(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される電流が流れて磁場を発生させ、巻線方向を互いに反対方向に転換させるように互いに連結された中間部位を有し、直列配列された第１コイルと第２コイルとからなる一対のコイルと、
前記一対のコイルで形成された磁場と作用するＮ極及びＳ極を備え、前記磁場と前記Ｎ極及び前記Ｓ極との作用による電磁力で互いに異なる２つの基本推力Ｆａ及びＦｂが同一方向に作られ、前記一対のコイルの電流の流れが互いに反対方向の時に発生する前記磁場と前記Ｎ極及び前記Ｓ極との作用による電磁力で同じ極性による更に１つの斥力Ｆｃが作られ、前記基本推力Ｆａ及びＦｂの和が大きくなるように前記１つの斥力Ｆｃが前記基本推力Ｆａ及びＦｂの和に加えられる一対のマグネットと、
前記一対のマグネットのうち、前記第１コイル側にＮ極を露出した第１マグネットと、前記第２コイル側にＳ極を露出した第２マグネットと、が直列配列され、前記第１マグネットと前記第２マグネットとの内側において移動される移送子と、からなるボイスコイルモータが備えられたアクチュエータを含むことを特徴とする能動タイプのエコペダル装置。
【請求項２】
前記一対のコイルはインシュレータで囲まれ、前記インシュレータは固定子で囲まれ、前記固定子はモータハウジングに収容され、前記移送子には前記モータハウジングを貫通して外部に突出するプッシュ軸が連結されることを特徴とする請求項１に記載の能動タイプのエコペダル装置。
【請求項３】
前記一対のコイルに供給される電流の流れ方向は、前記アクチュエータの電流量を制御するコントローラにより制御されることを特徴とする請求項１または２に記載の能動タイプのエコペダル装置。
【請求項４】
前記移送子は、前記モータハウジングに固定された１以上のガイドピンにより移動が案内されることを特徴とする請求項２に記載の能動タイプのエコペダル装置。
【請求項５】
前記モータハウジングは、フロントハウジングとリヤハウジングとからなり、前記フロントハウジングと前記リヤハウジングとは、締結ボルトで結合されて互いに連結されることを特徴とする請求項４に記載の能動タイプのエコペダル装置。
【請求項６】
ヒンジ結合され、運転者に押圧されて操作され、押圧が解除されると弾性復元力の作用により初期位置に復帰するペダルと、
外部から電流が供給されて磁場を発生させる一対のコイルと、前記一対のコイルで発生された磁場と作用するＮ極及びＳ極を備え、前記磁場と前記Ｎ極及び前記Ｓ極の作用による電磁力で互いに異なる２つの基本推力Ｆａ及びＦｂが同一方向に形成され、前記一対のコイルの電流の流れが互いに反対方向の時に発生される磁場と前記Ｎ極及び前記Ｓ極との作用による電磁力で、同じ極性による更に１つの斥力Ｆｃが形成され、前記基本推力Ｆａ及びＦｂの和が大きくなるように前記１つの斥力Ｆｃが前記基本推力Ｆａ及びＦｂの和に加えられる一対のマグネットと、からなるボイスコイルモータが備えられたアクチュエータと、
エコモードが実現されなければ、前記アクチュエータの予期せぬ移動を拘束するように前記アクチュエータに弾性力を加えるホルダと、
を含んで構成されることを特徴とする能動タイプのエコペダル装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは、
モータハウジングに内蔵された固定子が、前記一対のコイルを内蔵したインシュレータを内蔵し、
前記一対のコイルは、前記基本推力方向に直列配列された第１コイルと第２コイルとから構成され、
前記第１コイルと前記第２コイルとは、巻線方向を互いに反対方向として互いに連結された中間部位を有し、
前記一対のマグネットのうち、前記第１コイルの内側に位置する第１マグネットはＮ極が前記第１コイル側に露出し、前記第２コイルの内側に位置する第２マグネットはＳ極が前記第２コイル側に露出し、
前記第１マグネットと前記第２マグネットとの内側には、前記推力で移動され、移動により前記ペダルの押圧方向と反対方向に前記ペダルを押し出すプッシュ軸が備えられた移送子が位置し、
前記移送子の移動はガイドピンにより案内され、前記ガイドピンは、前記モータハウジングを貫通して固定された少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項６に記載の能動タイプのエコペダル装置。
【請求項８】
前記ペダルにはアジャスタが更に備えられ、前記アジャスタは、アジャスタモータの動力を利用して運転者から遠くなるか近くに移動して運転者に対する前記ペダルの間隔を調整し、
前記アジャスタモータには回転式駆動ケーブルが連結され、前記回転式駆動ケーブルは、前記アジャスタモータの動力を利用して前記ペダルと共にブレーキペダルと運転者の間隔を調整することを特徴とする請求項６に記載の能動タイプのエコペダル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動タイプのエコペダル装置に係り、より詳しくは、アクチュエータの効率を向上させ、費用の上昇要因を除去し、運転者のペダル感を低下させない、より効果的なエコモードが実現できる能動タイプのエコペダル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両の燃費を改善できる多様な方法の一つとして、無駄な加速ペダル操作を低減させる方式がある。
この方式が適用された一例として、走行条件に応じて運転者に加速ペダルの踏力を通常と異なって印加する作動モードを実施することにより、加速ペダルを踏んでいる運転者に通常と異なるペダル反力を感じさせ、加速ペダルの操作回数を減少させる方式がある（例えば特許文献１を参照）。
このような作動モードを、通常、エコモード（Ｅｃｏ  Ｍｏｄｅ）といい、これを適用したペダルをエコペダルと称する。
【０００３】
つまり、通常モード（Ｎｏｒｍａｌ  Ｍｏｄｅ）では、運転者が運転ペダルを踏圧した際に感じるペダル反力が、ばねの弾性変形による反力により提供されるのに対し、エコモードでは、車両の特定走行条件が満たされる時、ペダルを踏んだ運転者に別の動力で別の反力を提供する。
即ち、エコモードでは、運転者がばねを介したペダル反力とは異なったペダル反力を感じることにより、無駄な加速ペダルの操作回数を減少させ、燃費を改善する。
【０００４】
運転者に別の反力を感じさせる方法の一例として、アクチュエータを適用した動力方式がある。
永久磁石ＤＣブラシモータ（以下ＰＭＤＣのモータと記す）をアクチュエータとして用いることにより、ウォームギヤとウォームホイールとを備えた減速器を介して変換されたモータ動力でエコモードを実施できる。
しかし、ＰＭＤＣタイプのモータは、動力伝達時、モータとペダルとの間に減速器を設けなければならないという問題と、ＰＭＤＣモータの比較的高い動力伝達損失率を有するという問題と、複雑な動力伝達経路による作動騷音問題と、がある。
【０００５】
一方、アクチュエータにリニアタイプのモータを用いると、前記のようなＰＭＤＣタイプのモータの高い動力伝達損失率と、比較的大きな作動騷音問題と、を大きく改善することができる。リニアタイプのモータでは、磁場を用いて動力が伝達されるので、減速器による動力伝達損失がなく、減速器による作動騷音も全く生成されないからである。
【０００６】
このように、ＰＭＤＣタイプのモータに比べて、リニアタイプのモータは、作動の正確性の向上はもちろん、品質の向上も図ることができると同時に、騷音による品質満足度の低下もなくなる。
【０００７】
前述したように、エコモードは、運転者が押圧するペダル踏力に対抗し、ペダルを押し返すペダル反力を提供する。このために、リニアタイプのモータは、電流の供給時に形成される電場を用いて固定子に対してリニア（ｌｉｎｅａｒ）に移動する移送子がペダルを押し出すことにより、ペダルを踏んでいる運転者に別の反力を感じさせ、無駄に踏んでいる加速ペダルから足を離す機会を提供する。
【０００８】
しかし、リニアタイプのモータには以下のような問題点がある。
リニアタイプのモータは、通常３相制御方式で制御で制御される。モータを３相制御方式で制御する場合は、モータ駆動のための３相ドライバチップと、モータの印加電流に対する過負荷を認知するための電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と、が必須となる。特にモータのストロークを検出するホール素子を備えたホールセンサ（Ｈａｌｌ  ｓｅｎｓｏｒ）を必ず用いなければならない。
即ち、３相制御されるリニアタイプのモータを用いたエコペダルは、３相ドライバチップと、複数の電界効果トランジスタと、複数のホールセンサと、を更に備えられなければならず、費用の面で不利になるという問題点がある。
【０００９】
特に、費用の面において、リニアタイプのモータを用いたエコペダルは、モータ制御のために必要な、高価な３相ドライバチップと、少なくとも６個適必要な電界効果トランジスタと、による費用増加は、不利さを更に増す要因になる。
これと共に、少なくとも３箇所にホールセンサが用いられることにより、エラー（Ｅｒｒｏｒ）の危険性が高められるという不利な面も更に加わる。これは、電気的信号を発生するホールセンサの作動がやや不安定で、電気的故障（Ｆａｉｌ）時にはモータの駆動が不可能であるからである。
【００１０】
図８は、エコモードの実現時における、アクチュエータのタイプに応じたペダル感を示す踏力線図であり、（イ）は、アクチュエータがリニアタイプのモーターの場合である。即ち、図８（イ）は、エコモードの実現時における、アクチュエータのタイプに応じたコギングトルクによる運転者のペダル感を示す。
図８（イ）に示すように、リニアタイプのモータでは、ホールセンサを用いたストロークベースの電流制御、及び連続したＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓ磁石の交差配列により１工程中の推力が作動位置により変化することにより、震えを含む弱い振動のような力であるコギングトルク（Ｃｏｇｇｉｎｇ  Ｔｏｒｑｕｅ）が相対的に高くなる。
【００１１】
そのため、リニアタイプのモータを適用したエコペダルは、エコモードの実現時、ヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）により反発踏力が形成される時に相対的に高いコギングトルクが全区間にわたって運転者のペダル感（Ｆｅｅｌｉｎｇ）を低下させるため、不利になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１４３５６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の問題点に鑑みてなされた本発明は、推力を強化してエコモードをより効果的に実現することができる能動タイプのエコペダル装置を提供することを目的とする。
また本発明は、よりコンパクトな構成が可能で、費用が低減された能動タイプのエコペダル装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、エコモードの実現時に、全区間において運転者のペダル感が低下することなく、商品性も大きく向上させることができる能動タイプのエコペダル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の能動タイプのエコペダル装置は、外部から供給される電流が流れて磁場を発生させ、巻線方向を互いに反対方向に転換させるように互いに連結された中間部位を有し、直列配列された第１コイルと第２コイルとからなる一対のコイルと、
一対のコイルで形成された磁場と作用するＮ極及びＳ極を備え、磁場とＮ極及びＳ極との作用による電磁力で互いに異なる２つの基本推力Ｆａ及びＦｂが同一方向に作られ、一対のコイルの電流の流れが互いに反対方向の時に発生する磁場とＮ極及びＳ極との作用による電磁力で同じ極性による更に１つの斥力Ｆｃが作られ、基本推力Ｆａ及びＦｂの和が大きくなるように１つの斥力Ｆｃが基本推力Ｆａ及びＦｂの和に加えられる一対のマグネットと、
一対のマグネットのうち、第１コイル側にＮ極を露出した第１マグネットと、第２コイル側にＳ極を露出した第２マグネットと、が直列配列され、第１マグネットと第２マグネットとの内側において移動される移送子と、からなるボイスコイルモータが備えられたアクチュエータを含むことを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、一対のコイルがインシュレータで囲まれ、インシュレータが固定子で囲まれ、固定子がモータハウジングに収容され、移送子にはモータハウジングを貫通して外部に突出するプッシュ軸が連結されることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、一対のコイルに供給される電流の流れ方向が、アクチュエータの電流量を制御するコントローラにより制御されることを特徴とする。
また本発明は、移送子が、モータハウジングに固定された１以上のガイドピンにより移動が案内されることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、モータハウジングが、フロントハウジングとリヤハウジングとからなり、フロントハウジングとリヤハウジングとは、締結ボルトで結合されて互いに連結されることを特徴とする。
【００１８】
また、上記の目的を達成するための本発明の能動タイプのエコペダル装置は、ヒンジ結合され、運転者に押圧されて操作され、押圧が解除されると弾性復元力の作用により初期位置に復帰するペダルと、
外部から電流が供給されて磁場を発生させる一対のコイルと、一対のコイルで発生された磁場と作用するＮ極及びＳ極を備え、磁場とＮ極及びＳ極の作用による電磁力で互いに異なる２つの基本推力Ｆａ及びＦｂが同一方向に形成され、一対のコイルの電流の流れが互いに反対方向の時に発生される磁場とＮ極及びＳ極との作用による電磁力で、同じ極性による更に１つの斥力Ｆｃが形成され、基本推力Ｆａ及びＦｂの和が大きくなるように１つの斥力Ｆｃが基本推力Ｆａ及びＦｂの和に加えられる一対のマグネットと、からなるボイスコイルモータが備えられたアクチュエータと、
エコモードが実現されなければ、アクチュエータの予期せぬ移動を拘束するようにアクチュエータに弾性力を加えるホルダと、
を含んで構成されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明のアクチュエータは、モータハウジングに内蔵された固定子が、一対のコイルを内蔵したインシュレータを内蔵し、一対のコイルは、基本推力方向に直列配列された第１コイルと第２コイルとから構成され、第１コイルと第２コイルとは、巻線方向を互いに反対方向として互いに連結された中間部位を有し、一対のマグネットのうち、第１コイルの内側に位置する第１マグネットはＮ極が第１コイル側に露出し、第２コイルの内側に位置する第２マグネットはＳ極が第２コイル側に露出し、
第１マグネットと第２マグネットとの内側には、推力で移動され、移動によりペダルの押圧方向と反対方向にペダルを押し出すプッシュ軸が備えられた移送子が位置し、移送子の移動はガイドピンにより案内され、ガイドピンは、モータハウジングを貫通して固定された少なくとも１つ以上であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、ペダルにはアジャスタが更に備えられ、アジャスタは、アジャスタモータの動力を利用して運転者から遠くなるか近くに移動して運転者に対するペダルの間隔を調整し、アジャスタモータには回転式駆動ケーブルが連結され、回転式駆動ケーブルは、アジャスタモータの動力を利用してペダルと共にブレーキペダルと運転者の間隔を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ボイスコイルモータタイプのアクチュエータの、基本推力Ｆａ及びＦｂに付加される斥力Ｆｃを形成させ、供給電力対比してペダル１を押し出す推力を高めたことにより、より効率的なエコモードが実現できた。
【００２２】
また、本発明は、単相制御方式でボイスコイルモータタイプのアクチュエータを制御することにより、エラーの危険性が高いホールセンサを削除して作動安定性を大きく強化すると共に、臨界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の数を減少させ、よりコンパクトな構成が可能で、相対的に割安な単相ドライバチップを使用することにより費用の低減に大きく寄与することができる効果がある。
【００２３】
更に、本発明は、コアレスタイプ（Ｃｏｒｅｌｅｓｓ  ｔｙｐｅ）のボイスコイルモータによるアクチュエータでコギングトルクを発生させないことにより、運転者のペダル感を低下させることなく、エコモードを実現することができ、商品性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】アクチュエータを備えた能動タイプのエコペダル装置の踏力線図であり、（イ）はアクチュエータがリニアタイプのモーターの場合であり、（ロ）はアクチュエータが本発明のボイスコイルモータの場合である。
【図２】本発明のアクチュエータの分解斜視図である。
【図３】本発明のボイスコイルモータの構成図である。
【図４】本発明のアクチュエータの組立状態を示し、（イ）は断面図であり、（ロ）は部分欠切斜視図である。
【図５】本発明のボイスコイルモータの電流供給時の作動原理を示す図である。
【図６】本発明のアクチュエータを拘束するためのホルダの構成図である。
【図７】エコモードが実現される時の、本発明の能動タイプのエコペダル装置においてペダル反力を加えるアクチュエータの動作を示す図である。
【図８】エコモードの実現時における、アクチュエータのタイプに応じたペダル感を示す踏力線図であり、（イ）は、アクチュエータがリニアタイプのモーターの場合であり、（ロ）は、アクチュエータがボイスコイルモータタイプのアクチュエータの場合である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、アクチュエータを備えた能動タイプのエコペダル装置の踏力線図であり、（イ）はアクチュエータがリニアタイプのモーターの場合であり、（ロ）はアクチュエータが本発明のボイスコイルモータの場合である。
図１に示すように、能動タイプのエコペダル装置は、運転者が踏むことのできるペダル板１ａを備えたペダル１と、運転者とのペダル１の間隔を調整するアジャスタ７と、スイッチ操作で駆動されてアジャスタ７を動かすアジャスタモータ１０と、コントローラの電流制御によるエコモードの実現時にペダル１を押し出す反力を加えるアクチュエータ２０と、エコモードが実現されない時にアクチュエータ２０の予期せぬ動きを拘束するホルダ５０と、を有する。
【００２６】
本実施形態のように、能動タイプのエコペダル装置に、ペダル１と共に、ペダルの運転者に対する位置移動が可能なアジャスタ７を備えた場合はペンダントタイプと呼ばれる。また、ペダル１とアジャスタ７との結合方式に応じて、ペンダントタイプを基本としてペンダント型オルガンタイプ、ボックス型オルガンタイプ、またはエコオルガンタイプに分類可能である。
【００２７】
また、前記のように、アジャスタ７がペダル１を位置移動させる時に、アジャスタモータ１０を用いた構造の場合、ペダル１の動きと連動するように回転式駆動ケーブル１１が隣接するペダル（一例として、ブレーキペダル）側に連結されることにより、加速ペダルとブレーキペダルとが一体化されたモジュールを含んで構成される。
【００２８】
一方、本実施形態に適用されたペダル１は、車体側に装着されたペダルハウジング２にヒンジ軸３を介在して結合され、運転者の押圧解除時にペダル１を元の位置に復帰させるためのリターン部材４を更に備える。
リターン部材４は、ペダル１の動きと連動するばねシート５と、ばねシート５を付勢支持しながら圧縮変形され、弾性復元力をペダル１側に加えるリターンばね６と、を含んで構成される。
【００２９】
リターンばね６は、コイルばねタイプが適用される。
また、本実施形態の場合、アジャスタ７は、踏まれたペダル１の移動を干渉しない間隔を維持した状態で、ペダル１と共に前後方向にスライディング（Ｓｌｉｄｉｎｇ）されることにより、運転者に対するペダル１の間隔調整が実施される。
このために、アジャスタ７は、ペダル１の裏側に位置してアジャスタモータ１０により動くスライダ８と、スライダ８のスライディング動きを案内するガイドブロック９と、を含んで構成される。
【００３０】
スライダ８の前後方向移動は、アジャスタモータ１０の回転をウォームギヤとウォーム及びリードスクリューを用いて直線移動力に変換することにより実現できる。
一方、本実施形態のアクチュエータ２０は、ボイスコイルモータタイプが適用される。ボイスコイルモータは、内側または外側に位置する永久磁石による磁場と、コイルに形作される磁気モーメントと、の相互作用によりコイル又は永久磁石が動くことにより推力を発生させる方式をである。
【００３１】
しかし、本実施形態に適用されるボイスコイルモータは、推力方向に直列に配列された少なくとも２個の永久磁石と、２個のコイルと、による電磁場の作用により、基本的な推力に別の斥力が付加される相乗作用を利用することにより、供給電力対比の推力が大きく高まり、これよりエコモードをより安定かつ効率的に実現することができる。
【００３２】
このために、アクチュエータ２０は、モータハウジング２１の内部に収容された固定子２２と、推力方向に同一に配列された一対のコイル２４と、これと共に電磁場を形成する一対のマグネット２５と、を備えたボイスコイルモータと、プッシュ軸２７がペダル１の部位を押し出すように推力を受けて移動する移送子２６と、を含んで構成される。
【００３３】
図２は、本発明のアクチュエータ２０の分解斜視図を示す。図２に示すように、モータハウジング２１は、締結ボルト３１で互いに結合されるフロントハウジング２１ａと、リヤハウジング２１ｂと、から構成され、フロントハウジング２１ａと、リヤハウジング２１ｂと、の内部空間には、アクチュエータ２０を構成するすべての部品が位置されて組立可能な構造が形成される。
【００３４】
フロントハウジング２１ａとリヤハウジング２１ｂとによって形成された内部空間の、リアハウジング側の最外側には固定子２２が配置され、固定子２２の内側にはインシュレータ２３が配置され、インシュレータ２３の内側にはコントローラの制御により電流が供給されるボイスコイルモータが配置され、ボイスコイルモータの内側にはボイスコイルモータから推力を受けて移動する移送子２６が配置され、移送子２６にはモータハウジング２１を貫通してプッシュ軸２７が連結される。
ここで、固定子２２とインシュレータ２３との間には、カバーリング３６が更に備えられる。
【００３５】
ボイスコイルモータは、２以上からなる一組のコイル２４と、コイル２４と同数となる一組のマグネット２５と、を含んで構成される。
好ましくは、コイル２４は、円形に巻かれた第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとからなる１対のコイルから構成され、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとは、それぞれ異なる方向の電流を供給され、プッシュ軸２７の軸方向に直列配列される。
【００３６】
マグネット２５は、永久磁石である中空のリングタイプの２個のマグネット、第１マグネット２５ａと第２マグネット２５ｂを有する。
第１マグネット２５ａは、外側にＮ極が形成され、内側にＳ極が形成され、第１コイル２４ａの内側に配置される。第２マグネット２５ｂは外側にＳ極が形成され、内側にＮ極が形成され、第２コイル２４ｂの内側灰位置される。第１マグネット２５ａと第２マグネット２５ｂはとプッシュ軸２７の移動方向である推力方向に直列配列される。
【００３７】
また、移送子２６は、ボイスコイルモータから推力を受けて移動する時に、その移動を案内するガイドピン２８に連結される。ガイドピン２８は、移送子２６を貫通してその両端がフロントハウジング２１ａとリヤハウジング２１ｂとにそれぞれ固定される。
【００３８】
ガイドピン２８は、少なくとも１本以上から構成されるが、本実施形態では、角度が９０度の間隔で４本を一組として構成されることにより、ボイスコイルモータから推力を受けて移動する移送子２６の移動が安定化される。
ガイドピン２８が貫通する移送子２６の前側と後側の部位には、それぞれブッシュ３２、３３が備えられる。
【００３９】
また、ガイドピン２８がリヤハウジング２１ｂに固定される部位にはブッシュ３４が、フロントハウジング２１ａに固定される部位にはＥ−リング３５が、それぞれ挿入されるが、これらは、アクチュエータ２０に対する防水機能を強化するためである。
【００４０】
図３は、本発明のボイスコイルモータの構成図である。図３に示すように、ボイスコイルモータは、プッシュ軸２７を移動させる移送子２６が内側に設けられた第１マグネット２５ａ及び第２マグネット２５ｂを有し、第１マグネット２５ａ及び第２マグネット２５ｂそれぞれに、第１コイル２４ａ及び第２コイル２４ｂそれぞれが巻回される。ここで、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとは相互に反対方向に巻回される。
【００４１】
一例として、第１コイル２４ａが第１マグネット２５ａに反時計方向ａに巻回されると、第２コイル２４ｂは第２マグネット２５ｂに時計方向ｂに巻回され、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとが互いに連結される中間部分には、卷回方向を方向転換するコイル捻り部２４ｃが形成される。
【００４２】
図４は、本発明のアクチュエータの組立状態を示し、（イ）は断面図であり、（ロ）は部分欠切斜視図である。
図４（イ）に示すようにアクチュエータ２０が組立てられると、移送子２６は、ガイドピン２８に移動可能に結合され、動力源であるボイスコイルモータの内側空間に設置される。プッシュ軸２７は、移送子２６と共に移動するように一端を移送子２６に固定され、他端はモータハウジング２１を貫通し外部に突出した状態となる。
【００４３】
そして、図４（ロ）に示すように、アクチュエータ２０が組立てられると、動力源のボイスコイルモータは、モータハウジング２１の内側空間にインシュレータ２３を介して絶縁された状態で収容される。モータハウジング２１は、フロントハウジング２１ａとリヤハウジング２１ｂとからなり、締結ボルトで結合される。上記の構造にすることによって、アクチュエータ２０は、組立時と分解時とに便利で効率的な作業性を提供する。
【００４４】
本実施形態に係るボイスコイルモータタイプのアクチュエータ２０は、単相制御方式でオン（Ｏｎ）オフ（Ｏｆｆ）制御されることにより、比較的安価な単相ドライバチップが適用可能であり、モータの印加電流に対する過負荷を認知するための電界効果トランジスタも設置数を大きく減少させることができ、特にモータのストロークを検出するためのホールセンサを設置する必要がない。
【００４５】
モータの制御にホールセンサを使用しないで済めば、電気的故障によるエラーの危険性を大きく低減させることができるため、本発明のボイスコイルモータタイプのアクチュエータ２０は、従来のリニアタイプのモータに比べて作動安定性と信頼性とを大きく向上させることができる。
【００４６】
図５は、本発明のボイスコイルモータの電流供給時の作動原理を示す図である。図５に示すように、本発明のボイスコイルモータは、コイル２４に電流が供給されると、第１コイル２４ａが巻回された第１マグネット２５ａと、第２コイル２４ｂが巻回された第２マグネット２５ｂと、にはプッシュ軸２７の同じ方向に移送子２６を押し出す基本的な力である移動力Ｆａ及びＦｂが生成される。
【００４７】
このように配備された本実施形態では、前記のような基本的な移動力Ｆａ及びＦｂに加えて、更に移送子２６を押し出そうとする強い斥力Ｆｃが生成される。これは、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとを流れる電流が反対方向に流れるボイスコイルモータの構造的特徴に起因する。
【００４８】
即ち、外側にＮ極が形成され、内側にＳ極が形成された第１マグネット２５ａに巻かれた第１コイル２４ａに流れる電流は、第１マグネット２５ａの２マグネット２５ｂと隔離する側の端部（図５の右側）から入って、第１マグネット２５ａの２マグネット２５ｂと近接する側の端部（図５の左側）へ通り抜けるように配備される。
一方、外側にＳ極が形成され、内側にＮ極が形成された第２マグネット２５ｂに巻かれた第２コイル２４ｂに流れる電流は、第２マグネット２５ｂの第１マグネット２５ａと隔離する側の端部（図５の左側）から入って第２マグネット２５ｂの第１マグネット２５ａと近接する側の端部（図５の右側）へ通り抜けるように配備される。
【００４９】
つまり、外側にＮ極が形成され、内側にＳ極が形成された第１マグネット２５ａに巻かれた第１コイル２４ａに流れる電流は、第１マグネット２５ａの２マグネット２５ｂと隔離する側の端部（図５の右側）から入って第１マグネット２５ａの２マグネット２５ｂと近接する側の端部（図５の左側）へ通り抜けて磁場を形成する。
一方、外側にＳ極が形成され、内側にＮ極が形成された第２マグネット２５ｂに巻かれた第２コイル２４ｂに流れる電流は、第２マグネット２５ｂの第１マグネット２５ａと隔離する側の端部（図５の左側）から入って第２マグネット２５ｂの第１マグネット２５ａと近接する側の端部（図５の右側）へ通り抜けて磁場を形成する。
【００５０】
図３に示す、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとが相互に反対方向に巻回されたコイル２４を備えるボイスコイルモータにおいては、電流は第１マグネット２５ａの２マグネット２５ｂと対向する側の端部（図３の右側）から入って、卷回方向を方向転換するコイル捻り部２４を介し、卷回方向をが反転されて第１マグネット２５ａと対向する側の端部（図３の左側）へ通り抜けるように配備される。
【００５１】
前記のような電流の流れにより、第１コイル２４ａと第１マグネット２５ａとの間では、電流の入る部位にＳ極が形成され、電流の通り抜ける部位にＮ極が形成され、第２コイル２４ｂと第２マグネット２５ｂの間でも、電流の入る部位にＳ極が形成され、電流の通り抜ける部位にＮ極が形成される。
これにより、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂとの向かい合う対向部位には同じＮ極による斥力Ｆｃが形成され、形成された斥力Ｆｃは、プッシュ軸２７の移動方向に移送子２６を押し出す力として作用する。
【００５２】
そのため、移送子２６は、同一方向を有する移動力Ｆａ及びＦｂと斥力Ｆｃとが合わされた推力（Ｆｒ＝Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ）を受けて押される。このような推力Ｆｒで移送子２６に固定されたプッシュ軸２７が、図１に示すように、ペダル１側に押されることにより、運転者が踏んでいるペダル１に反力を加えるエコモードが実施される。
【００５３】
通常、推力Ｆｒは、制御装置がボイスコイルモータに供給する電流の方向が逆転されることによりその移動方向が逆転される。制御装置が、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂの電流の流れをそれぞれ制御することにより、第１コイル２４ａと第２コイル２４ｂの電流の流れ方向を同一方向にすることができる。
本実施形態のように強化された推力Ｆｒを利用すると、供給電力対比の性能をより強化させたることができ、同一性能のエコペダルの作動をより効率的に実現することができる。
【００５４】
図６は、本実施形態に係るアクチュエータの移動を拘束するためのホルダ５０を示す。図５に示すように、ホルダ５０は、ペダルハウジング２の内側空間でプッシュ軸２７の移動経路に備えられたケース５１と、ケース５１の内側で弾性部材５３により付勢され、プッシュ軸２７の外周に沿って凹設された係止溝２７ａに挿入されるホルダピン５２と、から構成される。
弾性部材５３は、通常、コイルばねからなり、アクチュエータ２０の作動時にプッシュ軸２７を移動させる推力Ｆｒよりも弱い弾性力を提供する。
【００５５】
図７は、エコモードが実現される時の、本発明の能動タイプのエコペダル装置においてペダル反力を加えるアクチュエータの動作を示す図である。
図７に示すように、アクチュエータ２０は、制御装置で制御され、制御装置は、アクチュエータ２０の作動時にボイスコイルモータに供給される電流量を制御する。通常、制御装置はエンジン制御装置（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）が適用される。
【００５６】
エンジン制御装置は、燃費を低下させるペダル１の頻繁な操作または急激な操作、あるいは車両の走行状態（車線離脱、危ない車間距離、危ない曲線走行など）に応じた信号を各種センサを介して受信することにより、エコモード実現のためのアクチュエータ２０の作動の可否を判断する。
車両走行時に運転者がペダル１を踏むと、ペダル１は、ペダルハウジング２のヒンジ軸３を基準としてその下側部位は押圧（Ｐａ）され、その上側部位はヒンジ軸３を中心として回転（Ｍａ）されてアクチュエータ２０側に押される。
【００５７】
この状態でエコモードが実現されると、コントローラにより電流が供給されたボイスコイルモータに推力Ｆｒが発生する。この推力Ｆｒは、基本的な移動力Ｆａ及びＦｂに強力な斥力Ｆｃが加えられ、すべての力が推力Ｆｒ（＝Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ）として合わされることにより、移送子２６は、プッシュ軸２７を介して、ペダル１に強い反力を提供する。
【００５８】
このような作用は、前述したように、互いに反対方向に電流が流れる一対の第１コイル２４ａ及び第２コイル２４ｂと、互いに押し出す斥力を発生させる一対の第１マグネット２５ａ及び第２マグネット２５ｂと、からなるボイスコイルモータの構造的特性に起因する。
この時、ペダル１側に押されたプッシュ軸２７は、ホルダピン５２から抵抗を受けるが、ホルダピン５２を押す弾性部材５３の弾性加圧力に比べてプッシュ軸２７をペダル１側に押し出す推力Ｆｒの方が強力であることにより、プッシュ軸２７は移動に制限を受けなくなる。
【００５９】
前記のように強い推力Ｆｒでプッシュ軸２７がペダル１の部位を押すと、ペダル１はヒンジ軸３を中心として逆回転（Ｍｂ）することにより、ペダル１の上側部位はアクチュエータ２０から遠くなり、ペダル１の下側部位が運転者に反力（Ｐｂ）を加える。
これにより、運転者は、ペダル１を踏んだ状態で、自分の意志とは関係なくペダル１から伝達される反力（Ｐｂ）を感じ、ペダル１の操作を止める。このような運転者の行動により無駄なペダル１の操作回数が大きく減少され、それによる燃費の低減が達成される。
【００６０】
エコモードは、アクチュエータ２０を介してペダル１に加える反力（Ｐｂ）の印加を断続的に行うことによって、運転者の認識率をより向上させることができる。このような機能は、通常、制御装置がアクチュエータ２０に供給する電流の方向を逆転させることにより実現される。
即ち、アクチュエータ２０に、プッシュ軸２７がペダル１を押し出す方向に推力を発生させる電流の供給方向を正方向と定義し、ペダル１を引き戻す方向に推力を発生させる電流の供給方向を正方向とを負方向と定義する時、アクチュエータ２０に供給する電流の方向を制御装置により正方向と負方向とに交互に繰り返すことにより容易に実現される。
【００６１】
前記のような制御装置によるアクチュエータ２０の制御は、本実施形態では、エコモードのほか、振動モードなどのより多様なモードが、単にコントローラの制御ロジックを利用して実現できることを意味する。
【００６２】
特に、本実施形態のように、制御装置がボイスコイルモータタイプのアクチュエータ２０を単相制御方式でオンオフ制御すると、アクチュエータ２０を用いてエコモードやその他付加的な多様なモードを実現する時にも、制御装置のの制御ロジッグが極めて単純化されることにより、設計の効率性を大きく向上させることができる。
【００６３】
一方、本実施形態のように、ボイスコイルモータタイプのアクチュエータを適用したエコペダル装置では、コギングトルクによる運転者のペダル感の低下がなく、運転者の満足度と商品性とを大きく向上させることができる。
【００６４】
図８は、エコモードの実現時における、アクチュエータのタイプに応じたコギングトルクによる運転者のペダル感の差を示す踏力線図である。図８（イ）は、前述した従来のリニアタイプのモータが３相制御方式でエコモードを実現する時、ヒステリシス（Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）により反発踏力が形成された時に相対的に高いコギングトルクが全区間にわたって発生し、運転者のペダル感を低下させることを示す。
【００６５】
図８（ロ）は、本実施形態のように、ボイスコイルモータタイプのアクチュエータ２０が単相制御方式でエコモードを実現する時、ヒステリシスにより反発踏力が形成される時にもコギングトルクはほとんど発生しないことを示す。
図８に示すように、ボイスコイルモータタイプのアクチュエータ２０では、エコモードが実現されてもコギングトルクがほとんどなく、全区間にわたって運転者のペダル感を大きく向上させることができる。
【００６６】
以上説明したように、本実施形態に係る能動タイプのエコペダル装置に適用されたアクチュエータ２０は、互いに反対方向に電流が流れる一対の第１コイル２４ａ及び第２コイル２４ｂと、第１コイル２４ａ及び第２コイル２４ｂに形成される電場と作用する一対の第１マグネット２５及び第２マグネット２５ｂと、から構成されたボイスコイルモータから構成される。
【００６７】
アクチュエータ２０は、電流が供給されるボイスコイルモータにおいて、基本推力Ｆａ及びＦｂに付加される斥力Ｆｃを形成してペダル１を押し出す推力Ｆｒを高めたことにより、エコモード実現の効率性を大きく向上させた。
またアクチュエータ２０は、単相ドライバチップで単相制御されることにより、エラーの危険性が高いホールセンサを使用しないで済むので作動信頼性が向上し、これにより商品性も大きく向上させ、臨界効果トランジスタの数も減少させ、よりコンパクトに構成するのはもちろん、費用も大きく低減させることができた。
【００６８】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１      ペダル       
１ａ    ペダル板
２      ペダルハウジング
３      ヒンジ軸
４      リターン部材
５      ばねシート
６      リターンばね
７      アジャスタ
８      スライダ
９      ガイドブロック
１０      アジャスタモータ
１１      駆動ケーブル
２０      アクチュエータ
２１      モータハウジング
２１ａ    フロントハウジング
２１ｂ    リヤハウジング
２２      固定子 
２３      インシュレータ
２４      コイル
２４ａ    第１コイル
２４ｂ    第２コイル
２４ｃ    コイル捻り部
２５      マグネット
２５ａ    第１マグネット
２５ｂ    第２マグネット
２６      移送子
２７      プッシュ軸
２７ａ    係止溝
２８      ガイドピン
３１      締結ボルト
３２、３３、３４      ブッシュ
３５      Ｅ−リング
３６      カバーリング
５０      ホルダ
５１      ケース
５２      ホルダピン
５３      弾性部材
【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】
0005463383.tif 000008
【図８】
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