JP2508246B2 - アクセルリンク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アクセルペダルの操作量を、スロットルレ
バーに伝達するアクセルリンク装置に係り、特にアクセ
ルペダルの操作量に応じて伝達比率を可変できるアクセ
ルリンク装置に関する。

［従来の技術］ 自動車等のエンジン出力は、その中に送り込まれる燃
料の量によって変化する。その調節は、アクセルリンク
装置を介したアクセルペダルを操作して、燃料噴射ポン
プのスロットルレバーを回動させることで行われてい
る。

従来のアクセルリンク装置９は、例えば第３図に示す
ように、略中央部に枢支軸94をもつアクセルリンク91
と、アクセルリンク91の一端に回動自在に連接されアク
セルペダル（図略）と連動するアクセルワイヤ92と、ア
クセルリンク91の他端に回動自在に連接されスロットル
レバー95を駆動するスロットルロッド93とを備えてい
る。

このアクセルリンク装置９は、アクセルペダルを操作
することにより、これに連動するアクセルワイヤ92がア
クセルリンク91の一端を引く。アクセルリンク91は、略
中央部にある枢支軸94において枢支されているため、他
端に連接されているスロットルロッド93が押し出され、
燃料噴射ポンプのスロットルレバー95を回転させる。こ
れにより、アクセルペダルの操作量はスロットルレバー
95の回転量として交換される。このとき、アクセルリン
ク91の枢支軸の位置関係によってリンク比が決定され
る。

なお、最近では、アクセルペダルとスロットルレバー
とを機械的に連接するアクセルリンク装置を用いず、ア
クセルペダルの操作量を電気量に変換し、この電気信号
によってスロットル弁を制御する装置（例えば実開昭63
−1833350等）が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来のアクセルリンク装置では、アクセルペ
ダルの操作量の多少に関係なく、リンク比は一定となっ
ている。そのため、ディーゼルエンジン等の出力特性に
よっては、スロットルレバーの操作力が大きく変化する
場合がある。その結果、アクセルペダルの踏込み力もそ
れにつれて大きく変化してしまう。このように、アクセ
ルペダルの踏込み力が大きく変化することはアクセルの
操作性を大幅に低下させる。また、リンク比が一定であ
るため、アクセルペダルの踏込み量に対するエンジン出
力は、そのエンジンの出力特性によって決定されてしま
い、その特性を変更させることは、従来のアクセルリン
ク装置では大変困難であった。

なお、この問題に対する１つの対応策として、前述し
たように、機械的なアクセルリンク装置を用いず、電気
的に制御する装置が提案されている。しかし、この装置
では、アクセルペダルの操作量を検出する検出器や、そ
れを演算するマイクロコンピュータ、およびA/D変換
器、D/A変換器、さらにスロットル弁を駆動せるサーボ
モータや、そのためのサーボモータドライバーなどの多
数の装置を必要とする。このため、コストが大幅に高く
なり、しかも多数の装置を使用するため、その信頼性は
大きく低下する。その信頼性の低下によって発生し易く
なった誤動作は、機械的なアクセルリンク装置とは異な
り、大きな影響を生ずる場合がある。

そこで本発明は、このような問題を鑑みて、機械的な
アクセルリンク装置において、リンク比をアクセル操作
量に応じて変化させることで、アクセルの操作性を大幅
に向上させ、種々の目的に応じてアクセル操作量に対す
るエンジン出力特性を得ることを可能とすることを課題
としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明のアクセルリンク装置は、第１枢支軸中心に回
転可能な板カムと、該板カムに一体的に連結されてアク
セルペダルより最も離隔する弧縁にアクセルワイヤが係
留された扇状ブラケットと、一端に前記板カムの輪郭面
と当接する転動子をもち、かつ他端にスロットルロッド
との連接部を有して第２枢支軸中心に回動可能なアクセ
ルレバーと、前記両枢支軸を保持する台枠とを包含して
いる。

なおここでの板カムは、その輪郭面への枢支軸からの
距離が、板カムの回動に対し必要なリンク比によって決
定され、それに合せて板カムの輪郭面の形状が設定され
る。

［作用］ 本発明のアクセルリンク装置は、第２図に示すように
アクセルペダルを踏み込むことによって加えられた操作
量を、板カム53、アクセルレバー55等を介してスロット
ルレバーに伝達する。このとき、板カム53からアクセル
レバー55への伝達は、板カム53の輪郭面がアクセルレバ
ー55に設けられた転動子54を押圧して移動させることで
行われ、アクセルレバー55は第２枢支軸58を中心として
回動する。

この板カム53の輪郭面は、アクセルレバー55の転動子
54に当接する部分の第１枢支軸57からの距離が板カム53
の回動角度によって異なって形成されている。このた
め、板カム53からアクセルレバー55へのリンク比は板カ
ム53の回動角度、すなわちアクセルペダルの操作量に応
じて変化させることができる。

なお、本発明のアクセルリンク装置では、アクセルワ
イヤ51の操作量は次のようにスロットルロッド56に近似
的に伝達される。

アクセルペダルを踏み込むと、アクセルワイヤ51が引
張られるが、その引張られる長さをl_inとすると、そのl
_inに対するスロットルロッド56の移動量l_outは、近似的
に次のように求められる。

まず、l_inによる板カム53の回動角度ψ_ｌはアクセル
ワイヤ51が作用する扇状ブラケット52の弧縁とその第１
枢支軸57までの長さをL₁とすると、ψ_ｌ＝l_in/L₃とな
る。また、第１枢支軸57と第２枢支軸58間の距離をL₂、
第２枢支軸58から転動子54の板カム53輪郭面との当接部
までの距離をL₃、第２枢支軸58からスロットルロッド56
との連接部までの距離をL₄、L₂とL₃とで挟まれる挟角を
θとする。

挟角θはそれぞれアクセルペダルを踏み込む前の角度
をθ_in、アクセルペダルを踏み込んだ後の角度をθ_out
とすると、それぞれ次のようになる。

ここでr_in、r_outは、それぞれアクセルペダルを踏み
込む前と後の第１枢支軸57から転動子54に当接する板カ
ム53の輪郭面までの距離を表す。すなわちr_in＝ｆ（ψ
_０）,r_out＝ｆ（ψ_０＋ψ_ｌ）。この関数ｒ＝ｆ（ψ）
は、板カム53の輪郭面の形状によって決まり、所望する
特性を実現できるように設定される。

スロットルロッド56の移動量l_outは、 l_out＝（θ_out−θ_in）L₄・cos（π/2−φ） ここでφは、L₄とスロットルロッド56とで作られる挟
角である。

次にアクセルワイヤ51が引張られる力F_inが働いた際
に、スロットルロッド56がスロットルレバーに作用する
力F_outは板カム53の回動角ψがψ_ｉのとき近似的に次の
ように表わせる。

本発明では、扇状のブラケット52が形成されているた
め、アクセルワイヤ51によって引く力は第１枢支軸57か
らアクセルワイヤ51が作用する部分までの腕に対し常に
ほぼ直角とすることができる。

そのため、第１枢支軸57に作用する回転モーメントM
_inは M_in＝F_in・L₁となる。

板カム53の輪郭面が転動子に当接する部分までの距離
はｒ_ψｉ＝ｆ（ψ_ｉ）なので、転動子54に働く力F₂は その結果、スロットルロッド56に働く力F_outは F_out＝L₃F₂・cos（π/2−φ）/L₄ ここでｒ_ψｉは板カム53の回動角ψでｆ（ψ）で微分
し、ψ＝ψ_ｉとしたときの値である。

ただし、以上の力の伝達には摩擦等のエネルギ損失は
考慮されていない。

なお、本発明のアクセルリンク装置では、L₁は回動角
ψに対し不変と特に限定されず、必要ならばL₁を回動角
ψの関数として可変とすることもできる。また、L₂、
L₃、L₄は設計時にその大きさが設定される設計事項であ
る。

以上のように本発明のアクセルリンク装置は、板カム
53の輪郭面の形状をいろいろ変化させることにより、任
意の伝達特性を得ることができる。

［実施例］ 本発明にかかる実施例のアクセルリンク装置を第１図
を参照して説明する。第１図は本実施例を模式的に示し
た概略構成図である。

本実施例のアクセルリンク装置１は、自動車等で使用
されるアクセルペダル２の操作量をスロットルロッド３
に伝達するもので、その伝達特性を種々に設定できる。
その構成は第１枢支軸111中心に回動可能な板カム11
と、板カム11に一体的に連結されてアクセルペダル２よ
り最も離隔する弧縁121にアクセルワイヤ15が係留され
た扇状ブラケット12と、一端に転動子131をもち、かつ
他端にスロットルロッド３との連接部132を有して、第
２枢支軸133中心に回動可能なアクセルレバー13と、両
枢支軸111、133を保持する台枠14とを包含して成ってい
る。

板カム11は、略楕円形状をもつ輪郭面112を有してお
り、偏心した位置に形成された第１枢支軸111によって
回動自在に台枠14に保持されている。輪郭面112は、第
１枢支軸111よりの距離がその回動角によって大きく変
動する。本実施例では板カム11が略楕円形状であり、第
１枢支軸111は、その２個の基準点のうちの一方の基準
点の位置としている。そうすると、第１枢支軸111から
輪郭面112までの距離は容易に決定される。

扇状ブラケット12は、円板を５分割した程度の弧状し
た板状のブラケットである。その要となっている一端
は、板カム11の第１枢支軸111が形成されている側の側
縁部に一体として結合されている。扇状ブラケット12の
弧縁121には、周方向に窪み部122が形成され、その弧縁
121のアクセルペダル２よりも最離隔する端部にアクセ
ルワイヤ15を係留する係留部133が形成されている。

アクセルレバー13は、第２枢支軸123で台枠14に回動
自在に保持され、一端に転動子131をもち、他端にはス
ロットルロッド３との連接部132が形成された略Ｌ字形
状のレバーである。転動子131は、板カム11の輪郭面112
に常時当接する小型のゴムローラであり、当接する輪郭
面112の移動に伴って非常に容易に回転する。連接部132
は、スロットルロッド３の一端を揺動自在に連接し、ア
クセルレバー13の回転力をスロットルロッド３に直線力
として伝達する。

台枠14は、剛性のある堅牢な材質で形成されており、
板カム11の第１枢支軸111とアクセルレバー13の第２枢
支軸133とをその相互間の距離を一定として保持してい
る。本実施例のアクセルリンク装置１は、第１枢支軸11
1、または第２枢支軸133のどちらかに必ず保持されてい
るため、台枠14は本実施例のアクセルリンク装置１の全
体を保持していることになる。

アクセルワイヤ15は、アクセルペダル２と、扇状ブラ
ケット12の弧縁121に形成された係留部123とを連接して
いる。そして、アクセルペダル２が踏み込まれていない
ときは、アクセルワイヤ15は係留部123から弧縁121に形
成された窪み部122の中を弧縁121に沿って当接しながら
通り、係留部123と反対側である弧縁121の端部からアク
セルペダル２に連接される。また、アクセルペダル２が
最も大きく踏み込まれたときは、アクセルワイヤ15は係
留部123から弧縁121にほとんど当接せず直接にアクセル
ペダル２と連接される。

以上のように構成された本実施例のアクセルリンク装
置１は次のように動作する。

まず、アクセルペダル２が踏み込まれると、それに応
じてアクセルワイヤ15が引張られ扇状ブラケット12を板
カム11の第１枢支軸111を回動中心として回動させる。
このとき、アクセルワイヤ15はその引張り量に従って扇
状ブラケット12の弧縁121のアクセルペダル２寄りの端
部から徐々に弧縁121より離れる。なお、アクセルワイ
ヤ15の引張り力の方向と、その作用点と第１枢支軸111
とを結ぶ腕とは、アクセルワイヤ15の引張り量に関係な
くほぼ直角となっている。

板カム11は扇状ブラケット12と一体となっているた
め、アクセルワイヤ15によって板カム11も第１枢支軸11
1を回動中心として回動する。板カム11は、略楕円形状
となっているため、アクセルレバー13の転動子131に当
接している輪郭面112までの第１枢支軸111からの長さ
が、板カム11の回動する角度によって異なっている。そ
のため、板カム11の輪郭面112での回転モーメントでの
腕の長さの変化によって回転方向への力も変化する。さ
らに輪郭面112においてアクセルレバー13の転動子131を
押圧する方向も変わる。その結果、転動子131の第２枢
支軸133回りのトルクも変化してくる。そして、そのト
ルクによって連接部131に連接されたスロットルロッド
３を動かす。これらの近似した量的な検討は前述した
［作用］の項で述べている。

本実施例では、板カムが略楕円形状であるため、アク
セルワイヤ15の引張り力がスロットルロッドへと伝達す
る際の伝達特性は、通常のリンク装置の線形に比例する
伝達特性と少し異なり、ゆるやかに上に凸状となる非線
形な伝達特性となる。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかなように、本発明のアクセルリ
ンク装置は、アクセルワイヤの作用方向が常時、回転腕
に直角となる伝達効率をよくした扇状ブラケットを有
し、板カムを介しアクセルレバーを回動させスロットル
ロッドを駆動するものであるから、板カムの形状を種々
の形状に設定することによってその伝達特性もそれに対
応して多数の特性を得ることができ、このため、例えば
エンジン出力の特性に適合した伝達特性を機械的に実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる実施例のアクセルリンク装置の
概略構成図であり、第２図はその動作を説明する概略図
である。第３図は従来技術のアクセルリンク装置の概略
図である。 １……アクセルリンク装置、２……アクセルペダル ３……スロットルロッド 11……板カム、12……扇状ブラケット 13……アクセルレバー、14……台枠 15……アクセルワイヤ、111……第１枢支軸 112……輪郭面、121……弧縁 131……転動子、132……連接部 133……第２枢支軸

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１枢支軸中心に回動可能な板カムと、 該板カムに一体的に連結されてアクセルペダルより最も
   離隔する弧縁にアクセルワイヤが係留された扇状ブラケ
   ットと、 一端に前記板カムの輪郭面と当接する転動子をもち、か
   つ他端にスロットルロッドとの連接部を有して第２枢支
   軸中心に回動可能なアクセルレバーと、 前記両枢支軸を保持する台枠とを包含してなるアクセル
   リンク装置。