JP3944842B2 - アクセル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用のアクセル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載され、運転者によるアクセルペダルの踏込量に応じて車両の運転状態を制御するアクセル装置が知られている。このアクセル装置では、運転者により踏込操作されるアクセルペダルを支持部材に回動自在に支持させ、リターンスプリングによってアクセルペダルの踏込方向とは逆方向にアクセルペダルを付勢している。これにより、踏み込まれたアクセルペダルをリターンスプリングの付勢力に基づいて戻すことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図９（Ａ）に示すように従来のアクセル装置１００では、リターンスプリング１０１の一端部１０２を支持部材１０４で係止すると共に、リターンスプリング１０１の他端部１０３をアクセルペダル１０５に設けた係止部１０６で係止している。しかし、図９（Ｂ）に示すように係止部１０６が破損してアクセルペダル１０５から離脱すると、リターンスプリング１０１の付勢力をアクセルペダル１０５に伝達できなくなる。特にアクセルペダル１０５を踏み込んだ状態で係止部１０６が破損する場合、アクセルペダル１０５を戻すことができなくなるため、車両の運転状態が制御不能となって危険である。
本発明の目的は、アクセルペダルの戻り不良を防止するアクセル装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１及び２に記載のアクセル装置によると、支持部材に回動自在に支持されて運転者により踏込操作されるアクセルペダルは、支持部材に一端部を係止された付勢部材によって踏込方向とは逆方向に付勢される。かかるアクセルペダルにおいて第一係止部は、付勢部材の他端部を係止することで付勢部材の付勢力を受けるが、その付勢力を受け続けることにより破損することがある。しかし、アクセルペダルにおいて第一係止部よりも付勢部材の付勢方向前側に設けられる第二係止部は、第一係止部の破損時に付勢部材の他端部を係止することで付勢部材の付勢力を受けることができる。これにより、第一係止部が破損しても付勢部材の付勢力を第二係止部を通じてアクセルペダルに確実に伝達できるので、アクセルペダルの戻り不良を防止することができる。したがって、第一係止部の破損にかかわらず車両の運転状態を継続して制御可能となる。
【０００５】
本発明の請求項３に記載のアクセル装置によると、第二係止部は、第一係止部を覆う形状に形成される。これにより第二係止部は、破損した第一係止部を係止して、第一部材の係止する付勢部材を間接的に係止することができる。そのため、破損した第一係止部が付勢部材を係止したままアクセルペダルの他の部位から離脱して付勢部材が第二係止部に係止されなくなることを防止できる。
本発明の請求項４に記載のアクセル装置によると、第一係止部は樹脂で形成されるので、装置の軽量化を図りつつアクセルペダルの戻り不良を防止することができる。
【０００６】
本発明の請求項５に記載のアクセル装置によると、アクセルペダルは、第一はす歯を有すると共に支持部材に回動自在に支持されて運転者の踏込操作により回転する第一ロータ、並びに第二はす歯を有すると共にその第二はす歯が第一はす歯に噛み合うことで第一ロータと一緒に回転する第二ロータを具備する。かかる第一ロータ及び第二ロータの少なくとも一方は回転時において支持部材に摺接し、また第一ロータ及び第二ロータの一方と他方とはそれぞれ第一係止部と第二係止部とを有する。よって第一ロータ及び第二ロータは、踏込方向に一緒に回転するとき、それらロータの少なくとも一方と支持部材との間の摩擦力及び付勢部材の付勢力を第一ロータの踏込方向とは逆方向に受ける。このとき上記摩擦力は第一ロータの踏み込みに従って増大し、第一係止部に伝達される。そのため、踏み込みの度に大きな荷重を受けることとなる第一係止部は破損の危険性が高くなるが、第一係止部が破損しても第二係止部でバックアップすることができるので、第一係止部の破損による影響を最小限に食い留めることができる。
【０００７】
本発明の請求項６に記載のアクセル装置によると、付勢部材は複数設けられるので、付勢部材の一つが破損しても別の付勢部材によってアクセルペダルの戻し機能を保証することができる。したがって、付勢部材の破損によるアクセルペダルの戻り不良を防止することができる。
本発明の請求項７に記載のアクセル装置によると、付勢部材は圧縮コイルスプリングにより構成されるので、装置の構造を簡素化できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例によるアクセル装置を図２及び図３に示し、そのアクセル装置の分解図を図５に示す。アクセル装置１は車両に搭載され、運転者によるアクセルペダル２の踏込量に応じて車両の運転状態を制御する。本実施例のアクセル装置１はアクセルバイワイヤ方式を採用しており、アクセルペダル２は車両のスロットル装置に機械的に連結されていない。その代わり、アクセル装置１はアクセルペダル２の回転角度を車両のエンジン制御装置（ＥＣＵ）に伝達し、その回転角度に基づいてＥＣＵがスロットル装置を制御する。
【０００９】
アクセル装置１においてアクセルペダル２は、ハウジング３により回動軸線Ｏ周りに回動自在に支持され、二つのリターンスプリング４，５により運転者の踏込方向とは逆方向に付勢されている。運転者の踏力及びリターンスプリング４，５の付勢力に基づき回動するアクセルペダル２の回転角度は回転角センサ６により検出され、ＥＣＵに伝達される。
以下、アクセル装置１の構成についてさらに詳細に説明する。
【００１０】
図２〜図４に示すように、支持部材としてのハウジング３は樹脂で箱形に形成され、底板１１、底板１１に向き合う天板１２、底板１１及び天板１２に垂直で互いに向き合う二つの側板１３，１４を備えている。
底板１１はボルト等により車体に固定される。底板１１の内壁側には、後述するペダルストッパ部７が設けられている。天板１２の内壁側には、係合部１５及び係止孔１６が形成されている。図１（Ａ）に示すように係止孔１６は、入口部１６ａ側よりも深部１６ｂ側で断面積が小さくなるように形成されている。
【００１１】
一方の側板１３は、図５（Ｂ）に示すようにハウジング３の他の部位に着脱可能である。図４に示すように側板１３には、軸受部８及び支持部９が一体樹脂成形により形成されている。軸受部８は側板１３の内壁面から円筒状に突出している。支持部９は、側板１３において軸受部８の基端部側を閉塞する部分で形成されている。支持部９は、検出部としての回転角センサ６を軸受部８の内周側において支持している。側板１３の外壁には、回転角センサ６に電気接続されるターミナル１８を埋設したコネクタ１９が形成されている。
他方の側板１４の内壁側には、一方の側板１３に向かって突出する軸部２０が形成されている。軸部２０はアクセルペダル２の回動軸線Ｏ上を延伸し、大径の基端部２０ａと小径の先端部２０ｂとを有している。
【００１２】
図２〜図４に示すようにアクセルペダル２は、ペダルアーム２１とスプリングロータ２２とから構成されている。
第一ロータとしてのペダルアーム２１は樹脂で形成され、Ｖ字状に延伸している。ペダルアーム２１の一端部側は、運転者が足で踏込操作する操作部２３を形成している。ペダルアーム２１の他端部側は、ハウジング３内に収容される二つの側壁部２４，２５を形成している。側壁部２４，２５は回動軸線Ｏ方向において互いに平行に向き合っている。側板１４に正対する側壁部２４はその貫通孔２４ａに嵌通された軸部２０の基端部２０ａに支持され、それによりペダルアーム２１が回動軸線Ｏ周りに回動可能となっている。尚、運転者が操作部２３を踏み込むときペダルアーム２１は、操作部２３の踏込方向に一致する図２のＸ方向に回転する。
【００１３】
ペダルアーム２１において側板１３に正対する側壁部２５に可動軸１０が一体樹脂成形により形成されている。図４に示すように可動軸１０は、回動軸線Ｏを中心とする概ね円筒状に側壁部２５の側板１３側の壁面から突出している。可動軸１０は、側板１３の軸受部８の内周側に嵌入されて軸受けされている。可動軸１０において回動軸線Ｏを挟む周方向の二箇所には、互いに極性の異なる磁石部２６，２７が一体回動可能に埋設されている。二つの磁石部２６，２７が形成する磁界の向きは、可動軸１０の回転角度に応じて変化する。側板１３の支持部９が支持する回転角センサ６はホール素子又は磁気抵抗素子等を備え、その外周側に隙間をあけて配設された磁石部２６，２７の形成磁界を可動軸１０に非接触で検出する。回転角センサ６は、ターミナル１８に電気接続されたＥＣＵに検出信号を出力する。その回転角センサ６の出力する検出信号は、可動軸１０の回転角度すなわちペダルアーム２１の回転角度を表している。
【００１４】
図２〜図４に示すように、第二ロータとしてのスプリングロータ２２は樹脂で形成され、円盤状の回動部２８を形成している。スプリングロータ２２は、回動部２８の両側面をペダルアーム２１の両側壁部２４，２５に挟まれるようにして配設されている。回動部２８の内孔２８ａに軸部２０が隙間をあけて挿通され、それによりスプリングロータ２２が回動軸線Ｏの周りに回動可能となっている。
【００１５】
回動部２８において側壁部２５側の側面には、図５（Ａ）に示すような第二はす歯としての複数のはす歯３０が設けられている。複数のはす歯３０は回動軸線Ｏの周りに等間隔に配列されている。ペダルアーム２１の側壁部２５において回動部２８側の壁面には、第一はす歯としての複数のはす歯２９が設けられている。複数のはす歯２９は回動軸線Ｏの周りに等間隔に配列され、回動軸線Ｏ方向で向かい合うはす歯３０のいずれかに噛み合っている。この噛み合いにより、ペダルアーム２１とスプリングロータ２２とは一緒に回転することができる。例えば、運転者がペダルアーム２１の操作部２３を踏み込むときスプリングロータ２２は図２のＸ方向に回転する。回動部２８の側壁部２４側の側面と側壁部２４の回動部２８側の壁面との間にはフリクションワッシャ３２が介装されている。フリクションワッシャ３２は、図２に二点鎖線で示すように天板１２の係合部１５に回動不能に係合され、回動する回動部２８及び側壁部２４の双方と摺接して摩擦力を生む。フリクションワッシャ３２は、ハウジング３と共に支持部材を構成している。
【００１６】
スプリングロータ２２はさらに、第一係止部としての係止部３１を回動部２８と一体に樹脂で形成している。図１（Ａ）及び図３に示すように、係止部３１は回動部２８の外周縁部からその接線方向に板状に突出し、両面を底板１１と天板１２とに対向させている。係止部３１の天板１２側の面から概ね段付き円柱状の突部３３が突出している。突部３３は、基端部側の大径部３３ａと先端部側の小径部３３ｂとを互いに偏心させて形成している。係止部３１の天板１２側の面と天板１２の内壁面との間に、付勢部材としての第一リターンスプリング４及び第二リターンスプリング５が介装されている。
【００１７】
第一及び第二リターンスプリング４，５は共に圧縮コイルスプリングで構成されている。図１（Ａ）及び図４に示すように第二リターンスプリング５は、そのコイル径を第一リターンスプリング４のコイル径よりも小さくされ、第一リターンスプリング４の内周側に配設されている。各リターンスプリング４，５の一端部４ａ，５ａは、天板１２に設けられた係止孔１６の入口部１６ａ側と深部１６ｂ側とにそれぞれ嵌入されて係止されている。一方、各リターンスプリング４，５の他端部４ｂ，５ｂは、係止部３１に設けられた突部３３の大径部３３ａと小径部３３ｂとにそれぞれ嵌合されて係止されている。以上により各リターンスプリング４，５は、踏込方向Ｘに回転したペダルアーム２１及びスプリングロータ２２を図２のＹ方向に戻す向きに係止部３１を付勢している。係止部３１は、係止したリターンスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sを受けながら回動する。
【００１８】
係止部３１よりも各リターンスプリング４，５の付勢方向前側に、すなわち本実施例では係止部３１の反リターンスプリング側に、第二係止部としての補助係止部３４が配設されている。補助係止部３４はペダルアーム２１の反操作部側端部と一体に樹脂で形成され、浅底の皿状を呈している。ペダルアーム２１及びスプリングロータ２２の任意の回転位置において、補助係止部３４は係止部３１の反リターンスプリング側の面３１ａ及び外周縁部３１ｂの一部を覆う。尚、係止部３１の面３１ａと補助係止部３４の底壁３４ａの内壁面とは互いに離間し、係止部３１の外周縁部３１ｂと補助係止部３４の側壁３４ｂの内壁面とは互いに離間している。これにより補助係止部３４は、係止部３１の正常時においてリターンスプリング４，５を係止しない。
【００１９】
図２に示すように、補助係止部３４よりも各リターンスプリング４，５の付勢方向前側にペダルストッパ部７が配設されている。ペダルストッパ部７は、図６〜図８に示すように、剛性部材３６と弾性部材３７とから構成されている。
剛性部材３６は底板１１と一体に樹脂で形成され、弾性部材３７よりも剛性が高くされている。剛性部材３６は、Ｕ字板状の当接部３８を底板１１の内壁面に平行に形成している。当接部３８のＵ字の切れ目は、着脱可能な側板１３側に設けられている。当接部３８の反底板側の面には補助係止部３４の底壁３４ａが当接可能である。当接部３８に補助係止部３４が当接するとき、剛性部材３６は補助係止部３４と底板１１との間に挟圧される。
【００２０】
弾性部材３７はエラストマ等の弾性材で形成されている。弾性部材３７は、底板１１と当接部３８との間隙３９に嵌合されるベース部４０を矩形枠状に形成している。図５（Ａ）に示すように側板１３を取り外した側からベース部４０を間隙３９にスライド嵌入することで、弾性部材３７が底板１１に固定されている。弾性部材３７はさらに、ベース部４０の反底板側開口を覆う変形部４１を形成している。変形部４１はベース部４０よりも小さな矩形板状を呈し、当接部３８のＵ字の内周側に嵌合されている。変形部４１のベース部側の面と、ベース部４０の内周縁部と、底板１１の内壁面とが、変形部４１の撓み変形を促進する空間４３を形成している。
【００２１】
弾性部材３７はさらに、変形部４１の反ベース部側の面の中心部から突出する突起４４を形成している。図６に示す変形部４１の非変形時において突起４４は、当接部３８の反底板側の面がのる仮想平面Ｓよりも補助係止部３４側に張り出す。突起４４の先端部には補助係止部３４の底壁３４ａが当接可能である。突起４４に補助係止部３４が当接するとき、弾性部材３７は補助係止部３４と底板１１との間に挟圧される。
【００２２】
次にアクセル装置１の作動について説明する。
運転者がアクセルペダル２のペダルアーム２１の踏込量を調整すると、はす歯２９，３０同士が噛み合うペダルアーム２１とスプリングロータ２２とがフリクションワッシャ３２に摺接しつつ一緒に回動する。このとき回転角センサ６は、ペダルアーム２１と一体に回動する可動軸１０の回転角度を磁石部２６，２７の形成磁界に基づいて検出する。
【００２３】
運転者が踏力を増大させるとき、ペダルアーム２１及びスプリングロータ２２は図２の踏込方向Ｘに回転する。その回転に伴ってペダルアーム２１及びスプリングロータ２２には、リターンスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_s及びフリクションワッシャ３２との間の摩擦力Ｆ_fが踏込方向Ｘとは逆の方向Ｙに働く。このとき、ペダルアーム２１の踏み込みに従って圧縮されるリターンスプリング４，５は合成付勢力Ｆ_sを増大させる。またこのとき、はす歯２９，３０の噛み合い作用によってペダルアーム２１の側壁部２５とスプリングロータ２２の回動部２８とを互いに離す回動軸線Ｏ方向の力がペダルアーム２１の踏み込みに従って増大し、それと共に摩擦力Ｆ_fが増大する。
【００２４】
一方、運転者が踏力を減少させるとき、ペダルアーム２１及びスプリングロータ２２はリターンスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sによって図２の戻し方向Ｙに回転する。その回転に伴ってペダルアーム２１及びスプリングロータ２２には、フリクションワッシャ３２との間の摩擦力Ｆ_fがリターンスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sとは逆の方向Ｘに働く。このときペダルアーム２１の戻りに従って伸長するリターンスプリング４，５は合成付勢力Ｆ_sを減少させる。またこのとき、はす歯２９，３０の噛み合い作用によってペダルアーム２１の側壁部２５とスプリングロータ２２の回動部２８とを互いに離す回動軸線Ｏ方向の力がペダルアーム２１の戻りに従って減少し、それと共に摩擦力Ｆ_fが減少する。
以上説明したことからアクセル装置１では、アクセルペダル２の踏み込み時と戻し時とでペダルアーム２１及びスプリングロータ２２に作用する力の特性にヒステリシスが生じる。そのため、アクセルペダル２を一定位置に保持し易い。
【００２５】
ところでアクセルペダル２の戻し時には、ペダルアーム２１の補助係止部３４がペダルストッパ部７に当接することで、ペダルアーム２１及びスプリングロータ２２の戻し方向Ｙへの回転が制限される。具体的には、まず図６に示すように、補助係止部３４が弾性部材３７の突起４４に当接する。さらに、補助係止部３４の戻し方向Ｙへの回転が進むにつれ、補助係止部３４と底板１１とで挟圧される弾性部材３７は突起４４に作用する荷重を変形部４１に拡散する。すると、変形部４１は図７に示すように、突起４４とは反対側の空間４３内に撓み変形する。その変形部４１の変形により突起４４の先端面が図７に示すように上記仮想平面Ｓにまで後退すると、補助係止部３４は当接部３８に当接する。それにより補助係止部３４と底板１１とで挟圧される剛性部材３６は、高剛性の材料で形成されていることによって実質的に弾性変形することなく補助係止部３４の回転限度、ひいてはペダルアーム２１及びスプリングロータ２２の回転限度を確定する。
【００２６】
上述した実施例のアクセル装置１では、アクセルペダル２の踏み込み時においてペダルアーム２１及びスプリングロータ２２に作用する合成付勢力Ｆ_s及び摩擦力Ｆ_fが増大するため、踏み込みの度に大きな荷重が係止部３１に掛かることとなる。そのため、係止部３１の破損の危険性が高くなっている。しかし上述の実施例によると、図１（Ｂ）に示す如く係止部３１が破損して回動部２８から離脱した場合には、係止部３１がそれを覆う補助係止部３４に係止される。このとき係止部３１は各リターンスプリング４，５の端部４ｂ，５ｂを突部３３に嵌合させたまま確実に保持することができる。それにより補助係止部３４は、各リターンスプリング４，５の端部４ｂ，５ｂを係止部３１を介して間接的に係止しつつ回動することができる。したがって、係止部３１が破損しても補助係止部３４を通じてリターンスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sをペダルアーム２１及びスプリングロータ２２に確実に伝達できるので、アクセルペダル２の戻り不良を防止することができる。したがって、係止部３１の破損にかかわらず車両の運転状態を継続して制御可能となる。しかも係止部３１が破損した場合には、リターンスプリング４，５が伸長して合成付勢力Ｆ_sが小さくなるため、運転者はペダルアーム２１から受ける反力の変化からアクセル装置１の故障を察知することができる。
【００２７】
加えてアクセル装置１では、アクセルペダル２を戻すための付勢部材として二つのリターンスプリング４，５を用いているので、それらリターンスプリング４，５の一方が破損しても他方によりアクセルペダル２の戻し機能を保証することができる。したがって、リターンスプリング４又は５の破損時にも車両の運転状態を継続して制御可能となる。さらにリターンスプリング４又は５が破損した場合にも、リターンスプリング４，５の合成付勢力Ｆ_sが小さくなるため、運転者はアクセル装置１の故障を察知することができる。
【００２８】
尚、上述の実施例では、アクセルペダル２を戻すための付勢部材としてリターンスプリング４，５を用いたが、代わりにトーションスプリングを用いてもよい。また、アクセルペダル２を戻す付勢部材については、いずれの種類を選択する場合でも、上述の実施例のように二つ使用する他、一つ又は三つ以上使用するようにしてもよい。
【００２９】
さらに上述の実施例では、第一係止部としての係止部３１及び第二係止部としての補助係止部３４を共に軽量な樹脂で形成したが、第一及び第二係止部の各形成材料については適宜選択することができる。またさらに上述の実施例では、第一ロータとしてのペダルアーム２１と第二ロータとしてのスプリングロータ２２との二部材でアクセルペダル２を構成し、第一係止部たる係止部３１と第二係止部たる補助係止部３４とをそれぞれスプリングロータ２２とペダルアーム２１とに設けた。これに対し、第一係止部を第一ロータに設け、第二係止部を第二ロータに設けるようにしてもよいし、あるいは一部材で構成したアクセルペダルに第一係止部及び第二係止部の双方を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるアクセル装置の要部を拡大して示す断面図であって、（Ａ）は係止部が正常であるときの様子を示し、（Ｂ）は係止部が破損したときの様子を示している。
【図２】本発明の一実施例によるアクセル装置を示す一部切り欠き側面図である。
【図３】本発明の一実施例によるアクセル装置を示す一部切り欠き平面図である。
【図４】本発明の一実施例によるアクセル装置の要部を拡大して示す一部切り欠き平面図である。
【図５】本発明の一実施例によるアクセル装置の分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施例によるアクセル装置の一作動状態を説明するための図であって、図２の要部の拡大図である。
【図７】本発明の一実施例によるアクセル装置の別の作動状態を説明するための図であって、図６に対応する拡大図である。
【図８】図６のVIII−VIII線断面図である。
【図９】従来のアクセル装置の作動を説明するための一部切り欠き側面図である。
【符号の説明】
１ アクセル装置
２ アクセルペダル
４ 第一リターンスプリング（付勢部材）
５ 第二リターンスプリング（付勢部材）
１５ 係合部
１６ 係止孔
２０ 軸部
２１ ペダルアーム
２２ スプリングロータ
２４，２５ 側壁部
２８ 回動部
２９ はす歯（第一はす歯）
３０ はす歯（第二はす歯）
３１ 係止部（第一係止部）
３２ フリクションワッシャ（支持部材）
３３ 突部
３４ 補助係止部（第二係止部）
Ｏ 回動軸線

Claims (7)

1. 支持部材と、
   前記支持部材に回動自在に支持されて運転者により踏込操作されるアクセルペダルと、
   前記支持部材に一端部を係止されて前記アクセルペダルの踏込方向とは逆方向に前記アクセルペダルを付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記アクセルペダルは、前記付勢部材の他端部を係止しつつ回動する第一係止部と、前記第一係止部よりも前記付勢部材の付勢方向前側に設けられて前記第一係止部の破損時に前記付勢部材の他端部を係止しつつ回動する第二係止部とを有することを特徴とするアクセル装置。
2. 前記第二係止部は、前記第一係止部の正常時に前記付勢部材を係止しないことを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置。
3. 前記第二係止部は、前記第一係止部を覆う形状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセル装置。
4. 前記第一係止部は樹脂で形成されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のアクセル装置。
5. 前記アクセルペダルは、第一はす歯を有すると共に前記支持部材に回動自在に支持されて運転者の踏込操作により回転する第一ロータ、並びに第二はす歯を有すると共に前記第二はす歯が前記第一はす歯に噛み合うことで前記第一ロータと一緒に回転する第二ロータを具備し、
   前記第一ロータ及び前記第二ロータの少なくとも一方は回転時において前記支持部材に摺接し、
   前記第一ロータ及び前記第二ロータの一方と他方とはそれぞれ前記第一係止部と前記第二係止部とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクセル装置。
6. 前記付勢部材は複数設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のアクセル装置。
7. 前記付勢部材は圧縮コイルスプリングにより構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアクセル装置。

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