(57)【要約】      （修正有）【課題】回転角センサの出力の安定性を高めるアクセルペダル装置を提供する。【解決手段】アクセルペダル装置は、踏力受力部２１１および戻し受力部２３３を有するアクセルペダル２０、戻し受力部２３３を付勢するスプリング３０、戻し方向への回転を阻止する第１ストッパ１１５、および、回転角センサを備える。アクセルペダル２０が第１ストッパ１１５に当接する直前の状態において踏力受力部２１１に作用する踏力Ｆｔと戻し受力部２３３に作用する付勢力Ｆｓとの合力である第１合力Ｆ１と、アクセルペダル２０が第１ストッパ１１５に当接した状態において第１ストッパ１１５がアクセルペダル２０に作用する反力（Ｆｈ）と戻し受力部２３３に作用する付勢力Ｆｓとの合力である第２合力（Ｆ２）と、の方向が一致するようにアクセルペダル２０と第１ストッパ１１５との間の当接位置（Ｐｈ）が設定される【選択図】図４
2013244842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部（２２、２７）、ならびに前記回転部を中心として互いに反対側に設けられる踏力受力部（２１１）および戻し受力部（２３３）を有し、前記踏力受力部に作用する踏力により前記回転部を中心として踏力方向に回転可能なアクセルペダル（２０）と、
前記回転部に対し前記戻し受力部側に設けられ、前記戻し受力部を前記踏力方向とは逆方向である戻し方向に付勢する付勢部材（３０）と、
前記アクセルペダルに当接することで、前記アクセルペダルの前記戻し方向への回転範囲を規制するストッパ（１１５、１１７）と、
前記アクセルペダルの回転角度を検出する回転角検出手段（５０、５１、５２）と、を備え、
前記踏力受力部に作用する前記踏力（Ｆｔ）が小さくなることにより、前記アクセルペダルが前記戻し方向に回転し、前記アクセルペダルが前記ストッパに当接する直前の状態において、前記踏力受力部に作用する前記踏力（Ｆｔ）と前記戻し受力部に作用する前記付勢部材の付勢力（Ｆｓ）との合力である第１合力（Ｆ１）と、
前記踏力受力部に作用する前記踏力（Ｆｔ）が０となり、前記アクセルペダルが前記ストッパに当接した状態において、前記ストッパが前記アクセルペダルに作用する反力（Ｆｈ）と前記戻し受力部に作用する前記付勢部材の付勢力（Ｆｓ）との合力である第２合力（Ｆ２）と、の方向が一致するように前記アクセルペダルと前記ストッパとの間の当接位置（Ｐｈ）が設定されることを特徴とするアクセルペダル装置。
【請求項２】
前記ストッパ（１１５）は、前記回転部（２２）と前記踏力受力部との間に設けら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】
前記ストッパ（１１７）は、前記回転部（２７）に対して前記戻し受力部とは反対側に設けら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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクセルペダル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載され、運転者によるアクセルペダルの踏込量に応じて車両の運転状態を制御するアクセルペダル装置が知られている。例えば、特許文献１に開示されているアクセルペダル装置は、軸受部材に回転軸が支持され、アクセルペダルを踏力によって正転させる一方、付勢部材の付勢力によってアクセルペダルを逆転させる。また、アクセルペダルの逆転は、アクセルペダルがストッパに当接することによって制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２５３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載のアクセルペダル装置では、アクセルペダルがストッパに当接する直前の状態においてアクセルペダル装置が受ける踏力と付勢力との合力の方向と、アクセルペダルがストッパに当接した状態においてアクセルペダル装置が受けるストッパの支持力と付勢力との合力の方向とがずれている。よって、アクセルペダル装置は、回転軸と軸受との当接位置が移動するおそれがある。回転軸と軸受との当接位置が移動すると、アクセルペダル装置に設けられている回転角センサの出力が安定しない問題が生じる。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、回転角センサの出力の安定性を高めるアクセルペダ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】
本発明は、踏力受力部および戻し受力部を有するアクセルペダル、戻し受力部を付勢する付勢部材、戻し方向への回転を阻止するストッパ、および、回転角検出手段を備えるアクセルペダル装置である。本発明は、アクセルペダルがストッパに当接する直前の状態において踏力受力部に作用する踏力と戻し受力部に作用する付勢力との合力である第１合力と、アクセルペダルがストッパに当接した状態においてストッパがアクセルペダルに作用する反力と戻し受力部に作用する付勢力との合力である第２合力と、の方向が一致するようにアクセルペダルとストッパとの間の当接角度が設定されることを特徴とする。
【０００６】
ここで、アクセルペダルがストッパに当接する直前の状態とは、踏力受力部に作用する踏力が小さくなることにより、アクセルペダルが戻し方向に回転するとき、アクセルペダルがストッパに当接する直前の状態をいう。アクセルペダルがストッパに当接した状態というのは、踏力受力部に作用する踏力が０となる状態を言う。
【０００７】
また、「一致」というのは、第１合力の方向と第２合力の方向とが完全に一致する場合、および、第１合力の方向と第２合力の方向とが常識範囲内で微小にずれる場合を含む。
第１合力の方向と第２合力の方向とが一致することにより、アクセルペダルがストッパに当接する瞬間、アクセルペダルに作用する合力の変動が抑制される。このため、アクセルペダルの回転軸の軸心の安定性を高めることができる。よって、アクセルペダルに設けられている回転角検出手段の出力の安定性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるアクセルペダル装置を示す平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】本発明の第１実施形態によるアクセルペダル装置における力の関係を示す模式図。
【図５】本発明の第１実施形態によるアクセルペダル装置における力の関係を示す模式図。
【図６】（Ａ）は本発明の第１実施形態によるアクセルペダル装置の特性を示す模式図、（Ｂ）は従来のアクセルペダル装置の特性を示す模式図。
【図７】本発明の第２実施形態によるアクセルペダル装置を示す断面図。
【図８】本発明の第２実施形態によるアクセルペダル装置における力の関係を示す模式図。
【図９】本発明の第２実施形態によるアクセルペダル装置における力の関係を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態によるアクセルペダル装置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ペダル装置は、例えば車両に搭載され、運転者による踏み込み量に応じてエンジンの運転状態を制御する。
【００１０】
本実施形態のアクセルペダル装置の構成を図１〜図５に示す。本実施形態のアクセルペダル装置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２１の回転角度を回転角センサ５０で電気信号に変換し、車両の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という。）７０に出力する。ＥＣＵ７０は、回転角センサ５０からの信号、および車両のスピード情報等に基づいて、スロットル装置のスロットル開度を制御する。所定範囲内において、ペダルアーム２１が図２の時計回り方向に回転するとスロットル開度が大きくなり、ペダルアーム２１が図２の逆時計回り方向に回転するとスロットル開度が小さくなる。以下、図２の時計回り方向を「踏力方向」といい、図２の逆時計回り方向を「戻し方向」という。
【００１１】
図１〜図３に示すように、アクセルペダル装置１は、車体９０に取り付け可能なハウジング１０、アクセルペダル２０、付勢部材としてのスプリング３０、および回転角センサ５０等を備えている。
【００１２】
ハウジング１０は、皿状のベース部材１１およびカバー部材１２から構成されている。ベース部材１１は、平板状の平板部１１１と、この平板部１１１の外縁に沿って設けられる周縁部１１２を有する。平板部１１１の内壁にはカバー部材１２側に突出する略円柱状の軸部１１３が形成され、周縁部１１２には開口１１４が形成されている。開口１１４は、一方に第１ストッパ１１５を有し、他方に第２ストッパ１１６を有する。第１ストッパ１１５は、後述する回転部２２と踏力受力部２１１との間に設けられる。図２に示すように、第１ストッパ１１５は、円弧状の係止部１１０有する。
ベース部材１１とカバー部材１２との間には、アクセルペダル２０およびスプリング３０等を収容する収容空間１００が形成される。
【００１３】
アクセルペダル２０は、樹脂から形成され、ペダルアーム２１、回転部としての円筒部２２、および円筒部２２のペダルアーム２１とは反対側に設けられているスプリングロータ２３を有する。アクセルペダル２０は、円筒部２２およびスプリングロータ２３が収容空間１００内に収容するようハウジング１０に設けられている。ペダルアーム２１は、開口１１４からハウジング１０の外側に露出され、運転者の踏力を受ける踏力受力部２１１を有する。
【００１４】
円筒部２２は、ペダルアーム２１と一体に形成され、軸方向の一端に形成される底部２２１、および、軸方向の他端に形成される円環部２２２を有する。円筒部２２は、円環部２２２の径方向内側に設けられている第１摺動リング２４１を介して軸部１１３に摺動可能に取り付けられている。また、円筒部２２は、底部２２１の径方向外側に設けられている第２摺動リング２４２を介してカバー部材１２に摺動可能に支持されている。これにより、ペダルアーム２１は、踏力受力部２１１に運転者の踏力を受け、軸部１１３の中心軸Ｏを回転軸として回転可能である。底部２２１は、軸方向の円環部２２２側に、斜板２２３が設けられている。
【００１５】
スプリングロータ２３は、円筒部２２内に収容されている回転部２３１、および、回転部２３１の外壁から径方向外側に延びる付勢アーム２３２を有している。付勢アーム２３２は、円筒部２２の径方向に形成された図示しない開口からペダルアーム２１と反対側に突出し、戻し受力部２３３を有する。回転部２３１のカバー部材１２側には、斜板２３４が設けられている。
【００１６】
スプリング３０は、戻し受力部２３３とハウジング１０の周縁部１１２の内壁面との間に設けられている。スプリング３０は、外側圧縮コイルスプリング３１と、その内側に設けられる内側圧縮コイルスプリング３２とからなる二重コイルスプリングである。スプリング３０は、一端が周縁部１１２の内壁面に係止され、他端が戻し受力部２３３に係止されている。
【００１７】
スプリングロータ２３の回転部２３１に対し円筒部２２が踏力方向に回転すると、斜板２３４と斜板２２３とは、スプリングロータ２３とペダルアーム２１とを軸方向に離間させる力を発生する。回転部２３１の平板部１１１側の壁面と、円環部２２２のカバー部材１２側の壁面との間には、環状の摩擦部材２５が設けられている。スプリングロータ２３と摩擦部材２５との間に生じる摩擦力、および円環部２２２と摩擦部材２５との間に生じる摩擦力は、運転者の踏力およびスプリング３０の弾性力に応じて大きくなる。よって、踏力受力部２１１に作用する踏力が所定閾値を超えると、回転部２３１は円筒部２２とともに踏力方向に回転し、付勢アーム２３２は回転部２３１の回転とともに踏力方向に移動する。スプリング３０は、戻し受力部２３３を付勢し、付勢アーム２３２の踏力方向への移動を抑制する。
【００１８】
円筒部２２のカバー部材１２側には径方向に向き合う一対の磁石５１およびヨーク５２がインサート成形されている。
回転角センサ５０は、一対の磁石５１およびヨーク５２の内側に、これらと非接触で設けられ、カバー部材１２に固定されている。ペダルアーム２１が回転すると、磁石５１と回転角センサ５０との間に形成する磁界の向きが変わり、回転角センサ５０を構成するホール素子を所定方向に通過する磁束密度が均一に変化する。回転角センサ５０は、磁束密度に応じた電圧信号を出力する。回転角センサ５０から出力された信号は、カバー部材１２の端部に設けられたコネクタ１２５の端子から車両のＥＣＵに伝送される。ここで、回転角センサ５０、磁石５１、およびヨーク５２は、特許請求の範囲における「回転角検出手段」を構成する。
【００１９】
ここで、アクセルペダル装置１の作動について説明する。
運転者がペダルアーム２１の踏力受力部２１１に踏力を与えていないとき、ペダルアーム２１は、図２に示すように開口１１４の第１ストッパ１１５に当接している。このとき、スロットル開度が最小となる。第１ストッパ１１５は、特許請求の範囲における「ストッパ」に対応する。
【００２０】
運転者がペダルアーム２１の踏力受力部２１１に与える踏力を大きくすると、ペダルアーム２１は踏力方向に移動し、円筒部２２は踏力方向に回転する。このとき、円筒部２２の回転に伴い、スプリングロータ２３の回転部２３１と摩擦部材２５との間の摩擦力、および円筒部２２の円環部２２２と摩擦部材２５との間の摩擦力が大きくなり、この摩擦力により回転部２３１と円環部２２２とが相対回転不能となる。よって、スプリングロータ２３の回転部２３１とペダルアーム２１の円筒部２２とは、共に踏力方向に回転し、付勢アーム２３２はスプリング３０の付勢力Ｆｓに抗して踏力方向に移動する。ここで、回転部２３１と円環部２２２とが共に回転するとき、スプリングロータ２３、円筒部２２、およびペダルアーム２１を有するアクセルペダル２０を一つのユニットとして力の関係を分析することができる。ペダルアーム２１は、開口１１４の第２ストッパ１１６に当接するまで踏力方向に移動する。ペダルアーム２１が第２ストッパ１１６に当接するとき、スロットル開度が最大となる
【００２１】
運転者がペダルアーム２１の踏力受力部２１１に与える踏力を小さくすると、ペダルアーム２１は、第１ストッパ１１５に当接するまで戻し方向に移動する。
回転角センサ５０は、ペダルアーム２１の回転角度に応じた信号をＥＣＵ７０に出力する。
【００２２】
ここで、本実施形態の特徴構成を図２、４、５に基づいて説明する。
図２に示すように、ペダルアーム２１の円筒部２２と踏力受力部２１１との間の戻し方向側には当接部２１２が形成されている。当接部２１２が第１ストッパ１１５の係止部１１０に当接すると、ペダルアーム２１の戻し方向への移動が阻止される。図４は、ペダルアーム２１の当接部２１２と第１ストッパ１１５の係止部１１０とが当接する直前の状態において、アクセルペダル２０に作用する力の関係を示す模式図である。図５は、ペダルアーム２１の当接部２１２と第１ストッパ１１５の係止部１１０とが当接した状態において、アクセルペダル２０に作用する力の関係を示す模式図である。
【００２３】
図４に示すように、ペダルアーム２１が戻し方向に移動し、当接部２１２と係止部１１０とが当接する直前の状態において、踏力受力部２１１には踏力Ｆｔが作用し、スプリングロータ２３にはスプリング３０の付勢力Ｆｓが作用する。ここで、踏力Ｆｔの作用点をＰｔとし、付勢力Ｆｓの作用点をＰｓとする。また、作用点Ｐｔと中心軸Ｏとの距離をＬ１とし、作用点Ｐｓと中心軸Ｏとの距離をＬ２とする。
【００２４】
本実施形態では、踏力Ｆｔと付勢力Ｆｓとが釣り合うことにより、アクセルペダル２０の回転状態が維持される。ここで、踏力Ｆｔの踏力方向の分力をＦｔ１とし、付勢力Ｆｓの戻し方向の分力をＦｓ１とすると、当接部２１２と係止部１１０とが当接する直前の状態において、Ｆｔ１とＦｓ１とは以下の式１を満たす。
Ｆｓ１×Ｌ２＝Ｆｔ１×Ｌ１      ・・・式１
【００２５】
また、アクセルペダル２０に作用する踏力Ｆｔと付勢力Ｆｓとの合力を第１合力Ｆ１とすると、第１合力Ｆ１の方向と重力方向とは所定角度αを成す。
図５に示すように、当接部２１２と係止部１１０とが当接した状態において、当接部２１２には係止部１１０の反力Ｆｈが作用し、スプリングロータ２３にはスプリング３０の付勢力Ｆｓが作用する。
【００２６】
アクセルペダル２０に作用する反力Ｆｈと付勢力Ｆｓとの合力を第２合力Ｆ２とすると、第２合力Ｆ２の方向と重力方向とは所定角度αを成す。すなわち、本実施形態では、第１合力Ｆ１の方向と第２合力Ｆ２の方向とが一致するように、当接部２１２と係止部１１０との間の当接位置Ｐｈが設定されている。
【００２７】
本実施形態では、第１合力Ｆ１の方向と第２合力Ｆ２の方向とが一致するように、アクセルペダル２０の当接部２１２と第１ストッパ１１５の係止部１１０との間の当接位置Ｐｈが設定されている。これにより、ペダルアーム２１と係止部１１０とが当接するとき、円筒部２２と軸部１１３との間の当接点Ｐｏの変化を抑制することができる。このため、ペダルアーム２１と係止部１１０とが当接するとき、円筒部２２に設けられるヨーク５２と回転角センサ５０との間の磁界の向きが急変し、回転角センサ５０のホール素子を所定方向に通過する磁束密度が不均一に変化することを抑制することができる（図６参照）。
【００２８】
図６（Ａ）は本実施形態のアクセルペダル装置１の回転角センサ５０の出力特性を示す特性図であり、図６（Ｂ）は従来のアクセルペダル装置の回転角センサの出力特性を示す特性図である。図６に示すように、本実施形態は、従来のアクセルペダル装置に比べ、アクセル全閉時の回転角センサ５０の出力変動＋ΔＳ（−ΔＳ）をなくすことができる。よって、回転角センサ５０の出力の安定性を高めることができる。
【００２９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態のアクセルペダル装置を図７〜図９に基づいて説明する。本実施形態では、第１ストッパの位置が上記第１実施形態と異なる。上記第１実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態では、第１ストッパ１１７は、後述する円筒部２７に対して戻し受力部２１１とは反対側に設けられている。第１ストッパ１１７は、円弧状の係止部１１０を有する。
【００３０】
アクセルペダル２６は、円筒部２７、ならびに、円筒部２７と一体に形成されるペダルアーム２１および付勢アーム２３２を有する。円筒部２７は、軸方向の一端がベース部材１１の軸部１１３に回転可能に支持され、軸方向の他端がカバー部材１２に回転可能に支持される。付勢アーム２３２は、戻し受力部２３３のスプリング３０とは反対側に当接部２３５を有する。アクセルペダル２６は、当接部２３５と第１ストッパ１１７の係止部１１０とが対向するように設けられる。
【００３１】
ここで、本実施形態の特徴構成を図８、９に基づいて説明する。
図８は、付勢アーム２３２の当接部２３５と第１ストッパ１１７の係止部１１０とが当接する直前の状態において、アクセルペダル２６に作用する力の関係を示す模式図である。図９は、付勢アーム２３２の当接部２３５と第１ストッパ１１７の係止部１１０とが当接した状態において、アクセルペダル２６に作用する力の関係を示す模式図である。
【００３２】
図８に示すように、ペダルアーム２１が戻し方向に移動し、当接部２３５と係止部１１０とが当接する直前の状態において、踏力受力部２１１には踏力Ｆｔが作用し、戻し受力部２３３にはスプリング３０の付勢力Ｆｓが作用する。ここで、アクセルペダル２６に作用する踏力Ｆｔと付勢力Ｆｓとの合力を第１合力Ｆ１とすると、第１合力Ｆ１の方向と重力方向とは所定角度βを成す。
【００３３】
図９に示すように、当接部２３５と係止部１１０とが当接した状態において、当接部２３５には係止部１１０の反力Ｆｈが作用し、戻し受力部２３３にはスプリング３０の付勢力Ｆｓが作用する。ここで、アクセルペダル２６に作用する反力Ｆｈと付勢力Ｆｓとの合力を第２合力Ｆ２とすると、第２合力Ｆ２の方向と重力方向とは所定角度βを成す。すなわち、本実施形態では、第１合力Ｆ１の方向と第２合力Ｆ２の方向とが一致するように、当接部２３５と係止部１１０との間の当接位置Ｐｈが設定されている。
本実施形態は、上記第１実施形態と同様の効果を有する。
【００３４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、第１ストッパの係止部が円弧状に形成される例を示した。これに対し、他の実施形態では、第１ストッパの係止部を角状または平面状に形成しても良い。
以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・アクセルペダル装置、
２０、２６・・・アクセルペダル、
２２、２７・・・円筒部（回転部）、
３０・・・スプリング（付勢部材）、
５０・・・回転角センサ（回転角検出手段）、
５１・・・磁石（回転角検出手段）、
５２・・・ヨーク（回転角検出手段）、
１１５、１１７・・・第１ストッパ（ストッパ）、
２１１・・・踏力受力部、
２３３・・・戻し受力部、
Ｆ１・・・第１合力、
Ｆ２・・・第２合力、
Ｆｔ・・・踏力、
Ｆｓ・・・付勢力、
Ｆｈ・・・反力、
Ｐｈ・・・当接位置。
【図１】
2013244842.tif 000003
【図２】
2013244842.tif 000004
【図３】
2013244842.tif 000005
【図４】
2013244842.tif 000006
【図５】
2013244842.tif 000007
【図６】
2013244842.tif 000008
【図７】
2013244842.tif 000009
【図８】
2013244842.tif 000010
【図９】
2013244842.tif 000011