DE112017006618T5

DE112017006618T5 - Gaspedalvorrichtung

Info

Publication number: DE112017006618T5
Application number: DE112017006618.2T
Authority: DE
Inventors: Jun Nagashima; Satoshi Miyazaki; Kuzunari Nakashima
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-09-12
Also published as: CN110121442A; JP6831240B2; US20200192415A1; WO2018123436A1; JP2018103942A; US10921843B2

Abstract

Diese Gaspedalvorrichtung beinhaltet einen Pedalarm (20) mit einem Gaspedal (24), ein Gehäuse (10), das den Pedalarm so trägt, dass es um eine vorgegebene Achsenlinie (S) zwischen einer Ruheposition und einer maximalen Druckposition schwenken kann, einen Schieber (30), der über eine Innenwand (11d) des Gehäuses gleitet, ein Kontaktteil (25), das auf dem Pedalarm ausgebildet ist, um Druckkraft auszuüben, während es lösbar mit dem Schieber in Kontakt kommt, und eine Druck ausübende Feder (40), die zwischen dem Gehäuse und dem Schieber angeordnet ist, so dass die Druckkraft, die den Schieber gegen die Innenwand (11d) und das Kontaktteil (25) drückt, entsprechend dem Drücken des Gaspedals zunimmt. Dadurch ist es möglich, die gewünschte Hysterese der Schubkraft bei gleichzeitiger Verkleinerung usw. zu erreichen.

Description

Hintergrund
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gaspedalvorrichtung, die auf ein Fahrzeug oder dergleichen angewendet wird, unter Verwendung eines elektronisch gesteuerten Drosselklappensystems, insbesondere für eine Gaspedalvorrichtung mit einem Mechanismus, der eine Hysterese bei einer Niederdrückkraft eines Gaspedals erzeugt.
[Beschreibung des Standes der Technik]
Als eine Gaspedalvorrichtung, die auf ein elektronisch gesteuertes Drosselklappensystem (auch als Throttle-by-Wire System bezeichnet) in einem Motor, der in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen montiert ist, angewendet wird, wobei eines enthaltend einen Pedalarm mit einem Gaspedal, ein Gehäuse, das den zu schwenkbaren Pedalarm trägt, eine erste Rückstellfeder, die in der Nähe einer Schwenktragwelle angeordnet ist, um den Pedalarm in eine Ruhestellung zurückzubringen, einen Hysterese-verursachenden Mechanismus, der Hysterese in einer Niederdrückkraft des Gaspedals erzeugt, und dergleichen ist bekannt (siehe z.B. Patentliteratur 1).
In dieser Gaspedalvorrichtung ist der Hysterese-verursachende Mechanismus durch einen ersten Schieber konfiguriert, mit dem ein oberer Endteil des Pedalarms lösbar in Kontakt steht und der auf einer Innenwandfläche des Gehäuses gleitet, einen zweiten Schieber, der auf der Innenwandfläche des Gehäuses gleitet und konfiguriert ist, um in Zusammenarbeit mit dem ersten Schieber eine Keilwirkung zu erzeugen, eine zweite Rückstellfeder, die mit dem zweiten Schieber in Kontakt steht und konfiguriert ist, um den Pedalarm über den ersten Schieber in die Ruheposition zurückzubringen, und dergleichen.
Da jedoch bei der oben beschriebenen Gaspedalvorrichtung zwei unabhängige Schieber als Hysterese-verursachender Mechanismus integriert sind, steigt die Anzahl der Teile und die Struktur ist kompliziert. Außerdem bewegen sich der erste Schieber und der zweite Schieber linear im Gehäuse hin und her, was zu einer Vergrößerung des Gehäuses, einer Vergrößerung der Vorrichtung oder dergleichen führt.
Außerdem sind die erste Rückstellfeder in der Nähe der Schwenktragwelle und die zweite Rückstellfeder in einem Bereich angeordnet, in dem der erste Schieber und der zweite Schieber angeordnet sind.
Das heißt, da die erste Rückstellfeder und die zweite Rückstellfeder für die Anordnung in verschiedenen Bereichen konfiguriert sind, können Teile nicht gemeinsam angeordnet werden. Dadurch wird eine komplizierte Struktur, eine Vergrößerung des Gehäuses, eine Vergrößerung der Vorrichtung und dergleichen verursacht.
[Stand der Technik]
[Patentliteratur]
[Patentliteratur 1]
Japanisches Patent offengelegte Veröffentlichung Nr. 2008-184108
ZUSAMMENFASSUNG
[Technisches Problem]
Die vorliegende Erfindung stellt eine Gaspedalvorrichtung bereit, die in der Lage ist, die oben beschriebenen Probleme der konventionellen Technologie bei gleichzeitiger Verkleinerung oder dergleichen zu lösen.
[Lösung des Problems]
Eine Gaspedalvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um einen Pedalarm mit einem Gaspedal, ein Gehäuse, das konfiguriert ist, um den Pedalarm zu tragen, um um eine vorbestimmte Achse zwischen einer Ruheposition und einer maximal niedergedrückten Position schwenkbar zu sein, einen Schieber, der auf einer Innenwand des Gehäuses gleitet, einen Kontaktteil, das auf dem Pedalarm konfiguriert ist, um eine Druckkraft auf den Schieber auszuüben, während er lösbar mit dem Schieber in Kontakt ist, und eine Vorspannfeder zu beinhalten, die zwischen dem Gehäuse und dem Schieber angeordnet ist, so dass eine Vorspannkraft, die den Schieber gegen die Innenwand des Gehäuses drückt, und das Kontaktteil entsprechend der Betätigung des Gaspedals erhöht wird.
Hier kann der Schieber konfiguriert sein, um auf der Innenwand des Gehäuses entlang einer vorgegebenen Krümmung zu gleiten, die auf der Achse zentriert ist.
Der Schieber kann konfiguriert sein, um die Vorspannfeder auf einer zweiten Geraden aufzunehmen, die einen vorbestimmten spitzen Winkel mit der ersten Geraden auf einer Seite bildet, die näher am Kontaktteil als die Achse liegt.
Der Schieber kann in einer ausgehöhlten Form konfiguriert sein, die in eine Schwenkrichtung des Pedalarms eindringt.
Der Schieber kann einen ersten Außenkonturteil beinhalten, dessen Außenkontur auf einer Ebene senkrecht zur Schwingrichtung eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, und einen zweiten Außenkonturteil, dessen Außenkontur auf einer Ebene parallel zur Schwingrichtung im Wesentlichen eine Fächerform mit einem spitzen Winkel aufweist.
Der Schieber kann einen zylindrischen Begrenzungsteil beinhalten, der innerhalb der Vorspannfeder in einem Randbereich der kreisförmigen Öffnung angebracht ist.
Das Kontaktteil kann in Kontakt mit dem Schieber auf einer ersten Geraden, die durch die Achse verläuft, konfiguriert sein.
Der Pedalarm kann ein Führungsteil in der Nähe des Kontaktteils beinhalten. Das Führungsteil führt den Schieber zur Innenwand des Gehäuses.
Der Pedalarm kann einen zylindrischen Teil, der auf die Achse zentriert ist, einen oberen Arm, der sich vom zylindrischen Teil nach oben erstreckt, und einen unteren Arm, der sich vom zylindrischen Teil nach unten erstreckt, beinhalten, wobei der obere Arm das Kontaktteil beinhalten kann, und der zylindrische Teil ein konkaves Entlastungsteil beinhalten kann, in dem die Vorspannfeder kontaktfrei angeordnet ist.
Die Vorspannfeder kann eine Schraubendruckfeder bzw. eine Schraubenfeder vom Drucktyp sein, und der Schieber kann ein Federaufnahmeteil, das zur Aufnahme der Vorspannfeder konfiguriert ist, eine rechteckige Öffnung auf einer Seite, die mit dem Kontaktteil in Berührung kommt, und eine kreisförmige Öffnung auf einer Innenseite des Federaufnahmeteils beinhalten.
Die Gaspedalvorrichtung der obigen Konfiguration kann weiterhin eine Rückstellfeder beinhalten, die eine Vorspannkraft direkt auf den Pedalarm ausübt, um den Pedalarm in die Ruheposition zurückzubringen.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Gemäß der Gaspedalvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration werden Probleme der konventionellen Technologie gelöst, und es ist möglich, eine Verkleinerung oder dergleichen zu erreichen und die Gaspedalvorrichtung mit den gewünschten Hysterese-Eigenschaften in einer Niederdrückkraft zu erhalten.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Ausführungsform einer Gaspedalvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine partielle perspektivische Ansicht, die einen Pedalarm und einen Schieber in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung darstellt.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Gaspedal und den Pedalarm in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung darstellt.
4A ist eine Vorderansicht eines Schiebers, der in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung enthalten ist, wenn man ihn von einer Seite einer Vorspannfeder in Schwenkrichtung (Gleitrichtung) betrachtet.
4B ist eine Seitenansicht, die den Schieber in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung veranschaulicht, wenn man ihn von einer Seitenflächenrichtung senkrecht zur Schwenkrichtung aus betrachtet.
4C ist eine Rückansicht des in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung enthaltenen Schiebers, wenn man ihn von einer Seite eines Kontaktteils in Schwenkrichtung betrachtet.
5 ist eine Teilquerschnittansicht, die eine Innenseite der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung darstellt.
6 ist eine Teilquerschnittansicht, die eine Beziehung zwischen dem Kontaktteil und einem Führungsteil mit dem Schieber des Pedalarms in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung veranschaulicht.
7 ist eine Grafik, die eine Druckkrafteigenschaft der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung darstellt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, in dem sich der Pedalarm in einer Ruheposition in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung befindet.
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem sich der Pedalarm in einer Zwischenstellung zwischen der Ruheposition und einer maximal Niederdrückposition in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung befindet.
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem sich der Pedalarm in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung in der maximalen Niederdrückposition befindet.
11 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Schieber halb angehalten hat und der Pedalarm in der in 1 dargestellten Gaspedalvorrichtung in die Ruheposition zurückgekehrt ist. Beschreibung der Ausführungsformen

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 11 der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die Gaspedalvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet ein Gehäuse 10, das an einer Fahrzeugkarosserie, wie beispielsweise einem Automobil, einem Pedalarm 20, einem Schieber 30, einer Vorspannfeder 40, einer Rückstellfeder 50 und einem Positionssensor 60 zum Erfassen einer Drehwinkelposition des Pedalarms 20 befestigt ist.
Der Positionssensor 60 besteht aus einem Anker 61, einem Permanentmagneten 62, einem Stator 63 und einem Hall-Element 64.
Außerdem bilden das Kontaktteil 25, das einen Abschnitt des Pedalarms 20, den Schieber 30 und die Vorspannfeder 40 bildet, einen Hysterese-verursachenden Mechanismus, der eine Hysterese in der Niederdrückkraft eines Gaspedals 24 erzeugt.
Das Gehäuse 10 ist aus einem Harzmaterial gebildet und besteht aus einem ersten Gehäuse 11 und einem zweiten Gehäuse 12, die miteinander verbunden sind und eine Achse S definieren.
Das erste Gehäuse 11 beinhaltet ein Seitenwandteil 11a im Wesentlichen senkrecht zur Achse S, ein äußeres Umfangswandteil 11b, das einen Umfang der Achse S umgibt, eine auf die Achse S zentrierte Tragwelle 11c, eine Gleitfläche 11d, Federaufnahmeteile 11e und 11f, einen Anschlag 11g, einen vollständig offenen Anschlag 11h, ein Verbindungsteil 11i, das das zweite Gehäuse 12 verbindet, ein Schraubenloch 11j, in das eine Schraube B, die das zweite Gehäuse 12 verbindet, eingeschraubt ist, ein konvexer Teil 11k zur Schnappverbindung und ein Flanschteil 11m mit einem Durchgangsloch, durch das ein an der Fahrzeugkarosserie oder dergleichen befestigter Bolzen hindurchgeht.
Die Tragwelle 11c ist in säulenförmiger Form ausgebildet, um einen zylindrischen Teil 21 des Pedalarms 20 zu tragen, der um die Achse S schwenkbar ist.
Die Gleitfläche 11d ist als bogenförmige Fläche mit einem vorbestimmten Radius R (Krümmung 1/R) ausgebildet, der auf der Achse S auf einer Innenwand des äußeren Umfangswandteils 11b mit einer vorbestimmten Breite in einer Richtung der Achse S zentriert ist.
Das Federaufnahmeteil 11e ist als ringförmige Sitzfläche zur Aufnahme eines Endteils 41 der Vorspannfeder 40 an der Innenwand des äußeren Umfangswandteils 11b ausgebildet.
Das Federaufnahmeteil 11f ist als ringförmige Sitzfläche zur Aufnahme eines Endteils 51 der Rückstellfeder 50 auf einer Innenseite konzentrisch mit dem Federaufnahmeteil 11e an der Innenwand des äußeren Umfangswandteils 11b ausgebildet.
Hier definieren das Seitenwandteil 11a und das äußere Umfangswandteil 11b ein konkaves Teil C, in dem die Vorspannfeder 40 und die Rückstellfeder 50 in einem Zustand, in dem der Pedalarm 20 und der Schieber 30 integriert sind, koaxial verschachtelt angeordnet sind.
Da der konkave Teil C durch einen Seitenwandteil 12a des zweiten Gehäuses 12 geschlossen ist, ist der konkave Teil C als ein Innenraum ausgebildet, der in einer Gleitrichtung (Schwenkrichtung) H des Schiebers 30 gekrümmt ist und dessen Querschnitt senkrecht zur Gleitrichtung H im Wesentlichen rechteckig ist, wodurch der Schieber 40 verschiebbar aufgenommen wird.
Das zweite Gehäuse 12 beinhaltet ein Seitenwandteil 12a im Wesentlichen senkrecht zur Achse S, ein auf die Achse S zentriertes passendes konkaves Teil 12c, ein mit dem ersten Gehäuse 11 verbundenes Verbindungsteil 12i, ein Loch 12j, durch das eine Schraube B in das erste Gehäuse 11 eingeschraubt ist, ein konkaves Teil 12k zur Schnappverbindung, ein säulenförmiges eingebettetes Teil 12n, in das der Stator 63 und das Hall-Element 64 eingebettet sind, die ein Teil des Positionssensors 60 sind, ein Aufnahmeteil 12p, das eine Leiterplatte CB aufnimmt, und einen Verbinder 12q, der eine elektrische Verbindung herstellt.
Das passende konkave Teil 12c ist zylindrisch geformt, um den zylindrischen Teil 21 des Pedalarms 20 so zu stützen, dass er um die Achse S schwenkbar ist.
Das eingebettete Teil 12n wird in den zylindrischen Teil 21 des Pedalarms 20 in einem Zustand eingesetzt, in dem das zweite Gehäuse 12 mit dem ersten Gehäuse 11 verbunden und gegenüber dem Anker 61 und dem Permanentmagneten 62 ausgebildet ist, die ein Teil des Positionssensors 60 sind, der innerhalb des zylindrischen Teils 21 angeordnet ist.
Dann, in einem Zustand, in dem der Pedalarm 20, der Schieber 30, die Vorspannfeder 40 und die Rückstellfeder 50 am ersten Gehäuse 11 befestigt sind, ist das zweite Gehäuse 12 mit dem ersten Gehäuse 11 durch eine Schnappverbindung verbunden und durch die Schraube B befestigt, um den gesamten Pedalarm 20 mit Ausnahme eines unteren Bereichs davon in Zusammenarbeit mit dem ersten Gehäuse 11 abzudecken.
Der Pedalarm 20 ist vollständig aus einem Harzmaterial geformt und beinhaltet den zylindrischen Teil 21, einen oberen Arm 22, der sich vom zylindrischen Teil 21 nach oben erstreckt, einen unteren Arm 23, der sich vom zylindrischen Teil 21 nach unten erstreckt, das Gaspedal 24, den Kontaktteil 25, einen Führungsteil 26, einen Federaufnahmeteil 27 und einen konkaven Entlastungsteil 28.
Hier zeigen die Oberseite und die Unterseite eine Oberseite und eine Unterseite in vertikaler Richtung in einem Zustand, in dem die Gaspedalvorrichtung an einem Fahrzeug oder dergleichen montiert ist.
Der zylindrische Teil 21 beinhaltet eine innere Umfangsfläche 21a, die über ein Lager RB an der Tragwelle 11c des ersten Gehäuses 11 befestigt ist, eine äußere Umfangsfläche 21b, die über das Lager RB an dem passenden konkaven Teil 12c des zweiten Gehäuses 12 befestigt ist, und eine innere Umfangsfläche 21c, in der den Anker 61 und der Permanentmagnet 62 des Positionssensors 60 so angeordnet sind, dass der Pedalarm 20 um die Achse S schwenkbar getragen werden kann.
Der obere Arm 22 beinhaltet ein Kontaktteil 22a, das in einer Ruheposition mit dem Anschlag 11g in Kontakt kommt.
Der untere Arm 23 beinhaltet ein Kontaktteil 23a, das in einer maximalen Niederdrückposition mit dem vollständig geöffneten Stopper 11h in Kontakt kommt.
Das Kontaktteil 25 ist als ebene Fläche ausgebildet, die mit dem Schieber 30 in einem der Gleitrichtung H des oberen Arms 22 zugewandten Bereich und auf einer ersten Geraden L1, die durch die Achse S verläuft, d.h. auf einer Ebene mit der Achse S und der ersten Geraden L1 senkrecht zur Achse S in Kontakt kommt.
Anschließend übt das Kontaktteil 25 eine Druckkraft auf den Schieber 30 aus, während es in Schwingrichtung H lösbar mit dem Schieber 30 in Kontakt steht, und kommt gemäß einem Schwenkbetrieb des Pedalarms 20 in einer Richtung entlang der ersten Geraden L1 gleitend mit dem Schieber 30 in Kontakt.
Das Führungsteil 26 ist in einem Grat ausgebildet, der aus dem Kontaktteil 25 herausragt und sich in Richtung der ersten Geraden L1 in zwei Bereichen des der Gleitrichtung H des oberen Arms 22 zugewandten Bereichs und einem Bereich nahe dem Kontaktteil 25 erstreckt, die in Richtung der Achse S beabstandet sind.
Die beiden Führungsteile 26 sind konfiguriert, um zwei Innenkanten 35a des Schiebers 30 zu führen, d.h. um den Schieber 30 in Richtung der ersten Geraden L1 zu einer Innenwand (Gleitfläche 11d) des Gehäuses 10 zu führen.
Das Federaufnahmeteil 27 ist so ausgebildet, dass es in einer zweistufigen zylindrischen Form vorsteht, die eine ringförmige Sitzfläche in dem der Gleitrichtung H des oberen Arms 22 und dem Bereich nahe dem Kontaktteil 25 zugewandten Bereich definiert.
Das Federaufnahmeteil 27 ist konfiguriert, um kontaktfrei durch eine Durchgangsbohrung 30a des Schiebers 30 zu führen und das andere Endteil 52 der Rückstellfeder 50 aufzunehmen.
Das konkave Entlastungsteil 28 ist zum Aushöhlen in Nutenform ausgebildet, die sich in Dehnungs- und Kontraktionsrichtung der Vorspannfeder 40 auf einem äußeren Umfangsbereich des zylindrischen Teils 21 erstrecken.
Außerdem ist das konkave Entlastungsteil 28 so ausgebildet, dass die zwischen dem Federaufnahmeteil 11e des Gehäuses 10 und einem Federaufnahmeteil 33 des Schiebers 30 komprimierte Vorspannfeder 40 kontaktfrei angeordnet werden kann.
Da die Vorspannfeder 40 in der Nähe des zylindrischen Teils 21 angeordnet werden kann, können Teile gemeinsam um die Achse S angeordnet werden, während eine Funktion des Hysterese-Erzeugungsmechanismus gesichert ist und dadurch eine Verkleinerung der Vorrichtung erreicht werden kann.
Der Schieber 30 ist aus einem Harzmaterial, beispielsweise einem hochgleitfähigen Material, wie beispielsweise ölimprägniertem Polyacetal, gebildet. Der Schieber 30 ist so ausgebildet, dass er einen ersten Außenkonturteil f1, dessen Außenkontur auf einer Ebene senkrecht zur Schwingrichtung H eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, und einen zweiten Außenkonturteil f2 beinhaltet, dessen Außenkontur auf einer Ebene parallel zur Schwingrichtung H im Wesentlichen eine Fächerform mit einem spitzen Winkel aufweist.
Außerdem ist der Schieber 30 in einer ausgehöhlten Form ausgebildet, so dass das in Schwingrichtung H eindringende Durchgangsloch 30a definiert ist und eine erste Kontaktfläche 31, eine zweite Kontaktfläche 32, das Federaufnahmeteil 33, eine kreisförmige Öffnung 34, eine rechteckige Öffnung 35, einen zylindrischen Begrenzungsteil 36 und zwei Seitenflächen 37 beinhaltet.
Das erste Kontaktteil 31 ist als ebene Fläche mit einer im Wesentlichen rechteckigen ringförmigen Form auf einer Ebene senkrecht zur Schwingrichtung (Gleitrichtung) H ausgebildet.
Das erste Kontaktteil 31 ist auf der ersten Geraden L1 verschiebbar mit dem Kontaktteil 25 in Kontakt und ist vom Kontaktteil 25 in Schwenkrichtung H lösbar ausgebildet.
Das zweite Kontaktteil 32 ist als konvex gekrümmte bogenförmige Fläche mit einem vorgegebenen Radius R (Krümmung 1/R) auf einer Ebene senkrecht zur Achse S ausgebildet.
Außerdem ist das zweite Kontaktteil 32 konfiguriert, um in Gleitrichtung H in Bezug auf die Gleitfläche 11d des Gehäuses 10 zu gleiten.
Das Federaufnahmeteil 33 ist als flache ringförmige Sitzfläche zur Schwingrichtung (Gleitrichtung) H ausgebildet.
Außerdem ist das Federaufnahmeteil 33 konfiguriert, um das andere Endteil 42 der Vorspannfeder 40 auf einer zweiten Geraden L2 aufzunehmen, die einen vorbestimmten spitzen Winkel θ mit der ersten Geraden L1 auf einer dem Kontaktteil 25 näher liegenden Seite als die Achse S in einem Zustand, in dem der Schieber 30 montiert ist.
Dementsprechend wirkt eine Vorspannkraft der Vorspannfeder 40, um den Schieber 30 gegen die Gleitfläche 11d des Gehäuses 10 in einer Richtung senkrecht zur zweiten Geraden L2 zu drücken. Dementsprechend kann eine Reibungskraft durch das Gleiten durch geeignete Auswahl des vorbestimmten spitzen Winkels θ, der aus der ersten Geraden L1 und der zweiten Geraden L2 gebildet wird, eingestellt werden.
Daher können die gewünschten Hysterese-Eigenschaften entsprechend den Spezifikationen der Gaspedalvorrichtungen eingestellt werden.
Die kreisförmige Öffnung 34 ist ausgebildet, um die Rückstellfeder 50 in der Durchgangsbohrung 30a kontaktfrei aufzunehmen.
Somit ist das andere Endteil 52 der Rückstellfeder 50 so angeordnet, dass es mit dem Federaufnahmeteil 27 des Pedalarms 20 in Kontakt steht.
Die rechteckige Öffnung 35 ist konfiguriert, um das Federaufnahmeteil 27 des Pedalarms 20 kontaktfrei zu passieren und die beiden Innenkanten 35a zu definieren, die sich parallel zur ersten Geraden L1 erstrecken.
Außerdem sind die beiden Innenkanten 35a so konfiguriert, dass sie mit den beiden Führungsteilen 26 des Pedalarms 20 von beiden Seiten in Richtung Achse S in Kontakt stehen.
Daher wird der Schieber 30 durch die Führungsteile 26 geführt, um in Richtung der ersten Geraden L1 zur Gleitfläche 11d des Gehäuses 10 hin- und her bewegen zu können.
Der zylindrische Begrenzungsabschnitt 36 ist so ausgebildet, dass er in zylindrischer Form innerhalb des Federaufnahmeteils 33 und in einem Randbereich der kreisförmigen Öffnung 34 vorsteht.
Außerdem ist der zylindrische Begrenzung steil 36 konfiguriert, um eine Positionsabweichung der Vorspannfeder 40 vom Federaufnahmeteil 33 zu regeln, indem er in die Vorspannfeder 40 in einem Zustand eingebaut wird, in dem das andere Endteil 42 der Vorspannfeder 40 in Kontakt mit dem Federaufnahmeteil 33 steht.
Die beiden Seitenflächen 37 sind als im Wesentlichen ebene Flächen parallel zu einer Ebene senkrecht zur Achse S ausgebildet.
Außerdem sind Breiten der beiden Seitenflächen 37 in Richtung der Achse S so ausgebildet, dass sie Abmessungen aufweisen, mit denen eine Innenwandfläche des Seitenwandteils 11a des ersten Gehäuses 11 und eine Innenwandfläche des Seitenwandteils 12a des zweiten Gehäuses 12 im eingebauten Zustand nicht in Kontakt stehen. Weiterhin können die Breiten Größen sein, die auch bei Kontakt einen möglichst geringen Reibungswiderstand verursachen.
Der Schieber 30 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann so ausgebildet werden, dass ein Teilbereich des ersten Außenkonturteils f1 und ein bogenförmiger Bereich des zweiten Konturteils f2 auf der Innenwand (Gleitfläche 11d) des Gehäuses 10 gleiten, und eine Seite des zweiten Konturteils f2 in Schwenkrichtung H mit dem Kontaktteil 25 und die andere Seite mit der Vorspannfeder 40 in Kontakt steht. Daher kann der Schieber 30 leicht mit einem Harzmaterial oder dergleichen geformt werden, während die Gewichtsreduzierung dadurch erreicht wird, dass er als eine Komponente mit einer einfachen Form geformt wird.
Die Vorspannfeder 40 ist eine aus Federstahl oder dergleichen gebildete schraubenförmige Dehnungs- und Zusammenzugfeder vom Drucktyp und ist in Schwingrichtung H in einem Zustand, in dem sie auf ein vorgegebenes Druckaufmaß komprimiert ist, so montiert, dass ein Endteil 41 in Kontakt mit dem Federaufnahmeteil 11e des ersten Gehäuses 11e und das andere Endteil 42 in Kontakt mit dem Federaufnahmeteil 33 des Schiebers 30 steht.
Außerdem übt die Vorspannfeder 40 eine Vorspannkraft zum Zurückführen des Pedalarms 20 in die Ruheposition über den Schieber 30 und eine Vorspannkraft zum Drücken des Schiebers 30 gegen die Gleitfläche 11d in Zusammenarbeit mit dem Kontaktteil 25 aus.
Die Rückstellfeder 50 ist eine aus Federstahl oder dergleichen gebildete schraubenförmige Dehnungs- und Zusammenzugfeder vom Drucktyp und ist in Schwingrichtung H in einem Zustand, in dem sie auf ein vorgegebenes Druckaufmaß komprimiert ist, mit einem Endteil 51 in Kontakt mit dem Federaufnahmeteil 11f des ersten Gehäuses 11 und dem anderen Endteil 52 in Kontakt mit dem Federaufnahmeteil 27 des Pedalarms 20 gelagert.
Außerdem ist die Rückstellfeder 50 so ausgebildet, dass sie ein Außendurchmessermaß aufweist, das kleiner ist als ein Innendurchmessermaß der Vorspannfeder 40 und koaxial innerhalb der Vorspannfeder 40 so verschachtelt angeordnet ist, dass sie nicht miteinander in Kontakt kommt.
Außerdem ist die Rückstellfeder 50 konfiguriert, um eine Vorspannkraft direkt auf den Pedalarm 20 auszuüben, um den Pedalarm 20 in die Ruheposition zurückzubringen.
Hier kann zwischen einem Außenumfang der Rückstellfeder 50 und einem Innenumfang der Vorspannfeder 40 ein Zwischenelement SM aus einem Schwamm, Gummi, Harz oder dergleichen gebildet mit Flexibilität in zylindrischer Form angeordnet werden.
Danach können bei Dehnungs- und Kontraktionsoperationen der Vorspannfeder 40 und der Rückstellfeder 50 durch das dazwischenliegende Zwischenglied SM Interferenzen zwischen den beiden Elementen verhindert und somit die Erzeugung eines Kollisionsschalls o.ä. verhindert werden.
Da die Vorspannfeder 40 und die Rückstellfeder 50 in einem Innenraum (konkaver Teil C) des Gehäuses 10 angeordnet sind, können Teile zusammen angeordnet werden, wodurch eine Verkleinerung des Gehäuses 10, eine Verkleinerung der Vorrichtung oder dergleichen. im Vergleich zu einer Konfiguration, in der sie in getrennten Bereichen angeordnet sind, erreicht werden kann.
Insbesondere, da die Vorspannfeder 40 und die Rückstellfeder 50 koaxial verschachtelt angeordnet sind, reicht sie als Dispositionsfläche praktisch aus, wenn nur ein von der Vorspannfeder 40 einzunehmender Bereich gesichert ist, der weiter zur Verkleinerung des Gehäuses 10, zur Verkleinerung der Vorrichtung oder dergleichen beitragen kann.
Da die Rückstellfeder 50 so ausgebildet ist, dass sie direkt mit dem Federaufnahmeteil 27 des Pedalarms 20 in Eingriff kommt, um eine Vorspannkraft auszuüben, um den Pedalarm 20 in die Ruheposition zurückzubringen, auch wenn ein Zustand eintritt, in dem ein Betriebsausfall, wie beispielsweise der Schieber 30, an der Gleitfläche 11d des Gehäuses 10 festsitzt und gestoppt wird, wird der Pedalarm 20 durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 50 zuverlässig in die Ruheposition zurückgeführt, und die Sicherheit ist gewährleistet.
Der Positionssensor 60 ist im zylindrischen Teil 21 des Pedalarms 20 und im eingebetteten Teil 12c des zweiten Gehäuses 12 in einem Bereich um die Achse S des Pedalarms 20 angeordnet.
Der Positionssensor 60 ist beispielsweise ein berührungsloser Magnetsensor und besteht aus dem Ringanker 61, einem Paar Permanentmagneten 62, zwei Statoren 63 und zwei Hall-Elementen 64.
Der Anker 61 ist ringförmig aus einem magnetischen Material gebildet und ist an der inneren Umfangsfläche 21c des zylindrischen Teils 21 des Pedalarms 20 befestigt.
Das Permanentmagnetpaar 62 ist bogenförmig ausgebildet und mit einer inneren Umfangsfläche des Ankers 61 gekoppelt.
Die beiden Statoren 63 sind aus einem magnetischen Material gebildet und in den eingebetteten Teil 12c des zweiten Gehäuses 12 eingebettet.
Die beiden Hall-Elemente 64 sind in den eingebetteten Teil 12c des zweiten Gehäuses 12 eingebettet und zwischen den beiden Statoren 63 angeordnet.
Außerdem ist die Leiterplatte CB im Aufnahmeteil 12p des zweiten Gehäuses 12p angeordnet und durch ein Dichtungselement G abgedichtet.
Die Leiterplatte CB beinhaltet eine Schaltung, die die Hall-Elemente 64 elektrisch verbindet und verschiedene darauf montierte elektronische Bauteile beinhaltet.
Der Positionssensor 60 erfasst eine Änderung der magnetischen Flussdichte durch Drehung des Pedalarms 20 mit den Hall-Elementen 64 und gibt die Änderung als Spannungssignal aus. Das Ausgangssignal wird von einem Detektor (nicht dargestellt) erfasst, der mit dem Anschluss 12q als Information über eine Winkellage des Pedalarms 20 verbunden ist.
Ein Betrieb des Hysterese-erzeugenden Mechanismus, der aus dem Schieber 30, dem Kontaktteil 25 und der Vorspannfeder 40 konfiguriert ist, wird im Folgenden anhand der 5, 7 und 8 bis 10 beschrieben.
Wenn zunächst der Pedalarm 20 gegen die Vorspannkraft der Rückholfeder 50 und der Vorspannfeder 40 aus der in 8 dargestellten Ruheposition, durch die in 9 dargestellte Zwischenposition und in Richtung der in 10 dargestellten maximalen Niederdrückposition (vollständig geöffnete Position) gedrückt wird, drückt das Kontaktteil 25 den Schieber 30 in 5 in der linken Richtung gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder 40.
Zu diesem Zeitpunkt wird zwischen der zweiten Kontaktfläche 32 des Schiebers 30 und der Gleitfläche 11d des Gehäuses 10 eine Reibungskraft (Gleitwiderstand) durch eine Keilwirkung erzeugt, die das Kontaktteil 25 beim Drücken der ersten Kontaktfläche 31 des Schiebers 30 ausübt. Diese Reibungskraft wirkt in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Bewegungsrichtung des Schiebers 30, d.h. in einer Richtung entgegengesetzt zum Niederdrücken.
Daher wird zu der Vorspannkraft der Vorspannfeder 40 eine gleichgerichtete Reibungskraft addiert, die mit dem Niederdrückvorgang zunimmt, und die Niederdrückkraft steigt linear mit der Erhöhung der Niederdrückmenge (Hub), wie sie durch H1 in 7 dargestellt ist.
Auf der anderen Seite, wenn der Pedalarm 20 dagegen entsprechend der Vorspannkraft der Rückstellfeder 50 und der Vorspannfeder 40 in die Ruheposition zurückgeführt, folgt der Schieber 30 aufgrund der Vorspannkraft der Vorspannfeder 40 dem Kontaktteil 25 und bewegt sich in in die richtige Richtung.
Bei diesem Rücklaufvorgang wirkt die Reibungskraft (Gleitwiderstand), die durch die Keilwirkung erzeugt wird, die das Kontaktteil 25 beim Drücken der ersten Kontaktfläche 31 des Schiebers 30 ausübt, in eine Richtung entgegen der Bewegungsrichtung des Schiebers 30, d.h. in eine Richtung entgegengesetzt dem Fall des Niederdrückens.
Daher wird die entgegengesetzt wirkende Reibungskraft zur Vorspannkraft der Vorspannfeder 40 addiert, die mit dem Rücklaufvorgang abnimmt, und die Rückstellkraft nimmt linear mit der Abnahme der Niederdrückmenge (Hub) ab, wie in 7 durch H2 dargestellt.
Da die Niederdrückkraft zum Zeitpunkt des Rücklaufs kleiner ist als die Niederdrückkraft zum Zeitpunkt des Niederdrückens, wie in dargestellt, kann Hysterese (H1 und H2) in der gesamten Niederdrückkraft (Pedallast) vom Niederdrückbetrieb zum Rücklauf erzeugt werden.
Anschließend wird eine Betätigung der Gaspedalvorrichtung mit Bezug auf die 8 bis 11 beschrieben.
Zunächst ist in der Ruheposition, in der das Gaspedal 24 aufgrund der Vorspannkraft der Rückstellfeder 50 und der Vorspannfeder 40 nicht von einem Fahrer betätigt wird, das Kontaktteil 22a des oberen Arms 22 des Pedalarms 20 mit dem Anschlag 11g in Kontakt und der Pedalarm 20 wird in der Ruheposition angehalten, wie in 8 dargestellt.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Kontaktteil 25 des Pedalarms 20 lösbar mit der ersten Kontaktfläche 31 des Schiebers 30 auf der ersten Geraden L1 in Kontakt.
Von diesem Zustand, wenn der Fahrer das Gaspedal 24 betätigt, dreht sich der Pedalarm 20 gegen den Uhrzeigersinn gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 50 und der Vorspannfeder 40, wie in 9 dargestellt, und dreht sich in die in 10 dargestellte maximale Niederdrückposition (vollständig geöffnete Position), während eine durch den Hysterese-erzeugenden Mechanismus (H1 in 7) erzeugte Widerstandslast erhöht wird, und das Kontaktteil 23a kommt mit dem vollständig geöffneten Anschlag 11h in Kontakt und stoppt.
Andererseits, wenn der Fahrer die Niederdrückkraft freigibt, dreht sich der Pedalarm 20 aufgrund der Vorspannkraft der Rückstellfeder 50 und der Vorspannfeder 40 in Richtung Ruheposition, während er auf den Fahrer eine Widerstandslast (Pedallast) ausübt, die zum Zeitpunkt des Niederdrückens kleiner ist als die Widerstandslast (Pedallast), und der Kontaktteil 22a kommt mit dem Rest Anschlag 11g in Berührung und stoppt an der in 8 dargestellten Ruheposition, während die durch den Hysterese-Erzeugungsmechanismus erzeugte Widerstandslast verringert wird (H2 in 7).
Weiterhin, wenn der Fahrer das Gaspedal 24 zurückführt, auch wenn der Schieber 30 durch einen Stock oder dergleichen an der Innenwand des Gehäuses 10 festgeklebt ist und nicht zurückkehrt, wird das Kontaktteil 25 durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 50 von der ersten Kontaktfläche 31 des Schiebers 30 getrennt und der Pedalarm 20 kehrt zuverlässig in die Ruheposition zurück, wie in 11 dargestellt.
Da der Positionssensor 60 erkennt, dass der Pedalarm 20 in die Ruheposition zurückgekehrt ist, kann die gewünschte Steuerung entsprechend dem Rücklauf des Fahrers durchgeführt werden.
Gemäß der Gaspedalvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration, da der Hysterese-erzeugende Mechanismus, der Hysterese in der Niederdrückkraft erzeugt, nur aus dem am Pedalarm 20 integral ausgebildeten Kontaktteil 25, einem an der Innenwand des Gehäuses 10 gleitenden Schieber 30 und der Vorspannfeder 40 konfiguriert ist, kann eine Reduzierung der Teileanzahl, eine vereinfachte Struktur, eine Verkleinerung der Vorrichtung, eine Kostenreduzierung und dergleichen im Vergleich zu einem konventionellen Fall erreicht werden, in dem zwei Schieber oder eine Konfiguration mit zwei Arten von Teilen verwendet wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde eine Konfiguration beschrieben, bei der die Rückstellfeder 50 im gleichen Bereich wie die Vorspannfeder 40 und die Rückstellfeder 50 durch die Durchgangsbohrung 30a des Schiebers 30 verläuft, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Solange der Hysterese-erzeugende Mechanismus der oben beschriebenen Konfiguration, d.h. das am Pedalarm ausgebildete Kontaktteil, ein Schieber, der an der Innenwand des Gehäuses gleitet, und die Vorspannfeder eingesetzt werden, kann die Rückstellfeder 50 in einem anderen Bereich angeordnet und ein Schieber, in dem die Durchgangsbohrung 30a eliminiert wird, eingesetzt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde eine Konfiguration beschrieben, bei der die Gleitfläche 11d des Gehäuses 10 und die zweite Kontaktfläche 32 des Schiebers 30 in einer bogenförmigen Fläche mit einem vorgegebenen Radius R, der auf die Achse S zentriert ist, ausgebildet sind, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist und eine Konfiguration verwendet werden kann, die eine andere Fläche als eine bogenförmige Fläche bildet.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde eine Konfiguration beschrieben, bei der das Kontaktteil 25 des Pedalarms 20 mit der ersten Kontaktfläche 31 des Schiebers 30 auf der ersten Geraden L1, die durch die Achse S verläuft, in Kontakt steht, aber die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, und es kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der sie an einer von der ersten Geraden L1 abweichenden Position miteinander in Kontakt stehen.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Konfiguration, bei der der Schieber 30 das andere Endteil 42 der Vorspannfeder 40 auf der zweiten Geraden L2 aufnimmt, die einen vorbestimmten spitzen Winkel θ mit der ersten Geraden L1 auf einer dem Kontaktteil 25 näher liegenden Seite als die Achse S beschrieben wurde, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Solange die Vorspannfeder 40 eine Vorspannkraft ausübt, um den Schieber 30 gegen die Gleitfläche 11d des Gehäuses 10 zu drücken, können andere Konfigurationen verwendet werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beinhaltet der Schieber 30 als Schieber den ersten Außenkonturteil f1, dessen Außenkontur auf einer Ebene senkrecht zur Schwingrichtung H eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, und den zweiten Außenkonturteil f2, dessen Außenkontur auf einer Ebene parallel zur Schwingrichtung H im Wesentlichen eine Fächerform mit spitzem Winkel aufweist, wurde beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt.
Ein Schieber mit einer anderen Außenkontur kann verwendet werden, solange er auf der Innenwand des Gehäuses gleitet, eine Seite mit dem Kontaktteil in Kontakt steht und die andere Seite die Vorspannfeder aufnimmt.
Wie vorstehend beschrieben, da die Gaspedalvorrichtung der vorliegenden Erfindung die gewünschte Hysterese in einer Niederdrückkraft bei gleichzeitiger Verkleinerung und dergleichen erreichen kann, ist die Gaspedalvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht nur für Automobile, sondern auch für Motorräder und andere Fahrzeuge geeignet.
Bezugszeichenliste

S: Achse
L1: Erste Gerade
L2: Zweite Gerade
θ: Spitzer Winkel
H: Gleitrichtung, Schwenkrichtung, Schwenkrichtung
10: Gehäuse
11d: Gleitfläche (Innenwand)
20: Pedalarm
21: Zylindrischer Teil
21a, 21c: Innere Umfangsfläche
21b: Außenumfangsfläche
22: Oberer Arm
23: Unterer Arm
24: Gaspedal
25: Kontaktteil
26: Führungsteil
27: Federaufnahmeteil
28: Konkaves Entlastungsteil
30: Schieber
30a: Durchgangsbohrung
f1: Erstes Außenkonturteil
f2: Zweites Außenkonturteil
33: Federaufnahmeteil
34: Runde Öffnung
35: Rechteckige Öffnung
36: Zylindrischer Begrenzungsteil
40: Vorspannfeder
50: Rückstellfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008184108 [0007]

Claims

Gaspedalvorrichtung, umfassend: einen Pedalarm mit einem Gaspedal; ein Gehäuse, das konfiguriert ist, um den Pedalarm zu tragen, um um eine vorbestimmte Achse zwischen einer Ruheposition und einer maximalen Niederdrückposition schwenkbar zu sein; einen Schieber, der auf einer Innenwand des Gehäuses gleitet; ein Kontaktteil, das auf dem Pedalarm konfiguriert ist, um eine Druckkraft auf den Schieber auszuüben, während es lösbar mit dem Schieber in Kontakt ist; und eine Vorspannfeder, die zwischen dem Gehäuse und dem Schieber angeordnet ist, so dass eine Vorspannkraft, die den Schieber gegen die Innenwand und das Kontaktteil drückt, entsprechend des Niederdrückens des Gaspedals erhöht wird.
Gaspedalvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Schieber konfiguriert ist, um auf der Innenwand des Gehäuses entlang einer vorbestimmten Krümmung, die auf der Achse zentriert ist, zu gleiten.
Gaspedalvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Kontaktteil in Kontakt mit dem Schieber auf einer ersten Geraden, die durch die Achse verläuft, konfiguriert ist.
Gaspedalvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Schieber konfiguriert ist, um die Vorspannfeder auf einer zweiten Geraden aufzunehmen, die einen vorbestimmten spitzen Winkel mit der ersten Geraden auf einer Seite bildet, die dem Kontaktteil näher als die Achse liegt.
Gaspedalvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Pedalarm ein Führungsteil in der Nähe des Kontaktteils beinhaltet und das Führungsteil den Schieber zur Innenwand des Gehäuses führt.
Gaspedalvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schieber in einer ausgehölten Form ausgebildet ist, die in eine Schwenkrichtung des Pedalarms vordringt.
Gaspedalvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Schieber beinhaltet: einen ersten Außenkonturteil, dessen Außenkontur auf einer Ebene senkrecht zur Schwenkrichtung eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist; und einen zweiten Außenkonturteil, dessen Außenkontur auf einer zur Schwenkrichtung parallelen Ebene im Wesentlichen eine Fächerform mit einem spitzen Winkel aufweist.
Die Gaspedalvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Vorspannfeder eine Schraubendruckfeder ist, und der Schieber beinhaltet: ein Federaufnahmeteil, das konfiguriert ist, um die Vorspannfeder aufzunehmen; eine rechteckige Öffnung auf einer Seite, die mit dem Kontaktteil in Berührung kommt; und eine kreisförmige Öffnung auf einer Innenseite des Federaufnahmeteils.
Gaspedalvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei der Schieber einen zylindrischen Begrenzungsteil beinhaltet, der innerhalb der Vorspannfeder in einem Randbereich der kreisförmigen Öffnung angebracht ist.
Gaspedalvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Pedalarm beinhaltet: ein zylindrisches Teil, das auf der Achse zentriert ist; einen oberen Arm, der sich von dem zylindrischen Teil nach oben erstreckt; und einen unteren Arm, der sich vom zylindrischen Teil nach unten erstreckt, der obere Arm das Kontaktteil beinhaltet und der zylindrische Teil ein konkaves Entlastungsteil beinhaltet, in dem die Vorspannfeder kontaktfrei angeordnet ist.
Gaspedalvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, weiterhin umfassend eine Rückstellfeder, die eine Vorspannkraft direkt auf den Pedalarm ausübt, um den Pedalarm in die Ruheposition zurückzubringen.