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JPH09171902A - ポジションセンサ - Google Patents

ポジションセンサ

Info

Publication number
JPH09171902A
JPH09171902A JP34930195A JP34930195A JPH09171902A JP H09171902 A JPH09171902 A JP H09171902A JP 34930195 A JP34930195 A JP 34930195A JP 34930195 A JP34930195 A JP 34930195A JP H09171902 A JPH09171902 A JP H09171902A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
element member
position sensor
housing
rotor
terminal portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34930195A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihide Miwa
昭秀 三輪
Yoshiyuki Takahashi
由幸 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AMP Japan Ltd
Original Assignee
AMP Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AMP Japan Ltd filed Critical AMP Japan Ltd
Priority to JP34930195A priority Critical patent/JPH09171902A/ja
Priority to PCT/US1996/020456 priority patent/WO1997022847A2/en
Priority to EP96945637A priority patent/EP0868647A2/en
Priority to US09/142,243 priority patent/US6032521A/en
Publication of JPH09171902A publication Critical patent/JPH09171902A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • G01D5/165Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance by relative movement of a point of contact or actuation and a resistive track
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245Housings for sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Details Of Resistors (AREA)
  • Adjustable Resistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を削減すると共に、放熱性、電気的
接続の信頼性を向上させたポジションセンサの提供。 【解決手段】 抵抗エレメント54が表面に形成された
エレメント部材20の外表面47を外部に露出させたこ
とにより、エレメント部材20に生ずる熱を直接外部に
放散させた。また、ポジションセンサ1の端子部44を
エレメント部材20と一体化させることにより、エレメ
ント部材20及び端子部44間の接続箇所を実質的に無
くした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定体の回転角
度を検出するポジションセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車のスロットルバルブの回
転角度を検出するためにポテンシオメータ等のポジショ
ンセンサが広く用いられている。図3は、従来のポジシ
ョンセンサ100を示す断面図である(実開平4−92
601号公報参照)。ポジションセンサ100は、主と
して本体ハウジング102、この本体ハウジング102
に回転可能に支持されたロータ104、このロータ10
4の一端に固定された摺動ブラシ106、この摺動ブラ
シ106と電気的に接触する抵抗エレメント108が表
面に形成され、且つ本体ハウジング102に固定された
基板状のエレメント部材110、このエレメント部材1
10から導体112を介して、本体ハウジング102外
へ延びる端子114、及びエレメント部材110等を封
止するカバーハウジング116を含む。尚、ロータ10
4はスロットルバルブ(図示せず)等に連結するレバー
118を具備していると共に捩じりコイルばね120に
より原位置に復帰するように付勢されている。また、本
体ハウジング102及びカバーハウジング116との境
界は接着剤124によりシール(seal)される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のポジションセン
サ100は多数の部品で構成されているので、部品の管
理上煩雑であるばかりでなく、組立工数、材料費等が嵩
むため、コスト低減化は困難であった。
【0004】また、エレメント部材110の外側に、エ
レメント部材110及びカバーハウジング116との間
の空気層122が存在するため、エレメント部材110
に生じた熱が十分に放散されず、エレメント部材110
の熱膨張によりポジションセンサ100が示す抵抗値に
誤差が生ずるおそれがあった。尚、エレメント部材11
0をセラミック製にすれば放熱性は良くなるが、高価で
成形性に劣る。
【0005】さらに、エレメント部材110及び端子1
14の間に導体112が介在するので、それらを相互接
続するためにリベット126、半田128等による複数
の接続箇所が存在する。このため、電気的接続の信頼性
に欠けるという問題がある。
【0006】従って、本発明は、部品点数を削減するこ
とにより、組立工数を削減し、ひいては製品のコストを
低減できるポジションセンサを提供することを第1の目
的とする。
【0007】また、本発明は、電気的接続箇所を大幅に
削減することにより、電気的信頼性を向上させたポジシ
ョンセンサを提供することを第2の目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1のポジションセ
ンサは、ハウジングと、軸受容部を一体的に有すると共
にブラシ部材を固定し且つ前記ハウジングに回転可能に
支持されるロータと、前記ブラシ部材と接触する抵抗エ
レメントが表面に形成されたエレメント部材とを具える
ポジションセンサにおいて、前記エレメント部材の外表
面を直接外部に露出されたことを特徴とする。
【0009】また、請求項2のポジションセンサは、ハ
ウジングと、軸受容部を一体的に有すると共にブラシ部
材を固定し且つ前記ハウジングに回転可能に支持される
ロータと、前記ブラシ部材と接触する抵抗エレメントが
表面に形成されたエレメント部材と、電気的接続手段を
介して前記抵抗エレメントに接続された、相手コンタク
トと嵌合する端子部とを具えるポジションセンサにおい
て、前記エレメント部材及び前記端子部が一体的に形成
されたことを特徴とする。
【0010】さらに、請求項3のポジションセンサは、
ハウジングと、軸受容部を一体的に有すると共にブラシ
部材を固定し且つ前記ハウジングに回転可能に支持され
るロータと、前記ブラシ部材と摺動接触する抵抗エレメ
ントが表面に形成されたエレメント部材と、電気的接続
手段を介して前記抵抗エレメントに接続された、相手コ
ンタクトと嵌合する端子部とを具えるポジションセンサ
において、前記電気的接続手段及び前記端子部は、前記
エレメント部材のベース表面に形成された導体パターン
であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
のポジションセンサの好適実施形態について説明する。
図1は、本発明のポジションセンサの一実施形態を示す
縦断面図である。図2は、図1のポジションセンサに使
用されるエレメント部材を示し、それぞれ(A)平面
図、(B)中央断面図、(C)底面図である。
【0012】ポジションセンサ1は、ロータ受容凹部1
2及びコネクタ部14を一体的に有するハウジング1
0、ロータ受容凹部12内に受容されるロータ16、こ
のロータ16に固定されるワイパ(ブラシ部材)18、
及びこのワイパ18に接触するエレメント部材20を含
む。ロータ16は、自動車のスロットルバルブ等の軸
(図示せず)を受ける軸受容部22を有すると共に、軸
受容部22の反対側にエレメント部材20の凹部40に
軸支される軸部24を有する。軸部24に近接した位置
にはワイパ18が熱かしめ等の公知手法により固定され
る平面部26が形成されている。ハウジング10とロー
タ16との間には、捩じりコイルばね28、ばねワッシ
ャ30及びシール材、例えばOリング32が介在する。
尚、シール材は、Xリング、Uパッキン、Vパッキン等
でもよい。捩じりコイルばね28は、ロータ16をその
軸線34の回りに初期位置へ付勢するためのものであ
る。また、ばねワッシャ30は、ハウジング10及びロ
ータ16間の図1における上下方向のガタを防止するた
めのものである。更に、Oリング32は、ハウジング1
0及びロータ16間の気密性を維持し、図1における下
方から水、油等がハウジング10内に侵入するのを防止
する。ワイパ18は、弾性を有する金属板から形成さ
れ、エレメント部材20を摺動可能に接触するブラシ部
36、37と、平面部26上の突起27を熱かしめする
ことによりロータ16の平面部26に固定される被固定
部38とを有する。
【0013】図1及び図2において、エレメント部材2
0は、ロータ16の軸部24を受ける凹部40を中心と
するエレメント部42と端子部44とが一体となってい
る。エレメント部材20のベース46の材料は、後述す
る焼成温度に耐えうる耐熱性及び成形性を考慮すると液
晶ポリマが好適であるが、例えばPPS等の他の材料で
もよい。エレメント部材20は、従来のポジションセン
サのようなカバーハウジングを設けることなく、外表面
47が外部に露出するので、エレメント部材20に生じ
た熱はその外表面47から直接放散され、放熱性に優れ
る。従って、熱膨張に起因するエレメント部材20の寸
法歪を最小にすると共に高価で成形性に劣るセラミック
を不要にする。エレメント部42の底面45には、凹部
40と同心円状に形成されると共に端子部44の先端に
向って延びる第1導体パターン48が形成される。ま
た、第1導体パターン48の外側に円弧状に形成される
と共に端子部44の先端に向って第1導体パターン48
と平行に延びる第2及び第3導体パターン50、52が
形成される。更に、第1導体パターン48の外側且つ円
心円弧状に、第2及び第3導体パターン50、52の各
他端と一部(約10°の角度範囲)だけオーバラップ7
4、76した抵抗エレメント54が形成されている。ワ
イパの第1ブラシ部36は抵抗エレメント54と接触
し、第2ブラシ部37は円状の第1導体パターン48と
接触する。このため、ロータ16の回転角度に対応して
抵抗エレメント54の経路長が変化するので、第1導体
パターン48及び第2導体パターン50(又は第3導体
パターン52)間の抵抗値からロータ16の回転角度を
検出できる。尚、第1乃至第3導体パターン48、5
0、52は、端子部44の底面45から先端側面56を
介して上面58に延出する。端子部44の両面に導体パ
ターン48、50、52が形成されたことにより、端子
部44と嵌合する相手雌型コンタクト(図示せず)との
接触点が増え、接触信頼性が向上する。また、端子部4
4は、導体パターン48、50、52が同一のベース4
6上に形成されているので、金属製端子の場合に生じが
ちな端子の不揃いは起きない。
【0014】次に、エレメント部材20の製造工程につ
いて説明する。まず、ベース46をめっき可能な液晶ポ
リマ等の樹脂で成形する。次に、MID(Molded
Interconnection Device)の
技法を用いて、ベース46の底面45、先端側面56、
上面58に導体パターン48、50、52の形状に立体
的に銅めっき層を形成する。MID技法には1ショット
モールド法及び2ショットモールド法があり、いずれで
もよいが、1例として以下に1ショットモールド法を説
明する。
【0015】まず、ベース46の表面を水酸化カリウム
水溶液等でエッチング処理し、表面を粗面化した後、触
媒処理し、表面全体に無電解銅めっきを施す。その後、
更に電着レジスト法、スプレー法、ディップ法等により
表面全体にレジストを均一に塗布する。続く露光工程で
は、露光回数を2回又は3回に分けるか、複数の光源を
用いて同時に露光するか、あるいは反射体を用いて、露
光する。次に、導体パターン48、50、52以外の部
分のレジストを除去し、続いて無電解銅めっきされた銅
層を酸等により除去する。さらに導体パターン48、5
0、52上のレジストを除去することにより3次元の導
体パターン48、50、52が形成される。
【0016】続いて、形成された銅めっき層の上にニッ
ケルめっき層を形成し、必要に応じてその上に金めっき
層を形成する。ニッケルめっきにより導体パターン4
8、50、52の熱による酸化が抑制され、また、金め
っきにより相手雌型コンタクト(図示せず)及び抵抗エ
レメント54との接続信頼性が向上する。次に、焼成す
ると抵抗エレメント54となる、カーボン粉末を主体と
したペーストをベース46の底面45に印刷し、印刷さ
れたベース46を約250℃で焼成することによりエレ
メント部材20が完成する。
【0017】次に、ポジションセンサ1の組立工程につ
いて説明する。まず、ハウジング10のロータ受容凹部
12内に捩りコイルばね28及びばねワッシャ30を配
置し、それらの上に、ワイパ18及びOリング32を取
り付けたロータ16を載置すする。続いて、ロータ16
の軸部24の周囲に平ワッシャ60を配置する。次に、
コネクタ部14を貫通する孔62にエレメント部材20
の端子部44を挿入すると共に、ロータ16の軸部24
をエレメント部材20の凹部40に嵌め入れる。この
際、孔62に臨む凸部64と端子部44の上面58に形
成された溝66とが係合してエレメント部材20の前進
(図1における右方向への移動)を阻止する。次に、エ
レメント部42の円弧状外周に沿ってハウジング10の
外周68を熱かしめすることにより、エレメント部材2
0をハウジング10に仮固定する。最後に、エレメント
部42の外側とハウジング10との間に接着剤70を塗
布することにより、エレメント部42及びハウジング1
0間のシール性を確保する。尚、端子部44及びハウジ
ング10間のシール性は、コネクタ部14の内壁72及
び相手コネクタ(図示せず)との間のシール手段により
達成できる。
【0018】エレメント部材20は、従来のエレメント
部材及び端子が一体化されたものに相当し、それらの間
の接続箇所が実質的に皆無になっているので、部品点数
及び組立工数を削減するばかりでなく、電気的な接続信
頼性が大幅に向上する。
【0019】以上、本発明のポジションセンサの好適実
施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に
限定することなく、必要に応じて種々の変形、変更が可
能であることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】請求項1に係るポジションセンサによれ
ば、エレメント部材の外表面を外部に露出させたので、
部品点数及び組立工数を削減できるばかりでなく、エレ
メント部材の放熱性が上り、測定精度が向上するという
効果を奏する。
【0021】また、請求項2及び請求項3に係るポジシ
ョンセンサによれば、部品点数及び組立工数を削減でき
るばかりでなく、抵抗エレメント及び端子部間の電気的
接続の信頼性が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のポジションセンサの一実施形態を示す
縦断面図である。
【図2】図1のポジションセンサに用いられるエレメン
ト部材を示し、それぞれ(A)平面図、(B)中央断面
図、(C)底面図である。
【図3】従来例のポジションセンサを示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ポジションセンサ 10 ハウジング 16 ロータ 18 ブラシ部材(ワイパ) 20 エレメント部材 22 軸受容部 44 端子部 46 ベース 47 外表面 48、50、52 導体パターン 54 抵抗エレメント

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングと、軸受容部を一体的に有す
    ると共にブラシ部材を固定し且つ前記ハウジングに回転
    可能に支持されるロータと、前記ブラシ部材と接触する
    抵抗エレメントが表面に形成されたエレメント部材とを
    具えるポジションセンサにおいて、 前記エレメント部材の外表面を直接外部に露出させたこ
    とを特徴とするポジションセンサ。
  2. 【請求項2】 ハウジングと、軸受容部を一体的に有す
    ると共にブラシ部材を固定し且つ前記ハウジングに回転
    可能に支持されるロータと、前記ブラシ部材と接触する
    抵抗エレメントが表面に形成されたエレメント部材と、
    電気的接続手段を介して前記抵抗エレメントに接続され
    た、相手コンタクトと嵌合する端子部とを具えるポジシ
    ョンセンサにおいて、 前記エレメント部材及び前記端子部が一体的に形成され
    たことを特徴とするポジションセンサ。
  3. 【請求項3】 ハウジングと、軸受容部を一体的に有す
    ると共にブラシ部材を固定し且つ前記ハウジングに回転
    可能に支持されるロータと、前記ブラシ部材と接触する
    抵抗エレメントが表面に形成されたエレメント部材と、
    電気的接続手段を介して前記抵抗エレメントに接続され
    た、相手コンタクトと嵌合する端子部とを具えるポジシ
    ョンセンサにおいて、 前記電気的接続手段及び前記端子部は、前記エレメント
    部材のベース表面に形成された導体パターンであること
    を特徴とするポジションセンサ。
JP34930195A 1995-12-20 1995-12-20 ポジションセンサ Pending JPH09171902A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34930195A JPH09171902A (ja) 1995-12-20 1995-12-20 ポジションセンサ
PCT/US1996/020456 WO1997022847A2 (en) 1995-12-20 1996-12-16 Position sensor
EP96945637A EP0868647A2 (en) 1995-12-20 1996-12-16 Position sensor
US09/142,243 US6032521A (en) 1995-12-20 1996-12-16 Position sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34930195A JPH09171902A (ja) 1995-12-20 1995-12-20 ポジションセンサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09171902A true JPH09171902A (ja) 1997-06-30

Family

ID=18402847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34930195A Pending JPH09171902A (ja) 1995-12-20 1995-12-20 ポジションセンサ

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0868647A2 (ja)
JP (1) JPH09171902A (ja)
WO (1) WO1997022847A2 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0868647A2 (en) 1998-10-07
WO1997022847A2 (en) 1997-06-26
WO1997022847A3 (en) 1997-09-04

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