JP3600067B2 - 可変抵抗器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオゲーム機等に使用して好適な可変抵抗器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の可変抵抗器を図22〜図25に基づいて説明すると、合成樹脂の成型品からなる筺体31内には、絶縁基板32が収納されている。
この絶縁基板32の一方の面には、図23に示すように、間隔をおいて形成された比抵抗がほぼ均一な、即ち、膜厚がほぼ一定である一対の矩形状の抵抗体パターン33が形成されている。
【0003】
また、弾性変形可能な導電接点34は、保持部材35に取り付けられて筺体31内に配置され、導電接点34の曲面34aが抵抗体パターン33に対向した状態となっている。
合成樹脂の成型品等かなる操作部材36は、筺体31に移動可能に取り付けられて、一対の押圧部36aが導電接点34に対向した状態となっている。
【0004】
次に、このように構成された従来の可変抵抗器の動作を説明すると、先ず、操作部材36の上面を押圧すると、押圧部36aを介して導電接点34が押され、抵抗体パターン33の中央部に導電接点34の曲面34aが接触し、更に、操作部材36の押圧を続けると、曲面34aが変形して、抵抗体パターン33に対して接触面積が漸次増大して、抵抗体パターン33の両端部における抵抗値が可変される。
この押圧操作時の押圧力と絶縁基板32(抵抗体パターン33)に対する導電接点34の接触面積との変化特性を図26に示す。
即ち、円弧状(アーチ状)をなした曲面34aを有する導電接点34を絶縁基板32側へ押圧すると、絶縁基板32に導電接点34が当接した直後の接触面積の増加率(変化カーブK3の傾き)が最も急であり、その増加率は漸次減少していき、後期の段階においては、押圧力を増しても接触面積は殆ど増加しなくなる。
【0005】
また、操作部材36の押圧を解除すると、導電接点34は、弾性により元に戻り、そして、その間において、抵抗体パターン33に対する曲面34aの接触面積は、抵抗値を可変しながら漸次減少して、曲面34aは、元の状態に戻り、その結果、導電接点34が接触面積を変化させることによって、抵抗値を可変するようになっている。
【0006】
そして、従来の可変抵抗器における押圧力と電気抵抗の変化特性は、図25に示すように、押圧力の初期段階において抵抗値が急激に変化し、また、次の中間段階において抵抗値が曲線状に変化し、更に、後期の段階において抵抗値が殆ど変化しない状態の変化カーブK2となる。
これは押圧力に対する導電接点34の接触面積の変化特性が図26に示すような曲線状の変化カーブK3をしているここと、抵抗体パターン33の比抵抗が均一であり、且つ、一対の抵抗体パターン33が離間していることによる。
ただし、抵抗体パターン33が離間していない場合であっても、その比抵抗は中央部とその両側で均一であることから、押圧力の初期段階において、抵抗値が急激に変化するという特性には変わりはない。
【0007】
また、このような可変抵抗器は、ゲーム機等に組み込まれて使用されるが、例えば、ゲーム機の車のスピード操作に使用した時、操作部材36の押圧操作の初期段階においては、抵抗値変化が急激に変化するため、スピード操作が難しく、また、押圧操作の後期の段階においては、抵抗値変化が殆どないため、押圧操作に対するスピードに大きな違和感を生じるものであった。
そして、変化カーブK2における中間段階の曲線状の変化部分のみを使用する場合は、その間の抵抗値があまり変化せず、しかも曲線状の変化であることから操作性が悪くなるものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可変抵抗器は、比抵抗がほぼ均一な一対の抵抗体パターン33上に曲面34aを有する導電接点34を押し付けるため、押圧力に対する初期の抵抗値変化(変化カーブK2)が急激になるという問題がある。
このため、この可変抵抗器を、例えば、ゲーム機の車のスピード操作に使用した時、操作部材36の押圧操作の初期段階においては、抵抗値変化が急激に変化するため、スピード操作が難しかった。
また、押圧操作の後期の段階においては、抵抗値変化が殆どないため、押圧操作に対するスピードに大きな違和感を生じるという問題がある。
また、従来の可変抵抗器においては、変化カーブK2における中間段階の曲線状の変化部分のみを使用する場合は、中間段階において、あまり抵抗値が変化しないため、操作性が悪くなるという問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第1の解決手段として、絶縁基板と、該絶縁基板に形成された抵抗体パターンと、前記絶縁基板に形成され、前記抵抗体パターンの両端部にそれぞれ導通する一対の導電体パターンと、前記絶縁基板に対して凸状で曲面を有し、前記抵抗体パターンに対向して配置された変形可能な導電接点と、前記導電接点を設けた保持部材とを備え、前記保持部材への押圧操作によって、前記導電接点が前記抵抗体パターンに対して接触面積を変化させるように変形して、前記一対の導電体パターン間の抵抗値を可変するようになし、前記抵抗体パターンは、低抵抗領域部と、高抵抗領域部とが前記抵抗体パターンの接触面積を可変する方向の抵抗可変面方向に設けられ、且つ、前記抵抗可変面方向の中央部に前記低抵抗領域を配置し、前記低抵抗領域部の両側に前記高抵抗領域部を設けた構成とした。
【0010】
また、第2の解決手段として、前記抵抗体パターンは、前記抵抗可変面方向と直交する方向に所定の幅を有し、前記低抵抗領域部は、前記幅の中央部における前記抵抗可変面方向の長さを、前記幅の端部側における前記抵抗可変面方向の長さより大きくした構成とした。
【0011】
また、第3の解決手段として、前記抵抗体パターンは、複数の印刷によって抵抗層が積層して形成され、前記低抵抗領域部が前記高抵抗領域部よりも前記抵抗層の積層数を多くして形成した構成とした。
また、第4の解決手段として、前記抵抗層の少なくとも一層が一対の前記導電体パターン間に形成されて、一対の前記導電体パターンに導通した構成とした。
【0012】
また、第5の解決手段として、前記抵抗体パターンは、前記抵抗可変面方向の中央部に導電体を設けることにより、中央部に前記低抵抗領域部を形成した構成とした。
また、第6の解決手段として、前記導電体を銀ペーストによる印刷で形成し、前記抵抗体パターンで前記導電体を覆った構成とした。
【0013】
また、第7の解決手段として、絶縁基板と、該絶縁基板に形成された抵抗体パターンと、前記絶縁基板に形成され、前記抵抗体パターンの両端部にそれぞれ導通する一対の導電体パターンと、前記絶縁基板に対して凸状で曲面を有し、前記抵抗体パターンに対向して配置された変形可能な導電接点と、前記導電接点を設けた保持部材とを備え、前記保持部材への押圧操作によって、前記導電接点が前記抵抗体パターンに対して接触面積を変化させるように変形して、前記一対の導電体パターン間の抵抗値を可変するようになし、前記抵抗体パターンの接触面積を可変する方向の抵抗可変面方向に対して直交する方向における前記抵抗体パターンの幅は、前記抵抗可変面方向の中央部を広幅部とすると共に、この広幅部の両側を細幅部とした構成とした。
【0014】
また、第8の解決手段として、前記抵抗体パターンは、前記幅方向の中心を通る前記抵抗可変面方向の線に対して対称に形成した構成とした。
また、第9の解決手段として、前記抵抗可変面方向の中央部において、導電体を設けた構成とした。
【0015】
また、第10の解決手段として、前記導電体は、前記抵抗可変面方向と直交する方向で、前記広幅部の中央部に形成した構成とした。
また、第11の解決手段として、前記導電体は、前記抵抗可変面方向と略平行な状態で、前記広幅部の幅方向の端部に形成した構成とした。
また、第12の解決手段として、絶縁層を有し、該絶縁層は、前記抵抗体パターンの広幅部の端部を覆うように形成した構成とした。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の可変抵抗器の第1実施例を図1〜図9に基づいて説明すると、図1は本発明の可変抵抗器の第1実施例における要部断面図、図2は同じくその絶縁基板の平面図、図3は同じくその保持部材の下面図、図4は図3の4−4線における断面図、図5は図3の5−5線における断面図、図6は本発明の可変抵抗器の第1実施例に係る導電接点と抵抗体パターンの説明図、図7は同じくその一方の導電体パターンからの距離Lとその点における抵抗値(一方の導電体パターンとこの導電体パターンから距離Lを隔てた点における電気抵抗)の変化特性を示すグラフ、図8は同じくその押圧力と一対の導電体パターン間の電気抵抗(抵抗値)の変化特性を模式的に示すグラフ、図9はシュミレーションにおける一方の導電体パターンからの距離Lとその点における抵抗値(一方の導電体パターンとこの導電体パターンから距離Lを隔てた点における電気抵抗)の理想的な変化特性を示すグラフである。
【0017】
次に、本発明の可変抵抗器の第1実施例を図1〜図9に基づいて説明すると、合成樹脂の成型品等からなるケース1は、孔1aを有し、また、支持基板となる矩形状の基板2は、硬い絶縁基板等で構成され、ケース1内に収容された状態で、適宜手段によりケース1に取り付けられている。
【0018】
矩形状の絶縁基板3は、フレキシブルな絶縁材で構成され、この絶縁基板3の上面には、図2に示すように、間隔を置いて形成された一対の銀ペースト等からなる導電体パターン4a、4bと、この一対の導電体パターン4a、4b間に跨って形成された矩形状の抵抗体パターン5とが設けられている。
そして、この抵抗体パターン5は、両端部に置いて、一対の導電体パターン4a、4bに接続された状態で高抵抗領域部5aが設けられると共に、中央部において、高抵抗領域部5aに接続した高抵抗領域部5aにおける抵抗体よりも比抵抗が小さい抵抗体からなる低抵抗領域部5bが設けられた構成となっている。
【0019】
また、導電体パターン4a、4bと抵抗体パターン5の形成方法は、先ず、銀ペーストからなる一対の導電体パターン4a、4bを絶縁基板3上に印刷により同時に形成する。
この時、両導電体パターン4a、4bとそれぞれ導通する図示せぬ配線パターンも同時に印刷形成する。
次に、導電体パターン4a、4bに導通するように、比抵抗の高い高抵抗体からなるカーボンの抵抗体ペーストを印刷して、抵抗体パターン5の一部を構成する一対の高抵抗領域部5aを同時に形成する。
そして、最後に、一対の高抵抗領域部5aに導通するように、比抵抗の低い低抵抗体からなるカーボンの抵抗体ペーストを印刷して、抵抗体パターン5の一部を構成する低抵抗領域部5bを形成すると、その製造が完了する。
【0020】
ゴム等の弾性ある材料の成型品からなる保持部材6は、図3〜図5に示すようにドーム状をなし、天上板である保持部6aと、保持部6aから下方に延びた筒状(すり鉢状)の脚部6bと、互いに対向して脚部6bに設けられた切り欠き状をなす開放部6cとを有する。
アーチ状をなした導電接点7は、ゴム材にカーボンを混入して形成され、これらの導電接点7は、保持部材6の脚部6bで囲まれた状態で、保持部6aの下部に取り付けられている。
【0021】
そして、この導電接点7は、保持部材6の成形加工と同時に、成形によって保持部材6に一体に形成されると共に、これらの導電接点7は、下方に凸状をなした円弧状の曲面7aを有し、この曲面7aは、中央部が最下部に位置して形成されている。 このように、導電接点7を取り付けた保持部材6は、脚部6bで抵抗体パターン5を囲んだ状態で、脚部6bの下部を絶縁基板3に当接、載置する。
この時、アーチ状の導電接点7は、絶縁基板3に対して凸状の曲面7aが対向すると共に、抵抗体パターン5上を覆うような状態で、抵抗体パターン5に対向した状態となっている。
【0022】
このような状態で、抵抗体パターン5に対向する保持部6aの上部を押圧すると、脚部6cが弾性変形すると共に、抵抗体パターン5の中央部、即ち、低抵抗領域部5bの中央部に、先ず、導電接点7の曲面7aが接触し、更に、保持部6aの押圧を続けると、曲面7aが変形して、抵抗体パターン5の低抵抗領域部5bから高抵抗領域部5aと接触面積が漸次増大し、従って、一対の導電体パターン4a、4b間における抵抗値が可変されて、可変抵抗器としての機能を持つようになる。
また、保持部6aの押圧を解除すると、脚部6bの自己の弾性により保持部6aは元の状態に戻ると共に、その間において、抵抗体パターン5に対する曲面7aの接触面積は、抵抗値を可変しながら漸次減少して、曲面7aは、元の状態に戻る。
【0023】
即ち、保持部6aを押圧することによって、導電接点7は、抵抗体パターン5の接触面積を可変する方向の抵抗可変面方向Zに変形して、その接触面積を増加したり、減少したりして、抵抗値を可変するようになっている。
また、導電接点7の幅H1は、抵抗体パターン5の抵抗可変面方向Zに対して直交する方向の幅H2よりも大きく形成されて、導電接点7が抵抗体パターン5の全幅H2にわたって接触できるようにしている。
【0024】
更に、保持部材6の開放部6cは、導電接点7の曲面7a形成方向であると共に、抵抗可変面方向Zに形成されており、これによって、導電接点7の変形方向である抵抗可変面方向Z、即ち、矩形状の抵抗体パターン5の長手方向での脚部6bによる干渉を少なくして、導電接点7の変形動作を良くしたものである。
【0025】
合成樹脂の成型品等からなる操作部材8は、つまみ部8aと、つまみ部8aと一体に形成された鍔状の支持部8bとを有する。
そして、この操作部材8は、つまみ部8aをケース1の孔1aから外方に突出して、支持部8bをケース1内に収容すると共に、支持部8bを保持部材6の保持部6aに載置し、保持部材6の弾性によって支持部8bをケース1の内面に弾圧して、ケース1に押圧動作可能に取り付けられている。
【0026】
次に、このように構成された本発明の可変抵抗器の動作を説明すると、先ず、脚部6bの弾性に抗して、操作部材8の上面を押圧操作すると、支持部8bによって保持部材6の保持部6aが押され、その結果、脚部6bが弾性変形すると共に、抵抗体パターン5の低抵抗領域部5bの中央部に導電接点7の曲面7aが接触し、更に、保持部6aの押圧を続けると、曲面7aが抵抗可変面方向Zに変形して、抵抗体パターン5の低抵抗領域部5b、及び高抵抗領域部5aに対して接触面積が漸次増大して、抵抗体パターン5の両端部(一対の導電体パターン4a、4b間)における抵抗値が可変される。
この押圧操作時の押圧力と、抵抗体パターン5に対する導電接点7(曲面7a)の接触面積は、図26に示した変化カーブK3とほぼ同様な変化特性を示す。
【0027】
また、操作部材8の押圧操作を解除すると、脚部6bの自己の弾性により保持部6aは元の状態に戻ると共に、操作部材8は脚部6bの弾性で元に戻り、そして、その間において、抵抗体パターン5の高抵抗領域部5a、及び低抵抗領域部5bに対する曲面7aの接触面積は、抵抗値を可変しながら漸次減少して、曲面7aは、元の状態に戻り、その結果、導電接点7が接触面積を変化させることによって、抵抗値を可変するようになっている。
【0028】
そして、操作部材8を押圧操作した場合の抵抗体パターン5における押圧力と電気抵抗(一対の導電体パターン4a、4b間の抵抗値)の変化特性は、図8に示すように、抵抗値が最大から最小にわたって、ほぼ直線状にリニアに変化した変化カーブK1を有している。
そのような変化カーブK1は、抵抗体パターン5が高抵抗領域部5aと低抵抗領域部5bを形成し、まず、導電接点7の曲面7aが低抵抗領域5bの略中央部に接触するように構成することによって得られるものである。
【0029】
そして、このような可変抵抗器は、ゲーム機等に組み込まれて使用されるが、例えば、ゲーム機の車のスピード操作に使用した時、操作部材8の押圧操作の初期段階から中間段階、並びに後期段階にわたって、変化カーブK1が直線状でリニアに変化をするため、そのスペード操作に違和感を生じること無く、容易な操作ができると共に、変化カーブK1の全般にわたって使用でき、押圧操作範囲が大きく、操作性の良好なものが得られる。
【0030】
また、導電接点がアーチ状(円弧状)の曲面を有し、抵抗体パターンに対して接触面積が図26の変化カーブK3に示したように変化するような可変抵抗器において、押圧力と電気抵抗の変化特性が直線状でリニアに変化する変化カーブK1を得るために、抵抗体パターン5の抵抗値の理想的な変化特性をシュミレーションにより求めると、図9に示すようになる。
即ち、一方の導電体パターン4aからの距離Lに対するその点の電気抵抗(一方の導電体パターン4aとこの導電体パターン4aから距離Lを隔てた点との間の電気抵抗)の変化率は、導電体パターン4aに近いほど大きく、導電体パターン4a、4b間の中央部に近づくほど小さくなっていき、中央部を越えると徐々に変化率は大きくなっていき、他方の導電体パターン4bの近傍では、再び電気抵抗の変化率が大きくなる。
これは、図9に示すような抵抗値の変化特性を有する抵抗体パターンを用いることにより、変化カーブK3の曲線状の特性を打ち消すことができ、図8に示すような変化カーブK1が得られるものである。
【0031】
このような観点から、本発明の第1実施例における一方の導電体パターン4aの端部A0からの距離Lに対する抵抗体パターン5上の抵抗値を測定すると、図7に示すような変化特性を有している。
そして、この図7の変化特性は、図9に示す変化特性とほぼ同様であり、その結果、図8に示すような変化カーブK1が得られたものとなっている。
なお、図2,図7中、L1,L2は低抵抗領域部5bが形成されている一方の導電体パターン4aの端部A0からの距離を示し、A1は端部A0から他方の導電体パターン4bまでの距離を表している。
【0032】
また、図10,図11は、本発明の第2実施例を示し、この第2実施例は、第1実施例における抵抗体パターン5を変更したもので、その他の構成は、第1実施例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、図10,図11に基づいて第2実施例を説明すると、第1実施例と同様に、絶縁基板3には、一対の導電体パターン4a、5b間に、抵抗体パターン5を構成する高抵抗からなる高抵抗領域部5aと低抵抗からなる低抵抗領域部5bとが形成されている。
【0033】
そして、低抵抗領域部5bは、幅H2の中央部における抵抗変化面方向Zの長さN1を、幅H2の端部側における抵抗変化面方向Zの長さN2より大きくしたものである。
このような構成に置いては、図9の変化特性と近似する図11に示すような変化特性(一方の導電体パターン4aからの距離に対する抵抗体パターン5の抵抗値の変化特性)を示し、その結果、押圧力と電気抵抗の変化特性は、図8に示すように、ほぼ直線状のリニアな変化となる。
【0034】
また、図12,図13は、本発明の第3実施例を示し、この第3実施例は、第1実施例における抵抗体パターン5を変更したもので、その他の構成は、第1実施例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、図12,図13に基づいて第3実施例を説明すると、第1実施例と同様に、絶縁基板3には、一対の導電体パターン4a、4b間に、抵抗体パターン5が形成されている。
そして、この抵抗体パターン5は、同一の抵抗体ペーストを複数回印刷、或いは異なる抵抗体ペーストを複数回印刷して、抵抗層が積層されて形成されており、低抵抗領域部5bは、高抵抗領域部5aよりも、抵抗層の積層を多くすることによって比抵抗が小さくなるように形成されている。
更に、この抵抗層は、少なくとも一層、例えば、第1の層が一対の導電体パターン4間に跨って形成されたものとなっている。
【0035】
また、この第3実施例も第2実施例と同様に、低抵抗領域部5bは、幅H2の中央部における抵抗変化面方向Zの長さN1を、幅H2の端部側における抵抗変化面方向Zの長さN2より大きくしたものである。
このような構成に置いては、図9の変化特性と近似する図13に示すような変化特性を示し、その結果、押圧力と電気抵抗の変化特性は、図8に示すように、ほぼ直線状のリニアな変化となる。
【0036】
また、図14,図15は、本発明の第4実施例を示し、この第4実施例は、第1実施例における抵抗体パターン5を変更したもので、その他の構成は、第1実施例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、図14,図15に基づいて第4実施例を説明すると、第1実施例と同様に、絶縁基板3には、一対の導電体パターン4a、4b間に、抵抗体パターン5が形成されている。
【0037】
そして、この第4実施例は、抵抗可変面方向Zの中央部において、抵抗可変面方向Zと直交する方向に銀パターンからなる複数個の点状の導電体9が中央部ほど密度が高くなうように設けられ、この複数個の点状の導電体9を覆うように抵抗体パターン5を形成したものである。
この導電体9が配設された部分は、抵抗値(Z方向における抵抗値変化率)が低くなり、この部分を低抵抗領域部5bとし、この両側に位置する導電体9が存在しない部分を高抵抗領域部5aとしたものである。
【0038】
このような構成においては、導電体9の形成位置に多少凹凸は生じるものの、図9の変化特性と近似する図15に示すような変化特性を示し、その結果、押圧力と電気抵抗の変化特性は、概略図8に示すような、ほぼ直線状のリニアな変化となる。
【0039】
また、図16,図17は、本発明の第5実施例を示し、この第5実施例は、第1実施例における抵抗体パターン5を変更したもので、その他の構成は、第1実施例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、図16,図17に基づいて第5実施例を説明すると、第1実施例と同様に、絶縁基板3には、一対の導電体パターン4a、4b間に、抵抗体パターン5が形成されている。
【0040】
そして、この第5実施例は、抵抗可変面方向Zの中央部において、抵抗可変面方向Zと直交する方向に銀パターンからなる複数個の帯状の導電体9が設けられ、この複数個の帯状の導電体9を覆うように抵抗体パターン5を形成したものである。
この導電体9が配設された部分は、抵抗値が低くなり、この部分を低抵抗領域部5bとし、この両側に位置する導電体9が存在しない部分を高抵抗領域部5aとしたものである。
【0041】
このような構成においては、導電体9の形成位置において階段状の変化となるものの、全体的にとらえれば図9の変化特性と近似する図17に示すような変化特性を示し、その結果、押圧力と電気抵抗の変化特性は、概略図8に示すような、ほぼ直線状のリニアな変化となる。
【0042】
また、図18,図19は、本発明の第6実施例を示し、この第6実施例は、第1実施例における抵抗体パターン5を変更したもので、その他の構成は、第1実施例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、図18,図19に基づいて第6実施例を説明すると、第1実施例と同様に、絶縁基板3には、一対の導電体パターン4a、4b間に、同一のカーボンペーストを印刷して抵抗体パターン10が形成されている。
【0043】
そして、この第6実施例は、抵抗可変面方向Zと直交する方向における抵抗体パターン10の幅は、一対の導電体パターン4a、4bに導通する側が細幅部10aに、また、抵抗可変面方向Zの中央部が広幅部10bにすると共に、この抵抗体パターン10は、幅方向の中心を通る抵抗可変面方向Zの線Yに対して上下が対称に形成されたものである。
更に、抵抗体パターン10の抵抗可変面方向Zの中央部の下部に置いて、抵抗体可変面方向Zと直交する方向で広幅部10bの中央部を横切るように銀パターンからなる導電体11が形成されている。
【0044】
このような構成においては、図9の変化特性と近似する図19に示すような変化特性(一方の導電体パターン4aからの距離に対する線Yに沿った抵抗体パターン10上の抵抗値の変化特性)を示す。
そして、保持部材6への押圧操作に伴って、導電接点7を抵抗体パターン10の広幅部10bの中央部から順次その接触面積を大きく、また、細幅部10aからその接触面積を順次小さくすると、押圧力と電気抵抗の変化特性は、図8に示すように、ほぼ直線状のリニアな変化となる。
【0045】
また、図20,図21は、本発明の第7実施例を示し、この第7実施例は、第1実施例における抵抗体パターン5を変更したもので、その他の構成は、第1実施例と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、図20,図21に基づいて第7実施例を説明すると、前記第6実施例と同様に、絶縁基板3には、一対の導電体パターン4a、4b間に、同一のカーボンペーストを印刷することによって抵抗体パターン10が形成されている。
【0046】
また、この第7実施例は、前記第6実施例と同様に、抵抗可変面方向Zと直交する方向における抵抗体パターン10の幅は、一対の導電体パターン4a、4bに導通する側が細幅部10aに、また、抵抗可変面方向Zの中央部が広幅部10bにすると共に、この抵抗体パターン10は、幅方向の中心を通る抵抗可変面方向Zの線Yに対して上下が対称に形成されたものである。
そして、第6実施例と異なる点は、抵抗体パターン10の抵抗可変面方向Zの中央部の下部において、抵抗体可変面方向Zと平行な状態で、広幅部10bの幅方向の端部に銀パターンからなる導電体11が形成された点と、広幅部10bの端部の導電体11と抵抗体パターン10との積層部を覆うように絶縁層12が形成された点である。
このように、絶縁層12を設けることにより、導電接点7の曲面7aが導電体11と抵抗体パターン10との積層部上に接触したとしても、等電位となる導電部と接することがないので、押圧力と電気抵抗の良好な変化特性を維持することができる。
【0047】
このような構成においては、図9の変化特性と近似する図21に示すような変化特性(一方の導電体パターン4aからの距離に対する線Yに沿った抵抗体パターン10上に抵抗値の変化特性)を示す。
そして、保持部材6への押圧操作に伴って、導電接点7を抵抗体パターン10の広幅部10bの中央部から順次その接触面積を大きく、また、細幅部10aからその接触面積を順次小さくすると、押圧力と電気抵抗の変化特性は、図8に示すように、ほぼ直線状のリニアな変化となる。
なお、第4〜第7実施例における導電体9,11は、一対の導電体パターン4a、4bと同時に印刷形成している。
これにより、導電体9,11と両導電体パターン4a、4bのと位置精度がスクリーン印刷するマスクの精度で決まるため、極めて高精度とすることができ、よって、一対の導電体パターン4a、4b中央部に確実に抵抗値変化の小さい領域を設けることができ、押圧力に伴う電気抵抗の変化特性のバラツキを抑えることができる。
【0048】
【発明の効果】
本発明の可変抵抗器において、抵抗体パターン5は、中央部に低抵抗領域部5bを、その両側には、高抵抗領域部5aが設けられて、曲面を有する導電接点7が低抵抗領域部5bと高抵抗領域部5aに接触して、接触面積を変化するようにしたため、押圧力に対する電気抵抗の変化カーブK1が略直線状でリニアにできる可変抵抗器を提供できる。
そして、このような可変抵抗器をゲーム機に使用した場合、従来に比して、押圧力に対する電気抵抗の変化をリニアにでき、違和感のない操作が可能であると共に、変化カーブK1の全体を使用できて、操作範囲の大きな可変抵抗器を提供できる。
【0049】
また、抵抗体パターン5は、抵抗可変面方向Zと直交する方向に所定の幅H2を有し、低抵抗領域部5bは、幅H2の中央部における抵抗可変面方向Zの長さN1を、幅H2の端部側における抵抗可変面方向Zの長さN2より大きくしたため、電気抵抗の変化をよりリニアにできて、ゲーム機に使用した場合、一層操作性の良好な可変抵抗器を提供できる。
【0050】
また、抵抗体パターン5は、複数の印刷によって抵抗層が積層して形成され、低抵抗領域部5bが高抵抗領域部5aよりも抵抗層の積層を多くして形成したため、簡単な手段で抵抗値の差を持たせることができ、生産性の良好な可変抵抗器を提供できる。
また、比抵抗の同じ抵抗体ペーストを使用できることから、準備する抵抗体ペーストの種類を減らすことが可能となる。
【0051】
また、抵抗体パターン5の抵抗層の少なくとも一層が一対の導電体パターン4a、4b間に形成されて、一対の導電体パターン4a、4bに導通させたため、印刷ずれが生じたとしても、中央部と端部側で(低抵抗領域部と高抵抗領域部とで)抵抗層のないギャップが発生するようなことがない。
【0052】
また、抵抗体パターン5は、抵抗可変面方向Zの中央部に導電体9を設けることにより、中央部に低抵抗領域部5bを形成すると共に、その両側に高抵抗領域部5aを形成したため、低抵抗領域部5bの形成が簡単で、抵抗体ペーストの種類も少なくてすみ、生産性の良好な可変抵抗器を提供できる。
【0053】
また、導電体9を銀ペーストによる印刷で形成し、抵抗体パターン5で導電体9を覆ったため、導電体9の腐食、マイグレーションが発生しにくく、且つ、導電体9が導電体パターン4と同時に形成できて、生産性の良い可変抵抗器を提供できる。
【0054】
また、抵抗体パターン10の接触面積を可変する方向の抵抗可変面方向Zに対して直交する方向における抵抗体パターン10の幅は、抵抗可変面方向Zの中央部を広幅部10bとする共に、この広幅部10bの両側を細幅部10aとしたため、押圧力に対する電気抵抗の変化カーブK1が略直線状でリニアにできる可変抵抗器を提供できる。
そして、このような可変抵抗器をゲーム機に使用した場合、従来に比して、電気抵抗の変化をリニアにでき、違和感のない操作が可能であると共に、変化カーブK1の全体を使用できて、操作範囲の大きな可変抵抗器を提供できる。
【0055】
また、抵抗体パターン10は、幅方向の中心を通る抵抗可変面方向Zの線Yに対して対称に形成したため、より一層、電気抵抗の変化をよりリニアにできて、ゲーム機に使用した場合、一層操作性の良好な可変抵抗器を提供できる。
【0056】
また、抵抗可変面方向Zの中央部において、導電体11を設けたため、抵抗可変面方向Zに沿った方向における抵抗値の変化率を中央部で確実に小さくできるので、より一層、電気抵抗の変化をよりリニアにできて、ゲーム機に使用した場合、一層操作性の良好な可変抵抗器を提供できる。
【0057】
また、導電体11は、抵抗可変面方向Zと直交する方向で、広幅部10bの中央部に形成したため、より一層、電気抵抗の変化をよりリニアにできて、ゲーム機に使用した場合、一層操作性の良好な可変抵抗器を提供できる。
【0058】
また、導電体11は、抵抗可変面方向Zと平行な状態で、広幅部10bの幅方向の端部に形成したため、導電体11の長さを調整することにより、より一層、電気抵抗の変化をよりリニアにできて、ゲーム機に使用した場合、一層操作性の良好な可変抵抗器を提供できる。
【0059】
また、絶縁層12で、抵抗体パターン10の広幅部10bの端部を覆うようにしたため、抵抗体パターン10に対する導電接点7の接触の幅を調整できて、必要に応じて、電気抵抗の変化特性を調整することができる可変抵抗器を提供できる。
また、抵抗体パターン10の広幅部10bの幅方向の端部に抵抗可変面方向Zにほぼ沿って形成された導電体11と抵抗体パターン10との積層部分を絶縁層12で覆うようにすれば、導電接点7と積層部分との不所望な接触を防ぐことができて、電気抵抗の変化特性に悪影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の可変抵抗器の第1実施例に係る要部断面図。
【図2】本発明の可変抵抗器の第1実施例に係る絶縁基板の平面図。
【図3】本発明の可変抵抗器の第1実施例に係る保持部材の下面図。
【図4】図3の4−4線における断面図。
【図5】図3の5−5線における断面図。
【図6】本発明の可変抵抗器の第1実施例に係る導電接点と抵抗体パターンの関係を示す説明図。
【図7】本発明の可変抵抗器の第1実施例に係る一方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の変化特性を示すグラフ。
【図8】本発明の可変抵抗器の第1実施例に係る押圧力と一対の導電体パターン間の電気抵抗の変化特性を示すグラフ。
【図9】シュミレーションにおける一方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の理想的な変化特性を示すグラフ。
【図10】本発明の可変抵抗器の第2実施例に係る絶縁基板の平面図。
【図11】本発明の可変抵抗器の第2実施例に係る一方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の変化特性を示すグラフ。
【図12】本発明の可変抵抗器の第3実施例に係る絶縁基板の平面図。
【図13】本発明の可変抵抗器の第3実施例に係る一方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の変化特性を示すグラフ。
【図14】本発明の可変抵抗器の第4実施例に係る絶縁基板の平面図。
【図15】本発明の可変抵抗器の第4実施例に係る一方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の変化特性を示すグラフ。
【図16】本発明の可変抵抗器の第5実施例に係る絶縁基板の平面図。
【図17】本発明の可変抵抗器の第5実施例に係る一方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の変化特性を示すグラフ。
【図18】本発明の可変抵抗器の第6実施例に係る絶縁基板の平面図。
【図19】本発明の可変抵抗器の第6実施例に係る一方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の変化特性を示すグラフ。
【図20】本発明の可変抵抗器の第7実施例に係る絶縁基板の平面図。
【図21】本発明の可変抵抗器の第7実施例に係る方の導電体パターンからの距離とその点における抵抗値の変化特性を示すグラフ。
【図22】従来の可変抵抗器の要部断面図。
【図23】従来の可変抵抗器に係る絶縁基板の平面図。
【図24】従来の可変抵抗器の動作を示す説明図。
【図25】従来の可変抵抗器の押圧力と電気抵抗の変化特性を示すグラフ。
【図26】押圧力と導電接点の絶縁基板に対する接触面積との変化特性を示すグラフ。
【符号の説明】
1 ケース
1a 孔
2 基板
3 絶縁基板
4a 導電体パターン
4b 導電体パターン
5 抵抗体パターン
5a 高抵抗領域部
5b 低抵抗領域部
6 保持部材
6a 保持部
6b 脚部
6c 開放部
7 導電接点
7a 曲面
8 操作部材
8a つまみ部
8b 支持部
9 導電体
10 抵抗体パターン
10a 細幅部
10b 広幅部
11 導電体
12 絶縁層
Z 抵抗可変面方向
H1 幅
H2 幅
K1 変化カーブ
N1 長さ
N2 長さ
Y 線
Claims (12)
- 絶縁基板と、該絶縁基板に形成された抵抗体パターンと、前記絶縁基板に形成され、前記抵抗体パターンの両端部にそれぞれ導通する一対の導電体パターンと、前記絶縁基板に対して凸状で曲面を有し、前記抵抗体パターンに対向して配置された変形可能な導電接点と、前記導電接点を設けた保持部材とを備え、前記保持部材への押圧操作によって、前記導電接点が前記抵抗体パターンに対して接触面積を変化させるように変形して、前記一対の導電体パターン間の抵抗値を可変するようになし、前記抵抗体パターンは、低抵抗領域部と、高抵抗領域部とが前記抵抗体パターンの接触面積を可変する方向の抵抗可変面方向に設けられ、且つ、前記抵抗可変面方向の中央部に前記低抵抗領域を配置し、前記低抵抗領域部の両側に前記高抵抗領域部を設けたことを特徴とする可変抵抗器。
- 前記抵抗体パターンは、前記抵抗可変面方向と直交する方向に所定の幅を有し、前記低抵抗領域部は、前記幅の中央部における前記抵抗可変面方向の長さを、前記幅の端部側における前記抵抗可変面方向の長さより大きくしたことを特徴とする請求項1記載の可変抵抗器。
- 前記抵抗体パターンは、複数の印刷によって抵抗層が積層して形成され、前記低抵抗領域部が前記高抵抗領域部よりも前記抵抗層の積層数を多くして形成したことを特徴とする請求項1,又は2記載の可変抵抗器。
- 前記抵抗層の少なくとも一層が一対の前記導電体パターン間に形成されて、一対の前記導電体パターンに導通したことを特徴とする請求項3記載の可変抵抗器。
- 前記抵抗体パターンは、前記抵抗可変面方向の中央部に導電体を設けることにより、中央部に前記低抵抗領域部を形成したことを特徴とする請求項1記載の可変抵抗器。
- 前記導電体を銀ペーストによる印刷で形成し、前記抵抗体パターンで前記導電体を覆ったことを特徴とする請求項5記載の可変抵抗器。
- 絶縁基板と、該絶縁基板に形成された抵抗体パターンと、前記絶縁基板に形成され、前記抵抗体パターンの両端部にそれぞれ導通する一対の導電体パターンと、前記絶縁基板に対して凸状で曲面を有し、前記抵抗体パターンに対向して配置された変形可能な導電接点と、前記導電接点を設けた保持部材とを備え、前記保持部材への押圧操作によって、前記導電接点が前記抵抗体パターンに対して接触面積を変化させるように変形して、前記一対の導電体パターン間の抵抗値を可変するようになし、前記抵抗体パターンの接触面積を可変する方向の抵抗可変面方向に対して直交する方向における前記抵抗体パターンの幅は、前記抵抗可変面方向の中央部を広幅部とすると共に、この広幅部の両側を細幅部としたことを特徴とする可変抵抗器。
- 前記抵抗体パターンは、前記幅方向の中心を通る前記抵抗可変面方向の線に対して対称に形成したことを特徴とする請求項7記載の可変抵抗器。
- 前記抵抗可変面方向の中央部において、導電体を設けたことを特徴とする請求項7,又は8記載の可変抵抗器。
- 前記導電体は、前記抵抗可変面方向と直交する方向で、前記広幅部の中央部に形成したことを特徴とする請求項9記載の可変抵抗器。
- 前記導電体は、前記抵抗可変面方向と略平行な状態で、前記広幅部の幅方向の端部に形成したことを特徴とする請求項7,又は8、又は9記載の可変抵抗器。
- 絶縁層を有し、該絶縁層は、前記抵抗体パターンの広幅部の端部を覆うように形成したことを特徴とする請求項7〜11の何れかに記載の可変抵抗器。
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