(57)【要約】  接触子片の接点部が飛び跳ねて抵抗値が不用意に変化することがなく、また接点部の真実接触面積が非常に大きくなる可変抵抗器を得る。接触子９の先端部７ａから被保持部７ｂに向かう方向と交差する方向に延びる面を先端面７ｆとして有し、先端面７ｆとこの先端面７ｆに連続し且つ抵抗体５と対向する側面７ｇとの間に接点部７ｓとしてコーナ部７ｋが形成された１以上の接触子片７を設ける。さらに１以上の接触子片７の抵抗体５と対向する側面７ｇが抵抗体５の表面と接触することなく、コーナ部７ｋのみが抵抗体５の表面と接触し、接触子９の抵抗体５に対向する側面が抵抗体５の表面に対して傾斜するように接触子９の被保持部７ｂを保持する構造を有するホルダを設ける。
2007142159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の表面に設けられた抵抗体と、
導電性が得られるようにカーボン繊維と合成樹脂とを主原料として構成され、前記抵抗体の表面上を摺動する接点部を備えた先端部を有する１以上の接触子片と被保持部とを備えた接触子と、
前記１以上の接触子片の前記接点部を前記抵抗体の表面に接触させるように前記接触子を保持するホルダとを有し、
前記１以上の接触子片は、前記先端部から前記被保持部に向かう方向と交差する方向に延びる先端面を前記先端部に有し、しかも前記先端面に連続し且つ前記抵抗体と対向する側面と前記先端面との間に形成されるコーナ部が前記接点部を構成するように構成されており、
前記ホルダは、前記１以上の接触子片の前記側面が前記抵抗体の前記表面と接触することなく前記コーナ部のみが前記抵抗体の前記表面と接触し、前記側面が前記抵抗体の前記表面に対して傾斜するように前記接触子の前記被保持部を保持する構造を有していることを特徴とする可変抵抗器。
【請求項２】
前記接触子は、前記ホルダに保持された状態で、前記接点部が前記抵抗体の前記表面上を摺動する際に、前記コーナ部のみが前記抵抗体の前記表面と接触し、前記側面が前記抵抗体の前記表面とは接触しない剛性を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗器。
【請求項３】
前記接触子の前記抵抗体に対向する面とは反対側の面に添って、バックアップ用の板バネが配置され、前記バックアップ用の板バネは前記ホルダに支持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。
【請求項４】
前記コーナ部は、前記先端面に対する接平面と前記側面に対する接平面とによって囲まれる領域内に位置している請求項１に記載の可変抵抗器。
【請求項５】
前記接触子は、前記カーボン繊維のチップが合成樹脂に混練されてなるカーボン繊維混入樹脂を主原料として成形された板材に切断加工または研磨加工が施されて形成され、前記先端面が切断面または加工面によって構成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。
【請求項６】
前記接触子は、前記カーボン繊維の織布または不織布に前記合成樹脂を含浸してなる１枚以上のプリプレグを主原材料して成形された板材に切断加工または研磨加工が施されて形成され、前記先端面が切断面または研磨面によって構成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。
【請求項７】
前記ホルダは操作部を備えたホルダ本体部と、前記接触子を保持する接触子保持部とを備えており、
前記接触子の前記被保持部が前記接触子保持部に直接保持されている請求項１に記載の可変抵抗器。
【請求項８】
前記ホルダは操作部を備えたホルダ本体部と、前記接触子を保持する接触子保持部とを備えており、
前記接触子保持部は導電性とばね性を有する構造を備えており、
前記接触子の前記被保持部は前記接触子保持部に機械的に保持され且つ前記被保持部と前記接触子保持部とは電気的に接続されている請求項１に記載の可変抵抗器。
【請求項９】
前記抵抗体は前記絶縁基板の表面に直線状に設けられており、
前記ホルダは、前記接触子の前記接点部が直線状の前記抵抗体の前記表面に接触し、前記抵抗体の長手方向に前後に摺動できる構成になっていることを特徴とする請求項１に記載の可変抵抗器。
【請求項１０】
前記抵抗体は前記絶縁基板の表面に円弧状に配置され、前記ホルダは前記接触子を前記接点部が前記抵抗体に接触して前記抵抗体に沿って摺動させるように構成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。
【請求項１１】
絶縁基板の表面に設けられた抵抗体と、
導電性が得られるようにカーボン繊維と合成樹脂とを主成分として構成され、前記抵抗体の表面上を摺動する接点部を備えた先端部と、被保持部の一部を構成する基部と、前記先端部と前記基部との間に位置する撓み部とを備えた１以上の接触子片を備えた接触子と、
前記１以上の接触子片の前記先端部を前記抵抗体の表面に接触させ且つ前記撓み部と前記抵抗体の表面との間に間隔をあけるように前記接触子の前記被保持部を保持するホルダとを有し、
前記１以上の接触子片は、前記先端部から前記基部に向かう方向と交差する方向に延びる先端面を前記先端部に有し、前記先端面と前記撓み部との間に形成されたコーナ部が前記接点部を構成しており、
前記ホルダは、前記撓み部が前記抵抗体の表面と接触することなく前記１以上の接触子片の前記コーナ部のみが前記抵抗体の表面と接触し、前記撓み部が前記抵抗体の表面に対して傾斜するようにを保持する構造を有していることを特徴とする可変抵抗器。
【請求項１２】
前記ホルダには、前記接触子の前記抵抗体に対向する面が前記抵抗体の表面に対して傾斜するように前記被保持部が一体に埋め込み支持されていることを特徴とする請求項１０に記載の可変抵抗器。
【請求項１３】
前記ホルダには、前記接触子の前記撓み部が前記抵抗体の表面に対して傾斜するように前記被保持部を支持する傾斜面が設けられ、前記傾斜面に前記接触子の基部を固定する固定部が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の可変抵抗器。
【請求項１４】
複数の前記接触子片が、前記抵抗体の幅方向に所定の間隔をあけて並んでおり、
前記複数本の接触子片の前記撓み部の前記接平面と前記抵抗体の表面との間の傾斜角度は、１０度〜８５度の範囲の角度であることを特徴とする請求項１３に記載の可変抵抗器。
【請求項１５】
前記コーナ部は、前記先端面に対する接平面と前記撓み部に対する接平面とによって囲まれる領域内に位置している請求項１１に記載の可変抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上の接触子片の先端部の接点部を、抵抗体の表面に接触させて摺動させる可変抵抗器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の可変抵抗器は、一般的に可変抵抗機能を発揮させる目的で使用されるだけでなく、自動車や生産機械において回転角度や移動距離等の機械的変位量を電気的情報に置換する、いわゆる位置検出センサとしても従来から広く使用されている。例えば、可変抵抗器は、自動車のアクセルの踏み角度に相当する位置信号を電気信号として取り出す用途等に使用されている。可変抵抗式位置検出センサとして可変抵抗器を用いる場合に、位置検出精度を上げるためには、接触子片の先端部に設ける接点部をできるだけ移動方向に対して狭小にすることが重要である。接触子の先端部に設けられる接点部の面積が大きければ、摺動中に抵抗体と接点部との電気的接触位置がばらつくため、それが出力信号のヒシテリシスの一因になる。そしてこのような接触子には、接触子に与圧を与えるためのばね性と、抵抗体の上を滑る摺動特性と、電気伝導特性の三つの特性が要求される場合がある。このような用途に使用される可変抵抗器は、接触子が繰り返して抵抗体上を往復摺動されることになる。【０００３】
かかる用途に使用される初期の可変抵抗器の接触子片は金属製であった。しかしながら、金属製の接触子は、抵抗体上を繰り返し往復摺動されると、金属の硬度と抵抗体の硬度との差から、抵抗体が摩耗し、可変抵抗器が使用不能になるまで（寿命に至るまで）の時間が短い問題点があった。また、従来の金属製の接触子を用いる場合には、寿命に至るまでに、多量の摩耗粉が発生する。そしてこの摩耗粉が、接触子の接点部と抵抗体との間の間隙に入り込んで電気的接触を不安定にし、摺動雑音を発生する原因となっていた。【０００４】
そこで、多数本のカーボン繊維の束に熱硬化性の導電性の絶縁樹脂を含浸させて板状に形成した１枚以上のプリプレグを加工して接触子を形成することが提案された（例えば、特許文献１参照。）。この接触子は、次のようにして製造する。まず１枚以上のプリプレグ中の熱硬化性樹脂を加熱硬化させて、カーボン繊維シートとする。そしてこのカーボン繊維シートに、１以上の接触子片を形成するように切断加工を施して接触子片を形成する。次に、１以上の接触子片の先端を山形に折り曲げたり、直角に折り曲げる。この接触子では、山形に折り曲げた頂点を接点としたり、直角に折り曲げた先端の端面を抵抗体の表面に面接触させている。【０００５】
また、特許文献２に示された接触子では、多数本のカーボン繊維の束を導電粉を混入した合成樹脂で覆って被覆層を形成し、この被覆層の側面を抵抗体の表面と線接触または面接触させている。【０００６】
このようなカーボン繊維を用いた従来の可変抵抗器では、接触子が多数本のカーボン繊維を熱硬化性樹脂で固めた構造であるため、摩耗が少なく、寿命が延びる利点がある。また、このような可変抵抗器では、摩耗粉の発生が著しく少なくなる利点がある。
【特許文献１】特開２００３−５１３６１号公報  図１
【特許文献２】特開２００４−３１６８８号公報  図１０〜図１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前者の従来構造の可変抵抗器では、接触子片の自由端を直角に折り曲げ、折り曲げた先端の端面を抵抗体の表面に面接触させている。そのため、折り曲げた折り曲げ部分が前を向くようにして抵抗体の表面上を摺動させる際に、摺動抵抗との間の摩擦抵抗で、接触子片の折り曲げ部分より後の部分が撓み、その撓みが限界に達すると原形状に戻ろうとして折り曲げ部分が抵抗体の表面上から飛び跳ねて前に飛び出す現象である、いわゆるステック・スリップ運動が発生することがある。このような運動が発生すると、抵抗値が変化してしまう問題が発生する。【０００８】
また、後者の構造の可変抵抗器では、接触子片の先端側で抵抗体の表面に対向する側面を抵抗体の表面に面接触させている。そのため、接触面積中に生ずる真実接触点（電流が流れるように接触している点）が接触面中で変動し、摺動時における電気導通点の位置が定まらない問題点があった。【０００９】
本発明の目的は、カーボン繊維を利用して接触子を構成して、しかも上記問題が生じることのない可変抵抗器を提供することになる。【００１０】
本発明の他の目的は、接触子片の接点部が飛び跳ねて抵抗値が不用意に変化してしまうことがなく、また接点部の抵抗体に対する電気伝導を確実化でき、位置検出能力を向上できる可変抵抗器を提供することにある。【００１１】
本発明のさらに他の目的は、円滑に接点部を摺動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】
【００１２】
本発明の可変抵抗器は、絶縁基板の表面に設けられた抵抗体と、導電性が得られるようにカーボン繊維と合成樹脂とを主原料として構成された接触子と、接触子を保持するホルダとを有する。なおホルダは、絶縁基板に対して移動自在に直接取り付けられる場合もあれば、絶縁基板に固定されるケースに対して移動自在に取り付けられる場合もある。そして接触子は、抵抗体の表面上を摺動する接点部を備えた先端部を有する１以上の接触子片と、接点部の反対側に位置する被保持部とを備えている。ホルダは、１以上の接触子片の接点部を抵抗体の表面に接触させるように接触子の被保持部を保持する。【００１３】
カーボン繊維と合成樹脂とを主原料として接触子を構成する場合の構成態様は、必要な電気導電性と機械的な強度（剛性）とを得られるものであれば、どのようなものでもよい。例えば、導電性が得られるようにカーボン繊維チップをランダムに混入したカーボン繊維混入樹脂で接触子を一体成形してもよい。また多数本のカーボン繊維を用いて、織布または不織布を作り、この織布または不織布に熱硬化性の絶縁性樹脂を含浸させて板状のプリプレグを作り、１枚以上のプリプレグの熱硬化性樹脂を加熱硬化させたカーボン繊維シートを用いて接触子を作るようにしてもよい。複数枚のプリプレグを使用する場合には、織布または不織布を用いたプリプレグを複数枚重ねてもよく、織布を用いたプリプレグと不織布を用いたプリプレグを混在させて複数枚重ねてもよく、さらに樹脂のみからなる２枚のプリプレグの間に織布または不織布の１枚以上のプリプレグを挟むようにして接触子を構成するためのカーボン繊維シートを作成してもよい。そしてこのようなカーボン繊維シートから接触子を切断加工により形成する場合には、切断面が接点部を構成するようにするのが好ましい。これは切断面であれば、必ずカーボン繊維が露出しているため、接点部の電気的な導電性を確保することができるからである。また一体成形で接触子を形成する場合には、接点部に相当する部分に切削加工等を施して、カーボン繊維を露出させればよい。【００１４】
なおカーボン繊維シートを、複数本のカーボン繊維が一方向に並んだ構造を有する複数枚のプリプレグを積層して構成し、積層された複数枚のプリプレグを、交互に複数本のカーボン繊維の並ぶ方向が異なるように積層すると、剛性が増してクリープ変形がし難くなる。したがって積層するプリプレグの枚数を適宜に変えることによって、所望の剛性または撓み性を得ることができる。【００１５】
本発明の可変抵抗器では、接触子の１以上の接触子片は、先端部から被保持部に向かう方向と交差する方向に延びる先端面を有している。そしてこの先端面に連続し且つ抵抗体と対向する側面と、この先端面との間に形成されるコーナ部により接点部を構成している。別の見方をすると、コーナ部のみが接点部となり、側面が接点となることがない剛性（または撓み性）を接触子が有している。またホルダは、１以上の接触子片の抵抗体と対向する側面が抵抗体の表面と接触することなく、コーナ部のみが抵抗体の表面と接触し、抵抗体に対向する側面が抵抗体の表面に対して傾斜するように接触子の被保持部を保持する構造を有している。【００１６】
このように接触子を構成し、しかも接触子の抵抗体に対向する側面が抵抗体の表面に対して傾斜するように接触子の被保持部を保持するようにホルダを構成すると、接触子の１以上の接触子片がコーナ部のみで抵抗体の表面に接触することになる。この接触は、巨視的に見れば、線接触となり、接触面積は極めて小さいものとなる。その結果、接点部における接触応力が非常に高くなり、コーナ部は極めて良好な摺動接点となる。また、接触子にはカーボン繊維が入っているので、このカーボン繊維による潤滑作用により摺動を円滑に行わせることができる。そして接触子の摺動が円滑に行われると、抵抗体の表面から接点部が飛び跳ねて抵抗値が不用意に変化してしまうことがなくなる。その結果、接点部の抵抗体に対する電気伝導を確実なものとすることができ、位置検出能力を向上させることができる。さらに、接触子が、抵抗体に対して傾斜していて、コーナ部からなる接点部のみが抵抗体に接触している可変抵抗器では、摺動時に接点部が摩耗粉のような堆積物等の付着物を抵抗体上から排斥することができる。そのため付着物の存在により、接点部と抵抗体との接触が不安定になることはない。【００１７】
また接触子を保持するホルダの構造は任意である。例えば、ホルダを操作部を備えたホルダ本体部と、接触子を保持する接触子保持部とを備えた構造とし、接触子の被保持部を接触子保持部に直接保持するようにしてもよい。前述のようにホルダは絶縁基板に直接支持されてもよいが、絶縁基板に固定されたケースに支持されてもよい。【００１８】
またホルダの接触子保持部を導電性とばね性とを有する構造を備えたものとしてもよい。この場合には、接触子の被保持部を接触子保持部で機械的に保持し且つ接触子の被保持部とホルダの接触子保持部とを電気的に接続すればよい。このような構造にすると、接触子の大きさを小さくすることができ、しかもホルダの接触子保持部で必要な機械的強度を得て、しかも接触子保持部に対して接触子を抵抗体に対して押し付ける力を発生する機能を持たせることもできる。【００１９】
また接触子の構造を接点部を備えた先端部と、被保持部の一部を構成する基部と、先端部と基部との間に位置する撓み部とを有する１以上の接触子片を備えた構造としてもよい。このような構造にすると、接触子の撓み部のばね性により、接点部を抵抗体に押し付ける力を発生させることができる。撓み部のバネ性（剛性）は、接点部のみが抵抗体の表面と接触し、撓み部が抵抗体の表面とは接触しない程度のバネ性（剛性）である。なおこの場合、前述のコーナ部は、接触子の先端面に対する接平面と撓み部（接触子片の側面）に対する接平面とによって囲まれる領域内に位置することになる。【００２０】
ホルダに、接触子の抵抗体に対向する面が抵抗体の表面に対して傾斜するように接触子の被保持部を一体に埋め込んで支持すると、ホルダの接触子を支持する構造が非常に簡単になる。【００２１】
またホルダには、接触子の撓み部が抵抗体の表面に対して傾斜するように被保持部を支持する傾斜面を設け、この傾斜面に接触子の基部を固定する固定部を設けてもよい。【００２２】
抵抗体の幅方向に所定の間隔をあけて並ぶ複数の接触子片を用いる場合には、複数本の接触子片の撓み部の接平面と抵抗体の表面との間の傾斜角度が、１０度〜８５度の範囲の角度にするのが好ましい。このようにすると円滑に接点部を摺動させることができる。傾斜角度を１０度より小さくすると、接点部が面接触に近くなる。そのため接触子の硬度をかなり高いもの（剛性を相当に高いもの）としなければ、摺動時に真実接触点が接触面積中で変動し、摺動時における電気導通点の位置が定まらない状態が発生する。また傾斜角度を８５度より大きくした場合にも、接触子の硬度をかなり高いものとしない限り、摺動時に接触子片の接点部が飛び跳ね摺動を起こし易くなり、好ましくない。【００２３】
カーボン繊維シートは、次のような内部構造を有してるのが好ましい。すなわち複数本のカーボン繊維が一方向に並んだ構造を有する複数枚のプリプレグが積層されて構成されている。そして積層された複数枚のプリプレグが、交互に複数本のカーボン繊維の並ぶ方向が異なるように積層されている。このような構成のカーボン繊維シートを用いると、剛性が増して（撓み性が小さくなって）、１以上の接触子片がクリープ変形し難くなる。【００２４】
接触子には抵抗体に対向する面とは反対側の面にバックアップ用の板バネを配置してもよい。バックアップ用の板バネは、ホルダに支持すればよい。バックアップ用の板バネを接触子に添わせると、接触子の剛性が低い場合においても、所望の剛性または撓み性とを実現するこができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る可変抵抗器を実施するための最良の形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１の可変抵抗器で用いている接触子の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線拡大横断面図である。
【図４】図１の可変抵抗器で用いている接触子片のエッジ部の拡大図である。
【図５】本発明の可変抵抗器の実施の形態の第２例の主要部を示した側面図である。
【図６】本発明の可変抵抗器の実施の形態の第３例の主要部を示した側面図である。
【図７】本発明の可変抵抗器の実施の形態の第４例の主要部を示した側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る可変抵抗器を実施するための最良の形態の第１例を、図１乃至図４を参照して詳細に説明する。図１は本例の可変抵抗器のケースを除いた主要部の構成の側面図、図２は本例の可変抵抗器で用いている接触子の斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線拡大横断面図、図４は本例の可変抵抗器で用いている接触子の接触子片におけるコーナ部の拡大模試図である。【００２７】
本例の可変抵抗器は抵抗体が直線状をなしていて、接触子が抵抗体上を直線的に摺動するタイプの可変抵抗器である。図１に示すように本例の可変抵抗器１では、セラミック基板等の耐熱性がある絶縁基板３の表面に抵抗体５が所定の長さで直線状に設けられている。本例の抵抗体５は、絶縁基板３上に抵抗体ペーストを用いて抵抗体パターンを印刷した後に、該抵抗体パターンを焼成して形成されている。抵抗体５は、抵抗体ペーストを自然乾燥させた無焼成で形成されたものであってもよく、また樹脂製電気抵抗フィルムを切断して基板上に貼り付けて形成されたものであってもよい。【００２８】
抵抗体５の表面には、２つの接触子片７の先端の接点部７ｓを接触させた接触子９が配置されている。接触子９は、カーボン繊維１１と合成樹脂とを主原料として形成されたカーボン繊維シートに、切断加工等を施して形成したものである。接触子９は、抵抗体５の表面上を摺動する接点部７ｓを備えた先端部７ａと、被保持部７ｂの一部を構成する基部７ｂ１と、先端部７ａと基部７ｂ１との間に位置する撓み部７ｃとを備えた２つの接触子片７を備えている。本例の接触子９は、接触子片７を２本備えており、２本の接触子片７の基部７ｂ１が連結部７ｄで連結された構造を有している。【００２９】
本実施の形態で用いる接触子９を製造する場合には、図３に示すように、多数本のカーボン繊維１１を用いて形成した織布または不織布の形態をなす基材に、エポキシ樹脂のような熱硬化性の絶縁性樹脂１３を含浸させてシート状にした複数枚（図３の例では３枚）のプリプレグ１５を用意する。図３の例では、複数本のカーボン繊維１１を束のようにして並べた基材を用いたプリプレグを使用している。そして中央のプリプレグと、厚み方向両側の２枚のプリプレグとはカーボン繊維の延びる方向が異なるように重ねられている。次に、複数枚のプリプレグ１５を重ねた状態で、加圧下で加熱を行い、プリプレグ１５中の熱硬化性樹脂１３を加熱硬化させてカーボン繊維シートを形成する。次にこのカーボン繊維シートに切断加工を施して、図２に示すように、２本の接触子片７を備えた接触子９を形成する。本例では、接触子９が摺動動作を行っているときに、撓むことがない剛性を有するように、合成樹脂の種類と硬度及びカーボン繊維の量が定められている。【００３０】
前述のように、本例で用いるカーボン繊維シートは、複数本のカーボン繊維１１が一方向に並んだ構造を有する３枚のプリプレグ１５が積層されて構成されている。３枚のカーボン繊維シートよりなるプリプレグ１５は、交互に複数本のカーボン繊維１１の並ぶ方向が異なるように積層されて一体化されている。即ち、このカーボン繊維シートは、カーボン繊維１１を接触子片７の長手方向に向けた２枚のプリプレグ１５の間に、カーボン繊維１１を接触子片７の長手方向に直交する方向に向けたプリプレグ１５を１枚挟んで一体化した構造になっている。なおカーボン繊維シートの構造は、この例に限定されるものではなく、種々の構造のカーボン繊維シートを用いることができる。例えば、カーボン繊維チップの短チップをランダムに混入したカーボン繊維混入樹脂を用いて接触子を一体成形してもよい。また多数本のカーボン繊維を用いて、織布または不織布を作り、この織布または不織布に熱硬化性の絶縁性樹脂を含浸させて板状のプリプレグを作り、１枚以上のプリプレグの熱硬化性樹脂を加熱硬化させたカーボン繊維シートを用いて接触子を作るようにしてもよい。複数枚のプリプレグを使用する場合には、織布または不織布を用いたプリプレグを複数枚重ねてもよく、織布を用いたプリプレグと不織布を用いたプリプレグを混在させて複数枚重ねてもよい。さらに樹脂のみからなる２枚のプリプレグの間に織布または不織布の１枚以上のプリプレグを挟むようにして接触子を構成するためのカーボン繊維シートを作成してもよい。そしてこのようなカーボン繊維シートから接触子を切断加工により形成する場合には、切断面が接点部を構成するようにする。このようにすれば、切断面には、必ずカーボン繊維が露出することになるため、接点部の電気的な導電性を確保することができる。また一体成形で接触子を形成する場合には、接点部に相当する部分に切削加工等を施して、カーボン繊維を露出させればよい。【００３１】
１以上の接触子片７は、先端部７ａから基部７ｂ１に向かう方向と交差する方向に延びる切断面を先端面７ｆとして有している。そしてこの先端面７ｆと撓み部７ｃの側面７ｇとの間（または先端面７ｆと撓み部７ｃの抵抗体５の表面と接触することなく対向する側面７ｇとの間）に形成されたコーナ部７ｋが、接点部７ｓを構成している。コーナ部７ｋは、先端面７ｆに対する接平面７ｆｆと撓み部７ｃに対する接平面７ｃｆ（先端面７ｆに近い位置における撓み部７ｃの側面に対する接平面）とによって囲まれる領域内に位置している。【００３２】
このような接触子９は、ホルダ１７に保持されている。ホルダ１７は、操作されるホルダ本体１７ａと、ホルダ本体１７ａに設けられた接触子保持部１７ｂとから構成されている。この実施の形態で用いるホルダ１７の接触子保持部１７ｂは、縦断面形状が直角三角形になり、傾斜面１７ｃが絶縁基板３の表面と対向している。ホルダ１７は、２本の接触子片７の先端部７ａを抵抗体５の表面に接触させ且つ撓み部７ｃと抵抗体５の表面との間に間隔をあけるように、接触子９の被保持部７ｂを固定部１９で固定状態に保持している。本実施の形態では、ホルダを合成樹脂で成形しているため、固定部１９も合成樹脂の突起として構成している。そしてこの突起からなる固定部１９を接触子９の被保持部７ｂに設けた貫通孔７ｈに嵌合する。その後、固定部１９の先端を溶着により押し潰すように変形することにより、被保持部７ｂを接触子保持部１７ｂに保持させている。なお固定部材として螺子等を用いてもよいのは勿論である。また固定部１９及び貫通孔７ｈの数をそれぞれ複数個としてもよい。【００３３】
ホルダ１７の接触子保持部１７ｂに設けた傾斜面１７ｃの傾斜角度は、接触子９の剛性を考慮した上で、２本の接触子片７の撓み部７ｃの側面７ｇが抵抗体５の表面と接触することなく２本の接触子片７のコーナ部７ｋのみが抵抗体５の表面と接触し、撓み部７ｃが抵抗体５の表面に対して傾斜するように接触子９の被保持部７ｂを保持するように定められている。接触子の剛性がある程度高ければ、２本の接触子片７の撓み部７ｃの接平面７ｃｆと抵抗体５の表面との間の傾斜角度αが、１０度〜８５度の範囲になるように傾斜面１７ｃの傾斜角度を定めるのが好ましい。なお絶縁基板３とホルダ１７との間の距離も、２本の接触子片７の撓み部７ｃが抵抗体５の表面と接触することなく２本の接触子片７のコーナ部７ｋのみが抵抗体５の表面と接触するように定めるのは勿論である。絶縁基板３とホルダ１７との間の距離は、絶縁基板３に対して固定されてホルダ１７をスライド可能に支持する図示しないケースの存在によって一定の値に維持される。なおホルダ１７をスライド可能に支持するケースの構造は、周知の構造を採用すればよく、任意である。【００３４】
本例の可変抵抗器１では、接触子９を、前述のカーボン繊維シートに、２本の接触子片７を形成するように切断加工により形成している。そして２本の接触子片７は、先端部７ａから基部７ｂ１に向かう方向と交差する方向に延びる切断面を先端面７ｆとして有している。そしてこの先端面７ｆと撓み部７ｃとの間に形成したコーナ部７ｋで、接点部７ｓを構成している。その結果、２本の接触子片７のコーナ部７ｋには、カーボン繊維が露出した状態になっており、露出したカーボン繊維の切断面が抵抗体５の表面に接触する。このコーナ部７ｋにおける接触は、線接触となっており、接触面積が極めて小さい。そのためホルダ１７と絶縁基板３との間の距離、接触子９の傾斜角度及び接触子の剛性等によって定まる、接点部７ｓにおける接触応力が非常に高くなり、極めて良好な摺動接点が得られる。コーナ部７ｋが、摺動接触点になっていると、抵抗体５の表面から接点部７ｓが飛び跳ねることがなくなり、抵抗値が不用意に変化してしまうことがなくなる。また抵抗体５の表面に対する真実接触面積が非常に大きくなる。それ故、この可変抵抗器１の接触子９の接触子片７は、それぞれ極めて良好な摺動接触点を持つことになる。【００３５】
このような接触子片７を繰り返し使用していると、図４に示すように、接点部７ｓは磨り減って面取り部７ｍが形成された状態になる。接点部７ｓとなる面取り部７ｍの面積が所定の値の範囲に入る限り、支障なく接触子片７を使用することができる。【００３６】
抵抗体５の表面が摩耗して粉末が発生しても、実験によるとこの粉末は接点部７ｓの摺動により摺動方向に集められて固まるので問題はない。【００３７】
上記例では、接触子９が２つの接触子片７を有する構造としたが、接触子９がもつ接触子片７の数は１つでも複数でもよく、接触子片７の数は特に限定されるものではない。【００３８】
図５は本発明の可変抵抗器の実施の形態の第２例の主要部の構成を示した側面図である。なお、前述した第１例と対応する部分には、同一符号を付して説明を省略する。本例の可変抵抗器も抵抗体が直線状をなしていて、接触子が直線状に往復運動するタイプを示したものである。本例の可変抵抗器では、接触子９には抵抗体５に対向する側面７ｇとは反対側の側面にバックアップ用の板バネ２１が添うように配置されている。そしてバックアップ用の板バネ２１はホルダ１７に支持されている。その他の構成は、前述した第１例と同様に構成されている。【００３９】
このように接触子９をバックアップ用の板バネ２１でバックアップすると、接触子の剛性または撓み性が低い場合であっても、バックアップ用の板バネ２１で接触子９の剛性または撓み性を補強することができる。【００４０】
図６は本発明の可変抵抗器の実施の形態の第３例の主要部の構成を示した側面図である。なお、前述した第１例と対応する部分には、同一符号を付して説明を省略する。本例の可変抵抗器では、ホルダ１７には、接触子９の抵抗体５に対向する面７ｇが抵抗体５の表面に対して傾斜するように接触子９の被保持部７ｂが一体に埋め込み支持されている。その他の構成は、前述した第１例と同様に構成されている。このような構造になっていると、ホルダ１７の接触子９を支持する構造が非常に簡単になる。【００４１】
図７は本発明の可変抵抗器の実施の形態の主要部の構成を示す図である。なお、前述した第１例と対応する部分には、同じ符号を付して説明を省略する。この例では、ホルダ１７の接触子保持部１７ｂは導電性とばね性を有する金属性の板ばね部１７ｄを備えた構造を有している。板ばね部１７ｄは、傾斜面１７ｃに沿って配置されて接触面に固定される基部１７ｅと、基部１７ｅと連続して外力によって撓む撓み部１７ｆと、撓み部１７ｆの先端に設けられた保持部分１７ｇとを備えている。保持部分１７ｇの傾斜角度は、撓み部１７ｆの傾斜角度よりも大きい。保持部分１７ｇに保持された接触子９´は、抵抗体５の表面に対して傾斜した状態で配置される。その結果、接触子９の接触子片７´のコーナー部７´ｋが接点部となって、抵抗体５上を摺動する。接触子９´とバネ部１７ｄの保持部分１７ｇとは、カシメ構造、挟持構造等の機械的な結合構造により結合されている。保持部分１７ｇと接触子９´との電気的に接続を確実なものとするために、接触子９´の保持部分１７ｇと接触する面に対しては、予め合成樹脂によって覆われている内部のカーボン繊維を露出させるための切削加工または研磨加工が施されている。このような加工を施しておけば、両者間の電気的な接続は確実なものとなる。【００４２】
上記の実施の形態では、接触子が直線的に抵抗体上を摺動する可変抵抗器に本発明を適用したものであるが、本発明は、円弧状の抵抗体の上を接触子が摺動する回転型の可変抵抗器にも当然にして適用できるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る可変抵抗器によれば、１以上の接触子片がコーナ部のみで抵抗体の表面に接触することになるので、極めて良好な摺動接点を得ることができる。そして接触子片がコーナ部で接触する摺動接触点になっており、摺動が円滑に行われるため、抵抗体の表面から接点部が飛び跳ねて抵抗値が不用意に変化してしまうことがなくなって、接点部の抵抗体に対する電気伝導を確実なものとすることができる利点が得られる。その結果、位置検出能力を向上させることができる。【００４４】
さらに、接触子が傾斜していて接点部のみが抵抗体に接触している本発明の可変抵抗器では、摺動時に摩耗粉のような堆積している異物を抵抗体上から排斥することができ、抵抗体上の付着物で接点部と抵抗体との接触が不安定になることがないという利点が得られる。
【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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【国際調査報告】
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