特開 2023-72965 巻線型ポテンショメータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023072965

(43)【公開日】2023-05-25

(54)【発明の名称】巻線型ポテンショメータ

(51)【国際特許分類】

   H01C 10/24 20060101AFI20230518BHJP

   H01C 10/30 20060101ALI20230518BHJP

   G01D 5/165 20060101ALI20230518BHJP

【ＦＩ】

H01C10/24

H01C10/30 A

G01D5/165 A

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021185729

(22)【出願日】2021-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】000120489

【氏名又は名称】栄通信工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】下田 達郎

(72)【発明者】

【氏名】丸山 正二

【テーマコード（参考）】

2F077

5E030

【Ｆターム（参考）】

2F077EE03

2F077WW06

5E030BA02

5E030CA04

5E030CB01

5E030CC04

5E030CC12

5E030FB02

5E030FB06

(57)【要約】

【課題】ポテンショメータの小型化及びスリム化を図るのに限界があった。
【解決手段】巻線型ポテンショメータは、二条巻線を構成する抵抗体及びリードと、二条巻線が取り付けられるケースと、シャフトに嵌合されるスライド絶縁部と、抵抗体の線材上を摺動する第１接点と、リードの線材上を摺動する第２接点とを有するスライドレバーと、を備え、抵抗体の線材は、芯線導体部を芯線被覆部で被覆してなる芯線と、芯線に巻かれた抵抗線とによって構成され、芯線導体部の一端部と抵抗線の一端部とが電気的に接続され、リードの一端部は電気的に開放され、芯線導体部の他端部と抵抗線の他端部とを通して抵抗線に基準電圧を印加可能に構成され、基準電圧の分圧を、スライドレバー及びリードを介してリードの他端部から取り出し可能に構成されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ螺旋状に巻かれて二条巻線を構成する抵抗体及びリードと、
前記抵抗体及び前記リードが内周面に取り付けられるケースと、
前記ケースの中心軸上に回転自在に設けられるシャフトと、
前記シャフトと一体に回転するとともに、前記シャフトの中心軸方向に移動可能な状態で前記シャフトに嵌合されるスライド絶縁部と、
前記抵抗体の線材上を摺動する第１接点と、前記リードの線材上を摺動する第２接点とを有し、前記スライド絶縁部に取り付けられるスライドレバーと、
を備え、
前記抵抗体の線材は、芯線導体部を芯線被覆部で被覆してなる芯線と、前記芯線に巻かれた抵抗線とによって構成されるとともに、前記芯線導体部の一端部と前記抵抗線の一端部とが電気的に接続され、
前記リードの一端部は電気的に開放され、
前記芯線導体部の他端部と前記抵抗線の他端部とを通して前記抵抗線に基準電圧を印加可能に構成されるとともに、前記基準電圧の分圧を、前記スライドレバー及び前記リードを介して前記リードの他端部から取り出し可能に構成されている
巻線型ポテンショメータ。

【請求項2】

第１端子、第２端子及び第３端子を有し、前記ケースの中心軸方向の端部に取り付けられる裏蓋を備える
請求項１に記載の巻線型ポテンショメータ。

【請求項3】

前記第１端子、前記第２端子及び前記第３端子は、前記ケースの中心軸方向に沿って突出する状態に配置されている
請求項２に記載の巻線型ポテンショメータ。

【請求項4】

前記第１端子は、前記芯線導体部の他端部に電気的に接続され、前記第２端子は、前記リードの他端部に電気的に接続され、前記第３端子は、前記抵抗線の他端部に電気的に接続されている
請求項２又は３に記載の巻線型ポテンショメータ。

【請求項5】

前記抵抗体及び前記リードと、前記第１端子、前記第２端子及び前記第３端子とを電気的に接続するために、前記ケースの内部に取り付けられる中継基板を備える
請求項２～４のいずれか一項に記載の巻線型ポテンショメータ。

【請求項6】

前記ケースの内周面には、前記抵抗体が取り付けられる第１の溝及び前記リードが取り付けられる第２の溝からなる二条溝が形成されている
請求項１～５のいずれか一項に記載の巻線型ポテンショメータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、巻線型ポテンショメータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、回転角度に応じた電気信号を出力する回転型ポテンショメータが広く用いられている。回転型ポテンショメータの一つである多回転型ポテンショメータには、巻線を抵抗体に用いた巻線型ポテンショメータがある。また、巻線型ポテンショメータの中には、電圧印加用の端子や出力電圧取り出し用の端子をケースの側面に配置したものがある（たとえば、特許文献１を参照）。

【0003】

図１４は、従来の巻線型ポテンショメータの外観を示す斜視図であり、図１５は、図１４に示す巻線型ポテンショメータの分解斜視図である。また、図１６は、図１４に示す巻線型ポテンショメータの平面図であり、図１７は、図１６におけるＡ－Ａ断面図、図１８は、図１７におけるＢ部拡大図である。

【0004】

図１４～図１８に示すように、従来の巻線型ポテンショメータ１００は、シャフト１０１と、パネル１０２と、スリップリード１０３と、スライド絶縁部１０４と、スライドレバー１０５と、抵抗体１０６と、ケース１０７と、端子板１０８と、裏蓋１０９と、を備えている。

【0005】

シャフト１０１は、大径部１０１ａと小径部１０１ｂとを一体に有する金属製のシャフトである。シャフト１０１には、樹脂の一体成形によってシャフト絶縁部１１１が設けられている。

【0006】

パネル１０２は、雄ネジが形成されたカラー１１２を有する。パネル１０２とカラー１１２は、樹脂の一体成形によって形成することが可能である。シャフト１０１は、カラー１１２に挿入され、止め輪１１３によってカラー１１２に固定される。パネル１０２は、ケース１０７の下側の開口を閉じるように、ケース１０７に取り付けられる。

【0007】

スリップリード１０３は、バネ性を有する金属によって構成されている。スリップリード１０３の長手方向の一端部はＣ字形に形成され、このＣ字形の部分の先端２箇所に接点１０３ａが設けられている。接点１０３ａは、第２端子１１６との電気的な接続のための接点である。

【0008】

スライド絶縁部１０４は、樹脂の成形品である。スライド絶縁部１０４は、円環状に形成されている。スライド絶縁部１０４には、一対の羽部１０４ａ（図１８参照）が形成されている。一対の羽部１０４ａは、抵抗体１０６の線材を上下方向で挟むように配置される。スライド絶縁部１０４は、シャフト１０１と一体に回転するようにシャフト絶縁部１１１に取り付けられる。また、スライド絶縁部１０４は、シャフト１０１の中心軸方向に移動自在（スライド自在）な状態でシャフト絶縁部１１１に取り付けられる。

【0009】

スライドレバー１０５は、バネ性を有する金属によって構成されている。スライドレバー１０５には、第１接点１０５ａと第２接点１０５ｂが設けられている。第１接点１０５ａは、抵抗体１０６との電気的な接続のための接点である。第２接点１０５ｂは、スリップリード１０３との電気的な接続のための接点である。スライドレバー１０５は、スライド絶縁部１０４に取り付けられる。

【0010】

抵抗体１０６は、螺旋状の巻線によって構成されている。抵抗体１０６の線材は、絶縁被膜がコーティングされた銅線、すなわち被覆銅線を芯線とし、この芯線の外周面に、細い抵抗線を等間隔で螺旋状に巻き付けた構造になっている。

【0011】

ケース１０７は、樹脂の成形品である。ケース１０７は、円筒状に形成されている。ケース１０７の内周面には、螺旋状の溝１０７ａが形成されている。抵抗体１０６の線材は、ケース１０７の溝１０７ａに嵌合される。

【0012】

端子板１０８は、樹脂の成形品である。端子板１０８には、第１端子１１５と第３端子１１７とが組み付けられている。端子板１０８は、ケース１０７の外周面に取り付けられる。ケース１０７の周壁には、端子板１０８の取付位置に対応して２つの貫通孔１０７ｂ，１０７ｃ（図１７参照）が設けられている。貫通孔１０７ｂは、抵抗体１０６のパネル１０２側の端部に第１端子１１５を電気的に接続するための孔である。貫通孔１０７ｃは、抵抗体１０６の裏蓋１０９側の端部に第３端子１１７を電気的に接続するための孔である。

【0013】

裏蓋１０９は、樹脂の成形品である。裏蓋１０９は、平面視円形に形成されている。裏蓋１０９には第２端子１１６が組み付けられている。また、裏蓋１０９には凹部１０９ａ（図１７参照）が形成されている。凹部１０９ａは、シャフト１０１の小径部１０１ｂの先端部を回転自在に支持する部分である。裏蓋１０９は、ケース１０７の上側の開口部を閉じるように、ケース１０７に取り付けられる。

【0014】

上記構成からなる巻線型ポテンショメータ１００において、シャフト１０１を時計回り方向（ＣＷ方向）に回転させると、スライド絶縁部１０４は、シャフト絶縁部１１１と一体に回転しながら、抵抗体１０６の線材に案内されて裏蓋１０９側に移動する。また、シャフト１０１を反時計回り方向（ＣＣＷ方向）に回転させると、スライド絶縁部１０４は、シャフト絶縁部１１１と一体に回転しながら、抵抗体１０６の線材に案内されてパネル１０２側に移動する。その際、スライドレバー１０５は、スライド絶縁部１０４の回転に従って周方向に移動する。また、スライドレバー１０５の接点１０５ａは、抵抗体１０６の線材に適度な与圧で接触しながら、抵抗体１０６の線材上を摺動する。

【0015】

したがって、たとえば第１端子１１５に外部電源（図示せず）のマイナス端子を電気的に接続し、第３端子１１７に外部電源のプラス端子を電気的に接続して、第１端子１１５と第３端子１１７との間、すなわち抵抗体１０６の両端に基準電圧を印加した状態では、抵抗体１０６の螺旋方向におけるスライドレバー１０５の接点１０５ａの位置に応じた分圧を、巻線型ポテンショメータ１００の出力電圧として第２端子１１６から取り出すことができる。このとき、第２端子１１６から取り出される出力電圧は、シャフト１０１の回転角度と１対１で対応する。このため、巻線型ポテンショメータ１００においては、第２端子１１６から取り出される出力電圧に基づいて、シャフト１０１の回転角度を検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】特開２０１２－１１４２８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

しかしながら、従来の巻線型ポテンショメータ１００においては、ケース１０７の外周面に端子板１０８が取り付けられ、この端子板１０８がケース１０７の径方向外側に突き出して配置されている。また、第１端子１１５、第２端子１１６及び第３端子１１７の各端子は、端子板１０８よりもケース１０７の径方向外側に突き出して配置されている。
また、従来の巻線型ポテンショメータ１００においては、第２端子１１６から出力電圧を取り出すために、シャフト絶縁部１１１、スリップリード１０３、スライド絶縁部１０４、スライドレバー１０５などが、ケース１０７の内部に組み込まれている。
このため、従来の巻線型ポテンショメータ１００では、ポテンショメータの小型化及びスリム化を図るのに限界があった。

【0018】

なお、巻線型ポテンショメータの機種によっては、第１端子、第２端子及び第３端子を裏蓋側に配置しているものもある。ただし、この種の巻線型ポテンショメータでは、ケース側面の端子の代わりにリード線を使って、巻線の端末と裏蓋側の端子とを電気的に接続する必要がある。その場合、リード線はケースの外側面の配線することになる。このため、ポテンショメータの小型化及びスリム化を図るには限界がある。

【0019】

本発明の目的は、従来よりも小型でスリムな巻線型ポテンショメータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本発明に係る巻線型ポテンショメータは、それぞれ螺旋状に巻かれて二条巻線を構成する抵抗体及びリードと、抵抗体及びリードが内周面に取り付けられるケースと、ケースの中心軸上に回転自在に設けられるシャフトと、シャフトと一体に回転するとともに、シャフトの中心軸方向に移動可能な状態でシャフトに嵌合されるスライド絶縁部と、抵抗体の線材上を摺動する第１接点と、リードの線材上を摺動する第２接点とを有し、スライド絶縁部に取り付けられるスライドレバーと、を備え、抵抗体の線材は、芯線導体部を芯線被覆部で被覆してなる芯線と、芯線に巻かれた抵抗線とによって構成されるとともに、芯線導体部の一端部と抵抗線の一端部とが電気的に接続され、リードの一端部は電気的に開放され、芯線導体部の他端部と抵抗線の他端部とを通して抵抗線に基準電圧を印加可能に構成されるとともに、基準電圧の分圧を、スライドレバー及びリードを介してリードの他端部から取り出し可能に構成されている。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、従来よりも小型でスリムな巻線型ポテンショメータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る巻線型ポテンショメータの外観を示す斜視図である。

【図2】図１に示す巻線型ポテンショメータの分解斜視図である。

【図3】図１に示す巻線型ポテンショメータの平面図である。

【図4】図３におけるＣ－Ｃ断面図である。

【図5】図４におけるＤ部拡大図である。

【図6】図３におけるＥ－Ｅ断面図である。

【図7】抵抗体の全体構造を示す斜視図である。

【図8】図７におけるＦ部拡大図である。

【図9】中継基板を用いた電気的接続関係を説明する模式図である。

【図10】抵抗体の構成を説明する図である。

【図11】リードの構成を説明する図である。

【図12】抵抗線と各端子の接続関係を示す図である。

【図13】巻線型ポテンショメータにおけるシャフト回転角度と出力電圧比との関係を示す図である。

【図14】従来の巻線型ポテンショメータの外観を示す斜視図

【図15】図１４に示す巻線型ポテンショメータの分解斜視図である。

【図16】図１４に示す巻線型ポテンショメータの平面図である。

【図17】図１６におけるＡ－Ａ断面図である。

【図18】図１７におけるＢ部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書および図面において、実質的に同一の機能または構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0024】

図１は、本発明の実施形態に係る巻線型ポテンショメータの外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示す巻線型ポテンショメータの分解斜視図である。また、図３は、図１に示す巻線型ポテンショメータの平面図であり、図４は、図３におけるＣ－Ｃ断面図、図５は、図４におけるＤ部拡大図、図６は、図３におけるＥ－Ｅ断面図である。

【0025】

図１～図６に示すように、本実施形態に係る巻線型ポテンショメータ１０は、シャフト１１と、パネル１２と、スライド絶縁部１３と、スライドレバー１４と、抵抗体１５と、リード１６と、ケース１７と、中継基板１８と、裏蓋１９と、を備えている。
本実施形態においては、一例として、巻線型ポテンショメータ１０が１０回転型のポテンショメータである場合について説明する。

【0026】

シャフト１１は、大径部１１ａとガイド部１１ｂと小径部１１ｃとを一体に有する金属製のシャフトである。大径部１１ａと小径部１１ｃは、シャフト１１の中心軸方向から見て円形に形成されている。ガイド部１１ｂは、シャフト１１の長さ方向において、大径部１１ａと小径部１１ｃの間に配置されている。ガイド部１１ｂは、シャフト１１の中心軸方向から見て、円形の両側を同量ずつ平坦に切り欠いた形状、すなわち略楕円形に形成されている。

【0027】

パネル１２は、雄ネジが形成されたカラー２１と一体に形成されている。パネル１２は、樹脂の一体成形によって形成することが可能である。パネル１２は、平面視円形に形成されている。シャフト１１は、パネル１２の軸孔に大径部１１ａを挿入した状態で、２つの止め輪２２によりパネル１２に取り付けられている。各々の止め輪２２は、シャフト１１の大径部１１ａの外周面に形成された溝に嵌め込まれ、この状態でシャフト１１がパネル１２に回転自在に支持されている。パネル１２の内部には、シャフト１１のオーバー回転を防止するストッパー機構（図示せず）が設けられている。パネル１２は、ケース１７の下側の開口部を閉じるように、ケース１７に取り付けられている。パネル１２にはフランジ部１２ａが形成されている。また、パネル１２には３つのネジ孔１２ｂが形成されている。３つのネジ孔１２ｂは、パネル１２の円周方向に等間隔に設けられている。

【0028】

スライド絶縁部１３は、樹脂の成形品である。スライド絶縁部１３は、円筒状に形成されている。スライド絶縁部１３には、一対の羽部１３ａと、凸部１３ｂとが形成されている。一対の羽部１３ａは、図５に示すように、抵抗体１５の線材とリード１６の線材とを上下方向で挟むように配置される。凸部１３ｂは、一対の羽部１３ａの間に配置されている。凸部１３ｂは、スライド絶縁部１３にスライドレバー１４を位置決めして取り付けるための部分である。また、スライド絶縁部１３の中心には、嵌合孔１３ｃが設けられている。嵌合孔１３ｃは、シャフト１１のガイド部１１ｂに嵌合する孔である。スライド絶縁部１３は、ガイド部１１ｂに嵌合孔１３ｃを嵌合させることにより、シャフト１１と一体に回転するとともに、シャフト１１の中心軸方向に移動可能に支持される。

【0029】

スライドレバー１４は、バネ性を有する金属によって構成されている。スライドレバー１４には、上述した凸部１３ｂに対応する凹部（図示せず）が形成されている。スライドレバー１４は、スライドレバー１４の凹部にスライド絶縁部１３の凸部１３ｂを嵌合して、凸部１３ｂを加締めることにより、スライド絶縁部１３に固定される。また、スライドレバー１４は二股に分かれた構造になっており、二股に分かれた一方の端部に第１接点２５が溶着され、他方の端部に第２接点２６が溶着されている。図５に示すように、第１接点２５は、適度な与圧で抵抗体１５の線材に接触した状態に保持され、第２接点２６は、適度な与圧でリード１６の線材に接触した状態に保持される。

【0030】

抵抗体１５は、図７に示すように、螺旋状の巻線によって構成されている。抵抗体１５の線材は、図８に示すように、絶縁被膜がコーティングされた銅線、すなわち被覆銅線を芯線２７とし、この芯線２７の外周面に、細い抵抗線２８を等間隔で螺旋状に巻き付けた構造になっている。抵抗線２８は、所望の抵抗値が得られる金属材料によって構成される。抵抗線２８の径は、芯線２７の径に比べて十分に小さい。また、抵抗線２８の巻線ピッチも、芯線２７の巻線ピッチに比べて十分に小さい。

【0031】

リード１６は、抵抗体１５と同様に、螺旋状の巻線によって構成されている。リード１６の線材は、極低抵抗の金属線を用いて構成されている。リード１６を構成する金属線としては、銅線を用いることが好ましい。また、スライドレバー１４の第２接点２６が抵抗体１５の線材上を摺動することを考慮すると、リード１６の線材を構成する金属線の表面が金のメッキ層によって被覆されていることが好ましい。

【0032】

ここで、抵抗体１５とリード１６は、それぞれ螺旋状に巻かれて二条巻線を構成している。本明細書において、二条巻線とは、同じ巻線ピッチで螺旋状に巻かれた２つの巻線を互いの線材が等間隔で隣り合うように組み合わせた構造をいう。本実施形態においては、抵抗体１５の線材とリード１６の線材が互いに同じ巻線ピッチで螺旋状に巻かれている。そして、図５に示すように、抵抗体１５とリード１６は、抵抗体１５の線材とリード１６の線材とがシャフト１１（ガイド部１１ｂ）の中心軸方向で隣り合うように、抵抗体１５とリード１６を組み合わせることにより、二条巻線を構成している。リード１６の線材の外径（直径）は、抵抗線２８を含めた抵抗体１５の線材の外径ｄ（図８を参照）と同じであることが好ましい。なお、図４に示すように巻線型ポテンショメータ１０を組み立てた状態では、ケース１７の中心軸上にシャフト１１が配置されるため、シャフト１１の中心軸とケース１７の中心軸は同軸になる。

【0033】

ケース１７は、樹脂の成形品である。ケース１７は、図２に示すように、円筒状に形成されている。ケース１７の下端部近傍には３つのネジ取付孔３１が形成され、ケース１７の上端部近傍にも３つのネジ取付孔３２が形成されている。３つのネジ取付孔３１は、ケース１７の円周方向に等間隔に設けられている。また、ネジ取付孔３１は、ケース１７の肉厚を部分的に薄くしてケース１７の外周面に段差をつけた部分に設けられている。同様に、３つのネジ取付孔３２は、ケース１７の円周方向に等間隔に設けられている。また、ネジ取付孔３２は、ケース１７の肉厚を部分的に薄くしてケース１７の外周面に段差をつけた部分に設けられている。上述したパネル１２は、図４に示すように、ケース１７の下端部にパネル１２のフランジ部１２ａを突き当てた状態で、３つのパネル固定ネジ３５によりケース１７に固定されている。パネル固定ネジ３５は、ケース１７のネジ取付孔３１を通してパネル１２のネジ孔１２ｂに噛み合い、その状態で適度に締め付けられている。

【0034】

また、ケース１７の内周面には、図５に示すように、抵抗体１５の螺旋形状に対応する第１の溝３３と、リード１６の螺旋形状に対応する第２の溝３４とが形成されている。第１の溝３３と第２の溝３４は、二条溝を構成している。本明細書において、二条溝とは、同じピッチで螺旋状に形成された２つの溝を互いに等間隔で隣り合うように配置した構造をいう。本実施形態においては、第１の溝３３と第２の溝３４が互いに同じピッチで螺旋状に形成されている。また、第１の溝３３と第２の溝３４は、ケース１７の中心軸方向において、互いに半ピッチずつ位置をずらして形成されている。そして、第１の溝３３と第２の溝３４は、ケース１７の中心軸方向で隣り合うように配置されることにより、二条溝を構成している。また、第１の溝３３及び第２の溝３４からなる二条溝は、ケース１７の中心軸方向において、パネル１２の取付位置から中継基板１８の取付位置との間に形成されている。

【0035】

上述した抵抗体１５は第１の溝３３に取り付けられ、リード１６は第２の溝３４に取り付けられている。第１の溝３３と第２の溝３４は、上述のように半ピッチずつ位置がずれているため、抵抗体１５の線材とリード１６の線材は物理的に接触していない。また、抵抗体１５は、抵抗体１５の線材が第１の溝３３から外れたり位置ずれしたりしないよう、第１の溝３３に接着等によって固定されている。同様に、リード１６は、リード１６の線材が第２の溝３４から外れたり位置ずれしたりしないよう、第２の溝３４に接着等によって固定されている。

【0036】

中継基板１８は、抵抗体１５及びリード１６の各巻線と、裏蓋１９の各端子とを電気的に接続するために、ケース１７の内部に取り付けられる基板である。中継基板１８は、円板状に形成されている。中継基板１８の中心には孔１８ａが形成されている。孔１８ａは、シャフト１１の小径部１１ｃを通すための孔である。中継基板１８には、図示はしないが、ランド部及びスルーホールを含む配線パターンが形成されている。また、中継基板１８の上面には、３つの上側ランド部（図示せず）が形成され、中継基板１８の下面には、３つの下側ランド部（図示せず）が形成されている。

【0037】

本明細書においては、説明の便宜上、図９に示すように、３つの上側ランド部を、第１の上側ランド部１Ａ、第２の上側ランド部２Ａ及び第３の上側ランド部３Ａと区別するとともに、３つの下側ランド部を、第１の下側ランド部１Ｂ、第２の下側ランド部２Ｂ及び第３の下側ランド部３Ｂと区別する。そして、中継基板１８においては、第１の上側ランド部１Ａと第１の下側ランド部１ＢとがスルーホールＨ１を介して電気的に接続されるとともに、第２の上側ランド部２Ａと第２の下側ランド部２ＢとがスルーホールＨ２を介して電気的に接続され、かつ、第３の上側ランド部３Ａと第３の下側ランド部３ＢとがスルーホールＨ３を介して電気的に接続されるものとする。

【0038】

裏蓋１９は、樹脂の成形品である。裏蓋１９は、平面視円形に形成されている。裏蓋１９は、ケース１７の中心軸方向の端部に取り付けられる。具体的には、裏蓋１９は、ケース１７の上側の開口部を閉じるように、ケース１７に取り付けられる。裏蓋１９は、第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３を有している。また、裏蓋１９の中心部には軸受部材４５が取り付けられている。裏蓋１９の外周面には、裏蓋１９の外径を部分的に小さくした段差面１９ａが形成されている。段差面１９ａの外径は、この段差面１９ａの部分をケース１７内に挿入できるように、ケース１７の内径よりも僅かに小さく設定されている。段差面１９ａには３つのネジ孔４６が形成されている。３つのネジ孔４６は、裏蓋１９の円周方向に等間隔に設けられている。裏蓋１９は、３つの裏蓋固定ネジ３６によってケース１７の上端部に固定されている。裏蓋固定ネジ３６は、ケース１７のネジ取付孔３２を通して裏蓋１９のネジ孔４６に噛み合い、その状態で適度に締め付けられている。

【0039】

第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３は、それぞれＬ字形に形成されるとともに、裏蓋１９の円周方向に等間隔に配置されている。第１端子４１の上端側は、裏蓋１９の上面からケース１７の中心軸方向に沿って突出する状態で配置されている。同様に、第２端子４２の上端側は、裏蓋１９の上面からケース１７の中心軸方向に沿って突出する状態で配置され、第３端子４３の上端側も、裏蓋１９の上面からケース１７の中心軸方向に沿って突出する状態で配置されている。一方、第１端子４１の下端部４１ａ（図２参照）は、ほぼ直角に折れ曲がっており、この折れ曲がった部分が裏蓋１９の下面から突出する状態に配置されている。同様に、第２端子４２の下端部４２ａ（図６参照）は、ほぼ直角に折れ曲がっており、この折れ曲がった部分が裏蓋１９の下面から突出する状態に配置されている。また、第３端子４３の下端部４３ａ（図２参照）も、ほぼ直角に折れ曲がっており、この折れ曲がった部分が裏蓋１９の下面から突出する状態に配置されている。

【0040】

第１端子４１は、中継基板１８の第１の上側ランド部１Ａに第１端子４１の下端部４１ａをハンダ付け等によって接合することにより、第１の上側ランド部１Ａに電気的に接続される。一方、第２端子４２は、中継基板１８の第２の上側ランド部２Ａに第２端子４２の下端部４２ａをハンダ付け等によって接合することにより、第２の上側ランド部２Ａに電気的に接続される。また、第３端子４３は、中継基板１８の第３の上側ランド部３Ａに第３端子４３の下端部４３ａをハンダ付け等によって接合することにより、第３の上側ランド部３Ａに電気的に接続される。第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３は、裏蓋１９の本体部を樹脂の射出成形によって形成した後に、その本体部に組み付けてもよいし、インサート成形によって裏蓋１９と一体に形成してもよい。

【0041】

軸受部材４５は、シャフト１１の小径部１１ｃを回転自在に支持する部材である。軸受部材４５は、樹脂の射出成形によって裏蓋１９と一体に形成してもよい。つまり、裏蓋１９と軸受部材４５は、同じ樹脂材料からなる一体構造になっていてもよい。

【0042】

ここで、抵抗体１５及びリード１６と、第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３との電気的な接続関係について、図９～図１１を用いて説明する。
図１０に示すように、抵抗体１５の線材は、芯線２７と抵抗線２８とによって構成されている。また、抵抗体１５の芯線２７は、銅線からなる芯線導体部２７１と、この芯線導体部２７１を被覆する絶縁性の芯線被覆部２７２とによって構成されている。抵抗線２８のパネル１２側の端部２８ａは、たとえば溶着、ハンダ付け、導電性接着剤などにより、芯線導体部２７１のパネル１２側の端部２７１ａに電気的に接続される。一方、芯線導体部２７１の裏蓋１９側の端部２７１ｂは、中継基板１８の第１の下側ランド部１Ｂに電気的に接続される。芯線導体部２７１の端部２７１ｂについては、第１の下側ランド部１Ｂに直接接続してもよいし、図示しない細いリード線を介して第１の下側ランド部１Ｂに接続してもよい。また、抵抗線２８の裏蓋１９側の端部２８ｂは、たとえばハンダ付け、導電性接着剤などにより、中継基板１８の第３の下側ランド部３Ｂに電気的に接続される。

【0043】

一方で、図１１に示すように、リード１６の線材は、金属線によって構成されている。リード１６のパネル１２側の端部１６ａは、電気的にどこにも接続されていない状態、すなわち開放された状態になっている。また、リード１６の裏蓋１９側の端部１６ｂは、中継基板１８の第２の下側ランド部２Ｂに電気的に接続されている。リード１６の端部１６ｂについては、第２の下側ランド部２Ｂに直接接続してもよいし、図示しない細いリード線を介して第２の下側ランド部２Ｂに接続してもよい。

【0044】

これにより、抵抗体１５及びリード１６と、第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３との電気的な接続関係は、図９のようになる。具体的には、第１端子４１は、第１の上側ランド部１ＡとスルーホールＨ１と第１の下側ランド部１Ｂとを介して、芯線導体部２７１の裏蓋１９側の端部２７１ｂに電気的に接続される。また、第２端子４２は、第２の上側ランド部２ＡとスルーホールＨ２と第２の下側ランド部２Ｂとを介して、リード１６の裏蓋１９側の端部１６ｂに電気的に接続される。また、第３端子４３は、第３の上側ランド部３ＡとスルーホールＨ３と第３の下側ランド部３Ｂとを介して、抵抗線２８の裏蓋１９側の端部２８ｂに電気的に接続される。

【0045】

続いて、本発明の実施形態に係る巻線型ポテンショメータ１０の動作について説明する。
まず、スライド絶縁部１３は、シャフト１１の中心軸方向に移動可能な状態でガイド部１１ｂに嵌合している。また、スライド絶縁部１３に形成された一対の羽部１３ａは、シャフト１１の中心軸方向で隣り合う抵抗体１５の線材とリード１６の線材とを、上下方向から挟むように配置されている。このため、シャフト１１が回転すると、スライド絶縁部１３は、二条巻線を構成する抵抗体１５及びリード１６の各線材にガイドされながら、二条巻線の螺旋方向に沿ってパネル１２側又は裏蓋１９側に移動する。

【0046】

このとき、スライドレバー１４は、スライド絶縁部１３と一緒に移動する。また、スライドレバー１４の第１接点２５は抵抗体１５の線材上を摺動し、スライドレバー１４の第２接点２６はリード１６の線材上を摺動する。抵抗体１５の線材の最外周には、図８及び図１０に示すように、抵抗線２８が存在する。このため、第１接点２５は抵抗線２８上を摺動する。また、スライドレバー１４は、抵抗体１５の抵抗線２８と、リード１６とに常に接触（電気的に接続）しながら、スライド絶縁部１３と一緒に移動する。

【0047】

次に、本発明の実施形態に係る巻線型ポテンショメータ１０における電気的出力の伝達関係について説明する。本実施形態では、一例として、第１端子４１に外部電源（図示せず）のマイナス端子を電気的に接続し、第３端子４３に外部電源のプラス端子を電気的に接続する場合を想定する。

【0048】

まず、第１端子４１は、中継基板１８を介して抵抗体１５の芯線導体部２７１に電気的に接続されている。また、芯線導体部２７１は、中継基板１８と反対側で抵抗線２８の端部２８ａに電気的に接続されている。つまり、第１端子４１は、芯線導体部２７１を介して抵抗線２８の端部２８ａに導通した状態となっている。
また、第３端子４３は、中継基板１８を介して抵抗線２８の端部２８ｂに電気的に接続されている。つまり、第３端子４３は、中継基板１８を介して抵抗線２８の端部２８ｂに導通した状態になっている。
したがって、外部電源によって第１端子４１と第３端子４３とに基準電圧を印加すると、この基準電圧がそのまま抵抗体１５の抵抗線２８に印加される。

【0049】

一方、第２端子４２は、中継基板１８を介してリード１６の端部１６ｂに電気的に接続されている。つまり、第２端子４２は、中継基板１８を介してリード１６の端部１６ｂに導通した状態になっている。
また、スライドレバー１４の第１接点２５は、抵抗体１５の抵抗線２８に電気的に接続され、スライドレバー１４の第２接点２６は、リード１６に電気的に接続されている。また、第１接点２５が抵抗線２８に接続する位置は、二条巻線の螺旋方向に沿ってスライド絶縁部１３と一緒に移動するスライドレバー１４の位置に依存する。
したがって、抵抗体１５の線材上を摺動する第１接点２５は、上述のように抵抗線２８に印加される基準電圧、すなわち第１端子４１と第３端子４３とに印加された基準電圧に対する、現在の第１接点２５の摺動位置に応じた出力電圧である分圧を検出することになる。また、第１接点２５が検出する分圧は、第２接点２６からリード１６に伝達され、さらに中継基板１８を介して第２端子４２に伝達される。これにより、抵抗体１５の螺旋方向における第１接点２５の位置に応じた分圧を、巻線型ポテンショメータ１０の出力電圧として第２端子４２から取り出すことができる。このとき、第２端子４２から取り出される出力電圧は、シャフト１１の回転角度と１対１で対応する。このため、巻線型ポテンショメータ１０においては、第２端子４２から取り出される出力電圧に基づいて、シャフト１１の回転角度を検出することができる。

【0050】

図１２は、抵抗線２８と各端子４１，４２，４３の接続関係を示す図である。
図１２に示すように、第１端子４１は、抵抗線２８の一方の端部２８ａに電気的に接続され、第３端子４３は、抵抗線２８の他方の端部２８ｂに電気的に接続されている。また、第２端子４２は、抵抗線２８の端部２８ａ，２８ｂ間に電気的に接続されている。抵抗線２８に対する第２端子４２の接続位置は、たとえばシャフト１１がＣＷ方向に回転すると抵抗線２８の端部２８ｂ側に移動し、シャフト１１がＣＣＷ方向（ＣＷ方向と反対方向）に回転すると抵抗線２８の端部２８ａ側に移動する。

【0051】

図１３は、巻線型ポテンショメータ１０におけるシャフト回転角度と出力電圧比との関係を示す図である。
図１３に示すように、巻線型ポテンショメータ１０の出力電圧比は、シャフト１１をＣＣＷ方向の終端からＣＷ方向に回転させると、０％から１００％まで変化する。巻線型ポテンショメータ１０の電気的回転角度は、３６００°に設定されている。また、巻線型ポテンショメータ１０の機械的回転角度は、３６００°＋αに設定されている。つまり、機械的回転角度は、電気的回転角度よりも僅かに大きく設定されている。

【0052】

巻線型ポテンショメータ１０の出力電圧比は、巻線型ポテンショメータ１０の第１端子４１と第３端子４３とに印加される基準電圧に対して、巻線型ポテンショメータ１０の第２端子４２から取り出される出力電圧の比率をパーセントで表したものである。このため、たとえば第１端子４１と第３端子４３とに印加される基準電圧が５Ｖであり、第２端子４２から取り出される出力電圧が２．５Ｖであると、巻線型ポテンショメータ１０の出力電圧比は５０％になる。つまり、巻線型ポテンショメータ１０の電気的出力とこれに基づく出力電圧比とは、数値を取り扱う単位が異なるだけで実質的に等価である。
したがって、巻線型ポテンショメータ１０の出力電圧比から、シャフト１１の回転角度を検出することができる。

【0053】

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態に係る巻線型ポテンショメータ１０では、芯線導体部２７１の一端部２７１ａと抵抗線２８の一端部２８ａとが電気的に接続された抵抗体１５と、抵抗体１５との組み合わせで二条巻線を構成するリード１６と、第１接点２５及び第２接点２６を有するスライドレバー１４とを用いて、抵抗線２８への基準電圧の印加と、抵抗線２８からの分圧の取り出しとを実現している。これにより、本実施形態に係る巻線型ポテンショメータ１０によれば、従来の巻線型ポテンショメータ（図１４～図１８を参照）と比較して、第２端子から出力電圧（分圧）を取り出すために必要な部品の占有スペースを縮小することができるとともに、ケース１７の外周面に端子板を取り付ける必要がなくなる。このため、従来よりも小型でスリムな巻線型ポテンショメータを提供することができる。

【0054】

また、本実施形態においては、第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３が、ケース１７に取り付けられる裏蓋１９に設けられている。これにより、裏蓋１９は、ケース１７の開口部を閉じる機能と端子板としての機能を兼ね備えるため、裏蓋１９と別個に端子板を設ける必要がなくなる。

【0055】

また、本実施形態においては、ケース１７に設けられる各端子４１，４２，４３がケース１７の中心軸方向に突出する状態に配置されている。これにより、各端子４１，４２，４３はケース１７の径方向外側に突出しないため、巻線型ポテンショメータ１０のスリム化に寄与することができる。

【0056】

また、本実施形態において、第１端子４１は、芯線導体部２７１の端部２７１ｂに電気的に接続され、第２端子４２は、リード１６の端部１６ｂに電気的に接続され、第３端子４３は、抵抗線２８の端部２８ｂに電気的に接続されている。これにより、第１端子４１と第３端子４３とによって抵抗線２８に基準電圧を印加した場合に、基準電圧の分圧である巻線型ポテンショメータ１０の出力電圧を、第２端子４２から取り出すことができる。

【0057】

また、本実施形態においては、抵抗体１５及びリード１６と、第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３とを電気的に接続するために、ケース１７の内部に中継基板１８が取り付けられている。これにより、抵抗体１５及びリード１６と、第１端子４１、第２端子４２及び第３端子４３との間をリード線等で直接つなぐ場合に比べて、巻線型ポテンショメータ１０の組み立てを容易に行うことができる。

【0058】

また、本実施形態においては、ケース１７の内周面に、第１の溝３３及び第２の溝３４からなる二条溝が形成され、この二条溝を利用してケース１７の内周面に抵抗体１５及びリード１６が取り付けられている。これにより、二条溝が形成されていないケース１７の内周面に接着剤等を用いて抵抗体１５及び抵抗体１５を取り付ける場合に比べて、抵抗体１５及びリード１６の位置ずれ等を抑制し、抵抗体１５とリード１６との接触（電気的な接続）を確実に防止することができる。

【0059】

＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件、あるいは、その構成要件の組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

【0060】

たとえば、上記実施形態においては、１０回転型の巻線型ポテンショメータ１０を例に挙げて説明したが、本発明は１０回転型以外の多回転型ポテンショメータに広く適用可能である。

【0061】

また、リード１６は、極低抵抗の金属線を用いて構成する以外にも、たとえば抵抗体１５の線材と同様に、芯線導体部及び芯線被覆部からなる芯線の外周面に、極低抵抗の細い金属線を巻き付けた構成であってもよい。

【0062】

また、二条巻線を構成する抵抗体１５及びリード１６のうち、少なくとも一方の巻線は、導電性樹脂を塗布したハイブリッドタイプの巻線であってもよい。その場合、一方の巻線だけに導電性樹脂を塗布する場合は、抵抗体１５の巻線に塗布するとよい。また、両方の巻線に導電性樹脂を塗布する場合は、抵抗体１５の巻線とリード１６の巻線が同じ構成になる場合が好ましい。

【符号の説明】

【0063】

１０…巻線型ポテンショメータ
１１…シャフト
１３…スライド絶縁部
１３ａ…羽部
１４…スライドレバー
１５…抵抗体
１６…リード
１７…ケース
１８…中継基板
１９…裏蓋
２５…第１接点
２６…第２接点
２７…芯線
２８…抵抗線
４１…第１端子
４２…第２端子
４３…第３端子
２７１…芯線導体部
２７２…芯線被覆部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【手続補正書】

【提出日】2023-01-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ螺旋状に巻かれて二条巻線を構成する抵抗体及びリードと、
前記抵抗体及び前記リードが内周面に取り付けられるケースと、
前記ケースの中心軸上に回転自在に設けられるシャフトと、
前記シャフトと一体に回転するとともに、前記シャフトの中心軸方向に移動可能な状態で前記シャフトに嵌合されるスライド絶縁部と、
前記抵抗体の線材上を摺動する第１接点と、前記リードの線材上を摺動する第２接点とを有し、前記スライド絶縁部に取り付けられるスライドレバーと、
第１端子、第２端子及び第３端子を有し、前記ケースの中心軸方向の端部に取り付けられる裏蓋と、
前記抵抗体及び前記リードと、前記第１端子、前記第２端子及び前記第３端子とを電気的に接続するために、前記ケースの内部に取り付けられる中継基板と、
を備え、
前記抵抗体の線材は、芯線導体部を芯線被覆部で被覆してなる芯線と、前記芯線に巻かれた抵抗線とによって構成されるとともに、前記芯線導体部の一端部と前記抵抗線の一端部とが電気的に接続され、
前記リードの一端部は電気的に開放され、
前記芯線導体部の他端部と前記抵抗線の他端部とを通して前記抵抗線に基準電圧を印加可能に構成されるとともに、前記基準電圧の分圧を、前記スライドレバー及び前記リードを介して前記リードの他端部から取り出し可能に構成され、
前記第１端子、前記第２端子及び前記第３端子は、前記ケースの中心軸方向に沿って突出する状態に配置され、
前記第１端子は、前記芯線導体部の他端部に電気的に接続され、前記第２端子は、前記リードの他端部に電気的に接続され、前記第３端子は、前記抵抗線の他端部に電気的に接続されている
巻線型ポテンショメータ。

【請求項2】

前記ケースの内周面には、前記抵抗体が取り付けられる第１の溝及び前記リードが取り付けられる第２の溝からなる二条溝が形成されている
請求項１に記載の巻線型ポテンショメータ。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0020】

本発明に係る巻線型ポテンショメータは、それぞれ螺旋状に巻かれて二条巻線を構成する抵抗体及びリードと、抵抗体及びリードが内周面に取り付けられるケースと、ケースの中心軸上に回転自在に設けられるシャフトと、シャフトと一体に回転するとともに、シャフトの中心軸方向に移動可能な状態でシャフトに嵌合されるスライド絶縁部と、抵抗体の線材上を摺動する第１接点と、リードの線材上を摺動する第２接点とを有し、スライド絶縁部に取り付けられるスライドレバーと、第１端子、第２端子及び第３端子を有し、ケースの中心軸方向の端部に取り付けられる裏蓋と、抵抗体及びリードと、第１端子、第２端子及び第３端子とを電気的に接続するために、ケースの内部に取り付けられる中継基板と、を備え、抵抗体の線材は、芯線導体部を芯線被覆部で被覆してなる芯線と、芯線に巻かれた抵抗線とによって構成されるとともに、芯線導体部の一端部と抵抗線の一端部とが電気的に接続され、リードの一端部は電気的に開放され、芯線導体部の他端部と抵抗線の他端部とを通して抵抗線に基準電圧を印加可能に構成されるとともに、基準電圧の分圧を、スライドレバー及びリードを介してリードの他端部から取り出し可能に構成され、第１端子、第２端子及び第３端子は、ケースの中心軸方向に沿って突出する状態に配置され、第１端子は、芯線導体部の他端部に電気的に接続され、第２端子は、リードの他端部に電気的に接続され、第３端子は、抵抗線の他端部に電気的に接続されている。