JP2000105130A - Potentiometer - Google Patents

Potentiometer

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JP2000105130A
JP2000105130A JP10276312A JP27631298A JP2000105130A JP 2000105130 A JP2000105130 A JP 2000105130A JP 10276312 A JP10276312 A JP 10276312A JP 27631298 A JP27631298 A JP 27631298A JP 2000105130 A JP2000105130 A JP 2000105130A
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JP
Japan
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shaft
bearing
brush
resistance
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP10276312A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Nitta
幹夫 新田
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Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a potentiometer capable of achieving stable performance for a long period by effectively suppressing the axial displacement of a shaft. SOLUTION: One axial end face 5a of a bearing 5 and a brush stand 7 are opposed near at hand capable of being brought into contact with one another, and the other axial end face 5b of the bearing 5 and a radial face 6d provided on an outer end of an inserting part 62 of a shaft 6 are opposed near at hand capable of being brought into contact with one another. Thus, since the axial displacement of the shaft 6 (brush stand 7) can be suppressed to a small value, the electric resistance value of a contact of resistance tracks 3, 4 and a brush 8 is stabilized and early wears of the tracks 3, 4 are prevented. Since the increase in the rotary torque of the shaft 6 is suppressed, operability of a displacement input to be measured is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車にお
けるクラッチセンサや車高センサ等、変位検出手段とし
て用いられる接触式のポテンショメータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact type potentiometer used as a displacement detecting means such as a clutch sensor and a vehicle height sensor in an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から接触型のポテンショメータの一
種として、例えば図5に示すようなものが知られてい
る。このポテンショメータは、中空のボディ101内
に、絶縁体からなる円盤状の基板102と、この基板1
02の表面に同心的に形成された外周側の略C字形の抵
抗トラック103及び内周側の環状の抵抗トラック10
4と、前記基板102と同心的に配置されると共に前記
ボディ101に形成された円筒状の軸受保持部101a
に軸受105を介して回転可能に支持されたシャフト1
06と、このシャフト106に取り付けられたブラシ台
107に固定され一枚の導体金属板で互いに一体に形成
された板バネ状のブラシ108とを備え、このブラシ1
08の先端が前記抵抗トラック103,104の表面に
適当な荷重で接触されている。
2. Description of the Related Art As a kind of a contact type potentiometer, for example, a type shown in FIG. 5 has been conventionally known. This potentiometer is comprised of a disk-shaped substrate 102 made of an insulator,
02, a substantially C-shaped resistance track 103 on the outer periphery and an annular resistance track 10 on the inner periphery formed concentrically on the surface
4 and a cylindrical bearing holding portion 101a that is arranged concentrically with the substrate 102 and formed on the body 101.
Shaft 1 rotatably supported by a bearing 105 via a bearing 105
06, and a leaf spring-like brush 108 fixed to a brush stand 107 attached to the shaft 106 and integrally formed of one conductive metal plate.
08 is in contact with the surfaces of the resistance tracks 103 and 104 with an appropriate load.

【0003】すなわちこの種のポテンショメータは、基
板102に形成された抵抗トラック103,104が、
シャフト106によってその軸心の周りに移動されるブ
ラシ108を介して電気的に接続され、ブラシ108に
よる接点位置が可変となっているものである。したがっ
て、測定対象の変位や傾斜等、外部から入力される物理
量に対応する回転角だけシャフト106が回転すると、
これに伴って前記抵抗トラック103,104に対する
ブラシ108の接点位置が円周方向に移動して電気抵抗
値が変化するので、前記物理量に対応した電圧が出力さ
れる。
That is, in this type of potentiometer, resistance tracks 103 and 104 formed on a substrate 102 are
It is electrically connected via a brush 108 moved around its axis by a shaft 106, and the contact position of the brush 108 is variable. Therefore, when the shaft 106 rotates by a rotation angle corresponding to a physical quantity input from the outside, such as displacement or inclination of the measurement target,
Along with this, the contact position of the brush 108 with respect to the resistance tracks 103 and 104 moves in the circumferential direction and the electric resistance changes, so that a voltage corresponding to the physical quantity is output.

【0004】ボディ101の軸受保持部101aの端壁
とブラシ台107との間は、シャフト106の円滑な回
転を許容するために、軸方向に例えば0.6mm程度の
隙間δ1が設定されている。また、この場合軸方向の振
動が入力されると、前記隙間δ1の存在によってシャフ
ト106が軸方向に大きく振動変位され、抵抗トラック
103,104に対するブラシ108の接点圧の変化に
よってその接触面積が変化するので、接点における電気
抵抗値(接触抵抗)が不安定になって、抵抗トラック1
03,104とブラシ108との相対的な回転角に対す
る出力電圧の直線性に悪影響を及ぼすことから、これを
防止するために、前記軸受保持部101aの端壁とブラ
シ台107との間にはリングばね109が介装されてい
る。
A gap δ1 of, for example, about 0.6 mm is set in the axial direction between the end wall of the bearing holding portion 101a of the body 101 and the brush stand 107 to allow the shaft 106 to rotate smoothly. . Also, in this case, when the vibration in the axial direction is input, the shaft 106 is greatly vibrated and displaced in the axial direction due to the existence of the gap δ1, and the contact area of the shaft changes due to a change in the contact pressure of the brush 108 against the resistance tracks 103 and 104. Therefore, the electric resistance value (contact resistance) at the contact point becomes unstable, and the resistance track 1
In order to prevent this from adversely affecting the linearity of the output voltage with respect to the relative rotation angle of the brushes 108 and 03, 104, in order to prevent this, the distance between the end wall of the bearing holding portion 101a and the brush stand 107 is reduced. A ring spring 109 is interposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるポ
テンショメータにおいて、シャフト106の軸方向の振
動変位に対する抑制力(耐振性)を向上させるには、リ
ングばね109のセット荷重を大きくすることが有効で
ある。しかしこの場合は、ブラシ台107とリングばね
109及び軸受105とシャフト径方向面106aの接
触荷重の上昇によってシャフト106の回転トルクが増
大し、作動性が低下してしまう。しかも前記セット荷重
を大きくすることによって、前記リングばね109と軸
受保持部101aの端壁及びブラシ台107との接触座
面や、前記シャフト径方向面106aの摩耗、及びリン
グばね109のへたり等を発生する可能性がある。した
がって、リングばね109のセット荷重によって実現可
能な耐振性は最大でも振動加速度10G程度に対してま
でであり、自動車のエンジン周辺等のように、10G以
上の振動加速度を受けるような条件では出力が不安定に
なったり抵抗トラック103,104の早期摩耗を来す
おそれがあった。
In the potentiometer according to the prior art, it is effective to increase the set load of the ring spring 109 in order to improve the suppressing force (vibration resistance) against the axial vibration displacement of the shaft 106. is there. However, in this case, the rotational torque of the shaft 106 increases due to an increase in the contact load between the brush stand 107 and the ring spring 109 and between the bearing 105 and the shaft radial surface 106a, and the operability decreases. In addition, by increasing the set load, the contact seat surface between the ring spring 109 and the end wall of the bearing holding portion 101a and the brush stand 107, the abrasion of the shaft radial surface 106a, the set of the ring spring 109, etc. May occur. Therefore, the vibration resistance achievable by the set load of the ring spring 109 is up to about 10 G of vibration acceleration, and the output is not obtained under the condition of receiving vibration acceleration of 10 G or more, such as around an automobile engine. There is a risk of becoming unstable or causing early wear of the resistance tracks 103 and 104.

【0006】また、シャフト106の軸方向振動変位を
抑制するには、ボディ101の軸受保持部101aの端
壁とブラシ台107との間に、リングばね109の代わ
りにスラストワッシャを介装すると共に、ボディ10
1、シャフト106、シャフト10及び前記スラストワ
ッシャを高精度に加工することによって、隙間δ1を可
能な限り小さくすることも有効である。しかし、実際に
は前記ボディ101、シャフト106、シャフト10及
びスラストワッシャ等の各部材の加工公差が累積される
ので、隙間δ1のばらつきが大きくなり、確実かつ十分
に隙間δ1を小さくすることは技術的に困難であった。
In order to suppress the axial vibration displacement of the shaft 106, a thrust washer is interposed between the end wall of the bearing holding portion 101 a of the body 101 and the brush stand 107 instead of the ring spring 109. , Body 10
It is also effective to make the gap δ1 as small as possible by processing the shaft 106, the shaft 10, and the thrust washer with high precision. However, actually, since the processing tolerances of the members such as the body 101, the shaft 106, the shaft 10, and the thrust washer are accumulated, the dispersion of the gap δ1 becomes large, and it is technically necessary to reduce the gap δ1 reliably and sufficiently. Was difficult.

【0007】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その技術的課題とするところは、シャフト
の軸方向変位を有効に抑制して、長期間にわたって安定
した性能を発揮し得るポテンショメータを提供すること
にある。
[0007] The present invention has been made under the above circumstances, and the technical problem thereof is to effectively suppress axial displacement of a shaft and exhibit stable performance for a long period of time. To provide a potentiometer that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係るポテンショメータは、表面に円周方向に延
びる抵抗トラックが形成された基板と、前記抵抗トラッ
クと同心的に配置されると共に軸受によって回転可能に
支持されたシャフトと、このシャフトに取り付けられた
ブラシ台に固定され先端が前記抵抗トラックに接触され
た導体金属からなるブラシとを備え、前記軸受の外端面
と前記シャフトにおける前記軸受への挿入部の外端に設
けられた径方向面が互いに当接し、前記軸受の内端面と
前記ブラシ台が互いに近接した状態で直接対向してい
る。
Means for Solving the Problems The technical problems described above are:
This can be effectively solved by the present invention. That is, the potentiometer according to the present invention includes a substrate having a surface on which a resistance track extending in a circumferential direction is formed, a shaft disposed concentrically with the resistance track and rotatably supported by a bearing, and mounted on the shaft. A brush made of a conductive metal fixed to a brush base and having a tip contacted with the resistance track, and an outer end surface of the bearing and a radial surface provided at an outer end of an insertion portion of the shaft into the bearing. Are in contact with each other, and the inner end face of the bearing and the brush base are directly opposed to each other in a state of being close to each other.

【0009】上記構成を備えるポテンショメータは、基
本的には従来のものと同様、測定対象の物理量の入力に
応じてシャフトが回転することにより、このシャフトと
共に回転されるブラシ台に固定されたブラシと抵抗トラ
ックとの接点位置が円周方向に移動して電気抵抗値が変
化し、これによって前記物理量に対応した電圧が出力さ
れるものである。このときのシャフトの軸方向変位は、
ブラシ台と軸受の内端面との隙間の範囲内に規制され
る。そしてこの隙間は、軸受の外端面に当接されるシャ
フト径方向面からブラシ台までの軸方向距離言い換えれ
ばシャフトにおける軸受への挿入部の軸方向寸法と、軸
受の軸方向寸法のみによって決まるため、前記軸受とシ
ャフトの二部品の加工精度によって、0.16mm以下
といった小さなものにし、振動入力等によるシャフトの
軸方向変位を有効に抑制することができる。
The potentiometer having the above-mentioned configuration basically has a brush fixed to a brush base rotated together with the shaft by rotating the shaft in response to the input of a physical quantity to be measured, similarly to the conventional one. The position of the contact point with the resistance track moves in the circumferential direction to change the electric resistance value, thereby outputting a voltage corresponding to the physical quantity. The axial displacement of the shaft at this time is
It is restricted within the range of the gap between the brush base and the inner end face of the bearing. The clearance is determined only by the axial distance from the radial surface of the shaft abutting on the outer end surface of the bearing to the brush stand, in other words, only by the axial size of the insertion portion of the shaft into the bearing and the axial size of the bearing. According to the processing accuracy of the two parts of the bearing and the shaft, the bearing can be made as small as 0.16 mm or less, and the axial displacement of the shaft due to vibration input or the like can be effectively suppressed.

【0010】本発明によれば、シャフトにおける挿入部
外端の径方向面が従来のように常にばね等による接触荷
重をもって軸受の外端面と接触するものではなく、しか
も、シャフトが基板と反対側へ軸方向変位することによ
って軸受の内端面とブラシ台との対向隙間が零になった
場合は、前記ブラシ台が前記軸受の内端面と摺接するこ
とになるため、シャフトの回転トルクの増大が小さく抑
えられる。したがって、この場合例えば前記ブラシ台を
耐摩耗性に優れた低摩擦材料で構成することも一層好ま
しい。
According to the present invention, the radial surface of the outer end of the insertion portion of the shaft does not always contact the outer end surface of the bearing with the contact load of a spring or the like as in the prior art. When the opposed gap between the inner end surface of the bearing and the brush base becomes zero due to the axial displacement, the brush base comes into sliding contact with the inner end surface of the bearing, so that the rotational torque of the shaft increases. Can be kept small. Therefore, in this case, for example, it is more preferable that the brush stand is made of a low friction material having excellent wear resistance.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポテンショメ
ータを、図1及び図2に示す好適な一実施形態を参照し
ながら更に詳細に説明する。まず図1における参照符号
1は機器の所定箇所に固定されるボディであり、このボ
ディ1は、内周に円筒状の作動室Sを形成している外殻
部11と、この外殻部11の底壁11aの内径部から前
記作動室S内へ軸方向に延在された円筒状の軸受保持部
12とを有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a potentiometer according to the present invention will be described in more detail with reference to a preferred embodiment shown in FIGS. First, reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a body fixed to a predetermined portion of the device. The body 1 includes an outer shell 11 forming a cylindrical working chamber S on an inner periphery thereof, and an outer shell 11 And a cylindrical bearing holding portion 12 axially extending from the inner diameter portion of the bottom wall 11a into the working chamber S.

【0012】ボディ1における外殻部11の内周には、
フェノール樹脂等の電気絶縁性に優れた合成樹脂材から
なる円盤状の基板2が前記外殻部11の内周の作動室S
を塞ぐように固定されており、更にこの基板2の外側
は、前記外殻部11における底壁11aと反対側の開口
端部11bの内周に形成されたエポキシ樹脂等からなる
ポッティング材13で完全に密閉されている。このた
め、外部から作動室Sへのダスト等の侵入が確実に遮断
されている。
On the inner periphery of the outer shell 11 of the body 1,
A disk-shaped substrate 2 made of a synthetic resin material having an excellent electrical insulation property such as phenol resin is provided with a working chamber S on the inner periphery of the outer shell 11.
Further, the outside of the substrate 2 is covered with a potting material 13 made of epoxy resin or the like formed on the inner periphery of the opening end 11b on the opposite side of the bottom wall 11a of the outer shell 11 from the bottom wall 11a. Completely sealed. Therefore, intrusion of dust and the like into the working chamber S from the outside is reliably blocked.

【0013】基板2の作動室S側の表面には、図2に示
すように円周方向へ略C字形に延びる外周側の抵抗トラ
ック3及びその内周側の環状に延びる抵抗トラック4が
形成されている。外周側の抵抗トラック3は電気抵抗の
大きいカーボン等の導電性材料粉末に熱硬化性樹脂ペー
ストを添加した抵抗材料からなり、内周側の抵抗トラッ
ク4は銀などの導体金属粉末に熱硬化性樹脂ペーストを
添加した導電性材料からなり、印刷等の方法によって適
当な膜厚(例えば10〜12μm)に形成されたもので
ある。また、抵抗トラック3の両端には端子3a,3b
が、また抵抗トラック4には端子4aが設けられてい
る。
As shown in FIG. 2, on the surface of the substrate 2 on the side of the working chamber S, an outer peripheral resistance track 3 extending substantially in a C-shape in the circumferential direction and an annular resistance track 4 extending on the inner peripheral side thereof are formed. Have been. The resistance track 3 on the outer periphery is made of a resistance material obtained by adding a thermosetting resin paste to a conductive material powder such as carbon having a large electric resistance, and the resistance track 4 on the inner periphery is formed of a thermosetting resin powder such as silver. It is made of a conductive material to which a resin paste is added, and is formed to an appropriate thickness (for example, 10 to 12 μm) by a method such as printing. Terminals 3a and 3b are provided at both ends of the resistance track 3.
However, the resistance track 4 is provided with a terminal 4a.

【0014】ボディ1に形成された軸受保持部12の内
周には、焼結合金等からなる円筒状の軸受(滑り軸受)
5が、その軸方向両端面5a,5bを前記軸受保持部1
2の軸方向両端開口から露出した状態で装着されてお
り、この軸受5には、シャフト6が抵抗トラック3,4
と同心的にかつ回転自在に挿通されている。ボディ1の
外部へ延びるシャフト6の外端部は、適当なリンク部材
等を介して測定対象部材(図示省略)に連結されてお
り、すなわちこのシャフト6は、前記測定対象部材の直
線的な移動あるいは傾斜等に対応して回転されるように
なっている。
A cylindrical bearing (sliding bearing) made of a sintered alloy or the like is provided on the inner periphery of the bearing holding portion 12 formed on the body 1.
5, the axial end faces 5a, 5b are connected to the bearing holder 1
The bearing 5 is mounted on the bearing 5 so that the shaft 6 is connected to the resistance tracks 3, 4.
It is inserted concentrically and rotatably. The outer end of the shaft 6 extending to the outside of the body 1 is connected to a member to be measured (not shown) via an appropriate link member or the like, that is, the shaft 6 moves linearly of the member to be measured. Alternatively, it is adapted to be rotated in response to inclination or the like.

【0015】シャフト6の内端部61は軸受5から作動
室S内へ突出して基板2に近接対向しており、その外周
には、シャフト6における軸受5への挿入部62との間
に形成された取付座面63によって位置決めされた状態
で、ブラシ台7が取り付けられている。このブラシ台7
は、耐摩耗性に優れた低摩擦材であってかつ絶縁性であ
るポリアセタール等の合成樹脂材からなるもので、図示
されていない適当な回り止め手段によってシャフト6と
の相対回転が防止されており、すなわちシャフト6と一
体的に回転されるようになっている。
An inner end portion 61 of the shaft 6 projects from the bearing 5 into the working chamber S and is in close proximity to the substrate 2, and has an outer periphery formed between the shaft 6 and an insertion portion 62 of the shaft 6 into the bearing 5. The brush base 7 is mounted in a state where the brush base 7 is positioned by the mounted mounting seat surface 63. This brush stand 7
Is made of a synthetic resin material such as polyacetal which is a low-friction material having excellent wear resistance and an insulating property. Relative rotation with respect to the shaft 6 is prevented by a suitable detent means (not shown). That is, it is configured to rotate integrally with the shaft 6.

【0016】シャフト6における軸受5への挿入部62
の外端には、軸受5の外端面5bと当接する径方向面6
4が形成されており、これによって基板2側へのシャフ
ト6の軸方向変位が規制されている。このため、シャフ
ト6は基板2の表面2a、言い換えれば抵抗トラック
3,4に対して所定以上の距離を維持した状態で回転さ
れるようになっている。また、軸受5の内端面5aは、
ブラシ台7における基板2と反対側を向いた面に近接し
た状態で直接対向しており、これによって基板2と反対
側へ向けてのシャフト6の軸方向変位が規制されてい
る。
Insertion portion 62 of shaft 6 into bearing 5
Has a radial surface 6 which abuts against an outer end surface 5b of the bearing 5.
4 is formed, whereby the axial displacement of the shaft 6 toward the substrate 2 is restricted. For this reason, the shaft 6 is rotated while maintaining a predetermined distance or more with respect to the surface 2 a of the substrate 2, in other words, the resistance tracks 3 and 4. The inner end surface 5a of the bearing 5 is
The brush 6 is directly opposed to the surface of the brush stand 7 facing the opposite side to the substrate 2, thereby restricting the axial displacement of the shaft 6 toward the opposite side to the substrate 2.

【0017】ブラシ台7における基板2側を向いた面に
は、例えばAgPd系の導体金属板で形成されたブラシ
8が取り付けられている。このブラシ8には、先端が櫛
歯状に分割された一対の多接点摺動部81,82が形成
されており、それぞれ抵抗トラック3,4の表面に適当
な荷重で弾性的に接触されている。前記抵抗トラック
3,4に対する前記多接点摺動部81,82の接触荷重
は、例えば17.5g程度に設定される。
A brush 8 made of, for example, an AgPd-based conductive metal plate is attached to a surface of the brush stand 7 facing the substrate 2. The brush 8 is formed with a pair of multi-contact sliding portions 81 and 82 each of which has a tip divided into a comb-like shape, and is elastically contacted with the surfaces of the resistance tracks 3 and 4 with an appropriate load. I have. The contact load of the multi-contact sliding portions 81 and 82 on the resistance tracks 3 and 4 is set to, for example, about 17.5 g.

【0018】すなわちこのポテンショメータは、傾斜角
あるいはストローク量といった変位量の入力によって、
シャフト6がボディ1に対して相対回転されると、シャ
フト6に固定されたブラシ台7はこのシャフト6の軸心
を中心として回転移動する。したがって、ブラシ台7に
取り付けられたブラシ8の多接点摺動部81,82によ
る抵抗トラック3,4との接点位置が連続的に変化し、
抵抗トラック3における導電経路の長さが変化すること
によって抵抗値が変化するので、入力された前記傾斜角
あるいはストローク量等の測定対象量と対応した電圧が
出力される。
That is, this potentiometer is operated by inputting a displacement amount such as an inclination angle or a stroke amount.
When the shaft 6 is relatively rotated with respect to the body 1, the brush stand 7 fixed to the shaft 6 rotates around the axis of the shaft 6. Therefore, the contact positions of the brush 8 attached to the brush stand 7 with the resistance tracks 3 and 4 by the multiple contact sliding portions 81 and 82 continuously change,
Since the resistance value changes as the length of the conductive path in the resistance track 3 changes, a voltage corresponding to the input measurement target amount such as the inclination angle or the stroke amount is output.

【0019】先に説明したように、基板2側へ向けての
シャフト6の軸方向変位は、その径方向面64と軸受5
の外端面5bとが接触することによって規制され、基板
2と反対側へ向けてのシャフト6の軸方向変位は、その
内端部61に固定されたブラシ台7と軸受5の内端面5
aとが接触することによって規制されるので、軸方向の
振動が与えられても、シャフト6の軸方向変位量は、前
記径方向面64と軸受5の外端面5bとが接触した状態
での軸受5の内端面5aとブラシ台7との隙間δの範囲
に抑えられる。そしてこの実施形態の構成によれば、前
記隙間δは、シャフト6の取付座面63と径方向面64
の間(挿入部62)の軸方向寸法精度及び軸受5の軸方
向寸法精度を向上させることによって、従来に比較して
著しく小さい値(0.16mm以下)に設定することが
できる。このため、基板2に対するブラシ台7の距離変
化が0.16mm以下の小さなものとなって、抵抗トラ
ック3,4に対するブラシ8の多接点摺動部81,82
の接触荷重の変化による抵抗値の変化が抑えられ、安定
した出力が得られる。
As described above, the axial displacement of the shaft 6 toward the substrate 2 is controlled by the radial surface 64 and the bearing 5.
The axial displacement of the shaft 6 toward the side opposite to the substrate 2 is restricted by the contact with the outer end face 5 b of the bearing 5, and the brush base 7 fixed to the inner end 61 and the inner end face 5 of the bearing 5.
Therefore, even if an axial vibration is given, the amount of axial displacement of the shaft 6 is limited by the state where the radial surface 64 and the outer end surface 5b of the bearing 5 are in contact with each other. The gap δ between the inner end surface 5a of the bearing 5 and the brush base 7 is suppressed to the range of δ. According to the configuration of this embodiment, the gap δ is formed between the mounting seat surface 63 of the shaft 6 and the radial surface 64.
By improving the axial dimensional accuracy of the intermediate portion (the insertion portion 62) and the axial dimensional accuracy of the bearing 5, the value can be set to a value (0.16 mm or less) significantly smaller than that of the related art. Therefore, the change in the distance between the brush stand 7 and the substrate 2 is as small as 0.16 mm or less, and the multi-contact sliding portions 81 and 82 of the brush 8 with respect to the resistance tracks 3 and 4 are provided.
The change in the resistance value due to the change in the contact load is suppressed, and a stable output is obtained.

【0020】シャフト6の径方向面64は、従来のよう
なリングばね等によって軸受5の外端面5bに圧接され
ているわけではなく、また、シャフト6が基板2と反対
側へ変位してもブラシ台7は軸受5の内端面5aと接触
することになり、しかもブラシ台7は先に説明したよう
に耐摩耗性及び低摩擦性に優れたポリアセタール等から
なるものである。このため、シャフト6の回転トルクの
増大を来さず、したがって測定対象の変位入力に対する
良好な作動性を発揮することができる。
The radial surface 64 of the shaft 6 is not pressed against the outer end surface 5b of the bearing 5 by a conventional ring spring or the like, and even if the shaft 6 is displaced to the opposite side to the substrate 2. The brush base 7 comes into contact with the inner end face 5a of the bearing 5, and the brush base 7 is made of polyacetal or the like having excellent wear resistance and low friction as described above. For this reason, the rotation torque of the shaft 6 does not increase, so that good operability with respect to the displacement input of the measurement target can be exhibited.

【0021】また上述のように、従来技術におけるリン
グばねの介装が不要になり、しかもシャフト6の挿入部
62と軸受5の二部品の軸方向寸法精度だけで、隙間δ
を0.16mm以下の著しく小さな値に設定することが
でき、ボディ1における軸受保持部12の形状も単純な
円筒状であって従来に比較して簡素化されるため、製作
の容易化を図ることができる。
Further, as described above, the interposition of the ring spring in the prior art becomes unnecessary, and the gap δ can be obtained only by the axial dimensional accuracy of the two parts of the insertion part 62 of the shaft 6 and the bearing 5.
Can be set to a remarkably small value of 0.16 mm or less, and the shape of the bearing holding portion 12 in the body 1 is a simple cylindrical shape, which is simplified as compared with the related art, thereby facilitating manufacture. be able to.

【0022】次に、上記構成のポテンショメータの耐振
性評価試験を行った結果について説明する。この試験
は、シャフト6の径方向面64と軸受5の外端面5bと
が当接した状態での軸受5の内端面5aとブラシ台7と
の対向面間の隙間δをそれぞれ異なる大きさに設定した
ポテンショメータについて、シャフト6に下記の条件で
軸方向の振動変位を与え、抵抗トラックの摩耗及び抵抗
変化の安定性を評価したものである。 [試験条件] 加速度・・・・20G 周波数・・・・50〜250Hz 試験時間・・・・180hrs. 抵抗トラックに対するブラシのばね荷重・・・・17.5g
Next, the results of a vibration resistance evaluation test of the potentiometer having the above configuration will be described. In this test, the gaps δ between the inner end surface 5a of the bearing 5 and the opposing surface of the brush stand 7 in a state where the radial surface 64 of the shaft 6 and the outer end surface 5b of the bearing 5 are in contact with each other have different sizes. With respect to the set potentiometer, an axial vibration displacement was applied to the shaft 6 under the following conditions, and the wear of the resistance track and the stability of the resistance change were evaluated. [Test conditions] Acceleration: 20 G Frequency: 50 to 250 Hz Test time: 180 hrs. Spring load of brush on resistance track ... 17.5g

【0023】図3は、この試験による評価結果を示すも
のである。なお図3において、摩耗の評価については、
試験時間(180時間)以内に抵抗トラック3の摩耗が
基板面に達しなかったものを○、基板面まで摩耗が進行
したものを×とし、抵抗変化の安定性の評価について
は、試験時間(180時間)以内に出力電圧特性の直線
性が損なわれなかっものを○、前記出力電圧特性の直線
性が損なわれるレベルまで劣化したものを×とした。こ
の評価結果から明らかなように、δ=0.1mm、δ=
0.15mm及びδ=0.16mmとした試験サンプル
では、抵抗トラックの摩耗が小さく、抵抗変化が安定し
ていたのに対し、δ=0.2mmとした試験サンプルで
は、抵抗トラックの摩耗が著しく大きく、抵抗変化も不
安定であった。
FIG. 3 shows the evaluation results of this test. In addition, in FIG.
When the wear of the resistance track 3 did not reach the substrate surface within the test time (180 hours), the result was evaluated as ○.時間 indicates that the linearity of the output voltage characteristics was not impaired within a period of time, and × indicates that the linearity of the output voltage characteristics was deteriorated to a level at which the linearity was impaired. As is clear from the evaluation results, δ = 0.1 mm, δ =
In the test samples with 0.15 mm and δ = 0.16 mm, the wear of the resistance track was small and the resistance change was stable, whereas in the test sample with δ = 0.2 mm, the wear of the resistance track was remarkable. It was large and the resistance change was unstable.

【0024】また図4は、抵抗トラック3の断面形状
を、X方向に対して20倍、Y方向に対して1000倍
の倍率で表したものである。すなわちこの図において、
(A)は試験開始前における抵抗トラック3の断面形
状、(B)はδ=0.1mmとした試験サンプルについ
て上記試験を実施した後の抵抗トラック3の断面形状、
(C)はδ=0.2mmとした試験サンプルについて上
記試験を実施した後の抵抗トラック3の断面形状を示す
ものである。(B)(C)の比較から明らかなように、
δ=0.1mmの試験サンプルでは摩耗が少なく、δ=
0.2mmの試験サンプルでは、抵抗トラック3が、ブ
ラシの多接点摺動部と摺接していた部分に基板2の表面
レベルに達する大きな摩耗が発生していることがわか
る。
FIG. 4 shows the cross-sectional shape of the resistance track 3 at a magnification of 20 times in the X direction and 1000 times in the Y direction. That is, in this figure,
(A) is the cross-sectional shape of the resistance track 3 before the start of the test, (B) is the cross-sectional shape of the resistance track 3 after performing the above test on a test sample with δ = 0.1 mm,
(C) shows the cross-sectional shape of the resistance track 3 after performing the above test on a test sample with δ = 0.2 mm. (B) As is clear from the comparison of (C),
The test sample with δ = 0.1 mm has less wear and δ =
In the test sample of 0.2 mm, it can be seen that large wear reaching the surface level of the substrate 2 occurred in the portion where the resistance track 3 was in sliding contact with the multi-contact sliding portion of the brush.

【0025】すなわち、上記試験結果から明らかなよう
に、シャフト6の径方向面64と軸受5の外端面5bと
が接触した状態での軸受5の内端面5aとブラシ台7と
の隙間δを0.16mm以下にすることによって、加速
度20Gの軸方向振動が与えられるような使用条件にお
いても優れた耐振性が発揮され、長期間にわたって出力
が安定する。
That is, as is apparent from the above test results, the clearance δ between the inner end face 5a of the bearing 5 and the brush base 7 in a state where the radial face 64 of the shaft 6 and the outer end face 5b of the bearing 5 are in contact with each other is determined. When the thickness is 0.16 mm or less, excellent vibration resistance is exhibited even under use conditions in which an axial vibration with an acceleration of 20 G is given, and the output is stabilized for a long period of time.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明に係るポテンショメータによる
と、シャフトの軸方向変位が小さく抑えられるので、軸
方向の振動変位が与えられても抵抗トラックとブラシの
接点における電気抵抗値が安定した状態が維持され、し
かも抵抗トラックとブラシの接触部分の早期摩耗を有効
に防止することができる。このため、安定した出力が得
られると共に、摩耗による出力の直線性の早期悪化も防
止され、しかもシャフトの回転トルクの増大が小さく抑
えられるので、測定対象の変位入力に対する作動性が良
好であり、出力値の信頼性を向上させることができる。
According to the potentiometer according to the present invention, the axial displacement of the shaft is suppressed to a small value, so that the state of the electric resistance at the contact point between the resistance track and the brush is maintained even when the axial vibration displacement is applied. In addition, premature wear of the contact portion between the resistance track and the brush can be effectively prevented. For this reason, a stable output is obtained, and early deterioration of the linearity of the output due to wear is also prevented.In addition, since an increase in the rotational torque of the shaft is suppressed to a small degree, the operability with respect to the displacement input of the measurement object is good, The reliability of the output value can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るポテンショメータの好適な一実施
形態を、その軸心を通る平面で切断して示す概略的な断
面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a preferred embodiment of a potentiometer according to the present invention by cutting along a plane passing through an axis thereof.

【図2】上記実施形態の一部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a part of the embodiment.

【図3】本発明のポテンショメータの耐振性評価試験に
おいて抵抗トラックの摩耗及び抵抗値の安定性を評価し
た結果を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the results of evaluating the wear of the resistance track and the stability of the resistance value in the vibration resistance evaluation test of the potentiometer of the present invention.

【図4】上記耐振性評価試験前及び試験後の抵抗トラッ
クの断面形状を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a cross-sectional shape of a resistance track before and after the vibration resistance evaluation test.

【図5】ポテンショメータの典型的な従来例を、その軸
心を通る平面で切断して示す概略的な断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a typical conventional example of a potentiometer cut along a plane passing through the axis thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ボディ 11 外殻部 11a 底壁 11b 開口端部 12 軸受保持部 13 ポッティング材 2 基板 3,4 抵抗トラック 5 軸受 5a,5b 端面 6 シャフト 61 内端部 62 挿入部 63 取付座面 64 径方向面 7 ブラシ台 8 ブラシ 81,82 多接点摺動部 S 作動室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body 11 Outer shell part 11a Bottom wall 11b Open end part 12 Bearing holding part 13 Potting material 2 Substrate 3, 4 Resistance track 5 Bearing 5a, 5b End face 6 Shaft 61 Inner end part 62 Insertion part 63 Mounting seat surface 64 Radial surface 7 Brush stand 8 Brush 81, 82 Multi-contact sliding part S Working chamber

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に円周方向に延びる抵抗トラック
(3,4)が形成された基板(2)と、 前記抵抗トラック(3,4)と同心的に配置されると共
に軸受(5)によって回転可能に支持されたシャフト
(6)と、 このシャフト(6)に取り付けられたブラシ台(7)に
固定され先端が前記抵抗トラック(3,4)に接触され
た導体金属からなるブラシ(8)とを備え、 前記軸受(5)の外端面(5b)と前記シャフト(6)
における前記軸受(5)への挿入部(62)の外端に設
けられた径方向面(64)が互いに当接し、 前記軸受(5)の内端面(5a)と前記ブラシ台(7)
が互いに近接した状態で直接対向してなることを特徴と
するポテンショメータ。
1. A substrate (2) having a circumferentially extending resistance track (3, 4) formed on a surface thereof, and a concentric arrangement with the resistance track (3, 4) and a bearing (5). A shaft (6) rotatably supported, and a brush (8) made of a conductive metal fixed to a brush stand (7) attached to the shaft (6) and having a tip contacting the resistance track (3, 4). ), And an outer end surface (5b) of the bearing (5) and the shaft (6).
The radial surfaces (64) provided on the outer end of the insertion portion (62) into the bearing (5) abut against each other, and the inner end surface (5a) of the bearing (5) and the brush stand (7).
Are directly opposed to each other in the vicinity of each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2476378A (en) * 2009-12-19 2011-06-22 Gm Global Tech Operations Inc Potentiometric position sensor including a ramp enabling slide-on of the slider finger

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