(57)【要約】本発明の目的は、アクセルペダルの如き足踏みにより駆動操作される操作子の踏み込み開始時に於ける壁踏み感や踏み戻し時に於ける違和感を低減しつつ、踏み込み操作量の定常維持性を向上させることである。ペダルアームと、支持ハウジングと、ペダルアームを復帰方向へ付勢するばねと、ペダルアームの相対枢動に対しそれぞれ第一及び第二の抗力を発生する第一のシム及び第二のシムとを有する。第二のシムの摩擦係合部の最大静止摩擦力は第一のシムの摩擦係合部の最大静止摩擦力よりも大きく、ペダルアームが支持ハウジングに対し相対変位する際の弾性変形について見て第二のシムは第一のシムよりも弾性係数が小さい領域を有する。
2008153204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
足踏みにより駆動操作される操作子と、前記操作子を相対変位可能に支持する支持手段と、前記操作子の相対変位に対し、摩擦力にて抗力を発生する摩擦面の対であって、互いに静止摩擦係数が異なる第一及び第二の摩擦面対と、前記第一及び第二の摩擦面対のうち、静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の、前記操作子の相対変位に伴う移動を許容する変位部材とを有することを特徴とする足踏み式操作装置。
【請求項２】
足踏みにより駆動操作される操作子と、前記操作子を相対変位可能に支持する支持手段と、前記操作子の相対変位に対し、摩擦力にて抗力を発生する摩擦面の対であって、互いに静止摩擦係数が異なる第一及び第二の摩擦面対と、前記第一及び第二の摩擦面対のうち、静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の、前記操作子の相対変位に伴う移動を許容する弾性体とを有することを特徴とする足踏み式操作装置。
【請求項３】
前記弾性体は静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の一方の摩擦面を郭定していることを特徴とする請求項２に記載の足踏み式操作装置。
【請求項４】
操作子への操作入力に対する操作子の相対変位の比が少なくとも三つの値に変化する車両用操作装置であって、操作入力の増大過程に於いては、操作入力が大きいときには操作入力が小さいときに比して、前記比が大きい値に設定されてなる車両用操作装置。
【請求項５】
操作子への操作入力に対する操作子の相対変位の比が少なくとも三つの値に変化する車両用操作装置であって、操作入力の減少過程に於いては、操作入力が大きいときには操作入力が小さいときに比して、前記比が小さい値に設定されてなる車両用操作装置。
【請求項６】
足踏みにより駆動操作される操作子と、前記操作子を相対変位可能に支持する支持手段と、前記操作子に対する駆動操作量の増大方向とは逆の方向へ前記操作子を付勢する復帰付勢手段と、前記操作子が相対変位する際に第一の摺動摩擦部の摩擦力及び第一の弾性変形部のばね力により前記相対変位に対し第一の抗力を発生する第一の抗力発生手段と、前記操作子が相対変位する際に第二の摺動摩擦部の摩擦力及び第二の弾性変形部のばね力により前記相対変位に対し第二の抗力を発生する第二の抗力発生手段とを有し、前記第二の摺動摩擦部の最大静止摩擦力は前記第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力よりも大きく、前記第二の弾性変形部は前記第一の弾性変形部よりも弾性係数が小さい領域を有することを特徴とする足踏み式操作装置。
【請求項７】
前記操作子に対する駆動操作力が前記第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力に対応する駆動操作力以下の範囲内にて変化しても前記操作子は操作者が感知し得るほど相対変位しないことを特徴とする請求項６に記載の足踏み式操作装置。
【請求項８】
前記操作子に対する駆動操作力と前記操作子の相対変位量との間の特性は第一の折れ点と、前記操作子に対する駆動操作力が前記第一の折れ点に対応する駆動操作力よりも大きい第二の折れ点とを有する二段折れの特性であり、前記第一の折れ点に対応する駆動操作力は前記第二の折れ点に対応する駆動操作力の２分の１以上であることを特徴とする請求項６又は７に記載の足踏み式操作装置。
【請求項９】
操作者による前記操作子に対する操作量を検出する操作量検出手段を有し、前記操作量検出手段は予め設定された基準値以上の前記操作子の相対変位量を検出し、前記基準値は前記第二の折れ点に対応する前記相対変位量の値以上に設定されていることを特徴とする請求項６乃至８の何れか一つに記載の足踏み式操作装置。
【請求項１０】
前記操作子に対する駆動操作力が前記第二の折れ点に対応する駆動操作力よりも大きい領域に於ける駆動操作力の変化量に対する前記相対変位量の変化量の比は、前記操作子に対する駆動操作力が前記第一の折れ点に対応する駆動操作力よりも大きく且つ前記第二の折れ点に対応する駆動操作力以下である領域に於ける駆動操作力の変化量に対する前記相対変位量の変化量の比よりも大きいことを特徴とする請求項６乃至９の何れか一つに記載の足踏み式操作装置。
【請求項１１】
前記操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて、少なくとも前記第二の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間の押圧力が増大することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一つに記載の足踏み式操作装置。
【請求項１２】
前記第二の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間に前記復帰付勢手段の付勢力が作用することにより、前記操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて前記押圧力が増大することを特徴とする請求項１１に記載の足踏み式操作装置。
【請求項１３】
前記第一の抗力発生手段は前記操作子及び前記支持手段の一方により支持され且つ前記操作子及び前記支持手段の他方に摺接することにより前記第一の摺動摩擦部を形成し、前記第二の抗力発生手段は前記操作子及び前記支持手段の一方により支持され且つ前記操作子及び前記支持手段の他方に摺接することにより前記第二の摺動摩擦部を形成していることを特徴とする請求項６乃至１２の何れか一つに記載の足踏み式操作装置。
【請求項１４】
前記復帰付勢手段は第一及び第二の復帰付勢手段を有し、前記第一の抗力発生手段は前記操作子及び前記支持手段の一方により支持され且つ前記第一の復帰付勢手段に摺接することにより前記第一の摺動摩擦部を形成し、前記第二の抗力発生手段は前記操作子及び前記支持手段の一方により支持され且つ前記第二の復帰付勢手段に摺接することにより前記第二の摺動摩擦部を形成していることを特徴とする請求項６乃至１２の何れか一つに記載の足踏み式操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置に係り、更に詳細には足踏み式の操作装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の足踏み式の操作装置であるバイワイヤ型のアクセルペダル装置として、足踏みにより駆動操作される操作子としてのペダルと、ペダルを枢動可能に支持する支持手段としてのハウジングと、ペダルに対する駆動操作量の増大方向とは逆の方向へハウジングに対し相対的にペダルを付勢する復帰付勢スプリングと、ハウジングに対するペダルの枢動変位量を検出するセンサと、ペダルの枢動に対し摩擦力によるヒステリシス荷重を付与する摺動部とを有するアクセルペダル装置はよく知られており、例えば特開２００５−１４８９６号公報に記載されている。
この種のアクセルペダル装置によれば、摺動部により摩擦力が付与され、その摩擦力によるヒステリシス荷重によりペダルに対する踏力とペダルの枢動変位量との関係に確実にヒステリシスが付与されるので、ヒステリシスが小さいアクセルペダル装置の場合に比して、運転者はアクセルペダルの踏み込み操作による車両の駆動力の制御を容易に行うことができる。
上記型式のアクセルペダル装置に於いては、運転者がアクセルペダルに対する踏み込み操作量を一定に維持し易いよう、ヒステリシス荷重が高い値に設定されると、アクセルペダルの枢動を開始させるために必要な踏力が高くなり過ぎ、そのため運転者はアクセルペダルの踏み込み開始時に所謂壁踏み感を感じてしまう。また踏力を大きく低減しないとアクセルペダルが戻らなくなるため、運転者はアクセルペダルの踏み戻し時にアクセルペダルの戻り不良感を感じてしまう。
逆にヒステリシス荷重が低い値に設定されると、アクセルペダルの踏み込み開始時に於ける壁踏み感やアクセルペダルの踏み戻し時に於けるアクセルペダルの戻り不良感を低減することができる。しかしその場合には例えば車両の振動等に伴って踏力が僅かに変化してもアクセルペダルの踏み込みストロークが変化してしまうため、運転者がアクセルペダルに対する踏み込み操作量を一定に維持することが困難になる。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の主要な目的は、操作子が支持手段に対し相対変位する際の摩擦力及び弾性変形の反力によってヒステリシスを発生させることにより、アクセルペダルの如き足踏みにより駆動操作される操作子の踏み込み開始時に於ける壁踏み感や操作子の踏み戻し時に於ける操作子の戻り不良感を低減しつつ、操作子に対する踏み込み操作量の定常維持性を向上させることができる足踏み式操作装置を提供することである。
本発明によれば、足踏みにより駆動操作される操作子と、操作子を相対変位可能に支持する支持手段と、操作子の相対変位に対し、摩擦力にて抗力を発生する摩擦面の対であって、互いに静止摩擦係数が異なる第一及び第二の摩擦面対と、第一及び第二の摩擦面対のうち、静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の、操作子の相対変位に伴う移動を許容する変位部材とを有することを特徴とする足踏み式操作装置、又は足踏みにより駆動操作される操作子と、操作子を相対変位可能に支持する支持手段と、操作子の相対変位に対し、摩擦力にて抗力を発生する摩擦面の対であって、互いに静止摩擦係数が異なる第一及び第二の摩擦面対と、第一及び第二の摩擦面対のうち、静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の、操作子の相対変位に伴う移動を許容する弾性体とを有することを特徴とする足踏み式操作装置が提供される。
これらの構成によれば、操作子に対する駆動操作力が増大し、第一及び第二の摩擦面対のうち静止摩擦係数が小さい方の摩擦面対の摩擦面を相対変位させる力がそれらの最大静止摩擦力を越えると、第一及び第二の摩擦面対のうち静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対が操作子の相対変位に伴って移動する。そして操作子に対する駆動操作力が更に増大し、第一及び第二の摩擦面対のうち静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の摩擦面を相対変位させる力がそれらの最大静止摩擦力を越えると、静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の摩擦面が相対変位する。よって操作子に対する駆動操作力の増大過程及び減少過程の何れに於いても、駆動操作力と操作子の相対変位との関係を二段折れの特性にすることができる。
従って静止摩擦力により抗力が発生される領域及び動摩擦力により抗力が発生される領域しか存在しない従来の足踏み式操作装置の場合に比して、操作子の踏み込み開始時に於ける壁踏み感や操作子の踏み戻し時に於ける違和感を低減しつつ、操作子に対する踏み込み操作量の定常維持性を向上させることができる。
上記構成に於いて、弾性体は静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の一方の摩擦面を郭定していてよい。
この構成によれば、静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の一方の摩擦面は弾性体の表面であってよいので、弾性体が静止摩擦係数が大きい方の摩擦面対の一方の摩擦面を郭定していない場合に比して、足踏み式操作装置の構造を単純化することができる。
また本発明によれば、操作子への操作入力に対する操作子の相対変位の比が少なくとも三つの値に変化する車両用操作装置であって、操作入力の増大過程に於いては、操作入力が大きいときには操作入力が小さいときに比して、前記比が大きい値に設定されてなる車両用操作装置が提供される。
この構成によれば、操作子への操作入力の増大過程に於ける操作入力と操作子の相対変位との関係を、二段折れの特性であって、操作入力の増大過程に於いては、操作入力が大きいときには操作入力が小さいときに比して、操作入力に対する操作子の相対変位の比が大きい二段折れの特性にすることができる。
また本発明によれば、操作子への操作入力に対する操作子の相対変位の比が少なくとも二つの値に変化する車両用操作装置であって、操作入力の減少過程に於いては、操作入力が大きいときには操作入力が小さいときに比して、前記比が小さい値に設定されてなる車両用操作装置が提供される。
この構成によれば、操作子への操作入力の減少過程に於ける操作入力と操作子の相対変位との関係を、二段折れの特性であって、操作入力の減少過程に於いては、操作入力が大きいときには操作入力が小さいときに比して、操作入力に対する操作子の相対変位の比が小さい二段折れの特性にすることができる。
また本発明によれば、足踏みにより駆動操作される操作子と、前記操作子を相対変位可能に支持する支持手段と、前記操作子に対する駆動操作量の増大方向とは逆の方向へ前記操作子を付勢する復帰付勢手段と、前記操作子が相対変位する際に第一の摺動摩擦部の摩擦力及び第一の弾性変形部のばね力により前記相対変位に対し第一の抗力を発生する第一の抗力発生手段と、前記操作子が相対変位する際に第二の摺動摩擦部の摩擦力及び第二の弾性変形部のばね力により前記相対変位に対し第二の抗力を発生する第二の抗力発生手段とを有し、前記第二の摺動摩擦部の最大静止摩擦力は前記第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力よりも大きく、前記第二の弾性変形部は前記第一の弾性変形部よりも弾性係数が小さい領域を有することを特徴とする足踏み式操作装置が提供される。
この構成によれば、第二の摺動摩擦部の最大静止摩擦力は第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力よりも大きく、第二の弾性変形部は第一の弾性変形部よりも弾性係数が小さい領域を有し、そのため第二の弾性変形部の弾性変形量は第一の弾性変形部の弾性変形量よりも大きい。
従って復帰付勢手段の付勢力を除外して考えると、第一及び第二の摺動摩擦部の静止摩擦力により抗力が発生される第一の領域と、第一の摺動摩擦部の動摩擦力及び第二の弾性変形部の弾性変形の反力により抗力が発生される第二の領域と、第一及び第二の摺動摩擦部の動摩擦力により抗力が発生される第三の領域とを形成することができる。
よって操作子に対する駆動操作力の増大に伴う支持手段に対する操作子の相対変位量の増大率を、第二の領域に於いては第一の領域の場合よりも大きく、第三の領域に於いては第二の領域の場合よりも大きくすることができ、従って静止摩擦力により抗力が発生される領域及び動摩擦力により抗力が発生される領域しか存在しない従来の足踏み式操作装置の場合に比して、操作子の踏み込み開始時に於ける壁踏み感や操作子の踏み戻し時に於ける違和感を低減しつつ、操作子に対する踏み込み操作量の定常維持性を向上させることができる。
上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力に対応する駆動操作力以下の範囲内にて変化しても操作子は操作者が感知し得るほど相対変位しないようになっていてよい。
この構成によれば、操作子に対する駆動操作力が第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力に対応する駆動操作力以下の範囲内にて変化しても操作子は操作者が感知し得るほど支持手段に対し相対変位しない。従って操作子に対する駆動操作力が第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力に対応する駆動操作力以下の範囲内であるときには、操作子に対する駆動操作力の変動に伴う支持手段に対する操作子の相対変位を確実に抑制し、これにより操作子に対する踏み込み操作量の定常維持性を確実に向上させることができ、また駆動操作力の増減に伴うヒステリシス幅を確実に十分な大きさにすることができる。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力と操作子の相対変位量との間の特性は第一の折れ点と、操作子に対する駆動操作力が第一の折れ点に対応する駆動操作力よりも大きい第二の折れ点とを有する二段折れの特性であり、第一の折れ点に対応する駆動操作力は第二の折れ点に対応する駆動操作力の２分の１以上であるようになっていてよい。
この構成によれば、操作子に対する駆動操作力と支持手段に対する操作子の相対変位量との間の特性は二段折れの特性であり、第一の折れ点に対応する駆動操作力は第二の折れ点に対応する駆動操作力の２分の１以上であるので、第一の領域の駆動操作力の範囲の大きさを第二の領域の駆動操作力の範囲の大きさ以上にすることができ、これにより第一の折れ点に対応する駆動操作力が第二の折れ点に対応する駆動操作力の２分の１未満である場合に比して、操作子に対する踏み込み操作量の定常維持性を向上させることができる。
また上記構成に於いて、操作者による前記操作子に対する操作量を検出する操作量検出手段が設けられ、操作量検出手段は予め設定された基準値以上の操作子の相対変位量を検出し、基準値は第二の折れ点に対応する相対変位量の値以上に設定されていてよい。
この構成によれば、操作量検出手段が相対変位量を検出する領域を操作子に対する駆動操作力と支持手段に対する操作子の相対変位量との間の関係が確実に線形である第三の領域に限定することができ、これにより操作子に対する駆動操作量を正確に検出することができる。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が第二の折れ点に対応する駆動操作力よりも大きい領域に於ける駆動操作力の変化量に対する相対変位量の変化量の比は、操作子に対する駆動操作力が第一の折れ点に対応する駆動操作力よりも大きく且つ第二の折れ点に対応する駆動操作力以下である領域に於ける駆動操作力の変化量に対する相対変位量の変化量の比よりも大きくてよい。
この構成によれば、第三の領域に於ける駆動操作力の変化量に対する操作子の相対変位量の変化量の比は、第二の領域に於ける駆動操作力の変化量に対する操作子の相対変位量の変化量の比よりも大きい。従って操作子に対する踏み込みが開始され操作子に対する駆動操作力が増大される過程に於いて支持手段に対する操作子の相対変位量が突然に急激に増大すること及びこれに起因して操作子の踏み込み操作により制御されるべき制御量が突然に急激に増大することを確実に防止することができる。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて、少なくとも第二の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間の押圧力が増大するようになっていてよい。
この構成によれば、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて、少なくとも第二の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間の押圧力が増大するので、操作子に対する駆動操作力が増大しても第二の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間の押圧力が増大しない構成の場合に比して、第三の領域に於いて駆動操作力が増大する際の駆動操作力の変化量に対する操作子の相対変位量の変化量の比を小さくすることができる。従って操作子に対する駆動操作力と操作子の相対変位量との間のヒステリシス幅を操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて大きくすることができる。
また上記構成に於いて、第二の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間に復帰付勢手段の付勢力が作用することにより、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて押圧力が増大するようになっていてよい。
この構成によれば、第二の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間に復帰付勢手段の付勢力が作用することにより、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて押圧力が増大する。従って操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて増大する復帰付勢手段の付勢力を有効に利用して、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて押圧力を確実に増大させることができる。
また上記構成に於いて、第一の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ操作子及び支持手段の他方に摺接することにより第一の摺動摩擦部を形成し、第二の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ操作子及び支持手段の他方に摺接することにより第二の摺動摩擦部を形成していてよい。
この構成によれば、第一の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ操作子及び支持手段の他方に摺接することにより第一の摺動摩擦部を形成し、第二の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ操作子及び支持手段の他方に摺接することにより第二の摺動摩擦部を形成している。従って第一及び第二の弾性変形部の弾性特性を復帰付勢手段の弾性特性とは独立に必要な抗力に応じて設定することができ、従って第一及び第二の抗力発生手段が復帰付勢手段に摺接する後述の請求項９及び１０の構成の場合に比して、第一及び第二の抗力発生手段の初期設定、即ち操作子に駆動操作力が付与されていない状況に於ける第一及び第二の抗力発生手段の設定を容易に行うことができる。
また上記構成に於いて、復帰付勢手段は第一及び第二の復帰付勢手段を有し、第一の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ第一の復帰付勢手段に摺接することにより第一の摺動摩擦部を形成し、第二の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ第二の復帰付勢手段に摺接することにより第二の摺動摩擦部を形成していてよい。
この構成によれば、復帰付勢手段は第一及び第二の復帰付勢手段を有し、第一の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ第一の復帰付勢手段に摺接することにより第一の摺動摩擦部を形成し、第二の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ第二の復帰付勢手段に摺接することにより第二の摺動摩擦部を形成している。従って復帰付勢手段が一つである上述の構成の場合に比して、操作子に対する駆動操作力と支持手段に対する操作子の相対変位量との間の特性の設定の自由度を高くすることができる。
また上記構成に於いて、第一の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ復帰付勢手段に摺接することにより第一の摺動摩擦部を形成し、第二の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ復帰付勢手段に摺接することにより第二の摺動摩擦部を形成していてよい。
この構成によれば、第一の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ復帰付勢手段に摺接することにより第一の摺動摩擦部を形成し、第二の抗力発生手段は操作子及び支持手段の一方により支持され且つ復帰付勢手段に摺接することにより第二の摺動摩擦部を形成している。従って上述の構成の場合に比して、必要な部品点数を低減し、足踏み式操作装置の構造を簡素化することができる。
また上記構成によれば、操作子及び支持手段を相対変位可能な方向以外に相対変位させる力が操作子と支持手段との間に作用することによる悪影響が第一及び第二の抗力発生手段に及ぶ度合を上記の構成の場合よりも小さくすることができる。
１１  また上記構成に於いて、前記第一の抗力発生手段は前記第一の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、前記復帰付勢手段が前記第一の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止し、前記第二の抗力発生手段は前記第二の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、前記復帰付勢手段が前記第二の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止するようになっていてよい。
この構成によれば、第一の抗力発生手段は第一の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、復帰付勢手段が第一の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止することができ、第二の抗力発生手段は第二の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、復帰付勢手段が第二の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止することができる。従って上記構成に於いて、二段折れの特性を確実に達成することができる。
また上記構成に於いて、第一の抗力発生手段は第一の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、第一の復帰付勢手段が第一の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止し、第二の抗力発生手段は第二の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、第二の復帰付勢手段が第二の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止するようになっていてよい。
この構成によれば、第一の抗力発生手段は第一の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、第一の復帰付勢手段が第一の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止することができ、第二の抗力発生手段は第二の摺動摩擦部の摩擦力が最大静止摩擦力以下であるときには、第二の復帰付勢手段が第二の弾性変形部の弾性変形量を越えて弾性変形することを阻止することができる。従って上記構成に於いて、二段折れの特性を確実に達成することができる。
また上記構成に於いて、操作子は枢軸線の周りに枢動可能であり、第一及び第二の抗力発生手段は枢軸線に沿う方向に互いに隔置されていてよい。
この構成によれば、操作子は枢軸線の周りに枢動可能であり、第一及び第二の抗力発生手段は操作子の枢軸線に沿う方向に互いに隔置されているので、第一及び第二の抗力発生手段により発生される摩擦力や弾性変形の反力を枢軸線に沿う方向に互いに隔置された位置にて作用させることができ、これにより第一及び第二の抗力発生手段が操作子の枢軸線に沿う方向に互いに隔置されていない場合に比して抗力の集中を低減することができる。
また上記構成に於いて、操作子は枢軸を有し、支持手段は枢軸を回転可能に支持する軸受部を有し、第一の抗力発生手段は枢軸の一端の端面と軸受部との間に介装された第一のシムを有し、第二の抗力発生手段は枢軸の他端の端面と軸受部との間に介装された第二のシムを有するようになっていてよい。
この構成によれば、枢軸の一端の端面と第一のシムとの間の摩擦係数及び接触面圧、枢軸の他端の端面と第二のシムとの間の摩擦係数及び接触面圧、第一若しくは第二のシムの少なくとも一部の弾性係数を適宜に設定することにより、上述の各構成の作用効果を確実に達成することができる。
また上記構成によれば、操作子にその枢軸に沿う方向の荷重が作用しても、枢軸の一端の端面と第一のシムとの間及び枢軸の他端の端面と第二のシムとの間の一方の接触面圧は増大するが、他方の接触面圧は減少する。従って一方の接触面圧が増大しても他方の接触面圧が減少しない構造の場合に比して、操作子に作用する総摩擦力が操作子の枢軸に沿う方向の荷重に起因して変動する量を確実に小さくすることができる。
また上記構成に於いて、枢軸の一端の端面に対する第一のシムの接触面圧及び枢軸の他端の端面に対する第二のシムの接触面圧の少なくとも一方を調節する面圧調節手段を有するようになっていてよい。
この構成によれば、枢軸の一端の端面に対する第一のシムの接触面圧及び枢軸の他端の端面に対する第二のシムの接触面圧の少なくとも一方を調節する面圧調節手段を有するので、面圧調節手段による接触面圧の調節によって対応するシムと枢軸の端面との間の摩擦力を確実に調節することができる。
また上記構成に於いて、操作子は枢軸を有し、第一及び第二の抗力発生手段は枢軸の軸線に垂直な方向へ枢軸より隔置された位置に設けられていてよい。
この構成によれば、操作子は枢軸を有し、第一及び第二の抗力発生手段は枢軸の軸線に垂直な方向へ枢軸より隔置された位置に設けられているので、枢軸の軸線の周りの相対的円弧運動について摩擦力や弾性変形の反力を作用させることができる。
また上記構成に於いて、第一及び第二の復帰付勢手段はそれぞれ弾性変形容易部と弾性変形非容易部とを有し、第一及び第二の抗力発生手段はそれぞれ第一及び第二の復帰付勢手段の弾性変形非容易部に摺接していてよい。
この構成によれば、第一及び第二の復帰付勢手段はそれぞれ弾性変形容易部と弾性変形非容易部とを有し、第一及び第二の摩擦当接手段はそれぞれ第一及び第二の復帰付勢手段の弾性変形非容易部に摺接している。従って第一及び第二の摩擦当接手段がそれぞれ第一及び第二の復帰付勢手段の弾性変形容易部に摺接している構成の場合に比して、第一及び第二の摺動摩擦部の摩擦力による抗力を安定的に発生させることができ、これにより足踏み式操作装置を安定的に作動させることができる。
また上記構成に於いて、復帰付勢手段は弾性変形容易部と弾性変形非容易部とを有し、第一及び第二の抗力発生手段は弾性変形非容易部に摺接していてよい。
この構成によれば、復帰付勢手段は弾性変形容易部と弾性変形非容易部とを有し、第一及び第二の摩擦当接手段は復帰付勢手段の弾性変形非容易部に摺接している。従って上述の構成の場合と同様、第一及び第二の摩擦当接手段が復帰付勢手段の弾性変形容易部に摺接している構成の場合に比して、第一及び第二の摺動摩擦部の摩擦力による抗力を安定的に発生させることができ、これにより足踏み式操作装置を安定的に作動させることができる。
また上記構成に於いて、第一の摺動摩擦部は復帰付勢手段の一部が復帰付勢手段の他の部分に摺接することにより郭定されていてよい。
この構成によれば、第一の摺動摩擦部は復帰付勢手段の一部が復帰付勢手段の他の部分に摺接することにより郭定されている。従って第一の摺動摩擦部に於いて復帰付勢手段に摺接する独立の部材は不要であり、独立の第二の部材が設けられる構成の場合に比して必要な部品点数を低減することができる。
また上記構成に於いて、操作子は支持手段により枢支された枢動ペダルであってよい。
この構成によれば、操作子は支持手段により枢支された枢動ペダルであるので、自動車のアクセルペダルの如き枢動ペダルについて上述の各構成の作用効果を達成することができる。
また上記構成に於いて、第二の弾性変形部は操作子が支持手段に対し相対変位する際に於ける第二の摺動摩擦部の摩擦力により弾性変形せしめられるようになっていてよい。
また上記構成に於いて、第二の摺動摩擦部の静止摩擦係数は第一の摺動摩擦部の静止摩擦係数よりも高くてよい。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が第一の摺動摩擦部の最大静止摩擦力に対応する駆動操作力以下の範囲内にて変化しても、第二の弾性変形部は実質的に弾性変形しないようになっていてよい。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて、第一の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間の押圧力も増大するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて、第一の弾性変形部の弾性変形により第一の摺動摩擦部の互いに摺接する部材の間の押圧力が増大されるようになっていてよい。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力の如何に拘らず、第一及び第二の摺動摩擦部の互いに摩擦摺動する部材の間の押圧力は実質的に一定であってよい。
また上記構成に於いて、第一の折れ点に対応する駆動操作力は第二の折れ点に対応する駆動操作力の２分の１以上であり且つ３分の２以下であってよい。
また上記構成に於いて、操作量検出手段は操作者により操作子に付与される踏力を検出するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、第一及び第二の抗力発生手段は枢軸線に垂直な枢動ペダルの中心軸線の両側に配置されていてよい。
また上記構成に於いて、第一及び第二の抗力発生手段はそれぞれ操作子若しくは支持手段との第一及び第二の摩擦係合部を郭定する第一及び第二の摩擦板を有し、第一及び第二の摩擦板は操作子及び支持手段の何れかに固定されていてよい。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて第一の摩擦当接手段と第一の復帰付勢手段との間の押圧力及び第二の摩擦当接手段と第二の復帰付勢手段との間の押圧力が増大するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、操作子に対する駆動操作力が増大するにつれて第一の摩擦当接手段と第一の弾性変形部との間の押圧力及び第二の摩擦当接手段と第二の弾性変形部との間の押圧力が増大するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、足踏み式操作装置は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置であってよい。
また上記構成に於いて、足踏み式操作装置は自動車のブレーキバイワイヤ式のブレーキペダル装置であってよい。
また上記構成に於いて、操作子は支持手段により往復動可能に支持された往復動ペダルであってよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第一の実施例を示す平断面図である。
図２はサブハウジング部材が除去された状態にて第一の実施例を示す側面図である。
図３は第一の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し相対変位しない状況を示している。
図４は第一の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し僅かに相対変位する状況を示している。
図５は第一の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し比較的大きく相対変位する状況を示している。
図６は第一の実施例に於いてペダルアームのペダル部に与えられる踏力Ｆと軸線の周りのペダル部のストロークＳとの間の関係（Ｆ−Ｓ特性曲線）を示すグラフである。
図７は第一の実施例に於けるＦ−Ｓ特性曲線のヒステリシスを示すグラフである。
図８は従来のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図である。
図９は従来のアクセルペダル装置について摩擦係数が高い場合のＦ−Ｓ特性曲線及びそのヒステリシスを示すグラフである。
図１０は従来のアクセルペダル装置について摩擦係数が低い場合のＦ−Ｓ特性曲線及びそのヒステリシスを示すグラフである。
図１１は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第二の実施例を示す平断面図である。
図１２は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第三の実施例を示す平断面図である。
図１３はサブハウジング部材が除去された状態にて第三の実施例を示す側面図である。
図１４は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第四の実施例を示す平断面図である。
図１５はサブハウジング部材が除去された状態にて第四の実施例を示す側面図である。
図１６は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第五の実施例を単純化して示す平断面図である。
図１７は支持ハウジングに対するペダルアームの枢動角度の増大につれて第一及び第二の摩擦係合部の接触面圧が漸次増大するよう修正された修正例に於けるＦ−Ｓ特性曲線のヒステリシスを示すグラフである。
図１８は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第六の実施例を示す側面図である。
図１９は第六の実施例を示す拡大部分背面図である。
図２０は第六の実施例を示す拡大部分底面図である。
図２１は第六の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し相対変位しない状況を示している。
図２２は第六の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し僅かに相対変位する状況を示している。
図２３は第六の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し比較的大きく相対変位する状況を示している。
図２４は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第七の実施例を示す側面図である。
図２５は第七の実施例を示す背面図である。
図２６は第七の実施例に於けるＦ−Ｓ特性曲線のヒステリシスを示すグラフである。
図２７は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第八の実施例を示す側面図である。
図２８は第八の実施例を示す拡大部分背面図である。
図２９は摺接部材を示す平面図である。
図３０は摺接部材を示す端面図である。
図３１は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第九の実施例を示す側面図である。
図３２は第九の実施例を示す拡大部分背面図である。
図３３は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十の実施例を示す縦断面図である。
図３４は第十の実施例を示す背面図である。
図３５は第十の実施例に於けるＦ−Ｓ特性曲線のヒステリシスを示すグラフである。
図３６は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十一の実施例を示す側面図である。
図３７は第十一の実施例を示す拡大部分背面図である。
図３８は第一のトーションバーを示す正面図である。
図３９は第二のトーションバーを示す正面図である。
図４０は支持ブラケットの一方のトラニオンをペダルアームの軸線に沿ってみた状態にて示す正面図である。
図４１は支持ブラケットの他方のトラニオンをペダルアームの軸線に沿ってみた状態にて示す正面図である。
図４２は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十二の実施例を示す側面図である。
図４３は第十二の実施例を示す拡大部分背面図である。
図４４は第十二の実施例の要部の拡大横断面図である。
図４５は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十三の実施例を示す側面図である。
図４６は第十三の実施例を示す拡大部分背面図である。
図４７は第十三の実施例の要部を示す拡大部分断面図である。
図４８は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十四の実施例を示す側面図である。
図４９は第十四の実施例を示す拡大部分背面図である。
図５０は摺接部材の修正例を示す平面図である。
図５１は摺接部材の修正例を示す端面図である。
図５２は第十四の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し相対変位しない状況を示している。
図５３は第十四の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し僅かに相対変位する状況を示している。
図５４は第十四の実施例のアクセルペダル装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図であり、ペダルアームが支持ハウジングに対し比較的大きく相対変位する状況を示している。
図５５は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十五の実施例を示す側面図である。
図５６は第十五の実施例を示す背面図である。
図５７は第六乃至第十三の実施例の修正例をモデルとして示す図である。
図５８は第十四及び第十五の実施例の修正例をモデルとして示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【０００６】
図１は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第一の実施例を示す平断面図、図２はサブハウジング部材が除去された状態にて第一の実施例を示す側面図である。
これらの図に於いて、符号１０はアクセルペダル装置を全体的に示しており、アクセルペダル装置１０は足踏みにより駆動操作される操作子としてのペダルアーム１２と、ペダルアーム１２を枢動可能に支持する支持手段としての支持ハウジング１４と、ペダルアーム１２に対する駆動操作量の増大方向とは逆の方向へ支持ハウジング１４に対し相対的にペダルアーム１２を枢動付勢する復帰付勢手段としての内ばね１６及び外ばね１８と、ペダルアーム１２に対する駆動操作量を検出する手段としての開度センサ２０とを有している。
ペダルアーム１２は軸線２２に沿って延在し円柱形をなす軸部１２Ａと、軸部１２Ａと一体に形成され軸線２２を横切る方向に延在する実質的にＪ形の第一のアーム部１２Ｂと、第一のアーム部１２Ｂの先端に一体に形成され運転者の足により踏力が付与されるペダル部１２Ｃと、軸部１２Ａに対し第一のアーム部１２Ｂとは反対の側にて軸線２２を横切る方向に延在する第二のアーム部１２Ｄとを有している。図示の第一の実施例に於いては、ペダルアーム１２の全体が樹脂にて形成されているが、例えばペダル部１２Ｃの如きペダルアーム１２の一部が金属にて形成されていてもよい。尚図１に於いて、符号１２Ｅはペダルアーム１２の幅方向の中心線を示している。
支持ハウジング１４はメインハウジング部材１４Ａとサブハウジング部材１４Ｂとよりなっている。メインハウジング部材１４Ａは実質的に三角形をなす側壁部と、側壁部の外周部と一体に側壁部に垂直に延在する周壁部とを有し、サブハウジング部材１４Ｂはメインハウジング部材１４Ａの側壁部と同様の形態をなしている。図示の第一の実施例に於いては、メインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂは樹脂にて形成されているが、これらのハウジング部材の一部又は全体が金属にて形成されていてもよい。
メインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂは、サブハウジング部材１４Ｂの外周部がメインハウジング部材１４Ａの周壁部の端面に当接する状態にて図には示されていないビス及びナットにより互いに他に対し固定されている。またメインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂはそれぞれ取付けフランジ１４ＡＦ及び１４ＢＦを有し、図には示されていないボルトによって取付けフランジ１４ＡＦ及び１４ＢＦが図には示されていない車体に取り付けられることにより車体に固定されるようになっている。
内ばね１６及び外ばね１８は互いに他に対し同心に配置された圧縮コイルばねである。これらのばねは一端にてメインハウジング部材１４Ａの周壁部に形成されたばね座２４により支持され、他端にてペダルアーム１２の第二のアーム部１２Ｄに設けられたばね座２６により支持されている。これにより内ばね１６及び外ばね１８は第二のアーム部１２Ｄがメインハウジング部材１４Ａの周壁部に形成された全閉ストッパ２８に当接するよう、ペダルアーム１２を軸線２２の周りに図２で見て反時計回り方向へ付勢している。尚復帰付勢手段は圧縮コイルばねに限定されるものではなく、引張りコイルばね、板ばね、捩りばねの如く当技術分野に於いて公知の任意のばねであってよい。
またメインハウジング部材１４Ａの周壁部には軸線２２に対し全閉ストッパ２８とは反対の側に全開ストッパ３０が形成されている。ペダル部１２Ｃに付与される踏力が増大されると、ペダルアーム１２は内ばね１６及び外ばね１８の付勢力に抗して軸線２２の周りに枢動するが、第一のアーム部１２Ｂが全開ストッパ３０に当接することによりそれ以上の枢動が阻止される。
開度センサ２０は支持ハウジング１４に対する軸線２２の周りのペダルアーム１２の相対回転角度を検出することによりペダルアーム１２に対する駆動操作量を検出する回転角度センサである。図示の第一の実施例に於ける開度センサ２０はメインハウジング部材１４Ａに固定され静止状態を維持する検出部と、ペダルアーム１２の軸部１２Ａと一体的に回転することにより検出部に対し相対的に軸線２２の周りに回転する回転部とを有している。尚開度センサ２０は支持ハウジング１４に対する軸線２２の周りのペダルアーム１２の相対回転角度を検出することができるものである限り、ホールＩＣ型の回転センサ、電磁誘導式回転センサ、回転型ポテンシオメータの如く当技術分野に於いて公知の任意のセンサであってよい。
メインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂはそれぞれ軸受部１４ＡＢ及び１４ＢＢを有している。軸受部ＡＢ及び１４ＢＢはペダルアーム１２の軸部１２Ａよりも僅かに大きい内径の円筒面を有し、ペダルアーム１２の軸部１２Ａの対応する端部を軸線２２の周りに回転可能に支持している。尚ペダルアーム１２の軸部１２Ａ及び軸受部ＡＢ、１４ＢＢは円筒面にて互いに相対回転可能に係合しているが、これらは例えば軸線２２に整合する切頭円錐面にて互いに相対回転可能に係合していてもよい。
軸部１２Ａの両端の端面とこれに対向する軸受部ＡＢ及び１４ＢＢの壁面との間にはそれぞれ第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂが配置されている。第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂはそれぞれ軸部１２Ａの対応する端面と摩擦係合する第一及び第二の摩擦係合部を有し、軸部１２Ａの対応する端面と共働して支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対枢動変位に対しそれぞれ第一及び第二の抗力を発生する第一及び第二の抗力発生手段として機能する。かくして第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの第一及び第二の摩擦係合部及び軸部１２Ａの対応する端面は、それぞれ摩擦力にて第一及び第二の抗力を発生する第一及び第二の摩擦面対を郭定している。
第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂは同一の樹脂にて形成され、それぞれ軸受部ＡＢ及び１４ＢＢの側壁部と相対回転しないよう摩擦係合している。図示の第一の実施例に於いては、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂは軸部１２Ａの対応する端面に形成され軸線２２に沿って突出する円筒状凸部の外径よりも大きい内径及び円筒状凸部の突出高さよりも大きい厚さを有する円環板状をなしている。
第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの表面のうち軸部１２Ａの端面に対向する面を正面とすると、少なくとも第一のシム３２Ａの正面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理が施されている。また第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの板面に沿って周方向に剪断応力が作用した場合に第二のシム３２Ｂが第一のシム３２Ａよりも容易に弾性変形するよう、図には示されていないが第二のシム３２Ｂの正面には格子状の溝による凹凸が形成されている。
上記表面処理により、第一のシム３２Ａと軸部１２Ａの対応する端面との間の静止摩擦係数は第一の静止摩擦係数μｓ１に設定され、第二のシム３２Ｂと軸部１２Ａの対応する端面との間の静止摩擦係数は第一の静止摩擦係数μｓ１よりも高い第二の静止摩擦係数μｓ２に設定されている。これに対応して第一のシム３２Ａと軸部１２Ａの対応する端面との間の動摩擦係数は第一の動摩擦係数μｍ１に設定され、第二のシム３２Ｂと軸部１２Ａの対応する端面との間の動摩擦係数は第一の動摩擦係数μｍ１よりも高い第二の動摩擦係数μｍ２に設定されている。第一の静止摩擦係数μｓ１は第一の動摩擦係数μｍ１よりも高く、第二の静止摩擦係数μｓ２は第二の動摩擦係数μｍ２よりも高い。
また第一のシム３２Ａに対する軸部１２Ａの押圧力及び第二のシム３２Ｂに対する軸部１２Ａの押圧力は互いに実質的に同一である。よって第二のシム３２Ｂと軸部１２Ａとの間の最大静止摩擦力は、第一のシム３２Ａと軸部１２Ａとの間の最大静止摩擦力よりも大きい。
また上記溝による凹凸の有無により、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの板面に沿って剪断応力が作用し周方向に弾性変形する場合の弾性係数をそれぞれＫ１及びＫ２とすると、第二のシム３２Ｂの弾性係数Ｋ２は第一のシム３２Ａの弾性係数Ｋ１よりも小さい。尚第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの板面に沿って周方向に剪断応力が作用した場合に第二のシム３２Ｂが第一のシム３２Ａよりも容易に弾性変形し得るようにするためには、第二のシム３２Ｂの最小の弾性係数Ｋ２ｍｉｎが第一のシム３２Ａの最小の弾性係数Ｋ１ｍｉｎよりも小さければよく、そのための手段として格子状の溝以外に互いに平行な溝や放射状の溝が採用されてもよく、また第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの構成材料自体が互いに弾性係数の異なる材料に選定されてもよい。
以上の説明より解る如く、図示の第一の実施例のアクセルペダル装置１０を直線運動の装置としてモデル化するならば、図３乃至図５に示されている如くモデル化することができる。
支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対駆動力Ｆｐが第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂと軸部１２Ａの対応する端面との間の最大静止摩擦力Ｆｓ１ｍａｘ、Ｆｓ２ｍａｘ以下であるときには、図３に示されている如く、ペダルアーム１２は第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂに対し相対変位しない。また第一のシム３２Ａの弾性係数Ｋ１が十分に大きい場合には、第一のシム３２Ａの弾性変形量も非常に小さいので、ペダルアーム１２は支持ハウジング１４に対しても殆ど相対変位しない。
これに対し相対駆動力Ｆｐが第一のシム３２Ａと軸部１２Ａの対応する端面との間の最大静止摩擦力Ｆｓ１ｍａｘよりも大きく、第二のシム３２Ｂと軸部１２Ａの対応する端面との間の最大静止摩擦力Ｆｓ２ｍａｘ以下であるときには、図４に示されている如く、ペダルアーム１２は第一のシム３２Ａに対し相対変位するが、第二のシム３２Ｂの正面に対し相対変位しない。しかし第二のシム３２Ｂが弾性変形するので、ペダルアーム１２は支持ハウジング１４に対し相対変位し、その相対変位量は相対駆動力Ｆｐの増大に比例して増大する。従って第二のシム３２Ｂは、第一及び第二の摩擦面対のうち静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。この場合変位部材の弾性変形の方向は、第二の摩擦面対の摩擦係合状態を維持したまま操作子としてのペダルアーム１２の相対変位に伴って変位部材が受ける応力による弾性変形の方向である。
更に相対駆動力Ｆｐが第二のシム３２Ｂと軸部１２Ａの対応する端面との間の最大静止摩擦力Ｆｓ２ｍａｘよりも大きいときには、図５に示されている如く、ペダルアーム１２は第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの両者に対し相対変位し、これにより支持ハウジング１４に対し相対的に比較的大きく相対変位する。そしてペダルアーム１２と第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂとの間の摩擦は動摩擦になるので、相対駆動力Ｆｐの増大量に対するペダルアーム１２の相対変位量の増大量の比は図４に示された状況の場合よりも大きい。
従って図示の第一の実施例に於いては、運転者によりペダルアーム１２のペダル部１２Ｃに与えられる踏力Ｆと軸線２２の周りのペダル部１２ＣのストロークＳとの間の関係、即ちＦ−Ｓ特性は、踏力Ｆの増大過程に於いては図６に示されている如き二段折れの特性である。より詳細には、第一の実施例のＦ−Ｓ特性曲線は、第一乃至第三の線形領域Ｌ１〜Ｌ３と、第一の線形領域Ｌ１と第二の線形領域Ｌ２との間の第一の折れ点Ｐ１と、第二の線形領域Ｌ２と第三の線形領域Ｌ３との間の第二の折れ点Ｐ２とを有している。
第一の静止摩擦係数μｓ１に基づく最大静止摩擦力に対応する踏力を第一の基準踏力Ｆｓ１とし、第二の静止摩擦係数μｓ２に基づく最大静止摩擦力に対応する踏力を第二の基準踏力Ｆｓ２（＞Ｆｓ１）とする。第一の折れ点Ｐ１は踏力Ｆが実質的に第一の基準踏力Ｆｓ１である場合に対応しており、第二の折れ点Ｐ２は踏力Ｆが実質的に第二の基準踏力Ｆｓ２である場合に対応している。また第一の基準踏力Ｆｓ１は第二の基準踏力Ｆｓ２の１／２以上であり且つ２／３以下であることが好ましい。
第一の線形領域Ｌ１に於けるＦ−Ｓ特性曲線の傾斜は実質的に無限大であり、踏力Ｆが第一の基準踏力Ｆｓ１以下であるときには、踏力Ｆの値の如何に拘らずストロークＳは実質的に０である。換言すれば踏力Ｆが第一の基準踏力Ｆｓ１以下の範囲内にて変化してもペダルアーム１２は運転者が感知し得るほど支持ハウジング１４に対し相対的に枢動しない。また第三の線形領域Ｌ３に於けるＦ−Ｓ特性曲線の傾斜は第二の線形領域Ｌ２に於けるＦ−Ｓ特性曲線の傾斜よりも小さい。即ち踏力Ｆの変化量ΔＦに対するストロークＳの変化量ΔＳの比ΔＳ／ΔＦは、踏力Ｆが第二の基準踏力Ｆｓ２よりも大きい第三の線形領域Ｌ３に於いては、踏力Ｆが第一の基準踏力Ｆｓ１よりも大きく第二の基準踏力Ｆｓ２以下である第二の線形領域Ｌ２の場合よりも大きい。
尚第一の線形領域Ｌ１に於ける比ΔＳ／ΔＦは第一のシム３２Ａの弾性係数Ｋ１に依存し、弾性係数Ｋ１が高いほど０に近くなり、弾性係数Ｋ１が低いほど大きくなる。また第一の線形領域Ｌ１に於ける比ΔＳ／ΔＦは０である必要はなく、この比ΔＳ／ΔＦが第二の線形領域Ｌ２に於ける比ΔＳ／ΔＦの１／２以下、好ましくは１／３以下であり、第三の線形領域Ｌ３に於ける比ΔＳ／ΔＦの１／５以下、好ましくは１／８以下であればよい。また第二の線形領域Ｌ２に於ける比ΔＳ／ΔＦは第三の線形領域Ｌ３に於ける比ΔＳ／ΔＦの２倍以上、特に３倍以上、更には５倍以上であることが好ましい。
また一般に、動摩擦係数は静止摩擦係数よりも低いので、理論的には、踏力が第一の線形領域Ｌ１より第二の線形領域Ｌ２へ移行する際及び第二の線形領域Ｌ２より第三の線形領域Ｌ３へ移行する際に抗力が瞬間的に低下する。しかし摩擦係合する部材がテフロン（登録商標）加工の如き表面処理が施された樹脂等である場合には、極部的には複数の部位にて摩擦係合し、複数の部位に於いて完全に同時に静止摩擦より動摩擦へ移行する訳ではない。従って摩擦係合部の接触面圧が高くない場合には、静止摩擦より動摩擦へ移行する際にも抗力が瞬間的に顕著に低下することはない。これらの点は後述の他の実施例についても同様である。
また図６に示されている如く、開度センサ２０はストロークＳが第二の折れ点Ｐ２のストロークＳ２よりも大きい基準値Ｓ０である場合の値をスロットルバルブの全閉に対応するストロークＳｍｉｎとし、ペダルアーム１２の第一のアーム部１２Ｂが全開ストッパ３０に当接するときのストロークＳがスロットルバルブの全開に対応するストロークＳｍａｘとして、ＳｍｉｎよりＳｍａｘまでのストロークＳを示す信号を図には示されていないエンジン制御装置へ出力する。
また図示の第一の実施例に於いて、踏力Ｆが例えば第三の線形領域Ｌ３の値まで増大された後に低減され、しかる後再度増大されるよう運転者によるペダルアーム１２の踏み込み操作が行われると、その場合のＦ−Ｓ特性曲線は図７に示されている如きヒステリシス曲線を描く。このＦ−Ｓ特性曲線のヒステリシス幅は第一の基準踏力Ｆｓ１の大きさが大きいほど大きい。上述の如く、第一の基準踏力Ｆｓ１が第二の基準踏力Ｆｓ２の１／２以上であり且つ２／３以下である場合には、例えば第一の基準踏力Ｆｓ１が第二の基準踏力Ｆｓ２の１／２未満である場合に比して確実に十分なヒステリシス幅を確保することができる。図７に示されている如く、踏力Ｆの減少過程に於いてもＦ−Ｓ特性曲線は二段折れの特性になるが、第一乃至第三の線形領域の傾斜の大小関係は踏力Ｆの増大過程の場合とは逆である。
また内ばね１６及び外ばね１８は踏力Ｆが増大する際にはストロークＳの増大を抑制する方向に作用し、踏力Ｆが減少する際にはストロークＳの減少を促進する方向に作用する。従って踏力Ｆが第三の線形領域Ｌ３に於いて増大する際のＦ−Ｓ特性曲線の傾斜及び踏力Ｆが減少することによりストロークＳが線形的に減少する際のＦ−Ｓ特性曲線の傾斜は内ばね１６若しくは外ばね１８のばね定数が高いほど大きい。
尚一般に、図７に示されている如く、Ｆ−Ｓ特性曲線のヒステリシス幅は踏力Ｆが０より増大する際の第一の基準踏力Ｆｓ１の大きさよりも小さい。これは踏力Ｆが０より増大される際にペダルアーム１２のアーム比が変化するのに対し、ペダルアーム１２のアーム比が一旦変化すると、その後踏力Ｆが増減されてもペダルアーム１２のアーム比が変化しないことに起因するものと考えられる。
即ち前述の如くペダルアーム１２の軸部１２Ａは軸受部１４ＲＢ及び１４ＬＢにより軸線２２の周りに相対回転可能に支持されているので、軸部１２Ａの円筒面と軸受部１４ＲＢ及び１４ＬＢの円筒面との間にはクリアランスが存在する。従って踏力Ｆが０より増大される際にペダルアーム１２の軸部１２Ａと軸受部１４ＲＢ及び１４ＬＢとの間の接点が変化し、そのためペダル部１２Ｃを力点とし、上記接点を支点とし、第二のアーム部１２の先端部を作用点とするテコのアーム比が変化する。しかしアーム比が変化する値よりも大きい範囲にて踏力Ｆが増減されても、軸部１２Ａと軸受部１４ＲＢ及び１４ＬＢとの間の接点は変化せず、アーム比は変化しない。
図８は従来の足踏み式操作装置を直線運動の装置としてモデル化して示す説明図である。静止摩擦力により抗力が発生される領域及び動摩擦力により抗力が発生される領域しか存在しない従来の足踏み式操作装置の場合には、ペダルアーム１２のペダル部に与えられる踏力Ｆと枢軸線の周りのペダル部のストロークＳとの間の関係、即ちＦ−Ｓ特性は図９及び図１０に示されている如き一段折れの特性である。
そのため従来の足踏み式操作装置に於いて、アクセルペダルに対する踏み込み操作量を一定に維持し易いよう、ペダルアーム１２と支持ハウジング１４との間の摩擦係数が高い値に設定されると、図９に示されている如くアクセルペダルの枢動を開始させるために必要な踏力が高くなり過ぎ、そのため運転者はアクセルペダルの踏み込み開始時に所謂壁踏み感を感じてしまう。また踏力を大きく低減しないとアクセルペダルが戻らなくなるため、運転者はアクセルペダルの踏み戻し時に違和感を感じてしまう。
逆に摩擦係数が低い値に設定されると、アクセルペダルの踏み込み開始時に於ける壁踏み感やアクセルペダルの踏み戻し時に於けるアクセルペダルの戻り不良感を低減することができる。しかしその場合には図１０に示されている如くヒステリシス幅が小さくなり、例えば車両の振動等に伴って踏力Ｆが僅かに変化してもアクセルペダルの踏み込みストロークＳが変化してしまうため、運転者がアクセルペダルに対する踏み込み操作量を一定に維持することが困難になり、定常維持性が悪化してしまう。
これに対し本発明の第一の実施例によれば、踏力Ｆの増大過程に於けるＦ−Ｓ特性は図６に示されている如く第一乃至第三の線形領域Ｌ１〜Ｌ３と、第一の線形領域Ｌ１と第二の線形領域Ｌ２との間の第一の折れ点Ｐ１と、第二の線形領域Ｌ２と第三の線形領域Ｌ３との間の第二の折れ点Ｐ２とを有する二段折れの特性であり、踏力Ｆの減少過程に於けるＦ−Ｓ特性も図７に示されている如く二段折れの特性である。従って従来の足踏み式操作装置の場合に比して、ペダルアーム１２の踏み込み開始時に於ける壁踏み感やペダルアーム１２の踏み戻し時に於けるペ違和感を低減しつつ、ペダルアーム１２に対する踏み込み操作量の定常維持性を向上させることができる。
特にアクセルペダルはブレーキペダルに比して踏み込み保持される時間が長いため、踏み込み状態を維持することによる疲労が生じ易い。また運転姿勢の調整に伴う踏力の変動や、クシャミ等に伴う突発的な踏力の変動が生じ易い。また路面に凹凸がある場合には、足の慣性力等によりアクセルペダルに対する踏圧が変動する場合がある。本発明の第一の実施例によれば、これらの状況に於いてもアクセルペダルのストロークが変動することを抑制することができる。  本願発明者が行った実験的研究の結果によれば、Ｆ−Ｓ特性が二段折れの特性である場合に於いて、第一の基準踏力Ｆｓ１が第二の基準踏力Ｆｓ２の１／２未満であるときには、ペダルアーム１２に対する踏み込み操作量の定常維持性を十分に向上させることができず、第一の基準踏力Ｆｓ１が第二の基準踏力Ｆｓ２の２／３を越えるときには、ペダルアーム１２の踏み込み開始時に於ける壁踏み感やペダルアーム１２の踏み戻し時に於けるペダルアーム１２の戻り不良感を十分に低減することができない。
第一の実施例によれば、第一の基準踏力Ｆｓ１は好ましくは第二の基準踏力Ｆｓ２の１／２以上であるので、ペダルアーム１２に対する踏み込み操作量の定常維持性を確実に向上させることができ、また第一の基準踏力Ｆｓ１は好ましくは第二の基準踏力Ｆｓ２の２／３以下であるので、ペダルアーム１２の踏み込み開始時に於ける壁踏み感やペダルアーム１２の踏み戻し時に於けるペダルアーム１２の戻り不良感を確実に低減することができる。
また第一の実施例によれば、開度センサ２０はペダルアーム１２のペダル部１２ＣのストロークＳが第二の折れ点Ｐ２のストロークＳ２よりも大きい基準値Ｓ０である場合の値をスロットルバルブの全閉に対応するストロークＳｍｉｎとして、Ｓｍｉｎ以上のストロークＳを検出する。従って開度センサ２０がペダルアーム１２のペダル部１２ＣのストロークＳを検出する領域を踏力Ｆ及びストロークＳが一定の比例係数の関係をなす第三の線形領域Ｌ３に確実に限定することができ、これによりスロットルバルブの全閉に対応するストロークＳｍｉｎが第二の折れ点Ｐ２のストロークＳ２よりも小さい場合に比して、運転者による駆動操作量を正確に検出することができる。
また第一の実施例によれば、第一の線形領域Ｌ１に於けるＦ−Ｓ特性曲線の傾斜は実質的に無限大であり、踏力Ｆが第一の基準踏力Ｆｓ１以下であるときには、踏力Ｆの値の如何に拘らずストロークＳは実質的に０である。従って踏力Ｆが第一の基準踏力Ｆｓ１以下の範囲内にて変化してもペダルアーム１２は運転者が感知し得るほど支持ハウジング１４に対し相対的に枢動しない。またこれに対応して踏力Ｆが第二の基準踏力Ｆｓ２よりも大きい値まで増大された後に増減される場合にも、踏力Ｆが増減してもストロークＳが変化しない領域、即ち図７で見てストロークＳが変化することなく踏力Ｆのみが増減する領域の大きさを適度に設定することができる。
よってペダルアーム１２に対する踏力Ｆが運転者の意思に反し変動しても、その踏力の変動に伴ってペダルアーム１２が支持ハウジング１４に対し不必要に相対枢動変位することを確実に抑制し、これによりペダルアーム１２に対する踏み込み操作量の定常維持性を確実に向上させることができ、また駆動操作力の増減に伴うヒステリシス幅を確実に十分な大きさにすることができる。
また第一の実施例によれば、第三の線形領域Ｌ３に於けるＦ−Ｓ特性曲線の傾斜は第二の線形領域Ｌ２に於けるＦ−Ｓ特性曲線の傾斜よりも小さい。換言すれば踏力Ｆの変化量ΔＦに対するストロークＳの変化量ΔＳの比ΔＳ／ΔＦは、踏力Ｆが第二の基準踏力Ｆｓ２よりも大きい第三の線形領域Ｌ３に於いては、踏力Ｆが第一の基準踏力Ｆｓ１よりも大きく第二の基準踏力Ｆｓ２以下である第二の線形領域Ｌ２の場合よりも小さい。従ってペダルアーム１２に対する踏み込みが開始され踏力が増大される過程や踏力の低減が開始されペダルアーム１２の踏み込み量が低減される過程に於いて、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対枢動変位量が突然に急激に増大すること及びこれに起因してペダルアーム１２の踏み込み操作により制御されるべき制御量が突然に急激に増大することを確実に防止することができる。
また第一の実施例によれば、踏力Ｆの変化量に対するストロークＳの変化量の比ΔＳ／ΔＦは、第一の線形領域Ｌ１、第二の線形領域Ｌ２、第三の線形領域Ｌ３の何れに於いても、それぞれ一定であるので、踏力Ｆの変化に伴って比ΔＳ／ΔＦがなだらかに変化し、Ｆ−Ｓ特性が曲線を描く場合に比して、踏力の調節によるストロークＳの調節を容易に行うことができる。
また第一の実施例によれば、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂは軸線２２に沿う方向に互いに隔置されると共に、ペダルアーム１２の軸線２２に垂直な方向の中心軸線１２Ｅの両側に配置されている。従って第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂとペダルアーム１２の軸部１２Ａの対応する端面との間の摩擦力や弾性変形の反力を中心軸線１２Ｅの両側にて発生させることができる。よって例えば第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂが軸線２２に沿う方向に互いに隔置されていない場合や、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの両者が中心軸線１２Ｅに対し一方の側に配置されている場合に比して、摩擦力や弾性変形の反力の集中を確実に低減することができ、また摩擦力や弾性変形の反力に起因してペダルアーム１２に作用するモーメントを確実に低減することができる。
また第一の実施例によれば、ペダルアーム１２の軸部１２Ａの端面と支持ハウジング１４の軸受部ＡＢ及び１４ＢＢとの間に第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂが配設され、ペダルアーム１２の軸部１２Ａの端面とシムとの間の摩擦力や弾性変形及びその反力により所望のＦ−Ｓ特性が達成される。従って第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂが配設されることなく、ペダルアーム１２の軸部１２Ａの端面と支持ハウジング１４の軸受部ＡＢ及び１４ＢＢとが直接摩擦接触する構造の場合に比して、摩擦係数や弾性係数の設定を適正な値に容易に且つ確実に設定することができる。
ペダルアーム１２にその軸線２２に沿う方向の荷重が作用すると、軸部１２Ａの一端の端面と第一のシム３２Ａとの間及び軸部１２Ａの他端の端面と第二のシム３２Ｂとの間の一方の接触面圧は増大するが、他方の接触面圧は減少する。従って一方の接触面圧が増大しても他方の接触面圧が減少しない構造の場合に比して、ペダルアーム１２に作用する総摩擦力が軸線２２に沿う方向の荷重に起因して変動する量を確実に小さくすることができる。
特に第一の実施例によれば、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂはペダルアーム１２の軸線２２に近接した位置に配置されており、第一及び第二の抗力発生手段が軸線２２より径方向に大きく隔置された位置に配設される場合（例えば後述の第三及び第四の実施例の場合）に比して、ペダルアーム１２にこじりが作用する場合の第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの接触面圧の変動量を確実に小さくすることができ、これにより摩擦力の変動量を確実に小さくすることができる。
【実施例２】
【０００７】
図１１は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第二の実施例を示す平断面図である。尚図１１に於いて図１及び図２に示された部材と同一の部材には図１及び図２に於いて付された符号と同一の符号が付されており、このことは後述の他の実施例についても同様である。
この第二の実施例に於いては、ボルト３６がメインハウジング部材１４Ａ、サブハウジング部材１４Ｂ、ペダルアーム１２の軸部１２Ａ、第一のシム３２Ａ、第二のシム３２Ｂを貫通して軸線２２に沿って延在している。ボルト３６にはヘッド部とは反対側の端部に於いてナット３８が螺合している。尚図１１には示されていないが、この実施例に於ける開度センサは軸線２２より径方向に隔置された位置に於いて支持ハウジング１４に対する軸線２２の周りのペダルアーム１２の相対回転角度を検出することによりペダルアーム１２に対する駆動操作量を検出する。
尚第二の実施例の他の点は上述の第一の実施例と同様に構成されている。従って第二の実施例は上述の第一の実施例と同様に作動し、これにより第二の実施例によれば、上述の第一の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
特に第二の実施例によれば、ボルト３６及びナット３８の締め付けトルクを調節することによってメインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂを介して第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂに対し与えられる押圧力を調節することができる。従ってペダルアーム１２の軸部１２Ａの端面と第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂとの間の接触面圧を調節し、これらの間の摩擦力を調節することができ、これにより踏力Ｆについて見た場合の第一の線形領域Ｌ１及び第二の線形領域Ｌ２の大きさを調節することができる。
【実施例３】
【０００８】
図１２は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第三の実施例を示す平断面図、図１３はサブハウジング部材が除去された状態にて第三の実施例を示す側面図である。
この第三の実施例に於いては、ペダルアーム１２の軸部１２Ａの端面はメインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂと摩擦係合しないよう、ペダルアーム１２の軸部１２Ａの端面とメインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂとの間には、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂに代えて減摩ワッシャ３３Ａ及び３３Ｂが配置されている。尚この点は後述の第四の実施例についても同様である。
またこの第三の実施例に於いては、ペダルアーム１２の第二のアーム部１２Ｄの先端は二股状をなし、軸線２２に沿う方向に互いに隔置された第一の凸部４０Ａ及び第二の凸部４０Ｂを有している。メインハウジング部材１４Ａの周壁部はペダルアーム１２が軸線２２の周りに枢動する際に第一の凸部４０Ａ及び第二の凸部４０Ｂに対向する領域に於いて軸線２２を中心とする部分円筒状に延在している。
メインハウジング部材１４Ａの周壁部の部分円筒状に延在する領域の内面には軸線２２を中心とする周方向に沿って円弧状に延在するよう第一の摩擦板４２Ａ及び第二の摩擦板４２Ｂが接着等の固定手段により固定されている。第一の摩擦板４２Ａ及び第二の摩擦板４２Ｂは軸線２２に沿う方向に互いに隔置され、それぞれ第一の凸部４０Ａ及び第二の凸部４０Ｂに当接している。
第一の摩擦板４２Ａは支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の枢動に対し第一の抗力を付与する第一の抗力付与手段として機能し、第二の摩擦板４２Ｂは支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の枢動に対し第二の抗力を付与する第二の抗力付与手段として機能する。
また第一の摩擦板４２Ａ及び第二の摩擦板４２Ｂは同一の樹脂にて形成されているが、上述の第一の実施例に於ける第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの場合と同様の構造より、それぞれ第一の摩擦板４２Ａ及び第二の摩擦板４２Ｂと第一の凸部４０Ａ及び第二の凸部４０Ｂとの間の摩擦及びこれらの部材の軸線２２の周りの相対運動に伴う弾性変形について見て、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの場合と同様の摩擦係数及び弾性係数の関係が設定されている。
従って第一の摩擦板４２Ａと第一の凸部４０Ａの互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、第二の摩擦板４２Ｂと第二の凸部４０Ｂの互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摩擦板４２Ｂは、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。  かくして図示の第三の実施例によれば、第一の凸部４０Ａ、第一の摩擦板４２Ａにより郭定される第一の摩擦係合部及び第二の凸部４０Ｂ、第二の摩擦板４２Ｂにより郭定される第二の摩擦係合部は、上述の第一の実施例の場合に比して軸線２２より径方向に大きく隔置されている。従って上述の第一の実施例と同様の作用効果を得ることができると共に、第一及び第二の摩擦係合部の摩擦力や弾性変形の反力を上述の第一の実施例の場合ほど高くしなくても、所望のＦ−Ｓ特性を達成するための第一及び第二の抗力を確保することができる。
【実施例４】
【０００９】
図１４は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第四の実施例を示す平断面図、図１５はサブハウジング部材が除去された状態にて第四の実施例を示す側面図である。
この第四の実施例に於いては、ペダルアーム１２の第二のアーム部１２Ｄの先端は上述の第一の実施例の場合と同様に構成されているが、ペダルアーム１２の第一のアーム部１２Ｂに対向するメインハウジング部材１４Ａ及びサブハウジング部材１４Ｂの内壁面には平板状の第一の摩擦板４４Ａ及び第二の摩擦板４４Ｂが接着等の固定手段により固定されている。この実施例の第一の摩擦板４４Ａ及び第二の摩擦板４４Ｂはペダルアーム１２の軸部１２Ａの外周より僅かに径方向外方へ隔置された位置に於いて軸線２２を中心とする円弧状に湾曲して延在している。
この第四の実施例の第一の摩擦板４４Ａ及び第二の摩擦板４２Ｂも、それぞれ上述の第一の実施例に於ける第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの場合や上述の第三の実施例に於ける第一の摩擦板４２Ａ及び第二の摩擦板４２Ｂの場合と同様、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の枢動に対しそれぞれ第一の抗力及び第二の抗力を付与する第一及び第二の抗力付与手段として機能する。
またこの第四の実施例に於いても第一の摩擦板４４Ａ及び第二の摩擦板４４Ｂは同一の樹脂にて形成されているが、上述の第一の実施例に於ける第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの場合と同様の構造より、それぞれ第一の摩擦板４４Ａ及び第二の摩擦板４４Ｂとペダルアーム１２の第一のアーム部１２Ｂとの間の摩擦及びこれらの部材の軸線２２の周りの相対運動に伴う弾性変形について見て、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの場合と同様の摩擦係数及び弾性係数の関係が設定されている。
従って第一の摩擦板４４Ａと第一のアーム部１２Ｂの互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、第二の摩擦板４４Ｂと第一のアーム部１２Ｂの互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摩擦板４４Ｂは、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
かくして図示の第四の実施例によれば、上述の第三の実施例の場合と同様、ペダルアーム１２の第一のアーム部１２Ｂと第一の摩擦板４４Ａ及び第二の摩擦板４４Ｂとにより郭定される第一及び第二の摩擦係合部は上述の第一の実施例の場合に比して軸線２２より径方向に隔置されている。従って上述の第一の実施例と同様の作用効果を得ることができると共に、第一及び第二の摩擦係合部の摩擦力や弾性変形の反力を上述の第一の実施例の場合ほど高くしなくても、所望のＦ−Ｓ特性を達成するための第一及び第二の抗力を確保することができる。
【実施例５】
【００１０】
図１６は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第五の実施例を単純化して示す平断面図である。
この第五の実施例に於いては、ペダルアーム１２は支持ハウジング１４により中心軸線１２Ｅに沿って往復動可能に支持されている。また第一の摩擦板４６Ａ及び第二の摩擦板４６Ｂは支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対直線運動に対しそれぞれ第一の抗力及び第二の抗力を付与する第一及び第二の抗力付与手段として機能する。開度センサ２０は軸線２２に沿う方向の支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対直線変位量を検出することによりペダルアーム１２に対する駆動操作量を検出する変位センサである。この第五の実施例の他の点は上述の第四の実施例と同様に構成されている。
従って第一の摩擦板４６Ａとペダルアーム１２の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、第二の摩擦板４６Ｂとペダルアーム１２の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摩擦板４６Ｂは、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
かくして図示の第五の実施例によれば、上述の第一の実施例と同様の作用効果を得ることができると共に、往復動型の足踏み式操作装置に於いても確実に所望のＦ−Ｓ特性を達成することができる。
尚上述の第一乃至第五の実施例に於いては、第一及び第二の摩擦係合部の接触面圧は支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の枢動角度に関係なく一定であるが、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の枢動角度の増大につれて第一及び第二の摩擦係合部の接触面圧が漸次増大するよう修正されてもよい。この場合にはペダルアーム１２のペダル部１２ＣのストロークＳが増大するにつれて第一の摩擦係合部の最大静止摩擦力が大きくなるので、第一及び第二の摩擦係合部のヒステリシス幅は例えば図１７に示されている如くストロークＳが大きくなるにつれて漸次大きくなる。
また上述の第一乃至第五の実施例に於いては、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの如き摩擦部材は支持ハウジング１４に対し相対変位せず、ペダルアーム１２に対し相対変位しこれに摩擦係合するようになっているが、摩擦部材がペダルアーム１２に対し相対変位せず、支持ハウジング１４に対し相対変位しこれに摩擦係合するよう構成されてもよい。
また上述の第一乃至第五の実施例に於いては、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの如き摩擦部材がペダルアーム１２や支持ハウジング１４とは別の部材として設けられているが、摩擦部材が省略され、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂに対する表面処理や弾性係数の設定加工と同様の表面処理や加工がペダルアーム１２及び支持ハウジング１４の互いに摩擦係合する部位の一方又は両方に直接施されてもよい。
また上述の第二の実施例に於いては、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂに対し与えられる押圧力を同時に調節することができるようになっているが、第一のシム３２Ａ及び第二のシム３２Ｂの如き二つの摩擦部材の接触面圧を個別に調節し得るよう構成されてもよい。また上述の第三乃至第五の実施例に於いては、摩擦部材の接触面圧を調節する手段は設けられていないが、これらの実施例に於いても各摩擦部材の接触面圧を同時に又は個別に調節し得るよう構成されてもよい。
【実施例６】
【００１１】
図１８は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第六の実施例を示す側面図、図１９及び図２０はそれぞれ第六の実施例を示す拡大部分背面図及び拡大部分底面図である。
これらの図に於いて、符号５０はアクセルペダル装置を全体的に示しており、アクセルペダル装置５０は足踏みにより駆動操作される操作子としてのペダルアーム５２と、ペダルアーム５２を枢動可能に支持する支持手段としての支持ブラケット５４とを有している。またアクセルペダル装置５０はペダルアーム５２に対する駆動操作量の増大方向とは逆の方向へ支持ブラケット５４に対し相対的にペダルアーム５２を枢動付勢する第一の復帰付勢手段としての第一のコイルばね５６及び第二の復帰付勢手段としての第二のコイルばね５８と、ペダルアーム５２に対する駆動操作量を検出する手段としての開度センサ６０とを有している。
この第六の実施例に於いては、ペダルアーム５２は長方形の平板部５２Ａと周壁部５２Ｂとを有し、周壁部５２Ｂは平板部５２Ａの踏面（図１８及び図１９で見て上面）とは反対の側に於いて平板部５２Ａの外周に沿って平板部に垂直に延在している。周壁部５２Ｂはペダルアーム５２の下端部に於いてペダルアーム５２の一対の枢支部５２Ｃを郭定しており、一対の枢支部５２Ｃは互いに平行に延在している。尚図２０に於いて、符号５２Ｄはペダルアーム５２の幅方向の中心線を示し、符号５２Ｅは平板部５２Ａの裏面に設けられ中心線５２Ｄに沿って延在する強化リブを示している。
支持ブラケット５４はボルト等により図には示されていない車体に固定される矩形平板状のベース部５４Ａと、ベース部５４Ａと一体をなしベース部より垂直に且つ互いに平行に延在する一対のトラニオン５４Ｂとを有している。一対のトラニオン５４Ｂはペダルアーム５２の一対の枢支部５２Ｃに対し互いに遠い側に配置されている。枢支部５２Ｃ及びトラニオン５４Ｂの互いに対向する面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。
シャフト部材６２が一対の枢支部５２Ｃ及び一対のトラニオン５４Ｂを貫通して軸線６４に沿って延在しており、これによりペダルアーム５２は軸線６４の周りに枢動可能に支持ブラケット５４により支持されている。シャフト部材６２が枢支部５２Ｃ及びトラニオン５４Ｂより抜け出すことないよう、図には示されていないがシャフト部材６２のヘッド部とは反対側の端部にはナット又はピン又はＣリングの如き脱落防止手段が取り付けられている。
支持ブラケット５４のベース部５４Ａにはばね取り付け板６６が一体に形成されている。第一のコイルばね５６はコイル５６Ａの両端に非伸縮部５６Ｂ及び５６Ｃを有し、非伸縮部５６Ｂの先端にてばね取り付け板６６に取り付けられ、非伸縮部５６Ｃの先端にてペダルアーム５２の平板部５２Ａの下端に取り付けられている。同様に第二のコイルばね５８はコイル５８Ａの両端に非伸縮部５８Ｂ及び５８Ｃを有し、非伸縮部５８Ｂの先端にてばね取り付け板６６に取り付けられ、非伸縮部５８Ｃの先端にてペダルアーム５２の平板部５２Ａの下端に取り付けられている。第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８は軸線６４に沿う方向に互いに隔置され、上方より見て軸線６４を横切る方向に延在している。
また第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８は引っ張りコイルばねであり、これによりペダルアーム５２は図１８で見て軸線６４の周りに反時計回り方向へ付勢されている。ペダルアーム５２の一対の枢支部５２Ｃの外面にはストッパ６８が一体に形成されている。ストッパ６８はペダルアーム５２に踏力が作用していない状況に於いては支持ブラケット５４のトラニオン５４Ｂの側縁部に当接し、これにより支持ブラケット５４に対しペダルアーム５２を初期位置に位置決めする。
ペダルアーム５２の下端部の踏面とは反対の側には第一の抗力発生手段として機能する第一の摺接部材７０Ａ及び第二の抗力発生手段として機能する第二の摺接部材７０Ｂが固定されている。摺接部材７０Ａ及び７０Ｂは下端へ向かうにつれて厚さが漸次大きくなる形態をなし、下端部にそれぞれ第一の摺接溝７２及び第二の摺接溝７４を有している。第一及び第二の摺接溝７２及び７４は軸線６４に沿う方向に互いに隔置され、上方より見て軸線６４を横切る方向に延在している。
また第一及び第二の摺接溝７２及び７４は実質的に半円形又はＵ形の断面形状を有し、それぞれ第一のコイルばね５６のコイル５６Ａ及び第二のコイルばね５８のコイル５８Ａを図にて下方へ僅かに押圧する状態にて受け入れている。更に第一及び第二の摺接溝７２及び７４はペダルアーム５２が支持ブラケット５４に対し相対的に枢動することにより第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８が伸縮しても、それぞれ第一のコイルばね５６のコイル５６Ａ及び第二のコイルばね５８のコイル５８Ａをそれらの全長に亘り当接状態にて受け入れる長さを有している。
第一及び第二の摺接溝７２及び７４は軸線６４の周りに実質的に円弧状に延在しているが、軸線６４と第一及び第二の摺接溝７２及び７４の溝底との間の距離は図１８及び図１９で見て右方向へ向かうにつれて漸次増大している。従ってペダルアーム５２が軸線６４の周りに初期位置より図１８で見て時計回り方向へ枢動するにつれて、第一及び第二の摺接溝７２及び７４が第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８下方へ押圧する力が漸次増大する。
図１９に詳細に示されている如く、第一のコイルばね５６は互いに一体をなすコイル部分５６Ａと直線部分５６Ｂとを有し、コイル部分５６Ａの先端にてペダルアーム５２の平板部５２Ａの下端に取り付けられ、直線部分５６Ｂの先端にてばね取り付け板６６に取り付けられている。直線部分５６Ｂはばねの伸縮方向には実質的に弾性変形しない。第一の摺接溝７２はペダルアーム５２の枢動位置に拘らず第一のコイルばね５６のコイル部５６Ａの直線部分５６Ｂの側の端部に当接するようになっている。
更にこの実施例に於けるペダルアーム５２、支持ブラケット５４、摺接部材７０Ａ及び７０Ｂは樹脂及び金属の何れにより形成されていてもよいが、少なくとも摺接部材７０Ａ及び７０Ｂは樹脂にて形成されていることが好ましい。また摺接部材７０Ａを構成する樹脂の弾性係数Ｋ１は比較的高く、摺接部材７０Ｂを構成する樹脂の弾性係数Ｋ２は摺接部材７０Ａを構成する樹脂の弾性係数Ｋ１よりも小さいことが好ましい。
摺接部材７０Ａ及び７０Ｂの第一及び第二の摺接溝７２及び７４はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特に第一のコイルばね５６に対する第一の摺接溝７２の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）は第二のコイルばね５８に対する第二の摺接溝７４の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また第一の摺接溝７２に対する第一のコイルばね５６の押圧力及び第二の摺接溝７４に対する第二のコイルばね５８の押圧力は互いに同程度である。よって第二のコイルばね５８と第二の摺接溝７４との間の最大静止摩擦力は、第一のコイルばね５６と第一の摺接溝７２との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従って第一の摺接部材７０Ａの第一の摺接溝７２と第一のコイルばね５６の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、第二の摺接部材７０Ｂの第二の摺接溝７４と第二のコイルばね５８の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摺接部材７０Ｂは、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
以上の説明より解る如く、第六の実施例のアクセルペダル装置５０を直線運動の装置としてモデル化するならば、図２１乃至図２３に示されている如くモデル化することができる。
この第六の実施例に於いて、運転者によりペダルアーム５２に対し踏力Ｆｐが付与されると、ペダルアーム５２は図１８で見て軸線６４の周りに初期位置より時計回り方向へ枢動しようとし、図２１乃至図２３で見て支持ブラケット５４に対し相対的に左方へ移動しようとする。しかし第一の摺接溝７２は第一のコイルばね５６のコイル部の直線部分側の端部に摩擦係合している。従って第一のコイルばね５６のコイル部に対し相対的に第一の摺接溝７２に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力以下であるときには、ペダルアーム５２は図１８で見て実質的に枢動せず、図２１に示されている如く支持ブラケット５４に対し相対的に移動しない。
第一のコイルばね５６のコイル部に対し相対的に第一の摺接溝７２に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、第一のコイルばね５６のコイル部５６Ａが第一の摺接溝７２に対し相対的に変位する。従ってペダルアーム５２は図１８で見て軸線６４の周りに枢動し、図２２に示されている如く支持ブラケット５４に対し相対的に左方へ移動する。
しかし第二の摺接溝７４が第二のコイルばね５８のコイル部５８Ａに摩擦係合しているので、この摩擦係合部に於いては第二のコイルばね５８は第二の摺接溝７４に対し相対的に変位せず、第二のコイルばね５８のコイル部５８Ａは摺接部材７０Ｂが弾性変形することにより伸張する。よってこの状況に於いては、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、第一のコイルばね５６のばね力及び第二のコイルばね５８のばね力及び摺接部材７０Ｂのばね力である。
また第二のコイルばね５８のコイル部に対し相対的に第二の摺接溝７４に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、図２３に示されている如く第二のコイルばね５８のコイル部５８Ａが第二の摺接溝７４に対し相対的に変位する。従ってこの状況に於いては、第二のコイルばね５８のコイル部５８Ａは摺接部材７０Ｂの弾性変形を要することなく伸張するので、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８の両者のばね力である。従ってこの第六の実施例に於いても、運転者によりペダルアーム５２に付与される踏力が０より増大される際の踏力Ｆと平板部５２Ａの踏面中央のストロークＳとの間の関係は、上述の第一の実施例の場合と同様であり、Ｆ−Ｓ特性は図６に示されている如き二段折れの特性である。
またこの第六の実施例に於いては、ペダルアーム５２のストロークＳが増大するにつれて摺接部材７０が第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８を押圧する力が漸次増大し、これよりそれぞれ摺接部材７０Ａ及び７０Ｂと第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８との間の摩擦力が漸次増大する。従ってペダルアーム５２に付与される踏力が増減される際のＦ−Ｓ特性曲線は図１７に示されている如きヒステリシス曲線を描く。よってこの第六の実施例に於いても、上述の第一乃至第五の実施例の場合と同様の作用効果を得ることができると共に、ペダルアーム５２のストロークＳが大きいほどＦ−Ｓ特性曲線のヒステリシス幅を大きくすることができる。
尚この第六の実施例に於いて、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとする主要な力は、図６の第二の線形領域Ｌ２に於いては第一のコイルばね５６のばね力及び第二のコイルばね５８のばね力及び摺接部材７０Ｂのばね力であり、図６の第三の線形領域Ｌ３に於いては第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８の両者のばね力である。よって第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８のばね定数は同一でもよく、また一方が他方よりも高くてもよい。
また上述の第六の実施例に於いては、それぞれ第一のコイルばね５６及び第二のコイルばね５８に摺接する抗力発生手段として互いに異なる材料よりなる第一の摺接部材７０Ａ及び第二の摺接部材７０Ｂが設けられている。しかし第一の摺接部材７０Ａ及び第二の摺接部材７０Ｂが同一の材料にて形成され、或いは第一の摺接部材７０Ａ及び第二の摺接部材７０Ｂが一体に形成され、スリット等の凹凸形状により、第二の摺接溝７４の近傍に於ける摺接部材の弾性係数Ｋ２が第一の摺接溝７２の近傍に於ける摺接部材の弾性係数Ｋ１よりも小さく設定されてもよい。
【実施例７】
【００１２】
図２４は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第七の実施例を示す側面図、図２５は第七の実施例を示す背面図である。尚図２４及び図２５に於いて図１８乃至図２０に示された部材と同一の部材にはて図１８乃至図２０に於いて付された符号と同一の符号が付されており、このことは後述の他の実施例についても同様である。
この第七の実施例に於いては、ペダルアーム５２及び支持ブラケット５４はそれぞれ上述の第六の実施例のペダルアーム及び支持ブラケットと同様に構成されているが、支持ブラケット５４のトラニオン５４Ｂはペダルアーム５２の枢支部５２Ｃに対し互いに近い側に配置されている。枢支部５２Ｃ及びトラニオン５４Ｂの互いに対向する面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。
一対のトラニオン５４Ｂの間には固定カム部材７６が配置され、両端にてトラニオン５４Ｂに固定されている。従ってこの実施例のシャフト部材６２は一対の枢支部５２Ｃ、一対のトラニオン５４Ｂ及び固定カム部材７６を貫通して軸線６４に沿って延在している。固定カム部材７６は半楕円形とこれに連続する長方形とよりなる横断面形状を有し、横断面の半楕円形の長軸が水平に延在するよう配置されている。
断面長方形の部分の上面及び端面を除く固定カム部材７６の表面には、軸線６４に沿う方向に互いに隔置された状態で二つのカム溝７８及び８０が形成されている。カム溝７８及び８０は半円形又はＵ形の断面形状を有し、軸線６４の周りに延在している。カム溝７８及び８０にはそれぞれワイヤ８２及び８４が巻き掛けられ、ワイヤ８２及び８４の一端にはそれぞれストッパリング８６及び８８が固定されている。ワイヤ８２及び８４は可撓性を有するが伸縮しない材料にて形成されている。ワイヤ８２及び８４の一端は図には示されていないビスにより固定カム部材７６の断面長方形の部分の底面に固定されたストッパ９０により固定カム部材７６に固定されている。
ワイヤ８２及び８４の途中にはそれぞれ第一の復帰付勢手段としての第一の引張りコイルばね９２及び第二の復帰付勢手段としての第二の引張りコイルばね９４が連結されている。引張りコイルばね９２及び９４はペダルアーム５２の長手方向に沿って互いに平行に延在している。ワイヤ８２及び８４の他端はそれぞれ固定部材９６及び９８によりペダルアーム５２の平板部５２Ａの裏面に固定されている。
またペダルアーム５２の平板部５２Ａの裏面側に於いて周壁部５２Ｂには第一及び第二の抗力発生手段として機能する摺接部材１００が固定されている。摺接部材１００は蒲鉾形をなし、平板部５２Ａに対向する畝状の表面にはペダルアーム５２の長手方向に沿って延在しペダルアーム５２の幅方向に沿って互いに隔置された第一及び第二の摺接溝１０２及び１０４が設けられている。摺接溝１０２及び１０４は半円形又はＵ形の断面形状を有し、それぞれ第一の引張りコイルばね９２及び第二の引張りコイルばね９４を往復動可能に受け入れている。
摺接部材１００の摺接溝１０４の壁面にはその溝の延在方向に沿って延在する複数のスリット等の凹凸が設けられており、これにより引張りコイルばね９２及び９４の伸縮方向について見て摺接溝１０４の壁面の近傍に於ける摺接部材１００の弾性係数Ｋ２は摺接溝１０２の壁面の近傍に於ける摺接部材１００の弾性係数Ｋ１よりも小さい値に設定されている。
尚第一及び第二の摺接溝１０２及び１０４はペダルアーム５２が支持ブラケット５４に対し相対的に枢動することにより第一の引張りコイルばね９２及び第二の引張りコイルばね９４が伸縮しても、それぞれ第一の引張りコイルばね９２及び第二の引張りコイルばね９４をそれらの全長に亘り当接状態にて受け入れる長さを有している。
シャフト部材６２は一対の枢支部５２Ｃ、一対のトラニオン５４Ｂ、固定カム部材７６を貫通して軸線６４に沿って延在しており、これによりペダルアーム５２は軸線６４の周りに枢動可能に支持ブラケット５４により支持されている。しかしこの実施例に於いては、シャフト部材６２は固定カム部材７６の半楕円形の部分の楕円の中心よりも長方形の部分の側に位置している。
従って図２４で見てカム溝７８及び８０に対するワイヤ８２及び８４の接点をそれぞれＰ１及びＰ２とすると、ペダルアーム５２の初期位置よりのストロークが増大するにつれて、接点Ｐ１及びＰ２と軸線６４との間の距離が漸次減少する。よってペダルアーム５２のストロークが増大するにつれて、ワイヤ８２及び８４がそれぞれ第一及び第二の摺接溝１０２及び１０４を押圧する力が漸次増大し、これによりそれぞれワイヤ８２及び８４と第一及び第二の摺接溝１０２及び１０４との間の摩擦力が漸次増大する。
更にこの実施例に於いてもペダルアーム５２、固定カム部材７６、摺接部材１００は樹脂及び金属の何れにより形成されていてもよいが、少なくとも摺接部材１００は樹脂にて形成されていることが好ましい。また摺接部材１００の第一及び第二の摺接溝１０２及び１０４はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特にワイヤ８２に対する第一の摺接溝１０２の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）はワイヤ８４に対する第二の摺接溝１０４の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また第一の摺接溝１０２に対する第一の引張りコイルばね９２の押圧力及び第二の摺接溝１０４に対する第二の引張りコイルばね９４の押圧力は互いに同程度である。よって第二の引張りコイルばね９４と第二の摺接溝１０４との間の最大静止摩擦力は、第一の引張りコイルばね９２と第一の摺接溝１０２との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
尚それぞれカム溝７８及び８０とワイヤ８２及び８４との間の摩擦係数が非常に小さくなるよう、カム溝７８及び８０にはグリースの如き潤滑剤が適用されている。また図には示されていないが、固定部材９６及び９８にはペダルアーム５２が初期位置にあるときの引張りコイルばね９２及び９４のばね力を調節するための調節装置がそれぞれ設けられていてもよい。
従って摺接部材１００の第一の摺接溝１０２と第一の引張りコイルばね９２の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、摺接部材１００の第二の摺接溝１０４と第二の引張りコイルばね９４の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また摺接部材１００の第二の摺接溝１０４の周辺部は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
尚第七の実施例の他の点は上述の第六の実施例と同様に構成されている。従って第一の引張りコイルばね９２及び第二の引張りコイルばね９４がワイヤ８２及び８４を介してペダルアーム５２と支持ブラケット５４との間に配設されているが、この第七の実施例は上述の第六の実施例と同様に作動する。よって第七の実施例によれば、上述の第六の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
特に第七の実施例によれば、ペダルアーム５２のストロークが増大するにつれて、ワイヤ８２及び８４がそれぞれ第一及び第二の摺接溝１０２及び１０４を押圧する力が漸次増大するが、それらの押圧力の増大率はペダルアーム５２のストロークが増大するにつれて漸次減少する。従ってこの第七の実施例に於けるＦ−Ｓ特性曲線は図２６に於いて実線にて示されている如きヒステリシス曲線を描く。
尚固定カム部材７６の形状の設定により、ペダルアーム５２のストロークが増大するにつれて、ワイヤ８２及び８４がそれぞれ第一及び第二の摺接溝１０２及び１０４を押圧する力の増大率を漸次増大させることもできる。その場合に於けるＦ−Ｓ特性曲線は図２６に於いて破線にて示されている如きヒステリシス曲線を描く。
また上述の第七の実施例に於いては、それぞれ引張りコイルばね９２及び９４に摺接する第一及び第二の抗力発生手段として一つの摺接部材１００しか設けられていない。しかし上述の第六の実施例に於ける第一の摺接部材７０Ａ及び第二の摺接部材７０Ｂと同様、引張りコイルばね９２及び９４に摺接する第一及び第二の抗力発生手段として互いに異なる材料よりなる第一の摺接部材及び第二の摺接部材が設けられてもよい。
【実施例８】
【００１３】
図２７は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第八の実施例を示す側面図、図２８は第八の実施例を示す拡大部分背面図である。
この第八の実施例に於いては、シャフト部材６２の周りに第一の復帰付勢手段としての第一のコイルばね１０６及び第二の復帰付勢手段としての第二のコイルばね１０８が配設されている。コイルばね１０６及び１０８は捩りコイルばねであり、軸線６４に整合して互いに他に対し同心状に延在している。コイルばね１０６はコイルばね１０８の外側に位置し、コイルばね１０８より径方向に隔置されている。
コイルばね１０６は支持ブラケット５４のベース部５４Ａの上面には第一の抗力発生手段として機能する樹脂製の摺接部材１１０が固定されている。図２９及び図３０に示されている如く、摺接部材１１０は上面に断面円弧状の摺接溝１１２を有している。コイルばね１０６及び１０８の一端は摺接部材１１０又は支持ブラケット５４のベース部５４Ａに固定され、他端は固定部材１１４によりペダルアーム５２の平板部５２Ａの裏面に取り付けられている。またシャフト部材６２には第二の抗力発生手段として機能する樹脂製の円筒状のスリーブ１１６が嵌合状態にて固定されており、スリーブ１１６はシャフト部材６２の周りにて一対の枢支部５２Ｃの間に延在している。
コイルばね１０６及び１０８はそれぞれコイル部の一端から他端までの実質的に全領域に亘り摺接溝１１２及びスリーブ１１６に当接し、それぞれ摺接溝１１２及びスリーブ１１６を僅かに径方向外方及び径方向内方に押圧している。コイルばね１０６は、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルの巻き戻し方向に弾性変形され、これにより漸次拡径するよう配設されている。これに対しコイルばね１０８は、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルの巻き増し方向に弾性変形され、これにより漸次縮径するよう配設されている。
従ってペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルばね１０６及び１０８がそれぞれ摺接溝１１２及びスリーブ１１６を押圧する力が漸次増大し、これに対応してそれぞれコイルばね１０６及び１０８と摺接溝１１２及びスリーブ１１６との間の摩擦力が漸次増大する。尚コイルばね１０６及び１０８のコイル部分と固定部材１１４との間の直線部分は、過剰に湾曲変形しないよう補強されていてもよい。
またこの実施例に於いても、摺接部材１１０を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１は比較的高く、スリーブ１１６を構成する樹脂の弾性係数Ｋ２は摺接部材１１０を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１よりも小さいよう設定されている。尚スリーブ１１６は摺接部材１１０よりも軸線６４に近く、従ってスリーブ１１６の周方向の弾性変形量は摺接部材１１０の周方向の弾性変形量よりも少なくてよいので、摺接部材１１０を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１とスリーブ１１６を構成する樹脂の弾性係数Ｋ２との差は、上述の第六の実施例に於ける摺接部材７０Ａ及び７０Ｂの弾性係数の差よりも小さくてよい。
摺接溝１１２及びスリーブ１１６の外面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特にコイルばね１０６に対する摺接溝１１２の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）はコイルばね１０８に対するスリーブ１１６の外面の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また摺接溝１１２に対する第一のコイルばね１０６の押圧力及びスリーブ１１６の外面に対する第二のコイルばね１０８の押圧力は互いに同程度である。よって第二のコイルばね１０８とスリーブ１１６の外面との間の最大静止摩擦力は、第一のコイルばね１０６と摺接溝１１２との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従って摺接部材１１０の摺接溝１１２と第一のコイルばね１０６の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、スリーブ１１６の外面と第二のコイルばね１０８の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。またスリーブ１１６は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
尚第八の実施例の他の点は上述の第六及び第七の実施例と同様に構成されている。従って第八の実施例は、摺接溝１１２に対する第一のコイルばね１０６の摺動方向及びスリーブ１１６の外面に対する第二のコイルばね１０８の摺動方向が軸線６４の周りの周方向であり、摺接溝１１２に於ける摺接部材１１０の弾性変形の方向及びスリーブ１１６の外面に於ける第二のコイルばね１０８の弾性変形の方向も軸線６４の周りの周方向である点を除き、上述の第六及び第七の実施例と同様に作動する。従って第八の実施例によれば、上述の第六の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例９】
【００１４】
図３１は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第九の実施例を示す側面図、図３２は第九の実施例を示す拡大部分背面図である。
この第九の実施例に於いては、樹脂製の円筒状のスリーブ１１６が設けられているが、上述の第八の実施例に於ける摺接部材１１０は設けられていない。スリーブ１１６は遊嵌合状態にてシャフト部材６２を囲繞し、両端にて支持ブラケット５４の周壁部５２Ｂに固定されている。第一の復帰付勢手段としての第一のコイルばね１０６はスリーブ１１６の外側に配設され、第二の復帰付勢手段としての第二のコイルばね１０８はスリーブ１１６とシャフト部材６２との間に配設されている。コイルばね１０６及び１０８の一端は固定部材１１８により支持ブラケット５４のベース部５４Ａの上面に固定され、他端は固定部材１１４によりペダルアーム５２の平板部５２Ａの裏面に固定されている。
尚この実施例に於いても、コイルばね１０６及び１０８のコイル部分と固定部材１１４との間の直線部分は、過剰に湾曲変形しないよう補強されていてもよい。また図には示されていないが、コイルばね１０８の直線部分はスリーブ１１６の端部に設けられた切欠きを貫通して延在している。
コイルばね１０６及び１０８はそれぞれコイル部の一端から他端までの実質的に全領域に亘りスリーブ１１６の外面及び内面に当接し、それぞれスリーブ１１６を僅かに径方向内方及び径方向外方へ押圧している。従ってスリーブ１１６は外面側に於いて第一の抗力発生手段の第一の摺動摩擦部及び第一の弾性変形部として機能し、内面側に於いて第二の抗力発生手段の第二の摺動摩擦部及び第二の弾性変形部として機能する。
コイルばね１０６は、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルの巻き増し方向に弾性変形され、これにより漸次拡径するよう配設されている。これに対しコイルばね１０８は、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルの巻き戻し方向に弾性変形され、これにより漸次拡径するよう配設されている。従ってペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルばね１０６及び１０８がスリーブ１１６を径方向に押圧する力が漸次増大し、よってコイルばね１０６及び１０８とスリーブ１１６との間の摩擦力が漸次増大する。
またこの実施例に於いては、スリーブ１１６を構成する樹脂の弾性係数は比較的高く、スリーブ１１６の内面には周方向に延在する複数のスリット等が設けられることにより、スリーブ１１６の内面側の弾性係数Ｋ２はスリーブ１１６の外面側の弾性係数Ｋ１よりも小さいよう設定されている。尚スリーブ１１６の内面はその外面よりも軸線６４に近く、従ってスリーブ１１６の内面の周方向の弾性変形量はスリーブ１１６の外面の周方向の弾性変形量よりも少なくてよいので、スリーブ１１６の外面側の弾性係数Ｋ１とスリーブ１１６の内面側の弾性係数Ｋ２との差は、上述の第六の実施例に於ける摺接部材７０Ａ及び７０Ｂの弾性係数の差よりも小さくてよい。
スリーブ１１６の外面及び内面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特にコイルばね１０６に対するスリーブ１１６の外面の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）はコイルばね１０８に対するスリーブ１１６の内面の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
またスリーブ１１６の外面に対する第一のコイルばね１０６の押圧力及びスリーブ１１６の内面に対する第二のコイルばね１０８の押圧力は互いに同程度である。よって第二のコイルばね１０８とスリーブ１１６の内面との間の最大静止摩擦力は、第一のコイルばね１０６とスリーブ１１６の外面との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従ってスリーブ１１６の外面と第一のコイルばね１０６の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、スリーブ１１６の内面と第二のコイルばね１０８の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。またスリーブ１１６は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
尚第九の実施例の他の点は上述の第六乃至第八の実施例と同様に構成されている。従ってペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルばね１０６は縮径し、コイルばね１０８は拡径する点を除き、第九の実施例は上述の第八の実施例と同様に作動する。よって第九の実施例によれば、上述の第六の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例１０】
【００１５】
図３３は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十の実施例を示す縦断面図、図３４は第十の実施例を示す背面図である。
この第十の実施例に於いては、ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面側に第一の復帰付勢手段としての第一の板ばね１１８及び第二の復帰付勢手段としての第二の板ばね１２０が配設されている。板ばね１１８及び１２０はペダルアーム５２の平板部５２Ａの幅方向に沿って僅かに互いに隔置されている。板ばね１１８及び１２０は下端のヒンジ部にてシャフト部材６２を囲繞し、シャフト部材６２により枢支されている。また板ばね１１８及び１２０は中央部が平板部５２Ａより離れる方向へ湾曲し、中央部の外面にて車輌の車体Ｂの傾斜部に当接している。
第一の板ばね１１８の幅は第二の板ばね１２０の幅よりも大きく、第一の板ばね１１８のばね定数は第二の板ばね１２０のばね定数と実質的に同一又はそれよりも低い値に設定されている。板ばね１１８及び１２０の何れの先端部もペダルアーム５２の平板部５２Ａより離れる方向へ僅かに湾曲している。板ばね１１８及び１２０の幅はその全長に亘り一定であるが、先端部の幅が他の部分よりも小さく設定されてもよい。
ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面には第一の抗力発生手段として機能する樹脂製の第一の摺接板１２２及び第二の抗力発生手段として機能する樹脂製の第二の摺接板１２４が固定されている。板ばね１１８及び１２０の先端部はそれぞれ第一の摺接板１２２及び第二の摺接板１２４に当接し、対応する摺接板を平板部５２Ａに対し僅かに押圧している。
ペダルアーム５２が踏み込まれ、ペダルアーム５２が支持ブラケット５４に対し相対的に枢動すると、板ばね１１８及び１２０はそれぞれペダルアーム５２に対する復帰付勢力を増大し、摺接板１２２及び１２４に対する押圧力を増大する。また板ばね１１８及び１２０は平板部５２Ａに沿ってシャフト部材６２より離れる方向へそれぞれ摺接板１２２及び１２４を弾性により剪断変形させる力を及ぼす。
従って摺接板１２２及び１２４の剪断変形方向について見て、摺接板１２２を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１は比較的高く、摺接板１２４を構成する樹脂の弾性係数Ｋ２は摺接板１２２を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１よりも小さく設定されている。尚これらの弾性係数の設定は摺接板１２２及び１２４を構成する樹脂を異ならせることにより達成されてもよく、またペダルアーム５２の長手方向に沿う複数のスリットの如き凹凸形状により達成されてもよい。
摺接板１２２及び１２４の表面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特に第一の板ばね１１８に対する第一の摺接板１２２の外面の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）は第二の板ばね１２０に対する第二の摺接板１２４の内面の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０は上述の如く設定されているので、第二の摺接板１２４に対する第二の板ばね１２０の押圧力は第一の摺接板１２２に対する第一の板ばね１１８の押圧力と同程度又はこれによりも大きい。よって第二の板ばね１２０と第二の摺接板１２４との間の最大静止摩擦力は、第一の板ばね１１８と第一の摺接板１２２との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従って第一の板ばね１１８と第一の摺接板１２２の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、第二の板ばね１２０と第二の摺接板１２４の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摺接板１２４は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
ペダルアーム５２は第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０のばね力によりシャフト部材６２の周りに図３３で見て反時計回り方向へ付勢されている。従ってペダルアーム５２に踏力が作用していないときには、ペダルアーム５２はその平板部５２Ａの下端のストッパ５２Ｆが支持ブラケット５４のベース部５４Ａの上面に当接する初期位置に位置決めされる。
ペダルアーム５２が踏み込まれ、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０のばね力が漸次増大する。従ってペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０がそれぞれ第一の摺接板１２２及び第二の第一の摺接板１２４を垂直に押圧する力も漸次増大し、それぞれ第一の板ばね１１８と第一の摺接板１２２との間の摩擦力及び第二の板ばね１２０と第二の第一の摺接板１２４との間の摩擦力が漸次増大する。またペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０がそれぞれ第一の摺接板１２２及び第二の第一の摺接板１２４を剪断変形させる力も漸次増大する。
第一の板ばね１１８と第一の摺接板１２２との間にその表面に沿って相対的に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力以下であるときには、第二の板ばね１２０と第二の摺接板１２４との間の摩擦力もそれらの間の最大静止摩擦力以下である。また第一の摺接板１２２及び第二の第一の摺接板１２４の剪断変形量もそれほど大きくならない。よってペダルアーム５２は図３３で見て実質的に枢動しない。
第一の板ばね１１８と第一の摺接板１２２との間にその表面に沿って相対的に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、第一の板ばね１１８の先端部が平板部５２Ａに沿ってシャフト部材６２より離れる方向へ第一の摺接板１２２に対し相対的に変位する。また第二の板ばね１２０と第二の摺接板１２４との間にその表面に沿って相対的に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力以下であれば、第二の摺接板１２４は第二の板ばね１２０によって剪断変形され、その剪断変形によるばね力はペダルアーム５２の枢動を抑制する方向に作用する。従ってペダルアーム５２は図１８で見て軸線６４の周りに僅かに枢動する。
更に第二の板ばね１２０と第二の摺接板１２４との間にその表面に沿って相対的に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、第二の板ばね１２０の先端部も平板部５２Ａに沿ってシャフト部材６２より離れる方向へ第二の摺接板１２４に対し相対的に変位する。よってペダルアーム５２を初期位置へ復帰させる方向に作用するばね力は実質的に第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０のばね力となる。
従って第十の実施例は、第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０のばね力がそれぞれ第一の摺接板１２２及び第二の摺接板１２４に直接作用し、また第一の摺接板１２２及び第二の摺接板１２４がそれぞれ第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０の先端部により剪断変形される点を除き、上述の第六の実施例と同様に作動する。よって第十の実施例によれば、第一及び第二の復帰付勢手段として板ばねを使用して上述の第六の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
特にこの第十の実施例によれば、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて第一の板ばね１１８及び第二の板ばね１２０がそれぞれ第一の摺接板１２２及び第二の第一の摺接板１２４を押圧する力の増大率は、上述の第六乃至第七の実施例の場合よりも大きい。従ってこの第十の実施例に於けるＦ−Ｓ特性曲線は図３５に示されている如きヒステリシス曲線を描く。
【実施例１１】
【００１６】
図３６は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十一の実施例を示す側面図、図３７は第十一の実施例を示す拡大部分背面図、図３８及び図３９はそれぞれ第一のトーションバー及び第二のトーションバーを示す正面図である。また図４０及び図４１はそれぞれ支持ブラケットの一方のトラニオン及び他方のトラニオンをペダルアームの軸線に沿って見た状態にて示す拡大正面図である。
この第十一の実施例に於いては、ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面側に第一の復帰付勢手段としての第一のトーションバー１２８及び第二の復帰付勢手段としての第二のトーションバー１３０が配設されている。トーションバー１２８及び１３０は断面円形の線材にて形成されているが、トーションバー１３０の直径はトーションバー１２８の直径よりも大きい。従ってトーションバー１３０のばね定数はトーションバー１２８のばね定数よりも高いが、これらのトーションバーのばね定数は互いに同一であってもよく、また大小関係が上記関係とは逆のばね定数であってもよい。
図３８に示されている如く、第一のトーションバー１２８は軸線６４に平行に且つ互いに整合して延在するトーションバー部分１２８Ａ及びガイド部１２８Ｂと、トーションバー部分１２８Ａ及びガイド部１２８Ｂの互いに近い側の一端より垂直にＵ字形をなすよう延在する枢動アーム部１２８Ｃと、トーションバー部分１２８Ａの他端より垂直に延在する固定アーム部１２８Ｄとを有している。
同様に図３９に示されている如く、第二のトーションバー１３０は軸線６４に平行に且つ互いに整合して延在するトーションバー部分１３０Ａ及びガイド部１３０Ｂと、トーションバー部分１３０Ａ及びガイド部１３０Ｂの互いに近い側の一端より垂直にＵ字形をなすよう延在する枢動アーム部１３０Ｃと、トーションバー部分１３０Ａの他端より垂直に延在する固定アーム部１３０Ｄとを有している。
またこの第十一の実施例に於いては、支持ブラケット５４の一対のトラニオン５４Ｂの厚さは上述の他の実施例のトラニオンよりも大きく設定されている。図４０に示されている如く、トーションバー部分１２８Ａ及び固定アーム部１２８Ｄは一方のトラニオン５４Ｂに設けられた溝に嵌入しており、図４１に示されている如く、ガイド部１２８Ｂは他方のトラニオン５４Ｂに設けられた孔に嵌入している。固定アーム部１２８Ｄの先端は直角に折り曲げられ、その先端部は一方のトラニオン５４Ｂに設けられた孔に嵌入し、これによりそのトラニオン５４Ｂに固定されている。
同様に図４１に示されている如く、トーションバー部分１３０Ａ及び固定アーム部１３０Ｄは他方のトラニオン５４Ｂに設けられた溝に嵌入しており、図４０に示されている如く、ガイド部１３０Ｂは一方のトラニオン５４Ｂに設けられた孔に嵌入している。固定アーム部１３０Ｄの先端も直角に折り曲げられ、その先端部は他方のトラニオン５４Ｂに設けられた孔に嵌入し、これによりそのトラニオン５４Ｂに固定されている。
支持ブラケット５４の一対のトラニオン５４Ｂの間には蒲鉾状のガイドブラケット１３２が設けられ、支持ブラケット５４のベース部５４Ａの上面に一体的に固定されている。トーションバー部分１２８Ａ及び１３０Ａはガイドブラケット１３２に設けられた孔を貫通して延在しており、ガイドブラケット１３２に対し自由に相対回転し得るようになっている。ガイド部１２８Ｂ及びガイド部１３０Ｂもそれぞれ対応するトラニオン５４Ｂに対し自由に相対回転し得るようになっている。
ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面には第一の抗力発生手段として機能する樹脂製の第一の摺接板１３４及び第二の抗力発生手段として機能する樹脂製の第二の摺接板１３６が固定されている。枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端部はそれぞれ第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６に当接し、対応する摺接板を平板部５２Ａに対し僅かに押圧している。
ペダルアーム５２が踏み込まれ、ペダルアーム５２が支持ブラケット５４に対し相対的に枢動すると、トーションバー１２８及び１３０はそれぞれペダルアーム５２に対する復帰付勢力を増大し、摺接板１３４及び１３６に対する押圧力を増大する。またトーションバー１２８及び１３０の枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃは平板部５２Ａに沿ってシャフト部材６２より離れる方向へそれぞれ摺接板１３４及び１３６を弾性により剪断変形させる力を及ぼす。
従って摺接板１３４及び１３６の剪断変形方向について見て、摺接板１３４を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１は比較的高く、摺接板１３６を構成する樹脂の弾性係数Ｋ２は摺接板１３４を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１よりも小さく設定されている。尚これらの弾性係数の設定は摺接板１３４及び１３６を構成する樹脂を異ならせることにより達成されてもよく、またペダルアーム５２の長手方向に沿う複数のスリットの如き凹凸形状により達成されてもよい。
摺接板１３４及び１３６の表面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特に枢動アーム部１２８Ｃに対する第一の摺接板１３４の表面の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）は枢動アーム部１３０Ｃに対する第二の摺接板１３６の表面の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
またトーションバー１２８及び１３０のばね定数は上述の如く設定されているので、第二の摺接板１３６に対するトーションバー１３０の枢動アーム部１３０Ｃの押圧力は第一の摺接板１３４に対するトーションバー１２８の枢動アーム部１２８Ｃの押圧力よりも大きい。よって枢動アーム部１３０Ｃと第二の摺接板１３６との間の最大静止摩擦力は、枢動アーム部１２８Ｃと第一の摺接板１３４との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従って枢動アーム部１２８Ｃと第一の摺接板１３４の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、枢動アーム部１３０Ｃと第二の摺接板１３６の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摺接板１３６は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
第一のトーションバー１２８のトーションバー部分１２８Ａ及び第二のトーションバー１３０のトーションバー部分１３０Ａは軸線６４より隔置された状態にてこれに平行に延在している。従ってペダルアーム５２が軸線６４の周りに枢動すると、枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端はそれぞれ第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６に対しペダルアーム５２の長手方向に相対的に変位しようとする。
しかし枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端はそれぞれ第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６に摩擦係合している。従って枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端とそれぞれ第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６との間にそれらの表面に沿って相対的に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力以下であるときには、枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端はそれぞれ第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６に対し相対的に変位しない。よってペダルアーム５２は支持ブラケット５４に対し相対的に枢動しない。
枢動アーム部１２８Ｃの先端と第一の摺接板１３４との間にその表面に沿って相対的に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、枢動アーム部１２８Ｃの先端が第一の摺接板１３４に対し相対的に変位する。従ってペダルアーム５２は支持ブラケット５４に対し相対的に軸線６４の周りに枢動する。
しかし枢動アーム部１３０Ｃの先端が第二の摺接板１３６に摩擦係合しているので、この摩擦係合部に於いては枢動アーム部１３０Ｃの先端は第二の摺接板１３６に対し相対的に変位せず、第二の摺接板１３６は枢動アーム部１３０Ｃの先端によって剪断方向に弾性変形せしめられる。よってこの状況に於いては、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、トーションバー１２８及び１３０のばね力及び第二の摺接板１３６の弾性変形によるばね力である。
また枢動アーム部１３０Ｃの先端と第二の摺接板１３６との間にその表面に沿って相対的に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、枢動アーム部１３０Ｃの先端も第二の摺接板１３６に対し相対的に変位する。従ってこの状況に於いては、第二の摺接板１３６は枢動アーム部１３０Ｃの先端によって剪断方向に弾性変形せしめられなくなるので、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、トーションバー１２８及び１３０のばね力である。
従ってこの第十一の実施例に於いても、運転者によりペダルアーム５２に付与される踏力が０より増大される際の踏力Ｆと平板部５２Ａの踏面中央のストロークＳとの間の関係は、上述の第一の実施例の場合と同様であり、Ｆ−Ｓ特性は図６に示されている如き二段折れの特性である。またこの第十一の実施例に於いても、ペダルアーム５２のストロークＳが増大するにつれて枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端がそれぞれ第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６を押圧する力が漸次増大し、これよりそれぞれ枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端と第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６との間の摩擦力が漸次増大する。よってペダルアーム５２に付与される踏力が増減される際のＦ−Ｓ特性曲線は図３５に示されている如きヒステリシス曲線を描く。
従って第十一の実施例は、トーションバー１２８及び１３０のばね力がそれぞれ第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６に直接作用し、また第一の摺接板１３４及び第二の摺接板１３６がそれぞれ枢動アーム部１２８Ｃ及び１３０Ｃの先端部により剪断変形される点を除き、上述の第六の実施例と同様に作動する。よって第十一の実施例によれば、第一及び第二の復帰付勢手段としてトーションバーを使用して上述の第十の実施例の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【実施例１２】
【００１７】
図４２は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十二の実施例を示す側面図、図４３は第十二の実施例を示す拡大部分背面図、図４４は第十二の実施例の要部を示す拡大横断面図である。
この第十二の実施例に於いては、ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面側に第一の復帰付勢手段としての第一の圧縮コイルばね１３８及び第二の復帰付勢手段としての第二の圧縮コイルばね１４０が配設されている。支持ブラケット５４のベース部５４Ａにはばね取り付け板１４２が一体に形成されており、第一の圧縮コイルばね１３８及び第二の圧縮コイルばね１４０はペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面とばね取り付け板１４２との間に弾装されている。図４２に示されている如く、ペダルアーム５２の平板部５２Ａ及びばね取り付け板１４２はペダルアーム５２がその初期位置にあるときに実質的に互いに平行になるように設定されている。
圧縮コイルばね１３８及び１４０は、軸線６４の周りの仮想の円弧線に対する接線方向に延在する軸線１４４に整合して互いに他に対し同心状に延在している。軸線１４４はペダルアーム５２がその初期位置にあるときにはペダルアーム５２の平板部５２Ａ及びばね取り付け板１４２に対し実質的に垂直に延在する。圧縮コイルばね１３８は圧縮コイルばね１４０の外側に位置し、圧縮コイルばね１４０より径方向に隔置されている。圧縮コイルばね１３８を構成する線材の直径は圧縮コイルばね１４０を構成する線材の直径よりも大きい。従って圧縮コイルばね１３８のばね定数は圧縮コイルばね１４０のばね定数よりも高いが、これらの圧縮コイルばねのばね定数は互いに同一であってもよく、また大小関係が上記関係とは逆のばね定数であってもよい。
ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面には第一の抗力発生手段として機能する第一の摺接板１４６の一端が固定され、ばね取り付け板１４２には第二の抗力発生手段として機能する第二の摺接板１４８の一端が固定されている。第一の摺接板１４６及び第二の摺接板１４８は何れも樹脂にて形成され、軸線１４４に沿って延在する実質的に半円筒形をなしている。
摺接板１４６及び１４８はペダルアーム５２がその初期位置にあるときの平板部５２Ａとばね取り付け板１４２との間の距離Ｌよりも小さく且つ距離Ｌの半分よりも大きい長さを有している。従ってペダルアーム５２がその初期位置にあるときにも、摺接板１４６及び１４８は互いにオーバーラップして延在している。摺接板１４６及び１４８はそれぞれ圧縮コイルばね１３８及び１４０に対し軸線６４の側に位置し、それぞれ内側円筒面にて圧縮コイルばね１３８及び１４０に当接し、対応する圧縮コイルばねを僅かに押圧している。
第一の摺接板１４６の内側円筒面に於ける長手方向の弾性係数Ｋ１は比較的高く、第二の摺接板１４８の内側円筒面に於ける長手方向の弾性係数Ｋ２は第一の摺接板１４６の内側円筒面に於ける長手方向の弾性係数Ｋ１よりも小さく設定されている。尚これらの弾性係数の設定は摺接板１４６及び１４８を構成する樹脂を異ならせることにより達成されてもよく、また摺接板の長手方向に沿う複数のスリットの如き凹凸形状により達成されてもよい。
摺接板１４６及び１４８の内側円筒面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特に圧縮コイルばね１３８に対する第一の摺接板１４６の内側円筒面の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）は圧縮コイルばね１４０に対する第二の摺接板１４８の内側円筒面の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また第一の摺接板１４６に対する圧縮コイルばね１３８の押圧力及び第二の摺接板１４８に対する圧縮コイルばね１４０の押圧力は互いに同程度である。よって圧縮コイルばね１４０と第二の摺接板１４８との間の最大静止摩擦力は、圧縮コイルばね１３８と第一の摺接板１４６との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従って圧縮コイルばね１３８と第一の摺接板１４６の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、圧縮コイルばね１４０と第二の摺接板１４８の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摺接板１４８は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
圧縮コイルばね１３８、１４０及び摺接板１４６、１４８はペダルアーム５２がその初期位置にあるときには軸線１４４に沿って延在し、ペダルアーム５２の平板部５２Ａとばね取り付け板１４２との間に弾装されている。従ってペダルアーム５２が軸線６４の周りに枢動すると、ペダルアーム５２の平板部５２Ａとばね取り付け板１４２との間の距離Ｌが変化するので、圧縮コイルばね１３８及び１４０はそれぞれ摺接板１４６及び１４８に対し相対的に軸線１４４に沿って変位しようとする。
しかし摺接板１４６及び１４８はそれぞれ圧縮コイルばね１３８及び１４０に当接し、互いにオーバーラップして延在している。従って軸線１４４に沿って圧縮コイルばね１３８及び１４０に対し相対的にそれぞれ摺接板１４６及び１４８にそれらの長手方向に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力以下であるときには、圧縮コイルばね１３８及び１４０の巻回はそれぞれ摺接板１４６及び１４８に対し相対的に変位しない。よってペダルアーム５２は支持ブラケット５４に対し相対的に枢動しない。
圧縮コイルばね１３８に対し相対的に摺接板１４６にその長手方向に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、圧縮コイルばね１３８の巻回が摺接板１４６に対し相対的に変位する。従ってペダルアーム５２は支持ブラケット５４に対し相対的に軸線６４の周りに枢動する。
しかし圧縮コイルばね１４０が摺接板１４８に摩擦係合しているので、この摩擦係合部に於いては圧縮コイルばね１４０の巻回は摺接板１４８に対し相対的に変位しない。従って圧縮コイルばね１４０はペダルアーム５２の平板部５２Ａと摺接板１４８の先端との間の部分に於いては自由に圧縮変形するが、摺接板１４８に摩擦係合する部分に於いては摺接板１４８の半円筒状の内面側を長手方向に圧縮しつつ圧縮変形する。よってこの状況に於いては、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、圧縮コイルばね１３８のばね力及び圧縮コイルばね１４０の上記圧縮変形する部分のばね力及び摺接板１４８の圧縮変形によるばね力である。
また圧縮コイルばね１４０に対し相対的に摺接板１４８にその長手方向に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、圧縮コイルばね１４０の巻回も摺接板１４８に対し相対的に変位する。従ってこの状況に於いては、圧縮コイルばね１４０もその全体が圧縮変形するので、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、圧縮コイルばね１３８及び圧縮コイルばね１４０のばね力であり、よってペダルアーム５２を復帰付勢するばね全体としてのばね定数は低下する。
従ってこの第十二の実施例に於いても、運転者によりペダルアーム５２に付与される踏力が０より増大される際の踏力Ｆと平板部５２Ａの踏面中央のストロークＳとの間の関係は、上述の第一の実施例の場合と同様であり、Ｆ−Ｓ特性は図６に示されている如き二段折れの特性である。またこの第十二の実施例に於いても、ペダルアーム５２のストロークＳが増大するにつれて圧縮コイルばね１３８及び１４０は中央部が下方へ変位するよう湾曲し、圧縮コイルばね１３８及び１４０がそれぞれ摺接板１４６及び１４８を押圧する力が漸次増大し、これよりこれらの間の摩擦力が漸次増大する。よってペダルアーム５２に付与される踏力が増減される際のＦ−Ｓ特性曲線は図３５に示されている如きヒステリシス曲線を描く。
従ってこの第十二の実施例は、摺接板１４６及び１４８がそれらの長手方向に沿ってそれぞれ圧縮コイルばね１３８及び１４０に摺接し、それらの長手方向に沿って弾性変形する点を除き、上述の第六の実施例と同様に作動する。よって第十二の実施例によれば、第一及び第二の復帰付勢手段として圧縮コイルばねを使用して上述の第六の実施例の場合と同様の作用効果を得ることができる。
特にこの第十二の実施例によれば、ペダルアーム５２のストロークがある値になると、摺接板１４６及び１４８の先端がそれぞればね取り付け板１４２及びペダルアーム５２の平板部５２Ａに当接し、ペダルアーム５２のそれ以上の枢動を抑制する。従って全開ストッパを省略又は小型化することができる。
尚図示の実施例に於いては、第一の摺接板１４６の一端がペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面に固定され、第二の摺接板１４８の一端がばね取り付け板１４２に固定されている。しかし第一の摺接板１４６の一端がばね取り付け板１４２に固定され、第二の摺接板１４８の一端がペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面に固定されてもよい。
【実施例１３】
【００１８】
図４５は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十三の実施例を示す側面図、図４６は第十三の実施例を示す拡大部分背面図、図４７は第十三の実施例の要部を示す拡大部分断面図である。
この第十三の実施例に於いては、上述の第十二の実施例の場合と同様、支持ブラケット５４のベース部５４Ａにはばね取り付け板１４２が一体に形成されており、ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面とばね取り付け板１４２との間には第一の圧縮コイルばね１５０及び第二の圧縮コイルばね１５２が弾装されている。圧縮コイルばね１５０は帯状の鋼材がビヤ樽形に巻回された渦巻きばねであり、各巻回は互いに摩擦係合している。これに対し圧縮コイルばね１５２は線状の鋼材が円筒形に巻回された通常の圧縮コイルばねである。尚圧縮コイルばね１５０は切頭円錐形又は鼓形をなしていてもよい。
上述の第十二の実施例の圧縮コイルばね１３８及び１４０と同様、圧縮コイルばね１５０及び１５２は軸線１４４に整合して互いに他に対し同心状に延在している。圧縮コイルばね１５２は圧縮コイルばね１５０の外側に位置し、圧縮コイルばね１５０より径方向に隔置されている。圧縮コイルばね１５０及び１５２のばね定数は互いに同一であってもよく、また一方が他方よりも高くてもよい。
ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面及びばね取り付け板１４２にはそれぞれ第二の抗力発生手段として機能する樹脂製の半円筒形の摺接板１５４及び１５６の一端が固定されている。摺接板１５４は圧縮コイルばね１５２の上側にてこれに当接し、摺接板１５６は圧縮コイルばね１５２の下側にてこれに当接している。摺接板１５４及び１５６の軸線１４４の周りの延在範囲は軸線１４４の周りの１８０度の範囲よりも小さい。尚摺接板１５４及び１５６が圧縮コイルばね１５２を径方向に押圧する力は、圧縮コイルばね１５０の各巻回が互いに径方向に押圧する力と同等に設定されている。
上述の第十二の実施例の摺接板１４６及び１４８と同様、摺接板１５４及び１５６はペダルアーム５２がその初期位置にあるときの平板部５２Ａとばね取り付け板１４２との間の距離Ｌよりも小さく且つ距離Ｌの半分よりも大きい長さを有している。従ってペダルアーム５２がその初期位置にあるときにも、摺接板１５４及び１５６は互いにオーバーラップして延在している。尚摺接板１５４及び１５６は、ペダルアーム５２の枢動により平板部５２Ａとばね取り付け板１４２との間の距離Ｌが小さくなっても、互いに干渉しない限り、軸線１４４に対し上下方向以外の方向、例えば水平方向に互いに隔置されていてもよい。
圧縮コイルばね１５０の互いに摩擦係合する面及び摺接板１５４、１５６の内側円筒面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特に圧縮コイルばね１６２の互いに摩擦係合する面の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）は圧縮コイルばね１５２に対する摺接板１５４、１５６の内側円筒面の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また上述の如く第一の摺接板１４６に対する圧縮コイルばね１３８の押圧力及び摺接板１５４、１５６に対する圧縮コイルばね１５２の押圧力は互いに同程度である。よって圧縮コイルばね１５２と摺接板１５４、１５６との間の最大静止摩擦力は、圧縮コイルばね１５０の巻回の間の最大静止摩擦力よりも大きく、圧縮コイルばね１５０の各巻回は互いに他に対し第一の抗力発生手段として機能する。
従って圧縮コイルばね１５０の巻回の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、圧縮コイルばね１５２と摺接板１５４、１５６の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また摺接板１５４、１５６は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
上述の如く圧縮コイルばね１５０の巻回は互いに摩擦係合し、摺接板１５４及び１５６は内側円筒面にて圧縮コイルばね１５２に摩擦係合している。従ってペダルアーム５２に踏力が与えられても、軸線１４４に沿って圧縮コイルばね１５０の互いに摩擦係合する面の間に作用する力及び軸線１４４に沿って摺接板１５４、１５６に対し相対的に圧縮コイルばね１５２に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力以下であるときには、圧縮コイルばね１５０の巻回は互いに他に対し相対的に変位せず、また圧縮コイルばね１５２は摺接板１５４、１５６に対し相対的に変位しない。よってペダルアーム５２は支持ブラケット５４に対し相対的に枢動しない。
軸線１４４に沿って圧縮コイルばね１５０の互いに摩擦係合する面の間に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、圧縮コイルばね１５０の巻回が軸線１４４に沿って互いに他に対し相対的に変位し、これにより圧縮コイルばね１５０は弾性的に圧縮変形する。従ってペダルアーム５２は支持ブラケット５４に対し相対的に軸線６４の周りに枢動する。
しかし圧縮コイルばね１５２は摺接板１５４及び１５６に摩擦係合しているので、圧縮コイルばね１５２の巻回は摺接板１５４及び１５６に対し相対的に変位しない。従って圧縮コイルばね１５２は摺接板１５４及び１５６の半円筒状の内面側を長手方向に圧縮しつつ圧縮変形する。よってこの状況に於いては、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、圧縮コイルばね１５０及び１５２のばね力及び摺接板１５４、１５６の圧縮変形によるばね力である。
また軸線１４４に沿って摺接板１５４、１５６に対し相対的に圧縮コイルばね１５２に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、圧縮コイルばね１５２の巻回は摺接板１５４、１５６に対し相対的に変位する。従ってこの状況に於いては、圧縮コイルばね１５２は実質的に摺接板１５４及び１５６を弾性変形させることなく圧縮変形するので、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、圧縮コイルばね１５０及び１５２のばね力であり、よってペダルアーム５２を復帰付勢するばね全体としてのばね定数は低下する。
従ってこの第十三の実施例に於いても、運転者によりペダルアーム５２に付与される踏力が０より増大される際の踏力Ｆと平板部５２Ａの踏面中央のストロークＳとの間の関係は、上述の第一の実施例の場合と同様であり、Ｆ−Ｓ特性は図６に示されている如き二段折れの特性である。またこの第十三の実施例に於いても、ペダルアーム５２のストロークＳが増大するにつれて圧縮コイルばね１５２は長さが減少すると共に拡径するが、圧縮コイルばね１５２は摺接板１５４、１５６により拡径が抑制される。従って圧縮コイルばね１５２が摺接板１５４、１５６を押圧する力が漸次増大し、これよりこれらの間の摩擦力が漸次増大する。よってペダルアーム５２に付与される踏力が増減される際のＦ−Ｓ特性曲線は図１７に示されている如きヒステリシス曲線を描く。
従ってこの第十三の実施例も、上述の第十二の実施例の場合と同様に作動する。よって第十二の実施例によれば、第一の復帰付勢手段としての圧縮コイルばねが互いに摩擦係合する巻回を有する渦巻きばねである場合にも、上述の第六の実施例の場合と同様の作用効果を得ることができる。
特にこの第十三の実施例によれば、上述の第十二の実施例の場合と同様、ペダルアーム５２のストロークがある値になると、摺接板１５４及び１５６の先端がそれぞれ取り付け板１４２及びペダルアーム５２の平板部５２Ａに当接し、ペダルアーム５２のそれ以上の枢動を抑制する。従って全開ストッパを省略又は小型化することができる。
また上述の第六乃至第十三の実施例によれば、復帰付勢手段は第一及び第二の復帰付勢手段を有し、第一及び第二の抗力発生手段はそれぞれ第一及び第二の復帰付勢手段に摺接している。従って復帰付勢手段が一つである前述の第一乃至第五の実施例や後述の第十四及び第十五の実施例の構成の場合に比して、ペダルアーム５２に対する駆動操作力と支持ブラケット５４に対するペダルアーム５２の相対変位量との間の特性の設定の自由度を高くすることができる。
また上述の第六乃至第十三の実施例によれば、支持ブラケット５４がペダルアーム５２を枢支する部位にシムの如き弾性部材を介装する必要がない。従って上述の第一乃至第五の実施例の構成に比して、支持ブラケット５４はガタツキなく良好にペダルアーム５２を枢支することができ、また支持ブラケット５４に対するペダルアーム５２のこじりに起因するＦ−Ｓ特性の変動を低減することができる。
【実施例１４】
【００１９】
図４８は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十四の実施例を示す側面図、図４９は第十四の実施例を示す拡大部分背面図である。
この第十四の実施例に於いては、ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面側に復帰付勢手段としての一つの捩りコイルばね１６０が配設されている。コイルばね１６０はシャフト部材６２を囲繞するよう軸線６４に沿って延在している。コイルばね１６０の下方には第一の抗力発生手段として機能する樹脂製の第一の摺接部材１６２及び第二の抗力発生手段として機能する樹脂製の第二の摺接部材１６４が配設されている。摺接部材１６２及び１６４は軸線６４に沿って延在し且つ軸線６４に垂直な方向へ互いに隔置された状態にて、支持ブラケット５４のベース部５４Ａの上面に固定されている。
摺接部材１６２及び１６４は上述の第八の実施例の摺接部材１１０が長手方向に沿って二分割された形態と同様の形態をなし、それぞれ上面に断面４分の１円弧状の第一の摺接溝１６６及び第二の摺接溝１６８を有している。コイルばね１６０は摺接部材１６２及び１６４の摺接溝１６６及び１６８にそれらの全長に亘り当接し、摺接溝１６６及び１６８を僅かに径方向外方へ押圧している。
更に第一の摺接溝１６６及び第二の摺接溝１６８の周方向の弾性変形について見て、第一の摺接部材１６２を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１は比較的高く、第二の摺接部材１６４を構成する樹脂の弾性係数Ｋ２は第一の摺接部材１６２を構成する樹脂の弾性係数Ｋ１よりも小さいことが好ましい。
コイルばね１６０は、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれてコイルの巻き戻し方向に弾性変形されるよう配設されている。従ってペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、コイルばね１６０が摺接溝１６６及び１６８を押圧する力が漸次増大し、これに対応してそれぞれコイルばね１６０と摺接溝１６６及び１６８との間の摩擦力が漸次増大する。
摺接溝１６６及び１６８はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特にコイルばね１６０に対する第一の摺接溝１６６の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）はコイルばね１６０に対する第二の摺接溝１６８の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また第一の摺接溝１６６に対するコイルばね１６０の押圧力及び第二の摺接溝１６８に対するコイルばね１５０の押圧力は互いに同程度である。よってコイルばね１６０と第二の摺接溝１６８との間の最大静止摩擦力は、コイルばね１６０と第一の摺接溝１６６との間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従ってコイルばね１６０と第一の摺接溝１６６の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、コイルばね１６０と第二の摺接溝１６８の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また第二の摺接溝１６８は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
以上の説明より解る如く、第十四の実施例のアクセルペダル装置５０を直線運動の装置としてモデル化するならば、図５２乃至図５４に示されている如くモデル化することができる。
この第十四の実施例に於いて、運転者によりペダルアーム５２に対し踏力Ｆｐが付与されると、ペダルアーム５２は図４８で見て軸線６４の周りに初期位置より時計回り方向へ枢動しようとし、図５２で見て支持ブラケット５４に対し相対的に左方へ移動しようとする。しかしコイルばね１６０は第一の摺接溝１６６及び第二の摺接溝１６８に摩擦係合している。従って摺接溝１６６及び１６８に対し相対的に軸線６４の周りにコイルばね１６０のコイル部に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力以下であるときには、ペダルアーム５２は図４８で見て実質的に枢動せず、図５２に示されている如く支持ブラケット５４に対し相対的に移動しない。
第一の摺接溝１６６に対し相対的に軸線６４の周りにコイルばね１６０のコイル部に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、コイルばね１６０のコイル部が第一の摺接溝１６６に対し相対的に軸線６４の周りに変位する。従ってペダルアーム５２は図４８で見て軸線６４の周りに枢動し、図５３に示されている如く支持ブラケット５４に対し相対的に左方へ移動する。
しかし第二の摺接溝１６８がコイルばね１６０に摩擦係合しているので、コイルばね１６０はこの摩擦係合部に於いては第二の摺接溝１６８の近傍に於いて第二の摺接部材１６４を軸線６４の周りに弾性変形させる。よってこの状況に於いては、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、コイルばね１６０のばね力及び第二の摺接部材１６４の弾性変形によるばね力である。
また第二の摺接溝１６８に対し相対的に軸線６４の周りにコイルばね１６０のコイル部に作用する力がそれらの間の最大静止摩擦力を越えると、図５４に示されている如くコイルばね１６０のコイル部が第二の摺接溝１６８に対し相対的に軸線６４の周りに変位する。従ってこの状況に於いては、コイルばね１６０は第二の摺接部材１６４を実質的に弾性変形させなくなるので、ペダルアーム５２を初期位置へ戻そうとするばね力は、コイルばね１５０のばね力である。よってペダルアーム５２を復帰付勢するばね全体としてのばね定数は低下する。
従ってこの第十四の実施例に於いても、運転者によりペダルアーム５２に付与される踏力が０より増大される際の踏力Ｆと平板部５２Ａの踏面中央のストロークＳとの間の関係は、上述の第一の実施例の場合と同様であり、Ｆ−Ｓ特性は図６に示されている如き二段折れの特性である。またこの第十四の実施例に於いては、ペダルアーム５２のストロークＳが増大するにつれてコイルばね１６０が摺接部材１６２及び１６４の摺接溝１６６及び１６８を押圧する力が漸次増大し、これよりコイルばね１６０と摺接溝１６６及び１６８との間の摩擦力が漸次増大する。従ってペダルアーム５２に付与される踏力が増減される際のＦ−Ｓ特性曲線は図１７に示されている如きヒステリシス曲線を描く。
従ってこの第十四の実施例は、摺接部材１６２及び１６４がそれぞれ圧縮コイルばね１６０に摺接し、圧縮コイルばね１６０により周方向に弾性変形される点を除き、上述の第六の実施例と同様に作動する。よって第十四の実施例によれば、一つの復帰付勢手段として圧縮コイルばねを使用すると共に、これに摺接する二つの摺接部材を使用して上述の第六の実施例の場合と同様の作用効果を得ることができる。
尚上述の実施例に於いては、第一の摺接部材１６２及び第二の摺接部材１６４は互いに異なる樹脂にて形成された別の部材であるが、例えば図５０及び図５１に示されている如く、第一の摺接部材及び第二の摺接部材が一つの摺接部材１７０として形成されてもよい。摺接部材１７０は上述の第八の実施例の摺接部材１１０と同様の形態をなしているが、中央の分離溝１７２により摺接溝１６６及び１６８が互いに隔置されている。また図には示されていないが、摺接溝１６８には周方向のスリットの如き凹凸形状が付与されている。この構成によれば、上述の第十四の実施例の場合に比して、部品点数を低減することができる。
【実施例１５】
【００２０】
図５５は自動車のドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置として構成された本発明による足踏み式操作装置の第十一の実施例を示す側面図、図５６は第十五の実施例を示す背面図である。
この第十五の実施例に於いては、ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面側に復帰付勢手段としての板ばね１７８が配設されている。板ばね１７８は湾極度合が小さい主板ばね部１７８Ａと及び湾極度合が小さい副板ばね部１７８Ｂとを有し、主板ばね部１７８Ａは副板ばね部１７８Ｂに対しペダルアーム５２の平板部５２Ａの側に位置している。主板ばね部１７８Ａ及び副板ばね部１７８Ｂは下端にて一体に接続されると共に、シャフト部材６２により枢支されている。また主板ばね部１７８Ａ及び副板ばね部１７８Ｂは中央部が平板部５２Ａより離れる方向へ湾曲し、副板ばね部１７８Ｂは車輌の車体Ｂの傾斜部に当接している。
ペダルアーム５２の平板部５２Ａの背面には第二の抗力発生手段として機能する樹脂製の摺接部材１８０が固定されており、主板ばね部１７８Ａの上端部は摺接部材１８０に摩擦係合している。これに対し副板ばね部１７８Ｂの上端部は主板ばね部１７８Ａの上端に近接して主板ばね部１７８Ａの外面に摩擦係合している。従って副板ばね部１７８Ｂは第一の抗力発生手段としても機能する。
ペダルアーム５２の平板部５２Ａの長手方向に沿う副板ばね部１７８Ｂ及び摺接部材１８０の弾性変形について見て、副板ばね部１７８Ｂを構成する材料の弾性係数Ｋ１は比較的高く、摺接部材１８を構成する樹脂の弾性係数Ｋ２は副板ばね部１７８Ｂを構成する樹脂の弾性係数Ｋ１よりも小さい。
主板ばね部１７８Ａに摩擦係合する摺接部材１８０の表面及び互いに摩擦係合する主板ばね部１７８Ａ及び副板ばね部１７８Ｂの上端部の表面はテフロン（登録商標）加工の如き表面処理により摩擦係数が低く設定されている。特に主板ばね部１７８Ａに対する摺接部材１８０の表面の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）は主板ばね部１７８Ａに対する副板ばね部１７８Ｂの表面の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されている。
また主板ばね部１７８Ａに対する副板ばね部１７８Ｂの押圧力及び摺接部材１８０に対する主板ばね部１７８Ａの押圧力は互いに同程度である。よって主板ばね部１７８Ａと摺接部材１８０との間の最大静止摩擦力は、副板ばね部１７８Ｂと主板ばね部１７８Ａとの間の最大静止摩擦力よりも大きい。
従って副板ばね部１７８Ｂと主板ばね部１７８Ａの互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第一の抗力を発生する第一の摩擦面対を郭定し、主板ばね部１７８Ａと摺接部材１８０の互いに摩擦係合する面は、摩擦力にて第二の抗力を発生する第二の摩擦面対を郭定している。また摺接部材１８０は、静止摩擦係数が大きい第二の摩擦面対が、支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材としても機能する。
ペダルアーム５２が踏み込まれ、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、主板ばね部１７８Ａ及び副板ばね部１７８Ｂのばね力が漸次増大する。従ってペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて、主板ばね部１７８Ａが摺接部材１８０を押圧する力及び副板ばね部１７８Ｂが主板ばね部１７８Ａを押圧する力も漸次増大し、主板ばね部１７８Ａと摺接部材１８０との間の摩擦力及び副板ばね部１７８Ｂと主板ばね部１７８Ａとの間の摩擦力が漸次増大する。
従って板ばね１７８のばね力が摺接部材１８０に直接作用し、また摺接部材１８０が主板ばね部１７８Ａの先端部により剪断変形される点を除き、上述の第十四の実施例と同様に作動する。よって第十五の実施例によれば、復帰付勢手段として板ばねを使用して上述の第十四の実施例と同様の作用効果を得ることができる。
特にこの第十五の実施例によれば、ペダルアーム５２の初期位置よりの枢動角度が増大するにつれて副板ばね部１７８Ｂが主板ばね部１７８Ａを押圧する力及び主板ばね部１７８Ａが摺接部材１８０を押圧する力の増大率は、上述の第十四の実施例場合よりも大きい。従ってこの第十五の実施例に於けるＦ−Ｓ特性曲線は図３５に示されている如きヒステリシス曲線を描く。
また第十四及び第十五の実施例によれば、復帰付勢手段は一つでよいので、上述の第一乃至第十三の実施例の構成の場合に比して、必要な部品点数を低減し、足踏み式操作装置の構造を簡素化することができる。
また第十四及び第十五の実施例によれば、上述の第六乃至第十三の実施例の場合と同様、支持ブラケット５４がペダルアーム５２を枢支する部位にシムの如き弾性部材を介装する必要がない。従って上述の第一乃至第五の実施例の構成に比して、支持ブラケット５４はガタツキなく良好にペダルアーム５２を枢支することができ、また支持ブラケット５４に対するペダルアーム５２のこじりに起因するＦ−Ｓ特性の変動を低減することができる。
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば上述の第六乃至第十三の実施例に於いては、復帰付勢手段は第一及び第二の復帰付勢手段を有し、第一及び第二の抗力発生手段はそれぞれ第一及び第二の復帰付勢手段に摺接しているが、第一及び第二の復帰付勢手段とは別の補助復帰付勢手段であって、第一及び第二の復帰付勢手段に摺接していない補助復帰付勢手段が設けられてもよい。同様に上述の第十四及び第十五の実施例に於いても、第一及び第二の抗力発生手段が摺接する復帰付勢手段とは別の補助復帰付勢手段が設けられてもよい。
また上述の第一乃至第十五の実施例に於いては、ペダルアーム１２又は５０に対する駆動操作力の増大に伴い、第一及び第二の摺動摩擦部の互いに摩擦摺動する部材間の押圧力が増大するようになっているが、ペダルアーム１２又は５０に対する駆動操作力の増大に伴って、第二の摺動摩擦部の互いに摩擦摺動する部材間の押圧力のみが増大するよう修正されてもよい。
また上述の第六乃至第十五の実施例に於いては、復帰付勢手段に対する第一の抗力発生手段の静止摩擦係数（第一の静止摩擦係数μｓ１）が復帰付勢手段に対する第二の抗力発生手段の静止摩擦係数（第二の静止摩擦係数μｓ２）よりも低く設定されることにより、復帰付勢手段と第一の抗力発生手段との間の最大静止摩擦力は、復帰付勢手段と第二の抗力発生手段の静止摩擦係数との間の最大静止摩擦力よりも大きくされている。しかし復帰付勢手段と第一の抗力発生手段との間の最大静止摩擦力が復帰付勢手段と第二の抗力発生手段の静止摩擦係数との間の最大静止摩擦力よりも大きければよい。従って例えば第一の静止摩擦係数μｓ１が第二の静止摩擦係数μｓ２と同一又はこれよりも高い値に設定され、復帰付勢手段と第一の抗力発生手段との間の押圧力が復帰付勢手段と第二の抗力発生手段の静止摩擦係数との間の押圧力よりも大きくされてもよい。
また上述の第六乃至第十三の実施例に於いては、第一及び第二の抗力発生手段はそれぞれ第一及び第二の復帰付勢手段に摺接しているが、これらの実施例は図２１乃至図２３のモデルの修正例として図５７に示されている如く修正されてもよい。即ち第一復帰付勢手段５６及び第二の復帰付勢手段５８に復帰付勢方向には実質的に弾性変形しない弾性変形非容易部５６Ａ及び５８Ａが設けられ、第一の抗力発生手段７０Ａ及び第二の抗力発生手段７０Ｂが弾性変形容易部に摺接することなく、それぞれ弾性変形非容易部５６Ａ及び５８Ａに摺接するよう修正されてもよい。
同様に上述の第十四及び第十五の実施例に於いては、第一及び第二の抗力発生手段は一つの復帰付勢手段に摺接しているが、これらの実施例は図５２乃至図５４のモデルの修正例として図５８に示されている如く修正されてもよい。即ち復帰付勢手段１６０に復帰付勢方向には実質的に弾性変形しない弾性変形非容易部１６０Ａが設けられ、第一の抗力発生手段７０Ａ及び第二の抗力発生手段７０Ｂが弾性変形容易部に摺接することなく、弾性変形非容易部１６０Ａの互いに異なる領域に摺接するよう修正されてもよい。
また上述の第十三及び第十五実施例を除く各実施例に於いては、第一及び第二の抗力発生手段は互いに同様の摺接構造を有しているが、第一及び第二の抗力発生手段の摺接構造は互いに同様でなくてもよいので、何れかの実施例の第一の抗力発生手段と他の実施例の第二の抗力発生手段とが組み合わされてもよい。
また上述の各実施例の足踏み式操作装置に於いては、操作子への操作入力と操作子の相対変位量との間の特性は二段折れの特性であるが、本発明の操作装置は折れ点が三つ以上の三段折れ以上の特性を有するよう構成されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、ペダルアーム１２の相対変位が増大する過程に於ける二段折れの特性及びペダルアーム１２の相対変位が減少する過程に於ける二段折れの特性は、操作入力と操作子の相対変位量との関係の傾きが逆である点を除き互いに同一の特性であるが、例えば摩擦面の表面処理に異方性を与えたり、相対変位が増大する過程と減少する過程とでは摩擦面が異なるようにすることによって、相対変位が増大する過程及び減少する過程の特性が互いに異なるように設定されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、操作子の相対変位は枢動又は直線運動の変位であるが、回転変位であってもよい。また操作子への操作入力が基準値以上になっても操作子の相対変位が増大することを阻止するストッパが設けられてもよい。
また上述の各実施例に於いては、シム等の表面処理を異ならせることにより摩擦面対の二つの摩擦面の摩擦係数が異なる値に設定されているが、摩擦面を郭定する材料の充填材を異ならせたり、摩擦材に対する表面処理が同一であってもそれらの接触面積を異ならせることにより、二つの摩擦面の摩擦係数が異なる値に設定されてもよい。
また上述の各実施例に於いては、第一及び第二の摩擦面対と、第二の摩擦面対が支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材とにより上記二段折れの特性が達成されるようになっているが、本発明の操作装置は制御可能な力を使用して上記二段折れの特性を達成するよう構成されてもよい。
例えば電磁力を使用して摩擦面対の他方の部材に対する摩擦部材の押圧力が制御されてもよく、また摩擦面対が使用されることなく操作子の相対変位に対する抗力が電磁力により発生され制御されるよう構成されてもよい。また第一及び第二の摩擦面対の少なくとも一方がピエゾ素子による抗力発生装置に置き換えられてもよい。これらの修正例の場合には、操作子の相対変位量が検出され、特性が上記多段折れの特性の特性になるよう相対変位量に基づいて押圧力が制御されてよい。
また上述の各実施例に於いては、第二の摩擦面対の一方を構成する摩擦部材は、第二の摩擦面対が支持ハウジング１４に対するペダルアーム１２の相対変位に伴って移動することを弾性変形によって許容する変位部材と一体であり、第二のシム３２Ｂの如く一つの部材であるが、第二の摩擦面対の一方を構成する摩擦部材と変位部材とが互いに別の部材として形成されてもよい。  また上述の各実施例に於いては、復帰付勢手段はばね力により復帰付勢力をペダルアーム１２に付与するようになっているが、操作子に対する復帰付勢力は永久磁石による磁力や電磁力により付与されてもよい。
更に上述の各実施例に於いては、足踏み式操作装置はドライブバイワイヤ式のアクセルペダル装置であるが、本発明の操作装置は例えば自動車等の車両のブレーキバイワイヤ式のブレーキペダル装置、ワイヤ式のアクセルペダル装置、マスタシリンダ連結型のブレーキペダル装置の如き他の足踏み式操作装置として構成されてもよく、その場合には操作者による操作子に対する操作量を検出する検出手段は省略されてよい。また上述の各実施例の足踏み式操作装置と同様の構成が自動車等の車両に於いて手動式に操作される操作装置に適用されてもよい。  特に本発明の操作装置がブレーキペダル装置に適用される場合には、踏み込み初期の踏み応えを確保して制動力が不要に発生することを抑制することができ、制動力の効き始めの制御を容易に行うことができる。またブレーキペダルを緩やかに踏み込む差異の制動力を安定化させることができると共に、高い制動力を必要とする状況に於いて、ブレーキペダルを強く踏み込むことによって所望の制動力を確保することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【国際調査報告】
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