JP2013119264A - アクセルペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブ制御が可能で、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を図れるアクセルペダル装置を提供する。
【解決手段】アクセルペダルを一体的に有するペダルアーム３０、ペダルアームを休止位置と最大踏込み位置の間で回動可能に支持するハウジング１０、ペダルアームを休止位置に復帰させる付勢力を及ぼす復帰バネ、所定条件下でペダルアームを休止位置に向けて押し戻すべくトルクを発生するトルクモータを含むアクティブ制御機構を備え、トルクモータ５０のロータ５１は、ペダルアーム３０の回転軸線Ｌを中心として回動するように配置されている。これにより、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を達成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドライブバイワイヤシステムを採用した車両等に適用されるアクセルペダル装置に関し、特に危険回避あるいは危険告知等の際にペダルアームの踏力に対抗する反力（すなわち、押し戻し力）を発生するアクティブ制御機構を備えたアクセルペダル装置に関する。

従来のアクティブ制御機構を備えたアクセルペダル装置としては、自動車等の車体に固定されるハウジング、アクセルペダルを一体的に有しハウジングに対して揺動自在に支持されたペダルアーム、ペダルアームを休止位置に戻す復帰バネ、ペダルアームを休止位置に戻す付勢力を及ぼすと共に踏力（ペダル荷重）にヒステリシスを発生させるヒステリシス発生機構、ペダルアームの角度位置を検出する磁気式の位置センサ（ＡＰＳ）、所定条件下においてペダルアームを休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を生じさせるアクティブ制御機構、アクティブ制御機構の駆動制御を行う制御回路基板（制御ユニット）等を備え、アクティブ制御機構として、ハウジングに固定されたトルクモータ、トルクモータのロータに一体的に回転するように固定されてペダルアームを休止位置に向けて押し戻すように形成された戻しレバー、トルクモータの回転角度を検出する位置センサ（ＭＰＳ）を採用し、位置センサ（ＡＰＳ）によりアクセルペダル（ペダルアーム）の踏み込み量（角度位置）を検出し、その検出信号に基づいてエンジンの出力制御を行うと共に、所定条件下でアクティブ制御機構を作動させて運転者の踏力に対抗してペダルアームを押し戻すように制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来のアクティブ制御機構を備えたアクセルペダル装置においては、ペダルアームの回転軸とトルクモータの（ロータの）回転軸とを別々の領域に配置し、それ故に位置センサも二つ設け、ペダルアームの上側アームの途中に戻しレバーが当接するように、トルクモータ（のロータ）及び戻しレバーをペダルアームの斜め上方領域に配置しているため、ペダルアームの回転軸から外れた領域においてトルクモータの配置スペース及び戻しレバーの動作スペース並びに位置センサ（ＭＰＳ）の配置スペースが必要になり、それ故に、各部品の配置の自由度が制約され、又、所定のパワー（トルク）を発生するトルクモータとするにはそれ自体の小型化にも限界があり、結果的に、装置の小型化及び低コスト化等にも限界があった。

特開２０１０−１１１３７９号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化等を図りつつ、アクティブ制御機構の駆動源が所望の駆動トルクを発生すると共に応答性に優れたアクティブ制御が可能であり、装置全体の小型化を図れるアクセルペダル装置を提供することにある。

本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルを一体的に有し又はアクセルペダルに連動するペダルアームと、ペダルアームを休止位置と最大踏込み位置の間で回動可能に支持するハウジングと、ペダルアームを休止位置に復帰させる付勢力を及ぼす復帰バネと、所定条件下でペダルアームを休止位置に向けて押し戻すべくトルクを発生するトルクモータを含むアクティブ制御機構とを備えたアクセルペダル装置であって、上記トルクモータのロータは、ペダルアームの回転軸線を中心として回動するように配置されている、構成となっている。
この構成によれば、運転者がアクセルペダルを操作して、ペダルアームを休止位置と最大踏み込み位置の間で回動させる際に、所定条件下で（例えば、車両の運転中に危険回避あるいは危険告知等が必要なった場合に）はアクティブ制御機構をなすトルクモータが作動して、運転者の踏力に対抗してペダルアームを押し戻すような押し戻し力を発生させることができる。
ここで、トルクモータのロータは、ペダルアームの回転軸線を中心として回動するように配置されているため、従来のようなロータ専用の回転軸線を設ける場合に比べて、ロータの回動範囲を狭くすることができ、それ故にトルクモータの配置スペースを狭くすることができ、又、トルクモータに加わる負荷を低減できる配置とすることができ、さらに、構造の簡素化、部品の集約化、装置の小型化及び低コスト化等を達成することができる。

上記構成において、トルクモータは、回転軸線を中心としてアーム状に伸長しその自由端領域に永久磁石又は磁性部材からなる可動部を有するロータアームと、可動部の相対的な移動を許容する間隙をおいて配置され磁路を形成するステータヨークと、ステータヨークの周りに巻回された励磁用のコイルを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ペダルアームが復帰バネの付勢力に抗して最大踏込み位置側に向けて踏み込まれた状態において、励磁用のコイルが適宜通電制御されると、発生した電磁力が、回転軸線を中心としてロータアームの可動部を円弧状（すなわち、略リニア的）に移動させる駆動力が生じ、この駆動力（駆動トルク）によりペダルアームが休止位置に向けて押し戻される。
このように、トルクモータとして、可動部が略リニア的に往復動するロータアームを採用してリニアモータに類似した構造を採用したことにより、小型化、軽量化等を達成しつつ、所望の駆動トルクを得ることができ、応答性に優れたアクティブ制御を可能にすることができる。

上記構成において、ペダルアーム及びロータアームは、ハウジングに固定された同一の支軸により回動自在に支持されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ペダルアーム及びロータアームが同一の支軸により支持されるため、両者の相対的に位置決めを高精度に行うことができると共に熱膨張等により両者の相対的なズレを防止することができ、又、付随的に可動部とステータヨークの間隙を一定に維持することもできる。

上記構成において、ペダルアームは、ロータアームにおける回転軸線とその可動部との間の領域に離脱可能に当接する当接部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ペダルアームは、その当接部を介してロータの中間領域に離脱可能に当接するように形成さているため、反力の調整が容易でかつトルクモータの負荷を軽減することができ、又、仮にトルクモータが途中で停止しても、復帰バネの付勢力によりペダルアームを休止位置に確実に戻すことができる。

上記構成において、ロータアームは、ペダルアームと一体的に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータアームがペダルアームと一体的に形成されているため、その分だけ部品点数を削減でき、構造の簡素化、低コスト化、装置全体のさらなる小型化、軽量化等を達成することができる。

上記構成において、可動部は、回転軸線の方向においてステータヨークと対向して間隙を画定するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータアームが回転軸線に対して傾斜しない限り可動部とステータヨークとの間隙を一定に維持することができると共に、ロータアームの形状及びステータヨークの形状を簡素化でき、装置のさらなる小型化を達成することができる。

上記構成において、可動部は、回転軸線に垂直な方向においてステータヨークと対向して間隙を画定するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータアームが回転軸線に対して経時変化等により若干傾きを生じても、その影響を受け難く、可動部とステータヨークとの間隙を高精度に維持することができる。

上記構成をなすアクセルペダル装置によれば、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化等を達成しつつ、アクティブ制御機構の駆動源が所望の駆動トルクを発生すると共に応答性に優れたアクティブ制御が可能であり、装置全体の小型化を達成できるアクセルペダル装置を得ることができる。

本発明に係るアクセルペダル装置の一実施形態（の内部構造）を示す正面図である。 図１に示すアクセルペダル装置のペダルアームが休止位置にある状態（の内部構造）を示す側面図である。 図１に示すアクセルペダル装置のペダルアームが最大踏込み位置にある状態（の内部構造）を示す側面図である。 図１に示すアクセルペダル装置（の内部構造）を示す分解図である。 本発明に係るアクセルペダル装置の他の実施形態（の内部構造）を示す正面図である。 図５に示すアクセルペダル装置のペダルアームが休止位置にある状態（の内部構造）を示す側面図である。 本発明に係るアクセルペダル装置のさらに他の実施形態（の内部構造）を示す正面図である。 図７に示すアクセルペダル装置（の内部構造）を示す分解図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
このアクセルペダル装置は、図１ないし図４に示すように、自動車等の車体に固定されるハウジング１０、アクセルペダル３０ａを一体的に有しハウジング１０に固定されて所定の回転軸線Ｌを画定する支軸２０を中心として回動自在に支持されたペダルアーム３０、ペダルアーム３０を休止位置に戻す付勢力を及ぼす復帰バネ（不図示）、ペダルアーム３０の回転角度位置を検出する位置センサ４０（環状のアーマチュア４１，円弧状の永久磁石４２，ステータ４３，ホール素子４４）、所定条件下においてペダルアーム３０を休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を生じさせるためのアクティブ制御機構としてのトルクモータ５０（ロータアーム５１、ステータヨーク５２、励磁用のコイル５３）、ペダルアーム３０を休止位置に戻す付勢力を及ぼすと共に踏力（ペダル荷重）にヒステリシスを発生させるためのヒステリシス発生機構（不図示）、制御回路基板６０、コネクタ７０等を備えている。

ハウジング１０は、図１ないし５に示すように、ハウジングベース１１、ハウジングベース１１に連結されるハウジングカバー１２、ハウジングカバー１２に連結される補助カバー１３等により構成されている。
ハウジングベース１１は、金属板等により成形されており、図１及び図４に示すように、支軸２０を嵌合して固定する嵌合孔１１ａ、トルクモータ５０のステータヨーク５２を固定する固定壁部１１ｂ、ハウジングカバー１２を連結するための連結部１１ｃ、ペダルアーム３０の休止位置と最大踏込み位置を規定するストッパ（不図示）、復帰バネの一端部を受ける受け部（不図示）、ヒステリシス発生機構を配置する筒状部（不図示）等を備えている。

ハウジングカバー１２は、樹脂材料等により形成されており、図１及び図４に示すように、回転軸線Ｌと同軸上に設けられた円筒状の軸受部１２ａ、軸受部１２ａの中央において軸線Ｌ方向の内側に向けて突出しかつ外側に向けて凹状に形成された円柱部１２ｂ、制御回路基板６０を取り付けるための外壁部１２ｃ、ハウジングベース１１に連結するための連結部１２ｄ、補助カバー１３を連結するための連結部１２ｅ、コネクタ７０の連結部１２ｆ等を備えている。

円柱部１２ｂは、図１に示すように、軸受部１２ａと同軸上すなわち回転軸線Ｌ上に中心をもつように形成されて、軸受部１２ａがペダルアーム３０の円筒部３１ｂに嵌め込まれた状態で、円筒部３１ｂの内周面に固定された環状のアーマチュア４１及び円弧状の一対の永久磁石４２と非接触となるように形成されている。
補助カバー１３は、樹脂材料等により形成されており、図１及び４に示すように、ハウジングカバー１２の外側から連結されて制御回路基板６０等を覆う外壁部１３ａ、ハウジングカバー１２に連結するための連結部１３ｂ等を備えている。

支軸２０は、金属材料等により形成されており、図１に示すように、その中心において回転軸線Ｌを画定するものであり、その一端側がハウジングベース１１の嵌合孔１１ａに嵌合されて固定され、ロータアーム５１の被支持孔５１ａ及びペダルアーム３０の被支持孔３１ａに嵌合されて、両者を同一の回転軸線Ｌ上において支持すると共にその他端側がハウジングカバー１２の嵌合穴（不図示）に嵌合して固定されるようになっている。

ペダルアーム３０は、樹脂材料等により成形されており、図１ないし図４に示すように、支軸２０及びハウジングカバー１２の軸受部１２ａにより回動自在に支持される被支持部３１（被支持孔３１ａ及び円筒部３１ｂ）、被支持部３１から下方に伸長して一体的に形成されてアクセルペダル３０ａを有する下側アーム３２、被支持部３１から上方に伸長して一体的に形成された上側アーム３３、上側アーム３３から回転軸線Ｌと平行な方向に伸長して形成された当接部３４、復帰バネの他端部を受ける受け部（不図示）、ヒステリシス発生機構のスライダに当接するロッド状の突起部（不図示）等を備えている。

被支持部３１は、図１に示すように、被支持孔３１ａ、円筒部３１ｂにより構成され、被支持孔３１ａに支軸２０が通され、円筒部３１ｂにハウジングカバー１２の軸受部１２ａが嵌合されることにより、ペダルアーム３０は、回転軸線Ｌ回りに回動自在に支持されている。
円筒部３１ｂには、図１に示すように、その内周面において、磁性材料からなる環状のアーマチュア４１、アーマチュア４１の内周面に結合された一対の円弧状の永久磁石４２が設けられている。
当接部３４は、ペダルアーム３０が回動自在に支持された状態において、ロータアーム５１の（回転軸線Ｌから可動部５１ｂ（先端部）までの間の）中間領域に対して離脱可能に当接するように形成されている。

復帰バネは、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、その一端部がハウジングベース１１の受け部に当接しかつその他端部がペダルアーム３０の受け部に当接して、所定の圧縮代に圧縮された状態で取り付けられて、ペダルアーム３０を休止位置に戻す付勢力を及ぼすようになっている。

位置センサ４０は、非接触式の磁気式センサであり、図１に示すように、回転軸線Ｌの周りの領域において、ペダルアーム３０の円筒部３１ｂの内周面に配置（保持）された磁性材料からなる環状のアーマチュア４１、アーマチュア４１の内周面に結合された円弧状の一対の永久磁石４２、ハウジングカバー１２の円柱部１２ｂの内側に埋設するようにして配置（保持）された磁性材料からなるステータ４３、ステータ４３間に配置されたホール素子４４等により構成されている。
そして、この位置センサ４０によれば、ペダルアーム３０が回動することにより、アーマチュア４１及び永久磁石４２が、ステータ４３及びホール素子４４に対して相対的に回転し、この相対的な回転移動による磁束密度の変化をホール素子４４で検出して電圧信号として出力することで、ペダルアーム３０の角度位置が検出されるようになっている。

トルクモータ５０は、図１ないし図３に示すように、ハウジング１０に固定されて回転軸線Ｌを画定する支軸２０により回動自在に支持されたロータアーム５１、ハウジングベース１１の固定壁部１１ｂに固定されたステータヨーク５２、ステータヨーク５２の周りにおいてボビン５３ａを介して巻回された励磁用のコイル５３等により構成されている。

ロータアーム５１は、アルミニウム材料等により形成されており、図１に示すように、支軸２０が嵌合される被支持孔５１ａ、その先端側に固定された永久磁石又は磁性部材からなる可動部５１ｂを備えている。
そして、ロータアーム５１は、支軸２０が被支持孔５１ａに通されることにより、ペダルアーム３０の回転軸線Ｌを中心として回動するように配置され、その中間領域（回転軸線Ｌと可動部５１ｂとの間の領域）がペダルアーム３０の当接部３４に離脱可能に当接するように形成されている。

ステータヨーク５２は、図１ないし図３に示すように、ロータアーム５１の揺動範囲において、回転軸線Ｌの方向において可動部５１と所定の隙間をおいて対向する対向面５２ａを画定すると共に、所望の磁路を画定するように適宜屈曲して形成されている。
そして、ステータヨーク５２は、ハウジングベース１１の固定壁部１１ｂに固定され、又、ハウジングカバー１２により挟持されるようになっている。
励磁用のコイル５３は、通電により電磁力を発生させるためのものであり、図１及び図２に示すように、ステータヨーク５２に設けられたボビン５３ａを介して、所定の向きに巻回されている。
ここでは、トルクモータ５０として、可動部５１ｂが略リニア的に往復動するロータアーム５１を採用してリニアモータに類似した構造を採用したことにより、小型化、軽量化等を達成しつつ、所望の駆動トルクを得ることができ、応答性に優れたアクティブ制御を可能にすることができる。

すなわち、ロータアーム５１は、アクティブ制御機構の非作動時において（励磁コイル５３が非通電のとき）、ペダルアーム３０の揺動に追従するように、すなわち、上側アーム３３（及び当接部３４）の移動に対して抵抗力を及ぼすことなく追従するように自由に回動し、一方、アクティブ制御機構の作動時において（励磁用のコイル５３が適宜通電されるとき）、回転軸線Ｌを中心としてロータアーム５１の可動部５１ｂが電磁力により円弧状（すなわち、略リニア的）に（図３において時計回りに）移動することで、踏力に抵抗してペダルアーム３０を休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を上側アーム３３（及び当接部３４）に対して及ぼすようになっている。

このように、トルクモータ５０のロータアーム５１は、ペダルアーム３０の回転軸線Ｌを中心として回動するように配置されているため、従来のようなロータ専用の回転軸線を設ける場合に比べて、ロータアーム５１の回動範囲を狭くすることができ、それ故にトルクモータ５０の配置スペースを狭くすることができ、又、トルクモータ５０に加わる負荷を低減できる配置とすることができ、さらに、構造の簡素化、部品の集約化、装置の小型化及び低コスト化等を達成することができる。
また、ペダルアーム５０の一部である当接部３４とロータアーム５１との間には、摺動摩擦（摺動磨耗）が無く、ロータアーム５１（トルクモータ５０）の反力を効率よくペダルアーム３０に伝えることができるため、トルクモータ５０（励磁用のコイル５３）の通電電流を低減でき、小型化を達成することができる。

ここでは、ペダルアーム３０は、ロータアーム５１における回転軸線Ｌとその可動部５１ｂ（自由端）との間の領域に離脱可能に当接する当接部３４を有し、その当接部３４を介してロータアーム５１の中間領域に離脱可能に当接するように形成さているため、反力の調整が容易でかつトルクモータ５０の負荷を軽減することができ、又、仮にトルクモータ５０が途中で停止しても、復帰バネの付勢力によりペダルアーム３０を休止位置に確実に戻すことができる。
さらに、ロータアーム５１の可動部５１ｂは、回転軸線Ｌの方向においてステータヨーク５２の対向面５２ａと対向して所定の間隙を画定するように形成されているため、ロータアーム５１が回転軸線Ｌに対して傾斜しない限り可動部５１ｂとステータヨーク５２（対向面５２ａ）との間隙を一定に維持することができると共に、ロータアーム５１の形状及びステータヨーク５２の形状を簡素化でき、装置のさらなる小型化を達成することができる。

制御回路基板６０は、図１及び図４に示すように、ハウジングカバー１２の外壁部１２ｃに取り付けられており、種々の電子部品（制御ユニット）を含む制御回路、位置センサ４０のホール素子４４から出力される信号を処理する回路、ホール素子４４を電気的に接続する端子、コネクタ７０の端子を電機的に接続する端子等を備えている。
そして、制御回路基板６０は、ハウジングカバー１２と補助カバー１３の間に配置されて外部に露出しないように覆われた状態で保持されている。

また、上記構成の配置関係においては、図１及び図４に示すように、トルクモータ５０がハウジングベース１１とハウジングカバー１２との間に配置され、制御回路基板６０がハウジングカバー１２と補助カバー１３との間に配置されているため、専用の遮磁板等を設けることなく、制御回路基板６０上に配置される種々の電子部品等に対するトルクモータ５０の磁場の影響を低減ないし防止することができる。

ヒステリシス発生機構は、例えば、ハウジングベース１１の筒状部に収容された、２つのスライダ及び付勢バネにより構成され、ペダルアーム３０の一部（ロッド状の突起部）が一方のスライダに離脱可能に係合して踏力（ペダル荷重）にヒシテリシスを発生させるように形成される。
一方のスライダは、例えば、樹脂材料（例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料）により形成され、筒状部の内壁面に摺動自在に接触し、他方のスライダの傾斜面と接触する傾斜面、ペダルアーム３０の一部（突起部）が離脱可能に係合し得る係合面等を備えている。
他方のスライダは、例えば、樹脂材料（例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料）により形成され、筒状部の内壁面に摺動自在に接触し、一方のスライダの傾斜面と接触する傾斜面、付勢バネの一端部を受ける受け面等を備えている。
付勢バネは、例えば、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、その一端部他方のスライダの受け面に係合し、その他端部が筒状部の底壁に係合して、所定の圧縮代に圧縮された状態で取り付けられ、他方のスライダの傾斜面を一方のスライダの傾斜面に押し付けて、２つのスライダを内壁面に向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼすと共に、２つのスライダを介して、ペダルアーム３０を休止位置に戻す付勢力を及ぼすようになっている。

したがって、ペダルアーム３０が、復帰バネ（及び付勢バネ）の付勢力に抗して最大踏込み位置（全開位置）に向けて踏み込まれる場合は、ペダルアーム３０の一部が付勢バネの付勢力に抗して一方のスライダを押すことで、傾斜面のくさび作用により生じる摩擦力（摺動抵抗）が増加し、付勢バネの付勢力の増加に伴って摩擦力が直線的に増加し、一方、ペダルアーム３０が、復帰バネ（及び付勢バネ）の付勢力に応じて休止位置に向けて戻される場合は、傾斜面のくさび作用により生じる摩擦力（摺動抵抗）は小さくなり、付勢バネの付勢力により２つのスライダが元の位置に向けて移動するに連れて、付勢バネの付勢力が減少することで摩擦力が直線的に減少し、戻り動作の際の摩擦力は、踏込み動作の際の摩擦力よりも小さくなるため、踏込み動作から戻し動作までの全体の踏力（ペダル荷重）にヒステリシスを発生させることができる。

次に、このアクセルペダル装置の動作について説明する。
先ず、運転者がアクセルペダルを踏み込まない休止位置にあるとき、復帰バネの付勢力により、ペダルアーム３０は休止位置に停止している。このとき、ロータアーム５１は、上側アーム３３（の当接部３４）に戻し力を及ぼさない状態で係合した状態にある。
この状態から、運転者がアクセルペダル３０ａを踏み込むと、ペダルアーム３０は、復帰バネの付勢力に抗して回転し、ヒステリシス発生機構が発生する抵抗荷重（押返し荷重）を増しながら、最大踏込み位置（全開位置）まで回転して、全開ストッパに当接して停止する。この踏込み動作において、ロータアーム５１は、何ら負荷（押し戻し力）を及ぼすことなく、上側アーム３３（当接部３４）の移動に追従するようになっている。
一方、運転者が踏力を緩めると、踏込み時の抵抗荷重（ペダル荷重）よりも小さい抵抗荷重（ペダル荷重）を操作者（運転者）に及ぼしながら、ペダルアーム３０は復帰バネの付勢力により休止位置に向けて移動し、この戻し動作において、ロータアーム５１は、何ら負荷（押し戻し力）を及ぼすことなく、上側アーム３３（当接部３４）の移動に追従するようになっている。

ところで、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ状態において、例えば、危険回避あるいは危険告知が必要と判断（この判断は別の車間距離検出システム等に判断される）された場合（所定条件下において）は、制御回路基板６０（上の制御ユニット）からの制御信号及び位置センサ４０からの出力信号等に基づいて、トルクモータ５０が起動し、ロータアーム５１が回転トルク（押し戻し力）を発生して、運転者の踏力に対抗してペダルアーム３０を休止位置に向けて押し戻すように駆動制御される。
尚、トルクモータ５０が仮に作動不良になっても、ロータアーム５１はペダルアーム３０の上側アーム３３（当接部３４）に対して離脱可能であるため、ペダルアーム３０の安全側（休止位置）への戻りを確実に保証することができる。
さらに、ヒシテリシス発生機構及びトルクモータ５０が作動不良になっても、復帰バネが直接付勢力を及ぼしているため、ペダルアーム３０の安全側（休止位置）への戻りを確実に保証することができる。

このように、トルクモータ５０のロータアーム５１がペダルアーム３０の回転軸線Ｌを中心として回動するように配置されているため、ロータアーム５１の回動範囲を狭くしつつも、所望の駆動トルクを発生すると共に応答性に優れたアクティブ制御が可能であり、構造の簡素化、部品の集約化、装置の小型化及び低コスト化等を達成することができる。

図５及び図６は、本発明に係るアクセルペダル装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態に対してロータアームの可動部及びステータヨークを変更したものである。したがって、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施形態において、ロータアーム５１´は、アルミニウム材料等により形成されており、図５及び図６に示すように、支軸２０が嵌合される被支持孔５１ａ、その先端側に固定された永久磁石又は磁性部材からなる可動部５１ｂ´を備えている。
ステータヨーク５２´は、図５及び図６に示すように、ロータアーム５１´の揺動範囲において、回転軸線Ｌに垂直な方向において可動部５１と所定の隙間をおいて対向する対向面５２ａ´を画定すると共に、所望の磁路を画定するように適宜屈曲して形成されている。

すなわち、ロータアーム５１´は、アクティブ制御機構の非作動時において（励磁コイル５３が非通電のとき）、ペダルアーム３０の揺動に追従するように、すなわち、上側アーム３３（及び当接部３４）の移動に対して抵抗力を及ぼすことなく追従するように自由に回動し、一方、アクティブ制御機構の作動時において（励磁用のコイル５３が適宜通電されるとき）、回転軸線Ｌを中心としてロータアーム５１´の可動部５１ｂ´が電磁力により円弧状（すなわち、略リニア的）に（図６において時計回りに）移動することで、踏力に抵抗してペダルアーム３０を休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を上側アーム３３（及び当接部３４）に対して及ぼすようになっている。

このように、ロータアーム５１´は、ペダルアーム３０の回転軸線Ｌを中心として回動するように配置されているため、従来のようなロータ専用の回転軸線を設ける場合に比べて、ロータアーム５１´の回動範囲を狭くすることができ、それ故にトルクモータ５０の配置スペースを狭くすることができ、又、トルクモータ５０に加わる負荷を低減できる配置とすることができ、さらに、構造の簡素化、部品の集約化、装置の小型化及び低コスト化等を達成することができる。
特に、ロータアーム５１´の可動部５１ｂ´は、回転軸線Ｌに垂直な方向においてステータヨーク５２´の対向面５２ａ´と対向して間隙を画定するように形成されているため、ロータアーム５１´が回転軸線Ｌに対して経時変化等により若干傾きを生じても、その影響を受け難く、可動部５１ｂ´とステータヨーク５２´（対向面５２ａ´）との間隙を高精度に維持することができる。

図７及び図８は、本発明に係るアクセルペダル装置のさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図１ないし図４に示す実施形態に対してロータアーム及びペダルアームを変更し、ロータアームをペダルアームと一体的に形成したものである。したがって、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施形態において、ペダルアーム３０´は、支軸２０及びハウジングカバー１２の軸受部１２ａにより回動自在に支持される被支持部３１（被支持孔３１ａ及び円筒部３１ｂ）、被支持部３１から下方に伸長して一体的に形成されてアクセルペダル３０ａを有する下側アーム３２、被支持部３１から上方に伸長して一体的に形成されたロータアームを兼ねる上側アーム３３´、上側アーム３３´の自由端側に設けられた永久磁石又は磁性部材からなる可動部５１ｂ´´、復帰バネの他端部を受ける受け部（不図示）、ヒステリシス発生機構のスライダに当接するロッド状の突起部（不図示）等を備えている。
トルクモータ５０´は、ペダルアーム３０´の上側アーム３３´（及び可動部５１ｂ´´）、ステータヨーク５２、励磁用のコイル５３により構成されている。

すなわち、ペダルアーム３０´、アクティブ制御機構の非作動時において（励磁コイル５３が非通電のとき）、上側アーム３３´の移動に対して抵抗力を受けることなく自由に回動し、一方、アクティブ制御機構の作動時において（励磁用のコイル５３が適宜通電されるとき）、回転軸線Ｌを中心として可動部５１ｂ´´が電磁力により円弧状（すなわち、略リニア的）に（図３の場合と同様に時計回りに）移動することで、踏力に抵抗してペダルアーム３０´を休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を上側アーム３３´に対して及ぼすようになっている。

このように、トルクモータ５０´のロータアームが、ペダルアーム３０´（の上側アーム３３´として）一体的に形成されている（すなわち、ペダルアーム３０の回転軸線Ｌを中心として回動するように配置されている）ため、従来のようなロータ専用の回転軸線を設ける場合に比べて、ロータアーム（上側アーム３３´）の回動範囲を狭くすることができ、それ故にトルクモータ５０´の配置スペースを狭くすることができ、又、トルクモータ５０´に加わる負荷を低減できる配置とすることができ、さらに、構造の簡素化、部品の集約化、装置の小型化及び低コスト化等を達成することができる。
特に、ロータアームがペダルアーム３０´の一部（上側アーム３３´）として一体的に形成されているため、その分だけ部品点数を削減でき、構造の簡素化、低コスト化、装置全体のさらなる小型化、軽量化等を達成することができる。

上記実施形態においては、ロータアーム５１，５１´を、アルミニウム材料により形成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、樹脂材料又は磁気設計によっては鉄等を用いて形成してもよい。
上記実施形態にいては、トルクモータ５０，５０´が非通電時において負荷を及ぼさないような磁気回路を構成する場合を示したが、これに限定されるものではなく、永久磁石又は磁性材料からなる可動部５１ｂから発生する磁場が釣り合う（安定する）位置にロータアーム５１，５１´を動かそうとする力、すなわちロータアーム５１，５１´をペダルアーム３０に回転付勢する「磁気スプリング」を生じるように磁気回路を構成し、アクティブ制御機構の非作動時において、ロータアーム５１，５１´をペダルアーム３０に追従させてもよい。このような「磁気スプリング」を採用することにより、ロータアーム５１，５１´の戻しバネが無くても、常にロータアーム５１，５１´をペダルアーム３０に隙間無く追従させることができ、応答性に優れたアクティブ制御が可能となる。尚、トルクモータ５０，５０´（励磁用のコイル５３）を常時通電させても、ロータアーム５１，５１´をペダルアーム３０に追従させることができる。

上記実施形態においては、ペダルアーム３０の回転角度位置を検出する位置センサを設け、ペダルアーム３０の当接部３４がロータアーム５１，５１´に直接当接するように構成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、当接部３４とロータアーム５１，５１´との間に硬質ゴム等の弾性部材を介在させると共にロータアーム５１，５１´の回転角度位置を検出する位置センサを設け、又、トルクモータ５０，５０´（励磁用のコイル５３）を常時通電させて、ペダルアーム３０とロータアーム５１，５１´の双方を休止位置に戻す一定の弱い付勢力を常時発生させるようにしてもよい。
そして、運転者に反力を与える際に、予めペダルアーム３０とロータアーム５１，５１´の双方の角度位置を検出し、お互いの角度差を「踏力」として換算し、「踏力」が小さいときは、アクセルペダルの踏み込みが弱いと判断して小さな反力を与え、「踏力」が大きいときは、アクセルペダルの踏み込みが強いと判断して大きな反力を与え、角度差が一定量を超えるときは、故障と判断するようにしてもよい。
これにより、運転者に与える反力を適正にすることができ、運転者のフィーリングに即したアクティブ制御が可能となる。

上記実施形態においては、ヒステリシス発生機構を備えた構成を示したが、これに限定されるものではなく、ヒステリシス発生機構を廃止した構成において、本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、ペダルアーム３０，３０´にアクセルペダル３０ａが一体的に形成された場合を示したが、これに限定されるものではなく、ペダルアームがアクセルペダルと別個に形成され、車両等の床面に揺動自在に支持されたアクセルペダルと連動する構成において、本発明を採用してもよい。

以上述べたように、本発明のアクセルペダル装置は、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化等を達成しつつ、アクティブ制御機構の駆動源が所望の駆動トルクを発生すると共に応答性に優れたアクティブ制御が可能であり、装置全体の小型化を達成できるアクセルペダル装置を得ることができるため、自動車等に適用できるのは勿論のこと、二輪車、その他の車両等においても有用である。

Ｌ 回転軸線
１０ ハウジング
１１ ハウジングベース
１１ａ 嵌合孔
１１ｂ 固定壁部
１１ｃ 連結部
１２ ハウジングカバー
１２ａ 軸受部
１２ｂ 円柱部
１２ｃ 外壁部
１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ 連結部
１３ 補助カバー
１３ａ 外壁部
１３ｂ 連結部
２０ 支軸
３０，３０´ ペダルアーム
３１ 被支持部
３１ａ 被支持孔
３１ｂ 円筒部
３２ 下側アーム
３３，３３´ 上側アーム
３４ 当接部
４０ 位置センサ
４１ 環状のアーマチュア
４２ 永久磁石
４３ ステータ
４４ ホール素子
５０，５０´ トルクモータ（アクティブ制御機構）
５１，５１´ ロータアーム（ロータ）
５１ａ 被支持孔
５１ｂ，５１ｂ´，５１ｂ´´ 可動部
５２，５２´ ステータヨーク
５２ａ，５２ａ´ 対向面
５３ 励磁用のコイル
６０ 制御回路基板
７０ コネクタ

Claims (7)

1. アクセルペダルを一体的に有し又はアクセルペダルに連動するペダルアームと、前記ペダルアームを休止位置と最大踏込み位置の間で回動可能に支持するハウジングと、前記ペダルアームを前記休止位置に復帰させる付勢力を及ぼす復帰バネと、所定条件下で前記ペダルアームを前記休止位置に向けて押し戻すべくトルクを発生するトルクモータを含むアクティブ制御機構と、を備えたアクセルペダル装置であって、
   前記トルクモータのロータは、前記ペダルアームの回転軸線を中心として回動するように配置されている、
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 前記トルクモータは、前記回転軸線を中心としてアーム状に伸長しその自由端領域に永久磁石又は磁性部材からなる可動部を有するロータアームと、前記可動部の相対的な移動を許容する間隙をおいて配置され磁路を形成するステータヨークと、前記ステータヨークの周りに巻回された励磁用のコイルを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクセルペダル装置。
3. 前記ペダルアーム及びロータアームは、前記ハウジングに固定された同一の支軸により回動自在に支持されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアクセルペダル装置。
4. 前記ペダルアームは、前記ロータアームにおける前記回転軸線と前記可動部との間の領域に離脱可能に当接する当接部を有する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のアクセルペダル装置。
5. 前記ロータアームは、前記ペダルアームと一体的に形成されている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のアクセルペダル装置。
6. 前記可動部は、前記回転軸線の方向において前記ステータヨークと対向して間隙を画定するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項２ないし５いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
7. 前記可動部は、前記回転軸線に垂直な方向において前記ステータヨークと対向して間隙を画定するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項２ないし５いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
   

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