可變電阻器的製作方法

2023-07-06 00:41:56

專利名稱：可變電阻器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用在商品設備例如助聽器、測量儀器、通信裝置、傳感器中的可變電阻器，特別是涉及小型的可變電阻器。
作為這類可變電阻器的已知的例子，日本已審定專利申請公布No.5-59561披露一種可變電阻器，其中，裝有引線端子的電阻器基板被模壓入樹脂殼體，裝有滑動觸頭的轉子和O形環被容納在殼體中，在殼體上設置金屬罩以防止轉子浮出，殼體側面形成的凸部與金屬罩腿部的孔嚙合，以防止金屬罩滑脫。
作為這類可變電阻器的別一個已知的例子，日本未審定專利申請No.5-3108披露一種可變電阻器，其中，金屬罩設置在殼體的上部，從金屬罩凸出的腿部沿著殼體的底面向內彎折。
這些可變電阻器中，電阻器基板都是被模壓入殼體中的，為的是當可變電阻器焊接到印刷電路板上時，能提供阻熱和優良的密封性能。因此，電阻器基板(特別是在陶瓷基板的情況下)存在著模壓過程中發生脆裂的風險，或者模製樹脂流到電阻器將被形成在上面的基板表面上，在它上面產生絕緣薄膜。另外，在這些可變電阻器中，有必要採取特殊的步驟防止樹脂侵入基板裡面，不致在基板的表面上形成薄膜。這些問題的出現會使生產率降低，成本增加。
因此，本發明的目的是提供一種可變電阻器，它能不將基板模壓入殼體中，使轉子和基板之間的空隙可靠地被密封，它也能以低成本被生產。
為達到上述目的，本發明提供的可變電阻器包括殼體，它的頂部和底部是開口的；基板，它被裝配入殼體的下開口，這個基板包含其頂面的收集電極和圍繞所述收集電極的弧形電阻器；轉子，它可轉動被裝配入殼體的上開口；滑動觸頭，它被安裝在轉子的底面並與收集電極和電阻器滑動接觸；環形襯墊，它被設置在轉子和基板之間以密封它們之間的空隙；金屬罩，它具有頂板部用來支持轉子的頂面，在頂板部形成一個孔以便使轉子的一部分露出，並且有一對腿部沿殼體的側面向下延伸。金屬罩支持基板的底面，從而使金屬罩從殼體的上部被安置在殼體上，金屬罩的腿部沿殼體的底面向內彎折。
在組裝這個可變電阻器時，首先是基板被裝配入殼體的下開口，然後是轉子被裝配入殼體的上開口。比較好地，預先將環形襯墊配置在基板的頂面，滑動觸頭則預先安裝在轉子的底面。其次，在從殼體上部將金屬罩安置於殼體上時，一對腿部沿殼體側向向下延伸。在這種情況下，轉子部分從窗孔被配置。腿部沿殼體的底面向內彎折，並通過它們的末端部分支持基板的底面。因此，可以防止轉子上升，防止基板從殼體中滑脫，環形襯墊和滑動觸頭被夾在轉子和基板之間。也就是說，在轉子和基板之間形成閉合的空隙。通過在這個空隙中配置滑動觸頭、電阻器、收集電極等等，可避免潮氣以及焊料從外部侵入，這樣能使可變電阻器保持穩定的性能。
比較好的是，在殼體的內部表面形成一個間隔部，以保證轉子和基板之間有一個預定的間距。這樣，在組裝時可避免發生變動，組裝時在滑動觸頭和襯墊之間的緊縮容量也變得均勻，因此這種可變電阻器的電性能和密封性能是穩定的。
另外，比較好的是把襯墊直接放在基板的頂面和電阻器的外周邊上。襯墊可以改為與基板和轉子分開形成，且襯墊裝在它們之間。然而在這種情況下，襯墊易發生位置偏差，並難以保持穩定的密封性能。相反，將襯墊直接加在基板的頂面上能可靠地防止它的位置偏差。
引導金屬罩腿部的導槽最好形成在殼體的外側表面。這可提供這樣的優點，即當金屬罩被放置在殼體上時，它的位置是穩定的，組裝也方便。
本發明的上述和其他目的，特點和優點，從下面參照附圖對發明的實施例的描述中，將會清楚地顯現。


圖1是表示根據本發明的可變電阻器例子的分解透視圖；圖2A至2C是說明圖1中所示的可變電阻器的圖，其中圖2A是它的俯視圖，圖2B是它的前視圖，圖2C是它的底視圖；圖3是沿圖2A中的X-X線所作的剖視圖；圖4是沿圖2A中的Y-Y線所作的剖視圖；圖5是表示根據本發明的電阻器基板的俯視圖；圖6A至6C是說明根據本發明的轉子的圖，其中圖6A是它的俯視圖，圖6B是沿圖6A中的Z-Z線所作的剖視圖，圖6C中所示的轉子的底視圖；圖7是說明圖6A至6C中所示的轉子的底視圖，其上已裝有根據本發明的滑動觸頭；圖8A至8D表示的圖7所示的滑動觸頭的俯視圖，前視圖，左側視圖和右側視圖。
圖1至8D表示根據本發明的一個可變電阻器的實例。
這個可變電阻器包括殼體1，電阻器基板10，襯墊20，引線端子30至32，轉子40，滑動觸頭50，金屬罩子60或類似物。
殼體1由熱塑性樹脂如耐熱聚醯胺製成，例如46號尼龍，聚苯撐硫化物，聚丁烯對苯二酸酯，或液晶聚合物，或可熱固的樹脂如環氧樹脂，二芳基鄰苯二甲酸酯，或不飽和的聚酯，以便經得起滑動熱，並且允許在高溫下穩定地操作。殼體1被製成圓柱形，殼體頂部和底部是開口的，並且在它的上部形成圓形的上開口2，而在它的下部形成矩形開口3。為了確保用於在轉子40和電阻器基板10之間設置襯墊20的預定間隔，在垂直方向，在中間部分，一個環形間隔部4從內表面凸出。在殼體1的兩個相對的外側表面上形成導槽5。
電阻器基板10被裝配入殼體1的下開口3。電阻器基板10是使用陶瓷材料，例如礬土，或耐熱樹脂，例如聚苯撐硫化物或液晶聚合物，被製成矩形平板。例如圖5所示，用例如網板印刷或轉印的方法，在電阻器基板10的頂面上形成由例如金屬陶瓷電阻器或碳膜電阻器構成的基本上是C形的電阻器11。電阻器11的兩個端部，通過在基板10上形成的電極12和13，被向外引至基板10的側邊緣。另外，位置在電阻器11中心的收集電極14形成在基板10的頂面上，並被向外引至基板10的另一個側邊緣。電阻器基板10被裝配入殼體1的深度的確定，是將電阻器基板10的頂面貼靠至殼體1內表面上形成的間隔部4的底面(參看圖3和4)。
在基板10的頂面上形成環形的襯墊20，使襯墊在經受滑動熱或操作溫度變化時有儘可能穩定的填充密封效果，並有優良的電絕緣性能。具體地說，矽橡膠，氟橡膠，或氟矽橡膠直接被施加並固化在電阻器基板10的頂面上，以致環繞電阻器11。
就電阻器基板10的兩個側面來說，在那裡電極12和13以及收集電極14已引出，三個引線端子30,31和32用熔焊、加熱芯熱壓接或焊接的方法被附加在基板10上，並分別電連接至電極12,13和14。具體地說，兩個引線端子32一起形成分支形狀，在兩點上與收集電極14的引出部相連接。引線端子30至32的外連接部30a至32a從殼體1的設有導槽5的各個側面引出，並且沿著殼體1的外側面向上彎折。為了使連接部30a至32a彎折容易，在外連接部30a至32a上形成孔30b至32b。另外，外連接部30a至32a也可以不被彎折而從水平方向被引出。
轉子40是由耐熱樹脂形成，例如聚苯撐硫化物或液晶聚合物，基本上為圓柱形，並且可轉動地被裝配入殼體1的上開口2。圓柱形凸起部41從轉子40頂面的中心部凸出。在這個圓柱形凸起部41的頂面上，形成一個交叉形工具嚙合槽42，它與一個工具例如螺絲刀相嚙合。在凸起部41的外圍形成一個環形槽43，並且在環形槽43的預定位置形成一個限位塊44。一個用作定位的凸起部45被提供在轉子40底面的中心位置，另有一個用作鎖銷(見圖6B和6C)的凸起部46被提供在底面的偏心位置。環形壁47凸起以致包圍著上述凸起部45和46。這個環形壁47接觸電阻器基板10上的襯墊20，並執行在轉子40和電阻器基板10之間形成閉合的空隙21(見圖3和4)的功能。應當注意，當轉子40被裝配入殼體1的上開口2時，轉子40與電阻器基板10之間的空隙變得均勻，這是由於轉子40的底面貼靠著間隔部4的頂面，使滑動觸頭50和襯墊20之間有均勻的緊縮容量(在下面將要描述)。
滑動觸頭50由具有優良的彈性和電導率的材料製成，例如銅合金、不鏽鋼、稀有金屬為基礎的合金等，並在它的頂側有基本上為圓盤形的基部51。如圖8A至8D所示，在基部51上形成有孔52和53，用於與轉子40的凸起部45和46配合。滑動觸頭50附於轉子40上，以至於防止其相對於轉子40轉動。這裡，在滑動觸頭50的孔52和53與凸起部45和46裝配以後，可通過將凸起部45和46熱嵌塞的方法，將滑動觸頭50固定。在基部51的外周圍，相繼地形成臂形中心觸點部54和梳形滑動觸點部55，這些觸點部54和55被回折於基部51的下面。這時，在圖8中的兩條點劃線表示中心觸點部54和滑動觸點部55的自由位置。中心觸點部54彈性地壓貼收集電極14，滑動觸點部55彈性地壓貼電阻器11。
金屬罩60由不鏽鋼或銅合金，例如鎳銀製成，二者具有不鏽的和不沾焊料的特性。金屬罩60有頂板61設置在殼體1的頂面，以防止轉子40上升。在金屬罩60的中心，形成一個圓形窗孔62，轉子40的圓柱形凸起部41從其中露出。窗孔62的內邊緣部63向下彎折並被插入轉子40的環形槽43中。在內邊緣部63的一部分上形成長的向下凸出的限位部件64。轉子40的轉角被與環形槽43的限位部分44緊靠的限位部件64限制。設有裙部65，各具有相同的寬度並沿頂板61的兩側延伸，並形成舌形腿部66，各從這些裙部65的下邊緣向下凸出。當金屬罩60被放置在殼體1上時，腿部66與殼體1的導槽5配合，並凸出於殼體1的底面之下。然後，沿殼體1的底面向內彎折每個腿部66的末端，金屬罩60就能被附加於殼體1上。在這個實例中，為了便於將腿部66向內彎折，在腿部66上設置有孔67。
下面，將描述根據上述實施例的可變電阻器的組裝方法。
首先，將電阻器基板10裝配入殼體1的下開口3。將引線端子30至32固定在電阻器基板10上，在此前將襯墊20加上。然後，將轉子40裝配入殼體1的上開口2。這時，由於滑動觸頭50已被裝在轉子40的底面上，轉子40處於不會從殼體1升離的狀態。
其次，將金屬罩60放置在殼體1上，金屬罩60的每個腿部66插入殼體1側面的導槽5中。然後，將從殼體1的下端面向下凸出的腿部66向內彎折，腿部66便與殼體1的底面接合起來。因此，金屬罩60的頂板部61下壓轉子40的頂面，使轉子40的底面緊貼或基本上緊貼間隔部4的頂面。同時，腿部66支持電阻器基板10的底面，並將電阻器基板10的頂面壓在間隔部4的底面上。結果，所有的零件包括轉子40，電阻器基板10等，被總裝在殼體1中，轉子40和電阻器基板10之間的空隙間隔基本上保持均勻，滑動觸頭50和襯墊20之間的緊縮容許量也變得均勻。換句話說，襯墊20的密封壓力變得均勻。因此，在密封性能方面的變化可被消除，滑動觸頭50的彈簧壓力也變得均勻，從而產生穩定的性能。
在如此組裝的可變電阻器中，利用與工具嚙合槽42配合的螺絲刀的端部轉動轉子40，滑動觸點部55便在電阻器11上滑動，而中心觸點部54保持與收集電極14的接觸。這就使端子30和端子32之間的電阻，以及端子31和端子32之間的電阻將被改變。當轉子40停止在所希望的位置時，轉子40的轉動受到襯墊20的摩察阻力的限制，因此，電阻器11和滑動觸點部55之間接觸位置的偏差受到抑制，所以電阻值是穩定的。
根據本發明的可變電阻器不局於上述實施例，而可以在發明的精神之內作出各種修改。
在上述實施例中，雖然在所表示的例子中，襯墊20被附加在電阻器基板10上，但是並不局限於這種情況。例如，轉子40和電阻器基板10之間的密封，可通過將O形環裝配到轉子40的下端並使這個O形環壓貼電阻器基板10的方法來實現。
另外，在上述實施例中，引線端子30至32被固定到電阻器基板10上，並因此而實現表面安裝型可變電阻器。但是，使引線端子向下凸出也可以形成帶引線端子的可變電阻器。另一種方法，可以將電極12至14引出至基板10底表面，而省去引線端子。
從上面的描述中明顯可以看出，根據本發明，通過給從殼體上部安置在殼體上的金屬罩提供一對腿部，並將這些腿部沿殼體的底面向內彎折的方法，所有的零件包括轉子，電阻器基板等等能被總裝在殼體之中。所以，不同於通常的例子的實質僅在於基板被裝配入殼體的下開口，而不是將基板模壓入殼體。這會使生產成本大為減少。
進一步說，因為通過金屬罩腿部的彎折，而使轉子和基板連帶插入其中的襯墊互相壓緊，在它們之間形成一閉合的空間，該空間中設置有滑動觸頭。這可防止潮氣和焊劑從外部侵入，從而能保持這種可變電阻器的穩定的電性能。
上面已參照優選實施例描述了本發明，應當理解，在沒有脫離本發明的較寬的特徵方面的情況下，能夠做出各種修改和變形，因而意味著所附權利要求將覆蓋本發明範圍內的所有這類修改和變形。
權利要求
1．可變電阻器，其中包括殼體，它的頂部和底部是開口；基板，它被裝配入殼體的下開口，基板包含其頂面上的收集電極和圍繞所述收集電極的弧形電阻器；轉子，它可轉動地被裝配入殼體的上開口；滑動觸頭，它被安裝在轉子的底面上，並與所述收集電極和所述電阻器滑動接觸；環形襯墊，它被設置在轉子和基板之間，環形襯墊密封它們之間的空隙；和金屬罩，它具有頂板部用來支持轉子的頂面，在所述頂板部設有一個孔以便使一部分轉子露出，並有一對腿部沿殼體的兩側向下延伸，其中，金屬罩支持基板的底面，從而使金屬罩從殼體的上部被安裝在殼體上，金屬罩的腿部沿殼體的底面向內彎折。
2．如權利要求1中所述的可變電阻器，其特徵在於在所述殼體的內表面上提供有一間隔部，用來保證轉子和基板之間有預定的間距。
3．如權利要求1中所述的可變電阻器，其特徵在於，所述襯墊被直接加在基板的頂面上，並且在電阻器的外圍側邊上。
4．如權利要求1中所述的可變電阻器，其特徵在於，在所述殼體的外表面提供有導槽，用來引導金屬罩的每個腿部。
全文摘要
一種可變電阻器,能可靠地密封轉子和基板之間的間隙,而不用將基板模壓入殼體,並能以低成本生產。電阻器包括:頂部和底面開口的空心矩形稜柱形殼體;基板被裝配入殼體的下開口,在其頂面上形成收集電極和弧形電阻器;可轉動地被裝配入殼體的上開口的轉子;安裝在轉子的底面並與收集電極和電阻器滑動接觸的滑動觸頭;設置在轉子和基板間以密封它們之間的空隙的環形襯墊;安裝在基板上並與電阻器和收集電極電接觸的端子;和金屬罩。
文檔編號H01C10/34GK1303107SQ0110038
公開日2001年7月11日 申請日期2001年1月4日 優先權日2000年1月4日
發明者增田文年, 高橋繁己, 緒方亨, 小川智久, 山口實, 北村豐 申請人:株式會社村田製作所