WO2024034114A1 - 絞り弁制御装置および圧入構造 - Google Patents

絞り弁制御装置および圧入構造 Download PDF

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WO2024034114A1
WO2024034114A1 PCT/JP2022/030725 JP2022030725W WO2024034114A1 WO 2024034114 A1 WO2024034114 A1 WO 2024034114A1 JP 2022030725 W JP2022030725 W JP 2022030725W WO 2024034114 A1 WO2024034114 A1 WO 2024034114A1
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WO
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pair
rotor
rotating shaft
insertion hole
control device
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PCT/JP2022/030725
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English (en)
French (fr)
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英文 初沢
侑平 福田
拓也 田中
澪次 馬場
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日立Astemo株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves

Definitions

  • the present disclosure relates to a throttle valve control device and a press-fit structure.
  • the throttle valve control device described in Patent Document 1 below includes a throttle valve, a rotation shaft of the throttle valve, and a transmission mechanism in which the rotation shaft is inserted and rotates by a transmission mechanism that transmits the driving force of a motor. It includes a rotating body that rotates a rotating shaft, and a rotor provided coaxially with the rotating body (Patent Document 1, Claim 8).
  • the conventional throttle valve control device includes, at one end of the rotor, a rotating conductor provided coaxially with the rotor, a fixed conductor provided opposite to the rotating conductor, and an electronic circuit. There is.
  • the electronic circuit detects the rotational position of the rotating body by utilizing the fact that the inductance between the rotating conductor and the fixed conductor changes depending on the position of the rotating conductor in the rotational direction. Further, the rotor has a different diameter on the rotating conductor side and on the other side.
  • This conventional throttle valve control device is equipped with a highly reliable inductance type non-contact rotation angle detection device, so it is highly reliable and can obtain a predetermined sensor output while achieving miniaturization. This becomes a motor-driven throttle valve control device (Patent Document 1, paragraph 0111).
  • a convex portion is formed on the inner diameter side of the flat side of the rotor to allow the rotor to fit into the throttle shaft. Due to such a convex portion, when the rotor is fixed to the throttle shaft by the nut, it can be firmly fixed so that the rotor rotates together with the throttle shaft (Patent Document 1, paragraph 0060, FIG. 1). However, this conventional throttle valve control device leaves room for improvement in stress relief of the rotor fixed to the throttle shaft.
  • the present disclosure provides a throttle valve control device and a press-fitting structure that can alleviate stress acting on a rotor into which a rotating shaft is press-fitted.
  • One aspect of the present disclosure includes a valve body, a rotating shaft that rotates the valve body, and a rotor that rotates integrally with the rotating shaft, and one end of the rotating shaft is inserted into an insertion hole provided in the rotor.
  • a throttle valve control device in which a provided insertion portion is press-fitted and fixed, wherein the outer peripheral surface of the insertion portion includes a pair of convex curved surfaces that are part of a cylindrical surface concentric with the rotation axis, and a pair of convex curved surfaces that are part of a cylindrical surface concentric with the rotation axis.
  • the insertion hole has a pair of flat surfaces provided between the convex curved surfaces, and a ridgeline portion formed at the boundary between the flat surface and the convex curved surface, and the inner circumferential surface of the insertion hole is connected to the pair of the insertion portions.
  • a pair of concave curved surfaces that fit into the convex curved surfaces of the insertion section, a pair of recesses forming a space between the pair of flat surfaces of the insertion section and around each of the ridgeline portions, and a bottom surface of each of the recesses.
  • the throttle valve control device includes a rotation prevention portion that protrudes from the rotation prevention portion and contacts the flat surface of each of the insertion portions.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a throttle valve control device according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a sectional view of the throttle valve control device shown in FIG. 1; 2 is an exploded perspective view of the throttle valve control device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the throttle valve control device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the throttle valve control device shown in FIG. 1 with a gear cover removed.
  • FIG. 2 is a perspective view of a gear cover of the throttle valve control device shown in FIG. 1;
  • FIG. 7 is a perspective view of a fixed board attached to the gear cover shown in FIG. 6;
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of the rotor and one end of the rotating shaft of the throttle valve control device shown in FIG.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the rotor and rotating shaft shown in FIG. 8; 10 is a sectional view of the rotor shown in FIG. 9.
  • FIG. 9 is a bottom view of the rotor shown in FIG. 9;
  • FIG. 12 is a perspective view of the insertion hole of the rotor shown in FIG. 11;
  • FIG. 9 is an enlarged sectional view of the rotor insertion hole and the rotating shaft insertion portion shown in FIG. 8;
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a throttle valve control device according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a sectional view of the throttle valve control device 100 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the throttle valve control device 100 shown in FIG. 1 with the gear cover 140 removed.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the throttle valve control device 100 shown in FIG. 3, excluding the gear cover 140.
  • FIG. 5 is a plan view of the throttle valve control device 100 shown in FIG. 1 with the gear cover 140 removed.
  • the throttle valve control device 100 of this embodiment is, for example, a motor-driven throttle valve control device mounted on an internal combustion engine vehicle.
  • the throttle valve control device 100 includes, for example, a throttle body 101, a valve body 102, a rotating shaft 103, a ball bearing 104, a cap 105, and a needle bearing 106.
  • the throttle valve control device 100 includes, for example, a throttle gear 111, an intermediate gear 112, a motor gear 113, a motor 114, a return spring 121, a default lever 122, and a default spring 123. Further, the throttle valve control device 100 includes, for example, a rotor 130, a gear cover 140, and a fixed substrate 150.
  • the throttle body 101 is, for example, a throttle valve assembly made of aluminum die-casting.
  • a bore 101a forming a part of a ventilation passage, a motor housing 101b, and bearing bosses 101c and 101d are integrally molded into the throttle body 101.
  • the valve body 102 is, for example, a metallic disc-shaped member, inserted into a slit provided in a rotating shaft 103, also called a throttle shaft, and fixed to the rotating shaft 103 with a screw.
  • the valve body 102 is disposed within the bore 101a and rotates together with the rotating shaft 103 to open and close the bore 101a.
  • the rotating shaft 103 is, for example, a round bar-shaped member made of metal, and passes through the cylindrical bore 101a so as to pass through the center of the bore 101a.
  • the ball bearing 104 is, for example, press-fitted and fixed into the bearing boss 101c of the throttle body 101, and is rotatable around an end opposite to one end of the rotating shaft 103 to which the rotor 130 and the throttle gear 111 are fixed. I support it.
  • the cap 105 is, for example, press-fitted into the opening of the bearing boss 101c of the throttle body 101, airtightly seals the opening of the bearing boss 101c, and covers the end of the ball bearing 104 and the rotating shaft 103 from the outside.
  • the needle bearing 106 is press-fitted into the bearing boss 101d of the throttle body 101, and supports the rotary shaft 103 rotatably around the shaft, for example, on the opposite side of the bore 101a and the valve body 102 from the ball bearing 104. . Further, the needle bearing 106 seals the opening of the bearing boss 101d, and together with the ball bearing 104 and the cap 105 constitutes a shaft seal portion. This ensures airtightness and liquidtightness in the bearing boss 101c where the ball bearing 104 and the cap 105 are placed and the bearing boss 101d where the needle bearing 106 is placed.
  • the throttle gear 111 is, for example, disposed adjacent to the needle bearing 106 side of the rotor 130 at one end of the rotating shaft 103 to which the rotor 130 is fixed, and is fixed to the rotating shaft 103.
  • the throttle gear 111 includes, for example, a metal plate 111a and a resin gear portion 111b integrally molded with the metal plate 111a.
  • the throttle gear 111 is fixed to the rotating shaft 103, for example, in the following procedure. First, one end of the rotating shaft 103 is inserted into the mounting hole provided in the center of the metal plate 111a, and the enlarged diameter part of the rotating shaft 103, whose outer diameter is larger than that of the one end, is inserted into the mounting hole of the metal plate 111a. Press fit. In this state, the throttle gear 111 is fixed to the rotating shaft 103 by threading the nut 107 onto the thread of the enlarged diameter portion of the rotating shaft 103.
  • the intermediate gear 112 is rotatably attached to the gear shaft 108, which is press-fitted into a mounting hole of the throttle body 101 and fixed thereto.
  • the intermediate gear 112 includes, for example, a small diameter gear 112a that meshes with the gear portion 111b of the throttle gear 111, and a large diameter gear 112b that meshes with the motor gear 113.
  • the motor gear 113 is, for example, fixed to the rotating shaft of the motor 114 and rotates together with the rotating shaft of the motor 114.
  • the intermediate gear 112 that meshes with the motor gear 113 and the large diameter gear 112b rotates
  • the throttle gear 111 that meshes with the small diameter gear 112a of the intermediate gear 112 rotates.
  • These motor gear 113, intermediate gear 112, and throttle gear 111 constitute a reduction gear mechanism of the throttle valve control device 100.
  • the motor 114 is, for example, a brush type DC motor, and as shown in FIGS. 2 and 4, the rotation axis of the motor 114 is parallel to the rotation axis 103 of the valve body 102. is housed in the motor housing 101b.
  • the motor 114 is fixed to the throttle body 101 by, for example, screwing a screw 109 inserted into a through hole of the bracket into a screw hole of the throttle body 101. Further, between the bottom of the motor housing 101b and the bottom of the motor 114, for example, a wave washer 115 is arranged to hold the motor 114.
  • the return spring 121 is, for example, a helical spring disposed around the bearing boss 101d of the throttle body 101, and has one end held in a notch of the throttle body 101 and the other end held in a hook portion of the default lever 122. There is.
  • the initial position of the default lever 122 is mechanically determined by bringing the end of the default lever 122 into contact with the default screw 124 shown in FIGS. 3 and 4.
  • the default screw 124 is screwed into a screw hole provided in the throttle body 101, for example.
  • the default spring 123 is a helical spring arranged on the opposite side of the default lever 122 from the return spring 121.
  • the default spring 123 has one end held by the hook portion of the default lever 122 and the other end held by the hook portion of the throttle gear 111.
  • the throttle gear 111 is biased by, for example, a return spring 121, a default lever 122, and a default spring 123, and the end of the throttle gear 111 is held in contact with the fully closed screw 125 shown in FIGS. 3 and 4. .
  • the valve body 102 fixed to the rotating shaft 103 that rotates together with the throttle gear 111 is held in a fully closed position that closes the bore 101a.
  • the fully closed screw 125 is screwed into, for example, a protruding fully closed boss 101e that is integrally provided on the throttle body 101. Further, the throttle body 101 has a protruding full-open stopper 101f that is provided integrally with the throttle body 101, for example, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the throttle gear 111 is configured such that one end of the gear portion 111b is moved away from the fully closed screw 125 by the intermediate gear 112 that transmits the power of the motor 114 against the urging force of the return spring 121 and the default spring 123. Rotate. The rotation of the throttle gear 111 is restricted by the other end of the gear portion 111b coming into contact with the full-open stopper 101f. In this state, the valve body 102 fixed to the rotating shaft 103 that rotates together with the throttle gear 111 is held at the fully open position where the opening area of the bore 101a is maximized.
  • the throttle valve control device 100 when the rotating shaft of the motor 114 is rotated when the valve body 102 is in the fully closed position, the throttle valve control device 100 is rotated by the reduction gear mechanism consisting of the motor gear 113, the intermediate gear 112, and the throttle gear 111.
  • the shaft 103 rotates.
  • the throttle valve control device 100 holds the valve body 102 at an arbitrary angle between the fully closed position and the fully open position, controls the opening area of the bore 101a, changes the cross-sectional area of the intake passage, and controls the engine.
  • the amount of intake air can be controlled.
  • FIG. 6 is a perspective view of the gear cover 140 of the throttle valve control device 100 shown in FIG. 1, with the gear cover 140 turned upside down.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an example of the fixed substrate 150 attached to the gear cover 140 shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is an enlarged sectional view of the rotor 130 and one end of the rotating shaft 103 of the throttle valve control device 100 shown in FIG.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the rotor and rotating shaft shown in FIG. 8.
  • the gear cover 140 covers the throttle gear 111, intermediate gear 112, motor gear 113, etc., and is fixed to the throttle body 101 by a clip provided on the throttle body 101.
  • the space between gear cover 140 and throttle body 101 is sealed by a seal member 141 disposed in a groove formed along the opening edge of gear cover 140.
  • the gear cover 140 has, for example, positioning protrusions 142, 143, and 144 shown in FIG. 6. Gear cover 140 is placed over throttle body 101 so that these positioning protrusions 142, 143, and 144 are aligned with wall portions 101g, 101h, and 101i of throttle body 101 shown in FIG. 5, respectively.
  • the rotor 130 fixed to one end of the rotating shaft 103 and the fixed substrate 150 fixed to the gear cover 140 can be opposed to each other in a predetermined positional relationship.
  • parts around the rotor 130, such as the throttle gear 111, the nut 107, the default lever 122, and the default spring 123, are not shown.
  • the fixed substrate 150 is fixed to the inside of the gear cover 140 with an adhesive, and a coating agent is applied to the surface to protect it from abrasion powder and corrosive gas of the reduction gear mechanism. Ru.
  • the fixed board 150 includes four excitation conductors 151, a plurality of signal detection conductors 152, two microcomputers 153, two signal output terminals 154 and 155, and one power supply. It has a terminal 156 and one ground terminal 157.
  • the four excitation conductors 151 are provided in a circular manner on the fixed substrate 150.
  • the plurality of signal detection conductors 152 extend radially inside the excitation conductor 151, for example.
  • the signal detection conductor 152 outputs, for example, three-phase AC signals whose phases are shifted by 120 degrees.
  • the two microcomputers 153 each have a drive control function and a signal processing function for the inductive rotation angle detection device.
  • each microcomputer 153 supplies the current supplied from the power supply terminal 156 to the excitation conductor 151 and processes the three-phase alternating current waveform generated in the signal detection conductor 152.
  • the rotational position of the excitation conductor 131 of the rotor 130 shown is detected. Thereby, the rotation angle of the rotating shaft 103 and the valve body 102 that rotate together with the rotor 130 can be detected.
  • the excitation conductor 151, the signal detection conductor 152, and the microcomputer 153 constitute two sets of rotation angle detection devices having the same configuration.
  • one signal output terminal 154 outputs the detection signal of the first rotation angle detection device
  • the other signal output terminal 155 outputs the detection signal of the second rotation angle detection device. Output.
  • the rotor 130 includes, for example, an excitation conductor 131, a flange portion 132, a main body portion 133, an insertion hole 134, and a groove portion 135.
  • the rotating shaft 103 includes, for example, an insertion portion 103a and an enlarged diameter portion 103b.
  • the excitation conductor 131 of the rotor 130 is, for example, a thin plate-like metal member as a whole, and has three large-diameter arc parts and three small-diameter arc parts arranged alternately at equal angles in the circumferential direction. It has a regular shape connected by a connecting part extending to.
  • the excitation conductor 131 is, for example, integrally molded with the resin flange portion 132 of the rotor 130, and is exposed on the surface of the flange portion 132 facing the fixed substrate 150, and is connected to the excitation conductor 151 and the signal detection conductor 152 of the fixed substrate 150. placed opposite.
  • the flange portion 132 of the rotor 130 is, for example, a disc-shaped portion that is integrally molded with a resin main body portion 133 and connected to one end of the main body portion 133.
  • the diameter of the flange portion 132 is made larger than the dimension of the main body portion 133 in the radial direction of the flange portion 132, and the outer edge portion of the flange portion 132 projects outward from the outer peripheral surface of the main body portion 133.
  • the flange portion 132 has a single notch portion 132a at the outer edge portion radially outward from one small-diameter arc portion of the excitation conductor 131.
  • the main body portion 133 of the rotor 130 is a bottomed cylindrical portion in which an insertion hole 134 having an opening is formed on the bottom surface opposite to the flange portion 132. Further, the main body portion 133 has a groove portion 135 on the bottom surface.
  • the outer peripheral surface of the main body portion 133 has, for example, a pair of partially cylindrical convex curved surfaces and a pair of flat surfaces formed on both sides of the pair of convex curved surfaces.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the rotor 130 shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a bottom view of the rotor 130 shown in FIG. 9.
  • FIG. 12 is a perspective view of the insertion hole 134 of the rotor 130 shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is an enlarged sectional view of the insertion hole 134 of the rotor 130 and the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 shown in FIG.
  • the rotor 130 and the rotating shaft 103 are such that an insertion portion 103a provided at one end of the rotating shaft 103 is press-fitted into an insertion hole 134 provided in the rotor 130. Fixed and rotates as a unit.
  • the outer peripheral surface of the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 has, for example, a pair of convex curved surfaces 103c, a pair of flat surfaces 103d, and four ridgeline portions 103e.
  • the pair of convex curved surfaces 103c are part of a cylindrical surface concentric with the rotating shaft 103.
  • the pair of convex curved surfaces 103c are provided, for example, perpendicularly to the pair of flat surfaces 103d and symmetrically with respect to a plane containing the central axis of the rotating shaft 103.
  • the pair of flat surfaces 103d are flat surfaces provided between the pair of convex curved surfaces 103c.
  • the pair of flat surfaces 103d are, for example, parallel to each other.
  • the pair of convex curved surfaces 103c and the pair of flat surfaces 103d each extend from the chamfered tip of the insertion section 103a to the enlarged diameter section 103b whose diameter is larger than that of the insertion section 103a. 103 in the axial direction.
  • the ridgeline portion 103e is a corner formed at the boundary between the flat surface 103d and the convex curved surface 103c, and is located at both circumferential ends of each convex curved surface 103c, that is, at each of the flat surfaces 103d. It is formed at both ends in the width direction.
  • the insertion hole 134 of the rotor 130 opens, for example, at the center of the bottom surface of the main body 133 on the opposite side from the end connected to the flange 132 of the main body 133.
  • the groove portion 135 is provided so as to cross the bottom surface of the main body portion 133, and the insertion hole 134 is opened in the bottom surface of the groove portion 135.
  • the insertion hole 134 has a depth in the direction of the central axis of the substantially cylindrical main body 133 having a pair of flat surfaces, and has a bottom surface 134d at the end to which the flange 132 of the main body 133 is connected. ing.
  • the inner peripheral surface of the insertion hole 134 of the rotor 130 has a pair of concave curved surfaces 134a, a pair of recesses 134b, and a plurality of rotation prevention parts 134c.
  • Each concave curved surface 134a is, for example, a part of a cylindrical surface that fits into each of the pair of convex curved surfaces 103c of the insertion portion 103a of the rotating shaft 103. That is, the radius of the concave curved surface 134a of the insertion hole 134 is, for example, approximately equal to the radius of the convex curved surface 103c of the insertion portion 103a and has a negative tolerance, so that the insertion portion 103a can be press-fitted into the insertion hole 134 and fixed. Can be done.
  • the recess 134b of the insertion hole 134 is formed between the insertion portion 103a and the pair of flat surfaces 103d and around each rotation prevention portion 134c when the insertion portion 103a is press-fitted into the insertion hole 134. form a space. Further, each rotation prevention portion 134c of the insertion hole 134 protrudes from the bottom surface of each recess 134b and is in contact with each flat surface 103d of the insertion portion 103a.
  • the inner circumferential surface of the insertion hole 134 has, for example, a pair of anti-rotation portions 134c at both ends in the width direction of each recess 134b adjacent to the pair of concave curved surfaces 134a and spaced apart from the pair of concave curved surfaces 134a. are doing.
  • the number of rotation prevention parts 134c provided at the bottom of each recess 134b is not limited to two, and may be one or three or more, for example.
  • a pair of rotation prevention parts 134c provided in each recess 134b of the insertion hole 134 extend from the bottom of the insertion hole 134 to the middle of the inner circumferential surface, as shown in FIGS. 10 and 12, for example. It extends in the opposite direction.
  • the length of the rotation preventing portion 134c in the depth direction of the insertion hole 134 is, for example, 1/2 or less of the depth of the insertion hole 134.
  • each rotation prevention portion 134c protrudes from the bottom surface of each recess 134b is, for example, higher than the depth of the recess 134b before the insertion portion 103a is press-fitted into the insertion hole 134, and It may protrude from the opening toward the inside of the insertion hole 134.
  • the end surface of the rotation preventing portion 134c opposite to the bottom surface 134d in the depth direction of the insertion hole 134 is, for example, It is inclined to approach 134d.
  • the bottom surfaces of the pair of recesses 134b of the insertion hole 134 are, for example, flat surfaces parallel to the central axis of the insertion hole 134 and parallel to each other, as shown in FIGS. 10 and 11. Further, as shown in FIG. 12, the recess 134b is provided continuously along the depth direction of the insertion hole 134 from the bottom surface 134d of the insertion hole 134 to the opening, for example. Further, as shown in FIG. 13, the bottom surfaces of the pair of recesses 134b of the insertion hole 134 have a predetermined gap with the pair of flat surfaces 103d of the insertion portion 103a when the insertion portion 103a is press-fitted into the insertion hole 134. and face each other.
  • the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 when the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 is press-fitted into the insertion hole 134 of the rotor 130, the air in the insertion hole 134 flows between the recess 134b of the insertion hole 134 and the flat surface 103d of the insertion portion 103a. It escapes through the gap in between. Therefore, the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 can be reliably press-fitted deep into the insertion hole 134 of the rotor 130. Note that when the tip of the insertion portion 103a is chamfered, the insertion portion 103a can be easily press-fitted into the insertion hole 134 of the rotor 130, and damage to the inner peripheral surface of the insertion hole 134 can be prevented.
  • each recess 134b is wider than, for example, the width of the flat surface 103d of the insertion portion 103a.
  • both ends of each recess 134b in the width direction have a pair of protrusions on the outside in the width direction than the ridgeline portion 103e at both ends of the flat surface 103d of the insertion portion 103a. It is located on the curved surface 103c.
  • the throttle valve control device 100 of this embodiment includes a valve body 102, a rotating shaft 103 that rotates the valve body 102, and a rotor 130 that rotates integrally with the rotating shaft 103. .
  • the insertion portion 103a provided at one end of the rotating shaft 103 is press-fitted into the insertion hole 134 provided in the rotor 130 and fixed.
  • the outer peripheral surface of the insertion portion 103a includes a pair of convex curved surfaces 103c that are part of a cylindrical surface concentric with the rotating shaft 103, a pair of flat surfaces 103d provided between the pair of convex curved surfaces 103c, and these flat surfaces.
  • the inner peripheral surface of the insertion hole 134 of the rotor 130 has a pair of concave curved surfaces 134a, a pair of recesses 134b, and a plurality of rotation prevention parts 134c.
  • the pair of concave curved surfaces 134a fit into the pair of convex curved surfaces 103c of the insertion portion 103a.
  • the pair of recesses 134b forms a space between the pair of flat surfaces 103d of the insertion portion 103a and around each ridgeline portion 103e.
  • the rotation prevention portion 134c protrudes from the bottom surface of each recess 134b and contacts each flat surface 103d of the insertion portion 103a.
  • the insertion portion 103a at one end of the rotating shaft 103 is press-fitted into the insertion hole 134 of the rotor 130, and the rotor 130 is inserted into the one end of the rotating shaft 103.
  • a rotation preventing portion 134c protruding from the bottom surface of each recess 134b of the insertion hole 134 of the rotor 130 is in contact with each flat surface 103d of the insertion portion 103a, thereby preventing relative rotation between the rotating shaft 103 and the rotor 130. be done. As a result, the rotor 130 is fixed to one end of the rotating shaft 103.
  • a space can be formed around the ridgeline portion 103e by a pair of recesses 134b provided on the inner peripheral surface of the insertion hole 134 of the rotor 130. This can prevent the ridgeline portion 103e, which is a corner formed between the convex curved surface 103c and the flat surface 103d of the insertion portion 103a, from damaging the inner peripheral surface of the insertion hole 134 of the rotor 130.
  • the ridgeline portion 103e of the insertion portion 103a is prevented from digging into the inner circumferential surface of the insertion hole 134 of the rotor 130, and the inner circumference of the insertion hole 134 is prevented. Stress concentration on the peripheral surface is prevented.
  • each recess 134b of the insertion hole 134 of the rotor 130 and each flat surface 103d of the insertion portion 103a so that the insertion hole 134 of the rotor 130 is formed from the flat surface 103d of the insertion portion 103a.
  • the load and stress acting on the inner peripheral surface are reduced. Further, stress generated when the rotation prevention portion 134c of the insertion hole 134 of the rotor 130 is crushed by the flat surface 103d of the insertion portion 103a can be alleviated. Therefore, according to the throttle valve control device 100 of the present embodiment, stress acting on the rotor 130 into which the rotating shaft 103 is press-fitted can be alleviated.
  • the inner peripheral surface of the insertion hole 134 is spaced apart from the pair of insertion holes 134 at both ends of the bottom surface of each recess 134b adjacent to the pair of concave curved surfaces 134a. It has a pair of anti-rotation portions 134c extending in the depth direction of the insertion hole 134 from the bottom of the insertion hole 134 to partway along the inner peripheral surface.
  • a gap can be formed between each rotation prevention portion 134c of the insertion hole 134 of the rotor 130 and each ridgeline portion 103e of the insertion portion 103a. Further, on each flat surface 103d of the insertion portion 103a, both ends in the width direction near the ridgeline portion 103e are supported by a pair of rotation prevention portions 134c provided in each recess 134b of the insertion hole 134 of the rotor 130. be able to.
  • a pair of rotation prevention parts 134c provided in each recess 134b of the insertion hole 134 of the rotor 130 extend in the depth direction of the insertion hole 134 from the bottom of the insertion hole 134 to the middle of the inner peripheral surface.
  • the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 can be easily press-fitted into the insertion hole 134 of the rotor 130. Further, when the insertion portion 103a is press-fitted from the middle of the inner circumferential surface in the depth direction of the insertion hole 134 to the bottom, the flat surface 103d of the insertion portion 103a and the rotation prevention portion 134c of each insertion hole 134 come into contact with each other, and the rotating shaft 103 Relative rotation between the rotor 130 and the rotor 130 is prevented.
  • the throttle valve control device 100 of this embodiment further includes a throttle gear 111 that rotates the rotating shaft 103.
  • the rotating shaft 103 has an expanded diameter portion 103b that is provided adjacent to the insertion portion 103a at a position closer to the valve body 102 than the insertion portion 103a, and has an enlarged outer diameter than the insertion portion 103a.
  • the throttle gear 111 has a mounting hole into which the enlarged diameter portion 103b of the rotating shaft 103 is press-fitted.
  • the throttle valve control device 100 of the present embodiment allows insertion of a diameter smaller than the enlarged diameter portion 103b of the rotating shaft 103 into the mounting hole of the throttle gear 111 when fixing the throttle gear 111 to the rotating shaft 103.
  • 103a can be inserted.
  • the expanded diameter portion 103b of the rotating shaft 103 can be press-fitted into the mounting hole of the throttle gear 111 by guiding the throttle gear 111 by the insertion portion 103a.
  • the nut 107 can be guided by the insertion portion 103a and threaded into the thread of the enlarged diameter portion 103b of the rotating shaft 103.
  • the throttle valve control device 100 of this embodiment includes an excitation conductor 131 provided on the rotor 130 and a fixed substrate 150 facing the rotor 130. Further, the throttle valve control device 100 includes an annular excitation conductor 151 provided on the fixed substrate 150 and facing the excitation conductor 131, and a signal detection conductor 152 provided on the fixed substrate 150 and extending radially inside the excitation conductor 151. , further includes. Further, the rotor 130 has a main body part 133 in which an insertion hole 134 is provided, and a disk-shaped flange part 132 connected to one end of the main body part 133 and in which an excitation conductor 131 is provided. The flange portion 132 has a single cutout portion 132a at the outer edge portion radially outside the excitation conductor 131.
  • a single notch 132a provided in the flange portion 132 of the rotor 130 is detected by a laser detector, and a judgment as to whether the rotor 130 is press-fitted can be made. It can be carried out. Thereby, the rotor 130 can be attached to the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 in a predetermined direction.
  • the height of the excitation conductor 131 can be adjusted by press-fitting the insertion portion 103a into the insertion hole 134 of the rotor 130 with the rotating shaft 103 assembled to the throttle valve control device 100.
  • the clearance between the excitation conductor 131, the excitation conductor 151, and the signal detection conductor 152 can be adjusted with high accuracy, and a highly accurate inductive throttle sensor can be configured.
  • the fully open value and fully closed value of the throttle sensor can be determined, for example, by the default screw 124 and the fully closed screw 125 that define the rotatable angular range of the throttle gear 111.
  • the insertion portion 103a provided at one end of the rotating shaft 103 is press-fitted into the insertion hole 134 of the rotor 130 and fixed.
  • the outer peripheral surface of the insertion portion 103a includes a pair of convex curved surfaces 103c that are part of a cylindrical surface concentric with the rotating shaft 103, a pair of flat surfaces 103d provided between the pair of convex curved surfaces 103c, and these flat surfaces. 103d and a ridgeline portion 103e formed at the boundary between the convex curved surface 103c.
  • the inner peripheral surface of the insertion hole 134 of the rotor 130 has a pair of concave curved surfaces 134a, a pair of recesses 134b, and a plurality of rotation prevention parts 134c.
  • the pair of concave curved surfaces 134a fit into the pair of convex curved surfaces 103c of the insertion portion 103a.
  • the pair of recesses 134b forms a space between the pair of flat surfaces 103d of the insertion portion 103a and around each ridgeline portion 103e.
  • Each rotation prevention portion 134c protrudes from the bottom surface of each recess 134b and contacts each flat surface 103d of insertion portion 103a.
  • the insertion portion 103a at one end of the rotating shaft 103 is press-fitted into the insertion hole 134 of the rotor 130, and the rotation is performed similarly to the above-described throttle valve control device 100.
  • a rotor 130 can be fixed to one end of the shaft 103.
  • damage and stress concentration on the inner circumferential surface of the insertion hole 134 of the rotor 130 due to the ridgeline portion 103e of the insertion portion 103a are prevented, and stress concentration acting on the inner circumferential surface of the insertion hole 134 is prevented. Loads and stresses are reduced. Therefore, according to the press-fitting structure of this embodiment, the stress acting on the rotor 130 into which the rotating shaft 103 is press-fitted can be alleviated.
  • the rotor 130 not only does not have a metal inserter for press-fitting and fixing the rotation shaft 103, but also has a metal inserter that penetrates the rotor 130 in the axial direction. Does not have through holes. This prevents, for example, static electricity generated from a machine that constitutes the engine control system from being discharged to the fixed substrate 150 via the metal inserter. In addition, press-fitting defects due to variations in dimensional tolerance between the rotating shaft 103 and the metal inserter are prevented, and the press-fitting load when press-fitting the insertion portion 103a of the rotating shaft 103 into the insertion hole 134 of the rotor 130 is made uniform. Can be done. Further, the number of parts of the rotor 130 can be reduced, and the dimensional accuracy of the resin rotor 130 can be improved.
  • the press-fit structure according to the present disclosure is applicable to, for example, an accelerator position sensor, and a rotation angle sensor such as an actuator for controlling movable wings of a turbocharger, a gear shift actuator, and an actuator for switching between four-wheel drive and two-wheel drive.
  • Throttle valve control device 102 Valve body 103 Rotating shaft 103a Insertion part 103b Expanded diameter part 103c Convex curved surface 103d Flat surface 103e Ridge line part 111 Throttle gear 130 Rotor 131 Excitation conductor 132 Flange part 132a Notch part 133 Main body part 134 Insertion hole 134a Concave curved surface 134b Recessed portion 134c Rotation prevention portion 150 Fixed substrate 151 Excitation conductor 152 Signal detection conductor

Abstract

本開示は、回転軸が圧入されるロータに作用する応力を緩和することが可能な絞り弁制御装置および圧入構造を提供する。絞り弁制御装置および圧入構造は、回転軸103と、その回転軸103と一体に回転するロータ130と、を備え、ロータ130に設けられた挿入穴134に回転軸103の一端に設けられた挿入部103aが圧入されて固定される。挿入部103aの外周面は、一対の凸曲面103cと、それら一対の凸曲面103cの間に設けられた一対の平坦面103dと、それら平坦面103dと凸曲面103cとの境界に形成される複数の稜線部103eと、を有する。挿入穴134の内周面は、挿入部103aの一対の凸曲面103cと嵌まり合う一対の凹曲面134aと、挿入部103aの一対の平坦面103dとの間および各々の稜線部103eの周囲に空間を形成する一対の凹部134bと、各々の凹部134bの底面から突出して挿入部103aの各々の平坦面103dに接する回転防止部134cと、を有する。

Description

絞り弁制御装置および圧入構造
 本開示は、絞り弁制御装置および圧入構造に関する。
 従来から絞り弁制御装置に関する発明が知られている。たとえば、下記特許文献1に記載された絞り弁制御装置は、絞り弁と、その絞り弁の回転軸と、その回転軸が挿通され、モータの駆動力を伝達する伝達機構により回転することでその回転軸を回転させる回転体と、その回転体と同軸に設けられたロータと、を備えている(特許文献1、請求項8)。
 上記従来の絞り弁制御装置は、上記ロータの一方の端に、上記ロータと同軸に設けられた回転導体と、その回転導体に対向して設けられた固定導体と、電子回路と、を備えている。電子回路は、上記回転導体と上記固定導体との間のインダクタンスが上記回転導体の回転方向での位置に応じて変化することを利用して、上記回転体の回転位置を検出する。また、上記ロータは、上記回転導体側と、他方側の径が異なる。
 この従来の絞り弁制御装置によれば、信頼性の高いインダクタンス式の非接触式回転角度検出装置を備えていることから、小型化を達成しつつ、所定のセンサ出力が得られる信頼性の高いモータ駆動式の絞り弁制御装置となる(特許文献1、第0111段落)。
特開2019-124527号公報
 上記従来の絞り弁制御装置では、ロータの平面部側の内径側には、スロットルシャフトにロータが嵌め合わされるようにするための凸部が形成されている。このような凸部により、ナットによってスロットルシャフトに対してロータが固定された際に一緒に回転されるよう強固に固定することができる(特許文献1、第0060段落、図1)。しかしながら、この従来の絞り弁制御装置は、スロットルシャフトに固定されるロータの応力緩和に改善の余地がある。
 本開示は、回転軸が圧入されるロータに作用する応力を緩和することが可能な絞り弁制御装置および圧入構造を提供する。
 本開示の一態様は、弁体と、該弁体を回転させる回転軸と、該回転軸と一体に回転するロータと、を備え、前記ロータに設けられた挿入穴に前記回転軸の一端に設けられた挿入部が圧入されて固定される絞り弁制御装置であって、前記挿入部の外周面は、前記回転軸と同心の円柱面の一部である一対の凸曲面と、一対の前記凸曲面の間に設けられた一対の平坦面と、該平坦面と前記凸曲面との境界に形成される稜線部と、を有し、前記挿入穴の内周面は、前記挿入部の一対の前記凸曲面と嵌まり合う一対の凹曲面と、前記挿入部の一対の前記平坦面との間および各々の前記稜線部の周囲に空間を形成する一対の凹部と、各々の前記凹部の底面から突出して前記挿入部の各々の前記平坦面に接する回転防止部と、を有する、絞り弁制御装置である。
 本開示の上記一態様によれば、回転軸が圧入されるロータに作用する応力を緩和することが可能な絞り弁制御装置を提供することができる。
本開示に係る絞り弁制御装置の一実施形態を示す斜視図。 図1に示す絞り弁制御装置の断面図。 図1に示す絞り弁制御装置の分解斜視図。 図1に示す絞り弁制御装置の分解斜視図。 図1に示す絞り弁制御装置のギアカバーを外した状態の平面図。 図1に示す絞り弁制御装置のギアカバーの斜視図。 図6に示すギアカバーに取り付けられた固定基板の斜視図。 図2に示す絞り弁制御装置のロータと回転軸の一端の拡大断面図。 図8に示すロータと回転軸の分解斜視図。 図9に示すロータの断面図。 図9に示すロータの底面図。 図11に示すロータの挿入穴の斜視図。 図8に示すロータの挿入穴および回転軸の挿入部の拡大断面図。
 以下、図面を参照して本開示に係る絞り弁制御装置および圧入構造の実施形態を説明する。
 図1は、本開示に係る絞り弁制御装置の一実施形態を示す斜視図である。図2は、図1に示す絞り弁制御装置100の断面図である。図3は、図1に示す絞り弁制御装置100のギアカバー140を外した状態の分解斜視図である。図4は、図3に示す絞り弁制御装置100のギアカバー140を除く部分の分解斜視図である。図5は、図1に示す絞り弁制御装置100のギアカバー140外した状態の平面図である。
 以下の説明では、本実施形態の絞り弁制御装置100と併せて、本開示に係る圧入構造の実施形態についても詳細に説明する。本実施形態の絞り弁制御装置100は、たとえば、内燃エンジン車に搭載されるモータ駆動式の絞り弁制御装置である。絞り弁制御装置100は、たとえば、スロットルボディ101と、弁体102と、回転軸103と、ボールベアリング104と、キャップ105と、ニードルベアリング106と、を備える。
 また、絞り弁制御装置100は、たとえば、スロットルギア111と、中間ギア112と、モータギア113と、モータ114と、リターンスプリング121と、デフォルトレバー122と、デフォルトスプリング123と、を備える。さらに、絞り弁制御装置100は、たとえば、ロータ130と、ギアカバー140と、固定基板150と、を備える。
 スロットルボディ101は、たとえば、アルミダイカスト製の絞り弁組立体である。スロットルボディ101には、たとえば、通気通路の一部を構成するボア101aと、モータハウジング101bと、軸受ボス101c,101dとが一体に成型されている。
 弁体102は、たとえば、金属性の円板状の部材であり、スロットルシャフトとも呼ばれる回転軸103に設けられたスリットに差し込まれ、ねじによって回転軸103に固定されている。弁体102は、ボア101a内に配置され、回転軸103とともに回転してボア101aを開閉する。回転軸103は、たとえば、金属製の丸棒状の部材であり、円筒状のボア101aの中心を通るようにボア101aを貫通している。
 ボールベアリング104は、たとえば、スロットルボディ101の軸受ボス101cに圧入されて固定され、ロータ130およびスロットルギア111が固定される回転軸103の一端とは反対側の端部を軸周りに回転可能に支持している。キャップ105は、たとえば、スロットルボディ101の軸受ボス101cの開口に圧入され、軸受ボス101cの開口を気密に封止するとともに、ボールベアリング104と回転軸103の端部を外側から覆っている。
 ニードルベアリング106は、スロットルボディ101の軸受ボス101dに圧入され、たとえば、ボア101aおよび弁体102に対してボールベアリング104とは反対側で、回転軸103を軸周りに回転可能に支持している。また、ニードルベアリング106は、軸受ボス101dの開口を封止し、ボールベアリング104およびキャップ105とともにシャフトシール部を構成している。これにより、ボールベアリング104およびキャップ105が配置される軸受ボス101cと、ニードルベアリング106が配置される軸受ボス101dにおける気密性および液密性が確保されている。
 スロットルギア111は、たとえば、ロータ130が固定された回転軸103の一端において、ロータ130のニードルベアリング106側に隣接して配置され、回転軸103に固定されている。スロットルギア111は、たとえば、金属プレート111aと、この金属プレート111aと一体に成型された樹脂製のギア部111bとを有している。
 スロットルギア111は、たとえば、次のような手順で回転軸103に固定される。まず、金属プレート111aの中央部に設けられた取付孔に回転軸103の一端を挿通させ、その一端よりも外径が拡大された回転軸103の拡径部を金属プレート111aの取付穴に軽圧入する。その状態で、ナット107を回転軸103の拡径部のねじに螺合させることで、スロットルギア111が回転軸103に固定される。
 中間ギア112は、たとえば、図2に示すように、スロットルボディ101の取付穴に圧入されて固定されたギアシャフト108に対して、軸周りに回転可能に取り付けられている。中間ギア112は、たとえば、スロットルギア111のギア部111bに噛合する小径ギア112aと、モータギア113に噛合する大径ギア112bとを有してる。
 モータギア113は、たとえば、モータ114の回転軸に固定され、モータ114の回転軸とともに回転する。モータギア113が回転すると、モータギア113に大径ギア112bが噛合する中間ギア112が回転し、中間ギア112の小径ギア112aに噛合するスロットルギア111が回転する。これらモータギア113、中間ギア112およびスロットルギア111によって、絞り弁制御装置100の減速歯車機構が構成されている。
 モータ114は、たとえば、ブラシ式直流モータであり、図2および図4に示すように、モータ114の回転軸が、弁体102の回転軸103と平行になるように、スロットルボディ101の円筒状のモータハウジング101bに収容される。モータ114は、たとえば、ブラケットの貫通孔に挿通させたねじ109を、スロットルボディ101のねじ穴にねじ込むことで、スロットルボディ101に固定される。また、モータハウジング101bの底部とモータ114の底部との間には、たとえば、ウェーブワッシャ115が配置されてモータ114を保持している。
 リターンスプリング121は、たとえば、スロットルボディ101の軸受ボス101dの周囲に配置された弦巻ばねであり、一端がスロットルボディ101の切り欠きに保持され、他端がデフォルトレバー122のフック部に保持されている。
 デフォルトレバー122は、図3および図4に示すデフォルトねじ124にデフォルトレバー122の端部を接触させることで、初期位置が機械的に決定される。デフォルトねじ124は、たとえば、スロットルボディ101に設けられたねじ穴に螺合されている。
 デフォルトスプリング123は、デフォルトレバー122のリターンスプリング121とは反対側に配置された弦巻ばねである。デフォルトスプリング123は、一端がデフォルトレバー122のフック部に保持され、他端がスロットルギア111のフック部に保持されている。
 スロットルギア111は、たとえば、リターンスプリング121、デフォルトレバー122およびデフォルトスプリング123によって付勢され、スロットルギア111の端部が、図3および図4に示す全閉ねじ125に接触した状態で保持される。この状態で、スロットルギア111と一体に回転する回転軸103に固定された弁体102は、ボア101aを閉鎖する全閉位置に保持される。
 全閉ねじ125は、たとえば、スロットルボディ101に一体に設けられた突起状の全閉ボス101eに螺合される。また、スロットルボディ101は、たとえば、図3および図4に示すように、スロットルボディ101と一体に設けられた突起状の全開ストッパー101fを有している。
 スロットルギア111は、たとえば、モータ114の動力を伝達する中間ギア112により、リターンスプリング121およびデフォルトスプリング123の付勢力に抗してギア部111bの一方の端部が全閉ねじ125から離れる方向へ回転する。スロットルギア111は、ギア部111bの他方の端部が全開ストッパー101fに接触することで、回転が規制される。この状態で、スロットルギア111と一体に回転する回転軸103に固定された弁体102は、ボア101aの開口面積が最大となる全開位置に保持される。
 以上のような構成により、絞り弁制御装置100は、弁体102の全閉位置においてモータ114の回転軸を回転させると、モータギア113、中間ギア112、およびスロットルギア111からなる減速歯車機構によって回転軸103が回転する。これにより、絞り弁制御装置100は、弁体102を全閉位置と全開位置との間の任意の角度に保持してボア101aの開口面積を制御し、吸気通路の断面積を変化させてエンジンへの吸入空気量を制御することができる。
 次に、図6から図13を参照して、本実施形態の絞り弁制御装置100において、回転軸103の回転角度を検出するインダクティブ式スロットルセンサの構成を詳細に説明する。
 図6は、図1に示す絞り弁制御装置100のギアカバー140の上下を反転させた斜視図である。図7は、図6に示すギアカバー140に取り付けられた固定基板150の一例を示す斜視図である。図8は、図2に示す絞り弁制御装置100のロータ130と回転軸103の一端の拡大断面図である。図9は、図8に示すロータと回転軸の分解斜視図である。
 ギアカバー140は、たとえば、図1から図3に示すように、スロットルギア111、中間ギア112、およびモータギア113等を覆い、スロットルボディ101に設けられたクリップによってスロットルボディ101に固定される。ギアカバー140とスロットルボディ101との間は、図6に示すように、ギアカバー140の開口縁に沿って形成された溝に配置されるシール部材141によって封止される。
 ギアカバー140は、たとえば、図6に示す位置決め用の突起142,143,144を有している。これら位置決め用の突起142,143,144を、それぞれ、図5に示すスロットルボディ101の壁部101g,101h,101iに合わせるように、ギアカバー140をスロットルボディ101に被せる。
 これにより、図8に示すように、回転軸103の一端に固定されたロータ130と、ギアカバー140に固定された固定基板150とを、所定の位置関係で対向させることができる。なお、図8では、スロットルギア111、ナット107、デフォルトレバー122、およびデフォルトスプリング123など、ロータ130の周辺の部品の図示を省略している。
 固定基板150は、たとえば、図2および図6に示すように、ギアカバー140の内側に接着剤によって固定され、表面にコーティング剤が塗布されて減速歯車機構の摩耗粉や腐食性ガスから保護される。固定基板150は、たとえば、図7に示すように、4本の励磁導体151と、複数の信号検出導体152と、二つのマイクロコンピュータ153と、二つの信号出力端子154,155と、一つ電源端子156と、一つのグランド端子157と、を有している。
 4本の励磁導体151は、たとえば、図7に示すように、固定基板150上に円を描くように設けられている。複数の信号検出導体152は、たとえば、励磁導体151の内側で放射状に延びている。図7に示す例において、信号検出導体152は、たとえば、位相が120度ずれた三相の交流信号を出力する。
 二つのマイクロコンピュータ153は、それぞれ、インダクティブ式の回転角度検出装置の駆動制御機能と信号処理機能を有する。各々のマイクロコンピュータ153は、たとえば、電源端子156から供給された電流を励磁導体151へ供給し、信号検出導体152に発生する三相の交流電流波形を処理することで、図8および図9に示すロータ130の励起導体131の回転位置を検出する。これにより、ロータ130とともに回転する回転軸103および弁体102の回転角度を検出することができる。
 また、図7に示す例では、励磁導体151、信号検出導体152、およびマイクロコンピュータ153によって、同一の構成を有する二組の回転角度検出装置が構成されている。二つの信号出力端子154,155のうち、一方の信号出力端子154が第1の回転角度検出装置の検出信号を出力し、他方の信号出力端子155が第2の回転角度検出装置の検出信号を出力する。
 二組の回転角度検出装置から出力された信号を比較することで、それぞれの回転角度検出装置の異常を検知することができる。また、一方の回転角度検出装置に異常が発生した場合には、もう一方の回転角度検出装置によって異常が発生した回転角度検出装置をバックアップすることができる。また、二つの信号出力端子154,155の間に電源端子156を配置することで、信号出力端子154,155同士がショートして双方の回転角度検出装置に異常が発生するのを防止することができる。
 図8および図9に示すように、ロータ130は、たとえば、励起導体131と、フランジ部132と、本体部133と、挿入穴134と、溝部135とを有している。また、回転軸103は、たとえば、挿入部103aと、拡径部103bとを有している。
 ロータ130の励起導体131は、たとえば、全体として薄い板状の金属製の部材であり、3つの大径円弧部と3つの小径円弧部とが周方向に交互に等角度に配置されて径方向に延びる接続部によって接続された規則的な形状を有している。励起導体131は、たとえば、ロータ130の樹脂製のフランジ部132と一体に成型され、フランジ部132の固定基板150に対向する面に露出して、固定基板150の励磁導体151および信号検出導体152に対向して配置される。
 ロータ130のフランジ部132は、たとえば、樹脂製の本体部133と一体に成型され、本体部133の一端に接続された円板状の部分である。フランジ部132の直径は、フランジ部132の径方向における本体部133の寸法よりも大きくされ、フランジ部132の外縁部は、本体部133の外周面から外側に張り出している。フランジ部132は、励起導体131の一つの小径円弧部よりも径方向外側の外縁部に単一の切欠部132aを有している。
 ロータ130の本体部133は、フランジ部132と反対側の底面に開口を有する挿入穴134が形成された有底筒状の部分である。また、本体部133は、底面に溝部135を有している。本体部133の外周面は、たとえば、部分円筒状の一対の凸曲面と、その一対の凸曲面の両側に形成された一対の平坦面とを有している。
 図10は、図9に示すロータ130の断面図である。図11は、図9に示すロータ130の底面図である。図12は、図11に示すロータ130の挿入穴134の斜視図である。図13は、図8に示すロータ130の挿入穴134および回転軸103の挿入部103aの拡大断面図である。
 本実施形態の絞り弁制御装置100におよび圧入構造において、ロータ130と回転軸103とは、ロータ130に設けられた挿入穴134に回転軸103の一端に設けられた挿入部103aが圧入されて固定され、一体に回転する。図9および図13に示すように、回転軸103の挿入部103aの外周面は、たとえば、一対の凸曲面103cと、一対の平坦面103dと、四つの稜線部103eとを有している。
 一対の凸曲面103cは、回転軸103と同心の円柱面の一部である。一対の凸曲面103cは、たとえば、一対の平坦面103dに垂直かつ回転軸103の中心軸を含む面に対して面対象に設けられている。一対の平坦面103dは、一対の凸曲面103cの間に設けられた平坦な面である。一対の平坦面103dは、たとえば、互いに平行である。
 図9に示す例において、一対の凸曲面103cと一対の平坦面103dは、それぞれ、面取りされた挿入部103aの先端から、挿入部103aよりも直径が拡大された拡径部103bまで、回転軸103の軸方向に延びている。図13に示すように、稜線部103eは、平坦面103dと凸曲面103cとの境界に形成される角部であり、各々の凸曲面103cの周方向の両端、すなわち、各々の平坦面103dの幅方向の両端に形成されている。
 図10から図12に示すように、ロータ130の挿入穴134は、たとえば、本体部133のフランジ部132に接続された端部とは反対側の本体部133の底面中央に開口している。溝部135は、図11および図12に示すように、本体部133の底面を横断するように設けられ、溝部135の底面に挿入穴134が開口している。挿入穴134は、たとえば、一対の平坦面を有するほぼ円筒状の本体部133の中心軸方向に深さを有し、本体部133のフランジ部132が接続された端部に底面134dを有している。
 図10から図13に示すように、ロータ130の挿入穴134の内周面は、一対の凹曲面134aと、一対の凹部134bと、複数の回転防止部134cとを有している。
 各々の凹曲面134aは、たとえば、回転軸103の挿入部103aの一対の凸曲面103cの各々と嵌まり合う円筒面の一部である。すなわち、挿入穴134の凹曲面134aの半径が、たとえば、挿入部103aの凸曲面103cの半径とほぼ等しく、負の公差を有することで、挿入穴134に挿入部103aを圧入して固定することができる。
 挿入穴134の凹部134bは、図13に示すように、挿入穴134に挿入部103aが圧入された状態で、挿入部103aの一対の平坦面103dとの間および各々の回転防止部134cの周囲に空間を形成する。また、挿入穴134の各々の回転防止部134cは、各々の凹部134bの底面から突出して挿入部103aの各々の平坦面103dに接している。
 挿入穴134の内周面は、たとえば、一対の凹曲面134aに隣接する各々の凹部134bの幅方向における両端部に、一対の凹曲面134aと間隔をあけて、一対の回転防止部134cを有している。なお、各々の凹部134bの底部に設けられる回転防止部134cの数は、二つに限定されず、たとえば、一つまたは3つ以上であってもよい。
 挿入穴134の各々の凹部134bに設けられた一対の回転防止部134cは、たとえば、図10および図12に示すように、挿入穴134の底部から内周面の途中まで、挿入穴134の深さ方向へ延びている。挿入穴134の深さ方向における回転防止部134cの長さは、たとえば、挿入穴134の深さの1/2以下である。
 また、各々の回転防止部134cが各々の凹部134bの底面から突出する高さは、たとえば、挿入穴134に挿入部103aを圧入する前の状態で、凹部134bの深さよりも高く、凹部134bの開口から挿入穴134の内側へ向けて突出していてもよい。また、図10および図12に示すように、挿入穴134の深さ方向における回転防止部134cの底面134dと反対側の先端面は、たとえば、凹部134bの底面から遠ざかるほど、挿入穴134の底面134dへ近づくように傾斜している。
 このような構成により、ロータ130の挿入穴134に回転軸103の挿入部103aを圧入する際に、回転防止部134cの突出方向の先端部が挿入部103aの平坦面103dによって押し潰されて弾性変形または塑性変形する。これにより、挿入部103aの平坦面103dにロータ130の挿入穴134の回転防止部134cが押し当てられ、挿入部103aとロータ130との相対的な回転がより確実に防止される。
 挿入穴134の一対の凹部134bの底面は、たとえば、図10および図11に示すように、挿入穴134の中心軸に平行で、互いに平行な平坦面である。また、図12に示すように、凹部134bは、たとえば、挿入穴134の底面134dから開口部まで挿入穴134の深さ方向に沿って連続的に設けられている。また、挿入穴134の一対の凹部134bの底面は、図13に示すように、挿入穴134に挿入部103aが圧入されたときに、挿入部103aの一対の平坦面103dと所定の間隙を有して対向する。
 このような構成により、回転軸103の挿入部103aをロータ130の挿入穴134に圧入する際に、挿入穴134内の空気が、挿入穴134の凹部134bと挿入部103aの平坦面103dとの間の間隙を介して外へ抜ける。したがって、回転軸103の挿入部103aをロータ130の挿入穴134の奥まで確実に圧入することができる。なお、挿入部103aの先端が面取りされている場合には、ロータ130の挿入穴134に対する挿入部103aの圧入を容易にするとともに、挿入穴134の内周面の損傷が防止される。
 また、図13に示すように、挿入穴134の深さ方向に直交する断面において、各々の凹部134bの幅は、たとえば、挿入部103aの平坦面103dの幅よりも広くなっている。これにより、各々の凹部134bの幅方向の両端は、挿入穴134に挿入部103aが圧入された状態で、挿入部103aの平坦面103dの両端の稜線部103eよりも幅方向外側の一対の凸曲面103c上に位置している。このような構成により、ロータ130の挿入穴134に回転軸103の挿入部103aが圧入された状態で、挿入部103aの稜線部103eの周囲に、挿入穴134の凹部134bによって空間が形成される。
 以下、本実施形態の絞り弁制御装置100および圧入構造の作用を説明する。
 本実施形態の絞り弁制御装置100は、前述のように、弁体102と、その弁体102を回転させる回転軸103と、その回転軸103と一体に回転するロータ130と、を備えている。絞り弁制御装置100では、前述のように、ロータ130に設けられた挿入穴134に回転軸103の一端に設けられた挿入部103aが圧入されて固定される。挿入部103aの外周面は、回転軸103と同心の円柱面の一部である一対の凸曲面103cと、これら一対の凸曲面103cの間に設けられた一対の平坦面103dと、これら平坦面103dと凸曲面103cとの境界に形成される稜線部103eと、を有する。ロータ130の挿入穴134の内周面は、一対の凹曲面134aと、一対の凹部134bと、複数の回転防止部134cと、を有する。一対の凹曲面134aは、挿入部103aの一対の凸曲面103cと嵌まり合う。一対の凹部134bは、挿入部103aの一対の平坦面103dとの間および各々の稜線部103eの周囲に空間を形成する。回転防止部134cは、各々の凹部134bの底面から突出して挿入部103aの各々の平坦面103dに接する。
 このような構成により、本実施形態の絞り弁制御装置100によれば、回転軸103の一端の挿入部103aを、ロータ130の挿入穴134に圧入して、回転軸103の一端にロータ130を固定することができる。より詳細には、挿入部103aをロータ130の挿入穴134に圧入すると、挿入部103aの一対の凸曲面103cとロータ130の挿入穴134の一対の凹曲面134aとが嵌まり合う。また、ロータ130の挿入穴134の各々の凹部134bの底面から突出する回転防止部134cが、挿入部103aの各々の平坦面103dに接し、回転軸103とロータ130との相対的な回転が防止される。その結果、回転軸103の一端にロータ130が固定される。
 さらに、ロータ130の挿入穴134の内周面に設けられた一対の凹部134bによって、稜線部103eの周囲に空間を形成することができる。これにより、挿入部103aの凸曲面103cと平坦面103dとの間に形成される角部である稜線部103eが、ロータ130の挿入穴134の内周面に損傷を与えることを防止できる。また、挿入部103aの稜線部103eの周囲に空間が形成されることで、ロータ130の挿入穴134の内周面に挿入部103aの稜線部103eが食い込むことが防止され、挿入穴134の内周面に応力が集中することが防止される。
 さらに、ロータ130の挿入穴134の各々の凹部134bと挿入部103aの各々の平坦面103dとの間に空間が形成されることで、挿入部103aの平坦面103dからロータ130の挿入穴134の内周面に作用する荷重および応力が低減される。また、ロータ130の挿入穴134の回転防止部134cが、挿入部103aの平坦面103dによって押し潰されることによって発生する応力を緩和することができる。したがって、本実施形態の絞り弁制御装置100によれば、回転軸103が圧入されるロータ130に作用する応力を緩和することができる。
 また、本実施形態の絞り弁制御装置100において、挿入穴134の内周面は、一対の凹曲面134aに隣接する各々の凹部134bの底面の両端部に、一対の挿入穴134と間隔をあけて設けられ、挿入穴134の底部から内周面の途中まで挿入穴134の深さ方向へ延びる一対の回転防止部134cを有している。
 このような構成により、ロータ130の挿入穴134の各々の回転防止部134cと、挿入部103aの各々の稜線部103eとの間に間隙を形成することができる。また、挿入部103aの各々の平坦面103dにおいて、稜線部103eの近傍の幅方向の両端部を、ロータ130の挿入穴134の各々の凹部134bに設けられた一対の回転防止部134cによって支持することができる。
 これにより、回転軸103の挿入部103aとロータ130との相対的な回転をより確実に防止することができる。また、ロータ130の挿入穴134の各々の凹部134bに設けられた一対の回転防止部134cの間に空間を形成することができる。これにより、挿入部103aの一対の平坦面103dからロータ130の挿入穴134の内周面に作用する荷重および応力をより効果的に低減することができる。
 さらに、ロータ130の挿入穴134の各々の凹部134bに設けられた一対の回転防止部134cが、挿入穴134の底部から内周面の途中まで、挿入穴134の深さ方向へ延びている。これにより、ロータ130の挿入穴134に回転軸103の挿入部103aを圧入するときに、挿入穴134の開口から深さ方向の途中までは、挿入部103aの平坦面103dと挿入穴134の各々の回転防止部134cとが接しない。そのため、ロータ130の挿入穴134に対する回転軸103の挿入部103aの圧入が容易になる。また、挿入部103aを挿入穴134の深さ方向における内周面の途中から底部まで圧入すると、挿入部103aの平坦面103dと挿入穴134の各々の回転防止部134cとが接し、回転軸103とロータ130との相対的な回転が防止される。
 また、本実施形態の絞り弁制御装置100は、回転軸103を回転させるスロットルギア111をさらに備える。そして、回転軸103は、挿入部103aよりも弁体102に近い位置に挿入部103aに隣接して設けられて挿入部103aよりも外径が拡大された拡径部103bを有している。そして、スロットルギア111は、回転軸103の拡径部103bが圧入される取付穴を有している。
 このような構成により、本実施形態の絞り弁制御装置100は、回転軸103にスロットルギア111を固定する際に、スロットルギア111の取付孔に回転軸103の拡径部103bよりも小径の挿入部103aを挿入することができる。そして、挿入部103aによってスロットルギア111を案内して、スロットルギア111の取付孔に回転軸103の拡径部103bを圧入することができる。同様に、挿入部103aによってナット107を案内して、回転軸103の拡径部103bのねじにナット107を螺合させることができる。
 また、本実施形態の絞り弁制御装置100は、ロータ130に設けられた励起導体131と、ロータ130に対向する固定基板150と、を備えている。さらに、絞り弁制御装置100は、固定基板150に設けられて励起導体131に対向する環状の励磁導体151と、固定基板150に設けられて励磁導体151の内側で放射状に延びる信号検出導体152と、をさらに備えている。また、ロータ130は、挿入穴134が設けられる本体部133と、その本体部133の一端に連結されて励起導体131が設けられる円板状のフランジ部132と、を有している。そして、フランジ部132は、励起導体131よりも径方向外側の外縁部に単一の切欠部132aを有している。
 このような構成により、絞り弁制御装置100の製造時に、たとえば、レーザ検出器によってロータ130のフランジ部132に設けられた単一の切欠部132aを検出し、ロータ130の圧入方向の合否判定を行うことができる。これにより、ロータ130を回転軸103の挿入部103aに対して、所定の方向で取り付けることができる。
 また、絞り弁制御装置100に回転軸103を組付けた状態で挿入部103aをロータ130の挿入穴134に圧入することで、励起導体131の高さを調節することができる。これにより、励起導体131と、励磁導体151および信号検出導体152との間のクリアランスを精度よく調整することができ、高精度のインダクティブ式スロットルセンサを構成することができる。なお、このスロットルセンサの全開値と全閉値は、たとえば、スロットルギア111の回転可能な角度範囲を規定するデフォルトねじ124および全閉ねじ125によって決定することができる。
 また、本実施形態の圧入構造は、ロータ130の挿入穴134に回転軸103の一端に設けられた挿入部103aが圧入されて固定される。挿入部103aの外周面は、回転軸103と同心の円柱面の一部である一対の凸曲面103cと、これら一対の凸曲面103cの間に設けられた一対の平坦面103dと、これら平坦面103dと凸曲面103cとの境界に形成される稜線部103eと、を有する。ロータ130の挿入穴134の内周面は、一対の凹曲面134aと、一対の凹部134bと、複数の回転防止部134cを有する。一対の凹曲面134aは、挿入部103aの一対の凸曲面103cと嵌まり合う。一対の凹部134bは、挿入部103aの一対の平坦面103dとの間および各々の稜線部103eの周囲に空間を形成する。各々の回転防止部134cは、各々の凹部134bの底面から突出して挿入部103aの各々の平坦面103dに接する。
 このような構成により、本実施形態の圧入構造によれば、前述の絞り弁制御装置100と同様に、回転軸103の一端の挿入部103aを、ロータ130の挿入穴134に圧入して、回転軸103の一端にロータ130を固定することができる。さらに、前述の絞り弁制御装置100と同様に、挿入部103aの稜線部103eによるロータ130の挿入穴134の内周面の損傷や応力集中が防止され、挿入穴134の内周面に作用する荷重および応力が低減される。したがって、本実施形態の圧入構造によれば、回転軸103が圧入されるロータ130に作用する応力を緩和することができる。
 また、本実施形態の絞り弁制御装置100および圧入構造において、ロータ130は、回転軸103を圧入して固定するための金属製のインサータを有しないだけでなく、ロータ130を軸方向に貫通する貫通孔を有しない。これにより、たとえば、エンジン制御システムを構成する機械から生じた静電気が金属インサータを介して固定基板150へ放電されることが防止される。また、回転軸103と金属製のインサータの寸法公差のばらつきに起因する圧入不良が防止され、回転軸103の挿入部103aをロータ130の挿入穴134へ圧入する際の圧入荷重を均一にすることができる。また、ロータ130の部品点数を削減することができ、樹脂製のロータ130の寸法精度を向上させることができる。
 以上、図面を用いて本開示に係る絞り弁制御装置および圧入構造の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。本開示に係る圧入構造は、たとえば、アクセルポジションセンサ、ならびにターボチャージャの可動翼制御用アクチュエータ、ギアシフトアクチュエータ、および4輪駆動/2輪駆動の切り替え用アクチュータなどの回転角度センサに適用可能である。
100  絞り弁制御装置
102  弁体
103  回転軸
103a 挿入部
103b 拡径部
103c 凸曲面
103d 平坦面
103e 稜線部
111  スロットルギア
130  ロータ
131  励起導体
132  フランジ部
132a 切欠部
133  本体部
134  挿入穴
134a 凹曲面
134b 凹部
134c 回転防止部
150  固定基板
151  励磁導体
152  信号検出導体

Claims (5)

  1.  弁体と、該弁体を回転させる回転軸と、該回転軸と一体に回転するロータと、を備え、前記ロータに設けられた挿入穴に前記回転軸の一端に設けられた挿入部が圧入されて固定される絞り弁制御装置であって、
     前記挿入部の外周面は、前記回転軸と同心の円柱面の一部である一対の凸曲面と、一対の前記凸曲面の間に設けられた一対の平坦面と、該平坦面と前記凸曲面との境界に形成される稜線部と、を有し、
     前記挿入穴の内周面は、前記挿入部の一対の前記凸曲面と嵌まり合う一対の凹曲面と、前記挿入部の一対の前記平坦面との間および各々の前記稜線部の周囲に空間を形成する一対の凹部と、各々の前記凹部の底面から突出して前記挿入部の各々の前記平坦面に接する回転防止部と、を有する、絞り弁制御装置。
  2.  前記挿入穴の前記内周面は、一対の前記凹曲面に隣接する前記凹部の前記底面の両端部に一対の前記凹曲面と間隔をあけて設けられ、前記挿入穴の底部から前記内周面の途中まで前記挿入穴の深さ方向へ延びる一対の前記回転防止部を有する、請求項1に記載の絞り弁制御装置。
  3.  前記回転軸を回転させるスロットルギアをさらに備え、
     前記回転軸は、前記挿入部よりも前記弁体に近い位置に前記挿入部に隣接して設けられて前記挿入部よりも外径が拡大された拡径部を有し、
     前記スロットルギアは、前記回転軸の前記拡径部が圧入される取付穴を有する、請求項1に記載の絞り弁制御装置。
  4.  前記ロータに設けられた励起導体と、前記ロータに対向する固定基板と、該固定基板に設けられて前記励起導体に対向する環状の励磁導体と、前記固定基板に設けられて前記励磁導体の内側で放射状に延びる信号検出導体と、をさらに備え、
     前記ロータは、前記挿入穴が設けられる本体部と、該本体部の一端に連結されて前記励起導体が設けられる円板状のフランジ部と、を有し、
     前記フランジ部は、前記励起導体よりも径方向外側の外縁部に単一の切欠部を有している、請求項1に記載の絞り弁制御装置。
  5.  ロータの挿入穴に回転軸の一端に設けられた挿入部が圧入されて固定される圧入構造であって、
     前記挿入部の外周面は、前記回転軸と同心の円柱面の一部である一対の凸曲面と、一対の前記凸曲面の間に設けられた一対の平坦面と、該平坦面と前記凸曲面との境界に形成される稜線部と、を有し、
     前記挿入穴の内周面は、前記挿入部の一対の前記凸曲面と嵌まり合う一対の凹曲面と、前記挿入部の一対の前記平坦面との間および各々の前記稜線部の周囲に空間を形成する一対の凹部と、各々の前記凹部の底面から突出して前記挿入部の各々の前記平坦面に接する回転防止部と、を有する、圧入構造。
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