JP4583743B2 - クリック機構付き回転型可変抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、クリック機構付き回転型可変抵抗器、特に、自動車メーターの照度コントロール用などに使用されるクリック機構付き回転型可変抵抗器に関する。

従来、回転型可変抵抗器としては、ロータに固定されたワイパを抵抗基板上で円弧状に摺動させロータの回転角度に応じて抵抗値を可変とするものが一般的である。そして、特許文献１には、ワイパにクリック用突出部を形成すると共に、接触板に該クリック用突出部の摺動半径上に位置するクリック用凹部を形成したクリック機構付き回転型可変抵抗器が開示されている。ワイパの回転に伴ってクリック用突出部が接触板上を摺動方向に移動し、クリック用凹部に係合する。このとき、クリック感が生じる。

さらに、図１３及び図１４に示すように、ワイパ１２８に半球状のクリック用突出部１２９ａに加えてかまぼこ型の非クリック用突出部１２９ｂを設けたクリック機構付き回転型可変抵抗器１００が知られている。

この可変抵抗器１００は、ロータ１１８にワイパ１２８を一体的に固定し、該ロータ１１８を絶縁性ケース１０２とコレクタ１３３とで所定の角度範囲で回転可能に保持したものである。ロータ１１８を回転させることで、ワイパ１２８の接点部１３０，１３１がケース１０２に固定した抵抗基板１４１の抵抗素子層１４２上を弾性的に圧接しながら摺動する。

抵抗基板１４１の抵抗素子層１４２はケース１０２に固定した２本の外部端子１１１，１１２と電気的に接続されている。コレクタ１３３は外部端子部１３５を有し、ワイパ１２８と弾性的に圧接して電気的に接続されている。

ワイパ１２８には、前述のように、クリック用突出部１２９ａ及び非クリック用突出部１２９ｂが形成され、コレクタ１３３にはクリック用凹部１３４が形成されている。二つの突出部１２９ａ，１２９ｂはコレクタ１３３上に弾性的に圧接して摺動し、クリック用突出部１２９ａがクリック用凹部１３４に係合してクリック感を発生する。一方、非クリック用突出部１２９ｂはクリック用凹部１３４に係合しないように、摺動方向に若干長い連続した頂点部分を有している。

非クリック用突出部１２９ｂを設けた理由は、（１）クリック用突出部１２９ａとほぼ対称位置に同じ高さの非クリック用突出部１２９ｂを設けることで、ワイパ１２８やロータ１１８のバランスをとってそれらの傾きを防止し、（２）クリック用突出部１２９ａがクリック用凹部１３４に出入りする際にコレクタ１３３との接触が不安定になるが、非クリック用突出部１２９ｂを設けることで、ワイパ１２８とコレクタ１３３との接触を常時安定化することにある。

ところで、従来の可変抵抗器１００にあっては、クリック用突出部１２９ａの頂点部分と非クリック用突出部１２９ｂの頂点部分とが同じ回転半径上に形成されているため、以下の問題点を有していた。

即ち、ワイパ１２８の反力でロータ１１８が傾くことは避けられず、この場合、非クリック用突出部１２９ｂの頂点端部がクリック用凹部１３４に係合してしまい、不要なクリック感を生じ、回転フィーリングが悪くなる。

また、二つの突出部１２９ａ，１２９ｂがコレクタ１３３上を摺動する際、それぞれ他方の突出部１２９ａ，１２９ｂの摺動終端部に堆積した摩耗粉に乗り上げてしまい、このときノイズを発生して出力が乱れる。

さらに、前記可変抵抗器１００にあっては、ケース１０２を用いているため、部品点数が多く、組立て作業が繁雑であるという問題点も有していた。
特開昭６２−１８９７０４号公報

そこで、本発明の目的は、回転フィーリングを損なうことなく、ノイズの発生を除去ないしは低減できるクリック機構付き回転型可変抵抗器を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記目的を達成することに加えて、部品点数を少なくして組立て作業が容易なクリック機構付き回転型可変抵抗器を提供することにある。

第２の発明は、ロータとワイパとを含む回転部と、抵抗基板と外部端子とを含む固定部とを備えたクリック機構付き回転型可変抵抗器において、前記回転部又は前記固定部のいずれか一方にクリック用突出部及び非クリック用突出部を有し、前記回転部又は前記固定部のいずれか他方に前記クリック用突出部に対向するクリック用係合部を有し、前記非クリック用突出部は前記回転部の回転方向に沿って前記クリック用係合部よりも幅広であって前記固定部又は前記回転部のいずれか他方と面状に接触するように形成されており、前記クリック用突出部の頂点の摺動軌跡が半径方向において前記非クリック用突出部の摺動軌跡内に設定されていることを特徴とする。

以上の構成からなる第２の発明に係るクリック機構付き回転型可変抵抗器にあっては、非クリック用突出部がクリック用係合部よりも幅広であって、かつ、面状に接触するように形成されているため、非クリック用突出部がクリック用係合部に係合することがなく、不要なクリック感を発生することがない。従って、回転フィーリングの劣化が防止され、また、非クリック用突出部の耐摩耗性が良好である。なお、クリック用突出部及び非クリック用突出部の摺動軌跡が干渉するが、幅広な非クリック用突出部の摺動終端部に堆積する摩耗粉が少なくなるため、ノイズによる出力の乱れが減少する。

前記第２の発明に係るクリック機構付き回転型可変抵抗器において、固定部は導電材からなるカバーに外部端子を一体的に設けると共に、該カバーにクリック用凹部を形成したものであることが好ましい。カバーがケースとコレクタを兼用することになり、部品点数が減少し、組立て作業が容易になる。

また、クリック用係合部は孔部であってもよく、あるいは、凹部であってもよい。クリック用係合部を孔部とすると、クリック用突出部が係合する際のクリック感が良好であり、少ない圧接力でも十分なクリック感が得られるため、ワイパの小型化、ひいては可変抵抗器の小型化に寄与する。

また、第２の発明によれば、不要なクリック感の発生がなく、回転フィーリングの劣化がない。また、幅広な非クリック用突出部の摺動終端部に堆積する摩耗粉が少なくなるため、ノイズによる出力の乱れが減少する。

以下、本発明に係るクリック機構付き回転型可変抵抗器の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（実施例１、図１〜図６参照）
本発明の実施例１であるクリック機構付き回転型可変抵抗器は、図１〜図４に示すように、カバー１０とワイパ２０とロータ３０と抵抗基板４０と外部端子５１，５２とからなる。ワイパ２０とロータ３０とが回転部を構成し、カバー１０と抵抗基板４０と外部端子５１，５２とが固定部を構成している。

カバー１０は、導電材からなり、上面中央に位置する円筒部１１と、側面から下方に延在する外部端子部１２と側面から下方に延在する一対の爪部１６とを一体的に形成したものである。また、このカバー１０には二つの半球状のクリック用凹部１３が形成されている。

ワイパ２０は、導電材からなり、腕部２１に接点部２１ａ，２１ｂを有している。この腕部２１はほぼ１８０°の範囲で中央部にスリットを形成して２本に分割され、かつ、下方に湾曲されている。

このワイパ２０には腕部２１にほぼ１８０°の対称位置にクリック用突出部２２及び非クリック用突出部２３が形成されている。この二つの突出部２２，２３はそれぞれ半球状をなし、図５に示すように、それぞれ回転中心Ａから頂点までの距離が異なっている。クリック用突出部２２の回転中心Ａから頂点までの距離（即ち、摺動半径）は前記クリック用凹部１３の回転中心Ａから頂点までの距離と等しく設定されている。

ロータ３０は、絶縁材からなり、上部円筒部３１と下部円筒部３２と鍔部３３とが一体的に形成され、鍔部３３の一方は横方向への突起３３ａとされている。

抵抗基板４０は、中央穴４１を有し、上面には抵抗素子層６０（図１で斜線を付して示す）がΩ型に形成され、該抵抗素子層６０の両端部は外部端子５１，５２の上端部と電気的かつ機械的に接続されている。詳しくは、外部端子５１，５２の上部爪部５１ａ，５２ａを抵抗基板４０の穴４３，４４に下方から挿入し、抵抗素子層６０上で折り曲げた後、はんだや導電性接着剤もしくは溶接などで抵抗素子層６０と接合させる。

以上の各構成部品は以下のようにして組み立てられる。まず、ワイパ２０をロータ３０に結合する。ここでは、ワイパ２０に形成されている突片２４をロータ３０の溝部３４に突入させて一体化する。

次に、前記ロータ３０の下部円筒部３２を抵抗基板４０の中央穴４１に挿入すると共に、ロータ３０の上部円筒部３１にカバー１０の円筒部１１を上方から係合させる。これにて、ワイパ２０を取り付けたロータ３０が抵抗基板４０とカバー１０とで回転自在に保持される。そして、カバー１０の爪部１６を抵抗基板４０の凹所４２に係合させて底面部に折り曲げることにより、カバー１０と抵抗基板４０とが一体化される。

このように組み立てられた可変抵抗器において、ワイパ２０の接点部２１ａ，２１ｂは抵抗素子層６０上に弾性的に圧接して電気的に接続した状態で摺動可能である。また、クリック用突出部２２及び非クリック用突出部２３がカバー１０の天井面に弾性的に圧接して電気的に接続した状態で摺動可能である。外部端子部１２と外部端子５１，５２間の抵抗値は、ロータ３０の回転角度に応じて接点部２１ａ，２１ｂの抵抗素子層６０への接触位置が変化することにより可変とされる。

ちなみに、ロータ３０の回転範囲は突起３３ａがカバー１０の形成したストッパ１４の内壁面に当接することによって規制される。

本実施例１においては、ワイパ２０に形成したクリック用突出部２２がカバー１０と摺動してクリック用凹部１３に係合することにより、クリック感が得られる。そして、ワイパ２０には非クリック用突出部２３が形成されてカバー１０と摺動することにより、ワイパ２０やロータ３０のバランスが維持され、かつ、クリック用突出部２２がクリック用凹部１３に出入りする際のカバー１０との接触の不安定さが除去される。

さらに、クリック用突出部２２と非クリック用突出部２３の摺動半径が異なるため、非クリック用突出部２３がクリック用凹部１３に係合して不要なクリック感が発生することがなく、ロータ３０の回転フィーリングが好ましい状態を維持する。図９（Ａ）に、クリック用突出部２２の摺動軌跡Ｔ１と、非クリック用突出部２３の摺動軌跡Ｔ２の関係を示す。

また、クリック用突出部２２及び非クリック用突出部２３が互いの摺動終端部に堆積した摩耗粉に乗り上げることもないので、ノイズによる出力の乱れが発生しない。

また、本実施例１においては、カバー１０にケースとして機能を持たせると共に、外部端子部１２を一体的に設けてコレクタとしての機能をも持たせており、部品点数が少なくて済み、組立て作業が容易になる。

（実施例２、図７参照）
図７に、本発明の実施例２であるクリック機構付き回転型可変抵抗器の要部（ワイパ２０の一部）を示す。この可変抵抗器は前記実施例１として示した可変抵抗器と基本的には同じ部品からなり、異なるのは、ワイパ２０に設けた非クリック用突出部２３の頂点部分２３ａを摺動回転方向に沿った線状とした点にある。

具体的には、ワイパ２０の腕部２１の側方に突片を形成し、該突片を上方に折り曲げて非クリック用突出部２３を形成した。このように、頂点部分２３ａを摺動方向に長くすることで、頂点部分２３ａの耐摩耗性が向上し、ワイパ２０の回転寿命が長くなる。他の効果は前記実施例１と同様である。

（実施例３、図８参照）
図８に、本発明の実施例３であるクリック機構付き回転型可変抵抗器の要部（ワイパ２０の一部）を示す。この可変抵抗器は前記実施例１として示した可変抵抗器と基本的には同じ部品からなる。

異なるのは、非クリック用突出部２３を摺動回転方向に沿ってクリック用凹部１３よりも幅広であってカバー１０の天井面に面状に接触するように形成し、図９（Ｂ）に示すように、クリック用突出部２２の頂点の摺動軌跡Ｔ１を半径方向において非クリック用突出部２３の摺動軌跡Ｔ２内に設定した点にある。

具体的には、ワイパ２０の腕部２１をその全幅にわたって折り曲げて非クリック用突出部２３を形成した。本実施例３にあっては、非クリック用突出部２３がクリック用凹部１３よりも幅広に形成されているため、非クリック用突出部２３がクリック用凹部１３に係合することはなく、不要なクリック感が発生することがない。従って、回転フィーリングの劣化が防止されることになる。また、非クリック用突出部２３の頂点部分が広くてカバー１０に対して面状に接触するため、耐摩耗性が向上し、ワイパ２０の回転寿命が長くなる。

なお、クリック用突出部２２及び非クリック用突出部２３の摺動軌跡が干渉することになるが、幅広な非クリック用突出部２３の摺動終端部に堆積する摩耗粉が少なくなるため、ノイズによる出力の乱れは減少する。他の効果は前記実施例１と同様である。

（突出部２２，２３と凹部１３の形状、図１０参照）
前記実施例１，２，３においては、クリック用突出部２２及び非クリック用突出部２３をワイパ２０に形成し、クリック用凹部１３をカバー１０に形成した例を示した。勿論、本発明においては、突出部２２，２３をカバー１０に形成し、凹部１３をワイパ２０に形成してもよい。しかし、前記各実施例１，２，３の如く、突出部２２，２３をワイパ２０に、凹部１３をカバー１０に形成することが好ましい。

ここで、突出部２２，２３をカバー１０に形成し、凹部１３をワイパ２０に形成することが、必ずしも好ましい例ではないことを説明する。即ち、ワイパ２０には腕部２１が存在するために、カバー１０と違って全周にわたって平坦な形状とはなっていない。従って、カバー１０に突出部２２，２３を形成した場合には、該突出部２２，２３が腕部２１に対向したときに、圧接力が弱まるか、接触不可となる。そのため、ロータ３０やワイパ２０のバランスが崩れ、これらが傾くことが予想される。さらに、突出部２２，２３のワイパ２０への圧接力が回転途中で変化することは、ワイパ２０（ロータ３０）の回転トルクが変動することとなり、フィーリングが悪くなる。

また、図１０に示すように、突出部２２，２３を３０°等の小さなピッチで形成すると、非クリック用突出部２３が干渉してクリック用突出部２２がクリック用凹部１３に係合することを邪魔してしまう不具合が生じる。

（実施例４、図１１及び図１２参照）
図１１に、本発明の実施例４であるクリック機構付き回転型可変抵抗器を示す。この可変抵抗器は前記実施例１として示した可変抵抗器と基本的には同じ部品からなり、異なるのは、カバー１０に前記クリック用凹部１３に代えてクリック用孔部１３’を形成した点にある。

図１２（Ａ）はクリック用突出部２２がカバー１０の天井面を摺動している状態を示し、図１２（Ｂ）はクリック用突出部２２がカバー１０に形成したクリック用孔部１３’に係合した状態を示す。

本実施例４の如くクリック用係合部を孔部１３’とすると、クリック用突出部２２が係合する際のクリック感が良好になる。そして、少ない圧接力でも十分なクリック感が得られるため、ワイパ２０の小型化、ひいては可変抵抗器の小型化が可能になる。

（他の実施例）
なお、本発明に係るクリック機構付き回転型可変抵抗器は、前記各実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、前記ロータ３０の上部円筒部３１の内周面には図示しないシャフト等による回転操作が可能なように、いわゆるＤカット（図３参照）が施されている。ロータとシャフトとの係合はいわゆるＩカット等でもよく、その形状は任意である。あるいは、ロータ３０の中心部からシャフトを一体的に延在させてもよい。

さらに、各部材の摺動面にグリスを塗布して摺動面の摩耗や摺動音を低減してもよい。摺動面とは、ワイパ２０と抵抗素子層６０との摺動面、ワイパ２０とカバー１０との摺動面、ロータ３０と抵抗基板４０との摺動面、あるいは、ロータ３０とカバー１０との摺動面である。

また、ワイパ２０の突片２４にロータ３０の溝部３４からの抜け止めを図るための切り込みを形成してもよい。あるいは、外部端子部１２や外部端子５１，５２に変形を防止するためのビードを形成してもよい。

本発明の実施例１を示す分解斜視図である。 前記実施例１を示す断面図である。 前記実施例１を示す平面図である。 前記実施例１を示す正面図である。 前記実施例１を構成するワイパを示す平面図である。 前記実施例１を構成するワイパの要部を示す斜視図である。 本発明の実施例２を構成するワイパの要部を示す斜視図である。 本発明の実施例３を構成するワイパの要部を示す斜視図である。 クリック用突出部と非クリック用突出部の摺動軌跡を示し、（Ａ）は実施例１，２に関し、（Ｂ）は実施例３に関する。 クリック用突出部、非クリック用突出部とクリック用凹部との関係を示す断面図である。 本発明の実施例４を示す断面図である。 前記実施例４におけるクリック用突出部とクリック用孔部との関係を示す断面図であり、（Ａ）は摺動状態を示し、（Ｂ）は係合状態を示す。 従来のクリック機構付き回転型可変抵抗器の一例を示す断面図である。 図１３に示した可変抵抗器を構成するワイパを示す平面図である。

符号の説明

１０…カバー
１２…外部端子部
１３…クリック用凹部
１３’…クリック用孔部
２０…ワイパ
２１ａ，２１ｂ…接点部
２２…クリック用突出部
２３…非クリック用突出部
３０…ロータ
４０…抵抗基板
６０…抵抗素子層

Claims (4)

1. ロータとワイパとを含む回転部と、抵抗基板と外部端子とを含む固定部とを備えたクリック機構付き回転型可変抵抗器において、
   前記回転部又は前記固定部のいずれか一方にクリック用突出部及び非クリック用突出部を有し、
   前記回転部又は前記固定部のいずれか他方に前記クリック用突出部に対向するクリック用係合部を有し、
   前記非クリック用突出部は前記回転部の回転方向に沿って前記クリック用係合部よりも幅広であって前記固定部又は前記回転部のいずれか他方と面状に接触するように形成されており、
   前記クリック用突出部の頂点の摺動軌跡が半径方向において前記非クリック用突出部の摺動軌跡内に設定されていること、
   を特徴とするクリック機構付き回転型可変抵抗器。
2. 前記固定部は導電材からなるカバーに外部端子を一体的に設けると共に、該カバーにクリック用凹部を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のクリック機構付き回転型可変抵抗器。
3. 前記クリック用係合部が孔部からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリック機構付き回転型可変抵抗器。
4. 前記クリック用係合部が凹部からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリック機構付き回転型可変抵抗器。

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