JP2012517932A - 車両用アクセルペダル - Google Patents

Abstract

車両用ペダルアセンブリーは、筐体に連結した回転可能なペダルアームを含む。１実施形態では、フランジがペダルアームの一旦のドラムの各側部から外側に突出する。その上にブッシングを有するフランジは、筐体の対向側壁に形成された内側ショルダーのそれぞれに支持される。センサーアームがドラムを通じて延びるシャフトの端部に連結する。センサーアームは、ペダルアームの動きに応答し、筐体内のセンサーと協働してペダルアームの位置を示す電気信号を生成する。
【選択図】 図１

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、本明細書において引用するすべての文献と同様に参照により本明細書に組み込まれる２００９年２月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／２０７，９０３号の出願日と開示の利益を主張する。

本発明は、ペダル機構、より具体的には車両用アクセルペダルに関する。

自動車アクセルペダルは従来、一般にボーデンケーブルと言われるケーブルによるエンジン燃料サブシステムとリンクされていた。アクセルペダルの設計が異なっても、典型的な伸縮スプリングとケーブル摩擦が一緒になって自動車ドライバーにとって共通で受け入れられる触覚反応を作り出す。例えば、別にもボーデンケーブルと保護シースとの摩擦が、一定のスロットル位置を保持するためにドライバーにより要求される足圧を軽減する。同様に、摩擦は、ドライバーにより感じられる道路の凹凸がスロットル位置に直接影響を及ぼすのを防止する。

機械的なケーブル駆動のスロットルシステムは、より完全に電子的なセンサー駆動の手段に取って代わられつつある。完全に電子的な手段では、アクセルペダルの位置は位置センサーで読み取られ、対応する位置信号がスロットル制御に利用可能となる。センサーに基づく手段は特に、アクセルペダルの位置がエンジン制御のいくつかの変数の１つである電子制御システムと両立できる。

そのようなドライブバイワイヤーによるアクセルペダルは実用性が証明されているものの、そのようなアクセルペダルを改善し費用を削減することが継続的に必要とされている。

本発明は、対向側壁を含みキャビティーを規定する筐体を含むペダルアセンブリーを対象とする。対向側壁の各々は、ショルダーまたは縁を規定する。ペダルアームは、キャビティー内に位置する第１の端部とキャビティーから延びる第２の端部を備える。第１の端部は、側壁上に規定される縁上で回転するように支持される。

ペダルアームの第１の端部は、１つの実施例においてドラムの第１と第２の対向側面の各々から外側に突出する第１と第２のフランジまたはカラーを含むドラムを含む。第１と第２のブッシングは、第１と第２のフランジの各々を囲繞する。第１のブッシングを備えた第１のフランジは対向側壁の第１の側壁上の縁上に着座し、第２のブッシングを備えた第２のフランジは対向側壁の第２の側壁上の縁上に着座し、筐体に対して回転動ができるように筐体中にペダルアームを支持する。

軸またはシャフトは、ドラムとフランジを通じて延びる。第１の側壁は孔を規定し、軸は孔を通じて突出する第１の端部を含む。センサーアームは、軸の第１の端部に連結される。

１つの実施例において、筐体は第１と第２のキャビティーを規定する。ペダルアームのドラムは第１のキャビティー中へ延び、センサーアームは第２のキャビティー中へ延びる。

これらのおよび他の目的、特長および利点は、本文、図面および特許請求の範囲に照らしてより明らかになろう。

本明細書の一部を成す添付の図面では、図面を通じ同様の部分を指定するために同様の番号を使用している。

図１は、本発明によるアクセルペダルアセンブリーの斜視図である。 図２は、図１のアクセルペダルアセンブリーの分解斜視図である。 図３は、図１のアクセルペダルアセンブリーのペダルアームの斜視図である。 図４は、図１のアクセルペダルアセンブリーの筐体内部の斜視図である。 図５は、要素の追加的詳細およびペダルアームと筐体の相互連結を示す図１のアクセルペダルアセンブリーの水平断面図である。 図６は、図１のアクセルペダルアセンブリーのセンサーアセンブリーの導体フィルムの拡大上平面図である。

本発明は多くの異なる形態の実施例が可能であるが、本明細書と添付の図面は本発明の例として１つの実施例だけを開示する。しかし、本発明は、そのように説明された実施例に限定されるものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲で特定する。

本発明によるアクセルペダルアセンブリー２０は図１〜５に示され、一般にペダル筐体１００とペダル筐体１００に回転自在に取り付けられたペダルアーム５０とを含む。筐体１００はペダルアセンブリー２０の部品を含み、車両（図示なし）のファイアウォールやフロアーに取り付けられるように適応され、成形プラスチックで作られている場合がある。

ペダル筐体１００は、底壁またはベース１０２、側壁１０３と１０４（図４）および前壁１０５と後壁１０６の各々を備える。側壁１０３と１０４は一般に相互に対し平行、対向し、ベース１０２の対向周辺側縁から一般に垂直に外側へ延びる。

いくつかの開口部とキャビティーは、内部センサーキャビティー１３０（図２と５）およびキャビティー１３０に隣接する内部ペダルアームキャビティー１４０（図２、４および５）を含んで筐体１００中に規定される。側壁１０３は、キャビティー１３０と１４０を分離、隔離する。センサーアセンブリー３０（図２）は、センサーキャビティー１３０中に取り付けられる。ペダルアーム５０はペダルアームキャビティー１４０中へ延び、その中に回転できるように取り付けられる。筐体前壁１０５中の孔または切抜１０８は、ペダルアーム５０の開口部を規定する。

一般に円形の孔１１２（図２、４および５）は、ペダルアーム回転軸１１３（図４と５）と同一直線上の関係で側壁１０３と１０４の各々を通じて延びる。

一般に耳型のスロットまたは凹部１５０（図４と５）は、筐体１００の側壁１０３と１０４の各々の内面中に規定される。凹部１５０の各々は、壁１０３と１０４の各々の内面から一般に垂直に外側へ延びる内部の細長いショルダー、縁またはステップ１５２により規定される。

いくつかの孔１２２（図５）はベース壁１０２中に規定されそこを通じて延び、筐体１００は孔１２２を通過するボルトやネジ（図示なし）などの締め具を使用して車両に固定することができる。ペダルアセンブリー２０は、筐体１００を若干変更することにより位置調整式または位置無調整式のペダルボックスラック（図示なし）によりファイアウォールまたはペダルラック（図示なし）に取り付けられる場合がある。

ペダルアーム筐体１００は、筐体後壁１０６から外側へ延び端子キャビティー３２２を中に規定する連結フランジまたは筐体３２０（図１、２および４）を備える。

浅いトラフ１１８（図２と４）は、前壁１０５中の開口部１０８に隣接する筐体１００のベース１０２中に規定される。円形の凹部またはキャビティー１１９（図２と４）は、トラフ１１８中に規定される。

図１〜３に示す通り、細長いペダルアーム５０はペダルアーム開口部１０８から生じる近位端５４（図１）、末端５２およびその間の細長部５３を備える。ペダルアーム５０は、底面６５と上面６７を備える。足パッド５５は末端５２の上面に形成され、ドライバーの足により押下げられるように適応される。足パッド５５はペダルアーム５０と一体である場合があり、または末端５２との連結部と連結し回転する場合がある。ペダルアーム５０は、射出成形プラスチックや金属のような様々な適当な材料で作られている場合がある。

ペダルアーム５０の近位端５４は、円形ドラムまたはハブ５６に終端がある。一般に円形のバレル、ボス、フランジまたはカラー８０はドラム５６の各面上に形成され、そこから一般に外側へ延びる。各フランジ８０は、円周外面８１を備える。

リング形の金属ブッシング、ベアリングまたはインサート１５４（図２）はフランジ８０の各々に取り付けられ、それを囲繞する。ブッシング１５４は、フランジ８０上に圧入される。ブッシング１５４は、周囲を延びるベアリング外面１５５を備える。１つの実施例において、ブッシング１５４はプラスチックで作られている場合がある。

一般にＤ形の穴５８（図５）はドラム５６とフランジ８０中に規定され、それらを通じて延びる。ペダルアーム５０が筐体１００中に取り付けられると、穴５８は筐体壁１０３と１０４の各々の中の孔１１２（図４）と近接し同一直線上になり、回転軸１１３（図４と５）と同軸になる。細長いレバー６４（図２、３および５）はドラム５６の下部から延び、平坦な接触面６６を備える。

細長い軸またはシャフト１８０（図２と５）は、ドラム５６とフランジ８０中の穴５８を通じて延びる。軸またはシャフト１８０は、対向端１８５と１８６を備える。端部１８６は、一般にＤ形である。端部１８５は、一般に円錐形である。

フランジ８０は直径が軸またはシャフト１８０よりも大きく、各ショルダーまたは縁１５２は表面部を備え、幅が各フランジ８０の幅と概略同じである。端部１８５と１８６は、フランジ８０から突出する。

ペダルアーム５０は、ドラム５６上の各フランジ８０が各側壁１０３と１０４中のショルダー１５２により規定される各筐体側壁１０３と１０４中のキャビティー１５０中へ延びる関係で、より具体的には各フランジ８０が、さらに具体的にはフランジ８０上のブッシング１５４が各筐体側壁１０３と１０４中に規定されるショルダーまたは縁１５２上でそれに対し回転するように支持され着座する関係で、ペダルアームキャビティー１４０（図５）中に取り付けられる。シャフト１８０の端部１８５と１８６は、各筐体側壁１０３と１０４中の孔１１２を通じて延びる。軸１８０は、射出成形プラスチックや金属で作られる場合がある。

本発明では、筐体側壁１０３と１０４の内部上に形成された各縁またはショルダー１５２に取り付けられ着座するように適応された対向フランジ８０を持つドラム５６を含むペダルアーム５０を使用することにより、ペダルアーム５０に加わる負荷をドラムフランジ８０と筐体壁縁１５２を通じてシャフト１８０から筐体壁１０３と１０４に移せることが利点となる。ペダルアーム５０に加わる負荷をシャフト１８０から移すことができるため、次にはシャフト１８０の直径をフランジ８０に対し短くでき、また、シャフト１８０の材料を例えばプラスチック材のようなスチールよりも安価にできる。

再び図２と図３を参照するが、平坦なショルダーまたはアイドルストップ６１はドラム５６の上部から延び、隆起リブ６２はペダルアーム端部５４の底部から延びる。ペダルアーム５０が解放されると、ペダルアーム５０はストップ６１が筐体１００の突起部またはへり１２８（図４）に接触するまで回転し、ペダルアーム５０の後方移動が制限される。ペダルアーム５０は、ペダルアーム５０の隆起リブ６２が浅いトラフ１１８（図４）に接触してペダルアーム５０の後方移動が制限される開放スロットル位置で別の回転限界に到達するまで押下げられる。

センサーアセンブリー３０の詳細を図２と６に示している。センサーアセンブリー３０はペダルアセンブリー２０に取り付けられ、ペダルアーム５０の位置を表示または伝達できる電気信号を発生させるように適応される。図２と６に示す通り、センサーアセンブリー３０は可変抵抗器や電位差計のような接触式センサーを含む。別の実施例において、センサーアセンブリー３０は、磁気技術、容量技術または誘導技術を使用する非接触式センサーを含む。

センサーアセンブリー３０はセンサーキャビティー１３０に取り付けられ、対向横端部３７１Ａと３７１Ｂ（図６）、前面３７１Ｃおよび後面３７１Ｄを備えた一般に長方形のポリイミド軟質フィルムを含む。フィルム３７１は、前面３７１Ｃの長さに沿って縦に延びる収集ラインまたはトラック３７２を備える。連結ストリップ３７２Ｂは、収集トラック３７２の一方の端部から延びる。また、能動ラインまたはトラック３７４が収集トラック３７２と離間、平行する関係でフィルム３７１の前面３７１Ｃ上に形成され、その長さに沿って縦に延びる。第１の連結ストリップ３７４Ｄは、能動トラック３７４の一方の端部から延びる。第２の連結ストリップ３７４Ｂは、能動トラック３７４の対向端部から延びる。収集トラック３７２の連結ストリップ３７２Ｂは電圧出力パッド３７２Ａ中に終端があり、能動トラック３７４の連結ストリップ３７４Ｂは電圧入力／供給パッド３７４Ａ中に終端があり、また、能動トラック３７４のもう１つの連結ストリップ３７４Ｄは接地パッド３７４Ｅに終端がある。

パッド３７２Ａ、３７４Ａおよび３７４Ｅは、離間した同一直線上の関係で整列する。

フィルム３７１は、筐体後壁１０６（図５）の内面に対しセンサーキャビティー１３０中に取り付けられる。波状または溝付きの端壁３７６（図２）は、部分的にセンサーキャビティー１３０中へ延びる。スロット３７７は、筐体壁１０６の内面と端壁３７６（図２）との間に規定される。図示はないものの、フィルム３７１の端部３７１Ｂはその前面３７１Ｃがセンサーキャビティー１３０の内部を向く関係でスロット３７７中に位置することが理解されよう。

端子３８３（図２）は、連結側板３２０中へ挿入成形される。端子３８３の各々は、対向端部３８３Ａと３８３Ｂを備える。端子端部３８３Ａは、端子キャビティー３２２に位置する。図示はないものの、端部３８３Ｂまたは各端子３８３はセンサーキャビティー１３０中のスロット３７７中へ延び、さらに端子壁３７６中に規定される各溝の中へ延びることが理解されよう。端子３８３は連結側板３２０中へ延び、エンジン吸気口に取り付けられたスロットルプレートに連結された電気モーターを制御するエンジン制御コンピューターと連結するワイヤーハーネス（図示なし）に連結されるように適応される。このようにして、ペダルアセンブリー２０は電子的に、またはワイヤーによりエンジン上のスロットル設定を制御できる。この形態のシステムは、ドライブバイワイヤーシステムと呼ばれる。

金属圧力くさび３８０（図２）はキャビティー１３０中に規定されるスロット３７７中に圧入され、収集トラック３７２と端子３８３の１つの端部３８３Ｂとを、また、能動トラック３７４と端子３８３の他の１つの端部３８３Ｂとを電気的に連結する。くさび３８０は、フィルム後面３７１Ｄと筐体壁１０６との間に位置する。くさび３８０は、フィルム３７１の前面３７１Ｃ上の連結パッド３７２Ａと３７４Ａを各端子３８３の端部３８３Ｂに電気的に強く連結させる。

ローター３９０（図２と５）は、穴３９２を規定するバレルまたはバレル形の近位部３９１を備える。細長いアーム３９３はバレル３９１から延び、アーム３９３の端部に対し一般に垂直の関係で配置される末端フィンガー３９４中に終端がある。アーム３９３は、センサーキャビティー１３０中へ延びる。ローター３９０のバレル３９１は、シャフト端部１８５がバレル３９１の穴３９２を通じて延びる関係でシャフト１８０の円錐形端部１８５に取り付けられる。シャフト端部１８５は、シャフト１８０にローター３９０を保持するために熱かしめされたり、斜角が設けられたり、テーパーロックされる場合がある。シールリング１８７（図２）は、バレル３９１の内面と筐体壁１０３の外面との間に取り付けられ挟まれる。

ローター３９０は、フィンガー３９４に取り付けられた複数の離間し平行する金属接触器またはワイパー３９８を備える。各接触器３９８は、末端フィンガー３９９を備える。動作中、シャフト１８０が回転すると、ローター３９０が回転してアーム３９３を回転させ、フィンガー３９９がフィルム３７１上のトラック３７２とトラック３７４に沿って移動する。フィンガー３９９が移動すると、端子に加わる電圧の大きさが変化し、ペダルアーム５０の位置を表示する電気出力信号が発生する。

センサーアセンブリー３０の動作と構造に関する追加的詳細は米国特許第５，４１６，２９５号と第６，４７４，１９１号に記載されており、その内容のすべてを本書に参照として具体的に援用している。

センサーカバー４０２は筐体壁１０３に超音波溶接され、センサーキャビティー１３０を閉鎖、密閉する。

摩擦発生アセンブリー６００は図２に示され、少なくともブレーキパッド６１０およびスプリング６８０と６９０を含む。ブレーキパッド６１０は、ペダルアーム５０が回転するときにドラム５６の底面上に規定されるＷ形のブレーキ面（図示なし）と相互に係合するように適応される対向端部に、スプリング６８０と６９０の端部および１対の離間し一般に平行する接触フィンガー６１２を受納するように適応されるカップ６１１を含む。ブレーキパッド６１０は、ベース１０２中の凹部１１９上を旋回するように適応される。

ペダルアーム５０が押下げされるか（加速のため）解放されると（アイドリングまたは減速のため）、それに応じて圧縮スプリング６８０と６９０内部の力が増加または減少し、ブレーキパッド６１０を旋回させ、ドラム表面に増加または減少した摩擦接触を生じさせる。

摩擦発生アセンブリー６００の動作と構造に関する追加的詳細は“車両用アクセルペダル”という題名の米国特許公報第２００７／０１３７４００号に記載されており、その内容のすべてを関連教示または補助教示のために本書に参照として具体的に援用している。

また、抵抗機構またはキックダウン装置５００（図２）は筐体１００中に取り付けられ、より具体的には筐体壁１０５の内面から吊るされ、ペダルアーム５０の押下げされた一定の地点でペダルの押下げに対し増加抵抗を供給し、ペダル操作者の足に抵抗反応を供給し、また、ペダルが最大押下げ点に近いことの表示を提供するように適応される。ペダルの最大押下げ点は開放されたエンジンスロットル位置に相当する場合があり、または自動変速のダウンシフトポイントを表示するために利用される場合がある。抵抗機構５００は、ペダルアーム５０のドラム５６の回転に応じたペダルアーム５０上のレバー６４と抵抗機構５００のプランジャー５０２との接触に応じて動作する。

抵抗機構またはキックダウン装置５００の動作と構造に関する追加的詳細は“ペダル用キックダウン機構”という題名の米国特許第６，４１８，８１３号に記載されており、その内容のすべてを本書に参照として具体的に援用している。

上に説明した実施例の数多くの変更例と変形例が、本発明の新奇な特長の精神と範囲から逸脱することなく可能である場合がある。本書に例証した具体的なシステムに関しては制限を意図しておらず、また、推察すべきでないことが理解されよう。勿論、添付の特許請求の範囲により、そのような変更例をすべて請求項の範囲に入るものとして網羅する意図である。

国際公開第２００６／０５８３４４号公報

Claims (11)

1. 対向側壁を含みキャビティーを規定する筐体であって、前記各側壁が縁を規定する前記筐体と、
   前記キャビティー中に位置する第１の端部と前記キャビティーから延びる第２の端部とを有するペダルアームを備え、
   前記第１の端部が前記側壁の各々に規定される前記縁上で回転するように支持された、ペダルアセンブリー。
2. 前記ペダルアームの前記第１の端部が、ドラムの第１と第２の対向側面から外側へ突出する第１と第２のフランジを有する前記ドラムを含み、第１と第２のブッシングが前記第１と第２のフランジの各々を囲繞し、前記筐体に対する回転動のために前記筐体中に前記ペダルアームを支持するように、前記第１のブッシングを備えた前記第１のフランジが前記対向側壁の第１の側壁の前記縁上に着座し、前記第２のブッシングを備えた前記第２のフランジが前記対向側壁の第２の側壁の前記縁上に着座する請求項１のペダルアセンブリー。
3. 軸がドラムとフランジを通じて延びる請求項２に記載のペダルアセンブリー。
4. 前記対向側壁の前記第１の側壁が孔を規定し、前記軸が前記孔を通じて突出する第１の端部を含み、前記ペダルアセンブリーが前記軸の前記第１の端部に連結されたセンサーをさらに含む請求項３のペダルアセンブリー。
5. １対の対向壁を含みキャビティーを規定する筐体であって、前記壁の各々が前記壁の各々に凹部を規定するショルダーを含む前記筐体と、
   前記筐体に連結され、前記キャビティー中へ延びるドラムを含むペダルアームであって、前記ペダルアームの前記ドラムがその対向側部から外側へ突出する各フランジを含む前記ペダルアームと、
   前記フランジの各々の上に固定されたブッシングを備え、
   その上にブッシングを備えた前記フランジが前記壁の各々の前記凹部へ延びて前記壁の各々の前記ショルダー上に支持される関係をもって、前記ペダルアームが前記筐体に対する回転動のために連結されたペダルアセンブリー。
6. 前記筐体の前記対向壁の少なくとも１つが孔を規定し、穴が前記ドラムと前記フランジを通じて延び、前記ペダルアセンブリーが前記穴を通じて延びて前記筐体の前記対向壁の１つの前記孔を通じて延びる端部を含むシャフトをさらに含み、前記シャフトの前記端部がセンサーアームを支持する請求項５のペダルアセンブリー。
7. 前記筐体が第１と第２のキャビティーを規定し、前記ペダルアームの前記ドラムが前記第１のキャビティー内に延び、前記センサーアームが前記第２のキャビティー内に延びる請求項６のペダルアセンブリー。
8. 壁を含む筐体と、
   ドラムと前記ドラムから外側へ突出するカラーとを含むペダルアームを備え、
   前記カラーが前記壁に延びてこれに支持される車両用ペダルアセンブリー。
9. 前記筐体が第１と第２の対向側壁を含み、カラーが前記ドラムの各端部から外側に向かって前記第１と第２の側壁の各々の中に規定される凹部に延びる請求項８のペダルアセンブリー。
10. 前記側壁の各々の凹部がショルダーを規定し、前記カラーが前記ショルダーにより支持される請求項９のペダルアセンブリー。
11. 前記側壁の各々が孔を規定し、穴が前記ドラムと前記カラーの各々を通じて延び、シャフトが前記穴を通じて延びて前記各側壁中の前記孔を通じて延びる対向端部を含む請求項１０のペダルアセンブリー。

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