(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材の操作によって移動可能なようにハウジングに固定されるとともに、複数のブラシを備えた移動部材と、前記ハウジングに固定された基板と、該基板上に設けられ、前記移動部材のブラシと摺接して前記移動部材の所定位置に応じてメイン位置信号を発信する主導電体と、前記基板上に設けられ、前記移動部材のブラシと摺接して前記移動部材の所定位置に応じて、その信号レベルが変化するとともに、前記移動部材の各所定位置の所定領域内にあるときには信号レベルが一定であるサブ位置信号を発信する副導電体を備えるとともに、前記主導電体は、基板上に設置された銀によって形成された導電体（３１）と、該導電体上にカーボンフェノールを塗布して形成された導電体（３３）によって構成され、前記副導電体は、銀が塗布されたパターン部位（Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３、Ａｇ４、Ａｇ５）と、該パターン部位の間に配置されカーボンフェノールが塗布されたパターン部位（ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３、ＣＦ４）によって構成されていることを特徴とするポジションセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両、航空機、あるいは、工作機械等に使用されるポジションセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のポジションセンサとしては、１９９１年１０月１１日発行の「トヨタクラウンハードトップ修理書上巻」にその記載がある。
【０００３】
これには、車両のオートマチックトランスミッションのシフトレバーとシフトケーブルによって連結され、シフトレバーを操作することによって１系統のオン・オフ信号を発生するポジションセンサに関するものが記載されている。
【０００４】
上記した従来技術によるポジションセンサにおいては、都合１０個の電気端子を備えているが、１系統のみの信号を発生するものであるため、ポジションセンサの故障時には操作部材の正しい位置を検出できなかった。
【０００５】
上記問題点を解消するために、単純に信号の発生系統を２系統とすることが考えられるが、上記したオン・オフ信号の発生系統を２系統とすると、電気端子が２倍となってセンサ内部回路が複雑となり、信号線が増えて、ポジションセンサの重量、コストの点において課題を備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した従来技術の不具合を解消させることを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、前述の課題を解決するために、操作部材の操作によって移動可能なようにハウジングに固定されるとともに、複数のブラシを備えた移動部材と、前記ハウジングに固定された基板と、該基板上に設けられ、前記移動部材のブラシと摺接して前記移動部材の所定位置に応じてメイン位置信号を発信する主導電体と、前記基板上に設けられ、前記移動部材のブラシと摺接して前記移動部材の所定位置に応じて、その信号レベルが変化するとともに、前記移動部材の各所定位置の所定領域内にあるときには信号レベルが一定であるサブ位置信号を発信する副導電体を備えたことを特徴とするポジションセンサとした。
【０００８】
上記請求項１に記載した手段によるポジションセンサによれば、操作部材の操作によって移動部材が移動することによって、移動部材のブラシが主導電体上を摺動して、移動部材の位置に応じたメイン位置信号を発生する。
【０００９】
故障によって移動部材の位置に応じたメイン位置信号が正しく発生しない場合には、副導電体と移動部材のブラシとの摺接によって発生するサブ位置信号によって、操作部材の位置が検出される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の特徴を示す部分のみについて説明する。
【００１１】
図１は、これに限定するつもりはないが、例えば車両の自動変速機に使用され、シフトレバーの位置を検出するポジションセンサの正面図であり、図２は図１に示すポジションセンサからカバー１を取り外したものを表す図であり、図３は図２の３−３断面図である。
【００１２】
図において、カバー１は樹脂材料にて形成され、同じく樹脂材料にて形成されたケース３に４箇所においてビス５にて締結されている。カバー１とケース３との合せ面には、防水、防塵用のＯリング２３が設置されている。移動部材である回転シャフト７は、中心に連結孔７ａを備えた軸部７ｂとこれにつながるレバー部７ｃとによって構成されており、連結孔７ａに、車両のシフトレバーに連結する図示しない連結軸が嵌合している。図３に示すように、回転シャフト７はカバー１とケース３に各々設置された装着孔１ａ，３ａに、防水、防塵用のＯリング２５及び２７を介して、嵌装されている。回転シャフト７のレバー部７ｃの一側は、カバー１に設けられた２条の突起１ｂに当接することによって保持される。図示しない車両のシフトレバーを操作することによって、図示しない連結軸が回転し、連結軸と嵌合した回転シャフト７も、連結孔７ａの中心軸を回転軸として回転する。
【００１３】
回転シャフト７には第１ブラシホルダー９と第２ブラシホルダー１１とが互いに適当な間隔を保持しながら、回転シャフト７のレバー部７ｃに熱かしめ、あるいは、超音波かしめにて固着されている。第１ブラシホルダー９には第１ブラシ１３及び第２ブラシ１５が固着され、第２ブラシホルダー１１には第３ブラシ１７及び第４ブラシ１９が固着されている。第１ブラシ１３及び第２ブラシ１５は、第１ブラシホルダー９を介して互いに電気的に連結されており、第３ブラシ１７及び第４ブラシ１９は、第２ブラシホルダー１１を介して互いに電気的に連結されている。
【００１４】
プリント基板２１は、ケース３に超音波かしめ２９によって３箇所にて固定されている。プリント基板２１には、図４において上方から、メイン導電体Ｍを構成する導電パターンＰＧ，ＰＰ，ＰＲ，ＰＮ，ＰＤ，ＰＢと、サブ導電体Ｓを構成する導電パターンＰＶ，ＰＭ，ＰＯが設置されている。メイン導電体Ｍを構成する導電パターンＰＧ，ＰＰ，ＰＲ，ＰＮ，ＰＤ，ＰＢはこれに限定する意図はないが、図８に示すように、基板２１上に設置された電気抵抗値のきわめて低い銀等によって形成された導電体３１と、導電体３１をブラシ１３，１５との摺接による磨耗から保護するために、さらに、導電体３１上に比較的電気抵抗値の高いカーボンフェノールを塗布して形成された導電体３３によって構成されている。
【００１５】
各々の導電パターンＰＧ，ＰＰ，ＰＲ，ＰＮ，ＰＤ，ＰＢ，ＰＶ，ＰＭ，ＰＯは、ターミナルＴＧ，ＴＰ，ＴＲ，ＴＮ，ＴＤ，ＴＢ，ＴＶ，ＴＭ，ＴＯにて、電力線、あるいは、通信線であるＨＧ，ＨＰ，ＨＲ，ＨＮ，ＨＤ，ＨＢ，ＨＶ，ＨＭ，ＨＯの端部と半田付けされている。
【００１６】
導電パターンＰＧは、電力線ＨＧを介して図示しない車両のコントローラ内の電源の−端子に接地されており、メイン導電体Ｍのその他の導電パターンＰＰ，ＰＲ，ＰＮ，ＰＤ，ＰＢは、それぞれ通信線ＨＰ，ＨＲ，ＨＮ，ＨＤ，ＨＢを介して、図示しない車両のコントローラに接続されており、各々の通信線ＨＰ，ＨＲ，ＨＮ，ＨＤ，ＨＢは、クランプ抵抗を介して車両の図示しないバッテリーの＋端子（電圧Ｖcc）に接続されている。
【００１７】
一方、サブ導電体Ｓの導電パターンＰＶは、電力線ＨＶを介して図示しない車両のコントローラ内の電源の＋端子に接続され、導電パターンＰＭは電力線ＨＭを介して図示しない車両のコントローラ内の電源の−端子に接地されており、導電パターンＰＯは、通信線ＨＯを介して、図示しない車両のコントローラに接続されている。
【００１８】
第１ブラシホルダー９に設置された第１ブラシ１３は、メイン導電体Ｍの導電パターンＰＧと常時摺接し、第２ブラシ１５は、回転シャフト７の移動によって変化する第１ブラシホルダー９の位置に応じて、導電パターンＰＰ，ＰＲ，ＰＮＰＤ，ＰＢの内の１つと接触する。なお、ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３，ＰＳ４は、第２ブラシ１５が基板２１と摺接する際に、第２ブラシ１５の磨耗を防止するためのパターンである。
【００１９】
一方、第２ブラシホルダー１１に設置された第３ブラシ１７，第４ブラシ１９は、各々、サブ導電パターンＳの導電パターンＰＭ，ＰＯ上を、回転シャフト７の移動によって移動する。
【００２０】
ここで、サブ導電体Ｓは図５に示すように、導電パターンＰＶ，ＰＯには電気抵抗値のきわめて低い銀等が塗布されており、導電パターンＰＭについては、やはり、電気抵抗値のきわめて低い銀等が塗布されているパターン部位であるＡｇ１，Ａｇ２，ＡＧ３，Ａｇ４，Ａｇ５と、パターン部位Ａｇ１とＡｇ２間に配置され、電気抵抗値の比較的高いカーボンフェノールが塗布されたパターン部位ＣＦ１、パターン部位Ａｇ２とＡｇ３間に配置され、カーボンフェノールが塗布されたパターン部位ＣＦ２、パターン部位Ａｇ３とＡｇ４間に配置され、カーボンフェノールが塗布されたパターン部位ＣＦ３、パターン部位Ａｇ４とＡｇ５間に配置され、カーボンフェノールが塗布されたパターン部位ＣＦ４とによって構成されている。さらに、導電パターンＰＶ，ＰＯ，Ａｇ１，Ａｇ２，ＡＧ３，Ａｇ４，Ａｇ５の銀等の上には、ブラシ１３，１５との摺接による磨耗から保護するために、カーボンフェノールが塗布されている。
【００２１】
以下に、本発明によるポジションセンサの作動方法について、信号チャート図６、及び、図７を用いて説明する。車両停止時に、図示しないシフトレバーがパーキング位置（以下Ｐレンジと言う）にあるとき、回転シャフト７の位置によって第２ブラシ１５は導電パターンＰＰ上にあり、第１ブラシホルダー９を介して導電パターンＰＧとＰＰが導通されるため、導電パターンＰＰは接地され、導電パターンＰＰから図示しないコントローラにはオン信号（ＬＯＷ信号）が発せられ、他の導電パターンＰＲ，ＰＮ，ＰＤ，ＰＢからは、オフ信号（電圧信号Ｖcc）が発せられる（図６のＰ位置）。
【００２２】
車両の図示しないシフトレバーが操作され、リバース位置（以下Ｒレンジと言う）に移動されると、回転シャフト７が図２において時計方向に回転し、第２ブラシ１５が導電パターンＰＲ上に位置する。従って、第１ブラシホルダー９を介して導電パターンＰＧとＰＲが導通されるため、導電パターンＰＲは接地され、導電パターンＰＲから図示しないコントローラにはオン信号（ＬＯＷ信号）が発せられ、他の導電パターンＰＰ，ＰＮ，ＰＤ，ＰＢからは、オフ信号（電圧信号Ｖcc）が発せられる（図６のＲ位置）。
【００２３】
一方、車両の図示しないシフトレバーがＰレンジにあるとき、第２ブラシホルダー１１に設置された第３ブラシ１７は、導電パターンＰＭの銀が塗布されたパターン部位Ａｇ１上にあり、導電パターンＰＯは、第２ブラシホルダー１１を介して、導電パターンＰＭのパターン部位Ａｇ１と導通する。前述したように導電パターンＰＭは図示しない車両のコントローラ内の電源の−端子に接地されているため、抵抗値のきわめて低いパターン部位Ａｇ１の電位も、ほぼ０Ｖとなり、導電パターンＰＯは、図示しないコントローラに向けて０Ｖの信号を発生する（図７のＰ位置）。
【００２４】
車両の図示しないシフトレバーが操作され、Ｒレンジに移動されると、回転シャフト７が図２において時計方向に回転し、第３ブラシが導電パターンＰＭのパターン部位Ａｇ２上に位置する。ここで、パターン部位Ａｇ２の電位は、電気抵抗値の比較的高いパターン部位であるＣＦ１と、ＣＦ２，ＣＦ３，ＣＦ４とによるバッテリー電圧Ｖccの分圧によって決定され、
【００２５】
【数１】
0003814942.tif 000002
【００２６】
（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は各々パターン部位ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３，ＣＦ４
の電気抵抗値）
となる。
【００２７】
従って、導電パターンＰＯは、図示しないコントローラに向けて、シフトレバーがＰレンジにある場合より高い信号を発生する（図７のＲ位置）。なお、図７において、Ｐ位置とＲ位置との間、Ｒ位置とＮ位置との間、Ｎ位置とＤ位置との間、及び、Ｄ位置とＢ位置との間に位置する各々傾斜線にて表される信号特性は、各々第３ブラシ１７が各パターン部位ＣＦ１，ＣＦ２，ＣＦ３，ＣＦ４にあるときのものを表す。
【００２８】
例えば、基板２１上に異物等がのって、車両のシフトレバーがＰレンジにあるにもかかわらず、メイン導電体Ｍの導電パターンＰＰ及びＰＤの双方からオン信号（ＬＯＷ信号）がコントローラに向けて発せられた場合、コントローラはメイン導電体Ｍの故障と判断し、サブ導電体Ｓの導電パターンＰＯから０Ｖの信号が発せられていることから、車両のシフトレバーがＰレンジにあると判断する。
【００２９】
なお、メイン導電体も、上記実施の形態に記載したような、階段状の信号を発生するものとしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
上記したように本発明のポジションセンサによれば、信号系統を２系統としても、端子を３個増設するのみでよいばかりか、サブ導電体の発生する信号が階段状となるため、回転シャフトの、プリント基板に対する若干の位置ずれがあっても、シフトレバーの位置を的確に検出できるポジションセンサとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポジションセンサの正面図
【図２】図１のポジションセンサからカバーを取り外したときの正面図
【図３】図２の３−３断面図
【図４】図２のポジションセンサから回転シャフトを取り外したときの正面図
【図５】本発明のポジションセンサの要部詳細図
【図６】本発明のポジションセンサのメイン導電体の信号特性図
【図７】本発明のポジションセンサのサブ導電体の信号特性図
【図８】本発明のポジションセンサのメイン導電体の断面図
【符号の説明】
１  カバー    ３  ケース    ７  回転シャフト    １３  第１ブラシ
１５  第２ブラシ    １７  第３ブラシ    １９  第４ブラシ
２１  プリント基板    Ｍ  メイン導電体    Ｓ  サブ導電体
ＰＧ，ＰＰ，ＰＲ，ＰＮ，ＰＤ，ＰＢ，ＰＶ，ＰＭ，ＰＯ  導電パターン
【図１】
0003814942.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003814942.tif 000005
【図４】
0003814942.tif 000006
【図５】
0003814942.tif 000007
【図６】
0003814942.tif 000008
【図７】
0003814942.tif 000009
【図８】
0003814942.tif 000010