(57)【要約】  シャフトとギヤ組立体及びそれらを形成するための方法が記載され、組立体は、出力シャフト部材（１２）と、出力シャフト部材（１２）の端部に配置されたセンサロータ部材（１４）と、出力シャフト部材（１２）及びセンサロータ部材（１６）の少なくとも一部分の周りにオーバーモールドされた出力ギヤ部材（１６）とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する貫通孔と連通しているノッチを有する端部を有する出力シャフト部材と、
前記出力シャフト部材の前記端部に成形された出力ギヤ部材であって、前記出力ギヤ部材を前記出力シャフト部材の前記端部に固定するための前記ノッチ及び前記貫通孔内に、前記出力ギヤ部材の一部が成形される出力ギヤ部材と、
導体ループを有するセンサロータ部材であって、前記出力ギヤ部材に動作可能に接続されるセンサロータ部材と、
を備える組立体。
【請求項２】
前記出力ギヤ部材がギヤ歯部分を有する、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記センサロータ部材が１つ以上の開孔を有し、前記出力ギヤ部材の前記成形可能な材料の一部が、前記ロータを前記出力ギヤ部材に固定するために前記一連の開孔内に配置される、請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
前記センサロータ部材が、前記センサロータ部材の中央に実質的に形成された開孔をさらに備え、前記センサロータ部材が前記出力シャフト部材に取り付けられるとき、前記開孔が、前記出力シャフト部材に対し前記センサロータ部材を中央に配置する、請求項３に記載の組立体。
【請求項５】
前記組立体がモータ駆動のアクチュエータの一部である、請求項１に記載の組立体。
【請求項６】
前記組立体が、排気ガス再循環弁、スロットル本体、ターボアクチュエータ、バイパス弁及び位置センサを含む群から選択されたものの一部である、請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
出力シャフト部材と、
前記出力シャフト部材の前記端部に成形された出力ギヤ部材と、
導体ループを有するセンサロータ部材であって、前記センサロータ部材が１つ以上の開孔を有し、前記センサロータを前記出力シャフト部材に取り付けるために前記１つ以上の開孔を通して前記出力部材の一部が成形されるセンサロータ部材と、
を備える組立体。
【請求項８】
前記出力ギヤ部材が噛み合い部分をさらに備え、前記噛み合い部分が前記出力シャフト部材の一部を取り囲む、請求項７に記載の組立体。
【請求項９】
前記出力ギヤ部材の前記成形可能な材料の一部が、前記出力ギヤ部材を前記出力シャフト部材に接続するために前記出力シャフト部材内に配置される、請求項７に記載の組立体。
【請求項１０】
前記センサロータが、前記センサロータの中央に実質的に配置された開孔をさらに備える、請求項７に記載の組立体。
【請求項１１】
前記組立体がモータ駆動のアクチュエータの一部である、請求項７に記載の組立体。
【請求項１２】
前記組立体が、排気ガス再循環弁、スロットル本体、ターボアクチュエータ、バイパス弁及び位置センサを含む群から選択されたものの一部である、請求項７に記載の組立体。
【請求項１３】
隣接する貫通孔と連通しているノッチを有する端部を有する出力シャフト部材と、
前記出力シャフト部材に配置され、かつスロットを受容する１つ以上のファスナーを有するスロットルプレート開孔と、
前記出力シャフト部材の前記端部に成形された出力ギヤ部材であって、前記出力ギヤ部材を前記出力シャフト部材の前記端部に固定するための前記ノッチ及び前記貫通孔内に、前記出力ギヤ部材の一部が成形される出力ギヤ部材と、
プリント回路基板内に収容された導体ループを有する前記プリント回路基板を有するセンサロータ部材であって、前記センサロータ部材が１つ以上の開孔を有し、前記センサロータを前記出力シャフト部材に取り付けるために前記１つ以上の開孔を通して前記出力部材の一部が成形されるセンサロータ部材と、
を備える組立体。
【請求項１４】
前記出力ギヤ部材がギヤ歯部分を有する、請求項１３に記載の組立体。
【請求項１５】
前記センサロータ部材が１つ以上の開孔を有し、前記出力ギヤ部材の前記成形可能な材料の一部が、前記ロータを前記出力ギヤ部材に固定するために前記一連の開孔内に配置される、請求項１３に記載の組立体。
【請求項１６】
前記センサロータ部材が、前記センサロータ部材の中央に実質的に形成された開孔をさらに備え、前記センサロータ部材が前記出力シャフト部材に取り付けられるとき、前記開孔が、前記出力シャフト部材に対し前記センサロータ部材を中央に配置する、請求項１３に記載の組立体。
【請求項１７】
前記組立体がモータ駆動のアクチュエータの一部である、請求項１３に記載の組立体。
【請求項１８】
前記組立体が、排気ガス再循環弁、スロットル本体、ターボアクチュエータ、バイパス弁及び位置センサを含む群から選択されたものの一部である、請求項１３に記載の組立体。
【請求項１９】
シャフト及びギヤ組立体用の組立体を作製するための方法であって、
貫通孔とノッチとを有する端部を有する出力シャフト部材を提供するステップと、
センサロータ部材を提供するステップと、
出力ギヤ部材を提供するステップと、
前記出力ギヤ部材の一部が前記孔及び前記ノッチ内に配置されるように、前記出力シャフト部材の前記端部の周りに前記出力ギヤ部材をオーバーモールドするステップと、
前記出力ギヤ部材が前記出力部材の少なくとも一部にオーバーモールドされるとき、前記センサロータ部材を前記出力シャフト部材に接続するステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
１つ以上の開孔を前記センサロータ部材に提供するステップと、
前記ロータを前記ギヤ部材に固定するための前記接続するステップの間に、前記オーバーモールドされたギヤ部材の一部を前記１つ以上の開孔内に浸潤させるステップと、
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
シャフト及びギヤ組立体用の組立体を作製するための方法であって、
ローレット付き部分を有する出力シャフト部材を提供するステップと、
成形型領域を有するセンサロータ部材を提供するステップと、
出力ギヤ部材を提供するステップと、
前記出力シャフトを前記出力ギヤ部材に成形可能に固定するために前記成形型領域が前記ローレット付き部分の周りに配置されるように、前記出力シャフト部材の前記ローレット付き部分の周りに前記出力ギヤ部材をオーバーモールドするステップと、
前記出力ギヤ部材が前記出力部材の少なくとも一部にオーバーモールドされるとき、前記センサロータ部材を前記出力シャフト部材に接続するステップと、
を含む方法。
【請求項２２】
１つ以上の開孔を前記センサロータ部材に提供するステップと、
前記ロータを前記ギヤ部材に固定するための前記接続するステップの間に、前記オーバーモールドされたギヤ部材の一部を前記１つ以上の開孔内に浸潤させるステップと、
をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ローレット付き部分を有する出力シャフト部材と、
前記出力シャフト部材の前記端部に成形された出力ギヤ部材であって、前記出力ギヤ部材を前記出力シャフト部材の前記端部に固定するために、前記出力シャフト部材の前記ローレット付き部分に成形される成形型領域を有する出力ギヤ部材と、
導体ループを有するセンサロータ部材であって、前記出力ギヤ部材に動作可能に接続されるセンサロータ部材と、
を備える組立体。
【請求項２４】
前記出力ギヤ部材がギヤ歯部分を有する、請求項２３に記載の組立体。
【請求項２５】
前記センサロータ部材が１つ以上の開孔を有し、前記出力ギヤ部材の前記成形可能な材料の一部が、前記ロータを前記出力ギヤ部材に固定するために前記一連の開孔内に配置される、請求項２３に記載の組立体。
【請求項２６】
前記センサロータ部材が、前記センサロータ部材の中央に実質的に形成された開孔をさらに備え、前記センサロータ部材が前記出力シャフト部材に取り付けられるとき、前記開孔が、前記出力シャフト部材に対し前記センサロータ部材を中央に配置する、請求項２３に記載の組立体。
【請求項２７】
前記組立体がモータ駆動のアクチュエータの一部である、請求項２３に記載の組立体。
【請求項２８】
前記組立体が、排気ガス再循環弁、スロットル本体、ターボアクチュエータ、バイパス弁及び位置センサを含む群から選択されたものの一部である、請求項２３に記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００６年２月２１日に出願された米国仮特許出願第６０／７７５，１８３号の利益を主張する。
本発明は、一般に、シャフト及びギヤ構成要素にセンサを形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ／ギヤ駆動アクチュエータは、典型的に、めっき鋼、ステンレス鋼などから概ね構成される出力シャフト、出力ギヤ、及び位置感知のために典型的に必要なセンサロータを必要とする。典型的に、出力ギヤ及びセンサロータは、様々な手段によって互いに近接して出力シャフトの適切な端部に装着される。しかし、電子スロットル本体を組み立てる現在の方法は、センサロータ及び／又は他の構成要素に対する損傷をもたらす可能性がある点で完全には満足できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、新しいかつ改良されたシャフト及びギヤ構成要素、及びそれらを作製するための方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一般的な教示に従って、新しいかつ改良されたシャフト及びギヤ構成要素、及びそれらを作製するための方法が提供される。
本発明の第１の実施形態に従って、出力シャフト部材と、出力シャフト部材の端部に配置されたセンサロータ部材と、出力シャフト部材及びセンサロータ部材の少なくとも一部の周りにオーバーモールドされた出力ギヤ部材とを有するシャフト及びギヤ構成要素が提供される。
【０００５】
本発明のさらなる適用範囲は、以下に提供する詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、あくまで説明目的に過ぎず、本発明の範囲を限定するようには意図されないことを理解すべきである。
【０００６】
本発明は、詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
好ましい実施形態の次の説明は、本質的に単に例示的なものに過ぎず、本発明、その適用、あるいは用途を限定するようには意図されない。
一般に図、具体的に図１〜図３を参照すると、全体的に、本発明の一般的な教示によるシャフト及びギヤ構成要素用の組立体１０が示されている。組立体は、排気ガス再循環弁、スロットル本体、ターボアクチュエータ、バイパス弁、位置センサなどのような、しかしそれらに限定されない電動ギヤ駆動されるアクチュエータを使用する任意の種類の用途に使用することができる。
【０００８】
組立１０は、全体的に１２で示した出力シャフト部材と、全体的に１４で示したセンサロータ部材と、全体的に１６で示した出力ギヤ部材とを含む。以下に詳細に説明するように、これらの部材の少なくとも２つ以上が共に固定される。
【０００９】
出力シャフト部材１２は、スロットルプレート部材を出力シャフト部材１２に固定するために、スロットルプレート部材（図示せず）を受容するためのスロットルプレート開孔１２０を画定する任意の領域、ならびにファスナーを受容するスロット１２２、１２４を画定する少なくとも１つの任意の領域をそれぞれ含むことが好ましい。さらに、任意のローレット付きの部分１２６は、出力シャフト部材１２の外面に設けることが可能である。当該技術分野で公知のように、出力シャフト部材１２と関連して別の特徴を設けてもよい。
【００１０】
一般に図、具体的に図４を具体的に参照すると、出力シャフト部材１２の全体的に１３０で示した一方の端部に近接した全体的に１２８で示した領域に、隣接する貫通孔１３４と連通しているノッチ１３２を画定する領域、ならびに平坦面１３６が設けられ、それらのすべての目的についてここに詳細に説明する。
【００１１】
一般に図、具体的に図５を参照すると、センサロータ部材１４は、ほぼ円形の部材であるものとして示されている。センサロータ部材１４は、ほぼ平坦な又は平らな部材を含むがそれに限定されない任意の種類の形状で構成できることを理解すべきである。センサロータ部材１４は、出力シャフト部材１２の端部１３０の最端部の周りに配置されることが好ましく、ここに詳細に説明するように、直接的又は間接的に最端部に固定されることが好ましい。
【００１２】
プリント回路基板１４０は、センサロータ部材１４に接続され、センサロータ部材１４及び出力シャフト部材１２が互いに対し同心に整列されたままであることを確実にするように、ここに詳細に説明する成形工程中に出力シャフト部材１２に直接導かれることができる非接触の（例えば、誘導による）位置センサのために、センサロータ部材１４と動作可能に関係付けられる導体ループ１４４を有する。
【００１３】
少なくとも１つの領域を画定する開孔（限定されないが、例えば、面取り孔など）１４６、１４８、１５０は、それぞれ、表面１４０に形成され、それらの目的についてここに詳細に説明する。
【００１４】
一般に図、具体的に図３を参照すると、出力ギヤ部材１６は、ほぼ円形の部材であるものとして示されている。出力ギヤ部材１６は、ほぼ平坦な又は平らな部材を含むがそれに限定されない任意の種類の形状で構成できることを理解すべきである。出力ギヤ部材１６は、ここに詳細に説明するように、出力シャフト部材１２の端部１３０の最端部の周りに配置され、出力シャフト部材１２及び／又はセンサロータ部材１４に固定される。
【００１５】
出力ギヤ部材１６には、その表面に形成されるギヤ歯部分１６０が設けられることが好ましく、その目的は当該技術分野で周知である。出力ギヤ部材１６は、プラスチックのような成形可能な材料から形成され、高温熱可塑性材料であり得るが、しかしそれらに限定されない。
【００１６】
出力シャフト部材１２、センサロータ部材１４、及び／又は出力ギヤ部材１６の少なくとも２つの固定は、射出成形技術を使用して出力ギヤ部材１６を含む材料をオーバーモールドすることによって達成することができる。
【００１７】
非限定的な例として、出力シャフト部材１２を射出成形機に配置することができ、次に、センサロータ部材１４を出力シャフト部材１２に対し成形型内に配置することができる。あるいは、センサロータ部材１４を出力シャフト部材１２の平坦面１３６に配置することができ、次に、両方の構成要素を射出成形機内に配置することができる。
【００１８】
構成要素が適切に位置決めされ、射出成形機内に取り付けられると、機械を封止することができる（例えば、両方の成形型部分は共に合わせられて、それらの間に空間又は空洞を形成する）。好ましくは、成形型の一部は、出力ギヤ部材１６の様々な輪郭及び構造を形成するように作用可能な表面を提供する。次に、十分な量のプラスチック材料が空間又は空洞内に噴射されて、出力ギヤ部材１６を形成し、ならびに出力シャフト部材１２、センサロータ部材１４、及び／又は出力ギヤ部材１６のいずれかの間に接続部を形成することが好ましい。非限定的な例として、プラスチック材料は、少なくとも部分的に及びより好ましくは実質的に、ノッチ１３２及び／又は貫通孔１３４の近接領域ならびに開孔１４６、１４８、１５０にそれぞれ浸潤することが好ましい。貫通孔１３４の硬化プラスチック材料は、出力ギヤ部材１６をシャフト部材１２に固定する。
【００１９】
プラスチックが硬くなる及び／又は硬化するとき、プラスチックは、出力シャフト部材１２、センサロータ部材１４、及び／又は出力ギヤ部材１６の間のオーバーモールドファスナーとして働く。このようにして、オーバーモールドにより、センサロータ部材１４が出力シャフト部材１２に固定され、出力ギヤ部材１６を提供する。さらに、オーバーモールドは、センサロータ部材１４が出力シャフト部材１２の表面の周りに独立して回転すること、及び／又は当該表面から離れて持ち上がることの両方を防止するように働く。
【００２０】
本発明の代替実施形態に従って、センサロータ部材１４は、センサロータ部材１４の表面１４０に形成された任意の開孔１５２を画定する領域によって成形型内で角度をなして整列されることが好ましく、この場合、開孔１５２は、出力ギヤ部材１６を含むプラスチック材料によって満たされていない。
【００２１】
本発明の第２の代替実施形態に従って、他の任意の開孔（図示せず）を画定する領域は、センサロータ部材１４の表面１４０に形成することができ、この場合、開孔は、出力ギヤ部材１６を含むプラスチック材料によって同様に満たされていない。前述の開孔１４６、１４８、１５０及び／又は１５２の好ましくは異なる大きさのこの開孔の意図する目的は、それぞれ、センサロータ部材１４が、射出成形工程の準備の際に成形型に組み立てられるときに、出力シャフト部材１２に適切に配向されることを確実にすることである。
【００２２】
次に図６を参照すると、本発明の代替実施形態が示されている。適用可能な場合、同様の参照番号が使用される。図示したように、ギヤとシャフト組立体２００は、ローレット付き部分２０２を有するシャフト１２付きで示されている。ローレット付き部分２０２は、ダイヤモンド形状のローレット、直線状ローレット又は他の任意の適切な構造であることができる。出力ギヤ部材１６は、組立体２００の形成中に、溶融プラスチックがローレット付き領域２０２と接触する成形型領域２０４を有する。溶融プラスチックは、ローレット付き領域２０２の表面の様々な溝に流入して、ギヤ部材１６をシャフト１２に固定する。
【００２３】
本発明の説明は、本質的に例示に過ぎず、したがって、本発明の趣旨から逸脱しない変形形態は本発明の範囲内にあるものと意図される。このような変形形態は、本発明の趣旨と範囲からの逸脱とはみなされない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一般的な教示によるシャフト及びギヤ構成要素の斜視図である。
【図２】本発明の一般的な教示によるシャフト及びギヤ構成要素の断面図である。
【図３】本発明の一般的な教示によるシャフト及びギヤ構成要素の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるシャフト及びギヤ構成要素の出力シャフト部材の立面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるシャフト及びギヤ構成要素のセンサロータ部材の平面図である。
【図６】本発明の代替実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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