CN1574120A

CN1574120A - 具有卡合机构的可转动可变电阻器

Info

Publication number: CN1574120A
Application number: CNA2004100592227A
Authority: CN
Inventors: 锦织达也
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: ATE349760T1; JP2005033155A; CN100418165C; US7042329B2; JP4583743B2; US20040252008A1; EP1489631A2; EP1489631A3; EP1489631B1; DE602004003865T2; DE602004003865D1

Abstract

一种具有卡合机构的可转动可变电阻器，包括设有转子和活动电接触器的转动单元；以及设有盖子，电阻器衬底和外部端子的固定单元。所述活动电接触器具有臂状部分，卡合凸起和非卡合凸起。盖子的下表面设有卡合凹部。从所述转动单元的转动中心到所述卡合凸起顶部的距离不同于从所述转动中心到所述非卡合凸起顶部的距离。非卡合凸起可以具有平的顶部，该平的顶部沿一个方向延伸的宽度大于卡合凹部的宽度，从而卡合凸起顶部的滑动轨迹沿径向方向位于所述非卡合凸起的滑动轨迹之内。卡合凹部作为选择可以是孔口。

Description

具有卡合机构的可转动可变电阻器

技术领域

本发明涉及设有卡合机构的可转动可变电阻器，尤其涉及用于例如用于控制光强度的车载仪表中的设有卡合机构可转动可变电阻器。

背景技术

在已知的可转动可变电阻器中，固定到转子的活动电接触器以圆弧方式在电阻器衬底上滑动以便电阻值相对于转子的转角变化。日本未审查专利申请公开No.S62-189704披露了一种可转动可变电阻器，该可变电阻器包括活动电接触器和接触衬底。活动电接触器设有卡合凸起，并且接触衬底设有卡合凹部。卡合凸起和卡合凹部设置在具有相同半径的位置上卡合凸起沿着该半径滑动。由于活动电接触器的转动，卡合凸起在接触衬底上滑动并且与卡合凹部接合，由此给操作者一种“卡嗒”的感觉。

图13和14示出了已知的设有卡合机构的可转动可变电阻器100的例子，该可变电阻器包括设有半球形卡合凸起129a和半椭圆形非卡合凸起129b的活动电接触器128。

可变电阻器100还包括与活动电接触器128成一体并且固定到其上的转子118。转子118由绝缘外壳102和集电器133可转动地支撑，以便转子118能够在预定的角度内转动。电阻器层142设置在固定到外壳102的电阻器衬底141上。活动电接触器128具有被弹性推靠在电阻器层142上的接触部分130和131。通过转动转子118，接触部分130和131在电阻器层142上滑动。

电阻器层142电连接到固定到外壳102的两个外部端子111和112。集电器133设有卡合凹部134和外部端子135。此外，集电器133被弹性推靠在活动电接触器128上并且与活动电接触器128电连接。

如上所述，活动电接触器128设有卡合凸起129a和非卡合凸起129b，并且集电器133设有卡合凹部134。两个凸起129a和129b以可滑动的方式被弹性推靠在集电器133上。卡合凸起129a在集电器133上滑动并且与卡合凹部134接合，以给操作者一种“卡嗒”的感觉。另一方面，使非卡合凸起129b的顶部沿滑动方向稍稍呈长方形或椭园形，以防止凸起129b与卡合凹部134接合。

设置非卡合凸起129b的理由如下：

1.通过相对于卡合凸起129a以大体对称的位置设置非卡合凸起129b并且构造凸起129b以便具有与突起129a相同的高度，保持活动电接触器128和转子118的平衡，由此防止活动电接触器128和转子118倾斜。

2.尽管卡合凸起129a与卡合凹部134的进入/退出能够引起活动电接触器128和集电器133之间的不稳定接触，但是非卡合凸起129b稳定了两者之间的接触。

然而，在这种传统的可变电阻器100中，由于卡合凸起129a和非卡合凸起129b的顶部具有相同的转动半径，因此具有下面的问题。

由于因活动电接触器128的作用力不能防止转子118的倾斜，因此在该情况下非卡合凸起129b的顶部会与凹部134接合，而给出不期望的“卡嗒”感觉，由此降低了可变电阻器100的操作感觉。

此外，当两个凸起129a和129b在集电器133上滑动时，磨损灰尘释放并且沉积在它们的滑动轨迹的端部中。凸起129a和129b滑过彼此的磨损灰尘并且产生噪音，这会引起输出干扰。

此外，可变电阻器100中的外壳102的利用增加了元件的数目并且由此使组装工艺复杂。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的优选方式提供了一种设有卡合机构的可转动可变电阻器，其中噪音被消除或降低，并且不降低操作感觉。

此外，本发明的优选方式提供一种设有卡合机构的可转动可变电阻器，该电阻器减少了元件的数目，以使组装工艺容易。

根据本发明的第一优选方式，设有卡合机构的可转动可变电阻器包括转动单元和固定单元。转动单元包括转子和活动电接触器，固定单元包括电阻器衬底和外部端子。所述转动单元或所述固定单元中的一个包括卡合凸起和非卡合凸起。所述转动单元或所述固定单元中的另一个设有可与所述卡合凸起接合的卡合接合部分。从所述转动单元的转动中心到所述卡合凸起顶端的距离不同于从所述转动单元的转动中心到所述非卡合凸起顶端的距离。

由于卡合凸起和非卡合凸起相对于不同的半径滑动，因此非卡合凸起不与所述卡合接合部分接合，从而消除了非卡合凸起的不期望的卡合。这防止操作感觉的恶化。此外，由于卡合凸起和非卡合凸起不滑过在它们的滑动轨迹的端部中沉积的彼此摩擦的灰尘，因此消除了噪音引起的输出干扰。

此外，所述非卡合凸起可以具有沿所述转动单元的转动方向直线延伸的顶部。由于非卡合凸起的顶部在滑动方向较长，因此改进了顶部的摩擦阻力，以有助于较长的寿命周期。

根据本发明的第二种优选方式，一种具有卡合机构的可转动可变电阻器包括设有转子和活动电接触器的转动单元；以及设有电阻器衬底和外部端子的固定单元。此外，所述转动单元或所述固定单元中的一个设有卡合凸起和非卡合凸起；所述转动单元和所述固定单元中的另一个设有可与所述卡合凸起接合的卡合接合部分。根据本发明的第二种优选实施方式，所述非卡合凸起具有平的顶部，所述平的顶部沿一个方向延伸的宽度大于所述卡合接合部分的宽度。所述平的顶部的表面与所述固定单元和所述转动单元中的另一个接触。此外，所述卡合凸起的顶端的滑动轨迹沿其半径方向位于所述非卡合凸起的滑动轨迹之内。

因此，由于平的顶部沿一个方向的宽度大于卡合接合部分的宽度并且顶部的表面接触固定单元或转动单元，因此非卡合凸起不与卡合接合部分接合。这消除了不期望的非卡合凸起的卡合。从而防止了操作感觉的恶化，并且此外，改进了非卡合凸起的摩擦阻力。尽管卡合凸起和非卡合凸起的滑动轨迹彼此重叠，但是非卡合凸起释放少量的沉积在滑动轨迹的端部中的摩擦灰尘，从而降低了噪音引起的输出干扰。

此外，根据本发明的第一和第二优选实施方式的固定单元可以还包括与外部端子成一体的导电盖子。此外，所述卡合接合部分可以优选设置在所述盖子中。由此，盖子可以用作外壳和集电器(即，外部端子中的一个)，由此，降低了元件的数目，允许更容易的组装过程。

此外，所述卡合接合部分可以是孔口或凹部。通过设置用于卡合接合部分的孔口，当卡合接合突起接合该孔口时给出更好的“卡嗒”感觉。此外，即使用较低的接触压力也可实现良好的“咔嗒”，由此，降低了活动电接触器的尺寸。从而，有助于整个可变电阻器尺寸的降低。

根据本发明的第一优选实施方式，由于非卡合凸起不接合卡合接合部分并且由此消除了非卡合凸起的不期望的卡合，因此防止了操作感觉恶化。此外，由于卡合凸起和非卡合凸起不滑过沉积在它们的滑动轨迹的端部中的彼此的摩擦灰尘，因此消除了噪音引起的输出干扰。

根据本发明的第二优选实施方式，与本发明的第一方面一样消除了不期望的卡合并且防止了操作感觉的恶化。此外，非卡合凸起释放很少量的沉积在其滑动轨迹端部中的摩擦灰尘，因此降低了噪音引起的输出干扰。

本发明的另外的特征，元件，特点和优点通过下面参照附图详细描述本发明的优选实施例而变得更清楚

附图说明

图1是根据本发明第一优选实施例的拆开状态的设有卡合机构的可转动可变电阻器的透视图；

图2是根据本发明第一优选实施例的可变电阻器的剖视图；

图3是根据本发明第一优选实施例的可变电阻器的俯视图；

图4是根据本发明第一优选实施例的可变电阻器的主视图；

图5是根据本发明第一优选实施例的活动电接触器的俯视图；

图6是根据本发明第一优选实施例的活动电接触器的部分透视图；

图7是根据本发明第二优选实施例的活动电接触器的部分透视图；

图8是根据本发明第三优选实施例的活动电接触器的部分透视图；

图9A示出了根据第一和第二优选实施例的卡合凸起的滑动轨迹和非卡合凸起的滑动轨迹；而图9B示出了根据本发明第三优选实施例的卡合凸起的滑动轨迹和非卡合凸起的滑动轨迹；

图10是描述卡合凸起，非卡合凸起以及卡合凹部中的一个的关系的剖视图；

图11是根据本发明第四优选实施例的设有卡合机构的可转动可变电阻器的剖视图；

图12A和12B是描述根据第四优选实施例的卡合凸起和卡合孔口中的一个之间的关系的剖视图。图12A示出了卡合凸起处于滑动状态的状态，而图12B示出了卡合凸起与卡合孔口接合的状态；

图13是传统的设有卡合机构的可转动可变电阻器的剖视图；

图14是图13中所示的可变电阻器中包括的活动电接触器的俯视图。

具体实施方式

下面将参照附图描述根据本发明的设有卡合机构的可转动可变电阻器的优选实施例。

第一优选实施例

下面将参照图1至6描述第一优选实施例。

参照图1至4，根据本发明的第一优选实施例的设有卡合机构的可转动可变电阻器优选包括盖子10，活动电接触器20，转子30，电阻器衬底40，以及外部端子51和52。活动电接触器20和转子30限定转动单元。盖子10，电阻器衬底40以及外部端子51和52限定固定单元。

盖子10优选由导电材料形成并且具有一体结构，该结构包括在盖子10的大约中心上表面中的大体圆筒形的部分11，沿盖子10的侧面向下延伸外部端子12，以及沿盖子10的侧面向下延伸的一对突出部16。此外，盖子10设有一对半球形的卡合凹部13。

活动电接触器20优选由导电材料形成并且设有臂状部分21，臂状部分21具有接触部分21a和21b。臂状部分21具有大约通过其中心在大体180°的范围内延伸的狭缝以形成两个单独的分部分并且向下弯曲。

活动电接触器20还设有在臂状部分21上彼此相距大约180°对称设置的卡合凸起22和非卡合凸起23。见图5，两个凸起22和23具有半球形结构，并且从转动中心A到凸起22和23顶端的距离不同。从卡合凸起22的顶端到转动中心A的距离，即凸起22滑动的半径相当于从每一个卡合凹部13的底部到转动中心A的距离。

见图1至4，转子30优选由绝缘材料形成并且具有整体结构，该结构包括上部大体圆柱形的部分31，下部大体圆柱形的部分32，以及凸缘部分33。凸缘部分33的一侧具有沿水平方向向外延伸的凸起33a。

电阻器衬底40设有中心孔41和设置在上表面上的Ω状或斜杠环状的电阻器层60，如图1中的阴影部分所示。电阻器层60的两端分别电连接和机械连接到外部端子51和52的上端。具体而言，外部端子51和52分别具有上部突起51a和52a，上部突起51a和52a通过设置在电阻器衬底40中的相应的孔43和44从衬底40的下侧插入。突起51a和52a在电阻器层60上向后折并且然后利用例如导电粘合剂或通过例如钎焊或焊接与电阻器层60连接在一起。

上述元件以下述过程组装在一起。首先，活动电接触器20与转子30结合。这里，设置在活动电接触器20中的突出部分24插入设置在转子30中的狭槽34，以便将活动电接触器20与转子30形成一体。

然后，转子30的下部大体圆柱形的部分32配合到电阻器衬底40的中心孔41中，并且上部大体圆柱形的部分31与盖子10的大体圆筒形部分11接合。因此，活动电接触器20-转子30组件以可转动方式由电阻器衬底40和盖子10支撑。然后，盖子10的突出部16与设置在电阻器衬底40中的凹口42接合，并且在衬底40的下表面上向后弯，以便使盖子10与电阻器衬底40成一体。

在通过上述过程组装在一起的可变电阻器中，活动电接触器20的接触部分21a和21b以可滑动方式被弹性压靠在电阻器层60上并且与层60电连接。此外，卡合凸起22和非卡合凸起23以可滑动方式被弹性压靠在盖子10的下表面上并且与盖子10电连接。相对于转子30的转角，接触部分21a和21b与电阻器层60之间的接触位置变换，由此外部端子12和外部端子51和52之间的电阻值可以变化。

转子30的转动范围通过设置在盖子10中的停止器14调节，以便凸起33a靠在停止器14的内表面上。

根据第一个实施例，活动电接触器20的卡合凸起22在盖子10上滑动并且与卡合凹部13接合，由此给出“卡哒”的感觉。此外，活动电接触器20的非卡合凸起23在盖子10上滑动以保持活动电接触器20和盖子30的平衡，并且消除当卡合凸起22进入和离开卡合凹部13时活动电接触器20和盖子10之间的不稳定接触。

再者，由于卡合凸起22和非卡合凸起23相对于不同半径滑动，因此非卡合凸起23不与卡合凹部13接合，由此消除了不期望的凸起23的卡合。因此，这实现了保持转子30平稳操作感觉的期望状态。参见图9A，图中示出了卡合凸起22的滑动轨迹T1与非卡合凸起23的滑动轨迹T2之间的关系。

由于卡合凸起22和非卡合凸起23不滑过沉积在滑动轨迹T1和T2的端部中的彼此磨损的灰尘，因此消除了噪音引起的输出干扰。

此外，在第一优选实施例中，由于盖子10设有外部端子12，因此盖子10不仅用作外壳，而且用作集电器，即外部端子中的一个。这降低了所需元件的数目，允许更容易的组装过程。

第二优选实施例

下面将参照图7描述第二优选实施例。

图7示出了根据本发明第二优选实施例的设有卡合机构的可转动可变电阻器的有关部分，即活动电接触器20的部分。第二优选实施例的可变电阻器基本上包括与第一优选实施例的可变电阻器相同的元件。不同之处是，作为选择，第二优选实施例中的活动电接触器20的非卡合凸起23具有顶部23a，顶部23a沿活动电接触器20的转动方向线性延伸。

具体而言，突出的突出部设置在臂状部分21的一侧，并且该突出部向上弯曲，以形成非卡合凸起23。由于顶部23a沿滑动方向较长，因此顶部23a的摩擦阻力被改进。这有助于活动电接触器20的较长使用周期。第二优选实施例的其它优点类似于第一个实施例。

第三优选实施例

下面参照图8描述第三优选实施例。

图8示出了根据本发明第三优选实施例的设有卡合机构的可转动可变电阻器的有关部分，即活动电接触器20的部分。第三优选实施例的可变电阻器基本上包括与第一优选实施例的可变电阻器相同的元件。不同之处是第三优选实施例中的非卡合凸起23具有平的顶部，该顶部沿一方向的宽度大于每一个卡合凹部13的宽度，并且平的顶部的表面接触盖子10的下表面。参见图9B，卡合凸起22顶端的滑动轨迹T1沿半径方向位于非卡合凸起23的滑动轨迹T2之内。

具体而言，通过部分弯曲臂状部分21横过臂状部分21的宽度形成非卡合凸起23。在第三优选实施例中，由于平的顶部的宽度大于每一个凹部13的宽度，因此凸起23不与凹部13接合，由此消除了不期望的凸起23的卡合。从而，防止了操作感觉的降低。此外，接触盖子10的平的顶端部份的较大表面改进了摩擦阻力，由此有助于活动电接触器20的较长使用周期。

根据该结构，尽管卡合凸起22和非卡合凸起23的滑动轨迹T1和T2彼此重叠，但是由于非卡合凸起23具有较大的接合面积，因此非卡合凸起23释放较少量的沉积在滑动轨迹T2的端部中的磨损灰尘，从而降低了噪音引起的输出干扰。第三优选实施例的其它优点类似于第一优选实施例的优点。

见图10，图中示出了卡合凸起22，非卡合凸起23，以及卡合凹部13中一个的结构。

根据第一，第二和第三优选实施例，卡合凸起22和非卡合凸起23设置在活动电接触器20中并且卡合凹部13设置在盖子10中。作为选择，在本发明中，凸起22和23可以设置在盖子10中并且凹部13可以设置在活动电接触器20中。然而，更优选的方式是与第一、第二和第三优选实施例中一样，将凸起22和23设置在活动电接触器20中，而凹部13设置在盖子10中。

下面的描述说明为什么不必优选将凸起22和23设置在盖子10中以及将凹部13设置在活动电接触器20中。与盖子10的滑动表面不同，活动电接触器20绕周围没有平滑的表面，因为活动电接触器20具有臂状部分21。因此，在凸起22和23设置在盖子10中的情况下，当凸起22和23中的一个面对臂状部分21时，降低了施加到活动电接触器20上的接触压力，或凸起22或23将不与活动电接触器20接触。这可能会引起转子30和活动电接触器20失去平衡并且倾斜。此外，在转动过程的中间凸起22和23对活动电接触器20的接触压力的改变会使活动电接触器20即转子30的转动力矩波动，由此降低操作感觉。

如图10所示，如果凸起22和23以较小间隔，例如30°，设置，非卡合凸起23会干涉卡合凸起22和卡合凹部13之间的接合，由此引起问题。

第四优选实施例

下面参照图11和12描述第四优选实施例。

图11示出了根据本发明第四优选实施例的设有卡合机构的可转动可变电阻器。第四优选实施例的可变电阻器基本上包括与第一优选实施例的可变电阻器相同的元件。不同之处是卡合孔口13′设置在盖子10中代替卡合凹部13。

图12A示出了卡合凸起22正在盖子10的下表面上滑动的状态。图12B示出了卡合凸起22与盖子10的卡合孔口13′中的一个接合的状态。

通过设置用于卡合接合部分的孔口13′，如在第四优选实施例中一样，当卡合凸起22与孔口13′接合时给操作者更好的“卡嗒”感觉。此外，即使用较低的接触压力也能实现好的“卡嗒”，从而降低了活动电接触器10的尺寸。因此，这有助于整个可变电阻器尺寸的降低。

其它实施例

根据本发明的设有卡合机构的可转动可变电阻器不限于上述优选实施例，并且在本发明的范围和精神内可以修改。

例如，参见图3，转子30的上部大体圆柱形部分31的内表面可以是俯视图中的D状的，以允许转子30利用，例如转轴(图中未示出)，转动。作为选择，上部大体圆柱形部分31在俯视图中的内表面和转轴的截面可以具有允许两者接合的诸如长方形的任意形状。此外，作为选择，转轴可以与转子30一体形成，转轴从转子30的中心部分向外延伸。

此外，为了进一步降低元件的滑动表面的摩擦阻力和噪音，油脂可以涂敷在该表面上。在这种情况下的滑动表面指活动电接触器20和电阻器层60，活动电接触器20和盖子10，转子30和电阻器衬底40，以及转子30和盖子10之间的滑动接触表面。

此外，活动电接触器20的突起部分24可以设有凹口，以防止部分24脱离转子30的狭槽34。作为选择，外部端子12和外部端子51和52可以设有防止变形的凸缘折边。

尽管已经描述了本发明的优选实施例，但是在不偏离本发明的范围和精神的情况下可以对实施例做出各种修改和变更，这对本领域的普通技术人员而言是显而易见的。因此本发明的范围由权利要求限定。

Claims

1.一种可转动可变电阻器，包括：

包括转子和活动电接触器的转动单元；以及

包括电阻器衬底和外部端子的固定单元；

其中

所述转动单元和所述固定单元中的一个设有卡合凸起和非卡合凸起；

所述转动单元和所述固定单元中的另一个设有可与所述卡合凸起接合的卡合接合部分；以及

从所述转动单元的转动中心到所述卡合凸起顶部的距离不同于从所述转动单元的转动中心到所述非卡合凸起顶部的距离。

2.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述非卡合凸起具有沿所述转动单元的转动方向线性延伸的顶部。

3.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述固定单元还包括与所述外部端子成一体导电盖子，所述卡合接合部分设置在所述盖子中。

4.根据权利要求3所述的可转动可变电阻器，其中设置两个所述外部端子并且所述电阻器衬底，盖子和所述两个外部端子限定所述固定单元。

5.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述盖子包括由凹部限定的一对卡合接合部分。

6.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合接合部分是孔口。

7.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合接合部分是凹部。

8.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合凸起和所述非卡合凸起彼此相距大体180°对称设置。

9.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述活动电接触器包括接触部分，所述接触部分以可滑动的方式被弹性推靠在所述电阻器层上并且与所述电阻器层电连接。

10.根据权利要求3所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合凸起和所述非卡合凸起以可滑动方式被弹性推靠在所述盖子的下表面上并且与所述盖子电连接。

11.根据权利要求1所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合凸起和所述非卡合凸起布置为相对于不同的半径滑动。

12.根据权利要求3所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合凸起和所述非卡合凸起设置在所述活动电接触器中，而所述卡合接合部分设置在所述盖子中。

13.根据权利要求3所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合凸起和所述非卡合凸起设置在所述盖子中，而所述卡合接合部分设置在所述活动电接触器中。

14.一种可转动可变电阻器，包括：

包括转子和活动电接触器的转动单元；以及

包括电阻器衬底和外部端子的固定单元；

其中

所述转动单元和所述固定单元中的另一个设有可与所述卡合凸起接合的卡合接合部分；

所述非卡合凸起具有平的顶部，所述平的顶部沿一个方向的宽度大于所述卡合接合部分的宽度，所述平的顶部的表面与所述固定单元和所述转动单元中的另一个接触；以及

所述卡合凸起顶部的滑动轨迹沿其半径方向位于所述非卡合凸起的滑动轨迹之内。

15.根据权利要求14所述的可转动可变电阻器，其中所述固定单元还包括与外部端子成一体导电盖子，所述卡合接合部分设置在所述盖子中。

16.根据权利要求14所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合接合部分是孔口。

17.根据权利要求14所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合接合部分是凹部。

18.根据权利要求14所述的可转动可变电阻器，其中所述平的顶部的表面接触所述盖子的下表面。

19.根据权利要求15所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合凸起和所述非卡合凸起设置在所述活动电接触器中，而所述卡合接合部分设置在所述盖子中。

20.根据权利要求15所述的可转动可变电阻器，其中所述卡合凸起和所述非卡合凸起设置在所述盖子中，而所述卡合接合部分设置在所述活动电接触器中。