JP2007276707A - Accelerator pedal unit for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車を運転するドライバーが足で操作する自動車用のアクセルペダルユニットに関する。 The present invention relates to an accelerator pedal unit for an automobile that is operated by a foot of a driver who drives the automobile.
従来より、エンジンのスロットル開度をコントロールするために運転者が足で操作するアクセルペダルを備えた自動車がある。アクセルペダルユニットとしては、スロットルリンクカムに連結されたアクセルワイヤを駆動する機械式のもののほか、アクセルペダルの踏み込み量に応じて電気信号を出力する電子式のものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an automobile equipped with an accelerator pedal that is operated by a driver's foot to control the throttle opening of an engine. As an accelerator pedal unit, there is an electronic type that outputs an electric signal in accordance with an amount of depression of an accelerator pedal, in addition to a mechanical type that drives an accelerator wire connected to a throttle link cam.
アクセルペダルの操作特性としては、発進時や加速時等において過大な踏み込みを未然に回避できるよう、アクセルペダルの踏み込みに適度な踏力が必要となることが好ましい。一方、運転する自動車が目標速度に到達した後でアクセルペダルの踏み込み量を略一定に維持できるよう、アクセルペダルから運転者の足に作用する反力をある程度、抑制してあることが好ましい。上記のような操作特性を両立すれば、操作感に優れ、かつ、安全性高く自動車の走行速度をコントロールし得るアクセルペダルユニットを実現することができる。 As an operation characteristic of the accelerator pedal, it is preferable that an appropriate depression force is required to depress the accelerator pedal so that excessive depression can be avoided before starting or accelerating. On the other hand, it is preferable that the reaction force acting on the driver's foot from the accelerator pedal is suppressed to some extent so that the amount of depression of the accelerator pedal can be maintained substantially constant after the driving vehicle reaches the target speed. If the above operation characteristics are compatible, it is possible to realize an accelerator pedal unit that is excellent in operation feeling and can control the traveling speed of the automobile with high safety.
上記のようなアクセルペダルを踏み込む際の踏力の確保と、アクセルペダルの踏み込み量を一定に維持する際の反力の抑制という相互に背反する操作特性を両立するためには、アクセルペダルに作用する踏力と踏み込み量との間にヒステリシス特性を具備させる必要がある。特に、機械的な摩擦が少ない電子式のアクセルペダルユニットの中には、上記ヒステリシス特性の元となる摩擦力の発生源としてのヒステリシス機構を別途、設けたものもある。 In order to achieve the mutually contradictory operating characteristics of securing the pedaling force when depressing the accelerator pedal as described above and suppressing the reaction force when maintaining the amount of depression of the accelerator pedal constant, it acts on the accelerator pedal. It is necessary to provide a hysteresis characteristic between the stepping force and the depression amount. In particular, some electronic accelerator pedal units with low mechanical friction include a separate hysteresis mechanism as a source of frictional force that is the basis of the hysteresis characteristics.
このようなアクセルペダルユニットとしては、例えば、図14及び図15に示すごとく、アクセルペダル93を一体的に保持すると共に他端にアーム基端部92を設けたアクセルアーム94と、アーム基端部92を付勢するリターンスプリング941と、リターンスプリング941の付勢力をアーム基端部92に伝達する摩擦片95とを備えたアクセルペダルユニット9がある(例えば、特許文献1参照。)。
As such an accelerator pedal unit, for example, as shown in FIGS. 14 and 15, an
このアクセルペダルユニット9では、摩擦片95とアーム基端部92とが、相互に対面する傾斜面920、950を介して当接している。この傾斜面920、950同士の当接構造によれば、リターンスプリング941の付勢力を摩擦片95及びアーム基端部92を外側(図15中の矢印方向。)に向けて付勢する力に変換することができる。
In the
ここで、このアクセルペダルユニット9においては、筐体であるハウジングの両側壁97がなす間隙に摩擦片95等を収容してある。そのため、このアクセルペダルユニット9では、リターンスプリング941の付勢力に基づいて摩擦片95等が側壁97に押圧され、これにより摩擦力が発生する。上記のアクセルペダルユニット9では、このように発生する摩擦力を元にしてヒステリシス特性を実現している。
Here, in the
しかしながら、上記従来のヒステリシス機構を備えたアクセルペダルユニット9では、次のような問題がある。すなわち、傾斜面920、950を介してアーム基端部92に当接する摩擦片95を予め組み付けておくことが難しく、アクセルペダルユニット9の組み付け性を十分に向上できないおそれがあるという問題がある。
However, the
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ヒステリシス機構を備えた自動車用のアクセルペダルユニットにおいて、組み付け性を向上して生産コストを抑えたアクセルペダルユニットを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in an accelerator pedal unit for an automobile equipped with a hysteresis mechanism, it is intended to provide an accelerator pedal unit that improves assembly and suppresses production costs. Is.
本発明は、アクセルペダルを一体的に保持するアームブロックと、回動軸を中心として上記アクセルペダルが回動可能な状態で上記アームブロックを支持するベースブロックと、上記アクセルペダルを初期位置に向けて押し戻すための付勢力を作用するリターンスプリングとを含み、該リターンスプリングの付勢力が作用する受け部を上記回動軸から径方向に離して上記アームブロックに設けたアクセルペダルユニットにおいて、
上記リターンスプリングの付勢力を受け止めて上記受け部に伝達すると共に、該受け部からの反力により回転し、該反力の大きさに応じた当接荷重を上記ベースブロック側に作用するように構成した略平板状のヒスブロックを備えており、
上記受け部は、上記ヒスブロックを回転な状態で保持するための回転支持部を有していることを特徴とする自動車用のアクセルペダルユニットにある(請求項1)。
The present invention includes an arm block that integrally holds an accelerator pedal, a base block that supports the arm block in a state where the accelerator pedal is rotatable about a rotation axis, and the accelerator pedal is directed to an initial position. An accelerator pedal unit including a return spring that exerts an urging force for pushing back, and a receiving portion on which the urging force of the return spring acts is separated from the rotation shaft in the radial direction, and is provided on the arm block.
The urging force of the return spring is received and transmitted to the receiving portion, and rotated by a reaction force from the receiving portion so that a contact load corresponding to the magnitude of the reaction force acts on the base block side. It has a generally flat plate-shaped his block configured,
The receiving portion may be an accelerator pedal unit for an automobile having a rotation support portion for holding the his block in a rotating state.
本発明のアクセルペダルユニットは、上記受け部から上記反力を受けて回転する上記ヒスブロックを有している。該ヒスブロックは、その回転により上記ベースブロック側に当接し、上記当接荷重を作用するように構成してある。このヒスブロックを備えた上記アクセルペダルユニットによれば、上記ヒスブロックが上記ベースブロック側に作用する上記当接荷重に応じて摩擦力を発生させることができる。そして、この摩擦力によれば、上記アクセルペダルを踏み込むための踏力と踏み込み量との関係に好ましいヒステリシス特性を持たせることができる。 The accelerator pedal unit of the present invention has the His block that rotates by receiving the reaction force from the receiving portion. The his block is configured to abut against the base block side by its rotation and to act on the abutment load. According to the accelerator pedal unit including the his block, the friction force can be generated according to the contact load applied to the base block side by the his block. And according to this frictional force, a favorable hysteresis characteristic can be given to the relationship between the depression force for depressing the accelerator pedal and the depression amount.
上記アクセルペダルユニットにおける上記アームブロックの上記受け部は、上記ヒスブロックを回転可能な状態で保持するための上記回転支持部を備えている。この回転支持部によれば、上記アームブロックに対して上記ヒスブロックを容易、かつ、確実性高く組み付けることが可能となる。それ故、上記ヒスブロックを組み付けした状態で上記アームブロックを取り扱うことができるようになる。したがって、上記アクセルペダルユニットは、予め上記ヒスブロックを組み付けた状態の上記アームブロックを上記ベースブロックに組み付けることで効率良く作製し得る生産性の高いものである。 The receiving portion of the arm block in the accelerator pedal unit includes the rotation support portion for holding the his block in a rotatable state. According to this rotation support portion, it is possible to easily and reliably assemble the his block with respect to the arm block. Therefore, the arm block can be handled in a state where the his block is assembled. Therefore, the accelerator pedal unit has high productivity that can be efficiently manufactured by assembling the arm block in a state where the his block is assembled in advance to the base block.
以上のように、本発明のアクセルペダルユニットでは、上記アームブロックに対して上記ヒスブロックを予め組み付けしておくことができる。それ故、上記アクセルペダルユニットは、組み付け性を高くでき、その生産コストを抑制することができる。 As described above, in the accelerator pedal unit of the present invention, the His block can be assembled in advance to the arm block. Therefore, the accelerator pedal unit can be easily assembled, and the production cost can be suppressed.
本発明において、上記ヒスブロックが上記ベースブロック側に当接荷重を作用する構造としては、上記ヒスブロックが上記ベースブロックに直接、当接する構造や、上記ベースブロックに保持された中間部材に上記ヒスブロックが当接して間接的に上記ベースブロックに当接荷重が作用する構造等、様々な構造を採用することができる。 In the present invention, the structure in which the his block applies a contact load to the base block side includes a structure in which the his block directly contacts the base block, and an intermediate member held by the base block. Various structures such as a structure in which a contact load acts on the base block indirectly by contacting the block can be employed.
また、上記アクセルペダルの上記アームブロックでは、上記回動軸から径方向に離して上記受け部を配設してある。このアームブロックを含む上記アクセルペダルユニットによれば、その幅方向、すなわち、上記回動軸の方向の寸法を抑制することができる。それ故、フロントタイヤを収容するタイヤハウスの車室内への張り出し部分等と、ブレーキペダルやクラッチペダル等との間に残された狭小なスペースへの配置が可能となり、上記アクセルペダルユニットは車両搭載性に優れたものとなる。 Further, in the arm block of the accelerator pedal, the receiving portion is disposed away from the rotating shaft in the radial direction. According to the accelerator pedal unit including the arm block, it is possible to suppress the dimension in the width direction, that is, the direction of the rotation shaft. Therefore, it is possible to place it in a narrow space left between the brake pedal, clutch pedal, etc. of the tire house that houses the front tire, and the accelerator pedal unit mounted on the vehicle Excellent in properties.
また、上記ヒスブロックは、その回転中心に軸孔を有しており、上記回転支持部は、上記軸孔に内挿する軸状の係合ピンを有していることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記係合ピンを上記軸孔に内挿配置することで、上記ヒスブロックを上記受け部に確実性高く保持させることができる。そして、上記ヒスブロックを確実性高く組み付けた上記アームブロックを利用すれば一層、作業性良く上記アクセルペダルユニットを作製できるようになる。
Further, it is preferable that the his block has a shaft hole at the center of rotation, and the rotation support portion has a shaft-shaped engagement pin inserted into the shaft hole. ).
In this case, the His block can be held in the receiving portion with high reliability by interposing the engaging pin in the shaft hole. And if the said arm block which assembled | attached the said hiss block with high certainty is utilized, it will become possible to produce the said accelerator pedal unit further with workability | operativity.
また、上記受け部は、上記反力に応じて上記ヒスブロックが回転する回転方向に向けて次第に突出量が縮小する傾斜状のアーム側カムを有しており、上記ヒスブロックは、上記回転方向に向けて次第に突出量が拡大する傾斜状のヒス側カムを有しており、
上記アーム側カム及び上記ヒス側カムは、上記反力に応じた回転トルクを上記ヒスブロックに作用するように構成してあることが好ましい(請求項3)。
Further, the receiving portion has an inclined arm-side cam that gradually decreases in a protruding amount in a rotational direction in which the his block rotates according to the reaction force, and the his block is in the rotational direction. It has an inclined his side cam that gradually expands toward the
It is preferable that the arm side cam and the hiss side cam are configured so that a rotational torque corresponding to the reaction force acts on the his block.
この場合には、上記アーム側カムと上記ヒス側カムとの組み合わせに基づいて、上記リターンスプリングから上記ヒスブロックに作用する付勢力に応じた上記回転トルクを発生させることができる。そしてそれ故、上記リターンスプリングから上記ヒスブロックに作用する付勢力に応じた大きさの当接荷重を、上記ヒスブロックから上記ベースブロック側に作用させることができる。 In this case, based on the combination of the arm side cam and the hiss side cam, the rotational torque according to the urging force acting on the his block from the return spring can be generated. Therefore, a contact load having a magnitude corresponding to the urging force acting on the his block from the return spring can be applied to the base block side from the his block.
なお、上記回転支持部による上記ヒスブロックの支持構造としては、上記の係合ピンと上記軸孔との組み合わせによる支持構造に代えて、上記ヒス側カムを内周側から支持する構造や、上記ヒス側カムを外周側から支持する構造や、上記ヒス側カムを内周側及び外周側から支持する構造等を採用することができる。さらには、上記ヒス側カムを上記のように支持する構造と、上記係合ピンによる支持構造とを組み合わせた支持構造を採用することもできる。 As the support structure of the His block by the rotation support portion, instead of the support structure by the combination of the engagement pin and the shaft hole, a structure for supporting the His side cam from the inner peripheral side, A structure in which the side cam is supported from the outer peripheral side, a structure in which the hysteresis cam is supported from the inner peripheral side and the outer peripheral side, and the like can be employed. Furthermore, it is possible to adopt a support structure in which the structure for supporting the hiss cam as described above and the support structure using the engagement pins are combined.
また、上記アーム側カム及び上記ヒス側カムは、略同一円周上において略等間隔をなすように複数、設けてあることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記各アーム側カムに作用する荷重をバランスさせることができる。
In addition, it is preferable that a plurality of the arm side cams and the hiss side cams are provided so as to be substantially equidistant on substantially the same circumference.
In this case, the load acting on each arm side cam can be balanced.
例えば、上記回転軸を介して対向する2カ所に上記アーム側カム及び上記ヒス側カムを設けた場合には、上記各アーム側カムに対して大きさが同じで逆向きの荷重を作用させることができる。さらに、例えば、上記回転軸の周りの90度おきに上記アーム側カム及び上記ヒス側カムを設けた場合には、対向する2カ所の上記アーム側カムについて、それぞれ、大きさが同じで逆向きの荷重を作用させることができる。さらに、例えば、上記回転軸の周りの120度おきに上記アーム側カム及び上記ヒス側カムを設けた場合には、上記各アーム側カムに対して、大きさが同じで作用方向が120度ずつ異なる荷重をバランス良く作用させることができる。 For example, when the arm side cam and the hiss side cam are provided at two locations facing each other via the rotating shaft, a load having the same size and a reverse direction is applied to each arm side cam. Can do. Further, for example, when the arm-side cam and the hiss-side cam are provided every 90 degrees around the rotation shaft, the two opposite arm-side cams have the same size and opposite directions. The load can be applied. Further, for example, when the arm side cam and the hiss side cam are provided every 120 degrees around the rotation shaft, the size is the same and the direction of action is 120 degrees for each arm side cam. Different loads can be applied in a balanced manner.
このように上記各アーム側カムに対してバランス良く荷重を作用できれば、上記アームブロックに対してアンバランスな荷重が作用するおそれを抑制することができる。そして、上記アームブロックに作用するアンバランスな荷重を抑制することで、上記回動軸の周辺の部材に偏摩耗等のトラブルが生じるおそれを抑制できる。 Thus, if a load can be applied to each arm-side cam in a well-balanced manner, it is possible to suppress the possibility of an unbalanced load acting on the arm block. Further, by suppressing the unbalanced load acting on the arm block, it is possible to suppress the possibility that troubles such as uneven wear occur in members around the rotating shaft.
また、上記ベースブロックは、上記回動軸方向において上記ヒスブロックを挟んで相互に対面する側壁部を有しており、上記ヒスブロックは、上記反力に応じた回転により上記各側壁部に当接するように構成してあることが好ましい(請求項5)。 In addition, the base block has side walls that face each other across the his block in the rotation axis direction, and the his block contacts the side walls by rotation according to the reaction force. It is preferable to be configured so as to contact (claim 5).
この場合には、上記ヒスブロックから上記各側壁部に均等に当接荷重を作用でき、これにより、上記ベースブロック側から上記ヒスブロックに作用する反作用の荷重をバランスさせることができる。それ故、上記ヒスブロックから上記アームブロックにアンバランスな荷重が作用するおそれを未然に抑制でき、アンバランスな荷重に起因して発生し得る上記回動軸周辺の偏摩耗等を低減できる。したがって、上記アクセルペダルユニットは、その優れた特性を長期間に及ぶ使用期間に渡って維持し得る耐久性に優れたものとなる。 In this case, a contact load can be applied equally from the His block to each of the side wall portions, whereby the reaction load acting on the His block from the base block side can be balanced. Therefore, the possibility that an unbalanced load acts on the arm block from the His block can be suppressed in advance, and uneven wear around the rotating shaft that can be caused by the unbalanced load can be reduced. Therefore, the accelerator pedal unit has excellent durability that can maintain its excellent characteristics over a long period of use.
また、上記ベースブロックは、上記回動軸を基準として上記ヒスブロックよりも径方向外側に位置する外周摺動面と径方向内側に位置する内周摺動面とを有しており、上記ヒスブロックは、上記反力に応じた回転により上記外周摺動面及び上記内周摺動面に当接するように構成してあることが好ましい(請求項6)。
この場合には、上記ヒスブロックから上記外周摺動面及び上記内周摺動面に均等に当接荷重を作用することで、上記ベースブロック側から上記ヒスブロックに作用する反作用の荷重をバランスできる。それ故、上記ヒスブロックから上記アームブロックにアンバランスな荷重が作用するおそれを未然に抑制できる。
In addition, the base block has an outer peripheral sliding surface positioned radially outward from the His block and an inner peripheral sliding surface positioned radially inner than the His block with respect to the rotation axis, and the His block It is preferable that the block is configured to contact the outer peripheral sliding surface and the inner peripheral sliding surface by rotation according to the reaction force.
In this case, the reaction load acting on the His block from the base block side can be balanced by applying a contact load equally from the His block to the outer peripheral sliding surface and the inner peripheral sliding surface. . Therefore, the possibility that an unbalanced load acts on the arm block from the His block can be suppressed in advance.
また、上記ヒスブロックは、平板略矩形状を呈しており、その角部分をなす外周面に、上記ベースブロック側と当接する摩擦面を有していることが好ましい(請求項7)。
この場合には、上記平板略矩形状を呈する上記ヒスブロックの角部分に設けた上記摩擦面を介して上記ベースブロック側に上記当接荷重を作用することができる。
In addition, it is preferable that the His block has a substantially rectangular flat plate shape and has a friction surface in contact with the base block side on an outer peripheral surface forming a corner portion thereof.
In this case, the contact load can be applied to the base block side via the friction surface provided at a corner portion of the His block having a substantially rectangular shape.
(実施例1)
本例は、ヒステリシス機構10を備えた自動車用のアクセルペダルユニット1に関する例である。この内容について、図1〜図13を用いて説明する。
本例の自動車用のアクセルペダルユニット1(以下、単にアクセルペダルユニット1という。)は、図1〜図4に示すごとく、アクセルペダル13を一体的に保持するアームブロック2と、回動軸100を中心としてアクセルペダル13が回動可能な状態でアームブロック2を支持するベースブロック7と、アクセルペダル13を初期位置に向けて押し戻すための付勢力を作用するリターンスプリング41とを含むものである。このアクセルペダルユニット1では、リターンスプリング41の付勢力が作用する受け部22を回動軸100から径方向に離してアームブロック2に設けてある。
このアクセルペダルユニット1は、リターンスプリング41の付勢力を受け止めて受け部22に伝達すると共に、該受け部22からの反力により回転し、その反力の大きさに応じた当接荷重をベースブロック7側に作用するように構成したヒスブロック4を備えている。
アクセルペダルユニット1における受け部22は、ヒスブロック4を回転可能な状態で保持するための回転支持部221を有している。
以下、この内容について詳しく説明する。
Example 1
This example is an example related to an
As shown in FIGS. 1 to 4, an automobile accelerator pedal unit 1 (hereinafter simply referred to as “
The
The receiving
Hereinafter, this content will be described in detail.
アクセルペダルユニット1は、図1、図4及び図5に示すごとく、磁界計測素子60を利用してアームブロック2の回転角度を非接触で計測する電子式のものである。このアクセルペダルユニット1では、中空構造を呈する支持シャフト3の中空部33に磁界計測素子60を配置すると共に、アームブロック2の内部に磁石体69を配置してある。この磁石体69は、アクセルペダル13の操作に応じて磁界計測素子60の外周を回動し得る。そして、アクセルペダルユニット1は、磁界計測素子60を用いて磁石体69の回動角度を計測することで、アクセルペダル13の回動角度、すなわちその踏み込み量を検知するように構成したものである。
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the
本例のアクセルペダルユニット1は、図1〜図4に示すごとく、ペダルロッド12を介してアクセルペダル13を一体的に保持するアームブロック2と、該アームブロック2を回転可能な状態で収容するベースブロック7と、アームブロック2を回転支持する支持シャフト3と、アームブロック2を初期位置である戻り位置に向けて付勢するリターンスプリング41とを有している。特に、本例のアクセルペダルユニット1は、上記受け部22と上記ヒスブロック4とを含むヒステリシス機構10を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
ここで、アクセルペダルユニット1のヒステリシス機構10について簡単に解説する。このヒステリシス機構10は、図1、図4、図6及び図7に示すごとく、平板略矩形状を呈するヒスブロック4と、ヒスブロック4を回転支持する受け部22と、ヒスブロック4及び受け部22を収容するベースブロック7と、受け部22に付勢力を作用するリターンスプリング41とを有している。なお、図6では、ベースブロック7を省略して図示してある。
Here, the
このヒステリシス機構10では、図1、図4、図6及び図7に示すごとく、相互に対面するベースブロック7の側壁713及び側壁723の間隙において、ヒスブロック4を回転支持した受け部22が回動する。受け部22が回動するとリターンスプリング41の付勢力が大きくなり、これに応じてヒスブロック4に回転トルクが生じる。そして、平板略矩形状のヒスブロック4が回転すると、その角部分に設けた摩擦面431〜434が側壁713、723等に当接し、摩擦力が発生する。
In this
本例のヒステリシス機構10は、上記のように発生する摩擦力を元にしてヒステリシス特性を実現する機構である。なお、リターンスプリング41の付勢力に応じてヒスブロック4に回転トルクを発生するための構造、あるいはヒスブロック4を収容するベースブロック7の内部構造等については後で詳しく説明する。
The
まず、アクセルペダル13は、図1〜図3に示すごとく、自動車の運転者が足で操作するためのペダルである。アクセルペダル13は、略平板状の表面側に、滑り止めのための凸凹を設けた樹脂面131を有している。また、アクセルペダル13は、この樹脂面131の裏側に、ペダルロッド12を固定するためのロッド固定部132を有している。
First, as shown in FIGS. 1 to 3, the
ペダルロッド12は、鉄よりなる高剛性の棒状のものであり、全体として略L字状を呈するように折り曲げてある。ペダルロッド12の一方の端部121は、アクセルペダル13の裏面に沿うように形成され、ロッド固定部132に固定可能なように構成してある。そして、他方の端部122は、アームブロック2に固定可能なように構成してある。
The
上記アームブロック2は、図1、図4及び図5に示すごとく、支持シャフト3を貫通させるシャフト孔230を穿孔した軸受部23と、該軸受部23を挟んで配置したロッド固定部24及び受け部22とよりなる。ロッド固定部24は、アクセルペダル13から延設されたペダルロッド12を固定するように構成した部分である。受け部22は、リターンスプリング41の付勢力が作用するように構成した部分である。なお、本例のアームブロック2は、非磁性材料であるナイロン樹脂を成形してなる。
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the
ロッド固定部24は、図1及び図4に示すごとく、軸受部23から外周側に張り出すように形成した部分である。ロッド固定部24は、回動軸100方向の幅が軸受部23の軸方向の幅に略一致している。そして、ロッド固定部24は、軸方向の略中央に当たる位置に、ペダルロッド12の端部122を収容して固定するための溝状のスリット241を有している。ロッド固定部24では、アクセルペダル13の踏み込み方向に当たる外周面が当たり面248を構成している。この当たり面248は、ベースブロック7との当接によりアクセルペダル13の最大の踏み込み量を規制するための面である。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
アームブロック2の軸受部23は、図1及び図4に示すごとく、支持シャフト3を貫通させるシャフト孔230を穿孔した部分である。本例では、このシャフト孔230と支持シャフト3との挿入構造により回動軸100を構成してある。特に、本例の軸受部23は、シャフト孔230の外周側に磁石体69をインサート成形してなる。
As shown in FIGS. 1 and 4, the bearing
磁石体69は、図4及び図5に示すごとく、ネオジウムよりなる略角柱状のものである。本例では、磁石体69の分極方向(着磁方向)が回動軸100を中心とした径方向に略一致するように磁石体69を配置してある。なお、磁石体69としては、本例のネオジウムに代えて、フェライト、アルニコ、サマリウムコバルト等を採用することもできる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
受け部22は、図1、図4、図6及び図7に示すごとく、ヒスブロック4側の表面に、ヒスブロック4を回転軸支するための回転支持部221(本例では、係合ピン。以下、係合ピン221という。)と、ヒスブロック4の回転トルクを発生させるアーム側カム222とを有している。係合ピン221は、断面略円形状を呈する軸状をなす部分であって、受け部22から突出するように設けてある。この係合ピン221は、ヒスブロック4の略中心部分に設けた軸孔40に挿入可能なように構成してある。
As shown in FIGS. 1, 4, 6, and 7, the receiving
アーム側カム222は、係合ピン221を中心として、略等間隔の4カ所に設けた同一仕様のカム山である。各アーム側カム222は、係合ピン221の先端側から付け根側に向かって時計回りに次第に突出量が拡大する傾斜状をなすカム山である。受け部22の反力に応じたヒスブロック4の回転方向を基準にすれば、当該回転方向に次第に突出量が縮小する傾斜状をなすアーム側カム222と表現することもできる。各アーム側カム222は、ヒスブロック4に設けたヒス側カム422(後述する。)に対応している。
The
ベースブロック7は、図1〜図5に示すごとく、アームブロック2を収容するための空間を設けたケース71と、該ケース71に対する蓋状をなすカバー72とよりなる。
ケース71は、その底面をなす側壁713と、該側壁713の外周部から立設した外周壁719とを有している。側壁713には、支持シャフト3を貫通させるための貫通孔715を穿孔してある。ケース71の内側には、ヒスブロック4の摩擦面434(後述する。)の回動軌跡に沿う湾曲凹状の外周摺動面714を設けてある。また、ケース71の外周側には、アクセルペダルユニット1を車体側に取り付けるためのブラケット部711を設けてある。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
The
外周壁719は、図1及び図4に示すごとく、その周方向の一部において途切れた欠落部718を有している。完成品であるアクセルペダルユニット1における欠落部718は、ペダルロッド12等が回動するための回動空間を形成している。外周壁719のうち、欠落部718に隣接する一方の外周壁は、アームブロック2の当たり面248が当接する受け面712をなしている。また、外周壁719のうち、欠落部718に隣接する他方の外周壁の端部は、アクセルペダル13の初期位置(戻り位置)を規制するストッパ部716をなしている。本例のアクセルペダルユニット1では、受け面712とストッパ部716とにより、アクセルペダル13の踏み込みストロークが規制されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the outer
カバー72は、図1〜図3に示すごとく、ケース71に対する蓋面をなす側壁723を有している。この側壁723には、支持シャフト3を貫通させるための貫通孔725を穿孔してある。ケース71とカバー72とを組み合わせたベースブロック7では、ケース71の貫通孔715及びカバー72の貫通孔725が、側壁713及び側壁723に直交する略一直線上(法線方向。)に位置している。また、カバー72の側壁723の表面のうち、アクセルペダルユニット1の外周側をなす表面には、素子ブロック6を固定するための固定部726を設けてある。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
側壁723は、図1〜図3に示すごとく、回動軸100方向の位置が異なる2面の側壁723A、B、及び側壁723Aと側壁723Bとを連結するために軸方向に沿って形成された立設壁723Cよりなる。立設壁723Cの表面のうち、アクセルペダルユニット1の内周側をなす表面には、ヒスブロック4の摩擦面432(後述する。)の回動軌跡に沿う湾曲凸状の内周摺動面724を設けてある。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ヒスブロック4は、図1、図4、図6及び図7に示すごとく、上記の受け部22に設けた係合ピン221を貫通させるための軸孔40を略中央に設けた平板略矩形状を呈する板状の部材である。ヒスブロック4は、軸孔40を中心とした略同一円周上の略等間隔の4カ所に、上記アーム側カム222に当接するヒス側カム422を設けてなる。ヒス側カム422は、向かって時計回りに次第に突出量が拡大する傾斜状のカム山である。受け部22の反力に応じたヒスブロック4の回転方向を基準にすれば、当該回転方向に次第に突出量が拡大する傾斜状のヒス側カム422と表現することもできる。
As shown in FIGS. 1, 4, 6 and 7, the his
このヒス側カム422と上記アーム側カム222との当接構造は、ヒスブロック4と受け部22との間に作用する荷重、すなわち受け部22からヒスブロック4に作用する反力に応じて反時計回りの回転トルクを発生させる構造をなしている。そして、ヒスブロック4は、この当接構造に基づく回転トルクにより反時計回り(図7中の矢印で示す回転方向。)に回転する。
The contact structure between the his-
ヒスブロック4の外周をなす4面の外周面には、図1、図6及び図7に示すごとく、それぞれ、ベースブロック7の内周面と当接する摩擦面431〜434を設けてある。まず、アクセルペダル13が回動する回動面に沿う2面の外周面には、ケース71の側壁713あるいはカバー72の側壁723に当接する略平面状の摩擦面431、433を設けある。
As shown in FIGS. 1, 6, and 7, friction surfaces 431 to 434 that are in contact with the inner peripheral surface of the
一方、回動軸100を中心とした周方向に沿う2面の外周面のうちの軸受部23側には、カバー72の湾曲凸状の内周摺動面724に当接する湾曲凹状の摩擦面432を設けてある。また、他方の外周面には、ケース71の湾曲凹状の外周摺動面714に当接する湾曲凸状の摩擦面434を設けてある。
On the other hand, on the bearing
アクセルペダルユニット1のヒステリシス機構10では、ベースブロック7の側壁713、723に対してヒスブロック4の摩擦面431、433が当接すると共に、ケース71の外周摺動面714に対してヒスブロック4の摩擦面434が当接し、カバー72の内周摺動面724に対してヒスブロック4の摩擦面432が当接する。
In the
支持シャフト3は、図1、図4及び図5に示すごとく、非磁性材料であるアルミニウムよりなる断面略円柱形状の軸状の部材である。支持シャフト3は、プッシュナット34を係止する係止部31をケース71側の先端に有すると共に、ツバ状をなすフランジ部32をカバー72側の後端に有している。さらに、支持シャフト3は、フランジ部32側の端面に、略円柱状の内周空間である中空部33を穿孔してなる。
As shown in FIGS. 1, 4 and 5, the
アクセルペダルユニット1における支持シャフト3は、図1、図4及び図5に示すごとく、先端の係止部31に係合するプッシュナット34及びワッシャ35と、他端のツバ状のフランジ部32とにより、ハウジング7全体を挟圧して固定している。本例の支持シャフト3は、ハウジング7を固定するための構造部材をなし、非回転の部材である。この支持シャフト3は、アームブロック2(軸受部23。)のシャフト孔230を貫通し、アームブロック2を回転可能なように軸支している。本例では、上記のごとく、シャフト孔230と支持シャフト3との貫通支持構造により回動軸100を構成してある。
As shown in FIGS. 1, 4 and 5, the
アクセルペダルユニット1における支持シャフト3の中空部33には、図1、図4、図5及び図8に示すごとく、磁界計測素子60を実装した素子基板61(センサブロック6の構成部品。詳しくは後述する。)を内挿してある。アクセルペダルユニット1では、中空部33に素子基板61を内挿する構造により、回動軸100上への磁界計測素子60の配置を実現している。なお、本例では、アクセルペダル13が初期位置(図4に示す状態。)にあるとき、磁石体69の磁界方向と、素子基板61とが略平行をなすように素子基板61を配置してある。
In the
センサブロック6は、図1〜図3、図5及び図7に示すごとく、図示しない車体側コネクタを接続するためのコネクタソケット部63と、磁界計測素子60を実装した素子基板61と、素子基板61を取り付ける基板スロット621を設けた素子カバー部62とを有している。センサブロック6は、導電部材であるターミナルピン65をインサート成形した樹脂材料よりなるものである。ターミナルピン65の一方の端部は、コネクタソケット部63の内側に突出している。ターミナルピン65の他端は、素子カバー部62の内側に設けた基板スロット621内に突出する軸状の電極ピン622(図5参照。)として露出している。
As shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 7, the
素子基板61は、図1、図5及び図8に示すごとく、全体として略T字状を呈するプリント基板である。この素子基板61は、磁界計測素子60を実装した実装部612と、貫通孔の内周面に導電箔を設けた電極孔614を設けた電極部613とよりなる。電極部613は、電極ピン622を電極孔614に差し込みした状態で基板スロット621に取り付け可能に構成してある。そして、センサブロック6では、素子カバー部62から内側に向けて立設するように素子基板61が突出している。
As shown in FIGS. 1, 5, and 8, the
磁界計測素子60は、図8に示すごとく、所定方向に作用する磁束密度を計測するリニアホールICからなる。磁界計測素子60は、素子表面の中心部に感磁面605を有している。この磁界計測素子60は、感磁面605の法線方向の磁束密度に応じた大きさの信号電圧を出力するものである。なお、磁界計測素子60としては、本例のリニアホールICのほか、ホール効果IC、ホール素子、磁気抵抗素子等を採用することもできる。
As shown in FIG. 8, the magnetic
本例の素子基板61では、図8に示すごとく、実装部612の長手方向に沿って磁界計測素子60を2個配置してある。本例のアクセルペダルユニット1では、磁石体69(図4及び図5参照。)の磁界中心をなす対称軸Mに対して2個の磁界計測素子60が等しくオフセット(W/2)されるよう、アームブロック2における磁石体69のインサート位置、及び素子基板61における磁界計測素子60の実装位置を設定してある。また、素子基板61では、各感磁面605が同一方向を向くように磁界計測素子60を実装してある。
In the
本例では、図8及び図9に示すごとく、共通電源に対して上記の2個の磁界計測素子60を並列接続してある。また、上記のごとく、素子基板61では、感磁面605が同一方向を向くように2個の磁界計測素子60を実装してある。それ故、本例のアクセルペダルユニット1では、2個の磁界計測素子60が、略同一の信号電圧を出力することになる(図11参照。同図中、符号60A、60Bで示す信号電圧。)。本例のアクセルペダルユニット1では、略同一の信号電圧を出力する磁界計測素子60を2個配設することにより、磁界計測素子60に発生するおそれがあるトラブルに対するフェールセーフ機能を確保している。
In this example, as shown in FIGS. 8 and 9, the two magnetic
上記の各部品を組み付けして作製したアクセルペダルユニット1では、図1、図4及び図5に示すごとく、ハウジング7を貫通する支持シャフト3によりアームブロック2が回転支持されている。そして、アクセルペダルユニット1では、ハウジング7の外周に設けた欠落部718を介して、アクセルペダル13とアームブロック2とを一体的に連結するペダルロッド12が回動し得る。
In the
次に、以上のように構成したアクセルペダルユニット1の電気的あるいは磁気的な動作について、図4及び図10〜図12を用いて簡単に説明する。
本例のアクセルペダルユニット1が出力する信号電圧は、図11に示すごとく、アクセルペダル13の踏み込み量に応じて変化する。なお、同図では、アームブロック2の回転角度θを横軸に表し、縦軸には磁界計測素子60の信号電圧を表している。さらに、同図中のハッチングした角度範囲は、アームブロック2が回転し得る角度範囲(本例では、25度に設定。)を示している。また、同図中、符号60A、60Bは、各磁界計測素子60が出力する信号電圧を示している。
Next, the electrical or magnetic operation of the
The signal voltage output from the
例えば、図4、図11及び図12に示すごとく、アクセルペダル13の変位がゼロであるとき、磁石体69は、図12中の符号P1に位置している。このとき、磁石体69の磁界方向と感磁面605とが略平行をなし、感磁面605の法線方向の磁束密度が略ゼロとなる。それ故、磁界計測素子60が出力する信号電圧が略ゼロとなる。一方、図10〜図12に示すごとく、アクセルペダル13の変位に応じてアームブロック2が回転して磁石体69が図12中の符号P2に位置すると、磁界方向が回転して感磁面605の法線方向の磁束密度が変化する。磁石体69が発生する磁束密度をBとすれば、感磁面605の法線方向の磁束密度B1はB×sinθとなる。
For example, as shown in FIGS. 4, 11, and 12, when the displacement of the
次に、以上のように構成したアクセルペダルユニット1の機械的動作について、図4、図6、図7、図10及び図13を用いて説明する。
まず、初期状態のアクセルペダルユニット1では、図4に示すごとくリターンスプリング41の付勢力によりアクセルペダル13が元の位置に戻されている。このとき、ロッド固定部24とベースブロック7のストッパ部716との当接により、アクセルペダル13の初期位置(戻り位置)が規制されている。
Next, the mechanical operation of the
First, in the
アクセルペダル13に踏力が作用すると、図10に示すごとくリターンスプリング41の付勢力に対抗してアームブロック2が回転し、受け部22が回動軸100を中心として回動する。受け部22が回動するとリターンスプリング41が圧縮され、その付勢力が次第に大きくなる。そうすると、ヒスブロック4と受け部22との間の当接加重が大きくなり、受け部22からヒスブロック4に作用する反力が大きくなる。
When a pedaling force is applied to the
本例のアクセルペダルユニット1では、受け部22からヒスブロック4に作用する反力は、図6及び図7に示すごとく、ヒス側カム422とアーム側カム222との当接構造を介して回転トルクに変換される。この回転トルクによりヒスブロック4が図7中の矢印方向に回転すると、その角部分に設けた摩擦面431〜434がベースブロック7の側壁713、723あるいは摺動面714、724に当接し、ベースブロック7に当接荷重を作用する。
In the
すなわち、上記の回転トルクは、ヒスブロック4を介してベースブロック7に作用する当接荷重に変換される。この当接荷重は、リターンスプリング41の付勢力を源とするものであり、その大きさに略比例したものなり得る。それ故、本例のアクセルペダルユニット1では、アクセルペダル13の踏み込み量に応じた大きさの上記当接荷重が発生することになる。そして、本例のヒステリシス機構10は、この当接荷重に基づく摩擦力を利用するものである。
That is, the rotational torque is converted into a contact load acting on the
ここで、本例のヒステリシス機構10において、ヒスブロック4とアームブロック2との間に作用する荷重を図13を用いて説明する。なお、同図では、ベースブロック7を省略して図示してある。ヒスブロック4が反時計方向(図中、符号Rで示す回転方向。)に回転し、摩擦面431〜434からベースブロック7側に当接荷重f1〜f4が作用する状況を想定する。このとき、アームブロック2に対しては、反作用として各アーム側カム222に時計回りの荷重F1〜F4が作用する。
Here, in the
ここで、上記のごとくヒスブロック4の各摩擦面431〜434は、回転中心からの距離を等しく設定してある。それ故、上記の当接荷重f1〜f4は全て同じ大きさのものとなる。また、各アーム側カム222は、ヒスブロック4を回転支持する係合ピン221を中心とした略同一円周上に配置してある。それ故、各アーム側カム222に作用する荷重F1〜F4は全て同じ大きさのものとなる。荷重F1〜F4は、作用方向のみが90度ずつ異なっている。
Here, as described above, the friction surfaces 431 to 434 of the his
荷重F1と荷重F3とを比べると、作用方向が180度異なり、大きさが同じ逆向きの荷重である。また、荷重F2と荷重F4とを比べると、作用方向が180度異なり、大きさが同じ逆向きの荷重である。すなわち、各荷重F1〜F4は、アームブロック2に対してバランス良く作用している。
When the load F1 and the load F3 are compared, the acting directions are 180 degrees different, and the loads have the same magnitude. Further, when the load F2 and the load F4 are compared, the acting directions are 180 degrees different from each other, and the loads have the same magnitude. That is, the loads F1 to F4 act on the
ここで、各荷重F1〜F4に起因して回動軸100に作用するモーメントについて検討する。荷重F2は、回動軸100から作用点までの距離がK1である。したがって、荷重F2に起因して、時計回りのモーメントF2×K1が回動軸100に作用する。荷重F4は、回動軸100から作用点までの距離がK2である。したがって、荷重F4に起因して、反時計回りのモーメントF4×K2が回動軸100に作用する。荷重F1、F3は、係合ピン221から作用点までの距離がDである。したがって、荷重F1、F3に起因して、時計回りのモーメントF1×D、F3×Dが回動軸100に作用する。
Here, the moment acting on the
そうすると、回動軸100に作用する時計回りのモーメントは、F2×K1−F4×K2+F1×D+F3×Dとなる。ここで、F1=F2=F3=F4であるからこれらの荷重を全てFとすれば、モーメント=F×(K1−K2)+2×F×Dとなる。さらに、ここで、K1−K2=2×Dであるから、モーメント=4×F×Dとなる。
If it does so, the clockwise moment which acts on the
一方、図14及び図15に示すごとく従来のアクセルペダルユニットにおいて、荷重F1〜F4を合計した4×Fの荷重を回動軸から(K2+D)離れた位置に作用しようとすると、回動軸100に対して4×F×(K2+D)=4×F×K2+4×F×Dのモーメントが作用することになる。つまり、本例のアクセルペダルユニット1によれば、同様のヒステリシス特性を実現しようとしたときに、回動軸100に作用し、支持シャフト3踏の偏摩耗の原因となり得るモーメントを格段に抑制できる。それ故、回動軸100を構成する部材に要求される強度を低減できると共に、回動軸100を構成する部材に発生するおそれがある偏摩耗等を未然に抑制できる。
On the other hand, as shown in FIGS. 14 and 15, in the conventional accelerator pedal unit, if a load of 4 × F, which is the sum of the loads F1 to F4, is applied to a position away from the rotation shaft (K2 + D), the
以上のように、本例のアクセルペダルユニット1は、ヒスブロック4を回転支持するための係合ピン221を備えている。この係合ピン221によれば、アームブロック2に対してヒスブロック4を容易、かつ、確実性高く組み付けることが可能となる。それ故、ヒスブロック4を組み付けした状態でアームブロック2を取り扱いでき、ベースブロック7への組み付け作業を効率よく実施し得る。
As described above, the
さらに、本例のアクセルペダルユニット1では、上記のごとく回動軸100に作用するモーメントを格段に低減してある。それ故、回動軸100を構成する部材に要求される強度を低減できると共に、回動軸100を構成する部材に発生するおそれがある偏摩耗等を未然に抑制できる。これにより、本例のアクセルペダルユニット1は、回動軸100周りの偏摩耗等に起因したトラブルを未然に回避でき、長期間の使用に渡って優れた操作感を提供し得る優れた特性を備えたものとなる。
Furthermore, in the
また、本例のアクセルペダルユニット1では、回動軸100から径方向に離して受け部22を設けてある。これにより、アクセルペダルユニット1では、その幅方向、すなわち、回動軸100の方向の寸法を小型化してある。このアクセルペダルユニット1は、フロントタイヤを収容するタイヤハウスの車室内への張り出し部分と、ブレーキペダルやクラッチペダル等との間に残された狭小なスペースへの配置が可能であり、車両搭載性に優れたものである。
Moreover, in the
1 アクセルペダルユニット
10 ヒステリシス機構
100 回動軸
2 アームブロック
22 受け部
23 軸受部
24 ロッド固定部
3 支持シャフト
33 中空部
4 ヒスブロック
40 軸孔
41 リターンスプリング
7 ベースブロック
71 ケース
72 カバー
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記リターンスプリングの付勢力を受け止めて上記受け部に伝達すると共に、該受け部からの反力により回転し、該反力の大きさに応じた当接荷重を上記ベースブロック側に作用するように構成したヒスブロックを備えており、
上記受け部は、上記ヒスブロックを回転可能な状態で保持するための回転支持部を有していることを特徴とする自動車用のアクセルペダルユニット。 An arm block that integrally holds the accelerator pedal, a base block that supports the arm block in a state in which the accelerator pedal is rotatable around a rotation axis, and for pushing the accelerator pedal back toward an initial position. An accelerator pedal unit including a return spring that exerts an urging force, and a receiving portion on which the urging force of the return spring acts is radially separated from the rotation shaft and provided in the arm block;
The urging force of the return spring is received and transmitted to the receiving portion, and rotated by a reaction force from the receiving portion so that a contact load corresponding to the magnitude of the reaction force acts on the base block side. It has a structured his block,
The accelerator pedal unit for an automobile, wherein the receiving portion includes a rotation support portion for holding the his block in a rotatable state.
上記アーム側カム及び上記ヒス側カムは、上記反力に応じた回転トルクを上記ヒスブロックに作用するように構成してあることを特徴とする自動車用のアクセルペダルユニット。 3. The receiving block according to claim 1, wherein the receiving portion has an inclined arm-side cam whose projection amount is gradually reduced in a rotation direction in which the his block rotates in response to the reaction force. Has a slanted his side cam that gradually increases in the amount of protrusion toward the rotational direction,
2. The accelerator pedal unit for an automobile according to claim 1, wherein the arm side cam and the hiss side cam are configured to act on the his block with a rotational torque corresponding to the reaction force.
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