(57)【要約】　　　（修正有）【課題】操作荷重に対し適切な負荷を発生させ良好な操作感を得、コントロール性が高く、また従来の摩擦式ヒステリシス発生装置を持つものに対し低コストで信頼性が高いアクセル装置を提供すること。【解決手段】支持部材２，３と、これに支点を持ち回転自在に支持された操作部４ａと、この操作部に反力を与えるばね手段５と、操作部に接続される磁器式ヒステレシス発生装置１からなる。磁気ヒステリシス特性を利用した磁気式ヒステリシス発生装置を使用する。磁気式ヒステリシス発生装置とは、多極に着磁された永久磁石と呼ばれる硬質磁性材料部材もしくは電磁石と、ヒステリシス材と呼ばれる半硬質磁性材料部材からなり、それらを相対に非接触に配置し運動させると一定負荷が得られる。それを理想的な荷重ヒステリシス特性の実現に利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、これに支点を持ち回転自在に支持された操作部と、この操作部に反力を与えるばね手段と、操作部に接続される磁気式ヒステリシス発生装置からなるアクセル装置。
【請求項２】
請求項１において、磁気式ヒステリシス発生装置が支持部材と支点を兼ねたアクセル装置。
【請求項３】
請求項１および２において、荷重ヒステリシス特性を得るための負荷を発生する磁気式ヒステリシス発生装置。
【請求項４】
請求項３において、硬質磁性材料と半硬質磁性材料を相対する向きに配置し、負荷を発生する磁気式ヒステリシス発生装置。
【請求項５】
請求項３において、電磁石と半硬質磁性材料を相対する向きに配置し、負荷を発生する磁気式ヒステリシス発生装置。
【請求項６】
請求項１及び２において、操作部がペダル状のアクセル装置。
【請求項７】
請求項１および２において、操作部がレバー状のアクセル装置。
【請求項８】
請求項１および２において、操作部が円筒形のアクセル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用原動機の出力制御用機器を間接または直接に駆動するアクセル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
排出ガス規制の強化と安全性向上のため、自動車メーカ各社は自動車の電子制御化を進めている。それまでケーブルやリンクを用い機械的に接続され、人により操作されていた原動機や制動機の出力制御部分を電気的接続に置き換え、関連部品と統合制御する方式が主流になりつつある。機械的接続による操作系では摩擦損失からなる負荷を伴うものであり、それが荷重ヒステリシス特性を生み、慣れ親しんだ自然な操作感となっている。自動車に用いられるアクセル装置を例にすると、アクセルはケーブルを介して出力制御部に接続されているが、ケーブルとそれをガイドするアウターケースは擦れ合い、その摩擦が負荷となり、それが行きと戻りで操作力の異なる荷重ヒステリシス特性を生み出している。よってこれらを機械的接続から電気的接続に置き換えた際、自然な操作感とそれによる良好なコントロール性を得るためにヒステリシス発生装置を付けるのが常となっている。そのほとんどはねじりコイルばねと軸芯部、圧縮コイルばねとピストン状の可動部、対面する板状部材同士などの摩擦損失を利用する物である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の摩擦式ヒステリシス発生装置では、それに要する摩擦部材材料、その表面状態、摩擦力発生に要する荷重のばらつき、使用環境、摩擦部材の経年劣化などで容易に負荷が変動してしまい、高性能化と品質管理の面での障害が多かった。また摩擦部材同士が固着するなどの作動不良等に対するフェイルセーフ機構の付加と十分な確認試験の実施など、コストの上昇は避けられなかった。さらに摩擦式の動作初期において静摩擦から動摩擦に移る際に突発荷重が発生し、それが前述の様々な要因により過大であった場合には、コントロール性等の付加価値を下げることに繋がっていた。
【０００４】
本発明はこれら問題点の解決のためになされたものであり、その目的とするところは、操作荷重に対し適切な負荷を発生させ良好な操作感を得、コントロール性が高く、また従来の摩擦式ヒステリシス発生装置を持つものに対し低コストで信頼性が高いアクセル装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決しようとするための手段】
磁気ヒステリシス特性を利用し、非接触状態で負荷を発生させることを可能とした、磁気式ヒステリシス発生装置を使用する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
磁気式ヒステリシス発生装置とは、多極に着磁された永久磁石と呼ばれる硬質磁性材料部材もしくは電磁石と、ヒステリシス材と呼ばれる半硬質磁性材料部材からなり、それらを相対に非接触に配置し運動させると一定負荷が得られる。それを理想的な荷重ヒステリシス特性の実現に利用する。
【０００７】
【実施例１】
図１は実施例２で説明する磁気式ヒステリシス発生装置を適用した、ペダル式アクセル装置の実施例である。磁気式ヒステリシス発生装置１は取付ブラケット２とボルト３により車両に固定されている。操作部４は図４磁気式ヒステリシス発生装置構造例でいうシャフト１２に固定され回転自在となっており、ばね５の片端が接続されている。またばね５の片端は車両側や他部材に固定もしくは支持されている。
操作部４はばね５により通常は図の位置にあるが、操作部に操作荷重を加えることによりＳ方向へ移動することが出来る。また荷重を抜くとばね５によりＭ方向へ戻る。この際に必要とされる操作荷重Ｆは、Ｓ方向を正とすると次の式で表される。なおＦｓはばね５による荷重、Ｆｈは磁気式ヒステリシス発生装置１による荷重である。Ｓ方向のときはＦ＝Ｆｓ＋Ｆｈ、Ｍ方向のときはＦ＝Ｆｓ−Ｆｈとなり、よって図７にあるような荷重ヒステリシス特性が得られる。
【０００８】
【実施例２】
図４は本発明で使用する磁気式ヒステリシス発生装置の構造例である。ケース１４には半硬質磁性材料で製作したアウターロータ１３が固定されて、シャフト１６には硬質磁性材料で製作し多極に着磁されたインナーロータ１５が固定され、シャフト１６はケース１４に回転自在に支持されている。アウターロータ１３はインナーロータ１５により磁化され、ケース１４を固定した状態でシャフト１６に回転荷重を与えると、その吸引力から負荷が生じる。相対位置のずれがある程度以上に達すると、アウターロータ１３の磁化がその回転方向に対しずれ始め、結果負荷が一定となる。またアウターロータとインナーロータの材料を入れ替えても良く、回転式ではなくリニア式でも良い。
【０００９】
図５に摩擦式ヒステリシス発生装置を持つアクセル装置の荷重ヒステリシス線図を示す。操作量Ｌの増加に合わせ作業者が受ける操作荷重Ｆは増加し、操作量Ｌの減少に合わせ操作荷重Ｆも減少し、ａ−ｂ−ｃ−ｄのようなヒステリシス線図を描く。静摩擦は動摩擦より大きいことからｄの静止状態からａに移る際には突発荷重ｅが発生する。これは図６に示す過渡特性ａ−ｂ−ｃ−ｆ線図でも同様である。
【００１０】
図７に磁気式ヒステリシス発生装置を持つアクセル装置の荷重ヒステリシス線図を示す。同様に操作量Ｌに合わせ操作荷重Ｆは変化しａ−ｂ−ｃ−ｄのようなヒステリシス線図を描くが、摩擦式と異なり、突発荷重は発生しない。
【００１１】
【実施例３】
図２は実施例２で説明した磁気式ヒステリシス発生装置を適用した、レバー式アクセル装置である。
【００１２】
【実施例４】
図３は実施例２で説明した磁気式ヒステリシス発生装置を適用した、円筒形アクセル装置である。
【００１３】
【発明の効果】
アクセル装置には、定位置での保持が容易であり疲労感が無いこと、入力荷重に対し作動量がリニアであること、スムーズな作動性で信頼感が高いことなど様々な感性性能が求められる。本発明は磁気式ヒステリシス発生装置により前述の様々な課題を解決し、また理想的な荷重ヒステリシス特性を得ることを容易にするとともに、さらには被接触であることから突発荷重の発生が無いためリニアリティが向上する、経年劣化に強く固着等が無いのでフェイルセーフの面での対応が容易であるなど、新たな付加価値を与えることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ペダル式アクセル装置例。左側面図と正面図。
【図２】レバー式アクセル装置例。上面図と正面図。
【図３】円筒形アクセル装置例。上面図と軸線における断面図。
【図４】磁気式ヒステリシス発生装置構造例。軸線における断面図とＡ−Ａ断面図。
【図５】荷重ヒステリシス特性。摩擦式ヒステリシス発生装置採用例。
【図６】荷重ヒステリシス特性。摩擦式ヒステリシス発生装置を採用例における過渡特性。
【図７】荷重ヒステリシス特性。磁気式ヒステリシス発生装置採用例。
【符号の説明】
１　　磁気式ヒステリシス発生装置
２　　取付ブラケット
３　　ボルト、車両への固定用
４ａ　　操作部、ペダル式
４ｂ　　操作部、レバー式
４ｃ　　操作部、円筒形
５　　ばね
６　　アクセル開度センサ
７　　ペダル
８　　ハンドルバー
９　　ボルト、ブラケットへの固定用
１０　　ボルト、ハンドルバー締付用
１１　　スプリングストッパ
１２　　ボルト
１３　　アウターロータ
１４　　ケース
１５　　インナーロータ
１６　　シャフト
【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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