JP2018182037A - 直線摺動型ポテンショメーター - Google Patents

Abstract

【課題】スライダーを使った出力電圧の微調整作業を簡単に行うことができる直線摺動型ポテンショメーターを提供する。【解決手段】直線摺動型ポテンショメーター１は、主抵抗体１２及び主導体１１に接触する接点を有する主スライダー３０を移動させて出力電圧を変化させるメインポテンショメーター１０と、従抵抗体４８及び従導体４７に接触する接点を有する従スライダー４０を移動させて出力電圧を変化させるサブポテンショメーター２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗体及び導体に接触した接点を直線的に移動（摺動）させることで、目的とする出力電圧を得る直線摺動型ポテンショメーターに関する。

従来、抵抗体及び導体に接触する摺動子を備えた移動部材（スライダー）を摺動させることで、抵抗体の抵抗値を変化させて目的とする出力電圧を得るポテンショメーターが知られている。また、ポテンショメーターのケースに取り付けたスライダーをケースの長手方向に沿うように直線的に移動させて、目的とする出力電圧を得る直線摺動型ポテンショメーターが知られている（特許文献１）。

特開２０１７−４４６３０号公報

しかしながら、従来の直線摺動型ポテンショメーターでは、目的とする出力電圧を得るには、１つのスライダーを最初に粗く動かして目的値に近づけ、その後、同じスライダーを細かく動かして目的値に合致させる微調整作業を行う。このため、スライダーの移動量に対する出力電圧の変化量が大きい場合には、スライダーをわずかに動かす技術が必要であり、微調整作業が難しいという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スライダーを使った出力電圧の微調整作業を簡単に行うことができる直線摺動型ポテンショメーターを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の直線摺動型ポテンショメーターは、直線状の主抵抗体及び主導体が配置されたケースと、主抵抗体及び主導体に接触する接点を有する第１移動部材と、第１移動部材をケースの長手方向に沿って移動可能に係合させる係合部と、を備え、第１移動部材を移動させて出力電圧を変化させるメインポテンショメーターと、第１移動部材に配置された従抵抗体及び従導体と、従抵抗体及び従導体に接触する接点を有する第２移動部材と、第１移動部材に対して第２移動部材を移動可能に保持する保持部と、を備え、第２移動部材を移動させて出力電圧を変化させるサブポテンショメーターと、を備える。

本発明の直線摺動型ポテンショメーターによれば、目的とする出力電圧を容易に得ることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係る直線摺動型ポテンショメーターの外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る直線摺動型ポテンショメーターの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る第１移動部材としての主スライダーの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る第２移動部材としての従スライダーの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るモジュールが有する演算回路の回路図である。 本発明の他の実施形態に係る直線摺動型ポテンショメーターの外観斜視図である。

以下、本発明の直線摺動型ポテンショメーターの実施の形態例（以下、「本例」という。）について、図１〜図５を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、各図において、接続等で使用するリード線の表記は適宜省略する。

図１は、本例の直線摺動型ポテンショメーター１の外観斜視図である。
図１に示すように、直線摺動型ポテンショメーター１は、メインポテンショメーター１０とサブポテンショメーター２０とを備えている。メインポテンショメーター１０は、ケース２と、ケース２に配置されたメインポテンショメーター用基板３（以下、メイン基板という。）及び電圧供給用基板４と、ケース２に対して移動可能に取り付けられた第１移動部材としての主スライダー３０と、を備えている。

サブポテンショメーター２０は、主スライダー筐体３１と、主スライダー筐体３１に配置されたサブポテンショメーター用基板（以下、サブ基板という。）と、主スライダー筐体３１に対して移動可能に取り付けられた第２移動部材としての従スライダー４０と、を備えている。

また、ケース２には、演算回路１６を有するモジュール５が配置されている。

図２は、上述した直線摺動型ポテンショメーター１の分解斜視図である。
図２に示すように、ケース２は、断面コの字状のプレート部材で構成されており、平面を有する底部２ａと、底部２ａの長手方向の両端部に沿って立設された側部２ｂとを備えている。

底部２ａには、ねじ１７を挿通するための複数の貫通孔１９が設けられている。両側部２ｂの内側には、係合部を構成する溝１８がケース２の長手方向に沿って形成されており、２本の溝１８は、互いに対向する高さに設けられている。

ケース２の底部２ａには、矩形状のプレート部材からなるメイン基板３と電圧供給用基板４が並行して配置される。
メイン基板３の上面には、主導体としての細長い板状のメイン導体１１と、主抵抗体としてのメイン抵抗体１２が、ケース２の長手方向に沿って配置される。また、メイン基板３の上面に配置されたメイン導体１１とメイン抵抗体１２の間には、ねじ１７を挿入するためのねじ孔７が設けられている。メイン基板３の片側には複数の端子２６が設けられており、メイン導体１１及びメイン抵抗体１２の端部に接続されている。

電圧供給用基板４の上面には、接続用導体としての細長い板状の電圧供給用導体１３，１４と出力用導体１５が所定の間隔で並んで配置されている。電圧供給用導体１３，１４と出力用導体１５は、ケース２の長手方向に沿って配置される。また、電圧供給用基板４の上面に配置された電圧供給用導体１３，１４と出力用導体１５との間には、ねじ１７を挿入するためのねじ孔８が複数設けられている。出力用導体１５の端部には、出力用の端子２６が設けられている。

メイン基板３及び電圧供給用基板４は、ねじ１７によってケース２の底部２ａに固定される。なお、本例では、電圧供給用基板４をメイン基板３と別体に構成して電圧供給用導体１３等を配置したが、メイン基板３上にメイン導体１１及びメイン抵抗体１２と並列させて配置してもよい。

中央部に演算回路１６を備えたモジュール５は矩形状のプレート部材で構成されており、ケース２の底部２ａにメイン基板３及び電圧供給用基板４と隣接するように配置される。なお、モジュール５は、接着剤等によってケース２の底部２ａに固定されて、ケース２に組み込まれる。

主スライダー３０は、直方体状の主スライダー筐体３１で構成されている。主スライダー筐体３１の中央部には、主スライダー筐体３１の長手方向に延びた凹部３５が設けられている。凹部３５の側部には、主スライダー筐体３１の長手方向に沿ってガイド溝３３が形成されている。凹部３５及びガイド溝３３は、従スライダー４０を保持する保持部を構成する。また、凹部３５の底部には、平板状のサブ基板４５が配置される。サブ基板４５は、接着剤等により凹部３５の底部に固定される。

主スライダー筐体３１の長手方向の端面の下部には、メイン基板３及び電圧供給基板４との接点を構成する複数の摺動子２１，２２が取り付けられている。また、主スライダー筐体３１の短手方向の端面の下部には、係合部を構成する係合突部２７が設けられている。

主スライダー３０は、係合突部２７をケース２の溝１８に係合させることにより、ケース２に一体に取り付けられる。また、本例では、主スライダー筐体３１の長手方向がケース２の長手方向と直交するような向きで、主スライダー３０がケース２に取り付けられている。

ケース２に取り付けられた主スライダー３０は、摺動子２１，２２をメイン導体１１等や電圧供給用導体１３等に接触させた状態で、ケース２の長手方向に沿って移動することができる。

従スライダー４０は、直方体状に構成された従スライダー筐体４１で構成されている。従スライダー筐体４１の側方には、保持部を構成する係合突起４３が設けられている。また、従スライダー筐体４１の上面には、主スライダー３０及び従スライダー４０の移動を補助する操作部としての操作つまみ４２が設けられている。

従スライダー４０は、係合突起４３をガイド溝３３に係合させることにより、スライダー３０に一体に取り付けられる。従スライダー４０は、凹部３５に保持された状態で、主スライダー筐体３１の長手方向に沿って移動することができる。

図３は、上述した主スライダー３０の分解斜視図である。
図３に示すように、主スライダー３０は、中央に凹部３５を有する主スライダー筐体３１で構成されている。凹部３５の側部に形成されたガイド溝３３は、主スライダー筐体３１の長手方向に延びるよう形成されており、２本のガイド溝３３は対向する高さに設けられている。

主スライダー筐体３１の長手方向の端面の下部には、平面を有する取り付け部３４が設けられており、取り付け部３４の平面には、ねじ２５を挿入するための複数の取り付け用孔２３が設けられている。

摺動子２１，２２は、ワイパ３６と湾曲部を有する取り付け金具３７とで構成されている。取り付け金具３７には、ねじ２５を挿入するための取り付け用孔２４が形成されている。

摺動子２１，２２は、ねじ２５により、ワイパ３６を下向きにした状態で、主スライダー３０の取り付け部３４に固定される。なお、１つのワイパ３６を有する３つの摺動子２１は、電圧供給用基板４上の電圧供給用導体１３，１４及び出力用導体１５との接点を構成し、２つのワイパ３６を有する摺動子２２は、メイン基板３上のメイン導体１１及びメイン抵抗体１２との接点を構成する。

主スライダー筐体３１の短手方向の端面の下部には、端部に沿って係合突部２７が設けられている。係合突部２７の形状は、ケース２に形成された溝１８の形状に合致するように形成されている。

サブ基板４５は、矩形状のプレート部材であって、凹部３５の底部の幅と略同一の幅を有するように構成されている。サブ基板４５の上面には、従導体としての細長い板状のサブ導体４７と、従抵抗体としてのサブ抵抗体４８が並んで配置されている。

サブ導体４７及びサブ抵抗体４８は、主スライダー筐体３１の長手方向に沿って配置されており、メイン基板３に配置されたメイン導体１１等、電圧供給基板４に配置された電圧供給用導体１３等と直交する方向に配置される。

図４は、上述した従スライダー４０の分解斜視図である。
図４に示すように、従スライダー４０は、直方体状の従スライダー筐体４１と、摺動子４４とで構成されている。
従スライダー筐体４１の側端面の下部には、側方に突出する係合突起４３が形成されている。係合突起４３の形状は、凹部３５のガイド溝３３の形状と合致するように形成されている。従スライダー筐体４１の底面には、摺動子４４を取り付けるための取り付け突起４６が設けられている。また、従スライダー筐体４１の上面の中央部には、上方へ延びる棒状の操作つまみ４２が立設されている。

摺動子４４は、２つのワイパ３６と屈曲部を有する取り付け金具３７とで構成されている。取り付け金具３７の屈曲部を取り付け突起４６に嵌合させることで、ワイパ３６を下に向けた状態で摺動子４４を従スライダー筐体４１に取り付ける。なお、摺動子４４は、サブ基板４５上に配置されたサブ導体４７及びサブ抵抗体４８との接点を構成する。

主スライダー筐体３１に取り付けられた従スライダー４０は、摺動子４４をサブ導体４７及びサブ抵抗体４８に接触させた状態で、主スライダー筐体３１の長手方向に沿って移動することができる

つぎに、本例の直線摺動型ポテンショメーター１の使用方法について説明する。
まず、使用者はメインポテンショメーター１０を用いて、大まかな出力電圧値を得る。具体的には、使用者は操作つまみ４２を把持した状態で主スライダー３０をケース２の長手方向に沿って移動させる。これに伴い、摺動子２２とメイン導体１１及びメイン抵抗体１２との接点の位置が摺動して、目的の出力電圧の値に近づけることができる。

つぎに、使用者はサブポテンショメーター２０を用いて、出力電圧値の微調整を行う。具体的には、操作つまみ４２を把持した状態で、従スライダー４０を主スライダー筐体３１の長手方向に沿って移動させる。これに伴い、摺動子４４とサブ導体４７及びサブ抵抗体４８との接点の位置が摺動して、目的の出力電圧の値に合致させることができる。

本例では、主スライダー３０の移動も従スライダー４０の移動も共通の操作つまみ４２で行うことができる。これにより、本例の直線摺動型ポテンショメーター１によれば、１つの操作つまみ４２で別々のスライダー３０，４０を移動させることができるので、操作性を向上させることができる。また、それぞれのスライダーに個別に操作つまみを設ける必要がなくなるので、コストを抑えることができる。

また、本例によれば、主スライダー筐体３１に従スライダー４０をガイドする機能を持たせているので、従スライダー４０を移動可能に支持するためのケース等を別途設ける必要がない。また、サブポテンショメーター２０を主スライダー３０に組み込んでユニット化しているので、ポテンショメーター装置を小型にすることができる。また、従スライダー４０は、主スライダー３０の移動方向と直交する方向に移動するので、ケース２の長さが長手方向に大きくなることを抑えることができる。

また、メイン導体１１等及び電圧供給用導体１３等をケース２の長手方向に沿って配置しているので、常に摺動子２１，２２をメイン導体１１等及び電圧供給用導体１３等に接触させておくことができる。これにより、主スライダー３０の位置にかかわらず、必要な電圧を確実にサブポテンショメーター２０に継続して供給することができる。

図５は、本発明の実施形態に係るモジュール５が有する演算回路１６の回路図である。
図５に示すように、演算回路１６は、少なくとも２つの加算器２８、２９を有している。加算器２８には、＋αＶの電圧を出力する基準電圧回路が接続されており、加算器２９には、−αＶの電圧を出力する基準電圧回路が接続されている。これにより、演算回路１６は、メインポテンショメーター１０から加算器２８，２９に入力された電圧に±αＶを加えた２つの電圧をサブポテンショメーター２０に出力する。

なお、本例では、主スライダー３０の摺動子２１、２２とメイン導体１１等及び電圧供給用導体１３等が常に接触しているので、主スライダー３０の位置にかかわらず、サブポテンショメーター２０に対して±αの電圧を継続供給することができる。

メインポテンショメーター１０でＶ／２の出力電圧が得られた場合には、端子２６を介して、演算回路１６にはＶ／２の電圧が入力される。演算回路１６ではＶ／２＋α、Ｖ／２−αの２つの出力電圧を生成し、演算回路１６で生成された２つの出力電圧は、摺動子２１及び電圧供給基板４の電圧供給用導体１３，１４を介して、サブポテンショメーター２０に印加される。

２つの電圧が印加されたサブポテンショメーター２０では、Ｖ／２＋α〜Ｖ／２−αの範囲で出力電圧の微調整が行われ、微調整が行われた出力電圧は出力端子２６を通じて取り出される。

このように、本例の直線摺動型ポテンショメーター１によれば、モジュール５の演算回路１６を用いて、サブポテンショメーター２０の微調整作業で使用する任意の微小電力（±α）を印加することができる。これにより、サブポテンショメーター２０において、メインポテンショメーター１０で得た出力電圧Ｖ／２を中心として±αＶの範囲に絞り込んだ状態で微調整を行うことができる。

本例の直線摺動型ポテンショメーター１によれば、メインポテンショメーター１０でおおまかな出力電圧を取りだすと、モジュール５で微調整に必要な電圧を付加する。これにより、サブポテンショメーター２０では、所定の電圧の範囲で微調整を行うことができ、より正確な出力電圧を得ることができる。

図６は、本発明の他の実施形態に係る直線摺動型ポテンショメーター５０の外観斜視図である。
上述した実施形態の例と異なる点は、本例の直線摺動型ポテンショメーター５０は、図６に示すようにモジュール５を備えておらず、メインポテンショメーター１０の出力をそのまま出力端子２６ａから取り出すことができる。また、サブポテンショメーター２０に電圧供給用導体１３等を介して電源電圧を印加して、サブポテンショメーター２０の出力を出力端子２６ｂから取り出すことができる。

本例では、電圧供給基板４の電圧供給用導体１３、１４をメイン基板３のＩＮ端子２６ｃとＧＮＤ端子２６ｄに接続する。これにより、主スライダー３０の摺動子２１と電圧供給基板４の電圧供給用導体１３、１４との接点を介して、メインポテンショメーター１０に印加されている電源電圧をサブポテンショメーター２０に印加することができる。また、出力端子２６ｂからはサブポテンショメーター２０の出力電圧を取り出すことができる。

このように、本例の直線摺動型ポテンショメーター５０は、メインポテンショメーター１０をＸ軸方向ポテンショメーターとして使用し、サブポテンショメーター２０をＹ軸方向ポテンショメーターとして使用することができる。従って、直交する２方向の位置制御用のポテンショメーターとして直線摺動型ポテンショメーター５０を用いることができる。

以上述べたように、本発明に係る直線摺動型ポテンショメーター１、５０は、異なる目的で使用される複数のポテンショメーターをユニット化して備えており、これらのポテンショメーターを組み合わせて使用することで、様々な用途に用いることができる。

なお、本発明は上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、特許請求の範囲に記載した発明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、スライダー３０、４０や操作つまみ４２の形状は、本例に限定されるものではなく、操作者が把持できる形状であればよい。なお、本例では操作つまみ４２を共通としたが、スライダーごとに操作部を設けてもよい。

本例では、サブポテンショメーター２０として、いわゆる直線摺動型のポテンショメーターを用いているが、抵抗体の形状が円形のいわゆる回転型のポテンショメーターを用いてもよい。

また、各ポテンショメーターで使用されるスライダー３０、４０の移動量は本例の範囲に限定されるものではない。

１、５０・・・直線摺動型ポテンショメーター
２・・・ケース
３・・・メインポテンショメーター用基板（メイン基板）
４・・・電圧供給用基板
５・・・モジュール
１０・・・メインポテンショメーター
１１・・・メイン導体
１２・・・メイン抵抗体
１３、１４・・・電圧供給用導体
１５・・・出力用導体
１６・・・演算回路
１７・・・ねじ
１８・・・溝
１９・・・貫通孔
２０・・・サブポテンショメーター
２１、２２・・・摺動子
２３、２４・・・取り付け用孔
２５・・・ねじ
２６・・・端子
２７・・・係合突部
２８、２９・・・加算器
３０・・・主スライダー
３１・・・主スライダー筐体
３３・・・ガイド溝
３４・・・取り付け面
３５・・・凹部
３７・・・取り付け金具
４０・・・従スライダー
４１・・・従スライダー筐体
４２・・・操作つまみ
４３・・・係合突起
４４・・・摺動子
４５・・・サブポテンショメーター用基板（サブ基板）
４６・・・取り付け用突起
４７・・・サブ導体
４８・・・サブ抵抗体

Claims (6)

1. 直線状の主抵抗体及び主導体が配置されたケースと、前記主抵抗体及び主導体に接触する接点を有する第１移動部材と、前記第１移動部材を前記ケースの長手方向に沿って移動可能に係合させる係合部と、を備え、前記第１移動部材を移動させて出力電圧を変化させるメインポテンショメーターと、
   前記第１移動部材に配置された従抵抗体及び従導体と、前記従抵抗体及び従導体に接触する接点を有する第２移動部材と、前記第１移動部材に対して前記第２移動部材を移動可能に保持する保持部と、を備え、前記第２移動部材を移動させて出力電圧を変化させるサブポテンショメーターと、
   を備えた直線摺動型ポテンショメーター。
2. 前記サブポテンショメーターは、前記第２移動部材を移動させて前記メインポテンショメーターで得た出力電圧を変化させる
   請求項１に記載の直線摺動型ポテンショメーター。
3. 前記メインポテンショメーターで得た出力電圧を前記サブポテンショメーターに出力するための直線状の接続用導体を前記ケースに配置した
   請求項１又は２に記載の直線摺動型ポテンショメーター。
4. 前記メインポテンショメーターで得た出力電圧に所定の電圧を加えて前記サブポテンショメーターに印加するモジュールを前記ケースに配置した
   請求項２に記載の直線摺動型ポテンショメーター。
5. 前記従抵抗体及び従導体は直線状であって前記主抵抗体及び主導体と直交する方向に配置されており、前記第２移動部材は前記第１移動部材の移動方向と直交する方向に移動する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の直線摺動型ポテンショメーター。
6. 前記第２移動部材には、前記第１移動部材及び第２移動部材の移動を補助するための操作部が設けられている
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の直線摺動型ポテンショメーター。

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