JPS60262402A - 可変抵抗装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は可変抵抗装置、即ちポテンショメータ装置（＝
関する。

〔発明の背景〕

本出願人の出願係属中の英国特許出願第８３１２２７９
号（Ｊ、Ｃ，グリーンワット　５６）は、第１および第
２本体間の相対回転連動を検出するためのトランスジュ
ーサＣ二関し、このトランスジューサのセンナ部材は、
回転運動１二よって曲げられる様幅二配列された単結晶
ピエゾ抵抗物質の可撓性薄板材で成るものである。

〔発明の課題〕

本出願人は、ここ（二類似の構造が可変抵抗装置即ちポ
テンショメータ装置の製造（−採用し得ることを知見し
た。そこでこのようなピエゾ抵抗素子（二よる高精度の
簡単な可変抵抗装置を提供することが本発明の目的であ
る。

〔発明の概要〕

本発明のひとつの特徴によれば、可撓性ピエゾ抵抗素子
と、該素子１：曲げ力を加えてそれＣ二よって素子の電
気抵抗を定める装置とを含む可変抵抗即ちポテンショメ
ータが提供される。

本発明の別の特徴によれば、支持ビーム上（二取付けら
れた可撓ピエゾ抵抗素子と、該素子ζ：当接する第１カ
ム面および支持ビーム１二当接する第２カム面を有する
可動カム構体と、前記カム構体を動かすための手段とを
有し、カムの形状の相対関係に対応する距離だけ支持ビ
ーム！二対して１〕記素子が曲げられるようＣ二なされ
た可変抵抗即ちポテンショメータが提供される。

本装置は汎用的なものであるが、例えば高い精度と信頼
性が要求されるチャート記録計、Ｘ−Ｙプロッタおよび
差動圧力記録計（二特に利用されるものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を以下添付図面を参照して説明するが、
唯一つの図中Ｃ二は本可変抵抗装置の略図を示す。明確
（−するため本装置がその中（二取付けられるハウジン
グは図示しない。

図面を参照すると、本装置はプラスチック材から一体成
型した二重カム構体０１１を有し、該構体はシャツ）　
０２上（二取付けられている。カム構体０１１は、所望
の電気抵抗特性を生じる様な外面形状１′ニジた作動用
、即ち倣いカムα１と、はぼ円形の規準カムα◆とを有
する。各カムは対応カムフォロア（］Ｆｊ、（１６（二
当接している。

本装置のセンサ素子は、可動支持ビームα鶏に一体化さ
れた取付部分α八を介して取付けられた単結晶シリコン
の可撓性薄ｈｖｔを有する。ビーム０Ｉの移動は比較的
薄い可撓性ヒンジ部分−（二よって生ヤ じる。通常両カムフォロア（１５，ＣＩ＠とビームα譜
とはプラスチック材から成型される。有利にはビームａ
締と素子０２５とはカムフォロアＱＯとαうとにはね（
至）とに）Ｃ二よって当接されている。

センサ素子αηは例えば硼素によってドープされて１個
ないしそれ以上のピエゾ抵抗領域Ｑ］Ｊが形成されてい
る。通常、素子叩はホイートストンブリッジ抵抗回路罵
二却込まれ、その各抵抗値は素子０ηの無歪状態でブリ
ッジが平衡する様Ｃ：なっている。

抵抗回路（ハ）への接続は支持ビームα９に取付けられ
た導線（ハ）で行う。

カム構体α刀を回すと、当接カムフォロアαうを介して
素子が曲げられ、通常２０％（二まで抵抗の値が変化し
てブリッジの対応不平衡を生じる。この不平衡信号を図
示しない増幅器で増幅してカム構体の回転位置６二対応
する出カイー号を作ってもよい。

好ましくはカムａ４はカムの角変位と素子ｑ力の抵抗値
との間５二線形の関係が生じる様な輪郭形状とする。こ
の輪郭形状は使用する特定の素子の歪−抵抗特性を基と
した計算によって定められる。

トランスジューサ素子ａηはシリコンウニ八からマスキ
ングおよびエツチングすることによって単結晶シリコン
から作られる。通常ウエノ・は抵抗Ｑηを形成するため
１二加工され、次いでその表裏両面をマスクされる。表
面マスクは素子６９間の境界を定め、裏面マスクは各素
子の取付部分を定める。

ウェハは最初各素子の可撓部分を定めるため６二重面か
ら、次いで各素子を分離するため表面からそれぞれエツ
チングされる。通常のエツチングで素子の可撓部分の厚
さを１ミクロン以内（二維持できる非常に一様なカット
ができることが判明した。

最後６二接続リード（イ）が、例えばネイルヘッドポン
ディング（二よって施されて抵抗回路（二接続され、次
いで素子は取付部分＜ｌＦＧによって支持ビーム（至）
（二取付けられる。

カム構体の離心度の補償は、支持ビームＣ１１ｌ二当接
するカムフォロアαＱと規準カムαによって行う。

カム構体Ｑｌｌを回転すると、センサｃ１ηの曲がりが
２個のカムの半径の差（二対応する様略二円形カムが規
準ビームを制御する。これがカム構体の非同軸性ないし
離心度の自動的補償るもたらす。

上述の記載は円形カム（二重するものではあるが、他の
カム構造、例えば円形面またはリニアなカムも使用し得
ることは述べるまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係る可変抵抗装置の概略を示す
斜視図である。 図中、１１は可動カム構体、１６は第１カム面、１４は
第２カム面、ｉｓ、１６はカムフォロア、１７は可撓性
ピエゾ抵抗素子、１９は支持ビーム、２２．２３は与圧
ばねを示す。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）可撓性ピエゾ抵抗素子と、前記素子（二曲げ力を
   加えて前記素子の電気抵抗を定める部材とを有する可変
   抵抗装置。
2. （２）支持ビーム上（二取付けられた可撓性ピエゾ抵抗
   素子と、該素子に当接する第１カム面および支持ビーム
   ｃ当接する第２カム面を有する可動カム構体と、前記素
   子が支持ビームＣ二対してカムの相対的形状（＝対応す
   る距離だけ曲げられるよう６二前記力ム構体を動かす手
   段とを有する可変抵抗装置。
3. （３）それぞれ前記各カム１二当接してカムフォロワが
   設けられている特許請求の範囲第２項６二記載の装置。
4. （４）前記カム構体がプラスチック材製の一体部品であ
   る特許請求の範囲第２項１または第６項（二記載の装置
   。
5. （５）前記第１カム面がカムの角変位と素子の抵抗との
   間（二線形の関係を生じる様に輪郭形成されている特許
   請求の範囲第２項、第６項または第４項のいずれかひと
   つＣ記載の装置。
6. （６）前記支持ビームと可撓性素子とがそれぞれのカム
   （二ばねで与圧されている特許請求の範囲第２〜５項の
   いずれかひとつ（二記載の装置。