JP2004155373A - アクセルペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダル装置に静電気が流れた場合に、位置センサ等の破損を防止できるようにする。
【解決手段】アクセルペダル３５を有する導電性のペダルアーム３０、ペダルアーム３０を揺動自在に支持すると共に導電性の車体に固定される樹脂製の本体１０，２０、ペダルアーム３０を休止位置に戻すリターンスプリング４０、ペダルアーム３０の角度位置を検出する磁気式センサ６０を備え、本体１０には、外部から流れ込んできた電気を車体に導くべく、ペダルアーム３０、リターンスプリング４０、導電配線７０等からなるアース経路を設けた。これにより、運転者等に帯電した静電気が足元からペダルアームを伝わって本体に流れ込むと、アース経路を伝わって車体に流れ、センサその他の電子部品等の破損を防止できる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライブバイワイヤシステムを採用した車両等に適用されるアクセルペダル装置に関し、特にアクセルペダルの踏み込み量を検出する位置センサを備えたアクセルペダル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載されるエンジンを制御する電子制御スロットルシステム（ドライブバイワイヤシステム）に適用されるアクセルペダル装置には、アクセルペダルの踏み込み量を検出する位置センサが一体的に設けられており、この位置センサが検出した信号に基づいて、エンジンの出力制御を行なうようになっている。
【０００３】
例えば、従来のアクセルペダル装置における位置センサとしては、アクセルペダルの回転軸と同軸に回転するセンサロータ等を設け、このロータの角度位置に応じた電圧信号を出力する接触式の位置センサが採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２６７５４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８０３２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のアクセルペダル装置においては、運転者等に帯電した静電気が足元からアクセルペダルを通じて装置に流れ込んだ場合には、導電性部分を伝わって、例えば装置の本体が金属等により形成されている場合は本体を伝わって車体に流れ、又、位置センサも接触式であるが故に破損等も生じ難い。
一方、装置の本体が樹脂製の場合には、静電気等は車体に向けて容易に流れないため、本体に組み込まれたその他の電子部品、回路基板等を破損させる虞がある。
【０００６】
また、位置センサとして非接触式の例えば磁気式センサ等が採用され、装置の本体も樹脂材料等の非導電性あるいは低導電性材料により形成される場合には、帯電した静電気がアクセルペダルを伝わって装置に流れ込んでくると、車体に導く経路がないため、非接触式の位置センサ（例えばホール素子等）あるいは回路基板に流れ込み、これらを破損させる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、ペダルアームの踏み込み量を検出する位置センサ等を備える構成において、静電気等が流れ込んでも、位置センサ、その他の電子部品等が破損するのを防止できるアクセルペダ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】
本発明のアクセルペダル装置は、踏力を加えるアクセルペダルを有する導電性のペダルアームと、ペダルアームを揺動自在に支持すると共に導電性の車体に固定される樹脂製の本体と、ペダルアームを休止位置に戻すように付勢するリターンスプリングと、ペダルアームの角度位置を検出する位置センサと、を備えたアクセルペダル装置であって、上記本体は、ペダルアームと車体とを導通させるアース経路を有する、構成となっている。
この構成によれば、例えば、運転者等に帯電した静電気が足元からペダルアームを伝わって本体に流れ込んできた場合等の如く外部から本体に流れ込んできた電気等は、アース経路を伝わって車体に流れ出る。これにより、位置センサ、その他の電子部品等が保護され、それらの破損を防止できる。
【０００９】
上記構成において、位置センサは非接触式の磁気式センサからなる、構成を採用できる。
この構成によれば、静電気等が本体に流れ込んできた場合、磁気式センサを通ることなく、アース経路を通じて車体に流れ出る。これにより、電気的衝撃に弱い磁気式センサの破損等を防止できる。
【００１０】
上記構成において、リターンスプリングは導電性の材料により形成され、その一端がペダルアームの一部に掛止されその他端が本体の一部に掛止されており、アース経路は、このリターンスプリングを含む、構成を採用できる。
この構成によれば、静電気が運転者の足元からペダルアームを伝わって流れ込むと、リターンスプリングを含むアース経路を伝わって車体に流れ出る。すなわち、アース経路の少なくとも一部をリターンスプリングで形成することにより、アース経路を簡略化でき、一つの部品に付勢作用と導電作用を兼ねさせることで、部品点数を削減でき装置全体を簡略化、小型化、低コスト化できる。
【００１１】
上記構成において、本体は、車体に接合される接合面を画定するフランジ部を有し、アース経路は、リターンスプリングの他端からフランジ部の接合面まで伸長する導電配線を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、アース経路が、ペダルアーム、リターンスプリング、導電配線により形成されるため、専用の配線としては導電配線だけを設ければよく、アース経路を持たない既存の装置に対しても、アース経路を容易に設定することができる。
【００１２】
上記構成において、フランジ部には、締結ネジ又はボルトを通す孔及び座面を画定する導電性のスリーブが設けられており、導電配線の端部は、スリーブに接触するように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、導電配線の端部が導電性のスリーブに接触した状態で、締結ネジ又はボルトにより、本体が車体に固定されるため、ペダルアーム→リターンスプリング→導電配線→スリーブ→締結ネジ又はボルト→車体までの確実な導電路が形成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図６は、本発明に係るアクセルペダル装置の一実施形態を示すものである。このアクセルペダル装置は、図１ないし図４に示すように、自動車等の車体Ａに固定される本体としてのハウジング１０及びカバー２０、本体により回動自在に支持されたペダルアーム３０、ペダルアーム３０を休止位置に戻すリターンスプリング４０、本体１０に収容され踏力にヒステリシス荷重を生じさせるヒステリシス発生機構５０、ペダルアーム３０の回転角度位置を検出する位置センサとしての磁気式センサ６０、本体に設けられたアース経路の一部をなす導電配線７０等を備えている。
【００１４】
ハウジング１０は、樹脂材料により成形され、図１ないし図４に示すように、後述するペダル軸３１を支持する軸受穴１１、リターンスプリング４０を収容する環状凹部１２、ヒステリシス発生機構５０を収容する凹部１３、車体Ａに接合して固定するための接合面をもつフランジ部１４，１５、カバー２０との連結のための嵌合突起１６及び爪１７等を備えている。
【００１５】
フランジ部１４，１５には、締結ボルトＢ（あるいは締結ネジ）を通す孔及び座面を画定する導電性の材料からなる（例えば、金属製の）スリーブ１４ａ，１５ａが一体的にモールドされている。ここで、スリーブ１４ａは、図２に示すように、その一部が略直角に折り曲げられた屈曲片１４ａ´を有する。屈曲片１４ａ´には、後述する導電配線７０の他端（端部）７２が電気的に接続されている。
【００１６】
カバー２０は、樹脂材料により成形され、図１、図３、図５に示すように、ペダル軸３１を支持する軸受穴２１、軸受穴２１を画定する円柱部２２、円柱部２２の周りに形成された環状凹部２３、環状凹部２３の周りにおいて同軸に形成された環状溝２４、磁気式センサ６０の配線を接続するためのコネクタ２５、ハウジング１０との連結のための嵌合溝２６及び掛止片２７等を備えている。
【００１７】
ペダルアーム３０は、図３及び図４に示すように、ハウジング１０及びカバー２０の軸受穴１１，２１に嵌合されて回動自在に支持されるペダル軸３１、ペダル軸３１に固着されたアームプレート３２、アームプレート３２の上端に固着され水平方向に突出するピン３３、アームプレート３２の下端に固着されたアームロッド３４、アームロッド３４に取り付けられたアクセルペダル３５等により形成されている。
ここで、ペダル軸３１、アームプレート３２、ピン３３、及びアームロッド３４は、全て導電性の金属材料により形成されており、アクセルペダル３５は樹脂材料により形成されている。
【００１８】
また、ペダルアーム３０（アームプレート３２）は、図４に示すように、ハウジング１０に対して所定の角度範囲を回動し得るように規制されている。すなわち、ハウジング１０には、ペダルアーム３０を休止位置に位置決めして停止させるストッパ１８、ペダルアーム３０を最大踏み込み位置に位置決めして停止させるストッパ１９ａ，１９ｂが設けられている。
【００１９】
ストッパ１８は、突起部１８ａ及び平坦部１８ｂを有するように樹脂材料により成形されて、凹部１３の側壁に取り付けられている。突起部１８ａは、平坦部１８ｂに比べて若干弾性変形可能で柔軟性を有し、衝撃力等を吸収すると共に所定位置に弾性復帰できるようになっている。ストッパ１９ａ，１９ｂは、ハウジング１０に一体的に堅固に形成されかつペダル軸３１に対して点対称の位置に位置付けられている。
【００２０】
すなわち、ペダルアーム３０が休止位置に停止する際に、戻りの衝撃力が小さい場合にはピン３３が突起部１８ａに当接して停止する。一方、戻りの衝撃力が大きい場合はピン３３が突起部１８ａに当接し続いて縁部３２ａが平坦部１８ｂに当接し、その後、突起部１８ａが弾性復帰して縁部３２ａを平坦部１８ｂから離脱させ停止する。
これにより、衝撃力が効率良く吸収される。ここで、ペダルアーム３０が休止位置にあるとき、縁部３２ａと平坦部１８ｂとの間には、初期設定の状態で、所定の隙間（例えば、０．５ｍｍ程度）が形成されるようになっている。
【００２１】
一方、ペダルアーム３０が最大踏み込み位置に停止する際において、踏力がそれ程大きくない場合には縁部３２ｂがストッパ１９ａに当接して停止する。一方、踏力が所定レベルを超える場合には先ず縁部３２ｂがストッパ１９ａに当接した後、縁部３２ｃがストッパ１９ｂに当接して停止する。ここで、縁部３２ｃとストッパ１９ｂとの間には、縁部１９ｂがストッパ１９ａに当接した時点で、所定の隙間（例えば、０．５ｍｍ程度）が形成されるようになっている。
これにより、過度の踏力が加わっても、ペダルアーム３０は、ペダル軸３１に対して点対称の位置にあるストッパ１９ａ，１９ｂにより保持されるため、ストッパ１９ａを支点としてペダルアーム３０が回転するのが防止され、ペダル軸３１の位置ずれ、ペダル軸３１周りに配置された部品のずれ等が防止される。
【００２２】
リターンスプリング４０は、図３、図４、図６に示すように、導電性のばね鋼（金属材料）により形成され捩り変形により付勢力を発生するコイルスプリングであり、ハウジング１０の環状凹部１２に収容され、その外側から取り付けられたスペーサリング４５により所定位置に保持されている。
そして、組付け時に所定の付勢力を生じるように、その一端４１がペダルアーム３０（アームプレート３２）の切り欠き部（一部）３２ｄに掛止され、その他端４２が環状凹部１２を画定する円柱部に形成された掛止溝１２ａに掛止されて、ペダルアーム３０を休止位置に戻すように付勢力を発生する。
【００２３】
ヒステリシス発生機構５０は、図３及び図４に示すように、ハウジング１０の凹部１３に収容されており、第１スライダ５１、第２スライダ５２、小径スプリング５３、大径スプリング５４等により形成されている。
第１スライダ５１は、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成されており、凹部１３の壁面１３ａを摺動する摺動面５１ａ、傾斜面５１ｂ、小径スプリング５３を位置決めする突起５１ｃ、座面５１ｄ等を有する。
第２スライダ５２は、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成されており、凹部１３の壁面１３ｂを摺動する摺動面５２ａ、傾斜面５２ｂ、大径スプリング５４を位置決めする突起５２ｃ、座面５２ｄ等を有する。
小径スプリング５３及び大径スプリング５４は、それらの一端が第１スライダ５１及び第２スライダ５２の座面５１ｄ，５２ｄに当接され、それらの他端が凹部１３の壁面に形成された座面１３ｃ，１３ｄに当接されている。
【００２４】
すなわち、ペダルアーム３０の踏み込み動作の場合には、小径スプリング５３及び大径スプリング５４の付勢力に抗して、ピン３３が第１スライダ５１を図４中の左向きに押すことで、傾斜面５１ｂ，５２ｂのくさび作用により、摺動面５１ａ，５２ａがそれぞれ壁面１３ａ，１３ｂに押し付けられつつ移動することで摩擦力を生じる。
また、ペダルアーム３０の戻し動作の場合には、小径スプリング５３及び大径スプリング５４の付勢力により第１スライダ５１及び第２スライダ５２が元の位置に戻され、この際には踏み込み動作のときよりも小さい摩擦力を生じる。
これらの摩擦力が、リターンスプリング４０の付勢力に対して加減されることにより、踏力にヒステリシス荷重を生じることになる。
【００２５】
磁気式センサ６０は、図３及び図４に示すように、ペダルアーム３０と一体的に回動するロータ６１、カバー２０の円柱部２２に埋設された第１ステータ６２及び第２ステータ６３、第１ステータ６２と第２ステータ６３との間に埋設されたホール素子６４、コネクタ２５内に露出する端子６５、カバー２０内に埋設され種々の電子部品が実装された回路基板（不図示）等により形成されている。
【００２６】
ロータ６１は、図３及び図４に示すように、アームプレート３２に形成された扇状の開口部３２ｅを通して第１ステータ６２に対向するように形成され、円弧状のアーマチャ６１ａ及び永久磁石片６１ｂを保持している。
永久磁石片６１ｂは、図３に示すように、第１ステータ６２と所定の間隔をあけて非接触の状態で回動するように形成されている。第２ステータ６３は、図３に示すように、ペダル軸３１と所定の間隔をあけて非接触の状態に配置されている。
したがって、ロータ６１（永久磁石片６１ｂ）が回動することにより、第１ステータ６２と第２ステータ６３との間を通過する磁束密度が変化し、この変化をホール素子６４が検出して電圧信号として出力する。これにより、ペダルアーム３０の角度位置が検出されることになる。
【００２７】
外部から流れ込んできた電気を車体Ａに導くアース経路は、図２、図５、図６に示すように、ハウジング１０の外壁面に沿うように配置された導電配線７０、ペダルアーム３０、リターンスプリング４０、スリーブ１４等により形成されている。
【００２８】
すなわち、導電配線７０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、その一端７１がハウジング１０の内部に導かれて、掛止溝１２ａの壁面に配設されており、この一端７１に対してリターンスプリング４０の他端４２が電気的に接触した状態となっている。また、導電配線７０は、ハウジング１０の壁面に沿ってフランジ部１４のスリーブ１４ａまで伸長し、その他端（端部）７２がスリーブ１４ａの屈曲片１４ａ´に接合されている。
【００２９】
したがって、運転者等に帯電した静電気は、運転者の足元から装置に流れ込むと、ペダルアーム３０（アームロッド３４→アームプレート３２→切り欠き部３２ｄ）→リターンスプリング４０（一端４１→他端４２）→導電配線７０（一端７１→他端７２）→スリーブ１４ａ（屈曲片１４ａ´→スリーブ１４ａ）→締結ボルト（又は締結ネジ）Ｂという経路を辿って、車体Ａに流れ出る。
【００３０】
これにより、ペダル軸３１の周りに配置された磁気式センサ６０、特にホール素子６４に対して電気的衝撃が加わるのが防止され、ホール素子６４の破損、さらには回路基板（実装された種々の電子部品等）の破損等を防止できる。
また、運転者に帯電した静電気に限らず、その他の部位に帯電した静電気等が装置に流れ込む場合も、同様に前述のアース経路を経て車体Ａに導かれるため、磁気式センサ６０、電気的衝撃に弱いその他の部品が破損するのを防止できる。
また、このアース経路の構成によれば、アース経路を持たない従来の装置に対しても、接続部分を僅かに変更して導電配線を設けるだけで、容易に対応することができる。
【００３１】
上記実施形態においては、アース経路の一部を形成する導電配線７０は、ハウジング１０の外壁面を沿うように設けたが、これに限定されるものではなく、ハウジング１０に埋設した導電配線を採用してもよい。
また、上記実施形態においては、アース経路の一部なすリターンスプリング４０としてコイルスプリングを示したが、一端がペダルアームに掛止され他端が本体に掛止された引っ張り式のスプリングであっても、その他端に導電配線を接続することで、このスプリングを含むアース経路を形成することができる。
【００３２】
さらに、上記実施形態においては、位置センサとして非接触式の磁気式センサ６０（ホール素子６４）を備えた構成において、アース経路を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、接触式の位置センサあるいはその他の電子部品等を備えた構成においても、電気的衝撃に弱い部品を保護するために、本発明に係るアース経路を採用できるのは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のアクセルペダル装置によれば、アクセルペダルを有する導電性のペダルアーム、ペダルアームを揺動自在に支持すると共に導電性の車体に固定される樹脂製の本体、ペダルアームを休止位置に戻すように付勢するリターンスプリング、ペダルアームの角度位置を検出する位置センサを備えた構成において、本体にペダルアームと車体とを導通させるアース経路を設けたことにより、例えば運転者等に帯電した静電気が足元からペダルアームを伝わって本体に流れ込んできた場合等の如く、外部から流れ込んできた電気はアース経路を伝わって車体に流れ出るため、位置センサ、その他の電子部品等が保護され、それらの破損を防止できる。
特に、位置センサが電気的衝撃に弱い非接触式の磁気式センサである場合には、静電気等による電気的衝撃から確実に保護することができる。
また、リターンスプリングをアース経路の一部として兼用することにより、部品点数を削減でき、装置の簡略化、小型化、低コスト化を達成できる。
さらに、アース経路の一部をリターンスプリングの他端からフランジ部の接合面まで伸長する導電配線で形成することにより、アース経路を持たない既存の装置に対しても、アース経路を容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアクセルペダル装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】アクセルペダル装置の側面図である。
【図３】アクセルペダル装置の内部構造を示す断面図である。
【図４】アクセルペダル装置の内部構造を示す断面図である。
【図５】アクセルペダル装置の背面図である。
【図６】（ａ）はアクセルペダル装置の一部をなすリターンスプリング及び導電配線を示す側面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ部における断面図である。
【符号の説明】
Ａ 車体
Ｂ 締結ボルト
１０ ハウジング（本体）
１１ 軸受穴
１２ 環状凹部
１２ａ 掛止溝
１４，１５ フランジ部
１４ａ 導電性のスリーブ（アース経路）
１５ａ 導電性のスリーブ
１４ａ´ 屈曲片（アース経路）
２０ カバー（本体）
２１ 軸受穴
２２ 円柱部
２５ コネクタ
３０ ペダルアーム（アース経路）
３１ ペダル軸
３２ アームプレート（アース経路）
３２ｄ 切り欠き部
３３ ピン
３４ アームロッド（アース経路）
３５ アクセルペダル
４０ リターンスプリング（アース経路）
４１ 一端
４２ 他端
５０ ヒステリシス発生機構
６０ 磁気式センサ（位置センサ）
６１ ロータ
６１ａ アーマチャ
６１ｂ 永久磁石片
６２ 第１ステータ
６３ 第２ステータ
６４ ホール素子
６５ 端子
７０ 導電配線（アース経路）
７１ 一端
７２ 他端（端部）

Claims (5)

1. 踏力を加えるアクセルペダルを有する導電性のペダルアームと、前記ペダルアームを揺動自在に支持すると共に導電性の車体に固定される樹脂製の本体と、前記ペダルアームを休止位置に戻すように付勢するリターンスプリングと、前記ペダルアームの角度位置を検出する位置センサと、を備えたアクセルペダル装置であって、
   前記本体は、前記ペダルアームと前記車体とを導通させるアース経路を有する、
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 前記位置センサは、非接触式の磁気式センサからなる、
   ことを特徴とする請求項１記載のアクセルペダル装置。
3. 前記リターンスプリングは、導電性の材料により形成され、その一端が前記ペダルアームの一部に掛止され、その他端が前記本体の一部に掛止されており、
   前記アース経路は、前記リターンスプリングを含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセルペダル装置。
4. 前記本体は、車体に接合される接合面を画定するフランジ部を有し、
   前記アース経路は、前記リターンスプリングの他端から前記フランジ部の接合面まで伸長する導電配線を含む、
   ことを特徴とする請求項３記載のアクセルペダル装置。
5. 前記フランジ部には、締結ネジ又はボルトを通す孔及び座面を画定する導電性のスリーブが設けられており、
   前記導電配線の端部は、前記スリーブに接触するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項４記載のアクセルペダル装置。

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