特許 7606929 センサ固定構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-18

(45)【発行日】2024-12-26

(54)【発明の名称】センサ固定構造

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/12 20060101AFI20241219BHJP

   B62K 23/04 20060101ALI20241219BHJP

   B62J 45/40 20200101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

G01D5/12 Q

B62K23/04

B62J45/40

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021089050

(22)【出願日】2021-05-27

(65)【公開番号】P2022181858

(43)【公開日】2022-12-08

【審査請求日】2024-02-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000222934

【氏名又は名称】東洋電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】岸 昇示

(72)【発明者】

【氏名】大谷 貴之

(72)【発明者】

【氏名】村田 敏一

【審査官】平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０６６１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１８２５１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭５８－０４７１１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－０９０２７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／００－５／２５２，５／３９－５／６２

Ｇ０１Ｂ ７／００－７／３４

Ｂ６２Ｋ ２１／００－２３／０８

Ｂ６２Ｊ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持体と、
前記支持体に対して互いに異なる方向から配置され、変位部材の変位を検出するための複数のセンサと、
前記複数のセンサを一括して前記支持体に固定する拘束部材と、を有し、
前記センサは、本体部および被係合部を含み、
前記拘束部材によって前記センサが前記支持体に固定された状態では、前記拘束部材からの拘束力によって前記本体部と前記支持体の少なくとも一部とが当接する、センサ固定構造。

【請求項2】

前記支持体に対する前記本体部の当接方向において、前記本体部と前記支持体との当接位置に対して、前記拘束部材と接触する前記本体部の位置よりも前記拘束部材と接触する前記支持体の位置の方が近い、請求項１に記載のセンサ固定構造。

【請求項3】

前記支持体は係合部を含み、
前記係合部と前記被係合部とが係合することで、前記センサは前記支持体に仮装着される、請求項１に記載のセンサ固定構造。

【請求項4】

前記センサが前記支持体に仮装着された状態では、前記係合部は、前記支持体に対する前記本体部の当接方向への前記センサの変位を許容すると共に、前記当接方向と直交する方向への前記センサの変位を規制する、請求項３に記載のセンサ固定構造。

【請求項5】

前記センサが前記支持体に仮装着された状態では、前記センサは前記支持体に対して、前記支持体に対する前記本体部の当接方向に変位可能である、請求項３に記載のセンサ固定構造。

【請求項6】

前記変位部材は回転部材であり、前記センサは前記変位部材の回転変位を検出する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセンサ固定構造。

【請求項7】

前記センサは、前記回転部材の回転中心を中心とする円周方向における互いに異なる位置に配置される、請求項６に記載のセンサ固定構造。

【請求項8】

前記拘束部材は、前記回転部材の回転中心を中心として配置される環状部材である、請求項６に記載のセンサ固定構造。

【請求項9】

前記変位部材は、二輪車のハンドルのスロットル操作によって回動し、
前記センサは、スロットル開度を検出する、請求項６に記載のセンサ固定構造。

【請求項10】

前記拘束部材は、熱収縮チューブである、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセンサ固定構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、変位部材の変位を検出するためのセンサを固定するセンサ固定構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、変位部材の変位を検出するセンサを支持体に配置したセンサ固定構造が知られている。例えば、特許文献１では、パッケージ化されたセンサを支持体の設置部に設置し、クリップ部材を装着すると、クリップ部材に設けられた押圧部がセンサに設けられた突起を押圧し、センサが支持体に位置決め固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１３８３００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、固定したいセンサが複数ある場合には装着作業が繁雑となる。例えば、特許文献１の手法で２つのセンサを固定したとすると、クリップ部材がセンサごとに必要となり、センサを１つずつクリップ部材で固定することになるため、作業性が低下する。特に、２つのセンサの配置位置や向きが互いに異なっている場合は、取り付け作業が一層容易でなくなる。

【0005】

本技術は、複数のセンサの取り付け作業を容易にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために本技術のセンサ固定構造は、支持体と、前記支持体に対して互いに異なる方向から配置され、変位部材の変位を検出するための複数のセンサと、前記複数のセンサを一括して前記支持体に固定する拘束部材と、を有し、前記センサは、本体部および被係合部を含み、前記拘束部材によって前記センサが前記支持体に固定された状態では、前記拘束部材からの拘束力によって前記本体部と前記支持体の少なくとも一部とが当接する。

【発明の効果】

【0007】

本技術によれば、複数のセンサの取り付け作業を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】スロットルグリップ装置の斜視図である。

【図2】センサユニットの斜視図である。

【図3】＋Ｚ側から見たセンサユニットの要部の図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図5】図３のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

【図6】１組の係合部および被係合部の係合状態を示す拡大図である。

【図7】第１変形例の仮装着構造を有するセンサユニットを＋Ｙ側から見た模式図である。

【図8】第２変形例の仮装着構造を有するセンサユニットを＋Ｙ側から見た模式図である。

【図9】第２変形例の仮装着構造を有するセンサホルダの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本技術の実施の形態を説明する。

【0010】

（第１の実施の形態）
図１は、本技術の一実施の形態に係るスロットルグリップ装置の斜視図である。このスロットルグリップ装置に、本技術に係るセンサ固定構造が適用される。このスロットルグリップ装置は、一例として自動二輪車のハンドルバー１１の右方に延出した部分に取り付けられる。このスロットルグリップ装置が適用される車体１８として自動二輪車を例示するが、これに限定されず、バータイプのハンドルを備える３輪や４輪のバギーのほか、スノーモービル等の各種の車体に本技術を適用可能である。

【0011】

図１に示すように、ハンドルバー１１の方向については、ハンドルバー１１の先端側を＋Ｙ側、車体中央側を－Ｙ側とする。スロットルグリップ装置は、グリップ部１４およびグリップエンド１３を備える。グリップ部１４はハンドルバー１１の先端部を含む領域に配置される。グリップ部１４はゴム材等で構成され、グリップエンド１３は金属等で構成される。ハンドルスイッチケース１５は、グリップ部１４に対して、ハンドルバー１１の車体中央側（先端側とは反対側；－Ｙ側）に隣接して配置されている。スロットルグリップ装置は、アクセルポジションセンサ本体（不図示）およびカプラ（図２も参照）を含むアクセルポジションセンサユニット２０を備える。このセンサユニット２０は接続端子部２１を備える。

【0012】

図１に示すように、ハンドルバー１１は円筒状であり、ハンドルバー１１には穴１１ｈが形成されている。穴１１ｈは、ハンドルスイッチケース１５内において開口している。車体１８から延びたハーネス１７の先端に車体側の電気的接続部である車体側カプラ１６が取り付けられている。穴１１ｈにセンサユニット２０の接続端子部２１が位置する状態で且つ、ハンドルスイッチケース１５を取り外した状態で、作業者は、穴１１ｈを介してセンサユニット２０の接続端子部２１に車体側カプラ１６を接続可能である。接続端子部２１と車体側カプラ１６とを結合することで、アクセルポジションセンサ本体と車体１８とが電気的に接続される。

【0013】

図２は、センサユニット２０の斜視図である。センサユニット２０はセンサホルダ２２を有し、接続端子部２１はセンサホルダ２２に設けられている。後述するように、センサユニット２０にはセンサ３０（図３参照）と拘束部材２７とが装着される。以降、各部の方向を、図２等に示したＸ、Ｙ、Ｚ座標軸を基準として呼称する。

【0014】

図３は、＋Ｚ側から見たセンサユニット２０の要部の図である。図４は、図３のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、ハンドルバー１１の中心軸Ｃ１を含む平面による断面図である。

【0015】

図４に示すように、スロットルパイプ１２は、中心軸Ｃ１の周りに、ハンドルバー１１の外周面に沿って回動可能な状態でハンドルバー１１に取り付けられる。スロットルパイプ１２は略円筒状であり、運転手によるグリップ部１４の回転操作（スロットル操作）に応じてハンドルバー１１の中心軸Ｃ１の周りに回転する。

【0016】

シャフト１０は中心軸Ｃ１に沿って延在する。磁石１９は円筒形状であり、シャフト１０に固定されている。シャフト１０およびスロットルパイプ１２は、ハンドルバー１１と同軸に配置される。スロットルパイプ１２、シャフト１０および磁石１９は、スロットル操作によって回転する変位部材（回転部材でもある）の例である。センサホルダ２２は、ハンドルバー１１に対して固定関係にあり、スロットルパイプ１２と連動して回動しない。

【0017】

支持体としてのセンサホルダ２２に２つのセンサ３０が配置されている。センサ３０は接続端子部２１に電気的に接続される。センサ３０は、センサホルダ２２に対して互いに異なる方向から配置される。言い換えると、２つのセンサ３０は、ハンドルバー１１の中心軸Ｃ１（回転中心）を中心とする円周方向における互いに異なる位置に配置される。本実施の形態では、２つのセンサ３０は＋Ｚ側と－Ｚ側とに配置される。センサ３０は、一例としてセンサＩＣ等で構成される磁気センサである。

【0018】

磁石１９においては、周方向、すなわちハンドルバー１１の中心軸Ｃ１周りの回転方向に沿って複数の磁極が着磁されている。センサ３０はホール素子を有し、自身を通過する磁力線の向きや強さを検知する。これにより、センサ３０は、スロットルパイプ１２の回転角を検出し、検出結果に基づく値を出力する。センサ３０の検出結果である検出信号は、センサユニット２０の接続端子部２１に接続された車体側カプラ１６を介して、車体１８の制御部（図示せず）に供給される。これにより、スロットルパイプ１２の回転位置が制御部によって把握され、スロットル開度が検出される。スロットル開度はスロットル制御等に利用される。

【0019】

拘束部材２７は、複数の（２つの）センサ３０を一括してセンサホルダ２２に固定する部材である。拘束部材２７は、一例として熱によって収縮する環状部材である熱収縮チューブである。図２では、装着前（収縮前）の拘束部材２７が実線で示され、装着後（収縮後）の拘束部材２７が仮想線で示されている。図３、図４ではそれぞれ、拘束部材２７の未装着状態、装着状態が示されている。作業者は、２つのセンサ３０をセンサホルダ２２の適切な位置に配置した状態で拘束部材２７を被せる。その後、温風等によって拘束部材２７を加熱すると拘束部材２７が収縮する。これにより、接着剤等を用いることなく、２つのセンサ３０が一括してセンサホルダ２２に固定される。

【0020】

図５は、図３のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。図５には、収縮前の拘束部材２７も仮想線で併せて示されている。２つのセンサ３０の構成および配置の態様は共通するので、主に代表して＋Ｚ側のセンサ３０の構成および固定構造を説明する。

【0021】

図３に示すように、センサ３０は、本体部３１Ａ、３１Ｂおよび複数の被係合部３２を含む。被係合部３２は、＋Ｘ方向と－Ｘ方向とに突出した突起部である。センサホルダ２２には、４つの被係合部３２に対応する切り欠き状の係合部２５が形成されている。また、本体部３１Ａは、拘束面３３および当接面３４を含む（図５参照）。

【0022】

センサホルダ２２の＋Ｙ側の端部における外面２３は対向面２３ａを含む（図２、図５参照）。センサホルダ２２は設置面２４を含む（図４、図５参照）。設置面２４は、中心軸Ｃ１に対して対向面２３ａよりも近い。

【0023】

図６は、１組の係合部２５および被係合部３２の係合状態を示す拡大図である。各組の係合部２５と被係合部３２との関係は共通する。係合部２５は、＋Ｙ方向に突出する突部２６を有する。係合部２５と被係合部３２とが係合することで、センサ３０はセンサホルダ２２に仮装着される。すなわち、係合部２５と被係合部３２とが係合状態となると、係合部２５における＋Ｙ側の端面２５ａと突部２６との間に被係合部３２が嵌合され、Ｙ方向における被係合部３２の位置決めがなされる。

【0024】

また、係合部２５における－Ｘ側の端面２５ｂによって、被係合部３２の－Ｘ側の先端の位置が規制される。一方、＋Ｘ側においても、係合部２５における＋Ｘ側の端面によって被係合部３２の＋Ｘ側の先端の位置が規制される。これにより、Ｘ方向における被係合部３２の位置決めがなされる。

【0025】

一方、係合部２５に対して被係合部３２は、Ｚ方向には変位可能である。ただし、センサ３０の本体部３１Ａの当接面３４がセンサホルダ２２の設置面２４に当接することで、－Ｚ方向における本体部３１Ａの位置が規制される。従って、センサ３０が仮装着された状態では、係合部２５は、本体部３１Ａが設置面２４に当接しない範囲でＺ方向へのセンサ３０の変位を許容すると共に、Ｚ方向と直交する方向へのセンサ３０の変位を規制する。

【0026】

＋Ｚ側のセンサ３０を組み付けるには、作業者は、被係合部３２が係合部２５に嵌まるようにセンサ３０を＋Ｚ側から設置面２４に配置する。係合部２５に被係合部３２が係合し、端面２５ａと突部２６とに被係合部３２が挟持された状態になると、センサ３０はセンサホルダ２２から容易には脱落しない仮装着状態となる。なお、－Ｚ側のセンサ３０については、＋Ｚ側のセンサ３０とは組み付け方向が反対となるが、組み付けの基本的作業は同じである。

【0027】

このようにして２つのセンサ３０を仮装着状態にした後、作業者は、２つのセンサ３０を覆うように、センサホルダ２２の＋Ｙ側の端部に拘束部材２７を＋Ｙ側から被せる。その後、温風等によって拘束部材２７を加熱すると拘束部材２７が収縮する。これにより、２つのセンサ３０が一括してセンサホルダ２２に本装着状態、すなわち固定状態となる。まず、収縮した拘束部材２７は、本体部３１Ａの拘束面３３に接触することで、本体部３１Ａを－Ｚ方向へ押圧する。従って、センサ３０がセンサホルダ２２に固定された状態では、拘束部材２７からの拘束力によって本体部３１Ａの当接面３４が設置面２４と密着する。これにより、中心軸Ｃ１に直交する方向におけるセンサ３０の位置が高い精度で定まる。本体部３１Ｂにおいても本体部３１Ａと同様の作用が生じる。＋Ｚ側のセンサ３０の密着方向（当接方向）は－Ｚ方向であり、－Ｚ側のセンサ３０の密着方向は＋Ｚ方向である。

【0028】

本実施の形態によれば、センサホルダ２２に対して互いに異なる方向から配置され、スロットルパイプ１２の変位を検出するための複数のセンサ３０が、拘束部材２７によって一括してセンサホルダ２２に固定される。従って、従来のようにセンサ３０を熱硬化性樹脂などで固定する必要がない。よって、複数のセンサ３０の取り付け作業を容易にすることができる。

【0029】

また、拘束部材２７によってセンサ３０がセンサホルダ２２に固定された状態では、拘束部材２７からの拘束力によって本体部３１Ａ、３１Ｂとセンサホルダ２２（設置面２４）とが密着する。これにより、中心軸Ｃ１に直交する方向におけるセンサ３０の位置決め精度・位置精度を高めることができる。仮に、従来のように、固定後のセンサとセンサを支持する支持体（センサホルダ２２）との間に隙間があると位置決め精度が低くなる。しかし本実施の形態では、センサ３０とセンサホルダ２２とが密着するので高い位置決め精度が維持される。

【0030】

ところで、図５に示すように、収縮した拘束部材２７は、本体部３１Ａの拘束面３３に接触するが、センサホルダ２２における対向面２３ａにも接触する。しかし、Ｚ方向において、設置面２４（本体部３１Ａとセンサホルダ２２との当接位置）に対し、拘束部材２７と接触する本体部３１Ａの位置（拘束面３３）よりも、拘束部材２７と接触するセンサホルダ２２の位置（対向面２３ａ）の方が距離Ｈ１だけ近い。言い換えると、対向面２３ａの方が拘束面３３よりも距離Ｈ１だけ低くなっている。これにより、本体部３１Ａに対する－Ｚ方向への必要な押圧力が確実に確保される。よって、本体部３１Ａの当接面３４とセンサホルダ２２の設置面２４とを適切に当接させることができるので、確実な位置決めをしつつセンサ３０をセンサホルダ２２に安定して固定することができる。

【0031】

なお、センサ３０の位置決めを行うことができる観点からは、拘束部材２７からの拘束力によって本体部３１Ａ、３１Ｂとセンサホルダ２２の少なくとも一部とが当接する構成であってもよい。

【0032】

また、センサホルダ２２の係合部２５とセンサ３０の被係合部３２とが係合することで、センサ３０がセンサホルダ２２に仮装着されるので、複数のセンサ３０の取り付け作業を容易にすることができる。異なる位置に複数のセンサが配置される構成で、仮に何らの工夫がない場合は、一部のセンサが固定前に脱落しやすくなるおそれがある。しかし本実施の形態では、端面２５ａと突部２６とに被係合部３２が嵌合挟持されることで、固定前にセンサ３０が脱落しにくくなるので取り付け作業がやりやすくなる。

【0033】

また、センサ３０がセンサホルダ２２に仮装着された状態では、係合部２５は、密着方向と平行な方向（Ｚ方向）へのセンサ３０の変位を許容すると共に、密着方向と直交する方向（Ｘ・Ｙ方向）へのセンサ３０の変位を規制する。従って、取り付け容易性を維持しつつ位置決め精度を高めることができる。

【0034】

次に、図７～図９で、センサ３０をセンサホルダ２２に仮装着する構成の変形例を説明する。

【0035】

図７は、第１変形例の仮装着構造を有するセンサユニット２０を＋Ｙ側から見た模式図である。センサホルダ２２は、係合部２５に代えて係合部２８を有する。係合部２８は、＋Ｚ側にテーパ面２８ａを有する。係合部２８は、Ｘ方向に互いに向き合っている。Ｘ方向における係合部２８の先端同士の間隔よりも、Ｘ方向における被係合部３２の先端同士の距離の方が少し長い。なお、係合部２８と被係合部３２とは、Ｙ方向における互いの位置が対応するように設けられればよく、Ｙ方向における配置位置や数は問わない。＋Ｘ側の被係合部３２と－Ｘ側の被係合部３２とは、Ｙ方向における位置が同じでもよいし相違してもよい。

【0036】

作業者は、センサ３０をセンサホルダ２２に仮装着する際には、＋Ｚ側からセンサ３０を設置面２４に向けて押し込む。すると、係合部２８および被係合部３２の少なくとも一方が一時的に弾性変形することで、被係合部３２が係合部２８のテーパ面２８ａを乗り越えて係合部２８の－Ｚ側に潜り込む。これにより、図７に示すように、センサ３０がセンサホルダ２２に対して仮装着状態となる。

【0037】

なお、Ｚ方向において、被係合部３２の＋Ｚ側の面とセンサ３０の本体部３１Ａの当接面３４との距離は、係合部２８と設置面２４との間隔よりも短い。従って、仮装着状態においては、センサ３０はセンサホルダ２２に対してＺ方向に変位可能であるので、取り付け容易性を維持しつつ位置決め精度を高めることができる。

【0038】

図８は、第２変形例の仮装着構造を有するセンサユニット２０を＋Ｙ側から見た模式図である。図９は、第２変形例の仮装着構造を有するセンサホルダ２２の斜視図である。

【0039】

図８、図９に示すように、センサホルダ２２は、係合部２５に代えて係合部２９を有する。２つの係合部２９は、Ｘ方向に突出し、互いに向き合っている。係合部２９と設置面２４とにより、Ｚ方向に窪む一対の溝部２９ａが形成される。一対の溝部２９ａはＹ方向に延在する。Ｘ方向における係合部２９の先端同士の間隔よりも、Ｘ方向における被係合部３２の先端同士の距離の方が長い。なお、＋Ｘ側の被係合部３２と－Ｘ側の被係合部３２とは、Ｙ方向における位置が同じでもよいし相違してもよい。また、Ｙ方向における被係合部３２の配置位置や数は問わない。

【0040】

作業者は、センサ３０をセンサホルダ２２に仮装着する際には、センサ３０を、＋Ｙ側から設置面２４上をスライドさせて挿入する。その際、作業者は、被係合部３２が溝部２９ａと係合するようにセンサ３０を挿入する。センサホルダ２２には、センサ３０と当接してセンサ３０の－Ｙ方向の位置を規制する規制面（図示せず）が設けられている。従って、センサ３０が規制面と当接して－Ｙ方向における位置決めがなされると、図８に示すように、センサ３０がセンサホルダ２２に対して仮装着状態となる。

【0041】

なお、Ｚ方向において、被係合部３２の＋Ｚ側の面とセンサ３０の本体部３１Ａの当接面３４との距離は、係合部２９と設置面２４との間隔よりも短い。従って、仮装着状態においては、センサ３０はセンサホルダ２２に対してＺ方向に変位可能であるので、取り付け容易性を維持しつつ位置決め精度を高めることができる。

【0042】

以上、本技術をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本技術はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この技術の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本技術に含まれる。

【0043】

例えば、本実施の形態および変形例において、一括して固定されるセンサの数は３個以上でもよい。また、３個以上のセンサを設ける場合、各センサは、中心軸Ｃ１を中心とする円周方向における互いに異なる位置に配置されてもよい。

【0044】

なお、センサ３０によって変位を検出される変位部材は、センサ３０に対して相対的に変位するものであればよい。従って、センサ３０または変位部材のいずれかまたは双方が実際に変位する構成であってもよい。また、相対的な変位部材の変位態様は回転変位に限定されない。

【0045】

なお、拘束部材２７は熱収縮チューブに限定されない。好ましくは、拘束部材２７は、非磁性体、絶縁性および弾性を有するのがよく、さらには、センサ３０やセンサホルダ２２を全周に亘り覆うものであるのが望ましい。採用可能な拘束部材２７の他の例として、ゴムチューブ、結束バンド（タイラップ）、絶縁テープ（ビニルテープ）などが挙げられる。また、複数のセンサ３０の取り付け作業を容易にするという観点に限れば、拘束部材２７は、複数のセンサ３０を一括して支持体（センサホルダ２２）に固定できればよく、拘束部材２７の形状は環状部材に限定されない。

【符号の説明】

【0046】

１２ スロットルパイプ、 ２２ センサホルダ、 ２５ 係合部、 ２７ 拘束部材、 ３０ センサ、 ３１Ａ、３１Ｂ 本体部、 ３２ 被係合部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】