JP2003097942A

JP2003097942A - 回転角センサ

Info

Publication number: JP2003097942A
Application number: JP2001288234A
Authority: JP
Inventors: Kanji Ishihara; 環次石原; Junichi Hosogoe; 順一細越
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP3767688B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外部から泥や水が付いても測定の信頼性が損
なわれない回転角センサを提供することである。【解決手段】中央に貫通孔２ａを設けた蓋部２によっ
て上端面が覆われ、下端面底部１ａによって閉塞されて
内部に収納空間１ｈを画成する円筒状のケーシング１
と、貫通孔２ａに挿通されると共にケーシング１に回転
可能に保持され上端をケーシング１の外部に突出させ、
他端を収納空間１ｈに位置させた回転軸５と、その上端
に取り付けられたレバー１１と、回転軸５の下端に設け
た回転検出部７，８と、ここからケーシング１の外部へ
導出されるコネクタ端子１０とを備え、レバー１１はカ
バー部１１ａと操作部１１ｂとを有し、カバー部１１ａ
がケーシング１の蓋部２に冠せられる基部と、ケーシン
グ１の上端の外側面を覆う壁１１ｆを有し、操作部１１
ｂをカバー部１１ａの外方に突出して形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転角センサに関
し、特に車室内に設置されるブレーキペダルセンサある
いはアクセルペダルセンサなどの主に自動車用として用
いられる回転角センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転角センサの図面を図１０に基
づいて説明すると、図１０は一般的な車室内に設置され
るブレーキペダルなどの自動車用回転角センサの配置図
を示す。

【０００３】車室内に設置された自動車用回転角センサ
５１は、車室内でドライバ用シート５２の前にあるブレ
ーキペダルなどのペダル５３と係合してフレーム５４に
取り付けられて設置されている。ペダル５３を踏み込む
とペダルの支軸部にある突起５３ｂと自動車用回転角セ
ンサの本体ケース５１ａに回転可能に設けられているレ
バー部５１ｂが係合してレバー部５１ｂが回転し、回転
角の信号を出すようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の自動車
用回転角センサ５１は、車室内に設置されて人間の足に
よって操作されるため人間の靴等についた泥や水が外部
から付きやすく、内部の空間にレバー５１ｂとケース本
体５１ａの間から泥や水が入ってたまるということが発
生する。この場合内部にシール部材があっても、たまっ
た泥や水が長い間にシール部材を通して内部に侵入する
ことがあり、泥や水が内部のセンサ部に接触し、正しい
回転角の測定が阻害されるという問題があった

【０００５】従って、本発明の目的は、外部からの泥や
水が付いても測定の信頼性が損なわれない回転角センサ
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の回転角センサ
は、中央に貫通孔を設けた蓋部によって上端面が覆わ
れ、下端面底部によって閉塞されて内部に収納空間を画
成する円筒状のケーシングと、前記貫通孔に挿通される
と共に前記ケーシングに回転可能に保持され上端を前記
ケーシングの外部に突出させ、他端を前記収納空間に位
置させた回転軸と、前記回転軸の上端に取り付けられた
レバーと、前記回転軸の下端に設けた回転検出部と、前
記回転検出部から前記ケーシングの外部へ導出されるコ
ネクタ端子とを備え、前記レバーはカバー部と操作部と
を有し、前記カバー部が前記ケーシングの前記蓋部に冠
せられる基部と、前記ケーシングの上端の外側面を覆う
壁を有し、前記操作部をカバー部の外方に突出して形成
し、前記レバーの前記操作部を回転させることにより前
記カバー部を介して前記回転軸を回転させ前記回転検出
部を回動するようにした。この構成により、カバー部の
周縁がケーシングの上端の外側面を覆っており、従っ
て、外部からの泥や水が収納空間に侵入する侵入経路の
一番外側で阻止することとなり、内部に滞留することも
ないので、蓋部の貫通孔と軸の隙間を経由して水分など
がケーシングの収納空間に入り込まず、検出部の動作に
影響を与えることもなく、よって回転角センサの測定の
信頼性が損なわれない

【０００７】また、前記レバーの前記カバー部の基部は
円盤状の形状であって前記壁は前記基部の周縁に設けら
れて下方に突出した壁であり、前記カバー部の中央に前
記回転軸の上端が固定されている。この構成により、レ
バーの構造が簡単で形成が容易であり、確実に収納空間
内への泥や水の侵入を防止することができる。

【０００８】また、前記ケーシングの上端の外側面から
外方に突出し略全周に渡り形成されているリング状の突
部を有し、このリング状の突部は前記カバーに設けた壁
と対向している。この構成により、リング状の突部がカ
バー部の周縁との間隔を狭くしているため、外部からの
泥や水が付いても確実に収納空間内への水分などの侵入
を防止することができ、よって回転角センサの測定の信
頼性が損なわれない。

【０００９】また、前記ケーシングの前記上端と前記レ
バーの前記カバー部との間は少なくとも一つのコの字型
の通路断面を有するラビリンス構造となっている。この
構成により、外部から中に入る通路が長くなるため、外
部からの泥や水が付いても確実に収納空間内への水分な
どの侵入を防止することができ、よって、回転角センサ
の測定の信頼性が損なわれない。

【００１０】また、前記ケーシングの上端の外側面と前
記カバー部の周縁の壁との間に０リングを挿入した。こ
の構成により、Ｏリングがケーシング上端を全周に渡り
密封するので外部からの泥や水が付いても確実に収納空
間内への水分などの侵入を防止することができ、よって
回転角センサの測定の信頼性が損なわれない。

【００１１】また、前記ケーシングの前記蓋部の上面に
レバー復帰用のコイルバネを配置し、このコイルバネを
前記カバー部で覆うようにした。この構成により、レバ
ーの復帰を確実にできると共に、コイルバネに泥や水が
付着せずコイルバネの機能を確実に維持できる。

【００１２】また、前記ケーシングの上端の外側壁及び
前記カバー部の前記壁の内壁を前記回転軸の回転中心を
中心とする円筒の表面形状とした。この構成により、レ
バーの回転に支障なく、レバーの任意の回転位置で全周
に渡って、両者の間隔を小さくでき、よって、外部から
の泥や水が付いても確実に収納空間内への水分などの侵
入を防止できる。

【００１３】また、前記リング状の突部、及び前記ケー
シングの上端の外側壁及びカバーの壁の内壁を前記回転
軸の回転中心を中心とする円筒状の表面形状にした。こ
の構成により、レバーの回転に支障なく、レバーの任意
の回転位置で全周に渡って、カバー部の側壁の内壁面
と、リング状の突部リング状の突部及びケーシングの外
側壁との間隔を小さくすることができる。よって、外部
からの泥や水が付いても確実に収納空間内への水分など
の侵入を防止することができる。

【００１４】また、前記回転軸を前記ケーシングの前記
底部にピボット支持した。この構成により、外部から大
きな加重が回転軸に伝わりにくく、そのため耐久性を向
上させることができる。この場合貫通孔と回転軸間には
隙間を生じさせておく必要があり、本発明の密閉構造が
より有効となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の回転角センサの第１実施
形態の図面を説明すると、図１は本発明の回転角センサ
の第１実施形態の部分断面図、図２は本発明の回転角セ
ンサの第１実施形態の平面図、図３は本発明の回転角セ
ンサの第１実施形態の正面図、図４は本発明の回転角セ
ンサの第１実施形態の側面図、図５は本発明の回転角セ
ンサの第１実施形態のレバーの平面図、図６は本発明の
回転角センサの第１実施形態のレバーの断面図、図７は
本発明の回転角センサの第１実施形態の抵抗基板の平面
図をそれぞれ示す。

【００１６】ケーシング１は、絶縁樹脂製で、上端面に
絶縁樹脂製の蓋部２を有し円筒状の筒からなる周壁を有
し、下端面底部１ａによって閉塞され内部に収納空間１
ｈを有している。蓋部２は外形はお椀形状をなし、中央
部は上方に突出してその中央は貫通孔２ａになってお
り、底部には突起２ｂが形成されている。蓋部２は収納
空間１ｈ上部に嵌合し、蓋部２の周縁は円筒部上端を曲
げてかしめることにより固定されている。蓋部２にはコ
イルバネが収納されている。ケーシング１の底部１ａに
は中央に円錐形の凹部１ｂと端部に矩形状の凹部１ｃが
設けられている。ケーシング１の上端の外側面では外方
に突出してリング状の突部１３が設けられている。ま
た、ケーシング１の側部には外方に向かって突出してい
る突部１ｆとその内側の凹部１ｇが形成されている。ケ
ーシング１の下部には、図１０におけるフレームに取り
付けるための突部１ｅが下方に、ネジ部１ｄが側方に突
出形成されている。

【００１７】コイルバネ３は、弾性のある金属線材料を
コイル状に巻回したもので両端に係止部３ａ，３ｂを有
している。コイルバネ３は蓋部２の外形部分と中央部分
の間の空間に収納され、一端の係止部３ｂは蓋部２の底
部の突起２ｂに係止している。

【００１８】軸受けリング４は、金属製で断面Ｌ字状で
リング状をなしている。軸受けリングはケーシング１の
中央で、蓋部２の中央の貫通孔２ａの内面に設けられて
いる。

【００１９】回転軸５は、絶縁樹脂製で中空部５ｃを有
する円筒で途中に円盤状の腕部５ａを有し、下端には円
錐形の突部５ｂを有している。回転軸５は蓋部２の中央
の貫通孔２ａに嵌合し、軸受けリング４と摺接し回転可
能になっている。

【００２０】スプリングワッシャー６は、弾性のある金
属板をリング状に抜いてウェーブを付けたワッシャー
で、回転軸５の腕部５ａと蓋部２の下端との間に挟持さ
れ、リング状のスプリングワッシャー６の中央には回転
軸５が挿通されている。

【００２１】摺動子７は、回転検出部を構成し、弾性の
ある金属片により形成されている。摺動子は回転軸５の
腕部５ａに取り付けられ回転軸５と伴に回転可能になっ
ている。

【００２２】抵抗基板８は、回転検出部を構成し、中央
に孔８ａを有し、表面には電極端子８ｂと抵抗層８ｃ、
電極層８ｄが設けられている。摺動子７は抵抗基板８上
の抵抗層８ｃ、電極層８ｄの上を摺接し回転角の信号を
取り出している。抵抗基板８の孔８ａには回転軸５の下
端の円錐形の突部５ｂが挿通しケーシング１の底部１ａ
の円錐形の凹部１ｂに付き当てられピボット構造となっ
ている。ピボット構造は外部から大きな加重が回転軸５
に伝わりにくく、そのため耐久性を向上させることがで
きる。

【００２３】接触バネ９は、弾性のある金属片よりな
り、両端に接触部９ａ，９ｂを有している。接触バネ９
はケーシング１の底部１ａの端部にある矩形状の凹部１
ｃに収納され、接触バネ９の一端側の接触部９ｂは抵抗
基板８の電極端子８ｂに接触している。

【００２４】コネクタ端子１０は、一端側がケーシング
１の底部１ａの端部にある矩形状の凹部１ｃに収納され
ると共に、他端側は折り曲げられてケーシング１側部の
凹部１ｇに露出しコネクタとなっている。接触バネ９の
他端側の接触部９ａはコネクタ端子１０の一端側と接触
している。

【００２５】レバー１１は、絶縁樹脂製でカバー部１１
ａと、カバー部１１ａと一体でカバー部１１ａから外方
へ突き出る角棒状の操作部１１ｂからなり、カバー部１
１ａの基部中央には下方に向かって突き出る軸部１１ｃ
が固定され、軸部１１ｃに隣接して孔１１ｄが設けられ
ている。また、中央から外れた部分に下方に突出する突
部１１ｅを有している。操作部１１ｂはこれを回転する
ことにより回転角が検出されるようになっている。レバ
ー１１は回転軸５の中空部５ｃに軸部１１ｃを挿入し、
回転軸５の上端をレバー１１の孔１１ｄに挿入してかし
めにより回転軸５とレバー１１とを固定している。コイ
ルバネ３は一端の係止部３ａをレバー１１の突部１１ｅ
に係止し、他端の係止部３ｂを蓋部２内の突部２ｂに係
止している。コイルバネ３はレバー復帰用に用いられ
る。レバー１１のカバー部１１ａは、円盤状の基部の周
縁からケーシング１の上端より外側面に沿って下方へ突
出したリング状の壁１１ｆを有し、ケーシング１の上端
を外部から覆い、壁１１ｆはケーシング１の上端の外側
面と狭い間隔を空けて対向し、この間隔内に突出してい
るリング状の突部１３により更に間隔が狭められてい
る。この構造により、下方から泥や水などの異物が侵入
しないようになっている。

【００２６】Ｏリング１２は、ゴム系の材料からなり、
リング状をなしている。Ｏリング１２はレバー１１のカ
バー部１１ａの壁１１ｆとケーシング１の上端との間の
間隙に配置され、レバー１１とケーシング１との間を密
封し外部からの泥や水の侵入を更に防止している。

【００２７】次に、本発明の第１実施形態の回転角セン
サの組立方法を説明すると、初めにケーシング１の底部
１ａに抵抗基板８を嵌合固定する。次に接触バネ９をコ
ネクタ端子１０の一端側と抵抗基板８の電極端子８ｂに
接触させ固定する。次に、回転軸５の円盤状の腕部５ａ
に摺動子７を取り付け、スプリングワッシャー６の内径
部分を回転軸５にガイドして回転軸５の上端を蓋部２の
中央の貫通孔２ａに挿通する。スプリングワッシャー６
を挟持した回転軸５と蓋部２とを、回転軸５の先端をケ
ーシング１の底部１ａの円錐形の穴１ｂに入れるように
して、ケーシング１の中に収納し、ケーシング１の上端
周縁で蓋部２を包み込むようにかしめを行って、ケーシ
ング１に蓋部２を固定する。次に、蓋部２にコイルバネ
３を収納し、コイルバネ３の一端の係止部３ｂを蓋部２
の突部２ｂに係止し、コイルバネ３の他端の係止部３ａ
がレバー１１の突部１１ｅに係止されるようにしなが
ら、上からレバー１１の軸部１１ｃを回転軸５の中空部
５ｃに挿入するようにしてレバー１１のカバー部１１ａ
でケーシング１を上から覆う。レバー１１のカバー部１
１ａの中央の孔１１ｄに回転軸５の上端を挿入し、かし
めにより回転軸５とレバー１１を一体化する。こうする
とレバー１１のカバー部１１ａの周縁がケーシング１の
上端を上から包み込んで覆うようになる。以上により、
回転角センサの組立が完了する。

【００２８】また、壁１１ｆの内壁面は回転軸５の回転
中心を中心とする円柱面であり、また、少なくともこれ
と対向するケーシングの外表面も回転軸５の回転中心を
中心とする円柱面であり、よってレバーの回転に支障な
く全周において両者の隙間を小さくできる。またリング
状の突部１３の外表面も円柱面であり壁１１ｆとの隙間
を全周において小さく保つことが可能となる。本実施形
態においてはカバー部１１ａの半径は１５ｍｍ程度で、
ケーシングの外表面から壁１１ｆの内壁面までの距離は
１ｍｍ、リング状の突部１３から壁１１ｆの内壁面まで
の距離は０．５ｍｍ程度である。

【００２９】そして、従来例と同様、ケーシング１の突
部１ｅを図１０のフレーム５４にガイドし、ケーシング
１のネジ部１ｄにネジを螺合してフレーム５４に取り付
ける。そして、一対の操作部１１ｂの間の溝に、突起５
３ｂを挿通しペダル５３が踏み込まれると突起５３ｂが
回転軸の円周方向に沿って移動しこれによってレバー５
３が回転し、ペダルの踏み込み量に対応した電気信号が
出力される。

【００３０】次に、本発明の第２実施形態の回転角セン
サの図面について説明すると、図８は本発明の回転角セ
ンサの第２実施形態の部分断面図である。本実施形態の
説明の中で第１実施形態と同じ部分はその説明を省略す
る。

【００３１】本発明の回転角センサの第２実施形態は、
前記第１実施形態においてカバー部１１ａの周囲から下
方へ突出した壁１１ｆを一つ設けたのに対して、カバー
部１１ａから下方へ壁１４と壁１５の二つの壁を径方向
に間隔を空けてリング状に設け、これら二つの壁の間の
間隔に、ケーシング１に設けられケーシング１の一部で
ある断面Ｌ字状でリング状の突起１６を挿入したもの
で、通路断面がコ字状であるいわゆるラビリンス構造と
なっている。また、外側の壁１５とその内側のＬ字状突
起１６との間にＯリング１７を挟持し、ラビリンス構造
と協同して外部からの泥や水の侵入を防止しているもの
である。その他の構成は上記第１実施例と同じであるの
で、同一部品には同一番号を付し、ここではその説明を
省略する。

【００３２】次に、本発明の第３実施形態の回転角セン
サの図面について説明すると、図９は本発明の回転角セ
ンサの第３実施形態の部分断面図である。本実施形態の
説明の中で第１実施形態と同じ部分はその説明を省略す
る。

【００３３】本発明の回転角センサの第３実施形態は、
前記第１実施形態においてカバー部１１ａの周囲から下
方へ突出した壁１１ｆを一つ設けたのに対して、カバー
部１１ａから下方へ壁１８と壁１９の二つの壁を径方向
に間隔を空けてリング状に設け、内径側の壁１８の前後
に、ケーシング１に設けられケーシング１の一部である
突部から上方に延びる二つのリング状の突起２０，２１
を挿入したもので、通路断面が二つのコ字状であるいわ
ゆるラビリンス構造となっている。また、外側の壁１９
の内側と外径側の突起２１との間にＯリング２２を挟持
し、ラビリンス構造と協同して外部からの泥や水の侵入
を防止しているものである。その他の構成は上記第１実
施形態と同じであるので、同一部品には同一番号を付
し、ここではその説明を省略する。

【００３４】尚、上記各実施形態において、Ｏリングを
用いて外部からの泥や水の侵入を防止しているが、必ず
しもＯリングは必要ではなく、Ｏリングがなくとも泥や
水の侵入はある程度防止できる。また、上記各実施形態
においては回転検出部は摺動子と抵抗基板よりなる可変
抵抗器により形成しているが、本発明はこれに限定され
ることなく、摺動子と櫛歯状の導電パターンからなるエ
ンコーダ、あるいは磁石と磁電変換素子からなる磁気式
可変抵抗器を用いてもよい。また、上記各実施形態のケ
ーシングは、底部１ａと円筒状の周壁を一体で形成しこ
の開口部に蓋部２を取り付けて構成したが、本発明はこ
れに限定されることなく、円筒状の周壁と蓋部を一体で
形成し、底部を別の部材で形成してもよい。また、上記
各実施形態においてはコイルバネ３を設けているが、レ
バー１１に被検出軸となるペダル５３を強嵌合させた場
合等、必ずしも必要ではない。また、上記各実施形態に
おいては回転コネクタは自動車用として説明している
が、自動車用以外にも、例えば農業機械にも使用可能で
ある。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転角セ
ンサは、中央に貫通孔を設けた蓋部によって上端面が覆
われ、下端面底部によって閉塞されて内部に収納空間を
画成する円筒状のケーシングと、貫通孔に挿通されると
共にケーシングに回転可能に保持され上端をケーシング
の外部に突出させ、他端を収納空間に位置させた回転軸
と、回転軸の上端に取り付けられたレバーと、回転軸の
下端に設けた回転検出部と、回転検出部からケーシング
の外部へ導出されるコネクタ端子とを備え、レバーはカ
バー部と操作部とを有し、カバー部がケーシングの蓋部
に冠せられる基部と、ケーシングの上端の外側面を覆う
壁を有し、操作部をカバー部の外方に突出して形成し、
レバーの操作部を回転させることによりカバー部を介し
て回転軸を回転させ回転検出部を回動するようにした。
この構成により、カバー部の周縁がケーシングの上端の
外側面を覆っており、従って、外部からの泥や水が収納
空間に侵入する侵入経路の一番外側で阻止することとな
り、内部に滞留することもないので、蓋部の貫通孔と軸
の隙間を経由して水分などがケーシングの収納空間に入
り込まず、検出部の動作に影響を与えることもなく、よ
って回転角センサの測定の信頼性が損なわれない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転角センサの第１実施形態の部分断
面図である。

【図２】本発明の回転角センサ第１実施形態のの平面図
である。

【図３】本発明の回転角センサの第１実施形態の正面図
である。

【図４】本発明の回転角センサの第１実施形態の側面図
である。

【図５】本発明の回転角センサの第１実施形態のレバー
の平面図である。

【図６】本発明の回転角センサの第１実施形態のレバー
の断面図である。

【図７】本発明の回転角センサの第１実施形態の抵抗基
板の平面図である。

【図８】本発明の回転角センサの第２実施形態の部分断
面図であるである。

【図９】本発明の回転角センサの第３実施形態の部分断
面図である。

【図１０】従来の一般的な車室内に設置される自動車用
センサの配置図である。

【符号の説明】

１ケーシング１ｈ収納空間部２蓋部部３コイルバネ４軸受けリング５回転軸６スプリングワッシャー７摺動子（回転検出部）８抵抗基板（回転検出部）９接触バネ１０コネクタ端子１１レバー１１ａカバー部１１ｂ操作部１２，１７，２２Ｏリング１３突部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央に貫通孔を設けた蓋部によって上端
面が覆われ、下端面底部によって閉塞されて内部に収納
空間を画成する円筒状のケーシングと、前記貫通孔に挿
通されると共に前記ケーシングに回転可能に保持され上
端を前記ケーシングの外部に突出させ、他端を前記収納
空間に位置させた回転軸と、前記回転軸の上端に取り付
けられたレバーと、前記回転軸の下端に設けた回転検出
部と、前記回転検出部から前記ケーシングの外部へ導出
されるコネクタ端子とを備え、前記レバーはカバー部と
操作部とを有し、前記カバー部が前記ケーシングの前記
蓋部に冠せられる基部と、前記ケーシングの上端の外側
面を覆う壁を有し、前記操作部をカバー部の外方に突出
して形成し、前記レバーの前記操作部を回転させること
により前記カバー部を介して前記回転軸を回転させ前記
回転検出部を回動するようにしたことを特徴とする回転
角センサ。
【請求項２】前記レバーの前記カバー部の基部は円盤
状の形状であって前記壁は前記基部の周縁に設けられて
下方に突出した壁であり、前記カバー部の中央に前記回
転軸の上端が固定されていることを特徴とする請求項１
記載の回転角センサ。
【請求項３】前記ケーシングの上端の外側面から外方
に突出し略全周に渡り形成されているリング状の突部を
有し、このリング状の突部は前記カバーに設けた壁と対
向していることを特徴とする請求項１または２に記載の
回転角センサ。
【請求項４】前記ケーシングの前記上端と前記レバー
の前記カバー部との間は少なくとも一つのコの字型の通
路断面を有するラビリンス構造となっていることを特徴
とする請求項１または２に記載の回転角センサ。
【請求項５】前記ケーシングの上端の外側面と前記カ
バー部の周縁の壁との間に０リングを挿入したことを特
徴とする請求項１から４のいずれかに記載の回転角セン
サ。
【請求項６】前記ケーシングの前記蓋部の上面にレバ
ー復帰用のコイルバネを配置し、このコイルバネを前記
カバー部で覆うことを特徴とする請求項１から５のいず
れかに記載の回転角センサ。
【請求項７】前記ケーシングの上端の外側壁及び前記
カバー部の前記壁の内壁を前記回転軸の回転中心を中心
とする円筒の表面形状としたことを特徴とする請求項１
から６のいずれかに記載の回転角センサ。
【請求項８】前記リング状の突部、及び前記ケーシン
グの上端の外側壁及びカバーの壁の内壁を前記回転軸の
回転中心を中心とする円筒状の表面形状にしたことを特
徴とする請求項３に記載の回転角センサ。
【請求項９】前記回転軸を前記ケーシングの前記底部
にピボット支持したことを特徴とする請求項１から８の
いずれかに記載の回転角センサ。