JP6180029B2 - 反力出力装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のアクセルペダル装置は、ペダルアーム(操作ペダル)の基端を回動可能に軸支するハウジングに、ペダルアームを初期位置に戻すためのリターンスプリングと、反力を作り出すためのモータと、そのモータの回転をペダルアームに伝達するための出力レバーが内蔵されている。なお、出力レバーは、ペダルアームのリターンスプリングとは別の付勢スプリングにより、常時に初期回動位置に向けて付勢されている。
このアクセルペダル装置では、モータが制御装置によってアクセルペダルの踏み込み状態に応じた出力に制御され、その出力が出力レバーを通してペダルアームに付与される。
また、操作ペダルが踏み込み状態から急激に戻されると、出力レバーが付勢スプリングの付勢力を受けて操作ペダルの戻り作動に追従するように回動しようとする。これにより、第2の回転体が反力出力軸を介して戻り方向に回動する。このとき、クラッチ機構では、第2の回転体が付勢スプリングによる付勢方向にホルダブロックよりも先行して回転しようとするため、クラッチ爪はクラッチ係合部によってクラッチ解除方向に押圧される。したがって、このときクラッチ機構が解除状態とされ、出力レバーが操作ペダルの戻り作動に迅速に追従することになる。
図1は、この実施形態に係る反力出力装置10を採用した車両のアクセルペダル装置1を示す図である。
アクセルペダル装置1は、運転席の足元前方に設置されるペダル本体ユニット2と、運転席の足元前方のペダル本体ユニット2の上方位置に設置される反力出力装置10と、を備えている。
なお、この実施形態においては、ペダルアーム4とペダル本体部5とが操作ペダルを構成している。
反力出力装置10は、反力を作り出すための駆動源であるモータ12と、ハウジング11に回動可能に軸支される反力出力軸13と、モータ12の回転を減速しトルクを増大させて反力出力軸13に伝達する減速機構14と、を備えている。反力出力軸13の軸方向の一端部は、ハウジング11の側面から外側に突出し、その突出した端部に出力レバー15が一体に連結されている。出力レバー15の先端部は、図1に示すように、ペダル本体ユニット2の反力伝達レバー6に回動方向で当接可能とされている。出力レバー15と反力伝達レバー6とは、ペダル本体部5が運転者によって踏み込まれたときに相互に当接する。なお、図2中符号16は、モータ12を駆動するための制御回路を実装した回路基板である。
図2,図4に示すように、減速機構14は、モータ12の回転軸12aに同軸に結合されたウォーム軸17と、ウォーム軸17と噛合するウォームホイール18と、クラッチ機構19(図4参照)を介してウォームホイール18に一体回転可能に接続されるピニオンギヤ20と、ピニオンギヤ20と噛合するセクタギヤ21と、を備え、セクタギヤ21が反力出力軸13に一体に結合されている。クラッチ機構19は、後に詳述するようにモータ12の作動時にウォームホイール18とピニオンギヤ20を接続する。
この実施形態の減速機構14では、ウォーム軸17とウォームホイール18の間で第1段の減速ギヤ部が構成され、ピニオンギヤ20とセクタギヤ21の間で第2段の減速ギヤ部(最終段の減速ギヤ部)が構成されている。
クラッチ機構19は、図4〜図7に示すように、ウォーム軸17(図2参照)とウォームホイール18を介してモータ12の回転軸12aに接続される第1の回転体22と、ピニオンギヤ20とセクタギヤ21を介して反力出力軸13(図2参照)に接続される第2の回転体24と、第1の回転体22の底壁部22aの第2の回転体24と対向する側の面に回動可能に配置され、第1の回転体22のモータ12による回転時に第1の回転体22から回転力を受けて第1の回転体22と同方向に回転する正面視が略方形状のホルダブロック33と、ホルダブロック33の四隅部に回動可能に保持される4つのクラッチ爪35を備えている。さらに、クラッチ機構19は、第2の回転体24の筒壁部の内周面に、円周方向に沿って等間隔に複数設けられた略三角形状のクラッチ係合部37と、ホルダブロック33上の各クラッチ爪35を、クラッチ係合部37と係合可能な回動位置に付勢するクラッチスプリング36と、を備えている。この実施形態の場合、クラッチスプリング36は、ねじりコイルばねによって構成されている。
ホルダブロック33は、その中心部が保持シャフト38に回転可能に支持されており、保持シャフト38は、第1の回転体22の軸心位置に突設されている。保持シャフト38の中心部には第1の回転体22を軸方向に貫通する軸孔23が設けられている。この軸孔23には、ピニオンギヤ20と第2の回転体24を支持する上記の支持ピン25が嵌入されている。第1の回転体22は支持ピン25を介してハウジング11に回転可能に支持されている。
図1に示すペダル本体部5が運転者によって踏み込まれると、ペダルアーム4が支軸3aを中心として図中半時計回りに回転し、その回転角に応じて内燃機関のスロットルバルブの開度が調整される。一方、ペダルアーム4が初期位置から半時計回りに回転すると、ペダルアーム4に固定された反力伝達レバー6が、ペダルアーム4とともに半時計回りに回転し、反力伝達レバー6の先端部に当接している反力出力装置10の出力レバー15が反力出力軸13とともに図1中の時計回り方向に回転する。
したがって、この実施形態に係る反力出力装置10の場合、操作ペダルが急激に戻されたときに、出力レバー15を操作ペダルの戻り作動に迅速に追従させることができ、その直後に操作ペダルが再度踏み込まれる場合にも、モータ12による反力出力を操作ペダルに迅速に作用させることができる。
また、上記の実施形態においては、反力出力装置を車両のアクセルペダルに用いているが、反力出力装置は、アクセルペダル以外の車両の操作ペダルや、シミュレーション機器の操作ペダル等にも適用することができる。
5…ペダル本体部(操作ペダル)
10…反力出力装置
12…モータ
13…反力出力軸
15…出力レバー
19…クラッチ機構
22…第1の回転体
24…第2の回転体
27…コイルスプリング(付勢スプリング)
33…ホルダブロック
35…クラッチ爪
36…クラッチスプリング
37…クラッチ係合部
Claims (1)
- 反力を操作ペダルに出力する反力出力装置において、
反力を作り出す駆動源であるモータと、
反力を前記操作ペダル側に出力する反力出力軸と、
前記反力出力軸に連結され、反力を前記操作ペダルに伝達する出力レバーと、
前記出力レバーを、前記操作ペダルの戻り作動に追従させる方向に付勢する付勢スプリングと、
前記モータの回転軸と前記反力出力軸の間で動力を断接するクラッチ機構と、を備え、
前記クラッチ機構は、
前記モータから前記反力出力軸に駆動力を伝達する経路中で前記モータの回転軸側に接続される第1の回転体と、
前記第1の回転体と同軸にかつ相対回転可能に配置され、前記経路中で前記反力出力軸側に接続される第2の回転体と、
前記第1の回転体の前記モータによる回転時に当該第1の回転体から回転力を受けて当該第1の回転体と同方向に回転するホルダブロックと、
前記ホルダブロックに回動可能に保持されるクラッチ爪と、
前記第2の回転体に設けられ、前記クラッチ爪と係合可能なクラッチ係合部と、
前記クラッチ爪を前記クラッチ係合部と係合可能な回動位置に付勢するクラッチスプリングと、を備え、
前記クラッチ爪は、前記クラッチ係合部と係合して前記ホルダブロックの回転を前記第2の回転体に伝達するクラッチ係合位置と、前記クラッチ係合部と非係合となるクラッチ解除位置との間で回動可能にされるとともに、
前記第2の回転体が前記付勢スプリングによる付勢方向に前記ホルダブロックよりも先行して回転するとき、前記クラッチ係合部によってクラッチ解除方向に押圧されるように構成され、
前記第2の回転体のクラッチ係合部は、当該第2の回転体の回転軸心を中心とする円周方向に沿って等間隔に複数設けられ、
前記クラッチ爪は、前記第1の回転体の回転円周上に複数設けられ、
一の前記クラッチ爪と前記第2の回転体側のクラッチ係合部が係合するときの前記第1の回転体と前記第2の回転体の回動位相と、他の一の前記クラッチ爪と前記第2の回転体側のクラッチ係合部が係合するときの前記第1の回転体と前記第2の回転体の回転位相がずらして設定されていることを特徴とする反力出力装置。
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