JP2012066644A - ペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスの機会と経費の削減を可能とするとともにフェール時にあってもアクセルペダルをアクセルオフの位置に戻すことができるペダル装置を提供することである。
【解決手段】上記した目的を解決するために、本発明におけるペダル装置１は、車両２に揺動可能に取付けられるアクセルペダル３と、アクセルペダル３と車両２との間に介装される緩衝器４とを備えたペダル装置１において、緩衝器４は、アクセルペダル３の踏み込み方向への回転に対してはアクセルペダル３の回転を抑制するとともにアクセルペダル３の戻り方向への回転に対してはアクセルペダル３の回転を制限しないことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ペダル装置の改良に関する。

従来、この種のペダル装置にあっては、たとえば、車両に揺動可能に取付けられるアクセルペダルと、アクセルペダルと車両との間に介装されてアクセルペダルを戻り位置に附勢するリターンスプリングと、アクセルペダルの踏力（踏み応え）を変更する踏力変更手段とを備えて構成されているものがある。

詳しくは、踏力変更手段は、アクセルペダルの回転シャフトに設けた摩擦部材と、車両側に取付けたアクチュエータによって上記摩擦部材に離接可能とされる摩擦部材とを備えて構成されており、アクセルペダルの踏力を大きくする場合には、摩擦部材同士を強く接触させ、反対に小さくする場合には摩擦部材同士を離すか接触面圧を小さくするようにしている。

このようなペダル装置にあっては、アクセルペダルの踏み込み側の踏力と戻り側の踏力にヒステリシスを持たせて、運転者のペダルワークに伴う疲労を軽減したり、エンジンの回転数や車速に応じて踏力を調節して、運転特性の変化を運転者に容易に理解させるようにしたりしている（たとえば、特許文献１，２参照）。

また、特に、特許文献１に開示されたペダル装置にあっては、アクセルペダルが戻り位置、すなわち、アクセルオフの状態からのストローク量とエンジン回転数との関係から、燃料消費量が非常に大きくなるストローク量を予め把握しておき、アクセルペダルのストローク量が上記燃料消費大となるストローク量に達すると踏力を大きくして運転者に燃費の悪化を知らしめるようにしている。

特開２００５−１３２２２５号公報 特開２００４−３１４８７１号公報

しかしながら、上述の従来のペダル装置にあっては、踏力の調節に摩擦部材を使用しているので、摩擦部材の磨耗によって踏力の特性が変化してしまう可能性があり、また、磨耗を前提としているので摩擦部材の定期的な交換を余儀なくされて頻繁にメンテナンスを実施する必要があり、手間と経費がかかる問題がある。

また、アクセルペダルの踏力を調節する踏力変更手段に何らかの不具合が生じた場合、つまり、フェール時には、踏力変更手段がどのような状況であろうと、アクセルペダルをアクセルオフの位置に戻せるようになっていることが好ましい。

そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、メンテナンスの機会と経費の削減を可能とするとともにフェール時にあってもアクセルペダルをアクセルオフの位置に戻すことができるペダル装置を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明におけるペダル装置は、車両に揺動可能に取付けられるアクセルペダルと、アクセルペダルと車両との間に介装される緩衝器とを備えたペダル装置において、緩衝器は、アクセルペダルの踏み込み方向への回転に対してはアクセルペダルの回転を抑制するとともにアクセルペダルの戻り方向への回転に対してはアクセルペダルの回転を制限しないことを特徴とする。

本発明のペダル装置によれば、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作に応じて緩衝器が減衰力を発揮することになるので、アクセルペダルの急峻な移動が抑制されることになる。

このように、アクセルペダルの動きに応じて踏み応えである踏力を付与するのは緩衝器であって、磨耗を引き起こす摩擦部材を用いておらず、長期間に亘って交換やメンテナンスを実施しなくとも機能が損なわれないので、メンテナンスの機会と経費の削減が可能となる。

また、アクセルペダルの踏み込み方向への回転に対して緩衝器が発生する減衰力が付与される分、アクセルペダルの動きが緩慢となって、エンジンにおける回転数の急激な増加が回避され、エンジンにおける燃料消費量を低減することができる。

さらに、アクセルペダルを戻り方向へ回転させる場合には、緩衝器は当該アクセルペダルの回転を制限しないので、万が一緩衝器が伸縮不能な状態に陥ったとしても、アクセルペダルを緩衝器とは独立してアクセルオフの位置まで戻すことができ、フェールセーフが保証される。

一実施の形態におけるペダル装置の概略図である。 一実施の形態のペダル装置における緩衝器の断面図の一例である。 一実施の形態の一変形例におけるペダル装置の概略図である。 一実施の形態の他の変形例におけるペダル装置の概略図である。 一実施の形態のペダル装置における緩衝器の断面図の他例である。 一実施の形態のペダル装置における緩衝器の断面図の別例である。 他の実施の形態におけるペダル装置の概略図である。 他の実施の形態のペダル装置における緩衝器の断面図の一例である。 他の実施の形態のペダル装置における緩衝器の断面図の他例である。

以下、本発明におけるペダル装置を図に基づいて説明する。一実施の形態におけるペダル装置１は、図１に示すように、車両２に揺動可能に取付けられるアクセルペダル３と、アクセルペダル３と車両２との間に介装される緩衝器４とを備えて構成されている。

以下、各部について詳細に説明する。アクセルペダル３は、運転者が実際に踏み込むためのペダルプレート３ａと、ペダルプレート３ａに取付けられたペダルロッド３ｂと、ペダルロッド３ｂの先端に取付けたシャフト３ｃとを備えて構成されており、車両２には、シャフト３ｃを軸支するとともにブラケット５が設けられ、ペダルロッド３ｂとブラケット５との間にはペダルプレート３ａを附勢してペダルプレート３ａをアクセルオフの位置へ戻すリターンスプリング６が介装されている。

したがって、アクセルペダル３は、シャフト３ｃを回転軸として車両２に対して揺動することができるようになっていて、運転者の踏み込みが無いと、リターンスプリング６の附勢力によって図１に示したアクセルオフの位置に戻されるようになっている。すなわち、アクセルペダル３の回転方向のうち、運転者によって踏み込まれてアクセルペダル３が図１中反時計回りに回転する方向を踏み込み方向とし、反対に、アクセルペダル３が踏み込まれてから図１中時計回り方向へ回転してアクセルオフの位置に戻る方向を戻り方向としている。

そして、たとえば、アクセルペダル３の位置をシャフト３ｃの回転位置をセンシングすることで検知して、得られたアクセルペダル３の位置から図外の制御装置が車両２に設けられた図外のエンジンのスロットル開度を制御するようになっている。

他方、緩衝器４は、車両２とペダルロッド３ｂとの間に介装されており、アクセルペダル３の踏み込み方向（図１中時計回り）への回転に対してはアクセルペダル３の回転を抑制するとともに、アクセルペダル３の戻り方向（図１中反時計回り）への回転に対してはアクセルペダル３の回転を制限しないようになっている。詳しくは、緩衝器４は、車両２に対しては固定的に連結されるとともに、アクセルペダル３に対してペダルロッド３ｂに当接していて、アクセルペダル３の踏み込み方向の回転に対しては、ペダルロッド３ｂに押圧された緩衝器４が圧縮されて減衰力を発揮しアクセルペダル３の踏み込み方向への回転を抑制し、反対に、アクセルペダル３の戻り方向への回転に対しては、緩衝器４はアクセルペダル３に当接しているだけなので、アクセルペダル３の戻り方向の回転を抑制することがなく、緩衝器４とは独立してアクセルペダル３はリターンスプリング６の附勢力によってアクセルオフの位置へ戻ることになる。なお、緩衝器４が片ロッド型の緩衝器であって常に伸長する方向へ推力を発揮するものである場合、アクセルペダル３と緩衝器４とが接している限りにおいて、上記推力でアクセルペダル３を戻り方向へ押圧するので、アクセルペダル３と緩衝器４とが接している状態に保たれる場合にはリターンスプリング６と協働してアクセルペダル３をアクセルオフの位置へ戻すが、アクセルペダル３の戻り方向への回転を妨げて制限することは無い。

緩衝器４について詳細に説明すると、緩衝器４は、図２に示すように、シリンダ７と、シリンダ７内に摺動可能に挿入されてシリンダ７内に二つの作動室Ｒ１，Ｒ２を隔成するピストン８と、シリンダ７内に移動可能に挿入されて一端がピストン８に連結されるピストンロッド９とを備えて構成される片ロッド型に設定されており、上記作動室Ｒ１，Ｒ２内には流体として気体が充填されている。なお、ピストンロッド９の外周はシリンダ７に設けたシール１０によって密にシールされ、流体の外部流出が防止されている。

さらに、この実施の形態の場合、アクセルペダル３がアクセルオフの位置にある状態であってピストンロッド９がペダルロッド３ｂに当接している状態において、ピストン８がシリンダ７に対して採りうる最も上方に位置して、伸びきり状態となるように設定されており、ストロークの無駄を省いて伸縮型の緩衝器４の全長を極力短くして狭い搭載スペースへの搭載を容易ならしめている。なお、図２では、説明の都合上、ピストン８がシリンダ７の中間に位置している状態にある緩衝器４を示している。

そして、ピストン８には、上記作動室Ｒ１，Ｒ２同士を連通する通路８ａが設けられていて、当該通路８ａは、通過する気体の流れに抵抗を与えるようになっている。したがって、緩衝器４は、シリンダ７に対してピストン８が移動する際に、圧縮側の作動室Ｒ１（Ｒ２）から膨張側の作動室Ｒ２（Ｒ１）へ通路８ａを介して気体が移動すると、この気体の流れに通路８ａで抵抗を与えて所定の圧力損失を生じさせて作動室Ｒ１と作動室Ｒ２の圧力に差を生じせしめて、ピストン８の移動を妨げる減衰力を発揮するようになっている。

このように構成された緩衝器４は、具体的には、図１に示すように、シリンダ７の端部に設けたブラケット７ａを車両２に固定的に連結し、ピストンロッド９がその先端に備えている車輪９ａをペダルロッド３ｂに当接させてあって、アクセルペダル３の踏み込み側への回転に対して車輪９ａがペダルロッド３ｂ上を回転して緩衝器４が滑らかに収縮することができるようになっている。なお、緩衝器４とアクセルペダル３の当接にあたり、ペダルロッド３ｂのほかアクセルペダル３の踏み込み方向の回転によって緩衝器４を収縮させることができる部位に当接させてもよく、車輪９ａを用いずにピストンロッド９の先端を球面状や円弧面状としてアクセルペダル３に当接させてもよい。また、シリンダ７をアクセルペダル３へ当接させてピストンロッド９を車両２に固定的に連結するようにしてよい。

このように構成されたペダル装置１にあっては、運転者がアクセルペダル３を踏み込み側へ回転させようとすると、アクセルペダル３の移動に応じて緩衝器４が減衰力を発揮することになるので、当該アクセルペダル３を踏み込む踏力を変化させる場合にアクセルペダル３の急峻な移動が抑制されることになる。すると、アクセルペダル３の動きを抑制する緩衝器４が発生する減衰力が付与される分、アクセルペダル３の踏み込み側への動きが緩慢となって、エンジンにおける回転数の急激な増加が回避され、エンジンにおける燃料消費量を低減することができる。

そして、アクセルペダル３の動きに応じて踏み応えである踏力を付与するのは緩衝器４であって、磨耗を引き起こす摩擦部材を用いておらず、長期間に亘って交換やメンテナンスを実施しなくとも機能が損なわれないので、メンテナンスの機会と経費の削減が可能となる。

反対に、アクセルペダル３を戻り方向へ回転させる場合には、緩衝器４はアクセルペダル３に当接しているが連結されていないので、アクセルペダル３の戻り方向への回転が緩衝器４には伝達されず当該アクセルペダル３の回転を緩衝器４が制限しないので、万が一緩衝器４が伸縮不能な状態に陥ったとしても、アクセルペダル３を緩衝器４とは独立してアクセルオフの位置まで戻すことができ、フェールセーフが保証される。

また、この実施の形態の場合、緩衝器４の作動室Ｒ１，Ｒ２内には、アクセルペダル３がアクセルオフの位置にある状態において、作動室Ｒ１，Ｒ２内の圧力が大気圧以上となるように気体が封入されていて、緩衝器４の伸長方向をアクセルペダル３の戻り方向に一致させてある。

上述のように、アクセルペダル３がアクセルオフの位置にある状態において、作動室Ｒ１，Ｒ２内の圧力が大気圧以上となるように気体が封入されていることに加えて、緩衝器４が作動室Ｒ１内のみにピストンロッド９が挿入される片ロッド型に設定されていて、作動室Ｒ１内の圧力と作動室Ｒ２内の圧力を受けるピストン８の受圧面積が作動室Ｒ１側より作動室Ｒ２側の方が大きいため、緩衝器４には常に伸長しようとする推力が作用している。それゆえ、緩衝器４は、アクセルペダル３が踏み込まれた状態にあるときの姿勢からアクセルペダル３がアクセルオフの位置にあるときに採るべき姿勢へ復帰することができ、つまり、緩衝器４がアクセルペダル３によって押圧されて収縮した姿勢からアクセルペダル３がアクセルオフの位置にあってピストンロッド９がアクセルペダル３に当接して伸び切った姿勢へ上記推力で復帰することができ、アクセルペダル３をアクセルオフ側へ戻してから切換して踏み込む場合にも、緩衝器４がアクセルペダル３の戻し方向への回転に追随してアクセルペダル３との当接状態を維持し、アクセルペダル３の踏み込み方向への操作に対して必ず減衰力を発揮し、エンジンにおける回転数の急激な増加を回避させてエンジンにおける燃料消費量を低減することができる。なお、この場合、アクセルペダル３がアクセルオフの位置にあるときに、緩衝器４が伸び切って最伸長状態となるように設定されているが、アクセルペダル３がアクセルオフ状態の位置にあるときに緩衝器４が採るべき姿勢とは、ペダル装置１に組み込まれた緩衝器４がアクセルペダル３がアクセルオフの位置にあってピストンロッド９がアクセルペダル３に当接した状態にある際の姿勢であって、当該姿勢は緩衝器４の単体の最伸長状態における姿勢を示すものではない。

このように、緩衝器４は、アクセルペダル３がアクセルオン状態にあるときに採る姿勢、つまり、アクセルペダル３が踏み込み側へ回転されて収縮されている状態となる姿勢から、上記したアクセルオフ状態の位置にあるときに採るべき姿勢へ復帰する復帰手段を備えることで、緩衝器４がアクセルペダル３の戻し方向への回転に追随してアクセルペダル３の位置に係わらずアクセルペダル３との当接状態を維持して、アクセルペダル３の踏み込み方向への操作に対して必ず減衰力を発揮することができるのである。この実施の形態の場合、復帰手段は、緩衝器４を作動室Ｒ１内のみにピストンロッド９が挿入される片ロッド型に設定し、作動室Ｒ１，Ｒ２内の圧力を大気圧以上に設定することである。この緩衝器４の場合、作動室Ｒ１，Ｒ２内に充填する流体を気体としているが、流体を液体としてもよく、その場合も、緩衝器４を作動室Ｒ１内のみにピストンロッド９が挿入される片ロッド型に設定し、作動室Ｒ１，Ｒ２内の圧力を大気圧以上に設定することで復帰手段を構成することができる。また、緩衝器４を伸長させるばねを設けておいて、これを復帰手段とするようにしてもよい。具体的には、この例では、アクセルペダル３の踏み込み方向への回転によって圧縮される作動室Ｒ２内へ作動室Ｒ１を圧縮させる方向へ附勢力を発揮するばねを設けておくか、作動室Ｒ１を圧縮する方向へピストン８を附勢するばねを作動室Ｒ１内に設けるか、または、緩衝器４を伸長させるばねを緩衝器４に並列させて設けることで復帰手段を構成してもよい。

さらに、緩衝器４をピストンロッド９が両方の作動室Ｒ１，Ｒ２内に挿入される、いわゆる両ロッド型の緩衝器に設定するようにしてもよく、この場合には復帰手段として作動室Ｒ１（Ｒ２）内或いは緩衝器４に並列されるばねを設けるとよい。また、緩衝器４とアクセルペダル３、車両２との間にリンクや緩衝器４の運動を減速や増速してアクセルペダル３へ伝達する機器を設けてもよい。なお、上述したところでは、アクセルペダル３が上方からペダルロッド３ｂにて吊り下げられる、いわゆる吊り下げ式とされているが、ペダルロッド３ｂを廃してペダルプレート３ａの下端が車両２に揺動可能に取付けられるいわゆるオルガン式に設定される場合には、緩衝器４をペダルプレート３ａには当接させつつ車両２に固定するとしてペダルプレート３ａと車両２との間に介装すればよく、後述する緩衝器４と同じ伸縮型の緩衝器を使用したペダル装置の各実施形態においても同様である。

なお、この緩衝器４の場合、作動室Ｒ１，Ｒ２内に充填される流体は気体とされているので、万が一、シリンダ７外へ流出するようなことがあっても、車両２における車内を汚すことがない。また、気体を用いることで、流体を液体とした場合に必要となるリザーバや気室を設けずともよい構成を採用することが可能となって、緩衝器４を小型化することができ、車両への搭載性が向上する。

これに対して、緩衝器４に使用する流体を液体とする場合には、シリンダ７から出没するピストンロッド９の体積分のシリンダ内容積変化を補償する図示しないリザーバあるいはエア室を設けるようにすればよい。

なお、図３に示すように、緩衝器４を車両２に縦置きに連結しておき、アクセルペダル３のペダルロッド３ｂの図３中上端に緩衝器４の下端が当接するレバー３ｄを設けるようにしてもよい。このようにしてもアクセルペダル３を踏み込み方向へ回転させるとレバー３ｄが図３中時計回りに回転して、緩衝器４を圧縮せしめて減衰力が発揮され、アクセルペダル３の踏み込み方向への回転を抑制でき、反対にアクセルペダル３が戻り方向へ回転する場合、レバー３ｄと緩衝器４とは当接しているだけでありアクセルペダル３の戻り方向への回転が緩衝器４には伝達されず当該アクセルペダル３の回転を緩衝器４が制限しないので、アクセルペダル３を緩衝器４とは独立してアクセルオフの位置まで戻すことができる。

さらに、上述したところでは、アクセルペダル３が踏み込み方向へ回転される際に緩衝器４が圧縮されるようになっているが、反対に緩衝器４が伸張されるようにしてもよい。詳しくは、図４に示すように、緩衝器４のシリンダ７を車体２に固定的に連結するとともに、ピストンロッド９の先端に垂直に設けたレバー９ｂをアクセルペダル３のペダルロッド３ｂの車体側となる図４中左側に引掛けて当接させてある。この場合、なんら負荷の無い状態では緩衝器４を最収縮状態に復帰させるばねをシリンダ７内に設けていて、アクセルペダル３の位置に係わらずレバー９ｂがアクセルロッド３ｂに当接状態に維持されるようになっている。

このようにしてもアクセルペダル３を踏み込み方向へ回転させるとレバー９ｂが図３中時計回りに回転して、緩衝器４を伸長せしめて減衰力が発揮されアクセルペダル３の踏み込み方向への回転を抑制でき、反対にアクセルペダル３が戻り方向へ回転する場合、レバー９ｂとアクセルロッド３ｂとは当接しているだけでありアクセルペダル３の戻り方向への回転がレバー９ｂには伝達されず当該アクセルペダル３の回転を緩衝器４が制限しないので、アクセルペダル３を緩衝器４とは独立してアクセルオフの位置まで戻すことができ、フェールセーフが保証される。

ところで、ペダル装置には、図５に示すように、アクセルペダル３の戻り方向への回転に対しては減衰力を発揮しない片効きの緩衝器１１を用いることも可能である。

この緩衝器１１は、図５に示すように、ピストン１２に二つの通路１２ａ，１２ｂを設け、一方の通路１２ａの出口端には減衰弁１３を設け、他方の通路１２ｂの出口端には逆止弁１４を設け、シリンダ７内に摺動自在にフリーピストン１５を挿入してシリンダ７内に気室Ｇを設け、作動室Ｒ１，Ｒ２内に充填する流体を液体とした点が、上述の緩衝器４と異なっている。なお、緩衝器１１における他の各部の構成は、緩衝器４の構成と同様であるので、緩衝器４と同様の構成については説明が重複するので、同じ符号を付するのみとして詳細な説明を省略することとする。

そして、この緩衝器１１では、減衰弁１３によって、通路１２ａが作動室Ｒ２からピストンロッド９が挿入されている作動室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行に設定され、減衰弁１３が通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。他方、通路１２ｂは、逆止弁１４によって、ピストンロッド９が挿入されている作動室Ｒ１から作動室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行に設定され、逆止弁１４が通過する液体の流れに殆ど抵抗を与えないようになっている。

この緩衝器１１の場合、シリンダ７内にピストンロッド９が出入りすることにともなって生じる作動室Ｒ１，Ｒ２の合算容積の増減を、フリーピストン１５のシリンダ７に対する変位によって気室Ｇを拡縮させることで補償している。

また、緩衝器１１は、この場合、緩衝器４と同様に、伸長方向をアクセルペダル３の戻り方向に一致させて、アクセルペダル３と車両２との間に介装される。

したがって、気室Ｇ内の圧力で作動室Ｒ１，Ｒ２内を加圧しておくことにより、緩衝器１１に常に伸長方向の推力を発揮させ、アクセルペダル３がアクセルオフの位置にあるときに緩衝器１１が採るべき姿勢へ復帰させることができる。なお、作動室Ｒ１，Ｒ２内に充填される液体としては、たとえば、油のほか、水や水溶液といった各種の液体を使用することができる。

このように構成された緩衝器１１は、作動室Ｒ２から作動室Ｒ１へ向かう液体の流れに対しては逆止弁１４が開弁せずに通路１２ａのみを有効として減衰弁１３で抵抗を与え、作動室Ｒ１から作動室Ｒ２へ向かう液体の流れに対しては逆止弁１４が通路１２ｂを開放してこれを殆ど抵抗無く許容するので、圧縮作動時には減衰力を発揮するものの伸長作動時には減衰力を殆ど発揮しないようになっている。

したがって、アクセルペダル３の踏み込み方向への動きに対しては緩衝器１１が発生する減衰力によって踏み応えが重くなり、反対に、アクセルペダル３の戻り方向への動きに対しては緩衝器１１がアクセルペダル３の動きに追随するのでアクセルペダル３への戻り方向への追随性が向上し、緩衝器１１のアクセルペダル３に対する戻り遅れが発生せず、アクセルペダル３の戻し操作から踏み込み操作へ切換した際に、減衰力が発揮されない期間を生じさせず、より効果的に燃費低減を図ることができる。

そして、アクセルペダル３の動きに応じて踏み応えである踏力を付与するのは緩衝器１１であるので、磨耗を引き起こす摩擦部材を用いておらず、長期間に亘って交換やメンテナンスを実施しなくとも機能が損なわれないので、メンテナンスの機会と経費の削減が可能となるのは上述の緩衝器４と同様である。

なお、上述したところでは、緩衝器１１は、圧縮作動時には減衰力を発揮するものの伸長作動時には減衰力を殆ど発揮しないようになっているが、反対に、伸長作動時には減衰力を発揮するものの圧縮作動時には減衰力を殆ど発揮しないように設定される場合、つまり、減衰弁１３と逆止弁１４の向きを逆とする構成を採用する場合、図４に示す緩衝器４と同様に、アクセルペダル３の戻り方向と緩衝器の圧縮方向を一致させ、何ら負荷の無い状態では緩衝器１１を最収縮状態に復帰させるばねをシリンダ７内に設ければよい。

また、減衰弁１３が、オリフィスである場合には、ピストン速度の自乗に比例して減衰力が発生する特性から、緩衝器１１の急激な圧縮に対しては非常に大きな減衰力が発生され、他方、緩衝器１１の緩慢な圧縮に対しては非常に小さな減衰力が発生されることになり、アクセルペダル３の急峻な踏み込み方向への移動に対しては踏力を大きくし、アクセルペダル３の緩慢な踏み込み方向への移動に際しては踏力を小さくすることができるので、運転者に対して燃料消費量の増加する運転であることを踏力の増加をもって知らしめることができ、運転者に燃料消費量の多いアクセルペダル操作であることを知覚させて、運転者のアクセルペダル操作を燃料消費量が少なくなるように矯正することができる。

なお、減衰弁１３をオリフィスのみとしたときに、オリフィス口径にもよるが、アクセルペダル３の急峻な踏み込みに対して緩衝器１１の減衰力が過剰となる虞がある場合には、オリフィスと並列してリリーフ弁を設けるようにしてもよい。具体的には、減衰弁１３を通路１２ａの出口端を開閉するリーフバルブとしてこれをリリーフ弁とし、リーフバルブの外周やピストン１２にオリフィスを設けておくといった構成を採用すればよい。また、上述した緩衝器４の通路８ａにオリフィスを設けることが可能であることは当然である。

さらに、通路に設けられる減衰弁を可変減衰弁とされてもよい。具体的にはたとえば、図６に示したように、緩衝器１６における作動室Ｒ３とリザーバＲとを連通する通路１７の途中に可変減衰弁１８を設けてある。

緩衝器１６は、シリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動自在に挿入されてシリンダ２１内にピストンロッド２３が挿入される作動室Ｒ３とピストンロッド２３の挿入されない作動室Ｒ４を隔成するピストン２２と、シリンダ２１内に移動自在に挿入されて一端がピストン２２に連結されるピストンロッド２３と、シリンダ２１の外周を覆うとともにシリンダ２１との間にリザーバＲを形成する外筒２４と、シリンダ２１と外筒２４との間に介装されてリザーバＲと作動室Ｒ４とを仕切る仕切部材２５と、環状であってシリンダ２１と外筒２４の一端を閉塞するとともにピストンロッド２３を摺動自在に軸支するロッドガイド２６と、ロッドガイド２６に設けられて作動室Ｒ３とリザーバＲとを連通する通路１７と、仕切部材２５に設けられてリザーバＲから作動室Ｒ４へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行通路２７と、ピストン２２に設けられて作動室Ｒ４から作動室Ｒ３へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行通路２８とを備えて構成されている。

このように構成された緩衝器１６にあっては、伸長する場合、作動室Ｒ３内の流体が通路１７を介してリザーバＲへ移動するとともに、拡大する作動室Ｒ４内には一方通行通路２７を介してリザーバＲから流体が供給され、反対に、圧縮する場合、圧縮される作動室Ｒ４内の流体は一方通行通路２７がリザーバＲへの移動を妨げるので、全てが一方通行通路２８を介して作動室Ｒ３へ流入し、ピストンロッド２３がシリンダ２１内に侵入する体積分の流体が作動室Ｒ３で過剰となって通路１７を介してリザーバＲへ移動する。

すなわち、この緩衝器１６にあっては、流体が作動室Ｒ３、作動室Ｒ４およびリザーバＲを順に一方通行で循環するユニフロー型に設定されていて、伸縮時に通路１７を通過する流体の流れに可変減衰弁１８で抵抗を与えて減衰力を発生するようになっている。なお、ピストンロッド２３の断面積をピストン２２の断面積の２分の１に設定すると、緩衝器１６の伸縮時に通路１７を通過する流体の流量が等しくなるので、可変減衰弁１８における抵抗を同じくすれば、緩衝器１６が発生する減衰力を伸圧両側で略等しくすることができる。このように緩衝器１６のように、緩衝器をユニフロー型に設定することも可能であり、上述の緩衝器４，１１においてもユニフロー型の構成を採用することができ、緩衝器１６においても緩衝器４，１１のような構成を採用して作動室Ｒ１，Ｒ２を連通する通路８ａ，１２ａに可変減衰弁１８を設ける構成とすることができる。なお、ユニフロー型に設定することで、緩衝器１６内での流体の移動方向は一方向となるので、緩衝器１６の減衰力発生応答性がよく、運転者に違和感を知覚させることもない。

また、可変減衰弁１８は、たとえば、詳しくは図示しないが、ソレノイドと、ソレノイドによって駆動される弁体と、通路１７の途中に設けた弁座とを備えていて、ソレノイドは発生する推力を弁体に作用させて、流路面積を可変としたり、開弁圧を変更したりすることによって、可変減衰弁１８を通過する流体の流れに与える抵抗を調節することができるようになっている。

なお、可変減衰弁１８の構成については、任意であり、弁体の駆動についてもソレノイド以外にも、モータを利用して送り螺子機構の要領で弁体を駆動してもよいし、また、可変減衰弁１８がロータリバルブ、つまり、筒状であって側部に透孔を備えた弁体と、当該弁体を収容するとともに弁体の透孔に対向可能な孔を備えたハウジング（多くの場合、中空のピストンロッドとされる）とを備えて、弁孔の透孔とハウジングの孔との重なり度合によって流路面積を調整するバルブである場合、弁体をステッピングモータで駆動するとしてもよく、弁体の構造に適した駆動源を採用すればよい。

そして、可変減衰弁１８は、たとえば、図外の制御装置の制御下におかれ、制御装置がアクセルペダル操作に応じて緩衝器１６に発生させるべき減衰力を求めて、求めた減衰力通りに緩衝器１６に減衰力を発揮させて、アクセルペダル３の踏み応えである踏力を調節するようになっている。また、アクセルペダル操作のほか、エンジン回転数や車速といった運転状況に基づいてアクセルペダル３の踏み応えを調節してもよい。

このように緩衝器１６が可変減衰弁１８を備えて、減衰力を調節することができるので、アクセルペダル３の踏力をアクセルペダル操作に応じて、あるいは運転状況に応じて変更することができるので、燃料消費量が増加するようなアクセルペダル操作や運転状況となる場合にアクセルペダル３の踏力を大きくし、運転者に対して燃料消費量の増加する運転であることを踏力の増加をもって知らしめることができ、運転者に燃料消費量の多いアクセルペダル操作であることを知覚させて、運転者のアクセルペダル操作を燃料消費量が少なくなるように矯正することができる。なお、少なくとも、アクセルペダル３の戻り方向への回転に対して、可変減衰弁１８が流路面積を最大として、緩衝器１６が減衰力を最低とする場合には、アクセルペダル３の戻りを妨げないので、より効果的に燃料消費を低減することができる。さらに、燃料消費量の増加を招かないアクセルペダル操作や運転状況となる場合には踏み込み方向へのアクセルペダル３の踏力を小さくするようにすれば、運転者のアクセルペダル操作の邪魔をせずに、燃料消費量の低減効果を得ることができる。

また、可変減衰弁１８にて、通路１７を完全に閉塞することができる場合には、車両の盗難を検知する検知手段を設けて、盗難を検知すると緩衝器１６を伸縮不能な状態としてアクセルペダル３をアクセルオフの位置にロックしてアクセルペダル操作を不能として盗難防止に役立てることも可能となる。

そして、この緩衝器１６を使用する場合にあっても、アクセルペダル３の動きに応じて踏み応えである踏力を付与するのは緩衝器１６であるので、磨耗を引き起こす摩擦部材を用いておらず、長期間に亘って交換やメンテナンスを実施しなくとも機能が損なわれないので、メンテナンスの機会と経費の削減が可能となるのは上述の緩衝器４と同様であり、アクセルペダル３の戻りを制限しないので、フェール時にアクセルペダル３が戻らなくなってしまうこともない。

上述したところでは、減衰弁を可変減衰弁とすることで、緩衝器の減衰力を調節するようにしているが、流体を電気粘性流体とする場合には、上記した各緩衝器４，１１，１６の通路に可変減衰弁を設ける代わりに通路に大きさを変更可能な電界を作用させるようにしてもよく、また、流体を磁気粘性流体とする場合には、上記した各緩衝器４，１１，１６の通路に可変減衰弁を設ける代わりに通路に大きさを変更可能な磁界を作用させて減衰力を調節できるようにしてもよい。

さらに、他の実施の形態におけるペダル装置３０について説明する。図７および図８に示すように、ペダル装置３０は、車両２に揺動自在に連結されたアクセルペダル３１と、車両２に固定されるとともにアクセルペダル３１に当接される緩衝器３２と備えて構成されている。

以下、各部について詳細に説明する。アクセルペダル３１は、運転者が実際に踏み込むためのペダルプレート３１ａと、ペダルプレート３１ａに取付けられたペダルロッド３１ｂと、ペダルロッド３１ｂの先端に取付けたシャフト３１ｃとを備えて構成されており、車両２には、シャフト３１ｃを回転自在に軸支するブラケット４０が設けられ、ペダルロッド３１ｂとブラケット４０との間にはペダルプレート３１ａを附勢してペダルプレート３１ａをアクセルオフの位置へ戻すリターンスプリング４１が介装されている。

緩衝器３２は、車両２に固定されるとともにアクセルペダル３にレバー３８を当接させていて、アクセルペダル３１の踏み込み方向への回転に対してのみ減衰力を発生して、アクセルペダル３１の戻り方向の回転に対してはこれを制限しないようになっている。

具体的には、緩衝器３２は、車両２に取付けられた容器３３と、容器３３内に回転自在に挿入された回転軸３４と、当該回転軸３４に取付けられて容器３３内に回転自在に挿入され容器３３内に流体が封入される二つの作動室Ｒ５，Ｒ６を隔成するベーン３５と、回転軸３４に取付けられたレバー３８と、作動室Ｒ５と作動室Ｒ６とを連通する通路３６と、通路３６の途中に設けた減衰弁３７と、作動室Ｒ６内に収容されてベーン３５を作動室Ｒ５を圧縮する方向へ附勢する復帰手段としてのばね３９を備えて構成されている。なお、容器３３は、この場合、車両２に固定したブラケット４０を介して車両２に取付けられ、レバー３８がアクセルペダル３１のペダルロッド３１ｂに当接している。

そして、この緩衝器３２は、回転軸３４が回転してベーン３５が一方の作動室Ｒ５（Ｒ６）を圧縮し他方の作動室Ｒ６（Ｒ５）を拡大する際に、通路３６を通過する流体の流れに減衰弁３７で抵抗を与えて作動室Ｒ５，Ｒ６に差圧を生じさせて回転軸３４の回転を抑制する減衰力を発揮するようになっている。なお、図示はしないが、流体の温度変化による体積変化を補償するアキュムレータが作動室Ｒ５，Ｒ６或いは通路３６に設置される。

この回転軸３４は、アクセルペダル３１が踏み込み方向へ回転する場合には、レバー３８がペダルロッド３１ｂによって押されて当該アクセルペダル３１の当該回転が回転軸３４に伝達されてベーン３５によって作動室Ｒ６を圧縮するが、反対に、アクセルペダル３１が戻り方向へ回転する場合には、ペダルロッド３１ｂがレバー３８から離間する方向へ回転するため、アクセルペダル３１の回転が回転軸３４へ伝達されないようになっている。そのため、緩衝器３２は、アクセルペダル３１が踏み込み方向へ回転される場合には、回転軸３４が回転して減衰弁３７にて減衰力を発揮し当該アクセルペダル３１の踏み込み方向への回転が抑制されるが、アクセルペダル３１が戻り方向へ回転させる場合には、回転軸３４に当該回転が伝達されず、アクセルペダル３１が回転軸３４とは独立して戻り方向へ回転するので、アクセルペダル３１の戻り方向への回転は緩衝器３２によって妨げられず、当該回転が制限されることが無い。

よって、上記ペダル装置１と同様に、運転者がアクセルペダル３１を踏み込む際に、アクセルペダル３１の踏み込み方向の回転に対して緩衝器３２が減衰力を発揮することになるので、アクセルペダル３１の動きを抑制する緩衝器３２が発生する減衰力が付与される分、アクセルペダル３１の動きが緩慢となって、エンジンにおける回転数の急激な増減が回避され、エンジンにおける燃料消費量を低減することができる。

また、アクセルペダル３１の動きに応じて踏み応えである踏力を付与するのは緩衝器３２であるので、磨耗を引き起こす摩擦部材を用いておらず、長期間に亘って交換やメンテナンスを実施しなくとも機能が損なわれないので、メンテナンスの機会と経費の削減が可能となるのは上述の緩衝器４と同様であり、アクセルペダル３１の戻りを制限しないので、フェール時にアクセルペダル３が戻らなくなってしまうこともなく、フェールセーフが保証される。

なお、緩衝器３２の作動室Ｒ６内にはばね３９が収容されており、このばね３９がベーン３５を作動室Ｒ５を圧縮する方向へ附勢しているので、アクセルペダル３１が踏み込まれた状態における緩衝器３２の姿勢からアクセルペダル３１がアクセルオフの位置にあるときの緩衝器３２が採るべき姿勢へ復帰できる。この場合、緩衝器３２が伸縮するテレスコピック型ではなくロータリ型に設定されているので、アクセルペダル３１が踏み込まれてアクセルオンとされてベーン３５が作動室Ｒ６側へ回転した姿勢からレバー３８がペダルロッド３１ｂに当接したままアクセルペダル３１がアクセルオフの位置にあってベーン３５が作動室Ｒ５側へ回転した姿勢へばね３９が発生する附勢力で復帰することができるようになっている。このように、緩衝器３２はアクセルオフのときに採るべき姿勢へ復帰するようにばね３９で附勢されているので、アクセルペダル３１が戻り方向へ回転しても、レバー３８がアクセルペダル３１の戻し方向への回転に追随してアクセルペダル３１との当接状態を維持し、アクセルペダル３１の踏み込み方向への操作に対して必ず減衰力を発揮し、アクセルペダル３１の戻し方向から切換して踏み込み方向へ回転操作する場合にあっても、エンジンにおける回転数の急激な増加を回避させてエンジンにおける燃料消費量を低減することができる。

また、この緩衝器３２にあっても、通路を複数にして一方の通路のみに減衰弁を設け、他方の通路に逆止弁を設け、片効きの緩衝器とすれば、緩衝器１１と同様に、アクセルペダル３１の踏み込み方向への動きに対しては緩衝器が発生する減衰力によって踏み応えを重くし、反対に、アクセルペダル３１の戻り方向への動きに対しては緩衝器をアクセルペダル３１の動きに追随させて、緩衝器のアクセルペダル３１に対する戻り遅れを生じず、アクセルペダル３１の戻し操作から踏み込み操作へ切換した際に減衰力が発揮されない期間を生じさせないようにすることができ、より効果的に燃費低減を図ることができる。

具体的には、図９に示すように、緩衝器３２における作動室Ｒ５と作動室Ｒ６とを連通する通路４２，４３を設け、通路４２に作動室Ｒ５から作動室Ｒ６へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁４４を設けるとともに、通路４３に減衰弁４５を設けるようにし、アクセルペダル３１の踏み込み側への回転の際に作動室Ｒ６が圧縮されて作動室Ｒ５が膨張するようになっていればよい。そうすることで、アクセルペダル３１が踏み込まれる場合、圧縮側の作動室Ｒ６から膨張側の作動室Ｒ５へ流体が移動するが、通路４２の逆止弁４４が閉じたままとなるので、流体は減衰弁４５を通過して移動することになり、緩衝器３２は、アクセルペダル３１の踏み込みに対して減衰力を発揮する。これに対して、アクセルペダル３１が戻り方向へ回転する場合、アクセルペダル３１を踏み込む踏力が小さくなってレバー３８に作用する力も小さくなり、ばね３９によってベーン３５が押圧されて作動室Ｒ５が圧縮されて圧縮側の作動室Ｒ５から膨張側の作動室Ｒ６へ流体が移動するが、通路４２の逆止弁４４が開弁するので、流体は減衰弁４５のある通路４３に優先して通路４２を通過して移動することになり、緩衝器３２は、アクセルペダル３１の戻りに対して殆ど減衰力を発揮することが無い。それゆえ、アクセルペダル３１の踏み込み方向への動きに対しては緩衝器３２が発生する減衰力によって踏み応えが重くなり、反対に、アクセルペダル３１の戻り方向への動きに対しては緩衝器３２がアクセルペダル３１の動きに追随するのでアクセルペダル３１への戻り方向への追随性が向上し、緩衝器３２のアクセルペダル３１に対する戻り遅れが発生せず、アクセルペダル３１の戻し操作から踏み込み操作へ切換した際に、減衰力が発揮されない期間を生じさせず、より効果的に燃費低減を図ることができる。

なお、減衰弁４５を、図９に示すように、ソレノイド４５ａで駆動される電磁弁としておくことで、流体の流れに与える抵抗を調節することができ、アクセルペダル３１の操作に対して踏力を調節して、運転者に燃料消費量の多いアクセルペダル操作であることを知覚させて、運転者のアクセルペダルを燃料消費量が少なくなるように矯正することができる。さらに、この場合、緩衝器３２内での流体の移動方向は一方向となるので、緩衝器３２の減衰力発生応答性がよく、運転者に違和感を知覚させることもない。

なお、この緩衝器３２にあっても、流体を電気粘性流体や磁気粘性流体としたりして発生減衰力を調節できるようにする場合には、緩衝器１６を備えたペダル装置と同様の作用効果を奏することができる。

なお、上述した各緩衝器において、通路の設置位置は、ピストンやベーン、ピストンロッド以外にもシリンダあるいは容器の外部とされてもよく、伸縮型の緩衝器にあっては、片ロッド型および両ロッド型以外にもシリンダ外にリザーバを設けておけばラム型とされてもよい。

以上で、ペダル装置の各実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。

本発明はペダル装置に利用可能である。

１，３０ ペダル装置
２ 車両
３，３１ アクセルペダル
３ａ，３１ａ ペダルプレート
３ｂ，３１ｂ ペダルロッド
３ｃ，３１ｃ シャフト
３ｄ，９ｂ，３８ レバー
４，１１，１６，３２ 緩衝器
５，４０ ブラケット
６，４１ リターンスプリング
７，２１ シリンダ
７ａ ブラケット
８，１２，２２ ピストン
８ａ，１２ａ１２ｂ，１７，３６，４２，４３ 通路
９，２３ ピストンロッド
９ａ 車輪
１０ シール
１３，３７，４５ 減衰弁
１４，４４ 逆止弁
１５ フリーピストン
１８ 可変減衰弁
２４ 外筒
２５ 仕切部材
２６ ロッドガイド
２７，２８ 一方通行通路
３３ 容器
３４ 回転軸
３５ ベーン
３９ 復帰手段としてのばね
４５ａ ソレノイド
Ｇ 気室
Ｒ リザーバ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６ 作動室

Claims (4)

1. 車両に揺動可能に取付けられるアクセルペダルと、アクセルペダルと車両との間に介装される緩衝器とを備えたペダル装置において、緩衝器は、アクセルペダルの踏み込み方向への回転に対してはアクセルペダルの回転を抑制するとともにアクセルペダルの戻り方向への回転に対してはアクセルペダルの回転を制限しないことを特徴とするペダル装置。
2. 緩衝器は、アクセルペダルがアクセルオン状態にあるときに採る姿勢からアクセルオフ状態の位置にあるときに採るべき姿勢へ復帰する復帰手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のペダル装置。
3. 緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に摺動可能に挿入されてシリンダ内に流体が封入される二つの作動室を隔成するピストンと、シリンダ内に移動可能に挿入されて一端がピストンに連結されるピストンロッドとを備え、シリンダとピストンロッドの一方を車両に連結するとともに、シリンダとピストンロッドの他方をアクセルペダルの踏み込み方向への回転のみを伝達可能に当接させたことを特徴とする請求項１または２に記載のペダル装置。
4. 緩衝器は、容器と、容器内に回転自在に挿入される回転軸と、容器内に収容されるとともに回転軸に連結されて容器内に流体が封入される二つの作動室を隔成するベーンとを備え、容器と回転軸の一方を車両に連結するとともに、容器と回転軸の他方にアクセルペダルの踏み込み方向への回転のみを伝達するレバーを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のペダル装置。

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