JP6572858B2 - ペダル装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ペダル装置に関する。
従来、車両に搭載され、車両の運転者が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ペダル装置が知られている。例えば、特許文献１には、運転者が踏み込み操作可能なペダル部、ペダル部の一方の端部に設けられ当該ペダル部を回転可能に支持する支持部、伸縮可能な材料から形成されペダル部と車体との間に設けられる伸縮部材、および、当該伸縮部材の変位量を検出する変位量検出部を備えるペダル装置が記載されている。
特開昭６１−１７１８３７号公報
特許文献１に記載のペダル装置では、通常、運転者は、支持部の近傍にかかとをつけたままかかとを回転中心として足を回転させることによってペダル部を回転し、ペダル部の回転角度に応じた伸縮部材の変位量を運転者によるペダル部の操作量として検出する。一方、緊急時、運転者は、一旦足を持ち上げてペダル部を踏み込む操作を行う。このため、緊急時に迅速なペダル部の操作ができない。
本発明の目的は、操作者によるペダル部の操作量を確実に検出可能なペダル装置を提供することにある。
本発明は、ペダル装置であって、操作者が踏み込み操作可能なペダル部と、操作者がペダル部を踏み込むときの踏み込み方向の踏力の大きさを検出可能に設けられ当該踏力の大きさに応じた信号を外部に出力可能な踏力検出部と、を備える。
本発明の一態様では、踏力検出部は、ペダル部の変位量を検出可能に設けられ当該検出した変位量の大きさに応じた信号を出力する変位量センサ、及び、変位量センサが出力する信号に基づいて踏力の大きさを算出する演算部を有する。変位量センサは、弾性を有する導電性部材であり、操作者がペダル部を踏み込むとき変形可能に形成されている。
本発明のペダル装置では、操作者がペダル部を踏み込むと、踏み込み方向の踏力の大きさが踏力検出部によって検出される。本発明のペダル装置では、状況によって操作者がペダル部を踏み込む方向が異なっていても操作者が踏み込んだ方向の踏力を確実に検出することができる。したがって、本発明のペダル装置は、操作者によるペダル部の操作量を確実に検出することができる。
また、踏み込み方向の踏力の大きさが踏力検出部によって検出されるため、通常時および緊急時のいずれにおいても、比較的小さいストロークによってペダル部を操作することができる。したがって、緊急時にペダル部を迅速に操作することができる。
本発明の第一実施形態によるアクセル装置の模式図である。 図１のＩＩ矢視図である。 図１の状態からアクセル装置が踏み込まれたときの状態を示す模式図である。 本発明の第二実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第二実施形態によるアクセル装置が踏み込まれたときの状態を示す模式図である。 本発明の第三実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第四実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第五実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第六実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第七実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第八実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第九実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第十実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第十一実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第十二実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第十三実施形態によるアクセル装置の模式図である。 本発明の第十四実施形態によるアクセル装置の模式図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。第九、第十三実施形態以外の実施形態が請求項に係る発明を実施するための形態に相当する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態によるペダル装置を図１〜３に示す。「ペダル装置」としてのアクセル装置１は、図示しない車両用エンジンのスロットルバルブのバルブ開度を決定するため車両の「操作者」としての運転者が操作する入力装置である。アクセル装置１は、電子式であり、運転者が「ペダル部」としてのペダルパッド３０を踏み込むと「操作量」としての踏力を表す電気信号が図示しない電子制御装置に伝達される。電子制御装置は、当該踏み込み量や他の情報に基づき図示しないスロットルアクチュエータによりスロットルバルブを駆動する。
アクセル装置１は、ペダルパッド３０、ベース３１、弾性支持部３２、変位量センサ３３、および、演算部３４を有する。アクセル装置１は、アクセル装置１を搭載する車両の図示しない車室において、運転者が足２５で踏み込みやすい場所で車体２６に支持されている。以下、図１、３において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。変位量センサ３３および演算部３４は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
ペダルパッド３０は、略平板状に形成されている部材である。ペダルパッド３０は、弾性支持部３２および変位量センサ３３を介してベース３１に支持され、運転者が踏み込み操作可能に設けられている。ペダルパッド３０は、踏込部３０１、および、脚部３０２、３０３を有する。
踏込部３０１は、平板状に形成されている部位である。踏込部３０１の車体２６とは反対側の表面３０４には、運転者の足２５を置くことが可能である。
脚部３０２、３０３は、踏込部３０１の車体２６側、すなわち、踏込部３０１の運転者の足が置かれる側とは反対側の裏面３０５に設けられている。脚部３０２は、踏込部３０１の上側に設けられている。脚部３０３は、踏込部３０１の下側に設けられている。これにより、踏込部３０１の車体２６側には、隙間３００が形成されている。
ベース３１は、車体２６の内壁面２６１に固定されている略平板状の部材である。ベース３１は、図２に示すように、運転者が踏み込む方向からみてアクセル装置１の左上側に固定部３１１を有する。また、ベース３１は、運転者が踏み込む方向からみてアクセル装置１の右下側に固定部３１２を有する。固定部３１１、３１２は、ベース３１を車体２６に固定するためのねじ穴を有する。
弾性支持部３２は、ペダルパッド３０の脚部３０３とベース３１との間に設けられている。弾性支持部３２は、弾性材料から形成され、運転者がペダルパッド３０を踏み込むとき、後述する変位量センサ３３とともに変形する。これにより、ペダルパッド３０は、運転者の踏み込み方向に略平行に移動可能である。
変位量センサ３３は、ペダルパッド３０の脚部３０２とベース３１との間に設けられている。変位量センサ３３は、例えば、弾性を有する導電性部材であって、運転者がペダルパッド３０を踏み込むとき変形可能に形成されている。変位量センサ３３は、運転者がペダルパッド３０を踏み込むときの自身の電気抵抗に応じた電気信号をコネクタ３３１を介して出力可能である。
演算部３４は、コネクタ３３１を介して変位量センサ３３と電気的に接続している。演算部３４は、変位量センサ３３が出力する変位量センサ３３自身の電気抵抗の変化量を運転者の踏み込み方向の踏力として算出する。
次に、アクセル装置１の作動について図１，３に基づいて説明する。なお、図３には、運転者がペダルパッド３０を踏み込んでいない状態の弾性支持部３２および変位量センサ３３を点線で示す。
運転者がペダルパッド３０を踏み込むと、運転者が踏み込んだ方向の踏力（図３の白抜き矢印Ｆ１１が指す方向）が弾性支持部３２および変位量センサ３３に作用し、変位量センサ３３は圧縮され変形する。変位量センサ３３は、圧縮によって変化した自身の電気抵抗に応じた電気信号を演算部３４に出力する。演算部３４では、変位量センサ３３が出力した電気信号に基づいて運転者の踏み込み方向の踏力を算出し、当該踏力に応じた電気信号を電子制御装置に出力する。電子制御装置では、演算部３４が出力する電気信号に基づいてスロットルバルブの駆動を制御する。
（ａ）回転可能なシャフトに設けられているペダルパッドを備えるアクセル装置の場合、ペダルパッドは、運転者によるペダルパッドの踏む込みによってシャフトの回転軸を回転中心として回転する。すなわち、運転者のペダルパッドの操作量は、シャフトに対する回転角度として現れる。しかしながら、例えば、運転者がかかとを車体につけたままペダルパッドを踏み込む通常時と運転者がペダルパッドを踏み抜く緊急時とのように、ペダルパッドの操作が異なると、運転者が意図するペダルパッドの操作量が確実に検出されないおそれがある。
第一実施形態によるアクセル装置１では、運転者がペダルパッド３０を踏み込むと運転者が踏み込んだ方向に変位量センサ３３が変形する。すなわち、運転者がペダルパッド３０を踏み込む方向の踏力の大きさは、変位量センサ３３の変位量となって現れる。変位量センサ３３の変位量は、演算部３４によって運転者の踏み込み方向の踏力として算出される。これにより、アクセル装置１では、通常時および緊急時のいずれにおいても運転者が踏み込んだ方向の踏力を確実に検出することができる。したがって、アクセル装置１は、運転者によるペダルパッド３０の操作量を確実に検出することができる。
（ｂ）また、第一実施形態によるアクセル装置１では、運転者がペダルパッド３０を踏み込む方向の踏力の大きさは変位量センサ３３の変位量となって現れるため、通常時および緊急時のいずれにおいても比較的小さなストロークによって運転者が意図した操作を行うことができる。したがって、アクセル装置１では、緊急時に迅速なペダルパッド３０の操作を行うことができる。
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態によるペダル装置を図４、５に基づいて説明する。第二実施形態は、変位量が検出される対象が第一実施形態と異なる。
第二実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置２は、「ペダル部」としてのペダルパッド３５、ベース３１、歪みゲージ３８、および、演算部３４を有する。以下、図４、５において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。歪みゲージ３８は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
ペダルパッド３５は、運転者が踏み込み操作可能に設けられている略平板状の部材である。ペダルパッド３５は、踏込部３５１および脚部３５２、３５３を有する。
踏込部３５１は、平板状に形成されている部位である。踏込部３５１は、変形可能な可撓性材料から形成されている。踏込部３５１の車体２６とは反対側の表面３５４には、運転者の足２５を置くことが可能である。
脚部３５２、３５３は、踏込部３５１の運転者の足が置かれる側とは反対側、すなわち、踏込部３５１の車体２６側の裏面３５５に設けられている。脚部３５２は、踏込部３５１の上側に設けられ、ベース３１に固定されている。脚部３５３は、踏込部３５１の下側に設けられ、ベース３１に固定されている。これらにより、踏込部３５１の車体２６側には、隙間３５０が形成されている。
歪みゲージ３８は、踏込部３５１の表面３５４に設けられている。歪みゲージ３８は、踏込部３５１の変位量を検出可能である。歪みゲージ３８は、コネクタ３３１を介して踏込部３５１の変位量に応じた電気信号を出力可能である。
演算部３４は、コネクタ３３１を介して歪みゲージ３８と電気的に接続している。
次に、アクセル装置２の作動について図５に基づいて説明する。なお、図５には、運転者がペダルパッド３５を踏み込んでいない状態のペダルパッド３５を点線で示す。
運転者がペダルパッド３５を踏み込むと、踏込部３５１は、運転者が踏み込んだ方向の踏力（図５の白抜き矢印Ｆ２１が指す方向）によって隙間３５０を利用して変形する。歪みゲージ３８は、踏込部３５１の変位量を検出し、コネクタ３３１を介して当該変位量に応じた電気信号を演算部３４に出力する。演算部３４では、歪みゲージ３８が出力した電気信号に基づいて運転者による踏力を算出し、当該踏力に応じた電気信号を電子制御装置に出力する。
第二実施形態によるアクセル装置２では、運転者がペダルパッド３５を踏み込むと、運転者が踏み込んだ方向に踏込部３５１が変形する。すなわち、運転者がペダルパッド３５を踏み込む方向の踏力の大きさは、踏込部３５１の変位量となって現れる。歪みゲージ３８によって検出された踏込部３５１の変位量は、演算部３４によって運転者の踏力として算出される。これにより、アクセル装置２は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態によるペダル装置を図６に基づいて説明する。第三実施形態は、変位量がペダルパッドの変位量として変位量センサに検出される変形可能部を備える点が第一実施形態と異なる。
第三実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置３は、「ペダル部」としてのペダルパッド４０、ベース３１、変形可能部４２、変位量センサ３３、および、演算部３４を有する。以下、図６において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。変形可能部４２は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
ペダルパッド４０は、運転者が踏み込み操作可能に設けられている略平板状の部材である。ペダルパッド４０は、踏込部４０１および脚部４０２を有する。
踏込部４０１は、平板状に形成されている部位である。踏込部４０１の車体２６とは反対側の表面４０４には、運転者の足２５を置くことが可能である。
脚部４０２は、踏込部４０１の下側であって、踏込部４０１の車体２６側、すなわち、踏込部４０１の運転者の足が置かれる側とは反対側の裏面４０５に設けられている。脚部４０２は、剛体から形され、ベース３１に固定されている。
変形可能部４２は、ペダルパッド４０の上側においてペダルパッド４０の踏込部４０１と変位量センサ４３との間に設けられている。変形可能部４２は、変形可能な材料から形成されている。
変位量センサ４３は、変形可能部４２と接続しており、変形可能部４２の変位量を検出可能である。変位量センサ４３は、コネクタ３３１を介して変形可能部４２の変位量に応じた電気信号を出力可能である。
アクセル装置３では、上側を変形可能部４２および変位量センサ４３によって支持され下側を脚部４０２によって支持されている踏込部４０１と車体２６との間には、隙間４００が形成されている。運転者がペダルパッド４０を踏み込むと、運転者が踏み込んだ方向に変形可能部４２が圧縮され変形する。変位量センサ４３は、変形可能部４２の変位量を検出し、当該変位量に応じた電気信号を演算部３４に出力する。演算部３４では、変位量センサ４３が出力した電気信号に基づいて運転者の踏み込み方向の踏力を算出し、当該踏力に応じた電気信号を電子制御装置に出力する。
第三実施形態によるアクセル装置３では、運転者がペダルパッド４０を踏み込むと、運転者が踏み込んだ方向に変形可能部４２が変形する。すなわち、運転者がペダルパッド４０を踏み込む方向の踏力の大きさは、変形可能部４２の変位量となって現れる。変位量センサ４３によって検出された変形可能部４２の変位量は、演算部３４によって運転者の踏力として算出される。これにより、アクセル装置３では、第一実施形態（ａ），（ｂ）を奏する。
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態によるペダル装置を図７に基づいて説明する。第四実施形態は、変形可能部がばねである点が第三実施形態と異なる。
第四実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置４は、「ペダル部」としてのペダルパッド４５、ベース３１、ばね４７１，４７２、変位量センサ４８、および、演算部３４を有する。以下、図７において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。ばね４７１および変位量センサ４８は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。ばね４７１は、特許請求の範囲に記載の「変形可能部」に相当する。
ペダルパッド４５は、運転者が踏み込み操作可能な踏込部４５１を有する。
踏込部４５１は、平板状に形成されている。踏込部４５１は、踏込部４５１の運転者の足が置かれる側とは反対側の裏面４５５に設けられている二つのばね４７１，４７２によってベース３１との間に隙間４５０を形成可能なよう支持されている。
ばね４７１は、踏込部４５１の上側において踏込部４５１と変位量センサ４８との間に設けられている。ばね４７１は、運転者が踏込部４５１を踏み込む方向に伸縮可能である。
ばね４７２は、踏込部４５１の下側において踏込部４５１とベース３１との間に設けられている。ばね４７２は、運転者が踏込部４５１を踏み込む方向に伸縮可能である。
変位量センサ４８は、ばね４７１とベース３１との間に設けられている。変位量センサ４８は、ばね４７１の変位量を検出可能である。変位量センサ４８は、コネクタ３３１を介してばね４７１の変位量に応じた電気信号を出力可能である。
演算部３４は、コネクタ３３１を介して変位量センサ４８と電気的に接続している。
第四実施形態によるアクセル装置４では、運転者がペダルパッド４５を踏み込むと、運転者が踏み込んだ方向にばね４７１，４７２が圧縮され変形する。変位量センサ４８は、ばね４７１の変位量を検出し、当該変位量に応じた電気信号を演算部３４に出力する。演算部３４では、変位量センサ４８が出力した電気信号に基づいて運転者の踏み込み方向の踏力を算出し、当該踏力に応じた電気信号を電子制御装置に出力する。
また、第四実施形態によるアクセル装置４では、運転者がペダルパッド４５を踏み込む方向の踏力の大きさは、ばね４７１の変位量となって現れる。変位量センサ４８によって検出されたばね４７１の変位量は、演算部３４によって運転者の踏力として算出される。これにより、アクセル装置４は、第一実施形態（ａ），（ｂ）を奏する。
（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態によるペダル装置を図８に基づいて説明する。第五実施形態は、ばねの伸縮を案内可能な部位が設けられている点が第四実施形態と異なる。
第五実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置５は、「ペダル部」としてのペダルパッド５０、ベース３１、ばね４７１，４７２、変位量センサ４８、および、演算部３４を有する。以下、図８において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。
ペダルパッド５０は、踏込部５０１、および、「ペダル部側ばねガイド」としてのペダル側ばねガイド５０２，５０３を有する。
踏込部５０１は、平板状に形成されている部位である。踏込部５０１は、踏込部５０１の運転者の足２５が置かれる側とは反対側の裏面５０５に設けられている二つのばね４７１，４７２によってベース３１との間に隙間５５０を形成可能なよう支持されている。
ペダル側ばねガイド５０２，５０３は、踏込部５０１の裏面５０５に設けられている。
ペダル側ばねガイド５０２は、ばね４７１の径外方向を覆うよう設けられている。ペダル側ばねガイド５０２は、ばね４７１の伸縮運動を案内可能である。
ペダル側ばねガイド５０３は、ばね４７２の径外方向を覆うよう設けられている。ペダル側ばねガイド５０３は、ばね４７２の伸縮運動を案内可能である。
第五実施形態によるアクセル装置５では、運転者がペダルパッド５０を踏み込むと、運転者が踏み込んだ方向にばね４７１が圧縮され変形する。すなわち、運転者がペダルパッド５０を踏み込む方向の踏力の大きさは、ばね４７１の変位量となって現れる。これにより、アクセル装置５は、第一実施形態（ａ），（ｂ）を奏する。
（ｃ）また、第五実施形態によるアクセル装置５では、ばね４７１，４７２の伸縮運動を案内可能なペダル側ばねガイド５０２，５０３をペダルパッド５０に有する。これにより、ばね４７１は、運転者が踏み込んだ方向に確実に変形するため、変位量センサ４８は、運転者がペダルパッド５０を踏み込む方向の踏力の大きさをばね４７１の変位量として確実に検出することができる。したがって、踏力の検出精度を向上することができる。
（第六実施形態）
次に、本発明の第六実施形態によるペダル装置を図９に基づいて説明する。第六実施形態は、ばねの伸縮を案内可能な部位がベース側に設けられている点が第五実施形態と異なる。
第六実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置６は、ペダルパッド５０、ベース５６、ばね４７１，４７２、変位量センサ４８、および、演算部３４を有する。以下、図９において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。
ベース５６は、車体２６の内壁面２６１に固定されている略平板状の部材である。ベース５６は、ベース本体５６０、固定部５６１，５６２、および、ベース側ばねガイド５６３，５６４を有する。
ベース本体５６０は、平板状の部位である。ベース本体５６０は、ばね４７１，４７２のペダルパッド５０に支持されている側とは反対側の端部を支持する。
固定部５６１は、運転者がペダルパッド５０を踏み込む方向からみてベース本体５６０の左上側に設けられている。固定部５６２は、運転者がペダルパッド５０を踏み込む方向からみてベース本体５６０の右下側に設けられている。固定部５６１，５６２は、ベース本体５６０を車体２６に固定するためのねじ穴を有する。
ベース側ばねガイド５６３，５６４は、ベース本体５６０のペダルパッド５０側に設けられている。
ベース側ばねガイド５６３は、ばね４７１の径外方向を覆うよう設けられ、ベース本体５６０に接続する側とは反対側の端部がペダル側ばねガイド５０２内に挿入可能に形成されている。ベース側ばねガイド５６３は、ばね４７１の伸縮運動を案内可能である。
ベース側ばねガイド５６４は、ばね４７２の径外方向を覆うよう設けられ、ベース本体５６０に接続する側とは反対側の端部がペダル側ばねガイド５０３内に挿入可能に形成されている。ベース側ばねガイド５６４は、ばね４７２の伸縮運動を案内可能である。
第六実施形態によるアクセル装置６では、運転者がペダルパッド５０を踏み込む方向の踏力の大きさは、ばね４７１の変位量となって現れる。これにより、アクセル装置６は、第一実施形態（ａ），（ｂ）を奏する。
（ｄ）また、第六実施形態によるアクセル装置６では、ばね４７１，４７２の伸縮運動を案内可能なベース側ばねガイド５６３，５６４をベース５６に有する。これにより、ばね４７１は、ペダルパッド５０のペダル側ばねガイド５０２，５０３、および、ベース５６のベース側ばねガイド５６３，５６４によって運転者が踏み込んだ方向に確実に変形するため、変位量センサ４８は、運転者がペダルパッド５０を踏み込む方向の踏力の大きさをばね４７１の変位量として確実に検出することができる。したがって、踏力の検出精度をさらに向上することができる。
（第七実施形態）
次に、本発明の第七実施形態によるペダル装置を図１０に基づいて説明する。第七実施形態は、ベースの形状が第一実施形態と異なる。
第七実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置７は、ペダルパッド３０、ベース６１、弾性支持部３２、変位量センサ３３、および、演算部３４を有する。以下、図１０において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。
ベース６１は、車体２６の内壁面２６１に固定されている略平板状の部材である。ベース６１は、ベース本体６１０、および、脚部６１１，６１２を有する。
ベース本体６１０は、平板状の部位である。
脚部６１１，６１２は、ベース本体６１０の車体２６の内壁面２６１に対向する側に設けられている。
脚部６１１は、ベース本体６１０の上側に設けられている。脚部６１１は、内壁面２６１に固定されている。
脚部６１２は、ベース本体６１０の下側に設けられている。脚部６１２は、内壁面２６１に固定されている。脚部６１２は、長さが脚部６１１に比べ長い。これにより、図１０に示すように、ベース本体６１０は、ベース本体６１０の上側から下側に向かって内壁面２６１から離れるよう設けられる。すなわち、第七実施形態では、踏込部３０１も踏込部３０１の上側から下側に向かって内壁面２６１から離れるよう設けられる。
第七実施形態によるアクセル装置７では、運転者がペダルパッド３０を踏み込む方向の踏力の大きさは、変位量センサ３３の変位量となって現れる。これにより、アクセル装置７は、第一実施形態（ａ），（ｂ）を奏する。
（ｅ）また、第七実施形態によるアクセル装置７では、脚部６１１の長さと脚部６１２の長さとを異ならせることによって踏込部３０１の内壁面２６１に対する角度を変更している。これにより、踏込部３０１を運転者にとって踏み込みやすい位置および角度に設けることができる。したがって、運転者がペダルパッド３０を踏み込む方向の踏力を正確に検出することができる。
（第八実施形態）
次に、本発明の第八実施形態によるペダル装置を図１１に基づいて説明する。第八実施形態は、歪みゲージが設けられる位置が第二実施形態と異なる。
第八実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置８は、ペダルパッド３５、ベース３１、歪みゲージ６８、および、演算部３４を有する。以下、図１１において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。歪みゲージ６８は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
歪みゲージ６８は、踏込部３５１の運転者の足が置かれる側と反対側の裏面３５５の略中央に設けられている。歪みゲージ６８は、踏込部３５１の変位量を検出可能である。歪みゲージ６８は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部３４に踏込部３５１の変位量の大きさに応じた電気信号を出力する。
演算部３４は、コネクタ３３１を介して歪みゲージ６８と電気的に接続している。
第八実施形態によるアクセル装置８では、運転者がペダルパッド３５を踏み込む方向の踏力の大きさは、踏込部３５１の変位量となって現れる。これにより、アクセル装置８は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
（ｆ）また、第八実施形態によるアクセル装置８では、歪みゲージ６８が踏込部３５１の裏面３５５に設けられている。これにより、歪みゲージ６８が運転者の足２５と接触することを防止できる。したがって、運転者の足２５との接触による検出間違いを防止することができる。
また、歪みゲージ６８を裏面３５５に設ける場合、歪みゲージ６８を踏込部３５１の変位量が比較的大きい略中央に設けることができるため、踏込部３５１の変位量の検出精度を向上することができる。したがって、踏力の検出精度を向上することができる。
（第九実施形態）
次に、本発明の第九実施形態によるペダル装置を図１２に基づいて説明する。第九実施形態は、圧力センサを備える点が第一実施形態と異なる。
第九実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置９は、ペダルパッド３０、ベース３１、圧力センサ７３１，７３２、および、演算部７４を有する。以下、図１２において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。圧力センサ７３１，７３２および演算部７４は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
圧力センサ７３１，７３２は、例えば、圧電素子であって、ペダルパッド３０とベース３１との間に設けられる。
圧力センサ７３１は、脚部３０２とベース３１との間に設けられる。圧力センサ７３１は、自身に作用する圧力の大きさを検出可能である。圧力センサ７３１は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７４に圧力の大きさに応じた電気信号を出力する。
圧力センサ７３２は、脚部３０３とベース３１との間に設けられる。圧力センサ７３２は、自身に作用する圧力の大きさを検出可能である。圧力センサ７３２は、コネクタ３３１を介して演算部７４と電気的に接続している。圧力センサ７３２は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７４に圧力の大きさに応じた電気信号を出力する。
すなわち、第九実施形態では、演算部７４に向けて二つの電気信号が出力される。
演算部７４は、圧力センサ７３１，７３２が出力する二つの電気信号に基づいてペダルパッド３０の変位量を算出する。このとき、演算部７４では、二つの電気信号に基づいて算出された二つの圧力の平均値をペダルパッド３５に作用する圧力として算出する。演算部７４では、算出されたペダルパッド３０に作用する圧力に基づいて運転者の踏力を算出する。算出された当該踏力は、電子制御装置に伝達される。
アクセル装置９では、運転者がペダルパッド３０を踏み込むと、ペダルパッド３０に運転者が踏み込んだ方向の踏力（図１２の白抜き矢印Ｆ９０）が作用する。ペダルパッド３０に作用する踏力は、圧力センサ７３１，７３２に作用する。圧力センサ７３１，７３２は、自身に作用する圧力（図１２の白抜き矢印Ｆ９１，Ｆ９２）を検出し、コネクタ３３１を介して当該圧力に応じた電気信号を演算部７４に伝達する。演算部７４では、圧力センサ７３１，７３２が出力した電気信号に基づいて運転者による踏力を算出し、当該踏力に応じた電気信号を電子制御装置に出力する。
第九実施形態によるアクセル装置９では、運転者がペダルパッド３０を踏み込むと、ペダルパッド３０から圧力センサ７３１，７３２に作用する圧力を運転者の踏み込み方向における踏力として算出する。これにより、アクセル装置９は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
（ｇ）また、第九実施形態によるアクセル装置９では、二つの圧力センサ７３１，７３２が検出する圧力の平均値をペダルパッド３５に作用する踏力とする。これにより、運転者によるペダルパッド３０の踏み込み方が異なっても当該踏み込みの踏力を算出することができる。これにより、運転者の踏力の検出精度を向上することができる。
（第十実施形態）
次に、本発明の第十実施形態によるペダル装置を図１３に基づいて説明する。第十実施形態は、複数の歪みゲージを備える点が第一実施形態と異なる。
第十実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置１０は、ペダルパッド３５、ベース３１、歪みゲージ７８１，７８２、および、演算部７９を有する。以下、図１３において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。歪みゲージ７８１，７８２および演算部７９は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
歪みゲージ７８１，７８２は、踏込部３５１の運転者の足が置かれる側である表面３５４に設けられている。歪みゲージ７８１は、踏込部３５１の上側に設けられている。歪みゲージ７８２は、踏込部３５１の下側に設けられている。アクセル装置１０では、歪みゲージ７８１，７８２は、踏込部３５１の変位量を検出可能である。歪みゲージ７８１，７８２は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７９に踏込部３５１の変位量の大きさに応じた電気信号を出力する。すなわち、アクセル装置１０では、演算部７９に向けて二つの電気信号が出力される。
演算部７９は、歪みゲージ７８１，７８２が出力する二つの電気信号に基づいてペダルパッド３５の変位量を算出する。このとき、演算部７９では、二つの電気信号に基づいて算出された二つの変位量のうちの最大値をペダルパッド３５の変位量として算出する。演算部７９では、算出された二つの変位量の最大値に基づいて運転者の踏力を算出する。算出された当該踏力は、電子制御装置に伝達される。
第十実施形態によるアクセル装置１０では、運転者がペダルパッド３５を踏み込むと、歪みゲージ７８１、７８２が検出するペダルパッド３５の変位量を運転者の踏み込み方向における踏力として算出する。これにより、アクセル装置１０は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
（ｈ）また、第十実施形態によるアクセル装置１０では、二つの歪みゲージ７８１，７８２がそれぞれ設けられる位置におけるペダルパッド３５の変位量のうちの最大値をペダルパッド３５の変位量とする。これにより、二つの歪みゲージ７８１，７８２のいずれかが変形することによってペダルパッド３５の変形を検出することができ、当該変形の大きさによって運転者の踏力を算出することができる。また、ペダルパッド３５への運転者の足２５のかかり具合によって一つの歪みゲージでペダルパッド３５の変形が検出できない場合でも他の歪みゲージで検出することができる。これらにより、運転者の踏力の検出精度を向上することができる。
（第十一実施形態）
次に、本発明の第十一実施形態によるペダル装置を図１４に基づいて説明する。第十一実施形態は、複数の変位量センサを備える点が第一実施形態と異なる。
第十一実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置１１は、ペダルパッド３０、ベース３１、変位量センサ８３１，８３２、および、演算部７９を有する。以下、図１４において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。変位量センサ８３１，８３２は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
変位量センサ８３１，８３２は、ペダルパッド３０のベース３１側に設けられている。
変位量センサ８３１は、ペダルパッド３０の脚部３０２とベース３１との間に設けられている。変位量センサ８３１は、例えば、弾性を有する導電性部材であって、運転者がペダルパッド３０を踏み込むとき変形可能に形成されている。変位量センサ８３１は、運転者がペダルパッド３０を踏み込むときの自身の電気抵抗に応じた電気信号をコネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７９に出力可能である。
変位量センサ８３２は、ペダルパッド３０の脚部３０３とベース３１との間に設けられている。変位量センサ８３２は、例えば、弾性を有する導電性部材であって、運転者がペダルパッド３０を踏み込むとき変形可能に形成されている。変位量センサ８３２は、運転者がペダルパッド３０を踏み込むときの自身の電気抵抗に応じた電気信号をコネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７９に出力可能である。
すなわち、第十一実施形態では、演算部７９に向けて二つの電気信号が出力される。
演算部７９は、変位量センサ８３１，８３２が出力する自身の電気抵抗に応じた電気信号に基づいてペダルパッド３０の変位量を算出する。このとき、演算部７９では、二つの電気信号に基づいて算出された二つの変位量のうちの最大値をペダルパッド３０の変位量とする。演算部７９では、算出された二つの変位量の最大値に基づいて運転者の踏力を算出する。算出された当該踏力は、電子制御装置に伝達される。
第十一実施形態によるアクセル装置１１では、運転者がペダルパッド３０を踏み込む方向の踏力の大きさは、変位量センサ８３１，８３２の変位量となって現れる。これにより、アクセル装置１１は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
また、第十一実施形態によるアクセル装置１１では、二つの変位量センサ８３１，８３２の変位量に基づいて運転者の踏力を算出する。これにより、第十一実施形態は、第十実施形態の効果（ｈ）を奏する。
（第十二実施形態）
次に、本発明の第十二実施形態によるペダル装置を図１５に基づいて説明する。第十二実施形態は、複数のばねのそれぞれに対して複数の変位量センサを備える点が第一実施形態と異なる。
第十二実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置１２は、ペダルパッド４５、ベース３１、ばね４７１，４７２、変位量センサ８８１、８８２、および、演算部７９を有する。以下、図１５において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。変位量センサ８８１、８８２は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
変位量センサ８８１は、ばね４７１とベース３１との間に設けられている。変位量センサ８８１は、ばね４７１の変位量を検出可能である。変位量センサ８８１は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７９にばね４７１の変位量に応じた電気信号に出力可能である。
変位量センサ８８２は、ばね４７２とベース３１との間に設けられている。変位量センサ８８２は、ばね４７２の変位量を検出可能である。変位量センサ８８２は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７９にばね４７２の変位量に応じた電気信号に出力可能である。
すなわち、第十二実施形態では、演算部７９に向けて二つの電気信号が出力される。
演算部７９は、変位量センサ８８１，８８２が出力するばね４７１，４７２の変位量の大きさに応じた電気信号に基づいてペダルパッド４５の変位量を算出する。このとき、演算部７９では、二つの電気信号に基づいて算出された二つの変位量のうちの最大値をペダルパッド４５の変位量とする。演算部７９では、算出された二つの変位量の最大値に基づいて運転者の踏力を算出する。算出された当該踏力は、電子制御装置に伝達される。
第十二実施形態によるアクセル装置１２では、運転者がペダルパッド４５を踏み込む方向の踏力の大きさは、ばね４７１，４７２の変位量となって現れる。これにより、アクセル装置１２は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
また、アクセル装置１２では、二つのばね４７１，４７２の変位量に基づいて運転者の踏力を算出する。これにより、第十二実施形態は、第十実施形態の効果（ｈ）を奏する。
（第十三実施形態）
次に、本発明の第十三実施形態によるペダル装置を図１６に基づいて説明する。第十三実施形態は、ベースの形状が第九実施形態と異なる。
第十三実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置１３は、ペダルパッド３０、ベース６１、圧力センサ７３１，７３２、および、演算部７４を有する。以下、図１６において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。
第十三実施形態によるアクセル装置１３では、運転者がペダルパッド３０を踏み込むと、ペダルパッド３５から圧力センサ７３１，７３２に作用する圧力を運転者の踏み込み方向における踏力として算出する。これにより、アクセル装置１３は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
また、第十三実施形態によるアクセル装置１３では、二つの圧力センサ７３１，７３２が検出する圧力の平均値をペダルパッド３５に作用する圧力とする。これにより、アクセル装置１３は、第九実施形態の効果（ｇ）を奏する。
また、第十三実施形態によるアクセル装置１３では、脚部６１１の長さと脚部６１２の長さとを異ならせることによって踏込部３０１の内壁面２６１に対する角度を変更している。これにより、アクセル装置１３は、第七実施形態の効果（ｅ）を奏する。
（第十四実施形態）
次に、本発明の第十四実施形態によるペダル装置を図１７に基づいて説明する。第十四実施形態は、複数の歪みゲージが設けられる点が第八実施形態と異なる。
第十四実施形態による「ペダル装置」としてのアクセル装置１４は、ペダルパッド３５、ベース３１、歪みゲージ９３１、９３２、および、演算部７９を有する。以下、図１７において、車体２６の内壁面２６１に沿って運転者の足２５のつま先側を「上側」、および、運転者の足２５のかかと側を「下側」と称する。歪みゲージ９３１、９３２は、特許請求の範囲に記載の「踏力検出部」に相当する。
歪みゲージ９３１、９３２は、踏込部３５１の裏面３５５に設けられている。
歪みゲージ９３１は、踏込部３５１の上側に設けられている。歪みゲージ９３１は、踏込部３５１の変位量を検出可能である。歪みゲージ９３１は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７９に踏込部３５１の変位量の大きさに応じた電気信号を出力する。
歪みゲージ９３２は、踏込部３５１の下側に設けられている。歪みゲージ９３２は、踏込部３５１の変位量を検出可能である。歪みゲージ９３２は、コネクタ３３１を介して電気的に接続している演算部７９に踏込部３５１の変位量の大きさに応じた電気信号を出力する。
すなわち、第十四実施形態では、演算部７９に向けて二つの電気信号が出力される。
第十四実施形態によるアクセル装置１４では、運転者がペダルパッド３５を踏み込む方向の踏力の大きさは、踏込部３５１の変位量となって現れる。これにより、アクセル装置１４は、第一実施形態（ａ），（ｂ）と同じ効果を奏する。
また、第十四実施形態によるアクセル装置１４では、歪みゲージ９３１、９３２は踏込部３５１の裏面３５５に設けられている。これにより、アクセル装置１４は、第八実施形態の効果（ｆ）を奏する。
また、第十四実施形態によるアクセル装置１４では、二つの歪みゲージ９３１、９３２が検出する踏込部３５１の変位量に基づいて転者の踏力を算出する。これにより、第十四実施形態は、第十実施形態の効果（ｈ）を奏する。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、「ペダル装置」は、車両が有するスロットルバルブの駆動を制御するアクセル装置であるとした。しかしながら、本発明の「ペダル装置」が適用される分野はこれに限定されない。例えば、ブレーキやクラッチの操作に適用されてもよく、操作者の足の踏み込み量によって種々の駆動を制御する分野に適用することができる。
上述の実施形態では、ペダルパッドは、ベース上に設けられるとした。しかしながら、ベースはなくてもよい。
上述の実施形態では、ペダルパッドは、ペダルパッドの上側および下側の両方を支持されるとした。しかしながら、ペダルパッドを支持する箇所は、これに限定されない。複数箇所支持されてもよい。
第一実施形態では、運転者がペダルパッドを踏み込むと弾性支持部および変位量センサが変形し、ペダルパッドは運転者の踏み込み方向に略平行に移動するとした。しかしながら、弾性支持部はなくてもよい。
第一、七、十一実施形態では、変位量センサは、自身の電気抵抗に応じた電気信号を出力可能であるとした。第三実施形態では、変位量センサは、変形可能部の変位量を検出し変形可能部の変位量に応じた電気信号を出力するとした。第四〜六、十二実施形態では、変位量センサは、ばねの変位量を検出しばねの変位量に応じた電気信号を出力するとした。しかしながら、変位量センサは、ペダルパッドまたは変形可能部が変位量センサに作用する圧力によって変形し、当該変形の変位量を検出可能であればよい。
第三実施形態では、アクセル装置は、変形可能部を一つ有するとした。第四，五，六，十二実施形態では、アクセル装置は、ばねを二つ有するとした。しかしながら、「変形可能部」の数はこれに限定されない。
第十，十四実施形態では、アクセル装置は、歪みゲージを二つ有するとした。三つ以上あってもよい。
第九，十三実施形態では、アクセル装置は、圧力センサを二つ有するとした。三つ以上あってもよい。
第七、十三実施形態が備えるベースを第二〜六、八〜十二、十四実施形態に適用してもよい。
上述の実施形態では、演算部は、二つの電気信号に基づいて算出された二つの変位量の最大値をペダルパッドの変位量とし、算出された二つの変位量の最大値に基づいて運転者の踏力を算出するとした。しかしながら、演算部における演算内容をこれに限定されない。二つの電気信号に基づいて算出された二つの変位量の平均値をペダルパッドの変位量とし、算出された二つの変位量の平均値に基づいて運転者の踏力を算出してもよい。また、演算部における演算方法はこれに限定されない。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４・・・アクセル装置（ペダル装置）
３０，３５，４０，４５，５０・・・ペダルパッド（ペダル部）
３２・・・弾性支持部
３３，４３，４８，８３１，８３２，８８１，８８２・・・変位量センサ（踏力検出部）
３４，７４，７９・・・演算部（踏力検出部）
３８，６８，７８１，７８２，９３１，９３２・・・歪みゲージ（踏力検出部）
４２・・・変形可能部（踏力検出部）
４７１，４７２・・・ばね（変形可能部、踏力検出部）
７３１，７３２・・・圧力センサ（踏力検出部）

Claims (16)

  1. 操作者が踏み込み操作可能なペダル部（３０，４０，４５，５０）と、
    前記操作者が前記ペダル部を踏み込むときの踏み込み方向の踏力の大きさを検出可能に設けられ、当該踏力の大きさに応じた信号を外部に出力可能な踏力検出部と、
    を備え、
    前記踏力検出部は、前記ペダル部の変位量を検出可能に設けられ当該検出した変位量の大きさに応じた信号を出力する変位量センサ（３３，４８，８３１，８３２，８８１，８８２）、および、前記変位量センサが出力する信号に基づいて前記踏力の大きさを算出する演算部（３４，７９）を有し、
    前記変位量センサは、弾性を有する導電性部材であり、前記操作者が前記ペダル部を踏み込むとき変形可能に形成されているペダル装置。
  2. 前記変位量センサは、前記操作者が前記ペダル部を踏み込むときの自身の電気抵抗に応じた電気信号を出力する請求項１に記載のペダル装置。
  3. 前記変位量センサを複数有する請求項１または２に記載のペダル装置。
  4. 前記演算部は、複数の前記信号のそれぞれが示す前記ペダル部の変位量の大きさの平均値または最大値を前記踏力の大きさとする請求項３に記載のペダル装置。
  5. 操作者が踏み込み操作可能なペダル部（３０，４０，４５，５０）と、
    前記操作者が前記ペダル部を踏み込むときの踏み込み方向の踏力の大きさを検出可能に設けられ、当該踏力の大きさに応じた信号を外部に出力可能な踏力検出部と、
    を備え、
    前記踏力検出部は、前記ペダル部の変位量を検出可能に設けられ当該検出した変位量の大きさに応じた信号を出力する変位量センサ（３３，４８，８８１，８８２）、前記変位量センサが出力する信号に基づいて前記踏力の大きさを算出する演算部（３４，７９）、および、前記ペダル部と前記変位量センサとの間に設けられ、前記操作者の前記ペダル部の踏み込みによって変形可能な変形可能部（４２，４７１，４７２）を有し、
    前記変形可能部は、変形可能な材料（４２）から形成されているか、または、前記操作者の前記ペダル部の踏み込みによって伸縮可能なばね（４７１，４７２）であり、
    前記変位量センサは、前記変形可能部の変位量を検出可能に設けられ当該検出した変位量の大きさに応じた信号を出力するペダル装置。
  6. 前記変形可能部は、前記操作者の前記ペダル部の踏み込みによって伸縮可能なばね（４７１，４７２）である請求項５に記載のペダル装置。
  7. 前記ペダル部は、前記ばねの伸縮を案内可能なペダル部側ばねガイド（５０２，５０３）を有する請求項６に記載のペダル装置。
  8. 前記ペダル部を支持可能に設けられ、前記ペダル部側ばねガイドに挿入可能に形成され前記ばねの伸縮を案内可能なベース側ばねガイド（５６３、５６４）を有するベース（３１）をさらに備える請求項７に記載のペダル装置。
  9. 前記変位量センサを複数有する請求項５〜８のいずれか一項に記載のペダル装置。
  10. 前記演算部は、複数の前記信号のそれぞれが示す前記変形可能部の変位量の大きさの平均値または最大値を前記踏力の大きさとする請求項９に記載のペダル装置。
  11. 操作者が踏み込み操作可能なペダル部（３０）と、
    前記操作者が前記ペダル部を踏み込むときの踏み込み方向の踏力の大きさを検出可能に設けられ、当該踏力の大きさに応じた信号を外部に出力可能な踏力検出部と、
    を備え、
    前記踏力検出部は、前記ペダル部に作用する圧力を検出可能に設けられ当該検出した圧力の大きさに応じた信号を出力する圧電素子（７３１，７３２）、および、前記圧電素子が出力する信号に基づいて前記踏力の大きさを算出する演算部（７４）を有するペダル装置。
  12. 前記踏力検出部は、複数の前記圧電素子を有する請求項１１に記載のペダル装置。
  13. 操作者が踏み込み操作可能なペダル部と、
    前記操作者が前記ペダル部を踏み込むときの踏み込み方向の踏力の大きさを検出可能に設けられ、当該踏力の大きさに応じた信号を外部に出力可能な踏力検出部と、
    を備え、
    前記踏力検出部は、前記ペダル部に作用する圧力を検出可能に設けられ当該検出した圧力の大きさに応じた信号を出力可能である変位量センサ、および、前記変位量センサが出力する信号に基づいて前記踏力の大きさを算出する演算部を有するペダル装置。
  14. 前記変位量センサを複数有する請求項１３に記載のペダル装置。
  15. 前記演算部は、複数の前記信号のそれぞれが示す前記ペダル部に作用する圧力の大きさの平均値または最大値を前記踏力の大きさとする請求項１２または１４に記載のペダル装置。
  16. 前記ペダル部を支持可能なベース（６１）をさらに備え、
    前記ベースは、前記ペダル部の取付角度を調整可能である請求項１〜１５のいずれか一項に記載のペダル装置。
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