JP4945848B2 - 可変抵抗器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は補聴器、計測器、通信機器、センサその他の産業機器などに使用される可変抵抗器、特に小型の可変抵抗器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の可変抵抗器として、特公平５−５９５６１号公報に記載のように、端子を取り付けた抵抗基板を樹脂ケースにインサートモールドし、摺動子を取り付けたロータとＯリングとをケース内に収納し、金属カバーをケースに被せてロータの浮き上がりを規制するとともに、カバーに設けた脚部の穴をケースの側面に形成した凸部に係合させることで、カバーを抜け止めしたものが知られている。
また、他の例として、特開平５−３１０８号公報のように、金属カバーを樹脂ケースの上から被せるとともに、カバーに突設した脚部をケースの底面で内側に折り曲げるようにしたものも知られている。
いずれの可変抵抗器も、Ｏリングや摺動子のばね反力によるロータのケースからの浮き上がりを、金属カバーを用いて防止したものである。
【０００３】
ところで、ロータの上面には工具係合溝が形成されており、ドライバーなどの工具をこの工具係合溝に係合させて回すことにより、抵抗値を調整している。ところが、ロータの始点位置と終点位置とを決定する必要があるので、ストッパ機構を設けなければならない。一般の可変抵抗器では、ロータの外周部とケースの内周部とに互いに当接するストッパ用凸部を設け、ロータの回転角度を一定範囲に規制している。しかし、これでは成形が面倒になるとともに、ロータの凸部とケースの凸部とが干渉し、ロータの組付が難しくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、金属カバーの窓穴の内縁に突起を一体に形成し、この突起をロータの上面に形成した凸部に当てることで、ロータの回転角度を規制したものも提案されている。
しかし、例えば２〜３ｍｍ程度の寸法の小型可変抵抗器においては、構成部品も小型薄肉となり、部品の強度を確保することが難しくなる。特に、金属板の板厚が非常に薄くなり、金属カバーの突起とロータの凸部とが当たった時、金属カバーが変形してロータの回転規制ができなくなる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、金属カバーとロータとの間にストッパ機構を設ける場合に、その強度を確保し、ロータの回転角度を確実に規制できる可変抵抗器を提供することにある。
他の目的は、組立の簡単で安価な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】
上記目的は請求項１に記載の発明によって達成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、上下両方向に開口する筒形のケースと、ケースの下部開口部に嵌合され、上面に集電電極とこの集電電極を中心とする円弧状の抵抗体とが形成された基板と、ケースの上部開口部に回転可能に嵌合され、上面に工具係合溝を有するロータと、ロータの下面に取り付けられ、上記集電電極に接する第１コンタクトアームと上記抵抗体に接する第２コンタクトアームとを一体に形成した摺動子と、ロータの上面を支える天板部と、天板部にロータの工具係合溝が露出するよう形成された窓穴と、天板部の外周部からケースの側面に沿って下方へ伸びる一対の脚部とを有し、ケースの上部より被せられ、脚部をケースの底面で内側に折り曲げることで基板の下面を支える金属カバーとを備え、上記ロータの上面には工具係合溝の周囲に環状溝が形成され、この環状溝の内部にストッパ部が形成され、上記金属カバーの窓穴の内縁部に、上記ロータの環状溝に挿入するべく下方へ折り曲げられ、上記ストッパ部に当接してロータの回転角度を規制するストッパ片が突設されており、上記ストッパ片は一方の上記脚部に最接近した窓穴の位置に設けられていることを特徴とする可変抵抗器を提供する。
【０００７】
上下方向に開口した筒形のケースの下部開口部に基板を嵌合させ、ケースの上部から摺動子を取り付けたロータを収容し、金属カバーをケースの上部より被せ、その脚部をケースの底面で内側へ折り曲げることで、基板の下面を支える。これにより、金属カバーの天板部がロータの浮き上がりを抑えると同時に、基板の下方への脱落を防止する。
このようにケースに予め基板を固定しておく必要がなく、ケース、ロータ、基板の３者を金属カバーによって一体的に保持できるので、組立が簡単であり、しかもケースの形状を単純化できるので、製造コストを低減できる。
【０００８】
ロータの上面には環状溝が形成され、金属カバーの窓穴の内縁部に下方へ折曲形成されたストッパ片が環状溝の中に挿入される。ロータを回転させると、環状溝の内部に形成されたストッパ部が金属カバーのストッパ片に当たり、ロータは停止する。このとき、ロータを強く回すと、ストッパ片に曲げ荷重が作用し、ストッパ片が変形してロータの回転規制ができなくなる可能性がある。しかし、ストッパ片はロータの環状溝に挿入されているので、その板厚方向の曲げ変形が環状溝で規制され、ストッパ片とストッパ部とが外れるのを防止できる。そのため、金属カバーが薄肉金属であっても、ロータの回転角度を確実に規制できる。本発明では、金属カバーのストッパ片が一方の脚部に最接近した窓穴の位置に設けられているので、ロータと係合してその回転を規制する際、カバーの変形に対する剛性をより向上させることができ、金属カバーが薄肉金属であってもロータの回転角度を効果的に規制することができる。
【０００９】
請求項２のように、金属カバーの窓穴の内縁部に、ロータの環状溝に向かって湾曲するバーリング加工部を形成し、ロータの上面を金属カバーの天板部より下方に位置させるのがよい。
すなわち、バーリング加工部を形成するとともに、ロータの上面を金属カバーの天板部より下方に位置させると、バーリング加工部がドライバーを挿入した時のガイドとなり、工具係合溝への誘い込みが良好となる。また、バーリング加工部によって金属カバーの天板部の強度が増し、ストッパ片を補強する効果を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図８は本発明にかかる可変抵抗器の一例を示す。
この可変抵抗器は、ケース１、抵抗基板１０、パッキング２０、リード端子３０、ロータ４０、摺動子５０および金属カバー６０などで構成されている。
【００１２】
ケース１は、はんだ付けの熱に耐え、高温雰囲気で安定動作を可能にするため、例えば４６ナイロン等の耐熱性の高いポリアミド系やポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはエポキシ、ジアリルフタレート、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂にて製作される。ケース１は上下両方向に開口する筒形に形成され、上部には円形の上部開口部２が、下部には角形の下部開口部３がそれぞれ形成されている。ケース１の内面で、かつ上下方向の中間部には、ロータ４０と抵抗基板１０との間にパッキング２０を配置するための一定の隙間を確保する環状のスペーサ部４が突設されている。また、ケース１の対向する２つの外側面にはガイド溝５が形成されている。
【００１３】
ケース１の下部開口部３には抵抗基板１０が嵌合されている。抵抗基板１０は、例えばアルミナ等のセラミック材料やポリフェニレンサルファイド，液晶ポリマー等の耐熱性樹脂で角板状に形成されている。図５に示すように、抵抗基板１０の上面には、例えばサーメット抵抗やカーボン抵抗よりなる略Ｃ字形の抵抗体１１がスクリーン印刷や転写等の方法によって形成されている。抵抗体１１の両端部は、基板１０上に形成された個別電極１２，１３を介して基板１０の一方の側縁に引き出されている。また、基板１０の上面には抵抗体１１の中心位置に位置する集電電極１４が形成され、この集電電極１４は基板１０の他方の側縁へ引き出されている。抵抗基板１０の上面はケース１の内面に形成されたスペーサ部４の下面に当接することで、嵌合深さが規定されている（図３，図４参照）。
【００１４】
抵抗基板１０の上面には、はんだ付けの熱や使用温度の変化に対し安定したパッキング効果を発揮するとともに電気的絶縁性に優れたパッキング２０が環状に形成されている。具体的には、シリコーンゴムやフッ素ゴム、フロロシリコーンゴムなどが抵抗基板１０の上面でかつ抵抗体１１の周囲を取り囲むように、塗布などにより形成され、硬化されている。
【００１５】
抵抗基板１０の個別電極１２，１３および集電電極１４が引き出された両側縁部には、３本のリード端子３０，３１，３２が溶接，ヒータチップによる熱圧着，はんだ付け等により取り付けられ、電極１２，１３，１４と電気的に接続されている。特に、リード端子３２は二股状に形成され、集電電極１４の引出し部に２箇所で接続されている。リード端子３０〜３２の外部接続部３０ａ〜３２ａは、ケース１のガイド溝５が設けられた側面とは異なる面から引き出されており、ケース１の外側面に沿って上方へ折り曲げられている。外部接続部３０ａ〜３２ａを折り曲げやすくするため、外部接続部には穴３０ｂ〜３３ｂが形成されている。なお、外部接続部３０ａ〜３２ａを折り曲げずに水平方向に引き出してもよい。
【００１６】
ロータ４０は、例えばポリフェニレンサルファイド，液晶ポリマー等の耐熱性樹脂によって略円柱形状に形成されており、ケース１の上部開口部３に回転可能に嵌合される。ロータ４０の上面中央部には円柱形のボス部４１が突設され、このボス部４１上面にドライバなどの工具が係合する十字状の工具係合溝４２が形成されている。ボス部４１の外周には環状溝４３が形成され、環状溝４３の内部にストッパ４４が形成されている。ロータ４０の下面中央部には位置決め用突起４５が突設され、下面の偏心位置には回り止め用突起４６（図６参照）が突設されている。さらに、ロータ４０の下面には、上記突起４５，４６を取り囲むように環状壁部４７が突設されている。この環状壁部４７は抵抗基板１０上に形成されたパッキング２０に接触し、ロータ４０と抵抗基板１０との間に密閉空間２１（図３，図４参照）を形成する役割を有する。特に、ロータ４０をケース１の上部開口部３に嵌合させたとき、ロータ４０の下面がケース１のスペーサ部４の上面に当接することで、ロータ４０と抵抗基板１０との間隔が一定になり、後述する摺動子５０およびパッキング２０の圧縮代が一定になる。
【００１７】
摺動子５０は、バネ性と導電性とに優れた材料、例えば銅合金、不錆鋼、貴金属系合金などによって製作され、その上側には略円盤状のベース部５１が設けられている。ベース部５１には、図８に示すようにロータ４０の突起４５，４６と嵌合する穴５２，５３が形成され、摺動子５０はロータ４０に対して回り止めされて取り付けられる。この実施例では摺動子５０の穴５２，５３をロータ４０の突起４５，４６に嵌合させた後、突起４６を熱カシメすることで、摺動子５０を固定してある。ベース部５１の外周部には、略直線状の第１コンタクトアーム５４と円弧状の第２コンタクトアーム５５とが一体に形成され、これらコンタクトアーム５４，５５はベース部５１の下面側に折り返されている。第１コンタクトアーム５４の先端部には抵抗基板１０の集電電極１４に弾性的に接触する単一の接点部５４ａが形成されている。第２コンタクトアーム５５の先端部は櫛歯状に別れており、その先端部に抵抗基板１０の抵抗体１１と弾性的に摺接する複数の接点部５５ａが形成されている。なお、図８において、二点鎖線はコンタクトアーム５４，５５の自由位置を示し、実線は抵抗基板１０に圧接したときの位置を示す。
【００１８】
金属カバー６０は防錆効果および非はんだ濡れ性を持つステンレススチールや洋白などの銅合金で製作されている。カバー６０には、ケース１の上面に配置されてロータ４０の浮き上がりを規制する天板部６１が設けられ、その中央にロータ４０の円柱状ボス部４１が露出する円形の窓穴６２が形成されている。窓穴６２の内縁には下方へ折り曲げられたバーリング加工部６３が形成されており、ロータ４０の環状溝４３に挿入されている。バーリング加工部６３の一部には下方へ長く突出するストッパ片６４が形成されており、このストッパ片６４が環状溝４３に挿入され、ストッパ部４４の側面に当たることでロータ４０の回転角度が規制される。天板部６１の両側部には同一幅のスカート部６５が延設され、このスカート部６５の下縁から舌片状の脚部６６が下方へ突設されている。カバー６０をケース１に被せた時、脚部６６はケース１のガイド溝５に係合し、ケース１の底面より下方へ突出する。そこで、脚部６６の先端部をケース１の底面に沿って内側へ折り曲げることで、カバー６０はケース１に取り付けられる。この実施例では、脚部６６を内側に折り曲げやすくするため、脚部６６には穴６７が形成されている。
【００１９】
次に、上記実施例よりなる可変抵抗器の組立方法を説明する。
まず、ケース１の下部開口部３に抵抗基板１０を嵌合させる。抵抗基板１０には事前にリード端子３０〜３２を固定するとともに、パッキング２０を塗布しておく。次に、ケース１の上部開口部２にロータ４０を嵌合させる。このとき、ロータ４０の下面には摺動子５０が取り付けられているので、ロータ４０はケース１から浮き上がった位置にある。
【００２０】
次に、上方より金属カバー６０をケース１に被せ、カバー６０の脚部６６をケース１の側面のガイド溝５によって挿入する。そして、ケース１の下端面より下方へ突出した脚部６６を内側へ折り曲げることで、脚部６６をケース１の下面に係止させる。これによって、カバー６０の天板部６１がロータ４０の上面を押え、ロータ４０の下面をスペーサ部４の上面に当接またはほぼ当接状態とするとともに、脚部６６が抵抗基板１０の底面を支え、抵抗基板１０の上面をスペーサ部４の下面に押し付ける。そのため、ケース１に対してロータ４０、抵抗基板１０などの各部品が一体的に組み付けられるとともに、ロータ４０と抵抗基板１０の間隔がほぼ一定に維持され、摺動子５０およびパッキング２０の圧縮代が一定になる。すなわち、パッキング２０のシール圧が一定となることで、シール性のバラツキを解消できるとともに、摺動子５０のばね圧も一定となり、安定した電気的特性が得られる。
【００２１】
こうして組み立てられた可変抵抗器は、ロータ４０の工具係合溝４２にドライバーの先端部を係合させてロータ４０を回動させることにより、中心接点部５４ａが集電電極１４に接触したまま、摺動接点部５５ａが抵抗体１１上を摺動する。そのため、端子３０と端子３２との間の抵抗値あるいは端子３１と端子３２との間の抵抗値を変化させることができる。そして、所望の位置でロータ４０を停止させれば、パッキング２０の摩擦力によってロータ４０の回転が規制されるので、抵抗体１１と摺動接点部５５ａとの接触位置のずれが抑えられ、抵抗値が安定する。
【００２２】
また、ロータ４０をドライバーで回す際、ロータ４０の上面が金属カバー６０の天板部６１より下方に位置しており、しかも金属カバー６０の窓穴６２の内縁にバーリング加工部６３が形成されているので、ドライバーがバーリング加工部６３によってガイドされて誘い込まれ、工具係合溝４２に容易に係合させることができる。
【００２３】
ロータ４０を何れかの回転方向に回転させると、金属カバー６０に形成されたストッパ片６４がロータ４０の環状溝４３に形成されたストッパ部４４に当たることにより、ロータ４０の回転角度が規制される。このとき、ドライバーによってロータ４０を強く回すと、ストッパ片６４に曲げ応力が作用し、ストッパ片６４が変形してしまう可能性がある。特に、小型の可変抵抗器の場合、金属カバー６０の板厚が非常に薄く、強度が低いからである。しかし、ストッパ片６４は環状溝４３に挿入されているので、ストッパ片６４に曲げ応力が作用したとき、環状溝４３の内側面に沿うように変形するだけであり、ストッパ部４４から外れる恐れがない。そのため、ロータ４０の回転角度を確実に規制できる。
【００２４】
なお、本発明にかかる可変抵抗器は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、抵抗基板１０とロータ４０との間にパッキング２０を介装し、両者の間をシールする例を示したが、これに限らず、例えばロータ４０とケース１との間をＯリングなどを用いてシールし、抵抗基板１０とケース１との間を接着剤あるいはインサートモールドなどでシールしてもよい。
上記実施例では、ケース１を上下方向に開口した筒形とし、その下方より抵抗基板１０を嵌合させた後、金属カバー６０の脚部６６をケース１の底面で折り曲げ、抵抗基板１０の下面を支えるようにしたが、抵抗基板１０をケース１に固定し、金属カバー６０の脚部６６をケース１の側面に係合させて抜け止めしてもよい。
また、上記実施例では、抵抗基板１０にリード端子３０〜３２を固定し、表面実装型の可変抵抗器を構成したが、リード端子を下方へ突出させ、リード端子付きの可変抵抗器としてもよい。また、電極１２〜１４を基板１０の底面側まで引き出すことにより、リード端子を省略してもよい。
ロータ４０の工具係合溝４２は、十字状に限定するものではなく、マイナス状であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、筒形のケースの下部開口部に基板を嵌合させ、上方よりロータおよび摺動子を収容した後、金属カバーを上から被せて脚部をケースの下面側で折り曲げることにより、可変抵抗器を組み立てたので、ケースに予め基板を固定しておく必要がなく、ケース、ロータ、基板の３者を金属カバーによって一体的に保持できる。そのため、組立が簡単であり、ケースの形状を簡略化でき、製造コストを低減できる。
また、ロータの上面に環状溝を形成するとともに、環状溝の内部にストッパ部を形成し、金属カバーの窓穴の内縁部に、ロータの環状溝に挿入されるストッパ片を下方へ折り曲げて形成し、このストッパ片をロータのストッパ部に当接させてロータの回転角度を規制するようにしたので、ロータを強く回しても、ストッパ片の曲げ変形が環状溝で規制され、ストッパ片とストッパ部とが外れるのを防止できる。そのため、金属カバーが薄肉金属であっても、ロータの回転角度を確実に規制できる。
また、ストッパ機構がロータと金属カバーとの間に形成されるので、ロータとケースとの間に形成する場合に比べて成形が簡単であり、かつロータの組付が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる可変抵抗器の一例の分解斜視図である。
【図２】図１の可変抵抗器の平面図，正面図および底面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図２のＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】抵抗基板の平面図である。
【図６】ロータの平面図，Ｚ−Ｚ断面図および底面図である。
【図７】ロータに摺動子を取り付けた状態の底面図である。
【図８】摺動子の平面図，正面図，左側面図および右側面図である。
【符号の説明】
１ ケース
１０ 抵抗基板
１１ 抵抗体
１４ 集電電極
４０ ロータ
４２ 工具係合溝
４３ 環状溝
４４ ストッパ部
５０ 摺動子
６０ 金属カバー
６１ 天板部
６２ 窓穴
６３ バーリング加工部
６４ ストッパ片
６６ 脚部

Claims (2)

1. 上下両方向に開口する筒形のケースと、
   ケースの下部開口部に嵌合され、上面に集電電極とこの集電電極を中心とする円弧状の抵抗体とが形成された基板と、
   ケースの上部開口部に回転可能に嵌合され、上面に工具係合溝を有するロータと、
   ロータの下面に取り付けられ、上記集電電極に接する第１コンタクトアームと上記抵抗体に接する第２コンタクトアームとを一体に形成した摺動子と、
   ロータの上面を支える天板部と、天板部にロータの工具係合溝が露出するよう形成された窓穴と、天板部の外周部からケースの側面に沿って下方へ伸びる一対の脚部とを有し、ケースの上部より被せられ、脚部をケースの底面で内側に折り曲げることで基板の下面を支える金属カバーとを備え、
   上記ロータの上面には工具係合溝の周囲に環状溝が形成され、この環状溝の内部にストッパ部が形成され、
   上記金属カバーの窓穴の内縁部に、上記ロータの環状溝に挿入するべく下方へ折り曲げられ、上記ストッパ部に当接してロータの回転角度を規制するストッパ片が突設されており、
   上記ストッパ片は一方の上記脚部に最接近した窓穴の位置に設けられていることを特徴とする可変抵抗器。
2. 上記金属カバーの窓穴の内縁部には、ロータの環状溝に向かって湾曲するバーリング加工部が形成され、
   上記ロータの上面は金属カバーの天板部より下方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗器。

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