JP2012114280A - 巻線型ポテンショメータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転角度に応じた検出信号を複数の出力系統から複数の検出信号として同時に出力することができ、単純な構造で組立性に優れ、調整作業を容易に行うことができる巻線型ポテンショメータを提供する。
【解決手段】一側に第１の端子１６Ａ，１６Ｂが接続され且つ他側に第２の端子１７Ａ，１７Ｂが接続されると共に同一軸心線上において周方向に変位させて配置される２つの巻線抵抗体５，６と、２つの巻線抵抗体５，６が固定されたケース本体１１と、中央穴１０内に一部が挿入され且つケース本体１１に回転自在に支持された回転シャフト３と、回転シャフトに対して回転方向には一体とされ且つ軸方向には移動可能に支持されたスライド部材４と、スライド部材に固定される２つの端子レバー７Ａ，７Ｂと設ける。
【選択図】図８

Description

本発明は、回転角度に対応した電気信号を出力するポテンショメータに関し、特に、複数の巻線抵抗体を用いて複数の出力系統を１個の装置で出力することができる巻線型ポテンショメータに関する。

物体の変位量を検出する手段として、例えば、ポテンショメータが広く用いられている。ポテンショメータには、回転角度を検出するロータリーポテンショメータと、直線状の位置を検出するリニアポテンショメータとがある。ロータリーポテンショメータには、単回転型と多回転型とがあり、構造的には可変抵抗器のような構成を有しており、その抵抗部には、巻線抵抗を使用しているものや、導電性プラスチックを使用しているもの等がある。そして、一般に、ポテンショメータは、２つの固定電極の両端に基準電圧を掛け、２つの固定電極の間に配置した可動電極の電圧を測定することにより、可動電極の位置を検出する構成となっている。

実用新案登録第３０７７９４０号 特開２０００−３０６７０８号公報

従来の巻線型ポテンショメータとしては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、出力電圧の微調整を可能とするポテンショメータに関するものが記載されている。この特許文献１に記載されたポテンショメータ（以下「第１の従来例」という。）は、第１のポテンショメータと第２のポテンショメータとを備え、第２のポテンショメータは内部に２つの連動した可動接点を有し、この２つの可動接点間に第１のポテンショメータの抵抗体の両端を接続して構成されている。そして、第１のポテンショメータの操作シャフトと第２のポテンショメータの操作シャフトとが同軸上で夫々独立して操作できる構造を有してなる、ことを特徴としている。

また、従来の巻線型ポテンショメータの他の例として、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、多回転式のポテンショメータに関するものが記載されている。この特許文献２に記載された多回転式ポテンショメータ（以下「第２の従来例」という。）は、内面に沿う螺旋状の抵抗体保持溝を有すると共に複数に分割された抵抗体ホルダと、抵抗体保持溝内に収容させると共にテープ状絶縁ベース材の表面上にコンダクティブプラスチック層を積層させている螺旋状の抵抗体と、その抵抗体の表面に摺動接触する摺動接点部を有する回転体とを備えた、ことを特徴としている。

しかしながら、第１の従来例の場合には、２つのポテンショメータを操作シャフトの軸方向へ直列に並べて一体的に構成するものであった。そのため、１つの装置で２つの出力系統を形成することはできるが、軸方向の長さが長くなり、装置全体として大きなものとなっていた。更に、第１のポテンショメータの出力電圧の調整と第２のポテンショメータの出力電圧の調整を別個独立に行う必要があった。そのため、出力電圧の調整作業が面倒なものになっている、という問題があった。

また、第２の従来例の場合には、シャフトを多回転させて回転角度の変位量を検出することができるため、分解能を向上させて検出精度を高めることはできるが、１つの出力系統を形成するものであって、１度に複数の出力を得ることができなかった。

解決しようとする問題点は、従来の巻線型ポテンショメータでは、基本的には１つの装置には１つの出力系統が形成されており、１つの装置で複数の出力系統を構成すると、装置の軸方向の長さが長くなり、装置全体が大型化されるという点である。

本出願の巻線型ポテンショメータは、一側に第１の端子が接続され且つ他側に第２の端子が接続されると共に同一軸心線上において周方向に変位させて配置される螺旋状に巻回された複数の抵抗体と、複数の抵抗体が固定された穴を有するケースと、半径方向外側に所定の隙間をあけて穴内に一部が挿入され且つケース側に回転自在に支持された回転シャフトと、回転シャフトに対して回転方向には一体とされ且つ軸方向には移動可能に支持されたスライド部材と、抵抗体の数と同数であってスライド部材に固定される複数の端子レバーと、を設ける。端子レバーは、第１の端子の接続部と第２の端子の接続部との間で抵抗体の内面に摺動接触される抵抗体側接点と、第１の端子又は第２の端子の外側に配置された第３の端子に接続されるリード側端子と、を有し、回転シャフトの回転に応じてスライド部材を回転シャフトの軸方向へ移動させることを主要な特徴としている。

本出願の巻線型ポテンショメータによれば、回転角度に応じた検出信号を、複数の出力系統から複数の検出信号として同時に出力することができ、単純な構造であって、組立性に優れ、調整作業を容易に行うことができる装置を提供することができる。

本発明の巻線型ポテンショメータの第１の実施の例を示す外観斜視図である。 図１に示す巻線型ポテンショメータの正面図である。 図１に示す巻線型ポテンショメータの平面図である。 図１に示す巻線型ポテンショメータの分解斜視図である。 図１の巻線型ポテンショメータに係る巻線抵抗体を示すもので、図５Ａは斜視図、図５Ｂは巻線の要部を拡大した説明図である 図１の巻線型ポテンショメータに係る端子レバーを示す斜視図である 図１の巻線型ポテンショメータに係るスライド部材を示すもので、図７Ａは斜視図、図７Ｂは平面図、図７Ｃは正面図、図７Ｄは左側面図である。 図１に示す巻線型ポテンショメータの中央部を縦方向に断面したもので、図３のＸ−Ｘ線部分を拡大した断面図である。 図１に示す巻線型ポテンショメータの中央部を縦方向に断面したもので、図３のＹ−Ｙ線部分の断面図である。 図１の巻線型ポテンショメータの電気回路の構成を示す説明図である。

複数の巻線抵抗体を、それらの位相をずらして重ね合わせるように配置し、その内側に配置した回転シャフトに対して回転方向には一体とされ且つ軸方向には移動可能としてスライド部材を取り付ける。そして、スライド部材に巻線抵抗体と同数の端子レバーを取り付け、各端子レバーの一方の接点を巻線抵抗体の内面に摺動接触させて第１及び第２の端子と接続すると共に、他方の接点を第３の端子に接続する。これにより、同一の値を有する複数の検出信号を１個の装置の複数の出力系統から同時に出力することができる小型の巻線型ポテンショメータを、簡単な構成で実現することができる。

図１乃至図１０は、本発明の巻線型ポテンショメータの第１の実施の形態の例を示すものである。この巻線型ポテンショメータ１は、１個の装置で２つの独立した電気的出力を取り出すことができるようにした２系統出力ポテンショメータである。しかしながら、本発明の巻線型ポテンショメータは、この実施例に限定されるものではなく、出力系統を３つ設ける構成とすることができ、また、４つ以上の出力系統を設ける構成とすることもできる。

図１〜図４に示すように、巻線型ポテンショメータ１は、ケース２と、回転シャフト３と、スライド部材４と、２つの抵抗体５，６と、２つの端子レバー７（７Ａ，７Ｂ）と、２つのスリップリード８，９等によって構成されている。

図４、図８及び図９に示すように、ケース２は、軸方向に貫通する中央穴１０を有する円筒体からなるケース本体１１と、このケース本体１１の中央穴１０の一方の開口である上側開口部を閉じるキャップ部材１２と、２つの端子板１３Ａ，１３Ｂと、リング部材２９によって構成されている。ケース本体１１の中央穴１０の周面には、軸方向に螺旋状に延在された２条の保持溝１５，１５が設けられている。２条の保持溝１５，１５は、周方向へ１８０度回転変位した位置において、互いに点対称となるように配置されている。この２条の保持溝１５，１５は、軸方向の一端近傍から他端近傍まで延在されており、隣り合う保持溝１５，１５間の間隔は、一端から他端まで平行をなすように形成されている。

２条の保持溝１５，１５には、複数の抵抗体の一具体例を示す２つの巻線抵抗体５，６が装着され、２条の巻線抵抗体５，６が接着剤によってケース本体１１の内面に固定されている。なお、３つの巻線抵抗体を用いて３つの出力系統を構成する場合は、保持溝は３条となり、３条の保持溝は１２０度回転変位した対称位置に設定される。また、４つの出力系統を構成する場合には保持溝は４条となり、４条の保持溝は９０度回転変位した対称位置に設定される。更に、５つ以上の出力系統を構成する場合は、その系統数に合わせて同数の抵抗体が用いられ、保持溝も同数設けられ、同様に構成される。

図４等に示すように、ケース本体１１には、第１出力系統のための２つの連通穴２１ａ，２１ｂと、第２出力系統のための２つの連通穴２２ａ，２２ｂが設けられている。第１出力系統のための２つの連通穴２１ａ，２１ｂと第２出力系統のための２つの連通穴２２ａ，２２ｂとは、互いに１８０度回転変位した位置に対称をなすように配置されている。そして、ケース本体１１の軸方向の一方の端部に２つの第１の連通穴２１ａ，２２ａが設けられ、その軸方向の他方の端部に２つの第２の連通穴２１ｂ，２２ｂが設けられている。４つの連通穴２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、ケース本体１１の内外面間を貫通するように設けられており、それぞれの内面側は保持溝１５と連通されている。

第１出力系統の第１の端子１６Ａと第２の端子１７Ａは第１の端子板１３Ａに保持され、第２出力系統の第１の端子１６Ｂと第２の端子１７Ｂは第２の端子板１３Ｂに保持されている。第１の端子板１３Ａと第２の端子板１３Ｂは、ケース本体１１の軸方向の長さと同じ長さを有すると共に、ケース本体１１の外周面に密着可能なように円弧状の細長い板材として形成されている。この第１の端子板１３Ａ及び第２の端子板１３Ｂの長手方向両側部の第１の連通穴２１ａ，２２ａ及び第２の連通穴２１ｂ，２２ｂと対応する位置に、第１の保持穴２３ａ，２３ａ及び第２の保持穴２３ｂ，２３ｂがそれぞれ設けられている。

図８等に示すように、第１の端子板１３Ａの第１の保持穴２３ａには第１出力系統の第１の端子１６Ａが嵌合され、第２の保持穴２３ｂには第１出力系統の第２の端子１７Ａが嵌合されている。また、第２の端子板１３Ｂの第１の保持穴２３ａには第２出力系統の第１の端子１６Ｂが嵌合され、第２の保持穴２３ｂには第２出力系統の第２の端子１７Ｂが嵌合されている。第１の端子１６Ａ，１６Ｂ及び第２の端子１７Ａ，１７Ｂは、第１の保持穴２３ａ及び第２の保持穴２３ｂに装着されて固定される固定部２４ａと、その固定部２４ａの内側に連続して一体に設けられた接触片２４ｂと、固定部２４ａの外側に連続して一体に設けられた接続片２４ｃとをそれぞれ有している。

第１の端子１６Ａ，１６Ｂ及び第２の端子１７Ａ，１７Ｂの各固定部２４ａは、第１の保持穴２３ａ及び第２の保持穴２３ｂにそれぞれ略埋没される。これに対して、各接触片２４ｂは各端子板１３Ａ，１３Ｂの内面側に突出され、各接続片２４ｃは各端子板１３Ａ，１３Ｂの外面側に突出されている。各端子板１３Ａ，１３Ｂをケース本体１１に位置決めするため、ケース本体１１の外周面には２つの位置決め溝２５ａ，２５ｂが設けられている。２つの位置決め溝２５ａ，２５ｂは、周方向へ１８０度回転変位した位置において互いに平行をなして軸方向へ延在されている。各端子板１３Ａ，１３Ｂをケース本体１１に組み立てた状態において、各接触片２４ｂはケース本体１１の各保持穴２３ａ，２３ｂにそれぞれ嵌合され、その先端部が巻線抵抗体５，６と接触するように構成されている。

また、ケース本体１１の中央穴１０の両側開口部は、他の部材と密着可能なように平滑穴２６ａ，２６ｂが設けられている。中央穴１０の上側開口部の上平滑穴２６ａにはキャップ部材１２が嵌合され、下側開口部の下平滑穴２６ｂには後述するリング部材２９が嵌合される。このケース本体１１の軸方向両端に装着されたキャップ部材１２とリング部材２９とによって、後述するように回転シャフト３がケース本体１１に回転自在に支持されている。

図１〜４及び図８に示すように、キャップ部材１２は、ケース本体１１と同様の大きさに形成された円板状の部材からなり、一面側にケース本体１１の上平滑穴２５ａに嵌合される嵌合部１２ａが設けられている。更に、キャップ部材１２には、第１出力系統のための第３の端子１８Ａと、第２出力系統のための第３の端子１８Ｂとが設けられている。第１出力系統の第３の端子１８Ａは、リング状に形成された固定接触部２７ａと、その固定接触部２７ａの外周縁から半径方向外側に突出された接続片２７ｂとを有している。また、第２出力系統の第３の端子１８Ｂは、固定接触部２７ａよりも小径としてリング状に形成された固定接触部２８ａと、その固定接触部２８ａの外周縁から段差を持たせて半径方向外側に突出された接続片２８ｂとを有している。

２つの第３の端子１８Ａ、１８Ｂの各固定接触部２７ａ，２８ａは、キャップ部材１２の嵌合部１２ａの内側において端面に露出された状態で同一平面上に同心に配置されている。そして、第１出力系統の第３の端子１８Ａの接続片２７ｂが突出する方向と反対側に、第２出力系統の第３の端子１８Ｂの接続片２８ｂが突出されている。また、キャップ部材１２の嵌合部１２ａ側の中央部には、回転シャフト３の軸方向の一端を回転自在に支持する円筒状の軸受部３１が設けられている。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、２つの巻線抵抗体５，６は、同一の形状及び大きさを有するもので、ケース本体１１の保持溝１５と同一の曲率半径を持って巻回された芯線３３と、この芯線３３に等ピッチで巻回された抵抗線３４とによって構成されている。芯線３３の材質としては、例えば、銅線が好適であるが、鉄その他の金属は勿論のこと、強度の大きなプラスチックを用いることもできる。芯線３３には、絶縁性の樹脂による絶縁被膜がコーティングされている。この絶縁被膜でコーティングされた芯線３３の一端から他端まで、その全長に亘って抵抗線３４が巻き付けられている。

この抵抗線３４の一端近傍に第１の端子１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ接続され、他端近傍に第２の端子１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ接続されている。この巻線型ポテンショメータ１に電力を印加すると、この抵抗線３４に電流が流れ、第１の端子１６Ａ（又は１６Ｂ）と第２の端子１７Ａ（又は１７Ｂ）との間が導通される。巻線抵抗体５，６の抵抗線３４の材質としては、例えば、銅・ニッケル合金（Ｃｕ−Ｎｉ）やニッケル・クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）等が好適である。

図４及び図８に示すように、回転シャフト３は、断面円形のロッドからなる軸体４１と、この軸体４１と一体に形成された絶縁部４２とを有している。軸体４１は、ケース本体１１のキャップ部材１２が取り付けられる側と反対側に突出する大径部４１ａと、中央穴１０内に挿入される小径部４１ｂとを有し、小径部４１ｂの外面に射出成形等の成形手段によって絶縁部４２が一体に設けられている。大径部４１ａの軸方向の中途部には、周方向に連続する環状溝４３が設けられている。環状溝４３には止め輪４４が係合されており、この止め輪４４により、大径部４１ａに回転自在に嵌合された軸スリーブ４５の脱落を防止している。

回転シャフト３の絶縁部４２は、小径部４１ｂの直径方向の両側に突出する２つのガイド突条４６，４６と、これらガイド突条４６，４６と直交する方向の両側に小さく突出する２つの位置決め突条４７ａ，４７ｂとを有している。２つのガイド突条４６，４６及び２つの位置決め突条４７ａ，４７ｂは、共に軸体４１の中心軸と平行をなすように軸方向へ延在されており、これらの端面から小径部４１ｂの先端が突出されている。２つのガイド突条４６，４６は、スライド部材４を回転シャフト３の軸方向へ直線的に移動させるためのガイドである。このガイド突条は、少なくとも１つあればよく、また、３つ以上設ける構成とすることもできる。２つの位置決め突条４７ａ，４７ｂは、２つのスリップリード８，９を回転シャフト３に支持するための支持部である。

回転シャフト３の軸体４１の材質としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）が好適であるが、スチール鋼その他の金属材料を用いることができ、また、強度の大きなエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。また、絶縁部４２の材質としては、例えば、ジアリルフタレート樹脂（ＰＤＡＰ）が好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。

回転シャフト３に対して相対的な回動が防止されつつ軸方向へのみ直線的に移動可能に支持されるスライド部材４は、図４に示すような形状、構造を有している。即ち、スライド部材４は、回転シャフト３の絶縁部４２が挿通される穴４９を有するリング状の部材からなり、穴４９の内周面には、絶縁部４２の２つのガイド突条４６，４６が摺動可能に係合される２つのガイド溝５１，５１が設けられている。更に、スライド部材４には、その肉部を半径方向に貫通する２つのレバー収納部５２，５２が設けられている。２つのレバー収納部５２，５２は、周方向へ１８０度回転変位した位置に点対称をなすように設けられている。

また、スライド部材４の外周面であって、２つのレバー収納部５２，５２の一側に連続する部分には、巻線抵抗体５，６に対して摺動可能に係合され、その巻線抵抗体５，６に沿ってスライド部材４を移動させるためのスライドガイド５３，５３が設けられている。２つのスライドガイド５３は、レバー収納部５２を挟むように設けられた半径方向外側に突出する２つの突条片５３ａ，５３ａを有しており、２つの突条片５３ａ，５３ａの間隔であるスライドガイド５３の溝幅は、巻線抵抗体５，６の、芯線３３に抵抗線３４を巻き付けた直径と略同じ長さに設定されている。更に、スライドガイド５３には、芯線３３のコイル部の傾き角と同じ大きさの傾き角が設定されている。

このスライド部材４に保持される端子レバー７Ａ，７Ｂは、図６に示すような形状、構造を有している。即ち、２つの端子レバー７Ａ，７Ｂは同一のものであり、第１の端子レバー７Ａが第１出力系統の部材として用いられ、第２の端子レバー７Ｂが第２出力系統の部材として用いられている。各端子レバー７Ａ，７Ｂは、巻線抵抗体５，６に接触される抵抗体側接点部５５と、スリップリード８，９に接触されるリード側接点部５６との組み合わせとして構成されている。

端子レバー７Ａ，７Ｂの抵抗体側接点部５５は、円弧状に湾曲形成された弾性片５５ａと、その弾性片５５ａの長手方向の一側において凸面側へ突出するように設けられた半円状の抵抗体側接点５５ｂとによって形成されている。この抵抗体側接点部５５の抵抗体側接点５５ｂが、巻線抵抗体５，６の内面に摺動接触される。また、リード側接点部５６は、Ｕ字状に湾曲形成された弾性片からなり、その長手方向の一側にスリットを設けて可撓性を持たせることによってリード側接点５６ａが形成されている。このリード側接点部５６のリード側接点５６ａが、スリップリード８，９の外面に摺動接触される。このリード側接点部５６のリード側接点５６ａと反対側を抵抗体側接点部５５の抵抗体側接点５５ｂと反対側に固定することにより、それぞれ端子レバー７Ａ，７Ｂが一体的に構成されている。

図７Ａ〜７Ｄは、スライド部材４に２つの端子レバー７Ａ，７Ｂを組み立てた状態を示す図である。スライド部材４の２つのレバー収納部５２に端子レバー７Ａ，７Ｂをそれぞれ装着すると、スライド部材４の穴４９内に２つのリード側接点５６ａ，５６ａが、互いに１８０度回転変位した位置に対向した状態で設置される。また、スライド部材４の外周からは２つの抵抗体側接点５６ｂ，５５ｂが、互いに１８０度回転変位した位置で離反するように半径方向外側へ突出した状態で設置されている。

ケース本体１１とキャップ部材１２と端子板１３Ａ，１３Ｂの材質としては、例えば、フェノール樹脂（ＰＦ）やポリアミド（ＰＡ）が好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。また、スライド部材の材質としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）が好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。

図４に示すように、第１のスリップリード８は、絶縁部４２の第１の位置決め突条４７ａに固定するためのリボン状に形成された固定部８ａと、その固定部８ａの長手方向の一端に連続して形成されたＣ字形をなすＣ字形弾性片８ｂとを有している。そして、Ｃ字形弾性片８ｂの開口側の両端部に、固定部８ａが延びる方向と反対側に突出する端子側接点８ｃが設けられている。同様に、第２のスリップリード９は、絶縁部４２の第２の位置決め突条４７ｂに固定するための長尺状をなす固定部９ａと、その固定部９ａの長手方向の一端に連続して形成されたＣ字形をなすＣ字形弾性片９ｂとからなり、Ｃ字形弾性片９ｂの開口側の両端部に端子側接点９ｃが設けられている。

第１のスリップリード８及び第２のスリップリード９は、例えば、固定部８ａ，９ａを接着剤で第１の位置決め突条４７ａ及び第２の位置決め突条４７ｂに接着することによって回転シャフト３に固定される。しかしながら、例えば、固定部８ａ，９ａの幅方向両側に挟持片を設け、固定部８ａ，９ａで位置決め突条４７ａ，４７ｂをそれぞれ挟持して、各スリップリード８，９を固定する構成としてもよい。この場合には、回転シャフト３に対して２つのスリップリード８，９を着脱可能に構成することができる。また、第２のスリップリード９のＣ字形弾性片９ｂは、第１のスリップリード８のＣ字形弾性片８ｂの内側に入り込む大きさに設定されており、組立後、２つのＣ字形弾性片８ｂ、９ｂは同一平面上に配置される。

回転シャフト３に取り付けられたスリップリード８，９は、スライド部材４が装着されると、これに保持された第１の端子レバー７Ａのリード側接点５６ａが第１のスリップリード８の固定部８ａに接触され、第２の端子レバー７Ｂのリード側接点５６ａが第２のスリップリード９の固定部９ａに接触される。そして、スライド部材４が装着された回転シャフト３の絶縁部４２をケース２の中央穴１０に挿入すると、スライド部材４に保持された第１の端子レバー７Ａの抵抗体側接点５５ｂが第１の巻線抵抗体５に接触され、第２の端子レバー７Ｂの抵抗体側接点５５ｂが第２の巻線抵抗体６に接触される。

これと共に、ケース２に装着されたキャップ部材１２の第１出力系統の第３の端子１８Ａの固定接触部２７ａに第１のスリップリード８の端子側接点８ｃが接触される。そして、キャップ部材１２の第２出力系統の第３の端子１８Ｂの固定接触部２８ａに第２のスリップリード９の端子側接点９ｃが接触される。この際、回転シャフト３の小径部４１ｂの先端がキャップ部材１２の軸受部３１に嵌合されることにより、回転シャフト３の軸方向の一端がケース本体１１に回転自在に支持される。この回転シャフト３の軸方向の他側は、軸スリーブ４５とリング部材２９を介してケース本体１１に回転自在に支持されている。

軸スリーブ４５は、外周面に雄ねじが設けられた円筒状のねじ軸部４５ａと、このねじ軸部４５ａの軸方向の一端に連続して形成されたフランジ部４５ｂとを有している。軸スリーブ４５のフランジ部４５ｂは、半径方向外側へ展開されていると共に、ケース本体１１の中央穴１０の直径よりも小径に形成されている。リング部材２９は、中央穴１０の下端を閉じることができるようにケース本体１１の直径と略同程度の大きさを有する円板状の部材からなる。このリング部材２９には、軸スリーブ４５のねじ軸部４５ａと反対側に突出するリング状の嵌合部２９ａが設けられている。この嵌合部２９ａをケース本体１１の下平滑穴２６ｂに嵌め込むことにより、リング部材２９がケース本体１１に嵌合される。

軸スリーブ４５の材質としては、例えば、黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ）が好適であるが、その他の軸受用金属を用いることができることは勿論のこと、適当な強度を有するエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。また、リング部材２９の材質としては、例えば、フェノール樹脂（ＰＦ）やポリアミド（ＰＡ）が好適であるが、その他のエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。この実施例では、インサート成形によってリング部材２９が軸スリーブ４５と一体に形成されている。

このような構成を有する巻線型ポテンショメータ１は、例えば、次のようにして組み立てることができる。まず、ケース本体１１の中央穴１０の内周面に設けた２条の保持溝１５，１５に２つの巻線抵抗体５，６を装着する。このとき、２条の保持溝１５，１５は１８０度回転変位した位置に点対称となるように配置されており、それぞれが螺旋状に延在されている。そのため、巻線抵抗体５，６を１個ずつ回動させながら保持溝１５に沿って挿入することにより、所定位置まで巻線抵抗体５，６を差し込むことができる。２つの巻線抵抗体５，６は、所定位置において接着剤を用いて保持溝１５に接着固定することが好ましい。しかしながら、巻線抵抗体５，６自体で発揮される摩擦力によって当該巻線抵抗体５，６を保持溝１５内の所定位置に保持できる場合には、接着剤による固定は不要である。

次に、第１の保持穴２３ａに第１の端子１６Ａが装着され、第２の保持穴２３ｂに第２の端子１７Ａが装着された第１の端子板１３Ａをケース本体１１の第１の位置決め溝２５ａに装着し、接着剤で第１の端子板１３Ａをケース本体１１に固定する。同様に、第１の保持穴２３ａに第１の端子１６Ｂが装着され、第２の保持穴２３ｂに第２の端子１７Ｂが装着された第２の端子板１３Ｂをケース本体１１の第２の位置決め溝２５ｂに装着し、接着剤で第２の端子板１３Ｂをケース本体１１に固定する。次いで、キャップ部材１２の嵌合部１２ａをケース本体１１の中央穴１０の一側に設けた上平滑穴２６ａに嵌合し、接着剤でキャップ部材１２をケース本体１１に固定する。

次に、回転シャフト３の軸体４１の大径部４１ａを軸スリーブ４５の穴に挿通した後、大径部４１ａの環状溝４３に止め輪４４を装着し、リング部材２９が一体に設けられた軸スリーブ４５を抜け止めする。次いで、回転シャフト３の絶縁部４２に設けた第１の位置決め突条４７ａに、Ｃ字形弾性片８ｂを小径部４１ｂの先端側へ向けた状態で第１のスリップリード８を接着剤で固定する。同様に、第２の位置決め突条４７ｂに、Ｃ字形弾性片９ｂを小径部４１ｂの先端側へ向けた状態で第２のスリップリード９を接着剤で固定する。

次に、スライド部材４２の２つのレバー収納部５２，５２に２つの端子レバー７Ａ，７Ｂを、それぞれ抵抗体側接点５５ｂを外側へ向けた状態で装着する。次いで、絶縁部４２の２つのガイド突条４６，４６にスライド部材４２の２つのガイド溝５１，５１を合致させ、スライド部材４を押し込んで絶縁部４２に装着する。これにより、スライド部材４２に保持された第１の端子レバー７Ａのリード側接点５６ａが第１のスリップリード８の固定部８ａの外面に接触され、第２の端子レバー７Ｂのリード側接点５６ａが第２のスリップリード９の固定部９ａの外面に接触される。

次に、スライド部材４が装着された回転シャフト３を回転させながら、絶縁部４２をケース本体１１の中央穴１０に挿入する。このとき、２つの巻線抵抗体５，６の内径がスライド部材４の２つのスライドガイド５３，５３の外縁部間の長さよりも小さいため、絶縁部４２を軸方向へ真っ直ぐに挿入することができない。一方、２つのスライドガイド５３，５３の溝幅は、巻線抵抗体５，６の芯線３３に抵抗線３４を巻いた状態の直径と同じ寸法に形成されていて、スライドガイド５３にも芯線３３の傾斜角と同様の傾斜角が設定されている。

そのため、回転シャフト３を回転すると、２つのスライドガイド５３，５３の溝に２つの巻線抵抗体５，６の芯線３３がそれぞれ入り込む。そして、巻線抵抗体５，６の芯線３３にガイドされてスライド部材４が、回転シャフト３と一体に回転しながら軸体４１の軸方向に移動する。この際、スライド部材４に保持されている２つの端子レバー７Ａ，７Ｂの各抵抗体側接点５５ｂが芯線３３に巻回されている抵抗線３４にそれぞれ接触される。これにより、第１出力系統では、第１の巻線抵抗体５の抵抗線３４と第３の端子１８Ａとが、第１の端子レバー７Ａ（抵抗体側接点部５５とリード側接点部５６）と第１のスリップリード８を介して電気的に接続される。同様に、第２出力系統では、第２の巻線抵抗体６の抵抗線３４と第３の端子１８Ｂとが、第２の端子レバー７Ｂ（抵抗体側接点部５５とリード側接点部５６）と第２のスリップリード９を介して電気的に接続される。

その後、リング部材２９を、その嵌合部２９ａがケース本体１１の中央穴１０の他側に設けた平滑穴２６ｂに嵌合するまで嵌め込む。これにより、リング部材２９と一体の軸スリーブ４５によって軸方向への移動が阻止されている回転シャフト３が所定位置まで差し込まれ、軸体４１の小径部４１ｂの先端がキャップ部材１２の軸受部３１に回動自在に嵌合される。これにより、回転シャフト３がケース本体１１に回転自在に支持される。

これと同時に、回転シャフト３に固定されている第１のスリップリード８のＣ字形弾性片８ｃに設けた端子側接点８ｃが、キャップ部材１２に設けた第１出力系統の第３の端子１８Ａの固定接触部２７ａに接触され、第３の端子１８Ａが第１の巻線抵抗体５と電気的に接続される。同様に、回転シャフト３に固定されている第２のスリップリード９のＣ字形弾性片９ｃに設けた端子側接点９ｃが、キャップ部材１２に設けた第２出力系統の第３の端子１８Ｂの固定接触部２８ａに接触され、第３の端子１８Ｂが第２の巻線抵抗体６と電気的に接続される。

その後、接着剤でリング部材２９をケース本体１１に固定する。これにより、この巻線型ポテンショメータ１の組立作業が完了し、巻線型ポテンショメータ１が製造される。

なお、この実施例では、ケース本体１１に対してキャップ部材１２と第１の端子板１３Ａと第２の端子板１３Ｂとリング部材２９を接着剤で接着固定し、製造後には分解できない構成とした例について説明した。しかしながら、接着剤を用いることなく固定ねじを使用してキャップ部材１２等をねじ止めし、巻線型ポテンショメータを組立分離可能な構成とすることもできる。

このようにして製造することができる巻線型ポテンショメータ１は、例えば、次のようにして使用することができる。この巻線型ポテンショメータ１は、回転シャフト３の回転角度を検出し、その検出結果に応じた同一の値を有する２つの信号を出力することを目的としている。これにより、この実施例の巻線型ポテンショメータ１によれば、回転シャフト３の回転角度に応じて２つの信号を出力し、２種類の装置、機器、システム等を同時に制御することができる。

この巻線型ポテンショメータ１は、所定位置に設けた穴に軸スリーブ４５のねじ軸部４５ａを挿入し、このねじ軸部４５ａに螺合する図示しないロックナットの締め込みにより、使用する装置に取り付けることができる。そして、回転変位を求める部分と回転シャフト３の軸体４１を動力伝達可能に連結することにより、その動作部分の回転変位を検出することが可能となる。この際、第１の端子１６Ａから第３の端子１８Ａまでの３つの端子１６Ａ〜１８Ａによって第１出力系統の出力が得られ、第１の端子１６Ｂから第３の端子１８Ｂまでの３つの端子１６Ｂ〜１８Ｂによって別個の第２出力系統の出力が得られる。

この巻線型ポテンショメータ１に入力電圧を印加すると、第１出力系統では、第１の端子１６Ａと第２の端子１７Ａを介して第１の巻線抵抗体５の抵抗線３４に電流が流れる。同様に、第２出力系統では、第１の端子１６Ｂと第２の端子１７Ｂを介して第２の巻線抵抗体６の抵抗線３４に電流が流れる。このとき、第１出力系統の第３の端子１８Ａと第２出力系統の第３の端子１８Ｂとは、それぞれ第１の端子１６Ａ，１６Ｂからの距離が等しい位置でそれぞれの巻線抵抗体５，６の抵抗線３４と接触している。そのため、第１出力系統の出力信号のレベルと第２出力系統の出力信号のレベルとは同一の値を示すものとなっている。

この状態から、回転シャフト３がいずれかの方向に回転すると、スライド部材４が回転シャフト３と一体に回動しつつ、２つの巻線抵抗体５，６にガイドされて回動量に応じて軸方向へ移動する。このとき、第１の巻線抵抗体５の抵抗線３４に接触している第１の端子レバー７Ａの抵抗体側接点５５ｂと第２の巻線抵抗体６の抵抗線３４に接触している第２の端子レバー７Ｂの抵抗体側接点５５ｂとは、スライド部材４の互いに１８０度回転変位した位置に点対称をなすように配置されている。

その結果、第１の端子レバー７Ａ及び第２の端子レバー７Ｂの各抵抗体側接点５５ｂが巻線抵抗体５，６と接触するそれぞれの接触位置に対応した電圧、即ち、同一の出力値を有する電圧が、第１出力系統の第３の端子１８Ａと第２出力系統の第３の端子１８Ｂとから出力される。この出力電圧は、抵抗線３４に接触する第３の端子１８Ａ，１８Ｂの位置に応じて変化するため、その電圧を検出することによって回転シャフト３の回転角度を検出することができる。

本実施例によれば、従来の装置のように２つのポテンショメータを軸方向へ直列に並べて接続するのではなく、１個のケース内に複数の出力系統を内蔵する構成としたため、必要とされる部品点数を大幅に削減することができると共に、装置全体の小型化を図ることができる。また、従来の装置では、第１のポテンショメータと第２のポテンショメータの出力電圧の調整を別個独立に行っていたため調整作業が面倒なものであったが、本実施例では、２つの端子レバー７Ａ，７Ｂがスライド部材４に対して１８０度回転変位したシフト位置関係で取り付けられているため、２つの端子レバー７Ａ，７Ｂの取付位置の調整を行う必要がなく、２つの検出出力の位置調整を不要とすることができる。

以上説明したが、本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、２つの巻線抵抗体５，６を用いた２条の巻線型ポテンショメータの例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つの巻線抵抗体を用いて３条の巻線型ポテンショメータを構成することができ、また、４以上の巻線抵抗体を用いて４条以上の巻線型ポテンショメータを構成することもできる。更に、上記実施例では、回転シャフト３の回転が１０回転できる実施例について説明したが、回転シャフト３の回転数は９回転以下であってもよく、また、１１回転以上であってもよいことは勿論である。

１…巻線型ポテンショメータ、 ２…ケース、 ３…回転シャフト、 ４…スライド部材、 ５，６…巻線抵抗体、 ７Ａ，７Ｂ…端子レバー、 ８，９…スリップリード、 ８ｃ，９ｃ…端子側接点、 １０…中央穴（穴）、 １１…ケース本体、 １２…キャップ部材、 １３Ａ，１３Ｂ…端子板、 １５…保持溝、 １６Ａ，１６Ｂ…第１の端子、 １７Ａ，１７Ｂ…第２の端子、 １８Ａ，１８Ｂ…第３の端子、 ２７ａ，２８ａ…固定接触部、 ２７ｂ，２８ｂ…接続片、 ２９…リング部材、 ３１…軸受部、 ３３…芯線、 ３４…抵抗線、 ４１…軸体、 ４２…絶縁部、 ４５…軸スリーブ、 ４６…ガイド突条、 ４７Ａ，４７Ｂ…位置決め突条、 ５１…ガイド溝、 ５２…レバー収納部、 ５３…スライドガイド、 ５５…抵抗体側接点部、 ５５ｂ…抵抗体側接点、 ５６…リード側接点部、 ５６ａ…リード側接点

Claims (4)

1. 一側に第１の端子が接続され且つ他側に第２の端子が接続されると共に同一軸心線上において周方向に変位させて配置される螺旋状に巻回された複数の抵抗体と、
   前記複数の抵抗体が固定された穴を有するケースと、
   半径方向外側に所定の隙間をあけて前記穴内に一部が挿入され且つ当該ケース側に回転自在に支持された回転シャフトと、
   前記回転シャフトに対して回転方向には一体とされ且つ軸方向には移動可能に支持されたスライド部材と、
   前記抵抗体の数と同数であって前記スライド部材に固定される複数の端子レバーと、を設け、
   前記端子レバーは、前記第１の端子の接続部と前記第２の端子の接続部との間で前記
   抵抗体の内面に摺動接触される抵抗体側接点と、前記第１の端子又は前記第２の端子の外側に配置された第３の端子に接続されるリード側端子と、を有し、
   前記回転シャフトの回転に応じて前記スライド部材を当該回転シャフトの軸方向へ移動させる
   ことを特徴とする巻線型ポテンショメータ。
2. 前記スライド部材に、前記複数の抵抗体の少なくとも１つの抵抗体と摺動可能に係合されるスライドガイドを設け、
   前記スライドガイドと前記抵抗体の係合により前記スライド部材の回転に基づき当該スライド部材を前記回転シャフトの軸方向へ移動させるようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の巻線型ポテンショメータ。
3. 前記複数の抵抗体は、線材をコイル状に巻回することにより形成される２つの巻線を１８０度回転変位した位置に重ね合わせるように配置した２条の巻線抵抗体からなり、
   前記抵抗体と同数の端子レバーは、２つの端子レバーを前記スライド部材の１８０度回転変位した位置に対称をなすように配置した
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の巻線型ポテンショメータ。
4. 前記回転シャフトに、当該回転シャフトの軸心線と平行をなして軸方向に延在された一以上のガイド突条を設け、
   前記スライド部材に、前記一以上のガイド突条が摺動可能に係合される一以上のガイド溝を設けた
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の巻線型ポテンショメータ。

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