JP2017142100A - Rotation angle detector and diaphragm valve controller having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の回転軸に取付けられた導体とこれに対面する固定子に取付けられたコイル導体との間のインダクタンスが両者の位置関係に応じて変化することを利用して、回転する導体の回転位置を検出する回転角度検出装置に関する。 The present invention rotates using the fact that the inductance between the conductor attached to the rotating shaft of the rotating body and the coil conductor attached to the stator facing the rotor changes according to the positional relationship between the two. The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation position of a conductor.
また、モータによって駆動される絞り弁で内燃機関の空気通路の開口面積を電気的に制御するモータ駆動式の絞り弁制御装置であって、絞り弁の回転角度を検出するために上記した回転角度検出装置を備えたものに関する。 A motor-driven throttle valve control apparatus that electrically controls an opening area of an air passage of an internal combustion engine with a throttle valve driven by a motor, the rotation angle described above for detecting the rotation angle of the throttle valve The present invention relates to a device provided with a detection device.
本技術分野の背景技術として、特開2012−247323号公報(特許文献1)に記載されたインダクタンス式回転角度検出装置が知られている。この背景技術では、絞り弁が取り付けられた回転軸の先端部に励起導体を取付け、この励起導体に対面するように励磁導体及び信号検出導体をギアカバーに配置している(要約参照)。さらに具体的には、被回転検出体としての回転軸の先端には、樹脂ホルダの円筒状の部分が、回転軸をインサート部材として、樹脂成型により一体成形されている。樹脂ホルダの円筒状の部分の端部には円板部が一体に成形されており、円板部の表面には、励起導体が、樹脂ホルダが回転軸と一体に成形される際に、一体に設けられる(段落0018,0019参照)。 As a background art of this technical field, an inductance type rotation angle detection device described in JP 2012-247323 A (Patent Document 1) is known. In this background art, an excitation conductor is attached to the tip of a rotary shaft to which a throttle valve is attached, and an excitation conductor and a signal detection conductor are arranged on the gear cover so as to face the excitation conductor (see the summary). More specifically, a cylindrical portion of the resin holder is integrally formed by resin molding with the rotation shaft as an insert member at the tip of the rotation shaft as the rotation detection body. A disc portion is integrally formed at the end of the cylindrical portion of the resin holder, and the excitation conductor is integrally formed on the surface of the disc portion when the resin holder is integrally formed with the rotating shaft. (See paragraphs 0018 and 0019).
回転軸には、樹脂ホルダの円筒状の部分の内部に溝が設けられており、この溝は樹脂ホルダが回転軸から脱落するのを防止している。また回転軸には、その中心軸線を挟むようにして、2つの平面部が設けられており、樹脂ホルダが回転軸に対して回転するのを防止している。すなわち、2つの平面部は回り止め機構を構成する(段落0020,0021参照)。 The rotating shaft is provided with a groove inside the cylindrical portion of the resin holder, and this groove prevents the resin holder from falling off the rotating shaft. Further, the rotating shaft is provided with two flat portions so as to sandwich the central axis thereof, and the resin holder is prevented from rotating with respect to the rotating shaft. That is, the two flat portions constitute a detent mechanism (see paragraphs 0020 and 0021).
特許文献1には、回転軸と樹脂ホルダとの接合方法として、回転軸の先端に接着剤を塗布して、樹脂ホルダを回転軸に圧入する接合方法が開示されている(段落0021参照)。
特許文献1のインダクタンス式回転角度検出装置では、回転軸をインサート部材として、樹脂ホルダを樹脂成型により一体成形している。また、回転軸に設けた平面部により、回転軸に対する樹脂ホルダの回り止め機構を構成している。
In the inductance type rotation angle detection device of
回転軸をインサート部材として樹脂ホルダを樹脂成型により一体成形する樹脂ホルダの成形方法では、励起導体と励磁導体との距離を精度良く調整することが困難であることに加えて、成型のための設備が大掛かりになり、生産性が悪く、安価な回転検出装置を提供することができないという課題があった。 In the resin holder molding method in which the resin holder is integrally molded by resin molding using the rotary shaft as an insert member, it is difficult to accurately adjust the distance between the excitation conductor and the excitation conductor. However, there is a problem that productivity is poor and an inexpensive rotation detector cannot be provided.
一方、回転軸の先端に接着剤を塗布して樹脂ホルダを回転軸に圧入する方法では、励起導体と励磁導体との距離を精度良く調整することは可能であるが、回転軸に設けられた溝は、樹脂ホルダの脱落を防止する効果を損なうことになる。すなわち、溝の抜け止め効果が損なわれる。このため、樹脂ホルダは接着剤の接着効果を高めるため、接着剤の塗布状態(接着剤の塗布位置や塗布量)を厳しく管理する必要があり、回転角度検出装置の信頼性の向上に相当の労力を要するという課題があった。 On the other hand, in the method in which an adhesive is applied to the tip of the rotating shaft and the resin holder is press-fitted into the rotating shaft, the distance between the excitation conductor and the exciting conductor can be adjusted with high precision. The groove impairs the effect of preventing the resin holder from falling off. That is, the effect of preventing the groove from being lost is impaired. For this reason, in order to enhance the adhesive effect of the adhesive, it is necessary to strictly manage the adhesive application state (adhesive application position and application amount), which is equivalent to improving the reliability of the rotation angle detection device. There was a problem of requiring labor.
本発明の目的は、励起導体と励磁導体との距離を精度良く調整することができ、生産性及び信頼性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly productive and reliable inductance-type rotation angle detection device capable of adjusting the distance between the excitation conductor and the excitation conductor, and a motor-driven throttle valve control device including the inductance-type rotation angle detection device. It is to provide.
本発明は上記課題を解決する為に、
回転軸と、前記回転軸に固定され励起導体が設けられた樹脂ホルダと、前記樹脂ホルダを覆うケース部材と、前記励起導体と対向する位置に配置され前記ケース部材側に固定された励磁導体及び信号検出導体と、を備えた回転角度検出装置において、
前記樹脂ホルダは、前記回転軸に溶着により接合され、
前記回転軸の外周面には、前記回転軸の軸方向に対する角度が相互に異なる第1の溝と第2の溝とが形成される。
In order to solve the above problems, the present invention
A rotation shaft, a resin holder fixed to the rotation shaft and provided with an excitation conductor, a case member covering the resin holder, an excitation conductor disposed at a position facing the excitation conductor and fixed to the case member side, and In a rotation angle detection device comprising a signal detection conductor,
The resin holder is joined to the rotating shaft by welding,
A first groove and a second groove having different angles with respect to the axial direction of the rotating shaft are formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft.
本発明のような構造を採用することで、励起導体と励磁導体の距離を精度良く調整することができることにより所定のセンサ出力を精度良く得られると共に、生産性及び信頼性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。 By adopting the structure as in the present invention, the distance between the excitation conductor and the excitation conductor can be adjusted with high precision, so that a predetermined sensor output can be obtained with high precision, and an inductance type rotation angle with high productivity and reliability. A detection device and a motor-driven throttle valve control device including the detection device can be obtained.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図4に基づき、本発明に係る非接触型のインダクタンス式回転角度検出装置の一実施例を説明する。 An embodiment of a non-contact type inductance type rotation angle detection device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の要部拡大断面図である。図3は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の回転軸、導電対の分解斜視図である。 FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an inductance-type non-contact rotation angle detection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of a rotating shaft and a conductive pair of an inductance-type non-contact rotation angle detecting device according to an embodiment of the present invention.
図1及び図3に示すように、励起導体100Dは樹脂ホルダ400Aに一体成形される。樹脂ホルダ400Aは回転軸500Aに溶着により保持される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
回転軸500Aには溝500Dおよび溝500Eが設置されており、溶着により溶かされた樹脂ホルダ400Aの樹脂が溝500Dおよび溝500Eに流れ込み、回転軸500Aに樹脂ホルダ400Aが保持される。ここで、溝500Dは抜け止め用の溝(抜け止め部)、溝500Eは回転止め用の溝(回転止め部)となっている。回転軸500Aには溝500Dが複数個設置されることにより、1つの溝が負担する保持力を小さくすることができ、樹脂ホルダ400Aと回転軸500Aのラップ代を小さくすることができるため、はめ合い時に発生する加重を小さくでき、樹脂ホルダ400Aにダメージを与えるリスクを小さくできる。
The
溝500D及び溝500Eは、回転軸500Aと樹脂ホルダ400Aとの溶着による接合が機能を失った場合に、励起導体100Dが回転軸500Aと同期して回転する為の冗長化機能を有している。これにより、本実施例では、溝500D及び溝500Eにより、回転軸500Aと樹脂ホルダ400Aとの溶着による接合が機能を失った場合に、励起導体100Dが回転軸500Aと同期して回転する為のリタンダントデザインが実現されている。
The
本実施例では、樹脂ホルダ400Aを溶着により回転軸500Aに保持したことにより、励起導体と後述する励磁導体の距離を精度良く調整することができ、所定のセンサ出力を精度良く得ることができるインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。また、成型のための大掛かりな設備を必要とせず、生産性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。
In this embodiment, since the
ここで、生産性の向上の観点から、溝500Eは、ねじのような、らせん状の形状をとっても良い。樹脂ホルダ400Aをねじのように回転させるような回転方向の力が働いたとしても、樹脂ホルダ400Aは、溝500Eにより抜け方向の力を受け、このとき溝500Dが抜け止めとなるため、回転することができない。また溝500Dと溝500Eの交差部が樹脂ホルダ400Aに楔のように勘合することにより、より強固な回転止めとなる。このように、抜け止め用の溝500Dは回転止め用の溝500Eの回転止めの機能の一部を担う。
Here, from the viewpoint of improving productivity, the groove 500E may have a spiral shape such as a screw. Even if a rotational force that rotates the
また、回転止め用の溝500Eも抜け止めの効果を奏することができ、抜け止めの機能の一部を担っている。 Further, the rotation-preventing groove 500E can also have a retaining effect, and has a part of the retaining function.
本実施例では、溝500Dは、回転軸500Aの中心軸線500Fに垂直な平面(仮想平面)を、回転軸500Aに交差させた場合の、回転軸500Aの外周面と仮想平面との交線に沿って環状を成すように、回転軸500Aの外周面上に形成されている。一方、溝500Eは、回転軸500Aの中心軸線に対して傾斜した平面(仮想平面)を、回転軸500Aに交差させた場合の、回転軸500Aの外周面と仮想平面との交線に沿って環状を成すように、回転軸500Aの外周面上に形成されている。ここで、交線に沿うとは、交線に一致する場合に限らず、総体的に交線の方向を指向する場合を含む。例えば、回転軸500Aの中心軸線500F方向に波打つ場合や、一点で交線と交わり、その両側で交線からずれるように曲線を描く場合を含む。
In this embodiment, the
以下、溝500Dのような溝形状を回転軸500Aの中心軸線500Fに垂直な溝と呼び、溝500Eのような溝形状を回転軸500Aの中心軸線500Fに傾斜した溝と呼んで説明する。すなわち、溝500Dは、回転軸500Aの外周面に形成した、回転軸500Aの軸方向に対して垂直な溝であり、溝500Eは、回転軸500Aの外周面に形成した、回転軸500Aの軸方向に対して傾斜した溝である。
Hereinafter, the groove shape such as the
本実施例では、溝500Dと溝500Eとは、回転軸500Aの中心軸線500Fに対する傾斜角度が相互に異なっていることにより、回転止めの機能を有しており、回転軸500Aに対する樹脂ホルダ400Aの回転防止機構を構成している。すなわち、溝500Eは、溝500Dに対して0°よりも大きな角度を有するように、回転軸500Aの外周面に形成される。
In the present embodiment, the
例えば、溝500Dは、溝500Eに対して逆向きに、回転軸500Aの中心軸線500Fに傾斜した溝として構成してもよい。この場合、回転軸500Aに対して樹脂ホルダ400Aを回転させるような力が働くと、溝500Dと溝500Eとは、回転軸500Aの中心軸線500F方向において、樹脂ホルダ400Aをそれぞれ逆向きに変位させる力を生じさせる。このため、溝500Dと溝500Eとは、回転軸500Aの中心軸線500F方向における樹脂ホルダ400Aの変位を防ぎ、その結果、回転軸500Aに対する樹脂ホルダ400Aの回転を防ぐ。
For example, the
溝500Dと溝500Eとは、回転軸500Aの中心軸線500Fに対して、相互に同じ向きに傾斜していてもよいが、回転止め及び抜け止めの効果は、逆向きの場合や、溝500Dを回転軸500Aの中心軸線500Fに垂直に形成した場合に比べて小さくなる。
The
また回転軸500Aには、平面部500B,500Cが設置されており、これらを配置することにより樹脂ホルダ400Aが回転軸500Aに対して回転することを防止している。
Further, the
なお、溝500Dおよび溝500Eにより回転止めの機能が果たせれば、平面部500B,500Cを設ける必要はない。平面部500B,500Cを設けることにより、回転軸500Aの外周面において、溝500Dおよび溝500Eを設けることができる範囲が狭くなる。特に、平面部500B,500Cは抜け止めの機能を持たないので、平面部500B,500Cを設けた場合は、溝500Dによる抜け止めの効果が小さくなる。また、溝500Dによる抜け止めの効果が小さくなることにより、溝500Eによる回転止めの効果が小さくなるが、平面部500B,500Cによる回転止めの効果が得られる。平面部500B,500Cは、回転止めの効果と抜け止めの効果とを勘案して、設けるか否か、或いはその配設範囲を決定すればよい。
If the
本実施例では、樹脂ホルダ400Aを溶着により回転軸500Aに保持し、溶着時に、溶かされた樹脂ホルダ400Aの樹脂が溝500Dおよび溝500Eに流れ込むことにより、回転軸500Aに対する樹脂ホルダ400Aの抜け止めの効果と回転止めの効果とが得られるようにしたので、信頼性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。
In this embodiment, the
図4は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の樹脂ホルダ回り止め部の拡大断面図である。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the resin holder detent portion of the inductance-type non-contact rotation angle detection device according to one embodiment of the present invention.
図4に示すように、樹脂ホルダ400Aの内径D400Aは、回転軸5Aの外径D500Aよりも小さくなっており、溝500D,500Eが無い部分では、平面部500B,500Cと樹脂ホルダ400Aが勘合部400A1,400A2,400A3,400A4を形成し、これにより樹脂ホルダ400Aと回転軸500Aとの回り止め機構を形成する。
As shown in FIG. 4, the inner diameter D400A of the
図2は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の主要部品斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of main components of an inductance-type non-contact rotation angle detection device according to an embodiment of the present invention.
図2に示すように、励起導体100Dは、径方向に放射状に延びる直線部分100D1と、互いに隣接する直線部分100D1の内周側同士を接続するように設けられた弧状部分100D2と、互いに隣接する直線部分100D1の外周側同士を接続するように設けられた弧状部分100D3とから構成されている。直線部分100D1は互いに60度の間隔を置いて6箇所配置されている。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、センサ(インダクタンス式回転角度検出装置)のケース200Aには固定基板300が接着剤により励起導体100Dと対面する形で固定される。固定基板300はセンサのケース200Aに接着された後、表面と裏面とにコーティング剤を塗布することにより摩耗粉や腐食性ガスから保護される。
As shown in FIG. 1, a fixed
図2に示すように、固定基板300にはケース200Aにモールド成型された端子300K1〜300K4が電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2,
絶縁基板である固定基板300の表側(励起導体100Dと対向する側)には、環状の励磁導体300Aが4本印刷されている。またその内側には放射状に延びる信号検出導体300Bが複数本印刷されている。固定基板300の裏側(励起導体100Dと対向する側とは反対側)にも表側と同様の励磁導体300Aおよび信号検出導体300Bが印刷されており、表裏の励磁導体300Aおよび信号検出導体300Bがスルーホール300C〜300Fによって繋がっている。
Four
この実施例では、120度位相がずれた3相の交流信号が信号検出導体300Bから得られるように構成されている。
In this embodiment, a three-phase AC signal that is 120 degrees out of phase is obtained from the
また、同じ非接触型の回転検出装置が2組形成され、相互の信号を比較することで、センサの異常を検出したり、異常時には相互にバックアップしたりするよう構成されている。 In addition, two sets of the same non-contact type rotation detection device are formed, and are configured to detect sensor abnormality by comparing each other's signals and to back up each other in case of abnormality.
300L,300Mはマイクロコンピュータで、それぞれの非接触型の回転角度検出装置の駆動制御と信号処理機能を有する。 300L and 300M are microcomputers, which have drive control and signal processing functions for each non-contact type rotation angle detection device.
端子300K1〜300K4は1本が電源端子(例えば300K1)で、1本がグランド端子(例えば300K3)、残りの2本300K2,300K4がそれぞれの回転角度検出装置の信号出力端子として機能する。信号端子の間にグランド端子を配置することで信号端子同士がショートして両方の信号が同時に異常状態になるのを防ぐことができる。 One of the terminals 300K1 to 300K4 functions as a power supply terminal (for example, 300K1), one functions as a ground terminal (for example, 300K3), and the remaining two 300K2 and 300K4 function as signal output terminals of the respective rotation angle detection devices. By arranging the ground terminal between the signal terminals, it is possible to prevent the signal terminals from being short-circuited to cause both signals to be in an abnormal state at the same time.
マイクロコンピュータ300L,300Mは、電源端子300K1から励磁導体300Aに電流を供給し、信号検出導体300Bに発生する3相の交流電流波形を処理して、励起導体100Dの回転位置を検出し、結果的に回転軸500Aの回転角度を検出する。
The
以下、本実施例の非接触型のインダクタンス式回転角度検出装置の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the non-contact type inductance rotation angle detection device of the present embodiment will be described.
マイクロコンピュータ300Mは基本的に図2の固定基板300の表側に形成された第1回転角度検出装置を構成する導体パターン群300A、300Bを制御するものと考えてよい。一方、マイクロコンピュータ300Lは基本的に図2の固定基板300の裏側に形成された第2回転角度検出装置を構成する導体パターン群300A、300Bを制御するものと考えてよい。それぞれのコンピュータ300L,300Mは電源端子300K1から励磁導体300Aに直流電流Iaを供給する。
It can be considered that the
励磁導体300Aに直流電流Iaが流れると、この励磁導体300Aに対面する励起導体100Dの外周弧状導体100D3に電流Iaと逆向きの電流IAが励起される。この励起された電流IAは、励起導体100D全体に矢印の方向に流れる。放射方向導体100D1に流れる電流IRはこの部分に対面する信号検出導体300Bの放射状導体部に電流IRに対して逆向きの電流Irを誘起する。この電流Irは交流電流となる。
When the direct current Ia flows through the
放射状に等間隔で配置された表36本の信号検出導体300Bによって第1回転角度検出装置用の3組の相(U,V,W相)パターンが形成され、裏36本の信号検出導体300Bによって第2回転角度検出装置の3組の相(U,V,W相)パターンが形成される。
Three sets of phase (U, V, W phase) patterns for the first rotation angle detection device are formed by the front 36
交流電流Irは励起導体100Dが特定の回転位置、例えばスタート位置(回転角度がゼロの位置)のとき、U,V,W相のそれぞれの相で120度位相がずれた交流電流となる。
The alternating current Ir is an alternating current that is 120 degrees out of phase in each of the U, V, and W phases when the
励起導体100Dが配設された樹脂ホルダ400Aの円板部400A5が回転すると、これら3相の交流電流の位相が相互にずれる。マイクロコンピュータ300L,300Mがこの位相のずれを検出し、位相のずれから、励起導体100Dがどれだけ回転したかを検出する。
When the disc portion 400A5 of the
信号検出導体300Bからマイクロコンピュータ300L,300Mに入力される第1、第2回転角度検出装置信号の2つの信号電流は基本的には同じ値を示す。マイクロコンピュータ300L,300Mはその同じ信号電流を処理して、信号端子300K1〜300K4からは互いに傾きが逆で変化量が等しい信号電圧を出力する。この信号は円板部400A5の回転角度に比例する信号である。この信号を受け取った外部装置は両信号を監視し、第1、第2回転角度検出装置が正常かどうかを判断する。どちらかが異常を示す場合には、残余の検出装置の信号を制御信号として用いる。
The two signal currents of the first and second rotation angle detection device signals input from the
次に上記非接触型のインダクタンス式回転角度検出装置をディーゼルエンジン用のモータ駆動式絞り弁(スロットル弁)制御装置に適用した例を、図5〜図10を参照して具体的に説明する。 Next, an example in which the non-contact type inductance rotation angle detection device is applied to a motor-driven throttle valve (throttle valve) control device for a diesel engine will be specifically described with reference to FIGS.
図5はその主要断面図であり、図6〜図10は詳細構造を説明する為の分解斜視図である。 FIG. 5 is a main sectional view thereof, and FIGS. 6 to 10 are exploded perspective views for explaining the detailed structure.
以下、車両のエンジンに搭載されるモータ駆動式の絞り弁制御装置の構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of a motor-driven throttle valve control device mounted on a vehicle engine will be described.
図5は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a motor-driven throttle valve control device used in a diesel engine vehicle according to an embodiment of the present invention.
アルミダイキャスト製の絞り弁組体(以下スロットルボディと呼ぶ)6には、吸気通路1(以下ボアと呼ぶ)とモータ20を収納するモータハウジング20Aとが一緒に成型されている。
An intake die 1 (hereinafter referred to as a bore) and a
スロットルボディ6にはボア1の一つの直径線に沿って金属製の回転軸(以下スロットルシャフトと呼ぶ)500Aが配置されている。スロットルシャフト500Aの両端はニードルベアリング9,10で回転可能に支持されている。ニードルベアリング9,10はスロットルボディ6に設けた軸受ボス部7,8に圧入固定されている。また、スロットルシャフト500A上に設けたスリット部にC型ワッシャ(以下スラストリテーナと呼ぶ)12を挿入後、ニードルベアリング9を圧入することで、スロットルシャフト500Aの軸方向の可動量を規制している。
A metal rotating shaft (hereinafter referred to as a throttle shaft) 500 </ b> A is disposed on the
かくしてスロットルシャフト500Aはスロットルボディ6に対して回転可能に支持されている。スロットルシャフト500Aには金属材製の円板で構成される絞り弁(以下スロットル弁と呼ぶ)2がスロットルシャフト500Aに設けたスリットに差し込まれ、ねじ4,5でスロットルシャフト500Aに固定されている。
Thus, the
かくして、スロットルシャフト500Aが回転するとスロットル弁2が回転し、結果的に吸気通路の断面積が変化してエンジンへの吸入空気流量が制御される。
Thus, when the
次に、図5と共に、図6〜図9を参照しながら、説明する。図6は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギアカバーの分解斜視図である。図7は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の外観斜視図である。図8は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギアカバーをはずした斜視図である。図9は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の分解立体図である。 Next, description will be made with reference to FIGS. 6 to 9 together with FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view of a gear cover of a motor-driven throttle valve control device used in a diesel engine vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an external perspective view of a motor-driven throttle valve control device used in a diesel engine vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view of the motor-driven throttle valve control device used in a diesel engine vehicle according to an embodiment of the present invention with the gear cover removed. FIG. 9 is an exploded view of a motor-driven throttle valve control device used in a diesel engine vehicle according to an embodiment of the present invention.
モータハウジング20Aはスロットルシャフト500Aとほぼ並行に形成されており、ブラシ式直流モータで構成されるモータ20がスロットルシャフト500Aとほぼ並行にモータハウジング20A内に差込まれ、スロットルボディ6の側壁6Aにモータ20のブラケット20Bのフランジ部をねじ21でねじ止めすることで固定されている。また、モータ20の端部にはウェーブワッシャ25が配設されモータ20を保持する。
The
軸受ボス部7、8の開口はニードルベアリング9、10で封止されており、シャフトシール部を構成し、機密を保つよう構成されている。また、軸受ボス8側の端部はキャップ11で封止されており、スロットルシャフト500Aの端部およびニードルベアリング10が露出することを防止している。
The openings of the bearing boss portions 7 and 8 are sealed with
これにより、軸受部からの空気の漏れ、あるいは軸受の潤滑用のグリースが外気中や、後述するセンサ室に漏れ出すのを防止している。 As a result, air leakage from the bearing portion or grease for lubricating the bearing is prevented from leaking into the outside air or into a sensor chamber to be described later.
モータ20の回転軸端部には歯数の最も少ない金属製のギア22が固定されている。このギア22が設けられた側のスロットルボディ側面部にはスロットルシャフト500Aを回転駆動するための減速歯車機構やばね機構が纏めて配置されている。そして、これら機構部は、スロットルボディ6の側面部に固定される樹脂材製のカバー(以下ギアカバーと呼ぶ)26で覆われている。そして、このギアカバーで覆われた、いわゆるギア収納室に図1乃至3で説明したインダクタンス式の非接触型回転角度検出装置(以下スロットルセンサと呼ぶ)が設けられ、スロットルシャフト500Aの回転角度、結果的にはスロットル弁2の開度が検出される。なお、ギアカバー26はケース200Aと一体に構成されている。
A
ギアカバー26側のスロットルシャフト500Aの端部にはスロットルギア13が固定されている。スロットルギア13は金属プレート14と、この金属プレート14に樹脂成形された樹脂材製ギア部15とから構成されている。金属プレート14には、樹脂成形によって樹脂材製ギア部15がモールド成型されている。
The
金属プレート14は中央に孔を有する。スロットルシャフト500Aの先端部の周囲には、ねじ溝が刻まれている。金属プレート14の孔にスロットルシャフト500Aの先端を差込み、ねじ部にナット17を螺合することでスロットルシャフト500Aに金属プレート14を固定する。かくして、金属プレート14及び、そこに成形された樹脂材製ギア部15はスロットルシャフト500Aと一体に回転する。
The
スロットルギア13の背面とスロットルボディ6の側面との間に弦巻ばねで形成されたリターンスプリング16が挟持されている。
A
リターンスプリング16の片側は軸受ボス7の周囲を取巻き、その先端がスロットルボディ6に形成された切欠きに係止され、端部は回転方向には回転できないように構成されている。他端はスロットルギア13に形成されたカップ状部13Aを取巻き、その先端が金属プレート14に形成された孔に係止され、こちらの端部も回転方向には回転できないように構成されている。
One side of the
本実施例はディーゼルエンジンの絞り弁制御装置に関するため、スロットル弁2のイニシャル位置、つまりモータ20の電源が遮断されているときにスロットル弁2が初期位置として与えられている開度位置は、全開位置である。
Since the present embodiment relates to a throttle valve control device for a diesel engine, the initial position of the
このため、リターンスプリング16はモータ20が通電されていない場合にスロットル弁2が全開位置を維持するよう回転方向に予荷重が与えられている。
For this reason, the
モータ20の回転軸に取付けられたギア22とスロットルシャフト500Aに固定されたギア15との間には、スロットルボディ6の側面に圧入固定された金属材製の軸24に回転可能に支持された中間ギア23が噛み合っている。中間ギア23はギア22と噛み合う大径ギア23Aとスロットルギア13の樹脂材製ギア部15と噛み合う小径ギア23Bとから構成されている。両ギアは樹脂成形により一体に成型される。これらギア22,23A,23B,15は2段の減速歯車機構を構成している。
Between the
かくして、モータ20の回転はこの減速歯車機構を介してスロットルシャフト500Aに伝達される。
Thus, the rotation of the
これら減速機構やばね機構は樹脂材製のギアカバー26によって覆われている。ギアカバー26の開口端側周縁にはシール部材30を挿入する溝が形成されており、シール部材30がこの溝に装着された状態で、ギアカバー26をスロットルボディ6に被せると、シール部材30がスロットルボディ6の側面に形成されているギア収納室の周囲のフレームの端面に密着してギア収納室内を外気から遮蔽する。この状態でギアカバー26をスロットルボディ6に6個のクリップ27(図7及び図8参照)で固定する。
These speed reduction mechanism and spring mechanism are covered with a
このように構成された減速歯車機構とこれを覆うギアカバー26(ケース200A)との間に形成された回転角度検出装置すなわちスロットルセンサについて、以下、具体的に説明する。
The rotation angle detection device, that is, the throttle sensor formed between the reduction gear mechanism configured as described above and the gear cover 26 (
スロットルシャフト500Aのギアカバー26側の端部に樹脂ホルダ19が溶着により固定される。樹脂ホルダ400Aの先端(ギアカバー26側の端部)の平面部には、プレス加工により形成された励起導体(導電体)100Dが一体成形により取り付けられる。すなわち、励起導体100Dの接合と同時に、樹脂ホルダ400Aを励起導体100Dと一体で成形する。これにより、励起導体100Dは、樹脂ホルダ400Aを形成する樹脂材により固定された状態で、樹脂ホルダ400Aに保持される。これにより、励起導体100Dを樹脂ホルダ400Aに組付ける組み付け工程が不要になり生産性が向上すると共に、励起導体100Dと樹脂ホルダ400Aとの接合の信頼性を向上することができる。
The resin holder 19 is fixed to the end of the
励起導体100Dは、樹脂ホルダ400Aに、印刷により形成されてもよい。これにより、上述したのと同様な理由による生産性及び信頼性の向上のほか、励起導体100Dの薄型化及び軽量化が図られる。その結果、樹脂ホルダ400Aが軽量化され、回転軸500Aと樹脂ホルダ400Aとの接合の信頼性を向上することができる。
The
したがって、モータ20が回転してスロットル弁2が回転すると、励起導体100Dもスロットル弁2と一体で回転する。
Therefore, when the
ギアカバー26にはスロットルセンサの励磁導体300Aと信号検出導体300Bが励起導体100Dに対面する位置に固定されている。
An
ここで、励起導体100Dがスロットルシャフト500Aと電気的に接続する構造をとっている場合、ギアカバー26のコネクタ端子に静電気が加わった場合、励起導体100Dと励磁導体300Aとの間または励起導体100Dと信号検出導体300Bとの間で放電が起こり、スロットルセンサのマイクロコンピュータ300l,300Mが破壊される虞がある。
Here, when the
そこで本実施例は、励起導体100Dとスロットルシャフト500Aとの間に樹脂ホルダ400Aを配設することにより励起導体100Dとスロットルシャフト500Aとを電気的に絶縁する。
In this embodiment, therefore, the
また、樹脂ホルダ400Aをスロットルシャフト3および励起導体100Dと一体成形で形成することにより、小型で安価な電子制御スロットルボディを提供することができる。
Further, by forming the
ここで、樹脂ホルダ400Aを、スロットルシャフト500Aをスロットルボディ6へ組付けた後に、スロットルシャフト500Aと一体にすることにより、励起導体100Dの高さを調整できる。これにより励起導体100Dと励磁導体300Aおよび信号検出導体300Bとの小さなクリアランスが、精度良く調整できるので、高精度の非接触式回転角度検出装置を得ることが可能となる。
Here, the height of the
図10は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギア収納室の平面図である。 FIG. 10 is a plan view of a gear housing chamber of a motor-driven throttle valve control device used in a diesel engine vehicle according to an embodiment of the present invention.
ギアカバー26が固定されるフレーム6Fによってギア収納室28は区画されている。フレーム6Fの外側にはギアカバー26をクリップ27でクリップ止めするための取り付け部29A〜29Fが6箇所見える。6P1〜6P3はギアカバー26の位置決め用の壁で、この3箇所の壁6P1〜6P3にギアカバー26の位置決め突起が係止することで励磁導体300Aおよび信号検出導体300Bが回転側の励起導体100Dと位置決めされ、要求される許容範囲内の信号を出力することができる。
The
全開ストッパ13Aはスロットルギア13のイニシャル位置(つまり、全開位置)を機械的に決めるもので、スロットルボディ6の内側の側壁に一体に形成された突起で構成されている。この突起にスロットルギア13の切欠き終端部が当接することで、スロットルシャフト500Aは全開位置を越えて回転できない。
The fully
全閉ストッパ13Bはスロットルシャフト500Aの全閉位置を規制するもので、スロットルギア13の反対側の終端が全閉位置において、全閉ストッパ13Bに衝突し、全閉位置以上にスロットルシャフト500Aが回転するのを阻止する。
The fully closed stopper 13B regulates the fully closed position of the
全開ストッパ13Aと全閉ストッパ13Bとにより、スロットルシャフト500Aの端部に固定した励起導体100Dの回転範囲の最大値が決定される。
The maximum value of the rotation range of the
スロットルギア13がこれらストッパ13B,13Aの位置にあるときの信号検出導体300Bの出力がスロットル弁2の全閉、全開値を示す。20Bはモータブラケットを、20Fはモータブラケット20Bのフランジ部を示す。
The output of the
本実施例では、励起導体100Dを樹脂ホルダ400Aと一体に設け、樹脂ホルダ400Aをスロットルシャフト500Aに溶着することで、これらの部品の構成を簡略化して部品点数を少なくすると共に、信頼性を向上することができる。また、樹脂ホルダ400Aとスロットルシャフト500Aとの相対的な位置関係を調整することで、励起導体100Dと励磁導体300Aおよび信号検出導体300Bとの距離を精度良く調整することができ、所定のセンサ出力を精度良く得ることができる。
In this embodiment, the
また、本実施例では、スロットルシャフト500Aをインサート部材として樹脂ホルダ400Aを樹脂成型する必要がないため、大掛かりな設備を必要としない。このため、生産性が高く、安価な非接触型のインダクタンス式回転検出装置を提供することができる。
Further, in this embodiment, since it is not necessary to mold the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of the embodiment.
本実施例は、ディーゼルエンジン車用モータ駆動式の絞り弁制御装置(モータ駆動式の絞り弁制御装置)にインダクタンス式の非接触型回転検出装置を搭載したものについて説明したが、ガソリンエンジン車用のモータ駆動式の絞り弁制御装置にも適用できる。 In the present embodiment, a motor-driven throttle valve control device (motor-driven throttle valve control device) for a diesel engine vehicle is described as being equipped with an inductance-type non-contact type rotation detection device. The present invention can also be applied to a motor-driven throttle valve control apparatus.
さらに、本実施例は、回転角度検出センサとして、例えば、アクセルの回転角度を検出するセンサにも適用できる。その他、ターボチャージャの可動翼制御用アクチュエータの回転角度検出装置、自動変速機のギアシフトアクチュエータの回転角度検出装置または2駆、4駆切り替えアクチュエータの回転角度検出装置にも適用できる。 Furthermore, this embodiment can also be applied as a rotation angle detection sensor, for example, a sensor that detects the rotation angle of an accelerator. In addition, the present invention can also be applied to a rotation angle detection device for a turbocharger movable blade control actuator, a rotation angle detection device for a gear shift actuator of an automatic transmission, or a rotation angle detection device for a 2WD / 4WD switching actuator.
1…ボア、2…スロットル弁、4…ねじ、5…ねじ、6…スロットルボディ、7…軸受ボス部、8…軸受ボス部、9…軸受、10…軸受、11…キャップ、12…スラストリテーナ、13…スロットルギア、14…金属プレート、15…樹脂成形部、16…リターンスプリング、17…ねじ、20…モータ、21…ねじ、22…モータギア、23…中間ギア、24…ギアシャフト、25…ウェーブワッシャ、26…ギアカバー、27…クリップ、30…シール部材、100D…励起導体、300A…励磁導体、300B…信号検出導体、400A…樹脂ホルダ、500A…スロットルシャフト。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記樹脂ホルダは、前記回転軸に溶着により接合され、
前記回転軸の外周面には、前記回転軸の軸方向に対する角度が相互に異なる第1の溝と第2の溝とが形成されていることを特徴とする回転角度検出装置。 A rotation shaft, a resin holder fixed to the rotation shaft and provided with an excitation conductor, a case member covering the resin holder, an excitation conductor disposed at a position facing the excitation conductor and fixed to the case member side, and In a rotation angle detection device comprising a signal detection conductor,
The resin holder is joined to the rotating shaft by welding,
The rotation angle detecting device, wherein a first groove and a second groove having different angles with respect to the axial direction of the rotation shaft are formed on the outer peripheral surface of the rotation shaft.
前記第1の溝は、前記回転軸の外周面に前記回転軸の軸方向に対して垂直な周方向に沿って形成され、
前記第2の溝は、前記第1の溝に対して0°よりも大きな角度を有するように形成されていることを特徴とする回転角度検出装置。 In the rotation angle detection device according to claim 1,
The first groove is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft along a circumferential direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft,
The rotation angle detecting device, wherein the second groove is formed to have an angle larger than 0 ° with respect to the first groove.
前記第1の溝及び前記第2の溝は、前記回転軸と前記樹脂ホルダとの溶着による接合が機能を失った場合に、前記励起導体が前記回転軸と同期して回転する為の冗長化機能を有することを特徴とする回転角度検出装置。 In the rotation angle detection device according to claim 2,
The first groove and the second groove are made redundant so that the excitation conductor rotates in synchronism with the rotation shaft when the bonding due to welding of the rotation shaft and the resin holder loses its function. A rotation angle detecting device having a function.
前記励起導体は、プレス加工により成形され、
前記樹脂ホルダを形成する樹脂材により固定された状態で、前記樹脂ホルダに保持されていることを特徴とする回転角度検出装置。 In the rotation angle detection device according to claim 2,
The excitation conductor is formed by pressing,
A rotation angle detection device, wherein the rotation angle detection device is held by the resin holder in a state of being fixed by a resin material forming the resin holder.
前記励起導体部は、前記樹脂ホルダに印刷により形成されたことを特徴とする回転角度検出装置。 In the rotation angle detection device according to claim 2,
The rotation angle detecting device, wherein the excitation conductor is formed on the resin holder by printing.
請求項1乃至5のいずれかに記載した回転角度検出装置を備えたことを特徴とする絞り弁制御装置。 In a throttle valve control device mounted on a vehicle engine,
A throttle valve control device comprising the rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 5.
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