JP2021175652A - 自動車におけるアクセル操作装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】意図したブレーキ操作を取り違えてアクセル操作を行うことがないように構成してアクセル及びブレーキの各操作性に優れた車両操作装置を提供する。【解決手段】自動車のブレーキ操作機構とアクセル操作機構において、ブレーキ操作機構はフットペダルにより車輪の減速、停止操作可能に構成し、アクセル操作機構は、操向用の円環ハンドルの一部を構成する円環グリップ部にハンドル周面に沿った把持形態のアクセル回転体を遊嵌すると共に、アクセル回転体はエンジンのスロットル操作機構に連動連結し、アクセル回転体の回転作動のみによりエンジンのスロットル操作機構が作動するように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車を制御するためのアクセル操作装置に関する。
従来、自動車の発進動作や停止動作は、運転席の前下部に並行配置したアクセルペダルとブレーキペダルを操作することで行われる。このように自動車のアクセル動作やブレーキ動作は、加速と減速という相反する制御を並列した２本のフットペダルにより行う構成としているのでアクセルとブレーキの各ペダルの踏み間違いの操作ミスが発生していた。特に、この操作ミスは、車両操作時に緊急性を要するブレーキ操作時に生起する場合が多かった。
かかる事情を鑑みて、並行配置した２つの車両ペダルを操作する際の操作ミスを防止する手段として、操作を視認できる位置に加速と減速の操作機構を備えるとか、アクセルの加速操作とブレーキの減速操作を運転手の手と足に分離し隔離した位置で実現する方法等が公開されている。
特許文献１に記載の手動加速用装置は、自動車の進行方向を決定するかじ取り用ハンドルと、走行速度を調整する円形のかじ取り用ハンドルと、を備え、手動アクセルリングはかじ取り用ハンドルから運転手側に突設して自動車のステアリング操作と走行速度調整とをそれぞれ独立した構成に記載している。この手動アクセルリングは、かじ取り用ハンドルに対して進退自在に構成しその進退変位量に応じて車両の速度制御をしている。
特許文献２に記載の手動加速用装置は、自動車の手動用アクセル装置について記載されている。このアクセル装置は、自動車を操舵するための円ハンドルと、円ハンドルに回転自在にライニングしたアクセル部と、回転操作したアクセル部を元の状態に復元するための戻り用バネと、円ハンドルの背面側に上下に分割配置したブレーキ部と、により構成している。このアクセル部は、掌で把持した状態で円ハンドルを断面視した際の周面に沿って回転変位させることにより、その回転変位量に応じて車両の速度を制御している。
特開平１０−１８１３７８号 実開昭５９−１３３３６３号
上述した特許文献１の技術では、アクセル操作とブレーキ操作とを運転手の手と足に分離することでブレーキとアクセルとを間違えて操作する誤操作を防止することはできる。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、自動車の進行方向を操作するハンドル操作と、自動車の加速度を調整するアクセル操作とをかじ取り用ハンドルと手動アクセルリングの別部材で操作する構成としているために自動車のアクセルリングの調整操作をしながらも車両の進行方向の操舵をするというアクセルリングとハンドリングの同時操作が必要となり、双方同時の操作が必要となった場合はブレーキ操作に集中することが希薄となり緊急の走行停止操作に支障があった。
また、特許文献２に記載の技術では、自動車を操舵する円ハンドルと、自動車の操向速度を調整する円ハンドル囲繞のアクセル機構とにより構成しているために自動車の速度を調整しながら自動車の進行方向を決定するという同時操作の操作性には優れているが、アクセル機構の裏側にブレーキ操作機構を配設しており、自動車のブレーキ操作及びアクセル操作を全て手動で行わなければならないために誤操作が生じやすくブレーキとアクセルの操作ミスを抑制することが困難であった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされた発明であり、ブレーキ操作のつもりで誤ってアクセル操作を行う悲惨な交通事故を未然に防止することができるように意図したブレーキ操作を取り違えてアクセル操作を行うことがないように構成してアクセル及びブレーキの各操作性に優れた車両操作装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、自動車のブレーキ操作機構とアクセル操作機構において、ブレーキ操作機構はフットペダルにより車輪の減速、停止操作可能に構成し、アクセル操作機構は、操向用の円環ハンドルの一部を構成する円環グリップ部にハンドル周面に沿った把持形態のアクセル回転体を遊嵌すると共に、アクセル回転体はエンジンのスロットル操作機構に連動連結し、アクセル回転体の回転作動のみによりエンジンのスロットル操作機構が作動するように構成したことを特徴とする自動車のアクセル装置である。
本発明の第２の態様は、フットペダルのブレーキ操作時には、スロットル操作機構及びアクセル回転体は作動前の状態に復元するように構成したことを特徴とする自動車のアクセル装置である。
本発明の第３の態様は、アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、操作ワイヤを介して一端をアクセル回転体に接続すると共に他端をスロットル操作機構に接続したことを特徴とした自動車のアクセル装置である。
本発明の第４の態様は、アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、サーボモータ等の電気的作動手段より構成したことを特徴とする自動車のアクセル装置である。
本発明の第５の態様は、円環ハンドルの中心部は、車輪操舵装置に下端部を連結したステアリングシャフトと連動連結すると共に、円環ハンドルのアクセル回転体とエンジンのスロットル操作機構との間に介在したスロットル連動機構は昇降自在のスイベル機構を介して構成したことを特徴とする自動車のアクセル装置である。
本発明の第１の態様よれば、自動車のブレーキ操作機構とアクセル操作機構において、ブレーキ操作機構はフットペダルにより車輪の減速、停止操作可能に構成し、アクセル操作機構は、操向用の円環ハンドルの一部を構成する円環グリップ部にハンドル周面に沿った把持形態のアクセル回転体を遊嵌すると共に、アクセル回転体はエンジンのスロットル操作機構に連動連結し、アクセル回転体の回転作動のみによりエンジンのスロットル操作機構が作動するように構成したため、自動車のブレーキ操作とアクセル操作が運転手の足と手に分離され、運転中にブレーキ操作とアクセル操作を取り違えるという操作ミスを防止することができる。また、従来と同じく自動車のブレーキ操作を運転手の足で実施する構成としたため、緊急の停止作動が必要となった場合に、人の反射特性として手よりも足が先に反応してブレーキ操作されるため、誤って自動車のアクセル操作を行って急激な加速発進をすることがない。また、円環ハンドルの一部をアクセル回転体として構成することにより、アクセル操作が手動の回転で行われることでアクセル操作と自動車の操舵を従来同様に同時に実施できる。
本発明の第２の態様によれば、フットペダルのブレーキ操作時には、スロットル操作機構及びアクセル回転体は作動前の状態に復元するように構成したことにより、ブレーキ操作が行われ、或いはブレーキ操作と共にアクセル操作が行われるとアクセル回転体は作動前状態に復元してアクセル作動が回避されることになるためにブレーキ操作と間違ってアクセル操作が先行して行われて急発進などの事故を防止することができる。
本発明の第３の態様によれば、アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、操作ワイヤを介して一端をアクセル回転体に接続すると共に他端をスロットル操作機構に接続したことにより、従来のフットペダルによるアクセル操作機構に比して操作性のよい手動操作が可能となり、完全にフットペダルブレーキと異なる隔絶された操作感覚を運転者に付与することができアクセルとブレーキの取り違え操作を回避することができる。
本発明の第４の態様によれば、アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、サーボモータ等の電気的作動手段より構成したことにより、機械的なアクセル機構連動ではなく、電気的連動機構に構成することにより構造簡潔にして確実な作動を遂行することができる効果がある。
本発明の第５の態様によれば、円環ハンドルの中心部は、車輪操舵装置に下端部を連結したステアリングシャフトと連動連結すると共に、円環ハンドルのアクセル回転体とエンジンのスロットル操作機構との間に介在したスロットル連動機構は昇降自在のスイベル機構を介して構成したことにより、円環ハンドルの操作とともにアクセル回転体の操作をしてもスロットル連動機構としてのワイヤなどがステアリングシャフトの内部でねじれたり混線したりすることがなく、また、アクセル回転体に一端部を連結した操作ワイヤにも捻れや操作ワイヤ同士の絡まり等を防止することができる。
本発明の実施形態にかかる車両のアクセル操作機構及びブレーキ操作機構を示す模式図である。 本発明の実施形態にかかるブレーキ操作機構を示す模式図である。 本発明の実施形態にかかるアクセル操作機構を示す模式図である。 本発明の実施形態にかかるアクセル操作機構とスロットル操作機構とを示す模式図である。
本発明は、自動車のブレーキ操作機構とアクセル操作機構において、ブレーキ操作機構はフットペダルにより車輪の減速、停止操作可能に構成し、アクセル操作機構は、操向用の円環ハンドルの一部を構成する円環グリップ部にハンドル周面に沿った把持形態のアクセル回転体を遊嵌すると共に、アクセル回転体はエンジンのスロットル操作機構に連動連結し、アクセル回転体の回転作動のみによりエンジンのスロットル操作機構が作動するように構成し、さらに、フットペダルのブレーキ操作時には、スロットル操作機構及びアクセル回転体は作動前の状態に復元するように構成し、また、アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、操作ワイヤを介して一端をアクセル回転体に接続すると共に他端をスロットル操作機構に接続し、また、アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、サーボモータ等の電気的作動手段より構成し、さらに、円環ハンドルの中心部は、車輪操舵装置に下端部を連結したステリングシャフトと連動連結すると共に、円環ハンドルのアクセル回転体とエンジンのスロットル操作機構との間に介在したスロットル連動機構は昇降自在のスイベル機構を介して構成した点を要旨としている。
以下、本発明の実施の形態について図１から図４を参照して説明する。
図１は、自動車Ｍのブレーキ操作機構１０を示すブレーキ部と、アクセル操作機構２０を示すハンドル部及びアクセル部の配置を説明するための概要図である。
本発明では、特に従来のフットペダルで構成されたアクセル部を円環ハンドルと一体に配設して、円環ハンドルにハンドル操作とアクセル操作の同時操作を可能に構成したものである。
すなわち、従来のフットペダルで構成したアクセル部のアクセル操作機構をフットペダルの代りにハンドルの円環グリップ部２２に回転自在に設けたものである。
このように、本発明は自動車のブレーキ操作機構とアクセル操作機構を運転手のフット側とハンドル側とに隔離して分離配置することにより、ブレーキ操作とアクセル操作を取り違える誤操作を防止するものである。
なお、本実施形態の説明においては運転者側から見た方向で規定する。
以下に、まず、ブレーキ操作機構１０について詳説する。
ブレーキ操作機構１０は、図２に示すように、従来の自動車と同様に運転席の床面に設けたブレーキ用フットペダル１１と同ペダルにブレーキ連動機構１２を介して連動連結したブレーキ装置１３とより構成している。
ブレーキ装置１３は、ブレーキ用フットペダル１１の踏み込み操作により車輪１４のブレーキシュー１５を可動して車輪１４のブレーキドラム１６に圧接自在となって、車輪１４の制動操作を行う。
また、ブレーキ用フットペダル１１は、図３に示すように、後述のスロットル連結体３１にブレーキ連動機構１２を介して連結している。
このように構成したブレーキ操作機構１０は、ブレーキ用フットペダル１１が踏み込まれると、ブレーキ連動機構１２を介して車輪１４の制動操作を行う。
なお、ブレーキ連動機構１２には後述するようにアクセル機構におけるスロットル連結体３１が連動連結されており、車輪停止操作のためにブレーキ連動機構１２を下方に変位作動させると自動的に後述のアクセル回転体２３が強制的に作動前状態に復元するように機能する（図３参照）。すなわち、アクセル作動とブレーキ作動は同時に機能することはなく先にブレーキ作動状態に操作されると自動的にアクセル作動は非作動状態、すなわちアクセル機構の作動前に復元するように制御されてアクセル走行が行えない状態となるように制御される。
次に、本発明の要部となるアクセル操作機構２０について図３を参照して詳説する。
アクセル操作機構２０は、操向用の円環ハンドル２１の一部に円環グリップ部２２を形成している。運転者は、円環グリップ部２２を把持しながら円環ハンドル２１を回転させることにより自動車Ｍの操舵操作を行えるように構成している。
しかも、円環グリップ部２２は、運転者が円環ハンドル２１を把持して自動車Ｍを操向する把持機能以外にも円環ハンドル２１の周面に沿って配設したアクセル回転体２３の回転構造の一部をなし、このアクセル回転体２３を回転することにより自動車Ｍの走行速度を調整可能とする機能を有している。かかるアクセル回転体２３は、円環ハンドル２１の円環グリップ部２２の周面に遊嵌されてアクセル操作時に回転操作されるように構成されている。
従って、運転者は、アクセル操作によりスピード調整を行うときには、掌で円環グリップ部２２を把持しながら、該グリップ部２２に遊嵌したアクセル回転体２３を回転操作することになる。
かかるアクセル回転体２３は、エンジンのスロットル操作機構３０に連動連結している。従って、エンジンの回転制御は、このアクセル回転体２３を掌で把持する運転者のグリップ操作により行われる。
すなわち、従来、運転者がアクセルフットペダルを足で踏み込む操作によりエンジンのスロットル操作を行っていた構成を、本実施例では円環ハンドル２１に装着したアクセル回転体２３の掌把持形態による回転操作で行う構成とした。
かかるエンジンスロットルのアクセル操作に基づくエンジン回転制御を本発明の実施例ではアクセルフットペダルから円環状のハンドルに装着したアクセル回転体２３に構造変更した。
アクセル操作をハンドル部分に装着したアクセル回転体２３の手動による構成とすることによりアクセルペダルとフットペダルの踏み間違いの誤操作を回避することができるようにした。
このように、運転者の足側の操作は、ブレーキ操作のみに限定されているため急ブレーキを要する緊急の場面にフットブレーキペダルと間違ってアクセル操作を行うという誤操作の危険を人体の手動と足動の機能上の差異に基づく生理的慣習性により確実に回避することができるようにした。
以下に、図４を参照して円環ハンドル２１の円環グリップ部２２に装着したアクセル回転体２３とエンジンのスロットル操作機構３０との連結構造について詳説する。
ハンドルは、自動車Ｍの操向制御を行う円環ハンドル２１と、円環ハンドル２１の一部を構成する円環グリップ部２２と、円環グリップ部２２の周面に遊嵌したアクセル回転体２３とにより構成している。
アクセル回転体２３によりエンジンのスロットル操作機構３０を作動するためには、両者をワイヤやコード等の紐状体によるスロットル連結体３１で連動連結する。
このようにスロットル連結体３１は、例えば操作ワイヤ３２（図３参照）により構成し、該ワイヤ３２の一端は円環ハンドル２１周面のアクセル回転体２３に接続すると共に、該ワイヤ３２の他端はスロットル操作機構３０の作動部分に連結している。
なお、上記した構成は、操作ワイヤ３２をアクセル回転体２３とスロットル操作機構３０の間に介設した機構的な構造としているが、必ずしも機構的な連動連結構造とする必要もない。
例えば、アクセル回転体２３の操作に基づくサーボモータの駆動操作機構をサーボモータの出力軸に連動連結したスロットル操作機構３０と連動連結することによりサーボモータをスロットル操作機構３０のアクチュエータとして機能構成するようにしてもよい。
すなわち、アクセル回転体２３の回転作動により電気的にサーボモータの回転作動を機能させて該モータの出力軸をエンジンのスロットル操作機構３０の一端に連動連結してスロットルドラム３３を駆動してエンジンへの燃料噴射を制御してエンジンの回転駆動、すなわち、自動車Ｍのアクセル制御をおこなうように構成することができる。
円環ハンドル２１は、図１に示すように、リム中心部をステアリングシャフト４１と連結して円環ハンドル２１の操舵作動にともなってステアリングシャフト４１を回動して車輪操舵装置４０の駆動を行うように構成している。
車輪操舵装置４０は、ステアリングシャフト４１に連結したステアリングギアボックス４２と、ステアリングギアボックス４２から左右の車輪側に延設したタイロッド４３と、車輪１４に連結したナックルアームにより構成している。
ステアリングギアボックス４２は、ステアリングシャフト４１の下端部に連結したステアリングピニオンギアと、ステアリングピニオンギアに噛合したステアリングラックギアとにより構成している。また、ステアリングラックギアの左右には、タイロッド４３を連結しており、該ロッド４３の一端部が車輪１４に連結したナックルアームに連結している。
このように、車輪操舵装置４０は構成されており、円環ハンドル２１の操向操作を左右の車輪１４、１４に伝達できるように構成している。
すなわち、円環ハンドル２１による自動車Ｍの操向操作は、ステアリングシャフト４１を介してステアリングギアボックス４２を構成するステアリングピニオンギアに伝達され、ステアリングピニオンギアと噛合したステアリングラックギアの左右への動きに連動して自動車Ｍの車輪１４の操舵角を調整できる。
従って、操舵のための円環ハンドル２１の回転操作は、ステアリングシャフト４１を介して車輪操舵装置４０に伝導される。
円環ハンドル２１の一部を構成した円環グリップ部２２には、アクセル回転体２３が把持状態で回動自在に装着されており、しかも、アクセル回転体２３に連結した操作ワイヤ３２はステアリングシャフト４１の中心部を垂下してステアリングシャフト４１下方にまで伸延してスロットル操作機構３０に連動連結されている。
アクセル回転体２３の周面部に一端を固定したワイヤ等のスロットル連結体３１は、他端を中空のステアリングシャフト４１内を挿通して最終端部は、スロットル操作機構３０に連動連結している。
アクセル回転体２３の回転作動は、スロットル操作機構３０に連動連結されているために、操舵のための円環ハンドル２１の回転操作を行うとアクセル回転体２３から伸延する操作ワイヤ３２などのスロットル連結体３１が捩じれる。従って、操作ワイヤ３２などのスロットル連結体３１の中間位置にスイベル機構４４を介在することによりワイヤ等の捩じれを吸収してアクセル回転体２３の回転操作をスロットル操作機構３０に支障なく伝えることができる。スイベル機構４４はアクセル回転体２３から伸延する操作ワイヤ３２などのスロットル連結体３１がアクセル回転体２３の回転操作により緊張弛緩するために回転自在の機能とともに上下昇降自在に構成されていることが必要となる。
Ｍ 自動車
１０ ブレーキ操作機構
１１ ブレーキ用フットペダル
１２ ブレーキ連動機構
１３ ブレーキ装置
１４ 車輪
１５ ブレーキシュー
１６ ブレーキドラム
２０ アクセル操作機構
２１ 円環ハンドル
２２ 円環グリップ部
２３ アクセル回転体
３０ スロットル操作機構
３１ スロットル連結体
３２ 操作ワイヤ
３３ スロットルドラム
４０ 車輪操舵装置
４１ ステアリングシャフト
４２ ステアリングギアボックス
４３ タイロッド
４４ スイベル機構

Claims (5)

  1. 自動車のブレーキ操作機構とアクセル操作機構において、
    ブレーキ操作機構はフットペダルにより車輪の減速、停止操作可能に構成し、
    アクセル操作機構は、操向用の円環ハンドルの一部を構成する円環グリップ部にハンドル周面に沿った把持形態のアクセル回転体を遊嵌すると共に、
    アクセル回転体はエンジンのスロットル操作機構に連動連結し、
    アクセル回転体の回転作動のみによりエンジンのスロットル操作機構が作動するように構成したことを特徴とする自動車のアクセル機構。
  2. フットペダルのブレーキ操作時には、スロットル操作機構及びアクセル回転体は作動前の状態に復元するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車のアクセル機構。
  3. アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、操作ワイヤを介して一端をアクセル回転体に接続すると共に他端をスロットル操作機構に接続したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動車のアクセル機構。
  4. アクセル回転体をエンジンのスロットル操作機構に連動連結するためのスロットル連結体は、サーボモータ等の電気的作動手段より構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の自動車のアクセル機構。
  5. 円環ハンドルの中心部は、車輪操舵装置に下端部を連結したステアリングシャフトと連動連結すると共に、円環ハンドルのアクセル回転体とエンジンのスロットル操作機構との間に介在したスロットル連動機構は昇降自在のスイベル機構を介して構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の自動車のアクセル機構。
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