(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、励起導体と励磁導体との距離を精度良く調整することができ、生産性及び信頼性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置を提供することにある。【解決手段】  回転軸５００Ａと、回転軸５００Ａに固定され励起導体１００Ｄが設けられた樹脂ホルダ４００Ａと、樹脂ホルダ４００Ａを覆うケース部材と、励起導体１００Ｄと対向する位置に配置されケース部材側に固定された励磁導体及び信号検出導体と、を備えた回転角度検出装置において、樹脂ホルダ４００Ａは、回転軸５００Ａに溶着により接合され、回転軸５００Ａの外周面には、回転軸５００Ａの軸方向に対する角度が相互に異なる第１の溝５００Ｄと第２の溝５００Ｅとが形成されている。【選択図】図３
2017142100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸に固定され励起導体が設けられた樹脂ホルダと、前記樹脂ホルダを覆うケース部材と、前記励起導体と対向する位置に配置され前記ケース部材側に固定された励磁導体及び信号検出導体と、を備えた回転角度検出装置において、
前記樹脂ホルダは、前記回転軸に溶着により接合され、
前記回転軸の外周面には、前記回転軸の軸方向に対する角度が相互に異なる第１の溝と第２の溝とが形成されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載した回転角度検出装置において、
前記第１の溝は、前記回転軸の外周面に前記回転軸の軸方向に対して垂直な周方向に沿って形成され、
前記第２の溝は、前記第１の溝に対して０°よりも大きな角度を有するように形成されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載した回転角度検出装置において、
前記第１の溝及び前記第２の溝は、前記回転軸と前記樹脂ホルダとの溶着による接合が機能を失った場合に、前記励起導体が前記回転軸と同期して回転する為の冗長化機能を有することを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載した回転角度検出装置において、
前記励起導体は、プレス加工により成形され、
前記樹脂ホルダを形成する樹脂材により固定された状態で、前記樹脂ホルダに保持されていることを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項５】
請求項２に記載した回転角度検出装置において、
前記励起導体部は、前記樹脂ホルダに印刷により形成されたことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項６】
車両のエンジンに搭載される絞り弁制御装置において、
請求項１乃至５のいずれかに記載した回転角度検出装置を備えたことを特徴とする絞り弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転軸に取付けられた導体とこれに対面する固定子に取付けられたコイル導体との間のインダクタンスが両者の位置関係に応じて変化することを利用して、回転する導体の回転位置を検出する回転角度検出装置に関する。
【０００２】
また、モータによって駆動される絞り弁で内燃機関の空気通路の開口面積を電気的に制御するモータ駆動式の絞り弁制御装置であって、絞り弁の回転角度を検出するために上記した回転角度検出装置を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００３】
本技術分野の背景技術として、特開２０１２−２４７３２３号公報（特許文献１）に記載されたインダクタンス式回転角度検出装置が知られている。この背景技術では、絞り弁が取り付けられた回転軸の先端部に励起導体を取付け、この励起導体に対面するように励磁導体及び信号検出導体をギアカバーに配置している（要約参照）。さらに具体的には、被回転検出体としての回転軸の先端には、樹脂ホルダの円筒状の部分が、回転軸をインサート部材として、樹脂成型により一体成形されている。樹脂ホルダの円筒状の部分の端部には円板部が一体に成形されており、円板部の表面には、励起導体が、樹脂ホルダが回転軸と一体に成形される際に、一体に設けられる（段落００１８，００１９参照）。
【０００４】
回転軸には、樹脂ホルダの円筒状の部分の内部に溝が設けられており、この溝は樹脂ホルダが回転軸から脱落するのを防止している。また回転軸には、その中心軸線を挟むようにして、２つの平面部が設けられており、樹脂ホルダが回転軸に対して回転するのを防止している。すなわち、２つの平面部は回り止め機構を構成する（段落００２０，００２１参照）。
【０００５】
特許文献１には、回転軸と樹脂ホルダとの接合方法として、回転軸の先端に接着剤を塗布して、樹脂ホルダを回転軸に圧入する接合方法が開示されている（段落００２１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２４７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のインダクタンス式回転角度検出装置では、回転軸をインサート部材として、樹脂ホルダを樹脂成型により一体成形している。また、回転軸に設けた平面部により、回転軸に対する樹脂ホルダの回り止め機構を構成している。
【０００８】
回転軸をインサート部材として樹脂ホルダを樹脂成型により一体成形する樹脂ホルダの成形方法では、励起導体と励磁導体との距離を精度良く調整することが困難であることに加えて、成型のための設備が大掛かりになり、生産性が悪く、安価な回転検出装置を提供することができないという課題があった。
【０００９】
一方、回転軸の先端に接着剤を塗布して樹脂ホルダを回転軸に圧入する方法では、励起導体と励磁導体との距離を精度良く調整することは可能であるが、回転軸に設けられた溝は、樹脂ホルダの脱落を防止する効果を損なうことになる。すなわち、溝の抜け止め効果が損なわれる。このため、樹脂ホルダは接着剤の接着効果を高めるため、接着剤の塗布状態（接着剤の塗布位置や塗布量）を厳しく管理する必要があり、回転角度検出装置の信頼性の向上に相当の労力を要するという課題があった。
【００１０】
本発明の目的は、励起導体と励磁導体との距離を精度良く調整することができ、生産性及び信頼性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題を解決する為に、
回転軸と、前記回転軸に固定され励起導体が設けられた樹脂ホルダと、前記樹脂ホルダを覆うケース部材と、前記励起導体と対向する位置に配置され前記ケース部材側に固定された励磁導体及び信号検出導体と、を備えた回転角度検出装置において、
前記樹脂ホルダは、前記回転軸に溶着により接合され、
前記回転軸の外周面には、前記回転軸の軸方向に対する角度が相互に異なる第１の溝と第２の溝とが形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のような構造を採用することで、励起導体と励磁導体の距離を精度良く調整することができることにより所定のセンサ出力を精度良く得られると共に、生産性及び信頼性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。
【００１３】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の要部拡大断面図。
【図２】本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の主要部品斜視図。
【図３】本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の回転軸、導電対の分解斜視図。
【図４】本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の樹脂ホルダ回り止め部の拡大断面図。
【図５】本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の断面図。
【図６】本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギアカバーの分解斜視図。
【図７】本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の外観斜視図。
【図８】本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギアカバーをはずした斜視図。
【図９】本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の分解立体図。
【図１０】本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギア収納室の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。
【００１６】
図１〜図４に基づき、本発明に係る非接触型のインダクタンス式回転角度検出装置の一実施例を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の要部拡大断面図である。図３は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の回転軸、導電対の分解斜視図である。
【００１８】
図１及び図３に示すように、励起導体１００Ｄは樹脂ホルダ４００Ａに一体成形される。樹脂ホルダ４００Ａは回転軸５００Ａに溶着により保持される。
【００１９】
回転軸５００Ａには溝５００Ｄおよび溝５００Ｅが設置されており、溶着により溶かされた樹脂ホルダ４００Ａの樹脂が溝５００Ｄおよび溝５００Ｅに流れ込み、回転軸５００Ａに樹脂ホルダ４００Ａが保持される。ここで、溝５００Ｄは抜け止め用の溝（抜け止め部）、溝５００Ｅは回転止め用の溝（回転止め部）となっている。回転軸５００Ａには溝５００Ｄが複数個設置されることにより、１つの溝が負担する保持力を小さくすることができ、樹脂ホルダ４００Ａと回転軸５００Ａのラップ代を小さくすることができるため、はめ合い時に発生する加重を小さくでき、樹脂ホルダ４００Ａにダメージを与えるリスクを小さくできる。
【００２０】
溝５００Ｄ及び溝５００Ｅは、回転軸５００Ａと樹脂ホルダ４００Ａとの溶着による接合が機能を失った場合に、励起導体１００Ｄが回転軸５００Ａと同期して回転する為の冗長化機能を有している。これにより、本実施例では、溝５００Ｄ及び溝５００Ｅにより、回転軸５００Ａと樹脂ホルダ４００Ａとの溶着による接合が機能を失った場合に、励起導体１００Ｄが回転軸５００Ａと同期して回転する為のリタンダントデザインが実現されている。
【００２１】
本実施例では、樹脂ホルダ４００Ａを溶着により回転軸５００Ａに保持したことにより、励起導体と後述する励磁導体の距離を精度良く調整することができ、所定のセンサ出力を精度良く得ることができるインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。また、成型のための大掛かりな設備を必要とせず、生産性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。
【００２２】
ここで、生産性の向上の観点から、溝５００Ｅは、ねじのような、らせん状の形状をとっても良い。樹脂ホルダ４００Ａをねじのように回転させるような回転方向の力が働いたとしても、樹脂ホルダ４００Ａは、溝５００Ｅにより抜け方向の力を受け、このとき溝５００Ｄが抜け止めとなるため、回転することができない。また溝５００Ｄと溝５００Ｅの交差部が樹脂ホルダ４００Ａに楔のように勘合することにより、より強固な回転止めとなる。このように、抜け止め用の溝５００Ｄは回転止め用の溝５００Ｅの回転止めの機能の一部を担う。
【００２３】
また、回転止め用の溝５００Ｅも抜け止めの効果を奏することができ、抜け止めの機能の一部を担っている。
【００２４】
本実施例では、溝５００Ｄは、回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆに垂直な平面（仮想平面）を、回転軸５００Ａに交差させた場合の、回転軸５００Ａの外周面と仮想平面との交線に沿って環状を成すように、回転軸５００Ａの外周面上に形成されている。一方、溝５００Ｅは、回転軸５００Ａの中心軸線に対して傾斜した平面（仮想平面）を、回転軸５００Ａに交差させた場合の、回転軸５００Ａの外周面と仮想平面との交線に沿って環状を成すように、回転軸５００Ａの外周面上に形成されている。ここで、交線に沿うとは、交線に一致する場合に限らず、総体的に交線の方向を指向する場合を含む。例えば、回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆ方向に波打つ場合や、一点で交線と交わり、その両側で交線からずれるように曲線を描く場合を含む。
【００２５】
以下、溝５００Ｄのような溝形状を回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆに垂直な溝と呼び、溝５００Ｅのような溝形状を回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆに傾斜した溝と呼んで説明する。すなわち、溝５００Ｄは、回転軸５００Ａの外周面に形成した、回転軸５００Ａの軸方向に対して垂直な溝であり、溝５００Ｅは、回転軸５００Ａの外周面に形成した、回転軸５００Ａの軸方向に対して傾斜した溝である。
【００２６】
本実施例では、溝５００Ｄと溝５００Ｅとは、回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆに対する傾斜角度が相互に異なっていることにより、回転止めの機能を有しており、回転軸５００Ａに対する樹脂ホルダ４００Ａの回転防止機構を構成している。すなわち、溝５００Ｅは、溝５００Ｄに対して０°よりも大きな角度を有するように、回転軸５００Ａの外周面に形成される。
【００２７】
例えば、溝５００Ｄは、溝５００Ｅに対して逆向きに、回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆに傾斜した溝として構成してもよい。この場合、回転軸５００Ａに対して樹脂ホルダ４００Ａを回転させるような力が働くと、溝５００Ｄと溝５００Ｅとは、回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆ方向において、樹脂ホルダ４００Ａをそれぞれ逆向きに変位させる力を生じさせる。このため、溝５００Ｄと溝５００Ｅとは、回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆ方向における樹脂ホルダ４００Ａの変位を防ぎ、その結果、回転軸５００Ａに対する樹脂ホルダ４００Ａの回転を防ぐ。
【００２８】
溝５００Ｄと溝５００Ｅとは、回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆに対して、相互に同じ向きに傾斜していてもよいが、回転止め及び抜け止めの効果は、逆向きの場合や、溝５００Ｄを回転軸５００Ａの中心軸線５００Ｆに垂直に形成した場合に比べて小さくなる。
【００２９】
また回転軸５００Ａには、平面部５００Ｂ，５００Ｃが設置されており、これらを配置することにより樹脂ホルダ４００Ａが回転軸５００Ａに対して回転することを防止している。
【００３０】
なお、溝５００Ｄおよび溝５００Ｅにより回転止めの機能が果たせれば、平面部５００Ｂ，５００Ｃを設ける必要はない。平面部５００Ｂ，５００Ｃを設けることにより、回転軸５００Ａの外周面において、溝５００Ｄおよび溝５００Ｅを設けることができる範囲が狭くなる。特に、平面部５００Ｂ，５００Ｃは抜け止めの機能を持たないので、平面部５００Ｂ，５００Ｃを設けた場合は、溝５００Ｄによる抜け止めの効果が小さくなる。また、溝５００Ｄによる抜け止めの効果が小さくなることにより、溝５００Ｅによる回転止めの効果が小さくなるが、平面部５００Ｂ，５００Ｃによる回転止めの効果が得られる。平面部５００Ｂ，５００Ｃは、回転止めの効果と抜け止めの効果とを勘案して、設けるか否か、或いはその配設範囲を決定すればよい。
【００３１】
本実施例では、樹脂ホルダ４００Ａを溶着により回転軸５００Ａに保持し、溶着時に、溶かされた樹脂ホルダ４００Ａの樹脂が溝５００Ｄおよび溝５００Ｅに流れ込むことにより、回転軸５００Ａに対する樹脂ホルダ４００Ａの抜け止めの効果と回転止めの効果とが得られるようにしたので、信頼性の高いインダクタンス式回転角度検出装置及びこれを備えたモータ駆動式の絞り弁制御装置が得られる。
【００３２】
図４は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の樹脂ホルダ回り止め部の拡大断面図である。
【００３３】
図４に示すように、樹脂ホルダ４００Ａの内径Ｄ４００Ａは、回転軸５Ａの外径Ｄ５００Ａよりも小さくなっており、溝５００Ｄ，５００Ｅが無い部分では、平面部５００Ｂ，５００Ｃと樹脂ホルダ４００Ａが勘合部４００Ａ１，４００Ａ２，４００Ａ３，４００Ａ４を形成し、これにより樹脂ホルダ４００Ａと回転軸５００Ａとの回り止め機構を形成する。
【００３４】
図２は、本発明の一実施例に係る、インダクタンス式の非接触型回転角度検出装置の主要部品斜視図である。
【００３５】
図２に示すように、励起導体１００Ｄは、径方向に放射状に延びる直線部分１００Ｄ１と、互いに隣接する直線部分１００Ｄ１の内周側同士を接続するように設けられた弧状部分１００Ｄ２と、互いに隣接する直線部分１００Ｄ１の外周側同士を接続するように設けられた弧状部分１００Ｄ３とから構成されている。直線部分１００Ｄ１は互いに６０度の間隔を置いて６箇所配置されている。
【００３６】
図１に示すように、センサ（インダクタンス式回転角度検出装置）のケース２００Ａには固定基板３００が接着剤により励起導体１００Ｄと対面する形で固定される。固定基板３００はセンサのケース２００Ａに接着された後、表面と裏面とにコーティング剤を塗布することにより摩耗粉や腐食性ガスから保護される。
【００３７】
図２に示すように、固定基板３００にはケース２００Ａにモールド成型された端子３００Ｋ１〜３００Ｋ４が電気的に接続されている。
【００３８】
絶縁基板である固定基板３００の表側（励起導体１００Ｄと対向する側）には、環状の励磁導体３００Ａが４本印刷されている。またその内側には放射状に延びる信号検出導体３００Ｂが複数本印刷されている。固定基板３００の裏側（励起導体１００Ｄと対向する側とは反対側）にも表側と同様の励磁導体３００Ａおよび信号検出導体３００Ｂが印刷されており、表裏の励磁導体３００Ａおよび信号検出導体３００Ｂがスルーホール３００Ｃ〜３００Ｆによって繋がっている。
【００３９】
この実施例では、１２０度位相がずれた３相の交流信号が信号検出導体３００Ｂから得られるように構成されている。
【００４０】
また、同じ非接触型の回転検出装置が２組形成され、相互の信号を比較することで、センサの異常を検出したり、異常時には相互にバックアップしたりするよう構成されている。
【００４１】
３００Ｌ，３００Ｍはマイクロコンピュータで、それぞれの非接触型の回転角度検出装置の駆動制御と信号処理機能を有する。
【００４２】
端子３００Ｋ１〜３００Ｋ４は１本が電源端子（例えば３００Ｋ１）で、１本がグランド端子（例えば３００Ｋ３）、残りの２本３００Ｋ２，３００Ｋ４がそれぞれの回転角度検出装置の信号出力端子として機能する。信号端子の間にグランド端子を配置することで信号端子同士がショートして両方の信号が同時に異常状態になるのを防ぐことができる。
【００４３】
マイクロコンピュータ３００Ｌ，３００Ｍは、電源端子３００Ｋ１から励磁導体３００Ａに電流を供給し、信号検出導体３００Ｂに発生する３相の交流電流波形を処理して、励起導体１００Ｄの回転位置を検出し、結果的に回転軸５００Ａの回転角度を検出する。
【００４４】
以下、本実施例の非接触型のインダクタンス式回転角度検出装置の動作について説明する。
【００４５】
マイクロコンピュータ３００Ｍは基本的に図２の固定基板３００の表側に形成された第１回転角度検出装置を構成する導体パターン群３００Ａ、３００Ｂを制御するものと考えてよい。一方、マイクロコンピュータ３００Ｌは基本的に図２の固定基板３００の裏側に形成された第２回転角度検出装置を構成する導体パターン群３００Ａ、３００Ｂを制御するものと考えてよい。それぞれのコンピュータ３００Ｌ，３００Ｍは電源端子３００Ｋ１から励磁導体３００Ａに直流電流Ｉａを供給する。
【００４６】
励磁導体３００Ａに直流電流Ｉａが流れると、この励磁導体３００Ａに対面する励起導体１００Ｄの外周弧状導体１００Ｄ３に電流Ｉａと逆向きの電流ＩＡが励起される。この励起された電流ＩＡは、励起導体１００Ｄ全体に矢印の方向に流れる。放射方向導体１００Ｄ１に流れる電流ＩＲはこの部分に対面する信号検出導体３００Ｂの放射状導体部に電流ＩＲに対して逆向きの電流Ｉｒを誘起する。この電流Ｉｒは交流電流となる。
【００４７】
放射状に等間隔で配置された表３６本の信号検出導体３００Ｂによって第１回転角度検出装置用の３組の相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）パターンが形成され、裏３６本の信号検出導体３００Ｂによって第２回転角度検出装置の３組の相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）パターンが形成される。
【００４８】
交流電流Ｉｒは励起導体１００Ｄが特定の回転位置、例えばスタート位置（回転角度がゼロの位置）のとき、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のそれぞれの相で１２０度位相がずれた交流電流となる。
【００４９】
励起導体１００Ｄが配設された樹脂ホルダ４００Ａの円板部４００Ａ５が回転すると、これら３相の交流電流の位相が相互にずれる。マイクロコンピュータ３００Ｌ，３００Ｍがこの位相のずれを検出し、位相のずれから、励起導体１００Ｄがどれだけ回転したかを検出する。
【００５０】
信号検出導体３００Ｂからマイクロコンピュータ３００Ｌ，３００Ｍに入力される第１、第２回転角度検出装置信号の２つの信号電流は基本的には同じ値を示す。マイクロコンピュータ３００Ｌ，３００Ｍはその同じ信号電流を処理して、信号端子３００Ｋ１〜３００Ｋ４からは互いに傾きが逆で変化量が等しい信号電圧を出力する。この信号は円板部４００Ａ５の回転角度に比例する信号である。この信号を受け取った外部装置は両信号を監視し、第１、第２回転角度検出装置が正常かどうかを判断する。どちらかが異常を示す場合には、残余の検出装置の信号を制御信号として用いる。
【００５１】
次に上記非接触型のインダクタンス式回転角度検出装置をディーゼルエンジン用のモータ駆動式絞り弁（スロットル弁）制御装置に適用した例を、図５〜図１０を参照して具体的に説明する。
【００５２】
図５はその主要断面図であり、図６〜図１０は詳細構造を説明する為の分解斜視図である。
【００５３】
以下、車両のエンジンに搭載されるモータ駆動式の絞り弁制御装置の構成について説明する。
【００５４】
図５は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の断面図である。
【００５５】
アルミダイキャスト製の絞り弁組体（以下スロットルボディと呼ぶ）６には、吸気通路１（以下ボアと呼ぶ）とモータ２０を収納するモータハウジング２０Ａとが一緒に成型されている。
【００５６】
スロットルボディ６にはボア１の一つの直径線に沿って金属製の回転軸（以下スロットルシャフトと呼ぶ）５００Ａが配置されている。スロットルシャフト５００Ａの両端はニードルベアリング９，１０で回転可能に支持されている。ニードルベアリング９，１０はスロットルボディ６に設けた軸受ボス部７，８に圧入固定されている。また、スロットルシャフト５００Ａ上に設けたスリット部にＣ型ワッシャ（以下スラストリテーナと呼ぶ）１２を挿入後、ニードルベアリング９を圧入することで、スロットルシャフト５００Ａの軸方向の可動量を規制している。
【００５７】
かくしてスロットルシャフト５００Ａはスロットルボディ６に対して回転可能に支持されている。スロットルシャフト５００Ａには金属材製の円板で構成される絞り弁（以下スロットル弁と呼ぶ）２がスロットルシャフト５００Ａに設けたスリットに差し込まれ、ねじ４，５でスロットルシャフト５００Ａに固定されている。
【００５８】
かくして、スロットルシャフト５００Ａが回転するとスロットル弁２が回転し、結果的に吸気通路の断面積が変化してエンジンへの吸入空気流量が制御される。
【００５９】
次に、図５と共に、図６〜図９を参照しながら、説明する。図６は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギアカバーの分解斜視図である。図７は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の外観斜視図である。図８は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギアカバーをはずした斜視図である。図９は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置の分解立体図である。
【００６０】
モータハウジング２０Ａはスロットルシャフト５００Ａとほぼ並行に形成されており、ブラシ式直流モータで構成されるモータ２０がスロットルシャフト５００Ａとほぼ並行にモータハウジング２０Ａ内に差込まれ、スロットルボディ６の側壁６Ａにモータ２０のブラケット２０Ｂのフランジ部をねじ２１でねじ止めすることで固定されている。また、モータ２０の端部にはウェーブワッシャ２５が配設されモータ２０を保持する。
【００６１】
軸受ボス部７、８の開口はニードルベアリング９、１０で封止されており、シャフトシール部を構成し、機密を保つよう構成されている。また、軸受ボス８側の端部はキャップ１１で封止されており、スロットルシャフト５００Ａの端部およびニードルベアリング１０が露出することを防止している。
【００６２】
これにより、軸受部からの空気の漏れ、あるいは軸受の潤滑用のグリースが外気中や、後述するセンサ室に漏れ出すのを防止している。
【００６３】
モータ２０の回転軸端部には歯数の最も少ない金属製のギア２２が固定されている。このギア２２が設けられた側のスロットルボディ側面部にはスロットルシャフト５００Ａを回転駆動するための減速歯車機構やばね機構が纏めて配置されている。そして、これら機構部は、スロットルボディ６の側面部に固定される樹脂材製のカバー（以下ギアカバーと呼ぶ）２６で覆われている。そして、このギアカバーで覆われた、いわゆるギア収納室に図１乃至３で説明したインダクタンス式の非接触型回転角度検出装置（以下スロットルセンサと呼ぶ）が設けられ、スロットルシャフト５００Ａの回転角度、結果的にはスロットル弁２の開度が検出される。なお、ギアカバー２６はケース２００Ａと一体に構成されている。
【００６４】
ギアカバー２６側のスロットルシャフト５００Ａの端部にはスロットルギア１３が固定されている。スロットルギア１３は金属プレート１４と、この金属プレート１４に樹脂成形された樹脂材製ギア部１５とから構成されている。金属プレート１４には、樹脂成形によって樹脂材製ギア部１５がモールド成型されている。
【００６５】
金属プレート１４は中央に孔を有する。スロットルシャフト５００Ａの先端部の周囲には、ねじ溝が刻まれている。金属プレート１４の孔にスロットルシャフト５００Ａの先端を差込み、ねじ部にナット１７を螺合することでスロットルシャフト５００Ａに金属プレート１４を固定する。かくして、金属プレート１４及び、そこに成形された樹脂材製ギア部１５はスロットルシャフト５００Ａと一体に回転する。
【００６６】
スロットルギア１３の背面とスロットルボディ６の側面との間に弦巻ばねで形成されたリターンスプリング１６が挟持されている。
【００６７】
リターンスプリング１６の片側は軸受ボス７の周囲を取巻き、その先端がスロットルボディ６に形成された切欠きに係止され、端部は回転方向には回転できないように構成されている。他端はスロットルギア１３に形成されたカップ状部１３Ａを取巻き、その先端が金属プレート１４に形成された孔に係止され、こちらの端部も回転方向には回転できないように構成されている。
【００６８】
本実施例はディーゼルエンジンの絞り弁制御装置に関するため、スロットル弁２のイニシャル位置、つまりモータ２０の電源が遮断されているときにスロットル弁２が初期位置として与えられている開度位置は、全開位置である。
【００６９】
このため、リターンスプリング１６はモータ２０が通電されていない場合にスロットル弁２が全開位置を維持するよう回転方向に予荷重が与えられている。
【００７０】
モータ２０の回転軸に取付けられたギア２２とスロットルシャフト５００Ａに固定されたギア１５との間には、スロットルボディ６の側面に圧入固定された金属材製の軸２４に回転可能に支持された中間ギア２３が噛み合っている。中間ギア２３はギア２２と噛み合う大径ギア２３Ａとスロットルギア１３の樹脂材製ギア部１５と噛み合う小径ギア２３Ｂとから構成されている。両ギアは樹脂成形により一体に成型される。これらギア２２，２３Ａ，２３Ｂ，１５は２段の減速歯車機構を構成している。
【００７１】
かくして、モータ２０の回転はこの減速歯車機構を介してスロットルシャフト５００Ａに伝達される。
【００７２】
これら減速機構やばね機構は樹脂材製のギアカバー２６によって覆われている。ギアカバー２６の開口端側周縁にはシール部材３０を挿入する溝が形成されており、シール部材３０がこの溝に装着された状態で、ギアカバー２６をスロットルボディ６に被せると、シール部材３０がスロットルボディ６の側面に形成されているギア収納室の周囲のフレームの端面に密着してギア収納室内を外気から遮蔽する。この状態でギアカバー２６をスロットルボディ６に６個のクリップ２７（図７及び図８参照）で固定する。
【００７３】
このように構成された減速歯車機構とこれを覆うギアカバー２６（ケース２００Ａ）との間に形成された回転角度検出装置すなわちスロットルセンサについて、以下、具体的に説明する。
【００７４】
スロットルシャフト５００Ａのギアカバー２６側の端部に樹脂ホルダ１９が溶着により固定される。樹脂ホルダ４００Ａの先端（ギアカバー２６側の端部）の平面部には、プレス加工により形成された励起導体（導電体）１００Ｄが一体成形により取り付けられる。すなわち、励起導体１００Ｄの接合と同時に、樹脂ホルダ４００Ａを励起導体１００Ｄと一体で成形する。これにより、励起導体１００Ｄは、樹脂ホルダ４００Ａを形成する樹脂材により固定された状態で、樹脂ホルダ４００Ａに保持される。これにより、励起導体１００Ｄを樹脂ホルダ４００Ａに組付ける組み付け工程が不要になり生産性が向上すると共に、励起導体１００Ｄと樹脂ホルダ４００Ａとの接合の信頼性を向上することができる。
【００７５】
励起導体１００Ｄは、樹脂ホルダ４００Ａに、印刷により形成されてもよい。これにより、上述したのと同様な理由による生産性及び信頼性の向上のほか、励起導体１００Ｄの薄型化及び軽量化が図られる。その結果、樹脂ホルダ４００Ａが軽量化され、回転軸５００Ａと樹脂ホルダ４００Ａとの接合の信頼性を向上することができる。
【００７６】
したがって、モータ２０が回転してスロットル弁２が回転すると、励起導体１００Ｄもスロットル弁２と一体で回転する。
【００７７】
ギアカバー２６にはスロットルセンサの励磁導体３００Ａと信号検出導体３００Ｂが励起導体１００Ｄに対面する位置に固定されている。
【００７８】
ここで、励起導体１００Ｄがスロットルシャフト５００Ａと電気的に接続する構造をとっている場合、ギアカバー２６のコネクタ端子に静電気が加わった場合、励起導体１００Ｄと励磁導体３００Ａとの間または励起導体１００Ｄと信号検出導体３００Ｂとの間で放電が起こり、スロットルセンサのマイクロコンピュータ３００ｌ，３００Ｍが破壊される虞がある。
【００７９】
そこで本実施例は、励起導体１００Ｄとスロットルシャフト５００Ａとの間に樹脂ホルダ４００Ａを配設することにより励起導体１００Ｄとスロットルシャフト５００Ａとを電気的に絶縁する。
【００８０】
また、樹脂ホルダ４００Ａをスロットルシャフト３および励起導体１００Ｄと一体成形で形成することにより、小型で安価な電子制御スロットルボディを提供することができる。
【００８１】
ここで、樹脂ホルダ４００Ａを、スロットルシャフト５００Ａをスロットルボディ６へ組付けた後に、スロットルシャフト５００Ａと一体にすることにより、励起導体１００Ｄの高さを調整できる。これにより励起導体１００Ｄと励磁導体３００Ａおよび信号検出導体３００Ｂとの小さなクリアランスが、精度良く調整できるので、高精度の非接触式回転角度検出装置を得ることが可能となる。
【００８２】
図１０は、本発明の一実施例に係る、ディーゼルエンジン車に用いるモータ駆動式の絞り弁制御装置のギア収納室の平面図である。
【００８３】
ギアカバー２６が固定されるフレーム６Ｆによってギア収納室２８は区画されている。フレーム６Ｆの外側にはギアカバー２６をクリップ２７でクリップ止めするための取り付け部２９Ａ〜２９Ｆが６箇所見える。６Ｐ１〜６Ｐ３はギアカバー２６の位置決め用の壁で、この３箇所の壁６Ｐ１〜６Ｐ３にギアカバー２６の位置決め突起が係止することで励磁導体３００Ａおよび信号検出導体３００Ｂが回転側の励起導体１００Ｄと位置決めされ、要求される許容範囲内の信号を出力することができる。
【００８４】
全開ストッパ１３Ａはスロットルギア１３のイニシャル位置（つまり、全開位置）を機械的に決めるもので、スロットルボディ６の内側の側壁に一体に形成された突起で構成されている。この突起にスロットルギア１３の切欠き終端部が当接することで、スロットルシャフト５００Ａは全開位置を越えて回転できない。
【００８５】
全閉ストッパ１３Ｂはスロットルシャフト５００Ａの全閉位置を規制するもので、スロットルギア１３の反対側の終端が全閉位置において、全閉ストッパ１３Ｂに衝突し、全閉位置以上にスロットルシャフト５００Ａが回転するのを阻止する。
【００８６】
全開ストッパ１３Ａと全閉ストッパ１３Ｂとにより、スロットルシャフト５００Ａの端部に固定した励起導体１００Ｄの回転範囲の最大値が決定される。
【００８７】
スロットルギア１３がこれらストッパ１３Ｂ，１３Ａの位置にあるときの信号検出導体３００Ｂの出力がスロットル弁２の全閉、全開値を示す。２０Ｂはモータブラケットを、２０Ｆはモータブラケット２０Ｂのフランジ部を示す。
【００８８】
本実施例では、励起導体１００Ｄを樹脂ホルダ４００Ａと一体に設け、樹脂ホルダ４００Ａをスロットルシャフト５００Ａに溶着することで、これらの部品の構成を簡略化して部品点数を少なくすると共に、信頼性を向上することができる。また、樹脂ホルダ４００Ａとスロットルシャフト５００Ａとの相対的な位置関係を調整することで、励起導体１００Ｄと励磁導体３００Ａおよび信号検出導体３００Ｂとの距離を精度良く調整することができ、所定のセンサ出力を精度良く得ることができる。
【００８９】
また、本実施例では、スロットルシャフト５００Ａをインサート部材として樹脂ホルダ４００Ａを樹脂成型する必要がないため、大掛かりな設備を必要としない。このため、生産性が高く、安価な非接触型のインダクタンス式回転検出装置を提供することができる。
【００９０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本実施例は、ディーゼルエンジン車用モータ駆動式の絞り弁制御装置（モータ駆動式の絞り弁制御装置）にインダクタンス式の非接触型回転検出装置を搭載したものについて説明したが、ガソリンエンジン車用のモータ駆動式の絞り弁制御装置にも適用できる。
【００９２】
さらに、本実施例は、回転角度検出センサとして、例えば、アクセルの回転角度を検出するセンサにも適用できる。その他、ターボチャージャの可動翼制御用アクチュエータの回転角度検出装置、自動変速機のギアシフトアクチュエータの回転角度検出装置または２駆、４駆切り替えアクチュエータの回転角度検出装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００９３】
１…ボア、２…スロットル弁、４…ねじ、５…ねじ、６…スロットルボディ、７…軸受ボス部、８…軸受ボス部、９…軸受、１０…軸受、１１…キャップ、１２…スラストリテーナ、１３…スロットルギア、１４…金属プレート、１５…樹脂成形部、１６…リターンスプリング、１７…ねじ、２０…モータ、２１…ねじ、２２…モータギア、２３…中間ギア、２４…ギアシャフト、２５…ウェーブワッシャ、２６…ギアカバー、２７…クリップ、３０…シール部材、１００Ｄ…励起導体、３００Ａ…励磁導体、３００Ｂ…信号検出導体、４００Ａ…樹脂ホルダ、５００Ａ…スロットルシャフト。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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