JP7460151B2 - ロータリーダンパ及び自動車用ブレーキペダル - Google Patents

Description

本発明は、ロータリーダンパ及びロータリーダンパを備える自動車用ブレーキペダルに関する。

下記特許文献１は、ローターの回転運動をピストンの直線運動に変換する機構を備えたロータリーダンパを開示している。このロータリーダンパは、ピストンの移動方向によって減衰力が変化する一方向性ダンパであり、ピストンが一方向に移動するときに、ピストンが逆方向に移動するときよりも大きい減衰力を発生させるためのバルブを備えている。したがって、このロータリーダンパを製造するためには、最適なバルブの設計、製造及び組み付けが必要であった。

特開２００１－１８２７７０号公報

本発明は、バルブのない一方向性ダンパを提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、シリンダー、前記シリンダーの内部に形成される油室、前記油室を第１室及び第２室に二分するピストン、前記油室に充填されるオイル、前記ピストンに形成される前記オイルの第１流路、第１室に設けられるローター、前記ピストンと前記ローターの間に介在し、前記シリンダー又は前記ローターの回転運動を前記ピストンの直線運動に変換する変換手段、第２室に設けられ、前記変換手段を前記ローターに常時接触させるために前記変換手段を付勢する弾性部材、及び前記変換手段と前記弾性部材の間に介在し、前記ピストンの動きを止めるストッパーを備え、前記ピストンが前記変換手段と前記ストッパーの間で可動であり、第２室のオイルが前記ピストンによって加圧されるときに第１流路が前記変換手段によって閉鎖されるロータリーダンパ及びそのようなロータリーダンパを備える自動車用ブレーキペダルを提供する。

本発明によれば、ピストンが一方向に移動し、第２室のオイルがピストンによって加圧されるときに第１流路が変換手段によって閉鎖されるため、減衰力が発生する。一方、ピストンが逆方向へ移動するときは、ピストンが変換手段とストッパーの間で可動であるため、第１流路が開放される。したがって、このときに発生する減衰力は、ピストンが一方向へ移動するときよりも小さい。よって、本発明によれば、バルブのない一方向性ダンパを提供すること及びそのようなロータリーダンパを備える自動車用ブレーキペダルを提供することが可能であり、また、バルブに起因する製品不良を無くすことが可能である。

図１は、実施例に係るブレーキペダルの側面図である。 図２は、実施例で採用したロータリーダンパの縦断面図である。 図３は、実施例で採用したシリンダーの平面図である。 図４は、図３のＡ－Ａ部断面図である。 図５は、実施例で採用したピストンの平面図である。 図６は、図５のＡ－Ａ部断面図である。 図７は、実施例で採用したローターの平面図である。 図８は、実施例で採用したローターの正面図である。 図９は、実施例で採用したローターの底面図である。 図１０は、実施例で採用した変換手段の平面図である。 図１１は、図１０のＡ－Ａ部断面図である。 図１２は、図１０のＢ－Ｂ部断面図である。 図１３は、実施例で採用したストッパーの平面図である。 図１４は、実施例で採用したストッパーの正面図である。 図１５は、実施例で採用したロータリーダンパの動作を説明するための縦断面図である。 図１６は、図１５のＡ部拡大図である。 図１７は、実施例で採用したロータリーダンパの動作を説明するための縦断面図である。 図１８は、図１７のＡ部拡大図である。

本発明に係る自動車用ブレーキペダルは、自動車の停止状態を維持するパーキングブレーキのブレーキペダル及び自動車の走行速度を減速するブレーキのブレーキペダル（以下、減速用ブレーキペダルという。）の両方を含む。また、本発明に係るロータリーダンパは、自動車用ブレーキペダルだけでなく、様々な物品に適用可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例に従って説明する。

実施例に係る自動車用ブレーキペダルは、減速用ブレーキペダルである。図１に示したように、この自動車用ブレーキペダルは、アーム１０、シャフト（図示せず）、ブラケット２０、パッド３０、付勢手段（図示せず）、アームストッパー（図示せず）及びロータリーダンパ４０を備えている。

アーム１０は、付勢手段によって、後方に回転するように付勢されている。アーム１０は、アーム１０の下端部に連結されたパッド３０を足で踏むことによって、ブラケット２０に支持されたシャフトを中心として前方に回転する。前方に回転したアーム１０は、パッド３０から足を離す又は踏力が低下することによって、シャフトを中心として後方に回転する。

シャフトは、アーム１０の上端部に連結されている。

アームストッパーは、アーム１０の後方への回転を所定位置で停止させるために設置されている。後方へ回転するアーム１０は、アームストッパーに衝突することによって停止する。

ロータリーダンパ４０は、アーム１０及びシャフトに連結されている。

図２に示したように、実施例で採用したロータリーダンパ４０は、シリンダー４１、ピストン４２、オイル、ローター４３、変換手段４４、ストッパー４５、弾性部材４６及び蓋４７を備えている。

図１及び図２に示したように、シリンダー４１は、アーム１０に連結されるフランジ４１ａを有している。図３及び図４に示したように、シリンダー４１の内部には、油室４１ｂが形成されている。油室４１ｂの周壁には、案内溝４１ｃが形成されている。油室４１ｂの一端側には、油室４１ｂの内径よりも大きい内径を有する第１穴４１ｄ及び第１穴４１ｄの内径よりも大きい内径を有する第２穴４１ｅが形成されている。油室４１ｂの他端側は、シリンダー４１の端壁４１ｆで塞がれている。端壁４１ｆの中央には、凸部４１ｇが形成されている。

図２に示したように、油室４１ｂは、ピストン４２によって第１室４１ｈと第２室４１ｉに二分されている。オイルは、油室４１ｂ（第１室４１ｈ及び第２室４１ｉ）に充填されている。

図５及び図６に示したように、ピストン４２は、円筒形の周壁４２ａ、周壁４２ａの一端に設けられる端壁４２ｂ、端壁４２ｂの中央に形成される孔部４２ｃ及び孔部４２ｃの周りに形成される溝４２ｄを有している。溝４２ｄは、オイルの第１流路として機能するものである。

図７、図８及び図９に示したように、ローター４３は、円板状の大径部４３ａ、大径部４３ａの外径よりも小さい外径を有する小径部４３ｂ、大径部４３ａから突出する軸部４３ｃ及び大径部４３ａから突出し、かつ軸部４３ｃの周りに形成されるカム４３ｄを有している。ローター４３は、シャフトと嵌合する第１穴４３ｅ及びシリンダー４１の凸部４１ｇと嵌合する第２穴４３ｆを有している。

図２に示したように、ローター４３の大径部４３ａは、シリンダー４１に形成された第１穴４１ｄの底面に支持されている。ローター４３の軸部４３ｃは、第２穴４３ｆをシリンダー４１の凸部４１ｇに嵌合させることによって凸部４１ｇに支持されている。ローター４３は、シリンダー４１の中で回転できるように設置されるが、実施例では、ローター４３が非回転部材であるシャフトに連結されるため、使用時にローター４３は回転しない。実施例では、ローター４３に代えてアーム１０に連結されるシリンダー４１がローター４３の周りで回転する。

変換手段４４は、ピストン４２とローター４３の間に介在し、シリンダー４１又はローター４３の回転運動をピストン４２の直線運動に変換する手段である。図１０、図１１及び図１２に示したように、変換手段４４は、大径部４４ａ、大径部４４ａの外径より小さい外径を有する第１小径部４４ｂ、大径部４４ａと第１小径部４４ｂの間に形成され、大径部４４ａの外径より小さく、第１小径部４４ｂの外径より大きい外径を有する第２小径部４４ｃ、大径部４４ａの外周面から突出する突起４４ｄ、大径部４４ａに形成される凹部４４ｅ、凹部４４ｅの中に形成されるカム受け面４４ｆ、凹部４４ｅの底壁を貫通する第１孔部４４ｇ及び大径部４４ａの端面から第１小径部４４ｂの端面に亘って変換手段４４を貫通する第２孔部４４ｈを有している。第１孔部４４ｇは、オイルの第２流路として機能するものである。

図２に示したように、突起４４ｄは、油室４１ｂの周壁に形成された案内溝４１ｃに嵌め込まれ、それにより、変換手段４４は、シリンダー４１と一緒に回転するようになっている。変換手段４４に形成された凹部４４ｅは、第１室４１ｈに開口している。

図１３及び図１４に示したように、ストッパー４５は、中央に孔部４５ａを有する円板である。ストッパー４５の一面には、ストッパー４５とピストン４２が接触したときに、両者の間にオイルの流路を形成する役割を果たす突起４５ｂが形成されている。図２に示したように、ストッパー４５の孔部４５ａには、変換手段４４の第１小径部４４ｂが挿入され、それにより、ストッパー４５は、変換手段４４と弾性部材４６の間に介在するように配置されている。

弾性部材４６は、圧縮の荷重を受けて弾力を発生する部材である。図２に示したように、実施例では、弾性部材４６として、コイルの内径が変換手段４４の第１小径部４４ｂの外径より大きい圧縮コイルばねが採用されている。弾性部材４６のコイルの中には、変換手段４４の第１小径部４４ｂ及び変換手段４４の第２孔部４４ｈに挿入されたローター４３の軸部４３ｃが挿入されている。弾性部材４６の一端は、シリンダー４１の端壁４１ｆに接触し、弾性部材４６の他端は、ストッパー４５に接触している。

ローター４３に形成されたカム４３ｄは、変換手段４４に形成されたカム受け面４４ｆと接触することによって、変換手段４４を上下動させるものである。実施例では、変換手段４４をローター４３に常に接触させるために、弾性部材４６が変換手段４４を付勢している。その結果、カム４３ｄは、カム受け面４４ｆに常に接触している。ローター４３が回転する場合には、カム４３ｄが回転運動する。しかしながら、実施例では、ローター４３が回転しないため、カム４３ｄが回転運動することはない。実施例では、シリンダー４１の回転によってカム受け面４４ｆがカム４３ｄに接触しながら回転する。それにより、シリンダー４１が一方向へ回転するときは、その回転に従って、変換手段４４が上昇し、かつピストン４２がシリンダー４１の端壁４１ｆから離れる方向へ直線的に移動し、シリンダー４１が逆方向へ回転するときは、その回転に従って、変換手段４４が下降し、かつピストン４２がシリンダー４１の端壁４１ｆに接近する方向へ直線的に移動する。

図２に示したように、ピストン４２の孔部４２ｃには、変換手段４４の第２小径部４４ｃが挿入され、それにより、ピストン４２は、変換手段４４とストッパー４５の間で、第２小径部４４ｃに沿って移動できるように配置されている。

図２に示したように、蓋４７は、シリンダー４１に形成された第２穴４１ｅの底面に支持され、シリンダー４１の端部をかしめることにより取り付けられている。ローター４３の小径部４３ｂには、Ｏリング４８を装着し、それにより、オイルの漏洩を防止している。

実施例に係る自動車用ブレーキペダルは、以下のように動作する。すなわち、自動車を減速させるために、足でパッド３０を踏むと、アーム１０が初期位置から前方へ回転する。アーム１０の回転角度は、最大で約４０°である。このとき、ロータリーダンパ４０のシリンダー４１が一方向へ回転し、また、変換手段４４が回転しながら上昇する。それにより、第１室４１ｈのオイルが第２室４１ｉに向かって流れる。図１５及び図１６に示したように、ピストン４２は、オイルの流れを受けてシリンダー４１の端壁４１ｆに接近する方向へ移動する。ストッパー４５は、突起４５ｂの先端がピストン４２に衝突することによって、ピストン４２の動きを止める。それにより、ピストン４２と変換手段４４（凹部４４ｅの底壁）の間に隙間が形成され、ピストン４２に形成された溝４２ｄが第１室４１ｈと第２室４１ｉを連通させる。すなわち、オイルの第１流路が開放される。第１室４１ｈのオイルは、溝４２ｄ（第１流路）を通って第２室４１ｉに流れるため、ロータリーダンパ４０が発生する減衰力は小さい。また、実施例では、変換手段４４に形成された凹部４４ｅが第１室４１ｈに開口し、かつ変換手段４４に形成された第１孔部４４ｇ（オイルの第２流路）が凹部４４ｅに開口しているため、減衰力をさらに低下させることができる。したがって、アーム１０が前方へ回転するときにアーム１０に作用する抵抗を小さくできる。

一方、パッド３０から足を離す又は踏力が低下すると、アーム１０が後方へ回転する。このとき、ロータリーダンパ４０のシリンダー４１が逆方向へ回転し、また、変換手段４４が回転しながら下降する。それにより、第２室４１ｉのオイルが第１室４１ｈに向かって流れる。図１７及び図１８に示したように、ピストン４２は、オイルの流れを受けてシリンダー４１の端壁４１ｆから離れる方向へ移動する。ピストン４２の端壁４２ｂは、変換手段４４（凹部４４ｅの底壁）に衝突し、それにより、ピストン４２に形成された溝４２ｄ（第１流路）が変換手段４４（凹部４４ｅの底壁）によって閉鎖される。すなわち、第２室４１ｉのオイルがピストン４２によって加圧されるときに、第１の流路が変換手段４４によって閉鎖される。その結果、第２室４１ｉのオイルは、部材間の僅かな隙間（例えば、油室４１ｂの周壁とピストン４２の周壁４２ａとの間隙）を通って第１室４１ｈに流れるため、ロータリーダンパ４０が大きな減衰力を発生する。したがって、アーム１０が後方へ回転するときにアーム１０に作用する抵抗を大きくできる。アーム１０は、初期位置に復帰するときにアームストッパー４５に衝突するが、ロータリーダンパ４０の減衰力によって、衝突時の異音の発生を抑えることができる。

１０はアーム、２０はブラケット、３０はパッド、４０はロータリーダンパ、４１はシリンダー、４１ａはフランジ、４１ｂは油室、４１ｃは案内溝、４１ｄはシリンダーの第１穴、４１ｅはシリンダーの第２穴、４１ｆはシリンダーの端壁、４１ｇはシリンダーの凸部、４１ｈは第１室、４１ｉは第２室、４２はピストン、４２ａはピストンの周壁、４２ｂはピストンの端壁、４２ｃはピストンの孔部、４２ｄはピストンの溝、４３はローター、４３ａはローターの大径部、４３ｂはローターの小径部、４３ｃはローターの軸部、４３ｄはカム、４３ｅはローターの第１穴、４３ｆはローターの第２穴、４４は変換手段、４４ａは変換手段の大径部、４４ｂは変換手段の第１小径部、４４ｃは変換手段の第２小径部、４４ｄは変換手段の突起、４４ｅは変換手段の凹部、４４ｆはカム受け面、４４ｇは変換手段の第１孔部、４４ｈは変換手段の第２孔部、４５はストッパー、４５ａはストッパーの孔部、４５ｂはストッパーの突起、４６は弾性部材、４７は蓋、４８はＯリングである。

Claims (3)

1. シリンダー、前記シリンダーの内部に形成される油室、前記油室を第１室及び第２室に二分するピストン、前記油室に充填されるオイル、前記ピストンに形成される前記オイルの第１流路、第１室に設けられるローター、前記ピストンと前記ローターの間に介在し、前記シリンダー又は前記ローターの回転運動を前記ピストンの直線運動に変換する変換手段、第２室に設けられ、前記変換手段を前記ローターに常に接触させるために、前記変換手段を付勢する弾性部材、及び前記変換手段と前記弾性部材の間に介在し、前記ピストンの動きを止めるストッパーを備え、前記ピストンが前記変換手段と前記ストッパーの間で可動であり、第２室のオイルが前記ピストンによって加圧されるときに、第１流路が前記変換手段によって閉鎖されるロータリーダンパ。
2. 前記変換手段が第１室に開口する凹部及び前記凹部に開口する前記オイルの第２流路を備える請求項１に記載のロータリーダンパ。
3. 請求項１又は２に記載のロータリーダンパを備える自動車用ブレーキペダル。

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