JPH0620087Y2 - スロツトル弁開度センサの動力伝達装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、スロットル弁開度センサの動力伝達装置に関
するものであり、特に、抵抗層に摺動する可動ブラシの
回転軸（被駆動軸）に、スロットル弁開度に応じた回転
量を伝達するための角度伝達リンク、すなわちスロット
ル弁開度センサの動力伝達装置に関するものである。

（従来の技術） 第３図は従来のスロットル弁開度センサおよび角度伝達
リンク構造の一例を示す一部断面図である。樹脂製のケ
ース本体１０の中心軸には軸受（メタル）１２が埋込み
成型されている。

軸受１２内には、同じく樹脂製の回転軸１４が回動自在
に嵌挿され、前記回転軸１４の一端に形成された腕部１
４Ａには摺動ブラシ１６が固着され、またその他端には
レバー１８が固着される。

駆動軸１５は、内燃エンジンのスロットル弁（図示せ
ず）の位置または開角度の変化に応じて、所定角度だけ
回転する。前記駆動軸１５は前記回転軸１４と同軸に配
置され、かつその端部には回転円板１７が固定される。

さらに、前記回転円板１７には、その回転中心から偏心
した位置つまり駆動軸１５の中心軸からずれた位置に、
折曲げまたは植立などの適当な手段によって駆動舌片１
９が形成される。前記駆動舌片１９は、その延伸方向つ
まり長さ方向が駆動軸１５と平行となるように設けら
れ、該駆動舌片１９はレバー１８と直交状態で係合す
る。

したがって、スロットル弁が開閉されると、駆動軸１５
がその開閉に従って回転し、駆動舌片１９が前記駆動軸
１５を中心として回動する。その結果、駆動舌片１９と
係合するレバー１８が付勢され、該レバー１８が固着さ
れているセンサ側の回転軸１４が回動する。前記摺動ブ
ラシ１６は回転軸１４の回動に応じて、予定の円周上を
回動する。

前記回転軸１４の一端面と対向して、かつ前記摺動ブラ
シ１６の回動軌跡面と平行に抵抗基板２０が配置され
る。前記抵抗基板２０の前記摺動ブラシ１６の回動軌跡
面と対向する面上には抵抗層２２が形成される。前記抵
抗基板２０は、Ｏリング２４を介して、裏蓋２６によっ
てケース本体１０に押圧固定される。

腕部１４Ａとケース本体１０（または軸受１２）との間
にはスプリングワッシャ２８が装填され、一方レバー１
８とケース本体１０との間には圧縮ばねを兼用するコイ
ル状のリターンばね３０が装填される。

前記リターンばね３０の一端はボス３８に係止され、そ
の他端はレバー１８の適宜の個所（図示せず）に係止さ
れる。

ここで、スプリングワッシャ２８の強さはリターンばね
３０の軸方向弾発力よりも大となるように選定されるの
で、軸方向弾発力が第３図において右向きに作用し、回
転軸１４は、その他端に固着されたレバー１８の内面が
軸受１２の端面に当接する状態に保持される。

レバー１８の内側の、回転軸１４と軸受１２との間には
空間が残されており、ここにシール用のＯリング３２が
装着される。抵抗層２２の一端はリード線３４およびこ
れに半田付３７された外部リード３６を介して外部へ引
出される。

前記Ｏリング３２は、軸受１２と回転軸１４との間の隙
間を通して有害ガスや水分、異物、塵埃などがスロット
ル弁開度センサ内に侵入するのを防止する役目を果して
いる。２つのＯリング２４，３２によって、抵抗層２２
および摺動ブラシ１６のある空間は外部環境から適切に
シールされる。

動力時には、レバー１８が、内燃エンジンのスロットル
弁の位置または開角度に応じて、駆動軸１５、回転円板
１７および駆動舌片１９よりなる動力伝達機構を介して
回動されるので、これに伴なって摺動ブラシ１６が、通
常のポテンショメータや可変抵抗の場合と同様に、抵抗
層２２の上を摺動する。

その結果、リード線３４と摺動ブラシ１６との間には前
記スロットル弁の位置または開角度に応じた電圧が発生
する。この電圧は、スロットル弁開度信号として内燃エ
ンジンの制御などに利用される。

なお、上記動力伝達機構の被駆動側のレバー１８および
駆動側の駆動舌片１９において、駆動側と被駆動側を置
換したものも用いられている。すなわち、駆動舌片１９
に相当するものを被駆動側のレバー１８に形成して被駆
動舌片とし、この被駆動舌片を駆動側の回転円板１７に
係合させるものである。

いずれの場合も、駆動側および被駆動側の一方はその回
転中心軸に対して垂直に延びる係合ピンすなわち第３図
に示した例では前記レバー１８のうち前記駆動舌片１９
と接触する部分を有し、他方はその回転中心軸と平行
で、かつこれから偏心した位置にある係合舌片すなわち
第３図に示した例では前記駆動舌片１９に相当するもの
を有している。

（考案が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有してい
た。

(1)動力伝達機構の駆動側の係合舌片つまり駆動舌片１
９、および被駆動側の係合ピンつまりレバー１８のうち
前記駆動舌片１９と接触する部分の形状を共に円柱状の
部材で構成する場合には、両者は直交状態で係合するた
め互いに点接触することになる。

レバー１８と駆動舌片１９との接触状態について図を参
照して説明する。第５図は、動力伝達機構の駆動側と、
被駆動側つまりセンサ側との係合状態を示す斜視図であ
り、第６図は、第５図において被駆動側つまりセンサ側
を、駆動側から見た図である。第５図，第６図におい
て、レバー１８のうち、駆動舌片１９と係合する部分１
８Ｂは円柱状であり、駆動舌片１９も円柱状である。こ
のように係合する部材同士が円柱状の場合、レバー１８
の前記部分１８Ｂと駆動舌片１９との接触部分ｆは、接
触面積が非常に小さい点接触状態である。

部材同士が点接触で係合する場合は、線接触や面接触
等、他の接触状態で互いが係合する場合と比較して、接
触面積が小さい分だけ接触圧が高い。接触圧が高いと、
駆動側と被駆動側との係合部において双方の部材の磨耗
が大きい。理想的な係合状態が得られれば、第３図に示
した例では駆動側と被駆動側との接触位置は一定であ
り、したがって接触圧が高くても磨耗は生じない。

しかしながら、生産性の観点から、対向する駆動側およ
び被駆動側の軸には相互のずれや取付角度に許容誤差範
囲が設けられているのが通常である。このような許容誤
差範囲内において軸のずれがある場合、回転軸１４およ
び駆動軸１５の回動に応じて前記接触位置は常に移動す
るため、互いが高い接触圧のもとで摺動して部材の磨耗
が生じる。

例えば、回転軸１４および駆動軸１５が、互いに平行で
あって、許容誤差の範囲において中心がずれているよう
な場合には、両軸１４，１５の回転に伴い、レバー１８
の部分１８Ｂと駆動舌片１９とは第６図における矢印Ｘ
の方向に摺動する。また、回転軸１４および駆動軸１５
が、許容誤差の範囲において、互いに平行でない場合に
は、前記矢印Ｘの方向だけでなく、回転軸１４および駆
動軸１５の方向（第６図矢羽根印Ｙの方向）にも摺動す
る。前記駆動舌片１９やレバー１８が磨耗すると、前記
方向ＸないしはＹの方向で互いが円滑に摺動しなくなっ
て被駆動側が駆動側の動きに正確に追従できない。

閉弁動作のときに駆動軸１５の回動に追従するように回
転軸１４はリターンばね３０（第３図）によって戻り方
向（第５図矢印Ｒ方向）に回動されるが、駆動軸１５の
開弁の際に駆動軸１５を小さい力で容易に回動できるよ
うにするため、および戻り時の衝撃に配慮したセンサ全
体の強度等を考慮すると、リターンばね３０は余りに強
くすることができない。

上記理由によってリターンばね３０を強くできないた
め、接触面が磨耗により粗くなって円滑に摺動しない場
合には、駆動軸１５の戻り方向の回動に対して回転軸１
４の回動が正確に追従できない。特に、リターンばね３
０が伸長する従い、ばね力は弱くなるので、駆動軸１５
が完全な閉弁位置に戻った状態では、荒れた接触面の摩
擦力に対してリターンばね３０の強さが打ち勝てず、回
転軸１４は完全に戻りきらないことがある。

回転軸１４が閉弁時の所定位置まで戻りきらないと、実
際にはスロットル弁が閉弁しているのに、センサの出力
信号は、閉弁を状態を代表していないことになる。スロ
ットル弁の閉弁状態近傍、つまりアイドリング運転時な
いし低速運転時では、スロットル弁の開度を正確に検知
して特に精度の高い制御を行わなければならないため、
閉弁位置近傍で回転軸１４が駆動軸１５に追従しない上
記現象を排除できるようにしたいという強い要求があ
る。

(2)円柱状のピンを有する駆動側や被駆動側は、これら
をそれぞれ成型や打抜きなどによって一体的に形成しよ
うとすると、複雑な型の製作費や、工数の増加などの点
からコスト高となるため、実際の製作は難しい。そのた
め、別体のピンを軸部材に圧入加工して駆動側や被駆動
側を形成することが多いが、この場合でもコスト高にな
るという問題点がある。のみならず、駆動舌片１９を回
転円板１７に垂直（駆動軸１５と平行）に固定したり、
前記駆動舌片１９と係合するレバー１８の部分（係合ピ
ン）を回転軸１４と垂直になるようにレバー１８に固定
したりすることが困難であるために、回転中心から係合
部までの腕の長さ（作用距離）を設計通りに管理するこ
とが困難であり、誤差の原因となり易い。

(3)駆動舌片１９と前記レバー１８の係合ピンとが共に
板状体である場合も、これらの取り付け角度に代表され
る取り付け誤差によって、互いの係合状態が、板状体の
一方の角が他方の面と当接する点接触状態となり、上記
(1)と同様の問題点が生じることになる。

本考案は、上述の問題点を解決するため、駆動側と被駆
動側との係合部での接触面積を大きくして係合部の磨耗
を減らし、かつ係合ピンを、回転軸に固着されるべき取
り付け部材と一体的に形成できるようにすることを目的
とする。

（問題点を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決するために、本考案は、駆動側およ
び被駆動側の一方には、その回動中心軸に対して垂直に
延びる、略Ｕ字形状の（断面がほぼ半円形または半楕円
形状の）係合ピンを設け、他方には平面板で構成された
係合舌片を設け、前記平面板が前記回転中心軸から偏心
し、かつ前記回転中心軸に対して予定角度で傾斜すると
共に、前記係合ピンと線接触するように構成した点に特
徴がある。

駆動側および被駆動側の構造を前述のようにしたことに
より、係合ピンの形状や取付角度に多少の誤差があって
も両者の線接触状態が保持され、接触圧の過度の増大を
防止するという作用を奏することができる。

（実施例） 以下に図面を参照して、本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案の一実施例の要部構造を示す正面図、第
２図はその側面図、第４図は斜視図である。これらの図
において、第３図と同一の符号は、同一または同等部分
をあらわしている。

回転軸１４の先端に固着されたレバー１８には、その回
転中心軸１１から垂直に突出するように係合ピン１８Ａ
が形成され、その断面はほぼ半円形、半楕円形などの略
Ｕ字形状に構成される。このために、前記レバー１８お
よび係合ピン１８Ａは打抜きや成型などによって一体的
に製造することができ、回転中心軸１１に対する角度
（垂直）を正確にとることが容易である。

駆動軸１５の先端に固着された回転円板１７には、平板
状の係合舌片１９Ａが形成される。前記係合舌片１９Ａ
は折曲げなどによって回転円板１７と一体的に製造する
ことができる。ここで係合舌片１９Ａは、前記係合ピン
１８Ａと接する面が回転中心軸１１を含む面と一致せ
ず、図示したように、これに対して予定の角αをなすよ
うにされている。

回転軸１４は、第３図のリターンばね３０と同様の適当
な戻し手段によって係合舌片１９Ａを押戻す方向の力を
与えられており、一方、駆動軸１５はスロットル弁の開
角度に応じて回動する。それ故に、回転軸１４の停止位
置はスロットル弁の開角度に応じて決まる。

本実施例においては、駆動軸１５と被駆動軸つまり回転
軸１４とがずれていたり、取り付け角度が互いに異なっ
ていたときでも、互いが線接触できるようにし、かつレ
バー１８と係合ピン１８Ａとを一体で成型することが容
易になるようにした。すなわち、係合ピン１８Ａを円柱
状とした場合、レバー１８と係合ピン１８Ａとを一方向
から型抜きするのが困難であるため、係合ピン１８Ａの
断面形状を略Ｕ字形として、一体成型における型抜きが
容易になるようにした。

このように型抜きの容易な略Ｕ字形の断面形状とした場
合、係合舌片１９Ａと、係合ピン１８Ａとの接触状態を
良くするために以下のような配慮をする。

第７図は係合舌片１９Ａと係合ピン１８Ａとの係合状態
を示す拡大図である。同図に示したように、係合舌片１
９Ａが係合ピン１８Ａと直交するようにすると、係合舌
片１９Ａの側面が係合ピン１８Ａの、回転軸１４側稜部
１８Ｃと接触するため、線接触とはいえ、極めて狭い面
積で接触するようになる。特に、係合舌片１９Ａの形成
角度が点線で示したようにずれていた場合には、顕著で
ある。

そこで、本実施例では、係合舌片１９Ａは、係合ピン１
８Ａとの接触面積を大きくとれる板状体とし、かつ係合
舌片１９Ａは回転中心軸１１に対して角度α（第１図）
を持たせている。その結果、係合舌片１９Ａは係合ピン
１８Ａの略Ｕ字形状の緩やかな曲面を有する側面つまり
部分円柱部と比較的大きい面積における線接触状態で当
接する。

これを第８図を参照して説明する。同図において、係合
舌片１９Ａが実線で示した状態から点線で示した状態ま
での間で係合舌片１９Ａの前記角度αにばらつきがあっ
たとしても、係合舌片１９Ａと係合ピン１８Ａとは係合
ピン１８Ａの略Ｕ字形状の緩やかな曲面での接触状態を
維持できる。

つまり、係合舌片１９Ａの前記角度αを持たせたので、
係合舌片１９Ａの成型精度が低い場合、つまり角度αに
誤差が生じたときでも、常に、係合舌片１９Ａと係合ピ
ン１８Ａとは比較的大きい面積における線接触状態を維
持できる。

以上の説明では、前記角度αに誤差が生じたときについ
て説明したが、これは、レバー１８や回転円板１７が、
回転軸１４もしくは駆動軸１５に対して取付け誤差を有
している場合も係合ピン１８Ａと係合舌片１９Ａとの相
対関係の変化という点で同様であるのはいうまでもな
い。

このように、本考案によれば、板状の係合舌片１９Ａの
面と略Ｕ字断面を有する係合ピン１９Ａの該略Ｕ字の曲
り部つまり部分円柱部とを線接触状態で係合させられ
る。したがって、回転円板１７やレバー１８それ自体の
機械的構造や取付けに誤差があったとしても、係合舌片
１９Ａと係合ピン１８Ａとの係合状態を線接触状態に維
持できる。その結果、接触圧を接触面積の小さい点接触
の場合よりも低減できるので摺動に伴う磨耗が少なくな
る。その結果、互いが円滑に係合動作をでき、駆動軸１
５の動きに対する回転軸１４の追従性が良くなり、上述
のように、回転軸１４が所定位置に戻りきらないという
ようなことはなくなり、回転軸１４は駆動軸１５の動き
に正確に追従し、測定誤差を減少することができる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、つぎ
のような効果が達成される。

(1)係合ピンを断面ほぼ半円状または半楕円状などの、
略Ｕ字形状としたために、回転軸１４に固着されるべき
部材つまりレバー１８と該係合ピンとを一体に加工する
際に、（例えば、打抜き、成型）のための型の製作が簡
単となり、少ない工数で加工することが容易となる。す
なわち、円板部材に略Ｕ字形状のピンを形成する場合
は、成型した物を一方向に型抜きすることができるのに
対し、円板部材に円柱状のピンを形成する場合は、成型
した物を一方向に型抜きすることはできないため、分割
した型を使用することになり、型の製作費用や、工数の
増大につながる。本考案によれば、このような製作費用
や工数の増大を抑制できる。

さらに、一体的な加工によれば、レバー１８へ別体の係
合ピン１８Ａを植立するのと比較して係合ピンの回転中
心軸に対する直角（垂直）をより正確に保持させること
ができる。

つまり、（考案が解決しようとする問題点）の第２項に
記載した問題点を解決できる。

(2)断面を略Ｕ字形状とした係合ピンの側面に対し、可
能な限りの広い面積で係合舌片が当接するように、係合
舌片の係合面を回転中心軸に対して予定角度だけ傾け
た。したがって、許容範囲内での駆動側および被駆動側
の取付け誤差や加工誤差があった場合でも、常に、駆動
側と被駆動側との係合部をその接触面積が大きい線接触
状態に維持でき、互いの接触圧を低減できる。その結
果、係合部の磨耗の程度が少なくなり、円滑な係合状態
による精度の高い動作を長期間維持することができる。

つまり、（考案が解決しようとする問題点）の第１項お
よび第３項に記載した問題点を解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す正面図、第
２図はその側面図、第４図は同斜視図である。また、第
３図は従来のスロットル弁開度センサの動力伝達装置の
一例を示す一部断面図、第５図は従来装置の要部斜視
図、第６図は同正面図、第７図および第８図は、係合ピ
ンと係合舌片の当接状態を示す図である。 １０…ケース本体、１２…軸受、１４…回転軸、１５…
駆動軸、１６…摺動ブラシ、１７…回転円板、１８…レ
バー、１８Ａ…係合ピン、１９…駆動舌片、１９Ａ…係
合舌片、２０…抵抗基板、２２…抵抗層、２６…裏蓋、
２８…スプリングワッシャ、３０…リターンばね、３８
…ボス、４０…シール部材、４４…シール剤、

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケース本体の内部に固定支持された軸受
   と、前記軸受内に回動可能に嵌合された回転軸と、前記
   回転軸の一端に固着され、回転軸の回動に伴なって予定
   の軌跡上を移動する摺動ブラシと、前記摺動ブラシの移
   動軌跡に対向する抵抗層をその面上に有し、前記ケース
   本体に対して固着された抵抗基板と、前記回転軸の他端
   に固着された被駆動部材と、前記回転軸と同じ回転中心
   軸を有するように配置され、内燃エンジンのスロットル
   弁の開度変化に応じて回動される駆動軸と、前記駆動軸
   の先端に前記被駆動部材と係合するように固着された駆
   動部材と、前記被駆動部材を前記駆動部材に向けて偏倚
   するもどりばねとを有するスロットル弁開度センサの動
   力伝達装置であって、 前記駆動部材および被駆動部材のいずれか一方は、その
   断面が略Ｕ字形状であって、その回転中心軸から垂直に
   突出した係合ピンであり、他方は、その回転中心軸から
   予定距離偏心し、かつ前記回転中心軸に対して予定角度
   だけ傾斜した板状の係合舌片であると共に、前記係合ピ
   ンは前記略Ｕ字形状をした曲り部側が前記係合舌片に当
   接していることを特徴とするスロットル弁開度センサの
   動力伝達装置。
2. 【請求項２】前記板状の係合舌片が、平面板であること
   を特徴とする前記実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   スロットル弁開度センサの動力伝達装置。