JP2006076435A - アクセルペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダル装置の構成を簡素化することにより小型化を図り、且つ、製造の容易性を確保する。
【解決手段】アクセルペダル装置１０は、車体１２にハウジング１４を介して固定され、前記ハウジング１４に回動自在に軸支されたアクセルペダルアーム１６を踏み込むことにより、該アクセルペダルアーム１６と連動部材１８とが一体的に回動し、前記アクセルペダルアーム１６と連動部材１８の間に設けられたトーションスプリング２２によってハウジング１４に設けられた検出部２０に押圧力が付与される。そして、前記押圧力が検出部２０から電気信号としてコントローラを通じて駆動部に出力されることによりスロットルバルブの開度が制御される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に採用されるケーブルレスのアクセルペダル装置に関し、一層詳細には、アクセル開度を検出する検出手段を備えたアクセルペダル装置に関する。

従来から、例えば、自動車等の車両において、内燃機関へ吸入される吸入空気量を制御するスロットル弁とアクセルペダルとの間を接続しているアクセルケーブルの代わりに、前記アクセルペダルの踏込量を電気的に検出してスロットルバルブの開度を制御するケーブルレスのアクセルペダル装置が採用されている。

このアクセルペダル装置では、アクセルペダルの回動動作の支点となる回転軸に回転角度センサを設け、該回転角度センサによって検出されたアクセルペダルの踏込量を電気信号に変換した後に制御部を介して駆動源へと伝達し、前記駆動源によってスロットル弁の開度を制御して内燃機関に吸入される吸入エアの吸入量を制御している。

この場合、このようなアクセルペダル装置では、アクセルペダルをアクセル全閉位置に復帰させるために復帰用ばね部材が設けられ、運転者がアクセルペダルへの踏力を滅勢した際に、前記復帰用ばね部材の弾発力によって前記アクセルペダルが初期位置となるアクセル全閉位置に復帰させる構造としている（例えば、特許文献１参照）。

一方、従来のアクセルケーブルによってスロットル弁開度の制御を行うアクセルペダル装置では、前記スロットル弁に設けられているリターンスプリングの弾発力に抗しながらアクセルペダルを踏み込む際に反力が発生すると共に、前記アクセルペダルをオン・オフさせた際におけるアクセルケーブルによる摺動抵抗が発生する。このようなケーブルレスのアクセルペダル装置では、スロットル弁に設けられるリターンスプリングの代わりに復帰用ばね部材を設けることにより、アクセルペダルを踏み込む際の反力を発生させているが、前記アクセルペダルをオン・オフさせた際のアクセルケーブルによる摺動抵抗が発生することがない。

その結果、従来のアクセルペダル装置が採用された車両からケーブルレスのアクセルペダル装置が採用された車両へと運転者が乗り換えた際に、前記運転者がアクセルペダルの操作に違いを感得するため、ケーブルレスのアクセルペダル装置においても意図的にこのようなアクセルケーブルによる摺動抵抗に似た抵抗感を発生させるヒステリシス発生機構が採用されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３４３８８２号公報 特開２００２−２８３８７２号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術においては、アクセルペダルの踏込量、すなわち、回転量を検出するための回転角度センサを、前記アクセルペダルを支持している回転軸と同軸上に設ける必要がある。そのため、アクセルペダル装置におけるアクセルペダルの軸線と略直交する幅寸法が増大し、前記アクセルペダル装置が大型化してしまうという問題がある。詳細には、アクセルペダル装置における回転軸近傍の幅寸法が増大してしまう。

また、回転角度センサは、例えば、アクセルペダル装置において回転部となるアクセルペダルと固定部となるボディとの間に設けられているが、前記アクセルペダルとボディとの位置合わせ等の調整作業が必要となるため、前記回転角度センサの取付作業が煩雑になり、前記アクセルペダル装置を製造する際の工数増大につながるという問題がある。特に、回転角度センサとしてホール素子式のセンサを採用した場合には、前記ホール素子によってアクセルペダルに設けられた磁性体（例えば、永久磁石）を検出する際に、前記磁性体と検出部となるホール素子との位置ずれや回転方向と略直交する径方向へのがたつきによって検出精度が低下してしまうという問題がある。

さらに、回転角度センサは、アクセルペダルの踏込量を回転角度（回転量）に変換しているため、前記回転角度センサは前記アクセルペダルの回転量に見合った回転ストロークを有するものが必要となる。そのため、回転量の大きなアクセルペダルでは回転角度センサがそれに伴って大型化し、且つ、その構造が複雑化することが懸念される。

本発明は、前記の種々の問題等を考慮してなされたものであり、その構成を簡素化して小型化を図ると共に、その製造の容易性を確保することが可能なアクセルペダル装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、アクセルペダルの踏込量を検出し、前記踏込量に応じた検出信号に基づいてスロットルバルブの開度を制御するアクセルペダル装置において、
ボディと、
前記ボディに回動自在に保持され、運転者により踏力が付与されるアクセルペダルと、
前記アクセルペダルの回動中心に設けられ、前記アクセルペダルの回動変位を押圧力に変換するトーションスプリングと、
前記ボディに設けられ、前記トーションスプリングから付与される押圧力を圧力値として検出する検出部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、アクセルペダルの回動中心にトーションスプリングを設け、運転者による踏力が前記アクセルペダルに付与されて回動変位した際に、前記トーションスプリングから押圧力が検出部へと付与されて前記押圧力の圧力値が検出される。すなわち、アクセルペダルの回動変位が、トーションスプリングへと伝達されることにより前記トーションスプリングによって押圧力へと変換されて検出部に伝達される。

従って、従来の回転角度センサによってアクセルペダルの回転量を検出する場合と比較して、トーションスプリングによってアクセルペダルの踏込量に応じた大きさの押圧力が検出部に付与されるため、前記踏込量に基づいた値を検出部によって高精度に検出することができる。また、従来の回転角度センサに対して前記検出部の構成を簡素化することができるため、アクセルペダル装置の小型化が図れ、且つ、前記検出部をボディに簡便に組み付けることができるため組み付け性の向上を図ることができる。

また、アクセルペダルは、前記踏力が付与されるペダル部を一端部側に有するペダルアームと、
前記ペダルアームの他端部側に係合し、該ペダルアームと一体的に回動変位する連動部材と、
前記ペダルアーム又は前記連動部材の端面のうちのいずれか一方に形成される第１噛合部と、該第１噛合部と対向する前記連動部材又はペダルアームの端面に形成され、前記第１噛合部に噛合する第２噛合部とを有するヒステリシス発生機構と、
を備え、
前記ペダルアームが回動変位した際に、前記ヒステリシス発生機構によって前記ペダルアームの回動力が前記連動部材の回動力と、前記連動部材の回動方向と略直交する軸線方向に沿った軸力とに分割し、前記ペダルアームの踏み込み方向と戻り方向のいずれにも前記ヒステリシス発生機構によって摩擦抵抗を生じさせるとよい。

すなわち、運転者がペダルアームを踏み込んだ際に、連動部材の動きは該ペダルアームと一体的に回動変位する回動力と、トーションスプリングの弾発力によって前記ペダルアーム又は連動部材のいずれか一方に形成された第１噛合部と、該第１噛合部と対向する第２噛合部とが当接しながら摺動変位することにより前記ペダルアームと連動部材とが互いに離間する方向に変位する軸力とに分割される。これにより、ペダルアーム及び／又は連動部材が互いに離間する方向に変位してボディに当接し、前記ペダルアーム及び／又は連動部材がボディに接触した状態のまま回動変位する。

そのため、運転者がペダルアームに対する踏力を制御した際に、ヒステリシス発生機構とトーションスプリングによって、前記ペダルアームの踏み込み方向と戻り方向のいずれにも摩擦抵抗が生じ、従来のアクセルワイヤによってアクセルペダルとスロットル弁とが接続されていたアクセルペダル装置と同様にヒステリシスを発生させることができる。

さらに、トーションスプリングの一端部を、前記ペダルアーム又は連動部材に係止すると共に、前記トーションスプリングの他端部を、前記ボディに設けられた前記検出部側に係合するとよい。

これにより、トーションスプリングの両端部をペダルアーム又は連動部材と検出部とにそれぞれ係合することにより、前記トーションスプリングと係合する部材の構成を簡素化することができるため、装置の小型化を図ることができると共に、ペダルアーム及び連動部材の回動量を押圧力へと変換する変換機構が不要であるため、安価に装置を製造することが可能となる。

さらにまた、トーションスプリングを、ボディに回動自在に保持されるペダルアームの回動中心と略同軸上に配設し、前記トーションスプリングの弾発力が、前記アクセルペダルを、踏力が付与されていない初期位置に復帰させる方向に付勢するようにするとよい。

これにより、従来のアクセルペダル装置において回転軸と同軸上に回転角度センサを設けた場合と比較して、ボディの幅方向の寸法を低減することができるため、前記ボディの剛性を高めることができ、アクセルペダル装置の剛性を向上させることができる。また、アクセルペダル装置の幅方向の寸法が増大することがなく、前記アクセルペダル装置の小型化を図ることによりレイアウトの自由度を増大させることができる。

またさらに、検出部は、押圧力の圧力値を電気信号へと変換可能な圧力センサからなり、前記圧力センサを、ボディに形成された装着穴に装着すると共に、前記圧力センサに接続される配線と該配線に接続される接続端子部とを前記ボディに対して一体的に成形するとよい。

このように、検出部として機能する圧力センサを採用することにより、前記アクセルペダルから付与される押圧力を好適に電気信号に変換してスロットルバルブの制御を行うことが可能となる。また、圧力センサをボディの装着穴に対して簡便に装着することができるため、前記検出部をアクセルペダルとは別個に独立して製造することが可能となる。そのため、例えば、前記ボディに対してアクセルペダルを組み付けた後に、予めユニット化された検出部を配設することも可能である。

さらに、圧力センサに接続される配線と該配線に接続される接続端子部とを、ボディに対して一体的に成形することにより、単に装着穴に対して圧力センサを装着するのみで該圧力センサを配線及び接続端子部と接続することが可能となる。そのため、圧力センサのボディに対する位置合わせや配線等との接続といった煩雑な作業が不要となり、アクセルペダル装置の組付性を向上させることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、運転者の踏力によってアクセルペダルが回動変位することにより、該アクセルペダルの回動変位がトーションスプリングの伸縮変位によって押圧力へと変換され、アクセルペダルの踏込量に応じた圧力値となる押圧力を検出部によって検出することができる。そのため、従来の回転角度センサによってアクセルペダルの回転量を検出する場合と比較して、アクセルペダルの踏込量を圧力値として検出部で高精度に検出することができると共に、前記検出部の構成を簡素化することができるため、アクセルペダル装置の小型化及び組み付け性の向上を図ることができる。

本発明に係るアクセルペダル装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１及び図２において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るアクセルペダル装置を示す。

このアクセルペダル装置１０は、自動車等の車両において車体１２（図２参照）に固定されるハウジング（ボディ）１４と、前記ハウジング１４に対して回動自在に軸支されるアクセルペダルアーム（ペダルアーム）１６と、前記ハウジング１４に設けられ、前記アクセルペダルアーム１６の回動作用下に一体的に回動する連動部材１８と、前記アクセルペダルアーム１６の回動量を検出するための検出部２０と、前記アクセルペダルアーム１６の回動量を押圧力へと変換して検出部２０へと付与するトーションスプリング２２とからなる。

ハウジング１４は樹脂製材料から形成され、その一側面側にはカバー部材２４（図１参照）が装着されている。前記ハウジング１４は、カバー部材２４が装着されることにより一方側に開口した開口部２６を有する中空状となり、図２に示すように前記開口部２６が下方となるように車体１２に固定されている。そして、図１に示されるように、このハウジング１４における略中央部の内壁面にはピン穴２８ａが形成され、カバー部材２４における前記ピン穴２８ａと対向する位置にも同様にピン穴２８ｂが形成されている（図１参照）。

また、ハウジング１４の上部には、図２及び図４に示されるように、後述するコントローラ３８（図５参照）に接続されるコネクタ用の接続部３０が一体的に形成され、前記接続部３０の内部に設けられる複数本の端子３２がリード線３４を介してそれぞれ検出部２０に接続されている。なお、接続部３０と端子３２は、接続端子部として機能する。

そして、前記ハウジング１４における接続部３０の近傍には、該ハウジング１４の内壁面より所定深さだけ窪んだ装着穴３６が形成され、前記装着穴３６の内部に検出部２０が設けられている。なお、前記接続部３０では、図示しないコネクタ及び該コネクタに接続されるリード線３４をハウジング１４に対して一体的にモールド成形するようにしてもよい。

この検出部２０は、該検出部２０に外部から付与される圧力を電気信号に変換可能な圧力センサからなり、該圧力センサによって検出された圧力値が検出信号として接続部３０から外部に設けられたコントローラ３８（図５参照）へと出力される。なお、この圧力センサとしては、例えば、歪ゲージを採用し、該歪ゲージを荷重変換器等に貼着して、検出された圧力値をコントローラ３８へと出力するようにしてもよいし、ピエゾ素子等の圧電素子によって圧力値を検出するようにしてもよい。

アクセルペダルアーム１６は、例えば、樹脂製材料から一体形状に形成され、その一端部側に形成される略円形状のロータ部４０と、他端部側に形成され、車両の運転者（図示せず）が踏力を付与するペダル部４２と、前記ロータ部４０とペダル部４２とを接続する連結アーム４４とから形成されている。

ロータ部４０は、図１に示されるように、その一側面側がカバー部材２４の内壁面に近接するように設けられ、前記ロータ部４０の略中央部には、カバー部材２４の内壁面側に向かって第１支持軸４６が突出するように形成されている。そして、前記ロータ部４０の第１支持軸４６が、カバー部材２４のピン穴２８ｂに挿入されることにより、前記アクセルペダルアーム１６が前記カバー部材２４に対して前記第１支持軸４６を支点として回動自在に保持された状態となる。なお、第１支持軸４６をカバー部材２４のピン穴２８ｂに挿入する場合に限定されず、前記カバー部材２４の内壁面からロータ部４０に向かって突出した凸部（図示せず）を設け、前記凸部をロータ部４０に形成された穴部（図示せず）に挿入することにより前記アクセルペダルアーム１６を回動自在に保持するようにしてもよい。

また、ロータ部４０の他側面側には、図３に示されるように、第１支持軸４６と同軸上に第２支持軸６４が突出するように形成されている。この第２支持軸６４の長さは、第１支持軸４６の長さより長くなるように形成されている。

さらに、ロータ部４０の他側面側には、図３に示されるように、前記第２支持軸６４を中心として環状に複数の歯部（第１噛合部）４８が形成され、この複数（例えば、６本）の歯部４８は、ロータ部４０の他側面の周方向に所定間隔離間するように突出して形成されている。

詳細には、単一の歯部４８の形状は、ロータ部４０の他側面に対して略直交するように形成される直交面５０と、該他側面に対して所定角度傾斜するように形成される傾斜面５２と、前記直交面５０の端部と傾斜面５２の端部とを接続し、前記他側面と略平行に形成される外周面５４とから構成されている。この傾斜面５２はロータ部４０の周方向に沿って同一方向となるよう形成され、例えば、ロータ部４０の他側面に対して４５°の角度で傾斜するように形成されている。

一方、ロータ部４０の外周面には、半径内方向に所定深さだけ窪んだ環状の第１装着溝５６が形成され、前記第１装着溝５６は、連動部材１８側の端面からカバー部材２４側に向かって第１支持軸４６の軸線方向に沿って所定幅となるように形成されている。この第１装着溝５６には、トーションスプリング２２が装着されている。

連結アーム４４は、図２及び図４に示されるように、ロータ部４０の外周面５４より下方に向かって徐々に幅狭状となるように延在し、しかも、前記連結アーム４４がハウジング１４の第１ストッパ６０に係止された状態で車体１２の取付面５８より離間する方向（図２中、矢印Ａ２方向）に若干湾曲しながら下方に向かって延在している。さらに、図１に示されるように、ペダル部４２とロータ部４０との間を、前記カバー部材２４の内壁面と略平行に一直線状に接続している。

図２及び図４に示されるように、ハウジング１４の内壁面には、アクセルペダルアーム１６が第１支持軸４６及び第２支持軸６４を支点として回動変位した際、連結アーム４４が当接する位置に第１ストッパ６０及び第２ストッパ６２が形成されている。第１ストッパ６０は、図示しない運転者がアクセルペダルアーム１６を踏み込んでいないアクセル全閉状態において連結アーム４４が当接する部位に形成され（図２参照）、反対に、第２ストッパ６２は、前記運転者がアクセルペダルアーム１６を踏み込んでいるアクセル全開状態において連結アーム４４が当接する部位に形成されている（図４参照）。なお、第１ストッパ６０及び第２ストッパ６２は、それぞれハウジング１４の内壁面より若干だけ突出し、互いに対向するように形成されている。

ペダル部４２は、図１に示されるように、前記連結アーム４４より拡幅した幅広状に形成され、前記アクセルペダルアーム１６の下端部に設けられている。この場合、アクセルペダルアーム１６が樹脂製材料から形成される場合に限定されるものではなく、例えば、連結アーム４４のみを金属製材料から形成し、ロータ部４０及びペダル部４２を樹脂製材料から形成するようにしてもよい。

連動部材１８は略円形状に形成され、ハウジング１４の内部においてアクセルペダルアーム１６のロータ部４０と対向する位置に設けられている。この連動部材１８の略中央部には、該連動部材１８の一側面から他側面に向かって貫通する貫通孔１８ａが形成されている（図３参照）。そして、前記貫通孔１８ａにはアクセルペダルアーム１６の第２支持軸６４が挿通され、該第２支持軸６４がハウジング１４に形成されたピン穴２８ａに挿入されることにより、前記連動部材１８が前記ハウジング１４に対して回動自在に保持された状態となる。すなわち、連動部材１８は、第２支持軸６４を支点として自在に回動する。

ここで、前記第２支持軸６４をハウジング１４のピン穴２８ａに挿入する場合に限定されず、前記ハウジング１４の内壁面より連動部材１８に向かって突出した凸部（図示せず）を設け、前記凸部を貫通孔１８ａに挿入することにより前記連動部材１８を回動自在に保持するようにしてもよい。

また、連動部材１８の一側面は、ハウジング１４の内壁面に対して所定間隔離間したクリアランス６６（図１参照）を有する位置に配設されると共に、前記連動部材１８の他側面には、所定深さだけ窪んだ複数（例えば、６箇所）の係合溝部（第２噛合部）６８が貫通孔１８ａを中心として環状に形成され、この複数の係合溝部６８は、前記連動部材１８の他側面の周方向に所定間隔離間するように形成されている。係合溝部６８は、それぞれアクセルペダルアーム１６の歯部４８と対向する位置に形成され、換言すると、連動部材１８に形成される係合溝部６８の数量とロータ部４０に形成される歯部４８の数量とが同数となるように形成されている。

詳細には、単一の係合溝部６８の形状は、図３に示されるように、歯部４８と同様に、連動部材１８の他側面に対して略直交するように形成される直交面７０と、該他側面に対して所定角度傾斜して窪んだ傾斜面７２と、前記直交面７０の端部と傾斜面７２の端部とを接続し、前記他側面と略平行に形成される内周面７４とから構成されている。この傾斜面７２は、例えば、連動部材１８の他側面に対して４５°の角度で傾斜するように形成されている。

そして、連動部材１８の係合溝部６８には、それぞれロータ部４０の歯部４８が挿入されることにより噛合している。この場合、ロータ部４０の側面と連動部材１８の側面とが当接すると共に、歯部４８と係合溝部６８の傾斜面５２、７２同士及び直交面５０、７０同士がそれぞれ対向して当接するように噛合されている。前記複数の歯部４８と係合溝部６８は、後述するように、ヒステリシス発生機構として機能する。

この場合、歯部４８がロータ部４０、係合溝部６８が連動部材１８に形成される場合に限定されるものではなく、前記歯部４８を前記連動部材１８に形成し、反対に、係合溝部６８をロータ部４０に形成することにより前記ロータ部４０と連動部材１８とを噛合させてもよいし、前記ロータ部４０及び連動部材１８にそれぞれ歯部４８を形成して、前記歯部４８同士を噛合させるようにしてもよい。

これにより、アクセルペダルアーム１６が第１支持軸４６を支点として回動変位すると、該アクセルペダルアーム１６と噛合した連動部材１８が第２支持軸６４を支点として一体的に回動変位する。

なお、図１に示されるように、本実施の形態においては、アクセルペダルアーム１６のロータ部４０がカバー部材２４側となる向かって左側、連動部材１８がハウジング１４側となる向かって右側に配設されているが、これに限定されるものではなく、反対に、前記カバー部材２４側に連動部材１８を設け、ハウジング１４側にアクセルペダルアーム１６を設けるようにしてもよい。また、ロータ部４０を二股状に分岐させ、その間となるように連動部材１８を噛合させてもよい。

一方、連動部材１８の外周面には、半径内方向に所定深さだけ窪んだ第２装着溝７６が形成されている。前記第２装着溝７６は、アクセルペダルアーム１６に形成された第１装着溝５６に臨むように形成され、前記アクセルペダルアーム１６側の端面からハウジング１４の内壁面側に向かって前記第１装着溝５６と略同等の幅寸法で形成されている。また、第２装着溝７６の深さは、第１装着溝５６の深さと略同等に形成されている。

そして、アクセルペダルアーム１６の歯部４８と連動部材１８の係合溝部６８とが噛合された際に第１装着溝５６と第２装着溝７６とが隣接し、該第１装着溝５６と第２装着溝７６とを跨ぐようにトーションスプリング２２が装着されている。すなわち、前記第１装着溝５６と第２装着溝７６は、単一のスプリング装着溝として機能している。

このトーションスプリング２２は、円筒状に巻回された部位が第１及び第２装着溝５６、７６に装着されると共に、前記巻回された部位の一端部となる係合端２２ａが、第１装着溝５６側となるように配置されて半径外方向に一直線状に延在している。そして、前記トーションスプリング２２の係合端２２ａが、ハウジング１４の装着穴３６に装着されているガイド部材８０に係合されている。

一方、トーションスプリング２２の他端部となる係止端２２ｂは、第２装着溝７６側となるように配設され、前記係止端２２ｂが第２装着溝７６の側壁側へと折曲されて連動部材１８の外周面より突出した係止部７８に係止されている。この係止部７８は、連動部材１８の外周面に対して略直交した係止壁７８ａが形成され、該係止壁７８ａに係止端２２ｂが当接することにより、トーションスプリング２２の周方向への変位が規制されている。すなわち、トーションスプリング２２は、その弾発力によって図２及び図４における時計回り（矢印Ａ２方向）に回転変位する力が付勢されている。そのため、トーションスプリング２２の他端部となる係止端２２ｂを、係止部７８によって規制することにより、前記トーションスプリング２２の周方向への変位を規制することができる。

トーションスプリング２２の係合端２２ａ及び係止端２２ｂは、図２及び図４に示されるように、前記トーションスプリング２２の中心に対してそれぞれ対称となる位置に形成され、詳細には、トーションスプリング２２の係合端２２ａがガイド部材８０と対向するハウジング１４の上方側に向かって延在するように形成され、反対に、トーションスプリング２２の係止端２２ｂがハウジング１４の下方側となるように形成されている。

この装着穴３６に設けられるガイド部材８０は、その一端面が検出部２０と当接するように略平面状に設けられ、他端面側には連動部材１８側に向かって突出した突出部８２が形成されている。前記突出部８２には、アクセルペダルアーム１６の軸線と略平行な鉛直方向にガイド溝８４が一直線状に形成され、前記検出部２０側に向かって所定深さだけ窪んでいる。そして、ガイド溝８４を介してトーションスプリング２２の係合端２２ａが係合されている。

また、上述したように、トーションスプリング２２の係合端２２ａが係合されるガイド部材８０及び検出部２０をハウジング１４の上部側に設ける代わりに、第２ストッパ６２が形成されるハウジング１４の内壁面にガイド部材８０及び検出部２０を設け、前記トーションスプリング２２の係合端２２ａを係合させるようにしてもよい。

すなわち、トーションスプリング２２は、一端部となる係合端２２ａがハウジング１４の装着穴３６に装着されたガイド部材８０のガイド溝８４に係合され、他端部となる係止端２２ｂが、連動部材１８の係止部７８に係止されている。そのため、アクセルペダルアーム１６及び連動部材１８が回動変位した際に、トーションスプリング２２の係合端２２ａがガイド部材８０によってハウジング１４の幅方向への変位が規制されている。

このように、検出部２０は、装着穴３６の内壁面とガイド部材８０との間に挟持された状態にあるため、アクセルペダルアーム１６と連動部材１８が一体的に回動変位し、それに伴ってトーションスプリング２２の係合端２２ａによって押圧されることによりガイド部材８０を介してトーションスプリング２２からの押圧力が検出部２０へと付与される。

本発明の実施の形態に係るアクセルペダル装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、運転者がアクセルペダルアーム１６のペダル部４２を踏んでいないアクセル全閉時を初期状態（図２参照）として説明する。

先ず、車両を加速させるためにスロットルバルブ８６（図５参照）の開度（アクセル開度）を増大させる際には、図示しない運転者がアクセルペダルアーム１６のペダル部４２を前記車体１２の取付面５８側に向かって踏み込むことにより、前記アクセルペダルアーム１６が第１支持軸４６及び第２支持軸６４を支点として図２における反時計回り（矢印Ａ１方向）に回動変位する。それに伴って、アクセルペダルアーム１６のロータ部４０に噛合された連動部材１８がアクセルペダルアーム１６と同様に第２支持軸６４を中心として反時計回り（矢印Ａ１方向）に回動変位する。

その際、アクセルペダルアーム１６及び連動部材１８の第１及び第２装着溝５６、７６に配設されたトーションスプリング２２によって連動部材１８が常に矢印Ａ２方向に付勢されているため、前記連動部材１８における係合溝部６８の傾斜面７２が、前記トーションスプリング２２の弾発力によって前記ロータ部４０における歯部４８の傾斜面５２に沿って摺動する。この結果、前記連動部材１８が第２支持軸６４の軸線方向に沿ってロータ部４０より離間する方向（図１中、矢印Ｂ１方向）に変位する。換言すると、ロータ部４０の回転駆動力が、回転方向への回転力と、第１支持軸４６及び第２支持軸６４の軸線方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）への軸力とに分けられた分力となる。

これにより、連動部材１８の側面が、クリアランス６６の分だけ第２支持軸６４の軸線方向（矢印Ｂ１方向）に沿って徐々に変位し、最終的には、前記連動部材１８の側面がハウジング１４の内壁面に当接した状態となる。そのため、以後、前記連動部材１８の側面がハウジング１４の内壁面と接触しながら回動変位することになる。これにより、連動部材１８とハウジング１４の内壁面との間に摺動抵抗（フリクション）が生じて、アクセルペダルとスロットル弁とがアクセルワイヤによって接続されていた従来のアクセルペダル装置のように、運転者はペダル操作時のアクセルワイヤの摺動抵抗感を擬似的に体感することができる。なお、この場合、ハウジング１４と連動部材１８との間において所望の摺動抵抗が得られるように、前記ハウジング１４及び連動部材１８の材質、表面処理、面租度、接触面積や前記連動部材１８によるハウジング１４に対する押圧荷重等を設定するとよい。

なお、上述の説明のように、アクセルペダルアーム１６を回動変位させる際に摺動抵抗を発生させる摺動面は、連動部材１８の側面とハウジング１４の内壁面とによって構成される場合に限定されるものではなく、アクセルペダルアーム１６におけるロータ部４０の側面とカバー部材２４の内壁面とから構成するようにしてもよいし、また、アクセルペダルアーム１６のロータ部４０と連動部材１８とにそれぞれ設けるようにしてもよい。

そして、連動部材１８が矢印Ａ１方向へと回動変位することにより、該連動部材１８に係止されているトーションスプリング２２の係合端２２ａによってガイド部材８０が押圧され、前記押圧力によってガイド部材８０は検出部２０側に向かって所定圧力で押圧される。これにより、圧力センサで構成される検出部２０は、前記ガイド部材８０からの押圧力を電気信号に変換して検出し、その検出信号がリード線３４を通じて接続部３０の端子３２からコントローラ３８（図５参照）へと出力される。なお、この際、運転者は、トーションスプリング２２の弾発力に抗してアクセルペダルアーム１６を踏み込んでいるため、従来のアクセルペダル装置においてスロット弁に設けられていたリターンスプリングによって付勢される反力と略同様の反力を体感することができる。

次に、図５に示されるように、このコントローラ３８において前記検出信号に基づいた演算処理がなされた後に、前記コントローラ３８からの出力信号によって駆動部８８（例えば、ステッピングモータ）を所定量だけ回転駆動することにより、前記駆動部８８の駆動軸（図示せず）と連結されたスロットルバルブ８６の開度を制御し、前記スロットルバルブ８６を通じてエンジンのシリンダ室内に吸入される吸入空気量が制御される。

また、反対に、運転者によるペダル部４２への踏み込みを緩めることにより、スロットルバルブ８６の開度を減少させる場合には、アクセルペダルアーム１６への踏力を緩めることによりアクセルペダルアーム１６及び連動部材１８がトーションスプリング２２の弾発力によって検出部２０より離間する方向（矢印Ｃ２方向）に押圧され、前記アクセルペダルアーム１６及び連動部材１８が車体１２から離間する方向（矢印Ａ２方向）に回動変位する。

その際、トーションスプリング２２からガイド部材８０を介して検出部２０に付与されている押圧力が徐々に小さくなり、それに伴って、前記検出部２０によって検出される圧力値が小さくなる。そして、この圧力値が電気信号として接続部３０を通じてコントローラ３８へと出力された後に駆動部８８へと伝達され、前記圧力値に対応してスロットルバルブ８６の開度が前記駆動部８８の駆動作用下に小さくなるように制御される。その結果、前記スロットルバルブ８６を通じてエンジンのシリンダ室内に吸入される吸入空気量が制御される。

以上のように、本実施の形態では、アクセルペダルアーム１６と連動部材１８とを一体的に噛合させ、該アクセルペダルアーム１６と連動部材１８の外周面に跨るようにトーションスプリング２２を設け、前記トーションスプリング２２の一端部となる係合端２２ａを、ハウジング１４に設けられたガイド部材８０に係合し、他端部となる係止端２２ｂを連動部材１８に係止している。これにより、アクセルペダルアーム１６の踏込量を前記トーションスプリング２２によって押圧力としてガイド部材８０を通じて検出部２０で直接的に検出することができる。すなわち、従来の回転角度センサによってアクセルペダルの回転量を検出する場合と比較して、アクセルペダルアーム１６に対する踏込量を、圧力センサ等の検出部２０によって圧力値として高精度に検出することができると共に、アクセルペダル装置１０への検出部２０の組み付けも容易に行うことができる。

また、このトーションスプリング２２は、アクセルペダルアーム１６の踏込量に応じた圧力値を検出部２０へと供給する機能を有しているため、運転者の踏込動作と略同時に前記踏込量を確実且つ簡便に検出することが可能となる。

さらに、従来のアクセルペダル装置の回転軸と同軸上に回転角度センサを設けた場合と比較して、検出部２０をアクセルペダルアーム１６及び連動部材１８の回動方向となるハウジング１４の内部に設けることができるため、アクセルペダル装置１０における幅方向寸法を小型化することが可能となる。そのため、アクセルペダル装置１０におけるアクセルペダルアーム１６及び連動部材１８のレイアウトの自由度を増大させることができる。

さらにまた、ハウジング１４の幅方向の寸法を低減することができるため、前記ハウジング１４の剛性を高めることができ、アクセルペダル装置１０の全体としての剛性を高めることが可能となる。

またさらに、トーションスプリング２２は、アクセルペダルアーム１６の踏込量に応じて検出部２０への押圧力を増減させることができ、また、前記検出部２０への押圧力を増減させるという機能とは別に、図示しない運転者がアクセルペダルアーム１６を踏み込む際の反力（フリクション）を発生させることができるという機能を併せ持っている。従って、従来のアクセルペダル装置に比較して違和感を生じることがない。

また、トーションスプリング２２は、アクセルペダルアーム及び連動部材１８の回動変位を検出部２０に押圧力として伝達する圧力変換器としての機能と、アクセルペダルアーム１６を踏み込む際に反力を発生させる機能と、前記アクセルペダルアーム１６への踏力が緩められた際に該アクセルペダルアーム１６を初期位置へと復帰させる機能という３つの機能を兼ね備えている。そのため、アクセルペダル装置１０における構成を簡素化することができ、それに伴って前記アクセルペダル装置１０の小型化を図ることが可能となる。

さらに、検出部２０では、トーションスプリング２２の周方向への伸縮変位に基づいた押圧力を検出することができるため、前記検出部２０には従来の回転角度センサに必要とされていた可動部分が不要となり、前記検出部２０を小型化することが可能となる。

またさらに、アクセルペダル装置１０では、アクセルペダルアーム１６及び連動部材１８と、ハウジング１４の装着穴３６に対して装着される圧力センサ等の検出部２０とを別個に独立して製造することができる。そのため、検出部２０を予め単体でユニット化して製造することが可能であり、ハウジング１４の装着穴３６に対して検出部２０を簡便に装着することができる。なお、ハウジング１４にアクセルペダルアーム１６及び連動部材１８が配設された後に、検出部２０を前記ハウジング１４に配設することも可能である。

そのため、従来のアクセルペダル装置の回転角度センサで発生していた回転軸のがたつき等がなく、アクセルペダルアーム１６と検出部２０との間の相対的な位置決めが不要となり、アクセルペダル装置１０の組み付け作業性を向上させることができる。換言すると、前記検出部２０は、接続部３０の端子３２と接続されたリード線３４と接続されるようにハウジング１４の装着穴３６に装着することにより、従来のアクセルペダル装置で行われていた回転角度センサの煩雑な位置合わせ作業が不要となる。

また、従来のアクセルペダル装置に採用されている回転角度センサと比較して、圧力センサ等の検出部２０は可動部位がないため耐久性に優れているという利点がある。一方、ホール素子等を用いた非接触式の回転角度センサを採用した場合と比較しても、可動部分がないため精度及び耐久性に優れるという利点がある。

さらに詳細には、ホール素子等を用いた非接触式の回転角度センサでは、検出装置として磁性体（例えば、永久磁石）側の被検出部（可動部）と、ホール素子を含むホール素子側（固定部）の検出部とが必要となる。そのため、被検出部と検出部との正確な位置合わせが必要となるという煩雑さがあるが、本発明にかかるアクセルペダル装置１０における検出部２０では、可動自在な磁性体等の被検出部を設ける必要がなく、被検出部と検出部との位置合わせを行うという煩雑な作業が不要となる。

本発明の実施の形態に係るアクセルペダル装置の正面一部断面図である。 図１のアクセルペダル装置の側面一部断面図である。 図２のアクセルペダルアーム、連動部材及びトーションスプリングの分解斜視図である。 図２のアクセルペダル装置において、ペダル部が車体側に踏み込まれてアクセルが全開状態となった状態を示す側面一部断面図である。 図１のアクセルペダル装置によって検出されたアクセルペダルアームの踏込量が検出信号としてスロットルバルブに伝達されるまでの信号の伝達系統を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１０…アクセルペダル装置 １２…車体
１４…ハウジング １６…アクセルペダルアーム
１８…連動部材 ２０…検出部
２２…トーションスプリング ２２ａ…係合端
２２ｂ…係止端 ２４…カバー部材
２８ａ、２８ｂ…ピン穴 ３０…接続部
３８…コントローラ ４０…ロータ部
４２…ペダル部 ４４…連結アーム
４６…第１支持軸 ４８…歯部
５６…第１装着溝 ５８…取付面
６０…第１ストッパ ６２…第２ストッパ
６４…第２支持軸 ６８…係合溝部
７６…第２装着溝 ８０…ガイド部材
８４…ガイド溝 ８６…スロットルバルブ
８８…駆動部

Claims (5)

1. アクセルペダルの踏込量を検出し、前記踏込量に応じた検出信号に基づいてスロットルバルブの開度を制御するアクセルペダル装置において、
   ボディと、
   前記ボディに回動自在に保持され、運転者により踏力が付与されるアクセルペダルと、
   前記アクセルペダルの回動中心に設けられ、前記アクセルペダルの回動変位を押圧力に変換するトーションスプリングと、
   前記ボディに設けられ、前記トーションスプリングから付与される押圧力を圧力値として検出する検出部と、
   を備えることを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 請求項１記載のアクセルペダル装置において、
   前記アクセルペダルは、前記踏力が付与されるペダル部を一端部側に有するペダルアームと、
   前記ペダルアームの他端部側に係合し、該ペダルアームと一体的に回動変位する連動部材と、
   前記ペダルアーム又は前記連動部材の端面のうちのいずれか一方に形成される第１噛合部と、該第１噛合部と対向する前記連動部材又はペダルアームの端面に形成され、前記第１噛合部に噛合する第２噛合部とを有するヒステリシス発生機構と、
   を備え、
   前記ペダルアームが回動変位した際に、前記ヒステリシス発生機構によって前記ペダルアームの回動力が前記連動部材の回動力と、前記連動部材の回動方向と略直交する軸線方向に沿った軸力とに分割され、前記ペダルアームの踏み込み方向と戻り方向のいずれにも前記ヒステリシス発生機構によって摩擦抵抗が生じることを特徴とするアクセルペダル装置。
3. 請求項２記載のアクセルペダル装置において、
   前記トーションスプリングの一端部が、前記ペダルアーム又は連動部材に係止されると共に、前記トーションスプリングの他端部が、前記ボディに設けられた前記検出部側に係合されることを特徴とするアクセルペダル装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクセルペダル装置において、
   前記トーションスプリングは、前記ボディに回動自在に保持されるペダルアームの回動中心と略同軸上に配設され、前記トーションスプリングの弾発力は、前記アクセルペダルを、前記踏力が付与されていない初期位置に復帰させる方向に付勢していることを特徴とするアクセルペダル装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクセルペダル装置において、
   前記検出部は、前記押圧力の圧力値を電気信号へと変換可能な圧力センサからなり、前記圧力センサが、前記ボディに形成された装着穴に装着されると共に、前記圧力センサに接続される配線と該配線に接続される接続端子部とが前記ボディに対して一体的に成形されることを特徴とするアクセルペダル装置。
   

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