WO2004108465A1 - アクセルペダル装置 - Google Patents

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WO2004108465A1
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swing
pedal arm
accelerator pedal
swing lever
lever
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PCT/JP2004/007688
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Kensuke Iwai
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Mikuni Corp
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Mikuni Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangement or mounting of propulsion-unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangement or mounting of propulsion-unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B60K26/021—Arrangement or mounting of propulsion-unit control devices in vehicles of initiating means or elements with means for providing feel, e.g. by changing pedal force characteristics
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce

Definitions

  • the present invention relates to an accelerator pedal device applied to a vehicle or the like employing a drive-by-wire system, and more particularly to an accelerator pedal device having a mechanism for generating a hysteresis in a pedal force required for operation of an accelerator pedal.
  • a conventional accelerator pedal device applied to a drive-by-wire system employs a mechanism that generates hysteresis in the pedaling force (pedal load) required for the operation of an accelerator pedal in consideration of the operability of a driver and the like. Have been.
  • a liner as a cylindrical sliding surface is provided in a region supported by the axis of the accelerator pedal, and at the same time as the liner comes into contact with the liner, the contact pressure according to the pedaling force.
  • a flexible hysteresis lever is provided that is elastically deformed by the biasing force of a return spring that changes by changing the force of the return spring, and a hysteresis load is generated by the frictional force between the sliding portion of the hysteresis lever and the liner (for example, And Patent Document 1).
  • an inclined surface is provided at one end side of the accelerator pedal, and a conical surface urged by a spring so as to contact the inclined surface is provided. It is known that a friction member is provided, and a hysteresis load is generated by a friction force generated between the friction member and the inner surface of the case when the accelerator pedal is depressed (see, for example, Patent Document 2).
  • a support pin as a pivot of an accelerator pedal and a support shell arranged to be in contact with and cover the outer peripheral surface of the support pin.
  • a U-shaped panel panel that increases the urging force as the accelerator pedal is depressed is arranged around the bearing shell, and the bearing section is offset with a Baneka that generates the panel panel. It is known that a hysteresis load is generated by the frictional force generated at the bearing interface (for example, see Patent Document 3).
  • Patent Document 1 JP-A-2002-283872
  • Patent Document 2 German Patent No. 19521821C1
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 10-510499
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to simplify the structure by reducing the number of parts, to reduce the size, and to optimize the operation of the accelerator pedal. It is an object of the present invention to provide an accelerator pedal device capable of easily setting or appropriately changing a pedaling force characteristic (hysteresis characteristic), suppressing a change with time, and ensuring stable operability.
  • a pedaling force characteristic hysteresis characteristic
  • the accelerator pedal device of the present invention includes a housing, a pedal arm for reducing the pedaling force, and a support provided on the pedal arm or the housing for swingably supporting the pedal arm on the housing.
  • An accelerator pedal device comprising: a shaft; a return unit configured to return the pedal arm to a rest position; and a hysteresis generating mechanism configured to generate a hysteresis in a pedaling force as the pedal arm moves.
  • the hysteresis generating mechanism includes a swing fulcrum member provided at a position deviated from the support shaft force with respect to the pedal arm, and a swing fulcrum member engaged with the swing fulcrum member to swing about the swing fulcrum member.
  • a swinging lever an urging spring which is the return means for exerting an urging force on one end of the swinging lever, and provided on the housing. And construction and summer and a sliding portion to contact and slide the other end of the swing lever by an urging force of the urging spring.
  • the return means includes the urging spring and another return spring.
  • the sliding portion is formed on the outer peripheral surface of the support shaft.
  • the housing when the support shaft is provided on the pedal arm, the housing includes a bearing for supporting the support shaft, and the sliding portion is formed on the outer peripheral surface of the bearing.
  • the sliding portion has a cam surface that changes the swing amount of the swing lever according to the amount of depression of the pedal arm.
  • the sliding portion is formed so as to change the swing amount of the swing lever in multiple steps according to the amount of depression of the pedal arm.
  • the pedal arm has a protrusion formed by projecting a partial force supported by the support shaft so as to abut on the housing at the rest position, and the swing fulcrum of the swing lever is provided in the middle of the protrusion. It is like that.
  • the swing fulcrum member is a pin fixed to the pedal arm, a hole for fitting the pin is formed in the swing lever, and a hole of the swing lever is fitted to the pin.
  • the swing lever is swingable with respect to the pedal arm pin.
  • the swing fulcrum member is the first engaging means which also includes a concave or convex portion formed on the pedal arm, and the convex or concave portion engages the swing lever with the first engaging means. Is formed, and by engaging the first engagement means and the second engagement means, the swing lever is made swingable about the position of the swing fulcrum member. Things.
  • the accelerator pedal device of the present invention when the pedal arm is depressed, one end of the swing lever compresses the biasing spring, and the compression spring increases the force!]. The end is pressed against the sliding part to generate a frictional force. This frictional force generates hysteresis in the pedal effort as a sliding load. Therefore, the hysteresis characteristic can be changed by appropriately changing the ratio between the one end portion and the other end portion of the swing lever, and a desired pedaling force characteristic can be obtained.
  • the hysteresis generation mechanism can be configured with a simple structure having a small number of parts, and the device can be reduced in size and weight. I can do it. Further, since the pedal arm is returned to the rest position by the urging spring for urging the swing lever, the number of parts can be further reduced, and the device can be made smaller and lighter. [0012] In the present invention, since the return means includes a return spring in addition to the urging spring, the pedal arm can be reliably returned to the rest position.
  • the swing lever by forming the sliding portion on the outer peripheral surface of the support shaft or the bearing of the support shaft, the swing lever can be disposed near the support shaft, and the components can be integrated around the support shaft. Can be used as a compass.
  • the sliding portion has a cam surface that changes the swing amount of the swing lever in accordance with the amount of depression of the pedal arm, so that the profile of the cam surface (sliding portion) is appropriately changed, so that the biasing is performed.
  • a desired pedaling force characteristic (load characteristic) without changing the panel characteristic of the spring (return spring) can be set.
  • the swing fulcrum member is a pin fixed to the pedal arm, and a hole formed in the swing lever is fitted into the pin, so that the center position of the swing lever is not changed, and a stable hysteresis is achieved. Characteristics can be obtained.
  • the attachment / detachment of the swing lever and the pedal arm can be achieved simply by disengaging the first engagement means of the swing lever from the second engagement means (oscillation fulcrum member) of the pedal arm. It can be carried out. This makes it easy to remove and assemble the rocking lever from the pedal arm when replacing the rocking lever, and can greatly reduce the time required for replacing the rocking lever.
  • FIG. 1 is a side view showing an embodiment of an accelerator pedal device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the inside of an accelerator pedal device.
  • FIG. 3 is a sectional view showing the inside of an accelerator pedal device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of a hysteresis generation mechanism.
  • FIG. 5 is a graph showing pedaling force characteristics of the accelerator pedal device.
  • FIG. 6 (a) is a schematic diagram for explaining a lever ratio of a swing lever
  • FIG. 6 (b) is a graph showing a pedaling force characteristic when the lever ratio is changed.
  • FIG. 7 is a schematic view showing another embodiment of the accelerator pedal device according to the present invention.
  • 8 is a graph showing pedaling force characteristics obtained by the accelerator pedal device shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a schematic view showing still another embodiment of the accelerator pedal device according to the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing pedaling force characteristics obtained by the accelerator pedal device shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of main parts showing another embodiment of the accelerator pedal device according to the present invention.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of main components, showing another embodiment of the accelerator pedal device according to the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an internal structure in a state where the constituent members of FIG. 12 are assembled.
  • a stepping force characteristic (hysteresis characteristic) is obtained by using an oscillating lever that receives an urging spring force at one end and generates a frictional force by pressing the other end against a sliding portion.
  • the present invention relates to an accelerator pedal device that can be easily set or changed as appropriate, and that the structure is simplified and reduced in size by reducing the number of parts.
  • FIG. 1 to 6 show an embodiment of an accelerator pedal device according to the present invention
  • FIG. 1 is a side view showing the entire device
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing the inside of the device
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation
  • FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the pedaling force characteristics.
  • the accelerator pedal device is provided with a housing 10 fixed to a vehicle body such as an automobile, a support shaft 11 provided on the housing 10, and a swingable shaft 11 with respect to the support shaft 11.
  • a pedal arm 20 which integrally has an accelerator pedal 20a supported and exerted by a pedaling force,
  • a swing lever 30 swingably connected to the pedal arm 20, and a swing lever 30
  • a detection sensor 50 for detecting the amount of depression of an accelerator pedal 20a (pedal arm 20).
  • the housing 10 is formed of a resin material, and as shown in FIGS. 2 and 3, a support shaft 11 having an axis S1, a recess 12, and a stopper surface for stopping the pedal arm 20 at a rest position.
  • the support shaft 11 fits and supports a later-described supported portion (fitting hole) 21 of the pedal arm 20, and has a slightly reduced diameter sliding surface on the outer peripheral surface closer to the center than the support region.
  • the part 11a is formed.
  • the pedal arm 20 is formed of a resin material so that its cross section is substantially rectangular, and is fitted to the support shaft 11 and the bearing hole 13 so as to be swingable as shown in FIG. 1 or FIG.
  • the protruding portion 22 includes a contact portion 22a that can contact the stopper surface 12a of the housing 10 at the rest position, a pair of side walls 22b holding the contact portion 22a, and a pair of side walls. It is formed by a bearing hole 22c and the like opened in 22b.
  • the swing lever 30 has a pin 30a fixed to the center and serving as a swing fulcrum (swing center S2), and one end 31 extending upward from the pin 30a. It is formed by the other end 32 extending downward from the pin 30a.
  • the swing fulcrum S2 is arranged at a position deviated by a predetermined distance from the support shaft 11 (the shaft center S1).
  • a part of the swing lever 30 is disposed inside the pair of side walls 22b, and the pin 30a is fitted into the bearing hole 22c to be supported swingably. Further, one end 31 of the swing lever 30 is set to have a shape larger than a portion arranged inside the pair of side walls 22b, and the one end 31 returns the pedal arm 20 to the direction of the rest position. means And the other end 41 of the biasing spring 40. The other end 32 of the swing lever 30 is in contact with the sliding portion 11a of the support shaft 11. Therefore, when the one end 31 of the swing lever 30 is urged by the urging spring 40 and pressed, the other end 32 of the swing lever 30 comes into contact with the sliding portion 11a and comes into contact with the sliding portion 11a. Pressed. The swing lever 30 is held at a predetermined angular position according to the position of the swing fulcrum S2 (pin 30a).
  • the swing lever 30 is disposed between the pair of side walls 22b that define the protruding portion 22, and is swingably supported by the bearing hole 22c formed in the middle thereof.
  • the components are concentrated around the support shaft 11 and the device becomes compact.
  • the biasing spring 40 exerts a biasing force on the swing lever 30, and as shown in FIG. 2, in a compressed state, one end 41 engages with one end 31 of the swing lever 30. The other end 42 is engaged with the seat surface 12b of the housing 10. Accordingly, the urging spring 40 urges the operation lever 30 and the pedal arm 20 toward the rest position. Since the urging spring 40 urges the pedal arm 20 in the direction of the rest position via the swing lever 30, the return means for returning the pedal arm 20 to the direction of the rest position is not limited to the urging spring 40 alone. good. In this case, the return spring 20b shown in FIGS. 1 and 2 is omitted, and the urging spring 40 alone is used to completely return the pedal arm 20 to the rest position. As described above, if only the biasing spring 40 is used as the returning means for returning the pedal arm 20 to the rest position, the number of parts can be reduced, the structure can be simplified, and the device can be reduced in size and weight.
  • an urging spring 40 and a return spring 20b may be used together.
  • the return spring 20b returns the pedal arm 20 completely to the rest position, and the urging spring 40 has a play so that only the urging spring 40 is provided. Then, do not return the pedal arm 20 to the rest position!
  • the urging spring 40 a single coil spring having a double coil spring having a large diameter and a small diameter may be employed.
  • the force shown by the coil spring as the biasing spring 40 is not limited to this. You may adopt the torsion spring arranged.
  • the swing lever 30 connected to the pedal arm 20 so as to have the swing fulcrum S 2 (pin 30 a) at a position deviated from the support shaft 11, and biases the one end 31 of the swing lever 30.
  • the biasing spring 40 exerts a force, and the sliding portion 11a against which the other end 32 of the swing lever 30 is pressed by the biasing force of the biasing spring 40 reduces the pedaling force accompanying the movement (swing) of the pedal arm 20.
  • a hysteresis generation mechanism for generating hysteresis is configured.
  • the contact portion 22a of the projection 22 of the pedal arm 20 abuts on the stopper surface 12a, and is stopped at the rest position.
  • the swing lever 30 is in a state where the other end portion 32 is in contact with the sliding portion 11a and is in opposition to the urging force of the urging spring 40, and is stopped at a predetermined angular position.
  • the urging force F1 of the urging spring 40 pushes the one end 31 of the swing lever 30 clockwise, so that the other end 32 of the swing lever 30 slides.
  • the part 11a is pressed by the pressing force F2.
  • the force F ⁇ F2 obtained by multiplying the pressing force F2 by the coefficient of friction z generates a hysteresis load in the pedaling force as a sliding resistance.
  • a pedal depression force characteristic having hysteresis as shown in FIG. 5 is obtained, and a desired operation feeling can be obtained.
  • the swing lever 30 supported swingably on the pedal arm 20 is employed, and when the other end 32 slides on the sliding portion 11a, Since the frictional force that occurs, that is, the frictional force with hysteresis is generated by applying the principle of leverage, stable operating characteristics can be obtained, time-dependent changes can be suppressed, and a reproducible hysteresis load can be set. it can.
  • FIG. 7 and FIG. 8 show another embodiment of the device according to the present invention.
  • the sliding portion 11 a ′ provided on the outer peripheral surface of the support shaft 11 increases the lift amount (changes) of the swing lever 30 in accordance with the amount of depression of the pedal arm 20.
  • FIG. 9 and FIG. 10 show still another embodiment of the device according to the present invention.
  • the sliding portion 11a "provided on the outer peripheral surface of the support shaft 11 increases the swing amount of the swing lever 30 in multiple stages according to the amount of depression of the pedal arm 20 !!
  • sliding surfaces of three ranges A, B, and C in which the radius increases sequentially are formed.
  • FIG. 11 shows an embodiment that replaces this configuration.
  • a support shaft 11 is provided on the pedal arm 20, and a bearing 15 for supporting the support shaft 11 is formed on the housing 10.
  • the bearing 15 is cylindrical, and the outer peripheral surface 15a of the bearing 15
  • the other end 32 of the first 30 is a sliding portion that slides by contact. Even when the outer peripheral surface 15a of the bearing 15 is used as the sliding portion, the pedaling force characteristics having hysteresis as shown in FIG.
  • the sliding portion 15a may be provided with a cam surface that changes the amount of movement of the swing lever 30 according to the amount of depression of the pedal arm 20 as in the second embodiment. It is also possible to form a plurality of types of sliding surfaces having different radii for varying the swing amount of the swing lever 30 in multiple steps according to the amount of depression of the arm 20.
  • the housing 10 (case 10a) in the fifth embodiment is formed of a resin material, and has a slight difference in shape from that shown in FIGS. 2 and 3, but has the same force structure in principle.
  • the main difference between the fifth embodiment and the first embodiment is that the contact portion 22a of the pedal arm 20 is connected to a surface opposite to the stopper surface 12a of the case 10a by connecting a pair of side walls 22b.
  • a projection (first engagement member) 60 as a swing fulcrum member is formed.
  • the outer shape of the cross section of the projection 60 has an arc shape, and preferably has an arc angle of about 180 degrees.
  • the pedal arm 20 is formed with a hole 62 for fitting and inserting into the support shaft 11 of the housing 10.
  • Embodiment 5 also includes a swing lever 3CT which is a member separate from pedal arm 20 and has a resin material strength.
  • the swing lever 30 has a wide end portion 31 that engages with the urging spring 40, and the width of the portion other than the one end portion 31 is set to be smaller than the interval between the pair of side walls 22b in the pedal arm 20.
  • the main part of the fifth embodiment different from the first embodiment is that the swing lever 3 engages with a protrusion (first engagement member) 60 as a swing fulcrum member at a substantially central position in the longitudinal direction of ⁇ .
  • a concave portion (second engaging member) 64 is formed.
  • the surface of the cross section of the concave portion 64 is desirably slightly smaller than 180 degrees and an arc of an angle is preferable!
  • the engaging means is not a protrusion 60 but a recess, and the swing lever
  • the second engaging means formed on the projection 30 may be a projection instead of the depression 64.
  • an arm 66 is formed below the one end 31 of the swing lever 3 ( ⁇ ), and the lower end of the arm 66 is formed on the upper surface of the pair of side walls 22b.
  • the swing limit on one side of the swing lever 13CT is reached, and the lower surface of the part opposite to the one end 31 after the swing lever 30 is opened from the position of the projection 60 in the contact part 22a.
  • the contact with the contact portion 68 on the 62 side limits the swing of the other side of the swing lever 3CT.
  • a concave surface 70 having a shape matching the outer surface of the sliding portion (for example, the support shaft 11) is formed.
  • the hysteresis characteristics can be changed by appropriately changing the ratio between the one end and the other end of the swing lever. For this reason, the swing levers 30 and 3CT need to be replaced.
  • the pins 30a are removed from the pair of side walls 22b, and the swing lever 30 is replaced. Work is required.
  • the rocking lever 3 the concave portion 64 of ⁇ and the protrusion 60 formed on the protrusion 22 of the pedal arm 20 are only disengaged from the rocking lever 3 ( ⁇ can be easily removed, and then the swing lever 3 ( ⁇ can be swingably mounted simply by engaging the recess 64 of the swing lever 3CT with the projection 60 of the protrusion 22.
  • the swing lever 3 ( ⁇ ) when the swing lever 3 ( ⁇ ) is replaced, the swing lever 3 ( ⁇ ) can be easily attached to and detached from the pedal arm 20.

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Abstract

【課題】アクセルペダル装置において、踏力に所望のヒステリシス荷重を発生させる機構を簡略化する。 【解決手段】ペダルアーム２０の移動に伴な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を、支軸１１から偏倚した位置に揺動支点Ｓ２をもつようにペダルアーム２０に取付けた揺動レバー３０と、揺動レバー３０の一端部３１に付勢力を及ぼす付勢スプリング４０と、付勢スプリング４０の付勢力によって揺動レバー３０の他端部３２を当接させて摺動させる摺動部１１ａと、により構成する。これにより、部品点数の少ない簡略な構造にてヒステリシス発生機構を構成できる。

Description

アクセルペダル装置
技術分野
[0001] 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ぺダ ル装置に関し、特にアクセルペダルの動作に要する踏力にヒステリシスを発生させる 機構を備えたアクセルペダル装置に関する。
背景技術
[0002] 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が採用されている。
例えば、従来のアクセルペダル装置におけるヒステリシス発生機構としては、ァクセ ルペダルの枢軸に支持された領域に円筒状の摺動面としてのライナを設け、このライ ナに接触すると同時にその接触圧力が踏力に応じて変化するリターンスプリングの付 勢力により弾性変形させられる可撓性のヒステリシスレバーを設け、ヒステリシスレバ 一の被摺動部とライナとの摩擦力によりヒステリシス荷重を発生させるものが知られて いる（例えば、特許文献 1参照)。
[0003] また、他のアクセルペダル装置におけるヒステリシス発生機構としては、アクセルぺ ダルの一端側に傾斜面を設け、この傾斜面に接触するようにスプリングにより付勢さ れた円錐状の面をもつ摩擦部材を設け、アクセルペダルの踏み込みに伴なつて摩擦 部材がケースの内面との間に生じる摩擦力によりヒステリシス荷重を発生させるものが 知られて!/ヽる（例えば、特許文献 2参照)。
[0004] また、他のアクセルペダル装置におけるヒステリシス発生機構としては、アクセルぺ ダルの枢軸としての支承ピン (支軸）とこの支承ピンの外周面を覆うように接触して配 置される支承シェルとにより軸受部を形成し、支承シェルの周りにアクセルペダルの 踏み込みに伴なつて付勢力を増す U字状の板パネを配置し、板パネが発生するバ ネカにて軸受部を片寄せすることで軸受界面に生じる摩擦力によりヒステリシス荷重 を発生させるものが知られている (例えば、特許文献 3参照)。 [0005] 特許文献 1：特開 2002-283872号公報
特許文献 2 :独国特許第 19521821C1号明細書
特許文献 3 :特表平 10— 510499号公報
[0006] し力しながら、上記従来のヒステリシス発生機構においては、摩擦力を発生させる可 橈性の部材の経時的な変化、アクセルペダルの一端部により摩擦部材を直接押圧 するが故の挙動の変化、軸受部を片寄せする際の接触部の変化等の不確定要素が 多くて、安定した摩擦力を発生させるのは困難である。また、構造的にヒステリシス荷 重の設定が容易ではなぐ摺動界面での摩擦力が増加した場合、アクセルペダルが 戻り難くなるという問題がある。さらに、上記従来のアクセルペダル装置においては、 ヒステリシスを発生させるための機構が複雑で、部品点数が多ぐ装置の大型化、重 量化等を招いていた。
発明の開示
[0007] 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最適 な踏力特性 (ヒステリシス特性)を容易に設定あるいは適宜変更できると共に、経時変 化を抑制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
[0008] 本発明のアクセルペダル装置は、ハウジングと、踏力をカ卩えるペダルアームと、前 記ペダルアームを前記ハウジングに揺動自在に支持するべく前記ペダルアームまた は前記ハウジングに設けられた支軸と、前記ペダルアームを休止位置の方向に戻す ための戻し手段と、前記ペダルアームの移動に伴なつ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とを備えたアクセルペダル装置であって、前記ヒステリシス 発生機構は、前記ペダルアームにぉ 、て前記支軸力 偏倚した位置に備えられる揺 動支点部材と、その揺動支点部材に係合してその揺動支点部材を中心に揺動する ための揺動レバーと、前記戻し手段であって前記揺動レバーの一端部に付勢力を及 ぼす付勢スプリングと、前記ハウジングに設けられるものであって前記付勢スプリング の付勢力で前記揺動レバーの他端部を当接摺動させる摺動部とを有する構成となつ ている。 [0009] 本発明のアクセルペダル装置では、戻し手段が、前記付勢スプリングと、それ以外 のリターンスプリングとから成るようにしたものである。本発明では、支軸をノヽウジング に設けた場合には、摺動部を支軸の外周面に形成するようにしたものである。本発明 では、支軸を前記ペダルアームに設けた場合には、ハウジングに支軸を支持する軸 受を備え、摺動部を軸受の外周面に形成するようにしたものである。本発明では、摺 動部はペダルアームの踏込み量に応じて揺動レバーの揺動量を変化させるカム面を 有するようにしたものである。本発明では、摺動部はペダルアームの踏込み量に応じ て揺動レバーの揺動量を多段階に変化させるように形成したものである。本発明では 、ペダルアームは休止位置にてハウジングに当接するべく支軸により支持される部分 力 突出して形成された突出部を有し、揺動レバーの揺動支点は突出部の途中に設 けるようにしたものである。本発明では、前記揺動支点部材が前記ペダルアームに固 定されるピンであり、前記揺動レバーに前記ピンと嵌合する穴を形成し、前記ピンに 前記揺動レバーの穴を嵌合させることで前記揺動レバーを前記ペダルアームピンに 対して揺動自在としたものである。
[0010] 本発明では、揺動支点部材がペダルアームに形成される凹部または凸部カもなる 第一係合手段であり、揺動レバーに第一係合手段と係合する凸部または凹部からな る第二係合手段を形成し、第一係合手段と第二係合手段とを係合させることで前記 揺動レバーを前記揺動支点部材の位置を中心に揺動自在としたものである。
[0011] 本発明のアクセルペダル装置によれば、ペダルアームが踏み込まれると、揺動レバ 一の一端部が付勢スプリングを圧縮し、圧縮により増力!]した付勢力が、揺動レバーの 他端部を摺動部に押し付けて摩擦力を生じさせる。この摩擦力は摺動荷重としてべ ダル踏力にヒステリシスを発生させる。したがって、揺動レバーの一端部までと他端部 までの比率を適宜変えることでヒステリシス特性を変更でき、所望の踏力特性を得る ことができる。また、揺動レバーによる梃子の原理を応用してヒステリシスをもつ摩擦 力を発生させることができるため、部品点数の少な 、簡略な構造にてヒステリシス発 生機構を構成でき、装置を小型化及び軽量ィ匕できる。更に、揺動レバーを付勢する 付勢スプリングによってペダルアームを休止位置に戻すようにして 、るので、部品点 数を更に削減でき、装置をより小型化、軽量ィ匕できる。 [0012] 本発明では、前記戻し手段が前記付勢スプリングの他にリターンスプリングを備える ことで、ペダルアームを確実に休止位置に戻すことができる。本発明では、摺動部を 支軸またはその支軸の軸受の外周面に形成することで、揺動レバーを支軸近傍に配 置して、部品を支軸の周りに集約化でき、装置をコンパ外ィ匕できる。本発明では、摺 動部はペダルアームの踏込み量に応じて揺動レバーの揺動量を変化させるカム面を 有することで、カム面 (摺動部）のプロフィルを適宜変更することで、付勢スプリング（リ ターンスプリング)のパネ特性を変えることなぐ所望の踏力特性 (荷重特性)を設定 することができる。本発明では、摺動部の外周面に半径の異なる複数の外周面を形 成することで、踏力特性に不連続な変化点を持たせることができる。すなわち、従来、 踏力特性に変化点を持たせるには複数種類のスプリングを要したが、単一種類のス プリングのみでも何段もの変化点を容易に持たせることができる。本発明では、揺動 支点部材がペダルアームに固定されるピンとし、揺動レバーに形成する穴をピンに 嵌合させることで、揺動レバーの中心位置が変わることを無くして、安定したヒステリシ ス特性を得ることができる。
[0013] 本発明では、揺動レバーとペダルアームとの着脱は、揺動レバーの第一係合手段 をペダルアームの第二係合手段 (揺動支点部材）〖こ係合離脱するだけで行うことがで きる。これによつて、揺動レバーの交換時における揺動レバーのペダルアームへの取 外しや組み付けが簡単で、揺動レバーの交換作業時間を大幅に短縮することができ る。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明に係るアクセルペダル装置の一実施形態を示す側面図である。
[図 2]アクセルペダル装置の内部を示す断面図である。
[図 3]アクセルペダル装置の内部を示す断面図である。
[図 4]ヒステリシス発生機構の作用を説明する図である。
[図 5]アクセルペダル装置における踏力特性を示すグラフである。
[図 6] (a)は揺動レバーのレバー比を説明する模式図、（b)はレバー比を変化させた 場合の踏力特性を示すグラフである。
[図 7]本発明に係るアクセルペダル装置の他の実施形態を示す模式図である。 [図 8]図 7に示すアクセルペダル装置により得られる踏力特性を示すグラフである。
[図 9]本発明に係るアクセルペダル装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
[図 10]図 9に示すアクセルペダル装置により得られる踏力特性を示すグラフである。
[図 11]本発明に係るアクセルペダル装置の他の実施形態を示す要部断面図である。
[図 12]本発明に係るアクセルペダル装置の他の実施形態を示すもので主な構成部 材の分解斜視図である。
[図 13]図 12の構成部材を組立てた状態の内部構造を示す断面図である。
符号の説明
S1 支軸の軸心
S2 揺動支点
10 ハウジング
10a ケース
10b カノく一
11 支軸
11a 摺動部
11a' 摺動部 (カム面）
11a' ' 摺動部 (多段階に形成された外周面)
12 凹部
12a ストッパ面
12b 座面
13 軸受穴
15 軸受
15a 摺動部
20 ペダルアーム
20a アクセルぺダノレ
20b リターンスプリング
21 被支持部 (支軸により支持される部分）
22 突出部 22a 当接部
22b 一対の側壁
22c 軸受孔
)
23 アーム部
30 揺動レバー
30' 揺動レバー
30a 支軸
31 一端部
32 他端部
40 付勢スプリング
41 一端部
42 他端部
50 検出センサ
60 突起
64
発明を実施するための最良の形態
[0016] 本発明は、一端部に付勢スプリング力 付勢力を受け、他端部を摺動部に押し付 けて摩擦力を生じさせる揺動レバーを用いることで、踏力特性 (ヒステリシス特性)を 容易に設定あるいは適宜変更でき、部品点数の削減による構造の簡略化、小型化を アクセルペダル装置に関するものである。
実施例 1
[0017] 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 は作用を説明する説明図、図 5及び図 6は踏力特性を示す図である。
[0018] 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を休止位置の方向に戻すためのものであって戻し手段してのリタ一 ンスプリング 20bと、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に付勢力を及ぼす付勢スプリング 40、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 50等を備えて 、る。
[0019] ノ、ウジング 10は、榭脂材料により成形され、図 2及び図 3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 50 (尚、図 3においては、検出センサ 50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 11 aが形成されている。
[0020] ペダルアーム 20は、断面が略矩形をなすように榭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。
[0021] 突出部 22は、図 2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 12 a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等により形成されている。
[0022] 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（摇 動中心 S2)としてのピン 30a、ピン 30aから上方に伸長する一端部 31、ピン 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 S 1)から所定の距離だけ偏倚した位置に配置されている。
[0023] そして、揺動レバー 30の一部分は、一対の側壁 22bの内側に配置され、かつ、軸 受孔 22cにそのピン 30aが嵌合されて、揺動自在に支持されている。また、揺動レバ 一 30の一端部 31は一対の側壁 22bの内側に配置される箇所よりも大きい形状に設 定されており、その一端部 31はペダルアーム 20を休止位置の方向に戻す戻し手段 しての付勢スプリング 40の一端部 41と係合されている。揺動レバー 30の他端部 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、揺動レバー 30の一端 部 31が付勢スプリング 40により付勢されて押されると、揺動レバー 30の他端部 32が 摺動部 11 aに当接してその摺動部 11 aに押し付けられる。揺動支点 S 2 (ピン 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。
[0024] 上記のように、揺動レバー 30は、突出部 22を画定する一対の側壁 22bの間に配置 され、その途中に開けられた軸受孔 22cに揺動自在に支持されているため、支軸 11 の周りに部品が集約されて、装置がコンパクトになる。
[0025] 付勢スプリング 40は、揺動レバー 30に付勢力を及ぼすものであり、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 12bに係合される。これによつて、付勢スプリング 40は摇 動レバー 30及びペダルアーム 20を休止位置の方向に付勢する。付勢スプリング 40 が揺動レバー 30を介してペダルアーム 20を休止位置の方向に付勢するので、ぺダ ルアーム 20を休止位置の方向に戻す戻し手段は、付勢スプリング 40だけであっても 良い。この場合には、図 1及び図 2に示したリターンスプリング 20bを省略し、付勢ス プリング 40のみでペダルアーム 20を休止位置にまで完全に戻すよう設定する。この ように、ペダルアーム 20を休止位置の方向に戻す戻し手段として付勢スプリング 40 のみを用いれば、部品点数を削減し、構造を簡略化し、装置を小型化、軽量化でき る。
[0026] なお、ペダルアーム 20を休止位置の方向に戻す戻し手段として、付勢スプリング 4 0とリターンスプリング 20b (図 1及び図 2)とを併用しても良い。付勢スプリング 40とリタ ーンスプリング 20bとを併用する場合には、リターンスプリング 20bがペダルアーム 20 を休止位置まで完全に戻すものとすると共に、付勢スプリング 40に遊びを持たせて 付勢スプリング 40のみではペダルアーム 20を休止位置まで戻さな!/、ように設定して も良い。
[0027] 尚、ここでは、付勢スプリング 40として、大径及び小径からなる二重式のコイルスプ リングを示した力 一重のコイルスプリングを採用してもよい。また、付勢スプリング 40 として、コイルスプリングを示した力 これに限定されるものではなぐ支軸 11の回りに 配置された捩りスプリングを採用してもよ 、。
[0028] 上記構成において、支軸 11から偏倚した位置に揺動支点 S2 (ピン 30a)をもつよう にペダルアーム 20に連結された揺動レバー 30、揺動レバー 30の一端部 31に付勢 力を及ぼす付勢スプリング 40、付勢スプリング 40の付勢力によって揺動レバー 30の 他端部 32が押し付けられる摺動部 11a等により、ペダルアーム 20の移動（揺動）に 伴なつ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 ヽる。
[0029] 上記アクセルペダル装置の動作について、図 4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、その突出部 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に当接して付勢スプリング 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。
[0030] 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 4中の 反時計回りに回転すると、ペダルアーム 20と一体となって揺動支点 S2 (ピン 30a)も 反時計回りに移動する。この揺動支点 S2 (ピン 30a)の移動により、揺動レバー 30の 一端部 31が付勢スプリング 40を圧縮する。
[0031] すると、図 4に示すように、付勢スプリング 40の付勢力 F1が、揺動レバー 30の一端 部 31を時計回りに押すことで、揺動レバー 30の他端部 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； zを乗じた力 F= μ F2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。ここで、ペダルストロークとペダル踏力 との関係を示すと、図 5のようなヒステリシスをもった踏力特性が得られ、所望の操作 フィーリングを得ることができる。
[0032] 上記のように、このヒステリシス発生機構によれば、ペダルアーム 20に揺動自在に 支持された揺動レバー 30を採用し、他端部 32が摺動部 11aを摺動する際に生じる 摩擦力、すなわち、梃子の原理を応用してヒステリシスをもつ摩擦力を発生させるた め、安定した作動特性が得られ、経時変化等を抑制でき、再現性のあるヒステリシス 荷重を設定することができる。
[0033] また、ペダルアーム 20とは別体の揺動レバー 30を採用するため、図 6 (a)に示すよ うに、揺動支点力も力点までの腕の長さ L1と、揺動支点力も作用点までの腕の長さ L 2との比（レバー比） L1ZL2を適宜変更することにより、リターンスプリング 40のパネ 特性を変更せずに、図 6 (b)に示すように、所望の踏力特性を設定することができる。 実施例 2
[0034] 図 7及び図 8は、本発明に係る装置の他の実施形態を示すものである。この実施例 2においては、支軸 11の外周面に設ける摺動部 11a'が、ペダルアーム 20の踏込み 量に応じて、揺動レバー 30の揺動量を増加 (変化)させるように、リフト量が順次に高 くなるカム面 1 la^として形成されて 、る。
[0035] この構成によれば、アクセルペダル 20a (ペダルアーム 20)が全閉位置（CP)と全開 位置 (OP)との間を移動する場合に、図 8中の実線で示すようなヒステリシス特性 (H) が得られる。すなわち、点線で示す前述のヒステリシス特性 (Ho)に比べて、踏力の 増加率及び減少率を大きくすることができる。
実施例 3
[0036] 図 9及び図 10は、本発明に係る装置のさらに他の実施例を示すものである。この実 施例 3においては、支軸 11の外周面に設ける摺動部 11a "が、ペダルアーム 20の 踏込み量に応じて、揺動レバー 30の揺動量を多段階に増力 !! (変化)させるように、半 径が順次に大きくなる 3つの範囲 A, B, Cの摺動面が形成されている。
[0037] この構成によれば、アクセルペダル 20a (ペダルアーム 20)が全閉位置（CP)と全開 位置 (OP)との間を移動する場合に、図 10に示すように、 2つの不連続な変化点が 設定されるため、 3段階に変化するヒステリシス特性が得られる。すなわち、従来にお V、て、踏力特性に変化点をもたせるにはパネ特性の異なる数本のスプリングを組み 合わせて用いる必要があつたが、このように多段構造をなす摺動部 l la~を採用す るだけで、多段に変化するヒステリシス特性を容易に得ることができる。
実施例 4
[0038] 図 2及び図 3に示す実施例 1においては、ペダルアーム 20を揺動自在に支持する 支軸 11をノ、ウジング 10に設けており、この支軸 11の外周面を揺動レバー 30が当接 して摺動する摺動部 11aとした。この構成に代わる実施例を図 11に示す。実施例 4 では、ペダルアーム 20に支軸 11を設け、ハウジング 10に支軸 11を支持する軸受 15 を形成する。この軸受 15は筒状となっており、この軸受 15の外周面 15aを揺動レバ 一 30の他端部 32が当接して摺動する摺動部とする。この軸受 15の外周面 15aを摺 動部とする場合においても、図 5のようなヒステリシスをもった踏力特性が得られ、所 望の操作フィーリングを得ることができる。なお、この摺動部 15aにおいても、実施例 2 におけるようなペダルアーム 20の踏込み量に応じて揺動レバー 30の摇動量を変化 させるカム面を設けても良ぐ実施例 3におけるようなペダルアーム 20の踏込み量に 応じて揺動レバー 30の揺動量を多段階に変化させる半径の大きさが異なる複数種 類の範囲の摺動面を形成しても良 、。
実施例 5
[0039] 次に、本発明に係るその他の実施例を、図 12及び図 13に基づいて説明する。な お、図 12及び図 13において図 1ないし図 3と同一符号は同一部材を示す。実施例 5 におけるハウジング 10 (ケース 10a)は、榭脂材料により成形されており、図 2及び図 3に示すものとは形状に若干の相違はある力 構造は原則同じである。
[0040] この実施例 5が実施例 1と異なる主な箇所は、ペダルアーム 20の当接部 22aおいて ケース 10aのストッパ面 12aと接触する反対側の面に、一対の側壁 22b間を連絡する ように、揺動支点部材としての突起 (第一係合部材) 60を形成する。この突起 60の断 面の外形は円弧形状となっており、 180度程度の円弧角度を有するのが望ましい。 ペダルアーム 20には、ハウジング 10の支軸 11に嵌合挿入するための穴 62が形成さ れている。
[0041] この実施例 5にお 、ても、ペダルアーム 20とは別の部材であって榭脂材料力もなる 揺動レバー 3CTを有する。揺動レバー 30Ίま、前記付勢スプリング 40と係合する幅広 の一端部 31を有し、その一端部 31以外の箇所の幅はペダルアーム 20における一 対の側壁 22bの間隔より狭い寸法に設定されている。この実施例 5が実施例 1と異な る主な箇所は、揺動レバー 3(Τの長手方向のほぼ中央位置に、揺動支点部材として の突起 (第一係合部材) 60と係合するへこみ部 (第二係合部材) 64を形成する。この へこみ部 64の断面の表面は 180度よりやや小さ 、角度の円弧であるのが望まし!/、。 揺動レバー 3(Τのへこみ部 64をペダルアーム 20の突起 60に係合させると、摇動レ バー 30Ίま揺動支点部材としての突起 60の位置を中心に揺動可能となる。なお、ぺ ダルアーム 20に形成する第一係合手段を突起 60ではなくへこみ部とし、揺動レバー 30に形成する第二係合手段をへこみ部 64ではなく突起としても良 、。
[0042] 図 12に示すように、揺動レバー 3(Τの一端部 31の下側に腕部 66がー体に形成さ れており、その腕部 66の下端が一対の側壁 22bの上面と接触することで、揺動レバ 一 3CTの一方側の揺動の限界となり、揺動レバー 30Ίこおいて一端部 31と反対側の 箇所の下面が当接部 22aにおける突起 60の位置より穴 62側の当接部 68と接触する ことにより、揺動レバー 3CTのもう一方側の揺動の限界となる。
[0043] 揺動レバー 3(Τの他端部 32に、摺動部（例えば支軸 11)の外面に合致する形状の へこみ面 70が形成される。
[0044] 図 12に示すペダルアーム 20と揺動レバー 3(Γとハウジング 10とを組立てる場合に は、先ず揺動レバー 3(Τの他端部 32側を一対の側壁 22bの間に挿入して、揺動レ バー 3(Τのへこみ部 66をペダルアーム 20の突起 60に係合させる。これによつて、摇 動レバー 30Ίま突起 60の位置を中心に揺動することができる。揺動レバー 3CTを摇 動自在に取付けた状態にして、ペダルアーム 20の穴 62にハウジング 10の支軸 11を 嵌合させる。その後、揺動レバー 30の一端部 31とハウジング 10の内壁面との間に付 勢スプリング 40を装着する。この付勢スプリング 40を装着した状態が図 13である。
[0045] 本発明は、揺動レバーの一端部までと他端部までの比率を適宜変えることでヒステ リシス特性を変更できるものである。このため揺動レバー 30, 3CTの交換が発生する 力 実施例 1の場合にはピン 30aを一対の側壁 22bから外して揺動レバー 30を交換 し、その後、ピン 30aを一対の側壁 22bに固定する作業が必要となる。これに対して、 実施例 5では、揺動レバー 3(Τのへこみ部 64と、ペダルアーム 20の突出部 22に形 成された突起 60との係合を外すだけで、揺動レバー 3(Τを容易にはずすことができ 、その後、揺動レバー 3CTのへこみ部 64を突出部 22の突起 60に係合するだけで、 揺動レバー 3(Τを揺動自在に取付けることができる。即ち、実施例 5では、揺動レバ 一 3(Τの交換時に、揺動レバー 3(Τのペダルアーム 20へ着脱が容易となる。

Claims

請求の範囲
[1] ハウジングと、踏力をカ卩えるペダルアームと、前記ペダルアームを前記ハウジングに 揺動自在に支持するべく前記ペダルアームまたは前記ハウジングに設けられた支軸 と、前記ペダルアームを休止位置の方向に戻すための戻し手段と、前記ペダルァー ムの移動に伴なつ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とを備えた アクセルペダル装置であって、前記ヒステリシス発生機構は、前記ペダルアームにお
V、て前記支軸力 偏倚した位置に備えられる揺動支点部材と、その揺動支点部材に 係合してその揺動支点部材を中心に揺動するための揺動レバーと、前記戻し手段で あって前記揺動レバーの一端部に付勢力を及ぼす付勢スプリングと、前記ハウジン グに設けられるものであって前記付勢スプリングの付勢力で前記揺動レバーの他端 部を当接摺動させる摺動部とを有することを特徴とするアクセルペダル装置。
[2] 前記戻し手段が、前記付勢スプリングと、それ以外のリターンスプリングとから成るこ 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] 前記支軸を前記ハウジングに設けた場合には、前記摺動部を前記支軸の外周面 に形成する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] 前記支軸を前記ペダルアームに設けた場合には、前記ハウジングに前記支軸を支 持する軸受を備え、前記摺動部を前記軸受の外周面に形成する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。
[5] 前記摺動部は、前記ペダルアームの踏込み量に応じて前記揺動レバーの揺動量 を変化させるカム面を有することを特徴とする請求項 3または 4に記載のアクセルぺダ ル装置。
[6] 前記摺動部は、前記ペダルアームの踏込み量に応じて前記揺動レバーの揺動量 を多段階に変化させるように形成されて 、ることを特徴とする請求項 3または 4に記載 のアクセルペダル装置。
[7] 前記ペダルアームは休止位置にて前記ハウジングに当接するべく前記支軸により 支持される箇所から突出して形成された突出部を有し、前記揺動支点部材を前記突 出部に設ける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。
[8] 前記揺動支点部材が前記ペダルアームに固定されるピンであり、前記揺動レバー に前記ピンと嵌合する穴を形成し、前記ピンに前記揺動レバーの穴を嵌合させること で前記揺動レバーを前記ペダルアームピンに対して揺動自在としたことを特徴とする 請求項 1に記載のアクセルペダル装置。
前記揺動支点部材が前記ペダルアームに形成される凹部または凸部からなる第一 係合手段であり、前記揺動レバーに前記第一係合手段と係合する凸部または凹部 からなる第二係合手段を形成し、前記第一係合手段と前記第二係合手段とを係合さ せることで前記揺動レバーを前記揺動支点部材の位置を中心に揺動自在としたこと を特徴とする請求項 1に記載のアクセルペダル装置。
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