(57)【要約】【課題】電気信号が送られる複合カーボンファイバ材料を備える非金属電気接点又は摺動子を提供する。【解決手段】カーボンファイバの複数の束を実質的に同一方向に配列して、長い平面構造からなり、一部を除いて、カーボンファイバの隣接する束を互いに合成樹脂複合体で固着することにより形成されたカーボンファイバ層を有する電気接点８２と、電気接点８２が導電性接着剤８４によって接着された支持ストリップ８０とを備え、カーボンファイバ層のカーボンファイバの束の各自由端は、互いに固着されておらず、導電性トラックに接触し、支持ストリップ８０は、Ｌ字状に屈曲され、電気接点８２は、該Ｌ字状の支持ストリップの短い支持片８６に取り付けられている。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
カーボンファイバの複数の束を実質的に同一方向に配列して、長い平面構造からなり、一部を除いて、該カーボンファイバの隣接する束を互いに合成樹脂複合体で固着することにより形成されたカーボンファイバ層を有する電気接点と、
上記電気接点が導電性接着剤によって接着された支持ストリップとを備え、
上記カーボンファイバ層のカーボンファイバの束の各自由端は、互いに固着されておらず、上記導電性トラックに接触し、
上記支持ストリップは、Ｌ字状に屈曲され、上記電気接点は、該Ｌ字状の支持ストリップの短い支持片に取り付けられていることを特徴とする電気装置。
【請求項２】
上記支持ストリップは、導電性を有することを特徴とする請求項１記載の電気装置。
【請求項３】
上記カーボンファイバ層の自由端から離れた反対側の端部に、上記カーボンファイバ層の両側に設けられた支持部材を更に備えることを特徴とする請求項１記載の電気装置。
【請求項４】
上記カーボンファイバ層の自由端は、ナックル形の形状となっていることを特徴とする請求項１記載の電気装置。
【請求項５】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
カーボンファイバの複数の束を実質的に同一方向に配列して、長い平面構造からなり、一部を除いて、該カーボンファイバの隣接する束を互いに合成樹脂複合体で固着することにより形成されたカーボンファイバ層を有する電気接点を備え、
上記隣接するカーボンファイバの束が互いに固着されていない上記カーボンファイバ層の自由端は、ナックル形の形状に形成されており、上記導電性トラックに接触することを特徴とする電気装置。
【請求項６】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
カーボンファイバの複数の束を実質的に同一方向に配列して、長い平面構造からなり、一部を除いて、該カーボンファイバの隣接する束を互いに合成樹脂複合体で固着することにより形成されたカーボンファイバ層を有する電気接点を備え、
上記隣接するカーボンファイバの束が互いに接着されていない上記カーボンファイバ層の自由端は、山形の形状に形成されており、上記導電性トラックに接触することを特徴とする電気装置。
【請求項７】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
複数のカーボンファイバを平行に配列し、合成樹脂複合体で互いに接着したカーボンファイバの束を形成し、該カーボンファイバ束を複数、実質的に同一方向に配列して形成した長い平面構造からなるカーボンファイバ層を有する電気接点と、
上記電気接点の一方の端部の結束位置に、上記カーボンファイバの束の相対的な動きを規制し、上記カーボンファイバの束を結束する結束手段とを備え、
上記電気接点を形成する複数のカーボンファイバの束の他方の端部である各自由端は、互いに移動可能であり、上記導電性トラックに接触し、ナックル形の形状となっていることを特徴とする電気装置。
【請求項８】
上記結束手段は、上記一方の端部で上記カーボンファイバの束を機械的に保持するためのカラーであることを特徴とする請求項７記載の電気装置。
【請求項９】
上記結束手段は、上記一方の端部で上記カーボンファイバの束を互いに固着する導電性の合成樹脂複合体からなることを特徴とする請求項７記載の電気装置。
【請求項１０】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
複数のカーボンファイバを平行に配列し、合成樹脂複合体で互いに接着したカーボンファイバの束を形成し、該カーボンファイバ束を複数、実質的に同一方向に配列して形成した長い平面構造からなるカーボンファイバ層を有する電気接点と、
上記電気接点の一方の端部の結束位置に、上記カーボンファイバの束の相対的な動きを規制し、上記カーボンファイバの束を結束する結束手段とを備え、
上記電気接点を形成する複数のカーボンファイバの束の他方の端部である各自由端は、互いに移動可能であり、上記導電性トラックに接触し、山形の形状となっていることを特徴とする電気装置。
【請求項１１】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
カーボンファイバの複数の束が互いに固着された少なくとも１つのカーボンファイバ層を有する電気接点を備え、
上記電気接点は、複数のカーボンファイバが第１の方向に実質的に配列されている第１のアーム部と、該第１のアーム部と同じ平面において、該第１のアーム部から離間して形成され、複数のカーボンファイバが該第１の方向に実質的に配列されている第２のアーム部と、該第１のアーム部の第１の端部及び該第２のアーム部の第１の端部とを連結し、複数のカーボンファイバが該第１及び第２のアーム部の第１の方向とは異なる第２の方向に実質的に配列されている折曲部とを有し、該第１のアーム部及び第２のアーム部の第１の端部と反対側の第２の端部は、上記導電性トラックに接触することを特徴とする電気装置。
【請求項１２】
上記折曲部は、上記第１のアーム部及び第２のアーム部と直角を形成するように配設され、上記第２の方向は、上記第１の方向に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項１１記載の電気装置。
【請求項１３】
上記折曲部は、半円形を有し、上記第１及び第２のアーム部と同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項１１記載の電気装置。
【請求項１４】
上記第１のアーム部及び第２のアーム部の第２の端部が、ナックル形の形状となっていることを特徴とする請求項１１記載の電気装置。
【請求項１５】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
マトリクス状となるように積層された複数のカーボンファイバ層を有する電気接点と、
上記各カーボンファイバ層のカーボンファイバを互いに固着する導電性の合成樹脂複合体とを備え、
上記各カーボンファイバ層のカーボンファイバは、同一カーボンファイバ層では、実質的に平行となるように、隣り合うカーボンファイバ層では、実質的に平行ではないように配列されていることを特徴とする電気装置。
【請求項１６】
上記電気接点は、本体部と該本体部から延出する第１のアーム部及び第２のアーム部とを備え、該第１のアーム部及び第２のアーム部の自由端は、上記導電性トラックに接触することを特徴とする請求項１５記載の電気装置。
【請求項１７】
上記第１のアーム部及び第２のアーム部の自由端は、熊手形の形状となっていることを特徴とする請求項１６記載の電気装置。
【請求項１８】
上記積層された複数のカーボンファイバ層は、同一の面積を有することを特徴とする請求項１６記載の電気装置。
【請求項１９】
上記第１のアーム部及び第２のアーム部は、単一のカーボンファイバ層により形成されていることを特徴とする請求項１６記載の電気装置。
【請求項２０】
第１のアーム部及び第２のアーム部の自由端は、ナックル形の形状となっていることを特徴とする請求項１６記載の電気装置。
【請求項２１】
導電性トラックに摺動し、電気信号を送る電気装置において、
導電性キャリアと、
上記導電性キャリアに固定され、積層された複数のカーボンファイバ層を有する電気接点とを備え、
上記各カーボンファイバ層のカーボンファイバの束は、実質的に同一方向に配列されて互いに固着されており、
各カーボンファイバ層は、それぞれ平面構造を形成するとともに、そのカーボンファイバ層のカーボンファイバの束の自由端は、上記導電性トラックに接触するように、合成樹脂複合体で接着されており、
上記導電性キャリアは、Ｌ字状に屈曲され、上記電気接点は、該Ｌ字状の導電性キャリアの短い支持片に取り付けられていることを特徴とする電気装置。
【請求項２２】
上記積層された複数のカーボンファイバ層は、上記導電性キャリアに導電性の合成樹脂複合体によって取り付けられていることを特徴とする請求項２１記載の電気装置。
【請求項２３】
上記カーボンファイバ層の自由端は、ナックル形の形状となっていることを特徴とする請求項２１記載の電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接点（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）又は電気機械装置（ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｄｅｖｉｃｅ）に使用される電気接点アセンブリ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関し、詳しくは、カーボンファイバと不織カーボンファイバマット（ｎｏｎｗｏｖｅｎ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｍａｔ）との複合材料（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を電気機械装置内の他の素子に電気的に接触する素子として用いた電気接点又は電気接点アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変抵抗器は、抵抗素子又は導電性素子（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｏｒ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）上の接点又は摺動子（ｃｏｎｔａｃｔ  ｏｒ  ｗｉｐｅｒ）の物理的位置の関係を示す電気信号を生成するために、電圧又は電流を変化させる素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）を用いたものである。これらの電気接点又は摺動子は、動かして（ｄｙｎａｍｉｃ  ｓｔａｔｅ）使用するため、これらの電気接点又は摺動子は固定してはならず、抵抗素子又は導電性素子（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｏｒ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐａｔｈ）の長さ方向に沿って自由にスライド又は移動できなければならない。これらの抵抗素子又はトラック（ｅｌｅｍｅｎｔ  ｏｒ  ｔｒａｃｋ）は、各製造業者が独自に設計し、その成分（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）及び特性（ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）は異なる。電気接点と抵抗素子は、一定の摩擦力を生じさせる可能性があるため、電気接点又は摺動子は、電流が流れ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ａｃｔｉｖｅ）、物理的に動かす（ｐｈｙｓｉｃａｌｌｙ  ｄｙｎａｍｉｃ）装置内で用いるときは、抵抗素子及び／又は導電性トラックに対して、電気的、物理的及び環境的に適合した（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）材料を用いて製造する必要がある。さらに、電気接点又は摺動子は、長い耐用年数を有する必要があるとともに、特定の力が加わった状態で、抵抗素子又は導電性トラックに対して均一に摺接（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）した状態を維持し、さらに、絶縁体として働き、出力信号を歪ませる異質物（ｐｏｌｙｍｅｒ）又はかす（ｄｅｂｒｉｓ）を助長又は促進しないものである必要がある。
【０００３】
現在、これらの可変抵抗器において使用される電気接点又は摺動子の材料としては、様々な固体貴金属、金属を貼り合わせたもの又は金属が被覆されたもの、又は貴金属合金等が用いられている。これらの貴金属を含有する電気接点は、電気機械装置内で動き、電流が流れると、異質物及びかすを発生させる触媒として働き、これらの異質物及びかすは、抵抗素子又は導電性トラックの出力信号を劣化させる。これにより、電気接点が正確な動作を行う期間及び電気接点の耐用年数が短くなってしまうという問題があった。
【０００４】
巻線素子は、最も精密な素子であったため、初期の金属製の電気接点又は摺動子は、巻線型の抵抗素子又は金属導電性素子とともに用いられていた。この後、非巻線素子の分野の技術が進歩し、非巻線素子が巻線素子に代わって使用されるようになった。しかしながら、電気接点又は摺動子は、抵抗素子に対し、電流を流し及び摺動させる性質（ｄｙｎａｍｉｃ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）のため、金属製の電気接点の貴金属成分が異質物及びかすを発生させる触媒として働き、この異質物又はかすにより、出力信号の精度が低下するという問題が残っている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１５８６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、サーボフィードバック位置決め装置（ｓｅｒｖｏ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍｓ）においては、装置を小型化し、精度を向上させ、電圧を低下させ、電流を減少させ、電気的接触抵抗を減少させる必要がある。そこで、これらの特性に関する厳しい要求を満たし、及び異質物及びかすの発生を防止するために、非金属接点材料を検討する必要がある。
【０００７】
また、現在、貴金属合金において主に使用されている金属は、パラジウムである。パラジウムの価格は、上述のような用途に使用されるようになって、１８００％に高騰した。この価格の高騰は、パラジウムの供給量が不安定であることにも大きく起因している。
【０００８】
さらに、世界的な環境に関する条約が締結され、この条約では、上述の装置を使用する最大の産業製品である自動車部品が１００％リサイクル可能でなくてはならないと取り決められている。現在使用されている貴金属は、リサイクル不可能であり、したがって、この取決めに矛盾している。
【０００９】
そこで、電気接点及び接点アセンブリにおいて、特に、電気接点又は接点アセンブリに使用される材料及びアセンブリを改善する必要がある。
【００１０】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電気機械用途に使用され、従来より提案されている装置における上述した生来的問題を効果的に解決する電気接点又は接点アセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、例えば、カーボンファイバと不織カーボンファイバマットとを有する複合カーボンファイバ材料等の非金属材料により形成された電気接点又は摺動子を提供することにより、従来の装置の問題点を解決し、装置の耐用年数を著しく長くする。複合カーボンファイバ材料は、用途に応じて、同様の電気的及び機械的特性を有することができ、また、従来と同様の製造技術により加工することができる。この複合カーボンファイバ材料は、特別な処理により、金属複合接点又は摺動子における問題点を解決するのみではなく、他の全ての特性を著しく向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明は、電気機械部品又は現代の技術分野により適合した用途において使用される摺動接点（ｗｉｐｅｒ  ｃｏｎｔａｃｔ）又は接点アセンブリ、及び抵抗素子又は導電性トラック基板に対して使用される材料を提供し、従来の装置設計又は材料が生来的に有する問題点を効果的に解決する。
【００１３】
本発明の一形態においては、既存の電気接点キャリアを用い、従来の金属製の電気接点に代えて、電気接点を複合カーボンファイバ材料により形成し、キャリアに取り付ける。
【００１４】
本発明の一形態において、非金属製の電気接点、例えば複合カーボンファイバ材料等で作られた電気接点は、複合カーボンファイバ材料の中心層に配置するカーボンファイバの複数の束（ｓｔｒａｎｄ  ｏｆ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ）の長手方向に沿って、電気信号を妨げることなく導通するように加工又は形成する。このようなカーボンファイバの束は、融着（ｆｕｓｅｄ）又は様々な手法で導電接着され、これにより実質的に均一な導電性及び電気信号の十分な伝達（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が実現される。さらに、カーボンファイバの複数の束の両面には、不織カーボンファイバマットが設けられ、この不織カーボンファイバマットにより、軸方向外の導電性が実現される。複合カーボンファイバ材料は、キャリアに取り付けてもよく、或いは、キャリアに取り付けずに使用してもよい。このようなキャリアを使用する場合、キャリアは、金属製であっても、非金属製であってもよく、接着、融着、固着等、いかなる手法により複合カーボンファイバ材料に取り付けてもよい。キャリアは、用途に応じて、導電性を有していなくてもよい。これに代えて、キャリアは、実際の電気接点として使用する複合カーボンファイバ材料と同質の複合カーボンファイバ材料により形成してもよい。複合カーボンファイバ材料のカーボンファイバ層を互いに不平行となるように形成することにより、加工がしやすい新たな構造が得られる。
【００１５】
本発明に基づく摺動接点は、基板の抵抗素子（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）又は導電性トラックに対して平行な向きの位置を保ち、維持するのに十分な剛性を有するとともに、この導電性トラックに対して垂直な方向において、均一な接触位置、バネ係数、圧力を維持しながら位置を変化させる柔軟性を有する。したがって、電気的出力信号は安定している。
【００１６】
さらに、本発明の一形態においては、抵抗素子又は導電性トラックに接触する摺動接点の接触面は、金属ファイバの少ない接触点又は１つの幅広の剛性を有するビーム接点と異なり、複数の接触点により構成される。これにより、抵抗素子又は導電性トラックに対して、より十分な接触面積（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）が得られ、接触抵抗及び抵抗を可変することによって発生する電気雑音を低減することができる。
【００１７】
さらに、カーボン及び熱可塑性樹脂を用いることにより、将来的にも材料の安定した供給が見込まれる。これらの材料は、１００％リサイクル可能であり、現在使用されている貴金属に比べて、コストが著しく安く、速やかに入手することができる。これにより、本発明に基づく製品の価格は、従来の製品より安価に設定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、電気接点又は摺動子を、カーボンファイバ及びカーボンファイバマットを有する複合カーボンファイバ材料等の非金属材料により形成することにより、従来の装置の問題点を解決し、装置の耐用年数を著しく長くする。複合カーボンファイバ材料は、用途に応じて、同様の電気的及び機械的特性を有することができ、また、従来と同様の製造技術により加工することができる。この複合カーボンファイバ材料は、特別な処理により、金属複合接点又は摺動子における問題点を解決するのみではなく、他の全ての特性を著しく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、抵抗素子及び／又は導電性トラック（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ａｎｄ／ｏｒ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｔｒａｃｋ）と、外部回路端子との間で、低電圧モード（４５ボルト以下）又は低電流モード（１０００ミリアンペア以下）で電気信号を送る電気接点又は摺動子（ｗｉｐｅｒ）を提供する。実施の形態においては、電気接点又は摺動子は、カーボンファイバが同一方向に配列され、互いに固着された１層以上の薄いカーボンファイバ層を備え、後述するように、構造的安定性及び電気的導通を実現するために、複合カーボンファイバ材料（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｍａｔｅｒｉａｌ）の一部を構成する非常に抵抗値が低い合成樹脂複合体（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｒｅｓｉｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）によって固着されている。
【００２０】
以下、本発明を適用したカーボンファイバのパッケージ又は束（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒｐａｃｋａｇｅ  ｏｒ  ｓｔｒａｎｄ）の様々な形状の電気接点又は摺動子の具体例について説明するが、電気接点又は摺動子は、ＦＩＧ．１３及びＦＩＧ．１４を用いて説明する複合カーボンファイバ材料（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｍａｔｅｒｉａｌ）から形成される。
【００２１】
ＦＩＧ．１Ａ〜ＦＩＧ．１Ｃに示すように、電気接点又は摺動子の端部は、その接触部（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）の強度を高めるとともに、カーボンファイバ層と装置のトラックを良好に摺接させるために、特別に形成されている。ＦＩＧ．１Ａに示す電気接点又は摺動子１０は、熊手形端部（ｒａｋｅ  ｅｎｄ）１２を有する。ＦＩＧ．１Ｂに示す電気接点又は摺動子１４は、ナックル形端部（ｋｎｕｃｋｌｅ  ｅｎｄ）１６を有する。ＦＩＧ．１Ｃに示す電気接点又は摺動子１８は、山形端部（ｐｏｉｎｔｅｄｅｎｄ）２０を有する。
【００２２】
ＦＩＧ．１Ｄに示す電気接点又は摺動子２２には、支持又は取付を目的とする機械的ストリップ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｔｒｉｐ）２４が装着されている。機械的ストリップ２４は、実際の用途に応じて、導電性を有していてもよく、導電性を有していなくてもよい。
【００２３】
ＦＩＧ．２Ａ、ＦＩＧ．２Ｂ、ＦＩＧ．２Ｃは、それぞれＦＩＧ．１Ａ、ＦＩＧ．１Ｂ、ＦＩＧ．１Ｃに対応し、特別に形成された端部１２、１６、２０を構成する複合カーボンファイバ材料の一部であるカーボンファイバパッケージ２６、２８、３０の正面図である。ＦＩＧ．２Ａの拡大部は、熊手形端部１２を構成するカーボンファイバパッケージ２６の層を示している。同様に、ＦＩＧ．２Ｂ及びＦＩＧ．２Ｃに示すカーボンファイバパッケージ２８、３０は、それぞれナックル形端部１６及び山形端部２０を構成する。ここでは、カーボンファイバパッケージの構造を明瞭にするために、複合材料の他の層は図示していない。
【００２４】
ＦＩＧ．３に示す実施の形態においては、電気接点又は摺動子４０は、カーボンファイバマトリクス（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｍａｔｒｉｘ）から形成されており、このカーボンファイバマトリクスにおいて、隣り合う３つのカーボンファイバ層４２、４４、４６は、ファイバが互いに垂直となるように配置されている。カーボンファイバ層４２、４４、４６は、結束（ｂｕｎｄｌｅｄ）されておらず、別々にクロスハッチングマトリクス（ｃｒｏｓｓ−ｈａｔｃｈｉｎｇ  ｍａｔｒｉｘ）に配置され、即ち１つおきの層のファイバは、互いに平行であってもよいが、隣り合う層のファイバは、本質的に平行ではなく、互いに垂直となるように配置されている。
【００２５】
ＦＩＧ．４は、ＦＩＧ．３に類似する構造を有する電気接点又は摺動子５０を示し、この電気接点又は摺動子５０は、カーボンファイバ層５２のみが実際の接触に使用され、内部カーボンファイバ層５４及び第２の外部カーボンファイバ層５６は、構造的な支持部材として機能している。複合材料のこの他の層については、ＦＩＧ．１４を用いて後述する。
【００２６】
ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４に示す実施の形態のマトリクス構造体（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、非常に小さいカーボンファイバの束を補強及び強化し、接触位置を安定して維持する支持構造を実現している。なお、カーボンファイバの束は、連続していても不連続であってもよく、マトリクスは、必ずしも均一（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）である必要はない。
【００２７】
ＦＩＧ．１Ｄに示す構造に対応して、ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４に示すマトリクス構造体は、追加的な機械的支持ストリップを備えていてもよい。機械的支持ストリップは、用途に応じて、電気的に導電性を有していてもよい。ＦＩＧ．３及びＦＩＧ．４に示すマトリクス構造体のカーボンファイバは、動きを規制し、構造的安定性を向上させ、多方向の電気的導通（ｍｕｌｔｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ）を得るために、非常に抵抗値が低い合成樹脂複合体（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｅｓｉｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）に固着されている。
【００２８】
ＦＩＧ．５に示すように、平面形状（ｐｌａｎａｒ  ｆｏｒｍ）のカーボンファイバ製の電気接点又は摺動子６０は、カーボンファイバの束のマトリクスではなく、単層で構成してもよく、この単層を馬蹄形又は逆Ｕ字形に形成し、カーボンファイバの束６４の一端部６２から、連続的で角がない経路を形成する。カーボンファイバの束６４は、９０°以上の方向に曲げてもよく、ＦＩＧ．５においては、符号６２で示す部分を一方の端部とし、符号６６で示す部分を他方の端部としている。この実施の形態においては、各カーボンファイバの束６４の端辺は、抵抗素子又は導電性トラック（図示せず）に直交し、その長辺は平行であり、連続するカーボンファイバの束６４の両端部６２、６６は、２本の異なる平行な抵抗素子又は導電性トラック（図示せず）にそれぞれ接触する。図には示さないが、馬蹄形のカーボンファイバ製の電気接点又は摺動子６０は、キャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）を備えていてもよく、このキャリアは、用途に応じて、導電性を有していてもよく、導電性を有していなくてもよい。
【００２９】
同様な構成を有するＦＩＧ．６に示す電気接点又は摺動子７０は、一方の端部７４から他方の端部７６への経路において、直角の折曲部（ｒｉｇｈｔ−ａｎｇｌｅ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｐｏｒｔｉｏｎ）７２を有する。
【００３０】
ＦＩＧ．７に示す実施の形態では、接点アセンブリ８０は、非常に短いストリップ８２として形成されたカーボンファイバ素子を備え、ストリップ８２は、導電性材料により形成された薄板（ｔｈｉｎ  ｂｅａｍ）（支持ストリップ）８８の折曲片（支持片）８６に導電性接着剤８４によって導電可能にしっかりと接着されている。この薄板構造により、カーボンファイバ以外の材料により形成された薄板８８の材料と、カーボンファイバ製の電気接点との適合性及び所望の特性を合わせることによって、インピーダンスが無く（ｕｎｉｍｐｅｄｅｄ）、抵抗素子又は導電性トラックから薄板８８の端部に電流信号又は電圧信号が流れる。この構成を実際に使用する場合、カーボンファイバ製のストリップ８２は、常に、抵抗素子又は導電性トラックの平面に対して略直角となるように保たれる。
【００３１】
ＦＩＧ．２Ａ、ＦＩＧ．２Ｂ、ＦＩＧ．２Ｃに示す実施の形態においては、平面形状のカーボンファイバ素子、すなわち電気接点又は摺動子１０、１４、１８は、平行に配設されたカーボンファイバ製のストリップの１又は複数の層からなり、電気接点又は摺動子１０、１４、１８の各自由端部、すなわち端部１２、１６、２０は、抵抗素子又は導電性トラックに接触する。なお、本発明の他の具体例として、これらの端部１２、１６、２０において、実際に抵抗素子又は導電性トラックに接触する部分、例えば先端から３／１６インチ以下の部分だけカーボンファイバ材料で形成すればよく、それ以外の部分は、低抵抗の合成樹脂複合体等、他のいかなる材料により形成してもよく、これにより、電気接点又は摺動子１０、１４、１８の端部１２、１６、２０と、抵抗素子又は導電性トラック（図示せず）との間の適合性は向上する。電気接点又は摺動子の自由端は、同一平面上に平行となるように設けてもよく、或いはＦＩＧ．２Ａ、ＦＩＧ．２Ｂ、ＦＩＧ．２Ｃに示すように、自由端である端部１２、１６、２０は、用途に応じて、屈曲してもよく、ストリップの長手方向に対して直角となる角度に形成してもよく、ナックル形に形成してもよい。
【００３２】
ＦＩＧ．８、ＦＩＧ．９及びＦＩＧ．１０に示す実施の形態においては、各電気接点又は摺動子９０、９２、９４は、カーボンファイバ製の複数の細いストリップ９６、９８、１００からなる。各ストリップの幅は、０．０１５インチ以下であり、各ストリップは、カーボンファイバの１本以上の束により構成されている。これらの複数のストリップは、単一の平面にそれぞれ略平行となるように配列されているが、各ストリップは、互いに溶着又は化学的に接着されてはいない。平行に配列された複数の独立したストリップは、それぞれカラー（ｃｏｌｌａｒ）１０２、１０４、１０６により単一平面上に機械的に保持され、及び／又はストリップの集まりの端部において低抵抗の導電性の合成樹脂複合体により化学的に結束され、これにより、独立した複数のストリップセクションは、それらの出力信号において均一となり、及びこれらのストリップセクションに対し、更なるアセンブリ処理を施すことができる。
【００３３】
ＦＩＧ．８、ＦＩＧ．９及びＦＩＧ．１０に示すように、複数のストリップからなる各電気接点又は摺動子９０、９２、９４の自由端１０８、１１０、１１２は、抵抗素子又は導電性トラックに密接する接触点として機能し、ストリップと同一の平面に設けてもよく、ＦＩＧ．８に示すように熊手形に形成してもよく、ＦＩＧ．９に示すようにナックル形に形成してもよく、或いは、例えばＦＩＧ．１０に示す山形のように、この他の適合性がある接触形状を有していてもよい。このように、接点アセンブリは、例えば接触ストリップ９６、９８、１００等の複数の接触ストリップを有することができ、各接触ストリップ９６、９８、１００は、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）の抵抗素子又は導電性トラックに対して垂直な方向において、相対的に独立して機械的に移動することができる。
【００３４】
ＦＩＧ．１１は、ＦＩＧ．７に類似した実施の形態を示す図であり、ＦＩＧ．１１に示す実施の形態においては、カーボンファイバ素子の複数の層１２０、１２２、１２４は、Ｌ字状のキャリア１２８の短い支持片（ｌｅｇ）１２６に取り付けられている。各層１２０、１２２、１２４のカーボンファイバは、略平行に配向されており、これらの層１２０、１２２、１２４は、導電性の合成樹脂複合体１３０によりキャリア１２８に接着されている。
【００３５】
ＦＩＧ．３、ＦＩＧ．４及びＦＩＧ．１１に示すように、電気接点は、様々な構成を有する複数のカーボンファイバ層により形成されている。また、他の図に示し個々に説明した他の全ての実施の形態においても複数の層を設けることができる。さらに、本発明に基づく様々な具体例においては、実際の用途に応じて、導電性を有する又は有さないキャリアを用いることができる。
【００３６】
逆に、ＦＩＧ．１２に示すように、電気接点又は摺動子１４０は、厚さが約０．０１０インチ〜０．０１５インチの単一のカーボンファイバ素子１４２のみから形成してもよい。この実施の形態においては、熊手形端部１４４を設けているが、端部には上述した他のいかなる加工を施してもよい。
【００３７】
上述のように、これまで説明した本発明の全ての実施の形態は、複合カーボンファイバ材料で形成でき、複合カーボンファイバ材料のコアとしては、ＦＩＧ．２Ａ〜ＦＩＧ．２Ｃに示すような単層又はＦＩＧ．３に示すような多層に構成された複数のカーボンファイバ層を備えるカーボンファイバ構造体を用いている。
【００３８】
ＦＩＧ．１３に示すように、実質的に同一方向に配向されたカーボンファイバ集合体（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）の層１５０の両面には、不織カーボンファイバ（ｎｏｎｗｏｖｅｎ  ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒｓ）により形成された不織カーボンファイバマット１５２、１５４が設けられている。これに代えて、単一の不織カーボンファイバマットを用いてもよい。ＦＩＧ．１３には示していないが、カーボンファイバ集合体層１５０に不織カーボンファイバマット１５２、１５４を装着した後、不織カーボンファイバマット１５２、１５４の外表面に熱可塑性樹脂の層を設ける。熱可塑性樹脂又はポリマによりこの構造体が完成し、不織カーボンファイバマット１５２、１５４がカーボンファイバ集合体層１５０に接着され、これにより、弾性マトリクス（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ  ｍａｔｒｉｘ）内にカプセル化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅ）され、カーボンファイバチップ（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ  ｔｉｐｓ）のみが露出したカーボンファイバからなる安定した複合材料が形成される。不織カーボンファイバマット１５２、１５４は、実質的に等方性であり、ファイバはランダムに配向され、不織カーボンファイバマット１５２、１５４の平面は、方向性を殆ど又は全く有さない。不織カーボンファイバマット１５２、１５４は、一次電流（ｐｒｉｍａｒｙ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｕｒｒｅｎｔ）を流す容量を有するとともに、全体的な構造の強度を向上させる役割を果たしている。詳しくは、不織カーボンファイバマットは、軸方向外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）の機械的安定性を有し、構造体のバネ係数特性（ｓｐｒｉｎｇ  ｒａｔｅ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を高め、軸方向外の電流を流す容量を有する。なお、軸方向外という用語における軸方向とは、最終的に組み立てられた電気接点における長手方向を意味する。
【００３９】
不織カーボンファイバマットの厚みは、０．０８ｍｍ〜０．７９ｍｍが好ましく、このようなマットは、例えば、米国マサチューセッツ州イーストワルポール（Ｅａｓｔ  Ｗａｌｐｏｌｅ）、ホリングスワース・アンド・ボーズ社（Ｈｏｌｌｉｎｇｓｗｏｒｔｈ  ＆  Ｖｏｓｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手する
ことができる。
【００４０】
ＦＩＧ．１４は、上述のようにして形成された複合材料１６０の側面図であり、この具体例においては、カーボンファイバ集合体層１５０の両面に不織カーボンファイバマット１５２、１５４が取り付けられ、さらに、不織カーボンファイバマット１５２の外表面には、熱可塑性樹脂層１６２が設けられ、不織カーボンファイバマット１５４の外表面には熱可塑性樹脂１６４が設けられ、これにより、カーボンファイバ材料は弾性マトリクス内にカプセル化され、カーボンファイバの作用端（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｅｎｄｓ）のみが外部に露出している。このような構成により、複数の具体例として上述したように、所望の形状に加工できる安定した複合材料を形成できる。
【００４１】
上述の説明は、例示的なものに過ぎず、添付の請求の範囲により定義される本発明の精神及び範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＦＩＧ．１Ａ〜ＦＩＧ．１Ｄは、本発明に基づく電気接点の具体例を示す図である。ＦＩＧ．２Ａ〜ＦＩＧ．２Ｃは、ＦＩＧ．１Ａ〜ＦＩＧ．１Ｃに示す具体例の一部を拡大して示す正面図である。
【図２】ＦＩＧ．３は、カーボンファイバマトリクスとして形成されたカーボンファイバ接点の側面図及び正面図である。
【図３】ＦＩＧ．４は、カーボンファイバマトリクスとして形成されたカーボンファイバ接点の側面図及び正面図である。
【図４】ＦＩＧ．５は、本発明に基づくカーボンファイバのみにより形成された電気接点の側面図及び正面図である。
【図５】ＦＩＧ．６は、本発明に基づくカーボンファイバのみにより形成された電気接点の他の具体例の側面図及び正面図である。
【図６】ＦＩＧ．７は、本発明に基づく導電性折曲片に取り付けられたカーボンファイバ接点の側面図及び正面図である。
【図７】ＦＩＧ．８は、本発明に基づき、カーボンファイバが機械的に結束され、化学的に融着された電気接点の側面図及び正面図である。ＦＩＧ．９は、本発明に基づき、カーボンファイバが機械的に結束され、化学的に融着された電気接点の側面図及び正面図である。ＦＩＧ．１０は、本発明に基づき、カーボンファイバが機械的に結束され、化学的に融着された電気接点の側面図及び正面図である。
【図８】ＦＩＧ．１１は、本発明に基づき、キャリア上に複数の層を設けた電気接点の側面図及び正面図である。
【図９】ＦＩＧ．１２は、単一のカーボンファイバ素子として形成された電気接点の側面図及び正面図である。
【図１０】ＦＩＧ．１３は、２つの不織カーボンファイバマットに挟み込まれたカーボンファイバを示す分解斜視図である。
【図１１】ＦＩＧ．１４は、本発明に基づく複合カーボンファイバ材料を構成する複数の層を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１５０  カーボンファイバ集合体、１５２，１５４  不織カーボンファイバマット、１６２，１６４  熱可塑性樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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