(57)【要約】【課題】キックダウンフィーリングを運転者に与えつつ、アクセルペダルの回転位置を精確に検出するアクセル装置を提供する。【解決手段】アクセル装置は、軸受３と、カム３０のカム軸２０が軸受３に軸受けされて踏力Ｆｔの作用により正逆回転するアクセルペダル２と、アクセルペダル２の回転位置がキックダウン領域にあるときカム３０のカム面３１ｂに当接する従動体７と、従動体７をカム面３１ｂに押し当てる付勢力Ｆｓを発生する付勢手段６２と、アクセルペダル２の回転位置を検出する回転位置センサとを備える。アクセル装置は、付勢手段６２が発生する付勢力Ｆｓがカム軸２０のほぼ中心Ｏに向かって従動体７に作用するように設計される。【選択図】    図１
2004314677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受と、
カムを有し、前記カムのカム軸が前記軸受に軸受けされて踏力の作用により正逆回転するアクセルペダルと、
前記アクセルペダルの回転位置がキックダウン領域にあるとき前記カムのカム面に当接する従動体と、
前記従動体を前記カム面に押し当てる付勢力を発生する付勢手段と、
前記アクセルペダルの回転位置を検出する回転位置センサと、
を備え、
前記付勢力は、前記カム軸のほぼ中心に向かって前記従動体に作用することを特徴とするアクセル装置。
【請求項２】
前記アクセルペダルの回転位置が前記キックダウン領域にあるとき前記従動体から前記カムに作用する力を第一力と規定し、
前記アクセルペダルの回転位置が前記キックダウン領域を含む領域にあるとき前記アクセルペダルに作用する力であって前記第一力を除く力の合力を第二力と規定すると、
前記第一力を表すベクトルと前記第二力を表すベクトルとのなす角は鋭角となることを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置
【請求項３】
軸受と、
カムを有し、前記カムのカム軸が前記軸受に軸受けされて踏力の作用により正逆回転するアクセルペダルと、
前記アクセルペダルの回転位置がキックダウン領域にあるとき前記カムのカム面に当接する従動体と、
前記従動体を前記カム面に押し当てる付勢力を発生する付勢手段と、
前記アクセルペダルの回転位置を検出する回転位置センサと、
を備え、
前記アクセルペダルの回転位置が前記キックダウン領域にあるとき前記従動体から前記カムに作用する力を第一力と規定し、
前記アクセルペダルの回転位置が前記キックダウン領域を含む領域にあるとき前記アクセルペダルに作用する力であって前記第一力を除く力の合力を第二力と規定すると、
前記第一力を表すベクトルと前記第二力を表すベクトルとのなす角は鋭角となることを特徴とするアクセル装置。
【請求項４】
前記カム軸と前記軸受との間には、前記カム軸の径方向変位を許容するクリアランスが存在することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のアクセル装置。
【請求項５】
前記カム軸に直交する軸直交断面において山状の輪郭曲線を形成するカム山部が前記カム面に設けられており、
前記踏力の増大に従って前記アクセルペダルが正転方向に回転するとき、前記カム山部は前記従動体に正転方向後側から当接して前記従動体を前記付勢力に抗して押圧した後、前記従動体から離脱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクセル装置。
【請求項６】
前記従動体に正転方向前側から当接して前記従動体を所定方向に案内する案内部材を備え、
前記軸直交断面において、前記カム山部及び前記従動体の当接点における接線と前記案内部材及び前記従動体の当接点における接線とは交差しており、その交差点に向かって前記付勢力が前記従動体に作用することを特徴とする請求項５に記載のアクセル装置。
【請求項７】
断面円形の外周面を有する前記従動体は、前記外周面の中心周りに回転しつつ前記カム山部及び前記案内部材に前記外周面を摺接させることを特徴とする請求項６に記載のアクセル装置。
【請求項８】
前記付勢手段は、前記従動体を保持して前記従動体と共に往復移動するホルダ、及び前記ホルダに係合して前記ホルダの移動位置に応じた前記付勢力を発生する付勢部材を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクセル装置。
【請求項９】
前記付勢手段は、前記従動体に係合して前記従動体の移動位置に応じた前記付勢力を発生する付勢部材を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のアクセル装置。
【請求項１０】
前記軸受を形成する支持部材を備え、
板ばねからなる前記付勢部材は、両端部を前記支持部材で支持されると共に、両端部間を繋ぐ中間部で前記従動体に係合することを特徴とする請求項９に記載のアクセル装置。
【請求項１１】
前記軸受を形成する支持部材を備え、
板ばねからなる前記付勢部材は、両端部間を繋ぐ中間部を前記支持部材で支持されると共に、互いに重なる両端部で前記従動体に係合することを特徴とする請求項９に記載のアクセル装置。
【請求項１２】
前記軸受を形成する支持部材を備え、
板ばねからなる前記付勢部材は、両端部間を繋ぐ中間部を前記支持部材で支持されると共に、互いに向き合う両端部で前記従動体を挟むようにして前記従動体に係合することを特徴とする請求項９に記載のアクセル装置。
【請求項１３】
弾性部材とペダルストッパとを備え、
前記アクセルペダルは、正転方向の前記踏力が作用する踏部、前記弾性部材に係合して逆転方向の弾性反力を前記弾性部材から受ける係合部、及び前記ペダルストッパに係止されることで前記弾性反力に対する正転方向の抗力を前記ペダルストッパから受ける係止部を有し、
前記アクセルペダルの一端部から他端部に向かって順に前記踏部、前記係止部、前記カム軸、前記係合部が並んでおり、
前記踏部への前記踏力の作用により前記アクセルペダルが回転するとき前記第二力は前記踏力と前記弾性反力との合力となり、
前記踏部への前記踏力の解除により前記係止部が前記ペダルストッパに係止されて前記アクセルペダルの回転が停止するとき前記第二力は前記弾性反力と前記抗力との合力となることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアクセル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクセルペダルの踏込操作に応じて車両の運転状態を制御するアクセル装置の一種に、アクセルペダルを車両のスロットル装置と機械的に連結しないアクセルバイワイヤ方式の装置が知られている。アクセルバイワイヤ方式のアクセル装置では、回転位置センサによりアクセルペダルの回転位置を検出し、その検出結果をスロットル装置の制御装置に出力する。
【０００３】
ところで、自動変速機を搭載した車両では、アクセルペダルが一杯に踏み込まれてエンジン負荷が増大したとき強制的に変速段を下げるキックダウンが実行される。特許文献１には、アクセルペダルの回転位置がキックダウンを実現するキックダウン領域に入ったときキックダウンフィーリングを運転者に与えるアクセル装置が開示されている。具体的に特許文献１に開示のアクセル装置では、アクセルペダルの回転位置がキックダウン領域に入ると、アクセルペダルと一体回転する突起により、Ｕ字形断面を持つ板ばねの脚を二つのローラを介して押し広げる。板ばねを押し広げる分だけ多くの踏力をアクセルペダルに作用させる必要があるため、アクセルペダルの回転位置がキックダウン領域に入ったことを必要踏力の変化により運転者は感知できる。
【０００４】
【特許文献１】
欧州特許出願公開第０７４８７１３Ａ２号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示のアクセル装置では、突起に対して板ばねが二方向の付勢力を与えているため、板ばねの押し広げに伴って二方向の付勢力の大きさがそれぞれ変化する。アクセルペダルの軸に作用する力の向きは、突起に作用する二方向の付勢力の大きさが変化することによって反転する場合がある。アクセルペダルの軸とそれを軸受けする軸受との間には軸ずれを生むクリアランスが存在するため、アクセルペダルの軸に作用する力の向きに応じて軸ずれの方向も変化する。そのため、特許文献１の技術をアクセルバイワイヤ方式のアクセル装置に適用すると、軸ずれ方向が反転した場合にアクセルペダルの踏込ストロークに対するセンサ出力の線形性が大きく乱されて、回転位置の検出精度が低下してしまう。
本発明の目的は、キックダウンフィーリングを運転者に与えつつ、アクセルペダルの回転位置を精確に検出するアクセル装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜１３に記載の発明によると、従動体は、アクセルペダルの回転位置（ペダル回転位置）がキックダウン領域にあるときアクセルペダルのカムのカム面に当接し、付勢手段が発生する付勢力によりそのカム面に押し当てられる。これにより、ペダル回転位置がキックダウン領域に入ったときカム面に従動体が押し当てられたカムを回転させるのに必要な踏力は、ペダル回転位置に応じて変化する。したがって運転者は、ペダル回転位置がキックダウン領域に入ったことを必要踏力の変化により感知できる。すなわち、運転者に対してキックダウンフィーリングを与えることができる。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、付勢手段が発生する付勢力がカム軸のほぼ中心に向かって従動体に作用する。これにより、付勢力の方向がほぼ一方向に限定されるため、ペダル回転位置がキックダウン領域にあるときの軸受に対するカム軸の軸ずれ方向をほぼ一定に保つことが可能になる。このようにカム軸の軸ずれ方向変化が抑制されることで、アクセルペダルの回転位置を回転位置センサにより精確に検出することができる。
【０００８】
請求項２及び３に記載の発明において、ペダル回転位置がキックダウン領域にあるとき従動体からカムに作用する力を第一力と規定し、ペダル回転位置がキックダウン領域を含む領域にあるときアクセルペダルに作用する力であって第一力を除く力の合力を第二力と規定する。かかる規定の下、請求項２及び３に記載の発明では、第一力を表すベクトルと第二力を表すベクトルとのなす角が鋭角となる。これにより、ペダル回転位置がキックダウン領域にあるときカム軸に作用する第一力と第二力との合力は、ペダル回転位置がキックダウン領域以外の領域にあるときカム軸に作用する第二力に対して方向変化の小さな力となる。そのため、軸受に対するカム軸の軸ずれ方向について、ペダル回転位置がキックダウン領域にあるときとそれ以外の領域にあるときとで反転等の角度差の大きな変化が生じない。このようにカム軸の軸ずれ方向変化が制限されるアクセルペダルの回転位置は、回転位置センサによって精確に検出される。
【０００９】
請求項５に記載の発明によると、カム軸に直交する軸直交断面において山状の輪郭曲線を形成するカム山部がカム面に設けられている。そして、踏力の増大に従ってアクセルペダルが正転方向に回転するとき、カム山部は従動体に正転方向後側から当接してその従動体を付勢力に抗して押圧した後、従動体から離脱する。正転方向後側から従動体に当接したカム山部で従動体を付勢力に抗して押圧するには踏力を増大させる必要があり、また、従動体からカム山部を離脱させることでその増大した踏力を減少させることができる。したがって運転者は、クリック感の如きキックダウンフィーリングを与えられるため、キックダウン領域にペダル回転位置が入ったことを確実に感知できる。
【００１０】
請求項６に記載の発明によると、案内部材は従動体に正転方向前側から当接して従動体を所定方向に案内する。この発明では、カム軸に直交する軸直交断面において、カム山部及び従動体の当接点における接線と案内部材及び従動体の当接点における接線とは交差しており、その交差点に向かって付勢力が従動体に作用している。これにより従動体は、くさび効果を受けるようにしてカム山部と案内部材との間に挟まれた状態となるため、付勢力に抗して従動体を押圧するのに必要な踏力を短時間で増大させることができる。したがって運転者は、ペダル回転位置がキックダウン領域に到達した瞬間を精確に感知できる。
【００１１】
請求項７に記載の発明によると、断面円形の外周面を有する従動体は、外周面の中心周りに回転しつつカム山部及び案内部材に外周面を摺接させる。これにより、従動体の外周面とカム山部及び案内部材との摺接箇所において摺動抵抗を低減できるので、従動体、カム及び案内部材の摩耗が抑制される。したがって、アクセル装置の耐久性が向上する。
【００１２】
請求項８に記載の発明によると、付勢手段は、従動体を保持して従動体と共に往復移動するホルダ、及びホルダに係合してホルダの移動位置に応じた付勢力を発生する付勢部材を有する。これにより、付勢部材が発生した付勢力を従動体に確実に作用させることができる。
請求項９〜１２に記載の発明によると、付勢手段は、従動体に係合して従動体の移動位置に応じた付勢力を発生する付勢部材を有する。これにより、付勢手段の構成を簡素化できる。
【００１３】
請求項１３に記載の発明によると、アクセルペダルは、正転方向の踏力が作用する踏部、弾性部材に係合して逆転方向の弾性反力を弾性部材から受ける係合部、及びペダルストッパに係止されることで弾性反力に対する正転方向の抗力をペダルストッパから受ける係止部を有する。そして、アクセルペダルの一端部から他端部に向かって順に踏部、係止部、カム軸、係合部が並んでいる。したがって、踏部への踏力作用によりアクセルペダルが回転するとき、踏力と弾性反力とはモーメントの釣り合いを満たすように踏部と係合部とにそれぞれ作用する。一方、踏部への踏力解除により係止部がペダルストッパに係止されてアクセルペダルの回転が停止するとき、弾性反力と抗力とはモーメントの釣り合いを満たすように係合部と係止部とにそれぞれ作用する。これにより、アクセルペダルの回転停止時に第二力となる弾性反力と抗力との合力は、アクセルペダルの回転時に第二力となる踏力と弾性反力との合力に対してほぼ同方向の力となる。そのため、軸受に対するカム軸の軸ずれ方向について任意のペダル回転位置で変化角度を小さくできるので、回転位置センサによる検出精度がさらに向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態によるアクセル装置を図２及び図３に示す。第一実施形態のアクセル装置１は、キックダウンを実現する自動変速機を搭載した車両に設置され、運転者によるアクセルペダル２の踏込操作に応じて車両の運転状態を制御する。アクセル装置１はアクセルバイワイヤ方式を採用しており、アクセルペダル２は車両のスロットル装置に機械的に連結されていない。その代わりにアクセル装置１は、回転位置センサ４で検出したアクセルペダル２の回転位置を車両のエンジンの制御装置（ＥＣＵ）に伝達することができ、伝達された回転位置に基づいてＥＣＵがスロットル装置を制御する。
【００１５】
アクセル装置１においてアクセルペダル２は、支持部材としてのハウジング１０に形成された軸受３に回転軸２０を支持され、回転軸２０の軸中心Ｏ周りに正逆回転する。ハウジング１０は、開口１０ａを有する箱形に樹脂材で形成され、底板１１、天板１２、側板１３，１４及び繋板１５を有している。
【００１６】
底板１１はボルト等により車両に固定される。底板１１に向き合う天板１２にはペダルストッパ５が一体に設けられ、天板１２の内壁には矩形孔状の支持孔１６と段付き円筒孔状の係合孔１７とが設けられている。支持孔１６には付勢装置６及びフォロアローラ７が収容されている。側板１３，１４は、底板１１及び天板１２に垂直に接続され互いに向き合っている。一方の側板１３はハウジング１０の他の部位に着脱可能である。側板１３の内壁には、円筒状の軸受３が一体に設けられている。側板１３は、軸受３の内周側に配置された回転位置センサ４を軸受３の基端部側を閉塞する部分により支持している。側板１３の外壁には、回転位置センサ４に電気接続されるターミナル１８を埋設したコネクタ１９が一体に設けられている。繋板１５は、底板１１の一端部と天板１２の一端部との間並びに側板１３，１４の各一端部の間を繋ぐように配置されている。ハウジング１０の開口１０ａは、底板１１の他端部と天板１２の他端部との間並びに側板１３，１４の各他端部の間に形成されている。
【００１７】
アクセルペダル２は、アーム２１と、ロータ２２とから構成されている。
樹脂材で形成されたアーム２１は、回転軸２０を有する一端部２１ａから、開口１０ａよりハウジング１０外に突出する他端部２１ｂに向かって延伸している。アーム２１は、ハウジング１０外に突出する端部２１ｂに踏部２３を有している。運転者は図２の上方から踏部２３を踏込操作することによって、正転方向Ｘの踏力Ｆｔを踏部２３に作用させる。
【００１８】
アーム２１は、ハウジング１０内に収容される端部２１ａ側に二つの側壁部２４，２５を有している。側壁部２４と側壁部２５とは、軸中心方向において互いに平行に向き合っている。側板１３に正対する側壁部２５には、回転軸２０が一体に設けられている。回転軸２０は、側壁部２５の側板１３側の壁面から軸中心方向に円筒状に突出している。回転軸２０は側板１３の軸受３の内周側に挿入され、当該軸受３に正逆回転可能に軸受けされている。軸受３により回転軸２０が軸受けされることで、アーム２１は軸中心Ｏ周りの正転方向Ｘ及び逆転方向Ｙに回転可能となっている。尚、運転者が踏部２３を踏み込むとき、アーム２１は正転方向Ｘに回転する。本実施形態では、回転軸２０の外周面と軸受３の内周面との間に径方向の軸ずれを生じさせるクリアランスが存在しており、そのクリアランスの範囲内で回転軸２０の径方向変位が許容されている。
【００１９】
回転軸２０において軸中心Ｏを挟む周方向の二箇所には、磁石部２６，２７が一体回転可能に埋設されている。二つの磁石部２６，２７が形成する磁界は、回転軸２０の回転位置に応じて変化する。側板１３が支持する回転位置センサ４はホール素子又は磁気抵抗素子等を備え、その外周側に隙間をあけて配置された磁石部２６，２７の形成磁界を回転軸２０に非接触で検出する。回転位置センサ４は、ターミナル１８に電気接続されたＥＣＵに検出信号を出力する。回転位置センサ４から出力される検出信号は回転軸２０の回転位置を表している。
【００２０】
アーム２１は、その延伸方向において回転軸２０と踏部２３との間となる位置に係止部２８を有している。係止部２８はアーム２１本体から逆転方向Ｙに向かって突出している。係止部２８の突出側端面２９は平坦面状に形成されている。
アーム２１は、回転軸２０をカム軸とするカム３０を有している。カム３０は、側壁部２４，２５の天板１２と向き合う縁部から回転軸２０の径方向外側に向かって突出する突起状に形成されている。図２及び図４に示すようにカム３０は突出側端面でカム面３１を構成している。カム面３１において正転方向前側部分３１ａは正転方向後側部分３１ｂよりも回転軸２０の径方向内側に向かって凹んでいる。カム面３１は、正転方向前側部分３１ａと正転方向後側部分３１ｂとを接続する角部でカム山部３１ｃを形成している。回転軸２０に直交する図４の軸直交断面においてカム山部３１ｃが形成する輪郭曲線は、外周側に突出する山状を呈している。
【００２１】
樹脂材で形成されたロータ２２は、図２及び図３に示すようにハウジング１０内に収容されている。ロータ２２は円盤状の回動部３６を有し、回動部３６の両側面をアーム２１の両側壁部２４，２５で挟まれている。回動部３６において側壁部２５側の側面には、複数のはす歯３５が設けられている。複数のはす歯３５は軸中心Ｏの周りに等間隔に配列されている。アーム２１の側壁部２５において回動部３６側の壁面には、複数のはす歯３４が設けられている。複数のはす歯３４は軸中心Ｏ周りに等間隔に配列され、軸中心方向において向き合うはす歯３５のいずれかに噛み合っている。この噛み合いにより、アーム２１とロータ２２とが軸中心Ｏ周りに一体回転可能となっている。例えば、運転者がアーム２１の踏部２３を踏み込むときロータ２２はアーム２１と共に正転方向Ｘに回転する。
【００２２】
ロータ２２は板状の係合部３７を有している。係合部３７は、回動部３６の外周縁部からその接線方向に突出している。係合部３７は、板厚方向の両面を底板１１と天板１２とに対向させている。係合部３７の天板１２側の面から段付き円柱状の突部３８が突出している。
【００２３】
以上説明したように、アーム２１の端部２１ｂがアクセルペダル２の一端部を構成し、ロータ２２の係合部３７の突出側端部３７ａがアクセルペダル２の他端部を構成している。そして、アクセルペダル２の一端部２１ｂ側から他端部３７ａ側に向かって順に踏部２３、係止部２８、カム軸としての回転軸２０、係合部３７が並んでいる。
【００２４】
弾性部材としてのスプリング８，９は共に圧縮コイルスプリングで構成されている。一方のスプリング８は、そのコイル径を他方のスプリング９のコイル径よりも小さくされ、他方のスプリング９の内周側に配置されている。各スプリング８，９の一端部は天板１２の係合孔１７に係合している。各スプリング８，９の他端部は係合部３７の突部３８に係合している。各スプリング８，９は逆転方向Ｙの弾性反力を発生するように配置され、その発生した弾性反力をロータ２２に直接的に且つアーム２１に間接的に及ぼす。かかるスプリング８，９の弾性反力の合力Ｆｅによりアクセルペダル２は逆転方向Ｙへ回転して戻る。尚、以下では、弾性反力の合力Ｆｅを単に弾性反力Ｆｅという。
【００２５】
ペダルストッパ５は、開口１０ａを囲むハウジング１０の縁部のうち天板１２の縁部５０からアーム２１の係止部２８側に向かって突出している。天板１２との一体樹脂成形により形成されるペダルストッパ５には、補強用の金属製インサートナット５１が埋設されている。ペダルストッパ５の突出側端面５２は湾曲凸面状に形成されている。ペダルストッパ５の突出側端面５２は、係止部２８の突出側端面２９に当接可能である。係止部２８がペダルストッパ５から離れることで、アクセルペダル２の正逆両方向Ｘ，Ｙへの回転が許容される。一方、逆転方向Ｙに回転する係止部２８がペダルストッパ５に当接して係止されることで、アクセルペダル２の回転が停止する。
【００２６】
付勢手段としての付勢装置６は、図２、図４及び図５に示すように、ケーシング６０、ホルダ６１、スプリング６２等から構成されている。案内部材としてのケーシング６０は有底の矩形筒状に形成され、開口が回転軸２０側を向くようにして支持孔１６に嵌合固定されている。ホルダ６１は円筒状に形成され、一方の開口が回転軸２０側を向くようにしてケーシング６０内に配置されている。ホルダ６１は、ケーシング６０の底部内壁から突出する突部６３の外周側に嵌合している。突部６３の案内によりホルダ６１は、回転軸２０の径方向軸線にほぼ沿って往復移動可能である。付勢部材としてのスプリング６２は圧縮コイルスプリングで構成されている。スプリング６２の一端部は、ケーシング６０の側部内壁に設けられた段差部６４に係合している。スプリング６２の他端部はホルダ６１の外周壁に係合している。スプリング６２は、回転軸２０の径方向内側に向かう弾性反力すなわち回転軸２０のほぼ軸中心Ｏに向かう弾性反力を発生するように配置され、その発生した弾性反力を付勢力Ｆｓとしてホルダ６１に及ぼす。スプリング６２が発生する付勢力Ｆｓは、ホルダ６１の移動位置に応じて変化するスプリング６２の圧縮量に比例する。
【００２７】
従動体としてのフォロアローラ７は円柱状に形成され、横断面が円形の外周面７０を形成している。フォロアローラ７の両端部はケーシング６０の側部内壁に設けられた二つの案内溝６５にそれぞれ嵌合している。径方向軸線にほぼ沿って延びる各案内溝６５の内面のうち逆転方向Ｙを向く内面６５ａは正転方向前側からフォロアローラ７に当接し、後述するくさび効果を発現させる。各案内溝６５の案内によりフォロアローラ７は、回転軸２０との軸平行関係を保ちつつ回転軸２０の径方向軸線にほぼ沿って往復移動可能である。フォロアローラ７はさらに、回転軸２０側を向くホルダ６１の開口に設けられた保持溝６７に保持されている。フォロアローラ７は、各案内溝６５に嵌合し保持溝６７に保持された状態において外周面７０の中心Ｐ周りに正逆回転可能となっている。スプリング６２の付勢力Ｆｓにより保持溝６７の内面はフォロアローラ７の外周面７０に押し当てられており、スプリング６２の付勢力Ｆｓは間接的にフォロアローラ７に作用している。これにより、フォロアローラ７はホルダ６１と共に往復移動する。尚、図６〜図８に示すようにカム３０が回転しつつフォロアローラ７に当接するときには、フォロアローラ７がカム面３１に押し当てられつつ移動する。一方、図２及び図９に示すようにカム３０がフォロアローラ７に当接しないときには、反回転軸側を向く各案内溝６５の内面６５ｂにフォロアローラ７が当接して係止されることで、フォロアローラ７の径方向内側に向かう移動が制限される。
【００２８】
次に、アクセル装置１の作動について図２及び図６〜図９を参照しつつ説明する。尚、図２は、アクセルペダル２の回転位置（ペダル回転位置）が全閉位置にある状態、図９はペダル回転位置が通常領域にある状態、図６〜図８は、ペダル回転位置がキックダウンを実現するキックダウン領域にある状態をそれぞれ示している。
踏部２３への踏力Ｆｔの作用が解除されているとき、弾性反力Ｆｅにより逆転方向Ｙに回転したアクセルペダル２の係止部２８がペダルストッパ５に係止されるため、図２に示す全閉位置でアクセルペダル２が停止する。このとき係止部２８は、弾性反力Ｆｅに対する正転方向Ｘの抗力Ｆｄをペダルストッパ５から受ける。
【００２９】
全閉位置にあるアクセルペダル２の踏部２３に運転者が踏力Ｆｔを作用させると、図９に示すようにアクセルペダル２は、まず通常領域において正転方向Ｘに回転する。このときカム３０は、カム山部３１ｃをフォロアローラ７に当接させることなく回転する。
【００３０】
通常領域にあるアクセルペダル２が踏力Ｆｔの増大によりさらに正転方向Ｘに回転すると、ペダル回転位置が図６に示すキックダウン開始位置に到達してキックダウン領域に入る。尚、ペダル回転位置がキックダウン開始位置に到る直前には、各案内溝６５の内面６５ｂに係止されたフォロアローラ７が、カム面３１において凹んでいる正転方向前側部分３１ａ内に実質的に相互干渉することなく入り込む。
【００３１】
図６に示すようにペダル回転位置がキックダウン開始位置にあるときには、カム面３１の正転方向前側部分３１ａ内に入り込んでいるフォロアローラ７の外周面（ローラ外周面）７０に対しカム山部３１ｃが正転方向後側から当接する。このとき、図６に示す軸直交断面において、カム山部３１ｃとローラ外周面７０との当接点における接線ｌ１は、逆転方向Ｙを向く各案内溝６５の内面６５ａとローラ外周面７０との当接点における接線ｌ２に対して交差する。これにより、接線ｌ１，ｌ２の交差点に向かって付勢力Ｆｓがフォロアローラ７に働くようになり、かかるフォロアローラ７はくさび効果を受けるようにしてカム山部３１ｃと各案内溝６５の内面６５ａとの間に挟まれる。この状態で踏力Ｆｔが増大すると、カム山部３１ｃからローラ外周面７０へ踏力Ｆｔに比例した力Ｆｗが作用することによりフォロアローラ７を付勢力Ｆｓに抗して押圧する押圧力Ｆｐが増大する。そこで本実施形態では、踏力Ｆｔが図１０に示す所定の閾値Ｆｔｔｈを超えたときフォロアローラ７が付勢力Ｆｓに抗して回転軸２０の径方向外側に移動し始めるように、アクセル装置１を設計している。
【００３２】
フォロアローラ７の移動開始後に踏力Ｆｔがさらに増大すると、カム山部３１ｃは図７に示すようにローラ外周面７０に摺接しながら、フォロアローラ７への作用力Ｆｗひいてはフォロアローラ７の押圧力Ｆｐを増大させる。このとき、上記接線ｌ１，ｌ２が交差し続けるため、くさび効果が働き、フォロアローラ７が付勢力Ｆｓに抗してさらに移動する。またこのとき、フォロアローラ７は中心Ｐ周りに回転しつつ、カム山部３１ｃ及び各案内溝６５の互いに向き合う内面６５ａ，６５ｃにも外周面７０を摺接させる。さらにこのとき、カム山部３１ｃは、フォロアローラ７の回転がないと仮定した場合に断面円形のローラ外周面７０の正転方向後側部分上を軸中心Ｏに接近する側に摺動するようにして、正転方向Ｘに回転する。
【００３３】
カム山部３１ｃとローラ外周面７０との当接点がローラ外周面７０上の軸中心Ｏに対する最接近点に達した後に踏力Ｆｔがさらに増大すると、図８に示すようにカム山部３１ｃがローラ外周面７０から離脱し、カム面３１の正転方向後側部分３１ｂがローラ外周面７０に当接する。これにより、カム面３１と各案内溝６５の内面６５ａとの間にフォロアローラ７が挟圧されなくなるため、くさび効果が発現されず、その結果、カム３０を正転方向Ｘに回転させるのに必要な踏力Ｆｔが図１０に示すように減少する。尚、カム面３１の正転方向後側部分３１ｂがローラ外周面７０に当接するときには、ローラ外周面７０から正転方向後側部分３１ｂに付勢力Ｆｓが作用するようにアクセル装置１が設計されている。
【００３４】
このようにキックダウン領域においてアクセルペダル２を正転方向Ｘに回転させるのに必要な踏力Ｆｔは、カム山部３１ｃのフォロアローラ７への当接により増大した後、カム山部３１ｃのフォロアローラ７からの離脱により減少する。したがって運転者は、必要踏力Ｆｔの増減によるクリック感の如きキックダウンフィーリングを与えられるため、ペダル回転位置がキックダウン領域に入ったことを確実に感知できる。
【００３５】
特にアクセル装置１では、カム山部３１ｃのフォロアローラ７への当接時にくさび効果を受けるフォロアローラ７を付勢力Ｆｓに抗して押圧しているため、その押圧に必要な踏力Ｆｔを短時間で急激に増大させることができる。しかもアクセル装置１では、一つのフォロアローラ７にカム山部３１ｃを当接させて必要踏力Ｆｔを増大させるので、その必要踏力Ｆｔの増大はキックダウン開始位置において精確に開始される。以上により運転者は、ペダル回転位置がキックダウン領域に到達した瞬間を精確に感知できる。すなわち、立ち上がり位置にばらつきのないキックダウンフィーリングを運転者に与えることができる。
【００３６】
また、アクセル装置１では、フォロアローラ７を回転させながらカム山部３１ｃと案内溝６５の内面６５ａ，６５ｃとに摺接させているため、各摺接箇所において摺動抵抗を低減できる。したがって、フォロアローラ７、カム３０及びケーシング６０の摩耗が抑制されるため、アクセル装置１の耐久性が向上する。
【００３７】
さらにアクセル装置１では、カム山部３１ｃにより付勢力Ｆｓに抗して押圧するフォロアローラ７をホルダ６１に保持させ、そのホルダ６１にスプリング６２を係合させているので、それら要素７，６１，６２間における離脱が生じ難い。したがって、スプリング６２の付勢力Ｆｓをフォロアローラ７に確実に作用させることができる。
またさらにアクセル装置１では、必要踏力Ｆｔの増大を生むためにカム３０で押圧して移動させるフォロアローラ７は一つで済むので、二つのローラを移動させる特許文献１の装置に比べ、小型化且つ低コスト化を図ることができる。
【００３８】
次に、上述した各作動状態においてアクセルペダル２に作用する力について図１及び図１１〜図１３を参照しつつ説明する。尚、図１及び図１１〜図１３は、軸中心Ｏを支点とする「てこ」としてアクセルペダル２を捉えたときにアクセルペダル２に作用する力を矢印によりベクトル表示した模式図である。
【００３９】
図１１は、ペダル回転位置が全閉位置にある状態を示す。この状態では、逆転方向Ｙの弾性反力Ｆｅとそれに対する正転方向Ｘの抗力Ｆｄとが、軸中心Ｏ周りのモーメントの釣り合いを満たすように係合部３７と係止部２８とにそれぞれ作用する。その結果、弾性反力Ｆｅ及び抗力Ｆｄの合力Ｆ１が作用する回転軸２０は、軸受３との間のクリアランス８０に起因して合力Ｆ１方向に軸ずれする。
【００４０】
図１２は、ペダル回転位置が通常領域にある状態を示す。この状態では、逆転方向Ｙの弾性反力Ｆｅと正転方向Ｘの踏力Ｆｔとが、軸中心Ｏ周りのモーメントの釣り合いを満たすように係合部３７と踏部２３とにそれぞれ作用する。その結果、回転軸２０に作用する弾性反力Ｆｅ及び踏力Ｆｔの合力Ｆ２は、全閉位置で回転軸２０に作用する合力Ｆ１に対してほぼ同方向の力となる。したがって、回転軸２０は全閉位置の場合とほぼ同方向に軸ずれする。
【００４１】
図１３は、ペダル回転位置がキックダウン領域にあり且つカム山部３１ｃがローラ外周面７０に当接した状態を示す。この状態でアクセルペダル２には、ペダル回転位置が通常領域にある場合と同じ力Ｆｅ，Ｆｔに加え、カム山部３１ｃからローラ外周面７０への作用力Ｆｗに対する反力Ｆｒが作用する。この反力Ｆｒは、ローラ外周面７０からカム山部３１ｃに作用する逆転方向Ｙの力であり、軸中心Ｏ周りのモーメントの釣り合いを満たしている。本実施形態では、かかる反力Ｆｒを表すベクトルと、力Ｆｅ，Ｆｔの合力Ｆ２を表すベクトルのなす角θが鋭角となるようにアクセル装置１が設計されている。さらに、図１３に示すキックダウン領域での合力Ｆ２が全閉位置及び通常領域での合力Ｆ１，Ｆ２とほぼ同方向の力となるようにアクセル装置１が設計されている。そのような設計により反力Ｆｒと合力Ｆ２との合力Ｆ３は、当該合力Ｆ３を表すベクトルと全閉位置及び通常領域での合力Ｆ１，Ｆ２を表すベクトルとのなす角ψが鋭角となるようにして回転軸２０に作用する。したがって、回転軸２０の軸ずれ方向が、全閉位置及び通常領域の場合の軸ずれ方向に対して反転することがない。
【００４２】
図１は、ペダル回転位置がキックダウン領域にあり且つカム面３１の正転方向後側部分３１ｂがローラ外周面７０に当接した状態を示す。この状態で回転軸２０には、ペダル回転位置が通常領域にある場合と同じ力Ｆｅ，Ｆｔに加え、回転軸２０のほぼ軸中心Ｏに向かう付勢力Ｆｓがローラ外周面７０からカム面３１の正転方向後側部分３１ｂに作用する。本実施形態では、このほぼ一定方向の付勢力Ｆｓを表すベクトルと、力Ｆｅ，Ｆｔの合力Ｆ２を表すベクトルのなす角θ’が鋭角となるようにアクセル装置１が設計されている。さらに、図１に示すキックダウン領域での合力Ｆ２が全閉位置及び通常領域での合力Ｆ１，Ｆ２とほぼ同方向の力となるようにアクセル装置１が設計されている。そのような設計により付勢力Ｆｓと合力Ｆ２との合力Ｆ４は、当該合力Ｆ４を表すベクトルと全閉位置及び通常領域での合力Ｆ１，Ｆ２を表すベクトルとのなす角ψ’が鋭角となるようにして回転軸２０に作用する。したがって、回転軸２０の軸ずれ方向が、全閉位置及び通常領域の場合の軸ずれ方向に対して反転することがない。
以上、本実施形態では、反力Ｆｒと付勢力Ｆｓとがそれぞれ第一力に相当し、合力Ｆ１と合力Ｆ２とがそれぞれ第二力に相当する。
【００４３】
このようにアクセル装置１によれば、軸受３に対する回転軸２０の軸ずれ方向について任意のペダル回転位置で変化角度を小さくできるので、アクセルペダル２の踏込ストロークに対して回転位置センサ４の出力は線形性を示す。すなわち、アクセルペダル２の回転位置について高精度に検出することができる。
【００４４】
（第二、第三、第四実施形態）
本発明の第二、第三及び第四実施形態によるアクセル装置をそれぞれ図１４、図１５及び図１６に示す。第二、第三及び第四実施形態のアクセル装置では、付勢装置６の構成のみが第一実施形態と異なっており、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図１４に示す第二実施形態の付勢装置６では、第一実施形態のホルダ６１が設けられず、第一実施形態のスプリング６２に代わる板ばね１６０にフォロアローラ７が直に係合している。具体的に板ばね１６０は波打ち板状に形成されている。板ばね１６０において正転方向両側の端部１６２，１６３はケーシング６０の側部内壁に固定され、ケーシング６０を介してハウジング１０に支持されている。板ばね１６０において両端部１６２，１６３間を繋ぐ中間部１６４の中央部分は回転軸２０の径方向外側に凹んでおり、その凹み部分でフォロアローラ７に係合している。この係合状態においてフォロアローラ７は、各案内溝６５の案内によって回転軸２０の径方向軸線にほぼ沿って往復移動可能であると共に、外周面７０の中心Ｐ周りに正逆回転可能である。板ばね１６０は、回転軸２０のほぼ軸中心Ｏに向かう弾性反力を発生し、発生した弾性反力を付勢力Ｆｓとしてフォロアローラ７に直接的に及ぼす。板ばね１６０が発生する付勢力Ｆｓは、フォロアローラ７の移動位置に応じて変化する中間部１６４の変形量に比例する。
【００４６】
図１５に示す第三実施形態の付勢装置６では、第一実施形態のホルダ６１が設けられず、第一実施形態のスプリング６２に代わる板ばね２６０にフォロアローラ７が直に係合している。具体的に板ばね２６０は、両端部２６２，２６３を互いに重ねられることにより、軸中心Ｏに沿う方向の両側に開口する矩形筒状に形成されている。板ばね２６０において両端部２６２，２６３間を繋ぐ中間部２６４のうち両端部２６２，２６３と向き合う部分はケーシング６０の側部内壁に固定され、ケーシング６０を介してハウジング１０に支持されている。板ばね２６０の両端部２６２，２６３は外周側においてフォロアローラ７に係合している。この係合状態においてフォロアローラ７は、各案内溝６５の案内によって回転軸２０の径方向軸線にほぼ沿って往復移動可能であると共に、外周面７０の中心Ｐの周りに正逆回転可能である。板ばね２６０は、回転軸２０のほぼ軸中心Ｏに向かう弾性反力を発生し、発生した弾性反力を付勢力Ｆｓとしてフォロアローラ７に直接的に及ぼす。板ばね２６０が発生する付勢力Ｆｓは、フォロアローラ７の移動位置に応じて変化する両端部２６２，２６３の変形量に比例する。
【００４７】
図１６に示す第四実施形態の付勢装置６では、第一実施形態のホルダ６１が設けられず、第一実施形態のスプリング６２に代わる板ばね３６０にフォロアローラ７が二つの補助ローラ３６６，３６７を介して係合している。具体的に板ばね３６０は、両端部３６２，３６３が互いに向き合う断面Ｕ字状に形成されている。板ばね３６０において両端部３６２，３６３間を繋ぐ中間部３６４のうち両端部３６２，３６３を隔てる開口３６５と向き合う部分はケーシング６０の側部及び底部の内壁に固定され、ケーシング６０を介してハウジング１０に支持されている。これにより開口３６５が回転軸２０側を向き、軸中心Ｏに沿う方向において両端部３６２，３６３がほぼ等間隔をあけて延びている。
【００４８】
補助ローラ３６６，３６７は共に円柱状に形成され、横断面が円形の外周面３６８，３６９をそれぞれ形成している。補助ローラ３６６，３６７の両端部は、ケーシング６０の側部内壁に設けられた二つの補助案内溝３７０にそれぞれ嵌合している。各補助案内溝３７０の案内により補助ローラ３６６，３６７は、回転軸２０との軸平行関係を保ちつつ回転軸２０の径方向軸線にほぼ直交する方向に往復移動可能である。板ばね３６０の両端部３６２，３６３は開口３６５とは反対側に向かって凹んでおり、その凹み部分で補助ローラ３６６，３６７に係合している。補助ローラ３６６，３６７は、各補助案内溝３７０に嵌合し板ばね３６０の両端部３６２，３６３に係合された状態で外周面３６８，３６９の中心Ｑ，Ｒ周りに正逆回転可能となっている。
【００４９】
補助ローラ３６６，３６７は各外周面３６８，３６９をローラ外周面７０の周方向の二箇所に反回転軸側から当接させて、フォロアローラ７を挟持している。これによりフォロアローラ７は、板ばね３６０の両端部３６２，３６３に補助ローラ３６６，３６７を介して挟まれるようにして板ばね３６０に係合している。この係合状態おいてフォロアローラ７は、各案内溝６５の案内によって回転軸２０の径方向軸線にほぼ沿って往復移動可能であると共に、外周面７０の中心Ｐ周りに正逆回転可能である。フォロアローラ７は、各案内溝６５の内面６５ｂに当接した状態から回転軸２０の径方向外側に移動するに従って、補助ローラ３６６，３６７間の間隔、ひいては板ばね両端部３６２，３６３の間隔を拡大させる。このとき各ローラ７，３６６，３６７はそれぞれ中心Ｐ，Ｑ，Ｒ周りに回転しつつ互いに摺接することで、各摺接箇所における摩耗が低減されている。
【００５０】
板ばね３６０はその両端部３６２，３６３において開口３６５側に向かう二方向の弾性反力を発生し、発生した二方向の弾性反力を補助ローラ３６６，３６７にそれぞれ及ぼす。補助ローラ３６６，３６７の外周面３６８，３６９は、板ばね３６０から作用する弾性反力によってローラ外周面７０にそれぞれ押し当てられている。これにより、補助ローラ３６６，３６７に作用する二方向の弾性反力をそれぞれ中心Ｑ，Ｒから中心Ｐに向かう方向に分解した成分の合力が、回転軸２０の径方向内側に向かう付勢力Ｆｓとしてフォロアローラ７に作用する。この付勢力Ｆｓは、フォロアローラ７の移動位置に応じて変化する板ばね両端部３６２，３６３の変形量に比例する。
【００５１】
以上説明した第二、第三及び第四実施形態の付勢装置６によれば、フォロアローラ７をカム面３１に押し当てる付勢力Ｆｓを簡素な構成で得ることができると共に、第一実施形態と同様な効果を得ることができる。尚、付勢装置６としては、フォロアローラ７をカム面３１に押し当てることが可能な構成であれば、第一〜第四実施形態以外の構成を採用し得る。
【００５２】
ところで、上述した複数の実施形態では、アーム２１とロータ２２の二部材でアクセルペダル２を構成したが、アクセルペダルを一部材又は三部材以上で構成してもよい。また、上述の実施形態では、非接触型の回転位置センサ４を用いたが、アクセルペダルの回転軸に接触して当該回転軸の回転位置を検出する接触型の回転位置センサを用いてもよい。
【００５３】
また、上述した複数の実施形態では、アクセルペダル２の一端部側から他端部側に向かって順に踏部２３、係止部２８、回転軸２０及び係合部３７を設け、アクセルペダル２の対応部位に対して弾性部材たるスプリング８，９の弾性反力Ｆｅを逆転方向Ｙに、弾性反力Ｆｅに対するペダルストッパ５の抗力Ｆｄ及び踏力Ｆｔを正転方向Ｘにそれぞれ作用させた。これに対し、アクセルペダルの一端部側から他端部側に向かって順に踏部、回転軸、係止部及び係合部を設け、アクセルペダルの対応部位に対して弾性部材の付勢力を逆転方向に、付勢力に対するペダルストッパの抗力及び踏力を正転方向に作用させるようにしてもよい。このようにすることによっても、軸受に対するカム軸の軸ずれ方向について任意のペダル回転位置で変化角度を小さくできるので、回転位置センサによる検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態でアクセルペダルに作用する力を示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態によるアクセル装置を示す一部切り欠き平面図である。
【図４】図２の要部の拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態を示す断面図（ａ）及び模式的な拡大断面図（ｂ）である。
【図７】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態を示す模式的な拡大断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態を示す断面図（ａ）及び模式的な拡大断面図（ｂ）である。
【図９】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の作動を説明するための特性図である。
【図１１】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態でアクセルペダルに作用する力を示す模式図である。
【図１２】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態でアクセルペダルに作用する力を示す模式図である。
【図１３】本発明の第一実施形態によるアクセル装置の一作動状態でアクセルペダルに作用する力を示す模式図である。
【図１４】本発明の第二実施形態によるアクセル装置の付勢装置を示す断面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。
【図１５】本発明の第三実施形態によるアクセル装置の付勢装置を示す断面図（ａ）、側面図（ｂ）及び底面図（ｃ）である。
【図１６】本発明の第四実施形態によるアクセル装置の付勢装置を示す断面図（ａ）、側面図（ｂ）及底面図（ｃ）である。
【符号の説明】
１  アクセル装置
２  アクセルペダル
３  軸受
４  回転位置センサ
５  ペダルストッパ
６  付勢装置（付勢手段）
７  フォロアローラ（従動体）
８，９  スプリング（弾性部材）
１０  ハウジング（支持部材）
２０  回転軸（カム軸）
２１  アーム
２２  ロータ
２３  踏部
２８  係止部
３０  カム
３１  カム面
３１ａ  正転方向前側部分
３１ｂ  正転方向後側部分
３１ｃ  カム山部
３６  回動部
３７  係合部
６０  ケーシング（案内部材）
６１  ホルダ
６２  スプリング（付勢部材）
６５  案内溝
６５ａ  内面
６７  保持溝
７０  ローラ外周面
８０  クリアランス
１６０，２６０，３６０  板ばね（付勢部材）
１６２，１６３，２６２，２６３，３６２，３６３  両端部
１６４，２６４，３６４  中間部
３６５  開口
３６６，３６７  補助ローラ
３６８，３６９  外周面
３７０  補助案内溝
Ｘ  正転方向
Ｙ  逆転方向
【図１】
2004314677.tif 000003
【図２】
2004314677.tif 000004
【図３】
2004314677.tif 000005
【図４】
2004314677.tif 000006
【図５】
2004314677.tif 000007
【図６】
2004314677.tif 000008
【図７】
2004314677.tif 000009
【図８】
2004314677.tif 000010
【図９】
2004314677.tif 000011
【図１０】
2004314677.tif 000012
【図１１】
2004314677.tif 000013
【図１２】
2004314677.tif 000014
【図１３】
2004314677.tif 000015
【図１４】
2004314677.tif 000016
【図１５】
2004314677.tif 000017
【図１６】
2004314677.tif 000018