汽车用的踏板装置和用于该踏板装置的阻尼器 【技术领域】
本发明涉及具有阻尼器的踏板装置和适用于这种踏板装置的阻尼器,以便给汽车的油门踏板臂、刹车踏板臂、离合器踏板臂等提供适当的制动。
背景技术
为了降低汽车的燃料消耗和减少二氧化碳,需要汽车引擎中有良好的燃料喷射控制,而根据油门踏板的压下情况进行节流阀孔的电子调节已投入实际使用。
在引擎的燃料喷射由电子控制进行的汽车里,置于油门踏板臂和节流阀之间的油门钢丝通常被省略。然而,对于这种没有油门钢丝的汽车来说,相对于踏板压力的反作用力地感觉与具有油门钢丝的汽车比较是不同的。此外,在踏板压下方向的压力与在踏板返回方向的保持力之间的关系中的滞后效应形成一个非常狭窄的回路,即,相对于踏板压下量的踏板压力特性变成直线。因此,如果习惯于驾驶有油门钢丝的汽车的一般驾驶员驾驶没有油门钢丝的汽车,就可能发生问题,例如,在崎岖地区行驶过程中由于油门踏板的运动而发生汽车加速或减速的冲击时、或当驾驶员企图在高速行驶中长时间地、固定地保持油门踏板不动时,可能很快发生疲劳。
为了防止通过获得大的、相对于踏板压力的反作用力而过度压下,如果只是使踏板臂返回到转动的初始位置的返回弹簧的弹力变大,由于在恒速行驶过程中来自返回弹簧的大的反作用力而有可能使踩踏板脚很快产生疲劳。
因此,有人建议使用阻尼器,它根据在随踏板臂转动而转动的转动件和与该转动件接触的移动件之间的、线性增加的摩擦而给予一阻力。按照这种阻尼器,它可能获得令人满意的效果,诸如阻尼器具有这种滞后效应,使允许踏板压下量对应于踏板压下量保持在一固定水平的踏板压力的范围变大,这样,可紧凑地安装阻尼器,反作用力的调节可非常简单地实现,而其性能的改变可减少。然而,由于滞后效应是在动摩擦和静摩擦基础上获得的,因此,当踏板从踏板臂转动的初始位置被压下开始,在进入动摩擦之前的静摩擦基础上的大阻力作为一反作用力施加于踏板臂。因此,操作踏板的汽车驾驶员在踩下的早期阶段、受到来自踏板的、好似脚踩在固定壁上的不舒服感觉,从而在踏板操作中有疲劳的感觉。
上述问题不仅发生在油门踏板臂上,而且也可能发生在(例如)刹车踏板臂上、离合器踏板臂上、以及脚操纵的停车制动臂上。
鉴于上述问题设计了本发明,它的目的是提供一种供汽车用的踏板装置和适用于这种踏板装置的阻尼器,这种踏板装置在操作感觉上是优秀的,不会使驾驶员在踏板操作时感到疲劳,而且可以扩大踏板压力的范围,并允许踏板压下量维持在与踏板压下量对应的一个固定水平上。
本发明的简要说明
按照本发明的第一方面的、用于汽车的踏板装置包括一阻尼器,它将阻力传递给转动的踏板臂,该阻尼器包括一可沿轴向方向移动、但不能环绕着该轴线转动而设置的移动件,一可环绕着轴线转动并面向移动件设置的转动件,一弹性地迫使移动件朝向转动件的弹簧,以及一摩擦阻力发生装置,它由于转动件转动时的阻力而产生摩擦阻力,通过使移动件沿着轴线方向、反抗弹簧的弹性、离开转动件移动,将增加弹簧的弹力,从而增加摩擦阻力,其中,从踏板臂转动的初始位置到其全转动角度的0.5至20%的任一角度而逐渐增加的扭矩传递给转动件,以便允许踏板臂转动,而转动件随后与踏板臂的转动一起转动。
在按照第一方面的踏板装置里,从转动的初始位置到其全转动角度的0.5至20%的任一角度而逐渐增加的扭矩传递给转动件,以便允许踏板臂转动,而转动件随后与踏板臂的转动一起转动。因此,在开始踩下踏板时,踏板臂与它一起转动,结果,可消除经受基于摩擦阻力发生装置里的静摩擦的大阻力的感觉。这样,操作踏板臂的驾驶员能够自然地启动汽车,而没有脚好似踩在固定壁上的不舒服感觉,从而可舒服地进行踏板操作而不会出现疲劳。
如果使转动件与踏板臂一起转动的踏板臂的转动角度小于全转动角度的0.5%,驾驶员基本上在踩下踏板的同时、基于摩擦阻力发生装置的静摩擦而经受一个大的反作用力。这种情况基本上类似于脚踩在一个固定壁上的情况,因此汽车的自然启动是不可能的。另一方面,踏板臂的转动角度超过全转动角度的20%,允许踏板的压下量保持在与踏板的压下量(踏板臂的转动角度)对应的一个固定水平上的踏板压力范围将变小,这种结果只能在高速时获得。
此外,按照第一方面的踏板装置,当转动件由于踩下踏板使踏板臂转动而转动时,在摩擦阻力发生装置里将产生增加的摩擦阻力。因此,由于这个阻力,可以防止燃料比较以前由于(例如)过分踩下油门踏板消耗得多。此外,作为可能扩大踏板压力范围、其中踏板臂的转动角度可维持在与踏板压下量对应的一固定水平的结果,踏板压下量可容易地维持在与在从低速到高速的范围内各种速度的恒速行驶中的速度一致的一个固定水平上。这样,它可以克服使踩踏板脚过早疲劳的麻烦。
在按照本发明第二方面的用于汽车的踏板装置里,在按照第一方面的踏板装置里的摩擦阻力发生装置具有在转动件上的、面向移动件的一表面上的倾斜面和在移动件上的、面向转动件的一表面上的倾斜面,两倾斜面可平面接触。
在按照本发明第二方面的踏板装置里,通过适当地设定两倾斜面的摩擦系数,可大致确定可提供给转动的踏板臂的阻力。此外,可非常简单地实现反作用力的调节,该反作用力具有在踏板压下量和踏板压力之间的关系中的滞后效应。
在按照本发明第三方面的用于汽车的踏板装置里,在按照本发明的第一方面和第二方面的踏板装置里的移动件具有一移动件本体和与移动件本体的一表面一体形成的突出,该突出沿轴线方向向转动件的一表面突出,转动件具有一转动件本体和与转动件本体的一表面一体形成的突出,该突出沿轴线方面向移动件的一表面突出,而摩擦阻力发生装置具有形成在移动件和转动件的两突出上的倾斜面,并使它们互相平面接触。
在按照第三方面的踏板装置里,由于摩擦阻力发生装置是由倾斜面形成的,而倾斜面是在移动件和转动件上的两突出上形成的并互相平面接触,因此,踏板装置可做得非常紧凑,并可通过有效使用小空间进行安装。此外,通过适当地设定互相平面接触的倾斜面的摩擦系数,可大致确定可提供给转动的踏板臂的阻力。此外,可非常简单地实现反作用力的调节,该反作用力具有在踏板压下量和踏板压力之间的关系中的滞后效应。
在按照本发明第四方面的用于汽车的踏板装置里,在按照上述任何一个方面的踏板装置里的踏板臂的转动适合于通过转动轴传递给转动件,而阻尼器还包括一中空圆筒件,其中安装着移动件和转动件,而一盖子设置在中空圆筒件的一个端面上,它不能环绕着轴线方向移动,转动件通过弹簧的弹力与盖子接触,并可环绕着轴线方向滑动,而移动件与中空圆筒件接触,并可沿着轴线方向滑动。
在按照第四方面的踏板装置里,在转动件转动时,转动件和盖子之间的摩擦阻力及移动件和中空圆筒件之间的摩擦阻力可以分别加到摩擦阻力发生装置的摩擦阻力。因此,摩擦阻力发生装置可布置得更紧凑。
在按照本发明第五方面的用于汽车的踏板装置里,在按照第四方面的踏板装置里的踏板臂和转动轴与中空圆筒件、转动件、移动件和盖子相比基本上是刚性件,而踏板臂从转动的初始位置转动至全转动角度的0.5至20%的任一角度的转动是通过中空圆筒件、转动件和移动件中的至少一个的弹性变形实现的。
在按照第五方面的踏板装置里,由于踏板臂的早期转动可通过中空圆筒件、转动件和移动件中的至少一个的弹性变形实现,弹性反作用力以与压下量成比例的方式逐渐提供给踩踏板脚,这样,在踏板臂的早期转动过程中的操作感觉可非常适宜。
在踏板臂的早期转动是通过中空圆筒件、转动件和移动件的弹性变形实现的情况下,通过适当地设定它们的弹性模数,可以设置在踏板臂的早期转动时提供最佳操作感觉的踏板装置。
由于形成中空圆筒件、转动件和移动件的材料可实现弹性变形,因此,要求下列条件。首先,由于转动轴通常插入转动件内,而转动轴重复转动运动,因此转动件必须能够经受它的重复应力,而破损和疲劳永久变形必须不发生。此外,由于转动件在移动件上滑动和在某些情况下在盖子上滑动,因此转动件较佳的是由耐磨性好的、能产生适当的摩擦扭矩的材料形成。在转动轴直接插入转动件的情况下,转动件需要相当高的强度,但在放入一连杆机构或类似结构而不直接插入转动轴时,可减少施加给转动件的负载。
至于移动件和中空圆筒件,强度不如转动件所要求的那样,但从根本上说,在转动件的重复转动时破损和疲劳永久变形必须不发生,与转动件大致相同,而移动件和中空圆筒件较佳的是由耐磨性好的、并在与各配合件相对滑动时能产生稳定的摩擦扭矩的材料制造。
考虑到这些方面,在按照本发明的第六方面的踏板装置里,如果用来制造中空圆筒件的材料的弯曲弹性模数E是2×104kgf/cm2≤E就足够了。此外,按照本发明第七方面的踏板装置,用来制造中空圆筒件的材料较佳的是用作为原材料的树脂形成。这种树脂在所需要的弯曲弹性模数里不受特别的限制,并与移动件和转动件的关系方面、与按照本发明第六方面的踏板装置的关系方面是令人满意的,它可用一种树脂作为单质或两种或多种树脂的化合物,或使用这些树脂中混合有各种充填物的材料。较佳的是,在按照本发明第八方面的踏板装置里,形成中空圆筒件的材料是一种或两种或多种树脂,选自聚酰胺树脂、诸如尼龙6、尼龙66、尼龙12、尼龙46或尼龙MXD6,聚甲醛树脂、诸如乙缩醛共聚物或乙缩醛均聚物,热塑性聚酯树脂、诸如聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯,液体结晶状的聚酯树脂,改进的聚苯醚树脂,聚苯硫树脂,聚醚砜树脂,脂族聚酮树脂,以及聚醚酮树脂。此外,在按照本发明第九方面的踏板装置里,充填物包括一种或两种或多种物质,选自石墨、氟树脂、二硫化钼、氮化硼、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维和钛酸钾晶须,以及铅、锌、锡、铜和它们的合金。应该知道,根据情况,形成中空圆筒件的材料可以是金属,在按照本发明的第十方面的踏板装置中,它可以认为是一种基本刚性材料。
在按照本发明第十一方面的踏板装置里,形成移动件的材料的弯曲弹性模数E是2×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2,在按照本发明第十二方面的踏板装置里,较佳的是5×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2,在按照本发明第十三方面的踏板装置里,更佳的是7×104kgf/cm2≤E≤18×104kgf/cm2,在按照本发明第十四方面的踏板装置里,形成转动件的材料的弯曲弹性模数是2.5×104kgf/cm2≤E≤25×104kgf/cm2,在按照本发明第十五方面的踏板装置里,较佳的是5×104kgf/cm2≤E≤23×104kgf/cm2,在按照本发明第十六方面的踏板装置里,更佳的是10×104kgf/cm2≤E≤20×104kgf/cm2。
应该知道,如果形成转动件的材料的弯曲弹性模数E超过25×104kgf/cm2,必须使形成移动件和中空圆筒件的材料的弯曲弹性模数E非常小,从而有产生破损和永久疲劳变形的可能性,由此在使用寿命上出现问题。
在通过中空圆筒件、转动件和移动件的弹性变形实现踏板装置的早期转动的情况下,移动件和转动件的多个材料可适当地选自符合上述弯曲弹性模数的材料。然而,通过考虑所需要的滞后效应和滑动性能可确定材料的组合。
在按照本发明第十七方面的踏板装置中,形成移动件和转动件的材料较佳的是应该包括以和形成中空圆筒件的材料大致相同的树脂。既然是这样,形成移动件和转动件的树脂不特别限制在满足中空圆筒件所需要的弯曲弹性模数范围内。与形成中空圆筒件的材料大致相同,它可用一种树脂作为单质或两种或多种树脂的化合物,或使用这些树脂中混合有各种充填物的材料。
在按照本发明第十八方面的踏板装置里,用来制造移动件和转动件的多个材料较佳的是包括一种或两种或多种树脂,选自聚酰胺树脂、诸如尼龙6、尼龙66、尼龙12、尼龙46或尼龙MXD6,聚甲醛树脂、诸如乙缩醛共聚物或乙缩醛均聚物,热塑性聚酯树脂、诸如聚对苯二甲酸乙二酯或聚对苯二甲酸丁二酯,液体结晶状的聚酯树脂,改进的聚苯醚树脂,聚苯硫树脂,聚醚砜树脂,脂族聚酮树脂,以及聚醚酮树脂。此外,在按照本发明第十九方面的踏板装置里,混合在其中的充填物较佳的是包括一种或两种或多种物质,选自石墨、氟树脂、二硫化钼、氮化硼、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维和钛酸钾晶须,以及铅、锌、锡、铜和它们的合金。
应该知道,本发明装置里的踏板臂较佳的是上述的油门踏板臂,但,踏板臂也可以是刹车踏板臂、离合器踏板臂等。
下面,将参考附图中所示的较佳例子描述本发明及其实施例。应该知道,本发明不限于该实施例。
附图的简要说明
图1是按照本发明一较佳实施例的前剖视图;
图2是图1中的实施例的左视图;
图3是图1所示实施例中的阻尼器的右视图;
图4是图1所示实施例中的移动件的左视图;
图5是沿图4中的IV-IV线的剖视图;
图6(a)是图1所示实施例中的移动件的右视图;
图6(b)是一示意图,其中以放大形式显示了移动件中的突出、凹陷和阶梯部分;
图7(a)是图1所示实施例中的转动件的左视图;
图7(b)是一示意图,以放大形式显示了转动件中的突出、凹陷和阶梯部分;
图8是图1所示实施例中的转动件的右视图;
图9是沿图8中的IX-IX线的剖视图,显示了与转动轴的关系;
图10是图1所示实施例中的踏板臂的转动角度与踏板压力之间的关系的图表;以及
图11是显示图1所示实施例中的阻尼器工作情况的示意图。
实施例
在图1至9中,按照本发明一个实施例的、用于汽车的踏板装置1包括一支架2;一踏板臂,在本实施例里是一油门踏板臂3,它是用硬金属制造的,并由支架2支承,它可环绕着轴线A沿方向R转动;一弹簧装置4,它迫使油门踏板臂3向其转动的初始位置转动;一阻尼器5,它给沿R方向转动的油门踏板臂3提供阻力;以及一制动器(未画出),它在油门踏板臂3转动的初始位置处挡住油门踏板臂3的转动。
支架2的底板部分13通过铆钉或螺栓12等固定在车体上,并在其两侧壁15和19上可转动地支承由硬金属制造的转动轴14。
油门踏板臂3在顶端具有油门踏板(未画出),油门踏板臂3固定在转动轴14的一端部20,并由支架2通过转动轴14予以支承,从而可沿方向R转动。
在本实施例里,弹簧装置4是由一螺旋弹簧、较佳的是由一扭转螺旋弹簧16形成。扭转螺旋弹簧16的一端部17与支架2的侧壁15接触,而其另一端部18与油门踏板臂3接触,由此稳定地、弹性地迫使油门踏板臂3沿着图2中的方向R向着逆时针方向转动。至于弹簧装置4,也可用一压缩弹簧代替扭转螺旋弹簧16。
阻尼器5包括一中空圆筒件22,其底部通过螺栓21或类似紧固件固定在支架2的侧壁15上;一移动件23,它由一环形板形成并安装在中空圆筒件中,它可相对中空圆筒件22沿轴线A方向移动,但不能环绕着轴线A的方向、即方向R移动;一螺旋弹簧、较佳的是一压缩螺旋弹簧27,它作为设置在移动件23和中空圆筒件22的底部25之间的一弹簧装置,它具有抵靠中空圆筒件22底部25的一端24和抵靠移动件23的另一端26;一设置在中空圆筒件22里的一转动件28,它相对移动件23,作为可移动的弹簧接受件,并可相对中空圆筒件22环绕着轴线A沿方向R转动;一设置在中空圆筒件22的一端面处的盖子30,它不可环绕着该轴线移动;以及一摩擦阻力发生装置29,由于转动件28在方向R的转动时的上述阻力,它产生摩擦阻力,使移动件23沿着轴线方向、反抗螺旋弹簧27的弹性、离开转动件28移动,并靠近中空圆筒件22的底部25,因此增加螺旋弹簧27的弹簧反作用力,从而增加摩擦阻力。
在该实施例里,带有一底部的中空圆筒件22具有一中空圆筒部分31和上述的底部25,该底部25作为固定弹簧的接受器,并与中空圆筒部分31的另一端面一体形成。
中空圆筒部分31在其内周表面33上具有至少一条凹槽41(在本实施例里有六条),它们沿着轴线A的方向延伸。诸凹槽41沿方向R等角度间隔。
具有大致椭圆形外形的凸缘部分32在其纵向轴线方向的相反两端部具有通孔43和44。中空圆筒件22在凸缘部分32处通过穿过通孔43和44的螺栓21或类似紧固件被侧壁15支承。
一环形凹槽46形成于底部25的一端面45,而螺旋弹簧27的一端24坐落在凹槽46里。
在本实施例里,中空圆筒件22是由一种成型材料一体形成的,该成型材料包括聚醛共聚物,并具有弯曲弹性模数E=2.6×104kgf/cm2。
如图4、5和6详细显示的,移动件23包括移动件本体56,它是由一环形板形成的,在其中心具有一通孔55;至少一个突出58(在本实施例里有六个),它们与移动件本体56的外周表面57一体形成;在面向底部25的一端面45的一表面59上形成的一环形凹槽60;在一表面81的外周侧上一体形成的至少一个突出86(在本实施例中有三个),该表面81面向转动件28的转动件本体67的一表面82,这样,突出86沿轴线A的方向向转动件28的表面82突出;以及分别形成于表面81上的诸凹陷91,它们与突出86相邻,并形成阶梯部分92。诸突出58沿方向R等角度间隔,并位于凹槽41里,从而可沿轴线A的方向移动。结果,移动件23可沿轴线A的方向移动,但不可沿方向R移动,这样,移动件23通过突出58与中空圆筒件22接触而可沿轴线A方向滑动。突出86沿方向R等角度间隔布置。螺旋弹簧27的另一端26坐落在移动件56的凹槽60里。
在本实施例里,移动件23是由一种成型材料一体形成的,该成型材料包括含有氟塑料的液体结晶状的聚酯树脂混合物,并具有弯曲弹性模数E=10×104kgf/cm2。
螺旋弹簧27同中心地设置在中空圆筒部分31里,它被弹性压缩,从而使移动件23沿着轴线A的方向离开底部25移动。
如图7、8和9详细显示的,转动件28具有:一中空圆筒部分65;一转动件本体67,它由一环形板形成,并与中空圆筒部分65的外周表面66的一端部侧一体形成;至少一个突出84(在本实施例里有三个),它们一体形成于转动件本体67的环形表面82的外周侧上,并沿轴线A的方向向移动件23的表面81突出;以及诸凹陷93,它们分别形成于表面82上,与突出84相邻,并形成阶梯部分94。中空圆筒部分65的一端部侧位于盖子30的一通孔64里,并由形成通孔64的盖子30的内周表面支承,从而可沿方向R转动。中空圆筒部分65的另一端侧穿过通孔55,并延伸而与形成通孔55的移动件本体56的内周表面68接触,从而可相对移动件本体56、沿轴线A的方向和方向R滑动。转动轴14的另一端部70固定地插入中空圆筒部分65的中心孔69并与其配合,而突出84沿方向R等角度间隔布置。
应该知道,如果中空圆筒部分65以细长形状形成并穿过通孔55,那么转动件28的转动可由移动件本体56的内周表面68适当引导。还可提供另外一种结构,其中,中空圆筒部分65是以短小形状形成,并且不延伸进入通孔55,而转动件28的转动由盖子30上的、形成通孔64的内周表面引导。
在本实施例里的转动件28是由一种成型材料一体形成的,该成型材料包括含有玻璃纤维的尼龙MXD6/聚苯醚树脂混合物,并具有弯曲弹性模数E=18×104kgf/cm2。
具有通孔64、以供转动轴14通过的盖子30与中空圆筒部分31的内周表面33上形成的螺纹部分螺纹连接,并固定在中空圆筒部分31的一端面上,从而不可环绕轴线A的方向移动。转动件本体67的环形表面87与在盖子30上的一固定表面88接触,从而在螺旋弹簧27的弹力作用下可环绕着轴线A的方向滑动。应该知道,如果盖子30与中空圆筒部分31的螺纹配合的状态被改变,就可能变化螺旋弹簧27的压缩的初始状态,从而可任意地调整和设定初始的阻力,以便获得最佳的初始阻力。
在本实施例里的盖子30是用成型材料一体形成的,该成型材料包括含有碳纤维的聚酯聚合树脂混合物,并具有弯曲弹性模数E=16×104kgf/cm2。
摩擦阻力发生装置29包括:分别形成在诸突出84上的诸倾斜面83;分别形成在诸突出86上的诸倾斜面85,它们与倾斜面83平面接触;转动件本体67上的环形表面87;盖子30上的固定表面88,它与可转动表面87平面接触;以及中空圆筒部分31和在凹槽41里的诸突出58的诸互相滑动表面。
倾斜表面83和85以互相平面接触的方式形成,较佳的是,该接触平面相对轴线A成45度角倾斜。
各突出84沿轴线A方向的远端与凹槽91配合,而各突出86沿轴线A方向的远端与凹槽93配合。此外,倾斜面83和倾斜面85之间的初始平面接触位置由阶梯部分92和阶梯部分94限定。
油门踏板臂3和转动轴14是用金属材料制造的,与中空圆筒件22、转动件28、移动件23和盖子相比,它们基本上是刚性件。
在一种具有上述踏板装置1的车辆、例如汽车里,如果油门踏板被踩下,它将使油门踏板臂3沿着图2中的方向R的顺时针方向、反抗螺旋弹簧16的弹力而转动,从而通过未显示的、包括用来检测油门踏板臂3的转动角度的检测器的电子控制器增加对内燃机的燃料喷射,由此使汽车加速。另一方面,如果消除对油门踏板的压力,油门踏板臂3将在螺旋弹簧16的弹力作用下沿着图2中的方向R的逆时针方向转动,从而通过未显示的电子控制器减少对内燃机的燃料喷射,由此使汽车减速。
对于踏板装置1来说,如图10所示,当油门踏板被踩下、直至油门踏板臂3从转动初始位置0°转动到全转动角度θmax°的0.5至20%之间的任一角度θb°时,油门踏板臂3的转动允许中空圆筒件22、转动件28和移动件23优先弹性变形,而实际上不会使转动件28转动。当油门踏板臂3转动超过角度θb°时,转动件28沿方向R发生与油门踏板臂3的转动相一致的转动。即,对踏板装置1来说,所提供的结构是这样的,从油门踏板臂3的转动初始位置0°到角度θb°的逐渐增加的扭矩(踏板压力)被传递给转动件28,从而允许油门踏板臂3转动,如直线a-b所示,而转动件随后和油门踏板臂3的转动一起沿方向R转动。
如果转动件28沿方向R转动,突出84也沿方向R转动,而一体设置有突出86、且该突出86的倾斜面85与倾斜面83平面接触的移动件23由于突出84沿方向R的转动而反抗螺旋弹簧27的弹性沿轴线A的方向、向底部25移动,如图11所示。另一方面,如果在一角度、例如θef°处消除踏板压力,由于螺旋弹簧16的弹性,油门踏板臂3将返回到其初始位置0°,而移动件23将同样返回到其初始位置,如图1所示。
按照上面所述的踏板装置1,油门踏板臂3主要通过中空圆筒件22、转动件28和移动件23的弹性变形可从转动初始位置0°转动到θb°,而转动件28随后与油门踏板臂3的转动一起转动。因此,在开始踩下踏板时,油门踏板臂与其一起转动,由此可消除一种经受大的阻力的感觉,而这种大的阻力是由于摩擦阻力发生装置29里的静摩擦而引起的。因此,操作油门踏板臂3的汽车驾驶员不会有来自油门踏板的、作用在脚部的、好似踩在固定壁上的不舒服感觉,即由于图10中的线a-g所示的反作用力的感觉,而可在舒服的、没有疲劳的情况下进行踏板操作。
此外,对于踏板装置1来说,如果踏板被踩下并超过角度θb°,根据踏板被踩下的情况,一个适当的、逐渐增加的阻力(反作用力)将传递给转动的油门踏板臂3,如图10中的线b-c所示,这是由于逐渐增加的螺旋弹簧27的弹性使倾斜面83和倾斜面85互相压紧而在它们之间产生的摩擦阻力、表面87和固定表面88之间的摩擦阻力、以及中空圆筒件31和凹槽41里的突出58之间的摩擦阻力造成的。这样,可防止由于过分地踩下油门踏板而使燃料消耗超过所需量。另一方面,如果在角度θef°处消除踏板上的压力,倾斜面83和倾斜面85之间的摩擦阻力、表面87和固定表面88之间的摩擦阻力、以及中空圆筒件31和在凹槽41里的突出58之间的摩擦阻力将变得非常小,从而使油门踏板臂3转动并迅速返回到其初始位置,并由于螺旋弹簧16的弹性而带有小的阻力。
此外,对于踏板装置1来说,在踩下踏板之后的情况下,维持踩下的踏板处于相当于恒速行驶的情况的(例如)角度θef°处,即使压力从Te减少至Tf,油门踏板臂3的转动角度θef°可被保持,这是由于踏板臂的转动角度和踏板压力之间的滞后效应a-b-e-f的缘故,它基于倾斜面83和倾斜面85之间的摩擦阻力、表面87和固定表面88之间的摩擦阻力、以及中空圆筒件31和在凹槽41里的突出58之间的摩擦阻力。因此,它可以克服诸如对踩踏板脚很快产生疲劳的麻烦。即,对于踏板装置1来说,因为它可能扩大踏板压力T的范围Te-Tf,其中,带有给定的踏板压下量的油门踏板臂3的转动角度θef°可保持在与踏板压下量一致的一个固定水平上,踏板的压下量可容易地保持在一个固定水平上,与在从低速到高速的范围内各种速度的恒速行驶中的速度一致。这样,可以克服诸如使踩踏板脚很快产生疲劳的麻烦。
此外,对于踏板装置1来说,由于通过倾斜面83和倾斜面85之间的摩擦阻力、表面87和固定表面88之间的摩擦阻力、以及中空圆筒件31和在凹槽41里的突出58之间的摩擦阻力可以大致确定可能传递给转动的油门踏板臂3的阻力,因而可以非常简单地实现对具有滞后效应的反作用力的调整。此外,通过适当设定各数值,该装置可制造得非常紧凑,并可通过有效使用小空间进行安装。
此外,对于踏板装置1来说,由于螺旋弹簧27实际上不产生返回力使油门踏板臂3返回到其初始位置,在恒速行驶过程中反作用力基本上不作用在油门踏板臂3上,因此具有一个额外的优点,即不会使踩踏板脚很快产生疲劳。
此外,对于踏板装置1来说,由于螺旋弹簧27位于不会相对转动的移动件23和中空圆筒件22的底部25之间,螺旋弹簧28不会随转动件28的转动而扭转。这样,由于螺旋弹簧27扭转而不能正常工作的麻烦就不会出现。
对于按照该实施例的踏板装置1来说,当进行一试验、使油门踏板臂3从转动初始位置0°转动到最大角θmax°(全行程)(对应于图10中的线a-b-c-d形成的回路)重复3,000,000次时,在中空圆筒件22、移动件23、转动件28和盖子30中没有一个发生破损、疲劳永久变形等,转动角度θb°在θmax°的0.5至20%范围内,而踏板压力的范围Te-Tf(其中转动角度θef°在恒速行驶过程中可保持在一固定水平上)处于令人满意的范围内。
按照本发明,可提供一种供汽车用的踏板装置以及适合于在踏板装置中使用的阻尼器,它在操作感觉上是优秀的,不会使驾驶员在踏板操作中感到疲劳,并可扩大踏板压力的范围,允许踏板的压下量保持在与踏板压下量对应的一个固定水平上。