JP2008201312A - 磁気式位置センサ及びアクセルペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気式位置センサにおいて、組付け作業性、センサ精度の向上を図る。
【解決手段】環状のアマチャ６１、アマチャに接合されたマグネット６２、磁路を形成するステータ６３，６４、磁束を検出するセンサ素子６５、アマチャを嵌合して固定する凹状ホルダ３２、ステータ及びセンサ素子を一緒に固定して凹状ホルダの内側に非接触にて相対的に回動自在に配置される凸状ホルダ２３を備え、凹状ホルダ３２は、アマチャの外周面６１ａを対向又は接触させるように受け入れる内周面３２ｂ、内周面から内側に突出すると共にアマチャを嵌め込む際にその外周縁により削られ又は潰され得るクラッシュリブ３２ｃを含む。これにより、専用の部品を用いず、簡単な構造で、凹状ホルダの変形を招くことなく、所定の装着位置にアマチャを確実にかつ容易に取付けることができ、センサ精度を向上させることができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ホール素子等のセンサ素子を用いた磁気式位置センサ及びこの磁気式位置センサを備えたアクセルペダル装置に関し、特に、ドライブバイワイヤシステムを採用した車両等に適用されるアクセルペダルの揺動軸周りに配置されてアクセル開度を検出する磁気式位置センサ及びこれを用いたアクセルペダル装置に関する。

自動車等に搭載のエンジンにおいて、電子制御スロットルシステム（ドライブバイワイヤシステム）に適用されるアクセルペダル装置としては、アクセルペダルを一体的に有しハウジングに対して揺動自在に支持されたペダルアーム、ペダルアームを揺動自在に支持する揺動支軸、ペダルアームを休止位置に戻す復帰バネ、揺動支軸の周りに配置されてペダルアームの角度位置を検出する位置センサ等を備え、位置センサによりアクセルペダル（ペダルアーム）の踏み込み量（角度位置）を検出し、その検出信号に基づいて、エンジンの出力制御を行なうようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
したがって、このアクセルペダル装置において、ペダルアーム及び揺動支軸の位置ずれは位置センサの出力信号に影響を及ぼすことになるため、アクセル開度を高精度に制御するためにも、揺動支軸の振れがないように高精度に支持しつつ、ペダルアームを休止位置と最大踏み込み位置の間で揺動させることが要求される。

また、このアクセルペダル装置に設けられた位置センサは、ペダルアームと一体的に回転するロータに設けられたアマチャ及びマグネット、ハウジングに固定された２つのステータ及びホール素子により形成されている。
しかしながら、この位置センサにおいては、樹脂材料を用いてロータ（あるいはロータを含むペダルアーム）を成型する際に、アマチャ及びマグネットをインサート成型し、ロータ（あるいはロータを含むペダルアーム）の成型後に、着磁及び熱からし等の処理を施していたため、着磁装置あるいは熱処理装置の大型化、設備費の増加を招き、又、着磁する際に複数個処理することができず、作業性が悪く、生産コストの増加を招くという問題があった。

一方、予めマグネットに着磁処理及び熱処理（熱からし）を施した後に、ロータ（あるいはロータを含むペダルアーム）の成型と同時にインサート成型を行うと、成型時に高温に曝されることにより、予め着磁した磁気力が低減（減磁）させられるという問題が生じる。そこで、インサート成型に替えて、予め着磁処理及び熱処理（熱からし）を施したマグネットをアマチャに接合し、成型したロータ（あるいはロータを含むペダルアーム）に対して圧入により固定すると、圧入領域が変形（軸径が変化）して、揺動軸線の位置ずれを生じ、安定した揺動動作が得られなくなる虞がある。この圧入領域の変形及び位置ずれは、樹脂材料に限らず比較的剛性の低い金属材料を用いて形成した場合でも、同様に生じる得る問題である。
そして、このような位置ずれは、揺動支軸の周りに非接触式の位置センサが配置された場合、その位置センサによる出力の再現性が悪くなり、位置検出を高精度に行うことが困難になる虞がある。

また、マグネットを固定する他の手法として、円筒状フレーム（ホルダ）の内周面に段付部を設け、環状のマグネットをフレーム内に嵌め込んでその端面を段付部に当接させ、マグネットの反対側の端面を、爪の付いた板バネをフレームに嵌め込んで押さえ込むようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この手法では、爪付きの板バネという専用の部品が必要になり、部品点数の増加及び高コスト化を招くことになる。

特開２００４−１５５３７５号公報 実開平５−１１７５３号公報（実願平３−６５８７５号）

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、部品点数の削減、組付け作業性の向上、設備費の低減、低コスト化、生産性の向上、センサ精度の向上等を図ることができ、又、アクセルペダル（ペダルアーム）を所定の揺動軸線回りに安定して揺動させることができ、アクセルペダル（ペダルアーム）の角度位置を高精度に検出することができる磁気式位置センサ及びこれを用いたアクセルペダル装置を提供することにある。

本発明の磁気式位置センサは、環状のアマチャと、アマチャに接合されたマグネットと、磁路を形成するステータと、磁束を検出するセンサ素子と、アマチャを嵌合して固定する凹状ホルダと、ステータ及びセンサ素子を一緒に固定して凹状ホルダの内側に非接触にて相対的に回動自在に配置される凸状ホルダを備えた磁気式位置センサであって、凹状ホルダは、アマチャの外周面を対向又は接触させるように受け入れる内周面と、内周面から内側に突出すると共にアマチャを嵌め込む際にその外周縁により削られ又は潰され得るクラッシュリブを含む、構成となっている。
この構成によれば、環状のアマチャを固定した凹状ホルダの内側に非接触にて、ステータ及びセンサ素子を固定した凸状ホルダが配置され、凹状ホルダと凸状ホルダが相対的に回動することで、その回動による角度位置が検出されるようになっている。
ここで、環状のアマチャは、その外周面が凹状ホルダの内周面に嵌め込まれる際に、その外周縁が凹状ホルダの内周面から突出したクラッシュリブを削るかあるいは潰すようにして取付けられるため、専用の部品を用いることなく、簡単な構造で、凹状ホルダの変形を招くことなく、所定の装着位置に確実にかつ容易に取付けることができる。
すなわち、予め着磁及び熱処理されたマグネットを適用できるため、多数のマグネットに対して一度に着磁処理及び熱処理（熱からし）工程を施すことができる（多数個取りが可能である）ため、設備費を低減でき、処理工程のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上させることができる。
また、マグネットの着磁処理後にインサート成型時等の熱処理を受けないため、所定レベルの磁気力を維持でき、安定した高精度な検出性能を確保することができる。
さらに、凹状ホルダの変形（軸径の変化）等を生じないため、環状のアマチャ（及びマグネット）を所定位置に固定でき、センサ精度を向上させることができる。

上記構成の磁気式位置センサにおいて、クラッシュリブは、周方向に等間隔にて複数形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、環状のアマチャを凹状ホルダの内周面に挿入して固定する際に、周方向に等間隔に配置された複数のクラッシュリブにより調芯作用が得られて、アマチャを所定位置に高精度に位置決めして固定することができる。

上記構成の磁気式位置センサにおいて、クラッシュリブは、アマチャを受け入れる方向に向けて、内周面に滑らかに続くように傾斜して形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、アマチャを凹状ホルダの内周面に挿入する際に、複数のクラッシュリブの傾斜した領域により、凹状ホルダの中心軸線に向けて円滑に案内されて位置付けられるため、アマチャを所定位置により高精度に位置決めして固定することができる。

上記構成の磁気式位置センサにおいて、凹状ホルダは、アマチャの端面を当接させる環状当接部と、環状当接部の周りに形成された環状溝を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、環状のアマチャを凹状ホルダの内周面に対して、クラッシュリブを削りつつ挿入して嵌め込む際に、発生した削り屑は環状溝内に入り込み、アマチャの端面が環状当接部に当接して環状溝を塞ぐことにより、削り屑が環状溝内に閉じ込められる。これにより、発生した削り屑の廃棄処理等が不要になり、生産工程の簡素化、生産コストの低減等を達成することができる。

上記構成の磁気式位置センサにおいて、凹状ホルダ及びアマチャは、相互の位置決めをするための位置決め部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、アマチャを凹状ホルダに装着するだけで、位置決め工程を要することなく、アマチャに接合されたマグネットを所定位置に位置決めすることができる。

上記構成の磁気式位置センサにおいて、凹状ホルダは、内周面に装着されたアマチャを固定するべく、アマチャの端面に当接するように変形されるカシメ部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、アマチャを凹状ホルダの内周面の所定位置まで挿入した後に、カシメ部をカシメ処理するだけで、アマチャの抜け落ちを規制でき、アマチャを凹状ホルダに堅固に固定することができる。

上記構成の磁気式位置センサにおいて、凹状ホルダは、樹脂材料により形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、凹状ホルダが変形し易い樹脂材料を用いて形成された場合であっても、凹状ホルダの変形（軸径の変化）等を生じることなく、所定位置に（所定の中心軸線に一致するように）環状のアマチャを位置決めして固定することができ、センサ精度を向上させることができる。

本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルを有するペダルアームと、ペダルアームを休止位置と最大踏込み位置の間で所定の揺動軸線回りに揺動自在に支持するハウジングと、ペダルアームを休止位置に戻す付勢力を及ぼす復帰バネと、ペダルアームの角度位置を検出する磁気式位置センサを備えたアクセルペダル装置であって、ペダルアームは、揺動軸線を中心とする円筒部を有し、ハウジングは、円筒部を揺動軸線回りに摺動自在に嵌合させる嵌合部と、円筒部の内側に非接触にて配置される突出部を有し、磁気式位置センサは、円筒部に嵌合して固定された環状のアマチャと、アマチャに接合されたマグネットと、突出部に一緒に固定された磁路を形成するステータ及び磁束を検出するセンサ素子を含み、円筒部は、アマチャの外周面を対向又は接触させるように受け入れる内周面と、内周面から内側に突出すると共にアマチャを嵌め込む際にその外周縁により削られ又は潰され得るクラッシュリブを含む、構成となっている。
この構成によれば、ペダルアームの円筒部がハウジングの嵌合部（例えば、円筒部の内周面に嵌合する凸状嵌合部、円筒部の外周面に嵌合する凹状嵌合部）により揺動自在に支持され、ペダルアームの円筒部に環状のアマチャが固定され、ハウジングの突出部にステータ及びセンサ素子が固定され、ペダルアームの円筒部がハウジングの突出部に対して相対的に回動することで、アクセルペダル（ペダルアーム）の角度位置が検出されるようになっている。
ここで、環状のアマチャは、その外周面が円筒部の内周面に嵌め込まれる際に、その外周縁が円筒部の内周面から突出したクラッシュリブを削るかあるいは潰すようにして取付けられるため、専用の部品を用いることなく、簡単な構造で、円筒部の変形を招くことなく、所定の装着位置に確実にかつ容易に取付けることができる。
すなわち、予め着磁及び熱処理されたマグネットを適用できるため、多数のマグネットに対して一度に着磁処理及び熱処理（熱からし）工程を施すことができる（多数個取りが可能である）ため、設備費を低減でき、処理工程のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上させることができる。
また、マグネットの着磁処理後にインサート成型時等の熱処理を受けないため、所定レベルの磁気力を維持でき、安定した高精度な検出性能を確保することができる。
さらに、円筒部の変形（軸径の変化）等を生じないため、環状のアマチャ（及びマグネット）を所定位置に固定でき、センサ精度を向上させることができる。

上記構成のアクセルペダル装置において、クラッシュリブは、周方向に等間隔にて複数形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、環状のアマチャを円筒部の内周面に挿入して固定する際に、周方向に等間隔に配置された複数のクラッシュリブにより調芯作用が得られて、アマチャを所定位置に高精度に位置決めして固定することができる。

上記構成のアクセルペダル装置において、クラッシュリブは、アマチャを受け入れる方向に向けて、内周面に滑らかに続くように傾斜して形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、アマチャを円筒部の内周面に挿入する際に、複数のクラッシュリブの傾斜した領域により、円筒部の揺動軸線（中心軸線）に向けて円滑に案内されて位置付けられるため、アマチャを所定位置により高精度に位置決めして固定することができる。

上記構成のアクセルペダル装置において、円筒部は、アマチャの端面を当接させる環状当接部と、環状当接部の周りに形成された環状溝を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、環状のアマチャを円筒部の内周面に対して、クラッシュリブを削りつつ挿入して嵌め込む際に、発生した削り屑は環状溝内に入り込み、アマチャの端面が環状当接部に当接して環状溝を塞ぐことにより、削り屑が環状溝内に閉じ込められる。これにより、発生した削り屑の廃棄処理等が不要になり、生産工程の簡素化、生産コストの低減等を達成することができる。

上記構成のアクセルペダル装置において、円筒部及びアマチャは、相互の位置決めをするための位置決め部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、アマチャを円筒部に装着するだけで、位置決め工程を要することなく、アマチャに接合されたマグネットを所定位置に位置決めすることができる。

上記構成のアクセルペダル装置において、円筒部は、内周面に装着されたアマチャを固定するべく、アマチャの端面に当接するように変形されるカシメ部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、アマチャを円筒部の内周面の所定位置まで挿入した後に、カシメ部をカシメ処理するだけで、アマチャの抜け落ちを規制でき、アマチャを円筒部に堅固に固定することができる。

上記構成のアクセルペダル装置において、ハウジング及びペダルアームは、樹脂材料によりそれぞれ形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、円筒部をもつペダルアーム及び揺動軸線を規定すると共に突出部をもつハウジングが、変形し易い樹脂材料を用いて形成された場合であっても、円筒部の変形（軸径の変化）等を生じることなく、所定位置に（所定の揺動軸線上に一致するように）環状のアマチャを位置決めして固定することができ、センサ精度を向上させることができる。

上記構成をなす磁気式位置センサによれば、構造の簡素化、部品点数の削減、組付け作業性の向上、設備費の低減、低コスト化、生産性の向上、センサ精度の向上等を達成することができ、又、上記構成なすアクセルペダル装置によれば、構造の簡素化、部品点数の削減、組付け作業性の向上、設備費の低減、低コスト化、生産性の向上、センサ精度の向上等を達成しつつ、アクセルペダル（ペダルアーム）を所定の揺動軸線回りに安定して揺動させることができ、その角度位置を高精度に検出することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図１２は、本発明に係る磁気式位置センサを備えたアクセルペダル装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置の側面図、図２は装置の正面図、図３は装置の内部を示す断面図、図４は装置の内部を示す側面図、図５は装置の一部をなすハウジング本体を示す側面図、図６は装置の一部をなすハウジングカバーを示す側面図、図７は装置の一部をなすペダルアームを示す側面図、図８及び図９はペダルアーム（の円筒部）の部分拡大図、図１０はペダルアーム（の円筒部）の断面図及び拡大断面図、図１１はペダルアーム（の円筒部）の部分斜視断面図、図１２は装置の一部をなすペダルアームの円筒部にアマチャを装着する工程を示す工程図である。

このアクセルペダル装置は、図１ないし図４に示すように、自動車等の車体Ｍに固定されるハウジングとしてのハウジング本体１０及びハウジングカバー２０、アクセルペダル３０ａを有しハウジング（ハウジング本体１０及びハウジングカバー２０）により規定される所定の揺動軸線Ｌを中心として揺動自在に支持されたペダルアーム３０、ペダルアーム３０を休止位置に戻す復帰バネ４０、踏力（ペダル荷重）にヒステリシスを生じさせるべく第１スライダ５１，第２スライダ５２，及び復帰バネ５３を含むヒステリシス発生機構５０、ペダルアーム３０の回転角度位置を検出するべく環状のアマチャ６１，アマチャ６１に接合された一対のマグネット６２，ステータ６３，６４，磁束（の変化）を検出するセンサ素子６５を含む磁気式位置センサ６０等を備えている。

磁気式位置センサ６０は、非接触式の磁気式センサであり、図３に示すように、後述するペダルアーム３０の凹状ホルダとしての第２円筒部３２の内周面３２ｂに固定された環状のアマチャ６１、アマチャ６１の内周面に接合された円弧状の一対のマグネット６２、後述するハウジングカバー２０の凸状ホルダとしての突出部２３に埋設して固定されたステータ６３，６４、ステータ６３，６４の間に配置された（ホール素子等の）２つのセンサ素子６５等により形成され、その他に関連する部品として、ハウジングカバー２０内に埋設された端子６６及び種々の電子部品が実装された回路基板６７等を備えている。

環状のアマチャ６１は、磁性材料により形成され、図８及び図１０（ａ），（ｂ）に示すように、外周面６１ａ、端面６１ｂ，６１ｃ，位置決め部としての凹部６１ｄを画定している。
マグネット６２は、予め着磁及び熱処理（熱からし）され、その後、アマチャ６１の内周面に接合されている。尚、マグネット６２は一度に複数個着磁処理及び熱処理される。
そして、マグネット６２は、突出部２３の外周面（すなわちステータ６３）と所定の間隔をあけて非接触の状態で回動するように形成されている。
ステータ６３，６４は、磁性材料により形成され、マグネット６２から発せられた磁束を積極的に通す磁路を画定するものである。
センサ素子６５は、ホール素子等であり、通過する磁束密度の変化に応じた電圧信号を出力するものである。
したがって、ペダルアーム３０（第２円筒部３２）すなわちアマチャ６１及びマグネット６２が回動することにより、ステータ６３とステータ６４との間を通過する磁束密度が変化し、この変化をセンサ素子６５が検出して電圧信号として出力する。これにより、磁気式位置センサ６０は、ペダルアーム３０の回転角度位置を検出するようになっている。

ハウジング本体１０は、全体が樹脂材料により成形されており、図１ないし図５に示すように、後述するペダルアーム３０の第１円筒部３１に摺動自在に嵌合（内嵌）される凸状嵌合部１１、第１円筒部３１を揺動軸線Ｌ方向において支持するスラスト受部１２、復帰バネ４０を収容する凹部１３、ヒステリシス発生機構５０を収容する凹部１４、ペダルアーム３０を休止位置に停止させる休止ストッパ１５、ペダルアーム３０を全開位置（最大踏込み位置）に停止させる全開ストッパ１６、車体Ｍ等に固定するためのフランジ部１７、ハウジングカバー２０を結合するための結合部１８ａ及び掛止爪１８ｂ並びにネジ穴１８ｃ等を備えている。

凸状嵌合部１１は、図３及び図５に示すように、へダルアーム３０の揺動軸線Ｌを中心とする円柱状に形成され、外周面１１ａが（ペダルアーム３０の）第１円筒部３１の内周面３１ａに、揺動軸線Ｌ回りに摺動自在に嵌合（内嵌）されるように形成されている。
スラスト受部１２は、図３及び図５に示すように、円環状の平坦面に形成され、第１円筒部３１の端面３１ｂを当接させてスラスト方向（揺動軸線Ｌ方向）の位置決めを行うように形成されている。
凹部１３は、図３及び図６に示すように、復帰バネ４０を所定の圧縮代に圧縮した状態で収容するように形成され、復帰バネ４０の一端４１を当接させて保持する座部１３ａを画定している。座部１３ａは、後述するペダルアーム３０の座部３７と協働して復帰バネ４０を所定の圧縮代に圧縮して嵌め込んだ状態で伸縮自在に保持するようになっている。
凹部１４は、図３ないし図５に示すように、ヒステリシス発生機構５０（第１スライダ５１，第２スライダ５２，及び復帰バネ５３）を収容するように形成され、第１スライダ５１の下面５１ａを摺動自在にガイドする下部摺動面１４ａ、第２スライダ５２の上面５２ａを摺動自在にガイドする上部摺動面１４ｂ、第１スライダ５１及び第２スライダ５２の左側面５１ｂ，５２ｂを摺動自在にガイドする側部摺動面１４ｃ、復帰バネ５３の一端５３ａを当接させて保持する座部１４ｄ、ペダルアーム３０の揺動（休止位置から最大踏込み位置までの移動）を許容する切り欠き部１４ｅ等を画定している。

ハウジングカバー２０は、全体が樹脂材料により成形されており、図１ないし図３、図６に示すように、後述するペダルアーム３０の第２円筒部３２を摺動自在に嵌合（外嵌）させる凹状嵌合部２１、第２円筒部３２を揺動軸線Ｌ方向において支持するスラスト受部２１ｂ、凹状嵌合部２１の内側において同軸上に形成された凸状ホルダとしての突出部２３、ヒステリシス発生機構５０の第１スライダ５１及び第２スライダ５２の右側面５１ｃ、５２ｃを摺動自在にガイドする側部摺動面２４、復帰バネ４０が側方へずれるのを規制する規制突起２５、後述する復帰バネ５３が側方へずれるのを規制する規制突起２６、後述する位置センサ６０の配線を接続するためのコネクタ２７、ハウジング本体１０に結合するための結合部２８ａ及び掛止片２８ｂ並びにネジＢ（図１参照）を通す貫通孔２８ｃ等を備えている。

凹状嵌合部２１は、図３及び図６に示すように、ペダルアーム３０の揺動軸線Ｌを中心とする円筒状に形成され、その内周面２１ａが（ペダルアーム３０の）第２円筒部３２の外周面３２ａに対して、揺動軸線Ｌ回りに摺動自在に嵌合（外嵌）されるように形成されている。また、凹状嵌合部２１は、図３及び図６に示すように、円環状の平坦面に形成されたその端面において、第２円筒部３２の付根周りの環状端面３２ａ´を当接させてスラスト方向（揺動軸線Ｌ方向）の位置決めを行うスラスト受部２１ｂを画定するように形成されている。
凸状ホルダとしての突出部２３は、図３及び図６に示すように、ペダルアーム３０の揺動軸線Ｌを中心とする円柱状に形成され、その内部に磁気式位置センサ６０の一部（ステータ６３，６４、及びセンサ素子６５）を埋設（固定）している。そして、突出部２３は、後述するペダルアーム３０の（凹状ホルダとしての）第２円筒部３２の内側領域に非接触にて配置されるようになっている。

ペダルアーム３０は、全体が樹脂材料により成形されており、図３、図４、図７に示すように、ハウジング（１０，２０）に組み付けた状態で揺動軸線Ｌを中心とする円筒状に形成された第１円筒部３１及び凹状ホルダとしての第２円筒部３２、第１円筒部３１及び第２円筒部３２から下方に伸長してアクセルペダル３０ａを画定する下側アーム３３、第１円筒部３１及び第２円筒部３２から上方に伸長する上側アーム３４、上側アーム３４においてハウジング本体１０の休止ストッパ１５に離脱自在に当接する当接部３５、上側アーム３４においてヒステリシス発生機構５０の第１スライダ５１に離脱自在に係合する上端部３６、第１円筒部３１及び第２円筒部３２の上側に形成されて復帰バネ４０の他端４２を当接させて保持する座部３７、下側アーム３３においてハウジング本体１０の全開ストッパ１６に離脱自在に当接する当接部３８等を備えている。

第１円筒部３１は、図３に示すように、その内周面３１ａがハウジング本体１０の凸状嵌合部１１（の外周面１１ａ）に対して揺動軸線Ｌ回りに摺動自在に嵌合（外嵌）されるように形成されている。
凹状ホルダとしての第２円筒部３２は、図３に示すように、その外周面３２ａがハウジングカバー２０の凹状嵌合部２１（内周面２１ａ）に対して揺動軸線Ｌ回りに摺動自在に嵌合（内嵌）されるように形成されている。

また、第２円筒部３２は、図７ないし図１１に示すように、外周面３２ａの他に、内周面３２ｂ、内周面３２ｂから内側に突出すると共に揺動軸線Ｌと平行に伸長する３つのクラッシュリブ３２ｃ、アマチャ６１の端面６１ｂを当接させる環状当接部３２ｄ、環状当接部３２ｄの周りに形成された環状溝３２ｅ、内周面３２ｂから内側に突出する位置決め部としての突起３２ｆ、内周面３２ｂの縁領域に沿って形成されたカシメ部３２ｇ等を備えている。

内周面３２ｂは、アマチャ６１の外周面６１ａを対向して接触させるように受け入れる寸法に形成されている。
３つのクラッシュリブ３２ｃは、図９、図１０（ｂ）、図１１に示すように、周方向に等間隔に（１２０度ごとに）設けられており、組付け時にアマチャ６１を受け入れる方向に向けて内周面３２ｂに滑らかに続くように先端側が傾斜して（傾斜面を画定するように）テーパ状に形成されている。
この３つのクラッシュリブ３２ｃは、アマチャ６１を嵌め込む際に、その外周縁により削られるか又は潰されるように形成されている。
また、３つのクラッシュリブ３２ｃは、アマチャ６１を内周面３２ｂに挿入する際に、その傾斜した領域により、アマチャ６１を揺動軸線Ｌ（中心軸線）に芯合わせするように円滑に案内して位置付けることができる。

環状当接部３２ｄは、アマチャ６１の端面６１ｂを当接させて揺動軸線Ｌの方向において位置決めするようになっている。
環状溝３２ｅは、環状当接部３２ｄの周りでかつ内周面３２ｂに沿う領域に形成されており、クラッシュリブ３２ｃの削り屑３２ｃ´（又は押し潰された破片）を受け止めて収容するように形成されている。
突起３２ｆは、内周面３２ｂから内側に突出するように形成されて、アマチャ６１の凹部６１ｄに嵌合するように形成されている。
カシメ部３２ｇは、内周面３２ｂに装着されたアマチャ６１の端面６１ｃに当接するように、熱を加えつつ塑性変形させる熱カシメ処理を施すことにより、アマチャ６１を堅固に固定するように形成されている。

すなわち、凹状ホルダとしての第２円筒部３２に環状のアマチャ６１を組み付ける場合、予め着磁処理及び熱処理（熱からし）を施したマグネット６２をアマチャ６１に接合する。そして、このマグネット６２を接合したアマチャ６１を、凹部６１ｄに突起３２ｆを嵌め込むようにして、図１２（ａ）に示すように、第２円筒部３２の内周面３２ｂに挿入すると、３つのクラッシュリブ３２ｃにより調芯作用を受けつつ内周面３２ｂの奥に向けて案内される。ここでは、凹部６１ｄに突起３２ｆを嵌め込むだけで、特別な位置決め工程を要することなく、第２円筒部３２の周方向に対してマグネット６２を所定位置に位置決めすることができる。

そして、アマチャ６１の外周縁が、図１２（ｂ）に示すように、３つのクラッシュリブ３２ｃを削りつつ（あるいは押し潰しつつ）さらに挿入されると、削られた削り屑３２ｃ´（あるいは押し潰された破片）が環状溝３２ｅに落とし込まれる。
そして、図１２（ｃ）に示すように、アマチャ６１の端面６１ｂが、環状当接部３２ｄに当接して位置決めされると共に、端面６１ｂが環状溝３２ｅを塞いで削り屑３２ｃ´（あるいは押し潰された破片）を閉じ込める。これにより、発生した削り屑３２ｃ´の廃棄処理等が不要になり、生産工程の簡素化、生産コストの低減等を達成することができる。

その後、カシメ部３２ｇが熱カシメ処理されて、アマチャ６１の端面６１ｃに当接するように屈曲して塑性変形され、環状当接部３２ｄと協働して、アマチャ６１を揺動軸線Ｌ方向（スラスト方向）において位置決めする。このように、カシメ部３２ｇをカシメ処理するだけで、アマチャ６１の抜け落ちを規制でき、アマチャ６１を第２円筒部３２に堅固に固定することができる。

このように、環状のアマチャ６１は、その外周面６１ａが第２円筒部３２の内周面３２ｂに嵌め込まれる際に、その外周縁がクラッシュリブ３２ｃを削る（あるいは潰す）ようにして取付けられるため、専用の部品を用いることなく、簡単な構造で、第２円筒部３２の変形を招くことなく、所定の装着位置に確実にかつ容易に取付けることができる。
また、予め着磁及び熱処理されたマグネット６２を適用できるため、多数のマグネット６２に対して一度に着磁処理及び熱処理（熱からし）工程を施すことができ（多数個取りが可能であり）、設備費を低減でき、処理工程のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上させることができる。
また、マグネット６２の着磁処理後にインサート成型時等の熱処理を受けないため、所定レベルの磁気力を維持でき、安定した高精度な検出性能を確保することができる。
さらに、第２円筒部３２の変形（軸径の変化）等を生じないため、環状のアマチャ６１（及びマグネット６２）を所定位置に固定でき、センサ精度を向上させることができる。

復帰バネ４０は、図３及び図４に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、その一端４１がハウジング本体１０の座部１３ａに当接され、その他端４２がペダルアーム３０の座部３７に当接され、所定の圧縮代に圧縮された状態で、ハウジング１０の凹部１３に嵌め込まれ（収容され）て、ペダルアーム３０を休止位置に戻す付勢力を発生する。

ヒステリシス発生機構５０は、図３及び図４に示すように、ハウジング１０の凹部１４に収容されており、第１スライダ５１、第２スライダ５２、復帰バネ５３により形成されている。
第１スライダ５１は、樹脂材料（例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料）により形成されており、図３及び図４に示すように、凹部１４の下部摺動面１４ａに接触して摺動する下面５１ａ、凹部１４の側部摺動面１４ｃに接触して摺動する左側面５１ｂ、ハウジングカバー２０の側部摺動面２４に接触して摺動する右側面５１ｃ、第２スライダ５２の傾斜面５２ｄと接触する傾斜面５１ｄ、ペダルアーム３０の上端部３６と離脱可能に係合する係合部５１ｅ等を備えている。

第２スライダ５２は、樹脂材料（例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料）により形成されており、図３及び図４に示すように、凹部１４の上部摺動面１４ｂに接触して摺動する上面５２ａ、凹部１４の側部摺動面１４ｃに接触して摺動する左側面５２ｂ、側部摺動面２４に接触して摺動する右側面５２ｃ、第１スライダ５１の傾斜面５１ｄと接触する傾斜面５２ｄ、復帰バネ５３の他端５３ｂを当接させて保持する環状の座部５２ｅ等を備えている。

復帰バネ５３は、図３及び図４に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、その一端５３ａがハウジング本体１０（の凹部１４）の座部１４ｄに当接され、その他端５３ｂが第２スライダ５２の座部５２ｅに当接され、所定の圧縮代に圧縮された状態で嵌め込まれて、第２スライダ５３の傾斜面５２ｄを第１スライダ５１の傾斜面５１ｄに押し付けて、第１スライダ５１の下面５１ａを下部摺動面１４ａに押圧しかつ第２スライダ５２の上面５２ａを上部摺動面１４ｂに押圧するくさび作用を及ぼすと共に、上端部３６を介して、ペダルアーム３０を休止位置に戻す付勢力を発生するようになっている。

したがって、復帰バネ４０，５３の付勢力に抗して、ペダルアーム３０を最大踏込み位置（全開位置）に向けて踏み込む場合は、上端部３６が復帰バネ５３の付勢力に抗して第１スライダ５１を図４中の左向きに押し、傾斜面５１ｂ，５２ｄのくさび作用により、下面５１ａ及び上面５２ａがそれぞれ下部摺動面１４ａ及び上部摺動面１４ｂに押し付けられつつ移動し、復帰バネ５３の付勢力の増加に伴って直線的に増加する摩擦力を生じる。

一方、復帰バネ４０，５３の付勢力に応じて、ペダルアーム３０を休止位置に向けて戻す場合は、傾斜面５１ｂ，５２ｄのくさび作用により下面５１ａ及び上面５２ａがそれぞれ下部摺動面１４ａ及び上部摺動面１４ｂに押し付けられる力も弱くなりつつ、復帰バネ５３の付勢力により第１スライダ５１及び第２スライダ５２が、元の位置に向けて図４中の右向きに移動し、復帰バネ５３の付勢力の減少に伴って直線的に減少する摩擦力を生じる。ここで、戻り動作の際の摩擦力は、踏込み動作の際の摩擦力よりも小さくなるため、踏込み動作から戻し動作までの全体の踏力（ペダル荷重）を、ヒステリシス荷重とすることができる。
尚、戻り動作の途中において、第１スライダ５１がスティックして停止したときは、復帰バネ４０の付勢力により、上端部３６が係合部５１ｅから離脱することで、ペダルアーム３０は所定の休止位置に戻るようになっている。

次に、このアクセルペダル装置の動作について説明する。
先ず、操作者（運転者）がアクセルペダル３０ａを踏み込まない休止位置にあるとき、復帰バネ４０，５３の付勢力により、当接部３５が休止ストッパ１５に当接して、ペダルアーム３０は図１中の実線で示す位置に停止している。このとき、ペダルアーム３０の上端部３６は、第１スライダ５１の係合部５１ｅと離脱可能に係合した状態にある。

この状態から、操作者（運転者）がアクセルペダル３０ａを踏み込むと、ペダルアーム３０は、復帰バネ４０，５３の付勢力に抗して図４中の反時計回りに回転し、ヒステリシス発生機構５０が発生する抵抗荷重（押返し荷重）を増しながら、図１中の二点差線にて示す最大踏込み位置（全開位置）まで回転して、その当接部３８がハウジング本体１０の全開ストッパ１６に当接して停止する。

一方、操作者（運転者）が踏力を緩めると、踏込み時の抵抗荷重（ペダル荷重）よりも小さい抵抗荷重（ペダル荷重）を操作者（運転者）に及ぼしながら、ペダルアーム３０は復帰バネ４０，５３の付勢力により休止位置に向けて移動し、そのペダルアーム３０の当接部３５がハウジング本体１０の休止ストッパ１５に当接して停止する。

上記のように、操作者（運転者）がアクセルペダル３０ａを操作して、ペダルアーム３０を休止位置と最大踏み込み位置の間で揺動させる際に、ペダルアーム３０はガタツキを生じることなく安定して揺動し、又、休止する際にも再現性よく所定の休止位置に位置付けられ、磁気式位置センサ６０は、ペダルアーム３０の角度位置を再現性よく高精度に検出（出力）することができる。

上記実施形態においては、磁気式位置センサ６０のアマチャ６１を固定する凹状ホルダとして、ペダルアーム３０の第２円筒部３２、ステータ６３，６４及びセンサ素子６５を固定する凸状ホルダとしてハウジングカバー２０の突出部２３を示したが、これに限定されるものではなく、その他の凹状ホルダ及び凸状ホルダを採用することができる。

上記実施形態においては、ハウジング１０，２０及びペダルアーム３０の全てが樹脂材料により形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、その他の金属材料等により形成される場合においても、本発明に係る磁気式位置センサを適用することができる。

以上述べたように、本発明の磁気式位置センサは、構造の簡素化、部品点数の削減、組付け作業性の向上、設備費の低減、低コスト化、生産性の向上、センサ精度の向上等を達成できるため、アクセルペダル（ペダルアーム）の回転角度位置を検出するのに適用できるのは勿論のこと、その他の角度位置を検出する必要のある機械機器、電子機器等にも有用である。

本発明に係る磁気式位置センサを備えたアクセルペダル装置の一実施形態を示す側面図である。 図１に示すアクセルペダル装置の正面図である。 アクセルペダル装置の内部構造を示す断面図である。 アクセルペダル装置の内部構造を示す側面図である。 アクセルペダル装置の一部をなすハウジング本体の内部を示す側面図である。 アクセルペダル装置の一部をなすハウジングカバーの内部を示す側面図である。 アクセルペダル装置の一部をなすペダルアームを示す側面図である。 ペダルアームの一部（アマチャを装着した第２円筒部）を拡大した拡大側面図である。 ペダルアームの一部（アマチャを取り除いた第２円筒部）を拡大した拡大側面図である。 ペダルアームの一部（アマチャを装着した第２円筒部）を拡大したものであり、（ａ）はその拡大断面図、（ｂ）はその部分拡大断面図である。 ペダルアームの一部（アマチャを取り除いた第２円筒部）を拡大した斜視断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、アマチャを第２円筒部に装着する工程を示す工程図である。

符号の説明

Ｌ 揺動軸線
１０ ハウジング本体（ハウジング）
１１ 凸状嵌合部
１２ スラスト受部
１３，１４ 凹部
１３ａ，１４ｄ 座部
１５ 休止ストッパ
１６ 全開ストッパ
１７ フランジ部
１８ａ 結合部
１８ｂ 掛止爪
１８ｃ ネジ穴
２０ ハウジングカバー（ハウジング）
２１ 凹状嵌合部
２３ 突出部（凸状ホルダ）
２７ コネクタ
２８ａ 結合部
２８ｂ 掛止片
２８ｃ 貫通孔
３０ ペダルアーム
３０ａ アクセルペダル
３１ 第１円筒部
３２ 第２円筒部（凹状ホルダ）
３２ａ 外周面
３２ｂ 内周面
３２ｃ クラッシュリブ
３２ｄ 環状当接部
３２ｅ 環状溝
３２ｆ 突起（位置決め部）
３２ｇ カシメ部
３５ 当接部
３６ 上端部
３７ 座部
３８ 当接部
４０ 復帰バネ
５０ ヒステリシス発生機構
５１ 第１スライダ
５２ 第２スライダ
５３ 復帰バネ
６０ 磁気式位置センサ
６１ アマチャ
６１ａ 外周面
６１ｂ，６１ｃ 端面
６１ｄ 凹部（位置決め部）
６２ マグネット
６３，６４ ステータ
６５ センサ素子

Claims (14)

1. 環状のアマチャと、前記アマチャに接合されたマグネットと、磁路を形成するステータと、磁束を検出するセンサ素子と、前記アマチャを嵌合して固定する凹状ホルダと、前記ステータ及びセンサ素子を一緒に固定して前記凹状ホルダの内側に非接触にて相対的に回動自在に配置される凸状ホルダを備えた磁気式位置センサであって、
   前記凹状ホルダは、前記アマチャの外周面を対向又は接触させるように受け入れる内周面と、前記内周面から内側に突出すると共に前記アマチャを嵌め込む際にその外周縁により削られ又は潰され得るクラッシュリブを含む、
   ことを特徴とする磁気式位置センサ。
2. 前記クラッシュリブは、周方向に等間隔にて複数形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気式位置センサ。
3. 前記クラッシュリブは、前記アマチャを受け入れる方向に向けて、前記内周面に滑らかに続くように傾斜して形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の磁気式位置センサ。
4. 前記凹状ホルダは、前記アマチャの端面を当接させる環状当接部と、前記環状当接部の周りに形成された環状溝を含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の磁気式位置センサ。
5. 前記凹状ホルダ及びアマチャは、相互の位置決めをするための位置決め部を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の磁気式位置センサ。
6. 前記凹状ホルダは、前記内周面に装着された前記アマチャを固定するべく、前記アマチャの端面に当接するように変形されるカシメ部を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の磁気式位置センサ。
7. 前記凹状ホルダは、樹脂材料により形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載の磁気式位置センサ。
8. アクセルペダルを有するペダルアームと、ペダルアームを休止位置と最大踏込み位置の間で所定の揺動軸線回りに揺動自在に支持するハウジングと、前記ペダルアームを休止位置に戻す付勢力を及ぼす復帰バネと、前記ペダルアームの角度位置を検出する磁気式位置センサを備えたアクセルペダル装置であって、
   前記ペダルアームは、前記揺動軸線を中心とする円筒部を有し、
   前記ハウジングは、前記円筒部を前記揺動軸線回りに摺動自在に嵌合させる嵌合部と、前記円筒部の内側に非接触にて配置される突出部を有し、
   前記磁気式位置センサは、前記円筒部に嵌合して固定された環状のアマチャと、前記アマチャに接合されたマグネットと、前記突出部に一緒に固定された磁路を形成するステータ及び磁束を検出するセンサ素子を含み、
   前記円筒部は、前記アマチャの外周面を対向又は接触させるように受け入れる内周面と、前記内周面から内側に突出すると共に前記アマチャを嵌め込む際にその外周縁により削られ又は潰され得るクラッシュリブを含む、
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
9. 前記クラッシュリブは、周方向に等間隔にて複数形成されている、
   ことを特徴とする請求項８記載のアクセルペダル装置。
10. 前記クラッシュリブは、前記アマチャを受け入れる方向に向けて、前記内周面に滑らかに続くように傾斜して形成されている、
    ことを特徴とする請求項９に記載のアクセルペダル装置。
11. 前記円筒部は、前記アマチャの端面を当接させる環状当接部と、前記環状当接部の周りに形成された環状溝を含む、
    ことを特徴とする請求項８ないし１０いずれかに記載のアクセルペダル装置。
12. 前記円筒部及びアマチャは、相互の位置決めをするための位置決め部を有する、
    ことを特徴とする請求項８ないし１１いずれかに記載のアクセルペダル装置。
13. 前記円筒部は、前記内周面に装着された前記アマチャを固定するべく、前記アマチャの端面に当接するように変形されるカシメ部を有する、
    ことを特徴とする請求項８ないし１２いずれかに記載のアクセルペダル装置。
14. 前記ハウジング及び前記ペダルアームは、樹脂材料によりそれぞれ形成されている、
    ことを特徴とする請求項８ないし１３いずれかに記載のアクセルペダル装置。
    

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