JP4409464B2 - アクセルケーブル用ダンパおよびダンパ付きアクセルケーブル - Google Patents

Description

本発明はアクセルケーブル用ダンパに関する。さらに詳しくは、自動車などにスロットルバルブ操作用のアクセルケーブルのインナーケーブルを連結する部分に用いるアクセルケーブル用ダンパと、そのアクセルケーブル用ダンパを備えたダンパ付きアクセルケーブルとに関する。

特開２０００−０７４０３７ 特開平０９−３１７５０２ 特開平０５−２０９６１３ 特開平０８−０４２３６７ 特開平０８−３２６５６７ 特開２０００−３２６７５６ 特開２００４−１９２３１６

アクセルケーブル用ダンパの従来例として、図８に示すダンパ１００がある。そのダンパ１００は、取付部材を介してアクセルペダルに取付けられるペダル取付部１０１と、インナーケーブルの索端部材を係止するためのケーブル係止部１０２と、それらのペダル取付部１０１とケーブル係止部１０２との間に形成され、弾性変形が容易なように中央部が外側に湾曲した樽状の側壁１０３とからなる。前記ペダル取付部１０１およびケーブル係止部１０２には、エンジン側から延びてくるインナーケーブルを通すための貫通孔１０１ａが形成されている。

このように成形されるダンパ１００は、アクセルペダルにインナーケーブルを介して伝わるエンジン側からの振動を減衰するものである。アクセルペダルを踏み込むと、アクセルペダルがペダル取付部１０１側から内側に向けてダンパ１００を圧縮し、側壁１０３が変形してペダル取付部１０１とケーブル係止部１０２が密接した後、インナーケーブルが引っ張られ、前記操作力がエンジンのスロットルバルブ側に伝達される。このように側壁１０３は、アクセルペダルの操作量に対して一定したインナーケーブルの操作量および負荷を与えるものである。このようなダンパ１００の撓み量と荷重値のグラフを図３の破線によって示す。図３のグラフの縦軸は圧縮荷重（負荷）で、横軸はそのときの撓み量である。

その他、従来技術として、特許文献１あるいは２のようにアクセルケーブルを車体に形成された壁面にゴムなどの振動を制振する部材を介して固定するもの、また、特許文献３のようにインナーケーブルを収納するアウターケーシングを車室内外を隔てる壁面にクッションゴムを用いてフローティング支持するもの、あるいは特許文献４〜６のように、アクセルケーブルの車体側での取り付け位置に工夫を凝らしたもの、あるいは特許文献７のように可動式アクセルペダル装置に油圧ダンパを設けて路面振動に起因する入力振動を減衰させる構造としたものがある。

エンジン側からインナーケーブルにより伝達される振動は、ダンパを介してアクセルペダルまで伝達され、最終的にドライバーに伝わる。図８に示す従来のダンパ１００では、ゴム硬度が高く防振性能が不十分であった。図５に示すように、一般的にゴム硬度を高くすると、動倍率も高くなり、振動の伝達率が大きくなる。一方、ゴム硬度を低くすると、動倍率も低くなり、振動の伝達率も小さくなる。なお、「動倍率」とは、動バネ定数（ｋｄ）と静バネ定数（ｋｓ）の比（ｋｄ／ｋｓ）を意味し、「動的倍率」とも呼ばれる。また、図３の破線に示すダンパの撓み量（アクセルペダルのストローク）と負荷（アクセルペダルの操作荷重）との特性を見ると、ある程度アクセルペダルを踏み込んだ領域（図３中の符号Ｐ）で、撓みが増加しているにもかかわらず荷重が減少する座屈が生ずることが分かる。その座屈領域Ｐが存在すると、アクセルペダルの操作フィーリングを大きく損なう。しかしながら座屈をなくすためにゴム硬度を高くすると、防振性能が低下する。逆に、防振性能を向上させるために、単純にゴム硬度を低減させると、前述の座屈特性を悪化させることになる。このように、ダンパの防振と、操作フィーリングとは相反するものである。

そこで、本発明はこのような点に鑑み、防振性能を悪化させることなく、弾性特性を大幅に向上させ得るアクセルケーブル用ダンパと、そのアクセルケーブル用ダンパを備えたダンパ付きアクセルケーブルとを提供することを課題としている。

本発明のアクセルケーブル用ダンパ（請求項１）は、アクセルケーブルのインナーケーブルの端部外周に装着され、アクセルペダルとインナーケーブルの索端部材との間に介在される略円筒状のアクセルケーブル用ダンパであって、前記ダンパの一端にインナーケーブルの索端部材を係止する厚肉円板状のケーブル係止部を有し、他端に前記アクセルペダルを取付ける厚肉円板状のペダル取付部を有し、それらのケーブル係止部とペダル取付部との間に、中央付近が外側に湾曲した樽状の側壁を有し、軸方向の長さが２３〜２７ｍｍであり、前記中央付近の外径が１８〜２２ｍｍであり、側壁の肉厚が３〜６ｍｍであり、縦断面における湾曲した側壁の外面の曲率半径が１１〜１４ｍｍであると共に、内面の曲率半径が７〜１０ｍｍであることを特徴とする。

また、前記ケーブル係止部およびペダル取付部のそれぞれの中央側の部分に、外側に膨らんだビード部が形成されているものが好ましい（請求項２）。さらに、ゴム硬度が５０〜６０Ｈｓのゴム系材料からなるものが好ましい（請求項３）。また、動倍率が１．３〜２．１のゴム系材料からなるものが好ましい（請求項４）。さらに、本発明のダンパ付きアクセルケーブルは、アウターケーシングと、そのアウターケーシングに摺動自在に収納されるインナーケーブルとからなるコントロールケーブルと、そのコントロールケーブルのインナーケーブルの端部に装着される上述のアクセルケーブル用ダンパとからなることを特徴とする（請求項５）。

本発明のアクセルケーブル用ダンパ（請求項１）の荷重−撓み曲線は、ダンパの撓み量の増加量とその撓み量の増加量に対するアクセルペダルの負荷の増加量との比である傾きが急である前半の第１領域と、その後の緩やかになる後半の第２領域とからなる。傾きが急な第１領域は、防振性能に関する部位であり、少なくともインナーケーブルの張力に応じた荷重がかかり、その状態で防振機能を発揮する。

第２領域は側壁が中央近辺から密着しはじめ、最終的に側壁全体が密着するまでの領域である。前記ダンパの撓みとその撓みをもたらす荷重とが単調に増加するが、少なくとも勾配０で移行するので、アクセルペダルを踏み込んでいるのに、途中で負荷が減少するようなアクセル操作の不快感がない。

このようなダンパが、前記アクセルケーブル用ダンパの一端にインナーケーブルの索端部材を係止する厚肉円板状のケーブル係止部を有し、他端に取付部材を介して前記アクセルペダルを取付ける厚肉円板状のペダル取付部を有し、それらのケーブル係止部とペダル取付部との間に、中央付近が外側に湾曲した樽状の側壁を有し、軸方向の長さが２３〜２７ｍｍであり、前記中央付近の外径が１８〜２２ｍｍであり、側壁の肉厚が３〜６ｍｍであり、該側壁の軸方向の断面における湾曲した側壁の外面の曲率半径が１１〜１４ｍｍであると共に、内面の曲率半径が７〜１０ｍｍであるので、軸方向の荷重が増大したとき、一層座屈しにくい。すなわち、側壁の中央部の断面積が大きいため、圧縮応力が低くなり、しかも断面二次モーメントが大きいので曲げモーメントに対する剛性が高いと考えられる。

また、前記ダンパのケーブル係止部およびペダル取付部のそれぞれの中央側の部分に、外側に膨らんだビード部が形成されている場合（請求項２）は、ダンパに圧縮による荷重が加わったとき、その側壁の両端部がビード部により強固に保持され、いわば固定支持の状態になるので、一層座屈しにくくなる。さらに、ダンパの材質としてゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠）が５０〜６０Ｈｓを用いる場合（請求項３）は、形状により剛性を高くしても、荷重−撓み曲線の勾配を低くできるので、防振性能が低下しない。また、圧縮変形しやすくなるので、動倍率を低減することができ、エンジン側からインナーケーブルを介してアクセルペダルへと伝達する振動を低減し、心地よいアクセルペダルの操作感を得ることができる。また、前記ダンパの材質として動倍率が１．３〜２．１のゴム系材料を用いる場合（請求項４）は、一層エンジン側からインナーケーブルを介してアクセルペダルへと伝達する振動を低減することができる。さらに、本発明のダンパ付きアクセルケーブル（請求項５）は、コントロールケーブルのインナーケーブルの端部に上述のアクセルケーブル用ダンパが装着されている。そのため、１つのサブアッセンブリとして取り扱うことができるので、輸送、保管あるいは組み付けを容易にすることができる。

つぎに図面を参照しながら本発明のダンパの実施形態を説明する。図１は本発明のアクセルケーブル用ダンパの概略側面断面図、図２は図１のダンパの取り付け状態を示す概略図、図３は図１および図８のダンパを用いた場合の撓み−荷重曲線を示すグラフ、図４は図１および図８のダンパの形状を比較するために用いた部分縦断面図、図５ａは耐久テスト前の本発明のダンパと比較例のダンパとの撓み−荷重曲線を示すグラフ、図５ｂは耐久テスト後の本発明のダンパと比較例との撓み−荷重曲線を示すグラフ、図６はエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）材の動倍率とゴム硬度との相関を示すグラフ、図７は図１および図８のダンパを実車に用いた場合のアクセルペダルの振動数を示すグラフである。

まず、図２を用いて本発明のアクセルケーブル用ダンパが用いられるアクセルペダル取り付け構造を説明する。図２に示すアクセルペダル取り付け構造は、ダンパ１と、そのダンパ１のエンジンルーム側の端部を取付けているアクセルペダル２と、そのアクセルペダル２を貫通してダンパ１の内部を通り、アクセルペダル２と反対側の端部を越えたところで係止されるインナーケーブル３とからなる。

前記ダンパ１は、内部にインナーケーブル３を収納することができるように略筒状に形成されており、後述するアクセルペダルの操作部が取付けられる円板状のペダル取付部１ａと、インナーケーブル３を係止するための円板状のケーブル係止部１ｂと、それらペダル取付部１ａとケーブル係止部１ｂの間に連続して形成される中央部１ｃとからなる。その中央部１ｃは、ペダル取付部１ａとケーブル係止部１ｂとを圧縮したときに弾力的に撓むことができるように略筒状で、その筒状の側壁部分を外側に湾曲させた形状（略樽状）にしている。このように形成されるダンパ１の軸方向の長さは、２３〜２７ｍｍであり、好ましくは２４〜２６ｍｍである。なお、実際には互換性を維持するため、従来品と同寸法である（図４参照）。

前記ペダル取付部１ａには、ペダル側貫通孔１ｄが形成され、エンジン側から延びてきたインナーケーブル３が通される。前記ケーブル係止部１ｂには、ケーブル側貫通孔１ｅが形成されている。そのケーブル側貫通孔１ｅよりインナーケーブル３の端部がダンパ１の内部から外側に延びており、後述するインナーケーブル３の端部に形成する膨大部によってケーブル係止部１ｂの外側の面に係止される。また、前記ペダル取付部１ａおよびケーブル係止部１ｂはほぼ同じ直径の円板状の部材である。その円板状の部材の厚みは５〜９ｍｍであり、外径は１２〜１６ｍｍである。そして、それらの円板状の部材の端面外周の角部は２〜４ｍｍの面取りが施されている。その面取りは、端面外周に応力集中が生じないように、かつ、全体の弾性変形が滑らかになるようにするものである。
また、中央部１ｃが形成されているすぐ外側のペダル取付部１ａおよびケーブル係止部１ｂの前記面取りにより残った部分は、ビード部１ｆ、１ｆである。そのビード部１ｆと連続する前記中央部１ｃの付け根部分は滑らかに内側に向けて０．５〜２ｍｍの円弧状に形成されている。

前記中央部１ｃは、ペダル取付部１ａとケーブル係止部１ｂとに連続してそれらの間に配置され、外側に湾曲した形状の側壁を備えている。その外側に湾曲している部分の外径は１８〜２２ｍｍであり、好ましくは１９〜２１ｍｍである。これにより最大径と前後寸法との比率は１．２１〜１．２４となり、従来品より小さい。また、中央部１ｃの側壁の肉厚は３〜６ｍｍであり、好ましくは３．５〜５ｍｍである。また、縦断面における前記湾曲した側壁の外面の曲率半径は１１〜１４ｍｍであり、好ましくは１１．５〜１３．５ｍｍ、内面の曲率半径は７〜１０ｍｍであり、好ましくは７．５〜９．５ｍｍである。図４から分かるように、これらの曲率半径は従来品に比べて小さい。

なお、ダンパ１の材質は天然ゴム、ＥＰＤＭを用いることができる。また、ゴムの硬度は、５０〜６０（Ｈｓ）であり、好ましくは５３〜５７（Ｈｓ）のものが好ましい。この硬度範囲は、従来品の６０〜７０（Ｈｓ）に比してかなり柔らかい。

前記アクセルペダル２は、車体の前方に向けて突出したくの字状に折れ曲がった形状を呈している。そのくの字状の突出した部分は、車体内部に設けられた支持部４に枢支される支点２ａである。そして、その支点２ａから車体の後方に延びて脚５により踏み込まれる部分がペダル２ｂであり、そのペダル２ｂと反対側の端部で上方に延びる部分がダンパ１のペダル取付部１ａを押動する操作部２ｃである。アクセルペダル２は、脚５によりペダル２ｂを踏み込んだり、離したりする上下運動（図の矢印Ｕ、Ｄ）を支点２ａを介して、ペダル２ｂと反対側の端部に形成された操作部２ｃの略左右方向（図中の矢印Ｌ、Ｒ）に変換してダンパ１を介してインナーケーブル３に伝達する。前記操作部２ｃには、ダンパ１のペダル側貫通孔１ｄと嵌合するポリアミド樹脂製の筒状部２ｄが組付けられており、インナーケーブル３はその筒状部２ｄを通ってダンパ１の内部に案内される。

また、前記アクセルケーブルは、一端をエンジン側に係止され、エンジン側から車体の壁面まで、アウターケーシングにより案内され、その車体の壁面部分でアウターケーシングが支持され、内部に収納されたインナーケーブル３のみ車内側に延びている。そのインナーケーブル３の車内側の延びている部分は、ダンパ１のケーブル側貫通孔１ｅから外部に延びている。そのインナーケーブル３の外部に延びた部分には、膨大部３ａがケーブル側貫通孔１ｅの穴径より亜鉛ダイカストなどで形成されており、ダンパ１のケーブル係止部１ｂに係止される。

前記支持部４は、支点２ａを枢支されると共に、戻しバネ４ａが設けられている。その戻しバネ４ａは、踏み込まれたペダル２ｂを元の位置であるＵ方向に押し戻す。そして、操作部２ｃも元の位置であるＲ方向に戻る。その際、戻されるアクセルペダル２は、操作部２ｃの裏側の当たり面２ｅが、支持部４から上方に延びるストッパ４ｂにぶつかるまで戻される。

次に図３を用いて、本実施形態におけるダンパ１の弾性特性について説明する。図３に示す縦軸は、図２のダンパ１に加わる荷重を示し、横軸はダンパ１の撓みを示す。破線は従来例として示したダンパ１００（図８参照）を表したものである。図３に示すように、ダンパ１では、符号Ｐで示すようなストロークの途中で荷重が落ち込む座屈領域が存在しないので、スムーズで期待通りのアクセル操作を行うことができる。

次に、図４を用いてダンパ１と、従来例のダンパ１００（図中の二点鎖線）とを比較する。図４に示すダンパ１はビード部１ｆの部分が外側に延びている。そのビード部１ｆは、中央部１ｃの両端部に相当する付近に形成されているので、中央部１ｃの両端を強固に保持して、その屈曲を支え、中央部１ｃの座屈を防止している。

表１には、図１のダンパの形態を有し、材質あるいは硬度を変化させた実施例１〜３のダンパと比較例として用いた図８のダンパ１００の静バネ特性および動バネ特性を示す。実施例１〜３のダンパの寸法（図１参照）は、軸方向の全長が約２５ｍｍ、ペダル取付部１ａおよびケーブル係止部１ｂの厚みが約４．５ｍｍ、外径が約２０ｍｍである。そして、それらの円板状の部材の端面外周の角部は、約３ｍｍの面取りが施されている。また、中央部１ｃの側壁の肉厚は約４．２ｍｍで、縦断面における前記湾曲した側壁の外面の曲率半径は約１２．５ｍｍ、内面の曲率半径は約８．３ｍｍである。そして、このように形成されたダンパの材質を天然ゴム、ゴム硬度５０（Ｈｓ）としたものを実施例１とし、材質を天然ゴム、ゴム硬度５５（Ｈｓ）としたものを実施例２とし、材質をＥＰＤＭ、ゴム硬度５０（Ｈｓ）としたものを実施例３とする。なお、比較例として用いたダンパの寸法（図８参照）は、軸方向の全長が約２５ｍｍ、ペダル取付部１０１およびケーブル係止部１０２の厚みが約６．５ｍｍ、外径が約１５ｍｍである。そして、それらの円板状の部材の端面外周の角部は、約１ｍｍの面取りが施されている。また、樽状の側壁１０３の肉厚は約２．７ｍｍで、縦断面における前記湾曲した側壁の外面の曲率半径は約１５ｍｍ、内面の曲率半径は約１２．３ｍｍである。材質は天然ゴム、ゴム硬度６５（Ｈｓ）である。

また、ここでいう静バネ特性とは、ダンパに所定の変位を加えた時の荷重値（Ｎ）を示す。一方、動バネ特性とは、ダンパに所定の初期変位を与えた状態において、所定の振動変位を加えた時の荷重値／振動変位（Ｎ／ｍｍ）を示す。なお、静バネ特性および動バネ特性の試験方法は、ＪＩＳ Ｋ ６３９４に準拠する。表１に示すように、実施例１、２、３のダンパは、比較例のダンパとほぼ同程度の静バネ特性を示している。しかし、動バネ特性は、従来例に比べて大幅に低減している。このように動バネ特性を大幅に低減することができるので、防振性能が高く、運転者にインナーケーブル３を介してエンジン側からの振動が伝達しにくい。そのため、アクセルペダル２の操作フィーリングを改善することができる。

次に、上述したダンパに１０ｍｍ撓みを１０万回加える耐久テストの前後における撓みと荷重との特性について説明する。図５ａは耐久テスト前のダンパの撓み−荷重曲線を示す。図５ｂは耐久テスト後の撓み−荷重曲線を示す。図５ｂに示す耐久テスト後の撓み−荷重曲線をみると、比較例のダンパでは符号Ｐで示す座屈部分が耐久テスト後では消滅するが、全体として略Ｓ字状の曲線となっている。このような略Ｓ字状の曲線を描く曲線では、前半の勾配の急な領域では上向きに凸となり、防振効果が低くなっている。また、その後の領域では座屈領域はなくなっているが、アクセルペダルを踏み込むと、途中から急に撓み易くなっており、アクセルペダル２の操作フィーリングを損なっている。一方、最初から座屈を生じさせないように形成された実施例１、２ではそのような傾向が認められなかった。

このように、実施例１、２のダンパによると、図３の実線の部分で示すように、傾きが急な前半の比例部分（第１領域）と、その後の傾きがなだらかになる後半の部分（第２領域）とを備え、かつ、その後半部分では前記符号Ｐのような座屈部分を持たない。そのため、初期の段階では防振特性がすぐれ、後半部分では座屈領域がないので、アクセルペダル２を操作する運転者にとって、快適な操作フィーリングを提供することができる。さらに、そのような特性を備えながら、動バネ特性も低減させることができるため、エンジン側からインナーケーブル３を介してアクセルペダル２、脚５へと伝達される振動も防止することができる。

また、図７には実施例１（図１参照）のダンパと比較例のダンパ（図８参照）とを実車に取り付けた場合のアクセルペダル２の振動を測定した結果を示す。エンジンから伝達される振動は、インナーケーブル３を介してアクセルペダル２に組み付けられた振動センサによりアクセルペダルの振動として測定される。グラフの横軸はエンジンの回転数を示す。グラフの縦軸はそのエンジンの回転数に対するアクセルペダルの振動レベルを示し、１目盛あたり１０ｄＢである。図７に示すように、実施例１のダンパによると、エンジンの回転数が２０００〜４０００ｒｐｍの範囲（図中の点線内）では、エンジンからの振動がアクセルペダル２に伝達されにくいことが分かる。このように、本発明のダンパを用いることで、防振性能を向上させ、更に弾性特性を大幅に向上させ得るアクセルケーブル用ダンパを提供することができる。

図１は本発明のダンパの概略側面断面図である。 図２は図１のダンパの取り付け状態を示す概略図である。 図３は図１および図８のダンパを用いた場合の撓み−荷重曲線を示すグラフである。 図４は図１と図８のダンパの形状を比較するために用いた部分縦断面図である。 図５ａは耐久テスト前の本発明のダンパと比較例との撓み−荷重曲線を示すグラフ、図５ｂは耐久テスト後の本発明のダンパと比較例との撓み−荷重曲線を示すグラフである。 図６はＥＰＤＭ材の動倍率とゴム硬度との関係を示すグラフである。 図７は図１および図８のダンパを実車に用いた場合のアクセルペダルの振動数を示すグラフである。 図８は従来例を示す側面断面図である。

符号の説明

１ ダンパ
１ａ ペダル取付部
１ｂ ケーブル係止部
１ｃ 中央部
１ｄ ペダル側貫通孔
１ｅ ケーブル側貫通孔
１ｆ ビード部
２ アクセルペダル
２ａ 支点
２ｂ ペダル
２ｃ 操作部
２ｄ 筒状部
２ｅ 当り面
３ インナーケーブル
３ａ 膨大部
４ 支持部
４ａ 戻しバネ
４ｂ ストッパ
５ 脚

Claims (5)

1. アクセルケーブルのインナーケーブルの端部外周に装着され、アクセルペダルとインナーケーブルの索端部材との間に介在される略円筒状のアクセルケーブル用ダンパであって、
   前記ダンパの一端にインナーケーブルの索端部材を係止する厚肉円板状のケーブル係止部を有し、
   他端に前記アクセルペダルを取付ける厚肉円板状のペダル取付部を有し、
   それらのケーブル係止部とペダル取付部との間に、中央付近が外側に湾曲した樽状の側壁を有し、
   軸方向の長さが２３〜２７ｍｍであり、前記中央付近の外径が１８〜２２ｍｍであり、側壁の肉厚が３〜６ｍｍであり、縦断面における湾曲した側壁の外面の曲率半径が１１〜１４ｍｍであると共に、内面の曲率半径が７〜１０ｍｍであるアクセルケーブル用ダンパ。
2. 前記ケーブル係止部およびペダル取付部のそれぞれの中央側の部分に、外側に膨らんだビード部が形成されている請求項１に記載のアクセルケーブル用ダンパ。
3. ゴム硬度が５０〜６０Ｈｓのゴム系材料からなる請求項１または２のいずれかに記載のアクセルケーブル用ダンパ。
4. 動倍率が１．３〜２．１のゴム系材料からなる請求項１〜３のいずれかに記載のアクセルケーブル用ダンパ。
5. アウターケーシングと、そのアウターケーシングに摺動自在に収納されるインナーケーブルとからなるコントロールケーブルと、
   そのコントロールケーブルのインナーケーブルの端部に装着される請求項１〜４のいずれかに記載のアクセルケーブル用ダンパとからなるダンパ付きアクセルケーブル。

Images