(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下両方向に開口する筒形の樹脂製ケースと、
上記ケースの下部開口部に嵌合され、上面に集電電極とこの集電電極を中心とする円弧状の抵抗体とが形成された基板と、
上記ケースの上部開口部に回動可能に嵌合されたロータと、
上記ロータの下面に取り付けられ、上記集電電極および抵抗体に対して摺接する摺動子と、
上記ロータと上記基板との間に配置され、両者の間をシールする環状のパッキングと、
上記ロータの上面を支える天板部と、天板部にロータの一部が露出するよう形成された窓穴と、上記ケースの側面に沿って下方へ伸びる一対の脚部とを有し、上記ケースの上部より被せられ、脚部をケースの底面で内側に折り曲げることで基板の下面を支える金属カバーと、を備え、
上記ケースの内面に、上記ロータと基板との間に一定の隙間を確保するためのスペーサ部が形成され、
上記ケースの外側面には、上記金属カバーの脚部をガイドするガイド溝が形成され、
上記金属カバーの窓穴の内縁部に下方へ折り曲げられたストッパ片が形成され、
上記ロータの上面には環状溝とその内部にストッパ部とが設けられ、
上記ストッパ片はロータの環状溝に挿入され、かつ上記ストッパ部と当接することでロータの回転角度を規制するようにしたことを特徴とする可変抵抗器。
【請求項２】
上記パッキングは上記基板の上面であって抵抗体より外周側に直接塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は補聴器、計測器、通信機器、センサその他の産業機器などに使用される可変抵抗器、特に小型の可変抵抗器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の可変抵抗器として、特公平５−５９５６１号公報に記載のように、端子を取り付けた抵抗基板を樹脂ケースにインサートモールドし、摺動子を取り付けたロータとＯリングとをケース内に収納し、金属カバーをケースに被せてロータの浮き上がりを規制するとともに、カバーに設けた脚部の穴をケースの側面に形成した凸部に係合させることで、カバーを抜け止めしたものが知られている。
【０００３】
また、他の例としては、特開平５−３１０８号公報のように、金属カバーを樹脂ケースの上から被せるとともに、カバーに突設した脚部をケースの底面で内側に折り曲げるようにしたものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
いずれの可変抵抗器の場合も、プリント基板にはんだ付けする際の耐熱性とシール性とを確保するため、抵抗基板をケースにインサートモールドしている。そのため、成形時に抵抗基板（特にセラミック基板の場合）にクラックが発生したり、抵抗体が形成された基板表面に成形樹脂が流れ、絶縁被膜が形成される心配があった。また、基板表面に絶縁被膜が形成されないように、樹脂の内部への侵入を防止するための特別な処置を行なう必要があり、生産性の低下やコストの上昇を招くという欠点があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、基板をケースにインサートモールドせずに、ロータと基板との間を確実にシールでき、低コストで製造できる可変抵抗器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載の発明によって達成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、上下両方向に開口する筒形の樹脂製ケースと、上記ケースの下部開口部に嵌合され、上面に集電電極とこの集電電極を中心とする円弧状の抵抗体とが形成された基板と、上記ケースの上部開口部に回動可能に嵌合されたロータと、上記ロータの下面に取り付けられ、上記集電電極および抵抗体に対して摺接する摺動子と、上記ロータと上記基板との間に配置され、両者の間をシールする環状のパッキングと、上記ロータの上面を支える天板部と、天板部にロータの一部が露出するよう形成された窓穴と、上記ケースの側面に沿って下方へ伸びる一対の脚部とを有し、上記ケースの上部より被せられ、脚部をケースの底面で内側に折り曲げることで基板の下面を支える金属カバーと、を備え、上記ケースの内面に、上記ロータと基板との間に一定の隙間を確保するためのスペーサ部が形成され、上記ケースの外側面には、上記金属カバーの脚部をガイドするガイド溝が形成され、上記金属カバーの窓穴の内縁部に下方へ折り曲げられたストッパ片が形成され、上記ロータの上面には環状溝とその内部にストッパ部とが設けられ、上記ストッパ片はロータの環状溝に挿入され、かつ上記ストッパ部と当接することでロータの回転角度を規制するようにしたことを特徴とする可変抵抗器を提供する。
【０００７】
この可変抵抗器を組み立てる場合には、まずケースの下部開口部に基板を嵌合し、ケースの上部開口部にロータを嵌合させる。なお、基板の上面には予め環状のパッキングを配置しておき、ロータの下面には摺動子を取り付けておくのがよい。次に、ケースの上部より金属カバーを被せると、一対の脚部がケースの側面にそって下方へ引き出される。この状態で、カバーの窓穴よりロータの一部が露出する。脚部はケースの底面で内側に折り曲げられ、その先端部で基板の下面を支える。これによって、ロータの浮き上がりが規制されるとともに、基板の下方への抜けが規制され、ロータと基板との間でパッキングが挟持されるとともに、摺動子が挟持される。つまり、ロータと基板との間に密閉空間が形成され、その空間内に摺動子や抵抗体，集電電極などを配置することで、外部からの湿気やはんだフラックスの侵入を防止でき、安定した性能を維持できる。
【０００８】
本発明では、ケースの内面に、ロータと基板との間に一定の隙間を確保するためのスペーサ部を形成してある。そのため、組み立てバラツキを解消し、摺動子およびパッキングの圧縮代が一定となるので、電気的特性およびシール性が安定する。
また、ケースの外側面に、金属カバーの脚部をガイドするガイド溝を形成してあるので、カバーを被せた時にカバーの位置が安定するとともに、組み付け作業が容易になるという利点がある。
さらに、金属カバーの窓穴の内縁部に下方へ折り曲げられたストッパ片が形成され、ロータの上面には環状溝とその内部にストッパ部とが設けられ、ストッパ片はロータの環状溝に挿入され、かつストッパ部と当接することでロータの回転角度を規制するようにしてある。
また、請求項２のように、パッキングを基板の上面であって抵抗体より外周側に直接塗布するのが望ましい。パッキングを基板およびロータと別体に形成し、その間に配置してもよいが、パッキングが位置ずれしやすく、安定したシール性を維持しにくい。これに対し、パッキングを基板上面に塗布すれば、パッキングの位置ずれを確実に解消できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図８は本発明にかかる可変抵抗器の一例を示す。
この可変抵抗器は、ケース１、抵抗基板１０、パッキング２０、リード端子３０、ロータ４０、摺動子５０および金属カバー６０などで構成されている。
【００１０】
ケース１は、はんだ付けの熱に耐え、高温雰囲気で安定動作を可能にするため、例えば４６ナイロン等の耐熱性の高いポリアミド系やポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはエポキシ、ジアリルフタレート、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂にて製作される。ケース１は上下両方向に開口する筒形に形成され、上部には円形の上部開口部２が、下部には角形の下部開口部３がそれぞれ形成されている。ケース１の内面で、かつ上下方向の中間部には、ロータ４０と抵抗基板１０との間にパッキング２０を配置するための一定の隙間を確保する環状のスペーサ部４が突設されている。また、ケース１の対向する２つの外側面にはガイド溝５が形成されている。
【００１１】
ケース１の下部開口部３には抵抗基板１０が嵌合されている。抵抗基板１０は、例えばアルミナ等のセラミック材料やポリフェニレンサルファイド，液晶ポリマー等の耐熱性樹脂で角板状に形成されている。図５に示すように、抵抗基板１０の上面には、例えばサーメット抵抗やカーボン抵抗よりなる略Ｃ字形の抵抗体１１がスクリーン印刷や転写等の方法によって形成されている。抵抗体１１の両端部は、基板１０上に形成された個別電極１２，１３を介して基板１０の一方の側縁に引き出されている。また、基板１０の上面には抵抗体１１の中心位置に位置する集電電極１４が形成され、この集電電極１４は基板１０の他方の側縁へ引き出されている。抵抗基板１０の上面はケース１の内面に形成されたスペーサ部４の下面に当接することで、嵌合深さが規定されている（図３，図４参照）。
【００１２】
抵抗基板１０の上面には、はんだ付けの熱や使用温度の変化に対し安定したパッキング効果を発揮するとともに電気的絶縁性に優れたパッキング２０が環状に形成されている。具体的には、シリコーンゴムやフッ素ゴム、フロロシリコーンゴムなどが抵抗基板１０の上面でかつ抵抗体１１の周囲を取り囲むように、直接塗布され、硬化されている。
【００１３】
抵抗基板１０の個別電極１２，１３および集電電極１４が引き出された両側縁部には、３本のリード端子３０，３１，３２が溶接，ヒータチップによる熱圧着，はんだ付け等により取り付けられ、電極１２，１３，１４と電気的に接続されている。特に、リード端子３２は二股状に形成され、集電電極１４の引出し部に２箇所で接続されている。リード端子３０〜３２の外部接続部３０ａ〜３２ａは、ケース１のガイド溝５が設けられた側面とは異なる面から引き出されており、ケース１の外側面に沿って上方へ折り曲げられている。外部接続部３０ａ〜３２ａを折り曲げやすくするため、外部接続部には穴３０ｂ〜３３ｂが形成されている。なお、外部接続部３０ａ〜３２ａを折り曲げずに水平方向に引き出してもよい。
【００１４】
ロータ４０は、例えばポリフェニレンサルファイド，液晶ポリマー等の耐熱性樹脂によって略円柱形状に形成されており、ケース１の上部開口部３に回転可能に嵌合される。ロータ４０の上面中央部には円柱形のボス部４１が突設され、このボス部４１上面にドライバなどの工具が係合する十字状の工具係合溝４２が形成されている。ボス部４１の外周には環状溝４３が形成され、環状溝４３の所定位置にストッパ４４が形成されている。ロータ４０の下面中央部には位置決め用突起４５が突設され、下面の偏心位置には回り止め用突起４６（図６参照）が突設されている。さらに、ロータ４０の下面には、上記突起４５，４６を取り囲むように環状壁部４７が突設されている。この環状壁部４７は抵抗基板１０上に形成されたパッキング２０に接触し、ロータ４０と抵抗基板１０との間に密閉空間２１（図３，図４参照）を形成する役割を有する。特に、ロータ４０をケース１の上部開口部３に嵌合させたとき、ロータ４０の下面がケース１のスペーサ部４の上面に当接することで、ロータ４０と抵抗基板１０との間隔が一定になり、後述する摺動子５０およびパッキング２０の圧縮代が一定になる。
【００１５】
摺動子５０は、バネ性と導電性とに優れた材料、例えば銅合金、不錆鋼、貴金属系合金などによって製作され、その上側には略円盤状のベース部５１が設けられている。ベース部５１には、図８に示すようにロータ４０の突起４５，４６と嵌合する穴５２，５３が形成され、摺動子５０はロータ４０に対して回り止めされて取り付けられる。なお、摺動子５０の穴５２，５３をロータ４０の突起４５，４６に嵌合させた後、突起４５，４６を熱カシメすることで、摺動子５０を固定してもよい。ベース部５１の外周部にはアーム状の中心接点部５４と櫛歯状の摺動接点部５５とが連続的に形成され、これら接点部５４，５５はベース部５１の下方へ折り返されている。なお、図８において、二点鎖線は中心接点部５４および摺動接点部５５の自由位置を示す。中心接点部５４は抵抗基板１０の集電電極１４に、摺動接点部５５は抵抗体１１にそれぞれ弾性的に圧接する。
【００１６】
金属カバー６０は防錆効果および非はんだ濡れ性を持つステンレススチールや洋白などの銅合金で製作されている。カバー６０には、ケース１の上面に配置されてロータ４０の浮き上がりを規制する天板部６１が設けられ、その中央にロータ４０の円柱状ボス部４１が露出する円形の窓穴６２が形成されている。窓穴６２の内縁部６３は下方へ折り曲げられており、ロータ４０の環状溝４３に挿入されている。内縁部６３の一部には下方へ長く突出するストッパ片６４が形成され、、このストッパ片６４が環状溝４３のストッパ部４４に当たることでロータ４０の回転角度が規制される。天板部６１の両側部には同一幅のスカート部６５が延設され、このスカート部６５の下縁から舌片状の脚部６６が下方へ突設されている。カバー６０をケース１に被せた時、脚部６６はケース１のガイド溝５に係合し、ケース１の底面より下方へ突出する。そこで、脚部６６の先端部をケース１の底面に沿って内側へ折り曲げることで、カバー６０はケース１に取り付けられる。この実施例では、脚部６６を内側に折り曲げやすくするため、脚部６６には穴６７が形成されている。
【００１７】
次に、上記実施例よりなる可変抵抗器の組立方法を説明する。
まず、ケース１の下部開口部３に抵抗基板１０を嵌合させる。抵抗基板１０には事前にリード端子３０〜３２を固定するとともに、パッキング２０を塗布しておく。次に、ケース１の上部開口部２にロータ４０を嵌合させる。このとき、ロータ４０の下面には摺動子５０が取り付けられているので、ロータ４０はケース１から浮き上がった位置にある。
【００１８】
次に、上方より金属カバー６０をケース１に被せ、カバー６０の脚部６６をケース１の側面のガイド溝５によって挿入する。そして、ケース１の下端面より下方へ突出した脚部６６を内側へ折り曲げることで、脚部６６をケース１の下面に係止させる。これによって、カバー６０の天板部６１がロータ４０の上面を押え、ロータ４０の下面をスペーサ部４の上面に当接またはほぼ当接状態とするとともに、脚部６６が抵抗基板１０の底面を支え、抵抗基板１０の上面をスペーサ部４の下面に押し付ける。そのため、ケース１に対してロータ４０、抵抗基板１０などの各部品が一体的に組み付けられるとともに、ロータ４０と抵抗基板１０の間隔がほぼ一定に維持され、摺動子５０およびパッキング２０の圧縮代が一定になる。すなわち、パッキング２０のシール圧が一定となることで、シール性のバラツキを解消できるとともに、摺動子５０のばね圧も一定となり、安定した電気的特性が得られる。
【００１９】
こうして組み立てられた可変抵抗器は、ロータ４０の工具係合溝４２にドライバの先端部を係合させてロータ４０を回動させることにより、中心接点部５４が集電電極１４に接触したまま、摺動接点部５５が抵抗体１１上を摺動する。そのため、端子３０と端子３２との間の抵抗値あるいは端子３１と端子３２との間の抵抗値を変化させることができる。そして、所望の位置でロータ４０を停止させれば、パッキング２０の摩擦力によってロータ４０の回転が規制されるので、抵抗体１１と摺動接点部５５との接触位置のずれが抑えられ、抵抗値が安定する。
【００２０】
なお、本発明にかかる可変抵抗器は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
上記実施例では、抵抗基板１０上にパッキング２０を取り付ける例を示したが、これに限らず、例えばロータ４０の下端部にＯリングを嵌合保持させ、このＯリングを抵抗基板１０に対して圧接させることでシールしてもよい。
上記実施例では、抵抗基板１０にリード端子３０〜３２を固定し、表面実装型の可変抵抗器を構成したが、リード端子を下方へ突出させ、リード端子付きの可変抵抗器としてもよい。また、電極１２〜１４を基板１０の底面側まで引き出すことにより、リード端子を省略してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、ケースの上部に被せられる金属カバーに一対の脚部を設け、この脚部をケースの底面で内側に折り曲げることで、ケースに対してロータ，基板などの各部品を一体的に組み付けることができる。そのため、従来のように基板をケースに対しインサートモールドする必要がなく、単に基板をケースの下部開口部に嵌合させるだけでよく、製造コストを大幅に低減できる。
また、金属カバーの脚部を折り曲げることにより、ロータと基板とをパッキングを間にして圧接させるようにしたので、両者の間に摺動子を配置する密閉空間が形成され、外部からの湿気やはんだフラックスの侵入を防止でき、安定した電気的特性を維持できる。
さらに、ケースの内面に、ロータと基板との間に一定の隙間を確保するためのスペーサ部を形成してあるため、組み立てバラツキを解消し、摺動子およびパッキングの圧縮代が一定となるので、電気的特性およびシール性が安定する。
本発明では、ケースの外側面に、金属カバーの脚部をガイドするガイド溝を形成してあるので、カバーを被せた時にカバーの位置が安定するとともに、組み付け作業が容易になるという利点がある。
そして、金属カバーの窓穴の内縁部に下方へ折り曲げられたストッパ片が形成され、ロータの上面には環状溝とその内部にストッパ部とが設けられ、ストッパ片はロータの環状溝に挿入されているため、ストッパ片がストッパ部と当接してロータの回転角度を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる可変抵抗器の一例の分解斜視図である。
【図２】図１の可変抵抗器の平面図，正面図および底面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図２のＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】抵抗基板の平面図である。
【図６】ロータの平面図，Ｚ−Ｚ断面図および底面図である。
【図７】ロータに摺動子を取り付けた状態の底面図である。
【図８】摺動子の平面図，正面図，左側面図および右側面図である。
【符号の説明】
１                ケース
２        上部開口部
３        下部開口部
４        スペーサ部
５        ガイド溝
１０      抵抗基板
１１      抵抗体
１４      集電電極
２０      パッキング
３０〜３２                端子
４０      ロータ
５０      摺動子
６０            金属カバー
６１      天板部
６２      窓穴
６６      脚部
【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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【図８】
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