CN102334080B - 车辆用操作踏板装置的连杆连接结构 - Google Patents

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Abstract

公开了一种车辆用操作踏板的连杆连接结构，其中当操作踏板(14)和旋转部件(18)由连接连杆(20a、20b)连接时，在连接销(38、40)的轴部(44)贯通连接部(34、36)的状态下在连接销的末端部进行滚轧铆接，且由于发生塑性变形而在连接部(34、36)与通过扩大末端部处的直径所形成的锁止部(46)之间形成预定间隙ρ，所以与常规的普通铆接不同，因为存在间隙ρ而容许连接部(34、36)的相对旋转。因此，能够容易地自动执行连接销(38、40)的锁止过程、即滚轧铆接过程，且由于既不需要诸如E形环之类的锁止部件，也不需要用于将锁止部件安装在连接销(38、40)的轴部(44)上的槽，所以该连杆连接机构能够由数量少的部件低成本地构成。

Description

车辆用操作踏板装置的连杆连接结构
技术领域
本发明涉及车辆用操作踏板装置的连杆连接结构，且具体涉及能以低成本用数量少的部件构成的连杆连接结构。
背景技术
一种已知的车辆用操作踏板装置包括：(a)操作踏板，该操作踏板绕第一轴线枢转地安装并且由驾驶者操作而被下压，以及(b)枢转部件，该枢转部件绕与第一轴线平行的第二轴线枢转地安装并且经连接连杆连接到操作踏板，以根据操作踏板的下压操作而绕第二轴线机械地枢转。在这种车辆用操作踏板装置中，(c)一对连接部设置成以可相对于操作踏板和枢转部件枢转的方式连接所述连接连杆。在连接部中的至少一个中，在一个轴向端具有大直径头部的连接销设置成使得其圆柱形的轴部贯通连接部。在连接销的从连接部向相反侧突出的末端部形成的分离防止部(锁止部)防止连接销与大直径头部侧分离。专利文献1和专利文献2记载了这种车辆用操作踏板装置的示例，其采用E形环或β销作为分离防止部。此外，专利文献3记载了一种用于将车辆用操作踏板枢转地安装在托架上的支承部的连接结构，其中支承销的末端部被铆接并一体地固定在托架上。
专利文献1：JP-A-2002-283976
专利文献2：JP-A-11-115699
专利文献3：JP-U-01-123727
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，使用E形环或β销作为分离防止部的上述方法要求数量更多的部件。此外，必须在连接销的轴部形成用于布置E形环的槽或用以允许β销贯通的孔，这增加了制造成本。此外，难以自动进行的E形环或β销的布置是手动执行的。因而，制造成本进一步增加。
另一方面，可采用如专利文献3所述的铆接(caulking)来防止连接销分离。然而，由于铆接通常是不留间隙地顶锻连接销的技术，需要使用台阶状连接销或者插入套环，以便以可相对枢转的方式连接各部件。因而，不一定能够获得减少部件数量或降低制造成本的充分效果。
本发明是考虑到以上背景而作出的，并且一个目的是以低成本用数量少的部件来构造车辆用操作踏板装置的连杆连接部，其中多个部件以可相对枢转的方式由连接销连接。
解决技术问题的手段
为实现该目的，本发明的第一方面提供一种车辆用操作踏板装置的连杆连接结构，所述操作踏板装置包括：(a)操作踏板，所述操作踏板绕第一轴线枢转地安装并且由驾驶者操作而被下压；和(b)枢转部件，所述枢转部件绕与所述第一轴线平行的第二轴线枢转地安装并且经连接连杆连接到所述操作踏板，以根据所述操作踏板的下压操作而绕所述第二轴线机械地枢转，(c)所述连杆连接结构包括一对连接部，在所述连接部中所述连接连杆相对于所述操作踏板和所述枢转部件枢转地连接，在所述连接部的至少一个中，在一个轴向端具有大直径头部的连接销设置成使得其圆柱形的轴部贯通所述连接部，并且在所述连接销的从所述连接部向相反侧突出的末端部形成的分离防止部防止所述连接销与所述大直径头部侧分离(从该侧脱落)，其特征在于：(d)在所述轴部贯通所述连接部的状态下，所述末端部通过塑性变形而在轴线方向上被压溃(crushed)从而具有比所述轴部的初始直径大的直径，以形成所述分离防止部；并且(e)在所述连接部与所述大直径头部互相紧密附接的状态下，在所述连接部与所述分离防止部之间形成预定间隙，以便允许在所述连接部处的相对枢转。
本发明的第二方面为，在第一方面的车辆用操作踏板装置的连杆连接结构中，(a)一对连接连杆以将所述操作踏板和所述枢转部件夹在中间的方式安装在所述操作踏板和所述枢转部件的两侧，并且b)所述连接销的轴部在所述大直径头部附近的部分处具有较大直径，以便一体地压配合在所述一对连接连杆中位于所述大直径头部侧的连接连杆中。
本发明的效果
在车辆用操作踏板装置的连杆连接结构中，在连接销的轴部贯通连接部的状态下，对其末端部进行塑性变形处理，例如滚轧铆接(roll caulking)等。结果，在连接部与大直径头部互相紧密附接的状态下，末端部的直径通过塑性变形而增大以形成分离防止部，使得在连接部与分离防止部之间形成预定间隙。因此，与常规的普通铆接不同，由于间隙的存在，允许部件在连接部处的相对枢转运动。
根据本发明，轴部的末端部的塑性变形适当地在连接部连接各部件而不会妨碍其相对枢转运动。因此，对于连接销能够容易地自动进行形成分离防止部的处理，即塑性变形处理。此外，由于不需要用于分离防止部的诸如E形环等部件，所以不必形成用于布置该部件的槽等。结果，能够实现具有数量少的部件的低成本结构。
根据本发明的第二方面，连接销的轴部在大直径头部附近的部分具有大直径，且该大直径部分被一体地压配合到位于大直径头部侧的连接连杆中。因此，当连接销的轴部在其末端部塑性变形时，即使在相对于轴部的轴线的横向方向上产生分力，也能通过连接连杆以高精度容易地定位连接销。
附图说明
图1示出了本发明所适用的用于车辆的行车制动的制动踏板装置的正视图；
图2示出了图1中的II-II截面的放大视图；
图3是说明用于在连接销上执行滚轧铆接的滚轧铆接设备的示意图，该连接销配设在图1的制动踏板装置的连杆连接部上；
图4是对比地示出使用图3的滚轧铆接设备在连接销的末端部形成大直径分离防止部之前和之后的状态的图。
附图标记说明
10：制动踏板装置(车辆用操作踏板装置)  14：操作踏板  18：枢转部件  20a、20b：连接连杆  34、36：连接部  38、40：连接销  42：大直径头部  44：轴部  46：分离防止部  60：滚轧铆接设备  O1：第一轴线  O2：第二轴线  ρ：间隙  D0：轴部的初始直径  DA：分离防止部的最大直径
具体实施方式
本发明优选地应用于车辆用操作踏板装置的连接连杆的连接部，该操作踏板装置例如为用于行车制动装置或驻车制动装置的制动踏板、加速器踏板、离合器踏板等。制动器主缸的推杆、加速器线缆等连接到枢转部件。利用设有诸如弹簧之类的偏压装置的模拟装置根据下压行程将预定的反作用力施加至枢转部件。因而，各种实施例都是适用的。
关于连接操作踏板和枢转部件的连接连杆，如本发明的第二方面中一样，一对连接连杆优选地设置在操作踏板和枢转部件的两侧。然而，可仅在一侧设置一个连接连杆。根据本发明的第二方面，连接销被压配合在一个连接连杆中。然而，在实施本发明的第一方面时，连接销不一定必须被压配合在连接连杆中，而是也能以可相对枢转的方式贯通连接连杆。
作为用于在轴线方向上压溃连接销的轴部的末端部以使其塑性变形的加工方式，例如优选采用滚轧铆接。使用与连接销的轴线同心地安装的旋转头和相对于旋转头的轴线倾斜地设置的冲头来执行滚轧铆接。通过使旋转头绕其轴线旋转，冲头执行旋进运动(旋进运动也称为圆锥运动)。冲头在执行旋进运动时通过气缸等沿轴线方向移动，并被压靠在连接销的轴部的末端上而使该末端塑性变形。由于冲头与轴部之间的接触面积小，因此在轴部的末端上执行铆接加工而导致其局部塑性变形。因此，仅轴部的末端部分能够局部塑性变形以扩大其直径，而不会使轴部的其他部分变形。因此，分离防止部(大直径部分)能够形成为使得在分离防止部与连接部之间形成预定间隙。采用可塑性变形的金属材料作为用于连接销的材料。可设置一个冲头，但也可绕轴线对称地设置一对冲头，或者设置三个或更多个冲头。冲头优选以可绕其自身轴线旋转的方式安装。除滚轧铆接以外，也可采用诸如冲压铆接(press caulking)的其他加工方法，只要此类其他加工方法能够仅使连接销的轴部的末端部局部地塑性变形以扩大其直径而不使轴部的其他部分变形。
当执行滚轧铆接作为塑性变形加工时，在相对于被执行滚轧铆接的连接销的轴部的轴线的横向方向上产生分力。为了应对这种分力，与本发明的第二方面中一样，例如通过将连接销一体地压配合在一个连接连杆中，使连接销优选地定位成防止其在通过滚轧铆接形成分离防止部期间落下或发出异响。
通过诸如滚轧铆接的塑性变形加工形成的分离防止部(大直径部)的最大直径DA如下被适当地确定。即，在使得分离防止部不能与设置在连接连杆、操作踏板或枢转部件的连接部中的连接销通孔分离的范围内确定最大直径DA。例如，在轴部的初始直径D0与连接销通孔的直径大致相同的情形中，通过选择不小于轴部的初始直径D0的1.02倍的分离防止部的最大直径DA(DA＝1.02×D0)，能够获得与使用E形环作为分离防止装置的常规情形中相当的分离防止负载。
在连接部与大直径头部互相紧密附接的状态下，在连接部与分离防止部之间形成间隙。该间隙，即(i)分离防止部与大直径头部之间的尺寸(轴部的尺寸)与(ii)整个连接部(连接连杆与操作踏板之和，或连接连杆与枢转部件之和)的板厚尺寸之差被定义为ρ。间隙ρ适当地设定成不会妨碍在连接部处的相对枢转且也不会为连接部提供将在此处造成发出异响或发生撬动的过大游隙。该间隙的适当范围例如大于零且不超过6.0mm(0mm＜ρ＜6.0mm)，尽管该间隙取决于连接销的材料等。
在连接部与大直径头部互相紧密地附接以使得在分离防止部与连接部之间形成间隙ρ的状态下，通过塑性变形加工形成分离防止部。然而，在塑性变形加工期间，连接部与大直径头部不一定必须互相紧密附接。即，分离防止部与大直径头部之间的尺寸(轴部的尺寸)最终比整个连接部的板厚的尺寸大出间隙ρ的尺寸就足够了。例如，当在塑性变形加工期间在大直径头部与连接部之间存在预定空间时，可执行塑性变形加工使得在分离防止部与连接部之间形成具有通过将间隙ρ的尺寸减去该预定空间的尺寸而获得的尺寸的间隙。也可在形成连接部的各部件之间存在空间的状态下执行滚轧铆接。
实施例
以下将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1示出了本发明所适用的用于车辆的行车制动的制动踏板装置10的正视图。在图1中，在一体地固定于车辆上的踏板支承件11上，操作踏板14绕基本水平的第一支承轴12的轴线O1枢转地安装，且枢转部件18绕与轴线O1基本平行的第二支承轴16的轴线O2枢转地安装。跨接操作踏板14和枢转部件18，一对连接连杆20a和20b安装在操作踏板14和枢转部件18的两侧(图1的图面的前侧和后侧)。第一支承轴12的轴线O1对应于第一轴线，且第二支承轴16的轴线O2对应于第二轴线。在图1中，为了清楚地显示连接连杆20a和20b的连接部位，踏板支承件11的位于该连接部位侧的侧板被部分地切除。
当设置在操作踏板14的下端的踏板片24被驾驶者下压时，操作踏板14绕第一支承轴12沿图1中的顺时针方向枢转。通过在操作踏板14的上端部连接的连接连杆20a和20b，操作踏板14的枢转运动致使枢转部件18绕第二支承轴16沿逆时针方向机械地枢转。制动器主缸的推杆28以可绕与第二支承轴16基本平行的连接销26的轴线相对枢转的方式通过U形夹30连接到枢转部件18的上端部。伴随枢转部件18的枢转移动，推杆28在图1中被机械地向左推压。这样，根据操作踏板14上的下压操作力产生用于液压制动器的油压。推杆28被沿从制动器主缸突出的方向偏压，并且回位弹簧32在操作踏板14与踏板支承件11之间张紧。因此，当踏板片24的下压操作被解除时，偏压力致使枢转部件18绕第二支承轴16的轴线O2沿顺时针方向相反地枢转，并使操作踏板14沿逆时针方向相反地绕第一支承轴12的轴线O1枢转。因而，操作踏板14和枢转部件18维持在图1所示的原始位置。
图2是示出图1中的II-II截面的放大截面图。在图2中，连接在操作踏板14和枢转部件18的两侧安装将两者连接的连接杆20a和20b，使得操作踏板14和枢转部件18被置于连接连杆20a和20b之间。在连接连杆20a、20b与操作踏板14之间的连接部34处，以及在连接连杆20a、20b与枢转部件18之间的连接部36处，连接连杆20a、20b和操作部件14以及连接连杆20a、20b和枢转部件18分别以可相对枢转的方式由连接销38和40连接。连接销38和40具有相同的结构，其中大直径头部42和圆柱形的轴部44同轴和一体地设置，且它们设置成使得各自的轴部44贯通连接部34和36。在连接销38和40的从连接部34和36的相反侧(图2中向下)突出的各自的末端部分，形成分离防止部46以防止连接销38和40向大直径头部42侧脱落。
连接连杆20a中形成有连接销通孔48，且连接连杆20b中形成有连接销通孔50。连接销通孔48和50具有与轴部44的外径基本相等的内径，轴部44穿过所述通孔。在轴部44的位于大直径头部42附近的部分处，设置了具有略大于轴部44的其他部分的直径的压配合部52，该压配合部一体地压配合在连接连杆20a中。轴部44在除压配合部52以外的部分处具有恒定直径，从而以可相对枢转的方式贯通连接连杆20b的连接销通孔50。此外，分别在操作踏板14与连接销38的轴部44之间以及枢转部件18与连接销40的轴部44之间设置有金属衬套54和56。在枢转部件18的连接部处，一体地设置毂部58以便防止由于枢转部件18与操作踏板14之间的板厚差异而发出异响。
在此，分离防止部46在轴部44贯通连接部34和36的状态下通过使末端部分塑性变形而沿连接销38和40的轴线方向被压溃而形成。这样形成的各分离防止部46是具有比轴部44的初始直径D0大的直径的大直径部。此外，分离防止部46是在连接部34和36与大直径头部42互相紧密附接(参看图3)以使得在分离防止部46与连接部34或36之间形成预定间隙ρ(参看图4B)的状态下通过滚轧铆接而形成的。由于间隙ρ的存在，允许各部件在连接部34和36处的相对枢转运动。
图3是说明用于执行滚轧铆接的滚轧铆接设备60的示意图，且示出了在分离防止部46形成之前的状态。连接销38和40压配合在其中的一个连接连杆20a安装在定位夹具62上，使得连接销38和40的轴部44向上定向。在定位夹具62的上表面上，设置了一对支承凹部64以及一定位凹部66。在该对支承凹部64上，连接销38和40的大直径头部42安装成与其接触。定位凹部66容纳连接连杆20a并将其位置设定在水平方向上。操作踏板14和枢转部件18连同金属套管54和56分别一起向下安装在朝上的连接销38和40的轴部44上。其他连接连杆20b进一步被安装在操作踏板14、枢转部件18等上。在这种状态下，连接连杆20b和其他部件通过未示出的夹板压靠在定位夹具62上以便被一体地固定。
旋转头70和冲头72设置在定位夹具62上方。旋转头70由诸如电机之类的旋转驱动单元绕沿竖直方向延伸的轴线S旋转。冲头72设置在旋转头70上，以便相对于轴线S成预定角度。冲头72通过轴承74以可绕其自身轴线旋转的方式安装在旋转头70上。当旋转头70绕轴线S旋转时，冲头72执行绕轴线S的旋进运动(旋进运动也称为圆锥运动)。然后，在轴线S与一个连接销38的轴线基本重合的位置，旋转头70在旋转的同时在预定的挤压负载F下被未示出的诸如气缸之类的挤压装置向下移动。因此，冲头72以倾斜姿态被挤压在连接销38的轴部44的末端上，且其在通过摩擦绕其自身轴线旋转的同时执行绕轴线S的旋进运动。因此，如图4A和图4B所示，轴部44的末端部分——其塑性变形而在轴线方向上被压溃——形成分离防止部46。
根据滚轧铆接，由于冲头72与轴部44之间的接触面积小，因此铆接在导致在轴部44的末端上的局部塑性变形的状态下进行。因此，仅轴部44的末端部分能够局部塑性变形以扩大其直径，而不会使轴部44的其他部分变形。这样，如图3所示，在连接部34的部件互相紧密附接且所述部件紧密附接在大直径头部42上的状态下，能够执行滚轧铆接以使得在位于连接部34最上部的连接连杆20b的上表面与分离防止部46之间形成预定间隙ρ，如图4B所示。由于存在间隙ρ，所以在连接部34处允许各部件的相对枢转运动。间隙，即，分离防止部46与大直径头部42之间的尺寸(轴部44的尺寸)与整个连接部34的板厚尺寸之差，从以下观点适当地确定。具体地，该尺寸被确定成使得(i)在连接部34处的相对枢转运动不受阻碍且操作踏板14的下压操作特性不受损害；(ii)在滚轧铆接期间，连接销38的轴部44不变形或连接销38相对于连接连杆20a的垂直度不恶化，且连接连杆20b的安装性不受损害；以及(iii)不会引起部件发生异响或由于过大的游隙而导致的撬动。例如，该间隙的适当范围为0mm＜ρ＜6.0mm。在本实施例中，考虑到安装中的误差、在操作期间的强度等，将该尺寸设定在0.4mm≤ρ≤4.0mm的范围内。通过滚轧铆接形成的分离防止部46的最大直径DA适当地被设定在使得分离防止部46不会与设置在连接连杆20b中的连接销通孔50分离的范围内。例如，通过相对于轴部44的初始直径D0设定最大直径DA不小于1.02D0，获得与使用E形环的常规情形中相当的分离防止负载。设定旋转头70的加工行程ST，从而获得具有这种最大直径DA的分离防止部46，并根据加工行程ST设定轴部44的初始轴向长度，从而形成间隙ρ。
在一个连接销38的轴部44的末端上的滚轧铆接完成后，在另一连接销40的轴部44的末端上执行滚轧铆接，以便以相同的方式形成分离防止部46。然而，可通过以与一对连接销38和40之间的距离对应的距离设置的一对旋转头70同时在连接销38和40上执行滚轧铆接。
在本实施例的制动踏板装置的连杆连接结构中，在连接销38和40的轴部44贯通连接部34和36的状态下，对其末端部分进行塑性变形加工。结果，末端部的直径通过塑性变形而扩大以形成分离防止部46，使得在连接部34和36与大直径头部42彼此紧密附接的状态下在连接部34和36与分离防止部之间形成间隙ρ。因此，与常规的普通铆接不同，由于间隙的存在，允许各部件在连接部34和36处的相对枢转运动。因而，连接销38和40的分离防止工序，即滚轧铆接加工，能够容易地自动进行。此外，不需要诸如E形环之类的分离防止部件，并且不必形成用于将分离防止部件安装在连接销38和40的轴部44上的槽等。因此，能够以低成本使用数量少的部件构成连杆连接结构。例如，通过基于预设的加工行程ST使用NC控制等执行滚轧铆接，滚轧铆接能够容易地自动进行。
此外，在滚轧铆接的过程中，由于在相对于被执行滚轧铆接的连接销38和40的轴部44的轴线的横向方向上产生分力，所以连接销38和40必须定位成不会导致其脱落或发出异响。在本实施例中，大直径的压配合部52设置在连接销38和40的轴部44的位于大直径头部42附近的部分，并且它们被一体地压配合在位于大直径头部42侧的连接连杆20a中。因此，在轴部44的末端部分上的滚轧铆接期间连接销38和40的定位能够通过连接连杆20a以高精度容易地执行。在本实施例中，大直径头部42安装在定位夹具62上而与支承凹部64的上表面接触。连接连杆20a在水平方向上由定位凹部66定位。另一连接连杆20b安装在操作踏板14、枢转部件18等上。在这种状态下，所述部件通过未示出的夹具一体地固定在定位夹具62上。因此，能够通过在横向方向上存在分力的状态下将轴部44定位在固定且基本垂直的姿势而适当地执行滚轧铆接。
已基于附图详细说明了本发明的一个实施例。然而，这仅为本发明的一种实施方式，且本发明能基于本领域技术人员的知识通过增加各种变更和改进来实施。

Claims (4)

1.一种车辆用操作踏板装置的连杆连接结构，
所述操作踏板装置包括操作踏板和枢转部件，所述操作踏板绕第一轴线枢转地安装并且由驾驶者操作而被下压，所述枢转部件绕与所述第一轴线平行的第二轴线枢转地安装并且经连接连杆连接到所述操作踏板，以根据所述操作踏板的下压操作而绕所述第二轴线机械地枢转，
所述连杆连接结构包括一对连接部，在所述连接部中所述连接连杆相对于所述操作踏板和所述枢转部件枢转地连接；在所述连接部中的至少一个中，在一个轴向端具有大直径头部的连接销设置成使得其圆柱形的轴部贯通所述连接部，且在所述连接销的从所述连接部向相反侧突出的末端部形成的分离防止部防止所述连接销与所述大直径头部侧分离，
其特征在于，在所述轴部贯通所述连接部的状态下，所述末端部通过由滚轧铆接加工进行的塑性变形而在轴线方向上被压溃从而具有比所述轴部的初始直径大的直径，以形成所述分离防止部，并且
所述分离防止部是通过仅使所述轴部的所述末端部通过执行所述滚轧铆接加工而局部塑性变形来形成的，且所述轴部的初始轴向长度是根据当通过所述滚轧铆接加工而形成所述分离防止部时的加工行程来设定的，使得在所述连接部与所述大直径头部互相紧密附接的状态下，在所述连接部与所述分离防止部之间形成预定间隙，以便允许在所述连接部处的相对枢转。
2.根据权利要求1所述的车辆用操作踏板装置的连杆连接结构，其中，一对连接连杆在将所述操作踏板和所述枢转部件夹在中间的状态下安装在所述操作踏板和所述枢转部件的两侧，并且所述连接销的所述轴部在位于所述大直径头部附近的部分处具有较大直径，以一体地压配合在所述一对连接连杆之中位于所述大直径头部侧的连接连杆中。
3.根据权利要求1所述的车辆用操作踏板装置的连杆连接结构，其中，所述分离防止部的最大直径被选择为不小于所述轴部的初始直径的1.02倍。
4.根据权利要求1所述的车辆用操作踏板装置的连杆连接结构，其中，在所述连接部与所述分离防止部之间形成的所述间隙大于零且不超过6.0mm。
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