JP5092764B2 - アクセルペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用のアクセルペダル装置に関し、特に、装置の体格を小さくし、つま先当たり性を良くするアクセルペダル装置に関する。

従来、車両に搭載され、運転者がアクセルペダルを踏み込む力（以下、「踏力」という）に応じて車両の運転状態を制御するアクセルペダル装置が知られている。このようなアクセルペダル装置として、特許文献１に示すようなものがある。

特許文献１によると、運転者がアクセルペダル装置を操作するとき、靴のつま先が連結部材とペダルアームとが勘合する馬の背部に当たって操作の邪魔をする、いわゆるつま先当たり性が悪くなるおそれがある。ここで、つま先当たり性とは、運転者がアクセルペダル装置を操作するとき、靴のつま先が操作部以外の部分に当たって操作の邪魔をすることのないアクセルペダル装置の特性をいう。
また、特許文献１によると、キックダウンスイッチが支持部材を延長して設けられる設置部に取り付けられているので、設置部が捩れ、キックダウンスイッチが安定して作動しにくくなるおそれがある。

特開２００７−１８２１５０号公報

本発明の目的は、装置の体格を小さくし、つま先当たり性を良くするアクセルペダル装置を提供することにある。
本発明の目的は、キックダウンスイッチを取り付ける部材の弾性率を高め、キックダウンスイッチを安定して作動させて操作フィーリングを良くするアクセルペダル装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によると、アクセルペダル装置は、車体に取り付け可能な支持部材と、支持部材の内側で回転自在に設けられる支持軸と、支持軸と係合する連結部材と、連結部材に嵌合することで、支持軸および連結部材と同一の回転軸線で回転可能に設けられ、運転者の踏力を伝達して連結部材を回転させるペダルアームと、を備える。連結部材と嵌合する前記ペダルアームの端部は、ペダルアームの操作部と支持軸との間で回転軸線と平行に延びる第１嵌合部を有している。
このため、連結部材は、回転方向の板厚をペダルアームの大きさとこれを保持する連結部材の板厚にすることができる。これにより、アクセルペダル装置の車体取付面から垂直方向の体格を小さくし、つま先当たり性を良くすることができる。

請求項２に記載の発明によると、連結部材は、回転軸線と平行に延び、第１嵌合部と勘合する第１凹溝部を有する。
このため、連結部材は、第１嵌合部を簡単な構成で支持することができる。

請求項３に記載の発明によると、ペダルアームの反操作部側で連結部材と勘合する端部は、連結部材の回転軸線と垂直に延びる第２嵌合部を有する。
このため、連結部材は、回転する方向に対してペダルアームを堅固に支持することができる。

請求項４に記載の発明によると、連結部材は、回転軸線と垂直に延び、第２嵌合部と嵌合する第２凹溝部を有する。
このため、連結部材は、回転する方向に対して第２嵌合部を簡単な構成で堅固に支持することができる。

請求項５に記載の発明によると、連結部材は、車体側の面に反車体側へ凹む収容部を有し、この収容部にキックダウンスイッチを収容する。ここで、キックダウンスイッチとは、ペダルアームの変位量が所定値以上になり自動変速機がシフトダウンするときに運転者にクリック感を与えるものである。

連結部材の収容部にキックダウンスイッチを収容することで、ペダルアームの回転する範囲は、キックダウンスイッチの大きさを含めることなく設定される。このため、運転者の踏力を受けていないときの連結部材の位置を、支持部材が取り付けられる車体の床面に近い位置に設定することができ、アクセルペダル装置の体格を小さくすることができる。これにより、つま先当たり性を良くすることができる。

請求項６に記載の発明によると、連結部材は、車体側の面に反車体側へ凹む収容部を有し、収容部の周囲にペダルアームが嵌合する第２凹溝部及び第１凹溝部を有する。
このため、連結部材の収容部周囲の弾性率が高くなり、ペダルアームに印加される踏力による収容部の捩れを防止することができる。これにより、本来設定されている位置とは異なる位置でキックダウンスイッチがオンするおそれを防止できる。また、キックダウンスイッチが、運転者に不明瞭なクリック感を与えるおそれを防止できる。また、自動変速機のシフトダウンするタイミングとキックダウンスイッチのオンするタイミングとがずれ、運転者に不快感を与えるおそれを防止することができ、操作フィーリングを良くすることができる。

請求項７に記載の発明によると、連結部材は、収容部にキックダウンスイッチを収容可能である。キックダウンスイッチは、第１嵌合部と第２嵌合部とが形成する面に対し、キックダウンスイッチの作動する作動軸を垂直に設ける。
このため、操作部に印加される運転者の踏力は、ペダルアームおよび連結部材に設けられる収容部を経由し、キックダウンスイッチに対して均一に伝達される。これにより、キックダウンスイッチが捩れ、本来設定されている位置とは異なる位置でキックダウンスイッチがオンするおそれを防止できる。この結果、運転者に不快感を与えるおそれを防止でき、操作フィーリングを良くすることができる。

請求項８に記載の発明によると、第１嵌合部の第１凹溝部から突出する箇所には、結合部材が係止される。
このため、ペダルアームが連結部材から外れることを簡単な構成で防止できる。これにより、収容部の弾性率は高く維持される。この結果、キックダウンスイッチを安定して作動させることができ、操作フィーリングを良くすることができる。

請求項９に記載の発明によると、ペダルアームは金属から形成され、連結部材は樹脂から形成される。
このため、樹脂から形成され収容部を設ける連結部材を、金属から形成され連結部材に嵌合するペダルアームが補強する。これにより、収容部の弾性率が高くなり、キックダウンスイッチを安定して作動させることができ、操作フィーリングを良くすることができる。

本発明を従来の特許文献１に示すものと対比すると次の通りである。
特許文献１によると、図８に示すように、アクセルペダル装置１１０は、ペダルアーム１２０の端部１２３に取り付けられる図示しない操作部に運転者の踏力を受ける。ペダルアーム１２０はこの踏力を連結部材１３０に伝達し、連結部材１３０を図８に示すＸ軸の下方向に回転させる。支持部材１５０内に設置される図示しないスプリングは、連結部材１３０の回転量に応じた反力をペダルアーム１２０に印加し、Ｘ軸の上方向に回転させる。このように、連結部材１３０およびペダルアーム１２０には、運転者の踏力及びスプリングの反力が作用する。このため、連結部材１３０には、回転方向に凹溝部１３１が形成され、この凹溝部１３１にペダルアーム１２０の反ペダル側の端部が圧入されている。

キックダウンスイッチ１４０は、支持部材１５０の底板１５２から図中右側へ延長して設けられる設置部１５１に取り付けられている。ペダルアーム１２０が下側へ回転すると、連結部材１３０に設けられたペダルボタン１３２がキックダウンスイッチ１４０に当接する。これにより、ペダルアーム１２０の回転が一旦規制される。運転者の踏力が所定値以上になると、キックダウンスイッチ１４０がオンし、運転者にクリック感を与える。このとき、図示しない検出部は、ペダルアーム１２０の回転角度を検知し回転角度に応じた電圧をエンジンの制御装置（ＥＣＵ）に出力する。これにより、ＥＣＵは自動変速機をシフトダウンさせる。

しかしながら、上記構成によると、キックダウンスイッチ１４０が設置部１５１から上側に取り付けられているので、ペダルアーム１２０の回転範囲ａは、キックダウンスイッチ１４０よりも上側に設定されている。さらに、連結部材１３０の回転方向に凹溝部１３１が形成され、この凹溝部１３１にペダルアーム１２０が圧入されているため、連結部材１３０のＸ軸方向の体格が大きくなっている。このため、運転者がアクセルペダル装置１１０を踏込操作するとき、運転者のつま先がペダルアーム１２０と連結部材１３０との結合する馬の背部１３３に干渉し、図中二点鎖線ｔに示すいわゆるつま先当たり性が悪くなるおそれがある。

また、上記構成では、ペダルアーム１２０の踏込みによって設置部１５１が捩れると、ペダルボタン１３２とキックダウンスイッチ１４０との当接点がずれ、本来設定されている位置とは異なる位置でキックダウンスイッチ１４０がオンするおそれがある。すると、キックダウンスイッチ１４０は、運転者に明瞭なクリック感を与えにくくなるおそれがある。また、自動変速機のシフトダウンするタイミングとキックダウンスイッチ１４０のオンするタイミングとがずれると、運転者に不快感を与えるおそれがある。これを防止するため、設置部１５１の弾性率を高めて設置部１５１の捩れを防止することも考えられる。しかし、これは、アクセルペダル装置１１０の大型化を招くこととなり、つま先当たり性が悪くなる。

本発明の一実施形態によるアクセルペダル装置を図１〜図６に基づいて説明する。
アクセルペダル装置１０は、車両に搭載され、運転者による操作部２５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を採用しており、ペダルアーム２０の回転角度を車両の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。

アクセルペダル装置は、図１〜図３に示すように、支持部材５０、連結部材３０、ペダルアーム２０、キックダウンスイッチ４０等から構成される。
支持部材５０は、底板５２、底板５２に向き合う天板５５、底板５２及び天板５５に垂直で互いに向き合う二つの側板５６、５７を備え、箱型に形成されている。支持部材５０は、樹脂で形成されている。
底板５２には取付孔５４が三か所形成され、ボルト等により運転者の足元となる車体の壁面又は床面に取り付けられる。
天板５５は、底板５２に対して略平行の平面に形成されている。天板５５の外面には凹凸が設けられ、弾性率を高くしている。

一方の側板５６にはセンサカバー６１が取り付けられている。センサカバー６１には、連結部材３０の回転軸線Ｏ側にペダルアームの回転角度を検出する図示しないホールＩＣと円盤状の磁性体がインサート成形されている。ホールＩＣの出力する電圧はセンサカバー６１の先端に設けられるコネクタ６３を経由してＥＣＵに送られる。センサカバー６１のホールＩＣが取り付けられる側の外側には樹脂カバー６０が取り付けられ、センサカバー６１を保護している。
支持部材５０の他方の側板５７には、後述する支持軸を保護する樹脂カバー６２が取り付けられている。

連結部材３０は、樹脂で形成されている。連結部材３０は、支持部材５０内において、側板５６、５７の間で回転自在に設けられる図示しない支持軸と係合している。これにより、連結部材３０は、支持部材５０に対し回転軸線Ｏを中心に回転自在に支持される。連結部材３０は、天板５５に当接することでＸ軸上方向の回転範囲が制限される。連結部材３０が天板５５に当接するとき、連結部材３０の反車体側の平面部３４は天板５５よりも車体側に位置し、つま先当たり性ｔを満たしている。
連結部材３０は、左側面３５から右側面３６に連通する孔の第１凹溝部３１を有している。連結部材３０は、左側面３５側に開口して形成される第２凹溝部３２を有している。

ペダルアーム２０は、運転者の踏力を受ける操作部２５、棒状のアーム部２１及び連結部材３０と嵌合する第１嵌合部２４から構成される。
操作部２５は、樹脂から形成され、運転者の踏力を受けてペダルアーム２０図２下方向に回転させる。操作部２５は、アーム部２１と嵌合する。
アーム部２１は、鉄などの金属から略Ｖ字状に形成される。アーム部２１は、反操作部２５側で連結部材３０の第２凹溝部３２と嵌合する第２嵌合部２３を有する。

第１嵌合部２４は、ペダルアーム２０の回転軸線に平行に延びている。第１嵌合部２４は、図５に示すように、連結部材３０の左側面３５側に付け根部２７を有する。第２嵌合部２３の回転軸側は、付け根部２７と接続しており、アーム部２１と第１嵌合部２４とは、金属で一体に形成される。
第１嵌合部２４は、連結部材３０から突出する先端部２６を有する。先端部２６には、結合部材としてのワッシャスナップ２２が係止されている。
ペダルアーム２０と連結部材３０との嵌合の詳細については後述する。

支持軸のセンサカバー６１側には、径方向に対向して設置される図示しない２つの磁石とこの２つの磁石を連結するヨークが周方向にインサート成形されている。ホールＩＣは、この２つの磁石の形成する磁界の傾きを検出することでペダルアーム２０の回転角度を検出する。
支持軸は、連結部材３０と同軸上に図示しないスプリングロータ、摩擦板、リングブッシュを回転可能に係合している。スプリングロータは、支持軸側の連結部材３０と向き合う面に複数の斜面を形成している。連結部材３０は、支持部材側のスプリングロータと向き合う面にスプリングロータの斜面と噛み合う複数の斜面を形成している。これにより、スプリングロータと連結部材３０は一緒に回転する。

付勢部材としての図示しない二重コイルスプリングは、一方の端部を天板５５の内壁に係合し、他方の端部をスプリングロータの反支持軸側に設けられる係止凸部に係合する。ペダルアーム２０から連結部材３０に踏力が伝達され、連結部材３０と一緒にスプリングロータが回転すると、二重コイルスプリングは天板５５と係止凸部との間で圧縮される。このため、二重コイルスプリングは、ペダルアーム２０の回転量に応じた復元力をスプリングロータに印加する。これにより、連結部材３０とペダルアーム２０は、踏力の作用する方向と反対方向に付勢される。すなわち、二重コイルスプリングは、Ｘ軸の上方向に連結部材３０とペダルアーム２０を付勢する。

スプリングロータの斜面と連結部材３０の斜面とは、運転者の踏力と二重コイルスプリングの付勢力との合力により、互いに軸方向に離れる力を受けるように摺接している。このため、二重コイルスプリングの付勢力と運転者の踏力の合力が大きくなるに従い、摩擦板とスプリングロータ又は連結部材との間で発生する摩擦力は大きくなる。これにより、ペダルアーム２０の回転量と踏力との間に所定のヒステリシス特性が形成される。

キックダウンスイッチ４０は、連結部材３０の図２下側に開口して形成される収容部３３に圧入されている。キックダウンスイッチ４０のＸ軸下側にはペダルボタン４２が取り付けられている。運転者が操作部２５に踏力を印加し、ペダルアーム２０が下方向に所定量回転すると、ペダルボタン４２が支持部材５０の底板５２に形成された当接部５３に当接する。このとき、ペダルアーム２０の回転は一旦規制される。運転者が操作部２５に印加する踏力が所定値以上になると、キックダウンスイッチ４０のケーシング内に設けられた図示しない操作ボタンがケーシング内を移動し、キックダウンスイッチ４０は縮小する。このとき、キックダウンスイッチ４０は、キックダウンスイッチ４０内の機械的構成によって運転者にクリック感を与える。また、キックダウンスイッチ４０の縮小により、一旦回転を規制されたペダルアーム２０がさらにＸ軸下方向に回転する。これにより、ホールＩＣが所定の電圧をＥＣＵに送り、ＥＣＵは自動変速機をシフトダウンさせる。

以下、アクセルペダル装置１０を構成するペダルアーム２０、連結部材３０及びキックダウンスイッチ４０について、図４〜図６に基づきさらに詳しく説明する。
ペダルアーム２０の第１嵌合部２４は、ペダルアーム２０の回転軸線に平行に延びている。連結部材３０の第１凹溝部３１は、ペダルアーム２０の回転軸線に平行に延びている。第１嵌合部２４は、第１凹溝部３１に全周において圧入されている。
第２嵌合部２３は、第１嵌合部２４の延びる方向に直交する方向に延びている。この構成は、通常、運転者の右足による踏力が操作部２４に作用するから、それに対する右側の両足間の空間を有効に活用している。第２凹溝部３２は、連結部材３０の左側面３５に形成され、第１凹溝部３１の延びる方向に直交する方向に延びている。第２凹溝部３２は、第１嵌合部２４の付け根部２７側のアーム部２１を案内し、第２嵌合部２３を嵌合する。

連結部材３０とペダルアーム２０との接合部には、踏力と二重コイルスプリングの付勢力の合力が作用する。このため、連結部材３０のＸ軸方向の板厚ｃは、この合力を支持可能な板厚で形成されている。第１嵌合部２４及び第２嵌合部２３がそれぞれ嵌合する第１凹溝部３１及び第２凹溝部３２は、収容部３３の周囲に隣接して形成されている。これにより、連結部材３０の収容部３３周辺の弾性率を大きくしている。

連結部材３０に形成される収容部３３のＸ軸上側の面は、第２凹溝部３２と平行に形成されている。このため、キックダウンスイッチ４０は、縮小作動する作動軸と第２嵌合部２３とが垂直になるように設置される。また、当接部５３は、ペダルアーム２０が所定範囲回転してペダルボタン４２が当接するとき、キックダウンスイッチ４０の縮小作動する作動軸と垂直になる角度に形成されている。これにより、ペダルアーム２０から伝わる踏力がキックダウンスイッチ４０に均等に伝わり、キックダウンスイッチ４０の作動時の捩れが防止される。このため、キックダウンスイッチ４０は、安定して作動することができる。

以下、本発明のアクセルペダル装置が備える特性であるつま先当たり性について、図７に基づいて説明する。
運転者の靴の踵が車体の床に当接する箇所（以下、「ヒールポイント」という。）ｓは運転者によって一定の範囲にあると考えられる。運転者の靴のサイズとヒールポイントｓを所定の範囲に設定したとき、この運転者の靴のつま先が、操作部以外の部分に接触する範囲を２点鎖線ｔに示す。運転者がアクセルペダル装置を踏み込み操作するとき、運転者のつま先が操作部以外の部分に接すると、運転者はアクセルペダル装置の踏み込み操作をしづらくなる。そのため、アクセルペダル装置は、２点鎖線ｔよりも車体側に体格を備えることがつま先当たり性を満たす要件となる。

本実施形態のアクセルペダル装置１０は、連結部材３０の第１凹溝部３１にペダルアーム２０の第１嵌合部２４を嵌合し、収容部３３にキックダウンスイッチ４０を収容することで、アクセルペダル２０の回転範囲ｂを小さくしている。このため、アクセルペダル装置の車体取付面から垂直方向の体格を小さくし、つま先当たり性良くすることができる。

さらに、本実施形態のアクセルペダル装置１０は、ペダルアーム２０の第１嵌合部２４と第２嵌合部２３が連結部材３０に圧入され、収容部３３の周囲を囲むことで収容部３３の周囲の連結部材３０の弾性率が高くなり、キックダウンスイッチ４０を安定して作動させることができる。これにより、操作フィーリングを良くすることができる。

（他の実施形態）
上述した一実施形態では、連結部材３０は、第２凹溝部３２を左側面３５に形成した。これに対し、連結部材の反対側の側面に第２凹溝部を形成してもよい。
また、上述した一実施形態では、操作部を吊下げ式にするペンダントタイプのアクセルペダル装置について説明した。これに対し、操作部の支点を車体の床に設置するオルガンタイプのアクセルペダル装置に本発明を適用してもよい。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用が可能である。

本発明の一実施形態によるアクセルペダル装置の側面図。 本発明の一実施形態によるアクセルペダル装置の平面図。 本発明の一実施形態によるアクセルペダル装置の側面図。 本発明の一実施形態によるアクセルペダル装置の要部側面図。 本発明の一実施形態によるアクセルペダル装置の要部平面図。 本発明の一実施形態によるアクセルペダル装置の要部側面図。 つま先当たり性の説明図。 従来のアクセルペダル装置の側面図。

符号の説明

１０：アクセルペダル装置、２０：ペダルアーム、２２：ワッシャスナップ（結合部材）、２３：第２嵌合部、２４：第１嵌合部、２５：操作部、３０：連結部材、３１：第１凹溝部、３２：第２凹溝部、３３：収容部、４０：キックダウンスイッチ、４２：ペダルボタン、５０：支持部材、５２：底板、５３：当接部、５５：天板、５６、５７：側板、Ｏ：回転軸、ｔ：つま先当たり性

Claims (9)

1. 車体に取り付け可能な支持部材と、
   前記支持部材の内側で回転自在に設けられる支持軸と、
   前記支持軸と係合する連結部材と、
   前記連結部材に嵌合することで、前記支持軸および前記連結部材と同一の回転軸線で回転可能に設けられ、運転者の踏力を伝達して前記連結部材を回転させるペダルアームと、
   を備え、
   前記連結部材と嵌合する前記ペダルアームの端部は、前記ペダルアームの操作部と前記支持軸との間で前記回転軸線と平行に延びる第１嵌合部を有していることを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 前記連結部材は、前記回転軸線と平行に延び、前記第１嵌合部を嵌合する第１凹溝部を有することを特徴とする請求項１記載のアクセルペダル装置。
3. 前記ペダルアームの反操作部側で前記連結部材と嵌合する端部は、前記回転軸線と垂直に延びる第２嵌合部を有していることを特徴とする請求項１または２記載のアクセルペダル装置。
4. 前記連結部材は、前記回転軸線と垂直に延び、前記第２嵌合部を嵌合する第２凹溝部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のアクセルペダル装置。
5. 前記連結部材は、前記車体側の面に反車体側へ凹む収容部を有し、
   前記連結部材は、前記収容部にキックダウンスイッチを収容することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のアクセルペダル装置。
6. 前記連結部材は、前記車体側の面に反車体側へ凹む収容部を有し、前記収容部の周囲に前記第１嵌合部を嵌合する前記第１凹溝部及び前記第２嵌合部を嵌合する第２凹溝部を有することを特徴とする請求項３または４記載のアクセルペダル装置。
7. 前記連結部材は、前記収容部にキックダウンスイッチを収容可能であり、
   前記キックダウンスイッチは、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とが形成する面に対し、前記キックダウンスイッチの作動する作動軸を垂直に設けることを特徴とする請求項６記載のアクセルペダル装置。
8. 前記第１嵌合部の第１凹溝部から突出する箇所には結合部材が係止されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のアクセルペダル装置。
9. 前記ペダルアームは金属から形成され、前記連結部材は樹脂から形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載のアクセルペダル装置。

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