特許 6759091 反力発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6759091

(24)【登録日】2020年9月4日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】反力発生装置

(51)【国際特許分類】

   G05G 5/03 20080401AFI20200910BHJP

   B60K 26/02 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   G05G5/03 Z

   B60K26/02

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-248993(P2016-248993)

(22)【出願日】2016年12月22日

(65)【公開番号】特開2018-106225(P2018-106225A)

(43)【公開日】2018年7月5日

【審査請求日】2019年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸山 毅

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 陽平

【審査官】 山尾 宗弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０７８１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７４３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２６６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３２８１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｇ ５／０３

Ｂ６０Ｋ ２６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置であって、
回転軸を有する電動モータと、
前記回転軸の回転を減速するウォーム減速機構と、
前記ウォーム減速機構により回転され、前記ウォーム減速機構の回転を前記操作部材に伝達する出力部材と、
前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間に設けられ、前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチと、
前記電動モータおよび前記電磁クラッチをそれぞれ制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記電動モータおよび前記電磁クラッチへの駆動電流をそれぞれ調整して、前記電動モータの駆動トルクよりも前記電磁クラッチの滑り出しトルクの方を大きくする制御を行う、
反力発生装置。

【請求項2】

請求項１に記載の反力発生装置において、
前記電磁クラッチは、前記出力部材の長手方向一側を収容する収容部を備えたカバー部材を有し、
前記収容部に、前記出力部材の長手方向他側を基準位置に復帰させるリターンスプリングが収容されている、
反力発生装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の反力発生装置において、
前記ウォーム減速機構は、前記回転軸により回転されるウォームおよび当該ウォームに噛み合わされるウォームホイールを収容する第１ハウジングを備え、
前記電磁クラッチは、通電により磁力を発生する電磁石および当該電磁石に吸引される鋼板を収容する第２ハウジングを備え、
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとが互いに接続されている、
反力発生装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の反力発生装置において、
前記コントローラは、
操作者による前記操作部材の操作が不要と判断されたときに、
前記電動モータへの駆動電流をゼロにし、かつ前記電磁クラッチへの駆動電流を所定値で固定する制御を行う、
反力発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、運転者（操作者）により操作されるアクセルペダル（操作部材）の踏み込み量に応じて、このときの踏み込み力に抗する反力をアクセルペダルに与える反力ペダル装置（反力発生装置）が記載されている。特許文献１に記載された反力ペダル装置は、モータ出力軸を有するモータと、モータ出力軸の回転を減速させる減速機（スパー減速機）と、減速機の減速機出力軸に連結されて減速機の出力をアクセルペダルに伝達するアームと、を備えている。

【0003】

そして、特許文献１に記載された反力ペダル装置は、アクセルペダルの踏み込み操作によりアームが正方向に回動されると、アームを逆方向に回動させる反力（回転トルク）を出力する。ここで、モータ出力軸から出力された回転トルクは、減速機を介してさらに高トルク化されてアームに伝達され、アームを介してアクセルペダルに反力として伝達される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１３／０９９５８１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、反力発生装置のニーズには、運転者によるアクセルペダルの強い踏み込み操作に抗する反力を発生し得る高出力型がある。このような高出力型の反力発生装置であれば、例えば、ブレーキ操作と間違えてアクセル操作をした場合において、運転者のアクセル操作を解除させることができる。特に、誤操作をして車両が予想しない挙動をする時には、強い踏み込み操作をする虞があるため、高出力型の反力発生装置が有効となる。

【0006】

そこで、高出力型のモータを採用したり、大きい減速比の減速機を採用したりすることが考えられるが、この場合には、反力発生装置の大型化を招くばかりか、反力発生装置の非作動時（無通電時）のアクセル操作が重くなる等の問題が発生する。

【0007】

なお、反力発生装置には、強い力でアクセル操作がされたときに、当該アクセル操作を許容するトルクリミッタが設けられているため、当該トルクリミッタの効きを弱く設定すれば、無通電時のアクセル操作を軽くできる。しかしながら、この場合には、反力発生装置の作動時において、十分な反力を発生させることができなくなる。

【0008】

したがって、これらの相反するニーズ、すなわち「小型かつ高出力型であること」および「無通電時の操作を軽くできること」を、同時に満足し得る反力発生装置の開発が望まれている。

【0009】

本発明の目的は、小型化を実現しつつ十分な大きさの反力を発生させることができ、かつ無通電時に軽い力で容易に操作部材を操作することができる反力発生装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様では、操作者により操作される操作部材に反力を与える反力発生装置であって、回転軸を有する電動モータと、前記回転軸の回転を減速するウォーム減速機構と、前記ウォーム減速機構により回転され、前記ウォーム減速機構の回転を前記操作部材に伝達する出力部材と、前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間に設けられ、前記ウォーム減速機構と前記出力部材との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチと、前記電動モータおよび前記電磁クラッチをそれぞれ制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記電動モータおよび前記電磁クラッチへの駆動電流をそれぞれ調整して、前記電動モータの駆動トルクよりも前記電磁クラッチの滑り出しトルクの方を大きくする制御を行う。

【0011】

本発明の他の態様では、前記電磁クラッチは、前記出力部材の長手方向一側を収容する収容部を備えたカバー部材を有し、前記収容部に、前記出力部材の長手方向他側を基準位置に復帰させるリターンスプリングが収容されている。

【0012】

本発明の他の態様では、前記ウォーム減速機構は、前記回転軸により回転されるウォームおよび当該ウォームに噛み合わされるウォームホイールを収容する第１ハウジングを備え、前記電磁クラッチは、通電により磁力を発生する電磁石および当該電磁石に吸引される鋼板を収容する第２ハウジングを備え、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとが互いに接続されている。

【0014】

本発明の他の態様では、前記コントローラは、操作者による前記操作部材の操作が不要と判断されたときに、前記電動モータへの駆動電流をゼロにし、かつ前記電磁クラッチへの駆動電流を所定値で固定する制御を行う。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、回転軸の回転をウォーム減速機構で減速させ、ウォーム減速機構と出力部材との間に、ウォーム減速機構と出力部材との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチが設けられるので、小型でありながらスパー減速機よりも大きな減速比を得て、十分な反力を発生させることができる。また、強い力で操作部材を操作した場合には、電磁クラッチを滑らせて操作部材の操作を許容することができる。さらに、反力発生装置の無通電時には、電磁クラッチを解放することができるので、ウォーム減速機構を介さずに軽い力で容易に操作部材を操作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】反力発生装置をアーム部材側から見た斜視図である。

【図2】反力発生装置を減速機構付モータ側から見た斜視図である。

【図3】反力発生装置の内部構造を示す断面図である。

【図4】反力発生装置の電気系統を示すブロック図である。

【図5】（ａ），（ｂ）は、電磁クラッチのオフ状態／オン状態を説明する説明図である。

【図6】ＡＦＰコントローラによるトルク（駆動トルク／滑り出しトルク）の制御内容を示す特性グラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【0018】

図１は反力発生装置をアーム部材側から見た斜視図を、図２は反力発生装置を減速機構付モータ側から見た斜視図を、図３は反力発生装置の内部構造を示す断面図を、図４は反力発生装置の電気系統を示すブロック図を、図５（ａ），（ｂ）は電磁クラッチのオフ状態／オン状態を説明する説明図を、図６はＡＦＰコントローラによるトルク（駆動トルク／滑り出しトルク）の制御内容を示す特性グラフをそれぞれ示している。

【0019】

図１ないし図３に示される反力発生装置１０は、エンジンと電動モータのうちの何れか一方または双方を動力源として走行する車両（図示せず）に搭載されるものである。反力発生装置１０は、動力源の出力をコントロールするアクセルペダル（操作部材）ＡＰの近傍に設けられ、運転者（操作者）により操作されるアクセルペダルＡＰに対して、必要に応じて反力を与えるようになっている。反力発生装置１０によって反力が与えられるアクセルペダルＡＰは、支軸（図示せず）を中心に所定の角度範囲で回動自在となっている。

【0020】

反力発生装置１０は、細長い板状のアーム部材（出力部材）１１を備えており、当該アーム部材１１は、アクセルペダルＡＰの長手方向に沿う支軸側とは反対側を支持している。アーム部材１１の長手方向一側にはリターンスプリング１２が設けられ、当該リターンスプリング１２の付勢力により、アーム部材１１の長手方向他側（アクセルペダルＡＰ）が、図１に示される基準位置に復帰（保持）される。なお、アクセルペダルＡＰは、運転者の踏み込み操作により、リターンスプリング１２の付勢力に抗して、基準位置から約３０°の角度範囲で回動される。

【0021】

運転者によってアクセルペダルＡＰが踏み込まれると、つまりアクセルペダルＡＰに所定の大きさの操作力（踏力）が負荷されると、アクセルペダルＡＰはリターンスプリング１２の付勢力に抗して押し方向（矢印ａ方向）に回動される。アクセルペダルＡＰが押し方向に回動されると、その回動角度および回動速度に応じて、動力源の出力が増大するようになっている。

【0022】

これに対し、運転者がアクセルペダルＡＰに対する踏み込みを解除、つまりアクセルペダルＡＰへの操作力の負荷を解除すると、アクセルペダルＡＰはリターンスプリング１２の付勢力により、押し方向とは逆向きの戻し方向（矢印ｂ方向）に回動されて基準位置に戻る。そして、アクセルペダルＡＰの戻し方向への回動に伴って、動力源の出力が減少される。

【0023】

反力発生装置１０は、上述のように操作されるアクセルペダルＡＰに対して、必要に応じて所定の反力を与えるように作動する。具体的には、反力発生装置１０のアーム部材１１は、アクセルペダルＡＰの押し方向への回動により矢印ｃ方向に押圧される。このとき、例えば、アクセルペダルＡＰの押し方向への回動が過剰である場合には、反力発生装置１０は、アーム部材１１を矢印ｄ方向に駆動して、アクセルペダルＡＰに戻し方向への反力を伝達する。

【0024】

そして、反力発生装置１０からの反力を運転者が感じ取ることで、運転者はアクセルペダルＡＰの過剰な踏み込み操作に気付き、ひいては燃費向上重視の走行に切り換えることが可能となる。また、例えば、運転者の不注意によりアクセルペダルＡＰが急激に踏み込まれた場合には、より大きな反力を反力発生装置１０に発生させて、車両の急発進を防止させることもできる。

【0025】

反力発生装置１０は、ＡＦＰ（Active Force Pedal）コントローラ４０を備えており、ＡＦＰコントローラ４０にはＣＡＮ（Controller Area Network）通信により車載コントローラＣＮ（図４参照）が接続されている。そして、ＡＦＰコントローラ４０には、車載コントローラＣＮから、アクセル開度信号等に基づいて得られた指令信号ＯＳＧ（図４参照）が入力される。

【0026】

これにより、ＡＦＰコントローラ４０は、入力された指令信号ＯＳＧに基づいて、アーム部材１１を所定のタイミングで駆動させる。なお、他の車載機器と協調制御を行うために、ＡＦＰコントローラ４０からは、車載コントローラＣＮに向けて、反力発生装置１０の動作状態を示すフィードバック信号ＦＢＡＦＰ（図４参照）が出力される。

【0027】

次に、反力発生装置１０の構造について、図面を用いて詳細に説明する。

【0028】

図１ないし図３に示されるように、反力発生装置１０は、減速機構付モータ２０，電磁クラッチ３０，ＡＦＰコントローラ４０，ブラケット部材５０を備えている。

【0029】

減速機構付モータ２０は、本発明における電動モータを構成しており、反力発生装置１０の駆動源として機能する。具体的には、減速機構付モータ２０は、ブラシ付モータ２１とウォーム減速機構２２とを備えている。

【0030】

ブラシ付モータ２１は、薄い鋼板をプレス加工等することで有底筒状に形成されたモータケース２１ａを備えている。モータケース２１ａの内壁には、断面が略円弧形状に形成された複数の永久磁石（図示せず）が固定されている。複数の永久磁石の内側には、所定の隙間を介してアーマチュア（図示せず）が回転自在に収容されている。

【0031】

アーマチュアの回転中心には、回転軸２１ｂ（図３参照）が固定されている。回転軸２１ｂの先端側は、ギヤケース２２ａの内部にまで延在されている。そして、複数のブラシを介して整流子からコイル（何れも図示せず）に駆動電流を供給することで、アーマチュアが所定の回転数および回転方向に回転される。なお、本実施の形態においては、ブラシ付モータ２１に替えてブラシを備えないブラシレスモータを採用することもできる。

【0032】

ウォーム減速機構２２は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで略バスタブ形状に形成されたギヤケース（第１ハウジング）２２ａを備えている。ギヤケース２２ａには、図２に示されるように、３つの固定ねじＳ１によりモータケース２１ａが固定されている。すなわち、ブラシ付モータ２１およびウォーム減速機構２２は、３つの固定ねじＳ１により互いに一体化（ユニット化）されている。

【0033】

図３に示されるように、ギヤケース２２ａの内部には、回転軸２１ｂの先端部分に設けられたウォーム２２ｂが回転自在に収容されている。また、ギヤケース２２ａの内部には、プラスチック等の樹脂材料により略円板形状に形成され、ウォーム２２ｂに噛み合わされるウォームホイール２２ｃが回転自在に収容されている。これにより、ウォーム２２ｂ（回転軸２１ｂ）の回転が所定の回転速度にまで減速されて、高トルク化された回転力がウォームホイール２２ｃから外部のアーム部材１１に出力される。すなわち、アーム部材１１は、ウォーム減速機構２２により回転され、ウォーム減速機構２２の回転をアクセルペダルＡＰに伝達するようになっている。

【0034】

なお、ギヤケース２２ａの開口部分（図３中上方側）は、ギヤケースカバー２２ｄによって密閉されている。

【0035】

ギヤケース２２ａの内部に収容されたウォームホイール２２ｃは、ギヤケース２２ａに一体に設けられた支持軸２２ａ１に回転自在に支持されている。そして、ウォームホイール２２ｃには、ウォーム２２ｂに噛み合わされる大径歯部２２ｃ１と、電磁クラッチ３０の入力側回転部材３３に動力伝達可能に連結される小径連結部２２ｃ２と、が設けられている。

【0036】

このように、減速機構付モータ２０の減速機構に、ウォーム減速機構２２を採用することで、従前のスパーギヤによる減速機構（スパー減速機）に比して、小型でありながら大きな減速比が得られるようになっている。よって、反力発生装置１０のさらなる小型化かつ高出力化を実現することができる。

【0037】

ギヤケース２２ａには、コネクタ接続部２２ｅが取り付けられている。コネクタ接続部２２ｅには、ＡＦＰコントローラ４０から延びる第１配線Ｌ１の端部がコネクタ（図示せず）を介して電気的に接続されている。第１配線Ｌ１は、複数の電線を束ねて形成され、減速機構付モータ２０とＡＦＰコントローラ４０との間で、減速機構付モータ２０を駆動するための駆動電流ＭＡ（図４参照）や、減速機構付モータ２０の駆動状態を示すフィードバック信号ＦＢＭ（図４参照）を行き来させるようになっている。

【0038】

図３に示されるように、ウォーム減速機構２２とアーム部材１１との間には、ウォーム減速機構２２とアーム部材１１との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチ３０が設けられている。

【0039】

電磁クラッチ３０は、プラスチック等の樹脂材料を射出成形することで略バスタブ形状に形成されたクラッチケース（第２ハウジング）３１を備えている。クラッチケース３１の内部には、コイル３２ａ（詳細図示せず）が巻装された電磁石３２が収容されている。電磁石３２は、クラッチケース３１の底壁部３１ａに、複数の固定ピン３２ｂ（図示では２つのみ示す）によって固定されている。

【0040】

また、クラッチケース３１の内部には、ウォームホイール２２ｃの小径連結部２２ｃ２に対して、一体回転可能に連結される入力側回転部材３３が回転自在に収容されている。入力側回転部材３３は、一端側が小径連結部２２ｃ２に固定された筒状部材３３ａと、当該筒状部材３３ａの他端側に固定された第１円板部材３３ｂとを備えている。ここで、筒状部材３３ａおよび第１円板部材３３ｂは何れも鋼材よりなり、ウォーム減速機構２２から伝達される高トルク化された回転力を、がたつくこと無く受けられるようにしている。

【0041】

第１円板部材３３ｂの直径寸法は、筒状部材３３ａの直径寸法よりも大きくされている。これにより、電磁クラッチ３０の軸方向に沿う第１円板部材３３ｂと底壁部３１ａとの間に、電磁石３２が配置されている。なお、筒状部材３３ａの一端側は、底壁部３１ａの中心部分から外部に露出されており、これにより小径連結部２２ｃ２に連結可能となっている。

【0042】

クラッチケース３１の内部には、さらに、出力側回転部材３４が回転自在に収容されている。出力側回転部材３４は、一端側が筒状部材３３ａの他端側に相対回転可能に装着され、他端側にアーム部材１１の長手方向一側が固定された円柱部材３４ａと、当該円柱部材３４ａの一端側寄りに、ワンウェイクラッチＯＣを介して固定された第２円板部材３４ｂとを備えている。ここで、円柱部材３４ａおよび第２円板部材３４ｂは何れも鋼材よりなり、ウォーム減速機構２２から伝達される高トルク化された回転力を、がたつくこと無く出力できるようにしている。なお、第２円板部材３４ｂは、本発明における鋼板を構成している。

【0043】

ここで、ワンウェイクラッチＯＣは、円柱部材３４ａに固定されるクラッチ内側部ＯＣ１と、第２円板部材３４ｂに固定されるクラッチ外周部ＯＣ２とを備えている。そして、アクセルペダルＡＰ（図１参照）が踏み込まれると、クラッチ内周部ＯＣ１およびクラッチ外周部ＯＣ２は一緒に回転される。これに対し、アクセルペダルＡＰが戻されると、クラッチ内周部ＯＣ１のみが回転されて、クラッチ外周部ＯＣ２は回転されない。

【0044】

なお、クラッチケース３１の開口部分（図３中上方側）は、クラッチケースカバー３５によって密閉されている。ここで、クラッチケースカバー３５は、本発明におけるカバー部材を構成している。

【0045】

クラッチケースカバー３５は、プラスチック等の樹脂材料により略円板状に形成され、その中心部分には、アーム部材１１の長手方向一側の一部を収容する収容部３５ａが設けられている。収容部３５ａは、電磁クラッチ３０の軸方向に突出された円筒壁３５ｂの内側に形成され、図１に示されるように、その一部には切欠部３５ｂ１が設けられている。この切欠部３５ｂ１を介して、アーム部材１１の長手方向一側の一部が収容部３５ａに収容されている。また、切欠部３５ｂ１は所定の大きさに切り欠かれており、これによりアーム部材１１の回動角度が略６０°に規制されている。

【0046】

収容部３５ａの内部には、リターンスプリング１２が収容されている。リターンスプリング１２は、図１および図３に示されるようにトーションスプリングとされ、その一端部１２ａは円筒壁３５ｂに固定され、他端部１２ｂはアーム部材１１に固定されている。これにより、リターンスプリング１２の付勢力により、アクセルペダルＡＰは、基準位置（図１に示される位置）に向けて押圧される。

【0047】

図１に示されるように、電磁クラッチ３０とＡＦＰコントローラ４０との間には、コネクタ部材３６を介して第２配線Ｌ２が設けられている。第２配線Ｌ２は、複数の電線を束ねて形成され、電磁クラッチ３０とＡＦＰコントローラ４０との間で、電磁クラッチ３０を駆動するための駆動電流ＣＡ（図４参照）や、電磁クラッチ３０の駆動状態を示すフィードバック信号ＦＢＣ（図４参照）を行き来させるようになっている。

【0048】

具体的には、電磁クラッチ３０への駆動電流ＣＡをゼロにすると、図５（ａ）に示されるように、電磁クラッチ３０は「オフ（解放）」とされ、電磁クラッチ３０を形成する入力側回転部材３３（図５（ａ）の濃色網掛部参照）と、電磁クラッチ３０を形成する出力側回転部材３４（図５（ａ）の淡色網掛部参照）とが、相対回転可能とされる。つまり、アクセルペダルＡＰおよびアーム部材１１は、軽い力で略抵抗無く回動自在とされる。

【0049】

これに対し、電磁クラッチ３０に所定の大きさの駆動電流ＣＡを供給すると、図５（ｂ）に示されるように、電磁クラッチ３０は「オン（締結）」とされ、コイル３２ａが通電されて電磁石３２が磁化される。すると、当該電磁石３２が発生する磁力により、出力側回転部材３４の第２円板部材３４ｂが吸引されて、矢印Ｍの方向に移動される。これにより、第２円板部材３４ｂが第１円板部材３３ｂに強く押し付けられて、両者間の摩擦力が増大される。よって、第２円板部材３４ｂは第１円板部材３３ｂに対して一体回転（共回り）するようになる（図５（ｂ）の濃色網掛部参照）。

【0050】

ここで、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０は、それぞれ別の組み立て工程で組み立てられて、その後、反力発生装置１０の組み立て時に互いに接続されて一体化される。具体的には、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０は、図２および図３に示されるように、３つの固定ねじＳ２により互いに強固に固定されている（図示ではそれぞれ１つのみ示す）。これらの３つの固定ねじＳ２は、ウォームホイール２２ｃ，入力側回転部材３３，出力側回転部材３４を中心に、その周囲に略等間隔（略１２０°間隔）で配置されている（詳細図示せず）。これにより、反力発生装置１０の作動時において、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０の歪みが確実に防止される。

【0051】

また、図１に示されるように、ブラケット部材５０は、電磁クラッチ３０の軸心を挟むようにして、２つの固定ボルトＢＬによりクラッチケース３１に強固に固定されている。ここで、ブラケット部材５０は、クラッチケース３１に対して、小さな固定ねじでは無く大きな固定ボルトＢＬで固定しているが、これは、ブラケット部材５０のクラッチケース３１に対する固定強度をより増加させるためである。なお、ブラケット部材５０は、アクセルペダルＡＰの近傍の車体フレーム（図示せず）等に強固に固定される。

【0052】

図１ないし図３に示されるように、ＡＦＰコントローラ４０は、本発明におけるコントローラを構成しており、制御基板（図示せず）を収容する筐体４１を備えている。筐体４１は、プラスチック等の樹脂材料からなり、ブラケット部材５０に取り付けられている。そして、ＡＦＰコントローラ４０の制御基板からは、減速機構付モータ２０に接続される第１配線Ｌ１と、電磁クラッチ３０に接続される第２配線Ｌ２と、車載コントローラＣＮ（図４参照）に接続される第３配線Ｌ３とが引き出されている。そして、第３配線Ｌ３の端部にはコネクタ部材４２が設けられ、当該コネクタ部材４２には、一端部が車載コントローラＣＮに接続されたＣＡＮ通信線（図示せず）の他端部が、ＣＡＮ通信コネクタ（図示せず）を介して接続されるようになっている。

【0053】

図４に示されるように、ＡＦＰコントローラ４０は、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０をそれぞれ制御するドライバ回路４３を備えている。ドライバ回路４３には、駆動電流算出部４３ａおよびＰＷＭ駆動回路４３ｂが設けられている。そして、ドライバ回路４３には、ＣＡＮ通信線を介して、車載コントローラＣＮから指令信号ＯＳＧが入力されるようになっている。ここで、反力発生装置１０の制御に用いられる指令信号ＯＳＧは、アクセル開度信号等に基づいて得られる。

【0054】

そして、駆動電流算出部４３ａは、入力された指令信号ＯＳＧに基づいて、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０を制御する駆動電流ＭＡ，ＣＡを算出する。次いで、駆動電流算出部４３ａで算出された駆動電流ＭＡ，ＣＡの情報に基づいて、ＰＷＭ駆動回路４３ｂにより、駆動電流ＭＡ，ＣＡを生成するのに最適なデューティ比がそれぞれ決定される。その後、ＰＷＭ駆動回路４３ｂで生成されて高周波が重畳された駆動電流ＭＡ，ＣＡが、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０に向けて出力される。

【0055】

これにより、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０がそれぞれ駆動制御されて、そのときに必要な所定の大きさの反力がアーム部材１１から出力される。よって、アクセルペダルＡＰに戻し方向への反力が伝達される。なお、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０からは、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０に流れるそのときの電流値が、それぞれフィードバック信号ＦＢＭ，ＦＢＣとして、ＡＦＰコントローラ４０に入力される。これにより、アクセルペダルＡＰに対する操作力（踏力）が変化しても、それに対応して駆動電流ＭＡ，ＣＡが調整されて、最適な大きさの反力を発生させることができる。

【0056】

具体的には、ＡＦＰコントローラ４０は、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０を、それぞれ図６に示されるように同期制御する。すなわち、反力発生装置１０が作動するようなアクセルペダルＡＰの踏み込み操作（急激な踏み込み操作）が行われると、ＡＦＰコントローラ４０は、電磁クラッチ３０の第１円板部材３３ｂと第２円板部材３４ｂとが滑り出す滑り出しトルクＴｑＣの方を、減速機構付モータ２０の駆動トルクＴｑＭよりも若干大きくするように、駆動電流ＭＡ，ＣＡをそれぞれ制御する（ＴｑＣ＞ＴｑＭ）。

【0057】

これにより、減速機構付モータ２０により発生される反力発生装置１０の反力を、アクセルペダルＡＰに効率良く必要最小限の駆動電流ＭＡの大きさで伝達させることができる（電力消費低減）。また、アクセルペダルＡＰを、そのときの減速機構付モータ２０の駆動トルクＴｑＭよりも大きい踏力となるよう踏み増す（強く操作する）ことで、電磁クラッチ３０を滑らせることができる。よって、運転者による意識的な強い力でのアクセルペダルＡＰの操作が可能となる。

【0058】

なお、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０を備えた反力発生装置１０においては、以下に示すような独特な制御も実行可能である。つまり、車両を自動運転モード（前車との距離を自動で一定に保持するモード等）で走行させる場合には、スロットル開度制御を車載コントローラＣＮが行うことになる。そのため、運転者によるアクセルペダルＡＰの操作が不要になる。つまり、ＡＦＰコントローラ４０は、車両が自動運転モードである場合には、運転者によるアクセルペダルＡＰの操作が不要であると判断する。

【0059】

したがって、ＡＦＰコントローラ４０は、このような自動運転モードであることに基づいて、図６に示されるように電磁クラッチ３０に比較的大きな駆動電流（ＣＡ）を供給するようにする。これにより、電磁クラッチ３０の滑り出しトルクが比較的大きな滑り出しトルク（ＴｑＣ）となり、アクセルペダルＡＰをフットレストとして使用可能となる。よって、運転者は両足を踏ん張ることができ、自動運転モード時にシートに安定して座ること等が可能となる。ここで、図６に示される電磁クラッチ３０への駆動電流（ＣＡ）は、本発明における所定値を構成している。

【0060】

ただし、自動運転モード時には、減速機構付モータ２０への駆動電流をゼロとして、減速機構付モータ２０が発生する駆動トルクをゼロとする。これにより、減速機構付モータ２０での無駄な電力消費を無くして、電磁クラッチ３０での電力消費のみにできる。なお、従前のように電磁クラッチを備えない反力発生装置によりアクセルペダルをフットレスト化しようとすると、モータでの電力消費が大きくなってしまう。この場合のモータでの電力消費は、電磁クラッチ３０のみの電力消費よりも多くなり、この点においても、本実施の形態に係る上述の反力発生装置１０は有利となる。

【0061】

以上詳述したように、本実施の形態に係る反力発生装置１０によれば、回転軸２１ｂの回転をウォーム減速機構２２で減速させ、ウォーム減速機構２２とアーム部材１１との間に、ウォーム減速機構２２とアーム部材１１との間の動力の伝達具合を調整する電磁クラッチ３０が設けられるので、小型でありながらスパー減速機よりも大きな減速比を得て、十分な反力を発生させることができる。また、強い力でアクセルペダルＡＰを操作した場合には、電磁クラッチ３０を滑らせてアクセルペダルＡＰの操作を許容することができる。さらに、反力発生装置１０の無通電時には、電磁クラッチ３０を解放することができるので、ウォーム減速機構２２を介さずに軽い力で容易にアクセルペダルＡＰを操作することができる。

【0062】

また、本実施の形態に係る反力発生装置１０によれば、電磁クラッチ３０は、アーム部材１１の長手方向一側を収容する収容部３５ａを備えたクラッチケースカバー３５を有し、収容部３５ａに、アーム部材１１の長手方向他側を基準位置に復帰させるリターンスプリング１２が収容されている。

【0063】

これにより、電磁クラッチ３０に予めアーム部材１１を組み付けた状態（サブアッシー化された状態）にできる。したがって、アーム部材１１が組み付けられた電磁クラッチ３０と、別の組み立て工程で組み立てられた減速機構付モータ２０とを互いに一体化するだけで、容易に反力発生装置１０を組み立てることができる。

【0064】

さらに、本実施の形態に係る反力発生装置１０によれば、ウォーム減速機構２２は、回転軸２１ｂにより回転されるウォーム２２ｂおよび当該ウォーム２２ｂに噛み合わされるウォームホイール２２ｃを収容するギヤケースカバー２２ｄを備え、電磁クラッチ３０は、通電により磁力を発生する電磁石３２および当該電磁石３２に吸引される第２円板部材３４ｂを収容するクラッチケースカバー３５を備え、ギヤケースカバー２２ｄとクラッチケースカバー３５とが互いに接続されている。

【0065】

これにより、ウォーム２２ｂおよびウォームホイール２２ｃに塗布されたグリス（図示せず）が、第２円板部材３４ｂに飛散することを確実に防止することができる。したがって、電磁クラッチ３０の滑り出しトルクＴｑＣを、製品毎にばらつくこと無く容易に管理することが可能となり、図６に示される「電流−トルク特性」を安定して得ることができる。

【0066】

また、本実施の形態に係る反力発生装置１０によれば、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０をそれぞれ制御するＡＦＰコントローラ４０が設けられ、ＡＦＰコントローラ４０は、減速機構付モータ２０および電磁クラッチ３０への駆動電流ＭＡ，ＭＣをそれぞれ調整して、減速機構付モータ２０の駆動トルクＴｑＭよりも電磁クラッチ３０の滑り出しトルクＴｑＣの方を大きくする制御を行う。

【0067】

これにより、減速機構付モータ２０により発生される反力発生装置１０の反力を、アクセルペダルＡＰに効率良く必要最小限の駆動電流ＭＡの大きさで伝達させることができる（電力消費低減）。また、アクセルペダルＡＰを、そのときの減速機構付モータ２０の駆動トルクＴｑＭよりも大きい踏力となるよう踏み増す（強く操作する）ことで、電磁クラッチ３０を滑らせることができる。よって、運転者による意識的な強い力でのアクセルペダルＡＰの操作が可能となる。

【0068】

さらに、本実施の形態に係る反力発生装置１０によれば、ＡＦＰコントローラ４０は、運転者によるアクセルペダルＡＰの操作が不要と判断されたとき（自動運転モード時）に、減速機構付モータ２０への駆動電流ＭＡをゼロにし、かつ電磁クラッチ３０への駆動電流ＣＡを所定値で固定（図６における駆動電流（ＣＡ）で固定）する制御を行う。

【0069】

これにより、アクセルペダルＡＰをフットレストとして使用することができる。このとき、減速機構付モータ２０での無駄な電力消費を無くして、電磁クラッチ３０での電力消費のみにできる。

【0070】

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上記実施の形態に限定されない。

【符号の説明】

【0071】

１０ 反力発生装置
１１ アーム部材（出力部材）
１２ リターンスプリング
１２ａ 一端部
１２ｂ 他端部
２０ 減速機構付モータ（電動モータ）
２１ ブラシ付モータ
２１ａ モータケース
２１ｂ 回転軸
２２ ウォーム減速機構
２２ａ ギヤケース（第１ハウジング）
２２ａ１ 支持軸
２２ｂ ウォーム
２２ｃ ウォームホイール
２２ｃ１ 大径歯部
２２ｃ２ 小径連結部
２２ｄ ギヤケースカバー
２２ｅ コネクタ接続部
３０ 電磁クラッチ
３１ クラッチケース（第２ハウジング）
３１ａ 底壁部
３２ 電磁石
３２ａ コイル
３２ｂ 固定ピン
３３ 入力側回転部材
３３ａ 筒状部材
３３ｂ 第１円板部材
３４ 出力側回転部材
３４ａ 円柱部材
３４ｂ 第２円板部材（鋼板）
３５ クラッチケースカバー（カバー部材）
３５ａ 収容部
３５ｂ 円筒壁
３５ｂ１ 切欠部
３６ コネクタ部材
４０ ＡＦＰコントローラ（コントローラ）
４１ 筐体
４２ コネクタ部材
４３ ドライバ回路
４３ａ 駆動電流算出部
４３ｂ ＰＷＭ駆動回路
５０ ブラケット部材
ＡＰ アクセルペダル（操作部材）
ＢＬ 固定ボルト
ＣＮ 車載コントローラ
ＦＢＡＦＰ，ＦＢＣ，ＦＢＭ フィードバック信号
Ｌ１ 第１配線
Ｌ２ 第２配線
Ｌ３ 第３配線
ＭＡ，ＣＡ 駆動電流
ＯＣ ワンウェイクラッチ
ＯＣ１ クラッチ内周部
ＯＣ２ クラッチ外周部
ＯＳＧ 指令信号
Ｓ１，Ｓ２ 固定ねじ
ＴｑＣ 滑り出しトルク
ＴｑＭ 駆動トルク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】