自作キーボード：やさしいロータリーエンコーダーのノブの作り方

はじめに

この記事は、Fusion 360を使用して、ロープロファイル版のロータリーエンコーダーのノブの作り方をご紹介します。
今までのやさしいシリーズでは使用しなかった機能を使いますが、簡単に作れますので、ぜひチャレンジしてみて下さい。

この記事を読むと作れるようになるノブ

おおまかな流れ

1. スケッチ機能で下書きをする

2. ノブの高さを決める

3. スイープ機能で捻り上げる

4. 軸穴を作る

5. 細かい調整をする

スケッチ機能で下書きをする

画面左上のスケッチボタンを押下します。

平面を選択する画面になりますので、
上の画像で灰色になっている四角を押下します。

スケッチモードになりました。

作成タブ内にある「中心と直径で指定した円」アイコンを押下します。

中心と直径で指定した円は、押下した箇所を中心に円を描くツールです。
緑の縦線と赤の横線が交わっている箇所を押下し、中心点を配置しましょう。

中心点を配置してマウスを左右に動かすと、円とサイズ入力フォームが表示されます。

円の直径を決めます。
今回は「19 mm」と入力しましたが、お好みの直径にして頂いても問題ありません。

円が描けました。
次はノブの溝を作るための円を描いていきます。

再度、「中心と直径で指定した円」アイコンを選択し、画像を参考に中心点を配置します。
緑の縦線と先ほど描いた円の線が交わる箇所にカーソルを持っていくと、
画像のようにカーソルがかわりますので、この状態で押下します。
（自動で線と線が交わっている箇所を選択してくれています）

今回は円の大きさを「1 mm」としました。

大きな円と小さな円が描けたら、作成タブ内の「円形状パターン」を押下します。
言葉での説明が難しいので、手を動かしていきましょう。

まずは、オブジェクトを選択して行きます。
オブジェクトの「選択」が青くなっていることを確認して下さい。

確認が出来たら、小さい1mmの円を押下します。

小さい円を押下すると、オブジェクトが「1 選択済み」に変わります。
次に、中心点を決めていきますので、中心点の「選択」を押下します。

中心点の「選択」を押下すると、色が青く変わります。

選択が青くなった状態で、大きい方の円の中心を押下します。
すると、上の画像のように、大きな円の線状にある小さい円が3つに増えます。

円形状パターンウィンドウ内の数量を10こに増やしてみましょう。
すると…

小さな円が10個に増えました。

今回は45個まで増やしました。
小さい円の大きさや数で溝の形や深さが決まるので、お好みの数にして頂いても問題ありません。

小さい円の数が決まったら、OKボタンを押して円形状パターンを終了し、スケッチも終了します。

ノブの高さを決める

画面右上の正方形の左上にある家のアイコンを押下します。

上の画像のような表示になりました。
（家のアイコンを押下しなくても、斜め上からの視点になっていれば問題ありません）

次に、スケッチアイコンを押下し、平面を選択します。
今回は、画像のグレーになっている位置の正方形を選択して下さい。
緑の線が縦になり、赤い線が左上から右下になれば正解です。

平面の選択が正しければ、上の画像のようになります。
もし見え方が違っていたら、選択している平面が間違っていますので、
スケッチを終了させ、平面の選択からやり直して下さい。

作成タブの「線分」アイコンを押下し、線を引いていきます。
この線の長さが、ノブの高さになります。

線を引き始める最初の点を配置します。
緑の線と赤い線が交わる真ん中を押下して下さい。

最初の点を配置したら、マウスカーソルを上に上げると線が表示されます。
お好みの長さまでカーソルを動かし押下するか、入力フォームにお好みの数字を入れて押下します。
今回は「5 mm」と入力しました、この線の長さがノブの高さになります。

線が引けたらスケッチを終了します。
下書きはこれで終わりです、お疲れ様でした。

スイープ機能で捻り上げる

平面を立体にして行きます。
作成タブ内の「スイープ」を押下します。

プロファイルの「選択」が青くなっていることを確認して…

大きな円の内側を押下しましょう。

すると、歯車のような形で青く選択され、プロファイルの選択が「1 選択済み」に変わります。

次にパスの選択を行いますので、パスの「選択」を押下します。

画像では少しわかりにくいですが、最後に引いた縦の線を選択します。
すると…

平面が立体になりました。
このままでも良いですが、溝を斜めにしたい場合は捻り角度を設定します。

ねじり角度はスイープウィンドウ内にあります。

例えば、角度を15°にしてみるとこんな感じ

55°だとこんな感じになります。
こちらの方が好みなので、今回は55°にし、OKボタンを押下してスイープを終了させます。
スイープ機能、凄いですね。

軸穴を作る

軸穴を作って行きましょう。
画面右上の四角を動かし、下が見えるようにします。

先ほど作成した立体オブジェクトの下側が表示されました。
この面に軸穴のスケッチを描いていきます。

スケッチアイコンを押下したら、黄色い正方形ではなく、オブジェクトの底面を押下します。

次に中心と直径で指定した円で円を描きます。

今回は「6 mm」の円を描きます。

ロータリーエンコーダーの軸は円ではないため、
線分アイコンを押下し、線を引いていきます。

円の上部に線を引いて下さい。
このとき、線の長さは気にしなくても良いので、必ず水平にして下さい。
画像を拡大すると分かるのですが、線が水平だと「＝」のような青いマークが表示されます。

水平な線が引けました（青い線の方）。

線を正しい長さに変更しましょう。
作成タブ内から「スケッチ寸法」を押下します。

次に、水平に引いた線を選択し、オブジェクトの上までカーソルを持っていくと、
線の長さが表示されますので、この状態で押下します。
オブジェクトの上まで持っていく必要はないのですが、オブジェクトの色と被って見にくいので、
分かりやすいように、オブジェクトの上まで持っていっています。

入力フォームが表示されますので、「4.10」と入力してEnterキーを押下します。

すると、水平の線の長さが「4.10 mm」になります。
便利で面白いですね、使いやすい機能なので覚えておきましょう。

信じられない場合は、検査タブ内の計測ツールで確認してみましょう。
定規のアイコンを押下後、水平の線を押下すると「4.10 mm」と表示されます。
期待通りの長さになっているようです。

最後に余計な線を削除します。
修正タブ内の「トリム」アイコンを押下します。

水平の線よりも上にある円の線を押下します。
（画像の赤くなっている部分の線）

画像のように線が引ければ、軸穴の下書きは完成です。
スケッチを終了しましょう。

作業がしやすくなるように、
画面右上の正方形を動かして、オブジェクトの底面が斜め上を向くようにします。

作成タブ内の「押し出し」アイコンを押下します。

青い矢印または入力フォームに「-3 mm」と入力し、3mm押し下げます。

押し出しウィンドウ内の「距離」に入力しても大丈夫です。

画像のように赤くなったことを確認したら、OKボタンを押下して、押し出しを終了します。

軸穴が空きました。

細かい調整をする

ノブを取り付けやすくするため、軸穴を少し加工します。
修正タブ内の「面取り」を押下します。

軸穴の円のようになっている箇所を押下し、「0.50 mm」面取りをします。

同じ要領で、線の方も同じ分だけ面取りします。

面取りが終わりました。
これで、取り付けやすくなったはずです。

次に、画面右上の家アイコンを押下して、視点をリセットします。
ノブ上部の手に触れるところが角ばっているため、触ると痛そうです。
ここも面取りを行います。

画像の青くなっている箇所だけ、1個ずつ抜けがないように選択をしていきます。
ちょっと面倒なのですが、他にやり方がわからないので、
良い方法を知っている方いましたら教えて下さい。

角度を変えながら、一周すべて選択し、「0.5 mm」面取りを行います。

指の当たりが優しそうになりました。
これでロープロファイルのロータリーエンコーダーのノブの完成です。

ちょっと寄り道

ノブの高さを変える時は、修正タブ内にある「プレス/プル」がオススメです。
画像のように形そのままに高さの変更が行えます。
これが「押し出し」だと…

画像のように押し出されます。
この場合、押し出し機能は使えませんね。

おわりに

Autodesk Fusion 360を使用したノブの作り方を書いてみました。
Fusion 360に詳しいわけではないため、もう少し効率的なやり方があるかもしれませんが、私はこのような操作でノブを作っています。

ご注意

今回の説明で使用した寸法は、参考程度にして下さい。
特に軸穴は環境や3Dプリンタが変わればmm単位での変更が必要になります。

この記事はAkasha Harihを使用して書きました。