JP3602295B2 - アクセル装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁の開度等を操作するためのアクセル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図8に示すような、アクセルペダルの操作量に応じてエンジンのスロットル弁や自動変速機(A/T)のギヤ位置を調整するエンジン制御装置が知られている。
この従来のエンジン制御装置で用いられているアクセル装置の断面図を図9に示す。
図9において、ハウジング81には軸受ブッシュ82が取付けられており、この軸受ブッシュ82に軸受部84を介してアクセルシャフト83が回転可能に支持されている。アクセルシャフト83の一端部には、アクセルレバー87が固定ナット88の締着により取付けられている。このアクセルレバー87には、アクセルワイヤ及びA/Tワイヤが掛装される。また、アクセルシャフト83の他端側にはアクセルシャフト83の回転位置を検出するポテンショメータ等のアクセルセンサ85が設けられている。アクセルセンサ85の検出信号は信号線用のコネクタ86を介して制御装置等に出力される。
アクセルレバー87とハウジング81との間には、周方向に沿って内側ガイド部90及び外側ガイド部91が形成されたスプリングガイド89が回転可能に介装されている。そして、スプリングガイド89とハウジング81との間には、それぞれの固定側フックがハウジング81に係止され、可動側フックがスプリングガイド89に係止されたインナスプリング92及びアウタスプリング93が、スプリングガイド89をアクセル閉方向に付勢した状態で介装されている。
なお、アクセルレバー87とスプリングガイド89は、アクセルペダルの操作力、インナスプリング92及びアウタスプリング93のばね力に応じて連動して移動するように係合されている。また、ハウジング81にはアクセルレバー87のアクセル閉方向の位置を規制する全閉ストッパ及びアクセル開方向の位置を規制する全開ストッパが設けられているとともに、アクセルレバー87には全閉ストッパ及び全開ストッパに当接可能な当接片が設けられており、これによりアクセルレバー87の回転が規制されている。
【0003】
図8に示すエンジン制御装置は以下のように動作する。
アクセルペダルを操作していない状態では、アクセルペダルは復帰用スプリングのばね力によってアクセル全閉位置に復帰しており、またアクセルレバ−87及びスプリングガイド89はインナスプリング92及びアウタスプリング93のばね力によってアクセル全閉位置に規制されている。
この状態で復帰用スプリング、インナスプリング92及びアウタスプリング93のばね力等に抗してアクセルペダルを操作すると、アクセルワイヤが移動し、アクセルレバ−87、したがってアクセルシャフト83がアクセル開方向に回転する。アクセルセンサ85は、アクセルシャフト83の回転位置、すなわちアクセルペダルのアクセル開度を検出して制御装置(ECU)に出力する。制御装置は、エンジン回転数センサからのエンジン回転数検出信号及びアクセルセンサ85からのアクセル開度検出信号等に基づいてスロットル弁開度指令信号を演算し、スロットルセンサからのスロットル弁開度検出信号とスロットル弁開度指令信号との偏差に応じた制御信号をスロットルシャフトに減速ギヤを介して連結されているモ−タに出力する。
また、アクセルレバ−87が回転すると、自動変速機(A/T)に連結されているA/Tワイヤが移動する。自動変速機は、A/Tワイヤの移動量、すなわちアクセルペダルのアクセル開度及びエンジン回転数検出信号等に基づいて適切なギヤ位置に自動的に切替える。
なお、アクセルシャフト83とスロットル弁が取付けられているスロットルシャフトとがメカリンク等の機械的結合手段により連結されているが、このメカリンクは、モ−タ等が故障した時にアクセルペダルでスロットル弁を操作するためのフェ−ルセ−フ用であり、省略することもできる。
図9に示したアクセル装置では、A/Tワイヤは全ての部位でカバ−で覆われており、A/Tワイヤとカバ−との間に摩擦力が発生するため、A/Tワイヤとカバ−との間の摩擦力を考慮してインナスプリング92及びアウタスプリング93のばね力等が設定されている。
【0004】
ところで、最近では、自動変速機の切替パタ−ンを変更したいという要求がある。この要求に答えるため、図8に示すエンジン制御装置で用いられている、アクセルレバ−と自動変速機(A/T)とを連結するA/Tワイヤを廃止し、制御装置によって、アクセル開度検出信号及びエンジン回転数検出信号等に基づいて適切なギヤ位置を演算し、自動変速機のギヤ位置が演算したギヤ位置となるようにアクチュエ−タを介して自動変速機のギヤ位置を制御するようにしたエンジン制御装置が開発されている。
このようなエンジン制御装置では、自動変速機の切替パタ−ンの変更は、制御装置のプログラムの変更あるいはプログラムの選択等によって容易に行うことができる。
【0005】
一方、図9に示したアクセル装置においてA/Tワイヤを廃止した場合、A/Tワイヤとカバ−との間の摩擦力が無くなるため、アクセルシャフトを回転させるために必要なアクセル軸トルクのアクセル開側、アクセル閉側のヒステリシスが小さくなる。アクセル軸トルクのアクセル開側、アクセル閉側のヒステリシスが小さくなると、アクセルペダルの微操作でエンジン出力が変化するため、アクセルペダルの操作が困難となる。
このような問題点を解決するために、アクセルペダルの踏み込み特性を任意に設定できるようにしたアクセル装置が特開平3−43633号公報に提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平3−43633号公報に記載されているアクセル装置は、アクセルペダルのペダル軸に連結する連結軸、連結軸に取り付けられペダル軸に摩擦力を付与する復帰用スプリング、連結軸に連結され摩擦力を調整する摩擦力調整機構等の特別の構成が必要であり、アクセル装置が大型になり、構成も複雑となる。
そこで、本発明は、小型で、簡単な構成でアクセルペダルの操作性を向上させることができるアクセル装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明の特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするアクセル装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項1に記載されたアクセル装置によると、アクセルレバーと共に、アクセルシャフト及びアウタスプリングガイド並びにインナスプリングガイドが、アウタスプリング及びインナスプリングの付勢に抗して回動される。
すると、アウタスプリングのラジアル方向内方への分力をアウタスプリングガイドのガイド部が受け、そのガイド部がサポートの外側ガイド壁に摺動して摩擦力が発生する。
また、インナスプリングのラジアル方向内方への分力をインナスプリングガイドのガイド部が受け、そのガイド部がサポートの内側ガイド壁に摺動して摩擦力が発生する。
さらに、インナスプリングの軸方向のスプリング反力をインナスプリングガイドの端面部が受け、その端面部がサポートの端面部に摺動して摩擦力が発生する。これとともに、サポートの端面部がアウタスプリングガイドの内側端面部に摺動して摩擦力が発生する。
したがって、
(a)アウタスプリングのラジアル方向内方への分力によって、アウタスプリングガイドのガイド部とサポートの外側ガイド壁との間に発生する摩擦力と、
(b)インナスプリングのラジアル方向内方への分力によって、インナスプリングガイドのガイド部とサポートの内側ガイド壁との間に発生する摩擦力と、
(c)インナスプリングの軸方向のスプリング反力によって、インナスプリングガイドの端面部とサポートの端面部との間に発生する摩擦力、及び、サポートの端面部とアウタスプリングガイドの内側端面部との間に発生する摩擦力と
の計4ヵ所に発生する摩擦力によって、アクセル操作トルクのアクセル開側、アクセル閉側のヒステリシスが大きくなるので、アクセルペダルの操作性を向上させることができる。
また、前記計4ヵ所の摩擦力は、アウタスプリングとインナスプリングに、アウタスプリングガイドとインナスプリングガイドとサポートとを組合せることにより発生するものであるから、小型で、簡単な構成を実現することができる。
また、請求項2に記載のアクセル装置によると、インナスプリングガイドの係合突部が、サポートの外側ガイド壁及び端面部の切欠部に位置されるとともに、アウタスプリングガイドの内側端面部の係合孔に係合される。これにより、インナスプリングガイドをアウタスプリングガイドに連動させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のアクセル装置を図面を用いて説明する。
図1は本発明のアクセル装置の一実施の形態の断面図であり、図2及び図3はその分解図である。
図1〜図3において、樹脂等により形成されたハウジング1には真鍮等の金属製の軸受ブッシュ2が取付けられており、この軸受ブッシュ2に軸受部4を介してアクセルシャフト3が回転可能に支持されている。アクセルシャフト3の一端側は、アクセルレバー20を回り止めする形状に形成されているとともに、ねじが形成されている。軸受ブッシュ2の外周には内周壁9が設けられ、さらに内周壁9と所定間隔離れて外周壁10が設けられている。
そして、外周壁10の外周には外周側端面部13が、外周壁10と内周壁11との間には内周側端面部14が設けられている。内周壁9には、サポート40をハウジング1に位置決め固定するための位置決め用凹部11が設けられている。
また、ハウジング1には、アクセルレバー20の回転を規制するための全閉ストッパ7及び全開ストッパ8、アウタスプリング60の固定側フック61及びインナスプリング65の固定側フック66を係止する固定側係止部12が設けられている。さらに、ハウジング1には、アクセルシャフト3の回転位置、すなわちアクセルペダルのアクセル開度を検出するポテンショメータ等のアクセルセンサ5、アクセルセンサ5の検出信号を制御装置等に出力するための信号線が接続されるコネクタ6が設けられている。
【0009】
アクセルレバ−20には、アクセルシャフト3の一端側の断面形状と同じ形状に形成された孔22、全閉ストッパ7に当接可能な全閉当接片23、全開ストッパ8に当接可能な全開当接片24及び後述するアウタスプリングガイド30の係合部35が係合可能な係合縁25が形成された当接部21が設けられている。
アクセルレバ−20は、孔22にアクセルシャフト3の一端側を挿入し、アクセルシャフト3に形成されているねじに固定ナット26を締着することによってアクセルシャフトと連結される。このアクセルレバ−20には、アクセルペダルの操作と連動して移動するアクセルワイヤが掛装される。
【0010】
アクセルレバ−20とハウジング1との間には、ナイロン等の樹脂製のアウタスプリングガイド30が配設されている。
アウタスプリングガイド30には、周方向に沿ってガイド部31が設けられており、ガイド部31の外周側に外側端面部32が、内周側に内側端面部33が設けられている。
そして、内側端面部33の中央にはアクセルシャフト3の外径より大きい内径を有する孔34が、設けられているとともに、外側端面部32と係合部35とによりアウタスプリング60の可動側フック62及びインナスプリング65の可動側フック67が係止される可動側係止部35が設けられている。また、係合部35がアクセルレバ−20の当接部21に形成されている係合縁25と当接するようにアクセルレバ−20とアウタスプリングガイド30が配置されている。これにより、アクセルレバ−20とアウタスプリング30は、連動して回転する。
さらに、インナスプリングガイド50の係合突部53が係合可能な係合孔37が形成されている。
【0011】
アウタスプリングガイド30とハウジング1との間には、スチ−ル鋼等の金属製のサポ−ト40が介装されている。
サポ−ト40には、周方向に沿って内側ガイド壁41及び外側ガイド壁42が設けられており、これら内側ガイド壁41及び外側ガイド壁42と端面部43とによって溝部44が形成されている。なお、外側ガイド壁42及び端面部43には、所定の角度範囲にわたって切り欠かれた切欠部が形成されている。
サポ−ト40は、アウタスプリングガイド30のガイド部31の内側に、アウタスプリングガイド30のガイド部31の内周面とサポ−ト40の外側ガイド壁42の外周面とが摺動可能に配設される。
また、内側ガイド部41には位置決め用突部45が設けられており、この位置決め用突部45をハウジング1の内周壁9に設けられている位置決め用凹部11に嵌合させることにより、サポ−ト40はハウジング1に位置決め固定される。これにより、アウタスプリングガイド30は、ガイド部31の内周面がサポ−ト40の外側ガイド壁42の外周面と摺動しながら回転可能である。
【0012】
サポ−ト40とハウジング1との間には、ナイロン等の樹脂製のインナスプリングガイド50が介装されている。
インナスプリングガイド50には、端面部51の一方面側に周方向に沿ってガイド部52が設けられているとともに、他方面側に係合突部53が設けられている。
インナスプリングガイド50は、係合突部53がサポ−ト40の外側ガイド壁42及び端面部43の切欠部に位置し、インナスプリングガイド50のガイド部52の内周面とサポ−ト40の内側ガイド壁41の外周面とが摺動可能にサポ−ト40の溝部44内に配設される。
この状態で、係合突部53がアウタスプリングガイド30の係合孔37に係合される。これにより、インナスプリングガイド50は、ガイド部52の内周面がサポ−ト40の内側ガイド壁41の外周面と摺動しながらアウタスプリングガイド30と連動して回転可能である。
なお、サポ−ト40は、アウタスプリングガイド30と連動して回転するアクセルレバ−20が全閉ストッパ7と全開ストッパ8間の回転可能範囲内を回転する際に、インナスプリングガイド50の係合突部53がサポ−ト40の切欠部の端部に当接しないように内周壁9に位置決め固定される。
【0013】
さらに、アウタスプリングガイド30とハウジング1との間には、アウタスプリング60及びインナスプリング65が介装されている。アウタスプリング60及びインナスプリング65は、捩じりコイルバネである。
アウタスプリング60は、アウタスプリングガイド30の外側端面部32とハウジング1の外周側端面部13間に、固定側フック61がハウジング1の固定側係止部12に係止され、可動側フック62がアウタスプリングガイド30の可動側係止部35に係止された状態で配設されている。
また、インナスプリング65は、インナスプリングガイド50の端面部51とハウジング1の内周側端面部14間に、固定側フック66がハウジング1の固定側係止部12に係止され、可動側フック67がアウタスプリングガイド30の可動側係止部35に係止された状態で配設されている。
なお、アウタスプリング60及びインナスプリング65は、アウタスプリングガイド30をアクセル閉方向に付勢した状態で配設される。
【0014】
次に、図1〜図3に示したアクセル装置の動作を説明する。
アクセルペダルが操作されていない時には、アクセルペダルは復帰用スプリングのばね力によって復帰位置にある。また、アウタスプリング60及びインナスプリング65がアウタスプリングガイド30、したがってアクセルレバ−20をアクセル閉方向に付勢した状態で配設されているため、アウタスプリングガイド30及びアクセルレバ−20はアクセル閉方向に付勢され、アクセルレバ−20の当接部21の全閉当接片23が全閉ストッパ7に当接した位置にある。
復帰用スプリング、アウタスプリング60及びインナスプリング65のばね力等を加算した値以上の操作力でアクセルペダルが操作されると、アクセルワイヤによりアクセルペダルに連結されているアクセルレバ−20、係合縁25及び係合部36によりアクセルレバ−20と係合されているアウタスプリングガイド30、係合孔37及び係合突部53によりアウタスプリングガイド30と係合されているインナスプリングガイド50がアクセル開方向に回転する。この回転位置は、アクセルペダルの操作力とアウタスプリング60及びインナスプリング65のばね力等により決まる。
アクセルレバ−20の全開当接片24が全開ストッパ8に当接すると、アクセルレバ−20、アウタスプリングガイド30及びインナスプリングガイド50のアクセル開方向への回転は規制される。
アクセルペダルの操作力が減少すると、復帰用スプリングのばね力によってアクセルペダルがアクセル閉方向に移動し、アクセルワイヤの張力が減少する。アクセルワイヤの張力が減少すると、アウタスプリング60及びインナスプリング65のばね力によって、アウタスプリングガイド30、係合部36及び係合縁25によりアウタスプリングガイド30と係合されているアクセルレバ−20、係合孔37及び係合突部53によりアウタスプリングガイド30と係合されているインナスプリングガイド50がアクセル閉方向に回転する。
アクセルレバ−20が回転すると、アクセルレバ−20と連結されたアクセルシャフト3が回転する。アクセルシャフト3の回転位置は、アクセルサンサ5により検出される。
【0015】
アウタスプリングガイド30のガイド部31の内周面とサポート40の外側ガイド壁42の外周面及びインナスプリングガイド50のガイド部52の内周面とサポート40の内側ガイド壁41の外周面とが摺動可能にアウタスプリングガイド30、サポート40及びインナスプリングガイド50が配置されているため、アウタスプリングガイド30及びインナスプリングガイド50が回転する時に摺動箇所に摩擦力が発生する。この摩擦力によって、アクセルシャフト3を回転させるために必要なアクセル軸トルクのアクセル開側、アクセル閉側のヒステリシスが大きくなる。
特に、本実施の形態では、アウタスプリングガイド30のガイド部31の外周側にアウタスプリング60が配設され、インナスプリングガイド50のガイド部52の外周側にインナスプリング65が配設されているため、アウタスプリング60及びインナスプリング65の捩じり方向のスプリングトルク反力によるラジアル(半径)方向分力がアクセルレバー20が開方向に回転するに従って、すなわちアクセル開方向に回転するに従って大きくなり、ガイド部31の内周面を外側ガイド壁42の外周面に押し当てる力及びガイド部52の内周面を内側ガイド壁41の外周面に押し当てる力が大きくなる。これにより、ガイド部31の内周面と外側ガイド壁42の外周面との間に発生する摩擦力及びガイド部52の内周面と内側ガイド壁41の外周面との間に発生する摩擦力がアクセル開度が大きくなるに従って大きくなり、ヒステリシスが一層大きくなる。
これを図4により説明する。アクセル全閉時には、図4aに示すように、アウタスプリング60及びインナスプリング65の捩じり方向のスプリングトルク反力が小さいため、アウタスプリング60とガイド部31の外周面との接触部及びインナスプリング65とガイド部52の外周面との接触部におけるラジアル方向分力は小さい。一方、アクセル全開時には、図4bに示すように、アウタスプリング60及びインナスプリング65の捩じり方向のスプリングトルク反力が大きくなるため、アウタスプリング60とガイド部31の外周面との接触部及びインナスプリング65とガイド部52の外周面との接触部におけるラジアル方向分力も大きくなり、ガイド部31の内周面及びガイド部52の内周面は外側ガイド壁42の外周面及び内側ガイド壁41の外周面に大きい力で押し付けられ、摩擦力が大きくなる。
なお、インナスプリング65が圧縮されて配設されているため、インナスプリング65のアクセルシャフト軸方向のスプリングトルク反力(軸方向のスプリング反力ともいう)によってインナスプリグガイド50及びサポート40がアウタスプリングガイド30に押し付けられ、アウタスプリングガイド30の内側端面部33とサポート40の端面部43との間及びサポート40の端面部43とインナスプリングガイド50の端面部51との間にも摩擦力が発生する。
【0016】
本発明のアクセル装置のアクセル軸作動角、すなわちアクセル開度に対してアクセルシャフトを回転させるのに必要なアクセル軸トルクの特性を図5に示す。また、従来のアクセル装置のアクセル軸作動角に対するアクセル軸トルクの特性を図6に示す。
このように、本発明のアクセル装置では、アクセル軸トルクのアクセル開側、アクセル閉側のヒステリシスを大きくすることができるので、アクセル操作性が向上する。
【0017】
なお、アウタスプリングガイド30及びインナスプリングガイド50を樹脂で形成し、サポート40を金属で形成したが、サポート40も樹脂で形成してもよい。また、アウタスプリングガイド30、インナスプリングガイド50及びサポート40を金属で形成してもよい
【0018】
次に、アクセル装置の関連技術を図7により説明する。
図7に示すアクセル装置では、図1〜図3に示したアクセル装置で用いていたサポート40及びインナスプリングガイド50が省略されている。
一方、アウタスプリングガイド30に代えてナイロン等の樹脂製のスプリングガイド70を用いている。
スプリングガイド70には、周方向に沿って外側ガイド部71及び内側ガイド部72が形成されているとともに、外側ガイド部71の外周に外側端面部73、外側ガイド部71と内側ガイド部72の間に内側端面部74が形成されている。また、内側端面部71の内周面が軸受ブッシュ2に摺動可能にスプリングガイド70が配設されている。
そして、外側端面部73とハウジング1の外周側端面部13との間にアウタスプリング60が、内側端面部74とハウジング1の内周側端面部14との間に、固定側フック及び可動側フックがそれぞれハウジング1の固定側係止部及びスプリングガイド70の可動側係止部に係止された状態で配設されている。
その他の構成は、係合孔37及び位置決め用凹部11が不要である以外は図1〜図3に示した構成と同様である。
図7に示したアクセル装置では、スプリングガイド70の内側ガイド部72の内周面が軸受ブッシュ2に摺動可能に配置されており、インナスプリング65が、スプリングトルク反力が内側ガイド72の内周面を軸受ブッシュ2に押し付ける力として作用するように配設されているので、アクセル軸トルクのアクセル開側、アクセル閉側のヒステリシスが大きくなる。
図7に示すアクセル装置は、図1〜図3に示したアクセル装置よりはヒステリシスが小さい。
【0019】
なお、スプリングガイド70を樹脂で形成し、軸受ブッシュ2金属で形成したが、スプリングガイド70も金属で形成してもよい
【0021】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のアクセル装置を用いれば、小型で、簡単な構成でアクセルペダルの操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクセル装置の一実施の形態の断面図である。
【図2】本発明のアクセル装置の一実施の形態の分解図である。
【図3】本発明のアクセル装置の一実施の形態の分解図である。
【図4】スプリングトルク反力によるラジアル方向分力を示す図である。
【図5】本発明のアクセル装置のアクセル軸作動角に対するアクセル軸トルクの特性図である。
【図6】従来のアクセル装置のアクセル軸作動角に対するアクセル軸トルクの特性図である。
【図7】関連技術のアクセル装置の断面図である。
【図8】従来のエンジン制御装置の概略構成図である。
【図9】従来のアクセル装置の断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
3 アクセルシャフト
5 アクセルセンサ
20 アクセルレバー
30 アウタスプリングガイド
31 ガイド部
33 内側端面部
37 係合孔
40 サポート
41 内側ガイド壁
42 外側ガイド壁
43 端面部
50 インナスプリングガイド
51 端面部
52 ガイド部
53 係合突部
60 アウタスプリング
65 インナスプリング

Claims (2)

  1. ハウジングに回転可能に支持されたアクセルシャフトと、
    前記アクセルシャフトの一端部に固定されたアクセルレバーと、
    前記アクセルレバーのハウジング側に配置されかつそのアクセルレバーに連動可能に係合されたアウタスプリングガイドと、
    前記アウタスプリングガイドのハウジング側に配置されかつ前記ハウジングに対して回り止めされたサポートと、
    前記サポートのハウジング側に配置されかつ前記アウタスプリングガイドに連動可能に係合されたインナスプリングガイドと、
    前記ハウジングと前記アウタスプリングガイドとの間に介在されかつそのアウタスプリングガイドをアクセル閉方向へ付勢する捩じりコイルバネからなるアウタスプリングと、
    前記ハウジングと前記インナスプリングガイドとの間に圧縮状態で介在されかつそのインナスプリングガイドをアクセル閉方向へ付勢する捩じりコイルバネからなるインナスプリングと
    を備え、
    前記アウタスプリングガイドには、前記アウタスプリングのラジアル方向内方への分力を受けるガイド部、及び、そのガイド部の内周側に形成された内側端面部が設けられ、
    前記インナスプリングガイドには、前記インナスプリングのラジアル方向内方への分力を受けるガイド部、及び、前記インナスプリングの軸方向のスプリング反力を受ける端面部が設けられ、
    前記サポートは、前記アウタスプリングガイドのガイド部の内周面が摺動可能でかつその摺動により摩擦力を発生する外側ガイド壁と、前記インナスプリングガイドのガイド部の内周面が摺動可能でかつその摺動により摩擦力を発生する内側ガイド壁と、前記アウタスプリングガイドの内側端面部に摺動可能でかつその摺動により摩擦力を発生するとともに前記インナスプリングガイドの端面部が摺動可能でかつその摺動により摩擦力を発生する端面部とを有している
    アクセル装置。
  2. 請求項1に記載のアクセル装置であって、
    前記アウタスプリングガイドの内側端面部に係合孔が形成され、
    前記サポートの外側ガイド壁及び端面部に所定の角度範囲にわたる切欠部が形成され、
    前記インナスプリングガイドには、前記サポートの切欠部内に位置しかつ前記アウタスプリングガイドの係合孔に係合する係合突部が設けられている
    アクセル装置。
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