JP5743789B2 - アクセルペダル装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、上記ヒステリシス発生機構において、二つの摩擦片は、くさび作用を生じるように互いに食い込んだ後は、相対的に移動しない二つの摩擦片の外側面がハウジングの内側面にそれぞれ接触しつつ内側面に対して相対的に移動することで生じる摩擦力を利用するだけであるため、斯かる機構の小型化を図ると、充分な摩擦力すなわち踏力に対する負荷が得られず、所望のヒステリシス特性が得られなくなる虞がある。
この構成によれば、アクセルペダルが踏み込まれペダルアームが踏み込み方向に回転すると、第1スライダの第1傾斜面が第2スライダの第2傾斜面を押して、両者のくさび作用により、第1スライダ及び第2スライダが摺動案内路に押し付けられつつ付勢バネの付勢力に抗して移動すると共に、摺動案内路が先細りに形成されているため、第1スライダと第2スライダが互いに摺動案内路の中心に近づくような相対的な摺動を生じる。
したがって、休止位置から最大踏込み位置に向かう際の摩擦力としては、第1スライダと傾斜面をもつ摺動案内路との間の摩擦力及び第2スライダと傾斜面をもつ摺動案内路との間の摩擦力に加えて、第1スライダ(の第1傾斜面)と第2スライダ(の第2傾斜面)との間の摩擦力が作用するため、その分だけ摩擦力を増加させることができ、一方、アクセルペダルが戻されてペダルアームが戻し方向に回転すると、付勢バネの付勢力により、第2スライダ及び第1スライダが押し戻され、最大踏込み位置から休止位置に向かう際の摩擦力は、第1スライダ及び第2スライダが自由となる開放側に移動するため、小さくなる。
したがって、仮にヒステリシス発生機構(摺動案内路、第1スライダ及び第2スライダ、付勢バネ等)を小型化しても、踏込み時の摩擦力を大きくして、踏力に対して所望のヒステリシスを得ることができる。
この構成によれば、第1スライダは、その第1摺動面を介して摺動案内路の内壁面と面接触して摺動し、第2スライダは、その第2摺動面を介して摺動案内路の内壁面と面接触して摺動するため、安定した摩擦力が生じ、踏力において所望のヒステリシス特性を得ることができる。
この構成によれば、第1スライダの第1摺動面が摺動案内路の第1傾斜内壁面と平面状に面接触して摺動し、第2スライダの第2摺動面が摺動案内路の第2傾斜内壁面と平面状に面接触して摺動するため、スティック(食い付き)等の発生を防止して、摺動動作を円滑に行わせ安定した摩擦力を得ることができる。
この構成によれば、第1スライダの第1摺動面及び第2スライダの第2摺動面が摺動案内路の円錐状の内壁面と曲面状に面接触して摺動するため、第1スライダと第2スライダとの自動調芯を行うことができ、安定した摩擦力を得ることができる。
この構成によれば、ハウジングの筒状部に付勢バネを嵌め込み、その外側から第2スライダを嵌め込み、さらにその外側から第1スライダを嵌め込むだけで、ヒステリシス発生機構を形成することができるため、組み付け作業の簡素化、構造の簡素化、機構及び装置の小型化を達成することができる。
この構成によれば、仮に、第1スライダ及び第2スライダがスティック(ロック)して戻らなくなった場合でも、復帰バネの付勢力によりペダルアーム(アクセルペダル)を休止位置に確実に復帰させることができる。
この構成によれば、アクティブ制御機構をハウジング内に配置するような場合でも、ヒステリシス発生機構を下側アームの領域に配置することで、装置(ハウジング)全体の小型化を達成することができる。
このアクセルペダル装置は、図1ないし図5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(不図示)に連動しハウジング10により規定される所定の軸線Lを中心として回動自在に支持されたペダルアーム20、ペダルアーム20を休止位置に戻す付勢力を及ぼす復帰バネ30、アクセルペダルの踏力(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40(摺動案内路12j´、第1スライダ41、第2スライダ42、付勢バネ43)、所定条件下においてペダルアーム20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50(駆動源51(ロータ51a、コイル51b、ヨーク51c)、戻しレバー52)、ペダルアーム20の回転角度位置を検出する位置センサ60(アーマチュア61、永久磁石62、ステータ63、ホール素子64)、アクティブ制御機構50(コイル51b)の温度を検出する温度センサ70、制御回路基板80、制御回路基板80に電気的に接続されたコネクタ90等を備えている。
第1ハウジング本体11は、樹脂材料により成形されており、図2ないし図4に示すように、側壁部11a、側壁部11aの内側において軸線Lと同軸上に設けられた円筒状の軸受部11b、軸受部11bの中央において軸線L方向の内側に向けて突出しかつ側壁部11aの外側に向けて凹状に形成された円柱部11c、第2ハウジング本体12を連結するための複数の連結孔11d、側壁部11aの外側に形成されて制御回路基板80を取り付けるために位置決めする複数の位置決めピン11e、側壁部11aの外側に形成されて第1ハウジングカバー13を結合するための複数のネジ穴11f、アクティブ制御機構50に含まれる励磁用のコイル51bを制御回路基板80に電気的に接続するべく側壁部11aに埋設された複数の端子11g、第2ハウジング本体12を連結するための複数の連結片11h、ペダルアーム20の最大踏込み位置を規定する全開ストッパ11i等を備えている。
円柱部11cは、図6に示すように、軸受部11bと同軸上(軸線L上)に中心をもつように形成され、軸受部11bがペダルアーム20の円筒部21に嵌め込まれた状態で、円筒部21の内周面に固定された環状のアーマチュア61及び円弧状の一対の永久磁石62と非接触となるように形成されている。
また、円筒部21には、図4及び図6に示すように、その縮径部分の内周面において、磁性材料からなる環状のアーマチュア61、アーマチュア61の内周面に結合された一対の円弧状の永久磁石62が設けられている。
上側アーム23は、ペダルアーム20が第1ハウジング本体11及び第2ハウジング本体12により回動自在に挟持された状態において、復帰バネ30の付勢力により、その縁部23aが戻しレバー52の近傍に配置された嵌合突起12dに当接してペダルアーム20が休止位置に位置決めされ、又、その縁部23bに対してペダルアーム20を休止位置に向けて押し戻す戻しレバー52が当接するように形成されている。
当接部25は、図8に示すように、筒状部12j内に配置されたヒステリシス発生機構40の第1スライダ41に離脱可能に当接して、第1スライダ41及び第2スライダ42を付勢バネ43の付勢力に抗して押し込むように形成されている。
摺動案内路12j´は、図8に示すように、中央軸線CLに対して中心角2αをなす円錐状の内壁面S(中央軸線CLに対して角度αの傾斜をなす内壁面S)を画定するように、すなわち、アクセルペダルの踏み込みに連動する第1スライダ41及び第2スライダ42の移動方向に向かって(奥側に向かって)先細りとなるように形成されている。
第1摺動面41aは、摺動案内路12j´の内壁面Sに摺動自在に接触するように曲面状に形成されている。
第1傾斜面41bは、中央軸線CLに対して所定角度θだけ傾斜して、第2スライダ42の第2傾斜面42bと摺動自在に係合するように形成されている。
係合面41cは、ペダルアーム20の当接部25が離脱可能に係合し得るように形成されている。
中央突起41dは、第2スライダ42の中央開口42dに対して隙間をおいて挿入される、すなわち、中央軸線CLに垂直な方向における第1スライダ41と第2スライダ42との所定量の相対的な移動を許容するように形成されている。
第2摺動面42aは、摺動案内路12j´の内壁面Sに摺動自在に接触するように曲面状に形成されている。
第2傾斜面42bは、中央軸線CLに対して所定角度θだけ傾斜して、第1スライダ41の第1傾斜面41bと摺動自在に係合するように形成されている。
受け面42cは、付勢バネ43の一端部を受けるように形成されている。
中央開口42dは、中央軸線CLに垂直な方向における第1スライダ41と第2スライダ42との所定量の相対的な移動を許容するべく、第1スライダ41の中央突起41dを受け入れるように形成されている。
尚、第1傾斜面41b及び第2傾斜面42bの角度θとしては、例えば45度程度が選択され、摺動案内路12jの内壁面Sの角度αとしては、例えば1度程度が選択される。
したがって、休止位置から最大踏込み位置に向かう際の摩擦力としては、第1スライダ41(の第1摺動面41a)と摺動案内路12j´との間の摩擦力及び第2スライダ42(の第2摺動面42a)と摺動案内路12j´との間の摩擦力に加えて、第1スライダ41(の第1傾斜面41b)と第2スライダ42(の第2傾斜面42b)との間の摩擦力が作用するため、その分だけ摩擦力を増加させることができる。
尚、戻り動作の途中において、仮に、第1スライダ41及び第2スライダ42がスティック(ロック)して戻らなくなった場合は、復帰バネ30の付勢力により、当接部25が第1スライダ41(の係合面41c)から離脱することで、ペダルアーム20(アクセルペダル)は、所定の休止位置に確実に戻るようになっている。
したがって、ヒステリシス発生機構40(摺動案内路12j´、第1スライダ41及び第2スライダ42、付勢バネ43等)を小型化しても、図9に示すように、第1スライダ41と第2スライダ42との相対的な移動に伴う摩擦力が追加された分だけ踏込み時の摩擦力を大きくして、踏力に対して所望のヒステリシスを得ることができる。
また、第1スライダ41の第1摺動面41a及び第2スライダ42の第2摺動面42aが摺動案内路12j´の円錐状の内壁面Sと曲面状に面接触して摺動するため、第1スライダ41と第2スライダ42との自動調芯を行うことができ、安定した摩擦力を得ることができる。
ロータ51aは、図5に示すように、第2ハウジング本体12の軸受孔12gに通されて支持される回転軸51a´及び締結用のナット51a´´を有し、回転軸51a´の端部において戻しレバー52が一体的に回転するように固定されている。尚、ロータ51aは、ナット51a´´側も第2ハウジングカバー14の軸受部14dにより回動自在に支持されるようになっている。
コイル51bは、ボビンを介して図示しない励磁部材に巻回され、組付けの際にその接続端子が開口部12hを通して第1ハウジング本体11に埋設された端子11gと接続されるようになっている。
ヨーク51cは、第2ハウジング本体12の取付凹部12eに配置され、第2ハウジング本体12の側壁部12aと第2ハウジングカバー14により挟持されると共にその一部を除いて露出しないように覆われた状態で保持されるようになっている。
すなわち、駆動源51は、軸線Lに平行な軸線L2を中心として所定の角度範囲を回動すると共に戻しレバー52を直結するロータ51aを含むトルクモータである。
尚、ペダルアーム20の踏力に抵抗して戻しレバー52を回動させることができるものであれば、トルクモータに限らずその他の構成をなす駆動源を適用してもよい。
そして、戻しレバー52は、駆動源51が駆動力(回転トルク)を及ぼさないとき、ペダルアーム20の揺動に追従するように、すなわち、上側アーム23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、駆動源51が駆動力(回転トルク)を及ぼすとき、踏力に抵抗してペダルアーム20を休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を上側アーム23に対して及ぼすようになっている。
すなわち、ペダルアーム20が回動することにより、アーマチュア61及び永久磁石62が、ステータ63及びホール素子64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64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20の角度位置が検出されるようになっている。
そして、制御回路基板80は、第1ハウジング本体11と第1ハウジングカバー13と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。
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30の付勢力により、上側アーム23が嵌合突起12dに当接して、ペダルアーム20は休止位置に停止している。このとき、ペダルアーム20の当接部25は、第1スライダ41の係合面41bと離脱可能に係合した状態にある。また、戻しレバー52(のローラ52a)は、上側アーム23に戻し力を及ぼさない状態で係合した状態にある。
また、アクティブ制御機構50が仮に作動不良になっても、戻しレバー52はペダルアーム20の上側アーム23に対して離脱可能であるため、ペダルアーム20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40及びアクティブ制御機構50が作動不良になっても、復帰バネ30が直接付勢力を及ぼしているため、ペダルアーム20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。
この実施形態において、ヒステリシス発生機構40´は、図10及び図11に示すように、第2ハウジング本体12の筒状部12jに形成された摺動案内路12j´´、第1スライダ41´、第2スライダ42´、付勢バネ43により構成されている。
摺動案内路12j´´は、図10及び図11に示すように、中央軸線CLに対して上側に角度αをなす平面状の第1傾斜内壁面S1、中央軸線CLに対して下側に角度αをなす平面状の第2傾斜内壁面S2を画定するように、すなわち、アクセルペダルの踏み込みに連動する第1スライダ41´及び第2スライダ42´の移動方向に向かって(奥側に向かって)先細りとなるように形成されている。
第1摺動面41a´は、摺動案内路12j´´の第1傾斜内壁面S1に摺動自在に接触するように平面状に形成されている。
第2摺動面42a´は、摺動案内路12j´´の第2傾斜内壁面S2に摺動自在に接触するように平面状に形成されている。
したがって、休止位置から最大踏込み位置に向かう際の摩擦力としては、第1スライダ41´と摺動案内路12j´´(第1傾斜内壁面S1)との間の摩擦力及び第2スライダ42´と摺動案内路12j´´(第2傾斜内壁面S2)との間の摩擦力に加えて、第1スライダ41´(の第1傾斜面41b)と第2スライダ42´(の第2傾斜面42b)との間の摩擦力が作用するため、その分だけ摩擦力を増加させることができる。
この実施形態においては、第1スライダ41´の第1摺動面41a´が摺動案内路12j´´の第1傾斜内壁面S1と平面状に面接触して摺動し、第2スライダ42´の第2摺動面42a´が摺動案内路12j´´の第2傾斜内壁面S2と平面状に面接触して摺動するため、スティック(食い付き)等の発生を防止して、摺動動作を円滑に行わせ安定した摩擦力を得ることができる。
上記実施形態においては、ペダルアーム20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場合を示したが、アクセルペダルを一体的に備えたペダルアームを用いる構成において、本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、ハウジング10が、第1ハウジング本体11、第2ハウジング本体12、第1ハウジングカバー13、及び第2ハウジングカバー14により構成される場合を示したが、これに限定されるものではなく、二分割のハウジング本体からなる構成を採用してもよい。
10 ハウジング
11 第1ハウジング本体
11a 側壁部
11b 軸受部
11c 円柱部
11d 連結孔
11e 位置決めピン
11f ネジ穴
11g 端子
11h 連結片
11i 全開ストッパ
12 第2ハウジング本体
12a 側壁部
12b 軸受部
12d 嵌合突起
12e 取付凹部
12f ネジ孔
12g 軸受孔
12h 開口部
12i 受け部
12j 筒状部
12j´,12j´´ 摺動案内路
S 円錐状の内壁面
S1 第1傾斜内壁面
S2 第2傾斜内壁面
12k ネジ穴
12m 連結爪
13 第1ハウジングカバー
13a 側壁部
13b ネジ孔
14 第2ハウジングカバー
14a 側壁部
14b ネジ孔
14c 凹部
14d 軸受部
20 ペダルアーム
21 円筒部
22 下側アーム
23 上側アーム
24 受け部
25 当接部
30 復帰バネ
40,40´ ヒステリシス発生機構
41,41´ 第1スライダ
41a,41a´ 第1摺動面
41b 第1傾斜面
41c 係合面
41d 中央突起
42,42´ 第2スライダ
42a,42a´ 第2摺動面
42b 第2傾斜面
42c 受け面
42d 中央開口
43 付勢バネ
50 アクティブ制御機構
51 駆動源
51a ロータ
51a´ 回転軸
51b 励磁用のコイル
51c ヨーク
52 戻しレバー
52a ローラ
60 位置センサ
70 温度センサ
80 制御回路基板
90 コネクタ
Claims (7)
- 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所定軸線回りに回動可能に支持するハウジングと、
前記アクセルペダルの踏力にヒステリシスを発生させるべく,前記ハウジングに形成された摺動案内路,前記摺動案内路内に摺動自在に配置されると共に踏力が及ぼされるべく前記ペダルアームと係合しかつ移動方向に対して傾斜した第1傾斜面をもつ第1スライダ,前記摺動案内路内に摺動自在に配置されると共に前記第1傾斜面と接触する第2傾斜面もつ第2スライダ,及び前記第2スライダに係合して踏力に拮抗する向きに付勢力を及ぼす付勢バネを含むヒステリシス発生機構と、を備えたアクセルペダル装置であって、
前記摺動案内路は、前記アクセルペダルの踏み込みに連動する前記第1スライダ及び第2スライダの移動方向に向かって先細りとなるように形成されている、
ことを特徴とするアクセルペダル装置。 - 前記第1スライダは、前記摺動案内路に摺動自在に接触する第1摺動面を有し、
前記第2スライダは、前記摺動案内路に摺動自在に接触する第2摺動面を有し、
前記摺動案内路は、前記第1摺動面及び第2摺動面を摺動自在に案内する内壁面を有する、
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。 - 前記第1摺動面及び第2摺動面は、平面状に形成され、
前記摺動案内面は、前記第1スライダの第1摺動面を摺動自在に接触させる平面状の第1傾斜内壁面と、前記第2スライダの第2摺動面を摺動自在に接触させる平面状の第2傾斜内壁面と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に記載のアクセルペダル装置。 - 前記第1摺動面及び第2摺動面は、曲面状に形成され、
前記摺動案内面は、前記第1スライダの第1摺動面及び第2スライダの第2摺動面を摺動自在に接触させる円錐状の内壁面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に記載のアクセルペダル装置。 - 前記ハウジングは、一端が開口して前記摺動案内路を画定する筒状部を有し、
前記筒状部には、前記第1スライダ、第2スライダ、及び付勢バネが配置されている、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。 - 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を含み、
前記ペダルアームは、前記第1スライダ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1ないし5いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。 - 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ように制御するべく,前記ペダルアームに当接して戻し力を及ぼす戻しレバー,前記戻しレバーを駆動する駆動源を含むアクティブ制御機構をさらに含み、
前記ペダルアームは、前記所定軸線を境にして上側に位置する上側アーム及び下側に位置する下側アームを有し、
前記戻しレバーは、前記上側アームと係合するように形成され、
前記当接部は、前記下側アームに形成されている、
ことを特徴とする請求項6に記載のアクセルペダル装置。
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