CN107250942B - 反力输出装置 - Google Patents

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Abstract

一种反力输出装置(10)，具有：驱动源(12)，其对操作部(4)输出方向与操作方向相反的动力；和离合机构(17)，其介于所述操作部(4)与所述驱动源(12)之间，用于连接和断开向所述操作部(4)的动力传递。所述离合机构(17)具有：第1旋转体(25)，其被连接于所述驱动源(12)侧，并且所述驱动源(12)的动力被传递给该第1旋转体(25)；第2旋转体(26)，其被连接于所述操作部(4)侧，并且与所述第1旋转体(25)同轴配置，且能够相对于所述第1旋转体(25)进行旋转；离合器杆(36)，其以能够转动的方式支承于所述第1旋转体(25)；和卡合部(41)，其在所述第2旋转体(26)上沿着其周向配置有多个，且与所述离合器杆(36)卡合。

Description

反力输出装置
技术领域
本发明涉及一种反力输出装置(reaction force output device)。
本申请要求2015年3月4日提交的日本发明专利申请2015-042296号的优先权，并在此引用其内容。
背景技术
已知一种反力输出装置，为了抑制在车辆起步时或行驶时加速踏板被踩踏需要量以上，该反力输出装置对加速踏板施加与踩踏状态相对应的反力(例如，参照如下所述的专利文献1)
专利文献1所记载的加速踏板装置在壳体内设有复位弹簧(return spring)、马达和传递杆，其中，所述壳体对加速踏板的基端部以能够转动的方式进行轴支承，所述复位弹簧用于使加速踏板返回到初始位置，所述马达用于生产反力，所述传递杆用于将上述马达的旋转传递给加速踏板。在该加速踏板装置中，马达被控制成：其驱动力与加速踏板的踩踏状态相对应，该驱动力通过传递杆被施加给加速踏板。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本发明专利公开公报特开2010-111379号
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述专利文献1的结构中，用于将反力输出给踏板臂的传递杆的轴和作为驱动源的马达的旋转轴直接连接，因此，在加速踏板急剧返回的情况下，马达侧的旋转摩擦力成为传递杆的返回方向的转动阻力。据此，传递杆对于加速踏板的追随变迟。而且，当传递杆对于加速踏板的追随大幅度变迟时，会在加速踏板与传递杆之间产生空间，从该状态再次踩踏加速踏板时，存在通过马达进行的反力输出变迟的担忧。
本发明所涉及的方式是考虑上述情况而完成的，其目的在于提供一种反力输出装置，该反力输出装置能够使反力输出时的响应性提高，使操作感觉提高，并且，能够使在离合器杆(clutch lever)和卡合部(engagement portion:啮合部)卡合时产生的碰撞声变小。
解决问题的方案
为解决上述技术问题，达成上述目的，本发明采用如下方式。
(1)本发明所涉及的一方式的反力输出装置具有驱动源和离合机构，其中，所述驱动源向操作部输出方向与操作方向相反的返回方向的动力；所述离合机构介于所述操作部与所述驱动源之间，用于连接和断开向所述操作部的动力传递，所述离合机构具有第1旋转体、第2旋转体、离合器杆和卡合部，其中，所述第1旋转体被连接于所述驱动源侧，并且所述驱动源的动力被传递给该第1旋转体；所述第2旋转体被连接于所述操作部侧，并且与所述第1旋转体同轴配置，且能够相对于所述第1旋转体进行旋转；所述离合器杆以能够转动的方式被支承于所述第1旋转体和所述第2旋转体中的一方的旋转体；所述卡合部在所述第1旋转体和所述第2旋转体中的另一方的旋转体上沿着该另一方的旋转体的周向配置有多个，且所述卡合部与所述离合器杆卡合，所述离合器杆通过与所述一方的旋转体的旋转轴不同的转动轴进行转动，且所述离合器杆在从所述一方的旋转体的轴线方向俯视观察时沿着与径向交叉的方向延伸，并且，其顶端面被作为与所述卡合部的卡合面，在所述第1旋转体先于所述第2旋转体向所述返回方向进行旋转时，以及所述第2旋转体先于所述第1旋转体向所述操作方向进行旋转时，所述卡合部通过所述卡合面来沿着所述离合器杆的延伸方向推压所述离合器杆，从而与所述离合器杆卡合；在所述第2旋转体先于所述第1旋转体向所述返回方向进行旋转时，所述卡合部沿着所述离合器杆的所述转动轴的周向推压所述离合器杆来解除与所述离合器杆的卡合。
根据上述(1)的方式，在另一方的旋转体先于一方的旋转体进行旋转时，卡合部沿着转动轴的周向推压一方的旋转体的离合器杆，从而使离合器杆与卡合部的卡合解除。在该情况下，例如在操作部急剧地向返回方向(与操作方向相反的方向)返回时，一方的旋转体和另一方的旋转体的连接状态被解除。因此，能够抑制驱动源侧的旋转摩擦力对操作部向返回方向的移动造成阻碍。因此，能够迅速地追随操作部的返回动作，即使在此后操作部马上被再次踩踏的情况下，也能够使由驱动源进行的反力输出迅速地作用于操作部。
尤其是，在一方的旋转体先于另一方的旋转体向返回方向旋转时，卡合部向延伸方向推压离合器杆，据此与离合器杆卡合，因此，例如与卡合部和离合器杆在离合器杆的转动方向上卡合的结构相比，卡合部和离合器杆易于卡合。因此，能够将另一方的旋转体在卡合部的径向上的高度设定得小，将在周向上相邻的卡合部间的间隔设定得窄。因此，能够使离合器杆和卡合部迅速卡合，从而能够使在一方的旋转体和另一方的旋转体间的空转量小。
其结果，能够使反力输出装置的响应性提高，使操作感觉提高，并且，能够使在离合器杆和卡合部卡合时产生的碰撞声变小。
并且，根据上述(1)的方式，离合器杆沿着与一方的旋转体的径向交叉的方向延伸，因此，例如与沿着一方的旋转体的径向延伸的结构相比，能够使离合器杆的转动范围小。因此，能够使在离合器杆和卡合部卡合时产生的碰撞声变小。
(2)在上述(1)的方式的基础上，也可以为：所述卡合面为向所述离合器杆的所述延伸方向上的外侧突出的弯曲面。
在上述(2)的方式的情况下，由于离合器杆的卡合面呈向延伸方向的外侧突出的弯曲面，因此，在卡合面和卡合部的抵接部分，离合器杆被向卡合面的曲率中心推压。因此，能够有效地沿着延伸方向推压离合器杆，从而能够更简单地使卡合部和离合器杆卡合。
(3)在上述方式(1)或(2)的方式的基础上，也可以为：在所述周向上相邻的所述卡合部彼此通过弯曲部相连接。
在上述(3)的方式的情况下，在周向上相邻的卡合部彼此通过弯曲部相连接，因此，各卡合部间平滑地相连。因此，能够将卡合部间的间隔设定得窄，从而能够使离合器杆和卡合部迅速卡合。
(4)在上述方式(1)～(3)中任一方式的基础上，也可以为：还具有用于控制所述驱动源的驱动的控制电路，在判断为所述驱动源的驱动在规定时间处于停止状态的情况下，所述控制电路使所述驱动源进行驱动，以使所述离合器杆的所述卡合面与所述卡合部卡合。
在上述(4)的方式的情况下，在驱动源的驱动停止的情况下，即使在离合器杆与卡合部之间产生周向上的空间时，也能够在此后的踩踏时或反力控制时之前预先填充该空间。因此，在第1旋转体和第2旋转体向离合器杆的卡合面和卡合部接近的方向相对旋转时，第1旋转体和第2旋转体的空转量小，离合器杆和卡合部迅速卡合。
其结果，能够使反力输出装置的响应性提高，使操作感觉提高，并且，能够使在离合器杆和卡合部卡合时产生的碰撞声变小。
【发明效果】
根据本发明所涉及的方式，能够提高反力输出时的响应性，且使操作感觉提高。
附图说明
图1是一实施方式的加速踏板装置的侧视图。
图2是表示本发明所涉及的反力输出装置的内部结构的图。
图3是离合机构的立体分解图。
图4是用于说明离合机构的内部结构的剖视图。
图5是图4的V部的放大图。
图6是用于说明踩踏操作踏板时的作用的说明图，是拆下壳体的状态的反力输出装置的俯视图。
图7是用于说明踩踏操作踏板时的作用的说明图，是相当于图4的图。
图8是用于说明反力控制时的作用的说明图，是相当于图6的图。
图9是用于说明反力控制时的作用的说明图，是相当于图4的图。
图10是用于说明反力控制时的作用的说明图，是相当于图4的图。
图11是用于说明操作踏板的踏板返回时的作用的说明图，是相当于图6的图。
图12是用于说明踏板返回时的作用的说明图，是相当于图4的图。
图13是用于说明空转抑制控制的时序图(timing chart)。
图14是用于说明空转抑制控制的流程图。
图15是用于说明空间填充(space-filling)动作的说明图，是离合器杆和卡合部的放大图。
具体实施方式
接着，根据附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，对将本发明的反力输出装置搭载于车辆的加速踏板装置的情况进行说明。
[加速踏板装置]
图1是加速踏板装置1的侧视图。
如图1所示，加速踏板装置1具有被设置于驾驶座的脚下的踏板单元2和与踏板单元2连接的反力输出装置10。
＜踏板单元＞
踏板单元2具有：保持基座3，其被安装于车身；和操作踏板(操作部)4，其以能够转动的方式与被设置于保持基座3的支轴3a相连接。
在保持基座3和操作踏板4之间，设置有对操作踏板4向初始位置进行施力的未图示的复位弹簧。
操作踏板4具有：踏板臂5，其基端部呈悬臂状支承于上述支轴3a；踏板部6，其被设置于踏板臂5的顶端部，供驾驶员踩踏；和反力传递杆7，其与踏板臂5的基端部相连接。
在踏板臂4上连接有未图示的拉索(cable)，该拉索用于按照踏板臂5的操作量(转动角度)来操作内燃机的未图示的节气门的开度。但是，在内燃机采用电子控制节气门的情况下，也可以在踏板单元2上设置用于检测踏板臂5的转动角度的旋转传感器，根据该旋转传感器的检测信号来控制节气门的开度。
反力传递杆7向与踏板臂5的延伸方向大致相反的方向延伸，且与踏板臂5一体转动。具体而言，反力传递杆7的基端部与踏板臂5的基端部相连接，另一方面，反力传递杆7的顶端部与反力输出装置10的后述的输出杆45相连接。
＜反力输出装置＞
图2是表示反力输出装置10的内部结构的图。
如图2所示，反力输出装置10具有：马达(驱动源)12；反力输出部16，其具有将马达12的驱动力向操作踏板4输出的输出轴15；和离合机构17，其介于操作踏板4与马达12之间，用于连接和断开驱动力向操作踏板4的传递。而且，反力输出装置10构成为：上述各结构零件被收装于壳体11内。此外，图2中的标记18为安装有用于驱动马达12的控制电路的电路板。
马达12具有马达壳体21和旋转轴22，其中，所述马达壳体21用于收装未图示的转子和定子；所述旋转轴22被固定在转子上，并且从马达壳体21突出。在旋转轴22中的从马达壳体21突出的部分上连接有蜗杆(worm)23，该蜗杆23与离合机构17相连接。此外，在以下的说明中，有时将沿着马达12的旋转轴22的方向称为旋转轴方向，将沿着输出轴15的方向称为输出轴方向。
在马达12上安装有霍尔IC等未图示的旋转传感器。霍尔IC检测相应于马达12的旋转而发生变化的磁束密度，且将检测出的磁束密度作为脉冲状的电压输出。能够根据该输出电压来检测马达12的旋转量(例如转速)等。
另外，马达12(转子)的旋转通过被安装在电路板18上的控制电路来进行控制。在电路板18上连接有CAN(Controller Area Network)电缆，该CAN电缆用于在上位ECU(Electronic Control Unit)和控制电路之间进行信号收发。另外，电路板18和马达12通过电缆相连接，根据从电路板18发送的控制信号来控制马达12的旋转。
离合机构17具有：第1旋转体25，其以能够旋转的方式支承于从壳体11竖立设置的支承销24；和第2旋转体26，其与第1旋转体25同轴，且以能够相对于第1旋转体25旋转的方式支承于支承销24。此外，支承销24与输出轴15平行地延伸。
图3是离合机构17的立体分解图。另外，图4是用于说明离合机构17的内部结构的剖视图。
如图3、图4所示，第1旋转体25呈与支承销24同轴配置的有底筒状，且向第2旋转体26侧敞开。在第1旋转体25中的筒部的外周面上形成有蜗轮(worm wheel)31，该涡轮31与上述蜗杆23相啮合。
在第1旋转体25的底壁部向第2旋转体26侧突出设置有凸起部32。而且，在形成于凸起部32的轴孔32a内穿插有上述支承销24。在第1旋转体25的底壁部中的位于凸起部32的径向两侧的部分，形成有沿输出轴方向贯通底壁部的一对通孔33。在上述通孔33内分别相对于第1旋转体25而从与第2旋转体26侧相反的一侧穿插有离合器轴(clutch shaft)34，该离合器轴34以使离合器杆(clutch lever)36(详细情况后述)能够转动的方式来支承离合器杆36。
在离合器轴34中的位于第2旋转体26侧的端部固定有离合器板(clutch plate)35，该离合器板35将离合器杆36在输出轴方向上保持在其与第1旋转体25之间。离合器板35呈以第1旋转体25的径向为长度方向的带状，在其中央部形成有用于穿插上述凸起部32的穿插孔35a(参照图3)。而且，在离合器板35中的位于穿插孔35a两侧的部分捻缝(caulking)固定有离合器轴34。
第2旋转体26呈外径比第1旋转体25小的有底筒状，第2旋转体26以使其敞开端侧朝向第1旋转体25的状态被收装在第1旋转体25内。在第2旋转体26的筒部，在周向上隔开间隔形成有多个向径向内侧突出的卡合部41。
图5是图4的V部的放大图。
如图4、图5所示，卡合部41在从输出轴方向俯视观察时，呈向径向内侧突出的半圆状。具体而言，卡合部41构成为:相对于马达12驱动时的第1旋转体25的旋转方向(图5所示的第1旋转体25的返回方向C2)，位于近前侧的表面为越靠向顶部越弯曲的弯曲面41a。另一方面，卡合部41中的相对于第1旋转体25的返回方向C2，位于远方侧的表面为越靠向顶部越向径向内侧延伸的倾斜面41b。另外，在周向上相邻的卡合部41彼此间通过向径向外侧突出的弯曲部42相连接。据此，各卡合部41通过弯曲部42平滑地相连。
如图2、图3所示，在第2旋转体26的底壁部安装有小齿轮43，该小齿轮43连接离合机构17和反力输出部16。小齿轮43与第2旋转体26同轴配置，并且，其基端部被埋入固定(花键嵌合)于第2旋转体26的底壁部。
如图2所示，反力输出部16具有以能够旋转的方式支承于壳体11的输出轴15、和被固定在输出轴15上的扇形齿轮44及输出杆45。
输出轴15贯穿壳体11而设置，且其输出轴方向的一端部从壳体11突出。
扇形齿轮44在从输出轴方向俯视观察时呈扇状，且其外周缘与小齿轮43啮合。扇形齿轮44被收装于壳体11内，且被固定在输出轴15中的位于壳体11内的部分。另外，在扇形齿轮44与壳体11之间，设有对反力输出部16向初始位置进行施力的螺旋弹簧46。
输出杆45的基端部被固定于输出轴15的一端部(从壳体11突出的部分)，且输出杆45能够与扇形齿轮44一起转动。输出杆45的顶端部能够与上述操作踏板4上的反力传递杆7的顶端部在转动方向上抵接。在该情况下，输出杆45和反力传递杆7在操作踏板4被驾驶员踩踏时相互抵接。此外，也可以采用输出杆45和反力传递杆7始终抵接的结构。
在此，如图4、图5所示，上述离合器杆36在从输出轴方向俯视观察时，呈沿与径向交叉的方向(在图示的例子中，与径向中通过离合器轴34和支承销24的中心的一方向垂直的方向)延伸的平板状。离合器杆36以与第1旋转体25的旋转轴22不同的转动轴(离合器轴)34为中心进行转动，且从转动轴34向与第1旋转体25的径向交叉的方向延伸。
离合器杆36以离合器轴34的中心为转动中心而向接近与离开第2旋转体26的筒部的方向(径向)转动。具体而言，离合器杆36在卡合位置与卡合解除位置之间转动，其中，所述卡合位置是离合器杆36与卡合部41卡合的位置，所述卡合解除位置是离合器杆36与卡合部41解除卡合的位置。另外，在离合器杆36与第1旋转体25之间，设有对离合器杆36向卡合位置进行施力的施力部件(biasing member)47。
离合器杆36具有：基座部51，其位于延伸方向的基端部，穿插有离合器轴34；和爪部52，其位于延伸方向的顶端部，与上述卡合部41卡合。
爪部52的宽度随着靠向顶端侧而逐渐增加。在该情况下，爪部52的侧表面中的延伸方向上的顶端面在第1旋转体25的返回方向C2上与上述卡合部41的弯曲面41a相向，且作为卡合面52a来发挥功能，其中卡合部41在离合器杆36的延伸方向上与该卡合面52a卡合。卡合面52a呈向延伸方向的外侧突出的圆弧状。本实施方式的卡合面52a呈以离合器杆36的转动中心(离合器轴34的中心)为曲率中心的圆弧状。
另外，爪部52的侧表面中的在径向外侧与卡合面52a相连的面作为滑动面52b来发挥功能，其中卡合部41的倾斜面41b在该滑动面52b上滑动。滑动面52b越靠向离合器杆36上的延伸方向上的顶端侧越向径向外侧延伸。另外，爪部52中的由卡合面52a和滑动面52b构成的角部呈顶端向径向外侧变细的顶端尖锐形状，且其在爪部52与卡合部41卡合的卡合位置位于卡合部41的旋转轨迹上。另一方面，由爪部52的侧表面中的在径向内侧与卡合面52a相连的面和卡合面52a构成的角部呈向径向内侧突出的弯曲面。
[作用]
接着，对上述加速踏板装置1的作用进行说明。
＜踩踏踏板时＞
图6是用于说明踩踏操作踏板4时的作用的说明图，是拆下壳体11的状态的反力输出装置10的俯视图。
如图6所示，当操作踏板4被驾驶员踩踏时，操作踏板4从初始位置向以支轴3a为中心的踩踏方向A1(图1中逆时针方向)旋转，内燃机的节气门的开度根据该旋转角而被进行调整。当操作踏板4向踩踏方向A1旋转时，反力传递杆7与反力输出部16的输出杆45抵接，而使反力输出部16向以输出轴15为中心的踩踏方向B1(图6中逆时针方向)转动。
当反力输出部16转动时，其转动力通过反力输出部16的扇形齿轮44传递给小齿轮43。于是，第2旋转体26先于第1旋转体25而向以支承销24为中心的踩踏方向C1旋转。
图7是用于说明踩踏操作踏板4时的作用的说明图，是相当于图4的图。
在此，如图7所示，由于离合器杆36处于被施力部件47向卡合位置施力的状态，因此，当第2旋转体26向踩踏方向C1旋转时，卡合部41的弯曲面41a与离合器杆36的卡合面52a抵接。于是，在离合器杆36的卡合面52a与卡合部41的弯曲面41a的抵接部分，离合器杆36被向卡合面52a的法线方向(离合器杆36的延伸方向)推压。在该情况下，由于卡合面52a呈以离合器杆36的转动中心为中心的圆弧状，因此，朝向离合器杆36的转动中心作用有推压力。因此，离合器杆36和卡合部41在离合器杆36的延伸方向(与离合器杆36的转动方向交叉的方向)上卡合。据此，第1旋转体25和第2旋转体26通过离合器杆36和卡合部41成为连接状态，第2旋转体26的旋转力被传递给第1旋转体25。因此，第1旋转体25与第2旋转体26一起向踩踏方向C1旋转。
而且，第1旋转体25的旋转力通过蜗杆23被传递给旋转轴22，据此，蜗杆23和旋转轴22向踩踏方向D1(与马达12的旋转方向相反的方向)旋转。
＜反力控制时＞
图8是用于说明反力控制时的作用的说明图，是相当于图6的图。
在上述踩踏时，当根据操作踏板4的踩踏速度和车辆的驾驶状况而判断为过度踩踏时，开始由反力输出装置10进行的反力控制。具体而言，如图8所示，反力输出装置10的马达12进行驱动，旋转轴22向返回方向D2(马达12的旋转方向)旋转。于是，马达12的驱动力通过蜗杆23被传递给第1旋转体25，据此，第1旋转体25先于第2旋转体26而向以支承销24为中心的返回方向C2进行旋转。
图9、10是用于说明反力控制时的作用的说明图，是相当于图4的图。
如图9所示，当第1旋转体25向返回方向C2旋转时，离合器杆36的卡合面52a与卡合部41的弯曲面41a抵接。此时，离合器杆36在卡合面52a和卡合部41的弯曲面41a的抵接部分，离合器杆36被向卡合面52a的法线方向推压，据此，离合器杆36和卡合部41在离合器杆36的延伸方向上卡合。据此，第1旋转体25和第2旋转体26通过离合器杆36和卡合部41成为连接状态，第1旋转体25的旋转力被传递给第2旋转体26。因此，如图10所示，第2旋转体26与第1旋转体25一起向返回方向C2旋转。
而且，如图8所示，第2旋转体26的旋转力通过扇形齿轮44被传递给反力输出部16，据此，反力输出部16向以输出轴15为中心的返回方向B2转动。当反力输出部16向返回方向B2转动时，其转动力通过输出杆45传递给操作踏板4的反力传递杆7。而且，通过反力传递杆7将向返回方向A2的转动力传递给操作踏板4。此时，从反力输出装置10作为反力而对操作踏板4施加与踩踏速度和车辆的驾驶状况对应的驱动力。因此，内燃机的加速状态和“过度踩踏”等信息通过踩踏踏板部6的(驾驶员的)足底被传递给驾驶员。
＜踏板返回时＞
图11是用于说明操作踏板4的踏板返回时的作用的说明图，是相当于图6的图。
如图11所示，当从操作踏板4被踩踏的状态，驾驶员对操作踏板4(踏板部6)的踏力急剧地解除时，操作踏板4通过未图示的复位弹簧的复原力而欲返回到初始位置(返回方向A2)。于是，反力输出部16受到螺旋弹簧46的作用力而追随操作踏板4的返回动作，据此，反力输出部16向初始位置(返回方向B2)转动。当反力输出部16向返回方向B2转动时，其转动力通过小齿轮43传递给第2旋转体26，据此，第2旋转体26先于第1旋转体25而向返回方向C2旋转。
图12是用于说明踏板返回时的作用的说明图，是相当于图4的图。
在此，如图12所示，当第2旋转体26向返回方向C2旋转时，卡合部41的倾斜面41b与离合器杆36的滑动面52b抵接。在该状态下，第2旋转体26向返回方向C2旋转，据此，滑动面52b和倾斜面41b滑动，同时离合器杆36被向沿着离合器轴34周向的卡合解除位置(抵抗施力部件47的作用力的方向)推压。据此，离合器杆36和卡合部41的卡合被解除，从而仅第2旋转体26相对于第1旋转体25向返回方向C2旋转。此外，由于离合器杆36处于被施力部件47向卡合位置施力的状态，因此，每当卡合部41经过离合器杆36时，进行上述动作。
因此，反力输出部16在不会受到马达12的旋转摩擦力的影响的情况下向返回方向B2转动，而追随操作踏板4的返回动作。
这样，根据本实施方式，构成为：在第2旋转体26先于第1旋转体25向返回方向C2旋转时，卡合部41向沿着转动方向的卡合解除位置推压第1旋转体25的离合器杆36。
根据该结构，在操作踏板4急剧地返回时，第1旋转体25和第2旋转体26的连接被解除，因此，能够抑制马达12侧的旋转摩擦力对输出杆45向返回方向B2的转动造成阻碍。因此，能够使输出杆45迅速地追随操作踏板4的返回动作，从而，即使在此后操作踏板4马上被再次踩踏的情况下，也能够使由马达12进行的反力输出迅速地作用于操作踏板4。
尤其是，在本实施方式中，构成为：在第1旋转体25先于第2旋转体26向返回方向C2旋转时，卡合部41向延伸方向推压离合器杆36，从而与离合器杆36卡合。
根据该结构，卡合部41和离合器杆36在离合器杆36的延伸方向上卡合，因此，例如与卡合部41和离合器杆36在离合器杆36的转动方向上卡合的结构相比，卡合部41和离合器杆36易于卡合。
因此，能够将在卡合部41的径向上的高度设定得小，将在周向上相邻的卡合部41间的间隔设定得窄。因此，能够使离合器杆36和卡合部41迅速卡合，从而能够使第1旋转体25和第2旋转体26的空转量小。
其结果，能够使反力输出装置10的响应性提高，使操作感觉提高，并且，能够使在离合器杆36和卡合部41卡合时产生的碰撞声变小。
另外，在本实施方式中，离合器杆36沿着与第1旋转体25的径向交叉的方向延伸，因此，例如与沿着第1旋转体25的径向延伸的结构相比，能够使离合器杆36的转动范围小。因此，能够使在离合器杆36和卡合部41卡合时产生的碰撞声变小。
并且，由于离合器杆36的卡合面52a呈向延伸方向的外侧突出的弯曲面，因此，在卡合面52a和弯曲面41a的抵接部分，离合器杆36被向卡合面52a的曲率中心推压。因此，能够有效地沿着延伸方向推压离合器杆36，从而能够更简单地使卡合部41和离合器杆36卡合。
并且，在本实施方式中，在周向上相邻的卡合部41彼此间通过向径向的外侧突出的弯曲部42相连接，因此，能够将卡合部41间的间隔设定得窄，从而能够使离合器杆36和卡合部41迅速卡合。
此外，在本实施方式中，在马达12的旋转处于停止状态的情况下，也可以使马达12进行驱动，来填充离合器杆36的卡合面52a与卡合部41的弯曲面41a之间的空间K(参照图15)、即进行空转抑制控制。
图13是用于说明空转抑制控制的时序图。另外，图14是用于说明空转抑制控制的流程图。此外，图13中所示的“指示值”例如为由上位ECU按照操作踏板4的操作量进行控制的节气门的开度指示值。另外，以下的例行程序(routine)主要由电路板18的控制电路来执行。
首先，如图13、图14所示，在步骤S1中，根据霍尔IC的检测结果，来判断马达12的驱动是否处于停止状态。具体而言，在从霍尔IC输出的输出电压在一定时间的期间内没有发生变化的情况下(为零的情况下)，判断为马达12的旋转处于停止状态(图13中的时间t1～t2)。
接着，在步骤S1中的判断结果为“是”的情况下(马达12的驱动处于停止状态的情况下)，进入步骤S2。
另一方面，在步骤S1中的判断结果为“否”的情况下(马达12处于正在驱动的状态的情况下)，判断为处于正在进行上述反力控制的状态，离合器杆36和卡合部41处于卡合状态，继而结束本例行程序。
在步骤S2中，进行空间填充动作。具体而言，驱动马达12，使其向正转方向旋转。于是，如图15所示，马达12的驱动力通过蜗杆23传递给第1旋转体25，第1旋转体25向以支承销24为中心的返回方向C2旋转，据此，离合器杆36的卡合面52a与卡合部41的弯曲面41a抵接。据此，离合器杆36的卡合面52a与卡合部41的弯曲面41a之间的空间K被填充。此外，在空间填充动作中，马达电流值被设定为马达12的驱动力不会使连接状态的离合机构17旋转的程度(仅使第1旋转体25旋转的程度)。据此，限制在离合器杆36的卡合面52a与卡合部41的弯曲面41a抵接的状态下，第1旋转体25向返回方向C2的旋转。
接着，在步骤S3中，判断离合器杆36与卡合部41之间的空间是否已被填充。在步骤S3中，例如通过与上述步骤S1同样的方法，在从霍尔IC输出的输出电压在一定时间的期间内没有发生变化的情况下(图13中的时间t3以后)，判断为离合器杆36与卡合部41之间没有产生空间。即，在离合器杆36与卡合部41之间的空间已被填充的状态下，马达12不旋转，因此，从霍尔IC输出的输出电压变为零。
而且，在步骤S3中的判断结果为“是”的情况下，判断为处于离合器杆36与卡合部41之间的空间已被填充的状态，继而结束本例行程序。
另一方面，在步骤S3中的判断结果为“否”的情况下，判断为离合器杆36与卡合部41之间存在空间，马达12还处于旋转状态。在该情况下，反复进行步骤S3的例行程序。
据此，结束空转抑制控制。
根据该结构，在上述踏板返回时马达12的驱动停止的情况下，即使在离合器杆36与卡合部41之间产生周向上的空间K时，也能够在此后的踩踏时或反力控制时之前预先填充该空间K。因此，在第1旋转体25和第2旋转体26向离合器杆36的卡合面52a和卡合部41的弯曲面41a接近的方向相对旋转时，第1旋转体25和第2旋转体26的空转量小，离合器杆36和卡合部41迅速卡合。
其结果，能够使反力输出装置10的响应性提高，使操作感觉提高，并且，能够使在离合器杆36和卡合部41卡合时产生的碰撞声变小。此外，也可以在根据由上位ECU控制的节气门的开度指示值，而判断为操作踏板4处于初始位置的情况下，进行上述空间填充动作。
以上参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但是，本发明的具体结构并不局限于该实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内进行设计变更等。
例如，反力输出装置10不仅可以用于抑制急加速，还可以在采用省略操作踏板4和节气门的连接的、所谓线控驱动的情况下，用于给予驾驶员对操作踏板4的自然踩踏舒适感。
另外，在上述实施方式中，对在加速踏板装置1中采用本发明的反力输出装置10的情况进行了说明，但不局限于此，也可以在制动踏板、方向盘、游戏机的操作设备等中采用。
另外，在上述实施方式中，对卡合面52a的曲率中心与离合器杆36的转动中心一致的情况进行了说明，但不局限于此。在该情况下，只要是卡合部41通过卡合面52a沿着延伸方向推压离合器杆36的结构(沿着与离合器杆36的转动方向交叉的方向推压的结构)即可。即，只要是通过以转动中心为中心的力矩使离合器杆36不会向卡合解除位置转动的结构即可。
并且，卡合面52a不局限于圆弧状，也可以是直线状(曲率半径无限大)。
另外，离合器杆36的延伸方向只要是与径向交叉的方向即可。
另外，在上述实施方式中，对将离合器杆36设置于第1旋转体25侧，将卡合部41设置于第2旋转体26侧的结构进行了说明，但也可以是与此相反地将卡合部41设置于第1旋转体25侧，将离合器杆36设置于第2旋转体26侧的结构。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够将上述实施方式中的结构要素替换成众所周知的结构要素。
附图标记说明
4：操作踏板(操作部)；10：反力输出装置；12：马达(驱动源)；17：离合机构；25：第1旋转体(一方的旋转体)；26：第2旋转体(另一方的旋转体)；36：离合器杆；41：卡合部；42：弯曲部；52a：卡合面。

Claims (5)

1.一种反力输出装置，其特征在于，
具有驱动源和离合机构，其中，
所述驱动源向操作部输出方向与操作方向相反的返回方向的动力；
所述离合机构介于所述操作部与所述驱动源之间，用于连接和断开向所述操作部的动力传递；
所述离合机构具有第1旋转体、第2旋转体、离合器杆和卡合部，其中，
所述第1旋转体被连接于所述驱动源侧，并且所述驱动源的动力被传递给该第1旋转体；
所述第2旋转体被连接于所述操作部侧，并且该第2旋转体与所述第1旋转体同轴配置，且能够相对于所述第1旋转体进行旋转；
所述离合器杆以能够转动的方式被支承于所述第1旋转体；
所述卡合部在所述第2旋转体上沿着该第2旋转体的周向配置有多个，且所述卡合部与所述离合器杆卡合，
所述离合器杆通过与所述第1旋转体的旋转轴不同的转动轴进行转动，且所述离合器杆在从所述第1旋转体的轴线方向俯视观察时沿着与径向交叉的方向延伸，并且其顶端面被作为与所述卡合部的卡合面，
在所述第1旋转体先于所述第2旋转体向所述返回方向进行旋转时，以及所述第2旋转体先于所述第1旋转体向所述操作方向进行旋转时，所述卡合部通过所述卡合面来沿着所述离合器杆的延伸方向推压所述离合器杆，从而与所述离合器杆卡合；在所述第2旋转体先于所述第1旋转体向所述返回方向进行旋转时，所述卡合部沿着所述离合器杆的所述转动轴的周向推压所述离合器杆来解除与所述离合器杆的卡合。
2.根据权利要求1所述的反力输出装置，其特征在于，
所述卡合面为向所述离合器杆的所述延伸方向的外侧突出的弯曲面。
3.根据权利要求1或2所述的反力输出装置，其特征在于，
在所述周向上相邻的所述卡合部彼此通过弯曲部相连接。
4.根据权利要求1或2所述的反力输出装置，其特征在于，
还具有用于控制所述驱动源的驱动的控制电路，
在判断为所述驱动源的驱动在规定时间处于停止状态的情况下，所述控制电路使所述驱动源进行驱动，以使所述离合器杆的所述卡合面与所述卡合部卡合。
5.根据权利要求3所述的反力输出装置，其特征在于，
还具有用于控制所述驱动源的驱动的控制电路，
在判断为所述驱动源的驱动在规定时间处于停止状态的情况下，所述控制电路使所述驱动源进行驱动，以使所述离合器杆的所述卡合面与所述卡合部卡合。
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