CN101802744A - 具有改进的噪音控制的紧凑踏板组件 - Google Patents

Abstract

一种紧凑车辆踏板包括具有下臂的安装支架，所述下臂具有导向槽。具有安装面和带导向槽的上臂的摆动板通过置于所述摆动板导向槽内的转动销而在第一轴线处被转动地互连到安装支架上臂，并且所述摆动板上端具有第一自由度。电子控制的踏板臂组件被安装在摆动板上。连接到驱动设备的螺钉构件具有连接到摆动板且在第二轴线处可操作地连接到安装支架槽的一端，并且摆动板下端具有大于第一自由度的第二自由度。启动驱动设备可使得螺钉构件移位以转动地限制摆动板绕第一轴线和第二轴线的运动。

Description

具有改进的噪音控制的紧凑踏板组件

相关申请

本申请要求2007年8月9日提交的美国专利申请号为No.11/836,484的专利申请的优先权，该专利申请的全部内容作为参考并入本文。

技术领域

本发明涉及踏板，并且更特别地涉及用于具有改进的噪音控制的车辆的紧凑踏板组件。

背景技术

例如机动车的车辆通常包含脚启动的装置或踏板以控制车辆的各种功能。这些功能公知地包括：由加速踏板控制的加速；由制动踏板控制的制动；以及由离合器踏板控制的换挡。此外，车辆可以包括用作驾驶员的脚凳的非功能性踏板。所述踏板相对于彼此以及车辆的固定部分以预定的尺寸关系对齐，所述车辆的固定部分包括车辆缓冲板、车门、车座和仪表板。所述踏板被定位在车辆中从而使其可由驾驶员接近。然而，驾驶员的体型和身高多种多样，并且被定位为适应具有大脚的高大驾驶员的踏板一般将不能被具有小脚的矮小驾驶员触及。过去，踏板被固定定位从而在功能性和人类环境改造学方面适应大多数驾驶员。踏板的功能性方面的示例是驾驶员触及并启动踏板的能力。踏板的人类环境改造学方面的示例是驾驶员在启动踏板时的舒适度，这种舒适度由例如脚部角度等参数测量。

当今，可调节踏板已经被用于车辆以便在功能性和人类环境改造学方面适应更大量的驾驶员。通过可调节踏板，驾驶员可以修改踏板位置从而使其更靠近驾驶员或更远离驾驶员。同时，踏板之间的相对尺寸关系在调节期间被保持，例如每个踏板之间的高度关系。踏板组件的踏板垫部分一般在调节期间以预定路径行进，例如弧形或线性行进。因此，为了将踏板垫移动得更靠近驾驶员，踏板垫通常沿所述路径移动到车辆中，更靠近驾驶员。通过将踏板垫沿所述路径移动远离驾驶员，而使得踏板垫被移动远离驾驶员。可调节的控制车辆踏板的示例公开在共同授让的美国专利号为6,178,847和美国专利号为6,453,767的美国专利中，这些专利作为参考并入本文。

这种类型的可调节踏板工作良好，并且包括调节机构，该调节机构包括电机、可操作地连接到电机的驱动机构以及可操作地连接到踏板的螺钉机构。然而，所述机构是大体积的，并且在调节期间调节机构的任意侧负载均可导致可听见的噪音的传播。因此，本领域需要具有更紧凑构造以及改进的稳定性和噪音控制的人类工程学有益的可调节踏板组件。

发明内容

因此，本发明是具有改进的噪音控制的紧凑踏板组件。所述紧凑踏板组件包括适于安装到车辆的安装支架。所述安装支架是具有安装面部分、上臂和下臂的F形支架，所述安装面部分适于安装在车辆上，所述上臂从安装面部分的上端径向延伸到自由端，并且所述下臂从安装面部分的下端径向延伸到自由端且包括纵向延伸的导向槽。所述组件包括具有安装面和上臂的摆动板，所述安装面具有上端和下端，并且所述上臂自安装面上端的上边缘径向延伸到自由端且包括导向槽。摆动板上臂通过在第一转动轴线处滑动地置于摆动板导向通道内的转动销转动地互连到安装支架上臂，从而使摆动板的上端在踏板调节期间具有第一运动自由度，并且所述第一转动轴线在踏板启动期间被固定。踏板臂组件被安装到摆动板安装面并且包括具有踏板垫的踏板臂构件，所述踏板垫安装到踏板臂构件的下端和可操作地连接到电子控制器件的上端，所述电子控制器件响应于踏板臂构件绕与第一轴线和第二轴线平行并被并置在第一轴线和第二轴线之间的第三轴线的相对运动程度并且产生与绕第三轴线的这种运动成比例的控制信号。所述组件还包括安装到安装支架安装面的驱动设备以及螺钉构件，该螺钉构件具有可操作地连接到驱动设备的一端和固定连接到摆动板下端并在第二转动轴线处可滑动地置于安装支架下臂导向通道内的相对端，从而使摆动板下端在踏板调节期间具有相对于安装支架的第二运动自由度。启动驱动设备以沿预定路径在未调节位置和充分调节位置之间调节踏板垫的位置使得螺钉构件在安装支架下臂导向通道内移位，从而使摆动板和踏板臂组件作为一个单元一起转动而在踏板臂构件和踏板垫之间没有绕第一转动轴线和第二转动轴线的相对运动。第一自由度小于第二自由度以约束摆动板的转动运动。

本发明的一个优点是提供了占据更少空间的具有改进的噪音控制的紧凑踏板组件。本发明的另一个优点是提供了包括用于支撑踏板组件的摆动板的具有改进的噪音控制的紧凑踏板组件。本发明的进一步的优点是提供了确定地支撑调节机构以提高稳定性的具有改进的噪音控制的紧凑踏板组件。本发明的进一步的优点是提供了确定地约束调节螺钉的具有改进的噪音控制的紧凑踏板组件，从而在踏板调节期间产生减小的噪音。

本发明的其他特征和优点将易于理解，并且当参考附图阅读以下说明书后，本发明的其他特征和优点将被更好地理解。

附图说明

图1是根据本发明的紧凑踏板组件在未调节位置的侧正视图。

图2是根据本发明的图1中的紧凑可调节踏板组件在调节位置和未调节位置的局部侧正视图。

图3是根据本发明的图1中的第一转动点的放大侧视图。

图4是根据本发明的图1中的踏板组件的可替换的实施例的侧视图。

具体实施方式

参考图1-3，说明了用于在车辆操作者或驾驶员(未示出)和启动机构(未示出)之间传递信号以控制车辆运动的紧凑踏板组件10。踏板组件10是可调节踏板组件10。在图1中，踏板组件10被显示成处于未调节位置，而在图2中，踏板组件10被显示为在未调节位置和调节位置之间运动。

踏板组件10包括用于将踏板组件10附连到车辆一部分的安装支架12或安装基座。在这种示例中，安装支架12被附连到缓冲面板(未示出)。安装支架12包括大致平面的安装面13。安装面13包括使用附连器件例如通过螺栓连接等将安装支架12附连到车辆的至少一个孔。

安装支架12还包括从安装面13的最上端径向延伸的上臂14或一对对置上臂14。所述上臂以将要描述的方式可操作地支撑摆动板。安装支架上臂14包括孔16，该孔16位于上支架臂的最外端在显示为18的第一转动轴线处。上臂孔16是圆形形状的并且以将要描述的方式转动地支撑转动销20和可调节摆动板。安装支架12还包括自安装面13径向延伸的下臂22。在本示例中，下臂22自安装支架12的下部径向延伸。下臂22位于上臂14下方。下臂22包括基本水平定向的槽24。在本示例中，下臂槽24沿向下方向倾斜，且槽的上边缘被定位为邻近安装面12并且槽24的下边缘被定位为在槽24的上边缘以及下臂22的外边缘下方。安装支架12一般具有“F”形。调节器件的导向销以将要描述的方式在下臂倾斜槽内可调节地可移位。

踏板组件10还包括摆动板26。摆动板26包括大致平面的安装面28以及自摆动板安装面28的上边缘沿向外方向径向延伸的上臂30。摆动板上臂30的最外端包括用于接收转动销的槽32，该转动销用于通过在第一转动轴线18处的安装支架上臂14转动地支撑摆动板。在本示例中，摆动板槽32是椭圆形的并且具有基本垂直的取向。进一步地，所述槽具有约1-2mm的长度。摆动板槽32为摆动板26提供在调节期间相对于安装支架12的预定运动自由度。在本示例中，使用例如销20和夹等传统公知的附连器件将摆动板26在第一转动轴线18处被转动且滑动地附连在安装支架上臂14之间。在一个上臂的另一个示例中，所述上臂包括两个指状突出物，并且摆动板26如前所述地在第一转动轴线18处被转动且滑动地附连到指状突出物之间。第一转动轴线18在踏板启动期间被固定，并且在踏板调节期间随着踏板调节期间由于摆动板相对于第一转动轴线18的移动而产生的摆动板26和支架12之间的角度关系的变化而变化。

摆动板26还包括用于将摆动板以将要描述的方式固定到调节机构的附连部分34。在本示例中，摆动板26的附连部分34是自摆动板安装面28下侧边缘径向延伸且指向安装支架12的指状物，以便用于将摆动板下端固定到调节机构。摆动板26的附连部分34在显示为36的第二不固定附连轴处通过安装支架下臂22中的槽24被可滑动地连接到调节机构。应该意识到在本示例中，第二不固定附连轴36被定位为在位于安装支架上臂14中的第一转动轴线18下方并且自第一转动轴线18径向向内。

所述摆动板26还包括用于支撑踏板臂组件38的安装面28。在本示例中，踏板臂组件38包括具有上端和下端的细长踏板臂构件40。踏板臂组件38包括固定到踏板臂构件40的下端的踏板垫42。在本示例中，踏板垫42是由例如橡胶等的同质异构材料(isomeric material)制成的矩形构件。踏板臂构件40的上部被固定地附连到摆动板26。踏板臂组件与摆动板26的固定附连允许在踏板臂组件38的启动期间由车辆操作者执行的踏板臂组件38绕显示为44的第三踏板臂转动轴线的转动运动。应该意识到由于在调节期间安装支架12和摆动板26之间的角度关系的变化，第三踏板臂转动轴线44在踏板调节期间是不固定的。进一步地，第三踏板臂转动轴线44在踏板操作期间是固定的。第三踏板臂转动轴线44位于第一转动轴线18和第二转动轴线36之间。第三踏板臂转动轴线44随着踏板组件10被调节而移位，但不随踏板组件10被启动而移位。

在本示例中，踏板臂组件38包括用于电子控制例如发动机等相关部件的电子位置感测装置46。例如，踏板组件10是本领域公知的电子控制的节气门组件。电子位置感测装置46的示例是位置传感器、电位计、电感传感器、霍尔传感器等。位置感测装置46被定位在第三踏板臂转动轴线44处，以便检测由于在由操作者执行的踏板臂组件38的启动期间踏板垫42的运动而引起的踏板臂构件40的旋转。踏板臂构件40相对于第三踏板臂转动轴线44的运动产生与踏板臂构件40的相对位置成比例的电子控制信号，从而执行相应控制，在本示例中是发动机控制。应该意识到踏板臂组件可以作为一体单元被附连到摆动板。

所述踏板组件10进一步包括用于调节摆动板26相对于安装支架12的角度位置的调节机构48，以便调节踏板垫26的初始位置。调节机构24包括固定到安装支架12的驱动电机50，以用于调节踏板臂构件40在显示为52的未调节位置和显示为54的充分调节位置之间的相对位置或其间的某个位置。调节机构48还包括螺钉杆56。螺钉杆56的一端可操作地附连到驱动电机，并且螺钉杆56的另一端可操作地附连到摆动板附连部分34。在本示例中，径向延伸销58在第二转动轴线36处将摆动板附连部分34与安装支架12互连。销58可滑动地置于安装支架下臂22中的导向槽24中。驱动电机50具有驱动轴，该驱动轴具有蜗轮部分，从而使得齿轮与螺纹孔啮合以在调节期间移位螺钉杆56。驱动电机50可以通过电缆连接到驱动轴以驱动所述轴。

在操作中，启动电机蜗轮会旋转螺钉杆56以通过使得螺钉杆56相对于在安装支架12的下臂中的导向槽24而移位并且因而改变第二转动轴线36，从而移动摆动板26的下端。踏板臂构件40基于螺钉杆56的旋转方向而沿预定方向调节，例如前向或后向调节。在图2中的52所示的未调节位置中，螺钉杆56被定位在导向槽24的一端。随着第二转动轴线36和摆动板26的下端因螺钉杆56的运动而移位，销58滑动通过导向槽24。应该意识到导向槽24的形状和位置限定了摆动板26和第二转动轴线36的行进。

同时，摆动板26的上端中的第一转动轴线18开始在摆动板导向槽32内离心地变化。应该意识到在本示例中，随着摆动板26的下边缘和第二转动轴线36在踏板调节期间向后移动到车辆中，摆动板的上端和第一转动轴线18沿向下和向前的方向运动。有益地，踏板垫52相对于驾驶员的相对位置沿预定路径向着驾驶员移动。可选择的可调节转动轴线的这种唯一组合约束了摆动板26相对于在安装支架12中的下臂导向槽24的运动。在摆动板26的上端中的槽32提供了摆动板26的上端相对于安装支架12运动的预定自由度。也提供了摆动板26的下端相对于安装支架12运动的预定第二自由度。第一自由度小于第二自由度。有益地，调节期间螺钉杆56的侧负载被减小，并且通过螺钉杆和下臂槽24传递的噪音也被减小。由于负载减小，例如塑料等材料可以被用于蜗轮。这可以提供成本或重量效益。

图4中显示了紧凑踏板组件110的另一个实施例。在本示例中，相似特征具有增量为100的相似参考标记。踏板组件110被显示为在充分调节位置。在安装支架112的上臂114中的孔116是细长槽。细长槽116具有大致垂直的取向。槽116可以倾斜成使得槽116的上端比槽116的下端更靠近安装支架安装面113。紧凑踏板组件110以与之前所述的示例相似的方式操作。当踏板被调节时，随着第二转动轴线36和踏板臂的下端向后移动到车辆中，第一转动轴线18和摆动板的上端向上移动。在本示例中，在安装支架112的下端中的下臂槽124具有水平取向，不过可以设想其他构造。

本发明以示例性方式被加以说明。应该理解所使用的术语旨在使用说明书中词语的本意而非作为限制。根据以上教导，本发明的许多修改和变化均是可能的。因此，在所附权利要求的范围内，本发明可以以具体说明的方式之外的方式实施。

Claims (13)

1.一种用于车辆的紧凑踏板组件，该紧凑踏板组件包括：

适于安装到所述车辆的安装支架，其中所述安装支架是具有安装面、上臂和下臂的F形支架，所述安装面适于安装在所述车辆上，所述上臂从所述安装面的上端径向延伸到自由端，并且所述下臂从所述安装面的下端径向延伸到自由端且包括纵向延伸的导向槽；

具有安装面和上臂的摆动板，所述安装面具有上端和下端，并且所述上臂自所述安装面上端的上边缘径向延伸到自由端且包括导向槽，其中所述摆动板上臂通过在第一转动轴线处被滑动地置于所述摆动板导向槽内的转动销而被转动地连接到所述安装支架上臂，从而使所述摆动板的所述上端在踏板调节期间具有运动的第一自由度，并且所述第一转动轴线在踏板启动期间被固定；

踏板臂组件，其被安装到所述摆动板安装面，其中所述踏板臂组件包括具有踏板垫和被可操作地连接到电子控制器件的上端的踏板臂构件，所述踏板垫安装到所述踏板臂构件的下端，所述电子控制器件响应于所述踏板臂构件绕与所述第一轴线平行并在所述第一轴线下方的第三轴线的相对运动程度并且产生与绕所述第三轴线的运动成比例的控制信号；

驱动设备，其安装到所述安装支架安装面；以及

螺钉构件，该螺钉构件具有可操作地连接到所述驱动设备的一端和连接到所述摆动板下端并在位于所述第三转动轴线下方的第二转动轴线处被可滑动地置于所述安装支架下臂导向槽内的相对端，从而使所述摆动板下端在踏板调节期间具有相对于所述安装支架运动的第二自由度，其中启动所述驱动设备以便沿预定路径在未调节位置和充分调节位置之间调节所述踏板垫的位置使得所述螺钉构件在所述安装支架下臂导向槽内且所述转动销在所述摆动板导向槽中移位，从而使所述摆动板和所述踏板臂组件作为一个单元一起转动而在所述踏板臂构件和所述踏板垫之间没有绕所述第一转动轴线和所述第二转动轴线的相对移动，并且所述第一自由度小于所述第二自由度以约束所述摆动板的转动运动。

2.根据权利要求1所述的紧凑踏板组件，其中所述摆动板导向槽具有基本垂直的取向，其中上端向着所述摆动板上臂的所述自由端倾斜。

3.根据权利要求2所述的紧凑踏板组件，其中所述安装支架下臂导向槽具有基本水平的取向。

4.根据权利要求3所述的紧凑踏板组件，其中所述安装支架下臂导向槽沿向下方向倾斜，且具有与所述安装面相邻的所述下臂导向槽的上边缘和与所述安装支架下臂的所述自由端相邻的所述下臂导向槽的下边缘。

5.根据权利要求1所述的紧凑踏板组件，其进一步包括导向销，该导向销滑动地置于所述安装支架下臂导向槽内，用以滑动地连接所述摆动板、螺钉构件和安装支架下臂，从而随着所述螺钉构件移位使所述销被导向通过所述安装支架下臂导向槽。

6.根据权利要求1所述的紧凑踏板组件，其中所述螺钉构件包括用于减小噪音传播的塑料套管。

7.一种用于车辆的紧凑踏板组件，该紧凑踏板组件包括：

适于安装到所述车辆的安装支架，其中所述安装支架是具有安装面、上臂和下臂的F形支架，所述安装面适于安装在所述车辆上，所述上臂从所述安装面的上端径向延伸到自由端，并且所述下臂从所述安装面的下端径向延伸到自由端且包括纵向延伸的导向槽，所述导向槽具有基本水平的取向；

具有安装面和上臂的摆动板，所述安装面具有上端和下端，并且所述上臂自所述安装面上端的上边缘径向延伸到自由端且包括具有大致垂直取向的导向槽，其中所述摆动板上臂通过在第一转动轴线处被滑动地置于所述摆动板导向槽内的转动销而被转动地连接到所述安装支架上臂，从而使所述摆动板的上端在踏板调节期间具有运动的第一自由度，并且所述第一转动轴线在踏板启动期间被固定；

踏板臂组件，其被安装到所述摆动板安装面，其中所述踏板臂组件包括具有踏板垫和被可操作地连接到电子控制器件的上端的踏板臂构件，所述踏板垫安装到所述踏板臂构件的下端，所述电子控制器件响应于所述踏板臂构件绕与所述第一轴线平行并在所述第一轴线下方的第三轴线的相对运动程度并且产生与绕所述第三轴线的运动成比例的控制信号；

驱动设备，其安装到所述安装支架安装面；以及

螺钉构件，该螺钉构件具有可操作地连接到所述驱动设备的一端和通过导向销在所述第三转动轴线下方的第二转动轴线处被可操作地连接到所述摆动板下端和所述安装支架的相对端，其中所述导向销被可滑动地置于所述安装支架下臂导向槽内，并且随着所述螺钉构件移位所述导向销被引导通过所述安装支架下臂导向槽，并且所述摆动板下端在踏板调节期间具有相对于所述安装支架运动的第二自由度，其中启动所述驱动设备以便沿预定路径在未调节位置和充分调节位置之间调节所述踏板垫的位置使所述螺钉构件和导向销在所述安装支架下臂导向槽内并使所述导向销在所述摆动板导向槽内移位，从而使所述摆动板和所述踏板臂组件作为一个单元一起转动而在所述踏板臂构件和所述踏板垫之间没有绕所述第一转动轴线和所述第二转动轴线的相对移动，并且所述第一自由度小于所述第二自由度以约束所述摆动板的转动运动。

8.根据权利要求7所述的紧凑踏板组件，其中所述摆动板导向槽具有向着所述摆动板上臂的自由端倾斜的上端。

9.根据权利要求8所述的紧凑踏板组件，其中所述安装支架下臂导向槽沿向下方向倾斜并且具有与所述安装面相邻的上边缘和与所述安装支架下臂的所述自由端相邻的下边缘。

10.根据权利要求7所述的紧凑踏板组件，其中所述螺钉构件包括用于减小噪音传播的塑料套管。

11.一种用于车辆的紧凑踏板组件，该紧凑踏板组件包括：

适于安装到所述车辆的安装支架，其中所述安装支架是具有安装面、上臂和下臂的F形支架，所述安装面适于安装在所述车辆上，所述上臂从所述安装面的上端径向延伸到自由端且包括具有大致垂直取向的导向槽，并且所述下臂从所述安装面的下端径向延伸到自由端且包括具有大致水平的取向的导向槽；

具有安装面和上臂的摆动板，所述安装面具有上端和下端，并且所述上臂自所述安装面上端的上边缘径向延伸到自由端，其中所述摆动板上臂在第一转动轴线处通过滑动地置于所述安装支架上臂导向槽内的转动销而被转动地互连到所述安装支架上臂，从而使所述摆动板的上端在踏板调节期间具有运动的第一自由度，并且所述第一转动轴线在踏板启动期间被固定；

踏板臂组件，其被安装到所述摆动板安装面，其中所述踏板臂组件包括具有踏板垫和被可操作地连接到电子控制器件的上端的踏板臂构件，所述踏板垫安装到所述踏板臂构件的下端，所述电子控制器件响应于所述踏板臂构件绕与所述第一轴线平行并在所述第一轴线下方的第三轴线的相对运动程度并且产生与绕所述第三轴线的移动成比例的控制信号；

驱动设备，其安装到所述安装支架安装面；以及

螺钉构件，该螺钉构件具有被可操作地连接于所述驱动设备的一端和在所述第三转动轴线下方的第二转动轴线处通过滑动地置于所述安装支架下臂导向槽内的导向销被连接到所述摆动板下端和所述安装支架的相对端，随着所述螺钉构件移位所述导向销被导向通过所述安装支架下臂导向槽，从而使所述摆动板下端在踏板调节期间具有相对于所述安装支架运动的第二自由度，其中启动所述驱动设备以便沿预定路径在未调节位置和充分调节位置之间调节所述踏板垫的位置使所述螺钉构件和所述导向销在所述安装支架下臂导向通道内并使所述销在所述安装支架上臂导向通道内移位，从而使所述摆动板和所述踏板臂组件作为一个单元一起转动而在所述踏板臂构件和所述踏板垫之间没有绕所述第一转动轴线和所述第二转动轴线的相对运动，并且所述第一自由度小于所述第二自由度以约束所述摆动板的转动运动。

12.根据权利要求11所述的紧凑踏板组件，其中所述螺钉构件包括用于减小噪音传播的塑料套管。

13.根据权利要求11所述的紧凑踏板组件，其中所述安装支架上臂导向槽具有向着所述安装支架安装面倾斜的上端。

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