JP2018106225A - Reaction-force generator - Google Patents

Reaction-force generator Download PDF

Info

Publication number
JP2018106225A
JP2018106225A JP2016248993A JP2016248993A JP2018106225A JP 2018106225 A JP2018106225 A JP 2018106225A JP 2016248993 A JP2016248993 A JP 2016248993A JP 2016248993 A JP2016248993 A JP 2016248993A JP 2018106225 A JP2018106225 A JP 2018106225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction force
electromagnetic clutch
force generator
reduction mechanism
worm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016248993A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6759091B2 (en
Inventor
丸山 毅
Takeshi Maruyama
毅 丸山
陽平 稲垣
Yohei Inagaki
陽平 稲垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuba Corp filed Critical Mitsuba Corp
Priority to JP2016248993A priority Critical patent/JP6759091B2/en
Publication of JP2018106225A publication Critical patent/JP2018106225A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6759091B2 publication Critical patent/JP6759091B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a reaction force of a sufficient magnitude while achieving miniaturization and to make operation of an operating member easy with a light force at the time without energization.SOLUTION: The rotation of a rotation shaft 21b is decelerated by a worm reducer 22 and an electromagnetic clutch 30 is provided between the worm reducer 22 and an arm member 11, for adjusting power transmission condition between the worm reducer 22 and the arm member 11, so that a larger speed reduction ratio than a spur reducer can be obtained and sufficient reaction force can be generated while achieving a small size. Further, when an accelerator pedal is operated with a strong force, the electromagnetic clutch 30 can be slid to allow operation of the accelerator pedal. Furthermore, when the reaction force generating device 10 is not energized, the electromagnetic clutch 30 can be released, so that it is possible to easily operate the accelerator pedal with a light force without passing through the worm reducer 22.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置に関する。   The present invention relates to a reaction force generator that applies a reaction force to an operation member operated by an operator.

例えば、特許文献1には、運転者(操作者)により操作されるアクセルペダル(操作部材)の踏み込み量に応じて、このときの踏み込み力に抗する反力をアクセルペダルに与える反力ペダル装置(反力発生装置)が記載されている。特許文献1に記載された反力ペダル装置は、モータ出力軸を有するモータと、モータ出力軸の回転を減速させる減速機(スパー減速機)と、減速機の減速機出力軸に連結されて減速機の出力をアクセルペダルに伝達するアームと、を備えている。   For example, Patent Document 1 discloses a reaction force pedal device that applies a reaction force against the stepping force to the accelerator pedal according to the amount of depression of an accelerator pedal (operation member) operated by a driver (operator). (Reaction force generator) is described. The reaction force pedal device described in Patent Document 1 is connected to a motor having a motor output shaft, a speed reducer (spar speed reducer) that decelerates rotation of the motor output shaft, and a speed reducer output shaft of the speed reducer to reduce the speed. And an arm for transmitting the output of the machine to an accelerator pedal.

そして、特許文献1に記載された反力ペダル装置は、アクセルペダルの踏み込み操作によりアームが正方向に回動されると、アームを逆方向に回動させる反力(回転トルク)を出力する。ここで、モータ出力軸から出力された回転トルクは、減速機を介してさらに高トルク化されてアームに伝達され、アームを介してアクセルペダルに反力として伝達される。   The reaction force pedal device described in Patent Document 1 outputs a reaction force (rotational torque) that rotates the arm in the reverse direction when the arm is rotated in the forward direction by the depression operation of the accelerator pedal. Here, the rotational torque output from the motor output shaft is further increased in torque via the speed reducer and transmitted to the arm, and is transmitted as a reaction force to the accelerator pedal via the arm.

国際公開第2013/099581号International Publication No. 2013/099581

ところで、反力発生装置のニーズには、運転者によるアクセルペダルの強い踏み込み操作に抗する反力を発生し得る高出力型がある。このような高出力型の反力発生装置であれば、例えば、ブレーキ操作と間違えてアクセル操作をした場合において、運転者のアクセル操作を解除させることができる。特に、誤操作をして車両が予想しない挙動をする時には、強い踏み込み操作をする虞があるため、高出力型の反力発生装置が有効となる。   By the way, the needs of the reaction force generator include a high output type that can generate a reaction force that resists a strong depression operation of an accelerator pedal by a driver. With such a high-power reaction force generator, for example, when the accelerator operation is mistaken for the brake operation, the driver's accelerator operation can be released. In particular, when an erroneous operation causes the vehicle to behave unexpectedly, there is a possibility that a strong stepping operation may be performed. Therefore, a high-power reaction force generator is effective.

そこで、高出力型のモータを採用したり、大きい減速比の減速機を採用したりすることが考えられるが、この場合には、反力発生装置の大型化を招くばかりか、反力発生装置の非作動時(無通電時)のアクセル操作が重くなる等の問題が発生する。   Therefore, it is conceivable to use a high output motor or a reducer with a large reduction ratio. In this case, the reaction force generator is not only increased in size, but also the reaction force generator. Problems such as heavy accelerator operation during non-operating (no power) occur.

なお、反力発生装置には、強い力でアクセル操作がされたときに、当該アクセル操作を許容するトルクリミッタが設けられているため、当該トルクリミッタの効きを弱く設定すれば、無通電時のアクセル操作を軽くできる。しかしながら、この場合には、反力発生装置の作動時において、十分な反力を発生させることができなくなる。   Note that the reaction force generator is provided with a torque limiter that allows the accelerator operation when the accelerator is operated with a strong force, so if the effectiveness of the torque limiter is set weakly, The accelerator operation can be lightened. However, in this case, it becomes impossible to generate a sufficient reaction force when the reaction force generator is operated.

したがって、これらの相反するニーズ、すなわち「小型かつ高出力型であること」および「無通電時の操作を軽くできること」を、同時に満足し得る反力発生装置の開発が望まれている。   Therefore, it is desired to develop a reaction force generator that can simultaneously satisfy these conflicting needs, that is, “small and high output type” and “lightening operation when no power is supplied”.

本発明の目的は、小型化を実現しつつ十分な大きさの反力を発生させることができ、かつ無通電時に軽い力で容易に操作部材を操作することができる反力発生装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a reaction force generator that can generate a sufficiently large reaction force while realizing a reduction in size, and can easily operate an operation member with a light force when no power is applied. There is.

本発明の一態様では、操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置であって、回転軸を有する電動モータと、前記回転軸の回転を減速するウォーム減速機構と、前記ウォーム減速機構により回転され、前記ウォーム減速機構の回転を前記操作部材に伝達する出力部材と、前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間に設けられ、前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチと、を備える。   In one aspect of the present invention, there is provided a reaction force generating device that applies a reaction force to an operation member operated by an operator, and includes an electric motor having a rotation shaft, a worm reduction mechanism that decelerates rotation of the rotation shaft, An output member that is rotated by a worm reduction mechanism and transmits the rotation of the worm reduction mechanism to the operation member, and is provided between the worm reduction mechanism and the output member, and between the worm reduction mechanism and the output member And an electromagnetic clutch that adjusts the power transmission state.

本発明の他の態様では、前記電磁クラッチは、前記出力部材の長手方向一側を収容する収容部を備えたカバー部材を有し、前記収容部に、前記出力部材の長手方向他側を基準位置に復帰させるリターンスプリングが収容されている。   In another aspect of the present invention, the electromagnetic clutch includes a cover member having a housing portion that houses one side in the longitudinal direction of the output member, and the housing portion uses the other side in the longitudinal direction of the output member as a reference. A return spring is housed to return the position.

本発明の他の態様では、前記ウォーム減速機構は、前記回転軸により回転されるウォームおよび当該ウォームに噛み合わされるウォームホイールを収容する第1ハウジングを備え、前記電磁クラッチは、通電により磁力を発生する電磁石および当該電磁石に吸引される鋼板を収容する第2ハウジングを備え、前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとが互いに接続されている。   In another aspect of the present invention, the worm speed reduction mechanism includes a first housing that houses a worm rotated by the rotating shaft and a worm wheel meshed with the worm, and the electromagnetic clutch generates a magnetic force when energized. And a second housing that houses a steel plate attracted by the electromagnet, and the first housing and the second housing are connected to each other.

本発明の他の態様では、前記電動モータおよび前記電磁クラッチをそれぞれ制御するコントローラが設けられ、前記コントローラは、前記電動モータおよび前記電磁クラッチへの駆動電流をそれぞれ調整して、前記電動モータの駆動トルクよりも前記電磁クラッチの滑り出しトルクの方を大きくする制御を行う。   In another aspect of the present invention, a controller for controlling each of the electric motor and the electromagnetic clutch is provided, and the controller adjusts drive currents to the electric motor and the electromagnetic clutch to drive the electric motor. Control is performed to make the slipping torque of the electromagnetic clutch larger than the torque.

本発明の他の態様では、前記コントローラは、操作者による前記操作部材の操作が不要と判断されたときに、前記電動モータへの駆動電流をゼロにし、かつ前記電磁クラッチへの駆動電流を所定値で固定する制御を行う。   In another aspect of the present invention, the controller sets the drive current to the electric motor to zero and sets the drive current to the electromagnetic clutch to a predetermined value when it is determined that an operation of the operation member by the operator is unnecessary. Control to fix by value.

本発明によれば、回転軸の回転をウォーム減速機構で減速させ、ウォーム減速機構と出力部材との間に、ウォーム減速機構と出力部材との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチが設けられるので、小型でありながらスパー減速機よりも大きな減速比を得て、十分な反力を発生させることができる。また、強い力で操作部材を操作した場合には、電磁クラッチを滑らせて操作部材の操作を許容することができる。さらに、反力発生装置の無通電時には、電磁クラッチを解放することができるので、ウォーム減速機構を介さずに軽い力で容易に操作部材を操作することができる。   According to the present invention, an electromagnetic clutch is provided between the worm speed reduction mechanism and the output member for adjusting the power transmission between the worm speed reduction mechanism and the output member. Therefore, it is possible to obtain a reduction ratio larger than that of the spar reducer and generate a sufficient reaction force while being small. Further, when the operation member is operated with a strong force, the operation of the operation member can be permitted by sliding the electromagnetic clutch. Furthermore, since the electromagnetic clutch can be released when the reaction force generator is not energized, the operation member can be easily operated with a light force without using the worm reduction mechanism.

反力発生装置をアーム部材側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the reaction force generator from the arm member side. 反力発生装置を減速機構付モータ側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the reaction force generator from the motor side with a deceleration mechanism. 反力発生装置の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of a reaction force generator. 反力発生装置の電気系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric system of a reaction force generator. (a),(b)は、電磁クラッチのオフ状態/オン状態を説明する説明図である。(A), (b) is explanatory drawing explaining the OFF state / ON state of an electromagnetic clutch. AFPコントローラによるトルク(駆動トルク/滑り出しトルク)の制御内容を示す特性グラフである。It is a characteristic graph which shows the control content of the torque (drive torque / slip-out torque) by an AFP controller.

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は反力発生装置をアーム部材側から見た斜視図を、図2は反力発生装置を減速機構付モータ側から見た斜視図を、図3は反力発生装置の内部構造を示す断面図を、図4は反力発生装置の電気系統を示すブロック図を、図5(a),(b)は電磁クラッチのオフ状態/オン状態を説明する説明図を、図6はAFPコントローラによるトルク(駆動トルク/滑り出しトルク)の制御内容を示す特性グラフをそれぞれ示している。   1 is a perspective view of the reaction force generator as viewed from the arm member side, FIG. 2 is a perspective view of the reaction force generator as viewed from the motor side with a speed reduction mechanism, and FIG. 3 is an internal structure of the reaction force generator. FIG. 4 is a block diagram showing an electric system of the reaction force generator, FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams for explaining the OFF / ON state of the electromagnetic clutch, and FIG. 6 is an AFP controller. The characteristic graph which shows the control content of the torque (driving torque / sliding out torque) by (1) is respectively shown.

図1ないし図3に示される反力発生装置10は、エンジンと電動モータのうちの何れか一方または双方を動力源として走行する車両(図示せず)に搭載されるものである。反力発生装置10は、動力源の出力をコントロールするアクセルペダル(操作部材)APの近傍に設けられ、運転者(操作者)により操作されるアクセルペダルAPに対して、必要に応じて反力を与えるようになっている。反力発生装置10によって反力が与えられるアクセルペダルAPは、支軸(図示せず)を中心に所定の角度範囲で回動自在となっている。   A reaction force generator 10 shown in FIGS. 1 to 3 is mounted on a vehicle (not shown) that travels using either one or both of an engine and an electric motor as a power source. The reaction force generator 10 is provided in the vicinity of an accelerator pedal (operation member) AP that controls the output of the power source, and a reaction force is applied to the accelerator pedal AP operated by the driver (operator) as necessary. Is supposed to give. The accelerator pedal AP to which a reaction force is applied by the reaction force generator 10 is rotatable within a predetermined angle range around a support shaft (not shown).

反力発生装置10は、細長い板状のアーム部材(出力部材)11を備えており、当該アーム部材11は、アクセルペダルAPの長手方向に沿う支軸側とは反対側を支持している。アーム部材11の長手方向一側にはリターンスプリング12が設けられ、当該リターンスプリング12の付勢力により、アーム部材11の長手方向他側(アクセルペダルAP)が、図1に示される基準位置に復帰(保持)される。なお、アクセルペダルAPは、運転者の踏み込み操作により、リターンスプリング12の付勢力に抗して、基準位置から約30°の角度範囲で回動される。   The reaction force generator 10 includes an elongated plate-like arm member (output member) 11, and the arm member 11 supports the side opposite to the support shaft side along the longitudinal direction of the accelerator pedal AP. A return spring 12 is provided on one side in the longitudinal direction of the arm member 11, and the other side in the longitudinal direction (accelerator pedal AP) of the arm member 11 is returned to the reference position shown in FIG. 1 by the urging force of the return spring 12. (Held). The accelerator pedal AP is rotated in an angle range of about 30 ° from the reference position against the urging force of the return spring 12 by the driver's stepping operation.

運転者によってアクセルペダルAPが踏み込まれると、つまりアクセルペダルAPに所定の大きさの操作力(踏力)が負荷されると、アクセルペダルAPはリターンスプリング12の付勢力に抗して押し方向(矢印a方向)に回動される。アクセルペダルAPが押し方向に回動されると、その回動角度および回動速度に応じて、動力源の出力が増大するようになっている。   When the accelerator pedal AP is depressed by the driver, that is, when an operating force (stepping force) of a predetermined magnitude is applied to the accelerator pedal AP, the accelerator pedal AP pushes against the urging force of the return spring 12 (arrow). a direction). When the accelerator pedal AP is rotated in the pushing direction, the output of the power source is increased according to the rotation angle and rotation speed.

これに対し、運転者がアクセルペダルAPに対する踏み込みを解除、つまりアクセルペダルAPへの操作力の負荷を解除すると、アクセルペダルAPはリターンスプリング12の付勢力により、押し方向とは逆向きの戻し方向(矢印b方向)に回動されて基準位置に戻る。そして、アクセルペダルAPの戻し方向への回動に伴って、動力源の出力が減少される。   On the other hand, when the driver releases the stepping on the accelerator pedal AP, that is, releases the load of the operating force on the accelerator pedal AP, the accelerator pedal AP returns to the reverse direction opposite to the pushing direction by the urging force of the return spring 12. It is rotated in the direction of arrow b and returned to the reference position. Then, as the accelerator pedal AP rotates in the return direction, the output of the power source is reduced.

反力発生装置10は、上述のように操作されるアクセルペダルAPに対して、必要に応じて所定の反力を与えるように作動する。具体的には、反力発生装置10のアーム部材11は、アクセルペダルAPの押し方向への回動により矢印c方向に押圧される。このとき、例えば、アクセルペダルAPの押し方向への回動が過剰である場合には、反力発生装置10は、アーム部材11を矢印d方向に駆動して、アクセルペダルAPに戻し方向への反力を伝達する。   The reaction force generator 10 operates so as to apply a predetermined reaction force to the accelerator pedal AP operated as described above as necessary. Specifically, the arm member 11 of the reaction force generator 10 is pressed in the direction of the arrow c by the rotation of the accelerator pedal AP in the pressing direction. At this time, for example, when the rotation of the accelerator pedal AP in the pushing direction is excessive, the reaction force generator 10 drives the arm member 11 in the direction of the arrow d and returns it to the accelerator pedal AP in the return direction. Transmit reaction force.

そして、反力発生装置10からの反力を運転者が感じ取ることで、運転者はアクセルペダルAPの過剰な踏み込み操作に気付き、ひいては燃費向上重視の走行に切り換えることが可能となる。また、例えば、運転者の不注意によりアクセルペダルAPが急激に踏み込まれた場合には、より大きな反力を反力発生装置10に発生させて、車両の急発進を防止させることもできる。   Then, when the driver senses the reaction force from the reaction force generation device 10, the driver can notice an excessive depression of the accelerator pedal AP, and thus can switch to traveling that emphasizes fuel efficiency. In addition, for example, when the accelerator pedal AP is suddenly depressed due to carelessness of the driver, a larger reaction force can be generated in the reaction force generator 10 to prevent the vehicle from suddenly starting.

反力発生装置10は、AFP(Active Force Pedal)コントローラ40を備えており、AFPコントローラ40にはCAN(Controller Area Network)通信により車載コントローラCN(図4参照)が接続されている。そして、AFPコントローラ40には、車載コントローラCNから、アクセル開度信号等に基づいて得られた指令信号OSG(図4参照)が入力される。   The reaction force generator 10 includes an AFP (Active Force Pedal) controller 40, and an in-vehicle controller CN (see FIG. 4) is connected to the AFP controller 40 by CAN (Controller Area Network) communication. A command signal OSG (see FIG. 4) obtained based on the accelerator opening signal or the like is input to the AFP controller 40 from the in-vehicle controller CN.

これにより、AFPコントローラ40は、入力された指令信号OSGに基づいて、アーム部材11を所定のタイミングで駆動させる。なお、他の車載機器と協調制御を行うために、AFPコントローラ40からは、車載コントローラCNに向けて、反力発生装置10の動作状態を示すフィードバック信号FBAFP(図4参照)が出力される。   Accordingly, the AFP controller 40 drives the arm member 11 at a predetermined timing based on the input command signal OSG. In order to perform cooperative control with other in-vehicle devices, the AFP controller 40 outputs a feedback signal FBAFP (see FIG. 4) indicating the operation state of the reaction force generation device 10 toward the in-vehicle controller CN.

次に、反力発生装置10の構造について、図面を用いて詳細に説明する。   Next, the structure of the reaction force generator 10 will be described in detail with reference to the drawings.

図1ないし図3に示されるように、反力発生装置10は、減速機構付モータ20,電磁クラッチ30,AFPコントローラ40,ブラケット部材50を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the reaction force generator 10 includes a motor 20 with a speed reduction mechanism, an electromagnetic clutch 30, an AFP controller 40, and a bracket member 50.

減速機構付モータ20は、本発明における電動モータを構成しており、反力発生装置10の駆動源として機能する。具体的には、減速機構付モータ20は、ブラシ付モータ21とウォーム減速機構22とを備えている。   The motor 20 with a speed reduction mechanism constitutes an electric motor in the present invention and functions as a drive source for the reaction force generator 10. Specifically, the motor 20 with a speed reduction mechanism includes a motor 21 with a brush and a worm speed reduction mechanism 22.

ブラシ付モータ21は、薄い鋼板をプレス加工等することで有底筒状に形成されたモータケース21aを備えている。モータケース21aの内壁には、断面が略円弧形状に形成された複数の永久磁石(図示せず)が固定されている。複数の永久磁石の内側には、所定の隙間を介してアーマチュア(図示せず)が回転自在に収容されている。   The brushed motor 21 includes a motor case 21a formed into a bottomed cylindrical shape by pressing a thin steel plate. A plurality of permanent magnets (not shown) having a substantially arc-shaped cross section are fixed to the inner wall of the motor case 21a. Inside the plurality of permanent magnets, an armature (not shown) is rotatably accommodated through a predetermined gap.

アーマチュアの回転中心には、回転軸21b(図3参照)が固定されている。回転軸21bの先端側は、ギヤケース22aの内部にまで延在されている。そして、複数のブラシを介して整流子からコイル(何れも図示せず)に駆動電流を供給することで、アーマチュアが所定の回転数および回転方向に回転される。なお、本実施の形態においては、ブラシ付モータ21に替えてブラシを備えないブラシレスモータを採用することもできる。   A rotation shaft 21b (see FIG. 3) is fixed to the rotation center of the armature. The distal end side of the rotating shaft 21b extends to the inside of the gear case 22a. The armature is rotated in a predetermined rotation speed and rotation direction by supplying a drive current from a commutator to a coil (none of which is shown) via a plurality of brushes. In the present embodiment, a brushless motor that does not include a brush may be employed instead of the brushed motor 21.

ウォーム減速機構22は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで略バスタブ形状に形成されたギヤケース(第1ハウジング)22aを備えている。ギヤケース22aには、図2に示されるように、3つの固定ねじS1によりモータケース21aが固定されている。すなわち、ブラシ付モータ21およびウォーム減速機構22は、3つの固定ねじS1により互いに一体化(ユニット化)されている。   The worm reduction mechanism 22 includes a gear case (first housing) 22a formed in a substantially bathtub shape by injection molding a resin material such as plastic. As shown in FIG. 2, the motor case 21a is fixed to the gear case 22a by three fixing screws S1. That is, the motor 21 with brush and the worm reduction mechanism 22 are integrated (unitized) with each other by the three fixing screws S1.

図3に示されるように、ギヤケース22aの内部には、回転軸21bの先端部分に設けられたウォーム22bが回転自在に収容されている。また、ギヤケース22aの内部には、プラスチック等の樹脂材料により略円板形状に形成され、ウォーム22bに噛み合わされるウォームホイール22cが回転自在に収容されている。これにより、ウォーム22b(回転軸21b)の回転が所定の回転速度にまで減速されて、高トルク化された回転力がウォームホイール22cから外部のアーム部材11に出力される。すなわち、アーム部材11は、ウォーム減速機構22により回転され、ウォーム減速機構22の回転をアクセルペダルAPに伝達するようになっている。   As shown in FIG. 3, a worm 22b provided at the tip of the rotating shaft 21b is rotatably accommodated inside the gear case 22a. Further, a worm wheel 22c that is formed in a substantially disc shape by a resin material such as plastic and meshes with the worm 22b is rotatably accommodated inside the gear case 22a. As a result, the rotation of the worm 22b (rotating shaft 21b) is decelerated to a predetermined rotation speed, and the torque increased in torque is output from the worm wheel 22c to the external arm member 11. That is, the arm member 11 is rotated by the worm reduction mechanism 22 and transmits the rotation of the worm reduction mechanism 22 to the accelerator pedal AP.

なお、ギヤケース22aの開口部分(図3中上方側)は、ギヤケースカバー22dによって密閉されている。   In addition, the opening part (upper side in FIG. 3) of the gear case 22a is sealed with a gear case cover 22d.

ギヤケース22aの内部に収容されたウォームホイール22cは、ギヤケース22aに一体に設けられた支持軸22a1に回転自在に支持されている。そして、ウォームホイール22cには、ウォーム22bに噛み合わされる大径歯部22c1と、電磁クラッチ30の入力側回転部材33に動力伝達可能に連結される小径連結部22c2と、が設けられている。   The worm wheel 22c accommodated in the gear case 22a is rotatably supported by a support shaft 22a1 provided integrally with the gear case 22a. The worm wheel 22c is provided with a large-diameter tooth portion 22c1 meshed with the worm 22b and a small-diameter coupling portion 22c2 coupled to the input side rotation member 33 of the electromagnetic clutch 30 so as to be able to transmit power.

このように、減速機構付モータ20の減速機構に、ウォーム減速機構22を採用することで、従前のスパーギヤによる減速機構(スパー減速機)に比して、小型でありながら大きな減速比が得られるようになっている。よって、反力発生装置10のさらなる小型化かつ高出力化を実現することができる。   As described above, by adopting the worm speed reduction mechanism 22 as the speed reduction mechanism of the motor 20 with the speed reduction mechanism, a large speed reduction ratio can be obtained while being small compared to the speed reduction mechanism (spar speed reducer) using the conventional spur gear. It is like that. Therefore, further miniaturization and higher output of the reaction force generator 10 can be realized.

ギヤケース22aには、コネクタ接続部22eが取り付けられている。コネクタ接続部22eには、AFPコントローラ40から延びる第1配線L1の端部がコネクタ(図示せず)を介して電気的に接続されている。第1配線L1は、複数の電線を束ねて形成され、減速機構付モータ20とAFPコントローラ40との間で、減速機構付モータ20を駆動するための駆動電流MA(図4参照)や、減速機構付モータ20の駆動状態を示すフィードバック信号FBM(図4参照)を行き来させるようになっている。   A connector connecting portion 22e is attached to the gear case 22a. An end of the first wiring L1 extending from the AFP controller 40 is electrically connected to the connector connecting portion 22e via a connector (not shown). The first wiring L1 is formed by bundling a plurality of electric wires, and between the motor 20 with a speed reduction mechanism and the AFP controller 40, a drive current MA (see FIG. 4) for driving the motor 20 with a speed reduction mechanism, or a speed reduction. A feedback signal FBM (see FIG. 4) indicating the driving state of the motor with mechanism 20 is moved back and forth.

図3に示されるように、ウォーム減速機構22とアーム部材11との間には、ウォーム減速機構22とアーム部材11との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチ30が設けられている。   As shown in FIG. 3, an electromagnetic clutch 30 is provided between the worm reduction mechanism 22 and the arm member 11 to adjust the power transmission between the worm reduction mechanism 22 and the arm member 11.

電磁クラッチ30は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで略バスタブ形状に形成されたクラッチケース(第2ハウジング)31を備えている。クラッチケース31の内部には、コイル32a(詳細図示せず)が巻装された電磁石32が収容されている。電磁石32は、クラッチケース31の底壁部31aに、複数の固定ピン32b(図示では2つのみ示す)によって固定されている。   The electromagnetic clutch 30 includes a clutch case (second housing) 31 formed in a substantially bathtub shape by injection molding a resin material such as plastic. An electromagnet 32 around which a coil 32a (not shown in detail) is wound is accommodated in the clutch case 31. The electromagnet 32 is fixed to the bottom wall portion 31a of the clutch case 31 by a plurality of fixing pins 32b (only two are shown in the drawing).

また、クラッチケース31の内部には、ウォームホイール22cの小径連結部22c2に対して、一体回転可能に連結される入力側回転部材33が回転自在に収容されている。入力側回転部材33は、一端側が小径連結部22c2に固定された筒状部材33aと、当該筒状部材33aの他端側に固定された第1円板部材33bとを備えている。ここで、筒状部材33aおよび第1円板部材33bは何れも鋼材よりなり、ウォーム減速機構22から伝達される高トルク化された回転力を、がたつくこと無く受けられるようにしている。   In addition, the clutch case 31 accommodates an input-side rotation member 33 that is coupled to the small-diameter coupling portion 22c2 of the worm wheel 22c so as to be integrally rotatable. The input side rotation member 33 includes a cylindrical member 33a whose one end is fixed to the small diameter connecting portion 22c2, and a first disc member 33b fixed to the other end of the cylindrical member 33a. Here, both the cylindrical member 33a and the first disc member 33b are made of steel, and can receive the torque increased in torque transmitted from the worm reduction mechanism 22 without rattling.

第1円板部材33bの直径寸法は、筒状部材33aの直径寸法よりも大きくされている。これにより、電磁クラッチ30の軸方向に沿う第1円板部材33bと底壁部31aとの間に、電磁石32が配置されている。なお、筒状部材33aの一端側は、底壁部31aの中心部分から外部に露出されており、これにより小径連結部22c2に連結可能となっている。   The diameter dimension of the 1st disc member 33b is made larger than the diameter dimension of the cylindrical member 33a. Thereby, the electromagnet 32 is arrange | positioned between the 1st disc member 33b along the axial direction of the electromagnetic clutch 30, and the bottom wall part 31a. Note that one end side of the cylindrical member 33a is exposed to the outside from the center portion of the bottom wall portion 31a, and can be connected to the small-diameter connecting portion 22c2.

クラッチケース31の内部には、さらに、出力側回転部材34が回転自在に収容されている。出力側回転部材34は、一端側が筒状部材33aの他端側に相対回転可能に装着され、他端側にアーム部材11の長手方向一側が固定された円柱部材34aと、当該円柱部材34aの一端側寄りに、ワンウェイクラッチOCを介して固定された第2円板部材34bとを備えている。ここで、円柱部材34aおよび第2円板部材34bは何れも鋼材よりなり、ウォーム減速機構22から伝達される高トルク化された回転力を、がたつくこと無く出力できるようにしている。なお、第2円板部材34bは、本発明における鋼板を構成している。   An output side rotation member 34 is further accommodated in the clutch case 31 so as to be rotatable. The output-side rotating member 34 is attached to the other end side of the cylindrical member 33a so that one end side is relatively rotatable, and a columnar member 34a having one end in the longitudinal direction of the arm member 11 fixed to the other end side, and the columnar member 34a A second disk member 34b fixed via a one-way clutch OC is provided near one end. Here, each of the cylindrical member 34a and the second disk member 34b is made of a steel material, so that the high torque torque transmitted from the worm speed reduction mechanism 22 can be output without rattling. In addition, the 2nd disc member 34b comprises the steel plate in this invention.

ここで、ワンウェイクラッチOCは、円柱部材34aに固定されるクラッチ内側部OC1と、第2円板部材34bに固定されるクラッチ外周部OC2とを備えている。そして、アクセルペダルAP(図1参照)が踏み込まれると、クラッチ内周部OC1およびクラッチ外周部OC2は一緒に回転される。これに対し、アクセルペダルAPが戻されると、クラッチ内周部OC1のみが回転されて、クラッチ外周部OC2は回転されない。   Here, the one-way clutch OC includes a clutch inner part OC1 fixed to the columnar member 34a, and a clutch outer peripheral part OC2 fixed to the second disc member 34b. When the accelerator pedal AP (see FIG. 1) is depressed, the clutch inner periphery OC1 and the clutch outer periphery OC2 are rotated together. On the other hand, when the accelerator pedal AP is returned, only the clutch inner periphery OC1 is rotated, and the clutch outer periphery OC2 is not rotated.

なお、クラッチケース31の開口部分(図3中上方側)は、クラッチケースカバー35によって密閉されている。ここで、クラッチケースカバー35は、本発明におけるカバー部材を構成している。   Note that the opening portion (upper side in FIG. 3) of the clutch case 31 is sealed with a clutch case cover 35. Here, the clutch case cover 35 constitutes a cover member in the present invention.

クラッチケースカバー35は、プラスチック等の樹脂材料により略円板状に形成され、その中心部分には、アーム部材11の長手方向一側の一部を収容する収容部35aが設けられている。収容部35aは、電磁クラッチ30の軸方向に突出された円筒壁35bの内側に形成され、図1に示されるように、その一部には切欠部35b1が設けられている。この切欠部35b1を介して、アーム部材11の長手方向一側の一部が収容部35aに収容されている。また、切欠部35b1は所定の大きさに切り欠かれており、これによりアーム部材11の回動角度が略60°に規制されている。   The clutch case cover 35 is formed in a substantially disc shape from a resin material such as plastic, and a housing portion 35 a for housing a part on one side in the longitudinal direction of the arm member 11 is provided at the center portion thereof. The accommodating portion 35a is formed inside a cylindrical wall 35b protruding in the axial direction of the electromagnetic clutch 30, and a cutout portion 35b1 is provided in a part thereof as shown in FIG. A part of the arm member 11 on one side in the longitudinal direction is accommodated in the accommodating portion 35a via the notch 35b1. Further, the notch 35b1 is notched to a predetermined size, thereby restricting the rotation angle of the arm member 11 to approximately 60 °.

収容部35aの内部には、リターンスプリング12が収容されている。リターンスプリング12は、図1および図3に示されるようにトーションスプリングとされ、その一端部12aは円筒壁35bに固定され、他端部12bはアーム部材11に固定されている。これにより、リターンスプリング12の付勢力により、アクセルペダルAPは、基準位置(図1に示される位置)に向けて押圧される。   The return spring 12 is accommodated inside the accommodating portion 35a. The return spring 12 is a torsion spring as shown in FIGS. 1 and 3, and one end 12 a is fixed to the cylindrical wall 35 b and the other end 12 b is fixed to the arm member 11. As a result, the accelerator pedal AP is pressed toward the reference position (the position shown in FIG. 1) by the urging force of the return spring 12.

図1に示されるように、電磁クラッチ30とAFPコントローラ40との間には、コネクタ部材36を介して第2配線L2が設けられている。第2配線L2は、複数の電線を束ねて形成され、電磁クラッチ30とAFPコントローラ40との間で、電磁クラッチ30を駆動するための駆動電流CA(図4参照)や、電磁クラッチ30の駆動状態を示すフィードバック信号FBC(図4参照)を行き来させるようになっている。   As shown in FIG. 1, a second wiring L <b> 2 is provided between the electromagnetic clutch 30 and the AFP controller 40 via a connector member 36. The second wiring L2 is formed by bundling a plurality of electric wires, and between the electromagnetic clutch 30 and the AFP controller 40, a drive current CA (see FIG. 4) for driving the electromagnetic clutch 30 and driving of the electromagnetic clutch 30. A feedback signal FBC (see FIG. 4) indicating the state is moved back and forth.

具体的には、電磁クラッチ30への駆動電流CAをゼロにすると、図5(a)に示されるように、電磁クラッチ30は「オフ(解放)」とされ、電磁クラッチ30を形成する入力側回転部材33(図5(a)の濃色網掛部参照)と、電磁クラッチ30を形成する出力側回転部材34(図5(a)の淡色網掛部参照)とが、相対回転可能とされる。つまり、アクセルペダルAPおよびアーム部材11は、軽い力で略抵抗無く回動自在とされる。   Specifically, when the drive current CA to the electromagnetic clutch 30 is made zero, the electromagnetic clutch 30 is “off (released)” as shown in FIG. The rotating member 33 (see the dark shaded portion in FIG. 5A) and the output side rotating member 34 forming the electromagnetic clutch 30 (see the light shaded portion in FIG. 5A) can be rotated relative to each other. . That is, the accelerator pedal AP and the arm member 11 can be rotated with a light force and substantially without resistance.

これに対し、電磁クラッチ30に所定の大きさの駆動電流CAを供給すると、図5(b)に示されるように、電磁クラッチ30は「オン(締結)」とされ、コイル32aが通電されて電磁石32が磁化される。すると、当該電磁石32が発生する磁力により、出力側回転部材34の第2円板部材34bが吸引されて、矢印Mの方向に移動される。これにより、第2円板部材34bが第1円板部材33bに強く押し付けられて、両者間の摩擦力が増大される。よって、第2円板部材34bは第1円板部材33bに対して一体回転(共回り)するようになる(図5(b)の濃色網掛部参照)。   On the other hand, when a predetermined amount of drive current CA is supplied to the electromagnetic clutch 30, the electromagnetic clutch 30 is turned on (engaged) as shown in FIG. 5B, and the coil 32a is energized. The electromagnet 32 is magnetized. Then, the second disk member 34b of the output side rotating member 34 is attracted by the magnetic force generated by the electromagnet 32 and moved in the direction of the arrow M. Thereby, the 2nd disc member 34b is strongly pressed against the 1st disc member 33b, and the frictional force between both is increased. Therefore, the second disk member 34b rotates integrally (co-rotates) with respect to the first disk member 33b (see the dark shaded portion in FIG. 5B).

ここで、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30は、それぞれ別の組み立て工程で組み立てられて、その後、反力発生装置10の組み立て時に互いに接続されて一体化される。具体的には、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30は、図2および図3に示されるように、3つの固定ねじS2により互いに強固に固定されている(図示ではそれぞれ1つのみ示す)。これらの3つの固定ねじS2は、ウォームホイール22c,入力側回転部材33,出力側回転部材34を中心に、その周囲に略等間隔(略120°間隔)で配置されている(詳細図示せず)。これにより、反力発生装置10の作動時において、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30の歪みが確実に防止される。   Here, the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30 are assembled in separate assembly processes, and then connected and integrated with each other when the reaction force generator 10 is assembled. Specifically, the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30 are firmly fixed to each other by three fixing screws S2, as shown in FIGS. 2 and 3 (only one is shown in the figure). These three fixing screws S2 are arranged around the worm wheel 22c, the input side rotating member 33, and the output side rotating member 34 at substantially equal intervals (approximately 120 ° intervals) around them (not shown in detail). ). Thereby, when the reaction force generator 10 is operated, the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30 are reliably prevented from being distorted.

また、図1に示されるように、ブラケット部材50は、電磁クラッチ30の軸心を挟むようにして、2つの固定ボルトBLによりクラッチケース31に強固に固定されている。ここで、ブラケット部材50は、クラッチケース31に対して、小さな固定ねじでは無く大きな固定ボルトBLで固定しているが、これは、ブラケット部材50のクラッチケース31に対する固定強度をより増加させるためである。なお、ブラケット部材50は、アクセルペダルAPの近傍の車体フレーム(図示せず)等に強固に固定される。   As shown in FIG. 1, the bracket member 50 is firmly fixed to the clutch case 31 by two fixing bolts BL so as to sandwich the shaft center of the electromagnetic clutch 30. Here, the bracket member 50 is fixed to the clutch case 31 not by a small fixing screw but by a large fixing bolt BL. This is because the fixing strength of the bracket member 50 to the clutch case 31 is further increased. is there. The bracket member 50 is firmly fixed to a vehicle body frame (not shown) in the vicinity of the accelerator pedal AP.

図1ないし図3に示されるように、AFPコントローラ40は、本発明におけるコントローラを構成しており、制御基板(図示せず)を収容する筐体41を備えている。筐体41は、プラスチック等の樹脂材料からなり、ブラケット部材50に取り付けられている。そして、AFPコントローラ40の制御基板からは、減速機構付モータ20に接続される第1配線L1と、電磁クラッチ30に接続される第2配線L2と、車載コントローラCN(図4参照)に接続される第3配線L3とが引き出されている。そして、第3配線L3の端部にはコネクタ部材42が設けられ、当該コネクタ部材42には、一端部が車載コントローラCNに接続されたCAN通信線(図示せず)の他端部が、CAN通信コネクタ(図示せず)を介して接続されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the AFP controller 40 constitutes a controller according to the present invention, and includes a housing 41 that houses a control board (not shown). The housing 41 is made of a resin material such as plastic and is attached to the bracket member 50. The control board of the AFP controller 40 is connected to the first wiring L1 connected to the motor 20 with the speed reduction mechanism, the second wiring L2 connected to the electromagnetic clutch 30, and the in-vehicle controller CN (see FIG. 4). The third wiring L3 is drawn out. And the connector member 42 is provided in the edge part of the 3rd wiring L3, and the other end part of the CAN communication line (not shown) by which the one end part was connected to the vehicle-mounted controller CN is connected to the said connector member 42. It is connected via a communication connector (not shown).

図4に示されるように、AFPコントローラ40は、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30をそれぞれ制御するドライバ回路43を備えている。ドライバ回路43には、駆動電流算出部43aおよびPWM駆動回路43bが設けられている。そして、ドライバ回路43には、CAN通信線を介して、車載コントローラCNから指令信号OSGが入力されるようになっている。ここで、反力発生装置10の制御に用いられる指令信号OSGは、アクセル開度信号等に基づいて得られる。   As shown in FIG. 4, the AFP controller 40 includes a driver circuit 43 that controls the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30. The driver circuit 43 is provided with a drive current calculation unit 43a and a PWM drive circuit 43b. The driver circuit 43 is supplied with a command signal OSG from the in-vehicle controller CN via the CAN communication line. Here, the command signal OSG used for controlling the reaction force generator 10 is obtained based on an accelerator opening signal or the like.

そして、駆動電流算出部43aは、入力された指令信号OSGに基づいて、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30を制御する駆動電流MA,CAを算出する。次いで、駆動電流算出部43aで算出された駆動電流MA,CAの情報に基づいて、PWM駆動回路43bにより、駆動電流MA,CAを生成するのに最適なデューティ比がそれぞれ決定される。その後、PWM駆動回路43bで生成されて高周波が重畳された駆動電流MA,CAが、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30に向けて出力される。   And the drive current calculation part 43a calculates the drive current MA and CA which control the motor 20 with a deceleration mechanism and the electromagnetic clutch 30 based on the input command signal OSG. Next, based on the information on the drive currents MA and CA calculated by the drive current calculator 43a, the PWM drive circuit 43b determines optimum duty ratios for generating the drive currents MA and CA, respectively. Thereafter, the drive currents MA and CA generated by the PWM drive circuit 43 b and superimposed with the high frequency are output toward the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30.

これにより、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30がそれぞれ駆動制御されて、そのときに必要な所定の大きさの反力がアーム部材11から出力される。よって、アクセルペダルAPに戻し方向への反力が伝達される。なお、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30からは、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30に流れるそのときの電流値が、それぞれフィードバック信号FBM,FBCとして、AFPコントローラ40に入力される。これにより、アクセルペダルAPに対する操作力(踏力)が変化しても、それに対応して駆動電流MA,CAが調整されて、最適な大きさの反力を発生させることができる。   As a result, the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30 are driven and controlled, and a reaction force of a predetermined magnitude required at that time is output from the arm member 11. Therefore, the reaction force in the returning direction is transmitted to the accelerator pedal AP. From the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30, current values at that time flowing to the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30 are input to the AFP controller 40 as feedback signals FBM and FBC, respectively. Thereby, even if the operating force (stepping force) with respect to the accelerator pedal AP changes, the drive currents MA and CA are adjusted correspondingly, and an optimum reaction force can be generated.

具体的には、AFPコントローラ40は、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30を、それぞれ図6に示されるように同期制御する。すなわち、反力発生装置10が作動するようなアクセルペダルAPの踏み込み操作(急激な踏み込み操作)が行われると、AFPコントローラ40は、電磁クラッチ30の第1円板部材33bと第2円板部材34bとが滑り出す滑り出しトルクTqCの方を、減速機構付モータ20の駆動トルクTqMよりも若干大きくするように、駆動電流MA,CAをそれぞれ制御する(TqC>TqM)。   Specifically, the AFP controller 40 synchronously controls the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30 as shown in FIG. That is, when the accelerator pedal AP is depressed (rapid depression) such that the reaction force generator 10 is activated, the AFP controller 40 causes the first disk member 33b and the second disk member of the electromagnetic clutch 30 to move. The drive currents MA and CA are respectively controlled so that the starting torque TqC from which the motor 34b slides is slightly larger than the driving torque TqM of the motor 20 with the speed reduction mechanism (TqC> TqM).

これにより、減速機構付モータ20により発生される反力発生装置10の反力を、アクセルペダルAPに効率良く必要最小限の駆動電流MAの大きさで伝達させることができる(電力消費低減)。また、アクセルペダルAPを、そのときの減速機構付モータ20の駆動トルクTqMよりも大きい踏力となるよう踏み増す(強く操作する)ことで、電磁クラッチ30を滑らせることができる。よって、運転者による意識的な強い力でのアクセルペダルAPの操作が可能となる。   As a result, the reaction force of the reaction force generator 10 generated by the motor 20 with the speed reduction mechanism can be efficiently transmitted to the accelerator pedal AP with the required minimum drive current MA (reduction of power consumption). Further, the electromagnetic clutch 30 can be slid by increasing the accelerator pedal AP so that the pedal force is greater than the driving torque TqM of the motor 20 with the speed reduction mechanism at that time. Therefore, the driver can operate the accelerator pedal AP with a conscious strong force.

なお、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30を備えた反力発生装置10においては、以下に示すような独特な制御も実行可能である。つまり、車両を自動運転モード(前車との距離を自動で一定に保持するモード等)で走行させる場合には、スロットル開度制御を車載コントローラCNが行うことになる。そのため、運転者によるアクセルペダルAPの操作が不要になる。つまり、AFPコントローラ40は、車両が自動運転モードである場合には、運転者によるアクセルペダルAPの操作が不要であると判断する。   In the reaction force generator 10 including the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30, unique control as described below can be executed. That is, when the vehicle is driven in an automatic driving mode (such as a mode in which the distance from the preceding vehicle is automatically maintained constant), the in-vehicle controller CN performs throttle opening control. For this reason, the driver does not need to operate the accelerator pedal AP. That is, the AFP controller 40 determines that the driver does not need to operate the accelerator pedal AP when the vehicle is in the automatic driving mode.

したがって、AFPコントローラ40は、このような自動運転モードであることに基づいて、図6に示されるように電磁クラッチ30に比較的大きな駆動電流(CA)を供給するようにする。これにより、電磁クラッチ30の滑り出しトルクが比較的大きな滑り出しトルク(TqC)となり、アクセルペダルAPをフットレストとして使用可能となる。よって、運転者は両足を踏ん張ることができ、自動運転モード時にシートに安定して座ること等が可能となる。ここで、図6に示される電磁クラッチ30への駆動電流(CA)は、本発明における所定値を構成している。   Therefore, the AFP controller 40 supplies a relatively large drive current (CA) to the electromagnetic clutch 30 as shown in FIG. 6 based on the automatic operation mode. As a result, the starting torque of the electromagnetic clutch 30 becomes a relatively large starting torque (TqC), and the accelerator pedal AP can be used as a footrest. Therefore, the driver can step on both feet and can sit on the seat stably in the automatic driving mode. Here, the drive current (CA) to the electromagnetic clutch 30 shown in FIG. 6 constitutes a predetermined value in the present invention.

ただし、自動運転モード時には、減速機構付モータ20への駆動電流をゼロとして、減速機構付モータ20が発生する駆動トルクをゼロとする。これにより、減速機構付モータ20での無駄な電力消費を無くして、電磁クラッチ30での電力消費のみにできる。なお、従前のように電磁クラッチを備えない反力発生装置によりアクセルペダルをフットレスト化しようとすると、モータでの電力消費が大きくなってしまう。この場合のモータでの電力消費は、電磁クラッチ30のみの電力消費よりも多くなり、この点においても、本実施の形態に係る上述の反力発生装置10は有利となる。   However, in the automatic operation mode, the drive current to the motor 20 with the speed reduction mechanism is set to zero, and the drive torque generated by the motor 20 with the speed reduction mechanism is set to zero. Thereby, useless power consumption in the motor 20 with the speed reduction mechanism can be eliminated and only power consumption in the electromagnetic clutch 30 can be achieved. In addition, if it is going to make an accelerator pedal into a footrest by the reaction force generator which is not provided with an electromagnetic clutch like before, the power consumption in a motor will become large. In this case, the motor consumes more power than the electromagnetic clutch 30 alone, and the above-described reaction force generator 10 according to the present embodiment is advantageous also in this respect.

以上詳述したように、本実施の形態に係る反力発生装置10によれば、回転軸21bの回転をウォーム減速機構22で減速させ、ウォーム減速機構22とアーム部材11との間に、ウォーム減速機構22とアーム部材11との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチ30が設けられるので、小型でありながらスパー減速機よりも大きな減速比を得て、十分な反力を発生させることができる。また、強い力でアクセルペダルAPを操作した場合には、電磁クラッチ30を滑らせてアクセルペダルAPの操作を許容することができる。さらに、反力発生装置10の無通電時には、電磁クラッチ30を解放することができるので、ウォーム減速機構22を介さずに軽い力で容易にアクセルペダルAPを操作することができる。   As described above in detail, according to the reaction force generation device 10 according to the present embodiment, the rotation of the rotating shaft 21b is decelerated by the worm reduction mechanism 22, and the worm reduction mechanism 22 and the arm member 11 are interposed between the worm reduction mechanism 22 and the arm member 11. Since the electromagnetic clutch 30 that adjusts the transmission of power between the speed reduction mechanism 22 and the arm member 11 is provided, a reduction ratio larger than that of the spar speed reducer can be obtained while generating a sufficient reaction force. Can do. Further, when the accelerator pedal AP is operated with a strong force, the operation of the accelerator pedal AP can be permitted by sliding the electromagnetic clutch 30. Furthermore, since the electromagnetic clutch 30 can be released when the reaction force generator 10 is not energized, the accelerator pedal AP can be easily operated with a light force without using the worm reduction mechanism 22.

また、本実施の形態に係る反力発生装置10によれば、電磁クラッチ30は、アーム部材11の長手方向一側を収容する収容部35aを備えたクラッチケースカバー35を有し、収容部35aに、アーム部材11の長手方向他側を基準位置に復帰させるリターンスプリング12が収容されている。   Further, according to the reaction force generation device 10 according to the present embodiment, the electromagnetic clutch 30 includes the clutch case cover 35 including the accommodating portion 35a that accommodates one side in the longitudinal direction of the arm member 11, and the accommodating portion 35a. A return spring 12 for returning the other longitudinal side of the arm member 11 to the reference position is housed.

これにより、電磁クラッチ30に予めアーム部材11を組み付けた状態(サブアッシー化された状態)にできる。したがって、アーム部材11が組み付けられた電磁クラッチ30と、別の組み立て工程で組み立てられた減速機構付モータ20とを互いに一体化するだけで、容易に反力発生装置10を組み立てることができる。   As a result, the arm member 11 can be assembled in advance to the electromagnetic clutch 30 (a sub-assembled state). Therefore, the reaction force generator 10 can be easily assembled only by integrating the electromagnetic clutch 30 to which the arm member 11 is assembled and the motor 20 with a speed reduction mechanism assembled in a separate assembly process.

さらに、本実施の形態に係る反力発生装置10によれば、ウォーム減速機構22は、回転軸21bにより回転されるウォーム22bおよび当該ウォーム22bに噛み合わされるウォームホイール22cを収容するギヤケースカバー22dを備え、電磁クラッチ30は、通電により磁力を発生する電磁石32および当該電磁石32に吸引される第2円板部材34bを収容するクラッチケースカバー35を備え、ギヤケースカバー22dとクラッチケースカバー35とが互いに接続されている。   Furthermore, according to the reaction force generator 10 according to the present embodiment, the worm speed reduction mechanism 22 includes the gear case cover 22d that houses the worm 22b rotated by the rotating shaft 21b and the worm wheel 22c meshed with the worm 22b. The electromagnetic clutch 30 includes an electromagnet 32 that generates a magnetic force when energized and a clutch case cover 35 that houses a second disk member 34b that is attracted to the electromagnet 32. The gear case cover 22d and the clutch case cover 35 are connected to each other. It is connected.

これにより、ウォーム22bおよびウォームホイール22cに塗布されたグリス(図示せず)が、第2円板部材34bに飛散することを確実に防止することができる。したがって、電磁クラッチ30の滑り出しトルクTqCを、製品毎にばらつくこと無く容易に管理することが可能となり、図6に示される「電流−トルク特性」を安定して得ることができる。   Thereby, it is possible to reliably prevent grease (not shown) applied to the worm 22b and the worm wheel 22c from being scattered on the second disk member 34b. Therefore, the slipping torque TqC of the electromagnetic clutch 30 can be easily managed without variation for each product, and the “current-torque characteristics” shown in FIG. 6 can be stably obtained.

また、本実施の形態に係る反力発生装置10によれば、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30をそれぞれ制御するAFPコントローラ40が設けられ、AFPコントローラ40は、減速機構付モータ20および電磁クラッチ30への駆動電流MA,MCをそれぞれ調整して、減速機構付モータ20の駆動トルクTqMよりも電磁クラッチ30の滑り出しトルクTqCの方を大きくする制御を行う。   In addition, according to the reaction force generation device 10 according to the present embodiment, the AFP controller 40 that controls the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch 30 is provided, and the AFP controller 40 includes the motor 20 with the speed reduction mechanism and the electromagnetic clutch. By adjusting the drive currents MA and MC to 30 respectively, control is performed to make the slipping torque TqC of the electromagnetic clutch 30 larger than the drive torque TqM of the motor 20 with a speed reduction mechanism.

これにより、減速機構付モータ20により発生される反力発生装置10の反力を、アクセルペダルAPに効率良く必要最小限の駆動電流MAの大きさで伝達させることができる(電力消費低減)。また、アクセルペダルAPを、そのときの減速機構付モータ20の駆動トルクTqMよりも大きい踏力となるよう踏み増す(強く操作する)ことで、電磁クラッチ30を滑らせることができる。よって、運転者による意識的な強い力でのアクセルペダルAPの操作が可能となる。   As a result, the reaction force of the reaction force generator 10 generated by the motor 20 with the speed reduction mechanism can be efficiently transmitted to the accelerator pedal AP with the required minimum drive current MA (reduction of power consumption). Further, the electromagnetic clutch 30 can be slid by increasing the accelerator pedal AP so that the pedal force is greater than the driving torque TqM of the motor 20 with the speed reduction mechanism at that time. Therefore, the driver can operate the accelerator pedal AP with a conscious strong force.

さらに、本実施の形態に係る反力発生装置10によれば、AFPコントローラ40は、運転者によるアクセルペダルAPの操作が不要と判断されたとき(自動運転モード時)に、減速機構付モータ20への駆動電流MAをゼロにし、かつ電磁クラッチ30への駆動電流CAを所定値で固定(図6における駆動電流(CA)で固定)する制御を行う。   Furthermore, according to the reaction force generation device 10 according to the present embodiment, the AFP controller 40 determines that the operation of the accelerator pedal AP by the driver is unnecessary (in the automatic operation mode), the motor 20 with a speed reduction mechanism. The drive current MA is set to zero, and the drive current CA to the electromagnetic clutch 30 is fixed at a predetermined value (fixed by the drive current (CA) in FIG. 6).

これにより、アクセルペダルAPをフットレストとして使用することができる。このとき、減速機構付モータ20での無駄な電力消費を無くして、電磁クラッチ30での電力消費のみにできる。   Thereby, the accelerator pedal AP can be used as a footrest. At this time, useless power consumption in the motor 20 with the speed reduction mechanism can be eliminated and only power consumption in the electromagnetic clutch 30 can be achieved.

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態における各構成要素の材質,形状,寸法,数,設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the material, shape, dimensions, number, installation location, and the like of each component in the above embodiment are arbitrary as long as the present invention can be achieved, and are not limited to the above embodiment.

10 反力発生装置
11 アーム部材(出力部材)
12 リターンスプリング
12a 一端部
12b 他端部
20 減速機構付モータ(電動モータ)
21 ブラシ付モータ
21a モータケース
21b 回転軸
22 ウォーム減速機構
22a ギヤケース(第1ハウジング)
22a1 支持軸
22b ウォーム
22c ウォームホイール
22c1 大径歯部
22c2 小径連結部
22d ギヤケースカバー
22e コネクタ接続部
30 電磁クラッチ
31 クラッチケース(第2ハウジング)
31a 底壁部
32 電磁石
32a コイル
32b 固定ピン
33 入力側回転部材
33a 筒状部材
33b 第1円板部材
34 出力側回転部材
34a 円柱部材
34b 第2円板部材(鋼板)
35 クラッチケースカバー(カバー部材)
35a 収容部
35b 円筒壁
35b1 切欠部
36 コネクタ部材
40 AFPコントローラ(コントローラ)
41 筐体
42 コネクタ部材
43 ドライバ回路
43a 駆動電流算出部
43b PWM駆動回路
50 ブラケット部材
AP アクセルペダル(操作部材)
BL 固定ボルト
CN 車載コントローラ
FBAFP,FBC,FBM フィードバック信号
L1 第1配線
L2 第2配線
L3 第3配線
MA,CA 駆動電流
OC ワンウェイクラッチ
OC1 クラッチ内周部
OC2 クラッチ外周部
OSG 指令信号
S1,S2 固定ねじ
TqC 滑り出しトルク
TqM 駆動トルク
10 Reaction force generator 11 Arm member (output member)
12 Return spring 12a One end 12b Other end 20 Motor with reduction mechanism (electric motor)
21 motor with brush 21a motor case 21b rotating shaft 22 worm reduction mechanism 22a gear case (first housing)
22a1 Support shaft 22b Worm 22c Worm wheel 22c1 Large diameter tooth portion 22c2 Small diameter connecting portion 22d Gear case cover 22e Connector connection portion 30 Electromagnetic clutch 31 Clutch case (second housing)
31a Bottom wall part 32 Electromagnet 32a Coil 32b Fixing pin 33 Input side rotation member 33a Cylindrical member 33b First disk member 34 Output side rotation member 34a Column member 34b Second disk member (steel plate)
35 Clutch case cover (cover member)
35a Housing part 35b Cylindrical wall 35b1 Notch part 36 Connector member 40 AFP controller (controller)
41 Housing 42 Connector member 43 Driver circuit 43a Drive current calculation unit 43b PWM drive circuit 50 Bracket member AP Accelerator pedal (operation member)
BL Fixing bolt CN Car-mounted controller FBAFP, FBC, FBM Feedback signal L1 1st wiring L2 2nd wiring L3 3rd wiring MA, CA Drive current OC One-way clutch OC1 Clutch inner peripheral part OC2 Clutch outer peripheral part OSG Command signal S1, S2 Fixed screw TqC Sliding torque TqM Driving torque

Claims (5)

操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置であって、
回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸の回転を減速するウォーム減速機構と、
前記ウォーム減速機構により回転され、前記ウォーム減速機構の回転を前記操作部材に伝達する出力部材と、
前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間に設けられ、前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチと、
を備える、
反力発生装置。
A reaction force generator that applies a reaction force to an operation member operated by an operator,
An electric motor having a rotating shaft;
A worm reduction mechanism for reducing the rotation of the rotary shaft;
An output member that is rotated by the worm reduction mechanism and transmits the rotation of the worm reduction mechanism to the operation member;
An electromagnetic clutch that is provided between the worm reduction mechanism and the output member, and adjusts the power transmission between the worm reduction mechanism and the output member;
Comprising
Reaction force generator.
請求項1記載の反力発生装置において、
前記電磁クラッチは、前記出力部材の長手方向一側を収容する収容部を備えたカバー部材を有し、
前記収容部に、前記出力部材の長手方向他側を基準位置に復帰させるリターンスプリングが収容されている、
反力発生装置。
The reaction force generator according to claim 1,
The electromagnetic clutch has a cover member provided with an accommodating portion for accommodating one side in the longitudinal direction of the output member;
A return spring for returning the other side in the longitudinal direction of the output member to a reference position is accommodated in the accommodating portion.
Reaction force generator.
請求項1または2記載の反力発生装置において、
前記ウォーム減速機構は、前記回転軸により回転されるウォームおよび当該ウォームに噛み合わされるウォームホイールを収容する第1ハウジングを備え、
前記電磁クラッチは、通電により磁力を発生する電磁石および当該電磁石に吸引される鋼板を収容する第2ハウジングを備え、
前記第1ハウジングと前記第2ハウジングとが互いに接続されている、
反力発生装置。
The reaction force generator according to claim 1 or 2,
The worm speed reduction mechanism includes a first housing that houses a worm rotated by the rotation shaft and a worm wheel meshed with the worm,
The electromagnetic clutch includes a second housing that houses an electromagnet that generates a magnetic force when energized and a steel plate attracted by the electromagnet,
The first housing and the second housing are connected to each other;
Reaction force generator.
請求項1〜3の何れか1項に記載の反力発生装置において、
前記電動モータおよび前記電磁クラッチをそれぞれ制御するコントローラが設けられ、
前記コントローラは、
前記電動モータおよび前記電磁クラッチへの駆動電流をそれぞれ調整して、前記電動モータの駆動トルクよりも前記電磁クラッチの滑り出しトルクの方を大きくする制御を行う、
反力発生装置。
In the reaction force generator according to any one of claims 1 to 3,
A controller for controlling each of the electric motor and the electromagnetic clutch is provided,
The controller is
Adjusting the drive currents to the electric motor and the electromagnetic clutch, respectively, and performing control to make the slipping torque of the electromagnetic clutch larger than the driving torque of the electric motor;
Reaction force generator.
請求項4記載の反力発生装置において、
前記コントローラは、
操作者による前記操作部材の操作が不要と判断されたときに、
前記電動モータへの駆動電流をゼロにし、かつ前記電磁クラッチへの駆動電流を所定値で固定する制御を行う、
反力発生装置。
The reaction force generator according to claim 4, wherein
The controller is
When it is determined that the operation of the operation member by the operator is unnecessary,
The drive current to the electric motor is set to zero and the drive current to the electromagnetic clutch is fixed at a predetermined value.
Reaction force generator.
JP2016248993A 2016-12-22 2016-12-22 Reaction force generator Expired - Fee Related JP6759091B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016248993A JP6759091B2 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Reaction force generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016248993A JP6759091B2 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Reaction force generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018106225A true JP2018106225A (en) 2018-07-05
JP6759091B2 JP6759091B2 (en) 2020-09-23

Family

ID=62788038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016248993A Expired - Fee Related JP6759091B2 (en) 2016-12-22 2016-12-22 Reaction force generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6759091B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP6759091B2 (en) 2020-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3132117U (en) Parking brake device for vehicle
JP6630955B2 (en) Drive for sliding door
US8820190B2 (en) Active eco pedal apparatus
US10865842B2 (en) Electronic disc brake
JP2009023460A (en) Electric power steering device
WO2018179741A1 (en) Operation suppression unit, accelerator pedal device, and control system
WO2013099581A1 (en) Reactive force pedal device
JP2009008153A (en) Shift range switching device
EP3284933B1 (en) Reactive force generation device
US6812663B2 (en) Electric drive system including a stepper motor
JP6759091B2 (en) Reaction force generator
KR20130020369A (en) Actuator for electric parking brake system
JP3702864B2 (en) Vehicle drive device
KR20130082021A (en) Actuator for electric parking brake system
CN113661103B (en) Electronic parking brake
KR20130065134A (en) Vibration device of accelerator pedal
JP6670705B2 (en) Reaction force generator
JP6692245B2 (en) Reaction force generator
JP3823070B2 (en) Drive device
JP2006144625A5 (en)
JP2008232327A (en) Driving part mounting structure for select assist device for automatic transmission
JP2589269Y2 (en) Nut member structure in multi-drive device for vehicle electrical components
JP6421386B2 (en) Reaction force output device
JP2000255397A (en) Parking brake device
JP2002115732A (en) Brake device actuator and brake device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200519

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200716

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6759091

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees