(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダルアームの回動に抵抗力を付与するダンパを具備しており、このダンパは、軸方向に移動自在である可動体と、この可動体に対面して軸周りで回転自在に配されていると共にペダルアームの回動が回転自在軸を介して伝達される回転体と、可動体を回転体に向かって弾性的に付勢するばね手段と、回転体の軸周りでの回転に対して前記抵抗力として摩擦抵抗力を生じさせると共にペダル踏み込みにおける可動体に対する回転体の軸周りでの回転でばね手段の弾性力に抗して可動体を回転体から軸方向に離反させてばね手段のばね力を増大させることにより前記摩擦抵抗力を増大させる摩擦抵抗力発生手段とを具備しており、可動体は、回転体に対して軸周りの方向において不動に配されており、前記ダンパは、ペダル踏み込みにおけるペダルアームの角度０°の初期回動位置から、ペダルアームの全回動角の０．５から２０％のうちのいずれかの角度のペダルアームの回動位置までのペダルアームの回動では、前記回転自在軸を介して回転体に伝達されるペダルアームの回動に拘わらず、可動体に対する回転体の軸周りでの回転が摩擦抵抗力発生手段により発生される摩擦抵抗力により阻止される一方、当該軸周りでの回転が阻止された回転体に対する当該ペダルアームの回動が徐々に増大する回転力を回転体に付与するようにして可能とされており、前記ペダル踏み込みにおけるペダルアームの全回動角の０．５から２０％のうちのいずれかの角度のペダルアームの回動位置を越えるペダルアームの回動では、前記回転自在軸を介して伝達されるペダル踏み込みにおけるペダルアームの回動により回転体が当該ペダルアームの回動と共に可動体に対して軸周りで回転されるようになっており、可動体は、可動体本体と、軸方向であって回転体の一方の面に向かって突出すると共に可動体本体の一方の面に一体的に形成された突起と、この突起に連接していると共に段部を規定して可動体本体の一方の面に形成された凹所とを具備しており、回転体は、回転体本体と、軸方向であって可動体の一方の面に向かって突出していると共に回転体本体の一方の面に一体的に形成された突起と、この突起に連接していると共に段部を規定して回転体本体の一方の面に形成された凹所とを具備しており、摩擦抵抗力発生手段は、可動体及び回転体の両突起に形成されていると共に互いに面接触する傾斜面を具備しており、可動体の段部及び回転体の段部により摩擦抵抗力発生手段の両傾斜面の初期面接触位置が規定されるべく、ペダルアームの角度０°の初期回動位置で、可動体の凹所には回転体の突起の軸方向の先端が、回転体の凹所には可動体の突起の軸方向の先端が夫々落ち込むようになっている自動車のペダル装置。
【請求項２】
ダンパは、可動体及び回転体を収容した円筒体と、この円筒体の一端面に、回転体に対して軸周りの方向において不動に配された蓋体とを更に具備しており、回転体は、軸周りの方向で摺動自在に且つばね手段のばね力に付勢されて蓋体に接触しており、可動体は、軸方向に摺動自在に円筒体に接触している請求項１に記載の自動車のペダル装置。
【請求項３】
ペダルアーム及び回転自在軸は、円筒体、回転体、可動体及び蓋体と比較して剛体であり、ペダル踏み込みにおけるペダルアームの角度０°の初期回動位置から、ペダルアームの全回動角の０．５から２０％のうちのいずれかの角度のペダルアームの回動位置までのペダルアームの回動は、円筒体、回転体及び可動体のうちの少なくとも一つの弾性変形により行われるようになっている請求項２に記載の自動車のペダル装置。
【請求項４】
円筒体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、２×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．２×１０４ＭＰａ）≦Ｅである請求項２又は３に記載の自動車のペダル装置。
【請求項５】
円筒体の形成材料は、樹脂からなる請求項２から４のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項６】
円筒体の形成材料は、ポリアミド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂及びポリエーテルケトン樹脂から選択される１種又は２種以上からなる請求項５に記載の自動車のペダル装置。
【請求項７】
円筒体の形成材料は、グラファイト、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、チタン酸カリウムウィスカ並びに鉛、亜鉛、錫、銅及びそれらの合金から選択される１種又は２種以上を含有する請求項５又は６に記載の自動車のペダル装置。
【請求項８】
円筒体の形成材料は、金属からなる請求項２から４のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項９】
可動体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、２×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．２×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．０×１０４ＭＰａ）である請求項１から８のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１０】
可動体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．５×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．０×１０４ＭＰａ）である請求項１から８のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１１】
可動体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、７×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．７×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦１８×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．８×１０４ＭＰａ）である請求項１から８のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１２】
回転体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、２．５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．２５×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．５×１０４ＭＰａ）である請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１３】
回転体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．５×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２３×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．３×１０４ＭＰａ）である請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１４】
回転体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、１０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．０×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．０×１０４ＭＰａ）である請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１５】
回転体及び可動体の形成材料は、樹脂からなる請求項１から１４のいずれか一項に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１６】
回転体及び可動体の形成材料は、ポリアミド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂及びポリエーテルケトン樹脂から選択される１種又は２種以上からなる請求項１５に記載の自動車のペダル装置。
【請求項１７】
回転体及び可動体の形成材料は、グラファイト、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、チタン酸カリウムウィスカ並びに鉛、亜鉛、錫、銅及びそれらの合金から選択される１種又は２種以上を含有する請求項１５又は１６に記載の自動車のペダル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のアクセルペダルアーム、ブレーキペダルアーム、クラッチペダルアーム等に適宜の制動を与えるダンパを具備したペダル装置及びこのペダル装置に用いて好適なダンパに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
自動車の低燃費化、二酸化炭素低減のために自動車エンジンの燃料噴射の木目細かな制御が必要とされ、これに伴ってアクセルペダルの踏み込みによるスロットルバルブ開度調整を電子的に行うことが実用化されている。
【０００３】
エンジンの燃料噴射を電子制御で行う自動車では、アクセルペダルアームとスロットルバルブとの間に配されるアクセルワイヤが通常省かれるが、このアクセルワイヤレスの自動車では、アクセルワイヤ付きの自動車と比較して、ペダル踏み力に対する反力感が異なる上に、ペダル踏み込み方向の踏み力とペダル戻し方向の保持力との関係におけるヒステリシス特性が実質的に狭いループ、換言すればペダル踏み込み量に対するペダル踏み力特性が直線的になるために、アクセルワイヤ付きの自動車に乗り慣れた一般の運転者がアクセルワイヤレスの自動車を運転すると、不整路面走行時にアクセルペダルが動くことによる車両の加減速ショックや高速走行時等の長時間ペダルを一定に保持しようとした時に、早期に疲労が生じるなどの問題が発生する。
【０００４】
ペダル踏み力に対して大きな反力を得て踏み込み過ぎを防止するために、ペダルアームを初期回動位置に復帰させるリターンスプリングのばね力を単に大きくすると、定速走行時にリターンスプリングからの大きな反力によりペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる虞がある。
【０００５】
そこで、ペダルアームの回動により回転される回転体とこの回転体に接触する可動体との間の直線的に増大する摩擦に基づく抵抗力を付与するダンパが提案されているが、このダンパによれば、ペダル踏み込み量に応じて、そのペダル踏み込み量を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくできるヒステリシス特性をもち、しかも、コンパクトに設置できる上に、反力調整を極めて簡単に行うことができ、特性変化を少なくし得る等の好ましい効果を得ることができるが、ヒステリシス特性を動摩擦と静摩擦とにより得ているために、ペダルアームの初期回動位置からのペダル踏み込み開始において、動摩擦に至る前の静摩擦に基づく大きな抵抗がペダルアームに反力として加わる結果、ペダルアームを操作する自動車の運転者は、踏み込みの最初は不動の壁に足を押し付けるような不快な感覚をペダルから受け、ペダル操作に疲労感を覚えることになる。
【０００６】
以上の問題は、アクセルペダルアームに限って生じるものではなく、例えばブレーキペダルアーム又はクラッチペダルアーム、足踏み式パーキングにおいても同様に生じ得るのである。
【０００７】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、操作感覚に優れて、ペダル操作に疲労感を覚えさせず、しかも、ペダル踏み込み量に応じて、そのペダル踏み込み量を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくできる自動車のペダル装置及びこのペダル装置に用いて好適なダンパを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の自動車のペダル装置は、ペダルアームの回動に抵抗力を付与するダンパを具備しており、このダンパは、軸方向に移動自在である可動体と、この可動体に対面して軸周りで回転自在に配されていると共にペダルアームの回動が回転自在軸を介して伝達される回転体と、可動体を回転体に向かって弾性的に付勢するばね手段と、回転体の軸周りでの回転に対して前記抵抗力として摩擦抵抗力を生じさせると共にペダル踏み込みにおける可動体に対する回転体の軸周りでの回転でばね手段の弾性力に抗して可動体を回転体から軸方向に離反させてばね手段のばね力を増大させることにより前記摩擦抵抗力を増大させる摩擦抵抗力発生手段とを具備しており、可動体は、回転体に対して軸周りの方向において不動に配されており、前記ダンパは、ペダル踏み込みにおけるペダルアームの角度０°の初期回動位置から、ペダルアームの全回動角の０．５から２０％のうちのいずれかの角度のペダルアームの回動位置までのペダルアームの回動では、前記回転自在軸を介して回転体に伝達されるペダルアームの回動に拘わらず、可動体に対する回転体の軸周りでの回転が摩擦抵抗力発生手段により発生される摩擦抵抗力により阻止される一方、当該軸周りでの回転が阻止された回転体に対する当該ペダルアームの回動が徐々に増大する回転力を回転体に付与するようにして可能とされており、前記ペダル踏み込みにおけるペダルアームの全回動角の０．５から２０％のうちのいずれかの角度のペダルアームの回動位置を越えるペダルアームの回動では、前記回転自在軸を介して伝達されるペダル踏み込みにおけるペダルアームの回動により回転体が当該ペダルアームの回動と共に可動体に対して軸周りで回転されるようになっており、可動体は、可動体本体と、軸方向であって回転体の一方の面に向かって突出すると共に可動体本体の一方の面に一体的に形成された突起と、この突起に連接していると共に段部を規定して可動体本体の一方の面に形成された凹所とを具備しており、回転体は、回転体本体と、軸方向であって可動体の一方の面に向かって突出していると共に回転体本体の一方の面に一体的に形成された突起と、この突起に連接していると共に段部を規定して回転体本体の一方の面に形成された凹所とを具備しており、摩擦抵抗力発生手段は、可動体及び回転体の両突起に形成されていると共に互いに面接触する傾斜面を具備しており、可動体の段部及び回転体の段部により摩擦抵抗力発生手段の両傾斜面の初期面接触位置が規定されるべく、ペダルアームの角度０°の初期回動位置で、可動体の凹所には回転体の突起の軸方向の先端が、回転体の凹所には可動体の突起の軸方向の先端が夫々落ち込むようになっている。
【０００９】
第一の態様のペダル装置によれば、ペダル踏み込みにおける角度０°の初期回動位置から、全回動角、即ちペダルアームの最大回動角の０．５から２０％のうちのいずれかの角度までのペダルアームの回動では、回転自在軸を介して回転体に伝達されるペダルアームの回動に拘わらず、可動体に対する回転体の軸周りでの回転が摩擦抵抗力発生手段により発生される摩擦抵抗力により阻止される一方、当該軸周りでの回転が阻止された回転体に対する当該ペダルアームの回動が徐々に増大する回転力を回転体に付与するようにして可能とされているために、ペダル踏み込み開始において、それと共にペダルアームを回動させることができ、摩擦抵抗力発生手段における静摩擦に基づく大きな抵抗を受けるような感覚を無くし得、而して、ペダルアームを操作する運転者が不動の壁に足を押し付けたような不快な感覚をペダルから受けることがなく、自然な発進ができ、しかも、疲労感を覚えることなしにペダル操作を心地よく行い得る。
【００１０】
ペダルアームの回動と共に回転体を回転させるペダルアームの回動角が、全回動角の０．５％よりも小さいと、ペダル踏み込みとほぼ同時に摩擦抵抗力発生手段における静摩擦に基づく大きな反力を受けることになり、実質的に不動の壁に足を押し付けた場合と同様の状態となり自然な発進ができない。一方、それが全回動角の２０％よりも大きくなると、ペダル踏み込み量（ペダルアームの回動角）に応じてそのペダル踏み込み量を一定に維持できるペダル踏み力の範囲が小さくなると共に、高速でしかこの効果を得ることができなくなる。
【００１１】
加えて、第一の態様のペダル装置によれば、ペダル踏み込みによるペダルアームの回動で回転体が回転されると、摩擦抵抗力発生手段において増大する摩擦抵抗力が生じるために、この抵抗力により例えばアクセルペダルを踏み込み過ぎて、燃料を今まで以上に消費したりすることをなくし得、しかも、ペダル踏み込み量に応じてペダルアームの回動角を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくできる結果、低速から高速の各速度での定速走行時に当該速度に応じてペダル踏み込み量を容易に一定に維持でき、ペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる等の不都合を解消できる。
【００１２】
本発明の第一の態様の自動車のペダル装置では、上記のように、摩擦抵抗力発生手段は、可動体に対面する回転体の一方の面に形成された傾斜面と、回転体に対面する可動体の一方の面に形成されて前記傾斜面に面接触する傾斜面とを具備している。
【００１３】
斯かるペダル装置によれば、両傾斜面における摩擦係数を適宜設定することにより概略ペダルアームの回動に付与できる抵抗力を決定し得、ペダル踏み込み量とペダル踏み力との関係におけるヒステリシス特性をもった反力調整を極めて簡単に行うことができる。
【００１４】
また本発明の第一の態様の自動車のペダル装置では、上記のように、可動体は、可動体本体と、この可動体本体の一方の面に、軸方向であって回転体の一方の面に向かって突出して一体的に形成された突起とを具備しており、回転体は、回転体本体と、この回転体本体の一方の面に、軸方向であって可動体の一方の面に向かって突出して一体的に形成された突起とを具備しており、摩擦抵抗力発生手段は、可動体及び回転体の両突起に形成されて、互いに面接触する傾斜面を具備している。
【００１５】
斯かるペダル装置では、摩擦抵抗力発生手段を、可動体及び回転体の両突起に形成され、互いに面接触するようになっている傾斜面でもって構成するために、極めてコンパクトなものとすることができ、小さなスペースを有効に利用して設置でき、しかも、面接触する傾斜面における摩擦係数を適宜設定することにより概略ペダルアームの回動に付与できる抵抗力を決定し得、ペダル踏み込み量とペダル踏み力との関係におけるヒステリシス特性をもった反力調整を極めて簡単に行うことができる。
【００１６】
本発明の第二の態様の自動車のペダル装置では、上記の態様のペダル装置において、ダンパは、可動体及び回転体を収容した円筒体と、この円筒体の一端面に、回転体に対して軸周りの方向において不動に配された蓋体とを更に具備しており、回転体は、軸周りの方向で摺動自在に且つばね手段のばね力に付勢されて蓋体に接触しており、可動体は、軸方向に摺動自在に円筒体に接触している。
【００１７】
第二の態様のペダル装置では、回転体の回転において、回転体と蓋体との間の摩擦抵抗及び可動体と円筒体との間の摩擦抵抗の夫々を、摩擦抵抗力発生手段の摩擦抵抗に付加できるために、摩擦抵抗力発生手段をよりコンパクトに構成できる。
【００１８】
本発明の第三の態様の自動車のペダル装置では、第二の態様のペダル装置において、ペダルアーム及び回転自在軸は、円筒体、回転体、可動体及び蓋体と比較して剛体であり、ペダル踏み込みにおけるペダルアームの角度０°の初期回動位置から、ペダルアームの全回動角の０．５から２０％のうちのいずれかの角度のペダルアームの回動位置までのペダルアームの回動は、主に円筒体、回転体及び可動体のうちの少なくとも一つの弾性変形により行われるようになっている。
【００１９】
第三の態様のペダル装置によれば、ペダルアームの初期回動を、円筒体、回転体及び可動体のうちの少なくとも一つの弾性変形により可能としているために、踏み込み量に比例して徐々に弾性反力が踏み足に生じる結果、ペダルアームの初期回動における操作感覚を極めて優れたものにし得る。
【００２０】
ペダルアームの初期回動を、円筒体、回転体及び可動体の弾性変形により行わせる場合には、これらの弾性率を適宜設定することにより、ペダルアームの初期回動において最適な操作感覚をもったペダル装置を提供できる。
【００２１】
弾性変形を行わせる円筒体、回転体及び可動体の形成材料としては、次のことが要求される。まず、回転体には、通常、回転自在軸が挿入され、この回転自在軸が回転運動を繰り返すため、回転体は、その繰り返し応力に耐え得るものでなくてはならず、破損、ヘタリ（永久変形）を生じてはならない。しかも、回転体は、可動体と、場合により蓋部材とも摺動するため、耐摩耗性に優れ安定した摩擦トルクを発生する材料で形成されることが好ましい。回転体に回転自在軸が直接挿入される場合は、回転体にかなりの強度が要求されるが、回転自在軸を直接挿入せずにリンク機構等を介することにより、回転体にかかる負荷を小さくすることができる。
【００２２】
可動体、円筒体については、回転体ほどその強度は必要ではないが、基本的には、回転体と同様に、回転体の繰り返し回転において破損、ヘタリを生じてはならず、相手材との摺動において、耐摩耗性に優れ安定した摩擦トルクを発生する材料で形成されることが好ましい。
【００２３】
これらを考慮して、円筒体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、本発明の第四の態様のペダル装置のように、２×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．２×１０４ＭＰａ）≦Ｅであればよく、また、円筒体の形成材料としては、本発明の第五の態様のペダル装置のように、ベース材として樹脂からなるのが好ましく、斯かる樹脂としては、可動体及び回転体との関連並びに本発明の第四の態様のペダル装置との関連で、必要な曲げ弾性率を満たすものであれば特に限定されるものではなく、樹脂単体または２種以上の樹脂を組み合わせたもの、更にこれら樹脂に各種充填材を配合したものを使用でき、好ましくは、円筒体の形成材料は、本発明の第六の態様のペダル装置のように、樹脂として、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン４６若しくはナイロンＭＸＤ６等のポリアミド樹脂、アセタールコポリマー若しくはアセタールホモポリマー等のポリオキシメチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂及びポリエーテルケトン樹脂から選択される１種又は２種以上からなり、更に、充填材は、本発明の第七の態様のペダル装置のように、グラファイト、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、チタン酸カリウムウィスカ並びに鉛、亜鉛、錫、銅及びそれらの合金から選択される１種又は２種以上を含有している。なお、円筒体の形成材料としては、場合によっては、本発明の第八の態様のペダル装置のように、ほぼ剛体とみなせる金属でもよい。
【００２４】
可動体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、本発明の第九の態様のペダル装置のように、２×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．２×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．０×１０４ＭＰａ）、好ましくは、本発明の第十の態様のペダル装置のように、５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．５×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．０×１０４ＭＰａ）、更に好ましくは、本発明の第十一の態様のペダル装置のように、７×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．７×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦１８×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．８×１０４ＭＰａ）であり、回転体の形成材料の曲げ弾性率Ｅは、本発明の第十二の態様のペダル装置のように、２．５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．２５×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．５×１０４ＭＰａ）、好ましくは、本発明の第十三の態様のペダル装置のように、５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．５×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２３×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．３×１０４ＭＰａ）、更に好ましくは、本発明の第十四の態様のペダル装置のように、１０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．０×１０４ＭＰａ）≦Ｅ≦２０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．０×１０４ＭＰａ）である。
【００２５】
なお、回転体の形成材料の曲げ弾性率Ｅが２５×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２を超える場合は、可動体、円筒体の曲げ弾性率Ｅをかなり小さくする必要があり、破損やへタリを生じ、耐久性に問題を生じる虞がある。
【００２６】
ペダルアームの初期回動を、円筒体、回転体及び可動体の弾性変形により行わせる場合には、可動体及び回転体の各部材は、上記曲げ弾性率を満たす材料から適宜選択できるが、材料の組合わせについては、必要なヒステリシス特性および摺動特性を考慮して決めるとよい。
【００２７】
可動体及び回転体の夫々の形成材料としては、本発明の第十五の態様のペダル装置のように、円筒体の形成材料と同様に、樹脂からなっていることが好ましく、この場合、可動体及び回転体を形成する樹脂としては、円筒体との関連で、必要な曲げ弾性率を満たすものであれば特に限定されるものではなく、円筒体の形成材料と同様に、樹脂単体または２種以上の樹脂を組み合わせたもの、更にこれら樹脂に各種充填材を配合したものを使用できる。
【００２８】
可動体及び回転体の形成材料は、樹脂としては、好ましくは、本発明の第十六の態様のペダル装置のように、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン４６若しくはナイロンＭＸＤ６等のポリアミド樹脂、アセタールコポリマー若しくはアセタールホモポリマー等のポリオキシメチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂及びポリエーテルケトン樹脂から選択される１種又は２種以上からなり、それに配合される充填材は、好ましくは、本発明の第十七の態様のペダル装置のように、グラファイト、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、チタン酸カリウムウィスカ並びに鉛、亜鉛、錫、銅及びそれらの合金から選択される１種又は２種以上を含有している。
【００２９】
なお、本発明の装置におけるペダルアームとしては、好ましくは、上述のアクセルペダルアームであるが、これに代えて、ブレーキペダルアーム又はクラッチペダルアーム等のいずれであってもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００３１】
図１から図９において、本例の自動車のペダル装置１は、支持フレーム２と、支持フレーム２に軸Ａを中心としてＲ方向に回動自在に支持されたペダルアーム、本例では剛性金属製のアクセルペダルアーム３と、アクセルペダルアーム３を初期回動位置に回動付勢するばね手段４と、アクセルペダルアーム３のＲ方向の回動に抵抗力を付与するダンパ５と、アクセルペダルアーム３を初期回動位置でその回動を停止させるストッパ（図示せず）とを具備している。
【００３２】
支持フレーム２は、車体１１にリベット又はボルト１２等によりその底板部１３で固定されており、剛性金属製の回転自在軸１４をその両側壁部１５及び１９で回転自在に支持している。
【００３３】
アクセルペダルアーム３は、先端にアクセルペダル（図示せず）を有して、回転自在軸１４の一端部２０に固着されており、当該回転自在軸１４を介して支持フレーム２にＲ方向に回動自在に支持されている。
【００３４】
ばね手段４は、本例では、コイルばね、特に好ましくは捩りコイルばね１６からなり、一端部１７が支持フレーム２の側壁部１５に係合し、他端部１８がアクセルペダルアーム３に係合して、図２においてアクセルペダルアーム３をＲ方向において反時計回りの方向、即ち、アクセルペダルアーム３を初期回動位置の方向に常時弾性的に付勢している。ばね手段４としては、捩りコイルばね１６に代えて、圧縮ばねでもよい。
【００３５】
ダンパ５は、支持フレーム２の側壁部１５にボルト２１等により固定された有底の円筒体２２と、円筒体２２内に、当該円筒体２２に対してその軸Ａ方向に移動自在であってその軸Ａ周りの方向、すなわちＲ方向では不動になるようにして収容された円環板状の可動体２３と、一端２４が円筒体２２の底部２５に、他端２６が可動体２３に夫々当接して可動体２３と円筒体２２の底部２５との間に配されたばね手段としてのコイルばね、特に好ましくは圧縮コイルばね２７と、円筒体２２内に、可動ばね受けとしての可動体２３に対面して且つ円筒体２２に対してその軸Ａ周りでＲ方向に回転自在になるようにして収容された回転体２８と、円筒体２２の一端面に、回転体２８に対してＲ方向において不動に配された蓋体３０と、回転体２８のＲ方向の回転において前記抵抗力として摩擦抵抗力を生じさせると共に、ペダル踏み込みにおける回転体２８の図２に示すＲ方向における時計回りの方向での回転（以下、この方向の回転を「正の回転」と略していう場合がある）によりコイルばね２７の弾性力に抗して可動体２３を回転体２８から軸方向に離反させて円筒体２２の底部２５に接近させて、コイルばね２７のばね反力を増大させることにより、前記摩擦抵抗力を増大させる摩擦抵抗力発生手段２９とを具備している。
【００３６】
本例の有底の円筒体２２は、円筒部３１と、円筒部３１の他端面に一体的に形成された固定ばね受けとしての前記の底部２５とを具備している。
【００３７】
円筒部３１は、その内周面３３に、軸Ａ方向に伸びて形成された少なくとも一つ、本例では６個の溝４１を具備しており、溝４１は、Ｒ方向において等角度間隔で配されている。
【００３８】
外径が略楕円形の鍔部３２は、長軸方向の両端部に貫通孔４３及び４４を夫々有しており、貫通孔４３及び４４を通ったボルト２１等により鍔部３２において円筒体２２は側壁部１５に固定支持されている。
【００３９】
底部２５の一端面４５には、環状の溝４６が形成されており、溝４６においてコイルばね２７の一端２４が着座している。
【００４０】
円筒体２２は、本例では、ポリアセタールコポリマーからなる曲げ弾性率Ｅ＝２．６×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．２６×１０４ＭＰａ）の形成材料により一体形成されている。
【００４１】
可動体２３は、図４、図５及び図６に特に詳しく示すように、中央に貫通孔５５を有した円環板状の可動体本体５６と、可動体本体５６の外周面５７に一体的に形成された少なくとも一個、本例では６個の突起５８と、底部２５の一端面４５に面した面５９に形成された環状の溝６０と、回転体２８の回転体本体６７の面８２に対面する面８１の外周側に、軸Ａ方向であって回転体２８の面８２に向かって突出して一体的に形成された少なくとも一個、本例では３個の突起８６と、突起８６に連接した段部９２を規定して面８１に形成された凹所９１とを具備しており、各突起５８は、Ｒ方向において等角度間隔に配されて、各溝４１に軸Ａ方向に可動に配されており、これにより可動体２３は、円筒体２２に対して軸Ａ方向に移動自在であってＲ方向では不動にされて、各突起５８において軸Ａ方向に摺動自在に円筒体２２に接触しており、而して、可動体２３は、回転体２８に対してＲ方向において不動に配されており、各突起８６は、Ｒ方向において等角度間隔に配されており、溝６０においてコイルばね２７の他端２６が可動体本体５６に着座している。
【００４２】
可動体２３は、本例では、フッ素樹脂含有液晶ポリエステル樹脂組成物からなる曲げ弾性率Ｅ＝１０×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．０×１０４ＭＰａ）の形成材料により一体形成されている。
【００４３】
コイルばね２７は、円筒部３１内に円筒部３１と同心に且つ可動体２３を底部２５から軸Ａ方向において離反させるように、弾性的に縮められて配されている。
【００４４】
回転体２８は、特に図７、図８及び図９に詳細に示すように、円筒部６５と、円筒部６５の外周面６６の一端部側に一体的に形成された円環板状の回転体本体６７と、回転体本体６７の環状の面８２の外周側に、軸Ａ方向であって可動体２３の面８１に向かって突出して一体的に形成された少なくとも一個、本例では３個の突起８４と、突起８４に連接した段部９４を規定して面８２に形成された凹所９３とを具備しており、円筒部６５の一端側は、蓋体３０の貫通孔６４に配されて、当該貫通孔６４を規定する蓋体３０の内周面にＲ方向に回転自在に支持されており、円筒部６５の他端側は、貫通孔５５を通って且つ当該貫通孔５５を規定する可動体本体５６の内周面６８と軸Ａ方向及びＲ方向に相対的に摺動自在に接触して伸びており、円筒部６５の中央孔６９に回転自在軸１４の他端部７０が固定的に挿着されており、各突起８４は、Ｒ方向において等角度間隔に配されている。
【００４５】
なお、貫通孔５５を貫通するように円筒部６５を長く形成すると、回転体２８のＲ方向の回転を可動体本体５６の内周面６８により案内できるために好ましいが、これに代えて、貫通孔５５まで伸びることなしに円筒部６５を短く形成し、回転体２８の回転を貫通孔６４を規定する蓋体３０の内周面により案内させるようにしてもよい。
【００４６】
回転体２８は、本例では、ガラス繊維含有ナイロンＭＸＤ６／ポリフェニレンエーテル樹脂組成物からなる曲げ弾性率Ｅ＝１８×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．８×１０４ＭＰａ）の形成材料により一体形成されている。
【００４７】
回転自在軸１４が貫通した貫通孔６４を有する蓋体３０は、円筒部３１の内周面３３に形成されたねじ部に螺合して、円筒部３１の一端面に固着されて、Ｒ方向では不動に配されており、而して、蓋体３０は、回転体２８に対してＲ方向において不動に配されており、蓋体３０の一方の面である固定面８８には、回転体本体６７の環状の面８７が、Ｒ方向において摺動自在に且つコイルばね２７のばね力に付勢されて接触している。なお、円筒部３１への蓋体３０の螺入状態を変えることにより、コイルばね２７の初期圧縮状態を変えることができ、これにより初期抵抗力を任意に調整、設定でき、最適な初期抵抗力を得ることができる。
【００４８】
蓋体３０は、本例では、炭素繊維含有ポリアセタールコポリマー樹脂組成物からなる曲げ弾性率Ｅ＝１６×１０４ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．６×１０４ＭＰａ）の形成材料により一体形成されている。
【００４９】
摩擦抵抗力発生手段２９は、突起８４の夫々に形成された傾斜面８３と、傾斜面８３に面接触するように、突起８６の夫々に形成された傾斜面８５と、回転体本体６７の環状の面８７と、当該回転可能な面８７に面接触する蓋体３０の固定面８８と、溝４１における突起５８及び円筒体本体３１の相互摺動面とを具備している。
【００５０】
傾斜面８３及び８５は、互いに面接触するように相補的に且つ好ましくは軸Ａに関して約４５°の傾きで傾斜して形成されている。
【００５１】
凹所９１には突起８４の夫々の軸Ａ方向の先端が落ち込み、凹所９３には突起８６の夫々の軸Ａ方向の先端が落ち込み、而して、段部９２及び段部９４により傾斜面８３と傾斜面８５との初期面接触位置が規定されている。
【００５２】
アクセルペダルアーム３及び回転自在軸１４は、円筒体２２、回転体２８、可動体２３及び蓋体３０と比較して剛体である金属材料から形成されている。
【００５３】
以上のペダル装置１を具備した車両、例えば自動車では、アクセルペダルの踏み込みで、アクセルペダルアーム３が、コイルばね１６の弾性力に抗して図２においてＲ方向に関して時計回りの方向に回動されると、アクセルペダルアーム３の回動角を検出する検出器を含む図示しない電子制御装置によりエンジンに対する燃料噴射が促進されて加速され、逆に、アクセルペダルの踏み込み解除で、アクセルペダルアーム３が、コイルばね１６の弾性力により図２においてＲ方向に関して反時計回りの方向に回動されると、図示しない電子制御装置によりエンジンに対する燃料噴射が減少されて減速される。
【００５４】
そして、ペダル装置１では、図１０に示すように、アクセルペダルが踏まれて、アクセルペダルアーム３が回動角０°の初期回動位置からアクセルペダルアーム３の全回動角、即ちペダルアームの最大回動角θｍａｘ°の０．５から２０％のうちのいずれかの角度θｂ°の回動位置まで回動される際には、当該アクセルペダルアーム３の回動は、斯かる回動が回転自在軸１４を介して回転体２８に伝達されるにも拘わらず、摩擦抵抗力発生手段２９により発生される摩擦抵抗力により回転体２８の正の回転が阻止される結果、回転体２８に正の回転をほとんど生じさせることなしに、円筒体２２、回転体２８及び可動体２３の弾性変形を優先的に生じさせ、アクセルペダルアーム３が角度θｂ°の回動位置を越えて回動されると、アクセルペダルアーム３の回動に応じて、回転体２８に正の回転が生じるようになっている。すなわち、ペダル装置１では、アクセルペダルアーム３の角度０°の初期回動位置から角度θｂ°の回動位置までは、線ａ−ｂで示すように、徐々に増大する回転力（ペダル踏み力）Ｔを回転体２８に付与するようにしてアクセルペダルアーム３の回動を可能とし、その後は、回転自在軸１４を介して伝達されるペダル踏み込みにおけるアクセルペダルアーム３の回動により回転体２８を当該アクセルペダルアーム３の回動と共に正の方向に回転させるようになっている。
【００５５】
回転体２８が正の方向に回転されると、突起８４も正の方向に回転されて、突起８４の正の方向の回転により、傾斜面８５で傾斜面８３に面接触した突起８６を有すると共に円筒部３１に対して、延いては回転体２８に対してＲ方向において不動に配されている一方、円筒部３１に対して軸Ａ方向に可動に配された可動体２３は、図１１に示すように、軸Ａ方向においてコイルばね２７の弾性力に抗して底部２５に向かって移動され、逆に、例えば角度θｅｆ°でペダル踏み込みが解除されると、コイルばね１６の弾性力によりアクセルペダルアーム３は、元の位置０°に復帰され、同じく、可動体２３は、図１に示すように、元の位置に復帰される。
【００５６】
斯かるペダル装置１によれば、アクセルペダルアーム３を、主に、円筒体２２、回転体２８及び可動体２３の弾性変形により角度０°の初期回動位置から角度θｂ°の回動位置まで回動させることができ、その後、アクセルペダルアーム３の回動と共に回転体２８を回転させるようになっているために、ペダル踏み込み開始において、それと共にアクセルペダルアーム３が回動される結果、摩擦抵抗力発生手段２９における静摩擦に基づく大きな抵抗を受けるような感覚を無くし得、而して、アクセルペダルアーム３を操作する自動車の運転者が不動の壁に足を押し付けたような不快な感覚、すなわち図１０において線ａ−ｇで示すような反力による感覚をアクセルペダルから受けることがなく、しかも、疲労感を覚えることなしにペダル操作を心地よく行い得る。
【００５７】
そして、ペダル装置１では、角度θｂ°の回動位置を越えるペダル踏み込みでは、コイルばね２７の漸次増大する弾性力により互いに押し付けられた傾斜面８３と傾斜面８５とにおける摩擦抵抗、面８７と固定面８８とにおける摩擦抵抗並びに溝４１での突起５８と円筒体３１とにおける摩擦抵抗により、図１０の線ｂ−ｃで示すように、ペダル踏み込みに基づくアクセルペダルアーム３の回動に適宜の漸次増大する抵抗力（反力）が付与され、而して、アクセルペダルを踏み込み過ぎて、燃料を必要以上に消費するような事態をなくし得、また、角度θｅｆ°の回動位置でのペダル踏み込み解除では、傾斜面８３と傾斜面８５とにおける摩擦抵抗、面８７と固定面８８とにおける摩擦抵抗並びに溝４１での突起５８と円筒体３１とにおける摩擦抵抗は極めて小さくなり、アクセルペダルアーム３は、コイルばね１６の弾性力により小さな抵抗力をもって早期に初期位置に回動復帰されることになる。
【００５８】
加えて、ペダル装置１では、ペダル踏み込み後、例えば定常走行時に相当する角度θｅｆ°の回動位置でペダル踏み込みを維持する場合には、ペダル踏み力をＴｅからＴｆまで減少させても、傾斜面８３と傾斜面８５とにおける摩擦抵抗、面８７と固定面８８とにおける摩擦抵抗並びに溝４１での突起５８と円筒体３１とにおける摩擦抵抗に基づくペダルアーム回動角とペダル踏み力とのヒステリシス特性ａ−ｂ−ｅ−ｆにより、そのアクセルペダルアーム３の角度θｅｆ°の回動位置を維持できるために、ペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる等の不都合を解消できる。すなわちペダル装置１では、ペダル踏み込み量に応じてそのペダル踏み込み量でのアクセルペダルアーム３の角度θｅｆ°の回動位置を一定に維持できるペダル踏み力Ｔの範囲Ｔｅ−Ｔｆを大きくできる結果、低速から高速の各速度での定速走行時に当該速度に応じてペダル踏み込み量を容易に一定に維持でき、ペダル踏み足に早期の疲労を生じさせる等の不都合を解消できる。
【００５９】
更にペダル装置１によれば、傾斜面８３と傾斜面８５とにおける摩擦抵抗、面８７と固定面８８とにおける摩擦抵抗並びに溝４１での突起５８と円筒体３１とにおける摩擦抵抗により概略アクセルペダルアーム３の回動に付与できる抵抗力を決定し得るため、ヒステリシス特性をもった反力調整を極めて簡単に行うことができ、更に、夫々の値を適宜設定することにより、極めてコンパクトなものとすることができ、小さなスペースを有効に利用して設置できる。
【００６０】
加えてペダル装置１によれば、コイルばね２７からはアクセルペダルアーム３を初期位置に復帰させる復帰力を殆ど生じさせないため、定速走行時にはアクセルペダルアーム３に反力を実質的に発生させず、したがって、ペダル踏み足に早期の疲労を生じさせないという更なる利点がある。
【００６１】
その上、ペダル装置１によれば、コイルばね２７は、相互に相対回転しない可動体２３と円筒体２２の底部２５との間に配されているために、回転体２８の回転においても捩られることがなく、而して、コイルばね２７の捩じれによる作動不良等の不都合が生じることがない。
【００６２】
本例のペダル装置１において、角度０°の初期回動位置から最大角度θｍａｘ°の回動位置まで（フルストローク）のアクセルペダルアーム３の回動（図１０において線ａ−ｂ−ｃ−ｄのループに相当）を３００万回繰り返して試験したところ、円筒体２２、可動体２３、回転体２８及び蓋体３０の夫々には破損、へたり等が生じなく、角度θｂ°は、最大角度θｍａｘ°の０．５から２０％の範囲にあり、定常走行時での角度θｅｆ°の回動位置を一定に維持できるペダル踏み力の範囲Ｔｅ−Ｔｆは満足できるものであった。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、操作感覚に優れて、ペダル操作に疲労感を覚えさせず、しかも、ペダル踏み込み量に応じて、そのペダル踏み込み量を一定に維持できるペダル踏み力の範囲を大きくできる自動車のペダル装置及びこのペダル装置に用いて好適なダンパを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一実施の形態の例の正面断面図である。
【図２】図１に示す例の左側面図である。
【図３】図１に示す例のダンパの右側面図である。
【図４】図１に示す例の可動体の左側面図である。
【図５】図４に示す可動体のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図６】（ａ）は、図１に示す例の可動体の右側面図であり、（ｂ）は、可動体の突起、凹所及び段部を展開して示す説明図である。
【図７】（ａ）は、図１に示す例の回転体の左側面図であり、（ｂ）は、回転体の突起、凹所及び段部を展開して示す説明図である。
【図８】図１に示す例の回転体の右側面図である。
【図９】図８に示す例の回転体のＩＸ−ＩＸ線断面と回転自在軸との関係説明図である。
【図１０】図１に示す例のペダルアーム回動角とペダル踏み力との関係図である。
【図１１】図１に示す例のダンパの動作説明図である。
【符号の説明】
１  自動車のペダル装置
３  アクセルペダルアーム
５  ダンパ
２２  円筒体
２３  可動体
２７  コイルばね
２８  回転体
２９  摩擦抵抗力発生手段
【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】
0003900767.tif 000009
【図９】
0003900767.tif 000010
【図１０】
0003900767.tif 000011
【図１１】
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