載のポテンショメータ付きダイアル。
8. ユーザーによって回転操作されるツマミと、
   ユーザーによって表示内容が読み取られる目盛部と、
   前記回転操作による前記ツマミの回転力を前記目盛部に伝達することにより前記目盛部の表示内容を変化させる伝達機構と、を備え、
   前記ツマミと一体に回転するように前記ツマミに連結されるシャフトを有し、前記シャフトの回転角度に応じた電気信号を出力するとともに、前記電気信号の出力値である電気的出力の値が前記シャフトの回転角度に応じて変化するポテンショメータを取付可能に構成された回転型ダイアルであって、
   前記ポテンショメータの電気的出力の値が予め設定された所定の条件を満たしたことをユーザーに報知する報知部を備える
   回転型ダイアル。
   

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