JP2005049321A - 傾倒センサ - Google Patents

Abstract

【目的】 傾倒センサにおけるムーブメントの動きが良くなって応答性が良くなるとともに、軸を通して車体の振動が伝わることがなくなって安定性が良くなるようにする。
【構成】 ケース内に回動自在に設けられた振子式のムーブメントが回動して、そのムーブメントに着磁された部分が磁気センサによって感知されることによって傾倒状態を検出する傾倒センサにおいて、ムーブメントの回動中心となる軸穴に隙間を介して挿入される軸にスペーサを遊嵌して、そのスペーサを介してムーブメントをケース側に設置することによって、ムーブメントおよび軸を無拘束状態にする。
【選択図】 図１

Description

発明の詳細な説明

産業上の利用分野

本発明は、車体の傾倒状態を検知する傾倒センサに関する。

一般に、傾倒センサは、二輪自動車が転倒したことを検知して、燃料カットやエンジン点火系統の電源しゃ断などを行うなどの種々の安全対策をとるために用いられている。

従来、この種の傾倒センサとしては、車体の傾倒状態に応じてケース内に回動自在に設けられた振子式のムーブメントが所定以上に回動したときに、そのムーブメントに着磁された部分が磁気センサによって感知されて車体が転倒したことを検知するようにしたものが開発されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２０００−１４６５８２号公報

特開２００１−２５６８７１号公報

発明が解決しようとする課題

解決しようとする問題点は、従来の傾倒センサでは、ムーブメントの軸がケースの軸受部分に拘束されており、摩擦によってムーブメントの動きが悪いものになっているとともに、車体の振動が軸を通して直接ムーブメントに伝わるものとなっていることである。また、ムーブメントの回動とは異なる方向にもケースが傾いている場合には、ムーブメントの軸方向の動きを規制するようにケース内部に形成されたリブ側に押し付けられてムーブメントが動かなくなる、いわゆる張り付き現象が生ずるものとなっていることである。

また、従来の傾倒センサでは、ムーブメントの上部分を切り欠いて重心が下方にくるようにしているが、車体の振動に対して不安定に大きく揺れて、応答性が悪いものなっているという問題がある。

課題を解決するための手段

本発明による傾倒センサは、ケース内に回動自在に設けられた振子式のムーブメントが回動して、そのムーブメントに着磁された部分が磁気センサによって感知されることによって傾倒状態を検出する傾倒センサにおいて、ムーブメントの動きが拘束されることがないようにするとともに、軸を通して車体の振動が伝わることがないようにするべく、ムーブメントの回動中心となる軸穴に隙間を介して挿入される軸にスペーサを遊嵌して、そのスペーサを介してムーブメントをケース側に設置することによって、ムーブメントおよび軸を無拘束状態にするようにしている。

そして、本発明は、車体の振動に対してムーブメントが不安定に揺れることがないようにムーブメントの上側部分と下側部分との重量配分に最適にするべく、ムーブメントの軸穴に対して、上側部分と下側部分との重量比が１：９から３：７の範囲になるように設定している。

本発明による傾倒センサにあっては、図１および図２に示すように、ケース１内に、着磁された振子式のムーブメント２がその軸３によって回動自在になるように設けられている。

そのケース１は、下ケース１１と上ケース１２とからなり、上ケース１２に下ケース１１をシール用のＯリング４を介して嵌め込んで、その嵌め込み部分をフック結合することによって、防水構造となるように形成されている。上ケース１２には、車体側に取り付ける取付座９が設けられている。

上ケース１２の内部には、ムーブメント２の所定の角度以上の回動状態をホールＩＣ５が検知して、それがスイッチオン状態となったときに検知信号を出力するようにした検知回路が実装された回路基板６が取り付けられている。

そして、その上ケース１２には、回路基板６からの電源Ｖｃｃ、アースＧＮＤおよび検知出力ＯＵＴの各端子が外部に引き出されるソケット部８が一体的に形成されている。

ムーブメント２には、図３および図４に示すように、円の中心にくるように軸３が隙間を介して挿入される軸穴２３が配設されており、上部には基凖位置Ｏに対して対称となるように所定の開き角度α（例えば６２°）をもった切欠部２１が設けられ、その下部には基準位置Ｏが垂直方向にくるようにバランスをとるための重錘部２２が設けられている。

回路基板６に取り付けられているホールＩＣ５は、ユニポーラ感応タイプのもので、ムーブメント２の基準位置Ｏ上に配設されており、ムーブメント２が回動してその着磁されたＳ極が対向したときにスイッチオン状態になるようになっている。

このような傾倒センサにあって、特に本発明では、ムーブメント２の軸穴２３に隙間を介して挿入される軸３の両側にそれぞれスペーサ７を遊嵌して、そのスペーサ７を介してムーブメント２をケース１側に設置することによって軸３の両端がそれぞれ何ら強制的に軸支されることのない無拘束状態になるようにしている。そして、そのスペーサ７によってムーブメント２のケース１内における軸方向の動きを規制している。

したがって、ムーブメント２の軸３がケース１側に何ら拘束されずにフリー状態になっているので、車体の振動が軸３を通して厶ーブメント２に直接伝わることがなくなるとともに、ムーブメント２の動きが良くなる。

また、スペーサ７は、図６に示すように、そろばん球状に形成されており、最小限の面積をもってムーブメント２に当接するようになっている。

したがって、厶ーブメント２の回動とは異なる方向にケース１が傾いてムーブメント２がスペーサ７側に押し付けられても、両者の当接面が小さいために、ムーブメント２の軸方向の動きが拘束されてムーブメント２が動かなくなる、いわゆる張り付き現象が生ずるようなことを有効に防止することができるようになる。

なお、スペーサ７としては、厶ーブメント２との当接面が小さくなるようにするべく、図７に示すように、円錐台形状にするなどの他の形状にしてもよいことはいうまでもない。

上ケース１２の下部に形成された厶ーブメント２の押え部分１２１によって軸３の上方を隙間Ｓを空けて覆うようにして、ムーブメント２が下ケース１１の所定位置から脱落しないようにしている。

また、特に本発明では、車体の振動に対してムーブメント２が不安定に大きく揺れることがないように、ムーブメント２の軸穴２３に対して、上側部分と下側部分との重量比が１：９から３：７の範囲になるように最適設定するようにしている。

上側部分と下側部分との重量比を変えた複数のサンプルを用いて実検を行った結果、その重量比が１：９から３：７の範囲によるものが、ムーブメント２に一定の振動を加えたときの安定性が良好であった。この場合、特に、重量比が２：８のものが最も良好な振動特性を示した。そして、この範囲を外れて上側部分の重量が大きくなると、それにしたがって重心位置が上方にずれてムーブメント２の動きが不安定になってしまう。

ここでは、ムーブメント２の上側部分に穴１０をあけたり、その下側部分中央にウエイト１３を埋め込んだりして、その重量配分を調整している。

したがって、本発明によれば、ムーブメント２の回動軸３に対する上側部分と下側部分との重量配分が最適に設定されているので、ケース１の傾動に対して、適正なモーメントをもって厶ーブメント２を回動させることができ、車両走行時の振動によってはムーブメント２が不安定に大きく回動しにくくなる。

図９は、本発明による傾倒センサの振動特性を示している。ここでは、振動周波数５０〜５００Ｈｚの範囲で、加速度１２Ｇ一定の条件下で、上下振動、左右振動、前後振動を与えてそれぞれ試験を行ったときの振動特性を示している。図中、Ａは上下振動を与えたときの振動特性、Ｂは左右振動を与えたときの振動特性、Ｃは前後振動を与えたときの振動特性である。

この試験結果によれば、振動に対する大きな揺れも、張り付き現象もなく、３方向ともに振動の安定した良好な特性が得られた。

図１０は、ムーブメントの軸の両端をケースの軸受け部分に拘束させたうえで、ケース内に形成したリブによってムーブメントの軸方向の動きを規制し、ムーブメントの重量配分を４：６とした従来の傾倒センサを、同一の条件下で、上下振動、左右振動、前後振動を与えてそれぞれ試験を行ったときの振動特性を示している。

この試験結果によれば、上下、左右振動ではムーブメントが大きく揺動し、前後振動では不安定状態が存在し、特に高周波領域において応答時間が長くなる傾向がみられる。そして、前後振動においては、低周波領域においてムーブメントの張り付き現象がみられる。

また、ムーブメント２の上部には、その回動の基準位置Ｏが中央にくるように比較的大きな開き角度αをもって切欠部２１が設けられているので、車両走行時の振動によってそのムーブメント２がその開き角度αの範囲内で揺動してもホールＩＣ５が応動することがない。したがって、車両走行時の振動によって誤検知されるようなことがなく、車体が所定の角度以上に傾倒したときにのみホールＩＣ５がスイッチオン状態になる。

また、そのムーブメント２は、図３および図５に示すように、基凖位置Ｏに対して対称となるように、図示の極性をもって異ピッチ多極となるように着磁されている。すなわち、切欠部２１側の両端部分には微小な開き角β（例えば７°）をもってＮ極部Ｎ１，Ｎ２が、またその周面の中ほどには微小な開き角γ（例えば２０°）をもってＮ極部Ｎ３，Ｎ４がそれぞれ形成され、その各Ｎ極間にはそれぞれ所定の開き角δ（例えば８７°）をもったＳ極部Ｓ１，Ｓ２および所定の開き角ε（例えば７０°）をもったＳ極部Ｓ３が形成されている。

しかして、このような異ピッチ多極構造をとることによって、Ｎ極部とＳ極部との境における磁束密度の変化を急峻にすることができ、ムーブメント２が所定の角度以上に回動してＳ極部がホールＩＣ５に対向したときにスイッチオン状態になるときの位置決めを高精度に設定することができるようになる。

図８は、ホールＩＣ５のスイッチング状態に応じて車体の傾倒状態を検知するための検知回路の一例を示している。

ここでは、ホールＩＣ５がムーブメント２の所定の角度以上の回動状態を検知してスイッチオン状態となったときにハイレベルの検知信号を出力するような回路を構成している。ここで、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２はホールＩＣ５の保護のためのローパスフィルタを形成している。Ｃ１は、ノイズおよび発振防止のためのコンデンサである。

このようなものにあって、本発明では、車体が１８０°転倒して倒立した状態をも検知することができるように、ムーブメント２を図３および図５に示すような着磁パターンとしている。

すなわち、その厶ーブメント２には、その回動の中間位置に車体が１８０°転倒したときの倒立状態時にホールＩＣ５によって感応される倒立感応エリア（Ｓ極部Ｓ３）と、その倒立感応エリアの両側にそれぞれ配されたホールＩＣ５に感応されない微小な不感応エリア（Ｎ極部Ｎ３，Ｎ４）と、その各不感応エリアに接してそれぞれ配された左，右側の傾倒時にホールＩＣ５によって感応される傾倒感応エリア（Ｓ極部Ｓ１，Ｓ２）とが設けられている。

また、車体が１８０°転倒して倒立状態になったときには、ムーブメント２の回動の中間位置に配されている倒立感応エリアであるＳ極部Ｓ３がホールＩＣ５に対向して、その倒立状態が確実に検知される。

発明の効果

以上、本発明によれば、ケース内に回動自在に設けられた振子式のムーブメントが回動して、そのムーブメントに着磁された部分が磁気センサによって感知されることによって傾倒状態を検出する傾倒センサにあって、ムーブメントの回動中心となる軸穴に隙間を介して挿入される軸にスペーサを遊嵌して、そのスペーサを介してムーブメントをケース側に設置することによって、ムーブメントおよび軸を無拘束状態にするようにしているので、車体傾倒時におけるムーブメントの動きが良くなって応答性が良くなるとともに、軸を通して車体の振動が直接伝わることが有効に軽減されて、別途に振動吸収材を何ら設けることなく、ムーブメントの安定性を向上させることができるという利点がある。

また、本発明によれば、ムーブメントの軸方向の動きを規制するように設けるスペーサの形状をそろばん球状、円錐台状などにして、ムーブメントに対する当接面が最小限の大きさになるようにしているので、ムーブメントの回動とは異なる方向にケースが傾いてムーブメントがスペーサ側に押し付けられても張り付き現象を生ずるようなことを有効に防止することができるという利点がある。

さらに、本発明によれば、ムーブメントの軸に対する上側部分と下側部分との重量配分が、車体の振動に対してムーブメントが不安定に大きく揺れることがないように最適に設定されているので、車体の振動の影響を受けることなくその傾倒状態を適切に検知することができるという利点がある。

本発明による傾倒センサの一実施例を示す正面図である。 同実施例における傾倒センサの側断面図である。 同実施例における傾倒センサの厶ーブメントを示す正面図である。 そのムーブメントの側面図である。 そのムーブメントにおける着磁パターンを示す展開図である。 本発明による傾倒センサに用いられるスペーサの一例を示す側面図である。 本発明による傾倒センサに用いられるスペーサの他の例を示す側面図である。 本発明による傾倒センサを用いて車体の傾倒状態を検知するための検知回路を示す電気回路図である。 本発明による傾倒センサにおけるムーブメントの振動特性を示す図である。 従来の傾倒センサにおけるムーブメントの振動特性を示す図である。

符号の説明

１ ケース
１１ 下ケース
１２ 上ケース
２ ムーブメント。
２３ 軸穴
３ 軸
４ Ｏリング
５ ホールＩＣ
６ 回路基板
７ スペーサ

Claims (3)

1. ケース内に回動自在に設けられた振子式のムーブメントが回動して、そのムーブメントに着磁された部分が磁気センサによって感知されることによって傾倒状態を検出する傾倒センサにおいて、ムーブメントの回動中心となる軸穴に隙間を介して挿入される軸にスペーサを遊嵌して、そのスペーサを介してムーブメントをケース側に設置することによって、ムーブメントおよび軸を無拘束状態にしたことを特徴とする傾倒センサ。
2. スペーサが、厶ーブメントとの当接面が小さくなるようなそろばん球形状または円錐台形状になっていることを特徴とする請求項１の記載による傾倒センサ。
3. ムーブメントの軸穴に対して、上側部分と下側部分との重量比が１：９から３：７の範囲になるように設定したことを特徴とする請求項１の記載による傾倒センサ。

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