JP2004155375A - アクセルペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ペダルアームを休止位置に戻す場合に、衝突音等の発生を防止し、無理な力が加わっても確実に休止位置に停止できるようにする。
【解決手段】アクセルペダル３５を有するペダルアーム３０、ペダルアーム３０を揺動自在に支持する本体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を休止位置に停止させる休止ストッパ１８を備え、休止ストッパ１８として、弾性変形可能でかつペダルアームが最初に当接する第１ストッパ１８ａ、第１ストッパ１８ａへの当接後にペダルアームが当接し得る第２ストッパ１８ｂを採用する。これにより、衝突音等を防止でき、ペダルアームを休止位置に確実に停止させることができる。
【選択図】 図３

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する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載の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（ペダルアーム）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。したがって、アクセルペダル（ペダルアーム）の休止位置は、位置センサが出力する信号の基準位置となるものである。
【０００３】
従来のアクセルペダル装置において、アクセルペダル（ペダルアーム）を休止位置に停止させる機構としては、ペダルアームを回動自在に支持する本体に対して一つの休止ストッパを設け、リターンスプリングにより戻さるペダルアームの端部がこの休止ストッパに当接することで、休止位置に停止させるようになっている。（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、上記従来の装置では、一つの休止ストッパだけでペダルアームを休止位置に停止させるため、休止ストッパの擦り減り等による経時劣化で休止位置が許容されるバラツキの範囲から逸脱し、位置センサの基準位置が変化する虞がある。
また、運転者が踏み込んでいた状態から突然踏み込み力を解放する（足を離す）と、リターンスプリングの付勢力によりペダルアームが素早く戻って、休止ストッパとの間に衝突音を生じる場合がある。
さらに、ペダルアームの回動中心から運転者が足を載せる踏込み部分までの長さは、回動中心から休止ストッパに当接する端部までの長さよりもかなり長いため、運転者が踏込み部分の裏側につま先を引っ掛けて、ペダルアームを逆向き（戻し側）に移動させるような無理な力を及ぼすと、その力に休止ストッパが耐えきれず、休止ストッパの変形、破損、あるいは休止位置の位置ずれ等を招く虞があった。
【０００６】
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、アクセルペダル（ペダルアーム）を所定の休止位置に安定して停止させることができ、衝突音等を防止でき、経時変化等を招いても休止位置のずれを許容範囲に抑えることができ、位置センサによる角度位置の検出が高精度に行なえるアクセルペダル装置を提供することにある。
【０００７】
【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ペダルアームと、ペダルアームを揺動自在に支持する本体と、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、ペダルアームを休止位置に停止させるべく本体に設けられた休止ストッパと、を備えたアクセルペダル装置であって、上記休止ストッパは、弾性変形可能でかつペダルアームが最初に当接する第１ストッパと、第１ストッパへの当接後にペダルアームが当接し得る第２ストッパと、を含む構成となっている。
【０００８】
この構成によれば、ペダルアームが緩やかに戻される場合は、その一部が第１ストッパに当接して休止位置に停止する。一方、ペダルアームが素早く戻される場合は、その一部が第１ストッパに当接し、第１ストッパを若干弾性変形させつつ、続けて第２ストッパに当接する。これにより、衝突音等を生じることなく、ペダルアームを所定の休止位置に確実に停止させることができる。また、第１ストッパが経時劣化等により擦り減った場合には、第２ストッパが主として停止させる役割をなし、ペダルアームを許容されるバラツキ範囲内の休止位置に確実に停止させることができる。さらに、逆向きの無理な力が加えられた場合には、第１ストッパ及び第２ストッパが、同時に当接してその力に拮抗し、ペダルアームを休止位置に確実に停止させることができる。
【０００９】
上記構成において、第１ストッパ及び第２ストッパは、樹脂材料により一体的に形成されて本体に固定されている、構成を採用できる。
この構成によれば、休止ストッパの取り扱い、製造、組み付け、成形、材料の選択等が容易になる。
【００１０】
上記構成において、第１ストッパは、第２ストッパよりも弾性変形し易い形状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、ペダルアームが第１ストッパに当接し、続けて第２ストッパに当接するような場合に、第１ストッパで衝撃力を吸収し、第２ストッパで確実に停止させることができる。すなわち、衝撃力の緩和作用と休止位置への位置決め作用とを両立させることができる。
【００１１】
上記構成において、第２ストッパは平坦形状に形成され、第１ストッパは、第２ストッパから突出する凸状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、簡略な構造にて、第１ストッパに停止作用及び衝撃力緩和作用をもたせ、第２ストッパに主として停止作用をもたせることができる。
【００１２】
【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３に示すように、自動車等の車体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等を備えている。
【００１３】
ハウジング１０は、樹脂材料により成形され、図１ないし図３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。
【００１４】
フランジ部１４，１５には、締結ボルト（あるいは締結ネジ）を通す孔及び座面を画定する金属製のスリーブ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、一端７１がリターンスプリング４０（後述する他端４２）に接触させられた導電配線７０の他端７２が電気的に接続されている。
【００１５】
カバー２０は、樹脂材料により成形され、図１及び図２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。
【００１６】
ペダルアーム３０は、図１ないし図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に固着された平板状のアームプレート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、全て導電性及び磁性を有する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。
【００１７】
リターンスプリング４０は、図２、図３、図４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。
【００１８】
上記リターンスプリング４０により付勢されるペダルアーム３０（アームプレート３２）は、図３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休止ストッパ１８、ペダルアーム３０を最大踏み込み位置（全開位置）に位置決めして停止させる全開ストッパ１９ａ，１９ｂが設けられている。
【００１９】
休止ストッパ１８は、図３ないし図５に示すように、第１ストッパ１８ａ及び第２ストッパ１８ｂを有するように、樹脂材料により一体的に成形されている。
ここで、樹脂材料としては、衝撃吸収特性等を考慮して適宜選択される。
第１ストッパ１８ａは、第２ストッパ１８ｂに比べて若干弾性変形し易いように裏側が肉抜きされた凸状に形成されている。これにより、弾性変形して衝撃力等を吸収すると共に元の位置に弾性復帰できるようになっている。
第２ストッパ１８ｂは、第１ストッパ１８ａを保持すると共に弾性変形し難くいように平坦に形成されている。これにより、ペダルアーム３０を所定の位置に確実にかつ高精度に位置決めして停止させるようになっている。
【００２０】
そして、休止ストッパ１８は、図３に示すように、ハウジング１０の凹部１３内において、側壁に形成された嵌合凸部１３ｅにその嵌合凹部１８ｃが嵌合されて固定されている。
また、ペダルアーム３０がリターンスプリング４０により付勢されて休止位置に戻され、ピン３３が第１ストッパ１８ａに当接し外部から何ら力が加わっていない状態において、図３に示すように、ペダルアーム３０（アームプレート３２）の縁部３２ａは、第２ストッパ１８ｂと所定の間隔をあけて非接触の状態に保持されるようになっている。
ここで、所定の間隔としては、ペダルアーム３０が停止する際に休止位置として許容される角度範囲内で停止するように、例えば、０．５ｍｍ程度が設定される。
【００２１】
すなわち、ペダルアーム３０がリターンスプリング４０の付勢力により付勢されて休止位置に戻される戻し動作において、例えば運転者が踏み込み力を徐々に弱めて緩やかに戻し動作を行なう場合は、戻りの衝撃力は小さく、図６（ａ）に示すように、ピン３３は第１ストッパ１８ａにのみ当接して停止する。
一方、運転者が踏み込み力を突然解放した場合は、戻りの衝撃力が大きく、ピン３３は、図６ （ａ）に示すように先ず第１ストッパ１８ａに当接し、第１ストッパ１８ａを弾性変形させつつ、図６（ｂ）に示すように続いて縁部３２ａが第２ストッパ１８ｂに当接する。この過程において、衝撃力等が吸収される。
その後、第１ストッパ１８ａが弾性復帰して縁部３２ａを第２ストッパ１８ｂから離脱させ、所定の休止位置に停止する。
これにより、衝撃力が効率良く吸収されると共に、ペダルアーム３０が所定の休止位置に確実にかつ高精度に停止させられて位置決めされる。
【００２２】
また、経時的な劣化により第１ストッパ１８ａの表面が摩耗して擦り減った場合には、第２ストッパ１８ｂが主として停止作用を担うことになり、同様にペダルアーム３０が許容される角度範囲内にある休止位置に確実にかつ高精度に停止させられて位置決めされる。
【００２３】
さらに、運転者が、図６（ａ）に示すように休止位置にあるペダルアーム３０に対して、アクセルペダル３５の裏側につま先を引っ掛けて逆向きに無理な力を及ぼすような場合には、図６（ｂ）に示すように、ピン３３が第１ストッパ１８ａを弾性変形させつつ縁部３２ａが第２ストッパ１８ｂに当接して、第１ストッパ１８ａと第２ストッパ１８ｂとが同時にその逆向きの力に拮抗して、ペダルアーム３０の過度な移動を防止する。これにより、ペダルアーム３０は休止位置に確実に保持される。
【００２４】
全開ストッパ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。
そして、ペダルアーム３０が最大踏み込み位置（全開位置）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が回転するのを防止でき、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を防止できる。
【００２５】
ヒステリシス発生機構５０は、図２及び図３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。
【００２６】
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３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。
【００２７】
磁気式センサ６０は、図２及び図３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等により形成され、その他に関連する部品として、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）等が設けられている。
【００２８】
ロータ６１は、図２及び図３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２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２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。
【００２９】
また、図２に示すように、カバー２０の表面には外側遮磁板８１が固定され、カバー２０の内部に形成された環状溝２４には筒状遮磁板８２が嵌合により固定されている。このように、磁気式センサ６０の外周領域を囲繞するように外側遮磁板８１、筒状遮磁板８２が設けられているため、外部から侵入する外乱磁界を遮断することができる。さらに、ペダルアーム３０のアームプレート３２も磁性材料により形成されているため、図２中の左側から侵入する外乱磁界を遮断することができる。
【００３０】
上記実施形態においては、第１ストッパ１８ａ及び第２ストッパ１８ｂを備える休止ストッパ１８として、ハウジング１０とは別体に形成された後に取り付けられるものを示したが、これに限定されるものではなく、ハウジング１０に一体的に成形されたものを採用してもよい。
また、第１ストッパ１８ａ、第２ストッパ１８ｂとして、一体的に成形された休止ストッパ１８を示したが、これに限定されるものではなく、別々に形成されたものをハウジング１０に取り付けるようにしてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態においては、第１ストッパ１８ａと第２ストッパ１８ｂに当接するペダルアーム３０の部分として、ピン３３及び縁部３２ａを採用したが、これに限定されるものではなく、ピン３３の部分が二段階に分けて第１ストッパと第２ストッパとに当接するようにしてもよく、縁部３２ａの部分が二段階に分けて第１ストッパと第２ストッパとに当接するようにしてもよく、あるいは、第１ストッパと第２ストッパとを離れた位置に設け、ペダルアーム３０のお互いに離れた位置にある部分をそれぞれ当接させるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、第１ストッパ１８ａは第２ストッパ１８ｂよりも弾性変形し易い形状を示したが、これに限定されるものではなく、第１ストッパは弾性変形し易い材質で形成してもよい。
【００３２】
【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、ペダルアームを休止位置に停止させる休止ストッパとして、弾性変形可能でかつペダルアームが最初に当接する第１ストッパと第１ストッパへの当接後にペダルアームが当接し得る第２ストッパとを設けたことにより、ペダルアームが急激に戻されたような場合でも衝突音等を防止でき、又、無理な力が加えられた場合でも、ペダルアームを休止位置に確実に停止させることができる。
特に、第１ストッパ及び第２ストッパを樹脂材料により一体的に形成することで、休止ストッパの取り扱い、製造、組み付け、成形、材料の選択等が容易になる。また、第１ストッパを第２ストッパよりも弾性変形し易い形状に形成することにより、衝撃力の緩和作用と休止位置への位置決め作用とを容易に両立させることができる。さらに、第２ストッパを平坦形状かつ第１ストッパを第２ストッパから突出する凸状に形成することにより、簡略な構造にて、第１ストッパに停止作用及び衝撃力緩和作用をもたせ、第２ストッパに主として停止作用をもたせることができる。
【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内部構造を示す断面図である。
【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】ペダルアーム及びリターンスプリングを示す側面図である。
【図５】休止ストッパを示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ部における断面図である。
【図６】ペダルアームが休止位置に停止させられるときに休止ストッパの作用を説明する側面図であり、（ａ）はペダルアームが第１ストッパに当接した状態を示す側面図、（ｂ）はペダルアームが第１ストッパ及び第２ストッパに当接した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ ハウジング（本体）
１１ 軸受穴
１３ 凹部
１３ｅ 嵌合凸部
１８ 休止ストッパ
１８ａ 第１ストッパ
１８ｂ 第２ストッパ
１８ｃ 嵌合凹部
１９ａ，１９ｂ 全開ストッパ
２０ カバー（本体）
２１ 軸受穴
３０ ペダルアーム
３１ ペダル軸
３２ アームプレート
３２ａ 縁部
３３ ピン
３４ アームロッド
３５ アクセルペダル
４０ リターンスプリング
５０ ヒステリシス発生機構
６０ 磁気式センサ

Claims (4)

1. 踏力を加えるアクセルペダルを有するペダルアームと、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、前記ペダルアームを休止位置に停止させるべく前記本体に設けられた休止ストッパと、を備えたアクセルペダル装置であって、
   前記休止ストッパは、弾性変形可能でかつ前記ペダルアームが最初に当接する第１ストッパと、前記第１ストッパへの当接後に前記ペダルアームが当接し得る第２ストッパと、を含む、
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 前記第１ストッパ及び第２ストッパは、樹脂材料により一体的に形成されて、前記本体に固定されている、
   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. 前記第１ストッパは、前記第２ストッパよりも弾性変形し易い形状に形成されている、
   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. 前記第２ストッパは平坦形状に形成され、前記第１ストッパは、前記第２ストッパから突出する凸状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のアクセルペダル装置。

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