JP5436459B2 - アクセル装置 - Google Patents
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Description
グリップは、概略円筒状を有して、ハンドルバーの端部に外挿された状態で、当該端部に回転自在に配置され、その回転量(回転角度)により、例えば、スロットル弁の開度を変更可能としている。
そして、グリップを、操作者の手で一方の回転方向に操作することにより、一方の回転方向への回転角度が増大することが回転角度検出手段に検出されて、回転角度の増大を示す信号が制御装置に出力され、例えば、スロットル弁の開度を大きくするように制御される。
そして、グリップの回転角度を検出する回転角度検出手段としては、例えば、ポテンショメータや、グリップに連動して回転する磁石とホール素子や磁気抵抗素子等の磁界(磁界の変化)を検出する検出素子からなるものなどが用いられている。
例えば、このようなアクセル装置としては、グリップに、当該グリップの一回転より少ない回転範囲に対応した円弧状のセクタ歯車が設けられている。当該セクタ歯車に連動するようにグリップより径の小さい歯車が噛み合わされている。そして、この歯車の一方の側面側に当該歯車と同軸上に回転角度検出手段としてのポテンショメータが設けられている。また、当該歯車と、グリップ側の両方にそれぞれを原点位置側に復帰させるための付勢手段を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、この例において、歯車側の付勢手段は、歯車のポテンショメータ側に設けられている。
なお、これらの例において、付勢手段は、例えば、ねじりコイルバネ等が用いられている。
また、グリップに回転角度検出手段の被検出体として磁石を配置する場合にも、グリップ内にハンドルバーが挿入された状態なので、グリップと一緒に回転移動する磁石をハンドルバーの外周より外側の位置に配置する必要があり、アクセル装置の外径が大きくなる要因となる。
そして、磁石が検出素子に対して軸方向に移動した場合、磁石が検出素子に対して回転移動のみした場合と比べ、検出素子の出力が変化してしまうことになり、グリップの回転角度の検出精度が悪化する。
前記グリップの回転に伴なって回転する回転体と、
当該回転体の回転に伴なって回転する磁石と、
前記磁石の回転による磁界の変化に基づいて前記グリップの回転角度を求めるための回転角度検出手段と、
前記回転体を付勢することにより、前記グリップを原点位置に復帰させる付勢手段とを備え、
前記回転体の一方の側面には前記磁石が設けられ、前記回転体の他方の側面には前記付勢手段が備えられていることを特徴とするアクセル装置。
すなわち、グリップはその内部にハンドルバーが挿入されていることにより、グリップに他の部材を設ける場合に、円筒状のグリップの内周側に設けることができず、外周側に設ける必要があり、部材を外周側に設けることで、グリップの部材が設けられた部分の径が大きくなり、小型化が困難となる。それに対して、回転体は、それ自体の径を小さくしたり、回転体の外周部分より内側に部材が配置可能となるので、回転体側に磁石や付勢手段を配置することで小型化を図ることができる。
前記仕切り部材には、前記回転体を回転自在に保持する軸受手段が設けられていることを特徴とする。
また、回転体を回転自在に保持する軸受手段が仕切り部材に設けられ、仕切り部材において回転体の反対側に回転角度検出手段があるので、仕切り部材に対する回転体の軸方向の位置が安定する。この構成より、回転体の磁石と回転角度検出手段との位置関係の変位を防止し、当該変位による回転角度検出手段の出力変化を防止することができる。
前記回転角度検出手段、前記回転体および前記磁石が同軸上に配置されていることを特徴とする。
特に、仕切り部材に回転角度検出手段が保持されているので、仕切り部材に磁石を有する回転体の軸受手段と、回転角度検出手段とが保持されることで、仕切り部材に対してこれらの位置関係が変化しないことから、より確実に回転角度検出手段と、磁石との間の距離の変位を防止し、当該変位による回転角度検出手段の出力変化を確実に防止することができる。
請求項5に記載の発明においては、外部に突き出ている操作側グリップ部が、外部から受ける衝撃によって、軸方向に移動しても、操作側グリップの軸方向の移動に伴って、受動側グリップ部が移動するのを防止することができる。これにより、回転角度検出手段と磁石との当該磁石の回転以外の移動による位置変化を防止して、回転角度検出手段からの出力を安定させることができる。
図1は本発明の第1の実施の形態のアクセル装置を示す斜視図、図2は前記アクセル装置を示す断面斜視図、図3および図4はアクセル装置を示す分解斜視図である。
アクセル装置は、図示しないハンドルバーの端部が挿入されて、ハンドルバーに配置された円筒状のグリップ1と、グリップ1の基端部の周囲を囲むように配置されるケース2と、ケース2に固定されるカバー3とを備えている。
また、この例においては、アクセル装置に、磁石5を備える回転体4と、回転角度検出手段6との間に仕切り部材8が設けられている。
グリップ円筒部材1aは、ハンドルバーの左右の中央側となる基端部が当該基端部より先側の小径部11と、当該小径部11より肉厚が厚くされて拡径された基端部側の大径部12とを備えている。なお、大径部12は、グリップ円筒部材1aの基端でふたたび小径部11と同じ径となるように縮径された状態となっている。
大径部12は、上述のケース2とカバー3とで囲まれる内部空間に配置されるものである。そして、大径部12の軸方向に沿った基端側端部と先端側端部とには、それより基端側および先端側の小径部分との間の段差が形成されている。段差は、大径部12の端(軸方向の中央の反対側)に向かうほど径が小さくなる円錐台状のテーパー面12a,12bとなっている。
なお、テーパー面22は、グリップ円筒部材1aの先端側に向かうにつれて径が小さくなる構成となっている。
これにより、グリップ円筒部材1a(グリップ1)は、後述のように固定されたカバー3と当該カバー3に固定されたケース2とにより、ハンドルバーに対してハンドルバーおよび当該グリップ円筒部材1aの軸方向に沿った移動が規制されている。なお、僅かにクリアランス分だけグリップ円筒部材1aが軸方向へ移動するような状態となっていてもよく、このような状態となっても、第1の実施の形態のアクセル装置ではグリップ1の回転角度の計測に影響を与えないようになっている。
当該セクタ歯車13は、後述の回転体4に形成されるセクタ歯車41と噛み合いグリップ1(グリップ円筒部材1a)の回転を回転体4に伝動するものである。
なお、セクタ歯車13は、大径部12の外周面より外側に突出して形成されており、大径部12に円弧状で波状の突出部が形成された状態となっている。
ケース2の長円状の底板23の一方の半円の略中心を中心とする位置に前記グリップ貫通孔21が形成されている。グリップ貫通孔21の内径は、グリップ円筒部材1aの小径部11の外径より大きく、大径部12の外径より小さいものとなっており、上述のようにグリップ1の移動を規制するようになっている。
また、周囲壁24の回転体4等が収納される側の半円部分の外周側の中央部には、カバー3側の部分に、凹部29が形成されている。凹部29は、周囲壁24のカバー3側端面まで設けられており、カバー3の後述の係止円弧板35が配置されるようになっている。なお、凹部29のほぼ中央部には、係止突起2aが突出して形成されている。
カバー本体3aは、グリップ円筒部材1aが収容される側の半円部分を構成する板状部3dと、バー固定部材3cと対向して間にハンドルバーを挟みこむバー挟持部3eと、回転体4や回転角度検出手段6等が収納される側に配置される蓋部3fとを有する。
そして、バー挟持部3eとバー固定部材3cとでハンドルバーを挟み込んでアクセル装置をハンドルバーに固定するようになっている。なお、内周面38の内径は、ハンドルバーの外径とほぼ同じとなっている。
また、長円の半円側には、ケース2側に延出する上述の係止円弧板35が形成されている。
前記端子カバー3bは、蓋部3fの前記開口部39の周囲に形成された凸部に嵌合して、蓋部3fに固定され、前記開口部39を閉塞するようになっている。また、端子カバー3bには、回転角度検出手段6の端子と配線接続された接続端子を有する前記接続部3gが設けられており、回転角度検出手段6とスロットル弁や燃料噴射装置を制御する制御装置とを接続可能としている。
円筒軸部42は、回転体4のケース2の底板側(グリップ1の先端側)に突出するとともに、回転体4のカバー3側(グリップ1の基端側)に突出している。そして、先端側が開放され、基端側が蓋で閉塞された状態となっている。
また、回転体4のケース2の底板23側の側面には、底板23に形成されたバネ位置決め部25と同様の構造をしたバネ位置決め部43が形成されている。
また、回転体4のカバー3側の側面には、前記円筒軸部42の周囲に円筒軸部42を中心とする円環状の溝である環状溝45が形成されている。この環状溝45内には、後述の円環状のアマチュア51と、円環状の磁石5とが一体成形された状態に配置される。
また、磁石5の回転体側の面には、前記アマチュア51が接触した状態に取り付けられている。アマチュア51も円環状に形成され、磁石5および回転体4と同軸上に回転し、これらの軸心を回転中心としている。そして、アマチュア51は、磁束を閉磁するとともに、磁石の減磁を抑制する。
なお、アマチュア51は、磁石5の回転角度検出手段6の反対側に配置され、磁石5の磁束は、回転角度検出手段6側の空間を通るとともにアマチュア51を通るようになっている。
そして、磁石5とアマチュア51とは、回転体4の環状溝45に収納された状態で回転体4と一体に回転可能に固定された状態となっている。
なお、ねじりコイルバネの軸心と、円環状の磁石5およびアマチュア51の軸心とは一致しており、ねじりコイルバネである付勢手段7と、磁石5と、アマチュア51とは同軸上に配置されている。
そして、内部には、磁気検出IC61が搭載されたプリント基板62が配置された状態となっている。そして、磁気検出IC61を搭載したプリント基板62の周囲は、例えば合成樹脂で覆われた状態となっている。
ここで、磁気検出IC61の形状において、磁気検出素子は、その側面の略中央に配置されている。また、磁気検出IC61の中心位置は、回転体4の軸心(回転中心)の延長線上にある。したがって、回転体4と同軸上に配置された磁石5およびアマチュア51に対して磁気検出IC61の検出素子が同軸上に配置された状態となっている。これにより、回転体4が回転した際に検出素子は、常に磁石5から等間隔の距離を保った状態で磁気量を検出することができる。
また、前記プリント基板62の端子66が露出する端子部が半円側の部分からカバー3側に突出するように形成されている。
なお、板状の回転角度検出手段6の中央部は、上述の磁気検出IC61が設けられた部分が仕切り部材8側に突出した状態となっている。
また、仕切り部材8の略中央部には、上述の円錐台状のテーバー面を有する軸受孔81が形成されており、回転体4の円筒軸部42の先端部のテーパー面が収容され、付勢手段7に回転体4が仕切り部材8側に押圧されることで、回転体4の軸心(回転中心)が軸受孔81の中心に保持される。
そして、回転体4と一体に磁石5が回転すると、磁石5の磁束の方向が変化することになる。これを磁気検出IC61が検出し、プリント基板62の端子を介して、スロットル弁や燃料噴射装置の制御装置に出力される。
また、磁石5(円環状の磁石5)と付勢手段7(ねじりコイルバネ)が同軸上に配置されるので、回転体4の回転を円滑なものとすることができる。特に、回転体4の回転中心と磁石5と付勢手段7が同軸上に配置されることで、回転体4が回転する際に、回転方向以外の方向に余計な負荷がかかるのを防止し、円滑に回転体4が回転する構造とすることができる。
なお、仕切り部材8には、回転角度検出手段6側と回転体4側とで連通する軸受孔81が設けられているが、軸受孔81は、回転体4の円筒軸部42に閉塞された状態となっており、磨耗粉の侵入を防止できる。
なお、検出素子と磁石5との位置関係が変化すると、磁石5の回転による検出素子の出力の変化とは別に、これらの位置関係の変化による検出素子の出力変化が生じ、回転角度を示す信号の出力が不安定な状態となる。
また、カバー3がハンドルバーに固定され、当該カバー3にケース2が固定され、当該ケース2に仕切り部材8が固定されるので、外力によりハンドルバーに固定されたカバー3が変形するような場合に、カバー3に対してケース2を介して仕切り部材8が固定されているので、仕切り部材8の変形を防止することができる。さらに、回転角度検出手段6が仕切り部材8を介してケース2に接続されているので、回転角度検出手段6の変形を防止することができる。
また、検出素子の出力の安定と、出力精度の向上により、スロットル弁や燃料噴射装置の制御装置において、入力する検出素子からの信号の補正等の処理を簡便化することができ、制御プログラムの簡略化を図ることができるとともに、より安定した制御が可能となる。
第2の実施の形態のアクセル装置では、第1の実施の形態のアクセル装置においてケース2に一体に形成されるとともに、回転体4に挿入された軸部2bが、回転体4を貫通し、当該軸部2bの先端部が仕切り部材8の軸受孔81に挿入された状態となっている。第2の実施の形態の上述の構成以外の構成は、基本的に第1の実施の形態と略同様となっており、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
また、上述のように軸部2bは、ケース2の底板23から直角に延出して設けられるとともに、当該軸部2bの先端部が仕切り部材8の軸受孔81内に挿入された状態となっている。また、軸部2bは、ケース2の底板23に接続される基端部が回転体4の円筒軸部42に挿入されるとともに基端部より先端側となる部分に対して拡径されて径が大きくなっており、軸部2bの基端部の径が円筒軸部42とほぼ同径とされている。
円筒軸部42の先端部分は、貫通孔の開口の周囲となる部分で先に向かうにつれて径が小さくなる円錐台状(内部は空洞)のテーパー面とされている。
仕切り部材8の軸受孔81の内周面は、ケース2の底板23側の部分が円筒軸部42の先端のテーパー面が接触するテーパー面とされ、それより磁気検出IC61側が軸部2bの外径とほぼ等しい内径を有する円筒状の内周面となっており、軸部2bの先端部の外周面と軸受孔81の内周面とが当接した状態となっている。
これにより、グリップ1を操作して、グリップ1の回転がセクタ歯車13およびセクタ歯車41を介して伝達されて回転体4が回転する際に、軸部2bに対して直交する方向に力がかかった際に、軸部2bが倒れる方向に(曲がるように)変形するのを防止することができる。
また、仕切り部材8は、軸部2bが挿入されることで、ビス止めされる外周部分だけではなく、中央部も軸部2bを介してケース2に支持される状態となり、アクセル装置に外部から衝撃がかったような場合でも、仕切り部材8の変形をより確実に防止することができる。
第3の実施の形態のアクセル装置では、第1の実施の形態のアクセル装置において、グリップ円筒部材1aの大径部12が軸方向に分割された状態となっている。そして、受動側グリップ部122の端部には、複数の矩形状の受動側凸部122aと受動側凹部122bが円周上に交互に配置されており、操作側グリップ部121には、複数の矩形状の操作側凸部121aと操作側凹部121bが円周上に交互に配置されている。そして、少なくとも、受動側凸部122aの先端と操作側凹部121bの底との間と、受動側凹部122bの底と操作側凸部121aの先端との間に、軸方向に隙間としての間隔が形成されている。
すなわち、受動側グリップ部122の係合部である受動側凸部122aおよび受動側凹部122bと、操作側グリップ部121の係合部である操作側凸部121aと操作側凹部121bとが互いに係合する係合部分は、受動側グリップ部122に対する操作側グリップ部121の軸方向移動を許容する軸方向に沿った隙間が設けられている。これにより、受動側グリップ部122に対する操作側グリップ部121の軸方向移動を許容するように係合していることになる。
第3の実施の形態の上述の構成以外の構成は、第1の実施の形態と略同様となっており、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
1a グリップ円筒部材
4 回転体
5 磁石
6 回転角度検出手段
61 磁気検出IC
7 付勢手段
8 仕切り部材
81 軸受孔(軸受手段)
Claims (5)
- 往復回転可能に設けられたグリップの回転角度に基づいて信号を出力するアクセル装置であって、
前記グリップの回転に伴なって回転する回転体と、
当該回転体の回転に伴なって回転する磁石と、
前記磁石の回転による磁界の変化に基づいて前記グリップの回転角度を求めるための回転角度検出手段と、
前記回転体を付勢することにより、前記グリップを原点位置に復帰させる付勢手段とを備え、
前記回転体の一方の側面には前記磁石が設けられ、前記回転体の他方の側面には前記付勢手段が備えられていることを特徴とするアクセル装置。 - 前記付勢手段と前記磁石とが同軸上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアクセル装置。
- 前記磁石を備える前記回転体と、前記回転角度検出手段との間に、これらの間を仕切る仕切り部材が設けられ、
前記仕切り部材には、前記回転体を回転自在に保持する軸受手段が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアクセル装置。 - 前記仕切り部材に前記回転角度検出手段が保持され、
前記回転角度検出手段、前記回転体および前記磁石が同軸上に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のアクセル装置。 - 前記付勢手段と前記磁石とが同軸上に配置され、
前記グリップは、その軸方向に分割された操作側グリップ部と受動側グリップ部とを備え、
前記操作側グリップ部と前記受動側グリップ部とには、それぞれ互いに係合して回転運動を伝達する係合部が設けられ、
これら係合部は、前記受動側グリップ部に対する前記操作側グリップ部の軸方向移動を許容するように互いに係合していることを特徴とする請求項1に記載のアクセル装置。
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