JP3185498B2 - 車両用アクセルペダル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクセル操作量に応じ
てアクセルペダルに復帰力を印加する車両用アクセルペ
ダル装置に関し、特に、アクセル操作量とその踏込力と
の対応関係にヒステリシス特性を付与する車両用アクセ
ルペダル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関にはアクセル操作量に応
じて歪が増大するスプリングを取り付け、このスプリン
グによってアクセル操作量に応じて増大する復帰力を、
コントロールケーブル等機械的伝達機構を介してアクセ
ルペダルに印加している。ところが、近年アクセル踏込
み量を電気的に検知し、これに基づいてスロットル開度
などを制御する所謂リンクレススロットルが利用される
ようになった。リンクレススロットルを用いた場合、ア
クセルペダルには内燃機関側からの負荷が加わらず、ス
プリングによる復帰力と運転者による踏込力のみが加わ
る。すると、アクセル操作量は機械的伝達ロスなく踏込
力の変動をそのまま反映してしまうので、アクセル操作
量を一定に保持することがきわめて困難となり、延いて
は内燃機関の運転性を悪化させてしまう。

【０００３】そこで、この種のリンクレススロットルに
用いられるアクセルペダル装置では、アクセルペダルに
スプリングの復帰力を印加すると共に、摩擦板などによ
って移動抵抗を印加することが行われている。このよう
にアクセルペダルに移動抵抗を印加すると、アクセル操
作量とその踏込力との対応関係に、次のようにヒステリ
シス特性が付与され、運転性を向上させることができ
る。例えば、アクセルペダルを踏み込んだ後に若干踏込
力を弱めた場合、踏込力はアクセルペダルに加わる復帰
力を下回るが、アクセルペダルには移動抵抗が印加され
ている。このため踏込力が、復帰力から移動抵抗を差し
引いた値を下回るまでアクセル操作量は減少しない。こ
のように、アクセルペダルに移動抵抗を印加することに
より、踏込力が多少変動してもアクセル操作量を所望の
値に保持することが可能となるのである。

【０００４】また、アクセル操作量が大きい範囲ではア
クセル操作量を一定に保持して運転することが多く、逆
にアクセル操作量が小さい範囲ではアクセル操作量を微
妙に調整する必要がある。このため、アクセル操作量が
大きい範囲では、アクセルペダルに付与するヒステリシ
ス特性が大きいほうが望ましく、アクセル操作量が小さ
い範囲ではヒステリシス特性が小さい方が望ましい。更
に、アクセル踏込量が小さい範囲で大きなヒステリシス
特性を付与すると、アクセルペダルから足を離してもア
クセル操作量が０とならない所謂戻り不良が発生する危
険がある。

【０００５】そこで、特開平４−１２８５１９号公報に
記載のように、アクセル操作量が大きくなるに従ってア
クセルペダルの移動抵抗を増加させる装置が提案されて
いる。この装置では、アクセル操作量と踏込力との対応
関係に付与されるヒステリシス特性を、アクセル操作量
に応じて大きくし、アクセル操作量の全ての範囲で良好
な運転性を確保することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種のア
クセルペダル装置では、スプリングが一部破損して復帰
力が弱まったとき、次のように戻り不良が発生する恐れ
があった。例えば、近年の自動車では、スプリングの一
方が切断してもアクセルペダルが復帰するように、２系
列のスプリングによってアクセルペダルに復帰力を印加
している。この場合、スプリングの一方が切断すると、
同じ操作量のアクセルペダルに加わる復帰力はほぼ半分
になる。すると、そのアクセル操作量に対して設定され
ているアクセルペダルの移動抵抗が上記復帰力を上回る
ことがある。これによって、アクセルペダルから足を離
してもアクセルが戻らなくなるのである。

【０００７】そこで本発明は、アクセル操作量と踏込力
との対応関係に付与されるヒステリシス特性を、アクセ
ル操作量に応じて大きくしてアクセル操作量の全ての範
囲で良好な運転性を確保すると共に、故障などによりア
クセルペダルに加わる復帰力が減少した場合もアクセル
ペダルを確実に戻すことのできるアクセルペダル装置を
提供することを目的としてなされた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１記載の発明（以下、第一発明と記
載）は、アクセルペダルが操作されたとき、該アクセル
ペダルに、その踏込量に応じて増大する復帰力を印加す
る復帰力印加手段と、上記復帰力の増加に伴って増加
し、上記復帰力の減少に伴って減少する、アクセルペダ
ルの移動方向と逆向きの移動抵抗を、上記アクセルペダ
ルに印加する移動抵抗印加手段と、を備えたことを特徴
とする車両用アクセルペダル装置を要旨としており、請
求項１０記載の発明（以下、第二発明と記載）は、アク
セルペダルが操作されたとき、該アクセルペダルに、そ
の踏込量に応じて増大する復帰力を印加する復帰力印加
手段と、上記アクセルペダルの踏込力の増加に伴って増
加し、上記踏込力の減少に伴って減少する、アクセルペ
ダルの移動方向と逆向きの移動抵抗を、上記アクセルペ
ダルに印加する移動抵抗印加手段と、を備えたことを特
徴とする車両用アクセルペダル装置を要旨としている。

【０００９】

【作用】このように構成された第一発明では、復帰力印
加手段によって印加されるアクセルペダルの復帰力はア
クセル踏込量に応じて増大し、移動抵抗印加手段はその
復帰力の増加に伴って増加し復帰力の減少に伴って減少
する移動抵抗を、アクセルペダルに印加する。従ってア
クセルペダルの移動抵抗はアクセル踏込量の増大に伴っ
て増大する。また、この移動抵抗は、アクセルペダルの
移動方向と逆向きに作用する。このため、アクセル踏込
量と踏込力との対応関係に付与されるヒステリシス特性
は、アクセル踏込量に応じて大きくなる。

【００１０】また、故障などによって復帰力印加手段に
よって印加されるアクセルペダルの復帰力が減少した場
合も、移動抵抗印加手段はその減少後の復帰力に応じた
移動抵抗をアクセルペダルに印加する。このため、その
復帰力によってアクセルペダルを確実に戻すことができ
る。

【００１１】また、第二発明では、復帰力印加手段によ
って印加されるアクセルペダルの復帰力はアクセル踏込
量に応じて増大し、アクセルペダルを操作するための踏
込力もその復帰力の増加に伴って増加する。移動抵抗印
加手段はその踏込力の増加に伴って増加し踏込力の減少
に伴って減少する移動抵抗を、アクセルペダルに印加す
るので、アクセルペダルの移動抵抗はアクセル踏込量の
増大に伴って増大する。また、この移動抵抗は、アクセ
ルペダルの移動方向と逆向きに作用する。このため、ア
クセル踏込量と踏込力との対応関係に付与されるヒステ
リシス特性は、アクセル踏込量に応じて大きくなる。

【００１２】また、故障などによって復帰力印加手段に
よって印加されるアクセルペダルの復帰力が減少した場
合、これに応じてアクセルペダルの踏込力も減少する。
この場合、移動抵抗印加手段はその減少後の踏込力に応
じた移動抵抗をアクセルペダルに印加するので、減少後
の復帰力によってアクセルペダルを確実に戻すことがで
きる。

【００１３】更に、第二発明では、アクセルペダルの踏
込力が減少すれば、復帰力の大きさに関わらず移動抵抗
が減少する。このため、第二発明は次のように作用す
る。すなわち、移動抵抗印加手段が老朽化したり損傷し
たりすると、その移動抵抗印加手段は、各踏込力に対し
て予め設定された移動抵抗よりも大きい移動抵抗を印加
することがある。例えば、摩擦によって移動抵抗を印加
する車両用アクセルペダル装置では、摩擦面の損傷によ
ってその摩擦係数が異常に大きくなることがある。この
ような場合、所定の踏込力に対応する復帰力よりもその
踏込力に対応する移動抵抗の方が大きくなることも考え
られる。

【００１４】ところが、踏込力は運転者の操作によって
任意に小さくすることができる。このため、各踏込力に
対応する移動抵抗が増加した場合も、その移動抵抗を復
帰力よりも小さくすることができる。従って、第二発明
では、老朽化などによって移動抵抗が増加した場合も、
アクセルペダルを確実に戻すことができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。先ず、図１〜図７に基づいて第一発明に対応する実
施例を説明する。図３は、第１実施例の車両用アクセル
ペダル装置１の取付状態を表す側面図である。本実施例
のアクセルペダル装置１は、車両の運転席前方下部の前
壁７０ａに固定部材１ａを介して固定されている。ま
た、運転席前方下部の床面７０ｂには、支承部材７３が
設けられている。そして、この支承部材７３によって、
アクセルペダル７５が回動軸７５ａを中心に回動自在に
支承されている。アクセルペダル７５先端には係合片７
７が突設され、その係合片７７には、アクセルペダル装
置１に取り付けたレバー３と係合する切欠部７７ａが形
成されている。このため、運転者がアクセルペダル７５
を踏み込むと、レバー３がアクセルペダル装置１の回動
軸５を中心にして回動する。また、支承部材７３から
は、アクセルペダル７５を受け止めてその回動範囲を規
定するボルト７９が突設されている。

【００１６】次に、図１はアクセルペダル装置１の構成
を表す断面図、図２はその分解斜視図である。図１およ
び図２に示すように、アクセルペダル装置１のハウジン
グ７には、前述の回動軸５が回動自在に挿入される。回
動軸５には、中央に第１ロータ１１が固定されており、
端部５ａにはレバー３（図３）が固定可能である。ま
た、回動軸５の他端はハウジング７の側面に設けたアク
セルポジションセンサ１３内に挿入されている。

【００１７】第１ロータ１１には、小径スプリング１５
および大径スプリング１７を、端部５ａとは反対側から
挿入可能な小径環状溝２１および大径環状溝２３が形成
されている。なお、各環状溝２１，２３は回動軸５を中
心として同心円状に形成されている。小径スプリング１
５および大径スプリング１７はアクセルペダル７５に復
帰力を印加する復帰力印加手段に相当し、いずれも捩り
コイルバネで構成されている。各環状溝２１，２３の底
部には係止部２１ａ，２３ａが形成され、各スプリング
１５，１７の先端１５ａ，１７ａを係止する。また、第
１ロータ１１の端部５ａ側端面には、回動軸５を軸とす
る平歯車２５が形成されている。更に、第１ロータ１１
の外周には、軸方向に伸びる突条１１ａが形成されてい
る。スプリング１５，１７の付勢力によって第１ロータ
１１が復帰すると、この突条１１ａはハウジング７の軸
方向に設けられた突条７ａと係合し、第１ロータ１１の
復帰位置を規定する。

【００１８】次に、ハウジング７の底面７ｂには回動軸
側摩擦板２７が配設される。回動軸側摩擦板２７は平歯
車２５に嵌合する内歯車２７ａを有している。回動軸側
摩擦板２７の表面にはハウジング側摩擦板２９が配設さ
れる。ハウジング側摩擦板２９はハウジング７の突条７
ａと係合する係合片２９ａ（図２）を有し、この係合に
よってハウジング７に対する回動が防止される。また、
ハウジング側摩擦板２９には、平歯車２５を挿通可能な
円形の挿通穴２９ｂが形成されている。続いて、ハウジ
ング側摩擦板２９表面には、回動軸５と一体に構成され
た前述の第１ロータ１１が配設される。このとき、回動
軸５はハウジング７の挿通穴７ｃに挿通され、平歯車２
５はハウジング側摩擦板２９の挿通穴２９ｂを通って回
動軸側摩擦板２７の内歯車２７ａに嵌合する。この構成
により、回動軸側摩擦板２７および第１ロータ１１は回
動軸５と一体に回動する。

【００１９】次に、第１ロータ１１表面には、小径環状
溝２１より小径のワッシャ３１が回動軸５を通して配設
され、第１ロータ１１の小径環状溝２１，大径環状溝２
３には、前述の小径スプリング１５，大径スプリング１
７がそれぞれ挿入される。更に、その表面には、ワッシ
ャ３１，小径スプリング１５，および大径スプリング１
７を挟んで第２ロータ３３が配設される。

【００２０】第２ロータ３３は、回動軸５を挿入可能な
挿入穴３３ａを有し、回動軸５に対して回動自在に挿入
される。また、第２ロータ３３の第１ロータ１１側端面
には、小径スプリング１５，大径スプリング１７を挿入
可能な小径環状溝３５，大径環状溝３７が、第１ロータ
１１の小径環状溝２１，大径環状溝２３と対向して形成
されている。この環状溝３５，３７も、環状溝２１，２
３と同様にスプリング１５，１７の先端１５ｂ，１７ｂ
を係止する係止部３５ａ，３７ａを有している。一方、
第２ロータ３３の第１ロータ１１とは反対側の端面に
は、鋼球４１を支承する三つの鋼球溝４３と三つの突起
４５とが、６０°毎に交互に形成されている。

【００２１】第２ロータ３３表面には、前述の三つの鋼
球４１を挟んで円板状のストッパ４７が配設される。ス
トッパ４７には、回動軸５を回動自在に挿入可能な挿入
穴４７ａ、第２ロータ３３の突起４５を個々に挿入可能
な円弧状の三つの円弧穴４９、および各鋼球溝４３と対
向して各鋼球４１を支承する三つの鋼球溝５１が形成さ
れている。ここで、図４に示すように、鋼球溝４３，第
２ロータ３３の回動方向（矢印Ｂ）に沿って徐々に深く
なるように、鋼球溝５１はその方向に沿って徐々に浅く
なるように形成されている。このため、第２ロータ３３
がストッパ４７に対して回動軸５を中心に回動すると、
後述するように第２ロータ３３とストッパ４７との間隔
が変化する。

【００２２】図１および図２に戻って、ストッパ４７の
第２ロータ３３と反対側端縁には鍔４７ｂが形成され、
ストッパ４７外周にはハウジング７の突条７ａと係合す
る係合溝４７ｃ（図２）が形成されている。この鍔４７
ｂは、ストッパ４７表面に配設されるサークリップ５５
と共に、ハウジング７の開口部に沿って形成した溝７ｄ
に嵌合する。この構成によって、ハウジング７内に配設
した各部材をハウジング７内に保持することができる。
また、係合溝４７ｃは突条７ａと係合することにより、
ストッパ４７がハウジング７に対して回動するのを防止
している。そして、ストッパ４７表面とハウジング７上
面とに、前述のアクセルポジションセンサ１３（図１）
が取り付けられるのである。

【００２３】次に、このように構成されたアクセルペダ
ル装置１の動作を説明する。先ず、運転者がアクセルペ
ダル７５を踏み込むと、レバー３は図３の矢印Ａ方向へ
回動する。すると、回動軸５を介して第１ロータ１１も
同様に回動する。また、回動軸側摩擦板２７も平歯車２
５を介して第１ロータ１１と一体に回動するので、回動
軸側摩擦板２７もレバー３と同様に回動する。一方、ハ
ウジング側摩擦板２９は、ハウジング７に対して回動不
能に固定されている。このため、第１ロータ１１−ハウ
ジング側摩擦板２９間，ハウジング側摩擦板２９−回動
軸側摩擦板２７間，および回動軸側摩擦板２７−ハウジ
ング７の底面７ｂ間で摩擦力が発生する。すなわち、ハ
ウジング側摩擦板２９および回動軸側摩擦板２７は移動
抵抗印加手段に相当する。

【００２４】また、小径スプリング１５は小径環状溝２
１，３５の底部に、大径スプリング１７は大径環状溝２
３，３７の底部に、それぞれ係合しているので、レバー
３の回動に伴って各スプリング１５，１７に歪が生じ
る。この歪はレバー３を介してアクセルペダル７５に復
帰力を印加すると共に、第２ロータ３３を次のように移
動させる。

【００２５】アクセルペダル７５が操作されていないと
きは、第２ロータ３３にはスプリング１５，１７からの
力があまり働かない。このため、第２ロータ３３とスト
ッパ４７との位置関係は図４（Ａ）に例示するようにな
っている。すなわち、第２ロータ３３の鋼球溝４３とス
トッパ４７の鋼球溝５１との最も深い部分が互いに対向
し、この間に鋼球４１が配設される。

【００２６】ところが、アクセルペダル７５が踏み込ま
れてスプリング１５，１７に歪が加わると、第２ロータ
３３には矢印Ｂ方向の力が加わる。これによって、第２
ロータ３３はストッパ４７に対し、鋼球溝４３，５１が
いずれも徐々に浅くなる方向に回動し、図４（Ｂ）に例
示する位置関係となる。すなわち、鋼球溝４３，５１の
比較的浅い部分同士が対向し合うようになり、この間に
鋼球４１が配設される。すると、ストッパ４７は鍔４７
ｂおよびサークリップ５５によって固定されているの
で、第２ロータ３３が矢印Ｃ方向へ押圧される。

【００２７】この押圧力は、ワッシャ３１を介して第１
ロータ１１，ハウジング側摩擦板２９，回動軸側摩擦板
２７，およびハウジング７の底面７ｂ間に印加され、こ
れらの部材間に働く摩擦力が増加する。なお、スプリン
グ１５，１７の歪が増加するほど、すなわちアクセルペ
ダル７５に印加される復帰力が大きくなるほど、第２ロ
ータ３３に加わる矢印Ｂ方向の力が大きくなる。これに
伴って、鋼球溝４３，５１は、より浅い部分で対向する
ようになり、矢印Ｃ方向の押圧力も増加する。すなわ
ち、アクセルペダル７５の復帰力が増加するに従って、
第１ロータ１１，ハウジング側摩擦板２９，回動軸側摩
擦板２７，および底面７ｂ間に働く摩擦力が増加するの
である。

【００２８】このため、アクセルペダル７５を踏み込む
踏込力とアクセルペダル７５の踏込量との間には、図５
に実線で例示する対応関係がある。すなわち、アクセル
ペダル７５の踏込力が増加するに従って踏込量も直線的
に増加する。また、アクセルペダル７５の踏込力が減少
するときも、それに従って踏込量が直線的に減少する。
ところが、第１ロータ１１，ハウジング側摩擦板２９，
回動軸側摩擦板２７，および底面７ｂ間に働く摩擦力の
影響により、アクセルペダル７５の踏込力が増加すると
きと減少するときとでは、同じ踏込量に対応する踏込力
に差異が生じる（以下この差異をヒステリシス量と記
載）。

【００２９】これは、踏込力が増加するときは、上記摩
擦力は踏込力とは反対方向に作用し、踏込力が減少する
ときは、上記摩擦力は踏込力と同じ方向に作用する。そ
して、踏込力と上記摩擦力との合力がスプリング１５，
１７の弾発力（踏込量に略比例する）と釣り合うからで
ある。また、前述したように、スプリング１５，１７の
歪が増加するに従って上記摩擦力は増加する。このた
め、踏込量が増加するほどヒステリシス量が大きくな
る。従って、アクセルペダル７５の踏込量が大きい範囲
では、踏込量を一定にして運転することが容易となり、
踏込量が小さい範囲では、踏込量を微妙に調整すること
が容易となるのである。この結果、アクセルペダル７５
踏込量の全ての範囲で良好な運転性を確保することがで
きる。

【００３０】また、スプリング１５または１７が破断す
るなどして、アクセルペダル７５に印加される復帰力が
減少した場合、ヒステリシス量も同様に減少する。小径
スプリング１５が破断した場合における踏込力と踏込量
との対応関係を図５に破線で例示する。なお、小径スプ
リング１５の代わりに大径スプリング１７が破断した場
合も同様の対応関係となる。スプリング１５，１７の一
方が破断すると、アクセルペダル７５に印加される復帰
力は半減するが、同時に上記摩擦力も半減する。すなわ
ちヒステリシス量が半減する。このため、各踏込量に対
応する踏込力は、踏込力の増加側，減少側共に正常時の
約半分の大きさとなる。従って、踏込量が０でないにも
関わらず踏込力が０となってアクセルペダル７５の戻り
不良が発生するのを、確実に防止することができる。

【００３１】なお、上記実施例では、復帰力印加手段と
して２系列のスプリング１５，１７を使用しているが、
復帰力印加手段としては、１系列のスプリング，ゴム，
或いは空気バネなどを使用しても同様にアクセルペダル
７５に復帰力を印加することができる。この場合も、ア
クセルペダル７５踏込量の全ての範囲で良好な運転性を
確保すると共に、復帰力印加手段の劣化などによって復
帰力が減少した場合、アクセルペダル７５の戻り不良を
確実に防止することができる。

【００３２】また、上記実施例では、アクセルペダル７
５に印加される復帰力に応じて、第１ロータ１１，ハウ
ジング側摩擦板２９，回動軸側摩擦板２７，およびハウ
ジング７の底面７ｂ間に加わる摩擦力を変化させ、これ
によって、アクセルペダル７５の移動抵抗を調整してい
るが、アクセルペダル７５の移動抵抗はこの他にも種々
の構成によって調整することができる。

【００３３】図６は、第２実施例の車両用アクセルペダ
ル装置１０１の構成を表す斜視図である。レバー３（図
３）を固定可能な回動軸１０５には、大歯車１０７が固
定されている。また、回動軸１０５が挿通されるハウジ
ング１０９の底面１０９ａには、圧力センサ１１１が固
定されている。更に、ハウジング１０９内にはスプリン
グ１１５が配設されている。スプリング１１５の一端
は、圧力センサ１１１の受圧面に当接し、他端は図示し
ないロータを介して回動軸１０５に係止されている。こ
のため、スプリング１１５は、アクセルペダル７５（図
３）の踏込量に応じて、回動軸１０５を介してアクセル
ペダル７５に復帰力を印加する。また、圧力センサ１１
１は、該復帰力に対応する検出信号を出力する。

【００３４】一方、ハウジング１０９はＤＣモータ１２
１と共に、ケース１２３に収納されている。また、ＤＣ
モータ１２１に取り付けられた小歯車１２５は大歯車１
０７と噛合している。更に、圧力センサ１１１の検出信
号は電子制御回路１３１に入力され、電子制御回路１３
１はこの検出信号に基づきＤＣモータ１２１を次のよう
に制御する。

【００３５】電子制御回路１３１は、圧力センサ１１１
の検出信号を微分し、回動軸１０５の回動方向を検出す
る。続いて、該検出信号の大きさに基づき、ＤＣモータ
１２１に、アクセルペダル７５の復帰力に応じて増加す
る直流電圧を、回動軸１０５の回動を抑制する方向に印
加する。これによってＤＣモータ１２１は、小歯車１２
５，大歯車１０７，および回動軸１０５を介して、アク
セルペダル７５に移動抵抗を印加することができる。ま
た、この移動抵抗はアクセルペダル７５に印加される復
帰力に応じて増加するので、本実施例では第１実施例と
同様の効果を得ることができる。

【００３６】次に、図７は、第３実施例の車両用アクセ
ルペダル装置２０１の構成を表す斜視図である。レバー
３（図３）を固定可能な回動軸２０５は、レバー２０７
を介してダンパ２０９のシリンダ２０９ａに接続されて
いる。レバー２０７とシリンダ２０９ａとは回動自在に
接続されており、回動軸２０５が回動することによっ
て、ダンパ２０９が伸縮する。また、ピストン２０９ｃ
に設けた図示しないオリフィスの半径を変化させ、ピス
トン２０９ｃの作動抵抗を調整するコントロールロッド
２０９ｄ先端には、ダンパ側かさ歯車２１１が固定され
ている。更に、ピストンロッド２０９ｂ先端を支承する
支承部材２１３には、ＤＣモータ２２１が固定され、こ
のＤＣモータ２２１には、ダンパ側かさ歯車２１１と噛
合するモータ側かさ歯車２２３が取り付けられている。

【００３７】一方、回動軸２０５が挿通されるハウジン
グ２２５内には、上記第２実施例と同様、回動軸２０５
を介してアクセルペダル７５（図３）に復帰力を印加す
るスプリング２２７と、スプリング２２７の一端から加
わる圧力を検出する圧力センサ２２９とが設けられてい
る。そして、圧力センサ２２９の検出信号は電子制御回
路２３１に入力され、電子制御回路２３１はこの検出信
号に基づきＤＣモータ２２１を次のように制御する。

【００３８】すなわち、電子制御回路２３１は、アクセ
ルペダル７５の復帰力に応じてピストン２０９ｃの作動
抵抗が増加するように、ＤＣモータ２２１を介してコン
トロールロッド２０９ｄを回転させるのである。この結
果、ダンパ２０９によってアクセルペダル７５に印加さ
れる移動抵抗が復帰力に応じて増加する。従って、本実
施例でも第１，第２実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

【００３９】次に、図８〜図１１に基づいて第二発明に
対応する実施例を説明する。図８は第４実施例の車両用
アクセルペダル装置３０１の構成を表す断面図、図９は
その分解斜視図である。なお、本実施例のアクセルペダ
ル装置３０１も、上記各実施例と同様、図３のアクセル
ペダル７５にレバー３を介して接続される。

【００４０】図８に示すように、開口部３０３ａ近傍か
ら側方に向かって２本の腕３０４が突設されたハウジン
グ３０３には、回動軸３０５が回動自在に挿入される。
回動軸３０５には、カム付きロータ３１１が同軸状に固
定されており、このカム付きロータ３１１はハウジング
３０３の底面３０３ｂに配設される。また、回動軸３０
５の一方の端部３０５ａにはレバー３（図３）が固定可
能であり、他端はハウジング３０３の外部に設けたアク
セルポジションセンサ３１３内に挿入されている。ここ
で、カム付きロータ３１１の端部３０５ａ側端面には、
後述する所定角度θ（図１０）で、アクセルペダル７５
（図３）踏込み時に回動する方向に傾斜した多数のカム
面３１１ａが放射状に形成されている。また、カム付き
ロータ３１１側面には、１２０°毎に突起３１１ｂが形
成されている。この突起３１１ｂは、ハウジング３０３
内壁に形成した後述する突条３０３ｃと係合し、カム付
きロータ３１１の復帰位置を規定している。

【００４１】カム付きロータ３１１のカム面３１１ａ表
面には、カム付き摩擦板３１５が配設される。カム付き
摩擦板３１５のカム付きロータ３１１側端面には、各カ
ム面３１１ａと個々に同時に係合する多数のカム面３１
５ａが形成され、端部３０５ａ側端面には、回動軸３０
５と同軸状に形成された平歯車３１７が一体に形成され
ている。また、カム付き摩擦板３１５および平歯車３１
７には、回動軸３０５が回動自在に挿入される回動穴３
１９が穿設されている。

【００４２】カム付き摩擦板３１５の表面には、ハウジ
ング側摩擦板３２１が配設される。ハウジング側摩擦板
３２１の厚肉の周縁部３２１ａには、図９に示すように
１２０°毎に切欠部３２１ｂが形成されている。ハウジ
ング側摩擦板３２１は、この各切欠部３２１ｂをハウジ
ング３０３内壁に形成した突条３０３ｃと係合させるこ
とにより、ハウジング３０３に対して回動不能で、かつ
回動軸３０５の軸方向に摺動自在に配設されている。図
８に戻って、突条３０３ｃは、ハウジング３０３の底面
３０３ｂからハウジング側摩擦板３２１の端部３０５ａ
側端面までの間にのみ形成されている。このため、ハウ
ジング側摩擦板３２１は周縁部３２１ａの肉厚分だけ端
部３０５ａ方向に摺動可能である。また、ハウジング側
摩擦板３２１には、平歯車３１７が回動自在に挿入され
る挿入穴３２１ｃが形成されている。

【００４３】ハウジング側摩擦板３２１の表面には、摩
擦面付きロータ３２５が配設される。摩擦面付きロータ
３２５には回動軸３０５が回動自在に挿入される挿入穴
３２７が形成され、その挿入穴３２７のハウジング側摩
擦板３２１側には、平歯車３１７に嵌合する内歯車３２
９が形成されている。この構成により、カム付き摩擦板
３１５と摩擦面付きロータ３２５とは一体に回転する。
また、内歯車３２９は充分な軸方向の長さを有してお
り、その中を平歯車３１７が軸方向に摺動可能とされて
いる。更に、カム付き摩擦板３１５および摩擦面付きロ
ータ３２５と、ハウジング側摩擦板３２１との接触面は
所定の摩擦係数μを有するように構成されている。

【００４４】更にまた、摩擦面付きロータ３２５の端部
３０５ａ側端面には、挿入穴３２７を中心に同心円状に
形成され、小径スプリング３３１および大径スプリング
３３３が挿入される小径環状溝３３５および大径環状溝
３３７が形成されている。また、小径環状溝３３５と大
径環状溝３３７との間には、図９に示すように直線状の
連通部３３９が形成されている。小径スプリング３３１
の両端部３３１ａ，３３１ｂは外側へ、大径スプリング
３３３の両端部３３３ａ，３３３ｂは内側へ、それぞれ
曲げられており、この連通部３３９は、各スプリング３
３１，３３３の摩擦面付きロータ３２５側の端部３３１
ａ，３３３ａを係止している。

【００４５】小径スプリング３３１，大径スプリング３
３３が挿入された摩擦面付きロータ３２５の表面には、
ストッパ３４１が配設される。図８に戻って、ストッパ
３４１には、回動軸３０５が回動自在に挿入される挿入
穴３４３が形成されると共に、その挿入穴３４３を中心
に同心円状に形成され、小径スプリング３３１，大径ス
プリング３３３を、摩擦面付きロータ３２５側から挿入
可能な小径環状溝３４５，大径環状溝３４７が形成され
ている。また、小径環状溝３４５と大径環状溝３４７と
の間にも連通部３３９と同様の連通部（図示せず）が形
成され、各スプリング３３１，３３３の端部３０５ａ側
端部３３１ｂ，３３３ｂを係止している。更に、ストッ
パ３４１には側方に向かって２本の腕３４９が突設され
ている。ストッパ３４１は、各腕３４９を腕３０４と重
ね合わせた状態で、図示しないボルトおよびナットによ
ってハウジング３０３に固定される。なお、このボルト
は充分な長さを有しており、腕３４９表面から突出し
て、アクセルペダル装置３０１を固定部材１ａ（図３）
などに取り付けるためにも利用される。

【００４６】また、ハウジング３０３の底面３０３ｂと
カム付きロータ３１１との間，および摩擦面付きロータ
３２５とストッパ３４１との間には、カム付きロータ３
１１および摩擦面付きロータ３２５の回転を滑らかにす
るためのワッシャ３５１，３５３が挿入されている。

【００４７】次に、このように構成されたアクセルペダ
ル装置３０１の動作を説明する。先ず、運転者がアクセ
ルペダル７５を踏み込むと、回動軸３０５およびカム付
きロータ３１１は図８の矢印Ｄの方向、すなわち、カム
付きロータ３１１のカム面３１１ａが傾斜している方向
へ回動する。すると、カム面３１１ａ，３１５ａを介し
てカム付き摩擦板３１５およびそれと一体に回動する摩
擦面付きロータ３２５へ回動力Ｅ（図１０）が伝達され
る。これによって、各スプリング３３１，３３３に歪が
生じ、アクセルペダル７５の復元力が発生する。

【００４８】また、回動力Ｅはその方向に対してθの傾
きを有するカム面３１１ａ，３１５ａを介して伝達され
るので、回動力Ｅに応じてカム付きロータ３１１とカム
付き摩擦板３１５とを離間させる力Ｆ（図１０）が働
く。すなわち、アクセルペダル７５が操作されていない
ときは、カム付きロータ３１１には何等回動力が印加さ
れていないので、図１０（Ａ）に例示するように、カム
面３１１ａ，３１５ａが全面で対向し、カム付きロータ
３１１とカム付き摩擦板３１５とが最も接近している。
ところが、カム付きロータ３１１に回動力Ｅを印加する
と、カム付き摩擦板３１５には、同様の回動力Ｅが作用
すると共に、垂直方向の力（以下、離間力と記載）Ｆが
作用する。この離間力Ｆの作用によって図１０（Ｂ）に
例示するように、カム付きロータ３１１とカム付き摩擦
板３１５とが離間する。この離間力Ｆは、カム付き摩擦
板３１５，ハウジング側摩擦板３２１を摩擦面付きロー
タ３２５方向に押圧する力として作用し、これによっ
て、カム付き摩擦板３１５，ハウジング側摩擦板３２
１，摩擦面付きロータ３２５間に作用する摩擦力が増加
する。

【００４９】この挙動を定量的に分析すると次のように
なる。アクセルペダル７５の操作によって回動軸３０５
に印加されるトルクをＴとすると、カム付きロータ３１
１の半径ｒの点における上記回動力Ｅおよび離間力Ｆ
は、次式で表現される。 Ｅ＝Ｔ／ｒ Ｆ＝Ｅ／ｔａｎθ＝Ｔ／（ｒ・ｔａ
ｎθ） ここで、本実施例では、カム面３１１ａ，３１５ａを、
ｒ・ｔａｎθ＝Ｃ（定数）、となるように所定角度θを
規定している。このように構成した場合、カム面３１１
ａ，３１５ａの全面に渡って均一な離間力Ｆが作用す
る。

【００５０】次に、ハウジング側摩擦板３２１の実効半
径をＲとすると、アクセルペダル７５に作用する総摩擦
力Ｓは、 Ｓ＝２μ・Ｆ・Ｒ＝２μ・Ｒ・Ｔ／Ｃ …………（Ａ） なる式で表現される。また、第一実施例の場合と同様、
この総摩擦力Ｓがアクセルペダル７５のヒステリシス量
に対応している。このように本実施例のアクセルペダル
装置３０１では、アクセルペダル７５に作用する総摩擦
力Ｓが、回動軸３０５に印加されるトルクＴ、すなわち
アクセルペダル７５の踏込み力に比例しているので、次
のような効果が得られる。

【００５１】各コイルバネ３３１，３３３によって印加
されるアクセルペダル７５の復帰力はアクセルペダル７
５の踏込量に応じて増大し、アクセルペダル７５の操作
に必要な踏込力、すなわちトルクＴもその復帰力の増加
に伴って増加する。一方、前述したように、アクセルペ
ダル７５に作用する総摩擦力Ｓは、トルクＴの増加に伴
って増加する。従って、総摩擦力Ｓはアクセル踏込量の
増加に伴って増加する。このため、アクセルペダル７５
の踏込量と踏込力との対応関係に付与されるヒステリシ
ス特性は、図５に例示した第一実施例の特性と同様に、
アクセル踏込量に応じて大きくなる。

【００５２】また、スプリング３３１または３３３が破
断するなどして、アクセルペダル７５に印加される復帰
力が減少した場合も、次のようにしてアクセルペダル７
５を確実に戻すことができる。スプリング３３１，３３
３の一方が破断すると、アクセルペダル７５に印加され
る復帰力は半減するが、同時にアクセルペダル７５を所
定量操作するために必要なトルクＴもほぼ半減する。こ
れに応じて、各踏込み量に対応する総摩擦力Ｓも半減す
るので、各踏込量に対応する踏込力は、踏込力の増加
側，減少側共に正常時のほぼ半分の大きさとなる。従っ
て、踏込量が０でないにも関わらず踏込力が０となって
アクセルペダル７５の戻り不良が発生するのを、確実に
防止することができる。

【００５３】更に、本実施例では、トルクＴが減少すれ
ば、復帰力の大きさに関わらず総摩擦力Ｓが減少するの
で、次のような作用・効果が得られる。すなわち、ハウ
ジング側摩擦板３２１表面や、摩擦面付きロータ３２
５，カム付き摩擦板３１５のハウジング側摩擦板３２１
との接触面などが損傷すると、摩擦係数μが異常に大き
くなることがある。

【００５４】ところが、回動軸３０５に印加されるトル
クＴは運転者の操作によって充分に小さくすることがで
きる。例えば、運転者がアクセルペダル７５から足を離
せばトルクＴは０となる。この場合、式Ａから判るよう
に総摩擦力Ｓも０となる。従って、本実施例では、摩擦
係数μが異常に大きくなった場合も、アクセルペダル７
５を確実に戻すことができる。

【００５５】なお本実施例では、小径スプリング３３
１，大径スプリング３３３が復帰力印加手段に、カム付
き摩擦板３１５，ハウジング側摩擦板３２１，摩擦面付
きロータ３２５が移動抵抗印加手段に、それぞれ相当す
る。また、上記実施例では、カム付きロータ３１１とカ
ム付き摩擦板３１５との位置関係によって、カム付き摩
擦板３１５，ハウジング側摩擦板３２１，摩擦面付きロ
ータ３２５の間に印加される圧力を変化させ、アクセル
ペダル７５の移動抵抗（総摩擦力Ｓ）を調整している
が、アクセルペダル７５の移動抵抗はこの他にも種々の
構成によって調整することができる。例えば、回動軸３
０５側面に歪ゲージを設ければ、アクセルペダル７５の
踏込み力を電気信号に変換することができる。この場
合、第二，第三実施例と同様、ＤＣモータ１２１やダン
パ２０９によってアクセルペダル７５の移動抵抗を調整
することができる。

【００５６】続いて、図１１は第５実施例の車両用アク
セルペダル装置４０１の構成を表す断面図である。本実
施例のアクセルペダル装置４０１は、第４実施例のアク
セルペダル装置３０１と以下の点を除いてほぼ同様に構
成されている。そこで、アクセルペダル装置３０１とほ
ぼ同様の構成部材については図８，９で使用したものと
同一の番号を付して構成の詳細な説明を省略する。図に
示すように、アクセルペダル装置４０１では、カム付き
摩擦板３１５，ハウジング側摩擦板３２１，および摩擦
面付きロータ３２５に替えて、第２カム付きロータ４２
５が配設されている。第２カム付きロータ４２５には、
回動軸３０５が回動自在に挿入される挿入穴４２７が形
成されている。また、第２カム付きロータ４２５のカム
付きロータ３１１側端面には、カム面３１５ａと同様に
構成された多数のカム面４２５ａが形成されている。

【００５７】更に、第２カム付きロータ４２５の端部３
０５ａ側端面には、小径環状溝３３５，大径環状溝３３
７よりやや小径の小径環状溝４３５，大径環状溝４３７
が形成され、大径環状溝４３７の開口部より外側の第２
カム付きロータ４２５端面には摩擦面４３９が形成され
ている。ストッパ４４１にも小径環状溝４３５と同径の
小径環状溝４４５、および大径環状溝４３７と同径の大
径環状溝４４７が形成され、各環状溝４３５，４３７，
４４５，４４７の間に小径スプリング４３１，大径スプ
リング４３３が挿入される。なお、ストッパ４４１は環
状溝４４５，４４７の半径を除いてはストッパ３４１と
ほぼ同様に構成されている。

【００５８】また、アクセルペダル装置４０１では、ワ
ッシャ３５３に替えて、摩擦板４５３が挿入されてい
る。摩擦板４５３は、摩擦面４３９と対向する円環状に
形成され、突条３０３ｃと係合して回動不能に支承され
ている。この摩擦板４５３と摩擦面４３９との接触面
は、前述の摩擦係数２μを有するように構成されてい
る。

【００５９】このように構成された本実施例のアクセル
ペダル装置４０１では、矢印Ｄの方向へ前述の回動力Ｅ
を加えると、カム付きロータ３１１と第２カム付きロー
タ４２５との間に前述の離間力Ｆが働く。この離間力Ｆ
によって摩擦板４５３と摩擦面４３９が圧接され、アク
セルペダル７５に作用する総摩擦力Ｓは、アクセルペダ
ル装置３０１と同様に変化する。

【００６０】従って、本実施例のアクセルペダル装置４
０１でも第４実施例と同様の作用・効果が得られる。ま
た、本実施例のアクセルペダル装置４０１では、第４実
施例のアクセルペダル装置３０１に比べ部品点数が少な
く、構成を大幅に簡略化することができる。このため、
生産コストなども低減することができる。なお、本実施
例では第２カム付きロータ４２５とストッパ４４１との
間に摩擦板４５３を挿入しているが、第２カム付きロー
タ４２５とストッパ４４１とを直接接触させ、その接触
面の摩擦係数を２μとしても同様の作用・効果が得られ
る。この場合、一層構成を簡略化することができる。

【００６１】更に、上記第１〜第５実施例におけるアク
セルポジションセンサ１３，３１３としては、接触式セ
ンサ，非接触式センサなど種々のものを適用することが
できる。例えば、接触式センサとしてはポテンショメー
タなどが挙げられ、非接触式センサとしては光エンコー
ダ、ホール素子などが挙げられる。また、同一のセンサ
を二つ以上設けて、一つが故障したときも確実にアクセ
ル踏込量を検出可能を構成としてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、第一および第二発
明の車両用アクセルペダル装置では、アクセル操作量と
踏込力との対応関係に付与されるヒステリシス特性が、
アクセル操作量に応じて大きくなる。従って、アクセル
操作量の全ての範囲で良好な運転性を確保することがで
きる。

【００６３】また、第一発明では、故障などによりアク
セルペダルに加わる復帰力が減少した場合も、移動抵抗
印加手段はその減少後の復帰力に応じた移動抵抗をアク
セルペダルに印加する。従って、このような場合にもア
クセルペダルを確実に戻すことができる。

【００６４】同様に、第二発明でも、復帰力の減少に応
じて踏込力も減少し、移動抵抗印加手段はその減少後の
踏込力に応じた移動抵抗をアクセルペダルに印加する。
従って、故障などによりアクセルペダルに加わる復帰力
が減少した場合にもアクセルペダルを確実に戻すことが
できる。

【００６５】更に、第二発明では、老朽化などによって
アクセルペダルの移動抵抗が増加した場合も、踏込力を
充分に小さくすることによって、移動抵抗を復帰力より
も小さくすることができる。従って、このような場合に
もアクセルペダルを確実に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の車両用アクセルペダル装置の構成
を表す断面図である。

【図２】第１実施例の車両用アクセルペダル装置の構成
を表す分解斜視図である。

【図３】第１実施例の車両用アクセルペダル装置の取付
状態を表す側面図である。

【図４】第１実施例の車両用アクセルペダル装置の動作
原理を表す説明図である。

【図５】第１実施例のアクセル踏込量と踏込力との対応
関係を表すグラフである。

【図６】第２実施例の車両用アクセルペダル装置の構成
を表す斜視図である。

【図７】第３実施例の車両用アクセルペダル装置の構成
を表す斜視図である。

【図８】第４実施例の車両用アクセルペダル装置の構成
を表す断面図である。

【図９】第４実施例の車両用アクセルペダル装置の構成
を表す分解斜視図である。

【図１０】第４実施例の車両用アクセルペダル装置の動
作原理を表す説明図である。

【図１１】第５実施例の車両用アクセルペダル装置の構
成を表す断面図である。

【符号の説明】

１，１０１，２０１，３０１，４０１…車両用アクセル
ペダル装置 ３…レバー ５，１０５，２０５，３０５…回動軸 １１…第１ロータ １３，３１３…アクセルポジションセンサ １５，３３１，４３１…小径スプリング（復帰力印加手
段） １７，３３３，４３３…大径スプリング（復帰力印加手
段） １１５，２２７…スプリング（復帰力印加手段） ２７…回動軸側摩擦板（移動抵抗印加手段） ２９，３２１…ハウジング側摩擦板（移動抵抗印加手
段） ３３…第２ロータ ４１…鋼球 ４３…鋼球溝 ４７…ストッパ ５５…鋼球溝 １２１…ＤＣモータ（移動抵抗印加手段） ２０９…ダンパ（移動抵抗印加手段） ３１１…カム付きロータ ３１５…カム付き摩擦板（移動抵抗印加手段） ３２５…摩擦面付きロータ（移動抵抗印加手段） ４２５…第２カム付きロータ（移動抵抗印加手段） ４５３…摩擦板（移動抵抗印加手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−121432（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−164438（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−158424（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 11/04

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセルペダルが操作されたとき、該ア
   クセルペダルに、その踏込量に応じて増大する復帰力を
   印加する復帰力印加手段と、 上記復帰力の増加に伴って増加し、上記復帰力の減少に
   伴って減少する、アクセルペダルの移動方向と逆向きの
   移動抵抗を、上記アクセルペダルに印加する移動抵抗印
   加手段と、 を備えたことを特徴とする車両用アクセルペダル装置。
2. 【請求項２】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセル
   ペダルに加わる摩擦力によって移動抵抗を印加すること
   を特徴とする請求項１記載の車両用アクセルペダル装
   置。
3. 【請求項３】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセル
   ペダルの移動に応じて流通する流体の流動抵抗によって
   移動抵抗を印加することを特徴とする請求項１記載の車
   両用アクセルペダル装置。
4. 【請求項４】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセル
   ペダルと連動する電磁アクチュエータによって移動抵抗
   を印加することを特徴とする請求項１記載の車両用アク
   セルペダル装置。
5. 【請求項５】 上記移動抵抗印加手段が、上記復帰力に
   応じて変位する機械要素の変位量に基づいて上記移動抵
   抗を印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の車両用アクセルペダル装置。
6. 【請求項６】 上記移動抵抗印加手段が、検出素子によ
   って電気的に検出した上記復帰力に基づいて上記移動抵
   抗を印加することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載の車両用アクセルペダル装置。
7. 【請求項７】 上記復帰力印加手段が２系列のスプリン
   グからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
   記載の車両用アクセルペダル装置。
8. 【請求項８】 上記移動抵抗印加手段が、上記復帰力に
   応じて変位する摩擦板を備えたことを特徴とする請求項
   ２および５記載の車両用アクセルペダル装置。
9. 【請求項９】 上記２系列のスプリングが、同心円状に
   配設される一対の捩りコイルバネであり、かつ、上記ア
   クセルペダルの操作に伴って個々に捩られることを特徴
   とする請求項７記載の車両用アクセルペダル装置。
10. 【請求項１０】 アクセルペダルが操作されたとき、該
    アクセルペダルに、その踏込量に応じて増大する復帰力
    を印加する復帰力印加手段と、 上記アクセルペダルの踏込力の増加に伴って増加し、上
    記踏込力の減少に伴って減少する、アクセルペダルの移
    動方向と逆向きの移動抵抗を、上記アクセルペダルに印
    加する移動抵抗印加手段と、 を備えたことを特徴とする車両用アクセルペダル装置。
11. 【請求項１１】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセ
    ルペダルに加わる摩擦力によって移動抵抗を印加するこ
    とを特徴とする請求項１０記載の車両用アクセルペダル
    装置。
12. 【請求項１２】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセ
    ルペダルの移動に応じて流通する流体の流動抵抗によっ
    て移動抵抗を印加することを特徴とする請求項１０記載
    の車両用アクセルペダル装置。
13. 【請求項１３】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセ
    ルペダルと連動する電磁アクチュエータによって移動抵
    抗を印加することを特徴とする請求項１０記載の車両用
    アクセルペダル装置。
14. 【請求項１４】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセ
    ルペダルの踏込力に応じて変位する機械要素の変位量に
    基づいて上記移動抵抗を印加することを特徴とする請求
    項１０または１１に記載の車両用アクセルペダル装置。
15. 【請求項１５】 上記移動抵抗印加手段が、検出素子に
    よって電気的に検出した上記踏込力に基づいて上記移動
    抵抗を印加することを特徴とする請求項１０〜１３のい
    ずれかに記載の車両用アクセルペダル装置。
16. 【請求項１６】 上記復帰力印加手段が２系列のスプリ
    ングからなることを特徴とする請求項１０〜１５のいず
    れかに記載の車両用アクセルペダル装置。
17. 【請求項１７】 上記移動抵抗印加手段が、上記アクセ
    ルペダルの踏込力に応じて変位する摩擦板を備えたこと
    を特徴とする請求項１１および１４記載の車両用アクセ
    ルペダル装置。
18. 【請求項１８】 上記２系列のスプリングが、同心円状
    に配設される一対の捩りコイルバネであり、かつ、上記
    アクセルペダルの操作に伴って個々に捩られることを特
    徴とする請求項１６記載の車両用アクセルペダル装置。