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発明の名称 回転操作型可変抵抗器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−236320
公開日 平成8年(1996)9月13日
出願番号 特願平7−38484
出願日 平成7年(1995)2月27日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎 (外2名)
発明者 石原 環次
要約 目的
操作レバーに邪魔されずにホルダをケース内に組み付けるべく、該操作レバーを取着するための押圧力が摺動子受けに加わったときに該摺動子受けが抵抗基板に過度に近付かないような位置規制手段を設けることにより、小型化が促進されてもケース内にホルダを簡単に固定することができ、しかも組立時に摺動子が塑性変形を起こす虞がない、回転操作型可変抵抗器を提供する。

構成
一端面を開口した有底のケース1と、このケース1の内底部に固定された抵抗基板2と、この抵抗基板2上に形成された抵抗体に摺接する摺動子3を保持した摺動子受け4と、この摺動子受け4を回転自在に保持するホルダ5と、前記摺動子受け4を回転操作する操作レバー8とを備え、前記摺動子受け4の底面に、抵抗基板2側へ所定量押し込まれたときに該抵抗基板2に当接させるための受け部4bを突設し、且つ操作レバー8とホルダ5との間に、ウェーブワッシャ10等の弾性部材を介設した。
特許請求の範囲
【請求項1】 一端面を開口した有底のケースと、このケースの内底部に固定された抵抗基板と、この抵抗基板上に形成された抵抗体に摺接する摺動子を保持した摺動子受けと、この摺動子受けを回転自在に保持するホルダと、前記摺動子受けを回転操作する操作レバーとを備え、前記ホルダを前記ケースの内部に固定するとともに、前記摺動子受けに前記ホルダを挿通して前記ケースの開口端側に突出する段付き状の軸部を形成し、前記操作レバーをこの軸部の段付き部分との間で挾持する押え部を設けたことを特徴とする回転操作型可変抵抗器。
【請求項2】 請求項1の記載において、前記摺動子受けの前記抵抗基板側の端面に、該摺動子受けが抵抗基板側へ所定量押し込まれたときに該抵抗基板もしくは前記ケースに当接させるための受け部を突設し、且つ前記操作レバーと前記ホルダとの間に弾性部材を介設したことを特徴とする回転操作型可変抵抗器。
【請求項3】 請求項2の記載において、前記摺動子受けの前記受け部を、該摺動子受けの回動中心部に形成したことを特徴とする回転操作型可変抵抗器。
【請求項4】 請求項2または3の記載において、前記弾性部材としてウェーブワッシャを用いたことを特徴とする回転操作型可変抵抗器。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塵埃や水分等に晒されるために高い密閉性を必要とする電子機器、例えば自動車に装着されてアクセルペダルの踏込み量に応じ燃料噴射弁の弁開度等のスロットル制御を行うスロットルポジションセンサ等として用いて好適な回転操作型可変抵抗器に関する。
【0002】
【従来の技術】図8はこの種の回転操作型可変抵抗器の従来例を示す断面図であり、本出願人が特願平4−143290号において提案したものである。同図に示すように、回転操作型可変抵抗器は、スロットルポジションセンサの外殻を形成するケース20を備えており、このケース20の上下両端は開口している。ケース20の内部には隔壁21が一体成形されており、この隔壁21には軸受22がインサートされている。前記ケース20の下方の開口から摺動子受け23と抵抗基板24が順次挿入されており、摺動子受け23の軸部23aは前記軸受22を挿通してケース20の上方の開口まで達している。また、摺動子受け23の下端に摺動子25が取付けられており、この摺動子25は抵抗基板24の表面に印刷形成された抵抗体26に弾接している。前記抵抗基板24は、ケース20の内壁に形成された段部とケース20の下部開口端に被着された蓋体27とにより、ケース20の内部に固定されている。一方、前記前記ケース20の上方の開口端側において、前記軸受22から突出する摺動子受け23の軸部23aに操作レバー28が挿入され、軸部23aの先端を図中の2点鎖線の状態から実線の状態にかしめることにより、操作レバー28は摺動子受け23に固定されている。
【0003】このように概略構成された回転操作型可変抵抗器は、ケース20を自動車のフレームに取付けることにより、操作レバー28がスロットル弁のアクチュエータに連結される。そして、操作レバー28がスロットルポジション等に応じて回動操作されると、この操作レバー28に連結されている摺動子受け23が連動して回転するので、抵抗基板24の抵抗体26に弾接している摺動子25が該抵抗体26に対し摺動して抵抗値が変化するようになっており、その抵抗値からスロットルポジション等を検出することが可能となる。なお、前記ケース20の取付け構造を具体的に説明すると、孔を有するフレームの内部にスロットル弁等が収納されており、操作レバー28がスロットル弁と対向するようにケース20の一部を孔に挿入した後、ケース20をフレームにネジ等を用いて固定する。その際、ケース20に被着された蓋体27はフレームの外側を向き、塵埃や泥水等に晒されるため、これらの異物がケース20の内部に侵入するのを防止する目的で、ケース20と蓋体27の接合部分を含み、蓋体27の各部に密閉用の接着剤29が充填されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従来の回転操作型可変抵抗器は、ケース20に各部品を組み込む際、まず、ケース20の一方の開口から軸受22に摺動子受け23を挿入した後、ケース20の他方の開口から軸部23aに操作レバー28を挿入し、この軸部23aの先端をかしめて操作レバー28を摺動子受け23に固定した後、ケース20の一方の開口から抵抗基板24と蓋体27を順次挿入するという工程が必要である。このため、ケース20の両方の開口から各部品を組み込まなくてはならず、しかも、軸部23aの先端をかしめる際に、該かしめ力を受けるための治具をケース20の一方の開口から挿入しなければならず、組立作業性が非常に悪いという問題があった。また、抵抗基板24をケース20に被着した蓋体27によってカバーしているが、蓋体27が取付けられるケース20の開口端側には高い密閉性が要求されるため、蓋体27の各部に接着剤29を充填しなければならず、この点からも組立作業が低下していた。
【0005】したがって本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解消し、組立作業性に優れた回転操作型可変抵抗器を提供することにあり、他の目的は、組立時に摺動子が塑性変形を起こす虞がない回転操作型可変抵抗器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、一端面を開口した有底のケースと、このケースの内底部に固定された抵抗基板と、この抵抗基板上に形成された抵抗体に摺接する摺動子を保持した摺動子受けと、この摺動子受けを回転自在に保持するホルダと、前記摺動子受けを回転操作する操作レバーとを備え、前記ホルダを前記ケースの内部に固定するとともに、前記摺動子受けに前記ホルダを挿通して前記ケースの開口端側に突出する段付き状の軸部を形成し、前記操作レバーをこの軸部の段付き部分との間で挾持する押え部を設けることによって達成される。
【0007】また、本発明の他の目的は、上記の構成において、前記摺動子受けの前記抵抗基板側の端面に、該摺動子受けが抵抗基板側へ所定量押し込まれたときに該抵抗基板もしくは前記ケースに当接させるための受け部を突設し、且つ前記操作レバーと前記ホルダとの間に弾性部材を介設することによって達成される。その際、前記摺動子受けの前記受け部は、該摺動子受けの回動中心部に形成することが可能である。
【0008】
【作用】本発明によれば、有底のケースの一方の開口側から抵抗基板と摺動子受けを軸支したホルダとを順次ケースの内部に固定した後、操作レバーをホルダから突出する摺動子受けの軸部に挿入して押え部で固定すれば良いため、各部品をケースの一方の開口側から積み重ねて組み込むことができ、組立作業性が向上する。また、操作レバーを取着しない状態でケース内に組み込んだホルダを該操作レバーに邪魔されることなく該ケースに固定し終えてから、操作レバーを押し込んで摺動子受けに固定する際に、押圧力で摺動子受けが抵抗基板側へ所定量押し込まれると、前記受け部が抵抗基板もしくはケースに当接し、摺動子受けの底面が抵抗基板に過度に近付かないようになっているので、摺動子の塑性変形が確実に回避できる。さらに、こうして摺動子受けが抵抗基板側へ押し込まれるときには前記弾性部材が圧縮されるので、操作レバーと摺動子受けとの連結が完了して押圧力が除去されると、この弾性部材の復帰力で操作レバーおよび摺動子受けが抵抗基板から離れる向きに押し上げられ、よって前記受け部はそれまで当接していた部材から離間することとなる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1ないし図5は本発明の第1実施例に係る回転操作型可変抵抗器を説明するためのもので、図1は全体の構成を示す断面図、図2はケースの内底面を示す平面図、図3は抵抗基板の平面図、図4はホルダの平面図、図5はホルダの底面図である。なお、この回転操作型可変抵抗器は、自動車のスロットルポジションセンサとして用いられる製品である。
【0010】これらの図において、符号1はこの可変抵抗器の外殻を形成しているケース、2は上面に抵抗体(図示せず)を円弧状に印刷形成してなる抵抗基板、3はリン青銅等の弾性に富む金属薄板からなり前記抵抗体に弾接する摺動子、4は底面側に摺動子3を保持し他側には段付き状の軸部4aを突設している摺動子受け、5は軸孔5a内に前記軸部4aを挿通して摺動子受け4を軸支しているホルダ、6,7はこの軸孔5aの両側の開口端に配設したステンレス製の下部軸受および上部軸受、8は摺動子受け4に連結されてホルダ5に対し回動自在でケース1の開口1a内に臨出している操作レバー、9はこの操作レバー8を摺動子受け4の軸部4aに固定するためのスピードナット(押え部)、10は操作レバー8とホルダ5との間に介設したウェーブワッシャ、11はインサート成形技術によりケース1に一体化されている接続端子であり、抵抗基板2とホルダ5はいずれもケース1内に位置決め固定されていて、この抵抗基板2の端子部2aに接続端子11が接続されている。そして、操作レバー8の凹所8aに係合する図示せぬアクチュエータが該操作レバー8を回転させると、これに連動して摺動子受け4および摺動子3が一体的に回転するので、この摺動子3が抵抗基板2の抵抗体に対し摺動して抵抗値が変化するようになっており、その抵抗値からスロットルポジションを検出することが可能となる。
【0011】さて、本実施例では、抵抗基板2の外周縁を形成する突部2bおよび平坦部2cにより規定される互いに直角な2つの基準面A,B(図3参照)を位置決め基準として、円弧状の前記抵抗体を印刷形成してある。また、前記ホルダ5にも、互いに直角な2つの基準面C,D(図5参照)を規定するための2種類の突部5b,5cが設けてある。さらに、ケース1の内部には、互いに直角な2つの位置決め面E,F(図2参照)を規定するための2種類の位置決め部1b,1cと、抵抗基板2を弾性付勢してその突部2bおよび平坦部2cをそれぞれ位置決め部1b,1c当接させるとともに、ホルダ5を弾性付勢してその突部5b,5cをそれぞれ位置決め部1b,1c当接させるための弾性片1dが設けてある。すなわち、抵抗基板2やホルダ5は、ケース1内へ組み込む際に位置決め部1b,1cおよび弾性片1dにより位置決めされて、基準面Aと基準面Cが共に位置決め面Eと合致し、且つ基準面Bと基準面Dが共に位置決め面Fと合致するようになっている。
【0012】このように構成された回転操作型可変抵抗器を組立てるのに際しては、まず、ケース1に抵抗基板2を挿入すると、弾性片1dの短い部分1d1が抵抗基板2の図3にαで示す部分を弾性付勢し、抵抗基板2の基準面Aがケース1の位置決め面Eに一致し、抵抗基板2の基準面Bがケース1の位置決め面Fに一致する。また、抵抗基板2は図2にβで示すカシメ部間に挿入され、これらカシメ部βをカシメることによって、抵抗基板2をケース1に固定する。この時、抵抗基板2の端子部2aをケース1の接続端子11に圧入し、両者を接続する。なお、端子部2aは、主に接続端子11に食い込む両側の部分2a1と、接続端子11に弾性的に接する部分2a2とを有する。
【0013】次いで、摺動子3を固定した摺動子受け4をホルダ5の両軸受6,7に挿入した後、これらをケース1に挿入する。この時、弾性片1dの長い部分1d2がホルダ5の図5にγで示す部分を弾性付勢し、ホルダ5の基準面Cがケース1の位置決め面Eに一致し、ホルダ5の基準面D(突部5cによって形成される)がケース1の位置決め面Fに一致する。なお、弾性片1dの長い部分1d2の先端は鉤状に形成されており、ケース1に挿入されたホルダ5は、この鉤状部分によってケース1にスナップインされる。
【0014】しかる後、図1,2に示す壁部1eを熱カシメすることにより、ホルダ5をケース1に固定し、最後に、摺動子受け4の軸部4aにウェーブワッシャ10と操作レバー8およびスピードナット9を順次組み込み、軸部4aの段付き部分とスピードナット9で操作レバー8を挾持することにより、操作レバー8を摺動子受け4の軸部4aに固定し、回転操作型可変抵抗器の組立が完了する(なお、スピードナット9を省略し、軸部4aの熱カシメによって操作レバー8を固定しても良い)。そして、組立完了後に、性能検査が行なわれる。
【0015】このように上記実施例では、抵抗基板2の外周縁の一部を位置決め基準として抵抗体を印刷形成してあるため、センタ孔を印刷の位置決め基準とするときのように位置決め部材との間にガタを見込む必要がなくなり、抵抗体のセンタずれ(印刷ずれ)を回避することができる。そして、抵抗基板2とホルダ5は、ケース1内へ組み込まれると基準面A,Bがそれぞれ基準面C,Dと合致するように位置決めされ、その結果として抵抗基板2と摺動子受け4のセンタ位置が自動的に合致するよう、例えばホルダ5の軸孔5aと摺動子受け4のクリアランスを0.10〜0.02mmに設計してあるので、センタずれの心配がない抵抗体の円弧中心が摺動子3の回転中心に対して位置ずれを起こす可能性は少なく、よって該抵抗体に対する摺動子3の位置精度が出しやすく、リニアリティを向上させることが可能になって抵抗値の変化特性が安定する。また、このように抵抗体を印刷する際の位置決め基準と抵抗基板2をケース1内へ組み込む際の位置決め基準とを同じにしておけば、ケース1内での抵抗基板2の組み込み位置に寸法誤差が発生したときにも誤差の程度が正確に把握できるので、製造段階の寸法管理が良好に行える。
【0016】また、本実施例では、ホルダ5の軸孔5aの両開口端に下部軸受6と上部軸受7が配設してあるが、各軸受6,7はいずれも、円筒状起立部の一端側に鍔部を有する形状にプレス加工してなる短寸のステンレス製軸受であり、摺動子受け4の軸部4aが挿通される該円筒状起立部の内周面はプレス機により高い面精度に仕上げられているので、該円筒状起立部の内周面をわざわざ切削加工する必要はない。そして、下部軸受6は、ホルダ5の成形金型内に挿入するインサート成形技術により該ホルダ5に一体化してあるが、上部軸受7は、その円筒状起立部をホルダ5の軸孔5aの上部開口端に圧入することにより該ホルダ5に固定してあり、こうして下部および上部軸受6,7をホルダ5に設けてやるだけで、摺動子受け4を軸支するための軸受構造が容易に形成できる。なお、図4中の符号5dは、インサート成形時に下部軸受6を金型内の所定位置に押えつけておくための押えピンが挿通されて生じた穴を示している。また、ステンレス板はプレス加工によって加工硬化を起こすため、各軸受6,7には十分な機械的強度が確保されている。
【0017】さらに、本実施例では、摺動子受け4の底面(抵抗基板2との対向面)の回動中心部に、この摺動子受け4が抵抗基板2側へ所定量押し込まれたときに該抵抗基板2に当接して摺動子3の塑性変形を防止する受け部4bが突設してあるとともに、操作レバー8とホルダ5との間にウェーブワッシャ10が介設してあるので、小型化されていても組立作業性や信頼性が良好な回転操作型可変抵抗器となっている。すなわち、本実施例では、操作レバー8を取着しない状態でケース1内に組み込んだホルダ5を、該操作レバー8に邪魔されることなく熱がしめ等の手法でケース1に固定し終えてから、スピードナット9を用いて操作レバー8を摺動子受け4の軸部4aに固定するという組立手順を採用しており、スピードナット9を取着する際の押圧力で摺動子受け4が抵抗基板2側へ所定量押し込まれると、受け部4bが抵抗基板2の中央部に当接し、摺動子受け4の底面が抵抗基板2に過度に近付かないようになっている。その結果、ホルダ5や操作レバー8の取付作業が容易に行えるとともに、摺動子3の塑性変形防止が図れて信頼性への悪影響が確実に回避されている。
【0018】また、こうして摺動子受け4が抵抗基板2側へ押し込まれるときにはウェーブワッシャ10が圧縮されるので、操作レバー8と摺動子受け4との連結が完了してスピードナット9を取着する際の押圧力が除去されると、このウェーブワッシャ10の復帰力で操作レバー8および摺動子受け4が抵抗基板2から離れる向きに押し上げられ、よって受け部4bはそれまで当接していた抵抗基板2から離間することになって、製品化された後に該受け部4bが作動力の増大や摩耗を招来しないように配慮されている。
【0019】次に、本発明による回転操作型可変抵抗器の第2実施例を、図6の工程図を参照しつつ説明する。なお、図6中の各部の符号は図1と対応させてある。
【0020】この第2実施例は、前記第1実施例と同様に、操作レバー8を取着しない状態で組み込んだホルダ5を該操作レバー8に邪魔されることなくケース1内に固定し終えてから、操作レバー8を摺動子受け4の軸部4aに固定するという組立手順を採用しているが、スピードナットを取着する代わりに、かしめ用治具12を用いた熱がしめを行うことによって操作レバー8を摺動子受け4に連結している点が、第1実施例と異なっている。そして、この熱がしめ工程時に、かしめ用治具12により摺動子受け4は抵抗基板2側へ強く押し込まれるが、摺動子受け4が所定量押し込まれると図6に示すように、その受け部4bが抵抗基板2の中央部に当接して位置規制されるので、摺動子3が塑性変形を起こすほど摺動子受け4の底面が抵抗基板2に近付く心配はない。また、こうして摺動子受け4が抵抗基板2側へ押し込まれるときにはウェーブワッシャ10が圧縮されるので、操作レバー8と摺動子受け4との連結が完了してかしめ用治具12が図示上方へ移動すると、このウェーブワッシャ10の復帰力で操作レバー8および摺動子受け4が抵抗基板2から離れる向きに押し上げられ、よって受け部4bはそれまで当接していた抵抗基板2から離間することになる。
【0021】なお、この第2実施例は、摺動子受け4を軸支したホルダ5をケース1内へ組み込む前の段階で、該ホルダ5に抵抗基板2を位置決め固定して両者をユニット化しておき、このユニット品をケース1内に位置決め固定するようにしている点も、前記第1実施例と異なっている。このように摺動子受け4を軸支したホルダ5と抵抗基板2とが予めユニット化してあると、ケース1が小型化されたときに煩雑な位置決め固定作業が1回で済むので組立作業性が向上するとともに、該ホルダ5をケース1内にラフに組み込んでも検出精度や動作特性に悪影響が及ばなくなって該ケース1の設計自由度が広がる等の利点がある。
【0022】そして、上述した第1および第2実施例ではいずれも、操作レバー8を摺動子受け4に連結する際の押圧力が加わったときに、該摺動子受け4の受け部4bを抵抗基板2に当接させて位置規制することにより摺動子3の塑性変形防止を図る場合について例示しているが、図7の要部断面図に示すように、ケース1の内底面に抵抗基板2のセンタ穴内に臨出する凸部1eを設けておき、この凸部1eに受け部4bを当接させて摺動子受け4を位置規制するようにしても良い。
【0023】また、製品化された後に摺動子受け4の受け部4bをそれまで当接していた抵抗基板2やケース1から離間させるために、操作レバー8とホルダ5との間にウェーブワッシャ以外の弾性部材を介設しても良い。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、有底のケースの一方の開口側から抵抗基板と摺動子受けを軸支したホルダとを順次ケースの内部に固定した後、操作レバーをホルダから突出する摺動子受けの軸部に挿入して押え部で固定すれば良いため、各部品をケースの一方の開口側から積み重ねて組み込むことができ、組立作業性に優れた回転操作型可変抵抗器を提供することができる。また、操作レバーを取着しない状態でケース内に組み込んだホルダを該操作レバーに邪魔されることなく該ケースに固定し終えた後、該操作レバーを取着するための押圧力が摺動子受けに加わると、該摺動子受けの受け部が抵抗基板やケースに当接して摺動子の塑性変形が防止できるようになっているので、小型化されてもホルダを操作レバーに邪魔されることなく容易にケースに組み付けることができ、しかも摺動子の塑性変形防止により信頼性も損なわれないという優れた効果をも奏し、小型化の促進に好適な回転操作型可変抵抗器を提供することができる。




 

 


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