JP7290269B2 - スロットルグリップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のスロットルグリップの回転角度を検出し、当該回転角度に応じて車両の駆動源を制御可能な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と連動する連動部材に磁石を取り付けるとともに、その磁石の磁気変化を磁気センサにて検出することにより、連動部材及びスロットルグリップの回転角度を検出してエンジン制御が行われるスロットルグリップ装置を具備したものが提案されている（例えば特許文献１参照）。かかる従来のスロットルグリップ装置によれば、スロットルグリップの回転角度を磁気センサにて非接触で検出することができる。

特開２０１５－８１５６４号公報

しかしながら、上記従来技術においては、スロットルグリップと共に回転する磁石の磁気変化を磁気センサにて検出し、スロットルグリップの回転角度を検出しているので、外部から過大な磁気が及ぼされた場合の影響について考慮する必要があるため、外部磁気に対する高い耐性の要求が高まりつつある。また、磁石は、過度な温度変化によって磁力が変化する場合があるので、温度変化による精度の悪化が懸念される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、磁石を不要とすることができ、外部磁気に対する耐性を向上させることができるとともに温度変化による精度の悪化を回避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、車両のスロットルグリップの回転角度を検出し、当該回転角度に応じて車両の駆動源を制御可能なスロットルグリップ装置において、高周波信号を供給することにより電磁界を発生する送信回路と、該送信回路内に形成されて当該送信回路で発生した電磁界を受信して電圧を生じさせ得る受信回路とが基板上に形成され、前記スロットルグリップの回転方向に沿って形成された電磁界検出部と、前記スロットルグリップと共に回転し得るとともに、当該スロットルグリップの回転角度に応じた位置で前記電磁界検出部を覆い、当該電磁界検出部の前記送信回路で発生した電磁界を遮蔽する遮蔽部と、前記遮蔽部による電磁界の遮蔽で生じた前記受信回路の電圧変化に基づいて前記スロットルグリップの回転角度を検出可能な回転角度検出部とを具備するとともに、前記基板は、前記電磁界検出部が複数の層に亘って形成された多層基板とされ、前記回転角度検出部にて複数の検出値を得ることを特徴とする。

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、前記スロットルグリップに対して回転方向に嵌合して取り付けられた別体部材から成るとともに、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を具備し、前記遮蔽部は、前記連動部材に形成されたことを特徴とする。

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、前記遮蔽部は、前記電磁界検出部の形状に応じた扇形の金属部材から成ることを特徴とする。

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、前記電磁界検出部は、前記基板の表面及び裏面のそれぞれに形成されたことを特徴とする。

請求項５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、前記受信回路は、電気的に位相が互いに異なる形状の第１受信回路及び第２受信回路を有して前記基板上に形成されるとともに、前記電磁界検出部が前記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ことを特徴とする。
請求項６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、前記回転角度検出部は、前記送信回路及び受信回路が形成された前記基板に形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、高周波信号を供給することにより電磁界を発生する送信回路と、該送信回路内に形成されて当該送信回路で発生した電磁界を受信して電圧を生じさせ得る受信回路とが基板上に形成され、スロットルグリップの回転方向に沿って形成された電磁界検出部と、スロットルグリップと共に回転し得るとともに、当該スロットルグリップの回転角度に応じた位置で電磁界検出部を覆い、当該電磁界検出部の送信回路で発生した電磁界を遮蔽する遮蔽部と、遮蔽部による電磁界の遮蔽で生じた受信回路の電圧変化に基づいてスロットルグリップの回転角度を検出可能な回転角度検出部とを具備したので、磁石を不要とすることができ、外部磁気に対する耐性を向上させることができるとともに温度変化による精度の悪化を回避することができる。
また、基板は、電磁界検出部が複数の層に亘って形成された多層基板とされたので、回転角度検出部にて多数の検出値を得ることができ、冗長性をより一層向上させることができる。

請求項２の発明によれば、スロットルグリップに対して回転方向に嵌合して取り付けられた別体部材から成るとともに、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を具備し、遮蔽部は、連動部材に形成されたので、スロットルグリップ装置を使用中においても、電磁界検出部と遮蔽部との間のクリアランスを一定に保持することができ、スロットルグリップの回転角度を精度よく検出することができる。

請求項３の発明によれば、遮蔽部は、電磁界検出部の形状に応じた扇形の金属部材から成るので、遮蔽部による電磁界の遮蔽位置と受信回路の電圧変化とを精度よく対応させることができ、スロットルグリップの回転角度をより一層精度よく検出することができる。

請求項４の発明によれば、電磁界検出部は、基板の表面及び裏面のそれぞれに形成されたので、回転角度検出部にて複数の検出値を得ることができ、冗長性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るスロットルグリップ装置の外観を示す３面図 同スロットルグリップ装置の内部構成を示す断面図 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 同連動部材（遮蔽部が取り付けられる前の状態）を示す斜視図 同連動部材（遮蔽部が取り付けられた状態）を示す斜視図 同スロットルグリップ装置のスロットルグリップを示す斜視図 同スロットルグリップ装置のケース部材を示す３面図 同ケース部材（リターンスプリング及びフリクション部材が取り付けられた状態）を示す斜視図 同スロットルグリップ装置における電磁界検出部の基板を示す３面図 同スロットルグリップ装置の遮蔽部を示す３面図 同スロットルグリップ装置における連動部材（遮蔽部）及び基板（電磁界検出部）の位置関係を示すために基板の表面側から見た状態を示す正面図 同スロットルグリップ装置における連動部材（遮蔽部）及び基板（電磁界検出部）の位置関係を示すために基板の裏面側から見た状態を示す正面図 同スロットルグリップ装置における電磁界検出部の作動原理を示すための模式図

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グリップ装置は、二輪車のハンドルパイプＨに取り付けられたスロットルグリップＧ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信して車両の駆動源（エンジン等）を制御可能なもので、図１、２に示すように、ケースＣと、ケース部材Ｄと、連動部材１と、リターンスプリング２と、フリクション部材３と、電磁界検出部４を有する基板７と、遮蔽部５と、回転角度検出部６とを有して構成されている。

スロットルグリップＧは、運転者が把持しつつハンドルパイプＨの軸を中心として回転操作可能とされたもので、図６に示すように、連動部材１と嵌合して連結可能な嵌合部Ｇａが基端部に形成されている。ケースＣは、ハンドルパイプＨにおけるスロットルグリップＧの基端側に固定されたもので、本スロットルグリップ装置の筐体を構成している。かかるケースＣの内部には、連動部材１、リターンスプリング２、フリクション部材３等の種々構成部品を組み付けて成るケース部材Ｄが収容されている。

本実施形態に係るケース部材Ｄは、図７に示すように、リターンスプリング２が取り付けられる第１凹部Ｄａと、フリクション部材３が取り付けられる第２凹部Ｄｂとが形成されている。リターンスプリング２は、一端がスロットルグリップＧ、他端がケース部材Ｄに固定された捩りコイルバネから成り、スロットルグリップＧの回転操作に伴って初期位置に向かって付勢力を付与し得るようになっている。また、フリクション部材３は、コイルスプリングｓにて連動部材１に向かって付勢して組み付けられたもので、スロットルグリップＧの回転操作に伴って摩擦力を付与し得るようになっている。

さらに、本実施形態に係るケース部材Ｄは、図２に示すように、連動部材１が回転可能に取り付けられている。かかる連動部材１は、図３に示すように、スロットルグリップＧの嵌合部Ｇａと嵌合し得る被嵌合部１ａが形成され、スロットルグリップＧに対して回転方向に嵌合して取り付けられた別体部材から成るとともに、スロットルグリップＧと連動して回転し得るものである。

すなわち、運転者がスロットルグリップＧを把持しつつ回転操作すると、連動部材１がコイルスプリングｓの付勢力に抗してケース部材Ｄ内で回転するとともに、フリクション部材３による摩擦力が付与されて操作感を得ることができるようになっている。また、スロットルグリップＧに対する把持力を緩めると、コイルスプリングｓの付勢力によって自然と初期位置に戻るよう構成されている。

電磁界検出部４は、図９に示すように、高周波信号を供給することにより電磁界を発生する送信コイル４ａ（送信回路）と、該送信コイル４ａ内に形成されて当該送信コイル４ａで発生した電磁界を受信して電圧を生じさせ得る受信回路（４ｂ、４ｃ）とが基板７上に形成され、スロットルグリップＧの回転方向に沿って円弧状に形成されたものである。より具体的には、本実施形態に係る電磁界検出部４は、図１３に示すように、円弧状に延びた送信コイル４ａ内（実際には、送信コイル４ａは円弧状に延びて形成されている）に互いに位相が９０度ずれた第１受信回路４ｂ（Ｃｏｓ形状）及び第２受信回路４ｃ（Ｓｉｎ形状）が形成されており、送信コイル４ａで発生した電磁界を第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃにて受信することにより、それぞれ電圧（２次電圧）が生じるよう構成されている。

遮蔽部５は、スロットルグリップＧと共に回転し得るとともに、当該スロットルグリップＧの回転角度に応じた位置で電磁界検出部４を覆い、当該電磁界検出部４の送信コイル４ａで発生した電磁界を遮蔽するもので、図１０に示すように、電磁界検出部４の形状に応じた扇形の金属部材（本実施形態においては銅部材）から成る。本実施形態に係る遮蔽部５は、扇形に形成された基板Ｋの上面に固定された扇形の金属部材（銅部材）から成るととともに、図４、５に示すように、当該基板Ｋに形成された取付穴Ｋａを連動部材１に形成されたボス部ｐに挿通して組み付けることにより、基板Ｋ及び遮蔽部５が連動部材１の取付部１ｂに精度よく取り付けられるようになっている。

そして、遮蔽部５は、図１１、１２に示すように、連動部材１の回転に伴って電磁界検出部４の延設方向に沿って円弧状に移動し得るよう組み付けられるとともに、連動部材１と共に円弧状に移動する過程において、側縁が送信コイル４ａに対して略直交するよう扇形に形成されている。なお、本実施形態に係る遮蔽部５は、基板Ｋに固定されているが、基板Ｋや他の部材等を介さずに連動部材１に直接取り付けられるものであってもよい。

回転角度検出部６は、遮蔽部５による電磁界の遮蔽で生じた受信回路（第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃ）の電圧変化に基づいてスロットルグリップＧの回転角度を検出可能なもので、図９に示すように、本実施形態においては基板７に取り付けられたマイコン等から成る。かかる回転角度検出部６は、図１３に示すように、端子（ａ１、ａ２）を介して送信コイル４ａ、端子（ｂ１、ｂ２）を介して第１受信回路４ｂ及び端子（ｃ１、ｃ２）を介して第２受信回路４ｃとそれぞれ電気的に接続されている。

そして、遮蔽部５にて電磁界検出部４が覆われると、その覆われた領域において、第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃで生じる電圧（２次電圧）が低下するとともに、第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃの電気的な位相が互いに９０度ずれた形状（Ｃｏｓ形状及びＳｉｎ形状）とされているので、回転角度検出部６にて電圧変化を検出することにより、遮蔽部５の電磁界検出部４に対する相対位置（すなわち、連動部材１及びスロットルグリップＧの位置及び回転角度）を検出することができる。

このようにして、回転角度検出部６にて検出されたスロットルグリップＧの回転角度は、配線ｈを介して車両の駆動源制御装置等に送信されるとともに、その送信されたスロットルグリップＧの回転角度に応じて、車両のエンジンやモータ等の駆動源が制御され、車両を任意に走行し得るようになっている。

ここで、本実施形態に係る電磁界検出部４は、基板７の表面７ａ及び裏面７ｂのそれぞれに形成されており、連動部材１が回転すると遮蔽部５によって、その回転角度に応じて位置で表面７ａの電磁界検出部４及び裏面７ｂの電磁界検出部４のそれぞれを覆い、各電磁界検出部４の送信コイル４ａで発生した電磁界を遮蔽するようになっている。また、本実施形態に係る回転角度検出部６は、電磁界検出部４と同様、基板７の表面７ａ及び裏面７ｂのそれぞれに形成されており、各電磁界検出部４における第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃで生じた電圧低下をそれぞれ検出し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。

本実施形態によれば、高周波信号を供給することにより電磁界を発生する送信コイル４ａと、該送信コイル４ａ内に形成されて当該送信コイル４ａで発生した電磁界を受信して電圧を生じさせ得る受信回路（本実施形態においては電気的に位相が互いに異なる第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃ）とが基板７上に形成され、スロットルグリップＧの回転方向に沿って円弧状に形成された電磁界検出部４と、スロットルグリップＧと共に回転し得るとともに、当該スロットルグリップＧの回転角度に応じた位置で電磁界検出部４を覆い、当該電磁界検出部４の送信コイル４ａで発生した電磁界を遮蔽する遮蔽部５と、遮蔽部５による電磁界の遮蔽で生じた受信回路（第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃ）の電圧変化に基づいてスロットルグリップＧの回転角度を検出可能な回転角度検出部６とを具備したので、磁石を不要とすることができ、外部磁気に対する耐性を向上させることができるとともに温度変化による精度の悪化を回避することができる。また、磁石を不要とすることができるので、スロットルグリップ装置の薄型化を図ることができる。

さらに、スロットルグリップＧに対して回転方向に嵌合して取り付けられた別体部材から成るとともに、当該スロットルグリップＧと連動して回転し得る連動部材１を具備し、遮蔽部５は、連動部材１に形成されたので、スロットルグリップ装置を使用中においても、電磁界検出部４と遮蔽部５との間のクリアランスを一定に保持することができ、スロットルグリップＧの回転角度を精度よく検出することができる。

またさらに、本実施形態に係る遮蔽部５は、電磁界検出部４の形状（弧状）に応じた扇形の金属部材から成るので、遮蔽部５による電磁界の遮蔽位置と受信回路（第１受信回路４ｂ及び第２受信回路４ｃ）の電圧変化とを精度よく対応させることができ、スロットルグリップＧの回転角度をより一層精度よく検出することができる。なお、本実施形態に係る遮蔽部５は、銅金属から成るものとされているが、送信コイル４ａで発生した電磁界を遮蔽し得る他の金属であってもよい。

また、本実施形態に係る電磁界検出部４は、基板７の表面７ａ及び裏面７ｂのそれぞれに形成されたので、回転角度検出部６にて複数の検出値を得ることができ、冗長性を向上させることができる。例えば、基板７の表面７ａ側の回転角度検出部６にて検出されたスロットルグリップＧの回転角度に基づいて駆動源の制御を行わせるとともに、基板７の裏面７ｂ側の回転角度検出部６にて検出されたスロットルグリップＧの回転角度に基づいて駆動源とは異なる他の制御を行わせることができる。

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、例えば基板７に代えて、電磁界検出部４が複数の層に亘って形成された多層基板としてもよい。このように、電磁界検出部４が複数の層に亘って形成された多層基板から成る基板７とすれば、回転角度検出部４にて多数の検出値を得ることができ、冗長性をより一層向上させることができる。また、スロットルグリップＧを正回転及び逆回転可能なものとし、正回転時のスロットルグリップＧの回転角度の検出と逆回転時のスロットルグリップＧの回転角度の検出とをそれぞれ行わせるようにしてもよい。

また、本実施形態に係る電磁界検出部４及び回転角度検出部６は、基板７の表面７ａ及び裏面７ｂのそれぞれに形成されているが、基板７の表面７ａ及び裏面７ｂの何れか一方のみに形成さえたものであってもよい。さらに、本実施形態に係る回転角度検出部６は、電磁界検出部４が形成された基板７に形成されているが、他の基板に形成されたものであってもよい。またさらに、本実施形態に係る電磁界検出部４は、スロットルグリップＧの回転方向に沿って円弧状に形成されているが、多角形状等、他の形状に延びて形成されていてもよい。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。

高周波信号を供給することにより電磁界を発生する送信回路と、該送信回路内に形成されて当該送信回路で発生した電磁界を受信して電圧を生じさせ得る受信回路とが基板上に形成され、スロットルグリップの回転方向に沿って形成された電磁界検出部と、スロットルグリップと共に回転し得るとともに、当該スロットルグリップの回転角度に応じた位置で電磁界検出部を覆い、当該電磁界検出部の送信回路で発生した電磁界を遮蔽する遮蔽部と、遮蔽部による電磁界の遮蔽で生じた受信回路の電圧変化に基づいてスロットルグリップの回転角度を検出可能な回転角度検出部とを具備するとともに、基板は、電磁界検出部が複数の層に亘って形成された多層基板とされ、回転角度検出部にて複数の検出値を得ることを特徴とする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 連動部材
１ａ 被嵌合部
１ｂ 取付部
２ リターンスプリング
３ フリクション部材
４ 電磁界検出部
４ａ 送信コイル（送信回路）
４ｂ 第１受信回路
４ｃ 第２受信回路
５ 遮蔽部
６ 回転角度検出部
７ 基板
７ａ 表面
７ｂ 裏面
Ｇ スロットルグリップ
Ｇａ 嵌合部
Ｈ ハンドルバー
Ｃ ケース
Ｄ ケース部材
Ｄａ 第１凹部
Ｄｂ 第２凹部
Ｋ 基板
ｈ 配線
ｓ コイルスプリング
ｐ ボス部

Claims (6)

1. 車両のスロットルグリップの回転角度を検出し、当該回転角度に応じて車両の駆動源を制御可能なスロットルグリップ装置において、
   高周波信号を供給することにより電磁界を発生する送信回路と、該送信回路内に形成されて当該送信回路で発生した電磁界を受信して電圧を生じさせ得る受信回路とが基板上に形成され、前記スロットルグリップの回転方向に沿って形成された電磁界検出部と、
   前記スロットルグリップと共に回転し得るとともに、当該スロットルグリップの回転角度に応じた位置で前記電磁界検出部を覆い、当該電磁界検出部の前記送信回路で発生した電磁界を遮蔽する遮蔽部と、
   前記遮蔽部による電磁界の遮蔽で生じた前記受信回路の電圧変化に基づいて前記スロットルグリップの回転角度を検出可能な回転角度検出部と、
   を具備するとともに、前記基板は、前記電磁界検出部が複数の層に亘って形成された多層基板とされ、前記回転角度検出部にて複数の検出値を得ることを特徴とするスロットルグリップ装置。
2. 前記スロットルグリップに対して回転方向に嵌合して取り付けられた別体部材から成るとともに、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を具備し、前記遮蔽部は、前記連動部材に形成された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. 前記遮蔽部は、前記電磁界検出部の形状に応じた扇形の金属部材から成る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. 前記電磁界検出部は、前記基板の表面及び裏面のそれぞれに形成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グリップ装置。
5. 前記受信回路は、電気的に位相が互いに異なる形状の第１受信回路及び第２受信回路を有して前記基板上に形成されるとともに、前記電磁界検出部が前記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。
6. 前記回転角度検出部は、前記送信回路及び受信回路が形成された前記基板に形成された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。

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