(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの出力軸の回転角度を検出するために用いられる位置検出センサーであって、
上記出力軸に一体形成された歯車に固定され、導電性を有する方形状の導通板の一端に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された複数の細長状の接触子が一体的に形成され、他端に、上記歯車に固定される固定部が一体的に形成されてなる導通片と、上記モータのハウジングに固定され、中心に設けられた開口部に上記出力軸が挿入されると共に、当該開口部の外周側に各々の上記接触子の回転軌跡に導電性パターンが形成されて、上記出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、上記接触子及び導通板を介して上記導電性パターン同士が導通されるセンサー基板とを有してなり、
且つ上記導通片は、上記複数の接触子の基端側が折曲されて、上記複数の接触子の先端が上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けられていると共に、
各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法が、上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて、長くなるように形成されていることを特徴とする位置検出センサー。
【請求項２】
上記導通片は、上記導通板の上記一端と他端との幅寸法を上記センサー基板の開口部側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法が上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて長くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出センサー。
【請求項３】
上記導通板は、最も上記センサー基板の外周部側にある上記接触子と上記固定部との間に、切欠部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検出センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの出力軸の回転角度を制御するための位置検出センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス流量制御弁等の開閉制御用や、車両に搭載されたミラー等の各種機器類の駆動制御を行なうために、モータの出力軸の回転角度を制御する制御手段を備えたモータが使用されており、該モータに、上記出力軸の回転角度を検出するための位置検出センサーが設けられている。
【０００３】
従来の位置検出センサーとしては、図４に示すように、上記モータの出力軸に一体的に形成された歯車の端面に固定された導通片１と、上記モータのハウジングに固定されたセンサー基板２とによって概略構成されたものが知られている。
【０００４】
このセンサー基板２は、中心に開口部３が設けられ、当該開口部３にモータの出力軸（図示せず）が挿入されていると共に、開口部３の外周側に、上記出力軸と軸心を一致させた円環状の第１の導電性パターン４が形成されている。
【０００５】
さらに、この第１の導電性パターン４の外周側には、第１の導電性パターン４と同様に上記出力軸と軸心を一致させた２つの円弧状の第２の導電性パターン５（５ａ、５ｂ）が形成されている。この第２の導電性パターン５は、第１の導電性パターン４よりも大径の円上に位置するように形成されている。なお、第２の導電性パターン５ａ、５ｂは、センサー基板２の表面に、独立した円弧状の導電性パターンが形成されるとともに、第２の導電性パターン５ａ、５ｂの箇所を除いた部分がレジスト皮膜によって覆われることにより形成されたものである。これより、第２の導電性パターン５ａ、５ｂ同士は電気的に絶縁されている。
【０００６】
そして、第１の導電性パターン４は、パターン６を介して、ターミナル７に接続され、第２の導電性パターン５（５ａ，５ｂ）は、パターン８（８ａ、８ｂ）を介して、ターミナル９（９ａ、９ｂ）に接続されている。そして、該ターミナル７、９に、各々図示されない制御手段への引出線が接続されている。
【０００７】
一方、導通片１は、図５に示すように、導電性を有する方形状の導通板１０の一端１１に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された第１及び第２の細長状の接触子１２、１３が一体に形成されると共に、他端１４に、上記出力軸に固定される固定部１５が一体に形成されることによって構成されている。
【０００８】
この第１及び第２の接触子１２、１３は、図４に示すように、上記出力軸の軸心に対して、第１の接触子１２が第１の導電性パターン４と同一距離となる位置に、第２の接触子１３が第２の導電性パターン５と同一距離となる位置に配置されている。
【０００９】
そして、図５（ａ）に示すように、第１の接触子１２は、２本の細長板状の接触子１２ａ、１２ｂによって構成されると共に、第２の接触子１３も、第１の接触子１２と同形状の２本の接触子１３ａ、１３ｂによって構成されている。
【００１０】
さらに、第１及び第２の接触子１２、１３は、図５（ｂ）に示すように、基端１６、１７側が導通板１０との境界部において各々折曲されることによって、第１の接触子１２の先端１８側の折曲部２０がセンサー基板２の導電性パターン４に、第２の接触子１３の先端１９側の折曲部２１がセンサー基板２の導電性パターン５に各々押し付けられている。
【００１１】
以上の構成からなる位置検出センサーは、導通片１の第１及び第２の接触子１２、１３並びに導通板１０によって、第１の導電性パターン４と第２の導電性パターン５ａが導通した時に、上記制御装置に上記出力軸の回転角度が反時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられ、第１の導電性パターン４と第２の導電性パターン５ｂが導通した時に、上記制御装置に上記出力軸の回転角度が時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられる。
【００１２】
ところで、このような位置検出センサーは、導通片１の導通板１０が方形状に形成され、且つ第１及び第２の接触子１２、１３が同形状に形成されると共に、第１及び第２の接触子１２、１３の基端１６、１７が導通板１０との境界部において同じ折り曲げ量で折曲されているため、第１及び第２の接触子１２、１３をセンサー基板２へ押し付けた際の第１及び第２の接触子１２、１３のセンサー基板２に対する押圧力が等しくなっている。これにより、第１及び第２の接触子１２、１３が、同素材により形成されたセンサー基板２上の導電性パターン４、５を摺動する際の摩擦力も同等となっている。
【００１３】
それにより、上記位置検出センサーにおいては、センサー基板２の外周部側の導電性パターン５上を摺動する第２の接触子１３の方が、センサー基板２の開口部側の導電性パターン４上を摺動する第１の接触子１２より移動距離が長くなるために、第２の接触子１３の折曲部２１の摩耗量が大きくなる。この結果、長期間の使用により、第２の接触子１３の折曲部２１の方が先に摩耗して使用不良となった場合には、第１の接触子１２が使用できる状態にあるにも関わらず、導通片１の全体を交換する必要があるという問題点があった。
【００１４】
そこで、上記問題の解決手段として、図５（ｄ）に示すように、摩耗量が大きい第２の接触子１３の基端１７の折り曲げ量を第１の接触子１２の基端１６の折り曲げ量より小さくして、第２の接触子１３のセンサー基板２に対する押圧力を、第１の接触子１２のセンサー基板２に対する押圧力より低減させることにより、第２の接触子１３の摩耗量を低減させて、第１及び第２の接触子１２、１３の折曲部２０、２１の摩耗量を均等にすることを可能にした位置検出センサーが知られている。
【００１５】
しかしながら、この位置検出センサーは、第１及び第２の接触子１２、１３とで折り曲げ量が異なるため、全ての接触子の折り曲げ量が同等のものに比べて、接触子の折り曲げ加工が困難となり、導通片の製造が困難になるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、導通片の複数の接触子の摩耗量を均等にすることが可能であると共に、接触子の折り曲げ加工を容易に行なうことが可能な位置検出センサーを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の位置検出センサーは、モータの出力軸の回転角度を検出するために用いられる位置検出センサーであって、上記出力軸に一体的に形成された歯車に固定され、導電性を有する方形状の導通板の一端に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された複数の細長状の接触子が一体的に形成されると共に、他端に、上記歯車に固定される固定部が一体的に形成されてなる導通片と、上記モータのハウジングに固定され、中心に設けられた開口部に上記出力軸が挿入されると共に、当該開口部の外周側に各々の上記接触子の回転軌跡に導電性パターンが形成されて、上記出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、上記接触子及び導通板を介して上記導電性パターン同士が導通されるセンサー基板とを有してなり、且つ上記導通片は、上記複数の接触子の基端側が折曲されて、上記複数の接触子の先端が上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けられていると共に、各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法が、上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて、長くなるように形成されていることを特徴とするである。
【００１８】
また、請求項２に記載の位置検出センサーは、請求項１に記載の位置検出センサーにおいて、上記導通片は、上記導通板の上記一端と他端との幅寸法を上記センサー基板の開口部側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法が上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて長くなるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、請求項３に記載の位置検出センサーは、請求項１または請求項２に記載の位置検出センサーにおいて、上記導通板は、最も上記センサー基板の外周部側にある上記接触子と上記固定部との間に、切欠部が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の位置検出センサーによれば、上記導通片は、各々接触子の基端側を折曲させることにより、各々接触子の先端を上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けているために、モータの出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、複数の接触子及び導通板を介して、確実に各々導電性パターン同士を導通させることが可能である。
【００２１】
ここで、各々接触子の先端を上記センサー基板の各々導電性パターンに押し付けた際の接触子のセンサー基板に対する押圧力Ｐは下記式１により算出することができる。なお、式１において、ωは導通板の他端と各々接触子の先端との間の撓み量を示し、Ｌは支点（導通板の他端）から作用点（各々接触子の先端）までの距離（長さ）を示し、Ｅは導通板及び接触子の縦弾性係数を示し、Ｉは導通板及び接触子の断面二次モーメントを示している。
【００２２】
【数１】
0005408041.tif 000002
【００２３】
そして、上記導通片は、上記式１における導通板の他端から接触子の先端までの長さ寸法Ｌを、上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて長くなるように構成しているために、接触子のセンサー基板に対する押圧力Ｐが上記開口部側から外周部側に向かうに連れて低減される。この結果、各々接触子の折り曲げ量を同等にしても、各々接触子の摩耗量を均等にすることが可能となる。
【００２４】
さらに、各接触子の折り曲げ量を同等にすることが可能となるために、容易に接触子の折り曲げ加工を行なうことが可能となり、この結果、導通片を容易に製造することが可能となる。
【００２５】
また、請求項２に記載の位置検出センサーによれば、上記導通片は、導通板の上記一端と他端との幅寸法を上記センサー基板の開口部側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、各々接触子の上記先端から導通板の上記他端までの長さ寸法を上記センサー基板の開口部側から外周部側に向かうに連れて長くなるように形成しているために、各々接触子を各導電性パターンに接触させた際に、従来のように導通板の一端と他端との幅寸法を同寸法に形成することによって上記接触子、導通板及び固定部が上記導電性パターンの接線と平行に配置されたものに比べて、上記接線に対して固定部がモータの出力軸の軸心寄りに配置される。この結果、上記導通片の固定部を固定するモータの出力軸の歯車の外径を小さくすることが可能となり、位置検出センサーを小型化することが可能となる。
【００２６】
さらに、請求項３に記載の位置検出センサーによれば、上記導通板は、最も上記センサー基板の外周部側にある上記接触子と上記固定部との間に、切欠部を設けているために、当該部分における断面二次モーメントＩが低減する。これにより、最も上記センサー基板の外周部側にある上記接触子の上記センサー基板に対する押圧力Ｐをより一層低減することが可能となり、この結果、該接触子の摩耗量をより一層低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る位置検出センサーの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の導通片の一実施形態を示すもので、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図であり、（ｃ）が正面図である。
【図３】図１の導通片の他の実施形態を示す平面図である。
【図４】従来の位置検出センサーを示す平面図である。
【図５】図４の導通片を示すもので、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図であり、（ｃ）が正面図であり、（ｄ）が第２の接触子の折り曲げ量を小さくした状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の位置検出センサーの一実施形態について図１及び図２に基づいて説明する。本実施形態は、導通片１と異なる形状の導通片を用いている点が従来の位置検出センサーと異なっている。なお、センサー基板２の構成など従来の位置検出センサーと同一構成のものについては、同一符号を用いることにより、その説明を省略する。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の位置検出センサーは、モータの出力軸に一体的に形成された歯車の端面に固定された導通片２２と、上記モータのハウジングに固定されたセンサー基板２とによって概略構成されている。
【００３０】
この導通片２２は、図２に示すように、導電性を有する略方形状の導通板２３の一端２４に、上記出力軸の軸心からの距離が異なる位置に並列的に配置された第１及び第２の細長状の接触子２５、２６が一体的に形成されると共に、他端２７に、上記出力軸に固定される固定部２８が一体的に形成されることによって構成されている。
【００３１】
この第１及び第２の接触子２５、２６は、図１に示すように、上記出力軸の軸心に対して、第１の接触子２５が第１の導電性パターン４と同一距離となる位置に、第２の接触子２６が第２の導電性パターン５の円弧と同一距離となる位置に配置されている。
【００３２】
そして、図２（ａ）に示すように、第１の接触子２５は、２本の細長板状の接触子２５ａ、２５ｂにより構成されると共に、第２の接触子２６も、第１の接触子２５と同形状の２本の接触子２６ａ、２６ｂによって構成されている。
【００３３】
また、第１及び第２の接触子２５、２６は、図２（ｂ）に示すように、基端２９、３０の図中左側の折曲位置３１、３２において折曲されることによって、第１の接触子２５の先端３３がセンサー基板２の導電性パターン４に、第２の接触子２４の先端３４がセンサー基板２の導電性パターン５に各々押し付けられている。
【００３４】
なお、この際、導通片２２は、第１及び第２の接触子２５、２６の先端３３、３４を、直接、センサー基板２の導電パターン４、５に接触させると、先端３３、３４が角状であり、導電パターン４、５が削られてしまう。そのために、図２（ｂ）に示すように、第１及び第２の接触子２５、２６の先端３３、３４側を図中上方に向けて折曲させ、その湾曲した折曲部３５、３６を導電性パターン４、５に接触させている。さらに、導通片２２は、このように湾曲した第１及び折曲部３５、３６を設けることにより、第１及び第２の導電性パターン４、５を時計回り及び反時計回りの両方向に摺動することが可能となっている。
【００３５】
また、導通片２２は、導通板２３の一端２４と他端２７との幅寸法をセンサー基板２の開口部３側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、第２の接触子２６の折曲部３６から導通板２３の他端２７までの長さ寸法が、第１の接触子２５の折曲部３５から導通板２３の他端２７までの長さ寸法より長くなるように形成されている。
【００３６】
以上の構成からなる位置検出センサーは、導通片２２の第１及び第２の接触子２５、２６並びに導通板２３によって、第１の導電性パターン４と第２の導電性パターン５ａが導通した時に、上記制御装置に上記出力軸の回転角度が反時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられ、第１の導電性パターン４と第２の導電性パターン５ｂが導通した時に、制御装置に上記出力軸の回転角度が時計回り回転した際の限界位置にあるという位置検出信号が発せられる。
【００３７】
ここで、導通片２２は、第１及び第２の接触子２５、２６の基端２９、３０側の折曲位置３１、３２を折曲させることによって、第１及び第２の接触子の先端３３、３４側の折曲部３５、３６をセンサー基板２の第１及び第２の導電性パターン４、５に押し付けているために、モータの出力軸が予め設定された回転角度に移動した際に、第１及び第２の接触子２５、２６及び導通板２３を介して、確実に導電性パターン４、５同士を導通させることが可能である。
【００３８】
そして、導通片２２は、第２の接触子２６の折曲部３６から導通板２３の他端２７までの長さ寸法を、第１の接触子２５の折曲部３５から導通板２３の他端２７まで長さ寸法より、長くなるように形成しているために、第２の接触子２６のセンサー基板２に対する押圧力が、第１の接触子２５のセンサー基板２に対する押圧力より低減されている。この結果、第１及び第２の接触子２５、２６の折り曲げ量を同等にしても、第１及び第２の接触子２５、２６の摩耗量を均等にすることが可能となる。
【００３９】
さらに、第１及び第２の接触子２５、２６の折り曲げ量を同等にすることが可能となるために、容易に接触子の折り曲げ加工を行なうことが可能となり、この結果、容易に導通片を製造することが可能となる。
【００４０】
また、導通片２２は、導通板２３の一端２４と他端２７との幅寸法をセンサー基板２の開口部３側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、第２の接触子２６の折曲部３６から導通板２３の他端２７までの長さ寸法を、第１の接触子２５の折曲部３５から導通板２３の他端２７までの長さ寸法より長くなるように形成しているために、図１に示すように、第１及び第２の接触子２５、２６を導電性パターン４、５に接触させた際に、導電性パターン４、５の接線に対して固定部２８がモータの出力軸の軸心寄りに配置される。この結果、導通片２２の固定部２８を固定するモータの出力軸の歯車の外径を小さくすることが可能となり、位置検出センサーを小型化することが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態において、導通片２２は、第１及び第２の接触子２５、２６の折曲部３５、３６から導通板２３の他端２７までの長さ寸法を、開口部３側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成した導通片２２を使用したが、図３に示すような導通片３７も使用可能である。
【００４２】
この導通片３７は、導電性を有する方形状の導通板３８の一端３９に上記出力軸の軸心からの距離の異なる位置に並列的に配置された第１及び第２の細長状の接触子４０、４１が一体的に形成され、他端４２に上記出力軸に固定される固定部４３が一体的に形成されることによって構成されている。
【００４３】
そして、第１及び第２の接触子４０、４１は、基端４４、４５が導通板３８との境界部において折曲されることによって、第１の接触子４０の先端４６側の折曲部４８がセンサー基板２の導電性パターン４に、第２の接触子４１の先端４７側の折曲部４９がセンサー基板２の導電性パターン５に各々押し付けられている。
【００４４】
また、導通片３７は、上記実施形態と同様に、導通板３８の一端３９と他端４２との幅寸法を開口部３側から外周部側に向けて漸次長くなるように形成することによって、第２の接触子４１の折曲部４９から導通板３８の他端４２までの長さ寸法が、第１の接触子４０の折曲部４８から導通板３８の他端４２までの長さ寸法より長くなるように形成されている。
【００４５】
さらに、導通板３８は、第２の接触子４１と固定部４３との間に、切欠部５０が設けられている。
【００４６】
以上の構成から成る位置検出センサーによれば、上記導通板３８は、最もセンサー基板２の外周部側にある第２の接触子４１と固定部４３との間に、切欠部５０を設けているために、第２の接触子４１のセンサー基板２に対する押圧力をより一層低減することが可能となり、この結果、第２の接触子４１の摩耗量をより一層低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
２  センサー基板
４  第１の導電性パターン
５ａ〜５ｂ  第２の導電性パターン
２２  導通片
２３  導通板
２４  一端(導通板)
２５  第１の接触子
２６  第２の接触子
２７  他端（導通板）
２８  固定部
２９  基端(第１の接触子)
３０  基端(第２の接触子)
３３  先端(第１の接触子)
３４  先端(第２の接触子)
３７  導通片（他の実施形態）
３８  導通板（他の実施形態）
３９  一端（導通板（他の実施形態））
４０  第１の接触子（他の実施形態）
４１  第２の接触子（他の実施形態）
４２  他端（導通板（他の実施形態））
４３  固定部（他の実施形態）
５０  切欠部
【図１】
0005408041.tif 000003
【図２】
0005408041.tif 000004
【図３】
0005408041.tif 000005
【図４】
0005408041.tif 000006
【図５】
0005408041.tif 000007