JP7472271B2 - 可動接点、可変抵抗器および可動接点の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、可動接点、可変抵抗器および可動接点の製造方法に関する。
従来の可変抵抗器は、例えば、基板と、基板に鉛入りインクで印刷された抵抗体と、ベリリウム銅で製造された、抵抗体に接しながら移動する接点部とを備えている。
近年、地球環境保全の面から鉛を使わない鉛フリーの材料や電子部品が望まれている。しかし、鉛フリーのインクで印刷された抵抗体と、ベリリウム銅製の接点部とを備えた可変抵抗器では、十分な特性を得ることができないという問題がある。
十分な特性を得るため、抵抗体に接しながら移動する接点部に貴金属製の接点部を用いることが知られている。例えば、特許文献１には、銅合金製の支持部と、支持部と一体形成された、電極に接しながら移動する銅合金製の接点部と、支持部に取付部材を介して溶接固定された、抵抗体に接しながら移動する貴金属合金製の接点部とを備えた可変抵抗器が開示されている。
ところで、特許文献１に記載の可変抵抗器では、貴金属合金製の接点部が取付部材を介して支持部に溶接固定されているため、部品点数や、部品の組付工数が多くなるため、コストが上昇するという問題がある。
本発明の目的は、コストの上昇を抑えることが可能な可動接点、可変抵抗器および可動接点の製造方法を提供することである。
上記の目的を達成するため、本発明における可動接点は、
互いに離間して配置され、かつ、同一の所定方向に延在する抵抗体および電極と、前記抵抗体および前記電極に接しながら前記所定方向に移動する可動接点とを有する可変抵抗器における可動接点であって、
貴金属で製造された複数の第１線材を有し、前記複数の第１線材が前記抵抗体に沿うように、かつ、前記所定方向と直交する方向に配列される第１線材群と、
貴金属以外の金属で製造された複数の第２線材を有し、前記複数の第２線材が前記電極に沿うように、かつ、前記直交する方向に配列され、前記第２線材の軸径は、前記第１線材の軸径よりも大きい第２線材群と、
前記第１線材群および前記第２線材群を横断するように配置され、前記第１線材群および前記第２線材群に溶着される軸状部材と、
を備える。
互いに離間して配置され、かつ、同一の所定方向に延在する抵抗体および電極と、前記抵抗体および前記電極に接しながら前記所定方向に移動する可動接点とを有する可変抵抗器における可動接点であって、
貴金属で製造された複数の第１線材を有し、前記複数の第１線材が前記抵抗体に沿うように、かつ、前記所定方向と直交する方向に配列される第１線材群と、
貴金属以外の金属で製造された複数の第２線材を有し、前記複数の第２線材が前記電極に沿うように、かつ、前記直交する方向に配列され、前記第２線材の軸径は、前記第１線材の軸径よりも大きい第２線材群と、
前記第１線材群および前記第２線材群を横断するように配置され、前記第１線材群および前記第２線材群に溶着される軸状部材と、
を備える。
また、本発明における可変抵抗器は、
上記可動接点と、
上記可動接点が移動可能に接する抵抗体および電極と、
を備える。
上記可動接点と、
上記可動接点が移動可能に接する抵抗体および電極と、
を備える。
また、本発明における可動接点の製造方法は、
貴金属で製造された複数の第１線材が軸線の延在方向と直交する方向に配列された第１線材群と、貴金属以外の金属で製造され、前記第１線材の軸径よりも大きな軸径を有する複数の第２線材が軸線の延在方向と直交する方向に配列された第２線材群とを、前記直交する方向で隣接して配置する線材群配置工程と、
軸状部材を、前記第１線材群および前記第２線材群を横断するように配置する軸状部材配置工程と、
前記軸状部材を、抵抗溶接により前記第１線材群および前記第２線材群に溶着する溶着工程と、
を備える。
貴金属で製造された複数の第１線材が軸線の延在方向と直交する方向に配列された第１線材群と、貴金属以外の金属で製造され、前記第１線材の軸径よりも大きな軸径を有する複数の第２線材が軸線の延在方向と直交する方向に配列された第２線材群とを、前記直交する方向で隣接して配置する線材群配置工程と、
軸状部材を、前記第１線材群および前記第２線材群を横断するように配置する軸状部材配置工程と、
前記軸状部材を、抵抗溶接により前記第１線材群および前記第２線材群に溶着する溶着工程と、
を備える。
本発明によれば、コストの上昇を抑えることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る可変抵抗器を概略的に示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る可動接点を概略的に示す平面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る可動接点を概略的に示す正面図である。図２には、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。図２において、上下方向をＸ方向又は軸方向といい、上方向を軸方向一側または「＋Ｘ方向」といい、下方向を軸方向他側または「－Ｘ方向」という。また、左右方向をＹ方向又は配列方向といい、右方向を、配列方向外側又は「＋Ｙ方向」、左方向を配列方向内側又は「－Ｙ方向」という。また、紙面に直交する方向を加圧方向といい、手前側を加圧方向一側または「＋Ｚ方向」といい、奥側を加圧方向他側または「－Ｚ方向」という。
図１は、本発明の実施の形態に係る可変抵抗器を概略的に示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る可動接点を概略的に示す平面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る可動接点を概略的に示す正面図である。図２には、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。図２において、上下方向をＸ方向又は軸方向といい、上方向を軸方向一側または「＋Ｘ方向」といい、下方向を軸方向他側または「－Ｘ方向」という。また、左右方向をＹ方向又は配列方向といい、右方向を、配列方向外側又は「＋Ｙ方向」、左方向を配列方向内側又は「－Ｙ方向」という。また、紙面に直交する方向を加圧方向といい、手前側を加圧方向一側または「＋Ｚ方向」といい、奥側を加圧方向他側または「－Ｚ方向」という。
図１に示すように、可変抵抗器１は、抵抗体２と、電極３と、可動接点４とを備えている。
抵抗体２は、例えば、酸化ルテニウムのインクで基板（不図示）に円周状に印刷される。円周方向は、本発明の「所定方向」に対応する。
電極３は、例えば、銀パラジウムのインクで基板に円周状に印刷される。抵抗体２と電極３とは、円周方向に直交する方向（半径方向）に互いに離間して配置される。より具体的には、電極３は、上記円周の中心部に配置される。
可動接点４は、第1線材群５と、第２線材群６と、軸状部材７とを備える。
第１線材群５は、貴金属で製造された複数（例えば、７本）の第１線材５０を有する。ここで、貴金属には、例えば、金、銀、プラチナを含む白金属（パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、イリジウム）を含む。図２に示すように、第１線材５０は、Ｘ方向に延在している。第１線材５０は、Ｘ方向に所定長さＬ１を有している。複数の第１線材５０は、Ｙ方向に配列される。また、ここで、配列方向（Ｙ方向）は、図１および図２に示すように、第１線材５０の軸線と直交する方向であって、所定方向（円周方向）と直交する方向（半径方向）である。第１線材群５は、抵抗体２に沿うように配列方向外側（＋Ｙ方向）に配置される。
第２線材群６は、貴金属以外の金属で製造された複数（例えば、１１本）の第２線材６０を有する。ここで、貴金属以外の金属には、例えば、ベリリウム銅を含む。図２に示すように、第２線材６０はＸ方向に延在している。第２線材６０は、Ｘ方向に所定長さＬ１を有している。複数の第２線材６０は、Ｙ方向に配列される。ここで、配列方向（Ｙ方向）は、図１および図２に示すように、第２線材６０の軸線と直交する方向であって、所定方向と直交する方向である。第２線材群６は、電極３に沿うように配列方向内側（－Ｙ方向）に配置される。
第２線材６０の軸径は、第１線材５０の軸径よりも大きい。例えば、第２線材６０の軸径は、第１線材５０の軸径の４／３である。なお、第２線材６０の軸径が第１線材５０の軸径よりも大きい理由は、抵抗溶接時での圧力がかかる順番において、大径の第２線材６０を先に、小径の第１線材５０を後にすることで、第１線材５０の溶け始める時間を第２線材６０の溶け始める時間よりも遅らせるためである。つまり、第１線材５０および第２線材６０それぞれの溶け出し量を軸径に応じて調整することにより、第１線材群５および第２線材群６を一度に溶着することを可能にするためである。
軸状部材７は、例えば、銅線が用いられ、Ｙ方向に所定長さＬ２を有している。軸状部材７は、第１線材群５および第２線材群６を横断するように、第１線材群５および第２線材群６に対して加圧方向一側（＋Ｚ方向）に配置され、第１線材群５および第２線材群６に溶着される。
次に、図４Ａから図４Ｃを参照して、可動接点４の製造方法の一例について説明する。図４Ａは、可動接点４の製造方法の一例における線材群配置工程を示す図である。図４Ｂは、可動接点の製造方法の一例における溶着工程を示す図である。図４Ｃは、可動接点４の製造方法の一例における切断工程を示す図である。
以下の説明において、軸状部材７が第１線材群５および第２線材群６に対して配置される位置を「軸状部材配置位置」という。また、軸状部材７が第１線材群５および第２線材群６に溶着される位置を「溶着位置」という。また、第１線材群５および第２線材群６が切断される位置を「線材群切断位置」という。また、軸状部材７が切断される位置を「軸状部材切断位置」という。また、第１線材５０および第２線材６０それぞれの軸線が延在する方向を「延在方向」という。また、以下の説明では、線材群切断位置と軸状部材切断位置とは、延在方向において互いに同じ位置に配置されるが、延在方向において線材群切断位置が軸状部材切断位置よりも下流側に配置されてもよい。
線材群配置工程（図４Ａを参照）において、第１線材群５および第２線材群６をＸ方向で隣接してステージＳ１上に配置する。なお、線材群配置工程では、第１線材群５および第２線材群６は、所定長さＬ１（図２を参照）に切断されていない。第１線材群５および第２線材群６は、切断工程（後述する）において切断される。ここでは、第１線材群５の第１線材５０および第２線材群６の第２線材６０のそれぞれは、延在方向に連続している。例えば、コイル状の第１線材５０および第２線材６０のそれぞれを引き延ばしてステージＳ１上に第１線材群５および第２線材群６として配置する。
第１線材群５および第２線材群６は、ステージＳ１から軸状部材配置位置（溶着位置）に送られる。なお、ステージＳ１から軸状部材配置位置（溶着位置）までの距離は、所定長さＬ１の１倍または所定の複数倍の長さである。
軸状部材配置工程において、軸状部材７を、第１線材群５および第２線材群６を横断するように、第１線材群５および第２線材群６よりも加圧方向一側（＋Ｚ方向）に配置する。なお、この軸状部材配置工程では、軸状部材７は、所定長さＬ２（図２を参照）に切断されていない。軸状部材７は、切断工程（後述する）において切断される。
溶着位置（図４Ｂを参照）では、軸状部材７の加圧方向一側（＋Ｚ方向）には溶接電極Ｄ１が配置され、第１線材群５および第２線材群６の加圧方向他側（－Ｚ方向）には溶接電極Ｄ２が配置される。
溶着工程において、軸状部材７を第１線材群５および第２線材群６に溶着する。第２線材６０の軸径が第１線材５０の軸径よりも大きいため、第２線材群６が第１線材群５よりも先に溶接電極Ｄ１，Ｄ２によって加圧される。これにより、第２線材群６と軸状部材７との互いに接触する部分が溶け出す。
第２線材群６と軸状部材７との互いに接触する部分が溶け出した後、図示しないが、第１線材群５と軸状部材７とが互いに接触し、接触する部分が溶け出す。つまり、第１線材群５の溶け始める時間を、第２線材群６の溶け始める時間よりも遅らせる。換言すれば、第１線材群５の実質的な溶着時間を第２線材群６の実質的な溶着時間よりも短くする。これにより、小径の第1線材５０の溶け出し量を大径の第２線材６０の溶け出し量よりも少量になるため、第１線材５０が過度に溶け出すのを防止することができる。以上により、溶着工程の終了時においては、第１線材５０および第２線材６０それぞれの溶け出し量が軸径に応じて調整されることで、軸状部材７を第１線材群５に溶着する工程と軸状部材７を第２線材群６に溶着する工程とを別個に行うことなく、一度に行うことが可能となる。
軸状部材７が溶着された第１線材群５および第２線材群６は、軸状部材配置位置（溶着位置）から線材群切断位置（軸状部材切断位置）に送られる。なお、軸状部材配置位置（溶着位置）から線材群切断位置（軸状部材切断位置）までの距離は、所定長さＬ１の１倍または所定の複数倍の長さである。
切断工程（図４Ｃを参照）において、第１線材群５および第２線材群６は、延在方向で互いに隣接する軸状部材同士の間の位置で所定長さＬ１（図２を参照）に切断される。また、軸状部材７は、切断型Ｃ１，Ｃ２により所定長さＬ２（図２を参照）に切断される。以上により、可動接点４が製造される。
上記発明の実施の形態に係る可動接点４は、互いに離間して配置され、かつ、同一の所定方向に延在する抵抗体２および電極３と、抵抗体２および電極３に接しながら所定方向に移動する可動接点４とを有する可変抵抗器１であって、貴金属で製造された複数の第１線材５０を有し、複数の第１線材５０が抵抗体２に沿うように、かつ、所定方向と直交する方向に配列される第１線材群５と、貴金属以外の金属で製造された複数の第２線材６０を有し、複数の第２線材６０が電極３に沿うように、かつ、直交する方向に配列される第２線材群６と、第１線材群５および第２線材群６を横断するように配置され、第１線材群５および第２線材群６に溶着される軸状部材７と、を備える。
上記構成により、軸状部材７を第１線材群５および第２線材群６に溶着させた簡単な構造にすることで、部品点数や、部品の組付工数が減少するため、コストの上昇を抑えることが可能となる。
また、上記発明の実施の形態における可動接点の製造方法は、貴金属で製造された複数の第１線材５０が軸線の延在方向と直交する方向に配列された第１線材群５と、貴金属以外の金属で製造され、第１線材５０の軸径よりも大きな軸径を有する複数の第２線材６０が直交する方向に配列された第２線材群６とを、直交する方向で隣接して配置する線材群配置工程と、軸状部材７を、第１線材群５および第２線材群６を横断するように配置する軸状部材配置工程と、軸状部材７を、抵抗溶接により第１線材群５および第２線材群６に溶着する溶着工程と、を備える。
上記構成により、抵抗溶接時での圧力がかかる順番において、大径の第２線材６０が先になり、小径の第１線材５０が後になる。これにより、第１線材５０の溶け始める時間が第２線材６０の溶け始める時間よりも遅れる。これにより、小径の第１線材５０が過度に溶け出さないようにする。その結果、第１線材群５および第２線材群６を一度に溶着することが可能となる。
また、上記発明の実施の形態における可動接点４の製造方法では、溶着工程において、第１線材群５および第２線材群６を延在方向に所定長さ送る毎に、軸状部材７を第１線材群５および第２線材群６に溶着し、第１線材群５および第２線材群６に溶着され、延在方向で互いに隣接する軸状部材７同士の間の位置で、第１線材群５および第２線材群６を切断する切断工程を備える。
これにより、第１線材群５および第２線材群６を切り離すことなく、各工程間を順次送り、最終工程である切断工程で切り離して、製品としての可動接点４を製造することができる。その結果、可動接点４が連続的に製造されるため、コストの上昇をさらに抑えることが可能となる。
その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本出願は、２０２０年３月３０日付けで出願された日本国特許出願（特願２０２０－０６０６５３）に基づくものであり、その内容ここに参照として取り込まれる。
本発明は、コストの上昇を抑えることが要求される可動接点を備えた可変抵抗器に好適に利用される。
１ 可変抵抗器
２ 抵抗体
３ 電極
４ 可動接点
５ 第１線材群
６ 第２線材群
７ 軸状部材
５０ 第１線材
６０ 第２線材
２ 抵抗体
３ 電極
４ 可動接点
５ 第１線材群
６ 第２線材群
７ 軸状部材
５０ 第１線材
６０ 第２線材
Claims (4)
- 互いに離間して配置され、かつ、同一の所定方向に延在する抵抗体および電極と、前記抵抗体および前記電極に接しながら前記所定方向に移動する可動接点とを有する可変抵抗器における可動接点であって、
貴金属で製造された複数の第１線材を有し、前記複数の第１線材が前記抵抗体に沿うように、かつ、前記所定方向と直交する方向に配列される第１線材群と、
貴金属以外の金属で製造された複数の第２線材を有し、前記複数の第２線材が前記電極に沿うように、かつ、前記直交する方向に配列され、前記第２線材の軸径は、前記第１線材の軸径よりも大きい第２線材群と、
前記第１線材群および前記第２線材群を横断するように配置され、前記第１線材群および前記第２線材群に溶着される軸状部材と、
を備える、
可動接点。 - 請求項１に記載の可動接点と、
前記可動接点が移動可能に接する抵抗体および電極と、
を備える、可変抵抗器。 - 貴金属で製造された複数の第１線材が軸線の延在方向と直交する方向に配列された第１線材群と、貴金属以外の金属で製造され、前記第１線材の軸径よりも大きな軸径を有する複数の第２線材が軸線の延在方向と直交する方向に配列された第２線材群とを、前記直交する方向で隣接して配置する線材群配置工程と、
軸状部材を、前記第１線材群および前記第２線材群を横断するように配置する軸状部材配置工程と、
前記軸状部材を、抵抗溶接により前記第１線材群および前記第２線材群に溶着する溶着工程と、
を備える、
可動接点の製造方法。 - 前記溶着工程において、前記第１線材群および前記第２線材群を前記延在方向に所定長さ送る毎に、前記軸状部材を前記第１線材群および前記第２線材群に溶着し、
前記第１線材群および前記第２線材群に溶着され、前記延在方向で互いに隣接する軸状部材同士の間の位置で、前記第１線材群および前記第２線材群を切断する切断工程を備える、
請求項３に記載の可動接点の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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