JP6594811B2 - インダクティブセンサー用ローターユニット - Google Patents

Description

本発明は例えばスロットルセンサーなどに利用されるインダクティブセンサー用のローターユニットに関する。

特許文献１はスロットル弁を開示する。スロットル弁の弁体は回転軸周りで回転する。回転にあたって回転軸にはギア機構を介して電動モーターから駆動力が伝達される。回転軸に結合される最終ギアにはインダクタンス式のスロットルセンサーのローター部分が連結される。スロットルセンサーはスロットル弁の開度を検出する。

米国特許第７０２８９７９号明細書

スロットルセンサーは最終ギアに取り付けられる導電性のセンサーローターを備える。センサーローターは最終ギアの表面から離れた位置で保持される。センサーローターの保持にあたって最終ギアの表面には回転軸線に同軸に円筒状の台座が形成される。こうした最終ギアの形状の複雑化は製造コストの上昇をもたらす。

本発明は、ギアその他の支持体の形状の単純化に寄与するインダクティブセンサー用ローターユニットを提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、回転軸線回りで回転する絶縁性の支持体と、前記支持体の表面から離れた位置で、前記回転軸線回りで周方向に等間隔で配置されて径方向に延びる複数の導電性薄板片と、前記導電性薄板片から連続し、前記回転軸線回りで周方向に延びて前記導電性薄板片の径方向内端または径方向外端同士を相互に連結する複数の導電性連結片と、前記導電性連結片の径方向内端同士を相互に連結する導電性連結片の外周部から連続し、前記支持体の前記表面に結合される複数の支持脚とを備え、前記導電性薄板片および前記導電性連結片並びに前記支持脚は１枚の平板状の金属板から形成され、前記支持脚は、前記導電性薄板片の径方向内端同士を連結する導電性連結片の外周部から折り曲げ成形されて、その折り曲げ部は直線状とされるインダクティブセンサー用ローターユニットが提供される。

第２側面によれば、回転軸線回りで回転する絶縁性の支持体と、前記支持体の表面から離れた位置で、前記回転軸線回りで周方向に等間隔で配置されて径方向に延びる複数の導電性薄板片と、前記導電性薄板片から連続し、前記回転軸線回りで周方向に延びて前記導電性薄板片の径方向内端または径方向外端同士を相互に連結する複数の導電性連結片と、前記導電性連結片の少なくともいずれかから連続し、前記支持体の前記表面に結合される複数の支持脚とを備え、前記支持脚は、前記支持体の表面に重ねられて、プッシュナット形式の係合片を形成する接続薄板を備え、前記支持体は、前記接続片を象った窪みを有する。

第１側面によれば、導電性薄板片および導電性連結片は、個々に独立した支持脚で、支持体の表面から離れた位置に保持される。導電性薄板片および導電性連結片の保持にあたって、支持体の表面から突出する台座の形成は省略されることができる。支持脚は回転軸線回りに周方向に連続するわけではないので、材料の減容化や軽量化は実現されることができる。

また、導電性薄板片および導電性連結片が支持体の表面から離れた位置に保持される際に、導電性薄板片および導電性連結片とは異なる素材で導電性薄板片および導電性連結片を支持する場合に比べて製造工程は簡素化される。

また更に、１枚の金属板の中でローターユニットの広がりは最小限に留められることができ、したがって、材料は最大限に有効に利用されることができる。

第２側面によれば、支持脚はプッシュナットで支持体の表面に結合されることから、簡単に組み立てられることができる。

また、支持脚の接続片は支持体の窪みに嵌まり込むことができるので、導電性薄板片および導電性連結片は簡単に支持体に対して位置決めされることができる。窪みに接続片は位置決めされることから、プッシュナットは簡単に支持体に結合されることができる。

エンジンのスロットル弁装置の断面図である。 第１実施形態に係るローターユニットの拡大斜視図である。 導電体の展開図である。 第２実施形態に係るローターユニットの拡大斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１はスロットル弁装置１１の全体構成を概略的に示す。スロットル弁装置１１はスロットルボディ１２を備える。スロットルボディ１２は例えば金属材料から鋳造される。スロットルボディ１２は吸気路１３を区画する。スロットルボディ１２は、複数のボルト１４で自動二輪車や自動車といった車両向けエンジンの吸気マニホールド（図示されず）に固定される。

吸気路１３にはバタフライ型のスロットル弁１５が配置される。スロットル弁１５には、水平方向に延びる軸心Ｘｉｓを有する弁軸１６が取り付けられる。スロットル弁１５は弁軸１６の軸心Ｘｉｓ回りに回転自在にスロットルボディ１２に支持される。スロットル弁１５は吸気路１３の断面形状を象った外形を有する。スロットル弁１５は弁軸１６の回転動作に応じて吸気路１３を開閉する。

スロットル弁１５には減速ギア機構１７を介して電動モーター１８が連結される。減速ギア機構１７および電動モーター１８は制御室１９に収容される。制御室１９は、スロットルボディ１２の外面と、スロットルボディ１２に取り付けられるハウジングカバー２１との間に区画される。ハウジングカバー２１は例えば樹脂材料から成型される。ハウジングカバー２１は複数のビス２２でスロットルボディ１２に固定される。電動モーター１８の出力軸２３はスロットル弁１５の弁軸１６に平行に設置される。

減速ギア機構１７は、電動モーター１８の出力軸２３に固着される１次駆動ギア２４と、出力軸２３に平行に延びる中間軸２５に回転自在に支持される１次被駆動ギア２６と、１次被駆動ギア２６に同軸に固定される２次駆動ギア２７と、弁軸１６に固着される２次被駆動ギア２８とを備える。１次被駆動ギア２６は１次駆動ギア２４に噛み合う。２次駆動ギア２７は２次被駆動ギア２８に噛み合う。２次被駆動ギア２８はセクター型に形成される。電動モーター１８が作動すると、出力軸２３の回転は２段階で減速されて弁軸１６に伝達される。こうしてスロットル弁１５の開閉は実現される。２次被駆動ギア２８には捩じりコイルばねよりなる閉じばね２９が接続される。閉じばね２９は、弁軸１６の軸心Ｘｉｓ回りに閉じ方向にスロットル弁１５に弾性駆動力を付与する。

スロットル弁１５の弁軸１６とハウジングカバー２１との間にはスロットル弁１５の開度を検出するインダクティブセンサー３１が構築される。インダクティブセンサー３１は、励起導体３２を保持するローターユニット３３と、ローターユニット３３の励起導体３２に向き合わせられるステーター３４とを備える。第１実施形態に係るローターユニット３３は、回転軸線（以下、「軸心Ｘｉｓ」という）回りで回転する絶縁性の支持体すなわち２次被駆動ギア２８と、２次被駆動ギア２８に取り付けられて励起導体３２を一部に含む導電体３５とで形成される。ステーター３４はガラスエポキシ樹脂製の基板３６を含み、ハウジングカバー２１にインサートモールドされている。基板３６は、表面にプリントされる環状の励磁導体と内側の受信導体とを導電体３５の励起導体３２に向き合わせる。基板３６の裏側にはマイクロプロセッサーが実装される。

マイクロプロセッサーから励磁導体に電流が供給されると、励起導体３２の回転に伴って励磁導体のインダクタンスは変化する。こうしたインダクタンスの変化に応じて受信導体に三相の交流電流波形は発生する。マイクロプロセッサーは、その交流電流波形を処理して弁軸１６の回転角度すなわちスロットル弁１５の開度に対応する信号を出力する。当該信号に基づき電動モーター１８の作動は制御される。

図２に示されるように、導電体３５は、２次被駆動ギア２８の表面から離れた位置で、軸心Ｘｉｓ回りで周方向に等間隔で配置されて径方向に延びる複数の導電性薄板片３８を備える。隣接する１対ごとに導電性薄板片３８の径方向内端同士は、導電性薄板片３８から連続して軸心Ｘｉｓ回りで周方向に延びる第１導電性連結片３９で相互に連結される。隣接する対の間では、導電性薄板片３８の径方向外端同士は、導電性薄板片３８から連続して軸心Ｘｉｓ回りで周方向に延びる第２導電性連結片４１で相互に連結される。第１導電性連結片３９から放射方向に支持脚４２は連続する。支持脚４２は２次被駆動ギア２８の表面に結合される。導電性薄板片３８、導電性連結片３９、４１および支持脚４２は１枚の平板状の金属薄板から形成される。また支持脚４２は、導電性薄板３８の径方向内端同士を連結する導電性連結片３９の外周部から折り曲げ成形されて、その折り曲げ部は直線状とされる。導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１は面一に形成される。導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１は励起導体３２を構成する。

支持脚４２は、２次被駆動ギア２８の表面に重ねられて、プッシュナット形式の係合爪４３を含む接続薄板４４を備える。係合爪４３は、接続薄片４４に形成された孔を囲んで、相互にスリットで隔てられながら孔の周方向に４つ配列される。接続薄板４４は、２次被駆動ギア２８の表面に形成されて接続薄板４４の輪郭を象った窪み４５に受け入れられる。窪み４５内にはプッシュナット４３に差し込まれるボス４６が突出する。支持脚４２は、１つの共通形状に形成され、周方向に等間隔で配置される。接続薄板４４が規定位置で２次被駆動ギア２８の表面に重ねられると、導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１は接続薄板４４および２次被駆動ギア２８の表面に平行に広がる。

前述のように、導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１は励起導体３２を構成する。励起導体３２は、個々に独立した支持脚４２で、２次被駆動ギア２８の表面から離れた位置に保持される。励起導体３２の保持にあたって、２次被駆動ギア２８の表面から突出する台座の形成は省略される。支持脚４２は軸心Ｘｉｓ回りに周方向に連続するわけではないので、材料の減容化や軽量化は実現されることができる。

導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１並びに支持脚４２は１枚の平板状の金属板から形成される。また支持脚４２は、導電性薄板３８の径方向内端同士を連結する導電性連結片３９の外周部から折り曲げ成形されて、その折り曲げ部は直線状とされる。導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１が２次被駆動ギア２８の表面から離れた位置に保持される際に、導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１とは異なる素材で導電性薄板片および導電性連結片を支持する場合に比べて、製造工程は簡素化される。折り曲げ成形に先立って金属板は金属製の板素材から打ち抜かれればよい。このとき、図３に示されるように、導電性薄板片３８と支持脚４２とはスリット４７で分離される。こうして支持脚４２は周方向に最大限に広がる。支持脚４２の強度は高められる。

支持脚４２は第１導電性連結片３９から連続する。したがって、図３から明らかなように、支持脚４２が第２導電性連結片４１から連続する場合に比べて、１枚の金属板の中で導電体３５の広がりは最小限に留められる。材料は最大限に有効に利用されることができる。

ローターユニット３３の組み立てにあたって支持脚４２は接続薄板４４の係合爪４３で２次被駆動ギア２８の表面に結合される。接続薄板４４が窪み４５に押しつけられると、接続薄板４４の孔にボス４６は差し込まれる。係合爪４３はボス４６に食い込み、孔に対してボス４６の抜けが防止される。こうしてローターユニット３３は簡単に組み立てられることができる。

このとき、支持脚４２の接続薄板４４は２次被駆動ギア２８の窪み４５に嵌まり込むので、導電性薄板片３８および導電性連結片３９、４１は簡単に２次被駆動ギア２８に対して位置決めされることができる。窪み４５に接続薄板４４は位置決めされることから、プッシュナット４３は簡単にボス４６に結合されることができる。

図４は第２実施形態に係るローターユニット５１を概略的に示す。ローターユニット５１は２次被駆動ギア２８の表面に形成される位置決め片５２を備える。位置決め片５２は例えば２次被駆動ギア２８に一体に樹脂成型されればよい。位置決め片５２は、軸心Ｘｉｓに同軸の仮想円筒面に沿って２次被駆動ギア２８の表面から立ち上がる湾曲壁として形成される。湾曲壁は、２次被駆動ギア２８とは反対側の端部に、軸心Ｘｉｓに直交する仮想平面内に広がって導電体３５の第２導電性連結片４１を受け止める段差面５３と、段差面５３の径方向外縁から立ち上がって第２導電性連結片４１を囲む部分円筒面５４とを有する。湾曲壁は２次被駆動ギア２８の表面から離れた定位置に励起導体３２を保持する。湾曲壁は励起導体３２の位置決め機能を果たすことから、支持脚４２の剛性は弱められることができる。

２８…支持体（２次被駆動ギア）、３３…ローターユニット、３８…導電性薄板片、３９…導電性連結片（第1導電性連結片）、４１…導電性連結片（第２導電性連結片）、４
２…支持脚、４３…プッシュナット、４４…接続薄板、４５…窪み、５１…ローターユニット、Ｘｉｓ…回転軸線（軸心）。

Claims (2)

1. 回転軸線（Ｘｉｓ）回りで回転する絶縁性の支持体（２８）と、
   前記支持体（２８）の表面から離れた位置で、前記回転軸線（Ｘｉｓ）回りで周方向に等間隔で配置されて径方向に延びる複数の導電性薄板片（３８）と、
   前記導電性薄板片（３８）から連続し、前記回転軸線（Ｘｉｓ）回りで周方向に延びて前記導電性薄板片（３８）の径方向内端または径方向外端同士を相互に連結する複数の導電性連結片（３９、４１）と、
   前記導電性薄板片（３８）の径方向内端同士を相互に連結する導電性連結片（３９）の外周部から連続し、前記支持体（２８）の前記表面に結合される複数の支持脚（４２）とを備え、
   前記導電性薄板片（３８）および前記導電性連結片（３９、４１）並びに前記支持脚（４２）は１枚の平板状の金属板から形成され、
   前記支持脚（４２）は、前記導電性薄板片（３８）の径方向内端同士を連結する導電性連結片（３９）の外周部から折り曲げ成形されて、その折り曲げ部は直線状とされることを特徴とするインダクティブセンサー用ローターユニット。
2. 回転軸線（Ｘｉｓ）回りで回転する絶縁性の支持体（２８）と、
   前記支持体（２８）の表面から離れた位置で、前記回転軸線（Ｘｉｓ）回りで周方向に等間隔で配置されて径方向に延びる複数の導電性薄板片（３８）と、
   前記導電性薄板片（３８）から連続し、前記回転軸線（Ｘｉｓ）回りで周方向に延びて前記導電性薄板片（３８）の径方向内端または径方向外端同士を相互に連結する複数の導電性連結片（３９、４１）と、
   前記導電性連結片（３９、４１）の少なくともいずれかから連続し、前記支持体（２８）の前記表面に結合される複数の支持脚（４２）とを備え、
   前記支持脚（４２）は、前記支持体（２８）の表面に重ねられて、プッシュナット形式の係合片（４３）を形成する接続薄板（４４）を備え、
   前記支持体（２８）は、前記接続薄板（４４）を象った窪み（４５）を有することを特徴とするインダクティブセンサー用ローターユニット。

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