JP2011157886A - スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の振動が付与されても高精度にスロットル操作手段の操作角度を検出することができるとともに、スロットル操作手段の回転方向に伴うヒステリシスを防止することができるスロットル装置を提供する。
【解決手段】ギアが形成された連動部材２と、連動部材２のギアと噛み合う従動ギアが形成された従動部材３と、磁石４ａからの磁力の変化を検出してスロットルグリップＧの操作角度を検出可能な角度センサ５とを具備したスロットル装置において、従動部材３は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車３ａ、３ｂから成り、従動歯車３ａ、３ｂに磁石４ａ、４ｂが形成されるとともに、当該従動歯車３ａ、３ｂは、当該磁石４ａ、４ｂ同士の吸着力にて回転方向に所定角度αだけ互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが連動部材２のギアと噛み合って組み付けられたものである。
【選択図】図１０

Description

本発明は、スロットル操作手段の操作角度に基づき車両のエンジンが制御されるスロットル装置に関するものである。

近時の二輪車においては、スロットルグリップの回転角度をポテンションメータ等のスロットル開度センサにて検出し、その検出値を電気信号として当該二輪車が搭載する電子制御装置等に送るよう構成されたものが普及されるに至っている。そして、かかる検出信号に基づき電子制御装置が所定の演算を行い、その演算結果に基づいてエンジンの点火時期或いは排気バルブの開閉が制御されるようになっている。

例えば、特許文献１には、上記構成のスロットル装置が開示されている。かかるスロットル装置は、スロットルグリップ（スロットル操作手段）と連動して回転可能なローラと、該ローラの外周面に形成された歯（ギア）と噛み合う歯（従動ギア）が形成された回転体と、回転体に一体的に形成された磁石と、該磁石の磁力の変化を検知してスロットルグリップの操作角度を検知する角度センサとから主に構成されていた。

このスロットル装置によれば、スロットルグリップを把持しつつ操作して回転させると、ローラが連動して回転し、それと噛み合ったギアにて回転体が回転することとなる。この回転体の回転角度を角度センサにて検知することにより、スロットルグリップの操作角度が分かるので、当該操作角度に応じた電気信号を車両のＥＣＵ等に送り、エンジンの出力制御が行われるようになっている。

特開２００５−４１２５９号公報

しかしながら、上記従来のスロットル装置においては、ローラと回転体とがギアを介して連動されており、噛み合わせたギア間に所定寸法のガタ（ギヤ山間のクリアランス）が必要とされることから、例えばエンジン駆動に伴う振動や走行時の振動等により当該ギアのガタ分だけローラに対して回転体が繰り返し微小寸法変位してしまい、その微小寸法の変位を角度センサが検知してしまう可能性があった。この場合、スロットル操作手段の操作に関係なくギアの噛み合いによるガタ分の微小寸法の変位を角度センサが検出してしまうことにより、スロットル操作手段の操作角度を誤検出してしまう虞があった。更に、回転体及び磁石の回転において、スロットル操作手段を所定方向に回転させたときと逆方向に回転させたときとで、ガタ分だけヒステリシスを生じてしまい、スロットル操作手段の操作角度を検出する際の検出精度が悪化してしまう虞もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車両の振動が付与されても高精度にスロットル操作手段の操作角度を検出することができるとともに、スロットル操作手段の回転方向に伴うヒステリシスを防止することができるスロットル装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、運転者が操作可能なスロットル操作手段と、該スロットル操作手段と連動して回転可能とされるとともに、周方向に亘ってギアが形成された連動部材と、該連動部材のギアと噛み合う従動ギアが形成されて当該連動部材と連動して回転可能とされるとともに、磁石が一体的に形成された従動部材と、該磁石からの磁力の変化を検出し、前記スロットル操作手段の操作角度を検出可能な検出手段とを具備し、前記検出手段で検出された前記スロットル操作手段の操作角度に基づき車両のエンジンが制御されるスロットル装置において、前記従動部材は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車から成り、それぞれの従動歯車に磁石が形成されるとともに、当該従動歯車は、当該磁石同士の吸着力又は反発力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが前記連動部材のギアと噛み合って組み付けられたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のスロットル装置において、前記検出手段にて磁力の変化が検出される磁石は、前記一対の従動歯車を回転方向に所定角度互いにずれた状態とする磁石とされたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のスロットル装置において、前記従動歯車は、磁石同士の吸着力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが前記連動部材のギアと噛み合って組み付けられたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、従動部材は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車から成り、それぞれの従動歯車に磁石が形成されるとともに、当該従動歯車は、当該磁石同士の吸着力又は反発力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが連動部材のギアと噛み合って組み付けられたので、車両の振動が付与されても高精度にスロットル操作手段の操作角度を検出することができるとともに、スロットル操作手段の回転方向に伴うヒステリシスを防止することができる。

請求項２の発明によれば、検出手段にて磁力の変化が検出される磁石は、一対の従動歯車を回転方向に所定角度互いにずれた状態とする磁石とされたので、検出手段にてスロットル操作手段の操作角度を検出可能とするための磁石と、一対の従動歯車を回転方向に所定角度互いにずれた状態とする磁石とを共用させることができる。

請求項３の発明によれば、従動歯車は、磁石同士の吸着力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが連動部材のギアと噛み合って組み付けられたので、磁石同士の反発力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とするものに比べて、従動部材の組付け作業性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るスロットル装置の外観を示す斜視図 同スロットル装置を示す平面図 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図 図３におけるＩＶ部拡大図 図２におけるＶ−Ｖ線断面図 図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図 同スロットル装置を示す分解斜視図 同スロットル装置における内部構造を示す斜視図 同スロットル装置における一対の従動部材のそれぞれを示す平面図 同スロットル装置における一対の従動部材を密着させた状態を示す平面図 図６におけるＸＩ部拡大図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るスロットル装置は、二輪車のハンドルバーに取り付けられたスロットルグリップの回転角度を検出し、その検出信号を二輪車が搭載するＥＣＵ等電子制御装置に送るためのもので、図１〜図８に示すように、スロットル操作手段としてのスロットルグリップＧと、スロットルパイプ１と、ハンドルバーＨにおけるスロットルグリップＧ近傍に配設されたケースＣと、連動部材２と、従動部材３と、検出手段としての角度センサ５とから主に構成されている。

スロットルグリップＧは、ハンドルバーＨの先端側においてスロットルパイプ１と共に回転自在に配設されたもので、運転者が把持しつつ回転操作可能とされている。ハンドルバーＨの先端側には、図３に示すように、リターンスプリング７を収容するとともにハンドルバーＨ側に固定された収容部材８と、スロットルグリップＧ及びスロットルパイプ１と共に回転し得る回転軸９とが形成されており、当該リターンスプリング７は、一端が収容部材８に固定されつつ他端が回転軸９に固定されている。これにより、スロットルグリップＧ及びスロットルパイプ１が常時戻し側（初期位置に戻す方向）に付勢されるようになっている。

スロットルパイプ１は、円筒状に形成された樹脂製部材から成り、二輪車（車両）のハンドルバーＨの先端に取り付けられるスロットルグリップＧの内周面に固着され、当該ハンドルバーＨの外周面に沿ってスロットルグリップＧと共に回転自在なものである。即ち、運転者がスロットルグリップＧを把持しつつリターンスプリング７の付勢力に抗してハンドルバーＨの周方向へ回転操作するのに伴い、その内周面に固着されたスロットルパイプ１もハンドルバーＨの外周側で同一角度だけ回転し得るようになっているのである。

ケースＣは、連動部材２、従動部材３及び角度センサ５（検出手段）を収容するための一対の半割り形状の樹脂製部品から成り、図７に示すように、ハンドルバーＨに取り付けた中間ケースＣａを挟んで半割り形状部品のケースＣを組み付けてボルトＢにて締め上げることにより当該ハンドルバーＨの先端側に固定されるよう構成されている。そして、ケースＣ内において、連動部材２及び従動部材３が回転自在とされるとともに、角度センサ５が形成された基板６が固定されるようになっている。

連動部材２は、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）と連動して回転可能とされるとともに、周方向に亘ってギア（歯面形状）が形成されたものであり、図８、９で示すように、スロットルパイプ１に形成された凹部１ａに嵌合する凸部２ａを有して構成されている。而して、凹部１ａに凸部２ａを嵌合した状態にて組み付けられることにより、スロットルグリップＧ及びスロットルパイプ１が回転するのと連動して連動部材２が回転し得るようになっている。

従動部材３は、その外周面に連動部材２のギア（歯面形状）と噛み合う従動ギアが形成されるとともに、当該連動部材２と連動して回転軸Ｌを中心として回転可能とされた歯車から成る。かかる従動部材３は、連動部材２と比較して小径の歯車とされており、スロットルグリップＧの回転操作に伴って連動部材２が回転すると、当該連動部材２より大きな回転角で回転し得るようになっている。

更に、従動部材３には、その回転軸Ｌ側に磁石４が一体的に形成されており、当該従動部材３と共に磁石４が回転し得るようになっている。即ち、従動部材３の中心部に磁石４が固定されて一体化されており、この磁石４の中心部を回転軸Ｌが貫通して固定されているのである。従動部材３と磁石４との一体化は、インサート成形、接着剤による貼着、圧入等による嵌め合い等、何れの方法であってもよい。

磁石４と対向する位置には、所定の電気回路が形成された基板６が固定されており、当該基板６の表裏面にそれぞれ角度センサ５が形成されている。この角度センサ５は、磁石４からの磁力の変化を検出し、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作角度を検出可能なものである。即ち、スロットルグリップＧ及びスロットルパイプ１、連動部材２の回転に伴い従動部材３及び磁石４が回転すると、その磁石４から生じる磁力（磁界）の変化により角度センサ５の出力信号が増減するので、その出力信号に基づいてスロットルグリップＧの回転角度を検出し得るようになっている。かかる検出信号は、基板６から延出されたコードを介して二輪車が具備するＥＣＵに送られ、当該検出信号に基づいたエンジンの制御（スロットルグリップＧ及びスロットルパイプ１の回転角度に基づいた出力制御）が行われる。

尚、本実施形態によれば、基板６の表裏面にそれぞれ角度センサ５が配設されており、それぞれの角度センサ５から２つの出力信号を出力させるよう構成されている。これにより、検出信号が２重信号系を構成しており、出力電圧が互いに逆向きに変化するようになっており、一方の角度センサ５或いは配線が壊れたとき、その角度センサ５からの出力電圧はダウンして出力信号の和が異なってくるので、当該一方の角度センサ５又は配線に不具合があることが認識できる。この場合であっても、他方の角度センサ５による出力に基づき各種制御が行われ、安全を確保することができる。

而して、本スロットル装置によれば、角度センサ５によりスロットルグリップＧ及びスロットルパイプ１の回転角を非接触にて検出することができるので、機械的機構を有するものに比べ、装置の耐久性を向上させることができる。また、角度センサ５は、基板６と共に所定の樹脂にてモールドされており、当該角度センサ５に対する防水効果が向上されている。尚、磁石４は、永久磁石であっても、他の磁界を生じ得るもの（例えばプラスチック磁石等）であってもよい。

尚、図中符号１０は、連動部材２及び従動部材３の一方の面（角度センサ５と対向する面とは反対側の面）を覆いつつ当該ケースＣ内に固定された板状のカバー部材を示している。かかるカバー部材１０は、図３、４で示すように、連動部材２及び従動部材３を挟んだ状態でネジｎにて中間ケースＣａに固定されているとともに、従動部材３の回転軸Ｌの一端が支持されるようになっている。即ち、カバー部材１０の所定部位には、図４で示すように、孔１０ａが形成されており、当該孔１０ａに回転軸Ｌの一端が挿通されて回転自在に支持されているのである。

ここで、本実施形態においては、従動部材３は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車３ａ、３ｂから成り、それぞれの従動歯車３ａ、３ｂに磁石４ａ、４ｂが形成されている。より具体的には、従動部材３は、回転軸Ｌと垂直方向に分割されるとともに歯面形状が略同一の従動歯車３ａ、３ｂから構成され、角度センサ５と隣接する従動歯車３ａの略中央に磁石４ａが形成されるとともに、カバー部材１０と隣接する従動歯車３ｂの略中央に磁石４ｂが形成されている。

そして、図９に示すように、従動歯車３ａに形成された磁石４ａのＮ極及びＳ極の配置に対し、従動歯車３ａに形成された磁石４ｂのＮ極及びＳ極の配置を所定角度αだけずらして構成されており、これらを合致させることにより、図１０に示すように、当該従動歯車３ａ、３ｂは、当該磁石４ａ、４ｂ同士の吸着力にて回転方向に所定角度αだけ互いにずれた状態とされる。

このように磁石４ａ、４ｂ同士の吸着力にて回転方向に所定角度αだけ互いにずれた状態の従動歯車３ａ、３ｂに回転軸Ｌを挿通させるとともに、図１１に示すように、当該従動歯車３ａ、３ｂの従動ギアを連動部材２のギアと噛み合わせて組み付けるようになっている。而して、連動部材２のギアに従動歯車３ａ、３ｂの従動ギアを噛み合わせた状態において、磁石４ａ、４ｂ同士の吸着力にて従動歯車３ａのギア山と従動歯車３ｂのギア山とが互いに離間する方向に付勢された状態となり、連動部材２における隣接するギア山ａ、ｂのうち一方のギア山ａに従動歯車３ａの従動ギアが当接し、他方のギア山ｂに従動歯車３ｂの従動ギアが当接することとなる。これにより、従動歯車３ａ、３ｂのそれぞれの従動ギアが連動部材２のギアと噛み合って組み付けられた状態となる。

本実施形態によれば、従動部材３は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車３ａ、３ｂから成り、それぞれの従動歯車３ａ、３ｂに磁石４ａ、４ｂが形成されるとともに、当該従動歯車３ａ、３ｂは、当該磁石４ａ、４ｂ同士の吸着力にて回転方向に所定角度αだけ互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが連動部材２のギアと噛み合って組み付けられたので、連動部材２のギアと従動部材３の従動ギアとを噛み合わせた際に生じるギア間の所定寸法のガタ（ギヤ山間のクリアランス）をなくすことができ、二輪車（車両）の振動が付与されても高精度にスロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作角度を検出することができるとともに、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の回転方向に伴うヒステリシスを防止することができる。また、例えば一対の従動歯車に対してスプリングにて回転方向に付勢力を生じさせる所謂シザーズギア等を用いたものに比べ、従動部材の厚さ方向の寸法を小さくすることができるとともに、組み付け性を向上させることができる。

更に、角度センサ５（検出手段）にて磁力の変化が検出される磁石は、一対の従動歯車３ａ、３ｂを回転方向に所定角度互いにずれた状態とする磁石４ａ、４ｂ（具体的には磁石４ａ）とされたので、角度センサ５（検出手段）にてスロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作角度を検出可能とするための磁石と、一対の従動歯車を回転方向に所定角度互いにずれた状態とする磁石とを共用させることができる。

また更に、従動歯車３ａ、３ｂは、磁石４ａ、４ｂ同士の吸着力にて回転方向に所定角度αだけ互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギア３ａ、３ｂが連動部材２のギアと噛み合って組み付けられたので、磁石４ａ、４ｂ同士の反発力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とするものに比べて、従動部材３の組付け作業性を向上させることができる。即ち、磁石４ａ、４ｂ同士の吸着力（異極同士の吸着し合う力）にて回転方向に所定角度αだけ互いにずれた状態とする場合、従動歯車３ａ、３ｂが吸着して一体化した状態で組付けされるので、組付け性が向上されるのである。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば従動部材３は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車３ａ、３ｂから成り、それぞれの従動歯車３ａ、３ｂに磁石４ａ、４ｂが形成されるとともに、当該従動歯車３ａ、３ｂは、当該磁石４ａ、４ｂ同士の反発力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが連動部材２のギアと噛み合って組み付けられるものとしてもよい。

また、従動歯車３ａ、３ｂのそれぞれに形成された磁石４ａ、４ｂとは別個に磁石を形成するとともにし、角度センサ５（検出手段）にて当該別個の磁石からの磁力の変化を検出し、スロットルグリップＧの操作角度を検出するよう構成してもよい。更に、リターンスプリング７をケースＣ内に配設させたもの、或いは検出手段としての角度センサ５が基板６の一方の面のみに１つ形成されたもの等としてもよい。

また更に、本実施形態においては、運転者が操作可能なスロットル操作手段としてスロットルグリップＧとされているが、運転者が親指や人差し指で回転操作し得るレバー型スロットル操作手段を具備したスロットル装置に適用するようにしてもよい。尚、本実施形態においては、二輪車のハンドルバーに取り付けられたものとされているが、ハンドルバーを有する他の車両（例えばＡＴＶやスノーモービル等）に取り付けるようにしてもよい。

従動部材は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車から成り、それぞれの従動歯車に磁石が形成されるとともに、当該従動歯車は、当該磁石同士の吸着力又は反発力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが連動部材のギアと噛み合って組み付けられたスロットル装置であれば、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 スロットルパイプ
２ 連動部材
３ 従動部材
３ａ、３ｂ 一対の従動歯車
４ 磁石
４ａ、４ｂ 磁石
５ 角度センサ（検出手段）
６ 基板
７ リターンスプリング
８ 収容部材
９ 回転軸
１０ カバー部材
Ｇ ハンドルグリップ（スロットル操作手段）
Ｈ ハンドルバー
Ｃ ケース
Ｌ 回転軸

Claims (3)

1. 運転者が操作可能なスロットル操作手段と、
   該スロットル操作手段と連動して回転可能とされるとともに、周方向に亘ってギアが形成された連動部材と、
   該連動部材のギアと噛み合う従動ギアが形成されて当該連動部材と連動して回転可能とされるとともに、磁石が一体的に形成された従動部材と、
   該磁石からの磁力の変化を検出し、前記スロットル操作手段の操作角度を検出可能な検出手段と、
   を具備し、前記検出手段で検出された前記スロットル操作手段の操作角度に基づき車両のエンジンが制御されるスロットル装置において、
   前記従動部材は、厚み方向に分割されてそれぞれに従動ギアが形成された一対の従動歯車から成り、それぞれの従動歯車に磁石が形成されるとともに、当該従動歯車は、当該磁石同士の吸着力又は反発力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが前記連動部材のギアと噛み合って組み付けられたことを特徴とするスロットル装置。
2. 前記検出手段にて磁力の変化が検出される磁石は、前記一対の従動歯車を回転方向に所定角度互いにずれた状態とする磁石とされたことを特徴とする請求項１記載のスロットル装置。
3. 前記従動歯車は、磁石同士の吸着力にて回転方向に所定角度互いにずれた状態とされ、それぞれの従動ギアが前記連動部材のギアと噛み合って組み付けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスロットル装置。

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