JP4846705B2 - 車両のスロットル装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のスロットル装置に係り、特に、ハンドルパイプに回動自在に挿嵌されたスロットルパイプのリターンスプリングを、ハンドルパイプの内側に収納するようにした車両のスロットル装置に関する。

従来から、ハンドルパイプの外側に回動可能に挿嵌されたスロットルグリップ（スロットルパイプ）と、動力源の出力を調整するスロットルバルブとをワイヤ等で連結することなく、スロットルグリップの回動位置をセンサで検知して、このセンサからの出力に基づいてスロットルバルブをアクチュエータで駆動するようにした、いわゆる、ＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）方式のスロットル装置が知られている。

特許文献１には、ＴＢＷ方式のスロットル装置において、スロットルグリップの車体中央側にハンドルスイッチのケースを設け、このケースの内部にスロットル開度センサを収納するようにした構成が開示されている。
特開２００２−２６４８７６号公報

通常、スロットルグリップには、スロットルバルブに取り付けられたリターンスプリングによってその回動位置を初期位置に戻す弾発力が与えられるが、ＴＢＷ方式のスロットル装置では、スロットルバルブとスロットルグリップとを連結するワイヤがないので、スロットルグリップに直接リターンスプリングが取り付けられることとなる。

特許文献１に開示される構成では、ハンドルパイプの外周部に巻回するねじりコイルばねをリターンスプリングとして使用し、これをハンドルスイッチのケース内に配置している。この構成によれば、ハンドルスイッチのケース内に、スロットル開度センサだけでなく、リターンスプリングの収納スペースも確保する必要が生じる。このため、ケース内におけるスロットル開度センサのレイアウトが制限されたり、ハンドルスイッチのケースが大型化しやすくなる可能性があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ハンドルパイプに回動自在に挿嵌されたスロットルパイプのリターンスプリングを、ハンドルパイプの内側に収納するようにした車両のスロットル装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、ハンドルパイプの外側にスロットルパイプが回動可能に挿嵌された車両のスロットル装置において、前記ハンドルパイプの軸方向に延設された第１の長孔と、前記スロットルパイプの軸方向に対して所定角度傾斜された第２の長孔と、前記ハンドルパイプの内側に設けられてその軸方向に摺動可能なスライダと、前記ハンドルパイプの内側に設けられて前記スライダを一方側に弾発するリターンスプリングと、前記第１の長孔および前記第２の長孔を貫通し、前記スライダの外周部に立設されたガイドピンとを具備し、前記スロットルパイプの回動動作に伴い、前記スライダが前記リターンスプリングの弾発力に抗して他方側に摺動するように構成されている点に第１の特徴がある。

また、前記スライダの摺動面に摩擦部材が設けられている点に第２の特徴がある。

また、前記ハンドルパイプの内側に円柱状のハンドルウェイトを備え、前記スライダが、前記ハンドルパイプの内周面と前記ハンドルウェイトの外周面との間を摺動する略円環状に形成されている点に第３の特徴がある。

さらに、前記スロットルパイプの車体中央側にハンドルスイッチケースが設けられ、前記ハンドルスイッチケースの内部に、前記スロットルパイプに取り付けられた被センサ体の回動位置に基づいてスロットル開度を検知するスロットル開度センサが収納されている点に第４の特徴がある。

第１の特徴によれば、ハンドルパイプの軸方向に延設された第１の長孔と、スロットルパイプの軸方向に対して所定角度傾斜された第２の長孔と、ハンドルパイプの内側に設けられてその軸方向に摺動可能なスライダと、ハンドルパイプの内側に設けられてスライダを一方側に弾発するリターンスプリングと、第１の長孔および前記第２の長孔を貫通し、スライダの外周部に立設されたガイドピンとを具備し、スロットルパイプの回動動作に伴い、スライダがリターンスプリングの弾発力に抗して他方側に摺動するように構成されているので、スロットルパイプを初期位置に戻すための弾発力を与えるリターンスプリングが、ハンドルパイプの内部に収められることとなり、ハンドルパイプの外周側にリターンスプリングを配置する方式に比して、リターンスプリングの設置スペースが縮小されてスロットル装置の小型化が可能となる。また、リターンスプリングをハンドルスイッチケースに収納する方式に比して、ハンドルスイッチケース内のスペースに余裕を持たせることが可能となる。さらに、スライダをハンドルパイプの軸方向に弾発することでスロットルパイプの回動反力を得ることができるので、リターンスプリングを、回動方向の弾発力を得るためのねじりコイルばねではなく、直線方向の弾発力を得るコイルばね等に替えることができる。

第２の特徴によれば、スライダの摺動面に摩擦部材が設けられているので、簡単な構成によって、スロットルパイプの回動動作に適度な摩擦抵抗を与えることが可能となる。これにより、スロットルパイプとスロットルバルブとを連結するワイヤを持たないＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）方式を適用した場合でも、従来のワイヤ式スロットルにおけるワイヤの摺動抵抗を擬似的に再現して、自然な操作感を得ることが可能となる。

第３の特徴によれば、ハンドルパイプの内側に円柱状のハンドルウェイトを備え、スライダが、ハンドルパイプの内周面とハンドルウェイトの外周面との間を摺動する略円環状に形成されているので、スライダが軽量化されると共に、スライダの摺動面が増えることで傾き等が生じにくくなり、安定した摺動動作が可能となる。

第４の特徴によれば、スロットルパイプの車体中央側にハンドルスイッチケースが設けられ、ハンドルケースの内部に、スロットルパイプに取り付けられた被センサ体の回動位置に基づいてスロットル開度を検知するスロットル開度センサが収納されているので、ハンドルスイッチケース内にリターンスプリングがないぶん、内部スペースに余裕ができ、スロットル開度センサのレイアウトの自由度を高めることが可能となる。また、ハンドルスイッチケースに取り付けられる各種ハンドルスイッチのレイアウトの自由度も高められる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスロットル装置２０が適用された自動二輪車の部分構成図である。スロットル装置２０は、自動二輪車のパイプ状ハンドルの右側端部に取り付けられ、乗員がスロットルグリップ２１を把持して回動操作することで、駆動源としてのエンジン１の出力を任意に調整するものである。本実施形態に係るスロットル装置２０は、以下に説明するように、スロットルグリップとスロットルバルブとをワイヤ等で連結せずに、アクチュエータによってスロットルバルブを開閉駆動する、いわゆるＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）方式が適用されている。スロットルグリップ２１の車体中央側に隣接して配設されるハンドルスイッチケース２２には、スロットルグリップ２１の初期位置からの回動角度を検知するスロットル開度センサ３０が収納されている。

エンジン１は、吸気管３および排気管４を備えており、吸気管３の内部には、ステッピングモータ等のアクチュエータ６で開閉動作されることで、吸気管３の開口面積を変化させるスロットルバルブ５が設けられている。制御部７は、前記スロットル開度センサ３０からの出力信号のほか、エンジン回転数、ギヤ段数等の情報に基づいて、スロットルバルブ５が最適な開度となるようにアクチュエータ６を駆動する。なお、制御部７は、スロットルバルブ５の開度と共に、点火プラグ２への点火時期および燃料噴射装置（不図示）の燃料噴射時期を総合的に制御するように構成されている。

図２は、本発明の一実施形態に係るスロットル装置２０の断面正面図である。また、図３は、スロットル装置２０の分解斜視図である。スロットル装置２０は、自動二輪車の右側のハンドル基部３５に取り付けられている。ハンドル基部３５には、ハンドルパイプ４０が固定されており、該ハンドルパイプ４０の外側に、スロットルパイプ５０が回動可能に挿嵌されている。ゴム等で形成されるスロットルグリップ２１は、スロットルパイプ５０の外周面に密着固定されており、乗員がスロットルグリップ２１を回動させると、スロットルパイプ５０が一体的に回動することとなる。

スロットルパイプ５０の車体中央側の端部には、略円盤形状の延出部２５が設けられている。また、ハンドルパイプ４０には、箱状のハンドルスイッチケース２２が回動不能に固定されており、前記スロットルパイプ５０の延出部２５は、このハンドルスイッチケース２２の内部で回動するように構成されている。前記スロットルセンサ３０は、スロットルパイプ５０の延出部２５に埋設された磁石等の被センサ体３１と、ハンドルスイッチケース２２の内側に取り付けられたホール素子等のセンサ部３２とから構成されている。なお、延出部２５の形状は、半円状や扇形等の種々の変形が可能である。また、ハンドルスイッチケース２２の外壁部には、スタータスイッチ７１およびキルスイッチ７０が取り付けられている。

通常、このようなＴＢＷ方式のスロットル装置では、スロットルパイプに直接取り付けられるリターンスプリングによって、スロットルパイプの回動位置を初期位置に戻す弾発力を得ることが多い。このリターンスプリングに、直接回動方向の弾発力を得ることができる「ねじりコイルばね」を使用した場合には、これをスロットルパイプの外周側に取り付ける必要があるので、リターンスプリングの配設箇所は、ハンドルスイッチケースの内部とされるのが一般的である。これに対し、本発明に係るスロットル装置では、スロットルパイプの回動位置を初期位置に戻す弾発力を与えるリターンスプリングを、ハンドルパイプの内部に収めるようにした点に特徴がある。

ハンドルパイプ４０の内部には、ゴム等からなる円環状の固定部材２３を介して円柱状のハンドルウェイト２６が固定されている。ハンドルウェイト２６の車幅方向外側の端部には、防振およびハンドル保護の機能を有するエンド部材２９がネジによって固定されている。略円環状のスライダ６０は、ハンドルパイプ４０の内周面とハンドルウェイト２６の外周面との間に、軸方向に摺動可能に遊嵌されている。スライダ６０は、係止部材２８との間に配設される圧縮コイルばね２７に当接しており、これにより、スライダ６０に常に車体中央側（図２において図示左方）へ摺動させる弾発力が与えられることとなる。本実施形態では、この圧縮コイルばね２７が、スロットルパイプ５０のリターンスプリングとして機能することとなる。

ハンドルパイプ４０には、その軸方向に伸びる第１の長孔４１が形成されており、一方、スロットルパイプ５０には、その軸方向、換言すれば、第１の長孔４１に対して所定角度（例えば、３０度）傾斜された第２の長孔５１が形成されている。スライダ６０の外周部には、略円柱状のガイドピン６１が設けられている。このガイドピン６１は、ハンドルパイプ４０の外側にスロットルパイプ５０を挿嵌させてから、前記第１の長孔４１および第２の長孔５１の両者を貫通するよう、ガイド部材６２に対してネジ構造等で結合されるように構成されている。

図４は、スライダ６０の斜視図であり、図５は、図２のＡ−Ａ線断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、略円環状のガイド部材６２を有するスライダ６０は、ハンドルパイプ４０の内周面と、ハンドルウェイト２６の外周面との間を摺動する。本実施形態に係るスライダ６０には、その内周部および外周部に摩擦部材６３，６４が設けられており、これにより、摺動動作に適度な摩擦抵抗を与えることができる。図５に示すように、スライダ６０のガイドピン６１は、ハンドルパイプ４０の第１の長孔４１およびスロットルパイプ５０の第２の長孔５１（図３参照）の両者に挿通されるように構成されている。このとき、スライダ６０のガイド部材６２は、第１の長孔４１に挿通されたガイドピン６１が移動できる範囲内で、軸方向に摺動することが可能である。しかし、このガイドピン６１は、第１の長孔４１に対して所定角度傾斜された第２の長孔５１にも挿通しているので、ガイドピン６１は、第１の長孔４１と第２の長孔５１とが交差する位置に規制されることになる。なお、第２の長孔５１には、ガイドピン６１の頭頂部がハンドルグリップ２１の内周部と接触しないように薄板状の蓋部材を設けてもよい。以下、図６を参照して、スロットルパイプの回動動作とスライダの摺動動作との関係を説明する。

図６は、スロットルパイプの回動動作とスライダの摺動動作との関係を示す模式図である。図６（ａ）は、スロットルパイプ５０を全開位置まで回動させた状態を示し、同図（ｂ）は、スロットルパイプ５０が全閉位置（初期位置）にある状態を示す。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、スライダ６０は、第１の長孔４１と第２の長孔５１との交差点に位置するガイドピン６１によってその軸方向の位置が規制される。これにより、スロットルパイプ５０の全閉位置から全開位置までの回動角度も、第１の長孔４１および第２の長孔５１の形状により決定されることとなる。

そして、スロットルパイプ５０を全閉位置から全開方向へ回動させていくと、第１の長孔４１に対して第２の長孔５１が周方向に移動する。これにより、両者の交差点が図示右方に移動すると共に、第２の長孔５２の内壁面に押されたガイドピン６１が図示右方に移動する。したがって、ガイドピン６１に固定されたスライダ６０が、圧縮コイルばね２７を縮めながら図示右方に摺動することとなる。以上より、スロットルバルブ５（図１参照）を開く方向へのスロットルパイプ５０の回動動作は、圧縮コイルばね２７の弾発力に抗して行われることとなり、一方、スロットルパイプ５０へ操作力を与えない場合には、この弾発力によって全閉位置に戻されることとなる。

本実施形態に係るスロットル装置２０では、スライダ６０、第１の長孔４１および第２の長孔５１の組み合わせによって、弾発力の方向を直線方向から回転方向に変換し、リターンスプリングを圧縮コイルばね２７で構成することを可能にしている。なお、リターンスプリングは、スライダ６０の車体中央側に配置すると共に、スライダ６０にその一端側を係合させる引っ張りコイルばねとしてもよい。また、第２の長孔の傾斜方向を、上記実施形態の右上がりから右下がりに変更すると共に、スライダ６０の車体中央側に圧縮コイルばねを配置することもでき、リターンスプリングの構成や配置は、種々の変形が可能である。また、例えば、スロットルパイプ５０の回動範囲や回動反力を変更するために、第１の長孔４１の形状や圧縮コイルばね２７はそのままで第２の長孔５１の傾斜角度のみを変更する等、第１および第２の長孔の形状は任意に変更することができる。さらに、ハンドルウェイトを備えていない場合には、前記スライダを円柱状として、スライダの外周面のみで摺動動作させるようにしてもよい。

ここで、スロットルパイプに連結されたワイヤによってスロットルバルブを直接開閉する方式のスロットル装置では、スロットルパイプの操作感に、リターンスプリングによる弾発力のみならず、スロットル開度に依存しない一定の抵抗としてワイヤの摺動抵抗が影響を与えている。これに対して、ＴＢＷ方式のスロットル装置では、ワイヤの摺動抵抗が存在しないため、スロットルパイプの操作感が軽くなりすぎることがある。そこで、本実施形態では、図４に示したように、スライダ６０の摺動面に、樹脂等で形成された摩擦部材６３，６４を設けることで、ハンドルパイプ４０およびハンドルウェイト２６との間に適度な摺動抵抗を発生させて、自然な操作感が得られるようにしている。なお、摩擦部材は、スライダ６０の外周面または内周面の一方に設けたり、また、ハンドルパイプ４０の内周面またはハンドルウェイト２６の外周面に設けてもよい。

図７は、本発明の第２実施形態に係るスロットル装置８０の一部拡大図である。また、図８は、図７のＢ−Ｂ線断面図である。本実施形態では、スロットルパイプ９０の回転操作に与える摺動抵抗を、ハンドルスイッチケース８１に収められた小型な摺動抵抗発生装置８２で得るようにした点に特徴がある。スロットル装置８０は、前記実施形態と同様、自動二輪車の右側のハンドルパイプ８５に取り付けられており、スロットルパイプ９０の車体中央側が、ハンドルスイッチケース８１の内部に収納されている。スロットルパイプ９０には、スロットル開度センサの被センサ体（不図示）が取り付けられる略円盤状の延出部９２が設けられている。

摺動抵抗発生装置８２は、スロットルパイプ９０に対向する一面が開放された箱体の内部に、鋼球８３と該鋼球８３を一方側に弾発するコイルばね８４とを収納した構成とされている。スロットルパイプ９０の表面には、軸方向に対して所定角度傾斜された長孔溝９１が設けられており、摺動抵抗発生装置８２は、スロットルパイプ９０に近接した位置でハンドルスイッチケース８１の内壁に固定されている。これにより、摺動抵抗発生装置８２からその一部が突出した鋼球８３が長孔溝９１に係合し、鋼球８３は、長孔溝９１の移動に伴って箱体の内部を軸方向に移動することとなる。

図８を参照して、スロットルパイプ９０の回動動作と摺動抵抗発生装置８２の動作との関係を説明する。図８（ａ）は、スロットルパイプ９０が全閉位置（初期位置）にある状態を示し、同（ｂ）は全開位置にある状態を示す。スロットルパイプ９０を全閉位置から全開方向に回転させていくと、長孔溝９１の左端部９１ｂの位置にあった鋼球８３が、長孔溝９１の凹部に押されて図示右方に移動する。このとき、スロットルパイプ９０の回転には、鋼球８３の転がり抵抗や、箱体の内壁と鋼球８３との間の摺動抵抗による適度な回転抵抗が加わることとなり、自然な操作感を得ることが可能となる。なお、スロットルパイプ９０を初期位置に戻す動作は、前記実施形態と同様、ハンドルパイプ内に設けられたスライダおよび圧縮コイルばねによって行われる。なお、コイルばね８４は、鋼球８３を、安定した転がり抵抗が得られる程度に長孔溝９１に押し当てる弾発力を有していればよい。このような摺動抵抗発生装置８２によれば、スロットル操作に自然な摺動抵抗を発生させる機能を、スロットルパイプの回転方向の弾発力を与える機能とは分離して、ハンドルスイッチケースの内部に独立して収納することが可能となる。

上記したように、本実施形態に係るスロットル装置によれば、スロットルパイプを初期位置に戻す方向の弾発力を与えるリターンスプリングをハンドルパイプの内部に収納したので、リターンスプリングがハンドルパイプの外部に配置されない分、スロットル装置の小型化が可能となる。特に、ＴＢＷ方式のスロットル装置においては、リターンスプリングをハンドルスイッチケースの内部に収納する構成に比して、スロットル開度センサや各種ハンドルスイッチのレイアウトの自由度を高めることができる。

なお、ハンドルパイプ、スロットルパイプ、スライダ、スライダの摩擦部材およびガイドピンの形状や材質、第１の長孔、第２の長孔の形状等は、上記した実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、本発明に係るスロットル装置は、バーハンドルを適用する三輪車等の種々の車両に適用することができ、また、車両の駆動源はモータ等であってもよい。

本発明の一実施形態に係るスロットル装置が適用された自動二輪車の部分構成図である。 本発明の一実施形態に係るスロットル装置の断面正面図である。 スロットル装置の分解斜視図である。 スライダの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 スロットルグリップの回動動作とスライダの摺動動作との関係を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係るスロットル装置の一部拡大図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１…エンジン、３…吸気管、５…スロットルバルブ、６…アクチュエータ、７…制御部、２０…スロットル装置、２１…スロットルグリップ、２２…ハンドルスイッチケース、２６…ハンドルウェイト、２７…圧縮コイルばね（リターンスプリング）、３０…スロットル開度センサ、３１…被センサ体、３２…センサ部、４０…ハンドルパイプ、４１…第１の長孔、５０…スロットルパイプ、５１…第２の長孔、６０…スライダ、６１…ガイドピン、６３，６４…摩擦部材

Claims (4)

1. ハンドルパイプの外側にスロットルパイプが回動可能に挿嵌された車両のスロットル装置において、
   前記ハンドルパイプの軸方向に延設された第１の長孔と、
   前記スロットルパイプの軸方向に対して所定角度傾斜された第２の長孔と、
   前記ハンドルパイプの内側に設けられてその軸方向に摺動可能なスライダと、
   前記ハンドルパイプの内側に設けられて前記スライダを一方側に弾発するリターンスプリングと、
   前記第１の長孔および前記第２の長孔を貫通し、前記スライダの外周部に立設されたガイドピンとを具備し、
   前記スロットルパイプの回動動作に伴い、前記スライダが前記リターンスプリングの弾発力に抗して他方側に摺動するように構成されていることを特徴とする車両のスロットル装置。
2. 前記スライダの摺動面に摩擦部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両のスロットル装置。
3. 前記ハンドルパイプの内側に円柱状のハンドルウェイトを備え、
   前記スライダが、前記ハンドルパイプの内周面と前記ハンドルウェイトの外周面との間を摺動する略円環状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両のスロットル装置。
4. 前記スロットルパイプの車体中央側にハンドルスイッチケースが設けられ、
   前記ハンドルスイッチケースの内部に、前記スロットルパイプに取り付けられた被センサ体の回動位置に基づいてスロットル開度を検知するスロットル開度センサが収納されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両のスロットル装置。

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