JP2014170456A - ペダル装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ヒステリシス特性の発現に係る摩擦抵抗の低減を図り、経時的な操作フィーリングの悪化やペダルの戻り不良の発生防止を図る。
【解決手段】駆動側部材3又は従動側部材の少なくとも一方に、駆動側部材3の駆動方向である第1の方向D2へ行くに従ってバネ5u,5dによる付勢方向と同方向の第2の方向D3側に変位するように傾斜する接触面が形成され、接触面は、傾斜角度が異なる第1の傾斜部と第2の傾斜部とを有し、第1の傾斜部が第2の傾斜部よりも従動側部材又は駆動側部材3の近くに位置され、第1の傾斜部の傾斜角度が第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きくされている。ヒステリシス特性の実現のために設けられた第1,第2の傾斜部が共に第1の方向D2と直交せず傾斜しているため、ロータとフリクションワッシャとを対面させて摩擦力を生じさせる従来と比較して摺動に伴う摩擦抵抗を低減できる。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両等の操作に供されるペダル装置に関するものであり、特に、ペダルの踏力とペダルストロークとの関係にヒステリシス特性を発現させるための技術分野に関する。
特開平11−343882号公報
車両等の操作に供されるペダル装置として、例えばアクセルペダル装置がある。アクセルペダル装置では、良好な操作フィーリングを実現するべく、ペダルの踏力とペダルストロークとの関係にヒステリシス特性を持たせることが行われている。具体的には、ペダルの踏み側と戻り側とで異なる踏力特性を発現させるものである。
ヒステリシス特性を発現させるための手法としては、例えば上記特許文献1に記載されるようなフリクションワッシャによる摩擦力を利用した手法が知られている。すなわち、ペダルが踏み込まれることに応じて回動するロータとフリクションワッシャとを対面させた状態で接触させ、ロータとフリクションワッシャとの間に生じる摩擦力をペダルの踏み込み量に応じて変化させることで、ヒステリシス特性を発現させるものである。このとき、摩擦力の変化は、例えば特許文献1に記載されるようにロータ側に斜面を形成しておき、当該斜面を用いたくさび効果によって上記ロータのフリクションワッシャに対する押し込み力を変化させることで実現している。
しかしながら、上記のような従来のペダル装置では、ロータとフリクションワッシャとを対面させて摩擦抵抗を生じさせていることから摩擦抵抗が比較的大きくなる。従って、ロータ及びフリクションワッシャの摩耗や表面形状の変化が誘発される虞があり、その結果、使用過程における操作フィーリングの悪化や、引っかかりによるペダルの戻り不良が発生する虞があった。
そこで、本発明は、上記した問題点を克服し、ヒステリシス特性の発現に係る摩擦抵抗の低減を図り、経時的な操作フィーリングの悪化やペダルの戻り不良の発生防止を図ることを目的とする。
第1に、本発明に係るペダル装置は、ペダルに接続され前記ペダルに踏力が与えられることに応じて第1の方向に駆動される駆動側部材と、前記第1の方向に駆動された前記駆動側部材が接触し摺動することに応じて前記第1の方向と略直交する方向に変位される従動側部材と、前記従動側部材を前記変位の方向とは逆方向である第2の方向に付勢する付勢部材とを備え、前記駆動側部材と前記従動側部材の少なくとも一方に、前記第1の方向へ行くに従って前記第2の方向側に変位するように傾斜する接触面が形成され、前記接触面は、傾斜角度が異なる第1の傾斜部と第2の傾斜部とを有し、前記第1の傾斜部が前記第2の傾斜部よりも前記従動側部材又は前記駆動側部材側に位置され、前記第1の傾斜部の傾斜角度が前記第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きくされているものである。
上記構成によれば、ヒステリシス特性の実現のために設けられた第1の傾斜部と第2の傾斜部は、駆動側部材の駆動方向(第1の方向)に対して直交せず傾斜している。このため、ロータとフリクションワッシャとを対面させて摩擦力を生じさせる従来と比較して、摺動に伴う摩擦抵抗が小さくなる。
第2に、上記した本発明に係るペダル装置においては、前記第1の傾斜部と前記第2の傾斜部が共に平面とされていることが望ましい。これにより、第1の傾斜部と第2の傾斜部との境界部分に稜線が形成され、ペダル踏力とペダルストロークとの関係の変化点が明瞭となる。
第3に、上記した本発明に係るペダル装置においては、前記駆動側部材と前記従動側部材の双方が前記接触面を有し、前記駆動側部材と前記従動側部材との間で前記第1の傾斜部と前記第2の傾斜部の傾斜角度が一致していることが望ましい。これにより、摺動が面接触により行われるため、接触面の単位面積当たりの摩擦抵抗がさらに低減される。
本発明によれば、摺動に伴う摩擦抵抗が小さくなるため、摩耗によるヒステリシス特性の変化を防止でき、経時的な操作フィーリングの悪化を防止できる。
また、摩耗が抑えられることにより、接触面の形状変化が抑制されるため、引っかかりによるペダルの戻り不良の発生を防止できる。
実施の形態のアクセルペダル装置の正面図である。 実施の形態のアクセルペダル装置の断面図である。 斜面の角度関係についての説明図である。 実施の形態のアクセルペダル装置の踏み側の動作及び踏力対ペダルストロークについての説明図である。 実施の形態のアクセルペダル装置の戻り側の動作及び踏力対ペダルストロークについての説明図である。 駆動側と従動側との間で第1,第2の傾斜部の傾斜角度が一致しない場合における動作説明図である。 駆動側と従動側の一方に第1,第2の傾斜部を設けた場合の説明図である。 駆動側と従動側の一方に第1,第2の傾斜部を設けた場合において第1の傾斜部の傾斜角度を駆動側部材又は従動側部材の面の角度よりも小さく設定した場合の説明図である。 従動側部材を1つとした変形例及び第1,第2の傾斜部の境界部の形状の変形例についての説明図である。
以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
以下で説明する実施の形態では、本発明のペダル装置を自動車等の車両のアクセルペダル装置に適用したものである。
図1は、実施の形態のアクセルペダル装置1の正面図、図2はアクセルペダル装置1を図1に示すA−A断面により切断した際の断面図、図3はアクセルペダル装置1が備える駆動側部材と従動側部材に形成された斜面の角度関係についての説明図である。
図1及び図2に示されるように、アクセルペダル装置1は、運転者(操作者)による踏み込み操作が行われるペダル1Aと、ペダル1Aが連結されたペダルアーム1Bと、ペダルアーム1Bを揺動自在に支持するハウジング1Cとを有して構成される。ハウジング1Cの内部には、ペダル軸2が形成されている。
ペダルアーム1Bには、ペダル1Aが連結された側とは逆側の端部に、環状の接続部1Baが形成されている(図2参照)。接続部1Baは、ハウジング1Cの内部においてペダル軸2に回動自在に支持されている。
ペダル1Aの踏み込み操作に応じては、ペダルアーム1Bが図中の矢印D1で示す方向に揺動する。
アクセルペダル装置1は、電子制御スロットルシステム、すなわちドライブバイワイヤーシステムに用いられるアクセルペダル装置とされる。ドライブバイワイヤーシステムに用いられるアクセルペダル装置では、ペダル1Aの操作量(踏み込み量:ペダルストローク)を表す信号を検出して外部に出力するいわゆるアクセルポジションセンサを設けることになる。図示は省略したが、アクセルペダル装置1においては、アクセルポジションセンサが、例えば接続部1Baの回転量を検出する位置に設けられる。
ペダルアーム1Bの接続部1Baには、駆動側部材3が接続されている(図2参照)。駆動側部材3は、例えば樹脂製とされる。駆動側部材3は、ハウジング1Cの内部に存在し、ペダルアーム1Bのアーム部とは反対側に接続されている。これによりペダル1Aの踏み込みに応じて、駆動側部材3がペダルアーム1Bの揺動方向(矢印D1方向)とは逆方向の矢印D2方向に揺動することになる。
矢印D2方向で示される駆動側部材3の揺動方向は、駆動側部材3が駆動される方向(駆動方向)であり、以下これを「第1の方向D2」と表記する。
駆動側部材3には、第1の方向D2に凸となる形状を有する凸部3aが形成されている。
図3に示すように、凸部3aは、第1の駆動側接触面S1と第2の駆動側接触面S2とを有する。第1の駆動側接触面S1は、駆動側部材3が第1の方向D2に駆動されることに応じて後述する従動側部材4uが接触する面であり、第2の駆動側接触面S2は駆動側部材3が第1の方向D2に駆動されることに応じて後述する従動側部材4dが接触する面である。
第1の駆動側接触面S1と第2の駆動側接触面S2は、第1の方向D2に行くに従って互いが近づく方向に傾斜した斜面として形成されている。
なお、以下では斜面についての「傾斜角度」について述べるが、本明細書における「傾斜角度」とは、第1の方向D2に沿った線分に対する傾斜角度を意味する。前述のように駆動側部材3はペダル軸2を中心に揺動するので、第1の方向D2は厳密には直線とはならいが、一般にペダル装置におけるペダル操作に応じた揺動範囲は僅か(最大でも20°程度)であることから、実質的にはほぼ直線とみなすことができる。「傾斜角度」としてとしては、このように直線とみなした第1の方向D2を基準とした角度として扱う。
第1の駆動側接触面S1と第2の駆動側接触面S2は、それぞれ傾斜角度の異なる2種の傾斜部を有する。すなわち、第1の駆動側接触面S1は第1の駆動側傾斜部S11と第2の駆動側傾斜部S12とを有し、第2の駆動側接触面S2は第1の駆動側傾斜部S21と第2の駆動側傾斜部S22とを有する。第1の駆動側接触面S1において、第1の駆動側傾斜部S11は、第2の駆動側傾斜部S12よりも従動側部材4u側に位置されている。また、第2の駆動側接触面S2において、第1の駆動側傾斜部S21は、第2の駆動側傾斜部S22よりも従動側部材4d側に位置されている。
第1の駆動側接触面S1において、第1の駆動側傾斜部S11の傾斜角度である角度θ11は、第2の駆動側傾斜部S12の傾斜角度である角度θ12よりも大きく設定されている。また第2の駆動側接触面S2において、第1の駆動側傾斜部S21の傾斜角度である角度θ21は、第2の駆動側傾斜部S22の傾斜角度である角度θ22よりも大きく設定されている。
ハウジング1Cの内部空間には、図2に示すように上記の駆動側部材3と共に、従動側部材4u及び従動側部材4dが設けられている。従動側部材4u及び従動側部材4dは例えば樹脂製とされる。従動側部材4uと従動側部材4dは、第1の方向D2と略直交する方向において離隔して配置されている。
従動側部材4uは、バネ5u,5uを介してハウジング1Cに支持されており、従動側部材4dはバネ5d,5dを介してハウジング1Cに支持されている。
図3に示すように、従動側部材4uは、従動側接触面S3を有し、従動側部材4dは従動側接触面S4を有する。
従動側部材4uの従動側接触面S3は、駆動側部材3が第1の方向D2に駆動されることに応じて前述した凸部3aの第1の駆動側接触面S1と接触する面である。従動側部材4dの従動側接触面S4は、駆動側部材3が第1の方向D2に駆動されることに応じて凸部3aの第2の駆動側接触面S2と接触する面である。
これら従動側接触面S3,S4も、先の第1の駆動側接触面S1と第2の駆動側接触面S2と同様に、第1の方向D2に行くに従って互いが近づく方向に傾斜した斜面として形成されている。
従動側接触面S3と従動側接触面S4は、それぞれ傾斜角度の異なる2種の傾斜部を有する。従動側接触面S3は、第1の従動側傾斜部S31と第2の従動側傾斜部S32とを有し、従動側接触面S4は第1の従動側傾斜部S41と第2の従動側傾斜部S42とを有する。
従動側接触面S3において、第1の従動側傾斜部S31は、第2の従動側傾斜部S32よりも駆動側部材3(凸部3a)側に位置されている。また、従動側接触面S4において、第1の従動側傾斜部S41は第2の従動側傾斜部S42よりも駆動側部材3側に位置されている。
従動側接触面S3おいて、第1の従動側傾斜部S31の傾斜角度である角度θ31は、第2の従動側傾斜部S32の傾斜角度である角度θ32よりも大きく設定されている。また、従動側接触面S4において、第1の従動側傾斜部S41の傾斜角度である角度θ41は、第2の従動側傾斜部S42の傾斜角度である角度θ42よりも大きく設定されている。
バネ5u,5u及びバネ5d,5dは圧縮コイルバネとされ、従動側部材4u,4dはバネ5u,5u,バネ5d,5dによって第1の方向D2と略直交する方向において互いが近づくように付勢されている。以下、バネ5u,5u,5d,5dによる付勢方向を「第2の方向D3」と表記する。
なお、第2の方向D3を基準とすると、凸部3aが有する第1の駆動側接触面S1と第2の駆動側接触面S2は、第1の方向D2へ行くに従って第2の方向D3側に変位するように傾斜する面と言うことができる。同様に、従動側部材4uの従動側接触面S3、従動側部材4dの従動側接触面S4も、第1の方向D2へ行くに従って第2の方向D3側に変位するように傾斜する面と言うことができる。
ここで、従動側部材4uの従動側接触面S3、従動側部材4dの従動側接触面S4が共に第1の方向D2へ行くに従って第2の方向D3側に変位するように傾斜する面とされたことで、従動側接触面S3と従動側接触面S4との間には凸部3a側に略凹形状となる空間が形成される。
駆動側部材3がペダル1Aの踏み込みにより駆動されると、上記略凹形状による空間内に凸部3aが押し込まれる。凸部3aは、前述した第1の駆動側接触面S1及び第2の駆動側接触面S2として、第1の方向D2へ行くに従って第2の方向D3側に変位するように傾斜する面を有している。このため、上記のような凸部3aの押し込みに伴い、いわゆるくさびの作用により、従動側部材4u,4dがバネ5u,5u,5d,5dの付勢力に抗って第2の方向D3において互いが離れる方向に押し退けられるように変位する。
なお、図2では図示の都合上、駆動側部材3の第1の駆動側傾斜部S11、第2の駆動側傾斜部S21と従動側部材4u,4dの第1の従動側傾斜部S31,第1の従動側傾斜部S41とを離隔させているが、本例のアクセルペダル装置1は、実際にはペダル1Aが非操作の状態で第1の駆動側傾斜部S11、第2の駆動側傾斜部S21が第1の従動側傾斜部S31,第1の従動側傾斜部S41に当接するように構成されてもよい。
本例のアクセルペダル装置においては、第1の駆動側接触面S1、第2の駆動側接触面S2、従動側接触面S3、従動側接触面S4が第1の方向D2へ行くに従って第2の方向D3側に変位するように傾斜する面とされているので、角度θ11,θ12,θ21,θ22,θ31,θ32,θ41,θ42は全て0°より大で且つ90°未満とされる。
そして、先の説明からも理解されるように、本例では「θ11>θ12」「θ21>θ22」「θ31>θ32」「θ41>θ42」となるように各角度θが設定されている。すなわち、接触面が有する2つの傾斜部のうち、従動側部材又は駆動側部材側に位置された第1の傾斜部の傾斜角度の方が、他方の傾斜部である第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きく設定されているものである。
さらに、本例では、上記の条件に加えて「θ11=θ31」「θ12=θ32」「θ21=θ41」「θ22=θ42」を満たすように傾斜角度が設定されている。すなわち、駆動側と従動側との間で、第1の傾斜部と第2の傾斜部の傾斜角度が一致している。
なお、本例の場合、凸部3aは上下対称の形状を有するように構成され、また従動側部材4u,4dとしては同形状且つ同サイズによる部材が用いられる。従って、各傾斜部の傾斜角度の関係は「θ11=θ31=θ21=θ41」、「θ12=θ32=θ22=θ42」とされる。
また、本例では、第1の傾斜部と第2の傾斜部が共に平面とされている。すなわち、「第1の駆動側傾斜部S11と第2の駆動側傾斜部S12」「第1の駆動側傾斜部S21と第2の駆動側傾斜部S22」「第1の従動側傾斜部S31と第2の従動側傾斜部S32」「第1の従動側傾斜部S41と第2の従動側傾斜部S42」が全て平面とされている。
上記のように構成されたアクセルペダル装置1によって、ペダル踏力とペダルストロークとの関係にヒステリシス特性が与えられる。
図4及び図5を参照して、このようなヒステリシス特性を発現させるアクセルペダル装置1の動作について説明する。
図4は、ペダル1Aの踏み側についての説明図であり、図5はバネ5u,5u,5d,5dの付勢力によってペダル1Aの位置を戻す戻り側についての説明図である。図4A、図4Bは、それぞれペダル1Aの踏み始めの段階、ペダル1Aをさらに最大踏み込み位置に向けて踏み込むまでの段階についての説明図であり、図5A、図5Bはそれぞれペダル1Aを最大踏み込み位置から戻し始めた段階、ペダル1Aをさらに初期位置(非操作状態でのペダル位置)に向けて戻すまでの段階についての説明図である。
なお、図4A、図4B、図5A、図5Bの各分図の右側には、上記の各段階ごとに得られる踏力対ペダルストロークの特性を併せて示している。
アクセルペダル装置1では、前述のように「θ11=θ31」「θ12=θ32」「θ21=θ41」「θ22=θ42」の条件を満たすように傾斜角度が設定されているので、ペダル1Aの踏み込みが開始されて凸部3aの押し込みが開始されると、図4Aに示すように凸部3aの第1の駆動側傾斜部S11と従動側部材4uの第1の従動側傾斜部S31、及び凸部3aの第1の駆動側傾斜部S21と従動側部材4dの第1の従動側傾斜部S41がそれぞれ面接触する。そして、図4Aの段階からペダル1Aがさらに踏み込まれて凸部3aの押し込み量が増すと、図4Bに示すように、凸部3aの第2の駆動側傾斜部S12と従動側部材4uの第2の従動側傾斜部S32、及び凸部3aの第2の駆動側傾斜部S22と従動側部材4dの第2の従動側傾斜部S42がそれぞれ面接触する。
ペダル1Aの戻り側では、最大踏み込み位置からペダル1Aが戻されるに従って、接触面の関係は図5Aから図5Bのように遷移する。
本例のアクセルペダル装置1では、「θ11>θ12」「θ21>θ22」「θ31>θ32」「θ41>θ42」の条件を満たすように傾斜角度が設定されている。
このため、図4Aに示す踏み始めの段階では、第1の駆動側傾斜部S11と第1の従動側傾斜部S31、及び第1の駆動側傾斜部S21と第1の従動側傾斜部S41の傾斜角度が比較的急峻であり、摺動に伴う摩擦抵抗が比較的大きくなる。従って、この段階における踏力対ペダルストローク特性としては、踏力に対してペダルストロークが増し難い特性となる。
図4Aの段階からペダル1Aが踏み増されて 図4Bのように第2の駆動側傾斜部S12と第2の従動側傾斜部S32、及び第2の駆動側傾斜部S22と第2の従動側傾斜部S42とが接する状態となると、これら傾斜部の傾斜角度は図4Aの段階よりも緩やかとなるため、摩擦抵抗は減少し、踏力対ペダルストローク特性としては踏力に対してペダルストロークが増し易い特性となる。
一方、戻り側として、図5Aに示す戻し始めの段階では、第2の駆動側部傾斜部S12と第2の従動側傾斜部S32、及び第2の駆動側傾斜部S22と第2の従動側傾斜部S42の傾斜角度が緩やかであることから、バネ5による戻し力は、凸部3aを挟持するための力により多く用いられる。従って、踏力対ペダルストローク特性としては、踏力の減少に対しペダルストロークが減少し難い特性となる。
図5Aの段階よりもペダル1Aの戻しが進み、第1の駆動側傾斜部S11と第1の従動側傾斜部S31、及び第1の駆動側傾斜部S21と第1の従動側傾斜部S41が接する図5Bの段階では、これらの傾斜部の傾斜角度がより急峻となることから、バネ5による戻し力は凸部3aを駆動方向D2とは逆側に押し戻す力により多く用いられる。従って、踏力対ペダルストローク特性としては、踏力の減少に対しペダルストロークが減少し易い特性となる。
このように、本実施の形態のアクセルペダル装置1によれば、ペダル1Aの踏み側と戻し側とで踏力対ペダルストロークの特性に差を与えることができる。すなわち、ヒステリシス特性を発現させることができる。具体的に、本例におけるヒステリシス特性とは、図5Bの右側に示されるように、ペダル1Aの踏み込み側では、踏み始め段階で踏力に対するペダルストロークの増加率が低く且つ踏み始め後から最大踏み込み位置までの段階でペダルストローク増加率が高くなり、またペダルの戻り側では、最大踏み込み位置からの戻し始め段階で踏力に対するペダルストロークの減少率が低く且つその後のペダル初期位置までの戻し段階でペダルストロークの減少率が高くなる特性となる。
本実施の形態のアクセルペダル装置1では、このようなヒステリシス特性の実現のために設けられた第1の傾斜部と第2の傾斜部が、共に第1の方向D2へ行くに従って第2の方向D3側に変位するように傾斜する斜面とされている。すなわち、第1の傾斜部と第2の傾斜部は第1の方向D2に対して直交するものではなく傾斜している。
このため、対向状態のロータとフリクションワッシャとの間に生じる摩擦力を利用してヒステリシス特性を発現させる従来と比較して、摺動に伴う摩擦抵抗が小さくなる。
従って、摩耗によるヒステリシス特性の変化を防止でき、経時的な操作フィーリングの悪化を防止できる。
また、摩耗が抑えられることにより、接触面の形状変化が抑制されるため、引っかかりによるペダルの戻り不良の発生を防止できる。
さらに、本実施の形態によれば、駆動側部材3、従動側部材4に対し傾斜角度の異なる2種の傾斜部を設けるという比較的簡易な構成で、操作フィーリングの悪化やペダル戻り不良の発生の防止を図ったペダル装置を実現することができる。
さらに、本実施の形態では、第1の傾斜部と第2の傾斜部が共に平面とされている。すなわち、第1の傾斜部と第2の傾斜部との境界部分に稜線が形成される。このことで、図5Bの特性が示すように、ペダル踏力とペダルストロークとの関係の変化点が明瞭(矩形状)となり、良好なヒステリシス特性を実現できる。
加えて、本実施の形態では、駆動側部材3と従動側部材4の双方が第1の傾斜部と第2の傾斜部とによって構成された接触面を有し、駆動側部材3と従動側部材4との間で第1の傾斜部と第2の傾斜部の傾斜角度が一致している。
これにより、摺動が面接触で行われるようにでき、摺動に伴う接触面の単位面積当たりの摩擦抵抗をより小さくできる。すなわち、操作フィーリングの悪化やペダルの戻り不良の発生をより確実に防止できる。
以上、本発明を実施するための具体的な一例について説明したが、本発明は上記により説明した具体例に限定されるべきものではなく、多様な変形例が考えられる。
例えば、これまでの説明では、第1の傾斜部と第2の傾斜部を駆動側と従動側の双方に形成する場合において、駆動側と従動側との間でそれらの傾斜角度を一致させる場合を例示したが、第1の傾斜部と第2の傾斜部の傾斜角度は必ずしも一致させる必要はなく、異なる角度に設定することもできる。
図6は、駆動側と従動側との間で第1の傾斜部と第2の傾斜部の傾斜角度が一致しない場合における動作説明図であり、図6Aは踏み始めの段階、図6Bは踏み増しの段階をそれぞれ示している。
なお以下の説明では、駆動側部材3と従動側部材4uとの位置関係のみを示すが、従動側部材4dと駆動側部材3との間についても同様の関係が成り立つ。
図6の例では、「θ11≠θ31」「θ12≠θ32」としている。従って、この場合における各段階での摺動は、全て面接触ではなく線接触により行われる。
このように線接触による摺動となる場合においても、第1の傾斜部と第2の傾斜部の傾斜角度の関係が、前述した具体例と同様の条件、すなわち「第1の傾斜部の傾斜角度の方が第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きい」という条件を満たすことで、図4及び図5で説明した原理と同様の原理によりヒステリシス特性を発現させることができる。具体的に、この図6の例では、少なくともθ11>θ12という条件となる。
上記条件を満たすことで、図6A,図6Bを参照して分かるように、ペダル1Aの踏み込みに応じた傾斜角度の変化として、先の図4A,図4Bの場合と同様の変化が発現される。すなわち、踏み側では、踏み始めの段階とその後の踏み増しの段階とで摺動に係る傾斜角が「大→小」に変化し、戻し側では、戻し始めの段階とさらに戻しが進んだ段階とで摺動に係る傾斜角が「小→大」に変化する。
この点からも理解されるように、線接触となる場合であっても、第1の傾斜部と第2の傾斜部の傾斜角度の関係が上記の条件を満たすことで、前述した面接触の具体例と同様のヒステリシス特性を発現させることができる。
ここで、図6の例は、従動側部材4uの凸部3aに近い側の先端に形成された角部が凸部3aの第1の駆動側傾斜部S11と第2の駆動側傾斜部S12の面上を摺動する線接触となるため、従動側部材4uが有する第1の従動側傾斜部S31と第2の従動側傾斜部S32は摺動には関与しない。この点からも理解されるように、線接触となる場合には、ヒステリシス特性の発現にあたり必ずしも駆動側と従動側の双方が第1,第2の傾斜部を有する必要はなく、少なくとも一方に第1,第2の傾斜部が形成されていればよい。
図7Aは、第1,第2の傾斜部を従動側部材4uのみに設けた場合、図7Bは第1,第2の傾斜部を駆動側部材3のみに設けた場合をそれぞれ示している。なお、以下の説明では、摺動時に従動側接触面S3と対向する面が単一面とされた凸部3aを「凸部3a’」と表し、摺動時に第1の駆動側接触面S1と対向する面が単一面とされた従動側部材4uを「従動側部材4u’」と表す。
図7A,図7Bに示した変形例では、一方の部材が単一面とされることから、摺動が常時面接触で行われるということはなく、必ず線接触による摺動が行われることになる。図7Aの例では、凸部3a’が有する面の角度θ1’は従動側部材4uにおける角度θ32と一致している。このため、角度θ1’と角度θ31は一致せず、第1の従動側傾斜部S31での摺動は線接触で行われる。また、図7Bの例では従動側部材4u’の面の角度θ3’が凸部3aの角度θ12と一致しており、このため角度θ3’と角度θ11は一致せず、第1の駆動側傾斜部S11での摺動が線接触で行われる。
なお、図7の各例では線接触と面接触による摺動が混在して行われるが、この場合も、第1,第2の傾斜部の傾斜角度の関係について「第1の傾斜部の傾斜角度の方が第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きい」という条件が満足されることで、ヒステリシス特性の発現のために必要な傾斜角度差を実現できる。
このとき、単一面の傾斜角度は0°(つまり第1の方向D2に平行)とすることもできる。或いは、マイナスの角度(第1の方向D2へ行くに従って第2の方向D3の逆方向に近づくように傾斜された斜面)とすることもできる。
ところで、第1,第2の傾斜部を駆動側と従動側の何れか一方のみに設けてヒステリシス特性を発現させる場合には、上記の条件は必要条件であって十分条件とはならない。
第1,第2の傾斜部を駆動側と従動側の何れか一方のみに設ける場合は、上記の条件と共に次の条件を満たすことを要する。すなわち「第1の傾斜部の傾斜角度が、駆動側部材又は従動側部材の面の傾斜角度よりも大きい」という条件である。
この条件に反した場合には、図8A(θ31<θ1’とした場合)、図8B(θ11<θ3’とした場合)に示されるように、摺動に伴い接線が移動する面に傾斜角の変化点が得られない。すなわち、摺動時の摩擦抵抗変化が生じず、ヒステリシス特性を発現させることができない。
なお、図示は省略するが、第1,第2の傾斜部を駆動側と従動側の何れか一方のみに設けた場合において、第1の傾斜部の傾斜角度を駆動側部材又は従動側部材の面の傾斜角度と一致させた場合には、線接触が面接触に変わるものの、図8A,図8Bの場合と同様に摺動時の摩擦抵抗変化が生じないこととなり、ヒステリシス特性を発現させることができない。
このように、第1,第2の傾斜部を駆動側と従動側の何れか一方のみに設けるとした場合は、ヒステリシス特性を発現させるにあたって、「第1の傾斜部の傾斜角度の方が第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きい」という条件と、「第1の傾斜部の傾斜角度が、駆動側部材又は従動側部材の面の傾斜角度よりも大きい」という条件とを満足することを要する。
なお、駆動側と従動側の双方が第1,第2の傾斜部を有する場合、ヒステリシス特性を発現させるために「第1の傾斜部の傾斜角度が、駆動側部材又は従動側部材の面の傾斜角度よりも大きい」という条件は不要である。例えば先の図6の例では、角度θ11が角度θ31よりも大きく設定されていたが、この角度関係によると、図6に示したように従動側部材4uの角部が駆動側部材3の面に対して線接触する。一方、角度θ31を角度θ11よりも大きくした場合には、駆動側部材3の角部が従動側部材4uの接触面に対して線接触することになる。
この点からも理解されるように、駆動側と従動側の双方が第1,第2の傾斜部を有する場合、第1の傾斜部同士の傾斜角度の関係は、従動側部材4uの角部が駆動側部材3の接触面上に線接触するか或いは駆動側部材3の角部が従動側部材4uの接触面上に線接触するかの違いを生じさせるのみで、ヒステリシス特性の発現には影響しない。従って、駆動側と従動側の双方が第1,第2の傾斜部を有する場合におけるヒステリシス特性を発現させるための角度条件は、前述のように「第1の傾斜部の傾斜角度の方が第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きい」という条件である。
なお、これまでの説明では、2つの従動側部材4と従動側部材4uを設ける場合を例示したが、例えば図9Aに示すように1つの従動側部材4のみを用いた構成を採ることもできる。
また、これまでの説明では、第1の傾斜部と第2の傾斜部とを平面としてそれらの境界部に稜線を形成する場合を例示したが、例えば図9Bに示すように、第1の傾斜部と第2の傾斜部との境界部6に対して稜線を形成しない構成とすることもできる。
さらに、バネ5は、1つの従動側部材4につき複数を設ける場合を例示したが、単数とすることもできる。また、従動側部材4を付勢する付勢部材としてはバネ5に限定されるべきものではなく、付勢が可能なものであれば具体的な手段は問わない。
さらにまた、駆動側部材3の凸部3aの形状は略円筒状や略円錐状とすることもできる。また、これに対応して従動側部材4の凸部3aと接する面の形状を曲面状とすることができる。
また、これまでの説明では、本発明を車両のアクセルペダル装置に適用する場合を例示したが、本発明は、ペダル装置として踏み側と戻し側とでヒステリシス特性を発現させるものに広く好適に適用できる。
1…アクセルペダル装置、1A・・・ペダル、3…駆動側部材、4u,4d…従動側部材、5u,5d…バネ、S1・・・第1の駆動側接触面、S2・・・第2の駆動側接触面、S11,S21・・・第1の駆動側傾斜部、S12,S22・・・第2の駆動側傾斜部、S3,S4・・・従動側接触面、、S31,S41・・・第1の従動側傾斜部、S32,S42・・・第2の従動側傾斜部

Claims (3)

  1. ペダルに接続され前記ペダルに踏力が与えられることに応じて第1の方向に駆動される駆動側部材と、
    前記第1の方向に駆動された前記駆動側部材が接触し摺動することに応じて前記第1の方向と略直交する方向に変位される従動側部材と、
    前記従動側部材を前記変位の方向とは逆方向である第2の方向に付勢する付勢部材とを備え、
    前記駆動側部材と前記従動側部材の少なくとも一方に、前記第1の方向へ行くに従って前記第2の方向側に変位するように傾斜する接触面が形成され、
    前記接触面は、傾斜角度が異なる第1の傾斜部と第2の傾斜部とを有し、前記第1の傾斜部が前記第2の傾斜部よりも前記従動側部材又は前記駆動側部材側に位置され、
    前記第1の傾斜部の傾斜角度が前記第2の傾斜部の傾斜角度よりも大きくされている
    ペダル装置。
  2. 前記第1の傾斜部と前記第2の傾斜部が共に平面とされている
    請求項1に記載のペダル装置。
  3. 前記駆動側部材と前記従動側部材の双方が前記接触面を有し、前記駆動側部材と前記従動側部材との間で前記第1の傾斜部と前記第2の傾斜部の傾斜角度が一致している
    請求項1又は請求項2に記載のペダル装置。
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