JP2007114213A - スロットル開度センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】スロットル開度センサの薄肉化を図り、且つスロットルバルブの開度を精度よく検出する。
【解決手段】ロータ46を回転自在に支持する軸受部材122の軸受部34の外周壁には、小径部124が形成されている。この小径部124に嵌合されたウェブワッシャ82は、ブッシュ74の外周面から垂下した袖部126の内部の段差部128に当接している。このウェブワッシャ82は、スロットルバルブの回動に伴ってコイルスプリング44が捩じられても、段差部128を常時上方に押し上げて、ロータ46のブッシュ74が傾くことなく略水平状態を保つように機能する。
【選択図】図3
【解決手段】ロータ46を回転自在に支持する軸受部材122の軸受部34の外周壁には、小径部124が形成されている。この小径部124に嵌合されたウェブワッシャ82は、ブッシュ74の外周面から垂下した袖部126の内部の段差部128に当接している。このウェブワッシャ82は、スロットルバルブの回動に伴ってコイルスプリング44が捩じられても、段差部128を常時上方に押し上げて、ロータ46のブッシュ74が傾くことなく略水平状態を保つように機能する。
【選択図】図3
Description
本発明は、スロットル開度センサに関し、一層詳細には、ロータがカバー部材により軸ずれを起こすことなく確実に且つ回転可能に軸支され、これによりセンサケースの厚みを薄くすることが可能であり、しかも、ロータとカバー部材との摺接部位において発生する摩耗粉がセンサケース内に飛散することがなく、さらに、電気回路が形成された基板を確実に位置決め固定することが可能であるとともにロータの回転の検出精度を一層向上させたスロットル開度センサに関する。
従来技術に係るスロットル開度センサ1(特許文献1参照)の概略縦断面を図5に示す。このスロットル開度センサ1においては、下端にロータ挿入孔2が形成された軸受部3を有し且つ上端に開口部4を形成するハウジング5と、該ハウジング5の開口部4を封止するカバー部材6とによりセンサケース7が構成されている。
ハウジング5のロータ挿入孔2には、ロータ8が回動自在に挿入されている。このロータ8は、回動部9と該回動部9に嵌着されたブッシュ10とからなり、このうち、回動部9は、例えば、自動車のスロットルバルブの図示しないシャフトに連結されている。
ブッシュ10は、筒状部11と、該筒状部11よりもやや大径な被載置部12と、該被載置部12よりも大径な大径部13とを有し、このうち、筒状部11の側壁部がロータ挿入孔2の内周壁に摺接する。そして、被載置部12は軸受部3の上端面に載置され、回動自在に支持されている。これにより、ロータ8のロータ挿入孔2からの抜け止めがなされるとともに、ロータ8がハウジング5に堅牢に支持される。
大径部13の上面13aには2個のブラシ(接触子)14a、14bが固定されており、該ブラシ14a、14bは、ハウジング5とカバー部材6とにより挟持されて位置決め固定された基板15の下面に設けた図示しない2本の抵抗体に摺接する。これら抵抗体の端部には3個の端子板16a〜16cの接触部17a〜17cが接触しており、該端子板16a〜16cの各々の外部端子接続部18a〜18cには図示しない外部端子が電気的に接続されている。
この基板15には貫通孔19が形成されており、該貫通孔19には、ブッシュ10の大径部13の中央に突出形成された軸20及び該軸20を囲繞する環状突出部21が通っている。
一方、カバー部材6の下面には円柱状凹部23及び環状溝24が形成されており、円柱状凹部23にはブッシュ10の軸20が回転自在に嵌合され、環状溝24には環状突出部21が回転自在に嵌合されている。すなわち、ロータ8は、回動部9が回動されることに伴ってセンサケース7内で回動する。
なお、ブッシュ10の大径部13の下面とハウジング5の底面との間にはコイルスプリング26が介装されており、ロータ8は、該コイルスプリング26の弾発力の付勢によってカバー部材6側に指向して押圧されている。
このように構成されたスロットル開度センサ1では、スロットルバルブが開かれて該スロットルバルブのシャフトが回動変位すると、これに追従してロータ8が回動される。その結果、ブラシ14a、14bが前記2本の抵抗体の表面上を摺動動作するので、ロータ8の回動量に応じて3個の端子板16a〜16c間の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を換算することによって、スロットルバルブの開度が検出される。
ところで、近年では、スロットル開度センサの薄型化が要望されている。そこで、例えば、上記の従来技術に係るスロットル開度センサ1のハウジング5の厚みを薄くすることも考えられる。しかしながら、この場合、軸受部3の厚みが薄くなる。スロットル開度センサ1においては、ハウジング5の軸受部3でロータ8を支持しているので、該軸受部3に支持力が集中する。従って、該軸受部3の厚みを薄くした場合、該軸受部3におけるロータ8の支持が不充分となり、ハウジング5が破損してしまうという懸念が惹起される。
以上から諒解されるように、従来技術に係るスロットル開度センサ1を薄型化することは極めて困難である。
また、ロータ8が回動する際には、ブッシュ10の軸20の側壁部とカバー部材6の円柱状凹部23の内周壁とが互いに摺接する。その結果、摩耗粉が発生し、この摩耗粉がセンサケース7内に飛散する。この場合、例えば、飛散した摩耗粉が前記抵抗体の表面に付着すると、ブラシ14a、14bが摺接した際の端子板16a〜16c間の抵抗値が摩耗粉の付着前の値とは異なってしまい、スロットルバルブの開度を精度よく検出することができなくなる等の不具合が惹起される。
また、基板15は、上記したようにハウジング5とカバー部材6に挟持されることにより位置決め固定されているが、この場合、スロットルバルブの開度を精度よく検出することができなくなることがある。すなわち、前記抵抗体は貫通孔19の中心を基準位置として基板15上に形成されているので、寸法誤差等により貫通孔19が所定の位置から偏倚している場合、貫通孔19の中心とロータ8の回転中心がずれ、ブラシ14a、14bが所定の位置で前記抵抗体に摺接しなくなるからである。
さらに、この種のスロットル開度サンサ1において、ロータ8の回転によりコイルスプリング26には回転方向の力とスラスト方向の力が作用する。このためシャフトが回転してロータ8を介してコイルスプリング26が捩じられると、ロータ8を押圧するコイルスプリング26のスラスト方向の弾発力が均一に作用しなくなる。このため、ロータ8が傾き、ブラシ14a、14bが抵抗体に対して均一に摺接しなくなる。よって、ロータ8の回転が精度よく検出できないという懸念がある。
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ロータとカバー部材との摺接部位において発生する摩耗粉をセンサケース内に飛散させることがなく、しかも、基板が確実に位置決め固定され、これによりスロットルバルブの開度を精度よく検出することができるスロットル開度センサを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、スロットルバルブのシャフトの回転によりコイルスプリングが捩じられてもロータに付勢する該コイルスプリングのスラスト方向の弾発力を均一に作用させることにより、ロータが傾くことなくブラシが抵抗体の表面上に安定して摺動動作することが可能なスロットル開度センサを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るスロットル開度センサは、ロータ挿入孔を有するハウジングと、
前記ロータ挿入孔に挿入されてスロットルバルブのシャフトの回動変位に伴って回動し、且つロータ側環状凸部を有するロータと、
一端部が前記ハウジングに係止され、他端部が前記ロータに係着されたコイルスプリングと、
前記ロータに固定された接触子と、
前記接触子が摺接する抵抗体が形成された基板と、
前記抵抗体に接触する端子板と、
前記ハウジングの開口部を封止し、且つ前記ロータ側環状凸部に嵌合される突出部を有するカバー部材と、
を備え、
前記ロータに対しウェブワッシャが係着されて前記コイルスプリングの弾発力を均一化することを特徴とする。
前記ロータ挿入孔に挿入されてスロットルバルブのシャフトの回動変位に伴って回動し、且つロータ側環状凸部を有するロータと、
一端部が前記ハウジングに係止され、他端部が前記ロータに係着されたコイルスプリングと、
前記ロータに固定された接触子と、
前記接触子が摺接する抵抗体が形成された基板と、
前記抵抗体に接触する端子板と、
前記ハウジングの開口部を封止し、且つ前記ロータ側環状凸部に嵌合される突出部を有するカバー部材と、
を備え、
前記ロータに対しウェブワッシャが係着されて前記コイルスプリングの弾発力を均一化することを特徴とする。
本発明によれば、スロットルバルブが開いてコイルスプリングが捩じられると該コイルスプリングのスラスト方向の弾発力が均一に保持されるので、ロータが傾くことなく正確にブラシが抵抗体の表面上を摺動することができる。従って、スロットルバルブの開度に応じて抵抗値を正確に検出することができる。
この場合、前記ウェブワッシャを前記ロータのブッシュの側壁部に嵌合し、且つ軸受部内の小径部の上端面に載置すると、ロータの回動時の負荷を軽減することができ、好適である。又は、前記ウェブワッシャを軸受部の小径部に嵌合して該軸受部に載置する一方、前記ウェブワッシャに対してブッシュの袖部に形成した段差部を着座させるようにしても、ロータの回動時の負荷を軽減することができる。
本発明に係るスロットルセンサによれば、ウェブワッシャを介装したので、スロットルバルブの回動によりコイルスプリングが捩じられても該コイルスプリングのスラスト方向の弾発力を均一に保持することができる。このため、ロータが傾くことなく略水平状態を保つことができ、ブラシが抵抗体の表面上を摺動することができるのでスロットルバルブの開度を精度よく検出することができる。
以下、本発明に係るスロットル開度センサにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係るスロットル開度センサの概略構成を分解斜視図として図1に示し、概略縦断面を図2に示す。図1及び図2に示されるように、このスロットル開度センサ30においては、ロータ挿入孔32が形成された軸受部34を有し且つ上端が開口部36であるハウジング38と、該ハウジング38の開口部36を封止するカバー部材40によりセンサケース42が構成され、該センサケース42内には、コイルスプリング44と、ロータ46と、2本の抵抗体48a、48bが形成された基板50が収容されている。
ハウジング38の底面から垂直に立ち上がった環状の軸受部34に形成されたロータ挿入孔32の内部には、該ロータ挿入孔32の上側(カバー部材40側)の開口よりも小径な小径部52が設けられている。また、軸受部34の周囲には環状凹部54が形成されており、この環状凹部54の側周壁54aには、該側周壁54aの一部を切り欠いて係止溝56が設けられている。
ハウジング38の直線状端部には、基板50上の抵抗体48a、48bに接触する接触部58a〜58cを有する3個の端子板60a〜60cが設置されており、各々の端子板60a〜60cの一端部62a〜62cは外部端子接続口64の内部まで延在して(図2参照)、該外部端子接続口64内に挿入された図示しない外部端子と電気的に接続されている。
また、ハウジング38の内部には、基板50を載置するための突出した基板載置部66と、カバー部材40を載置するためのカバー部材載置部68とが設けられている。
コイルスプリング44の一端部には、該一端部が円周外部に指向して屈曲形成された舌片70が設けられており、この舌片70が前記係止溝56に係止されている。また、コイルスプリング44の他端部にはフック72が設けられており、このフック72は、ロータ46の後述するブッシュ74の水平端面76の一部を切り欠いて形成された鍵溝78に係止されている。
ロータ46は、図2から諒解されるように、回動部80と該回動部80に嵌着されたブッシュ74とからなり、回動部80は、例えば、自動車のスロットルバルブの図示しないシャフトに連結されている。また、ブッシュ74の側壁部にはウェブワッシャ82が嵌合されている。
ブッシュ74の水平端面76の略中央には、環状凸部84が突出形成されている。この環状凸部84の内部底面は、水平端面76よりも低く位置している(図2参照)。
水平端面76の上面には、2個のブラシ(接触子)86a、86bが固定されている。すなわち、ブラシ86a、86bは台座88の先端に接合されており、この台座88はねじ90a、90bによりブッシュ74に螺着されている。これらブラシ86a、86bは、貫通孔92を有する基板50の下面に形成された抵抗体48a、48bの表面上に摺接する(図1参照)。
この抵抗体48a、48bについて、図1を参照して具体的に説明する。まず、内側に形成された抵抗体48aは、導電体94aに電気的に接続されている。すなわち、この導電体94aは、ハウジング38に設置された3個の端子板60a〜60cのうち、中央の端子板60bの接触部58bが接触する略正方形状の端子板接触部96aと、同心円状に貫通孔92を囲繞する環状部98aを有し、端子板接触部96aと環状部98aは導通部100aにより電気的に接続されている。そして、抵抗体48aは環状部98a中に介装されている。
一方、抵抗体48aの外側に形成された抵抗体48bは、導電体94aの外側に形成された導電体94bに電気的に接続されている。すなわち、この導電体94bは、端子板60a、60cの接触部58a、58cがそれぞれ接触する2個の端子板接触部96b、96cと、同心円状に環状部98aを囲繞する環状部98bを有し、端子板接触部96b、96cと環状部98bは導通部100b、100cにより電気的に接続されている。そして、抵抗体48bは環状部98b中に介装されている。すなわち、抵抗体48a、48bの中心軸は、貫通孔92の中心である。
これら抵抗体48a、48b及び導電体94a、94bは、例えば、スクリーン印刷等により形成することができる。
そして、カバー部材40の下面には、内部に摩耗粉収容部としての空間102が形成された円柱状の突出部104(図2参照)及び該突出部104から所定間隔離間して該突出部104を囲繞する環状凸部106が形成されている。なお、この環状凸部106の直径は、基板50に形成された貫通孔92の直径と略等しい。
コイルスプリング44、ロータ46及び基板50は、以下のようにしてセンサケース42内に収容されている。
まず、コイルスプリング44は、ハウジング38の環状凹部54に挿入されており、該コイルスプリング44の舌片70が環状凹部54の側周壁54aに形成された係止溝56に係止されている。
ロータ46は、ハウジング38のロータ挿入孔32に回動自在に挿入されており、該ロータ46のブッシュ74の水平端面76に形成された鍵溝78には、コイルスプリング44のフック72が係止されている。そして、ブッシュ74の側壁部に嵌合されたウェブワッシャ82は、軸受部34内の小径部52の上端面に載置されている。また、ブッシュ74の側壁部と軸受部34との間は、シール部材108によりシールされている(図2参照)。
基板50は、導電体94a、94bの端子板接触部96a〜96cが端子板60a〜60cの接触部58a〜58cとそれぞれ接触し、また、ブラシ86a、86bが抵抗体48a、48bとそれぞれ当接するように、且つ該基板50の外周部がハウジング38の内壁から所定間隔離間するように、基板載置部66上に載置されている。すなわち、基板50の側壁部50aはハウジング38の内壁に当接していない。
基板50がハウジング38の基板載置部66上に載置されると、基板50に形成された貫通孔92の直径がロータ46の環状凸部84に比して大きいので、該環状凸部84が貫通孔92を通る。
そして、ハウジング38のカバー部材載置部68上にカバー部材40が載置され、この際に該カバー部材40の突出部104及び環状凸部106が貫通孔92を通り、且つ突出部104がブッシュ74の環状凸部84に嵌合される。具体的には、図2に示されるように、突出部104の先端部104aが環状凸部84の内部底面に当接するとともに、該環状凸部84が突出部104の基端部104b付近まで該突出部104を囲繞する。その結果、ロータ46が軸ずれを起こすことなく確実に且つ回転可能にカバー部材40に軸支され、しかも、ロータ46の回転中心が基板50の貫通孔92の中心に合致する。
また、上記したように基板50の貫通孔92の直径とカバー部材40に形成された環状凸部106の直径とが略等しいので、カバー部材40の環状凸部106の外周壁部が基板50の貫通孔92に隙間なく嵌合される。この嵌合により、基板50が確実に位置決め固定されるとともに、抵抗体48a、48bの中心軸とロータ46の回転中心とが合致する。
さらに、ブッシュ74の環状凸部84がカバー部材40の突出部104と環状凸部106の間に挿入される。これにより、カバー部材40の突出部104の側壁部とブッシュ74の環状凸部84の内周壁、すなわち、ブッシュ74とカバー部材40との摺接部位が、ブッシュ74の環状凸部84及びカバー部材40の環状凸部106により封止される。
このように載置されたカバー部材40は熱嵌めによりハウジング38に接合され、ハウジング38のカバー部材載置部68とカバー部材40との間には、熱硬化性樹脂110が充填されている。これにより、ハウジング38の開口部36がカバー部材40により封止されている。
本実施の形態に係るスロットル開度センサ30は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作及び作用効果について説明する。
上記したように、スロットル開度センサ30においては、ロータ46はカバー部材40に軸ずれを起こすことなく確実に且つ回転可能に軸支されている。このため、ハウジング38の軸受部34へ作用する支持力は著しく小さい。従って、軸受部34の縦方向の厚みを薄くすることができる。すなわち、スロットル開度センサ30の厚みを、従来技術に係るスロットル開度センサ1に比して薄くすることができる。
自動車等のスロットルバルブが開かれて該スロットルバルブのシャフトが回動変位すると、これに追従してスロットル開度センサ30の回動部80及びブッシュ74(ロータ46全体)が一体的に回動される。従って、ブラシ86a、86bが抵抗体48a、48bの表面上をそれぞれ摺動動作する。その結果、ロータ46の回動量に応じて3個の端子板60a〜60c間の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を換算することによって、スロットルバルブの開度が検出される。勿論、抵抗値は、スロットル開度センサ30の外部端子接続口64に挿入されて各端子板60a〜60cの一端部62a〜62cと電気的に接続された外部端子を介して測定される。
ロータ46が回動する際には、ブッシュ74の環状凸部84と、該環状凸部84を軸支するカバー部材40の突出部104とが互いに摺接する。このため、両者が摩耗して摩耗粉が発生する可能性も否定できない。しかしながら、両者の摺接部位はカバー部材40の環状凸部106に封止されているので、摩耗粉が発生した場合には、この摩耗粉はカバー部材40の環状凸部106により捕捉される。このため、摩耗粉がセンサケース42内に飛散することがない。従って、例えば、摩耗粉が抵抗体48a、48bの表面に付着してスロットルバルブの正確な開度を検出することができなくなる等の不具合が惹起されることがない。
さらに、発生した摩耗粉は、カバー部材40の突出部104に設けられた空間102に収容される。このため、摩耗粉の飛散を一層確実に抑制することができる。
なお、ブッシュ74の環状凸部84とカバー部材40の環状凸部106とは所定間隔離間しているので、両者が摩耗して摩耗粉が発生することはない。
また、基板50がカバー部材40の環状凸部106に支持されることにより位置決め固定されているので、ロータ46の回転中心と抵抗体48a、48bの中心軸とが合致している。このため、ブラシ86a、86bが基板50上の抵抗体48a、48bの表面上を確実に摺接するので、スロットルバルブの開度を精度よく検出することができる。
そして、スロットルバルブが閉じられ、該スロットルバルブのシャフトが回動変位して原位置に復帰すると、ロータ46は、ブッシュ74の水平端面76の鍵溝78にフック72が係止されたコイルスプリング44の弾発付勢により原位置に復帰する。
このように、ロータ46をカバー部材40に確実に且つ回転可能に軸支することにより、従来よりも薄型のスロットル開度センサ30を得ることができる。また、このスロットル開度センサ30においては、ブッシュ74に形成された環状凸部84及びカバー部材40に形成された環状凸部106によってロータ46とカバー部材40との摺接部位を封止し、且つ基板50をカバー部材40の環状凸部106で支持することにより位置決め固定するようにしたので、スロットルバルブの開度を精度よく検出することができる。
次に、本発明の他の実施の形態に係るスロットル開度センサ120を図3及び図4に示す。なお、図1及び図2の構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
図4において、参照符号122はロータ挿入孔32が形成された軸受部材を示し、この軸受部材122はハウジング38の下部側にインサート成形され軸受部34に一体的に係合している。前記軸受部材122は潤滑性の向上、機械的強度の付加のために非鉄金属、例えば、黄銅が使用されている。この場合、軸受部材122の内周面にはブッシュ74の側壁部が係合されている。一方、軸受部34には、その外周壁に小径部124が形成され、該小径部124にウェブワッシャ82が嵌合されている。前記ウェブワッシャ82はブッシュ74の外周面より垂下した袖部126の内部の段差部128に当接している。このウェブワッシャ82はスロットルバルブの回動によりコイルスプリング44が捩じられても段差部128を常時上方に押し上げて、ロータ46のブッシュ74が傾くことなく略水平状態を保つように機能する。
すなわち、自動車等のスロットルバルブが開かれて該スロットルバルブのシャフトが回動変位すると、これに追従してスロットル開度センサ120の回動部80及びブッシュ74(ロータ46全体)が一体的に回動される。このとき、回動部80及びブッシュ74の回動によりコイルスプリング44が捩じられる。
この場合、ウェブワッシャ82は段差部128を図4において上方に常時押し上げるように保持している。よって、コイルスプリング44のスラスト方向の弾発力がロータ46に対して均一に作用して、該ロータ46が傾くことなく略水平状態を維持することができる。従って、ブラシ86a、86bが抵抗体48a、48bの表面上をそれぞれ正確に摺動することができる。
このように、ウェブワッシャ82が軸受部34とブッシュ74の下部側の段差部128との間に装着されることにより、スロットルバルブの回動によってコイルスプリング44が捩じられても該コイルスプリング44のスラスト方向の弾発力を均一に保持して、ロータ46が傾くことなく略水平状態を保つことができる。その結果、スロットルバルブの開度を精度よく検出することができる。
30、120…スロットル開度センサ 32…ロータ挿入孔
34…軸受部 38…ハウジング
40…カバー部材 42…センサケース
46…ロータ 48a、48b…抵抗体
50…基板 60a〜60c…端子板
74…ブッシュ 76…水平端面
80…回動部 82…ウェブワッシャ
84、106…環状凸部 86a、86b…ブラシ
92…貫通孔 102…空間
104…突出部
34…軸受部 38…ハウジング
40…カバー部材 42…センサケース
46…ロータ 48a、48b…抵抗体
50…基板 60a〜60c…端子板
74…ブッシュ 76…水平端面
80…回動部 82…ウェブワッシャ
84、106…環状凸部 86a、86b…ブラシ
92…貫通孔 102…空間
104…突出部
Claims (3)
- ロータ挿入孔を有するハウジングと、
前記ロータ挿入孔に挿入されてスロットルバルブのシャフトの回動変位に伴って回動し、且つロータ側環状凸部を有するロータと、
一端部が前記ハウジングに係止され、他端部が前記ロータに係着されたコイルスプリングと、
前記ロータに固定された接触子と、
前記接触子が摺接する抵抗体が形成された基板と、
前記抵抗体に接触する端子板と、
前記ハウジングの開口部を封止し、且つ前記ロータ側環状凸部に嵌合される突出部を有するカバー部材と、
を備え、
前記ロータに対しウェブワッシャが係着されて前記コイルスプリングの弾発力を均一化することを特徴とするスロットル開度センサ。 - 請求項1記載のスロットル開度センサにおいて、前記ウェブワッシャが前記ロータのブッシュの側壁部に嵌合され、且つ軸受部内の小径部の上端面に載置されていることを特徴とするスロットル開度センサ。
- 請求項1記載のスロットル開度センサにおいて、前記ウェブワッシャが軸受部の小径部に嵌合されて該軸受部に載置されるとともに前記ロータのブッシュの袖部に形成した段差部に係合されることを特徴とするスロットル開度センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007008733A JP2007114213A (ja) | 1999-10-08 | 2007-01-18 | スロットル開度センサ |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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