-
Hintergrund der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft einen Rotator bzw. eine Drehvorrichtung eines Winkelsensors zum Detektieren des Drehwinkels eines Rotors.
-
Ein Beispiel eines Winkelsensors ist ein Drosselklappensensor (Drehwinkeldetektor) zum Detektieren eines Drehwinkels, also eines Öffnungsverhältnisses eines Drosselklappenventils in einer Drosselklappensteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Ein Drosselklappenventil hat typischerweise ein Magnetdetektionsbauteil, das an einem Drosselklappenkörper montiert ist, ein Drosselklappenrad, das als Rotator dient und ein Paar von Magneten (Dauermagnet) und ein Joch aufweist, die als Magnetschaltung aufgebaut sind. Es detektiert den Drehwinkel des Drosselklappenrads als Öffnungsverhältnis des Drosselklappenventils, ohne das Drosselklappenrad zu kontaktieren, basierend auf Ausgangssignalen von dem Magnetdetektionsbauteil. Die Drosselklappenrad ist eine Harzform, in der ein Paar von Magneten und ein Joch mittels Insert-Technik bzw. Umspritzen positioniert werden. Ein Radkörper, der ein Harzbereich ist, der aus Harzmaterialien gebildet ist, hat einen Radbereich auf seinem äußeren Umfang und einen hohlen zylindrisch geformten Ansatzbereich auf seinem inneren Umfang. Das Joch ist in einer Ringform ausgebildet und konzentrisch zu dem Ansatzbereich des Radkörpers positioniert. Die Magnete sind in einer Bogenform jeweils geformt und positioniert, um zu einer inneren Fläche des Jochs zu weisen. Der Sensorkörper wird in den Ansatzbereich eingesetzt ohne dass ein Kontakt mit dem Ansatzbereich gebildet wird. Derartige bekannte Drosselklappenräder und Drosselklappensensoren sind beispielsweise in der
japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 2004-332632 offenbart.
-
In einem herkömmlichen Drosselklappenrad, obwohl ein Paar von Magneten und ein Joch innerhalb eines Ansatzbereichs eines Radkörpers positioniert sind, sind nach innen weisende Flächen der Magnete auf einem inneren Umfang des Ansatzbereichs des Radkörpers freigelegt. Da die Magnete in einer Bogenform ausgebildet sind, hat jeder von ihnen einen größeren Flächenbereich als ein flach geformter Magnet. Der Druck des geschmolzenen Harzes (im Folgenden als Harzdruck bezeichnet) wirkt also auf eine Oberfläche, die sich innerhalb der Harzform befindet (innerer Umfang und äußerer Umfang (ausgenommen ein Bereich, der in Kontakt mit dem Joch ist)) während des Umspritzens, und kein Harzdruck wirkt auf den inneren Umfang des Magneten. Entsprechend gibt es eine große Spannungsdifferenz zwischen der Fläche, die sich in dem Harz befindet, und der Fläche, die sich nicht vollständig innerhalb des Harzes befindet. Selbst wenn eine derartige Differenz nicht signifikant ist, besteht die Möglichkeit, dass der Magnet reißen bzw. brechen kann. Da ein Reißen des Magneten eine Änderung der magnetischen Eigenschaft mit sich bringt und die Detektion des Öffnungsverhältnisses der Drosselklappe beeinträchtigt, besteht die Notwendigkeit für einen verbesserten Winkelsensor.
-
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Ein Aspekt dieser Offenbarung betrifft einen Rotator für einen Winkelsensor, enthaltend einen Rotatorkörper aus einem Harzmaterial und mit einem Ansatzbereich bzw. Nabenbereich, der in einer Hohlzylinderform ausgebildet ist, ein Joch, das in einer Ringform ausgebildet ist und konzentrisch in dem Ansatzbereich positioniert ist, und ein Paar von Magneten, die in einer Bogenform ausgebildet und angeordnet sind, um zu einer nach innen weisenden Fläche des Jochs zu weisen, wobei die Magnete und das Joch sich vollständig innerhalb des Ansatzbereichs befinden.
-
Gemäß diesem Aspekt, da die Magnete und das Joch vollständig innerhalb des Ansatzbereichs sind, wirkt der Harzdruck auf eine Gesamtfläche der Magnete, ausgenommen äußere Umfänge, die zu dem Joch weisen. Folglich ist es möglich, Druckdifferenzen, die auf die Magnete wirken, zu reduzieren, und folglich ein Reißen bzw. Brechen der Magnete aufgrund derartiger Druckdifferenzen zu verhindern.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Drosselklappensteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel;
-
2 zeigt eine Draufsicht eines Drosselklappenrads;
-
3 zeigt eine Bodenansicht des Drosselklappenrads;
-
4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie IV-IV;
-
5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie V-V;
-
6 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie VI-VI;
-
7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie VII-VII;
-
8 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Drosselklappenrads;
-
9 zeigt eine Querschnittsansicht einer Form für ein Drosselklappenrad entsprechend der 4;
-
10 zeigt eine Querschnittsansicht der Form für das Drosselklappenrad entsprechend der 5;
-
11 zeigt eine Querschnittsansicht der Form für das Drosselklappenrad entsprechend der 6; und
-
12 zeigt eine Querschnittsansicht der Form für das Drosselklappenrad entsprechend der 7.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Jedes der zusätzlichen Merkmale und Lehren, die im Vorangegangenen und nachfolgend offenbart sind, können separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Rotatoren für Winkelsensoren zu schaffen. Repräsentative Beispiele der vorliegenden Erfindung, die viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren separat bzw. in Kombination miteinander verwenden, werden jetzt im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung dient lediglich dazu, einem Fachmann auf diesem Gebiet weitere Einzelheiten zur praktischen Umsetzung bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehren zu geben und sind nicht einschränkend für den Bereich der Erfindung. Nur die Ansprüche definieren den Bereich der beanspruchten Erfindung. Folglich können Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden detaillierten Beschreibung offenbart sind, nicht notwendig sein, um die Erfindung in ihrem breitesten Sinne umzusetzen bzw. zu praktizieren, und werden stattdessen nur deshalb gelehrt, um bestimmte repräsentative Beispiele der Erfindung zu beschreiben. Verschiedene Merkmale der repräsentativen Beispiele und der abhängigen Ansprüche können darüber hinaus in Art und Weisen kombiniert werden, die nicht speziell genannt sind, um weitere nützliche Ausführungsformbeispiele der vorliegenden Lehren zu schaffen.
-
Ein Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Drosselklappensensor, der in einer Drosselklappensteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor verwendet wird, beispielhaft für einen Winkelsensor. Zur einfacheren Erklärung wird zuerst die Drosselklappensteuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor erklärt.
1 zeigt eine Querschnittsansicht, die die Drosselklappensteuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor zeigt. Der Grundaufbau einer Drosselklappensteuerungsvorrichtung
100 ist im Wesentlichen derselbe wie bei der Drosselklappensteuerungsvorrichtung, die in der
japanischen Patentoffenlegung mit der Nr. 2004-332632 beschrieben ist. Folglich wird hier nur eine grobe Übersicht beschrieben.
-
Wie in 1 gezeigt, hat die Drosselklappensteuerungsvorrichtung 100 einen Drosselklappenkörper 1. Der Drosselklappenkörper 1 hat einen Bohrungsbereich 20 und ein Motorgehäuse 24, die integriert miteinander ausgebildet sind. In dem Bohrungsbereich 20 erstreckt sich eine Einlassleitung bzw. Einlasspassage 1a in einer Richtung senkrecht zu der Zeichnung von 1. Lager 21 und 22 sind an beiden Seiten des Bohrungsbereichs 20 derart vorgesehen, dass sie eine Drosselklappenwelle 9, die die Einlasspassage 1a in einer radialen Richtung (horizontale Richtung in 1) durchläuft bzw. quert, drehbar abstützen. Die Drosselklappenwelle 9 hat ein Drosselklappenventil 2 vom Klappentyp. Das Drosselklappenventil 2 öffnet und schließt die Einlasspassage 1a gemäß der Drehung der Drosselklappenwelle 9, um das Ausmaß von Luft, die durch die Einlasspassage 1a strömt, zu steuern. Die Drosselklappenwelle 9 entspricht hier einem „Rotor”.
-
Ein Ende der Drosselklappenwelle 9, das sich durch das Lager 22 (auf der rechten Seite in 1) erstreckt, ist mit einem Drosselklappenrad 11 versehen, das in einer Fächerform gebildet ist. Zwischen dem Drosselklappenkörper 1 und dem Drosselklappenrad 11 ist eine Rückfeder 12 bzw. Rückstellfeder bereitgestellt. Die Rückfeder 12 spannt typischerweise das Drosselklappenrad 11 derart vor, dass das Drosselklappenventil 2 (die Einlasspassage 1a) schließt. Zwischen dem Drosselklappenrad 11 und einer Abdeckung 18 ist ein Drosselklappensensor 44 (auch als Drosselklappenöffnungssensor, Drosselklappenpositionssensor oder dergleichen bezeichnet) vorgesehen zum Detektieren des Drosselklappenöffnungsverhältnisses des Drosselklappenventils 2, also des Drehwinkels der Drosselklappenwelle 9. Das Drosselklappenrad 11 wird typischerweise aus einem Harzmaterial geformt und enthält ein Paar von Magneten 47 und ein Joch 45 in einem Radkörper 110. Das Drosselklappenrad 11 wird später im Einzelnen beschrieben. Das Joch 45 besteht aus einer Magnetschaltung mit dem Paar von Magneten 47, wobei das Paar von den Magneten 47 abgeschirmt bleibt. Das Drosselklappenrad 11 entspricht hier einem „Rotator” bzw. einer Drehvorrichtung und einer „Harzform”. Der Drosselklappensensor 11 entspricht hier einem „Winkelsensor”.
-
Das Motorgehäuse 24 des Drosselklappenkörpers 1 beherbergt einen Motor 4. Eine Ausgangsdrehwelle, die in der Richtung nach rechten in 1 (eine zu der Motoreinführung entgegengesetzte Richtung) vorsteht, ist mit einem Zahnradgetriebe 32 (Motorgetrieberad) 32 bereitgestellt. Eine Vorgelegewelle 34, die auf der rechten Seite des Drosselklappenkörpers 1 bereitgestellt ist, stützt ein Vorgelegerad 14 drehbar ab. Das Vorgelegerad 14 hat zwei Radbereiche 14a und 14b, die jeweils eine Differenzialgetriebeübersetzung haben. Der Radbereich 14a mit großem Durchmesser ist in Eingriff mit dem Zahnrad 32, und der Radbereich 14b mit kleinem Durchmesser ist in Eingriff mit dem Drosselklappenrad 11. Folglich wird eine Antriebskraft des Motors 4 durch das Zahnrad 32, das Vorgelegerad 14, das Drosselklappenrad 11 an die Drosselklappenwelle 9 übertragen. Das Drosselklappenventil 2 wird durch Schwenken der Drosselklappenwelle 9 geöffnet und geschlossen. Das Zahnrad 32, das Vorgelegerad 14 und das Drosselklappenrad 11 erzeugen hier einen Untersetzungsgetriebemechanismus 35.
-
Auf der rechten Seite des Drosselklappenkörpers 1 ist die Abdeckung 18 bereitgestellt, die den Untersetzungsgetriebemechanismus 35 und dergleichen abdeckt. An einer inneren Fläche der Abdeckung 18 ist ein Sensorkörper 50 des Drosselklappensensors 44 bereitgestellt. Der Sensorkörper 50 ist konfiguriert aus einem Gehäuse (Halter) 52 und einem darin untergebrachten Sensor IC 54. Der Sensorkörper 50 wird in einen Ansatzbereich 113 (wie später beschrieben) eines Radkörpers 110 des Drosselklappenrads 11 in einem Nicht-Kontakt-Zustand eingeführt. Der Sensor IC 54 ist ein Magnet-Elektro-Wandler-IC, der ein ferromagnetisches Widerstandsbauteil verwendet, das die Stärke der magnetischen Kraft detektiert, die verursacht wird durch Wechseln einer NS(Nord/Süd)-Richtung des Paars von Magneten 47 des Drosselklappenrads 11, und elektrische Signale ausgibt, die von der Stärke der magnetischen Kraft abhängen. Der Drosselklappensensor 44 detektiert den Drehwinkel des Drosselklappenrads 11 als ein Drosselklappenöffnungsverhältnis in Abhängigkeit von Signalen, die von dem Sensor IC 54 ausgegeben werden, basierend auf einer Drehung des Drosselklappenrads 11. Eine Ausgangsseite des Sensors IC 54 ist mit einem Steuerungsmittel (nicht gezeigt) verbunden, beispielsweise einer Verbrennungsmotorsteuerungseinheit (ECU = engine control unit) für Automobile. Der Sensorkörper 50 kann aus einem Magnetdetektionsbauteil bestehen, wie beispielsweise einem Lochbauteil, einer Loch-IC, einem Magnetwiderstandbauteil, zusätzlich zu dem Sensor (Magnet-Elektro-Wandler) IC 54. Die Abdeckung 18 entspricht hier einem Stator, und dem Drosselklappenkörperbauteil. Der Sensor IC 54 entspricht dem Magnetdetektionsbauteil bzw. Magneteigenschaftsdetektionsbauteil.
-
Als Nächstes wird das Drosselklappenrad 11 beschrieben. 2 zeigt eine Draufsicht des Drosselklappenrads 11, 3 eine Bodenansicht von diesem. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 2. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 2. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 2. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 4. 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Drosselklappenrads. In den Zeichnungen ist zum besseren Verständnis eine Seite nahe des Drosselklappenkörpers 1 eine obere Seite (linke Seite in 1), wohingegen eine andere Seite nahe der Abdeckung 18 die untere Seite ist (rechte Seite in 2).
-
Wie in 2 gezeigt, hat das Drosselklappenrad 11 einen Radkörper 110 als einen Harzbereich, der aus Harzmaterialien gebildet ist. Der Radkörper 110 hat einen fächerförmigen Radbereich 112 an seinem äußeren Umfang und einen hohlen zylindrisch geformten Ansatzbereich 113 an seinem inneren Umfang. Der Radbereich 112 und der Ansatzbereich 113 sind konzentrisch angeordnet. Der Radbereich 112 steht von einem unteren Bereich des Ansatzbereichs 113 in Richtung nach außen vor (siehe 4–6 und 8). Wie in 4 gezeigt, ist auf der oberen Fläche des Ansatzbereichs 113 eine umlaufende Rille 114 gebildet. An dem oberen Ende des Ansatzbereichs 113 sind folglich ein Innenzylinder 115 und ein Außenzylinder 116 konzentrisch gebildet. Der Außenzylinder 116 erstreckt sich derart nach oben, dass ein oberes Ende des Außenzylinders 116 über dem Innenzylinder 115 ist. Der Radkörper 110 entspricht dem Rotatorkörper.
-
Innerhalb des Innenzylinders 115 des Ansatzbereichs 113 ist konzentrisch eine Metallmontageplatte 118 bereitgestellt, die in einer Kreisplattenform gebildet ist. Ein äußerer Umfang der Montageplatte 118 ist in einer Konkav-Konvex-Form gebildet (siehe 8), und der äußere Umfang befindet sich vollständig innerhalb des Innenzylinders 115 des Ansatzbereichs 113, also des Harzbereichs derart, dass die Montageplatte 118 in einem nicht drehbaren Zustand integriert ist. An einem Zentrum der Montageplatte 118 ist ein oval geformtes Montageloch 119 gebildet. Die Montageplatte 118 ist mit der Drosselklappenwelle 9 integriert, indem ein rechtes Ende der Drosselklappenwelle 9 (siehe 1) mit dem Montageloch 119 in einem nicht drehbaren Zustand in Eingriff ist, und dann das Ende gestaucht bzw. gesenkt gedrückt wird.
-
Wie in 4 gezeigt, wird eine Inserttechnik bzw. ein Umspritzen verwendet zum Positionieren des Paars von Magneten 47 und des Jochs 45 in einem unteren Innenbereich des Ansatzbereichs 113 (siehe 7). Wie in 8 gezeigt, ist das Joch 45 aus einem magnetischen Material in einer Hohlzylinderform ausgebildet. Die Magnete 47 sind in einer Bogenform entlang der inneren Fläche des Jochs 45 gebildet. Das Paar von Magneten 47 ist in der gleichen Form ausgebildet. Wie in 7 gezeigt, ist an einer nach innen weisenden Fläche des Jochs 45 das Paar von Magneten 47 derart angeordnet, dass sie zueinander weisen, also die Magnete 47 zeigen symmetrisch zueinander in Bezug auf eine Achse L des Drosselklappenrads 11. Es gibt vorbestimmte Spalte zwischen Endflächen 47a bzw. Stirnflächen der Magnete 47 in einer Umfangsrichtung (siehe 8). Das Paar von Magneten 47 und das Joch 45 befinden sich vorzugsweise vollständig innerhalb des Ansatzbereichs 113, also des Harzbereichs (siehe 2–7).
-
Wie in 3 gezeigt, ist ein Paar von Räumen 121 in dem Ansatzbereich 113 des Radkörpers 110 derart bereitgestellt, dass die Räume 121 in einer symmetrischen Art und Weise um die Achse L des Drosselklappenrads 11 positioniert sind. Die Räume 121 sind in einer konkaven Form bezüglich der Bodenfläche des Ansatzbereichs 113 zwischen den Umfangsendflächen 47a der Magnete 47 ausgebildet. Die Räume 121 sind an der Bodenfläche und der inneren Umfangsfläche des Ansatzbereichs 113 (siehe 6 und 7) offen. Wie in 7 gezeigt, sind dünne Wände 122 aus Harzmaterialien bereitgestellt zwischen den Räumen 121 und den Umfangsendflächen 47a der Magnete 47. Wie in 4 gezeigt, ist eine Höhe H der Raume 121 in Bezug auf die axiale Richtung des Ansatzbereichs 113 gleich oder im Wesentlichen gleich der Höhe zwischen der Bodenfläche des Ansatzbereichs 113 und den oberen Flächen der Magnete 47.
-
Wie in 3 gezeigt, sind gerade Rillen 124, die sich in der axialen Richtung des Ansatzbereichs 113 (vertikale Richtung) erstrecken, an beiden Seitenwänden der Räume 121 in Bezug auf die Umfangsrichtung des Ansatzbereichs 113 (siehe 7) gebildet. Jede der Rillen 124 entspricht einem radialen Zentrum der Umfangsendfläche 47a des nächstliegendsten Magneten 47. Jede der Rille 124 ist in einem Dreickeckquerschnitt ausgebildet und in Richtung zu der Umfangsendfläche 47a der Magnete 47 verjüngt. Die Rille 124 hat ein Ende, das in Kontakt ist mit oder in unmittelbarer Nähe zu der Umfangsendfläche 47a des Magneten 47 positioniert ist. Die Rille 124 entspricht hier dem „konkaven Bereich”.
-
Wie in 3 gezeigt, befinden sich an einer Endfläche in der axialen Richtung, also einer Bodenfläche des Ansatzbereichs 113, zwei vertikale Löcher 126 pro Magnet, also insgesamt vier in einer symmetrischen Art und Weise um die Achse L. Wie in 5 gezeigt, erstrecken sich die vertikalen Löcher 126 von der Bodenfläche des Ansatzbereichs 113 entlang der axialen Richtung des Ansatzbereichs 113 in einer geraden Art und Weise bzw. geradlinig nach oben, und deren obere Enden erreichen die unteren Flächen des Jochs 45 und der Magnete 47. Die vertikalen Löcher 126 sind in einer Längsform ausgebildet, die sich in radialer Richtung des Ansatzbereichs 113 erstreckt, gesehen von einer Bodenansicht (siehe 3). Ein Innenbereich der unteren Fläche des Jochs 45 und äußere Bereiche der unteren Flächen der Magnete 47 sind teilweise über den vertikalen Löchern 126 frei gelegt. Zwei der vertikalen Löcher 126, die dem Magneten 47 entsprechen, sind in symmetrischer Art und Weise um die Linie L1 positioniert, die senkrecht zu der Achse L des Drosselklappenrads 11 ist, und sich durch ein Umfangszentrum der Räume 121 erstreckt. Die vertikalen Löcher entsprechen hier „Axialrichtungslöchern”.
-
Als Nächstes wird eine Form zum Bilden des Drosselklappenrads 11 beschrieben. 9 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Form des Drosselklappenrads gemäß 4 zeigt. 10 zeigt eine Querschnittsansicht, die der 5 entspricht. 11 zeigt eine Querschnittsansicht, die der 6 entspricht. 12 zeigt eine Teilquerschnittsansicht, die der 7 entspricht. Wie in den 9–12 gezeigt, hat eine Form 130 eine obere Form 132 als eine fixierte Form und eine untere Form 134 als eine bewegbare Form, die die obere Form 132 öffnen und schließen kann.
-
Wie in 9 gezeigt, ist eine Formfläche 136, die eine Form aufweist, die einer oberen Fläche des Drosselklappenrads 11 entspricht (siehe 2–7), an einer unteren Fläche der oberen Form 132 gebildet. An der Formfläche 136 ist eine mittlere Form 137, die einer inneren Fläche eines Endes der oberen Fläche des Ansatzbereichs 113 des Drosselklappenkörpers 110 des Drosselklappenrads 11 entspricht (siehe 4–7), bereitgestellt. Eine untere Fläche eines zentralen Bereichs der mittleren Form 137 weist zu der oberen Fläche der Montageplatte 118 und einer Endfläche (obere Fläche) eines Vorsprungs 142 einer mittleren Form 141 (wie später beschrieben) der unteren Form 134. Die Formfläche 136 hat einen kreisförmigen Vorsprung 138 zum Formen der umlaufenden Rille 114 des Radkörpers 110 (siehe 4).
-
Eine Formfläche 140, die der unteren Fläche des Drosselklappenrads 11 (2–7) entspricht, ist auf der oberen Fläche der unteren Form 134 gebildet. An der Formfläche 140 ist eine mittlere Form 141 bereitgestellt, die in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, die der inneren Umfangsfläche des Ansatzbereichs 113 des Radkörpers entspricht. Eine obere Endfläche der mittleren Form 141 weist zu einer unteren Fläche der Montageplatte 118. Der Vorsprung 142 ist an einer oberen Endfläche der mittleren Form 141 gebildet. Der Vorsprung 142 greift typischerweise in das Montageloch 119 der Montageplatte 118 ein.
-
Wie in 10 gezeigt, sind auf der Formfläche 140 der unteren Form 134 vier (zwei von ihnen sind in 10 gezeigt) bandförmige Abstützbereiche 143 um die mittlere Form 141 herum bereitgestellt (12). An einem äußeren Umfang eines oberen Endes der Abstützbereiche 143 ist eine L-förmige Rille 144 derart bereitgestellt, dass ihr äußeres Ende tief ist (siehe 10). Die Abstützbereiche 143 sind Formen, die jeweils dem vertikalen Loch 126 des Radkörpers 110 entsprechen (siehe 3 und 5).
-
Wie in 12 gezeigt, ist ein Paar von quadratisch ausgebildeten Formvorsprüngen 145 an einem äußeren Umfang der mittleren Form 141 der unteren Form 134 bereitgestellt. Jeder der Formvorsprünge 145 hat eine untere Endfläche, die sich mit der Formfläche 140 (siehe 11) fortsetzt. Die Formvorsprünge 145 sind Formen, die den Räumen 121 des Radkörpers 110 entsprechen (siehe 6 und 7). Wie in 12 gezeigt, sind die geraden Vorsprünge 146, die sich in der axialen Richtung der mittleren Form 141 (vertikale Richtung) erstrecken, an beiden Seiten des Formvorsprungs 145 in der Umfangsrichtung der mittleren Form 146 (siehe 11) bereitgestellt. Die geraden Formen 146 sind Formen, die den Rillen 124 des Radkörpers 110 (siehe 7) entsprechen.
-
Als Nächstes wird ein Herstellungsverfahren zum Formen des Drosselklappenrads 11 unter Verwendung der Form 130 beschrieben. Wenn die Form geöffnet ist, ist das untere Ende des Jochs 45 in Eingriff mit den Rillen 144 (siehe 10) der vier Abstützbereiche 143 (siehe 12) der unteren Form 134. Zu diesem Zeitpunkt ist das untere Ende des Jochs 45 in Kontakt mit den unteren Flächen der Rillen 144 der Abstützbereiche 143. Dadurch kontaktiert eine innere Umfangsfläche des unteren Endes des Jochs 45 die Seitenflächen der Rillen 144. Folglich wird das Joch 45 auf den vier Abstützbereichen 143 abgestützt, um in radialer Richtung positioniert zu werden.
-
Das Paar von Magneten 47 ist entlang einer inneren Fläche des Jochs 45 (12) angeordnet. Wenn die Magnete 47 in Eingriff sind zwischen den Formvorsprüngen 145 der unteren Form 134, kontaktieren die Umfangsendflächen 47a die oberen Ränder der geraden Vorsprünge 146 der Formvorsprünge 145 oder kommen diesen nahe. Das Paar von Magneten 47 ist folglich in der Umfangsrichtung positioniert. Dadurch kontaktieren die oberen Flächen der vier Abstützbereiche 143 die unteren Flächen der Magnete 47, so dass die Magnete 47 auf den vier Abstützbereichen 143 abgestützt werden (siehe 10). Bei diesem Zustand ist eine obere Fläche des Jochs 45 im Wesentlichen auf dem gleichen Level bzw. der gleichen Höhe wie die oberen Flächen der Magnete 47. Die Montageplatte 118 ist auf einer oberen Fläche der mittleren Form 141 der unteren Form 134 (9) platziert. Das Montageloch 119 der Montageplatte 118 ist mit dem Vorsprung 142 in Eingriff. Als Ergebnis wird die Montageplatte 118 auf der mittleren Form 141 in einem fixierten Zustand in einer Umfangsrichtung abgestützt.
-
Dann wird die obere Form 132 mit der unteren Form 134 geschlossen (siehe 9–12). Folglich wird ein Hohlraum zum Formen des Drosselklappenrads 11 (2–7) zwischen der oberen Form 132 und der unteren Form 134 gebildet. Die Montageplatte 118 wird zwischen der mittleren Form 137 der oberen Form 132 und der mittleren Form 141 der unteren Form 134 (9) gehalten. Durch Einspritzen eines geschmolzenen Harzes in den Hohlraum von einer Einspritzöffnung aus (nicht gezeigt) der oberen Form 132 mit einem vorbestimmten Einspritzdruck, wird das Drosselklappenrad 11 geformt. Während dieses Formens befinden sich das Paar von Magneten 47, das Joch 45 und die Montageplatte 118 vollständig innerhalb des geschmolzenen Harzes durch Umspritzen. Das Paar von Magneten 47, das Joch 45 und die Montageplatte 118 sind durch ein derartiges Umspritzen integriert mit dem Radkörper 110 ausgebildet. Das geschmolzene Harz fließt in den Hohlraum 150 derart, dass das Paar von Magneten 47 und das Joch 45 sich vollständig innerhalb des Harzbereichs befinden.
-
Als Ergebnis des Umspritzens befinden sich das Paar von Magneten 47, das Joch 45 und die Montageplatte 118 (im Einzelnen deren äußerer Umfang) vollständig innerhalb des geschmolzenen Harzes, das den Radkörper 110 bildet, und werden durch das Harz positioniert. Nach Aushärten des geschmolzenen Harzes wird das Drosselklappenrad 11 (2–7) erhalten, indem die Formen geöffnet werden. Das Drosselklappenrad 11 enthält als Harzbereich das Paar von Magneten 47, das Joch 45 und die Montageplatte 118, die mit dem Radkörper 110 integriert sind. Das Paar von Räumen 121 (3), die jeweils Rillen 124 auf der unteren Fläche des Radkörpers 110 haben, wird geformt, indem die Formvorsprünge 145 (siehe 11 und 12), die jeweils die geraden Vorsprünge 146 der unteren Form 134 haben, entfernt wird. Die vier vertikalen Löcher 126 (siehe 3 und 5) auf der unteren Fläche des Radkörpers 110 werden geformt, indem die Abstützbereiche 143 der unteren Form 134 entfernt werden (5).
-
Bezüglich des Drosselklappenrads 11 (siehe 2–7) sind das Paar von Magneten 47 und das Joch 45 vollständig innerhalb des Ansatzbereichs 113 des Radkörpers 110 angeordnet, so dass Druck des geschmolzenen Harzes auf eine Gesamtfläche der Magnete 47 wirkt, ausgenommen der äußere Umfang, der zu dem Joch 45 weist. Entsprechend kann eine Differenz zwischen Drücken, die auf die Magnete 47 wirken, reduziert werden, so dass es möglich ist, ein Brechen der Magnete 47 zu verhindern.
-
An dem Ansatzbereich 113 des Radkörpers 110 sind die Räume 121 gebildet, die über die dünnen Wände 122 nahe an den Umfangsendflächen 47a der Magnete 47 sind. Folglich können die Räume 121, die an dem Ansatzbereich 113 des Radkörpers 110 gebildet sind, Druck reduzieren, der während des Schrumpfens des Ansatzbereichs 113 erzeugt wird, wenn ein Erwärmungs-Abkühl-Zyklus erfolgt. Als Ergebnis ist es möglich, ein Reißen bzw. Brechen des Ansatzbereichs 113, also ein Harzeinreißen, zu verhindern.
-
Die Rillen 124, die mit den Räumen 121 in Verbindung sind und in Richtung zu den Endflächen der Magnete 47 verjüngt sind, sind an den dünnen Wänden 122 gebildet (7). Folglich kann eine Graterzeugung zwischen den Umfangsendflächen 47a der Magnete 47 und den Rillen 124 der dünnen Wände 122 verhindert werden. Im Einzelnen wird in kleinen Räumen zwischen den Umfangsendflächen 47a der Magnete 47 und Enden der Rillen, ein Harzgrat erzeugt, der einen Bereich gemäß derartigen Räumen hat. Entsprechend sind die Rillen 124 zu den Endflächen der Magnete 47 verjüngt geformt, so dass ein derartiger Bereich, der gemäß den kleinen Räumen zwischen den Umfangsendflächen 47a der Magnete 47 und den Enden der Rillen 124 gebildet wird, reduziert werden kann, verglichen mit beispielsweise einem Fall, bei dem die Rillen einen rechteckigen Querschnitt haben, wodurch das Bilden von Harzgraten verhindert wird.
-
An der axialen Endfläche des Ansatzbereichs 113 des Radkörpers 110 gibt es vier vertikale Löcher 126, die sich in der axialen Richtung erstrecken und Endflächen der Magnete 47 und das Joch 45 (siehe 3 und 5) erreichen. Teile der Form, die den vier vertikalen Löchern 126 entsprechen, sind folglich als vier Abstützbereiche 143 auf der unteren Form 134 der Form 130 des Drosselklappenrads 11 festgelegt, und das Paar von Magneten 47 und das Joch 45 können von den vier Abstützbereichen 143 abgestützt werden.
-
Teile der Form, die den Räumen 121 (siehe 3 und 7) des Ansatzbereichs 113 des Radkörpers 110 entsprechen, sind als die Formvorsprünge 145 (siehe 11 und 12) auf der unteren Form 134 der Form 130 festgelegt, und die Formvorsprünge 145 können die Räume 121 bilden. Teile der Form, die den Rillen 124 (siehe 3 und 7) der dünnen Wände 122 entsprechen, sind als gerade Vorsprünge 146 (siehe 11 und 12) auf den Formvorsprüngen 145 der unteren Form 134 der Form 130 festgelegt, und die geraden Vorsprünge 146 können die Rillen 124 bilden. Die Umfangsendfläche 47a der Magnete 47, die zu den geraden Vorsprüngen 136 weisen, sind in Kontakt mit den geraden Vorsprüngen 136 bzw. kommen nahe an diese heran, so dass das Paar von Magneten 47 in der Umfangsrichtung positioniert werden kann (12).
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt und kann modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist ein Rotator eines Winkelsensors gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf das Drosselklappenrad 11 des Drosselklappensensors 44 beschränkt und kann für Rotatoren verschiedener Winkelsensoren verwendet werden. In einem Flusssteuerungsventil zum Steuern einer Flussrate von Fluid kann die Erfindung beispielsweise für einen Rotator für einen Winkelsensor angewendet werden zum Detektieren des Drehwinkels eines Ventilkörpers. Die Räume 121 des Radkörpers 110 sind bereitgestellt zwischen den Umfangsendflächen 47a der Magnete 47, können jedoch an jeder Umfangsendfläche 47a der Magnete 47 bereitgestellt sein. Ein Querschnitt der Rillen 124 der Räume 121 des Radkörpers 110 ist nicht auf eine Dreieckform beschränkt, sondern kann eine Halbkreis-, Trapez- oder Quadratform oder eine andere Form haben. Die Rillen 124 der Räume 121 des Radkörpers 110 können weggelassen werden. Drei oder mehr vertikale Löcher 126 des Radkörpers 110 können für jeden der Magnete 47 vorgesehen werden. Das Joch 45 kann in einer C-Form ausgebildet sein, oder kann in einer Kreisform mit zwei halbrund geformten Teilen ausgebildet sein. Obwohl in dem Ausführungsbeispiel die obere Form 132 als eine feste bzw. fixierte Form festgelegt ist, und die untere Form 134 als eine bewegbare Form, kann die obere Form 132 als bewegbare Form und die untere Form 134 als die fixierte Form festgelegt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2004-332632 [0002, 0019]
