JPH102707A - ポテンショメータ - Google Patents

ポテンショメータ

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JPH102707A
JPH102707A JP17729396A JP17729396A JPH102707A JP H102707 A JPH102707 A JP H102707A JP 17729396 A JP17729396 A JP 17729396A JP 17729396 A JP17729396 A JP 17729396A JP H102707 A JPH102707 A JP H102707A
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Mikio Nitta
幹夫 新田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたって安定した測定精度を維持す
ることのできるポテンショメータを提供する。 【解決手段】 外周側の抵抗トラック2に接触された多
接点ブラシ4の摺動接点4a〜4dのうち、外側摺動接
点4aは、それより内周位置に接触される内側摺動接点
4b〜4dよりも初期接触荷重を相対的に大きく設定す
る。このため、外側摺動接点4aの接触荷重によって抵
抗トラック2に対する内側摺動接点4b〜4dの接触状
態が安定してその接触抵抗の変化が抑えられ、その摩耗
も抑えられる。抵抗トラック2を流れる電流は、距離が
短く抵抗の小さい内周側を偏在して流れるため、初期接
触荷重が大きい外側摺動接点4aの摩耗に伴う接触抵抗
の変化が少なく、測定値の直線性の悪化が抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、角度センサや直線
変位センサ等のような位置検出手段として用いられる接
触型のポテンショメータに関する。
【0002】
【従来の技術】接触型のポテンショメータの典型的な従
来技術としては、例えば図4に示すように、絶縁体から
なる円盤状の基板11と、この基板11の表面に印刷に
より同心的に形成された外周側の略C字形の抵抗トラッ
ク12及び内周側の環状の抵抗トラック13と、前記基
板11に対して同心的に回転可能なシャフト(図示省
略)に固定され一枚の金属板で互いに一体に形成された
板バネ状の多接点ブラシ14,15とを備え、外周側の
抵抗トラック12の両端に正極端子T11及び負極端子T
12が設けられ、内周側の抵抗トラック13に検出端子T
13が設けられたものがある。多接点ブラシ14,15の
先端には、複数の摺動接点14a〜14d,15a〜1
5dが分岐形成されており、それぞれ前記抵抗トラック
12又は13の平滑な表面に適当な荷重で接触されてい
る。
【0003】すなわちこのポテンショメータは、端子T
11,T12間に所定の入力電圧を印加し、測定対象の傾斜
あるいは移動といった機械量の変化によって前記シャフ
トが回転した場合に、これに伴って前記抵抗トラック1
2,13に対する多接点ブラシ14,15の接触位置が
円周方向に変化して抵抗値が変化することにより、前記
機械量を端子T11,T13間の電圧変化として変換し、出
力するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】接触型のポテンショメ
ータにおいては、抵抗トラック12,13に対する多接
点ブラシ14,15の初期接触荷重を小さくすると、抵
抗トラック12,13の表面の僅かな起伏等によって接
触状態が不安定になり、その接触面積が変化して抵抗値
(以下、接触抵抗という)が不安定になるため、測定対
象の機械量(抵抗トラック12,13と多接点ブラシ1
4,15の相対的な回転角)に対する出力電圧の直線性
が損なわれてしまう。したがって、安定した接触状態を
確保するために、前記多接点ブラシ14,15の摺動接
点14a〜14d,15a〜15dには、その弾性によ
るある程度大きな初期接触荷重(例えば17.5±5.5g)を
与えている。しかし上記従来技術によれば、前記抵抗ト
ラック12,13に対する摺動接点14a〜14d,1
5a〜15dの初期接触荷重を大きくすると、特に、摺
動長さが長くなる外周側の抵抗トラック12と多接点ブ
ラシ14の摺動接点14a〜14dの摺動部の摩耗量が
大きくなり、結局、早期に接触抵抗が変化して前記直線
性が悪化してしまうといった問題が指摘される。
【0005】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、長期間に
わたって安定した測定精度を維持することのできるポテ
ンショメータを提供することにある。
【0006】
【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、多接点ブラシの先端
に形成された複数の摺動接点のうち、抵抗トラックの外
周部に接触される外側摺動接点の初期接触荷重を、前記
抵抗トラックの内周部に接触される内側摺動接点の初期
接触荷重よりも相対的に大きくしたものであり、言い換
えれば、内側摺動接点の初期接触荷重を、外側摺動接点
の初期接触荷重よりも小さくしたものである。
【0007】本発明によれば、外側摺動接点の接触荷重
によって抵抗トラックに対する内側摺動接点の接触状態
が安定してその接触抵抗の変化が抑えられると共に、内
側摺動接点の初期接触荷重が小さいためその摩耗が抑え
られる。また、外側摺動接点は初期接触荷重が大きいの
で摩耗量も大きいが、抵抗トラックを流れる電流は、抵
抗値の小さい(入力端子と摺動接点との距離が短い)内
周側で多く流れ、外側摺動接点が接触している外周側で
は電流量が少なくなるため、外側摺動接点の摩耗による
接触抵抗の変化が少なく、出力の直線性の悪化が抑えら
れる。
【0008】また、上記構成においては、抵抗トラック
が、両端の端子間の所定の領域で初期接触荷重の大きい
外側摺動接点と接触される外周側の摺動部と、初期接触
荷重の小さい内側摺動接点と接触される内周側の摺動部
とに並列に分離されたものとすることによって、外側摺
動接点の摩耗に伴う接触抵抗の変化に起因する直線性の
悪化を一層有効に抑えることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るポテンショ
メータの第一の実施形態を示すものであり、基本的には
先に説明した図4の従来技術と同様の構造を有する。す
なわちこのポテンショメータは、図1(A)に示すよう
に、絶縁体からなる円盤状の基板1と、この基板1の表
面に印刷により同心的に形成された外周側の略C字形の
抵抗トラック2及び内周側の環状の抵抗トラック3と、
前記基板1に対して同心的に回転可能なシャフト(図示
省略)に固定され一枚の金属板で互いに一体に形成され
た板バネ状の多接点ブラシ4,5とを備えており、外周
側の抵抗トラック2の両端に正極端子T1 及び負極端子
2 が設けられ、内周側の抵抗トラック3に検出端子T
3 が設けられている。多接点ブラシ4,5の先端には、
板バネ状の複数の摺動接点4a〜4d,5a〜5dが分
岐形成されており、それぞれ前記抵抗トラック2又は3
の平滑な表面に接触されている。
【0010】外周側の抵抗トラック2に接触された多接
点ブラシ4の摺動接点4a〜4dのうち、前記抵抗トラ
ック2の外周部に接触される外側摺動接点4aは、それ
より内周位置に接触される内側摺動接点4b〜4dより
も初期接触荷重を相対的に大きく設定されている。典型
的には、例えば外側摺動接点4aの初期接触荷重は従来
と同様に17.5±5.5gとし、内側摺動接点4b〜4dの初
期接触荷重は10g 程度としてある。また、この接触荷重
の相違は、図1(B)に示すように、抵抗トラック2と
の非接触状態における外側摺動接点4aと内側摺動接点
4b〜4dの角度の相違によって与えられている。
【0011】上述の実施形態のポテンショメータによれ
ば、例えば取付誤差や、抵抗トラック2の表面に僅かな
起伏等があると、この抵抗トラック2の円周方向におけ
る多接点ブラシ4の位置によって、その外側摺動接点4
aの接触荷重は増減するが、初期接触荷重の小さい内側
摺動接点4b〜4dは安定した接触状態に維持され、接
触面積の変化による抵抗値の変化が抑えられる。これ
は、例えば抵抗トラック2の表面が僅かに隆起している
位置では、外側摺動接点4aの接触荷重が増大するの
で、その反力が内側摺動接点4b〜4dの接触荷重の増
大を抑制するように作用し、また、抵抗トラック2の表
面が僅かに低くなっている位置では、外側摺動接点4a
の接触荷重が減少するので、その反力の減少が内側摺動
接点4b〜4dの接触荷重の減少を抑制するように作用
するからである。しかも内側摺動接点4b〜4dは接触
荷重が小さいため、その摩耗が抑制され、長期間安定し
た接触状態に維持される。
【0012】ここで、外側摺動接点4aは、初期接触荷
重が大きく設定されているために摩耗量が大きくなる
が、この摩耗に伴う外側摺動接点4aと抵抗トラック2
との接触抵抗の変化は少ない。これは、円周方向に延び
る抵抗トラック2においては外周側ほど端子と摺動接点
との距離が長く(抵抗が大きく)なって電流が流れにく
く、内周側で電流が多く流れるからである。したがっ
て、前記接触抵抗による測定対象の機械量(回転角)に
対する端子T1 ,T3 間の出力電圧の直線性への悪影響
が少ない。
【0013】図2は、本発明に係るポテンショメータの
第二の実施形態を示すものである。この実施形態におい
て、先に説明した第一の実施形態と異なる点は、外周側
の抵抗トラック2が、その両端の正極端子T1 と負極端
子T2 との間の円周方向所定の領域において、初期接触
荷重の大きい外側摺動接点4aと接触可能な外周側の摺
動部2aと、接触荷重の小さい内側摺動接点4b〜4d
と接触可能な内周側の摺動部2bとに分離されているこ
とにある。すなわち、図3にこの実施形態の等価回路を
示すように、内周側の摺動部2bによる抵抗R1 と外周
側の摺動部2aによる抵抗R1'は端子T1 ,T2 に対し
て互いに並列に設けられており、外周側の摺動部2aは
内周側の摺動部2bよりも長くかつ幅が狭いため、R1
<R1'となっている。
【0014】したがって、この実施形態によれば、電流
が内周側の摺動部2bに顕著に偏在するように分布し、
接触荷重の大きい外側摺動接点4aの摩耗に伴う外側摺
動接点4aと抵抗トラック2との接触部における接触抵
抗の変化を有効に抑えて、出力電圧の直線性を確保する
ことができる。
【0015】なお、図示の実施形態においては、前記抵
抗トラック2の外周部に接触される外側摺動接点4aの
初期接触荷重と、内側摺動接点4b〜4dの初期接触荷
重との相違を、非接触状態における外側摺動接点4aと
内側摺動接点4b〜4dの角度の相違によって与えてい
るが、これは、例えば板厚や幅の相違等によって与える
こともできる。また、多接点ブラシ4における摺動接点
の数も、特に限定されるものではない。
【0016】また、内周側の抵抗トラック3とこれに接
触させた多接点ブラシ5との摺動量は外周側の抵抗トラ
ック2と多接点ブラシ4との摺動量よりも十分に小さ
く、摩耗が少ないが、場合によっては、この多接点ブラ
シ5の摺動接点5a〜5dも多接点ブラシ4と同様に、
抵抗トラック3の外周部に接触されている外側摺動接点
5aの初期接触荷重を、内側摺動接点5b〜5dの初期
接触荷重より大きくしても良い。
【0017】
【発明の効果】本発明のポテンショメータによると、多
接点ブラシの複数の摺動接点のうち、抵抗トラックの外
周部に接触される外側摺動接点の初期接触荷重を、前記
抵抗トラックの内周部に接触される内側摺動接点の初期
接触荷重よりも相対的に大きくしたことによって、次の
ような効果が実現される。 (1) 内側摺動接点の接触抵抗が安定し、しかも外側摺動
接点の摩耗に伴う接触抵抗による直線性への悪影響が少
ないので、検出性能の信頼性が向上する。 (2) 内側摺動接点の摩耗量が少なく抑えられるので耐久
性が向上し、優れた検出性能を維持することができる。 (3) 抵抗トラックを、外側摺動接点との摺動部と、内側
摺動接点との摺動部に並列に分離することによって検出
性能の信頼性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るポテンショメータの第一の実施形
態を示すもので、(A)は平面図、(B)は外周側の抵
抗トラックに摺接する多接点ブラシの斜視図である。
【図2】本発明に係るポテンショメータの第二の実施形
態を示す平面図である。
【図3】上記第二の実施形態の等価回路図である。
【図4】接触型のポテンショメータの典型的な従来技術
を示す平面図である。
【符号の説明】
1 基板 2,3 抵抗トラック 2a,2b 摺動部 4,5 多接点ブラシ 4a 外側摺動接点 4b〜4d 内側摺動接点 T1 正極端子 T2 負極端子 T3 検出端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に円周方向に延びる抵抗トラック
    (2)が同心的に形成された基板(1)と、 前記抵抗トラック(2)の軸心の周りに相対回転され前
    記抵抗トラック(2)に接触された多接点ブラシ(4)
    と、を備えるポテンショメータにおいて、 前記多接点ブラシ(4)の先端に形成された複数の摺動
    接点(4a〜4d)のうち、前記抵抗トラック(2)の
    外周部に接触される外側摺動接点(4a)の初期接触荷
    重を、前記抵抗トラック(2)の内周部に接触される内
    側摺動接点(4b〜4d)の初期接触荷重よりも相対的
    に大きくしたことを特徴とするポテンショメータ。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、 抵抗トラック(2)が、両端の端子(T1 ,T2 )間の
    所定の領域で初期接触荷重の大きい外側摺動接点(4
    a)と接触される外周側の摺動部(2a)と、初期接触
    荷重の小さい内側摺動接点(4b〜4d)と接触される
    内周側の摺動部(2b)とに並列に分離されたことを特
    徴とするポテンショメータ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432538B1 (ko) * 2013-05-15 2014-08-25 국방과학연구소 이산형 위치감지센서
JP2016188765A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 日立建機株式会社 ダンプトラックの荷台角度検出装置

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