(57)【要約】【課題】さらなる小型軽量化を実現してレイアウト性の向上を図り、かつコスト低減が図れる反力発生装置を提供する。【解決手段】駆動軸４２を駆動する電動モータと、駆動軸４２の駆動力をアクセルペダル１１に伝達するアーム２３と、アーム２３に設けられ、アクセルペダル１１に負荷される通常時のペダル踏力（小）以上の緊急時のペダル踏力（大）で変形される脆弱部６０と、を備えるので、当該脆弱部６０をトルクリミッタとして機能させることができる。したがって、複数部品からなるトルクリミッタを不要として、反力発生装置１０のさらなる小型軽量化を実現してレイアウト性の向上を図り、かつコスト低減を図ることが可能となる。【選択図】図１
2018020618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置であって、
出力軸を駆動するモータと、
前記出力軸の駆動力を前記操作部材に伝達するアームと、
前記出力軸および前記アームのうちの少なくとも何れか一方に設けられ、前記操作部材に負荷される所定値以上の操作力で変形される脆弱部と、
を備える、反力発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の反力発生装置において、
前記脆弱部が、前記アームの長手方向に沿う前記出力軸寄りの部分に設けられている、
反力発生装置。
【請求項３】
請求項１記載の反力発生装置において、
前記脆弱部は、前記出力軸と前記アームとの連結部分に設けられ、
前記所定値以上の操作力の負荷で前記アームのみが変形される、
反力発生装置。
【請求項４】
請求項１記載の反力発生装置において、
前記脆弱部は、前記出力軸と前記アームとの連結部分に設けられ、
前記所定値以上の操作力の負荷で前記出力軸のみが変形される、
反力発生装置。
【請求項５】
請求項１記載の反力発生装置において、
前記脆弱部は、前記出力軸と前記アームとの連結部分に設けられ、
前記所定値以上の操作力の負荷で前記アームおよび前記出力軸の双方が変形される、
反力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、運転者（操作者）により操作されるアクセルペダル（操作部材）の踏み込み量に応じて、このときの踏み込み力に抗する反力をアクセルペダルに与える反力ペダル装置（反力発生装置）が記載されている。特許文献１に記載された反力ペダル装置は、モータ出力軸を有するモータと、モータ出力軸の回転を減速させる減速機と、減速機の減速機出力軸に連結されて減速機の出力をアクセルペダルに伝達するアームと、を備えている。
【０００３】
そして、特許文献１に記載された反力ペダル装置は、アクセルペダルの踏み込み操作によりアームが正方向に回動されると、アームを逆方向に回動させる反力（回転トルク）を出力する。ここで、モータ出力軸から出力された回転トルクは、減速機を介してさらに高トルク化されてアームに伝達され、アームを介してアクセルペダルに反力として伝達される。
【０００４】
減速機出力軸には、ワンウェイクラッチとトルクリミッタとが設けられている。具体的には、ワンウェイクラッチおよびトルクリミッタは、減速機出力軸の軸方向に沿う同じ位置に配置されている。
【０００５】
ワンウェイクラッチは、アクセルペダルの踏み込み時に、上述の反力をアクセルペダルに向けて伝達可能とする一方で、アクセルペダルの戻し時に、減速機出力軸の回転状態に依らず、アームをアクセルペダルに追従させて元に戻すよう作動する。トルクリミッタは、アクセルペダルの踏み込み力が所定値以上となったときに、減速機出力軸の回転状態に依らず、アクセルペダルの踏み込み操作を許容するよう作動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０９９５８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
反力発生装置は、アクセルペダルの近傍に配置されるため、できる限り小型軽量化するのが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載された反力発生装置では、ワンウェイクラッチおよびトルクリミッタが、減速機出力軸の軸方向に沿う同じ位置に配置され、かつ減速機出力軸の径方向に重ねて配置されている。これにより、特に、減速機出力軸の径方向に沿う反力発生装置のサイズが大型化するという問題を生じていた。
【０００８】
本発明の目的は、さらなる小型軽量化を実現してレイアウト性の向上を図り、かつコスト低減が図れる反力発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様では、操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置であって、出力軸を駆動するモータと、前記出力軸の駆動力を前記操作部材に伝達するアームと、前記出力軸および前記アームのうちの少なくとも何れか一方に設けられ、前記操作部材に負荷される所定値以上の操作力で変形される脆弱部と、を備える。
【００１０】
本発明の他の態様では、前記脆弱部が、前記アームの長手方向に沿う前記出力軸寄りの部分に設けられている。
【００１１】
本発明の他の態様では、前記脆弱部は、前記出力軸と前記アームとの連結部分に設けられ、前記所定値以上の操作力の負荷で前記アームのみが変形される。
【００１２】
本発明の他の態様では、前記脆弱部は、前記出力軸と前記アームとの連結部分に設けられ、前記所定値以上の操作力の負荷で前記出力軸のみが変形される。
【００１３】
本発明の他の態様では、前記脆弱部は、前記出力軸と前記アームとの連結部分に設けられ、前記所定値以上の操作力の負荷で前記アームおよび前記出力軸の双方が変形される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、出力軸を有するモータと、出力軸の駆動力を操作部材に伝達するアームと、出力軸およびアームのうちの少なくとも何れか一方に設けられ、操作部材に負荷される所定値以上の操作力で変形される脆弱部と、を備えるので、当該脆弱部をトルクリミッタとして機能させることができる。
【００１５】
したがって、複数部品からなるトルクリミッタを不要として、反力発生装置のさらなる小型軽量化を実現してレイアウト性の向上を図り、かつコスト低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る反力発生装置を示す正面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】脆弱部が屈曲された状態を示す説明図である。
【図５】アクセルペダルの操作例を示すタイミングチャートである。
【図６】実施の形態２を示す部分拡大断面図である。
【図７】実施の形態３を示す部分拡大断面図である。
【図８】実施の形態４を示す部分拡大断面図である。
【図９】実施の形態５を示す部分拡大断面図である。
【図１０】実施の形態６を示す部分拡大断面図である。
【図１１】実施の形態７を示す部分拡大断面図である。
【図１２】実施の形態８を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る反力発生装置を示す正面図を、図２は図１のＡ矢視図を、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図を、図４は脆弱部が屈曲された状態を示す説明図を、図５はアクセルペダルの操作例を示すタイミングチャートをそれぞれ示している。
【００１９】
図１に示す反力発生装置１０は、エンジンと電動モータのうちのいずれか一方または双方を動力源として走行する車両（図示せず）に搭載されるものである。この反力発生装置１０は、動力源の出力をコントロールするアクセルペダル（操作部材）１１の近傍に設けられ、運転者（操作者）により操作されるアクセルペダル１１に対して、必要に応じて反力を与えるようになっている。
【００２０】
反力発生装置１０によって反力が与えられるアクセルペダル１１は、支軸（図示せず）を中心に所定の角度範囲で回動自在となっている。具体的には、アクセルペダル１１は、支軸の近傍に設けられた第１リターンスプリング（図示せず）の付勢力により、図１に示す初期位置に保持されている。そして、アクセルペダル１１は、運転者の踏み込み操作により、第１リターンスプリングの付勢力に抗して、初期位置から約３０度の角度範囲で回動するようになっている。
【００２１】
運転者によってアクセルペダル１１が踏み込まれると、つまりアクセルペダル１１に所定の大きさの操作力（踏力）が負荷されると、アクセルペダル１１は第１リターンスプリングの付勢力に抗して押し方向（矢印ａ方向）に回動される。アクセルペダル１１が押し方向に回動されると、その回動角度および回動速度に応じて、動力源の出力が増大するようになっている。
【００２２】
これに対し、運転者がアクセルペダル１１に対する踏み込みを解除、つまりアクセルペダル１１への操作力の負荷を解除すると、アクセルペダル１１は第１リターンスプリングの付勢力により、押し方向とは逆向きの戻し方向（矢印ｂ方向）に回動されて初期位置に戻る。そして、アクセルペダル１１の戻し方向への回動に伴って、動力源の出力が減少される。
【００２３】
反力発生装置１０は、上記のように操作されるアクセルペダル１１に対して、必要に応じて所定の反力を与えるように作動する。具体的には、反力発生装置１０のアーム２３は、アクセルペダル１１の押し方向への回動により矢印ｃ方向に押圧される。このとき、例えば、アクセルペダル１１の押し方向への回動が過剰である場合には、反力発生装置１０は、アーム２３を矢印ｄ方向に駆動して、アクセルペダル１１に戻し方向への反力を伝達する。
【００２４】
そして、この反力発生装置１０からの反力を運転者が感じ取ることで、運転者はアクセルペダル１１の過剰な踏み込み操作に気付き、ひいては燃費向上重視の走行に切り換えることが可能となる。また、例えば、運転者の不注意によりアクセルペダル１１が急激に踏み込まれた場合には、より大きな反力を反力発生装置１０に発生させて、車両の急発進を防止させることもできる。
【００２５】
なお、反力発生装置１０には、車両情報の１つであるアクセル開度信号が、車載ネットワークであるＣＡＮ（Controller Area Network）等を介して入力される。これにより、反力発生装置１０は、入力された車両情報に基づいて、アーム２３の駆動トルクを決定して、かつアーム２３を所定のタイミングで駆動させるようになっている。
【００２６】
次に、反力発生装置１０の構造について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図１および図２に示すように、反力発生装置１０は、プラスチック等の樹脂材料よりなるモータケース２０と、同じくプラスチック等の樹脂材料よりなるギヤケース２１と、同じくプラスチック等の樹脂材料よりなる基板カバー２２と、ギヤケース２１から下方に向けて延在された金属製のアーム２３と、を備えている。
【００２８】
モータケース２０には、反力発生装置１０を車両に固定するためのボルト（図示せず）が挿通される複数のボルト穴２０ａが設けられている。また、ギヤケース２１は、モータケース２０の前面に複数の固定ネジ２１ａによって固定されている。さらに、基板カバー２２は、モータケース２０の前面上部に、所謂スナップフィット等の係合手段を介して取り付けられている。このように、モータケース２０，ギヤケース２１および基板カバー２２は、互いに一体化され、反力発生装置１０の外郭を形成している。
【００２９】
図３に示すように、モータケース２０の内部には、電動モータ（モータ）３０が回転自在に収容されている。また、ギヤケース２１の内部には、電動モータ３０の回転を減速させる減速機構４０が回転自在に収容されている。さらに、電動モータ３０の前方側であって、かつ減速機構４０の上方側には、電動モータ３０の回転を制御する制御基板５０が設けられ、当該制御基板５０は基板カバー２２によって覆われている。また、ギヤケース２１から下方側に突出されたアーム２３の側面には、アクセルペダル１１の上端部分が当接されている。これにより、減速機構４０の出力が、アーム２３を介してアクセルペダル１１に伝達される。
【００３０】
電動モータ３０は、固定子としてのヨーク３１と、回転子としてのアーマチュア３２と、を備えたブラシ付きの電動モータである。ヨーク３１は、鋼板を円筒形状に形成して構成され、ヨーク３１の径方向内側には、複数の永久磁石３１ａ（図示では２つのみ示す）が固定されている。
【００３１】
アーマチュア３２は、複数の鋼板を積層して形成されたコア３４と、コア３４に所定の巻き数および巻き方で巻装されたコイル３５と、コア３４の回転中心に固定されたモータ軸３３と、当該モータ軸３３のコア３４寄りの部分に固定されたコンミテータ（整流子）３６と、を備えている。そして、モータ軸３３の軸方向両側は、それぞれボールベアリングＢ１，Ｂ２によって回転自在に支持されている。
【００３２】
コンミテータ３６の外周部分には、一対のブラシ３７（図示では１つのみ示す）が摺接される。ブラシ３７は、導電部材としての機能も備えた板状スプリング３７ａにより、コンミテータ３６の外周部分に所定圧で押圧されている。これにより、ブラシ３７からコンミテータ３６に対して安定した駆動電流を供給可能としている。ブラシ３７は、板状スプリング３７ａの先端部に電気的に接続して固定され、板状スプリング３７ａの基端部は、制御基板５０に電気的に接続して固定されている。
【００３３】
制御基板５０には、ＣＰＵ等の複数の電子部品ＥＰが実装されており、アクセル開度信号等の車両情報（データ）が入力される。そして、ＣＰＵは、入力されたアクセル開度信号の大きさに応じて、電動モータ３０の駆動トルク（回転力）を決定し、かつ電動モータ３０を所定のタイミングで駆動する。ここで、図１に示すように、基板カバー２２の近傍には、車両側の外部コネクタ（図示せず）が接続されるコネクタ接続部ＣＮが設けられており、これにより制御基板５０には、外部コネクタを介して、アクセル開度信号やバッテリ等からの駆動電流が供給される。
【００３４】
モータ軸３３の軸方向一側（図３中左側）には、ピニオンギヤ４１が、ワンウェイクラッチ４４を介して固定されている。ピニオンギヤ４１は、電動モータ３０の出力ギヤとして機能すると同時に、減速機構４０の入力ギヤとしても機能する。また、モータ軸３３の軸方向と交差する方向で、かつ制御基板５０側とは反対側（図３中下側）には、モータ軸３３と平行となるよう駆動軸４２が設けられている。この駆動軸４２は、電動モータ３０によって駆動され、本発明における出力軸を構成している。具体的には、電動モータ３０の駆動トルクを、減速機構４０を介してアーム２３に出力するようになっている。そして、駆動軸４２の軸方向両側は、それぞれボールベアリングＢ３，Ｂ４によって回転自在に支持されている。
【００３５】
駆動軸４２の軸方向一側（図３中左側）には、セクターギヤ４３の揺動中心が固定されている。一方、駆動軸４２の軸方向他側（図３中右側）には、アーム２３の長手方向一側（図３中上側）が固定されている。そして、セクターギヤ４３の半径寸法は、ピニオンギヤ４１の半径寸法よりも大きく設定され、ピニオンギヤ４１の歯部４１ａに噛合される歯部４３ａを備えている。このように、セクターギヤ４３は、減速機構４０の出力ギヤとして機能する。減速機構４０は、入力ギヤとしてのピニオンギヤ４１と、出力ギヤとしてのセクターギヤ４３と、から構成される一段減速機構であり、その減速比は、概ね「４．３：１．０」に設定されている。
【００３６】
駆動軸４２の軸方向に沿う略中央部分で、かつアーム２３とギヤケース２１との間には、アーム２３を初期位置（図１に示す状態）に復帰させるための第２リターンスプリング４２ａが設けられている。この第２リターンスプリング４２ａは、コイル状のトーションスプリングとされ、駆動軸４２に対して同軸に配置されている。第２リターンスプリング４２ａは、アクセルペダル１１により押されて矢印ｃ方向（図１参照）に移動したアーム２３を、電動モータ３０の駆動に依らず、ワンウェイクラッチ４４の働きにより、矢印ｄ方向（図１参照）に移動させる。これにより、矢印ｃ方向に移動されたアーム２３は、図１に示す初期位置に自動的に復帰される。
【００３７】
ここで、ワンウェイクラッチ４４は、モータ軸３３に対するピニオンギヤ４１の時計回り方向（図１参照）への相対回転を規制し、モータ軸３３に対するピニオンギヤ４１の反時計回り方向（図１参照）への相対回転を許容するよう作動する。すなわち、モータ軸３３からピニオンギヤ４１に対して時計回り方向に付勢するトルクが加わると、ピニオンギヤ４１はモータ軸３３に対して接続状態となって動力伝達が可能となる。当該状態は、反力発生装置１０が駆動されて、アクセルペダル１１に反力を伝達している状態である。
【００３８】
これに対し、ピニオンギヤ４１からモータ軸３３に対して反時計回り方向に付勢するトルクが加わると、ピニオンギヤ４１はモータ軸３３から切断されて遮断状態となり、互いに動力伝達されなくなる。当該状態は、矢印ｃ方向に移動されたアーム２３が、電動モータ３０の駆動に依らず、初期位置に自動的に復帰されるときの状態である。
【００３９】
なお、モータ軸３３の軸方向寸法は、電動モータ３０の径方向寸法よりも小さい寸法となっている。つまり、電動モータ３０は、その軸方向寸法が径方向寸法よりも小さい偏平モータとなっている。これにより、反力発生装置１０の車両へのレイアウト性を向上させて、軽自動車から大型車まで対応可能としている。
【００４０】
本実施の形態のアーム２３は、アクセルペダル１１から大きな操作力が負荷されたときに、屈曲（変形）されるようになっている。すなわち、アーム２３は、従前のトルクリミッタとしての機能を備えている。例えば、減速機構４０が何らかの原因で固着して動作不能となった（失陥した）場合に、運転者がアクセルペダル１１を通常操作時よりも強く踏み込むことで、アーム２３が屈曲され、これによりアクセル操作を可能として、通常通りに車両を走行させることができる。
【００４１】
図１および図２に示すように、アーム２３は、鋼板をプレス成形等することで、平板の略棒状に形成されている。アーム２３の長手方向一側（図中上側）には、駆動軸４２が貫通して固定される固定孔２３ａが設けられている。ここで、駆動軸４２は、固定孔２３ａに対して、溶接等により強固に固定されている。ただし、固定孔２３ａに対して駆動軸４２をより強固に固定するためにも、固定孔２３ａと駆動軸４２とを、駆動軸４２の周方向に沿って凹凸係合させるのが望ましい。
【００４２】
ここで、アーム２３の板厚方向は、駆動軸４２の軸方向に向けられており、これにより、反力発生装置１０の駆動軸４２の軸方向に沿う厚み寸法が増大するのを防止している。すなわち、図１ないし図４に示すように、アーム２３は、アーム２３の板厚方向と交差する方向から、アクセルペダル１１によって押圧されるようになっている。
【００４３】
アーム２３の長手方向他側（図中下側）には、図２および図３に示すように、アーム２３の板厚方向に延在されたピン部材２３ｂが設けられている。ピン部材２３ｂは、円柱形状の鋼材により形成され、その周囲には、当該ピン部材２３ｂを覆うようにして、クッション部材２３ｃが回動自在に設けられている。そして、ピン部材２３ｂは、クッション部材２３ｃを介して、アクセルペダル１１の先端部分（図中上方の部分）を支持している。これにより、アクセルペダル１１の操作時において、当該アクセルペダル１１に対するアーム２３の追従性を良好にしつつ、アクセルペダル１１とアーム２３との間でのがたつきの発生を防止している。
【００４４】
アーム２３の長手方向に沿う駆動軸４２寄りの部分には、脆弱部６０が設けられている。この脆弱部６０は、アーム２３の厚み方向と交差する方向への剛性を低くするためのもので、図１に示すように、アーム２３の他の部分の幅寸法の略１／３の幅寸法に設定されている。そして、脆弱部６０は、図１に示すように、アーム２３の中心線ＣＥを中心に、左右対称の形状となっている。これにより、アーム２３を駆動軸４２に固定する際の組付方向正（表側／裏側）を無くしている。よって、反力発生装置１０の組み立て作業性が低下することは無い。
【００４５】
脆弱部６０は、複数の角部ＣＯを備えている。これにより、図５に示すように、通常時のペダル踏力Ｆ１［Ｎ］よりも大きな緊急時のペダル踏力Ｆ２［Ｎ］（Ｆ２＞Ｆ１）をアーム２３に負荷することで、複数の角部ＣＯに応力集中が発生し、ひいては確実にアーム２３が屈曲される。なお、複数の角部ＣＯを設けることで、アーム２３を屈曲させるペダル踏力Ｆ２の設定を、製品毎にばらつくこと無く容易に行えるようになっている。また、脆弱部６０を、アーム２３の長手方向に沿う駆動軸４２寄りの部分に配置することで、梃子の原理により、アーム２３の脆弱部６０を除く他の部分の剛性を確保しつつ、ペダル踏力Ｆ２の負荷により容易に脆弱部６０を屈曲可能としている。
【００４６】
次に、以上のように形成した反力発生装置１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図５に示す時間ｔ０〜ｔ１［ｓ］の間は、運転者がアクセルペダル１１を緩やかに踏み込んで、車両を滑らかに加速させた状態を示している。この場合は、アクセルペダル１１の単位時間当たりのペダル踏力の増加量（グラフの傾斜角度）が緩やかであるため、ＣＰＵは燃費の良い運転状態であると判断する。したがって、反力発生装置１０は駆動されず、アクセルペダル１１には反力が伝達されない。
【００４８】
その後、時間ｔ１［ｓ］において、運転者が急激にアクセルペダル１１を踏み込むと、アクセルペダル１１の単位時間当たりのペダル踏力の増加量が急峻となって、ＣＰＵは燃費の悪い運転状態に推移したと判断する。ここで、ＣＰＵによる燃費の良し悪しの判断は、例えば、ペダル踏力に比例するアクセル開度信号に基づいて判断される。
【００４９】
次いで、時間ｔ２［ｓ］において、ＣＰＵは電動モータ３０のモータ軸３３を、図１に示す状態から時計回り方向に所定の駆動トルクで回転させ、これにより、接続状態にあるワンウェイクラッチ４４を介して、ピニオンギヤ４１に時計回り方向の回転力が伝達される。すると、図１に示す状態からセクターギヤ４３が反時計回り方向に高トルク化された状態で揺動される。これにより、駆動軸４２を介してアーム２３が矢印ｄ方向に揺動されて、アクセルペダル１１には、当該アクセルペダル１１を戻す方向（矢印ｂ方向）への反力が伝達される。その後、時間ｔ３〜ｔ４［ｓ］の間において、運転者は反力発生装置１０の動作に気付き、アクセルペダル１１のペダル踏力を小さくしていく。
【００５０】
時間ｔ４〜ｔ５［ｓ］の間は、赤信号等により車両が停車した状態で、かつその間に何らかの原因で反力発生装置１０の減速機構４０が固着した状態（所謂フェイル状態）となった場合を示している。ここで、減速機構４０の固着状態とは、例えば、減速機構４０が異物を噛み込んでしまった場合等が挙げられる。その後、信号が青になり、運転者はアクセルペダル１１を踏み込むが、反力発生装置１０のアーム２３は、図４に示すように、駆動軸４２の軸心Ｃ１を中心として、矢印ｃ方向に揺動しないロック発生状態となっている。そこで、運転者は、通常のアクセル操作時の操作力（ペダル踏力Ｆ１）以上の操作力（ペダル踏力Ｆ２）で、アクセルペダル１１を操作するようになる。ここで、ペダル踏力Ｆ１は、本発明における「所定値」を構成している。
【００５１】
すると、時間ｔ６［ｓ］の時点で、ペダル踏力がＦ２となり、図４に示すように、脆弱部６０が中央部Ｃ２を中心に屈曲される。ここで、運転者は、アクセルペダル１１を、比較的大きなペダル踏力Ｆ２で急激に踏み込むため、アーム２３の先端側が、脆弱部６０の中央部Ｃ２を中心に、元の状態からβ度（約３５度）となるよう屈曲され、アクセルペダル１１の先端部分と、ピン部材２３ｂの周囲のクッション部材２３ｃとの間に、所定の隙間Ｌが形成される。
【００５２】
したがって、アーム２３を、脆弱部６０の中央部Ｃ２を中心に屈曲させた後であっても、アクセルペダル１１は、第１リターンスプリング（図示せず）の付勢力により、支軸の軸心Ｃ３を中心に揺動可能となっている。よって、アクセルペダル１１は、初期位置に戻ることができる。言い換えれば、脆弱部６０が中央部Ｃ２を中心に屈曲された後であっても、反力発生装置１０を備えていない車両と同様に、α度（約３０度）の範囲で通常のアクセル操作が可能となっている。
【００５３】
ここで、アーム２３は、柔軟性を有する金属によって形成されており、そのため、脆弱部６０の約３５度程度の屈曲によっては、アーム２３の長手方向一側と他側とは分離されない。したがって、アーム２３の先端部分が車室内に落下するようなことが無い。さらには、反力発生装置１０を修理した後に、アーム２３を元の状態に真っ直ぐに戻して再利用することもできる。
【００５４】
その後、運転者は、通常通りにアクセルペダル１１の操作を行って自走し、例えば、目的の修理工場等に到着することができる（時間ｔ７）。なお、アーム２３が屈曲された後において、運転者のアクセルペダル１１の操作状態によっては、反力発生装置１０が動作する場合がある。しかしながら、反力発生装置１０によるアーム２３の揺動角度が極小さいこと（運転者に反力の発生状態を報知できる程度の揺動角度で約２度程度）や、図４に示すようにアクセルペダル１１の先端部分と、ピン部材２３ｂの周囲のクッション部材２３ｃとの間に所定の隙間Ｌが形成されていること等から、通常通りのアクセルペダル１１の操作に支障を来すことが無い。
【００５５】
以上詳述したように、本実施の形態に係る反力発生装置１０によれば、駆動軸４２を駆動する電動モータ３０と、駆動軸４２の駆動力をアクセルペダル１１に伝達するアーム２３と、アーム２３に設けられ、アクセルペダル１１に負荷されるペダル踏力Ｆ１以上のペダル踏力Ｆ２で変形される脆弱部６０と、を備えるので、当該脆弱部６０をトルクリミッタとして機能させることができる。
【００５６】
したがって、複数部品からなるトルクリミッタを不要として、反力発生装置１０のさらなる小型軽量化を実現してレイアウト性の向上を図り、かつコスト低減を図ることが可能となる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る反力発生装置１０によれば、脆弱部６０が、アーム２３の長手方向に沿う駆動軸４２寄りの部分に設けられているので、梃子の原理により、アーム２３の脆弱部６０を除く他の部分の剛性を確保しつつ、ペダル踏力Ｆ２の負荷により容易に脆弱部６０を屈曲させることができる。したがって、何らかの原因で反力発生装置１０の減速機構４０が固着した状態（所謂フェイル状態）となっても、老若男女を問わず、車両を通常走行させることができる。
【００５８】
次に、本発明の実施の形態２について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
図６は実施の形態２を示す部分拡大断面図を示している。
【００６０】
図６に示すように、実施の形態２の反力発生装置７０は、アーム７１の形状のみが異なっている。アーム７１は、円柱形状の鋼材によって形成され、その長手方向に沿う駆動軸４２寄りの部分に、脆弱部７２が設けられている。具体的には、脆弱部７２は、アーム７１を部分的に中空にすることで形成されており、円筒形状の薄肉部７２ａによって、アーム７１の長手方向一側と他側とが連結されている。そして、脆弱部７２の薄肉部７２ａは、アクセルペダル１１（図１参照）からのペダル踏力Ｆ２の負荷により、実施の形態１と同様に屈曲（変形）されるようになっている。
【００６１】
以上のように形成した実施の形態２においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【００６２】
次に、本発明の実施の形態３について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
図７は実施の形態３を示す部分拡大断面図を示している。
【００６４】
図７に示すように、実施の形態３の反力発生装置８０は、アーム８１の形状のみが異なっている。アーム８１は、円柱形状の鋼材よりなる第１アーム部材８２と第２アーム部材８３とを備えている。そして、各アーム部材８２，８３の連結部分に脆弱部８４が設けられている。具体的には、脆弱部８４は、アーム８１の長手方向に沿う駆動軸４２寄りの部分に配置されている。
【００６５】
脆弱部８４は、第２アーム部材８３の軸方向に突出された小径の連結凸部８３ａによって構成されている。この連結凸部８３ａは、第１アーム部材８２の軸方向に窪んだ連結凹部８２ａに入り込んで連結され、その周囲にくびれを形成している。そして、連結凹部８２ａに連結された連結凸部８３ａは、アクセルペダル１１（図１参照）からのペダル踏力Ｆ２の負荷により、その根元が折損（変形）されるようになっている。すなわち、第１アーム部材８２に対して第２アーム部材８３が分離するようになっている。ただし、凹凸関係を逆にして、第１アーム部材８２に連結凸部を形成し、第２アーム部材８３に連結凹部を形成しても良い。
【００６６】
以上のように形成した実施の形態３においても、上述した実施の形態１と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態３では、第１アーム部材８２から第２アーム部材８３を分離させるようにしたので、アクセルペダル１１の通常通りの操作時において、ピン部材２３ｂの周囲のクッション部材２３ｃへの干渉等をより確実に低減することができる。
【００６７】
次に、本発明の実施の形態４について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６８】
図８は実施の形態４を示す部分拡大断面図を示している。
【００６９】
図８に示すように、実施の形態４の反力発生装置９０は、アーム９１の形状のみが異なっている。アーム９１は、円柱形状の鋼材よりなる第１アーム部材９２と、円筒形状の鋼材よりなる第２アーム部材９３とを備えている。第１アーム部材９２と第２アーム部材９３とは、互いに嵌合して連結されており、これらの連結部分を形成する第２アーム部材９３の基端部分に脆弱部９４が設けられている。また、実施の形態４における脆弱部９４は、アーム９１の長手方向に沿うアクセルペダル１１寄りの部分に配置されている。ここで、第１アーム部材９２に対する第２アーム部材９３の嵌合部分の長さは、第１アーム部材９２の半径寸法に略等しくなるよう設定されている。
【００７０】
そして、アクセルペダル１１（図１参照）からのペダル踏力Ｆ２の負荷により、第２アーム部材９３の基端部分の脆弱部９４が変形されて、第１アーム部材９２から第２アーム部材９３が外れるようになっている。ただし、嵌合関係を逆にして、第１アーム部材９２を円筒形状とし、第２アーム部材９３を円柱形状とし、これらを互いに嵌合させるようにしても良い。
【００７１】
以上のように形成した実施の形態４においても、上述した実施の形態３と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態４では、脆弱部９４をアーム９１の長手方向に沿うアクセルペダル１１寄りの部分に配置したので、第１アーム部材９２から分離される第２アーム部材９３を、小さくすることができる。また、第１アーム部材９２から第２アーム部材９３が外れるだけなので、第２アーム部材９３を安価かつ容易に交換することができる。
【００７２】
次に、本発明の実施の形態５について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７３】
図９は実施の形態５を示す部分拡大断面図を示している。
【００７４】
図９に示すように、実施の形態５の反力発生装置１００は、脆弱部６０（図１参照）に換えて、脆弱部１０１が設けられている。この脆弱部１０１は、駆動軸１０２とアーム１０３との連結部分に設けられている。より具体的には、脆弱部１０１は、アーム１０３の長手方向一側に設けられた固定孔１０３ａの径方向内側に突出された係合突起１０３ｂから構成されている。そして、駆動軸１０２の係合突起１０３ｂとの対向部分には、係合突起１０３ｂが入り込む係合凹部１０２ａが形成されている。ここで、係合突起１０３ｂの先端部分は、係合凹部１０２ａの底部分に係合されており、これにより、駆動軸１０２の回転力がアーム１０３に伝達可能となっている。また、係合突起１０３ｂの根元部分と、係合凹部１０２ａとの間には、所定の隙間Ｓが形成されている。これにより、係合突起１０３ｂの屈曲（変形）が許容される。
【００７５】
そして、アクセルペダル１１（図１参照）からのペダル踏力Ｆ２の負荷により、アーム１０３の係合突起１０３ｂ（脆弱部１０１）が屈曲されて、駆動軸１０２に対してアーム１０３が所定角度（約３５度）で相対回転される。これにより、アクセルペダル１１の通常通りの操作（図４参照）が可能となる。このように、実施の形態５の反力発生装置１００では、脆弱部１０１を、駆動軸１０２とアーム１０３との連結部分に配置し、かつアーム１０３のみが変形される構成を採用している。
【００７６】
以上のように形成した実施の形態５においても、上述した実施の形態１と略同様の作用効果を奏することができる。
【００７７】
次に、本発明の実施の形態６について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
図１０は実施の形態６を示す部分拡大断面図を示している。
【００７９】
図１０に示すように、実施の形態６の反力発生装置１１０は、脆弱部６０（図１参照）に換えて、脆弱部１１１が設けられている。この脆弱部１１１は、駆動軸１１２とアーム１１３との連結部分に設けられている。より具体的には、脆弱部１１１は、アーム１１３の長手方向一側に切欠部１１３ａを形成することで設けられた一対の支持腕１１３ｂから構成されている。そして、駆動軸１１２の切欠部１１３ａとの対向部分には、当該切欠部１１３ａに入り込む係合凸部１１２ａが形成されている。ここで、係合凸部１１２ａは、断面が略半円形状に形成されている。これにより、駆動軸１１２の回転力をアーム１１３に伝達することができるとともに、係合凸部１１２ａに対して支持腕１１３ｂの先端部分が乗り上げ易くなっている。これにより、支持腕１１３ｂの屈曲（変形）が許容される。
【００８０】
そして、アクセルペダル１１（図１参照）からのペダル踏力Ｆ２の負荷により、アーム１１３の支持腕１１３ｂ（脆弱部１１１）が、係合凸部１１２ａを乗り上げて屈曲され、駆動軸１１２に対してアーム１１３が所定角度で相対回転される。これにより、アクセルペダル１１の通常通りの操作（図４参照）が可能となる。このように、実施の形態６の反力発生装置１１０では、脆弱部１１１を、駆動軸１１２とアーム１１３との連結部分に配置し、かつアーム１１３のみが変形される構成を採用している。
【００８１】
以上のように形成した実施の形態６においても、上述した実施の形態５と略同様の作用効果を奏することができる。
【００８２】
次に、本発明の実施の形態７について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８３】
図１１は実施の形態７を示す部分拡大断面図を示している。
【００８４】
図１１に示すように、実施の形態７の反力発生装置１２０は、脆弱部６０（図１参照）に換えて、脆弱部１２１が設けられている。この脆弱部１２１は、駆動軸１２２とアーム１２３との連結部分に設けられている。より具体的には、脆弱部１２１は、駆動軸１２２を薄肉の中空パイプにより形成し、その径方向内側に部分的に凹ませた窪み部１２２ａから構成されている。そして、駆動軸１２２の窪み部１２２ａには、アーム１２３の固定孔１２３ａに設けられ、径方向内側に突出された突起部１２３ｂが入り込んでいる。ここで、突起部１２３ｂは、断面が略半円形状に形成されている。これにより、駆動軸１２２の回転力をアーム１２３に伝達することができるとともに、窪み部１２２ａに対して突起部１２３ｂを乗り上げ易くしている。これにより、窪み部１２２ａの突起部１２３ｂによる変形が許容される。
【００８５】
そして、アクセルペダル１１（図１参照）からのペダル踏力Ｆ２の負荷により、アーム１２３の突起部１２３ｂが、窪み部１２２ａ（脆弱部１２１）を乗り上げて、当該窪み部１２２ａを屈曲させ、駆動軸１２２に対してアーム１２３が所定角度で相対回転される。これにより、アクセルペダル１１の通常通りの操作（図４参照）が可能となる。このように、実施の形態７の反力発生装置１２０では、脆弱部１２１を、駆動軸１２２とアーム１２３との連結部分に配置し、かつ駆動軸１２２のみが変形される構成を採用している。
【００８６】
以上のように形成した実施の形態７においても、上述した実施の形態５と略同様の作用効果を奏することができる。
【００８７】
次に、本発明の実施の形態８について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８８】
図１２は実施の形態８を示す部分拡大断面図を示している。
【００８９】
図１２に示すように、実施の形態８の反力発生装置１３０は、脆弱部６０（図１参照）に換えて、脆弱部１３１が設けられている。この脆弱部１３１は、駆動軸１３２とアーム１３３との連結部分に設けられている。より具体的には、脆弱部１３１は、駆動軸１３２の径方向外側に形成された第１セレーション１３２ａと、アーム１３３の固定孔１３３ａの径方向内側に形成された第２セレーション１３３ｂと、から構成されている。そして、第１セレーション１３２ａと第２セレーション１３３ｂとは互いに嵌合（セレーション嵌合）されている。ここで、各セレーション１３２ａ，１３３ｂの凹凸高さは微小高さとされ、これにより、駆動軸１３２の回転力をアーム１３３に伝達することができるとともに、各セレーション１３２ａ，１３３ｂを互いに変形させ易くしている。よって、駆動軸１３２に対するアーム１３３の滑りが許容される。
【００９０】
そして、アクセルペダル１１（図１参照）からのペダル踏力Ｆ２の負荷により、各セレーション１３２ａ，１３３ｂが互いに変形されて（互いになめて）、駆動軸１３２に対してアーム１３３が滑るようになり、駆動軸１３２に対してアーム１３３が所定角度で相対回転される。これにより、アクセルペダル１１の通常通りの操作（図４参照）が可能となる。このように、実施の形態８の反力発生装置１３０では、脆弱部１３１を、駆動軸１３２とアーム１３３との連結部分に配置し、かつ駆動軸１３２およびアーム１３３の双方が変形される構成を採用している。
【００９１】
以上のように形成した実施の形態８においても、上述した実施の形態５と略同様の作用効果を奏することができる。
【００９２】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、図３に示される電動モータ３０は、ブラシレスモータに置換することができる。また、電動モータ３０に限定されるものではなく、油圧モータや空気圧モータに置換することもできる。さらに、上記各実施形態では、ピニオンギヤ４１がワンウェイクラッチ４４を介してモータ軸３３に固定されているが、これに限定されず、ピニオンギヤ４１をモータ軸３３に直接固定するようにしても良い。また、電動モータ３０に、大きな回転トルクを出力し得る他の電動モータを採用し、減速機構４０を省略するようにしても良い。
【００９３】
その他、上記各実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記各実施の形態に限定されない。
【符号の説明】
【００９４】
１０    反力発生装置
１１    アクセルペダル（操作部材）
２０    モータケース
２０ａ    ボルト穴
２１    ギヤケース
２１ａ    固定ネジ
２２    基板カバー
２３    アーム
２３ａ    固定孔
２３ｂ    ピン部材
２３ｃ    クッション部材
３０    電動モータ（モータ）
３１    ヨーク
３１ａ    永久磁石
３２    アーマチュア
３３    モータ軸
３４    コア
３５    コイル
３６    コンミテータ
３７    ブラシ
３７ａ    板状スプリング
４０    減速機構
４１    ピニオンギヤ
４１ａ    歯部
４２    駆動軸（出力軸）
４２ａ    第２リターンスプリング
４３    セクターギヤ
４３ａ    歯部
４４    ワンウェイクラッチ
５０    制御基板
６０    脆弱部
Ｂ１〜Ｂ４    ボールベアリング
ＣＮ    コネクタ接続部
ＣＯ    角部
ＥＰ    電子部品
Ｆ１    ペダル踏力（通常時）
Ｆ２    ペダル踏力（緊急時）
Ｌ    隙間
７０    反力発生装置
７１    アーム
７２    脆弱部
７２ａ    薄肉部
８０    反力発生装置
８１    アーム
８２    第１アーム部材
８２ａ    連結凹部
８３    第２アーム部材
８３ａ    連結凸部
８４    脆弱部
９０    反力発生装置
９１    アーム
９２    第１アーム部材
９３    第２アーム部材
９４    脆弱部
１００    反力発生装置
１０１    脆弱部
１０２    駆動軸
１０２ａ    係合凹部
１０３    アーム
１０３ａ    固定孔
１０３ｂ    係合突起
Ｓ    隙間
１１０    反力発生装置
１１１    脆弱部
１１２    駆動軸
１１２ａ    係合凸部
１１３    アーム
１１３ａ    切欠部
１１３ｂ    支持腕
１２０    反力発生装置
１２１    脆弱部
１２２    駆動軸
１２２ａ    窪み部
１２３    アーム
１２３ａ    固定孔
１２３ｂ    突起部
１３０    反力発生装置
１３１    脆弱部
１３２    駆動軸
１３２ａ    第１セレーション
１３３    アーム
１３３ａ    固定孔
１３３ｂ    第２セレーション
【図１】
2018020618.tif 000003
【図２】
2018020618.tif 000004
【図３】
2018020618.tif 000005
【図４】
2018020618.tif 000006
【図５】
2018020618.tif 000007
【図６】
2018020618.tif 000008
【図７】
2018020618.tif 000009
【図８】
2018020618.tif 000010
【図９】
2018020618.tif 000011
【図１０】
2018020618.tif 000012
【図１１】
2018020618.tif 000013
【図１２】
2018020618.tif 000014