JP3675331B2 - 高圧用可変抵抗器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機等のフォーカス電圧やスクリーン電圧を調整するための高圧用可変抵抗器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の高圧用可変抵抗器は、たとえば、図４に示すような基板２’を備え、この基板２’を一面が開口したケース（不図示）内に収納して構成されている。基板２’の表面には、円弧状の可変抵抗部２１ａ、２１ｂを有する皮膜抵抗体パターン２１が形成され、可変抵抗部２１ａ、２１ｂにそれぞれ対応してフォーカス電圧、スクリーン電圧を取り出すための出力電極パターン２５、２６が形成されている。皮膜抵抗体パターン２１の一端部には高電圧入力用の端子電極２２が形成され、他端部にはアース端子電極２３が形成されている。出力電極パターン２５は中心電極２５ａ、接続電極２５ｂ及び出力端子電極２５ｃから成り、出力電極パターン２６は中心電極２６ａ、接続電極２６ｂ及び出力端子電極２６ｃから成る。中心電極２５ａ，２６ａは可変抵抗部２１ａ，２１ｂの円弧の中心部にそれぞれ形成されている。上記ケースにはそれぞれ摺動子が取り付けられた２つの回転軸が軸受けされ、各摺動子は一端部がそれぞれ中心電極２５ａ，２６ａに接触し、他端部がそれぞれ可変抵抗部２１ａ，２１ｂ上を摺動するように配置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記基板２’に形成する皮膜抵抗体パターン２１と出力電極パターン２５，２６の配置は、これらパターン間の耐電圧を考慮して定められ、通常、隣接する各部分の電位差は１．０ｋＶ／ｍｍ以下となるように設定する。このような高圧用可変抵抗器においては、例えば、フォーカス電圧調整用の摺動子５（図４において点線で示す）が可変抵抗部２１ａの一方端部２１ａ１に位置するときに、その反対側の他方端部２１ａ２と出力電極パターン２５との電位差が最大となる。逆に摺動子５が可変抵抗部の端部２１ａ２に位置するときに、その反対の端部２１ａ１と中心電極２５ａとの電位差が最大となる。同様にスクリーン電圧調整用の摺動子が可変抵抗部２１ｂのいずれか一方端部に位置するときに、これと反対側の他方端部と出力電極パターン２６又は中心電極２６ａとの電位差が最大になる。つまり、各パターンの設計に際しては、各可変抵抗部の両端部とこれに対応する中心電極又は出力電極パターンとの間の電位差を所定の値（１．０ｋＶ／ｍｍ）以下とすることが重要である。
【０００４】
ところで、最近、小型化とともに電圧可変範囲の異なる多様な機種に対応できる電圧可変範囲の広い高圧用可変抵抗器が強く要求されている。しかし、電圧可変範囲を広くしようとすると各可変抵抗部の分担電圧が高くなり、各可変抵抗部と出力電極パターンとの電位差が大きくなる。また、小型化しようとすると各可変抵抗部の円弧の半径を小さくする必要があるが、この場合も各可変抵抗部と出力電極パターンとの電位差が大きくなる。しかしながら、上記従来の基板では、各可変抵抗部の両端部と出力電極パターン間の所要の耐電圧を確保するには、各可変抵抗部の円弧の半径を大きくする必要があり、基板の小型化に限界があった。 特にフォーカス電圧は約１１ｋＶ〜５ｋＶとスクリーン電圧（約２．０ｋＶ以下）に比べ高電圧であり、フォーカス電圧調整用の可変抵抗部２１ａと出力電極パターン２５との電位差をいかに小さくするかが重要である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、可変抵抗部と中心電極又は出力電極パターン間の必要な耐電圧を確保し、かつ小型化することができる高圧用可変抵抗器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、表面に少なくとも１つの円弧状の可変抵抗部を含む抵抗体パターンと、前記可変抵抗部の円弧の中心部に位置する中心電極とが形成された基板と、一端が前記中心電極に接触し他端が前記可変抵抗部上を摺動する摺動子を備えた回転軸と、前記回転軸を軸受けし、かつ前記基板を収納保持する一面が開口したケースとを備えた高圧用可変抵抗器であって、
前記基板の少なくとも１つの前記可変抵抗部の両端部と中心電極との間で基板の端面から離れた位置にそれぞれ独立した貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、表面に可変抵抗部の円弧の中心部に位置する中心電極と該中心電極から引き出された接続電極と該接続電極に接続された出力端子電極とから成る出力電極パターンとが形成された基板においては、可変抵抗部の両端部と出力電極パターンとの間で基板の端面から離れた位置にそれぞれ独立した貫通孔が設けられる。
【０００８】
上記の構成によれば、可変抵抗部の両端部と中心電極、又は可変抵抗部の両端部と出力電極パターンとの間に設けられた貫通孔の耐電圧向上手段により、両者間の沿面距離が長くなり、可変抵抗部の両端部と中心電極間、又は可変抵抗部の両端部と出力電極パターン間の耐電圧性が向上する。したがって、各可変抵抗部の電圧可変範囲をより大きくとることが可能となり、また基板を小型化することができ、その結果高圧用可変抵抗器全体を小型化することができる。
【０００９】
さらに、前記貫通孔に絶縁部材を挿入し、該絶縁部材を基板の表面から突出するように設けることにより、可変抵抗部の両端部と中心電極又は出力電極パターン間の沿面距離をさらに長くすることができ、両者間の耐電圧性をさらに向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態に係る高圧用可変抵抗器の構造を図１及び図２を参照して説明する。図１は図２のＸ−Ｘ線に対応する高圧用可変抵抗器の側断面図、図２は基板の平面図である。本実施形態の高圧用可変抵抗器は、図１に示すように、略矩形枠状の側壁と底壁とを有する一面が開口した絶縁樹脂製のケース１を備え、ケース１内には絶縁性の基板２がケース１の側壁内面に設けられた段差部に接着剤等により固定されて収納されている。ケース１の底壁側には軸受部１２ａ，１２ｂが設けられ、これら軸受部１２ａ，１２ｂにはそれぞれ摺動子５ａ，５ｂが取り付けられた回転軸４ａ，４ｂが軸受けされている。ケース１の開口面側には基板２の裏面を覆うように絶縁樹脂製の矩形板状の蓋部材７が配設されている。蓋部材７はケース１の側壁内面に接着剤や超音波溶着等により固定されている。ケース１の開口面側には、後述する基板２に設けられた各端子電極にそれぞれ半田付けされた入出力用及びアース用のリード端子６が引き出されている。
【００１１】
基板２はアルミナ等のセラミックからなり、ケース１の側壁内面に略嵌合する形状を有する。図２に示すように、基板２の表面（図１において下面）には、フォーカス電圧調整用の円弧状の可変抵抗部２１ａ、スクリーン電圧調整用の可変抵抗部２１ｂを有する皮膜抵抗体パターン２１が形成され、可変抵抗部２１ａに対応してフォーカス電圧を取り出すための出力電極パターン２５、可変抵抗部２１ｂに対応してスクリーン電圧を取り出すための出力電極パターン２６が形成されている。皮膜抵抗体パターン２１の一方端部には高電圧入力用端子電極２２が形成され、他方端部にはアース端子電極２３が形成されている。出力電極パターン２５は中心電極２５ａ、接続電極２５ｂ及び出力端子電極２５ｃから成り、出力電極パターン２６は中心電極２６ａ、接続電極２６ｂ及び出力端子電極２６ｃから成る。
【００１２】
中心電極２５ａ，２６ａは可変抵抗部２１ａ，２１ｂに対応するの円弧の中心部に位置する領域にそれぞれ形成されている。中心電極２５ａ，２６ａと出力端子電極２５ｃ，２６ｃはそれぞれ接続電極２５ｂ，２６ｂを介して接続されている。通常、高電圧入力用端子電極２２、アース端子電極２３、出力端子電極２５ｃ、２６ｃは、これら電極同士が近接しないように、また入出力接続を容易にできるようにそれぞれ基板２の隅部近傍に配置される。また、基板２には各端子電極２２、２３、２５ｃ、２６ｃの中心部に入出力用及びアース用のリード端子６が挿通される４つの貫通孔３１が形成されている。
【００１３】
上記各摺動子５ａ，５ｂは一端部がそれぞれ中心電極２５ａ，２６ａに接触し、他端部がそれぞれ可変抵抗部２１ａ，２１ｂ上の両端部間を摺動するように配置されている。回転軸４ａはフォーカス電圧を、回転軸４ｂはスクリーン電圧を調整するものである。
【００１４】
そして、基板２には、可変抵抗部２１ａの一方端部２１ａ１と中心電極２５ａとの間に表裏面を貫通して細長い貫通孔２７、可変抵抗部２１ａの他方端部２１ａ２と出力電極パターン２５（中心電極２５ａと接続電極２５ｂと出力端子電極２５ｃ）との間に表裏面を貫通して曲線状の細長い貫通孔２８が形成されている。この構成により、可変抵抗部２１ａの一方端部２１ａ１と中心電極２５ａとの間の沿面距離（基板２の表面を沿う距離）が長くなり、両者間の耐電圧性が大幅に向上する。また、可変抵抗部２１ａの他方端部２１ａ２と出力電極パターン２５との間の沿面距離が長くなり、両者間の耐電圧性が大幅に向上する。したがって、本実施形態の基板２によれば、基板のサイズを大きくすることなく可変抵抗部２１ａの電圧可変範囲を大きくとることができる。また、同一の電圧可変範囲を得る場合、可変抵抗部２１ａの半径を小さくしても所望の耐電圧を得ることが可能となり、基板２を小型化することができる。
【００１５】
このように、貫通孔２７，２８は可変抵抗部２１ａの両端部とこれに対向して配置された中心電極２５ａ、中心電極２５ａと導通する接続電極２５ｂ、又は出力端子電極２５ｃとの間の耐電圧を向上するために設けられた耐電圧向上手段として機能するものである。これら貫通孔２７，２８の形状、幅、長さは所望の耐電圧を得るために、また基板の機械的強度を考慮して適宜の形状、寸法に設定される。また、可変抵抗部の端部と電極間に配置される貫通孔の数は１つに限るものではなく、例えば、貫通孔２８を分割して可変抵抗部２１ａの一方端部２１ａ２と中心電極２５ａ間に１個、可変抵抗部２１ａの一方端部２１ａ２と出力端子電極２５ｃとの間に１個それぞれ設けるようにしてもよく、また、貫通孔２７，２８とほぼ同形状のものあるいは幅を細くしたものを両者間に略平行に複数設けるようにしてもよい。
【００１６】
さらに、基板２には、可変抵抗部２１ａと可変抵抗部２１ｂとの間に表裏面を貫通して貫通孔２９が設けられている。この構成により、可変抵抗部２１ａと可変抵抗部２１ｂとの間の沿面距離を長くすることができ、よって、可変抵抗部２１ａと可変抵抗部２１ｂの間の距離を短くすることが可能となり、基板２をさらに小型化することができる。
【００１７】
なお、本実施形態では、フォーカス電圧がスクリーン電圧に比べ高電圧なので、フォーカス電圧用の可変抵抗部２１ａ側にのみ耐電圧向上のための貫通孔２７，２８を設けているが、必要に応じてスクリーン電圧用の可変抵抗部２１ｂの両端部と中心電極２６ａ又は出力電極パターン２６との間に耐電圧性向上のための貫通孔を設けてもよい。
【００１８】
また、本実施形態では耐電圧向上手段として、基板２に貫通孔２７，２８，２９を設けたが耐電圧向上手段は貫通孔でなくともよく、貫通孔２７，２８，２９に代えて、略同一位置に表面から所定の深さを有する凹部（溝）を形成するようにしてもよい。このように貫通孔に代えて凹部を設けても沿面距離を長くすることができ、同様の作用・効果を得ることができる。凹部を設けた場合、貫通孔に比べ基板の強度低下が抑えられる。
【００１９】
上記貫通孔又は凹部は基板の成型時に同時に形成、又は焼成後の基板をレーザ加工することによって形成される。レーザ加工によって形成すれば、任意の形状の貫通孔又は凹部を容易に形成することができ、また貫通孔又は凹部を微小な幅で形成することができ、基板の強度低下を抑えることができる。
【００２０】
次に、本発明の第２実施形態に係る高圧用可変抵抗器の構造を図３を参照して説明する。図３は図１に対応する高圧用可変抵抗器の側断面図である。図３に示す高圧用可変抵抗器では、絶縁樹脂製の蓋部材７に、基板２形成された貫通孔２７，２８，２９に略嵌合する凸部７１，７２，７３を形成し、これら凸部７１，７２，７３を基板２の貫通孔２７，２８，２９に挿入させて蓋部材７を基板２の裏面側に配設している。各凸部７１，７２，７３は、蓋部材７に一体成型して設けられており、基板２の表面（図３において下面）から突出するように配置されている。他の構成は図１及び図２に示したものと同様の構成であり、その説明を省略する。蓋部材７及び凸部２７，２８，２９は、耐電圧性の高い絶縁性樹脂材料からなり、本実施形態ではケース１と同一材料のポリブチレンテレフタレートを用いている。
【００２１】
この構成により、可変抵抗部２１ａの一方端部２１ａ１と中心電極２５ａとの間、また可変抵抗部２１ａの他方端部２１ａ２と出力電極パターン２５との間に、に絶縁部材である凸部２７、２８がそれぞれ挿入されており、両者間の沿面距離が第１実施形態のものに比べさらに長くなるので、それぞれの間の耐電圧性がさらに向上する。したがって、基板２のサイズを大きくすることなく、可変抵抗部２１ａの電圧可変範囲を大きくとることができ、また、可変抵抗部２１ａの半径を小さくしても所望の耐電圧を得ることが可能となり、基板２を小型化することができる。さらに、可変抵抗部２１ａと可変抵抗部２１ｂとの間にも絶縁部材である凸部２９が介在し、両者間の沿面距離が第１実施形態のものに比べ長くなるので、可変抵抗部２１ａと可変抵抗部２１ｂとの距離を短くすることが可能となり、基板２をさらに小型化することができる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、蓋部材７に一体に設けた凸部７１，７２，７３を基板２の貫通孔２７，２８，２９に挿入しているが、貫通孔２７，２８，２９に挿入する絶縁部材としては蓋部材７とは別体の絶縁体で形成したものであってもよい。絶縁部材としては、ポリブチレンテレフタレート以外に、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイト等の他の耐電圧性のよい絶縁性樹脂材料、あるいはアルミナ等のセラミック材料を用いることができる。
【００２３】
また、貫通孔に代えて、基板２に凹部を形成した場合には凹部に略嵌合する形状の絶縁部材を用い、基板２の表面側から凹部に挿入し接着剤等により基板２に固定する。
また、高圧用可変抵抗器の全体構造も上記実施形態のものに限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では１つのフォーカス電圧と１つのスクリーン電圧を出力する高圧用可変抵抗器で説明したが、これに限るものではなく、例えば、２つのフォーカス電圧を出力するいわゆるダブルフォーカスタイプと呼ばれる高圧用可変抵抗器であってもよく、フォーカス電圧又はスクリーン電圧のいずれか１つ出力するようにした高圧用可変抵抗器であってもよい。また、上記各実施形態では、入出力用の端子電極にリード端子を半田付けした構造のものを例示したが、出力端子電極にバネ部材又は導電性ゴムを接触させて、外部入出力を得るように構成したものであってもよい。また、ケースの内部や基板の裏面に高圧用コンデンサ、高圧用抵抗器等を収納配置した構造のものであってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板の可変抵抗部の両端部と中心電極、又は可変抵抗部の両端部と出力電極パターンとの間に設けられた貫通孔又は凹部等の耐電圧向上手段により、両者間の沿面距離が長くなり、可変抵抗部の両端部と中心電極、又は可変抵抗部の両端部と出力電極パターン間の耐電圧性が向上するので、基板を小型化することができ、その結果高圧用可変抵抗器全体を小型化することができる。
【００２５】
さらに、前記貫通孔又は前記凹部に絶縁部材を挿入し、該絶縁部材を基板の表面から突出するように設けることにより、可変抵抗部の両端部と中心電極、又は可変抵抗部の両端部と出力電極パターン間の沿面距離をさらに長くすることができ、両者間の耐電圧性をさらに向上することができるので、さらに基板を小型化することができ、その結果高圧用可変抵抗器全体をさらに小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の係る高圧用可変抵抗器の断面図。
【図２】第１及び第２実施形態に係る基板の平面図。
【図３】第２実施形態に係る高圧用可変抵抗器の断面図。
【図４】従来の高圧用可変抵抗器の基板の平面図。
【符号の説明】
１ ケース
２ 基板
２５ 出力電極パターン
２５ａ、２６ａ 中心電極
２５ｂ、２６ｂ 接続電極
２５ｃ、２６ｃ 出力端子電極
２７、２８、２９ 貫通孔（耐電圧向上手段）
５ａ、５ｂ 摺動子
７ 蓋部材
７１、７２、７３ 凸部（絶縁部材）

Claims (3)

1. 表面に少なくとも１つの円弧状の可変抵抗部を含む抵抗体パターンと、前記可変抵抗部の円弧の中心部に位置する中心電極とが形成された基板と、一端が前記中心電極に接触し他端が前記可変抵抗部上を摺動する摺動子を備えた回転軸と、前記回転軸を軸受けし、かつ前記基板を収納保持する一面が開口したケースとを備えた高圧用可変抵抗器であって、
   前記基板の少なくとも１つの前記可変抵抗部の両端部と中心電極との間で基板の端面から離れた位置にそれぞれ独立した貫通孔が設けられていることを特徴とする高圧用可変抵抗器。
2. 表面に少なくとも１つの円弧状の可変抵抗部を含む抵抗体パターンと、前記可変抵抗部の円弧の中心部に位置する中心電極と該中心電極から引き出された接続電極と該接続電極に接続された出力端子電極とから成る出力電極パターンとが形成された基板と、一端が前記中心電極に接触し他端が前記可変抵抗部上を摺動する摺動子と、前記回転軸を軸受けし、かつ前記基板を収納保持する一面開口状のケースとを備えた高圧用可変抵抗器であって、
   前記基板の少なくとも１つの前記可変抵抗部の両端部と出力電極パターンとの間で基板の端面から離れた位置にそれぞれ独立した貫通孔が設けられていることを特徴とする高圧用可変抵抗器。
3. 前記貫通孔に絶縁部材を挿入し、該絶縁部材を前記基板の前記表面から突出するように設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧用可変抵抗器。

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