JP4051282B2 - ペダル用のキックダウン機構 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、２０００年９月２９日に出願され、発明の名称が「キックダウンという特徴を有する電気加速ペダル」である、米国特許出願第０９／６７７３１１号と関係があり、前記特許出願の内容を参照することによって前記特許出願の内容は本願に組み入れられている。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概ね、車両のペダルに関し、特に、位置センサーなどのような電気的装置と協働するペダルの構造や、触知できる又は触感のあるフィードバックを利用者に与える機構に関する。
【０００３】
【従来の技術】
一般的な車両のペダルの事例は、機械的なものであり、典型的にはケーブル又は様々な歯車と他の変速装置とを組み合わせたものであり、これによって、ペダルから与えられる限られた回転運動を有効な機械的運動に変えることができる。他のペダルは、ある型の位置センサーと組み合わされ、この位置センサーは、機械的位置を電気信号に変換する、
自動車や貨物自動車の分野において、（しばしばボーデンケーブル（Ｂｏｗｄｅｎ ｃａｂｌｅ）と呼ばれる）ケーブルを使った機械的なブラケットが、内燃機関のスロットルを制御するための基本的な方法である。それらのペダルアセンブリーは望ましい感触と機能を備え、いくつかの改良点とともに非常に信頼性がある。この型のペダル機構は、今日の機械的な標準を形成している。
【０００４】
上述したように、機械を制御するために、様々な異なるタイプのペダル装置で、長い時間をかけて、数多くの試みがなされている。1つの重要な試みは、ペダルと制御される装置との間の電気的結合を導入しようということである。電気的結合が望ましい。というのは、歯車アセンブリーは、かさばり、高価で、固有の大きさ故に、ペダルが、制御される機械と非常に近い位置にあるような適用例に制限されてしまうからである。歯車と他の機械的な結合は、また、スティッキング（焼き付き）がおきたり、固まる傾向がある。ボーデンケーブルは、概ね、信頼性があると考えられているが、厳しい気候の場合に、湿気や他の汚染物質の浸透が、ケーブルを固まらせたり、凍らせて作動させないようにすることがある。
【０００５】
電位差計（ポテンシオメーター）を使用して、加速ペダルの位置を感知することが多い。この電位差計には、いくつかの点で、ラジオやテレビの受信機に使われる音量調節装置に近似している。電圧が、抵抗器の両端に加えられる。中間タップが、抵抗器の両端の間に配置される。中間タップは、感知すべき装置と機械的に結合されており、その感知すべき装置の位置は、中間タップの電圧や電位により決定される。
【０００６】
ペダルの位置センサーを音量調節とは異なるものにする、ペダルの位置センサーに関するいくつかの差し迫った需要が存在する。ペダルを使用して動力に対する要求を測定することから、動力に対する要求を決めるペダルシャフトの位置が固まることにより、生命を脅かす状況になることがある。安全性や確実性は、自動車のペダルへの適応においては、非常に重要である。
【０００７】
自動車環境下の要求も、また、ラジオやテレビの受信機とは異なる。ペダルの位置センサーは、温度差が激しい状態の、汚染された環境に置かれるにちがいない。運転者は、頻繁に、大量の汚れや泥をペダル部分に持ち込むかもしれない。例えば、温度は摂氏−５５度から１５０度の幅である。さらに、前記装置は、自動車環境と関係する沢山の溶剤や他の有害な状態にさらされるかもしれない。これらの要求は、典型的な音量調整から大きく異なる。
【０００８】
先行技術では、レバーまたは特別な機械的な伝導装置を使用して、電気的な位置センサーをペダルに接続していた。たとえあるセンサーが機能しなくても、ペダルセンサーは、ペダルを加速の位置に保持しないが、その代わりにペダルをアイドルストップに戻すことが、前記機械的な伝導装置によって確保されていた。そのため、センサーとペダルシャフトとの係合は、戻りばねを使用する必要があり、それにより、ペダルシャフトをアイドル位置に戻したとき、ペダル位置センサーもこれに従い、ペダルの位置を追跡していた。
【０００９】
従来技術のペダル位置センサーは、典型的には、内蔵式装置というよりもむしろ、独立した１つの装置である。戻りばねに加えて、関連する軸受け（すなわち、ベアリング）を含んだ十分に封止されたパッケージが、通常、設けられている。センサーを傷める有害な化学物質、汚れ、湿気に対して封止されているパッケージを設計することに、重要な努力が向けられている。
【００１０】
接点圧力の変化、接触の配向の変化、潤滑油の変化及びその他近似した要因の変化は、すべてセンサーの性能に影響を与える。さらに、交換が修理サービスにおいて重要となり、交換サービスにおいては、元の装置と同じ品質であることが要求される。十分にそして完全にセンサーをパッケージすることに失敗すると、潤滑油の厚さや配置の正確な制御ができなくなったり、また、設置前や設置中に必須構成部品を保護することができなくなったり、さらに、望ましい特徴を発揮した接触器と要素の関係を制御することができなくなる。
【００１１】
電気的なセンサーをペダルに組み込む試みは、運転者にあまり触知できない感触を与える。ペダルは、もはや、操作中に摩擦や抵抗を供給するケーブルのようないかなる機械的アセンブリーにも取り付けられない。運転者が機械的なペダルの感触に慣れているため、電気的なペダルについても、この感触を続けることが望まれている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
フィードバックを成し遂げる機構を、ペダルの内側の小さな範囲内に設けなければならない、機械的なペダルの感触を供給することが困難になっている。このことは、使用者に触知できる（すなわち、触感を与えることができる）フィードバックを与えるキックダウン機構を備えた場合、材料のパッケージの問題、材料の摩耗の問題、及び材料の強度の問題につながる。本発明は、先行技術の限界を克服し、運転者のために優れた人間工学をもたらすキックダウン機構を、信頼性のある小さなパッケージによって、提供しようとしている。 本発明に関係する特許の例は、以下の通りである。それぞれの特許は、内容を参照することによって関連技術に関して本願に組み入れられている。
【００１３】
米国特許第５，７６８，９４６号は、位置センサーと一体になったペダルである。
米国特許第５，４１６，２９５号は、ペダル力スイッチと位置センサーの組み合わせである。
【００１４】
欧州特許公開第９２６５８１Ａ２号は、加速ペダル装置である。
欧州特許公開第７４８７１３Ａ２号は、加速ペダル装置である。
欧州特許公開第６７０２３５Ａ１号は、加速ペダル装置である。
【００１５】
前述の特許は、出願人が知っている技術の状態を反映しており、出願人が承認した信義誠実義務の履行の為、提供されたものであり、本出願の審査において直接関係があるであろう情報を開示する。しかしながら、これらの特許はどれも、単独でもあるいは組み合わせた場合でも、本願発明を開示しているわけではなく、また、本願発明が容易となるものでもない。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、信頼性の高くコスト効果のある、自動車両の電気加速ペダルのためのキックダウン機構を提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる特徴は、使用者の足に触知できるフィードバックを提供するペダル用のキックダウン機構を提供することである。キックダウン機構は、ケースと、凹部を有するローラーとを含む。ローラーは、ペダルの動きによって係合され、ローラーを直線的に移動させることができる。摩擦発生アセンブリーが、ケースによって保持されている。摩擦発生アセンブリーはローラーと係合しており、これによって、使用者はフィードバックを触知することができる。キックダウン機構は、第１端と第２端とを有しているローラーを含んでいる。第１端は、ケース内に配置されており、第２端はケースから延びているまたは延在している。第１ばねが、ローラーをケースの外に対して付勢している。摩擦発生アセンブリーは、ケースによって保持されているロッドを含む。第２ばねが、ロッドを凹部内に付勢し、それにより、ペダルが押し下げられたとき、ペダルは、ローラーを、ロッドが凹部に配置される第１の位置から、ロッドが凹部の外側に配置される第２の位置まで押圧して動かす。
【００１８】
本発明は、これらの特徴の任意の一つにあるわけではなく、むしろ、開示されクレームに示されている全ての特徴の特定の組み合わせにあり、具体的に説明された機能のための全ての構造の特定の組み合わせにおいて、従来技術と区別される。本発明の他の特徴は、添付した図面やクレームと関連して、発明の詳細な説明からより明確になる。
【００１９】
詳細な説明がより理解され、当該技術への貢献がより理解されるように、ここでは幅広くというよりもむしろ発明のより重要な特徴の概略を述べる。本発明には、当然に後述するさらなる特徴があり、その特徴は、ここに添付されているクレームの主題を形成している。本開示の根拠となっている概念は、本発明のいくつかの目的を実行する他の構造、方法、システムを設計するための基礎として、容易に利用することができることを当業者は認識するだろう。それゆえ、本発明の本質と範囲から離れることがない限りにおいて、クレームは、均等な構造を含むものとしてみなされることが重要である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の図面は、縮尺図ではない。図面は、単なる概念図であって、本発明の特定のパラメーターを表現しようとしたものではない。図面は本発明の典型的な実施形態のみを表しただけであり、それゆえ、本発明の範囲を制限するものとみなすべきではない。本発明は、添付した図面の使用を通じて、さらに具体的且つ詳細に説明されている。図中、同じ参照符号は、同様な部材を示している。
【００２１】
添付図面１ないし４を参照すると、キックダウンメカニズム１０が示されている。キックダウンメカニズム１０は、ペダルを押し下げている利用者の足に、触知できるフィードバックを提供する。キックダウンメカニズム１０は、ケース１２を有している。ケース１２は、機械加工された鋼で形成されており、ケース１２の内部にローラーボア１４とロッドボア１５とを有している。１組の溝（換言すれば、一組のスロット）１６が、側面１７と側面１８に形成されている。上面２０は開口部２１を有し、前面２４は開口部２５を有する。ローラー３０は、２つの端３１と３２を有する。端３２は、丸い形状を有している又は曲線を描いている。凹部３５が、ローラー３０の回りに形成されている。凹部３５は、ローラー３０の底面３６のほぼ中間に設けるようにしてもよい。ボア３７が、端３１に設けられている。端３１はケースの内部に配置され、端３２はケースから延びている又は延在している。コイルばね３８が、ローラーボア１４に配置され、ローラー３０をケースの外側に付勢している。ローラー３０は、ペダルの動きによって係合され、ペダルの動きによって直線的に移動させられる。図４に示されているドライブプレート１０２が、ペダル（図示せず）が十分奥まで押し下げられているとき）、端３２に係合する。
【００２２】
摩擦発生アセンブリー５０がケース１２により保持され、ローラーと係合ししており、これによって、使用者に、触知できるフィードバックを提供することができる。摩擦発生アセンブリーは、溝１６により保持されるロッド５２を含む。コイルばね５４が、ロッド５２を凹部３５に付勢している。
【００２３】
図４を参照すると、ペダル及びセンサーハウジング１００が示されている。ハウジング１００はキャビティ１０４を有し、該キャビティは、ドライブプレート１０２とキックダウン機構１０とを包含する。キックダウン機構１０は、他のキャビティ１０６に保持されている。キャビティ１０６は、ケース１２の底部の半分を包含する。ドライブプレート１０２は、シャフト１０８に取り付けられている。シャフト１０８のもう１端は、使用者の足によって押し下げられるペダル（図示せず）に取り付けられている。カバー（図示せず）によって、キャビティ１０４を密封することができる。取付用孔１１０を用いることによって、ハウジング１００を、車両の隔壁に付いているブラケットへ取り付けることができる。コネクターシュラウド１１２を用いて、図示しないワイヤリングハーネス（ワイヤーハーネス）を取り付けることができる。ワイヤリングハーネスは、ハウジング１００のセンサー部分と電気的に接続するのに使用され、該センサー部分については、親出願で詳細に説明している。
【００２４】
操作において、ペダルが押し下げられると、これによって、ドライブプレート１０２がローラー３０に向けて移動させられる。ペダルがさらに押し下げられると、ドライブプレート１０２が端３２と接触させられる。ペダルがさらに押し下げられると、ドライブプレート１０２は、ローラー３０を、凹部３５にロッド５２が配置される位置から、底面３６に沿った凹部の外側にロッド５２が配置される位置まで押圧する。ローラーが位置を変えたとき、ロッド５２が下方に下げられることによって、コイルばね５４が圧縮される。同時に、ばね３８も圧縮される。ローラー３２とロッド５２との係合は、触知できるフィードバックを、ペダルをある距離押し下げた使用者の足に提供する。
好適な実施例の変形例
上述したペダルアセンブリーはコイルばねを使用しているが、当業者は、前述した好適な実施例は他のタイプのばねでも機能することに気付くであろう。例えば、板ばねを使用することもできる。
【００２５】
ペダルアセンブリーは、単一のキックダウン機構で示したが、もし、追加の触知できるフィードバックポイントが必要であれば、１以上のキックダウン機構を提供することも、予期される。
【００２６】
本発明をこれらの実施例を具体的に参照することによって述べてきたが、発明の本質や範囲から離れることなく、変形を行うことは、当業者にとって認識されることである。それゆえ、発明の範囲は、前述の説明より特許請求の範囲によって示されている。特許請求の範囲と均等の意味と範囲に含まれる全ての変形例は、特許請求の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、組み立てられたキックダウン機構の斜視図である。
【図２】 図２は、図１の機構を分解した斜視図である。
【図３】 図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】 図４は、ペダル及びセンサーハウジングに取り付けられたキックダウン機構の側面図である。
【符号の説明】
１０ キックダウン機構 １２ ケース
１４ ローラーボア １５ ロッドボア
１６ １組の溝 １７ 側面
１８ 側面 ２０ 上面
２１ 開口部 ２４ 全面
２５ 開口部 ３０ ローラー
３１ 端 ３２ 端
３５ 凹部 ３６ 底面
３７ ボア ３８ コイルばね
５０ ケージ直径 ５２ ロッド
５４ コイルばね １００ センサーハウジング
１０２ ドライブプレート １０４ キャビティ
１０６ もう一つのキャビティ １０８ シャフト
１１０ 取付用孔 １１２ コネクターのシュラウド

Claims (9)

1. 使用者の足に、触知できるフィードバックを提供することができる電気加速ペダル用のキックダウン機構であって、
   前記キックダウン機構は、
   ａ）ケースと、
   ｂ）凹部と、第１端及び第２端を有するローラーとを備え、前記第１端は前記ケースの内部に配置され、前記第２端は前記ケースから延びており、
   前記キックダウン機構は、さらに、
   ｃ）前記ローラーを前記ケースの外側に付勢するように、前記ケースの内部に配置される第１のばねと、
   ｄ）前記ケースによって保持されているロッドと、
   ｅ）第２ばねとを備え、前記第２ばねは、前記ロッドを前記凹部の中に付勢しており、それによって、前記ペダルは、該ペダルの非操作位置から一定の距離押し下げられたとき、前記ローラーを、前記ロッドが前記凹部に配置される第１の位置から、前記ロッドが前記凹部の外側に配置される第２の位置まで動かすことを特徴とするキックダウン機構。
2. 請求項１に記載のキックダウン機構において、
   前記ケースは、前記ロッドを保持する１対の溝を有し、前記溝によって、前記ロッドは前記凹部に出入りできることを特徴とするキックダウン機構。
3. 請求項２に記載のキックダウン機構において、
   前記キックダウン機構は、ペダルハウジングに取り付けられていることを特徴とするキックダウン機構。
4. 使用者により操作可能な車両用の電気加速ペダル機構であって、
   前記ペダル機構は、
   ａ）ハウジングを備え、前記ハウジングは、当該ハウジングの内部に位置するシャフトと、前記シャフトに取り付けられたプレートとを有しており、
   前記ペダル機構は、また、
   ｂ）前記シャフトに取り付けられたペダルバーを備え、前記シャフトは、前記使用者が前記ペダルバーに力を加えるときに回転し、
   前記ペダル機構は、また、
   ｃ）ばねを備え、前記ばねは、前記シャフトに取り付けられ、前記使用者が前記ペダルバーに加えられた力を取り去った後、前記ペダルバーを元の位置に戻すことができ、
   前記ペダル機構は、また、
   ｄ）センサーを備え、前記センサーは、前記シャフトに取り付けられ、前記シャフトの回転に応じて電気信号を発生することができ、前記電気信号は前記ペダルバーの位置の関数として変化し、
   前記ペダル機構は、さらに、
   ｅ）前記ハウジングに取り付けられたキックダウン機構を備え、
   前記キックダウン機構は、
   ｅ１）前記ハウジングに取り付けられたケースと、
   ｅ２）凹部と、第１端と第２端を有するローラーとを含み、前記第１端は前記ケースの中に配置され、前記第２端は前記ケースから延びており、前記ローラーは、前記ペダルが該ペダルの非操作位置から一定の距離押し下げられたとき前記プレートによって係合され、
   前記キックダウン機構は、また、
   ｅ３）前記ローラーを前記ケースの外側に付勢するように前記ケースの中に配置される第１のばねと、
   ｅ４）摩擦発生アセンブリーを含み、前記摩擦発生アセンブリーは、前記ケースにより保持されており、前記ローラーと係合可能であり、前記使用者に、触知できるフィードバックを提供することができることを特徴とする電気加速ペダル機構。
5. 請求項４に記載の電気加速ペダル機構において、
   前記摩擦発生アセンブリーは、さらに、
   ａ）前記ケースにより保持されているロッドと、
   ｂ）第２のばねとを備え、前記第２のばねは前記ロッドを凹部に付勢しており、それによって、前記ペダルは、前記ペダルの非操作位置から一定の距離押し下げられたとき、前記プレートを、前記ロッドが前記凹部に配置される第１の位置から、前記ロッドが前記凹部の外側に配置される第２の位置まで動かすことを特徴とするペダル機構。
6. 使用者の足に、触知できるフィードバックを提供することができる電気加速ペダル用のキックダウン機構であって、
   前記キックダウン機構は、
   ａ）ケースと
   ｂ）凹部と、第１端と第２端を有するローラーとを備え、前記第１端は前記ケースの内部に配置され、前記第２端は前記ケースから延びており、前記ローラーは、前記ペダルが非操作位置から一定の距離押し下げられたとき、前記ローラーが直線的に動かされるように、前記ペダルの動きによって係合可能であり、
   前記キックダウン機構は、また、
   ｃ）前記ローラーを前記ケースの外側に付勢するように前記ケースの内部に配置される第１のばねと、
   ｄ）摩擦発生アセンブリーを備え、前記摩擦発生アセンブリーは、前記ケースにより保持されており、前記ローラーと係合して、触知できるフィードバックを前記使用者に提供できることを特徴とするキックダウン機構。
7. 請求項６に記載のキックダウン機構において、
   前記摩擦発生アセンブリーは、さらに、
   ａ）前記ケースにより保持されているロッドと、
   ｂ）第２のばねとを備え、前記第２のばねは前記ロッドを前記凹部の中に付勢しており、それによって、前記ペダルは、前記ペダルの非操作位置から一定の距離押し下げられたとき、前記ローラーを、前記ロッドが前記凹部に配置される第１の位置から、前記ロッドが前記凹部の外側に配置される第２の位置まで動かすことを特徴とするキックダウン機構。
8. 請求項７に記載のキックダウン機構において、
   前記ケースは、前記ロッドを保持する１対の溝を有しており、前記溝は、前記ロッドの前記凹部への出入りを許容することを特徴とするキックダウン機構。
9. 請求項７に記載のキックダウン機構において、
   前記キックダウン機構は、ペダルハウジングに取り付けられていることを特徴とするキックダウン機構。

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