JP3601199B2

JP3601199B2 - スロットルポジションセンサ

Info

Publication number: JP3601199B2
Application number: JP22245896A
Authority: JP
Inventors: 明孝平野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: JPH1062113A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のスロットルバルブの回転軸に取り付けられ、スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサとして、特開平６−４２９０７号公報に開示されるように、スロットルバルブの回転軸の先端に一対の磁石を取付け、この一対の磁石の磁界の方向を磁電変換素子を用いて検出することにより、回転軸の回転角度、ひいてはスロットル開度を検出するように構成された磁気検知式のスロットルポジションセンサが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によると、回転軸を保持する保持部がスロットルバルブ側に設けられ、磁石の磁束の方向を検出する磁電変換素子から離れた位置に前記保持部が配設されている。このため、回転軸が保持部内で径方向にガタが生じた場合、回転軸の径方向の大きなふれによって、磁電変換素子と回転軸に取り付けられた一対の磁石との間隔がそれぞれ変わり、この結果、磁電変換素子から出力される検出出力が大きく変位することによって、検出精度が悪化する恐れがある。
【０００４】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、回転部材の径方向のふれがあったとしても磁電変換素子からの検出出力の変位を抑制することができるスロットルポジションセンサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の手段を採用することができる。
この手段によると、固定部材が、磁電変換素子を位置決めする位置決め部と、スロットルバルブの開度に応じて回転する回転部材を回転自在に保持する保持部とを有し、位置決め部は、保持部の略中心部に設けられ保持部の軸上に配設された凹部であるので、仮に回転部材が径方向にふれたとしても、回転部材に配設された一対の磁石と磁電変換素子との間隔とが大きく変わることがなく、磁電変換素子からの検出出力の変位を抑制することができる。
【０００６】
さらに、固定部材が、磁電変換素子を位置決めする位置決め部と、回転部材を回転自在に保持する保持部とを備えているので、従来のように、磁電変換素子を位置決めする部材を設けることなしに、部品点数が低減できる。
【０００７】
また、請求項２の手段によれば、回転部材は合成樹脂製であり、一対の磁石が回転部材にインサートモールドされているので、磁石の取付けを行う作業を廃止でき、その他の組付け作業が簡単になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
図１は、実施例１のスロットルポジションセンサの内部構成を示す断面図である。
【０００９】
実施例１のスロットルポジションセンサは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の希土類からなり、円弧状に形成されたＮ、Ｓ一対の永久磁石（以下、単に磁石という）１１ａ、１１ｂを互いに対向配設することにより、円弧状磁石を形成し、これがスロットルバルブの回転軸の先端に係止される合成樹脂製レバー９にインサートモールドして取付けられる。固定部材である合成樹脂製ハウジング７は非磁性金属製スリーブ１３、金属製ブッシング１２及び金属製ターミナル１４を備える。スリーブ１３の内部には、２個のホール素子５及び６を位置決めできるような凹部１３ａが設けられている。ここで実施例１のスロットルポジションセンサは、図２に示す如く合成樹脂製ハウジング７に、スプリング８及びワッシャ１７を介して合成樹脂製レバー９が突部１３ｂ上に配置されたスリーブ１３の回りに回転可能に保持され、スリーブ１３の突部１３ｂの凹部１３ａには２個のホール素子５及び６が位置決めされ、突部１３ｂが凹部１３ａの近傍に設けられている。また、２個のホール素子５及び６は樹脂製プリント基板３にハンダ付け固定され、ゴム製パッキン２を介して、金属製カバー１を組付け後、合成樹脂製ハウジング７の一部を熱かしめして構成されている。また、金属製ブッシング１２を介して実施例１のスロットルポジションセンサは、スロットルボディにネジ固定されている。
【００１０】
合成樹脂製レバー９には、図３に示すようにヨーク１０ａ，１０ｂ及びマグネット１１ａ，１１ｂの位置決め用スリット１５が設けられ、ヨーク１０ａ，１０ｂ及びマグネット１１ａ，１１ｂがインサートモールドされ、図示しないスロットルバルブの回転軸の先端に係止される。
図４は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図４に示す如くハウジング７の中空部内では中央にホール素子５、６がハンダ付けにより樹脂製プリント基板３に接続固定されている。樹脂製プリント基板３に実装されたターミナル１４により、各種回路素子に外部から電気供給を行い、回路素子を動作させるとともにこの動作によって得られる検出信号を外部に取り出すことができるようになっている。また、樹脂製プリント基板３より上方のハウジング開口部１６には、ゴム製パッキン２が設けられ、さらにその上に金属製カバー１を設けてハウジング開口部１６の周縁を熱かしめすることで、これら各部が固定されている。また樹脂製プリント基板３の上方にはヒューミシールのような防湿剤が充鎭もしくは塗布され、ゴム製パッキン２によって密閉された内部を湿気から保護している。
【００１１】
以上のように構成された本実施例のスロットルポジションセンサを、図示しないスロットルバルブに取り付ける。通常の場合、スロットルバルブ側には図示しないスロットルシャフトが設けられ、このスロットルシャフトの先端部には、シャフトの回転をセンサ側に伝達する図示しないブラケットが固定され、ブラケットはセンサ側レバー９の回転受部９ａに係合される。
【００１２】
一方、上記センサハウジング７は、前述のように一対の金属製ブッシング１２を介してスロットルバルブ側にネジ固定される。
次に、本実施例のスロットルバルブの作動について、説明する。
スロットルシャフトに回転に伴い、回転受部９ａを介してセンサ側レバー９が回転する。レバー９の上記ブラケット側とは反対側の先端近傍には、前述のマグネット１１ａ，１１ｂが回転軸を中心として一体的に対向配設されており、上記スロットルシャフトの回転に伴って、ホール素子５，６の感磁面に対する磁界方向が変化する。
【００１３】
したがって、ホール素子５，６の感磁面に対する磁界の入射角度をθとすると、各ホール素子５，６からの出力Ｖ_Ｈは、次式で示される。
Ｖ_Ｈ＝Ｖ_Ａ・ｓｉｎθ
すなわち、スロットルシャフトが−９０°から＋９０°まで変化する間に、出力Ｖ_Ｈは−Ｖ_Ａから＋Ｖ_Ａまで正弦波上を連続的に変化する。
【００１４】
なお、上記出力Ｖ_Ｈは、通常の場合数十ｍＶから数百ｍＶであるため、前述の樹脂製プリント基板３上に配設された増幅回路によって所望の出力電圧値に増幅処理したり、使用環境条件によっては温度補償回路とを組み合わせることで、出力調整を行う構成をとっている。
従って、上記実施例１のスロットルポジションセンサの構成によれば、ヨーク１０ａ，１０ｂ及びマグネット１１ａ，１１ｂが取付けられた合成樹脂製レバー９が合成樹脂製ハウジング７に、スプリング８及びワッシャ１７を介してスリーブ１３の回りに回転可能に保持され、スリーブ１３内部の凹部１３ａ内に２個のホール素子５及び６が位置決めされ、かつ突部１３ｂが凹部１３ａ近傍に配設されているため、仮に合成樹脂製レバー９が径方向にふれたとしても合成樹脂製レバー９に設けられた一対の磁石１１ａ，１１ｂとホール素子５，６との間隔とが大きく変わることがなく、ホール素子５，６からの検出出力の変位を抑制することができる。また、２個のホール素子５及び６を位置決めする凹部１３ａと、磁石を回転可能に保持するための軸受をスリーブ１３で一体的に構成したため、従来のようにハウジング内に磁石を回転自在に固定するための軸受を設ける必要がなく、センサ構成の簡素化が図れるとともにスロットルバルブへの組付作業性を向上することができる。さらに部品点数を削減し、重量増及びコストアップを防ぐことができる。
【００１５】
また、一対の磁石１１ａ、１１ｂは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の希土類からなり、かつ円弧状に形成されたＮ、Ｓ一対を軸心に対して互いに対向配設することにより、円弧状磁石を形成する。これにより、スリーブ１３の凹部１３ａ内に配設された２個のホール素子５及び６には安定した平行磁界を供給でき、径方向の位置ずれを最小化できるため検出精度を向上することができる。
【００１６】
また、ヨーク１０ａ，１０ｂ及びマグネット１１ａ，１１ｂが合成樹脂製レバー９にインサートモールドされる。従って、ヨーク１０ａ，１０ｂ及びマグネット１１ａ，１１ｂの取付けが接着剤を用いることなく行うことができるため、接着剤の塗布作業及び加熱作業の必要がなく、作業性がよくなる。
（実施例２）
図５は、ホール素子５、６を合成樹脂製ホルダー４に収納固定した後、樹脂製プリント基板３にハンダ付けされたものである。実施例１に比べ、ホール素子５、６が合成樹脂製ホルダー４によって保護されているので、長時間の使用に伴う温度、振動ストレスによるホール素子５、６のリードのシャフト回転方向へのねじれを防止することができるため、センサ自体の耐久性を向上することができる。
【００１７】
（変形例）
また、実施例１及び２のスロットルポジションセンサにおいては、ホール素子を２個設けて２つの検出信号を出力するように構成したが、本発明は、ホール素子等の磁電変換素子を１個設けて１種類の検出信号を出力するようにしたスロットルポジションセンサであっても、またホール素子等の磁電変換素子を３個以上設けて３種類以上の検出信号を出力するようにしたスロットルポジションセンサであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のスロットルポジションセンサ内部構成を示す断面図である。
【図２】実施例１のスロットルポジションセンサの構成を表す分解斜視図である。
【図３】実施例１のスロットルポジションセンサのレバーを表す斜視図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施例２のスロットルポジションセンサ内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１カバー
２パッキン
３プリント基板
４ホルダー
５、６ホール素子（磁電変換素子）
７ハウジング（固定部材）
８スプリング
９レバー（回転部材）
１３スリーブ（保持部）
１３ａ凹部（位置決め部）
１３ｂ突部（保持部）

Claims

内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサであって、
前記スロットルバルブの開度に応じて回転する回転部材と、
この回転部材に配設されるとともに、前記回転部材の軸に対して対向して設けられた一対の磁石と、
この一対の磁石間に設けられ、前記一対の磁石による磁界の方向に応じて検出信号を発生する磁電変換素子と、
前記回転部材を回転自在に保持する保持部と、前記磁電変換素子を位置決めする位置決め部とを有する固定部材と、
を備え、
前記位置決め部は、前記保持部の略中心部に設けられ前記保持部の軸上に配設された凹部であることを特徴とするスロットルポジションセンサ。
前記回転部材は合成樹脂製であり、前記一対の磁石がインサートモールドされていることを特徴とする請求項１記載のスロットルポジションセンサ。