(57)【要約】【課題】使用初期と耐久後との間で踏込時のヒステリシス特性が変化せず、常に安定したペダル操作が可能なアクセルペダル装置を提供する。【解決手段】摩擦板２０が有するロータ１６との摺動接触部３６は、その側断面がロータ側が短辺の台形形状を備えた円環状部を有する。従って摩擦板２０の摩耗の進行に伴い、ロータ１６と摩擦板２０との摺動接触面積は徐々に増加する。これにより、耐久後においてスプリング１８のセット長増加に伴うヒステリシス特性の変化量に相当する分だけロータ１６と摩擦板２０との摺動抵抗を増加させることが可能となり、結果としてアクセル踏込み時におけるヒステリシス特性を使用初期と耐久後とで変化しないようにすることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の踏力によって操作されるアクセルペダル（１４）と、
前記アクセルペダル（１４）の操作量に応じて変位するように構成された可動部材（１６）と、
前記アクセルペダルの操作量の増加に伴って増大する復帰力を前記可動部材（１６）に付与する復帰力付与手段（１８）と、
前記可動部材（１６）に摺接するように構成された摩擦部材（２０、２０′、２０″、２０″′）と、を有し、
アクセル操作量と踏力との間に所定のヒステリシス特性が得られるように、前記可動部材（１６）と前記摩擦部材（２０、２０′、２０″、２０″′）との間に摺動抵抗を発生させるアクセルペダル装置（１０）であって、
前記摩擦部材（２０、２０′、２０″、２０″′）が摩耗するに従って該摩擦部材（２０、２０′、２０″、２０″′）と前記可動部材（１６）との摺動抵抗が大きくなるように構成されることを特徴とする、アクセルペダル装置。
【請求項２】
前記摩擦部材（２０、２０′、２０″、２０″′）が有する前記可動部材（１６）との摺動接触部（３６、３６′、３６″、３６″′）は、該摺動接触部（３６、３６′、３６″、３６″′）の摩耗の進行に伴って前記可動部材（１６）との接触面積が大きくなるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のアクセルペダル装置。
【請求項３】
前記摩擦部材（２０、２０″）が有する前記可動部材（１６）との摺動接触部（３６、３６″）は、側断面が前記可動部材側を短辺（３８、３８″）とする台形形状であることを特徴とする、請求項２に記載のアクセルペダル装置。
【請求項４】
前記摩擦部材（２０′、２０″′）が有する前記可動部材（１６）との摺動接触部（３６、３６″）は、側断面が前記可動部材側に凸の曲線を備えた蒲鉾状であることを特徴とする、請求項２に記載のアクセルペダル装置。
【請求項５】
前記可動部材（１６）は前記アクセルペダル（１４）の操作に伴って軸線（Ｌ）を中心に回転するように構成され、前記摩擦部材（２０、２０′、２０″、２０″′）が有する前記可動部材（１６）との摺動接触部（３６、３６′、３６″、３６″′）は円環形状であることを特徴とする、請求項３又は４に記載のアクセルペダル装置。
【請求項６】
前記可動部材（１６）は前記アクセルペダル（１４）の操作に伴って軸線（Ｌ）を中心に回転するように構成され、前記摩擦部材（２０″、２０″′）が有する前記可動部材（１６）との摺動接触部（３６″、３６″′）は、該摺動接触部（３６″、３６″′）の摩耗の進行に伴って前記可動部材（１６）の前記軸線（Ｌ）に対して外径方向へ移動するように構成されることを特徴とする、請求項２に記載のアクセルペダル装置。
【請求項７】
前記摩擦部材（２０″）が有する前記可動部材（１６）との摺動接触部（３６″）は、側断面が前記可動部材側を短辺（３８″）とする台形形状の円環状部を有し、前記台形形状の前記短辺（３８″）に対する２つの斜辺（４０″、４２″）の傾きは、前記軸線（Ｌ）側の斜辺（４０″）の方が小さいことを特徴とする、請求項６に記載のアクセルペダル装置。
【請求項８】
前記摩擦部材（２０″′）が有する前記可動部材（１６）との摺動接触部（３６″′）は、側断面が前記可動部材側に凸の曲線を備えた蒲鉾状の円環状部を有し、前記凸の曲線は前記軸線（Ｌ）について内径側と外径側とで曲率が異なっていることを特徴とする、請求項６に記載のアクセルペダル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用のアクセルペダル装置に関し、特にはアクセル操作量と踏力との間にヒステリシス特性を有するアクセルペダル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転者により踏込操作されるアクセルペダル装置が知られている。ここで、例えば特許文献１に記載されるように、踏込量が多少変動してもアクセル操作量を所望の値に保持するために、アクセルペダルに移動抵抗を付加し、アクセル操作量とその踏力との間にヒステリシス特性を付与することが可能である。
【０００３】
図１４（ａ）は、従来のアクセルペダル装置の各構成要素を模式的に表した図である。アクセルペダル装置１００はアクセルペダル１０２、アクセルペダル１０２の操作に伴って回転可能なロータ１０４、ロータ１０４を付勢するスプリング１０６、及びロータ１０４が摺接する、回転不能に固定された摩擦部材すなわち摩擦板１０８を有する。ここでアクセルペダル１０２は、ペダル操作方向Ｄ１に対し角度θにて傾斜した斜板１１０を備え、一方ロータ１０４は斜板１１０に面接触する斜面１１２を有するので、アクセルペダル１０２の操作によって、ロータ１０４は軸線Ｌの回りを回転するとともに軸線Ｌの方向にも付勢される。従ってロータ１０４と摩擦板１０８との間には、ペダル操作量に応じた摺動抵抗が発生する。このような構成及び作用により、図１５の実線で示すようなヒステリシス特性をアクセルペダル装置に持たせることができる。このような構成の具体例は、例えば特許文献２の図３及び図４に記載されている。特許文献２の例では、斜板１１０及び斜面１１２に相当する部材はそれぞれ複数のはす歯３４及び３５として説明されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９９８７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に記載されるようなヒステリシス特性を備えたアクセルペダル装置においては、ある程度の期間にわたる使用後すなわち耐久後には摩擦板が摩耗する。具体的には、例えば図１４（ｂ）に示すように、摩擦板１０８の摩耗の進行に伴い、ロータ１０４が矢印Ｄ２の方向すなわち摩擦板１０８側（図１４（ｂ）では上側）に徐々に変位する。さらにロータ１０４は、特許文献２の図３又は図４に記載されるはす歯のような斜面１１２を介してペダル１０２の斜板１１０に当接しているので、使用初期に比べると軸線Ｌを中心としていくらかスプリング１０６が伸びる方向に回転することになる。従って、アクセルペダル装置の使用初期と耐久後とでは、同じアクセル操作量（回転角度）で比較した場合に、後者の方がスプリング１０６のセット長が増加することになり、それによりロータ１０４がスプリング１０６から受ける付勢力が減少する。このことから、アクセルペダル装置１００のヒステリシス特性は、図１５に示すように、実線で示す使用初期の状態から破線で示す耐久後の状態に遷移する。従ってアクセルペダル装置において重要な、踏込力とアクセル操作量との関係が変化してしまうことになる。具体的には、耐久後の方が、同一のロータ回転角度すなわちアクセル操作量を得るための踏込力が小さくなり、運転者にはペダル操作が「軽い」と感じられるようになる。
【０００６】
そこで本発明は、上述の不具合を解消するために、使用初期と耐久後との間で踏込時のヒステリシス特性が変化せず、常に安定したペダル操作が可能なアクセル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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、操作者の踏力によって操作されるアクセルペダルと、前記アクセルペダルの操作量に応じて変位するように構成された可動部材と、前記アクセルペダルの操作量の増加に伴って増大する復帰力を前記可動部材に付与する復帰力付与手段と、前記可動部材に摺接するように構成された摩擦部材と、を有し、アクセル操作量と踏力との間に所定のヒステリシス特性が得られるように、前記可動部材と前記摩擦部材との間に摺動抵抗を発生させるアクセルペダル装置であって、前記摩擦部材が摩耗するに従って該摩擦部材と前記可動部材との摺動抵抗が大きくなるように構成されることを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアクセルペダル装置において、前記摩擦部材が有する前記可動部材との摺動接触部は、該摺動接触部の摩耗の進行に伴って前記可動部材との接触面積が大きくなるように構成されることを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のアクセルペダル装置において、前記摩擦部材が有する前記可動部材との摺動接触部は、側断面が前記可動部材側を短辺とする台形形状であることを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のアクセルペダル装置において、前記摩擦部材が有する前記可動部材との摺動接触部は、側断面が前記可動部材側に凸の曲線を備えた蒲鉾状であることを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のアクセルペダル装置において、前記可動部材は前記アクセルペダルの操作に伴って軸線を中心に回転するように構成され、前記摩擦部材が有する前記可動部材との摺動接触部は円環形状であることを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載のアクセルペダル装置において、前記可動部材は前記アクセルペダルの操作に伴って軸線を中心に回転するように構成され、前記摩擦部材が有する前記可動部材との摺動接触部は、該摺動接触部の摩耗の進行に伴って前記可動部材の前記軸線に対して外径方向へ移動するように構成されることを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のアクセルペダル装置において、前記摩擦部材が有する前記可動部材との摺動接触部は、側断面が前記可動部材側を短辺とする台形形状の円環状部を有し、前記台形形状の前記短辺に対する２つの斜辺の傾きは、前記軸線側の斜辺の方が小さいことを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のアクセルペダル装置において、前記摩擦部材が有する前記可動部材との摺動接触部は、側断面が前記可動部材側に凸の曲線を備えた蒲鉾状の円環状部を有し、前記凸の曲線は前記軸線について内径側と外径側とで曲率が異なっていることを特徴とする、アクセルペダル装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るアクセルペダル装置によれば、摩擦部材が摩耗するに従って可動部材と摩擦部材との摺動抵抗を大きくすることができるので、摩擦部材の摩耗による復帰力付与手段の復帰力の低下に起因する踏込み踏力の低下を抑制することができる。従って、踏力特性が使用初期から耐久後にわたって安定したアクセルペダル装置を提供することができる。また摺動抵抗の増加は具体的には、摩耗の進行に伴う可動部材と摩擦部材との摺動接触面積の増加によって実現可能である。あるいは、摺動抵抗の増加は、摩擦板の摩耗の進行に伴って可動部材に対する摺動接触部の位置を軸線について外径方向へ移動すること、換言すれば可動部材に対する摺動接触部の摺動方向への長さの増加によっても実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１及び図２はそれぞれ、本発明に係るアクセルペダル装置１０の上面図及びその側断面図であり、さらに図３は図２の３−３線における断面図である。アクセルペダル装置１０は車両に搭載され、運転者の操作に応じて車両の運転状態を制御するために、図示しないエンジン制御装置（ＥＣＵ）にアクセル操作量等の運転情報を送るためのものであり、ハウジング１２と、ハウジング１２内に軸線Ｌ回りに回転可能に収容されるアクセルペダル１４と、アクセルペダル１４の操作に伴って回転可能な可動部材すなわちロータ１６と、ハウジング１２内に収容されてロータ１６を基の位置に戻そうとする復帰力を付与する復帰力付与手段すなわちスプリング１８と、回動不能に設けられロータ１６に摺接される摩擦部材すなわち摩擦板２０とを有する。図面からわかるように、スプリング１８は、アクセルペダル１４の操作量すなわち回転角度の増加に伴って増大する復帰力をロータ１６に付与することができる。またスプリング１８として径の異なるコイルスプリングが２つ図示されているが、コイルスプリングは１つ又は３つ以上でもよいし、また他のスプリングを用いてもよい。なおハウジング１２、アクセルペダル１４、ロータ１６及び摩擦板２０は樹脂成形品であることが好ましい。
【００１７】
アクセルペダル１４は、運転者によるパッド２２の操作によって軸線Ｌについて回転可能であり、その回転角度はアクセル操作量として回転角センサ２４によって検出可能である。回転角センサ２４としては、ペダル操作に伴って軸線Ｌについて一体的に回転可能に設けられた互いに極性の異なるマグネット２６ａ、２６ｂ及びホール素子２８を備えた非接触式のものが可能であるが、図示しない接触式のものであってもよい。またアクセルペダル装置１０は、回転角センサ２４を保護するカバー３０を有してもよい。
【００１８】
アクセルペダル１４とロータ１６とは図３のＡ部において係合するが、詳細には例えば特許文献１の図９又は特許文献２の図４に示すようなはす歯構造を互いに有して係合する。従ってロータ１６はアクセルペダル１４の軸線Ｌ回りの回転に伴って軸線Ｌ回りに回転するとともに、摩擦板２０に押付けられる方向に付勢される。従ってアクセルペダル１４の回転角度が大きい程、摩擦板２０にかかる押付け力も大きくなり、その結果ロータ１６と摩擦板２０との摺動抵抗も増加する。これを模式的に説明したものが図４（ａ）及び（ｂ）である。なお図４（ａ）はアクセルペダル装置１０の使用初期を示し、図４（ｂ）は耐久後を示す。図示するように、アクセルペダル１４は、ペダル操作方向に対して角度θをなす斜板３２を有し、一方ロータ１６は、斜板３２に対して相補的な形状すなわちペダル操作方向に対して角度（１８０°−θ）をなす斜面３４を有する。
【００１９】
運転者がアクセルペダル１４のパッド２２を踏み込むと、アクセルペダル１４は軸線Ｌの回りを図２の矢印Ｄ３で示す方向に回転する。上述のようにアクセルペダル１４は、ペダル操作方向に対し角度θをなす斜板３２を有し、一方ロータ１６は斜板３２に面接触する斜面３４を有するので、ロータ１６は軸線Ｌの回りを回転するとともに、軸線Ｌに沿って摩擦板２０に押付けられる方向（図３において右側）にも付勢される。従ってロータ１６と摩擦板２０との間には、ペダル操作量に応じた摺動抵抗が発生する。
【００２０】
従来の摩擦板１０８は図５（ａ）及び（ｂ）に示すような側断面が矩形形状の円環部すなわち摺動接触部１１４を有するので、図１０（ａ）及び（ｂ）からもわかるように、ロータと摩擦板との摺動接触面積は摩耗が進行しても変化しない。従って上述したように、摩擦板の摩耗が進行するとスプリングのセット長が伸びる分だけヒステリシス特性が変化する（図１５においてグラフが下方にシフトする）。しかし本発明では、図６（ａ）及び（ｂ）に詳細に示す第１の実施形態に係る摩擦板２０において、ロータ１６との摺動接触部３６は、その側断面（軸線Ｌを含む平面で切った断面）がロータ側に短辺３８を備えた台形形状の円環状部を有する。従って摩耗の進行に伴い、ロータ１６と摩擦板２０との摺動接触面積は徐々に増加する。これにより、耐久後においてスプリング１８のセット長増加に伴うヒステリシス特性の変化量（踏力低下量）に相当する分だけロータ１６と摩擦板２０との摺動抵抗を増加させることが可能となり、結果として図７に示すように、アクセル踏込み時におけるヒステリシス特性を使用初期と耐久後とで実質的に変化しないようにすることができる。なお図７では、使用初期、耐久後（本発明）及び耐久後（従来）をそれぞれ二点鎖線、実線及び破線で示している。また図７からわかるように、本発明では耐久後アクセル戻し時のヒステリシス特性が従来の場合よりもさらに下方にシフトするが、同じ回転角度における踏力範囲が拡大されることになるので、アクセル開度を一定に維持することがより容易になる。一般にアクセル戻し時ではアクセルをある開度で一定に保持する操作が要求されることが多く、故にこれも本発明の効果の一つである。
【００２１】
耐久後のペダル踏込み時のヒステリシス特性を使用初期に実質的に合わせるために、具体的には、摩擦板２０の摩耗量に対するスプリング１８のセット長の増加量さらにそれによるスプリング１８の付勢力の減少量の関係を事前に求めておく。次に、ある回転角度におけるスプリング１８の反力すなわち付勢力Ｆ１（図４（ａ）参照）とペダル踏力のスプリング１８の伸縮方向分力Ｆ２（ｔａｎθに比例）とが一致する（すなわちアクセルペダルをある回転角度に維持する）ときのロータ１６と摩擦板２０との摺動抵抗が、セット長増加に伴うスプリング反力Ｆ１の減少量と一致するように摺動接触面積すなわち摩擦板２０の摺動接触部３６の寸法を定める。ここで摺動抵抗は、ロータ１６を摩擦板２０に押付ける力Ｆ３（１／ｔａｎθに比例）、摺動接触面積及び後述する摺動平均径の関数として求めることができる。
【００２２】
また本発明に係るアクセルペダル装置によれば、ロータ１６の寿命を高めることができる。すなわち、摩擦板２０の摩耗の進行に伴ってロータ１６と摩擦板２０との実際の摺動接触面積は増加していくので、ロータ１６にかかる摩擦板２０への押付け力が同一であっても単位面積当たりの力（面圧）は従来に比べて減少する。従ってロータ１６の特定部位のみが摩耗していく傾向が弱くなり、結果としてロータの寿命を延ばし、交換頻度を低下させることができる。
【００２３】
図８は、図６（ｂ）に類似する、第２の実施形態に係る摩擦板２０′の側断面図であり、図９（ａ）及び（ｂ）は図４（ａ）及び（ｂ）において摩擦板２０を摩擦板２０′に置換した模式図である。摩擦板２０′の摺動接触部３６′は側断面において、図６（ｂ）に示した台形形状の代わりに、ロータ１６側に凸の弧線又は曲線を備えた半円又は蒲鉾状の円環状部を有する。このような形状によっても、摺動接触部が摩耗するに従ってロータ１６との摺動接触面積を大きくすることができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
図１０は、第３の実施形態に係る摩擦板２０″の斜視図及び側断面図であり、図１１（ａ）及び（ｂ）は図４（ａ）及び（ｂ）において摩擦板２０を摩擦板２０″に置換した模式図である。摩擦板２０″の摺動接触部３６″は、側断面がロータ１６側を短辺とする台形形状の円環状部である点では図６（ａ）及び（ｂ）に示した摩擦板２０の摺動接触部３６と同様であるが、図１０に示すように台形形状の短辺３８″に対する２つの斜辺４０″及び４２″の傾きが互いに異なり、詳細には軸線Ｌ側の斜辺４０″の方が小さく（図示例では斜辺４０″及び短辺３８″は略直角を成し、斜辺４２″及び短辺３８″は鈍角を成す）なっている。このような構成によれば、摩擦板２０″の摩耗の進行に伴ってロータ１６に対する摺動接触部３６″の位置が軸線Ｌについて外径方向へ移動する。換言すれば、摺動平均径が摩耗の進行に従って大きくなる。ここで摺動平均径とは、略円環状の摺動接触面における最大径と最小径との平均値をいい、図４及び図９では符号ｄで表記している。上述の第１及び第２の実施形態に係る摩擦板２０及び２０′では、摺動平均径ｄは摩耗が進行しても実質的に変化しないが、摩擦板２０″を使用すれば、使用初期の摺動平均径ｄは耐久後にはｄより大きいｄ′となる。摺動平均径が大きくなれば摺動接触部における摺動方向への摺動速度も大きくなるので、結果としてロータ１６との摺動抵抗も大きくなる。従って摺動接触面積を変化させなくても摺動抵抗を所望の値に高めることが可能となる。摺動平均径の変化は、摺動接触面積の変化と組み合わせて利用可能であり、より正確な摺動抵抗の設定が可能になる。またその場合は、図示しないが摺動平均径が摩耗の進行に従って小さくなるようにすることも考えられる。
【００２５】
図１２は、第４の実施形態に係る摩擦板２０″′の斜視図及び側断面図であり、図１３（ａ）及び（ｂ）は図４（ａ）及び（ｂ）において摩擦板２０を摩擦板２０″′に置換した模式図である。摩擦板２０″′の摺動接触部３６″′は、側断面がロータ１６側に凸の蒲鉾形状の円環状部である点では図８に示した摩擦板２０′の摺動接触部３６′と同様であるが、蒲鉾形状の曲線が軸線Ｌについて内径側と外径側とで曲率が異なり、詳細には内径側の方が曲率が小さくなっている。このような構成によっても、摩擦板２０″′の摩耗の進行に伴ってロータ１６に対する摺動接触部３６″′の位置を軸線Ｌについて外径方向へ移動させることができ、すなわち摺動平均径を摩耗の進行に伴って大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るアクセルペダル装置の全体を示す上面図である。
【図２】図１の２−２線における断面図である。
【図３】図２の３−３線における断面図である。
【図４】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るアクセルペダル装置の主要部の模式図であって、使用初期の状態を表す図であり、（ｂ）耐久後を表す図である。
【図５】（ａ）従来のアクセルペダル装置の摩擦板の上面図であり、（ｂ）（ａ）の５ｂ−５ｂ線に沿う側断面図である。
【図６】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るアクセルペダル装置の摩擦板の上面図であり、（ｂ）（ａ）の６ｂ−６ｂ線に沿う側断面図である。
【図７】本発明のアクセルペダル装置のヒステリシス特性を、従来のものと比較して説明するグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るアクセルペダル装置の摩擦板の側断面図である。
【図９】（ａ）本発明の第２の実施形態に係るアクセルペダル装置の主要部の模式図であって、使用初期の状態を表す図であり、（ｂ）耐久後を表す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るアクセルペダル装置の摩擦板の側断面図である。
【図１１】（ａ）本発明の第３の実施形態に係るアクセルペダル装置の主要部の模式図であって、使用初期の状態を表す図であり、（ｂ）耐久後を表す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係るアクセルペダル装置の摩擦板の側断面図である。
【図１３】（ａ）本発明の第４の実施形態に係るアクセルペダル装置の主要部の模式図であって、使用初期の状態を表す図であり、（ｂ）耐久後を表す図である。
【図１４】（ａ）従来のアクセルペダル装置の主要部の模式図であって、使用初期の状態を表す図であり、（ｂ）耐久後を表す図である。
【図１５】従来のアクセルペダル装置のヒステリシス特性を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１０    アクセルペダル装置
１２    ハウジング
１４    アクセルペダル
１６    ロータ
１８    スプリング
２０、２０′、２０″、２０″′    摩擦板
３２    斜板
３４    斜面
３６、３６′、３６″、３６″′    摺動接触部
【図１】
2007253869.tif 000003
【図２】
2007253869.tif 000004
【図３】
2007253869.tif 000005
【図４】
2007253869.tif 000006
【図５】
2007253869.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007253869.tif 000009
【図８】
2007253869.tif 000010
【図９】
2007253869.tif 000011
【図１０】
2007253869.tif 000012
【図１１】
2007253869.tif 000013
【図１２】
2007253869.tif 000014
【図１３】
2007253869.tif 000015
【図１４】
2007253869.tif 000016
【図１５】
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