JPH0236085Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車用のスロツトル及びアクセル等
の回転位置検出センサに関し、特にスロツトルバ
ルブシヤフトの回転に応じて電気抵抗を変える自
動車用回転位置検出センサに関する。

この種の自動車用回転位置検出センサでは、カ
ーボン抵抗体を印刷した基板と、これに対向しス
ロツトル及びアクセル等の回転に連動して動くロ
ータに取付けられた接点とによつて、エンジンへ
の燃料制御等に必要なスロツトル及びアクセル等
の回転位置を検出している。しかし従来の回転位
置検出センサでは、回転位置の検出機能のみで、
アクセルのアイドル位置の検出等に用いられる定
位置の検出機能を備えておらず、定位置検出を行
うためには回転位置検出センサ以外に機械的なス
イツチを必要とするものであつた。またこの定位
置検出用のスイツチは、機械的な構成であるが故
に耐久性及びスイツチ開閉時に生ずるチヤタリン
グ現象といつた機能上好ましからざる問題点を有
している。

本考案の目的は、自動車用として広環境下で高
耐久性を備えかつ小型・低価格化を可能にする回
転位置検出センサを提供することにある。

本考案は、抵抗体部及びスイツチ部を有する基
板と、基板の抵抗体部及びスイツチ部にそれぞれ
接触する接点と、抵抗体部及びスイツチ部を担持
して回転するロータとを備え、基板の抵抗体部及
びスイツチ部上で接点を摺動させて電気抵抗を変
えると共にスイツチを切換える自動車用回転位置
検出センサを提供するものである。このセンサ
は、スイツチ部が、ロータの回転軸を中心とする
同心円上に配置されかつ接点を介して電気的に接
続される円弧状の導体部分と集電用トラツクとを
含み、導体部分が軟質ガラス印刷体の絶縁体を挾
んで直列に配置された抵抗体印刷部分と金属導体
印刷部分とを有し、これら抵抗体印刷部分と絶縁
体と金属導体印刷部分が互いにほぼ均一な平面を
成すことを特徴とする。

この構成によれば、回転位置検出機能（抵抗体
部と接点）と定位置検出機能（スイツチ部と接
点）とを一体化して備えつつ、機械的な作動部分
を簡略化できる。そのため、構成部品を少なくし
てセンサの小型・低価格化を可能にすると共に、
センサの耐久性を高めて作動を確実にし得る。ま
た、従来の機械的な作動部分を有するスイツチに
かえて、定位置検出用にチヤタリング現象のない
摺動接点スイツチを用いているので、高信頼性の
出力信号が得られる。ことに、スイツチ部の導体
部分をほぼ均一な平面に形成して各部分間の段差
をなくすと共に、接点との摺接用に抵抗体部と同
様な抵抗体印刷部分を特に設けることによつて、
接点の摩耗防止に大いに効果がある。さらに、軟
質ガラス印刷の絶縁体は接点に付着した汚れを除
去し、かつ接点の切れを確実にするので、絶縁体
の幅を大きくする必要がなく、この部分での接点
の摩耗も少なくすることが出来る。

以下本考案の実施例を添付の図面に基づき詳細
に説明する。第１図は本考案による自動車用回転
位置検出センサの概略構成を示しており、同図中
１は絶縁基板、２６はロータ、２７はハウジン
グ、２８はカバーである。ハウジング２７はアル
ミニウム合金のダイキヤスト等で成形されたもの
で、従来のものと同様な構成であるので詳述はし
ないがロータ２６を回転自在に軸支する軸受部が
設けられると共に、ロータ上の２対の接点２５，
３０が接触できる位置に基板１を位置決めして収
容する空所を備えている。基板１はハウジング２
７に位置決めされて収容され、かつ図示されない
ビス等の固定手段でハウジング２７へ取付けられ
たカバー２８により、ゴム製等の弾性クツシヨン
２２を介して押圧され固定される。基板１の端子
部には、電力供給或は信号出力用のリード線２９
が半田付部２３によつて接続され、樹脂充填剤２
４により固定されている。一方、ロータ２６はハ
ウジング２７の軸受部に取付けられ、その外部連
結部３２はリターンスプリング３１を介してハウ
ジング２７に拘束される。ロータ２６と外部連結
部３２は圧入結合され、スナツプワツシヤ３３に
より回転方向、軸方向とも一体に結合される。こ
の様に組立てられた回転位置検出センサは、ハウ
ジングのフランジ部でスロツトルバルブ本体等に
固定されると共に、ロータの外部連結部３２へ接
続される図示されないシヤフト等で回転力を伝達
される。

基板１はアルミナ又はエポキシ等の抵抗印刷用
絶縁樹脂板で、その一面には第２図に示される実
施例の場合ロータ６の回転軸を中心とする同心円
状に抵抗体及び導体が印刷されており、各端子部
を一ケ所に集中した形状となつている。カーボン
抵抗等の抵抗体部分２は一定の幅にて円弧状に印
刷され、その両端は第２ｂ図の様に導体である
Ag等の金属を印刷したリード部８，１２上へ重
複し、リード部８，１２によつて端子部１３，１
７へ接続されている。本実施例の場合、端子部１
３と１７間の抵抗値は約5kΩに設定される。６は
導体金属を一定の幅に印刷した第１の集電用トラ
ツクで、抵抗体部分２と並行して同心円状に配置
され、リード部９により端子部１４へ接続されて
おり、抵抗体部分２と共に抵抗体部を構成してい
る。抵抗体部と対向する側に配置されたスイツチ
部は、円弧状の導体部分と、導体金属を導体部分
と並行して同心円状に一定の幅にて印刷した第２
の集電用トラツク７とで構成される。スイツチ部
の導体部分は、第２図に示される様にAg又はpd
等の金属導体印刷部分３の一端をリード部１１に
より端子部１６へ接続すると共に、金属導体印刷
部分３の他端に軟質ガラス印刷体の絶縁体４を挾
んで抵抗体印刷部分５を設けたものである。第２
ａ図に明瞭に示される如く、抵抗体印刷部分５は
スイツチ部の一方の静止接点となる金属導体印刷
部分３と電気的に絶縁されており、ロータ側の接
点の摩耗を防ぐ目的で、抵抗体部分２と同様な材
質の抵抗体を接点の摺動範囲にわたつて印刷した
ものである。第２の集電用トラツクは、リード部
１０によつて端子部１５へ接続される。なお、金
属導体印刷部分３の長さは検出されるべき定位置
の種類に応じて任意に設定され、絶縁体４は、金
属導体印刷部分３と抵抗体印刷部分５間の絶縁を
保ちつつ、接点の摩耗を最小限に押えるために、
接点の回転角度で２度から８度の範囲の長さに設
定されるのが好適である。また抵抗体部及びスイ
ツチ部の各表面は、接点摺動時の電気ノイズを最
小にするために、それぞれ表面粗度３μ以下に研
摩されている。

第３図は本考案の回転位置センサに用いる接点
の一例を示すもので、接点２５は貴金属（パリネ
イク相当）成分の10乃至20本の弾性ワイヤよりな
る１対の接点部分を有し、ロータ２６に固定され
る。接点２５の一対の接点部分は、基板１の抵抗
体部分２と第１の集電用トラツク６とにそれぞれ
接触し、両者を電気的に接続する。接点３０も対
点２５と同様な構成であり、その一対の接点部分
はスイツチ部の導体部分と第２の集電用トラツク
７とにそれぞれ接触している。

次に前述の構成になる本考案の回転位置検出セ
ンサの作動を説明する。第２図において、スロツ
トル或はアクセルからリターンスプリング３１の
拘束力に勝る回転力が伝達されると、ロータ２６
はそれに応じてリターンスプリング３１を捩りつ
つ回転し、ロータ２６に固定された接点２５及び
３０も同様に基板１の抵抗体部及びスイツチ部に
沿つて回転する。

第５図は本考案の回転位置検出センサの回路構
成を示すもので、この実施例の場合端子部１３と
１７間には直流電圧Vc＝5Vが印加されており、
ロータ２６の回転によつて接点２５の接点部分が
抵抗体部分２上をその端部２ａから反対側の端部
２ｂに向つて摺動するに従つて端子部１４を通し
て第４図に示される様なアナログ出力電圧V_Aが、
スロツトルバルブシヤフトの回転位置に応じた出
力信号として得られる。本実施例では、抵抗体部
分２の端部２ａ及び２ｂ間の範囲のみを接点２５
が移動する様に、ロータ２６はハウジング２７の
図示されないストツパ装置によりその回転限界を
設定されている。又スロツトル或はアクセルが戻
され外部連結部３２が逆方向に回転する場合は、
捩られていたリターンスプリングの反撥力に付勢
されてロータ２６も逆方向に回転し、端子部１４
の出力電圧V_Aはもとに戻る。

一方接点３０の１対の接点部分は、ロータ２６
の回転に従つて金属導体印刷部分３、絶縁体４、
抵抗体印刷部分５よりなる導体部分及び第２の集
電用トラツク７の上をそれぞれ摺動する。スイツ
チ部の端子部１６は、負荷抵抗R_Lを介して抵抗
体部の端子部１３へ接続されており、端子部１５
は接地されている。従つて、接点３０がスイツチ
部の金属導体印刷部分３と第２の集電用トラツク
上にある時、即ち第５図中のスイツチ部がONの
時には端子部１６を通して得られる出力信号V_iは
０レベルを示し、接点３０がロータ２６の回転に
応じて絶縁体４或は抵抗体印刷部分５上に移動し
第５図中のスイツチ部がOFFとなると、端子部
１６を通して得られる出力信号V_iは、端子部１３
電圧を負荷抵抗R_Lで降下させた電圧により１レ
ベルのデジタル出力を示すものである。

この様に本考案の回転位置検出センサでは、ス
ロツトルバルブシヤフトの回転角度に対して、高
精度の直線性を有するアナログ信号V_Aを出力す
ることによりスロツトルバルブシヤフトの回転位
置を検出すると共に、スロツトルバルブシヤフト
の特定な定位置に応じて予め設定された角度のデ
ジタル信号V_iを同時に出力し、定位置の検出を行
う。なお本実施例では、スイツチ部の導体部分と
してAg又はpd等の金属摺動接点を用い、かつ回
転角度にして２度から８度の軟質ガラス印刷体の
絶縁体を挾んで、接点の摩耗防止用の抵抗体印刷
部分を設けているため、接点２５，３０の貴金属
ワイヤ接点部分が接触し摺動する際に高寿命を得
ると共に、摺動ノイズを低減しチヤタリング現象
を防止して高信頼性の信号を提供するものであ
る。

なお本実施例ではスイツチ部によるデジタル出
力を１信号、１設定位置検出のみとして説明した
が、本考案はこれに限定されるものではなく多信
号、多設定位置検出も可能であることは明白であ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例である自動車用回転位
置検出センサの構成を示す要部断面図、第２図は
本考案の回転位置検出センサに用いられる絶縁基
板上に形成された抵抗体部及びスイツチ部の形状
の一例を示す平面図、第２ａ図は同スイツチ部の
構成を示す要部拡大断面図、第２ｂ図は同抵抗体
部の端部の構成を示す要部拡大断面図、第３図は
本考案の回転位置検出センサに用いられる接点の
一例を示す要部拡大斜視図、第４図は本考案の回
転位置検出センサが出力する信号の一例を示す線
図及び第５図は本考案の回転位置検出センサに用
いられる電気回路の構成例を示す線図である。 図において、１……基板、２……抵抗体部分、
３……金属導体印刷部分、４……絶縁体、５……
抵抗体印刷部分、６……第１の集電トラツク、７
……第２の集電トラツク、２５，３０……接点、
２６……ロータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 抵抗体部及びスイツチ部を有する基板と、前
   記基板の抵抗体部及びスイツチ部にそれぞれ接
   触する接点と、前記抵抗体部及びスイツチ部を
   担持して回転するロータとを備え、前記基板の
   抵抗体部及びスイツチ部上で前記接点を摺動さ
   せて電気抵抗を変えると共にスイツチを切換え
   る自動車用回転位置検出センサにおいて、前記
   スイツチ部は、前記ロータの回転軸を中心とす
   る同心円上に配置されかつ前記接点を介して電
   気的に接続される円弧状の導体部分と集電用ト
   ラツクとを含み、前記導体部分は軟質ガラス印
   刷体の絶縁体を挾んで直列に配置された抵抗体
   印刷部分と金属導体印刷部分とを有し、これら
   抵抗体印刷部分と絶縁体と金属導体印刷部分が
   互いにほぼ均一な平面を成すことを特徴とする
   自動車用回転位置検出センサ。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載の自動
   車用回転位置検出センサにおいて、前記軟質ガ
   ラス印刷体の絶縁体は２度から８度の角度範囲
   にわたつて形成される自動車用回転位置検出セ
   ンサ。