JP2000260608A - 可変抵抗器およびこれに用いる抵抗素子基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種電子機器に使用される可変抵抗器に関
し、設計ネライ値通りの出力電圧特性を精度よく実現で
きてノイズが発生し難いものを提供する。 【解決手段】 絶縁基板１上に電気的独立状態で平行関
係に均一厚みの低抵抗皮膜２２および銀系材料からなる
リング状集電部２３を設け、上記低抵抗皮膜２２の所定
部分の上部から低抵抗皮膜２２の延びる方向と直交する
方向に延出された上記リング状集電部２３とは電気的独
立状態の所定幅の導電性連結部２６を備えると共に、上
記低抵抗皮膜２２の導出部２４と上記導電性連結部２６
に電気的に接続されるように、高抵抗皮膜２７が低抵抗
皮膜２２に対して並行に形成された抵抗素子基板２１を
用い、上記リング状集電部２３および上記高抵抗皮膜２
７の上に摺動刷子１４を弾接させて出力電圧を取り出す
ものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に使
用される可変抵抗器およびこれに用いる抵抗素子基板の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器の高性能化および低
価格化が進展する中において、可変抵抗器は様々な方法
で使用され、スイッチの代わりとして用いられることも
多くなっている。

【０００３】通常、上記のようにスイッチの代わりとし
て用いられる可変抵抗器の出力電圧特性は、例えば図７
に示すように、所定の操作角度範囲内で数箇所に出力電
圧を一定に保つ部分Ａが設けられており、その電気的特
性を左右する重要な構成部品である可変抵抗器用の抵抗
素子基板としては、図８に示すものが知られている。

【０００４】まず、この抵抗素子基板１０について同図
を用いて説明すると、フェノール樹脂積層板等からなる
絶縁基板１の上面には、カーボンペイントからなる馬蹄
形の抵抗皮膜２、およびその内側中央には銀ペイントか
らなるリング状集電部３が電気的独立状態で同心状に印
刷形成されると共に、抵抗皮膜２の両端およびリング状
集電部３には導出部４（４Ａ，４Ｂ）および５が銀ペイ
ントで印刷形成されて外方に引き出され、この導出部４
（４Ａ，４Ｂ）および５に端子６（６Ａ，６Ｂ）および
７がそれぞれカシメ固定されている。

【０００５】また、図７に示す出力電圧特性図におい
て、出力電圧を一定に保つ部分Ａを得るために、馬蹄形
の抵抗皮膜２の所定箇所の下側には、銀ペイントで導電
性連結部８が印刷形成されている。

【０００６】次に、上記抵抗素子基板１０を用いた可変
抵抗器について、図９の断面図を用いて説明すると、上
記抵抗素子基板１０は、上方開口の絶縁樹脂製のケース
１１に各印刷層を形成した方の面を開口側に向けてイン
サート成形等により固定されている。

【０００７】そして、ケース１１の凹部の中には、回転
体１２が収容され、そのフランジ部１２Ａの中央下面に
設けた下方円形突部１２Ｂがケース１１の中央円形孔１
１Ａに挿入保持されている。

【０００８】一方、ケース１１の開口部分は、脚部１３
Ａがケース１１の下面で抱きカシメされたカバー１３で
覆われており、そのカバー１３の軸受部１３Ｂに、回転
体１２のフランジ部１２Ａの中央上面に突出させて設け
た操作軸１２Ｃが、先端部分を外方に突出させるように
軸支されて回転操作可能となっている。

【０００９】また、回転体１２のフランジ部１２Ａに
は、上記抵抗素子基板１０の抵抗皮膜２およびリング状
集電部３に弾接摺動する接点部１４Ａおよび１４Ｂを有
する摺動刷子１４が装着されている。

【００１０】上記構成の可変抵抗器は、端子６Ａと６Ｂ
の間に定電圧を印加した状態で操作軸１２Ｃを回転操作
して回転体１２を回転させ、図８の矢印に示すように、
そのフランジ部１２Ａに装着された摺動刷子１４の接点
部１４Ａおよび１４Ｂを、それぞれ抵抗皮膜２およびリ
ング状集電部３上に弾接摺動させ、操作軸１２Ｃの所定
の操作角度位置で端子６Ａと７の間の電圧を出力電圧と
して取り出すものである。

【００１１】そして、上記抵抗素子基板１０の導電性連
結部８が設けられた部分においては、抵抗皮膜２と導電
性連結部８との比抵抗の差によって、その間の電圧変化
を見かけ上で無くすことができ、上記導電性連結部８が
設けられた部分の上方に位置する抵抗皮膜２上に摺動刷
子１４の接点部１４Ａが弾接する操作軸１２Ｃの操作角
度範囲内では、出力電圧を一定状態に維持できるもので
あった。

【００１２】このように上記従来の可変抵抗器は、所定
の操作角度範囲内において出力電圧を一定に保つ部分Ａ
を数箇所有するものであり、使用電子機器においては、
上記出力電圧値が一定である操作角度範囲を所定の機能
選択位置に割り付けるように使用されるものであった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の可変抵抗器においては、抵抗素子基板の各印刷層を形
成する方法として、通常スクリーン印刷法が用いられ、
上記抵抗素子基板１０を製作する際には、導電性連結部
８を形成した後に、これに重ねて抵抗皮膜２を形成しな
ければならず、上記導電性連結部８に起因する段差、特
に導電性連結部８の端部の境界部分において、抵抗皮膜
２を均一な厚さで形成することは難しく、実際の出力電
圧の実力値は図７の点線に示すように設計ネライ値とは
少しズレたものになってしまうことがあり、精度の高い
出力電圧特性を有する可変抵抗器を実現することは難し
かった。

【００１４】上記課題を解決するものとして、図１０の
上面図に示すように、馬蹄形の抵抗皮膜１５を印刷形成
した後に、この上方の所定部分に導電性連結部１６を重
ねて印刷形成した抵抗素子基板１７もあったが、これに
おいては抵抗皮膜１５が均一な厚みで形成できるため、
設計ネライ値通りの出力電圧特性を持つものを容易に実
現することはできたが、抵抗皮膜１５上を弾接摺動する
摺動刷子１４の接点部１４Ａは、抵抗皮膜１５と導電性
連結部１６との上面を交互に弾接摺動することとなり、
抵抗皮膜１５から導電性連結部１６、または導電性連結
部１６から抵抗皮膜１５に移動する際に接触抵抗の変化
が大きくなってノイズ発生につながるといった課題があ
った。

【００１５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、設計ネライ値通りの出力電圧特性を精度
よく実現できて、ノイズ等が発生し難い可変抵抗器およ
びこれに用いる抵抗素子基板の製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の可変抵抗器は、絶縁基板上に電気的独立状態
で平行関係に均一厚みの低抵抗皮膜および銀系材料から
なる集電部を設け、上記低抵抗皮膜の所定部分の上部か
ら低抵抗皮膜の延びる方向と直交する方向に延出された
上記集電部とは電気的独立状態の所定幅の導電性連結部
を備えると共に、上記低抵抗皮膜の導出部と上記導電性
連結部に電気的に接続されるように、高抵抗皮膜が低抵
抗皮膜に対して並行に形成された抵抗素子基板を用い、
上記集電部および上記高抵抗皮膜の上に摺動刷子を弾接
摺動させて出力電圧を取り出すように構成するものであ
る。

【００１７】これにより、摺動刷子の接点部分が弾接し
ている位置での抵抗値は、低抵抗皮膜と高抵抗皮膜の比
抵抗の差によって、低抵抗皮膜の抵抗値に依存するもの
にできるため、設計ネライ値通りの出力電圧特性を精度
よく得られ、しかもノイズ等が発生し難い可変抵抗器お
よびこれに用いる抵抗素子基板の製造方法を得ることが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、絶縁基板上に配された所定長さの均一厚みの低抵抗
皮膜と、上記低抵抗皮膜とは電気的独立状態で平行関係
に配された銀系材料製の集電部と、上記低抵抗皮膜の両
端および上記集電部からそれぞれ導出された導出部と、
上記低抵抗皮膜の所定部分の上部から低抵抗皮膜の延び
る方向と直交する方向に延出され、上記集電部とは電気
的独立状態に配された所定幅の導電性連結部と、上記低
抵抗皮膜の両端の導出部および上記導電性連結部の上に
重なるようにして低抵抗皮膜に並行に配された高抵抗皮
膜からなる抵抗素子基板を備え、かつ上記抵抗素子基板
の集電部および高抵抗皮膜上のそれぞれに弾接摺動する
接点部を有する摺動刷子が装着された可変抵抗器とした
ものであり、低抵抗皮膜と高抵抗皮膜の比抵抗の差によ
って高抵抗皮膜を介して取り出される出力電圧を低抵抗
皮膜の抵抗値に依存させることができるため、設計ネラ
イ値通りの精度の良い出力電圧特性が得られてノイズ等
が発生し難い可変抵抗器を容易に実現することができる
という作用を有する。

【００１９】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、抵抗素子基板の低抵抗皮膜の上方に高抵
抗皮膜を重ねたものであり、重なった低抵抗皮膜と高抵
抗皮膜の合成抵抗は、摺動刷子の位置に拘わらず連続し
て変化するものであるため、定電流を加えて出力電圧を
取り出す可変抵抗器の使い方をする場合において、精度
の高い出力電圧特性を保証することができるという作用
を有する。

【００２０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、抵抗素子基板の低抵抗皮膜を
馬蹄形に形成し、その両端部にそれぞれ導出部を設ける
と共に、上記低抵抗皮膜の内側に間隔を空けて同心リン
グ状の集電部を形成したものであり、精度が高く出力電
圧特性の優れた回転操作型の可変抵抗器を容易に得られ
るという作用を有する。

【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の可変抵抗器に用いる抵抗素子基板
を、絶縁基板上に低抵抗ペーストを用いて低抵抗皮膜を
印刷形成し、続いて導電ペーストを用いて上記低抵抗皮
膜とは平行関係でかつ電気的独立状態の集電部、および
上記低抵抗皮膜と上記集電部のそれぞれの導出部、なら
びに上記低抵抗皮膜の所定部分の上から低抵抗皮膜の延
びる方向と直交する方向に延出するように集電部とは電
気的独立状態の導電性連結部を印刷形成し、続いて高抵
抗ペーストを用いて上記低抵抗皮膜の導出部および上記
導電性連結部に重なるように上記低抵抗皮膜に並行に高
抵抗皮膜を印刷形成するようにした抵抗素子基板の製造
方法としたものであり、低抵抗皮膜を容易に均一に形成
できると共に、同一の導電ペーストを用いて導電性の必
要な部分である集電部、導出部、および導電性連結部を
一回の印刷工程で簡単に形成でき、高抵抗皮膜を介して
精度よく低抵抗皮膜の抵抗値を取り出すことができる抵
抗素子基板を安価に実現できるという作用を有する。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図６を用いて説明する。

【００２３】なお、従来の技術の項で説明した構成と同
一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略
する。

【００２４】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態による回転操作型の可変抵抗器の断面図であ
り、同図に示すように、抵抗素子基板２１がインサート
成形等で固定された上方開口の絶縁樹脂製のケース１１
の凹部内には、回転体１２が、下方円形突部１２Ｂをケ
ース１１の中央円形孔１１Ａで、また操作軸１２Ｃをケ
ース１１に脚部１３Ａでカシメ固定されたカバー１３の
軸受部１３Ｂによって保持されることにより回転可能に
配され、そのフランジ部１２Ａに抵抗素子基板２１上面
の印刷層に係合する接点部１４Ａおよび１４Ｂを備えた
摺動刷子１４が装着されていることは従来の技術の場合
と同じであるが、上記抵抗素子基板２１の印刷層の構成
が異なるものとなっている。

【００２５】この抵抗素子基板２１は、図２の上面図に
示すように、絶縁基板１上に電気的独立状態で平行関係
になるように、カーボンペイントからなる均一の厚みの
馬蹄形の低抵抗皮膜２２およびこの低抵抗皮膜２２の内
側に同心状に銀ペイントからなるリング状集電部２３を
有し、その低抵抗皮膜２２の両端およびリング状集電部
２３には導出部２４（２４Ａ，２４Ｂ）および２５が銀
ペイントで印刷形成されて外方に引き出され、この導出
部２４（２４Ａ，２４Ｂ）および２５に端子６（６Ａ，
６Ｂ）および７がカシメ固定されていることは従来の技
術の場合と同様であるが、図３の出力電圧特性図に示す
出力電圧を一定に保つ部分Ｂを得るために銀ペイントで
印刷形成された導電性連結部２６は、低抵抗皮膜２２の
上に重ねて低抵抗皮膜２２の延びる方向と直交する外側
方向に延出され、上記リング状集電部２３とは電気的独
立状態に所定幅で三箇所に配されている。

【００２６】さらに、低抵抗皮膜２２の外周部分に一定
の間隔が空くようにして、低抵抗皮膜２２よりも比抵抗
の高い高抵抗皮膜２７が、カーボンペイントによって上
記低抵抗皮膜２２に並行で同心状の馬蹄形に印刷形成さ
れており、この高抵抗皮膜２７の両端は、上記低抵抗皮
膜２２の両端の導出部２４Ａ，２４Ｂの上方に重なるよ
うに形成されていると共に、上記導電性連結部２６の上
方にも重なるように形成されている。

【００２７】そして、上記構成の可変抵抗器において、
摺動刷子１４の接点部１４Ａおよび１４Ｂは、この抵抗
素子基板２１の高抵抗皮膜２７およびリング状集電部２
３の上に弾接摺動するように装着されている。

【００２８】このような構成の可変抵抗器の動作は、端
子６Ａと６Ｂの間に定電圧を印加した状態で操作軸１２
Ｃを回転操作して回転体１２を回転させ、そのフランジ
部１２Ａに装着された摺動刷子１４の移動（図２の矢印
参照）に伴って所定の回転操作位置での出力電圧を端子
６Ａと７との間から取り出すことができることは従来の
場合と同じであるが、本実施の形態による可変抵抗器は
上記のように、摺動刷子１４を介して抵抗素子基板２１
の高抵抗皮膜２７およびリング状集電部２３との間から
出力電圧を取り出すものとなっている。

【００２９】そして、この出力電圧は、抵抗素子基板２
１の同一の導出部２４Ａ，２４Ｂに電気的に接続された
低抵抗皮膜２２と高抵抗皮膜２７の合成抵抗により値が
決定されるものであるが、その合成抵抗値は低抵抗皮膜
２２と高抵抗皮膜２７との比抵抗の差によって低抵抗皮
膜２２の抵抗値に優先的に依存されるものとなり、ま
た、この低抵抗皮膜２２は、絶縁基板１の上に直接、均
一な厚みで形成されたものであるために、操作軸１２Ｃ
の所定の操作角度位置において、低抵抗皮膜２２に依存
する出力電圧特性を設計ネライ値通りに精度よく得られ
るものである。

【００３０】また、摺動刷子１４の接点部１４Ａは、導
電性連結部２６の上方に重ねて印刷形成された高抵抗皮
膜２７の上を弾接摺動しているため、急激な接触抵抗の
変動もなく、ノイズの発生も少なくできるものである。

【００３１】さらに、上記抵抗素子基板２１の導電性連
結部２６が形成されている部分においては、低抵抗皮膜
２２、高抵抗皮膜２７と導電性連結部２６との比抵抗の
差によって、その間の電圧変化を見かけ上で無くすこと
ができ、図３に示す出力電圧を一定に保つ部分Ｂを得る
ことができることは、従来の技術の場合と同じである。

【００３２】このように、本実施の形態による可変抵抗
器は、出力電圧を一定に保つ部分Ｂを有すると共に、出
力電圧特性は設計ネライ値通りに精度よく得られてノイ
ズ等の発生も少なくできるものであるため、使用機器に
搭載した場合には、使用機器の操作性ならびに諸特性等
を容易に向上させることが可能なものである。

【００３３】なお、上記の説明では、抵抗素子基板２１
の低抵抗皮膜２２および高抵抗皮膜２７が直接重なって
いないものについて説明したが、図４の上面図に示すよ
うに、低抵抗皮膜２８の外周上に高抵抗皮膜２９を全周
に亘って重なるように構成してもよく、この場合には、
定電流を加えて出力電圧を取り出す可変抵抗器の使用方
法をする場合に、精度よくその出力電圧を取り出すこと
ができることは勿論である。

【００３４】さらに、絶縁基板１の材質としては、フェ
ノール樹脂積層板等の硬質のもの以外に、ポリエチレン
テレフタレート製の柔軟性を有する絶縁フィルムであっ
てもよく、また低抵抗皮膜２２と高抵抗皮膜２７との内
外の配置位置を変えても同様の効果が得られることは言
うまでもなく、さらに本発明の内容は回転操作形でなく
直線的にスライド操作する可変抵抗器等にも容易に適用
できることは勿論である。

【００３５】また、一般によく使用される可変抵抗器と
しては、上記の高抵抗皮膜および低抵抗皮膜の抵抗値の
比率が約２〜１００倍程度であるものが考えられ、この
範囲に収まるものとして、全抵抗値が５ｋΩの低抵抗皮
膜と５００ｋΩの高抵抗皮膜を組み合わせたもので確認
を行った結果、前述の図３に示したような安定した出力
電圧特性を得られるものが実現できた。

【００３６】（実施の形態２）本実施の形態は、上記実
施の形態１で説明した抵抗素子基板２１の製造方法に関
するものであり、図５および図６の同仕掛り状態におけ
る抵抗素子基板の上面図を用いて以下に説明する。

【００３７】その製造方法は、まず第一工程として、回
転体１２および端子６，７を装着するための貫通孔が設
けられた絶縁基板１上に、スクリーン印刷法により低抵
抗ペーストを馬蹄形に印刷塗布して焼き付けし、図５に
示す低抵抗皮膜２２が形成された抵抗素子基板２１の第
一仕掛り状態品３０を製作する。

【００３８】続いて第二工程において、その第一仕掛り
状態品３０に対し、スクリーン印刷法により導電ペース
トを用いて、低抵抗皮膜２２の両端の導出部２４、低抵
抗皮膜２２の内側に同心状で電気的独立状態のリング状
集電部２３とその導出部２５、および低抵抗皮膜２２の
上に重ねて低抵抗皮膜２２の延びる方向と直交する外側
方向に延出するように、上記リング状集電部２３とは電
気的独立状態の導電性連結部２６を所定幅で印刷塗布し
て焼き付けし、図６に示す低抵抗皮膜２２および各導電
部分が形成された抵抗素子基板２１の第二仕掛り状態品
３１を製作する。

【００３９】そして、最後に第３工程において、上記第
二仕掛り状態品３１に対し、スクリーン印刷法により高
抵抗ペーストを用いて高抵抗皮膜２７を、上記低抵抗皮
膜２２の外側に同心状の馬蹄形に、かつ上記導電性連結
部２６および上記低抵抗皮膜２２の両端の導出部２４
（２４Ａ，２４Ｂ）の上に重なるように印刷形成し焼き
付けることにより、抵抗素子基板２１を製作するもので
ある。

【００４０】上記の抵抗素子基板の製造方法において
は、絶縁基板１に対して低抵抗皮膜２２を最初にスクリ
ーン印刷法により印刷形成するために、その膜厚を均一
のものとし易く、また導電部分であるリング状集電部２
３、導出部２４および２５、導電性連結部２６を同一の
導電ペーストを用いて一回の印刷工程で同時に印刷形成
することができ、さらに、実施の形態１による可変抵抗
器に組み込んだ際に、摺動刷子１４の接点部１４Ａが弾
接摺動する高抵抗皮膜２７を各印刷層の最も上方位置に
容易に形成することができるため、所定の操作角度位置
において精度よく設計ネライ値通りの出力電圧特性が得
られてノイズ発生の少ない可変抵抗器を実現できる抵抗
素子基板を容易かつ安価に得られるものである。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明の可変抵抗器および
これに用いる抵抗素子基板の製造方法によれば、設計ネ
ライ値通りの出力電圧特性が精度よく得られると共に、
ノイズ発生の少ない特性の優れた可変抵抗器を容易かつ
安価に得られるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による回転操作型の
可変抵抗器の断面図

【図２】同要部である抵抗素子基板の上面図

【図３】同出力電圧特性図

【図４】同要部である低抵抗皮膜および高抵抗皮膜を重
ねて形成した場合の抵抗素子基板の上面図

【図５】本発明の第２の実施の形態による抵抗素子基板
の製造方法の第一仕掛り状態品における抵抗素子基板の
上面図

【図６】同第二仕掛り状態品における抵抗素子基板の上
面図

【図７】従来の可変抵抗器による出力電圧特性図

【図８】同可変抵抗器の要部である抵抗素子基板の上面
図

【図９】同可変抵抗器の断面図

【図１０】従来の他の抵抗素子基板の上面図

【符号の説明】

１ 絶縁基板 ６，６Ａ，６Ｂ，７ 端子 １１ ケース １１Ａ 中央円形孔 １２ 回転体 １２Ａ フランジ部 １２Ｂ 下方円形突部 １２Ｃ 操作軸 １３ カバー １３Ａ 脚部 １３Ｂ 軸受部 １４ 摺動刷子 １４Ａ，１４Ｂ 接点部 ２１ 抵抗素子基板 ２２，２８ 低抵抗皮膜 ２３ リング状集電部 ２４，２４Ａ，２４Ｂ，２５ 導出部 ２６ 導電性連結部 ２７，２９ 高抵抗皮膜 ３０ 第一仕掛り状態品 ３１ 第二仕掛り状態品

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に配された所定長さの均一厚
   みの低抵抗皮膜と、上記低抵抗皮膜とは電気的独立状態
   で平行関係に配された銀系材料製の集電部と、上記低抵
   抗皮膜の両端および上記集電部からそれぞれ導出された
   導出部と、上記低抵抗皮膜の所定部分の上部から低抵抗
   皮膜の延びる方向と直交する方向に延出され、上記集電
   部とは電気的独立状態に配された所定幅の導電性連結部
   と、上記低抵抗皮膜の両端の導出部および上記導電性連
   結部の上に重なるようにして低抵抗皮膜に並行に配され
   た高抵抗皮膜からなる抵抗素子基板を備え、かつ上記抵
   抗素子基板の集電部および高抵抗皮膜上のそれぞれに弾
   接摺動する接点部を有する摺動刷子が装着された可変抵
   抗器。
2. 【請求項２】 抵抗素子基板の低抵抗皮膜の上方に高抵
   抗皮膜を重ねた請求項１記載の可変抵抗器。
3. 【請求項３】 抵抗素子基板の低抵抗皮膜を馬蹄形に形
   成し、その両端部にそれぞれ導出部を設けると共に、上
   記低抵抗皮膜の内側に間隔を空けて同心リング状の集電
   部を形成した請求項１または２に記載の可変抵抗器。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一つに記載の可
   変抵抗器に用いる抵抗素子基板を、絶縁基板上に低抵抗
   ペーストを用いて低抵抗皮膜を印刷形成し、続いて導電
   ペーストを用いて上記低抵抗皮膜とは平行関係でかつ電
   気的独立状態の集電部、および上記低抵抗皮膜と上記集
   電部のそれぞれの導出部、ならびに上記低抵抗皮膜の所
   定部分の上から低抵抗皮膜の延びる方向と直交する方向
   に延出するように集電部とは電気的独立状態の導電性連
   結部を印刷形成し、続いて高抵抗ペーストを用いて上記
   低抵抗皮膜の導出部および上記導電性連結部に重なるよ
   うに上記低抵抗皮膜に並行に高抵抗皮膜を印刷形成する
   ようにした抵抗素子基板の製造方法。