JPH11295016A - 位置センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関のスロットルシャフトの位置を検出
するために利用される位置センサにおいて、周囲の温度
が低下しても、刷子の接点部と抵抗パターンとの接触抵
抗が増大するということはなく、出力特性の安定化が図
れる位置センサを提供することを目的とする。 【解決手段】 刷子２５における接続部材２７を高膨脹
材料からなる薄板状の金属２８と低膨脹材料からなる薄
板状の金属２９を重ね合わせて接合することにより構成
し、かつ高膨脹材料からなる薄板状の金属２８を低膨脹
材料からなる薄板状の金属２９の下側に位置させるよう
に構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のスロッ
トルシャフトの位置を検出するために利用される位置セ
ンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に車両などの内燃機関は、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。このスロッ
トル弁はアクセルペダルに連結されていて、アクセルペ
ダルの踏み込み量によって開閉制御されるようになって
いる。

【０００３】従来の位置センサは、特開平７−１５１５
０８号公報に開示されたものが知られている。

【０００４】以下、従来の位置センサについて、図面を
参照しながら説明する。図５は従来の位置センサのカバ
ーを外した状態を示す上面図、図６は同側断面図であ
る。

【０００５】図５、図６において、１は有底円筒状のケ
ースで、このケース１は内壁面から中央に向かって突出
するように一対の突部２を設け、かつ一側面から外方へ
突出するようにコネクタ部１ａを設けている。そして、
このコネクタ部１ａにはコネクタ端子３を一体に設けて
おり、かつこのコネクタ端子３は一端を前記ケース１の
内側に配設するとともに他端を前記コネクタ部１ａの内
側に外方へ向かって突出させている。４は樹脂製のフィ
ルム抵抗体基体で、このフィルム抵抗体基体４は前記ケ
ース１の内壁面に沿って一方の面が当接するように配設
するとともに、前記ケース１と当接する一方の面とは反
対側の面に抵抗パターン（図示せず）を設けており、さ
らにこの抵抗パターン（図示せず）は前記コネクタ端子
３と電気的に接続されている。５は樹脂製のロータで、
このロータ５は前記ケース１の突部２により初期位置に
保持されるとともに、側面に刷子６を設けており、この
刷子６は前記フィルム抵抗体基体４の抵抗パターン（図
示せず）と摺接するものである。７は樹脂製のカバー
で、このカバー７は前記ケース１の開口部を閉塞すると
ともに、略中央には孔８を設けており、この孔８に相手
側のスロットルシャフト（図示せず）を挿通している。

【０００６】以上のように構成された従来の位置センサ
について、次に、その動作を説明する。

【０００７】前記カバー７の孔８より挿通された相手側
のスロットルシャフト（図示せず）の回転に伴い、前記
ロータ５の側面に取り付けられた刷子６が前記フィルム
抵抗体基体４の抵抗パターン（図示せず）上を摺動し、
そしてこのフィルム抵抗体基体４の電位の変化を出力電
圧として前記コネクタ端子３より取り出し、相手側のス
ロットルシャフト（図示せず）の回転角度を検出するも
のである。

【０００８】ここで、上記位置センサを長寿命にするた
めには、前記刷子６と前記フィルム抵抗体基体４との間
に潤滑材料（図示せず）を介在させ、この潤滑材料（図
示せず）により摺動性を向上させれば、位置センサの長
寿命化が図れるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、周囲の温度が低下すると、絶縁物である
潤滑材料の粘度が大きくなるため、刷子６の摺動により
フィルム抵抗体基体４の抵抗パターンの上面に設けた潤
滑材料を掻き分けることができなくなり、その結果、刷
子６の接点部と抵抗パターンとの接触抵抗が増大して位
置センサの出力特性が不安定にな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、周囲の温度が低下しても、刷子の接点部と抵抗パタ
ーンとの接触抵抗が増大するということはなく、出力特
性の安定化が図れる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
に本発明の位置センサは、外側面から外方へ突出するよ
うに設けられたコネクタ部を有するケースと、このケー
スの内側に設置されるとともに上面に潤滑材料を設けた
抵抗パターンを有する抵抗体基体と、前記ケースの内側
に収納されるとともに前記抵抗体基体の抵抗パターンと
摺接する接点部とこの接点部に接続される接続部材とを
有する刷子を設けたロータとを備え、前記刷子における
接続部材を高膨脹材料からなる薄板状の金属と低膨脹材
料からなる薄板状の金属を重ね合わせて接合することに
より構成し、かつ高膨脹材料からなる薄板状の金属を低
膨脹材料からなる薄板状の金属の下側に位置させてなる
もので、この構成によれば、周囲の温度が低下しても、
刷子の接点部と抵抗パターンとの接触抵抗が増大すると
いうことはなく、出力特性の安定化が図れる位置センサ
を提供することができるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、外側面から外方へ突出するように設けられたコネク
タ部を有するケースと、このケースの内側に設置される
とともに上面に潤滑材料を設けた抵抗パターンを有する
抵抗体基体と、前記ケースの内側に収納されるとともに
前記抵抗体基体の抵抗パターンと摺接する接点部とこの
接点部に接続される接続部材とを有する刷子を設けたロ
ータとを備え、前記刷子における接続部材を高膨脹材料
からなる薄板状の金属と低膨脹材料からなる薄板状の金
属を重ね合わせて接合することにより構成し、かつ高膨
脹材料からなる薄板状の金属を低膨脹材料からなる薄板
状の金属の下側に位置させてなるもので、この構成によ
れば、刷子における接続部材を高膨脹材料からなる薄板
状の金属と低膨脹材料からなる薄板状の金属を重ね合わ
せて接合することにより構成し、かつ高膨脹材料からな
る薄板状の金属を低膨脹材料からなる薄板状の金属の下
側に位置させているため、周囲の温度が低下すると、下
側に設けた高膨脹材料からなる薄板状の金属の方が上側
に設けた低膨脹材料からなる薄板状の金属よりも圧縮さ
れるため、その結果として刷子が下側にたわみ、これに
より、刷子の抵抗パターンとの圧接力が増大するため、
この増大により、刷子が抵抗パターン上を摺動する際に
潤滑材料を効率的に掻き分けるため、刷子の接点部と抵
抗パターンとの接触抵抗が増大するということがないと
いう作用を有するものである。

【００１３】以下、本発明の一実施の形態における位置
センサについて、図面を参照しながら説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施の形態における位置
センサの分解斜視図、図２は同センサのカバーを取外し
た状態を示す上面図、図３は同センサにおける刷子の斜
視図である。

【００１５】図１〜３において、１１は有底円筒状のケ
ースで、このケース１１は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、機械強度に優れた樹
脂により構成され、かつこのケース１１の外側面からは
外方へ突出するようにコネクタ部１２を設けている。そ
して、前記ケース１のコネクタ部１２には、コネクタ端
子１３が一体に設けられ、かつこのコネクタ端子１３は
一端を前記ケース１１の内側に配設するとともに、他端
を前記コネクタ部１２の内側に外方へ向かって突出させ
ている。そしてまた、前記ケース１１の外周面にはリン
グ状のフランジ１４が形成され、このフランジ１４の一
部の相対向する位置には一対の取付部１５を設けてお
り、かつこれらの取付部１５の略中央には取付孔１６を
設けている。１７は例えばポリイミドフィルム等の樹脂
により構成された抵抗体基体で、この抵抗体基体１７は
一方の面が前記ケース１１の内側面と当接するように配
設しており、かつこの抵抗体基体１７の前記ケース１１
と当接する面と反対側の面には数本の抵抗パターン１８
を設けている。また、前記抵抗体基体１７の抵抗パター
ン１８の端部にはＡｇとフェノール樹脂との混合物から
なる電極１９を設けており、この電極１９は前記ケース
１１のコネクタ端子１３と前記ケース１１の内側で電気
的に接続されている。２０は例えばステンレス等の金属
によりＶ字形状に構成された板バネで、この板バネ２０
は前記ケース１１の内側に収納されている。そして、こ
の板バネ２０の一方の面は平板部２１となっており、こ
の平板部２１は前記ケース１１の内側面と当接し、かつ
他方の面は櫛形部２２となっており、この櫛形部２２は
前記抵抗体基体１７の電極１９をコネクタ端子１３にお
ける前記ケース１１の内側への表出部に圧接させること
により、前記抵抗体基体１７の電極１９と前記コネクタ
端子１３とが電気的に接続されるように構成している。
２３はガラス繊維を混入したポリブチレンテレフタレー
ト等の樹脂により構成されたロータで、このロータ２３
は前記ケース１１内に収納されるとともに、外側面の中
間部に外方へ突出する支持部２４を設けており、この支
持部２４に刷子２５を固着している。そして、この刷子
２５は先端に設けた貴金属からなる接点部２６と、この
接点部２６と電気的に接続された接続部材２７からな
り、前記接点部２６は前記抵抗体基体１７の抵抗パター
ン１８に摺接するものである。また、前記刷子２５の接
続部材２７は、例えばＭｎ，ＮｉおよびＣｕの混合物か
らなる薄板状の高膨脹材料からなる金属２８と、例えば
ＮｉおよびＦｅの混合物からなる低膨脹材料からなる薄
板状の金属２９とを重ね合わせて接合することにより構
成され、そして前記高膨脹材料からなる薄板状の金属２
８を低膨脹材料からなる薄板状の金属２９の下側に位置
させているものである。３０は例えばグリス等の潤滑材
料で、前記刷子２５の接点部２６と前記抵抗体基体１７
の抵抗パターン１８との間に位置するように抵抗パター
ン１８の上面に設けている。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等の樹脂により構成され
たカバーで、このカバー３１は、前記抵抗体基体１７、
板バネ２０、ロータ２３を収納した前記ケース１１の開
口部を閉塞するとともに、略中央には孔３２を設けてお
り、この孔３２に相手側のスロットルシャフト（図示せ
ず）を挿通している。

【００１６】このように構成された位置センサは、あら
かじめ組み立てられており、そしてこの位置センサを内
燃エンジンの近傍のスロットルシャフト（図示せず）に
位置合わせしながら圧入し、スロットルシャフトに前記
ロータ２３を完全に嵌合させた状態で、前記ケース１１
の取付部１５を利用してスロットル本体（図示せず）に
前記ケース１１の固定を行って組込みを完了する。この
状態でアクセルを踏みこんだり、フリーにしたりするこ
とによってスロットルシャフト（図示せず）が回転し、
その回転と同期して、前記ロータ２３が回転し、このロ
ータ２３に取り付けた前記刷子２５の接点部２６が前記
抵抗体基体１７の抵抗パターン１８との接触位置を変え
ることにより、前記電極１９を介してコネクタ端子１３
にその接触位置に応じた出力電圧が得られ、その出力電
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。

【００１７】ここで、周囲の温度が低温になった場合の
動作について説明する。周囲の温度が低温になると前記
潤滑材料３０の粘度が増大するが、前記刷子２５におけ
る接続部材２７を高膨脹材料からなる薄板状の金属２８
と低膨脹材料からなる薄板状の金属２９を重ね合わせて
接合することにより構成し、かつ高膨脹材料からなる薄
板状の金属２８を低膨脹材料からなる薄板状の金属２９
の下側に位置させているため、周囲の温度が低下する
と、下側に設けた高膨脹材料からなる薄板状の金属２８
の方が上側に設けた低膨脹材料からなる薄板状の金属２
９よりも圧縮されるため、その結果として前記刷子２５
が下側にたわみ、これにより、前記刷子２５の接点部２
６の抵抗パターン１８との圧接力が増大するため、この
増大により、刷子２５の接点部２６が抵抗パターン１８
上を摺動する際に前記刷子２５の接点部２６が前記潤滑
材料３０を効率的に掻き分けるため、前記刷子２５の接
点部２６と抵抗パターン１８との接触抵抗が増大すると
いうことはなくなるという作用効果を有するものであ
る。

【００１８】なお、上記本発明の一実施の形態における
位置センサにおいては、刷子２５の接点部２６の先端を
下側に突出する形状としたが、図４に示すように、刷子
２５の接点部２６の先端形状を、上側に突出する形状と
してもよいものである。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の位置センサは、外
側面から外方へ突出するように設けられたコネクタ部を
有するケースと、このケースの内側に設置されるととも
に上面に潤滑材料を設けた抵抗パターンを有する抵抗体
基体と、前記ケースの内側に収納されるとともに前記抵
抗体基体の抵抗パターンと摺接する接点部とこの接点部
に接続される接続部材とを有する刷子を設けたロータと
を備え、前記刷子における接続部材を高膨脹材料からな
る薄板状の金属と低膨脹材料からなる薄板状の金属を重
ね合わせて接合することにより構成し、かつ高膨脹材料
からなる薄板状の金属を低膨脹材料からなる薄板状の金
属の下側に位置させてなるもので、この構成によれば、
刷子における接続部材を高膨脹材料からなる薄板状の金
属と低膨脹材料からなる薄板状の金属を重ね合わせて接
合することにより構成し、かつ高膨脹材料からなる薄板
状の金属を低膨脹材料からなる薄板状の金属の下側に位
置させているため、周囲の温度が低下すると、下側に設
けた高膨脹材料からなる薄板状の金属の方が上側に設け
た低膨脹材料からなる薄板状の金属よりも圧縮されるた
め、その結果として刷子が下側にたわみ、これにより、
刷子の抵抗パターンとの圧接力が増大するため、この増
大により、刷子が抵抗パターン上を摺動する際に潤滑材
料を効率的に掻き分けるため、刷子の接点部と抵抗パタ
ーンとの接触抵抗が増大するということはなく、その結
果、周囲の温度が低下しても、出力特性の安定化が図れ
る位置センサを提供することができるというすぐれた効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における位置センサの分
解斜視図

【図２】同センサのカバーを外した状態を示す上面図

【図３】同センサにおける刷子の斜視図

【図４】本発明の他の実施の形態を示す位置センサにお
ける刷子の斜視図

【図５】従来の位置センサのカバーを外した状態を示す
上面図

【図６】同センサの側断面図

【符号の説明】

１１ ケース １２ コネクタ部 １７ 抵抗体基体 １８ 抵抗パターン ２３ ロータ ２５ 刷子 ２６ 接点部 ２７ 接続部材 ２８ 高膨脹材料からなる薄板状の金属 ２９ 低膨脹材料からなる薄板状の金属 ３０ 潤滑材料

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側面から外方へ突出するように設けら
   れたコネクタ部を有するケースと、このケースの内側に
   設置されるとともに上面に潤滑材料を設けた抵抗パター
   ンを有する抵抗体基体と、前記ケースの内側に収納され
   るとともに前記抵抗体基体の抵抗パターンと摺接する接
   点部とこの接点部に接続される接続部材とを有する刷子
   を設けたロータとを備え、前記刷子における接続部材を
   高膨脹材料からなる薄板状の金属と低膨脹材料からなる
   薄板状の金属を重ね合わせて接合することにより構成
   し、かつ高膨脹材料からなる薄板状の金属を低膨脹材料
   からなる薄板状の金属の下側に位置させてなる位置セン
   サ。