JPH11223508A - センサ、並びにセンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り付け位置精度が非常に高く要求されるセ
ンサにあっては、このセンサを機器本体に取り付ける際
に、仮締めしてから、センサから出力された電気信号を
計測検査しながら調整しなければならないため、仮締
め、調整、本締めの手順が必要であり手間がかかってい
た。 【解決手段】 センサは、腕部２ａに長孔９を有するハ
ウジング２と、丸孔１２を有する取付部材３とを備え、
ハウジング２と取付部材３が、それぞれ長孔９と丸孔１
２とを対向させた状態で重ね合わされて構成されてい
て、この丸孔１２をセンサの取付位置としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸の回転角度
を検出する装置に係り、特に車両用スロットルポジショ
ンセンサ等のようなセンサ、並びにそのセンサの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の燃料噴射装置は、ガソリンなど
の燃料と混合する空気の混合比を調整するスロットルバ
ルブを備えていて、このスロットルバルブは、自動車の
アクセルペダルと連動している。一般に、スロットルバ
ルブのバルブ軸の回転角度を検出するものとして、この
回転角度に応じて電気信号が変化するポテンショメータ
方式のスロットルポジションセンサが知られている。

【０００３】従来のスロットルポジションセンサを図８
に基づいて以下に説明する。実開昭５７−１７０００８
号公報に記載されているように、従来のスロットルポジ
ションセンサ５０は、腕部５１ａを備えたハウジング５
１内にセンサ本体を収納し、このセンサ本体からセンサ
軸５２が外方に突出している。そして、センサ軸５２の
先端に固着されたセンサアーム５３に連結ピン５４が設
けられ、腕部５１ａの両端には小判型の孔部５５が形成
されている。

【０００４】スロットルバルブは、ほぼ丸形の２つの取
付孔６０と開口部６１とを備えたバルブボディ（機器本
体）６２内に収納されている。バルブボディ６２から開
口部６１に突出したバルブ軸６３上にはアーム６４が固
着されている。さらにこのアーム６４の一端部には孔６
４ａが開けられていて、この孔６４ａにセンサアーム５
３の連結ピン５４が嵌合するようになっている。

【０００５】スロットルポジションセンサ５０のハウジ
ング５１は、腕部５１ａの孔部５５とバルブボディ６２
の取付孔６０とが重なるように、ネジ７０でバルブボデ
ィ６２に取り付けられている。そして、バルブボディ６
２にハウジング５１を取り付けるには、バルブボディ６
２の開口部６１にセンサ軸５２を挿入させて、アーム６
４上の孔６４ａに連結ピン５４を嵌合させ、バルブボデ
ィー６２上のそれぞれの取付孔６０に腕部５１ａの孔部
５５を重なるように対向させて、孔部５５の真上からネ
ジ７０で仮締め固定する。次に、本絞め固定する際に
は、センサ軸５２を所定の位置に固定した状態で、セン
サから出力された電気信号を計測しながら、このセンサ
軸５２中心にハウジング５１を回動させる。このとき、
ハウジング５１の小判型の孔部５５が取付孔６０内に仮
締めしたネジ７０に対して微調整可能に動かせるように
して、所定の基準抵抗値に対応した電気信号が検出され
た位置にて、バルブボディ５１にセンサを確実に固定す
る。これにより、バルブ軸６３の回動はアーム６４とセ
ンサアーム５３とを介してセンサ本体へ伝達し、バルブ
軸６３の回動に対応した所定の出力信号を得るようにな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の取り付け位置精
度が非常に高く要求される、かかるセンサにあっては、
セットメーカー側が一個ずつセンサを機器本体（バルブ
ボディ）に仮締めし、センサから出力された電気信号を
計測検査しながら取り付け調整した後に本固定する必要
があり、そのため、作業上大きく手間がかかるという問
題があった。本発明は、かかる問題を解決するものであ
り、その目的はセンサを機器本体に仮締めして、取付調
整をしなくても簡単に精度良く取り付けられるセンサ、
並びにセンサの製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第一の解決手段として、腕部に長孔を有するハウジン
グと、丸孔を有する取付部材とを備え、ハウジングと取
付部材とが、長孔と丸孔とを対向させた状態で重ね合わ
され、丸孔をセンサの取付基準位置としてなる。

【０００８】また第二の解決手段として、腕部に長溝を
有するハウジングと、腕部の厚みより薄く形成され、長
溝内に設けられた薄肉部と、長溝を貫通するように薄肉
部に設けられた丸孔とを備え、丸孔をセンサの取付基準
位置としている。

【０００９】また第三の解決手段として、薄肉部を、腕
部に埋設された金属の板状部材で形成してなる。

【００１０】また第四の解決手段として、長溝の内周面
に、金属から成るカラーを配設している。

【００１１】また第五の解決手段として、カラーは、こ
のカラーの内壁に切り欠き部を有したリング状部材で構
成され、このカラーを腕部に埋設し、切り欠き部におい
て、長溝を塞ぐ薄肉部を形成してなる。

【００１２】また第六の解決手段として、腕部に長孔を
有するハウジングと、丸孔を有する取付部材とを備えた
センサを治具にセットする工程と、ハウジング、或いは
取付部材を回動させてセンサを基準抵抗値に合わせ、長
孔に対向する丸孔の長孔に対する位置を調整する工程と
から成る。

【００１３】また第七の解決手段として、腕部を備えた
ハウジングを有するセンサを治具にセットする工程と、
ハウジングを回転、或いは直線移動してセンサを基準抵
抗値に合わせる工程と、基準抵抗値に合わせた状態で腕
部に孔を開ける工程とから成る。

【００１４】また第八の解決手段として、腕部に設けた
長溝内に、腕部の厚みより薄い薄肉部を備えたハウジン
グを有するセンサを治具にセットする工程と、ハウジン
グを回転、或いは直線移動してセンサを基準抵抗値に合
わせる工程と、基準抵抗値に合わせた状態で薄肉部に孔
を開ける工程とから成る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について図面を参照して説明すると、図１及び図２にお
いて、センサとしてのスロットルポジションセンサ１
は、合成樹脂等の絶縁性材料からなる略円柱状のハウジ
ング２と、このハウジング２に取り付けられた長板状の
取付部材３とからなり、そのハウジング２内の収納室４
には回転式のセンサ本体５が収納されている。

【００１６】ハウジング２は、筒体の側面から対向して
一体に延設された腕部２ａと、該腕部２ａと同じ筒体側
面に形成されたコネクタ部２ｂとを有して構成されてい
る。さらに筒体の底部（図１では上面）には外方に突出
したステム７を備えた軸受け開口部８が形成され、該開
口部８は収納室４内に貫通している。また、筒体の底部
に対向する側には収納室４にセンサ本体５を収納するた
めの開口６が形成されている。腕部２ａには長孔９がそ
れぞれ軸受け開口部８を中心として扇状に広がって形成
されていて、コネクタ部２ｂはセンサ本体５と図示しな
い外部ユニットと電気的に接続して、外部ユニットで電
気信号を検出するようになっている。

【００１７】取付部材３は、長板状の金属材料からな
り、その中央に開口孔１１が形成されて、その両端にそ
れぞれ丸孔１２が形成されている。そして、開口孔１１
にハウジング２のステム７が嵌合し、取付部材３のそれ
ぞれの丸孔１２にハウジング２の長孔９が対向するよう
に、ハウジング２と取付部材３が重ね合わされている。

【００１８】センサ本体５は、摺動子１５と、この摺動
子１５に摺接する摺動子受け１６と、絶縁基板１７とか
ら構成されている。さらに、このセンサ本体５には、図
示しないバルブボディのバルブ軸に連結するセンサ軸１
３が設けられていて、このセンサ軸１３の一端部はハウ
ジング２の底部に埋設された軸受１４に回転可能に、且
つ開口部８を貫通してハウジング２の外部へ突出してい
る。センサ軸１３の他端部には摺動子１５を備えた摺動
子受け１６が嵌着して設けられている。これに近接対向
して、抵抗体等の導電パターンが形成された絶縁基板１
７が設けられている。そして、センサ軸１３の回動に応
じて、導電パターン上に摺動子１５が摺接するように配
されている。開口６は蓋体１０で覆われるとともに、こ
の開口６と蓋体１０間に形成される隙間は、エポキシ等
の熱硬化性樹脂でシールされている。

【００１９】上記のように構成されたスロットルポジシ
ョンセンサ１を組み立てるには、先ずセンサ軸１３の一
端部を摺動子受け１６にカシメつけて固定し、該センサ
軸１３の他端部をハウジング２の収納室４内に開口６側
から軸受け開口部８へ挿通し、さらに絶縁基板１７を載
置して、ハウジング２に一体的に嵌合し、センサ本体５
を収納室４内に組み込む。その後に、開口６を蓋体１０
で覆い、開口６と蓋体１０との隙間に熱硬化性樹脂を充
填して加熱する。熱硬化性樹脂を硬化させて密封して、
ハウジング２が完成する。次に、ハウジング２に取付部
材３を取り付けるには、取付部材３の開口孔１１にハウ
ジング２のセンサ軸１３を挿通し、且つステム７を嵌入
させ、取付部材３の丸孔１２をハウジング２の底部側の
長孔９に対向させる。さらに、センサ軸１３と一体的に
回転駆動させる駆動軸を備えた治具（図示せず）に上述
のように組み立てたスロットルポジションセンサ１を載
置して、取付部材３とセンサ軸１３とを治具により所定
の位置に確実に固定する。ここで、ハウジング２、セン
サ軸１３と治具の駆動軸は、回転位置も含めて、、それ
ぞれバルブボディに取り付けた時の取付位置となるよう
この治具に固定できるようにしている。すなわち、ハウ
ジング２を保持する治具がバルブボディに相当し、治具
の駆動軸がバルブ軸に相当し、実際に使用したときの配
置関係となるようにしてある。そして、取付部材３、治
具の駆動軸を一定の位置に固定して、センサ本体５から
出力された電気信号を見ながらハウジング２のみを回動
させて、換言すれば抵抗体を形成した絶縁基板１７を回
転させて、これによって摺動子１５と抵抗体の相対位置
を変え、基準抵抗値が電気信号として出力される取付基
準位置になるまでこのハウジング２を微調整する。たと
えば、スロットルバルブが３０°回転したときに、セン
サからの出力電圧は１．５Ｖであり、この関係が基準と
なる正確な取付位置であるとすると、治具の駆動軸を３
０°回転させた状態で、ハウジング２を回転させて、出
力電圧が１．５Ｖとなる位置で、ハウジング２と取付部
材３とを接着剤等の固着手段で固着すればよい。ところ
で、特性については回転角度を横軸にとり、縦軸に抵抗
体の出力をとった出力特性図として表すことができる
が、出力特性の基準線に対する直線自体の乱れなどは非
常に小さく、角度方向のオフセット（ずれ）の方が大き
い。したがって、本発明のように任意の一点で取付位置
を決め出力を合わせると、回転角度の全域において出力
をそれぞれの位置の基準値と同じくすることができる。
なお、スロットルポジションセンサにて最も使用するセ
ンサ軸１３の角度を選定し、これに相当する基準抵抗値
を設定することにより、最も多く使用される位置での出
力が保証されるので、このように取付位置を決めるのが
望ましい。

【００２０】このように、治具に取り付け固定させたス
ロットルポジションセンサ１は、取付部材３と治具の駆
動軸を一定の位置に固定してハウジング２のみを回転さ
せて行ったが、逆にハウジング２を治具に固定して治具
の駆動軸と取付部材３とを一体にして、これを回転させ
て微調整作業を行ってもよい。このとき、センサ軸１３
と取付部材３とは、このスロットルポジションセンサ１
をバルブボディに取り付ける際の位置関係にて治具で一
体化されている。なお、センサからの出力が直線的に増
加する変化特性であれば、その都度、電気信号（出力電
圧）が所定の値になることを作業者が確認しなくてもコ
ンピュータ演算装置（ＣＰＵ）で演算処理して、所定の
値になるハウジング２の回転位置を決め、その演算情報
に基づいて駆動制御装置に連動する治具にてハウジング
２を回転させて固着する作業を自動化することができ
る。また、ハウジング２にステム７を設けているが、こ
のステム７を取付部材３に設けて、ハウジング２にその
ステムと嵌合する孔部を設けてもよい。

【００２１】このように組み立てられたスロットルポジ
ションセンサ１を、セットメーカー側では、図示しない
バルブボディ（機器本体）に取り付ける際、取付部材３
に形成された丸孔１２を基準にして、バルブボディにス
ロットルポジションセンサ１の腕部２ａをネジなどの固
定金具で締め付け固定するのみで、微調整することな
く、バルブ軸の回転に対応した電気信号を得ることがで
きる。

【００２２】次に、図３に示される第２の実施形態は、
前述したものに比べて、取付部材３を必要としない構成
になっていることを特徴とする。上述した第１の実施形
態と同一の構成部材については、同一の符号を付し、詳
しい説明を省略する。

【００２３】図３Ａ及び図３Ｂに示すように、このスロ
ットルポジションセンサは、合成樹脂等の絶縁性材料か
らなるハウジング２０の腕部２０ａにその表面及び裏面
から同一形状の長溝２１がそれぞれ形成され、その結果
両長溝２１間にこの腕部２０ａの厚みより薄い薄肉部２
２が腕部２０ａ表面から等距離にある位置に設けられて
いる。そして、薄肉部２２には長溝２１を貫通する丸孔
２３が設けられている。

【００２４】このように構成されたスロットルポジショ
ンセンサに穴あけ加工するには、第１の実施形態に示し
たのと同じ治具に腕部２０ａを備えたハウジング２０を
セットする。ここで、この治具は、スロットルボディの
取付孔６０の配置関係に相当する位置にドリルまたはポ
ンチなどが設けられており、確実にハウジング２０の薄
肉部２２の所定の位置に降りて薄肉部２２に孔開け加工
できるように構成されている。次に、センサ軸１３を固
定した状態で、ポテンショメータ５からコネクタ部２ｂ
を介して外部に出力された電気信号を計測しながら、ハ
ウジング２０を回転させて所定の位置に固定する。この
状態で薄肉部２２に丸孔２３をプレスで開ける。このと
き、センサからの電気信号、すなわち基準抵抗値に対応
した取付基準位置にセンサ軸１３とハウジング２０の後
述する丸孔２３とが調整される。

【００２５】このように構成されたスロットルポジショ
ンセンサは、治具で形成した丸孔２３がそのまま図示し
ないバルブボディの取付孔と一致するように精度良く加
工できるので、セットメーカで行っていた仮締め、調整
の作業工程を不要として、簡単に組み立て作業ができ
る。

【００２６】次に、第３の実施の形態として、図４は長
溝を形成した腕部の形状を示している。それは、上述し
た第２の実施形態の薄肉部２２に対応する部分を腕部２
０ａに埋設させた金属製の板状部材２２ａで形成してな
ることを特徴とする。この板状部材２２ａは、モールド
樹脂材からなるハウジング２０にインサート成形して形
成されている。そして、この板状部材２２ａには、図３
で説明したような図示しない治具にて孔開け加工して、
丸孔２３が形成されている。このように構成すれば、薄
肉部２２の取付強度を高めることができる。

【００２７】次に、第４の実施の形態として、図５は長
溝を形成した腕部の形状を示している。腕部２０ａの長
溝２１内周面には、薄肉部２２が形成され、該薄肉部２
２を囲むように金属製のリング状カラー２４が埋設され
ている。カラー２４の側壁には、隙間部２４ａと切り欠
き部２４ｂとが対向して設けられている。このように構
成されたスロットルポジションセンサの長溝２１にカラ
ー２４を設けるには、インサート成形にて行う。カラー
２４内壁に薄肉部２２の厚さに該当する空間を設けて成
形金型を配し、カラー２４の切り欠き部２４ｂと隙間部
２４ａからカラー２４内部に向けてモールド樹脂を充填
させて、薄肉部２２が形成されるようにしている。ここ
で、カラー２４は、切り欠き部を有したリング状部材で
構成され、腕部２０ａにインサート成形にて埋設されて
構成されているが、図３Ｂ及び図４に示すスロットルポ
ジションセンサの腕部２０ａにおいて、長溝２１の内周
面に金属製のリング状カラー２４を腕部２０ａ表面及び
裏面からそれぞれ嵌入させて、配設させるようにしても
よい。このように構成すれば、腕部２０ａの薄肉部２２
の強度を高めることができるので、孔加工による破損の
おそれがない。

【００２８】次に、図６及び図７の実施形態では、スラ
イドタイプのセンサが示されている。

【００２９】このセンサは、箱型の金属製のハウジング
３１と、ハウジング３１の底部に一体成形された板状の
金属製の腕部３１ａを有している。さらに、ハウジング
３１内に図示しない摺動子と連結したつまみ部３２を備
えたスライドタイプのポテンショメータを収納して構成
されている。腕部３１ａの両端には孔部３３が形成され
ている。

【００３０】このセンサの穴開け加工について説明す
る。図７に示した治具３４は、平板部３４ａと、段部３
４ｂと、この段部３４ｂの一部から平板部３４ａの表面
に並行に突き出た突起部３４ｃとからなり、更にこの突
起部３４ｃと対向する位置に平板部３４ａと平行に往復
動する突き出し棒３５が設けられている。このように構
成された治具３４の平板部３４ａ上にセンサを搭載さ
せ、つまみ部３２の移動方向と突き出し棒３５の突き出
し方向とを合わせ、つまみ部３２を治具３４の突起部３
４ｃに当接させる。

【００３１】次に、このセンサから外部に出力した電気
信号を計測して、基準抵抗値に対応した出力電圧（電気
信号）になるまで、つまみ部３２を突起部３４ｃに当接
させながらハウジング３１そのものを突き出し棒３５で
図６の矢印方向に押す。基準の出力電圧が出力した位置
において突き出し棒３５による押圧を止め、腕部３１ａ
の両端をプレスで穴あけ加工して、孔部３３を形成す
る。

【００３２】このように、つまみ部３２を固定して、セ
ンサが所定の基準抵抗値を出力する位置にハウジング３
１を移動させて孔部３３を開けるので、つまみ部３２と
ハウジング３１の孔部３３との距離を一定とすることが
でき、メーカー側でこのハウジング３１の孔部３３を取
付基準にして、そのままセンサを精度良く機器本体に取
り付けることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明のセンサは、腕部に長孔を有する
ハウジングと、丸孔を有する取付部材とを備え、ハウジ
ングと取付部材が、この長孔と丸孔とを対向させた状態
で重ね合わされ、丸孔をセンサの取付基準位置とされた
ことにより、セットメーカー側でセンサの取り付け位置
の微調整を行わなくても、取付部材の丸孔をガイドにし
て簡単にセンサを取り付けるができる。

【００３４】また、本発明のセンサは、腕部を有するハ
ウジングと、この腕部に設けられた長溝と、腕部の厚み
より薄く形成され、長溝内に設けられた薄肉部と、長溝
を貫通するように薄肉部に設けられた丸孔とを備えたこ
とにより、この丸孔を基準抵抗値に合わせて精度良く孔
開け加工されているので、セットメーカー側で取り付け
調整を行わなくても、丸孔をセンサの取付基準位置とし
て簡単に取りつけることができる。

【００３５】また、腕部の薄肉部を腕部に埋設された金
属の板状部材で形成したことにより、また長溝の内周面
に金属から成るカラーを配設したことにより、さらにま
たこのカラーを切り欠き部を有するリング状部材にし
て、薄肉部を形成したことにより、ハウジングの孔加工
部分の強度を高め、丸孔形成がし易くなり、より取り付
け位置の精度を高めることができる。

【００３６】本発明のセンサの製造方法にあっては、従
来のように仮締めして、調整して固定するといった手順
なしに直接にセンサを取り付け基準位置に組み込む事が
できる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるスロットルポジ
ションセンサの分解斜視図である。

【図２】図１のスロットルポジションセンサの断面図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施形態であるスロットルポジ
ションセンサの平面図である。

【図４】図４は長溝を形成した腕部の第３の実施形態を
示すものである。

【図５】図５は長溝を形成した腕部の第４の実施形態を
示すものである。

【図６】図６は本発明のさらに他の実施形態であるセン
サの斜視図である。

【図７】図７のセンサの組み立てを示す断面図である。

【図８】従来のスロットルポジションセンサの概略斜視
図である。

【符号の説明】

２，２０，３１ ハウジング ２ａ，２０ａ，３１ａ 腕部 ３ 取付部材 ９ 長孔 １２，２３，３３ 丸孔（孔） ２１ 長溝 ２２ 薄肉部 ２２ａ 板状部材 ２４ カラー ２４ｂ 切り欠き部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 腕部に長孔を有するハウジングと、丸孔
   を有する取付部材とを備え、ハウジングと前記取付部材
   とが、前記長孔と前記丸孔とを対向させた状態で重ね合
   わされ、該丸孔をセンサの取付基準位置としたことを特
   徴とするセンサ。
2. 【請求項２】 腕部に長溝を有するハウジングと、前記
   腕部の厚みより薄く形成され、前記長溝内に設けられた
   薄肉部と、前記長溝を貫通するように前記薄肉部に設け
   られた丸孔とを備え、該丸孔をセンサの取付基準位置と
   したことを特徴とするセンサ。
3. 【請求項３】 前記薄肉部を、前記腕部に埋設された金
   属の板状部材で形成したことを特徴とする請求項２記載
   のセンサ。
4. 【請求項４】 前記長溝の内周面に、金属から成るカラ
   ーを配設したことを特徴とする請求項２、又は３記載の
   センサ。
5. 【請求項５】 前記カラーは、該カラーの内壁に切り欠
   き部を有したリング状部材で構成され、前記カラーを前
   記腕部に埋設し、前記切り欠き部において、前記長溝を
   塞ぐ前記薄肉部を形成したことを特徴とする請求項４記
   載のセンサ。
6. 【請求項６】 腕部に長孔を有するハウジングと丸孔を
   有する取付部材とを備えたセンサを治具にセットする工
   程と、前記ハウジング、或いは前記取付部材を回動させ
   て前記センサを基準抵抗値に合わせ、前記長孔に対向す
   る前記丸孔の前記長孔に対する位置を調整する工程とか
   ら成るセンサの製造方法。
7. 【請求項７】 腕部を備えたハウジングを有するセンサ
   を治具にセットする工程と、前記ハウジングを回転、或
   いは直線移動して前記センサを基準抵抗値に合わせる工
   程と、前記基準抵抗値に合わせた状態で前記腕部に孔を
   開ける工程とから成るセンサの製造方法。
8. 【請求項８】 腕部に設けた長溝内に、前記腕部の厚み
   より薄い薄肉部を備えたハウジングを有するセンサを治
   具にセットする工程と、前記ハウジングを回転、或いは
   直線移動して前記センサを基準抵抗値に合わせる工程
   と、前記基準抵抗値に合わせた状態で前記薄肉部に孔を
   開ける工程とから成るセンサの製造方法。