JP2007297053A - 乗物のスロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組立作業性が良く、メンテナンスが容易で、スロットルグリップの操作も重くならず、しかも応答性の良い乗物のスロットル装置を提供する。
【解決手段】ハンドルバー（１）にスロットルグリップ（１５）を回転可能に設けてある乗物のスロットル装置である。エンジンの吸気経路に配置されたスロットル弁（２６）と、前記スロットル弁（２６）を駆動するステッピングモータ（２７）と、前記スロットルグリップ（１５）の回転角を検出して、前記スロットルグリップ（１５）の回転量に応じてパルス状の回転角検出信号を出力する回転角センサー（３８）と、前記回転角センサー（３８）及び前記ステッピングモータ（２７）に電気的に接続され、前記回転角検出信号に基づいて前記ステッピングモータ（２７）に駆動信号を送る電子制御ユニット（３５）と、を備え、前記回転角検出信号に応じて前記スロットル弁（２６）の開度を調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを搭載すると共に操向用のハンドルバーを備えた乗物であって、特に、自動二輪車のようにハンドルバーの端部にスロットルグリップを回転可能に設けてある乗物のスロットル装置に関する。

エンジンを搭載すると共にハンドルバーを備えた自動二輪車等の乗物において、従来のスロットル装置は、吸気通路中に配置されたスロットルボディ（又はキャブレター）内のスロットル弁と、ハンドルバーに設けられたスロットルグリップのリールとを、ワイヤケーブルによって連動連結しており、このワイヤケーブルを介してスロットルグリップの回転をスロットル弁に伝達し、スロットル開度を調節して、吸入空気量を制御するようになっている。

また、エンジンに燃料噴射装置が備えられている場合には、スロットルボディに内蔵されたスロットル弁に回転角センサーが取り付けられており、スロットル弁の開度を検出して、スロットル開度に応じて燃料噴射量や点火時期を調節するようになっている。

スロットルグリップの回転をワイヤケーブルによってスロットル弁に伝達するワイヤケーブル方式の場合には、製造組立時、ハンドルバーのスロットルグリップからエンジンのキャブレター等まで、他の搭載部品を避けながらワイヤケーブルを配設し、かつ、ワイヤケーブルの張力を所定の値に調節しなければならず、組付作業に手間がかかる。

また、ワイヤケーブルとスロットルグリップのリールとの連結部に発生するがたや、使用によるワイヤケーブルの延びに応じてワイヤケーブルの張力を調節する必要があり、メンテナンスにも手間がかかる。

ワイヤケーブル方式では、ワイヤケーブルの張力がスロットルグリップにかかっており、この張力はスロットル弁開方向に回転するにしたがい大きくなるため、スロットルグリップの操作力が重くなる。

（発明の目的）
本発明の目的は、ワイヤケーブル方式のスロットル装置に比べて、組立作業性が良く、メンテナンスが容易で、スロットルグリップの操作も重くならず、しかも応答性の良いスロットル装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明は、エンジンを搭載すると共に操向用のハンドルバーを備え、該ハンドルバーの一端部にスロットルグリップを回転可能に設けてある乗物のスロットル装置において、前記エンジンの吸気経路に配置されたスロットル弁と、前記スロットル弁を駆動するステッピングモータと、前記スロットルグリップの回転角度を検出して、スロットルグリップの回転量に応じてパルス状の回転角検出信号を出力する回転角センサーと、前記回転角センサー及び前記ステッピングモータに電気的に接続され、前記回転角検出信号に基づいて前記ステッピングモータに駆動信号を送る電子制御ユニットと、を備え、前記回転角検出信号に応じて前記スロットル弁の開度を調節するようにしている。

上記構成において、前記回転角センサーは、前記スロットルグリップの近傍に配置することができる。

上記構成において、前記回転角検出センサーは、電気の抵抗値の変化に応じて回転角検出信号を発生するように構成することができる。

上記構成において、前記回転角検出センサーは、磁力の変化に応じて回転角検出信号を発生するように構成することができる。

（１）ステップ状の回転角検出信号を発する回転角センサーを利用した電子制御スロットル方式を採用していることにより、スロットルグリップの操作に対するスロットル弁の応答性が向上し、燃費が向上すると共に排気ガス対策に有効である。

（２）スロットルグリップの回転角を回転角センサーで検出し、検出された回転角に基づいてスロットル開度を調節することにより、従来のワイヤケーブル式のようにワイヤケーブルの張力を調節する必要がなく、メンテナンスが容易になる。

（３）ハンドルバーに設けられたスロットルグリップの近傍に回転角センサーを配置し、回転角センサー及びスロットル弁駆動用のステッピングモータをリード線等により電気的に電子制御ユニットに接続していることにより、スロットルグリップからスロットル弁又は電子制御ユニットまでのワイヤケーブル配線が不要となり、組付作業性が向上する。また、スロットルグリップの操作力がワイヤーケーブル方式の場合のように重くなることもない。

（４）磁力を利用した非接触式の回転角センサーを備えている場合には、耐振性が向上し、また、センサーハウジング内に侵入する埃や水の影響を受けることもなく、センサー機能を維持することができる。

［第１の実施の形態］
図１は本発明によるスロットル装置を備えた自動二輪車のハンドルバーの平面図であり、ハンドルバー１は、前輪操舵軸４に固着されたハンドル本体部２と、該ハンドル本体部１の左右両端に固着された円筒型パイプ３から構成されている。ハンドル本体部２は左右１対のフロントフォーク５を介して前車軸（図示せず）に連結し、前車輪と共に操舵軸４の軸芯回りに回転するようになっている。なお、自動二輪車全体の基本構造は周知であるので特に図示する必要はないと思われるが、車体フレームにエンジンを搭載すると共に前輪と後輪を備え、前輪の上方に上記操向用のハンドルバー１を備えると共に、車体フレームの上方に燃料タンク及びシートを備えている。

左側の円筒型パイプ３にはハンドルグリップ７が固着されると共に、方向指示器用スイッチ８等を有するスイッチケース１０並びにクラッチレバー１１が取り付けられている。右側の円筒型パイプ３には、スロットルグリップ１５が回転可能に嵌合すると共に、始動スイッチ１６や警笛用のスイッチ１７を有するスイッチケース１９並びにブレーキレバー２０が取り付けられている。上記スロットルグリップ１５の車幅方向内側（左側）の端部に回転角センサー３８が配置され、該回転角センサー３８は、右側円筒型パイプ３に固定されたセンサーハウジング２２内に収納されている。左右の各円筒型パイプ３の先端部には防振錘２１が取り付けられている。

エアクリーナ２８からエンジンの吸気ポート２９に至るまでの吸気経路には燃料噴射装置のスロットルボディ２４が接続されており、該スロットルボディ２４の吸気通路内にスロットル弁２６が回転自在に配置されている。スロットル弁２６の回転軸２６ａは、スロットルボディ２４の外部に取り付けられたスロットル弁駆動モータ(ステッピングモータ）２７の出力軸に連動連結されており、スロットル弁駆動モータ２７によりスロットル弁２６を回転し、スロットル開度を調節するようになっている。なお、図示しないが、スロットルボディ２４内には、スロットル弁２６を閉位置側に付勢するリターンばねが装着されている。

スロットル弁駆動モータ２７はリード線３３を介してエンジン用の電子制御ユニット（ＥＣＵ）３５に接続しており、該電子制御ユニット３５には回転数センサー（図示せず）や温度センサー（図示せず）等の各種エンジン条件測定センサーと同様に、上記回転角センサー３８が一対のリード線３９，４０を介して接続している。

図２はセンサーハウジング２２を切断した状態で示す回転角センサー３８の拡大正面図（図３のII-II断面相当図）であり、この図２において、スロットルグリップ１５はスリーブ４１を介して円筒型パイプ３の外周に回転可能に嵌合すると共に、車幅方向内側（左側）端面にリール４２を一体に有している。このリール４２は、従来のワイヤケーブル方式においてワイヤケーブル巻き取りに用いるリールをそのまま利用したものであり、センサーハウジング２２内に収納されている。

リール４２とセンサーハウジング２２の左端壁の間には、リール４２を矢印Ｃ側（スロットル閉側）に付勢するリターンコイルばね４５が介装されている。リターンコイルばね４５の一端はリール４２に形成された係合孔５０に絶縁材を介して係合し、他端はセンサーハウジング２２の左端壁に形成された係合孔５１に絶縁材を介して係合すると共に、片方の回転角センサー用リード線３９に接続している。

本実施の形態の回転角センサー３８は接触式のポテンショメータを用いており、ハウジング２２の左端壁内面に接点基板５５を固着し、リール４２の左端面に左方に突出する接点板（摺接子）５６を固着してある。接点基板５５は回転角センサー用の残りのリード線４０に接続し、接点板５６は自らの弾性力により接点基板５５に常時当接すると共にリターンコイルばね４５の他端に電気的に接続し、該リターンコイルばね４５を介して前記片方のリード線３９に接続している。両リード線３９，４０間にはたとえば５Ｖの電圧が負荷されている。

図４は接点基板５５の右側面図であり、接点基板５５は中央に円筒型パイプ挿通用の孔６０が形成されると共に、孔６０の周囲に円弧状の抵抗板６１が配設されており、抵抗板６１の矢印Ｏ側（スロットル開側）の一端部に前記リード線４０が接続している。抵抗板６１は図５に示すように絶縁層６２によりセンサーハウジング２２から絶縁されると共に、周方向に所定間隔をおいて表側（右側）にパルス状に露出し、該露出部分に接点板５６の先端部が当接している。

図３は図２のIII-III断面図であり、接点板５６はスロットルグリップ１５と一体的にグリップ軸芯回りに回転するが、その回転範囲θ1は図示しないストッパー機構により抵抗板６１の周方向範囲内に規制されており、接点板５６が矢印Ｏ側に回転するに従い、接点板５６とリード線４０との間の抵抗板６１の抵抗値が減少するようになっている。

該実施の形態では最も抵抗値の小さい位置Ｐmがスロットル最大開位置となり、最も抵抗値の大きい位置Ｐ0がスロットル最小開位置となるように、電子制御ユニット３５内のプログラムが設定されている。

（作用）
図３において、搭乗者がスロットルグリップ１５を握っていない時は、リターンコイルばね４５の付勢力により接点板５６はスロットルグリップ１５と共に矢印Ｃ方向に回転し、図３のスロットル最小開位置Ｐ0に位置している。

搭乗者がスロットルグリップ１５を握って矢印Ｏ方向に回転すると、スロットルグリップ１５と一体的に接点板５６が矢印Ｏ方向に回転し、抵抗板６１の抵抗値が減少する。この抵抗値の減少に伴う電流の変化によって回転角を検出し、回転角検出信号としてリード線３９，４０を介して図１の電子制御ユニット３５に送る。

電子制御ユニット３５内では、上記回転角検出信号に基づいてステッピングモータ２７に駆動信号を送り、ステッピングモータ２７によりスロットルグリップ１５の回転角に応じてスロットル弁２６を開く。

該実施の形態のように、従来のワイヤケーブル方式のリール及びハウジングを利用して回転角センサー３８を構成していると、従来のスロットルグリップ、ハウジング及びリールをそのまま流用でき、部品管理が容易になると共に、製造コストも低減できる。

［第２の実施の形態］
図６及び図７は回転角センサー３８として接触式のポテンショメータを利用した別の例を示しており、図６において、接点基板５５をセンサーハウジング２２の円筒内面に固着し、リール４２の左端面に固着した接点板５６をリール４２の径方向外方に突出させることにより、接点基板５５に接触させている。

図７は接点基板５５の斜視図であり、径方向の内周面に、周方向に所定間隔をおいてパルス状に抵抗板６１を露出させている。その他の構造は図２及び図３の構造と同様であり、同じ部品には同じ符号を付してある。また、作用も図２及び図３の場合と同様である。

［第３の実施の形態］
図８及び図９は、励磁コイル７０と複数の磁性体７１を利用した非接触式の回転角センサー３８を示している。図８において、スロットルグリップ１５の左端部には、ワイヤケーブル用のリールは設けられておらず、基板配置用のフランジ７１が固着され、該フランジ７１の左端面に基板７３が固着され、該基板７３の同一円周上に複数の磁性体７４が設置されている。

励磁コイル７０は、上記磁性体７４に対して隙間を隔てて左方から対向すると共にセンサーハウジング２２の左端壁に固定されており、一対のリード線３９，４０を介して電子制御ユニット３５に接続している。

図９は基板７３の左側面図を示しており、同一円周上に配置された複数の磁性体７４は、周方向の一方、たとえばスロットル閉側（矢印Ｃ側）に行くにしたがい段々と磁力が強くなるように構成されている。

図８のスロットルグリップ１５を矢印Ｏ側に回転することにより、基板７３を矢印Ｏ側に回転すると、図９の励磁コイル固定位置Ｐsに位置する励磁コイル７０に対して、対向する磁性体７４が次第に磁力の大きいものに入れ替わり、励磁コイル７０に発生する誘導電流が増大する。この電流の変化により検出された回転角検出信号は電子制御ユニット３５に送られ、ステッピングモータ２７によりスロットルグリップ１５の回転角に応じてスロットル弁２６が開かれる。

［その他の実施の形態］
（１）図２及び図３並びに図６及び図７のような接触式の回転角センサーにおいて、スロットルグリップ側に接点基板を設け、センサーハウジングに接点板を設け、接点基板をスロットルグリップと共に回転する構造とすることも可能である。

（２）図２及び図３並びに図６及び図７の回転角センサーでは、従来のワイヤケーブル式に用いるリールをそのまま利用しているが、図８のように接点板取付用のフランジを形成した構造とすることも可能である。

（３）図１では燃料噴射装置のスロットルボディを備えたエンジンに適用しているが、キャブレターを備えたエンジンに適用することも可能である。

（４）本願発明が適用される乗物は自動二輪車に限定されず、スノーモービル、小型水上滑走艇又は騎乗型不整地四輪走行車等、エンジンを搭載すると共にハンドルバーを備え、ハンドルバーの端部にスロットルグリップを回転可能に備えた乗物に適用可能である。

［実施の形態の効果］
上記各実施の形態において、電子制御スロットル方式を採用していることにより、スロットルグリップの操作に対するスロットル弁の応答性が向上し、燃費が向上すると共に排気ガス対策に有効なことは勿論のこと、次のような利点を有している。

（１）ハンドルバーに設けられたスロットルグリップの端部に回転角センサーを配置し、回転角センサー及びスロットル弁駆動モータをリード線により電子制御ユニットに接続しているので、従来のワイヤケーブル式のように、スロットルグリップからスロットル弁又は電子制御ユニットまでのワイヤケーブル配線が不要となり、組付作業性が向上する。また、スロットルグリップの操作力がワイヤケーブル方式の場合のように重くなることもない。

（２）スロットルグリップの回転角を直接回転角センサーで検出し、検出された回転角に基づいてスロットル開度を調節するので、従来のワイヤケーブル式のようにワイヤケーブルの張力を調節する必要がなく、メンテナンスが容易になる。

（３）ハンドルバーは走行中に比較的振動が多く発生する部材であるが、スロットルグリップはハンドルバー上に設けられた部材でありながら搭乗者が把持することにより振動が抑制されるので、図２及び図３のように接触式の回転角センサーを備えた場合において、回転角センサーをスロットルグリップの端部に配置し、スロットルグリップに接点板（接触子）を固定する構造としていると、回転角センサーへの振動が遮断され、センサー機能の低下を防ぐことができる。また、コンパクトに回転角センサーを配置できる。

（４）図８のように非接触式の回転角センサーを備えていると、耐振性が向上し、また、センサーハウジング内に侵入する埃や水の影響を受けることもなく、センサー機能を維持することができる。

本願発明の第１の実施の形態を示すハンドルバーの平面図である。 図１の回転角センサーの縦断正面図（図３のII-II断面相当図）である。 図２のIII-III断面図である。 接点基板の右側面図である。 図４のV-V断面拡大図である。 接触式回転角センサーの変形例を示す縦断正面図である。 図６の接点基板の斜視図である。 非接触式回転角センサーの縦断正面図である。 図８の基板の左側面である。

符号の説明

１ ハンドルバー
１５ スロットルグリップ
２２ センサーハウジング
２４ スロットルボディ
２６ スロットル弁
２７ スロットル弁駆動用のステッピングモータ
３５ 電子制御ユニット
３８ 回転角センサー
３９，４０ リード線
５５ 接点基板
５６ 接点板（摺動子）
６１ 抵抗板
７０ 励磁コイル
７３ 基板
７４ 磁性体

Claims (4)

1. エンジンを搭載すると共に操向用のハンドルバーを備え、該ハンドルバーの一端部にスロットルグリップを回転可能に設けてある乗物のスロットル装置において、
   前記エンジンの吸気経路に配置されたスロットル弁と、
   前記スロットル弁を駆動するステッピングモータと、
   前記スロットルグリップの回転角度を検出して、前記スロットルグリップの回転量に応じてパルス状の回転角検出信号を出力する回転角センサーと、
   前記回転角センサー及び前記ステッピングモータに電気的に接続され、前記回転角検出信号に基づいて前記ステッピングモータに駆動信号を送る電子制御ユニットと、を備え、
   前記回転角検出信号に応じて前記スロットル弁の開度を調節するようにしている、
   ことを特徴とする乗物のスロットル装置。
2. 前記回転角センサーは、前記スロットルグリップの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載の乗物のスロットル装置。
3. 前記回転角検出センサーは、電気抵抗値の変化に応じて回転角検出信号を発するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の乗物のスロットル装置。
4. 前記回転角検出センサーは、磁力の変化に応じて回転角検出信号を発するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の乗物のスロットル装置。

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