JP2004012346A - 回転型センサ - Google Patents

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Abstract

【課題】従来の回転型センサでは、各構成部材が高温による膨張と、低温による収縮とを繰り返し、この膨張と収縮とによって、その都度、中間端子24の平坦面25aが薄い厚さ寸法の電極部22c上を滑るように移動(摺動)され、ときとして、電極部が摩滅して、中間端子と電極部との電気的な導通が不安定になるという問題点があり、長寿命な回転型センサを提供する。
【解決手段】本発明の回転型センサでは、出力検出部材は、電極部4hを表面に形成した絶縁基板4から成り、絶縁基板には係止部4eが形成され、中間端子5は、金属材料から成り、両端部に設けた一対の取付部と、取付部の間に設けられた第1接触部4aと第2接触部4bとを有し、中間端子は、取付部によって、絶縁基板の長手方向を挟み込んで絶縁基板の係止部に係止され、第1接触部が内部端子部2aに弾接すると共に、第2接触部が電極部に弾接するようにしたこと。
【選択図】    図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転型センサに関し、特に、外部から伝達される回転角度や回転速度などを高精度に検出することの出来る回転型センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の回転型センサについての図面を説明すると、図19は、従来の回転型センサを示す断面図、図20は、従来の回転型センサに係わる回路部材と出力端子と中間端子とを示す要部拡大断面図、図21は、従来の回転型センサに係わる中間端子を示す拡大斜視図である。
【0003】
従来の回転型センサ21は、図19に示すように、シャフト41の回転角を電気信号として取り出すためのものである。この回転型センサ21は、前記回転角を電気抵抗値に変換する電気回路を形成した回路部材22と、回転型センサ21と外部とを接続する出力端子23と、回路部材22と出力端子23との間を電気接続する中間端子24とを有する。
【0004】
中間端子24は、導通部を構成するための本体25と、回路部材22に係止させるためのひとつの係合部26とを有する。中間端子24の本体25は、図21に示すように、例えば、リン青銅などの弾性変形可能な材料によって形成されており、縮小変形させたときに生じる弾性復元力によって、図20に示すように、上記電気回路の信号引き出し用の電極部22aと出力端子23との両所に圧接して電気的導通を図るように構成されている。一方、ひとつの係合部26は、回路部材22に設けた係合孔22aに挿入するひとつの突部26aを設けてある。
【0005】
突部26aは、係合孔22aを貫通する部分を有し、この貫通する部分には、図20、図21に示すように、弾性変形する係止爪26bが設けられている。この係止爪26bは、係合孔22aを貫通した後には、弾性変形を復元させ、図20に示すように、復元後の形状によって、係合孔22aの縁部に当接し、突部26aの抜けを阻止するように配設されている。このとき、突部26aは、係合孔22a内に所定の隙間(クリアランス)をもって貫通されている。
【0006】
また、引き出し用の電極部22cは、回路基板22b上に厚さ寸法が極薄く形成されており、中間端子24の本体25は、薄い厚さ寸法の電極部22cに接触する平坦面25aを有している。
即ち、中間端子24は、ひとつの係合部26の係止爪26bと平坦面25aとによって、回路部材22をその板厚寸法方向に挟み込んで配設されている。
【0007】
この従来の回転型センサ21は、抵抗体パターン面を有する回路基板22bと、抵抗体パターン面に摺接する摺動子27を有する回転体28とを筐体29の中に対置させてある。
そして、この回転型センサ21のシャフト41の回転は、レバー42を介して回転体28がシャフト41に連結されており、このことから、シャフト41は、図示していないスロットルバルブの駆動軸に合わせて回転する。そして、摺動子27は、抵抗体パターン面の抵抗の上を摺動し、回転量に応じて出力端子23間の抵抗値を変化させる。
【0008】
また、蓋部材43は、筐体29の一方の開放端部を蓋閉するように配設されている。更に、また、中間端子24の本体25には、出力端子23との接触部に、凸部25bを形成してあり、この凸部25bによって、出力端子23との接触を確実なものにしている。
【0009】
次に、この回転型センサが例えば、二輪車(オートバイ)などの車両に配設されたときの、使用状態について説明すると、この回転型センサは、駆動エンジンの燃焼室の近傍に配設されている。このことから、この駆動エンジンが駆動(起動)されている状態では、燃焼室からの熱が、この回転型センサに伝達され、この熱によって、回転型センサは、かなりの高温(例えば、約100度)になることがある。
【0010】
また、一方、車両の駆動エンジンが停止された状態で、この車両が寒冷地の真冬において、屋外に留め置かれた状態では、低温の外気(例えば、約マイナス20度)によって、この回転型センサがかなりの低温になることがある。
このことから、この回転型センサの動作保証温度範囲は、例えば、−(マイナス)40度〜+(プラス)150度であるなど幅広い温度範囲での動作保証が求められることになる。
【0011】
ここで、次に、従来の回転型センサの動作温度の変化に伴う、回転型センサ21を構成する回路部材22、出力端子23、及び中間端子24などの形状の膨張・収縮について説明する。
【0012】
回路部材22、出力端子23、及び中間端子24の高温下、又は低温下における形状の膨張・収縮は、各構成部材の温度膨張係数の違いによって、それぞれ、その変化の量が異なるものである。
【0013】
このことから、各構成部材の温度変化に伴う膨張・収縮によって、回路部材22と出力端子23の板面方向の相対位置がずれることがある。そうすると、回路部材22の係合孔22aを貫通する中間端子24のひとつの係合部26が、係合孔22a内に所定の隙間をもって配設されていることから、突部26aが係合孔22a内で回路部材22に対して、前後、或いは左右方向に係止爪26bが回路部材22に接した箇所を支点として傾き、この傾きによって、支点と反対側の面に位置する中間端子24の平坦面25aが電極部22cを滑るように移動(摺動)されることになる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転型センサでは、上述の如く、回転型センサの各構成部材が高温による膨張と、低温による収縮とを繰り返し、この膨張と収縮とによって、その都度、中間端子24の平坦面25aが薄い厚さ寸法の電極部22c上を滑るように移動(摺動)され、この繰り返される平坦面25aの電極部22c上の移動(摺動)によって、ときとして、電極部22cが摩滅して、中間端子24と電極部22cとの電気的な導通が不安定になるという問題点がある。
【0015】
本発明の回転型センサは、上述の問題点を解決するもので、その目的は、電気的な接続が長期間安定して維持することの出来る回転型センサを提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転型センサは、筐体と、筐体に一体化され、内部端子部と外部端子部とを有する導出端子と、筐体内に収納された出力検出部材と、導出端子と出力検出部材とを電気的に接続する中間端子とを備え、
出力検出部材は、電極部を表面に形成した絶縁基板から成り、絶縁基板には係止部が形成され、中間端子は、弾性を有する一枚の金属材料から成り、両端部に設けた一対の取付部と、一対の取付部の間に設けられた第1接触部と第2接触部とを有し、中間端子は、一対の取付部によって、絶縁基板の面方向を挟み込むように係止部に係止され、前記中間端子を係止した出力検出部材を筐体内に収納して、第1接触部が内部端子部に弾接すると共に、第2接触部が電極部に弾接するようにしたことである。
かかる構成によって、中間端子が、一対の取付部にて、絶縁基板の長手方向を挟み込んで係止されていることから、中間端子が、絶縁基板に対して安定した位置に配設され、特に、回転型センサの動作温度(熱)保証範囲の幅が広く、高温のときと、低温のときとで、回転型センサの各構成部材が、膨張・収縮する際でも、中間端子の第2接触部が絶縁基板上の電極部に安定して弾接していることから、第2接触部と電極部とが長期間安定した状態で電気的な接続が行われる回転型センサを提供することが出来る。
【0017】
また、本発明の回転型センサは、中間端子が、中央部に設けられた円弧状の第1接触部と、第1接触部の両側に設けられた一対の第2接触部とを有していることである。
かかる構成によって、中間端子の第1接触部と第2接触部とが左右対称の位置に形成されることから、中間端子を絶縁基板(抵抗体基板)に組み付ける際に、中間端子の方向性にとらわれることなく組み付けることが出来るので組立が容易な回転型センサを提供することが出来る。
【0018】
また、本発明の回転型センサは、絶縁基板の係止部が、貫通孔であって、貫通孔内に中間端子の取付部を係止させたことである。
かかる構成によって、絶縁基板(抵抗体基板)に所定の貫通孔を設けることは容易であり、安価な回転型センサを提供することが出来る。
【0019】
また、本発明の回転型センサは、中間端子の取付部の自由端部が、絶縁基板の電極部の設けられた面と対向する面から外方に突出していないことである。
かかる構成によって、活電部となる中間端子の取付部の自由端部の絶縁が確実に確保できる回転型センサを提供することが出来る。
【0020】
また、本発明の回転型センサは、出力検出部材が、回転角度を検出するようにしたことである。
かかる構成によって、スロットルバルブの駆動軸(図示せず)に合わせて回転し、駆動軸の回転角度を長期間安定した状態で検出できる回転型センサを提供することが出来る。
【0021】
また、本発明の回転型センサは、筐体と、該筐体に一体化され、内部端子部と外部端子部とを有する導出端子と、筐体内に収納された出力検出部材と、導出端子と出力検出部材とを電気的に接続する中間端子とを備え、出力検出部材は、電極部を表面に形成した絶縁基板から成り、中間端子は、弾性を有する一枚の金属材料から成り、第1接触部と、第2接触部と、第2接触部に設けられ、電極部に食い込む突出部とを有し、中間端子は、中間端子の突出部によって電極部に係止した出力検出部材を筐体内に収納して、第1接触部が内部端子部に弾接すると共に、第2接触部が前記電極部に弾接するようにしたことである。
かかる構成によって、中間端子が、突出部によって前記電極部に係止されていることから、中間端子が、絶縁基板に対して安定した位置に配設され、特に、回転型センサの動作温度(熱)保証範囲の幅が広く、高温のときと、低温のときとで、回転型センサの各構成部材が、膨張・収縮する際でも、中間端子の第2接触部が絶縁基板上の電極部に安定して弾接していることから、第2接触部と電極部とが長期間安定した状態で電気的な接続が行われる回転型センサを提供することが出来る。
【0022】
また、本発明の回転型センサは、中間端子が、中央部に設けられた円弧状の第1接触部と、第1接触部の両側に設けられた一対の第2接触部とを有し、少なくともいずれか一方の前記第2接触部に前記電極部に食い込む突出部が設けられていることである。
かかる構成によって、中間端子の第1接触部と第2接触部とが左右対称の位置に形成されることから、中間端子を絶縁基板(抵抗体基板)に組み付ける際に、中間端子の方向性にとらわれることなく組み付けることが出来るので組立が容易な回転型センサを提供することが出来る。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転型センサについての図面を説明すると、図1は、本発明の回転型センサの実施の形態を示す断面図、図2は、本発明の回転型センサの実施の形態を示す平面図、図3は、本発明の回転型センサの実施の形態を示す第1の分解斜視図、図4は、本発明の回転型センサの実施の形態を示す第2の分解斜視図、図5は、本発明の回転型センサに係わり、回転体と蓋部材との実施の形態を示す要部拡大断面図、図6は、本発明の回転型センサに係わる抵抗体基板の実施の形態を示す平面図、図7は、本発明の回転型センサに係わり、抵抗体基板と中間端子との実施の形態を示す平面図、図8は、本発明の回転型センサに係わり、抵抗体基板と中間端子との実施の形態を示す要部拡大断面図、図9は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の実施の形態を示す斜視図、図10は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の実施の形態を示す平面図、図11は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の実施の形態を示す側面図である。
【0024】
これらの図1〜図4に示すように、本発明の回転型センサは、車両のスロットル軸などの駆動軸(図示せず)が係合する係合部3bを有する回転体3と、該回転体3を回転可能に支持する筐体1と、筐体1の開放端部1fを蓋閉する蓋部材9と、筐体1内に収納されて回転体3の回転によって操作され、摺動子片10と抵抗体パターン4b、及び集電体パターン4cとから成る角度検出部材(出力検出部材)とから主に構成されている。なお、図3において、抵抗体パターン4b、及び集電体パターン4cは、図示を省略している。
【0025】
図1〜図4に示すように、筐体1は、例えば、ポリブチレン・テレフタレート(PBT)などの合成樹脂材料からなり、成形加工によって形成され、筐体1は、その一端面に設けられた小径孔部1aと、小径孔部1aに連設された大径凹部1bと、大径凹部1bに連設された収納部1cと、大径凹部1bの側壁1dの一部から軸心と直交する外方に突出された導出部1eとを有している。
また、収納部1cの図示下方、すなわち筐体1の他端面には開放端部1fが形成され、よって、筐体1は、一端面が小径孔部1aにより、他端面が開放端部1fによって、両端部が開放された構成である。
【0026】
また、開放端部1f側の先端面には、環状の溝部1mが設けられている。
また、小径孔部1aには、所定の箇所に内方に突出する円環鍔部1gと、先端部に設けられた円環段部1hと、先端面に設けられた対向する一対の突部1jとが設けられている。
また、導出部1eには、略中央部に略矩形の空洞部1kが設けられている。
【0027】
導出端子2は、黄銅などの導電性金属材料から成り、プレス加工によって形成され、断面が階段形状であって、一方の端部側の内部端子部2aと、他方の端部側の外部端子部2bと、内部端子部2aと外部端子部2bとを連設する連設部2cとを有している。
【0028】
この導出端子2は、筐体1の導出部1e内に例えばインサートモールド加工によって、一体であるように配設されている。また、この導出端子2は、所定の比較的厚い寸法であるように形成されている。
このとき、導出端子2の内部端子部2aは、筐体1の収納部1c内に一方の表面が露出された状態に配設され、外部端子部2bは、空洞部1k内に突出して配設されている。
【0029】
回転体3は、例えば、ポリブチレン・テレフタレート(PBT)などの合成樹脂材料から成り、成形加工によって形成され、略円盤状の基部3aと、基部3aの前方に位置し、突出して設けられた係合部3bと、反対側の後方に位置し、前記回転体3の回転中心部に設けると共に、回転軸線方向、すなわち、外方に延設された軸部3cと、基部3aの外周縁に設けられた略円環状の壁部3dとを有している。この係合部3bと軸部3cとは、基部3aからそれぞれ外方に突出して設けられている。
【0030】
また、軸部3cは、基部3aから回転軸線方向、すなわち、外方に突出し、円柱状の主軸部3eと、主軸部3eの先端部に設けられ、凸部として配設された略円錐状の軸支部3fとを有している。この軸支部3fの断面の角度は、所定の角度(例えば、約90度)であるように形成されている。この所定の角度(例えば、90度)は、加工が容易である角度に形成される。
なお、係合部3bの外周径寸法は、前記小径穴部1aの径寸法に比べて多少小さく形成されており、該回転体3が傾くことが可能なスペースが確保されている。
【0031】
前記係合部3bには、図示していない駆動軸が係合されている。そして、前記駆動軸(図示せず)は、所定の回転角度範囲内で往復回転するようになっている。
【0032】
また、この回転体3の係合部3bは、筐体1の小径孔部1a内に挿通されると共に、回転体3の基部3aは、筐体1の収納部1c内に収納されている。
【0033】
また、この回転体3の基部3aの図1に示す下面側(軸部3c側)には、金属平板材料から成り、プレス加工によって形成された摺動子片10が、例えば、熱カシメなど適宜手段にて固着されている。この摺動子片10は、角度検出部材(出力検出部材)を構成する部材の一部を構成している。
【0034】
絶縁基板としての抵抗体基板4は、図6に示すように、例えば、合成樹脂材料から成り、平板状の絶縁基部4aと、絶縁基部4aの一方の表面上に、例えば印刷によって比較的厚さ寸法が薄く設けられた抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4cと、絶縁基部4aの略中央部に設けられた貫通孔4dと、絶縁基部4a上の抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4cの各端部の位置に設けられた貫通された3個の矩形の取付孔4e(貫通孔)と、各取付孔4eと対向し、絶縁基部4aのひとつの端部に設けられた3個の矩形の第1切欠部4fと、絶縁基部4aの対向する両端部に設けられた一対の矩形の第2切欠部4gとを有している。
【0035】
また、絶縁基部4aの図6に示す下側に配設され、抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4cとそれぞれ電気的に接続をされ、比較的厚さ寸法が薄く形成された3個の電極部4hを有している。この各電極部4hは、中央部の電極部4hが導電体パターン4cに接続され、この中央部の電極部4hを挟む両側の電極部4hが抵抗体パターン4bの両端部にそれぞれに接続されている。
【0036】
そして、矩形の前記取付孔4eは、電極部4h内に形成されている共に、切欠部4fは、電極部4hの先端部に位置するように形成されている。
抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4cは、貫通孔4dを中心として、それぞれ扇状に形成され、抵抗体パターン4bが外側に、又、導電体パターン4cが内側に配設されている。
【0037】
この抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4cは、前記角度検出部材(出力検出部材)を構成する部材の一部を構成している。
【0038】
この抵抗体基板4(絶縁基板)は、前記筐体1の収納部1cの開放端部1f側の周縁に設けた段部(図示せず)上に載置し、筐体1の一部を熱カシメして保持して配設され、前記収納部1c内に収納され、このとき、回転体3の軸部3cの先端部が、抵抗体基板4の絶縁基部4aの貫通孔4dに絶縁基部4aの一面(表面)を越えて、はめ合わされている。
また、この抵抗体基板4の抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4c上には、前記摺動子片10が摺接出来るように配設されている。
【0039】
中間端子5は、図9〜図11に示すように、弾性を有する導電金属材料から成り、プレス加工によって形成され、中央部に設けられ、断面が円弧状である第1接触部5aと、第1接触部5aを挟む両側から外方に延設され、第1接触部5aの膨出方向と反対の方向の膨出方向を有し、断面が円弧状である第2接触部5bと、第2接触部5bのそれぞれ端部から所定の鋭角をもって延設された一対の取付部5cとを有している。
【0040】
そして、この第1接触部5aと第2接触部5bとで略波形形状を構成している。即ち、中間端子5は、両端部に設けた一対の取付部5cと、一対の取付部5cの間に設けられた略波形形状の第1接触部5aと第2接触部5bとを有している。
【0041】
この中間端子5は、プレス加工される際、例えば、第1接触部5aの円弧状の頂部側の方向から打ち抜きされ、この打ち抜きによって、中間端子5の第1、第2接触部5a、5bの幅方向の両端面には、延設された取付部5cの延設方向に、ときとして、僅かながらギザギザ状に突出した、いわゆるバリ(図示せず)が形成される。
【0042】
この中間端子5は、図8に示すように、一方の取付部5cが抵抗体基板4の取付孔4e内に挿通され、他方の取付部5cが第1切欠部4f内に位置して、鋭角をもって延設された一対の取付部5cによって、中間端子5が抵抗体基板4を挟み込むように取り付けられる。このとき、一対の取付部5cの自由端部は、抵抗体基板4の裏面側(電極部4hの設けられた面と対向する面)から外方に突出することのない位置に配設されている。
【0043】
この状態のとき、一対の第2接触部5bの各頂部が、電極部4hに弾接し、第2接触部5bと電極部4hとが電気的に接続されている。この第2接触部5bの各頂部には、前述の如く、ときとして、僅かながらのバリ(図示せず)が形成されていることから、このバリが電極部4hの表面に食い込み、電気的な接続、及び機械的な接続が一層確実なように配設される。
【0044】
また、この状態のとき、第1接触部5aの頂部が、前記導出端子2の内部端子部2aの露出した表面に弾接し、第1接触部5aと導出端子2とが電気的に接続されている。
即ち、各電極部4hが中間端子5を介して、導出端子2と電気的に接続されていることになる。
【0045】
第1弾性部材6は、図3に示すように、例えば、ステンレスなどの金属材料から成り、プレス加工によって形成され、円環状であって、複数個(例えば、3個)の山部(図示せず)と谷部(図示せず)とが交互に設けられた構成を有している。この第1弾性部材6は、いわゆるウエーブワッシャー(スプリングワッシャー)を構成している。
【0046】
この第1弾性部材6は、前記回転体3の基部3a上に配設され、基部3aと前記筐体1の小径孔部1aとによって挟み込まれて位置し、この第1弾性部材6によって、回転体3は図1に示す下方に押圧されている。
【0047】
第2弾性部材7は、図3、図4に示すように、例えば、線状の金属材料からなり、螺旋状に形成された、いわゆるコイルバネであって、両端部にU字状の取付部7aがそれぞれ設けられている。
この第2弾性部材7は、一方の取付部7aが筐体1の大径凹部1b内に適宜手段によって、取り付けられると共に、第2弾性部材7を撓めた状態で、他方の取付部7aが回転体3の基部3a上に適宜手段によって、取り付けられる。
【0048】
この状態のとき、回転体3は、第2弾性部材7の回転力(捻れ力)によって、時計方向、或いは反時計方向に回転付勢されている。
【0049】
第3弾性部材8は、図3、図4に示すように、例えば、ゴム材などから成り、略円環状であって、円弧部8aと、円弧部8aから延設されるコ字状部8bとを有している。
この第3弾性部材8は、前記筐体1の溝部1m内に圧入されて、配設されている。
【0050】
蓋部材9は、図3、図4に示すように、金属平板材料から成り、プレス加工によって形成され、略平板状の蓋部9aと、蓋部9aの略中央部に設けられた円錐形の第1の凹部9bと、蓋部9aの所定の端部側に設けられた矩形の第2の凹部9cと、蓋部9aの外周縁の所定の箇所に設けられた複数個(例えば、4個)の切欠部9dとを有している。
また、第1の凹部9bは、略円錐状の例えば、ポンチ金型によって突き出されて形成され、その断面の角度は、所定の角度(例えば、約94度)であるように形成されている。
なお、ポンチ金型による突き出し加工の場合、凹部の内面にポンチを当てて、加工し、突出する側は、金型に当接せずに加工する。そのため、凹部9bの円錐状の内面は、所定の形状に精度良く加工される。
【0051】
また、この蓋部材9は、図1に示すように、前記筐体1の開放端部1fを密閉した状態に蓋閉するように配設されている。この蓋部材9による開放端部1fの密閉は、開放端部1fの外周縁に形成された取付部1nが蓋部材9の切欠部9d内に位置するように位置決めし、図1に示す状態から、筐体1の開放端部1f側の縁部分の全周を、熱カシメなどによって変形させ、この取付部1nの変形によって、蓋部材9が筐体1に取り付けられる。
【0052】
また、この状態のとき、蓋部材9の外周縁の近傍の一方の表面に前記筐体1の溝部1m内に圧入された前記第3弾性部材8が弾性変形して当接されている。この第3弾性部材8の圧接での弾性変形によって、開放端部1fが蓋部材9によって密閉される。
【0053】
また、この状態のとき、図5に示すように、この蓋部材9の第1の凹部9b内には、前記回転体3の回転中心部に設けた軸部3cの略円錐状の軸支部3fが配設され、この第1の凹部9b内への軸支部3fの配設によって、前記回転体3が軸部3cを中心として回転することが出来るように構成されている。
また、第1の凹部9bの断面の角度が、前記略円錐状の軸支部3fの断面の角度より僅かに大きな所定の角度(例えば、約94度)であり、このことから軸支部3fが第1の凹部9b内で僅かに傾くことが可能であるように構成されている。即ち、第1の凹部9bと軸支部3fとは、いわゆるピボット構成であるように配設されている。
従って、係合部3bに駆動軸が偏心して取り付けられたとしても、回転体3が平行移動するのに比べて、抵抗体パターン4bに対する摺動子片10の相対的ズレを抑えることが出来る。
【0054】
更にまた、この状態のとき、図1に示すように、蓋部材9の第2の凹部9cと対向する位置に前記中間端子5の一対の取付部5cが位置し、配設されており、この第2の凹部9cによって、共に金属材料から成る蓋部材9と中間端子5の一対の取付部5cとが、より確実に電気的に絶縁(導通されていない)されているように構成されている。
【0055】
摺動子片10は、図3、図4に示すように、例えば、リン青銅などの弾性を有する金属材料から成り、プレス加工によって形成され、略矩形の基部10aと、基部10aの端部から延設された複数本の摺動子10bと、基部10aの所定の箇所に設けられた挿通孔10cとを有している。
この摺動子片10は、前記回転体3の基部3aの所定の箇所に例えば、熱カシメなど適宜手段にて固着されており、また、複数本の摺動子10bは、前記抵抗体基板4の抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4c上をそれぞれ摺動するように配設されている。このとき、挿通孔10c内に前記回転体3の軸部3cが挿通されている。
【0056】
第4弾性部材11は、例えば、ゴム材などから成り、略円環状に形成されている。この第4弾性部材11は、前記筐体1の円環鍔部1g上に載置されると共に、第4弾性部材11の外周縁部が小径孔部1a内に弾接し、且つ第4弾性部材11の内周縁部が前記回転体3の係合部3bに弾接した状態で配設されている。
即ち、この第4弾性部材11は、筐体1と回転体3との間に弾圧された状態で配設されて、筐体1と回転体3との間の隙間を密閉するように設けられている。
【0057】
第5弾性部材12は、例えば、ゴム材などから成り、略円環状に形成されている。この第5弾性部材12は、前記筐体1の円環段部1h上に配設され、円環段部1hの側壁に弾接されている。
【0058】
この状態のとき、第5弾性部材12の直径寸法(外径寸法)は、前記円環段部1hの外径寸法よりも僅かながら大きい外径寸法であるように形成されている。
このことから、図示していないがこの第5弾性部材12の外周縁にスロットルバルブの駆動軸(図示せず)の保持部材(図示せず)の係合孔を圧入すると、第5弾性部材12が前記保持部材(図示せず)の係合孔内に圧接されて、防塵・防水がなされるように第5弾性部材12が配設されている。
【0059】
抜け止め部材13は、金属平板材料から成り、プレス加工によって形成され、円環状の止め部13aと、止め部13aの所定の箇所に対向して設けられた一対の貫通孔13bとを有している。
この抜け止め部材13は、前記筐体1の一対の突部1jが一対の貫通孔13b内に挿通されて、例えば、熱カシメなどで小径孔部1aの先端面に固着される。そして、この抜け止め部材13の固着によって、第5弾性部材12が筐体1から外れることがないように構成されている。
【0060】
この状態のとき、抜け止め部材13の直径寸法(外径寸法)は、前記第5弾性部材12の直径寸法(外径寸法)よりも僅かながら小さい直径寸法であるように形成されている。このことは、抜け止め部材13が、スロットルバルブの駆動軸(図示せず)の保持部材(図示せず)の係合孔内に配設できるようにするためである。
【0061】
また、上述の実施の形態では、凸部である回転体3の軸部3cを所定の角度(例えば、約90度)に形成し、蓋部材9の凹部9cを軸部3cの角度より僅かに大きな所定の角度(例えば、約94度)に形成したが、これらの角度は、これに限定されず、例えば、ほぼ同一の角度であったり、それぞれの角度の大きさが前記角度以外であるとしても良いことは勿論である。
【0062】
次に、この本発明の回転型センサの動作について説明する。
ここで、本発明の回転型センサの動作だが、前述の如く、この回転型センサは、回転体3の係合部3b内に、図示していない車両のスロットル軸などの駆動軸が係合されて動作される。
先ず、このスロットル軸などの駆動軸(図示せず)を例えば、反時計方向に回転すると、駆動軸と係合している係合部3bが第2弾性部材7の回転力(捻れ力)に抗して反時計方向に回転する。
【0063】
この回転体3の係合部3bの回転に伴って、回転体3の基部3aに固着された摺動子片10が所定の回転角度範囲内で反時計方向に回転する。このとき、摺動子片10は、抵抗体基板4の抵抗体パターン4b、及び導電体パターン4c上を摺動(摺接)し、抵抗体パターン4bからの所定の抵抗値が中間端子5を介して、導出端子2から出力される。
【0064】
次に、駆動軸(図示せず)への反時計方向に回転する回転力を解除すると、第2弾性部材7の自己復帰の回転力(捻れ力)によって、回転体3が時計方向に回転され、駆動軸(図示せず)が元の位置に復帰する。このときも、前述と同様に、抵抗体パターン4bからの所定の抵抗値が中間端子5を介して、導出端子2から出力される。
【0065】
ここで、次に、回転型センサの動作温度の変化に伴う、回転型センサを構成する筐体、導出端子、抵抗体基板、及び中間端子などの形状の膨張・収縮について説明する。
【0066】
先ず、この回転型センサが配設されている車両(図示せず)が起動された状態で、駆動エンジン(図示せず)が燃焼室内のガソリンの燃焼によって、高温になり、この高熱が、この回転型センサに伝達されることによって、回転型センサが高温になる状態での説明をする。
【0067】
このように回転型センサが高温の状態になると、回転型センサを構成する筐体1、導出端子2、抵抗体基板4、及び中間端子5などは全体として高温によって、各構成部材が膨張する。この各構成部材の膨張の度合いは、各構成部材の膨張係数によってことなるのが一般的である。そして、このような状態での筐体1、中間端子5、及び導出端子2の熱膨張について説明する。
【0068】
ここでの熱膨張は、金属材料から成る中間端子5、及び導出端子2の方は、合成樹脂から成る筐体1に比べて、無視できる程度の大きさであるから、実際に問題となるのは筐体1の変形である。そして、抵抗体基板4が保持されている筐体1の部位と、内部端子部2aを保持している部位の間には合成樹脂が存在し、内部端子部2aを保持している部位は収納部1cの内底面に概略配置し、抵抗体基板4が保持されている筐体1の部位は収納部1cの側壁に概略位置する。
【0069】
そして、温度変化が加わると、両者の位置は3次元的に変化する。図1の高さ方向の変位に対しては中間端子5の第1接触部5aの円弧状の部分が弾性変形し、電極部4hと第2接触部5bとの接触、第1接触部5aと内部端子部2aの接触状態は保たれる。また、抵抗体基板4の面方向の相対的な変位に対しては、第2接触部5bと電極部4hとの接触が維持された状態で、第1接触部5aと、内部端子部2aが相対的に移動する。
【0070】
なお、中間端子5の抵抗体基板4に対する位置決め力は、組み込み前の状態に比べて、組み込みすると、第1接触部5aの円弧状部が抵抗体基板4側に撓められる為、若干、広がる方向に取付部5cが移動し、挟みこむ力が若干弱まり位置決め力は低下するが、このように低下しても、確実に位置決めできるようにしている。またバリによって摩擦力が高められているので、一層、抵抗体基板4の面方向にずれることは無く電極部4hと第2接触部5bとの接触の信頼性は保たれる。
【0071】
次に、本発明の回転型センサに係わる回転体と蓋部材との第2の実施の形態について説明する。
図12は、本発明の回転型センサに係わる回転体と蓋部材との第2の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
なお、前述の第1の実施の形態と同一構成については、同一符号を付与する。
【0072】
図12に示すように、回転体3の軸部3cは、回転体3の回転中心部に設けると共に、外方、詳細に言うと軸線方向の下方側に延設されており、この軸部3cは、全体が円柱状で先端部が平坦な主軸部3eのみにて構成され、この主軸部3eの先端部が凸部として機能している。
なお、主軸部3eの先端部は、僅かに、いわゆる面取りが設けられている。この主軸部3eは、円柱状で先端部が平坦であることから加工がし易く、中心軸(回転軸)がズレ無いように構成することが出来る。
【0073】
蓋部材9の第1の凹部9eは、全体が円筒状であるように形成されている。
この全体が円筒状である第1の凹部9e内に、前記凸部として機能している全体が円柱状で先端部が平坦な主軸部3eの先端部が挿通されている。
そして、前述と同様に主軸部3eが第1の凹部9e内にて回動されるように構成されている。
【0074】
次に、本発明の回転型センサに係わる回転体と蓋部材との第3の実施の形態について説明する。
図13は、本発明の回転型センサに係わる回転体と蓋部材との第3の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
なお、前述の第1の実施の形態と同一構成については、同一符号を付与する。
【0075】
図13に示すように、回転体3の軸部3cは、回転体3の回転中心部に設けると共に、外方、詳細に言うと軸線方向の下方側に延設されており、この軸部3cは、円柱状の主軸部3eと、主軸部3eの先端部に設けられ、凸部として配設された半球状の軸支部3hとを有している。即ち、この半球状の軸支部3hが凸部として機能している。
【0076】
蓋部材9の第1の凹部9eは、全体が円筒状であるように形成されている。
この全体が円筒状である第1の凹部9e内に、前記凸部として機能している半球状の軸支部3hが挿通されている。
そして、前述と同様に軸部3cの軸支部3hが前記第1の凹部9e内にて回動されるように構成されている。このとき、軸支部3hが半球状であることから、第1の凹部9e内での当接面が小さいので、回転体3の回転が滑らかになる。
【0077】
上述の第2、第3の実施の形態の動作については、前述の第1の実施の形態の動作と同様であることから、説明は省略する。
【0078】
次に、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第2の実施の形態について説明する。
図14は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第2の実施の形態を示す要部断面図である。
【0079】
中間端子14は、図14に示すように、弾性を有する導電金属材料から成り、プレス加工によって形成され、中央部に設けられ、断面が円弧状である第1接触部14aと、第1接触部14aの両端部から外方に延設され、第1接触部14aの膨出方向と反対の方向の膨出方向を有し、断面が円弧状である第2接触部14bと、第2接触部14bのそれぞれ端部から所定の鋭角をもって延設された一対の取付部14cとを有している。そして、この第1接触部14aと第2接触部14bとで略波形形状を構成している。
【0080】
この中間端子14は、第1の実施の形態の中間端子5と同様に第1、第2接触部14a、14bの両端面には、ときとして、僅かながらギザギザ状に、突出した、いわゆるバリ(図示せず)が形成される。
【0081】
この中間端子14は、図14に示すように、一方の取付部14cが抵抗体基板4の取付孔4e内に挿通され、他方の取付部14cが第1切欠部4f内に位置して、鋭角をもって延設された一対の取付部14cによって、中間端子14が抵抗体基板4を挟み込むように取り付けられる。このとき、一対の取付部14cの自由端部は、抵抗体基板4の裏面側から外方に突出する位置に配設されている。
【0082】
この状態のとき、一対の第2接触部14bの各頂部が、電極部4hに弾接し、第2接触部14bと電極部4hとが電気的に接続されている。この第2接触部14bの各頂部には、前述の如く、ときとして、僅かながらのバリ(図示せず)が形成されていることから、このバリが電極部4hの表面に食い込み、電気的な接続、及び機械的な接続が一層確実なように配設される。
【0083】
また、この状態のとき、第1接触部14aの頂部が、前記導出端子2(図1参照)の内部端子部2aの露出した表面に弾接し、第1接触部14aと導出端子2とが電気的に接続されている。
即ち、各電極部4hが中間端子14を介して、導出端子2と電気的に接続されていることになる。
【0084】
また、この状態のとき、図1に示すように、蓋部材9の第2の凹部9cと対向する位置であって、第2の凹部9c内に前記中間端子14の一対の取付部14cの先端部(自由端部)が位置し、配設されており、この第2の凹部9cによって、共に金属材料から成る蓋部材9と中間端子14の一対の取付部14cとが電気的に絶縁(導通されていない)されているように構成されている。
このように、この実施の形態は、一対の取付部14cの自由端部を、抵抗体基板4の裏面側から外方に突出する位置に配設することによって、第1の実施の形態の中間端子5の抵抗体基板4への取付に比較して、一層確実に抵抗体基板4に中間端子14を取り付けることができる。
【0085】
次に、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第3の実施の形態について説明する。
図15は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第3の実施の形態を示す要部断面図である。
なお、前述の第1の実施の形態と同一構成については、同一符号を付与する。
【0086】
中間端子15は、図15に示すように、弾性を有する導電金属材料から成り、プレス加工によって形成され、中央部に設けられ、断面が円弧状である第1接触部15aと、第1接触部15aの両端部から外方に水平に延設された一対の第2接触部15bと、第2接触部15bのそれぞれ端部から所定の鈍角をもって延設された一対の第1取付部15cと、第1取付部15cのそれぞれ端部から略U字状に設けられた折返し部15dと、折返し部15dから所定の傾斜をもって上方に延設された一対の第2取付部15eとを有している。
【0087】
即ち、第1取付部15cと、折返し部15dと、第2取付部15eとによって、断面が略V字状であるバネ性を有した取付部が構成されている。
【0088】
ここで、この中間端子15が適応される抵抗体基板4は、、前述の実施の形態と異なり、抵抗体基板4上の電極部4hの形成されている位置の抵抗体基板4に二個の貫通孔4eが設けられている。そして、この二個の貫通孔4e内に第1取付部15cと折返し部15dと第2取付部15eとによって構成された取付部が挿入され、この取付部が貫通孔4e内に係止される。この状態のとき、水平に延設された一対の第2接触部15bは、電極部4h上に当接・載置され、中間端子15が電極部4hに電気的に導通されることになる。
【0089】
更に、この状態のとき、折返し部15dが抵抗体基板4の電極部4hの設けられた面と対向する面から外方に突出して配設されている。そして、前述と同様に外方に突出して配設された折返し部15dは、蓋部材9の第2の凹部9c内に前記中間端子15の折返し部15dが位置し、配設されており、この第2の凹部9cによって、共に金属材料から成る蓋部材9と中間端子15の折返し部15dとが電気的に絶縁(導通されていない)されているように構成されている。
また、図示していないが中間端子15の第1接触部15aは、導出端子2の内部端子部2aの露出した表面に弾接している。
この中間端子15は、取付部がバネ性を有した略V字状であることから、抵抗体基板4の二個の貫通孔4e内に極めて容易で確実に挿入し、配設することが出来る。
また、この中間端子15は、導出端子2の内部端子部2aと抵抗体基板4の電極部4hとの間に圧接された状態で配設されている。
【0090】
次に、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第4の実施の形態について説明する。
図16は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第4の実施の形態を示す斜視図、図17は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第4の実施の形態を示す平面図、図18は、本発明の回転型センサに係わる中間端子の第4の実施の形態を示す正面図である。
【0091】
中間端子16は、図16〜図18に示すように、弾性を有する導電金属材料から成り、プレス加工によって形成され、両端部に設けた一対の取付部16cと、一対の取付部16cの間の中央部に設けられ、断面が円弧状である第1接触部16aと、第1接触部16aを挟む両側に水平に延設された一対の第2接触部16bとを有している。
【0092】
また、取付部16cは、第2接触部16bから下方側に垂直に延設された保持部16dと、保持部16dの対向する側端部からそれぞれ外方に延設された半円弧状の弾性部16eとを有している。
【0093】
この中間端子16は、前述の第3の実施の形態の中間端子15の取付構成とほぼ同様の取付構成によって、抵抗体基板4(図15参照)の二個の貫通孔4e内に取り付けられる。この取り付けは、取付部16cの弾性部16eの弾発力によって確実に抵抗体基板4に固着される。
【0094】
この状態のとき、水平に延設された一対の第2接触部16bは、電極部4h(図15参照)上に当接・載置され、中間端子16が電極部4hに電気的に導通されることになる。
また、図示していないが、この中間端子16の第1接触部16aは、導出端子2の内部端子部2aの露出した表面に弾接している。
【0095】
そして、前述の第2、第3、及び第4の実施の形態の各中間端子14、15、16は、プレス加工される際には、第1の実施の形態の中間端子5と同様に円弧状の第1接触部の頂部側の方向から打ち抜き加工されて形成される。
【0096】
なお、上述の実施の形態では、抵抗体基板上の電極部内に貫通孔、及び切欠部を設けたが、これに限定されず、電極部内に凹部を設けても良く、この凹部内に中間端子の取付部を係止させても良いことは勿論である。
【0097】
また、上述の実施の形態では、摺動子片10と抵抗体パターン4b、及び集電体パターン4cとから成る可変抵抗器からなる角度検出部材によって、回転角度を検出するようにしたが、これに限定されず、回転速度や回転方向などを検出(出力)する摺動子片と櫛歯状の導電パターンからなるエンコーダ等の出力検出部材であっても良い。
【0098】
また、上述の実施の形態では、回転体3の軸部3cの軸支部3fを凸部に形成し、蓋部材9に凸部である前記軸部3cの軸支部3fを受ける凹部9cを設けたが、これに限定されず、回転体3の軸部3cの先端部を凹部に形成し、蓋部材9に凸部を設けた構成としても良いことは勿論である。
【0099】
本実施例の中間端子の第1から第4の実施例においては、取付部5c等を抵抗基板4の取付孔4e、あるいは第1切欠部4fに係止されて抵抗基板4に対する板面方向の位置決めをしたが、取付部を省略し中間端子の加工の際に生ずるバリを電極パターンに食い込ませて抵抗体基板4の面方向に移動しないように保持する、あるいは、突起(突出部)等を突出形成して電極部に食い込ませて形成しても良い。要は、中間端子の内部端子部2aに対する絶縁基板に対する摩擦力に比べて、中間端子の電極部に対する保持力が大きくなるようにしてあれば良い。
【0100】
【発明の効果】
以上のように本発明の回転型センサでは、出力検出部材は、電極部を表面に形成した絶縁基板から成り、絶縁基板には係止部が形成され、中間端子は、弾性を有する一枚の金属材料から成り、両端部に設けた一対の取付部と、一対の取付部の間に設けられた第1接触部と第2接触部とを有し、中間端子は、一対の取付部によって、絶縁基板の面方向を挟み込むように係止部に係止され、中間端子を係止した出力検出部材を筐体内に収納して、第1接触部が内部端子部に弾接すると共に、第2接触部が電極部に弾接するようにしたことによって、中間端子が、一対の取付部にて、絶縁基板の長手方向を挟み込んで係止されていることから、中間端子が、絶縁基板に対して安定した位置に配設され、特に、回転型センサの動作温度(熱)保証範囲の幅が広く、高温のときと、低温のときとで、回転型センサの各構成部材が、膨張・収縮する際でも、中間端子の第2接触部が絶縁基板上の電極部に安定して弾接していることから、第2接触部と電極部とが長期間安定した状態で電気的な接続が行われる回転型センサを提供することが出来る。
【0101】
また、本発明の回転型センサは、絶縁基板の係止部が、貫通孔であって、貫通孔内に中間端子の取付部を係止させたことによって、絶縁基板(抵抗体基板)に所定の貫通孔を設けることは容易であり、安価な回転型センサを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転型センサの実施の形態を示す断面図である。
【図2】本発明の回転型センサの実施の形態を示す平面図である。
【図3】本発明の回転型センサの実施の形態を示す第1の分解斜視図である。
【図4】本発明の回転型センサの実施の形態を示す第2の分解斜視図である。
【図5】本発明の回転型センサに係わり、回転体と蓋部材との実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図6】本発明の回転型センサに係わる抵抗体基板の実施の形態を示す平面図である。
【図7】本発明の回転型センサに係わり、抵抗体基板と中間端子との実施の形態を示す平面図である。
【図8】本発明の回転型センサに係わり、抵抗体基板と中間端子との実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図9】本発明の回転型センサに係わる中間端子の実施の形態を示す斜視図である。
【図10】本発明の回転型センサに係わる中間端子の実施の形態を示す平面図である。
【図11】本発明の回転型センサに係わる中間端子の実施の形態を示す側面図である。
【図12】本発明の回転型センサに係わる回転体と蓋部材との第2の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図13】本発明の回転型センサに係わる回転体と蓋部材との第3の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図14】本発明の回転型センサに係わる中間端子の第2の実施の形態を示す要部断面図である。
【図15】本発明の回転型センサに係わる中間端子の第3の実施の形態を示す要部断面図である。
【図16】本発明の回転型センサに係わる中間端子の第4の実施の形態を示す斜視図である。
【図17】本発明の回転型センサに係わる中間端子の第4の実施の形態を示す平面図である。
【図18】本発明の回転型センサに係わる中間端子の第4の実施の形態を示す正面図である。
【図19】従来の回転型センサを示す断面図である。
【図20】従来の回転型センサに係わる回路部材と出力端子と中間端子とを示す拡大断面図である。
【図21】従来の回転型センサに係わる中間端子を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
1  筐体
1a 小径孔部
1b 大径凹部
1c 収納部
1e 導出部
1f 開放端部
1g 円環鍔部
1h 円環段部
2  導出端子
2a 内部端子部
3  回転体
3a 基部
3c 軸部(凸部)
3e 主軸部
3f 軸支部
4  抵抗体基板
4b 抵抗体パターン
4c 導電体パターン
4e 取付孔(貫通孔)
4f 第1切欠部(切欠部)
5  中間端子
5a 第1接触部
5b 第2接触部
5c 取付部
7  第2弾性部材(コイルバネ)
9  蓋部材
9a 蓋部
9b 第1の凹部(凹部)
9c 第2の凹部
10 摺動子片
12 第5弾性部材
13 抜け止め部材

Claims (7)

  1. 筐体と、該筐体に一体化され、内部端子部と外部端子部とを有する導出端子と、
    前記筐体内に収納された出力検出部材と、前記導出端子と前記出力検出部材とを電気的に接続する中間端子とを備え、
    前記出力検出部材は、電極部を表面に形成した絶縁基板から成り、該絶縁基板には係止部が形成され、
    前記中間端子は、弾性を有する一枚の金属材料から成り、両端部に設けた一対の取付部と、一対の取付部の間に設けられた第1接触部と第2接触部とを有し、
    前記中間端子は、一対の前記取付部によって、前記絶縁基板の面方向を挟み込むように前記係止部に係止され、前記中間端子を係止した前記出力検出部材を前記筐体内に収納して、前記第1接触部が前記内部端子部に弾接すると共に、前記第2接触部が前記電極部に弾接するようにしたことを特徴とする回転型センサ。
  2. 前記中間端子が、中央部に設けられた円弧状の第1接触部と、第1接触部の両側に設けられた一対の第2接触部とを有していることを特徴とする請求項1に記載の回転型センサ。
  3. 前記絶縁基板の前記係止部が、貫通孔であって、該貫通孔内に前記中間端子の前記取付部を係止させたことを特徴とする請求項1、又は2に記載の回転型センサ。
  4. 前記中間端子の前記取付部の自由端部が、前記絶縁基板の前記電極部の設けられた面と対向する面から外方に突出していないことを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の回転型センサ。
  5. 前記出力検出部材が、回転角度を検出するようにしたことを特徴とする請求項1、乃至4のいづれかひとつに記載の回転型センサ。
  6. 筐体と、該筐体に一体化され、内部端子部と外部端子部とを有する導出端子と、
    前記筐体内に収納された出力検出部材と、前記導出端子と前記出力検出部材とを電気的に接続する中間端子とを備え、
    前記出力検出部材は、電極部を表面に形成した絶縁基板から成り、
    前記中間端子は、弾性を有する一枚の金属材料から成り、第1接触部と、第2接触部と、前記第2接触部に設けられ、前記電極部に食い込む突出部とを有し、
    前記中間端子は、前記中間端子の前記突出部によって前記電極部に係止した前記出力検出部材を前記筐体内に収納して、前記第1接触部が前記内部端子部に弾接すると共に、前記第2接触部が前記電極部に弾接するようにしたことを特徴とする回転型センサ。
  7. 前記中間端子が、中央部に設けられた円弧状の第1接触部と、第1接触部の両側に設けられた一対の第2接触部とを有し、少なくともいずれか一方の前記第2接触部に前記電極部に食い込む突出部が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の回転型センサ。
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