JP4617984B2 - 回転操作型電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、回転操作型電子部品、特に種々の電子機器などに使用される可変抵抗器やロータリスイッチなどの回転操作型電子部品に関する。

従来より、この種の回転操作型電子部品として、特許文献１や特許文献２に記載の可変抵抗器が知られている。例えば、図１１に示すように、特許文献１に記載の可変抵抗器１１０は、略円弧状の抵抗体１２０を表面に設けた絶縁基板１１４と、絶縁基板１１４に回転自在に取り付けられた摺接子１１７とを備えている。絶縁基板１１４には金属端子１１５，１１６がインサートモールドされている。

摺接子１１７は、ドライバなどの工具によって回転操作されるドライバプレート１１７ａと、抵抗体１２０上を摺動する接点アーム部１１７ｂと、該接点アーム部１１７ｂを支持する皿状部１１７ｃとからなる。摺接子１１７は、金属端子１１６の先端部に設けたハトメ部１１９に、皿状部１１７ｃの係合部１２１を係合させ、ハトメ部１１９をカシメることにより、絶縁基板１１４に回転自在に取り付けられている。

しかしながら、従来の可変抵抗器１１０の場合、摺接子１１７が外れるなどの不具合が生じない強度で係合できるだけの十分なハトメ部１１９の高さが必要であり、しかも、抵抗体１２０をスクリーン印刷法で形成するためにハトメ部１１９の先端は絶縁基板１１４の上面から突出してはならないという制限がある。また、摺接子１１７をハトメ部１１９に係合させてカシメる際や、抵抗値調整時のドライバによる回転操作の際にかかる機械的ストレスに耐えられるに十分な絶縁基板１１４の厚みが必要である。

以上の各々の要因により、従来の可変抵抗器１１０は、絶縁基板１１４の薄型化が困難であり、市場の低背化への要求に充分に対応することができないという問題点があった。
特開平７−８６００１号公報 特開平３−２７０１０３号公報

そこで、本発明の目的は、低背化が可能で、かつ、低コストの回転操作型電子部品を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の形態である回転操作型電子部品は、
（ａ）略円弧状の抵抗体又は略円弧状の導体を表面に設けた可撓性の絶縁基板と、
（ｂ）絶縁基板に接合した金属製補強板と、
（ｃ）金属製補強板に回転自在に取り付けられた金属製摺接子とを備え、
（ｄ）金属製摺接子は、抵抗体上又は導体上を摺接する接点アーム部及び該接点アーム部を支持する皿状部からなる本体と、工具によって回転操作されるドライバプレートとが重ね合わされた構成を有し、
（ｅ）金属製補強板は、金属製摺接子と係合して金属製摺接子を絶縁基板上に回転自在に保持するための円筒軸と、可変側電極とを有し、
（ｆ）絶縁基板が金属製補強板の上面に接合されるとともに、絶縁基板の縁部上面に固定側電極が設けられ、該固定側電極を設けた部分の絶縁基板が金属製補強板の外周側面から下面に折り返して重ね合わせられており、
（ｇ）可変側電極の先端部を折り返して重ね合わせ、可変側電極の実装面と固定側電極の実装面を略同一平面状に揃えたこと、
を特徴とする。
本発明の第２の形態である回転操作型電子部品は、
（ｈ）略円弧状の抵抗体又は略円弧状の導体を表面に設けた可撓性の絶縁基板と、
（ｉ）絶縁基板に接合した金属製補強板と、
（ｊ）金属製補強板に回転自在に取り付けられた金属製摺接子とを備え、
（ｋ）金属製摺接子は、抵抗体上又は導体上を摺接する接点アーム部及び該接点アーム部を支持する皿状部からなる本体と、工具によって回転操作されるドライバプレートとが重ね合わされた構成を有し、
（ｌ）金属製補強板は、金属製摺接子と係合して金属製摺接子を絶縁基板上に回転自在に保持するための円筒軸と、可変側電極とを有し、
（ｍ）絶縁基板が金属製補強板の上面に接合されるとともに、絶縁基板の縁部上面に固定側電極が設けられ、該固定側電極を設けた部分の絶縁基板が金属製補強板の外周側面から下面に折り返して重ね合わせられており、
（ｎ）可変側電極の先端部を折り返して重ね合わせるとともに、金属製補強板の外周側面から下面に折り返して重ね合わせられている絶縁基板の固定側電極を覆うようにコ字形金属端子が設けられ、可変側電極の実装面とコ字形金属端子の実装面を略同一平面状に揃えたこと、
を特徴とする。

ここに、金属製補強板と可変側電極は一体成形物であることが好ましい。また、絶縁基板の厚みは０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

さらに、絶縁基板の固定側電極が設けられた側とは反対側の縁部が金属製補強板の先端よりも突出していてもよい。

本発明によれば、可撓性の絶縁基板を使用しているので、機械的ストレスがかかっても、割れやクラックが生じにくい。一方、金属製補強板は撓みにくく、機械的ストレスに強いので、絶縁基板の厚みを薄くすることが可能となる。その結果、低背化が達成され、低コストの回転操作型電子部品が得られる。また、実装面を略同一平面状に揃えることができる。

以下に、本発明に係る回転操作型電子部品の実施例について添付図面を参照して説明する。

（第１実施例、図１〜図５参照）
図１及び図２はそれぞれ可変抵抗器１の外観斜視図及び断面図である。この可変抵抗器１は、可撓性の絶縁基板２と、絶縁基板２に接合した金属製補強板３と、金属製補強板３に回転自在に取り付けられた金属製摺接子６とで構成されている。

図３及び図４に示すように、絶縁基板２は、ポリイミドなどからなる可撓性を有する２枚の絶縁性フィルム２ａ，２ｂの間に、所定のパターンを有する一対の導体膜２ｃ，２ｄを配設したものである。絶縁基板２の総厚みは、例えば０．１ｍｍ以下に設定される。

導体膜２ｃは、後述の抵抗体５の一方の端部に電気的に接続するための接続電極２３と、固定側電極３３とを有している。そして、これらの電極２３，３３は絶縁性フィルム２ａから露出している。導体膜２ｄも同様に、抵抗体５の他方の端部に電気的に接続するための接続電極２４と、固定側電極３４とを有している。そして、これらの電極２４，３４は絶縁性フィルム２ａから露出している。固定側電極３３，３４の表面は、はんだ付け性が良好な金めっきなどの表面処理が施されている。この導体膜２ｃ，２ｄは、金属箔をエッチングする方法、物理的蒸着法、化学的蒸着法、導電ペーストを印刷して焼き付ける方法などで形成される。

絶縁基板２の所定の位置には穴２５が設けられ、さらに、絶縁基板２の上面には、接続電極２３，２４を覆うようにカーボン等よりなる抵抗体５が穴２５を中心に略円弧状に塗布され、焼き付けられて形成されている。これによって、固定側電極３３，３４と抵抗体５とが電気的に導通している。なお、この抵抗体５は物理的蒸着や化学的蒸着による金属薄膜によって構成してもよい。

図２及び図３に示すように、金属製補強板３は、金属製摺接子６と係合して金属製摺接子６を絶縁基板２上に回転自在に保持するための円筒軸２８と、可変側電極４４とを有した一体物である。金属製補強板３は良好な導電性とバネ特性とを持つ金属からなり、例えば銅合金、ステンレス鋼または貴金属系合金などの薄板が使用される。金属製補強板３は一枚の金属板をプレスで打ち抜き加工及び絞り加工することによって形成される。

絶縁基板２と金属製補強板３は以下のようにして組み付けられる。即ち、絶縁基板２の穴２５に金属製補強板３の円筒軸２８を挿通させた後、絶縁基板２を金属製補強板３の上面に接着剤などにより固着させる。さらに、絶縁基板２の固定側電極３３，３４を設けた側の縁部を、金属製補強板３の外周側面から下面に折り返して重ね合わせ、接着剤などで固着させる。これにより、固定側電極３３，３４を金属製補強板３の側面及び下面に低コストで形成することができる。

また、可変抵抗器は一般的に、自動実装装置の吸引部に真空吸着されてプリント基板に実装される。しかし、本実施例の場合、金属製補強板３の円筒軸２８の穴２９を塞ぐように絶縁基板２を金属製補強板３の下面に接着剤などで固着させることにより、真空吸着時の円筒軸２８の穴２９からのエアー漏れを防ぐことができ、吸着力が向上する。

また、絶縁基板２の固定側電極３３，３４が設けられた側とは反対側の縁部は、金属製補強板３の先端、即ち可変側電極４４よりも突出している。これにより、可変側電極４４がプリント基板にはんだ実装される際に、はんだに含まれるフラックスが絶縁基板２の上面に設けた抵抗体５に付着するのを防止することができる。抵抗体５にフラックスが付着すると、摺接子６と抵抗体５との間にフラックスが介在してしまうおそれがあり、その場合、摺接子６と抵抗体５の接触抵抗が増大し、抵抗値の設定が困難になる。

可変側電極４４は、その先端部が折り返され、重ねられている。これにより、可変側電極４４の実装面と固定側電極３３，３４の実装面を略同一平面状に揃えることができ、表面実装に適した可変抵抗器１となる。固定側電極３３，３４及び可変側電極４４は、プリント基板などへのはんだ付け部である。可変側電極４４の表面は、はんだ付け性が良好な金めっきや錫めっきなどの表面処理が施されている。

図５に示すように、摺接子６は、環状の上面部であるドライバプレート６ａと、ドライバプレート６ａの外縁部から点線Ｌに沿って裏面側へ折り畳まれる皿状部６ｃと、皿状部６ｃの折り畳み部と反対側の外周縁部に形成された半円弧状の接点アーム部６ｄとを有している。この摺接子６は一枚の金属板をプレスで打ち抜き加工及び絞り加工することによって形成される。

ドライバプレート６ａの中央部には、ドライバなどの工具によって回転操作される十字状の係合穴（調整穴）６ｂが形成されている。接点アーム部６ｄはばね性を有し、凸状の接点部６ｆを中央部に設けている。この接点部６ｆは、絶縁基板２の抵抗体５上に弾性的に接触し、摺動する。

皿状部６ｃの中央部には、金属製補強板３の円筒軸２８に係合する係合穴６ｇが形成され、この係合穴６ｇを金属製補強板３の円筒軸２８に挿通させた後、円筒軸２８の先端を外開き状にカシメることで、摺接子６は絶縁基板２に回転自在に取り付けられる。

摺接子６は良好な導電性とバネ特性とを持つ金属からなり、例えば銅合金、不錆鋼または貴金属系合金などの薄板が使用される。

可変抵抗器１の抵抗値を変化させるには、例えばプラスドライバの先端部を係合穴６ｂに挿入させて摺接子６を回す。これにより、固定側電極３３（または３４）と可変側電極４４の間の抵抗値を変える。

こうして得られた可変抵抗器１は、可撓性の絶縁基板２を使用しているので、機械的ストレスがかかっても、絶縁基板２に割れやクラックが生じにくい。一方、金属製補強板３は撓みにくく、機械的ストレスに強いので、絶縁基板２の厚みを薄くすることができる。その結果、低背化が達成され、低コストの可変抵抗器１が得られる。

（第２実施例、図６〜図８参照）
図６は、第２実施例の可変抵抗器５１の断面図である。この可変抵抗器５１は、可撓性の絶縁基板２と、絶縁基板２に接合した金属製補強板３と、金属製補強板３に回転自在に取り付けられた金属製摺接子６とで構成されている。なお、金属製摺接子６は前記第１実施例と同様のものであり、その詳細な説明は省略する。

図７及び図８に示すように、絶縁基板２は、前記第１実施例と同様に、ポリイミドなどからなる可撓性を有する２枚の絶縁性フィルム２ａ，２ｂの間に、所定のパターンを有する一対の導体膜２ｃ，２ｄを配設したものである。絶縁基板２の総厚みは、例えば０．１ｍｍ以下に設定される。

導体膜２ｃは、抵抗体５の一方の端部に電気的に接続するための接続電極２３と、固定側電極３３（図７及び図８においては図示せず）とを有している。そして、これらの電極２３，３３は絶縁性フィルム２ａから露出している。導体膜２ｄも同様に、抵抗体５の他方の端部に電気的に接続するための接続電極２４と、固定側電極３４とを有している。そして、これらの電極２４，３４は絶縁性フィルム２ａから露出している。固定側電極３３，３４の表面は、はんだ付け性が良好な金めっきなどの表面処理が施されている。

絶縁基板２の所定の位置には穴２５が設けられ、さらに、絶縁基板２の上面には、接続電極２３，２４を覆うようにカーボン等よりなる抵抗体５が穴２５を中心に略円弧状に塗布され、焼き付けられて形成されている。これによって、固定側電極３３，３４と抵抗体５とが電気的に導通している。

金属製補強板３は、金属製摺接子６と係合して金属製摺接子６を絶縁基板上に回転自在に保持するための円筒軸２８と、可変側電極４４とを有した一体物である。可変側電極４４は、その先端部が折り返されて重ねられている。

絶縁基板２と金属製補強板３は以下のようにして組み付けられる。即ち、絶縁基板２の穴２５に金属製補強板３の円筒軸２８を挿通させた後、絶縁基板２を金属製補強板３の上面に接着剤などにより固着させる。さらに、絶縁基板２の固定側電極３３，３４を設けた側の縁部を、金属製補強板３の外周側面から下面に折り返して重ね合わせ、接着剤などで固着させる。

ここで、可変抵抗器５１は、絶縁基板２の厚みが極めて薄いために、可変側電極４４の実装面と固定側電極３３，３４の実装面が同一平面状に揃っていない。そこで、その折り返し部分に被せるようにコ字形状の固定側金属端子５３，５４を挿入し、はんだ付けもしくは熱圧着などにより固定側電極３３，３４に固着させる。これにより、可変側電極４４の実装面と固定側金属端子５３，５４の実装面を略同一平面状に揃えることができ、表面実装に適した可変抵抗器５１となる。

また、絶縁基板２の固定側金属端子５３，５４が設けられた側とは反対側の縁部は、金属製補強板３の先端、即ち可変側電極４４よりも後退している。

以上の構成からなる可変抵抗器５１は前記第１実施例の可変抵抗器１と同様の作用効果を奏する。

（第３実施例、図９参照）
図９は、第３実施例の可変抵抗器６１の断面図である。この可変抵抗器６１は、可撓性の絶縁基板２と、絶縁基板２に接合した金属製補強板３と、金属製補強板３に回転自在に取り付けられた金属製摺接子６とで構成されている。なお、金属製摺接子６は前記第１実施例と同様のものであり、その詳細な説明は省略する。

絶縁基板２は、図９には図示されていないが、前記第１実施例と同様に、ポリイミドなどからなる可撓性を有する２枚の絶縁性フィルム２ａ，２ｂの間に、所定のパターンを有する一対の導体膜２ｃ，２ｄを配設したものである。絶縁基板２の総厚みは、例えば０．１ｍｍ以下に設定される。

導体膜２ｃは、抵抗体５の一方の端部に電気的に接続するための接続電極２３と、固定側電極３３（図９においては図示せず）とを有している。そして、これらの電極２３，３３は絶縁性フィルム２ａから露出している。導体膜２ｄも同様に、抵抗体５の他方の端部に電気的に接続するための接続電極２４と、固定側電極３４とを有している。そして、これらの電極２４，３４は絶縁性フィルム２ａから露出している。固定側電極３３，３４の表面は、はんだ付け性が良好な金めっきなどの表面処理が施されている。

絶縁基板２の所定の位置には穴２５が設けられ、さらに、絶縁基板２の上面には、接続電極２３，２４を覆うようにカーボン等よりなる抵抗体５が穴２５を中心に略円弧状に塗布され、焼き付けられて形成されている。これによって、固定側電極３３，３４と抵抗体５とが電気的に導通している。

金属製補強板３は、金属製摺接子６と係合して金属製摺接子６を絶縁基板上に回転自在に保持するための円筒軸２８と、可変側電極４４とを有している。

絶縁基板２と金属製補強板３は以下のようにして組み付けられる。即ち、絶縁基板２の穴２５に金属製補強板３の円筒軸２８を挿通させた後、絶縁基板２を金属製補強板３の上面に接着剤などにより固着させる。絶縁基板２の固定側電極３３，３４を設けた側の縁部６３は、金属製補強板３の外周側面から突出している。次に、その縁部６３に被せるようにコ字形状の固定側金属端子５３，５４を挿入し、はんだ付けもしくは熱圧着などにより固定側電極３３，３４に固着させる（固定側金属端子５３は図９において図示せず）。これにより、固定側金属端子５３，５４は金属製補強板３に接触しない構造になっている。

また、絶縁基板２の固定側金属端子５３，５４が設けられた側とは反対側の縁部６４は、金属製補強板３の先端、即ち可変側電極４４から突出している。

以上の構成からなる可変抵抗器６１は前記第１実施例の可変抵抗器１と同様の作用効果を奏する。

（第４実施例、図１０参照）
第４実施例はロータリスイッチとして構成したものである。このロータリスイッチは、可撓性の絶縁基板と、該絶縁基板に接合した金属製補強板と、金属製補強板に回転自在に取り付けられた金属製摺接子とで構成されている。図１０はロータリスイッチの絶縁基板７２の平面図である。なお、金属製摺接子及び金属製補強板は前記第１実施例と同様のものであり、その詳細な説明は省略する。

絶縁基板７２は、図１０には図示されていないが、前記第１実施例と同様に、ポリイミドなどからなる可撓性を有する２枚の絶縁性フィルムの間に、所定のパターンを有する一対の導体膜２ｃ，２ｄを配設したものである。絶縁基板７２の総厚みは、例えば０．１ｍｍ以下に設定される。

導体膜２ｃは、後述のスイッチ電極７５の端部に電気的に接続している。導体膜２ｄも同様に、スイッチ電極７６の端部に電気的に接続している。そして、これらの導体膜２ｃ、２ｄは絶縁性フィルムから露出している。

絶縁基板７２の所定の位置には穴２５が設けられ、さらに、絶縁基板７２の上面には、導電ペーストもしくは面積抵抗の低いカーボンペースト等を塗布、焼き付けしてなるスイッチ電極７５，７６が穴２５を中心に略円弧状に形成されている。スイッチ電極７５，７６はそれぞれ導体膜２ｃ、２ｄに電気的に導通している。

以上の構成からなるロータリスイッチは、摺接子を回すことにより、摺接子の接点部をスイッチ電極７５に接触させたり、あるいはスイッチ電極７６に接触させて電気の流れを切り替える。

また、スイッチ電極７５またはスイッチ電極７６のいずれか一方を省略した場合には、摺接子の接点部がスイッチ電極に接触したときに電気が流れ、接点部がスイッチ電極に接触しないときに電気が流れないスイッチ、即ちＯＮ／ＯＦＦスイッチとして機能させることができる。

（他の実施形態）
なお、本発明に係る回転操作型電子部品は前記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、導体膜２ｃ、２ｄは前記実施例のように部分的に絶縁性フィルム２ａから露出しているものに限らず、全体が絶縁性フィルム２ａから露出しているものであってもよい。

本発明に係る回転操作型電子部品の第１実施例を示す外観斜視図。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図。 図１に示した絶縁基板の平面図。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図。 図１に示した摺接子の展開平面図。 本発明に係る回転操作型電子部品の第２実施例を示す断面図。 図６に示した絶縁基板の平面図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図。 本発明に係る回転操作型電子部品の第３実施例を示す断面図。 本発明に係る回転操作型電子部品の第４実施例の絶縁基板を示す平面図。 従来の回転操作型電子部品を示す断面図。

符号の説明

１，５１，６１…可変抵抗器
２，７２…絶縁基板
３…金属製補強板
５…抵抗体
６…摺接子
２８…円筒部
３３，３４…固定側電極
４４…可変側電極
５４…金属端子
７５，７６…スイッチ電極

Claims (5)

1. 略円弧状の抵抗体又は略円弧状の導体を表面に設けた可撓性の絶縁基板と、
   前記絶縁基板に接合した金属製補強板と、
   前記金属製補強板に回転自在に取り付けられた金属製摺接子とを備え、
   前記金属製摺接子は、前記抵抗体上又は導体上を摺接する接点アーム部及び該接点アーム部を支持する皿状部からなる本体と、工具によって回転操作されるドライバプレートとが重ね合わされた構成を有し、
   前記金属製補強板は、前記金属製摺接子と係合して金属製摺接子を前記絶縁基板上に回転自在に保持するための円筒軸と、可変側電極とを有し、
   前記絶縁基板が前記金属製補強板の上面に接合されるとともに、前記絶縁基板の縁部上面に固定側電極が設けられ、該固定側電極を設けた部分の絶縁基板が前記金属製補強板の外周側面から下面に折り返して重ね合わせられており、
   前記可変側電極の先端部を折り返して重ね合わせ、前記可変側電極の実装面と前記固定側電極の実装面を略同一平面状に揃えたこと、
   を特徴とする回転操作型電子部品。
2. 略円弧状の抵抗体又は略円弧状の導体を表面に設けた可撓性の絶縁基板と、
   前記絶縁基板に接合した金属製補強板と、
   前記金属製補強板に回転自在に取り付けられた金属製摺接子とを備え、
   前記金属製摺接子は、前記抵抗体上又は導体上を摺接する接点アーム部及び該接点アーム部を支持する皿状部からなる本体と、工具によって回転操作されるドライバプレートとが重ね合わされた構成を有し、
   前記金属製補強板は、前記金属製摺接子と係合して金属製摺接子を前記絶縁基板上に回転自在に保持するための円筒軸と、可変側電極とを有し、
   前記絶縁基板が前記金属製補強板の上面に接合されるとともに、前記絶縁基板の縁部上面に固定側電極が設けられ、該固定側電極を設けた部分の絶縁基板が前記金属製補強板の外周側面から下面に折り返して重ね合わせられており、
   前記可変側電極の先端部を折り返して重ね合わせるとともに、前記金属製補強板の外周側面から下面に折り返して重ね合わせられている絶縁基板の固定側電極を覆うようにコ字形金属端子が設けられ、前記可変側電極の実装面と前記コ字形金属端子の実装面を略同一平面状に揃えたこと、
   を特徴とする回転操作型電子部品。
3. 前記金属製補強板と前記可変側電極は一体成形物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転操作型電子部品。
4. 前記絶縁基板の厚みが０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転操作型電子部品。
5. 前記絶縁基板の固定側電極が設けられた側とは反対側の縁部が前記金属製補強板の先端よりも突出していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の回転操作型電子部品。

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