JP3774362B2

JP3774362B2 - 回転位置センサ及び、回転位置センサ用回転軸

Info

Publication number: JP3774362B2
Application number: JP2000325477A
Authority: JP
Inventors: 康弘杉森; 英之木幡; 武史阿井
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002131081A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転位置センサ及び、回転位置センサ用回転軸に係わり、特に、回転駆動源が接続されるシャフトの先端部が、嵌合される嵌合孔を有する回転軸の回転を、磁気的に検出して、回転軸の回転角度に応じた電気信号を出力する回転位置センサ及び、回転駆動源が接続されるシャフトの先端部が、勘合される嵌合孔を有する回転位置センサ用回転軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば自動車に搭載されるスロットルセンサとして、磁気感応素子に近接配置されたマグネットにスロットルバルブの回転を伝達し、この回転により生じる磁界の変化を、スロットルバルブの開度として検出する回転センサが多く用いられている。
【０００３】
上記回転位置センサは、具体的には、スロットルバルブのバルブシャフトが嵌合され、バルブシャフトと共に回転する回転軸と、該回転軸に固定され、回転軸と共に回転するマグネットと、該マグネットに近接して配置されたコアと、該コアのギャップ間に設けられた磁気感応素子としてのホール素子とを備えて構成されている。以上の構成により、バルブシャフトの回転が、回転軸を介してマグネットに伝達され、マグネットの回転によるコアの磁界の変化をホール素子が、スロットルバルブの開度として検出する。
【０００４】
また、上述した従来の回転軸及び、バルブシャフトは、図７に示すように構成されている。図７（ａ）〜（ｃ）は、回転軸５の天面図７−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図を各々示し、図７（ｄ）及び（ｅ）は、バルブシャフト７の正面図及び側面図を各々示す。同図に示すように、バルブシャフト７は、その先端部７ａが断面長方形状に形成されている。
【０００５】
また、回転軸５は、バルブシャフト７の先端部７ａと嵌合する断面長方形状の嵌合孔５ａと、バルブシャフト７を回転軸５内に挿入する挿入口５ｂと、挿入口５ｂから嵌合孔５ａまでの間に設けられた中空部５ｃとを備えている。従って、バルブシャフト７の先端部７ａを、回転軸５の嵌合孔５ａに嵌合させれば、バルブシャフト７の回転と共に、回転軸５が回転する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、回転位置センサを車両に組み付ける組付作業は、一般的に、車両に搭載されたバルブシャフト７の先端部７ａに、人手によって、回転位置センサ内の嵌合孔５ａを勘合させることにより行っている。このため、バルブシャフト７の先端部７ａと、回転軸５内の嵌合孔５ａとの位置を確認しつつ嵌合させる必要があり、組付作業が困難であるという問題があった。特に、バルブシャフト７が人の手の届きにくい場所にあった場合は、バルブシャフト７の先端部７ａと、回転軸５内の嵌合孔５ａとの位置が合いにくく、より一層組付作業が困難となる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、シャフトの先端部を嵌合孔に案内する案内手段を設けることにより、嵌合孔とシャフトの先端部との位置を確認する必要をなくし、容易に車両に搭載することができる回転位置センサ及び、該回転位置センサに用いられる回転位置センサ用回転軸を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、回転駆動源が接続されるシャフトを挿入する挿入口及び、挿入口から挿入されたシャフトの先端部と勘合する断面四角形状の嵌合孔を有する回転軸と、前記回転軸に固定され、前記回転軸と共に回転するマグネットと、前記マグネットの近接に配置された磁性体と、前記磁性体のギャップ間に設けられた磁気感応素子とを備えた回転位置センサにおいて、前記回転軸は、前記四角状嵌合孔入口の一辺に沿って、傾斜している第１の傾斜面と、前記嵌合孔入口の前記第１の傾斜面が設けられた一辺に対向する辺に沿って、前記第１の傾斜面とは逆向きに傾斜している第２の傾斜面とを有することを特徴とする回転位置センサに存する。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、回転軸が、断面四角状の嵌合孔入口の一辺に沿って、傾斜している第１の傾斜面と、嵌合孔入口の第１の傾斜面が設けられた一辺に対向する辺に沿って、第１の傾斜面とは逆向きに傾斜している第２の傾斜面を有する。以上の構成により、挿入口からシャフトを挿入したとき、シャフトの先端部と、嵌合孔との位置が合っていなければ、シャフトの先端部の一部が第１の傾斜面及び、第２の傾斜面の両者に接する。
【００１２】
第１の傾斜面及び、第２の傾斜面は、四角状嵌合孔入口の一辺と、該一辺に対向する辺に沿って、互いに逆方向に傾斜している。このため、嵌合孔を有する回転軸が、シャフトの先端部と第１及び第２の傾斜面とがに沿うように移動し、すなわち回転し、嵌合孔入口とシャフトの先端部との位置が合ったところで、勘合する。従って、嵌合孔入口に２つの傾斜面を設けるだけで、容易に回転軸内の嵌合孔をシャフトの先端部に導くことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転位置センサであって、前記第１及び第２の傾斜面は、さらに、前記挿入口から前記嵌合孔の間に設けられた中空部の内周面から前記四角状嵌合孔入口に向かって、挿入口から離れる方向に傾斜していることを特徴とする回転位置センサに存する。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、第１及び第２の傾斜面が、挿入口から嵌合孔の間に設けられた中空部の内周面から嵌合孔入口に向かって、挿入口から離れる方向に傾斜しているので、回転軸は、その嵌合孔がシャフトの先端部に向かいながら回転する。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の回転位置センサであって、前記嵌合孔は、断面長方形状であり、前記第１及び第２の傾斜面は、前記断面長方形状嵌合孔入口の長手方向の一辺に沿って設けられていることを特徴とする回転位置センサに存する。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、第１及び第２の傾斜面が、長方形状嵌合孔入口の長手方向の一辺に沿って設けられている。従って、嵌合孔とシャフト先端部の位置が合っていないとき、かならずシャフト先端部が第１及び第２の傾斜面の両者に接する。
【００１７】
請求項４記載の発明は、回転駆動源が接続されるシャフトを挿入する挿入口及び、挿入口から挿入されたシャフトの先端部と勘合する断面四角形状の嵌合孔を有する回転位置センサ用回転軸において、前記回転軸は、前記断面四角状の嵌合孔入口の一辺に沿って、傾斜している第１の傾斜面と、前記嵌合孔入口の前記第１の傾斜面が設けられた一辺に対向する辺に沿って、前記第１の傾斜面とは逆向きに傾斜している第２の傾斜面とを有する備えることを特徴とする回転位置センサ用回転軸に存する。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、回転軸が、断面四角状の嵌合孔入口の一辺に沿って、傾斜している第１の傾斜面と、嵌合孔入口の第１の傾斜面が設けられた一辺に対向する辺に沿って、第１の傾斜面とは逆向きに傾斜している第２の傾斜面を有する。以上の構成により、挿入口からシャフトを挿入したとき、シャフトの先端部と、嵌合孔との位置が合っていなければ、シャフトの先端部の一部が第１の傾斜面及び、第２の傾斜面の両者に接する。
第１の傾斜面及び、第２の傾斜面は、四角状嵌合孔入口の一辺と、該一辺に対向する辺に沿って、互いに逆方向に傾斜している。このため、嵌合孔を有する回転軸が、シャフトの先端部と第１及び第２の傾斜面とがに沿うように移動し、すなわち回転し、嵌合孔入口とシャフトの先端部との位置が合ったところで、勘合する。従って、嵌合孔入口に２つの傾斜面を設けるだけで、容易に回転軸内の嵌合孔をシャフトの先端部に導くことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の回転位置センサ用回転軸を組み込んだ回転位置センサの天面図及び、断面図である。同図において、回転位置センサは、円筒状の筐体１１と、該筐体１１の開口部に設けられるカバー１２とから構成される樹脂ケース１を備えている。
【００２０】
この樹脂ケース１内には、磁性体としての円弧状のコア２と、コア２のギャップ間に設けられた磁気感応素子としてのホール素子２ａと、該ホール素子２ａの出力端子が半田付けされた配線板４とが収納されている。そして、配線板４からはホール素子２ａが出力する電気信号を外部に出力するためのターミナル６が引き出されている。また、この樹脂ケース１は、その中空部に、マグネット３が固定された回転位置センサ用回転軸５（以下、単に回転軸５という）が、回転自在に嵌挿されている。
【００２１】
上述した回転軸５の詳細な構造について、図２〜図５を参照して説明する。図２は回転軸５の天面図を示し、図３及び図４は、図２の回転軸５のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図を各々示し、図５は図３の回転軸５のＣ−Ｃ断面図を示す。これらの図に示すように、回転軸５は、バルブシャフト７の先端部７ａと勘合する断面長方形状の嵌合孔５ａと、バルブシャフト７を回転軸５内に挿入する挿入口５ｂと、挿入口５ｂから嵌合孔５ａまでの間に設けられた中空部５ｃとを備えている。
【００２２】
また、回転軸５は、嵌合孔５ａ入口の長手方向一辺５ａ−１から、中空部５ｃの内周面側に設けられた第１の肉盛部５ｄ−１と、この第１の肉盛部５ｄ−１が形成されている長手方向一辺５ａ−１と対向する辺５ａ−２から、同じく中空部５ｃの内周面側に設けられた第２の肉盛部５ｄ−２とを備えている。
【００２３】
上述した第１及び第２の肉盛部５ｄ−１、５ｄ−２は、図５に示すような、第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１を有する。すなわち、第１の傾斜面５ｄ−１１は、嵌合孔５ａ入口の辺５ａ−１の一端Ｄ１から他端Ｅ１に向かって、挿入口５ｂに離れる方向に傾斜し、かつ中空部５ｃの内周面から辺５ａ−１に向かって、挿入口５ｂに離れる方向に傾斜している（図５の矢印参照）。
【００２４】
一方、第２の傾斜面５ｄ−２１は、嵌合孔５ａ入口の辺５ａ−２の一端Ｅ２から他端Ｄ２に向かって、挿入口５ｂに離れる方向に傾斜している。すなわち第２の傾斜面５ｄ−２１は、第１の傾斜面とは逆方向に傾斜が付けられている。第２の傾斜面５ｄ−２１は、さらに中空部５ｃの内周面から辺５ａ−２に向かって、挿入口５ｂに離れる方向に傾斜している（図５の矢印参照）。
【００２５】
以上のような構成の回転軸５を有する回転位置センサを、バルブシャフト７に組み付けたときの動作を以下説明する。まず、回転軸５の挿入口５ｂからバルブシャフト７を挿入する。このとき、図６に示すように、断面長方形状のバルブシャフト７の先端部７ａ（一点斜線で示す）と、嵌合孔５ａとの位置が合っていなければ、バルブシャフト７の先端部７ａは、第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１及び５ｄ−２２の両者に接する。
【００２６】
バルブシャフト７の先端部７ａと接している第１傾斜面５ｄ−１１は、辺５ａ−１の一端Ｄ１から他端Ｅ１に向かって、挿入口５ｂから離れる方向に傾斜している。このため、図１に示すように、バルブシャフト７の上方から回転位置センサを組み付けた場合、回転位置センサ自体の重さにより、回転軸５には、矢印Ｙ１に示す力が加わる。一方、バルブシャフト７の先端部７ａと接している第２傾斜面５ｄ−２１は、辺５ａ−２の一端Ｅ２から他端Ｄ２に向かって、挿入口５ｂから離れる方向に傾斜しているため、回転軸５には矢印Ｙ２に示す力が加わる。
【００２７】
従って、上記矢印Ｙ１及びＹ２方向の力が加わることにより回転軸５は、矢印Ｙ３方向に回転する。そして、回転軸５が回転した結果、バルブシャフト７の先端部７ａと、嵌合孔５ａとの位置が一致したとき、バルブシャフト７の先端部７ａが、嵌合孔５ａに嵌合する。
【００２８】
以上のことから明らかなように、第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１は、請求項中の案内手段を構成することがわかる。すなわち、案内手段として働く第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１が、回転軸５内の嵌合孔５ａをバルブシャフト７の先端部７ａに導く。従って、回転軸５を以上のような構成にすることにより、回転位置センサをバルブシャフト７に組み付ける際に、嵌合孔５ａとバルブシャフト７の先端部７ａとの位置を確認しながら、勘合させる必要がなく、容易に車両に搭載することができる。
【００２９】
しかも、上述した第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１は、中空部５ｃの内周面から各辺５ａ−１、５ａ−２に向かって、挿入口５ｂから離れる方向に傾斜している。このため、回転位置センサ自体の重さにより、回転軸５には、矢印Ｙ４及び、Ｙ５方向の力が加わる。従って、回転軸５は、バルブシャフト７の先端部７ａに向かいながら回転し、スムーズに嵌合孔５ａにシャフト先端部７ａが嵌合される。
【００３０】
さらに、上述した実施形態では、断面長方形状の嵌合孔５ａ入口の長手方向の辺に第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１を設けている。このことにより、嵌合孔５ａとシャフト先端部７ａの位置が合っていないとき、かならずシャフト先端部７ａが第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１の両者に接する。このため、確実に嵌合孔５ａを、シャフト先端部７ａに導くことができる。
【００３１】
なお、上述した実施形態では、上述したように、第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１を、中空部５ｃの内周面から各辺５ａ−１、５ａ−２に向かって、挿入口５ｂから離れる方向に傾斜させていた。しかしながら、第１及び第２の傾斜面５ｄ−１１、５ｄ−２１を、単に嵌合孔５ａの一辺に沿って傾斜させるだけでもよい。
【００３２】
また、上述した実施例では、シャフト先端部７ａの上方から、回転位置センサを組み付け、回転位置センサ自体の重さにより、矢印Ｙ３方向の回転を得ていた。しかしながら、シャフト先端部が例えば、横向きであったり、下向きであった場合は、回転位置センサをシャフト方向に押せば、上述したように回転位置センサは回転して、嵌合孔５ａにシャフト先端部７ａが嵌合する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び、４記載の発明によれば、嵌合孔入口に２つの傾斜面を設けるだけで、容易に回転軸内の嵌合孔をシャフトの先端部に導くことができるので、容易に車両に搭載することができる回転位置センサ及び、回転位置センサ用回転軸を得ることができる。
【００３５】
請求項２記載の発明によれば、回転軸は、その嵌合孔がシャフトの先端部に向かいながら回転するので、スムーズに嵌合孔にシャフト先端部が嵌合される回転位置センサを得ることができる。
【００３６】
請求項３記載の発明によれば、嵌合孔とシャフト先端部の位置が合っていないとき、かならずシャフト先端部が第１及び第２の傾斜面の両者に接するので、確実に嵌合孔を、シャフトの先端部に導くことができる回転位置センサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転位置センサ用回転軸を組み込んだ回転位置センサの一実施の形態を示す天面図及び、断面図である。
【図２】図２の回転位置センサを構成する回転軸の天面図である。
【図３】図２の回転軸のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２の回転軸のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３の回転軸のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】回転位置センサを、バルブシャフト７に組み付けたときの動作を説明するための図である。
【図７】従来の回転位置センサ用回転軸及び、シャフトの一例を示す図である。
【符号の説明】
２コア（磁性体）
２ａホール素子（磁気感応素子）
３マグネット
５ａ嵌合孔
５ｂ挿入口
５ｄ−１１第１の傾斜面
５ｄ−２１第２の傾斜面
７バルブシャフト（シャフト）

Claims

回転駆動源が接続されるシャフトを挿入する挿入口及び、挿入口から挿入されたシャフトの先端部と勘合する断面四角形状の嵌合孔を有する回転軸と、前記回転軸に固定され、前記回転軸と共に回転するマグネットと、前記マグネットの近接に配置された磁性体と、前記磁性体のギャップ間に設けられた磁気感応素子とを備えた回転位置センサにおいて、
前記回転軸は、前記断面四角状の嵌合孔入口の一辺に沿って、傾斜している第１の傾斜面と、前記嵌合孔入口の前記第１の傾斜面が設けられた一辺に対向する辺に沿って、前記第１の傾斜面とは逆向きに傾斜している第２の傾斜面とを有する
ことを特徴とする回転位置センサ。
請求項１記載の回転位置センサであって、
前記第１及び第２の傾斜面は、さらに、前記挿入口から前記嵌合孔の間に設けられた中空部の内周面から前記四角状嵌合孔入口に向かって、挿入口から離れる方向に傾斜している
ことを特徴とする回転位置センサ。
請求項１又は２記載の回転位置センサであって、
前記嵌合孔は、断面長方形状であり、
前記第１及び第２の傾斜面は、前記断面長方形状嵌合孔入口の長手方向の一辺に沿って設けられている
ことを特徴とする回転位置センサ。
回転駆動源が接続されるシャフトを挿入する挿入口及び、挿入口から挿入されたシャフトの先端部と勘合する断面四角形状の嵌合孔を有する回転位置センサ用回転軸において、
前記回転軸は、前記断面四角状の嵌合孔入口の一辺に沿って、傾斜している第１の傾斜面と、前記嵌合孔入口の前記第１の傾斜面が設けられた一辺に対向する辺に沿って、前記第１の傾斜面とは逆向きに傾斜している第２の傾斜面とを有する
備えることを特徴とする回転位置センサ用回転軸。