JP4465703B2

JP4465703B2 - Accelerator device

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Publication number: JP4465703B2
Application number: JP2002270436A
Authority: JP
Inventors: 鉄男針生; 茂長谷川; 匡宏牧野; 博司竹山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP2004108214A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運転者によるアクセルペダルの踏込操作に応じて車両の運転状態を制御するアクセル装置が知られている。このアクセル装置では、車両に固定される支持部材の軸受部でアクセルペダルの軸部を軸受けすることにより、アクセルペダルを軸部の軸線周りに回動可能にしている。そしてアクセル装置では、踏込操作によりアクセルペダルの踏部に印加される踏力Ｆ_tが増大するときアクセルペダルを正転方向に回転させ、踏力Ｆ_tが減少するときアクセルペダルをその係止部が係止するスプリングの付勢力Ｆ_sにより逆転方向に回転させる。尚、アクセル装置においてアクセルペダルの逆転方向への回転は、アクセルペダルの当接部がペダルストッパに当接しペダルストッパから付勢力Ｆ_sに対する抗力Ｆ_rを受けることで制限される。
【０００３】
また近年、アクセル装置の一種として、アクセルペダルを車両のスロットル装置と機械的に連結しないアクセルバイワイヤ方式の装置が開発されている。このアクセルバイワイヤ方式の装置では、回転角センサによりアクセルペダルの回転角度を検出し、その検出結果をスロットル装置の制御装置に出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に模式的に示すように従来のアクセル装置では、アクセルペダル１００の一端部側から他端部側に向かって順に踏部１０１、軸部１０２、当接部１０３及び係止部１０４を設けている。このように各部１０１〜１０４を配設したアクセルペダル２は、軸部１０２の軸線Ｐを支点とする「てこ」として図８に示すように力を受ける。
【０００５】
具体的に図８（Ａ）は、踏部１０１への踏力Ｆ_tが解除されたときの様子を示している。この踏力解除時には軸線Ｐ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部１０２の片側に並ぶ係止部１０４と当接部１０３とにそれぞれ、スプリング１０５の逆転方向αの付勢力Ｆ_sとそれに対する正転方向βの抗力Ｆ_rとが作用する。その結果、付勢力Ｆ_s及び抗力Ｆ_rの合力Ｆ₁を受ける軸部１０２は、それと軸受部１０７の間に存在し径方向の軸ガタを生むクリアランス１０８に起因して、合力Ｆ₁方向（図８（Ａ）の右斜め上方向）に軸ずれする。
【０００６】
一方、図８（Ｂ）は、踏部１０１に踏力Ｆ_tが印加されたときの様子を示している。この踏力印加時には軸線Ｐ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部１０２両側の係止部１０４と踏部１０１とにそれぞれスプリング１０５の逆転方向αの付勢力Ｆ_sと正転方向βの踏力Ｆ_tとが作用する。そのため、軸部１０２が受ける付勢力Ｆ_s及び踏力Ｆ_tの合力Ｆ₂は、踏力解除時に軸部１０２が受ける合力Ｆ₁に対してほぼ反対方向（図８（Ｂ）の左斜め下方向）の力となる。したがって、合力Ｆ₂を受ける軸部１０２はクリアランス１０８に起因して、踏力解除時とはほぼ反対方向に軸ずれする。
【０００７】
このように従来のアクセル装置によると、踏力Ｆ_tの印加時と解除時とで軸部１０２の軸ずれ方向が大きく変化する。そのため、アクセルバイワイヤ方式の従来装置では図９に示すように、アクセルペダル１００の踏込ストロークに対するセンサ出力の線形性が軸ずれ方向の変化によって乱される。これにより、アクセルペダル１００の回転角度の検出精度が低下する。
本発明の目的は、アクセルペダルの回転角度を高精度に検出するアクセル装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１及び２に記載のアクセル装置によると、アクセルペダルは、その一端部側から他端部側に向かって順に踏部、当接部、軸部及び係止部を有する。踏部への踏力の解除により当接部がペダルストッパに当接するとき、軸部両側の係止部と当接部とにはそれぞれスプリングの逆転方向の付勢力とその付勢力に対する正転方向の抗力とがモーメントの釣り合いを満たすように作用する。その結果、付勢力及び抗力の合力Ｆ₁を受ける軸部は、軸受部との間における径方向の軸ガタ（以下、単に軸ガタという）に起因して合力Ｆ₁方向に軸ずれする。一方、踏部への踏力の印加により当接部がペダルストッパから離れるとき、軸部両側の係止部と踏部とにはそれぞれ逆転方向の付勢力と正転方向の踏力とがモーメントの釣り合いを満たすように作用する。そのため、軸部が受ける付勢力及び踏力の合力Ｆ₂は、踏力解除時に軸部が受ける上記合力Ｆ₁に対して同方向の成分を持つ方向変化の小さな力となる。よって踏力印加時においては、踏力解除時の軸ずれ方向に対して角度差の小さな合力Ｆ₂方向に軸部の軸ずれが生じる。したがって請求項１及び２に記載のアクセル装置によれば、軸部の軸ずれ方向変化が抑制されるアクセルペダルについて回転角度を検出できるので、その検出精度を高めることができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載のアクセル装置によると、支持部材は開口を有する箱形に形成され、ペダルストッパは支持部材において開口を囲む部分に一体に設けられる。これにより、ペダルストッパの形成が容易となる。
本発明の請求項４に記載のアクセル装置によると、ペダルストッパが当接部との当接により当接部から受ける力の作用線は、支持部材において開口を囲む部分の厚さ方向の軸線に垂直となる。これにより、ペダルストッパの設けられる部分についてペダルストッパからの伝達力に対する破損強度を向上することができる。
【００１０】
本発明の請求項５に記載のアクセル装置によると、アクセルペダルの回転に伴って当接部とペダルストッパとの間に形成される隙間を当接部よりも踏部側から覆う覆部をアクセルペダルは有する。これにより、アクセルペダルの踏部に載せられる運転者の足が当接部とペダルストッパとの間に挟み込まれて回転角センサの出力が変化することを防止できる。
【００１１】
本発明の請求項６に記載のアクセル装置によると、当接部は平坦な当接面を形成し、ペダルストッパは、所定の曲率で湾曲する湾曲凸面を形成しその湾曲凸面により当接面に当接する。これにより、ペダルストッパが当接部との当接により当接部から受ける力の向きについて、当接点から湾曲凸面の曲率中心に向かう方向に限定することができる。したがって、ペダルストッパやそれと一体に設けられる部材の強度設計が容易となる。
【００１２】
本発明の請求項７に記載のアクセル装置によると、ペダルストッパは補強リブを有し、特にその補強リブは、ペダルストッパが当接部との当接により当接部から受ける力の作用線に沿って形成されるので、ペダルストッパの破損強度を確実に向上することができる。
本発明の請求項８に記載のアクセル装置によると、ペダルストッパは、金属芯材を埋設した樹脂材で形成される。これにより、ペダルストッパの破損強度を向上することができると共に、ペダルストッパの熱変形を抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例によるアクセル装置を図２及び図３に示し、そのアクセル装置の分解図を図４に示す。アクセル装置１は車両に搭載され、運転者によるアクセルペダル２の踏込操作に応じて車両の運転状態を制御する。本実施例のアクセル装置１はアクセルバイワイヤ方式を採用しており、アクセルペダル２は車両のスロットル装置に機械的に連結されていない。その代わりアクセル装置１はアクセルペダル２の回転角度を車両のエンジン制御装置（ＥＣＵ）に伝達し、その回転角度に基づいてＥＣＵがスロットル装置を制御する。
【００１４】
アクセル装置１においてアクセルペダル２は、支持部材としてのハウジング３に軸部２０を軸支され、軸部２０の軸線Ｏを中心として正転方向Ｘ及び逆転方向Ｙに回転可能である。ハウジング３は、開口１０を有する箱形に樹脂材で形成され、底板１１、天板１２、側板１３，１４及び繋板１５を有している。
【００１５】
底板１１はボルト等により車両に固定される。底板１１の内壁には嵌合部４１が設けられている。底板１１に向き合う天板１２には、後述するペダルストッパ７が一体に設けられている。天板１２の内壁には段付きの係止孔１６が設けられている。側板１３，１４は、底板１１及び天板１２に垂直に接続され互いに向き合っている。一方の側板１３は、図４（Ｂ）に示すようにしてハウジング３の他の部位に着脱可能である。側板１３の内壁面から軸受部１７が円筒状に突出している。側板１３は、軸受部１７の内周側に配設された回転角センサ６を軸受部１７の基端部側を閉塞する部分により支持している。側板１３の外壁には、回転角センサ６に電気接続されるターミナル１８を埋設したコネクタ１９が設けられている。繋板１５は、底板１１の一端部と天板１２の一端部との間並びに側板１３，１４の各一端部の間を繋ぐように設けられている。ハウジング３の開口１０は、底板１１の他端部と天板１２の他端部との間並びに側板１３，１４の各他端部の間に形成されている。
【００１６】
アクセルペダル２は、軸部２０を有するアーム２１と、ロータ２２とから構成されている。
アーム２１は樹脂材で形成され、鈍角をなすＶ字状に延伸している。アーム２１は、軸部２０よりも一端部２１ａ側を開口１０からハウジング３の外部に突出させており、その突出部分に踏部２３を有している。踏部２３は、運転者の足により図２の上側から踏込操作されることによって正転方向Ｘの踏力Ｆ_tを印加される。
【００１７】
アーム２１は、踏部２３と軸部２０の間から他端部２１ｂ側に延びる部分をハウジング３内に収容され、その収容部分に二つの側壁部２４，２５を有している。側壁部２４，２５はアーム２１のＶ字の屈曲部分に設けられ、軸線Ｏ方向において互いに平行に向き合っている。側板１３に正対する側壁部２５に軸部２０が設けられている。軸部２０は、側壁部２５の側板１３側の壁面から軸線Ｏ方向に概ね円筒状に突出している。軸部２０は側板１３の軸受部１７の内周側に挿入されて、当該軸受部１７に回動自在に軸受けされている。この軸受部１７による軸部２０の軸受けによって、アーム２１は軸線Ｏ周りの正転方向Ｘ及び逆転方向Ｙに回転可能である。尚、運転者が踏部２３を踏み込むとき、アーム２１は正転方向Ｘに回転する。本実施例では、軸部２０の外周面と軸受部１７の内周面との間に径方向の軸ガタを生じさせるクリアランスが存在しており、そのクリアランスの範囲内で軸部２０の径方向変位が許容されている。
【００１８】
軸部２０において軸線Ｏを挟む周方向の二箇所には、互いに極性の異なる磁石部２６，２７が一体回動可能に埋設されている。二つの磁石部２６，２７が形成する磁界の向きは、軸部２０の回転角度に応じて変化する。側板１３が支持する回転角センサ６はホール素子又は磁気抵抗素子等を備え、その外周側に隙間をあけて配設された磁石部２６，２７の形成磁界を軸部２０に非接触で検出する。回転角センサ６は、ターミナル１８に電気接続されたＥＣＵに検出信号を出力する。その回転角センサ６の出力する検出信号は軸部２０の回転角度を表している。
【００１９】
アーム２１は、軸部２０と踏部２３の間となる部分に当接部２８を有している。図６に示すように当接部２８は、軸部２０の径方向（同図に方向軸線をＲで示す）に延伸する平坦面２９を形成している。この平坦面２９が、ペダルストッパ７に当接する当接面２９を構成している。アーム２１はさらに、当接部２８と踏部２３の間であって開口１０よりも突出している部分に覆部３０を有している。図５に示すように覆部３０は、アーム２１の回転に伴って当接部２８とペダルストッパ７との間に形成される隙間３１を当接部２８よりも踏部２３側から覆うことができる。
【００２０】
ロータ２２は樹脂材で形成され、ハウジング３内に収容されている。図３及び図４（Ａ）に示すように、ロータ２２は円盤状の回動部３３を有し、回動部３３の両側面をアーム２１の両側壁部２４，２５に挟まれている。回動部３３において側壁部２５側の側面には、複数のはす歯３５が設けられている。複数のはす歯３５は軸線Ｏの周りに等間隔に配列されている。アーム２１の側壁部２５において回動部３３側の壁面には、複数のはす歯３４が設けられている。複数のはす歯３４は軸線Ｏの周りに等間隔に配列され、軸線Ｏ方向で向かい合うはす歯３５のいずれかに噛み合っている。この噛み合いにより、アーム２１とロータ２２とが軸線Ｏ周りに一緒に回動可能となっている。例えば、運転者がアーム２１の踏部２３を踏み込むときロータ２２はアーム２１と共に正転方向Ｘに回転する。回動部３３の側壁部２４側の側面と側壁部２４の回動部３３側の壁面との間にはフリクションワッシャ３６が介装されている。図２に示すようにフリクションワッシャ３６は、天板１２に設けられたペダルストッパ７に回動不能に係合され、回動する回動部３３及び側壁部２４の双方と摺接して摩擦力を生む。
【００２１】
ロータ２２はさらに係止部３７を有している。図４（Ａ）に示すように係止部３７は、回動部３３の外周縁部からその接線方向に板状に突出している。係止部３７は、図２及び図３に示すように、アーム２１の側壁部２４，２５よりも端部２１ｂ側となる部分に沿って形成され、板厚方向の両面を底板１１と天板１２とに対向させている。係止部３７の天板１２側の面から段付き円柱状の突部３８が突出している。
【００２２】
付勢部材としての第一及び第二スプリング４，５は共に圧縮コイルスプリングで構成されている。第二スプリング５は、そのコイル径を第一スプリング４のコイル径よりも小さくされ、第一スプリング４の内周側に配設されている。各スプリング４，５の一端部は、天板１２の係止孔１６に嵌入されて係止されている。一方、各スプリング４，５の他端部は、係止部３７の突部３８に嵌合されて係止されている。以上により各スプリング４，５は、逆転方向Ｙの付勢力をロータ２２の係止部３７に直接に且つアーム２１に間接的に及ぼしている。ロータ２２及びアーム２１は、かかるスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sによって逆転方向Ｙへ回転して戻ることができる。
【００２３】
係止部３７よりも各スプリング４，５の付勢方向前側に補助係止部３９が配設されている。補助係止部３９は、アーム２１の側壁部２４，２５よりも端部２１ｂ側となる部分に形成され、係止部３７の反スプリング側を覆う皿状を呈している。補助係止部３９は、係止部３７が破損して回動部３３から離脱した場合に、係止部３７を係止して各スプリング４，５の上記他端部を間接的に係止することができる。
【００２４】
以上説明したように本実施例では、アーム２１の端部２１ａがアクセルペダル２の一端部を構成し、アーム２１の端部２１ｂ及びロータ２２の係止部３７の突出側端部３７ａがアクセルペダル２の他端部を構成している。そして本実施例では、アクセルペダル２の一端部２１ａ側から他端部２１ｂ，３７ａ側に向かって順に踏部２３、覆部３０、当接部２８、軸部２０及び係止部３７が形成されている。
【００２５】
補助係止部３９よりも各スプリング４，５の付勢方向前側となる位置に弾性部材４０が配設されている。弾性部材４０は、底板１１の嵌合部４１に嵌合されて底板１１に固定され、補助係止部３９の反係止部側に当接可能である。補助係止部３９が弾性部材４０に当接するとき、弾性部材４０は弾性変形することで打音の発生を抑制する。
【００２６】
図２に示すようにペダルストッパ７は、開口１０を囲むハウジング３の縁部のうち天板１２の縁部４４からアーム２１の当接部２８に向かって突出している。ペダルストッパ７は天板１２との一体樹脂成形により形成され、金属芯材としての金属製インサートナット４５が埋設されている。さらにペダルストッパ７には、複数の補強リブ４６が設けられている。
【００２７】
図６に示すようにペダルストッパ７の突出端面４７は、軸線Ｏに垂直な断面において所定の曲率で湾曲する湾曲凸面を形成している。ペダルストッパ７は、その湾曲凸面４７によりアーム２１の当接部２８の当接面２９に当接可能である。当接部２８がペダルストッパ７から離れるとき、ペダルストッパ７はアーム２１及びロータ２２の正逆両方向Ｘ，Ｙへの回転（すなわち回動）を許容する。これに対し、逆転方向Ｙに回転するアーム２１の当接部２８がペダルストッパ７に当接するとき、ペダルストッパ７はスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sに対する正転方向Ｘの抗力Ｆ_rを当接部２８に及ぼして、アーム２１及びロータ２２の逆転方向Ｙへの回転を制限する。このとき、所定曲率の湾曲凸面４７に平坦な当接面２９が当接することでペダルストッパ７は、当接面２９に垂直な方向であって当接点から湾曲凸面４７の曲率中心に向かう方向の力Ｆ_cを当接部２８より受ける。本実施例においてペダルストッパ７が当接部２８より受ける力Ｆ_cの方向軸線Ｓすなわち作用線Ｓは、縁部４４をなす天板１２の厚さ方向の軸線Ｔに垂直となっている。また補強リブ４６は、ペダルストッパ７が当接部２８より受ける力Ｆ_cの作用線Ｓに沿って延びるように形成されている。
【００２８】
次にアクセル装置１の作動について説明する。
運転者がアーム２１の踏部２３に印加する踏力Ｆ_tを調整すると、はす歯３４，３５同士が噛み合うアーム２１とロータ２２とがフリクションワッシャ３６に摺接しつつ一緒に回動する。このとき回転角センサ６は、アーム２１の軸部２０の回転角度を磁石部２６，２７の形成磁界に基づいて検出する。
【００２９】
運転者が踏力Ｆ_tを増大させるとき、アーム２１及びロータ２２は正転方向Ｘに回転する。正転方向Ｘへの回転に伴ってアーム２１及びロータ２２には、スプリング４，５の合成付勢力Ｆ_s及びフリクションワッシャ３６との間の摩擦力Ｆ_fが逆転方向Ｙに働く。このとき、圧縮されるスプリング４，５は合成付勢力Ｆ_sを増大させる。またこのとき、はす歯３４，３５の噛み合い作用によりアーム２１の側壁部２５とロータ２２の回動部３３とを軸線Ｏ方向両側に離間させる力が増大し、それと共に摩擦力Ｆ_fが増大する。
【００３０】
一方、運転者が踏力Ｆ_tを減少させるとき、アーム２１及びロータ２２はスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sによって逆転方向Ｙに回転する。逆転方向Ｙへの回転に伴ってアーム２１及びロータ２２には、フリクションワッシャ３６との間の摩擦力Ｆ_fがスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sとは反対の正転方向Ｘに働く。このときアーム２１の戻りに従って伸長するスプリング４，５は合成付勢力Ｆ_sを減少させる。またこのとき、はす歯３４，３５の噛み合い作用によりアーム２１の側壁部２５とロータ２２の回動部３３とを軸線Ｏ方向両側に離間させる力がアーム２１の戻りに従って減少し、それと共に摩擦力Ｆ_fが減少する。
以上説明したことからアクセル装置１では、アクセルペダル２の踏み込み時と戻し時とでアーム２１及びロータ２２に作用する力の特性にヒステリシスが生じる。そのため、アクセルペダル２を一定位置に保持し易い。
【００３１】
ところで、踏部２３への踏力Ｆ_tが解除されて当接部２８がペダルストッパ７に当接すると、アクセルペダル２の逆転方向Ｙへの回転が制限される。かかる踏力解除時のアクセルペダル２について、軸線Ｏを支点とする「てこ」として捉えると、当該アクセルペダル２には図１（Ａ）に模式的に示すように力が作用する。すなわち、踏力解除時には軸線Ｏ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部２０両側の係止部３７と当接部２８とにそれぞれ、スプリング４，５の逆転方向Ｙの合成付勢力Ｆ_sとそれに対する正転方向Ｘの抗力Ｆ_rとが作用する。その結果、合成付勢力Ｆ_s及び抗力Ｆ_rの合力Ｆ₁を受ける軸部２０は、軸受部１７との間のクリアランス５０に起因して合力Ｆ₁方向（図１（Ａ）の左斜め下方向）に軸ずれを起こす。
【００３２】
これに対し、踏部２３に踏力Ｆ_tが印加されて当接部２８がペダルストッパ７から離れたときのアクセルペダル２を上記と同様に「てこ」として捉えると、当該アクセルペダル２には図１（Ｂ）に模式的に示すように力が作用する。すなわち、踏力印加時には軸線Ｏ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部２０両側の係止部３７と踏部２３とにそれぞれスプリング４，５の逆転方向Ｙの合成付勢力Ｆ_sと正転方向Ｘの踏力Ｆ_tとが作用する。そのため、軸部２０が受ける合成付勢力Ｆ_s及び踏力Ｆ_tの合力Ｆ₂は、踏力解除時に軸部２０が受ける合力Ｆ₁方向の成分とそれに垂直な方向との成分に分解したとき後者の成分よりも前者の成分が充分に大きい力となる。すなわち合力Ｆ₂は、合力Ｆ₁とほぼ同じ方向（図１（Ｂ）の左斜め下方向）の力となる。したがって、合力Ｆ₂を受ける軸部２０はクリアランス５０に起因する軸ずれを踏力解除時とほぼ同じ方向に起こすこととなる。
【００３３】
以上説明したアクセル装置１によると、踏力Ｆ_tの印加時と解除時とで軸部２０の軸ずれ方向の変化が抑制される。これにより、アクセルペダル２の踏込ストロークに対する回転角センサ６の出力が図７に示すようにリニアに得られる。したがって、アクセル装置１によれば、軸部２０の回転角度すなわちアクセルペダル２の回転角度について高精度に検出することができる。
【００３４】
加えてアクセル装置１では、アクセルペダル２において踏部２３と軸部２０の間に当接部２８が設けられることによって、ハウジング３の開口１０を囲む縁部にペダルストッパ７を形成することが可能となっている。このように開口１０周りのハウジング３の縁部にペダルストッパ７を形成することは、ハウジング３の内部にペダルストッパを形成することに比べて容易であるため、樹脂成形によって所望形状のペダルストッパ７を確実に得ることができる。
【００３５】
しかもアクセル装置１では、アクセルペダル２の逆転方向Ｙへの回転をペダルストッパ７で止める際に、アクセルペダル２の平坦な当接面２９をペダルストッパ７の所定曲率の湾曲凸面４７に当接させている。そのためペダルストッパ７は、当接点から湾曲凸面４７の曲率中心に向かう方向の力Ｆ_c、すなわち本実施例ではペダルストッパ７の設けられる天板縁部４４の厚さ方向軸線Ｔに垂直な方向の力Ｆ_cをアクセルペダル２から受けることとなる。これにより、ペダルストッパ７からの伝達力に対する天板１２の破損強度が高められている。さらに樹脂材からなるペダルストッパ７には、金属製のインサートナット４５が埋め込まれ、且つ上記力Ｆ_cの作用線Ｓに沿って延びる補強リブ４６が設けられている。これにより、ペダルストッパ７の破損強度が高められていると共に、ペダルストッパ７の熱変形が抑えられている。このようにアクセル装置１によると、ペダルストッパ７、さらにはそれを支える天板１２の破損乃至は変形が抑制されるので、回転角センサ６の出力安定性を確保することができる。
【００３６】
さらにアクセル装置１では、アクセルペダル２の回転により当接部２８とペダルストッパ７との間に形成される隙間３１を当接部２８よりも踏部２３側から覆部３０で覆うことができる。そのため、踏部２３に載せられた運転者の足が隙間３１に挟み込まれて回転角センサ６の出力が変化することを防止できる。
【００３７】
尚、上述した実施例では、アーム２１とロータ２２の二部材でアクセルペダル２を構成したが、アクセルペダルを一部材又は三部材以上で構成してもよい。また、上述の実施例では、非接触型の回転角センサ６を用いたが、アクセルペダルの軸部に接触して当該軸部の回転角度を検出する接触型の回転角センサを用いてもよい。さらに上述の実施例では、アクセルペダル２を逆転方向Ｙに付勢する付勢部材として圧縮コイルスプリング４，５を用いたが、その代わりにトーションスプリングを用いてもよい。かかる付勢部材については、いずれの種類を選択する場合でも、上述の実施例のように二つ使用する他、一つ又は三つ以上使用することができる。
【００３８】
またさらに上述の実施例では、アクセルペダル２の一端部側から他端部側に向かって順に踏部２３、当接部２８、軸部２０及び係止部３７を設け、アクセルペダル２の対応部位に対して付勢部材たるスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sを逆転方向Ｙに、合成付勢力Ｆ_sに対するペダルストッパ７の抗力Ｆ_r及び踏力Ｆ_tを正転方向Ｘに作用させた。これに対し、アクセルペダルの一端部側から他端部側に向かって順に踏部、軸部、係止部及び当接部を設け、アクセルペダルの対応部位に対して付勢部材の付勢力を逆転方向に、付勢力に対するペダルストッパの抗力及び踏力を正転方向に作用させるようにしてもよい。このようにすることによっても、踏力の印加時と解除時とで軸ずれ方向の変化を抑制し、アクセルペダルの回転角度の検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるアクセル装置の作動を説明するための模式図である。
【図２】本発明の一実施例によるアクセル装置の一作動状態を示す図であって、図３のII−II線断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるアクセル装置を示す一部切り欠き平面図である。
【図４】本発明の一実施例によるアクセル装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施例によるアクセル装置の図２とは別の作動状態を示す図であって、図３のII−II線断面図である。
【図６】図２の要部の拡大図である。
【図７】本発明の一実施例によるアクセル装置の特性を示す図であって、アクセルペダルの踏込ストロークと回転角センサの出力との相関を示す特性図である。
【図８】従来のアクセル装置の作動を説明するための模式図である。
【図９】従来のアクセル装置の特性を示す図であって、アクセルペダルの踏込ストロークと回転角センサの出力との相関を示す特性図である。
【符号の説明】
１アクセル装置
２アクセルペダル
３ハウジング（支持部材）
４第一スプリング（付勢部材）
５第二スプリング（付勢部材）
６回転角センサ
７ペダルストッパ
１０開口
１１底板（支持部材）
１２天板（支持部材）
１３，１４側板（支持部材）
１５繋板（支持部材）
１７軸受部
２０軸部
２１アーム（アクセルペダル）
２２ロータ（アクセルペダル）
２３踏部
２４，２５側壁部
２８当接部
２９当接面
３０覆部
３３回動部
３７係止部
３９補助係止部
４４縁部
４５インサートナット（金属芯材）
４６補強リブ
４７湾曲凸面
５０クリアランス
Ｘ正転方向
Ｙ逆転方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an accelerator device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an accelerator device that controls a driving state of a vehicle according to a driver's depression operation of an accelerator pedal is known. In this accelerator device, the axle portion of the accelerator pedal is supported by the bearing portion of the support member fixed to the vehicle, so that the accelerator pedal can be rotated around the axis of the shaft portion. In the accelerator device, the depression force F applied to the step portion of the accelerator pedal by the depression operation. _t When the pressure increases, the accelerator pedal is rotated in the forward direction and the pedaling force F _t The spring urging force F that locks the accelerator pedal when the accelerator pedal decreases _s To rotate in the reverse direction. In the accelerator device, the rotation of the accelerator pedal in the reverse direction is such that the contact portion of the accelerator pedal contacts the pedal stopper and the urging force F is applied from the pedal stopper. _s Drag F against _r Limited by receiving.
[0003]
In recent years, an accelerator-by-wire system that does not mechanically connect an accelerator pedal to a vehicle throttle device has been developed as a kind of accelerator device. In this accelerator-by-wire system, the rotation angle of the accelerator pedal is detected by a rotation angle sensor, and the detection result is output to the control device of the throttle device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as schematically shown in FIG. 8, in the conventional accelerator device, the step portion 101, the shaft portion 102, the contact portion 103, and the locking portion 104 are sequentially arranged from one end portion side of the accelerator pedal 100 to the other end portion side. Is provided. The accelerator pedal 2 in which the portions 101 to 104 are arranged in this way receives a force as a “lever” having the axis P of the shaft portion 102 as a fulcrum as shown in FIG.
[0005]
Specifically, FIG. 8A shows a stepping force F applied to the step portion 101. _t It shows a state when is released. When the pedaling force is released, an urging force F in the reverse direction α of the spring 105 is applied to the locking portion 104 and the contact portion 103 arranged on one side of the shaft portion 102 so as to satisfy the balance of moments around the axis P. _s And the drag F in the forward direction β against it _r And act. As a result, the force F _s And drag F _r Resultant force F ₁ The shaft portion 102 that receives the resultant force F is caused by a clearance 108 that exists between the shaft portion 102 and the bearing portion 107 and generates a radial shaft backlash. ₁ Axis shifts in the direction (upward and rightward direction in FIG. 8A).
[0006]
On the other hand, FIG. _t It shows a state when is applied. In order to satisfy the moment balance around the axis P when this pedaling force is applied, the biasing force F in the reverse direction α of the spring 105 is applied to the locking part 104 and the pedaling part 101 on both sides of the shaft part 102. _s And pedaling force F in forward rotation direction β _t And act. Therefore, the urging force F received by the shaft portion 102 _s And pedal force F _t Resultant force F ₂ Is the resultant force F received by the shaft 102 when the pedaling force is released ₁ The force is almost in the opposite direction (the diagonally lower left direction in FIG. 8B). Therefore, the resultant force F ₂ Due to the clearance 108, the shaft portion 102 that receives the shaft is displaced in the direction substantially opposite to that when the pedal force is released.
[0007]
Thus, according to the conventional accelerator device, the pedaling force F _t The direction of shaft misalignment of the shaft portion 102 varies greatly between the time of application and the time of release. Therefore, in the conventional accelerator-by-wire system, as shown in FIG. 9, the linearity of the sensor output with respect to the depression stroke of the accelerator pedal 100 is disturbed by the change in the axis deviation direction. Thereby, the detection accuracy of the rotation angle of the accelerator pedal 100 is lowered.
The present invention of An object is to provide an accelerator device that detects the rotation angle of an accelerator pedal with high accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the accelerator apparatus of the first and second aspects of the present invention, the accelerator pedal has the step portion, the contact portion, the shaft portion, and the locking portion in order from the one end portion side toward the other end portion side. When the abutting part comes into contact with the pedal stopper by releasing the treading force on the stepping part, the urging force in the reverse direction of the spring and the forward direction with respect to the urging force are respectively applied to the engaging part and the abutting part on both sides of the shaft part. The drag acts to satisfy the moment balance. As a result, the resultant force F and drag F ₁ The shaft portion that receives the force is the resultant force F due to radial shaft backlash (hereinafter simply referred to as shaft backlash) with the bearing portion. ₁ Axis off in the direction. On the other hand, when the abutment part moves away from the pedal stopper due to the application of the treading force to the treading part, the urging force in the reverse direction and the treading force in the forward direction balance the moment on the locking part and the treading part on both sides of the shaft part. Act to satisfy. Therefore, the resultant force F of the urging force and the pedaling force received by the shaft portion ₂ Is the resultant force F received by the shaft when the pedaling force is released ₁ In contrast, the force of the direction change with a component in the same direction is small. Therefore, when the pedaling force is applied, the resultant force F having a small angle difference with respect to the axis deviation direction when the pedaling force is released. ₂ The shaft part is displaced in the direction. Therefore, according to the accelerator device of the first and second aspects, since the rotation angle can be detected for the accelerator pedal in which the change in the shaft misalignment direction of the shaft portion is suppressed, the detection accuracy can be increased.
[0009]
According to the accelerator apparatus of the third aspect of the present invention, the support member is formed in a box shape having an opening, and the pedal stopper is integrally provided in a portion surrounding the opening in the support member. Thereby, formation of a pedal stopper becomes easy.
According to the accelerator device of the fourth aspect of the present invention, the line of action of the force received from the contact portion by the contact of the pedal stopper with the contact portion is the axis in the thickness direction of the portion surrounding the opening in the support member. It becomes vertical. Thereby, the damage strength with respect to the transmission force from a pedal stopper can be improved about the part in which a pedal stopper is provided.
[0010]
According to the accelerator device of the fifth aspect of the present invention, the cover portion that covers the gap formed between the contact portion and the pedal stopper with the rotation of the accelerator pedal from the step portion side than the contact portion is accelerator. The pedal has. Accordingly, it is possible to prevent the driver's foot placed on the accelerator pedal stepping portion from being sandwiched between the contact portion and the pedal stopper and changing the output of the rotation angle sensor.
[0011]
According to the accelerator apparatus of the sixth aspect of the present invention, the contact portion forms a flat contact surface, and the pedal stopper forms a curved convex surface that curves with a predetermined curvature, and the curved convex surface causes the contact surface to be abutted. Abut. Thereby, it is possible to limit the direction of the force that the pedal stopper receives from the contact portion by the contact with the contact portion in a direction from the contact point toward the curvature center of the curved convex surface. Therefore, the strength design of the pedal stopper and the member provided integrally with the pedal stopper is facilitated.
[0012]
According to the accelerator device of the seventh aspect of the present invention, the pedal stopper has the reinforcing rib, and in particular, the reinforcing rib is on the line of action of the force that the pedal stopper receives from the abutting portion by the abutting with the abutting portion. Since it forms along, the breaking strength of a pedal stopper can be improved reliably.
According to the accelerator apparatus of the eighth aspect of the present invention, the pedal stopper is formed of a resin material in which a metal core material is embedded. Thereby, while being able to improve the break strength of a pedal stopper, the thermal deformation of a pedal stopper can be suppressed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example showing an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
An accelerator device according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 2 and 3, and an exploded view of the accelerator device is shown in FIG. The accelerator device 1 is mounted on a vehicle and controls the driving state of the vehicle in accordance with the depression operation of the accelerator pedal 2 by the driver. The accelerator device 1 of the present embodiment employs an accelerator-by-wire system, and the accelerator pedal 2 is not mechanically connected to a vehicle throttle device. Instead, the accelerator device 1 transmits the rotation angle of the accelerator pedal 2 to the engine control device (ECU) of the vehicle, and the ECU controls the throttle device based on the rotation angle.
[0014]
In the accelerator apparatus 1, the accelerator pedal 2 is supported by a housing 3 as a support member, and the shaft portion 20 is pivotally supported, and the accelerator pedal 2 can rotate in the forward rotation direction X and the reverse rotation direction Y about the axis O of the shaft portion 20. The housing 3 is formed of a resin material in a box shape having an opening 10, and includes a bottom plate 11, a top plate 12, side plates 13 and 14, and a connecting plate 15.
[0015]
The bottom plate 11 is fixed to the vehicle with bolts or the like. A fitting portion 41 is provided on the inner wall of the bottom plate 11. A pedal stopper 7 (described later) is integrally provided on the top plate 12 facing the bottom plate 11. A stepped locking hole 16 is provided in the inner wall of the top plate 12. The side plates 13 and 14 are vertically connected to the bottom plate 11 and the top plate 12 and face each other. One side plate 13 can be attached to and detached from other parts of the housing 3 as shown in FIG. A bearing portion 17 protrudes in a cylindrical shape from the inner wall surface of the side plate 13. The side plate 13 supports the rotation angle sensor 6 disposed on the inner peripheral side of the bearing portion 17 by a portion that closes the proximal end side of the bearing portion 17. A connector 19 in which a terminal 18 electrically connected to the rotation angle sensor 6 is embedded is provided on the outer wall of the side plate 13. The connecting plate 15 is provided so as to connect between one end portion of the bottom plate 11 and one end portion of the top plate 12 and between one end portions of the side plates 13 and 14. The opening 10 of the housing 3 is formed between the other end portion of the bottom plate 11 and the other end portion of the top plate 12 and between the other end portions of the side plates 13 and 14.
[0016]
The accelerator pedal 2 includes an arm 21 having a shaft portion 20 and a rotor 22.
The arm 21 is formed of a resin material and extends in a V shape having an obtuse angle. The arm 21 protrudes from the opening 10 to the outside of the housing 3 on the one end 21a side of the shaft portion 20, and has a step portion 23 at the protruding portion. The stepping portion 23 is stepped on from the upper side of FIG. _t Applied.
[0017]
The arm 21 is housed in the housing 3 at a portion extending from the step portion 23 and the shaft portion 20 toward the other end portion 21b, and has two side wall portions 24 and 25 in the housing portion. The side wall portions 24 and 25 are provided in the V-shaped bent portion of the arm 21 and face each other in parallel in the axis O direction. A shaft portion 20 is provided on a side wall portion 25 that faces the side plate 13. The shaft portion 20 protrudes from the wall surface of the side wall portion 25 on the side plate 13 side in a substantially cylindrical shape in the axis O direction. The shaft portion 20 is inserted into the inner peripheral side of the bearing portion 17 of the side plate 13 and is rotatably supported by the bearing portion 17. By the bearing of the shaft portion 20 by the bearing portion 17, the arm 21 can rotate in the forward rotation direction X and the reverse rotation direction Y around the axis O. When the driver steps on the step portion 23, the arm 21 rotates in the normal rotation direction X. In this embodiment, there is a clearance between the outer peripheral surface of the shaft portion 20 and the inner peripheral surface of the bearing portion 17 so as to generate a radial shaft play, and the radial direction of the shaft portion 20 is within the clearance. Displacement is allowed.
[0018]
Magnet portions 26 and 27 having different polarities are embedded in two portions in the circumferential direction across the axis O in the shaft portion 20 so as to be integrally rotatable. The direction of the magnetic field formed by the two magnet parts 26 and 27 changes according to the rotation angle of the shaft part 20. The rotation angle sensor 6 supported by the side plate 13 includes a Hall element, a magnetoresistive element, or the like, and detects the magnetic field formed by the magnet portions 26 and 27 disposed with a gap on the outer peripheral side thereof without contacting the shaft portion 20. . The rotation angle sensor 6 outputs a detection signal to the ECU that is electrically connected to the terminal 18. The detection signal output from the rotation angle sensor 6 represents the rotation angle of the shaft portion 20.
[0019]
The arm 21 has a contact portion 28 at a portion between the shaft portion 20 and the step portion 23. As shown in FIG. 6, the abutting portion 28 forms a flat surface 29 extending in the radial direction of the shaft portion 20 (the direction axis is indicated by R in the figure). The flat surface 29 constitutes a contact surface 29 that contacts the pedal stopper 7. The arm 21 further includes a cover portion 30 at a portion between the contact portion 28 and the step portion 23 and projecting from the opening 10. As shown in FIG. 5, the cover 30 can cover the gap 31 formed between the contact portion 28 and the pedal stopper 7 from the step portion 23 side rather than the contact portion 28 as the arm 21 rotates. it can.
[0020]
The rotor 22 is formed of a resin material and is accommodated in the housing 3. As shown in FIG. 3 and FIG. 4A, the rotor 22 has a disk-shaped rotating portion 33, and both side surfaces of the rotating portion 33 are sandwiched between both side wall portions 24 and 25 of the arm 21. A plurality of helical teeth 35 are provided on the side surface of the rotating portion 33 on the side wall portion 25 side. The plurality of helical teeth 35 are arranged at equal intervals around the axis O. A plurality of helical teeth 34 are provided on the wall surface of the side wall portion 25 of the arm 21 on the rotating portion 33 side. The plurality of helical teeth 34 are arranged at equal intervals around the axis O and mesh with one of the helical teeth 35 facing in the direction of the axis O. By this meshing, the arm 21 and the rotor 22 can rotate together around the axis O. For example, when the driver steps on the step portion 23 of the arm 21, the rotor 22 rotates in the forward rotation direction X together with the arm 21. A friction washer 36 is interposed between the side surface of the rotating portion 33 on the side wall portion 24 side and the wall surface of the side wall portion 24 on the rotating portion 33 side. As shown in FIG. 2, the friction washer 36 is non-rotatably engaged with the pedal stopper 7 provided on the top plate 12, and slidably contacts both the rotating portion 33 and the side wall portion 24 to generate frictional force. Born.
[0021]
The rotor 22 further has a locking portion 37. As shown in FIG. 4A, the locking portion 37 protrudes in a plate shape from the outer peripheral edge portion of the rotating portion 33 in the tangential direction. As shown in FIGS. 2 and 3, the locking portion 37 is formed along the portion closer to the end portion 21 b than the side wall portions 24 and 25 of the arm 21, and both the bottom plate 11 and the top plate are provided on both sides in the plate thickness direction. 12 to face. A stepped columnar protrusion 38 protrudes from the surface of the locking portion 37 on the top plate 12 side.
[0022]
The first and second springs 4 and 5 as urging members are both constituted by compression coil springs. The second spring 5 has a coil diameter smaller than that of the first spring 4 and is disposed on the inner peripheral side of the first spring 4. One end of each of the springs 4 and 5 is fitted and locked in the locking hole 16 of the top plate 12. On the other hand, the other end of each of the springs 4 and 5 is fitted and locked to the protrusion 38 of the locking portion 37. As described above, the springs 4 and 5 exert a biasing force in the reverse rotation direction Y directly on the locking portion 37 of the rotor 22 and indirectly on the arm 21. The rotor 22 and the arm 21 have a combined biasing force F of the springs 4 and 5. _s Can rotate back in the reverse direction Y.
[0023]
An auxiliary locking portion 39 is disposed on the front side in the biasing direction of the springs 4 and 5 with respect to the locking portion 37. The auxiliary locking portion 39 is formed in a portion closer to the end portion 21 b than the side wall portions 24 and 25 of the arm 21, and has a dish shape that covers the anti-spring side of the locking portion 37. The auxiliary locking portion 39 locks the locking portion 37 and indirectly locks the other end of each of the springs 4 and 5 when the locking portion 37 is broken and detached from the rotating portion 33. can do.
[0024]
As described above, in this embodiment, the end 21a of the arm 21 constitutes one end of the accelerator pedal 2, and the end 21b of the arm 21 and the protruding side end 37a of the locking portion 37 of the rotor 22 are the accelerator pedal. 2 constitutes the other end. In this embodiment, the step portion 23, the cover portion 30, the contact portion 28, the shaft portion 20, and the locking portion 37 are formed in this order from the one end portion 21a side of the accelerator pedal 2 toward the other end portions 21b and 37a. ing.
[0025]
The elastic member 40 is disposed at a position on the front side in the biasing direction of the springs 4 and 5 with respect to the auxiliary locking portion 39. The elastic member 40 is fitted to the fitting portion 41 of the bottom plate 11 and fixed to the bottom plate 11, and can abut on the counter-locking portion side of the auxiliary locking portion 39. When the auxiliary locking portion 39 abuts on the elastic member 40, the elastic member 40 is elastically deformed to suppress the generation of a hitting sound.
[0026]
As shown in FIG. 2, the pedal stopper 7 protrudes from the edge 44 of the top plate 12 toward the contact portion 28 of the arm 21 among the edges of the housing 3 surrounding the opening 10. The pedal stopper 7 is formed by integral resin molding with the top plate 12, and a metal insert nut 45 is embedded as a metal core material. Further, the pedal stopper 7 is provided with a plurality of reinforcing ribs 46.
[0027]
As shown in FIG. 6, the protruding end surface 47 of the pedal stopper 7 forms a curved convex surface that curves with a predetermined curvature in a cross section perpendicular to the axis O. The pedal stopper 7 can be brought into contact with the contact surface 29 of the contact portion 28 of the arm 21 by the curved convex surface 47. When the contact portion 28 moves away from the pedal stopper 7, the pedal stopper 7 allows the arm 21 and the rotor 22 to rotate (ie, rotate) in both the forward and reverse directions X and Y. On the other hand, when the contact portion 28 of the arm 21 rotating in the reverse rotation direction Y contacts the pedal stopper 7, the pedal stopper 7 has a combined biasing force F of the springs 4 and 5. _s Drag F in forward direction X against _r Is exerted on the contact portion 28 to limit the rotation of the arm 21 and the rotor 22 in the reverse rotation direction Y. At this time, when the flat contact surface 29 contacts the curved convex surface 47 having a predetermined curvature, the pedal stopper 7 is in a direction perpendicular to the contact surface 29 and from the contact point toward the curvature center of the curved convex surface 47. Force F _c Is received from the contact portion 28. In this embodiment, the force F received by the pedal stopper 7 from the contact portion 28 _c The direction axis S, that is, the action line S, is perpendicular to the axis T in the thickness direction of the top plate 12 forming the edge 44. The reinforcing rib 46 has a force F that the pedal stopper 7 receives from the contact portion 28. _c Are formed so as to extend along the action line S.
[0028]
Next, the operation of the accelerator device 1 will be described.
Step force F applied to the step portion 23 of the arm 21 by the driver _t Is adjusted, the arm 21 with which the teeth 34 and 35 mesh with each other and the rotor 22 rotate together while being in sliding contact with the friction washer 36. At this time, the rotation angle sensor 6 detects the rotation angle of the shaft portion 20 of the arm 21 based on the magnetic field formed by the magnet portions 26 and 27.
[0029]
Driver's pedaling force F _t Is increased, the arm 21 and the rotor 22 rotate in the normal rotation direction X. The combined biasing force F of the springs 4 and 5 is exerted on the arm 21 and the rotor 22 in accordance with the rotation in the forward rotation direction X. _s And the frictional force F between the friction washer 36 and _f Works in the reverse direction Y. At this time, the springs 4 and 5 to be compressed are combined biasing force F. _s Increase. At this time, the meshing action of the helical teeth 34 and 35 increases the force for separating the side wall portion 25 of the arm 21 and the rotating portion 33 of the rotor 22 to both sides in the direction of the axis O, along with the frictional force F. _f Will increase.
[0030]
On the other hand, when the driver _t When the arm 21 and the rotor 22 are reduced, the combined biasing force F of the springs 4 and 5 is reduced. _s To rotate in the reverse direction Y. Along with the rotation in the reverse direction Y, the friction force F between the arm 21 and the rotor 22 and the friction washer 36 is applied. _f Is the combined biasing force F of the springs 4 and 5 _s It works in the forward direction X opposite to. At this time, the springs 4 and 5 extending along the return of the arm 21 are combined biasing force F _s Decrease. At this time, the force of separating the side wall portion 25 of the arm 21 and the rotating portion 33 of the rotor 22 to both sides in the direction of the axis O decreases due to the meshing action of the helical teeth 34 and 35, and the friction with it decreases. Force F _f Decrease.
As described above, in the accelerator device 1, hysteresis occurs in the characteristics of the force acting on the arm 21 and the rotor 22 when the accelerator pedal 2 is depressed and returned. Therefore, it is easy to hold the accelerator pedal 2 at a certain position.
[0031]
By the way, the treading force F to the tread 23 _t When is released and the contact portion 28 contacts the pedal stopper 7, the rotation of the accelerator pedal 2 in the reverse rotation direction Y is restricted. When the accelerator pedal 2 at the time of releasing the pedal force is regarded as a “lever” having the axis O as a fulcrum, a force acts on the accelerator pedal 2 as schematically shown in FIG. That is, the combined urging force F in the reverse direction Y of the springs 4 and 5 is applied to the engaging portions 37 and the abutting portions 28 on both sides of the shaft portion 20 so as to satisfy the balance of moments around the axis O when releasing the pedal force. _s And drag F in forward direction X against it _r And act. As a result, the combined force F _s And drag F _r Resultant force F ₁ The shaft portion 20 receiving the resultant force F results from the clearance 50 between the shaft portion 20 and the bearing portion 17. ₁ Axis misalignment occurs in the direction (downward diagonally to the left in FIG. 1A).
[0032]
In contrast, the treading force F is applied to the stepping portion 23. _t When the accelerator pedal 2 when the contact portion 28 is separated from the pedal stopper 7 is regarded as a “lever” as described above, the accelerator pedal 2 is schematically shown in FIG. Force acts. That is, the combined urging force F in the reverse direction Y of the springs 4 and 5 is applied to the locking portion 37 and the step portion 23 on both sides of the shaft portion 20 so as to satisfy the moment balance around the axis O when the pedal force is applied. _s And pedaling force F in forward rotation direction X _t And act. Therefore, the combined urging force F received by the shaft portion 20 _s And pedal force F _t Resultant force F ₂ Is the resultant force F received by the shaft 20 when the pedaling force is released ₁ When the component is decomposed into a component having a direction and a component having a direction perpendicular thereto, the former component has a sufficiently larger force than the latter component. That is, the resultant force F ₂ Is the resultant force F ₁ And the force in the same direction (left diagonally downward in FIG. 1B). Therefore, the resultant force F ₂ The shaft portion 20 that receives the shaft causes the shaft displacement caused by the clearance 50 in substantially the same direction as when the pedaling force is released.
[0033]
According to the accelerator device 1 described above, the pedaling force F _t The change in the axis deviation direction of the shaft portion 20 is suppressed between the time of application and the time of release. Thereby, the output of the rotation angle sensor 6 with respect to the depression stroke of the accelerator pedal 2 is linearly obtained as shown in FIG. Therefore, according to the accelerator apparatus 1, the rotation angle of the shaft portion 20, that is, the rotation angle of the accelerator pedal 2 can be detected with high accuracy.
[0034]
In addition, in the accelerator device 1, the pedal stopper 7 can be formed at the edge surrounding the opening 10 of the housing 3 by providing the contact portion 28 between the step portion 23 and the shaft portion 20 in the accelerator pedal 2. It has become. Since it is easier to form the pedal stopper 7 at the edge of the housing 3 around the opening 10 as compared with forming the pedal stopper inside the housing 3, the pedal stopper 7 having a desired shape is formed by resin molding. Can be definitely obtained.
[0035]
In addition, in the accelerator device 1, when the rotation of the accelerator pedal 2 in the reverse rotation direction Y is stopped by the pedal stopper 7, the flat contact surface 29 of the accelerator pedal 2 is brought into contact with the curved convex surface 47 of the predetermined curvature of the pedal stopper 7. ing. Therefore, the pedal stopper 7 has a force F in a direction from the contact point toward the curvature center of the curved convex surface 47. _c That is, in this embodiment, the force F in the direction perpendicular to the thickness direction axis T of the top edge 44 where the pedal stopper 7 is provided. _c Will be received from the accelerator pedal 2. Thereby, the breaking strength of the top plate 12 with respect to the transmission force from the pedal stopper 7 is increased. Furthermore, a metal insert nut 45 is embedded in the pedal stopper 7 made of a resin material, and the force F _c Reinforcing ribs 46 extending along the action line S are provided. As a result, the breaking strength of the pedal stopper 7 is increased, and thermal deformation of the pedal stopper 7 is suppressed. Thus, according to the accelerator apparatus 1, since the breakage | damage thru | or deformation | transformation of the pedal stopper 7 and also the top plate 12 which supports it are suppressed, the output stability of the rotation angle sensor 6 is securable.
[0036]
Further, in the accelerator device 1, the gap 31 formed between the contact portion 28 and the pedal stopper 7 by the rotation of the accelerator pedal 2 can be covered with the cover portion 30 from the step portion 23 side rather than the contact portion 28. Therefore, it is possible to prevent the driver's feet placed on the step portion 23 from being caught in the gap 31 and the output of the rotation angle sensor 6 from changing.
[0037]
In the above-described embodiment, the accelerator pedal 2 is configured by the two members of the arm 21 and the rotor 22, but the accelerator pedal may be configured by one member or three or more members. In the above-described embodiment, the non-contact type rotation angle sensor 6 is used. However, a contact type rotation angle sensor that detects the rotation angle of the shaft portion by contacting the shaft portion of the accelerator pedal may be used. . Furthermore, in the above-described embodiment, the compression coil springs 4 and 5 are used as the urging members for urging the accelerator pedal 2 in the reverse rotation direction Y, but a torsion spring may be used instead. As for the urging member, when any type is selected, two or more than three as in the above-described embodiment can be used.
[0038]
Furthermore, in the above-described embodiment, the tread portion 23, the contact portion 28, the shaft portion 20 and the locking portion 37 are provided in order from one end portion side to the other end portion side of the accelerator pedal 2, and the corresponding portion of the accelerator pedal 2 is provided. Combined biasing force F of springs 4 and 5 as biasing members against _s In the reverse direction Y, combined biasing force F _s Resistance F of pedal stopper 7 against _r And pedaling force F _t Was caused to act in the forward direction X. On the other hand, a step part, a shaft part, a locking part, and a contact part are provided in order from one end side of the accelerator pedal to the other end side, and the biasing force of the biasing member is applied to the corresponding part of the accelerator pedal. You may make it make the resistance of a pedal stopper with respect to urging | biasing force, and a treading force act on a forward rotation direction in a reverse rotation direction. Also by doing this, it is possible to suppress the change in the axis deviation direction between when the pedal force is applied and when the pedal force is released, and to improve the detection accuracy of the rotation angle of the accelerator pedal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the operation of an accelerator device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an operating state of an accelerator device according to an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a partially cutaway plan view showing an accelerator device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view of an accelerator device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an operating state different from that of FIG. 2 of the accelerator device according to the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
6 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating characteristics of an accelerator device according to an embodiment of the present invention, and is a characteristic diagram illustrating a correlation between a depression stroke of an accelerator pedal and an output of a rotation angle sensor.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional accelerator device.
FIG. 9 is a diagram illustrating characteristics of a conventional accelerator device, and is a characteristic diagram illustrating a correlation between a depression stroke of an accelerator pedal and an output of a rotation angle sensor.
[Explanation of symbols]
1 Accelerator device
2 Accelerator pedal
3 Housing (supporting member)
4 First spring (biasing member)
5 Second spring (biasing member)
6 Rotation angle sensor
7 Pedal stopper
10 opening
11 Bottom plate (support member)
12 Top plate (support member)
13, 14 Side plate (support member)
15 Connecting plate (supporting member)
17 Bearing
20 Shaft
21 Arm (accelerator pedal)
22 Rotor (Accelerator pedal)
23 Step
24, 25 Side wall
28 Contact part
29 Contact surface
30 Cover
33 Rotating part
37 Locking part
39 Auxiliary locking part
44 Edge
45 Insert nut (metal core)
46 Reinforcing rib
47 Curved convex surface
50 clearance
X Forward direction
Y Reverse direction

Claims

軸受部を有する支持部材と、
一端部側から他端部側に向かって順に踏部、当接部、軸部及び係止部を有するアクセルペダルであって、前記軸部が前記軸受部に軸受けされることにより正転方向及び逆転方向へ回転可能に前記支持部材に支持され、前記正転方向の踏力Ｆ _tが前記踏部に印加されるアクセルペダルと、
前記係止部に係止され、前記逆転方向の付勢力Ｆ _sを前記係止部に及ぼす付勢部材と、
前記踏部への踏力Ｆ _tの解除により前記当接部が当接するとき付勢力Ｆ _sに対する前記正転方向の抗力Ｆ _rを前記当接部に及ぼして前記アクセルペダルの前記逆転方向への回転を制限し、前記踏部への踏力Ｆ _tの印加により前記当接部が離れるとき前記アクセルペダルの前記正転方向及び前記逆転方向への回転を許容するペダルストッパと、
前記アクセルペダルの回転角度を検出する回転角センサと、
を備え、
前記係止部に及ぼす付勢力Ｆ _s の力の向きと前記踏部への踏力Ｆ _t の力の向きとが平行であり、
踏力印加時に前記軸部が受ける付勢力Ｆ _s 及び踏力Ｆ _t の合力Ｆ ₂ は、踏力解除時に前記軸部が受ける付勢力Ｆ _s 及び抗力Ｆ _r の合力Ｆ ₁ と同じ方向の力となることを特徴とするアクセル装置。A support member having a bearing portion;
An accelerator pedal having a step part, an abutting part, a shaft part, and a locking part in order from one end part side to the other end part side, wherein the shaft part is supported by the bearing part so that the forward rotation direction and is supported by the support member rotatably in the reverse direction, an accelerator pedal, wherein the forward direction of the pedal force F _t is applied to the tread portion,
Locked to the locking portion, the biasing member exerts a biasing force F _s of the reverse direction to the locking portion,
Rotation to the reverse rotation direction of the accelerator pedal to exert a force F _r of the forward direction with respect to force F _s with when the contact portion by the release of the pedal force F _t to the step parts comes into contact with the contact portion restricts the pedal stopper to permit rotation to the forward direction and the reverse direction of the accelerator pedal when the contact portion by the application of pedal force F _t to the step parts are separated,
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the accelerator pedal;
Equipped with a,
The direction of the force of the biasing force F _s exerted on the locking portion is parallel to the direction of the force of the stepping force F _{t applied} to the step portion ,
The resultant force F ₂ of the urging force F _s and the tread force F _t received by the shaft portion when the pedal force is applied becomes a force in the same direction as the resultant force F ₁ of the urging force F _s and the drag force F _r received by the shaft portion when the pedal force is released. An accelerator device characterized by.

前記軸部と前記軸受部との間には、前記軸部の径方向変位を許容するクリアランスが存在することを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置。The accelerator apparatus according to claim 1, wherein a clearance that allows radial displacement of the shaft portion exists between the shaft portion and the bearing portion.

前記支持部材は、開口を有する箱形に形成され、
前記アクセルペダルは、前記軸部と前記踏部の間から前記他端部側に延びる部分を前記支持部材に収容され、前記軸部と前記踏部の間から前記一端部側に延びる部分を前記開口を通じて前記支持部材の外部に突出させ、
前記ペダルストッパは、前記支持部材において前記開口を囲む部分に一体に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセル装置。The support member is formed in a box shape having an opening,
The accelerator pedal is accommodated in the support member at a portion extending from the shaft portion and the step portion to the other end portion, and a portion extending from the shaft portion to the one end portion is extended from the step portion to the one end portion side. Project outside the support member through the opening,
The accelerator device according to claim 1 or 2, wherein the pedal stopper is provided integrally with a portion of the support member surrounding the opening.

前記ペダルストッパが前記当接部との当接により前記当接部から受ける力の作用線は、前記支持部材において前記開口を囲む部分の厚さ方向の軸線に垂直となることを特徴とする請求項３に記載のアクセル装置。The line of action of the force that the pedal stopper receives from the contact portion by contact with the contact portion is perpendicular to an axis in the thickness direction of the portion surrounding the opening in the support member. Item 4. The accelerator device according to item 3.

前記アクセルペダルは覆部を有し、
前記覆部は、前記アクセルペダルの回転に伴って前記当接部と前記ペダルストッパとの間に形成される隙間を前記当接部よりも前記踏部側から覆うことを特徴とする請求項３又は４に記載のアクセル装置。The accelerator pedal has a cover,
The said cover part covers the clearance gap formed between the said contact part and the said pedal stopper with rotation of the said accelerator pedal from the said step part side rather than the said contact part. Or the accelerator apparatus of 4.

前記当接部は平坦な当接面を形成し、
前記ペダルストッパは、所定の曲率で湾曲する湾曲凸面を形成し、その湾曲凸面により前記当接面に当接することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクセル装置。The contact portion forms a flat contact surface;
The accelerator device according to any one of claims 1 to 5, wherein the pedal stopper forms a curved convex surface curved with a predetermined curvature, and abuts the contact surface by the curved convex surface.

前記ペダルストッパは補強リブを有し、
前記補強リブは、前記ペダルストッパが前記当接部との当接により前記当接部から受ける力の作用線に沿って形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアクセル装置。The pedal stopper has a reinforcing rib,
The said reinforcement rib is formed along the action line of the force which the said pedal stopper receives from the said contact part by contact | abutting with the said contact part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The accelerator device described.

前記ペダルストッパは、金属芯材を埋設した樹脂材で形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクセル装置。The accelerator device according to any one of claims 1 to 7, wherein the pedal stopper is formed of a resin material in which a metal core material is embedded.