DE10111425A1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

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

HINTERGRUND DER ERFINDUNG TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

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.

STAND DER TECHNIK

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.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

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.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

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.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

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)

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.