(57)【要約】【課題】回転角検出装置１において、軸受機能を担う軸受部材（ハウジング１３）や軸部材３に関し、両方の素材を樹脂とする場合の不具合、および一方の素材を金属とする場合の不具合を同時に低減する。【解決手段】回転角検出装置１は、鈴木式摩耗試験による摩擦係数が０．２０以下の軸受性能に優れた樹脂製の軸部材３を、樹脂製のハウジング１３に直接的に軸受させることで軸受機能を構成する。このため、軸部材３、および軸受部材としてのハウジング１３は両方とも樹脂を素材に設けられるので、金属を素材とする場合の不具合を解消することができる。また、軸部材３を略円筒状に設け、センター部位１７を含む内周面４の面部分に金属を素材とするヨーク５を固着することで、樹脂を素材とする場合の不具合を低減することができる。【選択図】図１
2008298673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏力により回転するアクセルペダルの回転角を検出する回転角検出装置において、
略円筒状に設けられ、前記アクセルペダルとともに回転する樹脂製の軸部材と、
略円筒状に設けられるとともに前記軸部材の内周面に固着され、前記軸部材と同軸的に回転するヨークと、
このヨークの内周面に固着され、前記軸部材および前記ヨークとともに回転する永久磁石と、
この永久磁石の回転に伴う磁気変化に応じた出力を発生する出力発生手段とを備え、
前記軸部材は、鈴木式摩耗試験による摩擦係数が０．２０以下であり、
前記ヨークは、少なくとも、前記軸部材の内周面の内で前記軸部材の軸方向長さの１／２の部分に固着していることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記永久磁石は、前記軸部材の内周面の内で前記軸部材の軸方向長さの１／２の部分を、前記ヨークを介して内周側から覆っていることを特徴とする回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクセルペダルの回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの運転制御等に利用されるアクセル開度は、踏力により回転するアクセルペダル（以下、ペダルと略す）の回転角として検出されて電子制御装置（ＥＣＵ）に出力されている。また、ペダルの回転角を検出する回転角検出装置は、ペダルとともに回転する永久磁石と、永久磁石の回転に伴う磁気変化を感知して電気信号に変換するホールＩＣ等の出力発生手段とを備え、この電気信号がＥＣＵに入力されてエンジンの運転制御等に用いられる。
【０００３】
ところで、この回転角検出装置は、永久磁石および出力発生手段のようにペダルの回転角を検出する検出機能を担う要素とともに、ペダルの回転を軸受する軸受機能を担う要素を備えるように設けられている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の回転角検出装置によれば、永久磁石や出力発生手段を収容する樹脂製のハウジングに金属製の棒状の軸受部材（特許文献１ではロッド５６として記載されている）が固定され、樹脂製のペダルがブッシュを介して軸受部材に軸受されている。なお、以下の説明では、軸受部材により軸受される部材を軸部材とする（つまり、軸部材は回転する部材であり、特許文献１ではペダル自体が軸部材に相当する）。
【０００５】
しかし、金属を素材として軸受部材または軸部材の一方を設ける場合、防錆面から高価な素材を用いる必要がある。すなわち、鉄のような安価な金属素材を母材として採用し母材表面に防錆メッキ処理を施しても、軸受摺動の繰返しによりメッキがはがれて母材が錆び、軸受性能が低下してしまう虞がある。また、金属を素材として軸受部材または軸部材の一方を設ける場合、軸受性能を長期に維持するために別部材（例えば、特許文献１におけるブッシュ）を、軸受部材と軸部材との間に介在させる必要がある。さらに、金属を素材として用いること自体、近年の車両の軽量化推進の点から是正すべき課題とされている。
【０００６】
これに対し、特許文献２に記載の回転角検出装置のように、軸受部材がハウジングと一体の棒状の樹脂製として設けられ、樹脂製のペダルが軸受部材に直接的に軸受されているものがある。しかし、軸受部材および軸部材を両方とも樹脂を素材として設ける場合、踏力その他の付勢力の負荷により軸受部材が変形しやすく強度的に不安定である。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１７５６７６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９５０３３３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、回転角検出装置において、ペダル回転の軸受機能を担う軸受部材や軸部材に関し、軸受部材および軸部材の両方の素材を樹脂とする場合の不具合、ならびに軸受部材または軸部材の一方の素材を金属とする場合の不具合を同時に低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転角検出装置は、踏力により回転するアクセルペダルの回転角を検出するものであり、略円筒状に設けられアクセルペダルとともに回転する樹脂製の軸部材と、略円筒状に設けられるとともに軸部材の内周面に固着され軸部材と同軸的に回転するヨークと、ヨークの内周面に固着され軸部材およびヨークとともに回転する永久磁石と、永久磁石の回転に伴う磁気変化に応じた出力を発生する出力発生手段とを備える。そして、軸部材は、鈴木式摩耗試験による摩擦係数が０．２０以下であり、ヨークは、少なくとも、軸部材の内周面の内で軸部材の軸方向長さの１／２の部分に固着している。
【０００９】
これにより、回転角検出装置は、軸受性能に優れた樹脂製の軸部材を、樹脂製のハウジング等に直接的に軸受させることで軸受機能を構成する。すなわち、軸部材、および軸受部材としてのハウジング等は両方とも樹脂を素材に設けられるので、金属を素材として軸受部材または軸部材の一方を設ける場合の不具合（防錆効果を有する高価格素材の使用、軸受部材と軸部材との間への別部材の介挿、および金属素材の使用による高重量化等）を解消することができる。
【００１０】
また、軸部材を略円筒状に設け、その内周面に、検出機能を担う要素の１つであり金属を素材とするヨークを固着することで、樹脂を素材として軸受部材および軸部材の両方を設ける場合の不具合（強度面の不安定等）を低減することができる。また、軸部材は、軸方向の両端で軸受部材に軸受されるので、少なくとも、軸部材の内周面の内で軸部材の軸方向長さの１／２の部分にヨークを固着させることで、軸受されない不安定な部分の強度を確実に上げることができる。
【００１１】
以上により、回転角検出装置において、ペダル回転の軸受機能を担う軸受部材や軸部材に関し、両方の素材を樹脂とする場合の不具合、および一方の素材を金属とする場合の不具合を同時に低減することができる。
なお、ヨークは軸部材の内周面に固着され他の部材と摺接しないので、鉄等の安価な磁性金属を母材として採用し、その母材表面に防錆メッキ処理を施すことで、安価にヨークを設けることができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転角検出装置によれば、永久磁石は、軸部材の内周面の内で軸部材の軸方向長さの１／２の部分を、ヨークを介して内周側から覆っている。
これにより、出力発生手段の端子を軸部材の軸方向両端のいずれからも引き出すことができる。このため、出力発生手段とＥＣＵとを接続するためのコネクタの配置に関して自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
最良の形態１の回転角検出装置は、踏力により回転するアクセルペダルの回転角を検出するものであり、略円筒状に設けられアクセルペダルとともに回転する樹脂製の軸部材と、略円筒状に設けられるとともに軸部材の内周面に固着され軸部材と同軸的に回転するヨークと、ヨークの内周面に固着され軸部材およびヨークとともに回転する永久磁石と、永久磁石の回転に伴う磁気変化に応じた出力を発生する出力発生手段とを備える。そして、軸部材は、鈴木式摩耗試験による摩擦係数が０．２０以下であり、ヨークは、少なくとも、軸部材の内周面の内で軸部材の軸方向長さの１／２の部分に固着している。
最良の形態２の回転角検出装置によれば、永久磁石は、軸部材の内周面の内で軸部材の軸方向長さの１／２の部分を、ヨークを介して内周側から覆っている。
【実施例１】
【００１４】
〔実施例１の構成〕
実施例１の回転角検出装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
回転角検出装置１は、踏力により回転するアクセルペダル（以下、ペダルと略す）２の回転角を検出するものであり、検出された回転角はアクセル開度として電子制御装置（ＥＣＵ：図示せず）に把握され、エンジン（図示せず）の運転制御等に用いられる。
【００１５】
回転角検出装置１は、図１および図２に示すように、略円筒状に設けられペダル２とともに回転し軸受部材により軸受される軸部材３と、略円筒状に設けられて軸部材３の内周面４に固着され軸部材３とともに回転するヨーク５と、ヨーク５の内周面に固着され軸部材３およびヨーク５とともに回転する永久磁石６と、永久磁石６の回転に伴う磁気変化に応じた出力を発生する出力発生手段７とを備える。
【００１６】
すなわち、回転角検出装置１は、永久磁石６および出力発生手段７のようにペダル２の回転角を検出する検出機能を担う要素とともに、軸部材３のようにペダル２の回転を軸受する軸受機能を担う要素を備えるように設けられている。
【００１７】
ここで、ペダル２は、踏力を受けるアーム１０と、アーム１０と係合してアーム１０と一体的に回転するロータ１１とからなり、ロータ１１は、スプリング１２により踏力とは逆方向に回転付勢される。すなわち、スプリング１２は、踏力に対する復元バネとして機能する。
また、アーム１０とロータ１１との係合部は樹脂製のハウジング１３に収容されている。
【００１８】
軸部材３は、アーム１０と一体的に回転するようにアーム１０に固着され、軸部材３とアーム１０との固着部は、ハウジング１３に収容されている。そして、軸部材３は、軸方向両端の外周面がハウジング１３に設けられた摺接面１４に直接摺接することで、ハウジング１３に軸受されている。つまり、ハウジング１３が軸受部材をなし、ペダル２の回転は軸部材３を介してハウジング１３により軸受され、ペダル２の回転軸は軸部材３の軸心に一致する。
【００１９】
また、軸部材３は、樹脂を素材として設けられており、この素材には、軸受性能を良好にするため鈴木式摩耗試験による摩擦係数が０．２０以下となるもの、より好ましくは０．１５以下となるものが採用される。そして、このような軸受性能が良好な樹脂の素材として、例えば、オイルを含有するポリプロピレンのようにポリオレフィンにオイルを含有させたものや、テフロン（登録商標）を含有するナイロン６のようにテフロン（登録商標）をポリアミドに含有させたものを挙げることができる。
【００２０】
ヨーク５は、鉄等の安価な磁性金属を母材とし、この母材表面に防錆メッキ処理を施すことで設けられている。すなわち、ヨーク５は、内周面４に固着され他の部材と摺接しないので、このように安価に設けることができる。また、ヨーク５は、軸部材３と同軸的に内周面４に固着される。ここで、ヨーク５に固着される内周面４の面部分には、軸部材３の軸方向長さの１／２の部分（図中、センターラインと交差する部分として表示：以下、センター部位１７とする）が含まれる。そして、ヨーク５は、センター部位１７を含む図示左側に偏る面部分に固着されている。
【００２１】
永久磁石６は、２つの磁石から構成され、この２つの永久磁石６は、軸部材３の軸心に直交する方向に磁束が発生するように、対向してヨーク５の内周面に固着される。そして、ヨーク５が図示左側に偏って内周面４に固着されているため、永久磁石６も、軸部材３の内周側で図示左側に偏在する。
【００２２】
出力発生手段７は、例えば、永久磁石６の回転に伴う磁気変化を感知するホール素子１９、およびホール素子１９により感知された磁気変化を電気信号に変換する処理回路（図示せず）を有する周知のホールＩＣであり、得られた電気信号をＥＣＵに出力する。そして、ＥＣＵは、この電気信号に基づいてアクセル開度の実値を把握するとともに、把握したアクセル開度の実値に応じてエンジンの運転制御等を実行する。
【００２３】
ここで、ホール素子１９は、自身に交差する磁束密度がペダル２や軸部材３の回転角に応じて規則的に変化するように、軸部材３の軸心上かつ永久磁石６の軸方向長さの１／２の位置に配されている。このため、ホール素子１９は、軸部材３の内周側で図示左側に偏在し、ホール素子１９の端子２０は軸部材３の左端から引き出されて処理回路が搭載された回路基板２１に接続される。
【００２４】
また、回路基板２１は、電気信号をＥＣＵに出力するためのコネクタ端子２２とともに樹脂モールドされて一体のセンサカバー２３をなし、コネクタ２４は、センサカバー２３の一部として設けられる。なお、センサカバー２３は、ハウジング１３の左側（つまり、ホール素子１９の端子２０が引き出される側）に取り付けられる。
【００２５】
〔実施例１の効果〕
実施例１の回転角検出装置１は、略円筒状に設けられペダル２とともに回転する樹脂製の軸部材３と、軸部材３の内周面４に固着され軸部材３と同軸的に回転するヨーク５と、ヨーク５の内周面に固着され軸部材３およびヨーク５とともに回転する永久磁石６と、永久磁石６の回転に伴う磁気変化に応じた電気信号を発生する出力発生手段７とを備え、軸部材３は、鈴木式摩耗試験による摩擦係数が０．２０以下であり、ヨーク５に固着される内周面４の面部分には、センター部位１７が含まれる。
【００２６】
これにより、回転角検出装置１は、軸受性能に優れた樹脂製の軸部材３を、樹脂製のハウジング１３に直接的に軸受させることで軸受機能を構成する。すなわち、軸部材３、および軸受部材としてのハウジング１３は両方とも樹脂を素材に設けられるので、金属を素材として軸受機能を担う要素を設ける場合の不具合（防錆効果を有する高価格素材の使用、軸受部材と軸部材３との間への別部材の介挿、および金属素材の使用による高重量化等）を解消することができる。
【００２７】
また、軸部材３を略円筒状に設け、その内周面４に金属を素材とするヨーク５を固着することで、樹脂を素材として軸受機能を担う要素を設ける場合の不具合（強度面の不安定等）を低減することができる。また、軸部材３は、軸方向の両端でハウジング１３に軸受されるので、内周面４のセンター部位１７を含む面部分にヨーク５を固着させることにより、軸受されない不安定な部分の強度を確実に上げることができる。
【００２８】
以上により、回転角検出装置１において、金属を素材として軸受機能を担う要素を設ける場合の不具合、および樹脂を素材として軸受機能を担う要素を設ける場合の不具合を同時に低減することができる。
【実施例２】
【００２９】
実施例２の回転角検出装置１によれば、永久磁石６が、図３または図４に示すように、ヨーク５を介してセンター部位１７を内周側から覆うように、ヨーク５の内周面に固着される。
これにより、ホール素子１９の端子２０を軸部材３の図示左右両端のいずれからも引き出すことができる。このため、図３に示すようにセンサカバー２３をハウジング１３の左側に取り付けてもよく、図４に示すように右側に取り付けてもよいので、コネクタ２４の配置に関して自由度を高めることができる。
【００３０】
〔変形例〕
実施例１の回転角検出装置１によれば、ヨーク５は、センター部位１７を含む左側に偏る面部分に固着されていたが（図２参照）、図５に示すように、内周面４の全面にヨーク５を固着してもよい。つまり、ヨーク５を固着する面部分は、センター部位１７を含む範囲で任意に設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】回転角検出装置の構成を示す断面図である（実施例１）。
【図２】（ａ）は回転角検出装置の要部を示す縦断面図であり、（ｂ）は回転角検出装置の要部を示す横断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は左側からホール素子の端子を引き出す場合の回転角検出装置の要部を示す横断面図であり、（ｂ）はセンサカバーをハウジングの左側に取り付ける場合の回転角検出装置を示す平面図である（実施例２）。
【図４】（ａ）は右側からホール素子の端子を引き出す場合の回転角検出装置の要部を示す横断面図であり、（ｂ）はセンサカバーをハウジングの右側に取り付ける場合の回転角検出装置を示す平面図である（実施例２）。
【図５】回転角検出装置の要部を示す横断面図である（変形例）。
【符号の説明】
【００３２】
１  回転角検出装置
２  ペダル（アクセルペダル）
３  軸部材
４  内周面（軸部材の内周面）
５  ヨーク
６  永久磁石
７  出力発生手段
１７  センター部位（軸部材の内周面の内で軸部材の軸方向長さの１／２の部分）
【図１】
2008298673.tif 000003
【図２】
2008298673.tif 000004
【図３】
2008298673.tif 000005
【図４】
2008298673.tif 000006
【図５】
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