JP5704958B2 - 搭乗手段の傾斜センサ - Google Patents

Description

本発明は、二輪車、船舶やスノーモービル等人員を搭乗させ得る搭乗手段の傾斜を検知し得る搭乗手段の傾斜センサに関するものである。

走行中の二輪車（搭乗手段）が転倒した場合、エンジンを駆動し続けていると二次事故を誘発する可能性があるため、当該二輪車が転倒したことを検知してエンジンを停止させるべく、二輪車の傾斜センサが従来より提案されている。かかる傾斜センサは、例えば特許文献１にて開示されているように、二輪車の傾斜と共に揺動する振り子を傾斜センサ本体内に有するとともに、該振り子の一部に磁界領域を形成しておき、二輪車が転倒して傾くとオフする磁気センサを具備していた。

即ち、二輪車が倒立状態において、振り子の着磁領域と磁気センサとを対向配置しておき、当該磁気センサにて着磁領域を検出させる一方、二輪車が左右方向（車両の幅方）に傾斜すると、その方向に振り子が揺動して磁気センサから着磁領域が離間し、当該磁気センサがオフすることにより、二輪車の所定角度の傾斜を検知することが可能とされているのである。かかる従来の傾斜センサにおける振り子は、タングステン粉を含有したナイロン樹脂から成り、その振れ中心における一部領域にボンド磁石（プラスチック磁石）をインサートして成るものとされている。

特開２００２−３４０５５３号公報

しかしながら、上記従来の搭乗手段の傾斜センサにおいては、その振り子がタングステン粉を含有したナイロン樹脂から成るものとされていることから、希少且つ高価とされるタングステンを必要とし、製造コストが嵩んでしまうという問題があった。また、従来の搭乗手段の傾斜センサにおけるボンド磁石（プラスチック磁石）は、振り子の振れ中心における一部領域にインサートにて固定されることから、検出すべき傾斜角度を任意変更するのが困難であるという問題があった。

すなわち、磁気センサにて検出すべき搭乗手段の傾斜角度は、その搭乗手段に応じて（同一種類の搭乗手段であっても車種に応じて）種々異なるのが通常であるのに対し、従来のものでは、ボンド磁石を振り子の所定部位にインサートさせる構成であるため、インサートさせる磁石の大きさや形（即ち、磁界領域）を搭乗手段に応じて種々異ならせるのが困難とされており、検出すべき搭乗手段の傾斜角度を容易に変更することができないのである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製造コストを低減させることができるとともに、検出すべき搭乗手段の傾斜角度を容易に変更することができる搭乗手段の傾斜センサを提供することにある。

請求項１記載の発明は、人員を搭乗させ得る搭乗手段の傾斜に応じて揺動するとともに磁石が形成された振り子と、前記磁石からの磁気に基づき前記振り子の揺動を検知して前記搭乗手段が所定角度傾いたか否かを検知する磁気センサとを具備した搭乗手段の傾斜センサにおいて、前記振り子は、その揺動方向に対して所定範囲に亘って形成された凹部であって前記磁気センサと対向し得る部位に嵌込み部が設けられ、当該嵌込み部に前記磁石を嵌め込んで固定させて成るものとされ、且つ、前記磁石は、前記振り子の揺動方向に対して所定範囲に亘って弧状に延びるとともに前記磁気センサと対向し得る面を有した主要部位と、該主要部位から突出形成された突出部位とから構成され、前記嵌込み部が当該磁石の形状に倣った凹部とされたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の搭乗手段の傾斜センサにおいて、前記振り子は、前記嵌込み部が形成された鋳物から成ることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の搭乗手段の傾斜センサにおいて、前記振り子は、亜鉛ダイカスト又は真鍮鋳物から成ることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の搭乗手段の傾斜センサにおいて、前記突出部位には、前記磁石を前記振り子に固定させるためのピンを挿通可能な挿通孔が形成されたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１つに記載の搭乗手段の傾斜センサにおいて、前記磁石は、磁石粉又は微粉をバインダと混ぜ合わせて成型固化して得られるボンド磁石から成ることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、振り子は、その揺動方向に対して所定範囲に亘って形成された凹部であって磁気センサと対向し得る部位に嵌込み部が設けられ、当該嵌込み部に磁石を嵌め込んで固定させて成るので、製造コストを低減させることができるとともに、検出すべき搭乗手段の傾斜角度を容易に変更することができる。
また、磁石は、振り子の揺動方向に対して所定範囲に亘って弧状に延びるとともに磁気センサと対向し得る面を有した主要部位と、該主要部位から突出形成された突出部位とから構成され、嵌込み部が当該磁石の形状に倣った凹部とされたので、突出部位による位置決めが可能となり、嵌込み部に対する磁石の嵌め込み作業をより容易且つスムーズに行わせることができる。

請求項２の発明によれば、振り子は、嵌め込み部が形成された鋳物から成るので、当該嵌込み部の成形を精度よく且つ容易に行わせることができるとともに、振り子の大型化を回避しつつ振り子全体の重量を大きくすることができ、搭乗手段の傾斜に応じた揺動を良好に行わせることができる。

請求項３の発明によれば、振り子は、亜鉛ダイカスト又は真鍮鋳物から成るので、振り子の密度を大きくでき振り子全体の重量をより大きくすることができるので、搭乗手段の傾斜に応じた揺動をより一層良好に行わせることができる。

請求項４の発明によれば、突出部位には、磁石を振り子に固定させるためのピンを挿通可能な挿通孔が形成されたので、当該突出部位は、磁石の位置決めとしての機能と、振り子に磁石を固定させるためのピンの支持機能とを兼ね備えさせることができる。

請求項５の発明によれば、磁石は、磁石粉又は微粉をバインダと混ぜ合わせて成型固化して得られるボンド磁石から成るので、嵌込み部の寸法や形状に応じた磁石をより容易に得ることができるとともに、検出すべき搭乗手段の傾斜角度に応じた寸法及び形状とすることができる。

本発明の実施形態に係る搭乗手段の傾斜センサを示す外観図 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図 同傾斜センサを示す分解斜視図 同傾斜センサにおける振り子を示す３面図 図５におけるＶＩ−ＶＩ線断面図 同傾斜センサにおける磁石を示す４面図 同傾斜センサにおける磁気センサの電気的接続関係を示す図 同傾斜センサにおける振り子に磁石を取り付けた状態であって、（ａ）角度αの磁石（ｂ）角度βの磁石を取り付けた状態をそれぞれ示す模式図 同傾斜センサを二輪車に取り付けた状態を示す模式図

本実施形態に係る搭乗手段の傾斜センサは、図１０に示すように、搭乗手段としての二輪車に固定されてその転倒方向ａに対する傾斜（具体的には左右方向の車体の傾斜）を検知するものであり、図１〜８に示すように、傾斜センサ本体１と、振り子２と、磁石Ｍと、磁気センサ３とから主に構成されている。

傾斜センサ本体１は、例えば合成樹脂部品から成り、振り子２等を開口端１ａａから内部に収容し得る収容部１ａと、該収容部１ａを覆って組み付けられ、車両側と連結固定するための連結手段を挿通可能な挿通孔１ｂａが形成された取付部１ｂと、電気回路が実装された基板４を取付可能なケース部１ｃとから主に構成されたものであり、二輪車に固定されて当該二輪車と一体的に動作（即ち、二輪車の傾斜と共に傾斜）するものである。

ケース部１ｃは、上方に向かって一対の支持腕部１ｃａが一体形成されているとともに、それぞれの支持腕部１ｃａには、軸部材Ｌを挿通させ得る挿通孔１ｃｂが形成されている。しかして、収容部１ａの開口端１ａａ側からケース部１ｃを挿通して組み付けると、内部に振り子２、磁気センサ３及び基板４が収容する収容空間が形成されるようになっている。なお、図中符号５は、シール部材を示しており、当該シール部材５により収容部１ａ及びケース部１ｃにて形成される収容空間をシールして密閉可能とされている。

振り子２は、傾斜センサ本体１内に取り付けられ、二輪車（人員を搭乗させ得る搭乗手段）の傾斜に応じて揺動するとともに磁石Ｍが形成されたものである。具体的には、振り子２は、その上部に貫通孔２ａが形成されており、当該貫通孔２ａに軸部材Ｌを挿通させるとともに、その軸部材Ｌをケース部１ｃの挿通孔１ｃｂに挿通して支持させることにより、軸部材Ｌを中心として揺動自在に組み付けられるよう構成されている。

ここで、本実施形態に係る振り子２は、図５、６に示すように、その揺動方向（図６中左右方向）に対して所定範囲に亘って形成された凹部であって磁気センサ３と対向し得る部位に嵌込み部ｈが設けられ、当該嵌込み部ｈに磁石Ｍを嵌め込んで固定させて成るものとされている。この振り子２は、亜鉛ダイカストから成るもので、所望重量の部品から成るものとされている。また、嵌込み部ｈの所定位置には、振り子２の側面を貫通させる貫通孔２ｂが形成されており、嵌込み部ｈに磁石Ｍを嵌め込んだ状態で当該貫通孔２ｂにスプリングピンＰを挿通することにより、当該磁石Ｍを振り子２に固定可能とされている。

磁石Ｍは、磁石粉又は微粉をバインダと混ぜ合わせて成型固化して得られるボンド磁石（所謂プラスチック磁石）から成るもので、図７に示すように、振り子２の揺動方向に対して所定範囲に亘って弧状に延びるとともに磁気センサ３と対向し得る面ｆを有した主要部位Ｍａと、該主要部位Ｍａの略中央部位から突出形成された突出部位Ｍｂとから構成されている。ここで、ボンド磁石とは、微小な磁石粉又は微粉を樹脂等のバインダと混ぜ合わせて成型固化して製造される磁石をいい、一般的に用られる磁石粉として、フェライト系磁石や希土類系磁石等が挙げられる。

しかるに、振り子２に形成された嵌込み部ｈは、磁石Ｍの形状に倣った凹部とされており、図９（ａ）に示すように、当該嵌込み部ｈに磁石Ｍを嵌め込んで固定させると、嵌込み部ｈの所定部位ｈａが磁石Ｍの主要部位Ｍａと合致するとともに、嵌込み部ｈの他の部位ｈｂが突出部位Ｍｂと合致するよう構成されている。そして、嵌込み部ｈに磁石Ｍを嵌め込んで固定させることにより、両者が一体部品とされるようになっている。

なお、突出部位Ｍｂには、磁石Ｍを振り子２に固定させるためのスプリングピンＰを挿通可能な挿通孔Ｍｂａが形成されている。而して、嵌込み部ｈに磁石Ｍを嵌め込むと、挿通孔Ｍｂａと貫通孔２ｂとが連通した状態となり、これら挿通孔Ｍｂａ及び貫通孔２ｂにスプリングピンＰを挿通させることにより、振り子２に磁石Ｍを固定して一体的に揺動させ得るよう構成されている。本実施形態においては、スプリングピンＰによって振り子２に磁石Ｍを固定させているが、他の汎用的手段（例えば接着剤による接着或いはネジ等による螺着など）で両者を固定させるようにしてもよい。

然るに、振り子２は、二輪車の非傾斜時、図２、３に示すように、磁石Ｍが磁気センサ３と対向する位置で静止しており、当該二輪車が左右方向に傾斜して軸部材Ｌを中心に揺動すると、磁石Ｍと磁気センサ３との相対的位置が逐次変化し、二輪車が所定以上傾斜すると、当該磁石Ｍが磁気センサ３から遠ざかるよう傾斜センサ本体１内に組み付けられている。

磁気センサ３は、基板４に形成されるとともに、磁石Ｍからの磁気に基づき振り子２の揺動を検知して二輪車（搭乗手段）が所定角度傾いたか否かを検知するためのものである。具体的には、磁気センサ３は、振り子２の磁石Ｍが生成する磁界領域が傾斜センサ本体１に対して所定位置（車両の非傾斜時において静止する位置）にあるか否かを検知するもので、当該所定位置にないことが検知（即ち、磁界を検知しない）された場合、車両側に信号（電圧変化に基づく信号）を送信するよう構成されている。尚、磁気センサ３は、磁界領域の磁気を検知し得るものであれば種々汎用品を用いることができ、例えばホールセンサや磁気抵抗センサ等を使用することができる。

一方、基板４には、図８に示すように、磁気センサ３が形成されるとともに所定の電気回路（配線パターン）が実装されており、電源端子ｔ１、出力端子ｔ２及びグランド端子ｔ３が形成されている。すなわち、磁気センサ３は、電源端子ｔ１及びグランド端子ｔ３により電力供給が成されるとともに、出力端子ｔ２により、磁界の検知又は非検知に関わる電気信号を車両側に出力するよう構成されているのである。なお、同図中符号Ｄは、ツェナーダイオード、Ｃはコンデンサ、及びＲ１〜Ｒ３は抵抗を示している。

次に、本実施形態に係る搭乗手段の傾斜センサの組付け方法について説明する。
まず、磁石Ｍを振り子２の嵌込み部ｈに嵌め込み、挿通孔Ｍｂａ及び貫通孔２ｂにスプリングピンＰを挿通させることにより、当該振り子２に磁石Ｍを固定させる。一方、ケース部１ｃの所定部位には、磁気センサ３を搭載させた基板４をタッピングネジｎにて固定させておく。そして、振り子２をケース部１ｃに形成された一対の支持腕部１ｃａの間に位置させて、当該振り子２の貫通孔２ａとケース部１ｃの挿通孔１ｃｂとを合致させた状態とし、これら貫通孔２ａと挿通孔１ｃｂとに軸部材Ｌを挿通させる。

これにより、振り子２は、その磁石Ｍの面ｆを磁気センサ３に対向して配設されるとともに、軸部材Ｌを中心として揺動自在とされる。その後、シール部材５を介在させつつケース部１ｃと収容部１ａとを組付け、内部の収容空間を略密閉状態とするとともに、収容部１ａの外側に取付部１ｂを取り付けることにより傾斜センサ本体１が形成され、本実施形態に係る傾斜センサを得る。

かかる傾斜センサを、図１０に示すように、二輪車（搭乗手段）の所定部位に固定して組み付けることにより、当該二輪車の傾斜に応じて振り子２が揺動し得るよう構成される。而して、二輪車（搭乗手段）が所定角度以上傾斜すると、それに対応した角度だけ振り子２が揺動し、磁気センサ３から磁石Ｍが遠ざかって当該磁気センサ３による磁界の検知がなされなくなるので、出力端子ｔ２から出力信号を出力させ得るものとされる。

即ち、本実施形態に係る傾斜センサによれば、二輪車が傾斜すると該車両に固定された傾斜センサ本体１も追随して傾斜する一方、内部の振り子２は軸部材Ｌを中心に揺動するため、当該傾斜センサ本体１と振り子２とが相対的に移動（揺動）する。すると、磁気センサ３と対向していた振り子２の磁石Ｍが当該磁気センサ３から遠ざかり、磁石Ｍが生じる磁界を検知しなくなり、その状態が所定時間経過したことを別途の判定回路（タイマ回路）が判定すると、車両が転倒したことを認識して当該車両が搭載するＥＣＵ等がエンジンを強制的に停止させることができるのである。

上記実施形態によれば、振り子２は、その揺動方向に対して所定範囲に亘って形成された凹部であって磁気センサ３と対向し得る部位に嵌込み部ｈが設けられ、当該嵌込み部ｈに磁石Ｍを嵌め込んで固定させて成るので、タングステン等の希少且つ高価とされる金属を不要とし、製造コストを低減させることができるとともに、磁石のインサート成形等を不要として、検出すべき搭乗手段（二輪車）の傾斜角度を容易に変更することができる。

例えば、図９（ａ）に示すように、嵌込み部ｈの形状及び寸法に倣った磁石Ｍを振り子２に固定させた場合、当該磁石Ｍの主要部位Ｍａにおける弧状の面ｆの中心からの角度αが「検出すべき搭乗手段の傾斜角度」とされるとともに、同図（ｂ）に示すように、嵌込み部ｈの形状に倣うものの主要部位Ｍａの寸法（振り子２の揺動方向に対する寸法）が小さい磁石Ｍを振り子２に固定させた場合、当該磁石Ｍの主要部位Ｍａにおける弧状の面ｆの中心からの角度βが「検出すべき搭乗手段の傾斜角度」とされる。このように、本実施形態によれば、磁石Ｍの寸法（振り子２の揺動方向に対する寸法）を種々変更させたものを嵌込み部ｈに嵌め込んで固定させることにより、検出すべき搭乗手段の傾斜角度を容易に変更することができるのである。

また、振り子２は、亜鉛ダイカストから成るので、振り子２の密度を大きくでき振り子２全体の重量をより大きくすることができることから、二輪車（搭乗手段）の傾斜に応じた揺動をより一層良好に行わせることができる。この振り子２は、亜鉛ダイカストから成るものに代えて、例えば真鍮鋳物から成るものとしてもよく、その場合であっても、振り子２の密度を大きくでき振り子２全体の重量をより大きくすることができることから、二輪車（搭乗手段）の傾斜に応じた揺動をより一層良好に行わせることができる。なお、振り子２は、嵌込み部ｈが形成された鋳物から成るものであれば足り、他の鋳物から成るものとしてもよい。

さらに、本実施形態によれば、磁石Ｍは、振り子２の揺動方向に対して所定範囲に亘って弧状に延びるとともに磁気センサ３と対向し得る面ｆを有した主要部位Ｍａと、該主要部位Ｍａから突出形成された突出部位Ｍｂとから構成され、嵌込み部ｈが当該磁石Ｍの形状に倣った凹部とされたので、振り子２に対する磁石Ｍの取付時、突出部位Ｍｂによる位置決めが可能となり、嵌込み部ｈに対する磁石Ｍの嵌め込み作業をより容易且つスムーズに行わせることができる。

また更に、突出部位Ｍｂには、磁石Ｍを振り子２に固定させるためのピン（スプリングピンＰ）を挿通可能な挿通孔Ｍｂａが形成されたので、当該突出部位Ｍｂは、磁石Ｍの位置決めとしての機能と、振り子２に磁石Ｍを固定させるためのピン（スプリングピンＰ）の支持機能とを兼ね備えさせることができる。

また、本実施形態に係る磁石Ｍは、磁石粉又は微粉をバインダと混ぜ合わせて成型固化して得られるボンド磁石から成るので、嵌込み部ｈの寸法や形状に応じた磁石Ｍをより容易に得ることができるとともに、検出すべき搭乗手段の傾斜角度に応じた寸法及び形状とすることができる。なお、ボンド磁石に代えて、嵌込み部ｈに嵌め込み可能な汎用的な永久磁石を用いることができる。

なお、振り子２の磁界領域は、嵌込み部ｈに嵌め込んで固定されるボンド磁石Ｍのみに生成され（その外部は亜鉛ダイカスト等の鋳物から成る非磁性体材料から構成される為）、外部には一切生成されず、磁力センサ３による磁界領域の検知を明確にすることができるとともに、傾斜検知精度を向上させることができる。

以上、本実施形態に係る搭乗手段の傾斜センサについて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば二輪車の他、バギーやスノーモービル、或いは船外機付きの船舶やウォータビークル等人員を搭載させ得る種々の搭乗手段に固定して、これらの傾斜を検知するものとしてもよい。

振り子は、その揺動方向に対して所定範囲に亘って形成された凹部であって磁気センサと対向し得る部位に嵌込み部が設けられ、当該嵌込み部に磁石を嵌め込んで固定させて成るものとされ、且つ、磁石は、振り子の揺動方向に対して所定範囲に亘って弧状に延びるとともに磁気センサと対向し得る面を有した主要部位と、該主要部位から突出形成された突出部位とから構成され、嵌込み部が当該磁石の形状に倣った凹部とされた搭乗手段の傾斜センサであれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

１ 傾斜センサ本体
２ 振り子
３ 磁気センサ
４ 基板
５ シール部材
Ｍ 磁石（ボンド磁石）
Ｍａ 主要部位
Ｍｂ 突出部位
ｈ 嵌込み部

Claims (5)

1. 人員を搭乗させ得る搭乗手段の傾斜に応じて揺動するとともに磁石が形成された振り子と、
   前記磁石からの磁気に基づき前記振り子の揺動を検知して前記搭乗手段が所定角度傾いたか否かを検知する磁気センサと、
   を具備した搭乗手段の傾斜センサにおいて、
   前記振り子は、その揺動方向に対して所定範囲に亘って形成された凹部であって前記磁気センサと対向し得る部位に嵌込み部が設けられ、当該嵌込み部に前記磁石を嵌め込んで固定させて成るものとされ、且つ、前記磁石は、前記振り子の揺動方向に対して所定範囲に亘って弧状に延びるとともに前記磁気センサと対向し得る面を有した主要部位と、該主要部位から突出形成された突出部位とから構成され、前記嵌込み部が当該磁石の形状に倣った凹部とされたことを特徴とする搭乗手段の傾斜センサ。
2. 前記振り子は、前記嵌込み部が形成された鋳物から成ることを特徴とする請求項１記載の搭乗手段の傾斜センサ。
3. 前記振り子は、亜鉛ダイカスト又は真鍮鋳物から成ることを特徴とする請求項２記載の搭乗手段の傾斜センサ。
4. 前記突出部位には、前記磁石を前記振り子に固定させるためのピンを挿通可能な挿通孔が形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の搭乗手段の傾斜センサ。
5. 前記磁石は、磁石粉又は微粉をバインダと混ぜ合わせて成型固化して得られるボンド磁石から成ることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の搭乗手段の傾斜センサ。

Images