(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のハウジングの周囲に挿通孔を有する締結部が形成され、前記挿通孔に挿通した固定部材を締付けることにより前記ハウジングを固定構造体に締付固定するハウジング固定構造において、
前記挿通孔に、金属板を巻き合わせることにより筒状に形成された筒状部材が内装され、この筒状部材の軸心方向の端面に、前記ハウジングを前記固定構造体に締付固定する場合に前記固定構造体に食い込む複数の突起部が形成され、
前記複数の突起部のうち少なくとも一つは前記筒状部材の巻き合わせ面に隣接する位置に形成されている
ことを特徴とするハウジング固定構造。
【請求項２】
前記筒状部材の軸心方向の寸法は、前記挿通孔の軸心方向の寸法より大きく形成されていることを特徴とする請求項１記載のハウジング固定構造。
【請求項３】
前記筒状部材は、前記固定構造体より強度の高い金属により形成されていることを請求項１又は２記載のハウジング固定構造。
【請求項４】
前記突起部の前記固定構造体に接する面積は、前記ハウジングを前記固定構造体に締付固定する場合に前記突起部が前記固定構造体に食い込める面圧となる面積以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のハウジング固定構造。
【請求項５】
樹脂製のハウジングの周囲に挿通孔を有する締結部が形成され、前記挿通孔に、金属板を巻き合わせることにより筒状に形成された筒状部材が内装され、前記筒状部材に挿通した固定部材を締付けることにより前記ハウジングを固定構造体に締付固定するハウジング固定方法において、
前記固定部材を締付ける場合に、前記筒状部材の軸心方向の端面に形成された複数の突起部のうち、前記筒状部材の巻き合わせ面に隣接する位置に形成された少なくとも一つの突起部を前記固定構造体に食い込ませることを特徴とするハウジング固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング固定構造及びハウジング固定方法に関し、特に、樹脂製のハウジングを固定構造体に締付固定する場合に適したハウジング固定構造及びハウジング固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種のセンサやアクチュエータを収容する樹脂製のハウジングを固定構造体に締付固定する場合、ネジなどの固定部材を挿通する挿通孔を有する複数の締結部をハウジングに形成し、締結部の挿通孔に挿通したネジを固定構造体に形成したネジ穴に螺合させ、ネジを締付けることが一般的である。このようなハウジング固定構造は、例えば、下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２２３５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されたハウジング固定構造によれば、ネジを締付けた場合に、締結部に軸力と回転モーメントとが作用し、この回転モーメントの作用により締結部に応力が加わり、締結部が変形や位置ずれ等を起こして確実に固定することが困難となる場合がある。
【０００４】
このような締結部の固定不良を防止するためには、締結部の肉厚を厚くし、締結部の強度を高める対策をとることができる。しかしこの場合には、締結部において使用する樹脂の量が多くなり、コスト高となる。また、締結部の外径寸法が大きくなり、ハウジングのレイアウトの自由度が低下する。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、締結部に固定部材を挿通してハウジングを固定構造体に締付固定する場合、締結部の肉厚を厚くすることなく締付固定に伴う締結部の固定不良を防止することができるハウジング固定構造及びハウジング固定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、樹脂製のハウジングの周囲に形成された挿通孔を有する締結部に、挿通孔に挿通した固定部材を締付けてハウジングを固定構造体に締付固定する場合に、挿通孔に、金属板を巻き合わせることにより筒状に形成された筒状部材が内装され、この筒状部材の軸心方向の端面に固定構造体に食い込む複数の突起部が形成され、この複数の突起部のうち少なくとも一つは筒状部材の巻き合わせ面に隣接する位置に形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、締結部の肉厚を厚くすることなく、ハウジングを固定構造体に締付固定する場合における締結部の固定不良を防止することができる。
また、固定部材を締付けた場合に筒状部材における巻き合わせ面に回転モーメントが作用しても、巻き合わせ面に隣接して位置する突起部が固定構造体に食い込むため、筒状部材が巻き合わせ面から開くということが防止される。これにより、巻き合わせ面の箇所から開いた筒状部材がハウジングに押し付けられるということが防止され、巻き合わせ面から開いた筒状部材がハウジングに押し付けられて締結部が固定不良となることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
【０００９】
図１は、ハウジングを固定構造体に締付固定した状態を示す斜視図である。図２は、固定構造体内に収容された機構を説明する平面図である。図３は、検出センサを示す縦断側面図である。図４は、検出センサを示す平面図である。図５は、ハウジングを示す斜視図である。図６は、筒状部材を示す斜視図である。図７は、固定構造体への突起部の食い込み状態を示す縦断側面図である。図８は、突起部に形状について説明する斜視図である。
【００１０】
図１に示すように、例えば内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）の端部に固定される固定構造体１が設けられ、この固定構造体１にハウジング２が締付固定されている。
【００１１】
図示しないシリンダヘッド内には、吸気弁（図示せず）や排気弁（図示せず）、軸心回りに回転駆動されることにより吸気弁のリフト量を調節する制御軸４等が収容され、制御軸４を回転駆動する駆動機構であるモータ３を備えている。
【００１２】
固定構造体１は、例えばアルミ合金を用いてダイカスト法により形成され、この固定構造体内には、図２に示すように、モータ３のモータ軸３ａに連結部材５を介して連結されたボールネジ軸６と、ボールネジ軸６に螺合されたボールナット７と、一端がボールナット７に回動可能に連結されたリンク部材８と、リンク部材８の他端に回動可能に連結された連係アーム９とが収納されている。なお、連係アーム９は、制御軸４の端部に設けられた取付フランジ４ａにボルト１０によって固定されている。また、ボールネジ軸６は、その両端部を軸受１１ａ、１１ｂにより軸支されている。
【００１３】
このため、モータ３が駆動されてボールネジ軸６が軸心回りに回転することにより、ボールナット７がボールネジ軸６上を軸心方向に沿って移動する。そして、ボールナット７の移動に伴いリンク部材８と連係アーム９とが回動する。さらに、連係アーム９が回動することにより、制御軸４が軸心回りにストッパ（図示せず）で規定される最小角度位置と最大角度位置との間の所定回転角度範囲内で回転駆動するようになっており、制御軸４の作動角をモータ３で変化させることで、図示しない吸気弁のリフト量及び作動角が連続的に変化するように構成されている。そして、この回転が後述する検出センサ１２により検出される。
【００１４】
検出センサ１２は、制御軸４の先端側に設けられ、例えば、ドライバの出力要求に伴うアクセル開度、内燃機関の回転数等の機関運転状態から算出された目標回転角度を検出し、検出センサ１２で検出される実際の回転角度が目標回転角度に一致するように、制御装置２６がモータ３をフィードバック制御する。ここで、制御軸４の回転角度制御によって吸気弁のリフト量と作動角とは同時に変えられるので、検出センサ１２は吸気弁の作動角を検出すると同時にリフト量を検出するセンサとして機能する。図９は、吸気弁のリフト量（縦軸方向）と作動角（横軸方向）とが同時に変化する様子を示すグラフである。
【００１５】
また、検出センサ１２によって検出された回転角度は、吸気弁の開弁期間中の最大リフト量、又は、吸気弁の作動角に相関する値であり、この検出値に基づいて前記制御軸４を目標回転角度に回転制御することが可能となる。
【００１６】
連係アーム９には、図３に示すように、制御軸４と同軸上に位置して制御軸４と反対方向に突出する突出部９ａが形成されている。そして、突出部９ａの先端部には、例えば非磁性材である合成樹脂材の保持部１３が射出成形により一体的に固定されている。
【００１７】
保持部１３は、突出部９ａと同径の略円柱状に形成され、先端部に保持溝１３ａが形成されている。この保持溝１３ａは、図２に示すように、対向内面の一部が略平行直線状の二面幅に形成され、その内部に、制御軸４の回転位置を検出する検出センサ１２の一部を構成する板状の永久磁石１４が保持固定されている。また、保持溝１３ａは、深さ寸法が永久磁石１４の厚さ寸法より大きく設定されている。
【００１８】
したがって、永久磁石１４は、全体が保持溝１３ａの内部へ埋設された形で収容保持されることで、保持溝１３ａの周壁１３ｃによって位置決めされている。
【００１９】
また、永久磁石１４は、前述の保持溝１３ａの内部に保持されることに限定されるものではなく、制御軸４、もしくは突出部９ａの先端部に取付けるようにしても良いことは勿論である。
【００２０】
また、ハウジング２内には、検出センサ１２の一部を構成する磁気検出部１５が設けられ、ハウジング２を固定構造体１に固定した場合、磁気検出部１５と永久磁石１４とが対向するように、検出センサ１２は概略構成されている。
【００２１】
ハウジング２には、ハウジング２を固定構造体１に固定した場合に、永久磁石１４と保持部１３とが入り込む略円柱状の溝１６が形成され、磁気検出部１５はこの円柱状の溝１６を囲む形状に形成されている。そして、制御軸４の回転に伴って溝１６内に入り込んで位置する永久磁石１４が回転すると、磁気検出部１５は永久磁石１４の回転により変化するＮ極とＳ極とからの磁界を検出し、この検出信号をモータ３の回転を制御する制御装置２６に出力する。
【００２２】
そして、このハウジング２には、図３に示すように、上側に開口する凹部２ａが形成されており、この凹部２ａ内にコンデンサ等の電子部品が実装されて磁気検出部１５が形成されている。そして、この凹部２ａの開口を覆うように、ドーム状に膨出するカバー２ｂが装着されている。
【００２３】
また、ハウジング２の一側端部にはコネクタ２ｃが設けられており、このコネクタ２ｃ及び当該コネクタ２ｃに結合される外部コネクタ（図示せず）を介して検出結果（電圧）が外部出力されるようになっている。
【００２４】
そして、磁気検出部１５は、制御軸４とともに連動して回動する永久磁石１４の外周に相互に対向して設けられる磁性体からなる一対のヨーク１５ａ、１５ｂを備えている。ヨーク１５ａ、１５ｂは、永久磁石１４の回動中心Ｍを中心する円弧状に形成され、並列な二つのホール素子１５ｃ、１５ｄを挟んで相互に対向するように構成されている。
【００２５】
なお、角度検出に利用する範囲は、検出対称軸としての制御軸４に対する永久磁石１４の取付方向（着磁方向）や、ヨーク１５ａ、１５ｂの配置、固定構造体１に対するハウジング２の取付角度（回動姿勢）等を変化させることで、適宜に設定あるいは調整可能である。
【００２６】
また、ハウジング２の取付角度（回動姿勢）等の調整（特に微調整）を行なうために、図４に示すように、このハウジング２の外周部に一対の締結部１７が形成されている。締結部１７は、回動中心Ｍを中心とする円弧に沿う形の長穴状の挿通孔１８を有してハウジング２と一体に樹脂材料で形成されたフランジ部１９を有し、挿通孔１８には金属製の筒状部材であるブッシュ２０が圧入により内装されている。
【００２７】
本実施の形態における検出センサ１２の取付角度は、ストッパで規定される最小角度位置と最大角度位置との間の所定回転角範囲内での制御規準位置であり、規定電圧出力位置で取付けられるものとする。
【００２８】
また、ブッシュ２０の内側には長穴形状の中空部２０ａが形成され、この中空部２０ａ内に後述するネジ２３が挿通される。
【００２９】
ブッシュ２０は、図６に示すように、長尺状の金属板を巻き合わせることにより筒状に形成され、巻き合わせた金属板の二つの端面が対向する箇所が巻き合わせ面２１とされている。
【００３０】
固定構造体１へのハウジング２の締付固定は、図７に示すように、ワッシャ２２を介してブッシュ２０の中空部２０ａに固定部材であるネジ２３を挿通し、このネジ２３を固定構造体１に形成されたネジ穴２４に螺合させることにより行なわれている。
【００３１】
ブッシュ２０における軸心方向の一方の端面であって、ハウジング２を固定構造体１に締付固定する場合に固定構造体１に対向する側の面には、複数の突起部２５が形成されている。この突起部２５は、ネジ２３を締付けてハウジング２を固定構造体１に締付固定する場合に、固定構造体１に食い込む形状に形成されている。例えば、図８（ａ）に示すような直方体形状としてもよく、又は、図８（ｂ）に示すようにブッシュ２０の端面の周方向に沿った一側に傾斜面部２５ａを形成した形状としてもよく、又は、図８（ｃ）に示すようにブッシュ２０の端面の周方向に沿った両側に傾斜面部２５ａを形成した形状としてもよい。
【００３２】
なお、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれの場合にも、突起部２５における固定構造体１に接する面積は、その面積の総和が、ハウジング２を固定構造体１に締付固定する場合に突起部２５が固定構造体１に食い込める面圧となる面積以下に設定されている。
【００３３】
図７に示すように、ブッシュ２０における突起部２５が形成された部分の軸心方向の寸法“ａ”は、挿通孔１８の軸心方向の寸法“ｂ”より大きく形成されている。なお、挿通孔１８の軸心方向の寸法“ｂ”は、フランジ部１９の厚み寸法と同じである。このため、ブッシュ２０の軸心方向の一方の端面と、フランジ部１９の一方の端面とを一致させて位置決めした場合、ブッシュ２０の軸心方向の他方の端面は、フランジ部１９の他方の端面より突出する。
【００３４】
ブッシュ２０は、固定構造体１を形成するアルミ合金より強度の高い金属、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）等の鉄材により形成されている。
【００３５】
次に、ハウジング２を固定構造体１に締付固定した場合に、突起部２５が固定構造体１に食い込むために必要な突起部２５の固定構造体１との接触面積について説明する。
【００３６】
なお、本実施の形態において採用する固定構造体１は、アルミダイカスト法により形成されたアルミ合金製であり、限界座屈応力が２００ＭＰａであるとする。また、締付固定に使用するネジ２３は、Ｍ６のネジであり、締結トルクの最小値が５Ｎ・ｍであるとする。
【００３７】
締結トルクから締付固定時に突起部２５に作用する軸力を求めると、
軸力＝締結トルク／（ネジ定数０．２×ネジ径）＝４２００Ｎとなる。
【００３８】
さらに、この軸力から、突起部２５が固定構造体１に食い込むために必要な突起部２５の面積（Ｓ）は、
Ｓ≦４２００Ｎ／２００ＭＰａ＝２１ｍｍ２となる。
【００３９】
即ち、ハウジング２の締付固定時に突起部２５を固定構造体１に食い込ませるためには、複数の突起部２５における固定構造体１に接する面積の総和を、２１ｍｍ２以下とすればよいことが分かる。
【００４０】
ブッシュ２０における突起部２５を形成する位置は、複数個の突起部２５が離間して形成されていればよく、その離間距離は、等間隔である必要はない。なお、複数の突起部２５のうちの一つは、金属板を巻き合わせることにより形成されたブッシュ２０の巻き合わせ面２１に隣接してこの巻き合わせ面２１を挟む位置に形成されている。
【００４１】
このような構成において、ハウジング２を固定構造体１に締付固定する場合には、ハウジング２を固定構造体１に対する締付固定位置に位置決めし、ブッシュ２０の中空部２０ａにネジ２３を挿通し、このネジ２３を締付ける。
【００４２】
そして、ネジ２３を締付けると、ブッシュ２０に軸力と回転モーメントとが作用する。ここで、ブッシュ２０の軸心方向の寸法“ａ”が挿通孔１８の軸心方向の寸法“ｂ”より大きいため、ネジ２３を締付けた場合にブッシュ２０における突起部２５の端面がフランジ部１９の端面より先に固定構造体１の表面に当接する。さらに、ブッシュ２０は固定構造体１より強度の高い金属で形成されており、かつ、突起部２５の固定構造体１に接する面積が、ハウジング２を固定構造体１に締付固定することによって突起部２５が固定構造体１に食い込める面圧となる面積以下に設定されているため、ブッシュ２０に作用する軸力によってブッシュ２０の突起部２５が固定構造体１に食い込んで固定される。なお、ブッシュ２０には複数の突起部２５が形成されているため、これらの突起部２５が固定構造体１の表面の複数箇所に食い込むことにより、ブッシュ２０に作用する回転モーメントに対する抗力が発生し、ブッシュ２０に回転モーメントが作用してもブッシュ２０は回転しなくなる。
【００４３】
したがって、ハウジング２の締付固定時に、ブッシュ２０が回転モーメントの作用方向に移動することが防止され、ブッシュ２０からフランジ部１９に作用する応力が抑制される。このため、ハウジング２の締付固定時に、ブッシュ２０からフランジ部１９に大きな応力が作用するということが防止され、大きな応力の作用によりフランジ部１９が変形したり位置ずれしたりして締結部１７が固定不良になるということが防止される。
【００４４】
これにより、ブッシュ２０の端面に突起部２５を形成するという簡単な構造により、ハウジング２を固定構造体１に締付固定する場合における締結部１７の固定不良を防止することができる。
【００４５】
しかも、締結部１７の固定不良を防止するために、フランジ部１９の肉厚を厚くしてフランジ部１９の強度を高める必要がなく、フランジ部１９を形成するために使用する樹脂の量を抑えてコストダウンを図ることができる。また、フランジ部１９の外径寸法の増大を抑えることができるとともにハウジング２の外径寸法の増大を抑えることができ、ハウジング２のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００４６】
また、ブッシュ２０は、金属板を巻き合わせることにより筒状に形成されているため、ブッシュ２０の製造コストを抑えることができる。
【００４７】
ブッシュ２０に形成された複数の突起部２５のうちの一つは、ブッシュ２０の巻き合わせ面２１に隣接してこの巻き合わせ面２１を挟む位置に形成されているため、ネジ２３を締付けた場合にブッシュ２０における巻き合わせ面２１を挟んだ部分に回転モーメントが作用しても、巻き合わせ面２１を挟んで位置する突起部２５が固定構造体１に食い込むため、ブッシュ２０が巻き合わせ面２１から開くということが防止される。これにより、巻き合わせ面２１の箇所から開いたブッシュ２０がフランジ部１９に押し付けられるということが防止され、巻き合わせ面２１から開いたブッシュ２０がフランジ部１９に押し付けられて締結部１７が固定不良となることが防止される。
【００４８】
なお、本実施の形態では、フランジ部１９とフランジ部１９の挿通孔１８に圧入して内装されたブッシュ２０とから構成される締結部１７を例に挙げて説明したが、ブッシュを使用せず、挿通孔を有するフランジ部を締結部としてもよい。この場合は、フランジ部における固定構造体に接する面に突起部を形成する。また、この場合は、固定構造体は、フランジ部よりも強度の低い樹脂で形成され、ハウジングを固定構造体に締付固定した場合にはフランジ部に形成した突起部が固定構造体に食い込むことが可能となっている。
【００４９】
また、本実施の形態では、金属製の筒状部材として、金属板を巻き合わせることにより形成したブッシュ２０を例に挙げて説明したが、筒状部材としては金属板を巻き合わせて形成するものに限定されず、例えば、鋳造により形成したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるハウジングを固定構造体に締付固定した状態を示す斜視図である。
【図２】固定構造体内に収容された機構を説明する平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（ａ）は検出センサを示す平面図、（ｂ）は検出センサを示す縦断側面図である。
【図５】ハウジングを示す斜視図である。
【図６】ブッシュを示す斜視図である。
【図７】固定構造体への突起部の食い込み状態を示す縦断側面図である。
【図８】突起部の形状について説明する斜視図である。
【図９】吸気弁のリフト量と作動角とが同時に変化する様子を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１…固定構造体
２…ハウジング
１７…締結部
１８…挿通孔
２０…ブッシュ（筒状部材）
２３…ネジ（固定部材）
２５…突起部
【図１】
0004864018.tif 000002
【図２】
0004864018.tif 000003
【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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