JP4041438B2

JP4041438B2 - Ｅｇｒセンサ

Info

Publication number: JP4041438B2
Application number: JP2003290949A
Authority: JP
Inventors: 環次石原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2005061284A; US6953031B2; CN1590743A; US20050029479A1

Description

本発明は、自動車の排気ガスのリサイクル量をコントロールするＥＧＲセンサに関する。

従来のＥＧＲセンサとしては、自動車のＥＧＲバルブを駆動するソレノイドのロッドによって操作軸が押されると、この操作軸に係合された可動部材が軸線方向に移動して、この可動部材に保持された摺動子が基板に設けられた抵抗と摺接する。そして、この時の抵抗値の変化により操作軸の移動量を検出する構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来のＥＧＲセンサの構造を図に基づいて説明する。図６は従来のＥＧＲセンサを側面から見た断面図である。

図において、ケース１０１は一方が開放した収納部１０１ａを有している。抵抗体１０２を設けた絶縁基板１０３は、ケース１０１の収納部１０１ａに収納され、下側からバネ１０４で押圧されている。また、抵抗体１０２はコネクタ用のピン１０５と接続クリップ１０６で接続されている。蓋体１０７は平板状の基部１０７ａと、中心部に孔１０７ｂを有する筒状の軸受け部１０７ｃを有し、ケース１０１の開放部を覆うようにケース１０１に取り付けられている。操作軸１０８は円柱状の軸部１０８ａと、軸部１０８ａの後方に軸線方向に直行する凸部１０８ｃを有し、軸部１０８ａが蓋体１０７の孔１０７ｂに挿入され凸部１０８ｃが軸受け部１０７ｃの後端部に係止されている。

可動部材１０９の下部には摺動子１１０が取り付けられ、摺動子１１０を抵抗体１０２に接触させた状態で、収納部１０１ａ内でスライド移動可能にケース１０１に取り付けられている。この抵抗体１０２と摺動子１１０とからなる可変抵抗器で検出手段が構成されている。コイルバネ１１１は収納部１０１ａ内に位置し、一端がケース１０１の後面壁１０１ｃに当接され、他端が可動部材１０９のバネ受部１０９ｃに当接した状態で配置されており、可動部材１０９が操作軸１０８と共に前方に付勢されている。

このＥＧＲセンサは、自動車のＥＧＲバルブを駆動するソレノイドのロッドによって、操作軸１０８がコイルバネ１１１の付勢力に抗して押圧されると、この操作軸１０８によって可動部材１０９が軸線方向に直線的に移動する。そして、摺動子１１０が抵抗体１０２上を移動し、その結果、検出手段によって抵抗値が変わり、操作軸１０８の移動量を検出するものとなっている。
また、ロッドによる操作軸１０８への押圧が解除されると、コイルバネ１１１によって可動部材１０９が押し戻されて初期の状態に復帰するものとなる。

特開２００２−２１６４８号公報

自動車用のＥＧＲセンサにおいては十分な気密性を要求されるが、軸と軸受けの間は相対的に摺動する都合上、隙間が発生し、排気ガスに含まれる水分が隙間から内部に侵入して液化し、軸受け部分とケースとによって形成される窪み部分に溜まる可能性があり、クリップ端子と基板の接触部分、クリップ端子と端子の接触部分が腐食して接触の信頼性が損なわれ、また電極同士が水によりショートしてしまうという問題があった。
尚、軸受け部分と基板の端部が長手方向で重ならないようにするか、外方へ軸受け部分を突出させれば上記問題は解決するが、製品の長さ寸法が大きくなることや、操作軸の可動範囲が短くなるなどの問題がある。

したがって、本発明では上述した問題点を解決し、製品の操作軸の長手方向の寸法を大きくすることなく、また、操作軸の可動範囲を短くすることなく、安定して操作軸の保持が可能で、同時に内部に溜まった水が電極や端子など導電部の接触部分へ影響しないＥＧＲセンサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、軸線方向に直線的に移動可能な操作軸と、この操作軸によって駆動される摺動子と、複数の外部導出端子及び電極を有し前記摺動子が摺動される基板と、前記操作軸を挿通する挿通孔が設けられ、前記操作軸の移動をガイドする軸受け部と前記基板と前記摺動子を収納する収納部を有するケーシングとを備え、前記軸受け部は前記ケーシングが取り付けられる際には下方側に位置されるものとされ、前記軸受け部の側面には、前記収納部に収納された前記基板の前記外部導出端子あるいは電極の取り付け位置よりも下方に位置し、前記収納部内から前記挿通孔に繋がる溝あるいは孔からなる連結路を設け、この連結路を介して前記収納部内に溜まった水分を外部へ排出するようにした構成とした。

また、第２の解決手段として、前記連結路を、前記軸受け部の前記操作軸の軸線方向に直交した方向に形成した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記連結路を、前記軸受け部の前記操作軸の軸線方向に形成した構成とした。
また、第４の解決手段として、前記連結路を、前記軸受け部の円周方向に沿って複数形成した構成とした。

また、第５の解決手段として、軸線方向に直線的に移動可能な操作軸と、この操作軸によって駆動される摺動子と、複数の外部導出端子及び電極を有し前記摺動子が摺動される基板と、前記操作軸を挿通する挿通孔が設けられ、前記操作軸の移動をガイドする軸受け部と前記基板と前記摺動子を収納する収納部を有するケーシングとを備え、前記軸受け部は前記ケーシングが取り付けられる際には下方側に位置されるものとされ、前記操作軸の側面には、軸線方向に延びる溝からなる連結路を形成し、前記操作軸の第１の操作位置では、前記連結路が前記収納部内と外部とを直接連結して、前記連結路を介して前記収納部内に溜まった水分を外部へ排出するようにし、前記操作軸の第２の操作位置では、前記連結路は前記収納部内と外部とを直接連結しないようにした構成とした。
また、第６の解決手段として、前記第１の操作位置がエンジン停止状態のバルブクローズ時であり、前記第２の操作位置がエンジン駆動状態のバルブ作動時である構成とした。

以上説明したように、本発明のＥＧＲセンサは、軸線方向に直線的に移動可能な操作軸と、操作軸によって駆動される摺動子と、複数の外部導出端子及び電極を有し摺動子が摺動される基板と、操作軸を挿通する挿通孔が設けられ、操作軸の移動をガイドする軸受け部と基板と摺動子を収納する収納部を有するケーシングとを備え、軸受け部はケーシングが取り付けられる際には下方側に位置されるものとされ、軸受け部の側面には、収納部に収納された基板の外部導出端子あるいは電極の取り付け位置よりも下方に位置し、収納部内から挿通孔に繋がる溝あるいは孔からなる連結路を設け、連結路を介して収納部内に溜まった水分を外部へ排出するようにしたことから、内部に溜まった水は、基板の外部導出端子あるいは電極より下面に位置すると共に、連結路を通って外部へ排出するので、外部導出端子あるいは電極が水中に浸漬することがなく、接触部分が腐食したりショートするのを防止できる。
また、軸受け部の操作軸を受ける受面の長さは維持できるので、確実に操作軸を保持することができる。

また、連結路を、軸受け部の操作軸の軸線方向に直交した方向に形成したことから、連結路は軸受け部の側面で操作軸によって塞がれているので、排気ガスに含まれる水分が大量に侵入することはない。
また、連結路を、軸受け部の操作軸の軸線方向に形成したことから、内部に溜まった水分を操作軸に沿って排出できるので、確実に外部へ排出できる。
また、連結路を、軸受け部の円周方向に沿って複数形成したことから、外部へ排出する水の速度を速められ水位の低下を速くできると共に、操作軸の保持を確実に行える。

また、軸線方向に直線的に移動可能な操作軸と、操作軸によって駆動される摺動子と、複数の外部導出端子及び電極を有し摺動子が摺動される基板と、操作軸を挿通する挿通孔が設けられ、操作軸の移動をガイドする軸受け部と基板と摺動子を収納する収納部を有するケーシングとを備え、軸受け部はケーシングが取り付けられる際には下方側に位置されるものとされ、操作軸の側面には、軸線方向に延びる溝からなる連結路を形成し、操作軸の第１の操作位置では、連結路が収納部内と外部とを直接連結して、連結路を介して収納部内に溜まった水分を外部へ排出するようにし、操作軸の第２の操作位置では、連結路は収納部内と外部とを直接連結しないようにしたことから、第１の操作位置では内部に溜まった水は、連結路を通って外部へ排出するので、外部導出端子あるいは電極が水中に浸漬することがなく、接触部分が腐食したりショートするのを防止でき、第２の操作位置では、外部からの水分の侵入を抑えることができる。

また、第１の操作位置がエンジン停止状態のバルブクローズ時であり、第２の操作位置がエンジン駆動状態のバルブ作動時であることから、水が収納部の内部へ侵入し易いバルブ作動時においては連結路が内部あるいは外部とは連通せず、侵入し難いバルブクローズ時には連結路が内部あるいは外部と連通するようにしたので、効率良く、排気ガス中の水分の侵入を抑えながら、確実に、内部に溜まった水分を排出することができる。

以下、本発明のＥＧＲセンサの実施形態を図１乃至図５に示す。図１は本発明のＥＧＲセンサの断面図、図２は同じくＥＧＥセンサを示す要部断面図、図３はＥＧＲセンサの他の実施例を示す要部断面図、図４及び図５は更に他の実施例を示す要部断面図で、図４は操作軸の第１の操作位置を示し、図５は操作軸の第２の操作位置を示す。

図１及び図２において、合成樹脂の成型品からなるケース１は、一方が開放して設けられた空洞状の収納部１ａと、収納部１ａ内で前後方向に延びる凹状の一対の肩部１ｂと、収納部１ａ内に位置し、後面壁１ｃから延びる凸部１ｄと、前面壁１ｅに設けられた筒状の取付部１ｆと、収納部１ａに対して直角方向に突出する筒状部１ｇとを有している。

上面に抵抗体２が設けられた基板３は、ケース１の一対の肩部１ｂに挿入されて、収納部１ａ内に位置すると共に、下面側からバネ４によって押圧され、肩部１ｂに押し付けられて収納部１ａ内に取り付けられている。そして、この基板３に設けられた抵抗体２は、電極がケース１に埋設されたＬ字状のコネクタ用のピン５の一端と、接続クリップ６によって電気的に接続されている。このコネクタ用のピン５及び接続クリップ６が外部導出端子となっている。

合成樹脂の成型品からなる蓋体７は、円形で平板状の基部７ａと、この基部７ａの中央部に外方へ突出して設けられ、中心部に円形状の挿通孔７ｂを有し、収納部１ａの内方へ延出する筒状の軸受け部７ｃとを有している。そして、この蓋体７は、ケース１の開放部を覆うように、ケース１の取付部１ｆにカシメにより取り付けられている。そして、この蓋体７とケース１とで内部に収納部１ａを有するケーシングが構成されている。

また、図２に示すように、前記軸受け部７ｃの側面には、収納部１ａ内から挿通孔７ｂに繋がる溝あるいは孔からなる連結路７ｄが設けられている。また、この連結路７ｄは、前記軸受け部７ｃの底面側で操作軸８の軸線方向Ｇ１に直交した方向に形成されている。この場合、前記軸受け部７ｃは、前記ケース１がＥＧＲバルブ装置などに取り付けられる際には下方側に位置されるものとされ、前記連結路７ｄは収納部１ａに収納された基板３の電極と接続された外部導出端子であるピン５や接続クリップ６、あるいは電極の取り付け位置よりも下方に位置するように設けられており、この連結路７ｄを介して収納部１ａ内に溜まった水分を外部へ排出できるように形成されている。

尚、この場合、前記連結路７ｄは少なくとも１個設ければ良いが、軸受け部７ｃの円周方向に沿って複数形成するようにしてもよく、このようにすれば、外部へ排出する水の速度を速められ、水位の低下を速くすることができると共に、軸受け部７ｃの全周で操作軸８の軸部８ａを受けられるので操作軸８の保持を確実に行えるものとなっている。

操作軸８は、円柱状の軸部８ａと、この軸部８ａの前端に設けられた小判形状の鍔部８ｂと、軸部８ａの後端部から軸線方向Ｇ１に突出した小径部８ｄとを有している。そして、操作軸８の蓋体７への組立は、操作軸８を蓋体７の前方に位置させて、軸部８ａを挿通孔７ｂに合わせた状態で、操作軸８の後方部から挿通孔７ｂに挿入する。そして、図示しない抜け止め部材でケース１に軸線方向Ｇ１に移動可能な状態で抜け止めする。

合成樹脂の成型品からなる可動部材９は、基部９ａと、基部９ａの中央部に設けられた凹部９ｂと、基部９ａから上方に延びるバネ受け部９ｃとを有する。また、この可動部材９の下部には、金属板からなる摺動子１０が取り付けられ、そして、この摺動子１０を取り付けた可動部材９は、摺動子１０を抵抗体２に接触させた状態で、収納部１ａ内で直線移動可能にケース１に取り付けられている。そして、ここでは図示しないが、可動部材９は、ケース１に設けられたガイド部によって、移動時のガイドが行われるようになっている。また、抵抗体２と摺動子１０とからなる可変抵抗器で検出手段Ｋ１が構成されている。

コイルバネ１１は、収納部１ａ内に位置し、中心部にケース１の凸部１ｄが嵌入して、一端が後面壁１ｃに当接すると共に、他端が可動部材９のバネ受け部９ｃに当接した状態で配置されている。また、操作軸８と可動部材９とが組み込まれた際、図１に示すように、小径部８ｄが可動部材９の凹部９ｂに位置した状態となっており、そして、コイルバネ１１によって可動部材９が前方に付勢されて、可動部材９が操作軸８の小径部８ｄに弾接された状態にあると共に、操作軸８もコイルバネ１１で押されて、図示しない抜け止め部がケース１に当接した状態となっている。

次に、このような構成を有するＥＧＲセンサの組立方法を説明すると、先ず、基板３をケース１の収納部１ａ内に取り付けた後、接続クリップ６を基板３の抵抗体２の電極とコネクタ用のピン５とに挟持させて取り付ける。次に、コイルバネ１１をケース１の凸部１ｄにはめ合わせた後、摺動子１０を取り付けた可動部材９をケース１の収納部１ａ内のガイド部にはめ合わせ、しかる後、操作軸８を挿通した蓋体７を、操作軸８の小径部８ｄを可動部材９の凹部９ｂに係合させてケース１に抜け止めした後、ケース１にカシメによって取り付ける。

このような構成を有する本発明のＥＧＲセンサは、セットメーカーにおいて、図示しないソレノイドに組み合わされる。ソレノイドは、金属製のカバーと、カバー内に設けられた中空状のコイルと、コイルの中央部に設けられ、ＥＧＲ弁に連結された鉄心からなるロッドとで構成され、このソレノイドは、カバーをＥＧＲセンサのケース１の前面壁１ｅに取り付けて、ソレノイドとＥＧＲセンサとが組み合わされている。

次に、本発明のＥＧＲセンサの動作を説明すると、自動車のＥＧＲバブルを駆動するソレノイドのロッドによって、操作軸８がコイルバネ１１に抗して押されると、この操作軸８によって、可動部材９がガイド部をガイドにして軸線方向Ｇ１に直線的に移動する。すると、摺動子１０が抵抗体２上を移動し、その結果、検出手段Ｋ１によって抵抗値が変わり、操作軸８の移動量の検出を行うようになる。本実施例においては、このＥＧＲバルブ作動時の操作軸８の押し込み位置を第２操作位置とする。

また、ロッドによる操作軸８の押圧が解除されると、コイルバネ１１によって、可動部材９が押し戻されると共に、操作軸８も可動部材９によって、元の状態に押し戻されて初期の状態に戻る。このＥＧＲバルブクローズ時の操作軸８が押し戻された位置を第１操作位置とする。このようにして、本発明のＥＧＲセンサの動作が行われるものである。

上記した実施例の構成においては、軸受け部７ｃの側面に、収納部１ａに収納された基板３の外部導出端子であるコネクタ用のピン５や接続クリップ６あるいは電極の取り付け位置よりも下方に位置し、収納部１ａ内から挿通孔７ｂに繋がる溝あるいは孔からなる連結路７ｄを設け、この連結路７ｄを介して収納部１ａ内に溜まった水分を外部へ排出するようにしたことから、内部に溜まった水は、基板３の電極と接続された外部導出端子あるいは電極より下面に位置すると共に、連結路７ｄを通って外部へ排出するので、外部導出端子あるいは電極が水中に浸漬することがなく、接触部分が腐食したりショートするのを防止できるものとなっている。また、軸受け部７ｃの操作軸８を受ける受面の長さは維持できるので、確実に操作軸８を保持することができるものとなっている。

また、連結路７ｄを、軸受け部７ｃの操作軸８の軸線方向Ｇ１に直交した方向に形成したことから、連結路７ｄは軸受け部７ｃの側面で操作軸８によって塞がれているので、排気ガスに含まれる水分が大量に侵入するのを抑えることができるものとなっている。

なお、上記実施例では、検出手段Ｋ１は、抵抗体２と摺動子１０とからなる可変抵抗器で説明したが、検出手段Ｋ１を磁石とホールＩＣ等の検出部材で構成しても良い。

図３は、本発明の他の実施例を示し、上記実施例とは蓋体７の軸受け部７ｃに設けられた挿通孔７ｂの連結路７ｄの構成が一部相違している。すなわち、図３において、連結路７ｄは、軸受け部７ｃの操作軸８の軸線方向Ｇ１に形成されている。このように、連結路７ｄを操作軸８の軸線方向Ｇ１に形成したことから、内部に溜まった水分を操作軸８に沿って排出できるので、確実に外部へ排出することができる。
また、連結路７ｄを、軸受け部７ｃの円周方向に沿って複数形成するようにすれば、外部へ排出する水の速度を速められ、水位の低下を速くすることができると共に、軸受け部７ｃの全周で操作軸８の軸部８ａを受けられるので操作軸８の保持を確実に行えるものとなっている。

図４及び図５は、本発明の更に他の実施例を示し、この場合には、水分を外部へ排出するための連結路は、軸受け部７ｃの側面には形成されておらず、操作軸８の側面の軸線方向Ｇ１に延びる溝からなる連結路８ｃが形成されている。
そして、図４に示すように、コイルバネ１１によって操作軸８が初期の状態に押し戻された状態の時、連結路８ｃが収納部１ａ内と外部とを直接連結するようになっている。この状態が操作軸８の第１の操作位置とされ、この第１の操作位置がエンジン停止状態のＥＧＲバルブのクローズ時であり、この操作軸８の第１の操作位置では、連結路８ｃが収納部１ａ内と外部とを直接連結して、連結路８ｃを介して収納部１ａ内に溜まった水分を外部へ排出するように形成されている。

また、図５に示すように、自動車のＥＧＲバブルを駆動するソレノイドのロッドによって、操作軸８がコイルバネ１１に抗して押されると、操作軸８が軸線方向Ｇ１に直線的に移動して、連結路８ｃが収納部１ａ内部へ移動して収納部１ａ内に収納されるようになっている。この状態が操作軸８の第２の操作位置とされ、この第２の操作位置がエンジン駆動状態のＥＧＲバルブの作動時であり、この操作軸８の第２の操作位置では、連結路８ｃは収納部１ａ内と外部とを直接連結しないようになっている。

このように、操作軸８の側面に、軸線方向Ｇ１に延びる溝からなる連結路８ｃを形成して、操作軸８の第１の操作位置では、連結路８ｃが収納部１ａ内と外部とを直接連結して、連結路８ｃを介して収納部１ａ内に溜まった水分を外部へ排出するようにし、操作軸８の第２の操作位置では、連結路８ｃは収納部１ａ内と外部とを直接連結しないようにしたことから、第１の操作位置では内部に溜まった水は、連結路８ｃを通って外部へ排出するので、基板３の電極と接続された外部導出端子あるいは電極が水中に浸漬することがなく、接触部分が腐食したりショートするのを防止でき、第２の操作位置では、外部からの水分の侵入を抑えることができるものとなっている。

また、第１の操作位置がエンジン停止状態のＥＧＲバルブのクローズ時であり、第２の操作位置がエンジン駆動状態のＥＧＲのバルブ作動時であることから、水が収納部１ａの内部へ侵入し易いバルブ作動時においては連結路８ｃが内部あるいは外部とは連通せず、侵入し難いバルブクローズ時には連結路８ｃが内部あるいは外部と連通するようにしたので、効率良く、排気ガス中の水分の侵入を抑えながら、確実に、内部に溜まった水分を排出することができるものとなっている。

本発明のＥＧＲセンサを示す断面図である。本発明のＥＧＥセンサを示す要部断面図である。本発明のＥＧＲセンサの他の実施例を示す要部断面図である。本発明の更に他の実施例で操作軸の第１の操作状態を示す要部断面図である。本発明の図４の操作軸の第２の操作状態を示す要部断面図である。従来のＥＧＲセンサを示す断面図である。

符号の説明

１：ケース（ケーシング）
１ａ：収納部
１ｂ：肩部
１ｃ：後面壁
１ｄ：凸部
１ｅ：前面壁
１ｆ：取付部
１ｇ：筒状部
２：抵抗体
３：基板
４：バネ
５：ピン（外部導出端子）
６：接続クリップ（外部導出端子）
７：蓋体（ケーシング）
７ａ：基部
７ｂ：挿通孔
７ｃ：軸受け部
７ｄ：連結路
８：操作軸
８ａ：軸部
８ｂ：鍔部
８ｃ：連結路
８ｄ：小径部
９：可動部材
９ａ：基部
９ｂ：凹部
９ｃ：バネ受け部
１０：摺動子
１１：コイルバネ
Ｇ１：軸線方向
Ｋ１：検出手段

Claims

軸線方向に直線的に移動可能な操作軸と、この操作軸によって駆動される摺動子と、複数の外部導出端子及び電極を有し前記摺動子が摺動される基板と、前記操作軸を挿通する挿通孔が設けられ、前記操作軸の移動をガイドする軸受け部と前記基板と前記摺動子を収納する収納部を有するケーシングとを備え、前記軸受け部は前記ケーシングが取り付けられる際には下方側に位置されるものとされ、前記軸受け部の側面には、前記収納部に収納された前記基板の前記外部導出端子あるいは電極の取り付け位置よりも下方に位置し、前記収納部内から前記挿通孔に繋がる溝あるいは孔からなる連結路を設け、この連結路を介して前記収納部内に溜まった水分を外部へ排出するようにしたことを特徴とするＥＧＲセンサ。
前記連結路を、前記軸受け部の前記操作軸の軸線方向に直交した方向に形成したことを特徴とする請求項１記載のＥＧＲセンサ。
前記連結路を、前記軸受け部の前記操作軸の軸線方向に形成したことを特徴とする請求項１記載のＥＧＲセンサ。
前記連結路を、前記軸受け部の円周方向に沿って複数形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＥＧＲセンサ。
軸線方向に直線的に移動可能な操作軸と、この操作軸によって駆動される摺動子と、複数の外部導出端子及び電極を有し前記摺動子が摺動される基板と、前記操作軸を挿通する挿通孔が設けられ、前記操作軸の移動をガイドする軸受け部と前記基板と前記摺動子を収納する収納部を有するケーシングとを備え、前記軸受け部は前記ケーシングが取り付けられる際には下方側に位置されるものとされ、前記操作軸の側面には、軸線方向に延びる溝からなる連結路を形成し、前記操作軸の第１の操作位置では、前記連結路が前記収納部内と外部とを直接連結して、前記連結路を介して前記収納部内に溜まった水分を外部へ排出するようにし、前記操作軸の第２の操作位置では、前記連結路は前記収納部内と外部とを直接連結しないようにしたことを特徴とするＥＧＲセンサ。
前記第１の操作位置がエンジン停止状態のバルブクローズ時であり、前記第２の操作位置がエンジン駆動状態のバルブ作動時であることを特徴とする請求項５記載のＥＧＲセンサ。