JP4640692B2 - アクセル装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクセル装置に関する。

従来、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。アクセル装置では一般に、軸受部材に回転軸が支持されたアクセルペダルを踏力によって正転させる一方、ばねの付勢力によってアクセルペダルを逆転させ、その逆転をストッパへのアクセルペダルの当接によって制限している。

こうしたアクセル装置の一種に、例えば特許文献１に開示されるようなアクセルペダルと車両のスロットル装置とを機械的に非連結としたアクセルバイワイヤ方式の装置がある。アクセルバイワイヤ方式のアクセル装置では、例えば特許文献２に開示されるような回転角度センサによってアクセルペダルの回転角度を検出し、その検出結果を表す信号をスロットル装置の制御装置に出力するようにしている。

欧州特許出願公開第０７４８７１３Ａ２号明細書 特開２００３−１８５４７１号公報

図２８は、従来のアクセルバイワイヤ方式のアクセル装置について、アクセルペダルがストッパに当接するペダル全閉時の状態を模式的に示している。ペダル全閉時には、図２８（Ａ）に示すようにアクセルペダル１０１の受力部１０２がばね１０３の付勢力Ｆ_ｓを継続的に受ける。そのため、アクセル装置が高温環境下等に放置された場合、アクセルペダル１０１の受力部１０２及び回転軸１０４と、それら要素１０２，１０４から荷重を受けるストッパ１０５及び軸受部材１０６とにクリープ等の塑性変形が生じる。特にこの塑性変形は、要素１０２，１０４，１０５，１０６が樹脂で形成される場合に大きくなる。こうした塑性変形が生じた場合には図２８（Ｂ）に示すように、アクセルペダル１０１の受力部１０２は付勢力Ｆ_ｓの作用方向に位置ずれし、また一方、アクセルペダル１０１の回転軸１０４は付勢力Ｆ_ｓの作用方向とは逆方向に位置ずれする。このように受力部１０２と回転軸１０４とが互いに逆方向に位置ずれすることで、アクセルペダル１０１は、踏み込まれていないにも拘わらず回転してしまう。したがって、回転角度センサの出力信号が誤った回転角度を表すことになる。

図２９は、特許文献２に開示の回転角度センサについて、ペダル全閉時の状態を示している。尚、図２９では、Ｚ方向がアクセルペダルの回転軸の軸方向（紙面垂直方向）と一致する三次元の直交座標系を定義している。ペダル全閉時において、図２９（Ａ）の如くＸ方向に並んでいるコア１１０のコア片１１２，１１３は組付公差によってＹ方向に互いにずれていることがある。このずれが生じている場合には、Ｙ方向にコア１１０を挟んで平行に向き合っているヨーク１２０，１２１の平面部１２２，１２３の一方にコア片１１２が直近となり、平面部１２２，１２３の他方にコア片１１３が直近となる。その結果、各平面部１２２，１２３と直近のコア片１１２，１１３との間に形成される磁気ギャップを磁束が通過するようになり、コア１１０では磁気抵抗バランスが崩れるため、コア片１１２，１１３間に挟まれているホール素子１１１に磁束が流れる。さらにこの状態で、上記塑性変形等に起因する回転軸の位置ずれが図２９（Ｂ）の如くＹ方向に生じると、回転軸に固定のヨーク１２０，１２１が軸受部材に固定のコア１１０に対してＹ方向に相対変位する。その結果、各平面部１２２，１２３と直近のコア片１１２，１１３との間の磁気ギャップの幅が変化し、コア１１０における磁気抵抗バランスが大きく崩れるため、ホール素子１１１にはさらに多くの磁束が流れるようになる。したがって、アクセルペダルが回転していないにも拘わらずホール素子１１１の出力信号、即ち回転角度センサの出力信号が変化してしまうため、その出力信号は誤った回転角度を表すことになる。
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可能なアクセル装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、アクセルペダルがストッパに当接した状態でアクセル装置が高温環境下等に放置されると、付勢部材の付勢力（以下、単に付勢力という）を継続的に受けるアクセルペダルの回転軸（以下、単に回転軸という）やそれを支持する軸受に塑性変形が生じる可能性がある。しかし、請求項１に記載の発明によると、ストッパおよび当接部の少なくともいずれか一方は、ストッパと当接部とが当接するとき係止部に対し付勢力が作用する方向と同方向に延びる平坦面を有するように構成され、ストッパと当接部とが当接した状態では、当接部が前記方向へ案内されるようになっており、アクセルペダル全体が前記方向へ移動することで、アクセルペダルの回転角度の変化が防止される。このため、回転軸の位置ずれ方向が付勢力の作用方向に制限される。しかもこのとき、アクセルペダルにおいて付勢力を受けている部位は付勢力の作用方向に変位するため、アクセルペダルの回転角度は変化しない。このように請求項１に記載の発明によれば、アクセルペダルが踏み込まれていないにも拘わらずアクセルペダルの回転角度（以下、単に回転角度という）が変化することを防止できる。したがって、回転角度センサは正しい回転角度を検出することができるので、回転角度の検出精度が高くなる。
ここで、Ｚ方向が回転軸の軸方向と一致する三次元の直交座標系を定義する。
請求項１に記載の発明では、アクセルペダルがストッパに当接するペダル全閉時において、直交座標系のＸ方向に並ぶ磁気検出部の二つの第一磁性体が組付公差によって直交座標系のＹ方向に互いにずれている可能性がある。磁界形成部において直交座標系のＹ方向に磁気検出部を挟んで向き合う二つの第二磁性体の各対面部は直交座標系のＸ軸と平行であるため、上記ずれが生じている場合のペダル全閉時には、一方の対面部と他方の対面部とにそれぞれ一方の第一磁性体と他方の第一磁性体とが直近となる。その結果、各対面部と直近の第一磁性体との間に形成される磁気ギャップ（以下、単に磁気ギャップという）を磁束が通過するようになり、二つの第一磁性体間に挟まれている磁電変換素子には僅かに磁束が流れる。しかし、請求項１に記載の発明によると、軸受部材及び回転軸の一方と他方とにそれぞれ磁気検出部と磁界形成部とが固定され、直交座標系のＸ軸がペダル全閉時の回転軸の位置ずれ方向に沿っているため、ペダル全閉時に回転軸が位置ずれしても磁気ギャップの幅が実質的に変化しない。そのため、磁電変換素子を流れる磁束もまた実質的に変化しない。このように請求項１に記載の発明によれば、アクセルペダルが回転していないにも拘わらず磁電変換素子を流れる磁束に変化が生じることを防止できる。したがって、磁電変換素子の出力信号に基づいて正しい回転角度を検出できるので、回転角度の検出精度が高くなる。

請求項４に記載の発明によると、ストッパはアクセルペダルに線接触するので、ストッパとアクセルペダルとの接触面積が小さくなる。これにより、ストッパ及び／又はアクセルペダルの塑性変形に起因してストッパとアクセルペダルとの当接位置が変わることを防止できる。
尚、ストッパについては、請求項５に記載の発明の如くアクセルペダルに面接触させるようにしてもよい。

尚、磁電変換素子については、例えば請求項６に記載の発明の如くホール素子により、あるいは請求項７に記載の発明の如く磁気抵抗素子により磁気を検出してその検出結果を表す信号を出力するように構成することができる。

請求項８に記載の発明によると、各第一磁性体は同一形状に形成されるので、その形成が容易となり、また回転方向に依らない一定の特性が得られるようになる。
請求項９に記載の発明によると、軸受部材及び回転軸の少なくとも一方は樹脂で形成されるので、軽量化及び低コスト化を図りつつ、構成要素の塑性変形及び／又は回転軸の位置ずれに依らない高い検出精度を確保できる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態によるアクセル装置を図２及び図３に示す。第一実施形態のアクセル装置１は車両に設置され、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。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。その代わりにアクセル装置１は、アクセルペダル２の回転角度を回転角度センサ５で検出し、その検出結果を表す信号を車両のエンジンの電子制御装置（ＥＣＵ）に出力する。これによりＥＣＵは、回転角度センサ５の出力信号から割り出したアクセルペダル２の回転角度に基づいてスロットル装置を制御する。

アクセルペダル２を支持するハウジング１０は、開口１０ａを通じて開いた箱形に樹脂で形成されている。ハウジング１０は、底板１１、天板１２、二つの側板１３，１４及び繋板１５を有している。
ボルト等によって車両に固定される底板１１は、天板１２と向き合っている。天板１２において開口１０ａを形成する縁部に、ストッパ４が一体に形成されている。天板１２の内壁には、深部側ほど小径となる段付き孔状の固定孔１６が形成されている。

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はハウジング１０の他の部位に着脱可能である。側板１３の内壁には、円筒状の軸受３が設けられている。側板１３において軸受３の基端部側を閉塞する部分は、軸受３の内周側において回転角度センサ５の磁気検出部５０を支持する支持部１７を形成している。以上、軸受３を有する側板１３が「軸受部材」に相当する。側板１３の外壁に一体に形成されたコネクタ１８には、回転角度センサ５とＥＣＵとを電気的に繋ぐためのターミナル１９が埋設されている。
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配置されている。ハウジング１０の開口１０ａ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、繋板１５と向き合っている。

アクセルペダル２はハウジング１０の軸受３に回転軸２０を支持され、回転軸２０の軸心Ｃ周りに正逆転自在である。尚、図２において、Ｘはアクセルペダル２の正転側を表し、Ｙはアクセルペダル２の逆転側を表している。
具体的にアクセルペダル２は、一体となって正逆転するペダルアーム２１及びペダルロータ２２から構成されている。

ペダルアーム２１は樹脂で棒状に形成されている。ペダルアーム２１において、回転軸２０を有する一端部２１ａ側はハウジング１０に収容され、他端部２１ｂ側は開口１０ａよりハウジング１０の外部に延出している。
ペダルアーム２１は、運転者により踏み込まれる踏部２３を端部２１ｂに有している。運転者は踏力Ｆ_ｔを踏部２３に作用させることによって、ペダルアーム２１さらにはペダルロータ２２を正転させる。以上、踏力Ｆ_ｔを受ける踏部２３が「第一受力部」に相当する。

ペダルアーム２１は二つの側壁部２４，２５を端部２１ａに有している。側壁部２４と側壁部２５とは、回転軸２０の軸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には、回転軸２０が一体に形成されている。回転軸２０は側壁部２５の側板１３側の壁面から回転軸２０の軸方向に円筒状に突出している。回転軸２０は側板１３の軸受３の内周側に挿入され、当該軸受３によって回転自在に支持されている。本実施形態では、回転軸２０の外周面と軸受３の内周面との間に僅かな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回転軸２０の位置ずれが径方向に許容されている。

ペダルアーム２１は、長手方向の回転軸２０と踏部２３との間となる位置に当接部２８を有している。当接部２８はペダルアーム２１の本体部２６から逆転側に突出し、ストッパ４に当接可能となっている。踏部２３に踏力Ｆ_ｔが作用してストッパ４から当接部２８が離れるときには、ペダルアーム２１及びペダルロータ２２の正逆転が許容される。これに対し、逆転するペダルアーム２１の当接部２８がストッパ４に当接するときには、ペダルアーム２１及びペダルロータ２２のそれ以上の逆転が禁止される。即ちペダルアーム２１及びペダルロータ２２からなるアクセルペダル２は、その逆転をストッパ４への当接によって制限される。そしてこのとき、アクセルペダル２が全閉位置で停止することとなる。以下では、当接部２８がストッパ４に当接するときを「ペダル全閉時」という。

ペダルロータ２２は樹脂で形成され、ハウジング１０に収容されている。ペダルロータ２２は円盤状の回動部３６を有し、回動部３６の両側面をペダルアーム２１の両側壁部２４，２５で挟まれている。回動部３６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、回転軸２０の軸心Ｃ周りに等間隔に設けられている。ペダルアーム２１の側壁部２５において回動部３６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、回転軸２０の軸心Ｃ周りに等間隔に設けられ、回転軸２０の軸方向において向き合うはす歯３５のいずれかと噛み合っている。この噛み合いによって、ペダルアーム２１とペダルロータ２２とが一体となって同一方向に回転可能となっている。例えば、ペダルアーム２１の踏部２３が踏力Ｆ_ｔを受けるときペダルロータ２２はペダルアーム２１と共に正転する。

ペダルロータ２２は板状の係止部３７を有している。係止部３７は回動部３６の外周縁部からその接線方向に突出している。係止部３７において天板１２側を向く板面３７ａから突出する突部３８は、その突出側ほど小径となる段付円柱状に形成されている。本実施形態では、係止部３７において底板１１側を向く板面３７ｂがペダルロータ２２の任意の回転位置において底板１１と接触しないように設計されている。

「付勢部材」としての二重コイルばね８は、軸方向にほぼ一定径の円筒形圧縮コイルばねを二つ組み合わせて構成されている。二重コイルばね８において外側コイル８ａは内側コイル８ｂよりも大径に形成され、内側コイル８ｂの外側に軸方向を同じくして配置されている。外側コイル８ａ及び内側コイル８ｂの各一端部は天板１２の固定孔１６に固定され、外側コイル８ａ及び内側コイル８ｂの各他端部は係止部３７の突部３８に係止されている。外側コイル８ａ及び内側コイル８ｂは、天板部１２と係止部３７との間で軸方向に圧縮されることにより復原力を発生する。また、本実施形態において外側コイル８ａ及び内側コイル８ｂは、反回転軸側に凸となる形態で湾曲しており、この湾曲によっても復原力を発生する。したがって二重コイルばね８は、外側コイル８ａ及び内側コイル８ｂの各々で発生した復原力の合力を付勢力Ｆ_ｓとして、係止部３７に作用させる。このとき付勢力Ｆ_ｓは、ペダルロータ２２及びペダルアーム２１を逆転させるように係止部３７に作用する。以上、付勢力Ｆ_ｓを受ける係止部３７が「第二受力部」に相当する。

次に、ストッパ４並びにペダルアーム２１の当接部２８について詳細に説明する。
ストッパ４は天板１２の縁部からペダルアーム２１の当接部２８側に向かって突出している。天板１２との一体樹脂成形により形成されるストッパ４には、補強用の金属芯材４０が埋設されている。ストッパ４の突出側の先端面は、回転軸２０に垂直な断面（以下、軸直断面という）における輪郭線が円形の湾曲凸面４２を形成している。

当接部２８は、ストッパ４側を向く平坦面２９を有している。当接部２８はこの平坦面２９においてストッパ４の湾曲凸面４２に線接触する。この線接触によりストッパ４と当接部２８との接触面積が小さくなるので、それら要素４，２８がクリープ等、塑性変形して互いの当接位置が変わることを防止できる。ペダル全閉時において平坦面２９の軸直断面の輪郭線は、係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う仮想直線Ｌと重なる。そのため、ペダル全閉時において当接部２８は湾曲凸面４２に対して付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って摺動可能となる。換言すれば、ペダル全閉時においてストッパ４は当接部２８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

図１は、ペダル全閉時の装置１の状態を模式的に示している。この図１に示すペダル全閉時において装置１が高温環境下等に放置されると、係止部３７に付勢力Ｆ_ｓを継続的に受けているアクセルペダル２の回転軸２０やそれを支持する軸受３にクリープ等の塑性変形が生じる可能性がある。しかし本実施形態では、ストッパ４により当接部２８が係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内されるため、軸受３に対する回転軸２０の位置ずれ方向が付勢力Ｆ_ｓの作用方向に制限される。しかもこのとき、付勢力Ｆ_ｓを受ける係止部３７は付勢力Ｆ_ｓの作用方向に変位するため、アクセルペダル２の回転角度は変化しない。したがって、アクセルペダル２が踏み込まれていないにも拘わらず、回転軸２０及び／又は軸受３の塑性変形によって回転角度センサ５の出力信号が変化することを防止できる。

次に、回転角度センサ５について詳細に説明する。
ここで図２に示すように、Ｚ方向が回転軸２０の軸方向に一致し且つペダル全閉時にＸ方向が係止部３７への付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う三次元の直交座標系を定義する。本実施形態においてこの直交座標系は、回転軸２０に固定の系とされる。即ちこの直交座標は、図４及び図５の各分図（Ａ）に座標軸を示すように、回転軸２０の軸心Ｃと一致するＺ軸の周りに回転軸２０と一緒に回転する系である。尚、以下では、直交座標系のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向を単にＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向といい、また直交座標系の座標軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を単にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸という。
図３に示すように、回転角度センサ５は磁気検出部５０及び磁界形成部６０を有している。

磁気検出部５０は、軸受３と同軸上に側板１３の支持部１７に固定されている。図４に示すように磁気検出部５０は、二つのステータ５２，５３と磁電変換素子５４とから構成されている。第一磁性体としてのステータ５２，５３は鉄等の磁性材で互いに同一形状に形成されている。本実施形態のステータ５２，５３は、Ｚ方向から視て半月形の板状である。ステータ５２，５３は、Ｚ軸に関して回転対称となるように且つ図４に示すペダル全閉時にはＸ方向に並ぶように配置され、磁気検出ギャップＧ_ｄを挟んで向き合っている。磁電変換素子５４は、ホール素子に増幅器等の信号処理回路を組み合わせたものであり、磁気検出ギャップＧ_ｄ内に配置されている。磁電変換素子５４の磁気検出方向は磁気検出ギャップＧ_ｄの幅方向、即ちステータ５２，５３の並び方向に設定されている。磁電変換素子５４はそれを通過する磁束密度、具体的には磁気検出方向の磁束密度を検出し、検出した磁束密度に応じた電圧の信号をＥＣＵに出力する。この信号が回転角度センサ５の出力信号となる。

磁界形成部６０は回転軸２０に同軸上に固定され、回転軸２０と一体に正逆転可能である。磁界形成部６０は、二つの磁石６２，６３と二つのヨーク６４，６５とから構成されている。磁石６２，６３は互いに同一形状の永久磁石である。磁石６２，６３はＹ軸に関して線対称となるように配置され、Ｘ方向に磁気検出部５０を挟んで向き合っている。第二磁性体としてのヨーク６４，６５は鉄等の磁性材で互いに同一形状に形成されている。本実施形態のヨーク６４，６５は、Ｚ方向から視てＵ字形の板状である。ヨーク６４，６５はＸ軸に関して線対称となるように配置され、Ｙ方向に磁気検出部５０を挟んで向き合っている。各ヨーク６４，６５においてＹ方向に向き合う対面部６６，６７は、Ｘ軸に平行且つ互いに平行な平坦面状である。対面部６６，６７は、回転軸２０の任意の回転位置において磁気検出部５０と接触しないように形成されている。一方のヨーク６４は、その両端に固定された磁石６２，６３の同じＮ極同士を磁気的に繋いでいる。他方のヨーク６５は、その両端に固定された磁石６２，６３の同じＳ極同士を磁気的に繋いでいる。

図５は、アクセルペダル２が踏み込まれて当接部２８がストッパ４から離れているときの状態を示している。このときには、対面部６６に対してステータ５２が直近となることで対面部６６とステータ５２との間に磁気ギャップＧ_１１が形成され、また対面部６７に対してステータ５３が直近となることで対面部６７とステータ５３との間に磁気ギャップＧ_２１が形成される。これにより回転角度センサ５においては、図５（Ｂ）に模式的に示すように磁束α，βを流す主磁気回路が形成される。ここで磁束αは、磁石６２からヨーク６４、磁気ギャップＧ_１１、ステータ５２、磁気検出ギャップＧ_ｄ、ステータ５３、磁気ギャップＧ_２１、ヨーク６５を順次通過して磁石６２に戻るように流れる。また、磁束βは、磁石６３からヨーク６４、磁気ギャップＧ_１１、ステータ５２、磁気検出ギャップＧ_ｄ、ステータ５３、磁気ギャップＧ_２１、ヨーク６５を順次通過して磁石６３に戻るように流れる。そして、このように磁束α，βが流れることによって磁電変換素子５４には磁束が流れ、磁電変換素子５４の出力信号の電圧が回転軸２０の回転角度にほぼ比例した値となる。

図４は、理想的なペダル全閉時の状態を示している。この理想的なペダル全閉時には、対面部６６，６７の各々に対してステータ５２，５３の双方が直近となることで、対面部６６とステータ５２，５３との間に各々ほぼ同一量の磁気ギャップＧ_１２，Ｇ_１３が形成され、対面部６７とステータ５２，５３との間にも同様に磁気ギャップＧ_２２，Ｇ_２３が形成される。これにより回転角度センサ５においては、図４（Ｂ）に模式的に示すように磁束α，βを流す主磁気回路が形成される。ここで磁束αは、磁石６２からヨーク６４、磁気ギャップＧ_１２、ステータ５２、磁気ギャップＧ_２２、ヨーク６５を順次通過して磁石６２に戻るように流れる。また、磁束βは、磁石６３からヨーク６４、磁気ギャップＧ_１３、ステータ５３、磁気ギャップＧ_２３、ヨーク６５を順次通過して磁石６３に戻るように流れる。そして、このように磁束α，βが流れることによって磁電変換素子５４には磁束が流れず、磁電変換素子５４の出力信号の電圧が最小値となる。

しかし、現実的にはステータ５２，５３が組付公差によって並び方向に垂直な方向に互いにずれ易く、その場合のペダル全閉時には、図６（Ａ）に示すようにステータ５２，５３がＹ方向に互いにずれた形となる。そのため、対面部６６に対してステータ５２，５３の一方（図６はステータ５２の例）が直近となり、対面部６７に対してステータ５２，５３の一方（図６はステータ５３の例）が直近となる。これによって、対面部６６，６７と各々に直近のステータとの間には磁気ギャップＧ_１４，Ｇ_２４が形成され、図６（Ｂ）に模式的に示すように磁束α，βを流す主磁気回路が回転角度センサ５において形成される。ここで磁束αは、磁石６２からヨーク６４、磁気ギャップＧ_１４、対面部６６に直近のステータ、磁気検出ギャップＧ_ｄ、対面部６７に直近のステータ、磁気ギャップＧ_２４、ヨーク６５を順次通過して磁石６２に戻るように流れる。また、磁束βは、磁石６３からヨーク６４、磁気ギャップＧ_１４、対面部６６に直近のステータ、磁気検出ギャップＧ_ｄ、対面部６７に直近のステータ、磁気ギャップＧ_２４、ヨーク６５を順次通過して磁石６３に戻るように流れる。そして、このように磁束α，βが流れることによって磁電変換素子５４には僅かに磁束が流れ、磁電変換素子５４の出力信号の電圧が上記理想的な場合の電圧から僅かに変化する。

図６（Ａ）に示す如くステータ５２，５３が互いにずれている場合のペダル全閉時には、先述した原理によって付勢力Ｆ_ｓの作用方向に回転軸２０が位置ずれすると、磁気検出部５０に対して磁界形成部６０がＸ方向に相対移動する。これは、回転軸２０の位置ずれ方向である付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿うようにＸ方向が定義されていることによる。本実施形態では、対面部６６，６７がＸ軸に平行であることから、磁気検出部５０に対して磁界形成部６０がＸ方向に相対移動しても、磁気ギャップＧ_１４，Ｇ_２４の幅は実質的に変化しない。そのため、磁電変換素子５４に流れる磁束、ひいては磁電変換素子５４の出力信号の電圧も実質的に変化しない。したがって、アクセルペダル２が回転していないにも拘わらず、回転軸２０の位置ずれにより回転角度センサ５の出力信号が変化することを防止できる。

以上説明したように第一実施形態によれば、回転軸２０及び／又は軸受３の塑性変形並びに当該塑性変形による回転軸２０の位置ずれが生じても、回転角度センサ５の出力信号が変化することを防止できる。したがって、ＥＣＵでは、回転角度センサ５の出力信号に基づいてアクセルペダル２の回転角度を精確に割り出すことができるので、ＥＣＵによるスロットル装置の制御精度も向上する。

（第二〜第七実施形態）
本発明の第二〜第七実施形態によるアクセル装置について、図７〜図１２を参照しつつ説明する。
第二実施形態のアクセル装置では、図７に示すようにストッパ４の先端面が平坦面７０とされている。ペダル全閉時において平坦面７０の軸直断面の輪郭線は、係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う仮想直線Ｌと重なる。このような平坦面７０においてストッパ４は当接部２８の平坦面２９に面接触するので、ペダル全閉時においてストッパ４は当接部２８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

第三実施形態のアクセル装置では、図８に示すようにストッパ４が突出側に向かって先細りとなる形状に形成され、その先端面が平坦面７２とされている。ペダル全閉時において平坦面７２の軸直断面の輪郭線は、係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う仮想直線Ｌと重なる。このような平坦面７２においてストッパ４は当接部２８の平坦面２９に面接触するので、ペダル全閉時においてストッパ４は当接部２８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。またさらに第三実施形態では、平坦面７２を形成するストッパ４が平坦面７２側に向かって先細りであるため、ストッパ４と当接部２８との接触面積が比較的小さくなっている。

第四実施形態のアクセル装置では、図９に示すようにストッパ４が突出側に向かって先細りとなる形状に形成され、軸直断面の輪郭線が山形となるように先端部７４が尖っている。この尖った先端部７４においてストッパ４は当接部２８の平坦面２９に面接触するので、ストッパ４と当接部２８との接触面積が小さくなっている。そしてこのような第四実施形態においても、ペダル全閉時にストッパ４は当接部２８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

第五実施形態のアクセル装置では、図１０に示すようにストッパ４の先端面が第二実施形態と同様な平坦面７０とされている。また、当接部２８は、ストッパ４側に向かって凸となり且つ軸直断面の輪郭線が円形の湾曲凸面７６を有している。この湾曲凸面７６において当接部２８はストッパ４の平坦面７０に線接触するので、ペダル全閉時においてストッパ４は当接部２８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

第六実施形態のアクセル装置では、図１１に示すようにストッパ４の先端面が第二実施形態と同様な平坦面７０とされている。また、当接部２８は、ストッパ４側に向かって先細りとなる部分７８の先端面に平坦面７９を有している。ペダル全閉時において平坦面７９の軸直断面の輪郭線は、係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う仮想直線Ｌと重なる。このような平坦面７９において当接部２８がストッパ４の平坦面７０に面接触するので、ペダル全閉時においてストッパ４は当接部２８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。またさらに第六実施形態では、平坦面７９を形成する部分７８が平坦面７９側に向かって先細りであるため、ストッパ４と当接部２８との接触面積が比較的小さくなっている。

第七実施形態のアクセル装置では、図１２に示すようにストッパ４の先端面が第二実施形態と同様な平坦面７０とされている。また、当接部２８においてストッパ４側に向かって先細りとなる部分８０の先端部８１が、軸直断面の輪郭線が山形となるように尖っている。この尖った先端部８１においてストッパ４は当接部２８の平坦面７０に面接触するので、ストッパ４と当接部２８との接触面積が小さくなっている。そしてこのような第七実施形態においても、ペダル全閉時にストッパ４が当接部２８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

（第八、第九実施形態）
本発明の第八及び第九実施形態によるアクセル装置について、図１３及び図１４を参照しつつ説明する。
第八実施形態のアクセル装置では、図１３に示すようにストッパ８２が天板１２の内壁に一体に形成され、当該内壁において二重コイルばね８と開口１０ａとの間となる箇所から底板１１側に向かって突出している。このストッパ８２には、開口１０ａ側に向かって凸となり且つ軸直断面の輪郭線が円形の湾曲凸面８３が形成されている。また、第八実施形態のアクセル装置では、当接部８４がペダルアーム２１の側壁部２４，２５に一体に形成され、それら側壁部２４，２５において回転軸２０の近傍となる箇所から外周側に突出している。特に第八実施形態における当接部８４の突出方向は、側壁部２４，２５から天板１２側に向かう方向に設定されている。当接部８４には、ストッパ８２側を向く平坦面８５が形成されている。この平坦面８５において当接部８４はストッパ８２の湾曲凸面８３に線接触するので、ストッパ８２と当接部２８との接触面積が小さくなる。ペダル全閉時において平坦面８５の軸直断面の輪郭線は、係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う仮想直線Ｌと重なる。したがって、ペダル全閉時にはストッパ８２が当接部８４を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

第九実施形態のアクセル装置では、図１４に示すようにストッパ８６が底板１１の内壁に一体に形成され、当該内壁において繋板１５と開口１０ａとの間となる箇所から天板１２側に向かって突出している。このストッパ８６には、繋板１５側に向かって凸となり且つ軸直断面の輪郭線が円形の湾曲凸面８７が形成されている。また、第九実施形態のアクセル装置では、当接部８８がペダルアーム２１の側壁部２４，２５に一体に形成され、それら側壁部２４，２５において回転軸２０の近傍となる箇所から外周側に突出している。但し、第九実施形態における当接部８８の突出方向は、側壁部２４，２５から底板１１側に向かう方向に設定されている。当接部８８には、ストッパ８６側を向く平坦面８９が形成されている。この平坦面８９において当接部８８はストッパ８６の湾曲凸面８７に線接触するので、ストッパ８６と当接部２８との接触面積が小さくなる。ペダル全閉時において平坦面８９の軸直断面の輪郭線は、係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う仮想直線Ｌと重なる。したがって、ペダル全閉時にはストッパ８６が当接部８８を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

尚、第八及び第九実施形態では、図１５及び図１６に示すように、湾曲凸面８３，８７に代えて第二実施形態と同様な平坦面７０を形成してもよいし、図１７及び図１８に示すように、湾曲凸面８３，８７に代えて第三実施形態と同様な先細り部分の先端面からなる平坦面７２を形成してもよい。また、第八及び第九実施形態では、図１９及び図２０に示すように、湾曲凸面８３，８７に代えて第四実施形態と同様に山形に尖った先端部７４を形成してもよいし、図２１及び図２２に示すように、湾曲凸面８３，８７と平坦面８５，８９に代えて第五実施形態と同様な平坦面７０と湾曲凸面７６を形成してもよい。さらにまた、第八及び第九実施形態では、図２３及び図２４に示すように、湾曲凸面８３，８７と平坦面８５，８９に代えて第六実施形態と同様な平坦面７０と先細り部分の先端面からなる平坦面７９を形成してもよいし、図２５及び図２６に示すように、湾曲凸面８３，８７と平坦面８５，８９に代えて第七実施形態と同様な平坦面７０と山形に尖った先端部８１を形成してもよい。

（第十実施形態）
本発明の第十実施形態によるアクセル装置について、図２７を参照しつつ説明する。
第十実施形態のアクセル装置では、第九実施形態と同様な湾曲凸面８７の形成されたストッパ８６が設けられている。また、第十実施形態のアクセル装置では、当接部９０がペダルロータ２２の係止部３７に一体に形成され、当該係止部３７の板面３７ｂから底板１１側に向かって突出している。当接部９０には、ストッパ８６側を向く平坦面９１が形成されている。この平坦面９１において当接部９０はストッパ８６の湾曲凸面８７に線接触するので、ストッパ８６と当接部９０との接触面積が小さくなる。ペダル全閉時において平坦面９１の軸直断面の輪郭線は、係止部３７に対する付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿う仮想直線Ｌと重なる。したがって、ペダル全閉時にはストッパ８６が当接部９０を付勢力Ｆ_ｓの作用方向に沿って案内することができる。

尚、第十実施形態では、湾曲凸面８７に代えて、第二実施形態と同様な平坦面７０、第三実施形態と同様な先細り部分の先端面からなる平坦面７２、並びに第四実施形態と同様に山形に尖った先端部７４のいずれかを形成してもよい。また、第十実施形態では、湾曲凸面８７と平坦面９１に代えて、第五実施形態と同様な平坦面７０と湾曲凸面７６、第六実施形態と同様な平坦面７０と先細り部分の先端面からなる平坦面７９、第七実施形態と同様な平坦面７０と山形に尖った先端部８１のいずれかを形成してもよい。

以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれら複数の実施形態に限定して解釈されるものではない。
例えば、上述した複数の実施形態では、回転軸２０を有するペダルアーム２１と軸受３を有する側板１３とを樹脂で形成することで、軽量化及び低コスト化を図りつつ高い検出精度を確保している。これに対し、ペダルアーム２１及び軸受３の少なくとも一方を金属で形成するようにしてもよい。また、上述した複数の実施形態では樹脂で形成されているストッパ４，８２，８６についても、金属で形成するようにしてもよい。

また、上述した複数の実施形態では、ペダルアーム２１とペダルロータ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２を一部材又は三部材以上で構成するようにしてもよい。
さらに、上述した複数の実施形態では、アクセルペダル２に付勢力を作用させる付勢部材として、二つの圧縮コイルばねからなる二重コイルばね８を用いているが、例えば引張コイルばねや捻りばね等の適数個を付勢部材として用いるようにしてもよい。

さらにまた、上述した複数の実施形態では回転角度センサ５について、磁気検出部５０を側板１３に固定し、磁界形成部６０を回転軸２０に固定しているが、磁気検出部５０を回転軸２０に固定し、磁界形成部６０を側板１３に固定するようにしてもよい。この場合、直交座標系については、側板１３に固定の系とする。

またさらに、上述した複数の実施形態では回転角度センサ５の磁電変換素子５４として、ホール素子に増幅器等の信号処理回路を組み合わせたものを用いている。これに対し、磁気抵抗素子に信号処理回路を組み合わせたものを磁電変換素子５４として用いてもよいし、ホール素子又は磁気抵抗素子のみで構成した磁電変換素子５４を用いてもよい。

加えて、上述した複数の実施形態では、本発明に従うストッパ４及び回転角度センサ５を用いている。これに対し、ストッパ４の代わりに例えば特許文献１に示すような公知のストッパを用い、その場合の回転軸２０の位置ずれ方向に沿うようにペダル全閉時の直交座標系のＸ方向を規定した回転角度センサ５を用いてもよい。あるいは、本発明に従うストッパ４と公知の回転角度センサとを組み合わせて用いるようにしてもよい。

第一実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第一実施形態によるアクセル装置の一側板を外した状態を示す正面図である。 第一実施形態によるアクセル装置を示す横断面図であって、図２のIII−III線断面図に相当する図である。 第一実施形態による回転角度センサを示す断面図（Ａ）並びに第一実施形態による回転角度センサの作動を説明するための模式図（Ｂ）である。 第一実施形態による回転角度センサを示す断面図（Ａ）並びに第一実施形態による回転角度センサの作動を説明するための模式図（Ｂ）である。 第一実施形態による回転角度センサを示す断面図（Ａ）並びに第一実施形態による回転角度センサの作動を説明するための模式図（Ｂ），（Ｃ）である。 第二実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第三実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第四実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第五実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第六実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第七実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第八実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第九実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 第八実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第九実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第八実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第九実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第八実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第九実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第八実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第九実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第八実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第九実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第八実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第九実施形態によるアクセル装置の変形例を模式的に示す図である。 第十実施形態によるアクセル装置を模式的に示す図である。 従来のアクセル装置を模式的に示す図である。 従来の回転角度センサを示す断面図（Ａ）並びに従来の回転角度センサの作動を説明するための模式図（Ｂ）である。

符号の説明

１ アクセル装置、２ アクセルペダル、３ 軸受（軸受部材）、４，８２，８６ ストッパ、５ 回転角度センサ、８ 二重コイルばね（付勢部材）、１０ ハウジング、１３ 側板（軸受部材）、２０ 回転軸、２１ ペダルアーム、２２ ペダルロータ、２３ 踏部（第一受力部）、２８，８４，８８，９０ 当接部、２９，７９，８５，８９，９１ 平坦面、３７ 係止部（第二受力部）、４２，８３，８７ 湾曲凸面、５０ 磁気検出部、５２，５３ ステータ（第一磁性体）、５４ 磁電変換素子、６０ 磁界形成部、６２，６３ 磁石、６４，６５ ヨーク（第二磁性体）、６６，６７ 対面部、７０，７２ 平坦面、７４ 先端部、７６ 湾曲凸面、Ｆ_ｔ 踏力、Ｆ_ｓ 付勢力、Ｇ_１１，Ｇ_１２，Ｇ_１３，Ｇ_１４，Ｇ_２１，Ｇ_２２，Ｇ_２３，Ｇ_２４ 磁気ギャップ

Claims (9)

1. 軸受部材と、
   付勢部材と、
   回転軸が前記軸受部材に支持され、踏力が作用することにより正転し、前記付勢部材の付勢力が係止部に作用することによって逆転可能に構成されたアクセルペダルと、
   前記アクセルペダルの回転角度を検出する回転角度センサと、
   前記アクセルペダルに設けられた当接部に当接することで、前記アクセルペダルの逆転を制限するストッパと、を備え、
   Ｚ方向が前記回転軸の軸方向と一致する三次元の直交座標系を定義したとき、
   前記アクセルペダルが前記ストッパに当接するペダル全閉時において前記直交座標系のＸ方向に並ぶ二つの第一磁性体間に磁電変換素子を挟んでなり、前記軸受部材及び前記回転軸の一方に固定される磁気検出部、並びに二つの磁石の同じ磁極同士を二つの第二磁性体で繋いでなり、前記軸受部材及び前記回転軸の他方に固定される磁界形成部を、前記回転角度センサは有しており、
   前記直交座標系のＹ方向に前記磁気検出部を挟んで向き合う各前記第二磁性体の対面部は、前記ペダル全閉時において前記付勢部材の付勢力の作用する方向に沿う前記直交座標系のＸ軸と平行に形成され、直近の前記第一磁性体との間に磁気ギャップを形成し、
   前記ストッパおよび前記当接部の少なくともいずれか一方は、前記ストッパと前記当接部とが当接するときに前記係止部に対し前記付勢力が作用する方向と同方向に延びる平坦面を有するように構成され、前記ストッパと前記当接部とが当接した状態では、前記当接部が前記方向へ案内されるようになっており、前記アクセルペダル全体が前記方向へ移動することで、前記アクセルペダルの回転角度の変化が防止されることを特徴とするアクセル装置。
2. 前記アクセルペダルは、踏力を受ける第一受力部と、前記回転軸を挟んで前記第一受力部とは逆側に設けられ前記付勢部材の付勢力を受ける第二受力部とを有し、
   前記当接部は、前記回転軸と前記第一受力部との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置。
3. 前記アクセルペダルは、踏力を受ける第一受力部と、前記回転軸を挟んで前記第一受力部とは逆側に設けられ前記付勢部材の付勢力を受ける第二受力部とを有し、
   前記当接部は、前記回転軸の近傍から外周側に突出し、所定の回転角度で前記ストッパに当接することを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置。
4. 前記ストッパは前記アクセルペダルに線接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクセル装置。
5. 前記ストッパは前記アクセルペダルに面接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクセル装置。
6. 前記磁電変換素子は、ホール素子により磁気を検出し、その検出結果を表す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置。
7. 前記磁電変換素子は、磁気抵抗素子により磁気を検出し、その検出結果を表す信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置。
8. 各前記第一磁性体は同一形状に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。
9. 前記軸受部材及び前記回転軸の少なくとも一方は樹脂で形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクセル装置。

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