JP5039207B2 - 磁気式受動位置センサ - Google Patents

Description

本発明の構成要件は、磁気式受動位置センサであり、この位置センサは、基板と、ハウジングを構成するカバーと、ハウジング外で運動する磁石と、ハウジング内に配置されている、多数の個別の電気コンタクトを有している抵抗網と、磁石の運動領域内に配置されている多数のコンタクトばね部材とを有しており、このコンタクトばね部材は、共通の基体を介して相互に結合されており、湾曲領域とコンタクト領域からなる。ここでこのコンタクトばね部材は抵抗網のコンタクトと向かい合っており、コンタクト領域が磁石によって、抵抗網のコンタクトに対して動き、抵抗網の個々のコンタクトには、少なくとも２つのコンタクトばね部材のコンタクト領域が割り当てられている。

このような位置センサは、ＤＥ１０２００４００４１０２Ｂ３号から公知であり、今日の自動の燃料タンク内の充填センサで使用されている。位置センサは、磁石の位置に依存して、電気的な信号を生成する。抵抗網の各個別コンタクトに向かい合っている少なくとも２つの舌片を設けることが保証されており、汚れ粒子が付着した際に、２つの舌片のうちの少なくとも１つがコンタクトとの接続を形成する。位置センサへの磁気的な影響によって、剪断力が生じ、これはコンタクトばね部材に影響を与える。この結果、コンタクトばね部材の個々の舌片が側方方向にシフトする。これによって、個々のコンタクトで、３つの舌片または１つの舌片だけが、各コンタクトと接続する。１つの舌片だけが、コンタクトと接触する場合、冗長性はもはや得られない。使用時の、場合によって生じる故障またはエラー表示を回避するために、位置センサは相応に検査され、エラーを有している位置センサははじかれる。

従って本発明の課題は、妨害となる磁気の影響に依存せずに、抵抗網の各コンタクトとの、舌片の接触接続時に冗長性を有している磁気式受動位置センサを実現することである。これは、磁石の相応する位置で、少なくとも２つの舌片が各コンタクトと接触接続することによって実現される。

上述の課題は本発明に相応して、それぞれ２つの隣接しているコンタクトばね部材が機械的に相互に結合されていることによって解決される。２つの隣接しているコンタクトばね部材の間に結合部を配置することによって、コンタクトばね部材が配置されている面において各コンタクトばね部材の自由運動が強く制限される。この可動性の制限は強いので、これまで生じていた剪断力によって、コンタクトばね部材のずれがこの面において生じることはもはやない。これに対して、抵抗網のコンタクト方向、ひいては自身の配置面に対して垂直方向での、コンタクトばね部材の可動性は、変わらずに保持される。

簡単な実施形態では、１つのコンタクトに割り当てられているそれぞれ２つのコンタクトばね部材が機械的に相互に結合される。このような実施形態の利点は、２つのコンタクトばね部材の結合によって連結が生じ、この連結が同じように、コンタクトばね部材が配置されている面に対して垂直に作用する、ということである。コンタクトばね部材が磁石の磁界によって、抵抗網のコンタクトの方向にずれると、この結合によって既に、そのディメンジョンにおいて磁界の影響をまだ受けていないのにもかかわらず、第２の結合されたコンタクトばね部材が僅かに変位する。

別の実施形態では、２つの隣接するコンタクトばね部材の結合は次のようにも行われる。すなわち、２つのコンタクトばね部材の間に結合部が配置され、このコンタクト部材のうちの各々がそれぞれ１つのコンタクトに割り当てられるようにも行われる。

個々のコンタクトばね部材の湾曲性を、隣接するコンタクトばね部材との結合によって過度に強くこれと連結させないために、コンタクトばね部材が自身の湾曲領域において相互に結合されることが有利であることが判明している。

抵抗網のコンタクトの方向ひいては、コンタクトばね部材が配置されている面に対して垂直方向のコンタクトばね部材の可動性は、基体に対する、２つのコンタクトばね部材の間の結合部の間隔が、コンタクトばね部材の湾曲領域の長さの半分よりも短い場合には、僅かにしか影響されない。

別の実施形態では、２つのコンタクトばね部材の間の結合部がコンタクト領域内に配置されている場合には、コンタクトばね部材は強く相互に結合される。

結合部の幅が少なくとも、湾曲領域の幅と同じである場合には、２つのコンタクトばね部材の間の結合部の充分な頑強さが得られる。

結合は様々な方法で実現される。これが、コンタクトばね部材と結合されている別個の部分、有利にはウェブとして構成されている場合には、結合は容易に形成される。結合は別の実施形態では、摩擦結合（摩擦結合とは、部材相互の摩擦力に基づく結合を意味する）および／または形状結合（形状結合とは、嵌め合いまたは噛み合いなど部材相互の形状的関係に基づく結合を意味する）で構成される。これはコンタクトばね部材がボンディング結合、はんだ付け、フランジ結合またはウェブに設けられた保持ポイントへの係留によって結合されることによって実現される。

後続の取り付けを伴う、結合部の別個の製造は、別の有利な実施形態において、次のことによって回避される。すなわち、２つのコンタクトばね部材の間の結合部が、一体的にコンタクトばね部材と結合されることによって回避される。このような結合は次のような利点を有している。すなわち、２つのコンタクトばね部材の間の結合が、コンタクトばね部材の製造と同時に形成され、さらなる作業ステップが必要ではないという利点である。コンタクトばね部材の製造と、結合は有利にはエッチング、打ち抜きまたはレーザー切断によって行われる。

別の有利な実施形態では、剪断力によるずれの回避は、上述の結合に対して付加的に、次のことによってサポートされる。すなわち、コンタクトばね部材が自身の湾曲領域において構造、有利にはＬ字断面またはＵ字断面を有しており、これがこのようなずれを阻止する。コンタクトばね部材の湾曲領域におけるこのような輪郭は容易に、コンタクトばね部材の製造の直ぐ後に続く変形過程によって製造される。さらに、湾曲領域のこの構造が剪断力に対して充分な抵抗を有している場合には、それぞれ２つのコンタクトばね部材の間の結合を省くことが可能である。

本発明を複数の有利な実施例に即してより詳細に説明する。

従来技術の磁気式受動位置センサ 図１に示された磁気式受動位置センサのコンタクトばね部材 本発明の磁気式受動位置センサのコンタクトばね部材

図１の磁気式受動位置センサ１は、有利にはセラミックの、非導電性基板２から成る。基板２上に抵抗網３が厚膜技術によって、複数の個別の電気的コンタクト４とともに被着されている。コンタクト４は、コンタクトばね部材５に向かい合って配置されており、このコンタクトばね部材は湾曲領域６とコンタクト領域７を有している。コンタクトばね部材５は、共通の基体８によって相互に結合されている。基板２とはんだ接続されている金属製のカバー９によって、抵抗網３は周囲に対して密閉されている。カバー９の方を向いていない、基板２の面には、向かい合って、充填センサ１１のレバーアーム１０が配置されている。ここでこの充填センサ１１は、燃料タンク１２の内部に配置されている。レバーアーム１０には磁石１３が次のように固定されている。すなわち、これが、レバーアーム１０の偏向時にコンタクト４の領域に張り出すように固定されている。これによってコンタクトばね部材５はコンタクト４の方へ動き、このようにして電気信号がレバーアーム１０の旋回角度に依存して生成される。この電気信号は、電気的線路１４を介して燃料タンク１２から評価ユニットへ供給される。

図２は、著しく拡大された位置センサ１の図を示している。基板２上には、抵抗網から、より良く示すために、コンタクト４しか示されていない。コンタクト４上に、基体８を伴ったコンタクトばね部材５が配置されている。湾曲領域６はより良好な偏位のために、コンタクト領域７よりも幅が狭く構成されている。冗長性のために、常に２つのコンタクトばね部材５がコンタクト４に対向して設けられている。基板２の下方には、磁石１３が配置されている。磁界によってコンタクトばね部材５ａ〜ｄは、コンタクト４ａ，４ｂの方に引きつけられている。隣接する各コンタクトばね部材５´，５´´は、この領域において弱くなっている磁界が原因で、コンタクト４´，４´´に接触せずに、僅かにしか偏位しない。剪断力によって、コンタクトばね部材５ｂが、コンタクト４ｂの方向にずれる。

図３には、本発明の位置センサが、図２に従った図で示されている。この位置センサは、コンタクトばね部材５において異なっている。それぞれ２つのコンタクトばね部材５が自身の湾曲領域６において、ウェブ１５によって機械的に相互に結合されている。ウェブ１５は基体８と同じように、コンタクトばね部材と一体的に結合されている。図２に示されているように、剪断力が生じると、ウェブ１５は、コンタクトばね部材５の不所望な偏位を阻止する。従ってコンタクトばね部材５は、剪断力が存在しているにもかかわらず、自身に対向するコンタクト４とのみ接続される。

Claims (7)

1. 磁気式受動位置センサであって、
   当該位置センサは、ハウジングを構成する基板およびカバーと、ハウジング外の可動磁石と、ハウジング内に配置されている、多数の個別の電気コンタクトを有している抵抗網と、前記磁石の運動領域内に配置されている多数のコンタクトばね部材とを有しており、当該コンタクトばね部材は共通の基体を介して相互に結合されており、湾曲領域とコンタクト領域から成り、
   ここで、前記コンタクトばね部材は、前記抵抗網のコンタクトと対向し、コンタクト領域は前記磁石によって、前記抵抗網のコンタクトに対して動き、前記抵抗網の個々のコンタクトに、少なくとも２つのコンタクトばね部材のコンタクト領域が割り当てられている形式のものにおいて、
   それぞれ２つの、隣接しているコンタクトばね部材（５ａ〜５ｄ）が機械的に相互に結合されており、前記コンタクトばね部材（５ａ〜５ｄ）は、自身の湾曲領域（６）において結合部（１５）によって相互に結合されている、
   ことを特徴とする磁気式受動位置センサ。
2. １つのコンタクト（４ａ；４ｂ）に割り当てられているそれぞれ２つのコンタクトばね部材（５ａ，５ｂ；５ｃ，５ｄ）が、機械的に相互に結合されている、請求項１記載の磁気式受動位置センサ。
3. そのうちの各々がそれぞれ１つのコンタクト（４ａ；４ｂ）に割り当てられている、それぞれ２つの隣接しているコンタクトばね部材（５ｂ，５ｃ）が、機械的に相互に結合されている、請求項１記載の磁気式受動位置センサ。
4. 基体（８）に対する、２つのコンタクトばね部材（５）の間の結合部（１５）の間隔は、コンタクトばね部材（５）の湾曲領域（６）の長さの半分よりも短い、請求項１から３までのいずれか１項記載の磁気式受動位置センサ。
5. ２つのコンタクトばね部材（５）の間の前記結合部（１５）は、前記湾曲領域（６）の幅と同じ幅を有している、請求項４記載の磁気式受動位置センサ。
6. ２つのコンタクトばね部材（５）の間の前記結合部（１５）は別個の部分であり、当該別個の部分が、前記コンタクトばね部材（５）と結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の磁気式受動位置センサ。
7. ２つのコンタクトばね部材（５）の間の前記結合部（１５）は一体的にコンタクトばね部材と結合されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の磁気式受動位置センサ。

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