JPH10270221A - ロータリー形電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 量産的で低コスト化に資する構造のロータリ
ー形電子部品及びその製造方法を提供する。 【構成】 ロータリー形可変抵抗器５０は、重ね合った
状態のエレメント基板３２とローター４０を内部に密閉
しつつ回転シャフト１０と各リード端子３５ａ，・・の
一部が外部に露出するように覆う熱可塑性樹脂材の筺体
４５をインサート樹脂成形（射出成形）し、筺体４５の
製作が同時にロータリー形可変抵抗器５０の組立工程と
なっている。樹脂注入の際にはローター４０の底面の外
周部３８がエレメント基板３２の上面に密着しているの
で凹部３９には樹脂は入り込まず、エレメント基板上面
に塗布印刷された抵抗体やローターに配設された摺動ブ
ラシ１２は保護される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は密閉構造のロータリ
ー形電子部品に関し、特に部品点数が削減され製造工程
の自動化が容易な低コストのロータリー形可変抵抗器と
ロータリー形スイッチの構造及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】所謂ロータリー形電子部品の範疇に入る
ロータリー形可変抵抗器やロータリー形スイッチは、一
般に別体の基台部と上蓋部を嵌合してなる筺体と、該筺
体内部に封じたリード端子付きのエレメント基板上に当
接するローターがこれに垂設されて筺体外に突出する回
転シャフトによって回転し、ローターに配設した導電部
材がスイッチの入切や抵抗を可変にするスイッチ機構、
可変抵抗機構を発現する基本構造を有する。

【０００３】以下、ロータリー形電子部品の典型例とし
てロータリー形可変抵抗器の構造を図５を基に説明す
る。

【０００４】図５は在来のロータリー形可変抵抗器（符
号３０）の構造を説明するための分解斜視図である。

【０００５】図中、エレメント基板２（例えばフェノー
ル積層板）はその上面略中央に円形の貫通孔３が設けら
れるとともに矩形に加工され、上面に抵抗材料として炭
素粉末、膠着剤として油状フェノール樹脂及び溶剤を混
合した抵抗インクを馬蹄形に印刷し焼付けた抵抗体４
と、貫通孔３周囲の導電体３６、及びそれらに接続され
た３つの導電体６ａ，６ｂ，６ｃ（例えば銀ペイント）
が形成されている。該導電体６ａ，ｂ，ｃは各々リード
端子５ａ，５ｂ，５ｃに導通接続されている。

【０００６】次に、回転機構部分である円柱状のロータ
ー９の底面側中央には前記エレメント基板２の貫通孔３
に嵌入して回転軸となる突起部を中央に有し、且つ導電
部材としての摺動ブラシ１２（金属薄板をプレス成形し
てなる）を嵌入固定する図示されない凹部が底面側に設
けられている。

【０００７】さらに、上記ローター９に垂設する回転シ
ャフト１０はローター９と一体に樹脂成形されている。

【０００８】また、筺体は予め金属板をプレス成形して
作られた金属製受座１５とモールドして作られた樹脂製
の上蓋部１６の２つからなっている。

【０００９】そして上記各部品は図５のように、摺動ブ
ラシ１２を底面側に付設したローター９の上方に垂設さ
れた回転シャフト１０を上蓋部１６の開口部１７に嵌挿
し、さらにローター９の底面側の突起部をエレメント基
板２の貫通孔３に嵌入してエレメント基板上に載置する
とともに金属製受座１５をエレメント基板２の下側から
嵌入してその四隅に立てた突起片１８の先端の爪部１９
を上蓋部１６の対応する四隅の窪み２１に内折りして係
止するという組立工程を経てロータリー形可変抵抗器３
０が完成する。

【００１０】尚、上記金属製受座１５に代えて樹脂製の
基台部を用いたものもあり、またエレメント基板２を樹
脂製の基台部にインサート樹脂成形したものもあるが、
組立工程は概ね上記場合と同様である。

【００１１】また、上記ロータリー形可変抵抗器３０の
構造は導電部材としての摺動ブラシ１２とエレメント基
板２上面の抵抗体４ないし導電体６との接触機構が異な
る以外は概ねロータリー形スイッチにもそのまま妥当す
る。このロータリー形スイッチは単に２つの絶縁された
導電体を導電部材（金属片）を介して電気的に導通／非
導通を行う機構なのでロータリー形可変抵抗器３０に比
して簡単な接触機構と言える。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図５のような従来のロ
ータリー形可変抵抗器３０は、前述のように個々の部品
を製作する工程の他にこれらの部品の組立工程を必要と
しているが、この組立工程は自動化が困難であり従来は
手作業に頼っていた。

【００１３】特にエレメント基板２に載置した円柱状ロ
ーター９及び回転シャフト１０の上下から筺体の金属製
受座１５（または樹脂製基台部）と上蓋部１６で挟んで
覆い、受座の爪部１９で係止する作業は手作業に頼らず
を得ないので量産的でなく、したがってコスト面から問
題点があった。

【００１４】また、小型化・薄型化の著しいロータリー
形電子部品は小さな部品を扱う手作業にも限界があるの
で信頼性、歩留まりにおいても問題が生じる。

【００１５】そこでコスト面や作業性、信頼性を向上す
るという観点からロータリー形可変抵抗器やロータリー
形スイッチを典型とするロータリー形電子部品の製造工
程の自動化が要請されることになる。

【００１６】この点、従来のロータリー形可変抵抗器で
は既に筺体が７ｍｍ四方の大きさの超小型のものが開発
されているが、全て筺体は上下ないし左右の２つに別れ
ており、エレメント基板と円柱状ローターを内包しつつ
端面にて嵌合、係止する組立工程を必要としていた。

【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ロータリー形電子部品（特に可変抵抗器とスイッ
チ）の自動組立を可能にする構造及び製造方法を提供す
るものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）基板上
面の略中央に貫通孔または凹溝が設けられるとともに複
数のリード端子が基板に固定されて上面に形成された複
数の導電体ないし抵抗体に各々導電接続された構造のエ
レメント基板と、前記エレメント基板の貫通孔または凹
溝に嵌入されて回転軸となる突起部を底面中央に有し、
少なくとも底面の外周部が全周にわたって前記エレメン
ト基板の上面に密接するとともに底面の一部にエレメン
ト基板上面で閉塞される凹部が設けられた円柱状のロー
ターと、前記ローターの回転軸に沿って上方に垂設され
た回転シャフトと、前記ローターの底面の凹部内に配設
されて前記エレメント基板上面の導電体ないし抵抗体に
接触する導電部材と、重ね合った状態の前記エレメント
基板とローターが内部に密閉されるとともに前記回転シ
ャフトと各リード端子の一部が外部に露出する状態に覆
う熱可塑性樹脂材の筺体と、からなることを特徴とする
ロータリー形電子部品を提供することにより、（２）ま
た、前記（１）記載のロータリー形電子部品において、
前記エレメント基板の貫通孔ないし凹溝の周囲に導電体
または抵抗体が塗布印刷され、その周囲に抵抗体が馬蹄
形状に塗布印刷されており、２本のリード端子が前記抵
抗体の両端部と導電接続され、他のリード端子が前記貫
通孔ないし凹溝の周囲に塗布印刷された導電体または抵
抗体と導電接続され、前記円柱状ローターの凹部に導電
部材として配設された摺動ブラシが前記回転シャフトの
回転によって前記抵抗体に当接しつつ摺動する可変抵抗
機構を有することを特徴とするロータリー形電子部品を
提供することにより、（３）さらに、請求項１記載のロ
ータリー形電子部品において、複数のリード端子がエレ
メント基板に塗布された非導通の別個の導電体に各々導
電接続され、該導電体同士がローターの凹部に配設され
た導電部材を介して回転シャフトの回転によって導通／
非導通がなされるスイッチ機構を有することを特徴とす
るロータリー形電子部品を提供することにより、上記目
的を達成するものである。

【００１９】（４）さらに、上記（１）または（２）ま
たは（３）記載のロータリー形電子部品の製造方法であ
って、第１に、絶縁性基板の上面略中央に円形の貫通孔
または凹溝を設けて所定形状に加工するとともに上面に
複数の導電体または導電体と抵抗体を塗布印刷し、さら
にリード端子の組が連鎖するリードフレームの１組のリ
ード端子上に前記絶縁性基板を載置して前記複数の導電
体または導電体と抵抗体に各々導電接続固定するエレメ
ント基板製作接続工程と、第２に、前記エレメント基板
の上面の貫通孔または凹溝に嵌入して回転軸となる突起
部を底面中央に有し、少なくとも底面の外周部が全周に
わたって前記エレメント基板の上面に密接するようにし
て底面の一部にエレメント基板上面で閉塞される凹部を
設けた形状のローターと、前記回転軸に沿ってローター
の上方に垂設する回転シャフトとを、熱可塑性の耐熱樹
脂材または熱硬化性樹脂材で一体樹脂成形するローター
・シャフト成形工程と、第３に、前記ローターの底面の
凹部内に導電部材を配設してローターと一体の回転シャ
フトとともにエレメント基板の上面に凹部が密閉される
ように前記貫通孔または凹溝に突起部を嵌入して載置
し、さらにローター及び回転シャフトの外表面に離型剤
を塗布するローター・シャフト配設工程と、第４に、重
ね合った状態の前記エレメント基板とローターを内部に
密閉しつつ前記回転シャフトと各リード端子の一部が外
部に露出するように覆う熱可塑性樹脂材の筺体をインサ
ート樹脂成形する筺体成形工程と、を有することを特徴
とするロータリー形電子部品の製造方法を提供すること
により、上記目的を達成するものである。

【００２０】本発明におけるロータリー形電子部品にお
いては、組み立て工程における部品点数が少なく、筺体
自身をエレメント基板とローターを内包したインサート
樹脂成形で形成するので組立自動化が容易に実現されて
低コスト化が図れる。

【００２１】加えて、筺体が完全にエレメント基板とロ
ーターを内包する構造なので、密閉化が従来に比して向
上し、防塵性、防水性に優れるという利点も存する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明に係るロータリー形電子部
品の典型としてロータリー形可変抵抗器の実施の形態を
図面を用いて詳述する。尚、従来と同様の部品、箇所に
ついては同符号を用いる。

【００２３】図１は本発明の請求項１及び請求項２に係
るロータリー形可変抵抗器の構造を説明するための一部
断面図である。図２は上記ロータリー形可変抵抗器のエ
レメント基板の構造及び製造方法を説明するための平面
図であり、図３は上記ロータリー形可変抵抗器の組立方
法を説明するための側面図である。図４は筺体をインサ
ート樹脂成形する製造工程における金型を装着した状態
の断面図である。

【００２４】本願発明に係るロータリー形可変抵抗器
（符号５０）は、図２のように上面３２Ａの略中央に円
形の貫通孔３が設けられるとともにその周囲に導電体３
６（または抵抗体）が塗布印刷され、さらにその周囲に
抵抗体４が馬蹄形状に塗布印刷されており、２本のリー
ド端子３５ａと３５ｃが前記抵抗体４の両端部と導電接
続され、他のリード端子３５ｂが前記導電体３６（また
は抵抗体）と導電接続された構造の絶縁性のエレメント
基板３２と、図１のように前記エレメント基板３２の上
面の貫通孔３に嵌入されて回転軸となる突起部３７を底
面中央に有し、少なくとも底面の外周部３８が全周にわ
たって前記エレメント基板の上面３２Ａに密接するとと
もに底面の一部にエレメント基板上面３２Ａで閉塞され
る凹部３９が設けられた円柱状のローター４０と、前記
ローターの回転軸Ｇに沿ってローター４０の上方に垂設
された回転シャフト１０とローター４０の底面の凹部３
９内に配設されて前記エレメント基板上面３２Ａの導電
体３６（または抵抗体）と抵抗体４に接触する導電部材
としての摺動ブラシ１２と、前記エレメント基板３２と
ローター４０を重ね合わせた状態で内部に密閉しつつ回
転シャフト１０と各リード端子３５ａ，３５ｂ，３５ｃ
の一部（先端部）が外部に露出するようにして覆う熱可
塑性樹脂材の筺体４５と、からなる構造である。

【００２５】而して、前記摺動ブラシ１２が回転シャフ
ト１０の回転によって前記抵抗体４及び導電体３６（ま
たは抵抗体）に当接しつつ摺動する可変抵抗機構を発現
するのである。

【００２６】上記構造のロータリー形可変抵抗器５０の
特徴は、エレメント基板３２とローター４０を内包する
筺体４５が従来のように２つに別れておらず且つ一体樹
脂成形されており、ほぼ完全な密閉構造となっているこ
とである。

【００２７】そしてこの筺体４５の製作工程が同時に他
の部品との組立工程となっていることが特段の作用・効
果を生み出す優れた特徴となっている。

【００２８】即ち、筺体４５は図４に示されるように上
金型Ａと下金型Ｂでエレメント基板３２とこの上面に載
置されたローター４０及び回転シャフト１０の根元部と
を挟んでインサートとし、その周囲に熱可塑性樹脂材を
注入する射出成形にて形成されるのである。

【００２９】以下、本願発明に係るロータリー形電子部
品の製造方法について上記ロータリー形可変抵抗器５０
の製造方法を例に詳述すると、 （１）第１に、図２に示されるように絶縁性基板である
エレメント基板３２の上面略中央に円形の貫通孔３を設
けて所定形状に加工するとともに上面に導電体３６（６
ａ、６ｂ、６ｃを含む）と馬蹄形状の抵抗体４を塗布印
刷し、さらにリード端子の組が連鎖するリードフレーム
３５の１組のリード端子３５ａ、３５ｂ、３５ｃ上に前
記エレメント基板３２を載置して前記導電体３６と抵抗
体４に各々導電接続固定するエレメント基板製作接続工
程を有する。

【００３０】ここに導電接続は銀ペイントないしハトメ
によるかしめ等で行う。尚、符号３３は中央のリード端
子３５ｂの先端に設けたシャフト回転止め突起である。

【００３１】また、リードフレーム３５には順次エレメ
ント基板３２、３２′・・が載置されて導電接続固定さ
れるが、これは自動化が可能である。

【００３２】注視すべきはエレメント基板３２がリード
フレーム３５と接続固定されたままであり、リード端子
３５ａ、・・のリードフレーム３５からの切断がこの段
階でなされていないことである。

【００３３】（２）第２に、図２、図３に示されるよう
に前記エレメント基板３２の上面３２Ａの貫通孔３に嵌
入して回転軸Ｇとなる突起部３７を底面中央に有し、少
なくとも底面の外周部３８が全周にわたって前記エレメ
ント基板の上面３２Ａに密接するようにして底面の一部
にエレメント基板上面で閉塞される凹部３９を設けた形
状のローター４０と、前記回転軸Ｇに沿ってローター４
０の上方に垂設する回転シャフト１０とを、熱可塑性の
耐熱樹脂材または熱硬化性樹脂材（例えばフェノール樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル）で一体樹脂成形する
ローター・シャフト成形工程を有する。

【００３４】この工程は特に従来工程と変わるところは
ない。但しローター４０の底面側の外周部３８には上記
条件があり、抵抗体４は凹部３９内に入るようにするこ
とが肝要である。

【００３５】（３）第３に、図３のように、前記ロータ
ー４０の底面の凹部３９内に導電部材としての摺動ブラ
シ１２を配設してローター４０と一体の回転シャフト１
０とともにエレメント基板３２の上面３２Ａに凹部３９
が密閉されるように前記貫通孔３に突起部３７を嵌入し
て載置し、さらにローター４０及び回転シャフト１０の
外表面に離型剤４１を塗布するローター・シャフト配設
工程を有する。

【００３６】ここに上記離型剤４１は筺体となる外側の
樹脂にローター４０と回転シャフト１０が張り付かず回
転がスムーズに行われるようにするためのもので、例え
ばシリコン系の離型剤を用いる。

【００３７】（４）第４に、図４に示されるように重ね
合った状態の前記エレメント基板３２とローター４０を
内部に密閉しつつ前記回転シャフト１０と各リード端子
３５の一部が外部に露出するように覆う熱可塑性樹脂材
の筺体４５をインサート樹脂成形する筺体成形工程を有
する。

【００３８】この筺体成形工程が本願発明の特徴である
が、図４のように、エレメント基板３２をリードフレー
ムから切り離さない状態で下方から押さえ棒４２で支持
しつつ上金型Ａと下金型Ｂとで挟装して熱可塑性樹脂材
（例えばポリアミド系樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリプロピレン等）を注入することから、射出成形
による筺体４５の製作が同時にロータリー形可変抵抗器
５０の組立工程になっているのである。

【００３９】この筺体成形工程ではインサート樹脂成形
なので回転シャフト１０とローター４０は熱可塑性の耐
熱樹脂ないし熱硬化性樹脂でコストダウンのためには一
体成形することが望ましいが、勿論耐熱性があれば他の
樹脂や金属製回転シャフトを用いてもよい。

【００４０】樹脂注入の際にはローター４０の底面の外
周部３８がエレメント基板上面に密着しているので凹部
３９には樹脂は入り込まず、抵抗体や摺動ブラシ１２は
保護されている。

【００４１】尚、念のために付言すれば、上記ロータリ
ー形可変抵抗器５０の構造、製造方法によれば回転シャ
フト１０と筺体４５の開口部（所謂、軸受部である。）
との隙間が殆ど生じない（換言すれば、嵌め合いがよ
い。）ので、ほぼ完全な防塵性及び優れた防水性が得ら
れるという利点もある。もっとも、裏面側は押さえ棒４
２によってできる穴の部分が露出するが（図１参照）、
密閉されていることに変わりはない。

【００４２】そして、上記製造方法はロータリー形スイ
ッチに対しても適用でき、且つリードフレーム３５に接
続固定された一連のエレメント基板３２、３２′・・と
それに載置されたローター４０と回転シャフト１０に対
して順次金型を装着して筺体をインサート樹脂成形して
いくという工程の自動化に資する製造方法であるといえ
る。

【００４３】以上説明したように、本発明のロータリー
形電子部品及びその製造方法は量産的であり、今後のロ
ータリー形可変抵抗器やロータリー形スイッチの低コス
ト化の実現に適した誠に有用な発明であることは明らか
である。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係るロータリー形電子部品及び
その製造方法は上記のように構成されているため、以下
に記載するような効果を有する。

【００４５】（１）部品点数が少なく製造工程の自動化
が容易で量産的であり、低コスト化が実現されるという
優れた効果を有する。

【００４６】（２）密閉構造のロータリー形スイッチま
たはロータリー形可変抵抗器であり防塵性・防水性が向
上し、信頼性が高いという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の請求項１及び請求項２に係るロータ
リー形可変抵抗器の構造を説明するための一部断面図で
ある。

【図２】 上記ロータリー形可変抵抗器のエレメント基
板の構造及び製造方法を説明するための平面図である。

【図３】 上記ロータリー形可変抵抗器の組立方法を説
明するための側面図である。

【図４】 筺体をインサート樹脂成形する製造工程にお
ける金型を装着した状態の断面図である。

【図５】 在来のロータリー形可変抵抗器の構造を説明
するための分解斜視図である。

【符号の説明】

２、３２ エレメント基板 ３ 貫通孔 ４ 抵抗体 ５ａ〜５ｃ、３５ａ〜３５ｃ リード端子 ６ 導電体 ９、４０ ローター １０ 回転シャフト １２ 摺動ブラシ １５ 金属製受座 １６ 上蓋部 １７ 開口部 １８ 突起片 １９ 爪部 ２１ 窪み ３０、５０ ロータリー形可変抵抗器 ３２Ａ エレメント基板上面 ３３ シャフト回転止め ３５ リードフレーム ３６ 導電体 ３７ 突起部 ３８ 底面外周部 ３９ 凹部 ４１ 離型剤 ４２ 押さえ棒 ４５ 筺体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上面の略中央に貫通孔または凹溝が
   設けられるとともに複数のリード端子が基板に固定され
   て上面に形成された複数の導電体ないし抵抗体に各々導
   電接続された構造のエレメント基板と、 前記エレメント基板の貫通孔または凹溝に嵌入されて回
   転軸となる突起部を底面中央に有し、少なくとも底面の
   外周部が全周にわたって前記エレメント基板の上面に密
   接するとともに底面の一部にエレメント基板上面で閉塞
   される凹部が設けられた円柱状のローターと、 前記ローターの回転軸に沿って上方に垂設された回転シ
   ャフトと、 前記ローターの底面の凹部内に配設されて前記エレメン
   ト基板上面の導電体ないし抵抗体に接触する導電部材
   と、 重ね合った状態の前記エレメント基板とローターが内部
   に密閉されるとともに前記回転シャフトと各リード端子
   の一部が外部に露出する状態に覆う熱可塑性樹脂材の筺
   体と、からなることを特徴とするロータリー形電子部
   品。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロータリー形電子部品に
   おいて、前記エレメント基板の貫通孔ないし凹溝の周囲
   に導電体または抵抗体が塗布印刷され、その周囲に抵抗
   体が馬蹄形状に塗布印刷されており、２本のリード端子
   が前記抵抗体の両端部と導電接続され、他のリード端子
   が前記貫通孔ないし凹溝の周囲に塗布印刷された導電体
   または抵抗体と導電接続され、前記円柱状ローターの凹
   部に導電部材として配設された摺動ブラシが前記回転シ
   ャフトの回転によって前記抵抗体に当接しつつ摺動する
   可変抵抗機構を有することを特徴とするロータリー形電
   子部品。
3. 【請求項３】 請求項１記載のロータリー形電子部品に
   おいて、複数のリード端子がエレメント基板に塗布され
   た非導通の別個の導電体に各々導電接続され、該導電体
   同士がローターの凹部に配設された導電部材を介して回
   転シャフトの回転によって導通／非導通がなされるスイ
   ッチ機構を有することを特徴とするロータリー形電子部
   品。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
   記載のロータリー形電子部品の製造方法であって、 第１に、絶縁性基板の上面略中央に円形の貫通孔または
   凹溝を設けて所定形状に加工するとともに上面に複数の
   導電体または導電体と抵抗体を塗布印刷し、さらにリー
   ド端子の組が連鎖するリードフレームの１組のリード端
   子上に前記絶縁性基板を載置して前記複数の導電体また
   は導電体と抵抗体に各々導電接続固定するエレメント基
   板製作接続工程と、 第２に、前記エレメント基板の上面の貫通孔または凹溝
   に嵌入して回転軸となる突起部を底面中央に有し、少な
   くとも底面の外周部が全周にわたって前記エレメント基
   板の上面に密接するようにして底面の一部にエレメント
   基板上面で閉塞される凹部を設けた形状のローターと、
   前記回転軸に沿ってローターの上方に垂設する回転シャ
   フトとを、熱可塑性の耐熱樹脂材または熱硬化性樹脂材
   で一体樹脂成形するローター・シャフト成形工程と、 第３に、前記ローターの底面の凹部内に導電部材を配設
   してローターと一体の回転シャフトとともにエレメント
   基板の上面に凹部が密閉されるように前記貫通孔または
   凹溝に突起部を嵌入して載置し、さらにローター及び回
   転シャフトの外表面に離型剤を塗布するローター・シャ
   フト配設工程と、 第４に、重ね合った状態の前記エレメント基板とロータ
   ーを内部に密閉しつつ前記回転シャフトと各リード端子
   の一部が外部に露出するように覆う熱可塑性樹脂材の筺
   体をインサート樹脂成形する筺体成形工程と、を有する
   ことを特徴とするロータリー形電子部品の製造方法。