(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに対して回転可能に配置される回転部材と、
マグネットを前記回転部材に固定する固定部材と、
前記ハウジングに固定され前記マグネットの回転角度を検出するセンサと、
を有する回転部材の回転角度を検出する回転角検出装置において、
前記回転部材は、
前記マグネットが前記回転部材の回転軸方向に接する当接部と、
前記マグネットを挟んで前記当接部と反対側に面することで前記マグネットとの間に位置する前記固定部材を支持する支持部とを備え、
前記固定部材は、
前記支持部に接触する部分と前記マグネットに接触する部分とが前記回転軸方向において重ならない状態で前記支持部と前記マグネットとに接触することにより前記マグネットを前記当接部に押し当てるように構成され、
かつ、前記当接部を含む平面と前記支持部を含む平面とに挟まれた空間において前記回転軸と平行な軸を中心として一方向に回転されることで、前記マグネットを前記当接部に押し当てるように構成されている
ことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記支持部は、その一部が他の部分に対して傾斜している傾斜支持部を備え、
前記固定部材が前記傾斜支持部に沿って前記一方向に回転するにつれて、前記マグネットを前記当接部に押し当てる力が増加するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記回転部材は、前記固定部材の前記一方向と反対方向の回転のみを防止する回転防止部を備えるように構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記回転防止部は前記支持部に設けられているように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の回転角検出装置。
【請求項５】
前記回転部材は、踏込み角度に基づきエンジンへの吸気量を制御するアクセルペダルを含む部材により構成され、
前記回転防止部は、前記アクセルペダルが踏込まれる方向の回転のみを防止するように構成されている
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転部材の回転角度を検出する回転角検出装置に関するものであり、特に踏込み角度に基づきエンジンへの吸気量を制御するアクセルペダル装置のような外部からの衝撃を受けやすい回転角検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばアクセルペダルの回転角度を検出する回転角検出装置には、磁場を発生させるアクセルペダル側のマグネットと、ハウジングなどの固定されている側に前記磁場の挙動を検出するセンサが取付けられている。マグネットは、アクセルペダルの回転軸を中心とする円周上に圧入固定されている。センサは、アクセルペダルが踏込まれるに従い前記マグネットが回転することで角度変化する磁束密度を電気的な信号に変換し出力する。この出力信号がエンジンの吸気量を調節するスロットルバルブ開度の制御装置に入力されることで、エンジンの吸気量を制御している。ところで、前記マグネットがアクセルペダルに完全に固定されていないと、アクセルペダルの踏込み角度をセンサが正確に検出することが困難となるので、吸気量制御の精度が悪くなることがある。
【０００３】
そこで、アクセルペダルに圧入されたマグネットを熱により軟化した樹脂によりカシメ固定することで、マグネットがアクセルペダルから抜け落ちることを防止する樹脂製のアクセルペダル装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、フレームに挿入されたマグネットを、フレーム内周壁に食い込ませたリング状の板バネにより押付けることでフレームに固定する小型モータが知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０１３１２
【特許文献２】実開平５−１１７５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１のアクセルペダル装置に係る回転角度検出装置においては、樹脂を軟化させカシメ固定するときに加える熱によりマグネット周囲の樹脂が収縮・変形してしまい、マグネット周囲に微小な隙間が生じることでガタつきや緩みが発生することがあった。そして、軟化させた樹脂をマグネットに密着させるときに、強い圧力と高熱とがマグネットに伝わってしまうことで、マグネットの保持力や耐久性が弱くなる恐れもあった。さらに、カシメ変形させた樹脂の断面検査や、保持力の確認検査といった管理工数が多く、また、樹脂の種類に応じた温度、圧力、その印加時間を調整する必要があった。
【０００７】
また、上記特許文献２の小型モータに係る回転角度検出装置においては、マグネットを固定する板バネは、その筐体であるフレームに食い込む部分で支持されているため、外部からの衝撃、食い込み部分の劣化や温度変化による収縮により、比較的容易に外れる恐れがあった。さら、バネを圧縮させた状態でフレームに取り付ける必要があるので、取り付け精度が安定せず、マグネットを安定して固定することが困難であった。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特にアクセルペダル装置のような外部から強い衝撃を受けやすい回転角検出装置であって、検出磁場を発生させるマグネットを、少ない工数で確実に固定し、抜け落ちることを防止する回転角検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回転角検出装置は、ハウジングに対して回転可能に配置される回転部材と、マグネットを前記回転部材に固定する固定部材と、前記ハウジングに固定され前記マグネットの回転角度を検出するセンサと、を有する回転部材の回転角度を検出する回転角検出装置において、前記回転部材は、前記マグネットが前記回転部材の回転軸方向に接する当接部と、前記マグネットを挟んで前記当接部と反対側に面することで前記マグネットとの間の前記固定部材を支持する支持部とを備え、前記固定部材は、前記支持部に接触する部分と前記マグネットに接触する部分とが前記回転軸方向において重ならない状態で、前記支持部と前記マグネットとに接触することにより前記マグネットを前記当接部に押し当てるように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
そして、前記固定部材は、前記当接部を含む平面と前記支持部を含む平面とに挟まれた空間において前記回転軸と平行な軸を中心として一方向に回転されることで、前記マグネットを前記当接部に押し当てるように構成されている
ことを特徴としている。
【００１１】
さらに、前記支持部は、その一部が他の部分に対して傾斜している傾斜支持部を備え、前記固定部材が前記傾斜支持部に沿って前記一方向に回転するにつれて、前記マグネットを前記当接部に押し当てる力が増加するように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
加えて、前記回転部材は、前記固定部材の前記一方向と反対方向の回転のみを防止する回転防止部を備えるように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
特に、前記回転防止部は前記支持部に設けられているように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
また、前記回転部材は、踏込み角度に基づきエンジンへの吸気量を制御するアクセルペダルを含む部材により構成され、前記回転防止部は、前記アクセルペダルが踏込まれる方向の回転のみを防止するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の回転角検出装置によれば、固定部材はマグネットと支持部との間に保持されることで初めて付勢力を発揮するように作用する。よって、バネなどを圧縮して取り付ける必要がなくなり、固定部材を確実に支持することができるので、マグネットを堅固に固定することができ、緩み、ガタつきや抜け落ち等を防止することができる。また、マグネットを、熱かしめやモールドによる高温や高圧な状態にさらさないようにすることができるので、マグネットの保持力や耐久性を低下させることがなくなる。
【００１６】
そして、固定部材は、マグネットと支持部との間で回転させるだけで、マグネットを付勢し当接部に押し当てるように作用するので、支持側を筐体に食い込ませるなどの負荷がかかる方法を採る必要がなくなり、マグネットの固定構造の耐久性が増す。さらには、反対に回転させるだけでマグネットの固定を解除することができるので、固定部材の脱着に何ら不可逆的な工程を必要とせず、その取替えが簡単となる。
【００１７】
さらに、固定部材を支持する支持部の一部が傾斜を有する傾斜支持部となっているので、固定部材が傾斜面をスライド回転するに従いマグネットを付勢する力が増大される。よって、固定部材を回転させるだけでより強固にマグネットを固定することができる。
【００１８】
加えて、回転防止部が、固定部材がマグネットを付勢するように作用する回転方向とは反対の方向の回転を防止することができるので、固定部材が緩むことがなくなりマグネットを定常的に確実に付勢し続けることができる。
【００１９】
特に、回転防止部は支持部に設けられているので、支持部と一体的に構成することができ、無駄を省いた構造とすることができる。
【００２０】
また、固定部材の回転部材に対する相対回転を防止する回転防止部は、前記アクセルペダルが踏込まれる方向の回転のみを防止するので、アクセルペダルが休止位置に戻るときに受ける衝撃により固定部材が回転部材に対して相対的に回転する方向のみの回転を許容することになり、アクセルペダルのように外部から強い衝撃を受ける回転角検出装置においても、マグネットを確実に固定し続けることができる。
【００２１】
以上のように、固定部材を確実に支持するとともに簡単に取り付けられる形態とすることで、マグネットを安定して確実に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施の形態による回転角検出装置を示す全体構成図。
【図２】本発明の第一の実施の形態による回転角検出装置の固定部材がマグネットを固定している状態を主要部により示した断面図。
【図３】本発明の第一の実施の形態による回転角検出装置の固定部材の構造図。
【図４】（ａ）：本発明の第一の実施の形態による回転角検出装置の回転部材を、支持部１０と回転防止部１１が露出するように回転軸８を通る平面で切ったときの断面図。（ｂ）：（ａ）の丸枠で囲まれた部分の拡大図であり、支持部１０を固定部材７がスライドする状態を示す図。
【図５】本発明の第二の実施の形態による回転角検出装置の固定部材の構造図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、図１に基づいて本発明の第一の実施の形態による回転角検出装置の全体構成を説明する。ここでは、本実施の形態の回転角検出装置をアクセルペダル装置に適用した場合を例として説明する。
【００２４】
図１のアクセルペダル装置は、車両に搭載され、運転者によるアクセルペダル２の踏み込み量に応じて車両に搭載されるエンジンの運転状態を制御する。本実施の形態のアクセルペダル装置は、バイワイヤ方式を採用しており、アクセルペダル２の回転角度をセンサ３で電気信号に変換し、ＥＣＵと呼ばれる制御装置に回転角度信号として電送する。ＥＣＵは、その信号および他の車両情報に基づいて、エンジンへの吸気量を調節するスロットル装置を制御する。
【００２５】
アクセルペダル２は回転部材２として、回転軸８を中心にハウジング１に対して回転可能に配置される。アクセルペダルは、図示しないリターンスプリングにより運転者による踏込み方向とは反対の方向に付勢され、回転軸８を挟んで踏込まれる部分と反対側がハウジングに押付けられる。この状態を休止位置として、アクセルペダル２の回転角度の初期値が設定される。回転部材２であるアクセルペダル２の回転を検出するセンサ３は、ハウジング１に設置されている。ハウジング１は、スナップフィット４やねじ５によって結合されることで、回転部材２であるアクセルペダル２とセンサ３とを所定の相対位置に配置する。また、回転部材２の回転軸８を中心とする円周上には、マグネット６が配置される。マグネット６は円弧状一対の永久磁石であるマグネットコア６Ａと環状のアマチャ６Ｂとにより構成される。マグネット６は固定部材７により回転部材２に固定される。マグネット６により生じる磁束をセンサ３が検出することにより、アクセルペダル２の回転角度を電気信号に変換する。センサ３としては、ホールキャリアの動きから磁束の挙動を検出するホール方式、または磁気抵抗の角度変化から磁束の挙動を検出する磁気抵抗方式などの非接触式センサが採用される。
【００２６】
図２ないし図４に基づき、第一の実施の形態のマグネット６が回転部材２に固定されている状態を説明する。
【００２７】
回転部材２は、マグネット６、固定部材７、センサ３などを内部に配置できる内部空間１４を有している。ここで、固定部材７は、厚みの薄い円形状に形成されており、半径方向に張り出した支持部側作用部７Ａと、軸方向に張り出したマグネット側作用部７Ｂとを有している。また、内部空間１４を囲む回転部材２の壁には、固定部材７の挿入を部分的に阻止する円周凸部１３が形成されており、円周凸部１３のマグネット６に向かい合う面には支持部１０が形成されている。支持部側作用部７Ａとマグネット側作用部７Ｂとは、回転軸８方向で見て重ならないよう構成されており、具体的には、支持部側作用部７Ａとマグネット側作用部７Ｂとは円周方向に交互に、それぞれ４箇所ずつ配置されている。固定部材７が内部空間１４に配置されたとき、支持部側作用部７Ａは支持部１０に接する部分となり、マグネット側作用部７Ｂはマグネット６に接する部分となる。固定部材７の支持部側作用部７Ａが支持部１０に支えられ、マグネット側作用部７Ｂがマグネット６に接触することで、固定部材７がマグネット６を当接部９に押し当てる。この押し当てに要する付勢力は、支持部側作用部７Ａとマグネット側作用部７Ｂとを支点にして固定部材７が撓むことにより発生する。
【００２８】
同じく図２ないし図４に基づき、固定部材７がマグネット６を押し当てる手順について説明する。
【００２９】
マグネット６は、回転軸８にほぼ沿って内部空間１４に挿入され、回転部材２の当接部９に接する。次に、固定部材７が、マグネット６が挿入されたのと同じ方向から内部空間１４に挿入される。固定部材７が内部空間１４に挿入されるとき、固定部材７の支持部側作用部７Ａは回転部材２の円周凸部１３を避けるように挿入される。固定部材７のマグネット側作用部７Ｂがマグネット６に突き当たった後、固定部材７は矢印Ｒで示される一方向に回転する。この回転は、マグネット側作用部７Ｂの反対面に位置するつまみ７Ｃに一方向の力が加えられることにより生じる。ここで、支持部１０の一部は傾斜を有する傾斜支持部１０Ａとなっているので、傾斜支持部１０Ａを固定部材７の支持部側作用部７Ａが矢印Ｒの方向に回転しながらスライドするに従って、支持部側作用部７Ａがマグネットに近づき固定部材７が撓む。固定部材７が支持部側作用部７Ａとマグネット側作用部７Ｂとに支えられて撓むことにより、撓んだ固定部材７が元に戻ろうとする力が付勢力としてマグネット６に対して作用する。固定部材７は、樹脂材料により形成されており、この回転により初めて、付勢力を生じることになる。
【００３０】
同じく図２ないし図４に基づき、固定部材７がマグネット６を回転部材２の当接部９に押し当てる付勢力を維持する機構について説明する。
【００３１】
固定部材７は、支持部側作用部７Ａが図４のＰ１に示すように傾斜支持部１０Ａに沿って矢印Ｒの方向にスライドするに従い、マグネット６に対する付勢力を増す。十分な付勢力が得られた状態Ｐ３において、回転は停止する。この後、外部からの衝撃や振動などにより固定部材７が矢印Ｒと反対の方向に回転しようとしても、支持部１０に設けられた回転防止部１１と固定部材７の支持部側作用部７Ａ近傍に設けられた段差７Ｄとが接触することにより、支持部側作用部７ＡがＰ２の位置まで逆回転してしまうことが妨げられる。つまり、回転部材２の支持部１０に設けられた回転防止部１１により、固定部材７がマグネット６を固定した後に逆回転して緩んでしまう事態を防止できる。
【００３２】
なお、矢印Ｒで示す固定部材７の回転方向は、回転部材２であるアクセルペダル２がリターンスプリングにより休止位置に戻る方向と一致する。運転者がアクセルペダル２から足を離すことにより、アクセルペダル２が休止位置に急激に戻ると、回転軸８を挟んで運転者が踏込む部分と反対側がハウジングに激突する。このときのアクセルペダル２に加わる衝撃は、内部空間１４を囲む部分と固定部材７との間に微小な相対回転を生じさせる。この相対回転の方向が矢印Ｒで示す方向と一致するので、このような衝撃により、固定部材７の支持部側作用部７Ａが回転防止部１１を乗り上げる事態を回避でき、固定部材７の固定が緩んでしまうことを防止できる。言い換えれば、回転防止部１１は、矢印Ｒの方向とは反対でありアクセルペダルが踏込まれる方向の回転のみを防止することができる。
【００３３】
図５に基づいて、本発明の第二の実施の形態による回転角検出装置の固定部材の構成について説明する。第一の実施の形態による固定部材の説明と重複する内容は省略する。
【００３４】
固定部材２７は、靭性のある材料により形成されており、例えばステンレスなどの金属で形成される。マグネット側作用部２７Ｂと支持部側作用部２７Ａとはそれぞれ異なる位置に４箇所ずつ配置され、２つのマグネット側作用部２７Ｂは支持部側作用部２７Ａに円周方向で挟まれるように配置されている。つまみが挿入される孔２７Ｃに一方向の力が加えられることにより回転され、支持部１０に接触する部分である支持部側作用部２７Ａが傾斜支持部１０Ａをスライドする。これに伴い、固定部材２７のマグネット側作用部２７Ｂを含む部分が弾性的に変形する。つまり、支持部１０に接触する部分２７Ａとマグネット６と接触する部分２７Ｂとの間の固定部材２７が撓むことで、マグネット６を当接部９に押し当てる付勢力を生じる。マグネット側作用部２７Ｂの弾性変形により十分な付勢力が得られた状態において、回転は停止する。この後、固定部材２７が反対の方向に緩むような外部からの衝撃や振動を受けても、支持部１０に設けられた回転防止部１１と固定部材２７の段差２７Ｄとが接触することにより、緩みを防止する。
【００３５】
以上のように、マグネットと支持部との間で回転させることで初めてマグネットを付勢することができる固定部材を採用し、逆回転の緩みを防止する回転防止部を備えたことで、マグネットを確実に固定することができ、マグネットの検出角度のバラつきを抑制することができる。
【００３６】
上記２つの実施の形態においては、本発明に係る回転角検出装置をアクセルペダル装置に適用する場合を例として説明したが、例えば、スロットル装置に適用することができる。その場合は、スロットルバルブの回転軸となるスロットルシャフトが回転部材に相当し、スロットルシャフト軸を中心として、マグネットと固定部材が配置されることになる。また、二輪車のアクセルグリップ装置に適用することもできる。その場合は、アクセルグリップの回転に連動する回転部材に対して、その回転軸を中心としてマグネットと固定部材が配置される。更に、モータのマグネットをハウジングに固定する場合にも適用することができ、その場合には、モータの出力軸と同軸にマグネットを配置した後に固定部材をほぼ同軸に挿入回転させることで、マグネットを固定することができる。その他にも、回転角を磁気的手段により検出する種々の回転角検出装置において本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
踏込み角度に基づきエンジンの吸気量を制御するアクセルペダルまたは二輪車のアクセルグリップの回転角検出装置、エンジンへの吸気量を制御するスロットルバルブ回転角検出装置に特に有効に適用される。
【符号の説明】
【００３８】
１  ハウジング
２  回転部材（アクセルペダル）
３  センサ
６  マグネット
７、２７  固定部材
８  回転部材の回転軸
９  当接部
１０  支持部
１０Ａ  傾斜支持部
１１  回転防止部
【図１】
0005384267.tif 000002
【図２】
0005384267.tif 000003
【図３】
0005384267.tif 000004
【図４】
0005384267.tif 000005
【図５】
0005384267.tif 000006