JP2015010613A - ダンパ部材及びそれを用いたアクセル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生を抑制するダンパ部材を提供する。
【解決手段】コイルスプリング６０に取り付けられるダンパ部材７０であって、周方向の一部が途切れた横断面形状を有する円筒部７１を備え、円筒部７１の内壁面７３はコイルスプリング６０の巻線の外側に接触可能である。円筒部７１の端部７４、７５同士の間の開口７６の幅Ｗは、コイルスプリング６０の外径Ｄ１よりも小さい。これにより、円筒部７１は、コイルスプリング６０の伸縮を妨げることなくコイルスプリング６０と面接触するため、コイルスプリング６０の共振が抑制される。また、円筒部７１は、コイルスプリング６０の周囲の部材に対する緩衝材として働き、コイルスプリング６０と他部材との干渉を防ぐことができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、コイルスプリングに取り付け可能なダンパ部材及びそのダンパ部材を用いたアクセル装置に関する。

従来、車両に搭載され、運転者によるペダルの踏込量に応じてエンジンの運転状態を制御するアクセル装置が知られている。例えば特許文献１に記載されたアクセル装置では、ペダルがハウジングに回転自在に支持され、コイルスプリングによってペダルの踏込み方向とは逆方向に付勢されている。踏込まれたペダルへの踏力が解除されると、コイルスプリングの付勢力によってペダルを元の位置に戻すことができる。

上述のようなアクセル装置では、車体から伝わる振動によってコイルスプリングが共振し、異音が発生するという問題がある。よって、コイルスプリングの共振を抑制するために、コイルスプリング内にスポンジを設けることがある。

欧州特許第１７５７０９５号公報

アクセル装置は車両内の限られた空間に設けられるため、コイルスプリングとハウジングとの隙間は狭く、余分な空間を設けることができない場合がある。このような場合、コイルスプリング内にスポンジを設けただけでは、異音の発生を抑えられないことがある。すなわち、本発明者は、車体から伝わる振動によってコイルスプリングとハウジングとが干渉し合い、これによって異音が発生することに着目した。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、コイルスプリングの共振を抑え、かつ、コイルスプリングと他の部材との干渉を防ぐことのできるダンパ部材を提供することにある。また、別の目的は、当該ダンパ部材を用いることによって異音の発生を抑制可能なアクセル装置を提供することにある。

本発明に係るダンパ部材は、コイルスプリングに取り付け可能なダンパ部材であって、周方向の一部が途切れた横断面形状を有する筒体を備えている。筒体の内壁面はコイルスプリングの巻線の外側に接触可能である。筒体の周方向の一端部と他端部との間の開口の幅は、コイルスプリングの外径よりも小さい。
上記構成によれば、筒体は開口を有しているため、押圧があれば外側に自由に広がることができる。すなわち、コイルスプリングの伸縮に対する筒体の抵抗を小さくすることができる。また、開口の幅はコイルスプリングの外径よりも小さいため、コイルスプリングが伸縮しても筒体はコイルスプリングから外れ難くなっている。よって、本発明に係るダンパ部材はコイルスプリングの外側に適切に接触可能であり、コイルスプリングの共振を抑制することができる。また、本発明に係るダンパ部材はコイルスプリングの周囲の部材に対する緩衝材として働き、コイルスプリングと他部材との干渉を防ぐことができる。

本発明に係るアクセル装置は、車体に取り付け可能なハウジングと、ハウジングにより回転可能に支持されているアクセルペダルと、ハウジングとアクセルペダルとの間に設けられ、アクセルペダルをアクセル閉方向へ付勢しているコイルスプリングと、コイルスプリングに取り付けられた本発明に係るダンパ部材とを備えており、ダンパ部材の筒体は、コイルスプリングとハウジングとの間に配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、ダンパ部材がコイルスプリングの共振を抑え、かつコイルスプリングとハウジングとの干渉を防ぐことができる。よって、本発明に係るアクセル装置は異音の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態によるアクセル装置のアクセル全閉状態を示す全体図である。 本発明の第１実施形態によるアクセル装置のアクセル全開状態を示す全体図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の第１実施形態におけるダンパ部材を示す斜視図である。 アクセル全閉状態におけるコイルスプリング及びダンパ部材を示す断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 アクセル全開状態におけるコイルスプリング及びダンパ部材を示す断面図である。 本発明の第２実施形態におけるダンパ部材を示す断面図である。 本発明の第３実施形態におけるダンパ部材を示す上面図である。 本発明の第３実施形態における２重コイルスプリング及びダンパ部材を示す断面図である。 本発明の第４実施形態におけるダンパ部材を示す上面図である。 ダンパ部材の変形例を示す上面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるアクセル装置を図１〜図３に示す。アクセル装置１０は、図示しない車両用エンジンの運転状態を制御するために運転者が操作する入力装置である。このアクセル装置１０は、電子式であり、アクセルペダル４０の踏み込み量を表す電気信号を図示しない電子制御装置に出力する。電子制御装置は、アクセル装置１０が出力した電気信号などに基づきスロットルバルブを駆動する。

先ず、アクセル装置１０の概略構成を図１〜図３に基づき説明する。図１〜図３のアクセル装置１０は、車体９９に取り付ける位置関係で示されている。以下、車体９９に取り付けられたときの天地方向をアクセル装置１０の上下方向として説明する。
アクセル装置１０は、ハウジング２０、シャフト２５、回転角センサ３０、アクセルペダル４０、ロータ５０、コイルスプリング６０、ダンパ部材７０等を備えている。

ハウジング２０は、例えば樹脂によって箱形に形成され、アクセルペダル４０が延びる下方以外の面を覆っている。また、ハウジング２０は、取付部２１、閉方向ストッパ２２、及び開方向ストッパ２３を一体に形成している。取付部２１は、車体９９に例えばボルトなどにより固定可能である。閉方向ストッパ２２は、アクセルペダル４０のアクセル閉方向への回動を制限し、開方向ストッパ２３は、アクセルペダル４０のアクセル開方向への回動を制限する。

シャフト２５は、両端部がハウジング２０により回転可能に支持されている。シャフト２５の一端部は、回転角センサ３０の検出部を収容するための収容穴２６を有する。
回転角センサ３０は、シャフト２５の軸心に設けられている磁気検出素子３１と、磁気検出素子３１を間に置いて対向する磁石３２及び磁石３３とを有している。磁気検出素子３１を通過する磁束の密度は、シャフト２５の回転に伴って変化する。磁気検出素子３１は、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。

アクセルペダル４０は、ペダルロータ４１、レバー４４、及びパッド４５を有している。ペダルロータ４１は、シャフト２５に相対回転不能に嵌合している環状部材であり、アクセル閉方向へ向かうほどロータ５０側に突き出す複数の第１斜歯４２と、ハウジング２０外に向かって下方へ延びる連結部４３とを形成している。レバー４４は、一端部が連結部４３に固定され、他端部がハウジング２０外に延びている。パッド４５は、レバー４４の先端に固定されている。また、ペダルロータ４１には、閉方向ストッパ２２及び開方向ストッパ２３に当接可能な当接部４６、４７が一体に形成されている。

ロータ５０は、シャフト２５に相対回転可能に嵌合している環状部材であり、アクセル開方向へ向かうほどペダルロータ４１側に突き出す複数の第２斜歯５１と、ハウジング２０の内部空間の上方へ延びるばね係止部５２とを形成している。ばね係止部５２の先端にはスプリングホルダ５３が係合している。
コイルスプリング６０は、スプリングホルダ５３とハウジング２０との間に設けられている。コイルスプリング６０は、圧縮コイルスプリングであり、ロータ５０をアクセル閉方向へ付勢している。また、コイルスプリング６０には、後述にて詳細を説明するダンパ部材７０が組み付けられている。

アクセルペダル４０の回転力は、第１斜歯４２及び第２斜歯５１を順に介してロータ５０に伝達される。ロータ５０がシャフト２５の軸周りに回転するとき、スプリングホルダ５３がばね係止部５２と相対運動可能に当接することによって、コイルスプリング６０は直線的な伸縮運動をすることができる。
図１に示すように、運転者がアクセルペダル４０を踏み込んでいない状態（アクセル全閉状態）では、コイルスプリング６０がロータ５０を介してアクセルペダル４０をアクセル閉方向に付勢する。アクセルペダル４９は、当接部４６が閉方向ストッパ２２に当接することによって全閉位置に保持される。
図２に示すように、運転者がアクセルペダル４０を最大限に踏み込んだ状態（アクセル全開状態）では、ロータ５０を介してコイルスプリング６０が最大に圧縮される。このとき、アクセルペダル４０は、当接部４７が開方向ストッパ２３に当接することによって全開位置に保持される。

以下では、アクセル装置１０の特徴構成であるダンパ部材７０について、図４〜図７に基づき説明する。以下の説明における「外側」及び「内側」とは、コイルスプリング６０の径方向における「外側」及び「内側」である。
ダンパ部材７０は、円筒部７１及び支持板７２を備えており、例えばゴムやスポンジなど弾性変形可能な材料から形成される。円筒部７１は、特許請求の範囲に記載の「筒体」に相当する。支持板７２は、特許請求の範囲に記載の「支持部」に相当する。

まず、円筒部７１について説明する。図４に示すように、円筒部７１は周方向の一部が途切れた横断面を有する中空円筒である。ダンパ部材７０がコイルスプリング６０に装着されたとき、コイルスプリング６０は、図５に示すように円筒部７１の内側において軸方向に伸縮可能となるように配置される。

円筒部７１の内径は、コイルスプリング６０への非装着時においてコイルスプリング６０の外径と同じであるか、または若干小さくなるように設定される。よって、コイルスプリング６０への装着時、円筒部７１の内壁面７３はコイルスプリング６０の伸縮に関わらず巻線の外側に接触する。

円筒部７１の軸方向の長さＬ１は、コイルスプリング６０との関係から設定される。例えばアクセル全閉状態のとき、図５に示すように、円筒部７１の軸方向の長さＬ１はコイルスプリング６０の線間ピッチＰより長い。これによって、円筒部７１に支持板７２を固定するための領域が確保される。また、アクセル全開状態のとき、図７に示すように、円筒部７１の軸方向の長さＬ１は最大に圧縮されたコイルスプリング６０の長さＬ２以下である。これによって、円筒部７１がコイルスプリング６０の圧縮の障害になることが回避される。

円筒部７１は、周方向の一部が途切れるように端部７４、７５を有しており、かつ端部７４、７５同士の間に開口７６を有している。図６に示すように、円筒部７１を軸方向から見たとき、開口７６の幅Ｗはコイルスプリング６０の外径Ｄ１よりも小さい。

次に支持板７２について説明する。図４に示すように、支持板７２は、円筒部７１の内側に配置された略楕円形状の板である。また、図５及び図７に示すように、支持板７２はコイルスプリング６０のいずれかの線間に挿入される。これによって、支持板７２は、コイルスプリング６０におけるダンパ部材７０の位置決めを行う。コイルスプリング６０のうち、車体の振動が伝わった際に最も振幅が大きくなる位置は伸縮方向の中間位置である。よって、ダンパ部材７０は、コイルスプリング６０の伸縮方向の中間位置に円筒部が配置されるように位置決めされる。

支持板７２は、円筒部７１の軸に垂直な面に対して傾斜している。図７に示すように、アクセル全開状態のとき、支持板７２はコイルスプリング６０の巻線と略平行になる。また、アクセル全開状態のとき、円筒部７１の軸方向における支持板７２の厚みｔは、最大に圧縮されたコイルスプリング６０の線間すき間ｓ以下である。

支持板７２は、開口７６側において円筒部７１の内壁面７３よりも外側に突出している突出部７８を有している。突出部７８はコイルスプリング６０よりも外側に配置される。図６に示すように、円筒部７１を軸方向から見たとき、突出部７８の先端面は円筒部７１の外壁面と同心の円弧を描いている。

また、支持板７２は、コイルスプリング６０の巻線の通り道として切り欠き７７を有している。図６に示すように、コイルスプリング６０の巻線は、切り欠き７７を通って支持板７２を経由している。切り欠き７２の形状は、成形を簡単にするために半円形状である。

図４に示すように、切り欠き７７は、円筒部７１の開口７６と空間的に連続するように形成される。これによって、円筒部７１の一方の端部７４が自由端になり、外側に弾性変形することができる。ダンパ部材７０をコイルスプリング６０に取り付ける際には、円筒部７１の端部７４を外側に広げるようにしてコイルスプリング６０の側方から取り付けることができる。

（第１実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態のダンパ部材７０によれば、円筒部７１が開口７６を有しており、開口７６の幅Ｗはコイルスプリング６０の外径Ｄ１よりも小さい。このため、円筒部７１は、コイルスプリング６０の伸縮を妨げず、かつ、伸縮時にもコイルスプリング６０から外れ難くなっている。円筒部７１は、コイルスプリング６０の外周の半分より大きい範囲においてコイルスプリング６０と適切に接することができるため、コイルスプリング６０の振動を吸収し、共振を抑えることができる。

また、本実施形態のダンパ部材７０は上述の支持板７２を備えており、この支持板７２の厚さｔは、最大に圧縮されたコイルスプリング６０の線間すき間ｓ以下である。このため、コイルスプリング６０の伸縮時においても、支持板７２がコイルスプリング６０の巻線に剪断されることなく、ダンパ部材７０がコイルスプリング６０の伸縮方向にずれることが防止される。

さらに、本実施形態のダンパ部材７０は、コイルスプリング６０に取り付けられた後、図１及び図２に示すようにアクセル装置１０に組み付けられる。具体的には、円筒部７１がコイルスプリング６０の側方とハウジング２０との間に配置される。これによって、車体の振動が伝わったときのコイルスプリング６０とハウジング２０との干渉を防ぐことができる。また、円筒部７１の開口７７はロータ５０側に配置される。開口７７側では、支持板７２の突出部７８がコイルスプリング６０と他の部材との干渉を防ぐことができる。

したがって、ダンパ部材７０は、コイルスプリング６０の共振を抑制し、かつ、コイルスプリング６０とハウジング２０との干渉を防ぐという２つの機能を有する。よって、アクセル装置１０においてコイルスプリング６０を原因とする異音の発生を抑えることができる。

また、コイルスプリング６０に防錆メッキを施している場合、ダンパ部材７０を設けることによって、コイルスプリング６０とハウジング２０とが干渉して防錆メッキが剥がれてしまうという事態を回避することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるアクセル装置について図８に基づき説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なるダンパ部材７０１の構成について説明する。
図８に示すように、ダンパ部材７０１の支持板７２は、円筒部７１１の底面を形成している。すなわち、本実施形態のダンパ部材７０１は、図３に示す第１実施形態のダンパ部材７０において、円筒部７１のうち、支持板７２よりも図中下側の部分が切り取られた形状をしている。
本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらに、ダンパ部材７０１の軸方向の長さを短く構成することができる。これによって、コイルスプリング６０の圧縮長を大きくとることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるアクセル装置について、図９及び図１０に基づき説明する。本実施形態では、アクセルペダル４０を付勢するコイルスプリングとして２重コイルスプリング６０１を採用している。２重コイルスプリング６０１は、コイルスプリング６０及び小径コイルスプリング６１から構成される。２重コイルスプリング６０１において、小径コイルスプリング６１は、コイルスプリング６０よりも径が小さく、コイルスプリング６０の内側に配置される。

以下、コイルスプリング６０に取り付けられるダンパ部材７０２について説明する。
図９に示すように、本実施形態のダンパ部材７０２は、第１実施形態の支持板７２に相当する部材として、円筒部７１の内壁面７３において周方向に沿って連続して形成された凸部状の支持部７２１を備えている。支持部７２１は、特許請求の範囲に記載の「凸部」に相当する。

図１０に示すように、コイルスプリング６０の外径をＤ１とし、小径コイルスプリング６１の外径をＤ２とし、径方向への支持部７２１の突き出し高さをＨとすると、以下の式（１）が成り立つ。
Ｈ＜（Ｄ１−Ｄ２）／２ ・・・式（１）
このように構成されることによって、支持部７２１は、コイルスプリング６０の線間に挿入されるが、小径コイルスプリング６１には接触しない。

また、図９に示すように、本実施形態の円筒部７１２は、コイルスプリング６０を他の部材と接触させないために、開口７６が十分に狭くなるよう構成される。具体的には、円筒部７１２は、開口７６を形成する端部７４、７５の最外縁を結ぶ仮想平面Ｖがコイルスプリング６０と交わらないように構成される。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらに、支持板７２１が小径コイルスプリング６１の伸縮を妨げることなく、ダンパ部材７０２をコイルスプリング６０に取り付けることができる。

（第３実施形態の変形例）
第３実施形態の変形例であるダンパ部材７０３を図１１に示す。本変形例では、ダンパ部材７０３の支持部７２２は、円筒部７１の内壁面７３において周方向に不連続である複数の凸部から構成されている。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるアクセル装置について図１２に基づき説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なるダンパ部材７０４の構成について説明する。

本実施形態において、ダンパ部材７０４は、円筒部７１３のみを備えており、第１実施形態の支持板７１に相当する構成を備えていない。また、円筒部７１２は、端部７４、７５が重なり合うように周方向へ延びている。よって、本実施形態では、重なり合う端部７４、７５同士の間の境目７６１が、円筒部７１３を外側に広げることを可能にする機能を果たしており、第１実施形態の開口７６に相当する。
ダンパ部材７０４をコイルスプリング６０に取り付ける場合、円筒部７１２の端部７４、７５を外側に広げて、コイルスプリング６０の側方から取り付けることができる。

本実施形態では、第１実施形態と同様の効果を奏し、さらに、コイルスプリング６０の全周が円筒部７１３に囲われる。これによって、ダンパ部材７０４を取り付けたコイルスプリング６０をアクセル装置１０に設ける際、境目７６１がロータ５０側に合うようにして取り付ける必要がない。
また、本実施形態のダンパ部材７０４は、第１及び第３実施形態のいずれのコイルスプリング６０に対しても用いることができる。

（他の実施形態）
第１実施形態において、例えば円筒部７１の端部７４、７５が共に突出部７８と接触している場合など、切り欠き７７が開口７６と空間的に不連続の場合であっても、一方の端部７４と突出部７８との間に切れ込みが入れられる等して端部７４が自由端になっていればよい。この場合、一方の端部７４を外側に広げたときに切り欠き７７が開口７６と空間的に連続し、ダンパ部材７０をコイルスプリング６０の側方から取り付けることができる。

第２実施形態において、本実施形態のダンパ部材７０１の形状は図８に示すものに限られない。例えば、支持板７２は、円筒部７１の上面を形成していてもよい。具体的には、図５に示す第１実施形態のダンパ部材７０において、支持板７２よりも図中上側の円筒部７１が切り取られた形状であってもよい。

第１及び第２実施形態では、アクセル装置１０に１つのコイルスプリング６０が設けられている場合を用いて説明したが、例えばアクセル装置に２つのコイルスプリング６０が並列して設けられている場合には、２つのコイルスプリング６０のそれぞれに対してダンパ部材７０をそれぞれ設けることができる。
また、第３実施形態のダンパ部材７０２、７０３は、２重コイルスプリング６０１に限られず、単体のコイルスプリングに対して用いてもよい。
また、第４実施形態において、端部７４、７５が重なりあった円筒部７１２の内側には、例えば第１実施形態の支持板７２または第３実施形態の支持部７２１、７２２等、支持部が形成されていてもよい。

各実施形態では、特許請求の範囲に記載の「筒体」が円筒状の部材である場合について説明しているが、本発明はこれに限られない。例えば、「筒体」は、軸方向から見たとき、内壁面及び外壁面、またはいずれか一方が多角形を形成するように構成されていてもよい。例えば内壁面が多角形である場合、コイルスプリングとの接触面積が小さくなり、コイルスプリングの伸縮に対する抵抗が減少する。

上述した各実施形態では、アクセル装置に適用したダンパ部材について説明した。しかしながら、本発明に係るダンパ部材は、アクセル装置に限らず、例えばブレーキキャリパー等、コイルスプリングを用いる種々の装置に適用することができる。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０・・・アクセル装置
２０・・・ハウジング
４０・・・アクセルペダル
６０・・・コイルスプリング
７０、７０１〜７０４・・・ダンパ部材
７１、７１１〜７１３・・・円筒部（筒体）
７２・・・支持板（支持部）
７２１、７２２・・・支持部
７６・・・開口

Claims (10)

1. コイルスプリング（６０）に取り付け可能なダンパ部材（７０、７０１、７０２、７０３、７０４）であって、
   周方向の一部が途切れた横断面を有する筒状であり、内壁面（７３）は前記コイルスプリングの巻線の外側に接触可能であり、かつ、周方向の一端部（７４）と他端部（７５）との間の幅（Ｗ）は前記コイルスプリングの外径（Ｄ１）よりも小さい筒体（７１、７１１〜７１３）を備えることを特徴とするダンパ部材。
2. 前記筒体の内側に配置され、かつ、前記コイルスプリングの線間に挿入可能である支持部（７２、７２１、７２２）をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のダンパ部材。
3. 前記支持部は、前記筒体の軸に垂直な面に対して傾斜している支持板（７２）であり、
   前記支持板は、前記コイルスプリングの前記巻線が通過可能な切り欠き（７７）を有していることを特徴とする請求項２に記載のダンパ部材。
4. 前記支持板は、前記筒体の内壁面よりも外側に突出している突出部（７８）を有することを特徴とする請求項３に記載のダンパ部材。
5. 前記支持板は、前記筒体の上面または底面を形成していることを特徴とする請求項３または４に記載のダンパ部材（７０１）。
6. 前記支持部は、前記筒体の内壁面に形成された凸部（７２１、７２２）であることを特徴とする請求項２に記載のダンパ部材。
7. 前記コイルスプリングは、当該コイルスプリングの内側に設けられる小径コイルスプリングと共に２重コイルスプリングを構成し、
   前記コイルスプリングの外径をＤ１とし、前記小径コイルスプリングの外径をＤ２とし、前記凸部の径方向内側への突き出し高さをＨとすると、
   Ｈ＜（Ｄ１−Ｄ２）／２
   が成り立つことを特徴とする請求項６に記載のダンパ部材（７０２、７０３）。
8. 車体（９９）に取り付け可能なハウジング（２０）と、
   前記ハウジングにより回転可能に支持されているアクセルペダル（４０）と、
   前記ハウジングと前記アクセルペダルとの間に設けられ、前記アクセルペダルをアクセル閉方向へ付勢しているコイルスプリング（６０）と、
   前記コイルスプリングに取り付けられている請求項１または２に記載のダンパ部材と、
   を備えており、
   前記筒体は、前記コイルスプリングと前記ハウジングとの間に配置されていることを特徴とするアクセル装置（１０）。
9. 車体（９９）に取り付け可能なハウジング（２０）と、
   前記ハウジングにより回転可能に支持されているアクセルペダル（４０）と、
   前記ハウジングと前記アクセルペダルとの間に設けられ、前記アクセルペダルをアクセル閉方向へ付勢しているコイルスプリング（６０）と、
   前記コイルスプリングに取り付けられている請求項３から７のいずれか1項に記載のダンパ部材と、
   を備えており、
   前記筒体は、前記コイルスプリングと前記ハウジングとの間に配置されていることを特徴とするアクセル装置（１０）。
10. 前記支持部の厚さ（ｔ）は、前記アクセルペダルが全開位置にあるときの前記コイルスプリングの線間すき間（ｓ）以下であることを特徴とする請求項９に記載のアクセル装置。

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