CN1217266A - 用来减小汽车中使用的踏板的踩踏作用力的装置 - Google Patents

Abstract

一种用来减小踏板的踩踏作用力的装置包括一个有至少3个运动点的螺旋弹簧。该螺旋弹簧的运动点有不同的位置和操作点,从而可以把弹簧作用力分散开。因此,在踏板的初始操作时反作用到踏板上的踩踏作用力将减小,并且离合器踏板的操作将是平缓的。另外,由于负载不集中在螺旋弹簧的端部上,所以在弹簧端部设置的衬套的磨损变慢。

Description

用来减小汽车中使用的踏板的踩踏作用力的装置

一般说来，本发明涉及用来减小汽车的离合器踏板的踩踏作用力的装置，更具体地说，涉及踏板加压机构的改进。

近年来，由于离合器中弹簧的反作用力随引擎的输出的提高而增加，操作离合器所需要的踏板的踩踏作用力也大大地增加了。结果，希望有一种在操作离合器踏板时尽可能多地减小踩踏作用力的踏板。

在图6和7中示出了用来减小踏板的踩踏作用力的一种传统装置。借助于一个螺栓120把一根平衡杆102可作抠轴转动地连接到一对支承托架112和114上，并把支承托架112和114固定到底盘上，与平衡杆102垂直。把踏板臂100可旋转地支承在平衡杆102上。一个螺旋弹簧104装在支承托架112和114之间，其方式使得螺旋弹簧可以对托架提供扭力。螺旋弹簧104的两端116和118在竖直方向上被弯成直角，并靠衬套108和110把支承托架112和114装在装配孔上。螺旋弹簧104的中心部分(即，旋转节端124)也被弯成一个直角，并被一个衬套122装配进踏板臂100中。螺旋弹簧104可以围绕着可作枢轴转动的安装端旋转，从而可以把弹簧的弹性作用力提供给踏板臂100。

在如上所述的传统装置中，当如果把杆臂的长度加长而使螺旋弹簧的弹簧常数加大时，可能会出现一个问题，即，初始踩踏它所需要的作用力增加。即使左和右弹簧使螺旋弹簧的作用力分散开，初始的踩踏作用力仍然增大。因此，不能得到踏板的平缓的作用，离合器踏板的重复操作很快使衬套磨损。

在日本公开出版物No.91-13779中公布了为了解决在上面描述的先有技术中的问题用来减小踏板的踩踏作用力的一种方法。

参见图8，在上述出版物中公布的装置包括一个螺旋弹簧201，此弹簧由第一螺旋部分202，第二螺旋部分204，位于第一和第二螺旋部分202和204之间的一个旋转节端206，位于第一螺旋202的端部的第一枢轴端208，以及位于第二螺旋204的端部的第二枢轴端210。把旋转节端206固定到一个弹簧安装部分212上。

把第一枢轴端208可作枢轴转动地装在一个支承托架214上，其方式使得它的位置为离踏板的踩踏位置C比离在操作踏板之前连接踏板臂200的转动中心M与旋转节端206的线A的一段更近，并且其位置为离踏板的返回位置比离在操作踏板之后连接踏板臂200的转动中心M与旋转节端206的线B的一段更近。

另外，把第二枢轴端210可作枢轴转动地装到支承托架214上，其方式使得它的位置为离连接踏板臂200的转动中心M与旋转节端206的那段线A或在踏板的返回那一侧比离那段线B更近。

按照在出版物中公布的装置，靠简单少使单一的螺旋弹簧的形状变形把螺旋弹簧的作用力分散开，但是由于采用了单一的弹簧而不能有效地减小踩踏作用力。

因此，需要一个用来减小踏板的踩踏作用力的装置，该装置能够把集中在弹簧的运动部分上的弹簧作用力分散开，能防止初始的过大踩踏作用力，并能平缓地操作踏板臂，实现这些是靠把在初始踩踏时出现的反作用力分散开，并平缓且不停地操作踏板臂，直到离合器踏板的操作的最后阶段为止，以及在中间阶段，靠把作用在螺旋弹簧的更多的运动部分上的踩踏作用力分散开。

为了解决如上所述的问题，本发明的主要目的是提供用来减小踏板的踩踏作用力在其初始踩踏时能够平缓地操作该踏板的一种装置，这是靠在离合器踏板操作的初始阶段减小对踏板的作用力实现的。

本发明的另一目的是提供用来减小踏板的踩踏作用力能够防止该装置设置的衬套磨损的一种装置，这是靠把作用在螺旋弹簧上的踩踏作用力分散开实现的。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，它提供了一种用来减小踏板的踩踏作用力的装置，它包括固定到一个底盘上的一对支承托架，固定在该对支承托架上的一根平衡杆，以及可转动地连接到平衡杆上的一个踏板臂，该装置包括：

连接到平衡杆上的一个杆件；

有可作抠轴转动地连接到踏板臂的一端上的第一连接部分和可作抠轴转动地连接到支承托架之一上的第二连接部分的第一弹簧；以及

有可作抠轴转动地连接到另一个支承托架上的第三连接部分和可作枢轴转动地连接到杆件的一端上的第四连接部分的第二弹簧。

最好，把一个衬套分别插入进第一到第四连接部分中。

当在弹簧的侧面看时，第一和第二连接部分有不同的水平位置，第二和第三连接部分有相同的水平位置，并且，第三和第四连接部分有水平的位置。在踩踏的过程中，这些连接部分有不同的运动点。

按照本发明的另一方面，它提供了一种用来减小踏板的踩踏作用力的装置，它包括固定到一个底盘上的第一和第二支承托架，固定在该第一和第二支承托架上的一根平衡杆，以及可转动地连接到平衡杆上的一个踏板臂，该装置包括；

连接到平衡杆两端上的第一和第二杆件；

分别设置在第一托架与踏板臂之间和在第二托架与踏板臂之间的第一和第二主弹簧；以及

分别设置在第一杆件与第一托架之间和在第二托架与第二杆件之间的第一和第二辅助弹簧。

第一主弹簧包括可作抠轴转动地连接到踏板臂的一端上的第一连接部分和可作抠轴转动地连接到第一支承托架上的第二连接部分。第二主弹簧包括可作抠轴转动地连接到踏板臂上的第三连接部分和可作枢轴转动地连接到第二支承托架的一端上的第四连接部分。

另外，第一辅助弹簧包括可作抠轴转动地连接到第一托架上的第五连接部分和可作抠轴转动地连接到第一杆件上的第六连接部分。第二辅助弹簧包括可作枢轴转动地连接到第二支承托架上的第七连接部分和可作枢轴转动地连接到第二杆件上的第八连接部分。对图的简短描述

通过参考着附图描述它的优选实施例将使本发明的上述目的，其它方面和优点变得更清楚，在附图中有：

图1为按照本发明的第一实施例的用来减小踏板的踩踏作用力的装置的透视图，它有第一和第二螺旋弹簧；

图2为图1中所示的用来减小踏板的踩踏作用力的装置的侧视图；

图3为一个侧视图，示出了第一螺旋弹簧的操作阶段；

图4为按照本发明的第二实施例的用来减小踏板的踩踏作用力的装置的透视图；

图5为图4中所示的用来减小踏板的踩踏作用力的装置的侧视图；

图6为一种先有技术装置的透视图；

图7为图6中所示的装置的剖面图；

图8为另一种先有技术装置的侧透视图。

对优选实施例的详细描述

参见图1，按照本发明的第一实施例的用来减小踏板的踩踏作用力的装置包括由第一和第二螺旋弹簧20和22组成的螺旋弹簧。在该用来减小踏板的踩踏作用力的装置中，一对支承托架16和18被固定到一个底盘(未画出)上，并且一个螺栓26把一个圆柱形的平衡杆12连接到托架上。

踏板臂10和一个杆件24的基座被分别连接到平衡杆12上，使得平衡杆12将是踏板臂10和杆件24的旋转中心。靠把它的端部的一部分切开，把踏板臂10的一个端部28做成一个弹簧安装部分。把第一螺旋弹簧20设置在踏板臂10与支承托架18之间，而把第二螺旋弹簧22设置在支承托架18与杆件24之间。

每个螺旋弹簧20和22在两端有连接部分，它们在一根直线中伸展，并把连接部分的端部弯成一个直角，分别形成连接端32和34；36和38。

第一螺旋弹簧20的一端(即第一连接端32)被装配进设在踏板臂10的端部28的一个衬套40中，形成一个运动部分B，第一螺旋弹簧20的另一端34被装配进设在支承托架18中的一个衬套42中，形成一个旋转节部分A。并且，第二螺旋弹簧22的一端36被装配进衬套42中，另一端38被装配进设在杆件24的端部的一个衬套44中，形成一个运动部分C。

参见图2，图中示出了图1中所示的用来减小踏板臂10的踩踏作用力的装置的侧视图。当在螺旋弹簧20和22的侧面看时，第一螺旋弹簧20的第二端34和第二螺旋弹簧22的第三连接端36被连接到位于同一点的相同的衬套42上。然而，当在螺旋弹簧20和22的侧面看时，第一螺旋弹簧20的连接部分32和34的位置与第二螺旋弹簧22的连接部分36和38的位置不同。

另外，当在螺旋弹簧20和22的侧面看时，踏板臂10的端部28的运动部分B位于相对于旋转节部分A的右侧，并位于相对于杆件24的运动部分C的左侧。结果，这些运动部分和旋转节部分的位置为从左面以A,B，和C的顺序，如在图2中所看到的那样。因此，当在方向P压踏板臂10时，运动部分B以方向P＇运动，并且第一螺旋弹簧20被压缩。这时，运动部分B与旋转节部分A相重合(这时，当在该螺旋弹簧的侧面看时，两部分重合为一点)，第一螺旋弹簧20的弹性作用力使它的弹性部分以方向X旋转。这时，由于平衡杆12的旋转，连接到杆件24上的运动部分C也旋转，并且第二螺旋弹簧22被压缩。这时，运动部分C与旋转节部分A相重合(这时，当在该螺旋弹簧的侧面看时，两部分重合为一点)，第二螺旋弹簧22的弹性作用力使它的弹性部分以方向Y旋转。

在上述的用来减小踏板的踩踏作用力的装置的安排中，用相同的材料制成第一和第二螺旋弹簧20和22，可以按照踏板的特点改变每个弹簧的运动时间。如果必要，也可以改变踏板的运动部分B的位置。

现在将详细描述按照本发明的第一实施例的用来减小踏板的踩踏作用力的装置的操作。

当在方向P踩踏踏板臂10时，连接到踏板臂10上的第一螺旋弹簧20的第一连接端32运动到方向P＇，把扭力施加到弹簧20上。如果第一螺旋弹簧20的运动部分B位于与旋转节部分A相同的轴线上，所施加的扭力就把第一螺旋弹簧20旋转到方向X。

与踏板臂的操作同时，杆件24运动，当在图2中看时，作顺时针旋转。连接到杆件24上的第二螺旋弹簧22的连接端38也运动。因此，运动部分C朝着旋转节部分A运动，把扭力施加到第二螺旋弹簧22上。当这样运动时，第二螺旋弹簧22的运动部分C位于与运动部分A相同的轴线，所施加的弹性作用力使第一螺旋弹簧20旋转到方向Y。

换句话说，如图3中所示，当踏板臂10在方向P旋转时，它的端部28在方向P＇旋转，而第一螺旋弹簧20的运动部分B与踏板臂10的端部28一起旋转，按顺序与线段1,2和3相交。

这时，在踏板臂10的初始操作段(线段1)与线段2(在该段上旋转节部分A，踏板臂10的运动部分B和转动中心O位于一根直线上)之间的段＂a＂，运动部分B的作用力Fa朝向下面的方向，增加踏板的作用力。并且，在线段2(在该段上旋转节部分A，踏板臂10的运动部分B和转动中心O位于一根直线上)与线段3之间的段＂b＂，运动部分B的作用力Fb朝向上面的方向，减小踏板的作用力。这就是说，增加踏板的作用力的段＂a＂在杆的转动中心O的位置被限定。

靠使踏板臂10的转动中心O的位置设定得适当，当踩踏在踏板上时第一螺旋弹簧20达到越过线段2的边界＂b＂，解决了在段＂a＂产生的初始作用力过大的问题。类似于第一螺旋弹簧20，第二螺旋弹簧22也快速地传递在踏板臂初始操作时产生的过大的作用力。在图3中，在旋转节部分A，踏板臂10的转动中心O位于一根直线上的位置上的作用力Fo表示标准的踩踏作用力，此作用力依赖于第一螺旋弹簧20的固有弹性作用力。

由于在踏板的初始操作中只有第一和第二螺旋弹簧20和22的连接端32和38运动，换句话说，由于只有运动部分B和C运动，踩踏作用力和作用到螺旋弹簧上的扭力比传统的机构要小得多。因此，在踏板的初始操作中，大的集中的负载不会作用到设置到螺旋弹簧20和22的枢轴连接部分上的衬套40,42和44上。在踏板的初始操作中减小作用到踏板臂10上的弹性作用力使得可以实现平缓的操作。把由螺旋弹簧作用到踏板臂10上的踩踏作用力分散到几个运动部分也使得在踩踏的中间和最后阶段中可以实现平缓的操作。

图4为按照本发明的第二实施例的用来减小踏板的踩踏作用力的装置的透视图，而图5为图4的侧视图，在此装置中，靠在踏板臂的两侧对称地设置一对第一实施例的螺旋弹簧，进一步减小在踩踏时对踏板的作用力。该装置包括位于平衡杆52的中心的一个踏板臂50，固定在一个底盘(未画出)并以离踏板臂50不变的距离固定到平衡杆52上的第一和第二托架54和56，以及固定到平衡杆52的两端上的第一和第二杆件58和60。

该装置也包括可作抠轴转动地连接在踏板臂50与第一托架54之间的第一主弹簧62，可作枢轴转动地连接在踏板臂50与第二托架56之间的第二主弹簧64，可作枢轴转动地连接在杆件56与托架54之间的第一辅助弹簧66，可作枢轴转动地连接在杆件58与托架56之间的第二辅助弹簧68。每个弹簧62,64,66和68由一个螺旋弹簧构成，这些弹簧的两端上都有在一根直线上伸展的连接部分，并且连接部分的端部被分别弯成一个直角，形成连接端。

可作枢轴转动地连接到设在踏板臂50的端部82上的一个衬套78上的第一和第二弹簧62和64在与踏板臂50连接的枢轴连接部分有一个运动部分C。第一辅助弹簧66在可作抠轴转动地连接到第一杆件58上的一端上有一个旋转节部分B，并在可作枢轴转动地连接到第一托架54上的另一端上有一个旋转节部分A。类似于如上面所述的第一辅助弹簧56，第二辅助弹簧68与第二杆件60和第二托架56连接，有运动部分B和旋转节部分A。当由弹簧的侧面看时，第一和第二辅助弹簧66和68的每个运动部分B和旋转节部分A都被装到同一点上。在图中，标号70,72和76分别表示一个衬套。

利用上面所述的安排，初始的运动点将是运动部分C。位于两侧的主弹簧62和64吸收作用到运动部分C上的初始扭力。当运动部分C旋转并达到旋转节部分A时，并且当杆件58和60的两端的运动部分B达到旋转节部分A时，第一和第二辅助弹簧66和68一起旋转，并且，与第一实施例相同的作用把对踏板的初始作用力分散到螺旋弹簧62,64,66和68上。作用在枢轴连接部分的衬套上的踩踏作用力将比初始的踩踏作用力小。由于初始的作用力减小，踏板的操作也将变得平缓。

将会理解到，按照本发明用来减小踏板的踩踏作用力的装置由于集中在弹簧的运动部分上的弹簧作用力被分散开，靠把初始踩踏时出现的弹性作用力分散开，可以防止初始的踩踏作用力过大，并且，可以平缓和不断地操作踏板臂直到离合器踏板操作的最后阶段，同样在中间阶段是靠把作用在螺旋弹簧的更多的运动部分上的踩踏作用力分散开。

尽管在这里参考着它的优选实施例已经描述了和示出了本发明，但是对技术熟悉的人们将会理解到，可以作出在形式和细节上的多种变化，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1．一种用来减小踏板的踩踏作用力的装置包括：

固定到一个底盘上的多个支承托架；

接合在多个支承托架之间的一根平衡杆；

可转动地连接到平衡杆的上的一个踏板臂；

连接到平衡杆的一端上的一个杆件；

连接在支承托架与踏板臂之间的一个主弹性件；以及

连接在支承托架与杆件之间的一个辅助弹性件。

2．按照权利要求1所述的装置，其特征在于，主弹性件包括可作枢轴转动地连接到踏板臂的一端上的第一连接端部分和可作抠轴转动地连接到支承托架上的第二连接端部分；并且，辅助弹性件包括可作枢轴转动地连接到支承托架上的第三连接端部分和可作枢轴转动地连接到杆件的一端上的第四连接端部分。

3．按照权利要求1所述的装置，其特征在于，当在弹性件的侧面看时，第一和第二连接端部分有不同的水平位置，第二和第三连接端部分有相同的水平位置，并且，第三和第四连接端部分有水平的位置。

4．按照权利要求2或3所述的装置，其特征在于，对每个第一到第四连接端部分设置一个衬套。

5．按照权利要求1所述的装置，其特征在于，主和辅助弹性件包括一个螺旋弹簧。

6．按照权利要求5所述的装置，其特征在于，螺旋弹簧在两端有在一根直线中伸展的连接部分，并把连接部分的端部分别弯成直角，形成连接端。

7．一种用来减小踏板的踩踏作用力的装置包括；

固定到一个底盘上的多个支承托架；

接合在多个支承托架之间的一根平衡杆；

整体地可转动地与设置在支承托架之间的平衡杆相接合的一个踏板；

连接到平衡杆端部上的多个杆件；

连接在支承托架与踏板之间的多个主弹性件；以及

连接在支承托架与杆件之间的多个辅助弹性件。

8．按照权利要求7所述的装置，其特征在于，多个主弹性件包括第一和第二主弹性件；

第一主弹性件包括可作枢轴转动地连接到踏板臂上的第一连接端部分和可作枢轴转动地连接到第一支承托架上的第二连接部分；

第二主弹性件包括可作枢轴转动地连接到踏板臂上的第三连接端部分和可作枢轴转动地连接到第二托架的一端上的第四连接端部分。

9．按照权利要求7所述的装置，其特征在于，多个辅助弹性件包括第一和第二辅助弹性件；

第一辅助弹性件包括可作枢轴转动地连接到第一托架上的第五连接端部分和可作抠轴转动地连接到第一杆件上的第六连接端部分；以及

第二辅助弹性件包括可作抠轴转动地连接到第二支承托架上的第七连接端部分和可作枢轴转动地连接到第二杆件上的第八连接端部分。

10．按照权利要求8或9所述的装置，其特征在于，当在弹性件的侧面看时，第一和第三连接端部分有相同的水平位置，第二，第四，第五和第七连接端部分有相同的水平位置，并且，第六和第八连接端部分有相同的水平位置。

11．按照权利要求10所述的装置，其特征在于，当在弹簧的侧面看时，连接第一和第三连接端部分的直线，连接第二，第四，第五和第七连接端部分的直线以及连接第六和第八连接端部分的直线有不同的水平位置。

12．按照权利要求8或9所述的装置，其特征在于，对每个连接端部分设置一个衬套。

13．按照权利要求7所述的装置，其特征在于，主和辅助弹性件包括一个螺旋弹簧。

14．按照权利要求13所述的装置，其特征在于，螺旋弹簧在两端有在一根直线中伸展的连接部分，并把连接部分的端部分别弯成直角，形成连接端。

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