KR100418449B1 - 저항체 및 그것을 사용한 가변저항기 - Google Patents

Abstract

우수한 마이크로 리니어리티와, 슬라이딩 내구성을 구비한 저항체 및 그것을 사용한 고정밀도이고, 또한 수명이 긴 가변저항기를 제공한다.

하층 (2) 과 상층 (3) 은 적층되고, 슬라이딩부재 (5) 가 접촉하는 표면은 상층 (3) 에 의해 구성되어 있으며, 상층 (3) 의 비저항은 하층 (2) 의 비저항보다 낮다.

Description

저항체 및 그것을 사용한 가변저항기{RESISTOR AND VARIABLE RESISTOR USING THE SAME}

본 발명은 우수한 마이크로 리니어리티 특성을 갖는 저항체 및 그것을 사용한 고정밀도의 가변저항기에 관한 것이다.

각종 센서의 가변저항기 등에 사용되어 온 종래 저항체는 하층과 상층의 적어도 2 층으로 이루어지며, 상층의 표면이 슬라이딩부재의 접촉면으로 되어 있다. 상층과 하층은 각각 바인더수지중에 카본블랙 등의 도전성입자를 함유하고, 상층은 하층보다도 큰 비저항을 구비하고 있다. 이와 같은 저항체에서는, 상층이 슬라이딩부재에 의해 깎여짐을 전제로 하여 설계되어 있으며, 제품의 수명중에서 저항체의 깎임이 저항체의 전기특성에 미치는 영향은 없는 것으로 되어 왔다.

고정밀도의 센서에 사용되는 저항체는 우수한 마이크로 리니어리티 특성을 구비하고 있어야 할 필요가 있다. 도 4 의 그래프는 상층 (슬라이딩부재와 접촉하는 층) 이 함유하는 카본블랙 (CB) 량, 카본파이버 (CF) 량, 카본파이버 (CF) 의 중심입경 등의 각 요인이 마이크로 리니어리티 특성에 미치는 영향을 품질공학적인 실험에 의해 조사한 결과이다.

각 요인에서, SN 비의 변화가 큰 요인인만큼 그 요인이 마이크로 리니어리티에 미치는 영향이 큼을 나타내고 있다. 도 4 의 그래프로부터 마이크로 리니어리티에 미치는 영향이 가장 큰 요인은 상층이 함유하는 카본블랙량임을 알 수 있다.

도 5 는 상층이 함유하는 카본파이버의 중심입경이 1.4 ㎛, 혹은 8.7 ㎛ 일 때, 슬라이딩부재의 슬라이딩접촉면인 상층의 비저항과 마이크로 리니어리티 특성과의 관계를 나타내는 그래프이다. 후술하는 바와 같이, 마이크로 리니어리티 특성은 변동량이 낮을수록 우수하다. 도 3 의 그래프로부터 마이크로 리니어리티 특성은 함유하는 카본파이버의 중심입경이 어느 경우에도, 상층의 비저항이 낮아질수록 향상되어 있음을 알 수 있다.

종래 저항체에서는, 2 층 이상으로 구성될 때, 슬라이딩부재와 슬라이딩접촉면인 상층의 비저항이 하층보다도 높게 설정되어 있었기 때문에, 매우 우수한 마이크로 리니어리티 특성을 기대할 수 없고, 이와 같은 저항체를 사용한 가변저항기는 고정밀도의 센서로 사용하는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 또 종래 저항체에서는, 상층이 카본파이버를 함유하고 있지 않기 때문에 충분한 슬라이딩 내구성을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 우수한 마이크로 리니어리티 특성과, 나아가서는 슬라이딩 내구성을 구비한 저항체 및 그것을 사용한 고정밀도의, 나아가서는 수명이 긴 가변저항기를 제공함을 목적으로 한다.

다음으로 마이크로 리니어리티 특성을 설명한다. 도 6 의 그래프는 저항체 패턴의 길이 (L) 방향으로 정격전압 (Vin) 을 인가했을 때, 세로축이 저항체 패턴상을 길이방향으로 슬라이딩하는 슬라이딩부재로부터의 출력 (V), 가로축이 저항체 패턴상에서의 슬라이딩부재의 위치 (X) 를 나타내고 있다. 저항체의 저항율이 위치에 좌우되지 않고 일정하다는 전제하에서는, 슬라이딩부재가 저항체 패턴상의 임의의 점에서 ΔX 만큼 이동했을 때의 출력변화는 (ΔX/L) ×Vin 인 기울기를 갖는 이상적인 직선 (P) 으로 나타낼 수 있다.

이상적인 직선 (P) 에서는, 슬라이딩부재가 A 점에서 B 점까지 ΔX 만큼 이동했을 때의 기준출력변위를 ΔV = (ΔX/L) ×Vin 으로 나타낼 수 있지만, 실제 출력 (S) 은 이상적인 직선 (P) 에서 벗어난다. 식 1 에 나타내는 바와 같이, 실제 출력 (S) 의 이상적인 직선 (P) 으로부터의 변동량은 점 A, B 에서의 실제 출력 (VA, VB) 의 출력변위 (VB-VA) 와 기준출력변위의 차분을 인가전압의 백분율로 한 것으로 규정되며, 변동량이 작을수록 마이크로 리니어리티 특성이 우수하다고 할 수 있다. 고성능인 위치센서에서는, 실제 출력 (S) 이 이상적인 직선 (P) 에 가까운, 특히 우수한 마이크로 리니어리티 특성이 요구된다.

도 1 은 본 발명의 가변저항기를 나타내는 설명도.

도 2 는 도 1 의 2-2 선에서의 단면도.

도 3 은 상층의 하층에 대한 비저항이 마이크로 리니어리티 특성에 미치는 영향을 나타내는 그래프.

도 4 는 마이크로 리니어리티의 요인 효과도.

도 5 는 상층의 비저항이 마이크로 리니어리티 특성에 미치는 영향을 나타내는 그래프.

도 6 은 마이크로 리니어리티 특성의 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 절연기판 2 : 하층

3 : 상층 4 : 은전극

5 : 슬라이딩부재 (摺動子)

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명의 저항체는, 제 1 및 제 2 저항체가 바인더수지중에 도전성입자를 함유하고, 상기 제 2 저항체는 카본파이버와 카본블랙을 함유하고, 상기 제 2 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경은 3.5 내지 9.0 ㎛ 이며, 상기 제 2 저항체의 비저항은 상기 제 1 저항체의 비저항보다도 낮고, 적어도 제 1 및 제 2 저항체가 적층되며, 상기 제 2 저항체는 상기 제 1 저항체의 상측을 덮고, 상기 제 2 저항체에 의해 표면이 구성되어 있다.

이와 같은 저항체에서는, 도전성입자가 제 1 및 제 2 저항체에 도전성을 부여하는 역할을 하고 있다. 바인더수지는 도전성입자를 균일하게 분산시키고 또한 이들을 바인드하는 역할을 할 수 있다면, 그 소재는 한정되지 않고, 예를 들면, 페놀포름알데히드수지, 크실렌변성 페놀수지, 에폭시수지, 폴리이미드수지, 멜라민수지, 아크릴수지, 아크릴레이트수지, 퍼프릴 수지, 폴리이미드수지 등의 열경화성수지 등을 사용할 수 있다.

제 2 저항체가 함유하는 카본블랙은 제 2 저항체에 도전성을 부여하는 도전성입자이며, 아세틸렌블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙 등을 사용할 수 있다. 제 2 저항체의 비저항은 카본블랙의 함유량에 의해 조정할 수 있다.

제 2 저항체가 함유하는 카본파이버는 도전성입자이며, 제 2 저항체에 도전성을 부여함과 동시에, 슬라이딩부재로부터 저항체에 가해진 하중을 섬유길이방향으로 분산시켜 지지하고, 슬라이딩부재의 슬라이딩접촉에 대한 저항체의 슬라이딩 내구성을 향상시키는 역할을 하고 있다. 따라서, 저항체는 슬라이딩부재에 의해 깎여짐이 없어 저항체 깎임에 의한 전기특성의 변동이 없다.

또한, 본 발명의 저항체에서는, 도전성입자인 카본파이버가 슬라이딩부재의 하중을 지지하기 때문에 저항체와 슬라이딩부재와의 전기적인 접촉이 안정된다. 카본파이버의 중심입경이 3.5 ㎛ 가 되지 않으면, 하중을 충분히 지지할 수 없다.

일반적으로 카본파이버는 섬유길이방향으로 전류가 흐르기 쉽도록 도전이방성을 갖기 때문에, 카본파이버의 중심입경이 9.0 ㎛ 를 초과하면, 카본파이버의 도전이방성의 영향이 현저해져 저항체의 마이크로 리니어리티 특성은 열화된다.

또, 이와 같은 저항체는 적어도 제 1 과 제 2 저항체를 갖고 있기 때문에 슬라이딩부재와 슬라이딩접촉하는 제 2 저항체의 비저항을 낮게 하고, 슬라이딩부재와 저항체의 접촉저항을 저하시켜 저항체의 마이크로 리니어리티 특성을 향상시킴과 동시에, 저항체 전체의 저항값을 제 1 저항체의 비저항에 의해 조정하여 원하는 값으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 저항체에서는, 상기 제 1 저항체가 카본파이버와 카본블랙을 함유한다.

이와 같은 저항체에서는, 제 1 저항체가 함유하는 카본블랙이 제 1 저항체에 도전성을 부여하는 도전성입자이며, 제 1 저항체의 비저항은 카본블랙의 함유량에 의해 조정할 수 있다. 카본블랙으로는 아세틸렌블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙 등을 사용할 수 있다.

제 1 저항체가 함유하는 카본파이버는 제 1 저항체에 도전성을 부여하는 도전성입자임과 동시에, 제 1 저항체의 경도를 향상시켜 제 2 저항체를 지지하고, 제 2 저항체가 슬라이딩부재에 가압될 때, 제 2 저항체의 내려앉음을 막는 역할을 하고 있다.

또, 본 발명의 저항체에서는, 상기 제 1 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경이 상기 제 2 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경 이하이다.

이와 같은 저항체에서는, 제 1 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경이 작기 때문에 제 1 저항체가 함유하는 카본파이버에 의한 마이크로 리니어리티 특성에 대한 영향이 적다.

또한, 본 발명의 저항체에서는, 상기 제 2 저항체는 카본파이버를 16 내지 20 체적% 함유한다.

이와 같은 저항체에서는, 제 2 저항체중에 카본파이버가 16 체적% 이상 함유되므로 슬라이딩부재의 하중을 지지하는 점이 충분히 존재하여 슬라이딩 내구성이 향상된다. 또 제 2 저항체의 카본파이버 함유율이 20 체적% 이하이면, 카본파이버에 대하여 바인더수지의 양이 충분하여 카본파이버가 바인더수지에 의해 완전히 바인드된다. 따라서, 저항체에서 카본파이버가 빠져나가지 않고, 스크린 인쇄공정시에 패턴을 정확하게 형성할 수 있음과 동시에, 저항체의 표면이 평활해져 슬라이딩 내구성을 유지할 수 있다.

또한, 제 2 저항체는 카본파이버의 함유율이 20 체적% 이하이면, 스크린 인쇄법에 의한 패터닝에 적합한 것이 된다.

본 발명의 저항체는, 상기 제 2 저항체의 비저항은 상기 제 1 저항체의 비저항에 대한 비가 0.1 이상 1 미만이다.

이와 같은 저항체에서는, 제 1 저항체에 대하여 제 2 저항체의 비저항이 낮아지면, 저항체와 슬라이딩부재와의 접촉저항이 저하되어 마이크로 리니어리티 특성이 향상되는 한편, 제 2 저항체에 함유되는 카본파이버의 도전이방성이 마이크로 리니어리티 특성에 영향을 미치게 된다. 따라서, 제 2 저항체의 비저항을 제 1저항체의 비저항에 대하여 적절한 범위로 함으로써 최적의 마이크로 리니어리티 특성을 얻을 수 있다.

본 발명의 저항체는 상기 제 2 저항체의 표면이 평활화되어 최대의 표면조도가 0.5 ㎛ 이하로 되어 있다.

이와 같은 저항체에서는, 슬라이딩부재가 슬라이딩접촉하는 저항체 표면이 평활하여 슬라이딩부재가 원활하게 슬라이딩접촉하기 때문에, 슬라이딩부재에 대한 충격을 억제하여 충격에 의해 슬라이딩부재로부터의 출력신호가 교란되는 것을 방지할 수 있으며 또한 내 슬라이딩 내구성도 향상된다.

본 발명의 가변저항기는 상술한 저항체를 사용하여 금속으로 이루어지는 슬라이딩부재가 상기 제 2 저항체의 표면에 슬라이딩접촉되도록 하였다.

이와 같은 가변저항기는 슬라이딩부재와 슬라이딩접촉하는 저항체 표면의 슬라이딩 내구성이 우수하기 때문에 수명이 길며 또한 저항체의 마이크로 리니어리티 특성이 양호하여 고정밀도의 센서로 사용할 수 있다.

(발명의 실시형태)

본 발명에 관한 저항체의 실시형태를 서술한다. 본 발명의 저항체의 실시형태는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 절연기판 (1) 의 오목부내에 제 1 저항체인 하층 (2) 과 제 2 저항체인 상층 (3) 이 순서대로 적층된 이층구조이며, 전체적으로 소정의 저항값으로 설정되어 있다.

하층 (2) 은 바인더수지로 하는 아세틸렌 말단 폴리이소이미드수지중에 카본블랙 (아세틸렌블랙), 또는 카본블랙과 카본파이버를 함유한다.

카본블랙, 카본파이버는 도전성입자로서 하층 (2) 에 도전성을 부여하는 역할을 하고, 특히 카본블랙의 함유량에 의해 하층 (2) 의 비저항을 조정할 수 있다.

바인더수지로 하는 아세틸렌 말단 폴리이소이미드수지는 하층 (2) 내에 카본블랙과 카본파이버를 균일하게 분산시키고, 또한 이들을 바인드하는 역할을 하고 있다.

하층 (2) 의 카본블랙 함유율은 10 내지 15 체적% 이다. 하층 (2) 이 카본파이버를 함유할 때, 하층 (2) 이 함유하는 카본파이버 (이후, 제 1 카본파이버) 의 함유율은 10 내지 16 체적% 이고, 제 1 카본파이버의 중심입경은 1.4 내지 3.4 ㎛ 이다.

또한, 카본파이버의 중심입경이란, 카본파이버의 입도분포에 정규분포가 적용가능할 때 분포의 중심이 되는 입경이다.

제 1 카본파이버는 섬유직경 약 8 ㎛ 이며 섬유길이 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도 (중심입경 20 ㎛) 의 것까지가 혼재하는, 시판되는 카본파이버 (예를 들면, 도레사 제조 토레카 MLD 또는 토호레이온사 제조 베스파이트 HTA-CMF 등) 를 분쇄한 것이다.

시판되는 카본파이버의 분쇄는 제트밀 분쇄법을 사용하고, 분쇄조건은 직경 150 mm 의 사이클론내에 6 내지 7 ㎏/㎠ 의 압축공기를 매분마다 0.2 내지 0.6 ㎥ 의 비율로 유입시키면서, 시판되는 카본파이버를 매분마다 1 내지 3 g 의 비율로 투입한 것이다.

또, 제 1 카본파이버는 커플링처리되어 있는 것이 바람직하다. 제 1 카본파이버의 커플링처리는 시판되는 카본파이버를 분쇄한 후, 아미노실라네이트계의 커플링제에 의해 물, 에탄올과 함께 혼합하고, 2 시간 정도 교반한 후 여과하여 100 ℃ 정도에서 건조하는 조건에서 이루어진다.

커플링제로는 그 외 실라네이트계, 티타네이트계, 알루미나계 커플링제를 사용할 수 있다. 이러한 커플링처리에 의해 제 1 카본파이버의 바인더수지에 대한 분산성과 밀착성이 향상된다.

상층 (3) 은 바인더수지로 하는 아세틸렌 말단 폴리이소이미드수지중에 카본블랙 (아세틸렌블랙) 을 15 내지 20 체적%, 카본파이버를 10 내지 20 체적% 함유하고 있다. 또 상층 (3) 의 표면은 절연기판 (1) 의 표면과 거의 면일(面一)상태이며, 최대의 표면조도는 0.5 ㎛ 이하로 되어 있다.

카본블랙과 카본파이버는 도전성입자로서 상층 (2) 에 도전성을 부여하는 역할을 하고, 특히 카본파이버의 함유율에 의해 상층 (2) 의 비저항을 조정할 수 있다.

상층 (3) 이 함유하는 카본파이버 (이후, 제 2 카본파이버) 는 중심입경이 7.2 내지 9.0 ㎛ 이고, 제 1 카본파이버와 마찬가지로 시판되는 카본파이버를 분쇄, 커플링처리하여 얻어지는 것이다.

바인더수지로 하는 아세틸렌 말단 폴리이소이미드수지는 상층 (3) 내에 카본블랙과 카본파이버를 균일하게 분산시키고, 또한 이들을 바인드하는 역할을 하고 있다.

다음으로, 본 발명의 저항체의 제조방법을 설명한다. 우선 상층 (3) 에대하여 설명한다. 상층용 저항페이스트는 아세틸렌 말단 폴리이소이미드수지가 용해된 용제내에 아세틸렌블랙, 제 2 카본파이버, 필요에 따라 인쇄 적정개량제를 첨가하고, 3 개의 롤밀을 사용하여 혼합분산한 것이다. 용제는 아세틸렌 말단 폴리이소이미드수지가 용해된 것이면 되고, 글리콜계, 에스테르계, 에테르계 등에서 일종 또는 다종을 선택하여 사용할 수 있다.

다음으로, 상층용 저항페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 금속판의 평활한 표면에 패터닝한다. 이 때, 상층 (3) 의 제 2 카본파이버 함유율이 20 체적% 이하이므로 제 2 카본파이버가 바인더수지로부터 빠져나가 패턴밖으로 돌출하는 경우가 없다.

다음으로, 200 ℃ 30 분간 가열처리하고, 상층용 저항페이스트를 건조, 경화시켜 상층 (3) 이 완성된다. 이 때, 가열처리에 의해 용제는 휘발되므로 상층 (3) 은 용제성분을 함유하지 않는다.

하층 (2) 은 상층 (3) 상에 중첩되고, 상층 (3) 과 동일하게 형성된다. 그리고, 상층 (3) 과 하층 (2) 을 금속판에서 절연기판 (1) 으로 전사한다. 이 때, 상층 (3) 의 표면은 금속판의 표면을 반영하여 평활하게 되어 있으며, 최대의 표면조도가 0.5 ㎛ 이하로 억제되어 있다. 또 상층 (3) 의 제 2 카본파이버 함유율이 20 체적% 이하이므로 제 2 카본파이버가 바인더수지에서 빠져나와 상층 (3) 의 표면으로 돌출하는 경우가 없다.

본 발명의 가변저항기는 상술한 바와 같은 저항체를 사용한 것이며, 저항체는 회전형 가변저항기로 사용될 때, 도 1 에 나타내는 바와 같은 원호형상의 저항체 패턴 (P) 으로 형성되며, 슬라이딩형의 가변저항기로 사용될 때, 가늘고 긴형상으로 형성된다.

이와 같은 저항체 패턴 (P) 의 양단에는 은전극 (4) 이 접속되어 있으며, 귀금속으로 이루어지는 슬라이딩부재 (5) 는 상층 (3) 에 슬라이딩접촉하여 저항체 패턴 (P) 을 따라 이동하도록 부착되어 있다.

상기 슬라이딩부재 (5) 로는 장시간의 슬라이딩에서도 저항체와의 양호한 슬라이딩접촉을 갖는 귀금속제의 재료가 사용되고, 구체적으로는 양백 (洋白) 의 표면에 금도금이나 은도금을 실시한 것이나 팔라듐, 은, 백금 또는 금 등을 주체로 하는 합금을 사용할 수 있다.

이와 같은 가변저항기의 구동시에는 은전극 (4) 에서 저항체 패턴 (P) 에 정전압을 인가하고, 저항체 패턴 (P) 의 기준위치에서 저항체 패턴 (P) 과 전기적으로 접속된 고정접점 (도시 생략) 과, 저항체 패턴 (P) 상을 이동하는 슬라이딩부재간의 출력전압신호에 의해 저항체 패턴 (P) 상의 슬라이딩부재 (5) 의 위치를 검출한다.

이 때, 상층 (3) 이 함유하는 제 2 카본파이버는 슬라이딩부재에서 저항체로 가해진 하중을 지지하는 역할을 하기 때문에 슬라이딩부재 (5) 의 슬라이딩접촉에 대한 저항체의 슬라이딩 내구성이 향상된다.

또한, 도전성입자인 제 2 카본파이버가 슬라이딩부재 (5) 의 하중을 지지함으로써 저항체와 슬라이딩부재 (5) 와의 전기적인 접촉이 안정된다.

또, 하층 (2) 이 함유하는 제 1 카본파이버는 하층 (2) 의 경도를 향상시켜상층 (3) 을 지지하고, 상층 (3) 이 슬라이딩부재 (5) 의 가압에 의해 내려앉는 것을 방지하고 있다.

또한, 슬라이딩부재 (5) 와 슬라이딩접촉하는 상층 (3) 의 표면이 평활하므로 슬라이딩부재 (5) 는 저항체상을 원활하게 이동한다. 따라서, 슬라이딩부재 (5) 에 대한 충격이 억제되어 충격에 의해 슬라이딩부재 (5) 로부터의 출력전압신호가 교란되는 것을 방지하고 있다.

상층 (3) 의 비저항이 낮으면, 슬라이딩부재 (5) 와 저항체간의 접촉저항이 저하되어 저항체의 마이크로 리니어리티 특성이 향상된다. 상층 (3), 하층 (2) 의 비저항은 각각이 함유하는 카본블랙의 함유율에 의해 조정할 수 있다. 상층 (3) 의 비저항을 낮게 했을 때, 하층 (2) 의 비저항을 조정하여 상층 (3) 과 하층 (2) 으로 이루어지는 저항체 전체의 저항값을 원하는 값으로 할 수 있다.

또, 저항체의 마이크로 리니어리티 특성은 상층 (3), 하층 (2) 이 함유하는 카본파이버의 중심입경의 영향을 받는다. 카본파이버는 섬유길이방향으로 전류가 흐르기 쉬운 도전이방성을 갖기 때문에, 상층 (3) 또는 하층 (2) 이 중심입경이 큰 카본파이버를 함유할 때, 전류경로에서의 카본파이버의 섬유길이방향의 배향비율에 의해 전류경로마다 저항율이 미동하여 마이크로 리니어리티 특성이 열화된다.

이하, 상층 (3), 하층 (2) 의 카본블랙 함유율, 카본파이버 함유율, 카본파이버의 중심입경이 각각 상이한 실시예를 설명한다.

(실시예)

표 1 에 본 발명의 실시예 1 내지 9 로 하는 저항체의 구성을 나타낸다.

이들 저항체는 도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 반경 7 mm 정도인 원호형상의 저항체 패턴 (P) 에 형성되어 있으며, 상층 (3) 의 두께가 약 5 ㎛, 하층 (2) 의 두께가 약 5 ㎛ 이고, 전체의 저항값이 2.4 ㏀ 로 설정되어 있다. 저항체 패턴 (P) 의 양단에는 은전극 (4) 이 접속되어 있다.

슬라이딩부재 (5) 는 6 원 합금으로 이루어지며 저항체 패턴 (P) 상을 회전한다. 저항체 패턴 (P) 에 대한 슬라이딩부재 (5) 의 전체 회전각도는 대략 120°이다.

마이크로 리니어리티 특성의 측정방법에 대하여 설명한다. 저항체 패턴 (P) 에 은전극 (4) 으로부터 5 V 의 전압을 인가한 상태에서, 마이크로 리니어리티 특성의 이상적인 직선을 슬라이딩부재의 회전각도가 10°, 출력이 0.5 V 인 기준점에서 42 mV/deg 인 기울기를 갖는 것으로 한다. 그리고, 슬라이딩부재 (5) 가 0.1 deg 회전할 때마다 출력을 측정하고, 측정출력이 이상적인 직선에 대하여 변동하는 범위의 크기를 인가전압 (5 V) 의 백분율로 나타낸다. 변동량이 작을수록 마이크로 리니어리티 특성은 우수하다고 할 수 있다.

슬라이딩 내구성의 시험방법은 슬라이딩부재 (5) 가 500 만 사이클의 왕복운동을 끝낸 후, 저항체 표면의 마모상태를 촉침식 표면조도계로 저항체 표면의 최대 마모량을 관측한 것이다.

표 1 로부터 알 수 있듯이, 상층 (3) 이 함유하는 카본파이버의 중심입경이 7.2 내지 9.0 ㎛ 이며 상층 (3) 의 비저항이 하층 (2) 의 비저항보다도 낮은 실시예 1 내지 9 에서는, 마이크로 리니어리티 특성이 우수하며, 최대 마모량은 거의 0 이었다. 또한 슬라이딩 내구성시험의 환경온도를 -40 내지 125 ℃ 로 하고, 환경온도의 변화에 대해서도 슬라이딩 내구성이 유지됨을 확인하였다.

한편, 상층 (3) 이 카본파이버를 함유하지 않는 비교예 1 이나, 상층 (3) 이 함유하는 카본파이버의 중심입경이 1.4 내지 3.4 ㎛ 인 비교예 1 내지 4 는 실시예 1 내지 9 와 비교하여 슬라이딩 내구성이 열화되어 있다.

또, 상층 (3) 의 비저항이 하층 (2) 의 비저항보다 높은 비교예 5, 6 에서는, 실시예 1 내지 9 와 비교하여 마이크로 리니어리티 특성이 열화되어 있다.

도 3 은 표 1 에 나타낸 실시예 6, 7, 5 와 비교예 6 에 대하여, 상층 (3) 의 하층 (2) 에 대한 저항비가 마이크로 리니어리티 특성에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다. 이 그래프로부터 알 수 있듯이, 비교예 6 에서 실시예 5 를 향해 저항비 (상층/하층) 가 낮아지면 마이크로 리니어리티 특성은 향상되지만, 실시예 7 에서 실시예 6 을 향해 저항비 (상층/하층) 가 더욱 저하되면 마이크로 리니어리티 특성은 약간 열화된다.

이것은 하층 (2) 에 대하여 상층 (3) 의 비저항이 낮아지면, 마이크로 리니어리티 특성이 향상되는 한편, 상층 (3) 이 함유하는 카본파이버의 도전이방성이 마이크로 리니어리티 특성에 영향을 미치기 때문이다. 따라서, 상층 (3) 의 비저항은 하층 (2) 의 비저항에 대한 비가 0.1 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 저항체는, 제 1 및 제 2 저항체가 바인더수지중에 도전성입자를 함유하고, 상기 제 2 저항체는 카본파이버와 카본블랙을 함유하고, 상기 제 2 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경은 3.5 내지 9.0 ㎛ 이며, 상기 제 2 저항체의 비저항은 상기 제 1 저항체의 비저항보다도 낮고, 적어도 제 1 및 제 2 저항체가 적층되며, 상기 제 2 저항체는 상기 제 1 저항체의 상측을 덮고, 상기 제 2 저항체에 의해 표면이 구성되어 있다.

이와 같은 저항체는 적어도 제 1 과 제 2 저항체를 갖고 있기 때문에 슬라이딩부재와 슬라이딩접촉하는 제 2 저항체의 비저항을 낮게 하고, 저항체의 마이크로 리니어리티 특성을 향상시킴과 동시에, 저항체 전체의 저항값을 비저항이 높은 제 1 저항체에 의해 조정하여 원하는 값으로 할 수 있다.

또, 제 2 저항체가 함유하는 카본파이버는 도전성입자이며, 제 2 저항체에 도전성을 부여함과 동시에, 슬라이딩부재에서 저항체로 가해진 하중을 섬유길이방향으로 분산시켜 지지할 수 있다. 따라서, 저항체는 슬라이딩부재의 하중에 대한 슬라이딩 내구성이 향상되어 환경온도의 변화에 대해서도 그 특성을 유지한다. 또 도전성입자인 카본파이버가 슬라이딩부재의 하중을 지지함으로써 저항체와 슬라이딩부재와의 전기적인 접촉이 안정된다.

Claims (12)

1. 제 1 및 제 2 저항체는 바인더수지중에 도전성입자를 함유하고,

   상기 제 2 저항체는 카본파이버와 카본블랙을 함유하고,

   상기 제 2 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경은 3.5 내지 9.0 ㎛ 이고,

   상기 제 2 저항체의 비저항은 상기 제 1 저항체의 비저항보다도 낮고,

   적어도 제 1 및 제 2 저항체가 적층되며, 상기 제 2 저항체가 상기 제 1 저항체의 상측을 피복하고, 상기 제 2 저항체에 의해 표면이 구성되는 것을 특징으로 하는 저항체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 저항체는 카본파이버와 카본블랙을 함유하는 것을 특징으로 하는 저항체.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경은 상기 제 2 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경 이하인 것을 특징으로 하는 저항체.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 저항체는 카본파이버를 16 내지 20 체적% 함유하는 것을 특징으로 하는 저항체.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 저항체의 비저항은 상기 제 1 저항체의 비저항에 대한 비가 0.1 이상 1 미만인 것을 특징으로 하는 저항체.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 저항체의 표면은 평활화되어 최대의 표면조도가 0.5 ㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 저항체.
7. 제 1 항에 기재된 저항체를 사용하고, 금속으로 이루어지는 슬라이딩부재가 상기 제 2 저항체의 표면에 슬라이딩접촉하도록 한 것을 특징으로 하는 가변저항기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 저항체에서, 상기 제 1 저항체는 카본파이버와 카본블랙을 함유하는 것을 특징으로 하는 가변저항기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 저항체에서, 상기 제 1 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경은 상기 제 2 저항체가 함유하는 카본파이버의 중심입경 이하인 것을 특징으로 하는 가변저항기.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 저항체에서, 상기 제 2 저항체는 카본파이버를 16 내지 20 체적% 함유하는 것을 특징으로 하는 가변저항기.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 저항체에서, 상기 제 2 저항체의 비저항은 상기 제 1 저항체의 비저항에 대한 비가 0.1 이상 1 미만인 것을 특징으로 하는 가변저항기.
12. 제 7 항에 있어서, 상기 저항체에서, 상기 제 2 저항체의 표면은 평활화되어 최대의 표면조도가 0.5 ㎛ 이하로 된 것을 특징으로 하는 가변저항기.