專利名稱：旋轉(zhuǎn)型傳感器以及具備旋轉(zhuǎn)型傳感器的檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有基座、轉(zhuǎn)子以及檢測機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)型傳感器以及具備旋轉(zhuǎn)型傳感器的檢測裝置，尤其涉及一種通過將基座設(shè)在安裝母材而能夠?qū)D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心進行定位的旋轉(zhuǎn)型傳感器以及檢測裝置。
背景技術(shù)：
在各種電子設(shè)備上設(shè)有的旋轉(zhuǎn)型電氣零部件使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)自如地被支承在電路板上。在電路板上使電阻體和集電體以圓環(huán)狀形成，在旋轉(zhuǎn)體上設(shè)有在上述電阻體以及集電體上滑動的滑動件。在形成于旋轉(zhuǎn)體上的嵌入孔內(nèi)壓入操作軸，并通過用操作軸旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)體，獲得電阻值發(fā)生變化的可變輸出。專利文獻I所述的旋轉(zhuǎn)型電氣零部件在電路板上形成使操作軸插通的穿通孔，而 且在電路板的背面形成處于與上述穿通孔同心圓狀的位置上并以環(huán)狀隆起的突出部。旋轉(zhuǎn)型電氣零部件被安裝于印刷電路板上。上述突出部與形成于印刷電路板上的孔嵌合，而且以旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心在印刷電路板上被定位的狀態(tài)，在印刷電路板的表面上焊接從電路板突出的端子。專利文獻I :(日本)特開2003-7516號公報專利文獻I所述的旋轉(zhuǎn)型電氣零部件使旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心相對于印刷電路板被定位。因此，當(dāng)安裝有旋轉(zhuǎn)型電氣零部件的印刷電路板再被安裝到殼體等安裝母材時，印刷電路板和安裝母材之間的安裝公差作為安裝母材和旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心之間的軸錯位被加算，從而難以高度維持旋轉(zhuǎn)體對安裝母材的位置精度。例如，以專利文獻I所述的結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)構(gòu)成使操作軸旋轉(zhuǎn)自如地被支承在設(shè)于安裝母材上的軸承上的檢測裝置，那么容易產(chǎn)生因操作軸的中心軸和旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心之間的錯位公差變得過大而不能將操作軸壓入旋轉(zhuǎn)體內(nèi)或者即使能夠壓入也因錯位公差變大使旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷變得極大等降低操作性能的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述以往課題而提出的，其目的在于提供一種能夠使被基座支承的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心相對于殼體等安裝母材高精度地定位的旋轉(zhuǎn)型傳感器以及具備旋轉(zhuǎn)型傳感器的檢測裝置。本發(fā)明的目的在于提供一種即使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地被支承于設(shè)在殼體等安裝母材上的軸承部上，也能夠在將基座安裝在安裝母材上時縮小轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心和旋轉(zhuǎn)軸的軸心之間的錯位誤差，并能夠可靠地連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子，從而能夠防止旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷增大等的旋轉(zhuǎn)型傳感器以及具備旋轉(zhuǎn)型傳感器的檢測裝置。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)型傳感器具有基座；被上述基座支承為旋轉(zhuǎn)自如的轉(zhuǎn)子；檢測上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的檢測機構(gòu)；以及被設(shè)置為從上述基座露出的多個端子部，其特征在于，上述基座由合成樹脂形成，在上述基座上連續(xù)地形成有將上述轉(zhuǎn)子支承得旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)支承孔以及與設(shè)置上述基座的安裝母材上所設(shè)置的基準(zhǔn)凸部嵌合的定位凹部，上述定位凹部的內(nèi)周面具有直徑大于上述旋轉(zhuǎn)支承孔的內(nèi)徑的圓筒面，上述圓筒面和上述旋轉(zhuǎn)支承孔的內(nèi)周面形成為同心圓狀。在本發(fā)明中，通過被設(shè)置在模具上的同一凸部，成型上述旋轉(zhuǎn)支承孔和上述定位凹部。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)型傳感器通過使形成于基座上的定位凹部嵌合在被設(shè)于殼體等安裝母材上的基準(zhǔn)凸部，能夠相對于安裝母材高精度地定位轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心。例如，即使形成于安裝母材上的軸承孔旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸或者由安裝母材所保持的軸承等軸承部件旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸，使旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成以安裝母材側(cè)的軸承部為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)自如地被支承的結(jié)構(gòu)，也可以通過將旋轉(zhuǎn)型傳感器設(shè)在安裝母材上，使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心和旋轉(zhuǎn)軸的軸心高精度地定位。因此，能夠簡單地連結(jié)由安裝母材側(cè)支承的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)自如地被基座支承的轉(zhuǎn)子，從而在旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時能夠避免轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷異常增大 坐寸O在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，在上述基座上形成有與上述圓筒面連續(xù)地從上述定位凹部的中心向放射方向延伸的防轉(zhuǎn)動凹部。不僅使被設(shè)在基座上的上述定位凹部，而且還使上述防轉(zhuǎn)動凹部也與在安裝母材上形成的基準(zhǔn)凸部嵌合，從而能夠在安裝母材上安裝基座時在旋轉(zhuǎn)方向上定位基座。因此，能夠以安裝母材作為基準(zhǔn)確定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)相位。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述檢測機構(gòu)具有電阻體層和集電體層，被設(shè)置在上述基座上；以及導(dǎo)電性的滑動件，被設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子上，在上述電阻體層以及上述集電體層的表面滑動，而且，上述電阻體層被設(shè)置在上述基座的與設(shè)置有上述定位凹部的面相反側(cè)的表面上，上述電阻體層具有沿著以上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線為中心的圓弧軌跡的圓弧部，上述圓弧部形成在不與上述定位凹部重疊的位置上。而且，在本發(fā)明中，上述檢測機構(gòu)具有電阻體層和集電體層，被設(shè)置在上述基座上；以及導(dǎo)電性的滑動件，被設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子上，在上述電阻體層以及上述集電體層的表面滑動，上述電阻體層被設(shè)置在上述基座的與設(shè)置有上述定位凹部的面相反側(cè)的表面上，上述電阻體層具有沿著以上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線為中心的圓弧軌跡的圓弧部以及中斷上述圓弧部的一部分的不連續(xù)部，而且上述圓弧部形成在不與上述定位凹部重疊的位置上，上述不連續(xù)部形成在與上述防轉(zhuǎn)動凹部重疊的位置。如上所述，因為在基座上電阻體層形成在不與定位凹部等重疊的位置上，所以能夠?qū)㈦娮梵w層配置在基座的壁厚厚的部分上。在基座上壁厚厚的部分強度高，并且很難發(fā)生因溫度變化所引起的變形，因此能夠保持制造時的表面平整度。因此，如果在該部分設(shè)置電阻體層，就能夠長時間可靠地保持電阻體層，從而能夠容易抑制旋轉(zhuǎn)的檢測精度隨著環(huán)境變化而降低。在本發(fā)明中，上述多個端子部分別與上述電阻體層或者上述集電體層導(dǎo)通。而且，本發(fā)明的檢測裝置具有上述任意一個旋轉(zhuǎn)型傳感器；以及安裝母材，在該安裝母材上安裝上述旋轉(zhuǎn)型傳感器，其特征在于，上述安裝母材由合成樹脂形成，在上述安裝母材上設(shè)置有基準(zhǔn)凸部以及支承穿過上述基準(zhǔn)凸部的中心的旋轉(zhuǎn)軸的軸承部，上述基準(zhǔn)凸部的外周面和上述軸承部的內(nèi)周面形成為同心圓狀，在上述定位凹部與上述基準(zhǔn)凸部嵌合的狀態(tài)下，上述旋轉(zhuǎn)軸與上述轉(zhuǎn)子連結(jié)。在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，通過一個模具的凸部形成上述軸承部的內(nèi)周面，通過另一個模具的凹部成型上述基準(zhǔn)凸部的外周面。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為，在上述安裝母材和上述基座之間設(shè)置有印刷電路板，在上述印刷電路板上形成有用于上述基準(zhǔn)凸部有間隙地穿通的通孔，而且上述基座上所設(shè)置的上述端子部焊接在上述印刷電路板的焊盤部上，上述印刷電路板被固定在上述安裝母材上。在這種情況下能夠采用如下結(jié)構(gòu)，即在上述印刷電路板上開口有安裝孔，安裝螺釘有間隙地插入上述安裝孔，上述安裝螺釘螺進形成在上述安裝母材上的孔(例如內(nèi)螺紋孔)內(nèi)，從而上述印刷電路板被固定在上述安裝母材上。本發(fā)明的檢測裝置能夠在將旋轉(zhuǎn)型傳感器的端子部焊接在印刷電路板的焊盤部之后在安裝母材上設(shè)置印刷電路板時能夠直接定位旋轉(zhuǎn)型傳感器的基座和安裝母材，從而 防止印刷電路板和安裝母材之間的安裝公差影響到旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心錯位。在本發(fā)明中，當(dāng)在殼體等安裝母材上安裝旋轉(zhuǎn)型傳感器的基座時，能夠使基座的定位凹部與安裝母材的基準(zhǔn)凸部嵌合，其結(jié)果能夠以安裝母材作為基準(zhǔn)高精度地定位轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心。因此，即使采用使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地被支承在被設(shè)于安裝母材側(cè)的軸承部的結(jié)構(gòu)，也能通過在安裝母材上設(shè)置基座，高精度地定位并連結(jié)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心和旋轉(zhuǎn)軸的軸心。


圖I為表示本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)型傳感器以及安裝有該旋轉(zhuǎn)型傳感器的檢測裝置的分解立體圖。圖2為表示旋轉(zhuǎn)型傳感器和旋轉(zhuǎn)軸的立體圖。圖3為表示旋轉(zhuǎn)型傳感器的基座、轉(zhuǎn)子以及滑動件的分解立體圖。圖4為從轉(zhuǎn)子側(cè)看到基座時的正視圖。圖5為表示在安裝母材上安裝了旋轉(zhuǎn)型傳感器的狀態(tài)的縱向剖視圖。圖6為以VI-VI線切斷圖4所示基座的橫向剖視圖。圖中標(biāo)記I旋轉(zhuǎn)型傳感器，2 基座，3 旋轉(zhuǎn)支承孔，3a內(nèi)周面，4定位凹部，4a圓筒面，5防轉(zhuǎn)動凹部，7轉(zhuǎn)子，7a旋轉(zhuǎn)軸部，8軸連結(jié)孔，10檢測機構(gòu)，11電阻體層，12不連續(xù)部，13a、13b 電極層，14共用電極層，15a、15b引伸端子，16共用引伸端子，17 滑動件，17c 檢測滑動部，17d 共用滑動部，19 罩體部件，20 檢測裝置，21安裝母材，22基準(zhǔn)凸部，22a基準(zhǔn)圓筒面，23防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部，24軸孔，25保持凹部，25a內(nèi)周面，26軸承部件，28旋轉(zhuǎn)軸，28a支承軸部，28c連結(jié)軸部，31印刷電路板，35通孔，37安裝孔，38安裝螺釘
具體實施例方式參照圖I至圖6的各圖說明本發(fā)明實施方式的旋轉(zhuǎn)型傳感器I的結(jié)構(gòu)。作為旋轉(zhuǎn)型電氣零部件，旋轉(zhuǎn)型傳感器I具有基座2?；?為合成樹脂制，以使用了模具的注射成型法來成型?；?如圖3所示，與轉(zhuǎn)子7相對置的一側(cè)為動作側(cè)表面2a ;如圖2所示,被設(shè)在安裝母材21上的一側(cè)為設(shè)置側(cè)表面2b。如圖6所示,動作側(cè)表面2a和設(shè)置側(cè)表面2b為互相平行的平面。而且，從動作側(cè)表面2a看到的正面的形狀和從設(shè)置側(cè)表面2b看到的背面的形狀為大致四邊形形狀。如圖3、圖4以及圖6所示，圓形形狀的旋轉(zhuǎn)支承孔3貫穿基座2而形成。旋轉(zhuǎn)支承孔3向動作側(cè)表面2a開口。旋轉(zhuǎn)支承孔3的內(nèi)周面3a為在表示轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)中心線01上具有曲率中心的圓筒面。如圖2和圖6所示，在基座2的設(shè)置側(cè)表面2b設(shè)有定位凹部4，該定位凹部4向設(shè)置側(cè)表面2b開口。定位凹部4的內(nèi)周面的大部分為圓筒面4a。圓筒面4a在旋轉(zhuǎn)中心線01上具有曲率中心且以一定半徑形成。在設(shè)置側(cè)表面2b形成與定位凹部4連續(xù)的防轉(zhuǎn)動凹部5。如圖2所示，防轉(zhuǎn)動凹部5從圓筒面4a進一步向以旋轉(zhuǎn)中心線01為中心的半徑方向(放射方向)的外側(cè)延伸。防轉(zhuǎn)動凹部5的內(nèi)壁面5a形成為向左右方向空出一定的寬度尺寸，與圓筒面4a連續(xù)。 如圖6所示，旋轉(zhuǎn)支承孔3和定位凹部4連續(xù)形成，旋轉(zhuǎn)支承孔3的內(nèi)周面3a和圓筒面4a通過臺階面4c連續(xù)。臺階面4c為與動作側(cè)表面2a和設(shè)置側(cè)表面2b都平行的平面。當(dāng)注射成型基座2時，以同一模具同時形成旋轉(zhuǎn)支承孔3和定位凹部4。即，在形成設(shè)置側(cè)表面2b的模具上設(shè)有凸部，并通過該凸部使旋轉(zhuǎn)支承孔3和定位凹部4同時成型。因此，如圖6所示，旋轉(zhuǎn)支承孔3的內(nèi)周面3a(內(nèi)徑尺寸Dl)和定位凹部4的圓筒面4a(內(nèi)徑尺寸D2)處在以旋轉(zhuǎn)中心線01作為中心的同心圓狀的位置上，各內(nèi)徑尺寸Dl、D2中心的錯位公差極小。如圖6所示，定位凹部4以從設(shè)置側(cè)表面2b挖指定深度而形成，動作側(cè)表面2a和臺階面4c之間的厚度尺寸T2小于基座2厚度尺寸最大值Tl的一半。如圖2所示，在基座2的設(shè)置側(cè)表面2b設(shè)有從定位凹部4的上側(cè)和防轉(zhuǎn)動凹部5的下側(cè)的兩個地方向后方一體突出的定位銷6a、6b。如圖3和圖4所示，在基座2的動作側(cè)表面2a形成電阻體層11。電阻體層11以相對來說電阻率大的碳為主體來形成。電阻體層11在一側(cè)端部Ila和另一側(cè)端部Ilb之間以環(huán)狀圖案形成，該環(huán)狀圖案具有以旋轉(zhuǎn)中心線01為中心的一定半徑的圓弧部。端部Ila和端部Ilb之間的寬度尺寸Wl部分為電阻體層11的不連續(xù)部12，該不連續(xù)部12沒有形成檢測轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)的檢測區(qū)域。在動作側(cè)表面2a的下部形成與電阻體層11的一側(cè)端部Ila連續(xù)的電極層13a和與另一側(cè)端部Ilb連續(xù)的電極層13b。雖然電極層13a和電極層13b由以銀為主體的低電阻體材料來形成，但是在動作側(cè)表面2a所呈現(xiàn)的表面被與電阻體層11連續(xù)的以碳為主體
的層覆蓋。如圖3和圖4所示，在與電阻體層11相比更靠中心的一側(cè)設(shè)有集電體層即共用電極層14。共用電極層14以環(huán)狀導(dǎo)電圖案形成，該環(huán)狀導(dǎo)電圖案以旋轉(zhuǎn)中心線01為中心的一定半徑連續(xù)。共用電極層14由以銀為主體的低電阻體材料來形成，在動作側(cè)表面2a所呈現(xiàn)的表面被以與電阻體層11相同的碳為主體的高電阻材料層覆蓋。如圖6所示，電阻體層11、電極層13a、13b以及共用電極層14被埋設(shè)在基座2的內(nèi)部，各表面構(gòu)成與基座2的動作側(cè)表面2a幾乎相同的面。電阻體層11、電極層13a、13b以及共用電極層14通過所謂的壓印(imprint)法能
夠與基座2形成一體。本實施方式的壓印法使用以黃銅板等薄金屬板形成的轉(zhuǎn)印板。使用碳黑和碳纖維被混入粘合劑樹脂里的碳糊，通過印刷法將該碳糊涂到轉(zhuǎn)印板的表面并使其固化，從而形成電阻體層11以及與該電阻體層11連續(xù)的電極層13a、13b的圖案形狀的碳層。還同時形成共用電極層14的圖案形狀的碳層。其次，使用在粘接劑樹脂里混入銀粉的銀漿，在電極層13a、13b的部分以印刷法將銀漿層重疊涂到碳層之上。與此同時，在整個共用電極層14通過印刷法將銀漿重疊涂在碳層上。銀漿固化之后，在模具內(nèi)設(shè)置上述轉(zhuǎn)印板，并往模具內(nèi)注射合成樹脂使基座2成型。此時，轉(zhuǎn)印板表面的電阻體層11、電極層13a、13b以及共用電極層14被埋設(shè)在基座2的內(nèi)部并且通過轉(zhuǎn)印板的表面使動作側(cè)表面2a成型。合成樹脂以基座2的形狀固化之后 通過剝下轉(zhuǎn)印板，如圖6所示地電阻體層11、電極層13a、13b以及共用電極層14與基座2形成為一體。如圖6所示，電阻體層11的內(nèi)周邊緣從旋轉(zhuǎn)中心線01的半徑大于定位凹部4圓筒面4a的半徑(D2/2)，電阻體層11在與定位凹部4不重疊的區(qū)域上形成。而且，如圖4所示，電阻體層11的不連續(xù)部12 (寬度尺寸Wl的部分)在與防轉(zhuǎn)動凹部5重疊的區(qū)域上形成。電阻體層11的端部IlaUlb從防轉(zhuǎn)動凹部5向左右分開，電阻體層11在也與防轉(zhuǎn)動凹部5不重疊的區(qū)域上形成。即，電阻體層11形成在基座2的厚度尺寸為Tl的區(qū)域，在薄的厚度尺寸T2區(qū)域沒有形成電阻體層11。如圖6所示，形成了定位凹部4和防轉(zhuǎn)動凹部5的部分的壁厚尺寸薄，基座2的厚度尺寸為相當(dāng)于最大值Tl的一半以下的T2。而且，壁厚薄的部分接近旋轉(zhuǎn)支承孔3的內(nèi)周面3a。電阻體層11與厚度尺寸T2的區(qū)域不重疊，而在厚度尺寸為Tl的區(qū)域上形成。壁厚厚的區(qū)域的強度大，即使在高溫環(huán)境下也不容易變形，所以能夠以電阻體層11維持了制造時轉(zhuǎn)印時的平整度的狀態(tài)，在基座2上長期保持電阻體層11。從而，能夠抑制滑動件17在電阻體層11的表面滑動時其觸點負(fù)荷和接觸電阻等受到外界溫度等影響而發(fā)生變動，能夠高精度地檢測與旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)的電壓變化。如圖3和圖4所示，當(dāng)注射成型基座2時，在基座2的內(nèi)部埋設(shè)引伸端子15a、15b和共用引伸端子16。引伸端子15a、15b和共用引伸端子16用金屬板形成。上述電極層13a與引伸端子15a的表面接觸而形成，電極層13b與引伸端子15b的表面接觸而形成。如圖4所示，引伸端子15a、15b分別從基座2的下部向下方突出。共用電極層14與在共用引伸端子16的中央部形成的接觸部16a的表面接觸而形成,端子部16b、16c從基座2的上部向上方突出。另外，從基座2露出設(shè)有的引伸端子15a、15b以及端子部16b、16c構(gòu)成與后述印刷電路板31的焊盤部焊接的端子部。而且，引伸端子15a、15b與電阻體層11的端部導(dǎo)通，共用引伸端子16的端子部16b、16c與共用電極層14導(dǎo)通。如圖3和圖5所示，旋轉(zhuǎn)型傳感器I使轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)自如地被安裝于基座上。轉(zhuǎn)子7由合成樹脂材料形成。如圖3和圖5所示，轉(zhuǎn)子7將外周面為圓筒面的旋轉(zhuǎn)軸部7a在朝向基座2的背面?zhèn)刃纬?，旋轉(zhuǎn)軸部7a沒有間隙地穿通旋轉(zhuǎn)支承孔3，轉(zhuǎn)子7相對于基座2旋轉(zhuǎn)自如地被支承。在轉(zhuǎn)子7上位于旋轉(zhuǎn)軸部7a的前方一體形成支承凸緣部7b，在支承凸緣部7b上固定以具有導(dǎo)電性和彈性的金屬板來形成的滑動件17?；瑒蛹?7與轉(zhuǎn)子7 —起旋轉(zhuǎn)，并在電阻體層11以及共用電極層14的表面滑動。如圖3所示，滑動件17在中心部具有使轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)軸部7a插入的中心孔17a。在中心孔17a的外周形成固定部17b，并且在用合成樹脂材料注射成型轉(zhuǎn)子7時，上述固定部17b被埋設(shè)在轉(zhuǎn)子7而固定成一體?；蛘?，通過鉚接結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)子7上固定滑動件17也可以。如圖5所示，在基座2的前方安裝罩體部件19。罩體部件19為合成樹脂制。固定了滑動件17的轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)軸部7a旋轉(zhuǎn)自如地插入基座2的旋轉(zhuǎn)支承孔3之后，罩體部件19與基座2鑲嵌后被固定。此時，在轉(zhuǎn)子7中比支承凸緣部7b更向前方突出的軸狀突出部7c穿通在罩體部件19上形成的孔19a的內(nèi)部。而且，在罩體部件19形成從孔19a 的周圍向基座2突出的按壓圈環(huán)部19b，并且通過該按壓圈環(huán)部19b將轉(zhuǎn)子7的支承凸緣部7b向基座2推壓。其結(jié)果，在滑動件17上形成的可彈性變形的檢測滑動部17c與電阻體層11的表面彈性接觸(被彈性施力后接觸)，與此相同地形成在滑動件17上的可彈性變形的共用滑動部17d與共用電極層14的表面彈性接觸(被彈性施力后接觸)。用電阻體層11、共用電極層14以及滑動件17構(gòu)成檢測機構(gòu)10。該檢測機構(gòu)10在引伸端子15a和引伸端子15b之間被施加一定電壓的狀態(tài)下，當(dāng)轉(zhuǎn)子7和滑動件17 —起旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)檢測滑動部17c在電阻體層11上的接觸位置變化，從共用電極層14以及共用引伸端子16(端子部16b、16c)讀取的電壓發(fā)生變化。根據(jù)該電壓變化，檢測轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)角度。如圖6所示，電阻體層11被形成在基座2的厚度尺寸Tl的壁厚厚的部分上，并且維持其表面的平整度，所以檢測滑動部17c和電阻體層11之間的接觸狀態(tài)在轉(zhuǎn)子7的整個旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)穩(wěn)定。因此，檢測滑動部17c和電阻體層11的接觸負(fù)荷(觸點壓力)的變動變小并且接觸電阻的變動變小等，能夠長時間高精度地檢測轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)角度。如上所述，在基座2上安裝轉(zhuǎn)子7和滑動件17，安裝了覆蓋動作側(cè)表面2a的罩體部件19，從而組裝完畢旋轉(zhuǎn)型傳感器I。如圖I和圖2所示，在組裝完畢旋轉(zhuǎn)型傳感器I時，在旋轉(zhuǎn)軸上還沒有安裝轉(zhuǎn)子7。轉(zhuǎn)子7的旋轉(zhuǎn)軸部7a從基座2的旋轉(zhuǎn)支承孔3向設(shè)置側(cè)表面2b露出，轉(zhuǎn)子7的軸狀突出部7c從被形成在罩體部件19上的孔19a向前方露出。在轉(zhuǎn)子7形成前后貫穿的軸連結(jié)孔8，該軸連結(jié)孔8也從旋轉(zhuǎn)型傳感器I的背部(后方)和前方同時露出。軸連結(jié)孔8為具有圓孔部8a和平面部8b的大致為D字形狀的非圓形貫穿孔。如圖I以及圖5所示，旋轉(zhuǎn)型傳感器I被安裝在安裝母材21上，并連結(jié)軸連結(jié)孔8和旋轉(zhuǎn)軸28來構(gòu)成檢測裝置20。設(shè)有旋轉(zhuǎn)型傳感器I的安裝母材21為電子設(shè)備殼體的一部分，或者被固定在殼體的內(nèi)部。安裝母材21用合成樹脂材料一體形成，具有安裝有旋轉(zhuǎn)型傳感器I的支承側(cè)表面21a以及位于其相反側(cè)的操作側(cè)表面21b。支承側(cè)表面21a和操作側(cè)表面21b是互相平行的平面。如圖I和圖5所示，在安裝母材21的支承側(cè)表面21a上一體地突出形成圓筒狀的基準(zhǔn)凸部22。在基準(zhǔn)凸部22的外周形成基準(zhǔn)圓筒面22a?；鶞?zhǔn)圓筒面22a以被設(shè)定在安裝母材21上的支承中心線02為中心的一定半徑形成。圖I所示的基準(zhǔn)圓筒面22a的外徑尺寸Da與在圖6所示的旋轉(zhuǎn)型傳感器I的基座2上形成的定位凹部4內(nèi)周面的一部分即圓筒面4a的內(nèi)徑尺寸D2大致相同，而且基準(zhǔn)凸部22的基準(zhǔn)圓筒面22a能夠與定位凹部4的圓筒面4a以最小的間隙嵌合。如圖I所示，在安裝母材21的支承側(cè)表面21a上一體形成防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23與基準(zhǔn)凸部22。當(dāng)基準(zhǔn)凸部22的基準(zhǔn)圓筒面22a嵌 合到定位凹部4的圓筒面4a時，防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23能夠與在基座2上形成的防轉(zhuǎn)動凹部5以最小間隔嵌合。另外，基準(zhǔn)凸部22除了設(shè)有防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23的部分以外形成圓筒形狀。在基準(zhǔn)凸部22的中心形成將安裝母材21以表背貫穿的軸孔24。軸孔24的內(nèi)周面24a為具有以支承中心線02為中心的一定半徑的圓筒面。如圖5所示，軸孔24的內(nèi)周面24a的內(nèi)徑尺寸為Db。如圖5所示,在安裝母材21上形成從操作側(cè)表面21b凹陷的保持凹部25。保持凹部25的內(nèi)周面25a為具有以支承中心線02為中心的一定半徑的圓筒面。如圖5所示，內(nèi)周面25a的內(nèi)徑尺寸為Dc。在保持凹部25上保持軸承部件26。軸承部件26為球軸承或者由涂上或者浸潰潤滑油的多孔性金屬來形成的金屬軸承等。軸承部件26的外周面26a被壓入保持凹部25的內(nèi)周面25a而不留間隙。因此，軸承部件26的中心孔即旋轉(zhuǎn)支承部26b處于與保持凹部25的內(nèi)周面25a大致同心圓狀的位置。如圖5所示，金屬制旋轉(zhuǎn)軸28旋轉(zhuǎn)自如地被軸承部件26支承。旋轉(zhuǎn)軸28具有外徑尺寸大的支承軸部28a和比支承軸部28a的外徑尺寸小的小徑部28b。小徑部28b的前端部為斷面為D字形狀的非圓形形狀連結(jié)軸部28c，并在連結(jié)軸部28c形成平面部28d。支承軸部28a幾乎沒有間隙地插入軸承部件26的旋轉(zhuǎn)支承部26b內(nèi)，從而旋轉(zhuǎn)軸28被旋轉(zhuǎn)自如地支承。當(dāng)軸承部件26為球軸承時，支承軸部28a被壓入內(nèi)層部，旋轉(zhuǎn)軸28與內(nèi)層部一起旋轉(zhuǎn)自如地被支承。如圖5所示，旋轉(zhuǎn)軸28的小徑部28b僅留下一點點間隙地插入安裝母材21的軸孔24內(nèi)部，連結(jié)軸部28c從基準(zhǔn)凸部22進一步向前方突出。在成型安裝母材21時，以同一對模具形成基準(zhǔn)凸部22、軸孔24以及保持凹部25。用一個模具的凸部使保持凹部25和軸孔24同時成型，用另一個模具的凹部使基準(zhǔn)凸部22成型。因此，基準(zhǔn)凸部22的外徑尺寸Da的基準(zhǔn)圓筒面22a、軸孔24的內(nèi)徑尺寸Db的內(nèi)周面24a以及保持凹部25的內(nèi)徑尺寸Dc的內(nèi)周面25a使相對于支承中心線02的錯位公差變得極小。因為以保持凹部25的內(nèi)周面25a為基準(zhǔn)決定了軸承部件26的位置，所以被軸承部件26支承的旋轉(zhuǎn)軸28的軸心和支承中心線02之間的錯位公差也變得極小。如圖I所示，在安裝母材21上形成向支承側(cè)表面21a開口的一對內(nèi)螺紋孔27、27。而且，當(dāng)安裝螺釘38為自攻螺釘時，代替內(nèi)螺紋孔27、27形成沒有刻上螺紋槽的貫穿孔。如圖I和圖5所示，在安裝母材21和旋轉(zhuǎn)型傳感器I之間設(shè)有印刷電路板31。如圖I所示，印刷電路板31在絕緣性電路板的表面31a形成焊盤部32a、32b以及焊盤部33a、33b。在印刷電路板31表面31a的下部形成3個讀取焊盤部34、34、34。3個讀取焊盤部34、34、34當(dāng)中的2個通過省略了圖示的布線圖案，分別與焊盤32a和焊盤32b導(dǎo)通，另一個讀取焊盤部34同時與焊盤部33a、33b導(dǎo)通。雖然省略了圖示，但是在印刷電路板31的表面31a安裝了連接器，并且連接器的各端子分別焊接在3個讀取焊盤部34、34、34上。如圖I所示，在印刷電路板31形成通孔35。通孔35的內(nèi)徑尺寸明顯地比在安裝母材21上形成的基準(zhǔn)凸部22的基準(zhǔn)圓筒面22a的外徑尺寸Da大。在印刷電路板31上形成從通孔35向上方連續(xù)的穿通凹部36a和從通孔35向下方連續(xù)的穿通凹部36b。如圖2所示，穿通凹部36a的大小被形成為能夠有充分間隙地插入從旋轉(zhuǎn)型傳感器I的基座2的設(shè)置側(cè)表面2b突出的定位銷6a。穿通凹部36b的大小被形成為能夠有充分間隙地同時插入在安裝母材21上形成的防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23和在基座2上形成的定位銷6b。而且，在印刷電路板31上形成凹狀安裝孔37、37。在安裝孔37、37上能夠有充分間隙地插入安裝螺釘38的外螺紋部38a。 下面將說明在安裝母材21上安裝如圖I和圖2所示地被組裝完畢的旋轉(zhuǎn)型傳感器I而構(gòu)成檢測裝置20的組裝方法。通過在焊盤部32a、32b上分別焊接從旋轉(zhuǎn)型傳感器I的基座2延伸的引伸端子15a、15b，并在焊盤部33a、33b上焊接共用引伸端子16的端子部16b、16c，使旋轉(zhuǎn)型傳感器I被固定在印刷電路板31上。此時，旋轉(zhuǎn)型傳感器I和印刷電路板31只要使轉(zhuǎn)子7的軸連結(jié)孔8中心和通孔35的中心大致一致就可以，沒有必要使旋轉(zhuǎn)型傳感器I和印刷電路板31相互高精度地對準(zhǔn)位置。旋轉(zhuǎn)軸28旋轉(zhuǎn)自如地被支承在由安裝母材21保持的軸承部件26上。印刷電路板31被設(shè)在安裝母材21的支承側(cè)表面21a上，使基準(zhǔn)凸部22和旋轉(zhuǎn)軸28位于印刷電路板31的通孔35的內(nèi)部。而且，使在旋轉(zhuǎn)型傳感器I的基座2上形成的定位凹部4與基準(zhǔn)凸部22的外周面即基準(zhǔn)圓筒面22a鑲嵌，而且使基座2的防轉(zhuǎn)動凹部5與防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23嵌合。如圖6所示，在旋轉(zhuǎn)型傳感器I的基座2上使定位凹部4、防轉(zhuǎn)動凹部5以及旋轉(zhuǎn)支承孔3通過被設(shè)在一個模具上的凸部一體成型，并且使轉(zhuǎn)子7幾乎沒有間隙且旋轉(zhuǎn)自如地插入旋轉(zhuǎn)支承孔3內(nèi)，因此定位凹部4的圓筒面4a的中心和在轉(zhuǎn)子7上形成的旋轉(zhuǎn)軸部7a的中心(軸連結(jié)孔8的旋轉(zhuǎn)中心)之間的軸錯位公差極小。而且，安裝母材21使基準(zhǔn)凸部22的外周面即基準(zhǔn)圓筒面22a和保持凹部25的內(nèi)周面25a通過同一模具(一對模具)一體成型，并且通過沒有間隙地被保持在該保持凹部25上的軸承部件26支承旋轉(zhuǎn)軸28。于是，基準(zhǔn)圓筒面22a的中心和旋轉(zhuǎn)軸28的軸心之間的錯位公差極小。因此，在使形成在旋轉(zhuǎn)型傳感器I的基座2上的定位凹部4與基準(zhǔn)凸部22的外周面即基準(zhǔn)圓筒面22a鑲嵌之時，能夠使轉(zhuǎn)子7的軸連結(jié)孔8的旋轉(zhuǎn)中心和旋轉(zhuǎn)軸28的軸心幾乎一致，從而能夠使旋轉(zhuǎn)軸28的連結(jié)軸部28c和轉(zhuǎn)子7的軸連結(jié)孔8互相幾乎沒有軸錯位地嵌合。而且，通過使基座2的防轉(zhuǎn)動凹部5與防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23嵌合，能夠使旋轉(zhuǎn)型傳感器I和安裝母材21高精度地對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)相位之后定位。使基準(zhǔn)凸部22和防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23、以及定位凹部4和防轉(zhuǎn)動凹部5嵌合，將旋轉(zhuǎn)型傳感器I定位在安裝母材21上之后，將安裝螺釘38、38插入印刷電路板31的安裝孔37、37，并在內(nèi)螺紋孔27、27螺緊，以此完成旋轉(zhuǎn)型傳感器I和印刷電路板31對安裝母材21安裝，從而能夠構(gòu)成檢測裝置20。在檢測裝置20，旋轉(zhuǎn)型傳感器I的基座2直接被定位在安裝母材21上，并且轉(zhuǎn)子7的軸連結(jié)孔8的中心(旋轉(zhuǎn)中心)和被安裝母材21側(cè)支承的旋轉(zhuǎn)軸28的軸心之間的錯位極小，因此能夠很大地減輕在通過使旋轉(zhuǎn)軸28旋轉(zhuǎn)來旋轉(zhuǎn)操作轉(zhuǎn)子7時的旋轉(zhuǎn)負(fù)荷。而且，能夠高精度地對準(zhǔn)被固定在轉(zhuǎn)子7上的滑動件17的檢測滑動部17c的旋轉(zhuǎn)軌跡的中心和電阻體層11的圓弧形狀的中心，從而對旋轉(zhuǎn)軸28旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度能夠以高精度地維持檢測值的線性度。而且，通過防轉(zhuǎn)動凹部5和防轉(zhuǎn)動基準(zhǔn)凸部23之間的嵌合，能夠使旋轉(zhuǎn)型傳感器I的旋轉(zhuǎn)方向定位，因此能夠使在旋轉(zhuǎn)軸28旋轉(zhuǎn)時的其旋轉(zhuǎn)相位、電阻體層11和檢測滑動部17c的接觸位置的相對相位高精度地對準(zhǔn)。上述實施方式的檢測裝置20如圖2所示地從基座2突出一對定位銷6a、6b。在采 用具有圖I和圖5所示結(jié)構(gòu)的安裝母材21并且使基準(zhǔn)凸部22和形成在基座2上的定位凹部4嵌合而將旋轉(zhuǎn)型傳感器I定位的結(jié)構(gòu)中，實際上不使用上述定位銷6a、6b。在不使用上述安裝母材21而在印刷電路板上定位旋轉(zhuǎn)傳感器I并進行安裝時，上述定位銷6a、6b嵌合在印刷電路板上形成的定位孔內(nèi)，使定位銷6a、6b被用于定位。而且，即使在安裝了旋轉(zhuǎn)型傳感器I的印刷電路板被設(shè)在安裝母材21上的情況下，為了旋轉(zhuǎn)型傳感器相對于印刷電路板的定位使用定位銷6a、6b也可以。另外，在上述實施方式中，在安裝母材21上形成保持凹部25，并且被保持在保持凹部25上的軸承部件26支承旋轉(zhuǎn)軸28，但是將安裝母材21的軸孔24作為軸承部并以該軸孔24直接旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸也可以，或者在軸孔24保持軸承并通過該軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸也可以。在軸孔24成為軸承部的情況下，在一個模具上設(shè)置形成基準(zhǔn)凸部22外周面即基準(zhǔn)圓筒面22a的凹部，在另一個模具上設(shè)置用于形成軸孔24的凸部，并且通過該模具使安裝母材21成型，從而能夠高精度地形成基準(zhǔn)圓筒面22a的中心和軸孔24的中心。而且，在本發(fā)明中，不隔著印刷電路板31，而直接在安裝母材21的支承側(cè)表面21a上設(shè)置旋轉(zhuǎn)型傳感器I也可以。另外，在旋轉(zhuǎn)型傳感器I上使用的檢測機構(gòu)10并不受限于具有電阻體層，也可以是采用向旋轉(zhuǎn)方向間歇性地設(shè)有電極部并且被轉(zhuǎn)子7支承的滑動件依次與電極部接觸的脈沖輸入式編碼器等。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)型傳感器，具有基座；轉(zhuǎn)子，被上述基座支承為旋轉(zhuǎn)自如；檢測機構(gòu)，檢測上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)；以及多個端子部，被設(shè)置為從上述基座露出，其特征在于， 上述基座由合成樹脂形成，在上述基座上連續(xù)地形成有將上述轉(zhuǎn)子支承為旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)支承孔以及與設(shè)置上述基座的安裝母材上所設(shè)置的基準(zhǔn)凸部嵌合的定位凹部，上述定位凹部的內(nèi)周面具有直徑比上述旋轉(zhuǎn)支承孔的內(nèi)徑大的圓筒面，上述圓筒面和上述旋轉(zhuǎn)支承孔的內(nèi)周面形成為同心圓狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)型傳感器，其特征在于，通過被設(shè)置在模具上的同一凸部，成型上述旋轉(zhuǎn)支承孔和上述定位凹部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋轉(zhuǎn)型傳感器，其特征在于，在上述基座上形成有與上述圓筒面連續(xù)地從上述定位凹部的中心向放射方向延伸的防轉(zhuǎn)動凹部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的旋轉(zhuǎn)型傳感器，其特征在于， 上述檢測機構(gòu)具有電阻體層和集電體層，被設(shè)置在上述基座上；以及導(dǎo)電性的滑動件，被設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子上，在上述電阻體層以及上述集電體層的表面滑動， 上述電阻體層被設(shè)置在上述基座的與設(shè)置有上述定位凹部的面相反側(cè)的表面上，上述電阻體層具有沿著以上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線為中心的圓弧軌跡的圓弧部，上述圓弧部形成在不與上述定位凹部重疊的位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)型傳感器，其特征在于， 上述檢測機構(gòu)具有電阻體層和集電體層，被設(shè)置在上述基座上；以及導(dǎo)電性的滑動件，被設(shè)置在上述轉(zhuǎn)子上，在上述電阻體層以及上述集電體層的表面滑動， 上述電阻體層被設(shè)置在上述基座的與設(shè)置有上述定位凹部的面相反側(cè)的表面上，上述電阻體層具有沿著以上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心線為中心的圓弧軌跡的圓弧部以及中斷上述圓弧部的一部分的不連續(xù)部， 上述圓弧部形成在不與上述定位凹部重疊的位置上，上述不連續(xù)部形成在與上述防轉(zhuǎn)動凹部重疊的位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)型傳感器，其特征在于，上述多個端子部分別與上述電阻體層或者上述集電體層導(dǎo)通。
7.—種檢測裝置，具有權(quán)利要求I至6中任一項所述的旋轉(zhuǎn)型傳感器；以及安裝母材，在該安裝母材上安裝上述旋轉(zhuǎn)型傳感器，其特征在于， 上述安裝母材由合成樹脂形成，在上述安裝母材上設(shè)置有基準(zhǔn)凸部以及支承旋轉(zhuǎn)軸的軸承部，該旋轉(zhuǎn)軸穿過上述基準(zhǔn)凸部的中心，上述基準(zhǔn)凸部的外周面和上述軸承部的內(nèi)周面形成為同心圓狀， 在上述定位凹部與上述基準(zhǔn)凸部嵌合的狀態(tài)下，上述旋轉(zhuǎn)軸與上述轉(zhuǎn)子連結(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測裝置，其特征在于，通過一個模具的凸部形成上述軸承部的內(nèi)周面，通過另一個模具的凹部成型上述基準(zhǔn)凸部的外周面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的檢測裝置，其特征在于，在上述安裝母材和上述基座之間設(shè)置有印刷電路板，在上述印刷電路板上形成有用于上述基準(zhǔn)凸部有間隙地穿通的通孔，上述基座上所設(shè)置的上述端子部焊接在上述印刷電路板的焊盤部，上述印刷電路板被固定在上述安裝母材上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測裝置，其特征在于，在上述印刷電路板上開口有安裝孔，安裝螺釘有間隙地插入上述安裝孔內(nèi)，上述安裝螺釘螺進在上述安裝母材上所形成的孔內(nèi)，從而上述印刷電路板被固 定在上述安裝母材上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在支承旋轉(zhuǎn)軸的安裝母材部件上安裝旋轉(zhuǎn)型傳感器時能夠使旋轉(zhuǎn)型傳感器的轉(zhuǎn)子的中心和旋轉(zhuǎn)軸的軸心高精度地對準(zhǔn)而進行組裝的旋轉(zhuǎn)型傳感器以及具備旋轉(zhuǎn)型傳感器的檢測裝置。旋轉(zhuǎn)型傳感器(1)在基座(2)上使定位凹部(4)和旋轉(zhuǎn)支承孔(3)通過同一模具一體成型，并且使轉(zhuǎn)子(7)旋轉(zhuǎn)自如地被旋轉(zhuǎn)支承孔支承。在安裝有旋轉(zhuǎn)型傳感器的安裝母材(21)中，使基準(zhǔn)凸部(22)和保持凹部(25)通過同一模具一體成型，使旋轉(zhuǎn)軸(28)通過被保持在保持凹部上的軸承部件(26)旋轉(zhuǎn)自如地被支承。從而，通過使定位凹部和基準(zhǔn)凸部嵌合，能夠使旋轉(zhuǎn)軸的軸心和轉(zhuǎn)子的軸連結(jié)孔(8)的中心一致。
文檔編號G01B7/30GK102735161SQ20121008202
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者小原啟志 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社