JP4724382B2 - Accelerator pedal device - Google Patents
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Description
本発明は、ドライブバイワイヤシステムを採用した車両等に適用されるアクセルペダル装置に関し、特にキックダウン操作時に踏力を増加させるキックダウン機構等を備えたアクセルペダル装置に関する。 The present invention relates to an accelerator pedal device that is applied to a vehicle or the like that employs a drive-by-wire system, and particularly relates to an accelerator pedal device that includes a kick-down mechanism that increases pedaling force during a kick-down operation.
ドライブバイワイヤシステムに適用される従来のアクセルペダル装置においては、運転者の操作性等を考慮して、アクセルペダルの動作に要する踏力(ペダル荷重)にヒステリシスを発生させる機構と、キックダウン操作時に踏力に抵抗する荷重を発生させて踏力を増加させるキックダウン機構とが採用されている。 In a conventional accelerator pedal device applied to a drive-by-wire system, in consideration of the driver's operability, etc., a mechanism that generates hysteresis in the pedaling force (pedal load) required for the operation of the accelerator pedal, and the pedaling force during kickdown operation And a kick-down mechanism that increases the pedaling force by generating a load that resists the movement.
例えば、従来のアクセルペダル装置におけるキックダウン機構としては、ハウジングに支持されてアクセルペダルアームの一部が当接して押し込まれるプランジャ、プランジャを押し出す方向に付勢するコイルスプリング、プランジャに設けられたロッドの先端領域を挟むように形成されたリーフスプリング、リーフスプリングの先端に保持されたコロ等を備えている。 For example, as a kick-down mechanism in a conventional accelerator pedal device, a plunger supported by a housing and pressed by a part of an accelerator pedal arm, a coil spring that biases the plunger in a pushing direction, and a rod provided in the plunger A leaf spring formed so as to sandwich the tip region of the leaf, a roller held at the tip of the leaf spring, and the like.
そして、キックダウン操作によりアクセルペダルアームが踏込まれると、プランジャが押し込まれて、コイルスプリングが圧縮されつつ、プランジャのロッド先端がコロを介してリーフスプリングと強い力で係合するというものである(例えば、特許文献1参照)。 Then, when the accelerator pedal arm is stepped on by kick-down operation, the plunger is pushed in and the coil spring is compressed, and the rod tip of the plunger is engaged with the leaf spring through the roller with a strong force. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、上記従来のキックダウン機構は、プランジャ、コイルスプリング、リーフスプリング、コロ等の複数の部品から構成されるため、構造が複雑で、コストが高くなる。
また、プランジャの戻り動作は、圧縮されたコイルスプリングの付勢力により行なわれるため、経時変化等によりコイルスプリングのバネ特性が劣化したり、あるいは、プランジャのロッドとロッドの先端を挟持するコロ及びリーフスプリングとが、ステック、噛み付き等を生じて、プランジャが元の位置に復帰しなくなる虞がある。
By the way, the conventional kick-down mechanism is composed of a plurality of parts such as a plunger, a coil spring, a leaf spring, and a roller, so that the structure is complicated and the cost is increased.
Also, since the return operation of the plunger is performed by the biasing force of the compressed coil spring, the spring characteristics of the coil spring deteriorate due to changes over time or the like, or a roller and leaf that clamps the rod of the plunger and the tip of the rod The spring may cause sticking, biting, etc., and the plunger may not return to the original position.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数の削減による構造の簡略化、小型化を図りつつ、アクセルペダルの操作において、キックダウン荷重を加味した最適な踏力特性を容易に設定でき、又、経時変化等を防止でき安定した操作性を確保できるアクセルペダル装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the number of parts, simplify the structure, and reduce the size of the accelerator pedal while operating the accelerator pedal. It is an object of the present invention to provide an accelerator pedal device that can easily set an optimum pedaling force characteristic, and can prevent a change with the passage of time and ensure a stable operability.
本発明のアクセルペダル装置は、ハウジングと、前記ハウジングに対して揺動自在に支持されて踏力を加えるペダルアームと、前記ペダルアームを休止位置に戻すリターンスプリングと、キックダウン操作時に踏力を増加させるキックダウン機構と、を備えたアクセルペダル装置であって、前記キックダウン機構は、前記ハウジングに着脱自在に嵌合され固定された弾性部材と、キックダウン操作時に前記弾性部材に係合して前記弾性部材を変形させるべく前記ペダルアームに形成された係合部とを有する構成となっている。
この構成によれば、ペダルアームが全開に向けて踏込まれてキックダウン操作が行なわれると、弾性部材が係合部に押されて弾性的に変形し、この変形を元に戻そうとする弾性復帰力がペダルアームの回転に抵抗するように作用して、キックダウンの感覚を認識できるよう踏力が増加する。このように、部品点数を少なくして、構造の簡略化、低コスト化等を達成しつつ、所望のキックダウン特性が得られるキックダウン機構を提供することがきる。
The accelerator pedal device according to the present invention includes a housing, a pedal arm that is swingably supported with respect to the housing, applies a pedaling force, a return spring that returns the pedal arm to a rest position, and increases a pedaling force during a kickdown operation. An accelerator pedal device comprising a kick-down mechanism, wherein the kick-down mechanism engages with the elastic member during a kick-down operation, and an elastic member detachably fitted and fixed to the housing. An engaging portion formed on the pedal arm to deform the elastic member is provided.
According to this configuration, when the pedal arm is depressed toward the fully open position and the kick down operation is performed, the elastic member is pushed by the engaging portion and is elastically deformed, and the elasticity that attempts to restore the deformation to the original state. The return force acts so as to resist the rotation of the pedal arm, and the pedaling force increases so that the sense of kick-down can be recognized. Thus, it is possible to provide a kick-down mechanism that can obtain desired kick-down characteristics while reducing the number of parts and achieving simplification of the structure, cost reduction, and the like.
上記構成において、ハウジングは、ペダルアームを揺動自在に支持する支軸を有し、ペダルアームは、前記支軸に嵌合される被支持部を有し、弾性部材は、前記被支持部の外周面に対向して配置され、係合部は、前記被支持部の外周面に形成された突状部を有し、前記突状部は、前記ペダルアームを休止位置に移動する際、弾性部材との係合を連続的に保つべく前記被支持部の外周面に向けて形成された傾斜部を有する構成となっている。
この構成によれば、弾性部材は、被支持部の円筒状の外周面に対向して配置されて突状部に乗り上げることで、弾性的に変形させられるため、弾性部材の変形動作が確実に行なわれる。一方、ペダルアームが休止位置に戻る場合も、突状部から被支持部外周面への移動が連続的に行われるので、従来のような戻り不良等を生じることなく、安定した動作が得られる。また、支軸の周りに種々の部品が集約されるため、装置をコンパクト化できる。
In the above configuration, the housing includes a support shaft that swingably supports the pedal arm, the pedal arm includes a supported portion that is fitted to the support shaft, and the elastic member includes the supported portion. The engaging portion has a protruding portion formed on the outer peripheral surface of the supported portion, and the protruding portion is elastic when moving the pedal arm to a rest position. In order to keep engagement with a member continuously, it has the structure which has the inclination part formed toward the outer peripheral surface of the said to-be-supported part.
According to this configuration, the elastic member is arranged to be opposed to the cylindrical outer peripheral surface of the supported portion and is elastically deformed by riding on the protruding portion, so that the elastic member can be reliably deformed. Done. On the other hand, even when the pedal arm returns to the rest position, since the movement from the projecting portion to the outer peripheral surface of the supported portion is continuously performed, a stable operation can be obtained without causing a return failure or the like as in the prior art. . Moreover, since various parts are collected around the support shaft, the apparatus can be made compact.
上記構成において、弾性部材は、被支持部側へ湾曲する湾曲部が形成され、湾曲部がキックダウン操作時に前記被支持部の外周面に形成された突状部に係合するように形成されている構成を採用できる。
この構成によれば、突状部が被支持部の外周面に形成されているため、ペダルアームの踏込み動作及び戻し動作によって変形方向が変わることはなく、安定した動作(キックダウン操作)が得られる。
In the above configuration, the elastic member is formed such that a curved portion that curves toward the supported portion is formed, and the curved portion engages with a protruding portion formed on the outer peripheral surface of the supported portion during a kickdown operation. Can be adopted.
According to this configuration, since the projecting portion is formed on the outer peripheral surface of the supported portion, the deformation direction is not changed by the stepping operation and the returning operation of the pedal arm, and a stable operation (kickdown operation) is obtained. It is done.
上記構成において弾性部材は板バネである構成を採用できる。
この構成によれば、板バネのバネ特性(縦弾性係数、断面二次モーメント、断面係数等)を適宜選定するだけで、キックダウン時の踏力の増加分(キックダウン荷重)を所望の値に設定することができる。
In the above configuration, the elastic member may be a leaf spring.
According to this configuration, the amount of increase in the treading force (kickdown load) during kickdown can be set to a desired value by simply selecting the spring characteristics (longitudinal elastic modulus, sectional second moment, section modulus, etc.) of the leaf spring as appropriate. Can be set.
上記構成において、ハウジングは、弾性部材の一端部を着脱自在に嵌合し得る嵌合部を有する構成を採用できる。
この構成によれば、ハウジングに対して、ペダルアーム、弾性部材等を組み付ける際にいずれを先に組み付てけもよく、組み付け性が向上する。
The said structure WHEREIN: The structure which has a fitting part which can detachably fit the one end part of an elastic member can be employ | adopted for a housing.
According to this structure, when assembling a pedal arm, an elastic member, etc. with respect to a housing, any may be assembled | attached previously and an assembly property improves.
本発明のアクセルペダル装置によれば、キックダウン機構を、ハウジングに固定された弾性部材と、キックダウン操作時に弾性部材に係合して変形させるべくペダルアームに形成された係合部とで構成したことにより、部品点数が削減されて、構造の簡略化、低コスト化等を達成しつつ、所望のキックダウン特性を得ることができる。 According to the accelerator pedal device of the present invention, the kick-down mechanism is composed of an elastic member fixed to the housing and an engaging portion formed on the pedal arm to be engaged with and deformed by the elastic member during the kick-down operation. As a result, the number of parts is reduced, and a desired kick-down characteristic can be obtained while achieving simplification of the structure, cost reduction, and the like.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図6は、本発明に係るアクセルペダル装置の一実施形態を示すものであり、図1は装置の全体を示す側面図、図2及び図3は装置の内部を示す断面図、図4及び図5はキックダウン機構の作用を説明する動作図、図6は踏力特性を示すグラフである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 6 show an embodiment of an accelerator pedal device according to the present invention. FIG. 1 is a side view showing the whole of the device, and FIGS. 2 and 3 are sectional views showing the inside of the device. 4 and 5 are operation diagrams for explaining the action of the kick-down mechanism, and FIG. 6 is a graph showing the pedaling force characteristics.
このアクセルペダル装置は、図1ないし図3に示すように、自動車等の車体に固定されるハウジング10、ハウジング10に設けられた支軸11、支軸11に対して揺動自在に支持され踏力が及ぼされるアクセルペダル20aを一体的にもつペダルアーム20、ペダルアーム20に対して揺動自在に連結された揺動レバー30、揺動レバー30に付勢力を及ぼすリターンスプリング40、キックダウン機構の一部をなす弾性部材としての板バネ50、アクセルペダル20a(ペダルアーム20)の踏込み量を検出する検出センサ60等を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the accelerator pedal device includes a
ハウジング10は、樹脂材料により成形され、図3ないし図5に示すように、軸心S1をもつ支軸11,凹部12,ペダルアーム20を休止位置に停止させるストッパ面12a、ペダルアーム20を最大に踏込まれた全開位置に停止させるストッパ面12b、コイルスプリング40の座面12c等が形成されたケース10a、ペダルアーム20を支持する軸受穴13が形成されかつ検出センサ60(尚、図3においては、検出センサ60を省略)が保持されたカバー10b等により形成されている。支軸11は、ペダルアーム20の後述する被支持部(嵌合穴)21を嵌合させて支持すると共に、その支持領域よりも中心寄りの外周面において、僅かに縮径された摺動部11aが形成されている。
The
ペダルアーム20は、断面が略矩形をなすように樹脂材料により形成され、図1ないし図3に示すように、支軸11及び軸受穴13に嵌合されて揺動自在に支持される円筒状の被支持部21、被支持部21から突出して形成された突出部22、突出部22と反対側において下方に伸長し下端にてアクセルペダル20aを保持するアーム部23等により形成されている。
The
被支持部21は、図2に示すように、揺動レバー30が配置される側と反対側において、円筒状の外周面21a、外周面21aの一部から径方向外側に突出して形成された係合部としての突状部21b等を備えている。
突状部21bは、ペダルアーム20が全開位置に向けて踏込まれる際に、全開位置よりも僅かに手前の角度位置で後述する板バネ50の湾曲部52が係合するように形成されている。
突出部22は、図2及び図3に示すように、休止位置において、ハウジング10のストッパ面12aと当接し得る当接部22a、当接部22aを保持する一対の側壁22b、一対の側壁22bに開けられた軸受孔22c等を備えている。
As shown in FIG. 2, the supported
When the
As shown in FIGS. 2 and 3, the protruding portion 22 includes a
揺動レバー30は、図2及び図3に示すように、中央寄りに固着された揺動支点(揺動中心S2)としての支軸30a、支軸30aから上方に伸長する一端部31、支軸30aから下方に伸長する他端部32等により形成されている。ここで、揺動支点S2は、支軸11(軸心S1)から所定の距離だけ偏倚した位置に配置されている。そして、揺動レバー30は、一対の側壁22bの内側に配置されかつ軸受孔22cにその支軸30aが嵌合されて揺動自在に支持されている。また、一端部31は、リターンスプリング40の一端部41と係合され、他端部32は、支軸11の摺動部11aに当接させられている。したがって、一端部31がリターンスプリング40により付勢されて押されると、他端部32が摺動部11aに当接してその付勢力と拮抗し、揺動支点S2(支軸30a)の位置に応じて、揺動レバー30は所定の角度位置に保持される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
リターンスプリング40は、揺動レバー30に付勢力を及ぼしてペダルアーム20を休止位置に復帰させるものであり、図2に示すように、圧縮された状態で、一端部41が揺動レバー30の一端部31に係合され、他端部42がハウジング10の座面12cに係合され、揺動レバー30及びペダルアーム20を休止位置に向けて付勢している。尚、ここでは、リターンスプリング40として、大径及び小径からなる二重式のコイルスプリングを示したが、一重のコイルスプリングを採用してもよい。
The
上記構成において、揺動レバー30、揺動レバー30の一端部31に付勢力を及ぼすリターンスプリング40、揺動レバー30の他端部32を当接させて摺動させる摺動部11a等により、ペダルアーム20の移動(揺動)に伴って踏力にヒステリシスを発生させるヒステリシス発生機構が構成されている。
In the above configuration, the
キックダウン機構の一部をなす板バネ50は、図2に示すように、弾性変形可能であり、ハウジング10(ケース10a)に形成された嵌合部51に弾性部材が嵌合され、その湾曲部52が被支持部21外周側に対向して形成されている。
As shown in FIG. 2, the
ペダルアーム20が休止位置から全開位置に向けて踏込まれると、ペダルアーム20(被支持部21)が全開位置よりも僅かに手前の踏込み位置(角度位置)に達する。この時、湾曲部52が突状部21bに係合し、板バネ50はその分だけ弾性変形を生じる。この弾性変形を生じさせる力が、踏込み動作に対抗する抵抗力となり、踏力を部分的に増加させることになる。これにより、操作者は、キックダウン操作を、踏力の増加として実感することができる。
When the
上記弾性部材としての板バネ50、ペダルアーム20の被支持部21に形成された係合部としての突状部21bにより、キックダウン操作時に踏力を増加させるキックダウン機構が構成されている。このように、二つの部品(板バネ50、突状部21b)により、キックダウン機構が構成されるため、従来に比べて部品点数が削減され、それ故に構造が簡略化される。
The
上記アクセルペダル装置の動作について、図2、図4ないし図6を参照しつつ説明する。先ず、休止状態において、ペダルアーム20は、突出部22の当接部22aがストッパ面12aに当接して、休止位置に停止している。このとき、揺動レバー30は、他端部32が摺動部11aに当接してリターンスプリング40の付勢力に拮抗した状態にあり、所定の角度位置に停止している。
The operation of the accelerator pedal device will be described with reference to FIGS. 2 and 4 to 6. First, in the resting state, the
この休止状態から、アクセルペダル20aが踏込まれて、ペダルアーム20が図2中の反時計回りに回転し始めると、ペダルアーム20と一体となって揺動支点S2(支軸30a)も反時計回りに移動し始め、揺動支点S2(支軸30a)の移動により、一端部31がリターンスプリング40を圧縮し始める。
When the
すると、図4に示すように、リターンスプリング40の付勢力F1が、一端部31を時計回りに押すことで、他端部32は摺動部11aを押圧力F2で押圧することになる。この押圧力F2に摩擦係数μを乗じた力F=μF2が、摺動抵抗として踏力にヒステリシス荷重を発生させる。
Then, as shown in FIG. 4, the urging force F1 of the
そして、アクセルペダル20aが全開近傍(全開位置よりも僅かに手前の位置)まで踏込まれると、図5に示すように、板バネ50の湾曲部52が突状部21bと係合して弾性変形させられる。この弾性変形を生じさせる力F3に摩擦係数μを乗じた力F=μF3が、踏込み動作に対抗する抵抗力となり、踏力を部分的に増加させることになる。これにより、操作者は、キックダウン操作を、踏力の増加として実感することができる。
また、この時のペダルアーム20の角度位置が検出センサ60により検出されて、制御部に送られると、制御部は、キックダウン操作に適した変速段、燃料噴射量とするべく、自動変速機、燃料噴射装置等に対して制御信号を発する。
そして、全開位置まで踏込まれると、ペダルアーム20は、ハウジング10のストッパ12bに当接して停止する。
When the
In addition, when the angular position of the
When the
一方、アクセルペダル20aが全開位置から休止位置に向けて戻される場合には、逆の経路を辿る。すなわち、突状部は、支持部の円筒状の外周面に至るまで緩やかな傾斜面が形成されているため、突状部から被支持部外周面への移動が連続的に行われるので円滑かつ確実に戻される。したがって、従来のように復帰不能となることはなく、安定した作動特性が得られ、経時変化等を抑制でき、機能上の信頼性が向上する。
On the other hand, when the
ここで、上記アクセルペダル装置におけるペダルストロークとペダル踏力との関係は、図6に示すように、全開位置の手前でキックダウン荷重を加味したヒステリシスをもつ踏力特性となり、所望の操作フィーリングが得られる。一方、ペダルアームが休止位置に戻る場合には、突状部が支持部の円筒状の外周面に至るまでに形成されている緩やかな傾斜面により、休止位置から全開位置への踏み込みの時と異なり、弾性部材の戻し方向の過大な抵抗を受けることなくスムーズな感覚で休止位置への戻りが可能となる。 Here, as shown in FIG. 6, the relationship between the pedal stroke and the pedal depression force in the accelerator pedal device is a pedal force characteristic having hysteresis with a kick-down load in front of the fully opened position, and a desired operation feeling is obtained. It is done. On the other hand, when the pedal arm returns to the resting position, the gradual inclined surface formed until the protruding part reaches the cylindrical outer peripheral surface of the support part, and when the pedal arm is depressed from the resting position to the fully open position. In contrast, it is possible to return to the rest position with a smooth feeling without receiving excessive resistance in the return direction of the elastic member.
上記実施形態においては、キックダウン機構の一部を構成する弾性部材として、板バネ50を示したが、これに限定されるものではなく、ハウジングに固定可能な弾性部材であり、かつペダルアームに設けられた係合部に係合されるものであればよい。
In the above-described embodiment, the
上記実施形態においては、キックダウン機構の一部を構成する係合部として、ペダルアーム20の被支持部21に形成された突状部21bを示したが、これに限定されるものではなく、ペダルアーム20の被支持部21に凹部を形成し、かつ弾性部材の湾曲部を更にペダルアームに近接させ該凹部を湾曲部52に係合させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the protruding
上記実施形態においては、弾性部材としての板バネ50は、キックダウン操作時(作動時)以外は、被支持部21すなわちペダルアーム20と非接触の状態に保持され、キックダウン操作時にペダルアーム20に形成された係合部(例えば、被支持部21の突状部21b)と係合して弾性変形する場合を示したが、これに限定されるものではなく、全閉位置から全開位置までの全ストロークにおいて、ペダルアーム20に形成された被支持部21(外周面21aから突状部21bへ)と常時当接し、キックダウン操作時に係合されるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
本発明のアクセルペダル装置は、所望のキックダウン特性を得つつ、部品点数が削減されて、構造の簡略化、低コスト化等を達成できるキックダウン機構を備えるので、自動車等に搭載されるのは勿論のこと、スロットルバルブの電子制御化(ドライブワイヤシステム)が図られる車両においても有用である。 The accelerator pedal device according to the present invention includes a kickdown mechanism that can achieve a desired kickdown characteristic while reducing the number of parts, simplifying the structure, reducing costs, and the like. Needless to say, the present invention is also useful in a vehicle in which the throttle valve is electronically controlled (drive wire system).
10 ハウジング
11 支軸
12a、12b ストッパ
20 ペダルアーム
20a アクセルペダル
21 被支持部
21a 外周面
21b 突状部(係合部、キックダウン機構)
30 揺動レバー
40 リターンスプリング
50 板バネ(弾性部材、キックダウン機構)
51 嵌合部
52 湾曲部
DESCRIPTION OF
30
51
Claims (6)
前記キックダウン機構は、前記ハウジングに着脱自在に嵌合され固定された弾性部材と、キックダウン操作時に前記弾性部材に係合して前記弾性部材を変形させるべく前記ペダルアームに形成された係合部と、を有することを特徴とするアクセルペダル装置。 A housing, a pedal arm that is swingably supported with respect to the housing and applies a pedaling force; a return spring that returns the pedal arm to a rest position; and a kickdown mechanism that increases the pedaling force during a kickdown operation. An accelerator pedal device,
The kickdown mechanism includes an elastic member that is detachably fitted and fixed to the housing, and an engagement formed on the pedal arm to engage the elastic member and deform the elastic member during a kickdown operation. And an accelerator pedal device.
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