(57)【要約】【課題】摺動子の移動量の連続した変化に対し、段階的、かつ、断続的に異なる高さの出力電圧を生起させることができる可変抵抗器を提供すること。【解決手段】第１導体部21の第２導体部22側と反対側の領域に第１抵抗体部11を覆った第１絶縁体部31が設けられていて、第１導体部21と第２導体部22の間の領域は第２抵抗体部12を覆った第２絶縁体部32から成っている。第２導体部22と第３導体部23の間の領域は第３抵抗体部13を覆った第３絶縁体部33から成っていて、第３導体部23の第２導体部22側と反対側の領域に第４抵抗体部14を覆った第４絶縁体部34が設けられている。これにより摺動子7は軌道9で集電パターン10に常時接触しつつ、軌道8で第１絶縁体部31、第１導体部21、第２絶縁体部32、第２導体部22、第３絶縁体部33、第３導体部23、第４絶縁体部34の順に絶縁体部上と導体部上とを交互に摺動する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の抵抗体部と複数の導体部とを有して前記抵抗体部と前記導体部とが交互に接続された抵抗回路部と、摺動子とを備え、前記摺動子が複数の前記導体部のうちのいずれかに選択的に接触することにより出力電圧が段階的に変化する可変抵抗器であって、
前記摺動子の軌道上において前記導体部が絶縁体部に挟まれて位置する
ことを特徴とする可変抵抗器。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記摺動子の摺動方向において前記抵抗体部は前記導体部を挟んで位置し、
前記絶縁体部のそれぞれは前記摺動子の軌道上に前記抵抗体部のそれぞれが露出しないよう、前記抵抗体部のそれぞれを前記摺動子の軌道側から覆って位置する
ことを特徴とする可変抵抗器。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、
前記抵抗体部は前記摺動子の軌道外に配列されたことを特徴とする可変抵抗器。
【請求項４】
請求項１または３に記載の発明において、
前記摺動子の軌道を含む平面上に、前記抵抗体部の列と前記導体部の列とが平行して位置し、前記導体部の列のみが前記摺動子の軌道上に位置する
ことを特徴とする可変抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は操作部材の移動量に応じて電気抵抗（出力電圧）を変化させる可変抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変抵抗器において、摺動子は抵抗回路部上を摺動する。この抵抗回路部は直列抵抗回路を形成しているものであり、その直列抵抗回路は導体部と抵抗体部とが摺動子の軌道上に交互に配列されたものである。導体部は、銀の層がカーボンでの層で覆われた２層構造であり、抵抗体部は導体部のカーボンの層と連続したカーボンのみの１層から成っている。
【０００３】
摺動子が抵抗体部上を移動するとき、可変抵抗器の出力電圧は変動する。摺動子が導体部上を移動するとき、出力電圧は一定に維持される。したがって、例えば、第１〜第４抵抗体部が直列接続され、第１，第２抵抗体部間に第１導体部が位置し、第２，第３抵抗体部間に第２導体部が位置し、第３，第４抵抗体部の間に第３導体部が位置した抵抗回路部について、この抵抗回路部に対する摺動子の位置と出力電圧との関係を考えると、出力電圧の特性は次のようになる。
【０００４】
摺動子が第１抵抗体部から第３導体部まで摺動する際、まず、摺動子は第１抵抗体部の一端から他端まで移動する。この間、出力電圧は０段階から第１段階まで漸次上昇する。次に、摺動子が第１抵抗体部を通過して第１導体部の一端に達し、この第１導体部の他端まで移動する間、出力電圧は第１段階に維持される。次に、摺動子が第１導体部を通過して第２抵抗体部の一端に達し、この第２抵抗体部の他端まで移動する間、出力電圧は第１段階から第２段階まで漸次上昇する。次に、摺動子が第２導体部の一端に達し、この第２導体部の他端まで移動する間、出力電圧は第２段階に維持される。次に、摺動子が第２導体部を通過して第３抵抗体部の一端に達し、この第３抵抗体部の他端まで移動する間、第２段階から第３段階まで漸次上昇する。次に、摺動子が第３抵抗体部を通過して第３導体部の一端に達し、この第３導体部の他端まで移動する間、出力電圧は第３段階に維持される。
【０００５】
この種の可変抵抗器については特許文献１を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１９３６４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来の可変抵抗器は、第１〜第３段階の出力電圧をそれぞれ摺動子の位置に関係なく一定に維持するための領域として第１〜第３導体部を有するが、それら第１〜第３段階以外の値の電圧、すなわち０段階と第１段階との間の高さ電圧、第１段階と第２段階の間の高さの電圧、第２段階と第３段階との間の高さの電圧（以下これらの電圧を「中間出力電圧」という）も、出力電圧として生起させる。
【０００８】
ここで、例えば、第１〜第３段階の出力電圧を電気機器の制御のための指令信号として用い、中間出力電圧を不要な出力電圧として扱うことを考えた場合、可変抵抗器の出力電圧が第１〜第３段階のいずれであるかどうかの判定を行う必要がある。この判定では、第１段階の出力電圧と、第１段階に近い電圧値ではあるが第１段階よりも低くい中間出力電圧との違い、および、第１段階の出力電圧と、第１段階に近い電圧値ではあるが第１段階よりも高い中間出力電圧との違いを判定する精度、すなわち、第１段階の出力電圧なのかそうでないのか判定の確実性が要求される。第２，第３段階についても同じく、その判定の確実性が要求される。
【０００９】
本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、摺動子の移動量の連続した変化に対し、段階的、かつ、断続的に異なる高さの出力電圧を生起させることができる可変抵抗器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述の目的を達成するために次のように構成されている。
【００１１】
〔１〕  本発明は、複数の抵抗体部と複数の導体部とを有して前記抵抗体部と前記導体部とが交互に接続された抵抗回路部と、摺動子とを備え、前記摺動子が複数の前記導体部のうちのいずれかに選択的に接触することにより出力電圧が段階的に変化する可変抵抗器であって、前記摺動子の軌道上において前記導体部が絶縁体部に挟まれて位置することを特徴とする。
【００１２】
この「〔１〕」に記載の本発明において、摺動子は抵抗回路部上で複数の導体部間を摺動する際、絶縁体部と導体部に交互に接触する。導体部と抵抗体部は交互に接続されているので、摺動体が複数の導体部間で移動を行えば、出力電圧は段階的に増減することになる。また、摺動子は導体部に接触する前後に必ず絶縁体部を通過し、この通過の間は摺動子と抵抗回路部は電気的に切断された状態になるので、すなわち可変抵抗器がオフ状態になるので、摺動子の移動量が連続的に変化する一方で出力電圧は断続する。このように「〔１〕」に記載の本発明によれば、摺動子の移動量の連続した変化に対し、段階的、かつ、断続的に異なる高さの出力電圧を生起させることができる。
【００１３】
〔２〕  本発明は「〔１〕」に記載の発明において、前記摺動子の摺動方向において前記抵抗体部は前記導体部を挟んで位置し、前記絶縁体部のそれぞれは前記摺動子の軌道上に前記抵抗体部のそれぞれが露出しないよう、前記抵抗体部のそれぞれを前記摺動子の軌道側から覆って位置することを特徴とする。
【００１４】
〔３〕  本発明は「〔１〕」に記載の発明において、前記抵抗体部は前記摺動子の軌道外に配列されたことを特徴とする。
【００１５】
〔４〕  本発明は「〔１〕」または「〔３〕」に記載の発明において、前記摺動子の軌道を含む平面上に、前記抵抗体部の列と前記導体部の列とが平行して位置し、前記導体部の列のみが前記摺動子の軌道上に位置することを特徴とする。
【００１６】
「〔４〕」に記載の発明によれば、摺動子の摺動方向において隣り合った抵抗体部の間隔寸法によって、同方向における導体部の寸法が制限されず、すなわちその間隔寸法よりも導体部の寸法を大きく設定でき、摺動子の摺動方向における導体部の寸法の自由度を、「〔２〕」に記載の発明よりも大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前記述したように、摺動子の移動量の連続した変化に対し、段階的、かつ、断続的に異なる高さの出力電圧を生起させることができる。これにより、出力電圧が各段階のうちのいずれに該当するものであるかの判定の確実性が向上し、電気機器の制御に利用する場合における可変抵抗器の扱い安さの向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可変抵抗器の断面図である。
【図２】図１に示した可変抵抗器に備えられた抵抗回路部の上面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２，図３で示した抵抗回路部により得られる出力電圧の特性線図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る可変抵抗器に備えられた抵抗回路部の上面図である。
【図６】図５のVI−VI断面図である。
【図７】図５，図６で示した抵抗回路部により得られる出力電圧の特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１，第２実施形態について説明する。
【００２０】
〔第１実施形態〕
第１実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る可変抵抗器の断面図である。図２は図１に示した可変抵抗器に備えられた抵抗回路部の上面図である。図３は図２のIII−III断面図である。図４は図２，図３で示した抵抗回路部により得られる出力電圧の特性線図である。
【００２１】
図１に示すように、第１実施形態に係る可変抵抗器１は、この可変抵抗器１全体の基礎となる基板２を備えている。この基板２にはカバー部材５が取り付けられている。このカバー部材５は基板２に対向して位置する上板部５ａを有する。この上板部５ａには長孔５ｂが形成されている。この長孔５ｂに基板２側から操作部材６が挿通されている。この操作部材６は長孔５ｂの長手方向（矢印Ｓ方向）にスライド可能である。
【００２２】
操作部材６は、カバー部材５の上板部５ａと基板２との間において基板２と平行に広がった鍔部６ａを有する。この鍔部６ａには、摺動子７が基板２の方向に突出して設けられている。摺動子７は片持ち梁状に形成されていて、その可撓性により基板２に常時弾性的に押し付けられている。摺動子７の先端部は、図示してないが、二股に分岐して後述の抵抗回路部３に接触する第１摺動部と、後述の集電パターン１０に接触する第２摺動部を成している。
【００２３】
図２に示すように、抵抗回路部３は摺動子７の摺動方向に沿って延びて位置する。この抵抗回路部３は直列抵抗回路を形成している。この直列抵抗回路は、複数の抵抗体部、すなわち第１抵抗体部１１、第２抵抗体部１２、第３抵抗体部１３および第４抵抗体部１４（以下、これらをまとめて「第１抵抗体部１１等」という）と、複数の導体部、すなわち第１導体部２１、第２導体部２２および第３導体部２３（以下、これらをまとめて「第１導体部２１等」という）とを有する。摺動子７の摺動方向において、第１抵抗体部１１と第２抵抗体部１２間には第１導体部２１が位置し、第２抵抗体部１２と第３抵抗体部１３の間には第２導体部２２が位置し、第３抵抗体部１３と第４抵抗体部１４の間には第３導体部２３が位置する。
【００２４】
第１導体部２１等は、図３に示すように、基板本体２ａにプリントされた銀の層と、この銀の層を覆ってプリントされたカーボンの層との２層構造である。第１抵抗体部１１等は第１導体部２１等のカーボンの層と連続したカーボンのみの１層から成っている。
【００２５】
摺動子７の第２摺動部の軌道９上には、集電パターン１０がプリント成形により設けられている。集電パターン１０は抵抗回路部３の第１導体部２１等と同じく、銀の層がカーボンでの層で覆われた構造である。
【００２６】
特に第１実施形態においては、抵抗回路部３が、第１抵抗体部１１等の抵抗体部と同数の絶縁体部、すなわち第１絶縁体部３１、第２絶縁体部３２、第３絶縁体部３３および第４絶縁体部３４（以下、これらをまとめて「第１絶縁体部４１等」という）を有する。これらの第１絶縁体部３１等はいずれも絶縁性の樹脂の層から成っている。第１絶縁体部３１等は、第１抵抗体部１１等がそれぞれ摺動子７の第１摺動部の軌道８上に露出しないよう、その軌道８側から第１抵抗体部１１等のそれぞれを覆って位置する。つまり、第１摺動部の軌道８において第１導体部２１等の導体部は、第１絶縁体部３１等のそれぞれの絶縁体部に挟まれて位置する。具体的には、軌道８において第１導体部２１の第２導体部２２側とは反対側の領域には第１抵抗体部１１を覆った第１絶縁体部３１が設けられていて、第１導体部２１と第２導体部２２の間の領域は第２抵抗体部１２を覆った第２絶縁体部３２から成っている。同様に、軌道８において第２導体部２２と第３導体部２３の間の領域は第３抵抗体部１３を覆った第３絶縁体部３３から成っていて、第３導体部２３の第２導体部２２側とは反対側の領域には第４抵抗体部１４を覆った第４絶縁体部３４が設けられている。これにより、摺動子７の第１摺動部は、軌道８から分かるように、第１絶縁体部３１上、第１導体部２１上、第２絶縁体部３２上、第２導体部２２上、第３絶縁体部３３上、第３導体部２３上、第４絶縁体部３４上の順に、絶縁体部上と導体部上とを交互に摺動するようになっている。
【００２７】
このように構成された可変抵抗器１における、摺動子７の抵抗回路部３に対する接触位置と出力電圧の関係について説明する。
【００２８】
図２において摺動子７が矢印Ｓ方向に第１抵抗体部１１から第３導体部２３まで摺動する間、摺動子７の第１摺動部は、第１抵抗体部１１上、第１導体部２１上、第２抵抗体部１２上、第２導体部２２上、第３抵抗体部１３上、第３導体部２３上の順に摺動する。この間、摺動子７の第２摺動部は第１摺接部と平行して集電パターン１０上を摺動する。つまり、摺動子７は第２摺動部において集電パターン１０に常時接触した状態で、第１摺動部において第１抵抗体部１１、第１導体部２１、第２抵抗体部１２、第２導体部２２、第３抵抗体部１３および第３導体部２３に対し、この順番で摺動する。
【００２９】
その順番での摺動の間、まず摺動子は第１絶縁体部３１の一端（図２における右端）から他端まで移動する。この移動の間（図４の領域Ｚ１）において常に、摺動子７と抵抗回路部３は第１絶縁体部３１により電気的に切断された状態になる。このため、可変抵抗器１がオフ状態に維持される。この状態において、第１絶縁体部３１の電気抵抗値は無限大なので、出力電圧は０Ｖに維持される。
【００３０】
次に、摺動子７は第１絶縁体部３１を通過し、これと同時に第１導体部２１の一端に接触し、これにより可変抵抗器１はオンする。その後、摺動子７が第１導体部２１の他端まで移動する間（図４の領域Ｄ１）、出力電圧は第１段階Ｌ１に維持される。
【００３１】
次に、摺動子７は第１導体部２１を通過し、これと同時に第２絶縁体部３２の一端に接触し、これにより可変抵抗器１はオフする。その後、摺動子７が第２絶縁体部３２の他端まで移動する間（図４の領域Ｚ２）、領域Ｚ１の場合と同様に可変抵抗器１はオフ状態（出力電圧は０Ｖ）に維持される。
【００３２】
次に、摺動子７は第２絶縁体部３２を通過し、これと同時に第２導体部２２の一端に接触し、これにより可変抵抗器１はオンする。その後、摺動子７が第２導体部２２の他端まで移動する間（図４の領域Ｄ２）、出力電圧は第１段階Ｌ１よりも高い第２段階Ｌ２に維持される。
【００３３】
次に、摺動子７は第２導体部２２を通過し、これと同時に第３絶縁体部３３の一端に接触し、これにより可変抵抗器１はオフする。その後、摺動子７が第３絶縁体部３３の他端まで移動する間（図４の領域Ｚ３）、可変抵抗器１はオフ状態（出力電圧は０Ｖ）に維持される。
【００３４】
次に、摺動子７は第３絶縁体部３３を通過し、これと同時に第３導体部２３の一端に接触し、これにより可変抵抗器１はオンする。その後、摺動子７が第３導体部２３の他端まで移動する間（図４の領域Ｄ３）、出力電圧は第２段階Ｌ２よりも高い第３段階Ｌ３に維持される。
【００３５】
なお、図４において、２点差線で示した特性線は、摺動子７が第１抵抗体部１１等上を直接摺動した場合、すなわち、第１抵抗体部１１等が第１絶縁体部３１等に覆われていない、前述した従来の可変抵抗器における出力電圧の特性を示している。
【００３６】
第１実施形態によれば次の効果を得られる。
【００３７】
第１実施形態において、摺動子７は抵抗回路部３上で第１導体部２１等のうちの複数の導体部間で摺動する際、導体部と絶縁体部（第１絶縁体部３１等のうちのいずれか）とに交互に接触する。導体部と抵抗体部は交互に接続されているので、摺動子７が複数の導体部間で移動を行えば、出力電圧は図４で示したように段階的に増減することになる。また、摺動子７は各導体部に接触する前後に必ず絶縁体部を通過し、この通過の間は摺動子７と抵抗回路部３は電気的に切断された状態になるので、すなわち可変抵抗器１がオフ状態になるので、摺動子７の移動量が連続して変化する一方で出力電圧は断続する。要するに、第１実施形態に係る可変抵抗器１によれば、摺動子７の移動量の連続した変化に対し、段階的、かつ、断続的に異なる高さの出力電圧を生起させることができる。したがって、出力電圧が各段階のうちのいずれに該当するものであるかの判定の確実性は向上する。
【００３８】
なお、前述の第１実施形態に係る可変抵抗器１は、操作部材６が直線的にスライド操作されるものであり、これに対応して抵抗回路部３が直線状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、二輪車用シフトペダルセンサとしての可変抵抗器のように操作部材が回転操作されるものであって、抵抗回路部３に相当する抵抗回路部が操作部材の回転中心線周りに円弧状に形成されたものであってもよい。この場合、シフトペダルのブレが生じても所定の出力段階を確実に維持できるので、出力安定性に寄与する。
【００３９】
〔第２実施形態〕
第２実施形態について図５〜図７を用いて説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る可変抵抗器に備えられた抵抗回路部の上面図である。図６は図５のVI−VI断面図である。図７は図５，図６で示した抵抗回路部により得られる出力電圧の特性線図である。図５において、図２に示したものと同等のものに対しては、図２に付した符号と同じ符号を使用してある。
【００４０】
第２実施形態に係る可変抵抗器は、第１実施形態とは異なる抵抗回路部４０を備えている。この抵抗回路部４０以外の構成については、第２実施形態に係る可変抵抗器は第１実施形態に係る可変抵抗器１と同様である。
【００４１】
抵抗回路部４０において、第１抵抗体部１１、第２抵抗体部１２、第３抵抗体部１３および第４抵抗体部１４は、摺動子７の軌道８を含む平面上に、すなわち、基板本体２ａの上面に、
第１抵抗体部１１等の列と第１導体部２１等の列とが平行して位置する。そして、第１導体部２１等の列のみが摺動子７の軌道８上に位置する。
【００４２】
基板２の表面は、耐摩耗性かつ絶縁性の樹脂材（例えばフェノール系インク）でコーティングされている。第１導体部２１等の導体部はそれぞれ第１摺動部の軌道８において、その耐摩耗性かつ絶縁性の樹脂材からなる絶縁体部に挟まれて位置する。つまり、第１導体部２１の第２導体部２２側とは反対側の領域、第１導体部２１と第２導体部２２の間の領域、第２導体部２２と第３導体部２３の間の領域、および、第３導体部２３の第２導体部２２側とは反対側の領域のそれぞれにおいて、耐摩耗性かつ絶縁性の樹脂材は、第１絶縁体部４１、第２絶縁体部４２、第３絶縁体部４３、第４絶縁体部４４を成している。これにより、摺動子７の第１摺動部は、軌道８を見て分かるように、第１絶縁体部４１上、第１導体部２１上、第２絶縁体部４２上、第２導体部２２上、第３絶縁体部４３上、第３導体部２３上、第４絶縁体部４４上の順に、絶縁体部上と導体部上とを交互に摺動するようになっている。
【００４３】
図７に示すように、第２実施形態に係る可変抵抗器によっても第１実施形態と同様の出力電圧が得られる。図７において、領域Ｚａは摺動子７が第１絶縁体部４１上にあるときの出力電圧を示し、領域Ｚｂは摺動子７が第２絶縁体部４２上にあるときの出力電圧を示し、領域Ｚｃは摺動子７が第３絶縁体部４３にあるときの出力電圧を示す。また、領域Ｄａは摺動子７が第１導体部２１にあるときの出力電圧を示し、領域Ｄｂは摺動子７が第２導体部２２にあるときの出力電圧を示し、領域Ｄｃは摺動子７が第３導体部２３にあるときの出力電圧を示す。
【００４４】
第２実施形態によれば次の効果を得られる。
【００４５】
第２実施形態において、摺動子７は抵抗回路部４０上で第１導体部２１等のすべての間またはいくつかの間を摺動する際、導体部と絶縁体部（第１絶縁体部４１等のうちのいずれか）とに交互に接触する。導体部と抵抗体部は交互に接続されているので、摺動子７が複数の導体部間で移動を行えば、出力電圧は図７で示したように段階的に増減することになる。また、摺動子７は導体部に接触する前後に必ず絶縁体部を通過し、この通過の間は摺動子７と抵抗回路部４０は電気的に切断された状態になるので、すなわち可変抵抗器がオフ状態になるので、摺動子７の移動量の連続変化する一方で出力電圧は断続する。要するに、第２実施形態に係る可変抵抗器によっても、摺動子７の移動量の連続した変化に対し、段階的、かつ、断続的に異なる高さの出力電圧を生起させることができる。したがって、出力電圧が各段階のうちのいずれに該当するものであるかの判定の確実性の向上に貢献でき、電気機器の制御に利用する場合における可変抵抗器の扱い安さの向上に貢献できる。
【００４６】
特に第２実施形態においては、第１導体部２１等はそれぞれ第１抵抗体部１１等の列から摺動子７の軌道８上に突出して位置する。これにより、摺動子７の摺動方向において隣り合った抵抗体部の間隔寸法５１〜５３によって、同方向における第１導体部２１等の寸法が制限されず、すなわち間隔寸法５１〜５３よりも大きく設定できるので、段階的な出力電圧の増加量（例えば図７に示す出力電圧Ｌ１とＬ２の差の電圧）とは独立して所定の電圧の維持距離（例えば図７のＤaやＤbなどの長さ）を大きくできる。つまり、摺動子７の摺動方向における第１導体部２１等の寸法の自由度を、第１実施形態よりも大きくすることができる。
【００４７】
なお、前述の第２実施形態に係る可変抵抗器も、操作部材が直線的にスライドされるものであり、これに対応して抵抗回路部４０が直線状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、操作部材が回転操作されるものであって、抵抗回路部４０に相当する抵抗回路部が操作部材の回転中心線周りに円弧状に形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  可変抵抗器
２  基板
２ａ  基板本体
３  抵抗回路部
５  カバー部材
５ａ  上板部
５ｂ  長孔
６  操作部材
６ａ  鍔部
７  摺動子
８，９  軌道
１０  集電パターン
１１〜１４  第１〜第４抵抗体部
２１〜２３  第１〜第３導体部
３１〜３４  第１〜第４絶縁体部
４０  抵抗回路部
４１〜４４  第１〜第４絶縁体部
５１〜５３  間隔寸法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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