(57)【要約】【課題】抵抗体及び端子間の導通状態を確実に確保できる手段の提供を課題とする。【解決手段】ハトメ部１６ａの外周面１６ａ２と基板１２の裏面１２ｘとの間に、溶融樹脂Ｊが入り込む隙間部ａが設けられた可変抵抗器を採用した。また、ハトメ部１６ａを貫通孔１２ｂ内に挿入させた状態で、基板１２及びメタル端子１６を金型内に固定配置する仮固定工程と、該仮固定工程後に、メタル端子１６に向かって基板１２を付勢する樹脂供給圧を持って溶融樹脂Ｊを前記金型内に供給する成形工程とを有する、可変抵抗器の製造方法を採用した。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に抵抗体が設けられるとともに板厚方向に貫通孔が形成された基板と、前記一面側に配置され、前記貫通孔に挿通されて他面側でかしめられたカシメ部を有する端子とを備え、
前記端子が、前記抵抗体に対して導通可能に接続されたまま樹脂で固定されている可変抵抗器であって、
前記カシメ部と前記他面側部分との間に、前記樹脂が入り込む隙間部が設けられていることを特徴とする可変抵抗器。
【請求項２】
請求項１に記載の可変抵抗器において、
前記端子と前記抵抗体との間に、導電性ヒートシールが挟まれていることを特徴とする可変抵抗器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の可変抵抗器において、
前記カシメ部がハトメ部であり、該ハトメ部の軸線を含む断面で見た場合の開き角度が、６０°以上かつ１２０°以下であることを特徴とする可変抵抗器。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の可変抵抗器において、
前記基板がセラミック材からなることを特徴とする可変抵抗器。
【請求項５】
一面側に抵抗体が設けられるとともに板厚方向に貫通孔が形成された基板と、前記一面側に配置され、前記貫通孔に挿通されて他面側でかしめられたカシメ部を有する端子とを備えた可変抵抗器の製造方法であって、
被カシメ部を前記貫通孔内に挿入し、該被カシメ部と前記他面との間に樹脂が入り込む隙間部が形成されるようにかしめるカシメ工程と、
該カシメ工程の後、前記基板及び前記端子を金型内に固定配置する仮固定工程と、
該仮固定工程後に、前記端子に向かって前記基板を付勢させる樹脂供給圧を持って前記樹脂を前記金型内に供給する成形工程とを有することを特徴とする可変抵抗器の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の可変抵抗器の製造方法において、
前記カシメ定工程の前に、前記端子と前記抵抗体との間に導電性ヒートシールを挟ませておくことを特徴とする可変抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一面側に抵抗体が形成された基板に対して、摺動子を備えたロータが回動可能に取り付けられている可変抵抗器と、その製造方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可変抵抗器は、酸化ルテニウム等の所定の比抵抗を有する導電性材料とガラスフリットを主成分とするサーメット系抵抗膜が表面に形成されたセラミック基板と、前記抵抗膜に対して摺動しながら電気的導通性を保ちつつ可動接点をなす、高硬度合金製のコンタクト部材とを具備して構成されている（例えば下記特許文献１参照）。そして、前記コンタクト部材を前記抵抗膜上で摺動させることにより、両者に接続された回路の電気抵抗値を変化させることが可能となっている。
【０００３】
図８に、他の一般的な可変抵抗器の接続部分の一例を示す。なお、同図は、基板に対するメタル端子の接続部分を示す断面図である。
同図に示すフェノール基板１は、その表面にカーボンとバインダ樹脂を主成分とする抵抗体２を約２５０℃の温度で焼結させて形成したものであり、その板厚方向に貫通孔１ａが形成されている。さらに、これら貫通孔１ａの周囲には、銀電極層３が重ねて設けられている。そして、貫通孔１ａの周縁部には、各メタル端子５のハトメ部５ａが挿通され、ハトメ部５ａの先端を完全に広げてかしめ固定されている。
【０００４】
該従来の可変抵抗器の製造では、まずフェノール基板１の各貫通孔１ａに各ハトメ部５ａを挿入させた後、これらハトメ部５ａの先端を完全にかしめて変形させることで、フェノール基板１をその両面側から挟み込んで固定する。このようにして各メタル端子５が接続されたフェノール基板１を、今度は図示されない金型内に配置し、該金型内に溶融樹脂を供給して固定することで、フェノール基板１及び各ハトメ部５ａ間の接続をその周囲の樹脂によってより完全に固定する。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５３１００９号公報（第１３図、第２０図等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の可変抵抗器を例えば自動車のポテンショメータに用いた場合、設置されるエンジン付近の温度が１００〜１２０℃程度と高温になることから、熱的に過酷な使用環境に曝されることになる。このような高温環境下では、熱膨張に伴って各メタル端子５とフェノール基板１との間に隙間ができやすいので、信頼性確保の点から、これらの間の接続を確実なものにしておく必要がある。
【０００７】
そこで、各メタル端子５を接続する際に、前記各銀電極層３に対する各メタル端子５の位置決めを精度良く行う必要があり、各ハトメ部５ａを強く、かしめておく必要がある。しかしながら、きつくかしめ過ぎると割れてしまう虞があり、特に抵抗体の温度特性の向上を図る為にセラミック基板を用いた場合には、この問題が顕著となる。
また、射出成形時には、注入する溶融樹脂の樹脂圧がフェノール基板１及び各メタル端子５に作用するため、両者の接続状態を維持したまま成形するのが難しいという問題も有している。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、抵抗体及び端子間の導通状態を確実に確保できる手段の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の可変抵抗器は、一面側に抵抗体が設けられるとともに板厚方向に貫通孔が形成された基板と、前記一面側に配置され、前記貫通孔に挿通されて他面側でかしめられたカシメ部を有する端子とを備え、前記端子が、前記抵抗体に対して導通可能に接続されたまま樹脂で固定されている可変抵抗器であって、前記カシメ部と前記他面側部分との間に、前記樹脂が入り込む隙間部が設けられていることを特徴とする。
この可変抵抗器によれば、隙間部に入り込んだ樹脂は、その射出成形時に基板を端子に向けて付勢するように作用したものであるため、抵抗体及び端子の各当接面間の接触が良好に保たれたものとなっている。
【００１０】
また、本発明の可変抵抗器は、上記可変抵抗器において、前記端子と前記抵抗体との間に、導電性ヒートシールが挟まれていることを特徴とする。
この可変抵抗器によれば、射出成形時の熱によって溶融した導電性ヒートシールが、この射出成形時の樹脂圧によって互いに押し付け合った状態の端子及び抵抗体間の接続部分を隙間なく満たしているので、良好な導通性をもって接続されている。
【００１１】
また、本発明の可変抵抗器は、上記可変抵抗器において、前記カシメ部がハトメ部であり、該ハトメ部の軸線を含む断面で見た場合の開き角度が、６０°以上かつ１２０°以下であることを特徴とする。
この可変抵抗器によれば、開き角度を５０°以下にすると、基板に対する端子のかしめ固定が緩くなって位置決め精度が不十分となるため、製造後にカシメ部及び抵抗体間の接続に不良が生じやすくなる。また、開き角度を１３０°以上にすると、基板にカシメ部の圧迫力が過度に伝わって基板を損傷しやすくなる。したがって、ハトメ部の開き角度としては、６０°以上かつ１２０°以下を採用するのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の可変抵抗器は、上記可変抵抗器において、前記基板がセラミック材からなることを特徴とする。
この可変抵抗器によれば、高温環境に曝されてもセラミック材は熱収縮がほとんど無いので、例えば自動車のポテンショメータのように高温環境下で用いても、高い信頼性を確保することができる。
【００１３】
また、本発明の可変抵抗器の製造方法は、一面側に抵抗体が設けられるとともに板厚方向に貫通孔が形成された基板と、前記一面側に配置され、前記貫通孔に挿通されて他面側でかしめられたカシメ部を有する端子とを備えた可変抵抗器の製造方法であって、被カシメ部を前記貫通孔内に挿入し、該被カシメ部と前記他面との間に樹脂が入り込む隙間部が形成されるようにかしめるカシメ工程と、該カシメ工程の後、前記基板及び前記端子を金型内に固定配置する仮固定工程と、該仮固定工程後に、前記端子に向かって前記基板を付勢させる樹脂供給圧を持って前記樹脂を前記金型内に供給する成形工程とを有することを特徴とする。
この可変抵抗器の製造方法によれば、成形工程時に隙間部に入り込んだ樹脂が、基板を端子に向けて付勢するように作用するため、抵抗体及び端子の各当接面間の接触を良好に保つことができる。
【００１４】
また、本発明の可変抵抗器の製造方法は、上記可変抵抗器の製造方法において、前記カシメ定工程の前に、前記端子と前記抵抗体との間に導電性ヒートシールを挟ませておくことを特徴とする。
この可変抵抗器の製造方法によれば、成形工程において、射出成形時の熱によって溶融した導電性ヒートシールが、この時の樹脂圧によって互いに押し付け合った状態の端子及び抵抗体間の接続部分を隙間なく満たし、導通な導通性をもって接続する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の可変抵抗器の一実施形態についての説明を、図面を参照しながら以下に行うが、本発明がこれのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。なお、図１は、本実施形態の可変抵抗器を示す図であって、ロータの回転軸線を含む断面で見た場合の断面図である。また、図２は、同可変抵抗器の基板と端子を接続する前の平面図である。また、図３は、同基板に同端子を接続させた状態を示す平面図である。また、図４は、同基板及び同端子を図３のＡ−Ａ断面で見た図であって、（ａ）が両者を接続する前、（ｂ）が両者を接続させた後の図である。また、図５は、同基板及び同端子間の接続部分である図４（ｂ）のＢ部を示す拡大図であって、アウトサート成形後の状態を示す図である。また、図６は、互いに接続された同基板及び同端子を、アウトサート成形のための金型内に固定配置させた状態を示す縦断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の可変抵抗器は、一面側に抵抗体１１が形成された基板１２と、この基板１２上の抵抗体１１に対して摺動子１３を摺接させたまま軸線ＣＬ回りに回動するロータ１４と、これら基板１２及びロータ１４を収容するケーシング１５とを備えて構成されている。
【００１７】
前記基板１２は、セラミック材からなる絶縁基板であり、表面に前記抵抗体１１を印刷したものを例えば８００℃の温度で焼結させたものである。そして、この基板１２は、図２に示す平面視して、その略中央位置に板厚方向に形成された丸孔型の貫通孔１２ａと、前記抵抗体１１の両接点に対応する位置に板厚方向に形成された２つの貫通孔１２ｂとを備えている。貫通孔１２ａは、前記ロータ１４の回転軸を通すためのものであり、また、各貫通孔１２ｂは、一対のメタル端子（端子）１６のハトメ部１６ａを通すためのものである。
前記抵抗体１１は、サーメット抵抗体であり、図２に示すように馬蹄形状をなしている。そして、この抵抗体１１の両端位置に、銀電極層１１ａが導通可能に形成されている。
【００１８】
前記各メタル端子１６は、図３及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、基板１２の前記一面側（抵抗体１１が形成された表面側）に配置される棒状の金属端子であり、前記基板１２の各貫通孔１２ｂに挿通されて他面側でかしめられる筒形の被ハトメ部（被カシメ部）１６ａ０が端部に形成されている。
図５に示すように、かしめ後の各ハトメ部１６ａは、このハトメ部１６ａの軸線１６ａ１を含む断面で見た場合に、カシメ角度（開き角度）θが６０°以上かつ１２０°以下となっている。従来では、このカシメ角度θが１８０°となるように完全にかしめてしまう構成が採用されていたが、本願発明者が下記表１に示す検討を行った結果、６０°〜１２０°の範囲内を採用するのが好ましいという結論を得るに至った。すなわち、カシメ角度を１０°刻みに変え、かしめ後の基板に割れが生じていないかという点と、アウトサート成形（後述）後におけるメタル端子１６及び銀電極層１１ａ間の電気的な接合状態が良好であるかという点との２点をチェックする検査を行った。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
その結果、同表に示すように、カシメ角度を５０°以下にすると、基板１２に対する各メタル端子１６のかしめ固定が緩くなって位置決め精度が不十分となり、製造後に各ハトメ部１６ａ及び抵抗体１１間の接続に不良が生じやすくなる。また、カシメ角度を１３０°以上にすると、基板１２にカシメ部１６ａの圧迫力が過度に伝わって基板１２が割れやすくなる。したがって、各ハトメ部１６ａのカシメ角度θとしては、６０°以上かつ１２０°以下を採用するのが好ましいと判断した。
【００２１】
そして、このようなカシメ角度θを採用することにより、図５に示すように、ハトメ部１６ａの広げられてかしめられた部分の外周面１６ａ２と、基板１２の裏面（他面）１２ｘとの間に、後述のアウトサート成形時に溶融樹脂が入り込むための隙間部ａが形成されるようになっている。この隙間部ａは、同図に示す断面で見た場合に、周囲から前記軸線１６ａ１に向かって細くなる楔形断面形状を有する環状空間となっている。
【００２２】
また、同図に示すように、各メタル端子１６と抵抗体１１との間には、導電性ヒートシール１７が挟まれている。すなわち、抵抗体１１の各銀電極層１１ａと各メタル端子１６との間の当接面間に、環状の導電性ヒートシール１７が隙間なく挟み込まれている。この導電性ヒートシール１７は、アクリルに銀などの導電性粒子を混ぜたものをマスク印刷などによって形成したものであり、後述のアウトサート成形時の溶融樹脂からの熱を受けることによって溶け、溶融して付着性を発揮するものとなっている。
さらに、この導電性ヒートシール１７は、ある程度の弾性を備えており、各メタル端子１６が周囲からの加熱を受けて熱膨張を起こし、銀電極層１１ａに対して剥がれる方向に動いたとしても、導電性ヒートシール１７自らが変形することによってその変形量に追従することが可能となっている。これにより、高温の周囲環境に置かれても、各銀電極層１１ａ及び各メタル端子１６間の導通状態を常に良好に保てるようになっている。
【００２３】
以上説明の構成を有する可変抵抗器の製造方法について、以下に説明を行う。
まず、図４（ａ），（ｂ）に示す仮固定工程を行う。すなわち、各メタル端子１６のハトメ部（被カシメ部）１６ａ０を、予め導電性ヒートシール１７が表面に形成されている基板１２の各貫通孔１２ｂ内に挿入し、ラフにかしめておく。この時のカシメ角度は、前述のように６０°〜１２０°とし、前記隙間部ａを確保する。
【００２４】
このようにして各ハトメ部１６ａ０を各貫通孔１２ｂ内に挿入してかしめて仮固定した各メタル端子１６及び基板１２を、図６に示す金型２０内に固定配置する。
金型２０は下金型２１と上金型２２とからなり、さらに上金型２２は第１金型２２ａと第２金型２２ｂとで構成されている。上金型２２及び下金型２１間は、互いに接近離間可能に支持されており、間に基板１２及び各メタル端子１６を挟み込むようにして両者を接合させることで、内部にキャビティ２０ａを形成するようになっている。したがって、このキャビティ２０ａ内に、基板１２及び各メタル端子１６が配置されるようになっている。
【００２５】
上記仮固定工程に続くアウトサート成形工程（成形工程）では、金型２０内に溶融樹脂Ｊを供給する。この溶融樹脂Ｊは、まず、キャビティ２０ａの全空間うち、基板１２よりも下側の空間を主に満たしていく。これにより、基板１２を溶融樹脂Ｊの樹脂供給圧により上金型２２に向けて押し上げる付勢力Ｆが発生する。
さらに、この溶融樹脂Ｊは、図５で示した前記隙間部ａに入り込むので、基板１２の裏面１２ｘとハトメ部１６ａの外周面１６ａ２との間を広げようとする圧迫力を働かせる。これにより、同図５において基板１２は紙面上方に押し上げられ、またハトメ部１６ａは紙面下方に押し下げられるので、導電性ヒートシール１７を介して各メタル端子１６及び各銀電極層１１ａの当接面間が強く接合する。このように供給樹脂圧を利用した強固な圧接状態を維持したまま、溶融樹脂Ｊからの熱を受けることで、導電性ヒートシール１７が溶融し、各銀電極層１１ａ及び各メタル端子１６間を隙間無く満たしてこれらの間を接着する。
【００２６】
さらに溶融樹脂Ｊは、各ハトメ部１６ａ内の空間や、基板１２上の空間を満たしていき、ついにはキャビティ２０ａ内の全空間を満たす。この後、溶融樹脂Ｊを冷やして上金型２２及び下金型２１間を離間させることで、基板１２及び各メタル端子１６を内部に一体に備える前記ケーシング１５が製作される。
このアウトサート成形で製造されたケーシング１５内に、別途製造された前記ロータ１４を組み付けることで、可変抵抗器が完成する。
【００２７】
以上説明の本実施形態の可変抵抗器及びその製造方法では、基板１２側の裏面１２ｘと、各メタル端子１６側のハトメ部１６ａとの間に、アウトサート成形時の溶融樹脂Ｊが入り込む隙間部ａを設けるものとした。これによれば、射出成形時に、その樹脂圧によって抵抗体１１及び各メタル端子１６間の導通（すなわち、各銀電極層１１ａ及びメタル端子１６間の接触）が常に良好に保たれているので、これらの間の接続を確実に確保することが可能となっている。
【００２８】
また、本実施形態の可変抵抗器及びその製造方法では、各メタル端子１６と抵抗体１１との間に導電性ヒートシール１７を挟む構成を採用している。この構成によれば、各銀電極層１１ａ及び各メタル端子１６間を互いに押し付け合うと同時に、これらの間を導電性ヒートシール１７で接続するものであるため、両者の接続構造をより確実なものとすることが可能となっている。
しかも、導電性ヒートシール１７を採用したことにより、従来のような半田付け工程が不要となる。これにより、工程数を減らせるとともに、半田付けを行うための装置も不要となることから、大幅に低コスト化することも可能となっている。
【００２９】
なお、上記実施形態では、基板１２に対する各メタル端子１６の仮固定用の接続構造をハトメ部１６ａとしたが、これに限らず、例えば図７に示すようなカシメ構造を採用しても良い。
すなわち、図７（ａ）に示すようにメタル端子１６Ａにスリット１６ｘを設けてカシメ部１６ｙを形成し、このカシメ部１６ｙを、図中２点鎖線で示す曲げ部で上方に折り曲げ、その後、図７（ｂ）に示すように前記貫通孔１２ｂ（上記実施形態では円い穴形状であったが、本変形例では、カシメ部１６ｙの形状に合わせて四角い穴形状を採用している。）内に挿入させてからかしめる。この時のかしめは、上記実施形態で説明した理由により、完全にかしめてしまうのではなく、基板１２側の裏面１２ｘと、各メタル端子１６Ａ側のカシメ部１６ｙとの間に、アウトサート成形時の溶融樹脂が入り込む隙間部ａを設けるようにラフにかしめるのが好ましい。このようにすることで、アウトサート成形時に、その樹脂圧によって抵抗体１１及び各メタル端子１６Ａ間の導通（すなわち、各銀電極層１１ａ及びメタル端子１６Ａ間の接触）が常に良好に保たれ、これらの間の接続を確実に確保することが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の可変抵抗器は、基板側の他面と、端子側のカシメ部との間に、射出成形時の樹脂が入り込む隙間部を設ける構成を採用した。この構成によれば、射出成形時の樹脂圧により、抵抗体及び端子の各当接面間の接触が良好に保たれているので、基板及び端子間の接続が確実に確保されたものとなっている。
【００３１】
また、請求項２に記載の可変抵抗器は、前記端子と前記抵抗体との間に導電性ヒートシールを挟む構成を採用している。この構成によれば、抵抗体及び端子間を互いに押し付け合うと同時に、これらの間を導電性ヒートシールで接続したものであるため、両者の接続構造をより確実なものとすることが可能となる。
【００３２】
また、請求項３に記載の可変抵抗器は、前記カシメ部がハトメ部であり、このハトメ部の開き角度が６０°以上かつ１２０°以下とする構成を採用した。この構成によれば、基板の破損防止と、カシメ部及び抵抗体間の良好な接続状態の確保とを両立させることが可能となる。
【００３３】
また、請求項４に記載の可変抵抗器は、前記基板がセラミック材である構成を採用した。この構成によれば、高温環境に曝されても熱収縮がほとんど無いので、高い信頼性を確保することが可能となる。
【００３４】
本発明の請求項５に記載の可変抵抗器の製造方法は、被カシメ部を貫通孔内に挿入させてラフにかしめるカシメ工程と、このカシメ工程後に、基板及び端子を金型内に固定配置する仮固定工程と、この仮固定工程後に、端子に向けて基板を付勢する樹脂供給圧を持って溶融樹脂を金型内に供給する成形工程とを有する方法を採用した。この方法によれば、成形工程において、射出成形時の樹脂圧により抵抗体及び端子の各当接面間の接触が良好に保たれるので、基板及び端子間の接続を確実に確保することが可能となる。
【００３５】
また、請求項６に記載の可変抵抗器の製造方法は、前記仮固定工程で、端子と抵抗体との間の通電パスに導電性ヒートシールを挟ませる方法を採用した。この方法によれば、抵抗体及び端子間を互いに押し付け合うと同時に、これらの間を導電性ヒートシールで接続するものであるため、両者の接続構造をより確実なものとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変抵抗器を示す図であって、ロータの回転軸線を含む断面で見た場合の断面図である。
【図２】同可変抵抗器の基板と端子を示す図であって、両者を接続する前の平面図である。
【図３】同基板に同端子を接続した状態を示す平面図である。
【図４】同基板及び同端子を図３のＡ−Ａ断面で見た図であって、（ａ）が両者を接続する前、（ｂ）が両者を接続させた後の図である。
【図５】同基板及び同端子間の接続部分である図４（ｂ）のＢ部を示す拡大図であって、アウトサート成形後の状態を示す図である。
【図６】互いに接続された同基板及び同端子を、アウトサート成形のための金型内に固定配置させた状態を示す縦断面図である。
【図７】同基板及び同端子間におけるカシメ構造の変形例を示す斜視図であって、（ａ）が接続前、（ｂ）が接続後を示している。
【図８】従来の可変抵抗器の要部を示す図であって、基板に対するメタル端子の接続部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１１・・・抵抗体
１２・・・基板
１２ｂ・・・貫通孔
１２ｘ・・・裏面（他面）
１６，１６Ａ・・・メタル端子（端子）
１６ａ・・・ハトメ部（カシメ部）
１６ａ０・・・ハトメ部（被カシメ部）
１７・・・導電性ヒートシール
２０・・・金型
ａ・・・隙間部
Ｊ・・・溶融樹脂（樹脂）
θ・・・カシメ角度（開き角度）
【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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