JP5252093B2 - 枢動アーム型操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキペダル装置の如き枢動アーム型操作装置に係り、更に詳細には操作量に応じて枢動アームの動き易さが変化する枢動アーム型操作装置に係る。

自動車等の車両に於けるブレーキペダル装置として、踏力に応じたブレーキ効き感が得られるよう構成されたブレーキペダル装置が既に知られている。例えば本願出願人の出願にかかる特開平２００５−２６２２１０号公報には、異なるばね定数を有する複数の復帰ばねがオペレーションロッドに配置され、ブレーキペダルに対する踏力に応じた反力が発生することにより踏力に応じたブレーキ効き感が得られるよう構成されたブレーキペダル装置が記載されている。この種のブレーキペダル装置によれば、ブレーキペダルに対する踏力が高くなるほど踏力の増大量に対する復帰ばねによる反力の増大量の比を高くし、これにより踏力に応じたブレーキ効き感を向上させることができる。
一般に、ブレーキペダル装置の如き枢動アーム型操作装置は、踏力が高くなるほど踏力の増大量に対する反力の増大量の比が高くなることに加えて、操作開始時の如く操作量が小さい領域に於いては枢動アームが動き易く、操作量が大きい領域にて操作量が維持される状況に於いては枢動アームが動き難い特性を有することが好ましい。
また自動車等の車両に於けるクラッチペダル装置の如き枢動アーム型操作装置は、操作量が非常に大きい領域に於いては踏力が高くなるほど踏力の増大量に対する反力の増大量の比が高くなることに加えて、操作開始時の如く操作量が小さい領域に於いては枢動アームが動き難く、操作量が大きい領域に於いては枢動アームが動き易い特性を有することが好ましい。
しかるに上記公開公報に記載されている如き従来の枢動アーム型操作装置に於いては、枢動アームに対する操作量が高くなるほど操作量の増大量に対する反力の増大量の比を高くすることはできるが、枢動アームの動き易さや動き難さを操作量に応じて適宜に変化させることはできない。そのため操作量が小さい領域に於ける操作のし易さを確保しつつ、操作量が大きい領域に於ける操作の安定性を確保したり、逆に操作量が小さい領域に於ける不用意な枢動アームの動きを抑制しつつ、操作量が大きい領域に於ける操作のし易さを確保をしたりすることが困難である。

本発明の主要な目的は、ブレーキペダル装置やクラッチペダル装置の如き枢動アーム型操作装置に於いて、枢動アームの動き易さや動き難さを枢動アームに対する操作量に応じて適宜に変化させ、これにより操作量に応じて操作のし易さや操作の安定性を最適化することである。
本発明によれば、操作されることにより軸線の周りに枢動するアーム部材を有する枢動アーム型操作装置に於いて、アーム部材の枢動に伴って摩擦力を発生する摩擦接触部を有し、摩擦力により軸線の周りにアーム部材に与えられる抗力トルクは、アーム部材に対する操作量が小さい第一の領域と、アーム部材に対する操作量が第一の領域よりも大きい第二の領域とでは異なることを特徴とする枢動アーム型操作装置が提供される。
この構成によれば、摩擦力により軸線の周りにアーム部材に与えられる抗力トルクは、アーム部材に対する操作量の大きさが異なる第一の領域と第二の領域とでは異なる。よってアーム部材の動き易さや動き難さをアーム部材に対する操作量に応じて適宜に変化させることができ、これにより操作量に応じて操作のし易さや操作の安定性を最適化することができる。
また復帰ばねによりアーム部材に与えられる復帰力とは独立に抗力トルクを操作量に応じて適宜に変化させることができる。よって復帰ばねの復帰力によりブレーキ効き感等の良好な操作感を確保しつつ、操作量に応じて操作のし易さや操作の安定性を最適化することができる。
上記構成に於いて、第一の領域に於ける抗力トルクは第二の領域に於ける抗力トルクよりも小さく、アーム部材の操作量の変化量に対する抗力トルクの変化量の比は、第一の領域に於けるよりも第二の領域に於いて大きくてよい。
この構成によれば、操作量が小さい領域に於ける抗力トルクを小さくしつつ、操作量が増大された後低減される際のアーム部材の出力の変動のヒステリシス幅を大きくすることができる。よって操作開始時に於けるアーム部材の良好な動き易さを確保しつつ、操作量が大きい領域に於いて操作量が増大と低減との間にて変化する際のアーム部材の出力の変動量を小さくすることができ、これにより操作の安定性を確保することができる。
また上記構成に於いて、第一の領域に於ける抗力トルクは第二の領域に於ける抗力トルクよりも大きく、アーム部材の操作量の変化量に対する抗力トルクの変化量の比は、第一の領域に於けるよりも第二の領域に於いて大きくてよい。
この構成によれば、操作量が小さい領域に於ける抗力トルクを大きくしつつ、操作量が増大された後低減される際のアーム部材の出力の変動のヒステリシス幅を小さくすることができる。よって操作開始時の如くアーム部材の操作量が小さいときに於けるアーム部材の動き易さを低減してアーム部材の不用意な枢動を抑制しつつ、操作量が大きい領域に於けるアーム部材の良好な戻りを確保することができる。
また上記構成に於いて、摩擦接触部を構成する二つの部材の間の摩擦係数、摩擦接触部を構成する二つの部材の間に作用する押圧荷重、軸線と摩擦接触部との間の径方向の距離の少なくとも一つを第一の領域と第二の領域とに於いて異ならせるようになっていてよい。
摩擦力により軸線の周りにアーム部材に与えられる抗力トルクは、軸線と摩擦接触部との間の径方向の距離及び摩擦力の積である。この構成によれば、摩擦力及び径方向の距離の少なくとも一方を第一の領域と第二の領域とに於いて異ならせることができ、これにより抗力トルクを確実に第一の領域と第二の領域とに於いて異ならせることができる。
また上記構成に於いて、摩擦接触部は第一及び第二の少なくとも二つの摩擦接触部を含み、軸線と第二の摩擦接触部との間の径方向の距離は軸線と第一の摩擦接触部との間の径方向の距離よりも大きくてよい。
この構成によれば、第二の摩擦接触部の摩擦力による抗力トルクを容易に且つ確実に第一の摩擦接触部の摩擦力による抗力トルクよりも大きくすることができる。
また上記構成に於いて、第二の摩擦接触部を構成する二つの部材は、アーム部材に対する操作量が第一の領域にあるときには互いに離間し、アーム部材に対する操作量が第二の領域にあるときには互いに当接するようになっていてよい。
この構成によれば、第二の摩擦接触部は操作量が第一の領域にあるときには摩擦力を発生せず、操作量が第二の領域にあるときには摩擦力を発生する。よって操作量が第二の領域にあるときには抗力トルクは第一の領域の摩擦力及び第二の摩擦接触部の摩擦力の両者により発生されるので、第二の領域に於ける抗力トルクを容易に且つ確実に第一の領域に於ける抗力トルクよりも大きくすることができる。
また上記構成に於いて、第二の摩擦接触部を構成する二つの部材は互いに当接しており、アーム部材に対する操作量が第二の領域にあるときに於けるアーム部材の操作量の増大に伴う二つの部材の間の押圧荷重の増大率は、アーム部材に対する操作量が第一の領域にあるときに於けるアーム部材の操作量の増大に伴う二つの部材の間の押圧荷重の増大率よりも大きくてよい。
この構成によれば、第二の摩擦接触部は操作量が第一及び第二の何れの領域にあるときにも摩擦力を発生するが、操作量の増大に伴う摩擦力の増大率は操作量が第一の領域にあるときよりも操作量が第二の領域にあるときに大きくなる。よって第二の領域に於ける抗力トルク及びその増大率を容易に且つ確実に第一の領域に於ける抗力トルク及びその増大率よりも大きくすることができる。
また上記構成に於いて、枢動アーム型操作装置はアーム部材が受ける操作力の一部をラジアル荷重として第二の摩擦接触部へ伝達する操作力伝達手段を有し、ラジアル荷重により第二の摩擦接触部の二つの部材が互いに他に対し押圧されるようになっていてよい。
この構成によれば、アーム部材が受ける操作力の増大に伴って第二の摩擦接触部の二つの部材の間の押圧荷重を増大させることができ、よって操作力の増大に伴って容易に且つ確実に第二の摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクを増大させることができる。
また上記構成に於いて、第一の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重は軸線に沿って作用するスラスト荷重であり、第二の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重はラジアル荷重であってよい。
この構成によれば、操作力の増大に伴って第一の摩擦接触部の二つの部材間に作用する押圧荷重が増大することを抑制しつつ、第二の摩擦接触部の二つの部材間に作用する押圧荷重を増大させることができる。よって操作力が増大する際の第一の摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクの増大率を低く抑えつつ、第二の摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクの増大率を高くすることができる。
また上記構成に於いて、枢動アーム型操作装置はアーム部材が受ける操作力の一部をラジアル荷重として第一及び第二の摩擦接触部へ伝達する操作力伝達手段を有し、第一の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重に対する第二の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重の比をラジアル荷重の分担比として、アーム部材に対する操作量が第二の領域にあるときに於けるラジアル荷重の分担比はアーム部材に対する操作量が第一の領域にあるときに於けるラジアル荷重の分担比よりも大きくてよい。
この構成によれば、操作量が第二の領域にあるときには操作量が第一の領域にあるときに比して、第一の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重に対する第二の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重の比を大きくすることができる。よって操作量が第二の領域にあるときには操作量が第一の領域にあるときに比して、第一の摩擦接触部の二つの部材間に作用する押圧荷重に対する第二の摩擦接触部の二つの部材間に作用する押圧荷重の比を大きくすることができる。従って操作量が第二の領域にあるときには操作量が第一の領域にあるときに比して、第二の摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクを容易に且つ確実に第一の摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクよりも大きくすることができる。
また操作量が第二の領域にあるときには操作量が第一の領域にあるときに比して、第一の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重の増大率に対する第二の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重の増大率の比を大きくすることができる。よって操作量が第二の領域にあるときには操作量が第一の領域にあるときに比して、第一の摩擦接触部の二つの部材間に作用する押圧荷重の増大率に対する第二の摩擦接触部の二つの部材間に作用する押圧荷重の増大率の比を大きくすることができる。従って操作量が第二の領域にあるときには操作量が第一の領域にあるときに比して、第二の摩擦接触部の摩擦力の増大率及び該摩擦力による抗力トルクの増大率を容易に且つ確実に第一の摩擦接触部の摩擦力の増大率及び該摩擦力による抗力トルクの増大率よりも大きくすることができる。
また上記構成に於いて、第一の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重及び第二の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重はラジアル荷重であってよい。
この構成によれば、第一の摩擦接触部の二つの部材間にスラスト荷重は作用せず、アーム部材が受ける操作力が０であるときには第一の摩擦接触部の二つの部材間に作用するラジアル荷重は非常に小さい値であってよい。従って第一の摩擦接触部の二つの部材間にスラスト荷重が作用する構造の場合に比して、アーム部材の操作開始時に於ける第一の摩擦接触部の摩擦力を小さくすることができる。また軸線と第一の摩擦接触部との間の径方向の距離を小さくすることにより、摩擦力による抗力トルクを小さくし、操作開始時に於けるアーム部材の動き易さを高くすることができる。
また上記構成に於いて、摩擦接触部はアーム部材の枢動と共に軸線の周りに枢動する偏心カムと、偏心カムのカム面に押圧された状態にて摩擦係合する摩擦材とにより形成され、軸線と摩擦接触部に於けるカム面との間の距離はアーム部材に対する操作量が第一の領域にあるときよりも第二の領域にあるときに大きくてよい。
この構成によれば、軸線と摩擦接触部との間の距離をアーム部材に対する操作量が第一の領域にあるときよりも第二の領域にあるときに大きくすることができる。よって摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクを容易に且つ確実に操作量が第一の領域にあるときよりも第二の領域にあるときに大きくすることができる。
また上記構成に於いて、摩擦材は弾性付勢部材の弾性付勢力により偏心カムのカム面に対し押圧されていてよい。
この構成によれば、軸線と摩擦接触部との間の距離が大きいほど弾性付勢部材の弾性変形量が大きくなるので、弾性付勢力も大きくなる。摩擦材が偏心カムのカム面に対し押圧される押圧荷重をアーム部材に対する操作量が第一の領域にあるときよりも第二の領域にあるときに大きくすることができる。よってこのことによっても摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクを操作量が第一の領域にあるときよりも第二の領域にあるときに大きくすることができる。
また上記構成に於いて、枢動アーム型操作装置はブレーキ力を調節するためのブレーキペダル装置であってよい。
この構成によれば、ブレーキペダル装置を操作する際の操作開始時に於けるアーム部材の良好な動き易さを確保しつつ、制動操作量が大きい領域に於いて制動操作量が増大と低減との間にて変化する際の制動力の変動量を小さくすることができ、これにより制動操作の安定性を確保することができる。
また上記構成に於いて、摩擦接触部はアーム部材の枢動と共に軸線の周りに枢動する偏心カムと、偏心カムのカム面に押圧された状態にて摩擦係合する摩擦材とにより形成され、軸線と摩擦接触部に於けるカム面との間の距離はアーム部材に対する操作量が第二の領域にあるときよりも第一の領域にあるときに大きくてよい。
この構成によれば、軸線と摩擦接触部との間の距離をアーム部材に対する操作量が第二の領域にあるときよりも第一の領域にあるときに大きくすることができる。よって摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクを容易に且つ確実に操作量が第二の領域にあるときよりも第一の領域にあるときに大きくすることができる。
また上記構成に於いて、摩擦材は弾性付勢部材の弾性付勢力により偏心カムのカム面に対し押圧されていてよい。
この構成によれば、軸線と摩擦接触部との間の距離が大きいほど弾性付勢部材の弾性変形量が大きくなるので、弾性付勢力も大きくなる。摩擦材が偏心カムのカム面に対し押圧される押圧荷重をアーム部材に対する操作量が第二の領域にあるときよりも第一の領域にあるときに大きくすることができる。よってこのことによっても摩擦接触部の摩擦力及び該摩擦力による抗力トルクを操作量が第二の領域にあるときよりも第一の領域にあるときに大きくすることができる。
また上記構成に於いて、枢動アーム型操作装置はクラッチを操作するためのクラッチペダル装置であってよい。
この構成によれば、クラッチペダル装置を操作する際の踏み込み操作量が小さいときに於けるアーム部材の動き易さを低減してアーム部材の不用意な枢動を抑制しつつ、踏み込み操作量が大きい領域に於けるアーム部材の良好な戻りを確保することができる。
また上記構成に於いて、枢動アーム型操作装置は軸線に沿う方向へのアーム部材の変位を抑制する変位抑制手段を有していてよい。
この構成によれば、軸線に沿う方向へのアーム部材のがたつきを抑制することができ、またこのがたつきに起因する摩擦力及び摩擦力による抗力トルクの不自然な変動を抑制することができる。
また本発明によれば、復帰付勢力により初期位置へ付勢され操作されることにより軸線の周りに枢動するアーム部材を有する枢動アーム型操作装置に於いて、前記アーム部材の枢動に伴って摩擦力を発生する摩擦接触部と、前記復帰付勢力により前記軸線の周りに前記アーム部材に与えられる反力トルクとは独立に、前記摩擦力により前記軸線の周りに前記アーム部材に与えられる抗力トルクを、前記アーム部材に対する操作量に応じて変化させる抗力トルク可変機構とを有することを特徴とする枢動アーム型操作装置が提供される。
この構成によれば、復帰付勢力による反力トルクと独立に、摩擦力による抗力トルクをアーム部材に対する操作量に応じて変化させることができる。よってアーム部材の動き易さや動き難さをアーム部材に対する操作量に応じて適宜に変化させることができ、これにより操作量に応じて操作のし易さや操作の安定性を最適化することができる。
また復帰付勢力による反力トルクに影響を与えることなく摩擦力による抗力トルクを操作量に応じて適宜に変化させることができる。よって復帰付勢力によりブレーキ効き感等の良好な操作感を確保しつつ、操作量に応じて操作のし易さや操作の安定性を最適化することができる。
また上記構成に於いて、抗力トルク可変機構は摩擦接触部を構成する二つの部材の間の摩擦係数、摩擦接触部を構成する二つの部材の間に作用する押圧荷重、軸線と摩擦接触部との間の径方向の距離の少なくとも一つをアーム部材に対する操作量に応じて変化させるようになっていてよい。
この構成によれば、摩擦力及び径方向の距離の少なくとも一方をアーム部材に対する操作量に応じて変化させることができ、これにより摩擦力による抗力トルクを確実に操作量に応じて変化させることができる。

図１はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図２は第一の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図３はペダル部に踏力が与えられた場合にブレーキペダル装置に於いて作用する力を示す説明図である。
図４は第一の実施形態についてアーム部材に与えられる駆動トルクＴｐとアーム部材に作用する抗力トルクＴｄｒａｇとの間の関係を示すグラフである。
図５は第一の実施形態についてペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係を示すグラフである。
図６は第二の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図７は第三の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図８は第四の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図９は第五の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図１０は第五の実施形態についてアーム部材に与えられる駆動トルクＴｐとアーム部材に作用する抗力トルクＴｄｒａｇとの間の関係を示すグラフである。
図１１は第五の実施形態についてペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係を示すグラフである。
図１２は第六の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図１３は第七の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図１４はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第八の実施形態のクレビス連結部を示す拡大断面図である。
図１５はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第九の実施形態を示す概略構成図である。
図１６は第九の実施形態についてペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとアーム部材に作用する抗力トルクＴｄｒａｇとの関係を示すグラフである。
図１７は第九の実施形態についてペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係を示すグラフである。
図１８はクラッチペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第十の実施形態を示す概略構成図である。
図１９は第十の実施形態についてペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとアーム部材に作用する抗力トルクＴｄｒａｇとの関係を示すグラフである。
図２０は第十の実施形態についてペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとプッシュロッドの軸力Ｆｐｓとの間の関係を示すグラフである。
図２１は第一の実施形態に於ける第一及び第二の軸受の踏力Ｆｉｎついての「ある値Ｆｉｎｓ」が互いに異なる値である場合について、ペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係を示すグラフである。
図２２は第一の実施形態の修正例について、第二の摩擦接触部を構成する一方の部材であるスペーサを示す拡大部分断面図である。
図２３は踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓ以下であるときにも第二の摩擦接触部を構成する二つの部材が互いに当接する修正例について、アーム部材に与えられる駆動トルクＴｐとアーム部材に作用する抗力トルクＴｄｒａｇとの間の関係を示すグラフである。
図２４は踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓ以下であるときにも第二の摩擦接触部を構成する二つの部材が互いに当接する修正例について、ペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係を示すグラフである。
図２５は復帰ばねのばね定数がアーム部材の枢動量に応じて２段階に変化する修正例について、ペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係を示すグラフである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
第一の実施形態
図１はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第一の実施形態を示す概略構成図、図２は第一の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
図１に於いて、符号１０は第一の実施形態のブレーキペダル装置を全体的に示している。ブレーキペダル装置１０はリンクペダルであり、ペダルアームとしての第一のアーム部材１２と補助アームとしての第二のアーム部材１４と中間リンク１６と支持ブラケット１８を有している。第一のアーム部材１２は第一の軸受２０により枢動可能に支持され、第二のアーム部材１４は第二の軸受２２により枢動可能に支持されている。
支持ブラケット１８は車体２４に固定されるベース部１８Ａと、ベース部１８Ａと一体をなし且つ互いに平行に隔置された状態にてベース部１８Ａに垂直に延在する一対の支持部１８Ｂ、１８Ｃとを有している。第一のアーム部材１２、第二のアーム部材１４、中間リンク１６は一対の支持部１８Ｂ、１８Ｃの間に配置され、第一の軸受２０及び第二の軸受２２は一対の支持部１８Ｂ、１８Ｃにより担持されている。尚支持部１８Ｂ及び１８Ｃはそれらが互いに平行な状態を維持するよう、ベース部１８Ａより隔置された部位に於いても互いに一体的に接続されている。
第一のアーム部材１２は一端にペダル部１２Ａを有し、ペダル部１２Ａにて操作力としての踏力Ｆｉｎを受ける。第二のアーム部材１４の一端には枢軸２６によりクレビス２８の一端が枢着され、クレビス２８の他端にはマスタシリンダ装置３０のオペレーションロッド３２が連結されている。中間リンク１６は第一のアーム部材１２及び第二のアーム部材１４の両側に配置された一対のリンク部材よりなっている。中間リンク１６の一対のリンク部材は一端にて枢軸３２により第一のアーム部材１２の他端に枢着され、他端にて枢軸３４により第二のアーム部材１４の他端に枢着されている。
従って第一のアーム部材１２がペダル部１２Ａにて受けた踏力Ｆｉｎは、中間リンク１６を介して第二のアーム部材１４へ伝達され、軸受２６及びクレビス２８を介してオペレーションロッド３２へ伝達される。よって第一のアーム部材１２は入力アーム部材として機能し、第二のアーム部材１４は出力アーム部材として機能する。
尚第一のアーム部材１２、中間リンク１６、第二のアーム部材１４は、マスタシリンダ装置３０のブースタに内蔵される図には示されていない復帰ばねの復帰付勢力Ｆｒｔｎにより、それぞれ初期位置、即ちペダル部１２Ａに踏力Ｆｉｎが作用していないときの位置に付勢されている。
図２に示されている如く、第一の軸受２０は軸線３６の周りに枢動可能に第一のアーム部材１２を支持し、第二の軸受２２は軸線３８の周りに枢動可能に第二のアーム部材１４を支持している。軸線３６は第一のアーム部材１２の中心平面ＰＡに垂直であり、軸線３８は第二のアーム部材１４の中心平面ＰＢに垂直である。中心平面ＰＡ及びＰＢは互いに整合している。また軸線３６及び３８は互いに並行であり、支持ブラケット１８の支持部１８Ｂ、１８Ｃに対し垂直に延在している。
第一の軸受２０は第一のアーム部材１２と一体に形成された円筒形のボス部４０を有し、ボス部４０はアーム部材１２の中心平面ＰＡに垂直に延在している。同様に第二の軸受２２は第二のアーム部材１４と一体に形成された円筒形のボス部４２を有し、ボス部４２はアーム部材１４の中心平面ＰＢに垂直に延在している。
支持部１８Ｂ及び１８Ｃの内側にはそれぞれ軸受支持板４４及び４６が支持部１８Ｂ及び１８Ｃに当接した状態にて配置されている。軸受支持板４４及び４６はそれぞれ第一の軸受用の円筒形のボス部４８及び５０と、第二の軸受用の円筒形のボス部５２及び５４とを有している。
ボス部４８及び５０は軸線３６に沿って互いに近づく方向へそれぞれ軸受支持板４４及び４６より垂直に突出している。ボス部４８及び５０は内ねじを有し、それぞれブラケット１８の支持部１８Ｂ、１８Ｃに設けられた孔に整合している。ボルト５６及び５８が支持部１８Ｂ、１８Ｃに設けられた孔に挿通された状態でそれぞれボス部４８及び５０にねじ込まれている。
同様にボス部５２及び５４は軸線３８に沿って互いに近づく方向へそれぞれ軸受支持板４４及び４６より垂直に突出している。ボス部５２及び５４も内ねじを有し、それぞれブラケット１８の支持部１８Ｂ、１８Ｃに設けられた孔に整合している。ボルト６０及び６２が支持部１８Ｂ、１８Ｃに設けられた孔に挿通された状態でそれぞれボス部５２及び５４にねじ込まれている。
かくしてボルト５６及び５８は軸線３６に沿って延在し、第一の軸受２０の軸部材として機能する。同様にボルト６０及び６２は軸線３８に沿って延在し、第二の軸受２２の軸部材として機能する。そしてこれらのボルトはブラケット１８の支持部１８Ｂ、１８Ｃと軸受支持板４４、４６とを共締めにより一体的に固定している。
ボルト５６、５８及びボス部４８、５０はボス部４０の端部に嵌入している。ボス部４８及び５０とボス部４０との間にはそれぞれスペーサ６４及び６６が配置されている。スペーサ６４及び６６はそれぞれ内面にてボス部４８及び５０の外面に対向し且つ外面にてボス部４０の内面に当接する円筒部と、円筒部より径方向外方へ突出し周方向に延在するフランジ部とを有している。
スペーサ６４及び６６の円筒部の内径はボス部４８、５０の外径よりも僅かに大きい値に設定されており、これによりスペーサ６４及び６６の円筒部の内面とボス部４８、５０の外面との間には僅かな間隙が設定されている。またスペーサ６４及び６６のフランジ部はそれぞれ軸受支持板４４、４６とボス部４０の端部との間に介装されており、軸受支持板４４、４６とボス部４０の端部との間の間隔よりも小さい厚さを有している。尚スペーサ６４及び６６のフランジ部と軸受支持板４４、４６及びボス部４０の端部との間の摩擦係数は非常に低い値に設定されている。
ボス部４０内には一対の当接部材６８及び７０が軸線３６に沿って相対変位可能に配置されており、当接部材６８及び７０は円筒形の外面にてボス部４０の内面に当接している。また当接部材６８及び７０の間には圧縮コイルばね７２が弾装され、これにより当接部材６８及び７０は軸線３６に沿ってそれぞれボルト５６及び５８に対し押圧されている。
尚スペーサ６４、６６及び当接部材６８、７０は他の部材と同様に金属にて形成されていてもよいが、樹脂やゴムの如き耐摩耗性に優れた非金属弾性材にて形成されていることが好ましい。特に当接部材６８、７０を構成する材料の弾性係数はスペーサ６４、６６を構成する材料の弾性係数よりも低い値に設定されている。
ボルト５６及び５８の先端は実質的に球面状をなし、当接部材６８及び７０の外側の端面はそれぞれボルト５６及び５８の先端を受ける実質的に球面状の窪みを有している。当接部材６８及び７０の球面状の窪みの半径はボルト５６及び５８の球面状の先端の半径よりも僅かに大きい。従ってボルト５６及び５８の先端は軸線３６上の位置及びその周囲の領域に於いて当接部材６８及び７０の外側の端面に当接し、これによりボス部４０の軸線は軸線３６と整合している。
かくして第一の軸受２０は、ボス部４８及び５０、ボルト５６及び５８、スペーサ６４及び６６、ボス部４０、当接部材６８及び７０、圧縮コイルばね７２が互いに共働することにより、第一のアーム部材１２を軸線３６の周りに枢動可能に支持するようになっている。
第一のアーム部材１２が軸線３６の周りに枢動すると、当接部材６８及び７０はボス部４０に対し相対回転することなく、ボルト５６及び５８の先端及び当接部材６８及び７０の外側の端面が互いに摩擦接触した状態にて軸線３６の周りに相対回転する。従ってボルト５６及び５８の先端及び当接部材６８及び７０の外側の端面は、軸線３６上及びその近傍に第一の軸受２０の第一の摩擦接触部を形成しており、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には主としてスラスト荷重が作用する。
また第一のアーム部材１２が軸線３６の周りに枢動すると、スペーサ６４及び６６の円筒部はボス部４０に対し相対的に回転することなくボス部４８及び５０に対し相対的に回転する。また軸線３６に対し垂直な方向へボス部４０を付勢する荷重が作用し、当接部材６８及び７０が弾性変形することにより、ボス部４０がボス部４８及び５０に対し相対的に変位すると、スペーサ６４及び６６の円筒部の内面がボス部４８及び５０の外面に接触する。従ってスペーサ６４、６６の円筒部及びボス部４８、５０は軸線３６より離れた位置に第一の軸受２０の第二の摩擦接触部を形成し、第二の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には主としてラジアル荷重が作用する。
同様に、ボルト６０、６２及びボス部５２、５４はボス部４２の端部に嵌合している。ボス部５２及び５４とボス部４２との間にはそれぞれスペーサ７４及び７６が配置されている。スペーサ７４及び７６はそれぞれ内面にてボス部５２及び５４の外面に対向し外面にてボス部４２の内面に当接する円筒部と、円筒部より径方向外方へ突出し周方向に延在するフランジ部とを有している。
スペーサ７４及び７６の円筒部の内径はボス部５２、５４の外径よりも僅かに大きい値に設定されており、これによりスペーサ７４及び７６の円筒部の内面とボス部５２、５４の外面との間には僅かな間隙が設定されている。またスペーサ７４及び７６のフランジ部はそれぞれ軸受支持板４４、４６とボス部４２の端部との間に介装されており、軸受支持板４４、４６とボス部４２の端部との間の間隔よりも小さい厚さを有している。尚スペーサ７４及び７６のフランジ部と軸受支持板４４、４６及びボス部４２の端部との間の摩擦係数は非常に低い値に設定されている。
ボス部４２内には一対の当接部材７８及び８０が軸線３８に沿って相対変位可能に配置されており、当接部材７８及び８０は円筒形の外面にてボス部４２の内面に当接している。また当接部材７８及び８０の間には圧縮コイルばね８２が弾装され、これにより当接部材６８及び７０は軸線３８に沿ってそれぞれボルト６０及び６２に対し押圧されている。
尚スペーサ７４、７６及び当接部材７８、８０も他の部材と同様に金属にて形成されていてもよいが、樹脂やゴムの如き耐摩耗性に優れた非金属弾性材にて形成されていることが好ましい。特に当接部材７８、８０を構成する材料の弾性係数はスペーサ７４、７６を構成する材料の弾性係数よりも低い値に設定されている。
ボルト６０及び６２の先端は実質的に球面状をなし、当接部材７８及び８０の外側の端面にはそれぞれボルト６０及び６２の先端を受ける実質的に球面状の窪みを有している。当接部材７８及び８０の球面状の窪みの半径はボルト６０及び６２の球面状の先端の半径よりも僅かに大きい。従ってボルト６０及び６２の先端は軸線３８上の位置に於いて接部材７８及び８０の外側の端面に当接し、これによりボス部４２の軸線は軸線３８と整合している。
かくして第二の軸受２２は、ボス部５２及び５４、ボルト６０及び６２、スペーサ７４及び７６、ボス部４２、当接部材７８及び８０、圧縮コイルばね８２が互いに共働することにより、第二のアーム部材１４を軸線３８の周りに枢動可能に支持するようになっている。
第二のアーム部材１４が軸線３８の周りに枢動すると、当接部材７８及び８０はボス部４２に対し相対回転することなく、ボルト６０及び６２の先端及び当接部材７８及び８０の外側の端面が互いに摩擦接触した状態にて軸線３８の周りに相対回転する。従ってボルト６０及び６２の先端及び当接部材７８及び８０の外側の端面は、軸線３８上及びの近傍に第二の軸受２２の第一の摩擦接触部を形成しており、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には主としてスラスト荷重が作用する。
また第二のアーム部材１４が軸線３８の周りに枢動すると、スペーサ７４及び７６の円筒部はボス部４２に対し相対的に回転することなくボス部５２及び５４に対し相対的に回転する。また軸線３８に対し垂直な方向へボス部４２を付勢する荷重が作用し、当接部材７８及び８０が弾性変形することにより、ボス部４２がボス部５２及び５４に対し相対的に変位すると、スペーサ７４及び７６の円筒部の内面がボス部５２及び５４の外面に接触する。従ってスペーサ７４、７６の円筒部及びボス部５２、５４は軸線３８より離れた位置に第二の軸受２２の第二の摩擦接触部を形成し、第二の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には主としてラジアル荷重が作用する。
尚第一の軸受２０及び第二の軸受２２の何れについても、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間の摩擦係数は、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間の摩擦係数よりも低い値に設定されていることが好ましい。また枢軸２６、３２、３４による枢着部の二つの接触面の間の摩擦係数は、潤滑剤の適用等により非常に低い値に設定されている。
上述の如く構成された第一の実施形態のブレーキペダル装置１０は以下の如く組み立てられる。
まず第一のアーム部材１２及び第二のアーム部材１４が中間リンク１６によって互いに連結される。次いで第一のアーム部材１２のボス部４０内に一対の当接部材６８、７０及び圧縮コイルばね７２が配置され、ボス部４０の端部に軸受支持板４４、４６のボス部４８、５０及びスペーサ６４、６６が挿入される。同様に第二のアーム部材１４のボス部４２内に一対の当接部材７８、８０及び圧縮コイルばね８２が配置され、ボス部４２の端部に軸受支持板４４、４６のボス部５２、５４及びスペーサ７４、７６が挿入される。
かくして組み立てられた第一のアーム部材１２等が支持ブラケット１８の支持部１８Ｂと１８Ｃとの間に嵌め込まれる。そして軸受支持板４４、４６の外面が支持部１８Ｂ、１８Ｃの内面に当接し且つボス部４８、５２及び５０、５４がそれぞれ支持部１８Ｂ、１８Ｃに設けられた孔に整合するよう、第一のアーム部材１２等が支持ブラケット１８に対し位置決めされる。
次いでボルト５６及び５８が支持部１８Ｂ、１８Ｃの孔に挿通され、ボス部４８、５０にねじ込まれる。同様にボルト６０及び６２が支持部１８Ｂ、１８Ｃの孔に挿通され、ボス部５２、５４にねじ込まれる。そして各ボルトの締め付けトルクが所定の値に調節され、これによりブレーキペダル装置１０の組み立てが完了する。
次に図３乃至図５を参照して第一の実施形態のブレーキペダル装置１０の作動について説明する。
第一のアーム部材１２が力点としてのペダル部１２Ａにて踏力Ｆｉｎを受けると、第一のアーム部材１２は第一の軸受２０の軸線３６を支点とし枢軸３２の軸線を作用点とする梃子として作用する。これにより踏力Ｆｉｎが第一のアーム部材１２のレバー比（１よりも大きい）にて増大されて中間リンク１６へ伝達される。
中間リンク１６は枢軸３４を経て力Ｆｍｅｄを第二のアーム部材１４へ伝達する。第二のアーム部材１４は枢軸３４の軸線を力点とし第一の軸受２２の軸線３８を支点とし枢軸２６の軸線を作用点とする梃子として作用する。これにより力Ｆｍｅｄが第二のアーム部材１４のレバー比（１よりも小さい）にて低減されて出力の力Ｆｏｕｔとしてクレビス２８へ伝達される。
図３に示されている如く、第一のアーム部材１２は枢軸３２の軸線に於いて力Ｆｍｅｄと大きさが同一で方向が逆の反力Ｆｍｅｄ′を中間リンク１６より受ける。よって第一の軸受２０には軸線３６に垂直な方向に踏力Ｆｉｎ及び反力Ｆｍｅｄ′の合力Ｆｇ１が作用する。合力Ｆｇ１は第一の軸受２０の第二の摩擦接触部に於いて二つの摩擦接触面の間のラジアル荷重として作用し、このラジアル荷重は踏力Ｆｉｎの増大につれて漸次増大する。
これに対し合力Ｆｇ１は第一の軸受２０の第一の摩擦接触部に作用するスラスト荷重には直接的には関与しない。しかし合力Ｆｇ１は第一の摩擦接触部にもラジアル荷重として作用し、合力Ｆｇ１の増大に伴って当接部材６８及び７０の弾性変形量が増大する。これにより第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間に作用する垂直応力が僅かに漸次増大すると共に、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の接触点の中心と軸線３６との間の距離が僅かに漸次増大する。従って第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間の摩擦力は合力Ｆｇ１の増大に伴って僅かに漸次増大する。
また図３に示されている如く、第二のアーム部材１４は枢軸３４の軸線に於いて中間リンク１６より力Ｆｍｅｄ受けると共に、出力の力Ｆｏｕｔと大きさが同一で方向が逆の反力Ｆｏｕｔ′を軸受２６に於いてクレビス２８より受ける。よって第二の軸受２２には軸線３８に垂直な方向に力Ｆｍｅｄ及び反力Ｆｏｕｔ′の合力Ｆｇ２が作用する。合力Ｆｇ２は第二の軸受２２の第二の摩擦接触部に於いて二つの摩擦接触面の間のラジアル荷重として作用し、このラジアル荷重は踏力Ｆｉｎの増大につれて漸次増大する。
これに対し合力Ｆｇ２は第二の軸受２２の第一の摩擦接触部に作用するスラスト荷重には直接的には関与しない。しかし合力Ｆｇ２は第一の摩擦接触部にもラジアル荷重として作用し、合力Ｆｇ２の増大に伴って当接部材７８及び８０の弾性変形量が増大する。これにより第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間に作用する垂直応力が僅かに漸次増大すると共に、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の接触点の中心と軸線３８との間の距離が僅かに漸次増大する。従って第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間の摩擦力は合力Ｆｇ２の増大に伴って僅かに漸次増大する。
よって第一の軸受２０及び第二の軸受２２の何れに於いても、第一の摩擦接触部に於ける摩擦力はその初期値より踏力Ｆｉｎの増大に伴って僅かに漸次増大する。これに対し第二の摩擦接触部に於ける摩擦力は踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓ以下の領域に於いては０である。また第二の摩擦接触部に於ける摩擦力は踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓよりも大きい領域に於いては踏力Ｆｉｎの増大に伴って第一の摩擦接触部に於ける摩擦力よりも急峻に漸次増大する。
また第一のアーム部材１２及び第二のアーム部材１４の何れに於いても、第一及び第二の摩擦接触部に於ける何れの摩擦力も対応する第一のアーム部材１２、１４に対し抗力トルクとして作用する。しかし上述の如く第二の摩擦接触部と軸線３６、３８との間の距離は第一の摩擦接触部と軸線３６、３８との間の距離よりも大きい。よってたとえ第一及び第二の摩擦接触部に於ける摩擦力の大きさが同一であっても、第二の摩擦接触部に於ける摩擦力による抗力トルクＴｄｒａｇ２は第一の摩擦接触部に於ける摩擦力による抗力トルクＴｄｒａｇ１よりも大きくなる。
踏力Ｆｉｎに起因して第一のアーム部材１２を軸線３６の周りに枢動させようとする駆動トルクをＴｐａとし、踏力Ｆｉｎに起因して第二のアーム部材１４を軸線３８の周りに枢動させようとする駆動トルクをＴｐｂとする。踏力Ｆｉｎが上記ある値Ｆｉｎｓであるときの駆動トルクＴｐａ及びＴｐｂが同一の値であると仮定し、これを駆動トルクの基準値Ｔｐｓとする。更に駆動トルクＴｐａ及びＴｐｂを総称して駆動トルクＴｐと表現することとする。
図４に示されている如く、抗力トルクＴｄｒａｇ１はその初期値Ｔｄｒａｇ１０より駆動トルクＴｐの増大に伴って僅かに漸次増大する。これに対し抗力トルクＴｄｒａｇ２は駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓ以下の領域に於いては０であり、駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓよりも大きい領域に於いては駆動トルクＴｐの増大に伴って抗力トルクＴｄｒａｇ１よりも急峻に増大する。
第一及び第二の摩擦接触部に於ける摩擦力が対応するアーム部材に与える全体としての抗力トルクＴｄｒａｇはＴｄｒａｇ１及びＴｄｒａｇ２の和である。よって図４に示されている如く、抗力トルクＴｄｒａｇは駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓ以下の領域に於いては初期値Ｔｄｒａｇ１０より駆動トルクＴｐの増大に伴って僅かに漸次増大する。これに対し抗力トルクＴｄｒａｇは駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓよりも大きい領域に於いては駆動トルクＴｐの増大に伴って急峻に増大する。
尚抗力トルクＴｄｒａｇ１及びＴｄｒａｇ２は駆動トルクＴｐの減少時には駆動トルクＴｐの増大時とは逆の方向、即ち第一のアーム部材１２及び第二のアーム部材１４の戻り枢動を抑制する方向に作用する。そして抗力トルクＴｄｒａｇ１は駆動トルクＴｐの減少に伴って僅かに漸次減少し、最終的にその初期値Ｔｄｒａｇ１０になる。これに対し抗力トルクＴｄｒａｇ２は駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓよりも大きい領域に於いては駆動トルクＴｐの減少に伴って抗力トルクＴｄｒａｇ１よりも急峻に減少し、駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓ以下の領域に於いては０になる。
よって抗力トルクＴｄｒａｇは駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓよりも大きい領域に於いては踏力Ｆｉｎの減少に伴って急峻に減少する。これに対し抗力トルクＴｄｒａｇは駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓ以下の領域に於いては駆動トルクＴｐの減少に伴って僅かに漸次減少し、最終的にその初期値Ｔｄｒａｇ１０になる。
軸線３６の周りにアーム部材１２に作用する抗力トルクをＴｄｒａｇａとし、軸線３８の周りにアーム部材１４に作用する抗力トルクをＴｄｒａｇｂとする。抗力トルクＴｄｒａｇａはペダル部１２Ａに直接作用し、抗力トルクＴｄｒａｇａを軸線３６とペダル部１２Ａの踏面の中心との間の距離にて除算した値に相当する抗力が運転者の足に伝達される。
これに対し抗力トルクＴｄｒａｇｂはペダル部１２Ａに直接は作用せず、抗力トルクＴｄｒａｇｂを軸線３８と枢軸３４の軸線との間の距離にて除算した値に相当する抗力が枢軸３２を介してアーム部材１２に付与される。そしてその抗力がアーム部材１２のレバー比（１よりも大きい）にて増大されて運転者の足に伝達される。
運転者の足に伝達される抗力は、踏力Ｆｉｎの増大時には所要の制動力を発生させるに必要な踏力Ｆｉｎを高くするよう作用する。これに対し運転者の足に伝達される抗力は、踏力Ｆｉｎの減少時には所要の制動力を発生させるに必要な踏力Ｆｉｎを低減するよう作用する。
従って第一の実施形態に於いて、踏力Ｆｉｎが０より増大された後０に低減される際の踏力Ｆｉｎとオペレーションロッド３２の軸力Ｆｏｐとの関係は図５に於いて実線にて示されている如き関係になる。尚図５に於いて、二点鎖線Ａは各軸受及び各枢着部に於いて実質的に摩擦力が作用しない場合の踏力Ｆｉｎとオペレーションロッド３２の軸力Ｆｏｐとの関係を示している。また二点鎖線Ｂは、各軸受の第一の摩擦接触部に於ける初期摩擦力は存在するが、第二の摩擦接触部及び各枢着部に於いて実質的に摩擦力が作用しない場合の踏力Ｆｉｎとオペレーションロッド３２の軸力Ｆｏｐとの関係を示している。
また図５に於いて、破線Ｃは軸受の摩擦力が踏力Ｆｉｎの変化に応じて単純に増減する従来のブレーキ装置に於ける踏力Ｆｉｎとオペレーションロッド３２の軸力Ｆｏｐとの関係の一例を示している。
従来のブレーキ装置に於いて、制動開始時に於けるペダルアームの動き易さを確保すべく、ペダルアームを枢支する軸受の摩擦係数が低く設定されると、踏力Ｆｉｎが高い領域に於いても軸受の摩擦力が十分高い値にならない。そのため踏力Ｆｉｎの変化の全域に亘り軸力Ｆｏｐの変化を示す線は二点鎖線Ｂに近くなり、踏力Ｆｉｎが増加した後減少する際のヒステリシス幅が小さくなる。よって踏力Ｆｉｎが高い領域に於いて軸受の摩擦力によってペダルアームの不要な枢動を効果的に阻止することができず、軸力Ｆｏｐを安定的に維持することが困難になる。
また従来のブレーキ装置に於いて、踏力Ｆｉｎが高い領域に於けるペダルアームの動き易さを低減すべく、軸受の摩擦係数が高く設定されると、踏力Ｆｉｎが低い領域に於いても軸受の摩擦力が高くなる。そのため踏力Ｆｉｎの変化の全域に亘り軸力Ｆｏｐの変化を示す線は二点鎖線Ｂより離れ、踏力Ｆｉｎが増加した後減少する際のヒステリシス幅が大きくなる。よって制動開始時の踏力Ｆｉｎが低い領域に於いて軸受の摩擦力が過剰であることに起因してペダルアームの動き易さを確保することができず、制動操作を開始し易くすることができなくなる。
これに対し第一の実施形態によれば、図５より解る如く、踏力Ｆｉｎが基準値Ｆｉｎｓ以下の領域に於いては軸力Ｆｏｐの変化を示す線を二点鎖線Ｂに近づけつつ、踏力Ｆｉｎが基準値Ｆｉｎｓよりも高い領域に於いて軸力Ｆｏｐの変化を示す線を二点鎖線Ｂより離すことができる。
よって制動開始時の踏力Ｆｉｎが低い領域に於いては抗力を低減してペダルアームの動き易さを確保することができる。また踏力Ｆｉｎが高い領域に於いてはヒステリシス幅を大きくし、軸受の摩擦力によってペダルアームの不要な枢動を効果的に阻止し、制動力を安定的に維持することができる。
また第一の実施形態によれば、踏力Ｆｉｎが基準値Ｆｉｎｓよりも高い領域に於いては、軸力Ｆｏｐの変化を示す線が二点鎖線Ｂより離れる度合は踏力Ｆｉｎが増大するにつれて漸次増大する。よって復帰ばねのばね定数がペダルアームの全ストローク域に亘り一定であっても、踏力Ｆｉｎが高くなるほど運転者がペダル部１２Ａにて受ける反力を高くすることができ、これにより良好な制動操作感を確保することができる。
また第一の実施形態によれば、ペダルアームの枢動変位量（ストローク）に応じて変化する復帰はねの復帰付勢力とは独立に、ペダルアームに対する踏力Ｆｉｎに応じて摩擦力による抗力を変化させることができる。
第二の実施形態
図６はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第二の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
この第二の実施形態に於いては、第一のアーム部材１２のボス部４０はボルト５６の側に内径が大きい部分４０Ａを有している。当接部材６８は当接部材７０よりも大きい外径を有し、部分４０Ａに密に嵌合している。当接部材６８の端部は部分４０Ａの端部を形成する肩部に当接している。スペーサ６４はフランジ部を有しておらず、円筒形をなしている。当接部材６８はスペーサ６４に当接してこれを囲繞する円筒部６８Ａを有している。
当接部材６８は第一の実施形態の当接部材６８と同様に機能すると共に、ボス部４０が軸線３６に沿ってボルト５６の側へ支持ブラケット１８に対し相対的に変位することを阻止する。尚ボス部４０が軸線３６に沿ってボルト５８の側へ支持ブラケット１８に対し相対的に変位することは圧縮コイルばね７２のばね力によって抑制される。
同様に、第二のアーム部材１４のボス部４２はボルト６０の側に内径が大きい部分４２Ａを有している。当接部材７８は当接部材８０よりも大きい外径を有し、部分４２Ａに密に嵌合している。当接部材７８の端部は部分４２Ａの端部を形成する肩部に当接している。スペーサ７４はフランジ部を有しておらず、円筒形をなしている。当接部材７８はスペーサ７４に当接してこれを囲繞する円筒部７８Ａを有している。
当接部材７８も第一の実施形態の当接部材７８と同様に機能すると共に、ボス部４２が軸線３８に沿ってボルト６０の側へ支持ブラケット１８に対し相対的に変位することを阻止する。尚ボス部４２が軸線３８に沿ってボルト６２の側へ支持ブラケット１８に対し相対的に変位することは圧縮コイルばね８２のばね力によって抑制される。
尚図６と図２との比較より解る如く、この第二の実施形態の他の点は上述の第一の実施形態の場合と同様に構成されている。
従って第二の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができることに加えて、第一のアーム部材１２や第二のアーム部材１４がそれぞれ軸線３６及び３８に沿う方向にがたつくこと及びこれに起因して摩擦力や摩擦力による抗力トルクが不自然に変動することを効果的に抑制することができる。
第三の実施形態
図７はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第三の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
この第三の実施形態に於いては、スペーサ６４及び６６はそれぞれ当接部材６８及び７０と一体に形成されている。またボス部４０内には圧縮コイルばね７２に代えて両端が切頭円錐形をなすゴムの如き弾性材よりなる押圧体９０が圧入式に弾装されている。当接部材６８及び７０は押圧体９０により軸線３６に沿ってそれぞれボルト５６及び５８に対し押圧されている。
当接部材６８及び７０はそれぞれ第一の実施形態のスペーサ６４、６６及び当接部材６８、７０と同様に機能すると共に、押圧体９０と共働してボス部４０が軸線３６に沿って支持ブラケット１８に対し相対的に不必要に変位することを抑制する。
同様に、スペーサ７４及び７６はそれぞれ当接部材７８及び８０と一体に形成されている。またボス部４２内には圧縮コイルばね８２に代えて両端が切頭円錐形をなすゴムの如き弾性材よりなる押圧体９２が圧入式に弾装されている。当接部材７８及び８０は押圧体９２により軸線３８に沿ってそれぞれボルト６０及び６２に対し押圧されている。
当接部材７８及び８０もそれぞれ第一の実施形態のスペーサ７４、７６及び当接部材７８、８０と同様に機能すると共に、押圧体９２と共働してボス部４２が軸線３８に沿って支持ブラケット１８に対し相対的に不必要に変位することを抑制する。
尚図７と図２との比較より解る如く、この第三の実施形態の他の点は上述の第一の実施形態の場合と同様に構成されている。
従って第三の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また上述の第二の実施形態と同様に、第一のアーム部材１２や第二のアーム部材１４がそれぞれ軸線３６及び３８に沿う方向にがたつくこと及びこれに起因して摩擦力や摩擦力による抗力トルクが不自然に変動することを効果的に抑制することができる。
また第三の実施形態によれば、スペーサは当接部材と一体であるので、上述の第一の実施形態の場合よりも部品点数を低減することができる。また当接部材６８、７０及び当接部材７８、８０はそれぞれ互いに同一の部材であってよいので上述の第二の実施形態の場合よりも構造を単純化し、コストを低減することができる。
尚押圧体９０及び９２はそれぞれボス部４０及び４２内に圧入式に弾装されているが、外面にてボス部４０及び４２の内面に接着等により固定されていてもよい。更に押圧体９０及び９２は例えばそれらの外周に金属製の円筒体が装着されることにより、それぞれ軸線３６及び３８に沿ってボス部４０及び４２に対し相対的に変位可能にボス部内に配置されてもよい。この後者の構成によれば、押圧体がボス部に圧入式に弾装されたり固定されたりする場合に比して、左右のボルトに付与されるスラスト荷重を容易に等しくすることができる。
第四の実施形態
図８はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第四の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
この第四の実施形態に於いては、上述の第三の実施形態の場合と同様、スペーサ６４及び６６はそれぞれ当接部材６８及び７０と一体に形成されているが、ボス部４０内には押圧体９０は配置されていない。ボス部４０の両端にはゴムの如き弾性材よりなるＯリング９４及び９６が配設されており、Ｏリング９４及び９６はそれぞれスペーサ６４及び６６のフランジ部とボス部４０の端部との間に弾装されている。
よって当接部材６８及び７０はそれぞれスペーサ６４及び６６のフランジ部がＯリング９４及び９６によって互いに離れる方向へ押圧されることにより、それぞれボルト５６及び５８に対し押圧されている。尚それぞれＯリング９４、９６とスペーサ６４、６６のフランジ部との間の摩擦係数は非常に低い値に設定されている。
当接部材６８及び７０はそれぞれ第一の実施形態のスペーサ６４、６６及び当接部材６８、７０と同様に機能すると共に、Ｏリング９４及び９６と共働してボス部４０が軸線３６に沿って支持ブラケット１８に対し相対的に変位することを抑制する。またＯリング９４及び９６は、第一の軸受２０の第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間に、即ちボルト５６及び５８の先端と当接部材６８及び７０の外側の端面との間にスラスト荷重を付与する。
同様に、スペーサ７４及び７６はそれぞれ当接部材７８及び８０と一体に形成されているが、ボス部４２内には押圧体９２は配置されていない。ボス部４２の両端にはゴムの如き弾性材よりなるＯリング９８及び１００が配設されており、Ｏリング９８及び１００はそれぞれスペーサ７４及び７６のフランジ部とボス部４２の端部との間に弾装されている。
よって当接部材７８及び８０はそれぞれスペーサ７４及び７６のフランジ部がＯリング９８及び１００によって互いに離れる方向へ押圧されることにより、それぞれボルト６０及び６２に対し押圧されている。尚それぞれＯリング９８、１００とスペーサ７４、７６のフランジ部との間の摩擦係数も非常に低い値に設定されている。
当接部材７８及び８０はそれぞれ第一の実施形態のスペーサ７４、７６及び当接部材７８、８０と同様に機能すると共に、Ｏリング９８及び１００と共働してボス部４２が軸線３８に沿って支持ブラケット１８に対し相対的に変位することを抑制する。またＯリング９８及び１００は、第二の軸受２２の第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間に、即ちボルト６０及び６２の先端と当接部材７８及び８０の外側の端面との間にスラスト荷重を付与する。
尚図８と図２との比較より解る如く、この第四の実施形態の他の点は上述の第一の実施形態の場合と同様に構成されている。
従って第四の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また上述の第二及び第三の実施形態と同様に、第一のアーム部材１２や第二のアーム部材１４がそれぞれ軸線３６及び３８に沿う方向にがたつくこと及びこれに起因して摩擦力や摩擦力による抗力トルクが不自然に変動することを効果的に抑制することができる。
また第四の実施形態によれば、上述の第三の実施形態の場合と同様、当接部材６８、７０及び当接部材７８、８０はそれぞれ互いに同一の部材でよいので、上述の第二の実施形態の場合よりも構造を単純化し、コストを低減することができる。
尚アーム部材のボス部に対し相対的に各スペーサのフランジ部を互いに離れる方向へ押圧する手段は、Ｏリングに限定されるものではなく、低摩擦係数の他の弾性部材であってもよい。
第五の実施形態
図９はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第五の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
この第五の実施形態に於いては、第一のアーム部材１２のボス部４０内には円筒体１０２が配置されており、円筒体１０２はその両端部の外周に配置されたＯリング１０４及び１０６を介してボス部４０に嵌合している。Ｏリング１０４及び１０６はゴムの如き弾性材にて形成されており、Ｏリング１０４、１０６とボス部４０及び円筒体１０２との間の摩擦係数は高い値に設定されている。
円筒体１０２の両端部の内周には円筒状のブッシュ１０８及び１１０が圧入式に嵌合しており、ブッシュ１０８及び１１０は樹脂の如き弾性変形可能な材料にて形成されている。ボルト５６及び５８の先端部は円柱状をなし、それぞれブッシュ１０８及び１１０に実質的に密に嵌合している。ボルト５６、５８の円柱状の先端部及びブッシュ１０８、１１０は、円筒体１０２、ボス部４０等と同様に軸線３６に整合している。
従ってボルト５６、５８及びブッシュ１０８、１１０は円筒体１０２等と共働してボス部４０を軸線３６の周りに回転可能に支持している。またボルト５６、５８及びブッシュ１０８、１１０は軸線３６に近接した位置に第一の軸受２０の第一の摩擦接触部を形成し、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には、第二の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間と同様に、主としてラジアル荷重が作用する。
同様に、第二のアーム部材１４のボス部４２内には円筒体１１２が配置されており、円筒体１１２はその両端部の外周に配置されたＯリング１１４及び１１６を介してボス部４２に嵌合している。Ｏリング１１４及び１１６はゴムの如き弾性材にて形成されており、Ｏリング１１４、１１６とボス部４２及び円筒体１１２との間の摩擦係数は高い値に設定されている。
円筒体１１２の両端部の内周には円筒状のブッシュ１１８及び１２０が圧入式に嵌合しており、ブッシュ１１８及び１２０は樹脂の如き弾性変形可能な材料にて形成されている。ボルト６０及び６２の先端部は円柱状をなし、それぞれブッシュ１１８及び１２０に実質的に密に嵌合している。ボルト６０、６２の円柱状の先端部及びブッシュ１１８、１２０は、円筒体１１２、ボス部４２等と同様に軸線３８に整合している。
従ってボルト６０、６２及びブッシュ１１８、１２０は円筒体１１２等と共働してボス部４２を軸線３８の周りに回転可能に支持している。またボルト６０、６２及びブッシュ１１８、１２０は軸線３８に近接した位置に第二の軸受２２の第一の摩擦接触部を形成し、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には、第二の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間と同様に、主としてラジアル荷重が作用する。
尚図９と図２との比較より解る如く、この第五の実施形態の他の点は上述の第一の実施形態の場合と同様に構成されている。
第一のアーム部材１２がペダル部１２Ａにて踏力Ｆｉｎを受けると、第一のアーム部材１２は軸線３６の周りに枢動し、第二のアーム部材１４は軸線３８の周りに枢動する。そしてボス部４０は円筒体１０２及びスペーサ６４、６６と共に軸線３６の周りに回転し、ボス部４２は円筒体１１２及びスペーサ７４、７６と共に軸線３８の周りに回転する。
また第一のアーム部材１２がペダル部１２Ａにて踏力Ｆｉｎを受けると、第一の軸受２０及び第二の軸受２２の何れに於いても、ラジアル荷重が漸次増大する。ラジアル荷重が増大すると、第一の摩擦接触部に於ける摩擦力はその初期値より踏力Ｆｉｎの増大に伴って漸次増大する。この場合ラジアル荷重が増大し始めるときのボルトの先端部とブッシュとの間の面圧は低いので、第一の摩擦接触部に於ける摩擦力の初期値は上述の第一乃至第五の実施形態の場合よりも小さい。
またラジアル荷重が増大すると、第一の軸受２０のＯリング１０４、１０６及び第二の軸受２２のＯリング１１４、１１６が弾性変形する。その結果踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓよりも大きい領域に於いては、第一の軸受２０及び第二の軸受２２の第二の摩擦接触部の軸受支持板のボス部とスペーサとが接触する。また第二の摩擦接触部の軸受支持板のボス部とスペーサとが接触すると、ラジアル荷重の増大に伴う第一の摩擦接触部のボルトの先端部とブッシュとの間の面圧の増大率は低下する。
従ってラジアル荷重の増大に伴う第一の摩擦接触部に於ける摩擦力の増大率は、踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓよりも大きい領域に於いては踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓ以下の領域に於けるよりも低下する。また第二の摩擦接触部に於ける摩擦力は踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓ以下の領域に於いては０である。これに対し踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓよりも大きい領域に於いては、第一の摩擦接触部の摩擦力による第二の摩擦接触部に於ける摩擦力は踏力Ｆｉｎの増大に伴って第一の摩擦接触部に於ける摩擦力よりも急峻に漸次増大する。
従って図１０に示されている如く、第一の摩擦接触部の摩擦力による抗力トルクＴｄｒａｇ１はその初期値Ｔｄｒａｇ１０より駆動トルクＴｐの増大に伴って漸次増大する。この場合第一の摩擦接触部に於ける摩擦力の初期値は上述の第一乃至第五の実施形態の場合よりも小さいが、軸線３６、３８と第一の摩擦接触部との間の径方向の距離は上述の第一乃至第五の実施形態の場合よりも大きい。よって初期値Ｔｄｒａｇ１０は上述の第一乃至第五の実施形態の場合と同程度である。また駆動トルクＴｐの増大に伴う抗力トルクＴｄｒａｇ１の増大率は、駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓよりも大きい領域に於いては駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓ以下の領域に於けるよりも低下する。
これに対し第二の摩擦接触部の摩擦力による抗力トルクＴｄｒａｇ２は駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓ以下の領域に於いては０である。そして駆動トルクＴｐが基準値Ｔｐｓよりも大きい領域に於いては、抗力トルクＴｄｒａｇ２は駆動トルクＴｐの増大に伴って抗力トルクＴｄｒａｇ１よりも急峻に増大する。
従って第五の実施形態に於いて、踏力Ｆｉｎが０より増大された後０に低減される際の踏力Ｆｉｎとオペレーションロッド３２の軸力Ｆｏｐとの関係は図１１に於いて実線にて示されている如き関係になる。尚図１１に於いて、二点鎖線Ａ、Ｂ及び破線Ｃは図５の場合と同様である。
第五の実施形態によれば、図１１より解る如く、第一の実施形態の場合と同様、踏力Ｆｉｎが基準値Ｆｉｎｓ以下の領域に於いては軸力Ｆｏｐの変化を示す線を二点鎖線Ｂに近づけつつ、踏力Ｆｉｎが基準値Ｆｉｎｓよりも高い領域に於いて軸力Ｆｏｐの変化を示す線を二点鎖線Ｂより離すことができる。
よって制動開始時の踏力Ｆｉｎが低い領域に於いては抗力を低減してペダルアームの動き易さを確保することができ、また踏力Ｆｉｎが高い領域に於いてはヒステリシス幅を大きくし、軸受の摩擦力によってペダルアームの不要な枢動を効果的に阻止し、制動力を安定的に維持することができる。
また第五の実施形態によれば、第一の実施形態の場合と同様、踏力Ｆｉｎが基準値Ｆｉｎｓよりも高い領域に於いては、軸力Ｆｏｐの変化を示す線が二点鎖線Ｂより離れる度合は踏力Ｆｉｎが増大するにつれて漸次増大する。よって踏力Ｆｉｎが高くなるほど運転者がペダル部１２Ａにて受ける反力を高くし、これにより良好な制動操作感を確保することができる。
特に第五の実施形態によれば、軸線３６、３８と第一の摩擦接触部との間の径方向の距離を小さくすることにより、制動開始時の第一の摩擦接触部の摩擦力による抗力トルクＴｄｒａｇ１、即ち初期値Ｔｄｒａｇ１０を上述の第一乃至第五の実施形態の場合よりも低くすることができる。よって制動開始時に於けるペダルアームの動き易さを上述の第一乃至第五の実施形態の場合よりも高くすることができる。
第六の実施形態
図１２はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第六の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
この第六の実施形態に於いては、ボルト５６及び５８の先端部は第五の実施形態の場合と同様に円柱状をなしているが、円筒体１０２、Ｏリング１０４及び１０６、ブッシュ１０８、１１０は設けられていない。ボルト５６及び５８の先端部にはそれぞれ円筒体１２２及び１２４が実質的に密に嵌合している。円筒体１２２及び１２４はそれぞれスペーサ６４及び６６と一体に形成されている。尚少なくとも円筒体とスペーサとを一体に接続する部分は弾性変形可能な材料にて形成されている。
同様に、ボルト６０及び６２の先端部も第五の実施形態の場合と同様に円柱状をなしているが、円筒体１１２、Ｏリング１１４及び１１６、ブッシュ１１８、１２０は設けられていない。ボルト６０及び６２の先端部にはそれぞれ円筒体１２６及び１２８が実質的に密に嵌合している。円筒体１２６及び１２８はそれぞれスペーサ７４及び７６と一体に形成されている。尚少なくとも円筒体とスペーサとを一体に接続する部分は弾性変形可能な材料にて形成されている。
尚図１２と図９との比較より解る如く、この第六の実施形態の他の点は上述の第一及び第五の実施形態の場合と同様に構成されている。
従って第六の実施形態によれば、上述の第五の実施形態と同様の作用効果を得ることができることに加えて、第五の実施形態の場合に比して部品点数及びコストを低減することができる。また円筒体とスペーサとが一体であるので、上述の第五の実施形態の場合に比してブレーキ装置１０の組み立てを容易に且つ能率よく行うことができる。
第七の実施形態
図１３はブレーキペダル装置に適用され第三の実施形態の修正例として構成された本発明による枢動アーム型操作装置の第七の実施形態の第一及び第二の軸受を示す拡大断面図である。
この第七の実施形態に於いては、上述の第三の実施形態の場合と同様、スペーサ６４及び６６はそれぞれ当接部材６８及び７０と一体に形成されている。またボス部４０内には両端が切頭円錐形をなすゴムの如き弾性材よりなる押圧体９０が圧入式に弾装されており、当接部材６８及び７０は押圧体９０により軸線３６に沿ってそれぞれボルト５６及び５８に対し押圧されている。
同様に、スペーサ７４及び７６はそれぞれ当接部材７８及び８０と一体に形成されている。またボス部４２内には両端が切頭円錐形をなすゴムの如き弾性材よりなる押圧体９２が圧入式に弾装されており、当接部材７８及び８０は押圧体９２により軸線３８に沿ってそれぞれボルト６０及び６２に対し押圧されている。
第一の軸受用の円筒形のボス部４８及び５０は軸線３６に沿って互いに離れる方向へ突出し、第二の軸受用の円筒形のボス部５２及び５４は軸線３８に沿って互いに離れる方向へ突出している。支持ブラケット１８の支持部１８Ｂ、１８Ｃもそれぞれ第一の軸受用の円筒形のボス部１３０Ｂ及び１３０Ｃと、第二の軸受用の円筒形のボス部１３２Ｂ及び１３２Ｃとを有している。
ボス部１３０Ｂ及び１３０Ｃはそれぞれボス部４８及び５０の外側にてこれらに嵌合し、ボス部１３２Ｂ及び１３２Ｃはそれぞれボス部５２及び５４の外側にてこれらに嵌合している。ボルト５６及び５８のヘッド部はそれぞれボス部１３０Ｂ及び１３０Ｃの先端に当接し、ボルト６０及び６２のヘッド部はそれぞれボス部１３２Ｂ及び１３２Ｃの先端に当接している。
またボルト５６及び５８の先端部はねじを有しない円柱状をなし、それぞれ当接部材６８及び７０の円筒部に嵌合している。ボルト５６及び５８の先端部はそれぞれ当接部材６８及び７０の円筒部の内径よりも小さい外径を有している。同様にボルト６０及び６２の先端部はねじを有しない円柱状をなし、それぞれ当接部材７８及び８０の円筒部に嵌合している。ボルト６０及び６２の先端部はそれぞれ当接部材７８及び８０の円筒部の内径よりも小さい外径を有している。
よってこの第七の実施形態においては、第一の軸受２０に於ける第二の摩擦接触部は、ボルト５６及び５８の先端部と当接部材６８及び７０の円筒部とにより形成される。同様に第二の軸受２２に於ける第二の摩擦接触部は、ボルト６０及び６２の先端部と当接部材７８及び８０の円筒部とにより形成される。
尚図１３と図７との比較より解る如く、この第七の実施形態の他の点は上述の第一及び第三の実施形態の場合と同様に構成されている。
従って第七の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができることに加えて、上述の第三の実施形態と同様の作用効果が得られる。また支持部１８Ｂ、１８Ｃのボス部と軸受支持板４４及び４６のボス部とが互いに嵌合するので、他の実施形態の場合に比して支持部１８Ｂ、１８Ｃに対する軸受支持板４４及び４６の位置決めを容易に行うことができる。
第八の実施形態
図１４はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第八の実施形態のクレビス連結部を示す拡大断面図である。
図１４に於いて、符号１４及び２８はそれぞれ第二のアーム及びクレビスを示し、符号３２はオペレーションロッドを示している。クレビス２８はＵ形をなし、互いに平行に隔置された一対の支持部２８Ａ及び２８Ｂとこれらを一体に接続する接続部２８Ｃとを有している。接続部２８Ｃにはオペレーションロッド３２の一端がねじ込まれ、ロックナット１３４により接続部２８Ｃに固定されている。オペレーションロッド３２の軸線３２Ａは第二のアーム１４の中心平面ＰＢに整合している。
第二のアーム１４の端部には中心平面ＰＢに垂直に延在するボス部１３６が一体に設けられている。ボス部１３６は一対の支持部２８Ａ及び２８Ｂより隔置された状態にてそれらの間に配置され、軸線１３８に整合している。ボス部１３６にはカップ形をなす一対の当接部材１４０及び１４２が配置されており、当接部材１４０及び１４２は底壁と一端にて底壁に接続された円筒部と該円筒部の他端と一体をなすフランジ部とを有している。当接部材１４０及び１４２の少なくとも底壁は樹脂の如き弾性変形可能な材料にて形成されている。
当接部材１４０及び１４２の円筒部はボス部１３６に密に嵌合しており、フランジ部はクレビス２８の支持部２８Ａ、２８Ｂ及びボス部１３６の端面より隔置されている。支持部２８Ａ及び２８Ｂには軸線１３８に整合してボルト１４４及び１４６がねじ込まれており、先端部にてそれぞれ当接部材１４０及び１４２の円筒部に嵌入している。ボルト１４４及び１４６の先端部の外径はそれぞれ当接部材１４０及び１４２の円筒部の内径よりも大きい値に設定されている。
当接部材１４０及び１４２の底壁は第二のアーム１４の中心平面ＰＢの両側にて中心平面ＰＢより等距離の位置に位置し、中央部に軸線１３８に整合する球面部を有している。ボルト１４４及び１４６の先端部の端面も軸線１３８に整合する球面部を有している。当接部材１４０及び１４２の底壁の球面部の半径はボルト１４４及び１４６の端面の球面部の半径よりも小さい値に設定されている。
当接部材１４０及び１４２の底壁の間には軸線１３８に整合して球面部の周りに環状に延在する押圧リング１４８が弾装されている。押圧リング１４８はゴムの如き弾性材にて形成され、これにより当接部材１４０及び１４２をそれぞれボルト１４４及び１４６に対し押圧している。従って当接部材１４０及び１４２の底壁の球面部及びボルト１４４及び１４６の端面の球面部は軸線１３８上の位置及びその周囲の領域に於いて互いに当接しており、ボルト１４４及び１４６は上述の第一乃至第七の実施形態に於ける枢軸２６として機能する。
図には示されていないが、第一のアーム部材１２がペダル部１２Ａにて踏力Ｆｉｎを受けると、第二のアーム１４はクレビス２８の支持部２８Ａ及び２８Ｂに対し相対的に軸線１３８の周りに枢動する。従って当接部材１４０及び１４２の底壁の球面部及びボルト１４４及び１４６の端面の球面部は、軸線１３８上及びその近傍に第一の摩擦接触部を形成しており、第一の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には主としてスラスト荷重が作用する。
また第二のアーム部材１４が軸線１３８の周りに枢動すると、当接部材１４０及び１４２の円筒部はボス部１３６に対し相対的に回転することなくボルト１４４及び１４６に対し相対的に回転する。また軸線１３８に対し垂直な方向へボス部１３６を付勢する荷重が作用し、当接部材１４０及び１４２の底壁の球面部が弾性変形することにより、ボス部１３６がボルト１４４及び１４６に対し相対的に変位すると、当接部材１４０及び１４２の円筒部の内面がボルト１４４及び１４６の先端部の外面に接触する。従って当接部材１４０、１４２の円筒部及びボルト１４４、１４６の先端部は軸線１３８より離れた位置に第二の摩擦接触部を形成し、第二の摩擦接触部の二つの摩擦接触面の間には主としてラジアル荷重が作用する。
尚図には示されていないが、この第八の実施形態の第一及び第二の軸受は上述の第一乃至第七の実施形態の何れかの場合と同様に構成されていてもよいが、高いラジアル荷重が作用しても高い摩擦力を発生しない単純なラジアル軸受であることが好ましい。
以上の説明より解る如く、この第八の実施形態の第一及び第二の摩擦接触部はそれぞれ上述の第一乃至第四の何れかの実施形態の第一の軸受２０及び第二の軸受２２の第一及び第二の摩擦接触部と同様に機能する。従って第八の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また第八の実施形態によれば、第一及び第二の軸受の構造を単純化することができるので、上述の第一乃至第七の実施形態の場合に比してブレーキ装置１０のコストを低減することができる。
第九の実施形態
図１５はブレーキペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第九の実施形態を示す概略構成図である。
この第九の実施形態に於いては、ブレーキペダル装置１０は一つのペダルアーム１５０を有する一般的なペダル形式のものである。ペダルアーム１５０は一端にボス部１５２を有し、ボス部１５２に挿通された枢軸１５４により軸線１５６の周りに枢動可能に支持されている。枢軸１５４の両端は支持ブラケット１８の互いに平行に隔置された一対の支持部１８Ｄにより支持されている。
ペダルアーム１５０の他端には運転者による踏力を受けるペダル部１５０Ａが設けられている。枢軸１５４とペダル部１５０Ａとの間のペダルアーム１５０の中間部には、枢軸１５８によりクレビス１６０の一端が枢着されている。クレビス１６０の他端には図には示されていないマスタシリンダ装置のオペレーションロッド１６２が連結されている。ボス部１５２と枢軸１５４との間及び枢軸１５８とクレビス１６０との間の摩擦係数は潤滑剤の適用等により非常に低い値に設定されている。
尚ペダルアーム１５０は、マスタシリンダ装置のブースタに内蔵される図に示されていない復帰ばねの復帰付勢力Ｆｒｔｎにより、初期位置、即ちペダル部１５０Ａに踏力Ｆｉｎが作用していないときの位置に付勢されている。
図示の如く、ボス部１５２は軸線１５６に垂直な方向へ偏心する円形の外形を有する偏心カム１６４を郭定している。支持ブラケット１８には弾性付勢部材としての板ばね１６６の一端が固定されており、板ばね１６６の他端には摩擦材１６８が固定されている。摩擦材１６８は偏心カム１６４に当接し、板ばね１６６の付勢力により偏心カム１６４に対し押圧されている。従って摩擦材１６８及び偏心カム１６４は互いに共働して摩擦接触部Ｐを形成しており、摩擦材１６８に対し偏心カム１６４が相対的に回転することにより摩擦力を発生する。
摩擦接触部Ｐと軸線１５６との間の径方向の距離をＬとすると、偏心カム１６４の外形はペダルアーム１５０がその初期位置、即ちペダル部１５０Ａに与えられる踏力が０であるときに距離Ｌが最も小さくなるよう設定されている。従って距離Ｌはペダル部１５０Ａに与えられる踏力Ｆｉｎが増大しペダルアーム１５０が軸線１５４の周りに枢動するにつれて漸次増大する。
また板ばね１６６が摩擦材１６８を偏心カム１６４に対し付勢する荷重は偏心カム１６４による板ばね１６６の弾性変形量に比例する。また板ばね１６６の弾性変形量は距離Ｌに比例する。従って偏心カム１６４と摩擦材１６８との間に作用する押圧荷重も、ペダルアーム１５０が軸線１５４の周りに枢動するにつれて漸次増大する。
ペダルアーム１５０が踏み込み操作され、軸線１５６の周りに枢動される際には、摩擦材１６８及び偏心カム１６４の摩擦接触による摩擦力と距離Ｌとの積に相当する抗力トルクＴｄｒａｇがペダルアーム１５０に作用する。よって抗力トルクＴｄｒａｇはペダルアーム１５０がその初期位置にあるときに最も小さく、ペダルアーム１５０が軸線１５６の周りに枢動するにつれて距離Ｌの二乗に比例して漸次増大する。
従って第九の実施形態に於いては、踏力Ｆｉｎと抗力トルクＴｄｒａｇとの関係は図１６に示されている如き関係になり、よって踏力Ｆｉｎとオペレーションロッド１６２の軸力Ｆｏｐとの関係は図１７に示されている如き関係になる。
従ってこの第九の実施形態によれば、枢動アーム型操作装置が一般的なペダル形式のブレーキペダル装置である場合にも、上述の第一乃至第八の実施形態と同様に、ペダルアームの枢動変位量に応じて変化する復帰はねの復帰付勢力とは独立に、ペダルアームに対する踏力に応じて摩擦力による抗力を変化させることができる。
また第九の実施形態によれば、上述の第一乃至第八の実施形態と同様に、制動開始時の踏力Ｆｉｎが低い領域に於いては抗力を低減してペダルアームの動き易さを確保することができる。また踏力Ｆｉｎが高い領域に於いてはヒステリシス幅を大きくし、軸受の摩擦力によってペダルアームの不要な枢動を効果的に阻止し、制動力を安定的に維持することができる。
特にこの第九の実施形態によれば、偏心カム１６４の外形の設定により容易に所望の特性を達成することができ、また上述の第一乃至第八の実施形態の場合に比して、ブレーキペダル装置の構造を簡略化し、コストを大幅に低減することができる。
また例えばボス部１５２に偏心カム１６４が設けられず、軸線１５６に整合する円筒状のボス部１５２に摩擦材１６８が当接し、ボス部１５２と摩擦材１６８との間の摩擦係数がペダルアーム１５０の枢動量の増大につれて高くなるよう構成される場合に比して、所望の特性を容易に且つ確実に達成することができる。
第十の実施形態
図１８はクラッチペダル装置に適用された本発明による枢動アーム型操作装置の第十の実施形態を示す概略構成図である。
図１８に於いて、符号１７０はクラッチペダル装置を全体的に示しており、クラッチペダル装置１７０は第九の実施形態のブレーキペダル装置１０と同様に構成されている。即ちクラッチペダル装置１７０は一つのペダルアーム１８０を有する一般的なペダル形式のものである。ペダルアーム１８０は一端にボス部１８２を有し、ボス部１８２に挿通された枢軸１８４により軸線１８６の周りに枢動可能に支持されている。枢軸１８４の両端は支持ブラケット１８の互いに平行に隔置された一対の支持部１８Ｄにより支持されている。
ペダルアーム１８０の他端には運転者による踏力を受けるペダル部１８０Ａが設けられている。枢軸１８４とペダル部１８０Ａとの間のペダルアーム１８０の中間部には、枢軸１８８によりクレビス１９０の一端が枢着されている。クレビス１９０の他端には図には示されていないクラッチ装置のプッシュロッド１９２が連結されている。ボス部１８２と枢軸１８４との間及び枢軸１８８とクレビス１９０との間の摩擦係数は潤滑剤の適用等により非常に低い値に設定されている。
尚ペダルアーム１８０は、クラッチ装置に内蔵される図には示されていない復帰ばねの復帰付勢力Ｆｒｔｎにより、初期位置、即ちペダル部１８０Ａに踏力Ｆｉｎが作用していないときの位置に付勢されている。
図示の如く、ボス部１８２は軸線１８６に垂直な方向へ偏心する円形の外形を有する偏心カム１９４を郭定している。支持ブラケット１８には弾性付勢部材としての板ばね１９６の一端が固定されており、板ばね１９６の他端には摩擦材１９８が固定されている。摩擦材１９８は偏心カム１９４に当接し、板ばね１９６の付勢力により偏心カム１９４に対し押圧されている。従って摩擦材１９８及び偏心カム１９４は互いに共働して摩擦接触部Ｐを形成しており、摩擦材１９８に対し偏心カム１９４が相対的に回転することにより摩擦力を発生する。
摩擦接触部Ｐと軸線１８６との間の径方向の距離をＬとすると、偏心カム１９４の外形はペダルアーム１８０がその初期位置、即ちペダル部１８０Ａに与えられる踏力が０であるときに距離Ｌが最も大きくなるよう設定されている。従って距離Ｌはペダル部１８０Ａに与えられる踏力Ｆｉｎが増大しペダルアーム１８０が軸線１８４の周りに枢動するにつれて漸次減少する。
また板ばね１９６が摩擦材１９８を偏心カム１９４に対し付勢する荷重は偏心カム１９４による板ばね１９６の弾性変形量に比例する。また板ばね１９６の弾性変形量は距離Ｌに比例する。従って偏心カム１９４と摩擦材１９８との間に作用する押圧荷重も、ペダルアーム１８０が軸線１８４の周りに枢動するにつれて漸次増大する。
ペダルアーム１８０が踏み込み操作され、軸線１８６の周りに枢動される際には、摩擦材１９８及び偏心カム１９４の摩擦接触による摩擦力と距離Ｌとの積に相当する抗力トルクＴｄｒａｇがペダルアーム１８０に作用する。よって抗力トルクＴｄｒａｇはペダルアーム１８０がその初期位置にあるときに最も大きく、ペダルアーム１８０が軸線１８６の周りに枢動するにつれて距離Ｌの二乗に比例して漸次減少する。
従って第十の実施形態に於いては、踏力Ｆｉｎと抗力トルクＴｄｒａｇとの関係は図１９に示されている如き関係になり、よって踏力Ｆｉｎと摩擦力による抗力Ｆｒｅｆとの関係は図２０に示されている如き関係になる。尚運転者がペダル部１８０Ａに於いて感じる反力は摩擦力による抗力Ｆｒｅｆと図２０に於いて記号Ｂにて示された復帰はねの反力Ｆｒｅｓとの和に比例する。
従ってこの第十の実施形態によれば、枢動アーム型操作装置が一般的なペダル形式のクラッチペダル装置である場合にも、上述の第一乃至第九の実施形態と同様に、ペダルアームの枢動変位量に応じて変化する復帰はねの復帰付勢力とは独立に、ペダルアームに対する踏力に応じて摩擦力による抗力を変化させることができる。
また第十の実施形態によれば、上述の第一乃至第九の実施形態とは逆に、クラッチ操作開始時の踏力Ｆｉｎが低い領域に於いては摩擦力による抗力を高くしてペダルアームの不用意な動きを抑制することができる。また踏力Ｆｉｎが高い領域に於いては摩擦力による抗力を低くすることによってペダルアームの動き易さを向上させ、これによりクラッチ操作を容易に行うことができる。
特にこの第十の実施形態によれば、上述の第九の実施形態の場合と同様に偏心カム１９４の外形の設定により容易に所望の特性を達成することができる。
また例えばボス部１８２に偏心カム１９４が設けられず、軸線１８６に整合する円筒状のボス部１８２に摩擦材１９８が当接し、ボス部１８２と摩擦材１９８との間の摩擦係数がペダルアーム１８０の枢動量の増大につれて低くなるよう構成される場合に比して、所望の特性を容易に且つ確実に達成することができる。
尚第九及び第十の実施形態に於いて、ボス部１８２と摩擦材１９８との間の摩擦係数はペダルアーム１８０の全ストローク域に亘り一定でなくてもよく、例えばペダルアーム１８０の枢動量に応じてボス部１８２と摩擦材１９８との間の摩擦係数が変化するよう、偏心カム１６４、１９４の外面の表面粗さが設定されてもよい。
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態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形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば上述の第一乃至第八の実施形態に於いては、第一の軸受２０及び第二の軸受２２の踏力Ｆｉｎついての「ある値Ｆｉｎｓ」は同一である。しかし二つの軸受の「ある値Ｆｉｎｓ」は互いに異なる値Ｆｉｎｓ１、Ｆｉｎｓ２であってもよい。その場合にはペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係は、例えば第一の実施形態については図２１に示された関係になる。
また上述の第一乃至第八の実施形態に於いては、踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓ以下であるときには、第二の摩擦接触部を構成する二つの部材は径方向に互いに離間している。しかし第一の軸受２０及び第二の軸受２２の少なくとも一方に於いて、二つの部材は踏力Ｆｉｎがある値Ｆｉｎｓ以下であるときにも互いに当接していてもよい。
その場合には例えば第一の実施形態の修正例として図２２に示されている如く、第二の摩擦接触部を構成する一方の部材であるスペーサ７４の如きスペーサが低剛性の層（７４Ａ）と高剛性の層（７４Ｂ）とを有するよう形成されてよい。そして低剛性の層の径方向の剛性は第一の摩擦接触部の径方向の剛性よりも低い値に設定され、高剛性の層の剛性は第一の摩擦接触部の径方向の剛性よりも高い値に設定される。
この構成によれば、軸受にラジアル荷重が作用すると、まず低剛性の層が第一の摩擦接触部よりも優先的に径方向に弾性変形し、ラジアル荷重が更に増大すると、低剛性の層の弾性変形量の増加率が低下すると共に高剛性の層の弾性変形量の増加率が増加する。これによりラジアル荷重の増大につれてスペーサ全体としての剛性が漸次増大する。
よって第一の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重に対する第二の摩擦接触部へ伝達されるラジアル荷重の比をラジアル荷重の分担比Ｒｒとすると、ラジアル荷重の分担比Ｒｒは踏力Ｆｉｎが小さいときには１以下であり、踏力Ｆｉｎが大きいときには１よりも大きくなる。
従ってアーム部材に与えられる駆動トルクＴｐとアーム部材に作用する抗力トルクＴｄｒａｇとの間の関係は例えば図２３に示された関係になり、ペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係は例えば図２４に示された関係になる。
また上述の各実施形態に於いては、アーム部材を初期位置、即ち踏力Ｆｉｎが０のときの位置へ付勢する復帰ばねのばね定数は一定であるが、本発明の枢動アーム型操作装置は、アーム部材の枢動量が大きいときには枢動量が小さいときに比して復帰ばねのばね定数が高い値になるよう、復帰ばねがプログレッシブなばね定数を有する操作装置に適用されてもよい。
例えば復帰ばねのばね定数がアーム部材の枢動量に応じて２段階に変化する場合には、ペダル部に与えられる踏力Ｆｉｎとオペレーションロッドの軸力Ｆｏｐとの間の関係は例えば図２５に示された関係になる。
また上述の第一乃至第八の実施形態に於いては、ブレーキペダル装置１０はペダルアームとしての第一のアーム部材１２と補助アームとしての第二のアーム部材１４と中間リンク１６とを有するリンクペダルである。しかし本発明の枢動アーム型操作装置は補助アームや中間リンクが設けられずペダルアームが一つの軸受により枢支された一般的なペダル形式の操作装置に適用されてもよい。その場合にはペダルアームを枢支する軸受に上述の各実施形態の第一の軸受２０又は第二の軸受２２の構造が適用される。
また上述の第一乃至第四の実施形態に於いては、第二の摩擦接触部を構成するボルト及び当接部材は球面状をなす部分にて互いに当接している。しかし第二の摩擦接触部を構成する二つの部材が、互いに他に対しスラスト荷重を作用させつつアーム部材を軸線の周りに回転可能に支持し、ラジアル荷重を受けると二つの部材の間にラジアル荷重をも伝達することができる限り、球面状以外の形状が採用されてもよい。例えば二つの部材の互いに当接する部分は、球面と切頭円錐面の関係や切頭円錐面と切頭円錐面の関係をなしていてもよい。
また上述の第五及び第六の実施形態に於いては、第一の実施形態等と同様に第一の軸受２０及び第二の軸受２２の一対のボルトは互いに独立しているが、ボルト５６と５８及びボルト６０と６２は知問えば先端にて互いに螺合することにより一体的に連結されてもよい。
また上述の第九及び第十の実施形態に於いては、偏心カム１６４、１９４のカム面は軸線１５６、１８６に垂直な方向へ偏心した円であるが、偏心カムの回転によって軸線と摩擦接触部Ｐとの間の径方向の距離を変化させることができる限り、カム面は楕円、ハート形の如き任意の形状であってよい。
また上述の第九及び第十の実施形態に於いては、摩擦材１６８、１９８をそれぞれ偏心カム１６４、１９４のカム面に対し押圧する弾性付勢部材は板ばね１６６、１９６である。しかし軸線と摩擦接触部Ｐとの間の径方向の距離の変化に伴って弾性変形量及び弾性付勢力を変化せるものである限り、弾性付勢部材はコイルばね、ゴム状弾性体、トーションばねの如き任意の弾性材よりなる付勢手段であってよい。

Claims (10)

1. 操作されることにより軸線の周りに枢動するアーム部材を有する枢動アーム型操作装置に於いて、前記アーム部材の枢動に伴って摩擦力を発生する摩擦接触部を有し、前記摩擦力により前記軸線の周りに前記アーム部材に抗力トルクが与えられ、前記アーム部材に対する操作量が小さい第一の領域に於ける前記抗力トルクは前記アーム部材に対する操作量が前記第一の領域よりも大きい第二の領域に於ける前記抗力トルクよりも小さく、前記アーム部材の操作量の変化量に対する前記抗力トルクの変化量の比は、前記第一の領域に於けるよりも前記第二の領域に於いて大きく、前記摩擦接触部は第一及び第二の少なくとも二つの摩擦接触部を含み、前記軸線と前記第二の摩擦接触部との間の径方向の距離は前記軸線と前記第一の摩擦接触部との間の径方向の距離よりも大きく、前記第二の摩擦接触部を構成する二つの部材は、前記アーム部材に対する操作量が前記第一の領域にあるときには互いに離間し、前記アーム部材に対する操作量が前記第二の領域にあるときには互いに当接することを特徴とする枢動アーム型操作装置。
2. 前記摩擦接触部を構成する二つの部材の間の摩擦係数及び前記摩擦接触部を構成する二つの部材の間に作用する押圧荷重の少なくとも一方を前記第一の領域と前記第二の領域とに於いて異ならせることを特徴とする請求項１に記載の枢動アーム型操作装置。
3. 前記枢動アーム型操作装置は前記アーム部材が受ける操作力の一部をラジアル荷重として前記第二の摩擦接触部へ伝達する操作力伝達手段を有し、前記ラジアル荷重により前記第二の摩擦接触部の前記二つの部材が互いに他に対し押圧されることを特徴とする請求項１に記載の枢動アーム型操作装置。
4. 前記第一の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重は前記軸線に沿って作用するスラスト荷重であり、前記第二の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重は前記ラジアル荷重であることを特徴とする請求項３に記載の枢動アーム型操作装置。
5. 前記枢動アーム型操作装置は前記アーム部材が受ける操作力の一部をラジアル荷重として前記第一及び第二の摩擦接触部へ伝達する操作力伝達手段を有し、前記第一の摩擦接触部へ伝達される前記ラジアル荷重に対する前記第二の摩擦接触部へ伝達される前記ラジアル荷重の比をラジアル荷重の分担比として、前記アーム部材に対する操作量が前記第二の領域にあるときに於ける前記ラジアル荷重の分担比は前記アーム部材に対する操作量が前記第一の領域にあるときに於ける前記ラジアル荷重の分担比よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の枢動アーム型操作装置。
6. 前記第一の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重及び前記第二の摩擦接触部を構成する二つの部材間に作用する主たる荷重は前記ラジアル荷重であることを特徴とする請求項５に記載の枢動アーム型操作装置。
7. 前記枢動アーム型操作装置はブレーキ力を調節するためのブレーキペダル装置であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の枢動アーム型操作装置。
8. 前記枢動アーム型操作装置は前記軸線に沿う方向への前記アーム部材の変位を抑制する変位抑制手段を有していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載の枢動アーム型操作装置。
9. 前記アーム部材は復帰付勢力により初期位置へ付勢されており、前記枢動アーム型操作装置は、前記復帰付勢力により前記軸線の周りに前記アーム部材に与えられる反力トルクとは独立に、前記抗力トルクを前記アーム部材に対する操作量に応じて変化させる抗力トルク可変機構を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一つに記載の枢動アーム型操作装置。
10. 前記抗力トルク可変機構は前記摩擦接触部を構成する二つの部材の間の摩擦係数、前記摩擦接触部を構成する二つの部材の間に作用する押圧荷重、前記軸線と前記摩擦接触部との間の径方向の距離の少なくとも一つを前記アーム部材に対する操作量に応じて変化させることを特徴とする請求項９に記載の枢動アーム型操作装置。

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