JP2011235858A - Accelerator pedal device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease such a chance that a resin component of an electronic accelerator pedal device is electrified to cause failure.SOLUTION: In recent years, the number of the resin components adopted in the electronic accelerator pedal device is increased, but since a resin has high insulation properties, the resin is electrified easily to accumulate an electric charge when rubbed or contacted. Thus, the electric charge generated by the friction of a friction member inside the accelerator pedal device, the electric charge generated by the friction between the shoe of a driver and an accelerator pedal, and the electric charge generated in a vehicle, or the like flow into and are accumulated in the resin component. The electric charge accumulated in such a way intrudes into a position sensor as an overvoltage, and has a possibility of causing the failure such as rapid acceleration of the vehicle. Therefore, an antistatic resin having a function of leaking the electric charge is used for decreasing the change to cause the failure.

Description

本発明は、アクセルペダルの踏み込み操作をセンサによって検出し、原動力を電子制御するシステムを採用した乗り物に適用される電子アクセルペダル装置に関する。電子アクセルベダルを通じて電子制御されるものであれば、乗り物と原動力の形態や種類を問わず適用される。乗り物としては、車両、電車、船舶、航空機、ロケット等既に存在するもの以外に、今後新規開発されるものにも適用される。原動力を生み出す動力源として、内燃機関や電気モーター、ジェットエンジンやロケットエンジン等既に存在するもの以外に、今後新規開発されるものにも適用される。   The present invention relates to an electronic accelerator pedal device that is applied to a vehicle that employs a system that detects depression of an accelerator pedal by a sensor and electronically controls a driving force. As long as it is electronically controlled through an electronic accelerator pedal, it can be applied regardless of the form and type of vehicle and driving force. In addition to vehicles, trains, ships, airplanes, rockets, etc. that already exist, vehicles that will be newly developed in the future are also applied. As a power source for generating motive power, the present invention is also applied to a power source that is newly developed in the future in addition to an existing one such as an internal combustion engine, an electric motor, a jet engine or a rocket engine.

乗り物を電子制御する試みは、航空機の分野でフライバイワイヤシステムが導入されたのが始まりである。パイロットの操作は、電気的な回路を通じて飛行制御コンピュータを通り油圧アクチュエータに伝えられる。アクチュエータに繋がれていたリンクが廃止され軽量化が進んだ他、危険飛行を防止する制御をコンピュータに織り込むことが可能となる等の利点があった。コンピュータの進歩に伴い、複雑で精密な制御が可能となったことから、航空機以外の乗り物にも電子制御は普及してきた。それに伴い、原動力を制御する手段として電子アクセルペダル装置の導入が進んでいる。   Attempts to electronically control vehicles began with the introduction of fly-by-wire systems in the field of aircraft. The pilot's operation is transmitted to the hydraulic actuator through the flight control computer through an electrical circuit. The link connected to the actuator has been abolished and the weight has been reduced, and there has been an advantage that control for preventing dangerous flight can be incorporated into the computer. With the advancement of computers, complex and precise control has become possible, and electronic control has become widespread in vehicles other than aircraft. Accordingly, the introduction of an electronic accelerator pedal device is progressing as a means for controlling the driving force.

車両に関しても、内燃機関や電気モーターといった動力源の種類を問わず、電子制御と電子アクセルペダルの導入が進んでいる。電子制御スロットルシステムは、従来の機械制御式スロットルシステムに比べて、コンピュータを通じて精密で正確な内燃機関の制御が可能となるためである。同様に電気モーターのトルクを精密に制御する手段として、電子アクセルペダルの導入が進んでいる。二酸化炭素排出を低減する効果の高い、電気モーターを搭載したハイブリッド車や電気自動車の普及は進む傾向にあり、電子制御に不可欠な電子アクセルペダルの搭載率は今後も高まると予想される。   With regard to vehicles, electronic control and electronic accelerator pedals are being introduced regardless of the type of power source such as an internal combustion engine or an electric motor. This is because the electronically controlled throttle system enables precise and accurate control of the internal combustion engine through a computer, as compared with a conventional mechanically controlled throttle system. Similarly, electronic accelerator pedals are being introduced as means for precisely controlling the torque of electric motors. Hybrid vehicles and electric vehicles equipped with electric motors, which are highly effective in reducing carbon dioxide emissions, are on the rise, and the installation rate of electronic accelerator pedals essential for electronic control is expected to increase in the future.

電子アクセルペダル装置は、運転者の踏込み力を加えて揺動するペダルアーム、ペダルアームの踏込み量を検出する位置センサとそれに付属する電気部品、ペダルアームの踏込みに対して復帰力を付加するスプリング、ペダルアームの揺動に伴って摺動抵抗を付加する摩擦部材、ベダルアームが揺動する軸となるペダル軸、ペダルアームの端部にあって運転者の足と接するペダル板、及びそれらの支持部材等で構成されている。   The electronic accelerator pedal device includes a pedal arm that swings when a driver's stepping force is applied, a position sensor that detects the amount of pedal arm depression, an electrical component attached thereto, and a spring that adds a return force to the pedal arm stepping. A friction member that adds sliding resistance in accordance with the swing of the pedal arm, a pedal shaft that is a shaft on which the pedal arm swings, a pedal plate that is in contact with the driver's foot at the end of the pedal arm, and supports them It consists of members.

従来の機械式アクセルペダル装置においては、リンク機構を有するために金属部品が採用されていた。しかし、電子アクセルペダル装置においては、リンク機構は廃止され、高重量化や防錆処理の必要性及び防錆効果を有する素材の高価格等の問題から、近年は樹脂部品の採用が進んでいる。金属部品よりも、成形の自由度が高い、組付けが容易である、部品コストを削減出来る等の利点もある。摩擦部材以外に、ペダルアームやペダル軸、ペダル板や支持部材等まで樹脂を用いて、一体化されたモジュールとして供給されるケースが増えている。樹脂素材としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等が採用され、金属部品に劣らない強度や耐久性を持つように設計・加工されている。   In a conventional mechanical accelerator pedal device, a metal part is employed because it has a link mechanism. However, in the electronic accelerator pedal device, the link mechanism has been abolished, and in recent years, the adoption of resin parts has been progressing due to the need for high weight and rust prevention treatment and the high price of materials having rust prevention effect. . Compared to metal parts, there are advantages such as higher degree of freedom in molding, easy assembly, and reduced part cost. In addition to the friction member, a pedal arm, a pedal shaft, a pedal plate, a support member, and the like are increasingly used as an integrated module using resin. Polypropylene, polyethylene, etc. are used as the resin material, and they are designed and processed to have strength and durability comparable to metal parts.

しかしながら、樹脂は絶縁性が高いために、摩擦・接触等により容易に帯電し電荷を蓄積するという欠点を有する。摩擦部材が樹脂である場合には、揺動に伴って押し付けられ摩擦することで強く帯電し、アクセルペダル内部に電荷を蓄積する。位置センサに回路を通じて電力が供給されると、位置センサや回路に接する樹脂部品に電荷が漏洩し蓄積することがある。また、アクセルペダル周辺は静電気が発生し易く、それらが流れ込み易い環境にアクセルベダルは置かれる。運転中の乗り物の振動によって、運転者とそれに接触する座席やシートベルト等に電荷が発生し、運転者が帯電して電荷が足下の靴を通じてペダル板・ペダルアームに流れ込む。運転者の靴とペダル板との摩擦・接触によっても電荷が発生し流れ込む。運転中の内燃機関や制御用コンピュータ等の電子機器から生じる静電気も、電荷として流れ込む。電気自動車やハイブリッド車に搭載される高出力電気モーターからも静電気は発生し、運転者やボディーを通して電荷が流れ込む。そのような事情により、表面固有電気抵抗値が高い通常の樹脂部品を備える場合には、常にアクセルペダル装置に電荷が蓄積することは避けられない。   However, since the resin has high insulating properties, it has a drawback that it is easily charged by friction and contact and accumulates electric charges. When the friction member is a resin, it is strongly charged by being pressed and rubbed as it swings, and charges are accumulated inside the accelerator pedal. When electric power is supplied to the position sensor through a circuit, electric charge may leak and accumulate in the resin component that is in contact with the position sensor or the circuit. In addition, the accelerator pedal is placed in an environment where static electricity is likely to be generated around the accelerator pedal and it is easy for them to flow. Due to the vibration of the vehicle during driving, electric charges are generated in the driver and the seats and seat belts in contact with the driver, and the driver is charged and the electric charges flow into the pedal plate / pedal arm through the shoes under the feet. Electric charge is generated and flows by friction and contact between the driver's shoes and the pedal plate. Static electricity generated from electronic devices such as an internal combustion engine and a control computer during operation also flows as electric charges. Static electricity is also generated from high-power electric motors mounted on electric cars and hybrid cars, and electric charge flows through the driver and body. Under such circumstances, when an ordinary resin part having a high surface specific electrical resistance value is provided, it is inevitable that charges are always accumulated in the accelerator pedal device.

樹脂部品に電荷が蓄積すると、以下のようなアクセルペダル装置の障害を起こすことで、安全運転に関わる重大な不具合を引き起こす虞がある。1)位置センサや電気回路に過電圧として侵入し、位置センサを破壊し運転不能とする。2)位置センサや電気回路に過電圧として侵入し、運転者の意図しない電気信号をコンピュータに送ることで、意図と反した乗り物の急加速を引き起こす。3)ペダルアームが揺動せず戻り不良を引き起こし、運転者の意図と反してアクセルベダルが踏み込まれた状態になる。   If electric charges accumulate in the resin parts, the following problems may occur in the accelerator pedal device, which may cause serious problems related to safe driving. 1) Enters the position sensor or electric circuit as an overvoltage, destroys the position sensor and disables operation. 2) It penetrates into the position sensor and the electric circuit as an overvoltage and sends an unintended electric signal to the computer to cause sudden acceleration of the vehicle contrary to the intention. 3) The pedal arm does not swing, causing a return failure and the accelerator pedal is depressed, contrary to the driver's intention.

特開2004−155373号公報JP 2004-155373 A

赤松清監修 帯電防止材料の技術と応用 シーエムシー出版 2002年Supervised by Kiyoshi Akamatsu Technology and application of antistatic materials CM Publishing 2002

本発明が解決しようとする問題点は、樹脂部品を備えた電子アクセルペダル装置において、樹脂に電荷が蓄積することで障害が起きることである。   The problem to be solved by the present invention is that, in an electronic accelerator pedal device provided with resin parts, a failure occurs due to accumulation of electric charge in the resin.

電子アクセルペダル装置の静電気対策としては、特許文献1が先行する。運転者に帯電した電荷が足下を通じて樹脂製のペダルアームに流れ込む場合に、位置センサを破壊することを防止するために、ペダルアームとボディー間にアース経路を設けて電荷を漏洩させる技術が、当該公報で提案されている。   Patent document 1 precedes as a countermeasure against static electricity of the electronic accelerator pedal device. In order to prevent the position sensor from being destroyed when the electric charge charged to the driver flows into the resin pedal arm through the feet, a technology for providing a ground path between the pedal arm and the body to leak the electric charge Proposed in the gazette.

しかし、樹脂のような絶縁性の高い物質では、金属のような導電性物質と違ってアース経路を設けても電荷は漏洩せず蓄積した状態が続くので、この対策では充分な効果が望めない。そのため、樹脂に電荷が蓄積することを効果的に防止するためには、電荷を漏洩させる機能を有する帯電防止樹脂を備える必要がある。樹脂部品すべてに帯電防止樹脂を備えることが望ましいが、位置センサを正常に作動させるために、電気回路の絶縁性を確保するための樹脂部品は、除外しなければならない。   However, in the case of a highly insulating material such as a resin, unlike a conductive material such as a metal, even if a ground path is provided, the charge does not leak and the accumulated state continues, so this measure cannot be fully effective. . Therefore, in order to effectively prevent the charge from being accumulated in the resin, it is necessary to provide an antistatic resin having a function of leaking the charge. Although it is desirable that all the resin parts are provided with an antistatic resin, in order to operate the position sensor normally, the resin parts for ensuring the insulation of the electric circuit must be excluded.

アクセルペダル装置を構成する樹脂部品に帯電防止樹脂を備えることで、電荷は速やかに漏洩し易くなる。摩擦部材が摩擦しても電荷を蓄積し難くなり、運転者に帯電した電荷、あるいは乗り物の電子機器や動力源から発生する電荷が流れ込んできた場合でも、電荷は速やかに漏洩し内部に蓄積し難くなる。そのため、乗り物を運転する際に、以下のような電子アクセルペダル装置に固有の障害が起きる虞が低減され、運転中の安全性向上に役立つ。1)位置センサや電気回路に過電圧として侵入し、位置センサを破壊し運転不能とする。2)位置センサや電気回路に過電圧として侵入し、運転者の意図しない電気信号をコンピュータに送り、意図と反した乗り物の急加速を引き起こす。3)ペダルアームが揺動せず戻り不良を引き起こし、運転者の意図と反してアクセルベダルが踏み込まれた状態になる。   By providing the resin component constituting the accelerator pedal device with the antistatic resin, the charge is likely to leak quickly. Even if the friction member rubs, it becomes difficult to accumulate electric charge, and even if electric charge charged to the driver or electric charge generated from the electronic equipment or power source of the vehicle flows in, the electric charge leaks quickly and accumulates inside. It becomes difficult. Therefore, when driving a vehicle, the possibility of the following failure occurring in the electronic accelerator pedal device is reduced, which helps to improve safety during driving. 1) Enters the position sensor or electric circuit as an overvoltage, destroys the position sensor and disables operation. 2) It penetrates into the position sensor and the electric circuit as an overvoltage and sends an electric signal not intended by the driver to the computer, causing sudden acceleration of the vehicle contrary to the intention. 3) The pedal arm does not swing, causing a return failure and the accelerator pedal is depressed, contrary to the driver's intention.

図1は、電子アクセルペダル装置の実施形態を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of an electronic accelerator pedal device.

以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。図1は、本発明の実施形態であって、位置センサ8とそれに付属する電気部品、スプリング7、及び締結用ネジに金属部品を備えている以外は、構成部材すべてに樹脂を備えたアクセルペダルモジュールである。以下に実施形態の内容を説明するが、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではなく、他の異なる態様の樹脂部品を備える電子アクセルペダル装置の実施例に応用される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which an accelerator pedal is provided with resin for all the constituent members except that the position sensor 8 and the electric parts attached thereto, the spring 7 and the fastening screw are provided with metal parts. It is a module. Although the content of embodiment is described below, this invention is not limited only to this embodiment, It is applied to the Example of an electronic accelerator pedal apparatus provided with the resin component of another different aspect.

ペダルアーム1は、運転者の足の踏込みに応じてペダル軸2周りに揺動し、端部にはペダル板3が接着されている。スプリング7は、ペダル板3と逆の端部に付けられ、ペダルアーム1の踏込みに対して復帰力を付加する。摩擦板6はペダル軸2を覆って溶着され、支持部材であるハウジング4側の固定板5と摩擦し摺動抵抗を発生する。固定板5は、ペタル軸2を支える軸受部材でもある。位置センサ8は、ペダル軸2内に装着された磁石の位置をセンシングし、電気的な回路10を通じて、電気信号をコネクタ9に出力している。コネクタ9は、外部の制御用コンピュータと電気的な回路により接続されており、電気的な回路10を通じて位置センサ8に電力を供給し、位置センサ8からの電気信号を送信している。なお、図を簡略化するために締結用ネジは省略してある。   The pedal arm 1 swings around the pedal shaft 2 in response to the driver's stepping on the foot, and a pedal plate 3 is bonded to the end. The spring 7 is attached to the end opposite to the pedal plate 3 and applies a restoring force to the depression of the pedal arm 1. The friction plate 6 is welded so as to cover the pedal shaft 2 and rubs against the fixing plate 5 on the housing 4 side as a support member to generate a sliding resistance. The fixed plate 5 is also a bearing member that supports the petal shaft 2. The position sensor 8 senses the position of a magnet mounted in the pedal shaft 2 and outputs an electrical signal to the connector 9 through an electrical circuit 10. The connector 9 is connected to an external control computer by an electrical circuit, supplies power to the position sensor 8 through the electrical circuit 10, and transmits an electrical signal from the position sensor 8. In order to simplify the drawing, the fastening screws are omitted.

電子アクセルペダル装置に特有の機構として、摺動抵抗付加機構がある。運転者の踏込み力が多少変動してもアクセル操作量を所望の値に保持するために設けられている。アクセル踏込み量をセンサによって検知し、これに基づいてスロットル開度等を制御する電子制御システムでは、スロットルバルブ等を動かすアクチュエータとアクセルベダルとを機械的に繋ぐリンクが廃止されたリンクレスシステムが用いられている。この場合には、アクセルペダルとアクチュエータは電気的な回路でしか繋がっておらず、アクセルペダルにはアクチュエータを操作する際の負荷が、従来のようにリンクを通じて伝わることがない。負荷を代替するための摺動抵抗を付加することで、所望のペダル位置を保持するために運転者に求められる踏込み力が低減され、アクセル操作を安定させている。   As a mechanism peculiar to the electronic accelerator pedal device, there is a sliding resistance adding mechanism. This is provided to keep the accelerator operation amount at a desired value even if the driver's stepping force fluctuates somewhat. An electronic control system that detects the amount of accelerator depression with a sensor and controls the throttle opening based on this sensor uses a linkless system that eliminates the link between the actuator that moves the throttle valve and the accelerator pedal. It has been. In this case, the accelerator pedal and the actuator are connected only by an electric circuit, and the load when operating the actuator is not transmitted to the accelerator pedal through the link as in the conventional case. By adding a sliding resistance to replace the load, the stepping force required for the driver to maintain the desired pedal position is reduced, and the accelerator operation is stabilized.

摺動抵抗付加機構として、ペダルアームの軸周りの揺動に連動する樹脂製摩擦部材を備えた機構が広く用いられている。摩擦部材として、例えばナイロン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート等の耐摩耗性を有する樹脂素材が採用されている。多くの異なる態様の実施例が存在するが、本発明の実施形態では、運転者がアクセルペダルを踏込み操作すると、ペダルアーム1の揺動に伴い、ハウジング4側に設けられた固定板5と、ペダルアーム1側に設けられた摩擦板6とが互いに押し付けられ摩擦し、摺動抵抗が発生する。   As a sliding resistance adding mechanism, a mechanism including a resin friction member that interlocks with swinging around the axis of a pedal arm is widely used. As the friction member, for example, a resin material having wear resistance such as nylon, polyacetal, polybutylene terephthalate or the like is employed. Although there are many examples of different modes, in the embodiment of the present invention, when the driver depresses the accelerator pedal, the fixed plate 5 provided on the housing 4 side in accordance with the swing of the pedal arm 1; The friction plates 6 provided on the pedal arm 1 side are pressed against each other and rubbed to generate sliding resistance.

摩擦部材は、摩擦の度合いが高い分、発生・蓄積する電荷も多い。樹脂製摩擦部材に電荷が大量に蓄積すると、摩擦部材(本発明の実施形態においては摩擦板6と固定板5)が、電荷によって生じたクーロン力によって引き合い、スプリングの復帰力に抗して固着し、ペダルアームが揺動しなくなることがある。その場合、運転者の意図と反してアクセルペダルが踏み込まれた状態になることがあり、安全走行上危険である。また、位置センサに電荷が流れ込み障害を起こすこともある。   Since the friction member has a high degree of friction, the friction member generates and accumulates a lot of electric charge. When a large amount of charge is accumulated in the resin friction member, the friction member (the friction plate 6 and the fixed plate 5 in the embodiment of the present invention) attracts by the Coulomb force generated by the charge and adheres against the restoring force of the spring. In addition, the pedal arm may not swing. In this case, the accelerator pedal may be depressed against the driver's intention, which is dangerous for safe driving. In addition, charges may flow into the position sensor and cause a failure.

本発明の実施形態においては、備えている基本樹脂素材を以下の5種類に分類する。1)摩擦板6を構成するナイロン。2)ペダル板3を構成するスチレンブタジエンゴム。3)摩擦板6とペダル板3以外の部材、ハウジング4・ペダル軸2・ペダルアーム1・固定板5等を構成するポリプロピレン。4)ペダルアーム1とペダル板3等を接着するポリウレタン系接着剤。5)位置センサ8や電気的な回路10、コネクタ9等の電気部品を被覆して絶縁するためのシリコン。シリコンを除く上記の基本樹脂素材に帯電防止機能を付加することで、電荷の蓄積を低減させる効果を持たせた。   In the embodiment of the present invention, the provided basic resin materials are classified into the following five types. 1) Nylon constituting the friction plate 6. 2) Styrene butadiene rubber constituting the pedal plate 3. 3) Polypropylene constituting the members other than the friction plate 6 and the pedal plate 3, the housing 4, the pedal shaft 2, the pedal arm 1, the fixed plate 5, and the like. 4) A polyurethane adhesive that bonds the pedal arm 1 to the pedal plate 3 and the like. 5) Silicon for covering and insulating electrical components such as the position sensor 8, the electrical circuit 10, and the connector 9. By adding an antistatic function to the basic resin material excluding silicon, the effect of reducing charge accumulation was achieved.

非特許文献1によると、静電気による障害を防止するために、産業界では様々な帯電防止樹脂が開発され市場に投入されてきた。カーボンブラックや金属粉末等の導電性物質が添加され、導電パスが形成された帯電防止樹脂は、蓄積した電荷が引き起こす放電等による障害を防止するため、半導体産業、電子工業等で広く利用されるに至っている。帯電防止樹脂では、表面固有電気抵抗値が下がる結果として、摩擦・接触等で静電気が発生しても速やかに漏洩するため、内部に電荷を蓄積し難くなる。そのため、帯電防止樹脂を既成の樹脂に置き換えてアクセルペダル装置に採用することで、静電気を原因とする様々な障害が起きることを低減させることが可能となる。   According to Non-Patent Document 1, various antistatic resins have been developed and put on the market in the industry in order to prevent troubles caused by static electricity. An antistatic resin with a conductive path formed by adding a conductive material such as carbon black or metal powder is widely used in the semiconductor industry, the electronics industry, etc., in order to prevent damage caused by the discharge caused by the accumulated charge. Has reached. In the antistatic resin, as a result of the lowering of the surface specific electric resistance value, even if static electricity is generated due to friction, contact, or the like, it quickly leaks, so that it is difficult to accumulate charges inside. Therefore, by replacing the antistatic resin with an existing resin and adopting the accelerator pedal device, it is possible to reduce the occurrence of various troubles caused by static electricity.

非特許文献1では、帯電防止樹脂の目的が、表面固有電気抵抗値毎に記されている。通常の樹脂の表面固有電気抵抗値は、10の13乗Ω以上であり、静電荷が蓄積するため絶縁目的に利用される。10の12乗Ωから10の13乗Ω間の樹脂は、帯電するが静的状態での障害防止に利用される。10の10乗Ωから10の12乗Ω間の樹脂は、帯電するがすぐ減衰し、動的状態での障害防止目的に利用される。10の8乗Ωから10の9乗Ω間の樹脂は、帯電せず蓄電防止目的に利用される。10の7乗Ωから10の8乗Ω間の樹脂は、帯電せず導電性付与目的に利用される。本発明においては、この記載に倣って、表面固有電気抵抗値が10の12乗Ω以下であり、かつ帯電防止を目的として機能する樹脂を帯電防止樹脂と定義する。   In Non-Patent Document 1, the purpose of the antistatic resin is described for each surface specific electrical resistance value. A normal resin has a surface specific electrical resistance value of 10 13 Ω or more, and is used for insulation purposes because static charges accumulate. Resins between 10 12 Ω and 10 13 Ω are charged but are used to prevent failures in the static state. Resin between 10 10 Ω and 10 12 Ω is charged but immediately decays and is used for the purpose of preventing failure in a dynamic state. Resin between 10 8 Ω and 10 9 Ω is not charged and is used for the purpose of preventing electricity storage. Resins between 10 7 Ω and 10 8 Ω are not charged and are used for the purpose of imparting conductivity. In the present invention, in accordance with this description, a resin having a surface specific electrical resistance value of 10 12 Ω or less and functioning for the purpose of antistatic is defined as an antistatic resin.

樹脂の表面固有電気抵抗値を下げる方法として、金属被覆をメッキ等で表面に付着させる、界面活性剤を表面に付着させる等の方法があるが、表面上の電荷が漏洩するだけで、樹脂内部の電荷は漏洩せずに蓄積するため効果は不充分である。そのため、電荷の蓄積を効果的に低減するには、導電性物質を樹脂に混入し練り込み、内部に有効な導電パスを形成させる必要がある。効果の持続性の面でも有利である。樹脂に混入する導電性物質としては、例えば、炭素繊維、導電性カーボンブラック、カーボンフィブリル、カーボンナノチューブ、金属繊維、金属粉末、金属フレーク、金属酸化物粉末、金属被覆繊維等が挙げられる。導電性物質を混入する際には、従来からのアクセルペダル装置の構造要件である、強度や耐久性を低下させることがないよう留意が必要である。   There are methods to reduce the surface specific electrical resistance of the resin, such as attaching a metal coating to the surface by plating, or attaching a surfactant to the surface. The charge is accumulated without leaking, so the effect is insufficient. Therefore, in order to effectively reduce charge accumulation, it is necessary to mix a conductive substance into the resin and knead to form an effective conductive path inside. It is also advantageous in terms of sustainability of the effect. Examples of the conductive substance mixed in the resin include carbon fiber, conductive carbon black, carbon fibril, carbon nanotube, metal fiber, metal powder, metal flake, metal oxide powder, and metal-coated fiber. When the conductive material is mixed, care must be taken not to reduce the strength and durability, which are the structural requirements of the conventional accelerator pedal device.

帯電防止樹脂は、本来すべての樹脂部品に備えるべきである。導電パスがアクセルペダル装置の金属部分と樹脂部分にまたがって広範囲に形成され、電荷を漏洩する効果が高くなるからである。一部分だけに備えても、他が絶縁性樹脂であれは、そこに電荷が流れ込み蓄積し、位置センサに流れ込む虞がある。絶縁性樹脂が位置センサから離れていても、隣接する部材を通じて、電荷が位置センサに流れ込む虞はある。そのため、一部分だけに帯電防止樹脂を備えても、充分な効果は望めない。本発明においても、電気的な回路10の絶縁性樹脂部品に電荷が流れ込み蓄積する虞はあり、電荷の蓄積による障害を完全に防止することは不可能である。しかしながら、絶縁性部品を除いて帯電防止樹脂を備えることで、アクセルペダル装置全体に導電パスを広範囲に形成し、発生した電荷を速やかに漏洩させることで、障害を起き難くすることは可能である。   Antistatic resins should be provided for all resin parts. This is because the conductive path is formed over a wide range across the metal portion and the resin portion of the accelerator pedal device, and the effect of leaking charge is enhanced. Even if only one portion is provided, if the other is an insulating resin, there is a possibility that electric charge flows in and accumulates there and flows into the position sensor. Even if the insulating resin is separated from the position sensor, electric charges may flow into the position sensor through adjacent members. Therefore, even if an antistatic resin is provided only in a part, a sufficient effect cannot be expected. Also in the present invention, there is a possibility that charges flow into and accumulate in the insulating resin parts of the electrical circuit 10, and it is impossible to completely prevent a failure due to the accumulation of charges. However, by providing an antistatic resin except for the insulating parts, it is possible to form a conductive path in a wide range in the entire accelerator pedal device, and to quickly leak the generated charge, thereby making it difficult to cause a failure. .

以上の事情を鑑みて、実施例1と2に示す帯電防止機能を付加した電子アクセルペダル装置を開発するに至った。以下にそれぞれの内容を説明する。   In view of the above circumstances, the present inventors have developed an electronic accelerator pedal device to which an antistatic function shown in Examples 1 and 2 is added. Each content will be described below.

実施例1の樹脂素材に帯電防止機能を付与するために、導電性物質としてカーボンブラックを練り込むこととした。カーボンブラックを混入すると、黒色に限定されるという不都合があるが、既に帯電防止を目的として、自動車用樹脂燃料タンクにおいて多くの採用実績がある。カーボンブラックは、樹脂への混練り性・分散性が良く、経済的であり、ゴムに対する補強効果、樹脂素材の機械的強度の向上・紫外線劣化防止等の効果もある。   In order to impart an antistatic function to the resin material of Example 1, carbon black was kneaded as a conductive material. When carbon black is mixed, there is an inconvenience that it is limited to black, but it has already been used in many resin fuel tanks for automobiles for the purpose of preventing charging. Carbon black has good kneadability and dispersibility in the resin and is economical, and has effects such as a reinforcing effect on rubber, an improvement in mechanical strength of the resin material, and an ultraviolet deterioration prevention.

タイヤを始めとして、カーボンブラックをゴムに配合することは一般的に行われており、アクセルペダル装置のペダル板に備えている先例もある。その場合には、強度や耐摩耗性を向上させることを目的としており、帯電防止は目的とされていない。そのため、偶然の結果として、ペダル板に備えた当該ゴムの表面固有電気抵抗値が10の12乗Ω以下だったとしても、本発明においては当該ゴムを帯電防止樹脂には含めない。帯電防止樹脂として、内部に有効な導電パスが形成された樹脂を採用すべきである。   Starting with tires, carbon black is generally blended with rubber, and there are precedents provided in the pedal plate of an accelerator pedal device. In that case, the purpose is to improve strength and wear resistance, and antistatic is not intended. Therefore, even if the surface specific electric resistance value of the rubber provided on the pedal plate is 10 12 Ω or less as a result of accident, the rubber is not included in the antistatic resin in the present invention. As the antistatic resin, a resin in which an effective conductive path is formed should be adopted.

アクセルペダル装置全体に有効な導電パスを形成するために、表面固有電気抵抗値の設定に際しては、摩擦板6・ペダル板3・固定板5等、摩擦の度合いが高く、電荷を多く発生・蓄積する部品を構成する基本樹脂素材を特に低い値とした。他の基本樹脂素材に関しても、帯電防止機能が有効となるように設定した。1)ナイロンは、表面固有電気抵抗値を10の4乗Ωとし、導電性付与レベルとした。2)スチレンブタジエンゴムは、表面固有電気抵抗値を10の8乗Ωとし、蓄電防止レベルとした。3)ポリプロピレンは、表面固有電気抵抗値を10の8乗Ωとし、蓄電防止レベルとした。4)ポリウレタン系接着剤は、表面固有電気抵抗値を10の10乗Ωとし、動的状態での障害防止レベルとした。5)電気回路絶縁部分のシリコンには、カーボンブラックは混入していない。   In order to form an effective conductive path for the entire accelerator pedal device, when setting the surface specific electrical resistance value, friction plate 6, pedal plate 3, fixed plate 5, etc. have a high degree of friction and generate and accumulate a lot of electric charge. The basic resin material constituting the parts to be made was set to a particularly low value. For other basic resin materials, the antistatic function was set to be effective. 1) Nylon has a surface intrinsic electrical resistance value of 10 4 Ω and a conductivity imparting level. 2) The styrene-butadiene rubber had a surface specific electrical resistance value of 10 8 Ω and a power storage prevention level. 3) Polypropylene had a surface electrical resistance value of 10 8 Ω and a power storage prevention level. 4) The polyurethane-based adhesive had a surface specific electrical resistance value of 10 to the 10th power, and a failure prevention level in a dynamic state. 5) Carbon black is not mixed in the silicon of the electric circuit insulating part.

ナイロンについては、水分を吸収する性質があり、吸水率の増加に伴い表面固有電気抵抗値は下がる傾向にある。そのため、帯電防止処理を施していないナイロンでは、乾燥して低湿度の地域ほど表面固有電気抵抗値は高くなり、電荷を蓄積し易くなる等、湿度の高低により地域差が生まれる。例えば、日本のような高湿度国の方が、米国・中国・ロシアのような低湿度国よりも、平均すると表面固有電気抵抗値は低くなる。導電性物質としてカーボンブラックをナイロンに混入することで、そのような外的環境要因に左右されず、安定して電荷を漏洩させることが可能になった。   Nylon has a property of absorbing moisture, and the surface specific electrical resistance value tends to decrease as the water absorption increases. For this reason, in the case of nylon that has not been subjected to antistatic treatment, the surface specific electrical resistance value becomes higher in the region where the humidity is lower and the humidity is lower. For example, high-humidity countries such as Japan have lower surface specific electrical resistance values on average than low-humidity countries such as the United States, China, and Russia. By mixing carbon black as a conductive substance into nylon, it has become possible to stably leak electric charges without being influenced by such external environmental factors.

カーボンブラックを混入すると外観が黒色に限定されるので、デザイン面から好ましくないケースが生じることがある。そのため実施例2では、基本樹脂素材であるポリプロピレンに、導電性物質として、カーボンブラックに換えて酸化亜鉛を混入した。酸化亜鉛は、経済性に優れ、白色に近くポリプロピレンの着色を損なわず、混入することで強度や耐摩耗性を向上させる効果もあった。樹脂素材の各表面固有電気抵抗値は、実施例1と同じ値に設定した。   When carbon black is mixed in, the appearance is limited to black, which may cause an undesirable case in terms of design. For this reason, in Example 2, zinc oxide was mixed as a conductive material into polypropylene, which is a basic resin material, instead of carbon black. Zinc oxide is excellent in economic efficiency and has an effect of improving strength and wear resistance by being mixed without losing the color of polypropylene near white. Each surface specific electrical resistance value of the resin material was set to the same value as in Example 1.

実施例1と2においては、帯電防止樹脂を備えることで、導電パスを広範囲に形成した電子アクセルペダル装置が実現された。そのため、摩擦部材の摩擦による帯電、運転者の靴とアクセルペダルとの摩擦等による帯電、また乗り物内で発生した静電気による帯電等があっても、電荷は速やかに漏洩して蓄積し難くなり、電荷の蓄積による様々な障害がアクセルペダル装置に起きることが低減された。   In Examples 1 and 2, by providing an antistatic resin, an electronic accelerator pedal device having a conductive path formed over a wide range was realized. Therefore, even if there is electrification due to friction of the friction member, friction between the driver's shoes and the accelerator pedal, etc., or electrification due to static electricity generated in the vehicle, the charge leaks quickly and is difficult to accumulate, Various disturbances due to charge accumulation in the accelerator pedal device have been reduced.

樹脂部品を備えた電子アクセルペダル装置において、電荷が蓄積して乗り物の安全運転に関わる障害を起こすことが低減される。本発明は、原動力を制御するのに電子アクセルペダルを利用するすべての乗り物に応用することが可能である。   In an electronic accelerator pedal device provided with resin parts, it is possible to reduce the occurrence of troubles related to safe driving of a vehicle due to accumulation of electric charges. The present invention can be applied to all vehicles that use an electronic accelerator pedal to control the driving force.

1 ペダルアーム
2 ペダル軸
3 ペダル板
4 ハウジング
5 固定板
6 摩擦板
7 スプリング
8 位置センサ
9 電気回路
10 コネクタ
1 Pedal Arm 2 Pedal Shaft 3 Pedal Plate 4 Housing 5 Fixed Plate 6 Friction Plate 7 Spring 8 Position Sensor 9 Electric Circuit 10 Connector

Claims (2)

アクセルペダルの踏み込み操作をセンサによって検出して電気信号に変換し、この電気信号に基いて、乗り物の原動力を制御する電子制御システムに適用される電子アクセルペダルにおいて、帯電防止樹脂を備える、ことを特徴とするアクセルペダル装置。   An electronic accelerator pedal that is applied to an electronic control system that detects the depression operation of the accelerator pedal by a sensor and converts it into an electrical signal, and controls the driving force of the vehicle based on the electrical signal, comprising an antistatic resin. A characteristic accelerator pedal device. アクセルペダルの踏み込み操作をセンサによって検出して電気信号に変換し、この電気信号に基いて、車両の原動力を制御する電子制御システムに適用される電子アクセルペダルにおいて、帯電防止樹脂を備える、ことを特徴とするアクセルペダル装置。   An electronic accelerator pedal that is applied to an electronic control system that detects the depression operation of the accelerator pedal by a sensor and converts it into an electrical signal, and controls the driving force of the vehicle based on the electrical signal, is provided with an antistatic resin. A characteristic accelerator pedal device.
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