JPS6220965Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は可変抵抗器に関し、特に、ポテンシ
ヨメータのような精密タイプの可変抵抗器であつ
て、ウオーム歯車装置を応用した多回転式ポテン
シヨメータにおける抵抗調整の終端でのクラツチ
機構に関する。

一般に、可変抵抗器は、回転可能に設けられる
ロータと、固定的に設けられるステータとを含
む。ステータには、Ｃ形状の抵抗体がたとえば抵
抗膜の塗布によつて形成され、ロータには、この
抵抗体に接触するワイパが保持される。そして、
ロータの回転に応じて、ワイパが抵抗体上をスラ
イドし、ワイパに取出される抵抗値が変化される
ことによつて、可変抵抗器の基本的原理が得られ
るわけである。

上述のような抵抗調整のためのロータの回転
は、このロータに直接回転力を加えることによつ
ても行なわれるが、精密タイプのたとえばポテン
シヨメータでは、ウオーム歯車装置がロータの回
転のために用いられている。すなわち、ロータの
周面にはギアが形成され、このギアにかみ合うウ
オームが設けられ、このウオームを回転させるこ
とによりロータが微回動される構成がとられてい
る。ところが、このような構成の可変抵抗器にお
いては、次のような条件が満足されなければなら
ない。

まず、一般的な可変抵抗器においても同様であ
るが、ロータの回転の角度範囲は、360゜より小
さくされなければならない。すなわち、ロータの
回転の範囲は有限であり、その終端を規定するも
のが必要となる。これは、ロータがある角度だけ
回転したときに、その一部が可変抵抗器の固定部
分に係合するように構成することによつて容易に
達成される。しかしながら、ウオーム歯車装置を
用いた可変抵抗器においては、そのような係合手
段だけでは不充分である。なぜなら、調整時に回
転されるウオームからロータへの運動の伝達は、
大きな減速比を有しており、ロータは大きな力で
回転されることになり、ロータの回転が上述の係
合手段で停止された場合、ウオームとロータのギ
アとの間にギアを破壊させるに至る大きな力が加
わるからである。そのため、ロータの回転の終端
において、ウオームとロータのギアとのかみ合い
を解く、いわゆるクラツチ機構が必要となる。こ
のクラツチ機構は、また、必要に応じてウオーム
とロータのギアとのかみ合いを解くだけではな
く、ウオームを逆に回転させたときにはこのかみ
合いが復帰される構成でなければならない。以
下、このようなクラツチ機構の従来例のいくつか
について説明する。

第１図ないし第３図は第１の従来例を示す。ロ
ータ１はシヤフト２を中心に回転するように設け
られている。ロータ１の周面には、ギア３が形成
され、ここにウオーム４がかみ合つている。この
ウオーム４を回転させることによりロータ１は減
速状態で回転される。ロータ１は、適宜の係合手
段（図示せず）によりその回転の角度範囲が360
゜より小さくなるように選ばれていて、この角度
範囲の終端位置に対応して、ロータ１にはギア３
が欠除された欠除部分５が形成される。したがつ
て、第１図の状態から第２図の状態までロータ１
が回転されたとき、ウオーム４をさらに回転させ
てもロータ１は回転しないことになる。しかしな
がら、もし欠除部分５だけが形成され、それ以外
の考慮が払われないならば、ウオーム４を逆に回
転させたとしても、ウオーム４とギア３とのかみ
合いは復帰せず、ロータ１を逆に回転させること
は不可能となる。これを解決するために、ばね６
が設けられる。ばね６は、可変抵抗器の固定部分
７とロータ１に設けられた突起８との間に反発力
を生じさせる。そのため、欠除部分５と隣合う最
端のギア３がウオーム４とかみ合う状態が保証さ
れる。したがつて、第１図の状態から第２図の状
態へウオーム４を回転させてロータ１を回転させ
た後で、さらにウオーム４を回転させたとして
も、第２図の状態と第３図の状態とが繰り返され
るだけで、ウオーム４からすべてのギアが離れて
しまうことはない。したがつて、ウオーム４を逆
に回転させたときには、ばね６の作用でかみ合い
が復帰し、ロータ１の逆の回転が得られる。

しかしながら、この第１の従来例には、次のよ
うな問題点が存在する。すなわち、ロータ１の最
端ギア３が摩滅されるということである。ロータ
１は、ワイパを保持するものであるので、電気絶
縁体で構成されなければならず、一般的には樹脂
の成形品である。したがつて、第２図および第３
図の状態を繰り返すと、最端ギア３が摩滅し、つ
いにはウオーム４とかみ合わなくなり、回転不良
を生じさせる。

第４図は第２の従来例を示す。ここに示すロー
タ９もまた樹脂成形品であり、シヤフト１０のま
わりに回転するように設けられる。ロータ９の周
面にはギア１１が形成され、ここにウオーム１２
がかみ合うように構成される。ロータ９の回転の
終端位置に対応して欠除部分１３が形成される
が、欠除部分１３と隣合う最端のギア１４は、他
のギア１１と異なり、切欠き１５で区別される舌
片１６上に形成される。舌片１６はロータ９を構
成する樹脂の弾性で撓むことができる。ウオーム
１２を回転させてロータ９を回転させ、最端のギ
ア１４とかみ合う状態となつたときに、ロータ９
の回転は終端とされる。このための係合手段につ
いては図示が省略されている。この状態で、ウオ
ーム１２をさらに回転させると、舌片１６の撓み
が生じ、最端のギア１４はウオーム１２とかみ合
つたりかみ合いを外したりして、ウオーム１２の
回転を許容する。そして、ウオーム１２を逆に回
転させたときには、最端のギア１４からかみ合い
が生じ、ロータ９を所望のごとく逆方向に回転さ
せることができる。

しかしながら、この第２の従来例は、ロータ９
が樹脂成形品であることから、前述した第１の従
来例と同様の問題点に遭遇する。さらに、ロータ
９を構成するのに適した樹脂を選定することが難
しいという問題点もある。また、高温および低温
において、舌片１６における弾性が失われ、クラ
ツチ機能が得られなくなるという問題点もある。

第５図は第３の従来例を示す。これは、特公昭
40−19821号公報、特開昭54−25456号公報などに
開示されているクラツチ機構である。すなわち、
ロータ１７の周面にはギア１８が形成されている
が、このギア１８の欠除部分１９には、板ばね２
０が配置される。板ばね２０は、欠除部分１９に
隣合う最端のギア１８の次にくる仮想のギアの位
置に対応して位置決めされる。この板ばね２０
は、支点２１を有し、この支点２１を中心に撓み
または回動するように構成されている。ウオーム
２２が回転され、応じてロータ１７が回転される
と、その終端位置において、ロータ１７側に設け
られた突起２３が固定部分２４に係合することに
よりロータ１７のそれ以上の回転が禁止される。
このとき、ウオーム２２は、すでに板ばね２０と
かみ合つている状態となつており、第５図に実線
で示す状態と点線で示す状態とを繰り返す。この
板ばね２０の変形によつて、ウオーム２２の回転
が許容される。また、ウオーム２２を逆に回転さ
せたときには、まず、板ばね２０とかみ合い、そ
の後つづいてギア１８とのかみ合いが達成され、
ロータ１７が逆に回転される。

この第３の従来例では、板ばね２０のばね力に
起因する問題点に遭遇する。すなわち、板ばね２
０の先端から支点２１までの距離は極めて短く、
板ばね２０の変形に応じてウオーム２２側に大き
な力が加わるということである。そのため、板ば
ね２０とウオーム２２とに摩滅の問題点が生じ
る。これを解消するために、ウオーム２２は、た
とえばステンレス鋼のような硬い材料で構成され
なければならない。しかし、このような硬い材料
によるウオーム２２は、その切削加工を因難なも
のにする。また、板ばね２０においても、このよ
うな要求を満足する必要があり、そのため板ばね
２０の材料の選択範囲を狭めることになる。な
お、仮に板ばね２０を、ばね力の弱い材料で構成
すれば、板ばね本来の機能が充分に得られないこ
とになり、このような解決方法は適当ではない。

それゆえに、この考案の主たる目的は、上述し
た種々の従来例における問題点を有利に解消し得
る可変抵抗器の構造を提供することである。

この考案は、第５図の第３の従来例と同様に、
板ばねを用いるが、その取付け状態に特徴を有す
るものである。

すなわち、この考案は、ケースと、前記ケース
に対して固定的に設けられその一方端にＣ形状の
抵抗体が形成されたステータと、前記ケースに対
して回転可能に設けられ、前記ステータの抵抗体
に接触するワイパを保持しかつ周面にギアを有す
るロータと、前記ケースに保持されて回転可能に
設けられかつ前記ロータのギアにかみ合うウオー
ムと、前記ロータの回転を360゜より小さい角度
範囲に限定する手段とを備える可変抵抗器であつ
て、上述の問題点は次のように解消される。

すなわち、前記ロータのギアは所定角度範囲に
わたつて欠除され、この欠除部分に板ばねが前記
ロータの周方向に延びて配され、この板ばねは前
記欠除部分の周方向の中央部に支点を有し、欠除
部分の両端部方向にそれぞれ延びその各先端部分
に前記ウオームとかみ合うクラツチ歯がそれぞれ
形成され、それによつてこのクラツチ歯は前記板
ばねの変形に応じて前記ロータの中心方向へ変位
可能とされる。

そして、前記クラツチ歯は前記欠除部分の端部
において前記ロータの最端のギアに対して円周ピ
ツチの２倍以上の間隔を置いた仮想のギア位置に
対応する位置に位置決めされる。

以下、図面を参照して、この考案に係る実施例
について詳細に説明する。

第６図はこの考案の一実施例の外観を示す斜視
図である。第７図は第６図の線−に沿う断面
図である。

ここに示す可変抵抗器は、ケース２５を含み、
ケース２５からは第１ないし第３端子２６，２
７，２８が導出される。ケース２５の外表面には
調整シヤフト２９の頭部が表出し、この調整シヤ
フト２９には、ウオーム３０が形成され、このウ
オーム３０の部分はケース２５内に位置される。
調整シヤフト２９は、ケース２５に圧入されるこ
とにより取付けられ、ケース２５に対して回転可
能に保持される。ケース２５内において、たとえ
ば樹脂成形により得られるロータ３１が回転可能
に設けられる。このロータ３１を回転可能に保持
する手段としては、たとえば、ロータ３１の中心
に円形の透孔３２を設け、ここにケース２５から
延びるシヤフト３３を受入れることにより達成さ
れる。ロータ３１の周面には、ギア３４が形成さ
れ、これとウオーム３０とがかみ合う。ロータ３
１には、ばね性のある金属材料から構成されたワ
イパ３５が保持される。このロータ３１に関連す
る構成を、第８図ないし第１０図を参照してさら
に詳細に説明する。

第８図は第７図のロータの正面図である。第９
図は同じロータを第８図の右方から示した側面図
である。第１０図は同じロータの背面図である。
ロータ３１は、ウオーム３０との関連についての
み言えば、ウオーム３０と直接対面する直接機能
部分３６とそれ以外の遊び部分３７とに分けて考
えることができる（第９図）。しかしながら、ギ
ア３４は、この両方の部分３６，３７に延びて形
成されている。その理由については後述する。ロ
ータ３１の直接機能部分３６には、第８図によく
示されているように、所定の角度範囲にわたつて
ギア３４が欠除された欠除部分３８が存在する。
この欠除部分３８には、板ばね３９が配置され
る。板ばね３９は、第１１図に示すような形状を
有し、一体的に取付部分４０を備える。板ばね３
９は、第１０図によく示されるように、取付部分
４０がロータ３１に加熱圧入されることによつ
て、ロータ３１に対して固定される。この固定を
より確実なものとするために、取付部分４０には
孔４１が形成され、それによつて取付部分４０が
ロータ３１から抜けることが防止される。この取
付状態において、板ばね３９は、ロータ３１の周
方向に延びて配置される。そして、この板ばね３
９には、「４２」で示される位置に支点を有し、
したがつてこの支点４２は欠除部分３８の周方向
の中央部に位置することになる。板ばね３９は、
この支点４２から欠除部分３８の両端部方向にそ
れぞれ延び、その先端部分が外方へ折曲げられ
て、ここにクラツチ歯４３が形成される。なお、
このクラツチ歯４３は、板ばね３９を折曲げて形
成することなく、板ばね３９の各先端部分に別に
用意された部品を固定することによつても達成す
ることができる。このように構成されたとき、ク
ラツチ歯４３は、板ばね３９の変形に応じてロー
タ３１の中心方向へ変位可能である。また、クラ
ツチ歯４３の位置は次のように選ばれる。第８図
によく示されているように、欠除部分３８と隣合
う最端のギア３４ａに対して、欠除部分３８の端
部において円周ピツチの２倍以上の間隔を置いた
仮想のギア位置に対応する位置に、クラツチ歯４
３は位置決めされる。この実施例では、最端のギ
ア３４ａから２つ目の仮想のギアの歯面と一致さ
せてクラツチ歯４３が位置決めされる。第８図に
おいて、クラツチ歯４３の向う側に、ギア３４ｂ
が見えている。このギア３４ｂは、ロータ３１の
遊び部分３７に形成されているものであり、ギア
３４と同一ピツチをもつて位置決めされたもので
ある。このギア３４ｂは、板ばね３９を取付けた
後で、クラツチ歯４３が所定の位置にもたらされ
ているかどうかを目で確認するのに便利である。
したがつて、多少の誤差はあるとしても、第８図
に示すように、クラツチ歯４３はギア３４ｂと同
じ位置にあり、かつギア３４の歯先と同一円周上
にその先端部分が位置するときに、最も理想的で
あるとされる。

上述したように、最端のギア３４ａに対して円
周ピツチの２倍以上の間隔を置いた仮想のギア位
置に対応する位置にクラツチ歯４３が位置決めさ
れるのは、ウオーム３０とのかみ合いにおいて、
通常２個のギア３４との間でかみ合いが生じてい
るからであり、ウオーム３０がクラツチ歯４３と
かみ合つたときには、確実にギア３４とのかみ合
いが外れるようにするためのものである。

ロータ３１には、さらに、Ｃ形状の溝４４が形
成される。溝４４は、ケース２５の上壁の下面に
対向する。このケース２５の下面には、扇形の突
起４５（第１２図〜第１５図）が形成され、これ
は溝４４内に受入れられる。この溝４４と突起４
５との関連により、ロータ３１は360゜より小さ
い角度範囲にその回転が限定される。

再び、第７図を参照して、ケース２５の下方開
口を閉じるように、ステータ４６が取付けられ
る。ステータ４６は、その上面に、Ｃ形状に延び
るたとえば抵抗膜からなる抵抗体４７を有する。
この抵抗体４７の両端部はそれぞれ導電膜４８，
４９と電気的接続され、さらに第１端子２６およ
び第３端子２８を介して外部へ導出される。抵抗
体４７で囲まれた中心部分には導電膜５０が形成
され、これは第２端子２７を介して外部に導出さ
れる。ワイパ３５は、ロータ３１の回転におい
て、導電膜５０に常に接触しながら抵抗体４７上
をスライドする。したがつて、第２端子２７から
は、調整された抵抗値を取出すことができる。

第１２図ないし第１５図はこの考案の一実施例
におけるロータとウオームとの関連構成および動
作を示す。

第１２図を参照して、ウオーム３０が、矢印５
１方向に回転されるとき、ロータ３１は矢印５２
方向に回転される。そして、第１３図で示す状態
が得られる。

第１３図では、まず突起４５が溝４４の終端に
係合していて、ロータ３１の矢印５２方向への回
転が禁止されている。そして、最端のギア３４ａ
はもはやウオーム３０とはこれ以上かみ合わない
状態となつている。したがつて、ウオーム３０を
矢印５１方向へさらに回転させるとしてもウオー
ム３０は最端のギア３４ａと関係なく回転するだ
けである。ウオーム３０のこの矢印５１方向の回
転に応じて、第１３図で点線で示すように、クラ
ツチ歯４３の背後からウオーム３０が接触する状
態が得られる。さらにウオーム３０を矢印５１方
向に回転させると、第１４図に示すように、板ば
ね３９がロータ３１の中心方向へ撓み、クラツチ
歯４３がウオーム３０の外周面に接触するように
ロータ３１の中心方向へ変位した状態が得られ
る。さらに、ウオーム３０を矢印５１方向に回転
させると、再び第１３図に示す状態となり、この
回転に応じて第１３図の状態と第１４図の状態と
を繰り返す。

たとえば、第１３図の状態から、ウオーム３０
を矢印５３方向に回転させると、ウオーム３０は
クラツチ歯４３の前面にかみ合い、第１５図に示
すようにロータ３１を矢印５４方向へ回転させ
る。この回転に応じて、溝４４の終端は突起４５
から離れる。そして、ウオーム３０がクラツチ歯
４３とのかみ合いから外れるときには、すでに最
端のギア３４ａとかみ合つており、その後ギア３
４とのかみ合いに応じてロータ３１は矢印５４方
向へ回転される。

上述した説明では、板ばね３９の一方側のクラ
ツチ歯４３についてのみ説明したが、逆のクラツ
チ歯４３においても同様の動作が達成される。

このように説明された実施例は、最も好ましい
態様であるが、クラツチ歯４３が、板ばね３９の
無負荷状態において位置する場所はある程度の許
容範囲を持つ。たとえば、クラツチ歯４３がギア
３４の歯先が通る円周より外側に位置しているな
らば、最端のギア３４ａとクラツチ歯４３との間
隔はさらに拡げられることができる。

また、ウオーム３０は、一条ねじ態様で構成さ
れても、多条ねじ態様で構成されても、最端のギ
ア３４ａとクラツチ歯４３との間に保たれる間隔
は同じである。

以上のように、この考案によれば、クラツチ機
構を実現する板ばねはロータの周方向に延び、そ
の先端部分に形成されるクラツチ歯は板ばねの変
形に応じてロータの中心方向へ変位するように構
成されるので、板ばねの支点からクラツチ歯まで
の距離を比較的大きくとることができる。したが
つてロータの終端位置でクラツチ歯の反発力が強
くウオームに加わることはない。また、クラツチ
歯がウオームとかみ合つてロータを回転させると
きは、板ばねに対してその板ばねの面方向に圧縮
する力が加わるので、板ばねの強度をそれほど強
くしなくてもロータは回転されることができる。
このようなことから、クラツチ歯とウオームとの
間に摩滅の問題が生じることはない。したがつ
て、ウオームは、たとえば真鍮のようなそれほど
硬くない材料からでも問題なく構成することがで
きるので、ウオーム作製のための切削加工が容易
になる。また、クラツチ歯と最端のギアとの間に
は、円周ピツチの２倍以上の間隔が置かれている
ので、ロータの終端位置において、ロータに形成
されたギアを確実にウオームから外すことができ
る。そのため、ロータが樹脂成形品であつても、
ロータのギアが摩滅してロータが回転不良となる
ことはない。さらに、板ばねは、クラツチ機構を
働かせている間、それほど大きく変形を繰り返す
ものではないので、板ばねの寿命が長く、可変抵
抗器の繰り返される調整によつても故障が生じな
い。また、板ばねの反発で、クラツチ歯が初期の
状態に戻されるときには、ウオームに接触または
衝突するので、そこから発生する音または振動が
聴覚または触覚を刺激することになり、ロータの
終端位置を容易に確認することができる。さら
に、ばね性を得る部分に樹脂を用いないので、広
い温度範囲で確実にクラツチ機構を働かせること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は第１の従来例におけるロ
ータとウオームとの関連構成および動作を示す。
第４図は第２の従来例におけるロータとウオーム
との関連構成を示す。第５図は第３の従来例にお
けるロータとウオームとの関連構成を示す。第６
図はこの考案の一実施例の外観を示す斜視図であ
る。第７図は第６図の線−に沿う断面図であ
る。第８図は第７図のロータの正面図である。第
９図は同じロータを第８図の右方から示した側面
図である。第１０図は同じロータの背面図であ
る。第１１図はクラツチ機構を実現する板ばねの
斜視図である。第１２図ないし第１５図はこの考
案の一実施例におけるロータとウオームとの関連
構成および動作を示す。 図において、２５はケース、３０はウオーム、
３１はロータ、３４はギア、３４ａは最端のギ
ア、３５はワイパ、３８は欠除部分、３９は板ば
ね、４２は支点、４３はクラツチ歯、４４は溝、
４５は突起、４６はステータ、４７は抵抗体であ
る。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ケースと、 前記ケースに対して固定的に設けられその一
   方端にＣ形状の抵抗体が形成されたステータ
   と、 前記ケースに対して回転可能に設けられ、前
   記ステータの抵抗体に接触するワイパを保持し
   かつ周面にギアを有するロータと、 前記ケースに保持されて回転可能に設けられ
   かつ前記ロータのギアにかみ合うウオームと、 前記ロータの回転を360゜より小さい角度範
   囲に限定する手段とを備え、 前記ロータのギアは所定角度範囲にわたつて
   欠除され、この欠除部分に板ばねが前記ロータ
   の周方向に延びて配され、この板ばねは前記欠
   除部分の周方向の中央部に支点を有し、欠除部
   分の両端部方向にそれぞれ延びその各先端部分
   に前記ウオームとかみ合うクラツチ歯がそれぞ
   れ形成され、それによつてこのクラツチ歯は前
   記板ばねの変形に応じて前記ロータの中心方向
   へ変位可能であり、かつ 前記クラツチ歯は前記欠除部分の端部におい
   て前記ロータの最端のギアに対して円周ピツチ
   の２倍以上の間隔を置いた仮想のギア位置に対
   応する位置に位置決めされる、可変抵抗器。 (2) 前記クラツチ歯は前記板ばねの先端部分を折
   曲げて形成される実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の可変抵抗器。 (3) 前記クラツチ歯の先端部分は前記板ばねの無
   負荷状態において前記ロータのギアの歯先と同
   一円周上に位置される実用新案登録請求の範囲
   第１項または第２項記載の可変抵抗器。