JPS63501392A - 耐振動リニヤポテンショメ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 耐振動リニヤポテンショメーク 且−１Ｌづ辷−肛 本発明はポテンショメータ、特に耐振動リニヤポテンショメータに関する。

茸−塁一茨一盪 ポテンショメータは種々の電子制御回路において位置センサとして顛繁に用いら れている。特に、リニヤポテンショメータは機械的運動をそれに応した電気信号 に変換するのに利用される。本明細書における「リニヤ」とは、ポテンショメー タ内の抵抗素子の電気テーパに対向するポテンショメータ摺動子の機械的移動の 方向に関するものである。

このような応用例においては、ポテンショメータの摺動素子は拘束されることな く自由にかつ円滑に移動することが必要である。

現在市場に出回っている種々のポテンショメータはかがる要求を満している。し かしながら、工業的環境において使用される場合、ポテンショメータはかなりの 量の振動や衝撃負荷を受けることが多い。例えば、ディーゼルエンジン上に配置 され、燃料ラックの位置センサとして使用されるポテンショメータは通常のエン ジン振動を絶えず受けることになる。この種の振動はポテンショメータ内の接点 素子に共振振動を発生させることが知られている。このような共振振動はポテン ショメータの接点素子及び／もしくは抵抗素子に損害を与え、それによりポテン ショメータの品質が早期に低下し、正確な検出ができなくなる。

機械振動に惑応しに（くかつ自由に移動可能な摺動素子を有するポテンショメー タが種々試みられたが、いずれも不成功に終っている。例えば、１９７３年５月 ８日付でバーベンスティンその他に対して発行された米国特許第３．７３２，５ ２１号には２つのカラーに締り嵌められるリプを有するポテンショメータが開示 されている。このような締り嵌めは摩擦抵抗を発生させ、振動中における直線運 動を減少させてしまう。このような摩擦抵抗はポテンショメータにおいては望ま しいものではなく、必然的にその有用性を制限してしまう。さらにこのポテンシ ョメータにおいては、直線運動以外の振動の影響からポテンショメータを保護す る手段は講じられていない。同様に、１９７５年８月１９日付でバーケルバーマ ーその他宛に付与された米国特許第３，９００，８１８号においては、ばね押し の摺動素子を有し、ポテンショメータ内に設けられたコレクタープレートと抵抗 素子とを正確に接触させたものが開示されている。しかしながら、このようなば ね押し式ではこれらの要素に共振振動数が生ずると、振動を減衰させることはで きない。

本発明は上記した問題の１つもしくはそれ以上を解決しようとしたものである。

発−一肌一μ二」（−丞 本発明の１つの局面においては、リニヤポテンショメータは、第１と第２の端部 と、中間部とで構成される細長いハウジングを有している。その中間部には空胴 を形成する内壁があり、この内壁に沿ってハウジングの軸線に平行に複数のガイ ド溝孔が直線状に配置されている。空胴内にはワイパーブロックが位置され、軸 線方向に移動可能である。複数の摺動レールがワイパーブロックに沿って直線状 に配置され、この摺動レールのそれぞれはワイパーブロックから外方に延びてい ると共に、それぞれのガイド溝孔内に突出できる位置に配置されている。各摺動 レールは、ガイド溝孔のガイド面にそれぞれ近接して位置されるティパー付保合 部を有している。

本発明により実現されるリニヤポテンショメータにおいては、ワイパーブロック は、それ自体が耐振動性を存し、また、直線方向に滑らかに移動可能となってい る。

図面の簡単な説明 本発明をよりよく理解するために参照される添付の図面において： 第１図は本発明の１実流側を組み入れたりニャポテンシ３メータの断面図； 第２図は本発明の１実施例で使われるワイパーブロックの平面図； 第３図は第１図のりニャポテンシヲメータの一部分の部分拡大断面図；そして 第４図はポテンショメータのハウジング内に位置された第２図のワイパーブロッ クを示す横断面図。

Ｈを一方するための最　の形懐 図面において、本発明の原理のいくつかを実施するポテンショメータの全体を参 照番号１０で示す。以下の詳細な記載は現在知られているポテンショメータの最 良の形態であることはいうまでもない、しかしながら、当業者には明らかなよう に、ポテンショメータ１０は添付の請求の範囲を逸脱することな（種々の他の実 施形態とすることが可能である。

本例のポテンショメータ１０は、第１と、第２の端部１４．１６と、中間部１８ とを有する細長いハウジング１２を有している。中間部１８には、上壁２０と、 底壁２２と、第１と第２の側壁２４．２６とで区画された空胴がある。抵抗素子 ２８が、上壁２０、もしくは底壁２２の一方に沿って配置されている。第１およ び第２の側壁２４．２６には、細長いハウジング１２の軸線に平行に配置された 直線状ガイド溝孔３０．３０′がそれぞれ設りられる。各ガイド溝孔３０．３０ ′は、上部ガイド面３４．３４′と、底部ガイド面３６．３６′と、外側ガイド 面３８．３８′とを有している。本実施例においては、ガイド溝孔３０．３０′ はそれぞれ中間部１８の第１および第２の側壁２４．２６に沿ってほぼ互いに対 向した状態に配置されている。

ワイパーブロック４０は、第１および第２の端４２．４４を有している。ワイパ ーブロック４０は空胴の内に位置し、ハウジングの第１および第２の端部１４． １６の間を軸線方向に移動可能である。電気接点素子４６が、ワイパーブロック ４０上の抵抗素子２８に対して、十分係合する位置に配置されている。

第１と第２の摺動レール４８．４８′が、ワイパーブロック４０において、その 第１および第２の端４２．４４間に直線状に配置されている。これらの第１およ び第２の摺動レール４８．４８′は、それぞれワイパーブロック４０から外方に 延び、対応するガイド溝孔３０．３０′内に突出する位置に配置されている。

第１と第２の摺動レール４８．４８′は、それぞれ上部保合部５０．５０′と、 底部保合部５２．５２′と、外側保合部５４．５４′とを有している。これらの 係合部は、それぞれ対応したガイド溝孔の上部ガイド面３４．３４′と、底部ガ イド面３６．３６′と、外側ガイド面３８．３８′とムこ近接して位置している 。

第１および第２の摺動レール４８．４８′は、それぞれ第１および第２の端５６ ．５６′、５８．５８′と、中間部６０．６０’とを有し、ティパー付各保合部 ５０．５０′、５２．５２′、５４．５４′はその断面の厚みがそれぞれ摺動レ ールの中間部６０．６０′において最大になり、それぞれ摺動レールの端５６． ５６′、５８．５８′において最小になるよう先細り形状となっている。

ポテンショメータ１０には、更にまたハウジングの第１あるいは第２の端部１４ ．１６に対して軸方向にスリーブベアリング６２が配列され、また、一端６６が ワイパーブロックの第１あるいは第２の端４２．４４に連結された軸６４が配置 されている。

この軸６４はスリーブベアリング６２を通って軸方向に通されている。本実施例 においては、スリーブへアリング６２はたとえば、ガラス、シリコン、ポリテト ラフルオロエチレン入り硫化ポリフェニレン樹脂のような自滑性のポリマーがら 作られている。さらに、本実施例では、ハウジングの中間部１８とｆｌｌｕｚ− ル４ｇ、４８′の少なくとも一方が同様な自滑性ポリマーがら作られている。

ワイパーブロック４０の第１および第２の摺動レール４８．４８′上に配置した ティパー付保合部５ｏ、５０’、５２．５２′、５４．５４′は、第２図及び第 ４図において特によく分かる。第２図において、その先細りした断面は他の断面 部分と比較してワイパーブロックの第１および第２の端４２．４４において最も 薄く、ワイパーブロックの第１と第２の端４２．４４の中間において最も肉厚で あることがわかる。本実施例においては、ガイド溝孔のガイド面３４．３４′、 ３６．３６′、３８．３８′、と、これらにそれぞれ係合する摺動レールの上部 、底部、及び外側部係合部５０．５０′、５２．５２’５４．５４′との間に設 けられる公称クリアランスは０．００３インチ（０，０７５ミリ）未満である。

典型的なりニヤポテンショメータに共通な他の要素、たとえば圧縮ばねや電気接 点素子は第１図中に示されているが、本発明の特徴を形成するものではないので 、これ以上詳しくは記載しない。

このような基本的なポテンショメータの素子は当該技術分野においては周知であ る。

業上の１　可２ ポテンショメータ１０の作動と使用方法はわかりやすく、第１図を参照すれば最 もよく説明できる。ワイパーブロック４０は軸６４の直線運動に応じてハウジン グの第１および第２の端部１４．１６間を軸方向に移動させられる。それに応じ て、電気接点素子４６が抵抗素子２８に沿って移動させられ、それによって電気 抵抗信号がポテンショメータｌＯ内の電気接点素子がら出力される。

ワイパーブロック４０はハウジングの空胴内をガイド溝孔３０゜３０′と摺動レ ール４８．４８′との組合せによって軸方向に案内される。ガイド溝孔のガイド 面３４．３４′、３６．３６′、３８．３８′とこれらにそれぞれ係合する摺動 レールの係合部５０．５０′、５２．５２′、５４．５４′との間の公称クリア ランスが他と比較して小さいため、ポテンショメータ１ｏに与えられる外部振動 の共振振動がワイパーブロック４０内に発生することがない、その結果、電気接 点素子４６は抵抗素子２８に適切に接触し続け、安定した位置信号がポテンショ メータ１ｏから出力される。便利なことには、ガイド溝孔３０．３０’と摺動レ ール４８．４８′との間はほぼ締りばめになっているにもががわらず、主に摺動 レールの係合部５０．５０′、５２．５２′、５４．５４′がティパー形状であ るため、ワイパーブロック４ｏは空胴内を自由に移動する。さらに、ハウジング の中間部１８と摺動レール４８．４８′の少なくとも一方を自滑性のポリマーで 作製しているので、ポテンショメータ・アセンブリのスムーズな作動が可能であ る。

本発明の上記した実施例によれば、直線運動に対する抵抗が低く、同時に外部振 動による有害な影響を木質的に受けないリニヤポテンショメータが実現される。

このような利点は、費用のかさむ注文生産に頼ることなく、大量生産に適してい るポテンショメータにおいて好ましいことである。

本発明の他の局面と、目的と、利点と、使用方法とは図面と、本開示と、添付の 請求の範囲を考察することにより明らかにされる。

１）も　ｖＩＩ　審　鰯　告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＦ ’ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．第１および第２の端部（１４、１６）と、中間部（１８）とを備えた細長い ハウジング（１２）を有し、前記中間部（１８）が、上壁（２０）と、底壁（２ ２）と、第１および第２の側壁（２４、２６）とで区画形成される空胴を有して おり、前記各側壁（２４、２６）は前記細長いハウジング（１２）の軸線に平行 に配置された直線状ガイド溝孔（３０、３０′）を有しており、前記各ガイド溝 孔（３０、３０′）はそれぞれ上部と、底部と、外側部がイド面（３４、３４′ 、３６、３６′、３８、３８′）とを備えており； また、第１および第２の端（４２、４４）を備えたワイバーブロック（４０）を 有しており、このワイバーブロックは前記空胴内に位置されるとともに前記第１ および第２の端部（１４１６）間を軸線方向に移動可能となっており；更に、第 １および第２の摺動レール（４８、４８′）を有し、それぞれが前記ワイバーブ ロック（４０）において、その前記第１および第２の端（４２、４４）間に直線 状に配置され、それぞれが前記ワイバーブロック（４０）から外方に延び、前記 ガイド溝孔（３０、３０′）にそれぞれ突入する位置に置かれ、前記ガイド溝孔 の上部と、底部と、外側ガイド面（３４、３４′、３６、３６′、３８、３８′ ）とにそれぞれ近接して位置される複数のテイバー付係合部（５０、５０′、５ ２、５２′、５４、５４′）をそれぞれ備えていることを特徴とするポテンショ メータ（１０）。
2. ２．前記各第１および第２の摺動レール（４８、４８′）は、第１および第２の 端（５６、５６′、５８、５８′）と、中間部（６０、６０′）とを有し、前記 各テイバー付係合部（５０、５０′、５２、５２′、５４、５４′）の厚みが、 摺動レールのそれぞれの前記中間部（６０、６０′）において最大になり、摺動 レールのそれぞれの端（５６、５６′、５８、５８′）において最小になるよう に先細り形状にされていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のポテンシ ョメータ（１０）。
3. ３．前記ガイド溝孔（３０、３０′）は、前記中間部の前記第１および第２の側 壁（２４、２６）において実質的に互いに対向して配置されていことを特徴とす る請求の範囲第２項に記載のポテンショメータ（１０）。
4. ４．前記ハウジングの前記上壁及び底壁（２０、２２）の一方に沿って直線上に 配置された抵抗素子（２８）と、前記ワイパーブロック（４０）上で前記抵抗素 子（２８）に係合する位置に置かれた電気接点素子（４６）とを有することを特 徴とする請求の範囲第３項に記載のポテンショメータ（１０）。
5. ５．前記ハウジングの前記第１および第２の端部（１４、１６）の一方の内にお いて、軸線方向に配列されたスリーブベアリング（６２）と、前記ワイパーブロ ックの前記第１および第２の端（４２、４４）の一方に接続される端（６６）を 有するとともに、前記スリーブベアリング（６２）を通って軸線方向に通された 軸（６４）とを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のポテンショメ ータ（１０）。
6. ６．前記スリーブベアリング（６２）は、自滑性のポリマーから形成されること を特徴とする請求の範囲第５項に記載のポテンショメータ（１０）。
7. ７．前記ハウジングの前記中間部（１８）および、前記摺動レール（４８、４８ ′）のうち少なくとも一方が自滑性のポリマーから形成されることを特徴とする 請求の範囲第６項に記載のポテンショメーク（１０）。
8. ８．前記各ガイド溝孔ガイド面（３４、３４′、３６、３６′、３８、３８′） と前記摺動レールの上部と、底部と、外側の前記係合部（５０、５０′、５２、 ５２′、５４、５４′）のそれぞれとの間の公称クリアランスは０．００３イン チ未満であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のポテンショメータ（１ ０）。
9. ９．第１および第２の端部（１４、１６）と、中間部（１８）とを備えた細長い ハウジング（１２）を有し、前記中間部（１８）は空胴を区画形成する内壁（２ ０、２２、２４、２６）を備えており； また、前記中間部の前記内壁（２０、２２、２４、２６）に沿って前記細長いハ ウジング（１２）の軸線に平行に直線状に配置された複数のガイド溝孔（３０、 ３０′）を有し、それぞれが上部と、底部と、外側のガイド面（３４、３４′、 ３６、３６′、３８、３８′）とを備えており；更に、第１および第２の端（４ ２、４４）を備えたワイパーブロック（４０）を有し、このワイパーブロックは 、前記空胴内に位置されるとともに前記ハウジングの前記第１および第２の端部 （１４、１６）間を軸線方向に移動可能となっており；更にまた、前記ワイパー ブロック（４０）に沿ってこのワイパーブロックの前記第１および第２の端（４ ２、４４）間に直線状に配置された複数の摺動レール（４８、４８′）を有し、 これらの複数の摺動レール（４８、４８′）のそれぞれは、前記ワイパーブロッ ク（４０）から外方に延びて、前記ガイド溝孔（３０、３０′）にそれぞれ突入 する位置に直かれており、これらの摺動レール（４８、４８′）のそれぞれは、 前記ガイド溝孔（３０、３０′）の前記上部と、底部と、外側のガイド面（３４ 、３４′、３６、３６′、３８、３８′）のそれぞれに近接して位置する上部と 、底部と、外側の係合部（５０、５０′、５２、５２′、５４、５４′）とを有 しており、前記摺動レールのこれらの上部と、底部と、外側の係合部（５０、５ ０′、５２、５２′、５４、５４′）がこれらのレール部分（５０、５０′、５ ２、５２′、５４、５４′）の全長に沿ってその断面が変化して、前記断面が前 記ワイパーブロックの第１および第２の端（４２、４４）において他と比べて厚 みが最小となり、一方、前記ワイパーブロックの前記第１および第２の端（４２ 、４４）の中間において他と比べて厚みが最大となっていることを特徴とするポ テンショメータ（１０）。
10. １０．第１および第２の端部（１４、１６）と、中間部（１８）とを備えた細長 いハウジング（１２）を有し、前記中間部（１８）は空胴を区画形成する内壁（ ２０、２２、２４、２６）を備えており； 前記中間部の前記内壁（２０、２２、２４、２６）に沿って直線状に配置された 抵抗素子（２８）を有し；前記細長いハウジング（１２）に平行で、前記中間部 の前記内壁（２０、２２、２４、２６）に沿って実質的に互いに対向して直線状 に配置された第１および第２のガイド溝孔（３０、３０′）を有し、それぞれが 上部と、底部と、外側のガイド面（３４、３４′、３６、３６′、３８、３８′ ）とを備えており； 第１および第２の端（４２、４４）を備えたワイパーブロック（４０）有し、こ のワイパーブロックは、前記空胴内に配置されるとともに前記ハウジングの第１ および第２の端部（１４、１６）間を軸線方向に移動可能となっており；前記ワ イパーブロック（４０）上の前記抵抗素子（２８）に係合する位置に置かれた電 気接点素子（４６）を有し；第１および第２の摺動レール（４８、４８′）を有 し、それぞれのレールは、第１および第２の端（５６、５６′、５８、５８′） と、中間部（６０、６０′）とを備え、前記ワイパーブロック（４０）に沿って 前記ワイパーブロックの第１および第２の端（４２、４４）間に直線状に配置さ れており、これらの第１および第２の摺動レール（４８、４８′）のそれぞれは 、前記ワイパーブロック（４０）から外方に延びて前記ガイド溝孔（３０、３０ ′）にそれぞれ突入する位置に置かれており、これらの第１および第２の摺動レ ール（４８、４８′）のそれぞれは、前記ガイド溝孔の上部と、底部と、外側ガ イド面（３４、３４′、３６、３６′、３８、３８′）にそれぞれ近接して位置 する複数のテイパー付係合部（５０、５０′、５２、５２′、５４、５４′）を 備えており、これらのテイパー付係合部（５０、５０′、５２、５２′、５４、 ５４′）のそれぞれは、前記摺動レールの前記各中間部（６０、６０′）に沿っ て厚みが最大になる一方、前記摺動レールの前記各端（５６、５６′、５８、５ ８′）において厚みが最小になるように先細りとなっており； 前記ハウジングの前記第１および第２の端部（１４、１６）の一方内に、軸線方 向に配置されたスリーブベアリング（６２）を有し； 前記ワイパーブロックの前記第１および第２の端（４２、４４）の一方に接続さ れた端（６６）を備えた軸（６４）を有しており、この軸は、前記スリーブベア リング（６２）を通って軸線方向に通されていることを特徴とするポテンショメ ータ（１０）。