JP2007003254A - スロットルトルク検出装置及びそれを備えた自動二輪車等の輸送機器 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットルグリップにかかる回動トルクを検出しかつハンドリングに悪影響を及ぼさないスロットルトルク検出装置を提供する。
【解決手段】スロットルトルク検出装置１４は自動二輪車のフロントサスペンションの前方でかつフェンダの上方に設置され、スロットルグリップを手前側に回すときの回動トルクを検出するスロットルトルク検出機構２８と、スロットルグリップを戻すときの回動トルクを検出するスロットルトルク検出機構３０とを備える。スロットルトルク検出機構２８は、ベース３２と、スプリング３４，３６と、センサホルダ３８と、ロードセル４０と、プッシャ４２と、プレート４４と、アーム４６とを備える。スロットルグリップが回動され、スロットルワイヤ２２が引っ張られると、アーム４６が回動されてプッシャ４２が押動され、ロードセル４０が押圧される。
【選択図】図３

Description

本発明は、スロットルトルク検出装置に関し、さらに詳しくは、自動二輪車、四輪バギー(ATV; All Terrain Vehicle)、スノーモビル、水上滑走艇など、ライダが自身の体重を移動させながら操縦する鞍乗り型輸送機器、特に自動二輪車のスロットルグリップにかかる回動トルクを検出するスロットルトルク検出装置に関する。

自動二輪車では、ハンドルに装備されたスロットルグリップをライダが手で操作することによってスロットル開度を調整している。具体的には、ライダがスロットルグリップを回動させると、そこに掛止されたスロットルワイヤが引っ張られ、それに連動してスロットルバルブが回動される。

このように従来の一般的なスロットルグリップでは、スロットルを開くには、スロットルグリップを所望の角度だけ実際に回動させなければならないため、スロットルを開いているときと閉じているときとでは、手首の位置が異なってしまう。自動二輪車ではハンドル操作は極めて重要で、より安定した走行を実現するためには、手は常に同じ位置にある方が望ましい。

特開平１１−２４１９５５号公報（特許文献１）には、スロットルグリップにかかる回動トルクを検出することの可能な荷重検出装置が開示されている（同公報［００８４］〜［００９０］、図２６及び図２７参照）。この荷重検出装置は、ロッド状の磁性体と、その周囲に巻回された励磁コイル及び検出コイルとを備える。励磁コイルには発振回路が接続され、検出コイルには整流回路、増幅器及びＣＰＵが接続される。ライダがスロットルグリップを回動させようとすると、その回動トルクが磁性体に伝達され、磁性体の軸方向に荷重がかかる。その結果、磁性体の透磁率は磁歪効果により低下し、検出コイルの両端に発生する電圧が変化する。この荷重検出装置によれば、スロットルグリップを大きく回動させる必要がないため、ライダの手首の回転が不要となり、スロットルの操作性が高められる。

しかしながら、この荷重検出装置は構造が複雑で、しかも、発振回路、整流回路、増幅器、ＣＰＵなど、多数の外部回路を必要とするため、これを自動二輪車に実装することは現実的ではない。また、スロットルグリップに隣接して荷重検出装置を設けているため、左右のバランスが悪くなり、ハンドリングに悪影響を及ぼす可能性がある。

なお、本出願人は、特願２００５−９３４６６号（関連出願１）において、スロットルの操作に加え、ライダの体重移動に応じて駆動力を制御することの可能な操縦制御装置を提案している。
特開平１１−２４１９５５号公報

［関連出願１］特願２００５−９３４６６号

本発明の目的は、スロットルグリップにかかる回動トルクを検出することの可能なスロットルトルク検出装置を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、ハンドリングに悪影響を及ぼさないスロットルトルク検出装置を備えた自動二輪車等の輸送機器を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明によるスロットルトルク検出装置は、第１のベースと、ロードセル等の第１の荷重センサと、第１のアームとを備える。第１の荷重センサは、第１のベース内に収容される。第１のアームは、第１のベースに軸支され、スロットルグリップがスロットルを開く方向に回動されたときに引っ張られる第１のスロットルワイヤを掛止するための掛止部と第１の荷重センサに当接する押圧部とを有する。

このスロットルトルク検出装置では、スロットルグリップがスロットルを開く方向に回動され、第１のスロットルワイヤが引っ張られると、第１のアームが回動され、押圧部で第１の荷重センサを押圧する。その結果、第１の荷重センサによりスロットルグリップにかかるスロットルを開く方向の回動トルクが検出される。

好ましくは、スロットルトルク検出装置はさらに、第２のベースと、ロードセル等の第２の荷重センサと、第２のアームとを備える。第２の荷重センサは、第２のベース内に収容される。第２のアームは、第２のベースに軸支され、スロットルグリップがスロットルを閉じる方向に回動されたときに引っ張られる第２のスロットルワイヤを掛止するための掛止部と第２の荷重センサに当接する押圧部とを有する。

この場合、スロットルグリップがスロットルを閉じる方向に回動され、第２のスロットルワイヤが引っ張られると、第２のアームが回動され、押圧部で第２の荷重センサを押圧する。その結果、第２の荷重センサによりスロットルグリップにかかるスロットルを閉じる方向の回動トルクも検出される。

好ましくは、掛止部は第１のアームの先端に設けられ、押圧部は第１のアームの先端と回動軸との間に設けられる。

この場合、第１のアームの先端にかかる引張力がてこの原理で増幅され、第１のアームの押圧部により第１の荷重センサに印加される押圧力は大きくなる。その結果、回動トルクの検出精度が向上する。

好ましくは、スロットルトルク検出装置はさらに、第１の荷重センサと第１のアームの押圧部との間に介装されるプッシャを備える。第１のベースは、第１の凹部と、第２の凹部とを有する。第１の凹部は、プッシャを収容する。第２の凹部は、第１の凹部内に形成され、第１の凹部よりも小径でかつ第１の荷重センサの厚さよりも深い。第２の凹部は、第１の荷重センサを収容する。

この場合、プッシャは第１のアームにより押動されるが、第１の凹部の底に当たって止まるので、第１の荷重センサに過大な押圧力がかかることはない。

本発明による輸送機器は、上記スロットルトルク検出装置を備える。

この輸送機器では、スロットルグリップにかかる回動トルクが検出されるため、ライダはスロットルグリップを大きく回動させることなく、スロットルの開閉を操作することができる。

本発明による自動二輪車は、スロットルグリップと、スロットルワイヤと、スロットルトルク検出装置とを備える。スロットルグリップは、ハンドルに設けられる。スロットルワイヤは、その一方端がスロットルグリップに掛止される。スロットルトルク検出装置は、スロットルワイヤの他方端が掛止され、スロットルワイヤに連動してスロットルグリップにかかる回動トルクを検出する。

この自動二輪車では、スロットルグリップにかかる回動トルクが検出されるため、ライダはスロットルグリップを大きく回動させることなく、スロットルの開閉を操作することができる。

好ましくは、スロットルトルク検出装置はフロントサスペンションの前方でかつフェンダの上方に設置される。

この場合、スロットルトルク検出装置は自動二輪車の中心に位置し、しかもハンドルと一緒に動くので、ハンドリングに悪影響を及ぼさない。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態によるオフロードタイプの自動二輪車１０は、スロットルグリップ１２にかかる回動トルクを検出するスロットルトルク検出装置１４を備える。スロットルグリップ１２はハンドル１６の右側に設けられ、ライダの操作に応じてスロットル開度を自在に調整する。スロットルグリップ１２は小さな角度で回動可能に構成されるが、実際にはほとんど回動しない。スロットルトルク検出装置１４は、フロントサスペンション１８の前方でかつフェンダ２０の上方に設置される。

スロットルグリップ１２とスロットルトルク検出装置１４との間には２本のスロットルワイヤ２２，２４が張り渡される。一方のスロットルワイヤ２２は、スロットルグリップ１２が手前側（ライダ側）に回動されると引っ張られ、スロットルを開く。もう一方のスロットルワイヤ２４は、スロットルグリップ１２が向こう側（前方側）に回動されると引っ張られ、スロットルを閉じる。

図３を参照して、スロットルトルク検出装置１４は、フロントサスペンション１８に固定されるフレーム２６と、フレーム２６に固定される２つのスロットルトルク検出機構２８，３０とを備える。この図では、スロットルトルク検出機構２８側を分解してその構成を示している。スロットルトルク検出機構２８にはスロットルワイヤ２２の一方端が掛止され、スロットルトルク検出機構３０にはスロットルワイヤ２４の一方端が掛止される。スロットルトルク検出機構２８は、スロットルグリップ１２にかかるライダ側（スロットルを開く側）への回動トルクを検出する。スロットルトルク検出機構３０は、スロットルグリップ１２にかかる前方側（スロットルを閉じる側）への回動トルクを検出する。２つのスロットルトルク検出機構２８，３０は同じ構造を有するので、以下、スロットルトルク検出機構２８を例に説明する。

スロットルトルク検出機構２８は、ベース３２と、スプリング３４，３６と、センサホルダ３８と、ロードセル４０と、プッシャ４２と、プレート４４と、アーム４６とを備える。

ベース３２は概略円柱状をなし、プッシャ４２よりも少し大径でかつプッシャ４２の厚さよりも少し深い凹部４８が形成されるとともに、凹部４８よりも小径でかつロードセル４０の厚さよりも少し深い凹部５０が凹部４８内に形成される。凹部５０内には、スプリング３４，３６、センサホルダ３８及びロードセル４０が順に収容される。凹部４８内にはプッシャ４２が収容される。

スプリング３４，３６の各々はドーナツ状の外形を有し、皿状に湾曲している。スプリング３４，３６は互いに凹側が対向するように重ねられる。

センサホルダ３８は底付きの円筒状をなし、その中にロードセル４０が収容される。センサホルダ３８は、ロードセル４０を位置決め固定する。ロードセル４０のリード線５２は、センサホルダ３８の側壁に形成された切り欠き５４を通じて外部に引き出される。

ロードセル４０は円柱状をなし、その上面中心には荷重印加軸５６が突出する。荷重印加軸５６はロードセル４０内部の歪みゲージ（図示せず）と連動し、荷重印加軸５６にかかる圧縮加重に応じた電圧が出力される。

プッシャ４２は円板状をなし、その上面中心には円形の突出部５８を有する。プレート４４は円板状をなし、その中心にはプッシャ４２の突出部５８よりも大径の孔６０が形成される。プレート４４は、スプリング３４，３６、センサホルダ３８、ロードセル４０、及びプッシャ４２がベース３２から離脱しないように、ベース３２の上面にねじ留めされる。プッシャ４２の突出部５８は、プレート４４の孔６０から外部に臨んでいる。

アーム４６は、プレート４４上に直径方向に横たわるように、ベース３２に軸支される。アーム４６の先端にはフック状の掛止部６２が形成され、そこにスロットルワイヤ２２の一方端が掛止される。図４に示すように、アーム４６の中央にはさらに、半球状の押圧部６４が突設される。アーム４６の押圧部６４とロードセル４０との間にプッシャ４２が介装されるので、アーム４６の押圧部６４はプッシャ４２を介してロードセル４０に当接する。アーム４６の回動軸６６から押圧部６４までの長さｌは、回動軸６６から押圧部６４までの長さＬの概ね２分の１である。

次に、スロットルトルク検出装置１４の動作を説明する。

スロットルグリップ１２に回動トルクが全くかかっていないとき、図４に示すように、スプリング３４，３６はほぼ原形を保ち、皿状に湾曲している。アーム４６の押圧部６４はプッシャ４２の突出部５８に接触しているが、全く押圧していない。したがって、センサホルダ３８、ロードセル４０及びプッシャ４２はスプリング３４，３６によってアーム４６側に付勢され、プッシャ４２はプレート４４に当接している。プッシャ４２は凹部４８内でわずかに浮いた状態で停止している。

一方、ライダがスロットルグリップ１２を手前側に回動しようとし、スロットルグリップ１２に回動トルクがかかると、図５に示すように、スロットルワイヤ２２が引っ張られ、これに連動してアーム４６がわずかに回動される。これにより、アーム４６はプッシャ４２を押圧し、これに応じてプッシャ４２、ロードセル４０及びセンサホルダ３８はスプリング３４，３６側に押動され、プッシャ４２が凹部４８の底に当接する位置で停止される。このとき、スプリング３４，３６はほぼ平らに変形される。したがって、スロットルグリップ１２にかかる回動トルクに比例する荷重がロードセル４０にかかり、その荷重に応じた電圧が出力される。

もう一方のスロットルトルク検出機構３０も上記スロットルトルク検出機構２８と同様に動作する。すなわち、ライダがスロットルグリップ１２を向こう側に戻そうとし、スロットルグリップ１２に逆方向の回動トルクがかかると、もう一方のスロットルワイヤ２４が引っ張られるので、その回動トルクに比例する荷重がロードセル４０にかかり、その荷重に応じた電圧が出力される。

この出力電圧に応じてスロットルバルブを回動させるスロットル駆動機構の一例を図６及び図７に示す。電動モータ６８は、車体に取り付けられたステイ７０に固定される。電動モータ６８の軸にはプーリ７２が装着され、スロットルポジションセンサ７４の軸にもプーリ７６が装着される。これらプーリ７２，７６の間にはワイヤ７８が架けられ、ワイヤ７８の張力はアジャスタボルト（図示せず）により調整される。スロットルポジションセンサ７４の軸は、キャブレタのスロットルバルブを回動させるための軸と連結される。

ロードセル４０からの出力電圧は増幅され、電動モータ６８に印加される。電動モータ６８が駆動されると、プーリ７２が回動され、ワイヤ７８を介してプーリ７６も回動され、これによりキャブレタのスロットルバルブが回動される。スロットルバルブの位置はスロットルポジションセンサ７４により検知される。

このようなスロットルトルク検出装置１４を備えた自動二輪車１０によれば、ライダがスロットルグリップ１２を回動しようとすると（又はわずかに回動させると）、アーム４６が回動され、押圧部６４でロードセル４０を押圧するので、ロードセル４０によりスロットルグリップ１２にかかる回動トルクを検出することができる。そのため、ライダはスロットルグリップ１２をほとんど回動させることなく、スロットルを操作し、安定した走行を実現することができる。

また、このスロットルトルク検出装置１４は構造が簡単で、従来のように多数の外部回路を必要としないので、自動二輪車１０への実装は容易である。

また、アーム４６の先端にかかる引張力がてこの原理で増幅され、アーム４６の押圧部６４によりロードセル４０に印加される押圧力は約２倍になる。その結果、回動トルクの検出精度が向上する。

また、プッシャ４２はアーム４６により押動されるが、凹部４８の底に当たって止まるので、ロードセル４０に過大な押圧力がかかることはない。

また、スロットルトルク検出装置１４は自動二輪車の中心に位置しているので、左右のバランスが良く、ハンドリングに悪影響を及ぼさない。しかも、スロットルトルク検出装置１４はハンドル１６と一緒に動くので、スロットルワイヤ２２，２４が引っ張られ、スロットルがライダの意に反して開閉することはない。

上記実施の形態では、スロットルグリップ１２を戻すときの回動トルクを検出するスロットルトルク検出機構３０を設けているが、スロットルワイヤ２２がばね等で戻る方向に付勢されている場合は設けなくてもよい。

また、上記実施の形態ではｌ／Ｌ＝１／２であるが、この値は１／４でも３／４でもよく、特に限定されない。また、プッシャ４２を省略することは可能で、この場合、アーム４６が直接ロードセル４０を押圧するようにすればよい。また、押圧部６４は突出している必要はなく、ロードセル４０を押圧しさえすればよい。また、センサホルダ３８やスプリング３４，３６を省略することも可能である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

本発明の実施の形態によるスロットルトルク検出装置を備えた自動二輪車の構成を示す側面図である。 図１に示した自動二輪車の正面図である。 図１及び図２に示したスロットルトルク検出装置の構成を示す分解斜視図である。 スロットルグリップに回動トルクがかかっていない状態における、図１〜図３に示したスロットルトルク検出装置の断面側面図である。 スロットルグリップに回動トルクがかかっている状態における、図１〜図３に示したスロットルトルク検出装置の断面側面図である。 図１〜図３に示したスロットルトルク検出装置の出力に応じてスロットルバルブを回動させるためのスロットル駆動機構の構造を示す図であって、（ａ）は当該機構全体の正面図であり、（ｂ）は電動モータ関連部分の側面図であり、（ｃ）はスロットルポジションセンサ関連部分の側面図である。 （ａ）は図６（ｂ）に示した電動モータ関連部分の分解斜視図であり、（ｂ）は図６（ｃ）に示したスロットルポジションセンサ関連部分の分解斜視図である。

符号の説明

１０ 自動二輪車
１２ スロットルグリップ
１４ スロットルトルク検出装置
１６ ハンドル
１８ フロントサスペンション
２０ フェンダ
２２，２４ スロットルワイヤ
２８，３０ スロットルトルク検出機構
３２ ベース
４０ ロードセル
４２ プッシャ
４６ アーム
４８，５０ 凹部
６２ 掛止部
６４ 押圧部

Claims (7)

1. 第１のベースと、
   前記第１のベース内に収容される第１の荷重センサと、
   前記第１のベースに軸支され、スロットルグリップがスロットルを開く方向に回動されたときに引っ張られる第１のスロットルワイヤを掛止するための掛止部と前記第１の荷重センサに当接する押圧部とを有する第１のアームとを備えたことを特徴とするスロットルトルク検出装置。
2. 請求項１に記載のスロットルトルク検出装置であってさらに、
   第２のベースと、
   前記第２のベース内に収容される第２の荷重センサと、
   前記第２のベースに軸支され、スロットルグリップがスロットルを閉じる方向に回動されたときに引っ張られる第２のスロットルワイヤを掛止するための掛止部と前記第２の荷重センサに当接する押圧部とを有する第２のアームとを備えたことを特徴とするスロットルトルク検出装置。
3. 請求項１に記載のスロットルトルク検出装置であって、
   前記掛止部は前記第１のアームの先端に設けられ、前記押圧部は前記第１のアームの先端と回動軸との間に設けられることを特徴とするスロットルトルク検出装置。
4. 請求項１に記載のスロットルトルク検出装置であってさらに、
   前記第１の荷重センサと前記第１のアームの押圧部との間に介装されるプッシャを備え、
   前記第１のベースは、
   前記プッシャを収容するための第１の凹部と、
   前記第１の凹部内に形成され、前記第１の凹部よりも小径でかつ前記第１の荷重センサの厚さよりも深い、前記第１の荷重センサを収容するための第２の凹部とを有することを特徴とするスロットルトルク検出装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のスロットルトルク検出装置を備えた輸送機器。
6. ハンドルに設けられたスロットルグリップと、
   一方端が前記スロットルグリップに掛止されたスロットルワイヤと、
   前記スロットルワイヤの他方端が掛止され、前記スロットルワイヤに連動して前記スロットルグリップにかかる回動トルクを検出するスロットルトルク検出装置とを備えた自動二輪車。
7. 請求項６に記載の自動二輪車であって、
   前記スロットルトルク検出装置はフロントサスペンションの前方でかつフェンダの上方に設置されることを特徴とする自動二輪車。
   

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