JP4659375B2 - 可変式電子部品 - Google Patents

Description

本願発明は、可変式電子部品に関するもので、特にチップ型可変抵抗器に適用することに好適なものである。

チップ型可変抵抗器（チップ型半固定抵抗器）は、一般に、上下に貫通した中心穴を有するセラミック製の絶縁基板と、前記中心穴に下方から嵌まる中心軸を有する金属板製端子板と、前記中心軸を中心に回転するように絶縁基板の上面に配置された金属板製ロータとを備えている。

そして、ロータは２枚重ね方式と３枚重ね方式とがあり、２枚重ね方式のものは、上端に外向きのフランジを有する上向き開口の椀状体と、前記椀状体のフランジの上面側に配置された上面板又はフランジの下面側に配置された下面板とから成っており、椀状体のフランジと上面板又は下面板とはその外周方向に沿った一部において蝶番部を介して一体に繋がっている。

いずれにしても、ロータは、金属板を素材にした板金加工（プレス加工）によって椀状体と上面板又は下面板とを展開した中間体を製造し、次いで、蝶番部を中心にして折り返すことによって最終形態になる。上面板を設ける場合は、当該上面板にドライバ係合穴が形成されており、下面板を設ける場合は椀状体にドライバ係合用の穴又は溝が形成されている。

絶縁基板の上面には平面視で略Ｕ字状に延びる抵抗膜が塗着形成されており、抵抗膜の両端は、絶縁基板の端面に塗着形成された側面電極と重なっている。また、前記端子板には、ロータを挟んで側面電極と反対側に位置する上向きの電極部が折曲げ形成されており、この端子板の電極部と２つの側面電極とが回路基板に半田付けされる。

ロータには抵抗膜に摺接する接点部が必要であるが、上面板を設ける場合は接点部は椀状体に形成しており、下面板を設ける場合は接点部は下面板に形成している。いずれにしても、接点部はロータの軸心を挟んで蝶番部と反対側に設けており、接点部は抵抗膜に対して弾性的に当接している。

上面板又は下面板を有する２枚重ね方式のロータは、３枚重ね方式に比べて全体の高さを低くできる利点や、材料費及び加工費を節約できる利点がある。

他方、ロータの椀状部と上面板又は下面板とは幅狭の蝶番部を介して連結しているに過ぎない一方、接点部は弾性力によって抵抗膜に強く当接しているため、ロータを回転して抵抗値を調節するに際して、蝶番部の曲げ強度が接点部と抵抗膜との摩擦抵抗に負けて、上面板又は下面板が変形したり破損したりすることがあった。更に、ドライバの回転に接点部の回転が正確に追従しないことによる抵抗値の設定誤差も懸念されている。

この点について特許文献１には、椀状部のフランジと下面板とのうちいずれか一方の外周縁に舌状の折曲げ部を形成する一方、他方には前記折曲げ部が嵌合する係合部を切欠き形成することにより、下面板の変形・破損を防止することが記載されている。
特開平１１−２３３３１６号公報

既述のとおり、ロータは金属板を素材にして板金加工によって製造されるもので、大雑把には、椀状部と上面板又は下面板とを展開した状態に加工してから、両者を折り返すことによって製造される。

しかして、前記特許文献１では折曲げ部を形成するには、素材板に折曲げ部となる舌状部を打ち抜き加工にて形成し、次いで、舌状部をプレス加工にて折曲げるという工程を経ねばならず、このため加工コストが嵩むという問題がある。更に、係合部は切欠き形成した態様であるため、当該係合部を形成した部材の強度が低下する虞がある点も問題であった。

本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。

請求項１の発明に係る可変式電子部品は，絶縁基板と，この絶縁基板の上面部に回転可能に取付けた金属板製のロータとを備えており，
前記ロータは，上端に外向きのフランジを有する上向き開口でかつ基板に取付けられる椀状体と，前記椀状体のフランジの上面側に配置された上面板又はフランジの下面側に配置された下面板とから成っており，前記椀状体のフランジと上面板又は下面板とは蝶番部を介して一体に繋がっており，前記椀状体又は上面板に回転操作用ドライバが係合するドライバ係合穴を形成している。

そして，前記ロータの椀状体におけるフランジ及び上面板又は下面板には，その外周の部分に，互いに嵌まり合うように構成して成る凹部と凸部とが設けられている。この凹部及び凸部のうち凹部は，前記フランジ及び上面板又は下面板のうち下側に位置する板部材に，当該板部材の部分的な下向きへの膨出変形にて設けられ，他方，前記凹部及び凸部のうち凸部は，前記フランジ及び上面板又は下面板のうち上側に位置する板部材に，当該板部材の部分的な下向きへの膨出変形にて設けられ，前記凹部及び凸部は，溝条の形状である。そして，これら凹部と凸部とは，板部材の部分的な下向きへの膨出変形にて形成されるもので，この点で前記特許文献１における舌状の折曲げ部及びこれが嵌まる切欠きとは区別される。

請求項２の発明では，請求項１において，前記ロータは，椀状体のフランジと上面板又は下面板とを展開した状態に板金加工してから蝶番部を中心にして折り返すことによって製造されるもので，前記折り返しにより，前記椀状体におけるフランジと上面板又は下面板の凹部と凸部とが，前記外周のうち前記蝶番部の側によった部位において嵌合するように設定されている。更に，前記椀状体又は上面板若しくは下面板には，絶縁基板の上面に形成された調節用膜に接触する接点部を設けている。

請求項３の発明では、請求項１又は２において、前記ロータにおける椀状体のフランジには円板状の上面板が重なっており、この上面板にドライバ係合穴を形成している一方、椀状体のうちその軸心を挟んで蝶番部と反対側の部分には下向きに突出する接点部を形成している。

本願発明は可変式コンデンサのように電気的性質を調節できる電子部品に広くで適用できるが，前記絶縁基板の上面に，ロータの回転によって接点部が摺接する抵抗膜を形成しているチップ型可変抵抗器に適用すると好適である。

本願発明によると、ロータを構成する椀状体と上面板又は下面板とは、凹部と突部との嵌まり合いにより、蝶番部とは別の部分でずれ不能に連結されたような状態になるため、ロータの回転操作に際して蝶番部やその近傍に負担が掛かることを抑制でき、その結果、上面板又は下面板が変形・破損する事態を防止又は著しく抑制できる。また、ドライバの回転に対する接点部の追従性が格段に良くなるため、抵抗値等の調節を精度良く行える。

そして、凹部及び突部の加工はプレス装置を使用して板金加工するにおいて例えば椀状体の膨出加工と一緒に行えるため、特許文献１のような折り曲げ工程は不要であり、このため加工コストのアップを回避できる。更に、凹部と突部とのリブ効果により、椀状体及び下面板とも強度アップを図ることも可能になる。

次に、本願発明をチップ型可変抵抗器（以下、「抵抗器」という）に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).第１実施形態（図１〜図６）
図１〜図６では第１実施形態を示している。このうち 図１は抵抗器の平面図、図２は図１の II-II視正面図、図３は図１の III-III視断面図である。

抵抗器は、上下に貫通した中心穴２を有するセラミック製等の絶縁基板１と、絶縁基板１の前記中心穴２に下方から嵌まる中心軸３を有する金属板製端子板４と、前記中心軸３を中心に回転するように絶縁基板の上面に配置された金属板製ロータ５とを備えている。絶縁基板１は平面視略四角形に形成されている。

ロータ５は、上端に外向きのフランジ６ａを有する上向き開口の椀状体６と、前記椀状体６の全体に上方から重なる円板状の上面板７から成っており、椀状体６のフランジと上面板７とは蝶番部９を介して一体に繋がっている。上面板７には、ドライバ係合手段の一例として、十字状のドライバ係合穴１３が空いている。椀状体６は、その底板を端子板４の中心軸３でかしめ付けることにより、絶縁基板１の上面に回転可能に取り付けられている。

絶縁基板１の上面には、中心軸３を囲う状態で平面視Ｕ字状に延びる抵抗膜１０が塗着形成されている。抵抗膜１０の両端には側面電極１１が重なっており、側面電極１１は絶縁基板１の側面及び下面に露出している。端子板４には、中心穴２を挟んで側面電極１１と反対側において絶縁基板１の側面に沿って立ち上がる中心電極１２を形成している。

椀状体６のフランジ６ａのうち軸心を挟んで蝶番部９と反対側の部位には円弧状のスリット６ｃが形成されており、スリット６ｃの外側の部分を下向きに膨出変形させることにより、ロータ５の軸心を挟んで蝶番部９と反対側に位置した接点部６ｃを形成し、接点部６ｃを抵抗膜１０に当接させている。

そして、上面板７のうち外周寄り部位のうち蝶番部９の側に寄った２ヵ所に下向きの突部１４を膨出形成している一方、椀状体６のフランジ６ａには、前記突部１４が嵌まる凹部１５を膨出形成している。凹部１５及び凸部１４は、ドライバ係合穴１３との干渉を回避した状態でなるべく蝶番部９から遠ざけた箇所に設けるのが好ましい。

なお、椀状体６のフランジ６ａに上向き開口した凸部１４を膨出形成し、上面板７に下向き開口の凹部１５を形成することも可能であるが、本実施形態のように突部１４を下向きに形成すると、プリント基板に実装するにおいて、真空吸着コレットによる吸着を阻害せず、また、ドライバとの干渉も防止できる利点がある。

凹部１５及び凸部１４は板材の曲げにて形成されているためいずれも溝条又は凸条の形態になっており，そして，本実施形態では，溝条又は凸条は蝶番部９と平行に延びる姿勢に形成されているか，或いは，ロータ５の中心から放射方向に延びるように形成されており，これにより，前記凸部１４は，前記凹部１５に，前記蝶番部と平行に延びるか又はロータの中心から放射方向に延びる平面においてその両者が互いに接当するように嵌まっている。

図４はロータ５を展開した状態の平面図であり、図５はロータ５を展開した状態の正面図であり、図５はロータ５と絶縁基板１と端子板４との一部破断分離正面図である。ロータ５は、金属帯板を素材としてプレス加工によって図５，６のような展開状態の中間品に製造される。このプレス工程において、凹部１５と突部１４とは例えば椀状体６の膨出加工と一緒に形成できる。

そして、中間品が蝶番部９を中心にして折り返されてロータ５の製品形態になると、凹部１５と突部１４とが蝶番部９から離れた位置においてずれ不能の状態に嵌合し、これによって上面板７と椀状体６とが一体化した状態になるため、抵抗値を調節するに際して蝶番部９への負担が著しく低下し、その結果、加工コストのアップや加工能率の低下をもたらすことなく、抵抗値調節に際しての上面板７や蝶番部９の変形を防止又は著しく抑制できる。

椀状体６の上面に上面板７を重ねる場合、蝶番部９を中心にした曲げ加工が容易である利点があるが、単に上面板７を重ねたに過ぎない構成では、抵抗値を調節するに当たってドライバのトルクが蝶番部９に強く作用したとき、蝶番部９とその近傍部がねじれ変形することを阻止できない。

これに対しては本願発明では，凹部１５と凸部１４とが溝条で嵌合していることにより，椀状体６と上面板７とを一体に固定したのと同様の状態になって回転するため，蝶番部９とその近傍部のねじれ変形を効果的に抑制できる。従って，本願発明は，椀状体６に上面板７を重ねた場合には特に有益であると言える。

凸部１４及び凹部１５を溝状（或いは突条）に形成する場合、図４に符号１４ａ，１５ａで示す凸部１４及び凹部１５の奥端面は壁の状態に形成しても良いし、切り線の状態に形成しても良い。曲げ加工するに際してのポンチへの負担を軽減するには、切り線の状態に形成するのが好ましいと言える。奥部１４ａ，１５ａから外側に向けて深さ（高さ）が大きくするように形成しても良い。

（２）．第２実施形態（図７〜図９）
図７〜図９では第２実施形態を示している。このうち 図７は平面図，図８は図７のＩＸ−ＩＸ視側面図，図９は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ視断面図である。

この実施形態では、椀状体６におけるフランジ６ａの下面側にリング状の下面板８が配置されている。下面板８は蝶番部側の約半周かそれよりやや大きい範囲で椀状体６のフランジ６ａに重なっており、フランジ６ａとの重合部よりも先端側の部分は抵抗膜１０に向けて斜め下向きに延びる傾斜部８ａとなっており、傾斜部８ａの先端に、抵抗膜１０に摺動可能に接触する接点部８ｂを形成している。

他方、椀状体６にはドライバ係合穴１３が平面視で十字状に延びるように打ち抜き形成されている。なお、ドライバ係合穴１３は一文字状等の他の形態でも良い。

そして、椀状体６のフランジ６ａのうち蝶番部９の側に寄った２ヵ所に下向きの突部１４を形成している一方、下面板８には、前記突部１４が嵌まる凹部１５を曲げ加工にて形成している。このため、第１実施形態と同様の効果を発揮できる。なお、加工工程は第１実施形態と同様であるので省略する。

(3).第３実施形態（図10〜図11）
図１０及び図１１では第３実施形態を示している。図１０は平面図、図１１は図１０のXI−XI視正面図である。この実施形態は凹部１５と突部１４との形態の別例であり、蝶番部９と平行に延びるドライバ係合穴１３の外側に略山形の凹部１５と突部１４とを形成している。突部１４は下向きに突出し、凹部１５は上向きに開口している。凹部１５及び突部１４はフランジ６ａ及び下面板８の全幅のうち一部に形成されている。

図では表示していないが、突部１４をダボ状や台錘状等のアイランド状に形成し、凹部１５は凹みまたは抜き穴と成すことも可能である。凹部１５と突部１４との対を円周方向に沿って点在した状態に形成しても良いのである。また、これらの形態は上面板７を設けた場合にも適用できることはいうまでもない。

(4).第４実施形態（図12〜図13）
図１２及び図１３では第４実施形態を示している。図１２は平面図、図１３は図１２のXII-XII 視正面図である。この実施形態では、下面板８を設けた場合において、ドライバ係合穴１３が蝶番部９に対して４５度傾斜した線に沿って延びるように形成することにより、蝶番部９と接点部８ｂとの中間部の位置に凹部１５と突部１４とを形成している。

この例では、ロータ５の回転操作機能を損なうことなく蝶番部９から凹部１５及び突部１４までの間隔（スパン）が広がるため、椀状体６を回転操作して抵抗値を調節するに当たっての下面板８に作用するモーメントを小さくでき、その結果、下面板８の変形をより的確に防止できる。もちろん、この形態は上面板７を設けた場合にも適用できる。

この実施形態では、突部１４はフランジ６ａの全幅を横切っていないが、第１実施形態と同様にフランジ６ａを横切るように形成しても良い。また、下面板８に形成した凹部１５も、下面板８の全幅にわたって延びる態様でも良いし、そうでない態様でも良い。

(5).第５実施形態（図14〜図15）
図１４〜図１５では第５実施形態を示している。図１４は平面図、図１５のうち（Ａ）は図１４のXVA-XVA 視正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。

この実施形態では、ドライバ係合部は打ち抜き穴でなく下向き膨出したドライバ挿入凹部１６となしている。各ドライバ挿入凹部１６は、第１実施形態と同様に蝶番部９と直交した方向及び平行な方向に延びるように形成されている。

そして、下面板８に、蝶番部９と平行に延びるドライバ係合凹部１６に下方から嵌まる前後一対の凹部１５を形成している。従って、この実施形態では、ドライバ挿入凹部１６が下面板８の凹部１５と嵌まり合う突部の役割を兼用している。

(6).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば凹部及び突部の形態（平面形状・断面形状）は図示したもの以外の態様も採用できる。また、椀状体とは上広がりのテーパ状に限らず、ストレート状も含んでいる。更に、本願発明は抵抗器には限らず、二つ折り方式のロータを備えた可変式電子部品に広く適用できる。

第１実施形態に係る抵抗器の平面図である。 図１の II-II視正面図である。 図１の III-III視断面図である。 ロータを展開した状態の平面図である。 ロータを展開した状態の正面図である。 ロータと絶縁基板と端子板との一部破断分離正面図である。 第２実施形態に係る抵抗器の平面図である。 図７のVIII−VIII視正面図である。 図７のIX−IX視断面図である。 第３実施形態の平面図である。 図１０の VXI−XI視正面図である。 第４実施形態の平面図である。 図１２のXIII−XIII視正面図である。 第５実施形態の平面図である。 (A)は図１４のXVA-XVA 視正面図、 (B)は (A)ののＢ−Ｂ視断面図である。

符号の説明

１ 絶縁基板
２ 中心穴
３ 中心軸
４ 端子板
５ ロータ
６ 椀状体
６ａ 椀状体のフランジ
６ｃ 椀状体の接点部
７ 上面板
８ 下面板
８ａ 下面板の接点部
９ 蝶番部
１３ ドライバ係合穴
１４ 突部
１５ 凹部

Claims (4)

1. 絶縁基板と，この絶縁基板の上面部に回転可能に取付けた金属板製のロータとを有し，前記ロータは，上端に外向きのフランジを有する上向き開口であり且つ前記絶縁基板に回転可能に取付けられる椀状体と，前記椀状体におけるフランジの上面側に配置された上面板又はフランジの下面側に配置された下面板とから成り，前記椀状体のフランジと上面板又は下面板とは蝶番部を介して一体に繋がっており，前記椀状体又は上面板に回転操作用ドライバが係合するドライバ係合穴が形成されている可変式電子部品であって，
   前記ロータの椀状体におけるフランジ及び上面板又は下面板には，その外周の部分に，互いに嵌まり合うように構成して成る凹部と凸部とが設けられ，
   前記凹部及び凸部のうち凹部は，前記フランジ及び上面板又は下面板のうち下側に位置する板部材に，当該板部材の部分的な下向きへの膨出変形にて設けられ，
   他方，前記凹部及び凸部のうち凸部は，前記フランジ及び上面板又は下面板のうち上側に位置する板部材に，当該板部材の部分的な下向きへの膨出変形にて設けられ，
   前記凹部及び凸部は，溝条の形状である，
   ことを特徴とする可変式電子部品。
2. 前記ロータは，椀状体と上面板又は下面板とを展開した状態に板金加工してから蝶番部を中心にして折り返すことによって製造されるもので，前記折り返しにより，前記椀状体におけるフランジと上面板又は下面板の凹部と凸部とが，前記外周のうち前記蝶番部の側によった部位において嵌合するように設定されており，
   更に，前記椀状体又は上面板若しくは下面板には，絶縁基板の上面に形成された調節用膜に接触する接点部を設けている，
   ことを特徴とする請求項１に記載した可変式電子部品。
3. 前記ロータにおける椀状体のフランジには円板状の上面板が重なっており，この上面板にドライバ係合穴を形成している一方，椀状体のうちその軸心を挟んで蝶番部と反対側の部分には下向きに突出する接点部を形成している，
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載した可変式電子部品。
4. 絶縁基板と，この絶縁基板の上面部に回転可能に取付けた金属板製のロータとを有し， 前記ロータは，上端に外向きのフランジを有する上向き開口であり且つ前記絶縁基板に回転可能に取付けられる椀状体と，前記椀状体におけるフランジの上面側に配置された上面板又はフランジの下面側に配置された下面板とから成り，前記椀状体のフランジと上面板又は下面板とは蝶番部を介して一体に繋がっており，前記椀状体又は上面板に回転操作用ドライバが係合するドライバ係合穴が形成されている可変式電子部品であって，
   前記ロータの椀状体におけるフランジ及び上面板又は下面板には，その外周の部分に，互いに嵌まり合うように構成して成る凹部と凸部とが設けられ，
   前記凹部及び凸部のうち凹部は，前記フランジ及び上面板又は下面板のうち下側に位置する板部材に，当該板部材の部分的な下向きへの膨出変形にて設けられ，
   他方，前記凹部及び凸部のうち凸部は，前記フランジ及び上面板又は下面板のうち上側に位置する板部材に，当該板部材の部分的な下向きへの膨出変形にて設けられ，
   この凸部は，前記凹部に，前記蝶番部と平行に延びるか又はロータの中心から放射方向に延びる平面においてその両者が互いに接当するように嵌まっている，
   ことを特徴とする可変式電子部品。

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