JP4419230B2 - Automotive pedal device and damper suitable for the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のアクセルペダルアーム、ブレーキペダルアーム、クラッチペダルアーム等に適宜の制動を与えるダンパを具備したペダル装置及びこのペダル装置に用いて好適なダンパに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
自動車の低燃費化、二酸化炭素低減のために自動車エンジンの燃料噴射の木目細かな制御が必要とされ、これに伴ってアクセルペダルの踏み込みによるスロットルバルブ開度調整を電子的に行うことが実用化されている。
【0003】
エンジンの燃料噴射を電子制御で行う自動車では、アクセルペダルアームとスロットルバルブとの間に配されるアクセルワイヤが通常省かれるが、このアクセルワイヤレスの自動車では、アクセルワイヤ付きの自動車と比較して、ペダル踏み力に対する反力が異なる上に、ペダル踏み込み量(アクセルペダルアーム回動角)とペダル踏み力との関係におけるヒステリシス特性が実質的に狭いループ、換言すればペダル踏み込み量に対するペダル踏み力特性が直線的になるために、アクセルワイヤ付きの自動車に乗り慣れた一般の運転者がアクセルワイヤレスの自動車を運転すると、ペダルを踏み込み過ぎて、燃料を今まで以上に消費してしまったり、定速走行時におけるペダル踏み込み量を一定に維持することが困難となる虞がある。
【0004】
ペダル踏み力に対して大きな反力を得て踏み込み過ぎを防止するために、ペダルアームを初期回動位置に復帰させるリターンスプリングのばね力を単に大きくすると、定速走行時にリターンスプリングからの大きな反力によりペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる虞がある。
【0005】
斯かる大きなばね力をもったリターンスプリングを用いる代わりに、アクセルワイヤによるそれと同等のヒステリシス特性を得ることができるダンパをペダルアームに付加する場合には、斯かるダンパの付加によっても、ペダル踏み込み解除後にはペダルアームが初期回動位置に確実に復帰するようになっていることが要求される。
【0006】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ペダル踏み込み量に応じて、そのペダル踏み込み量を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくでき、しかも、ペダル踏み込み解除後にはペダルアームを初期回動位置に確実に復帰させることができるダンパを具備した自動車のペダル装置及びこのペダル装置に用いて好適なダンパを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の自動車のペダル装置は、ペダルアームの回動に漸次増大する抵抗力を付与するダンパを具備しており、このダンパは、ダンパ本体と、ダンパ本体の軸周りの方向では不動に配された不動体と、この不動体に対面していると共に、ダンパ本体に軸周りで摺動回転自在に接触しており、ペダルアームの回動が伝達される回転体と、回転体の回転において前記抵抗力として漸次増大する摩擦抵抗力を生じさせる摩擦抵抗力発生手段とを具備しており、摩擦抵抗力発生手段は、不動体に対面する回転体の一方の面に形成された傾斜面と、回転体に対面する不動体の一方の面に形成されて前記傾斜面に面接触する傾斜面と、ダンパ本体及び回転体の互いの摺動回転自在面とを具備しており、両傾斜面は、軸方向に直交する方向に対するその傾斜角がダンパ本体と回転体との間の摺動回転自在面における摩擦角と両傾斜面における摩擦角との和よりも大きくなるように、形成されている。
【0008】
第一の態様のペダル装置によれば、回転体の回転において漸次増大する摩擦抵抗力を生じさせる摩擦抵抗力発生手段を具備しているために、ペダル踏み込み量に応じて、そのペダル踏み込み量を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくできる。換言すれば、第一の態様のペダル装置によれば、ペダル踏み込みによるペダルアームの回動で回転体が回転されると、摩擦抵抗力発生手段において増大する摩擦抵抗力が生じるために、この抵抗力により例えばアクセルペダルを踏み込み過ぎて、燃料を今まで以上に消費したりすることをなくし得、しかも、ペダル踏み込み量に応じてペダルアームの回動角を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくできる結果、低速から高速までの各速度での定速走行時に当該速度に応じてペダル踏み込み量を容易に一定に維持でき、ペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる等の不都合を解消できる。
【0009】
しかも、第一の態様のペダル装置においては、摩擦抵抗力発生手段の両傾斜面角が摺動回転自在面における摩擦角と両傾斜面における摩擦角との和よりも大きくなるようになっているために、後述するように、ペダル踏み込み解除後に回転体を初期回動位置に向かって回動させる力を摩擦に打ち勝って常に発生させることができるために、ペダル踏み込み解除後にはペダルアームを初期回動位置に確実に復帰させることができる。
【0010】
なお、自動車等では、ペダルアームを初期回動位置へ復帰させるエネルギー源を2系統以上具備していることが要求されるのであるが、第一の態様のペダル装置のダンパは、上記のように、ペダル踏み込み解除後に回転体を初期回動位置に向かって回動させる力を摩擦に打ち勝って常に発生させることができるために、ペダルアームを初期回動位置に復帰させるエネルギー源として機能し、而して、斯かる要求に対して、第一の態様のペダル装置によれば、一つのエネルギー源を省略できることになり、大幅なコスト低減を図り得ると共に、ペダルアーム回りをコンパクトにし得る。
【0011】
本発明の第二の態様の自動車のペダル装置では、第一の態様のペダル装置において、不動体は、軸方向に移動自在であり、摩擦抵抗力発生手段は、不動体を回転体に向かって弾性的に付勢するばね手段を具備しており、本発明の第三の態様の自動車のペダル装置では、第一又は第二の態様のペダル装置において、不動体は、不動体本体と、この不動体本体の一方の面に、軸方向であって回転体の一方の面に向かって突出して一体的に形成された突起とを具備しており、回転体は、回転体本体と、この回転体本体の一方の面に、軸方向であって不動体の一方の面に向かって突出して一体的に形成された突起とを具備しており、両傾斜面の夫々は、両突起の夫々に形成されている。
【0012】
本発明の第四の態様の自動車のペダル装置では、第一の態様のペダル装置において、不動体は、軸方向に突出してダンパ本体に一体的に形成された突起を具備しており、回転体は、回転体本体と、この回転体本体の回転と共に回転される可動体とを具備しており、可動体は、可動体本体と、軸方向であって不動体に向かって突出して可動体本体に一体的に形成された突起とを具備しており、両傾斜面の夫々は、両突起の夫々に形成されており、本発明の第五の態様の自動車のペダル装置では、第四の態様のペダル装置において、可動体は、回転体本体に対して軸方向に可動であり、摩擦抵抗力発生手段は、可動体を不動体に向かって弾性的に付勢するばね手段を具備している。
【0013】
本発明の第六の態様の自動車のペダル装置では、第一から第五のいずれかの態様のペダル装置において、ペダルアームの回動は、回転自在軸を介して回転体に伝達されるようになっている。
【0014】
本発明の装置におけるペダルアームとしては、好ましくは、本発明の第七の態様のペダル装置のように、アクセルペダルアームであるが、これに代えて、ブレーキペダルアーム又はクラッチペダルアーム等であってもよい。
【0015】
ダンパ本体、不動体及び回転体の形成材料としては、ベース材として樹脂からなり、これに充填材が含有されているのが好ましい。なお、ダンパ本体の形成材料としては、場合によっては、ほぼ剛体とみなせる金属でもよい。
【0016】
本発明のダンパは、基本的に、ダンパ本体と、ダンパ本体の軸周りの方向では不動に配された不動体と、この不動体に対面していると共に、ダンパ本体に軸周りで摺動回転自在に接触しており、ペダルアームの回動が伝達される回転体と、回転体の回転において漸次増大する摩擦抵抗力を生じさせる摩擦抵抗力発生手段とを具備しており、摩擦抵抗力発生手段は、不動体に対面する回転体の一方の面に形成された傾斜面と、回転体に対面する不動体の一方の面に形成されて前記傾斜面に面接触する傾斜面と、ダンパ本体及び回転体の互いの摺動回転自在面とを具備しており、両傾斜面は、軸方向に直交する方向に対するその傾斜角がダンパ本体と回転体との間の摺動回転自在面における摩擦角と両傾斜面における摩擦角との和よりも大きくなるように、形成されている。
【0017】
斯かるダンパでは、所望のヒステリシス特性を得ることができ、自動車のアクセルペダルアーム等の回転自在軸に連結することにより、上記のような好ましい特性を得ることができる。
【0018】
なお、本発明に係るダンパは、自動車のペダルアームに用いられるものに限定されないのであって、上記のような特性が要求される機構、装置に用いてもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【0020】
図1から図9において、本例の自動車のペダル装置1は、支持フレーム2と、支持フレーム2に軸Aを中心としてR方向に回動自在に支持されたペダルアーム、本例では剛性金属製のアクセルペダルアーム3と、アクセルペダルアーム3を初期回動位置に回動付勢するばね手段4と、アクセルペダルアーム3のR方向の回動に漸次増大する抵抗力を付与するダンパ5と、アクセルペダルアーム3を初期回動位置でその回動を停止させるストッパ(図示せず)とを具備している。
【0021】
支持フレーム2は、車体11にリベット又はボルト12等によりその底板部13で固定されており、回転自在軸14をその両側壁部15及び19で回転自在に支持している。
【0022】
アクセルペダルアーム3は、先端にアクセルペダル(図示せず)を有して、回転自在軸14の一端部20に固着されており、当該回転自在軸14を介して支持フレーム2にR方向に回動自在に支持されている。
【0023】
ばね手段4は、本例では、コイルばね、特に好ましくは捩りコイルばね16からなり、一端部17が支持フレーム2の側壁部15に係合し、他端部18がアクセルペダルアーム3に係合して、図2においてアクセルペダルアーム3をR方向において反時計回りの方向に常時弾性的に付勢している。ばね手段4としては、捩りコイルばね16に代えて、圧縮ばね、特に圧縮コイルばねでもよい。
【0024】
ダンパ5は、支持フレーム2の側壁部15にボルト21等により固定されたダンパ本体22と、ダンパ本体22内に、当該ダンパ本体22に対してその軸A方向に移動自在であってその軸A周りの方向、すなわちR方向では不動になるようにして収容された円環板状の不動体23と、ダンパ本体22内に、不動体23に対面して且つ環状の面87でダンパ本体22の固定面88にその軸A周りでR方向に摩擦角φ1をもって摺動回転自在に接触して収容された回転体28と、回転体28のR方向の回転において前記抵抗力として漸次増大する摩擦抵抗力を生じさせる摩擦抵抗力発生手段29とを具備している。
【0025】
本例の有底のダンパ本体22は、円筒部31と、円筒部31の一端面に一体的に形成された固定ばね受けとしての底部25と、円筒部31の他端面に一体的に径方向外方向に伸びて形成された鍔部32と、円筒部31の他端面の内周面33に形成されたねじ部に螺合して、当該円筒部31の一端面側に固着されて、軸A周りの方向及び軸A方向に不動に配された蓋体30とを具備している。
【0026】
円筒部31は、その内周面33に、軸A方向に伸びて形成された少なくとも一つ、本例では6個の溝41を具備しており、溝41は、R方向において等角度間隔で配されている。
【0027】
底部25の一端面45には、環状の溝46が形成されており、溝46においてコイルばね27の一端24が着座している。
【0028】
外径が略楕円形の鍔部32は、長軸方向の両端部に貫通孔43及び44を夫々有しており、貫通孔43及び44を通ったボルト21等により鍔部32においてダンパ本体22は側壁部15に固定支持されている。
【0029】
蓋体30の中央の貫通孔64には、回転自在軸14が回転自在に貫通しており、蓋体30の一方の面である固定面88には、後述の回転体本体67の環状の面87が、軸A周りの方向で摺動回転自在に且つコイルばね27のばね力に付勢されて接触している。なお、円筒部31への蓋体30の螺入状態を変えることにより、コイルばね27の初期圧縮状態を変えることができ、これにより初期抵抗力を任意に調整、設定でき、最適な初期抵抗力を得ることができる。
【0030】
不動体23は、図4、図5及び図6に特に詳しく示すように、中央に貫通孔55を有した円環板状の不動体本体56と、不動体本体56の外周面57に一体的に形成された少なくとも一個、本例では6個の突起58と、底部25の一端面45に面した面59に形成された環状の溝60と、回転体本体67の面82に対面する面81の外周側に、軸A方向であって回転体本体67の面82に向かって突出して一体的に形成された少なくとも一個、本例では3個の突起86と、突起86に連接した段部92を規定して面81に形成された凹所91とを具備しており、各突起58は、R方向において等角度間隔に配されて、各溝41に軸A方向に可動に配されており、これにより不動体23は、軸A方向に移動自在であってR方向では不動にされて、各突起58において軸A方向に摩擦角φ3をもって摺動自在にダンパ本体22の円筒部31に接触しており、各突起86は、R方向において等角度間隔に配されており、溝60においてコイルばね27の他端26が不動体本体56に着座している。
【0031】
回転体28は、特に図7、図8及び図9に詳細に示すように、円筒部65と、円筒部65の外周面66の一端部側に一体的に形成された円環板状の回転体本体67と、回転体本体67の環状の面82の外周側に、軸A方向であって不動体本体56の面81に向かって突出して一体的に形成された少なくとも一個、本例では3個の突起84と、突起84に連接した段部94を規定して面82に形成された凹所93とを具備しており、円筒部65の一端側は、蓋体30の貫通孔64に配されて、当該貫通孔64を規定する蓋体30の内周面にR方向に回転自在に支持されており、円筒部65の他端側は、貫通孔55を通って且つ当該貫通孔55を規定する不動体本体56の内周面68と軸A方向及びR方向に相対的に摺動自在に接触して伸びており、円筒部65の中央孔69に回転自在軸14の他端部70が固定的に挿着されており、各突起84は、R方向において等角度間隔に配されている。
【0032】
なお、貫通孔55を貫通するように円筒部65を長く形成すると、回転体28のR方向の回転を不動体本体56の内周面68により案内できるために好ましいが、これに代えて、貫通孔55まで伸びることなしに円筒部65を短く形成し、回転体28の回転を貫通孔64を規定する蓋体30の内周面により案内させるようにしてもよい。
【0033】
摩擦抵抗力発生手段29は、突起84の夫々に形成された軸A方向に直交する方向に対して傾斜角θを有した傾斜面83と、軸Aの周りでの回転方向において摩擦角φ2を有して傾斜面83に面接触して、突起86の夫々に形成されており、傾斜面83と同様に軸A方向に直交する方向に対して傾斜角θを有した傾斜面85と、ダンパ本体22及び回転体28の互いの摺動回転自在面であって摩擦角φ1を有した面87及び固定面88と、溝41における突起58及び円筒部31の軸A方向での摩擦角φ3を有した相互摺動面と、不動体23を回転体28に向かって弾性的に付勢するばね手段としてのコイルばね、特に好ましくは圧縮コイルばね27とを具備している。
【0034】
傾斜面83及び85は、互いに面接触するように相補的に形成されており、凹所91には突起84の夫々の軸A方向の先端が落ち込み、凹所93には突起86の夫々の軸A方向の先端が落ち込み、而して、段部92及び段部94により傾斜面83と傾斜面85との初期面接触位置が規定されている。
【0035】
傾斜面83及び85は、コイルばね27の弾性力に抗して不動体23を回転体28から軸方向に離反させてダンパ本体22の底部25に接近させて、コイルばね27のばね反力を増大させることにより、前記摩擦抵抗力を増大させるようになっていると共に、その傾斜角θが面87及び固定面88における摩擦角φ1と両傾斜面83及び85における摩擦角φ2との和よりも大きくなるように、形成されている。
【0036】
円筒部31内に円筒部31と同心に配されたコイルばね27は、その一端24がダンパ本体22の底部25に、その他端26が不動体本体56に夫々当接して、且つ不動体23を底部25から軸A方向において離反させるように、弾性的に縮められて不動体本体56とダンパ本体22の底部25との間に配されている。
【0037】
以上のペダル装置1を具備した車両、例えば自動車では、アクセルペダルの踏み込みで、アクセルペダルアーム3が、コイルばね16の弾性力に抗して図2においてR方向において時計回りの方向に回動されると、アクセルペダルアーム3の回動角を検出する検出器を含む図示しない電子制御装置によりエンジンに対する燃料噴射が促進されて加速され、逆に、アクセルペダルの踏み込み解除で、アクセルペダルアーム3が、コイルばね16の弾性力により図2におけるR方向において反時計回りの方向に回動されると、図示しない電子制御装置によりエンジンに対する燃料噴射が減少されて減速される。
【0038】
ペダル装置1では、アクセルペダルの踏み込みによるアクセルペダルアーム3の回動で、回転体28がR方向に回転されると、突起84もR方向に回転されて、突起84のR方向の回転により、傾斜面85で傾斜面83に面接触した突起86を有した不動体23は、図11に示すように、軸A方向においてコイルばね27の弾性力に抗して底部25に向かって移動され、逆に、ペダル踏み込みが解除されると、コイルばね16の弾性力によりアクセルペダルアーム3は、元の位置0°に復帰され、同じく、不動体23は、図1に示すように、元の位置に復帰される。
【0039】
そして、ペダル装置1において、アクセルペダルが一定量踏み込まれて、その回動位置でアクセルペダルアーム3が保持されている状態では、不動体23を回転体28に向かって押圧するコイルばね27の弾性力Wと回転体28を回転させる力Fとの間には、F=W・sin(φ1+φ2−θ)・cos(φ3)/{cos(φ2+φ3−θ)・cos(φ1)}なる関係が成立するのであるが、上記のように傾斜角θが摺動回転自在面87及び88における摩擦角φ1と両傾斜面83及び85における摩擦角φ2との和よりも大きくなるように、両傾斜面83及び85が形成されていると、当該力Fは常に負の値となる結果、回転体28は、弾性力Wにより常に元の初期回転位置の方向に回転されようとしており、而して、ペダル踏み込み解除後に回転体28を初期回動位置に向かって回動させる力を摩擦に打ち勝って常に発生させることができ、ペダル踏み込み解除後にはアクセルペダルアーム3を初期回動位置に確実に復帰させることができる。
【0040】
そして、ペダル装置1では、コイルばね27の漸次増大する弾性力により互いに押し付けられた傾斜面83と傾斜面85とにおける摩擦抵抗、面87と固定面88とにおける摩擦抵抗並びに溝41での突起58と円筒部31とにおける摩擦抵抗により、図10の線b−cで示すように、ペダル踏み込みに基づくアクセルペダルアーム3の回動に適宜の漸次増大する抵抗力(反力)が付与され、而して、アクセルペダルを踏み込み過ぎて、燃料を必要以上に消費するような事態をなくし得、また、角度αef°でのペダル踏み込み解除では、アクセルペダルアーム3は、コイルばね16の弾性力により小さな抵抗力をもって早期に初期位置に回動復帰されることになる。
【0041】
加えて、ペダル装置1では、ペダル踏み込み後、例えば定常走行時に相当する角度αef°でペダル踏み込みを維持する場合には、図10に示すように、ペダル踏み力をTeからTfまで減少させても、傾斜面83と傾斜面85とにおける摩擦抵抗、面87と固定面88とにおける摩擦抵抗並びに溝41での突起58と円筒部31とにおける摩擦抵抗に基づくペダルアーム回動角とペダル踏み力とのヒステリシス特性a−b−e−fにより、そのアクセルペダルアーム3の回動角αef°を維持できるために、ペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる等の不都合を解消できる。すなわちペダル装置1では、ペダル踏み込み量に応じてそのペダル踏み込み量でのアクセルペダルアーム3の回動角αef°を一定に維持できるペダル踏み力Tの範囲Te−Tfを大きくできる結果、低速から高速の各速度での定速走行時に当該速度に応じてペダル踏み込み量を容易に一定に維持でき、ペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる等の不都合を解消できる。
【0042】
更にペダル装置1によれば、傾斜面83と傾斜面85とにおける摩擦抵抗、面87と固定面88とにおける摩擦抵抗並びに溝41での突起58と円筒部31とにおける摩擦抵抗により概略アクセルペダルアーム3の回動に付与できる抵抗力を決定し得るため、ヒステリシス特性をもった反力調整を極めて簡単に行うことができ、更に、夫々の値を適宜設定することにより、極めてコンパクトなものとすることができ、小さなスペースを有効に利用して設置できる。
【0043】
ところで、上記のペダル装置1のダンパ5では、不動体23を、軸A方向に移動自在としたが、これに代えて、図12に示すダンパ101のように、不動体103を軸A方向にも不動にしてもよい。
【0044】
すなわち図12に示すダンパ101は、支持フレーム2の側壁部15にボルト21等により固定されるダンパ本体102と、ダンパ本体102内に、当該ダンパ本体102に対してその軸A方向及びその軸A周りのR方向で不動に配された不動体103と、不動体103に対面して且つ環状の面104でダンパ本体102の固定面105にその軸A周りでR方向に摩擦角φ1をもって摺動回転自在に接触した回転体106と、回転体106のR方向の回転において抵抗力として漸次増大する摩擦抵抗力を生じさせる摩擦抵抗力発生手段107とを具備している。
【0045】
ダンパ本体102は、円筒部111と、円筒部111の一端面に一体的に形成された鍔部112と、円筒部111の内周面113に径方向内方向に突出して一体的に形成された環状板部113とを具備している。鍔部112は、鍔部32と同様に、長軸方向の両端部に貫通孔114及び115を夫々有しており、貫通孔114及び115を通ったボルト21等により鍔部112においてダンパ本体102は、ダンパ本体22と同様に、側壁部15に固定支持されるようになっており、環状板部113の中央貫通孔に、後述の回転体本体116の円筒部133が回転自在に挿通されるようになっている。
【0046】
不動体103は、ダンパ本体102の環状板部113の一方の面117に軸A方向に突出して一体的に形成された3個の突起121を具備しており、斯かる突起121からなる本例の不動体103は、軸A方向及びR方向に不動にされている。突起121は、突起86と同様に、環状板部113の一方の面117にR方向において等角度間隔に配されている。
【0047】
回転体106は、回転体本体116と、回転体本体116に対して軸A方向に可動であって、回転体本体116のR方向の回転と共に回転される可動体132とを具備している。
【0048】
回転体本体116は、円筒部133と、円筒部133の一端に径方向外方向に一体的に形成された鍔部134と、円筒部133の一端の外周面に螺着されて固定された有底円筒状のばね受け体135とを具備している。
【0049】
可動体132は、円筒部133の外周面に形成されたスプライン溝に嵌合するスプライン突起を有し、このスプライン結合により摩擦角φ3をもって軸A方向に摺動自在であって、且つ円筒部133のR方向の回転と共に回転されるように、当該円筒部133の外周面に装着された可動体本体136と、軸A方向であって不動体103である突起121に向かって突出して可動体本体136の一方の面137に一体的に形成された3個の突起138とを具備しており、突起138は、突起84と同様に、可動体本体136の一方の面137にR方向において等角度間隔に配されている。
【0050】
円筒部133内には、回転自在軸14の他端部70が固定的に挿着されるようになっており、円筒部133、円筒部133に一体的に形成された鍔部134、円筒部133に固着されたばね受け体135及び円筒部133にスプライン結合された可動体本体136の夫々は、回転自在軸14のR方向の回転と共に、同様にR方向に回転されるようになっている。
【0051】
摩擦抵抗力発生手段107は、突起121の夫々に形成された軸A方向に直交する方向に対して傾斜角θを有した傾斜面141と、軸Aの周りでの回転方向において摩擦角φ2を有して傾斜面141に面接触して、突起138の夫々に形成されており、傾斜面141と同様に軸A方向に直交する方向に対して傾斜角θを有した傾斜面142と、回転体28の鍔部134及びダンパ本体102の環状板部113の互いの摺動回転自在面であって摩擦角φ1を有した面104及び固定面105と、円筒部133の外周面に対する可動体本体136のスプライン結合における軸A方向の摩擦角φ3を有した相互摺動面と、可動体本体136を不動体103に向かって弾性的に付勢する圧縮コイルばね145とを具備している。傾斜面141及び142は、傾斜面83及び85と同様に、互いに面接触するように相補的に形成されており、圧縮コイルばね145は、可動体本体136とばね受け体135の底部131との間に配されている。
【0052】
傾斜面141及び142は、コイルばね145の弾性力に抗して可動体本体136を不動体103から軸A方向に離反させてばね受け体135の底部131に接近させて、コイルばね145のばね反力を増大させることにより、前記摩擦抵抗力を増大させるようになっていると共に、その傾斜角θが面104及び固定面105における摩擦角φ1と両傾斜面141及び142における摩擦角φ2との和よりも大きくなるように、形成されている。
【0053】
以上のダンパ101を具備したペダル装置1でも、アクセルペダルの踏み込みによるアクセルペダルアーム3の回動で、回転体116がR方向に回転されると、突起138もR方向に回転されて、突起138のR方向の回転により、傾斜面142で傾斜面141に面接触した突起138を有した可動体本体136は、図13に示すように、軸A方向においてコイルばね145の弾性力に抗してばね受け体135の底部131に向かって移動され、逆に、ペダル踏み込みが解除されると、コイルばね145の弾性力によりアクセルペダルアーム3は、元の位置0°に復帰され、同じく、可動体本体136は、図12に示すように、元の位置に復帰される。
【0054】
そして、ダンパ101を具備したペダル装置1においても、上記のように傾斜角θが面104及び固定面105における摩擦角φ1と両傾斜面141及び142における摩擦角φ2との和よりも大きくなるように、両傾斜面141及び142が形成されているので、力Fは常に負の値となり、回転体116は、コイルばね145の弾性力Wにより常に元の初期回転位置の方向に回転されようとしており、而して、ペダル踏み込み解除後に回転体116を初期回動位置に向かって回動させる力を摩擦に打ち勝って常に発生させることができ、ペダル踏み込み解除後にはアクセルペダルアーム3を初期回動位置に確実に復帰させることができる。
【0055】
なお、ダンパ5又は101を具備したペダル装置1によれば、コイルばね27又は145は、相互に相対回転しない不動体23とダンパ本体22の底部25との間又は可動体本体136とばね受け体135の底部131との間に配されているために、回転体28又は116の回転においても捩られることがなく、而して、コイルばね27又は145の捩じれによる作動不良等の不都合が生じることがない。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、ペダル踏み込み量に応じて、そのペダル踏み込み量を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくでき、しかも、ペダル踏み込み解除後にはペダルアームを初期回動位置に確実に復帰させることができるダンパを具備した自動車のペダル装置及びこのペダル装置に用いて好適なダンパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態の例の正面断面図である。
【図2】図1に示す例の左側面図である。
【図3】図1に示す例のダンパの右側面図である。
【図4】図1に示す例の不動体の左側面図である。
【図5】図4に示す不動体のIV−IV線断面図である。
【図6】(a)は、図1に示す例の不動体の右側面図であり、(b)は、不動体の突起、凹所及び段部を展開して示す説明図である。
【図7】(a)は、図1に示す例の回転体の左側面図であり、(b)は、回転体の突起、凹所及び段部を展開して示す説明図である。
【図8】図1に示す例の回転体の右側面図である。
【図9】図8に示す例の回転体のIX−IX線断面と回転自在軸との関係説明図である。
【図10】図1に示す例のペダルアーム回動角とペダル踏み力との関係図である。
【図11】図1に示す例のダンパの動作説明図である。
【図12】本発明の好ましい実施の形態の他の例の正面断面図である。
【図13】図12に示す例の動作説明図である。
【符号の説明】
1 自動車のアクセルペダル装置
3 アクセルペダルアーム
5 ダンパ
22 ダンパ本体
23 不動体
27 コイルばね
28 回転体
29 摩擦抵抗力発生手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pedal device including a damper that applies appropriate braking to an accelerator pedal arm, a brake pedal arm, a clutch pedal arm, and the like of an automobile, and a damper suitable for use in the pedal device.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
In order to reduce fuel consumption and reduce carbon dioxide in automobiles, it is necessary to finely control the fuel injection of automobile engines. Along with this, it is practical to electronically adjust the throttle valve opening by depressing the accelerator pedal. Has been.
[0003]
In an automobile in which the fuel injection of the engine is electronically controlled, the accelerator wire arranged between the accelerator pedal arm and the throttle valve is usually omitted, but in this accelerator wireless automobile, compared to an automobile with an accelerator wire, A loop with a substantially narrow hysteresis characteristic in relation to pedal depression amount (accelerator pedal arm rotation angle) and pedal depression force in addition to different reaction force against pedal depression force, in other words, pedal depression force characteristic with respect to pedal depression amount Therefore, when a general driver who is accustomed to a car with an accelerator wire drives an accelerator wireless car, the driver depresses the pedal too much and consumes more fuel than before. There is a risk that it may be difficult to keep the pedal depression amount constant during traveling.
[0004]
In order to obtain a large reaction force against the pedal depressing force and prevent excessive depression, simply increasing the spring force of the return spring that returns the pedal arm to the initial rotation position will result in a large reaction from the return spring during constant speed driving. There is a risk of premature fatigue of the pedal foot by force.
[0005]
Instead of using a return spring with such a large spring force, when adding a damper that can obtain hysteresis characteristics equivalent to that of an accelerator wire to the pedal arm, the addition of such a damper also releases the pedal depression. Later, it is required that the pedal arm is surely returned to the initial rotation position.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to increase the range of the pedal depression force that can keep the pedal depression amount constant according to the pedal depression amount, An object of the present invention is to provide a pedal device for an automobile equipped with a damper capable of reliably returning the pedal arm to the initial rotation position after releasing the pedal, and a damper suitable for use in the pedal device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The pedal device for an automobile according to the first aspect of the present invention includes a damper that imparts a resistance force that gradually increases to the rotation of the pedal arm. The damper includes a damper body and a direction around an axis of the damper body. Then, a non-moving non-moving body, a non-moving non-moving body facing the non-moving body, and a rotating body that is in contact with the damper main body so as to be slidable and rotatable around the shaft, and to which rotation of the pedal arm is transmitted, Frictional force generating means for generating a frictional resistance force that gradually increases as the resistance force during rotation of the body, and the frictional resistance force generating means is formed on one surface of the rotating body facing the non-moving body. An inclined surface formed on one surface of the non-moving body facing the rotating body and in surface contact with the inclined surface, and a damper main body and the rotating body are slidably rotatable on each other. Both inclined surfaces are aligned in the direction perpendicular to the axial direction. As Rusono inclination angle becomes larger than the sum of the friction angle in the friction angle and both inclined surface in sliding rotatable surfaces between the damper body and the rotor are formed.
[0008]
According to the pedal device of the first aspect, since the frictional resistance generating means for generating the frictional resistance force that gradually increases in the rotation of the rotating body is provided, the pedal depression amount is set according to the pedal depression amount. The range of pedaling force that can be maintained constant can be increased. In other words, according to the pedal device of the first aspect, when the rotating body is rotated by the rotation of the pedal arm by depressing the pedal, a frictional resistance force that increases in the frictional resistance generating means is generated. For example, it is possible to eliminate excessive fuel consumption by pushing the accelerator pedal too much with force, and the range of pedal depression force that can maintain the pedal arm turning angle constant according to the pedal depression amount As a result, the pedal depression amount can be easily maintained constant according to the speed when traveling at a constant speed from low speed to high speed, and inconveniences such as premature fatigue on the pedal foot can be eliminated.
[0009]
Moreover, in the pedal device according to the first aspect, the both inclined surface angles of the frictional resistance generating means are larger than the sum of the friction angle on the sliding rotatable surface and the friction angle on both inclined surfaces. Therefore, as will be described later, the force that rotates the rotating body toward the initial rotation position after the pedal depression is released can always be generated by overcoming the friction. It is possible to reliably return to the moving position.
[0010]
In automobiles and the like, it is required to have two or more energy sources for returning the pedal arm to the initial rotation position. The damper of the pedal device of the first aspect is as described above. Since the force to rotate the rotating body toward the initial rotation position after the pedal depression can be overcome and always generated by friction, it functions as an energy source for returning the pedal arm to the initial rotation position. Thus, according to the pedal device of the first aspect with respect to such a requirement, one energy source can be omitted, and the cost can be greatly reduced and the periphery of the pedal arm can be made compact.
[0011]
In the pedal device for an automobile according to the second aspect of the present invention, in the pedal device according to the first aspect, the non-moving body is movable in the axial direction, and the frictional resistance generating means moves the non-moving body toward the rotating body. In the pedal device for an automobile according to the third aspect of the present invention, the non-moving body includes a non-moving body main body, and a non-moving body main body. One surface of the non-moving body main body is provided with a protrusion formed integrally with the axial direction and projecting toward one surface of the rotating body. The rotating body includes the rotating body main body and the rotation body. One surface of the body main body is provided with a protrusion that is integrally formed so as to protrude in the axial direction toward one surface of the non-moving body, and each of the inclined surfaces is provided on each of the protrusions. Is formed.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pedal device for an automobile. In the pedal device according to the first aspect, the non-moving body includes a protrusion that protrudes in the axial direction and is integrally formed with the damper body. Comprises a rotating body main body and a movable body that is rotated together with the rotation of the rotating body main body, and the movable body protrudes toward the non-moving body in the axial direction and the movable body main body. And each of the inclined surfaces is formed on each of the two protrusions. In the automobile pedal device according to the fifth aspect of the present invention, the fourth aspect is provided. In this pedal apparatus, the movable body is movable in the axial direction with respect to the rotating body, and the frictional resistance generating means includes spring means for elastically urging the movable body toward the non-moving body. .
[0013]
In the pedal device for an automobile according to the sixth aspect of the present invention, in the pedal device according to any one of the first to fifth aspects, the rotation of the pedal arm is transmitted to the rotating body via the rotatable shaft. It has become.
[0014]
The pedal arm in the device of the present invention is preferably an accelerator pedal arm as in the pedal device of the seventh aspect of the present invention, but instead of this, a brake pedal arm or a clutch pedal arm, etc. Also good.
[0015]
As a material for forming the damper main body, the non-moving body, and the rotating body, it is preferable that the base material is made of a resin and contains a filler. In addition, as a material for forming the damper main body, a metal that can be regarded as a substantially rigid body may be used in some cases.
[0016]
The damper of the present invention basically has a damper main body, a non-moving body arranged immovably in the direction around the axis of the damper main body, and faces the non-moving body, and slides and rotates around the axis of the damper main body. A rotating body that is freely contacted and that transmits the rotation of the pedal arm, and a frictional resistance generating means that generates a frictional resistance that gradually increases in the rotation of the rotating body are provided. The means includes an inclined surface formed on one surface of the rotating body facing the stationary body, an inclined surface formed on one surface of the stationary body facing the rotating body and in surface contact with the inclined surface, and a damper body And both of the inclined surfaces have an inclination angle with respect to a direction perpendicular to the axial direction, and the friction between the damper main body and the rotating body on the sliding rotatable surface. Greater than the sum of the angle and the friction angle on both inclined surfaces As it has been formed.
[0017]
With such a damper, a desired hysteresis characteristic can be obtained, and the preferable characteristic as described above can be obtained by connecting to a rotatable shaft such as an accelerator pedal arm of an automobile.
[0018]
Note that the damper according to the present invention is not limited to that used for a pedal arm of an automobile, and may be used for a mechanism or device that requires the above characteristics.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention and its embodiments will be described with reference to preferred examples shown in the drawings. The present invention is not limited to these examples.
[0020]
1 to 9, a pedal device 1 for an automobile of this example includes a support frame 2 and a pedal arm supported by the support frame 2 so as to be rotatable in an R direction around an axis A, which is made of a rigid metal in this example. An
[0021]
The support frame 2 is fixed to the
[0022]
The
[0023]
In this example, the spring means 4 comprises a coil spring, particularly preferably a torsion coil spring 16. One
[0024]
The
[0025]
The bottomed damper
[0026]
The
[0027]
An
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
As shown in detail in FIGS. 4, 5, and 6, the
[0031]
As shown in detail in FIGS. 7, 8, and 9, the rotating
[0032]
In addition, it is preferable to form the
[0033]
The frictional resistance generating means 29 has an
[0034]
The inclined surfaces 83 and 85 are complementarily formed so as to be in surface contact with each other, and the tips of the
[0035]
The inclined surfaces 83 and 85 cause the
[0036]
The
[0037]
In a vehicle equipped with the above pedal device 1, for example, an automobile, the
[0038]
In the pedal device 1, when the
[0039]
In the pedal device 1, when the accelerator pedal is depressed by a certain amount and the
[0040]
In the pedal device 1, the frictional resistance between the
[0041]
In addition, in the pedal device 1, after the pedal is depressed, for example, when the pedal depression is maintained at an angle αef ° corresponding to steady running, as shown in FIG. 10, even if the pedal depression force is decreased from Te to Tf, The pedal arm rotation angle and the pedal depression force based on the friction resistance between the
[0042]
Further, according to the pedal device 1, the accelerator pedal arm is roughly determined by the frictional resistance between the
[0043]
By the way, in the
[0044]
That is, the
[0045]
The damper
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
The rotating body
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
The frictional resistance generating means 107 has an
[0052]
The
[0053]
Even in the pedal device 1 provided with the
[0054]
In the pedal device 1 including the
[0055]
According to the pedal device 1 provided with the
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, according to the pedal depression amount, the range of the pedal depression force that can keep the pedal depression amount constant can be increased, and the pedal arm is reliably returned to the initial rotation position after the pedal depression is released. It is possible to provide a damper device suitable for use in a pedal device of an automobile equipped with a damper capable of being used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of an example of a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a left side view of the example shown in FIG.
FIG. 3 is a right side view of the damper shown in FIG. 1;
4 is a left side view of the non-moving body in the example shown in FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of the non-moving body shown in FIG.
6A is a right side view of the non-moving body of the example shown in FIG. 1, and FIG. 6B is an explanatory view showing the protrusions, recesses and stepped portions of the non-moving body in an expanded manner.
7A is a left side view of the rotating body of the example shown in FIG. 1, and FIG. 7B is an explanatory view showing the protrusions, recesses, and steps of the rotating body in an expanded manner.
8 is a right side view of the rotating body of the example shown in FIG.
9 is an explanatory diagram of a relationship between a cross section taken along line IX-IX of the rotating body of the example shown in FIG. 8 and a rotatable shaft.
10 is a relationship diagram between the pedal arm rotation angle and the pedal depression force in the example shown in FIG. 1;
11 is an operation explanatory diagram of the damper of the example shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 12 is a front sectional view of another example of the preferred embodiment of the present invention.
13 is an operation explanatory diagram of the example shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Automobile accelerator pedal device
3 Accelerator pedal arm
5 Damper
22 Damper body
23 Unmoving object
27 Coil spring
28 Rotating body
29 Friction resistance generating means
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