JP5185365B2 - スロットル開度センサアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、概して、自動車で用いられるタイプのスロットル開度センサに関する。

関連出願の相互参照
本願は、本願に引用して援用する、２００７年４月９日出願の米国仮特許出願第６０/９１０，７２６号の優先権を主張するものである。

最新の自動車はスロットル開度センサアセンブリを含み、そのスロットル開度センサアセンブリは、スロットルプレートの回転位置を検出し、その位置を表す出力信号を生成する。その電気信号は、入力信号として、自動車の内燃機関の全体的な動作を制御するエンジン管理装置に電気的に接続される。エンジン管理装置は、典型的にはマイクロプロセッサをベースとした構成である。

典型的には、以前より知られているスロットル開度センサアセンブリは回転式本体を含み、その回転式本体は、本体とスロットルプレートシャフトが互いに同調して回転するように、スロットルプレートシャフトに装着される。場合によっては、センサアセンブリ中の回転式本体は、断面形状が非円形、典型的には正方形である空洞を含み、その断面形状はスロットルプレートシャフトと同じ非円形である。したがって、シャフトの端部が本体空洞内に配置されると、スロットルシャフトに関する本体の回転角度が固定される。同様に、スロットルシャフトと本体はその後互いに同調して回転する。

しかし、こうした以前より知られているスロットル開度センサアセンブリの、まず挙げられる欠点は、スロットル開度センサをスロットル主本体に装着するときにスロットルプレートシャフトを回転式本体の空洞と適切に位置合わせするのに少し時間がかかることである。さらに、スロットルプレートシャフトと本体空洞が互いに正確に位置合わせされるまでは、スロットルシャフトの端部を空洞内へと滑り込ませることができない。

スロットルプレートシャフトを本体空洞と正確に位置合わせする必要があると、センサを含むスロットルアセンブリ全体の組付け時間が長くなる。したがって、このように時間が長くかかると、自動車の製造コスト全体が増大する。

本発明は、以前より知られているスロットル開度センサアセンブリの、上記で言及した欠点を克服するスロットル開度センサアセンブリを提供する。

簡潔に言うと、本発明は、円筒形の空洞の一端部がプレートで閉じられたハウジングを備える。その際、円筒形の本体がハウジング空洞内に回転式に取り付けられる。

位置合わせクリップが、本体の軸と位置合わせされ本体と同調して回転するように、本体に装着される。この位置合わせクリップはさらに、スロットルプレートシャフトと本体が互いに関する所定の回転位置まで自動的に位置合わせされるようにスロットルプレートシャフトの端部を受けるように寸法設定される。

円筒形の本体の軸と位置合わせした状態で、センサがハウジングに取り付けられる。このセンサは、ハウジングに関する本体の回転位置を表す出力信号を生成する。したがって、センサからの出力は、スロットルプレートシャフトの角度位置を表す。

好ましくは、位置合わせクリップは、対向する２つの側方部分を有するばね金属のクリップから構成され、それら対向する２つの側方部分はそれらの間に狭いスロットを形成する。この狭いスロットは、スロットルプレートシャフトの平坦な端部を受けるように寸法設定される。さらに、位置合わせクリップは、スロットルプレートシャフト挿入の際にある程度曲げることができるので、組付けプロセス中の本体とのスロットルプレートシャフトの位置合わせ不良に耐える。これは、その結果としてスロットルおよびスロットルセンサアセンブリ全体の組付けプロセスを容易かつ迅速にする。

本発明の好ましい実施形態を示す分解底面斜視図である。 本発明の好ましい実施形態の底面図である。 本発明の好ましい実施形態の部分側面断面図である。 本発明の一構成要素を示す斜視図である。 本発明の好ましい実施形態の上面斜視図である。 本発明の動作を示す軸方向概略図である。 本発明の動作を示す軸方向概略図である。

添付の図面と共に読むときに以下の詳細な説明を参照する際に本発明がより良く理解されるであろう。添付の図面では同様の参照文字はいくつかの図にわたって同様の部品を指す。

まず図１〜図３を参照すると、スロットル主本体１２（図３）に取り付けられる、本発明によるスロットル開度センサアセンブリ１０の好ましい実施形態が示されている。スロットル開度センサ１０は、出力端子１７（図５）でスロットルプレートの位置を表す電気出力信号を生成する。

スロットル開度センサアセンブリ１０は、好ましくはプラスチック材料から作られたハウジング１６を含む。円筒形の空洞１８（図１）が、スロットル主本体１２から外側に延びるスロットルプレートシャフト１５（図３）の軸と空洞１８の軸が整列されるように、ハウジング１６内に形成される。さらに、円筒形の空洞１８の内側端部は、好ましくはハウジング１６と一体型の構成である、プレート２０によって閉じられる。

空洞１８の直径と同じかまたはそれより少し小さい直径の円筒形の本体２２が、空洞１８内に回転式に配置される。したがって、本体２２はスロットルシャフト１５と同軸である。

非円形であり、好ましくは方形である凹所２４が、本体２２のうちスロットルシャフト１５に面した軸方向の端部に形成される。次に、断面形状が凹所２４の形状に相補的である位置合わせクリップ２８が、本体２２と同調して回転するように、凹所２４内に配置される。

図１〜図４に最良に示すように、位置合わせクリップ２８は、２つの側方部分３０および３２を含む弾性材料、好ましくはばね鋼から構成され、それら側方部分３０と３２が一緒に、それらの間に細長いスロット３４を形成する。位置合わせクリップ２８を本体２２に固定するために、任意の従来の手段を用いることができる。

位置合わせクリップ２８は、位置合わせクリップ２８の側方部分３０と３２との間に形成されたスロット３４でスロットルシャフト１５の平坦な端部３８を受けるように寸法設定される。したがって、スロット３４を通してスロットルシャフト１５の平坦な部分３８を挿入する際には、位置合わせクリップの側方部分３０および３２は、スロットルシャフトの平坦な部分３８を収容するように外側に曲がり、位置合わせクリップ２８、したがって本体２２をスロットルシャフト１５と自動的に位置合わせする。さらに、センサをスロットル主本体１２に組み付ける間に、シャフト１５と位置合わせクリップ２８の位置合わせ不良があっても、スロットルシャフト１５との位置合わせクリップ２８の上記の自動の位置合わせが起きる。例えば、図６Ａに最良に示すように、シャフト１５は、クリップ２８に関して少し位置合わせ不良になっている。しかし、図６Ｂに示すようにシャフト１５がクリップに挿入されると、クリップ２８は自動的にシャフト１５とクリップ２８を互いに位置合わせする。代わりに、どんな位置合わせ不良でも、単に、位置合わせクリップ２８の側方部分３０および３２を曲げ、位置合わせクリップ側方部分３０および３２の外側縁部３１および３２がシャフトの一部分３８にぴったり当接するまで、装着した円筒形の本体２２と共に自動的に位置合わせクリップ２８を回転させるだけである。

したがって、スロットル開度センサアセンブリ１０をスロットルアセンブリ１２に連結する際に、位置合わせクリップ２８がスロットルプレートシャフト１５を本体２２と自動的に位置合わせすることを理解することができる。

再度図３を参照すると、センサアセンブリ１０からスロットルプレートシャフト１５の位置を表す出力信号を生成するためには、本体２２のうちスロットルプレートシャフト１５から離れる方に向く方の軸方向端部４２にロータ４０を取り付ける。ロータ４０を本体２２に固定するために、ねじなど、任意の従来の手段を用いることができる。

ロータ４０は、プレート２０の内面にぴったり当接する。ロータ４０とプレート２０との間にこのようなぴったりした当接を維持するためには、好ましくは、リテーナ４６と本体２２の端部２６との間で波形ばね４４が圧縮される。リテーナ４６は、波形ばね４４が本体２２を軸方向にプレート２０に向けて押しやるようにハウジング１６に固定される。

図５に最良に示すように、ハウジング１６は、ハウジング中に形成された空洞１８を囲むコンパートメント５０を含む。このコンパートメント５０は、好ましくは、プラスチックのハウジング１６との一体型の構成である。

誘導センサ５２が、そのセンサ５２の一部分５４がプレート２０と位置合わせされ、したがって本体２２に取り付けられたロータ４０と位置合わせされるように、コンパートメント内に配置される。スロットルプレートシャフト１５の回転によって引き起こされる本体２２の回転中に、ロータ４０とセンサ５２との間の磁気の協働により電気出力信号が生成され、その電気出力信号はスロットルプレートシャフト１５の回転位置を示して変化しその位置を表す。端子１７からのこうした出力信号は、典型的にはエンジン管理装置に電気的に接続される。

センサ５２を汚染から保護するためには、好ましくは、カバー６０が、コンパートメント５０上に配置され、シール６２によって封止してコンパートメント５０に連結される。そうすると、センサ５２は汚染および外部要素から完全に隔離される。

同様に、好ましくは、ハウジング１６とスロットルアセンブリ１２との間にシール６４（図１）が配置される。したがって、このシール６４は、汚染および他のデブリから回転式本体２２およびその関連の構成要素を保護する。

次に、特に図１を参照すると、多くの最新のスロットルが、電気的に制御されている。したがって、１つ以上の電気端子６８がセンサハウジング１６に取り付けられる。これらの端子６８は、ハウジング１６の外部に電気的にアクセス可能であり、電気的にスロットルプレートシャフト１５を作動させるのに用いられるサーボモータまたは他の機構に電気的な接続点を設ける。

上記のことから、位置合わせの初期不良があっても回転式のセンサ要素または本体とスロットルプレートシャフトとの迅速かつ自動の位置合わせを容易にする、単純であるが、非常に効果的なスロットル開度センサアセンブリを本発明が提供することを理解することができる。したがって、スロットルアセンブリへのスロットル開度センサアセンブリの組付け時間の短縮により、自走車両の組立てに関する相当なコスト削減がもたらされる。

本発明を説明してきたが、添付の請求項の範囲によって定義された本発明の精神から逸脱することなしに本発明に属する本発明の多くの変形が当業者には明らかになるであろう。

Claims (11)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに回転式に取り付けられた本体と、
   前記本体と同調して回転するように前記本体に装着された位置合わせクリップであって、当該位置合わせクリップが、スロットルプレートシャフトの端部を受け前記本体を前記スロットルプレートシャフトに位置合わせするように寸法設定される、位置合わせクリップと、
   前記ハウジングに取り付けられたセンサであって、前記ハウジングに関する前記本体の回転位置を表す出力信号を生成するセンサと、
   を備え、
   前記スロットルプレートシャフトの前記端部が、互いから離間し互いに平行な平面上に配置された、二つの平坦な部分を有し、
   前記位置合わせクリップは、ばね鋼製で、基部および前記基部から延びる互いから離間し平行な二つの側方部分から構成され、前記位置合わせクリップの前記側方部分が、これらの間にスロットを形成し、前記スロットが、前記スロットルプレートシャフトの前記平坦な部分間の距離よりも狭い幅を有し、これにより、前記スロットルプレートシャフトの前記端部が前記位置合わせクリップのスロットに挿入されたときに、前記位置合わせクリップの前記側方部分が、前記スロットルプレートシャフトの前記平坦な部分と係合し、前記スロットルプレートシャフトを前記クリップに自動的に弾性的に位置合わせし、
   前記本体が、前記位置合わせクリップの前記基部と相補的な形状を有する非円形の凹所を有し、前記位置合わせクリップが前記凹所に配置されることにより、前記位置合わせクリップを前記本体に自動的に位置合わせする、
   ことを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
2. 請求項１に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記センサが誘導センサを備えることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
3. 請求項１に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記ハウジングが、前記本体と位置合わせされるが前記本体から分離しているコンパートメントを含み、前記センサが、前記コンパートメント内に配置されることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
4. 請求項３に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記コンパートメントを覆いかつ閉じるカバーを備えることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
5. 請求項１に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記位置合わせクリップが一体型の構成であることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
6. 請求項１に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記本体を前記センサに向けて軸方向に押しやるばねを備えることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
7. 請求項１に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記本体の端部に装着したロータを備えることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
8. 請求項１に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記本体の形状が円筒形であり、前記ハウジングが、形状および寸法が前記本体に相補的な円筒形の空洞を含み、プレートが、前記空洞の一端部を覆いかつ閉じるように延び、前記本体が、前記本体の軸方向の一端部が前記プレートの一側部に隣接して配置されるように、前記空洞内に回転式に配置されることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
9. 請求項８に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記センサが、前記プレートのもう一方の側部に取り付けられることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
10. 請求項９に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記プレートと前記ハウジングが一体型の構成であることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。
11. 請求項９に記載のスロットル開度センサアセンブリであって、前記プレートと前記ハウジングが、プラスチックの一体型の構成であることを特徴とするスロットル開度センサアセンブリ。

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