(57)【要約】【課題】  特に、従来に比べて耐久性を効果的に向上させることが可能な摺動子及びそれを用いた電子部品を提供することを目的としている。【解決手段】  本発明は、摺動面上を摺接可能な接点部を備える摺動子であって、先端から基端側に向けて延出し、前記先端から前記基端側への長さ方向に対し直交する幅方向に間隔を空けて配列された前記接点部を備える複数本の摺動片２と、各摺動片２の基端側に位置する固定部３と、各摺動片２と前記固定部３間を繋ぐ中間部４と、を有する弾性変形可能な材質からなり、前記中間部４は、各摺動片２の根元部２ｂに接続し前記幅方向への寸法がＴ１で形成された第１中間領域４ａと、前記第１中間領域４ａと前記固定部３との間に位置し、前記幅方向への寸法が前記Ｔ１よりも小さいＴ２で形成された第２中間領域４ｂとを有して構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動面上を摺接可能な接点部を備える摺動子であって、
先端から基端側に向けて延出し、前記先端から前記基端側への長さ方向に対し直交する幅方向に間隔を空けて配列された前記接点部を備える複数本の摺動片と、
各摺動片の基端側に位置する固定部と、
各摺動片と前記固定部間を繋ぐ中間部と、
を有する弾性変形可能な材質からなり、
前記中間部は、各摺動片の根元部に接続し前記幅方向への寸法がＴ１で形成された第１中間領域と、前記第１中間領域と前記固定部との間に位置し、前記幅方向への寸法が前記Ｔ１よりも小さいＴ２で形成された第２中間領域とを有して構成されることを特徴とする摺動子。
【請求項２】
各摺動片は、前記根元部よりも先端側で前記幅方向に間隔を空けて複数本の指片に分割され、各指片に夫々、前記接点部が設けられる請求項１記載の摺動子。
【請求項３】
各指片は、所定角度にて折り曲げられており、各指片の先端が前記接点部として構成される請求項２記載の摺動子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載された前記摺動子と、前記摺動面を有する基板と、前記摺動子の前記固定部を固定支持する支持体と、を有し、前記摺動子の接点部が前記摺動面上を摺接することを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、可変抵抗器等の電子部品に用いられる摺動子（ブラシ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には摺動子の固定構造に関する発明が開示されている。特許文献１の第１図や第２図には、ロータ（符号１６）に固定される固定部から４本の可動接点片（符号１２）が延出して構成された摺動子が開示されている。摺動子の可動接点片は第１図や第２図に示すように所定形状にて折り曲げられており、折り曲げ頂部が特許文献１の第３図に示すプリント基板（符号３６）に当接するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−５４２１９号公報
【特許文献２】特開平９−２９８１０３号公報
【特許文献３】特開平１１−２９５０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の摺動子の構成では、ロータとの固定部から可動接点片（符号１２）が直ぐに４本に分割して形成されている。このため、摺動子１をロータに組み込み、可動接点片をプリント基板の摺動面上に摺接させると、可動接点片の根元部に応力が集中し耐久性を適切に向上させることができなかった。このように可動接点片の根元部に応力が集中することで、前記可動接点片の本数を増やすこともできず（本数を増やすことで各可動接点片の幅が小さくなり益々、耐久性が低下する）、摺動面に対する接触安定性および精度の向上を図ることが難しい。
【０００５】
特許文献２及び特許文献３についても同様である。特許文献２では図３等に示すように固定部から多数本の指部が延出する接触子の形状が開示されており、また特許文献３には、図２等に示すように固定部から直ぐに二本に分割された摺動子の形状が開示されている。このように、特許文献２及び特許文献３においても、固定部から直ぐに分岐した構造であるため、分岐部分の根元に応力が集中しやすく、適切に耐久性を向上させることができなかった。
【０００６】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、従来に比べて精度向上と尚且つ耐久性を効果的に向上させることが可能な摺動子及びそれを用いた電子部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、摺動面上を摺接可能な接点部を備える摺動子であって、
先端から基端側に向けて延出し、前記先端から前記基端側への長さ方向に対し直交する幅方向に間隔を空けて配列された前記接点部を備える複数本の摺動片と、
各摺動片の基端側に位置する固定部と、
各摺動片と前記固定部間を繋ぐ中間部と、
を有する弾性変形可能な材質からなり、
前記中間部は、各摺動片の根元部に接続し前記幅方向への寸法がＴ１で形成された第１中間領域と、前記第１中間領域と前記固定部との間に位置し、前記幅方向への寸法が前記Ｔ１よりも小さいＴ２で形成された第２中間領域とを有して構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明における電子部品は、上記に記載された前記摺動子と、前記摺動面を有する基板と、前記摺動子の前記固定部を固定支持する支持体と、を有し、前記摺動子の接点部が前記摺動面上を摺接することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、固定部を固定支持して、摺動子の接点部を摺動面上に摺接させたときに、各摺動片の根元部にかかる応力を低減すべく、各摺動片の根元部と接続した第１中間領域よりも基端側に第１中間領域に比べて幅の小さい第２中間領域を設けて、各摺動片の根元部から離れた固定部近傍の前記第２中間領域に応力を集中させるようにしたことで、先端側で分岐した各摺動片の根元部に作用する応力を従来に比べて効果的に低減することができる。これにより、従来に比べて耐久性を向上させることが可能になる。
【００１０】
また本発明では、各摺動片は、前記根元部よりも先端側で前記幅方向に間隔を空けて複数本の指片に分割され、各指片に夫々、前記接点部が設けられることが好ましい。各摺動片への応力集中を効果的に抑制できるため、各摺動片の先端側を複数本の指片に分割して接点部を増やすことができ、これにより接触信頼性と精度の向上を図ることができる。
【００１１】
また本発明では、各指片は、所定角度にて折り曲げられており、各指片の先端が前記接点部である構成に効果的に適用できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来に比べて耐久性に優れた摺動子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は支持体に固定支持された本実施形態の摺動子の斜視図である。
【図２】図２は本実施形態における摺動子の先端部分を拡大した部分拡大斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態の摺動子を備えた電子部品の模式図（側面図）である。
【図４】図４は、本実施形態の摺動子に作用する応力の分布を示すＣＡＥ解析結果を簡略化して示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は支持体に固定支持された本実施形態の摺動子（ブラシ）の斜視図、図２は摺動子の先端部分を拡大した部分拡大斜視図、図３は、本実施形態の摺動子を備えた電子部品の模式図（側面図）、図４は、本実施形態の摺動子に作用する応力の分布を示すＣＡＥ解析結果、である。
【００１５】
図１に示す摺動子１，１は、複数本の摺動片２と、各摺動片２の基端側に位置する固定部３と、各摺動片２と固定部３との間を繋ぐ中間部４とを有する導電性の板ばねより構成される。板ばねの材質としては、ステンレスばね材、アルミ板、リン青銅板、ベリリウム銅板等であるが、特に材質を限定するものではない。また、摺動子１は、多数本の炭素繊維を樹脂により含浸した構成とすることもできる。
【００１６】
図１に示す固定部３は、支持体７の平面（Ｘ１−Ｘ２方向とＹ１−Ｙ２方向にて規定される平面）上に既存の固定手段により固定される。図１に示すように、固定部３から延出する中間部４及び各摺動片２は、Ｙ１−Ｙ２方向よりもややＺ１方向に傾斜しながら延出している。すなわち図１の実施形態では、中間部４の根元部分が固定部３との境界付近で少しＺ１方向に折り曲げられている。
【００１７】
図１に示すように中間部４は、Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法がＴ１で形成された第１中間領域４ａと、Ｘ１−Ｘ２方向への幅寸法がＴ２で形成された第２中間領域４ｂとで構成されている。そして図１に示すように、第２中間領域４ｂの幅寸法Ｔ２は、第１中間領域４ａの幅寸法Ｔ１に比べて小さくなっている。
【００１８】
図１に示すように第１中間領域４ａは各摺動片２の根元部２ｂに接続しており、第２中間領域４ｂは、第１中間領域４ａと固定部３との間に位置して、第１中間領域４ａ及び固定部３の双方に接続している。
【００１９】
図１に示すように、各摺動片２は、第１中間領域４ａに接続された根元部２ｂから先端２ａに向けて延出している。図１の実施形態では、一つの摺動子１につき３つの摺動片２がＸ１−Ｘ２方向に間隔を空けて配列されている。
【００２０】
図１、図２に示すように、各摺動片２は更に先端側で二股に分割されて複数の指片５を構成している。そして図１，図２に示すように、各指片５が途中位置から略Ｚ１方向に折り曲げられ、先端２ａが摺動面上を摺接可能な接点部（以下、接点部２ａと称する）として構成されている。
【００２１】
ここで摺動子１の寸法について具体的に記載する。ただし、以下に示す寸法は一例であり、下記寸法に限定されるものではない。
【００２２】
摺動子１の板厚は０．０４〜０．０７ｍｍ程度、摺動子１の長手方向の長さ寸法は、４．５〜６．５ｍｍ程度、第１中間領域４ａの幅寸法Ｔ１は、１．５〜１．８ｍｍ程度で、第２中間領域４ｂの幅寸法Ｔ２は、１．２〜１．５ｍｍ程度である。また、幅寸法Ｔ２／幅寸法Ｔ１は、０．９〜０．６程度である。また第１中間領域４ａの長さ寸法Ｌ１は、１．４〜１．６ｍｍ程度で、第２中間領域４ｂの長さ寸法Ｌ２は、１．１〜１．８ｍｍ程度である。
【００２３】
図３に示すように本実施形態における摺動子１は、例えば電子部品としての可変抵抗器１０内に組み込まれる。図３に示す摺動子１は図１に示す摺動子１の表裏を反転させた図となっている。
【００２４】
図３に示すように摺動子１の固定部３は基板１１の上方にて支持体７に固定支持されており、このとき、摺動子１の先端に位置する接点部２ａは、基板１１表面の抵抗パターン１２上に接した状態とされている。摺動子１側及び基板１１側の少なくとも一方が移動可能に支持されている。可変抵抗器１０は、回転式であっても直線移動式であっても、あるいはそれ以外の移動方式であっても特に限定されるものではない。摺動子１の接点部２ａが、抵抗パターン１２上を摺動することで、抵抗値が変化し、これにより回転角やスライド位置等に応じた出力を得ることができる。
【００２５】
本実施形態では、弾性変形可能な摺動子１は、その固定部３が支持体７に固定支持されて基板１１との間で所定の圧力を受けた状態にて、接点部２ａが抵抗パターン１２上を摺動する。このとき、摺動子１に作用する応力分布を図４にて模式図的に示す。なお図４では、応力分布を三つの範囲に区分けしたが、実際には、応力が高い範囲（１）と応力が中間の範囲（２）との境界付近や、応力が中間の範囲（２）と応力が低い範囲（３）との境界付近では、徐々に応力が変化している。
【００２６】
図４の応力分布図は、ＣＡＥ解析結果であり、この実験での摺動子１の材質を、銅合金とし、摺動子１の板厚を０．０５ｍｍ、第１中間領域４ａの幅寸法Ｔ１（図１参照）を１．６ｍｍ、長さ寸法Ｌ１（図１参照）を１．５ｍｍ、第２中間領域４ｂの幅寸法Ｔ２（図１参照）を１．３ｍｍ、長さ寸法Ｌ２（図１参照）を１．２ｍｍ、摺動子１の長手方向の長さ寸法を６ｍｍ、各摺動片２の長手方向の長さ寸法を２．４ｍｍ、各摺動片２の幅寸法を０．３５ｍｍ、各指片５の長手方向の長さ寸法を０．６ｍｍ、各指片５の幅寸法を０．１ｍｍとし、各接点部２ａに対しＺ２方向（図１参照）に所定の圧力が加わったとして応力分析を行った。
【００２７】
図４に示すように、中間部４のうち根元部分に相当し幅寸法が、各摺動片２に連結する第１中間領域４ａよりも小さく形成された第２中間領域４ｂに応力が集中し（図４の実験によれば、この部分で応力が最大となる）、一方、各摺動片２の根元部２ｂに加わる応力及び各指片５の根元部に加わる応力を効果的に低減できることがわかった。このように分岐する各摺動片２及び各指片５の根元部に応力を集中させないようにできるため従来に比べて耐久性を向上させることができる。
【００２８】
各摺動片２の先端側を複数の指片５に分割しない構成も本実施形態に含まれるが、図４に示した通り、各摺動片２への応力集中を効果的に抑制することができるため、各摺動片２の先端側を複数本の指片５に分割しても各指片５に作用する応力は小さくしたがって本実施形態では、優れた耐久性を維持したまま接点部２ａの数を増やすことができ、これにより精度および接触信頼性の向上を適切に図ることができる。精度については、各指片５の接触位置の平均値により左右され、接触安定性についても接点部の数を増やすことで削れ粉に対する影響を小さくできる。
【００２９】
また各摺動片２に設けられた接点部２ａの位置は、先端面でなくてもよいが（途中位置とすることもできる）、図３に示すように、各摺動片２（指片５）の先端側を折り曲げて、その先端面を接点部２ａとし、基端である固定部３を支持体７に固定支持して前記接点部２ａを摺動面上に摺接させた構成とすれば図４のように、効果的に分岐する各摺動片２及び各指片５の根元部への応力集中を抑制できる。
【００３０】
また指片５を図３に示すように摺動面である抵抗パターン１２表面に対して略直交方向となるように折り曲げて、その先端を接点部２ａとすることが好ましい。また図２に示すように、各接点部２ａを凸型の曲面状とすることによって摺動面に対する接触不具合をより効果的に低減でき精度および接触安定性を向上させることが可能である。
【００３１】
また中間部４は、各摺動片２の根元部２ｂに接続し幅寸法Ｔ１の大きい第１中間領域４ａと、第１中間領域４ａと固定部３との間に位置して、幅寸法Ｔ２が幅寸法Ｔ１よりも小さい第２中間領域４ｂのみならず、例えば、第１中間領域４ａと第２中間領域４ｂとの間に、幅寸法が、幅寸法Ｔ１より小さくて幅寸法Ｔ２よりも大きい第３中間領域を備えていてもよいし、第２中間領域４ｂと固定部３との間に、幅寸法が幅寸法Ｔ２よりも大きい第４中間領域を備える構成としてもよい。ただし、固定部３と接続し、各摺動片２から最も離れた中間部４の根元部分を細くすることで、効果的に各摺動片２の根元部２ｂに作用する応力を低減することが出来る。
【００３２】
なお第２中間領域４ｂにおける幅寸法Ｔ２は、Ｘ１−Ｘ２方向の両側面が、第１中間領域４ａの両側面よりも絞られて細くされた形態以外に、例えば、第２中間領域４ｂの両側面は第１中間領域４ａの両側面と一致しているが、第２中間領域４ｂにはその中央に貫通孔が形成されて、第２中間領域４ｂの幅寸法Ｔ２（貫通孔の部分を除く）が第１中間領域４ａの幅寸法Ｔ１よりも小さくされた形態とすることもできる。
【００３３】
また図１では、支持体７に２つの摺動子１が固定支持された２出力タイプの構成であるが、支持体７に一つの摺動子１が固定支持された構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
Ｔ１  （第１中間領域の）幅寸法
Ｔ２  （第２中間領域の）幅寸法
１  摺動子
２  摺動片
２ａ  接点部
２ｂ  根元部
３  固定部
４  中間部
４ａ  第１中間領域
４ｂ  第２中間領域
５  指片
７  支持体
１０  可変抵抗器
１１  基板
１２  抵抗パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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