JP4667946B2 - 可変抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、音響機器等に使用され、操作つまみにより回転操作されて音量等の調整を行う可変抵抗器の構造に関する。

従来の可変抵抗器の構造としては、ハウジング内に保持された抵抗体等が形成された絶縁基板に、導電性の摺動子を有する回転体を対向させ、操作軸の回転操作に伴い回転体を回転させて摺動子と抵抗体とを摺接させることにより抵抗値の変化を検出する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の可変抵抗器の構造を図９に示す。図９は従来の可変抵抗器を示す断面図である。
図において、軸受け５１は、亜鉛ダイキャストで略円筒状に一体成形加工することにより形成されている。この軸受け５１には、円筒状の軸部５１ａが設けられており、軸部５１ａには操作軸が挿入される貫通孔５１ｃが形成されている。

操作軸５２は、合成樹脂などの絶縁材からなり、略円柱状に形成されている。この操作軸５２の先端部には、軸受け５１の貫通孔５１ｃに貫通され、外方へ突出される操作部５２ａが設けられており、後端部には、略円盤状の回転体５２ｂが形成されている。この回転体５２ｂの下面側中央には嵌合軸５２ｃが形成されており、嵌合軸５２ｃの外側には導電材料である金属板などからなる摺動子５３が固着されている。また、回転体５２ｂの上面側には、同心円上に連続した複数個の山部と谷部からなる凹凸部５２ｇが形成されている。

駆動体５４は、合成樹脂などの絶縁材からなり、略リング状に形成されている。また、駆動体５４の一面には、同心円上に連続した複数個の山部と谷部からなる凹凸部５４ｃが形成されている。
ばね部材５５は、リン青銅板、又はステンレス鋼板などのばね性のある金属板からなり、略リング状に形成されている。このばね部材５５には、起立した状態に折り曲げられてばね片５５ｃが形成されている。このばね部材５５で駆動体５４を回転体５２ｂ側に付勢している。

抵抗基板５６はフェノール樹脂などの絶縁基板からなり、その一面に、カーボンインクなどを印刷によって形成した円弧状の抵抗体（図示せず）が設けられている。また、この抵抗体の両端部には、ハトメ５７によって端子５８が固着されている。

ハウジング５９は、抵抗基板５６及び端子５８などを内部に保持するためのもので、合成樹脂などの絶縁材からなり、インサート成形などの方法により抵抗基板５６が一体的に形成されている。このハウジング５９の中央には抵抗基板５６と共に貫通された嵌合孔５９ａが設けられており、また、ハウジング５９の前面部には、電気部品の蓋を構成する、フレーム６０を取り付けるための取付用ボス（図示せず）が形成されたものとなっている。

特開２０００−２７７３０８号公報

しかしながら、従来の可変抵抗器の構造においては、フェノール樹脂などからなる絶縁基板を合成樹脂等の絶縁材からなるハウジングにインサート成形した場合、絶縁基板と合成樹脂との間に極めて僅かな隙間が生じるものとなる。そして、端子のメッキ材料の金属遷移（ウイスカやマイグレーション）が発生すると、この隙間を介して、端子間が短絡してしまうという問題があった。

従って、本発明は上記した問題点を解決し、絶縁基板を合成樹脂製のハウジングにインサート成形した場合においても、端子間の短絡不良が発生しにくく、信頼性の高い可変抵抗器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、抵抗体及び集電体が形成された平板状の絶縁基板と、この絶縁基板の一端側に設けられた複数の取付孔と、この複数の取付孔に固着され前記抵抗体及び集電体にそれぞれ導通すると共に、前記絶縁基板の一端側から外方へ延出された複数の端子と、前記抵抗体及び集電体が露出した状態で前記複数の端子の固着部と前記絶縁基板とを埋設した合成樹脂製の保持部材と、前記抵抗体及び集電体上を摺動する摺動子とを備え、前記絶縁基板の前記複数の取付孔に固着された前記複数の端子の固着部間には、前記保持部材に埋設された前記絶縁基板における当該保持部材と対向した平板面と交差する方向に延びる絶縁性の突条部を設け、この突条部により前記保持部材と該保持部材に埋設された前記絶縁基板との間に生じる前記絶縁基板の平板面に沿った隙間を遮断するようにした構成とした。

また、第２の解決手段として、前記絶縁基板の前記複数の端子の固着部間に、凹状の溝部あるいは貫通したスリット部を設け、該溝部あるいはスリット部内に前記合成樹脂製の保持部材の樹脂の一部を充填させることにより前記突条部を形成した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記溝部あるいはスリット部を、前記絶縁基板の端縁まで連続して設けた構成とした。
また、第４の解決手段として、前記複数の端子の固着部間における前記絶縁基板の平板面上に、絶縁性の接着剤を塗布することにより、前記突条部を形成した構成とした。
また、第５の解決手段として、前記突条部は、前記絶縁基板の両面側に設けられている構成とした。
また、第６の解決手段として、前記端子の表面には、錫メッキが施されている構成とした。

上述したように、本発明の可変抵抗器は、抵抗体及び集電体が形成された平板状の絶縁基板と、絶縁基板の一端側に設けられた複数の取付孔と、複数の取付孔に固着され抵抗体及び集電体にそれぞれ導通すると共に、絶縁基板の一端側から外方へ延出された複数の端子と、抵抗体及び集電体が露出した状態で複数の端子の固着部と絶縁基板とを埋設した合成樹脂製の保持部材と、抵抗体及び集電体上を摺動する摺動子とを備え、絶縁基板に固着された複数の端子の固着部間には、絶縁基板の平板面と交差する方向に延びる絶縁性の突条部を設けたことから、絶縁性の突条部により、隣接端子間における端子に施されたメッキ材料等の金属の遷移や移行が抑制されるため、端子間の短絡が生じにくくなり、信頼性が向上する。

また、絶縁基板の複数の端子の固着部間に、凹状の溝部あるいは貫通したスリット部を設け、該溝部あるいはスリット部内に合成樹脂製の保持部材の樹脂の一部を充填させることにより突条部を形成したことから、絶縁基板を合成樹脂製の保持部材にインサート成形する際に、樹脂の一部で突条部を形成できるので、生産性が良い。
また、溝部あるいはスリット部を、絶縁基板の端縁まで連続して設けたことから、絶縁基板の端縁まで突条部が形成されるので、金属の遷移や移行の抑制効果が向上する。
また、突条部は、絶縁基板の両面側に設けられていることから、絶縁基板の両面に発生する金属の遷移や移行が抑制でき、効果の向上が図れる。
また、端子の表面には、錫メッキが施されていることから、半田を被覆しないので鉛フリー化を実現できると共に、錫によるウイスカの発生に伴う端子間の短絡を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図８に示す。図１は本発明の可変抵抗器を示す断面図、図２は本発明の絶縁基板と保持部材を示す正面図、図３は図２の３−３線における断面図、図４は図２の４−４線における断面図、図５は本発明の端子を固着した絶縁基板を示す正面図、図６は同じく背面図、図７は図５の７−７線における断面図、図８は本発明の絶縁基板を示す正面図である。

図において、本発明の可変抵抗器は、操作軸１と、この操作軸１を回転可能に保持する軸受２と、トルク出し用の板ばね４を有し、操作軸１の回転に伴って回転可能な駆動体３と、摺動子６を有し、駆動体３に係合されて駆動体３と共に回転可能な摺動子受５と、摺動子６が摺接する抵抗体８や集電体９が設けられ保持部材１１に一体的に埋設された絶縁基板７と、絶縁基板７に固着された端子１０と、保持部材１１の背面側を覆うカバー１２とから構成されている。

操作軸１は、合成樹脂等の絶縁材あるいはアルミニュウム等の金属材からなり、軸受２から外方に突出された操作部１ａと、軸受２に回転可能に挿通される軸部１ｂと、軸部１ｂの後方に突出された非円形状の駆動部１ｃとを有している。この駆動部１ｃに駆動体３が係合されて操作軸１の回転に伴って駆動体３が回転するものとなっている。

軸受２は、亜鉛等の金属材をダイキャスト成形することにより形成されており、基部２ａと筒状部２ｂとを有している。筒状部２ｂには操作軸１の軸部１ｂが挿通されており、基部２ａ側に駆動部１ｃが突出されている。

駆動体３は、合成樹脂等の絶縁材からなり、中央に操作軸１の駆動部１ｃが挿通される非円形孔（例えば小判孔）３ｃを有する円板状の基板部３ａと、基板部３ａの外周から突出したストッパー部３ｂを有している。また、非円形孔３ｃの周縁には、孔を挟んで対向する一対の円弧状凸部３ｄが設けられており、この円弧状凸部３ｄが摺動子受５の図示しない凹部と嵌合して摺動子受５が駆動体３と一体に回転可能に係合されるものとなっている。

また、駆動体３の基板部３ａの一面側（軸受２に対向する面側）には、弾性を有する金属板からなるトルク出し用の板ばね４が取り付けられており、駆動体３が回転する際、板ばね４が軸受２の基部２ａの内面と摺接することにより操作軸１が回転する際のトルク出し（重厚感の生起）が行われるものとなっている。

摺動子受５は、合成樹脂等の絶縁材から円板状に形成され、中央に操作軸１の駆動部１ｃが挿通される円形孔５ａを有し、この円形孔５ａの周縁には、孔を挟んで対向する図示しない一対の円弧状の凸部と、同じくこの凸部間に位置する図示しない一対の凹部とが設けられている。この一対の凹部に駆動体３の円弧状凸部３ｄが嵌合するものとなっている。

また、摺動子受５の一面側（駆動体３が位置する面側）には、弾性を有する導電性の金属板からなる摺動子６が固着されている。この摺動子６は、円環状の基部６ａと、この基部６ａから弾性を有して折り曲げられた接点部６ｂとを有し、基部６ａが摺動子受５の一面側に設けられた複数のボス５ｂにかしめ等の方法により固着されている。この摺動子６が摺動子受５と共に回転され、絶縁基板７に形成された抵抗体８及び集電対９と摺接するものとなっている。

絶縁基板７は、フェノール樹脂等の樹脂積層板からなり、中央にやや大き目の貫通孔７ａを有する平板状に形成されている。また、図８に示すように、絶縁基板７の一面側（表面側）には、貫通孔７ａの周囲を囲むように円環状の集電体９が設けられており、この集電体９の周囲には一部が開放された円弧状の抵抗体８が設けられている。この場合、抵抗体８は、例えばカーボンペーストを印刷して形成され、集電体９は、例えば銀ペーストを印刷した上に、銀の硫化を防止するためにカーボンをオーバーコートして形成されている。

また、抵抗体８の両端側、及び集電体９の中央からは絶縁基板７の一端側に向けて延出されたリード部８ａ、９ａが設けられている。このリード部８ａ、９ａの先端側には、それぞれ電極部８ｂ、９ｂが設けられており、この電極部８ｂ、９ｂは所定の長さで銀ペーストを印刷した上に一部カーボンをオーバーコートして形成されている。また、先端側の電極部８ｂ、９ｂの一部は銀ペーストを印刷して形成された銀パターンが表出された状態となっており、この銀パターン上に端子１０が固着されて抵抗体８及び集電体９と導通されるものとなっている。

また、それぞれの電極部８ｂ、９ｂ中央部には、絶縁基板７の表裏に貫通する小孔からなる複数の取付孔７ｂ、７ｂが設けられており、この取付孔７ｂ、７ｂに導電性の金属板からなる複数の端子１０、１０が、鳩目部１０ａをかしめることにより固着されている（図５〜図７参照）。この場合、端子１０にはニッケル下地メッキが施された後、この上面側に錫メッキが施されたものとなっている。そして、端子１０が取付孔７ｂに固着されることにより、端子１０と抵抗体８及び集電体９とがそれぞれ導通して接続されるものとなっている。
すなわち、本実施例では、端子１０の表面には半田メッキを行わず、半田メッキの代わりに錫メッキを行うことにより環境問題に対する鉛フリー化を図っている。

また、絶縁基板７の複数の取付孔７ｂ、７ｂの間には、絶縁基板７の平板面とは直交して交差する方向、すなわち板厚方向に凹状となる溝部７ｃが形成されている。この溝部７ｃは、電極部８ｂ、９ｂに沿って、取付孔７ｂの上方から絶縁基板７の端縁まで長尺状に連続して形成されており、この溝部７ｃは、図５に示すように電極部８ｂ、９ｂに端子１０が固着された場合には、それぞれの端子１０間に位置するように形成されている。尚、この溝部７ｃは、電極部８ｂ、９ｂの一部である銀パターンが表出された部分の間を、全て遮蔽する範囲に長尺状に形成されている。

また、絶縁基板７の抵抗体８及び集電体９が形成された一面側とは対向する他面側（裏面側）にも、溝部７ｃと対向する位置に、同様に板厚方向に凹状となる溝部７ｄが形成されている。この溝部７ｄは、同様に取付孔７ｂの上方から絶縁基板７の端縁まで長尺状に連続して形成されており、この溝部７ｄは、図６に示すように電極部８ｂ、９ｂに端子１０が固着された場合には、それぞれの端子１０がかしめられて固着部となる鳩目部１０ａ間に位置するように形成されている。すなわち絶縁基板７の両面側に対向して同様の溝部７ｃ、７ｄが設けられており、これら溝部７ｃ、７ｄは、少なくともそれぞれの溝部７ｃ、７ｄが設けられた絶縁基板７の一面側と他面側における端子１０のそれぞれの部分（固着部）の間を、前記端子１０の延出方向において全て仕切る範囲に長尺状に形成されている。

溝部７ｃ、７ｄの形成方法としては、プレス加工等で簡単に形成できるが、絶縁基板７の表裏面にレーザー加工を施すことにより形成するようにしても良く、この場合には精度良く、割れ等の発生無しに溝部７ｃ、７ｄを形成することができる。また、溝部７ｃ、７ｄの形状としては、Ｖ字状、Ｕ字状、角状の何れでも良いが、Ｕ字状が加工性等で最も適している。
尚、図示はしないが、溝部７ｃ、７ｄに代わって、取付孔７ｂの上方から絶縁基板の端縁まで長尺状に連続して、絶縁基板７の表裏に貫通したスリット部を設けるようにしても良い。

保持部材１１は、合成樹脂等の絶縁材で略矩形状に形成されている。図２、図３に示すように、保持部材１１には絶縁基板７がインサート成形などの方法で一体に埋設されている。保持部材１１の一面側には、円形状の第１開口部１１ａが形成されており、この第１開口部１１ａの内底部には抵抗体８及び集電体９が露出した状態で配設されている。また、保持部材１１によって絶縁基板７の周縁部と端子１０の固着部とが一体に埋設されており、絶縁基板７の底面側（図２、図３の下方側）からは端子１０が突出して形成されている。

また、絶縁基板７の端子１０の固着部間に設けられた溝部７ｃ、７ｄには、保持部材１１に一体に埋設される際、合成樹脂製の保持部材１１の樹脂の一部が充填されることにより、溝部７ｃ、７ｄの形状に沿って突出した突条部１１ｂ、１１ｃが形成されるものとなる。この突条部１１ｂ、１１ｃは、絶縁基板７の複数の端子１０の固着部間に、絶縁基板７の平板面とは直交状態で交差する方向に突出する（延びる）ものとなり、図４に示すように、この突条部１１ｂ、１１ｃは絶縁基板７の両面側に形成されるものとなる。

本実施例では、端子１０の表面に、半田メッキの代わりに錫メッキが施されており、半田を被覆しないので鉛フリー化を実現できるものとなっているが、この場合、錫によるウイスカの発生に伴なって、端子１０、１０間が短絡してしまう虞がある。これを防止するために、本実施例においては、絶縁基板７の複数の端子１０の固着部間に、凹状の溝部７ｃ、７ｄを設けて、これら溝部７ｃ、７ｄ内に合成樹脂製の保持部材１１の樹脂の一部を充填させることにより突条部１１ｂ、１１ｃを形成するようにしている。

絶縁基板７と保持部材１１とのインサート成形時においては、この突条部１１ｂ、１１ｃが壁を形成するものとなり、この壁によりインサート成形時に絶縁基板７と保持部材１１との間に生じる絶縁基板７の平板面に沿った僅かな隙間を遮断することができるので、まっすぐに延びていく傾向にある錫によるウイスカの発生に伴う端子１０、１０間の短絡を抑制することができるものとなっている。

また、この場合、溝部７ｃ、７ｄを、絶縁基板７の端縁まで連続して設けると共に、絶縁基板７の両面側（表裏側）に設けるようにしたので、絶縁基板７の端縁まで突条部１１ｂ、１１ｃが形成されるので、金属の遷移や移行の抑制効果が向上されるものとなっている。

また、保持部材１１には、その四角部に、貫通孔１１ｄが設けられており、この貫通孔１１ｄに棒状の金属材からなるリベット１３が挿通されることにより、保持部材１１が軸受２の基部２ａの後面側に取りつけられるものとなっている。また、保持部材１１の一面側に設けられた第１開口部１１ａとは対向する他面側には、同様に円形状の第２開口部１１ｅが設けられており、この第２開口部１１ｅに駆動体３の基板部３ａが回転可能に収納され、絶縁基板７の貫通孔７ａに円弧状凸部３ｄが挿通されている。また、第２開口部１１ｅにはストッパー用の突壁部１１ｆが設けられており、駆動体３のストッパー部３ｂが突壁部１１ｆと当接することにより、操作軸１の回転が規制されるものとなっている。

また、第１開口部１１ａには、摺動子受５が収納されており、円形孔５ａの周縁に設けられた図示しない一対の凸部間に設けられた一対の凹部（図示せず）に、絶縁基板７の貫通孔７ａに挿通された駆動体３の円弧状凸部３ｄが嵌合することにより摺動子受５と駆動体３が一体に回転可能となっている。すなわち、操作軸１が回転操作されると、駆動体３が回転するのに伴って摺動子受５も回転し、摺動子受５に固着された摺動子６の接点部６ｂと絶縁基板７に形成された抵抗体８及び導電体９とが摺接するものとなっている。

保持部材１１の第１開口部１１ａ側には、合成樹脂等の絶縁材からなる矩形状のカバー１２が装着されており、リベット１３をかしめることにより取り付けられている。すなわち、保持部材１１は、軸受２とカバー１２の間に挟持された状態で一体に取り付けられるものとなっている。

上記した本発明の実施例によれば、抵抗体８及び集電体９が形成された平板状の絶縁基板７の一端側に複数の取付孔７ｂを設け、この複数の取付孔７ｂに前記抵抗体８及び集電体９にそれぞれ導通すると共に、前記絶縁基板７の一端側から外方へ延出された複数の端子１０を固着して、前記抵抗体８及び集電体９が露出した状態で前記複数の端子１０の固着部と前記絶縁基板７とを合成樹脂製の保持部材１１に埋設すると共に、前記絶縁基板７の複数の端子１０の固着部間に、凹状の溝部７ｃ、７ｄを設けて、これら溝部７ｃ、７ｄ内に合成樹脂製の前記保持部材１１の樹脂の一部を充填させることにより前記絶縁基板７の平板面とは直交して交差する方向、すなわち板厚方向に延びる絶縁性の突条部１１ｂ、１１ｃを設けたことから、これら絶縁性の突条部１１ｂ、１１ｃにより、隣接端子１０、１０間における端子１０、１０に施された錫や銀からなるメッキ材料等の金属の遷移や移行（錫のウイスカや銀のマイグレーション）が抑制されることになるので、端子１０、１０間の短絡が生じにくくなり、信頼性が向上するものとなっている。

また、合成樹脂製の前記保持部材１１の樹脂の一部を充填させることにより前記突条部１１ｂ、１１ｃを形成するようにしたので、前記絶縁基板７を合成樹脂製の前記保持部材１１にインサート成形する際に、容易に樹脂の一部で前記突条部１１ｂ、１１ｃを形成できるので、生産性が良いものとなっている。
尚、本発明における突条部１１ｂ、１１ｃは、保持部材１１の樹脂の一部で形成した上記実施例のものに限られず、例えば、絶縁基板７の平板面上に絶縁性の接着剤を塗布し、この接着剤を絶縁基板７の平板面と交差する方向に形成して突条部としても良い。

本発明の可変抵抗器を示す断面図である。 本発明の可変抵抗器の絶縁基板と保持部材を示す正面図である。 本発明の図２の３−３線における断面図である。 本発明の図２の４−４線における断面図である。 本発明の可変抵抗器の端子を固着した絶縁基板を示す正面図である。 本発明の可変抵抗器の端子を固着した絶縁基板を示す背面図である。 本発明の図５の７−７線における断面図である。 本発明の可変抵抗器の絶縁基板を示す正面図である。 従来の可変抵抗器を示す断面図である。

符号の説明

１：操作軸
１ａ：操作部
１ｂ：軸部
１ｃ：駆動部
２：軸受
２ａ：基部
２ｂ：筒状部
３：駆動体
３ａ：基板部
３ｂ：ストッパー部
３ｃ：非円形孔
３ｄ：円弧状凸部
４：板ばね
５：摺動子受
５ａ：円形孔
５ｂ：ボス
６：摺動子
６ａ：基部
６ｂ：接点部
７：絶縁基板
７ａ：貫通孔
７ｂ：取付孔
７ｃ：溝部
７ｄ：溝部
８：抵抗体
８ａ：リード部
８ｂ：電極部
９：集電体
９ａ：リード部
９ｂ：電極部
１０：端子
１０ａ：鳩目部
１１：保持部材
１１ａ：第１開口部
１１ｂ：突条部
１１ｃ：突条部
１１ｄ：貫通孔
１１ｅ：第２開口部
１１ｆ：突壁部
１２：カバー
１３：リベット

Claims (6)

1. 抵抗体及び集電体が形成された平板状の絶縁基板と、この絶縁基板の一端側に設けられた複数の取付孔と、この複数の取付孔に固着され前記抵抗体及び集電体にそれぞれ導通すると共に、前記絶縁基板の一端側から外方へ延出された複数の端子と、前記抵抗体及び集電体が露出した状態で前記複数の端子の固着部と前記絶縁基板とを埋設した合成樹脂製の保持部材と、前記抵抗体及び集電体上を摺動する摺動子とを備え、前記絶縁基板の前記複数の取付孔に固着された前記複数の端子の固着部間には、前記保持部材に埋設された前記絶縁基板における当該保持部材と対向した平板面と交差する方向に延びる絶縁性の突条部を設け、この突条部により前記保持部材と該保持部材に埋設された前記絶縁基板との間に生じる前記絶縁基板の平板面に沿った隙間を遮断するようにしたことを特徴とする可変抵抗器。
2. 前記絶縁基板の前記複数の端子の固着部間に、凹状の溝部あるいは貫通したスリット部を設け、該溝部あるいはスリット部内に前記合成樹脂製の保持部材の樹脂の一部を充填させることにより前記突条部を形成したことを特徴とする請求項１記載の可変抵抗器。
3. 前記溝部あるいはスリット部を、前記絶縁基板の端縁まで連続して設けたことを特徴とする請求項２記載の可変抵抗器。
4. 前記複数の端子の固着部間における前記絶縁基板の平板面上に、絶縁性の接着剤を塗布することにより、前記突条部を形成したことを特徴とする請求項１記載の可変抵抗器。
5. 前記突条部は、前記絶縁基板の両面側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の可変抵抗器。
6. 前記端子の表面には、錫メッキが施されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の可変抵抗器。

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