JP2000132256A - 操作エレメントのための支承モジュ―ル - Google Patents

操作エレメントのための支承モジュ―ル

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JP2000132256A
JP2000132256A JP11296921A JP29692199A JP2000132256A JP 2000132256 A JP2000132256 A JP 2000132256A JP 11296921 A JP11296921 A JP 11296921A JP 29692199 A JP29692199 A JP 29692199A JP 2000132256 A JP2000132256 A JP 2000132256A
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Christian Weis
ヴァイス クリスティアン
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Mannesmann VDO AG
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • Y10T74/20888Pedals

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減じられた数の構成部分だけを使用して所望
の力ヒステリシスを発生させる。 【解決手段】 戻しばね32と操作エレメントとの間で
の力伝達12,16,22が摩擦エレメント24を介し
て行なわれるようになっており、該摩擦エレメント24
が、操作エレメントの調節時に、戻しばね32の自由端
部30に対応する摩擦面28に沿って滑動するようにな
っていて、摩擦エレメント24が、調節方向に関連して
戻しばね32を緊張させるか、もしくは戻しばね32の
戻し力によって戻し可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも1つの
戻しばねの力に抗して調節可能である操作エレメントの
ための支承モジュールであって、操作エレメントが操作
されると、摩擦に基づき形成された力ヒステリシスが発
生するようになっている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】このような形式の支承モジュールは、た
とえば自動車のアクセルペダルにおいて使用される。こ
の場合、アクセルペダルの位置は電子センサによって検
出され、このセンサのデータは電子的に機関制御装置に
伝送される。支承モジュールはこの場合、所定の力ヒス
テリシスを形成する。この力ヒステリシスは、アクセル
ペダルが操作されると、自動車運転手にとって馴染みの
深いケーブル伝達式の操作を模倣した操作特性を生ぜし
める。このような操作特性は踏み心地の理由から有利で
あることが判っている。
【0003】これまで公知の支承モジュール、たとえば
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19517172号明
細書または未公開のドイツ連邦共和国特許出願第197
37289.9号明細書に基づき公知であるような支承
モジュールは、多数の構成部分を必要とし、したがって
製造や組立てに大きな手間がかかる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の支承モジュールを改良して、減じられた
数の構成部分だけを使用して所望の力ヒステリシスを発
生させることのできる支承モジュールを提供することで
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、戻しばねと操作エレメントとの間
での力伝達が摩擦エレメントを介して行なわれるように
なっており、該摩擦エレメントが、操作エレメントの調
節時に、戻しばねの自由端部に対応する摩擦面に沿って
滑動もしくはスライドするようになっていて、摩擦エレ
メントが、調節方向に関連して戻しばねを緊張(負荷増
大)させるか、もしくは戻しばねの戻し力によって戻し
可能であるようにした。
【0006】
【発明の効果】本発明によれば、付加的な支承された構
成部材、たとえば高価でかつ故障し易い揺動体が必要と
なることなしに、直接に戻しばねの戻し機構において所
望の力ヒステリシスが形成される。摩擦発生装置が戻し
機構に組み込まれることに基づき、必要となる構成エレ
メントの数が減じられ、従来のものよりも構造的に一層
単純でかつ一層廉価に製造可能なモジュールが得られ
る。
【0007】本発明の有利な構成では、2つの戻しばね
が冗長的に(redundant)配置されている。第
1に、戻しばねの数を2倍にすることに基づき、より高
い戻し力が可能となるので、ペダル抵抗をより広い範囲
内で変化させることができる。第2の戻しばねは第1の
戻しばねが破損した場合でも、まだ十分な戻し特性を発
揮することができるので、自動車運転者は、減じられた
ペダル抵抗につき一方の戻しばねの破損を認識するが、
しかし問題なく最寄のサービス工場へ向かうことができ
る。アクセルペダルが十分に戻らずにひっかかったまま
となることは確実に回避される。
【0008】本発明の別の有利な構成では、戻しばねが
板ばねとして形成されている。この板ばねは片側で緊締
されており、そして板ばねの側面が、板ばねの自由端部
に摩擦面を形成している。
【0009】板ばねはモジュールの特に簡単な構成を可
能にする。なぜならば、板ばねは一方では、ハウジング
に設けられた対応する切欠き内に容易に緊締可能であ
り、他方ではその平滑面状の側面に基づき、摩擦ペアリ
ングもしくは摩擦対の摩擦部材を直接に形成するために
適している。別のばねエレメント、たとえばコイルばね
も、原則的には使用可能であるが、しかしばねエレメン
トの自由端部に適当な摩擦面が設けられていることが望
ましい。
【0010】板ばねが、板ばねの緊締個所と前記摩擦面
との間で約90°だけ湾曲させられていると有利であ
る。こうして、コンパクトなハウジング寸法にもかかわ
らず、操作エレメントの調節範囲にわたって板ばねの側
面と摩擦エレメントとの間の所望の摩擦力を形成するこ
とのできる板ばね長さが達成される。
【0011】本発明のさらに別の有利な構成では、操作
エレメントが回転部材と連結されており、該回転部材
が、戻しばねの数に相当する数のレバーアームを備えて
おり、該レバーアームの端部に摩擦エレメントが配置さ
れている。
【0012】したがって、レバーアームの端部に配置さ
れた摩擦エレメントは、操作エレメントが操作されると
円軌道に沿った運動を実施し、この場合、摩擦エレメン
トは一方では板ばねを曲げ開くと同時に、板ばねの側面
に沿った滑り運動を実施する。回転部材自体は単純に形
成されていて、操作エレメントの支承軸に容易に配置さ
れ得る。
【0013】回転部材の回転角度が、ストッパによって
2つの終端位置の間に制限されていると有利である。こ
れにより、回転部材の過剰回転によって戻しばねの損傷
が発生したり、あるいは摩擦面からの摩擦エレメントの
滑脱が行なわれることが阻止される。たとえばアクセル
ペダルの場合には、約20°の旋回角度が汎用されてい
る。この場合、旋回範囲はアイドリング位置もしくは無
負荷位置と、フルスロットル位置もしくは全負荷位置
(場合によってはキックダウン位置)とによって制限さ
れている。
【0014】さらに、摩擦エレメントが、レバーアーム
端部に枢着的に支承されていると有利である。回転部材
のレバーアーム端部は操作エレメントの操作時に板ばね
の側面に対して相対的な回転運動を実施するので、板ば
ねに面状に接触する摩擦エレメントでは、全ての角度位
置において均一な当付けが達成される。摩擦エレメント
の均一な当付け、ひいては均一な磨耗発生に基づき、摩
擦エレメントが板ばねの側面に単に点状または線状にし
か当て付けられない場合よりも、摩擦エレメントの全体
的に長い耐久時間が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【0016】図1には、自動車のアクセルペダル(図示
しない)のための支承モジュール10が図示されてい
る。アクセルペダルは支承軸12を中心にして旋回可能
である。この支承軸12はハウジング14の両側壁に支
承されている(図示しない)。
【0017】支承軸12には、回転部材16が相対回動
不能に配置されている。この回転部材16は切欠き18
を有しており、この切欠き18には、ハウジング側に取
り付けられたストッパ20が突入している。切欠き18
の幅は、回転部材16が約20゜の旋回角度だけ旋回可
能となるように設定されている。この旋回角度はアイド
リング位置(無負荷位置)からフルスロットル位置への
アクセルペダルの旋回角度に相当する。
【0018】回転部材16は2つのレバーアーム22を
有している。両レバーアーム22の端部には、それぞれ
1つの摩擦エレメント24が配置されている。この摩擦
エレメント24はジョイント26を介してレバーアーム
22に枢着されているので、この摩擦エレメント24は
レバーアーム22に対して相対的に旋回可能である。
【0019】摩擦エレメント24は旋回時に、板ばね3
2の自由端部30の範囲における側面28に沿ってスラ
イド(滑動)する。板ばね32の他方の端部は、ハウジ
ング側に固定された緊締個所34に緊締されている。板
ばね32の真ん中の範囲は湾曲部35を有しているの
で、板ばね32は比較的大きな全長にもかかわらず、コ
ンパクトなハウジング14内にスペース節約的に収納す
ることができる。
【0020】図1に示したアクセルペダルのアイドリン
グ位置では、板ばね32の自由端部30の側面28が、
軽度のプレロード力もしくは予荷重力をかけられて摩擦
エレメント24に接触している。これによって、板ばね
32は回転部材16の切欠き18の第1の縁部36をス
トッパ20に押圧しているので、アクセルペダルはアイ
ドリング位置もしくは無負荷位置をとっている。
【0021】次に、アクセルペダルが操作されると、回
転部材16は図1に示したアイドリング位置から、図2
に示したアクセルペダルのフルスロットル位置に相当す
る終端位置にまで移動する。このフルスロットル位置で
は、切欠き18の第2の縁部38がストッパ20に接触
している。アクセルペダルをこれ以上踏み込むことは、
もはや不可能となる。
【0022】回転部材16の旋回時に、摩擦エレメント
24はレバーアーム22の端部で円軌道を描きながら運
動し、このときに板ばね32を押し開く。このとき、摩
擦エレメント24は、それぞれ対応するジョイント26
を中心にして軽度の旋回運動を実施する。なぜならば、
板ばね32の側面28はレバーアーム端部の円運動軌道
には従動しないからである。
【0023】板ばね32およびレバーアーム22のジオ
メトリ(幾何学的形状)は、両終端位置の間の範囲で板
ばね32と摩擦エレメント24とのひっかかりが生じ得
ないように、そしてアクセルペダルを戻すために十分な
力過剰量が常に存在するように設定されている。このた
めには、側面28と摩擦エレメント24との間の垂直力
(Normalkraft)の、支承軸12に対して接
線方向の成分が、やはり支承軸12に対して接線方向の
摩擦力成分よりも常に十分に大きく形成されていなけれ
ばならない。摩擦部材(Reibpartner)の選
択、レバーアームのてこ比およびばねの特性線によっ
て、摩擦力の高さに影響を与えることができる。
【0024】図3には、支承モジュール10と連結され
たアクセルペダルを踏込み時(開制御)および解放時
(閉制御)もしくは静的保持時に操作するために必要と
なるペダル踏み力が線図として示されている。ゼロ度位
置は、図1に示した支承モジュール10の位置に相当
し、ペダル角度20゜は図2に示したアクセルペダルの
全負荷位置に相当する。
【0025】図1に示したアイドリング位置から出発し
て、まず摩擦エレメントの摩擦抵抗と板ばね32のプレ
ロード力もしくは予荷重力を克服するためには、約17
ニュートンの力が必要となる。アクセルペダルが引き続
き踏み込まれると、戻し力も摩擦力も増大するので、図
2に示した全負荷位置を達成するためには、30N弱の
ペダル踏み力が必要となる。すなわち、内燃機関を開制
御する際には、ペダル踏み力のためのプログレッシブ
(逓増的)な特性線が生ぜしめられる。
【0026】アクセルペダルを種々の位置に保持するた
めには、破線で示した力消費量が必要となる。すなわ
ち、全負荷位置では15Nの保持力が必要となり、この
保持力は部分負荷領域において軽度に増大した後に、ア
イドリング位置では約17N〜13Nにまで減少する。
この場合、必要となる力消費量は、板ばね32により加
えられる戻し力と、この戻し力に抗して作用する摩擦力
との間の差から決定される。全負荷位置におけるアクセ
ルペダルの保持力が部分負荷領域における保持力よりも
低いという事実は、支承軸12に対して接線方向に作用
する摩擦力成分が全負荷位置の領域においては、板ばね
32により加えられる戻し力の接線方向成分よりも著し
く増大することに起因し得る。
【0027】既に述べたように、摩擦部材の選択、レバ
ーアームてこ比およびばねの種類および組込み方向によ
り、特性線に影響を与えることができる。すなわち、た
とえば摩擦エレメントが全負荷位置に向かって旋回する
際に板ばね32の緊張(負荷増大)が行われるではな
く、板ばね32の負荷軽減が行われることにより、デグ
レッシブ(逓減的)なばね特性線を得ることが容易に考
えられる。別のばねエレメント、たとえば渦巻きばねの
使用も、容易に考えられる。
【0028】前記支承モジュール10は、あらゆる形式
の操作エレメント、たとえば自動二輪車に設けられたね
じりグリップまたはその他の機械および設備の制御レバ
ーのためにも使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】支承モジュールを休止位置もしくは無負荷位置
で示す横断面図である。
【図2】図1に示した支承モジュールを終端位置もしく
は全負荷位置で示す横断面図である。
【図3】図1に示した支承モジュールと連結されたアク
セルペダルを操作する際に生じる力ヒステリシスを示す
線図である。
【符号の説明】
10 支承モジュール、 12 支承軸、 14 ハウ
ジング、 16 回転部材、 18 切欠き、 20
ストッパ、 22 レバーアーム、 24 摩擦エレメ
ント、 26 ジョイント、 28 側面、 30 自
由端部、 32板ばね、 34 緊締個所、 35 湾
曲部、 36 第1の縁部、 38第2の縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009416 Kruppstrabe 105,Fran kfurt am Main,BRD

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの戻しばね(32)の力
    に抗して調節可能である操作エレメントのための支承モ
    ジュールであって、操作エレメントが操作されると、摩
    擦に基づき形成された力ヒステリシスが発生するように
    なっている形式のものにおいて、戻しばね(32)と操
    作エレメントとの間での力伝達(12,16,22)が
    摩擦エレメント(24)を介して行なわれるようになっ
    ており、該摩擦エレメント(24)が、操作エレメント
    の調節時に、戻しばね(32)の自由端部(30)に対
    応する摩擦面(28)に沿って滑動するようになってい
    て、摩擦エレメント(24)が、調節方向に関連して戻
    しばね(32)を緊張させるか、もしくは戻しばね(3
    2)の戻し力によって戻し可能であることを特徴とす
    る、操作エレメントのための支承モジュール。
  2. 【請求項2】 2つの戻しばね(32)が冗長的に配置
    されている、請求項1記載の支承モジュール。
  3. 【請求項3】 戻しばねが板ばね(32)として形成さ
    れており、該板ばね(32)が片側で緊締されており、
    該板ばね(32)の側面(28)が、該板ばね(32)
    の自由端部(30)に摩擦面を形成している、請求項1
    または2記載の支承モジュール。
  4. 【請求項4】 前記板ばね(32)が、該板ばね(3
    2)の緊締個所(34)と前記摩擦面(28)との間で
    約90°だけ湾曲させられている、請求項3記載の支承
    モジュール。
  5. 【請求項5】 操作エレメントが回転部材(16)と連
    結されており、該回転部材(16)が、戻しばね(3
    2)の数に相当する数のレバーアーム(22)を備えて
    おり、該レバーアーム(22)の端部に摩擦エレメント
    (24)が配置されている、請求項1から4までのいず
    れか1項記載の支承モジュール。
  6. 【請求項6】 前記回転部材(16)の回転角度が、ス
    トッパ(18,20,36,38)によって2つの終端
    位置の間に制限されている、請求項5記載の支承モジュ
    ール。
  7. 【請求項7】 摩擦エレメント(24)が、レバーアー
    ム端部(26)に枢着的に支承されている、請求項5ま
    たは6記載の支承モジュール。
  8. 【請求項8】 操作エレメントが自動車のアクセルペダ
    ルである、請求項1から7までのいずれか1項記載の支
    承モジュール。
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