JP4194912B2 - 回転型電気部品 - Google Patents

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Description

本発明は、半固定型の可変抵抗器やロータリースイッチ等に使用して好適な回転型電気部品に関する。
従来の回転型電気部品の構造としては、抵抗体上を摺動する接点を備えた導電性材料からなる可動体に係合爪部を形成し、この係合爪部を金属材料からなる中央板の中央孔にかしめることにより脱落不能で且つ可動可能に取り付けることにより操作軸と共に回転可能にした構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
以下、従来の回転型電気部品の構造を図に基づいて説明する。
図13は従来の回転型電気部品を示す縦断面図、図14は従来の回転型電気部品を示す平面図である。
図において、51は中央孔51aと引出端子部51dと固定用爪部51eを有し導電性の金属材料からなる中央板、54は弾性を有する導電性材料からなる可動体で、可動体54の一面側54aが中央板51の一方側51bと接触し、中央板51の中央孔51aに係合するように配設され、かしめにより係合爪部54dが形成されることにより中央板51に対して脱落不能且つ可動可能に取り付けられており、可動体54の他面側54bには接点54cが形成されている。
52は中央板51の一部をインサートし絶縁性の合成樹脂材料からなるケースで、このケース52には中央板51の一方側51bに開口部52aが形成され、中央板51の他方側51cに操作孔52bが形成され、操作孔52bの一部に突起部52cが形成されている。
53はケース52と同一の合成樹脂材料からなる操作軸で、中央板51の他方側51cのケース52の操作孔52b内に軸頭部53aを有し、中央板51の中央孔51aと可動体54の係合爪部54dが形成されている中央部を貫通して可動体54の他面側54b側に径小部53dが形成され、中央板51に対して脱落不能且つ可動可能に配設されており、軸頭部53aの中心からケース52の操作孔52bに向かって突出部53cが、軸頭部53aと径小部53dの端部にはそれぞれ操作用溝53bと53eが形成されている。
つまり、中央板51に可動体54が取付けられた後、中央板51と可動体54とにケース52と操作軸53とが一体に形成されており、可動体54は操作軸53と、とも回りすることとなる。
55は貫通孔55aを有し絶縁材料からなる基板で、この基板55の一主面55bには円弧状の抵抗体皮膜が形成され、この抵抗体皮膜の両端には半田57によりそれぞれ引出端子58が接続されている。
ここで、ケース52と操作軸53と可動体54と一体に形成されている中央板51の引出端子部51dと固定用爪部51eがケース52の開口部52a方向に折曲げられ、折曲げ後の引出端子部51dが形成され、可動体54の接点54cが基板55の一主面55b上の抵抗体皮膜に圧接され、基板55の貫通孔55aを操作軸53の径小部53dが貫通し、基板55がケース52の開口部52aを封止するように配設された後、中央板51の固定用爪部51eをさらに基板55の他主面55c側へ折り曲げることにより、折曲げ後の固定用爪部51eが形成され、中央板51と基板55が固定されている。
上記構成の回転型電気部品の動作としては、操作軸53の軸頭部53aに形成されている操作用溝53bか径小部53dに形成されている操作用溝53eにドライバーなどの冶具を係合させ操作軸53を可動させると、操作軸53と共に可動体54の接点54cが基板55に形成された抵抗体皮膜上を摺動し所望の抵抗値が得られるものとなる。
特開昭61−256605号公報
しかしながら、上述した従来の回転型電気部品においては、操作軸と共に回転可能な可動体(摺動板)が、かしめによって中央板の中央孔に回転可能に取り付けられる構造となっているため、組立て作業性や生産性が悪く、コスト高の要因となるという問題があった。
したがって、本発明では上述した問題点を解決し、摺動板を取付けるのにかしめ作業を必要とせず、生産性の良好な回転型電気部品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では第1の解決手段として、ケースと、このケースに配設され中央に開口部を有する金属板からなる接触板と、この接触板の開口部に一体成形され、一面側に操作部を他面側に保持部を有し、前記開口部に回転可能に保持された回転体と、前記接触板と導通し、前記回転体と共に回転する弾性を有する摺動板と、この摺動板に設けられた摺動接点と、この摺動接点が摺動するパターンが形成された基板とを備え、前記回転体の前記保持部に、中央部及びこの中央部から前記保持部の外周部に繋がる溝部を形成し、前記摺動板は、前記回転体の前記保持部を包囲する環状部と前記中央部に対応した中央板部と前記溝部に対応した連結部とを有し前記連結部は、前記中央板部が前記基板に当接し、かつ前記環状部が前記接触板に当接するように傾斜されて形成され、前記連結部を前記溝部に係合させることにより前記摺動板を前記回転体の前記保持部へ保持し、前記環状部の一部が、前記摺動接点と前記パターンとが接触するように前記基板側に傾斜して形成される構成とした。
また、第2の解決手段として、前記保持部の溝部及び前記摺動板の連結部を、それぞれ対応して複数個形成し、前記連結部は前記回転体の回転中心を挟んで前記摺動接点と対向する側に少なくとも一つ形成した構成とした
また、第の解決手段として、前記摺動板の前記中央板部は前記連結部の有する弾性により前記基板に当接されており、これに対応して前記環状部の一部が常時前記接触板と導通状態となる構成とした。
以上説明したように、本発明の回転型電気部品は、ケースと、ケースに配設され中央に開口部を有する金属板からなる接触板と、接触板の開口部に一体成形され、一面側に操作部を他面側に保持部を有し、開口部に回転可能に保持された回転体と、接触板と導通し、回転体と共に回転する弾性を有する摺動板と、摺動板に設けられた摺動接点と、摺動接点が摺動するパターンが形成された基板とを備え、回転体の保持部に、中央部及びこの中央部から保持部の外周部に繋がる溝部を形成し、摺動板は、回転体の保持部を包囲する環状部と中央部に対応した中央板部と溝部に対応した連結部とを有し連結部は、中央板部が基板に当接し、かつ環状部が接触板に当接するように傾斜されて形成され、連結部を溝部に係合させることにより摺動板を回転体の保持部へ保持し、環状部の一部が、摺動接点とパターンとが接触するように基板側に傾斜して形成されたことから、回転体の保持部へ摺動板を取付けるのにかしめ作業を必要としないので、組立て作業性が良く、ローコスト化が図れる。
また、環状部が基板から離れているので、摺動接点以外の環状部がパターンと接触することがなく、正確な信号を得ることが可能となる。
また、保持部の溝部及び摺動板の連結部を、それぞれ対応して複数個形成し、連結部は回転体の回転中心を挟んで摺動接点と対向する側に少なくとも一つ形成したことから、回転体の回転中心を挟んで互いに対向する側に摺動接点と一つの連結部が配置されるので、弾性力の均衡が図れ、摺動板の保持を確実に行なうことができる
また、摺動板の中央板部は連結部の有する弾性により基板に当接されており、これに対応して環状部の一部が常時接触板と導通状態となることから、摺動板の脱落を防止できると共に、回転体の回転時には適切な摺動圧を得ることができ、安定した接触圧が得られる。
以下、本発明の回転型電気部品の1実施例を図1乃至図12に示す。図1は本発明の回転型電気部品の斜視図、図2は回転型電気部品の平面図、図3は回転型電気部品の底面図、図4は回転型電気部品の側面図、図5は回転型電気部品の断面図、図6は回転体とケースが連結された状態の平面図、図7はケースの内部の状態を示す底面図、図8は図6の要部断面図、図9は摺動子の平面図、図10は摺動子の側面図、図11は回転体に摺動子を保持した状態の底面図、図12は絶縁基板の平面図である。
以下、本発明の回転型電気部品の構成を回転型可変抵抗器に適用したものについて説明する。
図において、ケース1は、合成樹脂などの絶縁材からなり外形が略方形状に形成されている。このケース1の一面側には四角状の上板部1aを有し、ケース1の中央部には凹部からなる収納部1bが設けられている。また、ケース1の上板部1aと対向する他面側には、段差部からなる支承部1cが設けられており、この支承部1cの外側には複数の突起部1dが設けられている。
また、図2に示すように、上板部1aの一端側には、後述する抵抗体12の抵抗値などを示す符号1eが形成されている。
第1の接触板2は、導電性の金属板からなり、板状の基部2aと、この基部2aの中央に設けられた円形状の開口部2bを有し、また、基部2aの外周からは第1の接触板2と導通状態で同一部材により一体に形成されてケース1の外方へ延びる第1の端子部3が延設されている。
この第1の接触板2は、基部2aの外周部がケース1に一体的に埋設されて、相対的に移動しないように取付けられ、基部2aの中央が収納部1b内に位置すると共に、第1の端子部3がケース1から外方に突出した状態となっている。
第2の接触板4、5は、同じく導電性の金属板からなり、板状の基部4a、5aと、この基部4a、5aの一端側に設けられた接続部となる弾接部4b、5bを有し、また、基部4a、5aの外周からは第2の接触板4、5と導通状態で、それぞれ同一部材により一体に形成されてケース1の外方へ延びる第2の端子部6、7がそれぞれ延設されている。
この第2の接触板4、5は、基部4a、5aの一部がケース1に一体的に埋設されて取付けられている。そして、弾接部4b、5bは、それぞれ収納部1b内に位置するように折り曲げられると共に、第2の端子部6、7がケース1から外方に突出した状態となっている。
回転体8は、合成樹脂などの絶縁材からなり、円板状の保持部8aと、この保持部8aの上方に突出して設けられた操作部8bと、この操作部8bの前面に設けられた凹凸部からなるドライバー係合用の調整部を構成する十字状の調整溝8cとが設けられている。
また、保持部8aには、中央凹部(中央部)8dと、この中央凹部8dから保持部8aの外周部に繋がる溝部8eが設けられている。この溝部8eは、複数個(本実施例では3個)設けられており、後述する摺動子10の連結部10cに対応して形成されている。また、この溝部8eは、図5のように見た場合、連結部10cの傾斜に対応して、中央凹部8dから外方に向かって上方に位置するように、すなわち、後述する絶縁基板11との距離が中央凹部8dから外方に向かって大きくなるように傾斜して形成されている。
この回転体8は、ケース1の収納部1b内に位置した状態で、第1の接触板2の基部2aの中央に設けられた開口部2bに一体成形されて埋設して、ケース1に取付けられている。
すなわち、第1の接触板2は、ケース1と回転体8とに埋設され、ケース1に保持されると共に、回転体8は、第1の接触板2に支持された状態で、開口部2bに沿ってエンドレスで回転可能となっている。なお、回転体8とケース1とにそれぞれ凸部からなるストッパー部を設け、収納部1b内に位置した回転体のストッパー部がケース1のストッパー部と衝合して、回転体8の回転が停止するように構成してもよい。
また、回転体8とケース1とは、同じ成形金型によって、同時に製造されるようになっており、そして、回転体8とケース1とが同時に成形加工によって製造された際、回転体8とケース1とは、図8に示すように合成樹脂からなる桟部9によって連結された状態となっている。
この桟部9は、第1の接触板2の基部2aを境にして、上、下部にそれぞれ複数個が周方向に薄肉部によって形成されている。
そして、成形加工する際、ケース1の側面から、所謂、サイドゲートと呼ばれる1個、又は複数個の樹脂注入口を通して成形金型に樹脂が注入されるようになっているが、この時、桟部9がケース1と回転体8間の樹脂の通路となっているので、容易に成形することができる。
このように、ケース1と回転体8が第1の接触板2によって一体化された状態で、回転体8、あるいはケース1を回転すると、桟部9が切断されて、回転体8が回転可能となると共に、基部2aの下面は、露出した状態となって、後述する摺動子10と接触して導通可能になっている。
また、ケース1と回転体8が第1の接触板2によって一体化されると、ケース1と回転体8間に位置した収納部1bからなる隙間は、基部2aによって塞がれた状態となっている。
また、本実施例においては、回転体8は、液晶ポリエステルなどの暗色のガラス成分を含有する合成樹脂で形成されており、回転体8の操作部8bの前面に設けられた、凹凸部からなるドライバー係合用の調整部には、回転体8の十字状の調整溝8cが判別し易いように、凹部(調整溝8c)あるいは凸部(調整溝8c間に位置する部分)にマーキングが施されている。尚、この場合の暗色とは、黒色、茶色、青色などの明度が低い色、すなわち、視覚反射率が低く暗く感じる色である。
このように、調整溝8cを構成する凹部あるいは凸部にマーキングを施しているので、マーキングにより調整溝8cの視認性が向上するため、調整溝8cの判別が容易となり、マニュアルでの調整作業の効率を向上させることができるものとなっている。
尚、本実施例におけるマーキングの方法としては、図2にマーキング部分をハッチングで示すように、調整溝8cの凹部にレーザを照射することにより形成している。この場合、レーザを照射することにより凹凸が判別しにくい暗色の合成樹脂であっても、合成樹脂の内部のガラス成分が焦げて発色することにより、照射された部分が灰色となることから、視認性が良くマーキングを施すことが可能となっている。
また、調整溝8cの凹部にレーザを照射することによって、マーキングを施してあるので、小型でも効率良くマーキングを行なうことが可能であると共に、凹部にマーキングを施しているので、マーキングが取れることがない。また、凹凸が判別しにくい暗色の合成樹脂であっても、マーキングによって調整溝8cを容易に判別することが可能となっている。
また、回転体8とケース1とは、同一の材料(合成樹脂)で、同じ成形金型によって、同時に製造されるようになっている。すなわち、回転体8とケース1とが同時に成形加工によって製造された際、回転体8とケース1とは、同一の合成樹脂からなる桟部9によって連結された状態となっている。
したがって、回転体8の調整溝8cにマーキングを施す際に、このマーキングと、ケース1の一面に抵抗体12の抵抗値を表わす符号1eとを同一の手段で形成するようにしても良い。
この場合には、同一工程でケース1の符号1eと、回転体8の調整部(調整溝8c)のマーキングとを形成できるので、生産性が向上される。尚、マーキングや符号を施す手段としてはレーザや印刷などの方法があり、マーキングの位置も調整部の凹部(調整溝8c)に限られず、調整溝8c間に位置する凸部であってもよい。
摺動子(摺動板)10は、弾性を有する導電性の金属板からなり、回転体8の保持部8aの外周を包囲する環状部10aと、保持部8aの中央凹部8dに対応して係合する中央板部10bと、この中央板部10bと環状部10aに連なると共に、保持部8aの溝部8eに対応して係合する連結部10cとを有している。そして、この連結部10cが、保持部8aの溝部8eに係合することにより、摺動子10が回転体8の保持部8aに保持されている。
このように、回転体8の保持部8aに、中央凹部8d、及びこの中央凹部8dから保持部8aの外周部に繋がる溝部8eを形成し、摺動子10には、回転体8の保持部8aの外周を包囲する環状部10aと、中央凹部8dに対応した中央板部10bと、溝部8eに対応した連結部10cとを形成し、連結部10cを溝部8eに係合させることにより、摺動子10を回転体8の保持部8aへ保持するようにしたので、回転体8の保持部8aへ摺動子10を取付けるのに、かしめ作業を必要としないので、組立て作業性が良く、ローコスト化が図れるものとなっている。
また、摺動子10の環状部10aには、後述する絶縁基板11の抵抗体12と摺動する摺動接点10dが設けられている。また、摺動子10の連結部10cは、回転体8の保持部8aの溝部8eに対応して複数個形成されており、この場合、連結部10cは、回転体8の回転中心を挟んで摺動接点10dと対向した位置に少なくとも一つ形成されている。
これにより、回転体8の回転中心を挟んで対向した位置に摺動接点10dと一つの連結部10cが配置されるので、弾性力の均衡が図れ、摺動子10の保持を確実に行なうことができる。
また、摺動子10の中央板部10bは、環状部10aよりも、後述する絶縁基板11側に位置するように、連結部10cが傾斜されて形成されている。
また、摺動子10の中央板部10bは、連結部10cの有する弾性により絶縁基板11に当接されており、これに対応して環状部10aの一部が、常時、第1の接触板2と接触して導通した状態となっている。
すなわち、摺動子10は、回転体8の保持部8aに保持されて、環状部10aの一部が、常時、第1の接触板2と接触した状態で、回転体8と共に回転するようになっている。
このように、摺動子10の中央板部10bは環状部10aよりも絶縁基板11側に位置するように、連結部10cが傾斜されて形成され、溝部8eに係合されていることから、環状部10aが絶縁基板11から離れているので、摺動接点10d以外の環状部10aが抵抗体12からなるパターンと接触することがなく、正確な信号を得ることが可能となっている。
また、摺動子10の中央板部10bは連結部10cの有する弾性により絶縁基板11に当接されており、これに対応して環状部10aの一部が、常時、第1の接触板2と導通状態となることから、摺動子10の脱落を防止できると共に、回転体8の回転時には適切な摺動圧を得ることができ、安定した接触圧が得られるものとなる。
絶縁基板(基板)11は、セラミックなどの板状の絶縁材からなり、上面には、カーボンなどの導電体からなる馬蹄形の抵抗体(パターン)12が設けられている。また、抵抗体12の両端部には、銀などの導電体からなる電極部13、14が形成され、互いに導通された状態で積層されている。
この絶縁基板11は、抵抗体12を上方にして、ケース1の下部に設けられた支承部1cに載置される。
そして、ケース1の外方に延設された、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7がケース1の側板部に沿って折り曲げられると共に、この折り曲げられた先端部を、更に、ケース1の下面側に折り曲げた折曲部3a、6a、7aによって、絶縁基板11が支承部1cに押し付けられる。また、この折曲部3a、6a、7aは、この回転型可変抵抗器が電子機器などの回路基板(図示せず)に表面実装された際に半田付けされる。
すなわち、絶縁基板11は、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7によって、ケース1の下部に取付けられる。
このように、第2の接触板4、5には、金属板を折り曲げることにより弾接部4b、5bを設け、この弾接部4b、5bが抵抗体12の端部の電極部13、14と導通するように、絶縁基板11をケース1の他面側に重合すると共に、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7を絶縁基板11の他面側に折り曲げることにより、絶縁基板11をケース1に保持するようにしたので、金属板からなる第1の端子部3、及び第2の端子部6、7が、外部接続用の端子と絶縁基板保持用の取り付け片とを兼ねて形成されているので、別途、抵抗体12と導通する端子部材を必要とせず、部品点数の削減が図れるものとなっている。
また、抵抗体12の端部の電極部13、14と導通する接触部に、弾接部4b、5bを形成してあるので、金属板の弾性により導通がより確実となり、また、絶縁基板11にかしめ用の孔を設ける必要がないので、小型化が可能となっている。
また、この時、第2の端子部6、7は、絶縁基板11の他面側に折り曲げることにより第2の接触板4、5の弾接部4b、5bと絶縁基板11を介して対向されており、弾接部4b、5bと抵抗体12の両端部に設けられた電極部13、14が、導通された状態で、ケース1と第2の端子部6、7によって挟持されている。このため、第2の接触板4、5と抵抗体12の端部との導通を確実に得ることができるものとなっている。
また、抵抗体12の電極部13、14と導通する第2の接触板4、5の弾接部4b、5bは、金属板を折り曲げることにより形成されているので、金属板の有する弾性によって電極部13、14との導通が確実に得られるものとなっている。
そして、絶縁基板11が取付けられた際、第2の接触板4、5の弾設部4b、5bは、それぞれ抵抗体12の両端部に設けられた電極部13、14に接触し、また、抵抗体12が第1の接触板2と対向した状態になると共に、摺動子10の摺動接点10dが抵抗体12に接触した状態となり、回転体8によって摺動子10が回転すると、摺動子10は抵抗体12と第1の接触板2とを導通した状態で、それぞれに摺動するようになって、この時の、抵抗体12の抵抗値の変化を検出して、第1の端子部3と第2の端子部6、あるいは7との間から取り出すようになっている。
また、本実施例では、ケース1の上板部1aと対向する他面側には、絶縁基板11を取付ける際の段差部からなる支承部1cが設けられており、この支承部1cの外側には複数の突起部1dが設けられている。
そして、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7が、ケース1の側板部に沿って折り曲げられて、絶縁基板11が、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7によって、ケース1の下部に取付けられるものとなっているが、本実施例では、さらに、これら突起部1dを、絶縁基板11の他面側に折り曲げた第1の端子部3、及び第2の端子部6、7より突出しないように、絶縁基板11の他面側にかしめて、すなわち、熱溶着して、絶縁基板11を確実にケース1の下部に保持するようにしている。
また、この場合、突起部1dのかしめ部を、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7のそれぞれの間に形成するようにしている(図3参照)。
このため、それぞれの第1の端子部3、及び第2の端子部6、7と、それぞれの突起部1dにより、絶縁基板11を確実にケース1に保持することができるものとなっている。
また、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7を、電子機器などの回路基板などへ取付ける際に、表面実装したとしても、端子部が突起部1dによって浮くことがなく、実装時の信頼性の向上が図れるものとなる。
また、かしめ部を、第1の端子部3、及び第2の端子部6、7のそれぞれの間に形成したことから、絶縁基板11の保持をより確実に行なうことができる。
尚、上記実施例では、回転型可変抵抗器の構成で説明したが、本発明はこれに限らず、回転型エンコーダや回転型ロータリースイッチなどに適用するようにしても良い。
本発明の回転型電気部品を示す斜視図である。 本発明の回転型電気部品を示す平面図である。 本発明の回転型電気部品を示す底面図である。 本発明の回転型電気部品を示す側面図である。 本発明の回転型電気部品を示す断面図である。 本発明の回転体とケースが連結された状態を示す平面図である。 本発明のケースの内部の状態を示す底面図である。 本発明の図6の要部断面図である。 本発明の摺動子を示す平面図である。 本発明の摺動子を示す側面図である。 本発明の回転体に摺動子を保持した状態を示す底面図である。 本発明の絶縁基板を示す平面図である。 従来の回転型電気部品を示す断面図である。 従来の回転型電気部品を示す平面図である。
符号の説明
1:ケース
1a:上板部
1b:収納部
1c:支承部
1d:突起部
1e:符号
2:第1の接触板(接触板)
2a:基部
2b:開口部
3:第1の端子部
3a:折曲部
4:第2の接触板
4a:基部
4b:弾接部
5:第2の接触板
5a:基部
5b:弾接部
6:第2の端子部
6a:折曲部
7:第2の端子部
7a:折曲部
8:回転体
8a:保持部
8b:操作部
8c:調整溝
8d:中央凹部(中央部)
8e:溝部
9:桟部
10:摺動子(摺動板)
10a:環状部
10b:中央板部
10c:連結部
10d:摺動接点
11:絶縁基板(基板)
12:抵抗体(パターン)
13:電極部
14:電極部

Claims (3)

  1. ケースと、このケースに配設され中央に開口部を有する金属板からなる接触板と、この接触板の開口部に一体成形され、一面側に操作部を他面側に保持部を有し、前記開口部に回転可能に保持された回転体と、前記接触板と導通し、前記回転体と共に回転する弾性を有する摺動板と、この摺動板に設けられた摺動接点と、この摺動接点が摺動するパターンが形成された基板とを備え、前記回転体の前記保持部に、中央部及びこの中央部から前記保持部の外周部に繋がる溝部を形成し、前記摺動板は、前記回転体の前記保持部を包囲する環状部と前記中央部に対応した中央板部と前記溝部に対応した連結部とを有し前記連結部は、前記中央板部が前記基板に当接し、かつ前記環状部が前記接触板に当接するように傾斜されて形成され、前記連結部を前記溝部に係合させることにより前記摺動板を前記回転体の前記保持部へ保持し、前記環状部の一部が、前記摺動接点と前記パターンとが接触するように前記基板側に傾斜して形成されることを特徴とする回転型電気部品。
  2. 前記保持部の溝部及び前記摺動板の連結部を、それぞれ対応して複数個形成し、前記連結部は前記回転体の回転中心を挟んで前記摺動接点と対向する側に少なくとも一つ形成したことを特徴とする請求項1記載の回転型電気部品。
  3. 前記摺動板の前記中央板部は前記連結部の有する弾性により前記基板に当接されており、これに対応して前記環状部の一部が常時前記接触板と導通状態となることを特徴とする請求項1または2に記載の回転型電気部品。
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