JP5408041B2 - Position detection sensor - Google Patents
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Description
本発明は、モータの出力軸の回転角度を制御するための位置検出センサーに関するものである。
The present invention relates to a position detection sensor for controlling the rotation angle of an output shaft of a motor.
ガス流量制御弁等の開閉制御用や、車両に搭載されたミラー等の各種機器類の駆動制御を行なうために、モータの出力軸の回転角度を制御する制御手段を備えたモータが使用されており、該モータに、上記出力軸の回転角度を検出するための位置検出センサーが設けられている。 A motor equipped with a control means for controlling the rotation angle of the output shaft of a motor is used for opening / closing control of a gas flow rate control valve and the like and for driving control of various devices such as a mirror mounted on a vehicle. The motor is provided with a position detection sensor for detecting the rotation angle of the output shaft.
従来の位置検出センサーとしては、図4に示すように、上記モータの出力軸に一体的に形成された歯車の端面に固定された導通片1と、上記モータのハウジングに固定されたセンサー基板2とによって概略構成されたものが知られている。
As a conventional position detection sensor, as shown in FIG. 4, a
このセンサー基板2は、中心に開口部3が設けられ、当該開口部3にモータの出力軸(図示せず)が挿入されていると共に、開口部3の外周側に、上記出力軸と軸心を一致させた円環状の第1の導電性パターン4が形成されている。
The
さらに、この第1の導電性パターン4の外周側には、第1の導電性パターン4と同様に上記出力軸と軸心を一致させた2つの円弧状の第2の導電性パターン5(5a、5b)が形成されている。この第2の導電性パターン5は、第1の導電性パターン4よりも大径の円上に位置するように形成されている。なお、第2の導電性パターン5a、5bは、センサー基板2の表面に、独立した円弧状の導電性パターンが形成されるとともに、第2の導電性パターン5a、5bの箇所を除いた部分がレジスト皮膜によって覆われることにより形成されたものである。これより、第2の導電性パターン5a、5b同士は電気的に絶縁されている。
Further, on the outer peripheral side of the first
そして、第1の導電性パターン4は、パターン6を介して、ターミナル7に接続され、第2の導電性パターン5(5a,5b)は、パターン8(8a、8b)を介して、ターミナル9(9a、9b)に接続されている。そして、該ターミナル7、9に、各々図示されない制御手段への引出線が接続されている。
The first
一方、導通片1は、図5に示すように、導電性を有する方形状の導通板10の一端11に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された第1及び第2の細長状の接触子12、13が一体に形成されると共に、他端14に、上記出力軸に固定される固定部15が一体に形成されることによって構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
この第1及び第2の接触子12、13は、図4に示すように、上記出力軸の軸心に対して、第1の接触子12が第1の導電性パターン4と同一距離となる位置に、第2の接触子13が第2の導電性パターン5と同一距離となる位置に配置されている。
As shown in FIG. 4, the first and
そして、図5(a)に示すように、第1の接触子12は、2本の細長板状の接触子12a、12bによって構成されると共に、第2の接触子13も、第1の接触子12と同形状の2本の接触子13a、13bによって構成されている。
And as shown to Fig.5 (a), while the
さらに、第1及び第2の接触子12、13は、図5(b)に示すように、基端16、17側が導通板10との境界部において各々折曲されることによって、第1の接触子12の先端18側の折曲部20がセンサー基板2の導電性パターン4に、第2の接触子13の先端19側の折曲部21がセンサー基板2の導電性パターン5に各々押し付けられている。
Further, as shown in FIG. 5B, the first and
以上の構成からなる位置検出センサーは、導通片1の第1及び第2の接触子12、13並びに導通板10によって、第1の導電性パターン4と第2の導電性パターン5aが導通した時に、上記制御装置に上記出力軸の回転角度が反時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられ、第1の導電性パターン4と第2の導電性パターン5bが導通した時に、上記制御装置に上記出力軸の回転角度が時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられる。
The position detection sensor having the above configuration is configured such that the first
ところで、このような位置検出センサーは、導通片1の導通板10が方形状に形成され、且つ第1及び第2の接触子12、13が同形状に形成されると共に、第1及び第2の接触子12、13の基端16、17が導通板10との境界部において同じ折り曲げ量で折曲されているため、第1及び第2の接触子12、13をセンサー基板2へ押し付けた際の第1及び第2の接触子12、13のセンサー基板2に対する押圧力が等しくなっている。これにより、第1及び第2の接触子12、13が、同素材により形成されたセンサー基板2上の導電性パターン4、5を摺動する際の摩擦力も同等となっている。
By the way, in such a position detection sensor, the
それにより、上記位置検出センサーにおいては、センサー基板2の外周部側の導電性パターン5上を摺動する第2の接触子13の方が、センサー基板2の開口部側の導電性パターン4上を摺動する第1の接触子12より移動距離が長くなるために、第2の接触子13の折曲部21の摩耗量が大きくなる。この結果、長期間の使用により、第2の接触子13の折曲部21の方が先に摩耗して使用不良となった場合には、第1の接触子12が使用できる状態にあるにも関わらず、導通片1の全体を交換する必要があるという問題点があった。
Accordingly, in the position detection sensor, the
そこで、上記問題の解決手段として、図5(d)に示すように、摩耗量が大きい第2の接触子13の基端17の折り曲げ量を第1の接触子12の基端16の折り曲げ量より小さくして、第2の接触子13のセンサー基板2に対する押圧力を、第1の接触子12のセンサー基板2に対する押圧力より低減させることにより、第2の接触子13の摩耗量を低減させて、第1及び第2の接触子12、13の折曲部20、21の摩耗量を均等にすることを可能にした位置検出センサーが知られている。
Therefore, as a means for solving the above problem, as shown in FIG. 5D, the bending amount of the
しかしながら、この位置検出センサーは、第1及び第2の接触子12、13とで折り曲げ量が異なるため、全ての接触子の折り曲げ量が同等のものに比べて、接触子の折り曲げ加工が困難となり、導通片の製造が困難になるという問題点があった。
However, since the position detection sensor has different bending amounts between the first and
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、導通片の複数の接触子の摩耗量を均等にすることが可能であると共に、接触子の折り曲げ加工を容易に行なうことが可能な位置検出センサーを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to equalize the wear amount of the plurality of contacts of the conductive piece and to easily perform the bending process of the contacts. It is an object to provide a detection sensor.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の位置検出センサーは、モータの出力軸の回転角度を検出するために用いられる位置検出センサーであって、上記出力軸に一体的に形成された歯車に固定され、導電性を有する方形状の導通板の一端に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された複数の細長状の接触子が一体的に形成されると共に、他端に、上記歯車に固定される固定部が一体的に形成されてなる導通片と、上記モータのハウジングに固定され、中心に設けられた開口部に上記出力軸が挿入されると共に、当該開口部の外周側に各々の上記接触子の回転軌跡に導電性パターンが形成されて、上記出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、上記接触子及び導通板を介して上記導電性パターン同士が導通されるセンサー基板とを有してなり、且つ上記導通片は、上記複数の接触子の基端側が折曲されて、上記複数の接触子の先端が上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けられていると共に、各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法が、上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて、長くなるように形成されていることを特徴とするである。
In order to solve the above problem, a position detection sensor according to
また、請求項2に記載の位置検出センサーは、請求項1に記載の位置検出センサーにおいて、上記導通片は、上記導通板の上記一端と他端との幅寸法を上記センサー基板の開口部側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法が上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて長くなるように形成されていることを特徴とするものである。
The position detection sensor according to
さらに、請求項3に記載の位置検出センサーは、請求項1または請求項2に記載の位置検出センサーにおいて、上記導通板は、最も上記センサー基板の外周部側にある上記接触子と上記固定部との間に、切欠部が設けられていることを特徴とするものである。
Furthermore, the position detection sensor according to
請求項1に記載の位置検出センサーによれば、上記導通片は、各々接触子の基端側を折曲させることにより、各々接触子の先端を上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けているために、モータの出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、複数の接触子及び導通板を介して、確実に各々導電性パターン同士を導通させることが可能である。
According to the position detection sensor according to
ここで、各々接触子の先端を上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けた際の接触子のセンサー基板に対する押圧力Pは下記式1により算出することができる。なお、式1において、ωは導通板の他端と各々接触子の先端との間の撓み量を示し、Lは支点(導通板の他端)から作用点(各々接触子の先端)までの距離(長さ)を示し、Eは導通板及び接触子の縦弾性係数を示し、Iは導通板及び接触子の断面二次モーメントを示している。
Here, the pressing force P of the contact against the sensor substrate when the tip of each contact is pressed against each conductive pattern of the sensor substrate can be calculated by the following equation (1). In
そして、上記導通片は、上記式1における導通板の他端から接触子の先端までの長さ寸法Lを、上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて長くなるように構成しているために、接触子のセンサー基板に対する押圧力Pが上記開口部側から外周部側に向かうに連れて低減される。この結果、各々接触子の折り曲げ量を同等にしても、各々接触子の摩耗量を均等にすることが可能となる。 And the said conduction | electrical_connection piece is comprised so that length dimension L from the other end of the conduction | electrical_connection board in Formula 1 to the front-end | tip of a contact may become long as it goes to the outer peripheral part side from the opening part side of the said sensor board | substrate. For this reason, the pressing force P of the contact against the sensor substrate is reduced from the opening side toward the outer peripheral side. As a result, even if the bending amount of each contactor is made equal, the wear amount of each contactor can be made equal.
さらに、各接触子の折り曲げ量を同等にすることが可能となるために、容易に接触子の折り曲げ加工を行なうことが可能となり、この結果、導通片を容易に製造することが可能となる。 Furthermore, since the amount of bending of each contact can be made equal, the contact can be easily bent, and as a result, the conductive piece can be easily manufactured.
また、請求項2に記載の位置検出センサーによれば、上記導通片は、導通板の上記一端と他端との幅寸法を上記センサー基板の開口部側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法を上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて長くなるように形成しているために、各々接触子を各導電性パターンに接触させた際に、従来のように導通板の一端と他端との幅寸法を同寸法に形成することによって上記接触子、導通板及び固定部が上記導電性パターンの接線と平行に配置されたものに比べて、上記接線に対して固定部がモータの出力軸の軸心寄りに配置される。この結果、上記導通片の固定部を固定するモータの出力軸の歯車の外径を小さくすることが可能となり、位置検出センサーを小型化することが可能となる。 According to the position detection sensor of the second aspect, the conductive piece gradually increases the width dimension between the one end and the other end of the conductive plate from the opening side of the sensor substrate toward the outer peripheral side. By forming in this way, the length dimension from the tip of each contact to the other end of the conductive plate is formed so as to become longer from the opening side of the sensor substrate toward the outer peripheral side. Therefore, when each contactor is brought into contact with each conductive pattern, the contactor, the conductive plate, and the fixed part are formed by forming the width dimension of the one end and the other end of the conductive plate in the same dimension as in the prior art. Is arranged closer to the axis of the output shaft of the motor than the one arranged parallel to the tangent of the conductive pattern. As a result, it becomes possible to reduce the outer diameter of the gear of the output shaft of the motor that fixes the fixing portion of the conductive piece, and the position detection sensor can be miniaturized.
さらに、請求項3に記載の位置検出センサーによれば、上記導通板は、最も上記センサー基板の外周部側にある上記接触子と上記固定部との間に、切欠部を設けているために、当該部分における断面二次モーメントIが低減する。これにより、最も上記センサー基板の外周部側にある上記接触子の上記センサー基板に対する押圧力Pをより一層低減することが可能となり、この結果、該接触子の摩耗量をより一層低減することが可能となる。
Furthermore, according to the position detection sensor according to
以下、本発明の位置検出センサーの一実施形態について図1及び図2に基づいて説明する。本実施形態は、導通片1と異なる形状の導通片を用いている点が従来の位置検出センサーと異なっている。なお、センサー基板2の構成など従来の位置検出センサーと同一構成のものについては、同一符号を用いることにより、その説明を省略する。
Hereinafter, an embodiment of the position detection sensor of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is different from the conventional position detection sensor in that a conductive piece having a shape different from that of the
図1に示すように、本実施形態の位置検出センサーは、モータの出力軸に一体的に形成された歯車の端面に固定された導通片22と、上記モータのハウジングに固定されたセンサー基板2とによって概略構成されている。
As shown in FIG. 1, the position detection sensor of this embodiment includes a
この導通片22は、図2に示すように、導電性を有する略方形状の導通板23の一端24に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された第1及び第2の細長状の接触子25、26が一体的に形成されると共に、他端27に、上記出力軸に固定される固定部28が一体的に形成されることによって構成されている。
As shown in FIG. 2, the
この第1及び第2の接触子25、26は、図1に示すように、上記出力軸の軸心に対して、第1の接触子25が第1の導電性パターン4と同一距離となる位置に、第2の接触子26が第2の導電性パターン5の円弧と同一距離となる位置に配置されている。
As shown in FIG. 1, the first and
そして、図2(a)に示すように、第1の接触子25は、2本の細長板状の接触子25a、25bにより構成されると共に、第2の接触子26も、第1の接触子25と同形状の2本の接触子26a、26bによって構成されている。
As shown in FIG. 2A, the
また、第1及び第2の接触子25、26は、図2(b)に示すように、基端29、30の図中左側の折曲位置31、32において折曲されることによって、第1の接触子25の先端33がセンサー基板2の導電性パターン4に、第2の接触子24の先端34がセンサー基板2の導電性パターン5に各々押し付けられている。
Further, as shown in FIG. 2 (b), the first and
なお、この際、導通片22は、第1及び第2の接触子25、26の先端33、34を、直接、センサー基板2の導電パターン4、5に接触させると、先端33、34が角状であり、導電パターン4、5が削られてしまう。そのために、図2(b)に示すように、第1及び第2の接触子25、26の先端33、34側を図中上方に向けて折曲させ、その湾曲した折曲部35、36を導電性パターン4、5に接触させている。さらに、導通片22は、このように湾曲した第1及び折曲部35、36を設けることにより、第1及び第2の導電性パターン4、5を時計回り及び反時計回りの両方向に摺動することが可能となっている。
At this time, when the
また、導通片22は、導通板23の一端24と他端27との幅寸法をセンサー基板2の開口部3側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、第2の接触子26の折曲部36から導通板23の他端27までの長さ寸法が、第1の接触子25の折曲部35から導通板23の他端27までの長さ寸法より長くなるように形成されている。
In addition, the
以上の構成からなる位置検出センサーは、導通片22の第1及び第2の接触子25、26並びに導通板23によって、第1の導電性パターン4と第2の導電性パターン5aが導通した時に、上記制御装置に上記出力軸の回転角度が反時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられ、第1の導電性パターン4と第2の導電性パターン5bが導通した時に、制御装置に上記出力軸の回転角度が時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられる。
The position detection sensor having the above configuration is configured such that the first
ここで、導通片22は、第1及び第2の接触子25、26の基端29、30側の折曲位置31、32を折曲させることによって、第1及び第2の接触子の先端33、34側の折曲部35、36をセンサー基板2の第1及び第2の導電性パターン4、5に押し付けているために、モータの出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、第1及び第2の接触子25、26及び導通板23を介して、確実に導電性パターン4、5同士を導通させることが可能である。
Here, the
そして、導通片22は、第2の接触子26の折曲部36から導通板23の他端27までの長さ寸法を、第1の接触子25の折曲部35から導通板23の他端27まで長さ寸法より、長くなるように形成しているために、第2の接触子26のセンサー基板2に対する押圧力が、第1の接触子25のセンサー基板2に対する押圧力より低減されている。この結果、第1及び第2の接触子25、26の折り曲げ量を同等にしても、第1及び第2の接触子25、26の摩耗量を均等にすることが可能となる。
The
さらに、第1及び第2の接触子25、26の折り曲げ量を同等にすることが可能となるために、容易に接触子の折り曲げ加工を行なうことが可能となり、この結果、容易に導通片を製造することが可能となる。
Further, since the bending amounts of the first and
また、導通片22は、導通板23の一端24と他端27との幅寸法をセンサー基板2の開口部3側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、第2の接触子26の折曲部36から導通板23の他端27までの長さ寸法を、第1の接触子25の折曲部35から導通板23の他端27までの長さ寸法より長くなるように形成しているために、図1に示すように、第1及び第2の接触子25、26を導電性パターン4、5に接触させた際に、導電性パターン4、5の接線に対して固定部28がモータの出力軸の軸心寄りに配置される。この結果、導通片22の固定部28を固定するモータの出力軸の歯車の外径を小さくすることが可能となり、位置検出センサーを小型化することが可能となる。
In addition, the
なお、本実施形態において、導通片22は、第1及び第2の接触子25、26の折曲部35、36から導通板23の他端27までの長さ寸法を、開口部3側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成した導通片22を使用したが、図3に示すような導通片37も使用可能である。
In the present embodiment, the
この導通片37は、導電性を有する方形状の導通板38の一端39に上記出力軸の軸心からの距離の異なる位置に並列的に配置された第1及び第2の細長状の接触子40、41が一体的に形成され、他端42に上記出力軸に固定される固定部43が一体的に形成されることによって構成されている。
The
そして、第1及び第2の接触子40、41は、基端44、45が導通板38との境界部において折曲されることによって、第1の接触子40の先端46側の折曲部48がセンサー基板2の導電性パターン4に、第2の接触子41の先端47側の折曲部49がセンサー基板2の導電性パターン5に各々押し付けられている。
The first and
また、導通片37は、上記実施形態と同様に、導通板38の一端39と他端42との幅寸法を開口部3側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、第2の接触子41の折曲部49から導通板38の他端42までの長さ寸法が、第1の接触子40の折曲部48から導通板38の他端42までの長さ寸法より長くなるように形成されている。
Similarly to the above embodiment, the
さらに、導通板38は、第2の接触子41と固定部43との間に、切欠部50が設けられている。
Further, the
以上の構成から成る位置検出センサーによれば、上記導通板38は、最もセンサー基板2の外周部側にある第2の接触子41と固定部43との間に、切欠部50を設けているために、第2の接触子41のセンサー基板2に対する押圧力をより一層低減することが可能となり、この結果、第2の接触子41の摩耗量をより一層低減することが可能となる。
According to the position detection sensor having the above configuration, the
2 センサー基板
4 第1の導電性パターン
5a〜5b 第2の導電性パターン
22 導通片
23 導通板
24 一端(導通板)
25 第1の接触子
26 第2の接触子
27 他端(導通板)
28 固定部
29 基端(第1の接触子)
30 基端(第2の接触子)
33 先端(第1の接触子)
34 先端(第2の接触子)
37 導通片(他の実施形態)
38 導通板(他の実施形態)
39 一端(導通板(他の実施形態))
40 第1の接触子(他の実施形態)
41 第2の接触子(他の実施形態)
42 他端(導通板(他の実施形態))
43 固定部(他の実施形態)
50 切欠部
2
25
28 fixed
30 Base end (second contactor)
33 Tip (first contact)
34 Tip (second contactor)
37 conduction piece (other embodiment)
38 conductive plate (other embodiment)
39 one end (conduction plate (other embodiment))
40 First contact (another embodiment)
41 2nd contact (other embodiment)
42 other end (conduction plate (other embodiment))
43 fixing part (other embodiment)
50 Notch
Claims (3)
上記出力軸に一体形成された歯車に固定され、導電性を有する方形状の導通板の一端に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された複数の細長状の接触子が一体的に形成され、他端に、上記歯車に固定される固定部が一体的に形成されてなる導通片と、上記モータのハウジングに固定され、中心に設けられた開口部に上記出力軸が挿入されると共に、当該開口部の外周側に各々の上記接触子の回転軌跡に導電性パターンが形成されて、上記出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、上記接触子及び導通板を介して上記導電性パターン同士が導通されるセンサー基板とを有してなり、
且つ上記導通片は、上記複数の接触子の基端側が折曲されて、上記複数の接触子の先端が上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けられていると共に、
各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法が、上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて、長くなるように形成されていることを特徴とする位置検出センサー。
A position detection sensor used to detect a rotation angle of an output shaft of a motor ,
Fixed to a gear integrally formed with the output shaft, and connected to one end of a rectangular conductive plate having conductivity, a plurality of elongated shapes arranged in parallel at different positions from the axis of the output shaft. A contact piece is integrally formed, and at the other end, a conductive piece is integrally formed with a fixing portion fixed to the gear, and the opening is provided at the center and fixed to the motor housing. When the output shaft is inserted and a conductive pattern is formed on the rotation trajectory of each of the contacts on the outer peripheral side of the opening, the contact is made when the output shaft moves to a preset rotation angle. A sensor substrate through which the conductive patterns are conducted through a child and a conduction plate,
And the conductive piece is bent at the base end side of the plurality of contacts, the tips of the plurality of contacts are pressed against each conductive pattern of the sensor substrate,
A length dimension from the tip of each contact to the other end of the conductive plate is formed so as to become longer from the opening side of the sensor substrate toward the outer peripheral side. Position detection sensor.
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