(57)【要約】  ペダル、ならびにペダルとトルクモータとの間に延びると共にペダルとトルクモータの両方に直接的に結合されるシャフトを介した直接駆動関係でペダルに結合されるトルクモータのための筺体を含む活性力ペダルアセンブリ。ペダルのドラム及びトルクモータは、並んだ関係で配置され、それにおいて、ドラム及びトルクモータのそれぞれの縦軸が、共線的に整列される。トルクモータは、回転トルク力を生じてシャフトに伝達して、それは、次いで、車両の状態または事象の感覚信号を提供するために、活性力をペダル、それ故、車両の運転者の足に印加する。
2016515970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体と、
前記筺体に対する枢動運動のために前記筺体内に取り付けられた終端部を含むペダルと、
回転力を生じるように適合されたトルクモータと、
前記ペダルに結合された第１の終端部及び前記トルクモータと結合するために適合された反対側の終端部を有するシャフトと、を備え、前記トルクモータによって生じた前記回転力が、前記シャフトに伝達され、前記ペダル上の活性力の印加を結果としてもたらす、活性力ペダルアセンブリ。
【請求項２】
前記トルクモータが、前記筺体内に位置する、請求項１に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【請求項３】
筺体壁が、前記トルクモータと前記ペダルとを分離して、前記筺体壁が開口を定義して、前記シャフトが前記開口を通って延びる、請求項２に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【請求項４】
前記トルクモータが、直接駆動配列で前記ペダルに接続された６極トルクモータである、請求項１に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【請求項５】
前記トルクモータを制御するために前記筺体内に組み込まれた電子機器を更に備える、請求項１に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【請求項６】
前記活性力ペダルアセンブリが、非接触センサペダルアセンブリである、請求項１に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【請求項７】
前記筺体内に取り付けられた前記ペダルの前記終端部が、ドラムを含み、前記ペダルの前記ドラム及び前記トルクモータが、水平に並んだ関係で配置されて、それぞれの共線的に整列された縦軸を定義する、請求項１に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【請求項８】
内部空洞を定義する筺体と、
前記筺体の前記内部空洞の中に延びるドラムであって、縦及び回転軸を定義すると共に、前記筺体に対する前記縦及び回転軸周りの前記筺体の前記内部空洞内の枢動運動に適合された、ドラムを含むペダルと、
回転力を生じるように適合されたトルクモータであって、前記筺体の前記内部空洞内に位置すると共に、前記ペダルの前記ドラムの前記縦及び回転軸と共線的な関係で配置された縦軸を定義する、トルクモータと、
前記ペダルの前記ドラムの中に延びると共に前記ドラムに結合された第１の終端部及び前記トルクモータの中に延びると共に前記トルクモータに結合するために適合された反対側の終端部を有する前記筺体内の細長いシャフトと、を備え、前記トルクモータによって生じた前記回転力が、前記シャフト及び前記ペダルの前記ドラムに伝達されて、前記ペダル上の活性力の印加を結果としてもたらす、活性力ペダルアセンブリ。
【請求項９】
前記筺体が、筺体壁によって分離されたそれぞれの第１及び第２の内部筺体空洞を定義する第１ならびに第２の筺体部分を含み、前記ペダルの前記ドラムが、前記第１の内部空洞の中に延びて、前記トルクモータが、前記第２の内部空洞内に位置して、前記筺体壁によって前記ペダルの前記ドラムから分離されて、前記筺体壁が貫通孔を定義して、前記シャフトが、前記筺体壁内で前記貫通孔を通って延びる、請求項８に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【請求項１０】
前記ペダルが、前記ペダルの前記ドラムの前記縦及び回転軸と、前記トルクモータの前記縦軸と、前記シャフトとに概ね垂直である方向ならびに配向に前記ペダルの前記ドラムから延びるペダルアームを含む、請求項９に記載の前記活性力ペダルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連及び同時係属出願の相互参照
この出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願通し番号第６１／７８９，１１１号の出願日及び開示の利益を主張するものであり、それの内容は、参照ならびに本明細書において引用される全ての参考文献によって本明細書に全体的に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、車両ペダルに関するものであり、特に、活性力（ペダルを組み込んでいる車両ペダルアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
車両アクセル／スロットルペダルは、車両運転者が、ペダル上の足の力の印加または解除を通して車両の加速を制御することを可能にする。また、例えば、推奨速度を超える車両、または別の車両の背後で安全距離を保っていない車両、またはバックに運転しているときに車両の背後の物体の存在を検知する車両を含む、様々な車両状態あるいは事象の検知に応答して、能動的な押し戻し力をペダル及び運転者の足に印加することによって、触覚型のフィードバックを運転者にもたらすペダルが、開発されている。
【０００４】
本発明は、新たな活性力ペダルに関するものである。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、筺体と、筺体に対する枢動運動のために筺体内に取り付けられた終端部を含むペダルと、回転力を生じるように適合されたトルクモータと、ペダルに結合された第１の終端部及びトルクモータと結合するのに適合された反対側の終端部を有するシャフトと、を備える活性力ペダルアセンブリに関するものである。トルクモータによって生じた回転力は、シャフトに伝達されて、ペダル上の活性力の印加を結果としてもたらす。
【０００６】
一実施形態において、トルクモータが、筺体内に位置する。
【０００７】
一実施形態において、筺体壁がトルクモータとペダルを分離して、筺体壁が開口を定義して、シャフトが開口を通って延びる。
【０００８】
一実施形態において、トルクモータが、直接駆動配列でペダルに接続された６極トルクモータである。
【０００９】
一実施形態において、電子機器が、トルクモータを制御するために筺体内に組み込まれる。
【００１０】
一実施形態において、活性力ペダルアセンブリが、非接触センサペダルアセンブリである。
【００１１】
一実施形態において、筺体内に取り付けられたペダルの終端部がドラムを含み、ペダルのドラム及びトルクモータが、水平に並んだ関係で配置されて、それぞれの共線的に整列された縦軸を定義する。
【００１２】
本発明はまた、内部空洞を定義する筺体と、筺体の内部空洞の中に延びるドラムであって、縦及び回転軸を定義すると共に筺体に対する縦及び回転軸周りの筺体の内部空洞における枢動運動に適合されたドラムを含むペダルと、回転力を生じるように適合されたトルクモータであって、筺体の内部空洞内に位置すると共にペダルのドラムの縦及び回転軸と共線的な関係で配置された縦軸を定義するトルクモータと、ペダルのドラムの中に延びると共にドラムに結合された第１の終端部及びトルクモータの中に延びると共にトルクモータに結合するのに適合された反対側の終端部を有する筺体内の細長いシャフトと、を備え、トルクモータによって生じた回転力が、シャフト及びペダルのドラムに伝達されて、ペダル上の活性力の印加を結果としてもたらす、活性力ペダルアセンブリに関するものである。
【００１３】
一実施形態において、筺体が、筺体壁によって分離されたそれぞれの第１及び第２の内部筺体空洞を定義する第１ならびに第２の筺体部分を含み、ペダルのドラムが、第１の内部空洞の中に延びて、トルクモータが、第２の内部空洞内に位置すると共に筺体壁によってペダルのドラムから分離されて、筺体壁が貫通孔を定義して、シャフトが筺体壁内で貫通孔を通って延びる。
【００１４】
一実施形態において、ペダルが、ペダルのドラムの縦及び回転軸、トルクモータの縦軸、ならびにシャフトに概ね垂直である方向や配向にペダルのドラムから延びるペダルアームを含む。
【００１５】
本発明の他の利点や特徴は、発明の好適な実施形態の以下の発明を実施するための形態、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲からより容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
発明のこれらの及び他の特徴は、添付の図面の以下の記載によって最も良く理解され得る。
【００１７】
【図１】本発明に従う活性力ペダルアセンブリの正面図である。
【図２】図１に示される活性力ペダルアセンブリの、部分的に断面の、斜視図である。
【図３】図１及び２に示される活性力ペダルアセンブリの、部分的に断面の、分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１、２、及び３は、本発明に従って、活性力車両アクセルペダルアセンブリ１０の一実施形態を描写する。
【００１９】
適切な熱可塑性材料から作られ得るペダルアセンブリ１０は、細長いペダル１２と、ペダル１２を収容する第１のペダル筺体または筺体部分１４と、第１のペダル筺体部分１４と一体式である第２のモータ筺体または筺体部分１６であって、図示される実施形態において、電気トルクモータ１９の形態にある能動的なペダル力発生デバイス１９を収容する、第２のモータ筺体または筺体部分１６と、を備える、筺体１１を備える。
【００２０】
筺体１１は、概ね平らなベースプレート１７を含み、それは、図示される実施形態において、車両の床（図示しない）へのペダルアセンブリ１０の固定を可能にするネジ、ボルト、または同様のもの（図示しない）のためのそれぞれの開口２０を定義する３つのブラケット１８を有する。
【００２１】
筺体１１、より具体的には、それの第１のペダル筺体部分１４が、概ね間隔を置かれた及び平行の関係で、ベース１７の頂部外部表面から一体式に概ね通常外側に延びる一対の側壁２２及び２４を含む。筺体１１、より具体的には、それの第１のペダル筺体部分１４が、ベース１７から間隔を置かれた関係で、また、第１のペダル筺体部分１４を定義するベース１７ならびに側壁２２及び２４と共に、それぞれの側壁２２及び２４の頂部周辺端部との間に延びる頂部弓状被覆壁２６と、筺体１１内、より具体的には第１のペダル筺体部分１４であって、それを通ってペダル１２のドラム４８が延びる第１のペダル筺体部分１４内の前部筺体開口２８と、コネクタアセンブリ（図示しない）のための第１の筺体部分１４内の背部または後部筺体開口３２と、ペダル１２のドラム４８（図２及び３）のための、筺体１１内に定義された、より具体的には第１のペダル筺体部分１４内に定義された第１の内部空洞３０と、をなお更に含む。
【００２２】
筺体部分１６は、図示される実施形態において、概ね円筒状に形作られると共に、筺体１４の側壁２４の外部表面から一体式にかつ概ね通常外側に突出する周囲に延びる壁３３によって定義されて、その壁３３は、側壁２４と組み合わせて、筺体部分１６、それ故、トルクモータ１９のための筺体１１内に第２の内部空洞３４を定義する（図３）。
【００２３】
図示される実施形態において、第１の筺体部分１４及び第２の筺体部分１６ならびにそれぞれの第１の筺体空洞３０及び第２の筺体空洞３４は、以下により詳細に記載されるように、側壁２４が、細長いかつ概ね円筒形状の組み合わせ型のペダル／モータシャフト４０（図３）を受け入れるように適合された中心貫通開口３６（図３）を定義することを除いて、側壁２４によって分離される。
【００２４】
ペダル１２は、フットプレート４４を備える近位の第１の終端部４２と、細長いペダルアーム４３と、前部筺体開口２８を通って及び筺体１１の筺体部分１４の第１の内部筺体空洞３０の中に延びる概ね円筒形状のドラム４８（図２や３）を備える反対側の遠位の第２の終端部４６と、を含む。
【００２５】
ドラム４８は、ドラム４８の両側面においてそれぞれの開口内で終端する中心貫通孔５０（図３）であって、ドラム４８、それ故、側壁２２及び２４ならびにベース１７に対する空洞３０内の枢動運動のために、それ故、第１の筺体部分１４及び筺体１１に対する枢動運動のために、ペダル１２を取り付けるためのシャフト４０の第１の細長い半分の終端部区分を受け入れるように適合された中心貫通孔５０（図３）を定義する。
【００２６】
図示される実施形態において、ペダルアセンブリ１０は、例えば、ドラム４８の前面から筺体空洞３０の中に外側に突出すると共に筺体部分１４の後部開口３２の方向に延びる磁石６２を備える磁石アセンブリ６０（図２及び３）を含む、Ｗｕｒｎに対する米国特許第７，９２６，３８４号において開示された種類の、非接触センサ車両ペダルアセンブリであり、それの開示や記載は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２７】
図面のいずれにも示されないものの、また、米国特許第７，９２６，３８４号において開示されるが、ペダルアセンブリ１０がまた、磁石アセンブリ６０の磁石６２の反対側の及び磁石６２から離れた関係で、筺体１４の後部開口３２を通って及び筺体空洞３０の中に延びるように適合される組み合わせ型の電気コネクタ／センサアセンブリを備えることが理解され、その米国特許の開示や記載は、参照によって本明細書に重ねて組み込まれる。
【００２８】
組み合わせ型のコネクタ／センサアセンブリは、１以上のセンサ、例えば、ペダル１２の枢動位置を検知する及び車両の加減速を制御する目的のために、磁石６２とペダル１２の枢動運動に応答して、磁石６２によって生じた磁場の変化を検知するように設計されたホール効果センサなどを含む、それの上に取り付けられた複数の電気構成要素を含むプリント回路基板を含む。
【００２９】
しかしながら、本発明はまた、任意の他の種類のペダルアセンブリにおける使用に適合され、それにおいて、活性力の発生が、例えば、Ｃａｍｐｂｅｌｌに対する米国特許第８，０４２，４３０号において開示された種類の接触センサ車両ペダルアセンブリを含むことが望ましいであろうことが理解され、それの開示や記載は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３０】
図示される実施形態では、概ね円筒形状の電気トルクモータ１９の形態にある能動的なペダル力発生デバイス１９が、筺体１４の側壁２４が、筺体１１の筺体部分１４の空洞３０内のペダル１２から筺体部分１６の空洞３４内のトルクモータ１９を分離する関係で、筺体１１の筺体部分１６の内部空洞３４内に位置して取り付けられる。
【００３１】
詳細には本明細書に図示されないまたは記載されないが、図２及び３に示されるように、トルクモータ１９は、静止している概ね円筒形状の固定子２３と、固定子２３に対して回転可能である概ね円筒形状の回転子２５であって、それに対してシャフト４０の第２の細長い半分の区分が結合されるように適合される回転子２５と、を含む構成のものであり得ることが理解される。回転子２５は、回転子２５の回転と、それ故、それに結合されるように適合されたシャフト３４の回転をもたらすためのトルクモータ１９の動作の間に、固定子２３によって生じた電場との相互作用に適合される、その回転子２５に結合された環形状磁石２７を含む。
【００３２】
図面に示されるようにペダルアセンブリ１０の実施形態及び配向において、ペダル１２及びトルクモータ１９は、ペダル１２のドラム４８及びトルクモータ１９が、筺体壁２４の両側上で並んだ、隣接した、平行の水平関係で配置される関係で、互いに対して位置され配向されて、ドラム４８は、その中に定義された貫通孔５０を通って延びる水平に延びる縦及び回転軸Ｄを定義して、ならびにトルクモータ１９の水平に延びると共にその中に定義された貫通孔２１を通って延びる縦軸Ｍと概ね共線的な関係で配置されて、ペダル１２の縦軸Ｐは、それぞれ、ドラム４８及びトルクモータ１９の縦軸Ｄ及びＭに概ね垂直である配向や方向に延びる。
【００３３】
図面に示されるような及びより詳細には図３に示されるようなペダルアセンブリ１０の実施形態や配向において、細長いかつ概ね円筒形状の金属の組み合わせ型のペダル／トルクモータシャフト４０が、第１及び第２の反対側ならびに単一の終端部または半分のシャフト区分４１及び４５を含む。区分４１が、外部の周囲に延びる刻み付きまたは鋸歯状表面４７を含む。
【００３４】
図３は、分解図においてシャフト４０とトルクモータ１９を描写するが、ペダルアセンブリ１０の組み立てられた及び動作上の構成において、シャフト４０が、概ね水平関係で筺体１１の内部内に位置して延びて、第１の終端部または半分の区分４１が、ペダル１２のドラム４８の中に延びると共に銅部４８に結合されて、第２の終端部または半分の区分４５が、トルクモータ１９の回転子２５の中に延びると共に回転子２５に結合されるように、更により具体的にはシャフト４０が筺体１の側壁２４内に定義された中心貫通開口３６を通って延びる関係で、適合されて、シャフト４０の第１の終端部または半分のシャフト区分４１が、筺体部分１４の内部空洞３０の中に及び内部空洞３０を通って、より具体的にはペダル１２のドラム４８内に定義された貫通孔５０の中に及び貫通孔５０を通って延びると共に、例えば、ペダル１２のドラム４８のプラスチック材料の中へのシャフト区分４１上の金属刻み付き表面４７の加圧やかみ合いなどによって、ドラム４８に固定され結合されて、シャフト４０の第２の終端部または半分のシャフト区分４５が、筺体部分１６の内部空洞３４の中に及び内部空洞３４を通って、より具体的にはトルクモータ１９内に定義された貫通孔２１の中に及び貫通孔２１を通って延びることが理解される。
【００３５】
それ故、図示される実施形態において、トルクモータ１９は、トルクモータ１９とペダル１２のドラム４８の両方に結合されるシャフト４０を介した直接駆動または結合関係でペダル１２のドラム４８に結合されて、それにおいて、シャフト４０が、図示される実施形態において、それぞれ、トルクモータ１９とペダル１２のドラム４８の縦軸Ｍ及びＤと概ね共線的な関係で配置され配向される縦軸Ｓを定義する。
【００３６】
その上、図示される実施形態において、ペダル１２及びペダルアーム４３は、ペダル１２のドラム４８の縦及び回転軸Ｄ、トルクモータ１９の縦軸Ｍ、ならびにシャフト４０の縦軸Ｓに概ね垂直である方向や関係で配向されて延びる縦軸Ｐを定義する。
【００３７】
トルクモータ１９は、例えば、推奨速度もしくは速度限界を超える車両、または別の車両の背後で安全距離を保っていない車両、または車両をバックに運転しているときに車両の背後の物体の存在を検知する車両、またはけん引力を喪失している車両、または燃料効率の良い手法で運転されていない車両を含む、様々な車両状態あるいは事象の結果として、車両ＥＣＭからのまたは供給された電力挙動によって特定のコマンドに応答して、動作または起動に適合される。
【００３８】
トルクモータ１９の動作または起動は、トルクモータ１９の回転子２５の時計回り及び／または反時計回りの回転をもたらし、それは、次いで、トルクモータ１９の回転子２５に直接的に結合された組み合わせ型のペダル／トルクモータシャフト４０に対して時計回り及び／または反時計回りの回転トルク力あるいは運動を生じさせて印加して、その回転力とトルクが、次いで、ペダル１２のドラム４８に直接的に結合されるシャフト４０の反対側の終端部区分４１に伝達されて、その回転力とトルクが、次いで、ペダル１２のドラム４８に伝達されて、次いで、ペダル１２及びフットプレート４４を介して運転者の足の上に能動的なフィードバックまたは押し戻し力の伝達と印加を結果としてもたらし、それ故、運転者に感覚指示または信号を提供して、ペダル１２から彼／彼女の足を離させて、車両の状態あるいは事象に応答する。
【００３９】
例えば、ペダルアセンブリ１０は、トルクモータ１９が、回転子２５の時計回りの回転をもたらし、それは、次いで、シャフト４０の時計回りの回転をもたらし、それは、次いで、ペダル１２のドラム４８の時計回りの回転をもたらし、それは、次いで、ペダル１２上及びフットプレート４４を介して運転者の足上に能動的なフィードバックまたは押し戻し力の伝達と印加をもたらし、それは、ペダル１２の下向きの、内側の、反時計回りの加速運動を阻むと共に、ペダル１２の逆の上向きの、外側の、時計回りの運動をもたらし、車両を減速して、ペダル１２をそれのアイドリングのニュートラル位置に戻す関係や手法における動作のために構成され得る。
【００４０】
トルクモータ１９は、機械的または磁気的に直接駆動配列でシャフト４０及びペダル１２に結合され得、接続され得る。トルクモータ１９はまた、必要ならばまたは要望通りに、トルクモータ１９からのシャフト４０の結合解除を可能にする機構を含む中間ギアトレーンあるいは他の種類の中間機構を介して、シャフト４０及びペダル１２に接続され得る。
【００４１】
詳細には本明細書において図示されないまたは記載されないが、トルクモータ１９の回転子２５に結合されるシャフト４０の半分の区分４５の第２の終端部が、回転子２５の材料の中に押されることになりトルクモータ１９の回転子２５に対するシャフト４０の固定した結合を確実にするために、シャフト４０の第１の終端部または半分の区分４１上の刻み付き外部表面４７に類似した刻み付き外部表面を同様に含み得ることが理解される。
【００４２】
その上、詳細には図示されないまたは記載されないが、シャフト４０が、動作の間に、トルクモータ１９の回転子２５から結合解除されることを可能にすることが望ましい可能性があるような適用において、第２の終端部または半分のシャフト区分４５の外部表面上の刻みが、取り除かれ得、回転子２５の中に押し付けられることになる一方向軸受またはスプラグ（Ｓｐｒａｇｕｅ）と置換され得ることもまた理解される。この軸受は、一方向だけに、例えば図３に示される時計回りの方向などに、回転子２５を用いる回転のためにシャフト４０を支持することになるが、反対方向、例えば図３における反時計回りの方向などに、滑って回転子２５から結合解除されることになる。
【００４３】
トルクモータ１９は、任意の適切な複数極固定子設計、例えば、２極ギア駆動設計または図面に示されるような６極設計などのものであり得、直接駆動配列でシャフト４０及びペダル１２に接続され得、結合され得る。
【００４４】
本発明の概念は、ブレーキまたはクラッチペダルに同様に適用可能であることと、トルクモータ１９が、例えば、ペダルアセンブリ１０の内部筺体内でプリント回路基板上に取り付けられたまたはトルクモータ１９に直接的に取り付けられた電子機器を含む、ペダルアセンブリ１０に組み込まれた電子機器を介して、動作可能及び制御可能な非インテリジェントモータあるいは「スマート」モータであり得ることと、が更に理解される。トルクモータ１９のための電気コネクタアセンブリは、ペダルアセンブリコネクタアセンブリの一部として組み込まれ得るか、トルクモータ１９に専用の別個のコネクタアセンブリであり得ることが、なお更に理解される。
【００４５】
上記した実施形態の多数の変形や修正が、発明の新規な特徴の趣旨や範囲から逸脱すること無く達成されてもよい。本明細書に例示された特定の活性力ペダルアセンブリに関する限定は、意図されないか、推定されるべきではないことが理解されることになる。勿論、添付の特許請求の範囲によって、特許請求の範囲内にあるような、全てのそのような修正を包含することが意図される。
【図１】
2016515970.tif 000003
【図２】
2016515970.tif 000004
【図３】
2016515970.tif 000005
【国際調査報告】
2016515970.tif 000006
2016515970.tif 000007
2016515970.tif 000008