JPH02130403A - スロットルセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の絞り弁開度を検出するセンサに係
り、特に、自動車用ガソリンエンジンに好適なスロット
ルセンサに関する。

［従来の技術］ 近年、自動車の高性能化に伴い、マイコンなどによる電
子制御装置を用い、絞り弁開度などの。

エンジンの運転状態を表わす各種のデータを取り込み、
エンジンを電子的に制御するようにした、いわゆる電子
制御方式のエンジン制御装置が広く実用化されている。

ところで、このときでの、絞り弁開度検出用のセンサ、
いわゆるスロットルセンサとしては、例えば、実開昭６
１−４０９３１号公報に開示のような、導電部材の接触
摺動による可変抵抗器型のセンサや、例えば、特開昭５
６−１０７１１９号公報に開示のような、磁気検知方式
による非接触型のスロットルセンサなどが知られている
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術のうち、前者の可変抵抗器型のセンサでは
、その寿命に問題があり、このため全体をユニット化し
、交換について配慮する必要があった。

他方、後者の非接触型のセンサでは、このような寿命に
ついての配慮を要しないため、絞り弁の回動軸に取付け
るべきセンサの可動部材と、スロットルボディに取付け
るべきセンサの固定部材とを別個に組立る方式とするこ
とができた。

しかしながら、このようなセンサの部材を別個に組立る
方式のスロットルセンサの従来例では、固定部材のスロ
ットルボディに対する取付にかなりの位置精度が要求さ
れ、このため、組立作業に熟練を要し、コストアップに
なり易いという問題があった。

本発明の目的は、絞り弁の開度検出に必要なセンサの可
動部材と固定部材とを、前者は絞り弁の回転軸に、そし
て後者はスロットルボディに、それぞれ別個に取付ける
ようにしたスロットルセンサにおいて、センサの組立時
での固定部材の取付けに、特に位置合わせのための心配
りが不用で。

そのまま組立るだけで必要な精度が充分に与えられるよ
うにしたスロットルセンサを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、スロットルセンサの固定部材の、スロット
ルボディへの取付部に嵌合部を形成することにより達成
される。

［作用］ スロットルセンサの組立作業の大きな部分は、その固定
部材の回動部材に対する取付位置の調整に占められる。

しかるに、この部分が嵌合部の存在による嵌め合い構造
になっているため、上記した位置決めは、固定部材のス
ロットルボディへの取付けだけで自動的に与えられ、容
易に、かつ短時間で組立作業を終了させることができる
。

［実施例］ 以下、本発明によるスロットルセンサについて。

図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、１はスロットルボディで
あり、絞り弁２は固定用ネジ４により、絞り弁軸３に固
結される。また、絞り弁軸３は図示していないアクセル
ペダルの操作に応じて回転し、軸受５を介してスロット
ルボディ１に保持されている。６は金属、例えば鉄、ア
ルミニウムなどから成る磁界発生源保持部材であり、絞
り弁軸３の一端に圧入などの結合方法で固定されである
。

７は磁界発生源保持部材６に接合された磁界発生源であ
り、第２図に示すように１本実施例では円弧状をなし、
永久磁石８と、この永久磁石８と同一の輪郭形状を有し
、それに接合されたヨーク９から構成されている。そし
て、このヨーク９は強磁性金属体で作られ、永久磁石８
は、その長さ方向に沿って表面の磁束密度Ｂ０が均一に
なるように高さ方向に着磁（Ｓ極、Ｎ極）され、ヨーク
９のホール素子１０（後述する）側の面が磁界発生源７
の磁極面７ａとして、ホール素子１０に対向せしめられ
ている。そして、磁界発生源保持部材６、磁界発生源７
は絞り弁２とともに、絞り弁軸３と一体となって回転す
る構造となっており、全体としてスロットルセンサの回
動部材を構成している。また、ヨーク９は回転変位θに
沿って高さが直線的に変化する形状に形成され、これに
より磁極面７ａが回転変位θに対して斜面状となり、ホ
ール素子１０を通過する磁束密度Ｂが変化する。

ホール素子１ｏは、周知のように４端子の磁束検出素子
で、第３図に示すように、その一方の端子対に電ｇＶｃ
とアースＧＮＤが接続され、これにより他方の端子対か
ら磁束密度Ｂに対応したホール電圧信号Ｕ工、Ｕ０が出
力され、この信号Ｕ工。

Ｕｏが増幅回路１１のオペアンプＯＰＩ、ＯＰ２の入力
部に接続されている。

増幅回路１１では、Ｒ４，Ｒ５＞Ｒ３となるように設定
し、この結果、ホール素子１０の内部抵抗（図示せず）
を無視すれば、キルヒホッフの法則、オームの法則によ
り、出力電圧Ｖｏは（１）式のようにあられされる。

ここで、ホール電圧ｖｌＩは、Ｖ、ｌ＝　ＵニーＵ０で
あられされる。また、（１）式より明らかなように、抵
抗Ｒ１を固定値とすると、抵抗Ｒ２によりホール電圧ｖ
Ｈに対する出力電圧ｖａの増幅利得（ゲイン）が規定さ
れることになる。一方、ホール素子１０は、磁束密度Ｂ
がＢ＝Ｏならば、ＶＲ＝Ｏ，つまりｖ０＝０となるはず
であるが、実際はＢ＝Ｏのときでもホール素子１０には
不平衡電圧ｖＩ４゜＝ＵニーＵ。（図示せず）を生じ、
（１）式から明らかなように、出力電圧Ｖ。にオフセッ
ト電圧Ｖ。Ｆ（図示せず）が生じる（Ｖｏ＝Ｖｏｐ　：
　Ｂ　＝　Ｏ（’ｌ　トき）また、このオフセット電圧
Ｖ。Ｆはホール素子によってばらつくことが知られてい
る。

そこで、Ｂ＝Ｏのとき■。＝Ｖｏｐ＝Ｏとなるようにす
るため、抵抗Ｒ４，Ｒ，により調整しく調整の仕方図示
せず）、ｖｏの零点（オフセット）が規定されるように
しである。

さらに、ホール素子１０に与える電源Ｖｃを一定とした
場合の増幅回路１１からの出力信号Ｖ。

は、第４図に示すように、磁束密度旦に比例して直線的
に変化する。

一方、磁界発生源７の磁極面７ａは、前述のように、絞
り弁軸３の回転変位θに対して斜面状になっているため
、θとＢの関係は第５図のようになる。

従って、絞り弁軸３の回転変位θに対する出力電圧ｖ０
の関係は、第６図のようになり、ｖｏはθに対して直線
的に変化するため、絞り弁軸３の回転変位θを非接触で
検出することができる。

これらホール素子１０．増幅回路１１は１例えばセラミ
ック系の基板１２に配置され、全体としてスロットルセ
ンサの固定部材を構成し、リードフレーム１３を介して
コネクタ１４に接続され、出力信号ｖ０、電源ＶＣ、ア
ースＧＮＤを外部へ、または外部から中継できるように
しである。

また、磁界発生ｇ７とホール素子１０を外部から磁気シ
ールドするための強磁性金属体からなる磁気シールドカ
バー１５が設けられており、これら基板１２、リードフ
レーム１３、コネクタ１４、磁気シールドカバー１５所
定のプラスチック材で一体成形してモジュール１６とす
る。

そして、このモジュール１６を、第７図に示すように、
ボディ取付ネジ１７によりスロットルボディ１に着脱可
能に取付ける。なお、モジュール１６とスロットルボデ
ィ１は、Ｏリング１８により密閉される。

このとき、スロットルボディ１の、モジュール１６が取
付けられる部分（取付面）ｌａは、絞り弁２の軸受５を
収容する部分を機械加工したときに一緒に加工されてお
り、絞り弁２の軸３の保持位置に対して所定の寸法精度
が保たれるようになっており、かつ、ここで、モジュー
ル１６のスロットルボディ１に対する取付けが嵌め合い
構造となるように、モジュール１６の取付面に嵌合部１
６ａが形成され、これに対応してスロットルボディ１の
取付面１ａには嵌合用の溝が形成しである。そして、勿
論、この嵌合用の溝も、軸受５の収容部と一緒に機械加
工され、所定の寸法精度が与えられている。

従って、モジュール１６をスロットルボディ１の取付面
１ａに押し付け、ネジ１７を締付けるだけで、ホール素
子１０の位置決めが所定の精度で与えられてしまうこと
になる。

こうして、モジュール１６をスロットルボディ１に取付
けた後、増幅回路１１による利得や、上記した零点の調
整を可能にするため、開口部１９が設けてあり、ビン２
１で抵抗Ｒ，，Ｒ４，Ｒ，を任意に付替えて調整が行な
えるようになっている。

そして、調整を終った後は、シリコン樹脂２０などによ
り開口部１９を密閉する。

上述の実施例では、磁界発生源７を永久磁石８とヨーク
９とにより構成したが、第８図に示すように、磁界発生
源７を永久磁石３０だけで構成し、この永久磁石３０を
回転変位θに対して、高さを斜面状にして構成してもよ
い。

また、上述の実施例では、ホール素子１ｏ、増幅回路１
１を配置する基板１２．コネクタ１４、磁気シールドカ
バー１５とモジュール１６とを一体形成したが、第９図
、第１０図に示すように。

基板１２、リードフレーム１３、コネクタ１４をモジュ
ール１６に一体形成し、スロットルボディ１にボディ取
付ネジ１７により固定した後、増幅利得、零点を調整す
るための抵抗Ｒ，，Ｒ，，Ｒ。

を取付ける。そして１強磁性金属体から成る磁気シール
ドカバー１５を、ホール素子１０、磁界発生源７を包囲
するように、モジュール１６に第２の取付ネジ４０にて
固定するように構成してもよい。

さらに、上述の実施例では、スロットルボディ１とホー
ル素子１０の間に磁界発生源７を配置する構成としてい
たが、第１１図に示すように、スロットルボディ１と磁
界発生源７の間にホール素子１０を配置する構成として
もよい。この場合も。

抵抗Ｒ，，Ｒ４，Ｒ，を取付た後、磁気シールドカバー
１５をホール素子１０、磁界発生源７を包囲するように
、モジュール１６に、第２の取付ネジ４０により固定す
る。

上述の各実施例においては、基板１２に増幅利得、零点
調整用の抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ，を配置していたが、第１
２図に示すように基板１２から第２のリードフレームを
介して、コネクタ１４の中に固定用スペース５１を設け
て、上記抵抗Ｒ２，Ｒ４゜Ｒ６を配置する構成としても
よい。

上記本発明の実施例では、いずれも、ホール素子に永久
磁石を組合わせることにより、絞り弁の開度を非接触で
検出することができ、長寿命と高信頼性を容易に確保す
ることができる。

また、ホール素子、増幅回路基板、コネクタ、それに磁
気シールドなどをモジュールとして一体化しているため
、構成が簡略化でき、充分な小型化を図ることができる
。

なお、以上の実施例では、非接触で角度を検出するため
、ホール素子を用いた磁気検出方式を採用しているが１
本発明はこれに限らず実施可能で。

光学方式や、磁気検出方式でもホール素子によらずに、
他の磁気検出素子を用いて実施してもよく、さらには可
変抵抗器方式によって実施してもよいことは、いうまで
もない。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明によれば、センサの組立に
、位置決めのための余分な心配りを必要としないので、
非接触型のセンサの特性を充分に活かし、センサの可動
部材と固定部材とを別個に組立る方式の、充分な精度を
備えたスロットルセンサをローコストで、容易に提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスロットルセンサの一実施例を示
す断面図、第２図はその一部拡大図、第３図は角度信号
検出用の回路図、第４図、第５図、それに第６図は動作
説明用の特性図、第７図は第１図の側面図、第８図は、
本発明の他の一実施例を示す一部拡大図、第９図及び第
１０図は本発明のさらに別の一実施例を示す断面図と側
面図、第１１図及び第１２図は本発明のさらに別の一実
施例を示す断面図と側面図である。 １・・・・・・スロットルボディ、１ａ・・・・・・取
付面、２・・・・・・絞り弁、３・・・・・・絞り弁の
軸、４・・・・・・固定用のネジ、５・・・・・・軸受
、６・・・・・・磁界発生源保持部材、７・・・・・・
磁界発生源、８・・・・・・永久磁石、９・・・・・・
ヨーク、１０・・・・・・ホール素子、１１・・・・・
・増幅回路、１２・・・・・・基板、 １６・・・・・・モジュール、 １６ａ　・・・・・・ 嵌合部。 第２因 第３図 第 雪 図 １ニスロウトルボデ°イ ９：ヨーク ｌａ：取付面 ＩＯ：ホールｆＡ＋ ２：、螺とり弁 １２：基４反 ３−絞り＃東山 Ｉ４：コ糸り９ ７：凰Ｍ−絶注１． １６：丑し゛ニール ７ａ　：　、５ａ棲面 １６ａ：嵌合部 ８：永スＪ払す 第４ 図 第５図 第６図 Ｃ口転堂イＩＬθ 第７図 Ｉ４ 第８図 第９図 第１０図 りＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絞り弁の回動軸に取付けた可動部材と、スロットル
   ボディに取付けた固定部材との相対位置により絞り弁開
   度を検出する方式のスロツトルセンサにおいて、上記固
   定部材の上記スロットルボディに対する取付部に嵌合部
   を設け、上記可動部材に対する上記固定部材の位置決め
   が上記嵌合部によつて与えられるように構成したことを
   特徴とするスロットルセンサ。 ２、請求項１の発明において、上記固定部材が検出回路
   を含めてモジュール化され、このモジュール化された部
   材が上記嵌合部により上記スロットルボディに対して着
   脱自在に構成されていることを特徴とするスロットルセ
   ンサ。 ３、請求項２の発明において、上記可動部材と固定部材
   による相対位置検出が磁気検出方式により非接触で行わ
   れるように構成したことを特徴とするスロットルセンサ
   。 ４、請求項３の発明において、上記モジュール化された
   部材が、磁気シールド用の部材を有することを特徴とす
   るスロットルセンサ。 ５、請求項４の発明において、上記磁気シールド用の部
   材が、上記モジュール化された部材の基板部内に埋込ま
   れた磁性材料からなるシールド板で構成されていること
   を特徴とするスロットルセンサ。 ６、請求項４の発明において、上記磁気シールド用の部
   材が、上記モジュール化された部材の少なくとも一部を
   覆う磁性材料からなるカバー部材で構成されていること
   を特徴とするスロットルセンサ。 ７、請求項３の発明において、上記可動部材が、永久磁
   石と、この永久磁石による磁界を回動方向に変化させる
   ための磁性体ヨーク部材で構成され、上記固定部材が磁
   気検出素子で構成されていることを特徴とするスロット
   ルセンサ。