DE102007054905A1

DE102007054905A1 - Rotationswinkelsensoren und Drosseleinrichtungen

Info

Publication number: DE102007054905A1
Application number: DE102007054905A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Obu Ikeda
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: US20080121831A1; DE102007054905B4; US7946555B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung enthält einen Rotationswinkelsensor (55; 255), der eine magnetische Erfassungseinrichtung (56) aufweist. Die magnetische Erfassungseinrichtung (56) enthält einen Erfassungsabschnitt (57), der eine Änderung eines magnetischen Feldes erfassen kann, das durch zumindest zwei Magnete (27) erzeugt wird, die an einem Drehelement (26) angebracht sind. Ein Gehäuseelement (68) ist integral mit der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) und einem Stützelement (70) geformt. Das Stützelement (70) kann als ein schützendes Element zum Schützen von zumindest dem Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) dienen oder kann als ein Positionierelement dienen, das gestaltet ist, es zumindest dem Erfassungsabschnitt (57) zu ermöglichen, relativ zu dem Positionierelement positioniert zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Rotationswinkelsensoren. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Drosseleinrichtungen, die die Rotationswinkelsensoren aufweisen.
Die japanische offengelegte Patenveröffentlichung Nr. 2005-48671 lehrt eine bekannte Drosseleinrichtung, die betreibbar ist zum Steuern einer Strömungsmenge der Einlassluft, die einem Motor eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Die Drosseleinrichtung enthält ein Drosselventil zum Steuern eines Maßes der Öffnung eines Einlassluftkanals in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel des Drosselventils. Magnete sind an einem Endbereich einer Welle des Drosselventils angebracht. Ein Rotationswinkelsensor, der ein magnetoresistives Element aufweist, ist betätigbar zum Erfassen der Änderung der Richtung des magnetischen Felds, das durch die Magnete erzeugt wird. Das magnetoresistive Element ist mit einem Abdeckelement durch einen Einsatzgussvorgang integriert. Das Abdeckelement ist dazu angepasst, einen Antriebsmechanismus zum zur Drehung Antreiben des Drosselventils zu bedecken.
Das magnetoresistive Element der Drosseleinrichtung dieser Veröffentlichung ist mit dem Abdeckelement durch einen Einsatzgussvorgang integriert. Daher besteht eine Möglichkeit, dass das magnetoresistive Element, insbesondere ein Chip, der einen Erfassungsabschnitt bildet, durch den Formgebungspressdruck während des Gießvorgangs beschädigt werden könnte. Zusätzlich kann der Chip des magnetoresistiven Elements deformiert werden, dass eine Biegung erzeugt wird, durch die Spannung, die auf Grund des Zusammenziehens bzw. Schrumpfens eines gegossenen Harzes nach dem Gießvorgang erzeugt wird. Als eine Folge ist es möglich, dass die Ausgabeeigenschaften des magnetoresistiven Elements verschlechtert sind. Die Ausgabeeigenschaften können die Linearität der Ausgabe und die Ausgabedrift betreffen, die auf Grund einer Änderung in der Temperatur hervorgerufen sein können.
Die internationale Veröffentlichung WO 2004/031558 lehrt eine andere bekannte Drosseleinrichtung, die betreibbar ist zum Steuern einer Menge der Strömung von Einlassluft, die einem Motor eines Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Ähnlich zu der oben stehenden bekannten Drosseleinrichtung enthält die Drosseleinrichtung dieser Veröffentlichung ein Drosselventil zum Steuern eines Öffnungsgrads eines Einlassluftkanals in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel des Drosselventils. Magnete sind an einem Endbereich einer Welle des Drosselventils angebracht. Ein Rotationswinkelsensor, der ein magnetoresistives Element aufweist, ist betreibbar zum Erfassen der Änderung der Richtung des magnetischen Felds, das durch die Magnete erzeugt wird. Das magnetoresistive Element hat Verbindungsanschlüsse, die mit plattenartigen Anschlusselementen verbunden sind, so dass im Wesentlichen das gesamte magnetoresistive Element, einschließlich eines Erfassungsabschnitts, sich in einer stehenden Weise von den Anschlusselementen aus erstreckt. Die Anschlusselemente, die das magnetoresistive Element stützen, sind innerhalb eines Gehäuses angebracht. Das magnetoresistive Element ist locker innerhalb einer Vertiefung aufgenommen, die in dem Gehäuse geformt ist.
Mit dieser bekannten Drosselsteuereinrichtung erstreckt sich im Wesentlichen das gesamte magnetoresistive Element, einschließlich des Erfassungsabschnitts, in einer stehenden Weise von den Anschlusselementen und ist innerhalb der Vertiefung des Gehäuses positioniert. Daher neigt die Position des magnetoresistiven Elements dazu, instabil zu werden. Beispielsweise kann der Erfassungsabschnitt des magnetoresistiven Elements auf Grund von externen Vibrationen vibrieren, wie zum Beispiel Vibrationen des Motors und Vibrationen des Fahrzeugkörpers, die während der Fahrt des Fahrzeugs hervorgerufen werden können. Wenn der Erfassungsabschnitt vibriert, kann der Erfassungsabschnitt sich aus einer richtigen Position wegbewegen, die relativ zu den Magneten bestimmt ist. Als Folge ist es möglich, dass die Ausgabeeigenschaften des magnetoresistiven Elements beeinträchtigt sind.
Daher besteht ein Bedarf im Stand der Technik für einen Rotationswinkelsensor, der eine Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika verhindern oder minimieren kann. Ferner besteht ein Bedarf im Stand der Technik für eine Drosseleinrichtung, die einen solchen Rotationswinkelsensor hat.
Ein Rotationswinkelsensor hat eine magnetische Erfassungseinrichtung. Die magnetische Erfassungseinrichtung enthält einen Erfassungsabschnitt, der eine Änderung eines magnetischen Felds erfassen kann, was eine Änderung in der Intensität des magnetischen Felds und eine Änderung in der Richtung des magnetischen Felds beinhalten kann. Das magnetische Feld kann durch mindestens zwei Magnete erzeugt werden, die an einem Drehelement angebracht sind. Ein Gehäuseelement ist integral mit der magnetischen Erfassungseinrichtung geformt und hat ein Stützelement. Das Stützelement kann als ein schützendes Element zum Schützen von zumindest dem Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung dienen oder kann als ein Positionierelement dienen, das es erlaubt, dass zumindest der Erfassungsabschnitt relativ zu dem Positionierelement positioniert wird.
Zusätzliche Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unmittelbar nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen:
1 eine Querschnittsansicht einer Drosseleinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Ansicht betrachtet von der Rückseite eines Abdeckelements der Drosseleinrichtung ist;
3 eine Vorderansicht eines Rotationswinkelsensors der Drosseleinrichtung ist und den Zustand zeigt, in dem Sensoranschlüsse mit dem Sensor verbunden sind;
4 eine perspektivische Ansicht des Rotationswinkelsensors ist und den Zustand zeigt, in dem Sensoranschlüsse nicht mit dem Sensor verbunden sind;
5 eine Vorderansicht des Rotationswinkelsensors ist;
6 eine Seitenansicht des Rotationswinkelsensors ist;
7 eine Hintersicht des Rotationswinkelsensors ist;
8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII aus 5 ist;
9 eine Vorderansicht ist, die das Verhältnis zwischen magnetischen Erfassungseinrichtungen und einem Stützelement des Rotationswinkelsensors zeigt;
10 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X aus 9 ist;
11 eine perspektivische Ansicht von einer der magnetischen Erfassungseinrichtungen ist;
12 eine Vorderansicht des Stützelements ist;
13 eine Querschnittsansicht entlang der Line XIII-XIII in 12 ist;
14 eine perspektivische Ansicht des Stützelements ist;
15 eine Vorderansicht eines Rotationswinkelsensors einer Drosseleinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
16 eine Seitenansicht des Rotationswinkelsensors ist;
17 eine Hintersicht des Rotationswinkelsensors ist;
18 eine Querschnittsansicht entlang der Line XVIII-XVIII aus 15 ist;
19 eine Vorderansicht ist, die das Verhältnis zwischen magnetischen Erfassungseinrichtungen und einem Stützelement zeigt;
20 eine Querschnittsansicht entlang der Line XX-XX in 19 ist;
21 eine Vorderansicht des Stützelements ist;
22 eine Querschnittsansicht entlang der Line XXII-XXII in 21 ist;
23 eine perspektivische Ansicht des Stützelements ist;
24 eine Querschnittsansicht einer Drosseleinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
25 eine perspektivische Ansicht betrachtet von der Hinterseite eines Abdeckelements der Drosseleinrichtung ist;
26 eine Vorderansicht eines Rotationswinkelsensors der Drosseleinrichtung ist und den Zustand zeigt, in dem Sensoranschlüsse mit dem Sensor verbunden sind;
27 eine perspektivische Ansicht des Rotationswinkelsensors ist und den Zustand zeigt, in dem die Sensoranschlüsse nicht mit dem Sensor verbunden sind;
28 eine Vorderansicht des Rotationswinkelsensors ist;
29 eine Seitenansicht des Rotationswinkelsensors ist;
30 eine Hintersicht des Rotationswinkelsensors ist;
31 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXI-XXXI in 28 ist;
32 eine Vorderansicht ist, die das Verhältnis zwischen magnetischen Erfassungseinrichtungen und einem Stützelement des Rotationswinkelsensors zeigt;
33 eine Querschmittsansicht entlang der Linie XXXIII-XXXIII in 32 ist;
34 eine perspektivische Ansicht von einer der magnetischen Erfassungseinrichtungen ist;
35 eine perspektivische Explosionsansicht des Stützelements ist;
36 eine Vorderansicht eines ersten Segments des Stützelements ist;
37 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXVII-XXXVII in 36 ist;
38 eine Hintersicht des ersten Segments ist;
39 eine Vorderansicht eines zweiten Segments des Stützelements ist;
40 eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXX-XXXX in 39 ist; und
41 eine Hintersicht des zweiten Segments des Stützelements ist.
Jedes der zusätzlichen Merkmale und der Lehren, die oben und nachfolgend offenbart sind, kann getrennt oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Rotationswinkelsensoren und Drosseleinrichtungen, die solche Rotationswinkelsensoren aufweisen, vorzusehen. Repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung, die viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren sowohl getrennt als auch in Verbindung miteinander ver wenden, werden nun im Einzelnen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung soll lediglich einem Fachmann weitere Einzelheiten zum Umsetzen von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren geben und soll den Rahmen der Erfindung nicht begrenzen. Nur die Ansprüche definieren den Rahmen der beanspruchten Erfindung. Daher müssen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben sind, die Erfindung nicht unbedingt im weitesten Sinne in die Praxis umsetzen und werden stattdessen lediglich dazu gelehrt, spezielle repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Ferner können verschiedene Merkmale der repräsentativen Beispiele und der abhängigen Ansprüche auf Weisen kombiniert werden, die nicht speziell genannt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren vorzusehen.
Bei einer Ausführungsform hat ein Rotationswinkelsensor eine magnetische Erfassungseinrichtung. Die magnetische Erfassungseinrichtung enthält einen Erfassungsabschnitt, der eine Änderung eines magnetischen Felds erfassen kann, das durch zumindest zwei Magnete, die an einem Drehelement angebracht sind, erzeugt wird. Ein schützendes Element kann zumindest den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung schützen. Ein Gehäuseelement ist integral mit der magnetischen Erfassungseinrichtung und dem schützenden Element durch einen Einsatzgussvorgang geformt.
Während des Einsatzgussvorgangs des Gehäuseelements wird ein Formgebungspressdruck aufgebracht. Zusätzlich kann eine mögliche Spannung auf Grund eines Zusammenziehens bzw. Schrumpfens des Harzes nach dem Gießvorgang hervorgerufen werden. Der Formgebungspressdruck oder die mögliche Spannung ruft jedoch keinen wesentlichen Einfluss auf den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung hervor. Als Folge ist es möglich, die potentielle Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtung zu verhindern oder zu minimieren.
Das Schutzelement kann aus einem ersten Harzmaterial gebildet sein, das einen ersten Schmelzpunkt aufweist. Das Gehäuseelement kann aus einem zweiten Harzmaterial gebildet sein, das einen zweiten Schmelzpunkt aufweist. Der erste Schmelzpunkt liegt höher als der zweite Schmelzpunkt. Daher ist es möglich, dass das Schutzelement durch Wärme während des Gießvorgangs des Gehäuseelements nicht deformiert oder geschmolzen wird. Als Ergebnis ist es möglich, den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung zuverlässig zu schützen.
Ein Teil des Gehäuseelements, innerhalb dessen der Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung angebracht ist, kann eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke haben. Daher ist es möglich, ein mögliches Ungleichgewicht des Formgebungspressdrucks zu verringern oder zu minimieren, der auf den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung während des Einsatzgussvorgangs aufgebracht wird. Es ist auch möglich, das mögliche Ungleichgewicht der Spannung zu reduzieren oder zu minimieren, die auf Grund der Kontraktion bzw. des Schrumpfens des Harzes nach dem Gießvorgang hervorgerufen wird.
Die magnetische Erfassungseinrichtung kann eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen enthalten, die mit entsprechenden Anschlüssen eines Verbinders verbunden sind.
Das Gehäuseelement kann mit einem stationären Element durch einen Einsatzgussvorgang integriert werden. Das stationäre Element bedeckt einen Bereich des Gehäuseelements, der eine vorbestimmte Gestalt hat, nicht. Daher ist es möglich, dass der Formgebungspressdruck und die mögliche Spannung, die auf Grund des Zusammenziehens bzw. Schrumpfens des Harzes hervorgerufen wird, keinen wesentlichen Einfluss auf den Bereich des Gehäuseelements haben, der die vorbestimmte Konfiguration hat.
Vorzugsweise ist der Erfassungsabschnitt innerhalb des Bereichs des Gehäuseelements, der die vorbestimmte Konfiguration hat, positioniert. Mit dieser Anordnung ist es möglich, dass der Formgebungspressdruck oder die mögliche Spannung auf Grund des Zusammenziehens des Harzes den Erfassungsabschnitt beeinflusst. Daher ist es möglich, zuverlässig eine Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtung zu verhindern.
Bei einer anderen Ausführungsform hat eine Drosseleinrichtung einen Drosselkörper, der einen Einlassluftkanal definiert. Ein Drosselventil ist zum Öffnen und Schließen des Einlassluftkanals zum Steuern einer Menge von Einlassluft, die durch den Einlassluftkanal strömt, betreibbar. Ein Drehelement ist mit dem Drosselventil verbunden. Zumindest zwei Magnete sind an dem Drehelement angebracht. Der in der oben stehenden Ausführungsform beschriebene Rotationswinkelsensor ist an dem Drosselkörper zum Erfassen eines Rotationswinkels des Drosselventils angebracht. Daher ist es möglich, eine Drosseleinrichtung zu erzeugen, die einen Rotationswinkelsensor aufweist, der die mögliche Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtung verhindern oder minimieren kann.
Die Drosseleinrichtung kann weiter einen Antriebsmechanismus zum Antreiben des Drosselventils zur Drehung enthalten. Der Drosselkörper enthält ein Abdeckelement zum Bedecken des Antriebsmechanismus. Das Gehäuseelement wird mit dem Abdeckelement durch einen Einsatzgussvorgang integriert. Das Abdeckelement bedeckt einen Bereich, der eine vorbestimmte Konfiguration aufweist, nicht. Daher ist es möglich, dass der Formgebungspressdruck und die mögliche Spannung keinen wesentlichen Einfluss auf den Bereich des Gehäuseelements, der die vorbestimmte Konfiguration aufweist, hervorrufen.
Die Drosseleinrichtung kann weiter ein elektrisch betriebenes Stellglied enthalten, das mit dem Antriebsmechanismus verbunden ist, und eine Mehrzahl von Anschlüssen zum elektrischen Verbinden mit dem Stellglied. Die Anschlüsse werden auch mit dem Abdeckelement durch den Einsatzgussvorgang integriert. Daher kann das Abdeckelement die Anschlüsse aufweisen, die damit integriert sind, zusätzlich zu dem Gehäuseelement des Rotationswinkelsensors.
Das Abdeckelement kann mit dem Drosselkörper durch Kleben oder Schweißen zusammengefügt sein. Mit dieser Technik kann das Abdeckelement einfach in dem Drosselkörper angebracht werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform enthält ein Rotationswinkelsensor ein Positionierelement, das zumindest ermöglicht, dass der Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung relativ zu dem Positionierelement positioniert ist. Das Gehäuseelement wird zusammen mit der magnetischen Erfassungseinrichtung und dem Positionierelement durch einen Einsatzgussvorgang gegossen.
Mit dieser Anordnung kann das Positionierelement, das mit dem Gehäuseelement integriert ist, zuverlässig den Erfassungsabschnitt in Position halten. Daher ist es möglich, zuverlässig die mögliche Beeinträchtigung der Ausgangscharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtung zu verhindern oder zu minimieren, die möglicherweise hervorgerufen wird, wenn der Erfassungsabschnitt vibriert oder sich auf Grund von extern aufgebrachten Vibrationen bewegt.
Der Erfassungsabschnitt kann zumindest einen Vorsprung aufweisen und das Positionierelement kann den zumindest einen Vorsprung relativ zu dem Positionierelement positionieren. Mit dieser Anordnung kann der Erfassungsabschnitt weiter zuverlässig in Position gehalten werden.
Das Positionierelement kann auch als ein schützendes Element dienen, das zumindest den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung schützen kann.
Vorzugsweise kann das Positionierelement zumindest den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung innerhalb eines zentralen Bereichs des Positionierelements schützen. Mit dieser Anordnung kann der Erfassungsabschnitt weiter zuverlässig geschützt werden.
Das Positionierelement kann eine Mehrzahl von Positioniersegmenten enthalten und kann zumindest den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtung umschließen. Mit dieser Anordnung kann das Positioniersegment einfach positioniert werden, dass es den Erfassungsabschnitt umschließt.
Das Positionierelement kann einen Positionierbereich enthalten, der relativ zu einem Formgesenk, das zum Gießen des Gehäuseelements verwendet wird, positioniert werden kann. Mit dieser Anordnung kann das Positioniersegment genau in einer gewünschten Position relativ zu dem Gehäuseelement positioniert werden.
Vorzugsweise kann das Positioniersegment gleichzeitig Erfassungsabschnitte einer Mehrzahl von magnetischen Erfassungseinrichtungen positionieren. Daher können die Erfassungsabschnitte einfach zuverlässig relativ zu dem Positioniersegment positioniert werden.
Das Gehäuseelement kann mit einem stationären Element durch einen Einsatzgussvorgang integriert werden, wobei das stationäre Element einen Bereich, der den Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtungen umgibt, nicht bedeckt.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform hat eine Drosseleinrichtung einen Rotationswinkelsensor, der das Positionierelement enthält. Daher ist es möglich, eine Drosseleinrichtung zu realisieren, die einen Rotationswinkelsensor aufweist, der die potentielle Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtungen verhindern oder minimieren kann.
Die Drosselsteuereinrichtung kann weiter einen Antriebsmechanismus zum Antreiben des Drosselventils zur Drehung beinhalten. Ein lösbares Abdeckelement kann den Antriebsmechanismus bedecken. Mit dieser Konstruktion können Abdeckelemente, die die gleiche Konfiguration aufweisen, für unterschiedliche Arten von Drosselkörpern verwendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform hat ein Sensor eine magnetische Erfassungseinrichtung, die einen Erfassungsabschnitt aufweist, der eine Änderung eines magnetischen Felds erfassen kann. Ein erstes Element, das aus einem ersten Harzmaterial gebildet ist, ist mit zumindest dem Erfassungsabschnitt der magnetischen Erfassungseinrichtungen in Eingriff. Ein zweites Element, das aus einem zweiten Harzmaterial gebildet ist, ist integral mit der magnetischen Erfassungseinrichtung und dem ersten Element gegossen, so dass die magnetische Erfassungseinrichtung und das erste Element innerhalb des zweiten Elements eingebettet sind.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 14 beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf einen Rotationswinkelsensor, der als ein Drosselsensor zum Erfassen eines Rotationswinkels eines Drosselventils einer elektronisch gesteuerten Drosseleinrichtung verwendet wird. Der Drosselsensor kann auch als ein „Drosselpositionssensor" oder ein „Öffnungswinkelsensor" bezeichnet werden. Aus Erklärungszwecken wird zunächst die Drosseleinrichtung beschrieben und anschließend folgt die Beschreibung des Rotationswinkelsensors.
Wie es in 1 dargestellt ist, hat eine Drosseleinrichtung 10 einen Drosselkörper 11 aus Harz. Der Drosselkörper 11 enthält einen Bohrungswandbereich 12 und einen Motorgehäusebereich, die miteinander integral geformt sind. Eine im Wesentlichen hohle, zylindrische Bohrung 14 ist innerhalb des Bohrungswandbereichs 12 definiert und erstreckt sich durch diesen in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene aus 1. Die Bohrung 14 kann als „ein Einlassluftkanal" bezeichnet werden. Wenngleich es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist ein Luftreiniger mit der stromaufwärtigen Seite des Bohrungswandbereichs 12 verbunden und ein Einlassverteiler ist mit der stromabwärtigen Seite des Bohrungswandbereichs 12 verbunden.
Eine metallische Drosselwelle 16 ist innerhalb des Bohrungswandbereichs 12 angebracht und erstreckt sich über die Bohrung 14 in einer Durchmesserrichtung von dieser. Zylindrische Stützbereiche 17 und 18 sind integral mit dem Bohrungswandbereich 12 geformt. Der Stützbereich 17 stützt ein erstes Ende (linkes Ende betrachtet in 1) der Drosselwelle 16 über ein Lager 18 zur Drehung. Der Stützbereich 18 stützt ein zweites Ende (rechtes Ende betrachtet in 1) der Drosselwelle 16 über ein Lager 19 zur Drehung. Ein scheibenartiges Drosselventil 22 ist an der Drosselwelle 16 durch Schrauben 23 befestigt. Das Drosselventil 22 ist als ein Butterflyventil gestaltet und kann die Bohrung 14 öffnen und schließen, wenn es sich um eine Rotationsachse dreht. Insbesondere treibt ein Antriebsmotor 30 das Drosselventil 22 zum Öffnen und Schließen der Bohrung 14 zur Drehung an, so dass eine Menge von Einlassluft, die durch die Bohrung 14 strömt, gesteuert werden kann.
Ein Stöpsel 24 ist zur Dichtung in ein offenes Ende des Stützbereichs 17 eingesetzt, der auf der linken Seite betrachtet in 1 positioniert ist. Das zweite Ende (rechtes Ende betrachtet in 1) der Drosselwelle 16 erstreckt sich durch den Stützbereich 19 und über diesen hinaus. Ein Drosselrad 26, das aus Harz gebildet sein kann, ist an einem Teil des zweiten Endes der Drosselwelle 16 befestigt, wobei sich der Teil nach rechts von dem Stützbereich 19 erstreckt, so dass das Drosselrad 26 daran gehindert wird, sich relativ zu der Drosselwelle 16 zu drehen. Das Drosselrad 26 enthält einen zentralen zylindrischen inneren Hülsenbereich 26a, einen zylindrischen äußeren Hülsenbereich 26b, der um den inneren Hülsenbereich 26a herum positioniert ist, und einen Zahnradbereich 26c, der um den äußeren Hülsenbereich 26b herum positioniert ist. Der innere Hülsenbereich 26a, der äußere Hülsenbereich 26b und der Zahnradbereich 26c sind miteinander integral geformt. Ein Paar von Dauermagneten 27 und ein Paar von Jochen (nicht dargestellt) sind auf dem inneren Umfangsbereich des inneren Hülsenbereichs 26a des Drosselrads 26 angebracht und damit durch Einsatzgussvorgang integriert. Die Magnete 27 liegen einander in einer Durchmesserrichtung des Drosselrads 26 gegenüber. Die Joche bilden gemeinsam einen Ring, so dass die Magnete 27 auf der inneren Seite des Rings positioniert sind. Beispielsweise können die Magnete 27 aus einem Ferritmagnetmaterial gebildet sein. Die Joche können aus einem magnetischen Material gebildet sein. Die Magnete 27 sind so magnetisiert, dass die magnetischen Linien oder magnetischen Feldlinien, die zwischen den Magneten 27 erzeugt werden, sich parallel zueinander erstrecken. Daher erstrecken sich die magnetischen Feldlinien im Wesentlichen parallel zueinander über den hohlen Raum, der innerhalb des inneren Hülsenbereichs 26a definiert ist.
Eine Rückstellfeder 29 ist eine Schraubenfeder, die zwischen dem Drosselkörper 11 und dem Drosselrad 26 eingebracht ist, und belastet das Drosselrad 26 in einer Richtung vor, die einer Schließrichtung des Drosselventils 22 entspricht.
Der Motorgehäusebereich 13 des Drosselkörpers 11 ist in einer hohlen zylindrischen Konfiguration gestaltet, mit einer Achse, die sich parallel zu einer Rotationsachse L der Drosselwelle 16 erstreckt. Das linke Ende betrachtet in 1 des Motorgehäusebereichs 13 ist geschlossen, während das rechte Ende des Motorgehäusebereichs 13 offen ist. der Antriebsmotor 30, der ein Gleichstrommotor sein kann, ist innerhalb des Motorgehäusebereichs 13 aufgenommen. Der Antriebsmotor 30 hat ein Motorgehäuse 31 (das ein äußeres Gehäuse des Antriebsmotors 30 definiert) mit einem Montageflansch 32, der an einer Endfläche auf der Seite des offenen Endes des Motorgehäusebereichs 13 durch Schrauben 33 befestigt ist. Zusätzlich hat der Antriebsmotor 30 eine Ausgangsdrehwelle 34, die nach außen von dem offenen Ende (Ende der rechten Seite betrachtet in 1) des Motorgehäusebereichs 13 vorsteht. Ein Motorritzel 36, das aus Harz gebildet sein kann, ist festgelegt an der Ausgangsdrehwelle 34 angebracht. Der Antriebsmotor 30 kann als ein „elektrisch betriebenes Stellglied" bezeichnet werden.
Eine Gegenwelle 37 ist am Drosselkörper 11 montiert. Die Gegenwelle 37 ist auf einer Seite gegenüberliegend zu einem Antriebsmechanismus oder einem Übersetzungsmechanismus 39, der das Drosselrad 26 und das Motorritzel 36 enthält, angebracht und ist zwischen der Drosselwelle 16 und der Ausgangsrotationswelle 34 des Antriebsmotors 30 positioniert. Ein Gegenrad 38, das aus Harz gebildet sein kann, ist zur Drehung durch die Gegenwelle gestützt. Das Gegenrad 38 enthält einen Zahnradbereich großen Durchmessers und einen Zahnradbereich kleinen Durchmessers, die auf der gleichen Achse angebracht sind und mit dem Motorritzel 36 bzw. dem Zahnradbereich 26c des Drosselrads 26 jeweils in Eingriff sind. Das Drosselrad 26, das Motorritzel 36 und das Gegenrad 38 bilden den Übersetzungsmechanismus 39 zum Verringern der Rotationsgeschwindigkeit des Antriebsmotors 30 in einem vorbestimmten Verhältnis (Übersetzung ins Langsame).
Der Antriebsmotor 30 wird basierend auf einen Steuersignal angetrieben, das von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) (nicht dargestellt) ausgegeben wird, so dass die Rotation des Antriebsmotors 30 an die Drosselwelle 16 über das Motorritzel 36, das Gegenrad 38 und das Drosselrad 26 übertragen wird und weiter an das Drosselventil 22 übertragen wird. Daher dreht sich das Drosselventil 22 innerhalb der Bohrung 14 zum Öffnen oder Schließen der Bohrung 14, so dass die Menge von Einlassluft, die durch die Bohrung 14 strömt, gesteuert werden kann.
Auf der Seite gegenüberliegend zu dem Übersetzungsmechanismus 39 ist eine ringförmige Montagewand 41 für die Abdeckung integral mit dem äußeren Umfangsbereich des Drosselkörpers 11 geformt und umgibt den Übersetzungsmechanismus 39. Eine Mehrzahl von Metallbuchsen 42 oder Gewindebuchsen ist mit der Montagewand 41 der Abdeckung durch einen Einsatzgussvor gang integriert und sie sind in vorbestimmten Intervallen entlang der Umfangsrichtung der Montagewand 41 für die Abdeckung angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind sechs Buchsen 42 vorgesehen, wenngleich nur eine Buchse 42 in den Zeichnungen dargestellt ist.
Ein Abdeckelement 44, das aus Harz gebildet ist, dient zum Schließen des offenen Endes der Montagewand 41 für die Abdeckung. Eine Mehrzahl von zylindrischen Hülsenelementen 45 ist mit dem äußeren Umfangsbereich des Abdeckelements 44 durch einen Einsatzgussvorgang integriert. Die Hülsenelemente 45 sind in vorbestimmten Intervallen entlang der Umfangsrichtung des Abdeckelements 44 ausgerichtet zu den jeweiligen Buchsen 42 angeordnet. Gewindeschäfte der Schrauben 47 werden in die Hülsenelemente 45 eingeführt und werden in Eingriff mit den entsprechenden Gewindelöchern der Buchsen 42 gebracht, so dass das Abdeckelement 44 lösbar an dem Drosselkörper 11 montiert werden kann. Auf diese Weise dienen die Schrauben 47 als Befestigungselemente zum lösbaren Anbringen des Abdeckelements 44 an dem Drosselkörper 11.
Wie es in 2 dargestellt ist, ist ein Rotationswinkelsensor 55 mit einem rückseitigen Bereich des Abdeckelements 44 durch einen Einsatzgussvorgang integriert. Der Rotationswinkelsensor 55 besitzt ein Gehäuseelement 68. Das vordere Ende (linkes Ende betrachtet in 1) des Gehäuseelements 68 erstreckt sich in den inneren Hülsenbereich 26a des Drosselrads 26, das die Permanentmagnete 27 und die damit integrierten Joche hat, so dass das vordere Ende des Gehäuseelements 68 sich koaxial zu dem inneren Hülsenbereich 26a erstreckt. Ein Zwischenraum ist zwischen dem vorderen Ende des Gehäuseelements 68 und dem Innenumfang des Hülsenbereichs 26a vorgesehen, so dass das vordere Ende des Gehäuseelements 68 den inneren Umfang des inneren Hülsenbereichs 26a nicht berührt.
Wie es in 2 dargestellt ist, sind erste und zweite Stromzufuhranschlüsse 49a und 49b sowie erste und zweite Relaisverbinder 51a und 51b mit dem Abdeckelement 54 durch einen Einsatzgussvorgang integriert. Der erste und der zweite Stromzufuhranschluss 49a bzw. 49b werden zum Zuführen eines Stroms an den Antriebsmotor 30 (siehe 1) verwendet. Der erste Relaisverbinder 51a ist mit einem Ende (inneres Ende) des ersten Stromzufuhranschlusses 49a verbunden und ist in Berührung mit einem von zwei Motoranschlüssen 30a (nur ein Motoranschluss 30a ist in den Zeichnungen gezeigt), so dass er elektrisch damit verbunden ist. Der zweite Relaisverbinder 51b ist mit einem Ende des zweiten Stromzufuhranschlusses 49b verbunden und ist in Berührung mit dem anderen der zwei Motoranschlüsse 30a, so dass er elektrisch damit ver bunden ist. Ein Verbinder 53 weist einen Verbinderkörper auf, der integral mit dem Außenseitenbereich des Abdeckelements 44 geformt ist. Die äußeren Enden (obere Enden betrachtet in 4) des ersten und des zweiten Stromzufuhranschlusses 49a bzw. 49b sowie äußere Enden (obere Enden betrachtet in 3 und 4) der Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d des Rotationswinkelsensors 55 erstrecken sich in den Verbinderkörper und sind in Reihen darin angeordnet.
Ein externer Verbinder (nicht dargestellt) kann mit dem Verbinder 53 des Abdeckelements 44 verbunden werden. Der externe Verbinder hat Anschlussstifte, die die äußeren Enden des ersten und des zweiten Stromzufuhranschlusses 49a und 49b und der Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d zur elektrischen Verbindung damit berühren können. Daher können Erfassungssignale von dem Rotationswinkelsensor 55 and die elektronische Steuereinheit (ECU) über den externen Verbinder ausgegeben werden. Ferner kann die ECU Steuersignale an den Antriebsmotor 30 über den externen Verbinder ausgeben.
Der Rotationswinkelsensor 55 wird nun unter Bezugnahme auf 5 bis 8 beschrieben. Wie es in 8 gezeigt ist, enthält der Rotationswinkelsensor 55 zwei magnetische Erfassungseinrichtungen 56. Wie es in 11 gezeigt ist, ist jede der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 ein Sensor IC und enthält einen Erfassungsabschnitt 57 und einen Berechnungsabschnitt 58, die in Serie miteinander verbunden sind. Der Erfassungsabschnitt 57 enthält einen rechteckigen plattenartigen Harzkörper und ein magnetoresistives Element (bezeichnet als MR Element), das innerhalb des Harzkörpers eingebettet ist. Das MR Element kann eine Richtung des magnetischen Felds erfassen, das durch das Paar von Permanentmagneten 27 erzeugt wird, die an dem Drosselrad 26 angebracht sind (siehe 1). Das MR Element kann dann ein Erfassungssignal, das die Richtung des magnetischen Felds darstellt, an den Berechnungsabschnitt 58 ausgeben. Metallvorsprünge 60 erstrecken sich nach außen von gegenüberliegenden Endflächen des Harzkörpers und sind symmetrisch zueinander positioniert. Die Vorsprünge 60 sind angepasst, durch ein Stützelement 70 in Eingriff genommen zu werden, das gestaltet ist, durch ein Gussgesenk (nicht dargestellt), das zum Gießen der magnetischen Erfassungseinrichtung 56 verwendet wird, gehalten zu werden. Die Einzelheiten des Stützelements 70 werden später beschrieben.
Wie es in 11 dargestellt ist, hat der Berechnungsabschnitt 58 einen rechteckigen plattenartigen Harzkörper und einen integrierten Halbleiterkreis (IC), der innerhalb des Harzkörpers eingebettet ist. Der Berechnungsabschnitt 58 dient zum Berechnen des Rotationswinkels des Drossel rads 26 (siehe 1) basierend auf dem Erfassungssignal, das von dem Erfassungsabschnitt 57 ausgegeben wird. Der Berechnungsabschnitt 58 ist so programmiert, dass er ein lineares Spannungssignal entsprechend dem Rotationswinkel des Drosselrads 26 ausgeben kann. Zusätzlich ist der Harzkörper des Berechnungsabschnitts 58 in einer Richtung der Serienverbindung mit dem Erfassungsabschnitt 57 langgestreckt. Der Erfassungsabschnitt 57 und der Berechnungsabschnitt 58 sind miteinander über eine Mehrzahl von Leitungsdrähten 61 verbunden. Bei dieser Ausführungsform werden sechs Leitungsdrähte 61 verwendet. Der Berechnungsabschnitt 58 hat drei Sensoranschlüsse 62a, 62b und 62c, die sich parallel zueinander von der Endfläche des Harzkörpers auf der Seite gegenüber zu dem Erfassungsabschnitt 57 erstrecken. Der Sensoranschluss 62a dient als ein Stromquellenanschluss (Eingangsanschluss), der Sensoranschluss 62b dient als ein Erdungsanschluss und der Sensoranschluss 62c dient als ein Signalausgabeanschluss.
Der Erfassungsabschnitt 57 ist unter einem Winkel von etwa 90° in Richtung einer Seite des Berechnungsabschnitts 58 durch Biegen der Leitungsdrähte 61 geneigt. Ein Ende eines Relaisanschlusses 64a ist mit einer Seitenoberfläche des Sensoranschlusses 62a in einer Position der Neigungsseite des Erfassungsabschnitts 57 verbunden. In ähnlicher Weise ist ein Ende eines Relaisanschlusses 64b mit einer Seitenoberfläche des Sensoranschlusses 62b in einer Position der Neigungsseite des Erfassungsabschnitts 57 verbunden; und ein Ende eines Relaisanschlusses 64c ist mit einer Seitenoberfläche des Sensoranschlusses 62c in einer Position auf der Neigungsseite des Erfassungsabschnitts 57 verbunden. Jeder der Relaisanschlüsse 64a, 64b und 64c ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, das eine hohe mechanische Festigkeit aufweist, gebildet. Ein Rauschen verhindernde Chipkondensatoren 66 sind zwischen den Relaisanschluss 64a (Stromquellenanschluss) und den Relaisanschluss 64b (Erdungsanschluss), der benachbart dazu positioniert ist, und zwischen den Relaisanschluss 64b und den Relaisanschluss 64c (Signalausgangsanschluss), der angrenzend dazu positioniert ist, eingebracht und damit verbunden. Gegenüberliegende Enden der Relaisanschlüsse 64a, 64b und 64c sind in Richtung der Seite gegenüber zur Neigungsseite des Erfassungsabschnitts 57 unter einem Winkel von 90° gebogen, dass sie jeweils Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c bilden.
Zwei magnetische Erfassungseinrichtungen 56, die jeweils die Relaisanschlüsse 64a, 64b und 64c und die Chipkondensatoren 55 (siehe 11) enthalten, sind so positioniert, dass (a) die Berechnungsabschnitte 58 parallel zueinander in Bezug zur Vertikalrichtung positioniert sind, (b) die Erfassungsabschnitte 57 miteinander in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung überlagert sind und (c) die Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c von einer der magnetischen Erfas sungseinrichtungen 56 entgegengesetzt zu den Richtungen der Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c der anderen der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 jeweils positioniert sind (siehe 10). Die Längen der Sensoranschlüsse 62a, 62b und 62c und/oder die Längen der Relaisanschlüsse 64a, 64b und 64c von jeder magnetischen Erfassungseinrichtung 56 sind so bestimmt, dass die Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c von einer der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 sich innerhalb im Wesentlichen der gleichen Ebene wie die Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c der anderen der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 erstrecken. Nachdem die magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 auf diese Weise positioniert worden sind, werden die magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 mit dem zylindrischen Gehäuseelement 68 durch einen Einsatzgussvorgang integriert. Bevor jedoch dieser Gussvorgang durchgeführt wird, wird das Stützelement 70 montiert oder mit den magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 in Eingriff gebracht zum Positionieren wie oben beschrieben.
Für den Zweck der Erklärung des Rotationswinkelsensors 55 wird die Seite der Erfassungsabschnitte 57 als eine „Vorderseite" und die Seite der Relaisanschlüsse 64a, 64b und 64c als eine „Rückseite" bezeichnet. Daher wird der Erfassungsabschnitt 57 von einer der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56, die auf der Vorderseite positioniert ist, als „ein Vorderseitenerfassungsabschnitt 57" bezeichnet und der Erfassungsabschnitt 57 der anderen der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56, die auf der Rückseite positioniert ist, wird als ein „Rückseitenerfassungsabschnitt 57" bezeichnet. Die Seite des Berechnungsabschnitts 58, die mit dem Vorderseitenerfassungsabschnitt 57 verbunden ist, wird als „eine obere Seite" bezeichnet, und die Seite des Berechnungsabschnitts 58, die mit dem Rückseitenerfassungsabschnitt 57 verbunden ist, wird als „eine untere Seite" bezeichnet.
Bezugnehmend auf 12 bis 14 ist das Stützelement 70 aus Harz gebildet und hat eine kanalartige Konfiguration, die eine Positionierausnehmung 71 definiert. In dem montierten Zustand ist das Stützelement 70 zwischen den Berechnungsabschnitten 58 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 positioniert. Die Konfiguration der Positionierausnehmung 71 ist so festgelegt, dass die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 im Wesentlichen eng anliegend innerhalb der Positionierausnehmung 71 eingesetzt sind (siehe 9 und 10). Ein Paar von Eingriffsausnehmungen 72 ist in gegenüberliegenden inneren Wänden der Positionierausnehmung 71 geformt und mit den Vorsprüngen 60, die sich von gegenüberliegenden Endflächen der Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 erstrecken, in Eingriff bringbar (siehe 9).
Daher ist das Stützelement 70 zwischen den magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 so gesetzt, dass (1) das Stützelement 70 zwischen den Berechnungsabschnitten 58 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 positioniert ist, (2) die Erfassungsabschnitte 57 im Wesentlichen eng anliegend in die Positionierausnehmung 71 eingepasst sind, und (3) die Vorsprünge 60 der Erfassungsabschnitte 57 in Eingriff mit der Eingriffsausnehmung 72 sind. Als Folge kann das Stützelement 70 die Erfassungsabschnitte 57 positionieren und stützen. Das Harzmaterial des Stützelements 70 wird gewählt, dass es einen Schmelzpunkt aufweist, der höher als ein Schmelzpunkt des Harzmaterials des Gehäuseelements 68 ist. Beispielsweise kann das Harzmaterial des Stützelements 70 Polybutylenterephtalate (PBT) sein und das Harzmaterial des Gehäuseelements 68 kann Epoxyharz sein. Das Harzmaterial des Abdeckelements 44 kann Polybutylenterephtalate (PBT) oder Polyphenylensulfid (PPS) sein.
Rechte und linke Seitenoberflächen 70a des Stützelements 70 (siehe 12) sind als bogenförmige gekrümmte Oberflächen gestaltet, so dass die rechte und linke Seitenoberfläche 70a sich kontinuierlich zu einer zylindrischen äußeren Seitenoberfläche 68a des Gehäuseelements 68 erstrecken (siehe 5 bis 8). Zusätzlich sind Endflächen 70b (siehe 12 bis 14) auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung der Positionierausnehmung 71 des Stützelements 70 gestaltet, dass sie sich im Wesentlichen fluchtend zu der Vorderfläche des Vorderseitenerfassungsabschnitts 57 erstrecken, der auf der Vorderseite des Rückseitenerfassungsabschnitts 57 positioniert ist (siehe 10).
Das Gehäuseelement 68 ist mit der Unterbaugruppe der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 und dem Stützelement 70 durch einen Einsatzgussvorgang gegossen. Zum Durchführen dieses Vorgangs wird die Unterbaugruppe in ein Gussgesenk (nicht dargestellt) eingesetzt, das zum Gießen des Gehäuseelements 68 verwendet wird, und wird innerhalb des Gussgesenks positioniert. Danach wird ein Harz in das Gussgesenk eingespritzt, so dass die Unterbaugruppe mit dem Gehäuseelement 68 integriert wird, wenn das Gehäuseelement 68 gegossen wird (siehe 5 bis 8). Die Seitenoberflächen 70a des Stützelements 70 können als Referenzoberflächen zum Positionieren der Unterbaugruppe innerhalb des Gussgesenks dienen. Mit dem wie oben beschrieben gegossenen Gehäuseelement 68 sind die Seitenoberflächen 70a des Stützelements 70 zur Umgebung freigelegt und erstrecken sich kontinuierlich zu der Außenseitenoberfläche 68a des Gehäuseelements 68. Zusätzlich sind die Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 zur Umgebung von einer hinteren Oberfläche 68b des Gehäuseele ments 68 freigelegt. Die anderen Teile des Stützelements 70 und die magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 sind innerhalb des Gehäuseelements 68 eingebettet. Ein vorderseitiger Harzteil 68c des Gehäuseelements 68 hat eine Dicke 68t in einer Position, die auf die Oberfläche des Vorderseitenerfassungsabschnitt 57 gerichtet ist. Die Dicke 68t ist im Wesentlichen gleichmäßig entlang der Länge des Vorderseitenerfassungsabschnitts 57 (siehe 8). Ferner ist eine Vertiefung 68d im zentralen Bereich der hinteren Oberfläche 68b des Gehäuseelements 68 geformt (siehe 7 und 8).
Nachdem das Gehäuseelement 68 wie oben beschrieben gegossen ist, werden zwei verzweigte Verbindungsenden des Sensoranschlusses 74a, der als ein Stromquellenanschluss dient (siehe 4), jeweils mit den Verbindungsanschlüssen 65a der zwei magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verbunden. In ähnlicher Weise werden zwei verzweigte Verbindungsenden des Sensoranschlusses 74b, der als ein Erdungsanschluss dient (siehe 4), jeweils mit Verbindungsanschlüssen 65b der zwei magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verbunden. Ein Verbindungsende des Sensoranschlusses 74c, der als ein Signalausgabeanschluss dient, ist mit dem Verbindungsanschluss 65c von einer der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verbunden. Ein Verbindungsende des Sensoranschlusses 74d, der auch als ein Signalausgabeanschluss dient, ist mit dem Verbindungsanschluss 65c der anderen der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verbunden.
Der Rotationswinkelsensor 55 (siehe 3) ist somit durch Anschließen der Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d wie oben beschrieben fertiggestellt. Der Rotationswinkelsensor 55, die Motoranschlüsse 49a und 49b (siehe 4), die Relaisverbinder 51a und 51b und die Hülsenelemente 45 werden dann in ein Gussgesenk eingesetzt, das zum Gießen des Abdeckelements 44 verwendet wird, so dass sie mit dem Abdeckelement 44 integriert werden, wenn das Abdeckelement 44 gegossen wird (Einsatzgussvorgang) (siehe 2). Insbesondere sind der hintere Bereich des Rotationswinkelsensors 55, der die Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c enthält, und die Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d innerhalb des Abdeckelements 44 eingebettet. Auch sind die Motoranschlüsse 49a und 49b innerhalb des Abdeckelements 44 eingebettet. Der vordere Bereich des Gehäuseelements 68, einschließlich des Stützelements 70 des Rotationswinkelsensors 55, ist zur Umgebung von dem Abdeckelement 44 freigelegt und erstreckt sich von der hinteren Seite des Abdeckelements 44 aus.
Ferner stehen die äußeren Enden (obere Enden betrachtet in 4) der Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d und der Motoranschlüsse 49a und 49b in einen Raum vor, der innerhalb des Verbinderbereichs 53 des Abdeckelements 44 definiert ist (siehe 2), und sind in Reihen innerhalb des Raums angeordnet. Wie es in 3 dargestellt ist, sind die Relaisverbinder 51a und 51b innerhalb des Abdeckelements 44 eingebettet, so dass sie sich teilweise zur Umgebung von der Rückseite des Abdeckelements 44 aus erstrecken, so dass die Motoranschlüsse 30a elektrisch mit den jeweiligen Relaisverbindern 51a und 51b verbunden werden können. Die Hülsenelemente 45 sind innerhalb des Abdeckelements 44 zum Ermöglichen der Einführung der Schrauben 47 eingebettet.
Wenn das Abdeckelement 44, das wie oben beschrieben geformt ist, mit dem Drosselkörper 11 durch die Schrauben 47 zusammengefügt wird, gelangen die Relaisverbinder 51a und 51b in Kontakt mit dem jeweiligen Motoranschlüssen 30a des Antriebsmotors 30, so dass die Relaisverbinder 51a und 51b elektrisch mit den jeweiligen Motoranschlüssen 30a verbunden werden können. Zusätzlich wird der vordere Bereich des Gehäuseelements 68 des Rotationssensors 55 in den inneren Hülsenbereich 26a des Drosselrads 26 eingeführt. In diesem Zustand ist der vordere Bereich des Gehäuseelements 68 nicht in Berührung mit dem Innenumfang des inneren Hülsenbereichs 26a und die Achse des Gehäuseelements 68 ist auf der gleichen Achse (d. h. der Rotationsachse L) wie der innere Hülsenbereich 26a positioniert. Wie vorher beschrieben sind die Dauermagnete 27 und die Joche an dem Innenumfang des inneren Hülsenbereichs 26a angebracht. Ferner sind die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 im Wesentlichen auf der Achse L des inneren Hülsenbereichs 26a und zwischen den Dauermagneten 27 positioniert. Insbesondere sind die rechteckigen Flächen der Erfassungsabschnitte 57 im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse L positioniert. Mit dieser Anordnung können die Erfassungsabschnitte 57 die Richtung des Magnetfelds erfassen, das zwischen den Dauermagneten 27 erzeugt wird.
Gemäß dem Rotationssensor 55 dieser Ausführungsform werden die magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 und das Stützelement 70 mit dem Gehäuseelement 68 durch den Einsatzgussvorgang integriert. Wie oben beschrieben dienen die magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 dazu, den Rotationswinkel des Drosselrads 26 basierend auf der Richtung des magnetischen Felds zu erfassen, das zwischen den Dauermagneten 27, die an dem Drosselrad 26 angebracht sind, erzeugt ist. Das Stützelement 70 dient dazu, die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 zu schützen. Der Formgebungspressdruck kann während des Einsatzgussvorgangs des Gehäuseelements 68 aufgebracht werden. Zusätzlich ist es möglich, dass eine zusätzliche Spannung aufgrund des Zusammenziehens des Harzes nach dem Gussvorgang erzeugt wird. Der Formgebungspressdruck oder die mögliche Spannung werden jedoch keinen wesentlichen Einfluss auf die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 hervorrufen. Als Folge ist es möglich, die mögliche Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 zu verhindern oder zu minimieren.
Die Verwendung des Stützelements 70 kann das Harzmaterial des Gehäuseelements 68 um eine Menge verringern, die dem Volumen des Stützelements 70 entspricht. Mit anderen Worten ist es möglich, die Menge eines teuren Harzes zu verringern, wie zum Beispiel eines Epoxyharzes, das für das Gehäuseelement 68 verwendet wird. Daher ist es möglich, die Herstellungskosten zu senken.
Zusätzlich kann die Verwendung des Stützelements 70 in einer Weise wie ein Labyrinth den möglichen Weg für das Eindringen von Umgebungsfeuchtigkeit von der Umgebung des Gehäuses 68 in die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verlängern. Daher ist es möglich, das Eindringen von Feuchtigkeit in die Erfassungsabschnitte 57 zu verhindern oder zu minimieren. Folglich ist es möglich, ein eventuelles Kurzschließen zu verhindern.
Die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 werden in Position durch das Stützelement 70 gehalten oder positioniert, das mit dem Gehäuseelement 68 integriert ist. Daher ist es möglich, die mögliche Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 zu verhindern oder zu minimieren, da die Erfassungsabschnitte 57 auch durch extern aufgebrachte Vibrationen nicht vibrieren können oder sich bewegen können.
Das Harzmaterial des Stützelements 70 hat einen Schmelzpunkt, der höher als ein Schmelzpunkt des Harzmaterials des Gehäuseelements 68 ist. Daher ist es möglich, dass das Stützelement 70 durch die Wärme, die auf das Stützelement 70 während des Einsatzgussvorgangs des Gehäuseelements 68 aufgebracht wird, nicht deformiert oder geschmolzen wird. Als Folge können die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 weiter zuverlässig geschützt werden.
Die Vorsprünge 60, die sich von gegenüberliegenden Endflächen der Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 aus erstrecken, nehmen die Eingriffsausnehmungen 72 des Stützelements 70 in Eingriff. Daher können die Erfassungsabschnitte 57 weiter genau in einer angestrebten Position relativ zu dem Stützelement 70 positioniert werden und somit relativ zu dem Gehäuseelement 68.
Da die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 gleichzeitig durch das Stützelement 70 positioniert werden, können die Erfassungsabschnitte 57 einfach positioniert werden.
Die Dicke 68t des Harzteils 68c, innerhalb dessen die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 eingebettet sind, ist im Wesentlichen gleichmäßig festgelegt (siehe 8). Insbesondere ist die Dicke 68t des Harzteils 68c des Gehäuseelements 68 in einer Position, die auf die Oberfläche des Vorderseitenerfassungsabschnitts 57 von einer der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 gerichtet ist, im Wesentlichen gleichmäßig entlang der Länge des Vorderseitenerfassungsabschnitts 57. Daher ist es möglich, das mögliche Ungleichgewicht des Formgebungspressdrucks zu verringern oder zu minimieren, der auf die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 während des Einsatzgussvorgangs aufgebracht wird. Es ist auch möglich, das mögliche Ungleichgewicht der Spannung zu verringern oder zu minimieren, die aufgrund des Zusammenziehens oder Schrumpfens des Harzes nach dem Gießvorgang erzeugt wird.
Die Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d sind mit den entsprechenden Verbindungsanschlüssen 65a, 65b und 65c der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verbunden. Daher kann der Rotationswinkelsensor 55, der die Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d aufweist, dargestellt werden.
Das Gehäuseelement 68 ist mit dem Abdeckelement 44 durch den Einsatzgussvorgang integriert, wobei der vordere Teil des Gehäuseelements 68, einschließlich des Stützbereichs 70, nicht innerhalb des Abdeckelements 44 eingebettet ist. Mit anderen Worten hat das Gehäuseelement 68 ein Gebiet, das eine vorbestimmte Konfiguration hat und nicht durch das Abdeckelement 44 abgedeckt ist. Daher ist es möglich, dass der Formgebungspressdruck, der während des Einsatzgussvorgangs des Abdeckelements 44 aufgebracht wird, und die mögliche Spannung, die auf grund des Zusammenziehens des Harzes nach dem Gussvorgang erzeugt wird, keinen wesentlichen Einfluss auf das erwähnte Gebiet des Gehäuseelements 68 haben.
Zusätzlich enthält das erwähnte Gebiet des Gehäuseelements 68, das eine vorbestimmte Konfiguration hat, einen Bereich, der die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 umgibt. Daher ist es möglich, dass der Formgebungspressdruck, der während des Einsatzgussvorgangs des Abdeckelements 44 aufgebracht wird, und die mögliche Spannung, die aufgrund des Zusammenziehens des Harzes nach dem Gussvorgang erzeugt wird, keinen wesentlichen Einfluss auf den Teil des Gehäuseelements 68 haben, der die Erfassungsabschnitte 57 umgibt. Als Folge kann die mögliche Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 weiter zuverlässig verhindert oder minimiert werden.
Der Rotationswinkelsensor 55 enthält zwei magnetische Erfassungseinrichtungen 56 für Ausfallsicherheitszwecke. Selbst wenn eine der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 unbeabsichtigt versagt, kann somit die andere der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 die Erfassungsfunktion des Rotationswinkelsensors 55 sicherstellen. Daher ist es möglich, zuverlässig das unbeabsichtigte Nichterfassen des Rotationswinkels zu verhindern.
Zusätzlich zu dem Drosselrad 26, das auf der Seite des Drosselventils 22 angebracht ist, hat die Drosseleinrichtung 10 (siehe 1) den Rotationswinkelsensor 55, der auf der Seite des Drosselkörpers 11 angebracht ist, zum Erfassen der Öffnung des Drosselventils 22. Daher hat die Drosseleinrichtung 10 den Rotationswinkelsensor 55, der die mögliche Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verhindern oder minimieren kann.
Die Motoranschlüsse 49a, 49b, die dazu dienen, einen Strom an den Antriebsmotor 30 zum Betreiben des Drosselventils 22 zuzuführen, sind mit dem Abdeckelement 44 durch den Einsatzgussvorgang integriert. Daher hat das Abdeckelement 44 die Motoranschlüsse 49a und 49b, die damit integriert sind, zusätzlich zu dem Gehäuseelement 68 des Rotationssensors 55.
Die Hülsenelemente 45 sind ebenfalls dem Abdeckelement 44 durch den Einsatzgussvorgang integriert. Die Hülsenelemente 45 erlauben das Einführte der der Schrauben 47, so dass das Abdeckelement 44 am Drosselkörper 11 durch Anziehen und Lösen der Schrauben 47 montiert und entfernt werden kann. Daher hat das Abdeckelement 44 die Hülsenelemente 45, die damit integ riert sind, zusätzlich zu dem Gehäuseelement 68 des Rotationssensors 55. Zusätzlich kann das Abdeckelement 44 für unterschiedliche Typen von Drosselkörpern verwendet werden, da das Abdeckelement 44 von dem Drosselkörper 11 entfernt werden kann.
In dem Fall, in dem das Abdeckelement 44 an dem Drosselkörper 11 durch die Schrauben 47 und die Buchsen 42 wie bei dieser Ausführungsform befestigt wird, kann der Drosselkörper 11 aus Metall statt aus Harz gebildet sein. Beispielsweise kann der Drosselkörper 11 ein Aluminiumdruckgussprodukt sein. In einem solchen Fall können die Buchsen 42 weggelassen werden. Alternativ kann das Abdeckelement 44 an dem Drosselkörper 11 durch Clips oder ähnliches statt der Schrauben 47 und der Buchsen 42 angebracht werden.
Zusätzlich kann im Fall, dass sowohl der Drosselkörper 11 als auch das Abdeckelement 44 aus Harz wie bei dieser Ausführungsform gebildet sind, das Abdeckelement 44 fest an dem Drosselkörper 11 durch Kleben (beispielsweise unter Verwendung eines Klebemittels oder eines adhäsiven Materials) oder durch Schweißen (beispielsweise durch Laserschweißen oder Heißplattenschweißen) statt des Befestigens der Schrauben 47 mit den Buchsen 42 angebracht werden. Die Verwendung von Kleben oder Schweißen ermöglicht es, das Abdeckelement 44 einfach an dem Drosselkörper 11 anzubringen. Insbesondere ist es möglich, das Abdeckelement 44 an dem Drosselkörper 11 mit hoher Genauigkeit im Bezug auf die Position anzubringen. Da die Schrauben 47, die Buchsen 42 und die Hülsenelemente 45 nicht weiter notwendig sind, ist es ferner möglich, die Anzahl von Bauteilen zu verringern. Alternativ ist es möglich, fest das Abdeckelement 44 an dem Drosselkörper 11 durch Erwärmen und Crimpen von Bereichen von diesen Elementen statt durch Kleben oder Schweißen anzubringen.
Ferner kann der Drosselkörper 11 vollständig oder teilweise aus Metall gebildet sein. Beispielsweise kann ein Teil des Drosselkörpers 11 aus Harz zum Anbringen an dem Abdeckelement 44 gebildet sein und der verbleibende Bereich des Drosselkörpers 11 kann aus Metall geformt sein, wie zum Beispiel Druckgussaluminium. Im Fall, dass das Abdeckelement 44 an dem Drosselkörper 11 durch Kleben angebracht wird, kann der Drosselkörper 11 aus entweder Harz oder Metall gebildet sein.
Eine andere Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 15 bis 23 beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Modifikation der oben stehenden Ausführungsform und unterscheidet sich von der oben stehenden Ausführungsform nur in der Konfiguration des Stützelements und der Konstruktion, die sich auf das Stützelement bezieht. Daher sind entsprechende Bauteile mit den gleichen Referenzziffern wie bei der oben stehenden Ausführungsform bezeichnet und die Beschreibung dieser Bauteile wird nicht wiederholt.
Wie es in 19 und 20 gezeigt ist, unterscheidet sich ein Stützelement 170 (siehe 21 bis 23) dieser Ausführungsform von dem Stützelement 70 der oben stehenden Ausführungsform dahingehend, dass die Richtung zum Einsetzen des Stützelements 170 in die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 entgegengesetzt zur Richtung zum Einsetzen des Stützelements 70 der oben stehenden Ausführungsform ist. Somit wird das Stützelement 170 mit den Erfassungsabschnitten 57 von der Vorderseite der Erfassungsabschnitte 57 (linke Seite betrachtet in 18) zusammengesetzt. Zusätzlich ist eine Vorderfläche 70c des Stützelements 170, die auf der gegenüberliegenden Seite der Positionierausnehmung 71 positioniert ist, als flache Fläche gestaltet. Ferner erstreckt sich die Vorderfläche 70c fluchtend zu einer Vorderfläche 68e des Gehäuseelements 68, wenn das Stützelement 170 mit dem Gehäuseelement 68 durch den Einsatzgussvorgang integriert ist. Wie es in 18 gezeigt ist, ist eine Dicke 70t des Stützelements 170 zwischen der Vorderfläche 70c und dem Boden der Positionierausnehmung 71 kleiner als die entsprechende Dicke des Stützelements 70.
Zum Gießen des Gehäuseelements 68 wird die Unterbaugruppe aus den magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 und dem Stützelement 170 in ein Gussgesenk (nicht dargestellt), das zum Gießen des Gehäuseelements 68 verwendet wird, eingesetzt und wird in Position innerhalb des Gussgesenks gehalten. Danach wird ein Harz in das Gussgesenk gespritzt, so dass die Unterbaugruppe mit dem Gehäuseelement 68 integriert wird, wenn das Gehäuseelement 68 gegossen wird (Einsatzgussvorgang). Zusätzlich zu den Seitenoberflächen 70a kann die Vorderfläche 70c des Stützelements 170 als eine Referenzoberfläche zum Positionieren der Unterbaugruppe innerhalb des Gussgesenks dienen. Mit dem wie oben beschrieben gegossenen Gehäuseelement 68 sind die Seitenoberflächen 70a des Stützelements 70 zur Umgebung freigelegt und erstrecken sich kontinuierlich zu der Außenseitenoberfläche 68a des Gehäuseelements 68. Zusätzlich ist die Vorderfläche 70c des Stützelements 170 zur Umgebung freigelegt und erstreckt sich fluchtend zur Vorderfläche 68e des Gehäuseelements 68.
Gemäß dieser Ausführungsform dient zusätzlich zu der rechten und linken Fläche die Vorderfläche des Stützelements 170 als der Positionierbereich oder die Referenzfläche zum Positionieren des Stützelements 170 innerhalb des Gussgesenks, das zum Gießen des Gehäuseelements 68 verwendet wird. Daher wird das Stützelement 170 mit dem Gehäuseelement 68 integriert, wobei das Stützelement 170 genau in einer Zielposition relativ zu dem Gehäuseelement 68 positioniert wird.
Eine weitere Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 24 bis 41 beschrieben. Auch diese Ausführungsform ist eine Modifikation der Ausführungsform von 1 bis 14 und unterscheidet sich von dieser Ausführungsform nur in der Konfiguration des Stützelements und der Konstruktion, die sich auf das Stützelement bezieht. Daher sind entsprechenden Elementen die gleichen Bezugzeichen wie bei der Ausführungsform von 1 bis 14 verliehen und die Beschreibung dieser Elemente wird nicht wiederholt.
Bezugnehmend auf 24 bis 33 und 35 hat eine Drosseleinrichtung 210 einen Rotationswinkelsensor 255, der ein Anschlagelement 270 enthält. Wie es in 35 gezeigt ist, wird das Anschlagelement 270 durch die Kombination eines ersten Anschlagsegments 80 und eines zweiten Anschlagsegments 90 gebildet. Insbesondere werden das erste Anschlagsegment 80 und das zweite Anschlagsegment 90 miteinander von der Rückseite und Vorderseite (rechte und linke Seite betrachtet in 33) der Erfassungsabschnitte 57 in einer Position zwischen den Berechnungsabschnitten 58 zusammengebaut, so dass die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 in Position gehalten werden können. Wie es in 33 dargestellt ist, sind das erste Anschlagsegment 80 und das zweite Anschlagsegment 90 auf der Rückseite und der Vorderseite jeweils relativ zueinander positioniert.
Das erste Anschlagsegment 80 wird nun beschrieben. Bezugnehmend auf 36 bis 38 ist das erste Anschlagsegment 80 aus Harz gebildet und hat eine Positionierausnehmung 81, die auf seiner Vorderseite geöffnet ist. Die Positionierausnehmung 81 ist so gestaltet, dass die Positionierausnehmung 81 im Wesentlichen eng anliegend in die Erfassungsabschnitte 57 von deren Rückseite (rechte Seite betrachtet in 33) in einer Position zwischen den Berechnungsabschnitten 58 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 eingesetzt werden kann. Das erste Anschlagsegment 80 hat einen hinteren Wandbereich 82, einen linken Wandbereich 83, einen rechten Wandbereich 84, einen oberen Wandbereich 85 und einen unteren Wandbereich 86, die gestaltet sind, dass sie die Positionierausnehmung 81 umgeben (siehe 35). Die Vorderfläche des hinteren Wandbereichs 82, die den Boden der Positionierausnehmung 81 definiert, ist gestaltet, dass sie in Berührung mit der hinteren Fläche des Rückseitenerfassungsabschnitts 57 gelangen kann (siehe 33). Gegenüberliegende Flächen des linken Wandbereichs 83 und des rech ten Wandbereichs 84 sind gestaltet, dass sie mit Endflächen der Erfassungsabschnitte 57 in ein Flächenkontaktverhältnis gelangen können oder nahe an den Endflächen positioniert sind. Eingriffsausnehmungen 87 sind in den gegenüberliegenden Flächen des linken und rechten Wandbereichs 83 und 84 (siehe 36 und 37) geformt zum in Eingriff nehmen und Positionieren der Vorsprünge 60, die sich von den gegenüberliegenden Endflächen der Erfassungsabschnitte 57 erstrecken.
Wie es in 33 gezeigt ist, ist der Vorderrand des oberen Wandbereichs 85 so konfiguriert, dass der Vorderrand nahe an den Rückseiten der Leitungsdrähte 61 positioniert sein kann oder sie berühren kann, die sich nach oben von dem Vorderseitenerfassungsabschnitt 57 erstrecken. Die innere Fläche (untere Fläche betrachtet in 33) des oberen Wandbereichs 85 ist als eine gestufte Fläche mit einem Vorderseitenbereich, einem Rückseitenbereich und einem gestuften Bereich, der zwischen dem Vorderseitenbereich und dem Rückseitenbereich positioniert ist, gestaltet. Der Rückseitenbereich kann nahe an der oberen Fläche des Rückseitenerfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diesen berühren. Der Vorderseitenbereich kann nahe an der oberen Endfläche der hinteren Hälfte des Vorderseitenerfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diesen berühren. Der gestufte Bereich kann nahe an der hinteren Fläche des oberen Endbereichs des vorderen Erfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diesen berühren. Der vordere Rand des Bodenwandbereichs 86 kann nahe an den Rückseiten der Leitungsdrähte 61 positioniert sein oder diese berühren, die sich nach unten von dem Rückseitenerfassungsabschnitt 57 erstrecken. Die innere Fläche (obere Fläche) des Bodenwandbereichs 85 kann nahe an der Bodenendfläche der hinteren Hälfte des Rückseitenerfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diesen berühren.
Das zweite Anschlagsegment 90 wird nun unter Bezugnahme auf 39 bis 41 beschrieben. Bezugnehmend auf diese Figuren ist das zweite Anschlagsegment 90 aus Harz gebildet und hat eine Positionierausnehmung 91, die auf seiner Rückseite und rechten und linken Seite offen ist. Die Positionierausnehmung 91 ist so gestaltet, dass die Positionierausnehmung 91 im Wesentlichen eng anliegend mit dem vorderen Erfassungsabschnitt 57 von seiner Vorderseite (linke Seite betrachtet in 33) zusammengesetzt werden kann. Das zweite Anschlagsegment 90 hat einen vorderen Wandbereich 92, einen oberen Wandbereich 95 und einen Bodenwandbereich 96, die gestaltet sind, dass sie die Positionierausnehmung 91 umgeben. Die Rückfläche des vorderen Wandbereichs 92, die die Bodenfläche der Positionierausnehmung 91 definiert, kann die vorderen Flächen des linken und rechten Wandbereichs 83 und 84 des ersten Anschlagsegments 80 in einem Flächenkontaktverhältnis damit berühren. Der obere Wandbereich 95 und der Bodenwandbereich 96 sind gestaltet, dass sie eng anliegend zwischen gegenüberliegende Flächen des linken Wandbereichs 83 und des rechten Wandbereichs 84 des ersten Anschlagsegments 80 passen.
Wie es in 33 dargestellt ist, kann der hintere Rand des oberen Wandbereichs 95 nahe bei den Vorderseiten der Leitungsdrähte 61 positioniert werden oder diese berühren, die sich nach oben von dem Vorderseitenerfassungsabschnitt 57 erstrecken. Die innere Fläche (untere Fläche) des oberen Wandbereichs 95 kann nahe bei der oberen Endfläche der Vorderfläche des Vorderseitenerfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diese berühren. Die innere Fläche (obere Fläche) des Bodenwandbereichs 96 ist als eine gestufte Fläche mit einem Vorderseitenbereich, einem Rückseitenbereich und einem gestuften Bereich gestaltet, der zwischen dem Vorderseitenbereich und dem Rückseitenbereich positioniert ist. Der Vorderseitenbereich kann nahe bei der unteren Fläche des Vorderseitenerfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diese berühren. Der Rückseitenbereich kann nahe bei der oberen Fläche der vorderen Hälfte des Erfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diese berühren. Der gestufte Bereich kann nahe bei der Vorderfläche des unteren Endbereichs des Rückseitenerfassungsabschnitts 57 positioniert sein oder diese berühren.
Wie es in 32 und 33 dargestellt ist, werden das erste Anschlagsegment 80 und das zweite Anschlagsegment 90 miteinander zusammengebaut, wobei der Vorderseiten- und Hinterseitenerfassungsabschnitt 57 dazwischen positioniert sind, so dass das Anschlagsegment 270 gebildet werden kann, dass es eine blockartige Gestalt hat. In diesem montierten Zustand wird ein im Wesentlichen geschlossener Raum in dem zentralen Bereich des Anschlagsegments 270 durch die Positionierausnehmungen 81 und 91 definiert. Die Erfassungsabschnitte 57 sind innerhalb dieses Raums aufgenommen und positioniert. Zusätzlich nehmen die Vorsprünge 60 der Erfassungsabschnitte 57 die Eingriffsausnehmungen 87 in Eingriff, die in dem linken und rechten Wandbereich 83 und 84 des ersten Anschlagsegments 80 geformt sind, so dass die Erfassungsabschnitte 57 auch durch diesen Eingriff positioniert werden können. Als Folge kann das Anschlagelement 270 die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 positionieren und stützen.
Die rechte und die linke Fläche des Anschlagelements 270 (rechte und linke Fläche des ersten und des zweiten Anschlagsegments 80 und 90) sind als bogenförmige gekrümmte Flächen ges taltet, die kontinuierlich zu der Außenseitenfläche 68a des Gehäuseelements 68 sind, wenn das Anschlagelement 270 mit dem Gehäuseelement 68 (siehe 28) durch einen Einsatzgussvorgang integriert ist. Die rechte und die linke Fläche und die vordere Fläche des Anschlagselements 270 dienen als Positionierbereiche oder Referenzflächen zum Positionieren des Anschlagelements 270 innerhalb eines Formgesenks (nicht dargestellt), das zum Gießen des Gehäuseelements 68 verwendet wird. Die Vorderfläche des Anschlagselements 270 (d. h. die Vorderfläche des zweiten Segments 90) ist als eine flache Oberfläche gestaltet, die sich fluchtend mit der Vorderfläche des Gehäuseelements 68 erstreckt (siehe 31).
Das erste und das zweite Segment 80 bzw. 90 sind aus Harzmaterial gebildet, das einen Schmelzpunkt hat, der höher als der Schmelzpunkt des Harzmaterials des Gehäuseelements 68 ist. Beispielsweise kann das Harzmaterial der Segmente 80 und 90 Polybutylenterephtalat (PBT) sein. Wie in Verbindung mit der in 1 bis 14 gezeigten Ausführungsform beschrieben, kann das Harzmaterial des Gehäuseelements 68 Epoxyharz sein und das Harzmaterial des Abdeckelements 44 kann Polybutylenterephtalat (PBT) oder Polyphenylensulfid (PPS) sein.
Ähnlich zu der in 1 bis 14 gezeigten Ausführungsform wird zum Gießen des Gehäuseelements 68 eine Unterbaugruppe der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 und des Stützelements 270 in das Gussgesenk (nicht dargestellt) eingesetzt, das zum Gießen des Gehäuseelements 68 verwendet wird, und wird in Position mit dem Gussgesenk gehalten (Einsatzgussvorgang). Danach wird ein Harz in das Gussgesenk eingespritzt, so dass die Unterbaugruppe mit dem Gehäuseelement 68 integriert wird, wenn das Gehäuseelement 68 gegossen wird (siehe 28 bis 31). Die rechte und die linke Fläche und die Vorderfläche des Stützelements 270 können als Referenzflächen zum Positionieren der Unterbaugruppe innerhalb des Gussgesenks dienen. Mit dem wie oben beschrieben gegossenen Gehäuseelement 68 sind die rechte und die linke Fläche des Stützelements 270 zur Umgebung freigelegt und erstrecken sich kontinuierlich zu der Außenseitenoberfläche 68a des Gehäuseelements 68. Zusätzlich sind die Verbindungsanschlüsse 65a, 65b und 65c der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 zur Umgebung von der hinteren Oberfläche 68b des Gehäuseelements 68 freigelegt. Die anderen Teile des Stützelements 270 und der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 sind innerhalb des Gehäuseelements 68 eingebettet. Ferner ist die Vertiefung 68d im zentralen Bereich der hinteren Oberfläche 68b des Gehäuseelements 68 geformt (siehe 30 und 31).
Gemäß der oben stehenden Ausführungsform können die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 in Position innerhalb des Anschlagelements 270 gehalten werden, wobei die Erfassungsabschnitte 57 im Wesentlichen vollständig durch das Anschlagelement 270 umschlossen sind. Daher ist es möglich, weiter zuverlässig die mögliche Beeinträchtigung der Ausgabecharakteristika der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 zu verhindern oder zu minimieren, selbst wenn Vibrationen extern auf die Erfassungsabschnitte 57 aufgebracht werden.
Da die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 innerhalb im Wesentlichen dem zentralen Bereich des Anschlagelements 270 positioniert sind, können zusätzlich die Erfassungsabschnitte 57 zuverlässig geschützt werden.
Da zwei getrennte Anschlagsegmente 80 und 90 das Anschlagelement 270 bilden, ist es möglich, das Anschlagelement 270 einfach zu positionieren, um die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 zu umschließen.
Ähnlich zu der in 15 bis 23 gezeigten Ausführungsform dient ferner zusätzlich zu der rechten und linken Fläche die Vorderfläche des Stützelements 270 als der Positionierbereich oder die Referenzfläche zum Positionieren des Stützelements 270 innerhalb des Gussgesenks, das zum Gießen des Gehäuseelements 68 verwendet wird. Daher ist, nachdem das Stützelement 270 mit dem Gehäuseelement 68 integriert ist, das Stützelement 270 genau in einer angestrebten Position relativ zu dem Gehäuseelement 68 positioniert.
Die vorliegende Erfindung muss nicht auf die oben stehenden Ausführungsformen begrenzt sein sondern kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden. Wenngleich der Rotationswinkelsensor 55 zum Erfassen des Rotationswinkels des Drosselventils 22 der Drosseleinrichtung 10 (210) verwendet wird, kann beispielsweise der Rotationswinkelsensor 55 (255) zum Erfassen des Rotationswinkels von irgend einem anderen Drehelement neben einer Drosseleinrichtung verwendet werden. Wenngleich die Drosseleinrichtung 10 (210) elektronisch gesteuert wird, kann ferner die vorliegende Erfindung auf eine mechanisch gesteuerte Drosseleinrichtung angewendet werden, bei der ein Drosselventil durch das Betreiben eines Fahrpedals über einen Verbindungsmechanismus oder ein Kabel geöffnet oder geschlossen wird. Wenngleich ein Sensor IC, der den Erfassungsabschnitt 57 und den Berechnungsabschnitt 58 enthält, als die magnetische Erfassungseinrichtung 56 verwendet wird, kann ferner ein Hall-Element oder ein Hall-IC als die mag netische Erfassungseinrichtung 56 verwendet werden. Wenngleich der Rotationswinkel des Drosselventils 22 basierend auf der Änderung der Richtung des Magnetfelds bei den obenstehenden Ausführungsformen erfasst wird, ist es möglich, den Rotationswinkel basierend auf der Änderung der Intensität des magnetischen Felds zu erfassen, das zwischen den Dauermagneten 27 erzeugt wird. Wenngleich die magnetische Erfassungseinrichtung 56 den Erfassungsabschnitt 57 und den Berechnungsabschnitt 58 aufweist, die voneinander getrennt sind, können auch der Erfassungsabschnitt 57 und der Berechnungsabschnitt 58 innerhalb eines einzigen Gehäuses integriert sein. Es ist auch möglich, dass die magnetische Erfassungseinrichtung 56 nur den Erfassungsabschnitt 57 aufweist. Wenngleich die Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d mit den entsprechenden Verbindungsanschlüssen 65a, 65b und 65c der Relaisanschlüsse 64a, 64b und 64c verbunden sind, die mit den entsprechenden Sensoranschlüssen 62a, 62b und 62c der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 verbunden sind, können die Sensoranschlüsse 74a, 74b, 74c und 74d auch direkt mit den entsprechenden Sensoranschlüssen 62a, 62b und 62c verbunden sein. Wenngleich zwei magnetische Erfassungseinrichtungen 56 vorgesehen sind, ist es auch möglich, nur eine magnetische Erfassungseinrichtung 56 einzubauen. Wenngleich das Stützelement 70 (170) (270) als ein einstückiges Element gestaltet ist oder durch eine Baugruppe von zwei Stützsegmenten gebildet wird, kann das Stützelement auch durch eine Baugruppe von drei oder mehr Stützsegmenten gebildet sein. Zusätzlich kann das Stützelement gestaltet sein, dass es nur die Vorsprünge 60 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 positioniert. Ferner kann das Stützelement 70 (170) (270) gestaltet sein, dass es nicht nur die Erfassungsabschnitte 57 der magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 positioniert und/oder schützt, sondern auch die Berechnungsabschnitte 58. Es ist möglich, das Stützelement 70 (170) (270) so zu gestalten, dass das Stützelement die magnetischen Erfassungseinrichtungen 56 in ihrer Gesamtheit positionieren und/oder schützen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-48671 [0002]
- WO 2004/031558 [0004]

Claims

Rotationswinkelsensor (55; 255), enthaltend: eine magnetische Erfassungseinrichtung (56), die einen Erfassungsabschnitt (57) enthält, der zum Erfassen einer Änderung eines magnetischen Felds, das durch zumindest zwei Magnete (27), die an einem Drehelement (26) angebracht sind, erzeugt wird, angepasst ist; ein schützendes Element (70; 170; 270), das zum Schützen von zumindest dem Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtungen (56) angepasst ist; und ein Gehäuseelement (68), das integral mit der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) und dem schützenden Element (70; 170; 270) durch einen Einsatzgussvorgang gegossen ist.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach Anspruch 1, wobei: das schützende Element (70; 170; 270) aus einem ersten Harzmaterial gebildet ist, das einen ersten Schmelzpunkt aufweist; das Gehäuseelement (68) aus einem zweiten Harzmaterial gebildet ist, das einen zweiten Schmelzpunkt aufweist; und der erste Schmelzpunkt höher als der zweite Schmelzpunkt ist.
Rotationswinkelsensor (55) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Teil (68c) des Gehäuseelements (68), innerhalb dessen der Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) angebracht ist, eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke (68t) hat.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die magnetische Erfassungseinrichtung (56) eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen (65a, 65b, 65c) enthält, die mit entsprechenden Anschlüssen (74a, 74b, 74c, 74d) eines Verbinders (53) verbunden sind.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuseelement (68) mit einem stationären Element (44) durch einen Einsatzgussvorgang integriert wird und ein Teil des Gehäuseelements (68), der eine vorbestimmte Konfiguration hat, nicht durch das stationäre Element (44) bedeckt ist.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach Anspruch 5, wobei der Erfassungsabschnitt (57) innerhalb des Teils des Gehäuseelements (68) positioniert ist, der die vorbestimmte Konfiguration hat.
Drosseleinrichtung (10; 210), enthaltend: einen Drosselkörper (11), der einen Einlassluftkanal (14) definiert; ein Drosselventil (22), das zum Öffnen und Schließen des Einlassluftkanals (14) zum Steuern einer Menge von Einlassluft, die durch den Einlassluftkanal (14) strömt, betreibbar ist; ein Drehelement (26), das mit dem Drosselventil (22) verbunden ist; zumindest zwei Magnete (27), die an dem Drehelement (26) angebracht sind; und einen Rotationswinkelsensor (55; 255), der an dem Drosselkörper (11) zum Erfassen eines Rotationswinkels des Drosselventils (22) angebracht ist, wobei der Rotationswinkelsensor (55; 255) enthält: eine magnetische Erfassungseinrichtung (56), die einen Erfassungsabschnitt (57) enthält, der zum Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds angepasst ist, das durch die zumindest zwei Magneten (27), die an dem Drehelement (26) angebracht sind, erzeugt wird; ein schützendes Element (70; 170; 270), das zum Schützen von zumindest dem Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) angepasst ist; und ein Gehäuseelement (68), das an einem Drosselkörper (11) angebracht ist und integral mit der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) und dem schützenden Element (70; 170; 270) durch einen Einsatzgussvorgang gegossen ist.
Drosseleinrichtung (10; 210) nach Anspruch 7, weiter enthaltend einen Antriebsmechanismus (39), der angepasst ist, das Drosselventil (22) zur Drehung anzutreiben, wobei: der Drosselkörper (11) ein Abdeckelement (44) enthält, das zum Bedecken des Antriebsmechanismus (39) angepasst ist; das Gehäuseelement (68) mit dem Abdeckelement (44) durch einen Einsatzgussvorgang integriert ist; und ein Teil des Gehäuseelements (68), der eine vorbestimmte Konfiguration hat, nicht durch das Abdeckelement (44) bedeckt ist.
Drosseleinrichtung (10; 210) nach Anspruch 8, weiter enthaltend: ein elektrisch betriebenes Stellglied (30), das mit dem Antriebsmechanismus (39) verbunden ist; und eine Mehrzahl von Anschlüssen (49a, 49b) zum elektrischen Anschließen des Stellglieds (30); und wobei die Anschlüsse (49a, 49b) auch mit dem Abdeckelement (44) durch den Einsatzgussvorgang integriert sind.
Drosseleinrichtung (10; 210) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Abdeckelement (44) mit dem Drosselkörper (11) durch Kleben oder Schweißen zusammengefügt ist.
Rotationswinkelsensor (55; 255), enthaltend: eine magnetische Erfassungseinrichtung (56), enthaltend einen Erfassungsabschnitt (57) und angepasst zum Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds, das durch zumindest zwei Magnete (27) erzeugt wird, die an einem Drehelement (26) angebracht sind; ein Positionierelement (70; 170; 270), das angepasst ist, ist zumindest dem Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) zu ermöglichen, relativ zu dem Positionierelement (70; 170; 270) positioniert zu werden; und ein Gehäuseelement (68), das integral mit der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) und dem Positionierelement (70; 170; 270) durch einen Einsatzgussvorgang gegossen ist.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach Anspruch 11, wobei der Erfassungsabschnitt (57) zumindest einen Vorsprung (60) aufweist und das Positionierelement (70; 170; 270) angepasst ist, den zumindest einen Vorsprung (60) relativ zu dem Positionierelement (70; 170; 270) zu positionieren.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Positionierelement (70; 170; 270) angepasst ist, zumindest den Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) zu schützen.
Rotationswinkelsensor (255) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Positionierelement (270) angepasst ist, zumindest den Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) innerhalb eines zentralen Bereichs des Positionierelements (270) zu positionieren.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Positionierelement (270) eine Mehrzahl von Positioniersegmenten (80, 90) enthält und gestaltet ist, zumindest den Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) zu umschließen.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Positionierelement (70; 170; 270) einen Positionierbereich enthält, der relativ zu einem Gussgesenk positioniert werden kann, das zum Gießen des Gehäuseelements (68) verwendet wird.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, enthaltend eine Mehrzahl von magnetischen Erfassungseinrichtungen (56), die jeweils den Erfassungsabschnitt (57) aufweisen, wobei das Positionierelement (70; 170; 270) gestaltet ist, dass es gleichzeitig die Erfassungsabschnitte (57) positionieren kann.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die magnetische Erfassungseinrichtung (56) eine Mehrzahl von Verbindungsanschlüssen (65a, 65b, 65c) enthält, die mit entsprechenden Anschlüssen (74a, 74b, 74c, 74d) eines Verbinders (53) verbunden sind.
Rotationswinkelsensor (55; 255) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei das Gehäuseelement (68) mit einem stationären Element (44) durch einen Einsatzgussvorgang integriert ist, und ein Bereich, der den Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) umgibt, nicht durch das stationäre Element (44) bedeckt ist.
Drosseleinrichtung (10; 210), enthaltend: einen Drosselkörper (11), der einen Einlassluftkanal (14) definiert; ein Drosselventil (22), das zum Öffnen und Schließen des Einlassluftkanals (14) zum Steuern einer Menge von Einlassluft, die durch den Einlassluftkanal (14) strömt, betätigbar ist; ein Drehelement (26), das mit dem Drosselventil (22) verbunden ist; zumindest zwei Magnete (27), die an dem Drehelement (26) angebracht sind; und einen Rotationswinkelsensor (55; 255), der an dem Drosselkörper (11) zum Erfassen eines Rotationswinkels des Drosselventils (22) angebracht ist, wobei der Rotationswinkelsensor (55; 255) enthält: eine magnetische Erfassungseinrichtung (56), die einen Erfassungsabschnitt (57) enthält, der zum Erfassen einer Änderung eines Magnetfelds angepasst ist, das durch die zumindest zwei Magnete (27), die an dem Drehelement (26) angebracht sind, erzeugt wird; ein Positionierelement (70; 170; 270), das angepasst ist, zu ermöglichen, dass zumindest der Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) relativ zu Positionierelement (70; 170; 270) zu positionieren ist; und ein Gehäuseelement (68), das an dem Drosselkörper (11) angebracht ist und mit der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) und dem Positionierelement (70; 170; 270) durch einen Einsatzgussvorgang integriert ist.
Drosseleinrichtung (10; 210) nach Anspruch 20, weiter enthaltend einen Antriebsmechanismus (39), der angepasst ist, das Drosselventil (22) zur Drehung anzutreiben, und wobei der Drosselkörper (11) ein lösbares Abdeckelement (44) zum Bedecken des Antriebsmechanismus (39) enthält.
Sensor (55; 255), enthaltend: eine magnetische Erfassungseinrichtung (56), die einen Erfassungsabschnitt (57) aufweist, der angepasst ist, eine Änderung eines magnetischen Felds zu erfassen; ein erstes Element (68), das aus einem ersten Harzmaterial gebildet ist und mit zumindest dem Erfassungsabschnitt (57) der magnetischen Erfassungseinrichtung (56) in Eingriff ist; und ein zweites Element (44), das aus einem zweiten Harzmaterial gebildet ist und integral mit der Erfassungseinrichtung (56) und dem ersten Element (68) gegossen ist, so dass die magnetische Erfassungseinrichtung (56) und das erste Element innerhalb des zweiten Elements (44) eingebettet sind.
Sensor nach Anspruch 22, wobei das erste Harzmaterial sich von dem zweiten Harzmaterial unterscheidet.
Sensor nach Anspruch 23, wobei: das erste Harzmaterial einen ersten Schmelzpunkt aufweist; das zweite Harzmaterial einen zweiten Schmelzpunkt aufweist; und der erste Schmelzpunkt höher als der zweite Schmelzpunkt ist.