(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルシャフトの回転角度を検出するセンサ素子部の回転側部品が取付けられたロータを、前記スロットルシャフトを支持する転がり軸受からなるシャフト支持軸受の内輪に嵌合状態に取付け、前記ロータは鍔付き円筒状であって、その円筒部で前記内輪に圧入状態に取付けられ、かつ鍔部に前記センサ素子部の前記回転側部品が取付けられたものであり、前記スロットルシャフトは前記ロータの前記円筒部に圧入したスロットルバルブ開度センサ付軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記転がり軸受は、前記ロータの軸方向幅内に収まる幅寸法のものであるスロットルバルブ開度センサ付軸受。
【請求項３】
スロットルボディに装着可能なハウジング内に、スロットルシャフトを支持するシャフト支持軸受と前記スロットルシャフトの回転角度を検出するセンサ素子部とを設け、前記ハウジングのスロットルシャフト挿入口を有する端壁部と前記シャフト支持軸受との間に前記センサ素子部を配置した請求項１または請求項２に記載のスロットルバルブ開度センサ付軸受。
【請求項４】
前記ハウジングを樹脂製としてその内面に前記シャフト支持軸受の外輪が嵌合するカラーを設け、このカラーは、ハウジングの樹脂成形によってハウジングに一体化させた請求項３記載のスロットルバルブ開度センサ付軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するセンサ素子部とスロットルシャフトを支持する軸受とを共通のハウジング内に組み込んだスロットルバルブ開度センサ付軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スロットルバルブ装置の構造は、一般に図５に示すように、スロットルバルブ５１と一体のスロットルシャフト５２を、スロットルボディ５３の両側部に設けられた軸受５４，５４で支持し、スロットルシャフト５２の一端に戻しばね５５を、他端にスロットルバルブ開度センサ５６を各々連結した構成とされている。戻しばね５５はアクスルペダル（図示せず）とスロットルバルブ５１を連動させるものである。
スロットルバルブ開度センサ５６は、スロットルボディ５３に装着されるハウジング５７内にロータ５８を回転自在に支持し、抵抗体付きの基板５９およびブラシ６０からなるポテンショメータ６１の前記ブラシ６０をロータ５８に取付けたものである。ロータ５８の軸部は、スロットルシャフト５２の回転を伝達可能なように、溝部および突片からなる噛合部６２でスロットルシャフト５２と連結してある。また、噛合部６２の遊びによる検出精度の低下を防止するために、ロータ５８を回転付勢する戻しねじりコイルばね６３を設け、噛合部６２の突片が溝内面に常に所定回転方向に押し付けられるようにしてある。戻しねじりコイルばね６３は、ロータ５８の外周に圧入したスリーブ６４に取付けてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スロットルボディ５３は軸受５４の取付部分５３ａが外方へ突出し、その外側にスロットルバルブ開度センサ５６のハウジング５７が取付けられるため、スロットルバルブ装置の全体がスロットルシャフト５２の軸方向に長くなってしまう。コンパクト化を図ろうとしても、ロータ５８をハウジング５７に回転自在に支持することが必要であるため、限界がある。また、組み立てに際して、軸受５４をスロットルボディ５３に組み込む作業と、ロータ５８をスロットルシャフト５２に連結しながら開度センサ５６をスロットルボディ５３に装着する作業とが必要で、組み立てに手間がかかる。
さらに、センサ５６のロータ５８を噛合部６２でスロットルシャフト５２と連結するため、ロータ５８とスロットルシャフト５２の軸心に誤差が発生し、スロットルバルブ５１の開度の検出精度に影響する。噛合部６２に生じる回転方向の隙間に対しては、戻しねじりコイルばね６３を設けて対処しているが、その配置スペースを得るために、一層軸方向に大きくなる。
【０００４】
この発明は、上記の課題を解消するものであり、スロットルバルブ装置のコンパクト化が図れ、組立作業性も良く、また検出精度の向上が図れるスロットルバルブ開度センサ付軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のスロットルバルブ開度センサ付軸受は、上記課題を解消するため、スロットルシャフトの回転角度を検出するセンサ素子部の回転側部品が取付けられたロータを、前記スロットルシャフトを支持するシャフト支持軸受の内輪に嵌合状態に取付けている。前記シャフト支持軸受は転がり軸受からなる。
この構成により、センサ素子部の回転側部品とシャフト支持軸受の軸心が確実に一致し、またロータの取付けも行い易い。
前記ロータは鍔付き円筒状であって、その円筒部で前記内輪に圧入状態に取付けられ、かつ鍔部に前記センサ素子部の前記回転側部品が取付けられたものである。前記スロットルシャフトは前記ロータの前記円筒部に圧入する。
また、前記転がり軸受は、前記ロータの軸方向幅内に収まる幅寸法のものであっても良い。
また、ハウジング内に、スロットルシャフトを支持するシャフト支持軸受と前記スロットルシャフトの回転角度を検出するセンサ素子部とを設けたものとしても良い。
このセンサ付き軸受は、スロットルボディに取付けられてスロットルシャフトの支持と、スロットルバルブの開度検出とに使用される。このように、スロットルシャフトを支持する軸受とセンサ素子部とを共通のハウジングに納めてユニット化したため、スロットルボディにはセンサ側のシャフト支持軸受を設けることが不要で、１個のシャフト支持軸受でスロットルシャフトの支持とセンサ素子部のロータ等の支持が兼用できる。そのため全体構成がスロットルシャフトの軸方向にコンパクトになる。また、予めハウジング内にシャフト支持軸受が組み込んであるため、スロットルボディに軸受を組み込むことが不要で、スロットルボディへの組立作業性が良い。しかも、共通のハウジングにシャフト支持軸受とセンサ素子部とが設けられるため、シャフト支持軸受とセンサ素子部の軸心が一致し、検出精度が高い。
【０００６】
上記構成において、センサ素子部は、ハウジングのスロットルシャフト挿入口を有する端壁部とシャフト支持軸受との間に配置することが好ましい。センサ素子部はその全体を密封することが好ましいが、このように構成した場合、センサ素子部がシャフト支持軸受とスロットルボディの間に位置することになり、したがってセンサ素子部のスロットルボディ側だけを密封すれば良く、密封が行い易い。また、軸受側に密封用の壁部を設けることを不要にして、一層コンパクト化および組立の容易化を図ることもできる。
この場合に、スロットルシャフト挿入口に、スロットルシャフトとの間を密封するシールを設けても良く、これにより密封性の確実が図れる。
また、上記構成において、前記ハウジングを合成樹脂製とする場合に、シャフト支持軸受の外輪が嵌合するカラーを設け、ハウジングの樹脂成形時に、インサート成形等でカラーとハウジングとを一体化させても良い。このようにカラーを設けることにより、合成樹脂からなるハウジングの軸受嵌合部分の剛性不足を補える。また、樹脂成形で一体化させるため、カラーの取付けが確実となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。このスロットルバルブ開度センサ付軸受１は、スロットルボディ２に取付けられる樹脂製のハウジング３内に、スロットルバルブ４のスロットルシャフト５を支持するシャフト支持軸受６と、スロットルシャフト５の回転角度を検出するセンサ素子部７とを設けたものである。シャフト支持軸受６は、シール付き深溝玉軸受等の標準型の転がり軸受からなり、センサ素子部７はポテンショメータ等からなる。シャフト支持軸受６は滑り軸受であっても良い。
【０００８】
シャフト支持軸受６は、ハウジング３の軸受嵌合壁３ｂの内径面に埋め込み状態に設けられた円筒状のカラー８に、外輪６ａで圧入状態に取付けられ、内輪６ｂに鍔付き円筒状のロータ９がその円筒部で圧入状態に取付けられている。ロータ９の鍔部は、シャフト支持軸受６のハウジング内側に配置される。ロータ９は、飽和ポリエステルまたはポリフェニレンサルファイド樹脂等の樹脂製のものであり、スロットルシャフト５はこのロータ９に圧入されてシャフト支持軸受６に支持される。ここで、スロットルシャフト５とロータ９の間に金属製のスリーブを介在させて、ロータ９の磨耗を抑制するようにしてもよい。上記カラー８は、鋼材または焼結合金等の金属製のものであり、ハウジング３にインサート成形で一体化されている。
【０００９】
ハウジング３は、スロットルボディ２に隣接する略円形の端壁部３ａから、円筒状の軸受嵌合壁３ｂを同心に突出させたものであり、軸受嵌合壁３ｂの基端部からコネクタ差込み部３ｃが外径側へ突出している。コネクタ差込み部３ｃは、コネクタ端子１０を内部に有するものであり、コネクタ係止爪３ｄが設けられている。コネクタ差込み部３ｃに、センサ素子部７の出力を取り出すコネクタ（図示せず）が着脱自在に装着される。端壁部３ａにおけるコネクタ差込み部３ｃから両側に９０°離れた箇所には、取付用の耳部３ｅ（図１（Ｂ））が突出し、耳部３ｅに円周方向に延びる長孔状の取付孔１１が設けられている。取付孔１１の周縁には焼結合金等からなる環状の補強材１２が設けられ、カラー８と共にハウジング３にインサート成形で一体化されている。ハウジング３の端壁部３ａの中央にはスロットルシャフト挿入口１３が形成され、その内径面にスロットルシャフト５との間を密封するシール１４が取付けられている。シール１４はゴム等の弾性体からなる。また、端壁部３ａの外面の外周縁には、スロットルボディ２に設けられた環状突部２ａに嵌合する環状の位置決め凹部３ｆが形成されている。
【００１０】
センサ素子部７となるポテンショメータは、ハウジング３の端壁部３ａの内面に設けられた基板１５と、ロータ９の鍔部に設けられたブラシ１６とからなる。このセンサ素子部７は、基板１５に同心のリング状ないし円弧状に形成された複数の抵抗体間、または抵抗体と電極間をブラシ１６の摺接によって導通させることにより、電圧値の変化でロータ９の回転角度を検出するものである。基板１５の抵抗体および電極は、前記コネクタ端子１０に接続されている。なお、センサ素子部７は、ポテンショメータに限らず、磁気的または光的に回転角度を検出するものであっても良く、例えば磁気スケールと磁気センサ、あるいは歯列と磁気センサ等からなる回転角度検出器などが使用できる。
【００１１】
このスロットルバルブ開度センサ付軸受１の使用形態および作用を説明する。図２は、このスロットルバルブ開度センサ付軸受１をスロットルボディ２に取付けた状態を示す。スロットルボディ２は、スロットルシャフト５を支持する内蔵の軸受１７を片方のみに設けたものであり、スロットルシャフト５の他端側は、この開度センサ付軸受１のシャフト支持軸受６で支持される。スロットルシャフト５の前記内蔵軸受１７から突出した部分には、アクスルペダルとの連動用の戻しばね１８が設けられる。なお、上記戻しばね１８側の軸受１７を上記開度センサ付軸受１で構成してもよい。
この開度センサ付軸受１のスロットルボディ２への取付作業は、スロットルシャフト５を開度センサ付軸受１のハウジング３のスロットルシャフト挿入口１３からロータ９内に圧入し、ハウジング３の側面をスロットルボディ２の側面に合わせて耳部３ｅをボルト止めすることにより行う。耳部３ｅの取付ボルト（図示せず）は、取付孔１１に挿通されてスロットルボディ２のねじ孔（図示せず）に螺着されるものであり、取付孔１１を前記のように長孔に形成したことで、取付角度の微調整を可能としてある。
【００１２】
この構成のスロットルバルブ開度センサ付軸受１によると、このようにスロットルシャフト５の支持軸受６とセンサ素子部７とを共通のハウジング３に納めてユニット化し、またスロットルバルブ４、センサ素子部７、およびシャフト支持軸受６がこの順に並ぶように配置したため、軸方向にコンパクトになる。また、予めハウジング３内にシャフト支持軸受６が組み込んであるため、スロットルボディ２への組立作業性が良い。しかも、シャフト支持軸受６とセンサ素子部７の軸心が一致し、検出精度が向上する。特に、ロータ９をシャフト支持軸受６の内輪６ｂとスロットルシャフト５との間に圧入したため、シャフト支持軸受６とセンサ素子部７の軸心が一層確実に一致して、より検出精度が高くなり、また一層軸方向にコンパクト化される。
【００１３】
図３はこの発明の第２の実施形態を示す。この例は図１の実施形態において、そのカラー８に代えて、図４に示す耳部８ａが両側に突出した円筒状のカラー８Ａを用いたものである。耳部８ａには円弧状の長孔からなる取付孔１１Ａが形成してあり、図１の例におけるハウジング１の耳部３ｅは無くす。また、カラー８Ａは、ハウジング３の筒部３ｂの軸方向幅の略全体にわたる幅のものであり、耳部８ａから周方向に９０°離れた位置に、樹脂流入用切欠１９，２０が設けてある。カラー８Ａは、前記実施形態と同様にハウジング３にインサート成形で一体化されるが、樹脂流入用切欠１９，２０にハウジング３の樹脂が流入することで、ハウジング３とカラー８との一体化が確実になると共に、ハウジング３がカラー８の挿入で途切れることなく一体に続いたものとなる。
このように構成した場合、シャフト支持軸受６が圧入されるカラー８Ａを、その耳部８ａで直接にスロットルボディ２に止め付けられるため、シャフト支持軸受６のスロットルボディ２に対する固定が確実となる。その他の構成，効果は図１の実施形態と同じである。
【００１４】
なお、前記各実施形態において、ロータ９をシャフト支持軸受６とスロットルシャフト５の間に介在させたが、シャフト支持軸受６をスロットルシャフト５に直接に嵌合させ、ロータ９をシャフト支持軸受６とハウジング３の端壁部３ａとの間でスロットルシャフト５に取付けても良い。
【００１５】
【発明の効果】
この発明のスロットルバルブ開度センサ付軸受は、センサ素子部の回転側部品が取付けられたロータを、シャフト支持軸受の内輪に嵌合状態に取付けたため、軸心の一致による検出精度の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかるスロットルバルブ開度センサ付軸受の断面図、（Ｂ）はそのハウジングの正面図である。
【図２】同開度センサ付軸受をスロットルボディに取付けた状態を示す断面図である。
【図３】（Ａ）はこの発明の第２の実施形態にかかるスロットルバルブ開度センサ付軸受の断面図、（Ｂ）はそのハウジングの正面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、各々同実施形態におけるカラーの平面図、断面図、および正面図である。
【図５】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１…開度センサ付軸受
２…スロットルボディ
３…ハウジング
４…スロットルバルブ
５…スロットルシャフト
６…シャフト支持軸受
７…センサ素子部
８，８Ａ…カラー
９…ロータ
１３…スロットルシャフト挿入口
１４…シール
１５…基板
１６…ブラシ
【図１】
0003650468.tif 000002
【図２】
0003650468.tif 000003
【図３】
0003650468.tif 000004
【図４】
0003650468.tif 000005
【図５】
0003650468.tif 000006