JP2000353604A - 可変抵抗器 - Google Patents
可変抵抗器Info
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Abstract
る感圧部材39を用いるものであるため、特性(変化カ
ーブ)に大きくバラツキを生じるばかりか、感圧部材4
5の製作上において、厚さにバラツキが生じて、特性
(変化カーブ)に大きくバラツキを生じるという問題が
ある。 【解決手段】 本発明の可変抵抗器は、可変抵抗器を構
成する第1の抵抗体パターン4を使用したため、従来の
感圧部材に比して、製作時におけるバラツキが少なく、
抵抗変化特性を均一にできて、精度の良好な可変抵抗器
を提供できる。
Description
に使用して好適な可変抵抗器に関する。
づいて説明すると、合成樹脂の成型品からなるケース3
1内には、絶縁基板32が収納されている。この絶縁基
板32の一方の面には、図11,図13に示すように、
間隔を置いて形成された一対の櫛歯状の接点部を有する
固定接点部33が形成されている。
抵抗器34が取り付けられて、図13に示すように、固
定接点部33と固定抵抗器34の接続は、固定接点部3
3の一方の接点部と固定抵抗器34の一方間が接続線3
5で接続され、また、固定接点部33の他方の接点部は
接続線36により接地され、また、固定抵抗器34の他
端は、電源端子T1に接続線37で接続され、更に、取
り出し端子T2が接続線38によって接続線35に接続
されている。
で形成され、この感圧部材39は、一対の固定接点部3
3の上面に跨って載置されている。緩衝部材40は、ゴ
ム材で形成され、この緩衝部材40は、固定接点部33
に対向した状態で、感圧部材39の上面に載置されて、
接着剤などにより取り付けられている。合成樹脂の成型
品等かなる操作部材41は、緩衝部材40の上面に位置
し、ケース31の孔31aから突出した状態で取り付け
られている。
抗器の動作を説明すると、先ず、操作部材41の上面を
押圧すると、緩衝部材40を介して感圧部材39が押
圧、変形して、感圧部材39の押圧された箇所における
抵抗値が変化し、この押圧力の変化によって生じる抵抗
値の変化を固定接点部33の櫛歯状の一対の接点部間で
得るようになっている。また、操作部材41の押圧動作
を解除すると、感圧部材39と緩衝部材40は自己の弾
性で元の状態に戻ると共に、操作部材41も元の状態に
戻るようになっている。
力と電気抵抗の変化特性は、図12に示すように、押圧
力の初期段階において抵抗値が急激に変化し、また、次
の中間段階において抵抗値が曲線状に変化し、更に、後
期の段階において抵抗値が殆ど変化しない状態の変化カ
ーブK2を有している。また、このような感圧部材39
は、感圧導電性ゴムで形成されているため、特性(変化
カーブ)に大きくバラツキを生じるばかりか、感圧部材
39の製作上において、厚さにバラツキが生じて、特性
(変化カーブ)に大きくバラツキを生じるものであっ
た。
等に組み込まれて、図13に示すような電気回路図で使
用されるようになっている。そして、この電気回路図
は、端子T1と接続線36との間に電圧が印加された
時、固定抵抗器34と固定接点部33上の感圧部材39
による可変抵抗器との間から得られる出力電圧を端子T
2から取り出すようになっている。
ば、ゲーム機の車のスピード操作に使用した時、操作部
材41の押圧操作の初期段階においては、抵抗値変化が
急激に変化するため、スピード操作が難しく、また、押
圧操作の後期の段階においては、抵抗値変化が殆どない
ため、押圧操作に対するスピードに大きな違和感を生じ
るものであった。そして、変化カーブK2における中間
段階の曲線状の変化部分のみを使用する場合は、その間
の抵抗値があまり変化しないことから、操作性が悪くな
るものであった。
感圧導電性ゴムからなる感圧部材39を用いるものであ
るため、特性(変化カーブ)に大きくバラツキを生じる
ばかりか、感圧部材39の製作上において、厚さにバラ
ツキが生じて、特性(変化カーブ)に大きくバラツキを
生じるという問題がある。また、感圧部材39を用いた
可変抵抗器を、例えば、ゲーム機の車のスピード操作に
使用した時、操作部材41の押圧操作の初期段階に置い
ては、抵抗値変化が急激に変化するため、スピード操作
が難しく、また、押圧操作の後期の段階においては、抵
抗値変化が殆どないため、押圧操作に対するスピードに
大きな違和感を生じるという問題がある。
ける中間段階の曲線状の変化部分のみを使用する場合
は、中間段階においてあまり抵抗値が変化しないため、
操作性が悪くなるという問題がある。また、このような
場合、感圧部材39が常時、固定接点部33に弾圧予圧
された状態となるが、その圧力は部品寸法や組立上のバ
ラツキにより一定とならず、非操作状態における取り出
し端子T2から得られる出力が大きくばらつくばかり
か、感圧部材39の弾性が経時変化で弱まり、寿命が短
くなるという問題がある。 また、可変抵抗器とは別部
品である固定抵抗器34を用いると共に、この固定抵抗
器34を絶縁基板32に取付、配線を行うものであるた
め、その作業が面で、コスト高になるという問題があ
る。
の第1の解決手段として、絶縁基板と、該絶縁基板に形
成された第1と第2の抵抗体パターンと、前記絶縁基板
に形成され、前記第1と第2の抵抗体パターンの一端部
同士を導通させる第1の導電体パターンと、前記絶縁基
板に対して凸状で曲面を有し、前記第1の抵抗体パター
ンに対向して配置された変形可能な導電接点と、前記導
電接点を設けた保持部材とを備え、前記保持部材の押圧
操作によって、前記導電接点が前記第1の抵抗体パター
ンに対して接触面積を変化させるように変形して、抵抗
値を可変するようにした構成とした。
第2の抵抗体パターンの他端部には、それぞれ第2と第
3の導電体パターンが導通して形成され、前記第1と第
2の導電体パターン間に位置する前記第1の抵抗体パタ
ーンの抵抗値を、前記第1と第3の導電体パターン間に
位置する前記第2の抵抗体パターンの抵抗値よりも大き
くした構成とした。また、第3の解決手段として、前記
第1の導電体パターンは帯状部を有し、該帯状部を横切
って双方に延びるように抵抗体が印刷形成され、一方に
延びた前記抵抗体で前記第1の抵抗体パターンを、ま
た、他方に延びた前記抵抗体で前記第2の抵抗体パター
ンを構成した。
抵抗体パターンの上面を絶縁層で覆った構成とした。ま
た、第5の解決手段として、前記導電接点の幅は、矩形
状に形成された前記第1の抵抗体パターンの幅より大き
く形成され、前記導電接点が前記第1の抵抗体パターン
の矩形状の全幅にわたって接触するようにした構成とし
た。
点は、ゴム材にカーボンを混入して形成した構成とし
た。また、第7の解決手段として、前記保持部材は弾性
変形可能なゴム材で形成され、前記導電接点が前記保持
部材に成形により一体に形成された構成とした。
材は、前記絶縁基板に当接し、前記導電接点を囲むよう
に形成された筒状の脚部を設けた構成とした。また、第
9の解決手段として、前記脚部には、前記曲面形成方向
において開放部が設けられた構成とした。
に基づいて説明すると、図1は本発明の可変抵抗器の要
部断面図、図2は同じくその絶縁基板の平面図、図3は
図2の3−3線における断面図、図4は本発明の可変抵
抗器に係る保持部材の下面図、図5は図4の5−5線に
おける断面図、図6は図4の6−6線における断面図、
図7は本発明の可変抵抗器に係る導電接点と抵抗体パタ
ーンの説明図、図8は本発明の可変抵抗器に係る押圧力
と電気抵抗の変化特性を示すグラフ、図9は同じくその
電気回路図である。
基づいて説明すると、合成樹脂の成型品等からなるケー
ス1は、孔1aを有し、また、支持基板となる矩形状の
基板2は、硬い絶縁基板等で構成され、ケース1内に収
容された状態で、適宜手段によりケース1に取り付けら
れている。
縁材で構成され、この絶縁基板3の上面には、図2に示
すように、矩形状の可変抵抗器用の第1の抵抗体パター
ン4と、矩形状の固定抵抗用の第2の抵抗体パターン5
とが並設して配置されている。また、この絶縁基板3の
上面には、第1と第2の抵抗体パターン4,5の境目の
下部に、帯状部6aを有する第1の導電体パターン6が
形成され、この帯状部6aによって、第1と第2の抵抗
体パターン4,5の一端部同士を接続している。 ま
た、絶縁基板3の上面には、第1の抵抗体パターン4の
他端部の下部に位置して、第1の抵抗体パターン4と導
通する第2の導電体パターン7と、第2の抵抗体パター
ン5の他端部の下部に位置して、第2の抵抗体パターン
4と導通する第3の導電体パターン8とが形成されてい
る。
図9に示すような電気回路図となり、第1の導電体パタ
ーン6は、接地用(GND)の第3の導電パターン8と
電源用(VCC)の第2の導電体パターン7との間に電
圧が印加された時の第1と第2の抵抗体パターン4,5
間に得られる出力電圧の取り出し用(OUTPUT)パ
ターンとなっている。また、絶縁材からなる絶縁層9
は、固定抵抗用の第2の抵抗体パターン5の表面全面、
並びに第1,第3の導電体パターン6,8の表面の一部
を覆うように、絶縁基板3上面に形成されている。
ターン4,5と、第1,第2,第3の導電体パターン
6,7,8と、絶縁層9の形成方法は、先ず、銀ペース
トからなる第1、第2,第3の導電体パターン6,7,
8を、絶縁基板3上に印刷により同時に形成する。次
に、第1の導電パターン6の帯状部6aを横切って双方
に延びると共に、第1,第2,第3の導電体パターン
6,7,8に跨って矩形状にカーボンの抵抗体ペースト
を印刷して、第1、第2の抵抗体パターン4、5を同時
に形成する。そして、最後に、第2の抵抗体パターン5
を覆うように絶縁材からなる絶縁ペーストを印刷して、
絶縁層9を形成すると、その製造が完了する。このよう
な構成を有する絶縁基板3は、接着剤による貼り付け等
の適宜手段により基板2の上面に取り付けられる。
持部材10は、図4〜図6に示すようにドーム状をな
し、天上板である保持部10aと、保持部10aから下
方に延びたドーム状の脚部10bと、互いに対向して脚
部10bに設けられた切り欠き状をなす開放部10cと
を有する。アーチ状をなした導電接点11は、ゴム材に
カーボンを混入して形成され、これらの導電接点11
は、保持部材10の脚部10bで囲まれた状態で、保持
部10aの下部に取り付けられている。
0の成形加工と同時に、成形によって保持部材10に一
体に形成されると共に、これらの導電接点11は、図
1,図5、図7に示すように、下方に凸状をなした曲面
11aを有し、この曲面11aは、中央部が最下部に位
置して形成されている。このように、導電接点11を取
り付けた保持部材10は、脚部10bで第1の抵抗体パ
ターン4を囲んだ状態で、脚部15bの下部を絶縁基板
3に当接、載置する。この時、アーチ状の導電接点11
は、絶縁基板3に対して凸状の曲面11aが対向すると
共に、矩形状の第1の抵抗体パターン4上を覆うような
状態で、第1の抵抗体パターン4に対向した状態となっ
ている。
4に対向する保持部10aの上部を押圧すると、脚部1
0bが弾性変形すると共に、第1の抵抗体パターン4の
中央部に導電接点11の曲面11aが接触し、更に、保
持部10aの押圧を続けると、曲面11aが変形して、
第1の抵抗体パターン4に対して接触面積が漸次増大
し、従って、第1の抵抗体パターン4の両端部における
抵抗値が小さくなって、可変抵抗器としての機能を持つ
ようになる。また、保持部10aの押圧を解除すると、
脚部11bの自己の弾性により保持部10aは元の状態
に戻ると共に、その間に置いて、第1の抵抗体パターン
4に対する曲面11aの接触面積は、抵抗値を可変しな
がら漸次減少して、曲面11aは、元の状態に戻る。
て、導電接点11は、第1の抵抗体パターン4の接触面
積を可変する方向の抵抗可変面方向Zに変形して、その
接触面積を増加したり、減少したりして、抵抗値を可変
するようになっている。そして、導電接点11のこの変
形時、絶縁層9に存在によって、固定抵抗である第2の
抵抗体パターン5に接触しないようにしてある。また、
導電接点11の幅H1は、第1の抵抗体パターン4の抵
抗可変面方向Zに対して直交する方向の幅(短手方向の
幅)H2よりも大きく形成されて、導電接点11が抵抗
体パターンの全幅H2にわたって接触できるようにして
いる。
電接点11の曲面11a形成方向であると共に、抵抗可
変面方向Z(第1の抵抗体パターン4の長手方向側)に
形成されており、これによって、導電接点11の変形方
向である抵抗可変面方向Zでの脚部10bによる干渉を
少なくして、導電接点11の変形動作を良くしたもので
ある。
は、つまみ部12aと、つまみ部12aと一体に形成さ
れた鍔状の支持部12bとを有する。そして、この操作
部材12は、つまみ部12aをケース1の孔1aから外
方に突出して、支持部12bをケース1内に収容すると
共に、支持部12bを保持部材10の保持部10aに載
置し、保持部材10の弾性によって支持部12bをケー
ス1の内面に弾圧して、ケース1に押圧動作可能に取り
付けられている。
抵抗器の動作を説明すると、先ず、脚部10bの弾性に
抗して、操作部材12の上面を押圧操作すると、支持部
12bによって保持部材10の保持部10aが押され、
その結果、脚部10bが弾性変形すると共に、第1の抵
抗体パターン4の中央部に導電接点11の曲面11aが
接触し、更に、保持部10aの押圧を続けると、曲面1
1aが抵抗可変面方向Zに変形して、第1の抵抗体パタ
ーン4に対して接触面積が漸次増大して、第1の抵抗体
パターン4の両端部における抵抗値が可変される。
と、脚部10bの自己の弾性により保持部10aは元の
状態に戻ると共に、操作部材12は脚部10bの弾性で
元に戻り、そして、その間に置いて、第1の抵抗体パタ
ーン4に対する曲面11aの接触面積は、抵抗値を可変
しながら漸次減少して、曲面11aは、元の状態に戻
り、その結果、導電接点11が接触面積を変化させるこ
とによって、抵抗値を可変するようになっている。
の第1の抵抗体パターン4における押圧力と電気抵抗の
変化特性は、図8に示すように、抵抗値の最大値と最小
値のバラツキが小さく、その変化カーブも図12に示し
た感圧導電性ゴムの変化カーブK2と比較して、リニア
に近い変化カーブK1となる。そのような変化カーブK
1は、可変抵抗器が第1の抵抗体パターン4で形成され
て、精度の良い抵抗値が得られると共に、導電接点11
による接触面積の変化で構成したことにより得られるも
のである。
機等に組み込まれて、例えば、図9に示すような電気回
路図で使用されるようになっている。そして、この電気
回路図は、第1の導電体パターン6の取り出し用(OU
TPUT)パターンからは、接地用(GND)の第3の
導電パターン8と電源用(VCC)の第4の導電体パタ
ーン7との間に電圧が印加された時の第1と第2の抵抗
体パターン4,5間から得られる出力電圧を取り出して
いる。
ば、ゲーム機の車のスピード操作に使用した時、操作部
材12の押圧操作の初期段階から中間段階、並びに後期
段階にわたって、変化カーブK1がリニアに近い変化を
するため、そのスペード操作に違和感を生じること無
く、容易な操作ができると共に、変化カーブK1の全般
にわたって使用でき、押圧操作範囲が大きく、操作性の
良好なものが得られる。
1は、ゴム材にカーボンを混入したもので説明したが、
ゴム材の表面に金属箔を設けたもの等でも良く、ゴム材
にカーボンを印刷形成したものでも良い。
成する第1の抵抗体パターン4を使用したため、従来の
感圧部材に比して、製作時におけるバラツキが少なく、
抵抗変化特性を均一にできて、精度の良好な可変抵抗器
を提供できる。また、保持部材10を押圧することによ
って、導電接点11が第1の抵抗体パターン4に対して
接触面積を変化させるように変形して、抵抗値を可変す
るようにしたため、押圧力に対する電気抵抗の変化カー
ブK1をリニアに近づけることができ、特に、ゲーム機
に使用した場合、従来に比して、違和感の無い操作が可
能であると共に、操作に置いて、変化カーブK1の全体
を使用でき、従って、従来に比して、押圧操作範囲の大
きな可変抵抗器を提供できる。
来の感圧部材のような常時弾圧する構成を不必要とし、
従って、非操作時の出力のバラツキを抑えることができ
ると共に、導電接点11の経時変化も少なく、長寿命の
可変抵抗器を提供できる。また、固定抵抗は、第2の抵
抗体パターン5で構成したため、可変抵抗である第1の
抵抗体パターン4と同時に印刷により形成でき、従来に
比して、部品点数が少なく、その製造の作業性も良く、
安価な可変抵抗器を提供できる。
ン4を、固定抵抗である第2の抵抗体パターン5より抵
抗値を大きくしたため、導電接点11と接触した時の第
1の抵抗体パターン4の抵抗値の変化を相対的に大きく
することができて、出力電圧の変化も大きくなり、操作
性の良好な可変抵抗器を提供できる。
aを横切って双方に延びるように抵抗体が印刷形成され
ることにより第1、第2の抵抗体パターン4、5が形成
されたもであるため、双方の第1,第2の抵抗体パター
ン4,5が並設でき、スペースファクタが良く、小型と
なり、また、固定抵抗である第2の抵抗体パターン5と
可変抵抗である第1の抵抗体パターン4と同時に印刷に
より形成できる。よって、両抵抗体パターン4,5の抵
抗値がばらついたとしても、一方が目論見値に対して大
きく、他方が小さくなるようなことが無く、同じように
ばらつくので、そのバラツキをキャンセルすることがで
きると共に、温度変化等の環境変化に対しても出力が変
化しにくくなる。また、従来に比して、部品点数が少な
く、その製造の作業性も良く、安価な可変抵抗器を提供
できる。
ン5を絶縁層9で覆うことにより、導電接点接点11の
変形時、導電接点11が第2の抵抗体パターン5に接触
することが無く、特性に悪影響を及ぼすことのない可変
抵抗器を提供できる。
第1の抵抗体パターン4の幅H2より大きく形成され、
導電接点16が抵抗体パターン4の矩形状の全幅にわた
って接触するようにしたため、押圧力時に、導電接点1
1が第1の抵抗体パターン4の全幅で接触して、押圧力
に対する第1の抵抗体パターン4への接触面積を安定に
すると共に、抵抗変化の精度の良好な可変抵抗器を提供
できる。また、導電接点11は、ゴム材にカーボンを混
入して形成したため、導電接点接点11の長寿命のもの
が得られる。
材で形成され、導電接点11が保持部材10に成形によ
り一体に形成されたため、導電接点11の組み込みが無
く、生産性が良く、安価な可変抵抗器を提供できる。ま
た、保持部材10は、絶縁基板3に当接し、導電接点1
1を囲むように形成された筒状の脚部10bを設けたた
め、この脚部10bが導電接点11の戻しを兼ねること
ができて、部品点数が少なく、組立性が良好で、安価な
可変抵抗器を提供できる。また、脚部10bには、曲面
11a形成方向において開放部10cが設けられたた
め、脚部10bによる干渉を少なくして、導電接点11
の変形動作を良くし、導電接点16の変形精度の良好な
可変抵抗器を提供できる。
ターンの関係を示す説明図。
変化特性を示すグラフ。
緩衝部材の関係を示す説明図。
特性を示すグラフ。
Claims (9)
- 【請求項1】 絶縁基板と、該絶縁基板に形成された第
1と第2の抵抗体パターンと、前記絶縁基板に形成さ
れ、前記第1と第2の抵抗体パターンの一端部同士を導
通させる第1の導電体パターンと、前記絶縁基板に対し
て凸状で曲面を有し、前記第1の抵抗体パターンに対向
して配置された変形可能な導電接点と、前記導電接点を
設けた保持部材とを備え、前記保持部材への押圧操作に
よって、前記導電接点が前記第1の抵抗体パターンに対
して接触面積を変化させるように変形して、抵抗値を可
変するようにしたことを特徴とする可変抵抗器。 - 【請求項2】 前記第1と第2の抵抗体パターンの他端
部には、それぞれ第2と第3の導電体パターンが導通し
て形成され、前記第1と第2の導電体パターン間に位置
する前記第1の抵抗体パターンの抵抗値を、前記第1と
第3の導電体パターン間に位置する前記第2の抵抗体パ
ターンの抵抗値よりも大きくしたことを特徴とする請求
項1記載の可変抵抗器。 - 【請求項3】 前記第1の導電体パターンは帯状部を有
し、該帯状部を横切って双方に延びるように抵抗体が印
刷形成され、一方に延びた前記抵抗体で前記第1の抵抗
体パターンを、また、他方に延びた前記抵抗体で前記第
2の抵抗体パターンを構成したことを特徴とする請求項
1、又は2記載の可変抵抗器。 - 【請求項4】 前記第2の抵抗体パターンの上面を絶縁
層で覆ったことを特徴とする請求項1、又は2、又は3
記載の可変抵抗器。 - 【請求項5】 前記導電接点の幅は、矩形状に形成され
た前記第1の抵抗体パターンの幅より大きく形成され、
前記導電接点が前記第1の抵抗体パターンの矩形状の全
幅にわたって接触するようにしたことを特徴とする請求
項1〜4の何れかに記載の可変抵抗器。 - 【請求項6】 前記導電接点は、ゴム材にカーボンを混
入して形成したことを特徴とする請求項1〜5の何れか
に記載の可変抵抗器。 - 【請求項7】 前記保持部材は弾性変形可能なゴム材で
形成され、前記導電接点が前記保持部材に成形により一
体に形成されたことを特徴とする請求項1〜6の何れか
に記載の可変抵抗器。 - 【請求項8】 前記保持部材は、前記絶縁基板に当接
し、前記導電接点を囲むように形成された脚部を設けた
ことを特徴とする請求項7記載の可変抵抗器。 - 【請求項9】 前記脚部には、前記曲面形成方向におい
て開放部が設けられたことを特徴とする請求項8記載の
可変抵抗器。
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