DE2715475C2

DE2715475C2 - Stufenweise einstellbarer Widerstand

Info

Publication number: DE2715475C2
Application number: DE2715475A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kawasaki Kanagawa Aizawa; Junji Tokyo Omi; Masami Shimizu; Masanori Yokohama Kanagawa Uchidoi; Kunio Kawasaki Kanagawa Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1976-04-08
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1982-11-04
Also published as: JPS5384155A; DE2715475A1; US4146322A

Description

S ·» den halben Abstand zwischen zwei benachbarten Elektroden im Bereich der Schleiferbahn,

R - den der Schleiferbahn abgewandten Radius der Krümmung des Schleifers,

ti = die Materialstärke des Schleifers und

h « die Höhe der Elektroden Ober dem

Widerstandskörper

bezeichnen.

35

Die Erfindung betrifft einen stufenweise einstellbaren Widerstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der DE-OS 18 04 912 ist ein stufenweise einstellbarer Widerstand dieser Art bekannt, der eine Mehrzahl von Elektroden und einen gleitend Ober diese bewegbaren Schleifer aufweist Der Schleifer besteht aus einem Kontaktblock und mehreren an dem Kontaktblock befestigten, parallel zueinander verlaufenden Zungen, wobei die einzelnen Berührungspunkte der Zungen mit den Elektroden gezielt entlang einer Linie ausgerichtet sind, die schräg zur Ausrichtung der Elektroden läuft, um sicherzustellen, daß stets mehr als zwei Elektroden gleichzeitig durch den Schleifer so kontaktiert werden. Dabei kann jedoch bei entsprechender Schleiferstellung der Fall auftreten, daß die Elektrode, der der kleinste Widerstandswert von den gerade kontaktierten Elektroden zugeordnet ist, nur von der äußersten Schleiferzunge kontaktiert wird, so ss daß der gesamte Schleiferstrom über diese und ihren zugehörigen Kontaktpunkt fließen muß, was zu stark erhöhten Verschleißerscheinungen, wie etwa einer starken Beeinträchtigung der Oberflächenebenheit des Zungenkontakts und der Elektrode, z. B. aufgrund von Materialwanderung führt Zudem läßt sich «ine gewünschte Schleiferstellung und damit ein gewünschter Widerstandswert nicht exakt reproduzierbar wieder einstellen, da schon bei geringen Unterschieden in der jeweiligen Schleiferstellung unterschiedliche Elektroden kontaktiert werden können, was eine entsprechende Änderung des Widerstandswerts bedeutet

Aus der DE-PS 7 01808 ist ein einstellbarer

Schichtwiderstand bekannt, bei dem zur Verringerung der mechanischen Abnutzung des Widerstandsmaterials in dieses metallische Elektroden eingebettet sind, die endseitig aus diesem herausragen und dort in Kontakt mit einem Schleifer stehen, der seinerseits als einfaches, um 180° umgebogenes, gekrümmtes Plättchen ausgebildet ist, das durch entsprechende Einspannung unter Spannung auf die jeweilige Elektrode gedruckt wird. Das Plättchen neigte jedoch bei Verschiebung zu seitlicher Verbiegung und Verdrehung, so daß keine exakte Zuordnung zwischen Schleiferstellung und tatsächlich kontaktierter Elektrode gewährleistet ist und ein gewünschter Widerstandswert somit nicht vollständig exakt und reproduzierbar einstellbar ist

Ferner ist aus der DE-GMS 19 16 891 ein nichtlineares Funktionspotentiometer mit Halbleiterwiderstandsschicht bekannt, dessen nichtlineare Charakteristik speziell auf die Nichtiinearität einer Photozelle abgestimmt ist Der Abgriff des jeweiligen Widerstandswerts von der sich in Umfangsrichtung verjüngenden bzw. verbreiternden Halbleitermaterialbahn erfolgt mittels eines einfachen Schleiferplättchens, das unter Verbiegung auf die Halbleiterbann gedrückt wird. Auch hier ist aufgrund des Schleiferspiels ein exakter, reproduzierbarer Abgriff eines gewünschten Widerstandswerts mit Hilfe des Schleifen nicht in jedem Fall sichergestellt, da sich der Schleifer nur schwer wieder exakt an eine gewünschte Stelle bringen läßt und der tatsächlich abgegriffene Widerstandswert auch bei gleicher Schleiierwinkelstellung aufgrund der Möglichkeit einer Schleiferverbiegung variieren kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stufenweise einstellbaren Widerstand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, der betriebssicher ist und mit dem sich ein gewünschter Widerstandswert kontaktsicher und exakt reproduzierbar einstellen läßt

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß ist das Kontaktteil des Schleifers somit derart gekrümmt ausgeführt daß der Schleifer in jeder gewünschten Abgriffsstellung sicher zwischen zwei Elektroden unter Kontaktierung derselben einrastet Damit ist ein sicherer Abgriff auch beim Auftreten von Erschütterungen sichergestellt Aufgrund dieses Einrastens läßt sich die jeweils gewünschte Abgriffsstellung darüber hinaus auch beliebig oft ohne irgendwelche Stellungsabweichungen reproduzierbar einstellen. Ferner entsteht bei jeder Einrastung des Schleifers zwischen zwei Elektroden ein hörbares klick-artiges Geräusch, so daß der Benutzer vorteilhafterweise eine klare Information darüber erhält daß der Schleifer sich in der gewünschten Stellung befindet und den gewünschten Widerstand exakt abgreift

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des stufenweise einstellbaren Widerstands,

F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels,

F i g. 3 in Schnittansicht die lagemäßige Beziehung zwischen Schleifer und Elektrode bei unterschiedlichen Schleiferstellungen,

F i g. 4 in Schnittansicht den Aufbau des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels,

F i g. 5 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungs-

beispie! und

F i g. 6 eine Draufsicht auf ein drittes Ausfühnmgsbeispiel.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel bezeichnet t eine isolierende Grundplatte, 2 einen auf der Grundplatte 1 angebrachten Widerstandskörper, a bis η aus dem Widerstandskörper 2 herausragende kammförmige Elektroden, 3 einen Schleifer, der gleitend über die Elektroden a bis η bewegt werden kann, 3a eine Drehwelle, die den Schleifer 3 drehbar hält ι ο und an ihrem oberen Ende eine Nut zur Einstellung der Schleiferstellung aufweist, 4 and 4' Anschlüsse des stufenweise einstellbaren Widerstands, 5 ein elektrisch leitendes Teil zwischen der Elektrode π und dem Anschluß 4 und 5' ein elektrisch leitendes Teil zwischen der Elektrode a und dem Anschluß 4'. Der Schleifer 3 ist elektrisch mit der Elektrode a verbunden. Der Widerstandskörper 2 besteht aus Widerstandsmaterial, das auf die Grundplatte 1 auf herkömmliche Weise aufgedruckt oder aufmetallisiert ist Die Flektroden a bis /j bestehen aus leitfähigem Material, das auf herkömmliche Weise auf dem oberen Teil des Widerstandskörpers 2 aufgedruckt oder aufmetallisiert isL Ferner sind die Elektroden und die Widerstandsteile abwechselnd angebracht, wobei sie einander zum Teil überlappen. Die Anschlüsse 4 und 4' sind mit weiteren nicht dargestellten Schaltungsteilen elektrisch leitend verbunden. 6 bezeichnet einen in Berührung mit den Elektroden stehenden, im Querschnitt nahezu halbkreisförmigen Vorsprung, der als Kontaktteil des Schleifers dient und einen Einrasteffekt bewirkt

F i g. 2 zeigt schematisch den Kontaktierungsbereich zwischen Schleifer und Elektroden bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel im Schnitt. Wie ersichtlich, sind die Elektroden a bis π auf dem Widerstandskörper 2 angebracht, it bezeichnet die Dicke des Schleifers 3, während h die Dicke der an dem Widerstandskörper 2 fest angebrachten Elektroden a bis η bezeichnet. R stellt den Radius des nahezu halbkreisförmigen Kontaktteils dar, über das der Schleifer 3 die Elektroden berührt 2 · 5 bezeichnet den Abstand zwischen benachbarten Elektroden (h, i). Wie ersichtlich, ist der Kontaktteil des Schleifers 3 größer als der Abstand zwischen den Elektroden gewählt. Auf diese Weise kann die elektrische Kontaktierung zwischen Elektroden und dem Schleifer sichergestellt, d.h. vermieden werden, daß der Kontaktteil des Schleifers 3 zwischen den Elektroden ohne Kontakt zu liegen kommt Die einzelnen Größen sind dabei so gewählt, daß die folgende Beziehung erfüllt ist:

V(R + tif - S² + t₂ > R + fi

0)

Bei Einhaltung dieser Beziehung ist die elektrische Kontaktierung zwischen Schleifer und Elektroden stets sichergestellt, so daß an den Ausgangsanschlüssen des Widerstands der eingestellte Widerstandswert erhalten werden kann, da der im Querschnitt kreisringförmige Kontaktteil mit den Elektroden Λ und / selbst dann in Kontakt ist, wenn der Schleifer den Bereich zwischen den Elektroden gerade berührt.

Darüber hinaus tritt bei Einhaltung der o.a. Beziehung eine Rastwirkung zwischen dem Kontaktteil des Schleifers und den Elektroden auf, da jedesmal dann ein Einrasten erfolgt, wenn beim Einstellen des Widerstands durch Drehen der Drehwelle 3a mit Hilfe eines Schraubenziehers oder dergl. der Vorsprung 6 des Schleifers 3 zwischen den Elektroden zu liegen kommt.

Auferund dieses Einras»ens läßt sich die jeweils

gewünschte Schleiferstellung gezielt einstellen.

Fig.3 zeigt die Veränderung des eingestellten Widerstandswerts in Abhängigkeit von der Einstellage des Schleifers. 3i bezeichnet die Lage des Schleifers 3 auf der Elektrode c, 3₂ die Lage zwischen den Elektroden b und c und 33 diejenige zwischen den Elektroden cund d R_h R₂, A₃ und Λ4 sind die Werte der Widerstände zwischen den Elektroden a und b, b und c, c und d bzw. d und e 4 und 4' bezeichnen die Anschlüsse zum Abgreifen des Widerstandswerts. Der Widerstandswert, der zwischen den Anschlüssen 4 und 4' auftritt, beträgt in der Lage 3i R_x + R₂, in der Lage 3₂ Äi und in der Lage 3₃ R\ + R₂. Zur Vermeidung von Veränderungen des eingestellten Widerstandswerts aufgrund von Erschütterungen ist die Lage 3₃ der Lage 3, vorzuziehen, die aufgrund der Rastwirkung auch sicher einstellbar ist Der Teil des Widerstandskörpers zwischen den Elektroden a und b (Fig. 1) kann aus leitfähigem Material bestehen.

Das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist aus einer Druckschaltungsplatte aus einer Widerstandsschicht, einer Elektrodenschicht und einer Tragschicht gebildet, wobei die Widerstandsschicht und die leitfähige Schicht, die auf der isolierenden Tragschicht aufgeschichtet sind, zur Ausbildung der Widerstandselemente in der Widerstandsschicht und der Verdrahtung, der Anschlüsse usw. in der leitfähigen Schicht durch Ätzen oder dergl. bearbeitet werden.

Fig.4 zeigt den Grundaufbau der verwendeten Druckschaltungsplatte. 101 bezeichnet eine isolierende Grundplatte, die die Tragschicht bildet und beispielsweise aus Glas, Epoxyharz oder dergl. besteht 102 bezeichnet eine auf die Grundplatte 101 aufgebrachte Widerstandsschicht, die aus Widerstandsmaterial wie Nickel oder dergl. besteht 103 bezeichnet eine auf der Widerstandsschicht 102 angeordnete leitfähige Schicht, die aus einem Kupferfilm gebildet ist F i g. 4, Mitte, zeigt den in Fig.4, oben, gezeigten Schichtenaufbau nach gezieltem Ätzen derart, daß zur Bildung des Widerstandsteils und des leitfähigen Teils die obere leitfähige Schicht teilweise entfernt ist, wobei 102' den Widerstandsteil darstellt Die Widerstandsschicht bildet an diesen Stellen Widerstandselemente, wobei die übriggebliebenen Teile 103 und 103' der leitfähigen Schicht als Elektroden dienen. Der Wert des Widerstands kann nach Wunsch dadurch festgelegt werden, daß gemäß der Darstellung in Fig.4, unten, die Länge, Breite usw. der Widerstandsschicht geeignet gewählt werden.

Fig.5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des stufenweise einstellbaren Widerstands, das ähnlich wie das in F i g. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel aus Druckschaltungsplattenmaterial aufgebaut ist, auf welchem eine Widerstandsschicht, eine die Elektroden bildende leitfähige Schicht und eine Tragschicht aufgeschichtet sind, und insbesondere zur Verwendung in einer Kamera als Verschlußzeiteingabe-Einstellwiderstand ausgelegt ist. Schwarze Teüe 912 bezeichnen die Elektroden, während schraffierte Teile 911 die aus der Widerstandsschicht bestehenden Widerstandsteile darstellen. 913 und 913' sind Anschlüsse des einstellbaren Widerstands, über die er mit Leiterteilen einer flexiblen Verdrahtungsgrundplatte verbindbar ist In einer öffnung 916 ist die Drehwelle des nicht dargestellten Schleifers montiert. 917 und 917' sind öffnungen für die Mortage des Widerstands.

In Fig.6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel als veränderbarer Filmempfindlichkeitseinstellwiderstand einer Kamera dargestellt. Die schwarzen Teile stellen

aus der leitfähigen Schicht gebildete Leiterteile dar, während die schraffierten Teile aus der Widerstandsschicht gebildete Widerstandselemente sind. In eine öffnung 921 ist die Drehwelle des Schleifers eingesetzt. 922 bezeichnet die Elektroden, über die sich zum Einstellen der Filmempfindlichkeit der nicht gezeigte Schleifer gleitend bewegt. 923 sind Anschlüsse, an die Verbindungsleitungen flexibler Verdrahtungsgrundplatten anlötbar sind. 924 sind Widerstandselemente des einstellbaren Widerstands, von denen Teile 924' jeweils ein zwischen benachbarten Elektroden geschaltetes Widerstandselement darstellen, das sowohl außerhalb

als auch innerhalb der Elektroden angeordnet ist, während Teile 924" jeweils zwei zwischen benachbarte Elektroden geschaltete Widerstandselemente darstellen, die sowohl außerhalb als auch innerhalb der Elektroden angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Anzahl der Elektroden erhöht werden. Die veränderbaren Widerstände weisen eine t/x-Charakteristik auf. Der mit einem dicken Teilkreis 925 dargestellte Teil bezeichnet den neutralen Bereich für die automatische Belichtung. Anschlüsse 926 und 926' sind Elektroden zur Ermittlung der Lage bei der Montage des Schleifers, während 927 Eingabemarken sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Stufenweise einstellbarer Widerstand mit einem Widerstandskörper, mit einer Mehrzahl von Elektroden, die jeweils in gleichmäßigen Abständen in fester Zuordnung an dem Widerstandskörper angebracht sind und mit ihren freien Enden auf dessen einer Seite eine Schleiferbahn bilden, mit einem gleitend über die freien Enden der Elektroden bewegbaren Schleifer mit gekrümmter Kontaktfläehe, dessen die Elektroden mit einer konvexen Krümmung berührendes Kontaktteil größer ist als der Abstand zweier benachbarter Elektroden, und mit Anschlüssen zum Abgreifen eines eingestellten Widersundswerts; dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Krümmung des Kontaktteils des Schleifers (3) und dem Abstand der Elektroden im Bereich der Schleiferbahr: die Beziehung

Y(R + ti}* — S² + t₂ > R + fi
erfüllt ist, wobei

20