JPH09269204A - ロータリーポジションセンサの基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的に安定でかつ小形に構成することので
きるロータリーポジションセンサの基板を提供するこ
と。 【解決手段】 一方の面１０ａに形成された摺動抵抗体
１３と、一方の面１０ａに形成された集電体２０とを備
え、摺動抵抗体１３の両端部にそれぞれ接続された一対
の抵抗体端子１７，１９および集電体２０の一端部に接
続された集電体端子２２が導出部１２に集約されたロー
タリーポジションセンサの基板であって、摺動抵抗体１
３の一端部と一方の抵抗体端子１７との間を接続する導
体１６が、他方の面１０ｂに形成されてなることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はスロットルバルブ開
度センサ等のような回転軸の回転角度を検出するための
ロータリーポジションセンサの基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のスロットル軸のような
回転軸の回転角度を検出するセンサとしては、例えば、
図１１〜１５に示すようなロータリーポジションセンサ
がある。

【０００３】このロータリーポジションセンサは、円筒
状のハウジング５０内に摺動抵抗体５３および集電体５
６を印刷形成した基板５１を配設し、スロットル軸に連
結されるロータ５９に摺動子５８を取付け、摺動子５８
が摺動抵抗体５３および集電体５６に接触して回転し、
回転に応じた電気的信号をコネクタ部６０より出力する
ように構成されている（例えば、実開平１−１１３１４
５号公報参照）。

【０００４】このようなロータリーポジションセンサに
用いられる基板５１は、一方の面５１ａの左半部（図１
３において）に円弧状の摺動抵抗体５３が形成され、右
半部には円弧状の集電体５６が相対状に形成されてい
る。また、基板５１においてコネクタ部６０に相対する
導出部５２には、摺動抵抗体５３，集電体５６を電気的
に外部へ導出する抵抗体端子５４ａ，５５ａ、集電体端
子５７ａが集約されて設けられている。

【０００５】この面５１ａにおいて、摺動抵抗体５３の
一端部は、摺動抵抗体５３の外方を経由する導体５４を
介して抵抗体端子５４ａに接続され、他端部は導体部５
５を介して抵抗体端子５５ａに接続されており、集電体
５６の一端部は、導体５７を介して集電体端子５７ａに
接続されている。

【０００６】そして、各端子５４ａ，５５ａ，５７ａ
は、コネクタ部６０のコンタクト端子６１ａ，６１ｂ，
６１ｃにそれぞれ電気的に接続され、摺動子５８の摺動
端部５８ａ，５８ｂがそれぞれ摺動抵抗体５３，集電体
５６に接触して回転するように構成されていた。図１５
はその等価回路図を示す。なお、基板５１の他方の面５
１ｂには、各端子５４ａ，５５ａ，５７ａに対向するス
ルーホールめっき用の端子５４ｂ，５５ｂ，５７ｂが設
けられている。

【０００７】図１６，１７は、複数の摺動抵抗体と、複
数の集電体とを備えた基板５１の例を示す。

【０００８】この基板５１は、図１６で示すように、面
５１ａの左半部に摺動抵抗体５３，集電体５６，導体６
４が形成されており、右半部には、摺動抵抗体６３，集
電体６６，導体５４が形成されている。そして、集電体
６６は、導体６７を介して集電体端子６７ａに接続さ
れ、集電体端子６７ａの面５１ｂ側には、端子６７ｂが
設けられている。

【０００９】また、摺動抵抗体６３の一端部は、導体６
４を介して抵抗体端子５５ａに接続され、摺動抵抗体６
３の他端部は、導体部６５を介して抵抗体端子５４ａに
接続されている。

【００１０】この２個の摺動抵抗体５３，６３を備えた
ロータリーポジションセンサにおいては、摺動子５８
が、摺動抵抗体５３と集電体５６の間，および摺動抵抗
体６３と集電体６６の間をそれぞれ短絡し、かつ、互い
に電気的に絶縁された２組の摺動子５８を備えている。
なお、コネクタ部６０は、集電体端子６７ａの増加に対
応して、４端子（図示省略）に構成されている。

【００１１】このロータリーポジションセンサは、図５
に示す等価回路を形成し、ロータ５９の回転角度によ
り、図６に示すように、出力電圧が同一となって変化す
る。なお、図１１〜１５と同等な部材については、同じ
符号を用いてある。

【００１２】図１８〜１９は、複数の摺動抵抗体と、複
数の集電体とを備えた基板５１の他の例を示す。

【００１３】この基板５１は、面５１ａの左半部に摺動
抵抗体５３，集電体５６，導体部６５が形成されてお
り、右半部には、摺動抵抗体６３，集電体６６，導体部
６５（左半部から連続して延びている），導体５４が形
成されている。

【００１４】この構成のロータリーポジションセンサ
は、図９に示す等価回路を形成している。そして。ロー
タ５９の回転角度の増大に伴って、図１０に示すよう
に、出力電圧が正反対のパターンで変化する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来構成のロータリーポジションセンサの基板において
は、例えば、図１３，１４に示す基板５１では、摺動抵
抗体５３の一端部を端子へ導出する導体５４のスペー
ス、および導体５４と摺動抵抗体５３との間に電気的絶
縁用のすき間が必要であり、基板５１の外形寸法が大と
なってロータリーポジションセンサが大形化するという
問題があった。

【００１６】また、摺動抵抗体５３と導体５４とのすき
間に、外部から侵入した水滴が付着したり、摺動抵抗体
５３，導体５４の印刷形成時に生ずる糸曳きによるひげ
等によって、電気的な短絡等の不具合が生ずるおそれが
あった。

【００１７】図１６，１７、および図１８，１９で示す
基板５１では、上記に加えて、摺動抵抗体６３，集電体
６６，導体６４および導体部６５の増設により、外形寸
法が一層大形化し、回路の並行部分が増えて、電気的な
不具合発生の増加の恐れがあった。

【００１８】本発明は、上記問題にかんがみてなされた
ものであり、その目的とするところは、電気的に安定で
かつ小形に構成することのできるロータリーポジション
センサの基板を提供しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたものであり、本発明のロータリー
ポジションセンサの基板は、一方の面に形成された摺動
抵抗体と、前記一方の面に形成された集電体とを備え、
前記摺動抵抗体の両端部にそれぞれ接続された一対の抵
抗体端子および前記集電体の一端部に接続された集電体
端子が導出部に集約されたロータリーポジションセンサ
の基板であって、前記摺動抵抗体の一端部と一方の抵抗
体端子との間を接続する導体が、他方の面に形成されて
なる、ことを特徴とするロータリーポジションセンサの
基板である。

【００２０】また、この発明のロータリーポジションセ
ンサの基板は、一方の面に形成された複数の摺動抵抗体
と、前記一方の面に形成されるとともに複数の前記摺動
抵抗体とそれぞれ対をなす複数の集電体とを備え、複数
の前記摺動抵抗体の両端部にそれぞれ接続された複数の
抵抗体端子および複数の前記集電体の一端部にそれぞれ
接続された複数の集電体端子が導出部に集約されるとと
もに、複数の前記集電体端子の出力電圧が同一となるよ
うに形成されたロータリーポジションセンサの基板であ
って、複数の前記摺動抵抗体のそれぞれの一端部が、他
方の面に形成された複数の導体をそれぞれ介して、複数
の前記抵抗体端子にそれぞれ接続されてなる、ことを特
徴とするロータリーポジションセンサの基板である。

【００２１】さらに、この発明のロータリーポジション
センサの基板は、一方の面に形成された複数の摺動抵抗
体と、前記一方の面に形成されるとともに複数の前記摺
動抵抗体とそれぞれ対をなす複数の集電体とを備え、複
数の前記摺動抵抗体の両端部にそれぞれ接続された複数
の抵抗体端子および複数の前記集電体の一端部にそれぞ
れ接続された複数の集電体端子が導出部に集約されると
ともに、複数の前記集電体端子の出力電圧がそれぞれ異
なったパターンに形成されたロータリーポジションセン
サの基板であって、複数の前記摺動抵抗体のそれぞれの
一端部が、他方の面に形成された一導体を介して一方の
抵抗体端子に接続されるとともに、一方の摺動抵抗体の
他端部が、前記他方の面に形成された他の導体を介して
他方の抵抗体端子に接続されてなる、ことを特徴とする
ロータリーポジションセンサの基板である。

【００２２】また、前記摺動抵抗体の端部が、前記他方
の面に形成された導体にスルーホールを介して接続され
てなる、ことが望ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図面に
基づいて説明する。

【００２４】図１，２は本発明の一実施態様に係るロー
タリーポジションセンサの基板の正面図，背面図であ
る。

【００２５】図１において、基板１０の一方の面１０ａ
には、左半部に円弧状の摺動抵抗体１３が印刷形成さ
れ、右半部に円弧状の集電体２０が印刷形成されてお
り、図２に示す他方の面１０ｂには、円弧状の導体１６
が印刷形成されている。

【００２６】基板１０は、中央部に図示しないロータ軸
が貫通する貫通孔１１が穿設され、所定位置に、従来例
と同様の複数のコンタクト端子を有するコネクタ部に相
対する導出部１２が形成されている。導出部１２には、
面１０ａ側に入力端子となる一方の抵抗体端子１７、グ
ランド端子となる他方の抵抗体端子１９、出力端子とな
る集電体端子２２の各端子が集約されて配設されてい
る。

【００２７】また、面１０ａの所定位置に導体部１４，
１８および導体２１が印刷形成されており、導体部１８
は抵抗体端子１９に接続され、導体２１は一端が集電体
２０の一端に接続され、他端が集電体端子２２に接続さ
れている。

【００２８】摺動抵抗体１３は、導出部１２から遠い一
端部が導体部１４に電気的に接続され、導出部１２に近
い他端部は導体部１８に接続されており、導体部１４に
は他方の面１０ｂへ貫通するスルーホール部１５が貫設
されている。

【００２９】基板１０の面１０ｂには、スルーホール部
１５および抵抗体端子１７，１９、集電体端子２２のそ
れぞれ表裏対向する位置に、端部１６ａおよび端子１７
ａ，１９ａ，２２ａが印刷形成されており、端部１６ａ
と端子１７ａとの間には、摺動抵抗体１３の背面側に位
置するように導体１６が印刷形成されている。

【００３０】そして、抵抗体端子１７と端子１７ａとの
間、抵抗体端子１９と端子１９ａとの間、集電体端子２
２と端子２２ａとの間には、それぞれスルーホールが貫
設され、それらのスルーホールおよびスルーホール部１
５にはスルーホールめっきが施されている。

【００３１】このように構成されたロータリーポジショ
ンセンサの基板によると、摺動抵抗体１３の一端部導出
用の導体１６が、摺動抵抗体１３の背面側を経由して抵
抗体端子１７に接続されているので、基板１０の直径、
すなわち基板１０の平面積を小さくすることができる。
また、摺動抵抗体１３と導体１６との間には、基板１０
の厚みが介在して両者間の電気的絶縁性を安定して保持
している。従って、ロータリーポジションセンサ内に侵
入した水滴付着や、摺動抵抗体１３，導体１６の印刷形
成時に生ずるひげ等による電気的な不具合の発生を回避
している。

【００３２】さらに、スルーホール部１５のスルーホー
ルめっき、はんだ接合は、抵抗体端子１７，端子１７ａ
部分、抵抗体端子１９，端子１９ａ部、集電体端子２
２，端子２２ａ部分の各スルーホールのスルーホールめ
っき、およびはんだ接合と同一工程で一緒に行うことが
でき、工程数の増加を伴うことがない。なお、この基板
１０は、従来例の図１５に示す等価回路と同様の回路を
形成している。

【００３３】図３〜６は、この発明の他の実施態様を示
し、複数の摺動抵抗体，および複数の集電体を備えた構
成に特徴を有する。なお、以下の説明では、第１実施例
との重複部分については、同一符号を付して説明を省略
する。

【００３４】この第２実施態様では、基板１０の面１０
ａの左半部に摺動抵抗体１３，集電体２０が形成され、
右半部に摺動抵抗体２３，集電体３０が形成されてお
り、導出部１２には集電体端子３２が増設されている。

【００３５】摺動抵抗体２３は、導出部１２から遠い一
端部が導体部２４に接続され、導出部１２に近い他端部
は、導体部２８を介して抵抗体端子１７に接続されてお
り、導体部２４には、面１０ｂへ貫通するスルーホール
部２５が貫設されている。また、集電体３０は、導体３
１を介して集電体端子３２に接続されている。

【００３６】基板１０の面１０ｂには、スルーホール部
１５，２５および集電体端子３２のそれぞれ表裏対応す
る位置に、端部１６ａ，２６ａ，および端子３２ａが形
成されている。そして、端部１６ａと端子１７ａとの間
には、摺動抵抗体２３の背面側に位置して導体１６が形
成され、端部２６ａと端子１９ａとの間には、導体２６
が形成されている。

【００３７】なお、摺動抵抗体１３と集電体２０との
間，および摺動抵抗体２３と集電体３０との間は、それ
ぞれの間を短絡し、かつ互いに電気的に絶縁された２組
の摺動子３５，３５が接触して回転する。

【００３８】この基板１０は、図５に示す等価回路を形
成している。そして、ロータの回転角度により、図６に
示すように、両集電体端子２２，３２の出力電圧が同一
となって変化する。従って、同一特性の２系統の出力の
中、一方の出力の瞬断があっても、他方の検出出力によ
り、出力値の誤検出を防止している。

【００３９】この第２実施態様の基板１０によれば、従
来例の図１６，１７に示す基板５１のように、導体５
４，６４の平面的な展開がなくなる。そのため、基板１
０の平面積が小さくなり、かつ電気的絶縁性を安定して
保持して、電気的な不具合発生を回避している。

【００４０】図７〜１０は、この発明の第３の実施態様
を示す。

【００４１】この第３実施態様では、複数の摺動抵抗体
と複数の集電体とを備えた基板１０の他の例を示す。

【００４２】この基板１０は、第２実施態様と同様に、
面１０ａの左半部に摺動抵抗体１３，集電体２０が形成
され、右半部には、摺動抵抗体２３，集電体３０が形成
されている。

【００４３】そして、摺動抵抗体１３，２３のそれぞれ
導出部１２から遠い一端部は、それぞれ導体部１４，２
４を介して電気的に接続され、その接続部にスルーホー
ル部１５が貫設されている。また、摺動抵抗体２３の導
出部１２に近い他端部は、導体部２８に接続され、導体
部２８には、スルーホール部２５が貫設されている。

【００４４】基板１０の面１０ｂには、スルーホール部
１５に対応する端部１６ａと端子１７ａとの間に、導体
１６が形成され、スルーホール部２５に対応する端部２
６ａと端子１９ａとの間に、導体２６が形成されてい
る。

【００４５】この第３実施態様の基板１０は、図９に示
す等価回路を形成している。そして、ロータの回転角度
により図１０に示すように、両集電体端子２２，３２の
出力電圧が正反対のパターンで変化する。従って、回路
に同位相，同レベルのノイズがのった場合等に、正常時
の回転角度対出力電圧と比較して、異常を検知すること
ができる。

【００４６】この基板１０によれば、従来例の図１８，
１９に示す基板５１のように、導体５４，導体部６５
（ほぼ１周分）の平面的な展開がなくなる。従って、基
板１０の平面積が小さくなり、電気的絶縁性を安定して
保持して、電気的な不具合発生を回避している。

【００４７】なお、この発明は上述の説明および図例に
限定されることなく、この発明の技術的思想から逸脱し
ない範囲において、その実施態様を変更することができ
る。例えば、基板の外形は、方形または長方形であって
もよい。また、摺動抵抗体，集電体は、それぞれ直線に
形成されたもの、すなわち、直線摺動形のセンサに適用
できることは勿論である。

【００４８】さらに、抵抗体端子および集電体端子とそ
れに対向する各端子は、スルーホールめっきに代えて、
基板の表裏を挟着可能なコ字状部を有するコンタクト端
子、または、金具で接続してもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のロータリー
ポジションセンサの基板によれば、摺動抵抗体の一端部
と一方の抵抗体端子との間を接続する導体が、摺動抵抗
体の印刷形成面の背面側に形成されているので、基板に
おける電気的接続を立体化して基板の平面積を小さくす
ることができる。従って、本発明の基板を装備すること
により、ロータリーポジションセンサを小形に構成する
ことができる。

【００５０】また、上記導体と摺動抵抗体との間に基板
の厚みが介在して、両者間の電気的絶縁性を保持してい
るので、水滴の付着や、摺動抵抗体，導体の印刷形成時
のひげ等による電気的な短絡の不具合の発生を防止して
電気的安定性を保持することができる。

【００５１】さらに、複数の摺動抵抗体，集電体を備
え、出力電圧が同一パターン、またはそれぞれ異なった
パターンに形成された基板において、一層の小形化、お
よび電気的安定性を発揮することができる。

【００５２】また、摺動抵抗体の一端部が、他方の面に
形成された導体にスルーホールを介して接続されている
ので、そのスルーホールめっき，はんだ接合を、導出部
の各端子と同時に行って、工程の増加を伴うことなく基
板表裏の立体的電気接続を行うことができる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様のロータリーポジションセン
サの基板の正面図。

【図２】図１の背面図。

【図３】第２実施態様の基板の正面図。

【図４】図３の背面図。

【図５】図３に示す基板の等価回路図。

【図６】図３の基板における出力特性図。

【図７】第３実施態様の基板の正面図。

【図８】図７の背面図。

【図９】図７に示す基板の等価回路図。

【図１０】図７の基板における出力特性図。

【図１１】従来のロータリーポジションセンサの一例を
示す側断面図。

【図１２】図１１のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図１３】従来のロータリーポジションセンサの基板の
正面図。

【図１４】図１３の背面図。

【図１５】図１２に示す基板の等価回路図。

【図１６】従来の複数の摺動抵抗体，複数の集電体を備
えた基板の正面図。

【図１７】図１６の背面図。

【図１８】従来の複数の摺動抵抗体，複数の集電体を備
えた基板の他の例を示す正面図。

【図１９】図１８の背面図。

【符号の説明】

１０ 基板 １０ａ 一方の面 １０ｂ 他方の面 １３，２３ 摺動抵抗体 １５，２５ スルーホール部 １６，２６ 導体 １７，１９ 抵抗体端子 ２０，３０ 集電体 ２２，３２ 集電体端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に形成された摺動抵抗体と、前
   記一方の面に形成された集電体とを備え、 前記摺動抵抗体の両端部にそれぞれ接続された一対の抵
   抗体端子および前記集電体の一端部に接続された集電体
   端子が導出部に集約されたロータリーポジションセンサ
   の基板であって、 前記摺動抵抗体の一端部と一方の抵抗体端子との間を接
   続する導体が、他方の面に形成されてなる、 ことを特徴とするロータリーポジションセンサの基板。
2. 【請求項２】 一方の面に形成された複数の摺動抵抗体
   と、前記一方の面に形成されるとともに複数の前記摺動
   抵抗体とそれぞれ対をなす複数の集電体とを備え、 複数の前記摺動抵抗体の両端部にそれぞれ接続された複
   数の抵抗体端子および複数の前記集電体の一端部にそれ
   ぞれ接続された複数の集電体端子が導出部に集約される
   とともに、複数の前記集電体端子の出力電圧が同一とな
   るように形成されたロータリーポジションセンサの基板
   であって、 複数の前記摺動抵抗体のそれぞれの一端部が、他方の面
   に形成された複数の導体をそれぞれ介して、複数の前記
   抵抗体端子にそれぞれ接続されてなる、 ことを特徴とするロータリーポジションセンサの基板。
3. 【請求項３】 一方の面に形成された複数の摺動抵抗体
   と、前記一方の面に形成されるとともに複数の前記摺動
   抵抗体とそれぞれ対をなす複数の集電体とを備え、 複数の前記摺動抵抗体の両端部にそれぞれ接続された複
   数の抵抗体端子および複数の前記集電体の一端部にそれ
   ぞれ接続された複数の集電体端子が導出部に集約される
   とともに、複数の前記集電体端子の出力電圧がそれぞれ
   異なったパターンに形成されたロータリーポジションセ
   ンサの基板であって、 複数の前記摺動抵抗体のそれぞれの一端部が、他方の面
   に形成された一導体を介して一方の抵抗体端子に接続さ
   れるとともに、 一方の摺動抵抗体の他端部が、前記他方の面に形成され
   た他の導体を介して他方の抵抗体端子に接続されてな
   る、 ことを特徴とするロータリーポジションセンサの基板。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載のロータリーポジシ
   ョンセンサの基板であって、 前記摺動抵抗体の端部が、前記他方の面に形成された導
   体にスルーホールを介して接続されてなる、 ことを特徴とするロータリーポジションセンサの基板。