JP2005142266A

JP2005142266A - 可変抵抗器

Info

Publication number: JP2005142266A
Application number: JP2003375532A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Taguchi; 好弘田口; Haruyoshi Sato; 春悦佐藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】可変抵抗器の抵抗体のマイクロクラックの発生を防止する。
【解決手段】３つ以上のベンゼン環が、エーテル結合と、ケトン結合とにより結合され、両末端に架橋基を有し、かつ分子量が３００〜１５００である末端架橋型ポリエーテルケトン（Ａ）と、導電体とを含む材料を、３７０℃以下の温度条件で焼成して得られる抵抗体が設けられた抵抗体基板と、前記抵抗体上を相対的に摺動する摺動子とを有することを特徴とする可変抵抗器。
【選択図】なし

Description

本発明は、可変抵抗器に関する。

従来、自動車のポテンショメータ等に利用される摺動式の電気接点等には可変抵抗器が用いられている（例えば特許文献１等）。従来から、自動車におけるポテンショメータ等の摺動部品においては、設置されるエンジン付近の温度が１００〜１２０℃程度に容易に上昇するので、エンジン付近は使用環境として苛酷な環境である。
可変抵抗器は、抵抗体が設けられた抵抗体基板と、前記抵抗体上を摺動する摺動子とを備えている。抵抗体は導電体（導電粒子）を含んでおり、摺動子は抵抗体上を、相対的に摺動する。この様に摺動子が抵抗体上を相対的に移動することにより、両者に接続された回路の電気抵抗値の変動から摺動子に接続された物体の位置検出を行うことができる。

この様な抵抗体は通常バインダ樹脂とカーボン等の導電体とを含む材料を硬化して形成されている。抵抗体の材料としては、例えば下記特許文献２に記載のもの等が挙げられる。
当該特許文献２には、複数の芳香環がケトン結合とエーテル結合とで結合された構造の末端に、架橋基が結合している硬化性樹脂組成物が、電気抵抗体材料として優れることが記載されている。

特開平１１−２６０６０６号公報特開平８−７３５４８号公報

しかしながら、前記特許文献２に記載の硬化性樹脂組成物は、電気抵抗材料として耐熱性等の特性が非常に優れたものであるが、製造条件、使用条件等によっては抵抗体について十分な機械的強度が得られなかったり、抵抗値が変動したりする場合がある。特に低温と高温状態が交互に切り替えられる作動条件下で作動試験を行うと、抵抗体が劣化しやすい。そして、本発明者らは、鋭意検討により、この様な問題は、抵抗体内に形成される微少なクラック（マイクロクラック）の発生によって引き起こされていることを見出した。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、前記特許文献２に記載の硬化性樹脂組成物を用いた抵抗体を備えた可変抵抗器について、その抵抗体のマイクロクラックの発生を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の可変抵抗器は、抵抗体が設けられた抵抗体基板と、前記抵抗体上を相対的に摺動する摺動子とを備えた可変抵抗器であって、前記抵抗体が、３つ以上のベンゼン環が、エーテル結合と、ケトン結合のみにより結合され、両末端に架橋基を有し、かつ分子量が３００〜１５００である末端架橋型ポリエーテルケトン（Ａ）と、導電体とを含む材料を、３７０℃以下の温度条件で焼成して得られるものであることを特徴とする。
かかる材料を３７０℃以下の温度条件で焼成させることにより、可変抵抗器の抵抗体のマイクロクラックの発生を抑制することができる。
また、前記温度条件が３５０℃以上、３７０℃以下であることが好ましい。
３５０℃以上とすることにより、良好な抵抗値が確保できる。
また、前記末端架橋型ポリエーテルケトン（Ａ）が、下記化学式で表される化合物であることが好ましい。

この化合物は、高耐熱性で、吸湿性が小さく、また高硬度であるため、好ましい。
なお、前記「分子量」とはゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算の重量（質量）平均分子量を示す。

本発明においては、可変抵抗器の抵抗体のマイクロクラックの発生を抑制することができる。

［可変抵抗器］
可変抵抗器は、抵抗体が設けられた抵抗体基板と、前記抵抗体上を相対的に摺動する摺動子とを備えた摺動型のものであれば特にその構成を限定するものではない。また、その用途も特に限定するものではない。
なお、ここで、相対的に摺動するとは、抵抗体基板と摺動子のどちらか一方あるいは両方が移動することを示す。

抵抗体基板は、例えばフェノール積層板、ガラス入りエポキシ基板あるいはセラミックス基板（好ましくはセラミックス基板）の上に、通常適当な溶剤に溶解したバインダ樹脂（末端架橋型ポリエーテルケトン）中にカーボンブラック等の導電体を分散するとともに、必要に応じてさらに溶剤を加えてなる抵抗体ペーストを、公知のスクリーン印刷法等により、半円弧状（馬蹄形状）や細長方形状等の所定形状に形成し、必要に応じて乾燥して溶剤を除去し、焼成することにより抵抗体を形成したものである。かかる焼成とは抵抗体のバインダ樹脂を加熱により硬化させる操作をいう。これにより、バインダ樹脂が硬化し、強固な抵抗体が形成される。
また、抵抗体は複数層からなるものであってもよい。当該複数層からなる抵抗体は、例えば１層目の抵抗体を形成した後、抵抗体ペーストの印刷、必要に応じて乾燥、及び焼成の操作を繰り返すことにより製造することができる。

抵抗体ペーストは、必要とされる抵抗値に応じて上記材料が適宜秤量され、これらをボールミルや三本ロールミル等の分散混合装置によって混練することにより、得られる。なお、溶剤としては、グリコール系、エステル系、エーテル系、ケトン系等の中から一種または数種を選択して使用することができる。

なお、抵抗体は、例えば馬蹄形状または細長形状に形成され、前者の場合は基板に対して摺動子が回転可能に、また後者の場合は基板に対して摺動子がスライド可能に装着されることにより、回転型あるいはスライド型の可変抵抗器が得られる。通常は、抵抗体を設ける前に、基板の上に銀等の金属ペーストをスクリーン印刷等することにより、１対の電極が設けられ、当該１対の電極をつなぐ様に、馬蹄形状または細長形状等の抵抗体が設けられる。すなわち、抵抗体の長手方向両端部に電極が設けられた構成とされる。マイグレーションや硫化の問題から、抵抗体は、電極を上から覆う様に設けることが好ましい。

摺動子としては、長期の摺動においても抵抗体と良好な接触を保ち得る貴金属性の材料が用いられ、具体的には洋白の表面に金メッキや銀メッキを施したものや、パラジウム、銀、白金あるいはニッケル等の合金を使用することができる。特に、高温で表面酸化が懸念される場合、安定した接触状態を維持するために貴金属合金を用いることが望ましい。
なお、抵抗体の摺動子との接触面には、前記特許文献１に記載の様に、フッ素オイルからなるフッ素オイル層を設けることが通常である。

図８は可変抵抗器の構成例を示したもので、基板１３上に抵抗体３１が設けられて抵抗体基板３０が構成され、さらに摺動子１４と、この摺動子１４を保持する摺動子受け１５と、軸１２の軸線より偏心して配置され、該摺動子受け１５に対してばね力を付与する戻しばね１６が設けられている。また、軸１２の先端部１２ａは摺動子受け１５と当接しており、軸１２を図示右方向へ押圧することにより、戻しばね１６の付勢力に抗して、摺動子受け１５を右方向へスライド移動させることができる。また、軸１２への押圧力を解除すると、摺動子受け１５は戻しばね１６の付勢力により、図示左方向へスライド移動し、初期状態に復帰する。

［抵抗体］
本発明においては、抵抗体は、３つ以上のベンゼン環が、エーテル結合と、ケトン結合のみにより結合され、両末端に架橋基を有し、かつ分子量が３００〜１５００である末端架橋型ポリエーテルケトン（Ａ）と、カーボンブラック等の導電体を含む材料（抵抗体ペースト）を、３７０℃以下の温度条件で焼成して得られるものである。
３７０℃以下で焼成することにより、抵抗体のマイクロクラックの発生を抑制できる。その結果、可変抵抗器の抵抗値が安定し、機械的強度が向上するので、耐久性の向上に寄与する。
従来は３８０℃以上の高い温度で焼成していたが、この様に焼成温度を下げることによって、抵抗値の安定化や機械的強度の向上効果が得られることは、従来の技術常識からは驚くべき結果である。

具体的には、従来の焼成温度である３８０℃以上（例えば３８０〜３９０℃程度）の高い温度で焼成して得られるものにおいては、マイクロクラックが発生する。これに対し、３７０℃以下で焼成して得られるものについては、マイクロクラックの発生を抑制できる。その結果、マイクロクラックに起因する抵抗値の変動や強度低下を防ぐことができ、切削強度等の機械的強度が向上する。そして、可変抵抗器の耐久性を向上させることができる。
３８０℃以上で加熱することによりマイクロクラックが発生する理由は定かではないが、高温で焼成することによりバインダ樹脂の架橋が進行し、架橋密度が高くなることにより、抵抗体内部にひずみが生じ、これによりマイクロクラックが生じるのではないかと推測される。

この様に、抵抗体の抵抗値の変動や機械的強度が、製造工程で発生するマイクロクラックに依存することを見出した点においても、本発明は技術的意義が大きいものである。
なお、焼成温度の下限値は、バインダ樹脂の架橋がある程度進行する温度であればよく、マイクロクラック抑制の観点からは特に下限値を規定する技術的意義はないが、好ましくは３４０℃以上である。この範囲であれば、使用可能な抵抗値を確保できる。良好な抵抗値を確保する点からは、特には３５０℃以上であることが好ましい。すなわち、焼成温度が低くなると、抵抗値は高くなるが、３５０℃以上の範囲内であれば、従来の３８０℃以上で焼成して得られるものと比較して例えば約２倍以下の抵抗値が得られるため、良好な抵抗値が確保できる。

・末端架橋型ポリエーテルケトン（Ａ）
ここで、末端架橋型とは、両末端に架橋基を有し、加熱等により架橋可能であることを意味する。
（Ａ）成分は、上記条件を満たせばモノマーであってもポリマーであってもよい。（Ａ）成分は１種または２種以上を混合して用いることができる。また、（Ａ）成分は、抵抗体に求められる抵抗値等によっても変動するが、抵抗体（固形物）中に６０〜８５体積％程度となる様に用いられる。
また、分子量は３００〜１５００、好ましくは７００〜１０００とされる。この範囲であれば、３７０℃以下の温度条件の焼成と、マイクロクラック抑制の効果との相関関係が確認できる。また、溶剤への溶解性も良好である。

（Ａ）成分において、隣接するベンゼン環どうしは、好ましくはエーテル結合（−Ｏ−）とケトン結合（−Ｃ（Ｏ）−）のみにより結合されている。そして、（Ａ）成分は、エーテル結合とケトン結合を少なくともひとつずつ有している。

（Ａ）成分について、ベンゼン環の数は特に限定せず、前記分子量の数値範囲の条件を満足できる範囲とされる。
ベンゼン環は置換基を有していないものでもよいし、置換基を有していているものでもよい。置換基としてはアルキル基、フェニル基、スルホン基、アルキルエーテル基（アルコキシ基）等が好ましく、アルキル基、アルキルエーテル基が好ましく、特に抵抗体ペースト形成時等の有機溶剤への溶解性の点からアルキル基が好ましい。アルキルエーテル基としては、メトキシ基やエトキシ基等が好適である。アルキル基としては、炭素数４以下の低級アルキル基（メチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基）が好ましく、中でもメチル基が好ましい。ひとつのベンゼン環に結合する置換基の数は特に限定しないが、１または２が好ましく、１であることが好ましい。

架橋基は、抵抗体ペーストを焼成（加熱硬化）させる際に架橋可能なものであれば特に限定せず、例えばエチニル基、アリル基、エポキシ基、ビニル基等が挙げられ、中でもエチニル基が好ましい。
（Ａ）成分は、特開平８−７３５４８号公報に記載された方法によって合成され得る。例えば、３つ以上のベンゼン環がケトン結合とエーテル結合とで結合された構造の末端にエチニル基の結合された（Ａ）成分は、例えば、末端にフッ素の結合されたフェニルエーテルケトンと、ベンゼンジオールと、エチニルフェノールとを反応せしめることにより生成され得る。

また、この場合、フェニルエーテルケトンとして末端にフッ素の結合されたものを使用しているが、これはフッ素に限られるものでもなく、臭素や塩素等のハロゲン化物などが適用され得る。また、この場合、架橋基としてエチニル基の結合された（Ａ）成分を生成するために、反応物としてエチニルフェノールを用いているが、架橋基として、アリル基を結合させるのならば、エチニルフェノールの代りに、アリルフェノールやアリルアルコールを、エポキシ基ならば、グリシドールを、ビニル基ならば４−ビニルベンジルアルコールを用いることが好適である。

さらにまた、反応物であるフェニルエーテルケトンとベンゼンジオールの仕込比を調整することにより、生成物たる（Ａ）成分の分子量を自由に調整することができる。したがって、熱膨張係数なども目的とする製造物に応じて適宜設定することができる。

また、ベンゼン環に上記各種の置換基が結合された（Ａ）成分を生成するならば、反応に供するベンゼンジオールに各種の置換基の結合されたものを使用することが好適である。

以下、さらに具体例を挙げて説明する。なお、下記［化２］、［化３］、［化５］、［化７］において、ｎは１以上の整数である。
（Ａ）成分は、フェニルエーテルケトン型のフッ素末端モノマーやフェニルケトン型のフッ素末端モノマーと、ヒドロキノンやレゾルシノール等のジオールモノマーと、３−エチニルフェノールとの種々の組合せにより、炭酸カリウムを用いた芳香族求核置換反応により合成され得る。
例えば、下記化学式（３），（４）に示されるように、４,４'−ジフルオロベンゾフェノン（ＤＦＢ）（Ｉ）とアルキル置換ヒドロキノン（ＩＩ）をジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）やトルエン、さらには炭酸カリウムの存在下で反応させる。その後、得られた生成物（ＩＩＩ）と３−エチニルフェノール（ＩＶ）をＤＭＡＣやトルエン、Ｋ₂ＣＯ₃の存在下で反応させて末端にアセチレン基の結合した（Ａ）成分（Ｖ）が生成される。

また、この生成反応は、中間生成物（ＩＩＩ）を経ることなく、下記化学式（５）に示すように、４,４'−ジフルオロベンゾフェノン（ＤＦＢ）（Ｉ）とアルキル置換ヒドロキノン（ＩＩ）と３−エチニルフェノール（ＩＩＩ）とから１段階の反応でアセチレン末端芳香族ポリエーテルケトン（Ｖ）を生成することもできる。

また、下記化学式（６），（７）に示されるような、フェニルエーテルケトン型のフッ素末端モノマー（ＶＩ）と、アルキルヒドロキノン（ＩＩ）とからポリマー（ＶＩＩ）を合成し、続いて、このポリマー（ＶＩＩ）と３−エチニルフェノールとをジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）やトルエン、さらには炭酸カリウムの存在下で反応させることにより、末端にアセチレン基を有するポリマー（ＶＩＩＩ）を生成することもできる。

さらに、下記化学式（８）に示されるような、（ｐ−フェニレンジオキシ）ビス［２−メチル−４−（４−フルオロベンゾイル）ベンゼン］と、３−エチニルフェノールとを塩基存在下で反応させることにより、末端にアセチレン基を有する芳香族エーテルケトンオリゴマー（ＩＸ）を生成することもできる。

さらにまた、下記化学式（９）に示されるような、フェニルエーテルケトン型のフッ素末端モノマーと、ヒドロキノンとから、また過剰のフッ素末端モノマーをも用い、中間生成物を経て３−エチニルフェノールと反応させることにより、末端にアセチレン基を有する芳香族ポリエーテルケトン（ＩＸ’）を生成することもできる。

（Ａ）成分においては、その生成反応物の仕込比を調整することにより、生成物の分子量を調整することが可能となる。すなわち、上記化学式（３）であれば、その生成反応に用いられる４,４'−ジフルオロベンゾフェノン（ＤＦＢ）（Ｉ）とアルキル置換ヒドロキノン（ＩＩ）の仕込比を調整することにより、中間生成物（ＩＩＩ）の分子量を調整することができる。

また、（Ａ）成分は、上記化合物（Ｖ）、（ＶＩＩＩ）にも示されているように、ベンゼン環に置換基Ｒが結合されている。この置換基が結合されていることにより、各種の有機溶剤、特に、例えば、クロロホルム、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチル２−ピロリドン、トリグライム等への可溶性を向上させることができる。

置換基としては、アルキル基、フェニル基、スルホン基、アルキルエーテル基アルコキシル基などが適用できる。中でも、ｔ−ブチル基（−Ｃ（ＣＨ₃）₃）や、アミル基（−Ｃ₅Ｈ₁₁）が好適である。例えば、上記化学式（６）においては、Ｒ₁として、メチル基、エチル基、イソプロピル基（−ＣＨ（ＣＨ₃）₂）等の種々のアルキル基が好ましく、Ｒ₂としては、メチル基、ｔ−ブチル基（−Ｃ（ＣＨ₃）₃）が好ましい。さらにまた、ジオールモノマー（ＩＩ）としては、アルキルヒドロキノンの他、レゾルシノール、ｔ−ブチル基二置換ヒドロキノンなどが好適である。

（Ａ）成分は、硬化させる前においては、種々の有機溶剤に可溶であるが、硬化させることにより、有機溶剤には不溶な樹脂硬化物となり、耐溶剤性、耐薬品性に優れるようになり、しかも耐熱性も向上する。硬化反応は、末端に結合された架橋基の種類に応じるものであるが、架橋基がエチニル基、アリル基、エポキシ基、ビニル基等であれば、熱硬化する。したがって、上記（Ａ）成分であると、加熱することにより、耐溶剤性等の特性が向上するものとなる。
そして、上述の様に、（Ａ）成分、導電体を含む抵抗体を形成する材料を３７０℃以下で焼成させることにより、マイクロクラックを抑制し、より抵抗値を安定なものとし、機械的強度を向上させることができる。

（Ａ）成分としては、中でも下記一般式で表されるものが好ましい。

式中、Ｒは上述した置換基であり、上述の様にアルキル基、フェニル基、スルホン基、アルキルエーテル基等が好ましく、アルキル基、アルキルエーテル基が好ましく、特にアルキル基が好ましい。アルキルエーテル基としては、メトキシ基やエトキシ基等が好適である。アルキル基としては、炭素数４以下の低級アルキル基（メチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基）が好ましく、中でもメチル基が好ましい。
ｍは０または１〜２の整数であり、０または１が好ましい。そして、（Ａ）成分を構成するベンゼン環のうち、少なくとも１つ以上が置換基を有すると好ましい。
ｎは０または１以上の整数であり、分子量が３００〜１５００の範囲で適宜選択可能であるが、１〜３程度が好ましい。

（Ａ）成分としては、特に下記化学式で表される化合物は、高耐熱性で、吸湿性が小さく、また高硬度であるため、好ましい。

・導電体
抵抗体（抵抗体ペースト）に配合する導電体（導電粒子）としては、例えばカーボンブラック等が１種または２種以上組み合わせて用いられる。
カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等が使用可能であるが、アセチレンブラックが、構造が発達しており、それ自体で若干の補強効果があること、及び抵抗値の経時的変化が少ない等の利点を有するため、好ましい。

・その他の成分
抵抗体（抵抗体ペースト）には、耐摩耗性付与等のために各種フィラーを配合することが好ましい。フィラーは、抵抗体（固形物）中に、例えば１０〜２０体積％程度となる様に用いられる。フィラーは特に限定せずに用いられるが、例えばカーボンファイバー、酸化ケイ素等が挙げられ、カーボンファイバーが好適である。
カーボンファイバーとしては、ミルドカーボンファイバーやチョップドカーボンファイバー等の短繊維で、その直径が３〜２０μm、長さが５〜５０μmのものを使用することができ、特に、直径が５〜１０μm、長さが１０〜３０μmのものが好適である。カーボンファイバーの直径や長さが上記範囲より小さい場合、抵抗体塗膜中の熱硬化性樹脂との接触面積が小さくなって結合力が弱くなるため、摺動子の摺動によってカーボンファイバーが削り取られ易くなり、充分な摺動寿命の改善とはならない。また、カーボンファイバーの直径や長さが上記範囲より大きい場合、印刷時に用いるスクリーンのメッシュをカーボンファイバーが通り抜けにくくなって印刷性が著しく低下し、しかも抵抗値変化特性に若干の乱れが生じるため好ましくない。
また、抵抗体（抵抗体ペースト）には、上記材料の他、消泡剤等の添加剤を加えることもできる。

この様に本発明の可変抵抗器においては、抵抗体のマイクロクラックを抑制できる。そのため、抵抗値が安定で、機械的強度が低下せず、耐久性に優れる。なお、バインダ樹脂の架橋が進行する温度以上であれば、焼成温度を低下させても、摺動寿命については実用上特に問題がない。

［抵抗体基板］
下記組成の抵抗体ペーストを製造した。具体的には、樹脂ワニス、カーボンブラック、カーボンファイバー、消泡剤をそれぞれ秤量し、これにアセトンを適量加えて攪拌し、三本ロールミルにて数回処理して製造した。
カーボンブラック［商品名デンカブラック（電気化学工業）］９．８ｇ
カーボンファイバー［商品名トレカミルドファイバー（東レ（株））］１０ｇ
バインダ樹脂［［化１］で示す化合物（分子量７１２）］を固形分５５重量（質量）％濃度に成る様にメチルトリグライム（ＣＨ_３ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_３）に溶解した樹脂ワニス５０．６ｇ
消泡剤１．５ｇ

ついで、厚さ１ｍｍのセラミックス基板の上に、１対の電極を、銀ペーストをスクリーン印刷することにより設け、さらに前記抵抗体ペーストを用いて、当該１対の電極をつなぐ様に、かつ当該１対の電極を覆う様にスクリーン印刷し、２００℃１０分乾燥することにより、１２ｍｍ×２．７ｍｍのサイズの長方形状の未硬化の抵抗体を形成した。
ついで、各種温度条件（焼成時間は各８０分間）にて、当該未硬化の抵抗体を焼成させた後、下記試験により性能評価を行った。
なお、抵抗体の印刷→乾燥→焼成の処理は必要に応じて繰り返し、抵抗体の硬化後の膜厚は、約１０μm程度とした。

［試験方法］
・抵抗値
各焼成温度条件について、焼成後の抵抗体について抵抗値を測定し、３８０℃での抵抗値を１としたときの抵抗値の比率を抵抗比として求めた。結果を図３にグラフで示した。

・切削強度（サイカス採用）
塗膜の評価方法は一般に難しく、物性を数値化できるものは少ないが、サイカス(表面界面分析装置Surface and Interfacial Cutting Analysis System)は塗膜を切削する時の切削力から、塗膜のせん断強度や界面の付着力を定量化できる装置である。このサイカスを抵抗体に適用できれば、抵抗体の塗膜強度を物性値として定量化でき、摺動寿命と関連付けられると考え、当該方法を採用した。

図１はサイカスによる切削強度の測定方法の説明図である。
サイカスは垂直運動する切り刃１と水平運動する試料台２で構成されている。
切り刃１を試料台２の上の試料３（抵抗体基板の抵抗体）の表面に当て、試料台２を水平方向に動かしながら切り刃１に荷重Ｇをかけると、切り刃１が試料３に斜めに切りこんでいく。このときの切り刃１にかかる力の垂直方向成分と水平方向成分をそれぞれ検知し、切り刃１の切りこみ深さを膜厚計４でモニターする。
その結果、水平方向成分である切削力と切りこみ深さから、図１中に示した切削理論に基づく計算式を使い、塗膜強度に相当するせん断強度（切削強度）を求めることができる。
切削力は切りこみ深さにほぼ比例して大きくなり、その直線の傾きが大きいほどせん断強度が大きい。言いかえれば、せん断強度が大きいほど塗膜の靭性が高く、せん断強度が低いほど塗膜が脆いといえる。

具体的には、サイカス(表面界面物性測定装置)を用い、測定は、定荷重モード(荷重：３Ｎ)で行なった。すなわち、切り刃１に３Ｎの荷重Ｇをかけた状態で試料３（抵抗体）を切削し、その時の切りこみ量に対する切削力を測定した。
サイカスの型番は、ＣＮ１００型（ダイプラウィンテス（株）社製）であった。また、切り刃の材質は、ボラゾン（刃幅２ｍｍ：せん断角45°）であった。
測定は、それぞれ３ポイント測定し、平均値を算出した。
結果を図４にグラフで示した。

・ダイナミック硬度
可変抵抗器の摺動寿命には、抵抗体の硬度が影響すると考えられるので、抵抗体のダイナミック硬度を測定しておく必要がある。
図２（ａ）、図２（ｂ）は、ダイナミック硬度の測定方法の説明図である。試料３（抵抗体）の表面に四角錐の圧子１１をある一定の荷重Ｇで一定時間押し込むことにより、図２（ｂ）に示した様なデータが得られ、その結果、図２（ａ）中に示した計算式により、押し込み荷重に対する圧子１１のくぼみ深さからダイナミック硬度が算出される。
具体的には抵抗体（試料３）の表面に四角錐の圧子１１を10gで30秒間押し込んだときの押し込み荷重に対する圧子のくぼみ深さを測定し、ダイナミック硬度を算出した。ダイナミック硬度の測定には、微少硬度計（島津製作所社製製品名 DUH-200）を用いた。
測定は、それぞれ３ポイント測定し、平均値を算出した。
結果を図５にグラフで示した。

・耐溶剤試験
抵抗体基板を試験溶媒（トルエン：イソオクタン＝１：１（重量（質量）比））中に浸漬し、２４±0.5時間後に基板を取りだし、抵抗体表面を軽く拭き、抵抗値を測定した。試験前の抵抗値に対する変化率を算出し、図６にグラフで示した。
当該耐溶剤試験はマイクロクラックの発生を調べるものであって、マイクロクラックが発生している抵抗体を溶剤に浸漬すると、溶剤がマイクロクラックが進入し膨張することにより、抵抗値が高くなる現象を利用したものである。

図３〜図６のグラフからわかる様に、焼成温度がより好ましい範囲である３５０℃以上であれば、抵抗比が約２倍程度であり、良好な抵抗値を確保できることが確認できた。
また、切削強度は焼成温度が高くなる程低下することが明らかとなった。特に切削強度は３７０℃から３８０℃の間で大きく低下する傾向が見られた。
また、ダイナミック硬度は焼成温度を低くしてもさほど低下せず、実用上問題ないことがわかった。
また、耐溶剤試験においては、３７０℃を境に、３７０℃を超える範囲では浸漬前に対する抵抗値が大きく変化すること、及び特に３６０℃以下では抵抗値が非常に安定していることが明らかとなった。

なお、図７に３８０℃で焼成した抵抗体基板の電子走査顕微鏡写真を示す。細かいクラックがはっきりと確認できる。

サイカスによる切削強度の測定方法の説明図である。図２（ａ）、図２（ｂ）は、ダイナミック硬度の測定方法の説明図である。実施例の抵抗比の測定結果を示したグラフである。実施例の切削強度の測定結果を示したグラフである。実施例のダイナミック硬度の測定結果を示したグラフである。実施例の耐溶剤試験の結果を示したグラフである。３８０℃で焼成した抵抗体基板の電子走査顕微鏡写真である。可変抵抗器の構成例を示した説明図である。

Claims

３つ以上のベンゼン環が、エーテル結合と、ケトン結合のみにより結合され、両末端に架橋基を有し、かつ分子量が３００〜１５００である末端架橋型ポリエーテルケトン（Ａ）と、導電体とを含む材料を、３７０℃以下の温度条件で焼成して得られる抵抗体が設けられた抵抗体基板と、前記抵抗体上を相対的に摺動する摺動子とを有することを特徴とする可変抵抗器。
前記温度条件が３５０℃以上、３７０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗器。
末端架橋型ポリエーテルケトン（Ａ）が、下記化学式で表される化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の可変抵抗器。