JP5519802B2 - 摺動接点及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、炭素繊維束を備える摺動接点及びその製造方法に関する。

下記特許文献１には摺動接点の製造方法に関する発明が開示されている。
特許文献１には、摺動接点を取り扱いやすくするために、炭素繊維束に樹脂を含浸させた摺動子の基部に樹脂モールドによるホルダを設けている。

しかしながら、樹脂モールドによりホルダを設けた構成では、ホルダ成形時にバリが発生しやすく、また高価な成形金型を必要とするために、信頼性や生産性の低下、及びコスト高の問題があった。

また炭素繊維束の延出方向（特許文献１の例えば図１に示す脚部２ｃ，２ｄの延出方向）と交差する方向への電気抵抗が比較的高いため、交差方向への電気抵抗を低くできる構造が望まれた。

特開２００８−２７６９６５号公報

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、信頼性及び生産性に優れた摺動接点及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明における摺動接点は、
樹脂に覆われた炭素繊維束からなり、板状の基部及び前記基部から延出された接点部を有する摺動子と、摺動子保持体への取付部を備え、前記摺動子の前記基部に貼り付けられた金属板と、を有することを特徴とするものである。

本発明では、摺動子の基部へ金属板を貼り付ける構造で済むため、摺動子の基部に樹脂成形体をモールドした構成と異なってバリの発生がなく、また樹脂モールドのように高価な成形金型を必要としない。更に、摺動子の基部と金属板間に他部材を介した接続構造を必要とせずに、しっかりと摺動子の基部と金属板間を接合することができる。以上により、従来に比べて、信頼性及び生産性に優れた摺動接点にできる。また製造コストを低減できる。また本発明のように金属板を摺動子の基部に貼り付けたことで、基部から接点部への延出方向と交差する方向への電気抵抗を効果的に小さくできる。また金属板に摺動子保持体への取付部を備えた構成であるから、直接且つ安定して、摺動接点を摺動子保持体へ取り付けることができる。

本発明では、前記摺動子の基部と前記金属板とは、前記炭素繊維束を覆う前記樹脂により貼り付けられていることが好ましい。摺動子の基部と金属板間を貼り付ける樹脂と、炭素繊維束を覆う樹脂とが同一であるため、摺動子と金属板間の貼付（接着）強度を高めることができる。

また本発明では、前記取付部は、貫通孔からなる取付孔であり、前記摺動子の前記基部には、前記取付孔と対向する位置に開口が形成されており、前記開口を囲む前記基部が前記金属板に貼り付けられていることが好ましい。これにより、例えば、摺動子保持体に設けた突起を、摺動子の開口と連続して貫通する金属板の取付孔に挿入し、必要に応じて突起をかしめることで簡単且つ確実に摺動接点を摺動子保持体に固定することができる。また、金属板の取付孔及び、摺動子の基部の開口を除く各対向面全体を貼付領域として用いることができるため、広い貼付面積を確保しやすく、金属板と摺動子間の貼付（接着）を確実なものにできる。

また本発明では、前記金属板は弾性を有する金属板からなり、前記取付孔の周囲の少なくとも一部には、前記金属板が平面視にて取付孔内に延出してなるばね片が設けられており、前記摺動子に設けられた前記開口は、前記ばね片を除いた前記取付孔よりも大きく形成されていることが好ましい。ばね片を弾性変形させながら、摺動子保持体に設けた突起を取付孔に挿入することができ、摺動接点を摺動子取付部にしっかりと取り付けることができ、組立性を向上させることができる。また、摺動子の基部に形成した開口を、ばね片を除く取付孔よりも大きく形成したため、摺動子保持体に設けた突起を取付孔に挿入するときに、前記突起が摺動子に形成された開口の周辺部にぶつからず、突起をスムースに挿入でき、また摺動保持体に設けた突起の挿入により、ばね片が弾性変形しても、摺動子と金属板との間に剥がれ方向への力が作用しにくく、摺動子と金属板間の貼付（接着）を安定した状態に維持することが出来る。

また本発明では、前記ばね片は、前記取付孔の周囲の一部に設けられており、前記ばね片が形成されていない前記取付孔の端面に前記摺動子保持体との位置決め部が設けられていることが好ましい。摺動接点を高精度に摺動子保持体に取り付けることができ、例えば本発明の摺動接点を可変抵抗器に適用することで、可変抵抗器の検出精度を向上させることができる。また、位置決め部を取付孔にばね片とともに設けることで、摺動子保持体に設けた突起を取付孔に挿入する簡単な作業により、摺動接点の摺動子保持体への固定と同時に、位置決めを高精度に行うことが出来る。

また本発明では、前記位置決め部を構成する前記端面は、前記接点部の延出方向及び前記延出方向に直交する方向に対して斜めに形成されていることが好ましい。これにより、接点部の延出方向及び前記直交する方向の両方向に対して高精度に摺動接点と摺動子保持体間を位置決めすることができる。

また本発明では、前記金属板には、前記摺動子保持体との位置決め部が設けられていることが好ましい。これにより、摺動接点を高精度に摺動子保持体に取り付けることができ、例えば本発明の摺動接点を可変抵抗器に適用することで、可変抵抗器の検出精度を向上させることができる。なお、この発明では、位置決め部を摺動子保持体への取付部以外の位置に設けることができる。

また本発明では、前記摺動子は、前記樹脂で覆われた前記炭素繊維束の板状の層が少なくとも３層、積層されており、隣り合う層の前記炭素繊維束の延出方向が交互となるように構成されており、積層方向における前記摺動子の両表層の前記炭素繊維束は、前記接点部の延出方向に沿って延出していることが好ましい。これにより摺動子の強度を高めることができる。また抵抗体等の導電パターンとの摺動性を良好に出来る。

また本発明における摺動接点の製造方法は、
炭素繊維束に樹脂を含浸させる工程と、
前記樹脂を含浸させた前記炭素繊維束を、板状の基部と前記基部から延出した接点部とを有する摺動子の形状に加工する工程と、
前記摺動子の前記基部に摺動子保持体への取付部を備える金属板を重ねた状態で、熱プレスし、このとき、前記樹脂により前記金属板を前記摺動子の前記基部に貼り付ける成形工程と、
を有することを特徴とするものである。このように摺動子の基部と金属板間に例えば別部材による接続構造や、あるいは摺動子の基部と金属板間を接合するために新たな接着剤を用いなくても、炭素繊維束に含浸させた樹脂を利用して、熱プレスによる摺動子の成形工程で、摺動子の基部に金属板を簡単且つ確実に貼り付けることができる。

また本発明では、前記樹脂は熱硬化樹脂であり、前記熱プレスにより、前記熱硬化樹脂の加熱硬化と同時に前記金属板を前記摺動子の前記基部に貼り付けることが好ましい。摺動子の成形加工と、金属板と摺動子の基部間の貼付（接着）との双方を簡単且つ安定して行うことができ、生産性を効果的に向上させることができる。

また本発明では、前記摺動子の基部に金属板を重ね合わせた摺動接点の両表面に離型シートを配置した状態で、前記熱プレスを行うことが好ましい。熱プレスにより樹脂が滲み出ても、プレス金型と摺動接点の間に離型シートが介在するため、プレス金型側に樹脂が付着せず、熱プレス後、適切にプレス金型から摺動接点を取り出すことができ生産性を向上させることができる。

本発明によれば、従来に比べて、信頼性及び生産性に優れた摺動接点にできる。また製造コストを低減できる。さらに基部から接点部への延出方向と交差する方向への電気抵抗を効果的に小さくできる。

また本発明の摺動接点の製造方法によれば、摺動子の基部と金属板間に例えば別部材による接続構造や、あるいは摺動子の基部と金属板間を接合するために新たな接着剤を用いなくても、炭素繊維束に含浸させた樹脂を利用して、熱プレスによる摺動子の成形工程で、摺動子の基部に金属板を簡単且つ確実に貼り付けることができる。

図１（ａ）は、本発明の実施形態における摺動接点の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す摺動接点をＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す摺動接点をＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図、図１（ｄ）は、図１（ａ）に示す摺動接点をホルダ（摺動子保持体）に固定した状態を示す図１（ｃ）と同じ位置での切断面を示す縦断面図である。 本実施形態の摺動接点と、第１の導電パターンと第２の導電パターンの斜視図である。 図３（ａ）（ｂ）は、図１（ｂ）〜（ｄ）の切断面に現れる摺動子の断面構造の一例（部分拡大縦断面図）である。 図４（ａ）は、図１（ａ）とは異なる他の実施形態における摺動接点の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）を、Ｃ−Ｃ線に沿って切断し矢印方向から見た摺動接点をホルダ（摺動子保持体）に取り付けた状態の縦断面図、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す摺動接点の裏側からホルダ（摺動子保持体）を取り付けた状態の平面図である。 図５（ａ）は、図１（ａ）、図４（ａ）とは異なる他の実施形態における摺動接点の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）を、Ｄ−Ｄ線に沿って切断し矢印方向から見た摺動接点をホルダ（摺動子保持体）に取り付けた状態の縦断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す摺動接点の裏側からホルダを取り付けた状態の平面図である。 本実施形態における摺動接点の製造方法を説明するための工程図（斜視図）である。 図６の次に行われる工程図（斜視図）である。 図７の次に行われる工程図（斜視図）である。 図８の次に行われる工程図（斜視図）である。 図９の次に行われる工程図（斜視図）である。 図１０の次に行われる工程図（斜視図）である。 図１１の次に行われる工程図（平面図）である。 図１２の次に行われる工程図（縦断面図）である。 図１３の次に行われる工程図（縦断面図）である。 図１４の次に行われる工程図（縦断面図）である。

図１（ａ）は、本発明の実施形態における摺動接点の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す摺動接点をＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す摺動接点をＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図、図１（ｄ）は、図１（ａ）に示す摺動接点をホルダ（摺動子保持体）に固定した状態を、図１（ｃ）と同じ位置での切断面で示す縦断面図である。図２は、本実施形態の摺動接点と、第１の導電パターンと第２の導電パターンの斜視図である。図３（ａ）（ｂ）は、図１（ｂ）〜（ｄ）の切断面に現れる摺動子の断面構造の一例（部分拡大縦断面図）である。

なお平面図とした図１（ａ）では、図１（ｂ）にも示すように、各接点部２ｂ，２ｃの先端面２ｂ１，２ｃ１が図示上方向となるように折り曲げられているが、図２に示す使用形態では、図１（ａ）の摺動接点１を裏返して、すなわち先端面２ｂ１、２ｃ１を下向きとしている。

図１に示す摺動接点１は、摺動子２と、金属板３とを有して構成される。
前記摺動子２は、図３（ａ）に示すように多数本の炭素繊維６（図３（ａ）では一本の炭素繊維にのみ符号を付した）の束が樹脂５によって被覆されたものである。樹脂５は隣り合う炭素繊維６間の隙間にも入り込んでいる。

前記樹脂５には、熱硬化性樹脂として、トリフェニルグリシジルエーテルメタン（Ｔｒｉ−ＰＧＥＭ）、クレゾールノボラックエポキシ、テトラグリシジルジアミノフェニルメタン（Ｔｅｔ−ＧＤＤＭ）、テトラフェニルグリシジルエーテルエタン（Ｔｅｔ−ＰＧＥＥ）のうち少なくともいずれか１種と、ビスフェノールエポキシ樹脂、ダイマー酸型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシの少なくとも１種の柔軟性エポキシと、硬化剤としてジアミノジフェニルスルフォン（ＤＤＳ）、酸無水物、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）のうち少なくともいずれか１種とを用いることが好適である。
ただし樹脂５は、熱硬化性樹脂に限定されず、熱可塑性樹脂であってもよい。

また、１０００〜１５０００本程度の炭素繊維６の束が用いられ、各炭素繊維６の直径は数μｍ〜数１０μｍの範囲であることが好適である。

図１に示す摺動子２は板状で形成され、先端と後述するばね片１１〜１４を除いて表面が平らである。図１（ａ）に示すように摺動子２は、板状の基部２ａと、基部２ａからＹ１−Ｙ２方向に間隔を空けてＸ１方向に延出する第１の接点部２ｂと第２の接点部２ｃとを有して構成される。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、各接点部２ｂ，２ｃの先端は所定角度に折り曲げられている。図１（ａ）（ｂ）に示す先端面２ｂ１，２ｃ１は、切断面であり、この先端面２ｂ１，２ｃ１からは前記樹脂５とともに炭素繊維６の表面が露出している。なお図１（ａ）（ｂ）では、各接点部２ｂ，２ｃの先端のみを折り曲げているが、各接点部２ｂ，２ｃの根元付近から折り曲げてもよいし、どのような形状に折り曲げるかは使用形態により種々変更可能である。

金属板３は弾性を有する平板状の金属板であることが好適である。金属板３にはリン青銅やステンレス等を用いることが好適である。

図１に示すように、金属板３には、高さ方向（金属板３の厚さ方向）に貫通する取付孔１０が設けられている。取付孔１０は例えば金属板３の略中央に設けられる。図１（ａ）（ｃ）に示すように、取付孔１０内には金属板３を切り起こして斜め上方に折り曲げた４つのばね片１１〜１４が設けられている。この実施形態では、各ばね片１１〜１４の折り曲げ方向と、各接点部２ｂ，２ｃの先端の折り曲げ方向とを同じにしている。各ばね片１１〜１４は、弾性変形可能である。図１（ａ）（ｃ）に示すように、取付孔１０のＸ１側にばね片１１、Ｙ１側にばね片１２、Ｘ２側にばね片１３及びＹ２側にばね片１４が夫々、設けられている。図１（ａ）に示すように、金属板３の平面部３ａ（Ｘ−Ｙ平面；取付孔１０及び各ばね片１１〜１４を除く部分）とばね片１１との境界部（折り曲げ端部）１１ａ、及び平面部３ａとばね片１３との境界部１３ａは、Ｙ１−Ｙ２方向に平行に延びており、金属板３の平面部３ａとばね片１２との境界部１２ａ、及び平面部３ａとばね片１４との境界部１４ａは、Ｘ１−Ｘ２方向に平行に延びている。よって、この実施形態では、４つの各境界部１１ａ〜１４ａにより囲まれた形状は正方形や矩形状である。

なお図１（ａ）に示すように、金属板３には貫通する位置決め孔２３，２３が設けられている。各位置決め孔２３，２３は後述する製造工程で、金属板３と摺動子２間の位置決めを行うときに使用されるものである。

図１（ａ）（ｃ）に示すように、摺動子２の基部２ａには、取付孔１０と高さ方向で対向する位置に、開口１５が形成されている。そして、開口１５の大きさは、各ばね片１１〜１４を除いた取付孔１０、すなわち各境界部１１ａ〜１４ａにより囲まれた形状よりも大きく形成される。よって、摺動子２に形成された開口１５の各端面１５ａ〜１５ｄは、各境界部１１ａ〜１４ａより外側に広がって形成されている。なお摺動子２の基部２ａには金属板３に形成された位置決め孔２３，２３と対向する位置に貫通する位置決め孔１９，１９が形成されている。

摺動子２の基部２ａに形成された開口１５は、各ばね片１１〜１４を除いた取付孔１０よりもやや大きい相似形状であることが好適であるが、各ばね片１１〜１４を除いた取付孔１０と異なる形状とすることもできる。例えば図１（ａ）において、摺動子２の基部２ａに形成された開口１５を円形状とすることも可能である。ただし、摺動子２の基部２ａに形成された開口１５を、各ばね片１１〜１４を除いた取付孔１０よりもやや大きい相似形状とすることで、摺動子２の基部２ａと金属板３間の貼付領域（接着領域）を効果的に広げることができ好ましい。

図１（ｂ）（ｃ）に示すように、金属板３の摺動子２との対向面３ｂ、及び、摺動子２の金属板３との対向面２ｄは夫々、平面状である。金属板３の対向面３ｂと摺動子２の対向面２ｄとが重ねられ、金属板３は摺動子２の基部２ａに貼り付けられている。

本実施形態では、金属板３を、摺動子２を構成する樹脂５（図３参照）により貼り付けることが可能である。

図１（ｄ）に示すように、ホルダ（摺動子保持体）１７の表面に設けられた突起１８は摺動接点１の裏面側（摺動子２側）から、摺動子２の開口１５と連続して貫通する金属板３の取付孔１０に挿入される。ホルダ１７を例えば樹脂成形体で形成できる。

本実施形態では、取付孔１０内に複数のばね片１１〜１４を設けた構成であるため、各ばね片１１〜１４を弾性変形させながら突起１８を取付孔１０内に挿入できる。突起１８のＸ−Ｙ平面での大きさは、各ばね片１１〜１４を除いた取付孔１０の大きさ（図１（ａ）の各境界部１１ａ〜１４ａにより囲まれた大きさ）より小さいが、図１（ａ）（ｃ）の突起未挿入時における取付孔１０の開口面積α（図１（ａ）に斜線で示す）よりやや大きく調整される。これにより、突起１８を取付孔１０に挿入すると各ばね片１１〜１４を弾性変形させることができ、各ばね片１１〜１４の弾性力が突起１８に作用する。よって、摺動接点１をしっかりとホルダ１７に取り付けることができる。

図１（ｄ）の摺動接点１及びホルダ１７をひっくり返した状態が図２である。本実施形態における摺動接点１を例えば可変抵抗器に用いることができる。

図２に示す第１の導電パターン２０は抵抗体で、第２の導電パターン２１は良導電体から成る。第１の導電パターン２０は、例えば、カーボンブラックあるいは粉砕したカーボンファイバと、バインダー樹脂としてフェノール樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を有する抵抗体塗膜により形成される。第２の導電パターン２１は、例えば銀粉とバインダー樹脂としての熱硬化性樹脂を有する導電塗膜により形成される。なお、導電塗膜上には保護用のカーボン塗膜が設けられている。

図２に示す本実施形態の摺動接点１では、第１の接点部２ｂの先端面２ｂ１及び第２の接点部２ｃの先端面２ｃ１が夫々、導電パターン２０，２１上を相対的に摺動する。このとき、第１の接点部２ｂの先端面２ｂ１の摺動位置に応じて、第１の導電パターン２０に印加されている入力電圧が分圧され、第２の導電パターン２１に接続されている出力端子２２から出力される電圧を測定することで、摺動接点１の位置を検出することが出来る。摺動接点１が移動側で、導電パターン２０，２１が形成された基板（図示せず）が固定される形態でもよいし、あるいは、導電パターン２０，２１が形成された基板が移動側で、摺動接点１が固定される形態でもよい。

図２に示す形態では、第１の導電パターン２０，及び第２の導電パターン２１を一定の幅寸法の真っ直ぐな帯状で形成しているが、第１の導電パターン２０，第２の導電パターン２１の形態を限定するものではない。例えば、第１の導電パターン２０及び第２の導電パターン２１は、リング状で形成され（このとき、一方を内側に他方を外側に形成する）、これにより回転センサを構成できる。

本実施形態における摺動接点１は、樹脂５に覆われた炭素繊維６の束からなり、板状の基部２ａ及び基部２ａから延出された接点部２ｂ，２ｃを有する摺動子２と、ホルダ（摺動子保持体）１７への取付部（取付孔１０）を備え、摺動子２の基部２ａに貼り付けられた金属板３と、を有するものである。

このように本実施形態では、摺動子２の基部２ａへ金属板３を貼り付ける構造で済むので、摺動子２の基部２ａに樹脂成形体をモールドした構成と異なってバリの発生がなく、また樹脂モールドのように高価な成形金型を必要としない。更に、摺動子２の基部２ａと金属板３間に、他部材を介した接続構造を必要とせずに、しっかりと摺動子２の基部２ａと金属板３間を接合することができる。以上により、従来に比べて、信頼性及び生産性に優れた摺動接点１にできる。また製造コストを低減できる。

また本実施形態のように導電性を有する金属板３を貼り付けたことで、基部２ａから接点部２ｂ，２ｃへの延出方向（Ｘ１−Ｘ２）と交差する方向（Ｙ１−Ｙ２）への電気抵抗を効果的に小さくできる。図２に示すように、炭素繊維６の延出方向は、接点部２ｃの延出方向に沿っている（接点部２ｂについても同様）。そして各接点部２ｂ，２ｃを接続する基部２ａ（図１（ａ）参照）においても、炭素繊維６の延出方向は接点部２ｂ，２ｃの延出方向である。

このため、電流が接点部２ｃから基部２ａ及び接点部２ｂに向けて流れるとき、各接点部２ｂ，２ｃでの電流の流れ方向は炭素繊維６の延出方向（Ｘ１−Ｘ２）に一致しているが、基部２ａでの電流の流れ方向は、炭素繊維６の延出方向に対して交差する。よって、本実施形態と異なって金属板３を設けないと、基部２ａでの電気抵抗が高くなり、第１の接点部２ｂの先端面２ｂ１と第２の接点部２ｃの先端面２ｃ１との間の導通抵抗が高く、検出精度の低下を招きやすい。これに対して本実施形態では、基部２ａに導電性の金属板３を貼り合わせているためＹ１−Ｙ２への電気抵抗を小さくでき、先端面２ｂ１，２ｃ１が夫々、摺接する位置における導電パターン２０，２１との間での導通抵抗を低減でき、検出精度を向上させることが可能である。

また本実施形態では、金属板３にホルダ（摺動子保持体）１７への取付部（取付孔１０）を備えた構成であるから（図１参照）、直接且つ安定して、摺動接点１をホルダ１７へ取り付けることができる。さらに、摺動子２に金属板３を貼り付けたことで、摺動子２単体に比べて強度不足を補うことができ、搬送時等に、摺動子２に対する破損が生じにくい構成にできる。

本実施形態では、摺動子２の基部２ａと金属板３とは、炭素繊維６の束を覆う樹脂５（図３参照）により貼り付けられていることが好適である。これにより、摺動子２の基部２ａと金属板３間を貼り付ける樹脂５と、炭素繊維６の束を覆う樹脂５とが同一であるため、摺動子２と金属板３間の貼付（接着）強度を高めることができる。

また本実施形態では、図１に示すように金属板３に設けられたホルダ（摺動子保持体）１７に対する取付部は、貫通孔からなる取付孔１０であり、摺動子２の基部２ａには、取付孔１０と対向する開口１５が形成されており、開口１５を囲む基部２ａが金属板３に貼り付けられている。これにより、ホルダ（摺動子保持体）１７に設けた突起１８を、摺動子２の開口１５から連続して貫通する金属板３の取付孔１０へ適切に挿入でき、簡単且つ確実に突起１８を取付孔１０にて固定することができる。なお、摺動接点１をホルダ１７に、いっそう確実に取り付けるために、突起１８の長さを長く形成し、金属板３の取付孔１０から突出した突起１８を変形させて（つぶして）かしめるようにしてもよい。また、金属板３の取付孔１０及び、摺動子２の基部２ａの開口１５を除く各対向面２ｄ，３ｂ全体を貼付領域として用いることができるため、広い貼付面積を確保しやすく、金属板３と摺動子２との貼付（接着）を確実なものにできる。

また本実施形態では、金属板３は弾性を有する金属板からなり、図１（ａ）（ｃ）に示すように、取付孔１０内には、複数のばね片１１〜１４が設けられていることが好ましい。そして、摺動子２の基部２ａに形成された開口１５は、各ばね片１１〜１４を除いた取付孔１０よりも大きく（図１（ａ）の各境界部１１ａ〜１４ａにより囲まれた大きさよりも大きく）形成されていることが好ましい。これにより、各ばね片１１〜１４を弾性変形させながら、ホルダ（摺動子保持体）１７に設けた突起１８を取付孔１０に簡単且つ適切に挿入することができ、そして摺動接点１をホルダ１７にしっかりと取り付けることができ、組立性を向上させることができる。また、摺動子２の基部２ａに形成した開口１５を、各ばね片１１〜１４を除いた取付孔１０よりも大きく形成することで、ホルダ１７に設けた突起１８を取付孔１０に挿入するときに、前記突起１８が摺動子２に形成された開口１５の周辺部にぶつからず、突起１８をスムースに挿入でき、またホルダ１７に設けた突起１８の挿入により、各ばね片１１〜１４が弾性変形しても、摺動子２と金属板３との間に剥がれ方向への力が作用にしにくく、摺動子２と金属板３間の貼付（接着）を安定した状態に維持することが出来る。

図１（ａ）に示す実施形態では、取付孔１０の周囲が４つのばね片１１〜１４により囲まれた形状であるが、以下に説明する図４、図５の形態とすることもできる。

図４（ａ）は、図１（ａ）とは異なる他の実施形態における摺動接点の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）を、Ｃ−Ｃ線に沿って切断し矢印方向から見た摺動接点をホルダに取り付けた状態の縦断面図、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す摺動接点の裏側からホルダを取り付けた状態の平面図である。なお図４において図１と同じ部分については同じ符号を付す。

図４（ａ）の実施形態においても、金属板３が摺動子２の基部２ａに貼り付けられている。図４（ａ）に示す実施形態では、図１（ａ）と同様に取付孔３３の周囲の三辺に３つのばね片１１，１２，１４が設けられている。一方、図４（ａ）に示す実施形態では、図１（ａ）と異なって、ばね片１３は設けられておらず、その位置での取付孔３３の端面３３ａ，３３ｂは２辺で構成される。図４（ａ）に示すように、各端面３３ａ，３３ｂが、接点部２ｂ、２ｃの延出方向（Ｘ１−Ｘ２）及び延出方向に直交する方向（Ｙ１−Ｙ２）に対して夫々、斜めに形成されて、取付孔３３の内方向に略三角形状で突き出す位置決め部２５を構成している。位置決め部２５は、ホルダ１７との位置決めのために設けられたものである。なお、位置決め部２５は、接点部２ｂ，２ｃの延出方向における取付孔３３の図示Ｘ２側に設けているが、これとは逆に、取付孔３３のＸ１側に位置決め部を設けるようにしてもよい。

図４（ｂ）（ｃ）に示すように、ホルダ１７の表面に設けられた突起３４を摺動子２の基部２ａの開口３６に連続して貫通する金属板３の取付孔３３に挿入する。このとき、図４（ｃ）に示すように突起３４の平面形状は、取付孔３３の形状の相似状、つまり四角形状から位置決め部２５の部分を切り欠いた形状である。突起３４を取付孔３３内に挿入すると、取付孔３３の周囲に設けられた各ばね片１１，１２，１４が弾性変形して、各ばね片１１，１２，１４の弾性力が突起３４に作用する。このときばね片１１から突起３４を位置決め部２５の方向へ押す弾性力Ｆ１（図４（ｂ）参照）が作用するため、ホルダ１７の突起３４を位置決め部２５を構成する各端面３３ａ，３３ｂに押し付けることができ、ホルダ１７と摺動接点１間を正確に位置決めすることができる。

よって例えば、本実施形態の摺動接点１を図２に示す可変抵抗器に適用することで、可変抵抗器の検出精度を向上させることができる。また位置決め部２５を取付孔３３以外の位置に設けることも可能であるが、本実施形態のように、位置決め部２５を取付孔３３にばね片１１，１２，１４とともに設けることで、ホルダ１７に設けた突起３４を取付孔３３に挿入する簡単な作業により、摺動接点１のホルダ１７への保持と同時に、高精度な位置決めを実行することが可能である。

図４（ａ）に示すように、位置決め部２５を構成する各端面３３ａ，３３ｂを、接点部２ｂ，２ｃの延出方向（Ｘ１−Ｘ２）及び延出方向に直交する方向（Ｙ１−Ｙ２）に対して斜めに形成しているが、これにより、接点部２ｂ，２ｃの延出方向（Ｘ１−Ｘ２）及び直交方向（Ｙ１−Ｙ２）の両方向に対して、ホルダ１７と摺動接点１間を高精度に位置決めすることができる。

図５（ａ）は、図１（ａ）、図４（ａ）とは異なる他の実施形態における摺動接点の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）を、Ｄ−Ｄ線に沿って切断し矢印方向から見た摺動接点をホルダに取り付けた状態の縦断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す摺動接点の裏側からホルダを取り付けた状態の平面図である。なお図５において図１，図４と同じ部分については同じ符号を付す。また図５（ａ）に示すＤ−Ｄ線は、取付孔２６の中心よりもややＹ２側として、図５（ｂ）の断面にばね片２８が現れるようにしている。

図５（ａ）に示す実施形態では、図１（ａ）や図４（ａ）と異なって、取付孔２６を略ひし形状に形成しており、取付孔２６の接点部２ｂ，２ｃの延出方向（Ｘ１−Ｘ２）における一方側（Ｘ１側）に位置して隣り合う二辺にばね片２７，２８を設け、他方側（Ｘ２側）に位置して隣り合う端面２６ａ，２６ｂにて位置決め部２９を構成している。なお一方側（Ｘ１側）に隣り合う端面（位置決め部）を設け、他方側（Ｘ２側）にばね片を設けた構成としてもよい。

図５（ｂ）（ｃ）に示すように、ホルダ１７に設けられた突起３５を摺動子２の基部２ａの開口１５に連続して貫通する金属板３の取付孔２６に挿入する。このとき、図５（ｃ）に示すように突起３５の平面形状は、取付孔２６の形状の相似状、つまり略ひし形状である。突起３５を取付孔２６に挿入すると、取付孔２６の周囲に設けられた各ばね片２７，２８が弾性変形して、各ばね片２７，２８の弾性力が突起３５に作用する。このときばね片２７，２８から突起３５を位置決め部２９の方向へ押す弾性力が作用するため、ホルダ１７の突起３５を位置決め部２９を構成する各端面２６ａ，２６ｂに押し付けることができ、ホルダ１７と摺動接点１間を正確に位置決めすることができる。

また図５（ａ）でも、図４（ａ）と同様に、位置決め部２９を構成する各端面２６ａ，２６ｂを、接点部２ｂ，２ｃの延出方向（Ｘ１−Ｘ２）及び延出方向に直交する方向（Ｙ１−Ｙ２）に対して斜めに形成しているので、これにより、接点部２ｂ，２ｃの延出方向（Ｘ１−Ｘ２）及び直交方向（Ｙ１−Ｙ２）の両方向に対して、ホルダ１７と摺動接点１間を高精度に位置決めすることができる。

なお図１、図４、図５を用いて説明した上記各実施形態においては、ホルダ（摺動子保持体）１７への取付部として、ばね片（１１〜１４，２７，２８）が設けられた取付孔（１０，２６，３３）により構成されたものとしたが、本実施形態は、これらに限定されるものではない。例えば、金属板３に、ばね片が設けられていない貫通孔からなる取付孔を形成し、この取付孔を取付部としてもよい。この場合には、樹脂成形体からなるホルダ１７に、前記取付孔に挿通される突起を設けておき、取付孔に挿通されて突出した突起の先端部を金属板３側にかしめつける（塑性変形させる）ことにより、ホルダ１７に摺動接点１を取り付けることができる。また、取付孔の形状や数も上記実施形態に限定されず、円形状や他の形状をなした取付孔でもよく、複数の取付孔を金属板３に設けてもよい。さらに、取付孔は貫通孔に限られず、例えば、金属板３に取付孔としての切欠きを形成し、この切欠き内にホルダに設けた突起を位置させて、この突起をかしめつけてもよい。また、ホルダに複数の突出部を設けておき、これらの突出部間に、取付部として機能する金属板の外形端面を圧入させることにより、摺動接点１をホルダに取り付けることも可能である。

また上記では摺動子２を構成する炭素繊維６の束は、Ｘ１−Ｘ２方向のみに延出した単層構造であったが、例えば、図３（ｂ）に示すように、樹脂５で覆われた板状の炭素繊維６の束の層３０，３１，３２が３枚積層された構成にもできる。この構成では、摺動子２の積層方向の両表層３０，３２に設けられた炭素繊維６の束の延出方向は、前記接点部の延出方向（Ｘ１−Ｘ２）に沿っており、中央に位置する層３１の炭素繊維６の束の延出方向は、前記延出方向（Ｘ１−Ｘ２）と直交する方向（Ｙ１−Ｙ２）に向けられている。なお、隣り合う各層３０，３１，３２の間にも樹脂５が設けられており、この樹脂５により３つの層は一体化されたものとなっている。

摺動子２を構成する樹脂５で覆われた炭素繊維６の束の層を３層より多くすることも可能であるが、奇数層にして、摺動子２の両表層に設けられた炭素繊維６の束の延出方向は、前記接点部の延出方向（Ｘ１−Ｘ２）に一致させることが好適である。このように複数層を積層して摺動子２を構成することで、摺動子２の強度を向上させることができるとともに、摺動子２の両表面に位置する炭素繊維６の束の延出方向が、前記接点部の延出方向（Ｘ１−Ｘ２）に沿うことで、図２に示す導電パターン２０，２１との摺動性を良好にできる。

図６ないし図１５を用いて本実施形態における摺動接点１（図１の形状の摺動接点。ただし摺動子は図３（ｂ）に示す３層構造とした摺動接点）の製造方法を説明する。図６〜図１１は斜視図、図１２は平面図、図１３は、縦断面図である。

図６の工程では、例えば１０００〜１５０００本程度の炭素繊維が束となった炭素繊維束４０を支持板、例えば、アルミ箔４１上に設置する。

次に図７の工程では、炭素繊維束４０の表面に熱硬化性樹脂の溶液４２を含浸させる。例えば、熱硬化性樹脂の溶液４２を噴霧したり、溶液中に炭素繊維束４０を浸漬する方法がある。図７は、熱硬化性樹脂の溶液４２を、噴霧している図であり、炭素繊維束４０に満遍なく滴下する（プリプレグの作製）。

本実施形態では、図７の工程では、熱硬化性樹脂として、トリフェニルグリシジルエーテルメタン（Ｔｒｉ−ＰＧＥＭ）、クレゾールノボラックエポキシ、テトラグリシジルジアミノフェニルメタン（Ｔｅｔ−ＧＤＤＭ）、テトラフェニルグリシジルエーテルエタン（Ｔｅｔ−ＰＧＥＥ）のうち少なくともいずれか１種と、ビスフェノールエポキシ樹脂、ダイマー酸型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシの少なくとも１種の柔軟性エポキシと、硬化剤としてジアミノジフェニルスルフォン（ＤＤＳ）、酸無水物、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）のうち少なくともいずれか１種とを用いることが好適である。特に、トリフェリルグリシジルエーテルメタン（Ｔｒｉ−ＰＧＥＭ）に、潜在型硬化剤としてジアミノジフェニルスルフォン（ＤＤＳ）を例えば、カビトールアセテート中に分散させた溶液４２を用いることが好ましい。

次に図８の工程では、黄銅板などの薄い金属の板４３の平滑性に優れた端面４３ａを炭素繊維束４０に軽く押し付けた状態で、炭素繊維束４０の延出方向（Ｘ１−Ｘ２）に対して直交する方向（Ｙ１−Ｙ２）に板４３を細かく振動させながら（図８の符号Ｅ参照）、板４３を炭素繊維束４０の延出方向（Ｘ１−Ｘ２）に移動させる（図８の符号Ｆ及び点線の符号４３を参照）。

図８の工程により炭素繊維束４０は徐々にＹ１−Ｙ２方向に広がるとともに厚さが薄くなり、炭素繊維間をほぐすことができる。これにより炭素繊維束４０を平板状にできる。

次に図９に示す工程では、樹脂（溶剤含む）を含浸した炭素繊維束４０をホットプレート４４上に設置し、乾燥させる。温度は１００℃前後、時間は数分から数十分程度である。

図６ないし図９の工程を経た炭素繊維束４０を例えば３つ作製する（残りの炭素繊維束の符号を４５，４６とした）。なお炭素繊維束４５，４６については乾燥後、直ぐに炭素繊維束４５，４６からアルミ箔４１を引き剥がす。そのうち、一つの炭素繊維束４５を、炭素繊維束４５の延出方向に対して直交する方向から切断して図１０に示すように、複数個の炭素繊維束片４５ａ〜４５ｃを作製する。このとき各炭素繊維束片４５ａ〜４５ｃの長さＬ１（炭素繊維束の延出方向への長さ。炭素繊維束４５に対する切断長さ）は、残りの炭素繊維束４０，４６の幅Ｔ１（炭素繊維束の延出方向に対して直交方向への幅）と略同一となるように調整することが好ましい。

図１０に示すように、炭素繊維束４０の上に各炭素繊維束片４５ａ〜４５ｃを並べるが、このとき、各炭素繊維束片４５ａ〜４５ｃにおける炭素繊維の延出方向を、炭素繊維束４０の延出方向（Ｘ１−Ｘ２）と直交させる。

図１０に示すように、更に各炭素繊維束片４５ａ〜４５ｃの上に炭素繊維束の延出方向が各炭素繊維束片４５ａ〜４５ｃと直交する炭素繊維束４６を重ね合わせる。

このように各炭素繊維束の層を積層した炭素繊維束積層体（プリプレグ）４７を図１１に示すように、ホットプレート４４上で乾燥させる。この乾燥により各炭素繊維束４０，４５，４６に含浸させた樹脂により各層間を分離しないように接合（接着）することができる。温度は１００℃前後、時間は数分から数十分程度である。
乾燥後、直ちに炭素繊維束積層体４７をアルミ箔４１から引き剥がす。

続いて図１２の工程では、例えばＹＡＧレーザＬを用いて、炭素繊維束積層体（プリプレグ）４７を所定形状に切り出す。ＹＡＧレーザＬは特に、ＦＡＹｂと呼ばれる、イッテリビウムによってレーザを増幅させる方式によるものであることが好ましい。

図１２では、炭素繊維束積層体（プリプレグ）４７を３つの摺動子２の形状に外形加工している。各摺動子２の間には連結部５０を残しており、各摺動子２がばらばらにならないようにされているが、連結部５０の部分を残しておいて最後に切断してもよいし、図１２の工程時に連結部５０の部分も切断して、各摺動子２に分離してもよい。

図１２に示すように、各摺動子２の外形を基部２ａと基部２ａから延出する接点部２ｂ，２ｃの形状に切り出す。また基部２ａに開口１５や位置決め孔１９を形成する。

続く図１３の工程では、図１２により得られた摺動子２（なお図１３では、図１２の連結部５０を切断して、各摺動子２に分離した状態にされている）を、プレス金型５１内にセットする。

なお図１３に示す摺動子２は、図１２に示す切断線Ｇに沿って切断して現れる摺動子２の断面形状である。摺動子２上に重ねられる金属板３についても同様である。

図１３に示すようにプレス金型５１の下型５２には位置決め突起５２ａが設けられており、この位置決め突起５２ａを図１２の工程で摺動子２に形成された位置決め孔１９に通す。

このとき図１３に示すように、下型５２と摺動子２との間に離型シート５３を介在させる。なお離型シート５３に形成された穴に位置決め突起５２ａを通して、摺動子２の下面に離型シート５３を配置する。

また図１３に示すように摺動子２の基部２ａ上に例えば図１（ａ）（ｃ）に示す取付孔１０、斜め上方に折り曲げられた各ばね片１１〜１４及び位置決め孔２３を備える金属板３を設置する。このとき、金属板３に形成された位置決め孔２３に位置決め突起５２ａを通して金属板３を摺動子２の基部２ａ上に設置する。

さらに図１３に示すように、摺動子２及び金属板３の上に離型シート５４を対向させる。この離型シート５４にも、離型シート５３と同様に位置決め突起５２ａを通す貫通した穴５４ａが形成されている。離型シート５３，５４には例えば、透明で耐熱性に優れたフッ素樹脂フィルム（例えば旭硝子株式会社のアフレックス（登録商標））を用いることができる。

そして熱プレス装置としてのプレス金型５１の上型５５をセットし、摺動子２と金属板３からなる摺動接点１の上下に離型シート５３，５４を配置した状態にて、図１４の工程で熱プレスする。

この図１４工程での熱プレスの加熱温度（熱処理温度）は、図９や図１１に示す乾燥工程での乾燥温度よりも高く、数百度程度（例えば１８０℃〜２５０℃）である。また、加熱時間は数十分程度（例えば２０分〜５０分）である。図１４工程の熱プレスにより、摺動子２の各接点部２ｂ，２ｃを立体成形し、このとき未硬化の熱硬化性樹脂が加熱硬化される。この熱硬化性樹脂の加熱硬化に伴い、各炭素繊維束４０，４５，４６は硬化した樹脂により完全に接合（本接着）されて一体化される。

本実施形態では、金属板３を摺動子２の板状の基部２ａに重ねた状態で熱プレスする。これにより、熱硬化樹脂の加熱硬化と同時に、摺動子２を構成する炭素繊維束に含浸された樹脂により、金属板３を摺動子２の基部２ａに接着して適切に貼り付けることができる。

また図１４のように、摺動接点１とプレス金型５１との間に離型シート５３，５４を介在させているので、未硬化の熱硬化性樹脂がプレス金型５１に付着しない。よって図１５に示すように、摺動接点１をプレス金型５１から適切に取り出すことができる。
そして、離型シート５３，５４を摺動接点１から剥離する。

このように本実施形態の摺動接点の製造方法によれば、摺動子２の基部２ａと金属板３間に例えば別部材による接続構造や、あるいは摺動子２の基部２ａと金属板３間を接合するための新たな接着剤を用いなくても、炭素繊維束に含浸させた樹脂を利用して、熱プレスによる摺動子２の成形工程で、摺動子２の基部２ａに金属板３を簡単且つ確実に貼り付けることができる。

なお図１２のように、各摺動子２を連結部５０を介して接続した摺動子接続体を、金型内に、各摺動子２に対応する金属板３及び離型シート（例えば、離型シートは摺動子接続体の上下に一枚ずつ配置）をセットし、一度に、各摺動子２に対して立体成形と金属板３の貼り付けとを行うこともできる。

また図７の工程で炭素繊維束４０に含浸させる樹脂は、熱硬化性樹脂に限定されず、熱可塑性樹脂であってもよい。樹脂として、熱可塑性樹脂を用いる場合には、図７工程の熱硬化性樹脂の溶液４２に代えて、熱可塑性樹脂を加熱することにより液状とした溶融樹脂とすればよく、図９，図１１の乾燥工程を省くことが出来る。また図１４の熱プレスによる成形工程は、炭素繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させてなる摺動子（プリプレグ）２における樹脂（熱可塑性樹脂）を加熱変形させる工程となることから、短時間で熱プレスによる成形加工を行うことができるが、摺動子２に対する金属板３の貼り付け（接着）を考慮して、加熱温度や加熱時間が調整される。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等を例示することが出来る。

なお安定した摺動子２と金属板３間の貼り付け（接着）を実行するには熱硬化性樹脂を用いたほうが望ましい。

１ 摺動接点
２ 摺動子
２ａ 基部
２ｂ、２ｃ 接点部
３ 金属板
５ 樹脂
６ 炭素繊維
１０、２６、３３ 取付孔
１１〜１４、２７、２８ ばね片
１５、３６ 開口
１７ ホルダ（摺動子保持体）
１８、３４、３５ 突起
２０、２１ 導電パターン
２５、２９ 位置決め部
２６ａ、２６ｂ、３３ａ、３３ｂ 端面
４０、４５、４６ 炭素繊維束
４７ 炭素繊維束積層体
５０ 連結部
５１ プレス金型
５３、５４ 離型シート

Claims (11)

1. 樹脂に覆われた炭素繊維束からなり、板状の基部及び前記基部から延出された接点部を有する摺動子と、摺動子保持体への取付部を備え、前記摺動子の前記基部に貼り付けられた金属板と、を有し、
   前記摺動子は、前記樹脂で覆われた前記炭素繊維束の板状の層が少なくとも３層、積層されており、隣り合う層の前記炭素繊維束の延出方向が交互となるように構成されており、積層方向における前記摺動子の両表層の前記炭素繊維束は、前記接点部の延出方向に沿って延出していることを特徴とする摺動接点。
2. 前記取付部は、貫通孔からなる取付孔であり、前記摺動子の前記基部には、前記取付孔と対向する位置に開口が形成されており、前記開口を囲む前記基部が前記金属板に貼り付けられている請求項１に記載の摺動接点。
3. 前記金属板は弾性を有する金属板からなり、前記取付孔の周囲の少なくとも一部には、前記金属板が平面視にて前記取付孔内に延出してなるばね片が設けられており、前記摺動子に設けられた前記開口は、前記ばね片を除いた前記取付孔よりも大きく形成されている請求項２記載の摺動接点。
4. 樹脂に覆われた炭素繊維束からなり、板状の基部及び前記基部から延出された接点部を有する摺動子と、摺動子保持体への取付部を備え、前記摺動子の前記基部に貼り付けられた金属板と、を有し、
   前記取付部は、貫通孔からなる取付孔であり、前記摺動子の前記基部には、前記取付孔と対向する位置に開口が形成されており、前記開口を囲む前記基部が前記金属板に貼り付けられ、
   前記金属板は弾性を有する金属板からなり、前記取付孔の周囲の少なくとも一部には、前記金属板が平面視にて前記取付孔内に延出してなるばね片が設けられており、前記摺動子に設けられた前記開口は、前記ばね片を除いた前記取付孔よりも大きく形成されていることを特徴とする摺動接点。
5. 前記摺動子の前記基部と前記金属板とは、前記炭素繊維束を覆う前記樹脂により貼り付けられている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の摺動接点。
6. 前記ばね片は、前記取付孔の周囲の一部に設けられており、前記ばね片が形成されていない前記取付孔の端面に、前記摺動子保持体との位置決め部が設けられている請求項３又は４に記載の摺動接点。
7. 前記位置決め部を構成する前記端面は、前記接点部の延出方向及び前記延出方向に直交する方向に対して斜めに形成されている請求項６記載の摺動接点。
8. 前記金属板には、前記摺動子保持体との位置決め部が設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の摺動接点。
9. 炭素繊維束に樹脂を含浸させる工程と、
   前記樹脂を含浸させた前記炭素繊維束を、板状の基部と前記基部から延出した接点部とを有する摺動子の形状に加工する工程と、
   前記摺動子の前記基部に摺動子保持体への取付部を備える金属板を重ねた状態で、熱プレスし、このとき、前記樹脂により前記金属板を前記摺動子の前記基部に貼り付ける成形工程と、
   を有することを特徴とする摺動接点の製造方法。
10. 前記樹脂は熱硬化樹脂であり、前記熱プレスにより、前記熱硬化樹脂の加熱硬化と同時に前記金属板を前記摺動子の前記基部に貼り付ける請求項９記載の摺動接点の製造方法。
11. 前記摺動子の基部に金属板を重ね合わせた摺動接点の両表面に離型シートを配置した状態で、前記熱プレスを行う請求項９又は１０に記載の摺動接点の製造方法。

Images