(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
存在範囲が規制された単一の弾性域（１）を具備する第一部材（２）と、前記弾性域（１）の長さ分の間隔を保ちつつ当該弾性域（１）を相反する二方向から圧縮せしめる押し加圧部（３）及び引き加圧部（４）を具備した第二部材（５）とを、前記弾性域（１）の収縮方向へ相互に摺動可能に組み合わせて成り、
前記第一部材（２）の弾性域（１）を、ガイドロッド（６）に通した単一のスプリング（７）、当該スプリング（７）の両端を支持する一対の摺動リング（８）、及び前記ガイドロッド（６）の長手方向に対する前記一対の摺動リング（８）の存在範囲を規制するアンカ（９）より構成し、前記第二部材（５）を、前記ガイドロッド（６）に対して摺動する筒体（１０）、並びに当該筒体（１０）と一体となって移動する前記押し加圧部（３）及び引き加圧部（４）より構成したプッシュプル機構。
【請求項２】
前記請求項１のプッシュプル機構を具備し、前記第二部材（５）に、ガイドロッド（６）に沿った抵抗体を固定すると共に、前記第一部材（２）に、前記抵抗体の上を摺動する導電性ブラシ（１２）を固定したポテンショメータ。
【請求項３】
前記請求項１のプッシュプル機構を具備し、前記第一部材（２）に、ガイドロッド（６）に沿った抵抗体を固定すると共に、前記第二部材（５）に、前記抵抗体の上を摺動する導電性ブラシ（１２）を固定したポテンショメータ。
【請求項４】
前記抵抗体は、絶縁基板（１３）の表面にガイドロッド（６）に沿って形成された抵抗パターン（１４）、及び当該抵抗パターン（１４）に対して平行に形成された導電パターン（１５）を具備した回路基板（１６）であり、前記導電性ブラシ（１２）は、抵抗パターン（１４）と導電パターン（１５）の双方に摺接し当該抵抗パターン（１４）と導電パターン（１５）との間を導通させる導電路を具備する前記請求項２又は請求項３のいずれかに記載のポテンショメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つの部材が組み合わさって、その全長が力点に加えられた押圧力や引っ張り力（以下、応力と総称する。）によって弾性的に変化し、二つの部材にかかった応力量を、当該二つの部材の相対的な位置変化量として得るプッシュプル機構と、当該プッシュプル機構によって出力された位置変化量を電気的変化量として出力するポテンショメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記作用を目的としたプッシュプル機構を用いたポテンショメータは、既に一般に利用されており、従来のポテンショメータの一例として図４に示すものが挙げられる。このポテンショメータに採用されたプッシュプル機構は、当該プッシュプル機構を構成する一方の部材５０において、存在範囲（当該部材に対する位置及び長さ）が規制された二つの弾性域５１，５２が、他方の部材５３に固定された単一の加圧部材５４を挟む形で各々伸縮可能に別個形成され、前記双方の部材が前記弾性域５１，５２の収縮方向へ相互に摺動可能に組み合わせられたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な構成のプッシュプル機構では、二つの弾性域が別個独立して形成される為に、両弾性域の弾性率を等しく設定することは極めて困難となる。その結果、当該プッシュプル機構を構成する二部材が相互に引き離される方向へ摺動するか、また或いは、同二部材が各々相反する方向から押し寄せられる方向へ摺動するかで、前記弾性域が異なる弾性率を以て伸縮される可能性が高く、前記二部材の二種類の摺動による相対的位置変化を、同一の応力基準（相対的位置変化量／応力量）で比較することが出来なかった。
【０００４】
而して、当該プッシュプル機構を利用したポテンショメータにあっても、前記二部材の二種類の摺動による相対的位置変化から同一の電気基準（電気的変化量／応力量）による電気的出力を得ることが出来なかった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて成されたものであって、当該プッシュプル機構を構成する二部材が相互に引き離される方向へ摺動する場合であっても、各々相反する方向から押し寄せられる方向へ摺動する場合であっても、同一の応力基準で加わった応力を比較できるプッシュプル機構と、当該プッシュプル機構を用いたポテンショメータの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明によるプッシュプル機構は、存在範囲が規制された単一の弾性域を具備する第一部材と、前記弾性域の長さ分の間隔を保ちつつ当該弾性域を相反する二方向から圧縮せしめる押し加圧部及び引き加圧部を具備した第二部材とを、前記弾性域の収縮方向へ相互に摺動可能に組み合わせて成ることを特徴とする。
【０００７】
前記存在範囲とは、弾性域が形作られる部材での存在位置及び収縮方向への長さであり、弾性域とは、用途に応じた弾性材が存在し、前記応力による収縮及び復帰が行われる封鎖或いは開放された空間を指す。閉鎖空間に収容する必要がある弾性材の代表的なものとしては、空気その他のガス等が挙げられ、開放空間に存在することが可能な弾性材の代表的なものとしてはスプリングが挙げられる。
【０００８】
また、押し加圧部とは、当該プッシュプル機構を構成する二部材が各々相反する方向から押し寄せられる方向へ摺動する場合に弾性域に向かって移動する加圧部をいい、引き加圧部とは、同二部材が相互に引き離される方向へ摺動する場合に弾性域に向かって移動する加圧部を言う。
【０００９】
例えば、前記第一部材の弾性域にあっては、ガイドロッドに通した単一のスプリング、当該スプリングの両端を支持する一対の摺動リング、及び前記ガイドロッドの長手方向に対する前記一対の摺動リングの存在範囲を規制するアンカより構成することができ、その場合、前記第二部材にあっては、前記ガイドロッドに対して摺動する筒体、並びに当該筒体と一体となって移動する前記押し加圧部及び引き加圧部より構成することができる。
【００１０】
尚、前記ガイドロッドを直線的なものであっても良いし、曲率及び曲がり方向が一様な曲線的なものであっても良い。前記摺動リングは、その仕様に応じて条件は異なるが、一般的に、押し加圧部及び引き加圧部により加圧を前記スプリングへ確実に且つ安定して伝える役割を果たすと共に、前記アンカの干渉を受けることによって、前記弾性域の存在範囲を確実に且つ安定して保つことができる様に設計されることとなる。
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明によるポテンショメータは、上記プッシュプル機構を具備し、前記第二部材に、ガイドロッドに沿った抵抗体を固定すると共に、前記第一部材に、前記抵抗体の上を摺動する導電性ブラシを固定したことにより、またその逆の、前記第一部材に、ガイドロッドに沿った抵抗体を固定すると共に、前記第二部材に、前記抵抗体の上を摺動する導電性ブラシを固定することにより実現することができる。
【００１２】
前記抵抗体は、絶縁基板の表面にガイドロッドに沿って形成された抵抗パターン、及び当該抵抗パターンに対して平行に形成された導電パターンを具備した回路基板であってもよく、その場合、前記導電性ブラシは、抵抗パターンと導電パターンの双方に摺接し当該抵抗パターンと導電パターンとの間を導通させる導電路を具備した構成を採ることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるプッシュプル機構の実施の形態を、ポテンショメータに採用した例に基づき説明する。
図１に示したプッシュプル機構の例は、存在範囲が規制された単一の弾性域１を具備する第一部材２と、前記弾性域１の長さ分の間隔を保ちつつ当該弾性域１を相反する二方向から圧縮せしめる押し加圧部３及び引き加圧部４を具備した第二部材５とを、前記弾性域１の収縮方向へ相互に摺動可能に組み合わせたものである。
【００１４】
当該例の第一部材２は、矩形断面を有した直線的なガイドロッド６へ、スプリング７と一対の摺動リング８，８とを、当該摺動リング８，８を前記スプリング７の両端開口部にあてがった状態で挿通すると共に、前記スプリング７の弾性及びガイドロッド６上での摺動によってそれらの両端が移動し得る限界を、前記ガイドロッド６に埋め込んだアンカ９，９で固定することで、前記弾性域１を構成し、その一方の端部（以下、末端部とする。）に導電性ブラシ１２を固定すると共に、他方の端部（以下、先端部とする。）に、当該ガイドロッド６並びに前記第二部材５の側方を被い且つ第二部材５の摺動の側方へのズレを防止するシリンダ１７の蓋部１８中央を固定したものである。
【００１５】
前記第二部材５は、当該弾性域１を内包しつつ前記シリンダ１７の内面に接して摺動する筒体１０に、前記ガイドロッド６に接し且つ当該筒体１０と一体となって移動する押し加圧部３及び引き加圧部４並びに前記筒体１０の内部に装填された回路基板１６を固定して構成される。前記筒体１０は、前記第一部材２のシリンダ１７に内接して双方が相互に摺動する形状に設定されている。
【００１６】
当該筒体１０の先端部には、当該筒体１０の開口部を封じる形で蓋部材２１が装填されると共に、当該筒体１０の中空部を移動しないようにその位置がピン２２でロックされ、当該蓋部材２１の末端部（シリンダ内側に面した端部）が前記引き加圧部４として機能する。更に、当該筒体１０の中間部には、当該筒体１０の中空部を仕切る形で仕切部材２３が装填されると共に、当該筒体１０の中空部を移動しないようにその位置がピン２４でロックされ、当該仕切部材２３の先端部（シリンダ先端側に面した端部）が前記押し加圧部３として機能する。当該押し加圧部３の端面と前記引き加圧部４の端面は、それぞれ前記第一部材２の弾性域１を仕切る一対の摺動リング８，８に接し、定常状態においては前記アンカ９，９で規制された弾性域１を維持することとなる。
【００１７】
前記蓋部材２１と仕切部材２３の中央には前記ガイドロッド６に摺接する矩形断面の孔２５が設けられ、当該蓋部材２１及び仕切部材２３の前記ガイドロッド６に対する回転が前記矩形断面によって防止されることにより、ピン２２，２４を介して位置関係がロックされた筒体１０の回転も前記ガイドロッド６及び当該ガイドロッド６と連結されたシリンダ１７に対して固定されることとなる。而して、前記第一部材２と第二部材５とが回転を伴うことなく安定した軌道及び姿勢を以て相互に摺動することとなる。尚、この様な摺動は、直線軌道に限らず、曲率が一様な曲線軌道を造る様に前記第一部材２及び第二部材５を設計する事が出来るので前記ガイドロッド６が曲率の一様な曲線を呈する構造も考えられる。
【００１８】
前記筒体１０の末端部は、その開口部を封じる形で底部材２６が装填されると共に、当該筒体１０の中空部を移動しないようにその位置がロックされ、当該底部材２６の平坦な内面から延出した台座２８上に前記回路基板１６が固定される。当該回路基板１６は、図２の如く絶縁基板１３の表面に前記ガイドロッド６に沿う様に形成された抵抗体たる抵抗パターン１４、当該抵抗パターン１４に対して平行に形成された導電パターン１５及び前記抵抗パターン１４、並びに導電パターン１５へ電源やＧＮＤ等を接続する為の引出パターン１１並びに必要な電極２０が適宜形成されている。
【００１９】
前記導電性ブラシ１２は、個々のブラシ部２９が抵抗パターン１４と導電パターン１５へ図２及び図３（ロ）の如く弾性的に接し、前記第一部材２と第二部材５の相互の摺動に伴って前記導電パターン１４及び抵抗パターン１５の表面上を摺動し、それらブラシ部２９を支持する当該導電性ブラシ１２の導電板３０が当該抵抗パターン１４と導電パターン１５との間を導通させる導電路となって前記抵抗パターン１４を分割した所定値の抵抗を取り出すこととなる（例えば、前記抵抗パターン１４の両端に電極２０，２０を介して一定の電位差が存在するとすれば、前記導電板３０が当該抵抗パターン１４と導電パターン１５との間を導通させることによって、前記導電パターン１５に接続された電極２０からは、前記電位差を導電性ブラシ１２で分圧した電位を得ることができる）。この様にして得られた抵抗（電位）は、前記電源やＧＮＤと共に前記回路基板１６の末端部に形成された電極２０から引き出され種々の制御に供されるが、当該回路基板１６の末端部は、接続の便宜を図るべく回路基板１６を保持している前記底部材２６の孔（図示省略）から引き出されている。
【００２０】
【発明の効果】
以上の如く本発明によるプッシュプル機構は、単一の弾性域が押し引きいずれの応力がかかった際にも等しく用いられる為に、当該プッシュプル機構を構成する二部材が相互に引き離される方向へ摺動したとしても、また或いは、同二部材が各々相反する方向から押し寄せられる方向へ摺動したとしても、等しい弾性率を以て伸縮され、前記二部材の二種類の摺動による相対的位置変化を、同一の前記応力基準で比較することが出来る。
【００２１】
而して、当該プッシュプル機構を利用したポテンショメータにあっても、前記二部材の二種類の摺動による相対的位置変化から同一の前記電気基準による電気的出力を得ることが可能となる。
【００２２】
また、上記プッシュプル機構及びポテンショメータの製造に際しても、単一の弾性域を具備する構成によって、従来の如く複数の弾性域の持つ弾性率のバランス調整等を行う必要がなく、製造工程の効率化、ひいては低コスト化に寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）（ロ）（ハ）
本発明によるプッシュプル機構を採用したポテンショメータの一例を示す縦断面図及びそのＡ−Ａ矢視断面図及びＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】本発明によるポテンショメータに採用した抵抗体（回路基板）の一例を示す概略説明図である。
【図３】（イ）（ロ）
本発明によるポテンショメータに採用した導電性ブラシの一例を示す平面図及び動作態様の概略説明図である。
【図４】（イ）（ロ）
従来のプッシュプル機構を採用したポテンショメータの一例を示す縦断面図及びそのＣ−Ｃ矢視断面図である。
【符号の説明】
１  弾性域，２  第一部材，３  押し加圧部，４  引き加圧部，
５  第二部材，６  ガイドロッド，７  スプリング，８  摺動リング，
９  アンカ，  １０  筒体，１１  引出パターン，１２  導電性ブラシ，
１３  絶縁基板，１４  抵抗パターン，１５  導電パターン，
１６  回路基板，１７  シリンダ，１８  蓋部，２０  電極，
２１  蓋部材，２２  ピン，２３  仕切部材，２４  ピン，２５  孔，
２６  底部材，２８  台座，２９  ブラシ部，３０  導電板，
【図１】
0004040862.tif 000002
【図２】
0004040862.tif 000003
【図３】
0004040862.tif 000004
【図４】
0004040862.tif 000005