CN101681182B - 脚踏式操作装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于减低在通过像加速踏板那样由脚踏而被驱动操作的操作件的踏下开始时的踏壁感及踩踏回程时的不协调感,并提高踏下操作量的恒定维持性。具有踏板臂,支持壳体,朝使踏板臂恢复方向施加作用力的弹簧,相对于踏板臂的相对枢动分别产生第一和第二阻力的第一和第二填隙片。第二填隙片的摩擦接合部的最大静止摩擦力比第一填隙片的摩擦接合部的最大静止摩擦力大,就踏板臂相对于支持壳体相对位移时的弹性变形来看,第二填隙片具有比第一填隙片的弹性模量小的区域。
Description
技术领域
本发明涉及操作装置,更详细地涉及脚踏式的操作装置。
背景技术
作为汽车等车辆的脚踏式的操作装置的线控型(by wire)的加速踏板装置,周知这样的加速踏板装置,其具有:作为由脚踏而被驱动操作的操作件的踏板,作为支持踏板使其能够枢动(枢轴转动)的支持构件(手段,单元)的壳体,朝向与对踏板的驱动操作量的增大方向相反的方向相对于壳体相对地对踏板施力的恢复(复位)施力弹簧,检测踏板相对于壳体的枢动位移(变位,displacement)量的传感器,和相对于踏板的枢动施加由摩擦力产生的滞后(hysteresis)负荷的滑动部,例如记载在日本特开2005-14896号公报中。
根据该种加速踏板装置,由滑动部施加摩擦力,利用由该摩擦力产生的滞后负荷,对于相对踏板的踏力与踏板的枢动位移量之间的关系,可靠地施加滞后,所以,与滞后较小的加速踏板装置的情况下相比,驾驶员可以容易地进行由加速踏板的踏下操作所进行的车辆驱动力的控制。
在上述形式的加速踏板装置中,若为了使驾驶员容易地将对加速踏板的踏下操作量维持于一定值而将滞后负荷设定为较高值,则为了使加速踏板的枢动开始所需要的踏力会变得过高,因此驾驶员在开始加速踏板的踏下操作时会感到所谓的踏壁感(wall footing feel,僵硬感)。而且,由于若不大幅地降低踏力则加速踏板就不返回,所以驾驶员在加速踏板的踩踏回程(踏回,returning)时会感觉到加速踏板的返回不良感。
相反地,若将滞后负荷设定为较低值,则可以降低在加速踏板的踏下操作开始时的踏壁感、加速踏板的踩踏回程时的加速踏板的返回不良感。但是,在该情况下,例如即使是伴随着车辆的振动等而踏力发生稍微的变化时,加速踏板的踏下行程也会发生变化,所以要将驾驶员对加速踏板的踏下操作量维持为一定就变得困难。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种脚踏式操作装置,能够通过由操作件相对于支持构件相对位移时的摩擦力以及弹性变形的反力使滞后发生,由此降低像加速踏板那样的、由脚踩踏而被驱动操作的操作件在踏下开始时的踏壁感或操作件的踩踏回程时的操作件返回不良感,并且能够改善相对于操作件的踏下操作量的恒定维持性能。
根据本发明,提供一种脚踏式操作装置,其特征在于,具有:由脚踏而被驱动操作的操作件;以能够相对位移的方式支持操作件的支持构件;第一和第二摩擦面对,该第一和第二摩擦面对相对于操作件的相对位移由摩擦力来产生阻力,且静止摩擦系数彼此不同;和位移部件,该位移部件允许在第一和第二摩擦面对之中静止摩擦系数大的一方的摩擦面对伴随着操作件的相对位移而移动,或者提供一种脚踏式操作装置,其特征在于,具有:由脚踏而被驱动操作的操作件;以能够相对位移的方式支持操作件的支持构件;静止摩擦系数彼此不同的第一和第二摩擦面对,该第一和第二摩擦面对是相对于操作件的相对位移由摩擦力来产生阻力的摩擦面对;和弹性体,该弹性体允许在第一和第二摩擦面对之中的静止摩擦系数大的一方的摩擦面对伴随着操作件的相对位移而移动。
根据这样的构成,若对操作件的驱动操作力增大,使第一和第二摩擦面对之中的静止摩擦系数小的一方的摩擦面对的摩擦面发生相对位移的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则第一和第二摩擦面对之中的静止摩擦系数大的一方的摩擦面对伴随着操作件的相对位移而移动。从而若对操作件的驱动操作力进一步增大,使第一和第二摩擦面对之中的静止摩擦系数大的一方的摩擦面对的摩擦面发生相对位移的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则静止摩擦系数大的一方的摩擦面对的摩擦面相对位移。由此,在对操作件的驱动操作力的增大过程和减小过程的任一过程中,都可以使得驱动操作力和操作件的相对位移的关系具有二段曲折特性。
因此,与只存在通过静止摩擦力来产生阻力的区域以及通过动摩擦力来产生阻力的区域的现有的脚踏式操作装置的情况下相比,可以减低在操作件的踏下开始时的踏壁感及踩踏回程时的不协调感,并提高对操作件的踏下操作量的恒定维持性。
在上述构成中,弹性体可限定(形成)静止摩擦系数大的一方的摩擦面对的一个摩擦面。
根据该构成,静止摩擦系数大的一方的摩擦面对的一个摩擦面可以是弹性体的表面,所以,与弹性体不限定静止摩擦系数大的一方的摩擦面对的一个摩擦面的情况下相比,可以使得脚踏式操作装置的构造单纯化。
此外,根据本发明,提供一种车辆用操作装置,操作件的相对位移相对于向操作件的操作输入的比值变化为至少三个值,在操作输入的增大过程中,当操作输入大时与操作输入小时相比,所述比值被设定为较大的值。
根据该构成,向操作件的操作输入的增大过程中的操作输入和操作件的相对位移的关系为二段曲折的特性,在操作输入的增大过程中,当操作输入大时与操作输入小时相比,可设定成操作件的相对位移相对于操作输入的比值较大的二段曲折的特性。
此外,根据本发明,提供一种车辆用操作装置,操作件的相对位移相对于向操作件的操作输入的比值变化为至少三个值,在操作输入的减小过程中,当操作输入大时与操作输入小时相比,所述比值被设定为较小的值。
根据该构成,向操作件的操作输入的减小过程中的操作输入和操作件的相对位移的关系为二段曲折的特性,在操作输入的减小过程中,当操作输入大时与操作输入小时相比,可设定成操作件的相对位移相对于操作输入的比值较小的二段曲折的特性。
此外,根据本发明,提供一种脚踏式操作装置,其特征在于,具有:由脚踏而被驱动操作的操作件;以能够相对位移的方式支持所述操作件的支持构件;朝向与对所述操作件的驱动操作量的增大方向相反的方向对所述操作件施加作用力的恢复施力构件;在所述操作件相对位移时由第一滑动摩擦部的摩擦力和第一弹性变形部的弹力对所述相对位移产生第一阻力的第一阻力产生构件;和在所述操作件相对位移时由第二滑动摩擦部的摩擦力和第二弹性变形部的弹力对所述相对位移产生第二阻力的第二阻力产生构件,所述第二滑动摩擦部的最大静止摩擦力比所述第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力大,所述第二弹性变形部具有与所述第一弹性变形部相比弹性模量小的区域。
根据该构成,第二滑动摩擦部的最大静止摩擦力比第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力大,第二弹性变形部具有与第一弹性变形部相比弹性模量小的区域,因此,第二弹性变形部的弹性变形量比第一弹性变形部的弹性变形量大。
因此,若将恢复施力构件的作用力除外来考虑,则可以形成:由第一和第二滑动摩擦部的静止摩擦力产生阻力的第一区域、由第一滑动摩擦部的动摩擦力和第二弹性变形部的弹性变形的反力产生阻力的第二区域、由第一和第二滑动摩擦部的动摩擦力产生阻力的第三区域。
由此,可以使得与对操作件的驱动操作力的增大相伴随的操作件对支持构件的相对位移量的增大率,在第二区域中比在第一区域的情况下大,在第三区域中比在第二区域的情况下大,因此,与只存在由静止摩擦力产生阻力的区域以及由动摩擦力产生阻力的区域的现有的脚踏式操作装置的情况下相比,可以降低在操作件的踏下开始时的踏壁感及踩踏回程时的不协调感,并提高对操作件的踏下操作量的恒定维持性。
在上述构成中,可以设定成:即使对操作件的驱动操作力在与第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力相对应的驱动操作力以下的范围内变化时,操作件也不发生操作者所能感觉到的程度的相对位移。
根据该构成,即使对操作件的驱动操作力在与第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力相对应的驱动操作力以下的范围内变化,操作件不会相对于支持构件发生操作者所能感觉到的相对位移。因此,在对操作件的驱动操作力在与第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力相对应的驱动操作力以下的范围内时,能够可靠地抑制伴随着对操作件的驱动操作力的变化的操作件对支持构件的相对位移,由此可以可靠地提高对操作件的踏下操作量的恒定维持性,而且可可靠地使伴随着驱动操作力的增减的滞后幅度充分地大。
此外,在上述构成中,可以设定成:对操作件的驱动操作力与操作件的相对位移量之间的特性,是具有第一曲折点、和对操作件的驱动操作力比与第一曲折点对应的驱动操作力大的第二曲折点的二段曲折的特性,与第一曲折点对应的驱动操作力为与第二曲折点对应的驱动操作力的二分之一以上。
根据该构成,对操作件的驱动操作力与操作件相对于支持构件的相对位移量之间的特性为二段曲折的特性,与第一曲折点对应的驱动操作力为与第二曲折点对应的驱动操作力的二分之一以上,所以,可使得第一区域的驱动操作力的范围的大小为第二区域的驱动操作力的范围的大小以上,由此相比于与第一曲折点对应的驱动操作力小于与第二曲折点对应的驱动操作力的二分之一的情况,可提高对操作件的踏下操作量的恒定维持性。
而且,在上述构成中,也可以设定成:具有检测由操作者进行的对所述操作件的操作量的操作量检测构件;操作量检测构件检测预先设定的基准值以上的操作件的相对位移量,基准值被设定为与第二曲折点对应的相对位移量的值以上。
根据该构成,可以将操作量检测构件检测相对位移量的区域限定为:对操作件的驱动操作力与操作件对支持构件的相对位移量之间的关系确保为线形(线性)的第三区域,由此可以正确地检测对操作件的驱动操作量。
而且,在上述构成中,可以设定成:在对操作件的驱动操作力比与第二曲折点对应的驱动操作力大的区域中的相对位移量的变化量对驱动操作力的变化量的比,大于对操作件的驱动操作力比与第一曲折点对应的驱动操作力大且为与第二曲折点对应的驱动操作力以下的区域中的相对位移量的变化量对驱动操作力的变化量的比。
构成该构成,在第三区域的操作件的相对位移量的变化量相对于驱动操作力的变化量的比,大于在第二区域的操作件的相对位移量的变化量相对于驱动操作力的变化量的比。因此,可以防止在对操作件踏下开始而对操作件的驱动操作力增大的过程中操作件相对于支持构件的相对位移量突然急剧地增大、以及由此引起的应该通过操作件的踏下操作来控制的控制量突然急剧地增大。
而且,在上述构成中,也可以设定成:随着对操作件的驱动操作力增大,至少第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间的推压力增大。
根据该构成,随着对操作件的驱动操作力增大,至少第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间的推压力增大,所以,与即使对操作件的驱动操作力增大而第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间的推压力不增大的构成的情况相比,可以使得在第三区域中驱动操作力增大时的操作件的相对位移量的变化量相对于驱动操作力的变化量的比值变小。因此,可以随着对操作件的驱动操作力增大,将对操作件的驱动操作力与操作件的相对位移量之间的滞后幅度增大。
而且,在上述构成中,也可以设定成:通过恢复施力构件的作用力作用于第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间,随着对操作件的驱动操作力增大,推压力增大。
根据该构成,通过在第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间作用恢复施力构件的作用力,随着对操作件的驱动操作力增大,推压力增大。因此,能够有效地利用随着对操作件的驱动操作力增大而增大的恢复施力构件的作用力,能够随着对操作件的驱动操作力增大可靠地增大推压力。
而且,在上述构成中,也可以设定成:第一阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与操作件和支持构件的另一方滑动接触,从而形成第一滑动摩擦部,第二阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与操作件和支持构件的另一方滑动接触,从而形成第二滑动摩擦部。
根据该构成,通过第一阻力产生构件由操作件和支持构件的一方支持、并且与操作件和支持构件的另一方滑动接触,从而形成第一滑动摩擦部,通过第二阻力产生构件由操作件和支持构件的一方支持、并且与操作件和支持构件的另一方滑动接触,从而形成第二滑动摩擦部。因此,可以与恢复施力构件的弹性特性独立地根据必要的阻力来设定第一和第二弹性变形部的弹性特性,因此,相比于第一和第二阻力产生构件与恢复施力构件滑动接触的后述的构成的情况下,可以容易地进行第一和第二阻力产生构件的初始设定,即尚未向操作件赋予驱动操作力的状况下的第一和第二阻力产生构件的设定。
而且,在上述构成中,也可以设定成:恢复施力构件具有第一和第二恢复施力构件,第一阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与第一恢复施力构件滑动接触,从而形成第一滑动摩擦部,第二阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与第二恢复施力构件滑动接触,从而形成第二滑动摩擦部。
根据该构成,恢复施力构件具有第一和第二恢复施力构件,第一阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与第一恢复施力构件滑动接触,从而形成第一滑动摩擦部,第二阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与第二恢复施力构件滑动接触,从而形成第二滑动摩擦部。因此,与恢复施力构件为一个的上述构成的情况相比,可以提高对操作件的驱动操作力与操作件对支持构件的相对位移量之间的特性的设定的自由度。
而且,在上述构成中,也可以设定成:通过第一阻力产生构件由操作件和支持构件的一方支持、并且与恢复施力构件滑动接触,从而形成第一滑动摩擦部,通过第二阻力产生构件由操作件和支持构件的一方支持、并且与恢复施力构件滑动接触,从而形成第二滑动摩擦部。
根据该构成,第一阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与恢复施力构件滑动接触,从而形成第一滑动摩擦部,第二阻力产生构件通过由操作件和支持构件的一方支持、并且与恢复施力构件滑动接触,从而形成第二滑动摩擦部。因此,与上述的构成的情况相比,可以减少必要的部件数,并且可以使脚踏式操作装置的构造简单化。
而且,根据上述构成,与上述的构成的情况相比,可以使得使操作件和支持构件向能够相对位移的方向以外相对位移的力作用于操作件和支持构件之间而造成的不良影响波及到第一和第二阻力产生构件的程度减小。
而且,在上述构成中,所述第一阻力产生构件,在所述第一滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,阻止所述恢复施力构件超过所述第一弹性变形部的弹性变形量而弹性变形,所述第二阻力产生构件,在所述第二滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,阻止所述恢复施力构件超过所述第二弹性变形部的弹性变形量而弹性变形。
根据该构成,第一阻力产生构件,在第一滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,可阻止恢复施力构件超过第一弹性变形部的弹性变形量而弹性变形,第二阻力产生构件,在第二滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,可阻止恢复施力构件超过第二弹性变形部的弹性变形量而弹性变形。因此,在上述构成中,可以可靠地达成二段曲折的特性。
而且,在上述构成中,也可以设定成:第一阻力产生构件,在第一滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,阻止第一恢复施力构件超过第一弹性变形部的弹性变形量而弹性变形,第二阻力产生构件,在第二滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,阻止第二恢复施力构件超过第二弹性变形部的弹性变形量而弹性变形。
根据该构成,第一阻力产生构件,在第一滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,可阻止第一恢复施力构件超过第一弹性变形部的弹性变形量而弹性变形,第二阻力产生构件,在第二滑动摩擦部的摩擦力为最大静止摩擦力以下时,可阻止第二恢复施力构件超过第二弹性变形部的弹性变形量而弹性变形。因此,在上述构成中,可以可靠地达成二段曲折的特性。
而且,在上述构成中,也可以设定成:操作件能够绕枢轴线枢动,第一和第二阻力产生构件沿枢轴线方向互相隔开设置。
根据该构成,操作件能够绕枢轴线枢动,第一和第二阻力产生构件沿操作件的枢轴线方向互相隔开设置,所以,可以使由第一和第二阻力产生构件产生的摩擦力以及弹性变形的反力在沿枢轴线方向互相隔开设置的位置上作用,由此,与第一和第二阻力产生构件沿操作件的枢轴线方向不互相隔开设置的情况相比,可以降低阻力的集中。
而且,在上述构成中,也可以设定成:操作件具有枢轴,支持构件具有支持枢轴使其能够旋转的轴承部,第一阻力产生构件具有插装于枢轴的一端的端面与轴承部之间的第一填隙片,第二阻力产生构件具有插装于枢轴的另一端的端面与轴承部之间的第二填隙片。
根据该构成,通过适宜地设定枢轴的一端的端面与第一填隙片之间的摩擦系数以及接触面压、枢轴的另一端的端面与第二填隙片之间的摩擦系数以及接触面压、以及第一或第二填隙片的至少一部分的弹性模量,可以可靠地达成上述各构成的作用效果。
此外,根据上述构成,即使对操作件作用沿其枢轴方向的负荷,枢轴的一端的端面与第一填隙片之间以及枢轴的另一端的端面与第二填隙片之间的一方的接触面压增大,但是另一方的接触面压减小。因此,与即使一方的接触面压增大但是另一方的接触面压不减小的情况相比,能够可靠地减小作用于操作件的总摩擦力由于沿操作件的枢轴方向的负荷而造成的变动量。
而且,在上述构成中,也可以设定成:具有面压调节构件,该面压调节构件调节第一填隙片相对枢轴的一端的端面的接触面压以及第二填隙片相对枢轴的另一端的端面的接触面压的至少一方。
根据上述构成,由于具有调节第一填隙片相对枢轴的一端的端面的接触面压以及第二填隙片相对枢轴的另一端的端面的接触面压的至少一方的面压调节构件,可以通过由面压调节构件进行的接触面压的调节,来可靠地调节对应的填隙片与枢轴的端面之间的摩擦力。
而且,在上述构成中,也可以设定成:操作件具有枢轴,第一和第二阻力产生构件设置于沿与枢轴的轴线垂直的方向由枢轴隔开设置的位置上。
根据该构成,操作件具有枢轴,第一和第二阻力产生构件设置于沿与枢轴的轴线垂直的方向由枢轴隔开设置的位置上,所以对于绕枢轴的轴线的相对的圆弧运动,可使摩擦力以及弹性变形的反力起作用。
而且,在上述构成中,也可以设定成:第一和第二恢复施力构件各自具有弹性变形容易部和弹性变形非容易部,第一和第二阻力发生构件各自与第一和第二恢复施力构件的弹性变形非容易部滑动接触。
根据该构成,第一和第二恢复施力构件各自具有弹性变形容易部和弹性变形非容易部,第一和第二阻力发生构件各自与第一和第二恢复施力构件的弹性变形非容易部滑动接触。因此,与第一和第二阻力发生构件各自与第一和第二恢复施力构件的弹性变形容易部滑动接触的构成情况下相比,可以使由第一和第二滑动摩擦部的摩擦力而产生的阻力稳定地产生,由此可以使脚踏式操作装置稳定工作。
而且,在上述构成中,也可以设定成:恢复施力构件具有弹性变形容易部和弹性变形非容易部,第一和第二阻力发生构件与弹性变形非容易部滑动接触。
根据该构成,恢复施力构件具有弹性变形容易部和弹性变形非容易部,第一和第二阻力发生构件与恢复施力构件的弹性变形非容易部滑动接触。因此,与上述构成的情况下同样地,与第一和第二阻力发生构件与恢复施力构件的弹性变形容易部滑动接触的构成情况下相比,可以使由第一和第二滑动摩擦部的摩擦力而产生的阻力稳定地产生,由此可以使脚踏式操作装置稳定工作。
而且,在上述构成中,也可以设定成:第一滑动摩擦部通过由恢复施力构件的一部分与恢复施力构件的另一部分滑动接触而被限定。
根据该构成,第一滑动摩擦部通过由恢复施力构件的一部分与恢复施力构件的另一部分滑动接触而被限定。因此,在第一滑动摩擦部中,不需要与恢复施力构件滑动接触的独立的部件,与设置独立的第二部件的构成的情况相比,可以减少必要的部件数目。
而且,在上述构成中,也可以设定成:操作件是由支持构件枢支承的枢动踏板。
根据该构成,操作件是由支持构件枢支承的枢动踏板,所以,对于如汽车的加速踏板那样的枢动踏板,可以达成上述各构成的作用效果。
而且,在上述构成中,也可以设定成:通过操作件相对于支持构件相对位移时的第二滑动摩擦部的摩擦力使得第二弹性变形部弹性变形。
而且,在上述构成中,也可以设定成:第二滑动摩擦部的静止摩擦系数比第一滑动摩擦部的静止摩擦系数高。
而且,在上述构成中,也可以设定成:即使对操作件的驱动操作力在与第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力相对应的驱动操作力以下的范围内变化,第二弹性变形部也实质上不发生弹性变形。
而且,在上述构成中,也可以设定成:随着对操作件的驱动操作力增大,第一滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间的推压力增大。
而且,在上述构成中,也可以设定成:随着对操作件的驱动操作力增大,通过第一弹性变形部的弹性变形,使第一滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间的推压力增大。
而且,在上述构成中,也可以设定成:与对操作件的驱动操作力无关地,第一和第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间的推压力实质上为一定值。
而且,在上述构成中,也可以设定成:与第一曲折点对应的驱动操作力为与第二曲折点对应的驱动操作力的二分之一以上且为三分之二以下。
而且,在上述构成中,也可以设定成:由操作量检测构件检测操作者赋予操作件的踏力。
而且,在上述构成中,也可以设定成:第一和第二阻力产生构件被配置在与枢轴线垂直的枢动踏板的中心轴线的两侧。
而且,在上述构成中,也可以设定成:第一和第二阻力产生构件各自具有限定与操作件或支持构件的第一和第二摩擦接合部的第一和第二摩擦板,第一和第二摩擦板被固定于操作件和支持构件的某一方。
而且,在上述构成中,也可以设定成:随着对操作件的驱动操作力增大,第一摩擦触接构件与第一恢复施力构件之间的推压力以及第二摩擦触接构件与第二恢复施力构件之间的推压力增大。
而且,在上述构成中,也可以设定成:随着对操作件的驱动操作力增大,第一摩擦触接构件与第一弹性变形部之间的推压力以及第二摩擦触接构件与第二弹性变形部之间的推压力增大。
而且,在上述构成中,也可以设定成:脚踏式操作装置是汽车的线控驱动式加速踏板装置。
而且,在上述构成中,也可以设定成:脚踏式操作装置是汽车的制动线控式制动踏板装置。
而且,在上述构成中,也可以设定成操作件由支持构件能够往复运动地支持的往复运动式踏板。
附图说明
图1是示出作为汽车的线控驱动式(drive by wire)的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第一实施例的平面(俯视)截面图;
图2是以除去副壳体部件的状态而示出第一实施例的侧面图;
图3是将第一实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体不发生相对位移的状况;
图4是将第一实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体稍微地发生相对位移的状况;
图5是将第一实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体较大地发生相对位移的状况;
图6是示出在第一实施例中赋予踏板臂的踏板部的踏力F与踏板部绕轴线的行程S之间的关系(F-S特性曲线)的曲线图;
图7是示出第一实施例中的F-S特性曲线的滞后的曲线图;
图8将现有的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图;
图9是针对现有的加速踏板装置示出摩擦系数高的情况下的F-S特性曲线及其滞后的曲线图;
图10是针对现有的加速踏板装置示出摩擦系数低的情况下的F-S特性曲线及其滞后的曲线图;
图11是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第二实施例的平面截面图;
图12是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第三实施例的平面截面图;
图13是以除去副壳体部件的状态而示出第三实施例的侧面图;
图14是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第四实施例的平面截面图;
图15是以除去副壳体部件的状态而示出第四实施例的侧面图;
图16是单纯化地示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第五实施例的平面截面图;
图17是示出修正例中的F-S特性曲线的滞后的曲线图,该修正例以随着踏板臂相对于支持壳体的枢动角度的增大而第一及第二摩擦接合部(卡合部)的接触面积逐渐增大方式进行了修改;
图18是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第六实施例的侧面图;
图19是示出第六实施例的局部扩大背面图;
图20是示出第六实施例的局部扩大底面图;
图21是将第六实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体不发生相对位移的状况;
图22是将第六实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体稍微地发生相对位移的状况;
图23是将第六实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体较大地发生相对位移的状况;
图24是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第七实施例的侧面图;
图25是示出第七实施例的背面图;
图26是示出第七实施例中的F-S特性曲线的滞后的曲线图;
图27是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第八实施例的侧面图;
图28是示出第八实施例的局部扩大背面图;
图29是示出滑接部件的平面图;
图30是示出滑接部件的端面图;
图31是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第九实施例的侧面图;
图32是示出第九实施例的局部扩大背面图;
图33是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十实施例的侧面图;
图34是示出第十实施例的背面图;
图35是示出第十实施例中的F-S特性曲线的滞后的曲线图;
图36是示出构成为汽车的线控驱动式的加速踏板装置的本发明的脚踏式操作装置的第十一实施例的侧面图;
图37是示出第十一实施例的局部扩大背面图;
图38是示出第一扭杆(torsion bar)的正面图;
图39是示出第二扭杆的正面图;
图40是沿踏板臂的轴线观察支持托架的一方的耳轴(trunnion)的状态而示出的扩大正面图;
图41是沿踏板臂的轴线观察支持托架的另一方的耳轴的状态而示出的扩大正面图;
图42是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十二实施例的侧面图;
图43是示出第十二实施例的局部扩大背面图;
图44是示出第十二实施例的要部的扩大横截面图;
图45是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十三实施例的侧面图;
图46是示出第十三实施例的局部扩大背面图;
图47是示出第十三实施例的要部的扩大局部截面图;
图48是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十四实施例的侧面图;
图49是示出第十四实施例的局部扩大背面图;
图50是示出滑接部件的修正例的平面图;
图51是示出滑接部件的修正例的端面图;
图52是将第十四实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体不发生相对位移的状况;
图53是将第十四实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体稍微地发生相对位移的状况;
图54是将第十四实施例的加速踏板装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图,示出了踏板臂相对于支持壳体较大地发生相对位移的状况;
图55是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十五实施例的侧面图;
图56是示出第十五实施例的背面图;
图57是将第六至第十三实施例的修正例模型化表示的图;
图58是将第十四至第十五实施例的修正例模型化表示的图。
具体实施方式
下面一边参照附图一边就优选实施例详细地说明本发明。
第一实施例
图1是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第一实施例的平面截面图;图2是以除去副壳体部件的状态而示出第一实施例的侧面图。
在这些图中,标号10总体上表示加速踏板装置,加速踏板装置10具有:作为由脚踏而被驱动操作的操作件的踏板臂12,作为支持踏板臂12使其能够枢动(枢轴转动)的支持构件(手段,单元)的支持壳体14,朝向与对踏板臂12的驱动操作量的增大方向相反的方向相对于支持壳体14相对地对踏板臂12枢转施力的恢复施力构件的内弹簧16和外弹簧18,作为检测对于踏板臂12的驱动操作量的构件的开度传感器20。
踏板臂12具有:沿轴线22延伸而形成为圆柱形的轴部12A、与轴部12A一体地形成而沿横切(横过)轴线22的方向延伸的实质上(基本上)为J字形的第一臂部12B,一体地形成于第一臂部12B的顶端而由驾驶员的脚赋予踏力的踏板部12C,相对于轴部12A位于和第一臂部12B相对(相反)一侧而沿横切轴线22的方向延伸的第二臂部12D。在图示的第一实施例中,踏板臂12的全体是由树脂所形成的,但是例如也可以像踏板部12C那样将踏板臂12的一部分由金属来形成。而且,在图1中,标号12E表示踏板臂12的宽度方向的中心线。
支持壳体14由主壳体部件14A和副壳体部件14B形成。主壳体部件14A具有:实质上形成为三角形的侧壁部,和与侧壁部的外周部一体地垂直于侧壁部延伸的周壁部,副壳体部件14B形成为与主壳体部件14A的侧壁部相同的形态。在图示的第一实施例中,主壳体部件14A和副壳体部件14B是由树脂所形成的,但是也可以将这些壳体部件的一部分或全体由金属来形成。
主壳体部件14A和副壳体部件14B,以副壳体部件14B的外周部触接主壳体部件14A的周壁部的端面的状态,通过未示出的螺钉及螺母相互地相对于另一方固定。此外,主壳体部件14A和副壳体部件14B各自具有安装凸缘14AF和14BF,由未图示出的螺栓将安装凸缘14AF和14BF安装于未图示出的车体上,从而固定于车体上。
内弹簧16和外弹簧18是彼此相对于另一方同心地配置的盘簧(coilspring,螺旋弹簧)。这些弹簧,在一端由形成于主壳体部件14A的周壁部的弹簧座24支持,另一端由设置于踏板臂12的第二臂部12D的弹簧座26支持。由此,内弹簧16和外弹簧18对踏板臂12绕着轴线22在图2中看朝向逆时针方向施力,以使第二臂部12D触接形成于主壳体部件14A的周壁部的全闭止动部28(stopper)。而且,恢复施力构件不限定于盘簧,也可以像拉伸弹簧、板簧、扭簧那样的本技术领域中所公知的任意的弹簧。
此外,在主壳体部件14A的周壁部上,相对于轴线22在与全闭止动部28相对的一侧形成有全开止动部30。若赋予踏板部12C的踏力增大,则踏板臂12克服内弹簧16和外弹簧18的作用力而绕轴线22枢动,通过第一臂部12B触接全开止动部30来阻止更进一步的枢动。
开度传感器20,是通过检测踏板臂12绕轴线22的相对于支持壳体14的相对旋转角度来检测对踏板臂12的驱动操作量的旋转角度传感器。在图示的第一实施例中的开度传感器20具有:固定于主壳体部件14AB而维持静止状态的检测部,和通过与踏板臂12的轴部12A一体地旋转而相对于检测部绕轴线22旋转的旋转部。而且,开度传感器20只要是能够检测踏板臂12绕轴线22的相对于支持壳体14的相对旋转角度即可,也可以是像霍耳IC型的旋转传感器、电磁诱导式旋转传感器、旋转型电位计那样的本技术领域中所公知的任意的传感器。
主壳体部件14A和副壳体部件14B各自具有轴承部14AB和14BB。轴承部14AB和14BB具有比踏板臂12的轴部12A内径稍大的圆筒面,支持踏板臂12的轴部12A的对应的端部使其能够绕轴线22旋转。而且,踏板臂12的轴部12A和轴承部14AB和14BB虽然以圆筒面互相能够相对旋转地接合,但是它们例如也可以用相对轴线22调整的圆锥台互相能够相对旋转地接合。
在轴部12A的两端的端面和与其相对向的轴承部14AB和14BB的壁面之间,分别配置有第一填隙片32A(shim)和第二填隙片32B。第一填隙片32A和第二填隙片32B分别具有与轴部12A的对应端面摩擦接合的第一和第二摩擦接合部,作为与轴部12A的对应端面相互作用而对于踏板臂12相对于支持壳体14的相对枢动位移分别产生第一和第二阻力的第一和第二阻力发生构件起作用。如此,第一填隙片32A和第二填隙片32B的第一和第二摩擦接合部与轴部12A的对应端面,限定(形成)了彼此由摩擦力而产生第一和第二阻力的第一和第二摩擦面对。
第一填隙片32A和第二填隙片32B由相同的树脂形成,各自与轴承部14AB和14BB的侧壁部摩擦接合而不发生相对旋转。在图示的第一实施例中,第一填隙片32A和第二填隙片32B,形成为圆环板状,该圆环板具有比形成于轴部12A的对应端面、沿轴线22突出的圆筒状凸部的外径大的内径以及比圆筒状凸部的突出高度大的厚度。
若将第一填隙片32A和第二填隙片32B的表面中的与轴部12A的端面相对向的面作为正面,则至少第一填隙片32A的正面进行像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理。此外,虽然未图示,在第二填隙片32B的正面形成由格子状的槽形成的凹凸,以使得在沿第一填隙片32A和第二填隙片32B的板面在周方向上作用剪切应力的情况下第二填隙片32B比第一填隙片32A更容易弹性变形。
通过上述表面处理,在第一填隙片32A与轴部12A的对应端面之间的静止摩擦系数设定为第一静止摩擦系数μs1,在第二填隙片32B与轴部12A的对应端面之间的静止摩擦系数设定为比第一静止摩擦系数μs1大的第二静止摩擦系数μs2。与此相对应地,在第一填隙片32A与轴部12A的对应端面之间的动摩擦系数设定为第一动摩擦系数μm1,在第二填隙片32B与轴部12A的对应端面之间的动摩擦系数设定为比第一动摩擦系数μm1大的第二动摩擦系数μm2。第一静止摩擦系数μs1比第一动摩擦系数μm1大,第二静止摩擦系数μs2比第二动摩擦系数μm2大。
此外,轴部12A对第一填隙片32A的推压力和轴部12A对第二填隙片32B的推压力实质上相同(基本相同)。由此,第二填隙片32B与轴部12A之间的最大静止摩擦力比第一填隙片32A与轴部12A之间的最大静止摩擦力大。
此外,通过上述槽所形成的凹凸的有无,若将沿第一填隙片32A和第二填隙片32B的板面作用剪切应力而沿周向发生弹性变形的情况下的弹性模量分别设为K1和K2,则第二填隙片32B的弹性模量K2比第一填隙片32A的弹性模量小。而且,为了使得在沿第一填隙片32A和第二填隙片32B的板面沿周向作用剪切应力的情况下第二填隙片32B比第一填隙片32A容易发生弹性变形,只要第二填隙片32B的最小的弹性模量K2min比第一填隙片32A的最小的弹性模量K1min小即可,作为为此的手段,也以除了格子状的槽以外采用互相平行的槽及放射状的槽等,或者也可将第一填隙片32A和第二填隙片32B的构成材料本身选定为弹性模量互相不同的材料。
由以上的说明可知,如果要将图示的第一实施例的加速踏板装置10作为直线运动的装置而模型化,则可以如图3至图5所示那样模型化。
在踏板臂12相对于支持壳体14的相对驱动力Fp为第一填隙片32A和第二填隙片32B与轴部12A的对应端面之间的最大静止摩擦力Fs1max、Fs2max以下时,如图3所示的那样,踏板臂12相对于第一填隙片32A和第二填隙片32B不发生相对位移(移动)。而且,在第一填隙片32A的弹性模量K1充分大的情况下,第一填隙片32A的弹性变形非常小,所以踏板臂12相对于支持壳体14几乎不发生相对位移。
与此相对,在相对驱动力Fp比第一填隙片32A与轴部12A的对应端面之间的最大静止摩擦力Fs1max大、但为第二填隙片32B与轴部12A的对应端面之间的最大静止摩擦力Fs2max以下时,如图4所示的那样,踏板臂12相对于第一填隙片32A发生相对位移,但是相对于第二填隙片32B的正面不发生相对位移。但是,由于第二填隙片32B弹性变形,所以,踏板臂12相对于支持壳体14发生相对位移,其相对位移量与相对驱动力Fp的增大成比例地增大。因此,第二填隙片32B,也作为由弹性变形而允许在第一和第二摩擦面对中静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持壳体14的相对位移而移动的位移部件而起作用。该情况下位移部件的弹性变形的方向,是在维持第二摩擦面对的摩擦接合状态下伴随着作为操作件的踏板臂12的相对位移而由位移部件所承受的应力所造成的弹性变形的方向。
进而,在相对驱动力Fp比第二填隙片32B与轴部12A的对应端面之间的最大静止摩擦力Fs2max大时,如图5所示的那样,踏板臂12相对于第一填隙片32A和第二填隙片32B这两者发生相对位移,由此,相对于支持壳体14相对较大程度地发生相对位移。从而,踏板臂12与第一填隙片32A和第二填隙片32B之间的摩擦成为动摩擦,踏板臂12的相对位移量的增大量相对于相对驱动力Fp的增大量的比大于图4所示状况下的情况。
因此,在图示的第一实施例中,由驾驶员赋予踏板臂12的踏板部12C的踏力F和踏板部12C绕轴线22的行程S之间的关系,即F-S特性,在踏力F的增大过程中,为如图6所示出的二段曲折(二级弯折)的特性。更详细地,第一实施例的F-S特性曲线,具有:第一至第三线性区域L1~L3,在第一线性区域L1和第二线性区域L2之间的第一曲折点P1,和在第二线性区域L2和第三线性区域L3之间的第二曲折点P2。
将与基于第一静止摩擦系数μs1的最大静止摩擦力相对应的踏力设为第一基准踏力Fs1,将与基于第二静止摩擦系数μs2的最大静止摩擦力相对应的踏力设为第二基准踏力Fs2(>Fs1)。第一曲折点P1对应于踏力F实质上为第一基准踏力Fs1时的情况,第二曲折点P2对应于踏力F实质上为第二基准踏力Fs2时的情况。而且,第一基准踏力Fs1优选地为第二基准踏力Fs2的1/2以上且为2/3以下。
第一线性区域L1中的F-S特性曲线的倾斜实质上为无限大,在踏力F为第一基准踏力Fs1以下时,不管踏力F值大小,行程S实质上为0。换句话说,即使踏力F在第一基准踏力Fs1以下的范围内变化,踏板臂12也不会以驾驶员感知得到的程度相对于支持壳体14枢动。而且,第三线性区域L3中的F-S特性曲线的倾斜比第二线性区域L2中的F-S特性曲线的倾斜小。即,行程S的变化量ΔS相对于踏力F的变化量ΔF的比ΔS/ΔF,与踏力F比第一基准踏力Fs1大但为第二基准踏力Fs2以下的第二线性区域L2的情况下相比,在踏力F比第二基准踏力Fs2大的第三线性区域L3中较大。
而且第一线性区域L1中的比ΔS/ΔF,依存于第一填隙片32A的弹性模量K1,弹性模量K1越高则其越接近于0,弹性模量K1越低则其越大。而且,第一线性区域L1中的比ΔS/ΔF不必为0,只要该比ΔS/ΔF为第二线性区域L2中的比ΔS/ΔF的1/2以下,优选为1/3以下,为第三线性区域L3中的比ΔS/ΔF的1/5以下,优选为1/8以下即可。而且,第二线性区域L2中的比ΔS/ΔF优选为第三线性区域L3中的比ΔS/ΔF的2倍以上,特别是3倍以上,进而为5倍以上。
而且,一般地,由于动摩擦系数比静止摩擦系数低,所以理论上,在踏力从第一线性区域L1向第二线性区域L2变化(过渡)以及从第二线性区域L2向第三线性区域L3变化时,阻力(抵抗力)瞬间地下降。但是,在摩擦接合的部件为被实施像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理的树脂等的情况下,局部地是在多个部位进行摩擦接合,并不是在多个部位上完全同时地从静止摩擦向动摩擦变化。因此,在摩擦接合部的接触面压力不高的情况下,在从静止摩擦向动摩擦变化时阻力也不会瞬间地显著下降。这些方面在后面所述其它实施例中也同样。
此外,如图6中所述的那样,开度传感器20将行程S为比第二曲折点P2的行程S2大的基准值S0的情况下的值设为与节气门的全闭对应的行程Smin,将踏板臂12的第一臂部12B触接全开止动部30时的行程S设为与节气门的全开对应的行程Smax,将表示从Smin至Smax为止的行程S的信号向未图示的发动机控制装置输出。
此外,在图示的第一实施例中,若以踏力F例如增大到第三线性区域L3的值后降低然后再度增大的方式进行驾驶员对踏板臂12的踏下操作,则该情况下的F-S特性曲线如图7所示那样成为滞后曲线。该F-S特性曲线的滞后幅度当第一基准踏力Fs1越大时则越大。如上所述,在第一基准踏力Fs1为第二基准踏力Fs2的1/2以上且为2/3以下的情况下,与例如在第一基准踏力Fs1小于第二基准踏力Fs2的1/2的情况下相比,能够可靠地确保充分的滞后幅度。如图7所示,在踏力F的减小过程中,F-S特性曲线也成为二段曲折的特性,但是第一至第三线性区域的倾斜的大小关系与踏力F的增大过程的情况相反。
此外,内弹簧16和外弹簧18,在踏力F增大时向抑制行程S的增大的方向作用,在踏力F减小时向促进行程S的减小的方向作用。因此,随着内弹簧16或外弹簧18的弹簧常数(弹簧特性系数)越高,踏力F在第三线性区域L3增大时的F-S特性曲线的倾斜、以通过踏力F减小而线性地减小行程S时的F-S特性曲线的倾斜越大。
进而一般地,如图7所示,F-S特性曲线的滞后幅度,与踏力F从0增大时的第一基准踏力Fs1的大小相比较小。这可以认为由于以下原因造成的:与踏力F从0增大时踏板臂12的臂比(arm ratio)发生变化相比,若一旦踏板臂12的臂比发生变化,则其后即使踏力F增大或减小,踏板臂12的臂比也不再发生变化。
即,如前所述,踏板臂12的轴部12A由轴承部14AB和14BB支持而能够绕轴线22相对旋转,所以在轴部12A的圆筒面与轴承部14AB和14BB的圆筒面之间存在间隙。因此,在踏力F从0增大时,踏板臂12的轴部12A与轴承部14AB和14BB之间的接点发生变化,因此,以踏板部12C为施力点(力点),以上述接点为支点,以第二臂部12的顶端部为受力点(作用点)的杠杆的臂比发生变化。但是,在比臂比发生变化的值大的范围内即使踏力F增大或减小,轴部12A与轴承部14AB和14BB之间的接点也不发生变化,臂比不发生变化。
图8将现有的加速踏板操作装置作为直线运动的装置而模型化表示的说明图。在只有通过静止摩擦力发生阻力的区域和通过动摩擦力发生阻力的区域的现有的脚踏式操作装置的情况下,在赋予踏板臂12的踏板部的踏力F与绕枢轴线的踏板部的行程S之间的关系,即F-S特性如图9和图10所示那样为一段(一级)曲折的特性。
因此,在现有的加速踏板操作装置中,若为了容易地将对加速踏板的踏下操作量维持于一定值而将踏板臂12与支持壳体14之间的摩擦系数设定为较高值,则如图9所示的那样为了使加速踏板的枢动开始所需要的踏力变得过高,因此驾驶员在开始加速踏板的踏下时会感到所谓的踏壁感。而且,由于若不大幅地降低踏力则加速踏板就不返回,所以驾驶员在加速踏板的踩踏回程时会感觉到不协调感。
相反地,若将摩擦系数设定为较低值,则可以降低在加速踏板的踏下开始时的踏壁感及加速踏板的踩踏回程时的加速踏板的返回不良感。但是,在该情况下,如图10所示的那样,滞后幅度变小,例如即使是伴随着车辆的振动等而踏力F发生微小的变化时,加速踏板的踏下行程S也会发生变化,所以要将驾驶员对加速踏板的踏下操作量维持为一定就变得困难,导致恒定维持特性恶化。
与此相对,根据本发明的第一实施例,在踏力F的增大过程中的F-S特性曲线,为如图6所示出的具有:第一至第三线性区域L1~L3、在第一线性区域L1和第二线性区域L2之间的第一曲折点P1、与在第二线性区域L2和第三线性区域L3之间的第二曲折点P2的二段曲折的特性,在踏力F的减小过程中的F-S特性线也为如图7所示出的二段曲折的特性。因此,与现有的加速踏板操作装置的情况相比,可以降低踏板臂12的踏下开始时的踏壁感以及踏板臂12的踩踏回程时的不协调感等,并且可以改善对踏板臂12的踏下操作量的恒定维持特性。
特别地,加速踏板与制动踏板相比被踏下而保持的时间长,所以容易发生由维持踏下状态而造成的疲劳。而且,容易发生伴随驾驶姿势的调整的踏力的变动、伴随打喷嚏等而突然发生的踏力的变动。而且,在路面有凹凸的情况下,也存在由于脚的惯性力等而使得对加速踏板的踏压发生变动的情况。根据本发明的第一实施例,即使是在这些情况下,也可以抑制加速踏板的行程的变动。根据本发明人所进行实验性的研究结果,在F-S特性曲线为二段曲折的特性的情况下,在第一基准踏力Fs1小于第二基准踏力Fs2的1/2的情况下,不能够充分提高对踏板臂12的踏下操作量的恒定维持性,而在第一基准踏力Fs1超过第二基准踏力Fs2的2/3时,不能够充分地降低踏板臂12的踏下开始时的踏壁感以及踏板臂12的踩踏回程时的踏板臂12的返回不良感等。
根据第一实施例,由于第一基准踏力Fs1优选地为第二基准踏力Fs2的1/2以上,所以可以可靠地提高对踏板臂12的踏下操作量的恒定维持性,而且,第一基准踏力Fs1优选地为第二基准踏力Fs2的2/3以下,所以可以可靠地降低踏板臂12的踏下开始时的踏壁感以及踏板臂12的踩踏回程时的踏板臂12的返回不良感等。
此外根据第一实施例,开度传感器20将踏板臂12的踏板部12C的行程S为比第二曲折点P2的行程S2大的基准值S0的情况下的值设为与节气门的全闭对应的行程Smin,检测Smin以上的行程S。因此,能够可靠地将开度传感器20检测踏板臂12的踏板部12C的行程S的区域限定在踏力F和行程S形成一定的比例系数的关系的第三线性区域L3,由此,相比对应于节气门的全闭的行程Smin比第二线性区域L2的行程S2小的情况,可以正确地检测出驾驶员进行的驱动操作量。
此外,根据第一实施例,第一线性区域L1中的F-S特性曲线的倾斜实质上为无限大,在踏力F为第一基准踏力Fs1以下时,与踏力F的任意值与关地,行程S实质上为0。因此,即使踏力F在第一基准踏力Fs1以下的范围内变化,踏板臂12也不会以驾驶员感知得到的程度相对于支持壳体14枢动。而且,与此相对应,在踏力F增大到比第二基准踏力Fs2大的值后增加或减小的情况下,可以适当地设定即使踏力F增加或减小而行程S也不变化的区域,即在图7中看行程S不变化而仅踏力F增加或减小的区域的大小。
由此,即使相对于踏板臂12的踏力F反着驾驶员的意思而变动,也可以可靠地抑制踏板臂12伴随着该踏力的变动而相对于支持壳体14进行不必要的相对枢动位移,由此能够可靠地提高对踏板臂12的踏下操作量的恒定维持性,而且,能够可靠地将伴随着驱动操作力增减的滞后幅度设为足够的大小。
而且,根据第一实施例,第三线性区域L3中的F-S特性曲线的倾斜比第二线性区域L2中的F-S特性曲线的倾斜小。即,行程S的变化量ΔS相对于踏力F的变化量ΔF的比ΔS/ΔF,与踏力F比第一基准踏力Fs1大但为第二基准踏力Fs2以下的第二线性区域L2的情况下相比,在踏力F比第二基准踏力Fs2大的第三线性区域L3的情况下小。因此,在开始对踏板臂12的踏下而踏力增大的过程中、以及踏力的降低开始而踏板臂12的踏下量低减的过程中,能够可靠地防止踏板臂12相对支持壳体14的相对枢动位移量急剧地增大,以及由此而引起的应通过踏板臂12的踏下操作而被控制的控制量突然地急剧增大。
而且,根据第一实施例,行程S的变化量ΔS相对于踏力F的变化量的比ΔS/ΔF,在第一线性区域L1、第二线性区域L2、第三线性区域L3的任一中都各自为一定值,所以比ΔS/ΔF伴随着踏力F的变化而平稳地变化,与F-S特性为曲线的情况相比,可容易地进行由踏力的调节而进行行程S的调节。
而且,根据第一实施例,第一填隙片32A和第二填隙片32B相对于沿着轴线22的方向相互隔开设置,并且,在垂直于踏板臂12的轴线22的方向中心轴线12E的两侧配置。因此,可以在中心轴线12E的两侧发生在第一填隙片32A和第二填隙片32B与踏板臂12的轴部12A的对应端面之间产生摩擦力以及弹性变形的反力。从而,与例如第一填隙片32A和第二填隙片32B相对于沿着轴线22的方向不相互隔开设置的情况、及第一填隙片32A和第二填隙片32B两者相对于中心轴线12E配置于一侧的情况相比,能够可靠地降低摩擦力以及弹性变形的反力的集中,而且,能够可靠地降低由摩擦力以及弹性变形的反力引起的作用于踏板臂12的力矩。
而且,根据第一实施例,在踏板臂12的轴部12A的端面与支持壳体14的轴承部14AB和14BB之间配设第一填隙片32A和第二填隙片32B,由踏板臂12的轴部12A的端面和填隙片之间的摩擦力及弹性变形及其反力而达成希望的F-S特性。因此,与不设置第一填隙片32A和第二填隙片32B、而使踏板臂12的轴部12A的端面和支持壳体14的轴承部14AB和14BB直接摩擦地接触的结构的情况下相比,能够容易且可靠地将摩擦系数及弹性模量设定为适当值。
若对踏板臂12作用沿其轴线22的方向的负荷,则在轴部12A的一端的端面与第一填隙片32A之间、以及在轴部12A的另一端的端面与第二填隙片32B之间的一方的接触面压力增大,而另一方的接触面压力减小。因此,与一方的接触面压力增大而另一方的接触面压力不减小的结构的情况相比,能够可靠地减小作用于踏板臂12的总摩擦力因沿轴线22的方向的负荷而造成的变动量。
特别地,根据第一实施例,第一填隙片32A和第二填隙片32B配置在接近踏板臂12的轴线22的位置,与第一及第二阻力产生构件相比轴线22被配置在沿径向较大地隔置的位置的情况(例如在后面所述第三及第四实施例的情况)相比,可以可靠地减小在别紧(卡阻,こじり)力作用于踏板臂12的情况下第一填隙片32A和第二填隙片32B的接触面压力的变动量,由此可以可靠地减小摩擦力的变动量。
第二实施例
图11是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第二实施例的平面截面图。而且,在图11中,对于和图1及图2所示的部件相同的部件,赋予和在图1及图2中所赋予的标号相的标号,这一点对于后述的其它实施例也相同。
在该第二实施例中,螺栓36贯穿主壳体部件14A、副壳体部件14B、踏板臂12的轴部12A、第一填隙片32A和第二填隙片32B而沿着轴线22延伸。在螺栓36上,在与头部(head)相反一侧的端部螺合有螺母38。而且,虽然在图11中未示出,该实施例中的开度传感器通过在相比轴线22沿径方向隔开的位置检测踏板臂12绕轴线22的相对于支持壳体14的相对旋转角度来检测对踏板臂12的驱动操作量。
而且,第二实施例的其它方面与上述的第一实施例相同地构成。因此,第二实施例上述的第一实施例相同地动作,由此,根据第二实施例,可以获得与上述的第一实施例相同的作用效果。
特别地,根据第二实施例,通过调节螺栓36和螺母38的安装力矩,可以调节经由主壳体部件14A和副壳体部件14B而对第一填隙片32A和第二填隙片32B赋予的推压力。因此,可以调节踏板臂12的轴部12A的端面与第一填隙片32A和第二填隙片32B之间的接触面压力,能够调节它们之间的摩擦力,由此在从踏力F来看的情况可以调节在第一线性区域L1和第二线性区域L2的大小。
第三实施例
图12是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第三施例的平面截面图,图13是以除去副壳体部件的状态而示出第三实施例的侧面图。
在该第三实施例中,以踏板臂12的轴部12A的端面与主壳体部件14A和副壳体部件14B不发生摩擦接合的方式,在踏板臂12的轴部12A的端面与主壳体部件14A以及副壳体部件14B之间,代替第一填隙片32A和第二填隙片32B而配置有减摩垫33A和33B。而且,这一点在后面所述的第四实施例也相同。
而且,在该第三实施例中,踏板臂12的第二臂部12D在顶端形成为两股状,具有沿着轴线22的方向而相互隔开设置的第一凸部40A和第二凸部40B。主壳体部件14A的周壁部,在踏板臂12绕轴线22枢动时,在与第一凸部40A和第二凸部40B相对向的区域,延伸成以轴线22为中心的部分圆筒状。
在主壳体部件14A的周壁部的部分圆筒状地延伸的区域的内面,以沿着以轴线22为中心的周向圆弧状地延伸的方式,通过粘接等固定手段而固定有第一摩擦板42A及第二摩擦板42B。第一摩擦板42A及第二摩擦板42B沿着轴线22的方向而相互隔开设置,各自与第一凸部40A和第二凸部40B触接(抵接)。
第一摩擦板42A,作为对踏板臂12相对于支持壳体14的枢动而施加第一阻力的第一阻力施加构件而起作用,第二摩擦板42B作为对踏板臂12相对于支持壳体14的枢动而施加第二阻力的第二阻力施加构件而起作用。
此外,第一摩擦板42A及第二摩擦板42B由相同树脂而形成,根据与上述第一实施例中的第一填隙片32A和第二填隙片32B的情况下相同结构,从各自第一摩擦板42A及第二摩擦板42B与第一凸部40A及第二凸部40B之间的摩擦以及伴随着这些部件绕轴线22的相对运动的弹性变形来看,设定与第一填隙片32A及第二填隙片32B的情况下相同的摩擦系数及弹性模量的关系。
因此,第一摩擦板42A与第一凸部40A的相互的摩擦接合面,限定了由摩擦力而发生第一阻力的第一摩擦面对,而第二摩擦板42B与第二凸部40B的相互的摩擦接合面,限定了由摩擦力而发生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二摩擦板42B,也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持壳体14的相对位移而移动的位移部件而起作用。如此,根据图示的第三实施例,由第一凸部40A、第一摩擦板42A所限定的第一摩擦接合部以及由第二凸部40B、第二摩擦板42B所限定的第二摩擦接合部,与上述第一实施例的情况相比,相比轴线22沿径向较大距离地隔开设置。因此,可以获得与上述的第一实施例相同的作用效果,并且,即使将第一摩擦接合部以及第二摩擦接合部的摩擦力及弹性变形的反力设置得不像上述第一实施例那样高,也可确保为达成希望的F-S特性的第一阻力和第二阻力。
第四实施例
图14是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第四施例的平面截面图;图15是以除去副壳体部件的状态而示出第四实施例的侧面图。
在该第四实施例中,踏板臂12的第二臂部12D的顶端与上述的第一实施例的情况下同样地构成,但是,在与踏板臂12的第一臂部12B相对向的主壳体部件14A和副壳体部件14B的内壁面上,通过粘接等的固定手段固定有平板状的第一摩擦板44A及第二摩擦板44B。该实施例的第一摩擦板44A及第二摩擦板44B在相比踏板臂12的轴部12A的外周稍微向径向外侧隔开的位置上按以轴线22为中心的圆弧状弯曲延伸。
该第四实施例的第一摩擦板44A及第二摩擦板44B,也分别与上述的第一实施例中的第一填隙片32A和第二填隙片32B的情况下、以及上述的第三实施例中的第一摩擦板42A及第二摩擦板42B的情况下相同,作为对踏板臂12相对于支持壳体14的枢动而各自施加第一阻力和第二阻力的第一和第二阻力施加构件而起作用。
而且,在该第四实施例中,第一摩擦板44A及第二摩擦板44B由相同树脂而形成,根据与上述第一实施例中的第一填隙片32A和第二填隙片32B的情况下相同的结构,从各自第一摩擦板44A及第二摩擦板44B与踏板臂12的第一臂部12B之间的摩擦以及伴随着这些部件绕轴线22的相对运动的弹性变形来看,设定与第一填隙片32A及第二填隙片32B的情况下相同的摩擦系数及弹性模量的关系。
因此,第一摩擦板44A与第一臂部12B的相互的摩擦接合面,限定了由摩擦力而发生第一阻力的第一摩擦面对,而第二摩擦板44B与第一臂部12B的相互的摩擦接合面,限定了由摩擦力而发生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二摩擦板44B,也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持壳体14的相对位移而移动的位移部件而起作用。
如此,根据图示的第四实施例,与上述第三实施例同样地,由踏板臂12的第一臂部12B和第一摩擦板44A及第二摩擦板44B所限定的第一及第二摩擦接合部,与上述第一实施例的情况相比,相比轴线22沿径向较大距离地隔开设置。因此,可以获得与上述的第一实施例相同的作用效果,并且,即使将第一摩擦接合部以及第二摩擦接合部的摩擦力及弹性变形的反力设置得不像上述第一实施例的情况下那样高,也可确保为达成希望的F-S特性的第一阻力和第二阻力。
第五实施例
图16是单纯化地示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第五施例的平面截面图。
在该第五实施例中,踏板臂12由支持壳体14支持得能够沿中心轴线12E往复运动。而且,第一摩擦板46A及第二摩擦板46B作为对踏板臂12相对于支持壳体14的相对直线运动而各自施加第一阻力和第二阻力的第一和第二阻力施加构件而起作用。开度传感器20,是通过检测沿轴线22方向的踏板臂12相对于支持壳体14的相对直线位移量来检测对踏板臂12的驱动操作量的位移传感器。该第五实施例的其它方面与上述的第四实施例相同地构成。
因此,第一摩擦板46A与踏板臂12的相互的摩擦接合面,限定了由摩擦力而发生第一阻力的第一摩擦面对,而第二摩擦板46B与踏板臂12的相互的摩擦接合面,限定了由摩擦力而发生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二摩擦板46B,也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持壳体14的相对位移而移动的位移部件而起作用。
由此,根据图示的第五实施例,可以获得与上述的第一实施例相同的作用效果,并且,在往复运动型的脚踏式操作装置中,也能可靠地达成希望的F-S特性。
而且,在第一至第五实施例中,第一及第二摩擦接合部的接触面压力与踏板臂12相对于支持壳体14的枢动角度无关地为一定值,但是也可以修改成随着踏板臂12相对于支持壳体14的枢动角度的增大而第一及第二摩擦接合部的接触面压力逐渐增大。在该情况下,由于伴随着踏板臂12的踏板部12C的行程S增大,第一摩擦接合部的最大静止摩擦力变大,所以第一及第二摩擦接合部的滞后幅度例如图17所示的那样随着行程S的变大而逐渐变大。
此外,在上述第一至第五实施例中,像第一填隙片32A和第二填隙片32B一样摩擦部件不相对于支持壳体14位移而相对于踏板臂12发生相对位移并与其摩擦接合,但是也可以构成为摩擦部件不相对于踏板臂12位移而相对于支持壳体14发生相对位移并与其摩擦接合。
此外,在上述第一至第五实施例中,像第一填隙片32A和第二填隙片32B那样摩擦部件和踏板臂12、支持壳体14作为另外(不同)的部件而设置,但是,也可以省略摩擦部件,在踏板臂12和支持壳体14的相互摩擦接合的部位的一方或双方上直接施加与对于第一填隙片32A和第二填隙片32B的表面处理及弹性模量的设定加工相同的表面处理及加工。
此外,在上述第二实施例中,可以同时调节对第一填隙片32A和第二填隙片32B施加的推压力,但是也可以构成为分别调节像第一填隙片32A和第二填隙片32B那样两个摩擦部件的接触面压力。而且,此外,在上述第三至第五实施例中,没有设置调节摩擦部件的接触面压力的构件(手段),但是在这些实施例中也可以构成为能够同时或个别地调节各摩擦部件的接触面压力。
第六实施例
图18是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第六实施例的侧面图;图19及图20是各示出第六实施例的局部扩大背面图和局部扩大底面图。
在这些图中,标号50表示加速踏板装置的全体,加速踏板装置50具有:作为由脚踏而被驱动操作的操作件的踏板臂52,作为支持踏板臂52使其能够枢动(枢轴转动)的支持构件的支持托架54。而且,加速踏板装置50具有:朝向与对踏板臂52的驱动操作量的增大方向相反的方向相对于支持托架54相对地对踏板臂52施力使其枢动的作为第一恢复施力构件的第一盘簧56(coil spring)和作为第二恢复施力构件的第二盘簧58,以及检测对于踏板臂52的驱动操作量的构件的开度传感器60。
在该第六实施例中,踏板臂52具有长方形的平板部52A和周壁部52B,周壁部52B在与平板部52A的踏面(在图18和图19中看为上面)相反的一侧沿着平板部52A的外周垂直于平板部地延伸。周壁部52B在踏板臂52的下端部限定踏板臂52的一对枢支部52C,一对枢支部52C互相平行地延伸。而且,在图20中,标号52D表示踏板臂52的宽度方向的中心线,而标号52E表示设置于平板部52A的背面而沿着中心线52D延伸的加强筋。
支持托架54具有:由螺栓等固定于未图示的车体的矩形平板状的基部54A,与基部54A成为一体且从基部垂直且互相平行延伸的一对耳轴54B。一对耳轴54B相对于踏板臂52的一对枢支部52C配置于互相远离的两侧。枢支部52C和耳轴54B互相相对向的面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。
轴部件62贯穿一对枢支部52C和一对耳轴54B而沿轴线64延伸,由此踏板臂52由支持托架54支持而能够绕轴线64枢动。为了使轴部件62不从枢支部52C和耳轴54B脱出,虽然未图示出,在与轴部件62的头部相反一侧的端部安装有螺母或销或C形环那样的防脱落构件。
在支持托架54的基部54A一体地形成有弹簧安装板66。第一盘簧56在线圈56A(coil)的两端具有非伸缩部56B及56C,用非伸缩部56B的顶端安装于弹簧安装板66,用非伸缩部56C的顶端安装于踏板臂52的平板部52A的下端。同样地,第二盘簧58在线圈58A的两端具有非伸缩部58B及58C,用非伸缩部58B的顶端安装于弹簧安装板66,用非伸缩部58C的顶端安装于踏板臂52的平板部52A的下端。第一盘簧56和第二盘簧58沿轴线64方向相互隔开设置,从上方看是在横切轴线64的方向上延伸。
此外,第一盘簧56和第二盘簧58为拉伸盘簧,由此踏板臂52在图18中看是绕轴线64向逆时针方向被施力。在踏板臂52的一对枢支部52C的外面,一体地形成有止动件68(stopper)。止动件68在没有踏力作用于踏板臂52的状态下与支持托架54的耳轴54B的侧缘部相触接,由此相对于支持托架54将踏板臂52定位于初始位置。
在与踏板臂52的下端部的踏面相反一侧,固定有作为第一阻力发生构件而起作用的第一滑接部件70A和作为第二阻力发生构件而起作用的第二滑接部件70B。滑接部件70A和70B具有随着朝向下端而厚度逐渐增大的形态,在下端部各自具有第一滑接槽72和第二滑接槽74。第一滑接槽72和第二滑接槽74沿着轴线64的方向互相隔开设置,从上方看沿着横切轴线64的方向延伸。
而且,第一滑接槽72和第二滑接槽74具有实质上半圆形或U形的截面形状,各自将第一盘簧56的线圈56A和第二盘簧58的线圈58A以在图中稍向下方推压的状态而容纳。进而,第一滑接槽72和第二滑接槽74具有:即使在踏板臂52相对支持托架54进行相对枢动从而使得第一盘簧56和第二盘簧58伸缩,也各自将第一盘簧56的线圈56A和第二盘簧58的线圈58A以在它们全长上触接的状态而容纳的长度。
虽然第一滑接槽72和第二滑接槽74绕轴线64实质上圆弧状地延伸,但是轴线64与第一滑接槽72和第二滑接槽74的槽底之间的距离,在图18中看随着朝向右方向而逐渐增大。因此,随着踏板臂52绕轴线64从初始位置在图18中看沿着顺时针方向枢动,第一滑接槽72和第二滑接槽74将第一盘簧56和第二盘簧58向下方推压的力逐渐增大。
如图20所详细地示出的,第一盘簧56具有互相成一体的线圈部分56A和直线部分56B,线圈部分56A的顶端安装于踏板臂52的平板部52A的下端,而用直线部分56B的顶端安装于弹簧安装板66。直线部分56B在弹簧的伸缩方向上实质上不发生弹性变形。第一滑接槽72与踏板臂52的枢动位置无关地触接第一盘簧56的线圈部分56A的位于直线部分56B一侧的端部。
进而,在实施例中的踏板臂52、支持托架54、滑接部件70A和70B可由树脂和金属中任一来形成,但是,优选地至少滑接部件70A和70B由树脂来形成。而且,优选地构成滑接部件70A的树脂的弹性模量K1比较高,构成滑接部件70B的树脂的弹性模量K2比构成滑接部件70A的树脂的弹性模量K1小。
滑接部件70A和70B的第一滑接槽72和第二滑接槽74通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得低。特别地,将第一滑接槽72相对于第一盘簧56的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1)设定得比第二滑接槽74相对于第二盘簧58的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
而且,第一盘簧56对第一滑接槽72的推压力和第二盘簧58对第二滑接槽74的推压力为互相相同的程度。由此,在第二盘簧58和第二滑接槽74之间的最大静止摩擦力,比第一盘簧56和第一滑接槽72之间的最大静止摩擦力大。
因此,第一滑接部件70A的第一滑接槽72与第一盘簧56的互相摩擦接合的面,限定了由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,第二滑接部件70B的第二滑接槽74与第二盘簧58的线圈部58A互相摩擦接合的面,限定了由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二滑接部件70B也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
由以上的说明可知,若将第六实施例的加速踏板装置50作为直线运动的装置而模型化,则可以如图21至23所示地模型化。
在该第六实施例中,若由驾驶员对踏板臂52施加踏力Fp,则踏板臂52,在图18中看将绕轴线64从初始位置沿顺时针方向枢动,在图21至23中看将相对于支持托架54相对向左方移动。但是,第一滑接槽72与第一盘簧56的线圈部的直线部分侧的端部摩擦接合。因此,对于第一盘簧56的线圈部在相对地作用于第一滑接槽72的作用力为它们之间的最大静止摩擦力以下时,踏板臂52在图18中看实质上不枢动,而如图21所示的那样相对于支持托架54相对地不移动。
对于第一盘簧56的线圈部,若相对地作用于第一滑接槽72的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则第一盘簧56的线圈部56A相对于第一滑接槽72发生相对位移。因此,踏板臂52在图18中看绕轴线64枢动,如图22中所示,相对于支持托架54向左方移动。
但是,由于第二滑接槽74与第二盘簧58的线圈部58A摩擦接合,所以在该摩擦接合部,第二盘簧58相对于第二滑接槽74不发生相对位移,第二盘簧58的线圈部58A由于滑接部件70B发生弹性变形而伸张。因此,在该状况下,要使踏板臂52返回初始位置的弹力,就是第一盘簧56的弹力和第二盘簧58的弹力以及滑接部件70B的弹力。
而且,对于第二盘簧58的线圈部,若相对地作用于第二滑接槽74的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则如图23中所示,第二盘簧58的线圈部58A相对于第二滑接槽74发生相对位移。因此,在该状况下,第二盘簧58的线圈部58A不需要滑接部件70B的弹性变形地进行伸长,所以,要使踏板臂52返回初始位置的弹力,就是第一盘簧56和第二盘簧58两者的弹力。因此,在第六实施例中,在由驾驶员赋予踏板臂52的踏力从0增大时的踏力F与平板部52A的踏面中央的行程S之间的关系,如上述第一实施例的情况下同样,F-S特性为如图6所示的二段曲折的特性。
此外,在第六实施例中,随着踏板臂52的行程S增大,滑接部件70对第一盘簧56和第二盘簧58的推压力逐渐增大,由此,滑接部件70A和滑接部件70B与第一盘簧56和第二盘簧58之间的摩擦力各自逐渐增大。因此,赋予踏板臂52的踏力增减时的F-S特性曲线成为如图17所示的滞后曲线。因此,在第六实施例中,也可以获得与上述第一至第五实施例的情况下相同的作用效果,并且,踏板臂52的行程S越大,则可以使得F-S特性曲线的滞后幅度越大。
而且,在该第六实施例中,要使踏板臂52返回初始位置的主要的弹力,在图6的第二线形区域L2中,是第一盘簧56的弹力和第二盘簧58的弹力以及滑接部件70B的弹力。在图6的第三线形区域L3中,是第一盘簧56和第二盘簧58两者的弹力。因此,第一盘簧56和第二盘簧58的弹簧常数可以相同,也可以一方比另一方大。
此外,在上述第六实施例中,作为分别与第一盘簧56和第二盘簧58滑动接合的阻力发生单元,设置了由互相不同的材料而构成的第一滑接部件70A和第二滑接部件70B。但是,也可以将第一滑接部件70A和第二滑接部件70B由同一材料形成,或者将第一滑接部件70A和第二滑接部件70B一体地形成,由狭槽等的凹凸形状,将第二滑接槽74附近的滑接部件的弹性模量K2设定为比第一滑接槽72附近的滑接部件的弹性模量K1小。
第七实施例
图24是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第七实施例的侧面图;图25是示出第七实施例的背面图。而且,在图24和图25中与图18至图20所示出的部件相同的部件赋予和图18至图20中所赋予的标号相同的标号,这一点对于后面所述的其它实施例也相同。
在该第七实施例中,踏板臂52和支持托架54分别与上述第六实施例的踏板臂和支持托架同样地构成,但是,支持托架54的耳轴54B配置在相对于踏板臂52的枢支部52C互相距离近的一侧。枢支部52C和耳轴54B的互相对向的面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。
固定凸轮部件76配置在一对耳轴54B之间,其两端固定于耳轴54B。因此,该实施例的轴部件62贯穿一对枢支部52C和一对耳轴54B以及固定凸轮部件76而沿轴线64延伸。固定凸轮部件76具有由半椭圆形和与其连续的长方形而形成的横截面形状,横截面的半椭圆形的长轴配置成水平地延伸。
在除了截面长方形的部分的上面以及端面的固定凸轮部件76的表面上,以沿着轴线64的方向相互隔置的状态形成有两个凸轮槽78和80。凸轮槽78和80具有半圆形或U形的截面形状,绕轴线64延伸。凸轮槽78和80上分别卷绕有线缆82和84(wire),线缆82和84的一端分别固定于止动环86和88。线缆82和84由具有可挠性(挠性)但不伸缩的材料而形成。线缆82和84的一端通过止动件90而固定于固定凸轮部件76,该止动件90通过图中未示出的螺钉而固定于固定凸轮部件76的截面长方形的部分的底面。
在线缆82和84的途中,分别连结有作为第一恢复施力构件的第一拉伸盘簧92以及作为第二恢复施力构件的第二拉伸盘簧94。拉伸盘簧92和94沿着踏板臂52的长度方向互相平行地延伸。线缆82和84的另一端分别通过固定部件96和98固定于踏板臂52的平板部52A的背面(里面)。
此外,在踏板臂52的平板部52A的背面侧,在周壁部52B上固定有作为第一阻力发生构件和第二阻力发生构件而起作用的滑接部件100。滑接部件100形成为半圆柱形(鱼糕形),在与平板部52A相对向的垄状的表面上,设置有第一和第二滑接槽102和104,该第一和第二滑接槽102和104沿着踏板臂52的长度(纵长)方向延伸,并沿着踏板臂52的宽度方向相互隔开设置。滑接槽102和104具有半圆形或U形的截面形状,分别容纳第一拉伸盘簧92和第二拉伸盘簧94使其能够往复运动。
在滑接部件100的滑接槽104的壁面上,设置有沿该槽的延伸方向延伸的多个狭槽等的凹凸,由此从拉伸盘簧92和94的伸缩方向上看,在滑接槽104的壁面的附近的滑接部件100的弹性模量K2被设定为比滑接槽102的壁面的附近的滑接部件100的弹性模量k1小的值。
而且,第一第二滑接槽102和104,具有如下的长度:即使第一拉伸盘簧92和第二拉伸盘簧94通过踏板臂52相对于支持托架54作相对枢动而伸缩,也可分别将第一拉伸盘簧92和第二拉伸盘簧94以沿着它们的全长而触接的状态而容纳。
轴部件62贯穿一对枢支部52C、一对耳轴54B、固定凸轮部件76而沿轴线64延伸,由此踏板臂52由支持托架54支持而能够绕轴线64枢动。但是在该实施例中,轴部件62相比固定凸轮部件76的半椭圆形部分的椭圆中心靠长方形部分一侧。
因此,从图24中看,若设线缆82和84相对于凸轮槽78和80的接点分别为P1和P2,则随着踏板臂52的从初始位置起的行程增大,接点P1和P2与轴线64之间的距离逐渐减小。由此,随着踏板臂52的行程增大,线缆82和84分别推压第一和第二滑接槽102和104的力逐渐增大,由此,线缆82和84与第一和第二滑接槽102和104之间的摩擦力逐渐增大。
进而,在该实施例中,踏板臂52、固定凸轮部件76、滑接部件100由树脂和金属中某一方来形成,但是,优选地至少滑接部件100由树脂来形成。而且,滑接部件100的第一和第二滑接槽102和104通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,第一滑接槽102相对于线缆82的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比第二滑接槽104相对于线缆84的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,第一拉伸盘簧92对第一滑接槽102的推压力和第二拉伸盘簧94对第二滑接槽104的推压力为互相相同的程度。由此,在第二拉伸盘簧94和第二滑接槽104之间的最大静止摩擦力,比第一拉伸盘簧92和第一滑接槽102之间的最大静止摩擦力大。
对凸轮槽78和80适用像油脂那样的润滑剂,以使得凸轮槽78和80与线缆82和84之间的摩擦系数非常小。而且,虽然图中未示出,在固定部件96和98上,分别设置有调节装置,该调节装置用于调节在踏板臂52位于初始位置时的拉伸盘簧92和94的弹力。
因此,由滑接部件100的第一滑接槽102与第一拉伸盘簧92的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,滑接部件100的第二滑接槽104与第二拉伸盘簧94的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,滑接部件100的第二滑接槽104的周边部也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
而且,第七实施例的其它方面与上述第六实施例同样地构成。因此,第一拉伸盘簧92和第二拉伸盘簧94虽然是经由线缆82和84而在踏板臂52和支持托架54之间配设,该第七实施例与上述第六实施例同样地动作。根据第七实施例,可以获得与上述第六实施例同样的作用效果。
特别地,根据第七实施例,随着踏板臂52的行程增大,线缆82和84分别推压第一和第二滑接槽102和104的力逐渐增大,但是它们的推压力的增大率随着踏板臂52的行程增大而逐渐减小。因此,该第七实施例中的F-S特性曲线成为如图26中实线所示的滞后曲线。
而且,可通过固定凸轮部件76的形状的设定,而使得随着踏板臂52的行程增大,线缆82和84分别推压第一和第二滑接槽102和104的力的增大率逐渐增大。该情况下的F-S特性曲线成为如图26中虚线所示的滞后曲线。
而且,在上述的第七实施例中,只设置了分别作为与拉伸盘簧92和94滑接(滑动触接)的第一阻力发生构件和第二阻力发生构件的一个滑接部件100。但是也可以与上述第六实施例的第一滑接部件70A和第二滑接部件70B一样,作为与拉伸盘簧92和94滑接的第一阻力发生构件和第二阻力发生构件而设置由不同的材料构成的第一滑接部件和第二滑接部件。
第八实施例
图27是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第八实施例的侧面图;图28是示出第八实施例的局部扩大背面图。
在该第八实施例中,绕轴部件62配设有作为第一恢复施力构件的第一盘簧106以及作为第二恢复施力构件的第二弹簧108。盘簧106和108是扭转弹簧,相对于轴线64调整(匹配)而互相相对于另一方同心状地延伸。盘簧106位于盘簧108的外侧,相比盘簧108在径向上隔开设置。
在支持托架54的基部54A的上面,固定有作为第一阻力施加构件而起作用的树脂制的滑接部件110。如图29和图30所示,滑接部件110在上面具有截面圆弧状的滑接槽112。盘簧106和108的一端固定于滑接部件110或支持托架54的基部54A,另一端通过固定部件114安装于踏板臂52的平板部52A的背面。而且,作为第二阻力施加构件而起作用的树脂制的圆筒状的套筒116以嵌合状态而固定在轴部件62上,套筒116绕轴部件62在一对枢支部52C之间延伸。
盘簧106和108各自在从线圈部的一端至另一端为止的实质上全部区域上与滑接槽112和套筒116触接,分别对滑接槽112和套筒116向径向外方以及径向内方施压。盘簧106被配设成:随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,沿线圈的卷回方向弹性变形,由此而逐渐扩径。与此相对,盘簧108被配设成:随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度的增大,沿线圈的增卷方向弹性变形,由此而逐渐缩径。
因此,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度的增大,盘簧106和108分别对滑接槽112和套筒116施压的力逐渐增大,与此相对应地,分别在盘簧106和108与滑接槽112和套筒116之间的摩擦力逐渐增大。而且,盘簧106和108的线圈部分与固定部件114之间的直线部分,可被加强而不会过分地弯曲变形。
而且,在本实施例中设定成:构成滑接部件110的树脂的弹性模量K1比较高,构成套筒116的树脂的弹性模量K2比构成滑接部件110的树脂的弹性模量K1小。而且,套筒116相比滑接部件110靠近轴线64,因此,套筒116的周方向的弹性变形量可以比滑接部件110的周方向的弹性变形量小,所以构成滑接部件110的树脂的弹性模量K1与构成套筒116的树脂的弹性模量K2的差,可以比上述第六实施例中滑接部件70A和70B的弹性模量的差小。
滑接槽112和套筒116的外面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,滑接槽112相对于盘簧106的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比套筒116相对于盘簧108的外面的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,第一盘簧106对滑接槽112的推压力和第二盘簧108对套筒116的外面的推压力为互相相同的程度。由此,在第二盘簧108和套筒116的外面之间的最大静止摩擦力,比第一盘簧106和滑接槽112之间的最大静止摩擦力大。
因此,滑接部件110的滑接槽112与第一盘簧106的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,套筒116的外面和第二盘簧108的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,套筒116也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
而且,第八实施例的其它方面与上述第六及第七实施例同样地构成。因此,第八实施例中,第一盘簧106相对于滑接槽112的滑动方向以及第二盘簧108相对于套筒116的外面的滑动方向为绕轴线64的周方向,滑接槽112中的第一盘簧106的弹性变形的方向以及套筒116的外面的第二盘簧108的弹性变形的方向也是绕轴线64的周方向,除此以外,与上述第六及第七实施例同样动作。因此,根据第八实施例,可获得与上述的第六实施例相同的作用效果。
第九实施例
图31是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第九实施例的侧面图;图32是示出第九实施例的局部扩大背面图。
在该第九实施例中,设置有树脂制的圆筒状的套筒116,但是没有设置上述第八实施例的滑接部件110。套筒116,以间隙配合状态围绕轴部件62,两端固定于踏板臂52的周壁部52B。作为第一恢复施力构件的第一盘簧106配设于套筒116的外侧,作为第二恢复施力构件的第二盘簧108配设于套筒116与轴部件62之间。盘簧106与108的一端通过固定部件118固定于支持托架54的基部54A的上面,另一端通过固定部件114固定于踏板臂52的平板部52A的背面。
而且,该实施例中,盘簧106和108的线圈部分与固定部件114之间的直线部分,可被加强而不会过分地弯曲变形。而且,虽然未图示出,盘簧108的直线部分贯穿被设置在套筒116的端部的切口而延伸。
盘簧106和108各自在从绕圈部的一端至另一端为止的实质上全部区域上与套筒116的外面和内面触接(抵接),分别对套筒116向径向外方以及径向内方施压。因此,套筒116在外面侧作为第一阻力产生构件的第一滑动摩擦部以及第一弹性变形部而起作用,在内面侧作为第二阻力产生构件的第二滑动摩擦部以及第二弹性变形部而起作用。
盘簧106被配设成:随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,沿线圈的增绕(增卷)方向弹性变形,由此而逐渐缩径。与此相对,盘簧108被配设成:随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度的增大,沿线圈的卷回方向弹性变形,由此而逐渐扩径。因此,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度的增大,盘簧106和108沿径向对套筒116施压的力逐渐增大,由此,在盘簧106和108与套筒116之间的摩擦力逐渐增大。
而且,在该实施例中设定成:构成套筒116的树脂的弹性模量比较高,在套筒116的内面设置沿着周方向延伸的多个狭槽等,由此,套筒116的内面侧的弹性模量K2比套筒116的外面侧的弹性模量K1小。而且,套筒116的内面相比其外面靠近轴线64,因此,套筒116的内面(内表面)的周方向的弹性变形量可以比套筒116的外面的周方向的弹性变形量小,所以套筒116的外面侧的弹性模量K1与套筒116的内面侧的弹性模量K2的差,可以比上述第六实施例中滑接部件70A和70B的弹性模量的差小。
套筒116的外面和内面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,套筒116的外面相对于盘簧106的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比套筒116的内面相对于盘簧108的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,第一盘簧106对套筒116的外面的推压力和第二盘簧108对套筒116的内面的推压力为互相相同的程度。由此,在第二盘簧108和套筒116的内面之间的最大静止摩擦力,比第一盘簧106和套筒116的外面之间的最大静止摩擦力大。
因此,套筒116的外面与第一盘簧106的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,套筒116的内面和第二盘簧108的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,套筒116也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
而且,第九实施例的其它方面与上述第六及第八实施例同样地构成。因此,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,盘簧106缩径,而盘簧108扩径,除此以外,第九实施例与上述第八实施例同样动作。因此,根据第九实施例,可获得与上述的第六实施例相同的作用效果。
第十实施例
图33是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十实施例的侧面图;图34是示出第十实施例的背面图。
在该第十实施例中,在踏板臂52的平板部52A的背面侧,配设有作为第一恢复施力构件的第一板簧118以及作为第二恢复施力构件的第二板簧120。板簧118和120沿着踏板臂52的平板部52A的宽度方向彼此稍微隔开地设置。板簧118和120,用下端的铰接部围绕轴部件62,由轴部件62枢支承。而且,板簧118和120的中央部向从平板部52A离开方向弯曲,在中央部的外面与车辆的车体B的倾斜部触接。
第一板簧118的宽度比第二板簧120的宽度大,第一板簧118的弹簧常数与第二板簧120的弹簧常数设定为实质上相同或者比其低的值。板簧118和120的任一的顶端部向从踏板臂52的平板部52A离开的方向稍微弯曲。板簧118和120的宽度在其全长上是一定的,但是顶端部的宽度也可设定为比其它的部分小。
在踏板臂52的平板部52A的背面上,固定有作为第一阻力发生构件起作用的树脂制的第一滑接板122和作为第二阻力发生构件而起作用的树脂制的第二滑接板124。板簧118和120的顶端部分别与第一滑接板122和第二滑接板124触接,相对于平板部52A向对应的滑接板稍微地施压。
若踏下踏板臂52,踏板臂52相对于支持托架54相对地枢动,则板簧118和120分别增大对踏板臂52的恢复(复位)作用力,增大对于滑接板122和滑接板124的施压力。而且,板簧118和120带来分别向沿着平板部52A从轴部件62离开的方向使滑接板122和滑接板124由弹性而剪断(剪切)变形的力。
因此,就滑接板122和滑接板124的剪断变形方向来看,构成滑接板122的树脂的弹性模量K1比较高,构成滑接板124的树脂的弹性模量K2设定为比构成滑接板122的树脂的弹性模量K1小。而且,关于这些弹性模量的设定,可以通过使构成滑接板122和滑接板124的树脂不同来达成,或者,通过沿踏板臂52的长度方向的多个狭槽那样的凹凸形状来达成。
滑接板122和124的表面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,第一滑接板122的外面相对于第一板簧118的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比第二滑接板124的内面相对于第二板簧120的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,第一板簧118和第二板簧120如上述那样设定,所以第二板簧120相对于第二滑接板124的推压力,和第一板簧118相对于第一滑接板122的推压力为相同程度或比其大。因此,第二板簧120和第二滑接板124之间的最大静止摩擦力,比第一板簧118和第一滑接板122之间的最大静止摩擦力大。
因此,第一板簧118和第一滑接板122的相互的摩擦接合面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,第二板簧120和第二滑接板124的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二滑接板124也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
踏板臂52被第一板簧118和第二板簧120的弹力绕轴部件62在图33中看向逆时针方向施力。因此,在未对踏板臂52作用踏力时,踏板臂52被定位于其平板部52A的下端的止动件52F和支持托架54的基部54A的上面触接的初始位置。
随着踏板臂52被踏下而从踏板臂52的初始位置的枢动角度增大,第一板簧118和第二板簧120的弹力逐渐增大。因此,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,第一板簧118和第二板簧120分别垂直地推压第一滑接板122和第二滑接板124的力逐渐增大,分别在第一板簧118和第一滑接板122之间的摩擦力以及在第二板簧120和第二滑接板124之间的摩擦力逐渐增大。此外,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,第一板簧118和第二板簧120分别使第一滑接板122和第二滑接板124剪断变形的力也逐渐增大。
在第一板簧118和第一滑接板122之间沿其表面相对地作用的力为它们之间的最大静止摩擦力以下时,第二板簧120和第二滑接板124之间的摩擦力也为它们之间的最大静止摩擦力以下。而且,第一滑接板122和第二滑接板124的剪断变形量也不会变得那么大。因此,踏板臂52在图33中看实质上不发生枢动。
若在第一板簧118和第一滑接板122之间沿其表面相对地作用的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则第一板簧118的顶端部向沿着平板部52A从轴部件62离开的方向相对于第一滑接板122发生相对位移。此外,只要第二板簧120和第二滑接板124之间沿其表面相对地作用的力为它们之间的最大静止摩擦力以下,则第二滑接板124由第二板簧120而发生剪断变形,由该剪断变形产生的弹力作用于抑制踏板臂52的枢动的方向。因此,踏板臂52在图33中看绕轴线64稍微枢动。
进而,若第二板簧120和第二滑接板124之间沿其表面相对地作用的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则第二板簧120的顶端部向沿着平板部52A从轴部件62离开的方向相对于第二滑接板124发生相对位移。因此,作用于使踏板臂52向初始位置恢复的方向的弹力,实质上成为第一板簧118和第二板簧120的弹力。
因此,第十实施例中,第一板簧118和第二板簧120的弹力各自直接作用于第一滑接板122和第二滑接板124,而且,第一滑接板122和第二滑接板124分别由第一板簧118和第二板簧120的顶端部而发生剪断变形,除此以外,与上述第六实施例同样动作。因此,根据第十实施例,使用板簧作为第一和第二恢复施力构件,可获得与上述的第六实施例相同的作用效果。
特别地,根据第十实施例,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,第一板簧118和第二板簧120分别推压第一滑接板122和第二滑接板124的推压力的增大率,比上述第六和第七实施例的情况下大。因此,在该第十实施例中的F-S特性曲线成为如图35中实线所示的滞后曲线。
第十一实施例
图36是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十一实施例的侧面图;图37是示出第十一实施例的局部扩大背面图;图38和图39分别示出第一扭杆和第二扭杆的正面图;图40和图41是沿踏板臂的轴线分别观察支持托架的一方的耳轴和另一方的耳轴的状态的扩大正面图。
在该第十一实施例中,在踏板臂52的平板部52A的背面侧,配设有作为第一恢复施力构件的第一扭杆128(torsion bar)以及作为第二恢复施力构件的第二扭杆130。第一扭杆128和130由截面圆形的线材形成,但是扭杆130的直径比扭杆128的直径大。因此,扭杆130的弹簧常数比扭杆128的弹簧常数高,但是这些扭杆的弹簧常数也可以互相相同,或者大小关系是与上述关系相反的弹簧常数。
如图38所示的那样,第一扭杆128具有:平行于轴线64且互相匹配(校准)地延伸的扭杆部分128A和引导部128B,从扭杆部分128A和引导部128B的互相靠近侧的一端垂直地形成U字形而延伸的枢动臂部128C,从扭杆部分128A的另一端垂直地延伸的固定臂部128D。
同样地,如图39所示的那样,第二扭杆130具有:平行于轴线64且互相匹配(校准)地延伸的扭杆部分130A和引导部130B,从扭杆部分130A和引导部130B的互相靠近侧的一端垂直地形成U字形而延伸的枢动臂部130C,从扭杆部分130A的另一端垂直地延伸的固定臂部130D。
此外,在第十一实施例中,支持托架54的一对耳轴54B的厚度设定得比上述其它实施例的耳轴大。如图40所示的那样,扭杆部分128A和固定臂部128D嵌入被设置于一方的耳轴54B的槽内,如图41所示的那样,扭杆部分128B嵌入被设置于另一方的耳轴54B的孔内。固定臂部128D的顶端直角地曲折,其顶端部嵌入被设置于一方的耳轴54B的孔内,由此而固定于该耳轴54B。
同样地,如图41所示的那样,扭杆部分130A和固定臂部130D嵌入被设置于另一方的耳轴54B的槽内,如图40所示的那样,引导部130B嵌入被设置于一方的耳轴54B的孔内。固定臂部130D的顶端直角地曲折,其顶端部嵌入被设置于另一方的耳轴54B的孔内,由此而固定于该耳轴54B。
半圆柱形(鱼糕形)的引导托架132设置在支持托架54的一对耳轴54B之间,被一体地固定于支持托架54的基部54A的上面。扭杆部分128A和130A贯穿被设置于引导托架132的孔而延伸,能够相对于引导托架132自由地相对旋转。引导部128B和引导部130B贯也分别能够相对于对应的耳轴54B自由地相对旋转。
在踏板臂52的平板部52A的背面,固定有作为第一阻力产生构件而起作用的树脂制的第一滑接板134和作为第二阻力产生构件而起作用的树脂制的第二滑接板136。枢动臂部128C和130C的顶端部分别触接第一滑接板134和第二滑接板136,相对于平板部52A稍微地推压对应的滑接板。
若踏板臂52被踏下而使得踏板臂52相对于支持托架54枢动,则扭杆128和130分别对踏板臂52的恢复作用力增大,增大对滑接板134和136的推压力。而且,扭杆128和130的枢动臂部128C和130C带来分别向沿着平板部52A从轴部件62离开的方向由弹性而使滑接板134和136剪断变形的力。
因此,就滑接板134和136的剪断变形方向来看,构成滑接板134的树脂的弹性模量K1比较高,构成滑接板136的树脂的弹性模量K2设定为比构成滑接板134的树脂的弹性模量K1小。而且,关于弹性模量的设定,可以通过使构成滑接板134和136的树脂不同来达成,或者,通过沿踏板臂52的长度方向的多个狭槽那样的凹凸形状来达成。
滑接板134和136的表面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,第一滑接板134的表面相对于枢动臂部128C的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比第二滑接板136的表面相对于枢动臂部130C的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,扭杆128和130的弹簧常数如上述那样设定,所以扭杆130的枢动臂部130C相对于第二滑接板136的推压力,比扭杆128的枢动臂部128C相对于第一滑接板134的推压力大。因此,枢动臂部130C和第二滑接板136之间的最大静止摩擦力,比枢动臂部128C和第一滑接板134之间的最大静止摩擦力大。
因此,枢动臂部128C和第一滑接板134的相互的摩擦接合面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,枢动臂部130C和第二滑接板136的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二滑接板136也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
第一扭杆128的扭杆部分128A和第二扭杆130的扭杆部分130A,以从轴线64隔开设置的状态平行于轴线地延伸。因此,若踏板臂52绕轴线64枢动,则枢动臂部128C和130C的顶端分别将要相对于第一滑接板134和第二滑接板136在踏板臂52的长度方向上相对地发生位移。
但是,枢动臂部128C和130C的顶端分别与第一滑接板134和第二滑接板136摩擦接合着。因此,在枢动臂部128C和130C的顶端分别与第一滑接板134和第二滑接板136之间当沿它们的表面而相对地作用的力为它们之间的最大静止摩擦力以下时,枢动臂部128C和130C的顶端不会分别相对于第一滑接板134和第二滑接板136发生相对位移。因此,踏板臂52不会相对于支持托架54枢动。
若枢动臂部128C的顶端和第一滑接板134之间沿其表面相对地作用的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则枢动臂部128C的顶端相对于第一滑接板134发生位移。因此,踏板臂52相对于支持托架54绕轴线64相对地枢动。
但是,由于枢动臂部130C的顶端与第二滑接板136摩擦接合着,所以在该摩擦接合部枢动臂部130C的顶端相对于第二滑接板136不发生相对位移,第二滑接板136由枢动臂部130C的顶端而被沿剪断方向发生弹性变形。因此,在该状况下,要使踏板臂52向初始位置返回的弹力,是扭杆128和130的弹力以及由第二滑接板136的弹性变形而产生的弹力。
而且,若枢动臂部130C的顶端与第二滑接板136之间沿其表面相对地作用的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则枢动臂部130C的顶端也相对于第二滑接板136发生位移。因此,在该状况下,第二滑接板136不再由枢动臂部130C的顶端而被沿剪断方向发生弹性变形,所以,要使踏板臂52向初始位置返回的弹力,是扭杆128和130的弹力。
因此,在该第十一实施例中,在由驾驶员赋予踏板臂52的踏力从0增大时的踏力F与平板部52A的踏面中央的行程S之间的关系,如上述第一实施例的情况下同样,F-S特性为如图6所示的二段曲折的特性。而且,在该第十一实施例中,随着踏板臂52的行程S增大,枢动臂部128C和130C的顶端分别对第一滑接板134和第二滑接板136的推压力逐渐增大,由此,枢动臂部128C和130C的顶端与第一滑接板134和第二滑接板136之间的摩擦力逐渐增大。因此,赋予踏板臂52的踏力增减时的F-S特性曲线成为如图35所示的滞后曲线。
因此,在第十一实施例中,扭杆128和130的弹力分别直接作用于第一滑接板134和第二滑接板136,而且,第一滑接板134和第二滑接板136分别由枢动臂部128C和130C的顶端部而剪断变形,除此以外,与上述第六实施例同样动作。因此,根据第十一实施例,使用扭杆作为第一和第二恢复施力构件,可获得与上述的第十实施例相同的作用效果。
第十二实施例
图42是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十二实施例的侧面图;图43是示出第十二实施例的局部扩大背面图;图44是示出第十二实施例的要部的扩大横截面图。
在该第十二实施例中,在踏板臂52的平板部52A的背面侧,配设有作为第一阻力发生构件的第一压缩盘簧138和作为第二阻力发生构件的第二压缩盘簧140。在支持托架54的基部54A上一体地形成有弹簧安装板142,第一压缩盘簧138和第二压缩盘簧140弹性安装于踏板臂52的平板部52A的背面与弹簧安装板142之间。如图42所示,踏板臂52的平板部52A与弹簧安装板142被设定成:在踏板臂52处于其初始位置时实质上互相平行。
压缩盘簧138和140,相对于沿绕轴线64的假想圆弧线的切线方向延伸的轴线144调整(校准)而相互相对于另一方为同心状地延伸。轴线144,在踏板臂52处于其初始位置时,实质上相对于踏板臂52的平板部52A与弹簧安装板142垂直地延伸。压缩盘簧138位于压缩盘簧140的外侧,相比压缩盘簧140在径向上隔开设置。构成压缩盘簧138的线材的直径比构成压缩盘簧140的线材的直径大。因此,压缩盘簧138的弹簧常数比压缩盘簧140的弹簧常数高,但是也可以将它们的压缩盘簧的弹簧常数设定为互相相同,或者大小关系为与上述关系相反的弹簧常数。
在踏板臂52的平板部52A的背面,固定有作为第一阻力产生构件而起作用的第一滑接板146的一端,在弹簧安装板142上固定有作为第二阻力产生构件而起作用的第二滑接板148的一端。第一滑接板146和第二滑接板148都由树脂形成,形成为沿轴线144延伸的实质上的半圆筒形。
滑接板146和148具有比踏板臂52处于其初始位置时的平板部52A与弹簧安装板142之间的距离L小,且比距离L的一半大的长度。因此,在踏板臂52处于其初始位置时,滑接板146和148相互重叠地延伸。滑接板146和148分别相对于压缩盘簧138和140位于轴线64一侧,分别由内侧圆筒面与压缩盘簧138和140触接,稍微地推压对应的压缩盘簧。
第一滑接板146的内侧圆筒面的长度方向的弹性模量K1被设定得比较高,第二滑接板148的内侧圆筒面的长度方向的弹性模量K2被设定得比第一滑接板146的内侧圆筒面的长度方向的弹性模量K1小。而且,关于它们的弹性模量的设定,可以通过使构成滑接板146和148的树脂不同来达成,或者,通过沿滑接板的长度方向的多个狭槽那样的凹凸形状来达成。
滑接板146和148的内侧圆筒面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,第一滑接板146的内侧圆筒面相对于压缩盘簧138的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比第二滑接板148的内侧圆筒面相对于压缩盘簧140的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,压缩盘簧138对第一滑接板146的推压力,和压缩盘簧140相对于第二滑接板148的推压力为相同程度。因此,压缩盘簧140和第二滑接板148之间的最大静止摩擦力,比压缩盘簧138和第一滑接板146之间的最大静止摩擦力大。
因此,压缩盘簧138和第一滑接板146的相互的摩擦接合面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,压缩盘簧140和第二滑接板148的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二滑接板148也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
压缩盘簧138、140以及滑接板146、148,在踏板臂52处于其初始位置时,沿轴线144延伸,而弹性安装于踏板臂52的平板部52A与弹簧安装板142之间。因此,若踏板臂52绕轴线64枢动,则踏板臂52的平板部52A与弹簧安装板142之间的距离L发生变化,所以压缩盘簧138、140分别相对于滑接板146、148相对地沿轴线144发生位移。
但是,滑接板146、148分别与压缩盘簧138、140触接,互相重叠地延伸。因此,在沿轴线144对于压缩盘簧138、140分别沿它们的长度方向而作用于滑接板146、148的力为它们之间的最大静止摩擦力以下时,则压缩盘簧138、140的绕线分别相对于滑接板146、148不发生相对的位移。因此,踏板臂52相对于支持托架54不发生相对枢动。
若对于压缩盘簧138沿其长度方向而作用于滑接板146的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则压缩盘簧138的绕线相对于滑接板146发生相对的位移。因此,踏板臂52相对于支持托架54绕轴线64相对地枢动。
但是,由于压缩盘簧140与滑接板148摩擦接合,所以在该摩擦接合部,压缩盘簧140的绕线相对于滑接板148不发生相对的位移。因此,压缩盘簧140在位于踏板臂52的平板部52A和滑接板148的顶端之间的部分自由地发生压缩变形,但是在与滑接板148摩擦接合的部分,在沿长度方向压缩滑接板148的半圆筒状的内面侧的同时发生压缩变形。因此,在该状况下,要使踏板臂52返回初始位置的弹力,就是压缩盘簧138的弹力和压缩盘簧140的上述压缩变形部分的弹力以及滑接板148的压缩变形而产生的弹力。
若对于压缩盘簧140沿其长度方向而作用于滑接板148的力超过它们之间的最大静止摩擦力,压缩盘簧140的绕线相对于滑接板148发生相对的位移。因此,在该状况下,压缩盘簧140其全体也发生压缩变形,所以要使踏板臂52返回初始位置的弹力,就是压缩盘簧138和压缩盘簧140的弹力,因此,作为使踏板臂52恢复而施力的弹簧全体的弹簧常数降低。
因此,在该第十二实施例中,在由驾驶员赋予踏板臂52的踏力从0增大时的踏力F与平板部52A的踏面中央的行程S之间的关系,也如上述第一实施例的情况下同样,F-S特性为如图6所示的二段曲折的特性。而且,在该第十二实施例中,随着踏板臂52的行程S增大,压缩盘簧138和140在中央部向下方位移地发生弯曲,压缩盘簧138和140分别推压滑接板146和148的力逐渐增大,由此它之间的摩擦逐渐增大。因此,赋予踏板臂52的踏力增减时的F-S特性曲线成为如图35所示的滞后曲线。
因此,在该第十二实施例中,压滑接板146和148分别沿其长度方向与压缩盘簧138和140滑接,沿其长度方向发生弹性变形,除此以外,与上述第六实施例同样动作。因此,根据第十二实施例,使用压缩盘簧作为第一和第二恢复施力构件,可获得与上述的第六实施例的情况下相同的作用效果。
特别地,根据该第十二实施例,若踏板臂52的行程为某一值时,滑接板146和148的顶端分别与弹簧安装板142及踏板臂52的平板部52A触接,从而抑制踏板臂52的进一步的枢动。因此,可以省略全开止动件或小型化。
而且,在图示的实施例中,第一滑接板146的一端固定于踏板臂52的平板部52A的背面,第二滑接板148的一端固定于弹簧安装板142。但是,也可以将第一滑接板146的一端固定于弹簧安装板142,将第二滑接板148的一端固定于踏板臂52的平板部52A的背面。
第十三实施例
图45是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十三实施例的侧面图;图46是示出第十三实施例的局部扩大背面图;图47是示出第十三实施例的要部的扩大局部截面图。
在该第十三实施例中,与上述第十二实施例的情况下相同,在支持托架54的基部54A上一体地形成有弹簧安装板142,第一压缩盘簧150和第二压缩盘簧152弹性安装于踏板臂52的平板部52A的背面与弹簧安装板142之间。压缩盘簧150为带状的钢材卷绕成啤酒桶状的螺旋状弹簧,各绕线(卷绕部)互相摩擦接合。与此相对,压缩盘簧152是由线状的钢材卷绕成圆筒形的通常的压缩盘簧。而且,压缩盘簧150也可形成圆锥台形或鼓形。
与上述第十二实施例的压缩盘簧138和140同样地,压缩盘簧150和152相对于轴线144调整(校准)而相互相对于另一方为同心状地延伸。压缩盘簧152位于压缩盘簧150的外侧,相比压缩盘簧1540在径向上隔开设置。压缩盘簧150和152的弹簧常数可设定为互相相同,或者一方比另一方大。
在踏板臂52的平板部52A的背面和弹簧安装板142上分别固定有作为第二阻力产生构件而起作用的树脂制的滑接板154和156的一端。滑接板154在压缩盘簧152的上侧与其触接,滑接板156在压缩盘簧152的下侧与其触接。滑接板154和156的绕轴线144的延伸范围小于绕轴线144的180度的范围。滑接板154和156沿径向推压压缩盘簧152的力,被设定为压缩盘簧150的各绕线彼此沿径向推压的力相同。
与上述第十二实施例的滑接板146和148同样地,滑接板154和156具有比踏板臂52处于其初始位置时的平板部52A与弹簧安装板142之间的距离L小,且比距离L的一半大的长度。因此,在踏板臂52处于其初始位置时,滑接板154和156也相互重叠地延伸。而且,滑接板154和156,即使通过踏板臂52的枢动使平板部52A与弹簧安装板142之间的距离L变小,只要互相不干涉,也可以在相对于轴线144上下方向以外的方向例如在水平方向上互相隔开设置。
压缩盘簧150的互相摩擦接合的面以及滑接板154和156的内侧圆筒面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,压缩盘簧150的互相摩擦接合的面的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比滑接板154和156的内侧圆筒面相对于压缩盘簧152的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,如上所述,压缩盘簧150对第一滑接板146的推压力和压缩盘簧152对滑接板154和156的推压力为互相相同的程度。由此,在压缩盘簧152和滑接板154、156之间的最大静止摩擦力,比压缩盘簧150的绕线之间的最大静止摩擦力大,压缩盘簧150的各绕线(卷绕线部分,线圈)彼此相对于另一方作为第一阻力产生构件起作用。
因此,压缩盘簧150的绕线的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,压缩盘簧152和滑接板154、156的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,滑接板154和156也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
如上所述,压缩盘簧150的绕线彼此相互摩擦接合,滑接板154和156在内侧圆筒面与压缩盘簧152摩擦接合。因此,即使对踏板臂52施加踏力,当沿轴线144在压缩盘簧150的相互摩擦接合的面之间作用的力以及沿轴线144相对于滑接板154、156相对地作用于压缩盘簧152的力为它们之间的最大静止摩擦力以下时,压缩盘簧150的绕线相互之间不相对于另一方发生相对位移,而且,压缩盘簧152不相对于滑接板154、156发生相对位移。由此,踏板臂52相对于支持托架54不相对枢动。
若沿轴线144在压缩盘簧150的相互摩擦接合的面之间作用的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则压缩盘簧150的绕线沿轴线144相互之间彼此发生相对位移,由此,压缩盘簧150弹性地压缩变形。因此,踏板臂52相对于支持托架54绕轴线64枢动。
但是,由于压缩盘簧152摩擦接合于滑接板154和156,所以压缩盘簧152的绕线相对于滑接板154和156不发生相对位移。因此,压缩盘簧152在沿纵长方向压缩滑接板154和156的半圆筒状的内面侧的同时发生压缩变形。因此,在该状况下,要使踏板臂52返回初始位置的弹力,就是压缩盘簧150和152的弹力和滑接板154和156的压缩变形而产生的弹力。
若沿轴线144对于滑接板154和156而言相对地作用于压缩盘簧152的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则压缩盘簧152的绕线相对于滑接板154和156发生相对位移。因此,在该状况下,压缩盘簧152实质上不使滑接板154和156发生弹性变形地发生压缩变形,因此,要使踏板臂52返回初始位置的弹力,是压缩盘簧150和152的弹力,由此,作为使踏板臂52恢复而施力的弹簧全体的弹簧常数降低。
因此,即使在该第十三实施例中,在由驾驶员赋予踏板臂52的踏力从0增大时的踏力F与平板部52A的踏面中央的行程S之间的关系,如上述第一实施例的情况下同样,F-S特性为如图6所示的二段曲折的特性。而且,在该第十三实施例中,随着踏板臂52的行程S增大,压缩盘簧152长度减小并且进行扩径,而压缩盘簧152被滑接板154和156抑制扩径。从而,压缩盘簧152推压滑接板154和156的力逐渐增大,由此,它们之间的摩擦力逐渐增大。由此,赋予踏板臂52的踏力增减时的F-S特性曲线成为如图17所示的滞后曲线。
因此,在该第十三实施例中,和上述第十二实施例的情况下同样动作。由此,根据第十三实施例,在作为第一恢复施力构件的压缩盘簧为具有互相摩擦接合的绕线的螺旋弹簧的情况下,也可获得与上述的第六实施例相同的作用效果。
特别地,根据该第十三实施例,和上述第十二实施例的情况下同样地,若踏板臂52的行程为某一值时,滑接板154和156的顶端分别与弹簧安装板142及踏板臂52的平板部52A触接,从而抑制踏板臂52的进一步的枢动。因此,可以省略全开止动件或小型化。
而且,根据上述第六至第十三实施例,恢复施力构件具有第一和第二恢复施力构件,第一和第二阻力发生构件分别与第一和第二恢复施力构件滑接。因此,与恢复施力构件为一个的上述第一至第五实施例以及后述的第十四以及第十五实施例的构成的情况相比,可以提高对于踏板臂52的驱动操作力以及对于支持托架54的踏板臂52的相对位移量之间的特定的设定自由度。
根据上述第六至第十三实施例,不需要在支持托架54枢支承踏板臂52的部位插装像填隙片那样的弹性部件。因此,与上述第一至第五实施例的构成相比,支持托架54可以不晃荡地良好地枢支承踏板臂52,而且,可以减少由踏板臂52对支持托架54的别紧而造成F-S特性的变动。
第十四实施例
图48是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十四实施例的侧面图;图49是示出第十四实施例的局部扩大背面图。
在该第第十四实施例中,在踏板臂52的平板部52A的背面侧,配设有作为恢复施力构件的一个受扭螺旋弹簧160。受扭螺旋弹簧160围绕轴部件62地沿轴线64延伸。在螺旋弹簧160的下方,配设有作为第一阻力发生构件而起作用的树脂制的第一滑接部件162及作为第二阻力发生构件而起作用的树脂制的第二滑接部件164。滑接部件162和164沿轴线64延伸,且在与轴线64垂直的方向上以相互隔开设置的状态固定于支持托架54的基部54A的上面。
滑接部件162和164形成为与上述第八实施例的滑接部件110沿长度方向分割为二的形态相同的形态,各自在上面具有截面四分之一圆弧状的第一滑接槽166和第二滑接槽168。螺旋弹簧160与滑接部件162和164的滑接槽166和168在其全长上触接,稍微向径向外侧推压滑接槽166和168。
进而,就第一滑接槽166和第二滑接槽168的周方向的弹性变形来看,优选地,构成第一滑接部件162的树脂的弹性模量K1比较高,而构成第二滑接部件164的树脂的弹性模量K2比构成第一滑接部件162的树脂的弹性模量K1小。
螺旋弹簧160被配设为随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,朝向线圈的卷回方向发生弹性变形。因此,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,螺旋弹簧160推压滑接槽166和168的力逐渐增大,与此相对应地,在螺旋弹簧160分别与滑接槽166和168之间的摩擦力逐渐增大。
滑接槽166和168通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,第一滑接槽166相对于螺旋弹簧160的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比第二滑接槽168相对于螺旋弹簧160的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,螺旋弹簧160对第一滑接槽166的推压力,和螺旋弹簧160相对于第二滑接槽168的推压力为相同程度。因此,螺旋弹簧160和第二滑接槽168之间的最大静止摩擦力,比螺旋弹簧160和第一滑接槽166之间的最大静止摩擦力大。
因此,螺旋弹簧160和第一滑接槽166的相互的摩擦接合面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,螺旋弹簧160和第二滑接槽168的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,第二滑接槽168也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
如以上说明可知,如果使第十四实施例的加速踏板装置50作为直线运动的装置而模型化,则可以如图52至54所示的那样模型化。
在该第十四实施例中,若由驾驶员对踏板臂52施加踏力Fp,则踏板臂52,在图48中看将要绕轴线64从初始位置沿顺时针方向枢动,在图52中看将要相对于支持托架54相对地向左方移动。但是,螺旋弹簧160与第一滑接槽166和第二滑接槽168摩擦接合着。因此,对于滑接槽166和168而言在相对地绕轴线64作用于螺旋弹簧160的线圈部的力为它们之间的最大静止摩擦力以下时,踏板臂52在图48中看实质上不枢动,而如图52所示的那样相对于支持托架54相对地不移动。
若对于第一滑接槽166而言相对地绕轴线64作用于螺旋弹簧160的线圈部的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则螺旋弹簧160的线圈部相对于第一滑接槽166绕轴线64发生相对位移。因此,踏板臂52在图48中看绕轴线64枢动,如图53中所示,相对于支持托架54相对地向左方移动。
但是,由于第二滑接槽168与螺旋弹簧160摩擦接合,所以螺旋弹簧160在该摩擦接合部在第二滑接槽168的附近使第二滑接部件164绕轴线64发生弹性变形。因此,在该状况下,要使踏板臂52返回初始位置的弹力,就是螺旋弹簧160(盘簧,coil spring)的弹力和第二滑接部件164的弹性变形产生的弹力。
此外,若对于第二滑接槽168而言相对地绕轴线64作用于螺旋弹簧160的线圈部的力超过它们之间的最大静止摩擦力,则如图54中所示,螺旋弹簧160的线圈部相对于第二滑接槽168绕轴线64发生相对位移。因此,在该状况下,螺旋弹簧160不再实质性地使第二滑接部件164发生弹性变形,所以要使踏板臂52返回初始位置的弹力,就是螺旋弹簧160的弹力。因此,作为使踏板臂52恢复而施力的弹簧全体的弹簧常数降低。
因此,在该第十四实施例中,在由驾驶员赋予踏板臂52的踏力从0增大时的踏力F与平板部52A的踏面中央的行程S之间的关系,如上述第一实施例的情况下同样,F-S特性为如图6所示的二段曲折的特性。而且,在该第十四实施例中,随着踏板臂52的行程S增大,螺旋弹簧160推压滑接部件162和164的滑接槽166和168的力逐渐增大,由此在螺旋弹簧160和滑接槽166和168之间的摩擦力逐渐增大。因此,赋予踏板臂52的踏力增减时的F-S特性曲线成为如图17所示的滞后曲线。
因此,在该第十四实施例中,滑接部件162和164分别与压缩螺旋弹簧160滑接,通过压缩螺旋弹簧160而在周方向上弹性变形,除此以外,和上述第六实施例同样动作。因此,根据该第十四实施例,可使用压缩螺旋弹簧作为一个恢复施力构件,并且使用与其滑接的两个滑接部件而获得与上述的第六实施例的情况下相同的作用效果。
而且,上述的实施例中,第一滑接部件162和第二滑接部件164为由分别不同的树脂构成的不同(另外)的部件,例如图50以及图51所示,也可以将第一滑接部件和第二滑接部件作为一个滑接部件170来形成。滑接部件170形成为与上述的第八实施例的滑接部件110同样的形态,但是通过中央的分离槽172而使滑接槽166和168互相隔开设置。而且,虽然图中未示出,在滑接槽168赋予了像周方向的狭槽的凹凸形状。根据该构成,与上述的第十四实施例的情况相比,可以减少商品件数。
第十五实施例
图55是示出作为汽车的线控驱动式的加速踏板装置而构成的本发明的脚踏式操作装置的第十五实施例的侧面图;图56是示出第十五实施例的背面图。
在该第十五实施例中,在踏板臂52的平板部52A的背面侧,配设有作为恢复施力构件的板簧178。板簧178具有弯曲度小的主板弹簧部178A和弯曲度大的副板弹簧部178B,主板弹簧部178A相对于副板弹簧部178B位于踏板臂52的平板部52A一侧。主板弹簧部178A和副板弹簧部178B在下端一体地连接,并且,由轴部件62枢支承。而且主板弹簧部178A和副板弹簧部178B的中央部向从平板部52A离开的方向弯曲,副板弹簧部178B触接于车辆的车体B的倾斜部。
在踏板臂52的平板部52A的背面,固定有作为第二阻力发生构件而起作用的树脂制的滑接部件180,主板弹簧部178A的上端部与滑接部件180摩擦接合。与此相对,副板弹簧部178B的上端部与主板弹簧部178A的上端接近而与主板弹簧部178A的外面摩擦接合。因此,副板弹簧部178B作为第一阻力发生构件起作用。
就副板弹簧部178B和滑接部件180沿踏板臂52的平板部52A的长度方向的弹性变形来看,构成副板弹簧部178B的材料的弹性模量K1比较高,构成滑接构件180的树脂的弹性模量K2设定为比构成副板弹簧部178B的树脂的弹性模量K1小。
与主板弹簧部178A摩擦接合的滑接部件180的表面以及互相摩擦接合的主板弹簧部178A和副板弹簧部178B的上端部的表面通过像特氟隆(注册商标)加工那样的表面处理将摩擦系数设定得较低。特别地,滑接部件180的表面相对于主板弹簧部178A的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1),被设定得比副板弹簧部178B的表面相对于主板弹簧部178A的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低。
此外,副板弹簧部178B对主板弹簧部178A的推压力,和主板弹簧部178A对滑接部件180的推压力为相同程度。因此,主板弹簧部178A和滑接部件180之间的最大静止摩擦力,比副板弹簧部178B和主板弹簧部178A之间的最大静止摩擦力大。
因此,副板弹簧部178B和主板弹簧部178A的相互的摩擦接合面,限定由摩擦力而产生第一阻力的第一摩擦面对,主板弹簧部178A和滑接部件180的相互摩擦接合的面,限定由摩擦力而产生第二阻力的第二摩擦面对。而且,滑接部件180也作为由弹性变形而允许静止摩擦系数大的第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持托架54的相对位移而移动的位移部件而起作用。
随着踏板臂52被踏下而从踏板臂52的初始位置的枢动角度增大,主板弹簧部178A和副板弹簧部178B的弹力逐渐增大。因此,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,主板弹簧部178A推压滑接部件180的力以及副板弹簧部178B推压主板弹簧部178A的力逐渐增大,主板弹簧部178A和滑接部件180之间的摩擦力以及副板弹簧部178B和主板弹簧部178A之间的摩擦力也逐渐增大
因此,板簧178的弹力直接作用于滑接部件180,而且滑接部件180由主板弹簧部178A的顶端部而发生剪断变形,除此以外,与上述第十四实施例同样动作。因此,根据第十五实施例,使用板簧作为恢复施力构件,可获得与上述的第十四实施例相同的作用效果。
特别地,根据该第十五实施例,随着踏板臂52的从初始位置的枢动角度增大,副板弹簧部178B推压主板弹簧部178A的力以及主板弹簧部178A推压滑接部件180的力的增大率,比上述第十四实施例的情况下大。因此,在该第十五实施例中的F-S特性曲线成为如图35中实线所示的滞后曲线。
根据第十四实施例和第十五实施例,恢复施力构件可以为一个,所以与上述的第一至第十三实施例的情况相比,可以减少必要的部件数,可以使脚踏式操作装置的构造简单化。
此外,根据第十四实施例和第十五实施例,与上述的第六至第十三实施例的情况同样地,不需要在支持托架54枢支承踏板臂52的部位插装像填隙片那样的弹性部件。因此,与上述的第一至第五实施例的情况相比,支持托架54可以不具有晃荡(游隙)地良好地枢支承踏板臂52,而且,可以减少由踏板臂52对支持托架54的别紧而造成F-S特性的变动。
以上就特定的实施例对本发明进行了详细说明,但是本发明不限定于上述的实施例,对本领域技术人员而言,显然可以在本发明的范围内进行其它各种实施例。
例如在上述的第六至第十三实施例中,恢复施力构件具有第一和第二恢复施力构件,第一和第二阻力发生构件分别与第一和第二恢复施力构件滑接,但是也可以设置不与第一和第二恢复施力构件滑接的辅助恢复施力构件,该辅助恢复施力构件与第一和第二恢复施力构件不同。同样地,在上述第十四和第十五实施例中,也可以设置与第一和第二阻力发生构件所滑接的恢复施力构件不同的辅助恢复施力构件。
在上述的第一至第十五实施例中,随着对踏板臂12或50的驱动操作力的增大,在第一和第二滑动摩擦部的相互之间进行摩擦滑动的部件之间的推压力增大,但是,也可修正为随着对踏板臂12或50的驱动操作力的增大,仅第二滑动摩擦部的相互之间进行摩擦滑动的部件之间的推压力增大。
在上述的第六至第十五实施例中,通过将第一阻力发生构件相对于恢复施力构件的静止摩擦系数(第一静止摩擦系数μs1)设定得比第二阻力发生构件相对于恢复施力构件的静止摩擦系数(第二静止摩擦系数μs2)低,由此,恢复施力构件和第一阻力发生构件之间的最大静止摩擦力,比恢复施力构件和第二阻力发生构件之间的最大静止摩擦力大。但是,只要是恢复施力构件和第一阻力发生构件之间的最大静止摩擦力比恢复施力构件和第二阻力发生构件之间的最大静止摩擦力大即可。因此,例如可以将第一静止摩擦系数μs1设定得与第二静止摩擦系数μs2相同或比其高的值,使恢复施力构件和第一阻力发生构件之间的推压力比恢复施力构件和第二阻力发生构件之间的推压力大。
此外,在上述的第六至第十三实施例中,第一和第二阻力发生构件与第一和第二恢复施力构件分别进行滑接,但是这些实施例作为图21至图23的模型的修正例也可以如图57所示那样进行修正。即修正为:在第一恢复施力构件56和第二恢复施力构件58上设置实质上不向恢复施力方向弹性变形的弹性变形非容易部56A和58A,第一阻力发生构件70A和第二阻力发生构件70B不与弹性变形容易部滑接,分别与弹性变形非容易部56A和58A滑接。
同样地,在上述的第十四和第十五实施例中,第一和第二阻力发生构件与一个恢复施力构件滑接,但是这些实施例例也可作为如图52-54所示的模型的修正例如图58所示进行修正。即修正为:对恢复施力构件160设置实质上不向恢复施力方向弹性变形的弹性变形非容易部160A,第一阻力发生构件70A和第二阻力发生构件70B不与弹性变形容易部滑接,分别与弹性变形非容易部160A的互相不同的区域滑接。
此外,在除了上述的第十三和第十五实施例以外的各实施例中,第一和第二阻力发生构件具有彼此同样的滑接结构,但是第一和第二阻力发生构件的滑接结构也可以为彼此不同样的滑接结构,可以将某一实施例的第一阻力发生构件和另一实施例的第二阻力发生构件相组合。
而且,在上述各实施例的脚踏式操作装置中,向操作件的操作输入和操作件的相对位移量之间的特性为二段曲折的特性,但是,本发明的操作装置也可以构成为具有弯折点为三个以上的三段曲折以上的特性。
而且,在上述各实施例中,踏板臂12的相对位移增大过程中的二段曲折的特性以及踏板臂12的相对位移减小过程中的二段曲折的特性,除了操作输入和操作件的相对位移量之间的关系的倾向相反以外为相同的特性,但是,例如,也可以通过向摩擦面的表面处理赋予各向异性、使相对位移增大过程和相对位移减小过程中摩擦面不同,从而设定成使相对位移增大过程和相对位移减小过程的特性不同。
而且,在上述各实施例中,操作件的相对位移为枢动或直线运动的位移,但是也可是旋转位移。而且,也可以设置即使向操作件的操作输入变为基准值以上而对操作件的相对位移增大进行阻止的止动件。
而且,在上述各实施例中,通过使填隙片等的表面处理不同而使得摩擦面对的两个摩擦面的摩擦系数设定为不同的值,但是,也可以使限定摩擦面的材料的充填材料不同,或者即使对摩擦材料的表面处理相同但是使它们的接触面积不同,由此使两个摩擦面的摩擦系数设定为不同的值。
而且,在上述各实施例中,通过第一和第二摩擦面对、以及由弹性变形而允许第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持壳体14的相对位移而移动的位移部件,从而实现了上述二段曲折的特性,但是,本发明的操作装置也可以构成为使用能够控制的力来达成上述二段曲折的特性。
例如,可以构成为使用电磁力来控制摩擦面对的摩擦部件相对于另一部件的推压力,或者不使用摩擦面对而通过电磁力来发生并控制相对于操作件的相对位移的阻力。或者第一和第二摩擦面对的至少一方也可以置换成由压电元件而形成的阻力发生装置。在这些修正例的情况下,检测操作件的相对位移量,以特性成为上述多段曲折的特性的方式基于相对位移量控制推压力。
而且,在上述各实施例中,构成第二摩擦面对的一方的摩擦部件,与由弹性变形而允许第二摩擦面对伴随着踏板臂12相对于支持壳体14的相对位移而移动的位移部件为一体,像第二填隙片32B那样是一个部件,但是构成第二摩擦面对的一方的摩擦部件也可以为与位移部件彼此分开(不同)的部件而形成。而且,在上述各实施例中,恢复施力构件为通过弹力而向踏板臂12赋予恢复作用力,但是对于操作件的恢复作用力也可以通过永久磁体带来的磁力以及电磁力等来赋予。
进而,在上述各实施例中,脚踏式操作装置是线控驱动式的加速踏板装置,但是本发明的操作装置,也可以构成为像汽车等车辆的线控制动(brake by wire)式的制动踏板装置、线缆式(wire)的加速踏板装置、主缸(master cylinder)连接型的制动踏板装置那样的其它脚踏式操作装置,在该情况下可以省略检测由驾驶员对操作件的操作量的检测构件。而且与上述各实施例的脚踏式操作装置同样的构成也可适用于在汽车等车辆中手动式地操作的操作装置。特别地,在本发明的操作装置适用于制动踏板装置的情况下,可以确保踏下初期的踩踏响应性而抑制发生不必要的制动力,可以容易地进行制动力的开始作用的控制。而且,可以使缓和地踏下制动踏板时的制动力稳定化,并且在需要较高的制动力的情况下,可以由强有力地踏下制动踏板而确保所期望的制动力。
Claims (13)
1.一种脚踏式操作装置,其特征在于,具有:
由脚踏而被驱动操作的操作件;
以能够相对位移的方式支持所述操作件的支持构件;
静止摩擦系数彼此不同的第一和第二摩擦面对,该第一和第二摩擦面对是相对于所述操作件的相对位移由摩擦力来产生阻力的摩擦面对;和
弹性体,该弹性体允许在所述第一和第二摩擦面对之中的静止摩擦系数大的一方的摩擦面对伴随着所述操作件的相对位移而移动。
2.根据权利要求1所述的脚踏式操作装置,其特征在于,所述弹性体限定静止摩擦系数大的一方的摩擦面对的一个摩擦面。
3.根据权利要求1所述的脚踏式操作装置,其特征在于,操作件的相对位移相对于向操作件的操作输入的比值变化为至少三个值,在操作输入的增大过程中,当操作输入大时与操作输入小时相比,所述比值被设定为较大的值。
4.根据权利要求1所述的脚踏式操作装置,其特征在于,操作件的相对位移相对于向操作件的操作输入的比值变化为至少三个值,在操作输入的减小过程中,当操作输入大时与操作输入小时相比,所述比值被设定为较小的值。
5.一种脚踏式操作装置,其特征在于,具有:
由脚踏而被驱动操作的操作件;
以能够相对位移的方式支持所述操作件的支持构件;
朝向与对所述操作件的驱动操作量的增大方向相反的方向对所述操作件施加作用力的恢复施力构件;
在所述操作件相对位移时由第一滑动摩擦部的摩擦力和第一弹性变形部的弹力对所述相对位移产生第一阻力的第一阻力产生构件;和
在所述操作件相对位移时由第二滑动摩擦部的摩擦力和第二弹性变形部的弹力对所述相对位移产生第二阻力的第二阻力产生构件,
所述第二滑动摩擦部的最大静止摩擦力比所述第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力大,
所述第二弹性变形部具有与所述第一弹性变形部相比弹性模量小的区域。
6.根据权利要求5所述的脚踏式操作装置,其特征在于,即使对所述操作件的驱动操作力在与所述第一滑动摩擦部的最大静止摩擦力相对应的驱动操作力以下的范围内变化时,所述操作件也不发生操作者所能感觉到的程度的相对位移。
7.根据权利要求5或6所述的脚踏式操作装置,其特征在于,对所述操作件的驱动操作力与所述操作件的相对位移量之间的特性,是具有第一曲折点、和对所述操作件的驱动操作力比与所述第一曲折点对应的驱动操作力大的第二曲折点的二段曲折的特性,与所述第一曲折点对应的驱动操作力为与所述第二曲折点对应的驱动操作力的二分之一以上。
8.根据权利要求7所述的脚踏式操作装置,其特征在于,
具有检测由操作者进行的对所述操作件的操作量的操作量检测构件;
所述操作量检测构件检测预先设定的基准值以上的所述操作件的相对位移量,所述基准值被设定为与所述第二曲折点对应的所述相对位移量的值以上。
9.根据权利要求7所述的脚踏式操作装置,其特征在于,
所述相对位移量的变化量除以在对所述操作件的驱动操作力比与所述第二曲折点对应的驱动操作力大的区域中的驱动操作力的变化量所得到的比值,大于所述相对位移量的变化量除以在对所述操作件的驱动操作力比与所述第一曲折点对应的驱动操作力大且为与所述第二曲折点对应的驱动操作力以下的区域中的驱动操作力的变化量所得到的比值。
10.根据权利要求5所述的脚踏式操作装置,其特征在于,
随着对所述操作件的驱动操作力增大,至少所述第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间的推压力增大。
11.根据权利要求10所述的脚踏式操作装置,其特征在于,
通过所述恢复施力构件的作用力作用于所述第二滑动摩擦部的互相滑动接触的部件之间,随着对所述操作件的驱动操作力增大,所述推压力增大。
12.根据权利要求5所述的脚踏式操作装置,其特征在于,
所述第一阻力产生构件通过由所述操作件和所述支持构件的一方支持、并且与所述操作件和所述支持构件的另一方滑动接触,从而形成所述第一滑动摩擦部,
所述第二阻力产生构件通过由所述操作件和所述支持构件的一方支持、并且与所述操作件和所述支持构件的另一方滑动接触,从而形成所述第二滑动摩擦部。
13.根据权利要求5所述的脚踏式操作装置,其特征在于,
所述恢复施力构件具有第一和第二恢复施力构件,
所述第一阻力产生构件通过由所述操作件和所述支持构件的一方支持、并且与所述第一恢复施力构件滑动接触,从而形成所述第一滑动摩擦部,
所述第二阻力产生构件通过由所述操作件和所述支持构件的一方支持、并且与所述第二恢复施力构件滑动接触,从而形成所述第二滑动摩擦部。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120627 |
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