JP2004108214A

JP2004108214A - Accelerator device

Info

Publication number: JP2004108214A
Application number: JP2002270436A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hario; 針生　鉄男; Shigeru Hasegawa; 長谷川　茂; Masahiro Makino; 牧野　匡宏; Hiroshi Takeyama; 竹山　博司
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP4465703B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an accelerator device for detecting the rotational angle of an accelerator pedal with high accuracy. <P>SOLUTION: The accelerator device comprises a supporting member having a bearing part 17, an accelerator pedal 2 having a stepping part 23, an abutting part 28, a shaft part 20 and a locking part 37 in this order from one end part side to the other end part side in which the shaft part 20 is borne by the bearing part 17 and rotatably supported by the supporting member in the forward direction and the reverse direction, and the stepping force in the forward direction is applied to the stepping part 23, urging members 4 and 5 which are locked to the locking part 37 to apply the urging force in the reverse direction to the locking part 37, a pedal stopper 7 which applies the resistant force in the forward direction against the urging force is applied to the abutted part 28 when the abutting part 28 is abutted by releasing the stepping force to the stepping part 23, and the rotation in the reverse direction of the accelerator pedal 2 is limited, and permits the rotation in the forward direction and the reverse direction of the accelerator pedal 2 when the abutting part 28 is detached by applying the stepping force to the stepping part 23, and a rotational angle sensor to detect the rotational angle of the accelerator pedal 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運転者によるアクセルペダルの踏込操作に応じて車両の運転状態を制御するアクセル装置が知られている。このアクセル装置では、車両に固定される支持部材の軸受部でアクセルペダルの軸部を軸受けすることにより、アクセルペダルを軸部の軸線周りに回動可能にしている。そしてアクセル装置では、踏込操作によりアクセルペダルの踏部に印加される踏力Ｆ_ｔが増大するときアクセルペダルを正転方向に回転させ、踏力Ｆ_ｔが減少するときアクセルペダルをその係止部が係止するスプリングの付勢力Ｆ_ｓにより逆転方向に回転させる。尚、アクセル装置においてアクセルペダルの逆転方向への回転は、アクセルペダルの当接部がペダルストッパに当接しペダルストッパから付勢力Ｆ_ｓに対する抗力Ｆ_ｒを受けることで制限される。
【０００３】
また近年、アクセル装置の一種として、アクセルペダルを車両のスロットル装置と機械的に連結しないアクセルバイワイヤ方式の装置が開発されている。このアクセルバイワイヤ方式の装置では、回転角センサによりアクセルペダルの回転角度を検出し、その検出結果をスロットル装置の制御装置に出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に模式的に示すように従来のアクセル装置では、アクセルペダル１００の一端部側から他端部側に向かって順に踏部１０１、軸部１０２、当接部１０３及び係止部１０４を設けている。このように各部１０１〜１０４を配設したアクセルペダル２は、軸部１０２の軸線Ｐを支点とする「てこ」として図８に示すように力を受ける。
【０００５】
具体的に図８（Ａ）は、踏部１０１への踏力Ｆ_ｔが解除されたときの様子を示している。この踏力解除時には軸線Ｐ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部１０２の片側に並ぶ係止部１０４と当接部１０３とにそれぞれ、スプリング１０５の逆転方向αの付勢力Ｆ_ｓとそれに対する正転方向βの抗力Ｆ_ｒとが作用する。その結果、付勢力Ｆ_ｓ及び抗力Ｆ_ｒの合力Ｆ_１を受ける軸部１０２は、それと軸受部１０７の間に存在し径方向の軸ガタを生むクリアランス１０８に起因して、合力Ｆ_１方向（図８（Ａ）の右斜め上方向）に軸ずれする。
【０００６】
一方、図８（Ｂ）は、踏部１０１に踏力Ｆ_ｔが印加されたときの様子を示している。この踏力印加時には軸線Ｐ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部１０２両側の係止部１０４と踏部１０１とにそれぞれスプリング１０５の逆転方向αの付勢力Ｆ_ｓと正転方向βの踏力Ｆ_ｔとが作用する。そのため、軸部１０２が受ける付勢力Ｆ_ｓ及び踏力Ｆ_ｔの合力Ｆ_２は、踏力解除時に軸部１０２が受ける合力Ｆ_１に対してほぼ反対方向（図８（Ｂ）の左斜め下方向）の力となる。したがって、合力Ｆ_２を受ける軸部１０２はクリアランス１０８に起因して、踏力解除時とはほぼ反対方向に軸ずれする。
【０００７】
このように従来のアクセル装置によると、踏力Ｆ_ｔの印加時と解除時とで軸部１０２の軸ずれ方向が大きく変化する。そのため、アクセルバイワイヤ方式の従来装置では図９に示すように、アクセルペダル１００の踏込ストロークに対するセンサ出力の線形性が軸ずれ方向の変化によって乱される。これにより、アクセルペダル１００の回転角度の検出精度が低下する。
本発明の他の目的は、アクセルペダルの回転角度を高精度に検出するアクセル装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１及び２に記載のアクセル装置によると、アクセルペダルは、その一端部側から他端部側に向かって順に踏部、当接部、軸部及び係止部を有する。踏部への踏力の解除により当接部がペダルストッパに当接するとき、軸部両側の係止部と当接部とにはそれぞれスプリングの逆転方向の付勢力とその付勢力に対する正転方向の抗力とがモーメントの釣り合いを満たすように作用する。その結果、付勢力及び抗力の合力Ｆ_１を受ける軸部は、軸受部との間における径方向の軸ガタ（以下、単に軸ガタという）に起因して合力Ｆ_１方向に軸ずれする。一方、踏部への踏力の印加により当接部がペダルストッパから離れるとき、軸部両側の係止部と踏部とにはそれぞれ逆転方向の付勢力と正転方向の踏力とがモーメントの釣り合いを満たすように作用する。そのため、軸部が受ける付勢力及び踏力の合力Ｆ_２は、踏力解除時に軸部が受ける上記合力Ｆ_１に対して同方向の成分を持つ方向変化の小さな力となる。よって踏力印加時においては、踏力解除時の軸ずれ方向に対して角度差の小さな合力Ｆ_２方向に軸部の軸ずれが生じる。したがって請求項１及び２に記載のアクセル装置によれば、軸部の軸ずれ方向変化が抑制されるアクセルペダルについて回転角度を検出できるので、その検出精度を高めることができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載のアクセル装置によると、支持部材は開口を有する箱形に形成され、ペダルストッパは支持部材において開口を囲む部分に一体に設けられる。これにより、ペダルストッパの形成が容易となる。
本発明の請求項４に記載のアクセル装置によると、ペダルストッパが当接部との当接により当接部から受ける力の作用線は、支持部材において開口を囲む部分の厚さ方向の軸線に垂直となる。これにより、ペダルストッパの設けられる部分についてペダルストッパからの伝達力に対する破損強度を向上することができる。
【００１０】
本発明の請求項５に記載のアクセル装置によると、アクセルペダルの回転に伴って当接部とペダルストッパとの間に形成される隙間を当接部よりも踏部側から覆う覆部をアクセルペダルは有する。これにより、アクセルペダルの踏部に載せられる運転者の足が当接部とペダルストッパとの間に挟み込まれて回転角センサの出力が変化することを防止できる。
【００１１】
本発明の請求項６に記載のアクセル装置によると、当接部は平坦な当接面を形成し、ペダルストッパは、所定の曲率で湾曲する湾曲凸面を形成しその湾曲凸面により当接面に当接する。これにより、ペダルストッパが当接部との当接により当接部から受ける力の向きについて、当接点から湾曲凸面の曲率中心に向かう方向に限定することができる。したがって、ペダルストッパやそれと一体に設けられる部材の強度設計が容易となる。
【００１２】
本発明の請求項７に記載のアクセル装置によると、ペダルストッパは補強リブを有し、特にその補強リブは、ペダルストッパが当接部との当接により当接部から受ける力の作用線に沿って形成されるので、ペダルストッパの破損強度を確実に向上することができる。
本発明の請求項８に記載のアクセル装置によると、ペダルストッパは、金属芯材を埋設した樹脂材で形成される。これにより、ペダルストッパの破損強度を向上することができると共に、ペダルストッパの熱変形を抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例によるアクセル装置を図２及び図３に示し、そのアクセル装置の分解図を図４に示す。アクセル装置１は車両に搭載され、運転者によるアクセルペダル２の踏込操作に応じて車両の運転状態を制御する。本実施例のアクセル装置１はアクセルバイワイヤ方式を採用しており、アクセルペダル２は車両のスロットル装置に機械的に連結されていない。その代わりアクセル装置１はアクセルペダル２の回転角度を車両のエンジン制御装置（ＥＣＵ）に伝達し、その回転角度に基づいてＥＣＵがスロットル装置を制御する。
【００１４】
アクセル装置１においてアクセルペダル２は、支持部材としてのハウジング３に軸部２０を軸支され、軸部２０の軸線Ｏを中心として正転方向Ｘ及び逆転方向Ｙに回転可能である。ハウジング３は、開口１０を有する箱形に樹脂材で形成され、底板１１、天板１２、側板１３，１４及び繋板１５を有している。
【００１５】
底板１１はボルト等により車両に固定される。底板１１の内壁には嵌合部４１が設けられている。底板１１に向き合う天板１２には、後述するペダルストッパ７が一体に設けられている。天板１２の内壁には段付きの係止孔１６が設けられている。側板１３，１４は、底板１１及び天板１２に垂直に接続され互いに向き合っている。一方の側板１３は、図４（Ｂ）に示すようにしてハウジング３の他の部位に着脱可能である。側板１３の内壁面から軸受部１７が円筒状に突出している。側板１３は、軸受部１７の内周側に配設された回転角センサ６を軸受部１７の基端部側を閉塞する部分により支持している。側板１３の外壁には、回転角センサ６に電気接続されるターミナル１８を埋設したコネクタ１９が設けられている。繋板１５は、底板１１の一端部と天板１２の一端部との間並びに側板１３，１４の各一端部の間を繋ぐように設けられている。ハウジング３の開口１０は、底板１１の他端部と天板１２の他端部との間並びに側板１３，１４の各他端部の間に形成されている。
【００１６】
アクセルペダル２は、軸部２０を有するアーム２１と、ロータ２２とから構成されている。
アーム２１は樹脂材で形成され、鈍角をなすＶ字状に延伸している。アーム２１は、軸部２０よりも一端部２１ａ側を開口１０からハウジング３の外部に突出させており、その突出部分に踏部２３を有している。踏部２３は、運転者の足により図２の上側から踏込操作されることによって正転方向Ｘの踏力Ｆ_ｔを印加される。
【００１７】
アーム２１は、踏部２３と軸部２０の間から他端部２１ｂ側に延びる部分をハウジング３内に収容され、その収容部分に二つの側壁部２４，２５を有している。側壁部２４，２５はアーム２１のＶ字の屈曲部分に設けられ、軸線Ｏ方向において互いに平行に向き合っている。側板１３に正対する側壁部２５に軸部２０が設けられている。軸部２０は、側壁部２５の側板１３側の壁面から軸線Ｏ方向に概ね円筒状に突出している。軸部２０は側板１３の軸受部１７の内周側に挿入されて、当該軸受部１７に回動自在に軸受けされている。この軸受部１７による軸部２０の軸受けによって、アーム２１は軸線Ｏ周りの正転方向Ｘ及び逆転方向Ｙに回転可能である。尚、運転者が踏部２３を踏み込むとき、アーム２１は正転方向Ｘに回転する。本実施例では、軸部２０の外周面と軸受部１７の内周面との間に径方向の軸ガタを生じさせるクリアランスが存在しており、そのクリアランスの範囲内で軸部２０の径方向変位が許容されている。
【００１８】
軸部２０において軸線Ｏを挟む周方向の二箇所には、互いに極性の異なる磁石部２６，２７が一体回動可能に埋設されている。二つの磁石部２６，２７が形成する磁界の向きは、軸部２０の回転角度に応じて変化する。側板１３が支持する回転角センサ６はホール素子又は磁気抵抗素子等を備え、その外周側に隙間をあけて配設された磁石部２６，２７の形成磁界を軸部２０に非接触で検出する。回転角センサ６は、ターミナル１８に電気接続されたＥＣＵに検出信号を出力する。その回転角センサ６の出力する検出信号は軸部２０の回転角度を表している。
【００１９】
アーム２１は、軸部２０と踏部２３の間となる部分に当接部２８を有している。図６に示すように当接部２８は、軸部２０の径方向（同図に方向軸線をＲで示す）に延伸する平坦面２９を形成している。この平坦面２９が、ペダルストッパ７に当接する当接面２９を構成している。アーム２１はさらに、当接部２８と踏部２３の間であって開口１０よりも突出している部分に覆部３０を有している。図５に示すように覆部３０は、アーム２１の回転に伴って当接部２８とペダルストッパ７との間に形成される隙間３１を当接部２８よりも踏部２３側から覆うことができる。
【００２０】
ロータ２２は樹脂材で形成され、ハウジング３内に収容されている。図３及び図４（Ａ）に示すように、ロータ２２は円盤状の回動部３３を有し、回動部３３の両側面をアーム２１の両側壁部２４，２５に挟まれている。回動部３３において側壁部２５側の側面には、複数のはす歯３５が設けられている。複数のはす歯３５は軸線Ｏの周りに等間隔に配列されている。アーム２１の側壁部２５において回動部３３側の壁面には、複数のはす歯３４が設けられている。複数のはす歯３４は軸線Ｏの周りに等間隔に配列され、軸線Ｏ方向で向かい合うはす歯３５のいずれかに噛み合っている。この噛み合いにより、アーム２１とロータ２２とが軸線Ｏ周りに一緒に回動可能となっている。例えば、運転者がアーム２１の踏部２３を踏み込むときロータ２２はアーム２１と共に正転方向Ｘに回転する。回動部３３の側壁部２４側の側面と側壁部２４の回動部３３側の壁面との間にはフリクションワッシャ３６が介装されている。図２に示すようにフリクションワッシャ３６は、天板１２に設けられたペダルストッパ７に回動不能に係合され、回動する回動部３３及び側壁部２４の双方と摺接して摩擦力を生む。
【００２１】
ロータ２２はさらに係止部３７を有している。図４（Ａ）に示すように係止部３７は、回動部３３の外周縁部からその接線方向に板状に突出している。係止部３７は、図２及び図３に示すように、アーム２１の側壁部２４，２５よりも端部２１ｂ側となる部分に沿って形成され、板厚方向の両面を底板１１と天板１２とに対向させている。係止部３７の天板１２側の面から段付き円柱状の突部３８が突出している。
【００２２】
付勢部材としての第一及び第二スプリング４，５は共に圧縮コイルスプリングで構成されている。第二スプリング５は、そのコイル径を第一スプリング４のコイル径よりも小さくされ、第一スプリング４の内周側に配設されている。各スプリング４，５の一端部は、天板１２の係止孔１６に嵌入されて係止されている。一方、各スプリング４，５の他端部は、係止部３７の突部３８に嵌合されて係止されている。以上により各スプリング４，５は、逆転方向Ｙの付勢力をロータ２２の係止部３７に直接に且つアーム２１に間接的に及ぼしている。ロータ２２及びアーム２１は、かかるスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_ｓによって逆転方向Ｙへ回転して戻ることができる。
【００２３】
係止部３７よりも各スプリング４，５の付勢方向前側に補助係止部３９が配設されている。補助係止部３９は、アーム２１の側壁部２４，２５よりも端部２１ｂ側となる部分に形成され、係止部３７の反スプリング側を覆う皿状を呈している。補助係止部３９は、係止部３７が破損して回動部３３から離脱した場合に、係止部３７を係止して各スプリング４，５の上記他端部を間接的に係止することができる。
【００２４】
以上説明したように本実施例では、アーム２１の端部２１ａがアクセルペダル２の一端部を構成し、アーム２１の端部２１ｂ及びロータ２２の係止部３７の突出側端部３７ａがアクセルペダル２の他端部を構成している。そして本実施例では、アクセルペダル２の一端部２１ａ側から他端部２１ｂ，３７ａ側に向かって順に踏部２３、覆部３０、当接部２８、軸部２０及び係止部３７が形成されている。
【００２５】
補助係止部３９よりも各スプリング４，５の付勢方向前側となる位置に弾性部材４０が配設されている。弾性部材４０は、底板１１の嵌合部４１に嵌合されて底板１１に固定され、補助係止部３９の反係止部側に当接可能である。補助係止部３９が弾性部材４０に当接するとき、弾性部材４０は弾性変形することで打音の発生を抑制する。
【００２６】
図２に示すようにペダルストッパ７は、開口１０を囲むハウジング３の縁部のうち天板１２の縁部４４からアーム２１の当接部２８に向かって突出している。ペダルストッパ７は天板１２との一体樹脂成形により形成され、金属芯材としての金属製インサートナット４５が埋設されている。さらにペダルストッパ７には、複数の補強リブ４６が設けられている。
【００２７】
図６に示すようにペダルストッパ７の突出端面４７は、軸線Ｏに垂直な断面において所定の曲率で湾曲する湾曲凸面を形成している。ペダルストッパ７は、その湾曲凸面４７によりアーム２１の当接部２８の当接面２９に当接可能である。当接部２８がペダルストッパ７から離れるとき、ペダルストッパ７はアーム２１及びロータ２２の正逆両方向Ｘ，Ｙへの回転（すなわち回動）を許容する。これに対し、逆転方向Ｙに回転するアーム２１の当接部２８がペダルストッパ７に当接するとき、ペダルストッパ７はスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_ｓに対する正転方向Ｘの抗力Ｆ_ｒを当接部２８に及ぼして、アーム２１及びロータ２２の逆転方向Ｙへの回転を制限する。このとき、所定曲率の湾曲凸面４７に平坦な当接面２９が当接することでペダルストッパ７は、当接面２９に垂直な方向であって当接点から湾曲凸面４７の曲率中心に向かう方向の力Ｆ_ｃを当接部２８より受ける。本実施例においてペダルストッパ７が当接部２８より受ける力Ｆ_ｃの方向軸線Ｓすなわち作用線Ｓは、縁部４４をなす天板１２の厚さ方向の軸線Ｔに垂直となっている。また補強リブ４６は、ペダルストッパ７が当接部２８より受ける力Ｆ_ｃの作用線Ｓに沿って延びるように形成されている。
【００２８】
次にアクセル装置１の作動について説明する。
運転者がアーム２１の踏部２３に印加する踏力Ｆ_ｔを調整すると、はす歯３４，３５同士が噛み合うアーム２１とロータ２２とがフリクションワッシャ３６に摺接しつつ一緒に回動する。このとき回転角センサ６は、アーム２１の軸部２０の回転角度を磁石部２６，２７の形成磁界に基づいて検出する。
【００２９】
運転者が踏力Ｆ_ｔを増大させるとき、アーム２１及びロータ２２は正転方向Ｘに回転する。正転方向Ｘへの回転に伴ってアーム２１及びロータ２２には、スプリング４，５の合成付勢力Ｆ_ｓ及びフリクションワッシャ３６との間の摩擦力Ｆ_ｆが逆転方向Ｙに働く。このとき、圧縮されるスプリング４，５は合成付勢力Ｆ_ｓを増大させる。またこのとき、はす歯３４，３５の噛み合い作用によりアーム２１の側壁部２５とロータ２２の回動部３３とを軸線Ｏ方向両側に離間させる力が増大し、それと共に摩擦力Ｆ_ｆが増大する。
【００３０】
一方、運転者が踏力Ｆ_ｔを減少させるとき、アーム２１及びロータ２２はスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_ｓによって逆転方向Ｙに回転する。逆転方向Ｙへの回転に伴ってアーム２１及びロータ２２には、フリクションワッシャ３６との間の摩擦力Ｆ_ｆがスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_ｓとは反対の正転方向Ｘに働く。このときアーム２１の戻りに従って伸長するスプリング４，５は合成付勢力Ｆ_ｓを減少させる。またこのとき、はす歯３４，３５の噛み合い作用によりアーム２１の側壁部２５とロータ２２の回動部３３とを軸線Ｏ方向両側に離間させる力がアーム２１の戻りに従って減少し、それと共に摩擦力Ｆ_ｆが減少する。
以上説明したことからアクセル装置１では、アクセルペダル２の踏み込み時と戻し時とでアーム２１及びロータ２２に作用する力の特性にヒステリシスが生じる。そのため、アクセルペダル２を一定位置に保持し易い。
【００３１】
ところで、踏部２３への踏力Ｆ_ｔが解除されて当接部２８がペダルストッパ７に当接すると、アクセルペダル２の逆転方向Ｙへの回転が制限される。かかる踏力解除時のアクセルペダル２について、軸線Ｏを支点とする「てこ」として捉えると、当該アクセルペダル２には図１（Ａ）に模式的に示すように力が作用する。すなわち、踏力解除時には軸線Ｏ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部２０両側の係止部３７と当接部２８とにそれぞれ、スプリング４，５の逆転方向Ｙの合成付勢力Ｆ_ｓとそれに対する正転方向Ｘの抗力Ｆ_ｒとが作用する。その結果、合成付勢力Ｆ_ｓ及び抗力Ｆ_ｒの合力Ｆ_１を受ける軸部２０は、軸受部１７との間のクリアランス５０に起因して合力Ｆ_１方向（図１（Ａ）の左斜め下方向）に軸ずれを起こす。
【００３２】
これに対し、踏部２３に踏力Ｆ_ｔが印加されて当接部２８がペダルストッパ７から離れたときのアクセルペダル２を上記と同様に「てこ」として捉えると、当該アクセルペダル２には図１（Ｂ）に模式的に示すように力が作用する。すなわち、踏力印加時には軸線Ｏ周りのモーメントの釣り合いを満たすよう、軸部２０両側の係止部３７と踏部２３とにそれぞれスプリング４，５の逆転方向Ｙの合成付勢力Ｆ_ｓと正転方向Ｘの踏力Ｆ_ｔとが作用する。そのため、軸部２０が受ける合成付勢力Ｆ_ｓ及び踏力Ｆ_ｔの合力Ｆ_２は、踏力解除時に軸部２０が受ける合力Ｆ_１方向の成分とそれに垂直な方向との成分に分解したとき後者の成分よりも前者の成分が充分に大きい力となる。すなわち合力Ｆ_２は、合力Ｆ_１とほぼ同じ方向（図１（Ｂ）の左斜め下方向）の力となる。したがって、合力Ｆ_２を受ける軸部２０はクリアランス５０に起因する軸ずれを踏力解除時とほぼ同じ方向に起こすこととなる。
【００３３】
以上説明したアクセル装置１によると、踏力Ｆ_ｔの印加時と解除時とで軸部２０の軸ずれ方向の変化が抑制される。これにより、アクセルペダル２の踏込ストロークに対する回転角センサ６の出力が図７に示すようにリニアに得られる。したがって、アクセル装置１によれば、軸部２０の回転角度すなわちアクセルペダル２の回転角度について高精度に検出することができる。
【００３４】
加えてアクセル装置１では、アクセルペダル２において踏部２３と軸部２０の間に当接部２８が設けられることによって、ハウジング３の開口１０を囲む縁部にペダルストッパ７を形成することが可能となっている。このように開口１０周りのハウジング３の縁部にペダルストッパ７を形成することは、ハウジング３の内部にペダルストッパを形成することに比べて容易であるため、樹脂成形によって所望形状のペダルストッパ７を確実に得ることができる。
【００３５】
しかもアクセル装置１では、アクセルペダル２の逆転方向Ｙへの回転をペダルストッパ７で止める際に、アクセルペダル２の平坦な当接面２９をペダルストッパ７の所定曲率の湾曲凸面４７に当接させている。そのためペダルストッパ７は、当接点から湾曲凸面４７の曲率中心に向かう方向の力Ｆ_ｃ、すなわち本実施例ではペダルストッパ７の設けられる天板縁部４４の厚さ方向軸線Ｔに垂直な方向の力Ｆ_ｃをアクセルペダル２から受けることとなる。これにより、ペダルストッパ７からの伝達力に対する天板１２の破損強度が高められている。さらに樹脂材からなるペダルストッパ７には、金属製のインサートナット４５が埋め込まれ、且つ上記力Ｆ_ｃの作用線Ｓに沿って延びる補強リブ４６が設けられている。これにより、ペダルストッパ７の破損強度が高められていると共に、ペダルストッパ７の熱変形が抑えられている。このようにアクセル装置１によると、ペダルストッパ７、さらにはそれを支える天板１２の破損乃至は変形が抑制されるので、回転角センサ６の出力安定性を確保することができる。
【００３６】
さらにアクセル装置１では、アクセルペダル２の回転により当接部２８とペダルストッパ７との間に形成される隙間３１を当接部２８よりも踏部２３側から覆部３０で覆うことができる。そのため、踏部２３に載せられた運転者の足が隙間３１に挟み込まれて回転角センサ６の出力が変化することを防止できる。
【００３７】
尚、上述した実施例では、アーム２１とロータ２２の二部材でアクセルペダル２を構成したが、アクセルペダルを一部材又は三部材以上で構成してもよい。また、上述の実施例では、非接触型の回転角センサ６を用いたが、アクセルペダルの軸部に接触して当該軸部の回転角度を検出する接触型の回転角センサを用いてもよい。さらに上述の実施例では、アクセルペダル２を逆転方向Ｙに付勢する付勢部材として圧縮コイルスプリング４，５を用いたが、その代わりにトーションスプリングを用いてもよい。かかる付勢部材については、いずれの種類を選択する場合でも、上述の実施例のように二つ使用する他、一つ又は三つ以上使用することができる。
【００３８】
またさらに上述の実施例では、アクセルペダル２の一端部側から他端部側に向かって順に踏部２３、当接部２８、軸部２０及び係止部３７を設け、アクセルペダル２の対応部位に対して付勢部材たるスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_ｓを逆転方向Ｙに、合成付勢力Ｆ_ｓに対するペダルストッパ７の抗力Ｆ_ｒ及び踏力Ｆ_ｔを正転方向Ｘに作用させた。これに対し、アクセルペダルの一端部側から他端部側に向かって順に踏部、軸部、係止部及び当接部を設け、アクセルペダルの対応部位に対して付勢部材の付勢力を逆転方向に、付勢力に対するペダルストッパの抗力及び踏力を正転方向に作用させるようにしてもよい。このようにすることによっても、踏力の印加時と解除時とで軸ずれ方向の変化を抑制し、アクセルペダルの回転角度の検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるアクセル装置の作動を説明するための模式図である。
【図２】本発明の一実施例によるアクセル装置の一作動状態を示す図であって、図３のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるアクセル装置を示す一部切り欠き平面図である。
【図４】本発明の一実施例によるアクセル装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施例によるアクセル装置の図２とは別の作動状態を示す図であって、図３のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図６】図２の要部の拡大図である。
【図７】本発明の一実施例によるアクセル装置の特性を示す図であって、アクセルペダルの踏込ストロークと回転角センサの出力との相関を示す特性図である。
【図８】従来のアクセル装置の作動を説明するための模式図である。
【図９】従来のアクセル装置の特性を示す図であって、アクセルペダルの踏込ストロークと回転角センサの出力との相関を示す特性図である。
【符号の説明】
１　アクセル装置
２　アクセルペダル
３　ハウジング（支持部材）
４　第一スプリング（付勢部材）
５　第二スプリング（付勢部材）
６　回転角センサ
７　ペダルストッパ
１０　開口
１１　底板（支持部材）
１２　天板（支持部材）
１３，１４　側板（支持部材）
１５　繋板（支持部材）
１７　軸受部
２０　軸部
２１　アーム（アクセルペダル）
２２　ロータ（アクセルペダル）
２３　踏部
２４，２５　側壁部
２８　当接部
２９　当接面
３０　覆部
３３　回動部
３７　係止部
３９　補助係止部
４４　縁部
４５　インサートナット（金属芯材）
４６　補強リブ
４７　湾曲凸面
５０　クリアランス
Ｘ　正転方向
Ｙ　逆転方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an accelerator device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an accelerator device that controls a driving state of a vehicle according to a depression operation of an accelerator pedal by a driver. In this accelerator device, the shaft portion of the accelerator pedal is supported by the bearing portion of the support member fixed to the vehicle, so that the accelerator pedal can rotate around the axis of the shaft portion. In the accelerator device, the depression force F applied to the depression portion of the accelerator pedal by the depression operation _t Is increased, the accelerator pedal is rotated in the forward direction, and the pedaling force F _t When the pressure decreases, the urging force F of the spring that locks the accelerator pedal by the locking portion thereof _s To rotate in the reverse direction. In the accelerator device, when the accelerator pedal rotates in the reverse direction, the contact portion of the accelerator pedal comes into contact with the pedal stopper, and the urging force F _s Drag F against _r Will be restricted.
[0003]
In recent years, an accelerator-by-wire system that does not mechanically connect an accelerator pedal to a throttle device of a vehicle has been developed as a type of accelerator system. In this accelerator-by-wire system, the rotation angle of the accelerator pedal is detected by a rotation angle sensor, and the detection result is output to the control device of the throttle device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as schematically shown in FIG. 8, in the conventional accelerator device, the step portion 101, the shaft portion 102, the contact portion 103, and the locking portion 104 are sequentially arranged from one end of the accelerator pedal 100 to the other end thereof. Is provided. The accelerator pedal 2 provided with the components 101 to 104 as described above receives a force as shown in FIG. 8 as a “lever” with the axis P of the shaft 102 as a fulcrum.
[0005]
Specifically, FIG. 8A shows the pedaling force F applied to the pedal 101. _t Has been released. At the time of releasing the pedaling force, the locking force 104 in the reverse rotation direction α of the spring 105 is applied to the locking portion 104 and the contact portion 103 arranged on one side of the shaft portion 102 so as to satisfy the balance of the moment about the axis P. _s And the reaction force F in the forward direction β _r Works. As a result, the urging force F _s And drag F _r Resultant force F ₁ The shaft portion 102 which receives the force F due to a clearance 108 existing between the shaft portion 102 and the bearing portion 107, which creates a radial shaft play. ₁ The axis shifts in the direction (the upper right direction in FIG. 8A).
[0006]
On the other hand, FIG. _t Shows a state when is applied. In order to satisfy the balance of the moment about the axis P when applying the stepping force, the urging force F of the spring 105 in the reverse rotation direction α _s And the pedaling force F in the normal rotation direction β _t Works. Therefore, the urging force F received by the shaft 102 _s And pedaling force F _t Resultant force F ₂ Is the resultant force F received by the shaft 102 when the pedaling force is released. ₁ (In the diagonally lower left direction in FIG. 8B). Therefore, the resultant force F ₂ Due to the clearance 108, the shaft portion 102 receiving the shaft shifts in a direction substantially opposite to that at the time of releasing the pedaling force.
[0007]
As described above, according to the conventional accelerator device, the pedaling force F _t The direction of axis deviation of the shaft portion 102 greatly changes between the time of application and the time of release. Therefore, in the conventional accelerator-by-wire system, as shown in FIG. 9, the linearity of the sensor output with respect to the depression stroke of the accelerator pedal 100 is disturbed by a change in the axis shift direction. As a result, the detection accuracy of the rotation angle of the accelerator pedal 100 decreases.
Another object of the present invention is to provide an accelerator device for detecting a rotation angle of an accelerator pedal with high accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the accelerator device according to the first and second aspects of the present invention, the accelerator pedal has a step portion, a contact portion, a shaft portion, and a locking portion in order from one end side to the other end side. When the contact portion comes into contact with the pedal stopper due to the release of the treading force on the tread portion, the locking portion and the abutting portion on both sides of the shaft portion are respectively provided with the biasing force in the reverse direction of the spring and the forward direction with respect to the biasing force. The drag acts to satisfy the balance of the moment. As a result, the resultant force F of the biasing force and the drag force is obtained. ₁ The shaft portion receiving the force F is caused by a radial backlash (hereinafter simply referred to as a backlash) between the shaft portion and the bearing portion. ₁ Misaligned in the direction. On the other hand, when the contact portion separates from the pedal stopper due to the application of the treading force to the tread portion, the momentum balances the biasing force in the reverse direction and the treading force in the normal direction to the locking portion and the tread portion on both sides of the shaft. Act to satisfy. Therefore, the resultant force F of the urging force and the treading force received by the shaft portion is obtained. ₂ Is the resultant force F received by the shaft when the pedaling force is released. ₁ , A small force of direction change having the same direction component. Therefore, when the pedaling force is applied, the resultant force F having a small angle difference with respect to the axis deviation direction at the time of releasing the pedaling force. ₂ Axial displacement of the shaft portion occurs in the direction. Therefore, according to the accelerator device according to the first and second aspects, the rotation angle can be detected for the accelerator pedal in which the change in the axis deviation direction of the shaft portion is suppressed, so that the detection accuracy can be improved.
[0009]
According to the accelerator device described in claim 3 of the present invention, the support member is formed in a box shape having an opening, and the pedal stopper is provided integrally with a portion surrounding the opening in the support member. This facilitates the formation of the pedal stopper.
According to the accelerator device described in claim 4 of the present invention, the line of action of the force that the pedal stopper receives from the contact portion due to the contact with the contact portion is aligned with the axis in the thickness direction of the portion surrounding the opening in the support member. Be vertical. Thus, the strength at which the pedal stopper is provided with respect to the transmission force from the pedal stopper can be improved.
[0010]
According to the accelerator device described in claim 5 of the present invention, the cover portion that covers the gap formed between the contact portion and the pedal stopper with the rotation of the accelerator pedal from the step portion side of the contact portion with respect to the accelerator. The pedal has. Thus, it is possible to prevent the driver's foot placed on the step portion of the accelerator pedal from being caught between the contact portion and the pedal stopper, thereby preventing the output of the rotation angle sensor from changing.
[0011]
According to the accelerator device described in claim 6 of the present invention, the contact portion forms a flat contact surface, and the pedal stopper forms a curved convex surface curved at a predetermined curvature, and the contact convex surface is formed by the curved convex surface. Abut Thus, the direction of the force that the pedal stopper receives from the contact portion by contact with the contact portion can be limited to the direction from the contact point toward the center of curvature of the curved convex surface. Therefore, the strength design of the pedal stopper and the members provided integrally therewith becomes easy.
[0012]
According to the accelerator device described in claim 7 of the present invention, the pedal stopper has a reinforcing rib. In particular, the reinforcing rib is connected to the line of action of the force that the pedal stopper receives from the contact portion by contact with the contact portion. Since it is formed along, the breaking strength of the pedal stopper can be reliably improved.
According to the accelerator device described in claim 8 of the present invention, the pedal stopper is formed of a resin material in which a metal core is embedded. Thereby, the breakage strength of the pedal stopper can be improved, and the thermal deformation of the pedal stopper can be suppressed.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example showing an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
2 and 3 show an accelerator device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an exploded view of the accelerator device. The accelerator device 1 is mounted on a vehicle, and controls a driving state of the vehicle in accordance with a depression operation of an accelerator pedal 2 by a driver. The accelerator device 1 of this embodiment employs an accelerator-by-wire system, and the accelerator pedal 2 is not mechanically connected to a throttle device of the vehicle. Instead, the accelerator device 1 transmits the rotation angle of the accelerator pedal 2 to the engine control device (ECU) of the vehicle, and the ECU controls the throttle device based on the rotation angle.
[0014]
In the accelerator device 1, an accelerator pedal 2 is supported by a shaft 3 on a housing 3 as a support member, and is rotatable in a normal rotation direction X and a reverse rotation direction Y about an axis O of the shaft portion 20. The housing 3 is formed of a resin material in a box shape having an opening 10, and has a bottom plate 11, a top plate 12, side plates 13 and 14, and a connecting plate 15.
[0015]
The bottom plate 11 is fixed to the vehicle with bolts or the like. A fitting portion 41 is provided on the inner wall of the bottom plate 11. The top plate 12 facing the bottom plate 11 is integrally provided with a pedal stopper 7 described later. A stepped locking hole 16 is provided in the inner wall of the top plate 12. The side plates 13 and 14 are vertically connected to the bottom plate 11 and the top plate 12 and face each other. One side plate 13 is detachable from another part of the housing 3 as shown in FIG. A bearing 17 projects cylindrically from the inner wall surface of the side plate 13. The side plate 13 supports the rotation angle sensor 6 disposed on the inner peripheral side of the bearing 17 by a portion that closes the base end side of the bearing 17. On the outer wall of the side plate 13, a connector 19 in which a terminal 18 electrically connected to the rotation angle sensor 6 is embedded is provided. The connecting plate 15 is provided so as to connect between one end of the bottom plate 11 and one end of the top plate 12 and between each one end of the side plates 13 and 14. The opening 10 of the housing 3 is formed between the other end of the bottom plate 11 and the other end of the top plate 12 and between each other end of the side plates 13 and 14.
[0016]
The accelerator pedal 2 includes an arm 21 having a shaft 20 and a rotor 22.
The arm 21 is formed of a resin material and extends in a V-shape forming an obtuse angle. The arm 21 protrudes from the opening 10 to the outside of the housing 3 on one end 21 a side of the shaft 20, and has a tread 23 at the protruding portion. The tread portion 23 is pressed by the driver's foot from above in FIG. _t Is applied.
[0017]
The arm 21 has a portion that extends from between the tread portion 23 and the shaft portion 20 to the other end portion 21b side housed in the housing 3, and has two side wall portions 24 and 25 in the housing portion. The side walls 24 and 25 are provided at the V-shaped bent portion of the arm 21 and face each other in the direction of the axis O in parallel. The shaft portion 20 is provided on the side wall portion 25 facing the side plate 13. The shaft portion 20 projects substantially cylindrically in the direction of the axis O from the wall surface of the side wall portion 25 on the side plate 13 side. The shaft portion 20 is inserted into the inner peripheral side of the bearing portion 17 of the side plate 13 and is rotatably supported by the bearing portion 17. The arm 21 is rotatable in the normal rotation direction X and the reverse rotation direction Y around the axis O by the bearing of the shaft portion 20 by the bearing portion 17. Note that when the driver steps on the tread portion 23, the arm 21 rotates in the normal rotation direction X. In the present embodiment, there is a clearance between the outer peripheral surface of the shaft portion 20 and the inner peripheral surface of the bearing portion 17 that causes radial play in the radial direction. Displacement is allowed.
[0018]
Magnet portions 26 and 27 having different polarities are embedded at two positions in the circumferential direction of the shaft portion 20 across the axis O so as to be integrally rotatable. The direction of the magnetic field formed by the two magnet sections 26 and 27 changes according to the rotation angle of the shaft section 20. The rotation angle sensor 6 supported by the side plate 13 includes a Hall element or a magneto-resistive element, and detects the magnetic field formed by the magnets 26 and 27 disposed at an outer periphery thereof with a gap therebetween in a non-contact manner with the shaft 20. . Rotation angle sensor 6 outputs a detection signal to an ECU electrically connected to terminal 18. The detection signal output from the rotation angle sensor 6 indicates the rotation angle of the shaft section 20.
[0019]
The arm 21 has a contact portion 28 at a portion between the shaft portion 20 and the tread portion 23. As shown in FIG. 6, the contact portion 28 forms a flat surface 29 extending in the radial direction of the shaft portion 20 (the direction axis is indicated by R in the drawing). This flat surface 29 constitutes a contact surface 29 that contacts the pedal stopper 7. The arm 21 further has a cover portion 30 at a portion between the contact portion 28 and the tread portion 23 and protruding from the opening 10. As shown in FIG. 5, the cover portion 30 can cover the gap 31 formed between the contact portion 28 and the pedal stopper 7 with the rotation of the arm 21 from the step portion 23 side of the contact portion 28. it can.
[0020]
The rotor 22 is formed of a resin material and is housed in the housing 3. As shown in FIGS. 3 and 4A, the rotor 22 has a disk-shaped rotating portion 33, and both side surfaces of the rotating portion 33 are sandwiched between both side walls 24 and 25 of the arm 21. A plurality of helical teeth 35 are provided on the side surface of the rotating portion 33 on the side of the side wall portion 25. The plurality of helical teeth 35 are arranged at equal intervals around the axis O. A plurality of helical teeth 34 are provided on the wall surface of the side wall 25 of the arm 21 on the side of the rotating part 33. The plurality of helical teeth 34 are arranged at equal intervals around the axis O, and mesh with one of the helical teeth 35 facing in the direction of the axis O. This engagement allows the arm 21 and the rotor 22 to rotate together around the axis O. For example, when the driver steps on the tread portion 23 of the arm 21, the rotor 22 rotates in the forward rotation direction X together with the arm 21. A friction washer 36 is interposed between the side surface of the rotating portion 33 on the side of the side wall 24 and the wall surface of the side wall 24 on the side of the rotating portion 33. As shown in FIG. 2, the friction washer 36 is non-rotatably engaged with the pedal stopper 7 provided on the top plate 12, and slidably contacts both the rotating portion 33 and the side wall portion 24, thereby reducing the frictional force. Spawn.
[0021]
The rotor 22 further has a locking portion 37. As shown in FIG. 4A, the locking portion 37 protrudes from the outer peripheral edge of the rotating portion 33 in a tangential direction in a plate shape. As shown in FIGS. 2 and 3, the locking portion 37 is formed along a portion closer to the end 21 b than the side walls 24 and 25 of the arm 21. 12. A stepped cylindrical protrusion 38 protrudes from the surface of the locking portion 37 on the top plate 12 side.
[0022]
The first and second springs 4 and 5 as the urging members are both constituted by compression coil springs. The second spring 5 has a coil diameter smaller than that of the first spring 4, and is disposed on the inner peripheral side of the first spring 4. One end of each of the springs 4 and 5 is fitted and locked in a locking hole 16 of the top plate 12. On the other hand, the other end of each of the springs 4 and 5 is fitted and locked to the projection 38 of the locking portion 37. As described above, the springs 4 and 5 directly apply the urging force in the reverse rotation direction Y to the locking portion 37 of the rotor 22 and indirectly to the arm 21. The rotor 22 and the arm 21 apply a combined biasing force F of the springs 4 and 5. _s Thus, it is possible to rotate and return in the reverse rotation direction Y.
[0023]
An auxiliary locking portion 39 is provided on the front side in the urging direction of each of the springs 4 and 5 relative to the locking portion 37. The auxiliary locking portion 39 is formed at a portion closer to the end portion 21 b than the side wall portions 24 and 25 of the arm 21, and has a dish shape that covers the locking portion 37 on the side opposite to the spring. The auxiliary locking portion 39 locks the locking portion 37 and indirectly locks the other end of each of the springs 4 and 5 when the locking portion 37 breaks and separates from the rotating portion 33. can do.
[0024]
As described above, in the present embodiment, the end 21a of the arm 21 constitutes one end of the accelerator pedal 2, and the end 21b of the arm 21 and the projecting side end 37a of the locking portion 37 of the rotor 22 are connected to the accelerator pedal. 2 constitutes the other end. In this embodiment, the step portion 23, the cover portion 30, the contact portion 28, the shaft portion 20, and the locking portion 37 are formed in this order from the one end 21a of the accelerator pedal 2 to the other end 21b, 37a. ing.
[0025]
An elastic member 40 is provided at a position on the front side in the urging direction of each of the springs 4 and 5 with respect to the auxiliary locking portion 39. The elastic member 40 is fitted to the fitting portion 41 of the bottom plate 11 and fixed to the bottom plate 11, and can contact the auxiliary locking portion 39 on the side opposite to the locking portion. When the auxiliary locking portion 39 comes into contact with the elastic member 40, the elastic member 40 is elastically deformed, thereby suppressing generation of a tapping sound.
[0026]
As shown in FIG. 2, the pedal stopper 7 protrudes from the edge 44 of the top plate 12 toward the contact portion 28 of the arm 21 among the edges of the housing 3 surrounding the opening 10. The pedal stopper 7 is formed by integral resin molding with the top plate 12, and has a metal insert nut 45 as a metal core material embedded therein. Further, a plurality of reinforcing ribs 46 are provided on the pedal stopper 7.
[0027]
As shown in FIG. 6, the protruding end surface 47 of the pedal stopper 7 forms a curved convex surface which is curved at a predetermined curvature in a cross section perpendicular to the axis O. The pedal stopper 7 can contact the contact surface 29 of the contact portion 28 of the arm 21 by the curved convex surface 47. When the contact portion 28 is separated from the pedal stopper 7, the pedal stopper 7 allows the arm 21 and the rotor 22 to rotate (ie, rotate) in both the forward and reverse directions X and Y. On the other hand, when the contact portion 28 of the arm 21 rotating in the reverse rotation direction Y contacts the pedal stopper 7, the pedal stopper 7 applies the combined biasing force F of the springs 4 and 5. _s F in the forward direction X against _r To the contact portion 28 to limit the rotation of the arm 21 and the rotor 22 in the reverse rotation direction Y. At this time, when the flat contact surface 29 abuts on the curved convex surface 47 having a predetermined curvature, the pedal stopper 7 moves in a direction perpendicular to the contact surface 29 and in a direction from the contact to the center of curvature of the curved convex surface 47. Force F _c From the contact portion 28. In this embodiment, the force F that the pedal stopper 7 receives from the contact portion 28 _c Is perpendicular to the axis T in the thickness direction of the top plate 12 forming the edge portion 44. Further, the reinforcing rib 46 is provided with a force F which the pedal stopper 7 receives from the contact portion 28. _c Is formed so as to extend along the action line S.
[0028]
Next, the operation of the accelerator device 1 will be described.
Treading force F applied to the tread portion 23 of the arm 21 by the driver _t Is adjusted, the arm 21 and the rotor 22 in which the helical teeth 34 and 35 mesh with each other rotate together while sliding on the friction washer 36. At this time, the rotation angle sensor 6 detects the rotation angle of the shaft portion 20 of the arm 21 based on the magnetic field formed by the magnet portions 26 and 27.
[0029]
Driver's pedaling force F _t Is increased, the arm 21 and the rotor 22 rotate in the normal rotation direction X. With the rotation in the forward rotation direction X, the combined biasing force F of the springs 4 and 5 is applied to the arm 21 and the rotor 22. _s Force F between the friction washer 36 and the friction washer 36 _f Works in the reverse direction Y. At this time, the compressed springs 4 and 5 have a combined urging force F _s Increase. At this time, the force for separating the side wall portion 25 of the arm 21 and the rotating portion 33 of the rotor 22 to both sides in the direction of the axis O increases due to the meshing action of the helical teeth 34 and 35, and the frictional force F _f Increase.
[0030]
On the other hand, when the driver _t Is reduced, the arm 21 and the rotor 22 are combined with the combined biasing force F of the springs 4 and 5. _s Rotates in the reverse direction Y. With the rotation in the reverse rotation direction Y, the arm 21 and the rotor 22 apply a friction force F between the arm 21 and the rotor 22 to the friction washer 36. _f Is the combined biasing force F of the springs 4 and 5 _s It works in the normal rotation direction X opposite to the above. At this time, the springs 4 and 5 which extend in accordance with the return of the arm 21 exert a combined urging force F _s Decrease. At this time, the force for separating the side wall 25 of the arm 21 and the rotating portion 33 of the rotor 22 to both sides in the direction of the axis O due to the meshing action of the helical teeth 34 and 35 is reduced as the arm 21 returns, and the friction is thereby increased. Force F _f Decrease.
As described above, in the accelerator device 1, hysteresis occurs in the characteristics of the force acting on the arm 21 and the rotor 22 when the accelerator pedal 2 is depressed and when it is returned. Therefore, it is easy to hold accelerator pedal 2 at a fixed position.
[0031]
By the way, the pedaling force F applied to the pedaling section 23 _t Is released and the contact portion 28 contacts the pedal stopper 7, the rotation of the accelerator pedal 2 in the reverse rotation direction Y is restricted. When the accelerator pedal 2 at the time of releasing the pedaling force is regarded as a "lever" with the axis O as a fulcrum, a force acts on the accelerator pedal 2 as schematically shown in FIG. That is, when the pedaling force is released, the combined biasing force F of the springs 4 and 5 in the reverse direction Y is applied to the locking portions 37 and the contact portions 28 on both sides of the shaft portion 20 so as to satisfy the balance of the moment around the axis O. _s And the drag F in the forward rotation direction X against it _r Works. As a result, the resultant urging force F _s And drag F _r Resultant force F ₁ The shaft portion 20 receiving the force causes a resultant force F due to a clearance 50 between the shaft portion 20 and the bearing portion 17. ₁ An axis shift occurs in the direction (the diagonally lower left direction in FIG. 1A).
[0032]
On the other hand, the pedaling force F _t Is applied, and the accelerator pedal 2 when the contact portion 28 is separated from the pedal stopper 7 is regarded as a “lever” in the same manner as described above, the accelerator pedal 2 is provided as schematically shown in FIG. Force acts. That is, the combined urging force F in the reverse direction Y of the springs 4 and 5 is applied to the locking portions 37 and the tread portions 23 on both sides of the shaft portion 20 so as to satisfy the balance of the moment around the axis O when the tread force is applied. _s And the pedaling force F in the forward direction X _t Works. Therefore, the combined urging force F received by the shaft portion 20 _s And pedaling force F _t Resultant force F ₂ Is the resultant force F applied to the shaft portion 20 when the pedaling force is released. ₁ When decomposed into a directional component and a component perpendicular to the directional component, the former component has a sufficiently larger force than the latter component. That is, the resultant force F ₂ Is the resultant force F ₁ 1 (in the diagonally lower left direction in FIG. 1B). Therefore, the resultant force F ₂ The shaft portion 20 receiving the rotation causes the shaft displacement caused by the clearance 50 in substantially the same direction as when the pedaling force is released.
[0033]
According to the accelerator device 1 described above, the pedaling force F _t The change in the axis deviation direction of the shaft portion 20 between the application and the release is suppressed. As a result, the output of the rotation angle sensor 6 with respect to the depression stroke of the accelerator pedal 2 is obtained linearly as shown in FIG. Therefore, according to the accelerator device 1, the rotation angle of the shaft portion 20, that is, the rotation angle of the accelerator pedal 2 can be detected with high accuracy.
[0034]
In addition, in the accelerator device 1, by providing the contact portion 28 between the tread portion 23 and the shaft portion 20 in the accelerator pedal 2, it is possible to form the pedal stopper 7 on the edge surrounding the opening 10 of the housing 3. It has become. Since it is easier to form the pedal stopper 7 at the edge of the housing 3 around the opening 10 than to form the pedal stopper inside the housing 3, the pedal stopper 7 having a desired shape is formed by resin molding. Can be reliably obtained.
[0035]
Moreover, in the accelerator device 1, when the rotation of the accelerator pedal 2 in the reverse rotation direction Y is stopped by the pedal stopper 7, the flat contact surface 29 of the accelerator pedal 2 is brought into contact with the curved convex surface 47 having a predetermined curvature of the pedal stopper 7. ing. Therefore, the pedal stopper 7 applies a force F in the direction from the contact point to the center of curvature of the curved convex surface 47. _c That is, in the present embodiment, the force F in the direction perpendicular to the thickness direction axis T of the top plate edge portion 44 on which the pedal stopper 7 is provided. _c Is received from the accelerator pedal 2. As a result, the damage strength of the top plate 12 with respect to the transmission force from the pedal stopper 7 is increased. Further, a metal insert nut 45 is embedded in the pedal stopper 7 made of a resin material, and the force F _c Are provided along the action line S. Thereby, the breaking strength of the pedal stopper 7 is increased, and the thermal deformation of the pedal stopper 7 is suppressed. As described above, according to the accelerator device 1, breakage or deformation of the pedal stopper 7 and the top plate 12 that supports the pedal stopper 7 are suppressed, so that the output stability of the rotation angle sensor 6 can be ensured.
[0036]
Further, in the accelerator device 1, the gap 31 formed between the contact portion 28 and the pedal stopper 7 by the rotation of the accelerator pedal 2 can be covered by the cover portion 30 from the step portion 23 side of the contact portion 28. For this reason, it is possible to prevent the driver's foot placed on the tread portion 23 from being caught in the gap 31 and changing the output of the rotation angle sensor 6.
[0037]
In the above-described embodiment, the accelerator pedal 2 is composed of the arm 21 and the rotor 22. However, the accelerator pedal may be composed of one member or three or more members. In the above-described embodiment, the non-contact type rotation angle sensor 6 is used. However, a contact type rotation angle sensor that contacts the shaft of the accelerator pedal and detects the rotation angle of the shaft may be used. . Further, in the above-described embodiment, the compression coil springs 4 and 5 are used as urging members for urging the accelerator pedal 2 in the reverse rotation direction Y, but a torsion spring may be used instead. Regardless of which type of biasing member is selected, one or three or more can be used in addition to using two as in the above-described embodiment.
[0038]
Further, in the above-described embodiment, the step portion 23, the contact portion 28, the shaft portion 20, and the locking portion 37 are provided in order from one end side to the other end side of the accelerator pedal 2, and the corresponding portion of the accelerator pedal 2 is provided. The combined urging force F of the springs 4 and 5 as urging members _s In the reverse direction Y, and the resultant urging force F _s F of pedal stopper 7 against _r And pedaling force F _t In the normal rotation direction X. On the other hand, a step portion, a shaft portion, a locking portion and a contact portion are provided in order from one end side of the accelerator pedal to the other end side, and the urging force of the urging member is applied to a corresponding portion of the accelerator pedal. In the reverse direction, the resistance of the pedal stopper against the urging force and the stepping force may be applied in the normal direction. By doing so, it is also possible to suppress a change in the axis deviation direction between when the pedaling force is applied and when the pedaling force is released, and it is possible to increase the detection accuracy of the rotation angle of the accelerator pedal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an operation of an accelerator device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 3, illustrating an operation state of the accelerator device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a partially cutaway plan view showing an accelerator device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view of an accelerator device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an operation state of the accelerator device according to the embodiment of the present invention, which is different from FIG. 2, and is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 3;
FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG. 2;
FIG. 7 is a diagram showing characteristics of the accelerator device according to one embodiment of the present invention, and is a characteristic diagram showing a correlation between a depression stroke of an accelerator pedal and an output of a rotation angle sensor.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional accelerator device.
FIG. 9 is a diagram illustrating characteristics of a conventional accelerator device, and is a characteristic diagram illustrating a correlation between a depression stroke of an accelerator pedal and an output of a rotation angle sensor.
[Explanation of symbols]
1 accelerator device
2 accelerator pedal
3 Housing (support member)
4 First spring (biasing member)
5 Second spring (biasing member)
6 Rotation angle sensor
7 Pedal stopper
10 opening
11 Bottom plate (supporting member)
12 Top plate (supporting member)
13, 14 side plate (support member)
15 Connecting plate (supporting member)
17 Bearing
20 Shaft
21 Arm (accelerator pedal)
22 Rotor (accelerator pedal)
23 Steps
24, 25 Side wall
28 Contact
29 Contact surface
30 Cover
33 Rotating part
37 Locking part
39 Auxiliary locking part
44 Edge
45 Insert nut (metal core)
46 Reinforcement rib
47 Curved convex surface
50 Clearance
X Forward direction
Y Reverse direction

Claims

A support member having a bearing portion,
An accelerator pedal having a step portion, an abutment portion, a shaft portion, and a locking portion in order from one end side to the other end side, wherein the shaft portion is supported by the bearing portion in the normal rotation direction and An accelerator pedal that is supported by the support member so as to be rotatable in a reverse direction, and the pedal force in the forward direction is applied to the tread portion;
An urging member that is locked to the locking portion and applies a biasing force in the reverse direction to the locking portion;
When the abutment portion abuts by releasing the treading force on the tread portion, the counterforce exerts a reaction force in the forward rotation direction on the urging force to the abutment portion to limit the rotation of the accelerator pedal in the reverse rotation direction, A pedal stopper that allows the accelerator pedal to rotate in the forward rotation direction and the reverse rotation direction when the contact portion is separated by application of a treading force to a tread portion,
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the accelerator pedal,
An accelerator device comprising:

The accelerator device according to claim 1, wherein a clearance that allows radial displacement of the shaft portion exists between the shaft portion and the bearing portion.

The support member is formed in a box shape having an opening,
The accelerator pedal is configured such that a portion extending from the shaft portion to the other end portion from between the shaft portion and the tread portion is accommodated in the support member, and a portion extending from the shaft portion to the one end portion portion from the space between the shaft portion and the tread portion. Projecting out of the support member through the opening,
The accelerator device according to claim 1, wherein the pedal stopper is provided integrally with a portion of the support member that surrounds the opening.

The line of action of a force that the pedal stopper receives from the contact portion by contact with the contact portion is perpendicular to an axis in a thickness direction of a portion surrounding the opening in the support member. Item 4. The accelerator device according to item 3.

The accelerator pedal has a cover,
The said cover part covers the clearance gap formed between the said contact part and the said pedal stopper with the rotation of the said accelerator pedal from the said step part side rather than the said contact part, The characterized by the above-mentioned. Or the accelerator device according to 4.

The contact portion forms a flat contact surface,
The accelerator device according to any one of claims 1 to 5, wherein the pedal stopper forms a curved convex surface curved at a predetermined curvature, and the pedal stopper contacts the contact surface by the curved convex surface.

The pedal stopper has a reinforcing rib,
The said reinforcement rib is formed along the line of action of the force which the said pedal stopper receives from the said contact part by contact with the said contact part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The accelerator device as described in the above.

The accelerator device according to any one of claims 1 to 7, wherein the pedal stopper is formed of a resin material having a metal core embedded therein.