(57)【要約】 【課題】  瞬断など、接触状態の急激な変化が生じにくい摺動子を提供すること。【解決手段】  先端で被摺動面に接する断面矩形の細板状の櫛歯１３を有し、当該櫛歯１３の基端側に連なっている摺動子本体を有する摺動子において、櫛歯１３の先端に、櫛歯基端部分の幅寸法よりも幅狭の突起１３ａを設けた。このような櫛歯１３を有する摺動子では、摺動子の櫛歯先端と被摺動面との間での瞬断など接触状態が急激に変化するようなことが防止され、摺動子を流れる信号（または電流）中にノイズの発生や、摺動子の抵抗特性の劣化などが防止される。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端で被摺動面に接する断面矩形の細板状の舌片を少なくとも１つ有しており、当該舌片の基端側と連なる摺動子本体を有する摺動子であって、
前記舌片は、その先端に、当該舌片の基端部分の幅寸法よりも幅狭の突起を有するものである摺動子。
【請求項２】
突起は、その先端に、被摺動面に対して点接触する接触端部を１つ有するものである請求項１に記載の摺動子。
【請求項３】
舌片は、その先端に突起を１つ有するものである請求項１または請求項２に記載の摺動子。
【請求項４】
舌片の先端に形成される突起は、舌片先端の幅方向の中央位置に形成されている請求項３に記載の摺動子。
【請求項５】
舌片は、その先端に、当該舌片の基端部分の幅寸法よりも幅狭の突起を複数有するものである請求項１または請求項２に記載の摺動子。
【請求項６】
舌片の突起の先端部は、高エネルギ密度のビームを照射することによって形成されるものである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の摺動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被摺動面に接触させる摺動子に関し、特にポテンショメータなどで用いられる摺動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポジションセンサなどのポテンショメータ等で用いられている摺動子としては、例えば、図８に示されるような、短冊状の舌片（櫛歯）を複数有する櫛歯状の摺動子がある（特許文献１から３参照）。そして、これらの摺動子の舌片（櫛歯）は、先端面がフラットな面状態である。このような櫛歯を有する従来の摺動子は、フラットな先端面を有する櫛歯を全幅に亘って被摺動面に接触させた状態で使用される。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７５３５６号公報（図１）
【特許文献２】特開平７−８５９３７号公報（図５）
【特許文献３】特開平６−１１１９１６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、摺動子を被摺動面上で摺動させると、摺動により磨耗粉が発生し、発生した磨耗粉が被摺動面上に残ることがある。そして、被摺動面上に磨耗粉があると、摺動子は、被摺動面上を摺動する際、磨耗粉を乗り越えることとなり、このとき、摺動子の櫛歯先端と被摺動面との間で信号（または電流）の瞬断が起こるなど、両者間の接触状態が急激に変化する。このような接触状態の急激な変化は、摺動子を流れる信号（または電流）中にノイズを発生させる原因となったり、摺動子の抵抗特性を劣化させる原因となったりするものであり、好ましくない。
【０００５】
このような問題点に鑑みてなされた本発明は、瞬断など、接触状態の急激な変化が生じにくい摺動子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、先端で被摺動面に接する断面矩形の細板状の舌片を少なくとも１つ有しており、当該舌片の基端側と連なる摺動子本体を有する摺動子であって、前記舌片は、その先端に、当該舌片の基端部分の幅寸法よりも幅狭の突起を有するものである摺動子である。
【０００７】
舌片先端の突起を被摺動面に接触させる摺動子は、被摺動面上に磨耗粉があっても、この磨耗粉を掻き分けながら被摺動面上を摺動でき、磨耗粉を乗り越えることなく摺動できる。舌片の先端に突起を設けて被摺動面との接触端の幅を狭めるとより容易に磨耗粉を掻き分けられるようになるからである。また、幅狭にすることで対象となる磨耗粉の数が減少することも乗り越えが防止される理由である。さらに、摺動子の舌片先端は、被摺動面に押し当てられることで発生する反発力によって被摺動面との接触状態が確保されるものであるところ、舌片先端の幅が狭くなると、その分、狭い領域に反発力が集中して付与されることとなり、磨耗粉を掻き分ける作用がより確実に生ずるようになる。磨耗粉の乗り越えが防止されると、舌片と被摺動面との間で、瞬断など、接触状態が急激に変化するようなことが防止され、摺動子の舌片を流れる信号（または電流）中にノイズが発生することや、摺動子の抵抗特性の劣化などが防止される。
【０００８】
そして、突起としては、その先端に、被摺動面に対して点接触する接触端部を１つ有するものが好ましい。さらに確実に、被摺動面上の磨耗粉を掻き分けながら被摺動面上を摺動できようになるからである。突起先端の接触端部の表面形状としては、球面、楕円面、双曲面、円筒や丸棒を湾曲させることによって形成される曲面など、平面に対して点接触する種々の曲面形状が考えられる。
【０００９】
なお、摺動子は、舌片が１つあれば被摺動面に接触でき、摺動子としての機能を果たすことができるが、安定した接触状態を確保するという観点では、摺動子としては、舌片を複数有する櫛歯状のものが好ましい。したがって、実際のポテンショメータなどでは、通常、複数の舌片を有する櫛歯状の摺動子が用いられる。
【００１０】
ところで、従来の摺動子には、図９に示されるように、舌片（櫛歯）がワイヤ製のもの（特許文献３参照）があるが、舌片がワイヤ製である場合、摺動時の接触状態が安定しないという不具合を生ずることがある。検討の結果、ワイヤ製の舌片は、上下方向Ｔのみならず、幅方向Ｗにも撓みやすく、このような特性を有することが原因で上記のような不具合が生ずることがあることが解った。つまり、ワイヤ製の舌片は、被摺動面上の磨耗粉を掻き分けるときなどに幅方向Ｗに撓むことがあり、このような撓みが生じそして元の状態に戻るという一連の動作中に、舌片と被摺動面との間の接触状態が不安定になると考えられる。これに対し、上記本発明に係る摺動子の舌片は、断面矩形の細板形状であり、上下方向の可撓性は確保されつつも、幅方向には撓みにくい。つまり、本発明に係る摺動子の舌片は、被摺動面上の磨耗粉を掻き分けるとき幅方向に撓みにくい。したがって、上記舌片のように、先端に突起を有しており断面矩形で細板状の舌片を用いると、舌片と被摺動面との間の摺動接触状態がより安定する。
【００１１】
また、舌片（櫛歯）の被摺動面への接触信頼性を向上させるという観点で検討すると、前記舌片としては、その先端に、当該舌片の基端部分の幅寸法よりも幅狭の突起を複数有するものが好ましい。
【００１２】
ポテンショメータ等で用いられる摺動子としては、被摺動面との間の接触状態の信頼性に優れるものが好ましいところ、舌片（櫛歯）の先端に突起が複数あるものは、突起が１つのものと比べて被摺動面との接触点の数が多いことから、接触状態の信頼性がより高い。つまり、個々の接触点の接触安定性は同じであっても、接触点の数が多い分、接触信頼性に優れる。このようなことから、舌片の先端の突起は複数が好ましい。また、例えば短冊形状など断面矩形の細板状の舌片は、通常、プレス加工によって形成されるものであるが、ポテンショメータ等で用いられる摺動子の舌片は１ｍｍ以下という微小な構造であり、舌片の幅を細くして舌片の数を増やすことによって被摺動面との間の接触点の数を増やそうにも限界がある。この点、舌片の先端に複数の突起を形成する加工は、舌片の幅を細くしてより多数の舌片を形成する加工に比べて容易であるという点で好ましく、また突起の数が増えることで、接触状態の信頼性がより向上するという点で好ましい。
【００１３】
ただし、検討の結果、例えば回転運動を行う被摺動面に摺動子を接触させる場合、接触点における接触安定性が向上する構造すなわち瞬断などの発生がより確実に防止される構造にした方が、結果的に摺動子の接触信頼性がより向上することが解った。これは、回転という運動状態の特性と関係があると考えられる。より具体的に説明すると、回転運動を行う被摺動面に対して摺動子を設置する場合、理由は明確ではないが摺動子が被摺動面に対して傾いた状態で設置されやすく、そのことが原因で接触安定性が損なわれやすい、と現状においては考えられる。摺動子が被摺動面に対して傾いた状態で設置されると、図１０（ａ）に示されるように、摺動子の舌片（櫛歯）Ｔは、その側端において被摺動面Ｓに接触する状態になる。したがって、仮に図１０（ａ）に示される状態の舌片に複数の突起を設けたとしても、側端位置でしか接触できないことに変わりはなく、結局、突起を複数設けたことによる信頼性の向上は期待できないと考えられる。また、図１０（ａ）に示される状態では、使用の初期段階で、舌片の先端において異常磨耗が生じやすい。そして、使用が進むと磨耗により接触面積が広がっていって舌片先端を被摺動面に押し付ける力は分散して加わるようになり、その一方で、舌片の傾いた状態は維持されるので、舌片先端の被摺動面との接触状態は安定しない状態が維持されると考えられる。
【００１４】
検討の結果、回転運動を行う被摺動面に対して摺動子を設置する場合に接触安定性をより向上させるには、摺動子の舌片（櫛歯）としては、その先端に突起を１つ有するものが好ましい。
【００１５】
摺動子の舌片の先端は、被摺動面に押し当てられた状態で接触し、押し当てることで舌片に発生する反発力で被摺動面との接触状態が確保されている。このような場合に、１つの舌片について被摺動面と接触する突起を１つにすると、発生した反発力が１つしかない突起の接触位置に集中して付与されることとなる（図１０（ｂ）参照）。すると、瞬断などの発生がより確実に防止されるようになって接触安定性が向上し、結局、突起を複数設けたとしても端の方の突起でしか接触できない場合（図１０（ａ）参照）と比べて接触信頼性が向上する。
【００１６】
また、舌片（櫛歯）の先端に突起を１つ形成する場合、当該突起としては、舌片先端の幅方向の中央位置に形成されているものが好ましい。舌片が捩れにくくより安定した接触状態を確保できるからである。例えば、突起の基端部の中央位置と、舌片の先端の幅方向の中央位置とが重なる位置に、突起を形成すればよい。
【００１７】
なお、摺動子の舌片（櫛歯）の形状としては、種々の形状が考えられるが、幅寸法が一定である短冊形状が好ましく、当該短冊形状部分の先端に前記突起を有するものが好ましい。細板状の舌片の形状としては、先細形状や先太形状なども考えられるが、このような形状では細くなっている先端部あるいは基端部において幅方向の撓みが生じやすい。
【００１８】
さらに、舌片（櫛歯）の先端の突起としては、舌片（または短冊形状部分）の先端の幅寸法以下の幅であるものが好ましい。突起が舌片先端の幅寸法よりも幅広であると、舌片が複数ある櫛歯状の摺動子の場合に、隣接する舌片（櫛歯）の先端の接触端部どうしが干渉しやすく、干渉によって瞬断などが生じやすいからである。そして、舌片の先端の突起だけを幅広に形成する加工は難しいという点でも好ましくない。
【００１９】
そして、舌片（櫛歯）の突起の先端に形成する接触端部など、突起の先端部としては、高エネルギ密度のビームを照射することによって形成される曲面形状の表面を有するものが好ましい。高エネルギ密度のビームを照射する加工方法とは、例えば、レーザビームや電子ビームなどの高エネルギ密度のビームを照射して被照射部分を加熱し、溶融させ、再凝固させることによって行う加工（以下、単にレーザ加工と称する）である。接触端部の曲面を形成する加工方法としては、レーザ加工のほか、バレル研磨やブラスト法による研磨、あるいはバフ研磨やペーパ研磨などのいわゆる機械研磨、放電加工など種々の方法があり、これらの方法を用いてもよいが、より簡単に平滑な曲面（接触端部）が得られるという点で、曲面の加工方法としてはレーザ加工がより好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から解るように、本発明に係る摺動子を用いれば、被摺動面上に仮に磨耗粉などがあったとしてもこれを掻き分けながら摺動状態が維持される。したがって、瞬断など接触状態の急激な変化の発生を防止でき、安定した摺動状態を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る摺動子の好適な実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
実施例１：まず、厚さ０．０７ｍｍのＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金製の薄板材を用意し、用意した薄板材にプレス加工を施して、図１に示されるように、複数の摺動子片１０が帯状に連なる帯板材１を得た。なお、帯板材１では、各摺動子片１０は、その本体（摺動子本体）１１のところで、切断しろＭを介して隣接する摺動子片１０と連なっている。
【００２３】
図示されるように、各摺動子片１０は、本体１１と当該本体１１から延びる２つのブラシ１２とから構成されている。各ブラシ１２は、櫛歯状に並ぶ同じ長さの３本の櫛歯（舌片）１３を有する。全ての櫛歯１３は、断面矩形の細板状で、平行に並んだ状態で配置されており、先端が一直線上に並ぶように形成されている。そして、図２に示されるように、この実施例では、プレス加工において、同時に、各櫛歯１３の先端に３つの突起１３ａを形成した。図から明らかなように、各突起１３ａは、櫛歯１３の幅寸法よりも幅狭である。なお、各櫛歯１３の幅寸法は０．４ｍｍであった。
【００２４】
プレス加工後、得られた帯状材１を治具（不図示）で保持し、その状態で、図３に示されるように、各櫛歯１３の先端の各突起１３ａに順次レーザビームＢを照射して、各突起１３ａの先端を加熱し、溶融させ、その後、再凝固させて各櫛歯１３ａの先端に、被摺動面に接触させるための曲面（接触端部）１４を形成した。なお、本実施形態では、ＹＡＧレーザをレーザ媒質とするレーザビームＢを１Ｐ（パルス）ずつ各突起１３ａの先端に照射した。照射時間（＝パルス長）は０．５ミリ秒であり、１Ｐの出力（エネルギ量）は０．３Ｊ／Ｐであった。また、レーザビームのビーム径を０．６ｍｍとして、突起１３ａの先端全体に一度にレーザビームを照射できるようにした。
【００２５】
レーザビーム照射による加工後、帯板材１を３６０℃で２時間という加熱条件の熱処理した。熱処理後、摺動子片１０の櫛歯１３の先端部付近のビッカース硬さを測定したところ、硬さ値は３００±３０Ｈｖであった。熱処理によって析出硬化したものと考えられる。そして、熱処理後、櫛歯１３の先端部に曲げ加工を施して、先端部が曲がった櫛歯１３を有する摺動子片１０（櫛歯を曲げた形状については図５に示される摺動子の櫛歯１３を参照）の帯状材１を得た。帯状材１の摺動子片１０は、例えば図５に示されるように、個々の摺動子１０’に切断された状態で用いられる。なお、図５に示される摺動子１０’は、櫛歯１３の先端が平面形状のままのものである。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、レーザビーム照射による加工前の櫛歯１３の先端面は、プレス加工によって形成された面であり、不規則な凹凸や角ばった部分を有していたが、図４（ｄ）〜（ｆ）に示されるように、加工後の櫛歯１３および突起１３ａの先端部の曲面１４は、滑らか（鏡面状態）で球面のような面であり、平面に対して点接触できる状態であった。
【００２７】
このように、櫛歯１３の突起１３ａを被摺動面に対して点接触させることができる形状にすれば、たとえ摺動面上に磨耗粉があったとしても、摺動子１０の櫛歯は、当該磨耗粉を掻き分けながら摺動することとなり、磨耗粉を乗り越えることなく摺動する。磨耗粉の乗り越えが防止されると、瞬断などの発生や、摺動子の舌片を流れる信号（または電流）中へのノイズの発生や、摺動子の抵抗特性の劣化などが防止される。また、本実施例の摺動子を用いれば、各櫛歯１３の３箇所で被摺動面に接触できるので、１箇所で接触する摺動子と比較して接触信頼性に優れる。
【００２８】
実施例２：用意した薄板材にプレス加工を施して、実施例１同様、複数の摺動子片が帯状に連なる帯板材（不図示、外観的には図１参照）を形成した。また、本実施例では、プレス加工において、各櫛歯１３の先端形状を成形する加工を同時に行い、図６（ａ）に示されるように、各櫛歯１３の先端の中央位置に１つの突起１３ａを有する摺動子片１０の帯状材１を得た。
【００２９】
プレス加工後、各櫛歯１３の突起１３ａの先端にレーザビームを照射して、図６（ｂ）に示されるように突起１３ａの先端に被摺動面に接触させるための曲面１４を形成し、その後、熱処理を行って櫛歯１３の先端の突起１３ａを析出硬化させた。さらに、熱処理後、櫛歯１３の先端部に曲げ加工を施して先端部が曲がった櫛歯を有する摺動子片（図５の摺動子１０参照）の帯状材を得た。なお、レーザビームの照射条件は、１Ｐの出力が０．３３Ｊ／Ｐであったことを除き、実施例１と同じ条件であったので、説明を省略する。また、熱処理条件および曲げ加工の条件は実施例１と同じであった。
【００３０】
図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、レーザビーム照射による加工前の櫛歯１３の先端は、プレス加工によって形成された面であり、不規則な凹凸や角ばった部分を有していたが、図７（ｄ）〜（ｆ）に示されるように、加工後の櫛歯１３の突起１３ａの先端は、滑らか（鏡面状態）で球面のような曲面１４であり、平面に対して点接触できる状態であった。
【００３１】
このように摺動子片１０の櫛歯１３の突起１３ａを、被摺動面に対して点接触させることができる形状にすれば、実施例１同様、櫛歯１３による磨耗粉の乗り越えが防止される。乗り越えが防止されれば、摺動子を流れる信号（または電流）の瞬断やノイズ発生が防止され、摺動子の抵抗特性の劣化などが防止される。また、本実施例の摺動子１０は、各櫛歯１３ごとに１つ設けられた突起１３ａの先端で被摺動面に点接触するものである。回転運動を行う被摺動面に対して摺動子を設置する場合、摺動子が被摺動面に対して傾いた状態で設置されやすく、そのことが原因で、瞬断やノイズが発生しやすい点については先に説明した。この点、本実施例の摺動子１０のように、１つの櫛歯に１つの突起が形成されており１点で被摺動面に接触する構造にすると、被摺動面に櫛歯を押し当てたときに発生する反発力が、各櫛歯ごとに１点しかない接触点に集中して付与されるので、瞬断やノイズが発生しにくくなる。その結果、摺動子の爪の接触安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】プレス加工によって得られた帯状材を示す斜視図。
【図２】図１の矢印Ａ方向から見た、プレス加工によって得られた帯状材の摺動子片の櫛歯先端を示す拡大斜視図。
【図３】櫛歯先端へのレーザビーム照射状態を示す拡大斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はレーザビーム照射前の櫛歯先端を示す写真、（ｄ）〜（ｆ）はレーザビーム照射後の櫛歯先端を示す写真。
【図５】摺動子の一使用態様を示す斜視図。
【図６】（ａ）は別の実施例のプレス加工によって得られた帯状材の摺動子片の櫛歯先端を示す拡大斜視図、（ｂ）はレーザビーム照射後の櫛歯先端を示す拡大斜視図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は別の実施例におけるレーザビーム照射前の櫛歯先端を示す写真、（ｄ）〜（ｆ）はレーザビーム照射後の櫛歯先端を示す写真。
【図８】従来の摺動子を示す斜視図。
【図９】従来の別の摺動子を示す斜視図。
【図１０】摺動子の舌片の先端状態の説明に用いる、舌片先端を示す正面図。
【符号の説明】
【００３３】
１    帯状材
１０    摺動子片
１１    本体（摺動子本体）
１２    ブラシ
１３    櫛歯（舌片）
１３ａ  突起
１４    曲面（接触端部）
【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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【図９】
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【図１０】
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