JP2019106466A - 回転式電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】外側の摺接パターンの電気的有効回転角度を大きく取っても、内側の摺接パターンの出力を容易且つ確実に、外側の摺接パターンの外方に引き出すことができ、また強度を強くすることもできる回転式電子部品を提供すること。【解決手段】抵抗体パターン（外側の摺接パターン）２５と、コモンパターン（内側の摺接パターン）３３と、抵抗体パターン２５及びコモンパターン３３を露出した状態に保持するケース５０と、を具備する回転式可変抵抗器（回転式電子部品）１である。抵抗体パターン２５を形成し且つ抵抗体パターン２５の中央部分に開口部２３を設けてなる回路基板２０と、コモンパターン３３となる金属板３０とを有する。金属板３０上に回路基板２０を積層して、回路基板２０の開口部２３からコモンパターン３３を露出させる。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも一対の摺接パターンを有する回転式電子部品に関するものである。

従来、回転式電子部品の中には、例えば特許文献１の図１，図３などに示すように、フィルム（１１）上に同心円状に導体パターン（１５）と抵抗体パターン（１６）を形成したフレキシブル回路基板（１０）を具備し、前記フレキシブル回路基板（１０）の外周と底面側に成型品（３０）を成形することで構成されたものがある。この回転式電子部品にはさらに、前記成型品（３０）の上面側に形成された凹部（３１）内に摺動子を取り付けた回転体が回転自在に収納され、その上がカバーで覆われる。

ところで、特許文献１の図３に示すように、コモンパターンとなる導体パターン（１５）はフレキシブル回路基板（１０）の内側に、抵抗体パターン（１６）はその外側に形成していた。これは、抵抗体パターン（１６）の長さを長くすることで、出力の分解能を向上させるためである。

そして、内側の導体パターン（１５）の出力を端子接続用の導電パターン（１７）に接続するため、導体パターン（１５）の外周から引き出される引出パターンを、円弧状の抵抗体パターン（１６）の両端間の隙間に通す必要があった。

特開平１０−１７２６３０号公報

上述のように、従来のフレキシブル回路基板（１０）においては、導体パターン（１５）から引き出される引出パターンを、抵抗体パターン（１６）の両端間の隙間に通す必要があるため、抵抗体パターン（１６）の両端間の隙間を所定寸法以上に開けておく必要があった。

しかし、抵抗体パターン（１６）の両端間の隙間が大きいと、その分、抵抗体パターン（１６）の長さが短くなり、このため電気的有効回転角度が小さくなってしまうという問題があった。この問題は、回転式電子部品が小型化すればするほど大きくなる。

一方、上記問題を解決するため、前記導体パターン（１５）から引き出される引出パターンの幅を狭くすると、例えばスクリーン印刷で前記引出パターンを形成する際に、断線などの不良が生じる虞があった。

また、導体パターン（１５）の引出パターンを、抵抗体パターン（１６）の両端間の隙間に通さない方法として、スルーホールを用い、導体パターン（１５）の引出パターンをフレキシブル回路基板（１０）の裏面側に設ける方法も考えられる。しかし、そのように構成すると、工程が複雑になり、製造コストの増大を招く虞があった。

また、剛性の無いフレキシブル回路基板（１０）を支持するのは、合成樹脂製の成型品（３０）の底部の部分なので、成形品（３０）の底部の厚みを薄くすると、その剛性が弱くなり、これによって回転式電子部品の強度が弱くなる。このため、回転式電子部品の薄型化が阻害される虞もあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、抵抗体パターンなどの外側の摺接パターンの電気的有効回転角度を大きく取っても、コモンパターンなどの内側の摺接パターンの出力を容易且つ確実に、外側の摺接パターンの外方に引き出すことができ、また強度を強くすることもできる回転式電子部品を提供することにある。

本発明は、第１摺接パターンと、第２摺接パターンと、前記第１，第２摺接パターンを露出した状態に保持するケースと、を具備する回転式電子部品において、前記第１摺接パターンを形成してなる回路基板と、前記第２摺接パターンとなる金属板と、を有し、前記金属板上に前記回路基板を積層して、前記第１摺接パターンと前記第２摺接パターンを同一面方向に露出させたことを特徴としている。
第１摺接パターンと第２摺接パターンを、それぞれ回路基板と金属板に別々に設けたので、第１摺接パターンの電気的有効回転角度を大きく取っても、第２摺接パターンの出力を容易且つ確実に、第１摺接パターンの外方に引き出すことが可能になる。
また、第２摺接パターンを形成する基板として金属板を用いるので、回転式電子部品の強度を強くすることができる。さらに言えば、回転式電子部品の薄型化を図ることもできる。
また、回路基板の下面側に金属板を積層する構成なので、例えば、回路基板としてフレキシブル回路基板を用いたような場合でも、これを確実に平面状態となるように支えることができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記回路基板の第１摺接パターンの中央部分に開口部を設け、当該開口部から前記第２摺接パターンを露出させたことを特徴としている。
回路基板の開口部から金属板の第２摺接パターンを露出させるので、第１摺接パターンと第２摺接パターンとを、容易に同一面方向に露出させることができ、容易に回転式電子部品を構成することができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記金属板の外周は、前記回路基板の開口部よりも外側に位置することを特徴としている。
これによって、回路基板と金属板を積層する際にずれが生じたとしても、回路基板の開口部の内周全周に至るように、確実に第２摺接パターンを配置することができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記第２摺接パターンとなる金属板には、外部の回路に接続させる外部接続端子が一体に設けられていることを特徴としている。
これによって、第２摺接パターンに接続する外部接続端子を、別部品として用意して接続する必要がなくなり、製造コストの削減化を図ることができる。

本発明によれば、外側の摺接パターンの電気的有効回転角度を大きく取っても、内側の摺接パターンの出力を容易且つ確実に、外側の摺接パターンの外方に引き出すことができ、また強度を強くすることも可能になる。

回転式電子部品１の斜視図である。 回転式電子部品１の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。 回路基板２０と金属板３０と外部接続端子７１，７３の分解斜視図である。 回転式可変抵抗器１の製造方法説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の１実施形態に係る回転式電子部品（以下「回転式可変抵抗器」という）１の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。これらの図に示すように、回転式可変抵抗器１は、第１摺接パターン（以下「抵抗体パターン」という）２５を形成した回路基板２０と、第２摺接パターン（以下「コモンパターン」という）３３となる金属板３０と、前記抵抗体パターン２５及びコモンパターン３３を露出した状態に保持するケース５０と、３本の外部接続端子７１，７３，３５とを具備して構成されている。即ちこの回転式可変抵抗器１はケース付き回路基板である。なお以下の説明において、「上」とは下記する回路基板２０の抵抗体パターン２５を形成した面側をいい、「下」とはその反対面側をいうものとする。

図３は、前記ケース５０を除く、その他の部品（回路基板２０と金属板３０と外部接続端子７１，７３）の分解斜視図である。同図に示すように、回路基板２０は、絶縁基板２１上に、抵抗体パターン２５と端子接続パターン２７，２９とを形成して構成されている。絶縁基板２１は、略円形で可撓性を有する合成樹脂フィルムによって構成されており、その外周からは端子接続部２２が突出している。また、その中央には、円形に貫通する開口部２３が設けられている。絶縁基板２１の上面には、前記開口部２３を囲むようにリング状の抵抗体パターン２５が印刷によって形成されており、抵抗体パターン２５の両端は、半径方向外方に向けて突出するように折り曲げられ、それらの先端には、それぞれ端子接続パターン２７，２９が印刷によって形成され接続されている。端子接続パターン２７，２９は、前記端子接続部２２上に並列に配置されている。端子接続パターン２７，２９は抵抗値の小さい導電パターンである。

金属板３０は、平板状の金属板を略円板状に形成して構成されており、その中央には、貫通孔からなる開口部３１が設けられ、またその外周辺の所定位置に外部接続端子３５を一体に接続して構成されている。金属板３０は導電性の高い金属材によって構成されており、例えばこの実施形態では、金属材の表面全体にメッキを施して構成されている（下記する外部接続端子７１，７３も同様）。金属板３０の外径寸法は、この例では前記回路基板２０の開口部２３の内径寸法よりも大きく、且つ回路基板２０の外径寸法よりも小さく形成され、更に具体的には、抵抗体パターン２５の外周より少し大きい外径寸法に形成されている。開口部３１は、前記回路基板２０の開口部２３よりもその内径が小さく、回路基板２０上に設置される図示しない摺動子を取り付けた回転体の軸を挿通できる内径寸法に形成されている。外部接続端子３５は、金属板３０の外周の所定位置から、半径方向外方に向けて突出し、下記する一対の外部接続端子７１，７３と並列に等間隔に並ぶ位置となるように形成されている。外部接続端子３５は、長尺平板状であり、その中央部分を逆方向に２回ほぼ直角に折り曲げることで、先端側を外部機器接続部３５ｂとしている。

外部接続端子７１，７３は、何れも長尺平板状の金属板であり、中央部分を逆方向に２回ほぼ直角に折り曲げることで、根元側を基板接続部７１ａ，７３ａ、先端側を外部機器接続部７１ｂ，７３ｂとしている。

ケース５０は、図１，図２に示すように、前記回路基板２０及び金属板３０の外周と底面側を覆うように、外周壁５１と底部５３とを形成し、その上面中央に略円形の回転体収納部５５を形成して構成されている。底部５３の中央には、前記金属板３０の開口部３１と略同一内径を有し、図示しない摺動子を取り付けた回転体の軸を挿通して回転自在に軸支する軸支孔５７が形成されている。

そしてこの回転式可変抵抗器１を製造するには、まず、図４に示すように、金属板３０上に、回路基板２０を載置し、積層する。このとき、回路基板２０の開口部２３内に、金属板３０の上面がリング状に露出するが、この露出した金属板３０の上面がコモンパターン３３になる。これによって、抵抗体パターン２５とコモンパターン３３が同心円状に同一面側に露出する。

次に、各端子接続パターン２７，２９上に、それぞれ外部接続端子７１，７３の各基板接続部７１ａ，７３ａを当接する。このとき、外部接続端子３５は、外部接続端子７３の側部外側位置に、前記外部接続端子７１，７３間のピッチと同一ピッチで位置する。

そして、前記積層した回路基板２０と金属板３０と外部接続端子７１，７３とを、図示しない金型内に収納し、金型内に形成されたケース５０の形状のキャビティー内に、溶融した合成樹脂を充填し、固化し、その後金型を取り外せば、図１，図２に示す回転式可変抵抗器１が完成する。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。

図１，図２に示すように、回転式可変抵抗器１は、ケース５０の回転体収納部５５内の底面に、抵抗体パターン２５とコモンパターン３３とを露出し、また回路基板２０の各端子接続パターン２７，２９に端子板７１，７３の各基板接続部７１ａ，７３ａを接続した状態で、その上下をケース５０によって固定し、また外部接続端子７１，７３，３５の各外部機器接続部７１ｂ，７３ｂ，３５ｂをケース５０の外部に突出して構成されている。

以上のように構成された回転式可変抵抗器１の回転体収納部５５内に、図示しない摺動子を取り付けた回転体を収納し、その際、摺動子の一対の摺動接点をそれぞれ抵抗体パターン２５とコモンパターン３３に当接する。そして、ケース５０の回転体収納部５５を覆うように図示しないカバーを取り付ける。そして、回転体を回転すれば、これと一体に摺動子が回転し、その摺動接点が抵抗体パターン２５とコモンパターン３３上を摺動し、各外部接続端子７１，７３，３５間の出力が変化する。

そして、上記回転式可変抵抗器１によれば、抵抗体パターン２５とコモンパターン３３を、それぞれ回路基板２０と金属板３０に別々に設けたので、抵抗体パターン２５の両端間の隙間にコモンパターン３３の引出部を通す必要がない。このため、その分、抵抗体パターン２５の長さを長く形成することができる。言い換えれば、抵抗体パターン２５の電気的有効回転角度を大きく取っても、コモンパターン３３の出力を容易且つ確実に、抵抗体パターン２５の外方に引き出すことが可能になる。

また、上記回転式可変抵抗器１によれば、回路基板２０の開口部２３から金属板３０のコモンパターン３３を露出させるので、抵抗体パターン２５とコモンパターン３３とを、容易に同一面方向に露出させることができ、容易に回転式可変抵抗器１を構成することができる。

また、上記回転式可変抵抗器１によれば、コモンパターン３３を形成する基板として金属板３０を用いるので、回転式可変抵抗器１の強度を強くすることができる。言い換えれば、ケース５０の底部５３の厚みをかなり薄くでき、金属板３０による厚みの増加を勘案しても、回転式可変抵抗器１の薄型化を図ることができる。

また、回路基板２０の下面側に金属板３０を積層する構成なので、例えば本実施形態のように、回路基板２０としてフレキシブル回路基板を用いたような場合でも、これを確実に平面状態となるように支えることができる。抵抗体パターン２５を平面状に支えるためには、本実施形態のように、金属板３０の外径は、抵抗体パターン２５の外径と同一又はそれ以上の寸法にすることが好ましい。

また、上記回転式可変抵抗器１によれば、金属板３０の外周を、回路基板２０の開口部２３よりも外側に位置するように構成したので、回路基板２０と金属板３０を積層する際にずれが生じたとしても、回路基板２０の開口部２３の内周全周に至るように、確実にコモンパターン３３を配置することができる。

また、上記回転式可変抵抗器１によれば、コモンパターン３３となる金属板３０に、外部の回路に接続させる外部接続端子３５を一体に設けたので、コモンパターン３３に接続する外部接続端子３５を、別部品として用意して接続する必要がなくなり、製造コストの削減を図ることができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では、第１摺接パターンとして抵抗体パターン２５を用い、第２摺接パターンとしてコモンパターン３３を用いた例を示したが、これら摺接パターンは種々の変更が可能であり、例えば、抵抗体パターン２５の代わりにスイッチパターンを用いることで回転式スイッチ（ロータリースイッチ）としても良く、また逆に、第１摺接パターンを導体パターンにすると同時に、第２摺接パターンになる金属板の摺動子が摺接する軌跡部分の所定位置に１又は複数の開口部を設けることでこれをスイッチパターンとして回転式スイッチとしても良いなど、種々の変形が可能である。

また、上記実施形態では、回路基板２０を１枚、金属板３０を１枚としたが、回路基板２０を複数枚としたり、金属板３０を複数枚としたりしてこれらを積層することで、同心円状に３本以上の摺接パターンを形成しても良い。

また、上記実施形態では、回路基板２０と金属板３０にそれぞれ１本ずつの摺接パターン（抵抗体パターン２５とコモンパターン３３）を形成したが、回路基板２０と金属板３０の何れか一方又は両者に同心円状の複数本の摺接パターンを形成しても良い。

また、上記実施形態では、回路基板２０の抵抗体パターン２５の中央部分に開口部２３を設け、この開口部２３から第２摺接パターン３３となる金属板３０を露出させる構成、即ち第１摺接パターンの内側に第２摺接パターンを設ける構成としたが、その代わりに、回路基板の外径寸法よりも金属板の外液寸法を大きく形成し、この大きく形成した外周側の面に第２摺接パターンを形成することで、回路基板の第１摺接パターンよりも外側に金属板からなる第２摺接パターンを露出させるように構成しても良い。

また、上記実施形態では、金属板３０に接続される外部接続端子３５を、外部接続端子７３の側部外側位置に配置するように構成したが、外部接続端子３５の設置位置は任意に変更可能であり、例えば外部接続端子７１の側部外側位置に配置しても良いし、両外部接続端子７１，７３の間に配置しても良い。また、外部接続端子３５の位置は、外部接続端子７１，７３に併設される位置以外に設置しても良く、例えば、金属板３０外周の、前記外部接続端子７１，７３を設置する側の１８０°反対側に設置してもよい。同様に、外部接続端子７１，７３の位置も種々の変更が可能である。

また、上記実施形態では、回路基板２０として、可撓性を有するフレキシブル回路基板を用いたが、それに代えて、硬質の回路基板で構成しても良い。また、上記実施形態では、回路基板２０に設ける開口部２３を円形としたが、必要に応じて、他の各種形状としても良い。また、上記実施形態では、金属板３０上に、直接回路基板２０を積層したが、両者間に絶縁シートなどの他の各種部材を介在させても良い。

また、上記実施形態では、回路基板２０と金属板３０をケース５０内にインサート成形することでこれら各部材を一体に固定したが、本発明はこれに限られず、回路基板と金属板とケースとを別々に製造し、その後ケースに回路基板と金属板を取り付けることで回転式電子部品を構成しても良い。また場合によっては、金属板３０の外周を、回路基板２０の開口部２３よりも内側に位置するように構成しても良い。また場合によっては、金属板３０と外部接続端子３５を同一板に一体に設けず、別部品として別々に形成した後、両者を接続するように構成しても良い。

また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１ 回転式可変抵抗器（回転式電子部品）
２０ 回路基板
２３ 開口部
２５ 抵抗体パターン（第１摺接パターン）
３０ 金属板
３３ コモンパターン（第２摺接パターン）
３５ 外部接続端子
５０ ケース
７１，７３ 外部接続端子

Claims (4)

1. 第１摺接パターンと、
   第２摺接パターンと、
   前記第１，第２摺接パターンを露出した状態に保持するケースと、
   を具備する回転式電子部品において、
   前記第１摺接パターンを形成してなる回路基板と、
   前記第２摺接パターンとなる金属板と、を有し、
   前記金属板上に前記回路基板を積層して、前記第１摺接パターンと前記第２摺接パターンを同一面方向に露出させたことを特徴とする回転式電子部品。
2. 請求項１に記載の回転式電子部品であって、
   前記回路基板の第１摺接パターンの中央部分に開口部を設け、当該開口部から前記第２摺接パターンを露出させたことを特徴とする回転式電子部品。
3. 請求項２に記載の回転式電子部品であって、
   前記金属板の外周は、前記回路基板の開口部よりも外側に位置することを特徴とする回転式電子部品。
4. 請求項１又は２又は３に記載の回転式電子部品であって、
   前記第２摺接パターンとなる金属板には、外部の回路に接続させる外部接続端子が一体に設けられていることを特徴とする回転式電子部品。

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