JP3767688B2 - 回転角センサ - Google Patents
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Description
【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円盤状の基部と、この基部の周縁に設けられて下方に突出して前記ケーシングの上端の外側面を覆う壁を有し、前記ケーシングの前記上端と前記カバー部との間を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し、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前記壁との間に０リングを挿入し、前記カバー部の中央に前記回転軸の上端を固定して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。
また、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。
また、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。
また、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。
【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。
【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１ｈ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１ｃ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１１ａ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１１ａ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１１ａ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５３ｂ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５３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。
また、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。
また、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。
また、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。
【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
１２，１７，２２ Ｏリング
１３ 突部
【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円盤状の基部と、この基部の周縁に設けられて下方に突出して前記ケーシングの上端の外側面を覆う壁を有し、前記ケーシングの前記上端と前記カバー部との間を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し、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前記壁との間に０リングを挿入し、前記カバー部の中央に前記回転軸の上端を固定して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。
また、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。
また、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。
また、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。
【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。
【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１ｈ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１ｃ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１１ａ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１１ａ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１１ａ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５３ｂ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５３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。
また、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。
また、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。
また、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。
【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
１２，１７，２２ Ｏリング
１３ 突部
Claims (6)
- 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円盤状の基部と、この基部の周縁に設けられて下方に突出して前記ケーシングの上端の外側面を覆う壁を有し、前記ケーシングの前記上端と前記カバー部との間を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し、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前記壁との間に０リングを挿入し、前記カバー部の中央に前記回転軸の上端を固定して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。
- 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に記載の回転角センサ。
- 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または２に記載の回転角センサ。
- 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３のいずれかに記載の回転角センサ。
- 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２に記載の回転角センサ。
- 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５のいずれかに記載の回転角センサ。
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