JPH0574613A - スイツチ付ポテンシヨメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スイッチ用コンタクトブラシの摺動に基づく磨
耗粉の発生を抑制し、ひいては同磨耗粉に起因するチャ
タリングを防止する。 【構成】基板２上にポテンショメータ用の集電体５、抵
抗体４が形成されている。ポテンショメータ用コンタク
トブラシ６は被測定物の動作に連動して集電体５及び抵
抗体４上を摺動し、その摺動位置の変化により集電体５
及び抵抗体４間の電気抵抗値を可変としている。基板２
上にはスイッチ用の集電体１１及び導電体１０が形成さ
れている。スイッチ用コンタクトブラシ１２は被測定物
の動作に連動して集電体１１及び導電体１０上を撓みな
がら摺動するとともにスイッチオフ領域１７を移動し、
集電体１１及び導電体１０間を通電・遮断させる。さら
に、スイッチオフ領域１７の少なくとも一部には、スイ
ッチ用コンタクトブラシ１２の撓み量以上の深さを有す
る穴部２０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスイッチ動作をともなっ
たポテンショメータに係り、例えば自動車のスロットル
ポジションセンサとして用いられるスイッチ付ポテンシ
ョメータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用エンジンのスロットルボ
ディに取付けられて、スロットルバルブの開閉状態を検
出するスロットルポジションセンサが知られている。こ
のセンサにはリニア式とスイッチ式とがあり、このうち
リニア式スロットルポジションセンサとしては、例えば
実開平２−１３６３０４号公報に開示された「スイッチ
付ポテンショメータ」がある。

【０００３】このポテンショメータでは、図４で示すよ
うに基板３１上にポテンショメータ用の抵抗体３２及び
集電体３３が形成され、スロットルバルブが開閉動作す
ると、その動作に連動してコンタクトブラシ３４が前記
抵抗体３２上及び集電体３３上を摺動する。前記抵抗体
３２に対するコンタクトブラシ３４の摺動位置が変化す
ると、ターミナル部４２，４４間の電気抵抗値が変化す
る。そのため、ターミナル部４１，４４に所定の電圧を
印加したときのターミナル部４２の電圧値がスロットル
バルブの開度に応じたものとなる。

【０００４】前記基板３１上にはスイッチ用の集電体３
６及び導電体３５が形成され、その導電体３５に連続し
てスイッチオフ領域３８が設けられている。スイッチオ
フ領域３８は前記導電体３５よりも摩擦係数の小さな抵
抗体３９と、導電体３５及び抵抗体３９間の絶縁部４０
とからなり、この絶縁部４０は基板３１上面によって構
成されている。また、同基板３１の露出部分にガラスを
印刷して絶縁部４０としたものもある。

【０００５】そして、スロットルバルブが開閉動作する
と、その動作に連動してコンタクトブラシ３７が導電体
３５上及びスイッチオフ領域３８上を撓んだ状態で摺動
する。つまり、スロットルバルブが全閉状態となりコン
タクトブラシ３７が導電体３５上に位置すると同導電体
３５と集電体３６との間が通電され、同コンタクトブラ
シ３７がスイッチオフ領域３８に位置すると前記通電が
遮断される。このため、ターミナル部４３，４４間の通
電状態を調べることによって、スロットルバルブが全閉
状態であるか否かを検出できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５で示す
ように、スイッチ用のコンタクトブラシ３７が抵抗体３
９上を繰り返し摺動するうちに両者が磨耗する。これ
は、電気的特性を確保するためにコンタクトブラシ３７
を所定量撓ませて組付け、これを抵抗体３９に圧接させ
ているからである。そして、前記絶縁部４０として基板
３１上面を利用した場合には、導電体３５と絶縁部４０
との間、及び絶縁部４０と抵抗体３９との間に段差があ
るため、前記摺動により生じた磨耗粉Ａがこの段差に付
着する。この付着した磨耗粉Ａは、コンタクトブラシ３
７が絶縁部４０から導電体３５に移動する際、及びコン
タクトブラシ３７が絶縁部４０から抵抗体３９へ移動す
る際にチャタリングを発生させるおそれがある。

【０００７】また、前記絶縁部４０にガラスを用いた場
合にも前記と同様な問題が生ずる。これは、図６で示す
ように、ガラスからなる絶縁部４０と導電体３５との境
界部分、及び同絶縁部４０と抵抗体３９との境界部分を
段差のない平坦な状態に形成することが難しいので、や
はりこの境界部分に磨耗粉Ａが付着するためである。さ
らに、境界部分が明瞭でない場合にもチャタリングが生
じることがある。

【０００８】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的はスイッチ用コンタクトブラシの摺
動に基づく磨耗粉の発生を抑制し、同磨耗粉に起因する
チャタリングを防止することが可能なスイッチ付ポテン
ショメータを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上に設けられたポテンショメータ用集
電体と、前記ポテンショメータ用集電体から離間した状
態で前記基板上に設けられたポテンショメータ用抵抗体
と、被測定物の動作に連動し、前記ポテンショメータ用
集電体に接触した状態で前記ポテンショメータ用抵抗体
上を摺動するポテンショメータ用コンタクトブラシと、
前記基板上に設けられたスイッチ用集電体と、前記スイ
ッチ用集電体から離間した状態で前記基板上に設けられ
たスイッチオン用導電体と、前記被測定物の動作に連動
し、前記スイッチ用集電体に接触した状態で前記スイッ
チオン用導電体上を撓みながら摺動するとともに、その
スイッチオン用導電体に続くスイッチオフ領域を移動す
るスイッチ用コンタクトブラシとを備え、前記ポテンシ
ョメータ用抵抗体に対するポテンショメータ用コンタク
トブラシの摺動位置が変化することにより、ポテンショ
メータ用集電体及びポテンショメータ用抵抗体間の電気
抵抗値を可変とし、かつ前記スイッチオン用導電体及び
スイッチオフ領域に対するスイッチ用コンタクトブラシ
の位置が変化することにより、スイッチ用集電体及びス
イッチオン用導電体間を通電・遮断させるようにしたス
イッチ付ポテンショメータにおいて、前記スイッチオフ
領域の少なくとも一部には、前記スイッチ用コンタクト
ブラシの撓み量以上の深さを有する穴部を設けている。

【００１０】

【作用】被測定物の動作によりポテンショメータ用コン
タクトブラシがポテンショメータ用抵抗体上を摺動する
と、ポテンショメータ用集電体及びポテンショメータ用
抵抗体間の電気抵抗値が変化する。また、前記被測定物
の動作によりスイッチ用コンタクトブラシがスイッチオ
ン用導電体上に位置すると、同スイッチオン用導電体及
びスイッチ用集電体間が通電され、スイッチ用コンタク
トブラシがスイッチオフ領域に位置すると前記通電が遮
断される。

【００１１】前記スイッチ用コンタクトブラシがその移
動経路のうちのスイッチオン用導電体と穴部を除くスイ
ッチオフ領域とを移動する際には、スイッチ用コンタク
トブラシが撓んだ状態で同部を摺動する。そして、スイ
ッチ用コンタクトブラシが穴部を通過する際、同穴部は
前記のように撓んでいたスイッチ用コンタクトブラシが
自身の弾性復元力によって自然状態に戻るのを許容す
る。この穴部はスイッチ用コンタクトブラシの撓み量以
上の深さを有しているので、同スイッチ用コンタクトブ
ラシは非接触状態で穴部内を移動する。従って、この非
接触状態が生じた分だけスイッチ用コンタクトブラシの
摺動量が減少することになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のスイッチ付ポテンショメータ
を自動車用スロットルポジションセンサに具体化した一
実施例を、図１及び図２に従って説明する。

【００１３】このスロットルポジションセンサ１は、自
動車用エンジンのスロットルボディに取付けられて、被
測定物としてのスロットルバルブの開閉状態を検出する
ためのものである。スロットルポジションセンサ１は、
図１で示すように基板２上に形成されたポテンショメー
タ用導体パターン３と、スロットルバルブの開閉動作に
応じ同導体パターン３上を摺動するポテンショメータ用
コンタクトブラシ６と、基板２上に形成されたスイッチ
用導体パターン９と、スロットルバルブの開閉動作に応
じ同導体パターン９上を摺動するスイッチ用コンタクト
ブラシ１２とを備えている。そして、スロットルポジシ
ョンセンサ１は前記コンタクトブラシ６の摺動位置によ
りスロットルバルブの開度を検出するとともに、コンタ
クトブラシ１２の摺動位置によりスロットルバルブが全
閉状態であるか否かを検出するようになっている。

【００１４】前記基板２は、ガラスエポキシ、フェノー
ル樹脂、セラミック等の絶縁材料によって略半円板状に
形成されている。前記導体パターン３は前記コンタクト
ブラシ６の移動経路と対応するように、基板２外周部に
形成された円弧状のポテンショメータ用抵抗体４と、そ
の抵抗体４の内周側に離間した状態で形成された円弧状
のポテンショメータ用集電体５とから構成されている。
抵抗体４の両端部には補助集電体７，８が形成され、両
補助集電体７，８は前記基板２の一側部（図１の下側
部）のターミナル部１３，１６に接続されている。同様
にして集電体５の一端部も、基板２上のターミナル部１
４に接続されている。

【００１５】前記抵抗体４上及び集電体５上を摺動する
コンタクトブラシ６は導電性の線材からなり、その両端
が湾曲形成されている。そして、電気的特性を確保する
ための適正な接圧を得るように、コンタクトブラシ６が
撓んだ状態で抵抗体４及び集電体５に接触している。

【００１６】また、前記導体パターン９は、コンタクト
ブラシ１２の移動経路に位置するスイッチオン用導電体
１０及びスイッチ用集電体１１から構成されている。こ
のうち導電体１０は前記基板２上においてポテンショメ
ータ用の抵抗体４と集電体５との間に形成され、集電体
１１は前記ポテンショメータ用の集電体５の内周側に形
成されている。導電体１０は正面略正方形状をなし、前
記補助集電体８に接続されている。集電体１１は円弧状
をなし、その一端部が基板２の一側部のターミナル部１
５に接続されている。

【００１７】前記導電体１０上及び集電体１１上を摺動
するコンタクトブラシ１２は図２で示すように導電性の
線材からなり、その両端が半円弧状に湾曲形成されてい
る。このコンタクトブラシ１２は、前記ポテンショメー
タ用のコンタクトブラシ６と同様に、電気的特性を確保
するための適正な接圧を得るよう撓んだ状態で導電体１
０等に接触している。ここで、図２においてコンタクト
ブラシ１２に外力が加わっていない自然状態を破線で示
し、同コンタクトブラシ１２を撓ませた状態を二点鎖線
で示すと、両状態でのコンタクトブラシ１２先端部間の
距離で撓み量Ｂを表すことができる。本実施例ではこの
撓み量Ｂが０．８〜１．３mmに設定されている。そし
て、コンタクトブラシ１２はスロットルバルブの開閉動
作に連動し、同スロットルバルブが全閉状態のとき導電
体１０に接触し、全閉状態以外のとき同導電体１０から
離間するようになっている。

【００１８】さらに、スロットルバルブが全閉状態でな
い場合に、前記導電体１０と集電体１１との間を確実に
電気的に遮断するために、前記基板２上のポテンショメ
ータ用の抵抗体４と集電体５との間において、コンタク
トブラシ６の移動経路にはスイッチオフ領域１７が設け
られている。スイッチオフ領域１７は、互いに連続して
形成された絶縁部１８と潤滑用抵抗体１９と穴部２０と
からなる。潤滑用抵抗体１９は前記スイッチオン用の導
電体１０から所定間隔離間した位置に形成され、これら
の潤滑用抵抗体１９と導電体１０との間において露出す
る基板２上面が絶縁部１８となっている。穴部２０は、
コンタクトブラシ１２の移動経路に対応して円弧状に形
成され、基板２上面から同穴部２０の内底面２０ａまで
の深さｄは、コンタクトブラシ１２の前記撓み量Ｂ以上
（本実施例では１．５〜２．０ｍｍ）に設定されてい
る。また、穴部２０の潤滑用抵抗体１９側の内壁面は、
同潤滑用抵抗体１９から離間する程低くなるような傾斜
面２０ｂとなっている。

【００１９】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果について説明する。スロットルバルブが開
閉動作すると、その動作に連動してポテンショメータ用
のコンタクトブラシ６が抵抗体４上及び集電体５上を摺
動する。そして、前記抵抗体４に対するコンタクトブラ
シ６の摺動位置が変化すると、ターミナル部１４，１６
間の電気抵抗値が変化する。そのため、ターミナル部１
３，１６間に所定の電圧を印加したときのターミナル部
１４の電圧値がスロットルバルブの開度に応じたものと
なる。

【００２０】また、前記スロットルバルブの開閉動作時
には、その動作にともないスイッチ用のコンタクトブラ
シ１２が導電体１０に接触又は同導電体１０から離間す
る。つまり、スロットルバルブが全閉状態となりコンタ
クトブラシ１２が導電体１０上に位置すると、導電体１
０と集電体１１との間がコンタクトブラシ１２を介して
通電され、同コンタクトブラシ１２が導電体１０から離
間すると前記通電が遮断される。このため、ターミナル
部１５，１６間の通電状態を調べることによってスロッ
トルバルブが全閉状態であるか否かを検出可能である。

【００２１】ところで、スイッチ用のコンタクトブラシ
１２が導電体１０上を移動する際には、図２において二
点鎖線で示すように、同コンタクトブラシ１２は撓み量
Ｂにて撓んだ状態で同部分を摺動する。そして、図２に
おいて実線で示すように、コンタクトブラシ１２が穴部
２０を通過する際、同穴部２０は前記のように撓んでい
たコンタクトブラシ１２が自身の弾性復元力によって撓
みのない自然状態に戻るのを許容する。このとき、穴部
２０が前記撓み量Ｂ以上の深さｄを有しているので、コ
ンタクトブラシ１２は非接触状態で穴部２０内を移動す
る。従って、この非接触状態が生じた分だけコンタクト
ブラシ１２の摺動量が減少することになる。このため、
スイッチ用のコンタクトブラシ３７がスイッチオフ領域
３８の抵抗体３９上を摺動して磨耗粉Ａを生じた従来技
術とは異なり、本実施例では磨耗粉Ａの発生を抑制し、
同磨耗粉Ａに起因するチャタリングを防止することがで
きる。

【００２２】加えて、本実施例では穴部２０の潤滑用抵
抗体１９側に傾斜面２０ｂを形成しているので、コンタ
クトブラシ１２は潤滑用抵抗体１９上から穴部２０へ移
動する際に同傾斜面２０ｂに沿って徐々に自然状態へ戻
る。また、前記とは逆にコンタクトブラシ１２は穴部２
０から潤滑用抵抗体１９上へ移動する際に、同傾斜面２
０ｂに沿って徐々に撓ませられる。このため、コンタク
トブラシ１２が潤滑用抵抗体１９と穴部２０との間で移
動する際に、撓んだ状態から急激に自然状態に戻った
り、自然状態から急激に撓んだ状態になったりするのを
抑制し、その形態変化時の衝撃を和らげることができ
る。

【００２３】さらに、本実施例によると、コンタクトブ
ラシ１２が穴部２０内を移動する際に非接触状態となる
ので、コンタクトブラシ１２の磨滅による電気的特性の
劣化を低減することもできる。

【００２４】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば以下のように発明の趣旨から
逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。 （１）図３で示すように前記実施例における穴部２０の
内底部を除去してもよい。この場合にも、穴部２０の深
さｄをコンタクトブラシ１２の撓み量Ｂ以上にする必要
がある。つまり、同撓み量Ｂ以上の厚みｔを有する基板
２を用いる必要がある。 （２）潤滑用抵抗体１９の大きさや、穴部２０における
傾斜面２０ｂの傾斜角度はコンタクトブラシ１２の弾
性、撓み量等に応じて適宜変更してもよい。 （３）前記実施例における潤滑用抵抗体１９を適宜省略
してもよい。 （４）前記実施例では潤滑用抵抗体１９とスイッチオン
用導電体１０との間において露出する基板２上面を絶縁
部１８としたが、同部分に従来技術と同様なガラスを印
刷して絶縁部１８としてもよい。 （５）穴部２０をスイッチオフ領域１７の一部にのみ設
けてもよい。 （６）本発明は、ポテンショメータ用コンタクトブラシ
６の一端が集電体５上の特定位置に接触状態で静止し、
他端が抵抗体４上を摺動するタイプのスイッチ付ポテン
ショメータに適用したり、スイッチ用コンタクトブラシ
１２の一端が集電体１１上の特定位置に接触状態で静止
し、他端が導電体１０上及びスイッチオフ領域１７を移
動するタイプのスイッチ付ポテンショメータに適用した
りしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
イッチオフ領域の少なくとも一部にスイッチ用コンタク
トブラシの撓み量以上の深さを有する穴部を設けたの
で、同スイッチ用コンタクトブラシの摺動に基づく磨耗
粉の発生を抑制し、ひいては同磨耗粉に起因するチャタ
リングを防止することができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例のスイッチ付ポテ
ンショメータの概略構成を示す図である。

【図２】一実施例における穴部近傍部分及びスイッチ用
コンタクトブラシを示す部分拡大断面図である。

【図３】穴部の別例を示す基板及びスイッチ用コンタク
トブラシの部分拡大断面図である。

【図４】従来のスイッチ付ポテンショメータの概略構成
を示す図である。

【図５】従来技術を示し、スイッチ用コンタクトブラシ
の摺動により磨耗粉が発生した状態を説明する部分断面
図である。

【図６】従来技術を示し、スイッチ用コンタクトブラシ
の摺動により磨耗粉が発生した状態を説明する部分断面
図である。

【符号の説明】

２…基板、４…ポテンショメータ用抵抗体、５…ポテン
ショメータ用集電体、６…ポテンショメータ用コンタク
トブラシ、１０…スイッチオン用導電体、１１…スイッ
チ用集電体、１２…スイッチ用コンタクトブラシ、１７
…スイッチオフ領域、２０…穴部、Ｂ…コンタクトブラ
シの撓み量、ｄ…穴部の深さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に設けられたポテンショメータ用
   集電体と、 前記ポテンショメータ用集電体から離間した状態で前記
   基板上に設けられたポテンショメータ用抵抗体と、 被測定物の動作に連動し、前記ポテンショメータ用集電
   体に接触した状態で前記ポテンショメータ用抵抗体上を
   摺動するポテンショメータ用コンタクトブラシ と、 前記基板上に設けられたスイッチ用集電体と、 前記スイッチ用集電体から離間した状態で前記基板上に
   設けられたスイッチオン用導電体と、 前記被測定物の動作に連動し、前記スイッチ用集電体に
   接触した状態で前記スイッチオン用導電体上を撓みなが
   ら摺動するとともに、そのスイッチオン用導電体に続く
   スイッチオフ領域を移動するスイッチ用コンタクトブラ
   シとを備え、前記ポテンショメータ用抵抗体に対するポ
   テンショメータ用コンタクトブラシの摺動位置が変化す
   ることにより、ポテンショメータ用集電体及びポテンシ
   ョメータ用抵抗体間の電気抵抗値を可変とし、かつ前記
   スイッチオン用導電体及びスイッチオフ領域に対するス
   イッチ用コンタクトブラシの位置が変化することによ
   り、スイッチ用集電体及びスイッチオン用導電体間を通
   電・遮断させるようにしたスイッチ付ポテンショメータ
   において、 前記スイッチオフ領域の少なくとも一部には、前記スイ
   ッチ用コンタクトブラシの撓み量以上の深さを有する穴
   部を設けたことを特徴とするスイッチ付ポテンショメー
   タ。