JP4720711B2 - アクセルペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクセルペダルの操作量に応じてアクセルペダルを初期位置に復帰させようとする復帰力を増加させていくようにしたアクセルペダル装置に関する。

自動車などの車両では、内燃機関の作動を制御するためにアクセルペダル装置が使用されている。一般に、アクセルペダル装置では、アクセルペダルを初期位置に戻すための復帰力がバネによってアクセルペダルに付与されている。さらに、アクセルペダルには、摩擦板などによって回転抵抗（すなわち、摩擦抵抗）が付与される。

回転抵抗は、アクセルペダルを踏み込むときには、復帰力（バネ力）と同じ方向に作用する一方、アクセルペダルを踏み込んだ後にアクセルペダルを踏み込む力（以下、踏力と記載する）を弱めるときには、復帰力と逆の向きに作用する。したがって、アクセルペダル踏み込み時には復帰力に回転抵抗を加えた力に等しい踏力が必要になる一方、アクセルペダル戻し時には回転抵抗から復帰力を引いた大きさの力に等しい踏力が必要になり、アクセルペダルは図８に示されているようにヒステリシス特性を示すようになる。すなわち、アクセルペダルの操作量が同じでもアクセルペダルの踏み込み時と戻し時とでアクセルペダルの操作量を変化させるのに必要な踏力が異なることになる。このようにアクセルペダルに回転抵抗を付与すると、踏力を弱めるときに、踏力がアクセルペダルに付与される復帰力を下回っても回転抵抗が作用するため、踏力が復帰力から回転抵抗を引いた値を下回るまでアクセルペダルの操作量は減少しなくなり、踏力が多少変動してもアクセルペダルの操作量を所望量に保持することが容易となる。よって、アクセルペダルの回転抵抗は、アクセルペダルの操作性を向上させる利点をもたらす。

上記のようなヒステリシス特性は、アクセルペダルの操作量に応じて大きくすることが好ましい。このように、アクセルペダルの操作量が増加するとより大きなヒステリシス特性を示すようにしたアクセルペダル装置が例えば特許文献１に記載されている。

上記のような従来のアクセルペダル装置は、例えば図９に示されているように、ハウジング１０２と、ハウジング１０２に対して回転軸線周りに回転可能なアクセルペダル１０４と、アクセルペダル１０４に連動して回転軸線周りに回転し且つアクセルペダル１０４を初期位置に復帰させるための復帰力を戻りバネ１１０等によって付与されるスプリングロータ１０６と、スプリングロータ１０６とハウジング１０２との間に設けられた摩擦板１０８とによって構成されている。アクセルペダル１０４及びスプリングロータ１０６の回転軸線方向に互いに対面する端面には、回転軸線周りに周方向を向いて複数のカム１０４ａ，１０６ａが形成されており、アクセルペダル１０４のカム１０４ａとスプリングロータ１０６のカム１０６ａとを互いに係合させることにより、アクセルペダル１０４とスプリングロータ１０６とを連動させると共に、アクセルペダル１０４に付与された踏力の一部をカム１０４ａ，１０６ａを介してスプリングロータ１０６を摩擦板１０８に押し付ける力に変換している。そして、スプリングロータ１０６と摩擦板１０８との間に生じる摩擦によってアクセルペダル１０４に回転抵抗を付与する。なお、アクセルペダル１０４及びスプリングロータ１０６のカム１０４ａ，１０６ａは、平坦な傾斜面によって形成されており、図１０に示されているように、アクセルペダル１０４とスプリングロータ１０６との相対的な角度位置及び回転軸線方向位置が変化してもカム１０４ａ，１０６ａの接触角θ（回転軸線に垂直な平面に対して両カム１０４ａ．１０６ａの接触点における接線がなす角度）が変化することはない。

また、アクセルペダル装置においてヒステリシス特性を示すようにするための摩擦力発生機構の他の例が特許文献２に記載されている。特許文献２に示されている摩擦力発生機構は、摩擦力を発生する摺動面を有した摺動案内路と、摺動案内路内に往復動自在に収容された第１の可動摩擦部材及び第２の可動摩擦部材と、第２の可動摩擦部材を初期位置に戻すように付勢する戻しスプリングとを備え、第１の可動摩擦部材にはペダルアームから加えられる踏力が作用するようになっている。第１の可動摩擦部材及び第２の可動摩擦部材は、各々、略矩形形状をなす本体部と、この本体部の一端に一体的に形成されて摺動案内路の摺動面に沿って延びる２本の接触アームとを有している。また、それぞれの本体部上には傾斜面が形成されており、第１の可動摩擦部材と第２の可動摩擦部材とは、第１の可動摩擦部材の傾斜面と第２の可動摩擦部材の傾斜面とが互いに当接するように配置されている。したがって、第２の可動摩擦部材に戻しスプリングの付勢力が作用し且つペダルアームから第１の可動摩擦部材に踏力が作用すると、第１の可動摩擦部材及び第２の可動摩擦部材に対してお互いを遠ざけるように摺動案内路の内壁面に押し付ける作用し、摩擦力を発生させる。特許文献２に示されている摩擦力発生機構は、このようにして、アクセルペダルの操作に要求される踏力にヒステリシス特性を付与している。

特開平６−２９９８７４号公報 国際公開第０１／１９６３８号パンフレット

例えば、特許文献１に記載されているようなアクセルペダル装置では、摩擦板又はスプリングロータが摩耗して薄くなると、アクセルペダルのカムとスプリングロータのカムとの相互作用でスプリングロータが回転軸線方向に摩擦板に向かって移動して摩擦板との接触状態を維持し、それによって、摩擦板又はスプリングロータの摩耗にかかわらずアクセルペダルの回転抵抗を付与し続ける。

しかしながら、スプリングロータが回転した結果、バネが伸びて、アクセルペダルの操作量がゼロの状態のときにバネによってスプリングロータに付与される復帰力は低下すなわち減少することになる。また、アクセルペダルのカムとスプリングロータのカムとの接触角は常に一定であるから、アクセルペダルに同じ踏力が作用すればスプリングロータを摩擦板に押し付ける力及びそれにより生じる回転抵抗も同じとなる。したがって、アクセルペダルの操作量すなわち回転角度とそのときに要する踏力は、図１１に示されているように、初期の状態では実線で表されるように変化するのに対して、摩擦板の摩耗後には、スプリングロータに付与される復帰力が減少した結果、初期状態における変化曲線を下方に移動した破線で表される曲線のように変化する。このため、摩擦板の摩耗の前後でアクセルペダルの同じ操作量に対して要する踏力が変化し、アクセルペダルの操作感を悪化させる問題が生じる。特に、アクセルペダルの踏み込み時にアクセルペダルの操作に要する踏力の低下が操作感を悪化させる。

特許文献２に記載の摩擦力発生機構でも、摺動案内路の摺動面又は可動摺動部材が摩耗することにより、同様の問題が生じる。

よって、本発明の目的は、アクセルペダルの操作に摩擦抵抗を付与する摩擦部材の磨耗によるアクセルペダルの操作感の悪化を防止するために、摩擦部材の厚さの減少等によるアクセルペダルを初期位置に復帰させるための復帰力の減少の影響を減少させることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、アクセルペダルの操作量の増加に応じて前記アクセルペダルを初期位置に復帰させようとする復帰力を増加させていき、前記アクセルペダルを踏み込むときには該復帰力と同じ方向に摩擦抵抗が作用する一方、前記アクセルペダルを戻すときには該復帰力と反対方向に摩擦抵抗が作用するようになっているアクセルペダル装置において、前記アクセルペダルの所定の操作量に対して前記アクセルペダルに付与される前記復帰力が減少したときに、前記摩擦抵抗を増大させることにより、前記アクセルペダルの踏み込み時の前記復帰力の減少分を補償するようにしたアクセルペダル装置を提供する。

アクセルペダル踏み込み時には、アクセルペダルを初期位置に復帰させようとする復帰力とアクセルペダルの回転を妨げる摩擦抵抗とが同じ向きに作用する。したがって、例えばアクセルペダルに復帰力を付与する戻りバネのバネ力が弱まって同じアクセルペダル操作量に対してアクセルペダルに付与される復帰力が減少したときでも、摩擦抵抗を増大させることで復帰力の減少分が補償される。この結果、所定のアクセルペダルの操作量にアクセルペダルを操作したときにアクセルペダルに付与される復帰力が減少しても、そのアクセルペダル操作量まで踏み込むために要する踏力の復帰力の減少前後での変化は抑制され、操作者の操作感を損なわせることを防止できる。

例えば、前記アクセルペダル装置は、前記アクセルペダルに付与された踏力が伝達され、前記アクセルペダルと連動する踏力伝達部材と、前記踏力伝達部材と係合しており、前記踏力伝達部材を介して前記アクセルペダルを初期位置に復帰させるための復帰力を付与される加圧部材と、前記加圧部材に接触しており、前記加圧部材との間で摩擦抵抗を発生させる摩擦部材とを備え、前記アクセルペダルの所定の操作量に対して前記アクセルペダルに付与される前記復帰力が減少したときに、前記加圧部材を前記摩擦部材に押し付ける力を増加させて、前記加圧部材と前記摩擦部材との間の摩擦抵抗を増大させるようになっていればよい。

この場合、前記アクセルペダル装置は、前記踏力伝達部材と前記加圧部材の互いに対向する面にそれぞれ設けられ互いと係合する凸状傾斜係合面から構成される力変換機構をさらに備え、前記踏力伝達部材の凸状傾斜係合面と前記加圧部材の凸状傾斜係合面との係合部によって、前記アクセルペダルから前記踏力伝達部材を介して前記加圧部材に付与される踏力を、前記加圧部材に付与される復帰力と釣り合う力と前記加圧部材を前記摩擦部材に押し付ける力とに変換し、前記加圧部材を前記摩擦部材に押し付ける力の方向に垂直な平面に対して、前記踏力伝達部材の凸状傾斜係合面と前記加圧部材の凸状傾斜係合面との係合部における接平面がなす角度は、前記加圧部材を前記摩擦部材に押し付ける力の方向に前記踏力伝達部材と前記加圧部材が互いから離れるに従って減少するようになっていることが好ましい。

上記のような力変換機構を用いている場合、アクセルペダルの所定の操作量に対してアクセルペダルに付与される復帰力が減少すると、踏力伝達部材から加圧部材に伝達される踏力のうちの復帰力作用方向成分（すなわち、復帰力と釣り合うべき力成分）が減少するように加圧部材と踏力伝達部材の係合部が互いの凸状傾斜面に沿って移動する。この移動により、踏力伝達部材から加圧部材に伝達される踏力のうちの加圧部材を摩擦部材に押し付ける力成分は増加することになり、アクセルペダルの所定の操作量に対してアクセルペダルに付与される復帰力が減少したときに、加圧部材を摩擦部材に押し付ける力を増加させることが可能となる。

一つの実施形態において、前記アクセルペダル装置は、前記アクセルペダルを回転可能に軸支するハウジングをさらに備え、前記アクセルペダルと前記踏力伝達部材が一体的に形成されており、前記加圧部材は、前記アクセルペダルと連動して前記アクセルペダルの回転軸線周りに回転し且つ前記アクセルペダルを初期位置に復帰させるための復帰力を付与されるスプリングロータであり、前記摩擦部材は前記スプリングロータと前記ハウジングとの間に配置され該ハウジングに回転不能に取り付けられた摩擦部材であり、前記力変換機構の凸状傾斜係合面は、前記回転軸線方向に互いに対向する前記踏力伝達部材及び前記スプリングロータの端面において、前記回転軸線周りに予め定められた円筒面内で軸線方向に対向するように設けられており、前記復帰力が減少したときに、前記スプリングロータを前記摩擦部材に押し付ける力を増加させるように、前記係合面が前記円筒面に沿った断面において凸状に湾曲している。

上記のような構成の場合、摩擦部材が摩耗すると、スプリングロータは回転軸線に沿ってアクセルペダルから離れる方向に移動すると共に、アクセルペダルの初期位置における戻りバネの圧縮量が減少する。一方、アクセルペダルに対してスプリングロータがアクセルペダルから離れる方向に移動すると、アクセルペダル（踏力伝達部材）の凸状傾斜係合面とスプリングロータの凸状傾斜係合面との接触角（すなわち、両凸状傾斜係合面の接触点における接線が回転軸線に垂直な平面に対してなす角度）が減少し、ある踏力が作用したときにアクセルペダルがスプリングロータを摩擦板に押し付ける力がより大きくなり、スプリングロータと摩擦板との間に発生する摩擦力を増加させることができる。

この場合、前記凸状傾斜係合面の曲率は、前記アクセルペダルの踏み込み時に、前記摩擦板又は前記スプリングロータの厚さの減少前後で前記アクセルペダルの同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように定められることが好ましい。このように凸状傾斜係合面の曲率を設定すれば、アクセルペダル踏み込み時にアクセルペダルの操作に要する踏力が摩擦板の摩耗前後で変化しないので、摩擦板の摩耗が操作者の操作感に影響を与えることを防止することができる。

また、他の実施形態において、前記アクセルペダル装置は、前記アクセルペダルを回転可能に軸支するハウジングをさらに備え、前記アクセルペダルと前記踏力伝達部材が一体的に形成されており、前記加圧部材は、前記踏力伝達部材と係合しており、前記アクセルペダルと連動して前記アクセルペダルの回転軸線周りに回転し且つ前記アクセルペダルを初期位置に復帰させるための復帰力を付与されるスプリングスライダであり、前記摩擦部材は前記スプリングスライダと接触する前記ハウジングの内側表面として形成されており、前記力変換機構の前記凸状傾斜係合面は、それぞれ、前記踏力伝達部材及び前記スプリングスライダの回転方向に互いに対向する前記踏力伝達部材及び前記スプリングスライダの面において前記回転軸線と前記ハウジングの内側表面との間に、前記踏力伝達部材及び前記スプリングスライダの回転方向に対向するように設けられており、前記復帰力が減少したときに、前記スプリングスライダを前記ハウジングの内側表面に押し付ける力を増加させるように、前記凸状傾斜係合面が前記回転軸線に垂直な断面において凸状に湾曲している。

この場合、前記凸状傾斜係合面の曲率は、前記アクセルペダルの踏み込み時に、前記ハウジングの内周面又は前記スプリングスライダの厚さの減少前後で前記アクセルペダルの同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように定められることが好ましい。

別の実施形態において、前記アクセルペダル装置は、前記アクセルペダルを回転軸線周りに回転可能に軸支するハウジングをさらに備え、前記摩擦部材は前記ハウジングの内部に前記回転軸線の垂線と平行に延びる摺動案内路の内周面として形成されており、前記踏力伝達部材は前記摺動案内路内に移動可能に設けられ且つ前記アクセルペダルの一端と係合及び離脱可能になっている可動部材であり、前記加圧部材は、前記可動部材と対向して前記摺動案内路内に移動可能に設けられ、前記可動部材を介して前記アクセルペダルを初期位置に復帰させるための復帰力を付与されるスプリングスライダであり、前記力変換機構の前記凸状傾斜係合面は、それぞれ、前記摺動案内路内における前記可動部材及び前記スプリングスライダの移動方向に互いに対向する前記可動部材及び前記スプリングスライダの面において、前記可動部材及び前記スプリングスライダの移動方向に対向するように設けられており、前記復帰力が減少したときに、前記スプリングスライダを前記摺動案内路の内周面に押し付ける力を増加させるように、前記凸状傾斜係合面が前記回転軸線と垂直な断面において凸状に湾曲している。

この場合、前記凸状傾斜係合面の曲率は、前記アクセルペダルの踏み込み時に、前記摺動案内路の幅の増加前後あるいは前記スプリングスライダの厚さの減少前後で前記アクセルペダルの同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように定められることが好ましい。

以下、図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。
本発明は、アクセルペダルの操作量の増加に応じて前記アクセルペダルを初期位置に復帰させようとする復帰力を増加させていき、アクセルペダルを踏み込むときには該復帰力と同じ方向に摩擦抵抗が作用する一方、前記アクセルペダルを戻すときには該復帰力と反対方向に摩擦抵抗が作用するようになっているアクセルペダル装置において、アクセルペダルの所定の操作量に対してアクセルペダルに付与される前記復帰力が減少したときに、摩擦抵抗を増大させることにより、アクセルペダルの踏み込み時の復帰力の減少分を補償するようにしたものである。

以下に説明される実施形態におけるアクセルペダル装置は、上記のような機能を実現するために、基本的に、操作者により踏力を付与されるアクセルペダルと、アクセルペダルに付与された踏力が伝達され、アクセルペダルと連動するように構成されている踏力伝達部材と、踏力伝達部材と係合しており、踏力伝達部材を介してアクセルペダルを初期位置に復帰させるための復帰力を例えば戻りバネなどによって付与される加圧部材と、加圧部材に接触しており、加圧部材との間で摩擦抵抗を発生させる摩擦部材と、踏力伝達部材と加圧部材の互いに対向する面にそれぞれ設けられ互いと係合する凸状傾斜係合面から構成される力変換機構とを備えている。また、力変換機構の凸状傾斜係合面の曲率は、加圧部材を摩擦部材に押し付ける力の方向に垂直な平面に対して、踏力伝達部材の凸状傾斜係合面と加圧部材の凸状傾斜係合面との係合部における接平面がなす角度が、加圧部材を摩擦部材に押し付ける力の方向に前記踏力伝達部材と前記加圧部材が互いから離れるに従って減少するように定められている。

このような構造のアクセルペダル装置では、アクセルペダルから踏力伝達部材を介して加圧部材に付与される踏力は、踏力伝達部材の凸状傾斜係合面と加圧部材の凸状傾斜係合面との係合部を介して、加圧部材に付与される復帰力に抗する力と加圧部材を摩擦部材に押し付ける力とに変換される。一方、戻りバネのバネ力が弱まるなどして、アクセルペダルの所定の操作量に対してアクセルペダルに付与される復帰力が減少すると、加圧部材を摩擦部材に押し付ける力を増加させて、加圧部材と摩擦部材との間の摩擦抵抗を増大させることができる。これにより、アクセルペダルの踏み込み時の復帰力の減少分を補償する効果を奏している。

図１を参照して、第１の実施形態のアクセルペダル装置１０の全体構成を説明する。アクセルペダル装置１０は、自動車などの車両に搭載され、アクセルペダルの踏み込み量に応じて車両の運転状態を制御する。本実施形態のアクセルペダル装置１０は、アクセルバイワイヤ方式のものである。すなわち、本実施形態のアクセルペダル装置１０では、車両のスロットル装置など（図示せず）とアクセルペダル１４とが直接的には接続されておらず、アクセルペダル１４の回転角度が角度センサ（図示せず）によって検出され、検出されたアクセルペダル１４の回転角度に基づいてスロットル装置が制御される。

アクセルペダル装置１０は、ハウジング１２と、回転軸線Ｏ周りに回転可能にハウジング１２に支持されたアクセルペダル１４と、アクセルペダル１４と連動してアクセルペダル１４の回転軸線Ｏと同じ軸線周りに回転可能なスプリングロータ１６と、スプリングロータ１６とハウジング１２との間に配置された摩擦板１８とを備える。

ハウジング１２は、ボルト等により車体（図示せず）に固定される底板２０と、底板２０と対向して配置され且つ底板２０との間に空間を形成するような略Ｖ字形状を有した天板２２と、底板２０及び天板２２に垂直に配置され互いに対向する側板２４、２６とを含んでいる。天板２２には、アクセルペダル１４が貫通するための開口部２２ａが形成されている。また、側板の一方２４の内側表面からは回転軸線Ｏ方向にハウジング１２の内部に向かって延びる軸部２８が形成されている。

アクセルペダル１４は、略Ｖ字形状に延びるアーム部３０を含む。アーム部３０は、踏力伝達部材として機能するものである。アーム部３０は、長手方向に互いと平行に延びる一対の側壁部３０ａ，３０ｂと、一対の側壁部３０ａ、３０ｂを接続する接続部３０ｃとから構成されている。アーム部３０の一端には、操作者が足等で踏むための操作部３２が設けられており、アーム部３０の他端はハウジング１２の内部に収容される。アーム部３０の他端には、一対の側壁部３０ａ，３０ｂを貫通する貫通孔３０ｄ，３０ｅが形成されており、これら貫通孔３０ｄ，３０ｅにハウジング１２の側板２４の軸部２８を貫通させることによって、アクセルペダル１４が回転軸線Ｏ周りに回転可能にハウジング１２に支持される。

スプリングロータ１６は、加圧部材として機能するものである。スプリングロータ１６は、円盤状の回動部３４と、回動部３４の外周縁部からその接線方向に延びる板状部３６と、板状部３６の先端に形成されたバネ座部３８とを含んでおり、アクセルペダル１４の貫通孔３０ｄ，３０ｅ側の端部において、一対の側壁部３０ａ，３０ｂの間に配置される。スプリングロータ１６の回動部３４には貫通孔３４ａが形成されており、この貫通孔３４ａにハウジング１２の側板２４から延びる軸部２８を貫通させることによって、スプリングロータ１６がアクセルペダル１４と同じ回転軸線Ｏ周りに回転可能にハウジング１２に支持される。さらに、回動部３４の回転軸線Ｏの方向の一方の端面には、複数のカム３４ｂが貫通孔３４ａの周りに等間隔で形成されている。これらカム３４ｂは、アクセルペダル１４のアーム部３０の一対の側壁部３０ａ，３０ｂのうち回動部３４のカム３４ｂ側の側壁部３０ｂの内側の貫通孔３０ｅの周囲に形成された対応する形状の複数のカム３０ｆに対して、回転軸線Ｏ周りに予め定められた円筒面内でその軸線方向に対向配置され、常時係合するようになっている。また、スプリングロータ１６のカム３４ｂ及びアクセルペダル１４のカム３０ｆは、上記円筒面に沿った断面が凸状に湾曲する形状を有している。すなわち、カム３４ｂは加圧部材の凸状傾斜係合面として機能し、カム３０ｆは踏力伝達部材の凸状傾斜係合面として機能する。

スプリングロータ１６のバネ座部３８とハウジング１２の天板２２の内側表面との間には、大径の第１の戻りバネ４０の内側に小径の第２の戻りバネ４２を挿入した状態で第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２が介挿される。第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２は、アクセルペダル１４が踏み込まれたときにアクセルペダル１４及びスプリングロータ１６が回転する方向とは逆の回転方向に、スプリングロータ１６を付勢している。したがって、第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２は、アクセルペダル１４に作用する力が解放されたときに、スプリングロータ１６を初期位置に復帰させ、これに伴ってスプリングロータ１６のカム３４ｂとアクセルペダル１４のカム３０ｆとの相互作用でアクセルペダル１４をその初期位置に復帰させる機能を果たす。なお、復帰力付与手段が第１の戻りバネ４０と第２の戻りバネ４２の二つの戻りバネによって構成されているのは、一方の戻りバネが破損した場合でも、スプリングロータ１６に復帰力が付与され、踏力を解放すればアクセルペダル１４が常に初期位置に復帰することを保証するためである。

摩擦板１８は、摩擦部材として機能するものである。摩擦板１８は、スプリングロータ１６の回動部３４の回転軸線Ｏ方向の端面のうちカムのない側とこれと対向するアクセルペダル１４の側壁部３０ａとの間に配置され、ハウジング１２の軸部２８に対して回転不能に取り付けられており、アクセルペダル１４とスプリングロータ１６が連動して回転するときに摩擦板１８とアクセルペダル１４の側壁部３０ａとの間並びに摩擦板１８とスプリングロータ１６の回転軸線方向端面との間に摩擦抵抗を発生させる。摩擦板１８は、例えば、摩擦板１８に形成された貫通孔１８ａにハウジング１２の軸部２８を挿入すると共に摩擦板１８に形成された係合部とハウジング１２の天板などに形成された対応する係合部とを互いに係合させることによって、ハウジング１２の軸部２８に対して回転不能に取り付けられることができる。

次に、図２を参照して、図１に示されているアクセルペダル装置の動作について説明する。図２は、本発明のアクセルペダル装置１０の動作原理を説明するための模式図である。
アクセルペダル１４の操作部３２に踏力が付与されると、アクセルペダル１４が回転軸線Ｏ周りに回転し、アクセルペダル１４に作用する回転力は、アクセルペダル１４のカム３０ｆとスプリングロータ１６のカム３４ｂとの係合によって、スプリングロータ１６に伝達される。詳細には、アクセルペダル１４に付与された踏力は、図２において矢印で示されているように、アクセルペダル１４のカム３０ｆとスプリングロータ１６のカム３４ｂとの相互作用により、スプリングロータ１６を回転軸線Ｏ周りに回転させる力（以下、単に回転力Ｆｒと記載する）と、スプリングロータ１６を回転軸線Ｏの方向に摩擦板１８に向けて押し付ける力（以下、単に押し付け力Ｆｐと記載する）とに分解されてスプリングロータ１６に伝達される。すなわち、アクセルペダル１４のカム３０ｆとスプリングロータ１６のカム３４ｂは力変換機構を構成している。

回転力Ｆｒは、スプリングロータ１６に作用する復帰力と釣り合うまでスプリングロータ１６をアクセルペダル１４と連動して回転させる。また、押し付け力Ｆｐは、回転するスプリングロータ１６の回転軸線方向端面とハウジング１２に対して回転不能な摩擦板１８との間に摩擦抵抗を生じさせる。この摩擦抵抗はアクセルペダル１４の回転方向すなわちスプリングロータ１６の回転方向と逆方向に発生する。したがって、アクセルペダル１４の踏み込み時には、摩擦抵抗がスプリングロータ１６に作用する復帰力と同じ向きに作用し、アクセルペダル１４の操作にはスプリングロータ１６に作用する復帰力と摩擦抵抗との合力に応じた踏力が必要とされることになる。一方、アクセルペダル１４を戻すときには、摩擦抵抗がスプリングロータ１６に作用する復帰力と逆向きに作用し、アクセルペダル１４の操作にはスプリングロータ１６に作用する復帰力から摩擦抵抗を引いた値に応じた踏力が必要とされることになる。したがって、アクセルペダル１４の操作量（回転角度）が同じでも、アクセルペダル１４の踏み込み時と戻し時とでは操作に必要な踏力が異なることになり、いわゆるヒステリシス特性が得られるようになる。そして、こうして得られたヒステリシス特性がアクセルペダル１４の操作を容易にさせる。

また、図１に示されているアクセルペダル装置１０において、摩擦板１８又はスプリングロータ１６が摩耗したときには、図３に示されているように、第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２の作用でアクセルペダル１４に対してスプリングロータ１６が回転軸線Ｏ周りに回転しつつスプリングロータ１６のカム３４ｂがアクセルペダル１４のカム３０ｆの係合面に沿って移動することにより、スプリングロータ１６が回転軸線Ｏに沿ってアクセルペダル１４から離れ、摩擦板１８に向かって移動させられる。これにより、摩耗により摩擦板１８又はスプリングロータ１６の厚さが減少しても、スプリングロータ１６と摩擦板１８とは常時当接した状態を維持され、スプリングロータ１６が回転したときにスプリングロータ１６と摩擦板１８との間に常に摩擦抵抗が発生することが保証される。一方、このように、スプリングロータ１６は第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２が伸びる方向に回転することにより摩擦板１８又はスプリングロータ１６の厚さの減少分を吸収するので、アクセルペダル１４の初期位置における第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２の圧縮量は摩擦板１８又はスプリングロータ１６の摩耗前に比べて減少し、第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２によってスプリングロータ１６に付与される復帰力は摩擦板１８又はスプリングロータ１６の摩耗前と比較して減少することになる。

ところで、従来のアクセルペダル装置１００では、図６に示されているように、カム１０４ａ，１０６ａの係合面が平坦な傾斜面によって形成されている。したがって、図７（ａ）及び（ｂ）から分かるように、摩擦板１０８の厚さの摩耗分を吸収するためにスプリングロータ１０６がアクセルペダル１０４に対して回転してアクセルペダル１０４とスプリングロータ１０６との間が上述したように回転軸線Ｏの方向に離れても、アクセルペダル１０４のカム１０４ａとスプリングロータ１０６のカム１０６ａとの接触角θは一定であり、変化しない。ここで、カムの接触角とは、アクセルペダル１０４のカム１０４ａとスプリングロータ１０６のカム１０６ａとの接触点における接線がアクセルペダル１０４及びスプリングロータ１０６の回転軸線Ｏに垂直な平面に対してなす角度をいう。よって、従来のアクセルペダル装置１００では、アクセルペダル１０４に付与される踏力を回転力Ｆｒと押し付け力Ｆｐとに変換する比率は、摩擦板１０８が摩耗しても一定である。

一方で、摩擦板１０８又はスプリングロータ１０６が摩耗すると、スプリングロータ１０６が回転軸線Ｏ周りに回転して戻りバネ１１０が伸びるので、スプリングロータ１０６に付与される復帰力は減少する。この結果、アクセルペダルの回転角度とそのときにスプリングロータに作用する復帰力との関係も変化する。この復帰力の減少が、図８において、一点鎖線で示される直線（減少前）と二点鎖線で示される直線（減少後）とによって表されている。さらに、スプリングロータ１０６に付与される復帰力が減少すると、アクセルペダル１０４を所望の回転角度に操作するときに要する踏力も減少する。アクセルペダル１０４に付与される踏力を回転力Ｆｒと押し付け力Ｆｐとに変換する比率が一定であれば、踏力の減少に伴って押し付け力Ｆｐが減少するので、摩擦抵抗も同時に減少する。この結果、アクセルペダル１０４の回転角度と踏力との関係は、実線で示されるもの（摩擦板１０８の摩耗前）から破線で示されるもの（摩擦板１０８の摩耗後）へ変化し、操作者のアクセルペダル１０４の操作感を変化させる。

これに対して、本発明のアクセルペダル装置１０のアクセルペダル１４のカム３０ｆ及びスプリングロータ１６のカム３４ｂの係合面（すなわち、カム面）は、これらカム３０ｆ，３４ｂを通るように回転軸線Ｏ周りに定められた円筒面に沿った断面において、凸状に湾曲した形状を有している。したがって、図３（ａ）及び（ｂ）から分かるように、摩擦板１８又はスプリングロータ１６の摩耗によりアクセルペダル１４とスプリングロータ１６との間が回転軸線Ｏの方向に離れると、アクセルペダル１４のカム３０ｆとスプリングロータ１６のカム３４ｂとの接触角がθ１からθ２に減少する。よって、摩擦板１８又はスプリングロータ１６が摩耗すると、アクセルペダル１４に付与される踏力を押し付け力Ｆｐに変換する比率が増加し、スプリングロータ１６と摩擦板１８との間の摩擦抵抗を増大させる。ここで、アクセルペダル踏み込み時には、スプリングロータ１６に作用する復帰力と摩擦抵抗とがアクセルペダル１４に対して同じ向きに作用するから、アクセルペダル１４を所望の回転角度に操作するのに要する踏力は、復帰力と摩擦抵抗との和によって決定される。したがって、本発明のアクセルペダル装置１０では、アクセルペダル踏み込み時に、復帰力の減少分が摩擦抵抗の増加によって補償され、復帰力の減少がアクセルペダル１４の操作感に与える影響を減少させることができる。特に、図４に示されているように、アクセルペダル１４の踏み込み時に、復帰力の減少前後で、ある回転角度にアクセルペダル１４を操作するのに要する踏力が同じになるように、カム３０ｆ、３４ｂの係合面の曲率を設定すれば、アクセルペダル１４の踏み込み時に要する踏力は復帰力の減少前後で変化しない。したがって、復帰力の減少が操作感に与える影響はほとんどなくなる。

なお、アクセルペダル戻し時には、復帰力と摩擦抵抗とが互いと逆の向きにスプリングロータ１６に作用するので、図４から分かるように、アクセルペダル１４の操作に要する踏力は摩耗前に比較して減少することになる。しかしながら、アクセルペダル戻し時に要する踏力が操作感に与える影響はアクセルペダル踏み込み時に要する踏力に比較して小さいので、アクセルペダル１４の操作全体としては、操作者の操作感は大きく改善される。

次に、図５を参照して、アクセルペダル１４のカム３０ｆ及びスプリングロータ１６のカム３４ｂの係合面（カム面）がカム３０ｆ、３４ｂを通るように回転軸線Ｏ周りに予め定められた円筒面に沿った断面において呈する曲線の曲率の定め方の一例を説明する。ここでは、図４に示されているように、アクセルペダル１４の踏み込み時に、復帰力の減少前後で、各回転角度にアクセルペダル１４を操作するのに要する踏力が同じになるように、カム３０ｆ、３４ｂの係合面の曲率を設定するものとする。なお、図５において、曲線４４は、従来のアクセルペダル装置１００のカムの平坦な係合面を表し、曲線４６は、本発明によるアクセルペダル装置１０のカムの凸状湾曲面を表している。

以下の説明では、アクセルペダル１４の操作部３２に作用させる踏力をＦ、第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２によってスプリングロータ１６に付与される復帰力をＦｓｐ、踏力Ｆによってアクセルペダル１４に作用する回転トルクをＴ、復帰力Ｆｓｐによってスプリングロータ１６に作用する回転トルクをＴｓｐ、アクセルペダル１４の回転軸線Ｏから操作部３２までの距離をＲ１、スプリングロータ１６の回転軸線Ｏから復帰力の作用点までの距離をＲ２、アクセルペダル１４のカム３０ｆとスプリングロータ１６のカム３４ｂとの接触角をθ、スプリングロータ１６と摩擦板１８との摩擦係数をμとする。

踏力Ｆによってアクセルペダル１４に作用する回転トルクＴと、復帰力Ｆｓｐによってスプリングロータ１６に作用する回転トルクＴｓｐとの間には、以下の関係が成立する。
Ｔ＝Ｔｓｐ±Ｔ・μ／ｔａｎθ＝Ｔｓｐ（１±μ／ｔａｎθ）
ここで、Ｔ＝Ｆ×Ｒ１、Ｔｓｐ＝Ｆｓｐ×Ｒ２を上式に代入すると、以下の式が求められる。
Ｆ＝Ｆｓｐ×Ｒ２／（１±μ／ｔａｎθ）／Ｒ１ （１）

図５に示されているように、摩擦板１８又はスプリングロータ１６が摩耗してその厚さがＸだけ減少したとすると、上述したように摩擦板１８又はスプリングロータ１６の厚さ減少分を吸収するべくスプリングロータ１６を回転軸線Ｏに沿って移動し、それに伴ってカム３０ｆ、３４ｂの接触点が移動して接触角がθ´に変化する。また、この移動に伴って、第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２による付勢力によってスプリングロータ１６が角度βだけ回転する。すると、第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２は、（Ｒ２）ｓｉｎβだけセット長が伸び、このときに第１の戻りバネ４０及び第２の戻りバネ４２によってスプリングロータ１６に作用する復帰力がＦｓｐ´になるとする。

ここで、アクセルペダル踏み込み時において、摩耗前後の踏力が等しくなるとすると、式（１）より、以下の式が求められる。
Ｆｓｐ×Ｒ２／（１＋μ／ｔａｎθ）／Ｒ１
＝Ｆｓｐ´×Ｒ２／（１＋μ／ｔａｎθ´）／Ｒ１
Ｆｓｐ、Ｆｓｐ´、μ、Ｒ１及びＲ２は既知であるから、上式をθ´について解くことによって、図５に示されている曲線４６のように、アクセルペダル１４及びスプリングロータ１６のカム３０ｆ，３４ｂの曲率が求められる。

図６を参照して、第２の実施形態のアクセルペダル装置５０の全体構成を説明する。
アクセルペダル装置５０は、第１の実施形態のアクセルペダル装置１０と同様に、アクセルバイワイヤ方式のものである。アクセルペダル装置５０は、ハウジング５２と、回転軸線Ｏ周りに回転可能にハウジング５２に支持されたアクセルペダル５４と、アクセルペダル５４と連動して回転軸線Ｏと同じ軸線周りに回転可能なスプリングスライダ５６とを備える。

ハウジング５２は、ボルト等により車体（図示せず）に固定される底板５８と、底板５８と対向して配置され且つ底板５８との間に空間を形成する天板６０と、底板５８及び天板６０に垂直に配置され互いに対向する側板６２（そのうちの一方のみが示されている）とを含んでいる。天板６０は、アクセルペダル５４の回転軸線Ｏに対して垂直な断面において底板５８と接続される部分から回転軸線Ｏを中心として円弧形状に延びる接触壁部分６０ａと、その他の部分である包囲壁部分６０ｂとを含んでいる。接触壁部分６０ａは摩擦部材として機能する部分であり、接触壁部分６０ａの内側表面には、スプリングスライダ５６が接触している。包囲壁部分６０ｂには、アクセルペダル５４が貫通するための開口部６０ｃが形成されている。また、側板６２には、その内側表面から回転軸線Ｏ方向にハウジング５２の内部に向かって延びる軸部６４が設けられている。

アクセルペダル５４の一端には、貫通孔５４ａが形成されており、この貫通孔５４ａにハウジング５２の側板６２から延びる軸部６４を貫通させることによって、アクセルペダル５４が回転軸線Ｏ周りに回転可能にハウジング５２に支持される。アクセルペダル５４の他端には、操作者が足等で踏みアクセルペダル５４に踏力を作用させるための操作部５４ｂが設けられている。また、アクセルペダル５４の貫通孔側（回転軸線Ｏ側）の端部には、回転軸線Ｏに関してアクセルペダル５４と反対側に延び且つハウジング５２の内部に収容されているレバー６６が一体的に接合されている。レバー６６は、踏力伝達部材として機能する部分であり、アクセルペダル５４の操作部５４ｂに踏力が作用すると、アクセルペダル５４と連動して回転軸線Ｏ周りに回転し、スプリングスライダ５６に踏力を伝達させるように構成されている。また、レバー６６の回転方向にスプリングスライダ５６と対向するレバー６６の面上には、回転軸線Ｏに垂直な断面において凸状に湾曲した傾斜係合面６６ａが形成されている。

スプリングスライダ５６は、加圧部材として機能するものである。スプリングスライダ５６は、ハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面に接触する部分に形成された接触面５６ａと、レバー６６の回転方向にレバー６６と対向する面に形成された凸状傾斜係合面５６ｂと、レバー６６とは反対側の面上に形成されたバネ座部５６ｃとを有している。接触面５６ａは、回転軸線Ｏに垂直な断面においてハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面と対応する円弧形状を有しており、スプリングスライダ５６がハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面に沿って回転軸線Ｏ周りに摺動回転できるようになっている。スプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂは、レバー６６の凸状傾斜係合面６６ａと同じように、回転軸線Ｏに垂直な断面において凸状に湾曲している。また、スプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂは、レバー６６の回転方向にレバー６６の凸状傾斜係合面６６ａと対向して配置されており、レバー６６とスプリングスライダ５６とがレバー６６の凸状傾斜係合面６６ａとスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂとにおいて互いと係合するようになっている。したがって、アクセルペダル５４に踏力が作用すると、アクセルペダル５４からレバー６６に伝達された踏力は、レバー６６の凸状傾斜係合面６６ａとスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂとを介してスプリングスライダ５６に伝達され、アクセルペダル５４及びレバー６６と共にスプリングスライダ５６をハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面に沿って回転軸線Ｏ周りに回転させる。

さらに、スプリングスライダ５６のバネ座部５６ｃとこれに対向するハウジング５２の包囲壁部分６０ｂの内側表面との間には、戻りバネ６８が介挿されている。戻りバネ６８は、アクセルペダル５４が踏み込まれたときにレバー６６及びスプリングスライダ５６が回転する向きとは逆の向きに、スプリングスライダ５６を付勢している。したがって、戻りバネ６８は、アクセルペダル５４に作用する踏力が解放されたときに、スプリングスライダ５６を初期位置に復帰させ、これに伴ってスプリングスライダ５６と係合するレバー６６を回転させてアクセルペダル５４をその初期位置に復帰させる機能を果たす。なお、図示されている実施形態では、戻りバネ６８は一つのみが設けられているが、第１の実施形態のように、二つの戻りバネを設けてもよいことは言うまでもない。

本実施形態のアクセルペダル装置５０においても、第１の実施形態のアクセルペダル装置１０と同様に、レバー６６の凸状傾斜係合面６６ａ及びスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂが回転軸線Ｏと垂直な断面において呈する曲線の曲率は、アクセルペダル５４の踏み込み時に、接触壁部分６０ａ又はスプリングスライダ５６の厚さ（回転軸線Ｏからの径方向の幅）の減少前後でアクセルペダル５４の同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように設定される。レバー６６の凸状傾斜係合面６６ａ及びスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂが回転軸線Ｏと垂直な断面において呈する曲線の曲率の求め方は、第１の実施形態と同様であるので、ここでは詳しく説明しない。

次に、図６に示されている実施形態のアクセルペダル装置５０の動作について説明する。
アクセルペダル５４の操作部５４ｂに踏力が付与されると、アクセルペダル５４及びレバー６６が回転軸線Ｏ周りに回転し、アクセルペダル５４に作用する踏力は、レバー６６の凸状傾斜係合面６６ａとスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂとの係合によって、スプリングスライダ５６に伝達される。詳細には、アクセルペダル５４に付与された踏力は、レバー６６の凸状傾斜係合面６６ａとスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂとの相互作用により、スプリングスライダ５６を回転軸線Ｏ周りに回転させる力（以下、単に回転力と記載する）と、スプリングスライダ５６の接触面５６ａをハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面に押し付ける力（以下、単に押し付け力と記載する）とに分解されてスプリングスライダ５６に伝達される。

回転力は、スプリングスライダ５６を回転軸線Ｏ周りに回転させる。また、押し付け力は、スプリングスライダ５６の接触面５６ａをハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面に押し付け、回転軸線Ｏ周りに回転するスプリングスライダ５６の接触面５６ａとハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面との間に摩擦抵抗を生じさせる。この摩擦抵抗は、アクセルペダル５４の回転方向すなわちスプリングスライダ５６の回転方向と逆に発生する。したがって、アクセルペダル５４の踏み込み時には、摩擦抵抗がスプリングスライダ５６に作用する復帰力と同じ向きに作用し、アクセルペダル５４の操作にはスプリングスライダ５６に作用する復帰力と摩擦抵抗との合力に応じた踏力が必要とされることになる。一方、アクセルペダル５４を戻すときには、摩擦抵抗がスプリングスライダ５６に作用する復帰力と逆向きに作用し、アクセルペダル５４の操作にはスプリングスライダ５６に作用する復帰力から摩擦抵抗を引いた値に応じた踏力が必要とされることになる。したがって、アクセルペダル５４の操作量（回転角度）が同じでも、アクセルペダル５４の踏み込み時と戻し時とでは操作に必要な踏力が異なることになり、いわゆるヒステリシス特性が得られるようになる。そして、こうして得られたヒステリシス特性がアクセルペダル５４の操作を容易にさせる。

ハウジング５２の接触壁部分６０ａ又はスプリングスライダ５６が摩耗したときには、スプリングスライダ５６が戻りバネ６８の作用でスプリングスライダ５６の回転方向にレバー６６に近づくようにレバー６６の凸状傾斜係合面６６ａに沿って移動することにより、回転軸線Ｏから離れる方向にハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面に向かって移動させられる。これにより、摩耗によりハウジング５２の接触壁部分６０ａ又はスプリングスライダ５６の厚さが減少しても、ハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面とスプリングスライダ５６の接触面５６ａとは常時当接した状態を維持され、スプリングスライダ５６が回転したときにハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面とスプリングスライダ５６との間に常に摩擦抵抗が発生することが保証される。また、このように、スプリングスライダ５６は戻りバネ６８が伸びる方向に回転することによりハウジング５２の接触壁部分６０ａ又はスプリングスライダ５６の厚さの減少分を吸収するので、アクセルペダル５４の初期位置における戻りバネ６８の圧縮量は摩耗前に比べて減少し、戻りバネ６８によってスプリングスライダ５６に付与される復帰力はハウジング５２の接触壁部分６０ａ又はスプリングスライダ５６の摩耗前と比較して減少することになる。

一方、本実施形態のアクセルペダル装置５０のレバー６６の凸状傾斜係合面６６ａａ及びスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂは、回転軸線Ｏに垂直な断面において、凸状に湾曲した形状を有しており、ハウジング５２の接触壁部分６０ａ又はスプリングスライダ５６の摩耗によりレバー６６とスプリングスライダ５６との間が押し付け力の作用方向に離れるにつれ、押し付け力の作用方向に垂直な平面に対して、レバー６６の凸状傾斜係合面６６ａとスプリングスライダ５６の凸状傾斜係合面５６ｂとの係合部における接平面がなす角度が減少する。よって、アクセルペダル５４に付与される踏力を押し付け力に変換する比率が増加し、スプリングスライダ５６の接触面５６ａとハウジング５２の接触壁部分６０ａの内側表面との間の摩擦抵抗を増大させる。したがって、本実施形態のアクセルペダル装置５０でも、アクセルペダル５４の踏み込み時に、復帰力の減少分が摩擦抵抗の増加によって補償され、復帰力の減少がアクセルペダル５４の操作感に与える影響を減少させることができる。特に、アクセルペダル５４の踏み込み時に、復帰力の減少前後で、所定の回転角度にアクセルペダル５４を操作するのに要する踏力が同じになるように、凸状傾斜係合面５６ｂ，６６ａの曲率を設定すれば、アクセルペダル５４の踏み込み時に要する踏力は復帰力の減少前後で変化しない。したがって、復帰力の減少が操作感に与える影響はほとんどなくなる。

図７及び図８を参照して、第３の実施形態のアクセルペダル装置７０の全体構成を説明する。
アクセルペダル装置７０は、第１の実施形態のアクセルペダル装置１０と同様に、アクセルバイワイヤ方式のものである。アクセルペダル装置７０は、ハウジング７２と、回転軸線Ｏ周りに回転可能にハウジング７２に支持されたアクセルペダル７４と、アクセルペダル７４と一体的に形成され回転軸線Ｏ周りに回転可能にハウジングに支持されたレバー７６と、ハウジング７２の内部に形成された摩擦力発生機構７８とを備える。

ハウジング７２は、横方向に長細い直方体形状であり且つアクセルペダル７４を回転可能に支持する軸部８０が設けられた第１のハウジング部分７２ａと、上下方向に長細い直方体形状であり且つ内部に摩擦力発生機構７８を収容する第２のハウジング部分７２ｂとを含んでいる。第１のハウジング部分７２ａには、アクセルペダル７４が貫通するための開口部７２ｃが形成されている。また、第１のハウジング部分７２ａと第２のハウジング部分７２ｂとの接合部には、アクセルペダル７４と一体的に形成されたレバー７６が第１のハウジング部分７２ａから第２のハウジング部分７２ｂへと貫通するための開口部７２ｄが形成されている。

アクセルペダル７４の一端には、操作者が足等で踏んでアクセルペダル７４に踏力を作用させるための操作部７４ｂが設けられている。また、他端には貫通孔７４ａが形成されており、この貫通孔７４ａに第１のハウジング部分７２ａの内部に設けられた軸部８０を貫通させることによって、アクセルペダル７４が回転軸線Ｏ周りに回転可能に第１のハウジング部分７２ａ内に支持される。

レバー７６は軸部８０（回転軸線Ｏ）に関してアクセルペダル７４と反対側に配置されアクセルペダル７４と一体的に形成されており、アクセルペダル７４と共に回転軸線Ｏ周りに回転可能に支持されている。レバー７６は、第１のハウジング部分７２ａ内の軸部８０から、第１のハウジング部分７２ａと第２のハウジング部分７２ｂとの接合部に設けられた開口部７２ｄを通って、第２のハウジング部分７２ｂの内部まで延びており、第２のハウジング部分７２ｂ側の端部には回転軸７６ａ周りに回転可能に当接部材８２が支持されている。当接部材８２は、後述する摩擦力発生機構７８の可動部材８６と係合及び離脱可能になっており、レバー７６が回転軸線Ｏ周りに回転するときにアクセルペダル７４からレバー７６に伝達された踏力を可動部材８６に確実に伝達するように機能する。

摩擦力発生機構７８は、アクセルペダル７４の回転に伴って摩擦力を発生させるためのものであり、第２のハウジング部分７２ｂの内部に形成され第２のハウジング部分７２ｂの長手方向（図９中における上下方向）に延びる摺動案内路８４と、摺動案内路８４内に摺動可能に収容され且つ互いと対向して配置される可動部材８６及びスプリングスライダ８８と、戻りバネ９０とにより構成されている。

摺動案内路８４は、図７中における水平断面において略長方形の断面を有しており、その内周壁は摺動面８４ａとして機能して、摺動案内路８４に沿って可動部材８６及びスプリングスライダ８８を摺動、案内するようになっている。

可動部材８６は、踏力伝達部材として機能するものである。可動部材８６は、略平板形状の本体部８６ａと、本体部８６ａの一端（以下、接合端部と記載する）に本体部８６ａと略Ｔ字形状をなすように接合されており且つ本体部８６ａの一端から摺動案内路８４に沿って両側に延びる摺動板部８６ｂとを含んでいる。摺動板部８６ｂは、摺動案内路８４の摺動面８４ａに接触しており摺動面８４ａに沿って摺動するように構成されている。当接部材８２に面する可動部材８６の本体部８６ａの面は、当接部材８２が当接するための当接面８６ｃを形成しており、レバー７６が回転軸線Ｏ周りに回転するのに伴って回転軸線Ｏ周りに回転する当接部材８２が可動部材８６の当接面８６ｃに当接することでレバー７６から可動部材８６に踏力を伝達し、可動部材８６を摺動案内路８４に沿って摺動させる。また、摺動方向にスプリングスライダ８８と対向する可動部材８６の面、すなわち当接面８６ｃと反対側の可動部材８６の面は、スプリングスライダ８８と係合するようになっており、その自由端部側及び接合端部側の部分には回転軸線Ｏに垂直な断面において凸状に湾曲した傾斜係合面８６ｄ，８６ｅが形成されている。

スプリングスライダ８８は、加圧部材として機能するものである。スプリングスライダ８８は、略平板形状の本体部８８ａと、本体部８８ａの一端（以下、接合端部と記載する）に本体部８８ａと略Ｔ字形状をなすように接合されており且つ本体部８８ａの一端から摺動案内路８４に沿って両側に延びる摺動板部８８ｂと、可動部材８６と反対側の本体部８８ａの面の中央部に形成されたバネ座部８８ｃとを含んでいる。摺動板部８８ｂは、可動部材８６の摺動板部８６ｂが接触する摺動案内路８４の摺動面８４ａとは反対側の摺動面８４ａに接触しており摺動面８４ａに沿って摺動するように構成されている。摺動方向に可動部材８６と対向するスプリングスライダ８８の面の自由端部側及び接合端部側の部分には、回転軸線Ｏに垂直な断面において凸状に湾曲した傾斜係合面８８ｄ，８８ｅが形成されている。また、スプリングスライダ８８の自由端部側の凸状傾斜係合面８８ｄ及び接合端部側の凸状傾斜係合面８８ｅは、それぞれ、可動部材８６の接合端部側の凸状傾斜係合面８６ｅ及び自由端部側の凸状傾斜係合面８６ｄと摺動方向に対向して配置されており、可動部材８６とスプリングスライダ８８とが可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅとスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｅ，８８ｄとにおいて互いと係合するようになっている。したがって、アクセルペダル７４に踏力が作用すると、アクセルペダル７４からレバー７６及び当接部材８２を通して可動部材８６に伝達された踏力は、可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅとスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｅ，８８ｄとを介してスプリングスライダ８８に伝達され、スプリングスライダ８８を摺動案内路８４の摺動面８４ａに沿って移動させる。

戻りバネ９０は、スプリングスライダの８８バネ座部８８ｃと摺動案内路８４の終端に位置する第２のハウジング部分７２ｂの端面との間に介挿されている。戻りバネ９０は、アクセルペダル７４が踏み込まれたときに可動部材８６及びスプリングスライダ８８が摺動する方向とは逆の方向に、スプリングスライダ８８を付勢している。したがって、戻りバネ９０は、アクセルペダル７４に作用する踏力が解放されたときに、スプリングスライダ８８を初期位置に復帰させ、これに伴ってスプリングスライダ８８と係合する可動部材８６を回転させて当接部材８２及びレバー７６を介してアクセルペダル７４をその初期位置に復帰させる機能を果たす。なお、図示されている実施形態では、戻りバネ９０は二つ設けられているが、第２の実施形態のように、一つの戻りバネだけを設けてもよいことは言うまでもない。

本実施形態のアクセルペダル装置７０においても、可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅ及びスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｄ，８８ｅが回転軸線Ｏと垂直な断面において呈する曲線の曲率は、アクセルペダル７４の踏み込み時に、摺動案内路８４の壁（摺動面８４ａ）又はスプリングスライダ８８の厚さ（摺動面８４ａに垂直な方向の幅）の減少前後でアクセルペダル７４の同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように設定される。可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅ及びスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｄ，８８ｅが回転軸線Ｏと垂直な断面において呈する曲線の曲率の求め方は、第１の実施形態と同様であるので、ここでは詳しく説明しない。

次に、図７及び図８に示されている実施形態のアクセルペダル装置７０の動作について説明する。
アクセルペダル７４の操作部７４ｂに踏力が付与されると、レバー７６及び当接部材８２が回転軸線Ｏ周りに回転し、アクセルペダル７４に作用する踏力は、可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅとスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｅ，８８ｄとの係合によって、スプリングスライダ８８に伝達される。詳細には、アクセルペダル７４に付与された踏力は、可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅとスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｅ，８８ｄとの相互作用により、スプリングスライダ８８を摺動案内路８４に沿って摺動させる力（以下、単に摺動力と記載する）と、スプリングスライダ８８を摺動案内路８４の摺動面８４ａに押し付ける力（以下、単に押し付け力と記載する）とに分解されてスプリングスライダ８８に伝達される。

摺動力は、スプリングスライダ８８を摺動案内路８４に沿って摺動させる。また、押し付け力は、スプリングスライダ８８を摺動案内路８４の摺動面８４ａに押し付け、摺動案内路８４に沿って摺動するスプリングスライダ８８の摺動板部８８ｂと摺動案内路８４の摺動面８４ａとの間に摩擦抵抗を生じさせる。この摩擦抵抗は、アクセルペダル７４の回転によるスプリングスライダ８８の摺動の方向と逆に発生する。したがって、アクセルペダル７４の踏み込み時には、摩擦抵抗がスプリングスライダ８８に作用する復帰力と同じ向きに作用し、アクセルペダル７４の操作にはスプリングスライダ８８に作用する復帰力と摩擦抵抗との合力に応じた踏力が必要とされることになる。一方、アクセルペダル７４を戻すときには、摩擦抵抗がスプリングスライダ８８に作用する復帰力と逆向きに作用し、アクセルペダル７４の操作にはスプリングスライダ８８に作用する復帰力から摩擦抵抗を引いた値に応じた踏力が必要とされることになる。したがって、アクセルペダル７４の操作量（回転角度）が同じでも、アクセルペダル７４の踏み込み時と戻し時とでは操作に必要な踏力が異なることになり、いわゆるヒステリシス特性が得られるようになる。そして、こうして得られたヒステリシス特性がアクセルペダル７４の操作を容易にさせる。

摺動案内路８４の摺動面８４ａ又はスプリングスライダ８８の摺動板部８８ｂが摩耗したときには、スプリングスライダ８８が戻りバネ９０の作用でスプリングスライダ８８の摺動方向に可動部材８６に近づくように可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅに沿って移動することにより、スプリングスライダ８８がその摺動板部８８ｂ側の摺動案内路８４の摺動面８４ａに向かって移動させられる。これにより、摩耗により摺動案内路８４の摺動面８４ａ又はスプリングスライダ８８の厚さが減少しても、摺動案内路８４の摺動面８４ａとスプリングスライダ８８の摺動板部８８ｂとは常時当接した状態を維持され、スプリングスライダ８８が摺動案内路８４に沿って摺動したときに摺動案内路８４の摺動面８４ａとスプリングスライダ８８の摺動板部８８ｂとの間に常に摩擦抵抗が発生することが保証される。また、このように、スプリングスライダ８８は戻りバネ９０が伸びる方向に摺動することにより摺動案内路８４の摺動面８４ａ又はスプリングスライダ８８（特に摺動板部８８ｂ）の厚さの減少分を吸収するので、アクセルペダル７４の初期位置における戻りバネ９０の圧縮量は摩耗前に比べて減少し、戻りバネ９０によってスプリングスライダ８８に付与される復帰力は摺動案内路８４の摺動面８４ａ又はスプリングスライダ８８（特に摺動板部８８ｂ）の摩耗前と比較して減少することになる。

一方、本実施形態のアクセルペダル装置７０の可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅ及びスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｄ，８８ｅは、回転軸線Ｏに垂直な断面において、凸状に湾曲した形状を有しており、摺動案内路８４の摺動面８４ａ又はスプリングスライダ８８（特に摺動板部８８ｂ）の摩耗により可動部材８６の摺動板部８６ｂとスプリングスライダ８８の摺動板部８８ｂとの間が押し付け力の作用方向に離れると、押し付け力の作用方向に垂直な平面（すなわち摺動面８４ａ）に対して、可動部材８６の凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅとスプリングスライダ８８の凸状傾斜係合面８８ｄ，８８ｅとの係合部における接平面がなす角度が減少する。よって、アクセルペダル７４に付与される踏力により可動部材８６に作用する力を押し付け力に変換する比率が増加し、スプリングスライダ８８の摺動板部８８ｂと摺動案内路８４の摺動面８４ａとの間の摩擦抵抗を増大させる。したがって、本実施形態のアクセルペダル装置７０でも、アクセルペダル踏み込み時に、復帰力の減少分が摩擦抵抗の増加によって補償され、復帰力の減少がアクセルペダル７４の操作感に与える影響を減少させることができる。特に、アクセルペダルの踏み込み時に、復帰力の減少前後で、所定の回転角度にアクセルペダル７４を操作するのに要する踏力が同じになるように、凸状傾斜係合面８６ｄ，８６ｅ，８８ｄ，８８ｅの曲率を設定すれば、アクセルペダル７４の踏み込み時に要する踏力は復帰力の減少前後で変化しない。したがって、復帰力の減少が操作感に与える影響はほとんどなくなる。

以上、図示されている実施形態に基づいて、本発明のアクセルペダル装置を説明した。しかしながら、本発明は、図示されている実施形態に限定されるものではない。例えば、第１〜３の実施形態のアクセルペダル装置は、アクセルペダルの回転に伴って発生する摩擦抵抗を増加させることで復帰力の減少を補償することを特徴とするものであり、踏力伝達部と加圧部材との係合部の傾斜係合面を凸状に湾曲させたのは、復帰力が減少したときに摩擦抵抗を増加させる手段の一例に過ぎない。したがって、復帰力が減少したときに摩擦抵抗を増加させることができれば、凸状傾斜係合面に代えて他の手段を用いることも可能である。

本発明の第１の実施形態によるアクセルペダル装置の組立分解図である。 本発明のアクセルペダル装置の動作原理を説明するための模式図である。 本発明のアクセルペダル装置のカムの相互作用を説明するための模式図である。 本発明のアクセルペダル装置を使用したときのアクセルペダルの回転角度と必要とされる踏力との関係を表すグラフである。 本発明のアクセルペダル装置のカムの係合面の湾曲の曲率を定めるための手順を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態のアクセルペダル装置の断面図である。 本発明の第３の実施形態のアクセルペダル装置の部分断面側面図である。 図７に示されているアクセルペダル装置の摩擦力発生機構の詳細を示す断面図である。 従来技術のアクセルペダル装置を示す模式図である。 従来技術のアクセルペダル装置のカムの相互作用を説明するための模式図である。 従来技術のアクセルペダル装置を使用したときのアクセルペダルの回転角度と必要とされる踏力との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ アクセルペダル装置
１２ ハウジング
１４ アクセルペダル
１６ スプリングロータ
１８ 摩擦板
３０ｆ カム
３４ｂ カム
４０ 第１の戻りバネ
４２ 第２の戻りバネ
５０ アクセルペダル装置
５２ ハウジング
５４ アクセルペダル
５６ スプリングスライダ
６０ａ 接触壁部分
６６ レバー
７０ アクセルペダル装置
７２ ハウジング
７４ アクセルペダル
７８ 摩擦力発生機構
８４ 摺動案内路
８４ 摺動面
８６ 可動部材
８６ｄ，ｅ 傾斜係合面
８８ スプリングスライダ
８８ｂ 摺動板部
８８ｄ，ｅ 傾斜係合面

Claims (9)

1. アクセルペダル（１４；５４；７４）の操作量の増加に応じて前記アクセルペダル（１４；５４；７４）を初期位置に復帰させようとする復帰力を増加させていき、前記アクセルペダル（１４；５４；７４）を踏み込むときには該復帰力と同じ方向に摩擦抵抗が作用する一方、前記アクセルペダル（１４；５４；７４）を戻すときには該復帰力と反対方向に摩擦抵抗が作用するようになっているアクセルペダル装置（１０；５０；７０）において、
   前記アクセルペダル（１４；５４；７４）の所定の操作量に対して前記アクセルペダル（１４；５４；７４）に付与される前記復帰力が減少したときに、前記摩擦抵抗を増大させることにより、前記アクセルペダル（１４；５４；７４）の踏み込み時の前記復帰力の減少分を補償するようにしたことを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 前記アクセルペダル装置（１０；５０；７０）は、
   前記アクセルペダル（１４；５４；７４）に付与された踏力が伝達され、前記アクセルペダル（１４；５４；７４）と連動する踏力伝達部材（３０；６６；８６）と、
   前記踏力伝達部材（３０；６６；８６）と係合しており、前記踏力伝達部材（３０；６６；８６）を介して前記アクセルペダル（１４；５４；７４）を初期位置に復帰させるための復帰力を付与される加圧部材（１６；５６；８８）と、
   前記加圧部材（１６；５６；８８）に接触しており、前記加圧部材（１６；５６；８８）との間で摩擦抵抗を発生させる摩擦部材（１８；６０ａ；８４ａ）と、
   を備え、前記アクセルペダル（１４；５４；７４）の所定の操作量に対して前記アクセルペダル（１４；５４；７４）に付与される前記復帰力が減少したときに、前記加圧部材（１６；５６；８８）を前記摩擦部材（１８；６０ａ；８４ａ）に押し付ける力を増加させて、前記加圧部材（１６；５６；８８）と前記摩擦部材（１８；６０ａ；８４ａ）との間の摩擦抵抗を増大させる、請求項１に記載のアクセルペダル装置。
3. 前記アクセルペダル装置（１０；５０；７０）は、前記踏力伝達部材（３０；６６；８６）と前記加圧部材（１６；５６；８８）の互いに対向する面にそれぞれ設けられ互いと係合する凸状傾斜係合面（３０ｆ，３４ｂ；５６ｂ，６６ａ；８６ｄ，８６ｅ，８８ｄ，８８ｅ）から構成される力変換機構をさらに備え、前記踏力伝達部材（３０；６６；８６）の凸状傾斜係合面（３０ｆ；６６ａ；８６ｄ，８６ｅ）と前記加圧部材（１６；５６；８８）の凸状傾斜係合面（３４ｂ；５６ｂ；８８ｄ，８８ｅ）との係合部によって、前記アクセルペダル（１４；５４；７４）から前記踏力伝達部材（３０；６６；８６）を介して前記加圧部材（１６；５６；８８）に付与される踏力を、前記加圧部材（１６；５６；８８）に作用する復帰力に抗する力と前記加圧部材（１６；５６；８８）を前記摩擦部材（１８；６０ａ；８４ａ）に押し付ける力とに変換し、
   前記加圧部材（１６；５６；８８）を前記摩擦部材（１８；６０ａ；８４ａ）に押し付ける力の方向に垂直な平面に対して、前記踏力伝達部材（３０；６６；８６）の凸状傾斜係合面（３０ｆ；６６ａ；８６ｄ，８６ｅ）と前記加圧部材（１６；５６；８８）の凸状傾斜係合面（３４ｂ；５６ｂ；８８ｄ，８８ｅ）との係合部における接平面がなす角度は、前記加圧部材（１６；５６；８８）を前記摩擦部材（１８；６０ａ；８４ａ）に押し付ける力の方向に前記踏力伝達部材（３０；６６；８６）と前記加圧部材（１６；５６；８８）が互いから離れるに従って減少する、請求項２に記載のアクセルペダル装置。
4. 前記アクセルペダル装置（１０）は、前記アクセルペダル（１４）を回転可能に軸支するハウジング（１２）をさらに備え、前記アクセルペダル（１４）と前記踏力伝達部材（３０）が一体的に形成されており、前記加圧部材は、前記アクセルペダル（１４）と連動して前記アクセルペダル（１４）の回転軸線（Ｏ）周りに回転し且つ前記アクセルペダル（１４）を初期位置に復帰させるための復帰力を付与されるスプリングロータ（１６）であり、前記摩擦部材は前記スプリングロータ（１６）と前記ハウジング（１２）との間に配置され該ハウジング（１２）に回転不能に取り付けられた摩擦板（１８）であり、前記力変換機構の凸状傾斜係合面（３０ｆ、３４ｂ）は、前記回転軸線（Ｏ）方向に互いに対向する前記踏力伝達部材（３０）及び前記スプリングロータ（１６）の端面において、前記回転軸線（Ｏ）周りに予め定められた円筒面内で軸線方向に対向するように設けられており、前記復帰力が減少したときに、前記スプリングロータ（１６）を前記摩擦板（１８）に押し付ける力を増加させるように、前記係合面（３０ｆ、３４ｂ）が前記円筒面に沿った断面において凸状に湾曲している、請求項３に記載のアクセルペダル装置。
5. 前記凸状傾斜係合面（３０ｆ、３４ｂ）の曲率は、前記アクセルペダル（１４）の踏み込み時に、前記摩擦板（１８）又は前記スプリングロータ（１６）の厚さの減少前後で前記アクセルペダル（１４）の同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように定められる、請求項４に記載のアクセルペダル装置。
6. 前記アクセルペダル装置（５０）は、前記アクセルペダル（５４）を回転可能に軸支するハウジング（５２）をさらに備え、前記アクセルペダル（５４）と前記踏力伝達部材（６６）が一体的に形成されており、前記加圧部材は、前記踏力伝達部材と係合しており、前記アクセルペダル（５４）と連動して前記アクセルペダル（５４）の回転軸線（Ｏ）周りに回転し且つ前記アクセルペダル（５４）を初期位置に復帰させるための復帰力を付与されるスプリングスライダ（５６）であり、前記摩擦部材は前記スプリングスライダ（５６）と接触する前記ハウジング（５２）の内側表面（６０ａ）として形成されており、前記力変換機構の前記凸状傾斜係合面（６６ａ，５６ｂ）は、それぞれ、前記踏力伝達部材（６６）及び前記スプリングスライダ（５６）の回転方向に互いに対向する前記踏力伝達部材（６６））及び前記スプリングスライダ（５６）の面において前記回転軸線（Ｏ）と前記ハウジング（５２）の内側表面（６０ａ）との間に、前記踏力伝達部材（６６）及び前記スプリングスライダ（５６）の回転方向に対向するように設けられており、前記復帰力が減少したときに、前記スプリングスライダ（５６）を前記ハウジング（５２）の内側表面（６０ａ）に押し付ける力を増加させるように、前記凸状傾斜係合面（６６ａ，５６ｂ）が前記回転軸線（Ｏ）に垂直な断面において凸状に湾曲している、請求項３に記載のアクセルペダル装置。
7. 前記凸状傾斜係合面（５６ｂ，６６ａ）の曲率は、前記アクセルペダル（５４）の踏み込み時に、前記ハウジング（５２）の内周面（６０ａ）又は前記スプリングスライダ（５６）の厚さの減少前後で前記アクセルペダル（５４）の同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように定められる、請求項６に記載のアクセルペダル装置。
8. 前記アクセルペダル装置（７０）は、前記アクセルペダル（７４）を回転軸線（Ｏ）周りに回転可能に軸支するハウジング（７２）をさらに備え、前記摩擦部材は前記ハウジング（７２）の内部に前記回転軸線（Ｏ）の垂線と平行に延びる摺動案内路（８４）の内周面（８４ａ）として形成されており、前記踏力伝達部材（８６））は前記摺動案内路（８４）内に移動可能に設けられ且つ前記アクセルペダル（７４）の一端と係合及び離脱可能になっている可動部材（８６）であり、前記加圧部材は、前記可動部材と対向して前記摺動案内路（８４）内に移動可能に設けられ、前記可動部材を介して前記アクセルペダル（７４）を初期位置に復帰させるための復帰力を付与されるスプリングスライダ（８８）であり、前記力変換機構の前記凸状傾斜係合面（８６ｄ，８６ｅ，８８ｄ，８８ｅ）は、それぞれ、前記摺動案内路（８４）内における前記可動部材（８６）及び前記スプリングスライダ（８８）の移動方向に互いに対向する前記可動部材（８６）及び前記スプリングスライダ（８８）の面において、前記可動部材（８６）及び前記スプリングスライダ（８８）の移動方向に対向するように設けられており、前記復帰力が減少したときに、前記スプリングスライダ（８８）を前記摺動案内路（８４）の内周面（８４ａ）に押し付ける力を増加させるように、前記凸状傾斜係合面（８６ｄ，８６ｅ，８８ｄ，８８ｅ）が前記回転軸線（Ｏ）と垂直な断面において凸状に湾曲している、請求項３に記載のアクセルペダル装置。
9. 前記凸状傾斜係合面（８６ｄ，８６ｅ，８８ｄ，８８ｅ）の曲率は、前記アクセルペダル（７４）の踏み込み時に、前記摺動案内路（８４）の幅の増加前後あるいは前記スプリングスライダ（８８）の厚さの減少前後で前記アクセルペダル（７４）の同じ踏み込み量に対して要する踏力が略等しくなるように定められる、請求項８に記載のアクセルペダル装置。

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