JP7311316B2 - アクセルペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に適用されるアクセルペダル装置に関し、特に、踏力に対抗する反力を発生するアクティブ制御が可能なアクセルペダル装置に関する。

従来のアクセルペダル装置としては、ぺダルアームと、ペダルアームを揺動自在に支持するハウジングと、ペダルアームを休止位置に復帰させる復帰バネと、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と、ペダルアームを休止位置に向けて押し戻すようにアクティブ制御を行うアクティブ制御機構とを備え、アクティブ制御機構が、ペダルアームに当接する戻しレバー、戻しレバーを回転駆動する駆動源、駆動源を制御する制御回路基板を含むものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

このアクセルペダル装置においては、アクティブ制御を行わない通常モードの場合、踏力特性としては、図１６中の実線で示すように、ヒステリシス発生機構に基づくヒステリシスをなす踏力線ＮＬが得られる。
一方、危険回避時等に、アクティブ制御を行う制御モードの場合、踏力特性としては、図１６中の一点鎖線で示すように、アクティブ制御機構に基づくヒステリシスをなす踏力線ＡＬが得られる。
この制御モードにおいて、運転者が感じる踏力は、図１６中の矢印で示すように、通常モードにおける踏込み時の踏力線ＤＮＬから制御モードにおける戻し時の踏力線ＲＡＬに移行する。

したがって、運転者の踏力に打ち勝つ大きな反力を発生させて、ペダルアームを休止位置まで押し戻し、又、足が押し戻される感覚を運転者に確実に与えるには、踏力線ＤＮＬに対して踏力線ＲＡＬが大きい、すなわち、踏力差ΔＦが大きいことが望ましい。
しかしながら、従来の制御モードにおける踏力線ＡＬでは、踏込み時の踏力線ＤＡＬと戻し時の踏力線ＲＡＬとの踏力差ΔＦＡ（ヒステリシス）が大きいため、踏力差ΔＦが小さくなっている。
これに対処するべく、図１６中の二点鎖線で示すように、踏力線ＡＬを全体的に上側にシフトさせて反力を全体的に大きくすると、踏力差ΔＦを大きくできるものの、高トルク発生のための駆動源の大型化、又は、消費電流の増加等を招くことになる。

特開２０１３－６５４４号公報

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、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができるアクセルペダル装置を提供することにある。

本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルの踏力に連動するペダルアームと、ペダルアームを所定の軸線回りに揺動自在に支持するハウジングと、ペダルアームを休止位置に戻す付勢力を及ぼす戻しバネと、アクセルペダルの踏込み操作及び戻し操作における踏力にヒステリシスを発生するヒステリシス発生機構と、アクセルペダルを押し戻す方向に反力を付加するべく，ペダルアームに反力を及ぼす反力レバー及び反力レバーを回転駆動する駆動源を含む反力付加機構とを備え、反力レバーは、円柱状の支軸と、支軸に対して転がり接触すると共にペダルアームに対して転がり接触するべく、支軸に支持された接触ユニットを含む、構成となっている。

上記アクセルペダル装置において、接触ユニットは、ペダルアームと転がり接触する外輪と、支軸と外輪の間に介在する複数の転動体を含む、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、接触ユニットは、ペダルアームと転がり接触する外輪と、支軸に嵌合された内輪と、内輪と外輪の間に介在する複数の転動体を含む、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、駆動源は、軸線と平行に伸長する駆動軸を含み、反力レバーは、平板状に形成されて駆動軸の端部に固定されるレバー本体を含み、支軸は、レバー本体から駆動源の側に向けて軸線と平行に突出する、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、駆動源は、駆動軸を有するロータを含み、駆動軸は、軸線と平行な方向においてロータの一端から突出する第１突出軸部と、ロータの他端から突出する第２突出軸部を含み、第１突出軸部及び前記第２突出軸部は、軸受を介してハウジングに支持されている、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、ハウジングは、収容空間を画定するハウジング本体と、収容空間を閉塞するべくハウジング本体に結合されるハウジングカバーと、ハウジング本体の外側において駆動源の一部を覆う補助カバーを含み、ハウジング本体及び補助カバーは、軸受を介して、駆動軸を回動自在に支持する、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、ペダルアームは、ハウジングに支持される被支持部と、被支持部から鉛直方向の上方に伸長する上側アームと、被支持部から鉛直方向の下方に伸長しアクセルペダルを有する下側アームを含み、上側アームは、接触ユニットが転がり接触する接触面を有する、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、ヒステリシス発生機構は、ハウジングを摺動するスライダと、スライダを押し戻しつつハウジングに押し付ける付勢力を及ぼす付勢バネを含み、ペダルアームは、上側アームの上方領域においてスライダに当接する当接部と、上側アームの下方領域において戻しバネを受けるバネ受け部と、当接部とバネ受け部の間の中間領域において接触面を有する、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、接触面には、被膜が形成されている、構成を採用してもよい。

上記アクセルペダル装置において、被膜は、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかを含む、構成を採用してもよい。

上記構成をなすアクセルペダル装置によれば、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るアクセルペダル装置を示す外観斜視図である。 図１に示すアクセルペダル装置を他の角度から視た外観斜視図である。 図１に示すアクセルペダル装置においてハウジングカバー及び補助カバーを取り除いた状態を示す斜視図である。 図２に示すアクセルペダル装置の内部及びペダルアームの動作を示す側面図である。 本発明に係るアクセルペダル装置に含まれるハウジングの一部をなすハウジング本体の内側を示す斜視図である。 図５に示すハウジング本体の外側を示す斜視図である。 本発明に係るアクセルペダル装置に含まれるハウジングの一部をなすハウジングカバーの内側を示す斜視図である。 本発明に係るアクセルペダル装置に含まれるペダルアーム、ロータ及び駆動軸、反力レバー、接触ユニット（内輪、外輪、及び転動体）を示す斜視図である。 本発明に係るアクセルペダル装置に含まれるロータ及び駆動軸、軸受、反力レバー、支軸、接触ユニット（内輪、外輪、及び転動体）等を示す分解斜視図である。 接触ユニットの中心線を通る斜視断面図である。 接触ユニットの中心線に垂直な面での断面図である。 駆動軸の支持状態を示す斜視断面図である。 本発明に係るアクセルペダル装置の踏力特性を示す特性図である。 本発明に係るアクセルペダル装置の他の踏力特性を示す特性図である。 接触ユニットの他の実施形態を示す断面図である。 従来のアクセルペダル装置の踏力特性を示す特性図である。

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。
一実施形態に係るアクセルペダル装置Ｍは、車体のダッシュロアパネルに対して、ブラケットを介して固定されるものである。

アクセルペダル装置Ｍは、図１ないし図９に示すように、ハウジング１０、カラー２０、ペダルアーム３０、ペダルアーム３０を休止位置に戻す戻しバネ４０、踏力にヒステリシスを発生するヒステリシス発生機構５０、駆動源６０、支軸７２及び接触ユニット７３を含む反力レバー７０、ペダルアーム３０の回転角度位置を検出する位置センサ８０、回路基板９０を備えている。
ここでは、駆動源６０及び反力レバー７０により、ペダルアーム３０に反力を付加する反力付加機構が構成されている。
また、回路基板９０に配置された制御部又は車両の制御ユニットから発せられる種々の制御信号に基づいて、駆動源６０が適宜駆動制御されることにより、反力を付加するアクティブ制御が行われる。

ハウジング１０は、ハウジング本体１１と、ハウジング本体１１に連結されるハウジングカバー１２と、ハウジング本体１１の外側に連結される補助カバー１３と、ハウジングカバー１２の外側に連結される補助カバー１４とにより構成されている。

ハウジング本体１１は、樹脂材料により形成され、図５及び図６に示すように、収容空間Ａを画定するべく、側壁１１ａ、前壁１１ｂ、奥壁１１ｃ、天壁１１ｄを備えている。
また、ハウジング本体１１は、支持部１１ｅ、軸受孔１１ｆ、内壁面１１ｇ，１１ｈ、ボス部１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ、モータ取付け部１１ｍ、全開ストッパ１１ｎ、バネ受け部１１ｐ、バネ受け部１１ｑ、４つの連結爪１１ｒを備えている。

前壁１１ｂは、図４に示すように、ペダルアーム３０が休止位置Ｈｐと最大踏込み位置Ｆｐとの間で移動できるように、下方領域の一部が切り欠かれている。
奥壁１１ｃは、その内側面の一部が、図４に示すように、ペダルアーム３０の休止位置を規定する休止ストッパ１１ｃ_１として機能する。

支持部１１ｅは、ペダルアーム３０の被支持部３１に形成された嵌合凹部３１ａに嵌合されてペダルアーム３０を軸線Ｓ回りに揺動自在に支持するべく、軸線Ｓを中心とする円柱状に形成されている。
軸受孔１１ｆは、図１２に示すように、駆動源６０の駆動軸６１ａの第１突出軸部６１ａ_１を軸線Ｓ２回りに回動自在に支持する軸受６１ｂが嵌合される円形孔をなす。
内壁面１１ｇは、ヒステリシス発生機構５０に含まれるスライダ５１を摺動自在に支持する。
内壁面１１ｈは、ヒステリシス発生機構５０に含まれるスライダ５２を摺動自在に支持する。

ボス部１１ｉ、１１ｊ，１１ｋは、円筒状のカラー２０が嵌合されるべく軸線Ｓと平行に伸長する貫通孔を画定する。
モータ取付け部１１ｍは、駆動源６０のコイル６２の一部を収容空間Ａに臨ませると共に、駆動源６０のヨーク６３を固定するように形成されている。
全開ストッパ１１ｎは、ペダルアーム３０の当接部３３ａを受けて、ペダルアーム３０の最大踏込み位置Ｆｐを規定する。

ハウジングカバー１２は、樹脂材料により形成され、ハウジング本体１１の収容空間Ａを閉塞するべくハウジング本体１１に結合されるものであり、図２及び図７に示すように、側壁１２ａ、コネクタ１２ｂ、センサ埋設部１２ｃ、支持部１２ｅ、ボス部１２ｉ，１２ｊ，１２ｋ、基板取付け部１２ｍ、４つの連結片１２ｒを備えている。

コネクタ１２ｂは、外部のコネクタに接続されるべく、回路基板９０から伸びる端子を収容する。
センサ埋設部１２ｃは、位置センサ８０の一部をなすステータ８３及びホール素子８４を埋設すると共に、ペダルアーム３０の被支持部３１の内側に非接触にて配置されるべく、軸線Ｓを中心とする円柱状をなす。
支持部１２ｅは、ペダルアーム３０の被支持部３１に形成された嵌合凸部３１ｂが嵌合されてペダルアーム３０を軸線Ｓ回りに揺動自在に支持するべく、軸線Ｓを中心とする円筒状をなす。
ボス部１２ｉ，１２ｊ，１２ｋは、ボス部１１ｉ，１１ｊ，１１ｋにそれぞれ接合されるものであり、カラー２０が嵌合されるべく軸線Ｓと平行に伸長する貫通孔を画定する。

補助カバー１３は、ハウジング本体１１の外側面に取り付けられた駆動源６０を覆うべく、駆動源６０の一部をなすヨーク６３に取り付けられる。
また、補助カバー１３は、図１２に示すように、駆動軸６１ａの第２突出軸部６１ｂを支持する軸受６１ｃを嵌合する嵌合凹部１３ａを備えている。
補助カバー１４は、ハウジングカバー１２の外側面に取り付けられた回路基板９０を覆うべく、ハウジングカバー１２に取り付けられる。

そして、ハウジングカバー１２は、ハウジング本体１１に嵌合された３つのカラー２０がそれぞれボス部１２ｉ，１２ｊ，１２ｋに嵌合されると共にハウジング本体１１に接合され、連結片１２ｒが連結爪１１ｒに係合される。これにより、ハウジングカバー１２がハウジング本体１１に一体的に結合される。
また、補助カバー１３がハウジング本体１１の外側に結合され、補助カバー１４がハウジングカバー１２の外側に結合されることにより、ハウジング１０が得られる。
尚、上記ハウジング１０を備えたアクセルペダル装置Ｍは、ボルトＢがカラー２０に通されて、車体側に固定されるようになっている。

カラー２０は、金属材料により円筒状に形成され、ハウジング本体１１及びハウジングカバー１２の三箇所のボス部１１ｉ，１２ｉ、１１ｊ，１２ｊ、１１ｋ，１２ｋの貫通孔に嵌合される。
このように、カラー２０がハウジング本体１１及びハウジングカバー１２に嵌合されているため、ハウジング１０の収容空間Ａを画定する構造が二分割であるにも拘わらず、ハウジング１０としての機械的強度を高めることができる。

ペダルアーム３０は、樹脂材料により成形され、図４及び図８に示すように、軸線Ｓを中心とする被支持部３１、被支持部３１から鉛直方向の上方に伸長する上側アーム３２、被支持部３１から鉛直方向の下方に伸長する下側アーム３３を備えている。

被支持部３１は、円筒状に形成され、図８に示すように、ハウジング本体１１の支持部１１ｅが嵌合される嵌合凹部３１ａ、ハウジングカバー１２の支持部１２ｅに嵌合される嵌合凸部３１ｂを備えている。
また、被支持部３１には、図４及び図８に示すように、内周面において、位置センサ８０の一部をなす環状のアーマチュア８１、アーマチュア８１の内周面に結合された一対の円弧状の永久磁石８２が固定されている。

上側アーム３２は、戻しバネ４０の端部を受けるバネ受け部３２ａ、ヒステリシス発生機構５０のスライダ５１に当接する当接部３２ｂ、休止位置Ｈｐにおいて休止ストッパ１１ｃ_１に当接する当接部３２ｃ、反力レバー７０の接触ユニット７３が接触する接触面３２ｄを備えている。

バネ受け部３２ａは、上側アーム３２の下方領域に形成されている。
当接部３２ｂは、上側アーム３２の上方領域に形成されている。
接触面３２ｄは、当接部３２ｂとバネ受け部３２ａの間の中間領域に形成されている。
ここで、接触面３２ｄには、低摩擦性に優れた被膜が形成されていてもよい。
被膜としては、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン等の材料のいずれかが含まれていてもよい。
これによれば、接触ユニット７３と接触面３２ｄとの間の接触抵抗を低減でき、又、耐摩耗性、耐久性等を高めることができる。
下側アーム３３は、最大踏込み位置Ｆｐにおいて全開ストッパ１１ｎに当接する当接部３３ａ、アクセルペダル３３ｂを備えている。

戻しバネ４０は、図４に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部がハウジング本体１１のバネ受け部１１ｐに当接し、他端部がペダルアーム３０のバネ受け部３２ａに当接して、所定の圧縮代に圧縮された状態で取り付けられる。
そして、戻しバネ４０は、ペダルアーム２０を休止位置Ｈｐに戻す付勢力を及ぼす。

ヒステリシス発生機構５０は、図４に示すように、スライダ５１、スライダ５２、付勢バネ５３を備えている。
スライダ５１は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング１０の内壁面１１ｇに摺動自在に接触する接触面５１ａ、スライダ５２の傾斜面５２ｂと接触する傾斜面５１ｂ、上側アーム部３２の係合部３２ｂが離脱可能に係合し得る係合面５１ｃを有する。
スライダ５２は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング１０の内壁面１１ｈに摺動自在に接触する接触面５２ａ、スライダ５１の傾斜面５１ｂと接触する傾斜面５２ｂ、付勢バネ５３の一端部を受ける受け面５２ｃを有する。

付勢バネ５３は、例えばバネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部がスライダ５２の受け面５２ｃに当接しかつ他端部がハウジング１０のバネ受け部１１ｑに当接して圧縮された状態で配置される。
そして、付勢バネ５３は、スライダ５２の傾斜面５２ｂをスライダ５１の傾斜面５１ｂに押し付けて、スライダ５１，５２を内壁面１１ｇ，１１ｑに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼし、又、スライダ５１，５２を介してペダルアーム３０を休止位置に戻す付勢力を及ぼす。

上記ヒステリシス発生機構５０においては、アクセルペダル３３ｂが踏み込まれるとき、スライダ５１，５２とハウジング１０の間において踏込み操作と対抗する向きに摩擦力が生じ、付勢バネ５３の圧縮量の増加に伴って増加する。
一方、アクセルペダル３３ｂが戻されるとき、スライダ５１，５２とハウジング１０の間に生じる摩擦力は、踏込み操作の場合と逆向きに生じ、付勢バネ５３の圧縮量の減少に伴って減少する。
ここで、戻り操作の踏力は、踏込み操作の踏力よりも小さくなるため、図１３中の実線で示すように、踏込み操作時の踏力線ＤＮＬと戻し操作時の踏力線ＲＮＬにヒステリシスが発生する踏力線ＮＬが得られる。
尚、戻し操作の途中において、スライダ５１がスティックして停止したときは、戻しバネ４０の付勢力により、ペダルアーム３０は休止位置に戻る。

駆動源６０は、通電する電流の大きさに応じたトルクを発生するトルクモータであり、図３に示すように、一対の永久磁石を有するロータ６１、励磁用のコイル６２、磁路を形成するヨーク６３を備えている。

ロータ６１は、軸線Ｓと平行な軸線Ｓ２を中心とする駆動軸６１ａを有する。
駆動軸６１ａは、図１２に示すように、軸線Ｓ２方向に伸長する多段円柱状に形成され、ロータ６１の一端から突出する第１突出軸部６１ａ_１、ロータ６１の他端から突出する第２突出軸部６１ａ_２、反力レバー７０を嵌合する端部としての嵌合部６１ａ_３、ナット６１ｄを捩じ込むネジ部６１ａ_４を備えている。

そして、駆動軸６１ａは、第１突出軸部６１ａ_１が軸受６１ｂを介してハウジング本体１１に支持され、第２突出軸部６１ａ_２が軸受６１ｃを介して補助カバー１３に支持されることにより、ハウジング１０に対して軸線Ｓ２回りに回動自在に支持されている。
尚、軸受６１ｂは、ラジアル軸受であり、ハウジング本体１１の軸受孔１１ｆに嵌合され、軸受け６１ｃは、ラジアル軸受であり、補助カバー１３の嵌合凹部１３ａに嵌合されている。

このように、駆動軸６１ａは、ロータ６１の両側において軸受６１ｂ，６１ｃにより支持されているため、軸線Ｓ２上から逸脱することなく、軸線Ｓ２を中心として回転する。
したがって、駆動軸６１ａの端部に固定された反力レバー７０も傾くことなく、接触ユニット７３をペダルアーム３０の接触面３２ｄに対して均一に転がり接触させることができる。

コイル６２は、ヨーク６３の一部に保持されたボビンに巻回され、通電により、ヨーク６３の磁路に磁力線を発生させる。
ヨーク６３は、ロータ６１に隙間をおいて対向するように形成され、ハウジング本体１１のモータ取付け部１１ｍに固定されている。
そして、ヨーク６３には、軸線Ｓ２方向の外側から駆動源６０の一部を覆うように、補助カバー１３が取り付けられる。

反力レバー７０は、図９に示すように、レバー本体７１、支軸７２、接触ユニット７３、止め輪７４を備えている。
レバー本体７１は、軸線Ｓ２に垂直な方向に拡がる平板状に形成され、駆動軸６１ａの嵌合部６１ａ_３が嵌合される略矩形の嵌合孔７１ａ、支軸７２の嵌合部７２ａが嵌合される円形の嵌合孔７１ｂを備えている。

支軸７２は、軸線Ｓ２と平行な軸線Ｓ３を中心とする多段円柱状に形成され、鍔付き嵌合部７２ａ、支持部７２ｂ、環状溝７２ｃを備えている。
嵌合部７２ａは、レバー本体７１と一体的に軸線Ｓ２回りに回動するべく、レバー本体７１の嵌合孔７１ｂに嵌合される。
支持部７２ｂは、接触ユニット７３の内輪７３ａを嵌合させることにより、接触ユニット７３を支持する。
環状溝７２ｃは、止め輪７４をスナップフィットにより嵌め込むべく形成されている。

そして、支軸７２は、レバー本体７１に固定された状態で、図１２に示すように、レバー本体７１から駆動源６０のロータ６１の側に向けて軸線Ｓ，Ｓ２と平行に突出するように配置され、支持部７２ｂが接触ユニット７３を支持する。
すなわち、ペダルアーム３０と接触する接触ユニット７３が、ロータ６１側寄りに配置されるため、ロータ６１及び駆動軸６１ａの中心からの偏倚量を小さくできる。これにより、接触ユニット７３が駆動軸６１ａに及ぼす曲げ荷重の発生を防止ないし抑制でき、駆動軸６１ａの周りに生じる摩擦抵抗を防止ないし抑制できる。
また、その結果として、接触ユニット７３を接触面３２ｄに均一に転がり接触させることができ、接触ユニット７３と接触面３２ｄとの間の摩擦抵抗を低減することができる。

接触ユニット７３は、図１０及び図１１に示すように、内輪７３ａ、外輪７３ｂ、複数の転動体７３ｃ、シールド板７３ｄ、転動体７３ｃを等間隔に保持するリテーナ（不図示）を備えている。
内輪７３ａは、円筒状に形成され、その外周面において球体７３ｃを周方向に案合する案内溝７３ａ_１を備えている。そして、内輪７３ａは、支軸７２の支持部７２ｂの外周面に嵌合される。
外輪７３ｂは、円筒状に形成され、ペダルアーム３０の接触面３２ｄと転がり接触する外周面７３ｂ_１、その内周面において転動体７３ｃを周方向に案合する案内溝７３ｂ_２、その両側においてシールド板７３ｄを固定する固定部７３ｂ_３を備えている。
転動体７３ｃは、球体として形成され、内輪７３ａと外輪７３ｂの間に介在して、案合溝７３ａ_１，７３ｂ_２に沿って転動する。
止め輪７４は、支持部７２ｂから接触ユニット７３が抜け落ちるのを規制するべく、支軸７２の環状溝７２ｃに嵌め込まれる。

接触ユニット７３は、支軸７２の支持部７２ｂに内輪７３ａが嵌合されて支軸７２に支持されることにより、外輪７３ｂが、支軸７２に対して転動体７３ｃを介して転がり接触すると共に、ペダルアーム３０に対して転がり接触する。

そして、反力レバー７０は、駆動源６０が駆動力を及ぼさないとき、ディテントトルクによりペダルアーム３０の揺動に追従し、駆動源６０が駆動力を及ぼすとき、踏力に抵抗してペダルアーム３０を休止位置Ｈｐに向けて押し戻すか又は踏込みを抑制するように機能する。

上記のように、接触ユニット７３は、ペダルアーム３０の接触面３２ｄに対して転がり接触するだけでなく、反力レバー７０の支軸７２に対しても転動体７３ｃを介して転がり接触するため、反力付加機構５０としての摩擦抵抗を低減することができる。
それ故に、図１３中の一点鎖線で示すように、反力レバー７０による反力が付加されるアクティブ制御時の踏力線ＡＬにおいて、踏込み時の踏力線ＤＡＬと戻し時の踏力線ＲＡＬとの踏力差ΔＦＡｎを、従来の踏力差ΔＦＡに比べて小さくすることができる。

そして、踏力差ΔＦＡｎを小さくできるが故に、図１３に示すように、アクティブ制御が行われない通常モードの踏力線ＮＬにおける踏込み時の踏力線ＤＮＬに対して、アクティブ制御が行われる制御モードの踏力線ＡＬにおける戻し時の踏力線ＲＡＬを従来よりも大きく、すなわち、ΔＦ（＝Ｆ_ＲＡＬ－Ｆ_ＤＮＬ）を大きく設定することができる。これにより、反力が付加されるアクティブ制御時において、足が押し戻される感覚を運転者に明確に及ぼして、反力フィーリングを向上させることができる。

また、接触ユニット７３として、内輪７３ａ、外輪７３ｂ、複数の転動体７３ｃを含む構成を採用することにより、汎用のラジアル軸受と同一の構成とすることができる。
すなわち、汎用の軸受を、本来の軸受として利用するのではなく、転がり接触する接触ユニット７３として利用することにより、低コスト化、量産化等を達成できる。

位置センサ８０は、非接触式の磁気式センサであり、図４に示すように、ペダルアーム３０の被支持部３１の内周面に固定された磁性材料からなる環状のアーマチュア８１、アーマチュア８１の内周面に固定された円弧状の一対の永久磁石８２、ハウジングカバー１２のセンサ埋設部１２ｃに埋設された磁性材料からなる二つのステータ８３及び二つのホール素子８４を備えている。

そして、位置センサ８０は、ペダルアーム３０が回動することにより、アーマチュア８１及び永久磁石８２が、ステータ８３及びホール素子８４に対して相対的に回転し、ホール素子８４が磁束密度の変化を検出して電圧信号として出力することで、ペダルアーム３０の角度位置が検出される。

回路基板９０は、制御信号を発する制御部、種々の電子部品を含む制御回路、ホール素子８４から出力される信号を処理する信号処理回路、ホール素子８４を電気的に接続する端子、その他の電子部品を備えている。
そして、回路基板９０は、図２に示すように、ハウジングカバー１２の基板取付け部１２ｍに取り付けられ、その外側から、回路基板９０を覆うように、補助カバー１４がハウジングカバー１２に取り付けられている。

次に、上記アクセルペダル装置Ｍの動作について説明する。
先ず、運転者がアクセルペダル３３ｂを踏み込まないとき、戻しバネ４０の付勢力により、上側アーム３２の当接部３２ｃがハウジング１０の休止ストッパ１１ｃ_１に当接して、ペダルアーム３０は休止位置Ｈｐに停止している。
この状態から、反力を付加するアクティブ制御が行われない通常モードにおいて、運転者がアクセルペダル３３ｂを踏み込むと、ペダルアーム３０は、戻しバネ４０及び付勢バネ５３の付勢力に抗しつつ、図１３中の踏力線ＮＬの踏込み時の踏力線ＤＮＬに沿う抵抗荷重を運転者の足に及ぼしながら、最大踏込み位置Ｆｐ（全開位置）まで回転して、下側アーム３３の当接部３３ａがハウジング１０の全開ストッパ１１ｎに当接して停止する。

逆に、運転者が踏力を緩めると、図１３中の踏力線ＮＬの戻し時の踏力線ＲＮＬに沿う抵抗荷重を運転者の足に及ぼしながら、ペダルアーム３０は戻しバネ４０及び付勢バネ５３の付勢力により休止位置Ｈｐに向けて移動し、上側アーム３２の当接部３２ｃがハウジング１０の休止ストッパ１１ｃ_１に当接して停止する。この戻し動作において、レバー７０は、上側アーム３２の係合部３２ｄに接触しつつ追従する。

一方、運転者がアクセルペダル３３ｂを踏み込んだ状態において、危険回避等のために踏込み操作を抑制する必要があると判断された場合は、反力を付加するアクティブ制御が行われるべく、反力付加機構（６０，７０）が駆動される。
すなわち、反力レバー７０が、運転者の踏力に対抗してペダルアーム３０を休止位置Ｈｐに向けて押し戻す向きに制御される。

この制御モードにおいて、運転者の足に及ぼされる抵抗荷重（踏力）は、図１３中の矢印で示すように、通常モードの踏力線ＮＬにおける踏込み時の踏力線ＤＮＬから制御モードの踏力線ＡＬにおける戻し時の踏力線ＲＡＬに移行する。
ここでは、通常モードの踏力線ＮＬにおける踏込み時の踏力線ＤＮＬに対して、制御モードの踏力線ＡＬにおける戻し時の踏力線ＲＡＬが、従来よりも大きくすなわちΔＦ（＝Ｆ_ＲＡＬ－Ｆ_ＤＮＬ）が従来よりも大きく設定されている。
したがって、アクティブ制御時において、運転者は、足が押し戻される感覚を明確に受けと止めて、強制的な戻し操作を即座に感じ取ることができる。

このように、上記構成をなすアクセルペダル装置によれば、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができる。

図１４は、アクティブ制御時の踏力特性として他の実施形態を示すものである。
本発明のアクセルペダル装置Ｍにおいては、反力レバー７０の支軸７２及びぺダルアーム３０に対して転がり接触する接触ユニット７３を採用したことにより、踏込み時の踏力線ＤＡＬと戻し時の踏力線ＲＡＬとの踏力差ΔＦＡｎを従来に比べて小さくできる。
したがって、例えば、通常モードの踏力線ＮＬにおける踏込み時の踏力線ＤＮＬと制御モードの踏力線ＡＬにおける戻し時の踏力線ＲＡＬとの踏力差ΔＦＡｎが、従来の踏力差ΔＦＡと同等か僅かに大きいだけでよい場合、図１４中の一点鎖線で示すように、制御モードの踏力線ＡＬを全体的に下側にシフトさせて、踏込み時の踏力線ＤＡＬを小さく設定することができる。
すなわち、最大の反力を小さくできるため、駆動源６０の小型化、低トルク化、消費電流の低減、それに伴うコストの低減及び構成部品の簡素化等を行うことができる。

図１５は、本発明のアクセルペダル装置Ｍに含まれる接触ユニットの他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態において、接触ユニット１７３は、外輪１７３ｂ、複数の転動体１７３ｃ、シールド板１７３ｄ、転動体１７３ｃを等間隔に保持するリテーナ（不図示）を備えている。

外輪１７３ｂは、ペダルアーム３０の接触面３２ｄと転がり接触する外周面１７３ｂ_１、転動体１７３ｃが転がり接触する内周面１７３ｂ_２、その両側においてシールド板１７３ｄを固定する固定部１７３ｂ_３を備えている。
そして、外輪１７３ｂは、ペダルアーム３０の接触面３２ｄと転がり接触すると共に転動体１７３ｃと転がり接触する。
転動体１７３ｃは、円柱状に形成され、支軸７２の支持部７２ｂと外輪１７３ｂの間に介在して、周方向に沿って転動する。
この実施形態では、支軸７２の支持部７２ｂが、複数の転動体１７３ｃと直接転がり接触して、接触ユニット１７３を支持する。

そして、接触ユニット１７３は、支軸７２の支持部７２ｂに対して転動体１７３ｃが転動自在に直接支持されることにより、外輪７３ｂが、支軸７２に対して転動体１７３ｃを介して転がり接触すると共に、ペダルアーム３０に対して転がり接触する。
すなわち、接触ユニット１７３は、ペダルアーム３０の接触面３２ｄに対して転がり接触するだけでなく、反力レバー７０の支軸７２に対しても転動体１７３ｃを介して転がり接触するため、反力付加機構５０としての摩擦抵抗を低減することができる。
それ故に、図１３中の一点鎖線で示すように、反力レバー７０による反力が付加されるアクティブ制御時の踏力線ＡＬにおいて、踏込み時の踏力線ＤＡＬと戻し時の踏力線ＲＡＬとの踏力差ΔＦＡｎ（ヒステリシス）を、従来の踏力差ΔＦＡに比べて小さくすることができる。

この実施形態によれば、前述同様に、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができ、又、前述の実施形態のような内輪７３ａを採用しないため、その分だけ、部品点数の削減、構造の簡素化等を達成することができる。

上記実施形態において、接触ユニット７３は、転動体として球体を含む軸受を採用するものであるが、これに限定されるものではなく、転動体として円柱状のローラを含む軸受を採用してもよい。また、接触ユニットとしては、反力レバーの支軸及びペダルアームの両方に対して転がり接触するものであれば、その他の形態をなす接触ユニットを採用してもよい。

上記実施形態においては、ペダルアームがアクセルペダル３３ｂを一体的に備え、アクセルペダル３３ｂの踏力に連動するペダルアーム３０を用いる構成を示したが、これに限定されるものではなく、アクセルペダルとペダルアームとが別々に形成され、車両等の床面に揺動自在に支持されたアクセルペダルにペダルアームが連動する構成において、本発明を採用してもよい。

上記実施形態においては、ヒステリシス発生機構として、スライダ５１，５２及び付勢バネ５３を備えたヒステリシス発生機構５０を示したが、これに限定されるものではなく、踏力にヒステリシスを発生するものであれば、その他の構成をなすヒステリシス発生機構を採用してもよい。

上記実施形態においては、ハウジング１０が、ハウジング本体１１、ハウジングカバー１２、補助カバー１３，１４により構成された場合を示したが、これに限定されるものではなく、一体的に形成されたハウジングにおいて、本発明を採用してもよい。

以上述べたように、本発明のアクセルペダル装置は、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができるため、自動車等に適用できるのは勿論のこと、その他の車両等においても有用である。

Ｓ 軸線
１０ ハウジング
１１ ハウジング本体（ハウジング）
Ａ 収容空間
１２ ハウジングカバー（ハウジング）
１３ 補助カバー（ハウジング）
３０ ペダルアーム
３１ 被支持部
３２ 上側アーム
３２ａ バネ受け部
３２ｂ 当接部
３２ｄ 接触面
３３ 下側アーム
３３ｂ アクセルペダル
４０ 戻しバネ
５０ ヒステリシス発生機構
５１，５２ スライダ
５３ 付勢バネ
６０ 駆動源（反力付加機構）
６１ ロータ
６１ａ 駆動軸
６１ａ１ 第１突出軸部
６１ａ２ 第２突出軸部
６１ａ３ 嵌合部（端部）
６１ｂ，６１ｃ 軸受
７０ 反力レバー（反力付加機構）
７１ レバー本体
７２ 支軸
７３ 接触ユニット
７３ａ 内輪
７３ｂ 外輪
７３ｃ 転動体
１７３ 接触ユニット
１７３ｂ 外輪
１７３ｃ 転動体

Claims (10)

1. アクセルペダルの踏力に連動するペダルアームと、
   前記ペダルアームを所定の軸線回りに揺動自在に支持するハウジングと、
   前記ペダルアームを休止位置に戻す付勢力を及ぼす戻しバネと、
   前記アクセルペダルの踏込み操作及び戻し操作における踏力にヒステリシスを発生するヒステリシス発生機構と、
   前記アクセルペダルを押し戻す方向に反力を付加するべく，前記ペダルアームに前記反力を及ぼす反力レバー及び前記反力レバーを回転駆動する駆動源を含む反力付加機構と、を備え、
   前記反力レバーは、円柱状の支軸と、前記支軸に対して転がり接触すると共に前記ペダルアームに対して転がり接触するべく、前記支軸に支持された接触ユニットを含む、
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 前記接触ユニットは、前記ペダルアームと転がり接触する外輪と、前記支軸と前記外輪の間に介在する複数の転動体を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクセルペダル装置。
3. 前記接触ユニットは、前記ペダルアームと転がり接触する外輪と、前記支軸に嵌合された内輪と、前記内輪と前記外輪の間に介在する複数の転動体を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクセルペダル装置。
4. 前記駆動源は、前記軸線と平行に伸長する駆動軸を含み、
   前記反力レバーは、平板状に形成されて前記駆動軸の端部に固定されるレバー本体を含み、
   前記支軸は、前記レバー本体から前記駆動源の側に向けて前記軸線と平行に突出する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
5. 前記駆動源は、前記駆動軸を有するロータを含み、
   前記駆動軸は、前記軸線と平行な方向において前記ロータの一端から突出する第１突出軸部と、前記ロータの他端から突出する第２突出軸部を含み、
   前記第１突出軸部及び前記第２突出軸部は、軸受を介して前記ハウジングに支持されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアクセルペダル装置。
6. 前記ハウジングは、収容空間を画定するハウジング本体と、前記収容空間を閉塞するべく前記ハウジング本体に結合されるハウジングカバーと、前記ハウジング本体の外側において前記駆動源の一部を覆う補助カバーを含み、
   前記ハウジング本体及び前記補助カバーは、前記軸受を介して、前記駆動軸を回動自在に支持する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のアクセルペダル装置。
7. 前記ペダルアームは、前記ハウジングに支持される被支持部と、前記被支持部から鉛直方向の上方に伸長する上側アームと、前記被支持部から鉛直方向の下方に伸長し前記アクセルペダルを有する下側アームを含み、
   前記上側アームは、前記接触ユニットが転がり接触する接触面を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
8. 前記ヒステリシス発生機構は、前記ハウジングを摺動するスライダと、前記スライダを押し戻しつつ前記ハウジングに押し付ける付勢力を及ぼす付勢バネを含み、
   前記ペダルアームは、前記上側アームの上方領域において前記スライダに当接する当接部と、前記上側アームの下方領域において前記戻しバネを受けるバネ受け部と、前記当接部と前記バネ受け部の間の中間領域において前記接触面を有する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のアクセルペダル装置。
9. 前記接触面には、被膜が形成されている、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載のアクセルペダル装置。
10. 前記被膜は、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかを含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載のアクセルペダル装置。

Images