JP2020124934A - アクセルペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダル装置において、目標開度を容易に認識できかつ目標開度を容易に維持でき、又、運転者に違和感や疲労感を生じさせないようにする。【解決手段】ハウジング１０、ハウジングに対して揺動自在に支持されたアクセルペダル２０、アクセルペダルを押し戻す方向に付勢力を及ぼす戻しバネ３０、アクセルペダルの踏込み操作及び戻し操作における踏力にヒステリシスを発生するメインヒステリシス発生機構４０、クセルペダルを押し戻す方向に反力を付加する反力付加機構５０を備え、反力付加機構５０は、アクセルペダルが踏込まれた所定の目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力の変化率が目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力の変化率よりも相対的に大きくなるように反力を付加する。これによれば、運転者は違和感及び疲労感を生じず、アクセルペダルを目標開度に容易に維持できる。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両に適用されるアクセルペダル装置に関し、特にアクセルペダルの踏力に反力を付加する反力付加機構を備えたアクセルペダル装置に関する。

自動車等に適用されるアクセルペダル装置としては、アクセル開度を検知するアクセル開度検知手段と、アクセルペダルの踏力を変更する踏力変更手段と、エンジン又は車両の運転状況に応じて所定の閾値を設定する閾値設定手段を備えた、アクセルペダル踏力制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この装置においては、アクセル開度が閾値に至ると、アクセルペダルの踏力が所定量だけステップ的に増加するように設定されている。
また、アクセル開度減少時に、閾値よりも小さいアクセル開度においてステップ的に増加した踏力を解除して、急激な踏力の増加に伴うアクセルペダルのバタツキを防止するように設定されている。

しかしながら、この装置においては、閾値を境にステップ的に反力が付加されるため、急激な変化に対して、運転者は無意識に反応してアクセルペダルを戻し過ぎてしまう虞があり、当該閾値が例えばエコドライブの運転モードの閾値として設定された場合に、反力が強すぎると当該運転モードにアクセル開度を維持するのが難しい。
また、反力の急激な増加により、運転者は、ペダルの重さを感じ、その状態が続くと足の疲労感を招く虞がある。

特許第４５５３０５７号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、運転状態に応じて予め設定された目標開度を容易に認識でき、当該目標開度を容易に維持でき、又、運転者に違和感や疲労感を生じさせない操作性に優れたアクセルペダル装置を提供することにある。

本発明のアクセルペダル装置は、ハウジングと、ハウジングに対して揺動自在に支持されたアクセルペダルと、アクセルペダルを押し戻す方向に付勢力を及ぼす戻しバネと、アクセルペダルの踏込み操作及び戻し操作における踏力にヒステリシスを発生するメインヒステリシス発生機構と、アクセルペダルが踏込まれた所定の目標開度を境にして、目標開度よりも大きい開度領域における踏力の変化率が目標開度よりも小さい開度領域における踏力の変化率よりも相対的に大きくなるように、アクセルペダルを押し戻す方向に反力を付加する反力付加機構を含む。

上記アクセルペダル装置において、反力付加機構は、目標開度よりも大きい開度領域において、アクセルペダルの開度の増加に伴って徐々に大きくなる反力を付加する、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、反力付加機構は、アクセルペダルが目標開度を超えて踏み込まれたとき、アクセルペダルが係合して反力を受けるようにハウジングに配置された反力バネを含む、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、反力付加機構は、アクセルペダルが目標開度を超えて踏み込まれたとき、アクセルペダルが係合して作動するサブヒステリシス発生機構を含む、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、メインヒステリシス発生機構は、アクセルペダルが係合する第１ヒステリシス発生機構と、第１ヒステリシス発生機構の動作に連動して作動する第２ヒステリシス発生機構を含み、反力付加機構は、アクセルペダルが目標開度を超えて踏み込まれたとき第２ヒステリシス発生機構の動作を規制するべくハウジングに設けられた規制部材と、規制部材により第２ヒステリシス発生機構の動作が規制された後において作動する上記第１ヒステリシス発生機構を含む、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、反力付加機構は、規制部材の位置を調整する調整機構を含む、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、メインヒステリシス発生機構は、ハウジングを摺動するスライダと、スライダを押し戻しつつハウジングに押し付ける付勢力を及ぼす付勢バネを含む、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、サブヒステリシス発生機構は、ハウジングを摺動するスライダと、スライダを押し戻しつつハウジングに押し付ける付勢力を及ぼす付勢バネを含む、構成を採用してもよい。

上記構成をなすアクセルペダル装置によれば、運転状態に応じて予め設定された目標開度を容易に認識でき、目標開度を容易に維持でき、又、運転者に違和感や疲労感を生じさせない操作性に優れたアクセルペダル装置を得ることができる。

本発明のアクセルペダル装置の第１実施形態を示す外観側面図である。 図１に示すアクセルペダル装置の内部構造を示す側面図である。 図１に示すアクセルペダル装置に含まれるメインヒステリシス発生機構が発生するヒステリシスをなす踏力及び反力付加機構（反力バネ）が反力を付加した際の踏力を示す踏力特性図である。 本発明のアクセルペダル装置の第２実施形態に係る内部構造を示す側面図である。 図４に示すアクセルペダル装置に含まれるメインヒステリシス発生機構が発生するヒステリシスをなす踏力及び反力付加機構（サブヒステリシス発生機構）が反力を付加した際の踏力を示す踏力特性図である。 本発明のアクセルペダル装置の第３実施形態を示す外観側面図である。 図６に示すアクセルペダル装置の内部構造を示す側面図である。 本発明のアクセルペダル装置の第４実施形態に係る内部構造を示す側面図である。 本発明のアクセルペダル装置の第５実施形態を示す外観側面図である。 図９に示すアクセルペダル装置の内部構造を示す側面図である。 図１０に示すアクセルペダル装置に含まれるメインヒステリシス発生機構が発生するヒステリシスをなす踏力及び反力付加機構が反力を付加した際の踏力を示す踏力特性図である。おける踏力特性図である。 図１０に示すアクセルペダル装置の変形例を示す部分側面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
第１実施形態に係るアクセルペダル装置は、図１及び図２に示すように、車両としての自動車等の車体に固定されるハウジング１０、アクセルペダル２０、戻しバネ３０、メインヒステリシス発生機構４０、反力付加機構としての反力バネ５０、位置センサ６０を備えている。

ハウジング１０は、樹脂材料により二分割構造に成形され、支軸１１、収容部１２，１３，１４、埋設部１５を備えている。
支軸１１は、軸線Ｓを中心とする円柱状に形成され、アクセルペダル２０の踏込み操作及び戻し操作において、アクセルペダル２０を軸線Ｓ回りに揺動自在に支持する。
収容部１２は、ハウジング１０内において、戻しバネ３０を収容する。
収容部１３は、ハウジング１０内において、メインヒステリシス発生機構４０を収容する。
収容部１４は、ハウジング１０内において、反力付加機構としての反力バネ５０を収容する。
埋設部１５は、軸線Ｓの周りにおいて位置センサ６０の一部を埋設する。

アクセルペダル２０は、全体が樹脂材料により成形され、図１及び図２に示すように、円筒部２１、下側アーム部２２、上側アーム部２３、ペダル部２４を備えている。
円筒部２１は、ハウジング１０の支軸１１に嵌合されて回動自在に支持される。
下側アーム部２２は、円筒部２１から下方に伸長して一体的に形成されている。
上側アーム部２３は、円筒部２１から上方に伸長して一体的に形成され、第１係合部２３ａ、第２係合部２３ｂ、バネ受け部２３ｃを備えている。

第１係合部２３ａは、メインヒステリシス発生機構４０に含まれる第１スライダ４１と離脱可能に係合する。
第２係合部２３ｂは、アクセルペダル２０が休止位置から踏み込まれて所定の目標開度θｔに達したとき反力バネ５０のバネ受け部材５１と係合し、アクセルペダル２０が目標開度θｔを超えてさらに踏み込まれるときバネ受け部材５１を介して反力バネ５０を圧縮するように形成されている。
バネ受け部２３ｃは、戻しバネ３０の端部を受ける。
ペダル部２４は、下側アーム部２２の下方領域に一体的に形成されている。
ここで、目標開度θｔとは、車両の運転状態に応じて予め設定された最適なアクセルペダル２０の開度θである。尚、目標開度θｔとしては、種々の運転モードに応じて最適なアクセルペダル２０の開度θを設定するべく、複数の目標開度θｔを含むことができる。

戻しバネ３０は、図２に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、ハウジング１０の収容部１２において、一端部がハウジング１０の内壁１２ａに係合しかつ他端部がアクセルペダル２０の上側アーム部２３のバネ受け部２３ｃに係合して圧縮した状態で配置されている。
そして、戻しバネ３０は、アクセルペダル２０を休止位置に戻す付勢力を及ぼす。

メインヒステリシス発生機構４０は、図２に示すように、第１スライダ４１、第２スライダ４２、付勢バネ４３を備えている。
第１スライダ４１は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング１０の下側内壁面１３ａに摺動自在に接触する接触面４１ａ、第２スライダ４２の傾斜面４２ｂと接触する傾斜面４１ｂ、上側アーム部２３の第１係合部２３ａが離脱可能に係合し得る係合面４１ｃを有する。
第２スライダ４２は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング１０の上側内壁面１３ｂに摺動自在に接触する接触面４２ａ、第１スライダ４１の傾斜面４１ｂと接触する傾斜面４２ｂ、付勢バネ４３の一端部を受ける受け面４２ｃを有する。
付勢バネ４３は、例えばバネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部が第２スライダ４２の受け面４２ｃに係合しかつ他端部がハウジング１０の内壁１３ｃに係合して圧縮された状態で配置される。

そして、付勢バネ４３は、第２スライダ４２の傾斜面４２ｂを第１スライダ４１の傾斜面４１ｂに押し付けて、第１スライダ４１及び第２スライダ４２を下側内壁面１３ａ及び上側内壁面１３ｂに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼし、又、第１スライダ４１及び第２スライダ４２を介してアクセルペダル２０を休止位置に戻す付勢力を及ぼす。

ここで、戻しバネ３０及びメインヒステリシス発生機構４０が発生するヒステリシスをなす踏力特性について説明する。
アクセルペダル２０が、戻しバネ３０及び付勢バネ４３の付勢力に抗して休止位置から最大踏込み位置に向けて踏み込まれる場合は、上側アーム部２３が付勢バネ４３の付勢力に抗して第１スライダ４１を図２中の左向きに押圧する。
この踏込み操作のとき、付勢バネ４３が及ぼす付勢力により、第１スライダ４１及び第２スライダ４２が互いにくさび作用を及ぼし、ハウジング１０に対して摩擦力（摺動抵抗）が生じる。踏込み操作時の摩擦力は、踏込み操作と対抗する向きに作用すると共に付勢バネ４３の圧縮量の増加に伴って増加する。
したがって、踏込み操作時の摩擦力と踏込み操作に応じて増加する付勢バネ４３の付勢力との合力により、踏込み時の踏力は、図３のヒステリシスをなす踏力線ＮＬにおいて、上側の踏力線ＤＮＬとして示され、踏込み量（アクセルペダルの開度）の増加に伴って直線的に増加する。

一方、アクセルペダル２０が、戻しバネ３０及び付勢バネ４３の付勢力に応じて休止位置に向けて戻される場合は、第１スライダ４１及び第２スライダ４２は、付勢バネ４３の付勢力により上側アーム部２３に追従して図２中の右向きに移動する。
この戻し操作のときも、付勢バネ４３が及ぼす付勢力により、第１スライダ４１及び第２スライダ４２が互いにくさび作用を及ぼし、ハウジング１０に対して摩擦力（摺動抵抗）が生じる。戻し操作時の摩擦力は、踏込み操作の場合と逆向きに作用すると共に付勢バネ４３の圧縮量の減少に伴って減少する。
したがって、逆向きに作用する戻し操作時の摩擦力と戻し操作に応じて減少する付勢バネ４０の付勢力との合力により、戻し時の踏力は、図３のヒステリシスをなす踏力線ＮＬにおいて、下側の踏力線ＲＮＬとして示され、踏込み量（アクセルペダルの開度）の減少に伴って直線的に減少する。

ここで、戻り動作の際の踏力は、踏込み操作の際の踏力よりも小さくなるため、図３中の踏力線ＤＮＬ，ＲＮＬで示すように、踏込み操作から戻し操作までの全体において、踏力Ｎにヒステリシスが発生する。
尚、戻し操作の途中において、第１スライダ４１がスティックして停止したときは、戻しバネ３０の付勢力により、上側アーム部２３が第１スライダ４１から離脱することで、アクセルペダル２０は休止位置に戻る。

反力バネ５０は、図２に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、ハウジング１０の収容部１４において、一端部がハウジング１０の内壁１４ａに係合しかつ他端部がバネ受け部材５１を介して規制部１４ｂに係合して圧縮された状態で配置されている。
そして、アクセルペダル２０が休止位置から目標開度θｔまで踏み込まれると、バネ受け部材５１にアクセルペダル２０の第２係合部２３ｂが係合し、アクセルペダル２０が目標開度θｔを超えてさらに踏み込まれると、反力バネ５０はバネ受け部材５１を介して徐々に圧縮されて反力を及ぼすようになっている。
したがって、反力バネ５０は、図３中の踏力線ＤＡＬ，ＲＡＬで示すように、アクセルペダル２０が目標開度θｔを超えて踏み込まれると、アクセルペダル２０の開度θの増加に伴って徐々に大きくなる反力を付加する。

すなわち、反力バネ５０は、アクセルペダル２０が踏込まれた所定の目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力の変化率ΔＮ／Δθが目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力の変化率ΔＮ／Δθよりも相対的に大きくなるように、アクセルペダル２０を押し戻す方向に反力を付加する。

位置センサ６０は、アクセルペダル２０の動作及び開度を検出する非接触式の磁気式センサであり、軸線Ｓの周りの領域に配置されており、アクセルペダル２０の円筒部２１の内周面に埋設され磁性材料の環状アマチャ、アマチャの内周面に固定された一対の永久磁石、ハウジング１０の埋設部１５に埋設された二つのステータ及び二つのホール素子により構成されている。

そして、位置センサ６０は、アクセルペダル２０が回動することにより生じる磁束密度の変化をホール素子で検出して電圧信号として出力する。すなわち、位置センサ６０により、アクセルペダル２０の開度位置を検出することができ、又、アクセルペダル２０が踏込み操作又は戻し操作のいずれの動作にあるか等を検出することができる。

次に、第１実施形態に係るアクセルペダル装置の動作について説明する。
先ず、休止状態において、アクセルペダル２０は、戻しバネ３０及び付勢バネ４３の付勢力により休止位置に停止し、アクセルペダル２０の第２係合部２３ｂは、反力バネ６０のバネ受け部材６１から離脱した状態にある。

アクセルペダル２０が休止位置から踏み込まれると、運転者は、目標開度θｔまで図３中の踏力線ＤＮＬに沿う踏力を受ける。
アクセルペダル２０が目標開度θｔを超えてさらに踏み込まれると、運転者は、図３中の踏力線ＤＡＬに沿う踏力を受ける。
一方、アクセルペダル２０が戻されると、運転者は、目標開度θｔよりも大きい開度領域において図３中の踏力線ＲＡＬに沿う踏力を受け、目標開度θｔ以下の小さい開度領域において図３中の踏力線ＲＮＬに沿う踏力を受ける。

すなわち、図３に示すように、アクセルペダル２０の踏込み操作の際に、踏力Ｎは、目標開度θｔよりも小さい開度領域から目標開度θｔに至るまで踏力線ＤＮＬであり、目標開度θｔよりも大きい開度領域において、アクセルペダル２０の開度の増加に伴って徐々に大きくなる反力が付加された踏力線ＤＡＬとなる。

要するに、目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力（踏力線ＤＡＬ）の変化率ΔＮ／Δθが、目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力（踏力線ＤＮＬ）の変化率ΔＮ／Δθよりも相対的に大きくなるように、反力バネ５０が反力を付加するようになっている。

このように踏力が変更されることにより、運転者は、目標開度θｔまで踏み込むと、目標開度θｔを変曲点として踏力Ｎが徐々に増加する感覚を受けるため、従来のような急激な変化によるアクセルペダルの戻し動作、操作上の違和感や疲労感を生じることはない。
したがって、運転者は、変曲点に対応する目標開度θｔを容易に認識でき、アクセルペダル２０を目標開度θｔに容易に維持することができる。

尚、反力付加機構としての反力バネ５０が仮に作動不良になっても、第２係合部２３ｂはバネ受け部材５１から離脱可能であり、又、メインヒシテリシス発生機構４０が仮に作動不良になっても、第１係合部２３ａは第１スライダ４１から離脱可能であるため、戻しバネ３０の付勢力により、アクセルペダル２０は休止位置へ確実に戻ることができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係るアクセルペダル装置を示すものであり、反力付加機構として反力バネ５０に替えてサブヒステリシス発生機構７０を採用した以外は、前述の第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態において、サブヒステリシス発生機構７０は、図４に示すように、第１スライダ７１、第２スライダ７２、付勢バネ７３を備えている。
第１スライダ７１は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング１０の下側内壁面１４ｃに摺動自在に接触する接触面７１ａ、第２スライダ７２の傾斜面７２ｂと接触する傾斜面７１ｂ、上側アーム部２３の第２係合部２３ｂが離脱可能に係合し得る係合面７１ｃを有する。
第２スライダ７２は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング１０の上側内壁面１４ｄに摺動自在に接触する接触面７２ａ、第１スライダ７１の傾斜面７１ｂと接触する傾斜面７２ｂ、付勢バネ７３の一端部を受ける受け面７２ｃを有する。
付勢バネ７３は、例えばバネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部が第２スライダ７２の受け面７２ｃに係合しかつ他端部がハウジング１０の内壁１４ａに係合して圧縮された状態で配置され、第２スライダ７２を介して第１スライダ７１をハウジング１０の規制部１４ｂに押し付けるように付勢力を及ぼす。

そして、付勢バネ７３は、第２スライダ７２の傾斜面７２ｂを第１スライダ７１の傾斜面７１ｂに押し付けて、第１スライダ７１及び第２スライダ７２を下側内壁面１４ｃ及び上側内壁面１４ｄに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼし、又、目標開度θｔよりも大きい開度領域から目標開度θｔに至るまで、第１スライダ７１及び第２スライダ７２を介してアクセルペダル２０を押し戻す付勢力を及ぼす。

第２実施形態においては、アクセルペダル２０が休止位置から目標開度θｔまで踏み込まれると、第１スライダ７１にアクセルペダル２０の第２係合部２３ｂが係合し、アクセルペダル２０が目標開度θｔを超えてさらに踏み込まれると、サブヒステリシス発生機構７０が作動してヒステリシスをなす反力を及ぼすようになっている。
したがって、サブヒステリシス発生機構７０は、図５中の踏力線ＤＡＬ，ＲＡＬで示すように、アクセルペダル２０が目標開度θｔを超えて踏み込まれると、アクセルペダル２０の開度θの増加に伴って徐々に大きくなる反力を付加する。

すなわち、サブヒステリシス発生機構７０は、アクセルペダル２０が踏込まれた所定の目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力の変化率ΔＮ／Δθが目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力の変化率ΔＮ／Δθよりも相対的に大きくなるように、踏力のヒステリシスを変化させてアクセルペダル２０を押し戻す方向に反力を付加する。

次に、上記アクセルペダル装置の動作について説明する。
先ず、休止状態において、アクセルペダル２０は、戻しバネ３０及び付勢バネ４３の付勢力により休止位置に停止し、アクセルペダル２０の第２係合部２３ｂは、サブヒステリシス発生機構７０の第１スライダ７１から離脱した状態にある。

アクセルペダル２０が休止位置から踏み込まれると、運転者は、目標開度θｔまで図５中の踏力線ＤＮＬに沿う踏力を受ける。
アクセルペダル２０が目標開度θｔを超えてさらに踏み込まれると、運転者は、図５中の踏力線ＤＡＬに沿う踏力を受ける。
一方、アクセルペダル２０が戻されると、運転者は、目標開度θｔよりも大きい開度領域において図５中の踏力線ＲＡＬに沿う踏力を受け、目標開度θｔ以下の小さい開度領域において図５中の踏力線ＲＮＬに沿う踏力を受ける。

すなわち、図５に示すように、アクセルペダル２０の踏込み操作の際に、踏力Ｎは、目標開度θｔよりも小さい開度領域から目標開度θｔに至るまで踏力線ＤＮＬであり、目標開度θｔよりも大きい開度領域において、アクセルペダル２０の開度の増加に伴って徐々に大きくなる反力が付加された踏力線ＤＡＬとなる。

要するに、目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力（踏力線ＤＡＬ）の変化率ΔＮ／Δθが、目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力（踏力線ＤＮＬ）の変化率ΔＮ／Δθよりも相対的に大きくなるように、サブヒステリシス発生機構７０が反力を付加するようになっている。

このように踏力が変更されることにより、運転者は、目標開度θｔまで踏み込むと、目標開度θｔを変曲点として踏力Ｎが徐々に増加する感覚を受けるため、従来のような急激な変化によるアクセルペダルの戻し動作、操作上の違和感や疲労感を生じることはない。
したがって、運転者は、変曲点に対応する目標開度θｔを容易に認識でき、アクセルペダル２０を目標開度θｔに容易に維持することができる。

尚、反力付加機構としてのサブヒステリシス発生機構７０が仮に作動不良になっても、第２係合部２３ｂは第１スライダ７１から離脱可能であり、又、メインヒシテリシス発生機構４０が仮に作動不良になっても、第１係合部２３ａは第１スライダ４１から離脱可能であるため、戻しバネ３０の付勢力により、アクセルペダル２０は休止位置へ確実に戻ることができる。

図６及び図７は、本発明の第３実施形態に係るアクセルペダル装置を示すものであり、ハウジング及びアクセルペダルの形状を一部変更し、反力付加機構として反力バネ５０の配置場所を変更した以外は、前述の第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態に係るアクセルペダル装置は、ハウジング１１０、アクセルペダル１２０、戻しバネ３０、メインヒステリシス発生機構４０、反力付加機構としての反力バネ５０、位置センサ６０を備えている。

ハウジング１１０は、樹脂材料により二分割構造に成形され、支軸１１、収容部１２，１３，１４、埋設部１５を備えており、収容部１４が支軸１１よりも下方側に配置されている。

アクセルペダル１２０は、全体が樹脂材料により成形され、円筒部２１、下側アーム部１２２、上側アーム部１２３、ペダル部２４を備えている。
下側アーム部１２２は、円筒部２１から下方に伸長して一体的に形成され、その途中において第２係合部１２２ａを備えている。
第２係合部１２２ａは、アクセルペダル１２０が休止位置から踏み込まれて所定の目標開度θｔに達したとき反力バネ５０のバネ受け部材５１と係合し、アクセルペダル１２０が目標開度θｔを超えてさらに踏み込まれるときバネ受け部材５１を介して反力バネ５０を圧縮するように形成されている。
上側アーム部１２３は、円筒部２１から上方に伸長して一体的に形成され、第１係合部２３ａ、バネ受け部２３ｃを備えている。

第３実施形態に係るアクセルペダル装置の動作は、第１実施形態と同様である。
すなわち、図３に示すように、アクセルペダル１２０の踏込み操作の際に、踏力Ｎは、目標開度θｔよりも小さい開度領域から目標開度θｔに至るまで踏力線ＤＮＬであり、目標開度θｔよりも大きい開度領域において、アクセルペダル１２０の開度の増加に伴って徐々に大きくなる反力が付加された踏力線ＤＡＬとなる。

要するに、第３実施形態においても、目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力（踏力線ＤＡＬ）の変化率ΔＮ／Δθが、目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力（踏力線ＤＮＬ）の変化率ΔＮ／Δθよりも相対的に大きくなるように、反力バネ５０が反力を付加するようになっている。

このように踏力が変更されることにより、運転者は、目標開度θｔまで踏み込むと、目標開度θｔを変曲点として踏力Ｎが徐々に増加する感覚を受けるため、従来のような急激な変化によるアクセルペダルの戻し動作、操作上の違和感や疲労感を生じることはない。
したがって、運転者は、変曲点に対応する目標開度θｔを容易に認識でき、アクセルペダル１２０を目標開度θｔに容易に維持することができる。
また、第３実施形態では、メインヒステリシス発生機構４０が上側アーム部１２３に作用し、反力バネ５０が下側アーム部１２２に作用するように形成されているため、支軸１１に生じる曲げ荷重等の負荷を低減することができる。

図８は、本発明の第４実施形態に係るアクセルペダル装置を示すものであり、反力付加機構として反力バネ５０に替えてサブヒステリシス発生機構７０を採用した以外は、前述の第３実施形態と同様である。したがって、第３実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

第４実施形態に係るアクセルペダル装置の動作は、第２実施形態と同様である。
すなわち、図５に示すように、アクセルペダル１２０の踏込み操作の際に、踏力Ｎは、目標開度θｔよりも小さい開度領域から目標開度θｔに至るまで踏力線ＤＮＬであり、目標開度θｔよりも大きい開度領域において、アクセルペダル１２０の開度の増加に伴って徐々に大きくなる反力が付加された踏力線ＤＡＬとなる。

要するに、第４実施形態においても、目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力（踏力線ＤＡＬ）の変化率ΔＮ／Δθが、目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力（踏力線ＤＮＬ）の変化率ΔＮ／Δθよりも相対的に大きくなるように、ヒステリシス発生機構７０が反力を付加するようになっている。

このように踏力が変更されることにより、運転者は、目標開度θｔまで踏み込むと、目標開度θｔを変曲点として踏力Ｎが徐々に増加する感覚を受けるため、従来のような急激な変化によるアクセルペダルの戻し動作、操作上の違和感や疲労感を生じることはない。
したがって、運転者は、変曲点に対応する目標開度θｔを容易に認識でき、アクセルペダル１２０を目標開度θｔに容易に維持することができる。
また、第４実施形態では、メインヒステリシス発生機構４０が上側アーム部１２３に作用し、サブヒステリシス発生機構７０が下側アーム部１２２に作用するように形成されているため、支軸１１に生じる曲げ荷重等の負荷を低減することができる。

図９及び図１０は、本発明の第５実施形態に係るアクセルペダル装置を示すものであり、ハウジング及びアクセルペダルの形状を一部変更し、メインヒステリシス発生機構として第１ヒステリシス発生機構１４０及び第２ヒステリシス発生機構１５０を採用し、反力付加機構として規制部材１３０及び第１ヒステリシス発生機構１４０を採用した以外は、前述の実施形態と同様である。したがって、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

第５実施形態に係るアクセルペダル装置は、ハウジング２１０、アクセルペダル２２０、戻しバネ３０、位置センサ６０、規制部材１３０、第１ヒステリシス発生機構１４０、第２ヒステリシス発生機構１５０を備えている。

ハウジング２１０は、樹脂材料により二分割構造に成形され、支軸１１、収容部１２、埋設部１５、収容部２１３を備えている。

アクセルペダル２２０は、全体が樹脂材料により成形され、円筒部２１、下側アーム部２２、上側アーム部２２３、ペダル部２４を備えている。
上側アーム部２２３は、円筒部２１から上方に伸長して一体的に形成され、係合部２２３ａ、バネ受け部２３ｃを備えている。
係合部２２３ａは、第１ヒステリシス発生機構１４０に含まれる第１スライダ１４１と離脱可能に係合する。

規制部材１３０は、ハウジング２１０の収容部２１３の内部に突出するように配置されており、アクセルペダル２２０が踏み込まれて所定の目標開度θｔまで達すると、第２ヒステリシス発生機構１５０の第２スライダ１５２と当接して第２ヒステリシス発生機構１５０の動作を規制する、すなわち、第１スライダ１５１及び第２スライダ１５２の踏込み方向への移動を規制するように機能する。

第１ヒステリシス発生機構１４０は、図１０に示すように、第１スライダ１４１、第２スライダ１４２、付勢バネ１４３を備えている。
第１スライダ１４１は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング２１０の下側内壁面２１３ａに摺動自在に接触する接触面１４１ａ、第２スライダ１４２の傾斜面１４２ｂと接触する傾斜面１４１ｂ、上側アーム部２２３の係合部２２３ａが離脱可能に係合し得る係合面１４１ｃを有する。
第２スライダ１４２は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング２１０の上側内壁面２１３ｂに摺動自在に接触する接触面１４２ａ、第１スライダ１４１の傾斜面１４１ｂと接触する傾斜面１４２ｂ、付勢バネ１４３の一端部を受ける受け面１４２ｃを有する。
付勢バネ１４３は、例えばバネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部が第２スライダ１４２の受け面１４２ｃに係合しかつ他端部が第２ヒステリシス発生機構１５０の第１スライダ１５１に係合して圧縮された状態で配置される。

そして、付勢バネ１４３は、第２スライダ１４２の傾斜面１４２ｂを第１スライダ１４１の傾斜面１４１ｂに押し付けて、第１スライダ１４１及び第２スライダ１４２を下側内壁面２１３ａ及び上側内壁面２１３ｂに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼし、又、第１スライダ１５１の傾斜面１５１ｂを第２スライダ１５２の傾斜面１５２ｂに押し付けて、第１スライダ１５１及び第２スライダ１５２を下側内壁面２１３ａ及び上側内壁面２１３ｂに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼし、さらに、第１スライダ１４１及び第２スライダ１４２を介して、アクセルペダル２２０を休止位置に押し戻す付勢力を及ぼす。

第２ヒステリシス発生機構１５０は、図１０に示すように、第１スライダ１５１、第２スライダ１５２、付勢バネ１５３を備えている。
第１スライダ１５１は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング２１０の下側内壁面２１３ａに摺動自在に接触する接触面１５１ａ、第２スライダ１５２の傾斜面１５２ｂと接触する傾斜面１５１ｂ、付勢バネ１４３の他端部が係合する受け面１５１ｃを有する。
第２スライダ１５２は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング２１０の上側内壁面２１３ｂに摺動自在に接触する接触面１５２ａ、第１スライダ１５１の傾斜面１５１ｂと接触する傾斜面１５２ｂ、付勢バネ１５３の一端部を受ける受け面１５２ｃを有する。
付勢バネ１５３は、例えばバネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部が第２スライダ１５２の受け面１５２ｃに係合しかつ他端部がハウジング２１０の内壁２１３ｃに係合して圧縮された状態で配置される。

そして、付勢バネ１５３は、第２スライダ１５２の傾斜面１５２ｂを第１スライダ１５１の傾斜面１５１ｂに押し付けて、第１スライダ１５１及び第２スライダ１５２を下側内壁面２１３ａ及び上側内壁面２１３ｂに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼし、又、第１スライダ１４１，１５１及び第２スライダ１４２，１５２を介して、アクセルペダル２２０を休止位置に押し戻す付勢力を及ぼす。

ここで、付勢バネ１４３のバネ定数をｋ１、付勢バネ１５３のバネ定数をｋ２とすると、直列に配置された付勢バネ１４３，１５３の合成バネ定数は、（ｋ１・Ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）であり、ｋ１＞（ｋ１・Ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）の関係が成立する。
したがって、付勢バネ１４３及び付勢バネ１５３が共に付勢力を及ぼす場合に比べて、付勢バネ１４３のみが付勢力を及ぼす場合の方が、第１ヒステリシス発生機構１４０におけるバネ定数を大きくすることができる。

ここで、戻しバネ３０及びメインヒステリシス発生機構（第１ヒステリシス発生機構１４０及び第２ヒステリシス発生機構１５０）が発生するヒステリシスをなす踏力について説明する。
アクセルペダル２２０が、戻しバネ３０及び付勢バネ１４３，１５３の付勢力に抗して休止位置から最大踏込み位置に向けて踏み込まれる場合、上側アーム部２２３が付勢バネ１４３，１５３の付勢力に抗して第１スライダ１４１を図１０中の左向きに押圧する。

この踏込み操作のとき、付勢バネ１４３，１５３が及ぼす付勢力により、第１スライダ１４１及び第２スライダ１４２が互いにくさび作用を及ぼし、ハウジング２１０に対して摩擦力（摺動抵抗）が生じ、又、付勢バネ１５３が及ぼす付勢力により、第１スライダ１５１及び第２スライダ１５２が互いにくさび作用を及ぼし、ハウジング２１０に対して摩擦力（摺動抵抗）が生じる。

すなわち、目標開度θｔよりも小さい開度領域において、第２ヒステリシス発生機構１５０は第１ヒステリシス発生機構１４０の動作に連動して作動し、踏込み操作時の摩擦力は踏込み操作と対抗する向きに作用すると共に付勢バネ１４３，１５３の圧縮量の増加に伴って増加し、踏力は図１１中の上側の踏力線ＤＮＬに沿って増加する。
そして、アクセルペダル２２０が目標開度θｔまで踏み込まれると、第２スライダ１５２が規制部材１３０に当接して、第２ヒステリシス発生機構１５０の動作が規制される。

アクセルペダル２２０が目標開度θｔを超えてさらに踏み込まれると、第１ヒステリシス発生機構１４０のみが作動し、付勢バネ１４３が及ぼす付勢力により、第１スライダ１４１及び第２スライダ１４２が互いにくさび作用を及ぼし、ハウジング２１０に対して摩擦力（摺動抵抗）が生じる。
すなわち、目標開度θｔよりも大きい開度領域において、踏込み操作時の摩擦力は踏込み操作と対抗する向きに作用すると共に付勢バネ１４３の圧縮量の増加に伴って増加し、踏力は図１１中の上側の踏力線ＤＡＬに沿って増加する。

一方、アクセルペダル２２０が、休止位置に向けて戻される場合、踏込み操作時の場合と逆向きになり、戻し操作時の摩擦力は目標開度θｔよりも大きい開度領域において踏込み操作と逆向きに作用すると共に付勢バネ１４３の圧縮量の減少に伴って減少し、踏力は図１１中の下側の踏力線ＲＡＬに沿って減少する。また、目標開度θｔよりも小さい開度領域において、戻し操作時の摩擦力は踏込み操作と逆向きに作用すると共に付勢バネ１４３，１５３の圧縮量の減少に伴って減少し、踏力は図１１中の下側の踏力線ＲＮＬに沿って減少する。

すなわち、アクセルペダル２２０の踏込み操作の際に、踏力Ｎは、目標開度θｔよりも小さい開度領域から目標開度θｔに至るまで踏力線ＤＮＬであり、目標開度θｔよりも大きい開度領域において、アクセルペダル２２０の開度の増加に伴って徐々に大きくなる反力が付加された踏力線ＤＡＬとなる。
尚、規制部材１３０が無く、第２ヒステリシス発生機構１５０の動作が規制さない場合は、図１１中の二点鎖線で示す踏力線ＮＬとなる。

要するに、第５実施形態においても、目標開度θｔを境にして、目標開度θｔよりも大きい開度領域における踏力（踏力線ＤＡＬ）の変化率ΔＮ／Δθが、目標開度θｔよりも小さい開度領域における踏力（踏力線ＤＮＬ）の変化率ΔＮ／Δθよりも相対的に大きくなるように、規制部材１３０及び第１ヒステリシス発生機構１４０が反力を付加するようになっている。

このように踏力が変更されることにより、運転者は、目標開度θｔまで踏み込むと、目標開度θｔを変曲点として踏力Ｎが徐々に増加する感覚を受けるため、従来のような急激な変化によるアクセルペダルの戻し動作、操作上の違和感や疲労感を生じることはない。
したがって、運転者は、変曲点に対応する目標開度θｔを容易に認識でき、アクセルペダル２２０を目標開度θｔに容易に維持することができる。

図１２は、第５実施形態に係るアクセルペダル装置の変形例を示すものであり、規制部材の位置を調整する調整機構を採用した以外は、第５実施形態と同様である。したがって、第５実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
第５実施形態に係るアクセルペダル装置は、ハウジング２１０、アクセルペダル２２０、戻しバネ３０、位置センサ６０、第１ヒステリシス発生機構１４０、第２ヒステリシス発生機構１６０、規制部材１７０、調整機構１８０を備えている。

第２ヒステリシス発生機構１６０は、第１スライダ１５１、第２スライダ１５２、付勢バネ１６１を備えている。
付勢バネ１６１は圧縮型の二つのコイルバネ１６１ａ，１６１ｂにより構成され、付勢バネ１５３と実質的に同一の作用を及ぼす。

規制部材１７０は、調整機構１８０のリードスクリュー１８２が螺合される雌ネジ１７１を有する。
そして、規制部材１７０は、ハウジング２１０の収容部２１３において、リードスクリュー１８２の軸線回りに回動不能に保持されると共に、付勢バネ１６１と非接触にてリードスクリュー１８２の軸線方向に移動自在に配置される。

調整機構１８０は、ハウジング２１０の外壁に固定されたモータ１８１、モータ１８１の出力軸に直結されたリードスクリュー１８２を備えている。
モータ１８１は、例えばステッピングモータである。
リードスクリュー１８２は、規制部材１７０の雌ネジ１７１に螺合されている。
したがって、モータ１８１が適宜回転駆動されることにより、リードスクリュー１８２の回転量に応じて、規制部材１７０の位置が適宜調整される。

上記変形例によれば、規制部材１７０の位置を調整することにより、アクセルペダル２２０の作動範囲内において、目標開度θｔを適宜選択的に設定することができる。
したがって、目標開度θｔとして、車両の運転状態に応じて、予め複数の目標開度が設定されている場合、運転状態に対応して、踏力を変化させる変曲点の位置を可変とすることができる。

上記実施形態においては、メインヒステリシス発生機構として、第１スライダ４１，（１４１，１５１）、第２スライダ４２，（１４２，１５２）、及び付勢バネ４３，（１４３，１５３）により構成されたメインヒステリシス発生機構４０，（１４０，１５０）を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、踏力にヒステリシスを発生させるものであれば、アクセルペダルの傾斜面をなす係合部と係合し得る一つのスライダと当該スライダをハウジングの壁面に付勢する付勢バネを含む構成、その他の構成をなす機構を採用してもよい。

上記実施形態においては、反力付加機構としてのサブヒステリシス発生機構として、第１スライダ７１、第２スライダ７２、及び付勢バネ７３により構成されたサブヒステリシス発生機構７０を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、反力を発生させるものであれば、アクセルペダルの傾斜面をなす係合部と係合し得る一つのスライダと当該スライダをハウジングの壁面に付勢する付勢バネを含む構成、その他の構成をなす機構を採用してもよい。

上記実施形態においては、アクセルペダルとして、ハウジング１０，１１０，２１０の支軸１１により揺動自在に支持されたアクセルペダル２０，１２０，２２０を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、アクセルペダルが車両の床面に揺動自在に支持されたアクセルペダル、又は、ハウジングの支軸により揺動自在に支持されたペダルアーム部と車両の床面に揺動自在に支持されたペダル部を連動させるリンク機構を備えたアクセルペダルを採用してもよい。

以上述べたように、本発明のアクセルペダル装置は、運転状態に応じて予め設定された目標開度を容易に認識でき、目標開度を容易に維持でき、又、反力を付加する際に運転者に違和感を生じさせない優れた操作性を得ることができるため、自動車等に適用できるのは勿論のこと、作業車両、その他の車両等においても有用である。

θ アクセルペダルの開度
θｔ 目標開度
Ｎ 踏力
ΔＮ／Δθ 踏力の変化率
１０，１１０，２１０ ハウジング
２０，１２０，２２０ アクセルペダル
３０ 戻しバネ
４０ メインヒステリシス発生機構
４１ 第１スライダ
４２ 第２スライダ
４３ 付勢バネ
５０ 反力バネ（反力付加機構）
７０ サブヒステリシス発生機構（反力付加機構）
７１ 第１スライダ
７２ 第２スライダ
７３ 付勢バネ
１３０ 規制部材（反力付加機構）
１４０ 第１ヒステリシス発生機構（メインヒステリシス発生機構、反力付加機構）
１４１ 第１スライダ
１４２ 第２スライダ
１４３ 付勢バネ
１５０，１６０ 第２ヒステリシス発生機構（メインヒステリシス発生機構）
１５１ 第１スライダ
１５２ 第２スライダ
１５３，１６３ 付勢バネ
１７０ 規制部材
１８０ 調整機構

Claims (8)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに対して揺動自在に支持されたアクセルペダルと、
   前記アクセルペダルを押し戻す方向に付勢力を及ぼす戻しバネと、
   前記アクセルペダルの踏込み操作及び戻し操作における踏力にヒステリシスを発生するメインヒステリシス発生機構と、
   前記アクセルペダルが踏込まれた所定の目標開度を境にして、前記目標開度よりも大きい開度領域における前記踏力の変化率が前記目標開度よりも小さい開度領域における前記踏力の変化率よりも相対的に大きくなるように、前記アクセルペダルを押し戻す方向に反力を付加する反力付加機構と、
   を含む、アクセルペダル装置。
2. 前記反力付加機構は、前記目標開度よりも大きい開度領域において、前記アクセルペダルの開度の増加に伴って徐々に大きくなる反力を付加する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクセルペダル装置。
3. 前記反力付加機構は、前記アクセルペダルが前記目標開度を超えて踏み込まれたとき、前記アクセルペダルが係合して前記反力を受けるように前記ハウジングに配置された反力バネを含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセルペダル装置。
4. 前記反力付加機構は、前記アクセルペダルが前記目標開度を超えて踏み込まれたとき、前記アクセルペダルが係合して作動するサブヒステリシス発生機構を含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセルペダル装置。
5. 前記メインヒステリシス発生機構は、前記アクセルペダルが係合する第１ヒステリシス発生機構と、前記第１ヒステリシス発生機構の動作に連動して作動する第２ヒステリシス発生機構を含み、
   前記反力付加機構は、前記アクセルペダルが前記目標開度を超えて踏み込まれたとき前記第２ヒステリシス発生機構の動作を規制するべく前記ハウジングに設けられた規制部材と、前記規制部材により前記第２ヒステリシス発生機構の動作が規制された後において作動する前記第１ヒステリシス発生機構を含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセルペダル装置。
6. 前記反力付加機構は、前記規制部材の位置を調整する調整機構を含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載のアクセルペダル装置。
7. 前記メインヒステリシス発生機構は、前記ハウジングを摺動するスライダと、前記スライダを押し戻しつつ前記ハウジングに押し付ける付勢力を及ぼす付勢バネを含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
8. 前記サブヒステリシス発生機構は、前記ハウジングを摺動するスライダと、前記スライダを押し戻しつつ前記ハウジングに押し付ける付勢力を及ぼす付勢バネを含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載のアクセルペダル装置。
   

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