【手続補正書】
【提出日】平成18年12月7日(2006.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  電気装置
【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、
複数のカーボンファイバが実質的に同一方向に配列された少なくとも１つのカーボンファイバ層と、少なくとも１つの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の多層構造により形成された電気接点を備え、
該カーボンファイバ層と該不織カーボンファイバマットは、弾性マトリクスにカプセル化され、
該カーボンファイバ層の自由端は、該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２】
上記電気接点は、合成樹脂複合体によって接着された支持ストリップを備える請求項１記載の電気装置。
【請求項３】
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２記載の電気装置。
【請求項４】
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請求項２記載の電気装置。
【請求項５】
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６】
上記カーボンファイバ層の自由端は、山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７】
上記自由端の反対側に、該自由端から離れて、上記弾性マトリクスの外側に設けられた支持部材を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８】
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が実質的に同一方向に配列された少なくとも１つのカーボンファイバ層と、少なくとも１つの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の多層構造により形成された電気接点を備え、
該カーボンファイバ層と該不織カーボンファイバマットは、弾性マトリクスにカプセル化され、
該電気接点の一方の端部に取り付けられ、該カーボンファイバ層を結束し、該結束位置における相対的な動きを規制する結束手段を備え、
該電気接点の一方の端部の反対側の自由端は、互いに相対的に可動であることを特徴とする電気装置。
【請求項９】
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８記載の電気装置。
【請求項１０】
上記カーボンファイバ層の自由端は、山形の形状となっていることを特徴とする請求項８記載の電気装置。
【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、
外表面が熱可塑性樹脂によりコーティングされた第１及び第２の不織カーボンファイバマットに挟み込まれ、複数のカーボンファイバが互いに接着された少なくとも１つのカーボンファイバ層を備える複合カーボンファイバ材料により形成された電気接点を備え、
上記電気接点は、上記カーボンファイバ層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、該カーボンファイバ層のカーボンファイバが該第１の方向に実質的に配向されている第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、該カーボンファイバ層のカーボンファイバが互いに該第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向されている折曲部とを有し、該第１のアーム及び第２のアームの第１の端部と反対側の他方の端部は、該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】
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が実質的に同一方向に配列された少なくとも１つのカーボンファイバ層と、少なくとも１つの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の多層構造により形成され、該カーボンファイバ層と該不織カーボンファイバマットは、弾性マトリクスにカプセル化された電気接点を備える電気装置。
【請求項１５】
上記電気接点は、本体部と該本体部から延出する第１及び第２のアーム部とを備え、該第１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１４記載の電気装置。
【請求項１６】
上記自由端は、熊手形の形状となっていることを特徴とする請求項１５記載の電気装置。
【請求項１７】
上記カーボンファイバ層と上記不織カーボンファイバマットは、同一の面積を有することを特徴とする請求項１５記載の電気装置。
【請求項１８】
上記第１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１５記載の電気装置。
【請求項１９】
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、
外表面が熱可塑性樹脂によりコーティングされた第１及び第２の不織カーボンファイバマットに挟み込まれ、互いに重ねられた複数のカーボンファイバ層を有する複合カーボンファイバ材料により形成され、上記導電性キャリアに固定された電気接点とを備え、
該各カーボンファイバ層は、実質的に同一方向に配列され、該カーボンファイバ層の自由端は、該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２０】
上記導電性キャリアは、実質的にＬ字状の形状を有し、上記複数のカーボンファイバ層は、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請求項１９記載の電気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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）８８の折曲片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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
【発明の効果】
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。
【図面の簡単な説明】
【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】
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