(57)【要約】【課題】インサート品との線膨張差による回転体本体の樹脂割れ、とくにボス部の樹脂割れを抑制することのできる回転角センサの回転体を提供する。【解決手段】スロットルギヤ１１は、ヨーク４５及び一対のマグネット４７を樹脂によりインサート成形してなる樹脂成形品である。樹脂成形されるギヤ本体１１０は、ヨーク４５及び一対のマグネット４７を埋設する円筒状のボス部１１３を有している。ボス部１１３の下面には、一対のマグネット４７にそれぞれ対応しかつヨーク４５及びマグネット４７に達する複数の開口穴１２６が形成される。ボス部１１３の下面には、一対のマグネット４７の周方向の対向端面の間に位置する一対の凹状部１２１が形成される。開口穴１２６及び凹状部１２１は、円周方向に均等間隔となるように配置される。【選択図】図５
2015155862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材に設けられる磁気検出素子と、磁気回路を構成する円筒状のヨーク及び該ヨーク内に配置される一対のマグネットを有する回転体とを備え、
前記回転体の回転角を前記磁気検出素子が出力する信号に基づいて検出する非接触式の回転角センサにおいて、
前記回転体は、前記ヨーク及び前記一対のマグネットを樹脂によりインサート成形してなる樹脂成形品である回転角センサの回転体であって、
樹脂成形される回転体本体は、前記ヨーク及び前記一対のマグネットを埋設する円筒状のボス部を有し、
前記ボス部の一端面には、前記一対のマグネットにそれぞれ対応しかつ前記ヨーク及び前記マグネットのうちの少なくとも一方に達する少なくとも１個ずつの第１穴部が形成され、
前記ボス部の一端面には、前記一対のマグネットの周方向の対向端面の間に位置する一対の第２穴部が形成され、
前記第１穴部及び前記第２穴部は、円周方向に均等間隔となるように配置されている
ことを特徴とする回転角センサの回転体。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角センサの回転体であって、
前記第１穴部の内周面は、周方向に連続する曲面で形成されていることを特徴とする回転角センサの回転体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転角センサの回転体であって、
前記ボス部の外周部には、歯を有する有歯部及び歯を有しない無歯部が形成され、
前記無歯部側にウエルドラインが生成されるように、前記ボス部の他端面の有歯部側に設定された１点の射出ゲートから射出された溶融樹脂により形成されている
ことを特徴とする回転角センサの回転体。
【請求項４】
請求項３に記載の回転角センサの回転体であって、
前記ボス部の他端面には、円環状の環状溝が同心状に形成され、
前記環状溝の有歯部側の溝部分には、半径方向に延びる複数のリブが形成されていることを特徴とする回転角センサの回転体。
【請求項５】
請求項４に記載の回転角センサの回転体であって、
前記環状溝の無歯部側の溝部分には、半径方向に延びかつ前記射出ゲートとはボス部の直径方向の反対側に位置する１つのリブが形成されていることを特徴とする回転角センサの回転体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転角センサの回転体であって、
前記第２穴部の内壁面には、前記マグネットの周方向の端面に向かって凹む溝状部が形成されていることを特徴とする回転角センサの回転体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転角センサの回転体であって、
前記ボス部の一端面と前記第２穴部の内壁面とのなす隅角部には、前記マグネットの周方向の端部を被覆する樹脂部の肉厚を薄くするように段付凹部が形成されていることを特徴とする回転角センサの回転体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転側部材の回転角を検出する回転角センサの回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、内燃機関用のスロットル制御装置は、スロットルバルブの回転角いわゆるスロットル開度を検出するスロットルセンサを備えている（例えば、特許文献１参照）。スロットルセンサは、スロットルボデー側に設けられる磁気検出素子と、磁気回路を構成する円筒状のヨーク及びヨーク内に配置される一対のマグネット（永久磁石）を有するスロットルギヤとを備えている。スロットルセンサは、スロットルギヤの回転角を磁気検出素子が出力する信号に基づいて検出する非接触式の回転角センサである。スロットルギヤは、ヨーク及び一対のマグネットを樹脂によりインサート成形してなる樹脂成形品である。樹脂成形されるギヤ本体は、ヨーク及び一対のマグネットを埋設する円筒状のボス部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３２６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のスロットルギヤによると、インサート品（ヨーク等）と樹脂材（ギヤ本体）との線膨張差が大きい、すなわち、インサート品は線膨張率が小さく、樹脂材は線膨張率が大きい。したがって、スロットルギヤに熱衝撃が加わると、インサート品の伸縮変化に比べて、樹脂材の伸縮変化が大きいため、ギヤ本体に樹脂割れが発生することが予想される。
【０００５】
また、回転体本体のボス部の一端面に、一対のマグネットにそれぞれ対応しかつヨーク及びマグネットに達する２個ずつの第１穴部が形成されるとともに、一対のマグネットの周方向の対向端面の間に位置する一対の第２穴部が形成されるものがある（例えば、特願２０１２−１７６０５８号参照）。しかし、第１穴部及び第２穴部は、円周方向に不均等間隔で配置されているため、スロットルギヤに加わる熱衝撃によりボス部に発生する応力（とくに収縮時の応力）が分散されにくく、それらの穴部からギヤ本体に樹脂割れが発生しやすくなる。また、樹脂割れを防止する対策としては、インサート品の線膨張と樹脂材の線膨張とを合わせることが理想である。しかし、樹脂材が限定され、樹脂材のコストアップを余儀なくされてしまう。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、インサート品との線膨張差による回転体本体の樹脂割れを抑制することのできる回転角センサの回転体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、固定側部材に設けられる磁気検出素子と、磁気回路を構成する円筒状のヨーク及び該ヨーク内に配置される一対のマグネットを有する回転体とを備え、回転体の回転角を磁気検出素子が出力する信号に基づいて検出する非接触式の回転角センサにおいて、回転体は、ヨーク及び一対のマグネットを樹脂によりインサート成形してなる樹脂成形品である回転角センサの回転体であって、樹脂成形される回転体本体は、ヨーク及び一対のマグネットを埋設する円筒状のボス部を有し、ボス部の一端面には、一対のマグネットにそれぞれ対応しかつヨーク及びマグネットのうちの少なくとも一方に達する少なくとも１個ずつの第１穴部が形成され、ボス部の一端面には、一対のマグネットの周方向の対向端面の間に位置する一対の第２穴部が形成され、第１穴部及び第２穴部は、円周方向に均等間隔となるように配置されている。この構成によると、ギヤ本体のボス部の一端面に形成される第１穴部及び第２穴部が円周方向に均等間隔となるように配置されることにより、回転体本体に加わる熱衝撃によりボス部に発生する応力（とくに収縮時の応力）を第１穴部及び第２穴部により分散して緩和することができる。したがって、インサート品（ヨーク等）との線膨張差による回転体本体の樹脂割れ、とくにボス部の樹脂割れを抑制することができる。また、幅広い樹脂材に対応することが可能になるため、樹脂材にかかるコストアップを抑制することができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、第１穴部の内周面は、周方向に連続する曲面で形成されている。この構成によると、第１穴部の内周面にエッジ部が存在しないため、エッジから発生する樹脂割れを抑制することができる。
【０００９】
第３の発明は、第１又は２の発明において、ボス部の外周部には、歯を有する有歯部及び歯を有しない無歯部が形成され、無歯部側にウエルドラインが生成されるように、ボス部の他端面の有歯部側に設定された１点の射出ゲートから射出された溶融樹脂により形成されている。この構成によると、回転体本体の無歯部側にウエルドラインが生成されるため、強度が要求される有歯部の耐久性を向上することができる。また、回転体本体をフィラー入り樹脂材により成形する場合、ボス部におけるフィラーの配向が周方向に傾斜しやすく、フィラーの平均配向角（ボス部の軸方向に対する周方向へのフィラーの傾斜角）が増大する。これにより、回転体本体に加わる熱衝撃によりボス部に発生する応力が低減されるとともにボスを含む回転体本体の強度が向上されるため、回転体本体の樹脂割れ、とくにボス部の樹脂割れを抑制することができる。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、ボス部の他端面には、円環状の環状溝が同心状に形成され、環状溝の有歯部側の溝部分には、半径方向に延びる複数のリブが形成されている。この構成によると、回転体本体をフィラー入り樹脂材により成形する場合のボス部におけるフィラーの平均配向角を増大し、ボス部の樹脂割れを抑制することができる。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、環状溝の無歯部側の溝部分には、半径方向に延びかつ射出ゲートとはボス部の直径方向の反対側に位置する１つのリブが形成されている。この構成によると、回転体本体をフィラー入り樹脂材により成形する場合のボス部におけるフィラーの平均配向角を増大し、ボス部の樹脂割れを抑制することができる。
【００１２】
第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明において、第２穴部の内壁面には、マグネットの周方向の端面に向かって凹む溝状部が形成されている。この構成によると、マグネットの周方向の端面と第２穴部の内壁面との間の壁厚を部分的に薄肉化することができる。
【００１３】
第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明において、ボス部の一端面と第２穴部の内壁面とのなす隅角部には、マグネットの周方向の端部を被覆する樹脂部の肉厚を薄くするように段付凹部が形成されている。この構成によると、ボス部の一端面と第２穴部の内壁面とのなす隅角部における応力集中を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態にかかる内燃機関用のスロットル制御装置を示す断面図である。
【図２】スロットルギヤを示す分解斜視図である。
【図３】スロットルギヤを示す斜視図である。
【図４】スロットルギヤを示す上面図である。
【図５】スロットルギヤを示す下面図である。
【図６】図４のVI−VI線矢視断面図である。
【図７】図４のVII−VII線矢視断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII線矢視断面図である。
【図９】凹状部の周辺を示す平断面図である。
【図１０】図９のX−X線矢視断面図である。
【図１１】凹状部の周辺を示す下面図である。
【図１２】スロットルギヤの成形型
【図１３】成形型を示すもので図６に対応する断面図である。
【図１４】図１３のXIV−XIV線矢視断面図である。
【図１５】図１３のXV−XV線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、回転角センサとして、内燃機関用のスロットル制御装置に用いられるスロットルセンサを例示する。説明の都合上、内燃機関用のスロットル制御装置から説明する。図１は内燃機関用のスロットル制御装置を示す断面図である。スロットル制御装置の基本的構成は、特許文献１に記載されたスロットル制御装置とほとんど同様であるから、ここでは概略を述べるにとどめる。
【００１６】
図１に示すように、スロットル制御装置１００はスロットルボデー１を備えている。スロットルボデー１は、ボア部２０とモータハウジング部２４とを一体に有している。ボア部２０内には吸気通路１ａが形成されている。吸気通路１ａは、図１において紙面表裏方向に貫通している。ボア部２０の左右両側には、左右一対の両軸受部２１，２２が形成されている。両軸受部２１，２２には、吸気通路１ａを横切るスロットルシャフト９が回動可能に支持されている。スロットルシャフト９にはバタフライ式のスロットルバルブ２が設けられている。スロットルバルブ２は、スロットルシャフト９の回動によって吸気通路１ａを開閉し、吸気通路１ａを流れる吸入空気量を制御する。なお、スロットルシャフト９は本明細書でいう「回転側部材」に相当する。
【００１７】
スロットルシャフト９の一端部（図１において右端部）は、右側の軸受部２２を貫通している。その一端部にスロットルギヤ１１が設けられている。スロットルボデー１とスロットルギヤ１１との間には、バックスプリング１２が介装されている。バックスプリング１２は、スロットルギヤ１１をスロットルバルブ２の閉じる方向へ付勢している。スロットルギヤ１１と後出のカバー１８との間にはスロットルセンサ４４が設けられている。スロットルセンサ４４は、スロットルバルブ２のスロットル開度すなわちスロットルシャフト９の回転角度を検出する。スロットルギヤ１１は、磁気回路を構成する１つのヨーク４５及び一対のマグネット４７を備えている。ヨーク４５は円筒状に形成されている。一対のマグネット４７はヨーク４５内に対向状に配置されている。スロットルギヤ１１については後で詳しく説明する。
【００１８】
モータハウジング部２４内には駆動モータ４が収納されている。駆動モータ４の出力回転軸は、駆動モータ４の反挿入側（図１において右方）へ突出している。その出力回転軸にはピニオンギヤ３２が設けられている。また、スロットルボデー１の一側面（図１において右側面）に設けられたカウンタシャフト３４には、カウンタギヤ１４が回転可能に支持されている。カウンタギヤ１４は、ギヤ径の異なる二つのギヤ部１４ａ，１４ｂを有している。大径側のギヤ部１４ａはピニオンギヤ３２に噛み合わされている。小径側のギヤ部１４ｂがスロットルギヤ１１に噛み合わされている。したがって、駆動モータ４の駆動力は、ピニオンギヤ３２、カウンタギヤ１４、スロットルギヤ１１を介してスロットルシャフト９に伝達される。スロットルシャフト９の回動によりスロットルバルブ２が開閉される。ピニオンギヤ３２、カウンタギヤ１４及びスロットルギヤ１１によって減速ギヤ機構３５が構成されている。
【００１９】
スロットルボデー１には、減速ギヤ機構３５等を覆うカバー１８が設けられている。カバー１８の内側面には、スロットルセンサ４４のセンサ本体５０が設けられている。センサ本体５０は、センサハウジング５２内にセンサＩＣ５４を収容してなる。センサ本体５０は、スロットルギヤ１１の後出のギヤ本体１１０のボス部１１３内に非接触状態で挿入されている。また、センサＩＣ５４は、例えばスロットルギヤ１１の両マグネット４７のＮＳ方向の変化にともなう磁力の強度を検出しかつその磁力の強度に応じた電気信号を出力する強磁性磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を用いた磁電変換ＩＣである。なお、カバー１８は本明細書でいう「固定側部材」、「スロットルボデー側部材」に相当する。また、センサＩＣ５４は本明細書でいう「磁気検出素子」に相当する。
【００２０】
スロットルセンサ４４は、センサＩＣ５４が出力する信号に基づいて、スロットルギヤ１１の回転角度をスロットル開度として検出する。センサＩＣ５４の出力側は、自動車のエンジンコントロールユニットいわゆるＥＣＵ等の制御手段（不図示）に接続されている。また、センサ本体５０は、センサＩＣ５４の他、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子等の磁気検出素子を用いて構成されたものでもよい。なお、スロットルセンサ４４は本明細書でいう「回転角センサ」に相当する。
【００２１】
次に、スロットルギヤ１１について説明する。図２はスロットルギヤを示す分解斜視図、図３は同じく斜視図、図４は同じく上面図、図５は同じく下面図、図６は図４のVI−VI線矢視断面図、図７は図４のVII−VII線矢視断面図、図８は図６のVIII−VIII線矢視断面図である。スロットルギヤ１１については、便宜上、回転軸線Ｌが上下方向に延びる状態で、スロットルボデー１に面する側（図１において左側）を上側とし、カバー１８に面する側（図１において右側）を下側として説明を行う。スロットルギヤ１１は、溶融樹脂を射出成形することにより形成された樹脂製の歯車いわゆる樹脂歯車である。
【００２２】
図２に示すように、スロットルギヤ１１は、ギヤ本体１１０と取付板１１８とヨーク４５と一対のマグネット４７とを備えている。ギヤ本体１１０は、樹脂成形された樹脂部である。ギヤ本体１１０は、扇形ギヤ状に形成されており、ボス部１１３とフランジ部５７と有歯部８０とを同心状に備えている。ボス部１１３は、円筒状に形成されている。フランジ部５７は、ボス部１１３の下端部に半径方向外方へ張り出す円環状に形成されている。また、有歯部８０は、フランジ部５７の外周部に約半周に亘って形成された所定数の歯８１を有している。また、フランジ部５７の外周部のうちの有歯部８０を除いた残りの部分には、歯を有しない無歯部８３が形成されている。なお、スロットルギヤ１１は本明細書でいう「回転体」に相当する。また、ギヤ本体１１０は本明細書でいう「回転体本体」、「歯車本体」に相当する。
【００２３】
ボス部１１３の上面には、円環状の環状溝１１４が同心状に形成されている（図４及び図７参照）。これにより、ボス部１１３の上端部に、環状溝１１４の内周側の壁部としての内筒部１１５と、同じく外周側の壁部としての外筒部１１６とが内外二重筒状に形成されている。環状溝１１４は、断面Ｕ字状に形成されている。また、外筒部１１６は、内筒部１１５よりも高くなるように上方へ延出されている（図７参照）。なお、ボス部１１３の下面は本明細書でいう「一端面」に相当する。また、ボス部１１３の上面は本明細書でいう「他端面」に相当する。
【００２４】
図６に示すように、取付板１１８は、インサート成形によりボス部１１３の内筒部１１５の基端部（下端部）に同心状に一体化されている。取付板１１８は、金属製で、円板状に形成されている。取付板１１８の外周縁は凹凸状（図２参照）に形成されている。このため、取付板１１８の凹凸状の外周縁が内筒部１１５に埋設されることによって、取付板１１８が回り止めされている。取付板１１８の中央部には、二面幅状の取付孔１１９が形成されている。スロットルギヤ１１をスロットルシャフト９（図１参照）に取付ける際には、取付板１１８の取付孔１１９がスロットルシャフト９に回り止め状態に嵌合されかつそのシャフト端部がかしめ付けられる。なお、シャフト端部のかしめ付けに代えて、シャフト端部にナットあるいはボルトが締着される場合もある。
【００２５】
図６に示すように、１つのヨーク４５及び一対のマグネット４７は、インサート成形によりボス部１１３の下部に同心状に一体化されている（図８参照）。ヨーク４５は、磁性材料により円筒状に形成されている。また、マグネット４７は、ヨーク４５の内周面に沿う円弧状に形成されている。両マグネット４７は、同一形状をなしている。ヨーク４５の内周面には、両マグネット４７が対向状すなわちスロットルギヤ１１の回転軸線Ｌを中心として点対称状に配置されている。隣り合うマグネット４７の周方向の端面（対向端面）４７ａの相互間には所定の間隔が設定されている。ヨーク４５及び両マグネット４７は、ボス部１１３に全面的に埋設されている。
【００２６】
図５に示すように、ボス部１１３の下面には、一対の凹状部１２１が形成されている（図７参照）。凹状部１２１は、隣り合うマグネット４７の周方向の端面４７ａの間に配置されている（図８参照）。また、凹状部１２１は、スロットルギヤ１１の回転軸線Ｌを中心として点対称状に配置されている。凹状部１２１は、四角形穴状に形成され、その下面及び内周面が開口されている。凹状部１２１の高さ（深さ）Ｈ（図６参照）は、ボス部１１３の下面からマグネット４７の上面までの高さと同一又はほぼ同一に設定されている。凹状部１２１は、下方から上方へ向かって緩やかな先細り状に形成されている。凹状部１２１は、半径方向内方から半径方向外方へ向かって緩やかな先細り状に形成されている。なお、凹状部１２１は本明細書でいう「第２穴部」に相当する。図９は凹状部の周辺を示す平断面図、図１０は図９のX−X線矢視断面図、図１１は凹状部の周辺を示す下面図、図１２は図１１のXII−XII線矢視断面図である。
【００２７】
図９に示すように、マグネット４７の周方向の端面４７ａと凹状部１２１との間には、樹脂による薄肉状の隔壁１２２が形成されている。凹状部１２１の対向壁面すなわち隔壁１２２の凹状部１２１側の壁面には、マグネット４７の周方向の端面４７ａに向かって凹む縦溝１２４が形成されている。縦溝１２４は、マグネット４７の周方向の端面４７ａにおける半径方向の中央部に対応している。縦溝１２４は、平断面三角形状で、マグネット４７の周方向の端面４７ａに向かって先細り状をなしている。縦溝１２４の先端部は、マグネット４７の周方向の端面４７ａに対して当接又は近接している（図１０参照）。また、縦溝１２４は、上下方向に直線状に延びている。縦溝１２４は、下方から上方へ向かって緩やかな先細り状に形成されている。なお、縦溝１２４は本明細書でいう「溝状部」に相当する。
【００２８】
図１１に示すように、ボス部１１３の下面と凹状部１２１の対向壁面とのなす隅角部には、段付凹部１５３が形成されている（図１０参照）。段付凹部１５３は、下面視でＵ字状に形成されている。段付凹部１５３の上壁面内において、縦溝１２４の下端面が開口されている。段付凹部１５３の形成により、マグネット４７の周方向の端部を被覆する樹脂部（図１０に符号、１５５を付す）の肉厚が薄肉化されている。
【００２９】
図５に示すように、ボス部１１３の下面には、左右各３個の計６個の丸穴状の開口穴１２６が形成されている。各３個の開口穴１２６は、マグネット４７毎に対応している。全ての開口穴１２６は、同一円周線上に配置されている。その円周線上には凹状部１２１も配置されている。両凹状部１２１及び全ての開口穴１２６は、円周方向に均等間隔となるように配置されている。すなわち、スロットルギヤ１１の下面視において、回転軸線Ｌを中心とする円周線上の８等分角の交点上に、凹状部１２１及び開口穴１２６の中心部が配置されている。なお、開口穴１２６は本明細書でいう「第１穴部」に相当する。
【００３０】
開口穴１２６の内周面は、丸穴状で、周方向に連続する曲面で形成されている。開口穴１２６の上端部は、ヨーク４５及びマグネット４７に達している（図１１及び図１２参照）。これにより、ヨーク４５の下端面の内周部及びマグネット４７の下端面の外周部が開口穴１２６を介して部分的に露出されている。なお、開口穴１２６は、ヨーク４５及びマグネット４７のうちのいずれかに達するものでもよい。
【００３１】
図４に示すように、環状溝１１４の有歯部８０側の溝部分には、半径方向に延びる複数（例えば３個）のリブ１５７が形成されている。また、環状溝１１４の無歯部８３側の溝部分には、半径方向に延びる１つのリブ１５９が形成されている。有歯部８０側のリブ１５７を「第１リブ１５７」といい、無歯部８３側のリブ１５９を「第２リブ１５９」という。３個の第１リブ１５７は、環状溝１１４の周方向に等間隔（例えば３０°間隔）で形成されている。３個のうちの中央の第１リブ１５７は、有歯部８０の周方向の中央部に配置されている。また、中央の第１リブ１５７と第２リブ１５９とは、ボス部１１３の直径方向の反対側に配置されている。
【００３２】
環状溝１１４のうち、その周方向に隣り合う第１リブ１５７の相互間に仕切られて周方向長さの短い溝部分を短溝部１１４ａという。また、その周方向に隣り合う第１リブ１５７と第２リブ１５９との間に仕切られて周方向長さの長い溝部分を長溝部１１４ｂという。また、長溝部１１４ｂの第１リブ１５７側の端部には、内周側に張り出す張出溝部１６１が形成されている。張出溝部１６１は、スロットルギヤ１１の下面視において、Ｕ字状に形成されている。張出溝部１６１により、内筒部１１５に半径方向の肉厚を小さくする（薄くする）絞り部１１５ａが形成されている。
【００３３】
ボス部１１３の上端面には、スロットルギヤ１１の樹脂成形に際して溶融樹脂が射出される１点の射出ゲート９５（図４中、二点鎖線９５参照）が設定されている。射出ゲート９５は、内筒部１１５の上端面、詳しくは中央の第１リブ１５７の近傍に配置されている。すなわち、射出ゲート９５は、第２リブ１５９とはボス部１１３の直径方向の反対側に配置されている。また、射出ゲート９５は、スロットルギヤ１１を樹脂成形する後出の成形型１３０に設けられている。
【００３４】
次に、スロットルギヤ１１（図３参照）の樹脂成形にかかる成形型について説明する。図１３は成形型を示すもので図６に対応する断面図、図１４は図１３のXIV−XIV線矢視断面図、図１５は図１３のXV−XV線矢視断面図である。また、図１４は図７に対応する断面図、図１５は図８に対応する断面図である。図１３に示すように、成形型１３０は、上型１３２と下型１３４とを備えている。上型１３２が固定型とされ、下型１３４が上型１３２に対して型締め及び型開き可能な可動型とされている。成形型１３０は金型により構成されている。
【００３５】
上型１３２の下面側には、スロットルギヤ１１（図３参照）の上面側に対応する形状の上側成形面１３６が形成されている。上側成形面１３６には、円柱状の上側中子型１３７が設けられている。上側中子型１３７は、ギヤ本体１１０のボス部１１３の内筒部１１５（図６参照）の内周面に対応する型部分である。上側中子型１３７の下端面は、取付板１１８の上面、及び、下型１３４の後出の下側中子型１４１の突起部１４２の上端面（先端面）と面接触状に当接する。また、上側成形面１３６には、上側中子型１３７を取り囲む環状凸部１３８が形成されている。環状凸部１３８は、ギヤ本体１１０の環状溝１１４（図４参照）に対応する型部分である。環状凸部１３８には、両リブ１５７，１５９の計４個のリブにそれぞれ対応するリブ用溝部１３９（図１３では１個を示す）が形成されている。また、上型１３２には前出の射出ゲート９５が設けられている。
【００３６】
下型１３４の上面には、スロットルギヤ１１（図３参照）の下面側に対応する形状の下側成形面１４０が形成されている。下側成形面１４０には、円柱状の下側中子型１４１が設けられている。下側中子型１４１は、ギヤ本体１１０のボス部１１３（図６参照）の内周面に対応する型部分である。下側中子型１４１の上端面には、突起部１４２が形成されている。突起部１４２は、取付板１１８の取付孔１１９に対応する型部分である。下側中子型１４１の上端面は、取付板１１８の下面と面接触状に当接する。また、突起部１４２は取付板１１８の取付孔１１９に嵌合する。また、突起部１４２の上端面（先端面）は、上型１３２の上側中子型１３７の下端面と面接触状に当接する。
【００３７】
図１３に示すように、下型１３４の下側成形面１４０上には、下側中子型１４１の周囲に位置する６個（図１３では２個を示す）の円柱状の支持部１４３が設けられている（図１５参照）。支持部１４３は、ギヤ本体１１０の各開口穴１２６（図５参照）に対応する型部分である。支持部１４３の上端部には、段付溝状の切欠溝１４４が形成されている。切欠溝１４４は、ヨーク４５の下端部に対応している。
【００３８】
図１４及び図１５に示すように、下型１３４の下側中子型１４１の外周面には、四角柱状をなす一対の成形凸部１４５が形成されている。成形凸部１４５は下側成形面１４０に連続している。成形凸部１４５は、ギヤ本体１１０の凹状部１２１（図５参照）に対応する型部分である。また、下側中子型１４１の周方向に関する成形凸部１４５の両側面には、上下方向（軸方向）に延びる直線状の突条１４６が形成されている。突条１４６は、ギヤ本体１１０の縦溝１２４（図１０及び図１１参照）に対応する型部分である。また、下側中子型１４１の周方向に関する成形凸部１４５の両側面の下端部には膨出部１４８が形成されている。膨出部１４８は、段付凹部１５３（図１０及び図１１参照）に対応する型部分である。
【００３９】
続いて、成形型１３０（図１３〜図１５参照）を使用してスロットルギヤ１１（図３参照）を成形する成形方法について説明する。成形型１３０の型開き状態において、下型１３４の各支持部１４３の切欠溝１４４にヨーク４５の下端部が嵌合支持される。このとき、支持部１４３の切欠溝１４４の段付底面にヨーク４５の下端面が当接されるとともに、切欠溝１４４の段付側面にヨーク４５の内周面の下端部が当接又は近接される。これにより、全て（６個）の支持部１４３上にヨーク４５が半径方向に位置決めされた状態で支持される。
【００４０】
また、ヨーク４５の内周面に沿って一対のマグネット４７が対向状に配置される。このとき、下型１３４の一対の成形凸部１４５の相互間にマグネット４７が嵌合される。これにともない、成形凸部１４５の突条１４６の先端縁に対してマグネット４７の周方向の端面４７ａが当接又は近接される。これにより、両マグネット４７が周方向に位置決めされる。これとともに、全ての支持部１４３の上端面にマグネット４７の下端面の外周部が当接されることによって、全ての支持部１４３上に両マグネット４７が支持される。この状態で、マグネット４７の上面とヨーク４５の上面とは、ほぼ同一平面をなしている。また、下型１３４の下側中子型１４１上に取付板１１８が配置される。このとき、下側中子型１４１の突起部１４２に取付板１１８の取付孔１１９が嵌合される。これにより、下側中子型１４１上に取付板１１８が周方向に位置決めされた状態で支持される。
【００４１】
その後、上型１３２に下型１３４が型締めされる。これにより、上型１３２と下型１３４との間に、スロットルギヤ１１（図３参照）を形成する成形空間としてのキャビティ１５０が形成される。また、取付板１１８は、上型１３２の上側中子型１３７と下型１３４の下側中子型１４１との間に挟持される。この状態で、上型１３２の射出ゲート９５（図１３参照）からキャビティ１５０内に溶融樹脂が所定の射出圧力をもって射出されて充填されることにより、スロットルギヤ１１が樹脂成形される。また、溶融樹脂の樹脂材としては、例えばフィラー入り樹脂材が用いられる。フィラー入り樹脂材としては、例えばガラス繊維含有量３５％のＰＰＡ樹脂を用いることができる。
【００４２】
キャビティ１５０内に射出された溶融樹脂により、ヨーク４５及び両マグネット４７並びに取付板１１８がインサート成形される。すなわち、樹脂部であるギヤ本体１１０に両マグネット４７及びヨーク４５並びに取付板１１８が一体化されたスロットルギヤ１１（図３参照）が形成される。また、成形型１３０の下型１３４に設けた成形凸部１４５によって、ギヤ本体１１０のボス部１１３に凹状部１２１が形成される。また、下型１３４の成形凸部１４５に設けた突条１４６によって、ボス部１１３の隔壁１２２に縦溝１２４が形成される。また、下型１３４の成形凸部１４５に設けた膨出部１４８によって、ボス部１１３に段付凹部１５３が形成される。また、下型１３４に設けた支持部１４３によって、ボス部１１３に開口穴１２６が形成される。また、溶融樹脂の硬化後において、下型１３４が型開きされ、スロットルギヤ１１が取出される。
【００４３】
次に、樹脂成形時における溶融樹脂の流れについて説明する。溶融樹脂がボス部１１３の上面の１点の射出ゲート９５（図１３参照）から成形型１３０のキャビティ１５０内に射出されると、溶融樹脂が射出ゲート９５の下方及び半径方向に広がりながらキャビティ１５０内に充填される。このとき、溶融樹脂は、上型１３２の上側中子型１３７及び下型１３４の下側中子型１４１により分流されたのち合流する。このため、溶融樹脂の流れの合流により生成されるウエルドラインＷＬは、無歯部８３側、詳しくはスロットルギヤ１１の上面視で射出ゲート９５とは直線方向の略反対側に１本のみ形成される（図４参照）。また、スロットルギヤ１１のボス部１１３におけるフィラーの配向が改善される。
【００４４】
ウエルドラインＷＬの１本化及びボス部１１３におけるフィラーの配向の改善について説明する。例えば、ボス部１１３の上面に複数の射出ゲート９５を周方向に均等間隔で設定した場合、ウエルドラインが複数本となるとともに、フィラーの配向がボス部１１３の軸方向に揃いやすくなる。このため、複数のウエルドラインから樹脂割れが発生しやすくなる。また、ウエルドラインが有歯部８０側に生成されると、有歯部８０に樹脂割れが発生しやすくなる。これに対し、ボス部１１３の上面における有歯部８０側に１本の射出ゲート９５を設定することで、ウエルドラインＷＬがフランジ部５７の無歯部８３側に１本化される。このため、樹脂割れの一因であるウエルドラインＷＬを削減することができるとともに、無歯部８３側にウエルドラインＷＬを生成し、有歯部８０側に対するウエルドラインＷＬの生成を回避することができる。また、ボス部１１３におけるフィラーの配向が周方向に傾きやすくなる。このため、フィラーの平均配向角が増大される。なお、フィラーの配向角θ（図３参照）とは、ボス部１１３の軸方向に延びる基準直線Ｌに対するフィラーの周方向への傾斜角のことをいう。
【００４５】
前記したスロットルギヤ１１によると、ギヤ本体１１０のボス部１１３の下面に形成される開口穴１２６及び凹状部１２１が円周方向に均等間隔となるように配置される（図５参照）。これにより、ギヤ本体１１０に加わる熱衝撃によりボス部１１３に発生する応力（とくに収縮時の応力）を開口穴１２６及び凹状部１２１により分散して緩和することができる。したがって、インサート品（ヨーク４５等）との線膨張差によるギヤ本体１１０の樹脂割れ、とくにボス部の樹脂割れを抑制することができる。また、幅広い樹脂材に対応することが可能になるため、樹脂材にかかるコストアップを抑制することができる。
【００４６】
また、開口穴１２６の内周面は、周方向に連続する曲面で形成されている。したがって、開口穴１２６の内周面にエッジ部が存在しないため、エッジから発生する樹脂割れを抑制することができる。
【００４７】
また、ボス部１１３の外周部には、歯８１を有する有歯部８０及び歯を有しない無歯部８３が形成され、無歯部８３側にウエルドラインＷＬが生成されるように、ボス部１１３の上面の有歯部８０側に設定された１点の射出ゲート９５から射出された溶融樹脂により形成されている（図４参照）。これにより、ギヤ本体１１０の無歯部８３側に１つのウエルドラインＷＬが生成されるため、強度が要求される有歯部８０の耐久性を向上することができる。また、ギヤ本体１１０をフィラー入り樹脂材により成形する場合、ボス部１１３におけるフィラーの配向が周方向に傾斜しやすく、フィラーの平均配向角が増大する。これにより、ギヤ本体１１０に加わる熱衝撃によりボス部１１３に発生する応力が低減されるとともにボスを含むギヤ本体１１０の強度が向上されるため、ギヤ本体１１０の樹脂割れ、とくにボス部の樹脂割れを抑制することができる。ちなみに、実験結果によると、フィラーの平均配向角が１５．５°から１９．７°に改善され、ボス部１１３に発生する応力が２７％低減されることが判明した。なお、ボス部１１３は、バックスプリング１２（図１参照）をガイドするスプリングガイドとして機能する部分であるから、樹脂割れの抑制効果は品質向上に有効である。
【００４８】
また、ボス部１１３の上面には、円環状の環状溝１１４が同心状に形成され、環状溝１１４の有歯部８０側の溝部分には、半径方向に延びる複数の第１リブ１５７が形成されている（図４参照）。これにより、ギヤ本体１１０をフィラー入り樹脂材により成形する場合のボス部１１３におけるフィラーの平均配向角を増大し、ボス部の樹脂割れを抑制することができる。
【００４９】
また、環状溝１１４の無歯部８３側の溝部分には、半径方向に延びかつ射出ゲート９５とはボス部１１３の直径方向の反対側に位置する１つの第２リブ１５９が形成されている（図４参照）。これにより、ギヤ本体１１０をフィラー入り樹脂材により成形する場合のボス部１１３におけるフィラーの平均配向角を増大し、ボス部の樹脂割れを抑制することができる。
【００５０】
また、凹状部１２１の対向壁面には、マグネット４７の周方向の端面４７ａに向かって凹む縦溝１２４が形成されている（図９参照）。これにより、隔壁１２２の壁厚を部分的に薄肉化することができる。
【００５１】
また、縦溝１２４は、マグネット４７の端面側に向かって先細り状に形成されることにより、マグネット４７の周方向の端面４７ａと縦溝１２４との間における樹脂バリの生成を抑制することができる。詳しくは、マグネット４７の周方向の端面４７ａと縦溝１２４との間の微小な間隔には、その間隔に応じた面積の樹脂バリが生成される。このため、縦溝１２４がマグネット４７の端面側に向かって先細り状に形成されることによって、例えば縦溝１２４が断面四角形状に形成される場合と比べて、マグネット４７の周方向の端面４７ａと縦溝１２４との間の微小な間隔に応じた面積を減少することができ、樹脂バリの生成を抑制することができる。
【００５２】
また、ボス部１１３の下面と凹状部１２１の対向壁面とのなす隅角部には、マグネット４７の周方向の端部を被覆する樹脂部１５５の肉厚を薄くするように段付凹部１５３が形成されている（図１０参照）。これにより、ギヤ本体のボス部１１３の下面と凹状部１２１の対向壁面とのなす隅角部における応力集中を緩和することができる。
【００５３】
また、ボス部１１３の環状溝１１４における長溝部１１４ｂの第１リブ１５７側の端部には、内筒部１１５の半径方向の肉厚を小さくするように張出溝部１６１が形成されている（図４参照）。これにより、ギヤ本体１１０をフィラー入り樹脂材により成形する場合のボス部１１３におけるフィラーの平均配向角を増大し、ボス部の樹脂割れを抑制することができる。
【００５４】
［他の技術的事項］
本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、実施形態のスロットルセンサ４４の他、種々の回転角センサの回転体に適用することができる。例えば、流体の流量を制御する流量制御弁、例えばバイパスバルブ、排気絞り弁等において、弁体の回転角を検出する回転角センサの回転体としても適用することができる。また、本発明は、種々の回転角センサの樹脂歯車としても適用することができる。また、本発明は、全周に有歯部を有する回転体（樹脂歯車）に適用してもよい。また、本発明は、有歯部を有しない回転体に適用してもよい。
【００５５】
また、ヨーク４５は、円筒状の他、Ｃ型円筒状でもよいし、また、二分割された半円弧状の半体同士を相互に結合したものでもよい。また、ギヤ本体１１０の開口穴１２６の形状は、丸穴状に限らず、楕円穴、丸みを帯びた角穴等、周方向に連続する曲面で形成される穴に適宜変更してもよい。また、ギヤ本体１１０の凹状部１２１の形状は、四角形溝状に限らず、適宜変更してもよい。また、凹状部１２１の縦溝１２４の断面形状は、三角形状に限らず、適宜変更してよい。また、ギヤ本体１１０の凹状部１２１の縦溝１２４は省略してもよい。また、ギヤ本体１１０の開口穴１２６の数は、マグネット４７毎に少なくとも１つあればよい。また、実施形態では、成形型１３０の上型１３２を固定型、下型１３４を可動型としたが、下型１３４を固定型、上型１３２を可動型としてもよい。また、下型１３４の支持部１４３は、マグネット４７又はヨーク４５を支持するものでもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１１…スロットルギヤ（回転体、樹脂歯車、樹脂成形品）
１８…カバー（固定側部材、スロットルボデー側部材）
４４…スロットルセンサ（回転角センサ）
４５…ヨーク
４７…マグネット
４７ａ…周方向の端面
５４…センサＩＣ（磁気検出素子）
８０…有歯部
８１…歯
８３…無歯部
９５…射出ゲート
１１０…ギヤ本体（回転体本体、歯車本体）
１１３…ボス部
１１４…環状溝
１２１…凹状部（第２穴部）
１２４…縦溝（溝状部）
１２６…開口穴（第１穴部）
１５３…段付凹部
１５７…第１リブ（リブ）
１５９…第２リブ（リブ）
ＷＬ…ウエルドライン
【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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【図７】
2015155862.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015155862.tif 000011
【図１０】
2015155862.tif 000012
【図１１】
2015155862.tif 000013
【図１２】
2015155862.tif 000014
【図１３】
2015155862.tif 000015
【図１４】
2015155862.tif 000016
【図１５】
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