JP2007134682A - Variable resistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は可変抵抗器、特に、回転型可変抵抗器に関する。 The present invention relates to a variable resistor, and more particularly to a rotary variable resistor.
従来より、回転型可変抵抗器として、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。この可変抵抗器は、抵抗印刷基板に形成された孔に、摺動子を備えた回転軸が回転可能に挿入され、該回転軸を覆うようにカバーが抵抗印刷基板に取り付けられている。そして、回転軸の回転に伴い、摺動子の接片が抵抗印刷基板の集電体上及び抵抗体上を摺動することにより、端子間の抵抗値が調整される。 Conventionally, as a rotary variable resistor, for example, the one described in Patent Document 1 is known. In this variable resistor, a rotation shaft provided with a slider is rotatably inserted into a hole formed in the resistance printing substrate, and a cover is attached to the resistance printing substrate so as to cover the rotation shaft. Then, with the rotation of the rotating shaft, the contact piece of the slider slides on the current collector and the resistor of the resistance printed board, so that the resistance value between the terminals is adjusted.
一般に、回転型可変抵抗器においては、摺動動作を繰り返すうちに、回転軸部と軸受け部の摺動摩擦により、接点摺動部の接触抵抗が増大して、出力ノイズが発生するという問題点を有している。この問題点を解決するため、特許文献1に記載の可変抵抗器は、カバーの軸受け部と回転軸の接触部にフッ素樹脂製の滑りワッシャを介在させて、軸受け部での摺動摩耗を低減させている。 Generally, in a rotary variable resistor, the contact resistance of the contact sliding portion increases due to the sliding friction between the rotating shaft portion and the bearing portion as the sliding operation is repeated, and output noise is generated. Have. In order to solve this problem, the variable resistor described in Patent Document 1 reduces sliding wear at the bearing portion by interposing a fluororesin sliding washer at the contact portion between the bearing portion of the cover and the rotating shaft. I am letting.
ところで、軸受け部では、軸方向に対向する摺動部位及び軸方向に直交して対向する摺動部位での摺動摩耗を低減させる必要がある。しかしながら、前記滑りワッシャを用いた可変抵抗器では、軸方向に対向する摺動部位での摺動摩耗を低減する効果を期待できるものの、軸方向に直交して対向する摺動部位での摺動摩耗を低減することはできなかった。また、カバーにはガラス繊維が含まれているため、ガラス繊維の脱落、飛散は防止できなかった。さらに、滑りワッシャの厚さは0.05mm程度と薄いため、信頼性テストで行われる100万回を超える動作回数では、滑りワッシャが摩滅するおそれがある。しかも、部品点数が増加し、生産性が低いという問題点も有していた。
そこで、本発明の目的は、摺動摩耗が少なく、回転寿命が長い可変抵抗器を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable resistor with little sliding wear and a long rotation life.
前記目的を達成するため、本発明に係る可変抵抗器は、ともに樹脂成型品からなる回転軸部と軸受け部とを有する可変抵抗器において、前記回転軸部及び前記軸受け部の少なくともいずれか一方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーにて成型されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a variable resistor according to the present invention is a variable resistor having a rotating shaft portion and a bearing portion both made of a resin molded product, and at least one of the rotating shaft portion and the bearing portion is The liquid crystal polymer contains polytetrafluoroethylene and does not contain glass fibers.
前記回転軸部及び前記軸受け部は、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーにて成型されていてもよい。あるいは、前記回転軸部及び前記軸受け部のいずれか一方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーにて成型され、他方がポリテトラフルオロエチレンを含有した耐熱性樹脂(例えば、ポリアミド)にて成型されていてもよい。あるいは、前記回転軸部及び前記軸受け部のいずれか一方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーにて成型され、他方がガラス繊維及びエラストマを含有するポリフェニレンサルファイドにて成型されていてもよい。但し、前記回転軸部の方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーにて成型されていることが好ましい。 The rotating shaft portion and the bearing portion may be formed of a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene and not containing glass fibers. Alternatively, any one of the rotating shaft portion and the bearing portion is formed of a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene and not containing glass fiber, and the other is a heat resistant resin containing polytetrafluoroethylene. (For example, polyamide) may be used. Alternatively, either the rotating shaft portion or the bearing portion is formed of a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene and not containing glass fiber, and the other is made into polyphenylene sulfide containing glass fiber and elastomer. It may be molded. However, it is preferable that the rotating shaft portion is formed of a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene and not containing glass fibers.
なお、本発明において、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーとは、ガラス繊維を全く含
まないものに限定することはなく、ガラス繊維を約5%以下含有しているものも含む。
In the present invention, the liquid crystal polymer containing no glass fiber is not limited to one containing no glass fiber, but includes one containing about 5% or less of glass fiber.
以上の構成より、回転軸部や軸受け部がポリテトラフルオロエチレンを含有しているため、これらの摺動部位において耐摩耗性が向上する。さらに、回転軸部及び/又は軸受け部が、摺動摩耗の原因となるガラス繊維を含まない液晶ポリマーからなるので、回転軸部や軸受け部の摺動摩耗が低減する。 With the above configuration, since the rotating shaft portion and the bearing portion contain polytetrafluoroethylene, the wear resistance is improved at these sliding portions. Furthermore, since the rotating shaft portion and / or the bearing portion is made of a liquid crystal polymer that does not contain glass fibers that cause sliding wear, sliding wear of the rotating shaft portion and the bearing portion is reduced.
本発明によれば、回転軸部及び軸受け部の少なくともいずれか一方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーにて成型されているので、即ち、回転軸部及び軸受け部の少なくともいずれか一方に耐摩耗性の良好な材料を使用したため、これらの摺動部位での摺動摩耗が少なくなり、回転寿命が長い可変抵抗器を得ることができる。特に、回転軸部にガラス繊維を含まない液晶ポリマーを用いた場合、回転軸部と軸受け部と部分的に偏って接触した箇所において、回転軸部が軸受け部の接触部分を削り取ることを低減できる。詳しくは、回転軸部側が回転により周面全体が接触するのに対して、軸受け部側は偏って接触した箇所のみ接触していることになるため、回転軸部側に軸受け部側よりも柔らかい材料を配することにより、軸受け部側の摺動磨耗を低減させることができる。 According to the present invention, at least one of the rotating shaft portion and the bearing portion is formed of a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene and not containing glass fibers, that is, the rotating shaft portion and Since a material having good wear resistance is used for at least one of the bearing portions, sliding wear at these sliding portions is reduced, and a variable resistor having a long rotation life can be obtained. In particular, when a liquid crystal polymer that does not include glass fiber is used for the rotating shaft portion, it is possible to reduce that the rotating shaft portion scrapes off the contact portion of the bearing portion at a location where the rotating shaft portion and the bearing portion are in partial contact with each other. . More specifically, the entire peripheral surface is in contact with the rotating shaft side by rotation, whereas the bearing portion side is in contact with only the part that is biased, so the rotating shaft portion side is softer than the bearing portion side. By arranging the material, sliding wear on the bearing portion side can be reduced.
以下、本発明に係る可変抵抗器の実施例について添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a variable resistor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は可変抵抗器21の垂直断面図、図2は一部を断面とした平面図である。図1及び図2に示すように、この可変抵抗器21は、概略、回転軸1とカバー3と抵抗印刷基板4とで構成されている。
FIG. 1 is a vertical sectional view of the
樹脂成型品である抵抗印刷基板4には、孔4a、円環状の集電体8、馬蹄形の抵抗体9が形成されている。端子10は集電体8に、端子11は抵抗体9に、それぞれ電気的に接続されている。孔4aには、樹脂成型品である回転軸1が回転可能に挿入されている。抵抗印刷基板4が回転軸1に摺接している部分が、軸受け部7となる。また、回転軸1は金属材からなる摺動子2を備えている。摺動子2は接片2a,2bを有し、接片2aは集電体8上を摺動し、接片2bは抵抗体9上を摺動する。
The resistance printed
樹脂成型品であるカバー3は、回転軸1の上部を規制するようにして抵抗印刷基板4に取り付けられている。カバー3が回転軸1に摺接している部分が、軸受け部5,6となる。そして、回転軸1の回転に伴い、摺動子2の接片2a,2bがそれぞれ集電体8上及び抵抗体9上を摺動し、端子10,11間の抵抗値が調整される。
The cover 3, which is a resin molded product, is attached to the resistance printed
以上の構成からなる可変抵抗器21において、以下の表1に示すように、回転軸1、カバー3及び抵抗印刷基板4に用いる材料ごとに試験片を作製して摺動性試験を行った。比較のため、従来の材料からなる試験片を作製して併せて試験を行った。それぞれの材料組成を以下の表2に示す。
In the
実施例1は、回転軸1、カバー3及び抵抗印刷基板4の材料として、表2の「PTFE配合GFなしLCP」に示すように、リフローはんだに耐える耐熱性を有し、CaSO4を40〜60%、TiO2を10%以下、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を10%以下含有し、ガラス繊維(GF)を含有しないパラヒドロキシ安息香酸、ビフェノール、テレフタル酸からなる液晶ポリマー(LCP)を使用した。なお、このPTFE配合GFなしLCPは、表1、表2及び図4、図5において、樹脂番号「S」として示されている。
Example 1 has heat resistance to withstand reflow soldering as shown in Table 2 “PTFE-blended GF LCP” as the material of the rotating shaft 1, the cover 3, and the resistance printed
実施例2は、回転軸1の材料として、樹脂番号「S」で示した前記PTFE配合GFなしLCPを使用した。また、カバー3及び抵抗印刷基板4の材料として、リフローはんだに耐える耐熱性を有し、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)とガラス繊維(GF)を含有したポリアミド(PA)を使用した(表2の「PTFE配合GF配合耐熱樹脂」参照)。なお、このPTFE配合GF配合耐熱樹脂は、表1、表2及び図4、図5において、樹脂番号「T」として示されている。
In Example 2, the PTFE-blended GF-free LCP indicated by the resin number “S” was used as the material of the rotating shaft 1. Further, as a material for the cover 3 and the resistance printed
ポリアミド(PA)は液晶ポリマー(LCP)よりも安価であるため、可変抵抗器21の製造コストを低減できる。なお、回転軸1にPTFE配合GFなしLCPを使用したので、回転軸1の軸受け部5,6,7に対する摺動磨耗を低減できる。
Since polyamide (PA) is less expensive than liquid crystal polymer (LCP), the manufacturing cost of the
実施例3は、回転軸1の材料として、樹脂番号「S」で示した前記PTFE配合GFなしLCPを使用した。また、カバー3及び抵抗印刷基板4の材料として、リフローはんだに耐える耐熱性を有し、CaCO3を5〜15%、ガラス繊維(GF)を35〜45%含有し、5%未満のエラストマとのポリマーアロイからなるポリフェニレンサルファイド(PPS)を使用した(表2の「エラストマ配合PPS」参照)。なお、このエラストマ配合PPSは、表1、表2及び図4、図5において、樹脂番号「U」として示されている。
In Example 3, the PTFE-blended GF-less LCP indicated by the resin number “S” was used as the material of the rotating shaft 1. Further, as a material for the cover 3 and the resistance printed
ポリフェニレンサルファイド(PPS)は、高価なポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含有しておらず、液晶ポリマー(LCP)よりも安価であるため、可変抵抗器21の製造コストを低減できる。なお、回転軸1にPTFE配合GFなしLCPを使用したので、回転軸1の軸受け部5,6,7に対する摺動磨耗を低減できる。
Since polyphenylene sulfide (PPS) does not contain expensive polytetrafluoroethylene (PTFE) and is less expensive than liquid crystal polymer (LCP), the manufacturing cost of the
従来材料としては、回転軸1の材料として、ガラス繊維(GF)を30%含有した液晶ポリマー(LCP)を使用し(表2の樹脂番号「X」参照)、カバー3の材料として、ガラス繊維(GF)を10〜30%含有した液晶ポリマー(LCP)を使用し(表2の樹脂番号「Y」参照)、また、抵抗印刷基板4の材料として、ガラス繊維(GF)を30〜40%含有したポリフェニレンサルファイド(PPS)を使用した(表2の樹脂番号「Z」参照)。
As a conventional material, a liquid crystal polymer (LCP) containing 30% glass fiber (GF) is used as the material of the rotating shaft 1 (see resin number “X” in Table 2), and glass fiber is used as the material of the cover 3. A liquid crystal polymer (LCP) containing 10 to 30% of (GF) is used (see resin number “Y” in Table 2), and 30 to 40% of glass fiber (GF) is used as the material of the resistance printed
摺動性試験は、図3に示す鈴木式スラスト摺動試験装置31を用いて高荷重及び低荷重での摺動摩耗の比較試験を行った。試験装置31は、加圧ハンドル32、摩擦力検出器33,加圧力検出器34、加圧スプリング35、試験片保持具36及びタイマ37を備えている。符号Pは一対の樹脂試験片であり、それぞれ円筒形状に成型したものを用いた。
In the slidability test, a comparative test of sliding wear under a high load and a low load was performed using a Suzuki thrust sliding
また、試験条件を以下の表3に示す。表3において、低荷重試験条件は図1にW1で示した摺動部位の想定条件であり、高荷重試験条件は図1にW2で示した摺動部位の想定条件である。 The test conditions are shown in Table 3 below. In Table 3, the low load test condition is an assumed condition of the sliding part indicated by W1 in FIG. 1, and the high load test condition is an assumed condition of the sliding part indicated by W2 in FIG.
前記表1から、少なくとも回転軸1を、耐摩耗性を向上させるポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、摺動摩耗の原因となるガラス繊維を含有しない液晶ポリマーにて成型することにより、回転軸1及び軸受け部5,6,7の摺動摩耗が低減できることがわかる。図4及び図5はそれぞれ、表1の試験結果をグラフ化したものである。
From Table 1, at least the rotating shaft 1 is molded with a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene that improves wear resistance and does not contain glass fibers that cause sliding wear. It can be seen that the sliding wear of No. 1 and the bearing
このように耐摩耗性が改善されるのは、ガラス繊維を含有する場合と比較して、次の特長があるからである。即ち、樹脂表面が平滑であること、相手側の樹脂材料を摩耗させるガラス繊維が存在しないこと、さらに、研磨剤となるガラス繊維が樹脂摺動面から脱落、飛散しないことによる。 The reason why the wear resistance is improved in this way is that it has the following features as compared with the case of containing glass fibers. That is, it is because the resin surface is smooth, there is no glass fiber that abrades the mating resin material, and the glass fiber serving as an abrasive does not fall off or scatter from the resin sliding surface.
そして、摺動摩耗の低減により、電気的接触抵抗の増大や出力異常の発生を防ぎ、回転寿命を高寿命化することができる。なぜなら、絶縁物である摺動摩耗粉が摺動子2の摺動軌跡上への介在量が減少するからである。また、摺動子2の摺動軌跡に、接片2a,2b、集電体8及び抵抗体9の摩耗劣化を促進するガラス繊維が介在しないからである。さらに、軸受け部5,6,7の摺動摩耗による回転軸1のスラスト方向位置変動量が低減できるため、摺動子2と集電体8及び抵抗体9との接触力低下が低減できるからである。
Further, by reducing the sliding wear, it is possible to prevent an increase in electrical contact resistance and occurrence of output abnormality, and to increase the rotational life. This is because the amount of the sliding wear powder, which is an insulator, on the sliding locus of the
また、従来の可変抵抗器に必要であった滑りワッシャなどの部品が不要であるため、生産性にも優れている。 Moreover, since parts, such as a sliding washer which was required for the conventional variable resistor, are unnecessary, it is excellent in productivity.
なお、本発明に係る可変抵抗器は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。 The variable resistor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist.
例えば、前記実施例では、回転軸部及び軸受け部の少なくともいずれか一方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を非含有の液晶ポリマーにて成型されている。それ以外に、回転軸部及び軸受け部の少なくともいずれか一方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を殆ど含まない(ガラス繊維を約5%以下含有している)液晶ポリマーにて成型されているものであってもよい。 For example, in the said Example, at least any one of a rotating shaft part and a bearing part is shape | molded by the liquid crystal polymer which contains polytetrafluoroethylene and does not contain glass fiber. In addition, at least one of the rotating shaft part and the bearing part is a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene and almost no glass fiber (containing about 5% or less glass fiber). It may be molded.
1…回転軸
2…摺動子
3…カバー
4…抵抗印刷基板
5,6,7…軸受け部
21…可変抵抗器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記回転軸部及び前記軸受け部の少なくともいずれか一方が、ポリテトラフルオロエチレンを含有し、かつ、ガラス繊維を含まない液晶ポリマーにて成型されていること、
を特徴とする可変抵抗器。 In a variable resistor having a rotating shaft portion and a bearing portion both made of a resin molded product,
At least one of the rotating shaft part and the bearing part is formed of a liquid crystal polymer containing polytetrafluoroethylene and not containing glass fiber,
A variable resistor.
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