反力发生装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对车辆的油门踏板等操作踏板产生反力的反力发生装置。
本申请要求2013年10月8日递交的日本发明专利申请特愿2013-211136号、2013年11月13日递交的日本发明专利申请特愿2013-235128号以及2014年4月17日递交的日本发明专利申请特愿2014-085443号的优先权，在此引用其中的内容。
【背景技术】
[0002]近年来，为了在车辆起步时与行驶时抑制油门踏板被踩踏到必要程度以上，开发了一种根据踩踏状态对油门踏板施加反力的油门踏板装置(例如，参照专利文献I)。
专利文献I所记载的油门踏板装置为，在对踏板臂(操作踏板)的基端进行枢支使其能够转动的壳体内收装有:复位弹簧，其用于使踏板臂返回初始位置;马达，其用于生成反力；输出柄，其用于将该马达的转动传递给踏板臂。另外，输出柄被与踏板臂的复位弹簧不同的其他施力弹簧始终向初始转动位置施力。
在该油门踏板装置中，马达被控制装置控制，根据踏板的踩踏状态输出转动力，其输出的转动力通过输出柄施加给踏板臂。
现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1:日本发明专利公开公报特开2010-111379号
【发明内容】
[0004]然而，专利文献I所记载的油门踏板装置的结构是，用于将反力输出给踏板臂的传动柄的轴与作为驱动源的马达的转动轴直接连接，因而，不仅在通过马达进行反力控制时(马达通电时、马达驱动时)，而且在并未通过马达进行反力控制时(马达不通电时、马达驱动停止时)，传动柄的轴与马达的转动轴也联动，随着传动柄的转动，马达的转动轴也随之转动。并且，马达在不通电状态下(马达驱动停止时)其转动轴转动的话，有时传动柄的轴一侧会受到马达内的磁体与铁芯之间产生的齿槽转矩(Cogging Torque)等转动阻力作用，给踩踏油门踏板的驾驶员造成异样感。
[0005]本发明的一个目的在于，提供这样一种反力发生装置:在并未通过马达进行反力控制时，使反力输出轴侧不会受到马达侧的转动阻力作用，不会对操作者造成异样感。
[0006]另外，由于专利文献I所记载的油门踏板装置的结构是，用于将反力输出给踏板臂的输出柄的轴与作为驱动源的马达的转动轴直接连接，因而，在油门踏板急速返回时，马达侧的转动阻力形成阻碍输出柄向返回方向转动的转动阻力，从而使输出柄对油门踏板的追随出现延迟。并且，在输出柄对油门踏板的追随延迟较大时，踏板臂与输出柄之间会产生间隙，当由该状态再次踏下油门踏板时，有可能造成马达反力输出的延迟。
[0007]本发明的一个目的在于，提供这样一种反力发生装置:在操作踏板急速返回时，输出柄向返回方向的转动不会受到马达侧的转动阻力的阻碍，能够提高马达的反力输出的响应性。
[0008]为了达到上述目的，在本发明的反力发生装置中，采用如下的结构。
(I)本发明的一个方式为:反力发生装置，其用于对操作部产生反力，其具有:马达，其是用于生成反力的驱动源;反力传递部，其将反力传递给所述操作部;离合器机构，其安装在所述马达与所述反力传递部之间，根据所述马达的驱动状态来切换所述马达与所述反力传递部间的切断状态与连接状态。
采用上述方式(I)，若为了进行反力控制而使马达驱动，则离合器机构将马达的转动轴与反力输出轴连接。从而，马达的扭矩通过离合器机构与反力输出轴而输出至操作踏板。另夕卜，在马达不驱动的情况下，离合器机构使马达的转动轴与反力输出轴处于断开状态。因而，在该状态下反力输出轴被执行转动操作的话，反力输出轴的转动不会受到马达侧的齿槽转矩等转动阻力的影响。
[0009](2)在上述方式(I)的结构的基础上，可以在所马达与所述反力传递部间还设有减速机构，该减速机构在由所述马达的转动轴向所述反力传递部传递驱动力的路径中使转动减速并增大扭矩。
采用上述方式(2)，能够由减速机构增大马达的扭矩，形成反力，使操作踏板受到反力作用，因而，能够使用小型的通用马达。从而能够实现整个反力发生装置的小型化、轻量化。
[0010](3)在上述方式(2)的结构的基础上，在所述路径中，所述减速机构具有使转动分级减速的多级减速传动部，在所述路径中，所述离合器机构可以安装在比最接近所述反力传递部的最终级减速传动部更靠马达侧的位置。
采用上述方式(3)，由于离合器机构在路径中安装于最终级减速传动部的上游侧(马达侧)，因而能够在最终减速前的比较快的转动速度的情况下进行离合器的通断操作。因而，即便用通断动作需要有较大的相对移动的简单的离合器机构，也能够以较短的时间来进行动力的通断切换。
[0011](4)在上述方式(I)?(3)中任一项的结构的基础上，所述离合器机构可以具有:第I转动体，其在所述路径中连接在所述马达的转动轴侧;第2转动体，其以与所述第I转动体同轴且能够相对转动的方式配置，该第2转动体在所述路径中连接在所述反力传递部侧;支座体，其配置在所述第I转动体与所述第2转动体之间，与该第I转动体以及第2转动体同轴且能够相对转动，所述支座体保持离合器销，该离合器销能够自由进退，所述第2转动体具有离合器卡合部，所述离合器卡合部能够与所述离合器销的从所支座体伸出的顶端部抵接而能够进行动力传递，所述离合器销被复位弹簧向后退方向施力，并且在所述马达使所述第I转动体转动时所述离合器销的基端部与所述第I转动体抵接而使所述离合器销向伸出方向被推压。
采用上述方式(4)，在马达处于不驱动的状态时，支座体上的离合器销受到复位弹簧的作用力而后退，离合器销的顶端部离开第2转动体的离合器卡合部。此时，第I转动体与第2转动体被维持在断开状态。另外，若在此状态下马达进行驱动而使第I转动体转动，则第I转动体与支座体上的离合器销的基端部抵接，使离合器销克服复位弹簧的作用力而从支座体伸出。从而，离合器销的顶端部与第2转动体的离合器卡合部抵接，第I转动体的转动通过离合器销传递给第2转动体。
[0012](5)在上述方式(4)的结构的基础上，所述第2转动体的离合器卡合部可以沿着以该第2转动体的转动轴心为中心的圆周方向以相等间隔设有多个，所述支座体的离合器销被该支座体保持且有多个，所述支座体上的其中一个离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第I转动体与所述第2转动体的转动相位、和所述支座体上的其他离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第I转动体与所述第2转动体的转动相位间可以设定有相位差。
采用上述方式(5)，若马达进行驱动，则支座体上的一个离合器销与其他离合器销中的任一方先与第2转动体侧的离合器卡合部抵接。因而，不必增加第2转动体侧设置的离合器卡合部的数量，即可迅速地使离合器接合。
[0013](6)在上述方式(5)的结构的基础上，所述支座体上的其中一个离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第I转动体与所述第2转动体的转动相位、和所述支座体上的其他离合器销与所述第2转动体侧的离合器卡合部抵接时所述第I转动体与所述第2转动体的转动相位间的相位差可以设定为，所述第2转动体侧的相邻的离合器卡合部之间的间距角的一半。
采用上述方式(6)，若支座体上的一个离合器销与另一个离合器销随着马达的驱动而被第I转动体推压、伸出支座体的话，至少在第I转动体与第2转动体相对转动离合器卡合部的间距角的一半期间内，一个离合器销与另一个离合器销中的任一方就会与离合器卡合部抵接。其结果是，能够更加迅速地使离合器接合。
[0014](7)在上述方式(I)所述的结构的基础上，还具有行星齿轮机构，其配置在所述马达与所述反力传递部之间，所述行星齿轮机构具有:太阳轮，来自于所述马达侧的扭矩被输入该太阳轮;齿圈，其与所述太阳轮同轴配置;行星齿轮，其与所述太阳轮相互啮合且与所述齿圈相互啮合;行星架，其对所述行星齿轮进行支承使该行星齿轮能够自转以及公转，所述行星架向所述反力传递部侧输出反力，所述离合器机构具有:突起部，其突出设置于所述齿圈；止挡部，其能够与所述突起部抵接，在所述马达转动时，所述突起部与所述止挡部抵接，限制所述齿圈转动，在所述马达停止转动时，所述突起部离开所述止挡部，允许所述齿圈转动。
采用上述方式(7)，在对操作部进行操作时，若为了进行反力控制而使马达驱动，则马达的驱动力使第I转动结构要素转动，并且离合器机构的突起部与止挡部抵接而限制第3转动结构要素的转动。于是，第2转动结构要素与第2转动结构要素联动而转动，使得反力输出给反力传递部。从而，通过反力传递部将反力传递给操作部。
另外，在马达的驱动停止时，突起部与止挡部分开，使第3转动结构要素的转动被允许，因而，在此状态下由对操作部的操作等使反力传递部动作时，第3转动结构要素随着第2转动结构要素的转动而转动。即，在第3转动结构要素的转动被允许时，使第3转动结构要素转动所需的扭矩小于使马达转动所需的扭矩，因而，能够在抑制第I转动结构要素转动的基础上优先使第3转动结构要素转动。从而，在并未通过马达进行反力控制时，反力传递部的动作不会受到马达侧的转动阻力的影响。其结果是，能够提高并未通过马达进行反力控制时的操作感。
[0015](8)在上述方式(7)的结构的基础上，可以具有多个所述行星齿轮机构，所述离合器机构在多个所述行星齿轮机构中位于最靠近所述反力传递部侧的所述行星齿轮机构与所述反力传递部之间切换反力向所述反力传递部侧的传递状态与切断状态。 采用上述方式(8)，由于行星齿轮机构具有多个，因而能够在实现马达的小型化与低成本化的基础上，向反力传递部输出高扭矩。
另外，由于离合器机构在位于最靠近反力传递部侧的行星齿轮机构与反力传递部之间切换反力向反力传递部侧的传递状态与切断状态，因而，在马达的转动停止时，如果由对操作部的操作等而使反力传递部动作时，能够使反力传递部的动作不会受到各行星齿轮机构的转动阻力的影响。
[0016](9)在上述方式(I)的结构的基础上，可以还具有施力弹簧，其对所述反力传递部向使该反力传递部追随所述操作部的返回动作的方向施力，所述离合器机构具有:第I转动体，其在由所述马达向所述反力传递部传递驱动力的路径中连接在所述马达的转动轴侧；第2转动体，其以与所述第I转动体同轴且能够相对转动的方式配置，该第2转动体在所述路径中连接在所述反力传递部侧;支座体，在所述马达使所述第I转动体转动时，该支座体受到来自于第I转动体的转动力而与该第I转动体向相同方向转动;离合器爪，其以能够转动的方式被所述支座体保持;离合器卡合部，其设于所述第2转动体，能够与所述离合器爪卡合;离合器弹簧，其对所述离合器爪向能够与所述离合器卡合部卡合的转动位置施力，所述离合器爪能够在离合器接合位置与离合器断开位置间转动，在所离合器接合位置，所述离合器爪与所述离合器卡合部卡合，将所述支座体的转动传递给所述第2转动体，在所述离合器断开位置，所述离合器爪与所述离合器卡合部不卡合，并且，在所述第2转动体比所述支座体先行向所述施力弹簧的施力方向转动时，所述离合器爪被所述离合器卡合部向离合器断开方向推压。
采用上述方式(9)，在初始状态下，支座体上的离合器爪受到离合器弹簧的作用力而位于离合器接合位置。若在此状态下踏下操作踏板，为了进行反力控制，马达进行驱动，于是，第I转动体与支座体一起向反力输出方向转动。如此，若支座体向反力输出方向转动，则支座体上的离合器爪与离合器卡合部卡合，使第I转动体的转动传递给第2转动体侧。其结果是，马达的扭矩依次通过离合器机构、反力输出轴、输出柄而输出给操作踏板。
另外，若操作踏板由踏下状态急速返回，则输出柄受到施力弹簧的作用力而要追随操作踏板的返回动作进行转动。从而，第2转动体通过反力输出轴向返回方向转动。此时，在离合器机构中，第2转动体比支座体先行要向施力弹簧的施力方向转动，因而，离合器爪被离合器卡合部向离合器断开方向推压。
因此，此时离合器机构处于断开状态，输出柄能够迅速地追随操作踏板的返回动作。
[0017](10)在上述方式(9)的结构的基础上，所述第2转动体的离合器卡合部可以沿着以该第2转动体的转动轴心为中心的圆周方向以相等间隔设有多个，所述离合器爪在所述第I转动体的转动周向上设有多个，一个所述离合器爪与所述第2转动体侧的离合器卡合部卡合时所述第I转动体与所述第2转动体的转动相位、和另外一个所述离合器爪与所述第2转动体侧的离合器卡合部卡合时所述第I转动体与所述第2转动体的转动相位间可以设定有相位差。
采用上述方式(10)，若马达进行驱动，则支座体上的一个离合器爪与另外一个离合器爪中的任一方先与第2转动体侧的离合器卡合部抵接。因此，能够实现迅速地使离合器接入口 ο
【本发明的效果】
[0018]采用本发明的方式，由于在马达的转动轴与反力输出轴之间安装有离合器机构，在马达驱动时，离合器机构使马达的转动轴与反力输出轴处于连接状态，在马达不驱动时，离合器机构使马达的转动轴与反力输出轴处于切断状态，因而，能够在并未通过马达进行反力控制时，限制反力输出轴侧受到马达侧的转动阻力的作用。因而，能够提高并未通过马达进行反力控制时的操作感。
[0019]另外，采用本发明的方式，在第2转动体比支座体先行向施力弹簧的施力方向转动时，被支座体保持的离合器爪被离合器卡合部向离合器断开方向推压，因而，在操作踏板急速返回时，第I转动体与第2转动