JP4266330B2

JP4266330B2 - スロットル開度検出装置

Info

Publication number: JP4266330B2
Application number: JP2003200067A
Authority: JP
Inventors: 通之鈴木
Original assignee: Asahi Denso Co Ltd
Current assignee: Asahi Denso Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: JP2004314929A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車などハンドルバーを有した車両におけるスロットルグリップの回転角を検出し、スロットル開度を検出するためのスロットル開度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、二輪車などハンドルバーを有した車両には、そのハンドルバー先端にスロットルグリップが配設されており、運転者がスロットルグリップを回転させると、その回転角に基づいてスロットル開度が検出され、任意速度にて車両を走行させるためのスロットル開度検出装置が配設されている。かかるスロットル開度検出装置としては、従来より種々構成のものが提案されているが、例えば特許文献１で開示されたようなものが挙げられる。
【０００３】
ここで開示されたスロットル開度検出装置は、スロットルグリップと連動して回転する駆動プーリ部と、該駆動プーリ部の一部に形成された歯車と噛み合う検出用歯車と、該検出用歯車の回転角度を検出すべくポテンションメーターから成るスロットル開度センサとから主に構成されていた。そして、スロットルグリップを回転させると、駆動プーリ部を介してポテンションメーターが回転し、そのスロットル開度が検出されるようになっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２５４２７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスロットル開度検出装置は、駆動プーリ部、検出用歯車及びスロットル開度センサとが別体とされ、それぞれがケース内に取り付けられていたため、組み付け誤差が大きくなってしまう虞があった。かかる組み付け誤差が生じると、駆動プーリ部と検出用歯車との間にガタが生じてしまい、正確なスロットル開度を検出するのが困難となってしまい、装置の信頼性が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、二輪車等の車両への取付時における組み付け誤差を抑制し、スロットル開度を正確に検出することにより装置の信頼性を向上することができるスロットル開度検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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たスロットルグリップと連動して回転可能な連動部材と、該連動部材の回転角を検出する検出手段とを備え、前記検出手段で検出された連動部材の回転角に基づきスロットル開度を検出するスロットル開度検出装置において、前記連動部材を回転自在に収容する第１収容部と、前記検出手段を収容する第２収容部とが一体的に形成された収容ケースを具備し、且つ、前記検出手段は、前記連動部材と連動して回転するとともに表面に異なる極を有した磁石から成る回転体と、該回転体の回転角を非接触にて検出すべく磁気抵抗素子から成る角度センサとを有するとともに、前記第２収容部には、前記回転体の回転中心から突出して回転軸を成す凸部を嵌合し得る凹部が形成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスロットル開度検出装置において、前記角度センサは、所定回路が形成された基板の表裏面にそれぞれ配設されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のスロットル開度検出装置において、前記連動部材を常時初期位置に付勢するための付勢手段が配設されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のスロットル開度検出装置において、前記収容ケースに取り付けられ、当該収容ケースに形成された開口を塞ぐための蓋部を具備したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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開度検出装置は、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及び図２に示すように、第１収容ケース１ａ及び第２収容ケース１ｂから成る収容ケース１と、連動部材としてのリングギア２と、検出手段としての回転体３と、同じく検出手段として基板４の表裏面にそれぞれ形成された角度センサ５ａ、５ｂと、当該基板４の表裏面にそれぞれ形成されたアンプ６ａ、６ｂとから主に構成されている。
【００１３】
リングギア２は、円環状に形成されて外周側面に複数の歯が形成されたもので、一方の側（図１における下方）に突出した一対の嵌合突起２ａが形成されている。かかる嵌合突起２ａが図示しない二輪車のスロットルグリップの一部に嵌合され、当該スロットルグリップと連動して回転可能とされているので、スロットルグリップの回転角と同一角度回転し得るようになっている。
【００１４】
回転体３は、プラスチック磁石から成る略円筒状部材から成るものであり、リングギア２の外周側面に形成された歯と噛み合う複数の歯がその外周側面に形成されて、当該リングギア２と連動して回転し得るよう構成されている。即ち、リングギア２の歯と回転体３の歯とが噛み合った状態にて、それぞれが収容ケース１内にて回転自在に収容されているのである。また、回転体３の表面（図３中における上面）には異なる極、即ち、Ｓ極とＮ極とがそれぞれ形成されている。
【００１５】
第１収容ケース１ａには、リングギア２の径より若干大きな径の丸孔１ａａが形成されているとともに、回転体３を回転自在に収容すべき収容凹部１ａｂ（図１及び図３参照）が形成されている。一方、第２収容ケース１ｂには、第１収容ケース１ａの丸孔１ａａと対応した丸孔１ｂａが形成されているとともに、回転体３の回転中心から突出した凸部３ａ（図３参照）を嵌合し得る凹部１ｂｂが形成されている。
【００１６】
そして、第１収容ケース１ａの一面と第２収容ケース１ｂの一面とを対向させつつ係合させることにより、丸孔１ａａ及び丸孔１ｂａとが合致した部位がリングギア２を回転自在に収容する第１収容部となり、収容凹部１ａｂと第２収容ケース１ｂの凹部１ｂｂ近傍表面との間の空間及びその裏面側の基板４を収容する凹部１ａｃが本発明でいう第２収容部となる。ここで、第１収容部に収容されたリングギア２と第２収容部に収容された回転体３とは、互いの外周側面に形成された歯が噛み合うようになっており、スロットルグリップの回転とともにリングギア２が回転すると、回転体３も連動して回転するよう構成されている。
【００１７】
更に、第１収容ケース１ａにおける収容凹部１ａｂの裏面側には、基板４の外周縁形状に沿った形状の凹部１ａｃが形成されている。この基板４の表裏面には、それぞれ所定の回路が印刷形成されているとともに、表面に角度センサ５ａ及びアンプ６ａが、裏面に角度センサ５ｂ及びアンプ６ｂがそれぞれ配設されており、基板４全体が図３の如く凹部１ａｃ内に収容されるようになっている。
【００１８】
尚、凹部１ａｃの縁部には、図１に示すような固定部材７が嵌め込まれるようになっており、該固定部材７には複数本の配線Ｈが挿通されている。即ち、基板に形成された回路と配線Ｈとが電気的に連結され、角度センサ５ａ、５ｂで検出された信号がアンプ６ａ、６ｂで増幅された後、ＥＣＵなど外部機器に送られ得るよう構成されているのである。図面の簡単のために、回路と配線Ｈとは接続されていない状態となっている。
【００１９】
更に、図示はしないが、基板４が収容された凹部１ａｃ（第２収容部の一部）には所定の樹脂が充填され、当該基板４を樹脂モールドするよう構成されている。これにより、角度センサ５ａ、５ｂを含む基板４全体が樹脂モールドされることとなり、基板４に形成された角度センサ５ａ、５ｂ、アンプ６ａ、６ｂ及び回路等に対する防水性を向上することができる。
【００２０】
また更に、上記の如き構成のスロットル開度検出装置は、二輪車のハンドルバー先端（スロットルグリップの基端側）に固定されたスイッチケース内に配設するようにしてもよい。その場合、二輪車のスイッチケースは、防水機能が施されているため、スロットル開度検出装置における防水効果をも向上することができる。勿論、当該スイッチケースとは別体のものとしてハンドルバーの先端側に固定するようにしてもよい。
【００２１】
次に、上記構成のスロットル開度検出装置における作用について説明する。
運転者が二輪車のハンドルバー先端に取り付けられたスロットルグリップを回転させると、それと連動して当該スロットルグリップの一部と嵌合されたリングギア２も回転するとともに、回転体３も凸部３ａを中心としてリングギア２の回転角に対応した角度だけ回転する。
【００２２】
ここで、回転体３の表面には、図４で示すように、Ｎ極とＳ極とが形成されており、Ｎ極からＳ極に向かって磁力線ｍが生じているとともに、かかる磁力線ｍが基板４の表裏面に形成された角度センサ５ａ、５ｂのそれぞれに影響して電気的抵抗が生じる。例えば、図５に示すように、基板４の裏面に設けられた角度センサ５ｂに対し、回転体３からの磁力線ｍは、スロットルグリップを回転しない状態で、同図左側から右側に通過する状態（同図（ａ）の状態）とされており、この状態では抵抗値が０近傍に設定されている。
【００２３】
そして、スロットルグリップの回転に基づき回転体３が回転すると、磁力線ｍが左回りに回転（同図（ｂ）の状態）して１８０（ｄｅｇ）回転するまで抵抗値は増加し続け、出力電圧が直線的に増加するよう角度センサ５ｂが位置決めされている。そして、磁力線ｍの向きが１８０（ｄｅｇ）となった時点で抵抗値が再び０近傍となり、３６０（ｄｅｇ）回転するまでは、１８０（ｄｅｇ）までと同様な抵抗値の増加がなされるので、結果的に図６に示すような出力電圧に基づく検出信号ＯＵＴ１が生成される。
【００２４】
ここで、出力電圧値が０とならないのは、基板４に形成された回路において別途の抵抗（不図示）が接続されているからであり、この別途の抵抗の接続により、配線Ｈの途中が短絡しても過電流が流れてしまうのを回避することができるのである。尚、検出信号ＯＵＴ１は、配線Ｈを通じて電子制御装置等エンジンを制御する外部機器に送信されることとなる。
【００２５】
一方、図７に示すように、基板４の表面に設けられた角度センサ５ａに対し、回転体３からの磁力線ｍは、スロットルグリップを回転しない状態で、同図右側から左側に通過する状態（同図（ａ）の状態）とされており、この状態では抵抗値が最大値に設定されている。そして、スロットルグリップの回転に基づき回転体３が回転すると、磁力線ｍが右回りに回転（同図（ｂ）の状態）して１８０（ｄｅｇ）回転するまで抵抗値は減少し続け、出力電圧が直線的に低下するよう角度センサ５ａが位置決めされている。
【００２６】
そして、磁力線ｍの向きが１８０（ｄｅｇ）となった時点で抵抗値が再び最大値となり、３６０（ｄｅｇ）回転するまでは、１８０（ｄｅｇ）までと同様な抵抗値の減少がなされるので、図８に示すような出力電圧に基づく検出信号ＯＵＴ２が生成される。ここで、同図において出力電圧が０とならないのは、角度センサ５ｂ側と同様、別途の抵抗が接続されているからである。
【００２７】
ここで、回転体３から生じる同一の磁力線ｍに対して角度センサ５ａと５ｂとで当該磁力線ｍの通過する方向が異なる（正反対になる）のは、各角度センサ５ａ、５ｂがそれぞれ基板４の表裏面に設けられているからである。即ち、図４において、角度センサ５ｂを基板４に対してＱから見た場合と、角度センサ５ａを基板４に対してＰから見た場合とでは、磁力線ｍが通過する方向が逆となり、その回転も逆（右回りと左回り）となるのである。
【００２８】
同時に生成された検出信号ＯＵＴ１及びＯＵＴ２は、２重信号系を構成しており、車両の電子制御装置において、これら検出信号ＯＵＴ１とＯＵＴ２とを合成し、図９に示すような波形を得ることとなる。かかる波形においては、横軸の回転角が０〜１８０（ｄｅｇ）と１８０〜３６０（ｄｅｇ）までの間において、出力電圧が互いに逆向きに変化している。
【００２９】
かかる範囲においては、所定の回転角での検出信号ＯＵＴ１とＯＵＴ２との和は、常時一定となっており、これにより、一方の角度センサ５ａ又は５ｂ或いは配線が壊れた場合、その角度センサからの出力電圧はダウンして出力電圧の和が異なってくるので、当該一方の角度センサ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、他方の角度センサによる出力のみに基づき各種制御が行われ、安全性を確保することができる。
【００３０】
上記のように、本実施形態によれば、連動部材としてのリングギア２、検出手段としての回転体３及び角度センサ５ａ、５ｂが一つの収容ケース１に一体として組み付けられているので、スロットル開度検出装置の車両への取付時における組み付け誤差を抑制し、スロットル開度を正確に検出することにより装置の信頼性を向上することができる。
【００３１】
また、非接触にて角度センサ５ａ、５ｂによる回転体３の回転角を検出するので、例えばポテンションメーターの如き両者の接触部位がなく、摩耗が生じることがない。従って、スロットル開度検出装置の耐久性を向上させることができる。更に、角度センサ５ａ、５ｂが基板４の表裏面それぞれに配設されているので、回転体３の回転角をそれぞれで検出することができ、いずれか一方の故障を早期に発見することができる。また、一方の角度センサが故障したとしても他方の角度センサの検出値に基づきスロットル開度を検出し続けることができるので、安全性を向上させることができる。
【００３２】
以上、本実施形態に係るスロットル開度検出装置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、例えば図１０に示すように、第１収容ケース１ａにおける丸孔１ａａの周縁の一部にフランジｈを立設し、かかるフランジｈの一部とリングギア２とを連結する付勢手段としてのねじりコイルばねＳを配設するようにしてもよい。かかるねじりコイルばねＳは、リングギア２を常時初期位置に付勢するためのもので、これにより、リングギア２のゼロ点を常に一定にすることができ、スロットルグリップとリングギア２との間のガタを吸収することができる。
【００３３】
上記の如く第１収容ケース１ａにねじりコイルばねＳを配設した場合、当該ねじりコイルばねＳを取り付けるための開口が必要となり、同図に示すように、外部にねじりコイルばねＳや連動部材としてのリングギア２を露出させた開口が形成されることとなる。かかる開口を塞ぐべく、図１１に示すように、第１収容ケース１ａに蓋部Ｋを取り付けるようにするのが好ましい。
【００３４】
かかる蓋部Ｋは、第１収容ケース１ａの同図中上部を覆いつつ、その開口を塞いで異物等が当該第１収容ケース１ａ内に浸入するのを回避するためのもので、フランジｈ（図１０参照）に突起（不図示）を形成しておき、該突起と係合する係合孔Ｋａが形成されている。これにより、突起に係合孔Ｋａを係合させて蓋部Ｋを収容ケース１に固定させることができるので、確実に第１収容ケース１ａの開口を塞ぐことができるとともに、メンテナンス時等において取り外し作業を容易とすることができる。
【００３５】
尚、同図においては、第１収容ケース１ａの開口のみを塞ぐ蓋部としているが、収容ケース１に他の開口がある場合（例えば、第２収容ケース１ｂに樹脂を充填させない場合等における当該第２収容ケース１ｂの開口）は、該開口を塞ぐ別途の蓋部或いは一体の蓋部を収容ケース１に対して取り付け自在に具備させてもよい。また、収容ケース１に対する蓋部Ｋの取り付け手段は、同図に示す係合孔Ｋａによるものに限らず、当該蓋部Ｋを収容ケース１に対して取り外し可能とし得るものであれば他の構成のものとしてもよい。
【００３６】
上記蓋部Ｋを具備することにより、開口によりねじりコイルばねＳ等が露出したものに比べ、既述の如く砂等の異物の浸入を回避することができるのに加え、雨滴等浸水をある程度抑制することができるので、浸水による錆の発生に伴いねじりコイルばねＳの付勢力に悪影響を及ぼすのを回避することができる。従って、スロットル開度検出装置の信頼性をより向上させることができる。
【００３７】
また更に、本実施形態においては、二輪車のハンドルバー先端に取り付けられたスロットルグリップの回転角を検出してスロットル開度を検出するものに適用されているが、本発明はこれに限定されず、ハンドルバー先端にスロットルグリップを有する他の車両（例えばバギーなど）のスロットル開度検出装置に適用することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、第１収容部と第２収容部とが一体的に形成された収容ケースに連動部材及び検出手段がそれぞれ収容されているので、スロットル開度検出装置の車両への取付時における組み付け誤差を抑制し、スロットル開度を正確に検出することにより装置の信頼性を向上することができる。
【００３９】
また、磁気抵抗素子から成る角度センサにて磁石から成る回転体の回転角を検出するので、例えばポテンションメーターの如き両者の接触部位がなく、摩耗が生じることがない。従って、スロットル開度検出装置の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、角度センサが基板の表裏面それぞれに配設されているので、回転体の回転角をそれぞれで検出することができ、いずれか一方の故障を早期に発見することができる。また、一方の角度センサが故障したとしても他方の角度センサの検出値に基づきスロットル開度を検出することができるので、安全性を向上させることができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、連動部材を常時初期位置に付勢するための付勢手段が配設されているので、当該連動部材のゼロ点を常に一定にすることができ、スロットルグリップと連動部材との間のガタを吸収することができる。
【００４２】
請求項４の発明によれば、収容ケースに形成された開口を塞ぐための蓋部が、当該開口を塞ぐように取り付けられるため、収容ケース内に砂等の異物が浸入してしまうのを抑制することができ、連動部材のスロットルグリップとの連動動作、検出手段による連動部材の回転角の検出、又は付勢手段の付勢力低下等を回避することができ、装置の信頼性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るスロットル開度検出装置を示す斜視図
【図２】同分解斜視図
【図３】同縦断面図
【図４】本発明の実施形態に係るスロットル開度検出装置における回転体及びそこから生じる磁力線を示す模式図
【図５】本発明の実施形態に係るスロットル開度検出装置において、角度センサにおける基板の裏面に設けられた角度センサを通過する磁力線ｍを示す模式図であって、（ａ）磁力線ｍが水平方向に生じた状態を示す模式図（ｂ）磁力線ｍが左回りに所定角度回転した状態を示す模式図
【図６】本発明の実施形態に係るスロットル開度検出装置における基板の裏面に設けられた角度センサによって生成された検出信号ＯＵＴ１を示すグラフ
【図７】本発明の実施形態に係るスロットル開度検出装置において、角度センサにおける基板の表面に設けられた角度センサを通過する磁力線ｍを示す模式図であって、（ａ）磁力線ｍが水平方向に生じた状態を示す模式図（ｂ）磁力線ｍが右回りに所定角度回転した状態を示す模式図
【図８】本発明の実施形態に係るスロットル開度検出装置における基板の表面に設けられた角度センサによって生成された検出信号ＯＵＴ２を示すグラフ
【図９】本発明の実施形態に係るスロットル開度検出装置における検出信号ＯＵＴ１とＯＵＴ２とを合成したグラフ
【図１０】本発明の他の実施形態に係るスロットル開度検出装置を示す斜視図
【図１１】図１０で示した他の実施形態に係るスロットル開度検出装置に蓋部を取り付けた状態を示す斜視図
【符号の説明】
１…収容ケース
１ａ…第１収容ケース
１ｂ…第２収容ケース
２…リングギア（連動部材）
３…回転体
４…基板
５ａ、５ｂ…角度センサ
６ａ、６ｂ…アンプ
７…固定部材
Ｓ…ねじりコイルばね
Ｋ…蓋部

Claims

車両のハンドルバー先端に取り付けられたスロットルグリップと連動して回転可能な連動部材と、
該連動部材の回転角を検出する検出手段と、
を備え、前記検出手段で検出された連動部材の回転角に基づきスロットル開度を検出するスロットル開度検出装置において、
前記連動部材を回転自在に収容する第１収容部と、前記検出手段を収容する第２収容部とが一体的に形成された収容ケースを具備し、且つ、
前記検出手段は、
前記連動部材と連動して回転するとともに表面に異なる極を有した磁石から成る回転体と、
該回転体の回転角を非接触にて検出すべく磁気抵抗素子から成る角度センサと、
を有するとともに、前記第２収容部には、前記回転体の回転中心から突出して回転軸を成す凸部を嵌合し得る凹部が形成されたことを特徴とするスロットル開度検出装置。
前記角度センサは、所定回路が形成された基板の表裏面にそれぞれ配設されたことを特徴とする請求項１記載のスロットル開度検出装置。
前記連動部材を常時初期位置に付勢するための付勢手段が配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスロットル開度検出装置。
前記収容ケースに取り付けられ、当該収容ケースに形成された開口を塞ぐための蓋部を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のスロットル開度検出装置。