JP2007092608A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ部材をより正確に位置決めできる内燃機関の吸気制御装置を提案する。
【解決手段】スロットルポジションセンサは、磁場発生手段と、磁場検出組立を有する。磁場検出組立は、複数の端子リードと、この複数の端子リード上に固着された樹脂製のホルダと、センサ出力を発生するセンサ部材と、前記複数の端子リードと前記ホルダと前記センサ部材とがインサート成形された樹脂モールド体とを含む。樹脂製のホルダは、スロットルシャフトの軸線とほぼ垂直に交差する平面に位置する支持面を有し、センサ部材は、相対向する互いにほぼ平行な第１、第２主面を持った樹脂モールド被覆を有する。センサ部材は、樹脂モールド被覆の第１主面が支持面に接触して樹脂モールド体内に保持される。
【選択図】図６

Description

この発明は、内燃機関の吸気制御装置に関するものである。

内燃機関の吸気制御装置は、スロットルバルブと、スロットルポジションセンサを含む。スロットルポジションセンサは、スロットルバルブの回転位置を検出するもので、最近では、非接触式のスロットルポジションセンサが組み込まれる。この非接触式のスロットルポジションセンサは、耐久性を向上し、検出精度を高くするのに有効である。

非接触式のスロットルポジションセンサは、磁場発生手段と、磁場検出組立を有する。磁場発生手段は、スロットルバルブとともに回転し、スロットルバルブの回転に応じて磁界方向が変化する検出磁場を発生する。磁場検出組立は、磁場発生手段と対応して固定される。磁場検出組立は、検出磁場に配置されるセンサ部材を有し、このセンサ部材が、検出磁場における磁界方向の回転に対応する検出出力を発生する。

先行技術である特開２００４−３３２６３５号公報には、非接触式のスロットルポジションセンサを組み込んだ内燃機関の吸気制御装置が開示されている。この先行技術に示されたスロットルポジションセンサは、センサ部材に磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を使用しており、筒状のホルダの内部にセンサ部材を配置し、この筒状のホルダの内部にポッティング樹脂を流し込み、センサ部材を固定している。筒状のホルダは、プリント基板上に固定され、センサ部材の検出出力は、信号処理ＩＣを介してプリント基板上の複数の配線に供給され、このプリント基板上の複数の配線が、外部に導出される複数の端子リードに接続される。

特開２００４−３３２６３５号公報

先行技術に開示されたスロットルポジションセンサでは、センサ部材は、筒状のホルダの内部に所定の方向を向いて正確に固定する必要があるが、筒状のホルダの内部にポッティング樹脂で固定されており、この筒状のホルダの内部には、センサ部材を所定の向きに規制する規制部材はないので、センサ部材の向きがばらつき、検出出力に誤差が生じるおそれがある。また、筒状のホルダと端子リードとの間にプリント基板を配置するため、部品数が多くなり、その組立工程では、信号処理ＩＣとプリント基板の配線との接合工程と、プリント基板の配線と端子リードとの接合工程が必要となる。

この発明は、検出出力の誤差を小さくし、また部品数も低減し、組立工程における接合工程も少なくできる改良された内燃機関の吸気制御装置を提案するものである。

この発明による内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関の吸気管に配置されスロットルシャフトの周りで回転して内燃機関への吸気量を制御するスロットルバルブ、およびこのスロットルバルブの回転位置を検出するスロットルポジションセンサを備えた内燃機関の吸気制御装置であって、前記スロットルポジションセンサは、前記スロットルバルブとともに回転しその回転に応じて磁界方向が変化する検出磁場を発生する磁場発生手段と、前記磁場発生手段と対向して配置された磁場検出組立とを有し、前記磁場検出組立は、複数の端子リードと、この複数の端子リード上に固着された樹脂製のホルダと、前記検出磁場に配置されその磁界方向に応じたセンサ出力を発生するセンサ部材と、前記複数の端子リードと前記ホルダと前記センサ部材とがインサート成形された樹脂モールド体とを含み、前記樹脂製のホルダは、前記スロットルシャフトの軸線とほぼ垂直に交差する平面に位置する支持面を有し、前記センサ部材は、相対向する互いにほぼ平行な第１、第２主面を持った樹脂モールド被覆を有し、前記センサ部材は、前記樹脂モールド被覆の第１主面が前記支持面に接触して前記樹脂モールド体内に保持されたことを特徴とする。

この発明による内燃機関の吸気制御装置では、樹脂製のホルダが、スロットルシャフトの軸線とほぼ垂直に交差する平面に位置する支持面を有し、またセンサ部材が、相対向する互いにほぼ平行な第１、第２主面を持った樹脂モールド被覆を有し、この樹脂モールド被覆の第１主面が前記支持面に接触して前記センサ部材が前記樹脂モールド体内に保持されるので、センサ部材の位置ずれを少なくし、その検出出力の誤差を少なくすることができる。また、複数の端子リードの上に樹脂製のホルダを固着するので、複数の端子リードと別にプリント基板を使用する必要がなく、部品数を少なくし、接合工程も少なくすることができる。

以下この発明によるいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明による内燃機関の吸気制御装置の実施の形態１を示す正面図、図２は、図１の一部を断面せずに残した縦断面図、図３は、図１の側面図、図４は、実施の形態１におけるスルットルポジションセンサの主要部の正面図、図５は、図４の断面図、図６は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の組付段階の分解斜視図、図７は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の組付終了段階の斜視図、図８は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の樹脂モールド終了段階の斜視図、図９は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の完成状態を示す斜視図、図１０は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の樹脂モールド体を示す側面図、図１１は、図１０のＡ−Ａ線断面図、図１２は、図１０のＢ−Ｂ線断面図、図１３は、図１１のＣ−Ｃ線断面図である。

実施の形態１による内燃機関の吸気制御装置の全体的構成について、図１、図２、図３を参照して説明する。この実施の形態１による内燃機関の吸気制御装置は、ケース１０を有し、このケース１０は、本体ボディ１１とカバー１５から構成される。ケース１０には、スロットルバルブ組立２０と、駆動モータ３０と、連結機構４０と、スロットルポジションセンサ５０の磁場発生手段５１が組み込まれている。

図１、図２において、本体ボディ１１は、例えばアルミニウムをダイカスト成形して作られる。この本体ボディ１１は、上部にスロットルバルブ組立２０とスロットルポジションセンサ５０の磁場発生手段５１を、また下部に駆動モータ３０を、中間部に連結機構４０を、それぞれ組み込んだものであり、この本体ボディ１０は、その左側端部だけが開放して作られ、この本体ボディ１１の左側端部がカバー１５で覆われる。カバー１５は、樹脂モールドにより作られ、このカバー１５には、スロットルポジションセンサ５０の磁場検出組立６０がインサート成形される。

スロットルバルブ組立２０は、吸気ボディ２１と、スロットルシャフト２３と、第１、第２軸受２４、２５と、スロットルバルブ２６と、リターンコイルバネ２８と、スロットルギヤ２９を有する。吸気ボディ２１は、本体ボディ１１に形成され、内燃機関に対する吸気通路２２を形成する。この吸気通路２２は、円形断面を有し、図１、図２において、紙面と垂直に延びている。

スロットルシャフト２３は、その軸線が吸気通路２２にほぼ垂直に交差するように配置される。このスロットルシャフト２３は、第１、第２軸受２４、２５によって、その軸線の周りに回転可能に支持される。第１軸受２４は、スロットルシャフト２３の右側端部に配置される。この第１軸受２４は、ボール軸受で構成される。第２軸受２５は、メタル軸受であり、スロットルシャフト２３の左側端部に配置される。

スロットルバルブ２６は、吸気通路２２とほぼ同じ大きさを有する円形板で構成される。このスロットルバルブ２６は、吸気通路２２を横切るように配置される。このスロットルバルブ２６は、ねじ２７により、スロットルシャフト２３に固着され、スロットルシャフト２３とともに回転する。スロットルバルブ２６の回転位置に応じて、スロットルバルブ２６のバルブ開度が変化し、内燃機関への吸気量が制御される。

リターンコイルばね２８は、スロットルシャフト２３の回転に対抗するバネ力を与える。スロットルギヤ２９は、スロットルシャフト２３の左端に、スロットルシャフト２３とともに回転するように取り付けられる。リターンコイルばね２８は、このスロットルギヤ２９と吸気ボディ２１の間に設けられる。このリターンコイルばね２８の両端は、それぞれスロットルギヤ２９と吸気ボディ２１に固定される。

駆動モータ３０は、そのモータ軸３１が、スロットルシャフト２３と平行となるように、本体ボディ１１の下部に固定される。この駆動モータ３０は、それが付勢されたときに、スロットルシャフト２３を駆動し、リターンコイルばね２８に対抗して、スロットルバルブ２６のバルブ開度を増大する。駆動モータ３０が消勢されると、スロットルバルブ２６は、フェイルセイフ開度の位置までリターンコイルばね２８によってリターンする。駆動モータ３０のモータ軸３１には、モータギヤ３２が設けられる。

連結機構４０は、駆動モータ３０とスロットルシャフト２３との間に配置され、駆動モータ３０の駆動力をスロットルシャフト２３に伝達する。この連結機構４０は、中間シャフト４１と、第１中間ギヤ４２と、第２中間ギヤ４３を有する。中間シャフト４１は、スロットルシャフト２３およびモータ軸３１と平行となるように配置される。第１中間ギヤ４２は、モータギヤ３２に噛み合わされる。この第１中間ギヤ４２は、モータギヤ３２よりも大きな径を有し、モータギヤ３２から減速駆動される。

第２中間ギヤ４３は、第１中間ギヤ４２と一体に作られ、第１中間ギヤ４２とともに回転する。この第２中間ギヤ４３は、スロットルギヤ２９に噛み合わされる。第２中間ギヤ４３は、スロットルギヤ２９よりも径が小さく、スロットルギヤ２９を減速駆動する。駆動モータ３０の駆動力は、モータギヤ３２、第１、第２中間ギヤ４２、４３およびスロットルギヤ２９を介してスロットルシャフト２３に伝達される。なお、スロットルギヤ２９、モータギヤ３２、第１、第２中間ギヤ４２、４３は、例えば樹脂材により作られる。

スロットルポジションセンサ５０は、本体ボディ１１内に配置される磁場発生手段５１と、カバー１５にインサート成形される磁場検出組立６０を有し、本体ボディ１１とカバー１５に跨って配置される。磁場発生手段５１は、スロットルバルブ組立２０のスロットルギヤ２９の内周に配置され、このスロットルギヤ２９とともに回転する。磁場検出組立６０は、カバー１５にインサート成形され、カバー１５に固定される。

このスロットルポジションセンサ５０の磁場発生手段５１は、図４および図５に示すように、リング状のヨーク５２と、一対の磁石５６、５７を有する。リング状のヨーク５２は、スロットルシャフト２３と同心をなして、スロットルギヤ２９の内周に嵌め込まれ、スロットルギヤ２９とともに回転する。このヨーク５２は、内周に、相対向する一対の磁極５３、５４を有し、この磁極５３、５４の間に検出磁場５５を発生する。

一対の磁石５６、５７は、永久磁石であり、ヨーク５２に組み込まれている。磁石５６、５７は、磁極５３にＮ極を、また磁極５４にＳ極をそれぞれ付与する極性で配置され、この結果、検出磁場５５では、磁極５３から磁極５４に向かう方向の検出磁界Φが発生する。この検出磁界Φの磁界方向は、スロットルシャフト２３の軸線に直交する方向に向いており、この検出磁界Φの磁界方向は、スロットルシャフト２３の回転に応じて、その軸線の周りに回転する。

磁場検出組立６０は、図６〜図１３に示される。この磁場検出組立６０は、主要部品として、センサ部材６２と補助センサ部材７２を有する。これらのセンサ部材６２、７２は、それぞれ磁気抵抗素子（ＭＲ素子）とセンサＩＣを樹脂モールド被覆６３、７３内にモールドしたものである。樹脂モールド被覆６３、７３にモールドされたＭＲ素子とセンサＩＣは、センサ部材６２、７２のセンサ出力ＳＤを出力し、このセンサ出力ＳＤは、検出磁界Φの磁界方向、すなわちスロットルシャフト２３、およびスロットルバルブ２６の回転位置に比例する大きさを持つ。

なお、センサ部材６２、補助センサ部材７２は、互いに同じに構成され、互いに同じセンサ出力ＳＤを発生するように配置される。これらのセンサ部材６２、補助センサ部材７２は、フェイルセイフ仕様、すなわち、そのいずれか一方が故障して、そのセンサ出力ＳＤに異常が生じても、他方の正常なセンサ出力ＳＤを利用できるように、重複して配置される。

さて、センサ部材６２および補助センサ部材７２のセンサ出力ＳＤを高精度にするには、センサ部材６２および補助センサ部材７２を、決められた位置に正確に配置する必要がある。この実施の形態１では、これらのセンサ部材６２および補助センサ部材７２を、決められた位置に正確に配置できるように、磁場検出組立６０が構成される。

磁場検出組立６０について、図６〜図１３を参照して具体的に説明する。磁場検出組立６０は、図６、図７に示すように、センサ回路構造６１、補助センサ回路構造７１と、端子リード構造８０と、樹脂製のホルダ８５と、樹脂モールド体９０を有し、カバー１５内にインサート成形される。この磁場検出組立６０は、スロットルシャフト２３の軸線に対して垂直に交差する基準平面ＳＳを基準に組立られる。この基準平面ＳＳは、図６から図９に示すように、端子リード構造８０の上面によって形成される。また、図６から図９において、この基準平面ＳＳ上で互いに直交するＸ、Ｙ方向を想定して、説明する。

センサ回路構造６１、７１は、フェイルセイフ仕様で、互いに同様に構成される。センサ回路構造６１は、センサ部材６２と、第１リード構造６５と、信号処理ＩＣ６６と、第２リード構造６８を有する。同様に、補助センサ回路構造７１は、補助センサ部材７２と、第１リード構造７５と、補助信号処理ＩＣ７６と、第２リード構造７８を有する。

センサ部材６２、７２は、図６、図７に示すように、それぞれ樹脂モールド被覆６３、７３を有し、これらの樹脂モールド被覆６３、７３からそれぞれ第１リード構造６５、７５が導出されている。樹脂モールド被覆６５、７５の内部には、それぞれＭＲ素子とセンサＩＣがモールドされ、これらのＭＲ素子とセンサＩＣは、第１リード構造６５、７５に所定の関係で電気的に接続される。

第１リード構造６５、７５は、それぞれ３本の互いにほぼ平行なリードを含んでいる。これらのリードは、すべてＸ方向に延びる。これらの３本のリードには、１つの電源端子リードと、１つのＧＮＤ端子リードと、１つの出力リードが含まれる。１つの出力リードは、センサ出力ＳＤを発生する。

樹脂モールド被覆６３、７３は、それぞれ扁平な直方体形状を有し、例えばエポキシ系樹脂で作られる。これらの樹脂モールド被覆６３、７３は、基準平面ＳＳに垂直な方向において、互いに対向して配置される。樹脂モールド被覆６３は、互いに平行で、相対向する下側の第１主面６３ａと上側の第２主面６３ｂを有する。同様に樹脂モールド被覆７３は、互いに平行で、相対向する下側の第１主面７３ａと上側の第２主面７３ｂを有する。これらの第１主面６３ａ、７３ａおよび第２主面６３ｂ、７３ｂは、基準平面ＳＳと平行に形成され、スロットルシャフト２３の軸線とほぼ垂直に交差する平面に位置する。樹脂モールド被覆６３の第１主面６３ａは、樹脂モールド被覆７３の第２主面７３ｂと相対向する。

また、樹脂モールド被覆６３は、Ｙ方向に相対向する一対の側面から突出する一対の突出部６４ａ、６４ｂを有し、同様に、樹脂モールド被覆７３は、Ｙ方向に相対向する一対の側面から突出する一対の突出部７４ａ、７４ｂを有する。一対の突出部６４ａ、６４ｂは、樹脂モールド被覆６３の第１、第２主面６３ａ、６３ｂと平行に、互いに逆方向に突出している。一対の突出部７４ａ、７４ｂは、樹脂モールド被覆７３の第１、第２主面７３ａ、７３ｂと平行に、互いに逆方向に突出している。

樹脂モールド被覆６３、７３のＹ方向の幅は、互いに同じ寸法とされる。突出部６４ａ、７４ａは、基準平面ＳＳと垂直な方向において、互いに間隔を介して重なり合う位置に形成される。同様に、突出部６４ｂ、７４ｂは、基準平面ＳＳと垂直な方向において、互いに間隔を介して重なり合う位置に形成される。また一対の突出部６４ａ、６４ｂと一対の突出部７４ａ、７４ｂのＹ方向の突出長さと、Ｘ方向の長さは、互いに同じとされる。

第１リード構造６５、７５は、図６、図７に示すように、それぞれその途中で、直角に、下方向に、端子リード構造８０に向かって折れ曲がり、樹脂モールド被覆６３、７３と、信号処理ＩＣ６６、７６を連結している。信号処理ＩＣ６６、７６は、それぞれセンサ部材６２、７２からのセンサ出力ＳＤを信号処理する半導体集積回路であり、それぞれ樹脂モールド被覆６７、７７を有する。これらの樹脂モールド被覆６７、７７も、例えばエポキシ系樹脂で作られる。

第２リード構造６８、７８は、樹脂モールド被覆６７、７７から下方に、端子リード構造８０に向かって導出される。これらの第２リード構造６８、７８は、それぞれ３本の互いにほぼ平行なリード６８ａ〜６８ｃ、７８ａ〜７８ｃを有する。リード６８ａ、７８ａは、電源端子を構成するもので、第１リード構造６５、７５の電源端子を構成するリードに電気的に接続される。リード６８ｂ、７８ｂは、ＧＮＤ端子を構成するもので、第１リード構造６５、７５のＧＮＤ端子を構成するリードに電気的に接続される。リード６８ｃは出力Ａを、またリード７８ｃは出力Ｂを、それぞれ出力する。これらの出力Ａ、Ｂは、センサ回路構造６１、７１からの出力である。

端子リード構造８０は、図６から図９に示すように、並列する４本の端子リード８０ａ〜８０ｄを含む。この端子リード構造８０は、磁場検出組立６０の外部端子を構成する。端子リード８０ａは、電源端子リードであり、この電源端子リード８０ａには、例えば５（Ｖ）の直流電源電圧が供給される。この電源端子リード８０ａには、第２リード構造６８、７８のリード６８ａ、７８ａが、例えば電気溶接により接続される。この電源端子リード８０ａに供給された５（Ｖ）の直流電源電圧は、第２リード構造６８、７８のリード６８ａ、７８ａに供給される。端子リード８０ｂは、ＧＮＤ端子リードであり、共通電位点に接続される。この端子リード８０ｂには、第２リード構造６８、７８のリード６８ｂ、７８ｂが、例えば電気溶接により接続される。この端子リード８０ｂにより、第２リード構造６８、７８のリード６８ｂ、７８ｂに共通のＧＮＤ電位が与えられる。

端子リード構造８０は、図６、図７に示すように、端子導出部８１ａと、センサ回路構造６１、７１の取付部８１ｂとを有し、端子リード８０ａ〜８０ｄは、これらの端子導出部８１ａと取付部８１ｂとに亘って延びている。端子リード８０ａ〜８０ｄは、端子導出部８１と取付部８１ｂとにおいて、ほぼＸ方向に延び、端子導出部８１ａと取付部８１ｂとの間で、傾斜部８１ｃにより、互いに連続している。取付部８１ｂに位置する端子リード８０ａ、８０ｂには、樹脂製のホルダ８５を取り付けるための３つの取付孔８２ａ〜８２ｃが形成される。取付孔８２ａ、８２ｂは、端子リード８０ａに形成され、また取付孔８２ｃは、端子リード８０ｂに形成される。

端子リード構造８０の端子リード８０ｃ、８０ｄは、出力端子リードであり、端子リード８０ａ、８０ｂを挟むように、それらの両外側に配置される。端子リード８０ｃには、第２リード構造６８のリード６８ｃが、例えば電気溶接により接続され、センサ回路構造６１の出力Ａが端子リード８０ｃに供給される。端子リード８０ｄには、第２リード構造７８のリード７８ｃが、例えば電気溶接により接続され、補助センサ回路構造７１の出力Ｂが端子リード８０ｄに供給される。

樹脂製のホルダ８５は、例えばナイロン系樹脂により、図６、図７に示すように、四角柱状に構成される。この樹脂製のホルダ８５は、下基台部８６と、上支持部８７と、それらの間の中間支持部８９を一体に有する。下基台部８６の下面には、３つの位置決め突起８６ａが一体に突設される。ホルダ８５は、これらの位置決め突起８６ａを取付孔８２ａ〜８２ｃに挿入し、かつ熱かしめすることにより、端子リード構造８０の取付部８１ｂ上に取り付けられる。

ホルダ８５の上支持部８７には、段部８８が形成される。この段部８８は、２つの互いに平行な支持面８８ａと補助支持面８８ｂが形成される。支持面８８ａは、段部８８の上側に、また補助支持面８８ｂは、その下側に形成される。これらの支持面８８ａ、８８ｂは、基準平面ＳＳと平行であり、スロットルシャフト２３の軸線とほぼ垂直に交差する平面に位置する。中間支持部８９は、四角柱状に形成され、Ｘ方向に相対向する一対の第２支持面８９ａ、８９ｂを有する。これらの第２支持面８９ａ、８９ｂは、基準平面ＳＳと垂直であり、スロットルシャフト２３の軸線とほぼ平行な平面に位置する。

センサ回路構造６１の樹脂モールド被覆６３は、支持面８８ａに接触した状態で、ホルダ８５により支持される。また補助センサ回路構造７１の樹脂モールド被覆７３は、補助支持面８８ｂに接触した状態で、ホルダ８５により支持される。具体的には、樹脂モールド被覆６３は、その第１主面６３ａが支持面８８ａに面接触した状態でホルダ８５により支持される。樹脂モールド被覆７３は、その第１主面７３ａが補助支持面８８ｂに面接触した状態でホルダ８５により支持される。樹脂モールド被覆６３、７３は、それぞれ支持面８８ａ、補助支持面８８ｂに面接触し、基準平面ＳＳに垂直な方向に、互いに対向している。

センサ回路構造６１、７１の樹脂モールド被覆６７、７７は、ホルダ８５の中間支持部８９に接触した状態で、ホルダ８５により支持される。具体的には、樹脂モールド被覆６７は、中間支持部８９の一方の第２支持面８９ａに面接触した状態で、また樹脂モールド被覆７７は、中間支持部８９の他方の第２支持面８９ｂに面接触した状態で、それぞれホルダにより支持される。

樹脂モールド体９０は、センサ回路構造６１、７１の樹脂モールド被覆６３、６７、７３、７７と線膨張係数が近似する樹脂材料、例えば樹脂モールド被覆６３、６７、７３、７７と同じエポキシ系樹脂で成形される。この樹脂モールド体９０は、図８、図９に示すように、筒状部９１と、下板状部９２を有する。下板状部９２は、端子リード構造８０の取付部８１ｂのほぼ全面に形成される。この下板状部９２は、端子リード構造８０の取付部８１ｂの上面と下面とに跨って形成され、端子リード構造８０は、この下板状部９２にインサート成形される。下板状部９２は、取付部８１ｂにおける各端子リード８０ａ〜８０ｄを互いに結合する。

筒状部９１は、下板状部９２の上に形成される。この筒状部９１は、センサ回路構造６１、７１と、樹脂製のホルダ８５を一体に結合するように形成される。センサ回路構造６１、７１および樹脂製のホルダ８５は、筒状部９１の内部にインサート成形される。とくに、センサ回路構造６１、７１は、それぞれの樹脂モールド被覆６３、７３の第１主面６３ａ、７３ａが支持面８８ａ、および補助支持面８８ｂに面接触し、またそれぞれの樹脂モールド被覆６７、７７が第２支持面８９ａ、８９ｂに面接触した状態で、筒状部９１内にインサート成形される。

次に、磁場検出組立６０の製造工程について、改めて図６から図１３を参照して説明する。まず、図６では、センサ回路構造６１、７１と、端子リード構造８０と、樹脂製のホルダ８５との組付前の状態が示される。この図６の組付前の状態では、端子リード構造８０が、外枠８３と、複数の連結片８４を一体に有することを理解されたい。外枠８３は、端子リード構造８０の各端子リード８０ａ〜８０ｄを取り囲むように形成され、また複数の連結片８４は、各端子リード８０ａ〜８０ｄの相互間、および端子リード８０ｃ、８０ｄと、外枠８３との間をそれぞれ連結する。端子リード構造８０は、これらの外枠８３、複数の連結片８４により、各端子リード８０ａ〜８０ｄを互いに一体に保持している。

図６に示す状態において、最初に、樹脂製のホルダ８５が、端子リード構造８０の取付部８１ｂに位置決めして取り付けられる。このホルダ８５の取り付けは、位置決め突起８６ａを、取付孔８２ａ〜８２ｃに挿入し、熱かしめすることにより行われる。

樹脂製のホルダ８５を端子リード構造８０に取り付けた後、センサ回路構造６１、７１を端子リード構造８０に固着する。センサ回路構造６１は、樹脂モールド被覆６３の第１主面６３ａを、ホルダ８５の支持面８８ａに、また樹脂モールド被覆６７を第２支持面８９ａにそれぞれ面接触した状態で、第２リード構造６８の３本のリード６８ａ〜６８ｃを、端子リード構造８０の取付部８１ｂにおいて、端子リード８０ａ〜８０ｃにそれぞれ電気溶接することにより、端子リード構造８０に固着される。同様に、センサ回路構造７１は、樹脂モールド被覆７３の第１主面７３ａを、ホルダ８５の補助支持面８８ｂに、また樹脂モールド被覆７７を第２支持面８９ｂにそれぞれ面接触した状態で、第２リード構造７８の３本のリード７８ａ〜７８ｃを、端子リード構造８０の取付部８１ｂにおいて、端子リード８０ａ、８０ｂ、８０ｄにそれぞれ電気溶接することにより、端子リード構造８０に固着される。

図７には、センサ回路構造６１、７１と、端子リード構造８０と、ホルダ８５との組付完了状態が示される。この図７に示す組付完了状態において、次に図８に示すように、樹脂モールド体９０がモールドされる。図８では、樹脂モールド体９０を形成したモールド工程の終了段階が示される。樹脂モールド体９０を形成した状態において、端子リード構造８０の外枠８３と複数の連結片８４が除去される。樹脂モールド体９０は、端子リード８０ａ〜８０ｄを互いに結合するので、端子リード８０ａ〜８０ｄが互いに分離することはない。端子リード８０ａ〜８０ｄは、複数の連結片８４の除去により、電気的には互いに分離され、独立する。完成した磁場検出組立６０が図９に示される。

樹脂モールド体９０の筒状部９１の内部構成について、図１０〜図１２を参照してさらに詳しく説明する。図１０には、樹脂モールド体９０が示される。この図１０において、筒状部９１の頂上に位置する端面９１ａに、長方形状の露出孔９１ｂが形成されている。この露出孔９１ｂは、センサ回路構造６１における樹脂モールド被覆６３の第２主面６３ｂの主要部分を樹脂モールド体９０から露出する。この露出孔９１ｂから露出する樹脂モールド被覆６３の第２主面６３ｂの主要部分は、樹脂モールド体９０を成形するモールド工程において、モールド型９５の内面に面接触し、樹脂モールド被覆６３がモールド型９５と支持面８８ａとの間で動かないように、位置規制する。この位置規制は、樹脂モールド被覆６３が、検出磁束Φの磁界方向に対して、位置ずれするのを防止するのに有効である。

また、図１０において、筒状部９１の頂上に位置する端面９１ａに、円形状の露出孔９１ｃが形成されている。この露出孔９１ｃは、図１１、図１２に示すように、補助センサ回路構造７１における樹脂モールド被覆７３の第２主面７３ｂの一部を樹脂モールド体９０から露出する。この露出孔９１ｃから露出する樹脂モールド被覆７３の第２主面７３ｂは、樹脂モールド体９０を成形するモールド工程において、モールド型９５の内面に形成されたピンに面接触し、樹脂モールド被覆７３がモールド型９５のピンと補助支持面８８ｂとの間で動かないように、位置規制する。この位置規制は、樹脂モールド被覆７３が、検出磁束Φの磁界方向に対して、位置ずれするのを防止するのに有効である。

センサ回路構造６１、７１の樹脂モールド被覆６３、７３との間には、図１１、図１２に示すように、樹脂モールド体９０の樹脂部分９０ａが注入される。この樹脂部分９０ａは、樹脂モールド体９０の成形時に、樹脂モールド被覆６３、７３の間に充填され、樹脂モールド被覆６３の第２主面６３ｂの主要部分をモールド型９５の内面に押圧し、また樹脂モールド被覆７３の第１主面７３ａを補助支持面８８ｂに押圧する。この樹脂部分９０ａによる押圧は、樹脂モールド被覆６３、７３を位置規制するのに有効であり、樹脂モールド被覆６３、７３が、検出磁束Φの磁界方向に対して、位置ずれするのを防止するのに有効である。

モールド型９５は、とくに図１３に示すように、樹脂モールド被覆６３、７３の一対の突出部６４ａ、６４ｂ、７４ａ、７４ｂと対向する位置に、一対の相対向する位置規制溝９５ａ、９５ｂを有する。この一対の位置規制溝９５ａ、９５ｂは、端子リード構造８０に向かって基準平面ＳＳと垂直に延びている。突出部６４ａ、７４ａは位置規制溝９５ａに、また突出部６４ｂ、７４ｂは位置規制溝９５ｂに、ともにぴったりと嵌め込まれる。この位置規制溝９５ａ、９５ｂによる突出部６４ａ、６４ｂ、７４ａ、７４ｂの位置規制は、樹脂モールド被覆６３、７３が、検出磁束Φの磁界方向に対して、位置ずれするのを防止するのに有効である。樹脂モールド体９０の筒状部９１の上部周面には、図８、図９、図１０に示すように、この一対の位置規制溝９５ａ、９５ｂにより形成された突条９２ａ、９２ｂが形成される。

なお、カバー１５には、図１に示すように、磁場検出組立６０の端子リード構造８０とともに、駆動モータ３０の端子リード３０ａ、３０ｂがインサートモールドされる。これらの端子リード３０ａ、３０ｂは、端子リード８０ａ〜８０ｄと並べて、その下部に配置される。これらの端子リード３０ａ、３０ｂは、図示しない接触子を介して、駆動モータ３０に接続され、駆動モータ３０に必要に応じて駆動電圧を供給する。

以上のように、この発明の実施の形態１による内燃機関の吸気制御装置では、スロットルポジションセンサ５０の磁場検出組立６０が、複数の端子リード８０ａ〜８０ｄと、この複数の端子リード８０ａ〜８０ｄ上に固着された樹脂製のホルダ８５と、検出磁場５５に配置されその磁界方向に応じたセンサ出力ＳＤを発生する少なくとも１つのセンサ部材６２と、複数の端子リード８０ａ〜８０ｄとホルダ８５とセンサ部材６２とがインサート成形された樹脂モールド体９０とを含み、樹脂製のホルダ８５は、スロットルシャフト２３の軸線にほぼ垂直に交差する平面に位置する支持面８８ａを有し、センサ部材６２は、相対向する第１、第２主面６３ａ、６３ｂを持った樹脂モールド被覆６３を有し、第１主面６３ａが、樹脂製のホルダ８５の支持面８８ａに接触して樹脂モールド体９０内に保持される。この磁場検出組立６０では、センサ部材６２の第１主面６３ａが、樹脂製のホルダ８５の支持面８８ａに接触して位置決めされるので、磁場発生手段５１に対するセンサ部材６２の位置ずれを防止し、より正確なスロットルポジションの検出が可能となる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０では、センサ部材６２は、樹脂モールド被覆６３から第１、第２主面６３ａ、６３ｂと平行な方向に突出する一対の突出部６４ａ、６４ｂを有し、これらの一対の突出部は、樹脂モールド被覆６３から互いに反対の方向に突出しているので、この一対の突出部６４ａ、６４ｂを、例えばモールド型９５に位置決めすることにより、センサ部材６２を、より正確に位置決めすることができる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０では、前記センサ部材６２の第２主面６３ｂの少なくとも一部が、樹脂モールド体９０から露出するので、センサ部材６２の第２主面６３ｂを、例えばモールド型９５に当接して位置決めすることにより、センサ部材６２を、より正確に位置決めすることができる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０は、さらにセンサ部材６２に接続された信号処理ＩＣ６６を有し、また、樹脂製のホルダ８５は、スロットルシャフト２３の軸線とほぼ平行な平面に位置する第２支持面８９ａを有し、信号処理ＩＣ６６が、樹脂製のホルダ８５の第２支持面８９ａに接触して前記樹脂モールド体９０内に保持されるので、信号処理ＩＣも、より正確に位置決めすることができる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０は、さらに、検出磁場５５に配置された補助センサ部材７２を有し、また樹脂製のホルダ８５は、支持面８８ａとほぼ平行な補助支持面８８ｂを有し、前記補助センサ部材７２は、相対向する第１、第２主面７３ａ、７３ｂを持った樹脂モールド被覆７３を有し、その第１主面７３ａが補助支持面８８ｂに接触して樹脂モールド体９０内に保持されるので、磁場発生手段５１に対する補助センサ部材７２の位置ずれを防止し、より正確なスロットルポジションの検出が可能となる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０では、補助センサ部材７２の樹脂モールド被覆７３は、センサ部材６２の樹脂モールド被覆６３と対向して配置され、センサ部材６２の樹脂モールド被覆６３と補助センサ部材７２の樹脂モールド被覆７３との間に、樹脂モールド体９０が充填されるので、各センス部材６２、７２をともに、より正確に位置決めすることができる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０では、樹脂モールド体９０が、センサ部材６２の第２主面６３ｂの少なくとも一部を露出する露出孔９１ｂを有し、また、樹脂モールド体９０が、補助センサ部材７２の樹脂モールド被覆７３の第２主面７３ｂの一部を露出する露出孔９１ｃを有するので、センサ部材６２の第２主面６３ｂを、例えばモールド型９５の当接し、また補助センサ部材７２の第２主面７３ｂを、モールド型９５のピンに当接して位置決めすることにより、センサ部材６２および補助センサ部材７２を、より正確に位置決めすることができる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０では、樹脂モールド被覆６３は、樹脂モールド体９０に近似した線膨張係数を有するので、製造時または動作時における熱変化に基づき、樹脂モールド被覆６３と樹脂モールド体９０との間に、それらの線膨張係数の差に応じて作用する熱応力を小さくし、この熱応力に基づく、センサ部材６２の位置ずれを防止することができる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０は、複数の端子リード８０ａ、８０ｂの少なくとも１つの端子リードと樹脂製のホルダ８５とを位置決めする位置決め手段８２ａ〜８２ｃ、８６ａを有するので、樹脂製のホルダ８５を端子リードに位置決めし、樹脂製のホルダ８５によりセンサ部材６２を位置決めすることができる。

また、実施の形態１における磁場検出組立６０では、位置決め手段が、樹脂製のホルダ８５に形成された位置決め突起８６ａを含み、この位置決め突起８６ａが、少なくとも１つの端子リードに熱かしめされるので、樹脂製のホルダ８５を簡単に位置決めすることができる。

実施の形態２．
次に、この発明による内燃機関の吸気制御装置の実施の形態２について、図１４から図１９を参照して説明する。図１４は、実施の形態２における磁場検出組立のセンサ回路構造と、樹脂製のホルダとの組付前の状態を示す斜視図、図１５は、実施の形態２におけるセンサ回路構造と樹脂製のホルダを端子リード構造に組付ける前の状態を示す斜視図、図１６は、実施の形態２におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の組付完了状態を示す斜視図、図１７は、図１６に示す磁場検出組立の組付完了状態の正面図、図１８は、図１７のＤ−Ｄ線断面図、図１９は、図１７のＥ−Ｅ線断面図である。なお、図１４〜１９は、いずれも樹脂モールド体９０をモールドする前の段階を示す。

この実施の形態２におけるスロットルポジションセンサ５０では、実施の形態１における磁場検出組立６０を変形した磁場検出組立６０Ａが使用され、この磁場検出組立６０Ａでは、実施の形態１における樹脂製のホルダ８５を変形した樹脂製のホルダ８５Ａと、端子リード構造８０を変形した端子リード構造８０Ａが使用される。その他は、実施の形態１と同じに構成される。

この実施の形態２の磁場検出組立６０Ａで使用される樹脂製のホルダ８５Ａは、センサ回路構造６１、７１の各信号処理ＩＣ６６、７６を保持する保持部１８５、１８６を有し、また、ホルダ８５Ａを端子リード構造８０Ａにスナップフィットする一対のスナップ部片１８６ａ、１８６ｂを有する。

樹脂製のホルダ８５Ａは、実施の形態１における樹脂製のホルダ８５と同様に、例えばナイロン系樹脂により、四角柱状に構成され、下基台部８６と、上支持部８７と、それらの間の中間支持部８９を一体に有する。保持部１８５、１８６は、中間支持部８９の支持面８９ａ、８９ｂに、中間支持部８９と一体に形成される。各保持部１８５、１８６は、それぞれ一対の相対向する一対の保持アーム１８５ａ、１８５ｂ、１８６ａ、１８６ｂを有し、これらの各保持アーム１８５ａ、１８５ｂ、１８６ａ、１８６ｂは、それぞれ弾性変形が可能なように、中間支持部８９と一体に形成される。

図１５、図１６および図１９に示すように、保持部１８５の一対の保持アーム１８５ａ、１８５ｂは、センサ回路構造６１の信号処理ＩＣ６６を抱くようにして保持する。保持部１８６の保持アーム１８６ａ、１８６ｂは、センサ回路構造７１の補助信号処理ＩＣ７６を抱くようにして保持する。

一対のスナップ部片１８７ａ、１８７ｂは、樹脂製のホルダ８５Ａの下貴台部８６に形成される。この一対のスナップ部片１８７ａ、１８７ｂは、互いに逆方向に突出するように、下基台部８６と一体に形成される。この一対のスナップ部片１８７ａ、１８７ｂは、弾性変形が可能なように下基台部８６に形成され、図１６および図１８に示されるように、それらを弾性変形させながら、端子リード構造８０Ａの取付部８２に、樹脂製のホルダ８５Ａをスナップフィットする。なお、端子リード８０ｂには、位置決め孔６８ｃが、またホルダ８５Ａには、位置決め突起８６ａがそれぞれ１つ形成され、位置決め突起８６ａを位置決め孔６８ｃに嵌め込みことにより、ホルダ８５Ａが端子リード構造８０ａに位置決めされる。

なお、実施の形態２における端子リード構造８０Ａでは、端子リード８０ａ〜８０ｄの配置が実施の形態１における端子リード構造８０と変更される。電源電圧が供給される端子リード８０ａとＧＮＤ電位とされる端子リード８０ｂに対し、端子リード８０ｃ、８０ｄがその一側に並ぶように、配置される。端子リード構造８０の取付部８２において、端子リード８０ｃには、センサ回路構造６１の第２リード６８ｃが、また端子リード８０ｄには、センサ回路構造７１の第２リード７８ｃが、例えば電気溶接され、端子リード８０ｃ、８０ｄには、センサ回路構造６１、７１の出力Ａ、出力Ｂが供給される。

また、端子リード構造８０Ａでは、端子導出部８１ａと取付部８１ｂとの間の傾斜部８１ｃが削除されている。連結部８４は、図示を省略しているが、枠部８３は、実施の形態１における端子リード部８０Ａと同様に、端子リード８０ａ〜８０ｄを取り囲んでおり、樹脂モールド体９０をモールドした後、除去される。

実施の形態２では、保持部１８５、１８６の各保持アーム１８５ａ、１８５ｂ、１８６ａ、１８６ｂにより、信号処理ＩＣ６６、７６を簡単に保持することができ、またスナップ部片１８７ａ、１８７ｂにより、樹脂製のホルダ８５Ａを簡単に端子リード構造８０Ａ上に固着することができる。このスナップ部片１８７ａ、１８７ｂを使用する実施の形態２では、位置決め突起８６ａは位置決め孔６８ｃに嵌め込むだけで、熱かしめする必要はない。

この発明による内燃機関の吸気制御装置は、例えば自動車に搭載される内燃機関の吸気制御装置として利用される。

図１は、この発明による内燃機関の吸気制御装置の実施の形態１を示す正面図。 図２は、図１の一部を断面せずに残した縦断面図。 図３は、図１の側面図。 図４は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場発生手段の正面図。 図５は、図４の断面図。 図６は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の組立段階の分解斜視図。 図７は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の組立終了段階の斜視図。 図８は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の樹脂モールド終了段階の斜視図。 図９は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の完成状態を示す斜視図。 図１０は、実施の形態１におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の樹脂モールド体を示す側面図。 図１１は、図１０のＡ−Ａ線断面図。 図１２は、図１０のＢ−Ｂ線断面図。 図１３は、図１１のＣ−Ｃ線断面図。 図１４は、この発明による内燃機関の吸気制御装置の実施の形態２における磁場検出組立のセンス回路構造と、樹脂製のホルダとの組付前の状態を示す斜視図。 図１５は、実施の形態２におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立のセンス回路構造と樹脂製のホルダとを端子リード構造に組付ける前の状態を示す斜視図。 図１６は、実施の形態２におけるスロットルポジションセンサの磁場検出組立の組付完了状態を示す斜視図。 図１７は、図１６に示す磁場検出組立の組付完了状態の正面図。 図１８は、図１７のＤ−Ｄ線断面図。 図１９は、図１７のＥ−Ｅ線断面図。

符号の説明

２２：吸気管、２３：スロットルシャフト、２６：スロットルバルブ、
５０：スロットルポジションセンサ、５１：磁場発生手段、５５：検出磁場、
６０、６０Ａ：磁場検出組立、６２、７２：センサ部材、
６３、７３：樹脂モールド被覆、６３ａ、７３ａ：第１主面、
６３ｂ、７３ｂ：第２主面、６４ａ、６４ｂ、７４ａ、７４ｂ：突出部、
６６、７６：信号処理ＩＣ、６７、７７：樹脂モールド被覆、
８０、８０Ａ：端子リード構造、８０ａ〜８０ｄ：端子リード、
８５、８５Ａ：樹脂製のホルダ、８８ａ：支持面、８８ｂ：補助支持面、
８９ａ、８９ｂ：第２支持面、９０：樹脂モールド体、９１ｂ：第１露出孔、
９１ｃ：第２露出孔、８２ａ〜８２ｃ、８６ａ：位置決め手段、
１８５ａ、１８５ｂ、１８６ａ、１８６ｂ：保持アーム、
１８７ａ、１８７ｂ：スナップ部片。

Claims (13)

1. 内燃機関の吸気管に配置されスロットルシャフトの周りで回転して内燃機関への吸気量を制御するスロットルバルブ、およびこのスロットルバルブの回転位置を検出するスロットルポジションセンサを備えた内燃機関の吸気制御装置であって、
   前記スロットルポジションセンサは、前記スロットルバルブとともに回転しその回転に応じて磁界方向が変化する検出磁場を発生する磁場発生手段と、前記磁場発生手段と対向して配置された磁場検出組立とを有し、
   前記磁場検出組立は、複数の端子リードと、この複数の端子リード上に固着された樹脂製のホルダと、前記検出磁場に配置されその磁界方向に応じたセンサ出力を発生するセンサ部材と、前記複数の端子リードと前記ホルダと前記センサ部材とがインサート成形された樹脂モールド体とを含み、
   前記樹脂製のホルダは、前記スロットルシャフトの軸線とほぼ垂直に交差する平面に位置する支持面を有し、前記センサ部材は、相対向する互いにほぼ平行な第１、第２主面を持った樹脂モールド被覆を有し、
   前記センサ部材は、前記樹脂モールド被覆の第１主面が前記支持面に接触して前記樹脂モールド体内に保持されたことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記センサ部材は、前記樹脂モールド被覆から前記第１、第２主面とほぼ平行な方向に突出する一対の突出部を有し、これらの一対の突出部は、前記樹脂モールド被覆から互いに反対の方向に突出していることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
3. 請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記センサ部材の第２主面の少なくとも一部が、前記樹脂モールド体から露出していることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
4. 請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記磁場検出装置は、さらに前記センサ部材に接続された信号処理ＩＣを有し、また、前記樹脂製のホルダは、前記スロットルシャフトの軸線とほぼ平行な平面に位置する第２支持面を有し、前記信号処理ＩＣは、前記第２支持面に接触して前記樹脂モールド体内に保持されたことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
5. 請求項４記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記樹脂製のホルダが、前記信号処理ＩＣを保持する保持アームを有することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
6. 請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記磁場検出装置は、さらに、前記検出磁場に配置されその磁界方向に応じたセンサ出力を発生する補助センサ部材を有し、また前記ホルダは、前記支持面とほぼ平行な補助支持面を有し、前記補助センサ部材は、相対向する互いにほぼ平行な第１、第２主面を持った樹脂モールド被覆を有し、その第１主面が前記補助支持面に接触して前記樹脂モールド体内に保持されたことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
7. 請求項６記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記補助センサ部材の樹脂モールド被覆は、前記センサ部材の樹脂モールド被覆と対向して配置され、前記センサ部材の樹脂モールド被覆と前記補助センサ部材の樹脂モールド被覆との間に、前記樹脂モールド体が充填されたことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
8. 請求項６記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記樹脂モールド体は、前記センサ部材の第２主面の少なくとも一部を露出する第１露出孔と、前記補助センサ部材の第２主面の一部を露出する第２露出孔を有することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
9. 請求項６記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記磁場検出装置は、さらに前記補助センサ部材に接続された補助信号処理ＩＣを有し、また、前記樹脂製のホルダは、前記補助信号処理ＩＣを保持する保持アームを有することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
10. 請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記樹脂モールド被覆は、前記樹脂モールド体に近似した線膨張係数を有することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
11. 請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記磁場検出組立は、前記複数の端子リードの少なくとも１つの端子リードと前記樹脂製のホルダとを位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
12. 請求項１１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記位置決め手段が、前記樹脂製のホルダに形成された位置決め突起を含み、この位置決め突起が、前記少なくとも１つの端子リードに熱かしめされることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
13. 請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置であって、前記樹脂製のホルダが一対のスナップ部片を有し、前記一対のスナップ部片により、前記樹脂製のホルダが前記複数の端子リード上にスナップフィットされることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。

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