特許 7529485 踏力発生装置

(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】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】踏力発生装置

(51)【国際特許分類】

   G05G 5/03 20080401AFI20240730BHJP

   B60K 26/02 20060101ALI20240730BHJP

   B60K 23/02 20060101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

G05G5/03 A

B60K26/02

B60K23/02 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020148140

(22)【出願日】2020-09-03

(65)【公開番号】P2022042654

(43)【公開日】2022-03-15

【審査請求日】2023-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000005463

【氏名又は名称】日野自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100130052

【弁理士】

【氏名又は名称】大阪 弘一

(72)【発明者】

【氏名】宇都宮 健太

【審査官】山本 健晴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－００６７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３９９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８３８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６９６３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｇ ５／０３

Ｂ６０Ｋ ２６／０２

Ｂ６０Ｋ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に延びる内部空間を有するシリンダと、
前記内部空間に摺動可能に収容されて、前記軸線方向において前記内部空間を第一空間と第二空間とに仕切るピストンと、
前記ピストンに接続されて、前記ピストンの前記第二空間側において前記シリンダから突出し、ペダルと連結されるロッドと、
前記第一空間に収容された第一スプリングと、
前記第二空間に収容された第二スプリングと、を備え、
前記第一スプリングは、前記軸線方向に圧縮された状態で前記第一空間に収容されており、
前記第二スプリングは、前記軸線方向に圧縮された状態で前記第二空間に収容されており、
前記第二スプリングの自然長と前記第二スプリングの最大圧縮長との差は、前記ピストンの最大ストローク長よりも短く、
前記第一スプリングの自然長と前記第二スプリングの自然長と前記ピストンの長さとの和は、前記シリンダの長さよりも長く、
前記第二スプリングの自然長と前記第二スプリングの最大圧縮長との差は、前記ピストンの最大ストローク長よりも短く、
第二スプリングが自然長になった後は第二スプリングの反力が作用しなくなり、
前記ピストンは、前記軸線方向における圧縮荷重が大きくなるほど前記シリンダへの押圧力が大きくなる摩擦可変機構を有する、
踏力発生装置。

【請求項2】

前記摩擦可変機構は、前記軸線方向に対して傾斜する第一傾斜面を有する第一分割体と、前記第一傾斜面に当接される当接面を有する第二分割体と、を有する、
請求項１に記載の踏力発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、踏力を発生させるための踏力発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

トラック等の車両においては、踏込量を検出可能なペダル装置を備えたものがある。このようなペダル装置としては、例えば、ドライブバイワイヤ、ブレーキバイワイヤ、クラッチバイワイヤ等がある（例えば、特許文献１参照）。ドライブバイワイヤは、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量をセンサで検出し、このセンサの検出結果に基づいてスロットル制御を行うものである。ブレーキバイワイヤは、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み量をセンサで検出し、このセンサの検出結果に基づいてブレーキ制御を行うものである。クラッチバイワイヤは、例えば、ＡＭＴ（Automatic Manual Transmission）等を搭載した車両において、微速走行を容易に行えるようにするために運転者によるクラッチ操作を可能とするものである。つまり、クラッチバイワイヤは、クラッチペダルの踏み込み量をセンサで検出し、このセンサの検出結果に基づいてＡＭＴのクラッチ制御を行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２２２０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなペダル装置においては、運転者の違和感を低減させるために、踏力を発生する踏力発生装置が設けられたものがある。踏力発生装置は、ペダルにスプリングを取り付けることで、ペダルの踏込ストロークに対する反力を付加するものである。

【0005】

しかしながら、クラッチバイワイヤにおいては、単に踏力を発生させただけでは、クラッチの切れ点又は繋ぎ点が分からないという問題がある。また、クラッチバイワイヤに限らず、ドライブバイワイヤ及びブレーキバイワイヤ等の様々なペダル装置においても、踏力に段差を生じさせることができれば、様々な機能を持たせることができるとともに、調整の幅を広げることができる。

【0006】

そこで、本発明は、踏力に段差を生じさせることができる踏力発生装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る踏力発生装置は、軸線方向に延びる内部空間を有するシリンダと、内部空間に摺動可能に収容されて、軸線方向において内部空間を第一空間と第二空間とに仕切るピストンと、ピストンに接続されて、ピストンの第二空間側においてシリンダから突出し、ペダルと連結されるロッドと、第一空間に収容された第一スプリングと、第二空間に収容された第二スプリングと、を備える。

【0008】

この踏力発生装置では、シリンダの内部空間に摺動可能に収容されたピストンが、軸線方向において内部空間を第一空間と第二空間とに仕切り、第一空間及び第二空間のそれぞれに第一スプリング及び第二スプリングが収容されている。このため、ロッドに連結されたペダルを踏むことで、ピストンにより第一スプリング及び第二スプリングを伸縮させることができる。このとき、第一スプリングの自然長及び第二スプリングの自然長を調整することで、第一スプリング及び第二スプリングの双方が伸縮するストローク区間と、第二スプリングが伸縮しないストローク区間と、を形成することができる。これにより、踏力に段差を生じさせることができる。

【0009】

第一スプリングは、軸線方向に圧縮された状態で第一空間に収容されており、第二スプリングは、軸線方向に圧縮された状態で第二空間に収容されており、第二スプリングの自然長と第二スプリングの最大圧縮長との差は、ピストンの最大ストローク長よりも短くてもよい。この踏力発生装置では、第一スプリング及び第二スプリングが軸線方向に圧縮された状態で第一空間及び第二空間に収容されており、第二スプリングの自然長と第二スプリングの最大圧縮長との差がピストンの最大ストローク長よりも短いため、シリンダに対するピストンのストロークの途中で、第二スプリングが自然長になる。このため、ペダルを踏み込んでロッドをピストンに押し込むと、始めは第一スプリング及び第二スプリングの反力が作用するが、第二スプリングが自然長になった後は第二スプリングの反力が作用しなくなる。ペダルを戻してロッドをピストンから引き出すときも同様である。これにより、踏力に段差を生じさせることができる。

【0010】

第一スプリングの自然長と第二スプリングの自然長とピストンの長さとの和は、シリンダの長さよりも長く、第二スプリングの自然長と第二スプリングの最大圧縮長との差は、ピストンの最大ストローク長よりも短くてもよい。この踏力発生装置では、第一スプリングの自然長と第二スプリングの自然長とピストンの長さとの和がシリンダの長さよりも長いため、第一空間及び第二空間のそれぞれに第一スプリング及び第二スプリングが圧縮された状態で収容される。そして、第二スプリングの自然長と第二スプリングの最大圧縮長との差がピストンの最大ストローク長よりも短いため、シリンダに対するピストンのストロークの途中で、第二スプリングが自然長になる。このため、ペダルを踏み込んでロッドをピストンに押し込むと、始めは第一スプリング及び第二スプリングの反力が作用するが、第二スプリングが自然長になった後は第二スプリングの反力が作用しなくなる。ペダルを戻してロッドをピストンから引き出すときも同様である。これにより、踏力に段差を生じさせることができる。

【0011】

ピストンは、軸線方向における圧縮荷重が大きくなるほどシリンダへの押圧力が大きくなる摩擦可変機構を有してもよい。この踏力発生装置では、ペダルを踏み込んでロッドをシリンダに押し込むと、ピストンが受ける軸線方向における圧縮荷重が大きくなるため、ピストンのシリンダへの押圧力が大きくなる。その結果、ピストンとシリンダとの間の摩擦力が大きくなって、踏力が大きくなる。一方、ペダルを戻してロッドをシリンダから引き出すと、ピストンが受ける軸線方向における圧縮荷重が小さくなるため、ピストンのシリンダへの押圧力が弱くなる。その結果、ピストンとシリンダとの間の摩擦力が小さくなって、踏力が小さくなる。これにより、ペダルを踏み込むときとペダルを戻すときとで踏力が異なるヒステリシス特性を得ることができる。

【0012】

摩擦可変機構は、軸線方向に対して傾斜する第一傾斜面を有する第一分割体と、第一傾斜面に当接される当接面を有する第二分割体と、を有してもよい。この踏力発生装置では、摩擦可変機構が、軸線方向に対して傾斜する第一傾斜面を有する第一分割体と第一傾斜面に当接される当接面を有する第二分割体とを有するため、ピストンが軸線方向における圧縮荷重を受けると、第一傾斜面に沿って第一分割体と第二分割体とが軸線方向と直交する方向における逆方向に移動してシリンダに押し付けられる。このため、ペダルを踏み込むことによりピストンが受ける軸線方向における圧縮荷重が大きくなると、第一分割体及び第二分割体のシリンダへの押圧力と、第一分割体の第二分割体への押圧力及び第二分割体の第一分割体への押圧力と、が大きくなる。一方、ペダルを戻すことによりピストンが受ける軸線方向における圧縮荷重が小さくなると、第一分割体及び第二分割体のシリンダへの押圧力と、第一分割体の第二分割体への押圧力及び第二分割体の第一分割体への押圧力と、が小さくなる。これにより、簡易な構成で、ペダルを踏み込むときとペダルを戻すときとで踏力が異なるヒステリシス特性を得ることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、踏力に段差を生じさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る踏力発生装置を示す縦断面図である。

【図2】図１に示す踏力発生装置の一部を示す縦断面図である。

【図3】図１に示す踏力発生装置の一部を示す縦断面図である。

【図4】クラッチペダルを踏み込んだ状態を示す、図３に対応する縦断面図である。

【図5】ピストンを示す図である。

【図6】クラッチペダルを踏み込んでいるときのピストンの状態を示す図である。

【図7】クラッチペダルを戻しているときのピストンの状態を示す図である。

【図8】ストロークと踏力との関係を示したグラフである。

【図9】ストロークと踏力との関係を示したグラフである。

【図10】ストロークと踏力との関係を示したグラフである。

【図11】比較例の踏力発生装置を示す縦断面図である。

【図12】図１１に示す踏力発生装置の一部を示す縦断面図である。

【図13】比較例のストロークと踏力との関係を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る踏力発生装置を、ＡＭＴを搭載した車両のクラッチバイバイワイヤにおいて、クラッチペダルに踏力を発生させるダミークラッチマスターシリンダに適用したものである。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0016】

図１は、実施形態に係る踏力発生装置を示す縦断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る踏力発生装置１は、クラッチペダル２と、シリンダ３と、ピストン４と、ロッド５と、第一スプリング６と、第二スプリング７と、リターンスプリング８と、を備える。

【0017】

クラッチペダル２は、車両の運転者がクラッチ操作を行うために足で踏み込むペダルである。クラッチペダル２は、車両（不図示）に固定されたステー９に対して揺動可能に連結されている。なお、クラッチペダル２の周囲には、クラッチペダル２の踏込量を検出可能なセンサ（不図示）が設けられており、車両の電子制御ユニット（不図示）は、当該センサで検出した踏込量に基づいてクラッチ制御を行う。クラッチペダル２の踏込量は、例えば、クラッチペダル２の移動量に基づいて検出してもよく、ロッド５のストローク量に基づいて検出してもよい。

【0018】

図２及び図３は、図１に示す踏力発生装置の一部を示す縦断面図である。具体的には、図２は、踏力発生装置１の一部として、シリンダ３、ピストン４、及びロッド５を示しており、図３は、踏力発生装置１の一部として、シリンダ３、ピストン４、ロッド５、第一スプリング６、及び第二スプリング７を示している。図４は、クラッチペダルを踏み込んだ状態を示す、図３に対応する縦断面図である。

【0019】

図１～図４に示すように、シリンダ３は、ステー９に固定されている。シリンダ３の内側には、軸線方向Ｄ１に延びる内部空間１１が形成されている。つまり、シリンダ３は、軸線方向Ｄ１に延びる円筒状に形成されており、シリンダ３の内周面３Ａが、内部空間１１を形成している。

【0020】

ピストン４は、シリンダ３の内部空間１１に摺動可能に収容されて、軸線方向Ｄ１において内部空間１１を第一空間１１Ａと第二空間１１Ｂとに仕切る。なお、ピストン４は、第一空間１１Ａと第二空間１１Ｂとの間に配置されていればよく、第一空間１１Ａと第二空間１１Ｂとの間を気密にする必要はない。

【0021】

ロッド５は、ピストン４に接続されて、ピストン４の第二空間１１Ｂ側においてシリンダ３から突出ている。また、ロッド５は、クラッチペダル２と連結されている。このため、クラッチペダル２を踏み込むことで、ロッド５を介してピストン４をシリンダ３に対して軸線方向Ｄ１に摺動することが可能となっている。つまり、クラッチペダル２を踏んだり戻したりすることで、シリンダ３に対してクラッチペダル２、ロッド５及びピストン４をストロークすることができる。なお、ロッド５とクラッチペダル２とは、直接的に連結されていてもよく、他部材を介して間接的に連結されていてもよい。

【0022】

第一スプリング６は、第一空間１１Ａに収容されており、第二スプリング７は、第二空間１１Ｂに収容されている。具体的に説明すると、クラッチペダル２が踏み込まれていない状態を初期状態とした場合、初期状態において、第一スプリング６は、軸線方向Ｄ１に圧縮された状態で第一空間１１Ａに収容されているとともに、第二スプリング７は、軸線方向Ｄ１に圧縮された状態で第二空間１１Ｂに収容されている。

【0023】

ここで、第一スプリング６及び第二スプリング７が伸縮されていない自然状態における長さ（自由高さ）を、第一スプリング６及び第二スプリング７の自然長という。また、内部空間１１に第一スプリング６及び第二スプリング７が収容されている状態において、ピストン４が軸線方向Ｄ１に摺動可能な最大長さを、ピストン４の最大ストローク長という。また、第二スプリング７を完全に圧縮した状態の長さを、第二スプリング７の最大圧縮長という。また、軸線方向Ｄ１におけるピストン４の最小長さを、ピストン４の長さという。後述するように、ピストン４は、第一分割体２０と第二分割体３０とに分割されており、第一分割体２０と第二分割体３０との位置関係が変わることで軸線方向Ｄ１におけるピストン４の長さが変わる。このため、第一分割体２０と第二分割体３０との位置関係が変わることで軸線方向Ｄ１においてピストン４が最も短くなった状態の長さを、軸線方向Ｄ１におけるピストン４の最小長さ、つまり、ピストン４の長さという。また、軸線方向Ｄ１におけるシリンダ３の内部空間１１の長さを、シリンダ３の長さという。

【0024】

この場合、第一スプリング６の自然長と第二スプリング７の自然長とピストン４の長さとの和は、シリンダ３の長さよりも長くなっている。このため、クラッチペダル２が踏み込まれていない状態において、ピストン４は、第一スプリング６及び第二スプリング７の双方から軸線方向Ｄ１における圧縮荷重を受けている。

【0025】

第二スプリング７の自然長と第二スプリング７の最大圧縮長との差は、ピストン４の最大ストローク長よりも短くなっている。このため、シリンダ３に対するクラッチペダル２、ロッド５及びピストン４のストロークの途中で、第二スプリング７が自然長になるように構成されている。つまり、ピストン４が第一空間１１Ａ側の先端に到達する前に、第二スプリング７が自然長まで伸ばされて、第二スプリング７の反力が無くなるように構成されている。第二スプリング７が自然長となるストローク位置を踏力変化点Ｓといい、踏力変化点Ｓは、クラッチ（不図示）の繋ぎ点及び切れ点と一致するように設定されている。

【0026】

図８は、ストロークと踏力との関係を示したグラフである。図８では、横軸に、ピストン４、ロッド５、又はクラッチペダル２のストロークを示しており、縦軸に、クラッチペダル２を踏む踏力を示している。また、Ｆ１は、第一スプリング６の反力に対応する踏力を示しており、Ｆ２は、第二スプリング７の反力に対応する踏力を示しており、Ｆ３は、第一スプリング６及び第二スプリング７を合わせた反力に対応する踏力を示している。

【0027】

図１～図４及び図８に示すように、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をシリンダ３に押し込んでいくと、始めは第一スプリング６及び第二スプリング７の双方の反力が作用する。そして、踏力変化点Ｓを超えて第二スプリング７が自然長になった後は、第一スプリング６の反力は作用するが第二スプリング７の反力は作用しなくなる。反対に、クラッチペダル２を戻してロッド５をピストン４から引き出していくと、始めは、第二スプリング７の反力が作用せずに第一スプリング６の反力が作用するが、踏力変化点Ｓを超えて第二スプリング７が圧縮され始めた後は、第一スプリング６及び第二スプリング７の双方の反力が作用する。つまり、踏力変化点Ｓよりも初期状態からのストローク長が短い第一ストローク区間Ｓ１は、第一スプリング６及び第二スプリング７の双方が伸縮するストローク区間となり、踏力変化点Ｓよりも初期状態からのストローク長が長い第二ストローク区間Ｓ２は、第二スプリング７が伸縮せずに第一スプリング６が伸縮するストローク区間となる。

【0028】

図１～図４に示すように、リターンスプリング８は、シリンダ３に押し込まれたロッド５をシリンダ３から引き戻す。リターンスプリング８は、ステー９に形成された第一掛止部９Ａとロッド５に形成された第二掛止部５Ａとの間に圧縮された状態で配置されている。

【0029】

図９は、ストロークと踏力との関係を示したグラフである。図９では、横軸に、ピストン４、ロッド５、又はクラッチペダル２のストロークを示しており、縦軸に、クラッチペダル２を踏む踏力を示している。また、Ｆ１は、第一スプリング６の反力に対応する踏力を示しており、Ｆ２は、第二スプリング７の反力に対応する踏力を示しており、Ｆ４は、リターンスプリング８の反力に対応する踏力を示しており、Ｆ５は、第一スプリング６、第二スプリング７及びリターンスプリング８を合わせた反力に対応する踏力を示している。

【0030】

図１～図４及び図９に示すように、リターンスプリング８は、第一ストローク区間Ｓ１及び第二ストローク区間Ｓ２の何れの区間においても伸縮する。このため、リターンスプリング８を加味して考えると、第一ストローク区間Ｓ１では、第一スプリング６、第二スプリング７及びリターンスプリング８が伸縮して、第一スプリング６、第二スプリング７及びリターンスプリング８を合わせた反力が発生する。一方、第二ストローク区間Ｓ２では、第二スプリング７が伸縮せずに第一スプリング６及びリターンスプリング８が伸縮して、第一スプリング６及びリターンスプリング８を合わせた反力が発生する。

【0031】

図５は、ピストンを示す図であり、図６は、クラッチペダルを踏み込んでいるときのピストンの状態を示す図であり、図７は、クラッチペダルを戻しているときのピストンの状態を示す図である。図１～図７に示すように、ピストン４は、第一分割体２０と、第二分割体３０と、に分割されている。第一分割体２０及び第二分割体３０は、軸線方向Ｄ１における圧縮荷重が大きくなるほどシリンダ３の内周面３Ａへの押圧力が大きくなる摩擦可変機構として機能する。第一分割体２０は、第二分割体３０の第一空間１１Ａ側に配置されて、第一スプリング６に当接可能となっている。第二分割体３０は、第一分割体２０の第二空間１１Ｂ側に配置されて、第二スプリング７に当接可能となっている。

【0032】

第一分割体２０は、第二分割体３０とは反対側の面において、第一スプリング６に当接される。第一分割体２０は、第二分割体３０側の面として、第一傾斜面２１と、第一山側平坦面２２と、第一谷側平坦面２３と、を有する。第一傾斜面２１は、軸線方向Ｄ１に対して傾斜する面である。第一山側平坦面２２は、第一傾斜面２１の第二分割体３０側の端縁から軸線方向Ｄ１と直交する方向に延びる面である。第二谷側平坦面３３は、第一傾斜面２１の第二分割体３０とは反対側の端縁から軸線方向Ｄ１と直交する方向に延びる面である。

【0033】

第二分割体３０は、第一分割体２０とは反対側の面において、第二スプリング７に当接される。第二分割体３０は、第一分割体２０側の面として、第二傾斜面３１と、第二山側平坦面３２と、第二谷側平坦面３３と、を有する。第二傾斜面３１は、軸線方向Ｄ１に対して傾斜する面であって、第一傾斜面２１が当接される当接面である。第二山側平坦面３２は、第二傾斜面３１の第一分割体２０側の端縁から軸線方向Ｄ１と直交する方向に延びて、第一谷側平坦面２３と対向する面である。第二谷側平坦面３３は、第二傾斜面３１の第一分割体２０とは反対側の端縁から軸線方向Ｄ１と直交する方向に延びて、第一山側平坦面２２と対向する面である。

【0034】

第一分割体２０及び第二分割体３０は、軸線方向Ｄ１と直交する面において内部空間１１よりも小さく形成されている。そして、第一分割体２０及び第二分割体３０は、軸線方向Ｄ１の圧縮荷重を受けることにより、第一傾斜面２１及び第二傾斜面３１に沿って摺動し、これにより、第一山側平坦面２２と第二谷側平坦面３３とが近接し、第一谷側平坦面２３と第二山側平坦面３２とが近接し、第一分割体２０と第二分割体３０とが軸線方向Ｄ１と直交する方向における逆方向に移動するように構成されている。軸線方向Ｄ１に対する第一傾斜面２１及び第二傾斜面３１の傾斜角度θは、例えば、０°より大きく９０°未満（０°＜θ＜９０°）であり、０°より大きく４５°以下（０°＜θ≦４５°）が好ましく、０°より大きく２０°以下（０°＜θ≦２０°）がより好ましい。

【0035】

図６は、クラッチペダルを踏み込んでいるときのピストンの状態を示す図である。図６に示すように、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をシリンダ３に押し込んでいく際は、第一分割体２０及び第二分割体３０は、クラッチペダル２を踏み込む踏力により軸線方向Ｄ１の圧縮荷重が大きくなる。その結果、第一分割体２０及び第二分割体３０は、軸線方向Ｄ１と直交する方向における逆方向への移動量が大きくなって、シリンダ３の内周面３Ａへの押圧力が大きくなる。つまり、第一分割体２０及び第二分割体３０とシリンダ３の内周面３Ａとの摩擦力が大きくなる。

【0036】

図７は、クラッチペダルを戻しているときのピストンの状態を示す図である。図７に示すように、クラッチペダル２を戻してロッド５をシリンダ３から引き出していく際は、第一分割体２０及び第二分割体３０は、クラッチペダル２を踏み込む踏力が無くなることで軸線方向Ｄ１の圧縮荷重が小さくなる。その結果、第一分割体２０及び第二分割体３０は、軸線方向Ｄ１と直交する方向における逆方向への移動量が小さくなって、シリンダ３の内周面３Ａへの押圧力が小さくなる。つまり、第一分割体２０及び第二分割体３０とシリンダ３の内周面３Ａとの摩擦力が小さくなる。

【0037】

図１０は、ストロークと踏力との関係を示したグラフである。図１０では、横軸に、ピストン４、ロッド５、又はクラッチペダル２のストロークを示しており、縦軸に、クラッチペダル２を踏む踏力を示している。また、Ｆ５は、第一スプリング６、第二スプリング７及びリターンスプリング８を合わせた反力に対応する踏力を示しており、Ｆ６は、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をシリンダ３に押し込んでいくときの、ピストン４とシリンダ３との間の摩擦力に対応する踏力を示しており、Ｆ７は、クラッチペダル２を戻してロッド５をピストン４から引き出していくときの、ピストン４とシリンダ３との間の摩擦力に対応する踏力を示しており、Ｆ８は、クラッチペダル２を踏む踏力を示している。なお、図１０に示すＦ５は、図９に示すＦ５と同じである。

【0038】

図１～図７及び図１０に示すように、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をシリンダ３に押し込んでいく際は、第一分割体２０及び第二分割体３０とシリンダ３の内周面３Ａとの摩擦力及び第一分割体２０と第二分割体３０との摩擦力が大きくなり、クラッチペダル２を戻してロッド５をピストン４から引き出していく際は、第一分割体２０及び第二分割体３０とシリンダ３の内周面３Ａとの摩擦力及び第一分割体２０と第二分割体３０との摩擦力が小さくなる。このため、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をシリンダ３に押し込んでいくときの、ピストン４とシリンダ３との間の摩擦力に対応する踏力Ｆ６は、クラッチペダル２を戻してロッド５をピストン４から引き出していくときの、ピストン４とシリンダ３との間の摩擦力に対応する踏力Ｆ７よりも大きくなる。つまり、クラッチペダル２を踏む踏力に、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をシリンダ３に押し込んでいくときに大きくなり、クラッチペダル２を戻してロッド５をピストン４から引き出していくとき小さくなる、ヒステリシス特性が発生する。

【0039】

ここで、図１１及び図１２を参照して、比較例の踏力発生装置について説明する。図１１は、比較例の踏力発生装置を示す縦断面図であり、図１２は、図１１に示す踏力発生装置の一部を示す縦断面図である。

【0040】

図１１及び図１２に示すように、比較例の踏力発生装置１０１は、車両（不図示）に固定されたステー１０９に対して揺動可能に連結されクラッチペダル１０２と、ステー１０９に固定されシリンダ１０３と、シリンダ１０３の内部空間に摺動可能に収容されて、単一の部材で構成されたピストン１０４と、ピストン１０４に接続されてクラッチペダル１０２と連結されたロッド１０５と、シリンダ１０３の内部空間に収容されたスプリング１０６と、ステー１０９とロッド１０５とに掛止されてシリンダ１０３に押し込まれたロッド１０５をシリンダ１０３から引き戻すリターンスプリング１０８と、を備える。つまり、比較例の踏力発生装置１０１は、シリンダ１０３の内部空間に一つのスプリング１０６のみが収容されている点と、ピストン１０が単一の部材で構成されている点とで、本実施形態に係る踏力発生装置１と相違する。

【0041】

図１３は、比較例のストロークと踏力との関係を示したグラフである。図１３では、横軸に、ピストン１０４、ロッド１０５、又はクラッチペダル１０２のストロークを示しており、縦軸に、クラッチペダル１０２を踏む踏力を示している。図１３に示すように、比較例の踏力発生装置１０１では、シリンダ１０３の内部空間に一つのスプリング１０６しか収容されていないため、踏力に段差が生じない。また、ピストン１０４が単一の部材で構成されているため、クラッチペダル１０２を踏み込んでロッド１０５をシリンダ１０３に押し込んでいくときと、クラッチペダル１０２を戻してロッド１０５をピストン１０４から引き出していくときとで、クラッチペダル１０２を踏む踏力が異なるヒステリシス特性は発生しない。

【0042】

これに対し、本実施形態に係る踏力発生装置１では、シリンダ３の内部空間１１に摺動可能に収容されたピストン４が、軸線方向Ｄ１において内部空間１１を第一空間１１Ａと第二空間１１Ｂとに仕切り、第一空間１１Ａ及び第二空間１１Ｂのそれぞれに第一スプリング６及び第二スプリング７が収容されている。このため、ロッド５に連結されたクラッチペダル２を踏むことで、ピストン４により第一スプリング６及び第二スプリング７を伸縮させることができる。このとき、第一スプリング６及び第二スプリング７の自然長を調整することで、第一スプリング６及び第二スプリング７の双方が伸縮する第一ストローク区間Ｓ１と、第二スプリング７が伸縮しない第二ストローク区間Ｓ２と、を形成することができる。これにより、踏力に段差を生じさせることができる。なお、踏力に段差がないとは、ピストン１０４、ロッド１０５、又はクラッチペダル１０２のストロークに対する踏力の変化が線形であることをいい、踏力に段差があるとは、例えば図８～図１０に示すように、ピストン４、ロッド５、又はクラッチペダル２のストロークに対する踏力の変化が非線形であることをいう。

【0043】

また、この踏力発生装置１では、第一スプリング６の自然長と第二スプリング７の自然長とピストン４の長さとの和がシリンダ３の長さよりも長いため、第一スプリング６及び第二スプリング７が軸線方向に圧縮された状態で第一空間１１Ａ及び第二空間１１Ｂに収容された状態となる。そして、第二スプリング７の自然長と第二スプリング７の最大圧縮状態での長さとの差がピストン４の最大ストローク長よりも短いため、シリンダ３に対するピストン４のストロークの途中で、第二スプリング７が自然長になる。このため、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をピストン４に押し込むと、始めは第一スプリング６及び第二スプリング７の反力が作用するが、第二スプリング７が自然長になった後は第二スプリング７の反力が作用しなくなる。クラッチペダル２を戻してロッド５をピストン４から引き出すときも同様である。これにより、踏力に段差を生じさせることができるため、クラッチの繋ぎ点及び切れ点に踏力変化点Ｓが設定されていることで、クラッチの繋ぎ点及び切れ点が分かり易くすることができる。

【0044】

また、この踏力発生装置１では、クラッチペダル２を踏み込んでロッド５をシリンダ３に押し込むと、ピストン４が受ける軸線方向Ｄ１における圧縮荷重が大きくなるため、ピストン４のシリンダ３の内周面３Ａへの押圧力と、ピストン４における第一分割体２０の第二分割体３０への押圧力及び第二分割体３０の第一分割体２０への押圧力と、が大きくなる。その結果、ピストン４とシリンダ３との間の摩擦力及びピストン４の第一分割体２０と第二分割体３０との間の摩擦力が大きくなって、踏力が大きくなる。一方、クラッチペダル２を戻してロッド５をシリンダ３から引き出すと、ピストン４が受ける軸線方向Ｄ１における圧縮荷重が小さくなるため、ピストン４のシリンダ３の内周面３Ａへの押圧力が弱くなる。その結果、ピストン４とシリンダ３との間の摩擦力が小さくなって、踏力が小さくなる。これにより、クラッチペダル２を踏み込むときとクラッチペダル２を戻すときとで踏力が異なるヒステリシス特性を得ることができる。

【0045】

また、この踏力発生装置１では、摩擦可変機構が、軸線方向Ｄ１に対して傾斜する第一傾斜面２１を有する第一分割体２０と第一傾斜面２１に当接される第二傾斜面３１を有する第二分割体３０とを有するため、ピストン４が軸線方向Ｄ１における圧縮荷重を受けると、第一傾斜面２１に沿って第一分割体２０と第二分割体３０とが軸線方向Ｄ１と直交する方向における逆方向に移動してシリンダ３の内周面３Ａに押し付けられる。このため、クラッチペダル２を踏み込むことによりピストン４が受ける軸線方向Ｄ１における圧縮荷重が大きくなると、第一分割体２０及び第二分割体３０のシリンダ３の内周面３Ａへの押圧力と、ピストン４における第一分割体２０の第二分割体３０への押圧力及び第二分割体３０の第一分割体２０への押圧力と、が大きくなる。一方、クラッチペダル２を戻すことによりピストン４が受ける軸線方向Ｄ１における圧縮荷重が小さくなると、第一分割体２０及び第二分割体３０のシリンダ３の内周面３Ａへの押圧力と、ピストン４における第一分割体２０の第二分割体３０への押圧力及び第二分割体３０の第一分割体２０への押圧力と、が小さくなる。これにより、簡易な構成で、クラッチペダル２を踏み込むときとクラッチペダル２を戻すときとで踏力が異なるヒステリシス特性を得ることができる。

【0046】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

【0047】

例えば、本発明は、ドライブバイワイヤ及びブレーキバイワイヤ等の様々なペダル装置の踏力発生装置に適用してもよい。これにより、ペダル装置に様々な機能を持たせることができるとともに、ペダル装置の調整の幅を広げることができる。

【0048】

また、ピストンは、単一の部材で構成されていてもよく、３以上に分割されて構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１…踏力発生装置、２…クラッチペダル、３…シリンダ、３Ａ…内周面、４…ピストン、５…ロッド、５Ａ…第二掛止部、６…第一スプリング、７…第二スプリング、８…リターンスプリング、９…ステー、９Ａ…第一掛止部、１１…内部空間、１１Ａ…第一空間、１１Ｂ…第二空間、２０…第一分割体、２１…第一傾斜面、２２…第一山側平坦面、２３…第一谷側平坦面、３０…第二分割体、３１…第二傾斜面、３２…第二山側平坦面、３３…第二谷側平坦面、１０１…踏力発生装置、１０２…クラッチペダル、１０３…シリンダ、１０４…ピストン、１０５…ロッド、１０６…スプリング、１０８…リターンスプリング、１０９…ステー、Ｄ１…軸線方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】