JP2014113882A - Throttle grip device - Google Patents
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Description
本発明は、スロットルグリップの回転角度に基づいて車両のエンジンが制御されるスロットルグリップ装置に関するものである。 The present invention relates to a throttle grip device in which a vehicle engine is controlled based on a rotation angle of the throttle grip.
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。 In recent motorcycles, the rotation angle of the throttle grip is detected by a throttle opening sensor such as a potentiometer, and the detected value is sent as an electrical signal to an electronic control device mounted on the motorcycle. Has become popular. The electronic control unit performs a predetermined calculation based on the detection signal, and the ignition timing of the engine or the opening / closing of the exhaust valve is controlled based on the calculation result.
例えば、特許文献1には、スロットルグリップに磁石を固定させるとともに、当該磁石と対向した位置にホール素子から成る磁気センサを配設し、当該スロットルグリップの回転角度を磁気センサにて検出し得るスロットルグリップ装置が提案されている。この従来のスロットルグリップ装置に係る磁石は、スロットルグリップの回転方向に沿って円弧状に形成され、その側面に対向して磁気センサが配設されており、スロットルグリップの回転操作に伴って生じる磁束密度の変化を磁気センサにて検出することで、スロットルグリップの回転角度を電気的に検出し得るよう構成されていた。
For example,
しかしながら、上記従来のスロットルグリップ装置においては、スロットルグリップの回転方向に沿って円弧状に形成された磁石の側面に対向して磁気センサが配設されていたので、スロットルグリップの回転操作範囲に亘って磁石と磁気センサとの間の離間寸法が略同一となっており、スロットルグリップの回転角度を精度よく検出するのが困難であるという問題があった。 However, in the above-described conventional throttle grip device, the magnetic sensor is disposed so as to face the side surface of the magnet formed in an arc shape along the rotation direction of the throttle grip. Therefore, the separation dimension between the magnet and the magnetic sensor is substantially the same, and there is a problem that it is difficult to accurately detect the rotation angle of the throttle grip.
すなわち、従来のスロットルグリップ装置は、磁石の延設方向に対する略中間位置にS極とN極との境界を設定することで、スロットルグリップの回転操作に応じて磁石から磁気センサに対する磁場変化を生じさせるよう構成されていたので、当該S極とN極との間の境界を精度よく設定するのが容易ではなく、スロットルグリップの回転角度の検出に誤差が生じてしまう虞があったのである。 That is, the conventional throttle grip device sets a boundary between the S pole and the N pole at a substantially intermediate position with respect to the extending direction of the magnet, thereby causing a magnetic field change from the magnet to the magnetic sensor in accordance with the rotation operation of the throttle grip. Therefore, it is not easy to accurately set the boundary between the S pole and the N pole, and there is a possibility that an error may occur in the detection of the rotation angle of the throttle grip.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スロットルグリップの回転角度をより精度よく検出することができるスロットルグリップ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a throttle grip device that can detect the rotation angle of the throttle grip with higher accuracy.
請求項1記載の発明は、車両のハンドルバー先端に取り付けられて回転操作なスロットルグリップと、該スロットルグリップに固定されるとともに、当該スロットルグリップと共に回転する磁石と、該磁石の磁場変化に応じた出力電圧を得ることができる磁気センサと、該磁気センサの出力電圧に基づき前記スロットルグリップの回転角度を検出する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グリップの回転角度に基づいて車両のエンジンが制御されるスロットルグリップ装置であって、前記磁石は、前記スロットルグリップの回転角度に応じて前記磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有するとともに、当該傾斜面は、前記磁気センサの出力電圧と前記スロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となる形状とされたことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a throttle grip which is attached to the front end of a handlebar of a vehicle and is operated to rotate, a magnet which is fixed to the throttle grip and rotates together with the throttle grip, and a magnetic field change of the magnet. A magnetic sensor capable of obtaining an output voltage; and a detection means for detecting a rotation angle of the throttle grip based on the output voltage of the magnetic sensor, and based on the rotation angle of the throttle grip detected by the detection means. And the magnet has an inclined surface in which a separation distance from the magnetic sensor changes according to a rotation angle of the throttle grip, and the inclined surface is The relationship between the output voltage of the magnetic sensor and the rotation angle of the throttle grip is proportional. Characterized in that it is the that shape.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のスロットルグリップ装置において、前記磁石は、前記スロットルグリップの回転操作範囲に亘ってヘリカル状に延設されて成ることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the throttle grip device according to the first aspect, the magnet is extended in a helical shape over a rotational operation range of the throttle grip.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載のスロットルグリップ装置において、前記磁石の傾斜面は、前記磁気センサの出力電圧と前記スロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となるよう、当該磁気センサの配設方向に対して所定の曲率を有した形状とされたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the throttle grip device according to the first or second aspect, the inclined surface of the magnet has a proportional relationship between the output voltage of the magnetic sensor and the rotation angle of the throttle grip. As described above, the magnetic sensor has a shape having a predetermined curvature with respect to the arrangement direction of the magnetic sensor.
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グリップ装置において、前記磁石は、前記傾斜面の全域に亘って同一極に着磁されて成ることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the throttle grip device according to any one of the first to third aspects, the magnet is magnetized to the same pole over the entire area of the inclined surface. To do.
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか1つに記載のスロットルグリップ装置において、磁石及び磁気センサは、スロットルグリップの回転軸方向に対向して配設されたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the throttle grip device according to any one of the first to fourth aspects, the magnet and the magnetic sensor are arranged to face each other in the direction of the rotation axis of the throttle grip. To do.
請求項1の発明によれば、磁石は、スロットルグリップの回転角度に応じて磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有するので、スロットルグリップの回転角度をより精度よく検出することができるとともに、当該傾斜面は、磁気センサの出力電圧とスロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となる形状とされたので、当該出力電圧とスロットルグリップの回転角度との関係を比例関係に補正する別個の処理等が不要となり、より円滑かつ正確にスロットルグリップの回転角度を検出させることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the magnet has an inclined surface in which the distance between the magnet and the magnetic sensor changes according to the rotation angle of the throttle grip, the rotation angle of the throttle grip can be detected more accurately. In addition, since the inclined surface has a shape in which the relationship between the output voltage of the magnetic sensor and the rotation angle of the throttle grip is proportional, the relationship between the output voltage and the rotation angle of the throttle grip is corrected to a proportional relationship. This eliminates the need for separate processing and the like, and allows the rotation angle of the throttle grip to be detected more smoothly and accurately.
請求項2の発明によれば、磁石は、スロットルグリップの回転操作範囲に亘ってヘリカル状に延設されて成るので、スロットルグリップの回転角度に応じて磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を容易に得ることができ、より高精度にスロットルグリップの回転角度を検出させることができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、磁石の傾斜面は、磁気センサの出力電圧とスロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となるよう、当該磁気センサの配設方向に対して所定の曲率を有した形状とされたので、より一層精度よくスロットルグリップの回転角度を検出することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、磁石は、傾斜面の全域に亘って同一極に着磁されて成るので、傾斜面から発生する磁力を磁石の延設方向に亘って略一定とすることができ、磁気センサで検出される磁場変化を安定して生じさせることができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、磁石及び磁気センサは、スロットルグリップの回転軸方向に対向して配設されたので、当該回転軸に直交する面内で磁石と磁気センサとを対向させたものに比べ、装置の小型化を容易に図ることができるとともに、ヘリカル状に形成された磁石が成す傾斜面を有効に利用することができる。
According to the invention of
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グリップ装置は、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1〜7、図15に示すように、スロットルグリップ2と、磁石3と、磁気センサ4と、検出手段6と、ケース部材8と、リターンスプリング9と、フリクション用板バネ10とから主に構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
The throttle grip device according to the present embodiment is for detecting the rotation angle of the throttle grip attached to the handlebar of the two-wheeled vehicle and sending the detection signal to an electronic control device such as an ECU mounted on the two-wheeled vehicle. As shown in FIG. 15, the
スロットルグリップ2は、二輪車のハンドルバーHの先端部に取り付けられ、当該ハンドルバーHに対して回転軸Lを中心として回転操作可能とされたもので、運転者が把持し得る把持グリップ部2aと、その内部に固定されて把持グリップ部2aと一体化されたグリップパイプ2bとから構成されている。グリップパイプ2bは、例えば硬質樹脂材を所定形状に成形して成るもので、その基端部(図2、3中左端部)には、他の部位より大径部位とされたガイド部2baが形成されている。
The
かかるガイド部2baの端面には、図4に示すように、収容凹部2bbが成形されており、当該収容凹部2bbに磁石3が嵌めこまれて固定されている。かかる磁石3は、所定形状に形成された永久磁石から成り、スロットルグリップ2におけるガイド部2baに固定されるとともに、スロットルグリップ2と共に回転するものである。この磁石3と対向した位置(後述するケース部材8の内部)には、磁気センサ4が配設されている。
As shown in FIG. 4, an accommodation recess 2bb is formed on the end surface of the guide 2ba, and the
かかる磁気センサ4は、磁石3の磁場変化(磁束密度の変化)に応じた出力電圧を得ることができるもので、例えばホール効果を利用した磁気センサであるホール素子(具体的には、磁石3の磁場(磁束密度)に比例した出力電圧を得ることができるリニアホールIC)等により構成されている。なお、本実施形態に係る磁気センサ4は、所定の電気回路が印刷されたプリント基板5に形成されている。
The
検出手段6は、磁気センサ4の出力電圧に基づきスロットルグリップ2の回転角度を検出するもので、図15に示すように、磁気センサ4と電気的に接続されるとともに、二輪車に搭載されたECU(エンジン・コントロール・ユニット)7にも電気的に接続される。これにより、検出手段6で検出されたスロットルグリップ2の回転角度に基づいて車両のエンジンが制御され得るようになっている。
The detecting means 6 detects the rotation angle of the
一方、ハンドルバーHにおけるスロットルグリップ2の基端側には、半割り状に成形された第1ケース部材8a及び第2ケース部材8bから成るケース部材8が固定されている。このケース部材8は、ハンドルバーHを挟んだ状態にて第1ケース部材8a及び第2ケース部材8bを合致させつつ取付ネジBにて組付けて成るもので、その内部には、図7に示すように、第1収容部8ba、第2収容部8bb及び第3収容部8bcが形成されている。なお、第1ケース部材8aにも、第1収容部8ba及び第3収容部8bcと対応する収容部が形成されている。
On the other hand, on the base end side of the
第1収容部8baには、スロットルグリップ2を構成するグリップパイプ2bのガイド部2baが回転可能に挿通されて組み付けられ、スロットルグリップ2の回転操作時において、ガイド部2baにて回転動作が案内され得るようになっている。また、第2収容部8bbには、図6に示すように、プリント基板5が収容されるとともに、当該プリント基板5が第2収容部8bbに収容された状態において、図8に示すように、磁気センサ4と磁石3とがスロットルグリップ2の回転軸L方向に対向するようになっている。
A guide portion 2ba of a
しかるに、本実施形態に係るプリント基板5には、2つの磁気センサ4が形成されており、これら磁気センサ4からそれぞれ検出手段6に出力電圧が送信されるようになっている。これにより、一方の磁気センサ4に故障等の不具合が生じても他方の磁気センサ4からの出力電圧に基づいて車両のエンジンを正常に制御することができる。なお、プリント基板5に1つの磁気センサ4のみを形成し、専らその磁気センサ4からの出力電圧に基づいて車両のエンジンを制御するようにしてもよい。
However, two
また、第3収容部8bcには、捩りコイルバネから成るリターンスプリング9が収容されている。このリターンスプリング9は、一端がグリップパイプ2bのガイド部2baに連結されるとともに、他端がケース部材8の所定部位に連結されており、スロットルグルップ2を常時初期位置に向けて付勢するものである。すなわち、初期位置にあるスロットルグリップ2をリターンスプリング9の付勢力に抗して回転操作すると、車両のスロットルの開度が次第に大きくなるよう制御されるとともに、把持グリップ部2aを握る手を緩めると、リターンスプリング9の付勢力によりスロットルグリップ2が初期位置に向かって自然と戻り、スロットルの開度が次第に小さくなるよう構成されているのである。
A
さらに、本実施形態に係るケース部材8内には、図5に示すように、フリクション用板バネ10が配設されている。かかるフリクション用板バネ10は、例えば板状の金属部材から成り、一端がビスbにて固定されるとともに、他端がグリップパイプ2bのガイド部2baに対してバネ力(付勢力)を有しつつ接触した状態で組み付けられている。これにより、スロットルグリップ2を回転操作する際、その回転操作の方向とは逆向きにフリクション用板バネ10による付勢力が付与されることとなり、従来のワイヤを介してスロットル操作するものと略同等の操作感を得ることができる。
Furthermore, a
ここで、本実施形態に係る磁石3は、図9に示すように、スロットルグリップ2の回転操作範囲に亘ってヘリカル状(円弧状に回転しながら回転面に対して垂直の方向にも変位する3次元的な曲線形状)(螺旋状)に延設され、当該スロットルグリップ2の回転角度に応じて磁気センサ4との間の離間寸法が、図16で示す如く変化する傾斜面3aと、該傾斜面3aと連続して磁石3の両端に形成された端面3bとを有するものである。このうち、端面3bは、磁石3が収容凹部2bb内に取り付けられた状態において、スロットルグリップ2の回転軸Lに対して略直交した面から成る。
Here, as shown in FIG. 9, the
特に、本実施形態に係る磁石3の傾斜面3aは、スロットルグリップ2の回転角度に応じて磁気センサ4との間の離間寸法が図16で示す如き変化するものとされており、これにより、図17に示すように、磁気センサ4の出力電圧とスロットルグリップ2の回転角度との関係が比例関係となる形状となるよう設定されている。より具体的には、磁石3の傾斜面3aは、磁気センサ4の出力電圧とスロットルグリップ2の回転角度との関係が比例関係(図17で示す関係)となるよう、当該磁気センサ4の配設方向(図10における紙面に対して垂直方向)に対して所定の曲率(湾曲)を有した形状とされている。
In particular, the
また、磁石3は、図9に示すように、厚さ寸法sが延設方向(ヘリカル方向)に亘って略同一とされるとともに、傾斜面3aの全域に亘って同一極(S極又はN極)に着磁されて成る。すなわち、磁石3は、磁気センサ4と対向する傾斜面3aがS極、その裏面がN極に着磁され、或いは磁気センサ4と対向する傾斜面3aがN極、その裏面がS極に着磁されているのである。なお、磁石3は、スロットルグリップ2の回転軸L方向から見ると、図10に示すように、弧状に形成されており、当該スロットルグリップ2と共に磁石3が同図中矢印方向に回転する過程において、磁気センサ4が磁石3の傾斜面3a又は端面3bと常に対向した状態とされるようになっている。
Further, as shown in FIG. 9, the
次に、本実施形態に係るスロットルグリップ装置1の作用について説明する。
二輪車のエンジンを始動させた後、運転者が把持グリップ部2aを把持しつつスロットルグリップ2を回転操作すると、磁石3が同方向に回転し、図11〜14に示すように、当該磁石3と磁気センサ4との間の離間寸法がt1、t2、t3及びt4の順に変化することとなる。これら離間寸法t1〜t4とスロットルグリップ2の回転角度との関係は、図16に示すような関係とされる。なお、図11においてはスロットルグリップ2の回転角度が0度(初期位置)、図12においては同回転角度が20度、図13においては同回転角度が40度、図14においては同回転角度が60度の状態を示している。
Next, the operation of the
After the engine of the motorcycle is started, when the driver rotates the
ここで、本実施形態に係る磁石3の傾斜面3aは、既述のように、磁気センサ4の出力電圧とスロットルグリップ2の回転角度との関係が比例関係(図17参照)となる形状とされているので、別個の補正手段等によるデータの補正を行わなくても、検出手段6によるスロットルグリップ2の回転角度の検出を精度よく行わせることができる。しかして、スロットルグリップ2の回転角度の検出値は、車両のECU7に電気信号として送信され、当該スロットルグリップ2の回転角度に応じたエンジンの制御(具体的にはスロットル制御)が行われることとなる。
Here, as described above, the
上記実施形態によれば、磁石3は、スロットルグリップ2の回転角度に応じて磁気センサ4との間の離間寸法が変化する傾斜面3aを有するので、スロットルグリップ2の回転角度をより精度よく検出することができるとともに、当該傾斜面3aは、磁気センサ4の出力電圧とスロットルグリップ2の回転角度との関係が比例関係となる形状とされたので、当該出力電圧とスロットルグリップ2の回転角度との関係を比例関係に補正する別個の処理等が不要となり、より円滑かつ正確にスロットルグリップ2の回転角度を検出させることができる。
According to the embodiment described above, the
特に、本実施形態に係る磁石3は、スロットルグリップ2の回転操作範囲に亘ってヘリカル状(螺旋状)に延設されて成るので、スロットルグリップ2の回転角度に応じて磁気センサ4との間の離間寸法が変化する傾斜面を容易に得ることができ、より高精度にスロットルグリップ2の回転角度を検出させることができる。また、本実施形態に係る磁石3の傾斜面3aは、磁気センサ4の出力電圧とスロットルグリップ2の回転角度との関係が比例関係となるよう、当該磁気センサ4の配設方向に対して所定の曲率を有した形状とされたので、より一層精度よくスロットルグリップの回転角度を検出することができる。
In particular, the
さらに、本実施形態に係る磁石3は、傾斜面3aの全域に亘って同一極(S極又はN極の何れか一方)に着磁されて成るので、傾斜面3aから発生する磁力を磁石3の延設方向に亘って略一定とすることができ、磁気センサで検出される磁場変化を安定して生じさせることができる。またさらに、磁石3及び磁気センサ4は、スロットルグリップ2の回転軸L方向に対向して配設されたので、当該回転軸Lに直交する面内で磁石と磁気センサとを対向させたものに比べ、装置の小型化を容易に図ることができるとともに、ヘリカル状に形成された磁石3が成す傾斜面3aを有効に利用することができる。
Furthermore, since the
以上、本実施形態に係るスロットルグリップ装置1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、例えばスロットルグリップ2と共に回転する磁石(この場合、ヘリカル状とは異なる形状となる)の側面に磁気センサ4を対向させる(すなわち、スロットルグリップ2の回転軸Lに直交する面内で磁石3と磁気センサ4とを対向させた)ものとし、当該側面がスロットルグリップ2の回転角度に応じて磁気センサ4との間の離間寸法が変化する傾斜面を構成するとともに、当該傾斜面は、磁気センサ4の出力電圧とスロットルグリップ2の回転角度との関係が、図17で示す如き比例関係となる形状とされたものであってもよい。
Although the
なお、適用される車両は、本実施形態の如く二輪車に限定されるものではなく、ハンドルバーHを有した他の車両(例えばATVやスノーモービル等)に適用してもよい。 The applied vehicle is not limited to a two-wheeled vehicle as in this embodiment, and may be applied to other vehicles having a handlebar H (for example, ATV, snowmobile, etc.).
スロットルグリップの回転角度に応じて磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有するとともに、当該傾斜面は、磁気センサの出力電圧とスロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となる形状とされた磁石を具備したスロットルグリップ装置であれば、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。 The inclined surface has a slope that changes in distance from the magnetic sensor in accordance with the rotation angle of the throttle grip, and the inclined surface has a proportional relationship between the output voltage of the magnetic sensor and the rotation angle of the throttle grip. As long as the throttle grip device is provided with a magnet, it can be applied to a device having a different external shape or a device to which another function is added.
1 スロットルグリップ装置
2 スロットルグリップ
3 磁石
3a 傾斜面
4 磁気センサ
5 プリント基板
6 検出手段
7 ECU
8 ケース部材
9 リターンスプリング
10 フリクション用板バネ
H ハンドルバー
DESCRIPTION OF
8
Claims (5)
該スロットルグリップに固定されるとともに、当該スロットルグリップと共に回転する磁石と、
該磁石の磁場変化に応じた出力電圧を得ることができる磁気センサと、
該磁気センサの出力電圧に基づき前記スロットルグリップの回転角度を検出する検出手段と、
を具備し、前記検出手段で検出された前記スロットルグリップの回転角度に基づいて車両のエンジンが制御されるスロットルグリップ装置であって、
前記磁石は、前記スロットルグリップの回転角度に応じて前記磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有するとともに、当該傾斜面は、前記磁気センサの出力電圧と前記スロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となる形状とされたことを特徴とするスロットルグリップ装置。 A throttle grip that is attached to the front end of the handlebar of the vehicle and can be rotated.
A magnet fixed to the throttle grip and rotating with the throttle grip;
A magnetic sensor capable of obtaining an output voltage corresponding to a change in the magnetic field of the magnet;
Detecting means for detecting a rotation angle of the throttle grip based on an output voltage of the magnetic sensor;
A throttle grip device in which an engine of a vehicle is controlled based on a rotation angle of the throttle grip detected by the detection means,
The magnet has an inclined surface in which a separation distance from the magnetic sensor changes according to a rotation angle of the throttle grip, and the inclined surface includes an output voltage of the magnetic sensor and a rotation angle of the throttle grip. The throttle grip device is characterized in that the relationship is a proportional relationship.
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