(57)【要約】【課題】アクセルペダルの回転を維持するとともに、アクセルペダルを付勢する付勢手段の荷重を調節可能なアクセル装置を提供する。【解決手段】ハウジング１０に回転可能に設けられたペダルアーム２０が運転者により踏込操作されると、ペダルアーム２０とペダルロータ３０とが一体で回転する。スプリング５０は、運転者の踏込方向と逆方向にペダルロータ３０を付勢する。スプリング５０のペダルロータ３０と反対側の端部に、スプリング５０を支持する支持部材７０が設けられる。駆動手段８０は、スプリング５０の伸縮方向に支持部材７０を移動することで、スプリング５０の荷重を調節可能である。これにより、駆動手段８０が故障して支持部材７０の移動が困難になった場合にも、アクセル装置は、スプリング５０の復元力によってペダルアーム２０を全閉位置に戻すことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取り付け可能なハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に設けられ、運転者により踏込操作されるアクセルペダルと、
運転者の踏込方向と逆方向に前記アクセルペダルを付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の前記アクセルペダル側の端部、または前記付勢手段の前記アクセルペダルと反対側の端部に設けられ、前記付勢手段を支持する支持部材と、
前記付勢手段の伸縮方向に前記支持部材を移動することで、前記付勢手段の荷重を調節可能な駆動手段と、を備えることを特徴とするアクセル装置。
【請求項２】
前記駆動手段から前記付勢手段の伸縮方向に延び、前記付勢手段の伸縮方向に前記支持部材を案内するガイド部を備え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】
前記付勢手段は、圧縮コイルスプリングであり、
前記駆動手段は、前記圧縮コイルスプリングの長さが前記圧縮コイルスプリングの自由長よりも短くなるように、前記支持部材を移動することを特徴とする請求項１または２に記載のアクセル装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記ハウジングの外側に設けられ、前記付勢手段の前記アクセルペダルと反対側の端部に設けられた前記支持部材を移動可能である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】
前記駆動手段は、前記アクセルペダルと前記付勢手段との間に設けられ、前記付勢手段の前記アクセルペダル側の端部に設けられた前記支持部材を移動可能である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。
【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】
従来より、車両に搭載され、運転者がアクセルペダルを踏み込む力（以下「踏力」という）に応じて車速状態を制御するアクセル装置が知られている。
特許文献１に記載のアクセル装置は、運転者の踏力に対するアクセルペダルの反力を調節可能な電流力復帰装置を備えている。この電流力復帰装置は、コイル担体およびコイルからなる固定部と、操作突き棒、磁石および継鉄からなる可動部と、操作突き棒をアクセルペダル側へ付勢する機械的ばねとから構成されている。運転者の踏力によりアクセルペダルが回転するとき、操作突き棒は、機械的ばねの付勢力によってアクセルペダルに当接する。コイルに通電されると、コイルと磁石との間に磁気吸引力が発生し、固定部と可動部との相対移動が抑制されるので、運転者の踏力に対するアクセルペダルの反力が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５２６１７７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、アクセルペダルが全閉状態の時に電流力復帰装置が故障し、可動部と固定部とが固着した場合、アクセルペダルが回転不能になるおそれがある。
また、アクセルペダルが全開状態の時に電流力復帰装置が故障し、可動部と固定部とが固着した場合、電流力復帰装置の機械的ばねの力がアクセルペダルに作用しなくなるので、アクセルペダルが全閉位置に戻らなくなるおそれがある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、アクセルペダルの回転を維持するとともに、アクセルペダルを付勢する付勢手段の荷重を調節可能なアクセ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】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のアクセル装置は、ハウジング、アクセルペダル、付勢手段、支持部材および駆動手段を備える。
ハウジングは車両に取り付け可能である。アクセルペダルはハウジングに回転可能に設けられ、運転者により踏込操作される。
付勢手段は、運転者の踏込方向と逆方向にアクセルペダルを付勢する。支持部材は、付勢手段のアクセルペダル側の端部または付勢手段のアクセルペダルと反対側の端部に設けられ、付勢手段を支持する。
駆動手段は、付勢手段の伸縮方向に支持部材を移動することで、付勢手段の荷重を調節可能である。
これにより、運転者が自らの好みに合わせ、付勢手段の荷重を任意に調節するアクティブ制御が可能になる。
また、アクセル装置は、運転者がアクセルペダルに与える踏力を急激に増加したとき、駆動手段によって付勢手段の荷重を大きくし、車両の急加速を抑制することができる。これにより、アクセル装置が搭載される車両の燃費を向上することができる。
さらに、アクセル装置は、駆動手段の機能と付勢手段の機能とを互いに独立して構成する。このため、アクセルペダルの回転は、付勢手段の復元力によって行われる。したがって、仮に駆動手段が故障して支持部材の移動が困難になった場合にも、付勢手段の復元力によってアクセルペダルを全閉位置に戻すことができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明によると、アクセル装置は、駆動手段から付勢手段の伸縮方向に延び、その方向に支持部材を案内するガイド部を備える。
これにより、支持部材の移動量と付勢手段の弾性力とが比例する。したがって、駆動手段は、付勢手段の荷重を正確に調節することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によると、付勢手段は、圧縮コイルスプリングである。
駆動手段は、圧縮コイルスプリングの長さが圧縮コイルスプリングの自由長よりも短くなるように、支持部材を移動する。
これにより、駆動手段が付勢手段の荷重を最も小さくするように調整した場合にも、付勢手段の復元力によってアクセルペダルは全閉位置に確実に戻される。
【０００８】
請求項４に記載の発明によると、駆動手段は、ハウジングの外側に設けられる。
これにより、従来のハウジングおよびアクセルペダルなどの体格を変更することなく、駆動手段を取り付けることができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明によると、駆動手段は、アクセルペダルと付勢手段との間に設けられる。
これにより、ハウジングの外側に駆動手段が突出することが防がれるので、ハウジングを車両に容易に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態によるアクセル装置の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるアクセル装置のスプリング荷重を大きくするように調節した状態の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるアクセル装置のスプリング荷重を小さくするように調節した状態の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるアクセル装置のスプリングの側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるアクセル装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるアクセル装置を図１〜図５に示す。
アクセル装置１は、車両に搭載され、運転者によるペダルアーム２０の踏み込み量に応じてエンジンの各部を制御する。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、ペダルアーム２０の回転角度を回転角センサ３で電気信号に変換し、車両の電子制御装置（ＥＣＵ）４に出力する。ＥＣＵ４は、回転角センサ３からの信号及び車両のスピード情報等に基づいてスロットル装置及びインジェクタの噴射量等、エンジンの各部を制御し、エンジンの運転状態を制御する。
以下、運転者の踏込み操作に伴う踏力の増加によりペダルアーム２０が回転する方向をアクセル開方向といい、その反対方向をアクセル閉方向という。
【００１２】
アクセル装置１は、図１および図２に示すように、ハウジング１０、ペダルアーム２０、ペダルロータ３０、付勢手段としてのスプリング５０、支持部材７０、および駆動手段８０などを備えている。なお、ペダルアーム２０およびペダルロータ３０は、特許請求の範囲に記載の「アクセルペダル」に相当する。
ハウジング１０は、例えば樹脂から略箱状に形成されている。ハウジング１０は、底板１１、天板１２、左右の側板１３、１４等を有している。底板１１と天板１２とは、互いに向き合うように形成されている。また、左右の側板１３、１４は、互いに略平行に形成され、底板１１と天板１２とを接続している。ハウジング１０には、ペダルアーム２０が挿通する開口１５が設けられている。
底板１１には、取付孔１１１、１１２が設けられている。この取付孔１１１、１１２にボルト等が取り付けられることで、ハウジング１０は車体に取り付けられる。底板１１には、底部カバー１６が取り付けられている。
【００１３】
軸部材６０は、略円柱状に形成され、一端が一方の側板１３に形成された穴１３１に回転可能に支持され、他端が他方の側板１４に形成された穴１４１に回転可能に支持されている。
軸部材６０の軸方向の一端に設けられた凹部６１の内側に２個の磁石６２，６３が固定されている。２個の磁石６２，６３の間をペダルアーム２０の回転軸Ｏに直交して磁束が流れる。
回転角センサ３は、ハウジング１０に固定され、軸部材６０の凹部６１の内側に突出するホールＩＣ６４を有する。ホールＩＣ６４は、軸部材６０の回転によって変化する２個の磁石６２，６３の磁束の向きに応じた電圧信号を出力する。この電圧信号は、ハウジング１０に取り付けられた図示しないコネクタから車両のＥＣＵ４に伝送される。
【００１４】
ペダルアーム２０は、円筒部２２および延伸部２３を有する。軸部材６０にペダルアーム２０の円筒部２２が固定されている。これにより、ペダルアーム２０は、軸部材６０の中心を回転軸Ｏとして、ハウジング１０に対して回転可能である。ペダルアーム２０は、円筒部２２から径外方向に延びる延伸部２３がハウジング１０の開口１５を挿通し、ハウジング１０の外側に延びている。
ペダルアーム２０の延伸部２３には、図示しないペダルロッドおよびパッドが接続される。
【００１５】
ペダルロータ３０は、環状部３１およびスプリング保持部３３を有する。軸部材６０にペダルロータ３０の環状部３１が挿通されている。ペダルロータ３０は、環状部３１がペダルアーム２０の円筒部２２と軸方向に向き合い、軸部材６０の中心を回転軸Ｏとして、ペダルアーム２０に対して相対回転可能である。ペダルロータ３０のスプリング保持部３３は、環状部３１から径外方向に延びている。
スプリング保持部３３の天板側には、略皿状のホルダ３４が設けられている。ホルダ３４は、スプリング保持部側の端面３５がドーム状に凹んでいる。ホルダ３４と天板１２との間にスプリング５０が設けられている。ホルダ３４は、ペダルロータ３０が回転軸Ｏを中心に回転するとき、スプリング５０がその軸方向に伸縮するようにスプリング保持部３３上で動作する。
【００１６】
スプリング５０は、外側コイルスプリング５１及び内側コイルスプリング５２から構成された二重コイルスプリングである。外側コイルスプリング５１及び内側コイルスプリング５２は、共に圧縮コイルスプリングである。スプリング５０は、ホルダ３４をペダルロータ３０のスプリング保持部３３側へ付勢している。これにより、ペダルロータ３０は、スプリング５０によりアクセル閉方向へ付勢される。
外側コイルスプリング５１と内側コイルスプリング５２との間には、ゴムなどから形成された筒状部材５３が挿入され、スプリング５０の振動を抑制している。
【００１７】
ペダルアーム２０の円筒部２２のペダルロータ側の外壁には、複数の第１はす歯２１が回転方向に設けられている。ペダルロータ３０の環状部３１のペダルアーム側の外壁には、複数の第２はす歯３２が回転方向に設けられている。第１はす歯２１と第２はす歯３２とは、当接可能である。
ハウジング１０の側板１４とペダルロータ３０との間に略円盤状の第１摩擦板４１が設けられている。第１摩擦板４１は、ハウジング１０の側壁に取り付けられている。
また、ハウジング１０の側板１３とペダルアーム２０との間に環状の第２摩擦板４２が設けられている。第２摩擦板４２は、ペダルアーム２０に取り付けられている。
【００１８】
運転者がペダルアーム２０を踏込み操作し、ペダルアーム２０に踏力が作用すると、第１はす歯２１と第２はす歯３２とが噛合い、ペダルアーム２０とペダルロータ３０とを互いに軸方向へ離すスラスト力が生じる。このため、第１摩擦板４１とペダルロータ３０との間に摩擦力が生じる。また、第２摩擦板４２とハウジング１０の側板１３との間に摩擦力が生じる。
【００１９】
ペダルアーム２０の回転角に応じてスプリング５０が圧縮されると、スプリング５０の付勢力が大きくなる。このため、第１摩擦板４１に生じる摩擦力と、第２摩擦板４２に生じる摩擦力とがペダルアーム２０の回転角に応じて大きくなる。このように、ペダルアーム２０の回転角に応じた大きさの摩擦力がペダルアーム２０とペダルロータ３０に作用することで、ペダルアーム２０のアクセル開方向およびアクセル閉方向の回転に所定のヒステリシス特性が与えられる。
【００２０】
図１に示すように、スプリング５０のホルダ３４と反対側の端部には、支持部材７０が設けられている。支持部材７０は、軸部７１、フランジ部７２、筒部７３および凸部７４を有する。軸部７１は、スプリング５０の伸縮方向に延びている。フランジ部７２は、軸部７１から径外方向に円環状に延びている。筒部７３は、フランジ部７２の外縁からホルダ側へ筒状に延びている。凸部７４は、フランジ部７２の中央部分からホルダ側に突出している。スプリング５０は、ホルダ３４と反対側の端部が、筒部７３と凸部７４との間に位置するフランジ部７２に当接している。これにより、スプリング５０は、支持部材７０に係止され、径方向の移動が制限される。
【００２１】
支持部材７０の軸部７１は、駆動手段８０の内側に延びている。
駆動手段８０は、支持部材７０のスプリング５０と反対側で、ハウジング１０の天板１２に取り付けられている。駆動手段８０は、リニアアクチュエータであり、その駆動方式として、例えばステッピングモータまたはサーボモータなどのモータが例示される。駆動手段８０は、ＥＣＵ４から供給される電流により図示しないモータを回転させる。駆動手段８０は、モータの回転により、支持部材７０の軸部７１をスプリング５０の伸縮方向へ移動可能に構成されている。
駆動手段８０には、筒状のガイド部８１が設けられている。ガイド部８１は、スプリング５０の伸縮方向に延びている。ガイド部８１の内壁と、支持部材７０の筒部７３の外壁とは摺接している。これにより、支持部材７０は、ガイド部８１の内壁に案内される。
【００２２】
駆動手段８０がスプリング荷重を大きくするように調整した状態を図３に示す。
ＥＣＵ４から駆動手段８０に電流が供給されると、駆動手段８０のモータが回転し、支持部材７０はガイド部８１の内壁に案内されてホルダ側に移動する。これにより、スプリング５０は圧縮され、セット長が短くなる。したがって、スプリング５０からペダルアーム２０に作用する弾性力が大きくなる。なお、セット長とは、ペダルアーム２０の第１当接部２７とハウジング１０の第２当接部１７とが当接したアクセル装置１の全閉状態におけるスプリング５０の長さをいう。
【００２３】
駆動手段８０がスプリング荷重を小さくするように調整した状態を図４に示す。
ＥＣＵ４から駆動手段８０に電流が供給されると、駆動手段８０のモータが逆回転し、支持部材７０はガイド部８１の内壁に案内されてホルダ３４の反対側に移動する。これにより、スプリング５０は伸縮方向に伸び、セット長が長くなる。したがって、スプリング５０からペダルアーム２０に作用する弾性力が小さくなる。
駆動手段８０がスプリング荷重を最も小さく調整した状態で、スプリング５０のセット長Ｌ１は、図５に示すスプリング５０の自由長Ｌ２よりも短い。これにより、駆動手段８０がスプリング荷重を最も小さく調整した場合にも、スプリング５０の復元力によってペダルアーム２０は全閉位置に確実に戻される。
【００２４】
本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、ＥＣＵ４から駆動手段８０に電流が供給されると、駆動手段８０が支持部材７０を移動し、スプリング５０の荷重を調節する。これにより、運転者は、ＥＣＵ４に指令を与え、スプリング５０の荷重を任意に調節することができる。
また、運転者がペダルアーム２０に与える踏力を急激に増加したとき、ＥＣＵ４から駆動手段８０に電流を供給することでスプリング５０の荷重を大きくし、車両の急加速を抑制することが可能である。これにより、アクセル装置１が搭載される車両の燃費を向上することができる。
（２）本実施形態では、駆動手段８０の機能とスプリング５０の機能とが互いに独立して構成されている。このため、ペダルロータ３０およびペダルアーム２０の回転は、スプリング５０の復元力によって行われる。したがって、仮に駆動手段８０が故障して支持部材７０の移動が困難になった場合にも、スプリング５０の復元力によってペダルアーム２０を全閉位置に戻すことができる。
（３）本実施形態では、ガイド部８１によって、スプリング５０の伸縮方向に支持部材７０が案内されている。このため、支持部材７０の移動量と、スプリング５０の弾性力とが比例する。したがって、駆動手段８０は、スプリング５０の荷重を正確に調節することができる。
（４）本実施形態では、駆動手段８０は、スプリング５０のセット長がスプリング５０の自由長よりも短くなるように、スプリング５０の荷重を調節する。このため、スプリング５０の荷重が最も小さい場合にも、スプリング５０の復元力が確保され、ペダルアーム２０を全閉位置に戻すことができる。
（５）本実施形態では、従来のハウジングおよびペダルアーム２０などの体格を変更することなく、簡素な構成で駆動手段８０を取り付けることができる。
【００２５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるアクセル装置を図６に示す。
第２実施形態では、ペダルロータ３０のスプリング保持部３３に駆動手段８２が設けられている。駆動手段８２の底板側の端面８３は、ドーム状に凹んでいる。これにより、駆動手段８２は、ペダルロータ３０が回転軸Ｏを中心に回転するとき、スプリング５０がその軸方向に伸縮するようにスプリング保持部３３上で動作する。
【００２６】
支持部材７０は、スプリング５０のペダルロータ側の端部を支持している。支持部材７０は、ガイド部８１に案内され、スプリング５０の伸縮方向に移動可能である。
第２実施形態においても、ＥＣＵ４から駆動手段８２のモータに電流が供給されると、そのモータの回転により、支持部材７０がスプリング５０の伸縮方向に移動する。これにより、スプリング５０の荷重を調節することができる。
第２実施形態では、駆動手段８２は、ハウジング１０の内側に設けられている。このため、駆動手段８２がハウジング１０の外側に突出することが防がれるので、ハウジング１０を車両に容易に取り付けることができる。
【００２７】
（他の実施形態）
上述した複数の実施形態では、駆動手段をリニアアクチュエータによって構成した。これに対し、本発明は、駆動手段をリニアモータまたはエアシリンダなどから構成してもよい。
本発明は、上記実施形態に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、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  ・・・アクセル装置
１０・・・ハウジング
２０・・・ペダルアーム（アクセルペダル）
３０・・・ペダルロータ（アクセルペダル）
５０・・・スプリング（付勢手段）
７０・・・支持部材
８０、８２・・・駆動手段
８１・・・ガイド部
【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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