(57)【要約】【課題】踏込み開始時のペダル部材の操作フィーリングを向上するペダル装置を提供する。【解決手段】運転者により踏み込み操作されるペダル部材は、２重コイルばねによって踏込方向とは逆回転方向に付勢されている。ペダル部材の回転運動に摩擦力を与えるフリクションワッシャ７０は、ハウジングに支持される固定部７４、ペダル部材の回転軸Ｏの方向から見て固定部７４の径外方向に設けられ、ペダル部材と摺接する摺接部７２、及び固定部７４と摺接部７２との間で回転方向に弾性変形可能に設けられた弾性変形部７５を有している。これにより、ペダル部材の踏込み開始時、弾性変形部７５が回転方向へ弾性変形することで、摺接部７２は、ペダル部材と一緒に回転方向へ移動する。したがって、摺接部７２とペダル部材とが静止状態から摺動状態に移行するとき、運転者に与える飛び出し感を抑制することができる。【選択図】図４
2010211581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付け可能な支持部材と、
前記支持部材に回転自在に支持され、運転者により踏込操作されるペダル部材と、
前記支持部材に一方の端部が係止され前記ペダル部材の踏込方向とは逆回転方向に前記ペダル部材を付勢する付勢手段と、
前記支持部材と前記ペダル部材との間に設けられ、前記ペダル部材の回転運動に摩擦力を与える摩擦手段と、を備え、
前記摩擦手段は、前記支持部材又は前記ペダル部材の一方に支持される固定部と、前記回転軸方向から見て前記固定部の径外方向に設けられ、前記支持部材又は前記ペダル部材の他方と摺接する摺接部と、前記固定部と前記摺接部との間で前記ペダル部材の回転方向に弾性変形可能に設けられる弾性変形部と、を有することを特徴とするペダル装置。
【請求項２】
前記摺接部は、前記ペダル部材の回転方向に複数設けられることを特徴とする請求項１に記載のペダル装置。
【請求項３】
前記弾性変形部は、前記ペダル部材の回転方向に複数設けられる厚肉部と、隣り合う前記厚肉部を接続する前記薄肉部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のペダル装置。
【請求項４】
前記弾性変形部は、前記固定部から径外方向に延びて、前記ペダル部材の回転方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のペダル装置。
【請求項５】
前記摩擦手段は、前記弾性変形部の前記摺接部とは回転軸方向の反対側に、前記支持部材又は前記ペダル部材の一方に当接する当接部を有し、該当接部は、回転方向の距離が前記摺接部の回転方向の距離よりも小さく形成されることを特徴とする請求項４に記載のペダル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のペダル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されるペダル装置は、運転者がペダル部材を踏み込む力（以下、「踏力」という。）とスプリングの弾性力によりペダル部材を回転させ、この回転角度をセンサで検出し、内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）に回転角度信号を送っている。
このようなアクセルバイワイヤ式のペダル装置では、踏力及びスプリングの弾性力を利用してペダル部材の回転運動を妨げる摩擦力を発生させ、ペダル部材の回転量に応じた所定のヒステリシス特性を踏力に得られるようにしている。ペダル装置は、このヒステリシス特性を得ることで、踏力が多少変動してもペダル操作量を所望の位置に保持する等、車両に適する操作フィーリングを備えている。
【０００３】
特許文献１では、ペダル部材と一体で回転するスプリングロータとハウジングとの間にフリクションワッシャを設け、このフリクションワッシャとスプリングロータとが摺動するようにしている。このような構成では、ペダル部材の踏込み開始時にフリクションワッシャとスプリングロータとが静止状態から摺動状態に移行するとき、静止摩擦係数と動摩擦係数の差によって踏力が瞬間的に大きくなり、その後、同じ踏力なるまでペダル部材がスリップするように回転するいわゆるスリップストロークが生じる。このため、センサの出力電圧が瞬時に大きくなり、運転者に飛び出し感を与えるおそれがある。
【０００４】
一方、特許文献２では、フリクションワッシャの径外方向の端部をハウジングに取り付け、この端部を弾性変形可能に構成することで、ペダル部材の踏込み開始時の踏力変化を緩やかにしている。しかしながら、このような構成では、経時変化又は温度変化に伴って、フリクションワッシャがペダル部材と摺動する位置が変化し、ヒステリシス特性にばらつきが生じることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３３０８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２１３３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなられたものであり、その目的は、踏込み開始時の操作フィーリングを向上するペダル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、運転者により踏み込み操作されるペダル部材は、支持部材に回転自在に支持される。支持部材に一方の端部が係止された付勢手段は、ペダル部材の踏込方向とは逆回転方向にペダル部材を付勢する。摩擦手段は、支持部材とペダル部材との間に設けられ、ペダル部材の回転運動に摩擦力を与える。この摩擦手段は、固定部、摺接部及び弾性変形部を有している。固定部は、支持部材又はペダル部材の一方に支持されている。摺接部は、回転軸方向から見て固定部の径外方向に設けられ、支持部材又はペダル部材の他方と摺接する。弾性変形部は、固定部と摺接部との間でペダル部材の回転方向及び反回転方向に弾性変形可能に設けられる。
【０００８】
摩擦手段の固定部が支持部材に支持される構成の場合、ペダル部材の踏込み開始時、摺接部とペダル部材との間に静止摩擦力が生じると、弾性変形部に応力が生じ、弾性変形部はペダル部材の回転方向へ弾性変形する。このため、摺接部は、ペダル部材と同期して回転方向へ移動する。
一方、摩擦手段の固定部がペダル部材に支持される構成の場合、ペダル部材の踏込み開始時、摺接部と支持部材との間に静止摩擦力が生じると、弾性変形部に応力が生じ、弾性変形部はペダル部材の反回転方向へ弾性変形する。このため、摺接部は、支持部材と同期して反回転方向へ移動する。
したがって、ペダル部材と摺接部とが静止状態から摺動状態に移行するときに踏力が瞬間的に大きくなることが抑制され、ペダル部材のスリップストロークが小さくなる。よって、センサの出力電圧が踏力に伴って大きくなるので、運転者に与える飛び出し感が抑制され、踏込み開始時のペダル部材の操作フィーリングを向上することができる。
さらに、弾性変形部がペダル部材の回転方向及び反回転方向に弾性変形することで、摺接部は、ペダル部材とともに回転方向及び反回転方向に移動する。このため、摺接部は、ペダル部材と摺接する面が変化することを抑制できる。これにより、経時変化及び温度変化によって、摺接部と支持部材又はペダル部材との間に生じる摩擦力の変化に起因するヒステリシス特性のばらつきが抑制される。したがって、ペダル装置は、安定したヒステリシス特性を得ることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、摺接部は、ペダル部材の回転方向に複数設けられる。このため、ペダル部材の踏込み開始時、複数の摺接部は、其々がペダル部材と同期して回転方向へ移動しつつ、ペダル部材との静止状態から摺動状態に移行する。
【００１０】
請求項３に記載の発明によると、弾性変形部は、ペダル部材の回転方向に設けられる複数の厚肉部と、隣り合う厚肉部を接続する薄肉部とを有する。これにより、弾性変形部は、回転方向の剛性が小さくなり、ペダル部材の踏込み開始時、回転方向へ弾性変形が可能となる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によると、弾性変形部は、固定部から径外方向に延びて、ペダル部材の回転方向に複数設けられている。これにより、各弾性変形部は、独立して回転方向へ弾性変形することができるようになる。このため、各摺接部は、ペダル部材と同期して回転方向へ円滑に移動することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明によると、摩擦手段は、弾性変形部の摺接部とは回転軸方向の反対側に、支持部材又はペダル部材の一方に当接する当接部を有し、この当接部は、回転方向の距離が摺接部の回転方向の距離よりも小さく形成される。これにより、摺接部が回転方向へ容易に変位することができるようになるとともに、摺接部と当接部との面圧に差異が生じ、各摺接部と支持部材又はペダル部材の他方とが静止状態から摺動状態に移行するのに前後して、各当接部と支持部材又はペダル部材の一方が静止状態から摺動状態に移行することが可能となる。したがって、ペダル部材の踏込み開始時におけるスリップストロークが小さくなり、ペダル部材の操作フィーリングを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態のペダル装置の平面図。
【図２】本発明の第１実施形態のペダル装置の側面図。
【図３】図２のIII−III線断面図。
【図４】本発明の第１実施形態のペダル装置に用いられるフリクションワッシャの平面図。
【図５】図４のV方向矢視図。
【図６】図４のVI方向矢視図。
【図７】本発明の第１実施形態のペダル装置の踏力特性図。
【図８】本発明の第２実施形態のペダル装置に用いられるフリクションワッシャの平面図。
【図９】図８のIX方向矢視図。
【図１０】図８のX方向矢視図。
【図１１】図８のXI−XI線断面図。
【図１２】本発明の第３実施形態のペダル装置に用いられるフリクションワッシャの平面図。
【図１３】図１２のXIII方向矢視図。
【図１４】図１２のXIV方向矢視図。
【図１５】図１２のXV−XV線断面図。
【図１６】図１２の回転軸Ｏ方向の反対側から見た背面図。
【図１７】第１比較例のペダル装置に用いられるフリクションワッシャの平面図。
【図１８】図１７のXVIII方向矢視図。
【図１９】第１比較例の踏力特性図。
【図２０】第２比較例のペダル装置に用いられるフリクションワッシャの平面図。
【図２１】第２比較例の踏力特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。第１実施形態は請求項１、２、３に記載の発明を具現化したものであり、第２実施形態は請求項１、２、４に記載の発明を具現化したものであり、第３実施形態は請求項１、２、４、５に記載の発明を具現化したものである。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のペダル装置は、車両に搭載され、運転者によるペダル部材の踏込量に応じて車両の運転状態を制御する。ペダル装置はアクセルバイワイヤ方式を採用しており、ペダル部材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。
【００１５】
ペダル装置は、図１−図３に示すように、支持部材としてのハウジング１０、ペダル部材２０、付勢手段としての２重コイルばね５０、回転角センサ６０、及び摩擦手段としてのフリクションワッシャ７０等を備えている。
ハウジング１０は、略箱形状に形成され、底板１１、底板１１と向合う天板１２、底板１１及び天板１２に対して垂直に設けられ、互いに向き合う２つの側板１３、１４等から構成されている。底板１１、天板１２、及び側板１３、１４は樹脂により一体に形成されている。
底板１１は、側板１３、１４から外側に延びて設けられ、車両に取り付けるためのボルト孔１５を有している。一方の側板１３は、板厚方向に通じる略円筒状の軸受孔１３１を有している。他方の側板１４は、板厚方向に通じる切欠き孔１４１を有している。この切欠き孔１４１の内壁に軸受部材１６が嵌合している。軸受部材１６には、一方の側板１３側に突出する略円筒状の軸受部１６１が設けられている。軸受孔１３１及び軸受部１６１の中心軸線は、後述するペダル部材２０の回転軸Ｏと同一である。
【００１６】
ペダル部材２０は、軸部材３０、ペダルロータ２１、ペダルアーム２６及びスプリングロータ４０等を有している。
軸部材３０は、樹脂から略円柱状に形成され、軸方向の一方の端部３１が側板１３の軸受孔１３１の内壁に回転可能に支持され、他方の端部３２が軸受部１６１の径内側の内壁に回転可能に支持されている。
【００１７】
ペダルロータ２１は、円柱状の回転部２２と、この回転部２２から径外方向へ突出する揺動部２３とから構成されている。回転部２２と揺動部２３とは、樹脂により一体に形成されている。
回転部２２は、回転軸Ｏ方向に略円筒状の大径孔２２１を有している。この大径孔２２１に軸部材３０が挿通されている。回転部２２には、大径孔２２１の径内方向へ突出する図示しない突起が設けられ、軸部材３０に設けられた図示しない溝と係合している。このため、ペダルロータ２１と軸部材３０は、ハウジング１０に対し回転軸Ｏを中心に同期して回転する。
回転部２２の側板１３側には、円環状の溝２２２が形成され、この溝２２２に円環状のフリクションリング２４が圧入されている。フリクションリング２４は、側板１３の内壁と摺接する。
揺動部２３は、回転部２２とは反対側の端部が、２つの側板１３、１４の間に設けられた開口１７からハウジング１０の外側に突出している。揺動部２３の回転方向の一端には当接部２３１が設けられ、天板１２に設けられたストッパ１２１に当接可能である。揺動部２３の回転方向の他端には、キックダウンスイッチ２５が設けられ、底板１１に設けられたストッパ１１１に当接可能である。
ペダルアーム２６は、棒状の金属から形成されている。ペダルアーム２６は、一方の端部が略直角に曲げられ、揺動部２３に形成された溝２３２及び孔２３３に嵌め込まれることでペダルロータ２１に取り付けられている。ペダルアーム２６の他方の端部には、運転者が足で踏込み操作する図示しない操作部が取り付けられている。
【００１８】
スプリングロータ４０は、円環状のロータ部４１と、このロータ部４１から径外方向へ突出する突出部４２から構成されている。ロータ部４１と突出部４２とは、樹脂により一体に形成されている。
ロータ部４１は、回転軸Ｏ方向に略円筒状の回転孔４１１を有している。ロータ部４１は、回転部２２と同軸に設けられている。このため、回転孔４１１には、軸部材３０が挿通されている。
ロータ部４１のペダルロータ２１側には、回転方向に等間隔に配列する複数のはす歯４３が設けられている。回転部２２のロータ部４１側にも、ロータ部４１のはす歯４３に対応し、回転方向に等間隔に配列する複数のはす歯２７が設けられている。ロータ部４１のはす歯４３は、回転軸Ｏ方向で向き合う回転部２２のはす歯２７のいずれかと噛み合っている。この噛み合いにより、スプリングロータ４０とペダルロータ２１とは一緒に回転する。
【００１９】
突出部４２の天板１２側には、略円盤状のホルダ４４が載置されている。突出部４２のホルダ４４側には天板１２側に突出する図示しない凸状曲面が形成されている。一方、ホルダ４４の突出部４２側には、天板１２側に凹む図示しない凹状曲面が形成されている。凹状曲面の曲率半径は、凸状曲面の曲率半径より大きく形成され、突出部４２の凸状曲面とホルダ４４の凹状曲面とは、相対運動可能に当接する。
ホルダ４４は、天板１２側の面に天板１２側へ突出する球状突起４５が設けられている。この球状突起４５の外周側には、環状の外側係止面４６と内側係止面４７とが形成されている。
【００２０】
２重コイルばね５０は、外側コイルばね５１及び内側コイルばね５２から構成されている。外側コイルばね５１及び内側コイルばね５２は、圧縮コイルスプリングである。外側コイルばね５１は、一端が天板１２の内壁に係止され、他端がホルダ４４の外側係止面４６に係止されている。内側コイルばね５２は、一端が天板１２の内壁に係止され、他端がホルダ４４の内側係止面４７に係止されている。
外側コイルばね５１及び内側コイルばね５２は、運転者の踏力によりＸ方向に回転するペダルアーム２６、ペダルロータ２１及びスプリングロータ４０を、ホルダ４４を介してＸ方向とは反対のＹ方向へ付勢する。スプリングロータ４０が、回転軸Ｏを中心に円弧運動をするとき、突出部４２とホルダ４４とが相対運動可能に当接することで、２重コイルばね５０は直線的な伸縮運動をすることができる。
【００２１】
回転角センサ６０は、一方の端部６１に検出部６２を有し、他方の端部にコネクタを６３有している。回転角センサ６０は、側板１３の外壁に設けられた凹溝１３２に嵌め込まれている。回転角センサ６０の一方の端部６１は、側板１３の軸受孔１３１に露出している。軸部材３０の側板１３側の端部には、他方の側板１４側へ凹む凹溝３３が設けられている。検出部６２は、端部６１から軸部材３０側に突出し、軸部材３０の凹溝３３の径内側に挿入されている。
軸部材３０の凹溝３３の内壁には、図示しないヨークによって接続される２つの磁石が埋設されている。２つの磁石及びヨークが形成する磁界の向きは、軸部材３０の回転角度に応じて変化する。検出部６２は、ホール素子または磁気抵抗素子等を備えており、その径外側に隙間を空けて配設された磁石及びヨークの形成する磁界を軸部材３０とは非接触で検出する。
コネクタ６３は、検出部６３と電気的に接続するターミナルを内部に埋設している。回転角センサ６０は、検出部６２からの出力電圧をターミナルを経由して電気的に接続されたＥＣＵへ出力する。この出力電圧は、ペダル部材２０の回転量に比例する。
【００２２】
フリクションワッシャ７０は、略円盤状に形成され、スプリングロータ４０と側板１４との間に設けられている。フリクションワッシャ７０は、スプリングロータ４０とは回転軸Ｏ方向の反対側に突出する突出部７１を有している。この突出部７１は、側板１４の切欠き孔１４１の内壁と、軸受部１６１の外壁との間に回転不能に係止されている。フリクションワッシャ７０は、スプリングロータ４０側の摺接部７２がスプリングロータ４０の外壁と当接し、摺接部７２とは回転軸Ｏ方向の反対側の当接部７３が側板１４の内壁に当接している。このため、フリクションワッシャ７０は、ペダル部材２０が回転するとき、当接部７３と側板１４とが当接し、摺接部７２とスプリングロータ４０とが摺接することで、ペダル部材２０の回転運動を妨げる摩擦力を発生する。
【００２３】
フリクションワッシャ７０の構成を、図４−図６を参照して説明する。
図４は、フリクションワッシャ７０を、回転軸Ｏのスプリングロータ４０側から見た図である。図５は図４のＶ方向から見た模式図であり、図６は図４のＶＩ方向から見た模式図である。
フリクションワッシャ７０は、固定部７４、弾性変形部７５、摺接部７２及び当接部７３を有し、樹脂により一体に形成されている。なお、図４に示す破線７６は、固定部７４と弾性変形部７５との境界を概念的に示すものである。
固定部７４は、回転軸Ｏの径外方向に略円環状に形成されている。固定部７４は中央に軸部材３０を挿通する軸孔７７を有している。固定部７４のスプリングロータ４０とは回転軸Ｏ方向の反対側の外壁には、回転軸Ｏを径方向に挟む２つの突出部７１が設けられている。このため、固定部７４は、ハウジング１０に対して回転不能に支持される。
【００２４】
弾性変形部７５は、固定部７４の径外方向に回転軸Ｏからの距離を一定にして設けられている。弾性変形部７５は、固定部７４と略同じ板厚に形成される複数の薄肉部７９と、この複数の薄肉部７９の回転方向の端部よりスプリングロータ４０側に突出する複数の厚肉部７８とを有している。複数の厚肉部７８は、ペダル部材２０の回転方向に所定の間隔で断続して設けられている。複数の薄肉部７９は、厚肉部７８より回転軸Ｏ方向のスプリングロータ４０とは反対側に凹むように形成され、隣り合う厚肉部７８を接続している。弾性変形部７５は、厚肉部７８及び薄肉部７９の個数、厚肉部７８及び薄肉部７９の回転方向の大きさ、厚肉部７８及び薄肉部７９の回転軸Ｏ方向の板圧等により回転方向の剛性が設定される。
【００２５】
複数の摺接部７２は、複数の厚肉部７８のスプリングロータ４０側に設けられ、其々の摺接部７２がスプリングロータ４０の外壁と面接触する。摺接部７２は、径外方向の端部の回転方向の距離が、径内方向の端部の回転方向の距離よりも大きく形成される略台形形状に形成されている。摺接部７２の回転方向の両端は、曲面形状に面取りがされることで、スプリングロータ４０との摺動を円滑にしている。
当接部７３は、複数の厚肉部７８のスプリングロータ４０とは回転軸Ｏ方向の反対側に設けられ、側板１４の内壁と面接触する。
【００２６】
次に、ペダル装置１の一般作動を図１−図３、及び図７を参照して説明する。
ペダル部材２０を運転者が踏込む前、ペダル部材２０は、２重コイルばね５０によって踏込方向とは逆方向に付勢されている。このとき、ペダルロータ２１の当接部２３１は、天板１２のストッパ１２１に当接している。
運転者がペダル部材２０に踏力を与え、ペダル部材２０がＸ方向に回転を始めると、はす歯２７とはす歯４３とが噛み合うことでペダルロータ２１とスプリングロータ４０とが一緒に回転する。回転角センサ６０は、ペダルロータ２１と一体で回転する軸部材３０の回転角度を磁石及びヨークの形成する磁界に基づいて検出する。回転角センサ６０の出力電圧は、コネクタ６３を経由してＥＣＵへ伝送される。
【００２７】
運転者がペダル部材２０をＸ方向に回転させ、ペダル部材２０の回転量が大きくなるに従って、２重コイルばね５０は圧縮され、ペダル部材２０に与える弾性力を大きくする。このため、ペダル部材２０の回転量に比例して、踏力は大きくなる。
踏力及び２重コイルばねの弾性力によって、ペダルロータ２１のはす歯２７とスプリングロータ４０のはす歯４３との間に互いを回転軸Ｏ方向へ引き離す方向のスラスト力が発生する。このスラスト力によって、ペダルロータ２１のフリクションリング２４と側板１３との間に摩擦力が発生し、スプリングロータ４０とフリクションワッシャ７０との間に摩擦力が発生する。このため、ペダル部材２０の回転量が大きくなる比例して踏力及び２重コイルばねの弾性力が大きくなるとともに、スラスト力が大きくなり、これに従って、両摩擦力が大きくなる。この摩擦力は、ペダル部材２０の回転運動を妨げる力として働くので、ペダル部材２０がＸ方向に回転するとき、運転者の踏力を増加させる。
運転者がペダル部材２０をＸ方向にさらに回転させると、キックダウンスイッチ２５と底板１１のストッパ１１１とが当接し、ペダル部材２０の回転が制限される。
一方、ペダル部材２０がＹ方向に回転するとき、摩擦力は、ペダル部材２０の回転運動を妨げる力として働くので、運転者の踏力を減少させる。
【００２８】
このため、ペダル装置１は、図７に示すように、ペダル部材２０の回転量で大きさを変える摩擦力により、ペダル部材２０がＸ方向へ回転するときの運転者の踏力と、ペダル部材２０がＹ方向へ回転するときの運転者の踏力との大きさを変える所定のヒステリシス特性を備える。これにより、ペダル装置１は、運転者に良好な操作フィーリングを与えることができる。
【００２９】
次に、本実施形態のペダル装置１の踏込み開始時における踏力特性について説明する。なお、フリクションリング２４と側板１４との間の摩擦力については、説明を簡単にするため省略する。
運転者がペダル部材２０に踏力を与えると、各部材の嵌合等により、ペダル部材２０のペダルストロークはＬ０からＬ１へ僅かに変位する。
運転者がペダル部材２０にさらに踏力を与え、ペダルストロークがＬ１からＬ２へ変位するとき、スプリングロータ４０と摺接部７２との間の静止摩擦力により、弾性変形部７５に厚肉部７８を回転方向へ弾性変形させる応力が生じる。そして、複数の摺接部７２は其々、スプリングロータ４０と同期して回転方向へ変位する静止状態から、スプリングロータ４０と摺動する摺動状態へ移行する。これにより、踏力はＮ１からＮ２へ次第に大きくなる。踏力がＮ１からＮ２へ次第に大きくなるに従って、出力電圧は、Ｖ１からＶ２へ次第に大きくなる。
ペダルストロークがＬ２からＬ３に変位するとき、複数の弾性変形部７５が回転方向へ弾性変形することで、複数の摺接部７２は、スプリングロータ４０と摺接する面を変化させることなく、スプリングロータ４０と摺動する。したがって、図７の点線Ｐ、Ｑに示すように、経時変化、温度変化によるヒステリシス特性のばらつきが抑制される。
【００３０】
次に、第１比較例のフリクションワッシャについて図１７−図１９を参照して説明する。
第１比較例のフリクションワッシャ１００は、図示しないスプリングロータと図示しないハウジングの側壁との間に設けられる。フリクションワッシャ１００は、固定部１０４及び摺接部１０２を有し、樹脂から一体に形成されている。
固定部１０４は、中央に軸部材を挿通する軸孔１０７を有し、回転軸Ｏの径外方向に円環状に形成されている。固定部１０４は、スプリングロータとは回転軸Ｏ方向の反対側の外壁に、回転軸Ｏを径方向に挟む２つの突出部１０１を有している。固定部１０４の径外方向の端部は、スプリングロータ側に突出している。
摺接部１０２は、固定部１０４のスプリングロータ側に突出する端面に設けられている。摺接部１０２は、スプリングロータの回転方向の所定範囲で連続して設けられ、スプリングロータの外壁と面接触する。一方、固定部１０４の摺接部１０２とは反対側には、ハウジングの側板と当接する当接部１０３が設けられている。
フリクションワッシャ１００は、ペダル部材が回転するとき、当接部１０３とハウジングの側板とが当接し、摺接部１０２とスプリングロータとが摺接することで、ペダル部材の回転運動を妨げる摩擦力を発生する。
【００３１】
第１比較例のフリクションワッシャ１００をペダル装置に適用したときの踏力特性を、図１９参照して説明する。
運転者がペダル部材に踏力を与えると、各部材の嵌合等により、ペダル部材のペダルストロークは僅かに変位する。ペダルストロークがＬ０からＬ４に変位し、運転者の踏力がＮ３になるまで、摺接部１０２とペダルロータとの間に静止摩擦力が働き、摺接部１０２とペダルロータとは静止状態にある。
【００３２】
運転者がペダル部材にさらに踏力を与え、摺接部１０２とペダルロータとの間の最大静止摩擦力と２重コイルばねの弾性力との合力よりも踏力が大きくなると、摺接部１０２とペダルロータとは静止状態から摺動状態に移行する。
摺接部１０２とペダルロータとが摺動状態となると、静止摩擦力と動摩擦力との差により、ペダル部材の回転に必要な踏力が小さくなる。このため、摺接部１０２とペダルロータとが摺動を始めるときの踏力波形に、踏力が瞬間的に大きくなる踏力オーバーシュートが現れる。この踏力オーバーシュートを図１９では符号「Ｒ」で示している。
【００３３】
ペダルストロークは、踏力及び２重コイルばねの弾性力と、これに伴う摺接部１０２とペダルロータとの動摩擦力との合力が再び踏力オーバーシュートのピークの踏力Ｎ３となる位置Ｌ５まで素早く変位する。このため、Ｌ４からＬ５の間にスリップストロークが生じる。
ペダルストロークがＬ４からＬ５に変位する間、回転角センサの出力電圧は、ペダル部材の回転角度に比例し、Ｖ３からＶ４へ瞬時に大きくなる。このため、第１比較例では、運転者に飛び出し感を与えるおそれがある。
【００３４】
次に、第２比較例のフリクションワッシャについて図２０及び図２１を参照して説明する。
第２比較例のフリクションワッシャ２００は、樹脂から形成され、摺接部２０２、固定部２０４、及び弾性変形部２０５を有している。
摺接部２０２は、中央に軸孔２０７を有し、ペダル部材の回転軸Ｏ１の径外方向に円環状に形成されている。ペダル装置の作動前において、摺接部２０２の中心は、回転軸Ｏ１と同一である。摺接部２０２は、図示しないペダルロータの外壁又はスプリングロータの外壁と面接触する。
固定部２０４は、摺接部２０２の径外方向に弾性変形部２０５を介して設けられ、ハウジング２１０に形成された凹部２０１に係止されている。弾性変形部２０５は、摺接部２０２と固定部２０４とを接続している。弾性変形部２０５は、固定部２０４側と摺接部２０２側との間で切込み部２０９を設けることで、弾性変形可能に形成されている。
【００３５】
運転者がペダル部材に踏力を与えると、ペダル部材は図２０のＺ方向へ回転する。このとき、ペダルロータ又はスプリングロータと摺接部２０２との間に摩擦力が生じることで、弾性変形部２０５が切込み部２０９を支点として弾性変形する。このため、経時変化又は温度変化により、摺接部２０２の中心がペダル部材の回転軸Ｏ１からＯ２に変位し、摺接部２０２の外縁が破線２０６に示す位置に変位するおそれがある。
【００３６】
第２比較例のフリクションワッシャ２００をペダル装置に適用したときの踏力特性を、図２１参照して説明する。
第２比較例では、摺接部２０２の中心及び外縁が変位すると、摺接部２０２とペダルロータ又はスプリングロータとの摺接する面が変化する。このため、摺接部２０２とペダルロータ又はスプリングロータとの間の摩擦係数が変化し、ペダルロータ又はスプリングロータと摺接部２０２との間の摩擦力がペダル部材作動前の摩擦力より大きくなると、ヒステリシス特性は、破線Ｓ，Ｔに示すものとなる。一方、ペダルロータ又はスプリングロータと摺接部２０２との間の摩擦力がペダル部材作動前の摩擦力より小さくなると、ヒステリシス特性は、破線Ｕ，Ｖに示すものとなる。このように、第２比較例では、矢印Ｗに示すように、経時変化又は温度変化によって、踏力にばらつきが生じるので、安定したヒステリシス特性を得ることが困難になることが懸念される。
【００３７】
第１実施形態では、フリクションワッシャ７０は、ハウジング１０の側板１４に支持される固定部７４の径外方向に弾性変形部７５及び複数の摺接部７２を有している。弾性変形部７５は、ペダル部材の回転方向に設けられる複数の厚肉部７８と、隣り合う厚肉部７８を接続する複数の薄肉部７９とを有している。このため、ペダル部材２０の踏込み開始時、摺接部７２とスプリングロータ４０とが静止状態から摺動状態に移行するときに踏力波形に現れる踏力オーバーシュートを鈍らせることができる。これにより、踏力が再び踏力オーバーシュートの踏力となるまでペダルストロークが素早く変位するスリップストロークを抑制することができる。したがって、回転角センサ６０の出力電圧は、踏力に伴って大きくなる。よって、ペダル装置１は、運転者に飛び出し感を与えることを防止することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態では、厚肉部７８は、ペダル部材２０の回転方向へ弾性変形可能である。これにより、複数の摺接部７２は、スプリングロータ４０と摺接する面を変化することなくスプリングロータ４０と摺動する。したがって、経時変化又は温度変化によって摺接部７２とスプリングロータ４０との間に生じる摩擦力の変化が抑制され、ペダル装置１は、安定したヒステリシス特性を得ることができる。
【００３９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるペダル装置に用いられるフリクションワッシャを図８−図１１を参照して説明する。なお、以下、複数の実施形態において、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態のフリクションワッシャ８０は、図示しないハウジングの側板と図示しないスプリングロータとの間に設けられ、ペダル部材の作動時にスプリングロータと摺接することで摩擦力を発生する。
フリクションワッシャ８０は、固定部８４、弾性変形部、摺接部８２及び当接部８３を有し、樹脂により一体に形成されている。なお、図８に示す破線８６は、固定部８４と弾性変形部との境界を概念的に示すものである。
【００４０】
固定部８４は、ペダル部材の回転軸Ｏの径外方向に略円環状に形成され、スプリングロータとは回転軸Ｏ方向の反対側の外壁に２つの突出部７１を設けることで、ハウジングに対して回転不能に支持されている。
弾性変形部は、固定部８４から径外方向へ延びる複数の腕部８９と、この複数の腕部８９の径外方向の端部に其々接続する複数の頭部８８とを有する。複数の腕部８９は、ペダル部材の回転方向に所定間隔で設けられている。複数の腕部８９は、径外方向の端部と回転軸Ｏとの間の距離が一定に形成されている。腕部８９は、板厚が固定部８４の板厚と略同じに形成されている。隣り合う腕部８９と腕部８９とは固定部８４側でＵ字形状に接続している。
複数の頭部８８は、回転方向の距離が腕部８９の回転方向の距離よりも大きく形成されている。また、複数の頭部８８は、回転軸Ｏ方向の板厚が腕部８９の板厚よりも大きく形成され、スプリングロータ側に突出している。複数の頭部８８は、径外方向の端部と回転軸Ｏとの間の距離が一定に形成されている。腕部８９及び頭部８８の個数、腕部８９の径方向及び回転軸Ｏ方向の大きさ等により、弾性変形部の回転方向の剛性が設定される。
複数の摺接部８２は、複数の頭部８８のスプリングロータ側に其々設けられ、其々の摺接部８２がスプリングロータの外壁と面接触する。一方、複数の当接部８３は、複数の頭部８８のスプリングロータ４０とは回転軸Ｏ方向の反対側に設けられ、其々の当接部８３が側板１４の内壁と面接触する。
【００４１】
本実施形態では、フリクションワッシャ８０の弾性変形部は、固定部８４から径外方向へ延びて放射状に設けられる複数の腕部８９と、この腕部８９の径外方向の端部に接続する複数の頭部８８と有する。また、腕部８９は、回転方向の距離が頭部８８の回転方向の距離より小さく形成され、頭部８８の回転方向への弾性変形を容易にしている。このため、複数の頭部８８は、スプリングロータとハウジングの側板との間で其々の頭部が独立して回転方向へ弾性変形する。これにより、複数の摺接部８２は、ペダル部材と同期して回転方向へ円滑に移動することができる。したがって、ペダル部材の踏込み開始時の踏力波形に現れる踏力オーバーシュートを鈍らせ、スリップストロークを抑制することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるペダル装置に用いられるフリクションワッシャを図１２−図１６を参照して説明する。本実施形態は、第２実施形態を変形したものであり、図示しないスプリングロータと図示しないハウジングの側板との間に設けられ、ペダル部材の回転に摩擦力を与える。
本実施形態のフリクションワッシャ９０には、弾性変形部の頭部９８のスプリングロータとは回転軸Ｏ方向の反対側にスプリングロータ側に凹む陥凹部９８１が設けられている。陥凹部９８１は、各頭部９８の回転方向の両端に設けられている。このため、当接部９３は、回転方向の距離ａが摺接部９２の回転方向の距離ｂより小さく形成される。
当接部９３の回転方向の距離ａは、腕部９９の回転方向の距離と略同一である。また、陥凹部９８１の回転軸Ｏ方向の距離ｃは、腕部９９の回転軸Ｏ方向の距離と略同一である。このため、腕部９９と当接部９３とは径方向に連続した大きさで形成されている。
【００４３】
第３実施形態では、当接部９３とハウジングの側板との当接する面を、摺接部９２とスプリングロータとの当接する面より小さく形成している。これにより、ハウジングの側板と当接部９３との間の面圧と、スプリングロータと摺接部９２との間の面圧とに差異が生じる。このため、各摺接部９２とペダル部材とが静止状態から摺動状態に移行するのに前後して、各当接部９３とハウジングの側板が静止状態から摺動状態に移行することが可能となる。したがって、踏力オーバーシュートを鈍らせ、スリップストロークを小さくすることができる。
また、腕部９９と当接部９３とを径方向に連続した大きさで形成することで、頭部９８の回転方向への弾性変形が容易となり、摺接部９２は回転方向へ容易に移動をすることができるようになる。これにより、ペダル装置は、安定したヒステリシス特性を得ることができる。したがって、ペダル部材の操作フィーリングを向上することができる。
【００４４】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、固定部と薄肉部又は腕部とを略同じ板厚で設け、厚肉部又は頭部を薄肉部又は腕部よりも回転軸方向に突出して設けた。これに対し、固定部と厚肉部又は頭部とを略同じ板厚にし、薄肉部又は腕部を厚肉部又は頭部よりも回転軸方向に凹むように形成してもよい。
複数の実施形態では、フリクションワッシャをハウジングの側板に支持し、スプリングロータと摺動するように構成した。これに対し、フリクションワッシャを、ハウジングの反対側の側板に支持し、ペダルロータの外壁と摺動するように構成してもよい。また、フリクションワッシャを、スプリングロータ、ペダルロータ又は軸部材に支持し、ハウジングの側壁と摺動するように構成してもよい。
このように、本発明のペダル装置は、上述した実施形態に制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１：ペダル装置、１０：ハウジング（支持部材）、１３、１４：側板（支持部材）、２０：ペダル部材、２１：ペダルロータ（ペダル部材）、４０：スプリングロータ（ペダル部材）、５０：２重コイルばね（付勢手段）、７０：フリクションワッシャ（摩擦手段）、７２：摺接部、７４：固定部、７５：弾性変形部、７８：厚肉部（弾性変形部）、７９：薄肉部（弾性変形部）、８９：腕部（弾性変形部）、８８：頭部（弾性変形部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付け可能な支持部材と、
前記支持部材に回転自在に支持され、運転者により踏込操作されるペダル部材と、
前記支持部材に一方の端部が係止され前記ペダル部材の踏込方向とは逆回転方向に前記ペダル部材を付勢する付勢手段と、
前記支持部材と前記ペダル部材との間に設けられ、前記ペダル部材の回転運動に摩擦力を与える摩擦手段と、を備え、
前記摩擦手段の少なくとも一部は前記ペダル部材の回動運動とともに所定量回動することを特徴とするペダル装置。
【請求項２】
前記摩擦手段は、前記支持部材又は前記ペダル部材の一方に支持される固定部と、前記回転軸方向から見て前記固定部の径外方向に設けられ、前記支持部材又は前記ペダル部材の他方と摺接する摺接部と、前記固定部と前記摺接部との間で前記ペダル部材の回転方向に弾性変形可能に設けられる弾性変形部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のペダル装置。
【請求項３】
前記摺接部は、前記ペダル部材の回転方向に複数設けられることを特徴とする請求項２に記載のペダル装置。
【請求項４】
前記弾性変形部は、前記ペダル部材の回転方向に複数設けられる厚肉部と、隣り合う前記厚肉部を接続する前記薄肉部とを有することを特徴とする請求項２または３に記載のペダル装置。
【請求項５】
前記弾性変形部は、前記固定部から径外方向に延びて、前記ペダル部材の回転方向に複数設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のペダル装置。
【請求項６】
前記摩擦手段は、前記弾性変形部の前記摺接部とは回転軸方向の反対側に、前記支持部材又は前記ペダル部材の一方に当接する当接部を有し、該当接部は、回転方向の距離が前記摺接部の回転方向の距離よりも小さく形成されることを特徴とする請求項５に記載のペダル装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、運転者により踏み込み操作されるペダル部材は、支持部材に回転自在に支持される。支持部材に一方の端部が係止された付勢手段は、ペダル部材の踏込方向とは逆回転方向にペダル部材を付勢する。摩擦手段は、支持部材とペダル部材との間に設けられ、ペダル部材の回転運動に摩擦力を与える。この摩擦手段の少なくとも一部はペダル部材の回動運動とともに所定量回動する。このため、ペダル部材と摩擦手段とが静止状態から摺動状態に移行するときに踏力が瞬間的に大きくなることが抑制されるので、ペダル部材のスリップストロークが小さくなる。したがって、ペダル部材の踏込み開始時の操作フィーリングを向上することができる。
請求項２に記載の発明によると、摩擦手段は、固定部、摺接部及び弾性変形部を有している。固定部は、支持部材又はペダル部材の一方に支持されている。摺接部は、回転軸方向から見て固定部の径外方向に設けられ、支持部材又はペダル部材の他方と摺接する。弾性変形部は、固定部と摺接部との間でペダル部材の回転方向及び反回転方向に弾性変形可能に設けられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項３に記載の発明によると、摺接部は、ペダル部材の回転方向に複数設けられる。このため、ペダル部材の踏込み開始時、複数の摺接部は、其々がペダル部材と同期して回転方向へ移動しつつ、ペダル部材との静止状態から摺動状態に移行する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項４に記載の発明によると、弾性変形部は、ペダル部材の回転方向に設けられる複数の厚肉部と、隣り合う厚肉部を接続する薄肉部とを有する。これにより、弾性変形部は、回転方向の剛性が小さくなり、ペダル部材の踏込み開始時、回転方向へ弾性変形が可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項５に記載の発明によると、弾性変形部は、固定部から径外方向に延びて、ペダル部材の回転方向に複数設けられている。これにより、各弾性変形部は、独立して回転方向へ弾性変形することができるようになる。このため、各摺接部は、ペダル部材と同期して回転方向へ円滑に移動することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項６に記載の発明によると、摩擦手段は、弾性変形部の摺接部とは回転軸方向の反対側に、支持部材又はペダル部材の一方に当接する当接部を有し、この当接部は、回転方向の距離が摺接部の回転方向の距離よりも小さく形成される。これにより、摺接部が回転方向へ容易に変位することができるようになるとともに、摺接部と当接部との面圧に差異が生じ、各摺接部と支持部材又はペダル部材の他方とが静止状態から摺動状態に移行するのに前後して、各当接部と支持部材又はペダル部材の一方が静止状態から摺動状態に移行することが可能となる。したがって、ペダル部材の踏込み開始時におけるスリップストロークが小さくなり、ペダル部材の操作フィーリングを向上することができる。