特許 7487979 直線摺動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】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-13

(45)【発行日】2024-05-21

(54)【発明の名称】直線摺動型ポテンショメータ

(51)【国際特許分類】

   H01C 10/16 20060101AFI20240514BHJP

   H01C 10/44 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

H01C10/16 S

H01C10/44

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023034270

(22)【出願日】2023-03-07

【審査請求日】2023-03-07

(73)【特許権者】

【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】増子 淳

【審査官】多田 幸司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１０９２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平１－８７５０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭３９－７６９０（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｃ １０／００

Ｈ０１Ｃ １０／１６

Ｈ０１Ｃ １０／４４

Ｈ０１Ｃ １３／０２

Ｈ０１Ｈ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ抵抗体及び導体と、前記抵抗体上及び前記導体上を摺動するスライダとを有する複数の抵抗体ユニットと、
前記複数の抵抗体ユニットが固定される複数の外壁面を有する筒状のケースと、
前記ケースの筒孔に挿入されたシャフトと、
前記複数の抵抗体ユニットの前記スライダと前記シャフトを連結する複数の連結ピンと、を備え、
前記ケースは、複数の連結ピンが貫通する複数のピン貫通溝を有する
直線摺動型ポテンショメータ。

【請求項2】

前記複数の抵抗体ユニットは、それぞれ基板本体と、前記基板本体に設けられた前記抵抗体及び前記導体と、有し、
前記基板本体の側面には、前記スライダが摺動可能に係合するガイド部が設けられている
請求項１に記載の直線摺動型ポテンショメータ。

【請求項3】

前記基板本体は、前記連結ピンが貫通する貫通溝を有し、
前記抵抗体及び前記導体は、前記貫通溝を挟んで並列されている
請求項２に記載の直線摺動型ポテンショメータ。

【請求項4】

前記シャフトは、
前記スライダが連結される角柱部と、
前記角柱部に連続する操作部と、を有し、
前記角柱部は、前記ケースと同じ角数である
請求項１に記載の直線摺動型ポテンショメータ。

【請求項5】

前記ケースは、前記シャフトを軸方向に案内するシャフトガイドを有する
請求項１に記載の直線摺動型ポテンショメータ。

【請求項6】

前記ケースは、角筒状に形成されている
請求項１に記載の直線摺動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、1本のシャフト操作で複数の独立した電気的出力を取り出すことができる直線摺動型ポテンショメータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、抵抗体及び導体に接触する摺動子を備えた移動部材（スライダ）を摺動させることで、抵抗体の抵抗値を変化させて目的とする出力電圧を得るポテンショメータが知られている。また、スライダの移動を案内するケースを備え、スライダをケースの長手方向に沿って直線的に移動させて、目的とする出力電圧を得る直線摺動型ポテンショメータが知られている（特許文献１）。

【0003】

図４は、従来の直線摺動型ポテンショメータの斜視図である。図５は、従来の直線摺動型ポテンショメータの分解斜視図である。図４に示すように、従来の直線摺動型ポテンショメータ１００は、検出基板１０１と、スライダ１０２と、ケース１０３を備えている。

【0004】

図５に示すように、検出基板１０１は、長方形の基板本体１１１と、基板本体１１１に形成された抵抗体１１２及び導体１１３と、第１端子１１４と、第２端子１１５と、第３端子１１６とを有する。抵抗体１１２及び導体１１３は、基板本体１１１の長手方向に沿って直線状に延びている。また、抵抗体１１２と導体１１３は、互いに平行に配置されている。第２端子１１５は、導体１１３の長手方向の一端部に接続されている。第３端子１１６は、抵抗体１１２の長手方向の一端部に接続されている。

【0005】

スライダ１０２は、スライダ本体１２１と、摺動子１２２とを有する。摺動子１２２は、固定ねじ１２３を用いてスライダ本体１２１の下面に固定されている。摺動子１２２は、スライダ本体１２１に固定される取付金具１２８と、取付金具１２８の先端に設けられた接点１２９ａ，１２９ｂとを有する。接点１２９ａ，１２９ｂは、検出基板１０１の抵抗体１１２と導体１１３に接触しながら摺動する。

【0006】

ケース１０３は、長方形の板体からなる底部１３１と、底部１３１の短手方向の両側から突出する側板部１３２からなる。底部１３１には、固定ねじ１３４を用いて検出基板１０１の基板本体１１１が固定されている。側板部１３２，１３２の互いに対向する内側面には、スライダ１０２（スライダ本体１２１）が摺動可能に係合する摺動溝１３３が形成されている。

【0007】

検出基板１０１の第１端子１１４と第３端子１１６に外部入出力用リード線経由で入力電圧が印加されると、抵抗体１１２上を摺動する接点１２９ａによって電圧が検知される。接点１２９ａによって検知された電圧は、取付金具１２８、導体１１３上を摺動する接点１２９ｂ、導体１１３、第２端子１１５の順に伝達され、第２端子１１５に接続された外部入出力用リード線から出力される。このように、直線摺動型ポテンショメータ１００は、スライダ１０２の操作量に応じた出力電圧を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１８－１８２０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、直線摺動型ポテンショメータにおいて、１本のシャフト操作で複数の独立した電気的出力を検出する場合は、必要な電気的出力の数の直線摺動型ポテンショメータを並列に配置することが考えられる。この場合は、各直線摺動型ポテンショメータのスライダを１本のシャフトに連結させて、多連結直線摺動型ポテンショメータを形成する必要がある。しかし、このような多連結直線摺動型ポテンショメータは、複数の直線摺動型ポテンショメータを並列に配置するため、直線摺動型ポテンショメータの数に比例して設置面積が大型化してしまう。

【0010】

本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、複数の独立した電気的出力を得ることができ、且つ、設置面積の省スペース化を実現することができる直線摺動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】

【0011】

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の一態様である直線摺動型ポテンショメータは、複数の抵抗体ユニットと、筒状のケースと、シャフトと、複数の連結ピンとを備える。複数の抵抗体ユニットは、それぞれ抵抗体及び導体と、抵抗体上及び導体上を摺動するスライダとを有する。ケースは、複数の抵抗体ユニットが固定される複数の外壁面を有する。シャフトは、ケースの筒孔に挿入される。複数の連結ピンは、複数の抵抗体ユニットのスライダとシャフトを連結する。そして、ケースは、複数の連結ピンが貫通するピン貫通溝を有する。

【発明の効果】

【0012】

上記構成の直線摺動型ポテンショメータによれば、複数の独立した電気的出力を得ることができ、且つ、設置面積の省スペース化を実現することができる。
なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る直線摺動型ポテンショメータの外観斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る直線摺動型ポテンショメータの分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る直線摺動型ポテンショメータにおける抵抗体ユニットの分解斜視図である。

【図4】従来の直線摺動型ポテンショメータの斜視図である。

【図5】従来の直線摺動型ポテンショメータの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［直線摺動型ポテンショメータの構成］
以下、本発明の一実施形態に係る直線摺動型ポテンショメータの構成について、図１及び図２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

【0015】

図１は、直線摺動型ポテンショメータの外観斜視図である。図２は、直線摺動型ポテンショメータの分解斜視図である。

【0016】

図１に示すように、直線摺動型ポテンショメータ１は、複数の抵抗体ユニット２と、ケース３と、シャフト４と、複数の連結ピン５とを備える。複数の抵抗体ユニット２及び複数の連結ピン５は、本実施形態では、７つに設定されている。なお、本発明に係る抵抗体ユニットの数は、７つに限定されず、２つ以上であれば、適宜設定することができる。また、連結ピンの数は、抵抗体ユニットの数に応じて設定される。

【0017】

図２に示すように、ケース３は、軸方向に直交する断面が八角形の角筒状に形成されている。ケース３は、８つの外壁面３１を有する。８つの外壁面３１は、ケース３の軸方向に長い長方形に形成されている。８つの外壁面３１のうちの７つの外壁面３１ａには、固定ねじ６１を用いて７つの抵抗体ユニット２が固定されている。７つの外壁面３１ａには、ピン貫通溝３２が形成されている。ピン貫通溝３２は、ケース３の軸方向に延びている。

【0018】

８つの外壁面３１のうちの１つの外壁面３１ｂには、固定ねじ６２を用いて取付板３３が固定されている。取付板３３は、適当な厚みを有する長方形の板体からなる。取付板３３は、固定ねじ６２が貫通するねじ貫通孔３３ａと、後述する固定ねじ６３の頭部との干渉を避けるための貫通孔３３ｂとを有する。

【0019】

外壁面３１ｂの反対側の面である内壁面３１ｃには、固定ねじ６３を用いてシャフトガイド３４が固定されている。シャフトガイド３４は、シャフト４をケース３の軸方向（シャフト４の軸方向）に案内する。このシャフトガイド３４は、ベース板３６と、ベース板３６から略垂直に突出する２つの突条部３７とを有する。ベース板３６は、ケース３の軸方向に長い長方形の板体からなる。ベース板３６は、固定ねじ６３が貫通するねじ貫通孔３８を有している。

【0020】

ベース板３６の一方の平面は、内壁面３１ｃと対向する。ベース板３６の他方の平面には、後述するシャフトスライダ４４が摺動する。２つの突条部３７は、ベース板３６の他方の平面において短手方向の両側から略垂直に突出している。２つの突条部３７とベース板３６の他方の平面によって形成される２つの角部には、断面が矩形状の係合溝３９がそれぞれ形成されている。

【0021】

シャフト４は、角柱部４１と、操作部４２とを有する。角柱部４１は、ケース３に応じた角柱状である八角柱に形成されている。角柱部４１は、ケース３の軸孔に挿入される。角柱部４１の７つの側面４１ａには、連結ピン５を用いて抵抗体ユニット２の後述するスライダ２２が連結される。７つの側面４１ａには、連結ピン５が螺合されるねじ孔４３が形成されている。

【0022】

角柱部４１の１つの側面４１ｂには、固定ねじ６４を用いてシャフトスライダ４４が固定されている。シャフトスライダ４４は、固定部４６と、固定部４６に連続する２つの突条部４７とを有する。固定部４６は、シャフト４の軸方向に長い長方形の板体からなる。固定部４６の一方の平面は、角柱部４１の側面４１ｂに当接する。固定部４６は、固定ねじ６４が貫通するねじ貫通孔４８を有している。

【0023】

２つの突条部４７は、固定部４６の他方の平面において短手方向の両側から略垂直に突出する。２つの突条部４７には、それぞれ係合突起４９が設けられている。係合突起４９は、突条部４７から外側に略垂直に突出する。２つの突条部４７の係合突起４９は、ケース３に取り付けたシャフトガイド３４の係合溝３９に摺動可能に係合する。すなわち、シャフト４は、シャフトガイド３４に案内されて、軸方向に移動する。

【0024】

操作部４２は、角柱部４１と同軸の円柱状に形成されている。操作部４２の直径は、角柱部４１の８つの角が接する仮想円の直径よりも小さい。シャフト４は、操作部４２を把持して押す（ＰＵＳＨ）又は引く（ＰＵＬＬ）ことにより、軸方向に移動される。

【0025】

［抵抗体ユニットの構成］
次に、抵抗体ユニット２の構成について、図３を参照して説明する。
図３は、抵抗体ユニット２の分解斜視図である。

【0026】

図３に示すように、抵抗体ユニット２は、検出基板２１と、スライダ２２とを有する。

【0027】

検出基板２１は、基板本体２１１と、基板本体２１１に形成された抵抗体２１２及び導体２１３と、第１端子２１４と、第２端子２１５と、第３端子２１６とを有する。

【0028】

基板本体２１１は、長方形の板体からなる。基板本体２１１は、例えば、樹脂によって形成されている。基板本体２１１には、貫通溝２１７が設けられている。貫通溝２１７は、基板本体２１１を厚み方向に貫通している。貫通溝２１７は、略長方形に形成されており、基板本体２１１の長手方向に延びている。

【0029】

抵抗体ユニット２をケース３（図２参照）の外壁面３１ａに固定した場合に、貫通溝２１７は、ケース３のピン貫通溝３２と対向する。貫通溝２１７及びピン貫通溝３２には、連結ピン５（図２参照）が貫通する。貫通溝２１７及びピン貫通溝３２の幅は、連結ピン５の直径よりも十分に大きい。

【0030】

基板本体２１１の短手方向に直交する両側面には、ガイド溝２１８が形成されている。ガイド溝２１８は、基板本体２１１の長手方向に延びている。ガイド溝２１８には、スライダ２２が摺動可能に係合する。ガイド溝２１８は、スライダ２２を基板本体２１１の長手方向に案内する。

【0031】

抵抗体２１２及び導体２１３は、基板本体２１１の一方の平面に、例えば、転写成形により形成されている。抵抗体２１２及び導体２１３には、例えば、コンダクティブ・プラスチック（導電性樹脂）抵抗素子が用いられる。基板本体２１１及び導体２１３は、基板本体２１１の長手方向に沿って直線状に延びている。抵抗体１１２と導体１１３は、貫通溝２１７を挟んで並列されている。

【0032】

第１端子２１４、第２端子２１５、及び第３端子２１６は、基板本体２１１における長手方向の一端部に配置されている。第１端子２１４、第２端子２１５、及び第３端子２１６は、基板本体２１１の短手方向に適当な間隔を空けて並んでいる。

【0033】

基板本体２１１の一方の平面には、第１端子電極２１９ａと、第２端子電極２１９ｂと、第３端子電極２１９ｃが設けられている。

【0034】

第２端子電極２１９ｂは、導体２１３における長手方向の一端部に接続されている。そして、第２端子電極２１９ｂには、第２端子２１５がカシメ固定されている。第２端子２１５と第２端子電極２１９ｂの導通は、導電性接着剤等で補強されている。

【0035】

第３端子電極２１９ｃは、抵抗体２１２における長手方向の一端部に接続されている。そして、第３端子電極２１９ｃには、第３端子２１６がカシメ固定されている。第３端子２１６と第３端子電極２１９ｃの導通は、導電性接着剤等で補強されている。

【0036】

第１端子電極２１９ａは、抵抗体２１２における長手方向の他端部に接続されている。第１端子電極２１９ａには、基板本体２１１を貫通したリード線が接続されている。リード線は、基板本体２１１の他方の平面に沿って延びており、基板本体２１１を貫通して第１端子２１４に接続されている。第１端子２１４とリード線の導通、及びリード線と第１端子電極２１９ａの導通は、それぞれ導電性接着剤等で補強されている。

【0037】

スライダ２２は、スライダ本体２２１と、摺動子２２２とを有する。

【0038】

スライダ本体２２１は、絶縁性材料によって形成されている。スライダ本体２２１は、正面から見た形状が略コ字状であり、上板部２２４と、２つの側板部２２５とを有する。

【0039】

上板部２２４は、略四角形の板体からなり、上面２２４ａと下面２２４ｂを有している。上板部２２４の下面２２４ｂは、検出基板２１における基板本体２１１の一方の平面（抵抗体２１２等が形成された平面）に対向する。上板部２２４の下面２２４ｂには、固定ねじ６５を用いて摺動子２２２が固定されている。

【0040】

また、上板部２２４には、厚み方向に貫通する貫通孔２２６が形成されている。貫通孔２２６には、連結ピン５が貫通する。

【0041】

２つの側板部２２５は、上板部２２４の互いに対向する２辺に連続しており、上板部２２４から略垂直に突出している。２つの側板部２２５の互いに対向する面は、基板本体２１１の短手方向に直交する両側面に対向する。２つの側板部２２５の互いに対向する面には、それぞれ係合突部２２７が設けられている。係合突部２２７は、検出基板２１のガイド溝２１８に摺動可能に係合する。

【0042】

摺動子２２２は、取付金具２２８と、２つの接点２２９ａ，２２９ｂから構成されている。取付金具２２８は、固定ねじ６５を用いてスライダ本体２２１に固定される。２つの接点２２９ａ，２２９ｂは、それぞれ取付金具２２８の突起部に溶着されている。取付金具２２８は、２つの接点２２９ａ，２２９ｂを上板部２２４と反対側に付勢する。これにより、接点２２９ａは抵抗体２１２と接触し、接点２２９ｂは導体２１３と接触する。

【0043】

［直線摺動型ポテンショメータの動作］
次に、直線摺動型ポテンショメータ１の動作について説明する。

【0044】

直線摺動型ポテンショメータ１のシャフト４には、各抵抗体ユニット２のスライダ２２が連結ピン５によって連結されている。これにより、シャフト４を軸方向に移動させることにより、複数のスライダ２２を同時に操作する（移動させる）ことができる。その結果、複数の抵抗体ユニット２から複数の独立した電気的出力を得ることができる。

【0045】

シャフト４が軸方向（ＰＵＳＨ／ＰＵＬＬ方向）に変位すると、各抵抗体ユニット２における摺動子２２２の２つの接点２２９ａ，２２９ｂは、抵抗体２１２上及び導体２１３上を摺動する。そして、２つの接点２２９ａ，２２９ｂは、シャフト４の変位量に応じた距離を移動する。

【0046】

各抵抗体ユニット２において、検出基板２１の第１端子２１４及び第３端子２１６に外部入出力用リード線経由で入力電圧（Ｖｉｎ）が印加されると、抵抗体２１２上を摺動する接点２２９ａによって電圧が検知される。そして、接点２２９ａによって検知された電圧が、取付金具２２８、導体２１３上を摺動する接点２２９ｂ、導体２１３、第２端子２１５の順に伝達され、外部入出力用リード線から出力される。このように、シャフト４の軸方向の変位が各抵抗体ユニット２において、電気的信号（電圧）に変換出力される。なお、各抵抗体ユニット２の入力電圧（Ｖｉｎ）は、それぞれ任意の値で設定可能である。

【0047】

直線摺動型ポテンショメータ１の複数の抵抗体ユニット２は、角筒状に形成されたケース３の外壁面３１ａに取り付けられている。これにより、複数の抵抗体ユニット２をシャフト４の軸周りに並べて配置することができる。その結果、直線摺動型ポテンショメータ１が平面方向（取付板３３の平面に平行な方向）に大型化することを抑制して、設置面積の省スペース化を実現することができる。

【0048】

また、抵抗体ユニット２の検出基板２１がスライダ２２の移動を案内するガイド溝２１８を有している。そのため、スライダ２２を案内する部材を検出基板２１とは別に設ける必要が無い。これにより、部品点数を削減することができる。また、抵抗体ユニット２及び直線摺動型ポテンショメータ１を小型化することができる。

【0049】

また、基板本体２１１に設けた抵抗体１１２と導体１１３は、貫通溝２１７を挟んで並列されている。これにより、基板本体２１１における短手方向の中央部に貫通溝２１７を配置することができる。その結果、基板本体２１１の強度を確保しながら、基板本体２１１の小型化することができる。そして、抵抗体ユニット２及び直線摺動型ポテンショメータ１を小型化に貢献することができる。

【0050】

また、シャフト４の角柱部４１は、ケース３と同じ角数の八角柱である。そのため、シャフト４の角柱部４１をケース３の筒孔に挿入すると、角柱部４１の各側面は、ケース３の各内壁面に対向する。これにより、角柱部４１は、ケース３の各内壁面を挟んで各抵抗体ユニット２と対向する。その結果、連結ピン５を用いて各抵抗体ユニット２のスライダ２２をシャフト４の角柱部４１に連結する作業を簡単にすることができる。

【0051】

また、ケース３は、シャフト４を軸方向に案内するシャフトガイド３４を有する。これにより、シャフト４を軸方向に容易に移動させることができる。また、シャフト４のガタツキを防止することができる。その結果、各スライダ２２の接点２２９ａ，２２９ｂが抵抗体２１２及び導体２１３から離れないようにすることができる。

【0052】

また、ケース３は、角筒状に形成されている。これにより、筒状のケース３に抵抗体ユニット２を取り付ける外壁面を効率よく設けることができる。

【0053】

以上、本発明の直線摺動型ポテンショメータについて、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明の直線摺動型ポテンショメータは、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0054】

例えば、上述した実施形態に係るケース３は、軸方向に直交する断面が八角形の角筒状に形成されている。しかし、本発明に係るケースは、軸方向に直交する断面が八角形の角筒状であることに限定されず、例えば、軸方向に直交する断面が四角形、六角形など適宜角数を設定することができる。すなわち、抵抗体ユニットを設ける数に応じて、ケースの軸方向に直交する断面の形状を設定することができる。

【0055】

また、本発明に係る抵抗体ユニットの取付数は、最大でケースの角数よりも１つ少ない数となる。つまり、本発明に係る抵抗体ユニットの取付数は、取り付け可能な数の範囲内で任意に設定することができる。

【0056】

また、本発明に係るケースは、角筒状に限定されない。本発明に係るケースとしては、抵抗体ユニットを取り付ける平面に形成された複数の外壁面を有していればよく、例えば、軸方向に直交する断面が楕円形のような側周面の一部が曲面に形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１…直線摺動型ポテンショメータ、 ２…抵抗体ユニット、 ３…ケース、 ４…シャフト、 ５…連結ピン、 ２１…検出基板、 ２２…スライダ、 ３１…外壁面、 ３２…ピン貫通溝、 ３３…取付板、 ３４…シャフトガイド、 ３６…ベース板、 ３７…突条部、 ３８…貫通孔、 ３９…係合溝、 ４１…角柱部、 ４２…操作部、 ４３…ねじ孔、 ４４…シャフトスライダ、 ４６…固定部、 ４７…突条部、 ４８…貫通孔、 ４９…係合突起、 ２１１…基板本体、 ２１２…抵抗体、 ２１３…導体、 ２１４…第１端子、 ２１５…第２端子、 ２１６…第３端子、 ２１７…貫通溝、 ２１８…ガイド溝、 ２１９ａ…第１端子電極、 ２１９ｂ…第２端子電極、 ２１９ｃ…第３端子電極、 ２２１…スライダ本体、 ２２２…摺動子、 ２２４…上板部、 ２２５…側板部、 ２２６…貫通孔、 ２２７…係合突部、 ２２８…取付金具、 ２２９ａ，２２９ｂ…接点

【要約】

【課題】複数の独立した電気的出力を得ることができ、且つ、設置面積の省スペース化を実現することができる直線摺動型ポテンショメータを提供する。
【解決手段】直線摺動型ポテンショメータ１は、複数の抵抗体ユニット２と、筒状のケース３と、シャフト４と、複数の連結ピン５とを備える。複数の抵抗体ユニット２は、それぞれ抵抗体２１２及び導体２１３と、抵抗体２１２上及び導体２１３上を摺動するスライダ２２とを有する。ケース３は、複数の抵抗体ユニット２が固定される複数の外壁面を有する。シャフト４は、ケース３の筒孔に挿入される。複数の連結ピン５は、複数の抵抗体ユニット２のスライダ２２とシャフト４を連結する。そして、ケース３は、複数の連結ピン５が貫通するピン貫通溝を有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】