JP2006151181A - ブレーキペダル機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】ペダル踏み力とペダルストロークとの関係とに独立して、ヒステリシス特性を調整可能なブレーキペダル機構を提供する。
【解決手段】ブレーキペダル1のストロークに応じて正逆回転する回動部2に対し、戻り回転方向の回転抵抗を、踏み回転方向の回転抵抗よりも大きくする回転抵抗調整手段を備える。回転抵抗調整手段は、ワンウエイクラッチK及び摩擦部材で構成する。
【選択図】 図2
【解決手段】ブレーキペダル1のストロークに応じて正逆回転する回動部2に対し、戻り回転方向の回転抵抗を、踏み回転方向の回転抵抗よりも大きくする回転抵抗調整手段を備える。回転抵抗調整手段は、ワンウエイクラッチK及び摩擦部材で構成する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、運転者の制動指示量を制動装置に出力するためのブレーキペダルの機構であって、特に電子制御式のブレーキ装置に有効なプレーキペダル機構に関する。
車両用のブレーキ制御装置としては、例えば特許文献1に記載されるものがある。この種の電子制御式のブレーキ装置では、通常時には、マスタシリンダとホイルシリンダとの間を遮断状態に保持して、ブレーキペダルの操作量を電気的に検出し、その検出値に基づいてホイルシリンダに供給する液圧を制御している。また、ペダル踏み力に応じたペダルストローク及び反力を得るためにストロークシミュレータが設けられている。
ここで、ブレーキブースタを備え、ブレーキ操作に応じてブレーキブースタに発生した液圧をホイルシリンダに供給する形式のブレーキ制御装置においては、ブレーキブースタの特性によって、ペダル踏み力とブレーキ力との関係に所定のヒステリシスを伴っている。すなわち、ブレーキペダルを踏み込んだ状態からペダル踏み力を減少させたときに、ブレーキ力はペダル踏み力の減少に対して遅れを伴いながら減少する特性を有する。このようなヒステリシス特性があると、ブレーキペダルが踏み込まれた後にペダル踏み力が低下した場合であっても、急にブレーキ力が低下することがなく、良好なブレーキフィーリングを得ることができる。
従って、上記電気制御式のブレーキ装置においても、ストロークシミュレータによって上記のようなヒステリシス特性をシミュレートさせることが望ましい。
このようなヒステリシス特性をシミュレートさせることが可能なシミュレータとしては、例えば特許文献2に記載されているものがある。
このようなヒステリシス特性をシミュレートさせることが可能なシミュレータとしては、例えば特許文献2に記載されているものがある。
このストロークシミュレータでは、ピストンを付勢するバネ部材を、複数の皿バネを重ね合わせて構成し、バネ部材が伸縮変形する過程で各皿バネが互いに摺動することで摺動抵抗が発生する。すなわち、ペダル踏み込みによってしバネ部材が収縮変形し、そのペダル踏み込みが解除されると、バネ部材は復元変形をし、その復元変形が皿バネ間の摺動抵抗により妨げられる。この摺動抵抗の違いによって、ペダルストロークとペダル踏み力との関係は、ブレーキペダルの踏み込み時と踏み込み解除時で変化することとなり、所定のヒステリス特性が設定される。ここで、上記ヒステリシス特性は、皿バネ間の摺動抵抗に応じて変化するため、バネ部材を構成する皿バネの枚数を変更することなどで調整される。
特開平11−321621号公報
特開平06−211124号公報
上記のストロークシミュレータでは、バネ部材のバネ定数によってペダル踏み力とペダルストロークとの関係の勾配が定まる。
このため、ヒステリシス特性を調整するために皿バネの枚数を変更すると、バネ部材のバネ定数が変化することで、ペダル踏み力とペダルストロークとの関係の勾配も変化してしまう。
このため、ヒステリシス特性を調整するために皿バネの枚数を変更すると、バネ部材のバネ定数が変化することで、ペダル踏み力とペダルストロークとの関係の勾配も変化してしまう。
また、ペダル踏み力が大きくなるにしたがって、皿バネ同士の押し付け力も大きくなり、皿バネの枚数や摩擦係数によっては、ペダル踏み力の大きい領域において皿バネ間の摺動抵抗によって皿バネ同士が固着し一体となって変形することで、ペダルの行き戻りの際に摺動抵抗によるヒステリシスが生じないおそれがある。
このように、上記従来のストロークシミュレータでは、バネ特性と独立してヒステリシス特性のみを調整することは困難である。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ペダル踏み力とペダルストロークとの関係とは独立して、ヒステリシス特性を調整可能とすることを課題としている。
このように、上記従来のストロークシミュレータでは、バネ特性と独立してヒステリシス特性のみを調整することは困難である。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ペダル踏み力とペダルストロークとの関係とは独立して、ヒステリシス特性を調整可能とすることを課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は、ブレーキペダルのストロークに応じて正逆回転する回動部を、1又は2以上有するブレーキペダル機構において、上記回動部における、ブレーキペダルが踏み込まれる際の回転方向を踏み回転方向、ブレーキペダルが戻る際の回転方向を戻り回転方向と定義した場合に、上記回動部の少なくとも1つに対し、戻り回転方向の回転抵抗を、踏み回転方向の回転抵抗よりも大きくする回転抵抗調整手段を備えることを特徴とするものである。
上記発明によれば、相対的に、上記回転部がペダル踏み込み時にはスムーズに回転し、ペダルを戻す際には回転抵抗によるトルクが掛かることで、ペダル踏み力とペダルストロークとの関係とに独立してヒステリシスを設けることが可能となる。
次に、本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態は、図1に示すように、ブレーキペダル1の回動中心点を構成する回動支持部(回動部2)に対して回転抵抗調整手段を設けた例である。符号3はマスタシリンダのピストンに連結するプッシュロッドであり、通常状態ではマスタシリンダの作動液圧は不図示のストロークシミュレータに出力される。また、符号4は、リターンスプリングであってブレーキペダル1を初期状態に復帰させる。
本実施形態は、図1に示すように、ブレーキペダル1の回動中心点を構成する回動支持部(回動部2)に対して回転抵抗調整手段を設けた例である。符号3はマスタシリンダのピストンに連結するプッシュロッドであり、通常状態ではマスタシリンダの作動液圧は不図示のストロークシミュレータに出力される。また、符号4は、リターンスプリングであってブレーキペダル1を初期状態に復帰させる。
上記回動部2は、図2に示すように、車体フレームに固定された非回動部材である回転軸5と、回動部材であるアウタリング6とが同軸に配置される。アウタリング6は、上記回転軸5に回転自在に支持されていると共に、ブレーキペダル1が固定されてブレーキペダル1のストロークに連動して正逆回転する。
以下の説明では、上記回動部2、特にアウタリング6の回転方向について、ブレーキペダル1が踏み込まれる際の回転方向を踏み回転方向と、ブレーキペダル1が戻る際の回転方向を戻り回転方向と呼称する。
以下の説明では、上記回動部2、特にアウタリング6の回転方向について、ブレーキペダル1が踏み込まれる際の回転方向を踏み回転方向と、ブレーキペダル1が戻る際の回転方向を戻り回転方向と呼称する。
上記アウタリング6の内径側にワンウエイクラッチKが介装され、そのワンウエイクラッチKと回転軸5との間には円環状の軸側摩擦部材10が介挿されている。
上記ワンウエイクラッチKは、上記アウタリング6、ロック機構、及びインナリング7から構成され、アウタリング6が上述のように回動部材を兼ねている。アウタリング6の内径面には、円周方向且つ踏み回転方向に向けてインナリング7との間隔が狭くなる複数の楔部を備え該楔部6aとインナリング7との間に楔空間が形成されると共に、アウタリング6とインナリング7との間に、球8、及びその球8の周方向への移動を規制する規制部材9を備える。上記楔空間、球8、及び規制部材9が上記ロック機構を構成する。
上記ワンウエイクラッチKは、上記アウタリング6、ロック機構、及びインナリング7から構成され、アウタリング6が上述のように回動部材を兼ねている。アウタリング6の内径面には、円周方向且つ踏み回転方向に向けてインナリング7との間隔が狭くなる複数の楔部を備え該楔部6aとインナリング7との間に楔空間が形成されると共に、アウタリング6とインナリング7との間に、球8、及びその球8の周方向への移動を規制する規制部材9を備える。上記楔空間、球8、及び規制部材9が上記ロック機構を構成する。
そして、上記ワンウエイクラッチKは、アウタリング6が踏み回転方向(図2で正転方向)すると、球8が楔空間に噛み込むことが無いので、インナリング7に対してアウタリング6は空転状態となる。一方、アウタリング6が戻り回転方向(図2では逆転)すると、球8が楔空間に噛み込むことでロック状態となり、アウタリング6の回転トルクがインナリング7に伝達されて当該インナリング7も回転する。
また、上記インナリング7の内径面にリング側摩擦部材11が設けられ、また、上記軸側摩擦部材10は回転軸5に固定されている。これによって、回転軸5に対してインナリング7が回転すると、リング側摩擦部材11と軸側摩擦部材10との間に滑りが発生し、摩擦力による回転抵抗が生じる。リング側摩擦部材11と軸側摩擦部材10とによって、回転抵抗発生手段を構成する。
次に、上記構成の回転抵抗調整手段を備えたブレーキペダル機構の動作や作用・効果について説明する。
ブレーキペダル1が踏み込まれると、ブレーキペダル1のストロークに連動してアウタリング6が踏み回転方向に回転する。このときワンウエイクラッチKはフリー状態となって、アウタリング6の回転トルクがインナリング7に伝達されないので、軸側摩擦部材10とリング側摩擦部材11との間ですべりが発生しないため、上記回転抵抗調整手段による回転抵抗がブレーキペダル1に負荷されない。
ブレーキペダル1が踏み込まれると、ブレーキペダル1のストロークに連動してアウタリング6が踏み回転方向に回転する。このときワンウエイクラッチKはフリー状態となって、アウタリング6の回転トルクがインナリング7に伝達されないので、軸側摩擦部材10とリング側摩擦部材11との間ですべりが発生しないため、上記回転抵抗調整手段による回転抵抗がブレーキペダル1に負荷されない。
また、踏み込まれたブレーキペダル1について、踏み力を減少させて踏み戻す際には、ブレーキペダル1の戻り回転方向のストロークに連動してアウタリング6が戻り回転方向に回転する。このとき、ワンウエイクラッチKはロック状態となり、アウタリング6の回転トルクがインナリング7に伝達され当該インナリング7が回転することで、リング側摩擦部材11と軸側摩擦部材10との間ですべりが生じ摩擦力によって所定の大きさの回転抵抗が発生する。これによって、擬似的にブレーキ力がブレーキ踏み力の減少に対して遅れがあったのと同様なヒステリシス特性をペダル踏み力とペダルストロークの関係に付与される。
さらに、ペダル反力を実現するマスタシリンダ及びストロークシミュレータとは独立して、ペダル踏み力とペダルストロークの関係とに独立してヒステリシスを設けることが可能となる。
ここで、ワンウエイクラッチKの機構は、上記機構に限定されるものではなく、他の公知の機構を採用しても良い。要は、踏み回転方向への回転ではトルク伝達がフリーで戻し回転方向への回転ではトルク伝達が行われるクラッチ機構で有ればよい。
ここで、ワンウエイクラッチKの機構は、上記機構に限定されるものではなく、他の公知の機構を採用しても良い。要は、踏み回転方向への回転ではトルク伝達がフリーで戻し回転方向への回転ではトルク伝達が行われるクラッチ機構で有ればよい。
また、上記実施形態では、ワンウエイクラッチKのアウタリングと回動部材とが同一部品で構成されているが、別体であっても勿論構わない。
また、上記実施形態では、インナリング7の内径面にリング側摩擦部材11があると説明しているが、インナリング7の内径面にリング側摩擦部材11が無くても良い。インナリング7の内径面を所定の粗面などとしておけば良い。
また、上記実施形態では、回転軸5側が非回動部材であるが、回転軸5を回動部材、アウタリンクを非回動部材としても良い。この場合には、摩擦部材10,11及びワンウエイクラッチKの径方向での並びを逆向きに設計すればよい。
また、上記実施形態では、インナリング7の内径面にリング側摩擦部材11があると説明しているが、インナリング7の内径面にリング側摩擦部材11が無くても良い。インナリング7の内径面を所定の粗面などとしておけば良い。
また、上記実施形態では、回転軸5側が非回動部材であるが、回転軸5を回動部材、アウタリンクを非回動部材としても良い。この場合には、摩擦部材10,11及びワンウエイクラッチKの径方向での並びを逆向きに設計すればよい。
次に、第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記第1実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態も回動支持部に対して回転抵抗調整手段を設けた例である。
すなわち、図5及び図6に示すように、車体フレームに固定された支持軸を構成する回転軸5に対し、回転自在に回動部材が支持され、該回動部材にブレーキペダル1が一体となっている。
本実施形態も回動支持部に対して回転抵抗調整手段を設けた例である。
すなわち、図5及び図6に示すように、車体フレームに固定された支持軸を構成する回転軸5に対し、回転自在に回動部材が支持され、該回動部材にブレーキペダル1が一体となっている。
上記回動部材は、上記回転軸5の外周面に滑り接触して当該回転軸5に回転自在に支持される内径側リング20と、その内径側リング20と同心に配置されると共に当該内径側リング20よりも外径側に位置する外径側リング21とを備える。なお、回転軸5と内径側リング20との間は、例えばグリース潤滑となることで所定のすべりが確保されている。内径側リング20及び外径側リング21は2つの回転体を構成する。
上記内径側リング20の外径側にワンウエイクラッチKが配設されている。ワンウエイクラッチKの機構は、上述の機構と同様であって、インナリング、球8、規制部材9、及びアウタリング6を備える。本実施形態では、上記内径側リング20がインナリングを兼ねる。
また、ワンウエイクラッチKのアウタリング6の外径側に弾性変形可能な環状部材からなる摩擦部材22が配置されている。この摩擦部材22は、ペダルブラケット23を介して上記回転軸5に固定されていると共に、その内径が上記アウタリング6の外径よりも若干大きな径に設定されている。
また、ワンウエイクラッチKのアウタリング6の外径側に弾性変形可能な環状部材からなる摩擦部材22が配置されている。この摩擦部材22は、ペダルブラケット23を介して上記回転軸5に固定されていると共に、その内径が上記アウタリング6の外径よりも若干大きな径に設定されている。
また、摩擦部材22と外径側リング21との間の空間に対し複数のコロ24が配置されている。そのコロ24の径は、両者21,22の間の隙間とほぼ等しい大きさに設定されている。さらに、外径側リング21の内径面には周方向に沿って戻り回転方向の向かうにつれて摩擦部材22との距離が小さくなる傾斜部21aが形成されている。これによって、押し付け手段が構成される。
次に、上記構成の回転抵抗調整手段を備えたブレーキペダル機構の動作や作用・効果について説明する。
ブレーキペダル1が踏み込まれると、ブレーキペダル1のストロークに連動して外径側リング21が踏み回転方向に回転する。このとき、図7に示すように、外径側リング21の回転に伴い、コロ24が外径側リング21の傾斜部21aと摩擦部材22との間に徐々に噛み込み、この噛み込みによって摩擦部材22は内径方向に変形して当該摩擦部材22の外径面がアウタリング6の外径面に押しつけられた状態となる。一方、ワンウエイクラッチKはフリー状態となっていて、内径側リング20の回転トルクがアウタリング6に伝達されないので、摩擦部材22とアウタリング6との間で滑りが発生しない。したがって、ブレーキペダル1の踏み込み時には、摩擦部材22とアウタリング6との回転抵抗はブレーキペダル1に伝達されず回転抵抗調整手段による抵抗が小さい状態でブレーキペダル1はストロークする。
ブレーキペダル1が踏み込まれると、ブレーキペダル1のストロークに連動して外径側リング21が踏み回転方向に回転する。このとき、図7に示すように、外径側リング21の回転に伴い、コロ24が外径側リング21の傾斜部21aと摩擦部材22との間に徐々に噛み込み、この噛み込みによって摩擦部材22は内径方向に変形して当該摩擦部材22の外径面がアウタリング6の外径面に押しつけられた状態となる。一方、ワンウエイクラッチKはフリー状態となっていて、内径側リング20の回転トルクがアウタリング6に伝達されないので、摩擦部材22とアウタリング6との間で滑りが発生しない。したがって、ブレーキペダル1の踏み込み時には、摩擦部材22とアウタリング6との回転抵抗はブレーキペダル1に伝達されず回転抵抗調整手段による抵抗が小さい状態でブレーキペダル1はストロークする。
また、踏み込まれたブレーキペダル1について、踏み力が減少させて踏み戻す際には、ブレーキペダル1の戻り回転方向のストロークに連動して内径側リング20が戻り回転方向に回転する。このとき、ワンウエイクラッチKはロック状態となり、内径側リング20の回転トルクがアウタリング6に伝達され当該アウタリング6が回転することで、アウタリング6と摩擦部材22との間ですべりが生じる。このとき、ペダル踏み込み時にコロ24が外径側リング21と摩擦部材22との間に噛み込み摩擦部材22をアウタリング6に押しつけているので、アウタリング6と摩擦部材22との間に摩擦力による所定の大きさの回転抵抗が発生する。これによって、擬似的にブレーキ力がブレーキ踏み力の減少に対して遅れがあったのと同様なヒステリシス特性をペダル踏み力に付与される。
また、上記コロ24の噛み込みは踏み回転方向の回転量、つまりブレーキペダル1の操作量にほぼ比例し、大きく踏み込むほどコロ24が大きく噛み込んで摩擦部材22をアウタリング6に押しつける押圧力が大きくなり、上記ペダルが戻り回転方向にストロークする際の回転抵抗の大きさが大きくなる。また、戻り回転方向に移動するペダルが初期状態に近づくにつれて、コロ24の噛み込みが小さくなって、つまり上記押しつける力が小さくなる分、回転抵抗が小さくなる。このように、本実施形態では、ペダルの操作量によってペダルが戻される際の回転抵抗が変化し、ペダルの操作量が大きいほど回転トルクが大きくなるようになっている。
ここで、ブレーキペダル1の操作量が大きいほど、意図しない踏み力の絶対的な変動量は大きくなりヒステリシスも大きい必要があるが、逆に操作量が小さい領域では微妙な制動コントロールを踏み力により実現するためにヒステリシスは小さい方が良い。本実施形態では、ヒステリシスをペダル操作に応じて可変とすることで、運転者の意図に応じたペダル操作、すなわち、ペダルの減速度コントロールが可能となる。
また、ブレーキペダル1が初期位置にある、つまりペダルの操作量がゼロ若しくはゼロ相当の領域では、アウタリング6と摩擦部材22との間に間隙があると共に、球8によっての押し付けもないため、回転抵抗を生じるための力がゼロとなっている。
ここで、ペダル戻り時に回転抵抗が付与されると言うことは、その回転抵抗に打ち勝って初期位置までペダルを戻すためのリターンスプリング4が必要となる。初期位置近傍においてもまだ回転抵抗がある場合は、少なくともその回転抵抗に釣り合うだけのセット荷重を掛けておく必要があるが、これは初期の無効踏み力を増大させる要因となる。これに対し、本実施形態では、回転抵抗調整手段を設けても、ブレーキペダル1が操作されていない初期の状態においては、上述のように回転抵抗が無い状態となっているので、上記リターンスプリングのセット荷重をゼロとすることができる。このように、回転抵抗調整手段を設けても、本実施形態では、初期無効踏み力の増大を防止できる。
ここで、ペダル戻り時に回転抵抗が付与されると言うことは、その回転抵抗に打ち勝って初期位置までペダルを戻すためのリターンスプリング4が必要となる。初期位置近傍においてもまだ回転抵抗がある場合は、少なくともその回転抵抗に釣り合うだけのセット荷重を掛けておく必要があるが、これは初期の無効踏み力を増大させる要因となる。これに対し、本実施形態では、回転抵抗調整手段を設けても、ブレーキペダル1が操作されていない初期の状態においては、上述のように回転抵抗が無い状態となっているので、上記リターンスプリングのセット荷重をゼロとすることができる。このように、回転抵抗調整手段を設けても、本実施形態では、初期無効踏み力の増大を防止できる。
なお、上記第1実施形態では、踏み戻されて初期状態となってもワンウエイクラッチKがロック状態となっていることから、初期状態から踏み込まれて当該ロックが解除されるまでは回転抵抗を発生可能な状態となっているのに対し、本第2実施形態では、ワンウエイクラッチKがロック状態であっても、摩擦力によって回転抵抗を発生するアウタリング6と摩擦部材22とが非接触状態若しくは抵抗を発生しない程度の接触となっていることで、上記作用効果を奏する。
もっとも、常時、アウタリング6と摩擦部材22とを接触状態に設定しても良い。この場合には、ブレーキペダルが初期位置にあっても若干の回転抵抗が発生可能状態となるが、その他の作用効果は発揮できる。
その他の構成や作用・効果は上記実施形態と同様である。
もっとも、常時、アウタリング6と摩擦部材22とを接触状態に設定しても良い。この場合には、ブレーキペダルが初期位置にあっても若干の回転抵抗が発生可能状態となるが、その他の作用効果は発揮できる。
その他の構成や作用・効果は上記実施形態と同様である。
次に、第3実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付して説明する。
上記第1及び2の実施形態では、非回動部材、回動部材、及びワンウエイクラッチKを同心円状に配置した場合を例示しているが、本実施形態では回動部材とワンウエイクラッチKとを同軸且つ軸方向に並べて配置した機構になっている。
まず構成について説明すると、図9に示すように、車体に固定された回転軸5に対して、回動部材30が回転自在且つ軸方向にスライド可能に支持されている。なお、回転軸5と回動部材30との間はグリース潤滑が採用されて抵抗が小さくなっていると共に、両者5,30の間でペダル操作時の主たる応力を負担する。上記回動部材30は、円柱状の部材であって、ブレーキペダル1が固定されている。
上記第1及び2の実施形態では、非回動部材、回動部材、及びワンウエイクラッチKを同心円状に配置した場合を例示しているが、本実施形態では回動部材とワンウエイクラッチKとを同軸且つ軸方向に並べて配置した機構になっている。
まず構成について説明すると、図9に示すように、車体に固定された回転軸5に対して、回動部材30が回転自在且つ軸方向にスライド可能に支持されている。なお、回転軸5と回動部材30との間はグリース潤滑が採用されて抵抗が小さくなっていると共に、両者5,30の間でペダル操作時の主たる応力を負担する。上記回動部材30は、円柱状の部材であって、ブレーキペダル1が固定されている。
その回動部材30の右側には、当該回動部材30の右端面に所定間隔を開けて対向する円板状の台座31が配置され、当該台座31は回転軸5に固定されている。上記回動部材30の右端面と台座31の対向面とは、その間に複数の球32が介装されて転がり軸受を形成している。上記回動部材30の右端面及び対向面に形成される球32の転動面33は、軸直の平面に対し所定の傾斜を持った斜面となるように設定されることで、回動部材30が踏み回転方向に回転するにつれて当該回動部材30が台座31に対し軸方向左側に移動するように構成されている。なお、複数の球32は不図示の保持器に保持されている。
また、上記回動部材30の左側には、当該回動部材30と同軸に摩擦部材36が配置されている。摩擦部材36は、回転軸5に固定された第1摩擦部材34と、回転軸5に対し回転自在に支持された第2摩擦部材35とが左側から軸方向に並んで配置されて構成されていて、両摩擦部材34,35の対向面が摩擦面を構成する。その摩擦面は円すい台状になっている。両摩擦部材34,35が、第1の部材及び第2の部材を構成する。
上記第2摩擦部材35は、上記回動部材30の左端面に対しスラスト軸受37を介して連結することで、回動部材30から軸方向の力は伝達されるが回転は伝達されない。
さらに、上記第2摩擦部材35は、上記回動部材30と径方向で対向する外筒部35aを有し、その外筒部35aと回動部材30との間にワンウエイクラッチKが介装されている。このワンウエイクラッチKは、回動部材30が踏み回転方向に回転する場合はフリー状態で、回動部材30が戻し方向に回転する場合にロック状態となるように設定されている。
さらに、上記第2摩擦部材35は、上記回動部材30と径方向で対向する外筒部35aを有し、その外筒部35aと回動部材30との間にワンウエイクラッチKが介装されている。このワンウエイクラッチKは、回動部材30が踏み回転方向に回転する場合はフリー状態で、回動部材30が戻し方向に回転する場合にロック状態となるように設定されている。
次に、上記構成の回転抵抗調整手段を備えたブレーキペダル機構の動作や作用・効果について説明する。
ブレーキペダル1が踏み込まれると、ブレーキペダル1のストロークに連動して回動部材30が踏み回転方向に回転し、その回転量に応じた量だけ、回動部材30は台座31に反力を取って左側に移動して第2摩擦部材35を第1摩擦部材34に押し付ける。このとき、ワンウエイクラッチKはフリー状態であるので、回動部材30の回転は第1摩擦部材34に回転トルクは伝達されないので、第1及び第2摩擦部材34,35間ですべりが発生せず、回転抵抗がブレーキペダル1に負荷されない。したがって、ブレーキペダル1の踏み込み時には、回転抵抗調整手段による回転抵抗が無い状態でブレーキペダル1はストロークする。
ブレーキペダル1が踏み込まれると、ブレーキペダル1のストロークに連動して回動部材30が踏み回転方向に回転し、その回転量に応じた量だけ、回動部材30は台座31に反力を取って左側に移動して第2摩擦部材35を第1摩擦部材34に押し付ける。このとき、ワンウエイクラッチKはフリー状態であるので、回動部材30の回転は第1摩擦部材34に回転トルクは伝達されないので、第1及び第2摩擦部材34,35間ですべりが発生せず、回転抵抗がブレーキペダル1に負荷されない。したがって、ブレーキペダル1の踏み込み時には、回転抵抗調整手段による回転抵抗が無い状態でブレーキペダル1はストロークする。
また、踏み込まれたブレーキペダル1について、踏み力が減少させて踏み戻す際には、ブレーキペダル1の戻り回転方向のストロークに連動して回動部材30が戻り回転方向に回転する。このとき、ワンウエイクラッチKはロック状態となり、回動部材30の回転トルクが第2摩擦部材35に伝達され当該第2摩擦部材35が回転することで、第1摩擦部材34と第2摩擦部材35との間ですべりが生じる。このとき、ペダルの操作量に応じた力で第2摩擦部材35が第1摩擦部材34に押し付けられていることから、その押圧力に応じた摩擦力が発生し、両摩擦部材34,35間に当該摩擦力に応じた回転抵抗が発生しブレーキペダル1に伝達される。これによって、擬似的にブレーキ力がブレーキ踏み力の減少に対して遅れがあったのと同様なヒステリシス特性をペダル踏み力に付与される。
また、上記第2摩擦部材35の第1摩擦部材34への押圧力は、回動部材30の踏み回転方向の回転量、つまりブレーキペダル1の操作量にほぼ比例し、大きく踏み込むほど回動部材30が摩擦部材36側に移動して上記押圧力が大きくなり、上記ペダルが戻り回転方向にストロークする際の回転抵抗の大きさが大きくなる。また、戻り回転方向に移動するペダルが初期位置に近づくにつれて、上記押圧力が小さくなる分、回転抵抗が小さくなる。このように、本実施形態では、ペダルの操作量によってペダルが戻される際の回転抵抗が変化するようになっている。
なお、本実施形態では、ブレーキペダル1が初期位置にある場合には、上述のように第1摩擦部材34に第2摩擦部材35を押し付けていないので、回転抵抗を発生する力が無い状態である。
その他の構成や作用・効果は上記実施形態と同様である。
なお、本実施形態では、ブレーキペダル1が初期位置にある場合には、上述のように第1摩擦部材34に第2摩擦部材35を押し付けていないので、回転抵抗を発生する力が無い状態である。
その他の構成や作用・効果は上記実施形態と同様である。
次に、第4実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部材などについては同様な符号を付して説明する。
本第4実施形態の基本構成は、上記第3実施形態と同様であるが、摩擦力による回転抵抗と共に、粘性力及び慣性力によっても回転抵抗を発生可能に構成したものである。
すなわち、図12に示すように、第2摩擦部材35の質量を増加することで、第2摩擦部材35が回転する際の自身の質量による慣性モーメントを回転抵抗としてペダルに伝達するようにしている。
本第4実施形態の基本構成は、上記第3実施形態と同様であるが、摩擦力による回転抵抗と共に、粘性力及び慣性力によっても回転抵抗を発生可能に構成したものである。
すなわち、図12に示すように、第2摩擦部材35の質量を増加することで、第2摩擦部材35が回転する際の自身の質量による慣性モーメントを回転抵抗としてペダルに伝達するようにしている。
また、第2摩擦部材35に対し回転軸5と同軸の第2外筒部35bを設け、その第2外筒部材35bの内径側に、円柱状の液体収容部40が配置され、当該液体収容部40は回転軸5に固定されている。上記液体収容部40内には、回転軸5を中心とする円環状の中空部40aが形成され、該中空部40aは、液体収容部40の外径面に周方向に沿って延びる隙間を介して外方に開放されている。
さらに、周方向に延びる上記隙間を覆う、且つ、液体収容部40の外径面に接するようにして円環状の蓋部材41が配置され、該蓋部材41は、液体収容部40に対し円周方向に移動可能な状態で上記隙間の開口をシールしている。
その蓋部材41で密封された中空部40a内には、油やグリースなどの粘性流体42が封じ込められている。さらに、上記蓋部材41の内径面には、上記隙間を通して上記液体収容部40に配置された複数のプレート43が、図13のように、円周方向に並んで複数枚設けられ、上記粘性流体42内に浸漬している。該プレート43には複数の小孔43aが開口している。
その蓋部材41で密封された中空部40a内には、油やグリースなどの粘性流体42が封じ込められている。さらに、上記蓋部材41の内径面には、上記隙間を通して上記液体収容部40に配置された複数のプレート43が、図13のように、円周方向に並んで複数枚設けられ、上記粘性流体42内に浸漬している。該プレート43には複数の小孔43aが開口している。
さらに、上記蓋部材41の外径面は、上記第2摩擦部材35の第2外筒部の内径面に対して、軸方向移動な状態な状態でスプライン結合をしている。図13では、スプラインの歯は省略して図示してある。
これによって、第2摩擦部材35が回転すると、その回転が蓋部材41に伝達され、複数のプレート43が円周方向に移動する。このとき、各プレート43の小孔43aを粘性流体42が通過することで粘性力による回転抵抗が発生し、当該回転抵抗は、蓋部材41から第2摩擦部材35に伝達されて、回動部材30を介してブレーキペダル1に伝達される。
これによって、第2摩擦部材35が回転すると、その回転が蓋部材41に伝達され、複数のプレート43が円周方向に移動する。このとき、各プレート43の小孔43aを粘性流体42が通過することで粘性力による回転抵抗が発生し、当該回転抵抗は、蓋部材41から第2摩擦部材35に伝達されて、回動部材30を介してブレーキペダル1に伝達される。
その他の構成や作用・効果などについては、上記実施形態と同様である。
ここで、ペダル踏み力とペダルストロークとは、一般に、静的にヒステリシスを有するだけではなく、時間に依存したヒステリシスを持つ。従来例では静的なヒステリシスを皿バネによる摩擦力により実現しているが、本実施形態では、慣性力や粘性力によっても回転抵抗を発生することで、踏み力が瞬間的に変動したり、高周波的に振動している場合には、それぞれ慣性力及び粘性力による回転抵抗で一時的にヒステリシスが増大する。この結果、悪路走行時などのドライバの意図しないペダル踏み力変動をヒステリシスにより吸収することが可能となる。また、減速度の急な抜けによる車両挙動悪化も効果的に防止できる。
ここで、ペダル踏み力とペダルストロークとは、一般に、静的にヒステリシスを有するだけではなく、時間に依存したヒステリシスを持つ。従来例では静的なヒステリシスを皿バネによる摩擦力により実現しているが、本実施形態では、慣性力や粘性力によっても回転抵抗を発生することで、踏み力が瞬間的に変動したり、高周波的に振動している場合には、それぞれ慣性力及び粘性力による回転抵抗で一時的にヒステリシスが増大する。この結果、悪路走行時などのドライバの意図しないペダル踏み力変動をヒステリシスにより吸収することが可能となる。また、減速度の急な抜けによる車両挙動悪化も効果的に防止できる。
なお、上記説明では、摩擦力、慣性力、及び粘性力によって回転抵抗を発生させているが、慣性力だけや粘性力だけで発生させるなど、摩擦力、慣性力、及び粘性力の全てを使用する必要はない。
なお、小穴43aを設けることで、プレート43とその周りとのクリアランスを大きくすることと同等の効果を狙っているが、当該小穴43aが無くても良い。もっとも、クリアランスをほとんどとらない場合に、小穴43aを設ける方が好ましい。
なお、小穴43aを設けることで、プレート43とその周りとのクリアランスを大きくすることと同等の効果を狙っているが、当該小穴43aが無くても良い。もっとも、クリアランスをほとんどとらない場合に、小穴43aを設ける方が好ましい。
上記全実施形態では、ブレーキペダル1を直接支持する回転支持部に回転抵抗発生手段を設けているが、これに限定されない。可変ペダルなどでリンクを複数連結した機構となっていてブレーキペダル1のストロークに応じて回動する回動部が複数あるブレーキペダル機構においては、そのリンク中の回動部に回転抵抗発生手段を設けても良い。この場合には、複数の回動部にそれぞれ回転抵抗発生手段を設けても良い。複数の回動部に回転抵抗発生素段を設ける場合には、各回動部に設ける回転抵抗発生手段は、同一の機構である必要は無い。
K ワンウエイクラッチ
1 ブレーキペダル
2 回動支持部(回動部)
5 回転軸
6 アウタリング
6a 楔部
7 インナリング
8 球
9 規制部材
10 軸側摩擦部材
11 リング側摩擦部材
20 内径側部材
21 外径側部材
22 摩擦部材
24 コロ
30 回動部材
31 台座
32 球
33 転動面
34 第1摩擦部材
35 第2摩擦部材
36 摩擦部材
37 スラスト軸受
40 流体収容部材
40a 中空部
41 蓋部材
42 粘性流体
43 プレート
43a 小孔
1 ブレーキペダル
2 回動支持部(回動部)
5 回転軸
6 アウタリング
6a 楔部
7 インナリング
8 球
9 規制部材
10 軸側摩擦部材
11 リング側摩擦部材
20 内径側部材
21 外径側部材
22 摩擦部材
24 コロ
30 回動部材
31 台座
32 球
33 転動面
34 第1摩擦部材
35 第2摩擦部材
36 摩擦部材
37 スラスト軸受
40 流体収容部材
40a 中空部
41 蓋部材
42 粘性流体
43 プレート
43a 小孔
Claims (8)
- ブレーキペダルのストロークに応じて正逆回転する回動部を、1又は2以上有するブレーキペダル機構において、
上記回動部における、ブレーキペダルが踏み込まれる際の回転方向を踏み回転方向、ブレーキペダルが戻る際の回転方向を戻り回転方向と定義した場合に、
上記回動部の少なくとも1つに対し、戻り回転方向の回転抵抗を、踏み回転方向の回転抵抗よりも大きくする回転抵抗調整手段を備えることを特徴とするブレーキペダル機構。 - 上記戻り回転方向の回転抵抗は、ブレーキペダルの操作量が大きいほど大きいことを特徴とする請求項1に記載したブレーキペダル機構。
- 上記回転抵抗調整手段は、ブレーキペダルの操作量がゼロ若しくはゼロ相当の領域では回転抵抗発生のための力がゼロ若しくはゼロ相当であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載したブレーキペダル機構。
- 上記回転抵抗調整手段は、回転体の慣性力、摩擦力、粘性力の少なくとも1つの力を利用して回転抵抗を発生することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載したブレーキペダル機構。
- 上記回転抵抗調整手段を設ける回動部は、ブレーキペダルに連動して正逆回転する回動部材と非回動部材とが同軸に配置されて構成され、
上記回転抵抗調整手段は、上記回動部材と非回動部材との間に介装されて踏み回転方向で空転するワンウェイクラッチと、そのワンウェイクラッチと非回動部材との間に介装されて回転抵抗を発生可能な回転抵抗発生手段とを備えることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載したブレーキペダル機構。 - 上記非回動部材、回転抵抗発生手段、ワンウエイクラッチ、及び回動部材を同心円状に配置することを特徴とする請求項5に記載したブレーキペダル機構。
- 上記回動部材は、回転に伴い軸方向に変位可能となっており、上記回転抵抗発生手段は、非回動部材に固定された第1の部材と、上記回動部材に上記ワンウェイクラッチを介して連結する第2の部材とから構成され、その第1の部材と第2の部材との間で回転抵抗を発生することを特徴とする請求項5に記載したブレーキペダル機構。
- 上記回転抵抗調整手段を設ける回動部は、非回動部材である支持軸と、その支持軸に回転可能に支持されてブレーキペダルに連動して回転する回動部材とから構成されるブレーキペダル機構において、
上記回動部材を、同軸に配置される2つの回転体で構成すると共に、その2つの回転体の間に上記支持軸と一体になった摩擦部材を介挿し、
一方の回転体と上記摩擦部材との間に踏み回転方向で空転するワンウェイクラッチを介装すると共に、他方の回転体と上記摩擦部材との間に他方の回転体の回転に伴い上記摩擦部材を上記ワンウェイクラッチに押し付ける押し付け手段を備えることを特徴とする請求項請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載したブレーキペダル機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004344391A JP2006151181A (ja) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | ブレーキペダル機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004344391A JP2006151181A (ja) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | ブレーキペダル機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006151181A true JP2006151181A (ja) | 2006-06-15 |
Family
ID=36629981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004344391A Pending JP2006151181A (ja) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | ブレーキペダル機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006151181A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113085810A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-09 | 重庆大学 | 一种基于磁流变的踏板力感模拟装置 |
-
2004
- 2004-11-29 JP JP2004344391A patent/JP2006151181A/ja active Pending
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CN113085810A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-09 | 重庆大学 | 一种基于磁流变的踏板力感模拟装置 |
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