JP6563705B2

JP6563705B2 - ダンパ

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Inventors: 尚弘堀田; 陽太小堀
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Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2019-08-21
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Also published as: WO2016208461A1; JP2017010286A

Description

本発明は、ヒステリシス特性を有する直動型の摩擦機構に関し、例えばドライバのペダル踏み込みをアシストするブレーキアクチュエータのプッシュロッド等、直動する移動部材の制動に好適なダンパに関する。

特許文献１には、一対のカムを含むダンパのヒステリシス特性を利用して、アクセルペダルの踏み込みに適度な負荷を与えるとともに、アクセルペダルをほぼ一定の位置に保持しているときのドライバの足にかかる負担を低減するアクセルペダルユニットが記載されている。

このアクセルペダルユニットにおいては、アクセルペダルアームの回転が、リンク部材等からなる伝達機構を介してダンパの回転軸に伝達され、これにより、アクセルペダルアームの双方向の回転が制動される。具体的には、リンク部材の回転によりダンパの回転軸が回転するように、リンク部材の一端がダンパの回転軸に固定される。一方、アクセルペダルアームには、アクセルペダルアームの回転軸を挟んでアクセルペダルの反対側の端部に係合部材が固定され、この係合部材がリンク部材にスライド可能に保持される。これにより、アクセルペダルアームが回転すると、リンク部材を介して、アクセルペダルアームの回転方向に応じた方向にダンパの回転軸が回転し、ダンパのヒステリシス特性により、アクセルペダルの踏み込み時には適度な負荷が与えられ、アクセルペダルの復帰時には負荷が軽減する（段落００７１〜００８４、図１３〜図１９等）。

また、特許文献２には、スプリングでベルトに適度なテンションをかけるリニアテンショナに組み込まれる減衰機構が記載されている。この減衰機構においては、ベルトからの荷重に応じて、コーン状のピストンが、スプリングによりこのピストンに向けて付勢されたカム本体のテーパ穴に押し込まれる。コーン状のピストンの押し込みによりカム本体のテーパ穴の径が大きくなるようにカム本体には一方の端面から軸心方向に、他方の端面にまでは到達しないスロットが形成されているため（図９）、コーン状のピストンがカム本体のテーパ穴に押し込まれると、カム本体は、テーパ穴の径の拡大によって外周面をハウジングの内壁と摺動させながら、スプリングを圧縮する方向に移動する。このときカム本体の外周面とハウジングの内壁との間に生じる摩擦によって、ヒステリシス特性を有する減衰力が得られる。

特開２００２−１２０５２号公報特許第３７９２１６０号明細書

ところで、自動車のブレーキ等において、ペダル踏み込み時には、ペダル踏み込み量に応じた適度な負荷がドライバの足に与えられる一方で、ペダル保持中には、ドライバの足にかかる負荷が低減する、というペダル操作感を実現しようとすれば、上記従来のアクセルペダルユニットのダンパと同様なダンパを組み込んだ特別なブレーキペダルユニットを自動車に搭載する必要がある。例えば、ドライバのペダル踏み込みをアシストするブレーキアクチュエータのプッシュロッド側から、要求されるペダル操作感に応じたヒステリシス特性を有する負荷をブレーキペダルアームに与えることができれば、任意に選択した汎用のブレーキペダルアームをプッシュロッドに連結するだけで、要求されるペダル操作感を安定に実現することができる。

ところが、特許文献１に記載のアクセルペダルユニットに組み込まれたダンパは、アクセルペダルアームの双方向の回転を制動するものであるため、例えばブレーキアクチュエータのプッシュロッドのような、直動する移動部材の制動にそのまま適用することは困難である。一方、特許文献２に記載の減衰機構においては、カム本体の外周面が均一にハウジングの内壁に接触せず、カム本体の外周面が偏摩耗する可能性がある。これにより、カム本体の寿命が低下する可能性がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸心に沿って往復移動する移動部材を制動しながら、ヒステリシス特性を有する反力を移動部材に与える、より長寿命なダンパを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、全長にわたるスリットが形成された筒状のスライダの内周面のカム面が移動部材の外周面内のカム面に対して弾性体の弾性力で移動部材の軸心方向に押し当てられるため、移動部材がその軸心に沿って移動すると、スライダのカム面と移動部材のカム面との接触により、スリットは、その外周面全域をケースの内周面に押し当てながら移動部材とともに移動する。

例えば、本発明に係るダンパは、
軸心に対して傾斜した第一のカム面を前記軸心周りに有する移動部材が、前記軸心に沿って往復移動可能に挿入されるハウジングと、
前記移動部材の軸心に沿って移動可能に前記ハウジング内に配置されており、前記ハウジングの内周面に対向する外周面と、前記移動部材を当該移動部材の軸心周りに囲み、前記第一のカム面に対向する第二のカム面を含む内周面と、を有する筒形状のスライダと、
前記ハウジングに収容され、前記第一のカム面に対して前記第二のカム面が前記シャフトの軸心方向に押し当てられるように前記スライダを前記シャフトの軸心方向に付勢する第一の弾性体と、
前記ハウジングに収容され、前記スライダが、前記第一の弾性体を圧縮する方向に所定距離以上変位した場合に、前記第一のカム面に前記第二のカム面が押し当てられるように前記スライダを前記移動部材の軸心方向へ付勢する第二の弾性体と、を備え、
前記スライダには、当該スライダの両端面に抜けるスリットが形成され、
前記移動部材が当該移動部材の軸心に沿って往復移動した場合に、前記第一のカム面と前記第二のカム面との接触により、前記スライダは、前記スリットの幅が広がるように弾性変形し、前記ハウジングの内周面に前記スライダの外周面を押し当てながら、前記移動部材とともに前記移動部材の軸心に沿って往復移動する。

本発明によれば、全長にわたってスリットが形成された筒状のスライダが、その内周のカム面と、軸心に沿って移動する移動部材の外周のカム面との接触によりわずかに押し広げられ、その外周面全域をケースに押し当てながら移動部材とともに移動するため、軸心に沿って往復移動する移動部材を制動しながら、ヒステリシス特性を有する反力を移動部材に与える、より長寿命なダンパを実現することができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るダンパ８が組み込まれた電動ブレーキアクチュエータのプッシュロッド７にブレーキペダルアーム８１が取り付けられている状態を説明するための図である。図２は、プッシュロッド７を含めたダンパ８の部品展開図である。図３（Ａ）は、プッシュロッド７の正面図であり、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図であり、図３（Ｄ）は、プッシュロッド７の右側側面図であり、図３（Ｅ）は、プッシュロッド７の直進カム部７４２の拡大図である。図４（Ａ）は、ケース１の正面図であり、図４（Ｂ）は、ケース１の右側側面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、スライダ４の正面図、左側面図および右側面図であり、図５（Ｄ）は、図５（Ｂ）のＤ−Ｄ断面図であり、図５（Ｅ）は、図５（Ｃ）のＥ−Ｅ断面図である。図６（Ａ）は、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態（初期状態）におけるスライダ４の状態を説明するための図であり、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）は、ブレーキペダル踏み込み時におけるスライダ４の状態を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態においては、軸心方向に沿って往復移動する移動部材を制動対象とするダンパの一例として、ブレーキペダルの踏込みをアシストする電動ブレーキアクチュエータに組み込まれるダンパ８を挙げる。

図１は、本実施の形態に係るダンパ８が組み込まれた電動ブレーキアクチュエータのプッシュロッド７にブレーキペダルアーム８１が取り付けられている状態の概略図であり、図２は、制動対象のプッシュロッド７を含めたダンパ８の部品展開図である。

図示するように、本実施の形態に係るダンパ８は、ブレーキペダルが受けた踏力をブレーキシリンダ内のピストンに伝達する移動部材であるプッシュロッド７をこのプッシュロッド７の軸心Ｏ方向に沿って往復移動可能に支持する直動型のダンパであり、例えば、プッシュロッド７が軸心Ｏ方向に挿入される２つのロッド挿入口５０、５１を有するハウジング（ケース１とカバー２との組立て体）５と、ハウジング５の内部（後述の制動部収容室１５：図６参照）に収容され、ヒステリシス特性を有する負荷をプッシュロッド７に与える制動部６と、を有している。

ここで、ハウジング５は、プッシュロッド７を軸心Ｏ周りに囲む中空筒状の底付きケース１と、このケース１の開口部１０をふさぐカバー２と、を有しており、その内部には、制動部６の収容空間として、ケース１の内壁面（内周面１２、底面１４）とカバー２の裏面（ケース１側に向けられる面）２１とに囲まれた円柱状の制動部収容室１５が形成されている（図６参照）。

一方、制動部６は、ハウジング５の内周面（ケース１の内周面１２）に外周面４１を摺動させながらプッシュロッド７とともにハウジング５の軸心（プッシュロッド７の軸心Ｏ）に沿って往復移動するいわゆる径方向断面Ｃ形のスライダ４と、ハウジング５の底面（ケース１の底面１４）およびスライダ４の一方の端面（ケース１の底面１４側に向けられる面：以下、前端面）４４により圧縮され、スライダ４を、カバー２の裏面２１に向けてハウジング５の軸心（プッシュロッド７の軸心Ｏ）方向に付勢する弾性体３と、を備えており、弾性体３を圧縮しながら変位するスライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との摩擦抵抗により生じる制動力でプッシュロッド７を制動する。なお、弾性体３は、スライダ４の軸心Ｏ方向変位に応じた弾性力でスライダ４をカバー２の裏面２１に向けて付勢するものであればよいが、本実施の形態においては、このような弾性体３としてコイルスプリング３０を備える場合を例示している。

このような構成を有するダンパ８を電動ブレーキアクチュエータに組み込むことにより、ブレーキペダルの踏み込みに応じて軸心Ｏに沿って往復移動するプッシュロッド７を、そのストローク全域に渡って、要求されるペダル操作感に応じたヒステリシス特性を有する負荷で制動することができる。以下、ダンパ８の制動対象のプッシュロッド７と、ダンパ８の構成（ハウジング５および制動部６）とについてそれぞれ詳細に説明する。

まず、制動対象のプッシュロッド７について説明する。

図３（Ａ）は、プッシュロッド７の正面図、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図、図３（Ｄ）は、プッシュロッド７の右側側面図、図３（Ｅ）は、プッシュロッド７の直進カム部７４２の拡大図である。

図示するように、プッシュロッド７は、軸心Ｏに沿って一方の端面７１側から順に、電動ブレーキアクチュエータのブレーキシリンダ内のピストンを駆動するピストン駆動部７３、スライダ４の内周面４６に含まれる後述のカム面４２で摺動可能に支持されるカム面７４５を有する段付きシャフト部７４、およびブレーキペダルアーム８１が連結されるペダルアーム連結部７５、を有している。このプッシュロッド７は、ハウジング５の一方のロッド挿入口５０から挿入されたピストン駆動部７３がハウジング５の他方のロッド挿入口５１から突き出す位置（図１参照）までハウジング５の内部（制動部収容室１５）に挿入される。

ピストン駆動部７３は、ブレーキシリンダ内のピストン後端面に向けてハウジング５の他方のロッド挿入口５１からハウジング５の外部（制動部収容室１５の外部）に突き出している。ブレーキペダルの踏み込みによってプッシュロッド７がブレーキシリンダに向かって移動（前進）すると、このピストン駆動部７３の先端面（プッシュロッド７の一方の端面）７１がピストンの後端面に突き当てられてブレーキシリンダ内でピストンが前進する。なお、このピストン駆動部７３は、ブレーキシリンダ内のピストン後端面への突き当てに適した任意の形状（例えば円柱形状）を有していればよい。

段付きシャフト部７４は、互いに径が異なり、かつ、いずれもプッシュロッド７の最大ストロークより長い２つの円柱部７４１、７４３が同軸に形成された段付き形状を有している。一方の円柱部（以下、小径部と呼ぶ）７４１にはピストン駆動部７３がつながり、小径部７４２よりも径の大きい他方の円柱部（以下、大径部と呼ぶ）７４３にはペダルアーム連結部７５がつながっている。さらに、小径部７４１と大径部７４３との間には、これらの円柱部７４１、７４３の外周をつなぐようにテーパが付けられた錐台状の直進カム部７４２が形成されている。このような錐台状の直進カム部７４２は、小径部７４１から大径部７４３に近づくにしたがって外径が大きくなり、その外周面７４６には、小径部７４１から大径部７４３に近づくにしたがって軸心Ｏとの間隔が狭くなるように軸心Ｏに対して傾斜した錐面状の曲面領域７４５が含まれている。この曲面領域７４５が、スライダ４の内周面４６に含まれる後述のカム面４２により支持される直進カム部７４２のカム面７４５として機能する。

この段付きシャフト部７４は、ハウジング５の一方のロッド挿入口５０を介してハウジング５の内部（制動部収容室１５）に挿入される。後述するように、ハウジング５の制動部収容室１５においては、スライダ４の前端面４４とケース１の底面１４との間で圧縮されたコイルスプリング３０の復元力によりスライダ４のカム面４２が直進カム部７４２のカム面７４５に押し当てられるため、ブレーキペダルの踏み込みによりプッシュロッド７がブレーキシリンダに向かって前進（図１の方向αへ移動）すると、スライダ４は、直進カム部７４２のカム面７４５にカム面４２を摺動させてわずかに弾性変形し、ハウジング５の内壁面（ケース１の内周面１２）に外周面４１を押し当てながらプッシュロッド７とともに前進する。

ペダルアーム連結部７５は、ピストン駆動部７３とは反対側に向かってハウジング５の一方のロッド挿入口５０からハウジング５の外部（制動部収容室１５の外部）に突き出している。このペダルアーム連結部７５は、例えば円柱形状を有しており、その端面（プッシュロッド７の他方の端面）７２には、ブレーキペダルアーム８１を回転自在に保持するクレビスジョイント８０を固定するためのネジ穴７５１が形成されている。例えば、クレビスジョイント８０にナット８４で固定されたボルト８３をこのネジ穴７５１にねじ込み、さらにこのボルト８３とナット８５とを締結することにより、ブレーキペダルアーム８１がプッシュロッド７に回転自在に連結される（図１参照）。これにより、ブレーキペダルアーム８１が回転軸８２周りに双方向に回転すると、ブレーキペダルアーム８１に連動して、プッシュロッド７がその軸心Ｏに沿って往復移動する。

なお、このようなプッシュロッド７は全体が一体に形成されたものであってもよいし、個別のパーツ（例えば、ピストン駆動部７３を含むパーツ、直進カム部７４２を含むパーツ、ペダルアーム連結部７５を含むパーツ）が連結されたものであってもよい。

つぎに、ダンパ８の構成（ハウジング５、制動部６）について説明する。

前述したように、ハウジング５は、中空筒状の底付きケース１と、このケース１の開口部１０をふさぐカバー２と、を有しており、その内部には、制動部６が収容される制動部収容室１５が形成されている（図２参照）。

図４（Ａ）は、ケース１の正面図であり、図４（Ｂ）は、ケース１の右側側面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。

図示するように、ケース１は、プッシュロッド７よりも短い底付き円筒形状を有しており、その開口部１０の内周にはネジ部１１が形成されている。一方、カバー２は円板形状を有しており、その外周面２２には、ケース１の開口部１０の内周に形成されたネジ部１１に締結されるネジ部２３が形成されている。ケース１の開口部１０にカバー２を装着して、カバー２の外周面２２のネジ部２３とケース１の開口部１０のネジ部１１とを締結することにより、カバー２の裏面２１とケース１の内壁面（底面１４、内周面１２）とに囲まれた円柱状の制動部収容室１５が形成される。

また、ケース１の底面１４の中央領域には、ハウジング５の制動部収容室１５の軸心Ｏが通過する位置に、プッシュロッド７のピストン駆動部７３の外径Ｒ１および段付きシャフト部７４の小径部７４１の外径Ｒ２よりも大きな内径ｒ１を有する貫通穴１３が形成されている。同様に、カバー２の中央領域にも、ハウジング５の制動部収容室１５の軸心Ｏが通過する位置に、プッシュロッド７のペダルアーム連結部７５の外径Ｒ４および段付きシャフト部７４の大径部７４３の外径Ｒ３よりも大きな内径を有する貫通穴２４が形成されている。ケース１の開口部１０へのカバー２の装着により、カバーの２の貫通穴２４は、ハウジング５の一方のロッド挿入口５０となり、ケース１の底面１４の貫通穴１３は、ハウジング５の他方のロッド挿入口５１となる。

さらに、ケース１の底面１４には、貫通穴１３を囲む環状のスプリングガイド溝１６が形成されている。ケース１にコイルスプリング３０が挿入される際、コイルスプリング３０の一方の端部３１が、このスプリングガイド溝１６にはめ込まれて固定される。

なお、ケース１の外周には、必要に応じて、例えば、電動ブレーキアクチュエータのハウジング等にダンパ８を固定するためのフランジ１７等が形成される。

一方、制動部６は、前述したように、スライダ４と、カバー２の裏面２１に向けてスライダ４を付勢するコイルスプリング３０と、を備え、コイルスプリング３０を圧縮しながら変位するスライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との摩擦抵抗により生じる制動力でプッシュロッド７を制動する。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、スライダ４の正面図、左側面図および右側面図であり、図５（Ｄ）は、図５（Ｂ）のＤ−Ｄ断面図であり、図５（Ｅ）は、図５（Ｃ）のＥ−Ｅ断面図である。

図示するように、スライダ４は、径方向断面がＣ形状を有する弾性変形可能な筒状部材である。具体的には、スライダ４は、一方の端面（以下、後端面）４３から前端面４４に抜ける軸心Ｏ方向のスリット４５が形成され、スライダ４全長にわたってスリット４５の幅ｔが広がるように（すなわち、スライダ４全長にわたって外径Ｒ５が大きくなるように）弾性変形可能な例えば樹脂製の筒状一体成型品である。なお、スライダ４が弾性変形しやすいように、スライダ４の内周面４６には、スリット４５に対向する位置に、後端面４３から前端面４４まで軸心Ｏ方向に溝４７が形成されていてもよい。

このスライダ４は、コイルスプリング３０により付勢されて後端面４３をカバー２の裏面２１に接触させた状態で制動部収容室１５に配置されており、その内周面４６は、ハウジング５の一方のロッド挿入口５０から挿入されたプッシュロッド７の段付きシャフト部７４が挿入されるロッド挿入穴４０を形成している。プッシュロッド７の段付きシャフト部７４を囲むスライダ４の内周面４６には、スライダ４の後端面４３から離れるにしたがってロッド挿入穴４０の内径が小さくなるように、プッシュロッド７の軸心Ｏに対して直進カム部７４２のカム面７４５とほぼ同角度傾斜した錐面状の曲面領域（カム面４２）が形成されている。このようなカム面４２は、プッシュロッド７の直進カム部７４２の外周面７４６のほぼ反転形状を有しており、ハウジング５の一方のロッド挿入口５０から挿入されたプッシュロッド７の直進カム部７４２のカム面７４５に対向し、このカム面７４５に面接触する。これにより、スライダ４は、プッシュロッド７の直進カム部７４２のカム面７４５を内周面４６のカム面４２で支持し、ハウジング５の内周面（ケース１の内周面１２）に外周面４１を摺動させながらプッシュロッド７とともにハウジング５の軸心（プッシュロッド７の軸心Ｏ）に沿って往復移動する。

ブレーキペダルの踏み込みによりプッシュロッド７が前進して、コイルスプリング３０によってカバー２の裏面２１に向けて付勢されたスライダ４のロッド挿入穴４０に直進カム部７４２が押し込まれると、スライダ４は、直進カム部７４２のカム面７４５から受ける力により、直進カム部７４２のカム面７４５にカム面４２を摺動させながら、スライダ４全長にわたってスリット４５の幅ｔが広がるようにわずかに弾性変形する。これにより、スライダ４は、直進カム部７４２のカム面７４５からの抗力のラジアル方向分力で外周面４１全域をハウジング５の内壁面（ケース１の内周面１２）に押し当てながらプッシュロッド７とともに前進して、コイルスプリング３０をさらに圧縮する。このとき、スライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との摺動により、スライダ４には、スライダ４の前進を妨げる摩擦抵抗が作用する。プッシュロッド７により押し込まれるスライダ４は、コイルスプリング３０の復元力と、スライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との間の摩擦抵抗等により生じる制動力とを受けながら前進するため、ブレーキペダルを踏み込むドライバの足（駆動源）には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた適度な負荷が与えられる。

本実施の形態においては、スライダ４に、その全長にわたる軸心Ｏ方向のスリット４５を形成しているが、スライダ４のスリットは、スライダ４の両端面４３、４４に抜けるように形成されていればよく、プッシュロッド７の軸心Ｏに平行である必要ない。例えば、スライダ４に、その両端面４３、４４に抜けるスリットが、プッシュロッド７の軸心Ｏに対して傾斜した向きに形成されていてもよい。これにより、スライダ４の往復移動により、スライダ４の外周面４１をケース１の内周面１２全域と摺動させることができる。

コイルスプリング３０は、一方の端部３１がスプリングガイド溝１６にはめ込まれた状態でケース１の底面１４とスライダ４の前端面４４との間に配置されている。このコイルスプリング３０は、制動部収容室１５の軸心Ｏ方向全長（カバー２の裏面２１とケース１の底面１４との間の距離Ｌ２：図６（Ａ）参照）からスライダ４の軸心Ｏ方向長さＬ１（図５（Ａ）参照）を差し引いた長さよりも長い自由長を有している。このため、コイルスプリング３０は、ダンパ８の初期状態（ブレーキペダルが踏み込まれていない図６（Ａ）の状態）においてスライダ４の前端面４４とケース１の底面１４との間で圧縮（プリロード）されており、ブレーキペダルの踏み込みによってスライダ４がケース１の底面１４に向けて駆動されると、スライダ４の前端面４４とケース１の底面１４との間でさらに圧縮される。これにより、スライダ４が、ブレーキシリンダ側への変位量に応じた弾性力でカバー２の裏面２１に向けてハウジング５の軸心（プッシュロッド７の軸心Ｏ）方向に付勢され、スライダ４のカム面４２が直進カム部７４２のカム面７４５に押し当てられる。このとき、スライダ４のカム面４２には、直進カム部７４２のカム面７４５から、コイルスプリング３０の弾性力、および、スライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との間の摩擦抵抗等に応じた荷重がかけられる。

このようなダンパ８は、例えば、以下の手順によりプッシュロッド７に組み付けられ、電動ブレーキアクチュエータに組み込まれる。

まず、ケース１の底面１４のスプリングガイド溝１６にコイルスプリング３０の一方の端部３１がはめ込まれるように、コイルスプリング３０を、一方の端部３１からケース１の開口部１０に挿入してケース１の内部に配置する。つぎに、スライダ４の前端面４４をケース１の底面１４側に向けた状態で、ケース１の開口部１０からスライダ４を挿入する。これにより、スライダ４は、コイルスプリング３０の他方の端部３２に前端面４４を接触させた状態でケース１の内部に配置される。

そして、ケース１の開口部１０にカバー２を装着し、カバー２の外周面２２のネジ部２３をケース１の開口部１０のネジ部１１に締結する。これにより、ハウジング５内に、制動部６が収容された制動部収容室１５が形成される。前述したように、コイルスプリング３０の自由長は、制動部収容室１５の軸心Ｏ方向全長Ｌ１からスライダ４の軸心Ｏ方向長さＬ２を差し引いた距離よりも大きいため、ハウジング５の制動部収容室１５に収容されたコイルスプリング３０は、カバー２の裏面２１に後端面４３を接触させたスライダ４の前端面４４とケース１の底面１４との間でわずかに圧縮（プリロード）されている。

その後、プッシュロッド７の軸心Ｏを制動部収容室１５の軸心Ｏに位置合わせしながら、このプッシュロッド７を、ピストン駆動部７３側からハウジング５の一方のロッド挿入口５０に挿入し、ハウジング５の他方のロッド挿入口５１からピストン駆動部７３が所定の長さだけ突き出す位置までハウジング５の制動部収容室１５に挿入する。このとき、ハウジング５の制動部収容室１５では、プッシュロッド７のピストン駆動部７３がスライダ４のロッド挿入口４０およびコイルスプリング３０の内部をこの順に通過する。このため、ハウジング５の制動部収容室１５では、プッシュロッド７の段付きシャフト部７４の小径部７４１の外周にスライダ４およびコイルスプリング３０が装着された状態となっている。

このようにしてプッシュロッド７にダンパ８を組み付けた後、このダンパ８を、プッシュロッド７のピストン駆動部７３の先端面７１がブレーキシリンダ内のピストンの後端面に突き当たるように、電動ブレーキアクチュエータのハウジング等に固定する。これにより、プッシュロッド７をその軸心Ｏに沿った往復移動可能に支持したダンパ８が電動ブレーキアクチュエータに組み込まれる。つぎに、電動ブレーキアクチュエータに組み込まれたダンパ８の動作について説明する。

図６は、ブレーキペダル踏み込み前後における制動部収容室１５内の状態変化を説明するための概略図であり、図６（Ａ）は、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態（初期状態）におけるスライダ４の状態を示し、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）は、ブレーキペダル踏み込み時におけるスライダ４の状態を示している。ただし、図６（Ａ）〜（Ｃ）においては、コイルスプリング３０の輪郭を一転鎖線で示すことにより、ハウジング５の制動部収容室１５の内部レイアウトを簡略表示してある。

図６（Ａ）に示すように、ダンパ８の初期状態において、ハウジング５の制動部収容室１５のスライダ４は、プリロードされたコイルスプリング３０によってプッシュロッド７の軸心Ｏ方向にカバー２に向けて付勢され、初期位置（例えば、スライダ４の後端面４３とカバー２の裏面２１とが接触する位置）に位置付けられている。

ここでドライバがブレーキペダルを踏み込み、ブレーキペダルアーム８１が回転軸８２周りに所定の方向Ａ（図１参照）に回転すると、プッシュロッド７は、ブレーキペダルアーム８１に連動して、ブレーキシリンダ（不図示）に向かう方向αに移動する。なお、以下においては、ブレーキシリンダに向かう方向αへの移動を前進、ブレーキシリンダから遠ざかる方向（方向αの逆方向）βへの移動を後退と呼ぶ。

図６（Ｂ）に示すように、プッシュロッド７の前進により、プッシュロッド７の直進カム部７４２のカム面７４５がスライダ４の内周面４６のカム面４２に当接すると、その後、プッシュロッド７は、コイルスプリング３０によりカバー２の裏面２１に向けて付勢されたスライダ４を、ブレーキペダルが受けた踏力に応じた力で軸心Ｏ方向に押し込みながら前進してゆく。

ここで、スライダ４は、スライダ４の全長にわたってスリット４５の幅が広がるように（ｔ１＜ｔ２）わずかに弾性変形するとともに、プッシュロッド７の直進カム部７４２から及ぼされる抗力のラジアル方向分力Ｆ１でケース１の内周面１２に外周面４１全域を押し当てながらプッシュロッド７とともに前進する。このため、プッシュロッド７の前進中、スライダ４の外周面４１には、ケース１の内周面１２との摺動によって、スライダ４の前進を妨げる摩擦抵抗が作用する。

また、図６（Ｃ）に示すように、スライダ４の前進によりスライダ４の前端面４４とケース１の底面１４との間隔が徐々に狭くなってゆき、コイルスプリング３０がさらに圧縮されてゆくため、スライダ４は、前進するにしたがってより大きな弾性力でプッシュロッド７の直進カム部７４２のカム面７４５に向けて付勢されることになる。したがって、プッシュロッド７の前進中、プッシュロッド７の直進カム部７４２からスライダ４の内周面４６のカム面４２に及ぼされる抗力が徐々に増大し、その抗力のラジアル方向分力Ｆ２でケース１の内周面１２に押し当てられるスライダ４がケース１の内周面１２から受ける垂直荷重も徐々に増大する。このため、プッシュロッド７の前進に伴うスライダ４の前進により、スライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との間の摩擦抵抗は徐々に増大してゆく。このようにスライダ４の前進に応じて徐々に増大する摩擦抵抗から生じる制動力で、スライダ４の前進が妨げられる。

以上のように、プッシュロッド７の前進中、プッシュロッド７により押し込まれるスライダ４が、コイルスプリング３０を圧縮しながら前進しつつ、スライダ４の前進に応じて増大する摩擦抵抗から生じる制動力を受けるため、ブレーキペダルを踏み込むドライバの足（駆動源）には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じた適度な負荷が与えられる。

ここで、ドライバがブレーキペダルの踏み込みを一旦停止し、プッシュロッド７の前進が停止すると、スライダ４の外周面４１は、今度は、コイルスプリング３０の復元を妨げる方向（スライダ４の後退を妨げる方向）の摩擦抵抗をケース１の内周面１２から受ける。このため、ブレーキペダルを一定の位置で保持するドライバの足にかかる負荷が急激に減少する。

ドライバが踏力を弱めると、スライダ４は、前端面４４とケース１の底面１４とにより圧縮されたコイルスプリング３０の復元力を受けて、直進カム部７４２のカム面７４５に接触中のカム面４２でプッシュロッド７を押し戻しながら後退しはじめる。このとき、スライダ４は、スライダ４全長にわたってスリット４５の幅が狭くなるようにわずかに弾性変形してケース１の内周面１２に外周面４１全域を押し当てながら後退する。このため、プッシュロッド７の後退中、スライダ４の外周面４１には、ケース１の内周面１２との摺動によって、スライダ４の後退を妨げる摩擦抵抗が作用している。

図６（Ｂ）に示すように、スライダ４の後退によりスライダ４の前端面４４とケース１の底面１４との間隔が徐々に広がってゆき、コイルスプリング３０が、ダンパ８の初期状態におけるプリロード状態（図６（Ａ）の状態）に徐々に復元してゆくため、プッシュロッド７の直進カム部７４２のカム面７４５にスライダ４を押し当てる力は徐々に減少する。したがって、プッシュロッド７の後退中、プッシュロッド７の直進カム部７４２からスライダ４の内周面４６のカム面４２に及ぼされる抗力が徐々に減少し、その抗力のラジアル方向Ｆ１でケース１の内周面１２に押し当てられるスライダ４がケース１の内周面１２から受ける垂直荷重も徐々に減少する。このため、スライダ４が後退するにしたがい、スライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との間の摩擦抵抗は徐々に減少してゆく。このようにスライダ４の後退に応じて徐々に減少する摩擦抵抗から生じる制動力で、スライダ４の後退が妨げられる。

以上のように、スライダ４が、コイルスプリング３０の復元力でプッシュロッド７を押し戻しながら後退しつつ、スライダ４の後退に応じて徐々に減少する摩擦抵抗から生じる制動力を受けるため、プッシュロッド７は、ブレーキペダルアーム８１が逆方向Ｂ（図１参照）に回転するように徐々に後退し、ブレーキペダルは、ドライバの足の動きにあわせてスムーズに初期位置に復帰する。

以上説明したとおり、本実施の形態に係るダンパ８によれば、コイルスプリング３０の復元力で径方向断面Ｃ形状のスライダ４の内周面４６内のカム面（プッシュロッド７の軸心Ｏに対する錐面状の傾斜面）４２がプッシュロッド７の直進カム部７４２のカム面（プッシュロッド７の軸心Ｏに対する錐面状の傾斜面）７４５に対してプッシュロッド７の軸心Ｏ方向に押し当てられるため、プッシュロッド７がその軸心Ｏに沿って移動すると、スライダ４が、プッシュロッド７のカム面７４５によりわずかに押し広げられ、その外周面４１をケース１の内周面１２に押し当てながらプッシュロッド７とともに移動する。これにより、スライダ４の変位に応じた摩擦抵抗がスライダ４の外周面４１に作用し、スライダ４が、この摩擦抵抗により生じる制動力で制動されるため、プッシュロッド７をその軸心Ｏに沿って移動させる所定方向の力をプッシュロッド７に与える駆動源（ドライバの足）に対して、一ストロークの往路と復路とにおいて大きさの異なる反力（ヒステリシス特性を有する負荷）を与えることができる。

ここで、径方向断面Ｃ形状のスライダ４は、後端面４３から前端面４４に抜けるスリット４５を有しており、その全長にわたってスリット４５の幅ｔが広がるように弾性変形可能であるため、プッシュロッド７の移動中、スライダ４の外周面４１の全域をケース１の内周面１２に均一に接触させることができる。これにより、スライダ４の外周面４１の偏摩耗が防止されるため、ダンパ８の寿命低下を防止することができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態においては、自動車の電動ブレーキアクチュエータに組み込まれるダンパ８を例に挙げたが、本発明に係るダンパは、軸心に沿って往復移動する移動部材に、ヒステリシス特性を有する負荷を与えることが有用な用途に適用可能である。例えば、自動車の電動ブレーキアクチュエータに限らず、楽器、ゲーム機、各種装置等、ユーザの操作を受け付ける操作部に連結される直動部材を有する様々な機器に組み込むことができる。

また、上記の実施の形態においては、スライダ４の前端面４４とケース１の底面１４との間に介在させる弾性体３としてコイルスプリング３０を１本用いているが、必ずしも、このようにする必要はない。例えば、ゴム、積み重ねられた複数の皿バネ等、コイルスプリング３０以外の弾性体を弾性体３として用いてもよい。また、ダンパ８の組み込み対象機器によっては、変位に応じて弾性係数が変化する非線形特性を有する弾性体を弾性体３として用いることによって、例えばブレーキペダル等の操作部が所定位置まで操作されたタイミングで、ユーザの手足にかかる負荷を急激に変化させてもよい。このような弾性体としては、例えば、スライダ４が初期位置から所定距離前進したタイミングでスライダ４の前端面４４とケース１の底面１４とによる圧縮が開始されるコイルスプリングと上述のコイルスプリング３０とが入れ子状に配置された組合わせバネ、不等ピッチコイルスプリング等が挙げられる。このような構成によれば、操作部を操作するユーザの手足等に適度な負荷を与えつつ、操作部が所定位置まで操作されたタイミング（プッシュロッド７がその軸心Ｏ方向に所定量変位したタイミング）で、ユーザの手足等にかかる負荷を急激に増大させることができるため、操作部が所定の位置まで操作されたこと等を通知する触覚的なシグナルをユーザに与えることができる。

また、スライダ４の外周面４１が摺動するケース１の内周面１２の摩擦係数は一様である必要はなく、摩擦係数の異なる材質で形成された複数の筒状部材を軸心Ｏ方向に連結することによってケース１を作成する、あるいは、表面処理、表面加工等をケース１の内周面１２に施すことによって、例えば、図４（Ｃ）に示すように、ケース１の内周面１２において、摩擦係数が異なる２つ以上の環状領域１２１、１２２が軸心Ｏ方向に並ぶようにしてもよい。これにより、スライダ４の移動中、スライダ４の外周面４１は、これらの環状領域１２１、１２２と順次摺動する。このような構成によっても、操作部を操作するユーザの手足等に適度な負荷を与えつつ、操作部が所定位置まで操作されたタイミングで、ユーザの手足等にかかる負荷を急激あるいはより緩やかに増大させることができる。また、スライダの一ストロークに含まれる各区間ごとに、スライダ４の外周面４１とケース１の内周面１２との間の摩擦抵抗を切り替えることができるため、例えば、ユーザの手足等にかかる負荷を、ユーザによる操作部の操作に現れる傾向等に合わせてより細かく変化させることができる。

また、上記の実施の形態においては、制動対象部材であるプッシュロッド７に錐台状の直進カム部７４２を形成し、この直進カム部７４２のカム面７４５をスライダ４内周のカム面４２で直接支持しているが、このようなカム面７４５を制動対象部材に設けることができない場合等には、例えば、直進カム部７４２のカム面７４５の反転形状に相当する錐面状の外周面を有する筒状のカラー部材を準備し、このカラー部材にプッシュロッドを挿入して保持させてもよい。

１：ケース、２：カバー、３：弾性体、４：スライダ、５：ハウジング、６：制動部、７：プッシュロッド、８：ダンパ、１０：ケースの開口部、１１：ケースのネジ部、１２：ケースの内周面、１３：貫通穴、１４：ケースの底面、１５：制動部収容室、１６：スプリングガイド溝、１７：フランジ、２１：カバーの裏面、２２：カバーの外周面、２３：カバーのネジ部、２４：貫通穴、３０：コイルスプリング、４１：スライダの外周面、４２：スライダ内周のカム面、４３、４４：スライダの端面、４５：スリット、４６：スライダの内周面、４７：スライダ内周面の溝、５０、５１：ロッド挿入口、７３：ピストン駆動部、７４：段付きシャフト部、７５：ペダルアーム連結部、８１：ブレーキペダルアーム、８０：クレビスジョイント、８２：ブレーキペダルアームの回転軸、８３：ボルト、８４、８５：ナット、７４１：段付きシャフト部の小径部、７４３：段付きシャフト部の大径部、７４２：段付きシャフト部の直進カム部、７４５：直進カム部のカム面

Claims

軸心に対して傾斜した第一のカム面を前記軸心周りに有する移動部材が、前記軸心に沿って往復移動可能に挿入されるハウジングと、
前記移動部材の軸心に沿って移動可能に前記ハウジング内に配置されており、前記ハウジングの内周面に対向する外周面と、前記移動部材を当該移動部材の軸心周りに囲み、前記第一のカム面に対向する第二のカム面を含む内周面と、を有する筒形状のスライダと、
前記ハウジングに収容され、前記第一のカム面に対して前記第二のカム面が前記シャフトの軸心方向に押し当てられるように前記スライダを前記シャフトの軸心方向に付勢する第一の弾性体と、
前記ハウジングに収容され、前記スライダが、前記第一の弾性体を圧縮する方向に所定距離以上変位した場合に、前記第一のカム面に前記第二のカム面が押し当てられるように前記スライダを前記移動部材の軸心方向へ付勢する第二の弾性体と、を備え、
前記スライダには、当該スライダの両端面に抜けるスリットが形成され、
前記移動部材が当該移動部材の軸心に沿って往復移動した場合に、前記第一のカム面と前記第二のカム面との接触により、前記スライダは、前記スリットの幅が広がるように弾性変形し、前記ハウジングの内周面に前記スライダの外周面を押し当てながら、前記移動部材とともに前記移動部材の軸心に沿って往復移動する
ことを特徴とするダンパ。
請求項１項に記載のダンパであって、
前記移動部材を備えることを特徴とするダンパ。