JP2012116423A - スロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースの小型化を図ることができるとともに、作業性及びコストの悪化を回避させることができるスロットル装置を提供する。
【解決手段】ハンドルパイプＨの先端側に回転可能に配設され、運転者が操作可能なスロットルグリップＧと、スロットルグリップＧと連動して回転する磁石４と、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の操作角度を検出可能な角度センサ５と、スロットルグリップＧに対して初期位置に戻る方向に付勢するリターンスプリング７と、ハンドルパイプＨにおけるスロットルグリップＧの基端側近傍に固定されたケースＣとを具備し、角度センサ５で検出されたスロットルグリップＧ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、角度センサ５は、ケースＣ内に収容されるとともに、リターンスプリング７は、ハンドルパイプＨ内に配設されたものである。
【選択図】図４

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、スロットルグリップを初期位置の方向に付勢するリターンスプリングと、これらローラ、回転体、磁石、角度センサ、リターンスプリングを収容するケース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、ケース内に装置を構成する種々構成部品に加えてリターンスプリングが配設されているため、当該ケースが大型化してしまうという不具合があった。また、本出願人は、ケースの小型化を図るべく、角度センサを含む装置を構成する種々構成部品をハンドルパイプ内に配設させることを検討するに至ったが、その場合、角度センサの配線コードを取り出すために、例えばハンドルパイプに孔明け加工等を施す必要が生じてしまい、作業性及びコストが悪化してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ケースの小型化を図ることができるとともに、作業性及びコストの悪化を回避させ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、車両が具備するハンドルパイプの先端側に回転可能に配設され、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する磁石と、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、前記スロットル操作手段に対して初期位置に戻る方向に付勢するリターンスプリングと、前記ハンドルパイプにおける前記スロットル操作手段の基端側近傍に固定されたケースとを具備し、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、前記検出手段は、前記ケース内に収容されるとともに、前記リターンスプリングは、前記ハンドルパイプ内に配設さ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、前記ハンドルパイプの先端側内部に固定される固定部材と、前記ハンドルパイプの先端側内部に配設され、前記スロットル操作手段と共に回転する回転部材とを具備するとともに、前記リターンスプリングは、一端が前記固定部材に固定されつつ他端が前記回転部材に固定されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のスロットル装置において、前記リターンスプリングを収容しつつ前記固定部材に取り付けられた収容部材を有するとともに、前記回転部材を当該収容部材内で回転自在に取り付けることにより、当該リターンスプリング、固定部材、回転部材及び収容部材を一体化してリターンスプリング用ユニットが構成されたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載のスロットル装置において、前記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、前記磁石が一体的に形成された従動部材とを具備するとともに、前記ケース内に当該連動部材及び従動部材が収容されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、検出手段は、ケース内に収容されるとともに、リターンスプリングは、ハンドルパイプ内に配設されたので、ケース内にリターンスプリングを配設させることがなく、且つ、ハンドルパイプ内に検出手段を配設させることがないことから、ケースの小型化を図ることができるとともに、作業性及びコストの悪化を回避させることができる。

請求項２の発明によれば、ハンドルパイプの先端側内部に固定される固定部材と、ハンドルパイプの先端側内部に配設され、スロットル操作手段と共に回転する回転部材とを具備するとともに、リターンスプリングは、一端が固定部材に固定されつつ他端が回転部材に固定されたので、より確実且つ精度よくリターンスプリングによる付勢力をスロットル操作手段に付与させることができる。

請求項３の発明によれば、リターンスプリングを収容しつつ固定部材に取り付けられた収容部材を有するとともに、回転部材を当該収容部材内で回転自在に取り付けることにより、当該リターンスプリング、固定部材、回転部材及び収容部材を一体化してリターンスプリング用ユニットが構成されたので、リターンスプリングの取付時の作業性をより向上させることができる。

請求項４の発明によれば、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を具備するとともに、ケース内に連動部材及び従動部材が収容されたので、検出手段によるスロットル操作手段の操作角度の検出をより確実且つ精度よく行わせることができる。

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 （ａ）同スロットル装置を示す平面図（ｂ）同スロットル装置を示す側面図 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図 図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図 図２におけるＶ−Ｖ線断面図 図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図 図２におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図 図２におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図 同スロットル装置におけるケース内部を示す分解斜視図 同スロットル装置における内部構造（吸着部材を取り付ける前の状態）を示す斜視図 同スロットル装置における内部構造（吸着部材を取り付けた状態）を示す斜視図 同スロットル装置におけるリターンスプリング用ユニットを示す分解斜視図

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、二輪車のハンドルパイプ（操舵手段：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１２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、ハンドルパイプＨにおけるスロットルグリップＧ近傍に固定されたケース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、リターンスプリング７とから主に構成されている。

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）のハンドルパイプ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、当該ハンドルパイプ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パイプ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もハンドルパイプ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。

スロットルグリップＧは、ハンドルパイプＨの先端側においてスロットルパイプ１と共に回転可能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。ハンドルパイプＨの先端側内部には、図３、４、１２に示すように、リターンスプリング用ユニットＹが配設されている。このリターンスプリング用ユニットＹは、固定部材８と、回転部材を構成する軸状部材９及び回転子１０と、収容部材１１とから主に構成されている。なお、図中符号Ｓａ、Ｓｂは、シール手段としてのＯリングを示している。

固定部材８は、ハンドルパイプＨ内に圧入可能な外径を有し、ハンドルパイプＨの先端側内部に圧入されて固定されるものである。この固定部材８には、その中央における軸方向に貫通孔８ａ（図１２参照）が形成されており、かかる貫通孔８ａに回転部材における軸状部材９の軸部９ａが挿通可能とされている。また、固定部材８の一端側には、収容部材１１が取り付けられるようになっている。

回転部材は、軸状部材９及び回転子１０から成り、ハンドルパイプＨの先端側内部に配設され、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）及びスロットルパイプ１と共に回転するよう構成されている。軸状部材９は、固定部材８の貫通孔８ａに挿通可能な軸部９ａと、十字状に形成された端部９ｂとを有して成り、軸部９ａの先端には小判型に加工されたキー部９ａａが形成されている。なお、軸状部材９は、図８に示すように、十字状の端部９ｂがスロットルパイプ１の十字状の溝１ｂと合致して嵌合した状態で組み付けられるようになっている。

回転子１０は、その中央に軸状部材９のキー部９ａａと対応した小判型の貫通孔１０ａが形成された円筒状部材から成り、図７に示すように、当該貫通孔１０ａに軸状部材９のキー部９ａａを合致させつつ挿通させることにより、回転方向に嵌合した状態で組み付けられるようになっている。而して、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）及びスロットルパイプ１の回転操作に伴い、軸状部材９及び回転子１０（回転部材）が固定部材８に対して相対的に回転し得るようになっている。

リターンスプリング７は、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）及びスロットルパイプ１に対して初期位置に戻る方向に付勢するための付勢手段から成り、一端が固定部材８に固定されつつ他端が回転部材を構成する回転子１０に固定されて組み付けられている。これにより、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）及びスロットルパイプ１の回転操作は、リターンスプリング７の付勢力に抗して行われることとなり、当該回転操作を止めて操作力を緩めると、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）及びスロットルパイプ１がリターンスプリング７の付勢力にて初期位置に向かって自然と回転するようになっている。

収容部材１１は、内部に収容空間を有した容器状部材から成り、リターンスプリング７及び回転子１０を収容しつつ固定部材８の一端に取り付けられたものである。しかるに、収容部材１１内において、リターンスプリング７の捩り作用及び回転子１０の回転動作が行われることとなる。このように、本実施形態においては、リターンスプリング７を収容しつつ固定部材８に取り付けられた収容部材１１を有するとともに、回転部材（回転子１０）を当該収容部材１１内で回転自在に取り付けることにより、当該リターンスプリング７、固定部材８、回転部材（軸状部材９及び回転子１０）及び収容部材１１を一体化してリターンスプリング用ユニットＹが構成されている。

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９に示すように、ハンドルパイプ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パイプＨにおけるスロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の基端側近傍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、図５に示すように、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１０、１１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、図５に示すように、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、図４に示すように、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から延出された配線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。なお、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。

吸着部材１２は、磁石４の磁力により当該磁石４を吸着する磁性体から成るものであり、本実施形態においては、板状の鉄又は合金鋼（ＳＵＳと称されるステンレス鋼（ＳＵＳ４３０等）など）から成るものとされる。具体的には、吸着部材１２は、図１１に示すように、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内に固定されており、従動部材３の一方の面から臨ませた磁石４がその磁力にて吸着部材１０に吸着されるよう組み付けられている。

更に、吸着部材１２は、図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、吸着部材１２の所定部位には、同図中拡大図で示すように、孔１２ａが形成されており、当該孔１２ａ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。

上記構成により、スロットルグリップＧを回転操作しない状態においては、従動部材３は、磁石４が吸着部材１２に吸着することによって固定されているとともに、スロットルグリップＧを回転操作すると、磁石４の磁力による吸着力に抗して従動部材３が磁石４と共に回転することとなり、角度センサ５により磁石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）の操作角度が検出されることとなる。

本実施形態によれば、角度センサ５（検出手段）は、ケースＣ内に収容されるとともに、リターンスプリング７は、ハンドルパイプＨ内に配設されたので、ケースＣ内にリターンスプリング７を配設させることがなく、且つ、ハンドルパイプＨ内に角度センサ５（検出手段）を配設させることがないことから、ケースＣの小型化を図ることができるとともに、ハンドルパイプＨを孔明け加工等して角度センサ５の配線コードを取り出す必要がなく、作業性及びコストの悪化を回避させることができる。

また、ハンドルパイプＨの先端側内部に固定される固定部材８と、ハンドルパイプＨの先端側内部に配設され、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）と共に回転する回転部材（軸状部材９及び回転子１０）とを具備するとともに、リターンスプリング７は、一端が固定部材８に固定されつつ他端が回転部材（回転子１０）に固定されたので、より確実且つ精度よくリターンスプリング７による付勢力をスロットルグリップＧ（スロットル操作手段）に付与させることができる。

さらに、リターンスプリング７を収容しつつ固定部材８に取り付けられた収容部材１１を有するとともに、回転部材（軸状部材９）を当該収容部材１１内で回転自在に取り付けることにより、当該リターンスプリング７、固定部材８、回転部材（軸状部材９及び回転子１０）及び収容部材１１を一体化してリターンスプリング用ユニットＹが構成されたので、リターンスプリング７の取付時の作業性をより向上させることができる。

また更に、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が形成された連動部材２と、該連動部材２のギアと噛み合う従動ギアが形成されて当該連動部材２と連動して回転可能とされるとともに、磁石４が一体的に形成された従動部材３とを具備するとともに、ケースＣ内に連動部材２及び従動部材３が収容されたので、角度センサ５（検出手段）によるスロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作角度の検出をより確実且つ精度よく行わせることができる。

なお、磁石４の磁力により当該磁石４を吸着する磁性体から成る吸着部材１２を具備したので、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作がない状態では磁石４が吸着部材１０に吸着して従動部材３を固定させることができ、二輪車（車両）のエンジン駆動や走行時に生じる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。かかる磁石４の吸着力は、従動部材３を固定し得るものの、スロットルグリップＧの操作時に付与される回転力に比べれば極めて小さいため、当該スロットルグリップＧの操作性に悪影響を及ぼすことはない。

また、連動部材２、従動部材３及び角度センサ５（検出手段）を収容するケースＣを具備するとともに、吸着部材１２は、当該連動部材２及び従動部材３の一方の面を覆いつつ当該ケースＣ内に固定されたので、当該吸着部材１２が連動部材２および従動部材３の一方の面を覆うカバーとしての機能と、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作がない状態での従動部材３を固定させる機能とを兼ね備えることができる。

更に、吸着部材１２は、従動部材３の回転軸Ｌの一端が支持されるので、当該吸着部材１２が従動部材３の回転軸Ｌの受け部材としての機能と、連動部材２および従動部材３を覆うカバーとしての機能と、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作がない状態での従動部材３を固定させる機能とを兼ね備えることができる。また更に、吸着部材１２は、板状の鉄又は合金鋼から成るので、安価且つ確実にスロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作がない状態での従動部材３を固定させることができる。

特に、本実施形態においては、ケースＣ内に板状の鉄又は合金鋼から成る吸着部材１２を配設しているので、スロットルグリップＧ（スロットル操作手段）の操作がない状態での従動部材３の固定に加え、当該ケースＣの強度を向上させることができ、補強材としての機能を兼ね備えることができる。

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、リターンスプリング７は、ハンドルパイプＨ内に配設されていれば足り、本実施形態の如きユニットＹを構成しないもの、或いはハンドルパイプＨの基端側内部に配設されたもの等としてもよい。更に、本実施形態においては、二輪車のハンドルパイプに取り付けられたものとされているが、操舵手段としてハンドルパイプを有する他の車両（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。

検出手段がケース内に収容されるとともに、リターンスプリングがハンドルパイプ内に配設さ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
４ 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 固定部材
９ 軸状部材（回転部材）
１０ 回転子（回転部材）
１１ 収容部材
１２ 吸着部材
Ｇ スロットルグリップ（スロットル操作手段）
Ｈ ハンドルパイプ
Ｃ ケース
Ｙ リターンスプリング用ユニット

Claims (4)

1. 車両が具備するハンドルパイプの先端側に回転可能に配設され、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する磁石と、
   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、
   前記スロットル操作手段に対して初期位置に戻る方向に付勢するリターンスプリングと、
   前記ハンドルパイプにおける前記スロットル操作手段の基端側近傍に固定されたケースと、
   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、
   前記検出手段は、前記ケース内に収容されるとともに、前記リターンスプリングは、前記ハンドルパイプ内に配設されたことを特徴とするスロットル装置。
2. 前記ハンドルパイプの先端側内部に固定される固定部材と、
   前記ハンドルパイプの先端側内部に配設され、前記スロットル操作手段と共に回転する回転部材と、
   を具備するとともに、前記リターンスプリングは、一端が前記固定部材に固定されつつ他端が前記回転部材に固定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. 前記リターンスプリングを収容しつつ前記固定部材に取り付けられた収容部材を有するとともに、前記回転部材を当該収容部材内で回転自在に取り付けることにより、当該リターンスプリング、固定部材、回転部材及び収容部材を一体化してリターンスプリング用ユニットが構成されたことを特徴とする請求項２記載のスロットル装置。
4. 前記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、前記磁石が一体的に形成された従動部材と、
   を具備するとともに、前記ケース内に当該連動部材及び従動部材が収容されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のスロットル装置。

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