JP2008544418A - 磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダル - Google Patents

Abstract

本明細書で開示するのは、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルである。前記ペダルには、ペダルユニット、緩衝装置、センサー挿入装置、棒装置、及び検出装置が含まれる。前記ペダルユニットには、支持プレート、前記支持プレートに連結された作動ペダル、緩衝ヒンジ、及び結合ヒンジが含まれる。前記緩衝装置には、緩衝マウント部、緩衝シリンダー内に設けられた支持軸、及び緩衝スプリングが含まれる。前記センサー挿入装置には、前記緩衝装置の中心に位置する挿入ハウジング、上部支持座部に載置された上部永久磁石、下部支持座部に載置された下部永久磁石、及びセンサー支持部が含まれる。前記棒装置には、棒マウント穴を有する棒マウント部、及び円筒状挿入棒が含まれる。前記検出装置には、前記棒装置の中心に位置するセンサーハウジング、及び変位センサーが含まれる。
【選択図】図４

Description

本発明は一般に、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルに関するものであり、より具体的には、各種産業機械や設備機器を制御するためにばね力を用いて衝撃を吸収するための複数の緩衝部品が前記ペダルの中心から下部支持部に延出し、磁石が前記緩衝部品の中心部で前記ペダルの上部死点と底部死点とに設けられ、前記磁石の磁極類似物が互いに向き合うようになっており、変位センサーを有する検出装置が前記上下永久磁石間に設けられ、前記検出装置の位置が前記ペダルの操作に応答して変化するようになっており、かくして、前記緩衝部品が前記ペダルの操作によって生じた衝撃を吸収し、前記変位センサーの動作によって前記磁石の相対する磁極類似物の周囲に生成された磁場の変動によって位置（踏み込み量）が検知され、したがって前記ペダルの操作位置（踏み込み量）が正確に検出され、各種産業機械が正確に制御されるように構成される磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルに関するものである。

通常、ペダルは機械の一部であり、足で操作されるボード形状を持ち、その起源は、足を意味するラテン言語「ペダル」である。自転車では、動力がペダルから大型ギアとチェーンを介して駆動歯車に順次伝達される。一方、自動車は、アクセルペダル、ブレーキペダル、及びクラッチペダルを踏み込むことによって操作される。

したがって、ペダルは、自動車または産業用車両やフォークリフトトラックなどの各種建設機器のアクセル、ブレーキ、またはクラッチに使用される操作機械部品である。前記ペダルは、足によって加えられる圧力に応じて操作力の強度を増減させるように構成され、かくして各種操作機械のアクセルやブレーキまたはクラッチの操作を制御するものである。前記ペダルは、圧力によって押圧された前記ペダルの位置（踏み込み量）に応じて機械の動作状態を検出することを目的に設計されている。

ペダルによって操作される産業用搬送機器、建設機器及び自動車の高度化に伴って、新しい制御装置、つまり、エレクトロニックスタビリティープログラム（ＥＳＰ）が開発されており、ユーザーは、最高の姿勢から、速度に応じたクラッチ、ブレーキ、及び加速力、ステアリングホイールのステアリング角、及びペダルの操作を常に点検しながら前記機器や自動車を操作できるようになっている。それによって、人為的な操作なしに最適な運転姿勢を保つことが可能となる。ＥＳＰの中枢脳としての機能を果たす電子制御装置（ＥＣＵ）は、その中に中央処理制御回路を有し、かくして、速度、ブレーキ操作、クラッチ操作の変化、温度、エンジン状態、車輪回転の変化、及び車両に影響を及ぼす電子部品の状態の変化を点検確認する各種センサーによって検出されたデータに基づいて自動的に最適運転状態をコントロールする。

ＥＣＵは、自動車の４車輪のそれぞれに装着されている。自動車のアンダーステアまたはオーバーステアが発生すると、車輪の回転は入力プログラムによって制御される。かくして、自動車走行中にドライバーが突然にステアリングホイールを切ったとしても、ＥＣＵは４車輪の回転を制御する働きをし、自動車が過度に傾いたり、横転することがないようになっている。ＥＣＵは、自動車に知性を持たせる上で必要不可欠な技術である。ＥＣＵは、ドライバーの安全性を向上させ、運転経験の欠如に起因する事故を最小限に抑えるために重要な技術である。ＥＣＵの適用可能な分野は徐々に拡大しており、かくしてＥＣＵは、産業用搬送機器及び建設機器に対しても適用されている。

そのようなものとして、各種データを収集するセンサーの中で、加速量を測定するためのスロットル位置センサー（ＴＰＳ）は、インテークマニホールド前のスロットル本体に取り付けられる。アクセルペダルが踏まれると、ＴＰＳは踏み込み量に相当する長さを検出する。その長さは、ペダルの踏み込み量に相当する開口部比の変化に応じた回転角度を測定するロータリー式可変抵抗器によって測定され、かくしてアナログ信号が生成される。ＴＰＳは、前記アナログ信号に基づいてエンジン状態を判断し、燃料噴射量を制御する。

ペダルを用いるセンサーはＴＰＳの構造と類似する構造になっている。かかるセンサーは、前記ペダルと、前記アクセルペダルの操作比率の変化とによって操作される前記スロットル本体の回転角度を測定するが、前記ロータリー式可変抵抗センサー用いて前記スロットル本体と前記アクセルペダルとの間の相関を正確に測定することは困難であり、適正に燃料噴射量を制御することも不可能である。

さらに、ペダルを用いる前記センサーは、比較的正確に操作部品を検知するが、前記ペダルの操作比率の変化を正確に測定することは不可能である。

また、ペダルの踏み込み量を測定するために用いられる前記ロータリー式可変抵抗センサーは、前記ペダルの上下移動時の圧力変化を繊細に測定することができないので、わずかな動きを検知することは不可能である。

よって、本発明は、前記従来技術において発生する上記問題点を念頭に置いてなされたものであり、本発明の目的は、以下のように構成されている、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供することである。
・下部支持プレートと各種産業機械及び機器を制御するためのペダルユニットの上部作動ペダルが操作ヒンジを介して互いに連結されており、
・センサー挿入装置が作動ペダル下の中央に設けられ、その両側に緩衝スプリング付き緩衝シリンダーを有し、前記作動ペダルが上部にある時の位置に対応する上部死点と、前記作動ペダル底部にある時の位置に対応する底部死点と、にそれぞれ永久磁石を有し、押圧力のため、前記永久磁石の磁極類似物が互いに向き合うようになっており、
・変位センサーを有する検出装置が前記永久磁石の上部死点と底部死点との間に設けられており、
・前記検出装置の両側に設けられ、かつ、対応する緩衝シリンダーに挿入された挿入棒が、結合ヒンジを介して前記下部支持プレートに連結され、前記挿入棒が前記永久磁石間を前記作動ペダルの操作距離分移動されることができるようになっており、該永久磁石が前記作動ペダルと前記支持プレートとの間に設けられ、前記上部死点と底部死点とに位置し、その相対する磁極類似物が互いに向き合いようになっているので、前記変位センサーによって検出された前記相対する磁極類似物の磁力の変化によって前記ペダルの操作位置を正確かつ繊細に検出し、したがって検出効率が向上できるようになっている。

本発明の別の目的は、以下のように構成されている、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供することである。
・緩衝装置が、緩衝ヒンジを介して作動ペダルの下部分に連結されて、足で圧力を掛けることによって作動ペダルを作動させ、下部支持プレートと足の圧力によって作動された前記作動ペダルとの間に設けられ、その両側に緩衝スプリング付きの緩衝シリンダーを持ち、
・挿入棒が、前記緩衝ヒンジに対応する位置にある結合ヒンジを介して前記支持プレートの上部分に連結され、かつ、対応する緩衝シリンダーに挿入され、たとえ強力な圧力が前記ペダルに作用しても前記緩衝装置が衝撃を吸収するできるようになっており、かくして前記ペダルの破壊や破損が防止され、したがって前記ペダルの寿命が伸び、前記ペダルを操作する足の疲労が最小限に抑えられ、また、ユーザーの快適性も向上できるようになっている。

本発明のさらなる目的は、以下のように構成されている、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供することである。
・変位センサーが、上下に移動する作動ペダルの前記上部死点と底部死点とに位置する上部永久磁石と下部永久磁石との間に設けられており、かつ、前記作動ペダルの変位を検出し、かくして磁場の微細な変化を測定し、高感度を持つことができるようになっており、また、検出された変位に対する出力信号の電圧がさまざまに選択可能となり、したがって微細な検出値を精密信号として出力し、検出効率を向上させるようになっている。

本発明のまたもう一つの目的は、以下のように構成されている、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供することである。
・上下に移動する作動ペダルの前記上部死点と底部死点とに位置する上部永久磁石と下部永久磁石とが配設され、その磁極類似物が互いに向き合うようになっており、かくして前記永久磁石が変位センサーを通過することが防止され、前記変位センサーによって検出された磁場の強度が前記変位に比例させられ、したがって変位が正確に測定され、信頼性が高まるようになっている。

本発明のさらなる目的は、以下のように構成されている、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供することである。
・縦係止穴を有し、結合ヒンジを介して支持プレートの上部分に連結される棒装置の所定位置に設けられる挿入棒が、緩衝スプリングを有し、緩衝ヒンジを介して作動ペダルの下部分に連結された緩衝装置の両側に設けられる２つの緩衝シリンダーのそれぞれに挿入されており、
・係止部が、前記緩衝シリンダーと前記ロードユニットの縦係止穴とのそれぞれに所定の位置で形成された係止穴に係止され、前記作動ペダルが縦係止穴の範囲以内で上下に移動できるようになっており、かくして前記作動ペダルの除去が防止され、したがって緩衝効果が最大限に発揮されるようになっている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下を含む、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供する。
・矩形板の形状を有し、前記ペダルの下部分を支持する支持プレートを含むペダルユニットと
・操作ヒンジを介して前記支持プレートの端部に連結され、押圧力によって作動される作動ペダルと、
・前記作動ペダルの下部分に設けられた緩衝ヒンジと、
・前記支持プレートの上部分に設けられ、前記作動ペダルが作動されると前記緩衝ヒンジに対応するように位置決めされる結合ヒンジと、
・緩衝装置であって、前記緩衝装置の上部分に設けられた緩衝マウント部を含み、緩衝マウント穴を有し、前記ペダルユニットの緩衝ヒンジが前記緩衝マウント部にマウントされるようになっている緩衝装置と、
・緩衝シリンダーのそれぞれの中心に設けられ、その中に空洞空間を有する支持軸であって、前記緩衝シリンダーが、所定の間隔で互いに間隔を隔てている前記緩衝装置の下部分の両側に設けられていることを特徴とする支持軸と、
・前記支持軸によって支持される前記緩衝シリンダーのそれぞれに設けられた緩衝スプリングと、
・前記緩衝シリンダー間に位置決めされる前記緩衝装置の中心に設けられた挿入ハウジングを含み、矩形ボックス形状を有するセンサー挿入装置と、
・前記挿入ハウジングの上部位置に設けられた上部支持座部に載置された上部永久磁石と、
・前記挿入ハウジングの下部位置に設けられた下部支持座部に載置された下部永久磁石と、
・前記挿入ハウジングの下部位置に設けられたセンサー支持部と、
・前記結合ヒンジに連結された棒マウント穴を有する棒マウント部を含む棒装置であって、前記結合ヒンジが前記ペダルユニットの支持プレートの上部分に設けられていることを特徴とする棒装置と、
・前記対応緩衝シリンダーに連結されるように前記棒マウント部の上部分の両側に設けられた円筒状挿入棒であって、前記円筒状挿入棒のそれぞれがその中心に挿入穴を有し、前記支持軸がその中に挿入され、前記緩衝スプリングを支持し、かつ、前記緩衝シリンダーのそれぞれに挿入されているようになっていることを特徴とする円筒状挿入棒と、
・前記挿入棒間に位置決めされ、前記棒マウント部から延出するように前記棒装置の中心に設けられたセンサーハウジングを含む検出装置と、
・磁場を検出するため前記センサーハウジングの上部分に設けられた変位センサーであって、前記挿入棒が対応する緩衝シリンダーに挿入されると、前記変位センサーが前記センサー挿入装置のセンサー支持部によって支持され、前記作動ペダルの操作に応答して上下に移動され、かくして前記上部永久磁石と前記下部永久磁石との間に形成された磁場の変位量を測定し、したがって前記作動ペダルの位置（踏み込み量）を検出できるようになっていることを特徴とする変位センサー。

さらに、係止穴は、前記緩衝装置の緩衝シリンダーのそれぞれにおいて所定の位置に形成され、縦係止穴は、前記係止穴の周囲に位置決めされるように前記緩衝シリンダーのそれぞれに挿入された前記挿入棒に形成され、前記係止穴と前記縦係止穴とが所定の位置に配置されると、係止部が前記係止穴と前記縦係止穴とに挿入され、かくして前記緩衝シリンダーのそれぞれに挿入された前記挿入棒を前記縦係止穴の範囲内で垂直に往復運動できるようになっている。

さらに、前記センサー挿入装置の挿入ハウジングに設けられた前記上部支持座部と前記下部支持座部とにそれぞれ載置された前記上部永久磁石と前記下部永久磁石とは、その磁極類似物が互いに向き合いように配設され、前記検出装置の変位センサーが前記作動ペダルとともに操作され、かくして位置の変化に応じた磁場の変位を検出できるようになっている。

これから、すべての図面を通じて同一または類似の構成部品を命名するのに同一参照番号を使用した図面について説明する。

図１は、本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを示す側面図であり、図２は、本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部であり、センサー挿入装置が設けられている緩衝装置を示す前断面図であり、図３は、本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部であり、検出装置が取り付けられている棒装置を示す前断面図であり、図４は、本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部（前記緩衝装置と前記棒装置とが互いに組み付けられる際）である前記緩衝装置と前記棒装置とを示す図であり、図５は、本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部である前記緩衝装置と前記棒装置とが互いに組み付けられ、前記棒装置が上部死点にあり、前記ペダルが使用できないようになっている状態を示す側断面図であり、図６は、本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部である前記緩衝装置と前記棒装置とが互いに組み付けられ、前記棒装置が前記緩衝装置に挿入され、前記ペダルが使用できないようになっている状態を示す側断面図である。

図１〜図６に示すように、本発明に係る、変位検出センサーを装備する磁極類似物を用いるペダル１００には、ペダルユニット１１０、緩衝装置１２０、センサー挿入装置１３０、棒装置１４０、及び検出装置１５０が含まれる。前記ペダルユニット１１０には、所定の角度で傾斜され、各種産業機械や設備機器を操作できるようになっている、矩形板の形状を有する作動ペダル１１１が含まれる。前記ペダルユニット１１０の下部分は、操作ヒンジ１１３を介して前記作動ペダル１１１にヒンジ接続されている支持プレート１１２によって支持される。前記緩衝装置１２０は、緩衝ヒンジ１１４を介して前記ペダルユニット１１０の作動ペダル１１１の下部分に連結される。緩衝スプリング１２５を有する緩衝シリンダー１２３は、前記緩衝装置１２０の両側に設けられる。前記センサー挿入装置１３０は、前記緩衝装置１２０の中心に設けられ、前記作動ペダル１１１が上下に移動される際に磁場の変化を引き起こす上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５とを含む。前記棒装置１４０は、結合ヒンジ１１５を介して前記ペダルユニット１１０の前記支持プレート１１２の上部分にマウントされる。前記棒装置１４０の両側は、対応する緩衝シリンダー１２３に挿入される。前記検出装置１５０は、前記センサー挿入装置１３０に挿入されるように前記棒装置１４０の中心に設けられ、前記作動ペダル１１１の上下動作に起因する磁場の変化を測定する。

前記ペダルユニット１１０には、矩形板の形状を有し、前記ペダルユニット１１０の下部分を支持する前記支持プレート１１２が含まれる。前記作動ペダル１１１は、前記操作ヒンジ１１３を用いて前記支持プレート１１２上の所定位置にヒンジ接続され、かくして押圧力によって作動されるペダルユニット１１０を認識する。前記緩衝ヒンジ１１４は前記作動ペダル１１１の下部分に設けられる。前記結合ヒンジ１１５は、前記作動ペダル１１１が作動される際に前記緩衝ヒンジ１１４に対応する位置となるように前記支持プレート１１２の上部分に設けられる。

前記緩衝装置１２０は、その上部分に、緩衝マウント穴１２２を有する緩衝マウント部１２１を持ち、前記ペダルユニット１１０の緩衝ヒンジ１１４にマウントされるようになっている。前記緩衝シリンダー１２３は、所定の間隔で互いに間隔を隔てるように前記緩衝装置１２０の下部分の両側に設けられ、その中に空洞空間を有し、支持軸１２４は、前記対応緩衝シリンダー１２３の前記空間内に設けることができるようになっている。緩衝スプリング１２５は、前記緩衝シリンダー１２３のそれぞれに設けられ、前記対応支持軸１２４によって支持される。

前記センサー挿入装置１３０には、矩形ボックスの形状を有する挿入ハウジング１３１が含まれ、前記緩衝シリンダー１２３間に位置するように前記緩衝装置１２０の中心に設けられる。前記上部永久磁石１３３は、前記挿入ハウジング１３１の上部位置に設けられる上部支持座部１３２に載置される。さらに、前記下部永久磁石１３５は、前記挿入ハウジングの１３１の下部位置に設けられる下部支持座部１３４に載置される。センサー支持部１３６は、前記挿入ハウジング１３１の下部位置に設けられる。

前記棒装置１４０は、棒マウント穴１４２を有し、前記支持プレート１１２の上部分設けられた前記結合ヒンジ１１５にマウントされる棒マウント部１４１を持つ。円筒状挿入棒１４３は、前記対応緩衝シリンダー１２３に連結されるように前記棒装置１４０の上部分の両側に設けられる。前記円筒状挿入棒１４３は挿入穴１４４を有し、前記支持軸１２４が前記対応挿入穴１４４に挿入できるようになっている。それによって、前記挿入棒１４３は、前記緩衝スプリング１２５を支持しながら、前記緩衝シリンダー１２３に挿入される。

好ましくは、係止穴１２６は、前記緩衝装置１２０の各緩衝シリンダー１２３の所定部分に形成される。各挿入棒１４３が前記対応緩衝シリンダー１２３に挿入されている状態では、前記挿入棒１４３は、前記係止穴１２６の周囲に位置するように前記緩衝シリンダー１２３に挿入される縦係止穴１４５に形成される。それによって、前記係止穴１２６と前記縦係止穴１４５は所定の位置に配置される。次に、係止部１２７は、整列された係止穴１２６と縦係止穴１４５に挿入される。それによって、各緩衝シリンダー１２３に挿入された前記挿入棒１４３は、前記縦係止穴１４５以内の範囲で垂直方向に往復運動する。

前記検出装置１５０には、前記挿入棒１４３間に位置し、前記棒マウント部１４１から上方に延出するように前記棒装置１４０の中心に設けられるセンサーハウジング１５１が含まれる。変位センサー１５２は、磁場を検出するため、前記センサーハウジング１５１の上部分に設けられる。前記挿入棒１４３が対応する緩衝シリンダー１２３に挿入されると、前記変位センサー１５２は、前記センサー挿入装置１３０のセンサー支持部１３６によって支持され、前記作動ペダル１１１の動作に応答して上下に移動する。このように、前記変位センサー１５２は、前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との間に生成された磁場の変位を測定し、かくして前記作動ペダル１１１の位置を検出する。

好ましくは、前記上部支持座部１３２に載置された前記上部永久磁石１３３と、前記下部支持座部１３４に載置された前記下部永久磁石１３５とは、前記センサー挿入装置１３０の挿入ハウジングの１３１に設けられ、その磁極類似物が互いに向き合えるようになる。それによって、前記検出装置１５０の変位センサー１５２は、前記作動ペダル１１１とともに操作され、かくして位置の変化に応じて磁場の変位を検出する。

本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサー装備するペダルの操作を以下に説明する。

まず、前記ペダルユニット１１０の支持プレート１１２は、前記ペダルが操作しようとする産業機械や設備機器にマウントされるように配設される。その後、前記作動ペダル１１１は、前記支持プレート１１２上の所定位置に設けられた前記操作ヒンジ１１３を用いて前記支持プレート１１２に連結される。かかる状態で、前記作動ペダル１１１の下部分設けられた前記緩衝ヒンジ１１４は、前記緩衝装置１２０の緩衝マウント部１２１の緩衝マウント穴１２２に挿入される。

前記支持軸１２４は、前記作動ペダル１１１に連結される前記緩衝装置１２０の緩衝シリンダー１２３で既定された空洞空間に挿入される。前記緩衝スプリング１２５は、前記対応支持軸１２４を支持するため、前記緩衝シリンダー１２３で既定された空間に取り付けられる。前記上部永久磁石１３３に載置された前記上部支持座部１３２と、前記下部永久磁石１３５に載置された前記下部支持座部１３４とは、前記作動ペダル１１１の上部操作高と下部操作高とに対応するように前記緩衝シリンダー１２３間に設けられた前記センサー挿入装置１３０の上部位置と下部位置とにそれぞれ設置される。

したがって、その下部分の中心に前記センサー挿入装置１３０を有する前記緩衝装置１２０は、前記作動ペダル１１１に連結される。かかる状態では、前記緩衝装置１２０の支持軸１２４が、前記棒装置１４０の対応する挿入穴１４４に挿入されると、前記挿入棒１４３は、前記緩衝スプリング１２５によって弾性的に支持されながら前記緩衝シリンダー１２３に挿入される。各挿入棒１４３の一端に形成された前記縦係止穴１４５は、各緩衝シリンダー１２３に開けられた前記係止穴１２６に整列される。かかる状態では、前記棒装置１４０は、前記係止部１２７を介して前記緩衝装置１２０に係止され、前記棒装置１４０が前記各縦係止穴１４５の長さに相当する距離分を前記緩衝シリンダー１２３内に移動するようになっている。

したがって、前記棒装置１４０が前記緩衝シリンダー１２３に係止されると、前記棒装置１４０の中心に設けられ、前記棒マウント部１４１から延出する前記センサーハウジング１５１の上部分に前記変位センサー１５２を有する前記検出装置１５０は、前記センサー挿入装置１３０の下部分に設けられている前記センサー支持部１３６に位置される。それによって、前記変位センサー１５２は、前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との間にマウントされる。

この場合は、前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との磁極類似物は互いに向き合い、前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との磁場が互いに反発するようになっている。それによって、その磁場均一性は、前記変位センサー１５２の変位に応答して変化し、かくして前記ペダルの位置（踏み込み量）を微細かつ正確に検出する。

したがって、前記棒装置１４０と前記検出装置１５０とは、前記緩衝装置１２０と前記センサー挿入装置１３０とにそれぞれ挿入される。かかる状態では、前記支持プレート１１２の上部分に設けられた前記結合ヒンジ１１５は、前記ペダルの下部分にマウントされ、前記棒装置１４０の下部分に設けられている前記棒マウント部１４１に形成された前記棒マウント穴１４２に挿入される。それによって、前記ペダルの設置は完了する。

前記ペダル１００の設置が完了後、前記センサー挿入装置１３に設けられている前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との間に位置する前記変位センサー１５２は、前記ペダル１００とともに操作され、前記変位センサーの位置が変更され、前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との磁場変位が前記変位センサー１５２によって検知できるようになっている。前記ペダル１００の操作角度に応じた出力信号値は外部に出力される。

詳細に説明すると、ユーザーが必要とする最大・最小出力信号値が０.５Ｖ〜４.５Ｖ範囲内限定され、前記ペダル１００の動作によって得られた前記出力信号値が前記外部に配信されると仮定して、前記ペダル１００が操作されないと、磁場変位に対する出力信号値が０.５Ｖとなるように前記変位センサーは設定される。さらに、前記ペダル１００が最大限に押圧されると、前記変位センサーは、磁場変位に対する出力信号値が４.５Ｖとなるように設定される。かくして、前記ペダル１００の操作に応答して変動する前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との磁場変位は、前記操作位置に比例する出力信号値の配信に先立って前記変位センサー１５２によって検知される。

所望のとおりに操作設定が完了された後、前記作動ペダル１１１は押圧されて前記ペダル１００を操作する。この時点では、前記作動ペダル１１１は、前記支持プレート１１２の操作ヒンジ１１３の周囲を回転して下方に移動する。それによって、前記緩衝ヒンジ１１４を介して前記作動ペダル１１１の下部分に連結され、前記結合ヒンジ１１５を介して前記支持プレート１１２の上部分にヒンジ接続される前記対応緩衝シリンダー１２３内の前記緩衝スプリング１２５を支持する前記棒装置１４０の各挿入棒１４３は、前記緩衝シリンダー１２３に入る。この時点では、前記作動ペダル１１１によって与えられた衝撃は、前記緩衝スプリング１２５によって吸収される。

前記作動ペダル１１１が作動される時に、前記棒装置１４０に連結された前記検出装置１５０の変位センサー１５２は、前記緩衝シリンダー１２３間に設けられた前記センサー挿入装置１３０内に移動し、前記変位センサー１５２の位置が変更できるようになる。この時点では、その磁極類似物が互いに向き合えるように設けられた前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との磁場変位は、前記変位センサー１５２によって検出され、前記作動ペダル１５１の操作位置が検知できるようになっている。

前記作動ペダル１１１が下方に移動して最大底部死点に達すると、各緩衝シリンダー１２３の所定位置に設けられた前記係止部１２７は、各挿入棒１４３の対応位置に形成された前記縦係止穴１４５に係止される。前記係止部が、前記縦係止穴のサイズによって限定された前記ストロークの下端に到達すると、前記係止部は動作を停止する。それによって、前記作動ペダル１１１は下方に移動して前記底部死点に達する。

この時点では、前記変位センサー１５２は下方に移動して、前記底部死点に相当する位置に設けられた前記センサー挿入装置１３０の下部永久磁石１３５に達する。前記作動ペダル１１１の前記底部死点への下方動作が検出される時に、前記作動ペダル１１１の動作は前記変位センサー１５２によって検知される。

下方に移動した前記作動ペダル１１１から圧力が解除されると、各挿入棒１４３は、各緩衝シリンダー１２３内に設けられた前記対応緩衝スプリング１２５の弾性によって圧縮される。それによって、前記緩衝装置１２０の各係止部１２７は、前記棒装置１４０の対応する縦係止穴１４５に係止され、前記係止部１２７が前記縦係止穴のサイズによって限定される前記ストロークの上端部に到達し、操作を停止するようになる。その結果、前記作動ペダル１１１は上方に移動し、その元位置に復帰する。

この時点では、前記変位センサー１５２は上方に移動して、前記上部死点に相当する位置に設けられた前記センサー挿入装置１３０の上部永久磁石１３３に達し、かくして前記作動ペダル１１１がその元位置に復帰する時間を検出する。

かくして、圧力が前記作動ペダル１１１に印加されると、前記衝撃は前記緩衝スプリング１２５によって吸収され、前記変位センサー１５２はともに操作される。それによって、前記作動ペダル１１１の位置変化量は、前記上部永久磁石１３３と下部永久磁石１３５との磁場変化に応答して検知される。衝撃は吸収され、かくして前記ペダルの寿命は伸び、前記作動ペダル１１１の位置は正確に検出され、かくして前記ペダルの検出能力は向上する。

上記のように、本発明は以下を提供するものである。
・下部サポートプレートと各種産業機械及び機器を制御するためのペダルユニットの上部作動ペダルが操作ヒンジを介して互いに連結されるように構成される、磁極のように用いる変位検出センサーを装備するペダルと、
・センサー挿入装置が作動ペダル下の中央に設けられ、その両側に緩衝スプリング付き緩衝シリンダーを有し、前記作動ペダルが上部にある時の位置に対応する上部死点と、前記作動ペダル底部にある時の位置に対応する底部死点と、にそれぞれ永久磁石を有し、押圧力のため、前記永久磁石の磁極類似物が互いに向き合うようになっており、
・変位センサーを有する検出装置が前記永久磁石の上部死点と底部死点との間に設けられており、
・前記検出装置の両側に設けられ、かつ、対応する緩衝シリンダーに挿入された挿入棒が、結合ヒンジを介して前記下部支持プレートに連結され、前記挿入棒が前記永久磁石間を前記作動ペダルの操作距離分移動されることができるようになっており、該永久磁石が前記作動ペダルと前記支持プレートとの間に設けられ、前記上部死点と底部死点とに位置し、その相対する磁極類似物が互いに向き合いようになっているので、前記変位センサーによって検出された前記相対する磁極類似物の磁力の変化によって前記ペダルの操作位置を正確かつ繊細に検出し、したがって検出効率が向上できるようになっている。

さらに、本発明は、以下のように構成されている磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供する。
・緩衝装置が、緩衝ヒンジを介して作動ペダルの下部分に連結されて、足で圧力を掛けることによって作動ペダルを作動させ、下部支持プレートと足の圧力によって作動された前記作動ペダルとの間に設けられ、その両側に緩衝スプリング付きの緩衝シリンダーを持ち、
・挿入棒が、前記緩衝ヒンジに対応する位置にある結合ヒンジを介して前記支持プレートの上部分に連結され、かつ、対応する緩衝シリンダーに挿入され、たとえ強力な圧力が前記ペダルに作用しても前記緩衝装置が衝撃を吸収するできるようになっており、かくして前記ペダルの破壊や破損が防止され、したがって前記ペダルの寿命が伸び、前記ペダルを操作する足の疲労が最小限に抑えられ、また、ユーザーの快適性も向上できるようになっている。

さらに、本発明は、以下のように構成されている磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供する。
・変位センサーが、上下に移動する作動ペダルの前記上部死点と底部死点とに位置する上部永久磁石と下部永久磁石との間に設けられており、かつ、前記作動ペダルの変位を検出し、かくして磁場の微細な変化を測定し、高感度を持つことができるようになっており、また、検出された変位に対する出力信号の電圧がさまざまに選択可能となり、したがって微細な検出値を精密信号として出力し、検出効率を向上させるようになっている。

さらに、本発明は、以下のように構成されている磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供する。
・上下に移動する作動ペダルの前記上部死点と底部死点とに位置する上部永久磁石と下部永久磁石とが配設され、その磁極類似物が互いに向き合うようになっており、かくして前記永久磁石が変位センサーを通過することが防止され、前記変位センサーによって検出された磁場の強度が前記変位に比例させられ、したがって変位が正確に測定され、信頼性が高まるようになっている。

また、本発明は、以下のように構成されている磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを提供する。
・縦係止穴を有し、結合ヒンジを介して支持プレートの上部分に連結される棒装置の所定位置に設けられる挿入棒が、緩衝スプリングを有し、緩衝ヒンジを介して作動ペダルの下部分に連結された緩衝装置の両側に設けられる２つの緩衝シリンダーのそれぞれに挿入されており、
・係止部が、前記緩衝シリンダーと前記ロードユニットの縦係止穴とのそれぞれに所定の位置で形成された係止穴に係止され、前記作動ペダルが縦係止穴の範囲以内で上下に移動できるようになっており、かくして前記作動ペダルの除去が防止され、したがって緩衝効果が最大限に発揮されるようになっている。

本発明の上記およびその他の目的、特性及び利点は下記の添付図面と併せた詳細な説明によってさらに明確に理解されるであろう。
本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルを示す側面図である。 本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部であり、センサー挿入装置が設けられている緩衝装置を示す前断面図である。 本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部であり、検出装置が取り付けられている棒装置を示す前断面図である。 本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部（前記緩衝装置と前記棒装置とが互いに組み付けられる際）である前記緩衝装置と前記棒装置とを示す図である。 本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部である前記緩衝装置と前記棒装置とが互いに組み付けられ、前記棒装置が上部死点にあり、前記ペダルが使用できないようになっている状態を示す側断面図である。 本発明に係る、磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルの重要部である前記緩衝装置と前記棒装置とが互いに組み付けられ、前記棒装置が前記緩衝装置に挿入され、前記ペダルが使用できないようになっている状態を示す側断面図である。

Claims (3)

1. 磁極類似物を用いる変位検出センサーを装備するペダルであって、
   ・矩形板形状を有し、前記ペダルの下部分を支持する支持プレートと、
   操作ヒンジを介して前記支持プレートの端部に連結され、押圧力によって作動される作動ペダルと、
   前記作動ペダルの下部分に設けられた緩衝ヒンジと、
   前記支持プレートの上部分に設けられ、前記作動ペダルが作動されると前記緩衝ヒンジに対応するように位置決めされる結合ヒンジと、を含むペダルユニット、
   ・及び、
   前記緩衝装置の上部分に設けられた緩衝マウント部であって、緩衝マウント穴を有し、前記ペダルユニットの緩衝ヒンジが前記緩衝マウント部にマウントされるようになっている緩衝マウント部と、
   緩衝シリンダーのそれぞれの中心に設けられ、その中に空洞空間を有する支持軸であって、前記緩衝シリンダーが所定の間隔で互いに間隔を隔てている前記緩衝装置の下部分の両側に設けられていることを特徴とする支持軸と、
   前記支持軸によって支持される前記緩衝シリンダーのそれぞれに設けられた緩衝スプリングと、を含む緩衝装置、
   ・及び、
   前記緩衝シリンダー間に位置決めされるように前記緩衝装置の中心に設けられ、矩形ボックス形状を有する挿入ハウジングと、
   前記挿入ハウジングの上部位置に設けられた上部支持座部に載置された上部永久磁石と、
   前記挿入ハウジングの下部位置に設けられた下部支持座部に載置された下部永久磁石と、
   前記挿入ハウジングの下部位置に設けられたセンサー支持部と、を含むセンサー挿入装置、
   ・及び、
   前記結合ヒンジに連結された棒マウント穴を有し、前記結合ヒンジが前記ペダルユニットの支持プレートの上部分に設けられていることを特徴とする棒マウント部と、
   前記対応緩衝シリンダーに連結されるように前記棒マウント部の上部分の両側に設けられた円筒状挿入棒であって、前記円筒状挿入棒のそれぞれがその中心に挿入穴を有し、前記支持軸がその中に挿入され、前記緩衝スプリングを支持し、かつ、前記緩衝シリンダーのそれぞれに挿入されるようになっていることを特徴とする円筒状挿入棒と、を含む棒装置、
   ・及び、
   前記挿入棒間に位置決めされ、前記棒マウント部から延出するように前記棒装置の中心に設けられたセンサーハウジングと、
   磁場を検出するため前記センサーハウジングの上部分に設けられた変位センサーであって、前記挿入棒が対応する緩衝シリンダーに挿入されると、前記変位センサーが前記センサー挿入装置のセンサー支持部によって支持され、前記作動ペダルの操作に応答して上下に移動され、かくして前記上部永久磁石と前記下部永久磁石との間に形成された磁場の変位量を測定し、したがって前記作動ペダルの位置（踏み込み量）を検出できるようになっていることを特徴とする変位センサーと、を含む検出装置、
   を含むペダル。
2. 係止穴が前記緩衝装置の緩衝シリンダーのそれぞれにおいて所定の位置に形成され、縦係止穴は、前記係止穴の周囲に位置決めされるように前記緩衝シリンダーのそれぞれに挿入された前記挿入棒に形成され、前記係止穴と前記縦係止穴とが所定の位置に配置されると、係止部が前記係止穴と前記縦係止穴とに挿入され、かくして前記緩衝シリンダーのそれぞれに挿入された前記挿入棒を前記縦係止穴の範囲内で垂直に往復運動できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のペダル。
3. 前記センサー挿入装置の挿入ハウジングに設けられた前記上部支持座部と前記下部支持座部とにそれぞれ載置された前記上部永久磁石と前記下部永久磁石とが、その磁極類似物が互いに向き合いように配設され、前記検出装置の変位センサーが前記作動ペダルとともに操作され、かくして位置の変化に応じた磁場の変位を検出できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のペダル。

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