JP2005504302A - ポテンショメータ - Google Patents

Abstract

特に位置センサまたは状態センサとして使用されるポテンショメータを提案する。このポテンショメータは少なくとも１つの摺動トラックと摺動子とを有しており、この摺動子は摺動トラック上のコンタクト面（２０）に配置されてこれに電気的に接触する少なくとも１つのコンタクトエレメント（１９）を有する。ここで摺動子と摺動トラックとは相互に運動可能である。ポテンショメータ内でコンタクトに用いられる貴金属を低減してコストを下げるために、コンタクトエレメント（１９）は導電性のコア（２１）とこれを包囲する貴金属カバー（２２）とを有しており、そのリング状の端面が少なくとも部分的にコンタクト面（２０）を形成している。

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は請求項１の上位概念記載の構成を有するポテンショメータに関する。
【０００２】
この種の周知のポテンショメータ（独国特許出願公開第１９６２４７８０号明細書を参照）はスロットルバルブの角度位置を検出する位置センサとして内燃機関の吸気管内で使用されており、摺動子が支持体とこれに固定されたばね状の２つの摺動子プレートとを有し、その端部でそれぞれ１つずつのコンタクトブラシが支持されている。このコンタクトブラシは抵抗材料から成る摺動トラックに対する電気コンタクトとして製造されている。ここで共心的に配置された２つの摺動トラックの端部はポテンショメータ電圧を印加する２つの接続端子に接続されており、もう１つの摺動トラックの端部は測定端子の端部に接続されている。この測定端子で摺動子からのポテンショメータ電圧が摺動子と摺動トラックとの相対位置を表す尺度量として取り出される。摺動トラックはスロットルバルブスリーブのケーシング内に固定されており、摺動子はスロットルバルブの調整軸に回転可能に接続されているので、測定端子で取り出された電圧はスロットルバルブの回転位置の尺度量となる。
【０００３】
本発明の利点
本発明の請求項１の特徴部分に記載の構成を有するポテンショメータは、摺動トラックに電気的に接触するコンタクトエレメントを導電性のコアと貴金属カバーとから形成する本発明の構造により、電気的接触に使用される貴金属の成分を低減して、コストを節約できるという利点を有する。貴金属カバーのリング状の面により従来の技術と同様に良好なコンタクトを保証する貴金属が摺動トラック上に載置される。
【０００４】
他の請求項に記載された手段により、請求項１に記載されたポテンショメータの有利な実施形態および改善形態が実現される。
【０００５】
本発明の有利な実施形態によれば、コンタクトエレメントは摺動ワイヤとして構成されており、この摺動ワイヤはコンタクト面とは反対側のワイヤ端部で摺動子アームに固定されている。このため、摺動ワイヤの全長にわたって延在する貴金属カバーによって、支持側でも小さな過渡抵抗のみでの確実な接触が形成される利点が得られる。
【０００６】
本発明の別の有利な実施形態によれば、摺動ワイヤは屈曲されており、摺動子アームに固定された長い脚部とこれに続いてコンタクト面を支承する短い脚部とを有している。このため屈曲された摺動ワイヤの長い脚部により、コンタクト面へ作用するワイヤそのものの押圧力も利用され、摺動トラックとの電気的接触が保証される。特に本発明の別の実施形態で摺動子ワイヤ内を通るコアがばね鋼から製造される場合、これにより摺動ワイヤにばね応力を印加することができる。
【０００７】
図面
本発明を図示の実施例に則して以下に詳細に説明する。図１には回転モジュールの回転角度位置を検出する位置センサまたは回転角センサとして使用されるポテンショメータが示されている。図２には図１のポテンショメータの摺動子を下から見た部分図が示されている。図３には図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した断面図が示されている。図４には図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断したポテンショメータの摺動子の摺動ワイヤの断面図が示されている。
【０００８】
実施例の説明
図示のポテンショメータは回転モジュールの回転位置をセンシングする位置センサとして用いられる。車両では、位置センサは内燃機関の吸気管内に配置された回転モジュールであるスロットルバルブの傾角を検出するために使用されている。この場合、ポテンショメータ電圧を収容するケーシング１０は吸気管内のいわゆるスロットルバルブスリーブに固定され、スロットルバルブの駆動軸がポテンショメータに結合される。
【０００９】
ポテンショメータは２つの摺動トラック１１，１２と摺動子１３とを有している。摺動トラックのうち少なくとも１つは電気的抵抗材料から成り、摺動子は摺動トラックに対して相対的に回転可能である。２つの摺動トラック１１，１２は弧状セクションとして構成されており、相互に共心的にベースプレート１４上に被着され、固定にケーシング１０内に収容されている。摺動子１３はケーシング１０に支承された回転軸１５上に載置されており、ポテンショメータがスロットルバルブの傾角を検出する位置センサとして使用される場合、これはスロットルバルブの調整軸に回転可能に固定されているか、またはこれとともに形成されている。摺動トラック１１の前方および後方の端部は導体路１１１，１１２を介してそれぞれ接続端子１６，１７に接続されており、摺動トラック１１の前方の端部は導体路１２１を介して接続端子１８に接続されている。接続端子１６〜１８はここでは図示されていない差し込みピンを介して差し込み部２６に通じている。差し込みピンは接続端子１６，１７へポテンショメータ電圧が印加され、接続端子１８でポテンショメータからの電圧が取り出されるように配置されている。この接続端子１８で取り出される電圧が摺動子１３、ひいてはこれに回転可能に接続されたモジュール（例えばスロットルバルブ）の回転位置を表す尺度量となる。
【００１０】
摺動子１３は複数のコンタクトエレメント１９を有しており、コンタクト面２０（図４を参照）で摺動トラック１１，１２上に載置されている。複数のコンタクトエレメント１９は２つのグループ１９１，１９２に分割され、このうちグループ１９１のコンタクト面２０は摺動トラック１１上に、グループ１９２のコンタクト面２０は摺動トラック１２上に、それぞれ所定の押圧力で載置されている。全てのコンタクトエレメント１９はコンタクト面２０とは反対側の端部で相互に電気的に接続されている。図４からわかるように、各コンタクトエレメント１９は少なくともコンタクト面２０の領域、すなわち摺動トラック１１，１２上に載置されている端部に、グラファイト、炭素ファイバなどの導電性材料の安価な充填物質から成る導電性のコア２１と、このコアを包囲する貴金属カバー２２とを有している。コア２１および貴金属カバー２２はその端面で面が整合するように構成されており、貴金属カバー２２のリング状の端面はコア２１の端面とともにコンタクト面２０を形成している。
【００１１】
図示の実施例では、各コンタクトエレメント１９は長い摺動ワイヤ２３として構成されており、コンタクト面２０の反対側の端部で導電性の支持プレート２４、例えば支持板に固定されている。この固定は有利には摺動ワイヤの端部を支持プレート２４上へ溶接することによって行われる。支持プレート２４はプラスティクスから成る摺動子アーム２５の下方側に固定されるか、またはそれ自体で摺動子アーム２５を形成してプラスティクススリーブにより回転軸１５に回転可能に接続される。図３からわかるように、各摺動ワイヤ２３は屈曲されており、端部で支持プレート２４に固定された長い脚部２３１と、そこから直角に曲げられて端部でコンタクト面を支持する短い脚部２３２とを有する。コンタクト面２０に対する押圧力を摺動トラック１１，１２上で得るために、有利には摺動ワイヤ２３のコア２１はばね鋼から製造され、このコアが摺動ワイヤの全長にわたって貴金属カバー２２によりカバーされる。ばね性を有する摺動ワイヤに予め適切に応力を加えることにより、コンタクト面２０の摺動トラック１１，１２に対する所望の押圧力を調整することができる。各摺動ワイヤ２３は（前述のように）グループ１９１が摺動トラック１１に接触し、グループ１９２が摺動トラック１２に接触し、約０．１ｍｍの外径を有する。
【００１２】
本発明は前述の実施例に限定されない。ポテンショメータの機能としてはポテンショメータ電圧の印加される摺動トラックが１つあれば充分である。測定電圧は相応の電気端子を有する摺動子１３から取り出される。また摺動子１３と摺動トラック１１，１２とのあいだの相対運動は回転運動でなくともよく、リニア方向の摺動であってもよい。摺動子１３に代えて摺動トラック１１，１２を支持するベースプレートを回転させたり、またはリニア方向に摺動させたりすることもできる。この場合には摺動子１３は空間的に固定されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
位置センサまたは回転角センサとして使用されるポテンショメータを示す図である。
【図２】
図１のポテンショメータの摺動子を下から見た部分図である。
【図３】
図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。
【図４】
図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図である。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの摺動トラック（１１，１２）と摺動子（１３）とを有しており、該摺動子は、コンタクト面（２０）を備え、摺動トラック（１１，１２）上に配置されてこれに電気的に接触する少なくとも１つのコンタクトエレメント（１９）を有しており、ここで摺動トラック（１１，１２）と摺動子（１３）とは相互に相対的に運動可能である
   ポテンショメータにおいて、
   コンタクトエレメント（１９）は少なくともコンタクト面（２０）の領域に導電性のコア（２１）とこれを包囲する貴金属カバー（２２）とを有しており、そのリング状の端面が少なくとも部分的にコンタクト面（２０）を形成している
   ことを特徴とするポテンショメータ。
2. コア（２１）は導電性材料の安価な充填物質から成る、請求項１記載のポテンショメータ。
3. コンタクトエレメント（１９）は摺動ワイヤ（２３）として構成されており、該摺動ワイヤはコンタクト面（２０）とは反対側のワイヤ端部で摺動子アーム（２５）に固定されている、請求項１または２記載のポテンショメータ。
4. 摺動ワイヤ（２３）は屈曲されており、摺動子アーム（２５）に固定された長い脚部（２３１）とこれに続いてコンタクト面（２０）を支承する短い脚部（２３２）とを有している、請求項３記載のポテンショメータ。
5. 摺動ワイヤ（２３）内を通るコア（２１）はばね鋼から製造されている、請求項３または４記載のポテンショメータ。
6. 複数の並列の摺動ワイヤ（２３）が摺動子アーム（２５）に固定されており、摺動ワイヤ（２３）の各グループ（１９１，１９２）が少なくとも１つの摺動トラック（１１，１２）に対応している、請求項３から５までのいずれか１項記載のポテンショメータ。
7. 少なくとも２つの摺動トラック（１１，１２）と少なくとも２つのグループ（１９１，１９２）の摺動ワイヤ（２３）とが設けられており、各グループ（１９１，１９２）がそれぞれ１つの摺動トラック（１１，１２）に接触している、請求項６記載のポテンショメータ。
8. 摺動子アーム（２５）の個所で摺動ワイヤ（２３）と摺動ワイヤの各グループ（１９１，１９２）とのあいだの電気的接続が形成される、請求項７記載のポテンショメータ。
9. 摺動子アーム（２５）に導電性の支持プレート（２４）が設けられており、摺動ワイヤ（２３）は支持プレート（２４）に溶接により固定されている、請求項３から８までのいずれか１項記載のポテンショメータ。
10. 摺動ワイヤ（２３）は約０．１ｍｍの外径を有する、請求項３から９までのいずれか１項記載のポテンショメータ。
11. 反対向きに運動可能な２つの部材の相対位置を求める位置センサとして使用される、請求項１から１０までのいずれか１項記載のポテンショメータ。