JP5730726B2 - 回転角度検出装置 - Google Patents
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Description
他方、この回転角度検出装置は、スロットルバルブ装置全体としてのコンパクト化を図るために、スロットルバルブ装置の構成する部品と一緒に組み付けられている。つまり、回転角度検出装置には、上記したセンサターミナルのほか、モータターミナル(モータ配線部材)も一緒に組み込まれている。このモータターミナルは、スロットルバルブを回転させる駆動モータに電力を供給するため、電力のプラスマイナスに接続するための2本により構成される。
しかしながら、予め一体化した状態となるように帯板状のワーク基材をプレス加工しようとすると、プレス加工する際のワーク基材の加工範囲をむやみに拡げてしまって、このワーク基材に無駄となる部分を多く生じさせてしまう。そうすると、製造コストが高価なものとなってしまう。
すなわち、本発明の第1の発明に係る回転角度検出装置は、スロットルバルブの開度を検出するために該スロットルバルブの回転軸の磁気を検出する磁気検出部材を具備してスロットルバルブ装置に組み込まれる回転角度検出装置であって、前記磁気検出部材に接続されて該磁気検出部材からの検出信号を送信するセンサ配線部材と、前記スロットルバルブの前記回転軸を回転させるモータに電力供給するモータ配線部材とを備え、前記センサ配線部材および前記モータ配線部材の少なくともいずれか一方を構成する配線部材は、該配線部材の一部に折り返されるように曲げられる曲げ部が設けられて成形されていることを特徴とする。
ここで、このように折り返すように曲げられるワークは、帯板状のワーク基材(フープ材)を打ち抜くことにより形成される。このため、ワーク基材を打抜き加工する際のワーク基材の打抜き形状の自由度を、この折返し形状となる曲げ部によって向上させることができる。つまり、配線部材を所望形状に形成するにあたって、折り返すように曲げる曲げ加工(曲げ成形)に応じて、打抜き加工(プレス成形)における打抜き形状を適宜に変更することができる。
すなわち、センサ配線部材の配線構成と、モータ配線部材の配線構成(モータ接続端子を含む)との構成とを形成するにあたって、一体のワーク基材からの打抜き形状を所望形状に適宜に調節することができる。これによって、プレス加工時の配線部材同士の間隔を精度高く設定することができるので、配線部材同士の間隔を狭く設定して形成することができる。したがって、ワーク基材の使用量の低減も図ることができる。
これによって、回転角度検出装置を製造するにあたって組付け工程を省略するように配線部材を所望形状に形成することができながら、帯板状のワーク基材(フープ材)の加工範囲の無駄部分を抑えることができ、製造コストを安価とすることができる。
この第2の発明に係る回転角度検出装置によれば、曲げ部にて曲げられる配線部材の配線延在方向は、曲げ部が設けられるセンサ配線部材もしくはモータ配線部材の配線延在方向に対して直交する方向に設定されているので、曲げ部を形成するにあたっての配線部材の折曲箇所を、曲げ部が設けられるセンサ配線部材もしくはモータ配線部材の配線延在方向に沿って設定することができる。これによって、曲げ部を成形するにあたっての寸法精度を高くすることができる。
この第3の発明に係る回転角度検出装置によれば、曲げ部はセンサ配線部材の一部に設けられているので、曲げ部の配置位置によってセンサ配線の間隔を狭くすることができる。これによって、センサ配線の間隔が狭いIC(integrated circuit)センサを接続することができて、回転角度検出装置自体の小型化を図ることができる。
この第4の発明に係る回転角度検出装置によれば、曲げ部はモータ配線部材の一部に設けられているので、モータ配線部材を構成するにあたり、モータ接続端子の構成と単なる配線構成とを区分けして構成することを要しない。これによって、1部品でモータ配線部材を構成することができて、組付け時の工程数削減を図ることができる。さらに、この第4の発明に係る回転角度検出装置によれば、曲げ部はモータ配線部材の一部に設けられているので、モータ接続端子を含むモータ配線部材を形成するにあたり、曲げ部の配置位置によって帯板状のワーク基材(フープ材)の余り部分を少なくすることができる。特にモータ配線部材の配線構成のうち、モータ接続端子に関する配線構成を形成するにあたり、ワーク基材を余り部分を有効利用することができる。これによって、モータ接続端子を一体のワーク基材より形成することができつつ、ワーク基材の使用量の低減も図ることができる。
この第5の発明に係る回転角度検出装置によれば、曲げ部の折返し形状は、曲率半径を有した環状にて成形されているので、この曲げ部に集中する応力を環状方向で分散することができる。これによって、応力集中による曲げ部の割れを防止することができる。
第2の発明に係る回転角度検出装置によれば、曲げ部を成形するにあたっての寸法精度を高くすることができる。
第3の発明に係る回転角度検出装置によれば、センサ配線の間隔が狭いICセンサを接続することができて、回転角度検出装置自体の小型化を図ることができる。
第4の発明に係る回転角度検出装置によれば、1部品でモータ配線部材を構成することができて、組付け時の工程数削減を図ることができる。
第5の発明に係る回転角度検出装置によれば、応力集中による曲げ部の割れを防止することができる。
図1に示すように、スロットルバルブ装置10は、自動車等の車両に搭載されるスロットルバルブ装置である。このスロットルバルブ装置10は電子制御式にて開閉可能に構成されている。このスロットルバルブ装置10は、樹脂の成形品にて形成されるスロットルボデー11を備える。このスロットルボデー11には、中空円筒状に形成されるボア壁部12が設けられている。ボア壁部12内には、吸気通路としてのボア13が形成されている。ボア壁部12には、ボア13の径方向(左右方向)でボア13を横切るように、金属製のスロットルシャフト14が配設されている。このスロットルシャフト14の両端部分は、ボア壁部12に形成された軸受部15にて回転可能に支持されている。このスロットルシャフト14には、円板状をなすバタフライバルブ式のスロットルバルブ16が螺子部材17を介して一体的に締着されている。このように、スロットルバルブ16は、スロットルシャフト14と一体で回転するようになっている。このスロットルバルブ16は、スロットルバルブ16の開度を決めるように、スロットルシャフト14の回転角度によってボア13を開け閉めするようになっている。つまり、スロットルシャフト14は、本発明に係るスロットルバルブの回転軸に相当する。
スロットルボデー11のうち、ボア壁部12のスロットルシャフト14の延在交差側(下側)には、駆動モータ20を収納するモータ収納部18が設けられている。モータ収納部18は、DCモータとなる駆動モータ20を収納することができるように構成される。駆動モータ20は、スロットルシャフト14の駆動端側(右側)と一致する側に駆動スピンドル21を突き出させている。この駆動モータ20の駆動スピンドル21の外周部分にはピニオンギヤ22が設けられている。この駆動モータ20は、不図示のエンジンコントロールユニットから出力される駆動信号に基づいて回転駆動が制御されている。なお、この駆動スピンドル21は、上記したスロットルシャフト14に対して平行方向で延在するように配置されている。
図5は、回転角度検出装置32を示す斜視図である。図6は、回転角度検出装置32を示す正面図である。図5および図6に示す回転角度検出装置32は、スロットルバルブ16の開度を検出するものであり、図4に示す2つの磁気検出部材35を具備して構成される。図4にも示すように、この磁気検出部材35は、スロットルシャフト14の磁気を検出する機能を有する。すなわち、回転角度検出装置32は、図5および図6にも示すように、2つの磁気検出部材35と、ターミナル部品40と、第1発泡成形部材71と、第2発泡成形部材75とを備える。なお、この回転角度検出装置32に設けられる磁気検出部材35は、フェイルセーフの観点から2つとなっている。つまり、磁気検出部材35の一方がフェイルダウンしても、他方の磁気検出部材35が機能が保全できるようになっている。また、後に詳述するが、ターミナル部品40は、4本のセンサターミナル41と、2本のモータターミナル51とを備えて構成される。この4本のセンサターミナル41は、磁気検出部材35に接続されて磁気検出部材35からの検出信号を送信するセンサ配線部材に相当する。これに対して、2本のモータターミナル51は、スロットルシャフト14を回転させる駆動モータ20に電力供給するモータ配線部材に相当する。
なお、2つの磁気検出部材35の接続端子部39のそれぞれは、センサターミナル41に電気的に接続されている。つまり、後に説明するが、2つの磁気検出部材35の接続端子部39のそれぞれは、接地用のセンサターミナル414の接地用接続端子43のそれぞれに対しても電気的に接続されている。
すなわち、図7〜図9に示すように、センサターミナル41のセンサターミナル本体42には、センサターミナル本体42の一部を折り返すように曲げられる曲げ部47が設けられている。この曲げ部47は、上記した2つの磁気検出部材35の接続端子部39のそれぞれに接続される接地用接続端子43を形成するために設けられるものである。このため、曲げ部47は、接地用のセンサターミナル414に連接された状態で互いに隣接配置されるように2つ設けられている。なお、この曲げ部47にて曲げられた接地用のセンサターミナル414の端部が、磁気検出部材35の接続端子部39のそれぞれに接続される接地用接続端子43として形成される。この接地用のセンサターミナル414に設けられる接地用接続端子43のそれぞれは、上記した磁気検出部材35の接続端子部39のそれぞれに対して接合される。なお、図7等に示す符号44は、2つの磁気検出部材35の接続端子部39のそれぞれに接続される接地用接続端子43とは別で設けられる信号出力用接続端子である。
これらの曲げ部47の折返しは、折り曲げることによりセンサターミナル本体42の配線の延在方向を180度で返して、センサターミナル本体42同士の配線を二重とするものである。具体的には、図7〜図11に示すように、曲げ部47にて曲げられる接地用接続端子43(配線部材)の配線延在方向は図示前後方向に沿っている。これに対して曲げ部47が設けられる接地用のセンサターミナル414(配線部材)の配線延在方向は図示上下方向に沿っている。つまり、接地用接続端子43(配線部材)の配線延在方向は、接地用のセンサターミナル414(配線部材)の配線延在方向に対して直交する方向に設定されている。
このモータターミナル51の曲げ部57の折返しも、上記したセンサターミナル41の曲げ部47と同様、折り曲げることによりモータターミナル本体52の配線の延在方向を180度で返して、モータターミナル本体52同士の配線を二重とするものである。具体的には、曲げ部57にて曲げられるモータターミナル本体52は、該モータターミナル本体52(配線部材)の配線延在方向に対して、直交方向および平行方向に沿っている。
また、モータターミナル本体52は、折返し形状となる曲げ部57を含む折曲形状を形成するにあたって、折曲箇所56が設けられている。この折曲箇所56は、曲げ部57を形成するにあたっての配線部材の折曲箇所561のほか、モータ接続端子301の立上げ形状を形成するにあたっての配線部材の折曲箇所562を含む。この曲げ部57を形成するにあたっての折曲箇所561は、図示するとおり、モータターミナル本体52(配線部材)の配線延在方向に沿ったり交差したりする位置に設けられている。なお、この曲げ部57の折曲箇所561には、モータターミナル本体52(配線部材)から僅かにずれて設定されるものであってもよい。つまり、このモータターミナル本体52にあっても、上記したセンサターミナル本体42に設けられる曲げ部47と同様、折曲箇所561にはモータターミナル本体52(配線部材)との間に、曲げしろSとなる隔たりが設けられるものであってもよい。また、曲げ部57の折返し形状も、図13に示す曲げ部47と同様に、曲率半径を有した環状にて成形されるものであってもよい。
すなわち、第1発泡成形部材71は、発泡樹脂(詳しくは化学発泡樹脂)のモールド成形により略円柱状に形成される。この発泡樹脂は、電気的絶縁性を有したモールド成形に用いられる樹脂である。この第1発泡成形部材71は、図4に示すように、上記したセンシング部36および信号演算部37を上記したように配置させた状態で、さらに上記した接続端子部39のそれぞれをセンサターミナル41と接続させた状態で、これらの状態を保持するように成形されている。つまり、第1発泡成形部材71は、電気的に接続された磁気検出部材35を埋め込み、これにより磁気検出部材35に関する配置および接続を固定保持している。このように成形された第1発泡成形部材71は、先端部分がカバー本体31の内側に突き出し、根元部分がカバー本体31の埋没させるように、カバー本体31のインサート成形時にカバー本体31と一体化成形される。
また、第1発泡成形部材71および第2発泡成形部材75を形成する発泡樹脂は、上記したセンサカバー30のカバー本体31を形成する樹脂に発泡剤を加えた樹脂となっている。ここで、カバー本体31を形成する樹脂としては、成形容易の観点からポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂が選択される。なお、このカバー本体31を形成する樹脂としては、発泡樹脂が選択されるものであってもよい。
また、コネクタ接続部300から接続可能に露出される上記したセンサコネクタ部45およびモータコネクタ部55には、不図示のエンジンコントロールユニットECUにつながる外部コネクタが接続される。
すなわち、上記した回転角度検出装置32によれば、センサターミナル41およびモータターミナル51を構成する配線部材は、配線部材の一部に折り返されるように曲げられる曲げ部47,57が設けられて成形されている。ここで、このように折り返すように曲げられるワークW2は、帯板状のフープ材W1を打ち抜くことにより形成される。このため、フープ材W1を打抜き加工する際のフープ材W1の打抜き形状の自由度を、この折返し形状となる曲げ部47,57によって向上させることができる。つまり、配線部材を所望形状に形成するにあたって、折り返すように曲げる曲げ加工(曲げ成形)に応じて、打抜き加工(プレス成形)における打抜き形状を適宜に変更することができる。すなわち、センサターミナル41の配線構成と、モータターミナル51の配線構成との構成とを形成するにあたって、一体のフープ材W1からの打抜き形状を所望形状に適宜に調節することができる。これによって、プレス加工時の配線部材同士の間隔を精度高く設定することができるので、配線部材同士の間隔を狭く設定して形成することができる。したがって、フープ材W1の使用量の低減も図ることができる。
これによって、回転角度検出装置32を製造するにあたって組付け工程を省略するように配線部材を所望形状に形成することができながら、帯板状のフープ材W1の加工範囲の無駄部分を抑えることができ、回転角度検出装置32を製造するにあたって製造作業性を向上させつつ製造コストを安価とすることができる。
また、上記した回転角度検出装置32によれば、曲げ部47はセンサターミナル本体42の一部に設けられているので、曲げ部47の配置位置によってセンサターミナル本体42同士の配線間隔を狭くすることができる。これによって、センサターミナル本体42同士の配線間隔が狭い磁気検出部材35を接続することができて、回転角度検出装置32自体の小型化を図ることができる。
また、上記した回転角度検出装置32によれば、曲げ部57はモータターミナル本体51の一部に設けられているので、モータターミナル51を構成するにあたり、モータ接続端子301の構成と単なる配線構成とを区分けして構成することを要しない。これによって、1部品でモータターミナル本体52を構成することができて、組付け時の工程数削減を図ることができる。さらに、上記した回転角度検出装置32によれば、曲げ部57はモータターミナル51の一部に設けられているので、モータ接続端子301を含むモータターミナル51を形成するにあたり、曲げ部57の配置位置によって帯板状のフープ材W1の余り部分を少なくすることができる。特にモータターミナル51の配線構成のうち、モータ接続端子301に関する配線構成を形成するにあたり、フープ材W1を余り部分を有効利用することができる。これによって、モータ接続端子301を一体のフープ材W1より形成することができつつ、フープ材W1の使用量の低減も図ることができる。
また、上記した回転角度検出装置32によれば、曲げ部47は環状部471を有して成形されているので、この曲げ部47に集中する応力を環状方向で分散することができる。これによって、応力集中による曲げ部の割れを防止することができる。
すなわち、本発明に係る回転角度検出装置にあっては、上記した実施の形態の回転角度検出装置32に限定されることなく、適宜の磁気検出部材が内蔵されれ構成されるものであればよい。すなわち、回転角度検出装置を構成するにあたっての本発明に係る磁気検出部材としては、上記した実施の形態の磁気検出部材35に限定されることなく、磁気の変化を検出するセンシング部の構成を、広く利用される磁電変換ICの構成にて代替するものであってもよい。さらに言えば、ターミナル本体とコネクタ部とを具備するセンサターミナルおよびモータターミナルの数としては、上記した実施の形態のセンサターミナルの4本およびモータターミナルの2本の例示に限定されることなく、適宜の本数を選択することができる。
11 スロットルボデー
12 ボア壁部
13 ボア
14 スロットルシャフト
15 軸受部
16 スロットルバルブ
17 螺子部材
18 モータ収納部
20 駆動モータ
21 駆動スピンドル
22 ピニオンギヤ
23 カウンタシャフト
24 カウンタギヤ
241 大径ギヤ部
242 小径ギヤ部
26 スロットルギヤ
261 内筒部
262 外筒部
263 ギヤ部
27 バックスプリング
30 センサカバー
300 コネクタ接続部
301 モータ接続端子
31 カバー本体
311 螺子孔
312 位置決め部
32 回転角度検出装置
33 ヨーク
34 永久磁石
35 磁気検出部材
36 センシング部
37 信号演算部
38 折曲配線部
39 接続端子部
40 ターミナル部品
41(411,412,413,414) センサターミナル(センサ配線部材)
42(421,422,423,424) センサターミナル本体
43 接地用接続端子
44 信号出力用接続端子
45(451,452,453,454) センサコネクタ部
46(461,462) 折曲箇所
47 曲げ部
471 環状部
49 結合部
51(511,512) モータターミナル(モータ配線部材)
52(521,522) モータターミナル本体
55(551,552) モータコネクタ部
56(561,562) 折曲箇所
57 曲げ部
59 結合部
61,65 位置決め孔
63,67 連結部位
71 第1発泡成形部材
75 第2発泡成形部材
W1 フープ材
W2 ワーク
S 曲げしろ
Claims (4)
- スロットルバルブの開度を検出するために該スロットルバルブの回転軸の磁気を検出する磁気検出部材を具備してスロットルバルブ装置に組み込まれる回転角度検出装置であって、
前記磁気検出部材に接続されて該磁気検出部材からの検出信号を送信するセンサ配線部材と、前記スロットルバルブの前記回転軸を回転させるモータに電力供給するモータ配線部材とを備え、
前記センサ配線部材および前記モータ配線部材の少なくともいずれか一方を構成する配線部材は、該配線部材の一部に折り返されるように曲げられる曲げ部が設けられて成形されており、
前記曲げ部にて曲げられる配線部材の配線延在方向は、該曲げ部が設けられる前記センサ配線部材もしくは前記モータ配線部材の配線延在方向に対して直交する方向に設定されていることを特徴とする回転角度検出装置。 - 請求項1に記載の回転角度検出装置において、
前記曲げ部は、前記センサ配線部材の一部に設けられていることを特徴とする回転角度検出装置。 - 請求項1または請求項2に記載の回転角度検出装置において、
前記曲げ部は、前記モータ配線部材の一部に設けられていることを特徴とする回転角度検出装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の回転角度検出装置において、
前記曲げ部の折返し形状は、曲率半径を有した環状にて成形されていることを特徴とする回転角度検出装置。
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