JPH11148804A - 回転位置センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃エンジンの回転スロットルシャフトの位
置を検出する回転スロットル位置センサにおいて、信頼
性の高いものを提供することを目的とする。 【解決手段】 ロータ４４の内径部に相手側シャフト４
８の平面部４９と圧接する圧接部５０と相手側シャフト
４８を支持する支持片５１とを有するとともに、ロータ
４４の外周に支持片５１を内側に押止するスナップリン
グ５２を設け、相手側シャフト４８の挿入性の向上する
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃エンジンの相手
側シャフトの位置を検出するのに利用される回転位置セ
ンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両などの内燃エンジンは、エンジンに
流入する空気の量を制御するためにスロットル弁を用い
ており、このスロットル弁を開くと空気を多く吸い込み
閉じると空気の吸い込みが少なくなって、エンジンの速
度制御が行われるようになっている。

【０００３】従来の回転位置センサは、特開平７−１５
１５０８号公報に開示されたものが、知られている。

【０００４】以下に従来の回転位置センサについて、図
面を参照しながら説明する。図８は、従来の回転位置セ
ンサの内部構成要素が見えるようにするためカバーが取
り外されている上面図、図９は従来の回転位置センサに
相手側シャフトが挿入された状態を示す側断面図であ
る。

【０００５】図８、図９において、１は有底溝を有する
とともに内周面から中央部に向かって設けられた１対の
アーム２を有するケースである。３はケース１の内周面
に沿って設けられた抵抗パターン（図示せず）を有して
なるフィルム抵抗体である。４はフィルム抵抗体３に電
気的に接続されるとともにケース１の外部に接続する外
部端子である。５はケース１の内部の１対のアーム２に
当接するように設けられた円筒形状のロータで、このロ
ータ５の側面からは先端部にフィルム抵抗体３の抵抗パ
ターンと摺接する刷子６を有する突出部７が設けられて
いる。ロータ５の内径部には相手側シャフト８の平面部
９と圧接する圧接部１０と相手側シャフト８を支持する
支持部１１および相手側シャフト８の挿入時に伸びる薄
肉部１２を有している。１３はカバー１の上面開口部を
閉塞する金属製のカバーである。

【０００６】以上のように構成された従来の回転位置セ
ンサについて、以下に相手側シャフトを挿入する状態を
図面を参照しながら説明する。

【０００７】図９は従来の回転位置センサに相手側シャ
フトを挿入する状態を示す側断面図である。

【０００８】図９において、相手側シャフト８をロータ
５の内径側に挿入すると薄肉部１２が伸びて、相手側シ
ャフト８の平面部９がロータ５の圧接部１０と圧接する
とともに、支持部１１が相手側シャフト８を支持し、相
手側シャフト８の回転を精度良くロータの回転に変換で
きる構成となっていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成においては、薄肉部１２が伸びることにより相手
側シャフト８をロータ５に挿入するので、挿入する際の
薄肉部１２の伸び量の制限から相手側シャフト８の挿入
が困難であるという課題を有していた。

【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、相手側シャフトの挿入性の向上した回転位置センサ
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の回転位置センサは、ロータの内径部に相手側
シャフトの平面部と圧接する圧接部と相手側シャフトを
支持する支持片とを有するとともにロータの外周に支持
片を内側に押止するスナップリングを有する構成とした
ものである。

【００１２】この構成によれば、相手側シャフトの挿入
性の向上した回転位置センサが得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、有底筒状のケースと、このケースの内壁の側面に設
けられた抵抗パターンを有する抵抗体と、一端でこの抵
抗体と電気的に接続されるとともに他端が前記ケースか
ら突出する外部接続用のコネクタ端子と、前記抵抗体の
抵抗パターンと摺接する刷子を支持する支持腕が突出す
るように設けられているとともに回動可能でかつ相手側
シャフトを内径側に挿入するロータと、前記ケースの開
口端を閉塞するとともに略中央に前記ロータの上端部が
挿入される挿入孔を有するカバーとを備え、前記ロータ
の内径部に相手側シャフトの平面部と圧接する圧接部と
前記相手側シャフトを支持する支持片とを有するととも
に前記ロータの外周に前記支持片を内側に押止するスナ
ップリングを有するので、前記ロータへの相手側シャフ
トの挿入性が向上するとともにロータと相手側シャフト
との密着性が向上するという作用を有するものである。

【００１４】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のロータの圧接部と支持片との外周に
は、スナップリングを定位置に保持する抜止部および進
入止部とを有するので、前記スナップリングの移動を防
止できるという作用を有するものである。

【００１５】また、本発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１または２記載のロータの支持腕には、空孔を有
するので、この空孔にカシメ治具を挿入することによ
り、容易に刷子をロータに固着できるという作用を有す
るものである。

【００１６】また、本発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１または２記載のロータの外周には、カバーの底
面と当接して前記ロータの傾倒を防止する傾倒防止部を
有するので、ロータの支持腕に設けられた刷子がケース
の内側面に強い圧力で接することがないという作用を有
するものである。

【００１７】また、本発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１または２に記載のロータの支持片には、分離溝
を設けるとともにこの分離溝にスナップリングの端部を
配置したので、このスナップリングの端部のバリが前記
分離溝に位置し、前記スナップリングによりロータを均
一に支持できるという作用を有するものである。

【００１８】また、本発明の請求項６に記載の発明は、
請求項３に記載のロータの抜止部とロータの進入止部と
は、前記ロータの外周の長手方向の同一直線方向には設
けられていないので、ロータを作成する金型の構造が複
雑でないという作用を有するものである。

【００１９】また、本発明の請求項７に記載の発明は、
馬蹄形状の抵抗体を下面に有するとともにその抵抗体と
電気的に接続された端子を設けられた基板と、この基板
上に回転可能に配設され前記抵抗体に摺接する刷子を有
するロータと、前記基板および前記ロータを収納し底面
に前記ロータの外周部を枢支する軸受を設けるとともに
前記抵抗体の端子と電気的に接続されたコネクタ端子を
有するコネクタ部を設けられかつ上面が開放されたケー
スと、このケースの上面開放部を閉塞するカバーとを備
え、前記ロータは円筒状であり、このロータの内径側に
軸線上の略中央から底面側に向かって相手側シャフトの
平面部と圧接する平面状の圧接部と前記相手側シャフト
を外側から支持する支持片とを有するとともに、この支
持片および圧接部の外周にはスナップリングを載置しこ
のスナップリングの軸方向の移動を防止する抜止部およ
び進入止部とを前記ロータの外周の長手方向の同一直線
方向でない箇所に設けられたので、相手側シャフトの挿
入性が良いという作用を有するものである。

【００２０】（実施の形態１）以下に、本発明の実施の
形態１における回転位置センサについて、図面を参照し
ながら説明する。

【００２１】図１は本発明の実施の形態１における回転
位置センサの分解斜視図、図２は同側断面図、図３は同
要部であるロータの下側斜視図である。図４は同回転位
置センサの要部であるロータに相手側シャフトを挿入し
た状態を示す側断面図である。

【００２２】図１〜図４において、３１はガラス繊維を
混入したポリブチレンテレフタレートなどの耐熱性、機
械的強度に優れた合成樹脂によって成形された有底円筒
状のケースである。このケース３１内には数本のコネク
タ端子３２が、インサート成形により組み込まれてお
り、このコネクタ端子３２の一端は、ケース３１の内部
に表出し、他端はケース３１の底面に側方へ向かって設
けたコネクタ部３３内に突出している。また、ケース３
１の外周面には、リング状のフランジ３４が形成され、
このフランジ３４の一部の相対向する位置に取付孔３５
を有する取付部３６が設けられている。さらにケース３
１の内周壁の中間には段部３７が設けられている。この
ようなケース３１の内周壁にはポリイミドフィルムなど
の樹脂フィルム３８の片面に数本の抵抗パターン３９と
この抵抗パターン３９の一端にコネクタ端子３２と当接
して電気的な導通をとるための接続部４０を印刷などに
より形成した抵抗体４１が組み込まれる。すなわち、こ
の抵抗体４１は、ケース３１の内周壁に沿い段部３７
で、上下方向の位置を規制されて抵抗パターン３９が内
側にくるように組み込まれ、その一端部は、コネクタ端
子３２のケース３１内に表出した部分に位置するように
組み込まれる。この抵抗体４１の接続部４０のコネクタ
端子３２への接続は、Ｖ字状に折曲されたステンレスな
どの弾性を有する金属板を片面は平板で、他面は櫛形に
形成された押さえバネ４２を組み込むことにより接続部
４０をコネクタ端子３２の表出部４３に圧接することに
よって行われている。また、ケース３１内の略中央に
は、ガラス繊維を混入したポリブチレンテレフタレート
などの合成樹脂からなる円筒状のロータ４４が組み込ま
れる。このロータ４４は、外周面の中間に外方への突出
する支持腕４５を設け、この支持腕４５の先端には抵抗
体４１の抵抗パターン３９に当接してロータ４４の回転
によって摺動する刷子４６が取り付けられているととも
に、この支持腕４５の略中央には上方から下方に渡っ
て、空孔４７が設けられている。このロータ４４の内径
側には軸線上の略中央から底面側に渡って相手側シャフ
ト４８の平面部４９と圧接する平面状の圧接部５０と、
相手側シャフト４８を外側から支持する支持片５１とを
有している。このロータ４４の圧接部５０と支持片５１
との外周にはスナップリング５２を載置するとともにこ
のスナップリング５２の軸方向の移動を防止する抜止部
５３および進入止部５４とをロータ４４の外周の長手方
向の同一直線方向でない箇所に有している。このロータ
４４の支持片５１の略中央には長手方向に分離溝５５が
設けられ、この分離溝５５にはスナップリング５２の端
部５６が配置されている。スナップリング５２の端部５
６をロータ４４の分離溝５５に設けることにより、この
スナップリング５２の端部５６にバリが発生しても、均
一な応力でロータ４４の支持片５１を支持できるという
作用を有するものである。このロータ４４の上方の側面
からは外方へ向かって突出する傾倒防止部５７が設けら
れている。このロータ４４の上面内径側には相手側シャ
フト４８を挿入時に誘導する勾配部５８が設けられてい
る。そして、このような抵抗体４１、押さえバネ４２、
ロータ４４を組み込んだケース３１の開口部にはこのケ
ース３１と同じ材質から構成されるカバー５９が取り付
けられている。このカバー５９の中央には相手側シャフ
ト４８とロータ４４の上端部６０とが挿通する開口６１
が設けられている。

【００２３】以上のように構成された本発明の実施の形
態１における回転位置センサについて以下にその組立方
法を説明する。

【００２４】まず、一定の幅に裁断された帯状の樹脂フ
ィルム３８上に抵抗パターン３９を印刷する。

【００２５】次に、抵抗パターン３９を印刷された抵抗
体４１を焼付炉（図示せず）に約１８０〜２７０℃で約
１〜１２０分間投入し、抵抗パターン３９を樹脂フィル
ム３８に焼き付ける。

【００２６】次に、図５に示すように、上型６３および
下型６４とを組み合せた後、高温で溶融された樹脂を上
型６３と下型６４との隙間に注入する。

【００２７】次に、上型６３および下型６４とを冷却し
た後、上型６３および下型６４とを上下に開き、ロータ
４４を取り出す。

【００２８】このとき、ロータ４４の抜止部５３と進入
止部５４とがロータ４４の長手方向の延長線上にある場
合には、図１０に示すように上型６３と下型６４とスラ
イドコア６５とを必要とし、金型の構造が複雑となって
しまう。すなわち、本発明の実施の形態１における回転
位置センサにおいては、ロータ４４の抜止部５３とロー
タ４４の進入止部５４とはロータ４４の長手方向の延長
線上には設けられていないので、上型６３と下型６４の
みでロータ４４を作成することが可能であり、金型の構
造が単純であるという作用を有するものである。

【００２９】次に、図６に示すように、スナップリング
５２をロータ４４に載置した後、ロータ４４の空孔４７
に受型７１を挿入し、押え型７２で刷子４６をロータ４
４にカシメて固着する。

【００３０】次に、抵抗体４１と、押さえバネ４２と、
ロータ４４とをケース３１の内側に載置した後、ケース
３１の上面をカバー５９で閉塞する。

【００３１】以上のように構成、組立られた回転位置セ
ンサについて、以下にその動作を説明する。

【００３２】回転位置センサをエンジンの近傍の相手側
シャフト４８に位置合わせしながら圧入し、相手側シャ
フト４８にロータ４４が完全に嵌合結合された状態でケ
ース３１の取付部３６を利用してスロットル本体（図示
せず）にケース３１の固定を行って組み込みを完了す
る。すなわち、相手側シャフト４８の平面部４９とロー
タ４４の圧接部５０との位置を合致させた状態で、ケー
ス３１ごと相手側シャフト４８側に押していくことによ
り相手側シャフト４８の先端にロータ４４が嵌合されて
回転方向に対して結合されることになり、その状態でビ
スなどを用いて、ケース３１の取付部３６を利用してス
ロットル本体（図示せず）にケース３１を固定する。こ
のとき、ロータ４４の内径部に相手側シャフト４８の平
面部４９と圧接する圧接部５０と相手側シャフト４８を
支持する支持片５１とを有するとともにロータ４４の外
周に支持片５１を内側に押止するスナップリング５２を
設けることにより、支持片５１が自由に外方へ弾性変形
するので、ロータ４４への相手側シャフト４８の挿入性
が向上するという作用を有するものである。また、相手
側シャフト４８の挿入によりロータ４４が過度に傾くと
刷子４６が強い応力でケース３１の内側面に当接し刷子
４６が変形する。本発明の実施の形態１における回転位
置センサにおいては、ロータ４４の傾倒防止部５７がカ
バー５９の底面と当接するので、ロータ４４が過度に傾
くことを防止できるという作用を有するものである。こ
れで、相手側シャフト４８がアクセルを踏みこんだり、
フリーにしたりすることによって回転し、その回転と同
期してロータ４４が回転し、ロータ４４に取り付けた刷
子４６が抵抗体４１の抵抗パターン３９との接触位置を
変えることにより、コネクタ端子３２にその接触位置に
応じた電圧が得られ、その電圧の変動を信号としてエン
ジン内に噴射される燃料の量をコントロールすることが
できる。

【００３３】（実施の形態２）以下に、本発明の実施の
形態２における回転位置センサについて、図面を参照し
ながら説明する。

【００３４】図７は本発明の実施の形態２における回転
位置センサの側断面図である。図７において、８１は馬
蹄形状の抵抗体８２を下面に有するとともに、その抵抗
体８２と電気的に接続された端子８３とを設けられた樹
脂製の基板である。８４は基板８１上に回転可能に配設
され、抵抗体８２に摺接する刷子８５を有する樹脂製の
ロータである。このロータ８４は、外周面の中間に外方
への突出する支持腕８６を設け、この支持腕８６の先端
には基板８１の抵抗体８２に当接してロータ８４の回転
によって摺動する刷子８５が取り付けられているととも
に、この支持腕８６の略中央には上方から下方に渡っ
て、空孔８７が設けられている。このロータ８４の内径
側には軸線上の略中央から底面側に渡って相手側シャフ
ト８８の平面部８９と圧接する平面状の圧接部９０と、
相手側シャフト８８を外側から支持する支持片９１とを
有している。このロータ８４の圧接部９０と支持片９１
との外周にはスナップリング９２を載置するとともにこ
のスナップリング９２の軸方向の移動を防止する抜止部
９３および進入止部９４とをロータ８４の外周の長手方
向の同一直線方向でない箇所に有している。このロータ
８４の側面からは外方へ向かって突出する傾倒防止部９
５が設けられている。このロータ８４の下方の内径側に
は相手側シャフト８８を挿入時に誘導する勾配部９６が
設けられている。９７は基板８１およびロータ８４とを
収納し、内底面にロータ８４の外周を枢支する軸受９８
を設けるとともに、抵抗体８２との端子８３と電気的に
接続されたコネクタ端子９９を有するコネクタ部１００
を設けられ、かつ上面が開放された抵抗体ガラス繊維を
混入したポリブチレンテレフタレート等の耐熱性、機械
強度に優れた合成樹脂によって成形された筒状のケース
である。１０１はケース９７の上面開放部１０２を閉塞
する例えばポリブチレンテレフタレート等の樹脂からな
るカバーである。

【００３５】以上のように構成された本発明の実施の形
態２における回転位置センサの組立方法について、以下
に説明する。

【００３６】まず、ケース９７の軸受９８に上方より、
予め刷子８５をカシメられたロータ８４の外周が枢支さ
れるようにロータ８４を挿入する。

【００３７】次に、ケース９７に抵抗体８２を印刷され
た基板８１を装着するとともに、ケース９７のコネクタ
端子９９と基板８１の端子８３とを半田付けする。

【００３８】次に、ケース９７の上面開放部１０２をカ
バー１０１で封止する。以上のように、構成、組立られ
た本発明の実施の形態２における回転位置センサについ
て、以下にその動作を説明する。

【００３９】ケース９７を相手側スロットル本体（図示
せず）に固定する。そして、ロータ８４が自動車（図示
せず）のアクセルを踏み込んだり、フリーにしたりする
ことによって回転し、このロータ８４に取付けた刷子８
５が基板８１の抵抗体８２との接触位置を変えることに
より、コネクタ端子９９にその接触位置に応じた電圧が
得られ、その電圧の変動を信号としてエンジン内に噴射
される燃料の量をコントロールすることができるもので
ある。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明は、ロータの内径部
に相手側シャフトの平面部と圧接する圧接部と相手側シ
ャフトを支持する支持片とを有するとともにロータの外
周に支持片を内側に押止するスナップリングを設けるこ
とにより、ロータへの相手側シャフトの挿入性が向上す
るとともに、ロータと相手側シャフトとの密着性の向上
した回転位置センサを提供できるという効果を有するも
のである。

【００４１】また、ロータの圧接部と支持片の外周には
スナップリングを定位置に保持する抜止部および進入止
部とを設けることにより、スナップリングの移動を防止
できるので、相手側シャフトを確実に保持できる回転位
置センサを提供できるという効果を有するものである。

【００４２】また、ロータの支持腕に空孔を設けるとと
もに、この空孔に刷子をカシメるカシメ治具を挿入し
て、刷子を支持腕に固着することにより、刷子のロータ
に対する固着性に優れた回転位置センサを提供できると
いう効果を有するものである。

【００４３】また、ロータの外周にはカバーの底面と当
接してロータの傾倒を防止する傾倒防止部を有するの
で、ロータの支持腕に設けられた刷子がケースの内側面
に強い圧力で接することがないので、刷子の変形を防止
できる特性の向上した回転位置センサを提供できるとい
う効果を有するものである。

【００４４】また、ロータの支持片には分離溝を設ける
とともにこの分離溝にスナップリングの端部を配置した
ので、このスナップリングの端部のバリが分離溝に位置
し、スナップリングによりロータを均一に支持できる回
転位置センサを提供できるという効果を有するものであ
る。

【００４５】また、ロータの抜止部とロータの進入止部
とはロータの長手方向の延長線上には設けられていない
ので、ロータを作成する金型の構造が単純な回転位置セ
ンサを提供できるという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における回転位置センサ
の分解斜視図

【図２】同側断面図

【図３】同要部であるロータにスナップリングを装着し
た状態を示す下側斜視図

【図４】同回転位置センサに相手側シャフトを装着した
状態を示す側断面図

【図５】同要部であるロータを作成する金型の側断面図

【図６】同要部であるロータに刷子を固着する状態を示
す側面図

【図７】本発明の実施の形態２における回転位置センサ
の側断面図

【図８】従来の回転位置センサの内部構成要素が見える
ようにするためにカバーが取り外されている状態を示す
上面図

【図９】従来の回転位置センサに相手側シャフトが装着
されている状態を示す側断面図

【図１０】同要部であるロータを作成する金型の側断面
図

【符号の説明】

３１，９７ ケース ４１，８２ 抵抗体 ４４，８４ ロータ ４６，８５ 刷子 ４７，８７ 空孔 ４８，８８ 相手側シャフト ４９，８９ 平面部 ５０，９０ 圧接部 ５１，９１ 支持片 ５２，９２ スナップリング ５３，９３ 抜止部 ５４，９４ 進入止部 ５５ 分離溝 ５６ 端部 ５７，９５ 傾倒防止部 ５９，１０１ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 和芳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐久川 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有底筒状のケースと、このケースの内壁
   の側面に設けられた抵抗パターンを有する抵抗体と、一
   端でこの抵抗体と電気的に接続されるとともに他端が前
   記ケースから突出する外部接続用のコネクタ端子と、前
   記抵抗体の抵抗パターンと摺接する刷子を支持する支持
   腕が突出するように設けられているとともに回動可能で
   かつ相手側シャフトを内径側に挿入するロータと、前記
   ケースの開口端を閉塞するとともに略中央に前記ロータ
   の上端部が挿入される挿入孔を有するカバーとを備え、
   前記ロータの内径部に相手側シャフトの平面部と圧接す
   る圧接部と前記相手側シャフトを支持する支持片とを有
   するとともに前記ロータの外周に前記支持片を内側に押
   止するスナップリングを有する回転位置センサ。
2. 【請求項２】 ロータの圧接部と支持片との外周には、
   スナップリングを定位置に保持する抜止部および進入止
   部とを有する請求項１記載の回転位置センサ。
3. 【請求項３】 ロータの支持腕には、空孔を有する請求
   項１または２記載の回転位置センサ。
4. 【請求項４】 ロータの外周にはカバーの底面と当接し
   て前記ロータの傾倒を防止する傾倒防止部を有する請求
   項１または２記載の回転位置センサ。
5. 【請求項５】 ロータの支持片には、分離溝を設けると
   ともにこの分離溝にスナップリングの端部を配置した請
   求項１または２記載の回転位置センサ。
6. 【請求項６】 ロータの抜止部とロータの進入止部と
   は、前記ロータの外周の長手方向の同一直線方向には設
   けられていない請求項２記載の回転位置センサ。
7. 【請求項７】 馬蹄形状の抵抗体を下面に有するととも
   にその抵抗体と電気的に接続された端子を設けられた基
   板と、この基板上に回転可能に配設され前記抵抗体に摺
   接する刷子を有するロータと、前記基板および前記ロー
   タを収納し底面に前記ロータの外周部を枢支する軸受を
   設けるとともに前記抵抗体の端子と電気的に接続された
   コネクタ端子を有するコネクタ部を設けられかつ上面が
   開放されたケースと、このケースの上面開放部を閉塞す
   るカバーとを備え、前記ロータは円筒状であり、このロ
   ータの内径側に軸線上の略中央から底面側に向かって相
   手側シャフトの平面部と圧接する平面状の圧接部と前記
   相手側シャフトを外側から支持する支持片とを有すると
   ともに、この支持片および圧接部の外周にはスナップリ
   ングを載置しこのスナップリングの軸方向の移動を防止
   する抜止部および進入止部とを前記ロータの外周の長手
   方向の同一直線方向でない箇所に設けられた回転位置セ
   ンサ。