JP2010108819A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチ装置の厚みを抑制する。
【解決手段】基板３４には、磁気センサ３５が設置される。ホルダ３２は、基板３４に対して相対的に回転自在であり、サイドスタンドの回動に伴って回転する。このホルダ３２には、磁石が配置される磁石保持部３３が設置される。ホルダ３２は、基板３４と基板３４の磁気センサ３５の設置面３４Ａに平行な方向に対向している。本発明は、例えば、二輪自動車のサイドスタンドに装着されるスイッチ装置に適用することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、スイッチ装置に関し、特に、スイッチ装置の厚みを抑制することができるようにしたスイッチ装置に関する。

従来、二輪自動車のサイドスタンドの回動に応じて、オン信号またはオフ信号を出力するスイッチ装置がある。このようなスイッチ装置は、例えば、サイドスタンドが起立しているとき、オフ信号を二輪自動車のECU（Engine Control Unit）に出力し、エンジンの起動を妨げる。これにより、運転者が、サイドスタンドを起立したままの状態で誤って二輪自動車を走行させ、サイドスタンドを路面等に接触させることにより転倒することを防止することができる。

このようなスイッチ装置としては、サイドスタンドの回動とともに回転し、Ｓ極およびＮ極の磁気を帯びた磁石面が形成された回転部材と、その回転部材の磁石面の一部と対向して配設され、その磁石面からの磁気にて一対の金属端子を接触または離間させることにより電気的スイッチングを行うリードスイッチとを備えるものが知られている(例えば、特許文献１参照)。

しかしながら、リードスイッチを備えるスイッチ装置では、機械的な接触を用いてスイッチングが行われるので、二輪自動車の転倒等による衝撃で金属端子の接触不良が発生し、正確なスイッチングを行うことができない可能性がある。

そこで、サイドスタンドの回動とともに回転する回転部材に磁石を設け、その磁石と対向する位置にホールＩＣ（Integrated Circuit）を設けたスイッチ装置が考案されている(例えば、特許文献２参照)。このスイッチ装置では、機械的な接触ではなく、磁界の変化を用いてスイッチングが行われるため、スイッチングの信頼性を高めることができる。

特開２００４−３５５９０３号公報

特開２００８−１３０３１４号公報

しかしながら、特許文献２に記載のスイッチ装置では、ホールＩＣが設けられる基板と、磁石が設けられる回転部材とが、基板に垂直な方向に対向しており、スイッチ装置の厚み（基板に垂直な方向の長さ）が大きくなる。そして、スイッチ装置の厚みが大きい場合、スイッチ装置が目立ち、そのスイッチ装置を装着する二輪自動車のデザインに悪影響を及ぼす。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、スイッチ装置の厚みを抑制することができるようにするものである。

本発明の一側面のスイッチ装置は、磁気センサが設置された基板と、磁石が設置された、前記基板に対して相対的に回転自在な回転部とを備え、前記回転部は、前記基板と前記基板の前記磁気センサの設置面に平行な方向に対向するスイッチ装置である。

本発明の一側面のスイッチ装置においては、磁気センサが設置された基板と、磁石が設置された、前記基板に対して相対的に回転自在な回転部とが設けられ、前記回転部は、前記基板と前記基板の前記磁気センサの設置面に平行な方向に対向する。

従って、スイッチ装置の厚みを抑制することができる。

この磁気センサは、ＭＲセンサまたはホールＩＣにより構成されるようにすることができる。

以上のように、本発明の一側面によれば、スイッチ装置の厚みを抑制することができる。

図１と図２は、本発明を適用したサイドスタンドの一実施の形態の外観構成例を示す斜視図である。

なお、図１は、サイドスタンド全体の外観構成例を示す斜視図であり、図２は、サイドスタンドのうちのスイッチ装置付近の外観構成例を示す斜視図である。

図１Ａに示すように、サイドスタンド１０の上端部１０Ａは、ボルト１１によって、二輪自動車のフレーム（図示せず）にボルト等で固定されるブラケット１２に取り付けられている。但し、ブラケット１２とサイドスタンド１０の上端部１０Ａは圧着されていない。従って、サイドスタンド１０は、ブラケット１２に対してボルト１１の中心軸を中心に回動する。

また、図１Ａに示すように、スイッチ装置１３は、ケース部２１、ホルダ２２などにより構成される。このスイッチ装置１３の詳細な構成については後述する。スイッチ装置１３のケース部２１の図中上部は、二輪自動車のフレームに挿通する棒状のブラケット１４によって、ブラケット１２に取り付けられている。また、ケース部２１の図中下部は、ホルダ２２を介してサイドスタンド１０の上端部１０Ａに取り付けられている。従って、スイッチ装置１３は、サイドスタンド１０の回動に伴って、ブラケット１２に対して回動する。

なお、図１Ｂは、図１Ａの場合と異なる角度から見たサイドスタンド１０全体の外観構成を示すものである。

図１に示したように構成されるサイドスタンド１０が起立しているとき、図２Ａに示すように、サイドスタンド１０の長手方向が、地面に対して略垂直なｚ方向となる。なお、図２では、地面に平行なボルト１１の中心軸の方向をｘ方向とし、ｘ方向に垂直で、かつ地面に平行な方向をｙ方向とし、地面に垂直な方向をｚ方向としている。

一方、サイドスタンド１０が格納されているとき、図２Ｂに示すように、サイドスタンド１０の長手方向が、地面に対して略平行なｙ方向となる。従って、サイドスタンド１０が起立状態から格納状態になる場合、サイドスタンド１０は、ｘ方向を軸として図中時計回りに回動し、サイドスタンド１０が格納状態から起立状態になる場合、サイドスタンド１０は、ｘ方向を軸として図中反時計回りに回動する。

図３と図４は、スイッチ装置１３の詳細構成例を示している。

図３は、組み立てられた状態のスイッチ装置１３を示しており、図４は、スイッチ装置１３の詳細な構成を分かりやすくするために、スイッチ装置１３を分解して示している。また、図３Ａは、スイッチ装置１３の外観構成を示しており、図３Ｂは、スイッチ装置１３の内部の構成を説明するために、カバー３０Ａを外したものを示している。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、スイッチ装置１３において、ケース部２１は、カバー３０Ａとケース３０Ｂで、磁石保持部３３などが設けられたホルダ３２（回転部）と、磁気センサ３５などが設置された基板３４を収納することにより構成される。

カバー３０Ａとケース３０Ｂに収納されるホルダ３２は、図３Ｂに示すように、磁石保持部３３に対向する面がケース３０Ｂの底面に接するように、配置される。また、基板３４は、図３Ｂに示すように、磁気センサ３５の設置面３４Ａと対向する面がケース３０Ｂの底面に接するように、配置される。即ち、ホルダ３２と基板３４は、設置面３４Ａに平行な方向に対向する。

また、ホルダ３２の磁石保持部３３に対向する面側には、後述する穴部３２Ａの周囲に４つの突起部（図示せず）が設けられている。この４つの突起部は、図４に示すように、ホルダ２２に設けられた穴部３２Ａ（詳細は後述する）に対応する穴部２２Ａの周囲の４つの穴部２２Ｂに嵌合する。これにより、サイドスタンド１０の回動に伴って、ホルダ３２が基板３４に対して回転する。

なお、ホルダ３２の磁石保持部３３は、サイドスタンド１０が起立状態にあるときに、磁気センサ３５に対向する位置から離れた位置に存在し、サイドスタンド１０が格納状態にあるときに、磁気センサ３５に対向する位置に存在するように、配置されている。ホルダ３２の磁石保持部３３には、図示せぬ磁石が配置される。

ホルダ２２は、サイドスタンド保持部２２Ｃにより、サイドスタンド１０に取り付けられる。

また、カバー３０Ａには、図４に示すように穴部２１Ａが設けられ、ケース３０Ｂには、その穴部２１Ａに対向する位置に穴部２１Ｂが設けられている。そして、この穴部２１Ａ，２１Ｂには、カラー３１が挿通している。このカラー３１は、ケース部２１の内部に設けられるホルダ３２の穴部３２Ａと、ホルダ２２の穴部２２Ａにも挿通している。これにより、ホルダ３２の回転が、カラー３１の中心軸を中心に安定して行われる。

また、カバー３０Ａ，ケース３０Ｂには、それぞれ、ハーネス引き出し口２１Ｃ，２１Ｄが設けられ、ハーネス引き出し口２１Ｃおよび２１Ｄは対向している。そして、ハーネス引き出し口２１Ｃおよび２１Ｄにより構成される穴部２１Ｅには、磁気センサ３５と二輪自動車のECUなどを接続するハーネス（図示せず）が通される。このハーネスにより、磁気センサ３５から出力される電気信号が二輪自動車のECUなどに送信される。

次に、図５を参照して、ケース部２１の厚みについて説明する。

なお、図５Ａおよび図５Ｂにおいて、上部はケース部をカバー側から見た平面図であり、下部は、上部の平面図のＡ−Ａ断面図である。

まず、図５Ａに示すように、従来のスイッチ装置のように、磁気センサ５１Ａが設置された基板５１と、磁石保持部５２Ａが設置されたホルダ５２が、磁気センサ５１Ａの設置面に対して垂直な方向に対向して設置されると、基板５１とホルダ５２を収納するケース部の厚みＴ１は、比較的厚くなる。

これに対して、図５Ｂに示すように、スイッチ装置１３では、磁気センサ３５が設置された基板３４と、磁石保持部３３が設置されたホルダ３２が、磁気センサ３５の設置面３４Ａに対して平行な方向に対向して設置される。従って、スイッチ装置１３の厚みＴ２は、図５Ａの場合に比べて、例えば、図５Ａのスイッチ装置の厚みＴ１とホルダ３２の厚みの差分ΔＴだけ少なくなる。即ち、スイッチ装置１３の厚みＴ２が抑制される。

その結果、スイッチ装置１３を装着する二輪自動車のデザイン性を高めることができる。また、二輪自動車のレイアウトが優位になる。さらに、スイッチ装置１３が軽量になり、二輪自動車の燃費向上に貢献することができる。

なお、磁気センサ３５としては、ＭＲセンサまたはホールＩＣを用いることができる。

ＭＲセンサとは、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いたセンサであり、磁界の変化または磁性体の有無を電圧の変化として検出するものである。このＭＲセンサが検出可能な磁場の方向は、図６Ａに示すように、設置面に対して平行な方向である。

また、ホールＩＣとは、磁界を検出し、その磁界を表すデジタル信号を出力するものである。このホールＩＣが検出可能な磁場の方向は、図６Ｂに示すように、設置面に対して垂直な方向である。

以上のように、磁気センサ３５としてＭＲセンサを採用した場合と、ホールＩＣを採用した場合とでは、検出可能な磁場の方向が異なるので、磁石保持部３３に設置する磁石の着磁方向を変更する必要がある。

次に、図７乃至図１０を参照して、スイッチ装置１３によるサイドスタンド１０の状態の検出方法について説明する。

まず、図７に示すように、サイドスタンド１０が起立状態になっており、磁石保持部３３が磁気センサ３５と対向する位置から離れた位置に存在する場合について説明する。なお、図７は、カバー３０Ａが外されたスイッチ装置１３をカバー３０Ａ側から見た図を示している。このことは、後述する図９においても同様である。

図７に示すように、磁石保持部３３が磁気センサ３５と対向する位置から離れた位置（図７の例では、穴部３２Ａの中心軸を中心として、磁気センサ３５に対向する位置から図中反時計回り方向に９０度離れた位置）に存在する場合、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、磁気センサ３５がＭＲセンサであってもホールＩＣであっても、磁石７０と磁気センサ３５との距離が長いため、磁石７０により形成される磁場は磁気センサ３５によって検出されず、磁気センサ３５はオフ信号を出力する。

このオフ信号は、ハーネスを介して二輪自動車のECUに供給され、ECUは、そのオフ信号に応じて二輪自動車のエンジンの起動を許可しないように制御する。その結果、サイドスタンド１０が起立状態にある場合、二輪自動車のエンジンが起動されず、走行時にサイドスタンド１０が路面等に接触することによる転倒を防止することができる。

なお、磁気センサ３５がＭＲセンサである場合、図８Ａに示すように、磁気センサ３５の設置面に平行な方向にＮ極とＳ極が隣接するように、磁石保持部３３に設置される磁石７０が着磁される。なお、図８Ａは、スイッチ装置１３をカバー３０Ａ側から見たときの基板３４と磁石７０の位置関係を示している。このことは、後述する図１０Ａにおいても同様である。

また、磁気センサ３５がホールＩＣである場合、図８Ｂに示すように、磁気センサ３５の設置面３４Ａに垂直な方向にＮ極とＳ極が隣接するように、磁石保持部３３に設置される磁石が着磁される。なお、図８Ｂは、スイッチ装置１３を設置面３４Ａに平行な方向から見たときの基板３４と磁石７０の位置関係を示している。このことは、後述する図１０Ｂにおいても同様である。

次に、図９に示すように、サイドスタンド１０が格納状態になっており、磁石保持部３３が磁気センサ３５と対向する位置に存在する場合について説明する。

この場合、図１０Ａに示すように磁気センサ３５がＭＲセンサである場合であっても、図１０Ｂに示すように磁気センサ３５がホールＩＣである場合であっても、磁石７０と磁気センサ３５との距離が短いため、磁石７０により形成される磁場は磁気センサ３５によって検出され、磁気センサ３５はオン信号を出力する。

このオン信号は、ハーネスを介して二輪自動車のECUに供給され、ECUは、そのオン信号に応じて二輪自動車のエンジンの起動を許可するように制御する。その結果、サイドスタンド１０が格納状態にある場合、二輪自動車のエンジンを起動することができる。

但し、磁気センサ３５がオン信号を出力するときの磁石７０の回転角度の範囲（以下、検出角度範囲という）は、磁石７０の材質、磁石７０のサイズ、磁気センサ３５の検出特性、磁石７０と磁気センサ３５の位置関係、磁石７０の回転半径、温度、磁気センサ３５の種類などによって異なる。

例えば、図１１に示すように、ホルダ３２の中心と磁気センサ３５の中心Ｐの間の距離が１３．５ｍｍ、ホルダ３２の中心Ｐと磁石７０の中心Ｐ側の面との距離が５ｍｍ、ホルダ３２の外径が２０ｍｍ、内径が８ｍｍであり、磁石７０のサイズが縦８ｍｍ×横２ｍｍ×高さ３ｍｍで、材質がフェライトであり、磁気センサ３５がＭＲセンサである場合、実験結果より、検出角度範囲は、磁石７０が磁気センサ３５と対向する位置を基準としてθ＝±２５度の範囲となる。

なお、図１１の上部は、スイッチ装置１３をカバー３０Ａ側から見たときのホルダ３２と基板３４を示しており、図１１の下部は、図１１の上部のＡ−Ａ断面図である。

これに対して、磁気センサ３５がホールＩＣである場合、ＭＲセンサとは検出可能な磁場方向が異なるため、同一の検出角度範囲を得るためには、磁気センサ３５がＭＲセンサである場合に比べて、磁気センサ３５と磁石７０の距離を短くする必要がある。即ち、他の条件が同一で、磁気センサ３５がホールＩＣである場合、ＭＲセンサである場合に比べて検出角度範囲は狭くなる。

従って、格納状態として検出されるサイドスタンド１０の状態にある程度の幅を持たせたい場合、磁気センサ３５としてＭＲセンサを採用する方が望ましく、サイドスタンド１０の格納状態をより正確に検出し、転倒の可能性を可能な限り防止したい場合には、磁気センサ３５としてホールＩＣを採用する方が望ましい。

次に、図１２および図１３を参照して、磁気センサ３５としてＭＲセンサまたはホールＩＣを採用した場合の、スイッチ装置１３の寸法の例について説明する。

図１２に示すように、スイッチ装置１３の厚みをＴとし、スイッチ装置１３のケース部２１の長手方向の長さをＬ、その方向に垂直な方向の長さをＨとすると、厚みＴ、長さＬ，Ｈは、例えば、図１３に示すようになる。

即ち、図１３に示すように、磁気センサ３５としてＭＲセンサが採用された場合、厚みＴは９ｍｍ、長さＬ，Ｈは、それぞれ、２６ｍｍ，４５ｍｍとなる。一方、磁気センサ３５としてホールＩＣが採用された場合、厚みＴは１５ｍｍ、長さＬ，Ｈは、それぞれ、２６ｍｍ、４０ｍｍとなる。

また、図１３に示すように、磁気センサ３５としてホールＩＣが採用される場合、ＭＲセンサが採用される場合に比べてコストが安くなる。従って、磁気センサ３５としてホールＩＣが採用される場合、上述したように検出角度範囲は狭くなるが、コストが安いというメリットがある。

なお、上述した説明では、サイドスタンド１０が格納状態にあるときに、磁気センサ３５と磁石保持部３３が対向する位置になるように、磁石保持部３３が配置されたが、サイドスタンド１０が起立状態であるときに、磁気センサ３５と磁石保持部３３が対向する位置になるように、磁石保持部３３が配置されるようにしてもよい。この場合、二輪自動車のECUは、磁気センサ３５からオン信号が供給された場合、エンジンの起動を許可せず、オフ信号が供給された場合、エンジンの起動を許可する。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用したサイドスタンドの一実施の形態の全体の外観構成例を示す斜視図である。 サイドスタンドのうちのスイッチ装置付近の外観構成例を示す斜視図である。 組み立てられた状態のスイッチ装置の詳細構成例を示す図である。 分解された状態のスイッチ装置の詳細構成例を示す図である。 ケース部の厚みについて説明する図である。 磁気センサの検出可能な磁場方向について説明する図である。 サイドスタンドが起立状態になっている場合の磁石の位置を示す図である。 サイドスタンドが起立状態になっている場合の磁場を示す図である。 サイドスタンドが格納状態になっている場合の磁石の位置を示す図である。 サイドスタンドが格納状態になっている場合の磁場を示す図である。 検出角度範囲の例を説明する図である。 スイッチ装置の寸法の定義について説明する図である。 スイッチ装置の寸法の例を示す図である。

符号の説明

１３ スイッチ装置
３２ ホルダ
３４ 基板
３４Ａ 設置面
３５ 磁気センサ
７０ 磁石

Claims (2)

1. 磁気センサが設置された基板と、
   磁石が設置された、前記基板に対して相対的に回転自在な回転部と
   を備え、
   前記回転部は、前記基板と前記基板の前記磁気センサの設置面に平行な方向に対向する
   スイッチ装置。
2. 前記磁気センサは、ＭＲセンサまたはホールＩＣにより構成される
   請求項１に記載のスイッチ装置。

Images