JP7327314B2 - アクセル装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両のアクセル装置に関する。
特許文献1には、いわゆる「オルガンペダル構造」のアクセル装置が開示されている。このアクセル装置は、運転席近くの車体床部に設置され、運転者により踏み込まれるパッドを備えている。パッドはアームを介してペダルに接続され、ペダルがパッドの踏込力によってアクセル開方向に回動し、バネの付勢力でアクセル閉方向に復帰する。
アクセル装置の組付時には、パッドがアームの一端に回動可能に連結される。このとき、パッド側に設けられた一対の支持壁の間にアームの一端が圧入され、支持壁が弾性変形するが、支持壁の剛性が高いと、組付荷重による応力集中で支持壁が破損する懸念がある。そこで、支持壁の板厚を薄くし、弾性変形しやすくしているが、パッドには引き上げ方向の荷重が加わるため、これに対する組付強度を確保する必要がある。しかし、従来は、引き上げ荷重に対する対策が不十分であった。
本発明の目的は、パッドとアームの組み付けに際し、組付荷重による支持壁の破損を防止できるとともに、パッド引き上げ荷重に対する組付強度を高めることができるアクセル装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のアクセル装置(100)は、運転者によって踏み込まれるパッド(200)と、パッドの踏込力によりアクセル開方向へ回動されるペダル(400)と、ペダルをパッドに連結するアーム(500)と、アームを介してペダルをアクセル閉方向に付勢する付勢部材(600)とを備える。アームはパッドに組み付けられる軸部(510)を有し、パッドは軸部を回動可能に支持する一対の支持壁(230)を有する。支持壁の相対向する壁面(231)には、軸部が嵌合する軸受部(220)が形成されるとともに、壁面に支持壁の根元側の壁厚を先端側の壁厚よりも厚くする張出部(240)が設けられる。そして、張出部が、軸受部から離れるほど表面積が広くなるR面(241)または斜面(242)を含む。
本発明のアクセル装置は、張出部によって支持壁の根元部が先端部よりも厚肉になるため、先端側の弾性を低下させることなく、根元側の剛性を高めることができる。また、張出部にR面または傾斜面が形成され、その表面積が軸受部から離れるほど広くなっているので、表面積の広がりに応じて、組付時の応力が軸受部から離れた領域に分散され、軸受部近傍の応力集中が緩和される。したがって、パッドおよびアームの組み付けに際し、組付荷重による支持壁の破損を防止できるとともに、パッド引き上げ荷重に対する組付強度を高めることができる。
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態を図1~図8に基づいて説明する。図1に示すように、第1実施形態のアクセル装置100は車体のフロアパネルFPに設置されている。図1において、x軸は車両進行方向を示し、y軸は車幅方向を示し、z軸は鉛直上方向を示す。後述する他の図におけるx,y,z軸も図1と同じ方向を示す。以下では、特に断らない限り、車体設置状態におけるアクセル装置100の形状または構成について説明する。例えば、「上方」または「上側」は、アクセル装置100が車体に設置された状態における上方または上側を意味する。
まず、本発明の第1実施形態を図1~図8に基づいて説明する。図1に示すように、第1実施形態のアクセル装置100は車体のフロアパネルFPに設置されている。図1において、x軸は車両進行方向を示し、y軸は車幅方向を示し、z軸は鉛直上方向を示す。後述する他の図におけるx,y,z軸も図1と同じ方向を示す。以下では、特に断らない限り、車体設置状態におけるアクセル装置100の形状または構成について説明する。例えば、「上方」または「上側」は、アクセル装置100が車体に設置された状態における上方または上側を意味する。
アクセル装置100は、運転者によって踏み込まれるパッド200と、フロアパネルFPに取り付けられるケース300と、パッド200の踏込力によりアクセル開方向へ回動するペダル400と、ペダル400をパッド200に連結するアーム500と、ペダル400をアクセル閉方向に付勢する付勢部材としてのバネ600と、を備えている。パッド200は、下端にてケース300の支点部310に回動可能に支持されている。パッド200の側面には、運転者の足が挟まれないように、パッド200とケース300との隙間を塞ぐ保護壁210が設けられている。
ペダル400およびバネ600はケース300の内側に配置され、ペダル400が支軸410により回動可能に支持され、バネ600がペダル400とケース300内壁面301との間に介装されている。ケース300は、パッド200とペダル400との間に隔壁部303を備え、隔壁部303にアーム500が貫通する開口部311と、パッド200をアクセル全開位置に停止させる全開ストッパ312とが設けられている。なお、ペダル400がアーム500を介してパッド200に連結される構造は、当業者の間で「オルガンペダル構造」と呼ばれている。
アーム500は、パッド200の長手方向中間部に組み付けられる軸部510と、ペダル400の先端部に掛止される掛止部520とを備えている。図2に示すように、軸部510は、パッド200の幅方向(y軸方向)両側に突出するように樹脂製アーム500の先端に一体的に設けられている。パッド200には、図3に示すように、軸部510を回動可能に支持する一対の支持壁230が形成されている。各支持壁230は、パッド200の幅方向から相対するように、樹脂製パッド200の裏面に一体的に突設されている。
図4、図5に示すように、支持壁230の相対向する壁面231には、組付時にアーム500の軸部510が圧入により嵌合される軸受部220が形成されている。軸受部220は支持壁230の幅方向中央部に凹設され、軸受部220の両側に張出部240が形成されている。張出部240は、支持壁230の根元部の壁厚が先端部の壁厚よりも厚くなる形状で形成されている。これにより、支持壁230の根元部は組付荷重に耐え得る剛性を保有し、支持壁230の先端部が組付荷重に応じて変形可能な弾性を発揮する。
本実施形態の張出部240は、支持壁230の幅方向において、軸受部220から離れるほど表面積が広くなるR面(凹形曲面)241を備えている。すなわち、張出部240は、一対の支持壁230の相対向する壁面231の根元部をR面取り成形することで、図6(a)~(c)に示すように、R面241の半径が、軸受部220に近い部位ほど小さく(r1)、軸受部220から離れる部位ほど大きく(r3)、中間部位で中間値(r2)となるように連続的に変化している(r1<r2<r3)。定量化すると、R面241の半径(r)は、支持壁230の中間高さ位置における壁厚(t)の0.5倍~2.0倍(r=0.5t~2.0t)の範囲で連続的に変化するのが好ましい。
また、一対の支持壁230の相対向する壁面231には、組付時に軸部510を軸受部220に案内する傾斜面250が設けられている。傾斜面250は、図6に示すように、支持壁230の上端の壁厚が最小となるように上り勾配の斜状に形成されている。なお、傾斜面250は、図6に実線で示すような平坦面に限定されず、同図に2点鎖線で示すような凹形曲面とすることも可能である。
上記のように構成されたアクセル装置100において、パッド200とアーム500とを組み付ける際には、図4に示すように、パッド200の上方からアーム500を一対の支持壁230の間に圧入し(圧入方向700)、支持壁230を弾性変形させ(変形方向800)、軸部510を軸受部220に嵌合する。このとき、張出部240が支持壁230の根元側の壁厚を先端側の壁厚よりも厚くしているため、先端側の弾性を損なうことなく、根元側の剛性を高めることができる。したがって、支持壁230の破損を防止し、軸部510を軸受部220に容易に組み付けることができる。
また、R面241が張出部240の表面積を軸受部220から離れるほど広くしているため、支持壁230の根元部における応力集中が緩和される。図7は、組付時における応力分布を応力曲線ssdによって模式的に示している。図7(a)に示す比較例の支持壁230は、張出部240の表面積が支持壁230の幅方向各部で一定に形成されている。このため、張出部240の上縁が軸受部220と交差する部位を中心として、応力が支持壁230の根元部に集中的に発生している。これに対し、図7(b)に示す本実施形態の場合は、張出部240の表面積の変化に応じて、応力が軸受部220から離れるほど広域に分散し、応力集中が緩和されている。
したがって、本実施形態のアクセル装置100によれば、応力集中による支持壁230の破損を防止できるとともに、バネ600によるパッド引き上げ荷重に抗して、軸部510および軸受部220の嵌合を長期間強固に維持することができる。また、支持壁230には、軸受部220の上側に傾斜面250が設けられているので、組付時に支持壁230を徐々に変形させ、軸部510を軸受部220にスムーズに嵌合することができ、パッド200およびアーム500の組付性が向上する。
なお、張出部240の表面積は、R面241によらずとも、斜面によって変化させることができる。図8に示す第1実施形態の変形例では、張出部240に平坦な斜面242が設けられている。この斜面242は、R面241と同様、軸受部220から離れるほど表面積が広くなるように形成されている。この形状によっても、根元部への応力集中を緩和し、支持壁230の破損を防止でき、パッド引き上げ荷重に対する組付強度を高めることができる。
<第2実施形態>
第2実施形態のアクセル装置100(図1参照)は、支持壁230の形状において第1実施形態と相違する。図9、図10に示すように、第2実施形態では、支持壁230の両肩部が切り取られ、支持壁230の幅方向中央に先細部260が形成されている。そして、図11に示すように、パッド200がアクセル全開位置に踏み込まれたとき、先細部260がケース300の隔壁部303に形成された開口部311に嵌入する。この構成によれば、支持壁230の両肩部に妨げられることなく、パッド200の踏込ストロークを大きく取ることができる。
第2実施形態のアクセル装置100(図1参照)は、支持壁230の形状において第1実施形態と相違する。図9、図10に示すように、第2実施形態では、支持壁230の両肩部が切り取られ、支持壁230の幅方向中央に先細部260が形成されている。そして、図11に示すように、パッド200がアクセル全開位置に踏み込まれたとき、先細部260がケース300の隔壁部303に形成された開口部311に嵌入する。この構成によれば、支持壁230の両肩部に妨げられることなく、パッド200の踏込ストロークを大きく取ることができる。
<第3実施形態>
第3実施形態のアクセル装置100(図1参照)では、図12、図13に示すように、支持壁230の張出部240と反対側の壁面232に、リブ270が支持壁230とパッド200との間に広がるように形成されている。この構成によれば、リブ270により支持壁230の剛性をさらに強化し、パッド引き上げ方向の荷重に対する組付強度をより一層高めることができる。なお、図3に示すように、リブ270を支持壁230とパッド200の縁取り部201または保護壁210との間を延びるように形成することも可能である。
第3実施形態のアクセル装置100(図1参照)では、図12、図13に示すように、支持壁230の張出部240と反対側の壁面232に、リブ270が支持壁230とパッド200との間に広がるように形成されている。この構成によれば、リブ270により支持壁230の剛性をさらに強化し、パッド引き上げ方向の荷重に対する組付強度をより一層高めることができる。なお、図3に示すように、リブ270を支持壁230とパッド200の縁取り部201または保護壁210との間を延びるように形成することも可能である。
<他の実施形態>
上記各実施形態では、本発明が「オルガンペダル構造」のアクセル装置100に具体化されているが、他の実施形態において、本発明を「オルガンペダル構造」以外のアクセル装置に具体化することも可能である。例えば、運転者の足元に吊り下げられたパッドがアームを介してペダルに連結された構造のアクセル装置に本発明を応用することも可能である。
上記各実施形態では、本発明が「オルガンペダル構造」のアクセル装置100に具体化されているが、他の実施形態において、本発明を「オルガンペダル構造」以外のアクセル装置に具体化することも可能である。例えば、運転者の足元に吊り下げられたパッドがアームを介してペダルに連結された構造のアクセル装置に本発明を応用することも可能である。
その他、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状または構成を適宜に変更して実施することも可能である。
100・・・アクセル装置、200・・・パッド、220・・・軸受部、
230・・・支持壁、231・・・壁面、240・・・張出部、241・・・R面、
242・・・斜面、400・・・ペダル、500・・・アーム、510・・・軸部、
600・・・バネ(付勢部材)。
230・・・支持壁、231・・・壁面、240・・・張出部、241・・・R面、
242・・・斜面、400・・・ペダル、500・・・アーム、510・・・軸部、
600・・・バネ(付勢部材)。
Claims (4)
- 運転者によって踏み込まれるパッド(200)と、前記パッドの踏込力によりアクセル開方向へ回動されるペダル(400)と、前記ペダルを前記パッドに連結するアーム(500)と、前記アームを介して前記ペダルをアクセル閉方向に付勢する付勢部材(600)とを備え、
前記アームは前記パッドに組み付けられる軸部(510)を有し、前記パッドは軸部を回動可能に支持する一対の支持壁(230)を有し、
前記支持壁の相対向する壁面(231)に、前記軸部が嵌合する軸受部(220)が形成されるとともに、前記壁面に前記支持壁の根元側の壁厚を先端側の壁厚よりも厚くする張出部(240)が設けられ、
前記張出部は、前記軸受部から離れるほど表面積が広くなるR面(241)または斜面(242)を含むアクセル装置(100)。 - 前記支持壁の前記壁面に、組付時に前記軸部を前記軸受部に案内する傾斜面(250)が設けられている請求項1に記載のアクセル装置。
- 前記パッドと前記ペダルとの間に隔壁部(303)が設けられ、前記隔壁部に前記アームが貫通する開口部(311)が形成され、前記支持壁は、前記パッドがアクセル全開位置に踏み込まれたとき前記開口部に嵌入する先細部(260)を含む請求項1または2に記載のアクセル装置。
- 前記支持壁は、前記張出部と反対側の壁面(232)から突出するリブ(270)を含む請求項1~3の何れか一項に記載のアクセル装置。
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