JPS5930482Y2 - 可変抵抗器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は可変抵抗器に関する。

可変抵抗器では抵抗素子とワイヤーブラシとの摺動によ
り生ずる摺動雑音を減少させるために抵抗素子との電気
的接触の良い細い金属素線１１−１〜１１−１０を第１
図に示すように複数本平行に配列し、これらの金属素線
の一端部分でこれと直交して配設された支持片１２にこ
れらの金属素線１１１〜１１−１０を溶接やハンダ付等
の方法で固定したワイヤーブラシが広く用いられている
。

しかし可変抵抗器が小型化されるに従って可変抵抗器の
筐体外形寸法も小さくなるが、これに対して金属素線で
形成されるワイヤーブラシの外形は余り小さくできない
。

このために可変抵抗器の筐体の外形に比してそのワイヤ
ーブラシの長さが比率的に大きくなり、例えばほぼ正方
体の筐体の一辺の寸法６ｍｍ程度の可変抵抗器でもその
ワイヤーブラシの長手方向の長さは２ｍｍ程度のものを
使用する必要がある。

第２図は従来の可変抵抗器におけるワイヤーブラシ１３
の抵抗素子１４に対する取付は状態を示す図で、円板状
の絶縁基板１５のほぼ中心部分に円板状の集電電極１６
が配設される。

この集電電極１６には一体に板状の集電片１７が形成さ
れ、図示していない取出し端子に接続されている。

この集電電極１６を囲むようにしてトラック状の抵抗素
子１４が絶縁基板１５上に形成されている。

この集電電極１６の端部に取出し端１８．１９が形成さ
れ、これらの端部もそれぞれ図示していない取出し端子
に接続される。

絶縁基板１５の中心の廻りに回動可能な図示していない
回動体が設けられ、この回動体にワイヤーブラシ１３が
取付けられて回動体の回動に応じてワイヤーブラシ１３
が集電電極１６と抵抗素子１４とに接触しながら絶縁基
板１５の中心の廻りに回動自在に取付けられる。

この場合回動体の回動によりワイヤーブラシ１３に与え
られる回動の方向がワイヤーブラシ１３の金属素線の配
列方向と一致するようにワイヤーブラシ１３が回動体に
取付けられる。

このようにして取付ける場合ワイヤーブラシ１３の絶縁
基板１５の周縁部に最も近い角部Ｃの位置は絶縁基板１
５に対して取付けられたワイヤーブラシ１３が絶縁基板
１５上を回動するために必要な絶縁基板１５の周縁から
の許容最小距離ｌ。

が与えられて決定される。

又角部Ｃに対する角部Ａはワイヤーブラシ１３が集電電
極１６に安定に接触する位置と決定される。

この状態でトラック状の抵抗素子１４の全面とワイヤー
ブラシ１３が接触するようにするには抵抗素子１４と集
電電極１６間の許容最小距離１１が与えられると絶縁基
板１５の半径方向にトラック状の抵抗素子１４の幅は１
２として与えられる。

このように従来のものではトラック幅１２は比較的小さ
くなり、これと接触するワイヤーブラシ１３の接触面積
も小さくなり相互の接触抵抗が増大し摺動雑音発生の原
因となる。

又抵抗素子１４のトラック幅１２が小さいためにワイヤ
ーブラシ１３の単位回転角に対応して得られる抵抗値が
大きくなり抵抗可変精度が余り大・きくとれない。

さらに余り大きな負荷電力もとれなくなる。

この考案はこれらの従来の可変抵抗器における諸難点を
解決し、従来と同一の筐体寸法でその抵抗素子のトラッ
ク幅を増大させ、これと接触するワイヤーブラシとの間
の接触抵抗を減少させその摺動雑音を低下させた可変抵
抗器を提供するものである。

この考案は複数の素線をほぼ平行に配列したワイヤーブ
ラシを回動体に取付け、そのワイヤーブラシを抵抗素子
上に摺動接触させて抵抗値を設定する構造の可変抵抗器
において、ワイヤーブラシの素線の延長方向と素線の抵
抗素子との接触点の回動円周の切線方向とが交叉するよ
うにワイヤーブラシを抵抗素子に対して取付けるもので
ある。

さらにこの考案ではワイヤーブラシの素線の配列方向の
運動を制限する突起がワイヤーブラシを挾み込むように
回動体に取付けられている。

以下この考案の可変抵抗器をその実施例に基づき図面を
使用して詳細に説明する。

第３図に示すように一端が開放面とされたほぼ円筒状の
筐体２０の開放面に対向する端面２１に挿入口２２が形
成され、筐体２０の開放面側から筐体２０内にほぼ円柱
状の回動体２３が挿入収容される。

回動体２３の挿入口２２側の端部には端型部２４が形成
され、この端型部２４の外径は挿入口２２の内径より僅
かに小さく形成され、この端型部２４が挿入口２２に挿
入して回動体２３が筐体２０内に収容されて取付けられ
る。

端型部２４の筐体２０の開放面側に位置する部分の辺縁
に対応する筐体２０の内周面にその内周全面にわたって
段部２５が形成され、この段部２５にシャフトゴム２６
が配設され回動体２３は筐体２０内にシャフトゴム２６
を介して回動自在に取付けられる。

この回動体２３の筐体２０の開放面側の端板上にその中
心の廻りに回動体２３の回動に応じて回動するようにワ
イヤーブラシ１３が取付けられる。

又このワイヤーブラシ１３を挾むようにして回動体２３
のほぼ中心位置にほぼ台形状の突起３４が又回動体２３
の周辺に近い位置に棒体状の突起３５が取付けられる。

この突起３５は回動体２３の全周に延長して形成しても
よい。

筐体２０の開放面側からほぼ円板状の絶縁基板１５が筐
体２０内に収容される。

この絶縁基板１５にはこのワイヤーブラシ１３とそれぞ
れ接触するようにその中心の廻りに同心状にほぼ円板状
の集電電極１６と円環状の抵抗素子１４が形成される。

この絶縁基板１５が集電電極１６と抵抗素子１４がそれ
ぞれワイヤーブラシ１３に接触するように筐体２０の開
放面を塞ぐようにして筐体２０に取付けられる。

抵抗素子１４の取出し端１８．１９にそれぞれ接続され
た取出し端子２６．２７が絶縁基板１５に取付けられて
筐体２０外部に取出される。

又集電電極１６に接続された取出し端子２８が同様にし
て筐体２０外部に取出される。

この取出し端子２６，２７．２８の絶縁基板１５に接し
て位置する部分は絶縁基板１５より外側に突出して形成
され、この突出端２９．３０が筐体２０の開放面側の周
面にくい込むよう取付けられる。

接着材３１が筐体２０の開放面側から絶縁基板１５上に
流し込まれて絶縁基板１５が筐体２０に固定して取付け
られる。

この考案においてはワイヤーブラシ１３はその素線の延
長方向とその素線の抵抗素子１４との接触点の回動円周
の切線方向とが交叉角θで交叉して取付けられる。

このようにして交叉して取付けるようにすれば、第２図
に示す従来の場合と比較してワイヤーブラシ１３の角部
Ｂを絶縁基板１５の周縁から許容最小距離ｌ。

の位置Ｂ１迄周縁に近づけることができる。

角部Ａは集電電極１６との接触位置の関係で第２図の場
合とほぼ同一位置に取付けられるが、角部Ｂ１に対応し
て角部りはＤｌの位置をとる。

これに対応してトラック状の抵抗素子１４の全面とワイ
ヤーブラシ１３が接触する抵抗素子１４のトラック幅１
３を大きくすることができる。

Ａ １Ｂ １＞ ＡＢ、 Ｃ１Ｄ ｚ ＞ ＣＤであり
、第２図に示す従来のものに比してワイヤーブラシ１３
の抵抗素子１４との接触面積を大きくすることができる
。

ワイヤーブラシ１３と抵抗素子１４との接触面積が増大
するので相互の接触抵抗が減少し摺動雑音が減少する。

又抵抗素子１４のトラック幅１３が従来のものに比して
大きくなるのでワイヤーブラシ１３の単位回転角に対応
して得られる抵抗値が小さくなって抵抗可変精度が向上
する。

さらに負荷電力も増大させることが可能とある。

Ａ Ｉ Ｂ １側を接触部として回動体２３を反時計方
向に回転させた時にワイヤーブラシ１３の角部Ｂ１には
摺動摩擦力Ｆ１が回動円周の切線方向に与えられる。

この摩擦力Ｆ１により角部Ｂ１では素線に直角方向で絶
縁基板１５の外側方向に力Ｆ２が印加される。

このような摩擦力はＡＢ□上の各素線に与えられるが、
単位回転角に対して外側に位置する素線の摺動距離が大
きいため外側部分の素線はど外側にずれるような力を受
ける。

ＣＩＤ１側を接触部とすると角部Ｃ１には回動体２３の
反時計方向の回動に伴ない回動円周の切線方向に摩擦力
Ｆ１が与えられ、この摩擦力Ｆ１によって素線には直角
方向で絶縁基板１５の内側方向に力Ｆ４が印加される。

回動体２３をＡｌＢ１側を接触部として時計方向に回転
させた時にはワイヤーブラシ１３の角部Ｂ１には摺動摩
擦力Ｆ３が反時計方向の場合とは反対方向に印加される
。

この摩擦力Ｆ３により素線には直角方向で絶縁基板１５
の内側方向に力Ｆ４が印加される。

同様にしてＣ１Ｄ１側を接触部として時計方向に回転さ
せると角部Ｃ１にはこの摩擦力Ｆ３により素線には直角
方向で絶縁基板１５の外側方向に力Ｆ４が印加される。

すでに説明したようにワイヤーブラシ１３はその素線の
一方の端部が支持片１２で束ねられている。

例えば角部Ｃ１及びＢ１側が支持片１２で束ねられてい
るものとすると摺動子を抵抗素子上で摺動させるとワイ
ヤーブラシ１３の角部Ａ１及びＢ１側では回動体２３が
時計方向に回転した場合には絶縁基板１５の内側方向に
力か１動き、この力が角部Ａ１より角部Ｂ１に至るほど
大きくなるので素線が分離してばらばらになることはな
い。

しかじ回動体２３が反時計方向に回転した場合には角部
Ｂ１及びＡ１には絶縁基板１５の外側方向に力が働きこ
の力は角部Ａより角部Ｂ１に至るほど大きくなるので摺
動によって素線が分離してばらばらになる。

このためにワイヤーブラシ１３が抵抗素子１４のトラッ
クの外側に外れるものが出てワイヤーブラシ１３本来の
効果が失われる。

この場合の時計方向と反時計方向の回動体２３の回転に
際して生ずる尖頭雑音を測定すると、第７図の（２）に
示すような結果が得られた。

測定に使用した可変抵抗器の全抵抗値はＩＫＪ７であり
、第８図のようにＩＭＡ直流定電流電源３２のオシロス
コープ３３の間に被測定可変抵抗器３４を接続しオシロ
スコープ面に現われた尖頭雑音信号電圧をＥｐｎとして
等価雑音抵抗 として求めた。

第７図（２）に示すように時計方向の回転ＣＷではワイ
ヤーブラシ１３の素線の分離がなくて等価雑音抵抗Ｒは
ほぼ一定である。

しかし反時計方向の回転ＣＣＷではワイヤーブラシ１３
の素線が分離するためにその抵抗素子１４との接触状態
が変化して等価雑音抵抗Ｒが大きく変化する。

この考案ではこの回動体２３の回転方向による等価雑音
抵抗Ｒの変化を取除くために、ワイヤーブラシの素線の
配列方向の運動を制限する突起が回動体２３に取付けら
れている。

一方の第２の突起３４は回動体２３のほぼ回動中心に配
設され、金属素線１１−１．１１−２・・・・・・が互
に平行に配列構成されるワイヤーブラシ１３に対接する
側には絶縁基板面に対してほぼ垂直に接触平面３７が金
属素線の配列方向に沿って形成されている。

第２の突起３４は先細に形成され、その先細の端部が絶
縁基板１５と当接配設される。

第２の突起３４によって回動体２３の軸方向におけるが
たが防止される。

第２の突起３４は第９図に示すように接触平面３７に直
角に隣接する一対の側面が切落されてここに対向する平
面３７−１．３７−２がほぼコ字状に形成され、ピンセ
ットを用いて回動体２３をこの部分で挾んで作業するの
に利用される。

他方の第１の突起３５は回動体２３の周辺部に位置しそ
のワイヤーブラシ１３に接する側は切り落されて接触平
面３８とされ、突起３４の接触平面３７と突起３５の接
触平面３８間にワイヤーブラシ１３が挾まれて保持され
る。

このようにして突起３４．３５でワイヤーブラシ１３が
挾まれて保持されるためにこの考案の可変抵抗器では回
動体２３の回転によってワイヤーブラシ１３が分離する
ことはない。

又突起３４の端面が摺動面に対接しているのでワイヤー
ブラシ１３を摺動面に直角な方向で保護することになる
。

この考案の可変抵抗器を用いて前述と同様の方法で等価
雑音抵抗Ｒを測定した結果は第７図（１）に示すように
なる。

明らかに時計方向回転ＣＷ、反時計方向回転ＣＣＷの場
合でその等価雑音抵抗Ｒに変化がなくほぼ一定値である
ことが示されている。

第５図に第４図の実施例と同一部分に同一符号を付して
この考案の他の実施例のワイヤーブラシの抵抗素子に対
する取付状態を示す。

第５図の実施例においてはワイヤーブラシ１３を長方形
にし角部Ｂ１を絶縁基板１５の周縁から許容最小距離ｌ
ｏ迄近づけワイヤーブラシ１３の全面積を増加し、それ
と接触するトラック状の抵抗素子１４の幅も大きくした
ものである。

この実施例においても抵抗素子１４とワイヤーブラシ１
３との接触面積を増大させて接触抵抗を減少させ、又抵
抗可変精度を向上させることができる。

さらに突起部によりワイヤーブラシ１３を挾むようにす
れば摺動時の素線の分離が起らず回転方向による摺動抵
抗差をなくすることができる。

しかしこの第５図の配置をとる場合には例えばワイヤー
ブラシ１３が取出し端１９側への摺動の最終位置におい
ては抵抗素子１４の端部を多少残した状態で角部Ａ１が
取出し端１９に接触してしまう。

このためにその全抵抗を取出す場合ワイヤーブラシ１３
が抵抗素子１４の端部にある場合と中央部にある場合と
で値が異なることになる。

この点ではすでに第４図で説明したワイヤーブラシ１３
と抵抗素子１４の配列をとる方がこの難点がなくて望ま
しい。

以上詳細に説明したようにこの考案の可変抵抗器によれ
ば同一と外形寸法に対してワイヤーブラシの単位回転角
に対応する抵抗素子の抵抗値を大幅に低下させることが
できる。

又ワイヤーブラシと抵抗素子との接触面積も大きくする
ことができるためその接触抵抗が低下し抵抗可変精度を
向上させることができる。

又突起によりワイヤーブラシが挾まれるのでワイヤーブ
ラシの素線が分離して回動中に抵抗素子のトラック面か
ら離脱することがなく回動方向による摺動雑音の変化を
なくし雑音抵抗値を大幅に低下させることができる。

このようにしてこの考案によると低雑音抵抗値を有し抵
抗値の設定が高精度に行われ、且つ小型の可変抵抗器を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はワイヤーブラシの構造を示す図、第２図は従来
使用されている可変抵抗器のワイヤーブラシの抵抗素子
に対する取付状態を示す図、第３図はこの考案の可変抵
抗器の実施例の構成を示す図、第４図及び第５図はこの
考案の可変抵抗器の各実施例のワイヤーブラシの抵抗素
子に対する取付状態を示す図、第６図はこの考案の可変
抵抗器の実施例のワイヤーブラシの取付部分の構造を示
す図、第７図はこの考案の可変抵抗器の等価雑音抵抗特
性を示す図、第８図は等価雑音抵抗の測定回路を示す図
、第９図はこの考案の可変抵抗器の実施例の突起部の構
造を示す図である。 １３：ワイヤーブラシ、１４：抵抗素子、１５：絶縁基
板、２３：回動体、３４．３５ ：突起。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の素線をほぼ平行に配列したワイヤーブラシを回動
   体に取付け、そのワイヤーブラシの接触部を抵抗素子に
   摺動接触させた回転型可変抵抗器において、前記ワイヤ
   ーブラシはその素線の延長方向とその素線の抵抗素子と
   の接触点の回動円周の切線方向とが交叉して取付けられ
   、少なくとも前記接触部の近傍でワイヤーブラシをその
   素線の配列方向の一方の側縁でおさえる第１の突起が前
   記回動体の周縁部に取付けられ、前記ワイヤーブラシを
   その素線の配列方向の他方の側縁でおさえる第２の突起
   が前記回動体の中心部に取付けられ、前記第１及び第２
   の突起により前記ワイヤーブラシは両側縁から挾み込ま
   れて前記素線の配列方向の運動が制限されてなる可変抵
   抗器。