JPH08292713A - ペダル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成でありながら、種々の自動車にお
ける各種のペダル操作状態に対応して、発生する踏み込
み反力を調整することのできるペダル装置を提供する。 【構成】 ペダル軸部１７の一端を回転軸２３に固定す
る。ペダル軸部１７の他端に踏み込み部２５を設ける。
回転軸２３の一端をカップリング２７を介して減速器２
９の低速軸３１に接続し、減速器２９の高速軸３５をカ
ップリング３９を介して電磁パウダクラッチ４１の一方
の軸４３に接続する。電磁パウダクラッチ４１の他方の
軸４５をカップリング４７を介してモータ４９の出力軸
５１に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ペダル操作能力を評価
する能力評価機や、ペダル操作を行うトレーニング機に
用いられるペダル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高齢者や障害者がブレーキペダルやアク
セルペダルなどをどの程度操作できるかを、実際に自動
車に乗る前に評価するペダル操作能力評価機としては、
ディスプレイ上に表示される操作指示にしたがってペダ
ルを操作させ、操作結果に基づいて自動車運転に必要と
されるペダル操作能力があるか否か、あるいはどのよう
な車種が適しているかを判断する形式のものが多く用い
られている。この能力評価機では、実車運転時と同様
に、ペダルを踏み込み操作すると元の位置に戻そうとす
る踏み込み反力が作用しなければならず、それゆえ、踏
み込み操作時にペダル軸部に踏み込み反力を加える反力
機構が組み込まれている。反力機構としてはバネ手段が
多く使用されているが、踏み込み反力の大きさを調整で
きるように、ペダルの揺動運動にしたがってピストンが
移動するシリンダと、このシリンダに接続されたアキュ
ムレータ及び圧力調整装置とから構成される反力機構も
開発されている。

【０００３】この反力機構では、圧力調整装置によって
アキュムレータからシリンダに加えられる圧力を調節す
ることにより踏み込み反力の大きさを自由に設定するこ
とができるので、いろいろな車種における各種のペダル
操作状態の正確なシミュレートが期待される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この反力機
構は油空圧を利用して踏み込み反力を発生させるもので
あるために、所定の大きさの踏み込み反力を正確にペダ
ルに作用させるためには構成が複雑とならざるを得な
い。

【０００５】そこで本発明は、簡単な構成でありなが
ら、種々の自動車における各種のペダル操作状態に対応
して、発生する踏み込み反力を自由に調整することので
きるペダル装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のペダル装置は、一端側が回転軸に固定され
たペダル軸部と、このペダル軸部の他端側に設けられた
踏み込み部と、から構成されたペダルを有し、前記踏み
込み部の踏み込み時に前記ペダル軸部に対して踏み込み
反力を加える反力機構を備えたペダル装置において、前
記反力機構は、モータと、このモータ及び前記回転軸の
間に配置された電磁摩擦クラッチと、から構成されてい
るものである。踏み込み部の踏み込み量を検出する踏み
込みセンサを設け、電磁摩擦クラッチにこの踏み込みセ
ンサの検出結果に基づいた結合信号が入力されるように
構成する場合がある。また、ペダル軸部に電磁摩擦クラ
ッチから作用する踏み込み反力を検出する反力センサを
設け、結合した電磁摩擦クラッチの結合力がこの反力セ
ンサの検出結果に基づいて制御されるように構成するの
が効果的である。

【０００７】

【作用】電磁摩擦クラッチの結合によりモータと回転軸
が接続される。モータの回転方向はペダルを押し戻す方
向であり、踏み込み部が踏み込まれると、電磁摩擦クラ
ッチには滑りが生じるが、ペダル軸部にはこの滑ってい
る電磁摩擦クラッチによって回転軸を介し踏み込み方向
と逆方向の踏み込み反力が加えられる。ペダル軸部に加
えられる踏み込み反力の大きさの調整は、電磁摩擦クラ
ッチの結合力、例えば電磁摩擦クラッチへの通電量を調
節することにより行うのが普通である。

【０００８】通常、実車のペダルにはバネ手段による復
帰力が作用するように構成されていて、ペダルの踏み込
みにしたがってしだいに大きな踏み込み反力が加わるこ
ととなる。そして、特にブレーキペダルでは、ブレーキ
シュー、ブレーキパッドをドラム、ディスクに押し付け
る関係上、ペダルの踏み込み量の増加にともなって強い
踏み込み反力が作用することとなる。したがって、実車
のペダル操作状態を正確にシミュレートするためには、
踏み込み部の踏み込み量を検出する踏み込みセンサを設
け、電磁摩擦クラッチにこの踏み込みセンサの検出結果
に基づいた結合信号を入力し、電磁摩擦クラッチの結合
力が踏み込み量に対応して増大するように構成すべきで
ある。また、踏み込み時に、ペダル軸部に所定の正確な
大きさの踏み込み反力を加えるためには、ペダル軸部に
作用している踏み込み反力を検出する反力センサを設
け、この反力センサの検出結果が所定の大きさを示すよ
うに電磁摩擦クラッチの結合力を調節すべきである。反
力センサとしては、ペダル軸部のたわみ量を計測するも
のの他に、回転軸のねじれ量を計測するものなどがあ
る。踏み込みセンサ及び反力センサの検出結果はまた、
ペダル操作能力の評価材料として用いられるのが普通で
ある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】図１は本発明に係るペダル装置を用いたペ
ダル操作能力評価機の斜視図である。

【００１１】ペダル操作能力評価機１のシート３前方に
はハンドル装置５が配置され、このハンドル装置５の上
側にはディスプレイ７が設けられ、下側にはブレーキペ
ダル装置９及びアクセルペダル装置１１が取り付けられ
ている。ディスプレイ７にはペダル操作指示が表示さ
れ、シート３に座っている被評価者はこのペダル操作指
示を確認しながらブレーキペダル装置９及びアクセルペ
ダル装置１１を踏み込み操作する。なお、図中１３はシ
ートベルト、１５はシート３に座ろうとする際に握る補
助パイプである。

【００１２】図２はブレーキペダル装置９の斜視図であ
る。

【００１３】ブレーキペダル装置９のペダル軸部１７一
端は、支持プレート１９にブシュ２１を介して回転可能
に支えられた回転軸２３に固定されていて、このペダル
軸部１７の他端に滑りどめが形成された踏み込み部２５
が設けられている。回転軸２３の一端はカップリング２
７を介して減速器２９の低速軸３１一端に接続されてい
て、低速軸３１の他端には大径ギヤ３３が設けられ、こ
の大径ギヤ３３と、減速器２９の高速軸３５一端に設け
られた小径ギヤ３７とは噛み合っている。高速軸３５の
他端はカップリング３９を介して電磁パウダクラッチ４
１（電磁摩擦クラッチ）の一方の軸４３に接続され、こ
の電磁パウダクラッチ４１の他方の軸４５はカップリン
グ４７を介してモータ４９の出力軸５１に接続されてい
る。モータ４９としてギヤードモータを用いる場合が多
い。

【００１４】被評価者の操作により踏み込み部２５が踏
み込まれ、ペダル軸部１７が矢印Ａ方向に揺動すると、
回転軸２３は矢印Ｂ方向に回転し、減速器２９を介して
電磁パウダクラッチ４１の一方の軸４３が矢印Ｃ方向に
高速で回転する。一方、モータ４９の出力軸５１は矢印
Ｂ方向と同方向に回転しているので、電磁パウダクラッ
チ４１の他方の軸４５も矢印Ｂ方向と同方向に回転して
いる。したがって、電磁パウダクラッチ４１の滑りを通
して一方の軸４３に矢印Ｂ方向と同方向の反力が加えら
れ、その結果、ペダル軸部１７に矢印Ａ方向と反対方向
の踏み込み反力が加えられる。被評価者はこの踏み込み
反力に抗して踏み込み部２５を踏み込み又は維持するこ
ととなる。電磁パウダクラッチ４１の一方の軸４３は減
速器２９を介して高速で回転しているので、電磁パウダ
クラッチ４１には安定した滑りが生じている。ここで、
被評価者が踏み込み部２５に対する矢印Ａ方向の操作力
を解除すると、電磁パウダクラッチ４１は滑りのない結
合状態となり、ペダル軸部１７は矢印Ａ方向と反対方向
に揺動して元の位置（踏み込み前の位置）に復帰する。
なお、電磁パウダクラッチに代えて電磁円すいクラッチ
や電磁ディスククラッチなどの他の電磁摩擦クラッチを
用いることも可能である。

【００１５】踏み込み部２５にはリミットスイッチ５３
が設けられ、このリミットスイッチ５３が踏まれること
によりモータ４９が回転する。ペダル軸部１７にはスト
レインゲージ５５（反力センサ）が設けられていて、ペ
ダル軸部１７のたわみ量を計測することにより、回転し
ているモータ４９から電磁パウダクラッチ４１を介して
ペダル軸部１７に作用する踏み込み反力を検出する。踏
み込み反力の大きさを踏み込み部２５の踏み込み量、す
なわちペダル軸部１７の揺動量にしたがって増加させる
ために、ペダル軸部２５の裏側上部に変位センサ５７
（踏み込みセンサ）を取り付け、この変位センサ５７に
よって踏み込み量を検出している。なお、踏み込みセン
サとしてロータリーエンコーダを用い、このロータリー
エンコーダを回転軸２３に取り付けることも可能であ
る。

【００１６】図３はブレーキペダル装置９の構成を示す
ブロック図である。

【００１７】クラッチ制御用アンプ５９は、ＣＰＵから
の反力発生信号に基づき、この反力発生信号が示す踏み
込み反力がペダル軸部１７に加えられるように電磁パウ
ダクラッチ４１を結合させる。クラッチ制御用アンプ５
９にはまた、踏み込み部２５の踏み込みが開始される
と、ストレインゲージ５５から、作用している踏み込み
反力の検出信号が入力される。クラッチ制御用アンプ５
９は反力発生信号が示す目標値と検出信号が示す測定値
との偏差に基づいて所定値の踏み込み反力が発生するよ
うに電磁パウダクラッチ４１に結合信号を出力し、この
電磁パウダクラッチ４１の結合力を制御する。ここで、
ＣＰＵには変位センサ５７から踏み込み量の検出信号が
入力されていて、ＣＰＵは、この検出信号が示す踏み込
み量に対応する踏み込み反力がペダル軸部１７に加えら
れるような反力発生信号をクラッチ制御用アンプ５９に
出力することとなる。ＣＰＵはまた、ストレインゲージ
５５及び変位センサ５７からの検出信号に基づいて記録
信号を出力する。

【００１８】なお、アクセルペダル装置１１では、踏み
込み量に対応した電磁パウダクラッチの結合力の調節は
行わない場合が多い。

【００１９】踏み込み部２５に設けられたリミットスイ
ッチ５３が踏み込まれてＯＮとなるとリレー６３が励磁
され、その結果、モータ４９が回転し、リミットスイッ
チ５３がＯＦＦとなるとリレー６３が消磁されてモータ
４９は回転を停止する。

【００２０】図４はシート３の構造を示す斜視図であ
る。

【００２１】シート３のシート本体６５は支持プレート
６７上に配置され、支持プレート６７は平行クランクア
ーム６９，７１によって支えられている。一対の平行ク
ランクアーム６９（一方は図示せず）の各々の一端はレ
ール７３に回転かつスライド可能に取り付けられてい
て、他端は支持プレート６７に回転可能に取り付けられ
ている。一対の平行クランクアーム７１の各々の一端は
レール７３に回転かつスライド可能に取り付けられてい
て、他端は支持プレート６７に回転可能に、かつ短い距
離範囲でスライド可能に取り付けられている。一対の平
行クランクアーム６９の一端は連結部材７５によって連
結され、一対の平行クランクアーム７１の一端は連結部
材７７で連結されていて、連結部材７５及び７７の間に
は上下動用油圧シリンダ７９が設けられている。また、
連結部材７７にはペダル操作能力評価機１（図１参照）
の後端部に取り付けられた前後動用油圧シリンダ８１の
ロッド先端が取り付けられている。したがって、シート
３に設けられた操作部８３を操作して前後動用油圧シリ
ンダ８１を作動させると、平行クランクアーム６９及び
７１がレール７３に沿って前後に移動し、その結果、シ
ート本体６５がハンドル装置５やブレーキペダル装置９
（図１参照）に対して接近したり離れたりする。また、
上下動用油圧シリンダ７９を作動させると、平行クラン
クアーム６９及び７１の一端の間隔が縮小又は拡大し、
その結果、シート本体６５が上下動することとなる（図
はシート本体６５が上昇した状態を示す）。さらに、操
作部８３を操作することにより、前側が入り口８５（図
１も参照）方向に向くように、シート本体６５を支持プ
レート６７に対して回転させることができるが、シート
本体６５は回転とともに入り口８５側に多少移動する
（図５参照：図５はシート本体６５の回転状態を示す平
面図）。したがって、シート３の操作部８３を操作して
シート本体６５を上昇させ、次ぎに前側が入り口８５方
向に向くように回転させれば、被評価者は容易に入り口
８５からシート本体６５上に座ることができ、その後、
シート本体６５を支持プレート６７に対して元の位置に
回転させて戻し、かつシート本体６５を下降させ、さら
に前後方向に適当に移動させてペダル操作体勢を取るこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のペダル装
置は簡単な構成でありながら、例えば種々の車種を想定
して踏み込み反力の大きさを自由に調整することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るペダル装置を用いたペダル操作能
力評価機の斜視図である。

【図２】ブレーキペダル装置の斜視図である。

【図３】ブレーキペダル装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】シートの構造を示す斜視図である。

【図５】シート本体の回転状態を示す平面図である。

【符号の説明】

９ ブレーキペダル装置 １１ アクセルペダル装置 １７ ペダル軸部 ２３ 回転軸 ２５ 踏み込み部 ４１ 電磁パウダクラッチ（電磁摩擦ク
ラッチ） ４９ モータ ５５ ストレインゲージ（反力センサ） ５７ 変位センサ（踏み込みセンサ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側が回転軸に固定されたペダル軸部
   と、このペダル軸部の他端側に設けられた踏み込み部
   と、から構成されたペダルを有し、前記踏み込み部の踏
   み込み時に前記ペダル軸部に対して踏み込み反力を加え
   る反力機構を備えたペダル装置において、 前記反力機構は、モータと、このモータ及び前記回転軸
   の間に配置された電磁摩擦クラッチと、から構成されて
   いることを特徴とするペダル装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のペダル装置であって、前
   記踏み込み部の踏み込み量を検出する踏み込みセンサを
   備え、前記電磁摩擦クラッチにはこの踏み込みセンサの
   検出結果に基づいた結合信号が入力されることを特徴と
   するペダル装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のペダル装置であっ
   て、前記ペダル軸部に前記電磁摩擦クラッチから作用す
   る踏み込み反力を検出する反力センサを備え、結合した
   前記電磁摩擦クラッチの結合力はこの反力センサの検出
   結果に基づいて制御されることを特徴とするペダル装
   置。