DE10111425A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Es sind feste Hilfskontakte, die elektrisch mit einem festen Kontakt einer anderen Spur verbunden sind, in freien Gebieten vorgesehen, wobei diese Gebiete sich an Schaltpositionen befinden, an denen ein sich bewegendes Kontaktelement zusammen mit einem Schalthebel positioniert wird, und in welchen der feste Kontakt, der der Bahn von ersten bis fünften Bahnen entspricht, fehlt. Da die festen Hilfskontakte in den Teilen der freien Gebiete vorgesehen sind, über welche die Kontaktteile konventionellerweise hinüber geführt werden, werden die Kontaktteile auch mit den festen Hilfskontakten einen Kontakt herstellen. Somit kann beispielsweise in einer Position "P", wenn ein Prellen zwischen einem zweiten festen Kontakt und dem Kontaktteil auftritt, ein vorbestimmtes Signal so lange erhalten werden, wie der feste Hilfskontakt einen Kontakt mit dem Kontaktteil herstellt.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvor
richtung mit einer Struktur, in welcher Kontaktteile, mit de
nen ein bewegliches Kontaktelement eine Verbindung oder eine
Nichtverbindung zu festen Kontakten, die auf entsprechenden
Bahnen vorhanden sind, mit einer Bewegung des sich bewegenden
Kontaktelements herstellt.
In einem Automobil ist beispielsweise eine Schaltvorrichtung
mit einer Struktur für die Detektion von Schaltpositionen ei
nes Schalthebels in einem automatischen Getriebe vorhanden,
wie das in Fig. 5 gezeigt ist. Übrigens werden, wie das in
Fig. 5 gezeigt ist, feste Kontakte eines Substrats 1 ausge
dehnt und in modellhafter Weise gezeigt, damit das Prinzip
besser verständlich wird.
In Fig. 5 sind auf dem Substrat 1, das aus einem gedruckten
Substrat ausgebildet ist, in diesem Fall fünf Bahnen 2a bis
2e festgelegt, und fünf feste Kontakte 3a bis 3e sind ent
sprechend zu diesen fünf Bahnen 2a bis 2e vorgesehen. Die
Konstruktion ist so ausgebildet, daß der niedrigste feste
Kontakt 3a der fünf feste Kontakte 3a bis 3e in Fig. 5 ein
gemeinsamer fester Kontakt für die Leistungsquelle ist, und
daß die anderen vier festen Kontakte 3b bis 3e für die Si
gnalausgabe verwendet werden, um ein Signal an eine CPU für
eine Steuerung eines Automobils auszugeben. Die fünf festen
Kontakte 3a bis 3e sind in einem Muster angeordnet, wie das
in Fig. 5 gezeigt ist, um ein Signal für die Detektion der
Schaltpositionen (P, R, N, D, 3, 2, L) eines (nicht gezeig
ten) Schalthebels auszugeben. In diesem Fall ist in jeder
Bahn 2a bis 2e ein Gebiet, in welchem die entsprechenden fe
sten Kontakte 3a bis 3e fehlen, als freies Gebiet 4 vorgese
hen. Die zweit- und viertniedrigsten festen Kontakte 3b und
3d der fünf festen Kontakte 3a bis 3e sind auch in viele Tei
le der Bahnen 2b und 2d getrennt, aber jeder der getrennten
festen Kontakte 3b und 3d ist elektrisch durch eine schmale
alternative Bahn 5 mit dem anderen Kontakt verbunden.
Anderseits hat ein sich bewegendes Kontaktelement 6, das zu
sammen mit dem Schalthebel bewegt wird, integral fünf Kon
taktteile 6a bis 6e, die aus einer Blattfeder gemacht sind,
und die entlang der Schaltpositionen (P, R, N, D, 3, 2, L),
die als Arbeitspositionen dienen, bewegt werden. Die fünf
Kontaktteile 6a bis 6e gleiten entlang den jeweiligen ent
sprechenden Bahnen 2a bis 2e, um einen Kontakt oder einen
Nichtkontakt mit den fünf Kontakten 3a bis 3e, die auf den
entsprechenden Bahnen 2a bis 2e vorhanden sind, beim Gleiten
herzustellen. Teile, in denen die Kontaktteile 6a bis 6e einen
Kontakt mit den festen Kontakten 3a bis 3e herstellen, sind
durch schwarze Kreise gekennzeichnet. Jeder der fünf Kontakt
teile 6a bis 6e wird jeweils elastisch zur Seite des Sub
strats 1 gedrückt.
In der oben beschriebenen Struktur gleitet, wenn das sich be
wegende Kontaktelement 6 zusammen mit dem Schalthebel in
Richtung des Pfeils A in der Zeichnung (der rechten oder lin
ken Richtung) bewegt wird, jedes Kontaktteil 6a bis 6e ent
lang der entsprechenden Bahnen 2a bis 2e und stellt eine Ver
bindung oder Nichtverbindung mit den festen Kontakten 3a bis
3e auf den entsprechenden Bahnen 2a bis 2e während des Glei
tens her. Basierend darauf wird ein Detektionssignal von den
festen Kontakten 3b bis 3e ausgegeben. In der CPU werden auf
der Basis dieses Detektionssignals die Schaltpositionen des
Schalthebels detektiert.
Die Schaltvorrichtung mit dieser Struktur weist den folgenden
Nachteil auf. Wenn beispielsweise Staub oder Abrieb zwischen
die Kontaktteile und die festen Kontakte gerät, während die
Kontaktteile 6a bis 6e des sich bewegenden Kontaktelements 6
auf den entsprechenden Bahnen 2a bis 2e gleiten, so besteht
eine Möglichkeit, daß ein Prellen auftritt und das notwendige
Signal unterbrochen wird, womit die Zuverlässigkeit der Vor
richtung abnimmt.
Die Erfindung wird im Hinblick auf die oben beschriebenen Um
stände implementiert, und eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, eine Schaltvorrichtung bereit zu stellen, die die Zu
verlässigkeit verbessern kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist die Erfindung des Anspruchs 1
durch eine Schaltvorrichtung gekennzeichnet, die eine Viel
zahl fester Kontakte, die entsprechend einer Vielzahl von
Bahnen auf einem Substrat vorgesehen sind, und durch ein sich
bewegendes Kontaktelement, das entlang der Vielzahl von Bah
nen gleitend bewegt wird und eine Vielzahl von elektrisch
verbundenen Kontaktteilen aufweist, und das an einer Vielzahl
von Arbeitspositionen in einer Bewegungsrichtung positioniert
wird, umfaßt, und wobei in der Schaltvorrichtung mit einer
Struktur, in welcher jeder Kontaktteil eine Verbindung oder
Nichtverbindung mit den festen Kontakten, die in den entspre
chenden Bahnen vorhanden sind, bei einer Bewegung des sich
bewegenden Kontaktelements herstellt, die Konstruktion so
ausgebildet ist, daß ein fester Hilfskontakt, der mit dem fe
sten Kontakt der anderen Bahn verbunden ist, in einem freien
Gebiet vorgesehen ist, wobei sich das freie Gebiet in den Ar
beitspositionen befindet, an denen das sich bewegende Kon
taktelement positioniert wird, und wo der feste Kontakt, der
der Bahn aus der Vielzahl der Bahnen entspricht, fehlt.
In Abhängigkeit von den Arbeitspositionen, in denen das sich
bewegende Kontaktelement positioniert wird, gibt es ein frei
es Gebiet, in welchem der feste Kontakt, der der Bahn aus der
Vielzahl der Bahnen des Substrats entspricht, unnötig ist.
Konventionellerweise war im freiem Gebiet der feste Kontakt
nicht vorgesehen, und somit ist der Kontaktteil des sich be
wegenden Kontaktelements einfach darüber hinweg gegangen.
Im Gegensatz dazu ist bei der Erfindung nach Anspruch 1 die
Konstruktion so ausgelegt, daß ein fester Hilfskontakt, der
elektrisch mit dem festen Kontakt der anderen Bahn verbunden
ist, im freien Gebiet, in welchem der feste Kontakt, der der
Bahn aus der Vielzahl der Bahnen des Substrats entspricht,
fehlt, vorgesehen ist. Somit ist der feste Hilfskontakt in
dem Teil vorgesehen, über den konventionellerweise der Kon
taktteil hinweg gegangen ist, so daß der Kontaktteil einen
Kontakt mit dem festen Hilfskontakt herstellen wird. Somit
kann, wenn ein Prellen zwischen dem festen Kontakt, der mit
dem festen Hilfskontakt und dem entsprechenden Kontaktteil
verbunden ist, ein vorbestimmtes Signal so lange erhalten
werden, wie der feste Hilfskontakt einen Kontakt mit dem ent
sprechenden Kontaktteil herstellt. Somit nehmen im festen
Kontakt, mit dem der feste Hilfskontakt verbunden ist, Kon
taktteile mit dem Kontaktteil zu, so daß die Zuverlässigkeit
durch diese Zunahme verbessert werden kann.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung, wobei sie eine Vorderansicht eines ausgeweiteten Haupt
teils ist und feste Kontakte und feste Hilfskontakte eines
Substrats auf modellhafte Weise zeigt.
Fig. 2 ist eine Frontansicht eines Stators.
Fig. 3 ist eine Frontansicht des Substrats.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das Verbindungsschaltungen der
Schaltpositionen und zwischen jeder Schaltposition zeigt.
Fig. 5 ist eine Ansicht wie Fig. 1, wobei sie eine Vorrich
tung des Standes der Technik zeigt.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Be
zug auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben. Zuerst wird in Fig.
2 ein Stator 11 in einem neutralen Startschalter eines Auto
mobils verwendet. Ein Loch 12, in dem ein (nicht gezeigter)
Rotor montiert ist, ist im unteren Zentrum des Stators 12
ausgebildet. Ein Substrat 13, das aus einem fächerförmigen
gedruckten Substrat hergestellt ist, ist über dem Loch 12
vorgesehen. In diesem Substrat 13 sind, wie das in Fig. 3
gezeigt ist, fünf erste bis fünften Bahnen 14a bis 14e mit
einer Kreisbogenform unter Verwendung des Zentrums des Loches
12 als Zentrum 0 vorgesehen, und fünf erste bis fünfte feste
Kontakte 15 bis 19 sind entsprechend zu den ersten bis fünf
ten Bahnen 14a bis 14e vorgesehen, und es sind auch feste
Hilfskontakte 15a bis 19a, die elektrisch mit den ersten bis
fünften festen Kontakten 15 bis 19 verbunden sind, vorgese
hen, wie das unten beschrieben wird.
In Fig. 1 sind die ersten bis fünften festen Kontakte 15 bis
19 und die festen Hilfskontakte 15a bis 19a des Substrats 13
gedehnt und in modellartiger Weise gezeigt, um das Prinzip
besser verständlich zu machen. In dieser Fig. 1 zeigen offe
ne Teile die ersten bis fünften festen Kontakte 15 bis 19,
entsprechend den ersten bis fünften Bahnen 14a bis 14e, und
schraffierte Teile zeigen die festen Hilfskontakte 15a bis
19a.
Der niedrigste erste, feste Kontakt 15 der ersten bis fünften
festen Kontakte 15 bis 19 in Fig. 1 ist ein gemeinsamer fe
ster Kontakt (COM) für die Leistungsquelle, und die anderen
vier zweiten bis fünften, festen Kontakte 16 bis 19 sind feste
Kontakte (A, B, C, PA) für die Signalausgabe, um ein Signal
an eine CPU für eine Steuerung eines Automobils auszugeben.
Die ersten bis fünften festen Kontakte 15 bis 19 und die fe
sten Hilfskontakte 15a bis 19a sind in einem Muster angeord
net, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, um ein Signal für die De
tektion der Schaltpositionen (P, R, N, D, 3, 2, L) eines
(nicht gezeigten) Schalthebels auszugeben.
Andererseits weist ein sich bewegendes Kontaktelement 20, das
zusammen mit dem Schalthebel bewegt wird, integral fünf Kon
taktteile 21 bis 25, die aus einer Blattfeder in ähnlicher
Weise wie im Stand der Technik ausgebildet sind, auf, und es
wird zwischen den Schaltpositionen (P, R, N, D, 3, 2, L), die
als Arbeitspositionen dienen, bewegt. Die fünf Kontaktteile
21 bis 25 gleiten entlang der jeweiligen ersten bis fünften
Bahnen 14a bis 14e, um eine Verbindung oder Nichtverbindung
mit den ersten bis fünften festen Kontakten 15 bis 19 und den
festen Hilfskontakten 15a bis 19a, die auf den ersten bis
fünften Bahnen 14a bis 14e vorhanden sind, beim Gleiten her
zustellen. Teile, in denen die Kontaktteile 21 bis 25 einen
Kontakt mit den ersten bis fünften festen Kontakten 15 bis 19
und den festen Hilfskontakten 15a bis 19a herstellen, sind
mit schwarzen Kreisen in Fig. 1 und mit weißen Kreisen in
Fig. 3 dargestellt. Jeder der fünf Kontaktteile 21 bis 25
wird elastisch auf die Seite des Substrats 13 gedrückt.
In den Schaltpositionen (P, R, N, D, 3, 2, L) des Substrats
13 gibt es freie Gebiete 26, in welchen die entsprechenden
festen Kontakte in einer Bahn der ersten bis fünften Bahnen
fehlen, und die Konstruktion ist so ausgelegt, daß die festen
Hilfskontakte 15a bis 19a, die elektrisch mit dem festen Kon
takt einer anderen Bahn verbunden sind, in diesen freien Ge
bieten in dieser Ausführungsform vorgesehen sind.
Insbesondere in der Position "P" fehlen in der ersten Bahn
14c und der fünften Bahn 14e der dritte feste Kontakt 17 und
der fünfte feste Kontakt 19, die ihren Bahnen 14c und 14e
entsprechen. Im freien Gebiet 26, in welchem der dritte feste
Kontakt 17 fehlt, ist der feste Hilfskontakt 16a, der mit dem
zweiten festen Kontakt 16 verbunden ist, der der benachbarten
Bahn 14b entspricht, vorgesehen, und auch im freien Gebiet
26, in welchem der fünfte feste Kontakt 19 fehlt, ist der fe
ste Hilfskontakt 18a mit dem vierten festen Kontakt 18, der
der benachbarten vierten Bahn 14d entspricht, vorgesehen.
In der Position "R" fehlen in der vierten Bahn 14d und der
fünften Bahn 14e der vierte feste Kontakt 18 und der fünfte
feste Kontakt 19, die ihren Bahnen 14d und 14e entsprechen.
In beiden freien Gebieten 26, in welchen diese vierten und
fünften festen Kontakte 18 und 19 fehlen, ist der feste
Hilfskontakt 17a, der mit dem dritten festen Kontakt 17, der
der dritten Bahn 14c entspricht, verbunden ist, vorgesehen.
In der Position "N" fehlen in der zweiten Bahn 14b und der
fünften Bahn 14e der zweite feste Kontakt 16 und der fünfte
feste Kontakt 19, die ihren Bahnen 14b und 14e entsprechen.
In einem freien Gebiet 26, in welchem der zweite feste Kon
takt 16 fehlt, ist der feste Hilfskontakt 17a, der mit dem
dritten festen Kontakt 17, entsprechend der benachbarten
dritten Bahn 14c verbunden ist, vorgesehen, und auch im frei
en Gebiet 26, in welchem der fünfte feste Kontakt 19 fehlt,
ist der feste Hilfskontakt 18a, der mit dem vierten festen
Kontakt 18 entsprechend der benachbarten vierten Bahn 14d
verbunden ist, vorgesehen.
In der Position "D" fehlen in der zweiten Bahn 14b und der
vierten Bahn 14d der zweite feste Kontakt 16 und der vierte
feste Kontakt 18, die ihren Bahnen 14b und 14d entsprechen.
In einem freien Gebiet 26, in welchem der zweite feste Kon
takt 16 fehlt, ist der feste Hilfskontakt 17a, der mit dem
dritten festen Kontakt 17, der der benachbarten dritten Bahn
14c entspricht, verbunden ist, vorgesehen, und auch im freien
Gebiet 26, in welchem der vierte feste Kontakt 18 fehlt, ist
der feste Hilfskontakt 19a, der mit dem fünften festen Kon
takt 19, der der benachbarten fünften Bahn 14e entspricht,
verbunden ist, vorgesehen.
In der Position "3" sind in jeder der ersten bis fünften Bah
nen 14a bis 14e jeweils die entsprechenden ersten bis fünften
festen Kontakte 15 bis 19 vorhanden, und es gibt kein freies
Gebiet 26, und es ist kein fester Hilfskontakt vorgesehen.
In der Position "2" fehlen in der dritten Bahn 14c und der
vierten Bahn 14d der dritte feste Kontakt 17 und der vierte
feste Kontakt 18, die ihren Bahnen 14c und 14d entsprechen.
In einem freien Gebiet 26, in welchem der dritte feste Kon
takt 17 fehlt, ist der feste Hilfskontakt 16a, der mit dem
zweiten festen Kontakt 16, der der benachbarten zweiten Bahn
14b entspricht, verbunden ist, vorgesehen, aber in diesem
Fall ist in einem freien Gebiet 26, in welchem der vierte fe
ste Kontakt 18 fehlt, ein fester Hilfskontakt nicht vorgese
hen.
In der Position "L" fehlen in der zweiten Bahn 14b und der
dritten Bahn 14c der zweite feste Kontakt 16 und der dritte
feste Kontakt 17, die ihren Bahnen 14b und 14c entsprechen.
In beiden freien Gebieten 26, in welchen dieser zweite und
dritte feste Kontakt 16 und 17 fehlen, ist der feste Hilfs
kontakt 15a, der mit dem ersten festen Kontakt 15, der der
ersten Bahn 14a entspricht, verbunden ist, vorgesehen.
Auch in diesem Fall sind, um die Verarbeitung in der CPU zu
erleichtern, die Muster der tatsächlichen ersten bis fünften
festen Kontakte 15 bis 19 und der festen Hilfskontakte 15a
bis 19a in den Fig. 2 und 3 so gestaltet, daß die Aus
gangssignale der ersten bis fünften festen Kontakte 15 bis 19
sich nacheinander ändern, wenn das sich bewegende Kontaktele
ment 20 sich zwischen den Schaltpositionen bewegt (siehe
Fig. 2 bis 4).
Nun gleitet in der oben beschriebenen Struktur, wenn das sich
bewegende Kontaktelement 20 zusammen mit dem Schalthebel in
Richtung eines Pfeils A in der Zeichnung (in rechter oder
linker Richtung) bewegt wird, jeder Kontaktteil 21 bis 25
entlang der entsprechenden Bahn 14a bis 14e und stellt eine
Verbindung oder Nichtverbindung mit den ersten bis fünften
festen Kontakten 15 bis 19 und den festen Hilfskontakten 15a
bis 19a auf den entsprechenden Bahnen 14a bis 14e beim Glei
ten her. Basierend darauf wird ein Detektionssignal von den
zweiten bis fünften festen Kontakten 16 bis 19 ausgegeben. In
der CPU werden auf der Basis dieses Detektionssignals die
Schaltpositionen des Schalthebels detektiert. Fig. 4 zeigt
Verbindungsschaltungen der ersten bis fünften festen Kontakte
15 bis 19 (COM, A, B, PA, C) der Schaltpositionen und zwi
schen jeder der Schaltpositionen.
Beispielsweise stellen in der Position "P" der niedrigste
Kontaktteil 21 in Fig. 1 der fünf Kontaktteile 21 bis 25 des
sich bewegenden Kontaktelements 20, der zweit niedrigste Kon
taktteil 22, der dritt-niedrigste Kontaktteil 23, der viert-
niedrigste Kontaktteil 24 und der höchste Kontaktteil 25 je
weils einen Kontakt mit dem ersten festen Kontakt 15, dem
zweiten festen Kontakt 16, dem festen Hilfskontakt 16a des
zweiten festen Kontakts 16, dem vierten festen Kontakt 18 und
dem festen Hilfskontakt 18a des vierten festen Kontakts 18
her.
Zu dieser Zeit kann, wenn beispielsweise ein Prellen zwischen
dem zweit-niedrigsten Kontaktteil 22 und dem zweiten festen
Kontakt 16 auftritt, ein vorbestimmtes Signal erhalten wer
den, solange der feste Hilfskontakt 16a des zweiten festen
Kontakts 16 einen normalen Kontakt mit dem Kontaktteil 23,
der diesem entspricht, herstellt. In ähnlicher Weise kann in
einem Fall, bei dem ein Prellen zwischen dem viert niedrig
sten Kontaktteil 24 und dem vierten festen Kontakt 18 auf
tritt, ein vorbestimmtes Signal so lange erhalten werden, wie
der feste Hilfskontakt 18a des vierten festen Kontakts 18 ei
nen normalen Kontakt mit dem Kontaktteil 25, der diesem ent
spricht, herstellt. Somit nehmen im zweiten festen Kontakt 16
und dem vierten festen Kontakt 18, mit denen die festen
Hilfskontakte 16a und 18a verbunden sind, Kontaktabschnitte
mit den Kontaktteilen 22, 23 und 24, 25 zu, so daß durch die
se Zunahme die Zuverlässigkeit verbessert werden kann.
Übrigens bleibt in der oben beschriebenen Ausführungsform ein
freies Gebiet 26 zwischen der vierten Bahn 14d in der Positi
on "2" übrig, aber in diesem freien Gebiet 26 kann beispiels
weise der feste Hilfskontakt 19a, der mit dem fünften festen
Kontakt 19 verbunden ist, vorgesehen werden.
Die Erfindung ist nicht nur auf die oben beschriebene Ausfüh
rungsform beschränkt, sondern sie kann modifiziert oder er
weitert werden, wie das im Folgenden dargestellt ist.
Statt jedes Kontaktteil 21 bis 25, das das sich bewegende
Kontaktelement 20 aufweist, integral vorzusehen, kann bei
spielsweise eine Struktur ausgebildet werden, in der getrenn
te Kontaktteile 21 bis 25 elektrisch durch einen Verbindungs
draht verbunden sind.
Die Erfindung kann auch auf eine Schaltvorrichtung, bei der
es sich nicht um eine Schaltvorrichtung zur Detektion der
Schaltpositionen eines Schalthebels handelt, angewandt wer
den.
Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, ist die erfin
dungsgemäße Konstruktion so ausgebildet, daß ein fester
Hilfskontakt, der elektrisch mit dem festen Kontakt einer an
deren Bahn verbunden ist, in einem freien Gebiet vorgesehen
ist, wobei dieses sich bei den Arbeitspositionen befindet, in
die das sich bewegende Kontaktelement positioniert wird und
in denen der feste Kontakt, der der Bahn aus der Vielzahl der
Bahnen des Substrats entspricht, fehlt, und somit nehmen im
festen Kontakt, mit dem der feste Hilfskontakt verbunden ist,
Kontaktabschnitte mit dem Kontaktteil zu, so daß durch diese
Zunahme die Zuverlässigkeit verbessert werden kann.
Claims (1)
- Schaltvorrichtung, umfassend:
eine Vielzahl fester Kontakte, die entsprechend einer Vielzahl von Bahnen auf einem Substrat vorgesehen sind, und
ein sich bewegendes Kontaktelement, das entlang der Vielzahl von Bahnen, die eine Vielzahl von Kontaktteilen, die elektrisch verbunden und angeordnet sind, so daß sie einer Vielzahl von Arbeitspositionen in einer Bewegungsrichtung entsprechen, aufweisen, gleitend bewegt wird,
wobei jeder der Kontaktteile eine Verbindung oder Nicht verbindung mit den festen Kontakten auf den entsprechenden Bahnen bei einer Bewegung des sich bewegenden Kontaktelements herstellt, und
wobei ein fester Hilfskontakt, der elektrisch mit dem festen Kontakt einer anderen Bahn verbunden ist, in einem freien Gebiet, das sich bei den Arbeitspositionen befindet, an denen das sich bewegende Kontaktelement positioniert wird, und in dem der feste Kontakt der entsprechenden Spur fehlt, vorgesehen ist.
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