(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームの回動軸にスペーサを介して復帰用捻りコイルバネを装着したアクセルペダルにおいて、該スペーサの捻りコイルバネの巻き方向に、断面形状が略Ｖ字状の摩擦溝を設け、踏み込み時に捻りコイルバネが前記摩擦溝に噛み込んで溝内の斜面に圧接するようにして摩擦力を増加させるようにしたことを特徴とするアクセルペダル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセルペダルに良好なヒステリシス特性を付与するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、アクセルペダルとスロットルとをケーブルで連結し、アクセルペダルをケーブルによる摺動抵抗の存在の下で操作していたが、近年、アクセルペダルの踏み込み量を各種センサで測り、電気信号をスロットルの制御装置に送る電気的な連結が用いられるようになってきた。このため、従来同様の操作感を、ケーブルに代わる摺動抵抗又は類似の負荷によって達成する必要が生じている。アクセルペダルに求められるヒステリシス特性は、踏み込んだアクセルペダルに対し、踏み込み量に応じた復帰力及び移動抵抗を発生させ、踏み込んだ位置から踏み込みを緩めた場合でも、その緩め方が移動抵抗を下回っている場合には踏み込み位置を維持できるようにする態様(例えば踏込力＝復帰力＋移動抵抗となる)で用いられる。こうしたアクセルペダルのヒステリシス特性は、踏み込み力の小刻みな変動に対して踏み込み位置を安定に保つ働きを有し、アクセル操作を緩やかにすることで運転者の負担を軽減する。
【０００３】
特開平06-299874号「車両用アクセルペダル装置」では、アクセルペダルに復帰力印加手段と移動抵抗印加手段とを備えるものとし、復帰力印加手段を兼ねた２系列の捻りコイルバネそれぞれに摩擦板を圧接させて、移動抵抗印加手段とした例を示している。この２系列のコイルスプリングを用いたものは、アクセルペダルの踏み込みに応じて各コイルスプリングと摩擦板との間隔が狭くなり、踏み込み量に応じた移動抵抗を発揮させる。同様に、摩擦板を用いて移動抵抗を発生させる例には、実公昭63-049554号、特開平04-128519号がある。特開平06-299874号では、２系列のコイルスプリングのうち、一方が破損しても十分実用的な復帰力と移動抵抗とを発生できるようにした点に特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平06-299874号に示された例示の構造からも明らかなように、摩擦板を用いた移動抵抗を発生させる構造は、複雑になる欠点がある。それは、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、コイルスプリングと摩擦板との間隔を構造的に変化させるためである。特開平06-299874号では、円滑な間隔の変化を実現するために、コイルスプリングを納めたロータと摩擦板との間に鋼球を介在させる構成となっている。こうした複雑な構造は、部品点数を増やすだけでなく、組立の難しさや手間を招き、高コスト化に結びつきやすい。また、複雑な構造のため、必要とするヒステリシス特性を得ることが難しいという問題もある。
【０００５】
そこで、部品点数を削減して構造を簡素化しながら、かつ必要なヒステリシス特性を得やすいアクセルペダルを開発するため、主として移動抵抗の発生形態について検討することとした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
検討の結果開発したものが、アームの回動軸にスペーサを介して復帰用捻りコイルバネを装着したアクセルペダルにおいて、このスペーサの捻りコイルバネの巻き方向に、断面形状が略Ｖ字状の摩擦溝を設け、踏み込み時に捻りコイルバネが前記摩擦溝に噛み込んで溝内の斜面に圧接するようにしたアクセルペダルである。前記摩擦力が移動抵抗となる。スペーサは、捻りコイルバネが摩擦溝に噛み込むように摺接することで、摩擦力（移動抵抗）を発生させる基礎となる部材であるから、滑りによる摩擦力の変動を招かず、ひいては必要なヒステリシス特性が安定して得られるように、位置固定する。
【０００７】
本発明のアクセルペダルでは、復帰力を発生させる捻りコイルバネが摩擦溝に噛み込むことによって生み出される摩擦力を移動抵抗として、ヒステリシス特性を発揮させる。摩擦溝の断面形状をＶ字状とし、噛み込んだ捻りコイルバネを溝内の斜面に圧接させれば、発生する摩擦力が理論的に計算により推定できる。しかも、平面に捻りコイルバネを圧接させる場合に比べて、（1/cosｘ）倍の摩擦力（x＝斜面の傾斜角）を発生させることができる。これは、斜面の傾斜角が大きいほど摩擦力を増加できることを意味し、必要なヒステリシス特性を得やすく、また調節幅が大きくなる利点がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。図１は本発明を適用したアクセルペダルの側面図、図２は同アクセルペダルの正面図、図３は捻りコイルバネ１,２を装着した回動軸３周りの主要部位を拡大した平面図であり、図４は本発明の理論を説明する捻りコイルバネ１と摩擦溝４との関係図である。
【０００９】
図１及び図２に見られるように、ヒステリシス特性を実現する主要部位のほかは、従来のアクセルペダルと基本的な構造に変わりはなく、極めて簡素な構造になっている。回動軸３を有するアーム５の下端にはパッド６を取り付けており、パッド６を踏み込むことで回動軸３を中心にアーム５を回動させ、図示を省略した上端に配したセンサ(アクセルポジションセンサ)により踏み込み量を検知してスロットルに電気信号を送り、アクセル操作を実現する。アーム５は、踏み込みに比例して捻りコイルバネ１,２を捻り、踏み込み量に比例した復帰力を発生させる。本発明では、捻った捻りコイルバネ１,２を同時にスペーサ７のＶ字状摩擦溝４に噛み込ませ、摩擦力に基づく移動抵抗をも発生させる。
【００１０】
本例では、図２及び図３に見られるように、回動軸３に対して位置固定で装着したスペーサ７に摩擦溝４を螺旋状に刻設してあり、２本の捻りコイルバネ１,２を巻き付けている。本発明自体には、捻りコイルバネの複数化は必須ではない。しかし、複数の捻りコイルバネ１,２を用いることで、いずれかが破損しても、残る捻りコイルバネ１(又は２)が復帰力を発揮し、アクセルペダルの戻り不良を防止する(フェールセーフ)。
【００１１】
回動軸３は、図３に見られるように、ブッシュ８,８を介して取付ブラケット９に貫設しており、取付ブラケット９に対して回動自在になっている。これに対し、回動軸３に取り付けたスペーサ７は取付ブラケット９に挟持される格好で、位置決め突起11を取付ブラケット９に差し込んで位置固定している。２本の捻りコイルバネ１,２は、前記スペーサ７を介して回動軸３に装着し、スペーサ７の背面上方付近において摩擦溝４に接触している。各捻りコイルバネ１,２は、一端を取付ブラケット９に係止し、他端をアーム５に係止して、パッド６を踏み込んでアーム５が回動すると捻れ、同時に摩擦溝４に噛み込んだ状態で摺接する。
【００１２】
こうして捻りコイルバネ１が摩擦溝４に噛み込んだ状態(図４)は、捻りコイルバネ１に発生する力Ｆと斜め上方に向けて発生する抗力Ｆxと平衡状態にある。この抗力Ｆxは、それぞれ摩擦溝４の斜面10に対する圧接力で、摩擦力Ｆaは抗力Ｆxに比例する。摩擦溝４の斜面10の傾斜角度をｘ度とすると、抗力ＦxはＦ/(２cosｘ)であり、発生する摩擦力ＦaはμＦ/(２cosx)(μは摩擦係数)となる。この摩擦力Ｆaは対面する斜面10それぞれに発生し、それぞれの摩擦力Ｆaの合力がヒステリシス特性を表すヒス力Ｈ(図５参照)の１/２に等しい(摩擦力Ｆaは捻りコイルバネの巻き方向(図４紙面直交方向)に働く)。よって、Ｈ/２＝μＦ/cosx×Ｒs/Ｒt(理論式、Ｒsはスペーサの半径、Ｒtはパッドの回動半径)が得られる。
【００１３】
捻りコイルバネ１に発生する力Ｆは、踏み込み量に比例して発生する捻りコイルバネ１の弾性力であり、本発明によるヒス力Ｈは、踏み込み量に比例して発生することがわかる。捻りコイルバネ１に基づく復帰力も踏み込み量に比例して発生することから、本発明を適用したアクセルペダルでは、踏み込み量に比例したヒステリシス特性が得られることになる。このように、摩擦溝に捻りコイルバネを噛み込ませて発生される摩擦力Ｆaは、単に平面に対して捻りコイルバネを圧接する場合に比べて１/cosｘ倍(増加係数)だけ大きい値を示すことができ、また摩擦溝の斜面の傾斜角度に合わせて摩擦力Ｆaを増大させることができる。
【００１４】
本発明と平面に捻りコイルバネを単に圧接する場合とを比べてみると、図６(傾斜角度ｘと増加係数１/cosｘとの関係図)のようになる。摩擦溝の傾斜角度が増えるにつれて発生する摩擦力(増加係数)は増大し、例えば傾斜角度60度では２倍の摩擦力、ひいてはヒス力Ｈが得られることが分かる。発生する摩擦力は、傾斜角度から決定するので、スペーサの摩擦係数とＶ字状摩擦溝の斜面の傾斜角度とを組み合わせることで、予め得られる摩擦力、すなわち移動抵抗を理論的に設定することができ、極めて柔軟かつ多様なヒステリシス特性を作り出すことができるようになる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、移動抵抗を発生させるため、現在使用している捻りコイルバネを利用し、新たには、回動軸にスペーサを装着しただけという構成で、適切なヒステリシス特性を発生させるアクセルペダルを提供する。これは、移動抵抗を発生させるためだけに複雑な別機構を構成していた従来に比べ、部品点数の削減を達成したことにほかならず、当然構造の簡素化も図られている。これらは、コスト低減に寄与する。
【００１６】
また、こうした部品点数の低減、構造の簡素化を図りながら、得られるヒステリシス特性は、従来のものに比べて極めて値が大きく、また調整幅の広いものである。何よりも、予め理論式から目標とするヒステリシス特性を想定して設計できる利点がある。このように、本発明は合理的な設計とコスト低減にかかる構造とをもって、好ましいヒステリシス特性をアクセルペダルに付与するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したアクセルペダルの側面図である。
【図２】同アクセルペダルの正面図である。
【図３】捻りコイルバネを装着した回動軸周りの主要部位を拡大した平面図である。
【図４】本発明の理論を説明する捻りコイルバネと摩擦溝との関係図である。
【図５】ヒステリシス特性を表すグラフである。
【図６】摩擦溝の斜面の傾斜角度ｘと増加係数１/cosｘとの関係図である。
【符号の説明】
１  捻りコイルバネ
２  捻りコイルバネ
３  回動軸
４  摩擦溝
５  アーム
６  パッド
７  スペーサ
８  ブッシュ
９  取付ブラケット
10  斜面
11  位置決め突起
【図１】
0004309539.tif 000002
【図２】
0004309539.tif 000003
【図３】
0004309539.tif 000004
【図４】
0004309539.tif 000005
【図５】
0004309539.tif 000006
【図６】
0004309539.tif 000007