(57)【要約】【課題】スリップストロークを抑制可能なアクセル装置を提供する。【解決手段】アクセル装置１の摩擦板５０は、ベース１０とロータ３０との間に摺動可能に挟持され、ベース１０とは所定の範囲内で摺動が許容される。ロータ３０と摩擦板５０とが当接する第１当接部１０１の摩擦係数μｒは、ベース１０の側板１４と摩擦板５０とが当接する第２当接部１０２の摩擦係数μｂよりも大きい。これにより、摩擦板５０の摩擦トルクは、ベース１０側よりもロータ３０側において大きくなり、摩擦板５０とベース１０との摺動が許容される範囲において、摩擦板５０とロータ３０とが同期して動く。これにより、踏力波形におけるオーバーシュートが生じず、スリップストロークを抑制することができるので、運転者の操作フィーリングが良好になる。【選択図】  図２
2012081858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付け可能な支持部材と、
前記支持部材に回転可能に支持され、一端に運転者により踏込操作される踏込部を有するペダル部材と、
前記ペダル部材を運転者の踏込方向とは反対方向に付勢する付勢部材と、
前記ペダル部材の前記踏込部とは反対側の端部に設けられ、前記ペダル部材と共に回転するロータと、
前記支持部材と前記ロータとの間に摺動可能に挟持され、前記支持部材とは所定の範囲内で摺動が許容される摩擦部材と、
を備え、
前記ロータと前記摩擦部材とが当接する第１当接部の摩擦係数は、前記支持部材と前記摩擦部材とが当接する第２当接部の摩擦係数よりも大きいことを特徴とするアクセル装置。
【請求項２】
前記ロータにおける前記摩擦部材と当接する当接面は、粗面加工がなされてい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】
前記粗面加工は、シボ加工であることを特徴とする請求項２に記載のアクセル装置。
【請求項４】
前記ロータと前記摩擦部材とが当接する前記第１当接部の面積は、前記支持部材と前記摩擦部材とが当接する前記第２当接部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクセル装置。
【請求項５】
前記ペダル部材には、ペダル斜面を有するペダル斜板部が形成され、
前記ロータには、前記ペダル斜面に当接可能なロータ斜面を有するロータ斜板部が形成され、
前記ペダル斜板部と前記ロータ斜板部とは、前記ペダル斜面と前記ロータ斜面とが当接しつつ噛み合う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】
前記ロータ側から前記支持部材側へ印加されるスラスト力の荷重中心は、前記第２当接部の領域内にあることを特徴とする請求項１〜５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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクセル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転者によるペダル部材の踏込量に応じて車両の加速状態を制御するアクセル装置が知られている。このようなアクセル装置では、踏込量を大きくする場合と小さくする場合とで要する踏力を異ならせる踏力ヒステリシス機構を設けたものがある。例えば特許文献１では、ペダルロータおよびリターンロータに斜面を形成し、斜面を介して連結することにより、ペダルロータとリターンロータとが離間する方向のスラスト力を発生させている。また、リターンロータとベースとの間に第２摩擦部材を配置し、摩擦力を大きくしている。これにより踏力ヒステリシス機構を実現している。
ところで、特許文献１では、リターンロータと第２摩擦部材との当接半径および当接面積がベースと第２摩擦部材との当接半径および当接面積よりも大きいので、第２摩擦部材における摩擦トルクは、ベース側よりもロータ側において大きくなる。これにより、ペダル踏み始め時において第２摩擦部材がリターンロータと同期して動くので、踏力波形におけるオーバーシュートが生じず、オーバーシュート後にペダルが急に軽くなりペダルストロークが急激に変化してしまうスリップストロークおよびこれに起因する出力変動を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５８９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、第２摩擦部材等の部品の寸法ばらつきや、温度や湿度等の環境要因に起因する摩擦係数の変化により、第２摩擦部材におけるベース側の摩擦トルクがロータ側の摩擦トルクより大きくなる虞がある。第２摩擦部材におけるベース側の摩擦トルクがロータ側の摩擦トルクより大きくなると、第２摩擦部材とリターンロータとが同期して動かないので、踏力波形にオーバーシュートが生じ、スリップストロークおよびこれに起因する出力変動が生じる。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者の操作フィーリングが良好なアクセル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載のアクセル装置は、車体に取り付け可能な支持部材と、ペダル部材と、付勢部材と、ロータと、摩擦部材と、を備える。ペダル部材は、支持部材に回転可能に支持され、一端に運転者により踏込操作される踏込部を有する。付勢部材は、ペダル部材を運転者の踏込方向とは反対方向に付勢する。ロータは、ペダル部材の踏込部とは反対側の端部に設けられ、ペダル部材と共に回転する。摩擦部材は、支持部材とロータとの間に摺動可能に挟持され、支持部材とは所定の範囲内で摺動が許容される。摩擦部材と支持部材との摺動が許容されるのは、例えばペダル部材の踏み始め時やペダル部材の踏み戻し時である。
本発明では、ロータと摩擦部材とが当接する第１当接部の摩擦係数は、支持部材と摩擦部材とが当接する第２当接部の摩擦係数よりも大きい。したがって、摩擦部材の摩擦トルクは支持部材側よりもロータ側において大きくなり、摩擦部材と支持部材との摺動が許容される範囲において、摩擦部材とロータとが同期して動く。これにより、踏力波形におけるオーバーシュートが生じず、例えばペダル踏み始め時や踏み戻し時におけるスリップストロークおよびこれに起因する出力変動を抑制することができるので、運転者の操作フィーリングが良好になる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、ロータにおける摩擦部材と当接する当接面は、粗面加工がなされている。これにより、第１当接部の摩擦係数は、第２当接部の摩擦係数よりも大きくなる。
請求項３に記載の発明では、粗面加工は、シボ加工である。シボ加工は、型加工のみで当接面を粗面加工することができるため、粗面加工のための工程を別途設ける必要がない。
【０００７】
請求項４に記載の発明では、ロータと摩擦部材とが当接する第１当接部の面積は、支持部材と摩擦部材とが当接する第２当接部の面積よりも大きい。これにより、摩擦部材の摩擦トルクは、支持部材側よりもロータ側において大きくなるので、より確実にスリップストロークおよびこれに起因する出力変動を抑制することができる。
【０００８】
請求項５に記載の発明では、ペダル部材には、ペダル斜面を有するペダル斜板部が形成される。ロータには、ペダル斜面に当接可能なロータ斜面を有するロータ斜板部が形成される。ペダル斜板部とロータ斜板部とは、ペダル斜面とロータ斜面とが当接しつつ噛み合う。これにより、ペダル部材とロータとは一体となって回転する。また、ペダル部材およびロータが回転すると、ロータ側から摩擦部材側へ押し付ける力であるスラスト力が生じる。このスラスト力は、ロータ斜面の傾斜角をθとしたとき、１／ｔａｎθに比例する。また、踏力ヒステリシスは、第１当接部の摩擦係数およびスラスト力により規定されるので、第１当接部の摩擦係数およびロータ斜面の傾斜角を調整することにより、所望の踏力ヒステリシスを実現することができる。
【０００９】
請求項６に記載の発明では、ロータ側から支持部材側へ印加されるスラスト力の荷重中心は、第２当接部の領域内にある。これにより、スラスト力の荷重点が浮かないので、摩擦部材がねじれ変形するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるアクセル装置を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるロータの側面図である。
【図４】図１のＩＶ方向矢視図である。
【図５】本発明の一実施形態によるペダル斜板部およびロータ斜板部を説明する模式的な図である。
【図６】図５のＱ部を拡大した拡大図である。
【図７】本発明の一実施形態による摩擦板を説明する図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図９】図７のＩＸ方向矢視図である。
【図１０】本発明の一実施形態の摩擦板の保持ピンおよび規制ピンと、保持孔および規制孔との関係を説明する図である。
【図１１】図２のＰ部を拡大した図である。
【図１２】ロータの第１当接面の粗さと摩擦係数との関係を説明する図である。
【図１３】本発明の一実施形態におけるペダルストロークと踏力との関係を説明する図である。
【図１４】参考例におけるペダルストロークと頭領との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態によるアクセル装置を図面に基づいて説明する。
図１、図２および図４に示すように、アクセル装置１は、支持部材としてのベース１０、ペダル部材２０、ロータ３０、付勢部材としての２重コイルばね３９、摩擦部材としての摩擦板５０等を備える。アクセル装置１は、車両に搭載され、運転者によるペダル部材２０の踏込量に応じて車両の加速状態を制御する。本実施形態のアクセル装置１は、アクセルバイワイヤ方式を採用しており、ペダル部材２０は車両のスロットル装置に機械的には連結されていない。アクセル装置１は、ペダル部材の回転位置に関する情報（電気信号）を車両の電子制御装置（ＥＣＵ）５に伝達し、その回転位置情報に基づいてＥＣＵ５がスロットル装置を制御する。これにより、車両の加速状態が制御される。
【００１２】
ベース１０は、底板１１、天板１２、側板１３および側板１４を有している。底板１１と天板１２とは、互いに略平行となるように形成されている。また、側板１３と側板１４とは、互いに略平行となるように形成され、底板１１と天板１２とを接続している。これにより、ベース１０は略箱状に形成されている。本実施形態では、底板１１、天板１２、側板１３、１４は、例えば樹脂で一体に形成される。
底板１１は、ボルト等の締結部材によって車両に固定するためのボルト孔１１１を有している。後述する回転角センサ４０が設けられる側の側板１３には、軸受孔１３５が形成される。もう一方の側板１４には、軸受孔１４５が形成される。軸受孔１３５と軸受孔１４５とは、同軸に形成される。側板１４の軸受孔１４５の径方向外側には、円形の保持孔１４１が設けられる。また、側板１４の軸受孔１４５の径方向外側であって、軸受孔１４５を挟んで保持孔１４１の反対側には、略扇形の規制孔１４２が設けられる。
カバー１５は、図１の紙面上方向から見たとき、略コ字状に形成される。カバー１５は、側板１３、１４を挟み込むように底板１１側から組み付けられ、ベース１０とともにハウジングを構成する。
【００１３】
ペダル部材２０は、例えば樹脂等により略棒状に形成され、一端に運転者より踏込操作される踏込部２１を有し、他端に回転軸部２２を有する。ペダル部材２０は、天板１２のストッパ１２５と、底板１１のストッパ１１５との間に回転可能に設けられている。すなわち、ペダル部材２０が運転者により踏み込まれていないとき、ストッパ面２０１が天板１２のストッパ１２５に当接している。また、ペダル部材２０が運転者により踏み込まれたとき、キックダウンスイッチ２０２が底板１１のストッパ１１５に当接するところまで回転可能である。
【００１４】
図２に示すように、回転軸部２２には、孔２２１が形成されており、この孔２２１に軸部材２４が挿通されている。回転軸部２２は、孔２２１の径方向内側へ突出する図示しない突起が設けられ、軸部材２４に形成される図示しない溝に嵌合している。これにより、回転軸部２２と軸部材２４とは一体となって回転する。軸部材２４は、一方の端部が側板１３の軸受孔１３５に、他方の端部が側板１４の軸受孔１４５に回転可能に支持されている。これにより、ペダル部材２０は、軸部材２４の中心軸を回転中心として軸部材２４と一体に回転可能である。したがって、ペダル部材２０は、ベース１０に回転可能に支持されている、といえる。
【００１５】
回転軸部２２とベース１０の側板１３との間には、フリクションリング２９が設けられる。フリクションリング２９は、円筒状であって、回転軸部２２の側板１３側の端面に設けられる円環状の溝２２２に固定されている。フリクションリング２９の側板１３側の端面は、側板１３と接触している。これにより、ペダル部材２０の回転軸部２２の回転に伴ってフリクションリング２９が回転すると、フリクションリング２９が側板１３と摺動し、摩擦トルクが生じる。なお、フリクションリング２９が側板１３と摺動することにより生じる摩擦トルクは、ペダル部材２０の回転範囲の全域に亘って生じる。
【００１６】
ペダル部材２０の踏込部２１とは反対側の端部、すなわち回転軸部２２側には、ロータ３０が設けられている。ロータ３０は、例えば樹脂により形成され、略円環状の環状部３１、および、環状部３１から径外方向であって、ペダル部材２０の踏込部２１とは反対方向に突出する突出部３２を有している。環状部３１は、回転軸部２２と同軸に形成され、略中心に形成される孔３０１に軸部材２４が挿通されている。
【００１７】
ロータ３０について図３に基づいて説明する。図３は、ロータ３０を側板１４側の側面を示している。図３に示すように、ロータ３０の側板１４側の側面には、段差部３４が形成されている。ロータ３０は、段差部３４の径方向外側に、摩擦板５０と当接する当接面である第１当接面３５を有している。第１当接面３５は、粗面加工がなされている。本実施形態における粗面加工は、シボ加工である。なお、第１当接面３５が「ロータにおける摩擦部材と当接する当接面」に対応する。
【００１８】
ここで、ペダル部材２０とロータ３０との関係を図５および図６に基づいて説明する。図５は、図４と対応する図であって、図４の一部を切り欠いたものである。図６は、図５中のＱ部の拡大図である。図５および図６に示すように、ペダル部材２０の回転軸部２２には、ロータ３０の環状部３１側に突出するペダル斜板部２２５が形成される。ペダル斜板部２２５は、ロータ３０の環状部３１と対向する面の周方向に複数形成され、ペダル斜面２２６を有している。また、ロータ３０の環状部３１には、ペダル部材２０の回転軸部２２側に突出するロータ斜板部３１５が形成される。ロータ斜板部３１５は、ペダル部材２０の回転軸部２２と対向する面の周方向に複数形成され、ペダル斜面２２６と当接可能なロータ斜面３１６を有している。なお、ペダル斜板部２２５およびロータ斜板部３１５は、回転軸部２２および環状部３１の周方向に設けられているが、図５においては、説明のため、平面的に記載した。
【００１９】
図２に示すように、ロータ３０の突出部３２の天板１２側には、凸状曲面３２１が形成され（図３参照）、この凸状曲面３２１上に相対運動可能にホルダ３７が配置される。ホルダ３７には、凸状曲面３２１に当接する凹状曲面が形成される。ホルダ３７の凹状曲面の曲率半径は、突出部３２の凸状曲面３２１の曲率半径よりも大きく形成される。
ホルダ３７の略中心には、天板１２側へ突出する球状突起３７１を有している。球状突起３７１の径方向外側には、内側係止面３７２および外側係止面３７３が形成されている。
【００２０】
ホルダ３７と天板１２との間に配置される２重コイルばね３９は、圧縮コイルスプリングであって、内側コイルばね３９１および外側コイルばね３９２から構成される。内側コイルばね３９１は、一端が天板１２に係止され、他端がホルダ３７の内側係止面３７２に係止される。外側コイルばね３９２は、一端が天板１２に係止され、他端がホルダ３７の外側係止面３７３に係止される。
２重コイルばね３９は、ホルダ３７を介してロータ３０およびペダル部材２０を図１のＹ方向へ付勢する。本実施形態では、ホルダ３７がロータ３０の突出部３２の凸状曲面状に相対運動可能に配置されているので、ロータ３０が運転者の踏力および２重コイルばね３９の付勢力により円弧運動をするとき、２重コイルばね３９は、直線的に伸縮可能である。
【００２１】
回転角センサ４０は、ベース１０の側板１３側に設けられる。回転角センサ４０は、センサ素子４１を有している。センサ素子４１は、例えばホール素子や磁気抵抗素子であって、軸部材２４の側板１３側の端部近傍に設けられている。また、軸部材２４の側板１３側の端部には、磁石４５、４６および磁路部材４７が固定されている。ペダル部材２０が回転すると、軸部材２４および磁石４５、４６も回転し、軸部材２４の側板１３側の端部の周囲では磁界が変化する。回転角センサ４０のセンサ素子４１は、この磁界の変化を検出し、ペダル部材２０の回転角に応じた検出信号を出力する。この検出信号は、コネクタ４９を経由してＥＣＵ５へ伝送される。これにより、ＥＣＵ５は、ペダル部材２０の回転位置を検出可能である。
【００２２】
ロータ３０とベース１０の側板１４との間には、摩擦板５０が設けられる。摩擦板５０を図７〜図１１に示す。なお、図７は、図２中の摩擦板５０を紙面手前側から見た図に対応している。また、図８は図７のＸＩＩＩ方向矢視図であり、図９は図７のＩＸ方向矢視図である。図１０は、ベース１０に形成された保持孔１４１および規制孔１４２と摩擦板５０との関係を説明するために図８を模式的に示した図であって、保持孔１４１および規制孔１４２を二点鎖線で示した。図１１は、ベース１０およびロータ３０と摩擦板５０との当接関係を説明する図であって、図２中のＰ部を拡大した図である。
【００２３】
摩擦板５０は、例えば樹脂等により略円環状に形成され、略中心に形成される孔５０１には軸部材２４が挿通される。摩擦板５０は、ロータ３０と側板１４との間に摺動可能に挟持されている。摩擦板５０は、側板１４側に突出する保持ピン５１および規制ピン５２を有している。保持ピン５１と規制ピン５２とは、軸部材２４に対して略対称に設けられている。
【００２４】
保持ピン５１は、側板１４に形成される保持孔１４１に挿入され、回転可能に保持されている。保持ピン５１を保持孔１４１に挿入することにより、摩擦板５０は、側板１４に仮固定される。これにより、組立作業が容易になる。
規制ピン５２は、側板１４に形成される規制孔１４２に挿入される。図１０に示すように、規制孔１４２は、略扇形形状に形成されており、規制孔１４２と規制ピン５２との間には、所定のクリアランスＣＬが形成されている。摩擦板５０と側板１４とは、クリアランスＣＬの範囲においてのみ摺動可能である。本実施形態では、摩擦板５０と側板１４との摺動が許容されるのは、ペダル部材２０の踏み始め時であって規制ピン５２が規制孔１４２の内壁１４３に当接するまでの角度範囲と、ペダル部材２０の踏み戻し時であって規制ピン５２が規制孔１４２の内壁１４４に当接するまでの角度範囲である。なお、摩擦板５０とロータ３０とは、摩擦板５０と側板１４とが摺動する角度範囲を除く全ての角度範囲で摺動可能である。摩擦板５０と側板１４とが摺動可能な角度範囲は、摩擦板５０とロータ３０とが摺動可能な角度範囲よりも十分に小さく設定されている。
【００２５】
摩擦板５０は、側板１４側にベース側摺動面５４を有し、ロータ３０側にロータ側摺動面５５を有する。ベース側摺動面５４は、側板１４の第２当接面１４０と当接する。また、ロータ側摺動面５５は、ロータ３０の第１当接面３５と当接する。本実施形態では、第１当接面３５とロータ側摺動面５５とが第１当接部１０１を構成し、第２当接面１４０とベース側摺動面５４とが第２当接部１０２を構成する。なお、上述の通り、ロータ３０の第１当接面３５にはシボ加工がなされているが、側板１４の第２当接面１４０には粗面加工はなされていない。したがって、第１当接部１０１の摩擦係数μｒは、第２当接部１０２の摩擦係数μｂよりも大きい。また、ロータ３０とベース１０とが異なる素材である場合、温度や湿度等の環境要因に起因する摩擦係数μｒおよびμｂの環境特性が異なることがある。本実施形態では、環境特性を考慮し、温度や湿度等の環境要因が変化したとしても、第１当接部１０１の摩擦係数μｒと第２当接部１０２の摩擦係数μｂとの大小関係が逆転しない程度に設定される。
【００２６】
また、摩擦板５０は、側板１４側において径方向内側に傾斜する傾斜面５７を有している。これにより、摩擦板５０とロータ３０とが当接する当接半径は、摩擦板５０と側板１４とが当接する当接半径よりも大きい。また、ロータ側摺動面５５の面積は、ベース側摺動面５４の面積よりも大きい。すなわち、摩擦板５０とロータ３０とが当接する第１当接部１０１の当接面積Ｓｒは、摩擦板５０と側板１４とが当接する第２当接部１０２の当接面積Ｓｂよりも大きい。
【００２７】
ここで、アクセル装置１の作動について説明する。
ペダル部材２０が運転者により踏み込まれていないとき、ペダル部材２０は、２重コイルスプリング３９の付勢力により図１のＹ方向に付勢され、ストッパ面２０１が天板１２のストッパ１１５に当接している。
ペダル部材２０が運転者により踏み込まれると、ペダル部材２０は図１のＸ方向に回転する。ペダル部材２０の回転軸部２２が回転すると、ペダル斜板部２２５とロータ斜板部３１５とは、ペダル斜面２２６とロータ斜面３１６とが当接しつつ噛み合い、ペダル部材２０とロータ３０とが共に回転する。ペダル部材２０に運転者の踏力が印加されてＸ方向に回転しているとき、２重コイルばね３９は圧縮される。２重コイルばね３９が圧縮されると、ペダル部材２０をＹ方向に回転させる付勢力が大きくなる。したがって、ペダル部材２０の回転量が大きくなるにしたがい、ペダル部材２０をＸ方向に回転させるのに要する踏力が大きくなる。
【００２８】
また、ペダル斜面２２６とロータ斜面３１６とが噛み合ってペダル部材２０とロータ３０とが回転するとき、運転者からの踏力および２重コイルばね３９の付勢力により、ペダル部材２０とロータ３０とを互いに引き離す方向の荷重（以下、「スラスト力Ｆｓ」という。）が生じる。このスラスト力Ｆｓにより、ペダル部材２０の回転軸部２２に設けられたフリクションリング２９と側板１３との間に摩擦力が発生し、ロータ３０の環状部３１と摩擦板５０との間に摩擦力が生じる。フリクションリング２９と側板１３との間に生じる摩擦力、および、ロータ３０の環状部３１と摩擦板５０との間に生じる摩擦力は、スラスト力Ｆｓが大きくなるにしたがって大きくなる。また、上述の通り、ペダル部材２０のＸ方向の回転量が大きくなるにしたがい、運転者からの踏力および２重コイルばね３９の付勢力は大きくなるので、これに伴ってスラスト力Ｆｓが大きくなる。すなわち、ペダル部材２０の回転量が大きくなると、フリクションリング２９と側板１３との間に生じる摩擦力、および、ロータ３０の環状部３１と摩擦板５０との間に生じる摩擦力が大きくなる。これらの摩擦力は、ペダル部材２０の回転運動を妨げるので、ペダル部材２０の回転に要する踏力が大きくなる。なお、ペダル部材２０は、キックダウンスイッチ２０２が底板１１のストッパ１１５に当接するところまでＸ方向に回転可能である。
なお、図１１に示すように、摩擦板５０は、荷重点Ｐｆを通りスラスト力Ｆｓの加わる方向を示す荷重中心線ＬＳが第２当接部１０２の領域内に含まれるように形成されている。これにより、摩擦板の５０のねじれ変形が抑制される。
【００２９】
一方、ペダル部材２０がＹ方向に回転するとき、フリクションリング２９と側板１３との間に生じる摩擦力、および、ロータ３０の環状部３１と摩擦板５０との間に生じる摩擦力は、ペダル部材２０の回転運動を妨げるので、運転者の踏力を減少させる。
これにより、ペダル部材２０がＸ方向へ回転するときの踏力と、Ｙ方向へ回転するときの踏力とに差が生じ、いわゆる踏力ヒステリシス機構が実現する（図１３参照）。これにより、良好な操作フィーリングとなる。
【００３０】
上述の通り、踏力ヒステリシス機構の実現には、フリクションリング２９と側板１３との間に生じる摩擦力、および、ロータ３０の環状部３１と摩擦板５０との間に生じる摩擦力が寄与しているが、以降、ロータ３０の環状部３１と摩擦板５０との間に生じる摩擦力を中心に説明する。
【００３１】
ここでペダルストロークと踏力との関係について説明する。
参考例によるペダルストロークと踏力との関係を図１４に示す。参考例では、摩擦板５０が側板１４に固定されており、全ての角度範囲において摩擦板５０と側板１４とが摺動しないものとする。図１４に示すように、ペダル部材２０の踏み始め時であって、ペダル部材２０がＰＳ１まで踏み込まれたとき、ロータ３０と摩擦板５０とが摺動を開始する。ロータ３０と摩擦板５０とが摺動を開始するとき、ロータ３０と摩擦板５０との間に生じる摩擦力が静止摩擦力から動摩擦力となることにより、ペダル部材２０の回転に要する踏力が小さくなる。換言すると、図１４に示す踏力波形において、記号「ＳＯ」で示すように、ペダルストロークＰＳ１のとき、踏力が一時的に大きくなるオーバーシュートを生じる。オーバーシュートが生じると、オーバーシュート時のピークの踏力であるＦＰｃとなるペダルストロークＰＳ２まで、ペダル部材２０が急激に変位してしまうスリップストロークが生じ、このスリップストロークに起因する出力変動が生じる虞がある。また、スリップストロークに起因する出力変動が生じると、運転者に飛び出し感を与える虞がある。
また同様に、ペダルストロークＰＳ３からペダル部材２０を踏み戻すとき、記号「ＳＵ」で示すように、踏力が一時的に小さくなるアンダーシュートを生じる。
【００３２】
ここで、本実施形態における摩擦板５０の摩擦トルクについて説明する。摩擦板５０の摩擦トルクは、摩擦係数、当接面積、およびペダル斜板部２２５とロータ斜板部３１５との噛み合いにより生じるスラスト力Ｆｓに規定される。本実施形態では、ロータ３０側および側板１４側には、同じ大きさのスラスト力Ｆｓが印加される。また、摩擦板５０のロータ側摺動面５５と当接するロータ３０の第１当接面３５にはシボ加工がなされており、摩擦板５０のベース側摺動面５４と当接する側板１４の当接面である第２当接面１４０にはシボ加工等の粗面加工がなされていない。したがって、第１当接面３５とロータ側摺動面５５とからなる第１当接部１０１の摩擦係数μｒは、第２当接面１４０とベース側摺動面５４とからなる第２当接部１０２の摩擦係数μｂよりも大きい。さらにまた、上述の通り、摩擦板５０とロータ３０とが当接する第１当接部１０１の当接面積Ｓｒは、摩擦板５０と側板１４とが当接する第２当接部１０２の当接面積Ｓｂよりも大きい。したがって、摩擦板５０のロータ３０側の摩擦トルクＴｒは、側板１４側の摩擦トルクＴｂよりも大きくなる。
【００３３】
ペダル部材２０に運転者の踏力が印加されると、ペダル斜板部２２５とロータ斜板部３１５との噛み合いにより、ペダル部材２０とロータとが一体となって回転する。また、荷重点Ｐｆには、ロータ３０側から側板１４側へ押し付ける力であるスラスト力Ｆｓが加わる。このとき、上述の通り、摩擦板５０のロータ３０側の摩擦トルクＴｒが側板１４側の摩擦トルクＴｂよりも大きいので、規制ピン５２が規制孔１４２の内壁１４３に当接するまでの範囲、すなわちクリアランスＣＬの範囲内において摩擦板５０と側板１４とが摺動し、摩擦板５０はロータ３０と同期して動く。また、規制ピン５２が規制孔１４２の内壁１４３に接触する位置まで移動すると、摩擦板５０と側板１４とは摺動せず、摩擦板５０とロータ３０とが摺動する。
【００３４】
ペダル部材２０の踏み戻し時も同様に、摩擦板５０のロータ３０側の摩擦トルクＴｒが側板１４側の摩擦トルクＴｂよりも大きいので、規制ピン５２が規制孔１４２の内壁１４４に当接するまでの範囲、すなわちクリアランスＣＬの範囲内において、摩擦板５０と側板１４とが摺動し、摩擦板５０はロータ３０と同期して動く。また、規制ピン５２が規制孔１４２の内壁１４４に接触する位置まで移動すると、摩擦板５０と側板１４とは摺動せず、摩擦板５０とロータ３０とが摺動する。
【００３５】
これにより、図１３に示すように、踏み始め時および踏み戻し時の踏力波形がなまり、オーバーシュートおよびアンダーシュートが生じず、スリップストロークおよびスリップストロークに起因する出力変動を抑制できる。また、運転者に飛び出し感を与えるのを抑制できる。また、ロータ３０と摩擦板５０との間にペダルストロークに応じた摩擦力が生じ、踏力波形にオーバーシュートおよびアンダーシュートのない踏力ヒステリシス機構が実現される。
【００３６】
ところで、本実施形態では、ロータ３０の第１当接面３５にシボ加工を施すことにより、第１当接部１０１の摩擦係数μｒを大きくしている。図１２に示すように、第１当接面３５の粗さである当接面粗さが粗くなると、摩擦係数μｒは大きくなる。すなわち、当接面粗さがＲ２のときの摩擦係数μｒ２は、当接面粗さがＲ１のときの摩擦係数μｒ１よりも大きくなる。第１当接部１０１の摩擦係数μｒが大きくなると、ペダル部材２０の踏み込み時の踏力と踏み戻し時との踏力の差である踏力ヒステリシスが大きくなる。図１３には、当接面粗さがＲ１のときの踏力波形を実線、当接面粗さがＲ２のときの踏力波形を破線で示した。図１３に示すように、第１当接面３５の粗さ以外が同様に構成されている場合、当接面粗さがＲ２のときの踏力ヒステリシスＨ２は、当接面粗さがＲ１のときの踏力ヒステリシスＨ１よりも大きくなる。
【００３７】
また、踏力ヒステリシスは、スラスト力Ｆｓが大きくなると大きくなる。本実施形態のように、摩擦係数μｒを大きくしたい場合であって、踏力ヒステリシスを小さくしたい場合には、ロータ３０側から摩擦板５０側に加わるスラスト力Ｆｓを小さくすればよい。このスラスト力Ｆｓは、図６に示すロータ斜面３１６の傾斜角をθとすると、１／ｔａｎθに比例するので、スラスト力Ｆｓを小さくするためには、ロータ斜面３１６の傾斜角θを大きくすればよい。このように、ロータ斜面３１６の傾斜角θと摩擦係数μｒとを適切に設定することにより、所望の踏力ヒステリシスを実現することができる。
【００３８】
以上詳述したように、アクセル装置１は、車体に取り付け可能なベース１０と、ペダル部材２０と、２重コイルスプリング３９と、ロータ３０と、摩擦板５０と、を備える。ペダル部材２０は、ベース１０に回転可能に支持され、一端に運転者により踏込操作される踏込部２１を有する。２重コイルばね３９は、ペダル部材２０を運転者の踏込方向とは反対方向に付勢する。ロータ３０は、ペダル部材２０の踏込部２１とは反対側の端部に設けられ、ペダル部材２０とともに回転する。摩擦板５０は、ベース１０とロータ３０との間に摺動可能に挟持され、ベース１０とは所定の範囲内で摺動が許容される。本実施形態では、摩擦板５０は、ベース１０に形成される規制孔１４２に所定のクリアランスＣＬをもって挿通される規制ピン５２を有し、規制ピン５２が規制孔１４２内を移動可能な範囲でベース１０と摩擦板５０との摺動が許容される。
ロータ３０と摩擦板５０とが当接する第１当接部１０１の摩擦係数μｒは、ベース１０の側板１４と摩擦板５０とが当接する第２当接部１０２の摩擦係数μｂよりも大きい。したがって、摩擦板５０の摩擦トルクは、ベース１０側よりもロータ３０側において大きくなり、摩擦板５０とベース１０との摺動が許容される範囲において、摩擦板５０とロータ３０とが同期して動く。これにより、踏力波形におけるオーバーシュートＳＯが生じず、ペダル踏み始め時におけるスリップストロークおよびこれに起因する出力変動を抑制することができるので、運転者の操作フィーリングが良好になる。また、ペダル踏み戻し時のアンダーシュートＳＵが生じないので、運転者の操作フィーリングが良好になる。
【００３９】
本実施形態では、ロータ３０における摩擦板５０との当接面である第１当接面３５は、粗面加工がなされている。これにより、第１当接部１０１の摩擦係数μｒは、粗面加工がなされていない第２当接部１０２の摩擦係数μｂよりも大きくなる。また、本実施形態における粗面加工は、シボ加工である。これにより、型加工のみで第１当接面３５を粗面加工することができるので、粗面加工のための工程を別途設ける必要がなく、コストの上昇を抑えることができる。
【００４０】
また、摩擦板５０のロータ側摺動面５５の面積は、ベース側摺動面５４の面積よりも大きい。すなわち、ロータ３０の第１当接面３５と摩擦板５０のロータ側摺動面５５とが当接する第１当接部１０１の面積Ｓｒは、側板１４の第２当接面１４０と摩擦板５０のベース側摺動面５４とが当接する第２当接部１０２の面積Ｓｂよりも大きい。これにより、摩擦板５０の摩擦トルクは、ベース１０側よりもロータ３０側において大きくなるので、より確実にスリップストロークおよびこれに起因する出力変動を抑制することができる。
【００４１】
ペダル部材２０のロータ３０と対向する面には、ペダル斜面２２６を有するペダル斜板部２２５が形成される。また、ロータ３０のペダル部材２０と対向する面には、ペダル斜面２２６に当接可能なロータ斜面３１６を有するロータ斜板部３１５が形成される。ペダル斜板部２２５とロータ斜板部３１５とは、ペダル斜面２２６とロータ斜面３１６とが当接しつつ噛み合う。これにより、ペダル部材２０とロータ３０とは一体となって回転する。また、ペダル部材２０およびロータ３０が回転すると、ロータ３０側から摩擦板５０側へ押し付ける力であるスラスト力Ｆｓが生じる。このスラスト力Ｆｓは、ロータ斜面３１６の傾斜角をθとしたとき、１／ｔａｎθに比例する。また、踏力ヒステリシスは、ロータ３０と摩擦板５０との摩擦係数μｒおよびスラスト力Ｆｓにより規定されので、第１当接部１０１の摩擦係数μｒおよびロータ斜面３１６の傾斜角θを調整することにより、所望の踏力ヒステリシスを実現することができる。
【００４２】
また、スラスト力Ｆｓの荷重点Ｐｆを通りスラスト力Ｆｓの加わる方向を示す荷重中心線ＬＳは、第２当接部１０２の領域内にある。これにより、スラスト力Ｆｓの荷重点Ｐｆが浮かないので、摩擦板５０がねじれ変形するのを抑制することができる。
【００４３】
（他の実施形態）
上記実施形態では、ロータの第１当接面はシボ加工により粗面加工されていた。他の実施形態では、ショットブラスト等、シボ加工以外の方法により粗面加工してもよい。また、第１当接面の摩擦係数が高まるよう、粗面加工以外の加工を施してもよい。例えば、第１当接面に摩擦係数の高い素材を二色成形またはコーティングしてもよい。さらにまた、第２当接面の摩擦係数が低くなるような加工を施してもよい。例えば、第２当接面に摩擦係数の低い素材を二色成形またはコーティングしてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・アクセル装置
１０・・・ベース（支持部材）
２０・・・ペダル部材
３０・・・ロータ
３５・・・第１当接面（第１当接部、当接面）
３９・・・２重コイルばね（付勢部材）
５０・・・摩擦板（摩擦部材）
５４・・・ベース側摺動面（第２当接部）
５５・・・ロータ側摺動面（第１当接部）
５２・・・規制ピン
１０１・・・第１当接部
１０２・・・第２当接部
１４０・・・第２当接面（第２当接部）
１４２・・・規制孔
２２５・・・ペダル斜板部
２２６・・・ペダル斜面
３１５・・・ペダル斜板部
３１６・・・ペダル斜面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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