(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力制御用機器を直接または間接に駆動する回転軸とアクセルペダルとがワイヤーケーブルで連結され、アクセル操作量に応じて回転する出力制御用機器駆動機構の回転軸に抵抗力を加えるアクセル操作抵抗発生装置の摩擦押当て部材において、この摩擦押当て部材は、曲げ強度が 50MPa以上で、かつ曲げ弾性率が 3,300MPa以上の樹脂組成物の射出成形体であり、前記樹脂組成物は、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂および芳香族熱硬化性樹脂から選ばれた少なくとも一つの樹脂材料１００重量部に固体潤滑剤および／または補強材が３〜４０重量部配合されてなることを特徴とするアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材。
【請求項２】
前記固体潤滑剤は、四フッ化エチレン樹脂粉末であることを特徴とする請求項１記載のアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材。
【請求項３】
前記補強材は、モース硬度５以下のウィスカまたは炭素繊維であることを特徴とする請求項１または２記載のアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は運転者のアクセル操作量に応じてエンジンの出力制御用機器、例えば吸気絞り弁を直接または間接に駆動するシステムにおけるアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンの出力制御は、ガソリンエンジン車では吸気絞り弁を開閉することで行ない、ディーゼルエンジン車では噴射ポンプのプランジャを回転させることで行なっている。
この出力制御は、アクセルペダルと吸気絞り弁あるいは噴射ポンプのプランジャ等の出力制御機器をワイヤーケーブルで連結しており、運転者のアクセル操作に応じて出力制御機器を駆動する。
近年、ガソリンエンジン車の出力制御は、アクセル操作量を電気信号に変換してアクチュエータを動作させ、このアクチュエータにより吸気絞り弁を開閉させるアクチュエータ方式が実用化されている（実開昭59-41708号公報）。
アクチュエータ方式では従来と比較してワイヤーケーブルが極端に短くなるため、ワイヤーケーブルによる抵抗が小さくなり、運転者はアクセル操作がしづらくなる。このアクセル操作のし難さは、運転者を必要以上に疲れさせ、また事故を引き起こす要因ともなり得る場合がある。
このことは、ディーゼルエンジン車においてワイヤーケーブルを短縮した場合でも発生する。
このため、アクセル操作に抵抗力を加えるアクセル操作抵抗発生装置が知られている（特開平 9-280076 号公報、特開平 9-236030 号公報）。
【０００３】
例えば、特開平9-236030号公報には、エンジンの出力制御用機器を間接または直接に駆動させる回転軸とアクセルペダルとがワイヤーケーブルで連結され、アクセル操作量に応じて回転する出力制御用機器駆動機構の回転軸に抵抗力を加えるアクセル操作抵抗発生装置が開示されている。この装置における摩擦押当て部材は、たわみ等の変形を防止するために金属板からなる板状部材にシート状のフッ素系樹脂からなる摩擦板が接着されている。この摩擦押当て部材がばね部材によって回転軸に固定された円板に常時弾性的に押し当られることによって運転者が違和感なくアクセル操作できる。
ここで、シート状のフッ素系樹脂を接着させた板状部材で構成される摩擦押当て部材を用いるのは、アクセルペダル踏み込み力と戻り力に差を発生させるためである。この差が小さいと、運転者がアクセルペダルを任意踏み込んで速度を一定に保つ場合、意識しないほどのわずかな踏み込み力の変化によってもペダルが動作するため、ペダル操作が困難になる。また、差が大きいと、運転者がアクセルペダルを任意踏み込んで速度を一定に保つ場合ではペダル操作が容易になるが、速度を加減速する場合にペダル操作に不快感を生じる。これは、踏み込み時にペダルが重く感じられたり、戻し時にペダルが戻り難いと感じるようになるためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フッ素系樹脂と板状部材とを接着させた摩擦押当て部材は、摩擦材として、シート状のフッ素系樹脂を用いているため、アクセル操作抵抗発生装置の摩擦押当て部材に必要とされる耐クリープ性や自己摩耗性に劣るという問題がある。すなわち、フッ素系樹脂はクリープ変形が大きく、また自己摩耗量が大きい。
その結果、クリープ変形や自己摩耗によって、摩擦押当て部材の押付け荷重の変動によりアクセルフィーリングが変化する。さらに摩擦押当て部材の回転びびりやアクセル戻りが悪化するという問題がある。
【０００５】
また、シート状のフッ素系樹脂と板状部材とを接着させているため、相互に剥がれるおそれがある。さらに、摩擦押当て部材の製造工程において、接着工程が必須となり、生産性に劣るという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、接着工程が必要なく生産性に優れ、適度な摩擦力と摺動性とを兼ね備え、さらに耐摩耗性が向上したアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材は、エンジンの出力制御用機器を直接または間接に駆動する回転軸とアクセルペダルとがワイヤーケーブルで連結され、アクセル操作量に応じて回転する出力制御用機器駆動機構の回転軸に抵抗力を加えるアクセル操作抵抗発生装置の摩擦押当て部材において、この摩擦押当て部材は、曲げ強度が 50MPa以上で、かつ曲げ弾性率が 3,300MPa以上の樹脂組成物の射出成形体であり、上記樹脂組成物は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳと略称する）、ポリイミド樹脂（以下、ＰＩと略称する）、ポリアミドイミド樹脂（以下、ＰＡＩと略称する）、ポリアセタール樹脂および芳香族熱硬化性樹脂から選ばれた少なくとも一つの樹脂材料１００重量部に固体潤滑剤および／または補強材が３〜４０重量部配合されてなることを特徴とする。曲げ強度が 50MPa以上で、かつ曲げ弾性率が 3,300MPa以上の樹脂材料の成形体とすることにより、摩擦押当て部材が一体成形品として得られる。
【０００９】
さらに、上記樹脂材料が固体潤滑剤を配合した樹脂組成物であることを特徴とする。また、固体潤滑剤が四フッ化エチレン樹脂粉末であることを特徴とする。
固体潤滑剤を配合することにより、一体成形品からなる摩擦押当て部材の耐摩耗性を向上させることができる。
【００１０】
本発明のアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材を構成する他の樹脂材料は、曲げ強度が 50MPa以上で、かつ曲げ弾性率が 3,300MPa以上で、かつ熱硬化性樹脂の成形体であることを特徴とする。この熱硬化性樹脂が芳香族熱硬化性樹脂あるいはフェノ一ル樹脂であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施態様として、アクセルセンサユニットから延びる回転軸の軸端部に設置されたアクセル操作抵抗発生装置の一例を図１に示す。
アクセル操作抵抗発生装置１は、アクセルセンサユニット１２から延び転がり軸受７で支持される回転軸４の軸端部に設置され、ハウジング内に収容される。
ハウジング内には、ハウジング底部から順に転がり軸受７、スペーサ８、スプリングワッシャ９、摩擦押当て部材２が回転軸４の軸方向に設けられている。
摩擦押当て部材２は合成樹脂の成形体であり、外径部には突起１１が形成され、ハウジング内の凹部６に嵌合することによって摩擦押当て部材２は回転不可能となっている。
回転軸４の端部には摩擦押当て部材２の相手部材となる金属製円板５が、ボルトによって強固に固定され、回転軸４の回転にともない回転する。
回転軸４はアクセルを踏み込んだ時にワイヤーケーブル１４と結束されたアクセルレバー１３の動作によって回転し、アクセルを戻した時にリターンスプリング１０の戻り力で逆回転する。
摩擦押当て部材２に形成された凸状接触部３が金属製円板５にスプリングワッシャ９によって圧接し、回転軸４はリターンスプリング１０の戻り力で逆回転する時にこの圧接で生じる摩擦抵抗によって摩擦力が発生する。この回転軸４に生じる摩擦力がアクセル操作の抵抗となる。なお、１５は出力用端子である。
【００１２】
このような摩擦押当て部材２は、適度な摩擦力と摺動性を兼ね備え、たわみ等の変形が発生しないよう曲げ強度と曲げ弾性率が高い樹脂材料であればよい。ここで曲げ強度および曲げ弾性率とは、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０に規定される試験方法で測定した値であり、曲げ強度は 50MPa以上であればよい。曲げ強度が 50MPaより小さいと割れ等の破損のおそれが生じる。また、曲げ弾性率は 3,300MPa以上であればよく、3,300MPaに満たないと耐クリープ性が満足できない。また、これらの樹脂材料は射出成形が可能な樹脂材であることが好ましい。
曲げ強度は 50MPa以上で、曲げ弾性率が 3,300MPa以上の射出成形が可能な樹脂材を射出成形することによって、保持部材の機能と摩擦部材の機能とを一体的に有するアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材２が得られる。
【００１３】
曲げ強度は 50MPa以上で、曲げ弾性率が 3,300MPa以上の射出成形が可能な樹脂材は、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂のいずれであってもよく、具体的には、熱可塑性樹脂として、ＰＩ、ポリエーテルイミド樹脂、ＰＡＩ、ＰＰＳ、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂（以下、ＰＯＭと略称する）等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、熱硬化性ポリイミド樹脂、芳香族熱硬化性樹脂、フェノ一ル樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらの合成樹脂は樹脂単独でも、あるいは樹脂混合物であっても使用することができる。これらの中で、ＰＩ、ＰＡＩ、ＰＰＳ、芳香族熱硬化性樹脂が耐摩耗性および摩擦特性に優れるため好ましい。なお、曲げ強度の上限は、400 MPa であり、曲げ弾性率の上限は、35,000 MPaである。
【００１４】
固体潤滑剤としては四フッ化エチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと略称する）、黒鉛、二硫化モリブデン等を挙げることができ、これを単独でまたは混合して用いることができる。特にＰＴＦＥは最も潤滑性に優れており好適に使用できる。ＰＴＦＥは懸濁重合法によるモールディングパウダ、乳化重合法によるファインパウダのいずれでもよいが、このようなモールディングパウダやファインパウダのバージンＰＴＦＥを加圧・加熱した後、粉砕したＰＴＦＥ粉末や、さらにγ線照射したＰＴＦＥ粉末は潤滑特性が特に優れており好適である。なお、このようなＰＴＦＥ粉末は再生ＰＴＦＥとも呼ばれる。
【００１５】
また、上記樹脂材料には、固体潤滑剤以外に補強材を配合することができる。補強材を配合することにより、樹脂材料の機械的特性を改善し、曲げ強度および曲げ弾性率を所定範囲内にすることができ、そのような樹脂組成物であっても本願の摩擦押当て部材として用いることができる。
この摩擦押当て部材に好適に配合できる補強材としては、各種ウィスカや炭素繊維をそれぞれ単独で、あるいは混合物として配合できる。
【００１６】
ウィスカとは、アスペクト比が 10 以上の単結晶であり、具体的には、チタン酸カリウムウィスカ、硫酸カルシウムウィスカ、硫酸マグネシウムウィスカ、ウォラストナイト、酸化亜鉛ウィスカ、炭酸カルシウムウィスカ等が例示できる。
上記ウィスカはいずれもモース硬度 5以下であり、また短繊維であるため摩擦面での存在割合が大きくほとんどの摩擦せん断を受け持つために、相手材を損傷しないので好ましい。これらウィスカは単独でも、あるいは数種類の混合物でもよい。
【００１７】
炭素繊維はピッチ系あるいはパン系炭素繊維のいずれでもよく、その繊維長は 0.05mm〜0.1mm の範囲のミルド繊維であることが好ましい。繊維種は特に限定しないが、2,000 ℃焼成あるいはそれ以上の温度での処理品（黒鉛化品）より 1,000℃焼成品（炭化品）が好ましい。また、低弾性を狙った低温焼成品あるいは高弾性を狙った高温焼成品いずれも使用することができる。繊維径はφ 20μm 以下、好ましくは、φ 5μm 〜φ15μm であり、アスペクト比は 5〜80、好ましくは 20〜50 である。
上市されている炭素繊維を具体的には例示すると、ピッチ系炭素繊維としてクレカミルドＭ１０１Ｓ（呉羽化学工業社製）、ドナカーボンＳ２４１（大阪ガスケミカル社製）、パン系炭素繊維としてべスファイトＨＴＡ−ＣＭＦＯ１６０−０Ｈ（東邦レーヨン社製）等を挙げることができる。
【００１８】
固体潤滑剤および／または補強材の配合量は樹脂材料 100重量部に対して 3〜40重量部であることが好ましい。配合剤の配合量が 40 重量部を越えると成形が困難となる。また、 3重量部未満であれば、耐摩耗性および摺動性に対する顕著な効果が得られない。
【００１９】
【実施例】
実施例、比較例に用いた材料を以下に示す。
樹脂材料
ＰＰＳ；＃Ｂ１６０（東ソー社製）
ＰＡＩ；ＴＯＲＬＯＮ（アモコ社製）
ＰＩ；  ＡＵＲＵＭ４５０（三井化学社製）
芳香族熱硬化性樹脂；ＳＫレジン（住金ケミカル社製）
ＰＯＭ；ジュラコン（ポリプラスチックス社製）
固体潤滑剤
再生ＰＴＦＥ；ＫＴ４００Ｈ（喜多村社製）
補強材
炭酸カルシウムウィスカ（モース硬度４）；ウィスカＡＳ３（丸尾カルシウム社製）
炭素繊維；Ｍ１０７Ｔ（呉羽化学工業社製）
【００２０】
実施例１〜実施例５、比較例１〜比較例２
上記材料を用い、表１に示す樹脂組成を混合した後、二軸溶融押出し機を用いて造粒し、得られたペレットを射出成形機にて射出成形し、φ50mm×φ40mm× 6mmのリング状評価試験片を得た。なお表１に示す樹脂組成の配合割合は、重量部である。
この評価試験片を用いて、アクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材として必要とされる以下の評価試験を行なった。
【００２１】
１）摩擦試験：回転数 2.0m/min.、荷重 8kgf、雰囲気温度 80℃の条件で相手材をステンレス鋼とし空気中で、初期（耐久試験前）および以下に述べる耐久試験後に摩擦係数を測定した。
２）耐久試験：揺動角±75度、速度 1Hz、荷重 8kgf、雰囲気温度 80℃、空気中の条件で 300万サイクルの耐久試験を行なつた。評価は、耐久試験前と後との摩耗量の変化を耐摩耗性として、目視で観察した相手材の摺動面の変化を相手材攻撃性として、ほとんど変化がなかったのを○で、わずかに変化が認められたのを△で、大きな変化があったものを×でそれぞれ評価した。測定結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0004068768.tif 000002
【００２３】
表１の結果から明らかなように、本発明のアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材は、摩擦係数が耐久試験後も初期値とほとんど変化なかった。また、耐摩耗性に優れ、また相手材に対しても攻撃性がないことが認められた。
このことから本発明は、アクセル操作抵抗発生装置の摩擦押当て部材として好適であるといえる。
実施例に対して、比較例の組成からなる摩擦押当て部材は、耐久性が劣り相手攻撃性が大きかった。比較例１は 100万サイクルまでに摩擦押当て部材が摩耗したため試験を中止した。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のアクセル操作抵抗発生装置用摩擦押当て部材は、曲げ強度が 50MPa以上で、かつ曲げ弾性率が 3,300MPa以上の樹脂材料の成形体であるので、適度な摩擦力と摺動性を兼ね備え、さらに耐摩耗性と相手材攻撃性の少ない摩擦押当て部材が一体成形品として得られる。その結果、アクセル操作のフィーリングが良好になるとともに、金属製補強材が不要になり、軽量および長寿命になった。
さらに、射出成形できるので生産性に優れる。
【００２５】
また、樹脂材料が所定の樹脂材であるので、さらに固体潤滑剤を配合した樹脂組成物であるので、耐摩耗性がより向上し、また相手材攻撃性がより少ない摩擦押当て部材が得られる。
【００２６】
また、熱硬化性樹脂の樹脂材料の成形体であることにより、単体でも上記特性を満足する。
【図面の簡単な説明】
【図１】アクセル操作抵抗発生装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１    アクセル操作抵抗発生装置
２    摩擦押当て部材
３    凸状接触部
４    回転軸
５    円板
６    凹部
７    転がり軸受
８    スペーサ
９    スプリングワッシャ
１０  リターンスプリング
１１  突起
１２  アクセルセンサユニット
１３  アクセルレバー
１４  ワイヤーケーブル
１５  出力用端子
【図１】
0004068768.tif 000003