CN107878195A - 反力发生装置 - Google Patents

Abstract

用于对操作部(5)输出反力的反力发生装置(10)具有：马达(12)，其是用于生成反力的驱动源；反力传递部(13)，其将反力传递给所述操作部(5)；离合器机构(19)，其安装在所述马达(12)与所述反力传递部(13)之间，根据所述马达(12)的驱动状态来切换所述马达(12)与所述反力传递部(13)间的切断状态与连接状态。

Description

反力发生装置

本申请是申请号为201480054956.8、发明名称为反力发生装置、申请日为2014年9月16日的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种对车辆的油门踏板等操作踏板产生反力的反力发生装置。

本申请要求2013年10月8日递交的日本发明专利申请特愿2013-211136号、2013年11月13日递交的日本发明专利申请特愿2013-235128号以及2014年4月17日递交的日本发明专利申请特愿2014-085443号的优先权，在此引用其中的内容。

背景技术

近年来，为了在车辆起步时与行驶时抑制油门踏板被踩踏到必要程度以上，开发了一种根据踩踏状态对油门踏板施加反力的油门踏板装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所记载的油门踏板装置为，在对踏板臂(操作踏板)的基端进行枢支使其能够转动的壳体内收装有：复位弹簧，其用于使踏板臂返回初始位置；马达，其用于生成反力；输出柄，其用于将该马达的转动传递给踏板臂。另外，输出柄被与踏板臂的复位弹簧不同的其他施力弹簧始终向初始转动位置施力。

在该油门踏板装置中，马达被控制装置控制，根据踏板的踩踏状态输出转动力，其输出的转动力通过输出柄施加给踏板臂。

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

然而，专利文献1所记载的油门踏板装置的结构是，用于将反力输出给踏板臂的传动柄的轴与作为驱动源的马达的转动轴直接连接，因而，不仅在通过马达进行反力控制时(马达通电时、马达驱动时)，而且在并未通过马达进行反力控制时(马达不通电时、马达驱动停止时)，传动柄的轴与马达的转动轴也联动，随着传动柄的转动，马达的转动轴也随之转动。并且，马达在不通电状态下(马达驱动停止时)其转动轴转动的话，有时传动柄的轴一侧会受到马达内的磁体与铁芯之间产生的齿槽转矩(Cogging Torque)等转动阻力作用，给踩踏油门踏板的驾驶员造成异样感。

本发明的一个目的在于，提供这样一种反力发生装置：在并未通过马达进行反力控制时，使反力输出轴侧不会受到马达侧的转动阻力作用，不会对操作者造成异样感。

另外，由于专利文献1所记载的油门踏板装置的结构是，用于将反力输出给踏板臂的输出柄的轴与作为驱动源的马达的转动轴直接连接，因而，在油门踏板急速返回时，马达侧的转动阻力形成阻碍输出柄向返回方向转动的转动阻力，从而使输出柄对油门踏板的追随出现延迟。并且，在输出柄对油门踏板的追随延迟较大时，踏板臂与输出柄之间会产生间隙，当由该状态再次踏下油门踏板时，有可能造成马达反力输出的延迟。

本发明的一个目的在于，提供这样一种反力发生装置：在操作踏板急速返回时，输出柄向返回方向的转动不会受到马达侧的转动阻力的阻碍，能够提高马达的反力输出的响应性。

为了达到上述目的，在本发明的反力发生装置中，采用如下的结构。

(1)本发明的一个方式为：反力发生装置，其用于对操作部产生反力，其具有：马达，其是用于生成反力的驱动源；反力传递部，其将反力传递给所述操作部；离合器机构，其安装在所述马达与所述反力传递部之间，根据所述马达的驱动状态来切换所述马达与所述反力传递部间的切断状态与连接状态。

采用上述方式(1)，若为了进行反力控制而使马达驱动，则离合器机构将马达的转动轴与反力输出轴连接。从而，马达的扭矩通过离合器机构与反力输出轴而输出至操作踏板。另外，在马达不驱动的情况下，离合器机构使马达的转动轴与反力输出轴处于断开状态。因而，在该状态下反力输出轴被执行转动操作的话，反力输出轴的转动不会受到马达侧的齿槽转矩等转动阻力的影响。

(2)在上述方式(1)的结构的基础上，可以在所马达与所述反力传递部间还设有减速机构，该减速机构在由所述马达的转动轴向所述反力传递部传递驱动力的路径中使转动减速并增大扭矩。

采用上述方式(2)，能够由减速机构增大马达的扭矩，形成反力，使操作踏板受到反力作用，因而，能够使用小型的通用马达。从而能够实现整个反力发生装置的小型化、轻量化。

(3)在上述方式(2)的结构的基础上，在所述路径中，所述减速机构具有使转动分级减速的多级减速传动部，在所述路径中，所述离合器机构可以安装在比最接近所述反力传递部的最终级减速传动部更靠马达侧的位置。

采用上述方式(3)，由于离合器机构在路径中安装于最终级减速传动部的上游侧(马达侧)，因而能够在最终减速前的比较快的转动速度的情况下进行离合器的通断操作。因而，即便用通断动作需要有较大的相对移动的简单的离合器机构，也能够以较短的时间来进行动力的通断切换。

(4)在上述方式(1)～(3)中任一项的结构的基础上，所述离合器机构可以具有：第1转动体，其在所述路径中连接在所述马达的转动轴侧；第2转动体，其以与所述第1转动体同轴且能够相对转动的方式配置，该第2转动体在所述路径中连接在所述反力传递部侧；支座体，其配置在所述第1转动体与所述第2转动体之间，与该第1转动体以及第2转动体同轴且能够相对转动，所述支座体保持离合器销，该离合器销能够自由进退，所述第2转动体具有离合器卡合部，所述离合器卡合部能够与所述离合器销的从所支座体伸出的顶端部抵接而能够进行动力传递，所述离合器销被复位弹簧向后退方向施力，并且在所述马达使所述第1转动体转动时所述离合器销的基端部与所述第1转动体抵接而使所述离合器销向伸出方向被推压。

采用上述方式(4)，在马达处于不驱动的状态时，支座体上的离合器销受到复位弹簧的作用力而后退，离合器销的顶端部离开第2转动体的离合器卡合部。此时，第1转动体与第2转动体被维持在断开状态。另外，若在此状态下马达进行驱动而使第1转动体转动，则第1转动体与支座体上的离合器销的基端部抵接，使离合器销克服复位弹簧的作用力而从支座体伸出。从而，离合器销的顶端部与第2转动体的离合器卡合部抵接，第1转动体的转动通过离合器销传递给第2转动体。

(5)在上述方式(4)的结构的基础上，所述第2转动体的离合器卡合部可以沿着以该第2转动体的转动轴心为中心的圆周方向以相等间隔设有多个，所述支座体的离合器销被该支座体保持且有多个，所述支座体上的其中一个离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第1转动体与所述第2转动体的转动相位、和所述支座体上的其他离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第1转动体与所述第2转动体的转动相位间可以设定有相位差。

采用上述方式(5)，若马达进行驱动，则支座体上的一个离合器销与其他离合器销中的任一方先与第2转动体侧的离合器卡合部抵接。因而，不必增加第2转动体侧设置的离合器卡合部的数量，即可迅速地使离合器接合。

(6)在上述方式(5)的结构的基础上，所述支座体上的其中一个离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第1转动体与所述第2转动体的转动相位、和所述支座体上的其他离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第1转动体与所述第2转动体的转动相位间的相位差可以设定为，所述第2转动体侧的相邻的离合器卡合部之间的间距角的一半。

采用上述方式(6)，若支座体上的一个离合器销与另一个离合器销随着马达的驱动而被第1转动体推压、伸出支座体的话，至少在第1转动体与第2转动体相对转动离合器卡合部的间距角的一半期间内，一个离合器销与另一个离合器销中的任一方就会与离合器卡合部抵接。其结果是，能够更加迅速地使离合器接合。

(7)在上述方式(1)所述的结构的基础上，还具有行星齿轮机构，其配置在所述马达与所述反力传递部之间，所述行星齿轮机构具有：太阳轮，来自于所述马达侧的扭矩被输入该太阳轮；齿圈，其与所述太阳轮同轴配置；行星齿轮，其与所述太阳轮相互啮合且与所述齿圈相互啮合；行星架，其对所述行星齿轮进行支承使该行星齿轮能够自转以及公转，所述行星架向所述反力传递部侧输出反力，所述离合器机构具有：突起部，其突出设置于所述齿圈；止挡部，其能够与所述突起部抵接，在所述马达转动时，所述突起部与所述止挡部抵接，限制所述齿圈转动，在所述马达停止转动时，所述突起部离开所述止挡部，允许所述齿圈转动。

采用上述方式(7)，在对操作部进行操作时，若为了进行反力控制而使马达驱动，则马达的驱动力使第1转动结构要素转动，并且离合器机构的突起部与止挡部抵接而限制第3转动结构要素的转动。于是，第2转动结构要素与第2转动结构要素联动而转动，使得反力输出给反力传递部。从而，通过反力传递部将反力传递给操作部。

另外，在马达的驱动停止时，突起部与止挡部分开，使第3转动结构要素的转动被允许，因而，在此状态下由对操作部的操作等使反力传递部动作时，第3转动结构要素随着第2转动结构要素的转动而转动。即，在第3转动结构要素的转动被允许时，使第3转动结构要素转动所需的扭矩小于使马达转动所需的扭矩，因而，能够在抑制第1转动结构要素转动的基础上优先使第3转动结构要素转动。从而，在并未通过马达进行反力控制时，反力传递部的动作不会受到马达侧的转动阻力的影响。其结果是，能够提高并未通过马达进行反力控制时的操作感。

(8)在上述方式(7)的结构的基础上，可以具有多个所述行星齿轮机构，所述离合器机构在多个所述行星齿轮机构中位于最靠近所述反力传递部侧的所述行星齿轮机构与所述反力传递部之间切换反力向所述反力传递部侧的传递状态与切断状态。

采用上述方式(8)，由于行星齿轮机构具有多个，因而能够在实现马达的小型化与低成本化的基础上，向反力传递部输出高扭矩。

另外，由于离合器机构在位于最靠近反力传递部侧的行星齿轮机构与反力传递部之间切换反力向反力传递部侧的传递状态与切断状态，因而，在马达的转动停止时，如果由对操作部的操作等而使反力传递部动作时，能够使反力传递部的动作不会受到各行星齿轮机构的转动阻力的影响。

(9)在上述方式(1)的结构的基础上，可以还具有施力弹簧，其对所述反力传递部向使该反力传递部追随所述操作部的返回动作的方向施力，所述离合器机构具有：第1转动体，其在由所述马达向所述反力传递部传递驱动力的路径中连接在所述马达的转动轴侧；第2转动体，其以与所述第1转动体同轴且能够相对转动的方式配置，该第2转动体在所述路径中连接在所述反力传递部侧；支座体，在所述马达使所述第1转动体转动时，该支座体受到来自于第1转动体的转动力而与该第1转动体向相同方向转动；离合器爪，其以能够转动的方式被所述支座体保持；离合器卡合部，其设于所述第2转动体，能够与所述离合器爪卡合；离合器弹簧，其对所述离合器爪向能够与所述离合器卡合部卡合的转动位置施力，所述离合器爪能够在离合器接合位置与离合器断开位置间转动，在所离合器接合位置，所述离合器爪与所述离合器卡合部卡合，将所述支座体的转动传递给所述第2转动体，在所述离合器断开位置，所述离合器爪与所述离合器卡合部不卡合，并且，在所述第2转动体比所述支座体先行向所述施力弹簧的施力方向转动时，所述离合器爪被所述离合器卡合部向离合器断开方向推压。

采用上述方式(9)，在初始状态下，支座体上的离合器爪受到离合器弹簧的作用力而位于离合器接合位置。若在此状态下踏下操作踏板，为了进行反力控制，马达进行驱动，于是，第1转动体与支座体一起向反力输出方向转动。如此，若支座体向反力输出方向转动，则支座体上的离合器爪与离合器卡合部卡合，使第1转动体的转动传递给第2转动体侧。其结果是，马达的扭矩依次通过离合器机构、反力输出轴、输出柄而输出给操作踏板。

另外，若操作踏板由踏下状态急速返回，则输出柄受到施力弹簧的作用力而要追随操作踏板的返回动作进行转动。从而，第2转动体通过反力输出轴向返回方向转动。此时，在离合器机构中，第2转动体比支座体先行要向施力弹簧的施力方向转动，因而，离合器爪被离合器卡合部向离合器断开方向推压。

因此，此时离合器机构处于断开状态，输出柄能够迅速地追随操作踏板的返回动作。

(10)在上述方式(9)的结构的基础上，所述第2转动体的离合器卡合部可以沿着以该第2转动体的转动轴心为中心的圆周方向以相等间隔设有多个，所述离合器爪在所述第1转动体的转动周向上设有多个，一个所述离合器爪与所述第2转动体侧的离合器卡合部卡合时所述第1转动体与所述第2转动体的转动相位、和另外一个所述离合器爪与所述第2转动体侧的离合器卡合部卡合时所述第1转动体与所述第2转动体的转动相位间可以设定有相位差。

采用上述方式(10)，若马达进行驱动，则支座体上的一个离合器爪与另外一个离合器爪中的任一方先与第2转动体侧的离合器卡合部抵接。因此，能够实现迅速地使离合器接合。

【本发明的效果】

采用本发明的方式，由于在马达的转动轴与反力输出轴之间安装有离合器机构，在马达驱动时，离合器机构使马达的转动轴与反力输出轴处于连接状态，在马达不驱动时，离合器机构使马达的转动轴与反力输出轴处于切断状态，因而，能够在并未通过马达进行反力控制时，限制反力输出轴侧受到马达侧的转动阻力的作用。因而，能够提高并未通过马达进行反力控制时的操作感。

另外，采用本发明的方式，在第2转动体比支座体先行向施力弹簧的施力方向转动时，被支座体保持的离合器爪被离合器卡合部向离合器断开方向推压，因而，在操作踏板急速返回时，第1转动体与第2转动体之间的离合器机构为断开状态，马达侧的转动阻力不会阻碍输出柄向返回方向的转动。因而，采用本发明的方式，在操作踏板急速返回时，输出柄能够迅速地追随操作踏板的返回动作，在之后再次踏下操作踏板时，能够迅速地得到马达产生的反力。

附图说明

图1为采用本发明第1实施方式涉及的反力发生装置的油门踏板装置的侧视图；

图2为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的将壳体罩去掉后的主视图；

图3为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的一部分的分解结构立体图；

图4为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的一部分的分解结构立体图；

图5为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的将一部分部件截断的主视图；

图6为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的将一部分部件截断的主视图；

图7为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的阻力施加机构部的剖视图；

图8为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的将一部分部件截断的主视图；

图9为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的将一部分部件截断的主视图；

图10为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的一部分的主视图；

图11为本发明的第1实施方式涉及的反力发生装置的将一部分部件截断的主视图；

图12为配备本发明的第2实施方式涉及的反力发生装置的车辆的油门踏板装置的概略结构图；

图13为沿着图12的A-A线的局部剖视图；

图14为表示第2行星齿轮机构与离合器机构的初始状态的反力发生装置的俯视图；

图15为表示踏板主体被踏下的状态的、相当于图12情况的概要结构图；

图16为用于说明从图14所示的初始状态到进行反力控制为止的动作的、相当于图14的情况的俯视图；

图17为用于说明反力控制中的动作的、相当于图14的情况的俯视图；

图18为用于说明由图16所示的状态解除反力控制时的动作的、相当于图14的情况的俯视图；

图19为用于说明由图14所示的状态踏下踏板主体的程度是不需进行反力控制时的动作的、相当于图14的情况的俯视图；

图20为用于说明由图14所示的状态踏下踏板主体的程度是不需进行反力控制时的动作的、相当于图14的情况的俯视图；

图21为用于说明反力控制中的动作的、相当于图15的情况的概略结构图；

图22为配备本发明第3实施方式涉及的反力发生装置的车辆用门的关闭位置的剖视图；

图23为本发明第3实施方式涉及的反力发生装置的概略结构图；

图24为沿着图22中的B-B线的剖视图；

图25为表示车辆用门的关闭位置的剖视图；

图26为采用本发明第4实施方式涉及的反力发生装置的油门踏板装置的侧视图；

图27为本发明第4实施方式涉及的反力发生装置的去掉壳体罩后的主视图；

图28为本发明第4实施方式涉及的反力发生装置的反力输出轴周围的部件的分解结构立体图；

图29为本发明第4实施方式涉及的反力输出装置的将壳体等一部分部件去掉后的主视图；

图30为本发明第4实施方式中组装着支座体的第1转动体的主视图；

图31为本发明第4实施方式中将第2转动体的底壁截断的主视图；

图32为本发明第4实施方式中表示第1转动体与第2转动体的组装状态的局部剖视主视图；

图33中(A)为表示本发明第4实施方式涉及的油门踏板的踏下状态的示意性的侧视图，(B)为表示此时的离合器机构的动作状态的局部剖视主视图；

图34中(A)为表示本发明第4实施方式涉及的油门踏板的返回状态的示意性的侧视图，(B)为表示此时的离合器机构的动作状态的局部剖视主视图。

具体实施方式

【第1实施方式】

下面根据附图对本发明的第1实施方式进行说明。

图1为表示采用第1实施方式涉及的反力发生装置10的车辆的油门踏板装置1的附图。

油门踏板装置1具有：踏板主体单元2，其配置在驾驶席的置脚部前方；反力发生装置10，其配置在位于驾驶席的置脚部前方的踏板主体单元2的上方位置。

踏板主体单元2具有：保持座3，其安装于车身；踏板臂(操作踏板、操作部)4，其基端以使踏板臂4能够转动的方式支承于保持座3上设置的支轴3a；踏板主体部5(操作踏板、操作部)，其设置于踏板臂4的顶端部的前表面，供驾驶员施加踩踏力。在保持座3上设有始终对踏板臂3向初始位置施力的未图示的复位弹簧。在踏板臂4上连接着未图示的拉索，该拉索用于根据踏板臂4的操作量(转动角度)来操作调整内燃机的未图示的风门的开度。然而，在内燃机采用电控风门时，也可以在踏板主体单元2中设置用于检测踏板臂4的转动角度的转动传感器，根据该转动传感器的检测信号来控制风门的开度。另外，在踏板臂4的基端的附近部位固定连接着反力传递柄6(反力传递部)，该反力传递柄6大致向与踏板臂4的延伸方向相反的方向延伸。

另外，在第1实施方式中，踏板臂4与踏板主体部5构成操作踏板。

图2为表示反力发生装置10的内部结构的附图。图2中表示的是将树脂制的壳体11的壳体罩除去后的状态。

反力发生装置10具有：马达12，其是用于生成反力的驱动源；反力输出轴13(反力传递部)，其以能够转动的方式枢支于壳体11；减速机构14，其将马达12的转动减速且增大扭矩后传递给反力输出轴13。反力输出轴13的轴向上的一端部从壳体11的侧表面伸出到外侧，伸出的端部固定连接着输出柄15(反力传递部)。如图1所示，输出柄15的顶端部能够在转动方向上与踏板主体单元2的反力传递柄6抵接。在踏板主体部5被驾驶员踏下时，输出柄15与反力传递柄6相互抵接。另外，图2中的附图标记16为安装着用于驱动马达12的控制电路的电路基板。

图3、图4为包含构成减速机构14的部件的主要部分的分解立体图。

如图2所示，减速机构14具有：蜗杆轴17，其与马达12的转动轴12a同轴连接；涡轮18，其与蜗杆轴17啮合；小齿轮20，其通过离合器机构19(参照图4)而与涡轮18以能够一起转动的方式连接；扇形齿轮21(反力传递部)，其与小齿轮20啮合，扇形齿轮21与反力输出轴13固定连接。离合器机构19如后面所详述的那样仅在马达12动作时将涡轮18与小齿轮20连接在一起。

在第1实施方式的减速机构14中，由蜗杆轴17与涡轮18构成第1级减速传动部，由小齿轮20与扇形齿轮21构成第2级减速传动部(最终级减速传动部)。

如图4所示，涡轮18形成在有底圆筒状的第1转动体22的筒壁部22b上，第1转动体22的底壁部22a上具有轴孔23。小齿轮20安装在有底圆筒状的第2转动体24上，第2转动体24以能够相对转动的方式嵌入第1转动体22的筒壁部22b。在第1实施方式中，小齿轮20以其基部侧进入第2转动体24的底壁部24a的外表面的方式同轴固定在第2转动体24上。小齿轮20与第2转动体24通过贯穿二者的支承销25支承于壳体11。在第1转动体22的底壁部22a的轴孔23中以能够转动的方式嵌入保持轴26，保持轴26同轴嵌合于支承销25。

这里，如图3所示，在反力输出轴13的轴向上的另一端侧固定安装着上述扇形齿轮21，对扇形齿轮21与反力输出轴13施加使其向初始位置方向转动的力的螺旋弹簧27的一端部卡止于该扇形齿轮21。螺旋弹簧27的另一端部卡止于大致呈筒状的弹簧保持件28，弹簧保持件28卡止于壳体11。另外，图3中的附图标记29A、29B为用于将反力输出轴13以能够自由转动的方式支承于壳体11的轴承，附图标记30为用于将输出柄15紧固于反力输出轴13的螺母，附图标记31、32为安装于输出柄15与螺母30之间的轴套与垫圈。

图5、图6为将第2转动体24的底壁部24a剖切后表示反力发生装置10的内部结构的附图。

如图4～图6所示，离合器机构19具有：第1转动体22，其通过蜗杆轴17(参照图2)与涡轮18而与马达12的转动轴12a连接；第2转动体24，其通过小齿轮20与扇形齿轮21而与反力输出轴13(参照图2)连接；支座体33，其以能够转动的方式配置在第1转动体22与第2转动体24之间。支座体33具有：轴部33a，其与保持轴26的一端部的平切部26a嵌合固定；一对臂部33b、33c，二者从轴部33a向径向外侧伸出。在各臂部33b、33c上形成有保持孔34，保持孔34在与支座体33的径向交叉的方向上延伸，在各保持孔34中以能够自由进退的方式保持着离合器销35。另外，支座体33配置在以能够相对转动的方式嵌入第1转动体22中的第2转动体24的筒壁部的内侧。

这里，将驱动马达12时第1转动体22的转动方向(图5、图6中箭头所示方向)称为正转方向，那么，离合器销35能够从保持孔34向正转方向伸出，并且被复位弹簧36始终向后退方向施力。并且，在被复位弹簧36施力而最大程度后退的状态下，离合器销35的后端部从臂部33b、33c向与正转方向相反一侧伸出，伸出长度为设定长度。

另外，在包围支座体33的外周侧的第2转动体24的筒壁部的内周面突出设置有6个离合器卡合部37，离合器卡合部37大致呈三角形，能够与离合器销35的顶端部抵接。6个离合器卡合部37于筒壁部的内周面沿着圆周方向等间隔地突出设置。各离合器卡合部37为：位于与正转方向相反一侧的表面向筒壁部的中心方向大致以直角竖起，从该竖起面的顶部连续形成向正转方向前方侧倾斜延伸的倾斜面。离合器卡合部37的竖起面与离合器销35的顶端部能够抵接。各离合器卡合部37的突出高度设定为，当支座体33在第2转动体24的内侧相对转动时，离合器卡合部37不会接触支座体33的臂部33b、33c。

然而，在第1实施方式中，保持离合器销35的各臂部33b、33c以及形成于其上的保持孔34并未形成为以保持轴26为中心的旋转对称形状。各臂部33b、33c与保持孔34形成为满足以下条件(a)。

(a)在一个离合器销35的顶端部抵接于一个离合器卡合部37的竖起面时第1转动体22与第2转动体24的转动相位、和另一个离合器销35的顶端部抵接于处于上述一个离合器卡合部37的对角位置的另外一个离合器卡合部37时第1转动体22与第2转动体24的转动相位间有相位差，该相位差为第2转动体24上相邻的离合器卡合部37间的间距角θ的一半。

另外，在第1转动体22的底壁部22a的前表面突出设置有长方体状的一对推压体38。各推压体38配置在，与位于支座体33的离合器销35的后端部的突出部相对的转动轨道上。

另外，固定连接于支座体33的保持轴26受到图4、图7所示的阻力施加机构部40的转动阻力。阻力施加机构部40具有：第1支座41，其具有圆弧面41a，该圆弧面41a以能够滑动的方式与保持轴26的外周面的大致一半区域抵接；第2支座42，其具有圆弧面42a，该圆弧面42a以能够滑动的方式与保持轴26的外周面的大致剩余一半区域抵接；施力弹簧43，其对第1支座41与第2支座42的圆弧面41a、42a向保持轴26的外周面方向施力。在第1支座41上设有收装槽44，第2支座42的一部分以能够滑动的方式嵌入收装槽44，在收装槽44的底部与第2支座42之间安装着施力弹簧43。另外，第1支座41被卡止于壳体11而不能移动。

阻力施加机构部40通过由施力弹簧43的作用力将第1支座41与第2支座42的圆弧面41a、42a推压到保持轴26的外周面，从而对保持轴26施加转动阻力。因此，当被支座体33保持的各离合器销35的后端部受到第1转动体22的推压体38对其向转动方向施加的推压力时，受到阻力施加机构部40施加的转动阻力的保持轴26与支座体33会停留在当前位置，而各离合器销35克服复位弹簧36的作用力而向正转方向前方侧伸出。其结果是，任意一个离合器销35在正转方向上抵接于第2转动体24的离合器卡合部37。

图8～图11为表示反力发生装置10的动作的附图。下面参照这些附图对反力发生装置10的动作进行说明。

若图1所示的踏板主体部5被驾驶员踏下，则踏板臂4以支轴3a为中心向图中逆时针方向转动，相应于其转动角度，内燃机的风门的开度被调整。另外，若踏板臂4从初始位置向逆时针方向转动，则固定于踏板臂4的反力传递柄6与踏板臂4一起向逆时针方向转动，与反力传递柄6的顶端部抵接的反力发生装置10的输出柄15与反力输出轴13一起向图1中顺时针方向转动。

此时，若根据对踏板主体部5的踏下速度与车辆的运行状态驱动反力发生装置10的马达12，则该马达12的驱动力通过蜗杆轴17与涡轮18的啮合部使第1转动体22向正转方向(图5、图6中的箭头所示方向)转动。

如此，第1转动体22向正转方向转动，于是，第1转动体22的推压体38如图5、图6所示那样与支座体33上的离合器销35的后端部抵接，第1转动体22进一步向正转方向转动，从而，如图8所示，使各离合器销35克服复位弹簧36的作用力向正转方向前方侧伸出。此时，支座体33上的任意一个离合器销35的顶端部与第2转动体24侧的任一离合器卡合部37抵接，如图9所示，第2转动体24与第1转动体22一起转动。离合器机构19在此时为接合状态。

如此，离合器机构19接合，于是，如图10所示，第2转动体24的小齿轮20向正转方向转动，使与小齿轮20啮合的扇形齿轮21向该图中顺时针方向转动。其结果是，与扇形齿轮21固定连接的反力输出轴13与输出柄15如图10中的箭头所示那样克服复位弹簧27的作用力向该图中顺时针方向转动，如图1中的箭头所示，输出柄15通过踏板主体单元2的反力传递柄6而将反力传递给踏板臂4。此时，马达12根据对踏板主体部5的踏下速度与车辆的运行状况输出扭矩，因此，能够通过驾驶员的踩踏踏板主体部5的脚部向驾驶员传递如下信息：内燃机的加速状态的信息与“踩踏过度”等的信息。

另外，由此状态下由于驾驶员对踏板主体部5的踩踏力解除等使得马达12为非驱动状态时，在反力发生装置10的离合器机构19中，如图11所示，由作用于支座体33的各离合器销35的、复位弹簧36的作用力，使第1转动体22的推压体38如该图中的箭头所示那样向与正转方向相反的方向被推压从而返回。其结果是，各离合器销35后退至支座体33内，离合器销35与第2转动体24的离合器卡合部37的卡合被解除。从而，离合器机构19使第1转动体22与第2转动体24间呈切断状态，马达12的转动轴12a侧与反力输出轴13侧断开连接。

因而，在此状态下，例如踏板主体单元2的踏板主体部5被驾驶员踏下时，虽然通过反力传递柄6使反力发生装置10的输出柄15与反力输出轴13转动，但是此时马达12的转动轴12a并不会随之转动。因此，踏板臂4的转动操作不会受到马达12的齿槽转矩等转动阻力的影响。

另外，在离合器机构19被切断的状态下，当踏板臂4返回初始位置时，反力输出轴13与输出柄15受到复位弹簧27的作用力而向初始位置方向转动，不过，由于此时反力输出轴13与马达12的转动轴12a侧断开连接，因而反力输出轴13与输出柄15不会受到马达12的转动阻力的影响，能够迅速地返回初始位置。

如上，第1实施方式的反力发生装置10为：在马达12的转动轴12a与反力输出轴13之间安装有离合器机构19，离合器机构19在马达12进行驱动时使马达12的转动轴12a与反力输出轴13呈连接状态，在马达12为非驱动时使马达12的转动轴12a与反力输出轴13之间呈切断状态，因而，在并未通过马达12进行反力控制时，能够限制反力输出轴13侧受到马达12的转动阻力的作用。

因而，通过采用第1实施方式的反力发生装置10，能够在并未通过马达12进行反力控制时提高对踏板的操作感。

另外，在第1实施方式的反力发生装置10中，在马达12的转动轴12a与反力输出轴13之间设置有使马达12的扭矩增大的减速机构14，因而，即便马达12采用小扭矩的小型通用马达，也能够使足够的反力作用于踏板主体单元2的踏板臂4。因而，在该反力发生装置10中能够采用小型的通用马达，实现反力发生装置10的小型化、轻量化。

特别是，在第1实施方式的反力发生装置10中，离合器机构19在马达12的转动轴12a与反力输出轴13之间的动力传递路径中的安装位置是，比减速机构14的最终级传动部(小齿轮20与扇形齿轮21的啮合部)更靠近马达12侧，因而，能够在马达12的输出被最终减速前的比较快的转动速度的情况下进行离合器机构19的接合与断开操作。

这里，如果在比减速机构14的最终级减速传动部更靠近反力输出轴13一侧安装离合器机构的话，需要在较慢的转动速度的情况下进行离合器的接合与断开操作，必需要采用能够在些许的相对位移期间完成接合、断开操作的精度比较高的离合器机构。而在第1实施方式的反力发生装置10中，如上所述，能够在比较快的转动速度的情况下进行离合器机构19的接合与断开操作，因而，即便采用为了完成接合、断开需要较大的相对位移的结构简单的离合器机构19，也能够迅速地进行动力传递路径的接通与断开。

另外，第1实施方式的反力发生装置10所采用的离合器机构19构成为：保持离合器销35使其进退自由的支座体33以同轴且能够相对转动的方式配置在第1转动体22与第2转动体24之间，在第2转动体24的内周部设有离合器卡合部37，在离合器销35进行伸出动作时，该离合器卡合部37与离合器销35的顶端部抵接，离合器销35被复位弹簧36向后退方向施力，并且，在第1转动体22被马达12驱动而转动时，第1转动体22的推压体38抵接离合器销35的基端部对其向伸出方向进行推压操作。因而，离合器机构19的结构非常简单，并且能够仅在马达12进行驱动时使马达12的转动轴12a侧与反力输出轴13侧相互连接。

特别地，第1实施方式的反力发生装置10所采用的离合器机构19构成为，离合器销35与离合器卡合部37分别设有多个，在一个离合器销35的顶端部抵接于一个离合器卡合部37的竖起面时第1转动体22与第2转动体24的转动相位、和另一个离合器销35的顶端部抵接于处于上述一个离合器卡合部37的对角位置的另外一个离合器卡合部37时第1转动体22与第2转动体24的转动相位之间设定为有相位差，因而，在马达12开始驱动时，支座体33上的一个离合器销35与另一个离合器销35中的任一方先与第2转动体24侧的离合器卡合部37抵接。因此，不必增加第2转动体24侧设置的离合器卡合部37的数量即可实现迅速地使离合器接合，即可实现第2转动体24的结构的简化。

另外，如上所述，第1实施方式中所采用的离合器机构19能够不增加第2转动体24侧设置的离合器卡合部37的数量即可实现迅速地使离合器接合，因而，能够将各离合器卡合部37的刚性维持得较高。即，如果为了实现迅速地使离合接合而增加离合器卡合部37的数量的话，一个离合器卡合部37所具有的壁厚(在第2转动体24的圆周方向上的壁厚)必然会较薄，与其减薄的程度相应，会降低各离合器卡合部37的刚性。然而，在第1实施方式中所采用的离合器机构19中，不必增加离合器卡合部37的数量即可实现迅速地使离合器接合，因而，能够将各离合器卡合部37的刚性维持得较高。

另外，在第1实施方式所采用的离合器机构19中，在一个离合器销35的顶端部抵接于一个离合器卡合部37的竖起面时第1转动体22与第2转动体24的转动相位、和另一个离合器销35的顶端部抵接于处于上述一个离合器卡合部37的对角位置的另外一个离合器卡合部37时第1转动体22与第2转动体24的转动相位间有相位差，该相位差为第2转动体24上相邻的离合器卡合部37间的间距角θ的一半，因而，在马达12开始驱动时，至少在第1转动体22与第2转动体24相对转动离合器卡合部37的间距角θ的一半角度期间内，就能够切实可靠地使一个离合器销35与另一个离合器销35中的任意一个与离合器卡合部37抵接。因而，能够在马达12开始驱动时，迅速且有效地使离合器机构19接合。

另外，本发明并不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨精神的范围内进行种种设计变更。例如，在第1实施方式中，将反力发生装置应用于车辆的油门踏板，然而，反力发生装置也可以适用于油门踏板以外的车辆的操作踏板或者仿真设备的操作踏板等。

【第2实施方式】

下面对本发明第2实施方式所涉及的反力发生装置210配备于车辆的油门踏板装置201的例子进行说明。图12为表示车辆的油门踏板装置201的概略结构图，图13为沿着图12的A-A线的局部剖视图。

如图12、图13所示，油门踏板装置201具有：踏板主体(操作部)202，其设置在驾驶席的置脚部的前方；反力发生装置210，其与踏板主体202连接。

踏板主体202构成为，其基端部固定于以能够转动的方式被支承的支轴203，在驾驶员对踏板主体202的顶端部施加踩踏力时，踏板主体202与支轴203一起转动。踏板主体202被未图示的复位弹簧始终向初始位置(图12中的踏板主体202所处的位置)施力。在踏板主体202上连接着未图示的拉索，该拉索用于根据踏板主体202的操作量(转动角度)来操作调整内燃机的未图示的风门的开度。然而，在内燃机采用电控风门时，也可以设置用于检测踏板主体202的转动角度的转动传感器，根据该转动传感器的检测信号来控制风门的开度。

如图13所示，反力发生装置210具有：马达211，其是用于生成反力的驱动源；反力传递部212，其将反力传递给上述踏板主体202；减速机构213，其配置在马达211的转动轴211a与反力传递部212之间，将马达211的转动减速且增大扭矩后传递给反力传递部212；离合器机构214(参照图14)，其在减速机构213与反力传递部212之间切换反力向反力传递部212侧的传递状态与切断状态。另外，第2实施方式的油门踏板装置201中至少反力发生装置210与支轴203收装在未图示的壳体内。

减速机构213具有与马达211的转动轴211a同轴配置的第1行星齿轮机构221与第2行星齿轮机构231。另外，在下面的说明中，以转动轴211a的轴向上的马达211侧称为一端侧，将减速机构231侧称为另一端侧。另外，将与转动轴211a垂直的方向称为径向，将转动轴211a的转动方向称为周向。

第1行星齿轮机构211具有第1太阳轮222、第1齿圈223与第1行星架224这3个转动结构要素，其中，第1齿圈223与第1太阳轮222同轴配置；第1行星架225啮合于第1太阳轮222以及第1齿圈223，并且，对多个以能够以第1太阳轮222为中心进行公转的方式配置的第1行星齿轮224进行支承，使其能够自转(转动)。

另外，第2行星齿轮231的结构与第1行星齿轮221相同，其具有第2太阳轮(第1转动结构要素)232、第2齿圈(第3转动结构要素)233与第2行星架(第2转动结构要素)235这3个转动结构要素，其中，第2齿圈233与第2太阳轮232同轴配置；第2行星架235啮合于第2太阳轮232以及第2齿圈233，并且，对多个以能够以第2太阳轮232为中心进行公转的方式配置的第2行星齿轮234进行支承，使其能够进行自转(转动)。另外，在图12与后述的图14之后的附图中，为了容易理解第2太阳轮232与第2行星齿轮234的结构，用连接各第2行星齿轮234的中心形成的三角形来表示第2行星架235。

第1行星齿轮机构221的各转动结构要素222、223、225中，第1太阳轮222与马达211的转动轴211a连接。另外，第1齿圈223以不能转动的方式固定于壳体。另外，在第1行星架225的径向上的中央部向轴向上的一端侧延伸设置有第1输出轴225a，该第1输出轴225a与第2行星齿轮机构231的第2太阳轮232连接。

第2行星齿轮机构231的各转动结构要素232、233、235中，第2太阳轮232构成为，其如上所述那样与第1行星架225的第1输出轴225a连接，来自于马达211侧的扭矩输入该第2太阳轮232。另外，第2齿圈233构成为，能够随着踏板主体202(反力传递部212)的动作或者马达211的动作进行转动(具体的作用将在后面叙述)。

在第2行星架235的径向上的中央部向轴向上的一端侧延伸设置有第2输出轴235a，该第2输出轴235a与反力传递部212连接。

反力传递部212具有：减速机构侧臂部241，其固定于上述的第2输出轴235a；支轴侧臂部242，其固定于支轴203；连杆臂部243，其连接在各臂部241、242之间。

减速机构侧臂部241的一端部固定于第2输出轴235a，另一端部支承着连杆臂部243的一端部，连杆臂部243的一端部能够转动。

支轴侧臂部242的一端部固定于支轴203，另一端部支承着连杆臂部243的另一端部，连杆臂部243的另一端部能够转动。因而，各臂部241、242中，随着臂部241、242中一方的动作，臂部241、242中另一方与之联动。

图14为表示第2行星齿轮机构231与离合器机构214处于初始状态的反力发生装置210的俯视图。

这里，如图14所示，离合器机构214具有：突起部252，其从第2齿圈233向径向外侧突出；止挡部253，其形成在壳体的在周向上与突起部252重合的位置，能够与突起部252抵接。

突起部252在第2齿圈233上沿着周向以180°的间隔设置有2个。

止挡部253设置有2个，二者间的间隔按照以转动轴211a为中心各突起部252所成的中心角中较小一方(夹角)来算的话是90°间隔。并且，在图14所示的例子中，上述突起部252中的一个突起部252配置在各止挡部253之间。

突起部252随着第2齿圈233的转动与第2齿圈233一起转动，与任一止挡部253抵接从而限制第2齿圈233的转动。

另外，止挡部253在周向上的间隔设定为，第2齿圈233随着踏板主体202从初始位置转动到最大行程位置而转动的转动角度相等。即，踏板主体202位于初始位置时，其中一个突起部252与另一个止挡部253抵接，踏板主体202位于最大行程位置时，其中一个突起部252与另一个止挡部253抵接。另外，在第2实施方式中，将例如图17所示的其中一个突起部252与另一个止挡部253抵接的状态称为离合器机构214的传递状态，将图14所示那样的其中一个突起部252在周向上离开另一个止挡部252的状态称为离合器机构214的切断状态。

<作用>

下面对上述油门踏板装置201的作用进行说明。图15为表示踏板主体202被踏下的状态的图，是相当于图12的情况的概要结构图。

如图15所示，踏板主体202被驾驶员向克服复位弹簧的作用力的方向踏下时，支轴203与踏板主体202一起向C201方向转动，与其转动角度相应，内燃机的风门开度被调整。另外，踏板主体202从初始位置向C201方向转动，于是，固定于支轴203的支轴侧臂部242与支轴203一起转动，从而减速机构侧臂部241通过连杆臂243而与第2行星架235一起向C202方向转动。

并且，在根据此时的对踏板主体202的踏下速度与车辆的运行状况判断为踏下过度时，开始通过反力发生装置210进行反力控制。具体而言，如图13所示，反力发生装置210的马达211进行驱动，于是，该马达211的扭矩被传递给第1行星齿轮机构211的第1太阳轮222，使第1太阳轮222转动。并且，若第2太阳轮222转动，于是，第1行星齿轮224在进行自转的同时进行公转，从而使第1行星架225转动。

图16～图20为用于说明反力发生装置210的动作的附图，为相当于图14的情况的俯视图。

另外，如图16所示，若第1行星架225转动，则与第1行星架225的第1输出轴225a连接的第2太阳轮232向C203方向转动，并且，与此相随，第2行星齿轮234开始向C204方向进行自转。并且，若第2行星齿轮234向C204方向自转，则第2齿圈233向C205方向转动。即，在离合器机构214处于图16所示的切断状态时，第2齿圈233能够与马达211的动作相随进行转动，因而，第2行星齿轮234并不进行公转，第2齿圈233向C205方向转动。

如图17所示，第2齿圈233进一步向C205方向转动，于是，离合器机构214中其中一个突起部252与另一个止挡部253抵接，第2齿圈233向C205方向的转动被限制。从而，离合器机构214切换为传递状态。并且，若第2齿圈233向C205方向的转动被限制的话，则第2行星齿轮234在向C204方向进行自转的同时沿着第2太阳轮232的周向进行公转。因而，马达211的扭矩作为C206方向的反力，从第2行星架235向反力传递部212输出。

图21为用于说明反力控制中的动作的相当于图15的情况的概略结构图。

并且，如图21所示，从第2行星架235输出的反力通过反力传递部212传递给支轴203(沿图中箭头C207方向)，向使复位弹簧复位的方向(图中箭头C208的方向)传递给支轴203。从而，踏板主体202受到使其向初始位置复位的反力作用。此时，踏板主体202受到马达211相应于踏板主体202的踏下速度与车辆的运行状况输出的扭矩，因而，能够通过驾驶员踩踏踏板主体202的脚部向驾驶员传递内燃机的加速状态的信息与“踏下过度”等信息。

并且，由图16所示的反力控制状态下由于驾驶员对踏板主体部202的踩踏力解除等使得马达211停止驱动时，通过复位弹簧的回复力使支轴203向C208方向(参照图21)转动。从而，通过反力传递部212使第2行星架235向C206方向转动。

如图18所示，若第2行星架235向C206方向转动，则第2行星齿轮234在以第2太阳轮232为中心进行公转的同时向C209方向进行自转。从而，通过使第2齿圈233向C210方向转动，从而使其中一个突起部252离开另一个止挡部253。其结果是，离合器机构214为允许第2齿圈233的转动的切断状态。即，由于第2太阳轮232通过第1行星齿轮机构221而与马达211连接，因而，在离合器机构214处于切断状态时，使第2齿圈233转动所需的扭矩小于使第2太阳轮232转动所需的扭矩。从而，能够在第2太阳轮232随第2行星齿轮234的自转进行的转动被抑制的情况下，使第2齿圈233优先转动。

并且，在踏板主体202回复至初始位置的时刻，突起部252回复至图14所示的状态。

这里，在踏板主体202的踏下程度还不到需通过反力发生装置210进行反力控制的程度时，如上述图15所示那样，支轴203向C201方向转动，从而，反力传递部212动作，通过该反力传递部212使第2行星架235向C202方向转动。从而，如图19所示，第2行星齿轮234在向C204方向进行自转的同时以第2太阳轮232为中心进行公转。此时，如上所述，离合器机构214处于切断状态，在此状态下，使第2齿圈233转动所需的扭矩小于使第2太阳轮232转动所需的扭矩，因而，第2太阳轮232并不转动，第2齿圈233优先向C205方向进行转动(参照图20)。

因而，即便在踏板主体202被驾驶员踏下，通过支轴203使反力传递部212动作时，马达211的转动轴211a并不随之转动。因而，踏板主体202的转动操作不会受到马达211的齿槽转矩等转动阻力的影响。

另外，在由图20所示的状态解除对踏板主体202的踏下操作，由复位弹簧的回复力使踏板主体202返回初始位置时，由上述图18的动作相同的动作使踏板主体202回复至初始位置。

如此，采用第2实施方式，在并未通过马达211进行反力控制时，反力传递部212(踏板主体202)侧受到马达211侧的转动阻力作用这一问题能够得到抑制，能够提高并未通过马达211进行反力控制时的操作感。

并且，在解除了对踏板主体202的踏下操作时，踏板主体202不会受到马达211的转动阻力的影响而能够迅速地返回初始位置。从而，由于能够抑制复位弹簧的弹簧力，因而能够抑制踏板主体202的踏下载荷。

另外，在第2实施方式中，由于具有多个行星齿轮机构221、231，因而能够在实现马达211的小型化以及低成本化的情况下，能够向反力传递部212输出高扭矩。

另外，由于离合器机构214设置在第2行星齿轮机构231侧，因而，在马达211的驱动停止时，由对踏板主体202的操作等使反力传递部212动作时，能够在不受到第行星齿轮机构221的转动阻力的影响的情况下使反力传递部212动作。从而，能够实现操作性的进一步提高。

【第3实施方式】

下面对第3实施方式进行说明。在第3实施方式中，对将上述反力发生装置210应用于车辆用门100(下面仅称为门100)的情况进行说明。另外，在以下的说明中，以车辆的右侧的前门为例进行说明。另外，如无特别记载，下面的说明中的前后上下左右等方向与车辆的方向一致。而且，在下面的说明中，适当地引用上述第2实施方式中的附图标记与功能，并省略其说明。

图22为用于表示门100的关闭位置的剖视图。

如图22所示，门100以能够开闭车身101的门开口部101a的方式被安装，主要具有：门外板102以及门内板103，二者在车宽方向上重叠；门衬104，其从车宽方向内侧安装于门内板103。

门外板102通过压力加工等形成，其外表面构成门100的外侧外观面。

门内板103通过压力加工等形成，以在车宽方向上相对于门外板102隔开间隔的状态配置。门内板103的前部具有向车宽方向的外侧弯曲的前壁部103a，该前壁部103a的前端部连接于门外板102的前端部。另外，门100支承于车身101，其门内板103的前壁部103a能够以转动轴(轴线)O201为中心转动。

在门100与车身101之间安装有用于调整门100的开度的门控制器(操作部)110。门控制器110具有：连杆臂111，其连接在车身101与门100之间；反力发生装置112，其在门100的内部与连杆臂111连接。

连杆臂111沿着门内板103的内表面在前后方向上延伸，并且，通过衬套114以能够在前后方向上移动的方式支承在门内板103的前壁部103a上形成的通孔113内。连杆臂111的头端部(相对于基端部而言)通过通孔113伸出至门100的外部，在车身101上安装着支架115，连杆臂111支承于该支架115，能够以与上述转动轴O201平行的转动轴O202为中心转动。另外，在连杆臂111的基端部上设有用于防止连杆臂111从衬套114脱落的止挡部116。

图23为本发明第3实施方式涉及的反力发生装置112的概略结构图。

如图22、图23所示，反力发生装置112具有：马达211，其是用于生成反力的驱动源；反力传递部121(参照图22)，其将反力传递给上述连杆111传递；减速机构122，其配置在马达211的转动轴211a与反力传递部121之间，将马达211的转动减速且增大扭矩后传递给反力传递部121；离合器机构214(参照图14)，其在减速机构122与反力传递部121之间切换反力向反力传递部121侧的传递状态与切断状态。另外，反力发生装置112中，马达211、减速机构122与离合器机构214被收装在壳体155内。

如图23所示，减速机构122具有与马达211的转动轴211a同轴配置的第1行星齿轮机构141、第2行星齿轮机构142以及第3行星齿轮机构143。各行星齿轮机构141～143的结构与上述第2实施方式的各行星齿轮机构221、231的结构相同，分别具有太阳轮(第1转动结构要素)151、齿圈(第3转动结构要素)152以及行星架153这3个结构要素，并且，与行星架151以及齿圈152啮合的多个行星齿轮154以能够自转以及公转的方式支承于行星架(第2转动结构要素)153。

并且，第1行星齿轮机构141的各转动结构要素151～153中，太阳轮151与马达211的转动轴211a连接，齿圈152固定于壳体155；另外，行星架153通过输出轴153a而与第2行星齿轮机构142的太阳轮151连接。

另外，第2行星齿轮机构142的各转动结构要素151～153中，如上所述，太阳轮151与第1行星齿轮机构141中的行星架153的输出轴153a连接，齿圈152固定于壳体155；另外，行星架153通过输出轴153a而与第3行星齿轮机构143的太阳轮151连接。

第3行星齿轮机构143的各转动结构要素151～153中，如上所述，太阳轮151与第2行星齿轮机构142中的行星架153的输出轴153a连接，齿圈152构成为，能够随着门控制器110的动作或者马达211的动作进行转动。另外，行星架153通过输出轴153a而与反力传递部121连接。

这里，离合器机构214的结构与上述第2实施方式相同，因而，引用图14进行说明，该离合器机构214具有：突起部252，其设置于第3行星齿轮机构143的齿圈152；止挡部253，其形成在壳体155的在周向上与突起部252重合的位置，能够与突起部252抵接。

如图22所示，反力传递部121构成所谓齿条与小齿轮机构，具有：齿条161，其支承于连杆臂111的基端部；小齿轮162，其与齿条161啮合。

齿条161构成为，在连杆臂111的延长线上延伸，并且，能够与连杆臂111联动而在前后方向上移动。

小齿轮162构成为，与上述第3行星齿轮机构143中的行星架153的输出轴153a连接，能够随着齿条161的移动进行转动。

图24为沿着图22的B-B线的剖视图。

另外，如图24所示，在第3实施方式中，反力发生装置112具有用于检测输出轴153a的转动速度与转动角度的转动传感器172。具体而言，转动传感器172具有：转动检测齿轮170，其由磁性体构成，固定于输出轴153a；霍尔电路(霍尔IC)171，其固定于壳体155的在径向上与转动检测齿轮171相对的位置。并且，转动传感器172通过转动检测齿轮170的凸部与凹部经过霍尔电路171时穿过霍尔电路171的磁通密度的变化，来检测出输出轴153a的转动速度与转动角度。从而，在由于手动操作或坡道、强风等造成的(对门100的)急速关闭操作等时检测出其关闭速度。

在具有上述这样的结构的门100中，若使门100以转动轴O201为中心由图22所示的关闭位置转动至图25所示的打开位置，于是，连杆臂111与门100的转动动作联动而以转动轴O202为中心转动。进而，连杆臂111相对于门100向前方被拉动，并且，与连杆臂111的移动相随，齿条161向前方移动，从而，小齿轮162转动。使得，门100处于图25所示的打开位置。

另外，使门100以转动轴O201为中心由图25所示的打开位置转动至图22所示的关闭位置，于是，连杆臂111与门100的转动动作联动而以转动轴O202为中心转动。进而，连杆臂111被拉入门100内，并且，与连杆臂111的移动相随，齿条161向后方移动，从而，小齿轮162转动。使得，门100处于图22所示的关闭位置。

并且，例如在进行上述的门100的关闭操作时，若通过上述转动传感器172检测出对门100的关闭速度过快，则开始通过反力发生装置112进行反力控制。具体而言，马达211的扭矩被第1行星齿轮机构141与第2行星齿轮机构142减速后，输入第3行星齿轮机构143的太阳轮151。从而，第3行星齿轮机构143的太阳轮151转动，于是，与此转动相随，行星齿轮154进行自转，使得齿圈152转动。

之后，齿圈152进一步转动，齿圈152的突起部252(参照图14)与壳体155的止挡部253(参照图14)抵接，离合器机构214(参照图14)处于传递状态。其结果是，齿圈152的转动被限制，从而，行星齿轮154在进行自转的同时以太阳轮151为中心进行公转。使得，马达211的扭矩作为反力由行星架153向小齿轮162(反力传递部121)输出。

由行星架153向小齿轮162输出的反力通过小齿轮162传递给齿条161之后，向前方(打开方向)作用给连杆臂111。

其结果是，能够使门100的关闭速度减小，平缓地关闭门100。

另外，在关闭门100时的关闭速度为不需要通过反力发生装置112进行反力控制时，与连杆臂111以及齿条161向关闭方向(后方)的移动相随，小齿轮162进行转动，从而，第3行星齿轮机构143的行星架153转动。使得，行星齿轮154在进行自转的同时以太阳轮151为中心进行公转。

即，在离合器机构214处于允许齿圈152的转动的切断状态时，使齿圈152转动所需的扭矩小于使太阳轮151转动所需的扭矩，因而，太阳轮151并不转动，齿圈152优先转动。

因而，即便在门100被执行关闭操作、通过连杆臂111使反力传递部121动作时，马达211的转动轴211a并不随之转动。因而，门100的转动操作不会受到马达211的齿槽转矩等转动阻力的影响。

如此，在第3实施方式中，能够达成与上述第2实施方式相同的作用效果，因而，能够提高并未通过马达211进行反力控制时的操作感。另外，在上述第3实施方式中，对关闭操作时的反力控制进行了说明，然而本发明并不限于此，也可以在打开操作时进行反力控制，还可以在关闭操作与打开操作的双方中均进行反力控制。

上面参照附图详细叙述了本发明的具体实施方式，然而，具体的结构并不限于这些实施方式，在不脱离本发明主旨精神的范围内的设计变更等也包含在本发明的范围内。

例如，在第2、第3实施方式中，对设有2级或3级行星齿轮机构的结构进行了说明，然而，本发明并不限于此，可以是设有1级或者4级以上的多级行星齿轮机构的结构。

另外，在第2、第3行驶方式中，对本发明的反力发生装置210、112适用于油门踏板装置201与门100的结构进行了说明，然而，本发明并不限于此，可以将本发明适用于多种装置。

另外，在第2、第3实施方式中，对离合器机构214的突起部252与止挡部253各设有2个的结构进行了说明，然而，本发明并不限于此，可以是各设有例如3个以上等多个。

另外，在第2、第3实施方式中说明的结构是，多个行星齿轮机构中，位于最靠近反力传递部侧的位置的行星齿轮机构(例如第2行星齿轮机构231与第3行星齿轮机构143)与反力传递部之间设有离合器机构214，然而本发明并不限于此。

另外，在第2、第3实施方式中说明的结构是，将太阳轮设定在从马达211接受输入的输入侧，将行星架设定在向反力传递部传递输出的输出侧，在齿圈上设置离合器机构214，然而本发明并不限于此。

此外，可以在不脱离本发明主旨精神的范围内，将第2、第3实施方式中的结构要素适当地置换为公知的结构要素。

【第4实施方式】

下面根据附图对本发明的第4实施方式进行说明。

图26为表示第4实施方式涉及的反力发生装置310所适用的车辆的油门踏板装置301的附图。

油门踏板装置301具有：踏板主体单元302，其设置在驾驶席的置脚部的前方；反力发生装置310，其设置在位于驾驶席的置脚部前方的踏板主体单元302的上方位置。

踏板主体单元302具有：保持座303，其安装于车身；踏板臂(操作踏板、操作部)304，其基端以使踏板臂304能够转动的方式支承于保持座303上设置的支轴303a；踏板主体部305(操作踏板、操作部)，其设置于踏板臂304的顶端部的前表面，供驾驶员施加踩踏力。在保持座303上设有始终对踏板臂304向初始位置施力的未图示的复位弹簧。在踏板臂304上连接着未图示的拉索，该拉索用于根据踏板臂304的操作量(转动角度)来操作调整内燃机的未图示的风门的开度。然而，在内燃机采用电控风门时，也可以在踏板主体单元302中设置用于检测踏板臂304的转动角度的转动传感器，根据该转动传感器的检测信号来控制风门的开度。另外，在踏板臂304的基端的附近部位固定连接着反力传递柄306(反力传递部)，该反力传递柄大致向与踏板臂304的延伸方向相反的方向延伸。

另外，在第4实施方式中，踏板臂304与踏板主体部305构成操作踏板。

图27为表示反力发生装置310的内部结构的附图。图27中表示的是将树脂制的壳体311的壳体罩除去后的状态。

反力发生装置310具有：马达312，其是用于生成反力的驱动源；反力输出轴313(反力传递部)，其以能够转动的方式枢支于壳体311；减速机构314，其将马达312的转动减速且增大扭矩后传递给反力输出轴313。反力输出轴313的轴向上的一端部从壳体311的侧表面伸出到外侧，伸出的端部固定连接着输出柄315(反力传递部)。如图26所示，输出柄315的顶端部能够在转动方向上与踏板主体单元302的反力传递柄306抵接。在踏板主体部305被驾驶员踏下时，输出柄315与反力传递柄306相互抵接。另外，图27中的附图标记316为安装着用于驱动马达312的控制电路的电路基板。

图28为反力发生装置310的反力输出轴313周围的部件的分解结构图，图29为将壳体310等一部分部件去掉，用虚线表示内部的部件的反力发生装置310的主视图。

如图27、图29所示，减速机构314具有：蜗杆轴317，其与马达312的转动轴312a同轴连接；涡轮318，其与蜗杆轴317啮合；小齿轮320，其通过离合器机构319(参照图29)而与涡轮318以能够一起转动的方式连接；扇形齿轮321(反力传递部)，其与小齿轮320啮合，扇形齿轮321与反力输出轴313固定连接。离合器机构319如后面所详述的那样在马达312动作时将涡轮318与小齿轮320连接在一起。

在第4实施方式的减速机构314中，由蜗杆轴317与涡轮318构成第1级减速传动部，由小齿轮320与扇形齿轮321构成第2级减速传动部(最终级减速传动部)。

如图27、图29所示，涡轮318形成在有底圆筒状的第1转动体322的筒壁部322b的外周面。小齿轮320安装在有底圆筒状的第2转动体324上，第2转动体324以同轴且能够相对转动的方式嵌入第1转动体322的筒壁部322b。在第4实施方式中，小齿轮320以其基部侧进入第2转动体324的底壁部的外表面的方式同轴固定在第2转动体324上。小齿轮320与第2转动体324通过贯穿二者的支承销325支承于壳体311。

这里，如图28所示，在反力输出轴313的轴向上的另一端侧固定安装着上述扇形齿轮321，对该扇形齿轮321与反力输出轴313施加使其向初始位置方向转动的力的螺旋弹簧327(施力弹簧)的一端部卡止于该扇形齿轮321。螺旋弹簧327的另一端部卡止于大致呈筒状的弹簧保持件328，弹簧保持件328卡止于壳体311。另外，图28中的附图标记329A、329B为用于将反力输出轴313以能够自由转动的方式支承于壳体311的轴承，附图标记330为用于将输出柄315紧固于反力输出轴313的螺母，附图标记331、332为安装于输出柄315与螺母330之间的轴套与垫圈。

图30为表示第1转动体322的内部结构的附图，图31为剖切第2转动体324的底壁部所得到的附图，图32为表示第1转动体322与第2转动体324的组装状态的附图。

如图29～图30所示，离合器机构319具有：第1转动体322，其通过蜗杆轴317(参照图27)与涡轮318而与马达312的转动轴312a连接；第2转动体324，其通过小齿轮320与扇形齿轮321而与反力输出轴313(参照图27)连接；支座体333，其从正面看大致呈方形，以能够转动的方式配置于第1转动体322的底壁部322a的与第2转动体324相对一侧的表面，在第1转动体322因马达312的驱动而转动时，该支座体333接受来自于第1转动体322的转动力而与第1转动体322向相同方向转动；4个离合器爪335，其以能够转动的方式被保持在支座体333的四角部。另外，离合器机构319还具有：离合器卡合部337，其大致呈三角形，设于第2转动体324的筒壁部的内周面，沿着圆周方向等间隔地设有多个；离合器弹簧336，其对支座体333上的各离合器爪335向使其能够与离合器卡合部337卡合的转动位置施力。在第4实施方式中，离合器弹簧336由扭转螺旋弹簧构成。

在第1转动体322的底壁部322a上突出地设有保持轴338并且突出地设有4个推压体339…，其中，保持轴338对支座体333进行保持使其能够转动；4个推压体339大致离开相等间隔设置在以保持轴338为中心的一个圆上。保持轴338与推压体339…突出地设置于底壁部322a的面对第2转动体324一侧的表面。

支座体333的中心部以使支座体333能够转动的方式支承于保持轴338，保持轴338突出地设置于第1转动体322的轴心位置。在保持轴338的中心部设有在轴向上贯穿第1转动体322的轴孔323。该轴孔323中嵌入支承小齿轮320与第2转动体324的上述支承销325。第1转动体322通过支承销325以能够转动的方式支承于壳体311。

在支座333的外缘的四角部设有支轴340，离合器爪335以能够转动的方式支承于支轴340。支座体333的支轴340与以使之能够转动的方式支承第1转动体322的支承销325平行设置。离合器爪335的从正面看大致形成为圆形的基部335a以能够转动的方式被支轴340支承，从该基部335a突出地设有大致呈梯形的爪片335b。

这里，将马达312驱动时第1转动体322所转动的方向(图29中箭头所示方向)称为正转方向，那么，各离合器爪335被离合器弹簧336从第1转动体322的正转方向的前方侧向径向外侧施力。各离合器爪335能够在离合器接合位置与离合器断开位置间移动，在离合器接合位置，爪片335b的顶端侧以支轴340为中心朝向第1转动体322的径向外侧；在离合器断开位置，爪片335b的顶端侧以支轴340为中心朝向正转方向前方侧。另外，在离合器爪335位于离合器接合位置时，爪片335b的顶端部位于第2转动体324的离合器卡合部337的转动轨道上，在离合器爪335位于离合器断开位置时，爪片335b的顶端部位于第2转动体324的离合器卡合部337的转动轨道的内侧。如上所述，离合器爪335被离合器弹簧336向离合器接合位置施力，因而，在初始状态，离合器爪335能够与离合器卡合部337卡合。

另外，在各离合器爪335的爪片335b的顶端侧设有前端面与锥面335c，在离合器爪335位于离合器接合位置时，前端面朝向第1转动体332的正转方向前方，锥面335c由连接在爪片335b的顶端侧的朝向正转方向后方的后端面与上述前端面之间的向后下方倾斜的斜面构成。在离合器爪335位于离合器接合位置的情况下，在第2转动体324的离合器卡合部337比支座体333先行向正转方向转动时，上述锥面335c与离合器卡合部337抵接。并且，由此时锥面335c受到的载荷使离合器爪335克服离合器弹簧336的作用力而向正转方向的前方侧转动。使得，离合器机构319处于离合器断开状态。

第1转动体322的底壁部322a上突出设置的4个推压体339配置在支座体333所支承的各离合器爪335的基部335a的正转方向后方侧。在各推压体339的正转方向前方侧设有从正转方向后方侧与各离合器爪335的基部335a抵接的平坦的推压面339a。通过使该推压面339a从正转方向后方侧与离合器爪335的基部335a抵接，来限制离合器爪335的转动。因而，在第4实施方式中，推压面339a兼具对离合器爪335的转动进行限制使离合器爪335位于离合器接合位置的转动限制部的功能。另外，转动限制部也可以设置在支座体333上。

另外，如图31所示，第2转动体324的各离合器卡合部337具有形成在正转方向后方侧的卡合面337a与形成在正转方向前方侧的锥面337b，其中，卡合面337a大致沿着第2转动体324的径向形成，在离合器接合时，与离合器爪335的前端面抵接；锥面337b相对于第2转动体324的径向倾斜形成。在离合器爪335位于离合器接合位置的情况下，在第2转动体324的离合器卡合部337比支座体333先行向正转方向转动时，锥面337b与离合器爪335的锥面335c抵接。

位于支座体33上的对角位置的一对离合器爪335、335与位于与其相隔90°角度的位置的剩余的一对离合器爪335、335分别与第2转动体324的离合器卡合部337卡合时的转动相位间设定有相位差。因而，在第1转动体322与第2转动体324进行离合器接合动作时，一对离合器爪335、335与剩余的一对离合器爪335、335中的任一方先与离合器卡合部337卡合。

图33为表示操作踏板(踏板主体部305、踏板臂304)被踏下时反力发生装置310的动作的附图，图34为表示操作踏板(踏板主体部305、踏板臂304)急速返回时反力发生装置310的动作的附图。下面参照这些附图对反力发生装置310的动作进行说明。

若图26所示的踏板主体部305被驾驶员踏下，则踏板臂304以支轴303a为中心向图中逆时针方向转动，与其转动角度相应，内燃机的风门的开度被调整。另外，若踏板臂304从初始位置向逆时针方向转动，则踏板臂304上固定的反力传递柄306与踏板臂304一起向逆时针方向转动，与反力传递柄306的顶端部抵接的反力发生装置310的输出柄315与反力输出轴313一起向图26中的顺时针方向转动。

此时，若根据踏板主体部305的踏下速度与车辆的运行状况使反力发生装置310的马达312进行驱动，则该马达312的驱动力通过蜗杆轴317与涡轮318的啮合部使第1转动体322向正转方向(图29、图33(B)中的箭头所示的方向)转动。另外，此时支座体333的各离合器爪335受到离合器弹簧336的作用力而位于离合器接合位置。

如此，第1转动体322向正转方向转动，于是，如图33(B)所示，第1转动体322上突出设置的推压体339与支座体333上的离合器爪335的基部335a抵接。在此状态下，第1转动体322进一步向正转方向转动，于是，支座体333被第1转动体322推压而要与第1转动体322一起向正转方向转动。此时，由于离合器爪335受到离合器弹簧336的作用力而位于离合器接合位置，因而，任意一对离合器爪335、335与第2转动体324的任一离合器卡合部337抵接。如此，离合器爪335与离合器卡合部337抵接，于是，离合器爪335的爪片335b的基端侧的后端面与推压体339抵接，离合器爪335的转动位置被保持在离合器接合位置。在此状态下，若第1转动体322向正转方向转动，则其转动力通过离合器爪335与离合器卡合部337的抵接部传递给第2转动体324。此时，离合器机构319处于接合状态。

如此，离合器机构319处于接合状态，于是，如图29所示，第2转动体324的小齿轮320向正转方向转动，使与该小齿轮320啮合的扇形齿轮321向图29中顺时针方向转动。其结果是，如图29中的箭头所示，与扇形齿轮321固定连接的反力输出轴313与输出柄315克服螺旋弹簧327的作用力而向图29中顺时针方向转动，如图26中箭头所示，输出柄315通过踏板主体单元302的反力传递柄306而将反力传递给踏板臂304。

此时，由于马达312对踏板臂304输出(产生)与对踏板主体305的踏下速度与车辆的运行状况相应的扭矩，因而，能够通过驾驶员踩踏踏板主体部305的脚部向驾驶员传递内燃机的加速状态的信息与“踏下过度”等的信息。

另外，如图34(A)所示，若由操作踏板(踏板主体部305)被踏下的状态驾驶员急速解除对操作踏板(踏板主体305)的踩踏力，则操作踏板在未图示的复位弹簧的作用力的作用下要返回初始位置，反力发生装置310的输出柄315受到螺旋弹簧327的作用力而要追随操作踏板的返回动作。从而，第2转动体324要通过反力输出轴313向返回方向转动。

此时，在反力发生装置310的离合器机构319中，第2转动体324比支座体333先行要向螺旋弹簧327的施力方向转动，因而，支座体333上的各离合器爪335被第2转动体324的离合器卡合部337向离合器断开方向推下。其结果是，离合器机构319处于断开状态，允许第2转动体324向正转方向自由转动。因而，输出柄315不会受到马达312的转动阻力的影响而迅速地追随操作踏板的返回动作。

如上，在第4实施方式的反力发生装置310中，第2转动体324比支座体333先行要向螺旋弹簧327的施力方向转动时，支座体333所保持的离合器爪335被离合器卡合部337向离合器断开方向推下，因而，在操作踏板急速返回时，能够迅速地使第1转动体322与第2转动体324之间的离合器机构319处于断开状态，能够防止输出柄315的向返回方向的转动受到马达312侧的转动阻力妨碍这一问题。

因而，在采用第4实施方式的反力发生装置310时，当操作踏板急速返回时，能够使输出柄315迅速地追随操作踏板的返回动作，当操作踏板在其后立即被再次踏下时也能够使马达312的反力输出迅速地作用于操作踏板。

另外，在第4实施方式的反力发生装置310中，第2转动体324的离合器卡合部337沿着以第2转动体324的转动轴心为中心的圆周方向以等间隔设有多个，并且，离合器爪335在第1转动体322的转动圆周上设有多个，支座体333上的一对离合器爪335、335与离合器卡合部337卡合时的转动相位、和另一对离合器爪335、335与离合器卡合部337卡合时的转动相位间设定有相位差。因而，在该反力发生装置310中，第1转动体322与第2转动体324进行离合器接合动作时，能够使一对离合器爪335、335与剩余的另一对离合器爪335、335中靠近离合器卡合部337的那一方先与离合器卡合部337卡合。因而，能够迅速地实现离合器接合。

另外，采用第4实施方式的反力发生装置310时，由于在马达312的转动轴312a与反力输出轴313之间设有使马达312的扭矩增大的减速机构314，因而，即便马达312是小扭矩的小型通用马达，也能够使足够的反力作用于踏板主体单元302的踏板臂304。因而，在该反力发生装置310中能够采用小型的通用马达，实现反力发生装置310的小型化、轻量化。

另外，本发明并不限于上述实施方式，可以在不脱离其主旨精神的范围内进行种种设计变更。例如，在第4实施方式中，支座体333与第1转动体322分体形成，然而，也可以使支座体333与第1转动体一体形成。

另外，在第4实施方式中，将反力输出装置适用于车辆的油门踏板，然而，反力发生装置也可以适用于油门踏板以外的车辆的操作踏板或者仿真设备的操作踏板等。

附图标记说明

10反力输出装置；12马达；13反力输出轴(反力传递部)；14减速机构；15输出柄(反力传递部)；21扇形齿轮(反力传递部)；19离合器机构；22第1转动体；24第2转动体；33支座体；35离合器销；36复位弹簧；37离合器卡合部；202踏板主体(操作部)；210、112反力输出装置；211马达；211a转动轴；212、121反力传递部；214离合器机构；231第2行星齿轮机构(行星齿轮机构)；232第2太阳轮(太阳轮、第1转动结构要素)；233第2齿圈(齿圈、第3转动结构要素)；234第2行星齿轮(行星齿轮)；235第2行星架(行星架、第2转动结构要素)；110车辆用门(操作部)；143第3行星齿轮机构；151太阳轮(第1转动结构要素)；152齿圈(第3转动结构要素)；153行星架(第2转动结构要素)；154行星齿轮；304踏板臂(操作踏板、操作部)；305踏板主体部(操作踏板、操作部)；310反力发生装置；312马达；313反力输出轴(反力传递部)；315输出柄(反力传递部)；321扇形齿轮(反力传递部)；319离合器机构；322第1转动体；324第2转动体；327螺旋弹簧(施力弹簧)；333支座体；335离合器爪；336离合器弹簧；337离合器卡合部。

Claims (4)

1.一种反力发生装置，其用于对操作部产生反力，其特征在于，具有：

马达，其是用于生成反力的驱动源；

反力传递部，其将反力传递给所述操作部；

离合器机构，其安装在所述马达与所述反力传递部之间，根据所述马达的驱动状态来切换所述马达与所述反力传递部间的切断状态与连接状态，

还具有行星齿轮机构，其配置在所述马达与所述反力传递部之间，

所述行星齿轮机构具有：

太阳轮，来自于所述马达侧的扭矩被输入该太阳轮；

齿圈，其与所述太阳轮同轴配置；

行星齿轮，其与所述太阳轮相互啮合且与所述齿圈相互啮合；

行星架，其对所述行星齿轮进行支承使该行星齿轮能够自转以及公转，所述行星架向所述反力传递部侧输出反力，

所述离合器机构具有：

突起部，其突出设置于所述齿圈；

止挡部，其能够与所述突起部抵接，

在所述马达转动时，所述突起部与所述止挡部抵接，限制所述齿圈转动，在所述马达停止转动时，所述突起部离开所述止挡部，允许所述齿圈转动。

2.根据权利要求1所述的反力发生装置，其特征在于，

具有多个所述行星齿轮机构，

所述离合器机构在多个所述行星齿轮机构中位于最靠近所述反力传递部侧的所述行星齿轮机构与所述反力传递部之间切换反力向所述反力传递部侧的传递状态与切断状态。

3.根据权利要求1所述的反力发生装置，其特征在于，在所马达与所述反力传递部间还设有减速机构，该减速机构在由所述马达的转动轴向所述反力传递部传递驱动力的路径中使转动减速并增大扭矩。

4.根据权利要求3所述的反力发生装置，其特征在于，

在所述路径中，所述减速机构具有使转动分级减速的多级减速传动部，

在所述路径中，所述离合器机构安装在比最接近所述反力传递部的最终级减速传动部更靠马达侧的位置。