JPS61111505A - 可変抵抗器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポテンショメータとしても利用できる可変抵
抗器に関する。

〔従来の技術及び問題点〕

ポテンショメータ等の可変抵抗器に用いる抵抗トラック
素子、特にサーメット（耐熱性合金）の平坦素子を用い
たシ、金属フィルムに設けられた超小型装置の抵抗トラ
ック素子には、研摩特性をしばしば有する微小なでこぼ
こ状態がその表面に通常存在する。その結果、ワイパー
・ブラフの接触効率が損なわれるばかシでなく、ブラシ
が極端に摩損する。また、抵抗トラック素子自体も極端
に摩損する。ア７ダーソン等の米国特許第３．９４０゜
１９８号及びギリランド等の米国特許第３．９７４゜４
７１号等の従来技術では、これらの欠点を解決するため
に、特別に設計した多数の独立した柔軟性があシ軽い接
触接点フィンガーを有するブラフ接点を用いた。かかる
従来技術では、接触の非能率及び摩損の問題は避られな
いが、最小にすることはできる。

例えば、「エレクトロニク・デザイン（ＦＪｌｅｃｔｒ
ｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎ）Ｊの１９８２年９月３０日号の
１８３〜１９２ページ、及びｒビー・ノー・エフ・ニー
・ビー（ＰｃＦＡＢ）Ｊの１９８３年３月号の４６〜５
２ページに示されたポリマー（重合体）薄膜技術では、
１個のみの可動部分を有する多くの設計において、簡単
な薄膜スイッチ用に適当な接触効率の問題を解決してい
る。これらの設計は、スイッチに触感応答を与えるべき
か否かの問題により複雑になるが。

もっと重要なことは、これらの設計において、スイッチ
が押されたときに、このスイッチの下方から空気が逃げ
る通路を設ける必要がある。外部環境に対するかかる方
法は、デメノの米国特許第４、４５８．９６９号に示さ
れる如く、湿気のある大気において、スイッチの導体部
分の銀粒子のイオンが移動してしまう。同時に、スイッ
チの接点抵抗は、使用によシ増加しないが、減少してし
まうことが判明した。たぶん、これは、接点部分が少し
でも摩損したとするならば、横の相対移動のない接点部
分がより良い状態で使用するうちに摩損したことである
。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明によれ
ば、寿命が伸び、仮え改善されないとしても、少なくと
も一定に維持される高接触効率の小型又は超小型可変抵
抗器が得られる。本発明の実施例では、かかる抵抗器に
おいて、摩損を起こすことなく抵抗素子に接触する機構
を用いている。また本発明によれば、非常に簡単な製造
技術、特に、精巧で高価な複フイ／ガー接点部材を必要
としない技術で可変抵抗器が得られる。この技術の一部
として、可変抵抗器を作る際の手作業は非常に少ない。

本発明の一実施例は１弾性で変形可能な誘電体基板（支
持部材）、接続ストリップに連続した抵抗トラック、２
重粘着性誘電体スペーサ、導電トラック、及び弾性で変
形可能な誘電体ソール（支持部材）をこの順に有する５
レベル・プレナー形態のポリマーの薄いフィルム膜構造
である。この構造のスペーサ・レベルは、抵抗トラック
及び導電トラック間に開孔が設けられておシ、これらト
ラック間の電気接触は外部アクチーエータ（作動部）の
力による。可変抵抗器の製造において、抵抗トラック及
びその接続ストリップが設けられた誘電体基板と、導電
トラックが設けられた誘電体ソールとを、絶縁スペーサ
の両側に整列させて設けるので、一般にスペーサの開孔
を介して、抵抗トラック及び導体ス）　ＩＪノブが対向
する。更Ｋ。

かかる構造に、外部作動機構を取付ける手段を設ける。

対応する導電ストリップを有する複数の抵抗トラックを
付加的な導電トラック及び作動部材と共動させてもよい
ので、可変抵抗器の外部選択。

即ち外部抵抗の粗及び微調整が可能となる。

〔実施例〕

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施例を説明す
る。なお、第１図は本発明の好適な実施例の断面図であ
り、第２及び第３図の線１−１に沿ったものである。ま
だ、第２図は第１及び第３図の線■−Ｈに沿った断面図
、第３図は第２図の線［［１−１１１に沿った断面図、
第４図は第１図の分解斜視図である。

図示した可変抵抗器は１弾性を有し変形可能な誘電体基
板（支持部材）１０を有しており、この誘電体基板の厚
さは好適には１／８ｍｍであり、その上に抵抗トラック
１１を具えている。基板１０は、２００℃を越える抵抗
トラック１１の硬化温度に耐えられるように、好適には
カプトン（Ｋａｐｔｏｎ　）の如きポリイミド（ｐｏｌ
ｙｉｍｉｄｅ　）物質である。カーボンを含むポリマー
薄膜（ＰＴＦ）ペーストで形成した抵抗トラック１１を
、所望パターンで基板１０上に１例えば従来のマスク及
びスクリーン技法を用いて堆積させる。このパターンは
直線的でも。

他の幾何学的形状でもよい。例えば１回転ポテンショメ
ータとするには、好適には１．２５龍巾のＰＴＦペース
トの１つ以上のラインを、第２図の抵抗トラック１１で
示す如き円形パターンに堆積させる。硬化した抵抗トラ
ック１１を形成するように、これらラインの端部からＰ
ＴＦペーストを置き、そして例えば、好適には７０〜７
５％の銀を含むＰＴＦペーストの分離したラインを堆積
して、接続ストリツプ１２を形成する。硬化すると。

第１図の／−トＡの製造が完了する。

同様に１弾性を有する変形可能な誘電体／−ル（支持部
材）１５に、導電トラック１４を形成する物質を堆積さ
せる。なお、このソールの厚さは。

好適にはＩ／８ＲＲである。導電トラック１４を形ｂｌ
　ｆるＰＴＦペーストは、接続ストリツプ１２を形成す
るのに用いたＰＴＦペーストと同じ銀を含む合成物でも
よい。このペーストは、抵抗トラック１１を形成するの
に用いたカーボンを含むＰＴＦベーストよりも低い温度
、即ち約１５０℃で硬化するので、誘電体／−ル１５は
、誘電体基板１０と同様な温度抵抗である必要がなく、
マイラー（Ｍｙｌａｒ　）の如きポリエステルでもよい
。抵抗トラ、ツク１１及び接続ストリップ１２を形成す
るのに用いたのと同じマスクを用いて、銀を含むＰＴＦ
ペーストヲ堆積させて導体トラック１４を形成するので
、導電トラック１４の領域は、抵抗トラック１１及び接
続ストリップ１２の両方に対応する領域を覆う。硬化さ
せると、シートＡと幾何学的に一致した第４図のシート
Ｃが製造される。

ボテ／ノコメータを完成させるには、基板１０及び誘電
体／−ル１５が外側に向き、抵抗トラックＩＩ、　　接
続ストリップ１２及び導電トラック１４が内側に向くよ
うに、第４図のノートＡ及びＣを一体にする。誘電体ス
ペーサ（スペーサ部材）１３である７−トＢを７−トＡ
及びＣの間に配置する。

第２及び第３図に示す如く１誘電体スペーサ１３は開孔
と共に形成するが、この開孔は、導電トラック１４の領
域、即ち抵抗トラック１１及び接続メトリ１１１２０両
方の領域を包囲する。しがし。

この開孔は、これら領域のいずれよシも充分に広いので
、基板１０及び誘電体／−ル１５の柔軟性により、導電
トラック１４及び抵抗トラック１１間で、電気的接触が
可能となる。抵抗トラック１１の端部において、導電ト
ラック１４及び接続ストリップ１２間の電気的接触が可
能になるように。

開孔は、接続ストリップ１２の方向に延びていない。誘
電体スペーサ１３の厚さは１／４朋である。

この誘電体スペーサは温度硬化の対象ではないので、マ
イラーの如きポリエステル物質でもよい。

第１図に示す如く永久的な構造を形成するには。

スコッチ（５ｃｏｔｃｈ　）　４６７の如き２重粘着物
質を形成するために、誘電体スペーサ１３０両側に粘着
物を設けてもよい。抵抗トラック１１及び接続ストリッ
プ１２と重なるように、導電トラックを適切に整列させ
、第４図の７−トＡ、Ｂ及びＣを一体に押圧して、第１
図の構造を完成させる。

図示しだ実施例では、抵抗トラック１１は、共通中・し
・の周囲に堆積した２個の弓形領域を具えている。基板
１０．誘電体スペーサ１３及び誘電体ノール１５を介し
て、外部作動機構（作動部材）１６用の取付は手段を収
容するのに充分な直径の開孔を形成する。代シに、誘電
体スペーサ１３内の開孔の最も遠い範囲の向こう側、即
ち抵抗トラック１１の最も遠い範囲の向こう側で、ボテ
／ンヨメータの外部表面に１円又は同様な形状に取付は
手段を設けてもよい。接続ストリツプ１２及び導体トラ
ック１４の中心から遠い端部は、取付は手段に設けた端
子に分離して接続する。よって。

これら端子は、ボテ／ノコメータを所望の外部回路に接
続する手段となる。図示の如く、２個の抵抗トラックＩ
ＩＡ及び１１Ｂの場合１作動機構１６は機械的及び電気
的に独立した２個のワイパ一手段を具えており、ボテン
／ヨメータの外部から測定した抵抗値を粗調整及び微調
整できる。ワイパ一手段は、抵抗トラック１１の幾何学
的共通中心の軸からワイパー素子まで伸びる回転可能な
アームであり、このワイパー素子は、抵抗トラック１１
を支持する基板ｌＯ又は導電トラック１４を支持する誘
電体シール１５の一方と接触するように配置する。そし
て、ポテンノヨメータのワイパー・アームと反対側に圧
力板を設けて、ワイパー・アームの力に対抗する。代わ
りに１回転可能なアームは互いに対向した１対の回転可
能なアームでもよく、これらアームのワイパー素子は基
板１０及び誘電体ンール１５を介して互いに対向し、抵
抗トラック１１及び導電トラック１４を夫々直接覆う。

これら作動機構及び他の作動機構の結果９回転可能なア
ームの各回転位置において、１個以上のワイパー素子は
、抵抗トラック１１及び導電トラック１４に力を加えて
、弓形の選択した回転位ｌ′において物理的に、即ち電
気的に接触を行なう。

よって、適当な外部回路が接続されているならば。

抵抗トラック１１の選択した位置を介して電流が流れる
。

従来のボテン／ヨメータ等の可変抵抗器と異なり、ワイ
パー素子は電流を流さないので、電気的導電物質の必要
がない。そして、ワイパー素子は。

誘電体基板１０又は誘電体／−ル１５に対して最小の摩
擦抵抗を与える物質でよい。電気的接触が生じた点にお
いて、即ち、抵抗トラック１１及び導電トラック１４の
円弧部に沿って選択した点において、ｒ￥損の原因とな
る横方向の移動がなく。

抵抗トラック１１及び導電トラック１４を接触させる垂
直方向の移動しかない。従来の単一薄膜スイッチの場合
、抵抗値が時間経過に伴なって減少する。しかし１本発
明では１回転可能なアーム及びワイパー素子の位置を変
更しても、誘電体スペーサ１３の開孔内の正味の空気圧
は変化しない。

よって、可変抵抗器を作動した際、この可変抵抗器の内
外の空気変化に関連した薄膜スイッチ個有の問題を１本
発明は解決する。

カーボン含有物質は空気から湿気を吸収する傾向にあり
、カーボン全含む抵抗素子の抵抗値を変化させる点を考
慮すると１本発明には、製造工程において、抵抗トラッ
ク１１を外部環境から隔離するという利点がある。また
、銀イオン移動が生じる湿気のある環境から導電トラッ
ク１４と接続ストリップ１２を同時に隔離できる。誘電
体スペーサ１３上の粘着物、そこに作動機構を取付ける
機械的圧力程度では、抵抗トラック１１を完全に密封し
ないかもしれない。可変抵抗器を組立てる際に、ワイパ
ー素子の最初の接点により生じた正のわずかな圧力が誘
電体スペーサ１３の開孔内にまだ存在し、この正の圧力
により湿気が可変抵抗器内に入るのを阻止する。

抵抗及び導電素子を形成するポリマー薄膜技法を選択す
ることにより、可変抵抗器の製造において、大量生産及
び規模に付随した節約に対し、良い兆候となる。即ち、
抵抗及び導電素子用の特定パターンを選択した際、誘電
体スペーサ１３内を切断又はバンチして作る開孔のパタ
ーンを同様に決定するために、マスク・パターンを形成
して。

各誘電体物質の単一のシートに複数の抵抗及び導電素子
並びに開孔を設ける。同じマスク・パターンを用い、抵
抗トラック１１の形成用ＰＴＦペースト内のカーボッの
量を変化させて、８１々の最大抵抗値の可変抵抗器を作
れる。勿論、この目的のために、抵抗トラック１１の巾
を調整してもよい。

本発明の詳細な説明において、説明した特定の物質及び
その大きさはこれらのみに限定されるものでなく、実際
の用途に応じて適切に抵抗体及び導電体とすればよい。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば、抵抗値を可変させる際に抵
抗素子及びブラフを摩損させることなく。

ノ１命を伸ばすことができる。まだ、その製造も非常に
簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な一実施例の断面図、第２図は第
１図の線■−■に沿う断面図、第３図は第１及び第２図
の線１−１に沿う断面図、第４図は本発明の好適な一実
施例の分解斜視図である。 図において、１０及び１５は支持部材、１１は抵抗トラ
ック、１３はスペーサ部材、１４は導電トラック、１６
は作動部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも一方が弾性を有する第１及び第２支持部材と
   、上記第１支持部材の一表面に設けた抵抗トラックと、
   上記第１支持部材の上記一表面に対向する上記第２支持
   部材の一表面に設けられ、上記抵抗トラックに対応する
   導電トラックと、上記第１及び第２支持部材を離間し、
   上記抵抗トラック及び上記導電トラックの対応部分に開
   孔を有するスペーサ部材と、上記第１及び第２支持部材
   の少なくとも一方の他表面の所望部分から圧力を加えて
   上記抵抗トラック及び上記導電トラックを接触させる作
   動部材とを具えた可変抵抗器。