JPH0630289B2 - 可変抵抗器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、絶縁基板上に形成した抵抗体上で摺動子を回
動させることにより抵抗値を可変とした、プリント回路
基板等への表面実装可能な可変抵抗器に関する。

従来の技術 従来、この種の可変抵抗器としては、第４図(A)から(D)
に示すものが知られている。但し、この可変抵抗器は、
フローソルダによる実装には適さないものである。

この可変抵抗器において、１は絶縁基板であり、ほぼ中
央部分に孔1aが形成されている。２は円弧状の抵抗体で
あり、絶縁基板１の表面の孔1aの周囲に形成されてい
る。３，４は外部電極であり、それぞれ絶縁基板１の表
面から端面，底面にわたって、銀ペーストを焼き付ける
等の方法によって形成され、外部電極３は抵抗体２の一
端と、外部電極４は抵抗体２の他端とそれぞれ電気的に
接続されている。５は金属板からなる電極であり、円筒
状の中心軸６が絞り加工等の方法によって一体的に形成
されている。この電極５は絶縁基板１の底面から端面の
部分に配置固定され、中心軸６は絶縁基板１の孔1aに挿
通されている。７は摺動子であり、ほぼ中央部分に孔7
a、外周部分に抵抗体２と接触する接点7bがそれぞれ形
成されている。８は金属性のロータであり、ほぼ中央部
分に孔8a、上面にドライバ溝8bが形成され、さらに底面
の外周の一端に突起8cが形成されている。また、摺動子
の上面にはＵ字状の切欠き7cが形成され、前記突起8cと
係合している。そして、摺動子７及びロータ８は、中心
軸６の先端をロータ８の孔8aにかしめることによって、
絶縁基板１に対して共回りする様になっている。

この可変抵抗器は、ドライバ溝8bを用いてドライバ等で
摺動子７及びロータ８を回動させ、接点7bを抵抗体２上
で摺動させて抵抗値を調整する。

一方、抵抗体２の両端部に設けた外部電極３，４は銀−
パラジウム合金からなる。この外部電極３，４は、第４
図(D)に示す様に（但し、外部電極３のみ示す）、ま
ず、絶縁基板１の表裏面に銀−パラジウム合金３ａ，３
ｂを印刷・焼付けし、端面に同じく銀−パラジウム合金
3cをデップ等により形成し、焼付けしたもので、その後
抵抗体２が印刷・焼付けされる。

また、従来、第５図(A)及び(B)に示す可変抵抗器も知ら
れている。この可変抵抗器は、本体をケース13内に収容
したもので、フローソルダによる実装が可能なものであ
る。第４図(A)から(D)に示した可変抵抗器と同一の部分
には同一の番号を付し、その説明は省略する。

この可変抵抗器において、9,10,11は金属板からなる電
極であり、電極9,10は絶縁基板１の端面に取り付けられ
て抵抗体２の両端にそれぞれ電気的に接続されている。
また、電極11は円柱状の中心軸12と電気的に接続されて
いる。そして、摺動子７及びロータ８は、中心軸12の先
端をロータ８の孔8aにかしめることによって、絶縁基板
１に対して共回りする様になっている。13は上面に開口
部を有する樹脂製のケースであり、電極9,10,11を外部
に導出させて、絶縁基板１の表面を内底面に露出させ
て、絶縁基板１をインサートモールドしている。外部に
導出された電極9,10,11はケース13の底面側に折り曲げ
られている。14は耐熱性のカバーフィルムであり、ケー
ス13の開口部周縁に固着され、開口部を封止している。
この可変抵抗器では、カバーフィルム14に透明の材料を
用いているため、第５図(A)ではカバーフィルム14を透
して内部が見えている。

この可変抵抗器は、フローソルダ等によってプリント回
路基板等に実装したのち、ドライバ等でカバーフィルム
14を破り、ドライバ溝8bを用いて摺動子７及びロータ８
を回動させ、接点7bを抵抗体２上に摺動させて抵抗値を
調整する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述した従来の二つの可変抵抗器には、
それぞれ次の様な問題点があった。

即ち、第４図(A)から(D)に示した従来の可変抵抗器は、
抵抗体２及び摺動子７が外部に露出しているため、生産
性の良いフローソルダによってプリント回路基板等へ実
装することができず、リフローソルダ等によって実装し
なければならなかった。さらに、リフローソルダによっ
て実装するにしても、フラックスが抵抗体２や摺動子７
に飛散し、接触不良を起こすことがあった。

しかも、以上の可変抵抗器においては、銀が半田中に溶
食される銀くわれを防止して耐半田特性の向上を図るた
めに外部電極３，４として銀−パラジウム合金を使用し
ているが、これでは高価であり、かつ、銀くわれを確実
に防止することも不可能であるという問題点を有してい
る。また、端面に設けた銀−パラジウム合金3cの膜厚が
どうしても厚くなり、ガラスフリットが表面に露出して
半田付け特性を損ない、煩雑な予備半田が必要であると
いう問題点をも有している。

また、第５図(A)及び(B)に示した従来の可変抵抗器は、
本体をケース13内に収容したものであるため、フローソ
ルダによる実装は可能であるが、部品点数が多く、製造
が煩雑で、高価であった。また、ドライバ等によってカ
バーフィルム14を破った際に、カバーフィルム14の破片
がケース13の内外に飛散し、可変抵抗器そのものが接触
不良を起こしたり、この可変抵抗器を実装したセット機
器に悪影響を与えたりすることがあった。さらに、カバ
ーフィルム14をいったん破いた後は、抵抗体２及び摺動
子７が外部に露出してしまうため、セット機器の再修正
や再洗浄ができなかった。

問題点を解決するための手段 そこで、本発明に係る可変抵抗器は、調整後も封止効果
を維持してフローソルダによる実装にも耐えることがで
きる構造を実現するために、ロータの底部に、絶縁基板
の表面に対向する内側スカート部と外側スカート部とを
形成し、前記絶縁基板と前記内側スカート部との間に内
側弾性体を設け、前記絶縁基板と前記外側スカート部と
の間に外側弾性体を設け、摺動子の基板部を少なくとも
二重に重ね合わせ、先端に接点部を有する腕部を前記基
板部の周部に形成すると共に、基板部の中心と接点部と
を結ぶ直線と平行に腕部を折り曲げて接点部を絶縁基側
に突出させ、さらに、前記基板部をロータにインサート
モールドすることにより摺動子とロータとを一体的に固
定する一方、半田付け特性の向上を図るために、外部電
極をメッキに適した下層と、耐半田特性を向上させる材
質をメッキしてなる中層と、半田付け特性に優れた材質
をメッキしてなる上層とで構成したことを特徴とする。

作用 以上の構成において、ロータの底部に形成した内側スカ
ート部と外側スカート部がそれぞれ弾性体を介して絶縁
基板に圧接すること、及び、ロータと摺動子との接合部
分は摺動子の基板部が少なくとも二重構造とされ、か
つ、ロータにインサートモールドされていることによ
り、摺動子が外部から確実に密閉され、抵抗体と摺動子
との接触部分に対するフラックス等の侵入を防止してフ
ローソルダによる実装が可能であり、耐環境特性にも優
れている。また、摺動子の接点部は基板部の中心と接点
部とを結ぶ直線と平行に腕部を折り曲げて形成されてい
るため、インサートモールドに時に金型が接点部を逃が
して安定してモールドすることができる。

しかも、メッキに適した下層（例えば、銀，銀−パラジ
ウム合金）は耐半田特性を向上させる材質（例えば、ニ
ッケル，ニッケル合金）をメッキしてなる中層で保護さ
れ、銀くわれを確実に防止されることとなる。さらに、
その上を半田付け特性に優れた材質（例えば、銀，銀−
鉛合金）をメッキしてなる上層で被覆されることによ
り、ガラスフリットが表面に露出することが防止され、
半田付け特性が向上し、予備半田が不要となり、共晶半
田でも十分に使用可能である。

実施例 以下、図面と共に本発明に係る可変抵抗器の実施例を説
明する。なお、従来の技術の項で示したものと同一の部
分には同一の番号を付し、その説明は省略する。

第１図(A)から(D)及び第２図(A),(B)及び第３図は、本
発明に係る可変抵抗器の一実施例を示している。

この可変抵抗器において、15はロータであり、適宜合成
樹脂にて以下に説明する摺動子16をインサートモールド
したものである。このロータ15には、ほぼ中央部分に孔
15a、上面にトライバ溝15bが形成され、底部に抵抗体２
の摺動子16が摺動する部分2′（第１図(C)において鎖線
で示す部分）よりも内側の絶縁基板１の表面に対向する
円環形状の内側スカート部15cと、抵抗体２の部分2′よ
りも外側の絶縁基板１の表面に対向する円環形状の外側
スカート部15dとが形成されている。

16は摺動子であり、１枚の導電性金属板をプレス加工に
て成形したもので、基板部16aとその周部に位置する一
対の腕部16d,16dとから構成されている。基板部16aは端
部16bで折り曲げて二重構造とされ、中央孔16cが形成さ
れている。腕部16d,16dは周方向に延在され、先端は接
点部16e,16eとされている。この接点部16e,16eは、基板
部16aの中心と接点部16e,16eとを結ぶ直線Ａと平行な直
線Ｂ，Ｂにて腕部16d,16dを絶縁基板１側に折り曲げて
形成されている。さらに、摺動子16は基板部16aをロー
タ15にインサートモールドすることによりロータ15と一
体的に固定されている。

なお、ロータ15の材質としては、耐熱特性に優れた熱硬
化性樹脂や、熱可塑性樹脂でもＰＰＳ樹脂等耐熱性樹脂
を用いることによって、半田付けの熱で特性が劣化する
ことを防止することができる。

ところで、接点部16e,16eはフリーな状態において第２
図(A)中一点鎖線位置にあり、絶縁基板１上に取り付け
られた際には、矢印Ｃ方向に撓み、実線位置に変移す
る。即ち、本発明では、直線Ａと平行な直線Ｂ，Ｂにて
腕部16d,16dを折り曲げているため、接点部16e,16eは矢
印Ｃ方向に垂直移動するのである。もし、腕部16d,16d
を直線Ａに対して角度をもたせて折り曲げたのであれ
ば、絶縁基板１に取り付けた際に、接点部16e,16eが実
線位置に存在するためには、フリーな状態では接点部16
e,16eは一点鎖線位置よりも矢印Ｄ方向にずれて存在し
なければならない。ロータ15のモールド成形は、第２図
(A)に示す金型Ｅの空間部に接点部16e,16e及び腕部16d,
16dを収容して行なうのであるが、もし、接点部16e,16e
がフリーな状態で一点鎖線位置よりも矢印Ｄ方向にずれ
て存在するならば、接点部16e,16e及び腕部16d,16dを金
型Ｅの空間部に収容することができなくなってしまう。
即ち、本発明は、直線Ａと平行な直線Ｂ，Ｂにて腕部16
d,16dを折り曲げ、接点部16e,16eが矢印Ｃ方向に垂直移
動するようにしているので、ロータ15のモールド成形が
可能になっているのである。

なお、ロータ15に形成されている孔15e,15eはモールド
時に摺動子16を支持するピンの跡である。

一方、本実施例では、第２図(B)に示す様に、接点部16
e,16eを円弧形状に分割したため、接点部16e,16e間の相
互干渉がなく、互いにフリーに動作でき接触信頼性が向
上することとなる。

17aは内側弾性体、17bは円環形状の外側弾性体であり、
共に円環状をなし、内側弾性体17aはロータ15の内側ス
カート部15cが対向する絶縁基板１の表面に固着され、
外側弾性体17bはロータ15の外側スカート部15dが対向す
る絶縁基板１の表面に固着されている。内側弾性体17a
及び外側弾性体17bの材料としては、フローソルダの温
度に耐え、フラックス洗浄の溶剤に耐える絶縁性のシリ
コーンエラストマ等を用いることができ、絶縁基板１へ
固着させる方法としては、スクリーン印刷，描画法，デ
ィッピング等を用いることができる。

18は抵抗体２とロータ15の外側スカート部15dとの交差
部である。

摺動子16をインサートモールドにて一体的に保持するロ
ータ15は、中心軸６の先端を摺動子16の孔16cから突出
させてかしめることにより、絶縁基板１上に回動自在に
取り付けられている。

以上の構成からなる可変抵抗器は、接点部16e,16eが位
置する絶縁基板１とロータ15との空間が密閉状態に構成
されている。即ち、従来密閉性が保たれていなかったロ
ータ15と摺動子16との接合部分は、摺動子16の基板部16
aを二重にして、かつ、インサートモールドすることに
より密閉性を確実に保持することが可能な構造になって
いる。また、ロータ15に形成した内側スカート部15c及
び外側スカート部15dと絶縁基板１の表面との間に内側
弾性体17a，外側弾性体17bがそれぞれ介在され、密閉状
態を保持している。従って、抵抗体２及び摺動子16が外
部から遮断され、フローソルダによる実装や溶剤による
フラックス洗浄が可能である。

次に、外部電極３の構造について説明する。なお、以下
は外部電極３について説明するが、外部電極４について
も同様である。

外部電極３は、第３図に示す様に、下層30aと第１のメ
ッキ層（中層）30bと第２のメッキ層（上層）30cとの三
層にて構成されている。下層30aは、表面には銀又は銀
−パラジウム合金を印刷・焼付けし、裏面と端面には銀
を印刷・焼付けしたもので、その厚さは例えば２μｍで
ある。第１のみメッキ層30bはニッケル又はニッケル合
金からなり、その厚さは例えば２μｍである。第２のメ
ッキ層30cは錫又は錫−鉛合金からなり、その厚さは例
えば４μｍである。

第１のメッキ層30bは前記下層30aに対して銀くわれを防
止するバリアとして機能し、耐半田特性を向上させる作
用を有する。第２のメッキ層30cは半田ぬれ性を高めて
半田付け特性を向上させる作用を有し、合わせて予備半
田を省略させる作用を有する。

外部電極30の製造工程としては、まず、絶縁基板１の
表，裏，端面に下層30aを形成し、抵抗体２を形成す
る。次に、抵抗体２上にメッキレジスト25（第３図中二
点鎖線で示す）を塗布し、第１のメッキ層30b，第２の
メッキ層30cを形成し、その後メッキレジスト25を除去
する。

以上は本発明に係る可変抵抗器の一実施例であり、本発
明の趣旨を損なわない範囲内で設計変更をなしうること
は言うまでもない。

例えば、絶縁基板１の表面とロータ15との間の密閉構造
に関しては、内側弾性体17a及び外側弾性体17bに代えて
Ｏリング等の弾性体を介在させる等種々の構造が考えら
れる。また、摺動子16は折り曲げでなく別体を溶接等に
より組み合わせたものでも良い。

一方、メッキ層30b,30cは前記の材質に限定するもので
はなく、メッキ層30bは耐半田特性を向上させる材質、
メッキ層30cは半田付け特性に優れた材質であれば種々
のものを使用することができる。

発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明に係る可変抵
抗器は、ロータの底部に内側スカート部と外側スカート
部とを設け、これらと絶縁基板との間にそれぞれ弾性体
を設け、及び摺動子の基板部を少なくとも二重に重ね合
わせてロータにインサートモールドしたため、ロータと
摺動子との接合部分に密閉性が確保されることとなり、
フローソルダによる実装が可能であることは勿論、第５
図(A),(B)に示した従来の可変抵抗器よりも、製造が容
易で安価である。また、実装後にカバーフィルムを破ら
なければならないという手間も不要であり、破いたカバ
ーフィルムが飛散して接触不良を起こすという問題もな
い。さらに、常時密閉構造であるため耐環境特性に優
れ、実装後にセット機器を再修正や再洗浄することが可
能である。しかも、摺動子にあっては基板部の中心と接
点部とを結ぶ直線と平行に腕部を折り曲げて接点部とし
たため、金型の空間部に接点部及び腕部を収容して、摺
動子をロータにインサートモールドすることが可能であ
る。

さらには、外部電極をメッキに適した下層と、耐半田特
性を向上させる材質をメッキしてなる中層と、半田付け
特性に優れた材質をメッキしてなる上層とで構成したた
め、中層が下層の保護バリアとして作用し、下層に銀を
使用するとしても、銀くわれを確実に防止して耐半田特
性の向上を図ることができ、電極として必ずしも高価な
銀−パラジウム合金を使用しなくても済む。さらに、上
層が半田付け特性を向上させる様に作用し、煩雑な予備
半田を省略すると共に共晶半田でも十分に使用でき、全
体として安価に製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図(A)は本発明に係る可変抵抗器の一実施例を示す
平面図、第１図(B)はその側断面図、第１図(C)はその摺
動子及びロータを取り除いた状態を示す平面図、第１図
(D)は第１図(C)のＸ−Ｘ′部分の側断面図、第２図(A)
は一体的に固定されたロータと摺動子の側断面図、第２
図(B)はその底面図、第３図は外部電極の詳細を示す側
断面図である。第４図(A)は従来の可変抵抗器を示す平
面図、第４図(B)はその側断面図、第４図(C)はその底面
図、第４図(D)は外部電極の詳細を示す側断面図、第５
図(A)は他の従来の可変抵抗器を示す平面図、第５図(B)
はその側断面図である。 １……絶縁基板、２……抵抗体、３，４……外部電極、
15……ロータ、15c……内側スカート部、15d……外側ス
カート部、16……摺動子、16a……基板部、16d……腕
部、16e……接点部、17a……内側弾性体、17b……外側
弾性体、30a……下層、30b……第１のメッキ層（中
層）、30c……第２のメッキ層（上層）、Ｂ……折り曲
げ線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】摺動子が摺動する円弧状の抵抗体が表面に
   形成された絶縁基板上に、摺動子が固定されたロータを
   回動可能に取り付けてなる可変抵抗器において、 前記ロータの底部に、前記絶縁基板の表面に対向する内
   側スカート部と外側スカート部とを形成し、前記絶縁基
   板と前記内側スカート部との間に内側弾性体を設け、前
   記絶縁基板と前記外側スカート部との間に外側弾性体を
   設け、 前記摺動子の基板部を少なくとも二重に重ね合わせ、先
   端に接点部を有する腕部を前記基板部の周部に形成する
   と共に、基板部の中心と接点部とを結ぶ直線と平行に腕
   部を折り曲げて接点部を絶縁基板側に突出させ、さら
   に、前記基板部をロータにインサートモールドすること
   により摺動子とロータとを一体的に固定する一方、前記
   絶縁基板に形成され、かつ前記抵抗体の両端に接続され
   た外部電極を、メッキに適した下層と、耐半田特性を向
   上させる材質をメッキしてなる中層と、半田付け特性に
   優れた材質をメッキしてなる上層とで構成したこと、 を特徴とする可変抵抗器。
2. 【請求項２】前記下層が銀からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の可変抵抗器。
3. 【請求項３】前記中層がニッケル又はニッケル合金から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変
   抵抗器。
4. 【請求項４】前記上層が錫又は錫−鉛合金からなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の可変抵抗器。