JP6370108B2 - スロットルグリップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スロットルグリップの回転操作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。

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、吸気バルブ若しくはスロットル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、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。

特開２００６−１１２８８０号公報

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基端側の所定部位に磁石が固定されているため、当該スロットルグリップに対してその回転方向とは異なる方向の負荷がかかった場合であっても、その方向に磁石が移動してしまうことから、精度よくスロットルグリップの回転角度を検出するのが困難であった。そこで、本出願人は、スロットルグリップの回転に連動する連動部材を当該スロットルグリップとは別個に配設し、その連動部材に磁石を固定させることで上記不具合を解消することを検討するに至った。

しかしながら、その場合、連動部材に加え、スロットルグリップを初期位置（スロットルの全閉位置）に付勢するためのリターンスプリング（付勢手段）が必要とされることから、これら連動部材及びリターンスプリングをそれぞれ配設するためのケースが大型化してしまい、装置全体が大型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、スロットルグリップの回転角度を高精度に検出することができるとともに、装置の大型化を抑制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。

請求項１記載の発明は、車両のハンドルバーに取り付けられるケースと、運転者が把持しつつ初期位置から回転操作可能とされたスロットルグリップと、前記ケース内に配設されるとともに、当該スロットルグリップと連動して回転し得る連動部材と、該連動部材を初期位置に向かって付勢する付勢手段と、前記連動部材に固定された磁石と、前記磁石からの磁場の変化に応じた出力電圧を得ることにより、前記連動部材の回転角度を検出し得る回転角度検出手段とを具備し、前記回転角度検出手段で検出された回転角度に応じて車両のエンジンを制御させるスロットルグリップ装置であって、前記付勢手段は、前記連動部材の内部に取り付けられるとともに、前記連動部材の外周面と当接して少なくとも径方向の位置決めを行わせつつ当該連動部材の回転を案内し得る当接部材を具備し、且つ、前記連動部材は、前記スロットルグリップの基端側に形成された凸部を嵌合可能な嵌合部と、前記磁石を固定可能な固定部とを具備した筒状部材から成り、その内周部に前記付勢手段が取り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記載のスロットルグリップ装置において、前記付勢手段は、一端が前記連動部材に取り付けられるとともに他端が前記ケースに取り付けられた捩りバネから成ることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のスロットルグリップ装置において、前記固定部は、前記連動部材における端面の外周縁側で弧状に形成された凹部から成り、磁石が当該凹部に対応した形状と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グリップ装置において、前記連動部材の外周面に当接した状態で配設され、当該連動部材の回転時に摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗手段を具備したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、付勢手段は連動部材の内部に取り付けられたので、スロットルグリップの回転角度を高精度に検出することができるとともに、装置の大型化を抑制することができる。
また、連動部材は、スロットルグリップの基端側に形成された凸部を嵌合可能な嵌合部と、磁石を固定可能な固定部とを具備した筒状部材から成り、その内周部に付勢手段が取り付けられたので、スロットルグリップの回転操作に応じた連動と磁石の保持とを確実に行わせることができるとともに、装置の大型化を抑制することができる。

請求項２の発明によれば、付勢手段は、一端が連動部材に取り付けられるとともに他端がケースに取り付けられた捩りバネから成るので、より確実且つ円滑に連動部材を初期位置に向かって付勢させることができる。

請求項３の発明によれば、固定部は、連動部材における端面の外周縁側で弧状に形成された凹部から成り、磁石が当該凹部に対応した形状とされたので、外形寸法をほぼ変えないで連動部材の内周部の寸法を大きくすることができ、比較的大きな付勢手段を取り付けることができる。

請求項４の発明によれば、連動部材の外周面に当接した状態で配設され、当該連動部材の回転時に摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗手段を具備したので、連動部材の内周部に取り付けられた付勢手段との干渉を回避しつつ摩擦抵抗手段による摩擦抵抗の付与を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グリップ装置を示す側面図及び正面図 同スロットルグリップ装置における第１ケースを取り外した状態を示す正面図 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 同スロットルグリップ装置の内部構造を示すための分解斜視図 同スロットルグリップ装置における連動部材を示す３面図 同スロットルグリップ装置におけるリターンスプリング（付勢手段）を示す２面図 同スロットルグリップ装置における磁石を示す３面図 同スロットルグリップ装置における当接部材を示す２面図 同スロットルグリップ装置における摩擦抵抗手段を示す４面図 同スロットルグリップ装置における小ケースを示す正面図 図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図 図１２におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図 同スロットルグリップ装置におけるスロットル全閉状態のときの磁石と磁気センサ（回転角度検出手段）との位置関係を示す模式図 図１５におけるＡ−Ａ線断面図 同スロットルグリップ装置におけるスロットル全開状態のときの磁石と磁気センサ（回転角度検出手段）との位置関係を示す模式図 図１７におけるＢ−Ｂ線断面図 同スロットルグリップ装置における磁気センサと検出手段との電気的接続を示すブロック図 同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップの回転角度と磁気センサ及び検出手段の離間寸法との関係を示すグラフ 同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップの回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフ

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１〜６に示すように、ケース１と、スロットルグリップＧと、連動部材２と、リターンスプリング３（付勢手段）と、磁石４と、磁気センサ６及び検出手段１１（図１９参照）を有した回転角度検出手段と、当接部材７と、摩擦抵抗手段８とから主に構成されている。

ケース１は、図１に示すように、二輪車（車両）のハンドルバーＨの先端側（スロットルグリップＧの基端側）に取り付けられたもので、半割り状に成形された第１ケース１ａ及び第２ケース１ｂから構成されている。かかるケース１は、ハンドルバーＨを挟んだ状態にて第１ケース１ａ及び第２ケース１ｂを合致させつつ取付ネジにて組付けられ、その内部に連動部材２が回転自在に配設されている。なお、本実施形態に係るケース１には、二輪車に搭載された種々電装品を操作するための操作ノブ及びスイッチが形成されている。

スロットルグリップＧは、運転者が把持しつつハンドルバーＨに対して初期位置から軸回りに所定方向の回転が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Ｇ１と、その内部に固定されて把持グリップ部Ｇ１と一体化されたグリップパイプ部Ｇ２とから構成されている。グリップパイプ部Ｇ２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３中左端部）には、他の部位より大径の基端部Ｇ３が一体的に形成されている。

基端部Ｇ３は、図６に示すように、凸部Ｇ３ａ（図４〜７参照）が突出形成されており、スロットルグリップＧが回転するとき、当該凸部Ｇ３ａが連動部材２の所定部位（嵌合部２ａの壁面）に当接してリターンスプリング３の付勢力に抗して回転させ得るよう構成されている。すなわち、連動部材２には、凹形状から成る嵌合部２ａが形成されており、当該嵌合部２ａに凸部Ｇ３ａを嵌合させつつ組み付けることにより、スロットルグリップＧが回転すると凸部Ｇ３ａが嵌合部２ａの壁面を押圧し、同方向に連動部材２を回転させることができるのである。

連動部材２は、ケース１内に回転自在に配設されるとともに、スロットルグリップＧと連動してリターンスプリング３の付勢力に抗して回転し得るもので、図７に示すように、スロットルグリップＧの凸部Ｇ３ａを嵌合可能な嵌合部２ａと、磁石４を固定可能な固定部２ｂとを具備した筒状部材から成る。本実施形態に係る連動部材２は、その内周部にリターンスプリング３（付勢手段）が取り付けられるよう構成されている。

リターンスプリング３は、連動部材２の内部（内周面２ｄの内側）に取り付けられ、連動部材２及びスロットルグリップＧを初期位置に向かって付勢するもので、図８に示すように、一端３ａが連動部材２（具体的には連動部材２に形成された取付孔２ｃ（図４、５参照））に取り付けられるとともに他端３ｂがケース１（具体的にはケース１ｂに形成された取付部）に取り付けられた捩りバネ（所謂トーションバネ）から成る。

すなわち、リターンスプリング３は、連動部材２の内周面２ｄの内側に配設されるとともに、当該連動部材２に対して初期位置に向かって付勢するよう構成されており、連動部材２を介してスロットルグリップＧを初期位置に向かって常時付勢し得るようになっている。これにより、リターンスプリング３が連動部材２で保護されるとともに、ケース１内におけるリターンスプリング３の別個の設置スペースを不要とすることができる。

磁石４は、連動部材２の固定部２ｂに固定された永久磁石から成るもので、図９に示すように、平面視で円弧状に形成されている。すなわち、連動部材２に形成された固定部２ｂは、連動部材２における端面の外周縁側で弧状に形成された凹部から成り（図７参照）、磁石４が当該凹部に対応した形状とされており、磁石４が当該固定部２ｂに接着材等にて固定されているのである。

磁気センサ６及び検出手段１１は、本発明の回転角度検出手段を構成するもので、磁石４からの磁場の変化に応じた出力電圧を得ることにより、連動部材２（すなわちスロットルグリップＧ）の回転角度を検出し得るものである。磁気センサ６は、磁石４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４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６は、所定の電気回路が印刷されたプリント基板５に形成されており、図１９に示すように、磁気センサ６の出力電圧から連動部材２の回転角度を検出するための検出手段１１と電気的に接続されている。しかして、スロットルグリップＧを回転操作するのに伴って連動部材２がリターンスプリング３の付勢力に抗して回転すると、磁石４も同方向に同一角度だけ回転し、その回転角度によって磁場が変化するので、当該回転角度に応じた出力電圧を得ることができ、当該出力電圧に基づき連動部材２の回転角度（すなわち、スロットルグリップＧの回転角度）を検出することが可能とされている。

このように検出されたスロットルグリップＧの回転角度は、二輪車に搭載されたＥＣＵ１２（エンジン・コントロール・ユニット）に対して電気信号として送信され、送信されたスロットルグリップＧの回転角度に応じて車両のエンジンが制御され得るようになっている。すなわち、初期位置にあるスロットルグリップＧをリターンスプリング３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Ｇ１を握る手を緩めると、リターンスプリング３の付勢力によりスロットルグリップＧ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。

さらに、本実施形態に係る磁石４は、図９に示すように、その表面４ａ（磁気センサ６と対向する面）が傾斜してヘリカル状（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次元的な面形状）（螺旋状）に延設されるとともに、裏面４ｂが平坦面とされている。そして、裏面４ｂを連結部材２の固定部２ｂに当接させることで当該固定部２ｂに磁石４を固定させることで、スロットルグリップＧの回転角度に応じて磁気センサ６との間の離間寸法ｔが変化するよう構成されている。これにより、図２１に示すように、磁気センサ６の出力電圧とスロットルグリップＧの回転角度との関係が比例関係となるよう設定されている。

例えば、図１５、１６に示すように、スロットルグリップＧが初期状態のとき（スロットル全閉状態のとき）の磁石４と磁気センサ６との間の離間寸法ｔ１は、図１７、１８に示すように、スロットルグリップＧの最大回転角度（スロットル全開状態のとき）の磁石４と磁気センサ６との間の離間寸法ｔ２よりも小さくなるよう設定されている。しかして、本実施形態に係る磁石４の表面４ａは、スロットルグリップＧの回転角度に応じて磁気センサ６との間の離間寸法ｔが図２０で示す如き変化するものとされており、これにより、図２１に示すように、磁気センサ６の出力電圧とスロットルグリップＧ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のである。

さらに、磁気センサ６及びプリント基板５は、図１２〜１４に示すように、小ケースＣ内に収容されており、当該小ケースＣがケース１における連動部材２と隣接した部位（図３参照）に固定されることにより、磁気センサ６を磁石４に対向させるよう構成されている。かかる小ケースＣにより、例えば連動部材２が軸方向（図３中左方向）に移動しようとした場合、当該連動部材２の端面と干渉して当該移動を防止することができる。なお、磁気センサ６及びプリント基板５を収容した状態の小ケースＣ内に樹脂等を流し込んで封止するのが好ましい。

当接部材７は、連動部材２を覆う如くケース１（第２ケース１ｂ）に固定される板状部材から成るもので、連動部材２の外周面と当接して少なくとも径方向の位置決めを行わせつつ当該連動部材２の回転を案内し得るものである。具体的には、当接部材７は、図１０に示すように、一端７ａから他端７ｂまで弧状に屈曲形成された板状部材から成り、その屈曲部は、連動部材２の外周面に倣った形状とされている。そして、一端７ａを第２ケース１ｂの取付孔１ｂｂに差し込みつつ他端７ｂをネジ等で第２ケース１ｂの所定部位に固定させることで、一端７ａと他端７ｂとの間の屈曲部が連動部材２の外周面に当接し、当該連動部材２の径方向の位置決め及び回転の案内が行われるようになっている。なお、同図中符号７ｂａは、ネジ等を挿通するネジ孔を示している。

摩擦抵抗手段８は、連動部材２の外周面に当接した状態で配設され、当該連動部材２の回転時に摩擦抵抗を付与するためのもので、図４〜６に示すように、連動部材２の外周面に当接する摩擦部材９と、摩擦部材９を連動部材２の外周面に向かって押圧する付勢部材１０とを有して構成されている。摩擦部材９は、所望の摩擦材から成るもので、図１１に示すように、連動部材２の外周面に倣った弧状の突端面９ａと、付勢部材１０を受けるための受け部９ｂとを有した駒状部材から成る。また、付勢部材１０は、図５に示すように、第２ケース１ｂの収容部１ｂａに収容されたバネから成るもので、当該バネに代えて他の付勢部材としてもよい。

ここで、本実施形態に係る当接部材７は、摩擦抵抗手段８が当接する位置とは反対側の連動部材２の外周面に当接するよう構成されている。これにより、付勢部材１０の付勢力で付勢された摩擦部材９が連動部材２を押圧するとともに、その押圧された連動部材２を当接部材７が受けることで径方向の位置決め及び回転の案内が行われることとなる。よって、摩擦抵抗手段８は、スロットルグリップＧの回転に伴う連動部材２に対して摩擦抵抗を付与することで、当該スロットルグリップＧの回転操作時の操作感を得るとともに、当接部材７による連動部材２の径方向の位置決め及び回転の案内を確実に行わせることができる。

上記実施形態によれば、リターンスプリング３（付勢手段）は連動部材２の内部に取り付けられたので、スロットルグリップＧの回転角度を高精度に検出することができるとともに、リターンスプリングを連動部材２とは別個の位置に取り付けるものに比べ、ケース１の寸法（特に図２、３中左右方向の幅寸法）を小さくでき、スロットルグリップ装置の大型化を抑制することができる。

また、本実施形態に係るリターンスプリング３（付勢手段）は、一端３ａが連動部材２に取り付けられるとともに他端３ｂがケース１に取り付けられた捩りバネから成るので、より確実且つ円滑に連動部材２を初期位置に向かって付勢させることができる。さらに、本実施形態に係る連動部材２は、スロットルグリップＧの基端側に形成された凸部Ｇ３ａを嵌合可能な嵌合部２ａと、磁石４を固定可能な固定部２ｂとを具備した筒状部材から成り、その内周部に付勢手段としてのリターンスプリング３が取り付けられたので、スロットルグリップＧの回転操作に応じた連動と磁石４の保持とを確実に行わせることができるとともに、装置の大型化を抑制することができる。

またさらに、本実施形態に係る固定部２ｂは、連動部材２における端面（磁気センサ６と対向させる面）の外周縁側で弧状に形成された凹部から成り、磁石４が当該凹部に対応した形状とされたので、外形寸法をほぼ変えないで連動部材２の内周部の寸法を大きくすることができ、比較的大きなリターンスプリング３（付勢手段）を取り付けることができる。また、本実施形態においては、連動部材２の外周面に当接した状態で配設され、当該連動部材２の回転時に摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗手段８を具備したので、連動部材２の内周部に取り付けられたリターンスプリング３（付勢手段）との干渉を回避しつつ摩擦抵抗手段８による摩擦抵抗の付与を行わせることができる。

加えて、本実施形態によれば、連動部材２の外周面と当接して少なくとも径方向の位置決めを行わせつつ当該連動部材２の回転を案内し得る当接部材７を具備したので、スロットルグリップＧの回転操作時の操作感を得ることができるとともに、連動部材２をより確実且つ円滑に連動させることができ、スロットルグリップの回転角度をより高精度に検出することができる。特に、本実施形態に係る当接部材７は、連動部材２を覆う如く取り付けられるので、連動部材２（内部のリターンスプリング３含む）をカバーして保護し得るよう構成されている。

しかるに、本実施形態においては、当接部材７及び摩擦抵抗手段８にて連動部材２の径方向の位置決めを行っているが、当接部材７のみで径方向の位置決め及び回転の案内に加え、摩擦抵抗を付与させるものとしてもよい。また、例えば連動部材２の外周面に周方向に亘る凹溝又は凸条を形成するとともに、当接部材７又は摩擦部材９における連動部材２の外周面に対する当接面に当該凹溝又は凸条と嵌合し得る凸部又は凹部を設けることで、連動部材２の径方向に加え、軸方向にも位置決めするよう構成してもよい。

また、連動部材２の外周面に当接した状態で配設され、連動部材２の回転時に摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗手段８を具備するとともに、当接部材７は、当該摩擦抵抗手段８が当接する位置とは反対側の外周面に当接するので、摩擦抵抗手段８と当接部材７とにより連動部材２の少なくとも径方向の位置決めをより安定して図ることができ、且つ、摩擦抵抗手段８が連動部材２に対する摩擦付与機能と位置決め機能との両方を兼ね備えることができる。

さらに、本実施形態に係る摩擦抵抗手段８は、連動部材２の外周面に当接する摩擦部材９と、該摩擦部材９を当該連動部材２の外周面に向かって押圧する付勢部材１０とを有したので、付勢部材１０の付勢力にて摩擦部材９の連動部材２に対する当接を確実に行わせることができ、連動部材２が回転する際、その外周面に摩擦部材９を追従させて当接状態を確実に維持させることができる。

なお、本実施形態に係るスロットルグリップ装置によれば、連動部材２に固定された磁石４と、該磁石４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６とを有することで、スロットルグリップＧの回転操作角度を検出し得るので、スロットルグリップＧの回転角度に応じて作動するワイヤ等を不要とすることができるとともに、スロットルグリップＧの回転時の回転角度をより精度よく検出させることができる。

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、例えば付勢手段としてのリターンスプリング３を捩りバネとは異なる他の汎用的な付勢手段に代えてもよい。また、当接部材７や摩擦抵抗手段８を他の形態のもの、或いはケース１内に具備しないものとしてもよい。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。

連動部材の内部に付勢手段が取り付けられるとともに、連動部材の外周面と当接して少なくとも径方向の位置決めを行わせつつ当該連動部材の回転を案内し得る当接部材を具備し、且つ、連動部材は、スロットルグリップの基端側に形成された凸部を嵌合可能な嵌合部と、磁石を固定可能な固定部とを具備した筒状部材から成り、その内周部に付勢手段が取り付けられ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。

１ ケース
２ 連動部材
３ リターンスプリング（付勢手段）
４ 磁石
５ プリント基板
６ 磁気センサ（回転角度検出手段）
７ 当接部材
８ 摩擦抵抗手段
９ 摩擦部材
１０ 付勢部材
１１ 検出手段（回転角度検出手段）
１２ ＥＣＵ
Ｈ ハンドルバー
Ｇ スロットルグリップ
Ｃ 小ケース

Claims (4)

1. 車両のハンドルバーに取り付けられるケースと、
   運転者が把持しつつ初期位置から回転操作可能とされたスロットルグリップと、
   前記ケース内に配設されるとともに、当該スロットルグリップと連動して回転し得る連動部材と、
   該連動部材を初期位置に向かって付勢する付勢手段と、
   前記連動部材に固定された磁石と、
   前記磁石からの磁場の変化に応じた出力電圧を得ることにより、前記連動部材の回転角度を検出し得る回転角度検出手段と、
   を具備し、前記回転角度検出手段で検出された回転角度に応じて車両のエンジンを制御させるスロットルグリップ装置であって、
   前記付勢手段は、前記連動部材の内部に取り付けられるとともに、前記連動部材の外周面と当接して少なくとも径方向の位置決めを行わせつつ当該連動部材の回転を案内し得る当接部材を具備し、且つ、前記連動部材は、前記スロットルグリップの基端側に形成された凸部を嵌合可能な嵌合部と、前記磁石を固定可能な固定部とを具備した筒状部材から成り、その内周部に前記付勢手段が取り付けられたことを特徴とするスロットルグリップ装置。
2. 前記付勢手段は、一端が前記連動部材に取り付けられるとともに他端が前記ケースに取り付けられた捩りバネから成ることを特徴とする請求項１記載のスロットルグリップ装置。
3. 前記固定部は、前記連動部材における端面の外周縁側で弧状に形成された凹部から成り、磁石が当該凹部に対応した形状とされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスロットルグリップ装置。
4. 前記連動部材の外周面に当接した状態で配設され、当該連動部材の回転時に摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗手段を具備し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グリップ装置。

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