專利名稱：汽車用的踏板裝置和用于該踏板裝置的阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有阻尼器的踏板裝置和適用于這種踏板裝置的阻尼器，以便給汽車的油門踏板臂、剎車踏板臂、離合器踏板臂等提供適當(dāng)?shù)闹苿印?br> 背景技術(shù)：
為了降低汽車的燃料消耗和減少二氧化碳，需要汽車引擎中有良好的燃料噴射控制，而根據(jù)油門踏板的壓下情況進行節(jié)流閥孔的電子調(diào)節(jié)已投入實際使用。
在引擎的燃料噴射由電子控制進行的汽車?yán)铮糜谟烷T踏板臂和節(jié)流閥之間的油門鋼絲通常被省略。然而，對于這種沒有油門鋼絲的汽車來說，相對于踏板壓力的反作用力的感覺與具有油門鋼絲的汽車比較是不同的。此外，在踏板壓下方向的壓力與在踏板返回方向的保持力之間的關(guān)系中的滯后效應(yīng)形成一個非常狹窄的回路，即，相對于踏板壓下量的踏板壓力特性變成直線。因此，如果習(xí)慣于駕駛有油門鋼絲的汽車的一般駕駛員駕駛沒有油門鋼絲的汽車，就可能發(fā)生問題，例如，在崎嶇地區(qū)行駛過程中由于油門踏板的運動而發(fā)生汽車加速或減速的沖擊時、或當(dāng)駕駛員企圖在高速行駛中長時間地、固定地保持油門踏板不動時，可能很快發(fā)生疲勞。
為了防止通過獲得大的、相對于踏板壓力的反作用力而過度壓下，如果只是使踏板臂返回到轉(zhuǎn)動的初始位置的返回彈簧的彈力變大，由于在恒速行駛過程中來自返回彈簧的大的反作用力而有可能使踩踏板腳很快產(chǎn)生疲勞。
因此，有人建議使用阻尼器，它根據(jù)在隨踏板臂轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動件和與該轉(zhuǎn)動件接觸的移動件之間的、線性增加的摩擦而給予一阻力。按照這種阻尼器，它可能獲得令人滿意的效果，諸如阻尼器具有這種滯后效應(yīng)，使允許踏板壓下量對應(yīng)于踏板壓下量保持在一固定水平的踏板壓力的范圍變大，這樣，可緊湊地安裝阻尼器，反作用力的調(diào)節(jié)可非常簡單地實現(xiàn)，而其性能的改變可減少。然而，由于滯后效應(yīng)是在動摩擦和靜摩擦基礎(chǔ)上獲得的，因此，當(dāng)踏板從踏板臂轉(zhuǎn)動的初始位置被壓下開始，在進入動摩擦之前的靜摩擦基礎(chǔ)上的大阻力作為一反作用力施加于踏板臂。因此，操作踏板的汽車駕駛員在踩下的早期階段、受到來自踏板的、好似腳踩在固定壁上的不舒服感覺，從而在踏板操作中有疲勞的感覺。
上述問題不僅發(fā)生在油門踏板臂上，而且也可能發(fā)生在(例如)剎車踏板臂上、離合器踏板臂上、以及腳操縱的停車制動臂上。
鑒于上述問題設(shè)計了本發(fā)明，它的目的是提供一種供汽車用的踏板裝置和適用于這種踏板裝置的阻尼器，這種踏板裝置在操作感覺上是優(yōu)秀的，不會使駕駛員在踏板操作時感到疲勞，而且可以擴大踏板壓力的范圍，并允許踏板壓下量維持在與踏板壓下量對應(yīng)的一個固定水平上。
本發(fā)明的簡要說明按照本發(fā)明的第一方面的、用于汽車的踏板裝置包括一阻尼器，它將阻力傳遞給轉(zhuǎn)動的踏板臂，該阻尼器包括一可沿軸向方向移動、但不能環(huán)繞著該軸線轉(zhuǎn)動而設(shè)置的移動件，一可環(huán)繞著軸線轉(zhuǎn)動并面向移動件設(shè)置的轉(zhuǎn)動件，一彈性地迫使移動件朝向轉(zhuǎn)動件的彈簧，以及一摩擦阻力發(fā)生裝置，它由于轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時的阻力而產(chǎn)生摩擦阻力，通過使移動件沿著軸線方向、反抗彈簧的彈性、離開轉(zhuǎn)動件移動，將增加彈簧的彈力，從而增加摩擦阻力，其中，從踏板臂轉(zhuǎn)動的初始位置到其全轉(zhuǎn)動角度的0.5至20％的任一角度而逐漸增加的扭矩傳遞給轉(zhuǎn)動件，以便允許踏板臂轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)動件隨后與踏板臂的轉(zhuǎn)動一起轉(zhuǎn)動。
在按照第一方面的踏板裝置里，從轉(zhuǎn)動的初始位置到其全轉(zhuǎn)動角度的0.5至20％的任一角度而逐漸增加的扭矩傳遞給轉(zhuǎn)動件，以便允許踏板臂轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)動件隨后與踏板臂的轉(zhuǎn)動一起轉(zhuǎn)動。因此，在開始踩下踏板時，踏板臂與它一起轉(zhuǎn)動，結(jié)果，可消除經(jīng)受基于摩擦阻力發(fā)生裝置里的靜摩擦的大阻力的感覺。這樣，操作踏板臂的駕駛員能夠自然地啟動汽車，而沒有腳好似踩在固定壁上的不舒服感覺，從而可舒服地進行踏板操作而不會出現(xiàn)疲勞。
如果使轉(zhuǎn)動件與踏板臂一起轉(zhuǎn)動的踏板臂的轉(zhuǎn)動角度小于全轉(zhuǎn)動角度的0.5％，駕駛員基本上在踩下踏板的同時、基于摩擦阻力發(fā)生裝置的靜摩擦而經(jīng)受一個大的反作用力。這種情況基本上類似于腳踩在一個固定壁上的情況，因此汽車的自然啟動是不可能的。另一方面，踏板臂的轉(zhuǎn)動角度超過全轉(zhuǎn)動角度的20％，允許踏板的壓下量保持在與踏板的壓下量(踏板臂的轉(zhuǎn)動角度)對應(yīng)的一個固定水平上的踏板壓力范圍將變小，這種結(jié)果只能在高速時獲得。
此外，按照第一方面的踏板裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)動件由于踩下踏板使踏板臂轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動時，在摩擦阻力發(fā)生裝置里將產(chǎn)生增加的摩擦阻力。因此，由于這個阻力，可以防止燃料比較以前由于(例如)過分踩下油門踏板消耗得多。此外，作為可能擴大踏板壓力范圍、其中踏板臂的轉(zhuǎn)動角度可維持在與踏板壓下量對應(yīng)的一固定水平的結(jié)果，踏板壓下量可容易地維持在與在從低速到高速的范圍內(nèi)各種速度的恒速行駛中的速度一致的一個固定水平上。這樣，它可以克服使踩踏板腳過早疲勞的麻煩。
在按照本發(fā)明第二方面的用于汽車的踏板裝置里，在按照第一方面的踏板裝置里的摩擦阻力發(fā)生裝置具有在轉(zhuǎn)動件上的、面向移動件的一表面上的傾斜面和在移動件上的、面向轉(zhuǎn)動件的一表面上的傾斜面，兩傾斜面可平面接觸。
在按照本發(fā)明第二方面的踏板裝置里，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定兩傾斜面的摩擦系數(shù)，可大致確定可提供給轉(zhuǎn)動的踏板臂的阻力。此外，可非常簡單地實現(xiàn)反作用力的調(diào)節(jié)，該反作用力具有在踏板壓下量和踏板壓力之間的關(guān)系中的滯后效應(yīng)。
在按照本發(fā)明第三方面的用于汽車的踏板裝置里，在按照本發(fā)明的第一方面和第二方面的踏板裝置里的移動件具有一移動件本體和與移動件本體的一表面一體形成的突出，該突出沿軸線方向向轉(zhuǎn)動件的一表面突出，轉(zhuǎn)動件具有一轉(zhuǎn)動件本體和與轉(zhuǎn)動件本體的一表面一體形成的突出，該突出沿軸線方面向移動件的一表面突出，而摩擦阻力發(fā)生裝置具有形成在移動件和轉(zhuǎn)動件的兩突出上的傾斜面，并使它們互相平面接觸。
在按照第三方面的踏板裝置里，由于摩擦阻力發(fā)生裝置是由傾斜面形成的，而傾斜面是在移動件和轉(zhuǎn)動件上的兩突出上形成的并互相平面接觸，因此，踏板裝置可做得非常緊湊，并可通過有效使用小空間進行安裝。此外，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定互相平面接觸的傾斜面的摩擦系數(shù)，可大致確定可提供給轉(zhuǎn)動的踏板臂的阻力。此外，可非常簡單地實現(xiàn)反作用力的調(diào)節(jié)，該反作用力具有在踏板壓下量和踏板壓力之間的關(guān)系中的滯后效應(yīng)。
在按照本發(fā)明第四方面的用于汽車的踏板裝置里，在按照上述任何一個方面的踏板裝置里的踏板臂的轉(zhuǎn)動適合于通過轉(zhuǎn)動軸傳遞給轉(zhuǎn)動件，而阻尼器還包括一中空圓筒件，其中安裝著移動件和轉(zhuǎn)動件，而一蓋子設(shè)置在中空圓筒件的一個端面上，它不能環(huán)繞著軸線方向移動，轉(zhuǎn)動件通過彈簧的彈力與蓋子接觸，并可環(huán)繞著軸線方向滑動，而移動件與中空圓筒件接觸，并可沿著軸線方向滑動。
在按照第四方面的踏板裝置里，在轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動件和蓋子之間的摩擦阻力及移動件和中空圓筒件之間的摩擦阻力可以分別加到摩擦阻力發(fā)生裝置的摩擦阻力。因此，摩擦阻力發(fā)生裝置可布置得更緊湊。
在按照本發(fā)明第五方面的用于汽車的踏板裝置里，在按照第四方面的踏板裝置里的踏板臂和轉(zhuǎn)動軸與中空圓筒件、轉(zhuǎn)動件、移動件和蓋子相比基本上是剛性件，而踏板臂從轉(zhuǎn)動的初始位置轉(zhuǎn)動至全轉(zhuǎn)動角度的0.5至20％的任一角度的轉(zhuǎn)動是通過中空圓筒件、轉(zhuǎn)動件和移動件中的至少一個的彈性變形實現(xiàn)的。
在按照第五方面的踏板裝置里，由于踏板臂的早期轉(zhuǎn)動可通過中空圓筒件、轉(zhuǎn)動件和移動件中的至少一個的彈性變形實現(xiàn)，彈性反作用力以與壓下量成比例的方式逐漸提供給踩踏板腳，這樣，在踏板臂的早期轉(zhuǎn)動過程中的操作感覺可非常適宜。
在踏板臂的早期轉(zhuǎn)動是通過中空圓筒件、轉(zhuǎn)動件和移動件的彈性變形實現(xiàn)的情況下，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定它們的彈性模數(shù)，可以設(shè)置在踏板臂的早期轉(zhuǎn)動時提供最佳操作感覺的踏板裝置。
由于形成中空圓筒件、轉(zhuǎn)動件和移動件的材料可實現(xiàn)彈性變形，因此，要求下列條件。首先，由于轉(zhuǎn)動軸通常插入轉(zhuǎn)動件內(nèi)，而轉(zhuǎn)動軸重復(fù)轉(zhuǎn)動運動，因此轉(zhuǎn)動件必須能夠經(jīng)受它的重復(fù)應(yīng)力，而破損和疲勞永久變形必須不發(fā)生。此外，由于轉(zhuǎn)動件在移動件上滑動和在某些情況下在蓋子上滑動，因此轉(zhuǎn)動件較佳的是由耐磨性好的、能產(chǎn)生適當(dāng)?shù)哪Σ僚ぞ氐牟牧闲纬伞Ｔ谵D(zhuǎn)動軸直接插入轉(zhuǎn)動件的情況下，轉(zhuǎn)動件需要相當(dāng)高的強度，但在放入一連桿機構(gòu)或類似結(jié)構(gòu)而不直接插入轉(zhuǎn)動軸時，可減少施加給轉(zhuǎn)動件的負(fù)載。
至于移動件和中空圓筒件，強度不如轉(zhuǎn)動件所要求的那樣，但從根本上說，在轉(zhuǎn)動件的重復(fù)轉(zhuǎn)動時破損和疲勞永久變形必須不發(fā)生，與轉(zhuǎn)動件大致相同，而移動件和中空圓筒件較佳的是由耐磨性好的、并在與各配合件相對滑動時能產(chǎn)生穩(wěn)定的摩擦扭矩的材料制造。
考慮到這些方面，在按照本發(fā)明的第六方面的踏板裝置里，如果用來制造中空圓筒件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是2×104kgf/cm2≤E就足夠了。此外，按照本發(fā)明第七方面的踏板裝置，用來制造中空圓筒件的材料較佳的是用作為原材料的樹脂形成。這種樹脂在所需要的彎曲彈性模數(shù)里不受特別的限制，并與移動件和轉(zhuǎn)動件的關(guān)系方面、與按照本發(fā)明第六方面的踏板裝置的關(guān)系方面是令人滿意的，它可用一種樹脂作為單質(zhì)或兩種或多種樹脂的化合物，或使用這些樹脂中混合有各種充填物的材料。較佳的是，在按照本發(fā)明第八方面的踏板裝置里，形成中空圓筒件的材料是一種或兩種或多種樹脂，選自聚酰胺樹脂、諸如尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍46或尼龍MXD6，聚甲醛樹脂、諸如乙縮醛共聚物或乙縮醛均聚物，熱塑性聚酯樹脂、諸如聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯，液體結(jié)晶狀的聚酯樹脂，改進的聚苯醚樹脂，聚苯硫樹脂，聚醚砜樹脂，脂族聚酮樹脂，以及聚醚酮樹脂。此外，在按照本發(fā)明第九方面的踏板裝置里，充填物包括一種或兩種或多種物質(zhì)，選自石墨、氟樹脂、二硫化鉬、氮化硼、玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維和鈦酸鉀晶須，以及鉛、鋅、錫、銅和它們的合金。應(yīng)該知道，根據(jù)情況，形成中空圓筒件的材料可以是金屬，在按照本發(fā)明的第十方面的踏板裝置中，它可以認(rèn)為是一種基本剛性材料。
在按照本發(fā)明第十一方面的踏板裝置里，形成移動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是2×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2，在按照本發(fā)明第十二方面的踏板裝置里，較佳的是5×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2，在按照本發(fā)明第十三方面的踏板裝置里，更佳的是7×104kgf/cm2≤E≤18×104kgf/cm2，在按照本發(fā)明第十四方面的踏板裝置里，形成轉(zhuǎn)動件的材料的彎曲彈性模數(shù)是2.5×104kgf/cm2≤E≤25×104kgf/cm2，在按照本發(fā)明第十五方面的踏板裝置里，較佳的是5×104kgf/cm2≤E≤23×104kgf/cm2，在按照本發(fā)明第十六方面的踏板裝置里，更佳的是10×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2。
應(yīng)該知道，如果形成轉(zhuǎn)動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E超過25×104kgf/cm2，必須使形成移動件和中空圓筒件的材料的彎曲彈性模數(shù)E非常小，從而有產(chǎn)生破損和永久疲勞變形的可能性，由此在使用壽命上出現(xiàn)問題。
在通過中空圓筒件、轉(zhuǎn)動件和移動件的彈性變形實現(xiàn)踏板裝置的早期轉(zhuǎn)動的情況下，移動件和轉(zhuǎn)動件的多個材料可適當(dāng)?shù)剡x自符合上述彎曲彈性模數(shù)的材料。然而，通過考慮所需要的滯后效應(yīng)和滑動性能可確定材料的組合。
在按照本發(fā)明第十七方面的踏板裝置中，形成移動件和轉(zhuǎn)動件的材料較佳的是應(yīng)該包括以和形成中空圓筒件的材料大致相同的樹脂。既然是這樣，形成移動件和轉(zhuǎn)動件的樹脂不特別限制在滿足中空圓筒件所需要的彎曲彈性模數(shù)范圍內(nèi)。與形成中空圓筒件的材料大致相同，它可用一種樹脂作為單質(zhì)或兩種或多種樹脂的化合物，或使用這些樹脂中混合有各種充填物的材料。
在按照本發(fā)明第十八方面的踏板裝置里，用來制造移動件和轉(zhuǎn)動件的多個材料較佳的是包括一種或兩種或多種樹脂，選自聚酰胺樹脂、諸如尼龍6、尼龍66、尼龍12、尼龍46或尼龍MXD6，聚甲醛樹脂、諸如乙縮醛共聚物或乙縮醛均聚物，熱塑性聚酯樹脂、諸如聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯，液體結(jié)晶狀的聚酯樹脂，改進的聚苯醚樹脂，聚苯硫樹脂，聚醚砜樹脂，脂族聚酮樹脂，以及聚醚酮樹脂。此外，在按照本發(fā)明第十九方面的踏板裝置里，混合在其中的充填物較佳的是包括一種或兩種或多種物質(zhì)，選自石墨、氟樹脂、二硫化鉬、氮化硼、玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維和鈦酸鉀晶須，以及鉛、鋅、錫、銅和它們的合金。
應(yīng)該知道，本發(fā)明裝置里的踏板臂較佳的是上述的油門踏板臂，但，踏板臂也可以是剎車踏板臂、離合器踏板臂等。
下面，將參考附圖中所示的較佳例子描述本發(fā)明及其實施例。應(yīng)該知道，本發(fā)明不限于該實施例。
附圖的簡要說明

圖1是按照本發(fā)明一較佳實施例的前剖視圖；圖2是圖1中的實施例的左視圖；圖3是圖1所示實施例中的阻尼器的右視圖；圖4是圖1所示實施例中的移動件的左視圖；圖5是沿圖4中的IV-IV線的剖視圖；圖6(a)是圖1所示實施例中的移動件的右視圖；圖6(b)是一示意圖，其中以放大形式顯示了移動件中的突出、凹陷和階梯部分；圖7(a)是圖1所示實施例中的轉(zhuǎn)動件的左視圖；圖7(b)是一示意圖，以放大形式顯示了轉(zhuǎn)動件中的突出、凹陷和階梯部分；圖8是圖1所示實施例中的轉(zhuǎn)動件的右視圖；圖9是沿圖8中的IX-IX線的剖視圖，顯示了與轉(zhuǎn)動軸的關(guān)系；圖10是圖1所示實施例中的踏板臂的轉(zhuǎn)動角度與踏板壓力之間的關(guān)系的圖表；以及圖11是顯示圖1所示實施例中的阻尼器工作情況的示意圖。
實施例在圖1至9中，按照本發(fā)明一個實施例的、用于汽車的踏板裝置1包括一支架2；一踏板臂，在本實施例里是一油門踏板臂3，它是用硬金屬制造的，并由支架2支承，它可環(huán)繞著軸線A沿方向R轉(zhuǎn)動；一彈簧裝置4，它迫使油門踏板臂3向其轉(zhuǎn)動的初始位置轉(zhuǎn)動；一阻尼器5，它給沿R方向轉(zhuǎn)動的油門踏板臂3提供阻力；以及一制動器(未畫出)，它在油門踏板臂3轉(zhuǎn)動的初始位置處擋住油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動。
支架2的底板部分13通過鉚釘或螺栓12等固定在車體上，并在其兩側(cè)壁15和19上可轉(zhuǎn)動地支承由硬金屬制造的轉(zhuǎn)動軸14。
油門踏板臂3在頂端具有油門踏板(未畫出)，油門踏板臂3固定在轉(zhuǎn)動軸14的一端部20，并由支架2通過轉(zhuǎn)動軸14予以支承，從而可沿方向R轉(zhuǎn)動。
在本實施例里，彈簧裝置4是由一螺旋彈簧、較佳的是由一扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧16形成。扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧16的一端部17與支架2的側(cè)壁15接觸，而其另一端部18與油門踏板臂3接觸，由此穩(wěn)定地、彈性地迫使油門踏板臂3沿著圖2中的方向R向著逆時針方向轉(zhuǎn)動。至于彈簧裝置4，也可用一壓縮彈簧代替扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧16。
阻尼器5包括一中空圓筒件22，其底部通過螺栓21或類似緊固件固定在支架2的側(cè)壁15上；一移動件23，它由一環(huán)形板形成并安裝在中空圓筒件中，它可相對中空圓筒件22沿軸線A方向移動，但不能環(huán)繞著軸線A的方向、即方向R移動；一螺旋彈簧、較佳的是一壓縮螺旋彈簧27，它作為設(shè)置在移動件23和中空圓筒件22的底部25之間的一彈簧裝置，它具有抵靠中空圓筒件22底部25的一端24和抵靠移動件23的另一端26；一設(shè)置在中空圓筒件22里的一轉(zhuǎn)動件28，它相對移動件23，作為可移動的彈簧接受件，并可相對中空圓筒件22環(huán)繞著軸線A沿方向R轉(zhuǎn)動；一設(shè)置在中空圓筒件22的一端面處的蓋子30，它不可環(huán)繞著該軸線移動；以及一摩擦阻力發(fā)生裝置29，由于轉(zhuǎn)動件28在方向R的轉(zhuǎn)動時的上述阻力，它產(chǎn)生摩擦阻力，使移動件23沿著軸線方向、反抗螺旋彈簧27的彈性、離開轉(zhuǎn)動件28移動，并靠近中空圓筒件22的底部25，因此增加螺旋彈簧27的彈簧反作用力，從而增加摩擦阻力。
在該實施例里，帶有一底部的中空圓筒件22具有一中空圓筒部分31和上述的底部25，該底部25作為固定彈簧的接受器，并與中空圓筒部分31的另一端面一體形成。
中空圓筒部分31在其內(nèi)周表面33上具有至少一條凹槽41(在本實施例里有六條)，它們沿著軸線A的方向延伸。諸凹槽41沿方向R等角度間隔。
具有大致橢圓形外形的凸緣部分32在其縱向軸線方向的相反兩端部具有通孔43和44。中空圓筒件22在凸緣部分32處通過穿過通孔43和44的螺栓21或類似緊固件被側(cè)壁15支承。
一環(huán)形凹槽46形成于底部25的一端面45，而螺旋彈簧27的一端24坐落在凹槽46里。
在本實施例里，中空圓筒件22是由一種成型材料一體形成的，該成型材料包括聚醛共聚物，并具有彎曲彈性模數(shù)E＝2.6×104kgf/cm2。
如圖4、5和6詳細(xì)顯示的，移動件23包括移動件本體56，它是由一環(huán)形板形成的，在其中心具有一通孔55；至少一個突出58(在本實施例里有六個)，它們與移動件本體56的外周表面57一體形成；在面向底部25的一端面45的一表面59上形成的一環(huán)形凹槽60；在一表面81的外周側(cè)上一體形成的至少一個突出86(在本實施例中有三個)，該表面81面向轉(zhuǎn)動件28的轉(zhuǎn)動件本體67的一表面82，這樣，突出86沿軸線A的方向向轉(zhuǎn)動件28的表面82突出；以及分別形成于表面81上的諸凹陷91，它們與突出86相鄰，并形成階梯部分92。諸突出58沿方向R等角度間隔，并位于凹槽41里，從而可沿軸線A的方向移動。結(jié)果，移動件23可沿軸線A的方向移動，但不可沿方向R移動，這樣，移動件23通過突出58與中空圓筒件22接觸而可沿軸線A方向滑動。突出86沿方向R等角度間隔布置。螺旋彈簧27的另一端26坐落在移動件56的凹槽60里。
在本實施例里，移動件23是由一種成型材料一體形成的，該成型材料包括含有氟塑料的液體結(jié)晶狀的聚酯樹脂混合物，并具有彎曲彈性模數(shù)E＝10×104kgf/cm2。
螺旋彈簧27同中心地設(shè)置在中空圓筒部分31里，它被彈性壓縮，從而使移動件23沿著軸線A的方向離開底部25移動。
如圖7、8和9詳細(xì)顯示的，轉(zhuǎn)動件28具有一中空圓筒部分65；一轉(zhuǎn)動件本體67，它由一環(huán)形板形成，并與中空圓筒部分65的外周表面66的一端部側(cè)一體形成；至少一個突出84(在本實施例里有三個)，它們一體形成于轉(zhuǎn)動件本體67的環(huán)形表面82的外周側(cè)上，并沿軸線A的方向向移動件23的表面81突出；以及諸凹陷93，它們分別形成于表面82上，與突出84相鄰，并形成階梯部分94。中空圓筒部分65的一端部側(cè)位于蓋子30的一通孔64里，并由形成通孔64的蓋子30的內(nèi)周表面支承，從而可沿方向R轉(zhuǎn)動。中空圓筒部分65的另一端側(cè)穿過通孔55，并延伸而與形成通孔55的移動件本體56的內(nèi)周表面68接觸，從而可相對移動件本體56、沿軸線A的方向和方向R滑動。轉(zhuǎn)動軸14的另一端部70固定地插入中空圓筒部分65的中心孔69并與其配合，而突出84沿方向R等角度間隔布置。
應(yīng)該知道，如果中空圓筒部分65以細(xì)長形狀形成并穿過通孔55，那么轉(zhuǎn)動件28的轉(zhuǎn)動可由移動件本體56的內(nèi)周表面68適當(dāng)引導(dǎo)。還可提供另外一種結(jié)構(gòu)，其中，中空圓筒部分65是以短小形狀形成，并且不延伸進入通孔55，而轉(zhuǎn)動件28的轉(zhuǎn)動由蓋子30上的、形成通孔64的內(nèi)周表面引導(dǎo)。
在本實施例里的轉(zhuǎn)動件28是由一種成型材料一體形成的，該成型材料包括含有玻璃纖維的尼龍MXD6/聚苯醚樹脂混合物，并具有彎曲彈性模數(shù)E＝18×104kgf/cm2。
具有通孔64、以供轉(zhuǎn)動軸14通過的蓋子30與中空圓筒部分31的內(nèi)周表面33上形成的螺紋部分螺紋連接，并固定在中空圓筒部分31的一端面上，從而不可環(huán)繞軸線A的方向移動。轉(zhuǎn)動件本體67的環(huán)形表面87與在蓋子30上的一固定表面88接觸，從而在螺旋彈簧27的彈力作用下可環(huán)繞著軸線A的方向滑動。應(yīng)該知道，如果蓋子30與中空圓筒部分31的螺紋配合的狀態(tài)被改變，就可能變化螺旋彈簧27的壓縮的初始狀態(tài)，從而可任意地調(diào)整和設(shè)定初始的阻力，以便獲得最佳的初始阻力。
在本實施例里的蓋子30是用成型材料一體形成的，該成型材料包括含有碳纖維的聚酯聚合樹脂混合物，并具有彎曲彈性模數(shù)E＝16×104kgf/cm2。
摩擦阻力發(fā)生裝置29包括分別形成在諸突出84上的諸傾斜面83；分別形成在諸突出86上的諸傾斜面85，它們與傾斜面83平面接觸；轉(zhuǎn)動件本體67上的環(huán)形表面87；蓋子30上的固定表面88，它與可轉(zhuǎn)動表面87平面接觸；以及中空圓筒部分31和在凹槽41里的諸突出58的諸互相滑動表面。
傾斜表面83和85以互相平面接觸的方式形成，較佳的是，該接觸平面相對軸線A成45度角傾斜。
各突出84沿軸線A方向的遠(yuǎn)端與凹槽91配合，而各突出86沿軸線A方向的遠(yuǎn)端與凹槽93配合。此外，傾斜面83和傾斜面85之間的初始平面接觸位置由階梯部分92和階梯部分94限定。
油門踏板臂3和轉(zhuǎn)動軸14是用金屬材料制造的，與中空圓筒件22、轉(zhuǎn)動件28、移動件23和蓋子相比，它們基本上是剛性件。
在一種具有上述踏板裝置1的車輛、例如汽車?yán)?，如果油門踏板被踩下，它將使油門踏板臂3沿著圖2中的方向R的順時針方向、反抗螺旋彈簧16的彈力而轉(zhuǎn)動，從而通過未顯示的、包括用來檢測油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動角度的檢測器的電子控制器增加對內(nèi)燃機的燃料噴射，由此使汽車加速。另一方面，如果消除對油門踏板的壓力，油門踏板臂3將在螺旋彈簧16的彈力作用下沿著圖2中的方向R的逆時針方向轉(zhuǎn)動，從而通過未顯示的電子控制器減少對內(nèi)燃機的燃料噴射，由此使汽車減速。
對于踏板裝置1來說，如圖10所示，當(dāng)油門踏板被踩下、直至油門踏板臂3從轉(zhuǎn)動初始位置0°轉(zhuǎn)動到全轉(zhuǎn)動角度θmax°的0.5至20％之間的任一角度θb°時，油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動允許中空圓筒件22、轉(zhuǎn)動件28和移動件23優(yōu)先彈性變形，而實際上不會使轉(zhuǎn)動件28轉(zhuǎn)動。當(dāng)油門踏板臂3轉(zhuǎn)動超過角度θb°時，轉(zhuǎn)動件28沿方向R發(fā)生與油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動相一致的轉(zhuǎn)動。即，對踏板裝置1來說，所提供的結(jié)構(gòu)是這樣的，從油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動初始位置0°到角度θb°的逐漸增加的扭矩(踏板壓力)被傳遞給轉(zhuǎn)動件28，從而允許油門踏板臂3轉(zhuǎn)動，如直線a-b所示，而轉(zhuǎn)動件隨后和油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動一起沿方向R轉(zhuǎn)動。
如果轉(zhuǎn)動件28沿方向R轉(zhuǎn)動，突出84也沿方向R轉(zhuǎn)動，而一體設(shè)置有突出86、且該突出86的傾斜面85與傾斜面83平面接觸的移動件23由于突出84沿方向R的轉(zhuǎn)動而反抗螺旋彈簧27的彈性沿軸線A的方向、向底部25移動，如圖11所示。另一方面，如果在一角度、例如θef°處消除踏板壓力，由于螺旋彈簧16的彈性，油門踏板臂3將返回到其初始位置0°，而移動件23將同樣返回到其初始位置，如圖1所示。
按照上面所述的踏板裝置1，油門踏板臂3主要通過中空圓筒件22、轉(zhuǎn)動件28和移動件23的彈性變形可從轉(zhuǎn)動初始位置0°轉(zhuǎn)動到θb°，而轉(zhuǎn)動件28隨后與油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動一起轉(zhuǎn)動。因此，在開始踩下踏板時，油門踏板臂與其一起轉(zhuǎn)動，由此可消除一種經(jīng)受大的阻力的感覺，而這種大的阻力是由于摩擦阻力發(fā)生裝置29里的靜摩擦而引起的。因此，操作油門踏板臂3的汽車駕駛員不會有來自油門踏板的、作用在腳部的、好似踩在固定壁上的不舒服感覺，即由于圖10中的線a-g所示的反作用力的感覺，而可在舒服的、沒有疲勞的情況下進行踏板操作。
此外，對于踏板裝置1來說，如果踏板被踩下并超過角度θb°，根據(jù)踏板被踩下的情況，一個適當(dāng)?shù)?、逐漸增加的阻力(反作用力)將傳遞給轉(zhuǎn)動的油門踏板臂3，如圖10中的線b-c所示，這是由于逐漸增加的螺旋彈簧27的彈性使傾斜面83和傾斜面85互相壓緊而在它們之間產(chǎn)生的摩擦阻力、表面87和固定表面88之間的摩擦阻力、以及中空圓筒件31和凹槽41里的突出58之間的摩擦阻力造成的。這樣，可防止由于過分地踩下油門踏板而使燃料消耗超過所需量。另一方面，如果在角度θef°處消除踏板上的壓力，傾斜面83和傾斜面85之間的摩擦阻力、表面87和固定表面88之間的摩擦阻力、以及中空圓筒件31和在凹槽41里的突出58之間的摩擦阻力將變得非常小，從而使油門踏板臂3轉(zhuǎn)動并迅速返回到其初始位置，并由于螺旋彈簧16的彈性而帶有小的阻力。
此外，對于踏板裝置1來說，在踩下踏板之后的情況下，維持踩下的踏板處于相當(dāng)于恒速行駛的情況的(例如)角度θef°處，即使壓力從Te減少至Tf，油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動角度θef°可被保持，這是由于踏板臂的轉(zhuǎn)動角度和踏板壓力之間的滯后效應(yīng)a-b-e-f的緣故，它基于傾斜面83和傾斜面85之間的摩擦阻力、表面87和固定表面88之間的摩擦阻力、以及中空圓筒件31和在凹槽41里的突出58之間的摩擦阻力。因此，它可以克服諸如對踩踏板腳很快產(chǎn)生疲勞的麻煩。即，對于踏板裝置1來說，因為它可能擴大踏板壓力T的范圍Te-Tf，其中，帶有給定的踏板壓下量的油門踏板臂3的轉(zhuǎn)動角度θef°可保持在與踏板壓下量一致的一個固定水平上，踏板的壓下量可容易地保持在一個固定水平上，與在從低速到高速的范圍內(nèi)各種速度的恒速行駛中的速度一致。這樣，可以克服諸如使踩踏板腳很快產(chǎn)生疲勞的麻煩。
此外，對于踏板裝置1來說，由于通過傾斜面83和傾斜面85之間的摩擦阻力、表面87和固定表面88之間的摩擦阻力、以及中空圓筒件31和在凹槽41里的突出58之間的摩擦阻力可以大致確定可能傳遞給轉(zhuǎn)動的油門踏板臂3的阻力，因而可以非常簡單地實現(xiàn)對具有滯后效應(yīng)的反作用力的調(diào)整。此外，通過適當(dāng)設(shè)定各數(shù)值，該裝置可制造得非常緊湊，并可通過有效使用小空間進行安裝。
此外，對于踏板裝置1來說，由于螺旋彈簧27實際上不產(chǎn)生返回力使油門踏板臂3返回到其初始位置，在恒速行駛過程中反作用力基本上不作用在油門踏板臂3上，因此具有一個額外的優(yōu)點，即不會使踩踏板腳很快產(chǎn)生疲勞。
此外，對于踏板裝置1來說，由于螺旋彈簧27位于不會相對轉(zhuǎn)動的移動件23和中空圓筒件22的底部25之間，螺旋彈簧28不會隨轉(zhuǎn)動件28的轉(zhuǎn)動而扭轉(zhuǎn)。這樣，由于螺旋彈簧27扭轉(zhuǎn)而不能正常工作的麻煩就不會出現(xiàn)。
對于按照該實施例的踏板裝置1來說，當(dāng)進行一試驗、使油門踏板臂3從轉(zhuǎn)動初始位置0°轉(zhuǎn)動到最大角θmax°(全行程)(對應(yīng)于圖10中的線a-b-c-d形成的回路)重復(fù)3,000,000次時，在中空圓筒件22、移動件23、轉(zhuǎn)動件28和蓋子30中沒有一個發(fā)生破損、疲勞永久變形等，轉(zhuǎn)動角度θb°在θmax°的0.5至20％范圍內(nèi)，而踏板壓力的范圍Te-Tf(其中轉(zhuǎn)動角度θef°在恒速行駛過程中可保持在一固定水平上)處于令人滿意的范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明，可提供一種供汽車用的踏板裝置以及適合于在踏板裝置中使用的阻尼器，它在操作感覺上是優(yōu)秀的，不會使駕駛員在踏板操作中感到疲勞，并可擴大踏板壓力的范圍，允許踏板的壓下量保持在與踏板壓下量對應(yīng)的一個固定水平上。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車的踏板裝置，包括一阻尼器，它將阻力傳遞給轉(zhuǎn)動的踏板臂，所述阻尼器包括一可沿軸向方向移動、但不能環(huán)繞著軸線轉(zhuǎn)動的移動件，一可環(huán)繞著軸線轉(zhuǎn)動并面向所述移動件的轉(zhuǎn)動件，一彈性地迫使所述移動件朝向所述轉(zhuǎn)動件的彈簧，以及一摩擦阻力發(fā)生裝置，它由于所述轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時的摩擦阻力而產(chǎn)生摩擦阻力，通過使所述移動件沿著軸線方向、反抗所述彈簧的彈性、離開所述轉(zhuǎn)動件的移動將增加所述彈簧的彈力，從而增加摩擦阻力，其中，從所述踏板臂轉(zhuǎn)動的初始位置到其全轉(zhuǎn)動角度的0.5至20％的任一角度而逐漸增加的扭矩傳遞給所述轉(zhuǎn)動件，以便允許所述踏板臂轉(zhuǎn)動，而所述轉(zhuǎn)動件隨后與所述踏板臂的轉(zhuǎn)動一起轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，所述摩擦阻力發(fā)生裝置具有形成在所述轉(zhuǎn)動件上的、面向所述移動件的一表面上的傾斜面和形成在所述移動件上的、面向所述轉(zhuǎn)動件的一表面上的傾斜面，所述諸傾斜面相互平面接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，所述移動件具有一移動件本體和與所述移動件本體的一表面一體形成的突出，該突出沿軸線方向向所述轉(zhuǎn)動件的一表面突出，所述轉(zhuǎn)動件具有一轉(zhuǎn)動件本體和與所述轉(zhuǎn)動件本體的一表面一體形成的突出，該突出沿軸線方向向所述移動件的一表面突出，而所述摩擦阻力發(fā)生裝置具有形成在所述移動件和所述轉(zhuǎn)動件的兩突出上的諸傾斜面，它們互相平面接觸。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，所述踏板臂的轉(zhuǎn)動適合于通過轉(zhuǎn)動軸傳遞給所述轉(zhuǎn)動件，所述阻尼器還包括一中空圓筒件，其中安裝著所述移動件和所述轉(zhuǎn)動件，而一蓋子設(shè)置在所述中空圓筒件的一個端面上，它不能環(huán)繞著軸線方向移動，所述轉(zhuǎn)動件通過所述彈簧的彈力與所述蓋子接觸，并可環(huán)繞著軸線方向滑動，而所述移動件與所述中空圓筒件接觸，并可沿著軸線方向滑動。
5.如權(quán)利要求4所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，所述踏板臂和所述轉(zhuǎn)動軸與所述中空圓筒件、所述轉(zhuǎn)動件、所述移動件和所述蓋子相比是剛性件，而所述踏板臂從轉(zhuǎn)動的初始位置轉(zhuǎn)動至全轉(zhuǎn)動角度的0.5至20％的任一角度的轉(zhuǎn)動是通過所述中空圓筒件、所述轉(zhuǎn)動件和所述移動件中的至少一個的彈性變形實現(xiàn)的。
6.如權(quán)利要求4或5所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述中空圓筒件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是2×104kgf/cm2≤E。
7.如權(quán)利要求4至6之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，制造所述中空圓筒件的材料包括樹脂。
8.如權(quán)利要求7所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述中空圓筒件的材料包括一種或兩種或多種樹脂，選自聚酰胺樹脂、聚甲醛樹脂、熱塑性聚酯樹脂、液體結(jié)晶狀聚酯樹脂、改進的聚苯醚樹脂、聚苯硫樹脂、聚醚砜樹脂、脂族聚酮樹脂、以及聚醚酮樹脂。
9.如權(quán)利要求7或8所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述中空圓筒件的材料包含一種或兩種或多種物質(zhì)，選自石墨、氟樹脂、二硫化鉬、氮化硼、玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維和鈦酸鉀晶須，以及鉛、鋅、錫、銅和它們的合金。
10.如權(quán)利要求4至6之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述中空圓筒件的材料包括金屬。
11.如權(quán)利要求1至10之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述移動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是2×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2。
12.如權(quán)利要求1至10之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述移動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是5×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2。
13.如權(quán)利要求1至10之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述移動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是7×104kgf/cm2≤E≤18×104kgf/cm2。
14.如權(quán)利要求1至13之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述轉(zhuǎn)動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是2.5×104kgf/cm2≤E≤25×104kgf/cm2。
15.如權(quán)利要求1至13之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述轉(zhuǎn)動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是5×104kgf/cm2≤E≤23×104kgf/cm2。
16.如權(quán)利要求1至13之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述轉(zhuǎn)動件的材料的彎曲彈性模數(shù)E是10×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2。
17.如權(quán)利要求1至16之一所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述移動件和所述轉(zhuǎn)動件的材料包括樹脂。
18.如權(quán)利要求17所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述移動件和所述轉(zhuǎn)動件的材料包括一種或兩種或多種樹脂，選自聚酰胺樹脂、聚甲醛樹脂、熱塑性聚酯樹脂、液體結(jié)晶狀聚酯樹脂、改進的聚苯醚樹脂、聚苯硫樹脂、聚醚砜樹脂、脂族聚酮樹脂、以及聚醚酮樹脂。
19.如權(quán)利要求17或18所述的用于汽車的踏板裝置，其特征在于，形成所述轉(zhuǎn)動件和所述移動件的材料包括一種或兩種或多種物質(zhì)，選自石墨、氟樹脂、二硫化鉬、氮化硼、玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維和鈦酸鉀晶須，以及鉛、鋅、錫、銅和它們的合金。
20.一種用于如權(quán)利要求1至19之一所述的用于汽車的踏板裝置里的阻尼器。
全文摘要
一種汽車踏板裝置(1)包括:一支架(2),一支承在支架(2)上的、剛性金屬形成的、可環(huán)繞著一軸線(A)轉(zhuǎn)動的油門踏板臂(3),一可轉(zhuǎn)動地迫使油門踏板臂(3)回到初始轉(zhuǎn)動位置的彈簧(4),一提供阻力給沿R方向轉(zhuǎn)動的油門踏板臂(3)的阻尼器(5),以及一在初始轉(zhuǎn)動位置阻擋油門踏板臂(3)轉(zhuǎn)動的擋塊。
文檔編號B60K26/02GK1341236SQ00804036
公開日2002年3月20日 申請日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月22日
發(fā)明者後藤整, 小島正光, 五十嵐美照, 熊沢勝利 申請人:奧依列斯工業(yè)株式會社