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1. WO2020121912 - アクセル装置

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明 細 書

発明の名称 アクセル装置 0001  

技術分野

0002  

背景技術

0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

0005   0006   0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

明 細 書

発明の名称 : アクセル装置

関連出願への相互参照

[0001]
 本出願は、2018年12月11日に出願された特許出願番号2018-231500号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願のすべての内容が、参照により本明細書に組み入れられる。

技術分野

[0002]
 本開示は、アクセル装置に関する。

背景技術

[0003]
 アクセル装置には、例えば、特許文献1の流量測定装置ように、回転軸と、回転軸と一体に設けられて回転軸が回転されることによりアクセル開方向およびアクセル閉方向に向けて移動できるように構成される操作部材と、を備えるものがある。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2017-2932号公報

発明の概要

[0005]
 特許文献1のアクセル装置では、操作部材において、操作部材がアクセル全閉位置にあるときに、ハウジングの内壁に接触する接触部が形成されたものがある。このようなアクセル装置において、操作部材がアクセル全閉位置に移動するときに、接触部がハウジングの内壁と接触することによって衝突音が発生する。このため、アクセル装置において、衝突音の音量が増大することを抑制できる技術が望まれている。
[0006]
 本開示の一形態によれば、アクセル装置が提供される。このアクセル装置は、車体に取り付け可能なハウジングと、前記ハウジング内で回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸の回転とともにアクセル開方向およびアクセル閉方向に向けて移動できるように構成されるとともに前記アクセル閉方向に付勢された操作部材と、を備え、前記操作部材は、前記回転軸から第1距離だけ離れた位置に配され、前記操作部材がアクセル全閉位置にあるときに前記ハウジングの内壁に接触して変形する第1接触部と、前記回転軸から前記第1距離より長い第2距離だけ離れた位置に配され、前記第1接触部が初期形状である状態において前記操作部材がアクセル全閉位置にあるときには前記内壁から設定された距離だけ離れた位置にあって、前記第1接触部が初期形状から一定量以上変形した状態において前記操作部材がアクセル全閉位置にあるときには前記内壁と接触するよう構成される第2接触部と、を有する。この形態のアクセル装置によれば、回転軸から第2距離だけ離れた位置に配される接触部であって捜査部材がアクセル全閉位置にあるときにハウジングの内壁に接触する接触部のみを有するアクセル装置と比べて、第1接触部は回転軸から第1距離だけ離れた位置に配されていることから、第1接触部が内壁と接触することによって発生する衝突音の音量を小さくすることができる。また、第1接触部に磨耗およびクリープが生じたことによって、第1接触部に加えて第2接触部が内壁に接触するようになってからは、内壁から操作部材の側にかかる力が第1接触部および第2接触部に分散されることから、第1接触部に磨耗およびクリープがさらに生じることを抑制できる。
[0007]
 本開示は、アクセル装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、アクセル装置を含むエンジンシステムやアクセル装置を備える車両等の形態で実現することができる。

図面の簡単な説明

[0008]
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
[図1] 図1は、第1実施形態のアクセル装置の構成を示す説明図であり、
[図2] 図2は、拡大された第1接触部および第2接触部の周辺を示す説明図であり、
[図3] 図3は、拡大された第1接触部および第2接触部の周辺を示す説明図であり、
[図4] 図4は、比較例のアクセル装置の構成を示す説明図であり、
[図5] 図5は、操作部材を示す説明図であり、
[図6] 図6は、軸受が図示されたアクセル装置を示す説明図であり、
[図7] 図7は、操作部材がアクセル開方向に移動したときの状態を示す説明図であり、
[図8] 図8は、比較例のアクセル装置の構成を示す説明図であり、
[図9] 図9は、操作部材がアクセル開方向に移動したときの状態を示す説明図であり、
[図10] 図10は、他の実施形態のアクセル装置の構成を示す説明図である。

発明を実施するための形態

[0009]
A.第1実施形態:
 図1に示す第1実施形態のアクセル装置10は、車両に備え付けられて、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調整するために車両の運転者が操作する入力装置である。図1のXYZ軸は、互いに直交する3つの空間軸として、X軸、Y軸およびZ軸を有する。図1のXYZ軸は、他の図におけるXYZ軸に対応する。アクセル装置10は、ハウジング100と、回転軸200と、操作部材300と、付勢部材400と、を備える。
[0010]
 ハウジング100は、車両の車体に取り付け可能に構成されている。本実施形態では、ハウジング100は、ハウジング100のうち+X軸方向側の面を介して車両の車体に固定される。ハウジング100は、内壁130を有する。内壁130は、Z軸方向に沿った面であって、-X軸方向を向いた面である。ハウジング100は、回転軸200、操作部材300および付勢部材400を収容する。
[0011]
 回転軸200は、Y軸方向に沿って伸びた軸である。回転軸200は、操作部材300と一体に回転するよう設けられている。換言すれば、回転軸200は、操作部材300を回転可能に支持する。
[0012]
 操作部材300は、Y軸の半径方向に伸びた部材である。操作部材300には、ペダルアーム310が接続されている。ペダルアーム310のうち+Z軸方向側の端部は、操作部材300と接続されている。ペダルアーム310のうち-Z軸方向側の端部は、車両の運転者からの加速要求の入力を受け付ける図示しないアクセルペダルと接続されている。本実施形態では、操作部材300とペダルアーム310とは別個の部品であって、操作部材300に対してペダルアーム310が接続されているが、他の実施形態では、操作部材300とペダルアーム310とは、一体に形成された部品であってもよい。
[0013]
 操作部材300は、回転軸200の回転とともにアクセル開方向ODおよびアクセル閉方向CDに向けて移動できるように構成されるとともにアクセル閉方向CDに付勢されている。アクセル開方向ODとは、操作部材300がアクセル全閉位置(図1に図示されている状態)から回転方向のうち反時計回り方向に向かって移動する方向のことである。アクセル閉方向CDとは、操作部材300が回転方向のうち時計回り方向に向かって移動する方向のことである。
[0014]
 付勢部材400は、回転軸200から第1接触部330が配された側である+Z軸方向側に配される。付勢部材400は、操作部材300のうち-X軸方向側を向いた面と接触して、操作部材300を+X軸方向側に付勢している。換言すれば、付勢部材400は、操作部材300をアクセル閉方向CDに向けて付勢している。アクセルペダルが車両の運転者から加速要求の入力を受け付けていないときは、操作部材300は、付勢部材400による付勢によって、アクセル全閉位置に配置される。アクセルペダルが車両の運転者から加速要求の入力を受け付けるとともに、その入力が付勢部材400の付勢力より大きいときは、操作部材300は、アクセル全閉位置からアクセル開方向ODに回転移動させられる。本実施形態では、付勢部材400は、コイルばねである。
[0015]
 操作部材300は、第1接触部330と、第2接触部350と、を有する。第1接触部330は、操作部材300の+X軸方向側を向いた面のうち一部が+X軸方向側に向けて膨らんだ部分である。第1接触部330は、回転軸200の軸中心から第1距離L1だけ離れた位置に配される。第1接触部330のうち回転軸200からの距離の基準となる位置は、操作部材300がアクセル全閉位置にあるときのZ軸方向における第1接触部330の中央部分である。第1接触部330は、操作部材300がアクセル全閉位置にあるときにハウジング100のうち-X軸方向側を向いた内壁130と接触して変形する。
[0016]
 第2接触部350は、操作部材300の+X軸方向側を向いた面のうち一部が+X軸方向側に向けて膨らんだ部分である。第2接触部350は、回転軸200の軸中心から第2距離L2だけ離れた位置に配される。第2距離L2は、第1距離L1より長い。第2接触部350のうち回転軸200からの距離の基準となる位置は、第1接触部330と同様、操作部材300がアクセル全閉位置にあるときのZ軸方向における第2接触部350の中央部分である。
[0017]
 図2には、第1接触部330および第2接触部350の周辺が拡大されて示されている。第2接触部350は、第1接触部330が初期形状である状態において操作部材300がアクセル全閉位置にあるときには、内壁130から設定された距離DSだけ離れた位置にあるよう構成されている。ここでいう初期形状とは、アクセル装置10が製造されてから第1接触部330が変形していない状態の形状のことである。第1接触部330が初期形状である状態において操作部材300がアクセル全閉位置にあるときには、第1接触部330は内壁130と接触しており、第2接触部350は内壁130と接触していない。
[0018]
 図3には、第1接触部330および第2接触部350の周辺が拡大されて示されている。図3では、図2で図示された状態と比べて、第1接触部330が初期形状から磨耗もしくはクリープにより一定量以上変形している。また、図3では、第1接触部330が変形したことによって、内壁130と接触するようになった第2接触部350が図示されている。
[0019]
 第1接触部330の形状を初期形状から変形される要因となる磨耗もしくはクリープは、アクセル開方向ODに移動していた操作部材300が、アクセル閉方向CDに移動してアクセル全閉位置に戻るときに第1接触部330が内壁130と接触するときに生じる。ここでいう磨耗とは、第1接触部330が内壁130と繰り返し接触することによって、第1接触部330の表面が磨り減ることである。ここでいうクリープとは、内壁130から第1接触部330に向けて長時間応力が加わることによって、-X軸方向側に向けて第1接触部330を窪ませる塑性変形が生じることである。第2接触部350は、第1接触部330が初期形状から磨耗もしくはクリープにより一定量以上変形した状態において操作部材300がアクセル全閉位置にあるときに内壁130と接触するよう構成されている。ここでいう一定量とは、アクセル装置10の使用が開始されてから第2接触部350が接触するようになるまでの間に、磨耗もしくはクリープによって変形される第1接触部330の変形量において予め設定された量のことである。この量は、距離DSの設定に応じて変化する。
[0020]
 図2および図3で説明したように、本実施形態のアクセル装置10では、第1接触部330が初期形状である状態においては、操作部材300がアクセル全閉位置にあるとき、第1接触部330および第2接触部350のうち第1接触部330のみが内壁130と接触している。また、第1接触部330が初期形状から磨耗もしくはクリープにより一定量以上変形している状態においては、操作部材300がアクセル全閉位置にあるとき、第1接触部330および第2接触部350が内壁130と接触している。また、アクセルペダルに対してアクセル閉方向CDに大きな荷重が印加されて、アクセルペダルを介して操作部材300が塑性変形した場合にも、操作部材300がアクセル全閉位置にあるとき、第1接触部330および第2接触部350が内壁130と接触するようになることがある。
[0021]
 図4に示す比較例のアクセル装置10aは、第1接触部330および第2接触部350の代わりに接触部350aを備えている点を除き、第1実施形態のアクセル装置10と同じ構成を備える。
[0022]
 接触部350aは、操作部材300の+X軸方向側を向いた面のうち一部が+X軸方向側に向けて膨らんだ部分である。接触部350aは、回転軸200の軸中心から第2距離L2だけ離れた位置に配される。接触部350aは、操作部材300がアクセル全閉位置にあるときに内壁130と接触する。
[0023]
 接触部350aは、回転軸200の軸中心から第2距離L2だけ離れているのに対して、本実施形態の第1接触部330は、回転軸200から第1距離L1だけ離れている。そして、第1距離L1は第2距離L2より短いことから、本実施形態では、比較例と比べて、第1接触部330が内壁130と接触する際の速度が小さくなることから、第1接触部330が内壁130と接触することによって発生する衝突音の音量を小さくすることができる。
[0024]
 また、本実施形態では、第1接触部330が内壁130と繰り返し接触して第1接触部330に磨耗およびクリープが生じたことによって、操作部材300がアクセル全閉位置にあるときに、第1接触部330に加えて第2接触部350が内壁130に接触するようになる。したがって、第1接触部330のみが内壁130に接触しているときと比べて、内壁130から操作部材300の側にかかる力が第1接触部330および第2接触部350に分散されることから、第1接触部330に磨耗およびクリープがさらに生じることを抑制できる。
[0025]
 図5には、+X軸方向側から操作部材300が示されている。第1接触部330および第2接触部350は、曲面形状である。本実施形態では、第1接触部330および第2接触部350は、球面形状である。すなわち、第1接触部330および第2接触部350と内壁130との接触は、球面と面との接触となる。ここで、第1接触部330と内壁130との接触状態の変化を例にして、内壁130から第1接触部330に向けて応力が伝わる過程を説明する。第1接触部330と内壁130とが接触した瞬間において、第1接触部330の側の接触部分は球面上の1点である。その後、アクセル閉方向CDへの操作部材300の移動に伴い、第1接触部330が内壁130に向けて押されることによって、球面形状である第1接触部330は、-X軸方向に向けてたわんでいく。球面におけるたわみ量の増加に伴って、内壁130から第1接触部330に向けて伝えられる応力は増加していく。
[0026]
 これに対して、第1接触部330が面形状であって、第1接触部330と内壁130との接触が面と面との接触である比較例のアクセル装置では、第1接触部330と内壁130とが接触した瞬間の接触面積は、本実施形態において接触した瞬間の接触面積と比べて大きくなる傾向にあることから、接触した瞬間から比較的大きな応力が第1接触部330に伝わる。一方、本実施形態では、上述したように、接触した瞬間の接触面積は小さく、アクセル閉方向CDへの操作部材300の移動に伴って次第に接触面積が増加していくことから、第1接触部330に伝わる応力も接触面積の増加に伴って大きくなる。したがって、比較例のアクセル装置と比べて本実施形態のアクセル装置10では、操作部材300がアクセル全閉位置に移動されたときに内壁130から第1接触部330に伝わる応力が第1接触部330に伝わりきるまでの時間を長期化できる。
[0027]
 発明者らは、鋭意研究した結果、応力が伝わりきるまでの時間を長くすることは、該時間が短い場合と比べて、第1接触部330と内壁130とが接触したときに発生する衝突音を低周波数寄りにできることを見出した。したがって、低周波数寄りの衝突音は高周波数寄りの衝突音と比べて低音であることから、衝突音が運転手に与える不快感を低減することができる。
[0028]
 また、内壁130に対して、第1接触部330および第2接触部350が予め想定された角度よりずれた角度から接触するよう操作部材300がハウジング100に組み付けられた場合であっても、第1接触部330および第2接触部350は球面形状であることから、球面形状とは異なる曲面形状である場合と比べて、接触時の角度ずれによる影響を少なくすることができる。
[0029]
 図6には、アクセル装置10において、ハウジング100が備える軸受120が図示されている。図1のように、アクセル装置10を-Y軸方向側から見る場合には、軸受120は、操作部材300に本来隠れているが、図6では、説明の便宜上、軸受120を破線で示している。軸受120は、回転軸200を支持する円筒形状の軸受である。軸受120の直径は、回転軸200の直径より大きいことから、回転軸200は、軸受120内に隙間を含んだ状態で軸受120に支持される。
[0030]
 図6を用いて、付勢部材400の配置と、第1接触部330の配置と、の配置関係について説明する。図6に示されたアクセル装置10は、図1と同様、操作部材300がアクセル全閉位置にあるときの状態である。アクセル装置10において、付勢部材400と操作部材300とが接触している部分CPのうち付勢部材400の中心軸と交わる交点SCから回転軸200までの第3距離αは、第1距離L1よりも短い。このような配置関係において、付勢部材400から操作部材300に加えられる付勢力UFは、内壁130から第1接触部330に伝わる応力SFよりも回転軸200に近い位置で生じていることから、回転軸200は、軸受120内において+X軸方向側に寄った位置から軸受120を+X軸方向側に付勢している。回転軸200から軸受120への付勢は、付勢力XFとして図示されている。
[0031]
 図7には、図6の状態から操作部材300がアクセル開方向ODに移動させられたときのアクセル装置10が示されている。図6の状態から図7の状態に移行するとき、すなわち、操作部材300がアクセル開方向ODに移動させられているとき、回転軸200は、軸受120内において+X軸方向側に寄った位置から軸受120を+X軸方向側に付勢している状態を維持している。換言すれば、回転軸200は、軸受120内において軸受120と接触した状態を維持したまま、操作部材300を回転させる。
[0032]
 図8に示す比較例のアクセル装置10bは、付勢部材400の配置と、第1接触部330の配置と、の配置関係が異なる点を除き、第1実施形態のアクセル装置10と同じ構成を備える。図8に示されたアクセル装置10bは、図6と同様、操作部材300がアクセル全閉位置にあるときの状態である。
[0033]
 アクセル装置10bにおいて、第3距離αは、第1距離L1より長い。このような配置関係において、内壁130から第1接触部330に伝わる応力SFは、付勢部材400から操作部材300に加えられる付勢力UFよりも回転軸200に近い位置で生じていることから、回転軸200は、軸受120内において-X軸方向側に寄った位置から軸受120を-X軸方向側に付勢している。
[0034]
 図9には、図8の状態から操作部材300がアクセル開方向ODに移動させられたときのアクセル装置10bが示されている。図8の状態から図9の状態に移行するとき、すなわち、操作部材300がアクセル全閉位置からアクセル開方向ODに移動させられているとき、回転軸200は、軸受120内において-X軸方向側に寄った位置から+X軸方向側に寄った位置に移動することによって、軸受120を+X軸方向側に付勢している状態に移行する。このときの軸受120内における回転軸200の-X軸方向側に寄った位置から+X軸方向側に寄った位置への移動は、アクセルペダルを介して加速要求を入力した車両の運転者に違和感を与える場合がある。
[0035]
 一方、本実施形態のアクセル装置10では、操作部材300がアクセル開方向ODに移動させられているとき、回転軸200は、軸受120内において+X軸方向側に寄った位置から軸受120を+X軸方向側に付勢している状態を維持している。このため、操作部材300がアクセル開方向ODに移動させられているときに運転者に違和感を与えることを抑制できる。
[0036]
 以上説明した実施形態によれば、第1接触部330が内壁130と接触することによって発生する衝突音の音量を小さくすることができる。また、第1接触部330に磨耗およびクリープが生じたことによって、第1接触部330に加えて第2接触部350が内壁130に接触するようになってからは、内壁130から操作部材300の側にかかる力が第1接触部330および第2接触部350に分散されることから、第1接触部330に磨耗およびクリープがさらに生じることを抑制できる。
[0037]
B.他の実施形態:
 図10に示す他の実施形態のアクセル装置12は、内壁130が第1曲面部133および第2曲面部135を備えている点を除き、第1実施形態のアクセル装置10と同じ構成を備える。第1曲面部133および第2曲面部135は、内壁130のうち-X軸方向に膨らんだ曲面形状の部分である。第1曲面部133は、第1接触部330と接触する位置に設けられる。第2曲面部135は、第1接触部330が初期形状から磨耗もしくはクリープにより一定量以上変形したときに、第2接触部350と接触する位置に設けられている。このような形態であっても、操作部材300がアクセル全閉位置に移動されたときに内壁130から第1接触部330および第2接触部350に伝わる応力が第1接触部330および第2接触部350に伝わりきるまでの時間を長期化できる。
[0038]
 上述した実施形態のアクセル装置10では、第1接触部330および第2接触部350は、ともに球面形状であったが、本開示はこれに限られない。例えば、第1接触部330および第2接触部350は、ともに球面形状とは異なる曲面形状であってもよいし、一方が球面形状であって他方が球面形状とは異なる曲面形状であってもよい。また、第1接触部330および第2接触部350のうち一方のみが曲面形状であってもよい。第1接触部330および第2接触部350の形状は、内壁130から離れていくにつれて断面積が増加していく形状であることが好ましい。そのような形状であれば、内壁130と接触した瞬間の接触面積は小さくできるとともに、アクセル閉方向CDへの操作部材300の移動に伴って次第に接触面積を増加させていくことが実現できるからである。
[0039]
 上述した実施形態のアクセル装置10の構成は、クラッチペダルおよびブレーキペダルを備える装置に適用されてもよい。
[0040]
 本開示は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することが可能である。

請求の範囲

[請求項1]
 アクセル装置(10)であって、
 車体に取り付け可能なハウジング(100)と、
 前記ハウジング内で回転可能に支持される回転軸(200)と、
 前記回転軸の回転とともにアクセル開方向およびアクセル閉方向に向けて移動できるように構成されるとともに前記アクセル閉方向に付勢された操作部材(300)と、を備え、
 前記操作部材は、
  前記回転軸から第1距離だけ離れた位置に配され、前記操作部材がアクセル全閉位置にあるときに前記ハウジングの内壁(130)に接触して変形する第1接触部(330)と、
  前記回転軸から前記第1距離より長い第2距離だけ離れた位置に配され、前記第1接触部が初期形状である状態において前記操作部材がアクセル全閉位置にあるときには前記内壁から設定された距離だけ離れた位置にあって、前記第1接触部が初期形状から一定量以上変形した状態において前記操作部材がアクセル全閉位置にあるときには前記内壁と接触するよう構成される第2接触部(350)と、を有する、アクセル装置。
[請求項2]
 請求項1に記載のアクセル装置であって、
 前記第1接触部は、曲面形状である、アクセル装置。
[請求項3]
 請求項1または請求項2に記載のアクセル装置であって、
 前記第2接触部は、曲面形状である、アクセル装置。
[請求項4]
 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のアクセル装置であって、さらに、
 前記回転軸から前記第1接触部が配された側に配され、前記操作部材を前記アクセル閉方向に向けて付勢する付勢部材(400)を備え、
 前記操作部材は、前記回転軸と一体に回転するよう設けられ、
 前記ハウジングは、前記回転軸を支持する円筒形状の軸受(120)を有し、
 前記軸受の直径は、前記回転軸の直径より大きく、
 前記付勢部材と前記操作部材とが接触している部分のうち前記付勢部材の中心軸と交わる交点から前記回転軸までの第3距離は、前記第1距離よりも短い、アクセル装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]