(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記抵抗体基板と前記接続端子とを保持する筺体をさらに有し、前記筺体が前記中継端子に接触しないように形成されている請求項1から6のいずれかに記載の可変抵抗器。
前記筺体には、前記接続端子を挟むように一対の支持部が配置され、前記一対の支持部の一方の支持部には他方の支持部側に突出する突起部が形成され、前記接続端子は、前記突起部と前記他方の支持部との間に挟持されている請求項7に記載の可変抵抗器。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。
【0011】
図1は、可変抵抗器1を示す概略斜視図である。
図2は、
図1が示す可変抵抗器1を、中心軸O
1を中心として積層方向に分解した分解斜視図である。
図3および
図4は、
図1が示す可変抵抗器1の可変抵抗ユニット20と接続端子51との接続を示す概略斜視図である。
図5は、
図1が示す可変抵抗器1の中心軸O
1と1つの接続端子51と含む位置における断面図である。
【0012】
図1〜
図4により、可変抵抗器1の概略を説明する。
【0013】
可変抵抗器1は、筐体10、可変抵抗ユニット20、中継接続部(電極部あるいは接続端子部と称する場合もある)30およびカバー40を有する。中継接続部30は、端子部50の複数の接続端子51と可変抵抗ユニット20の所定の端子が接続する。
図2が示すように、筐体10、端子部50の個々の接続端子51が接続された中継接続部30が接続した可変抵抗ユニット20およびカバー40を、中心軸O
1を中心として順に組み立てることにより、
図1で示した可変抵抗器1が構成される。なお、本実施形態の可変抵抗器1に備えられた接続端子51はピン形状に形成されており、接続対象装置のメス型コネクタ等に挿入されることによって接続される。
【0014】
筐体10は、中心軸O
1が延びる方向に沿って挿入される図示しない軸部材が貫通する中心穴10a、可変抵抗ユニット20の主要な部分を収容する第一の凹部10bおよび可変抵抗ユニット20と接続する中継接続部30の主要な部分を収容する第二の凹部10cを有し、それぞれを保持する。
【0015】
可変抵抗ユニット20は、基材21、摺動子22および回転子(ロータあるいは操作体もしくは回転基板と称する場合もある)23を有する。基材21、摺動子22および回転子23のそれぞれは、中心軸O
1が延びる方向に沿って挿入される図示しない軸部材が貫通する中心穴21a,22aおよび23aを有する。
【0016】
基材21は、中心軸O
1と直交する平面内の所定の位置に、中心穴21aの周りに同心円状に形成される集電体パターン21bおよび抵抗体パターン21cを有する。集電体パターン21bは、例えば導電体と称される場合もある。
【0017】
基材21はまた、抵抗体パターン21cの両端に所定の電圧を印加するための第一および第二の端子21eおよび21f、および集電体パターン21bから抵抗体パターン21cによって分圧された電圧が出力される第三の端子21dを、有する。第一の端子21e,第二の端子21fよび第三の端子21dのそれぞれ、もしくは少なくとも1つは、後段に説明する中継端子31との接続のために利用可能な開口(穴)を有してもよい。
【0018】
集電体パターン21bは、実質的に円環状に形成される。集電体パターン21bは、導電パターン21gを介して第三の端子21dと電気的に接続する。抵抗体パターン21cは、集電体パターン21bの外周に、導電パターン21gと電気的に接することを防止する非導電領域21hおよび21iを確保した円弧状に形成される。抵抗体パターン21cの一端は、導電パターン21jを介して第一の端子21eと電気的に接続する。抵抗体パターン21cの他の一端は、導電パターン21kを介して第二の端子21fと電気的に接続する。集電体パターン21b、第一および第二の端子21eおよび21f、および第三の端子21d、導電パターン21g,21jおよび21kは、例えば導電性を有するペーストを基材21の所定の位置に印刷し、それを固化することにより形成される。抵抗体パターン21cは、例えば所定量のカーボンを含有した抵抗性インクを、基材21の所定の位置に印刷し、それを固化することにより形成される。集電体パターン21b、抵抗体パターン21c、第一および第二の端子21eおよび21f、および第三の端子21d、導電パターン21g,21jおよび21kは、例えばインプリント法により基材21の成型時に基材21と一体に形成されてもよい。
【0019】
集電体パターン21bの幅および抵抗体パターン21cの幅は、摺動子22が集電体パターン21bおよび抵抗体パターン21cと接する箇所(位置)の幅よりも大きいことが好ましい。
【0020】
摺動子22は、中心穴22aの周りに形成される第一の集電部22bおよび第一の集電部22bの外周に形成される第二の集電部22cを有する。第一の集電部22bは、回転子23とともに可変抵抗器1として組み立てられ、回転子23が回転することにより、集電体パターン21bが提供する円環の任意の位置を摺動する。第二の集電部22cは、回転子23とともに可変抵抗器1として組み立てられ、回転子23が回転することにより、抵抗体パターン21cが提供する円弧の任意の位置を摺動する。
【0021】
第一の集電部22bおよび第二の集電部22cは、例えば打ち抜き加工およびまたはプレス加工により、板状の金属部材すなわち所定の厚さの金属板から中心穴22aを有する摺動子22と一体に形成される。摺動子22は、例えばりん青銅、もしくは黄銅あるいは銅等の弾性(ばね性と称する場合もある)を呈する材質により形成される。
【0022】
回転子23は、摺動子22を、中心軸O
1を回転中心として、基材21の集電体パターン21b上を第一の集電部22bが、基材21の第二の集電部22cが抵抗体パターン21c上を、それぞれ摺動するよう、回転させる。回転子23はまた、摺動子22を、基材21の集電体パターン21bおよび抵抗体パターン21cに、所定の圧力で押しつける。
【0023】
カバー40は、回転子23が装着された状態の摺動子22および基材21、すなわち可変抵抗ユニット20をカバーする。
【0024】
以下、中継接続部30の中継端子31と端子部50の接続端子51との機械的接続について、説明する。
【0025】
図2および
図3に示すように、中継接続部30は、中継端子31を介して可変抵抗ユニット20の第一の端子21e,第二の端子21fおよび第三の端子21dのそれぞれと端子部50の第一、第二および第三の接続端子51とを接続する。個々の接続端子51は、コンタクトと称される場合もある。第一、第二および第三の接続端子51は、実施の形態では、実質的に同一の形状である。中継端子31も、実施の形態では、実質的に同一の形状である。このように、それぞれの接続端子51および中継端子31を同一の形状とすることにより、部品管理等におけるコストの低減が期待できる。
【0026】
中継端子31の一端側には、第一の接続部31aが形成されている。第一の接続部31aは、好ましくは中継端子31の第一の面からその裏面となる第二の面に向けて突出する筒状突起(円筒状部と称する場合もある)31bを有する。第一の接続部31aの筒状突起31bは、中継端子31のプレス加工もしくは打ち抜き加工時に、例えばバーリング加工により中継端子31と一体に形成される。
【0027】
第一の接続部31aは、例えば「かしめ」により筒状突起31bが変形して、可変抵抗ユニット20の第一の端子21e,第二の端子21fおよび第三の端子21dのいずれかと接続する。すなわち、第一の端子21e,第二の端子21fおよび第三の端子21dのいずれかと中継端子31の第一の接続部31aとが、それぞれ、固定される。
【0028】
第一の接続部31aをかしめによって接続することで、可変抵抗ユニット20の第一の端子21e,第二の端子21fおよび第三の端子21dのそれぞれと、対応する中継端子31の第一の接続部31aとの接続を簡単な工程で行なうことができる。
【0029】
第一の接続部31aは、例えば開口(穴)に形成され、第一ないし第三の端子21d,21eあるいは21fに形成される開口(穴)と、例えば「はとめ」のような接続部材により接続するものであってもよい。
【0030】
中継端子31の他の一端は、第二の接続部31cであり、例えば溶接あるいは半田付け(ろう付け)により、接続端子51の一端側の接続部51aと接続する。これにより、中継端子31の第二の接続部31cに、接続端子51の接続部51aが固定される。
【0031】
第一の接続端子51は、中継端子31を介して可変抵抗ユニット20の第三の端子21eと接続し、集電体パターン21bからの抵抗体パターン21cによって分圧された電圧を出力する。第二の接続端子51および第三の接続端子51は、それぞれ、中継端子31を介して第一の端子21eおよび第二の端子21fと接続し、抵抗体パターン21cの両端に所定の電圧を印加する。
【0032】
なお、中継端子31の第二の接続部31cにおいても、
図6に示すように、中継端子31と一体の筒状突起(円筒状部)31eを設け、かしめにより接続端子51の接続部51aと接続することも可能である(
図6は、かしめにより接続した状態を示している)。この場合、筒状突起を、中継端子31側に設け、接続端子51側を穴(開口)とすることが好ましい。
【0033】
このように第二の接続部31cもかしめによって接続した場合、第1の接続部31aにおける接続と同様に中継端子31の第二の接続部31cと接続端子51の接続部51aとの接続を簡単な工程で行なうことができる。
【0034】
中継端子31はまた、中継端子31のプレス加工もしくは打ち抜き加工時に、中継端子31の長手方向において中継端子31の変形を容易とするための、第一の接続部31aと第二の接続部31cとの間に幅が狭められた狭幅部31dを有する。狭幅部31dは、第一の接続部31aの幅およびまたは第二の接続部31cの幅に比較して少なくとも一部の領域において幅が低減されている領域であり、中継端子31の変形(撓みと称する場合もある)を生じさせる。狭幅部31dは、変形(撓み)容易部と称されてもよい。
【0035】
狭幅部31dは、
図5を用いて後段に説明するが、筐体10の第一の凹部10b内の可変抵抗ユニット20側の位置の制限と第二の凹部10c内の接続端子51の位置の制限とに起因する影響を解消できる。狭幅部31dの幅は、中継端子31として強度を確保できる幅であればよく、
図1〜
図4、
図6が示すように、例えば穴(開口)状に定義される。狭幅部31dは、例えば
図7に示すように、中継端子31において、第一の接続部31aと第二の接続部31cとを結ぶ領域の幅が所定の幅(太さ)に制限されたものであってもよい。なお、狭幅部31dにおいて定義する幅は、中継端子31において最も幅の広い部分の断面で比較した場合に、面積が最も幅の広い部分の断面よりも小さい場合を示す。従い、形状は任意であり、例えばパンチングにより複数の小孔が設けられた形状や、網状であってもよい。なお、狭幅部31dにおいては、第一の接続部31aと前記第二の接続部31cとを結ぶ方向の長さが上述の幅よりも長く形成されることが好ましい。
【0036】
接続端子51の材質は、接触接続において、電気的接触抵抗が少ない材質であり、ばね性を有することが好ましい。接続端子51は、例えば黄銅あるいは銅を主成分とし、錫めっき、あるいは金めっきを施したものであることが好ましい。接続端子51がばね性を有することで接続対象装置側のコネクタに生じる若干の位置ズレ等を吸収して容易に接続することができる。これに対して、中継端子31は、例えば鉄系の材質等であり、「かしめ」等の固定方法を行なった場合においても、シーズンクラック等が生じにくい材質を用いることが好ましい。また、中継端子31は、接続端子51よりも剛性の高い金属材料で形成されることが好ましい。このように、中継端子31を加工性の良好な鉄系の金属材料により形成するとともに、接続端子51を、黄銅あるいは銅を主成分とし、接続対象装置との接続において、電気的な接続特性として良好な特性を得ることのできる金属材料により形成することで、生産性が高く、接続対象装置の接続部分との接続において好適な特性を確保することができる。
【0037】
次に、接続端子51を筐体10との機械的接続について、説明する。
【0038】
図4が示すように、基材21の集電体パターン21bおよび抵抗体パターン21cのそれぞれに接続端子51が中継接続部30の中継端子31を介して接続された状態の可変抵抗ユニット20は、筐体10の第一の凹部10bに中心穴10aにより位置決めされて固定される。これにより、それぞれの接続端子51は、中継端子31を介して第一および第二の端子21eおよび21f、および第三の端子21dのそれぞれと接続された状態で、筐体10の第二の凹部10cの所定の位置に固定される。このとき、それぞれの接続端子51の非固定端すなわちコンタクト部51bは、必ずしも、接続対象装置との接続に不都合が生じにくい整列された状態とならない場合もある。
【0039】
また、中継端子31は、
図5により後段に説明するが、可変抵抗ユニット20の基材21の抵抗体パターン21cおよび集電体パターン21bが広がる面と接続端子51のコンタクト部51bが広がる面との間の軸O
1と直交する方向の段差を吸収できる。
【0040】
筐体10の第二の凹部10cは、それぞれの接続端子51の長手方向の位置を規定するためのボス部10dを有する。筐体10の第二の凹部10cはまた、それぞれの接続端子51の長手方向と直交する左右方向の位置を規定するためのそれぞれ一対の支持部10eおよび10f、10gおよび10h、10iおよび10j、を有する。
【0041】
ボス部10dは、それぞれの接続端子51の所定の位置に設けられた長手方向位置決め穴51cを受け入れる。長手方向位置決め穴51cは、接続端子51の長手方向の長さがボス部10dの直径に比較して長い長穴であり、接続端子51をボス部10dに組み付ける際の作業性を向上するために有益である。
【0042】
筐体10の第二の凹部10cにおいて、接続端子51は、接続端子51の延在方向に沿った一方の支持部10f,10hおよび10jには他方の支持部10e,10gおよび10i側に突出する突起部が形成されており、接続端子51は、突起部と他方の支持部との間に挟持されている。
【0043】
すなわち、支持部10eおよび10f、10gおよび10h、10iおよび10jのそれぞれは、ボス部10dにより第二の凹部10c内の大まかな位置が規定された接続端子51の左右方向の位置を規定する。支持部10e,10gおよび10iのそれぞれは、接続端子51の左右方向の位置の基準部(当たり)であり、ボス部10dにより大まかに規定された接続端子51の左右方向の動きを規制する。支持部10f,10hおよび10jのそれぞれは、それぞれ対応する一対の支持部10e,10gおよび10iに向けて接続端子51を押し付けることが可能な突起部を有し、支持部10e,10gおよび10iと協働して接続端子51を挟み込み、接続端子51の左右方向の位置を設定する。
【0044】
支持部10f,10hおよび10jは、例えばクラッシュリブと称され、接続端子51が、支持部10eと10fとの間、支持部10gと10hとの間、および支持部10iと10jとの間に挿入される際に突起部の先端を僅かに押しつぶすことで、対応する支持部10e,10gおよび10iに向けて接続端子51を押し付ける。すなわち、支持部10f,10hおよび10jを、支持部10e,10gおよび10iと一対としたことにより、接続端子51の位置精度を高めることができる。
【0045】
このように、接続端子51の長手方向位置決め穴51cとボス部10dとの組み合わせおよび支持部10eおよび10f、10gおよび10h、10iおよび10jのそれぞれによる接続端子51の左右方向の位置の位置決めにより、コンタクト部分51bの位置が正確に固定できる。なお、ボス部10dは、接続端子51の挿入後、頂部が押しつぶされる。従って、接続端子51が浮きあがる(軸O
1方向に変位する)ことが抑止される。
【0046】
このように、可変抵抗ユニット20と筐体10の中心穴10aとの間の、あるいは個々の接続端子51と筐体10のボス部10d、支持部10eおよび10f、10gおよび10h、10iおよび10jのそれぞれとの間の加工寸法のばらつきを吸収することができる。これにより、組み立て作業性が向上し、生産性を高めることができる。
【0047】
図5は、筐体10内における中継端子31の変形の程度、すなわち第二の凹部10cと第一の凹部10bとの間の筐体10の空間部10kにおける中継端子31の状態を示している。中継端子31は、上述の通り、可変抵抗ユニット20の集電体パターン21bおよび抵抗体パターン21cのそれぞれと接続端子51とを、狭幅部31dが変形した状態で接続する。
【0048】
図5が示すように、集電体パターン21bと接続端子51および抵抗体パターン21cと接続端子51が、中継端子31を介して接続された可変抵抗ユニット20は、筐体10の第一の凹部10bに、中心穴10aを中心として固定されている。それぞれの接続端子51は、ボス部10dと、支持部10eおよび10f、10gおよび10h、10iおよび10jのそれぞれとにより、筐体10の第二の凹部10cに固定されている。ここで、中継端子31を、筐体10の空間部10k内において任意に変形した状態で位置させることにより、第一の凹部10b内の可変抵抗ユニット20側の位置の制限と第二の凹部10c内の接続端子51の位置の制限とに起因する影響を解消している。
【0049】
すなわち、中継端子31は、第一の接続部31aの幅およびまたは第二の接続部31cの幅に比較して幅が低減されている狭幅部31dを有することから、狭幅部31dの範囲で、板厚方向に屈曲する。また、筐体10に、空間部10kを設けたことにより、中継端子31が変形した(撓んだ)状態においても、中継端子31が筐体10の空間部10kと接触することを防止できる。
【0050】
このように、筺体10を中継端子31に接触しないように形成したことにより、狭幅部31dの自由な(任意の)変形を妨げることがない。従って、可変抵抗ユニット20と筐体10の中心穴10aとの間の、あるいは個々の接続端子51と筐体10のボス部10d、支持部10eおよび10f、10gおよび10h、10iおよび10jのいずれかとの間に生じることのある加工寸法のばらつきを吸収することができる。これにより、可変抵抗器1に求められる接続対象装置との間の様々な取り付け形態に対応できる。
【0051】
また、中継端子31が、
図5に示す断面方向において、上述した軸O
1と直交する方向の段差を吸収できる形状、例えば「Z」字状もしくは「S」字状、あるいは「L」字状、であることにより、可変抵抗器1に求められる接続対象装置との間の様々な取り付け形態に対応できる。
【0052】
本実施形態の可変抵抗器は、操作体と、抵抗体基板と、操作体が操作されることで抵抗体パターンおよび集電体パターンを摺動する摺動子と、抵抗体基板に設けられ、抵抗体パターンまたは集電体パターンに接続された電極部と、電極部と導通する接続端子と、電極部と接続端子とを接続する中継端子と、を備え、中継端子は、一端側に設けられた第一の接続部と、他端側に設けられた第二の接続部と、を有し、第一の接続部が抵抗体基板の電極部に接続され、第二の接続部が接続端子に接続され、第一の接続部が抵抗体基板の電極にかしめによって接続されている可変抵抗器である。すなわち、接続対象装置との接続において、接続時の特性を向上できる特性の接触抵抗が少ない材質により形成される接続端子と抵抗体基板の電極部とを接続する中継端子を介在したことにより、抵抗体基板の電極部と中継端子との接続をかしめにより接続したことにより生産性を高めることができる。また、接続端子を、黄銅あるいは銅を主成分とした金属材料により形成したことにより、接続対象装置との接続において良好な特性を得ることができる。