專利名稱：機(jī)動(dòng)車用踏板組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種踏板，更具體地說(shuō)涉及一種機(jī)動(dòng)車用踏板組件。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出這樣的踏板組件，其通過(guò)使用轉(zhuǎn)動(dòng)角傳感器或類似裝置來(lái)電力探測(cè)踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)位移量。取決于探測(cè)到的、加速踏板偏離休止位置的位移量，加速踏板組件例如來(lái)控制節(jié)流開口。美國(guó)專利No.5,529,296(日本專利NO.3185498)、美國(guó)專利No.6,745,642(國(guó)際專利申請(qǐng)NO.01/019638)和歐洲專利No.0748713也都公開了這樣一種踏板組件。
這些踏板組件會(huì)在踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)位移和由駕駛者所施加的輸入力之間產(chǎn)生滯后特性。更具體而言，在滑動(dòng)部件上以取決于踏板位移的量推動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件。運(yùn)動(dòng)部件在滑動(dòng)部件上的推動(dòng)力隨著加速踏板位移的增加而增加。因此，在運(yùn)動(dòng)部件和滑動(dòng)部件之間的摩擦力隨著加速踏板的位移增加而增加。
然而，對(duì)于美國(guó)專利No.5,529,296的裝置，隨著運(yùn)動(dòng)部件在加速踏板的旋轉(zhuǎn)軸線方向上移動(dòng)，摩擦力增加或減少。因此，踏板組件的尺寸需要在旋轉(zhuǎn)軸線方向上增加。
此外，美國(guó)專利No.6,745,642和歐洲專利No.0748713中的裝置包括相對(duì)于彼此滑動(dòng)的傾斜表面。因此，在傾斜表面彼此貼著滑動(dòng)的地方可能會(huì)發(fā)生局部磨損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種踏板組件，其包括齒輪，該齒輪具有帶有根端和梢端的至少一個(gè)第一齒，其中齒輪由于輸入力而轉(zhuǎn)動(dòng)。該踏板組件還包括齒條，其具有帶有根端和梢端的至少一個(gè)第二齒，其中至少一個(gè)第二齒在接觸點(diǎn)處與至少一個(gè)第一齒嚙合，從而齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得齒條在第一直線方向上直線移動(dòng)。該踏板組件還包括推壓部件，其在與第一直線方向相反的第二方向上推壓齒條。此外，該踏板組件包括滑動(dòng)部件，其中齒條沿第一和第二方向在該滑動(dòng)部件上滑動(dòng)，滑動(dòng)部件設(shè)置在與齒輪一側(cè)相反的齒條一側(cè)，以使得齒條由于至少一個(gè)第二齒與至少一個(gè)第一齒之間的嚙合而在滑動(dòng)部件上推動(dòng)。隨著齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸點(diǎn)連續(xù)地從第一齒、第二齒中的一個(gè)齒的根端朝向其梢端移動(dòng)。取決于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向，接觸點(diǎn)連續(xù)地從第一齒、第二齒中的另一個(gè)齒的梢端朝向其根端移動(dòng)。
本發(fā)明還公開了一種踏板組件，其包括齒輪，該齒輪具有至少一個(gè)第一齒，其中齒輪由于輸入力而轉(zhuǎn)動(dòng)。踏板組件還包括齒條，其具有至少一個(gè)第二齒，其中至少一個(gè)第二齒與至少一個(gè)第一齒嚙合，從而齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得齒條在第一直線方向上直線移動(dòng)。踏板組件還包括推壓部件，其在與第一直線方向相反的第二方向上向齒條施加推壓力。踏板組件還包括滑動(dòng)部件，其中齒條沿第一和第二方向在該滑動(dòng)部件上滑動(dòng)，滑動(dòng)部件設(shè)置在與齒輪一側(cè)相反的齒條一側(cè)，從而齒條由于至少一個(gè)第二齒與至少一個(gè)第一齒之間的嚙合而在滑動(dòng)部件上推動(dòng)。推壓力隨著齒條在第一方向上的直線位移量的增加而增加，且在滑動(dòng)部件和齒條之間的摩擦隨著齒條在第一方向上的直線位移量的增加而增加。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的踏板組件的示意圖。
圖2是一個(gè)示意圖，用來(lái)顯示在圖1的實(shí)施例的齒條和齒輪之間傳遞的力。
圖3是特征曲線圖，顯示加速踏板的轉(zhuǎn)動(dòng)角和由駕駛者施加到踏板上的輸入力之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
先參考圖1，顯示了踏板組件10的一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，踏板組件10是加速踏板組件10。
踏板組件10包括加速踏板12和通過(guò)臂14進(jìn)行連接的齒輪20。踏板組件10也包括齒條30。齒輪20和齒條30封裝在殼體50中。在一個(gè)實(shí)施例中，齒輪20、齒條30和殼體50由具有相對(duì)較高耐磨損性的樹脂材料制成，例如POM(polyacetal，聚縮醛)、TEFLONTM，等等。
齒輪20包括多個(gè)第一齒24。在所示的一個(gè)實(shí)施例中，選定數(shù)量的第一齒24位于齒條30附近，且第一齒24在齒輪20周邊的一部分的周圍彼此間隔開。在所示的實(shí)施例中，第一齒24被成形為漸開線齒。因此，第一齒24在根端25a處的寬度大于第一齒24在梢端25b處的寬度，且根端25a和梢端25b之間的表面向外彎曲。
齒條30包括多個(gè)第二齒32。第二齒32沿垂直于齒輪20的轉(zhuǎn)動(dòng)軸22的方向在齒條30上成直線地間隔開。在所示的實(shí)施例中，第二齒32被成形為錐形齒。換言之，在第二齒32的根端33a處的寬度大于在第二齒32的梢端33b處的寬度，且根端33a和梢端33b之間的表面為平直的。
齒輪20的第一齒24與齒條30的第二齒32相嚙合，以使得齒輪20和齒條30一起移動(dòng)。更具體地說(shuō)，當(dāng)輸入力從駕駛者施加到加速踏板12時(shí)，齒輪20的第一齒24在箭頭A、B的方向上繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸22轉(zhuǎn)動(dòng)，且齒條30在箭頭C、D所示的直線方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在所示的實(shí)施例中，齒條30沿大致垂直于齒輪20的轉(zhuǎn)動(dòng)軸22的方向上沿直線移動(dòng)。
同時(shí)，踏板組件10包括滑動(dòng)表面52，其中齒條30在沿C、D方向上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在滑動(dòng)表面52上滑動(dòng)。相對(duì)于齒條30，滑動(dòng)表面52位于和齒輪20相反的一側(cè)。在所示的實(shí)施例中，滑動(dòng)表面52被包括在殼體50上。
此外，踏板組件10包括沿D方向線性推壓齒條30的推壓部件40。換句話說(shuō)，推壓部件40向齒條30施加載荷Fs(即返回力)。在所示實(shí)施例中，推壓部件40為盤曲的擠壓彈簧40。
因此，當(dāng)輸入力F0由駕駛者施加到加速踏板12上時(shí)，齒輪20沿A方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且在齒輪20的第一齒24和齒條30的第二齒32之間的接觸點(diǎn)E處，作用力F以作用角Φ從齒輪20施加到齒條30上。如圖所示，在圖1中，作用角Φ是由作用力F和齒條30的直線移動(dòng)方向(即C方向)所限定。
作用力F包括相對(duì)于盤簧40沿齒條30的直線移動(dòng)方向(即C方向)取向的垂直分量Fv。作用力F也包括垂直于滑動(dòng)表面52方向取向的水平分量FH。當(dāng)齒條30和滑動(dòng)表面52之間的摩擦系數(shù)是μ時(shí)，摩擦力μFH沿和齒條30運(yùn)動(dòng)方向相反的方向作用在齒條30和滑動(dòng)表面52之間。
如前所述，齒輪20的第一齒24為漸開線齒，且齒條30的第二齒32為錐形齒。因此，如圖2所示，在踏板組件10的操作當(dāng)中，齒輪20的第一齒24和齒條30的第二齒32之間的接觸點(diǎn)E在同一作用線100(例如從E0到E1)上變換。因此，盡管齒輪20在轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)且接觸點(diǎn)E在移動(dòng)，作用力F以相同的角度Φ從齒輪20施加到齒條30上。同樣，盡管接觸點(diǎn)E在移動(dòng)，垂直分量Fv和水平分量FH保持在大約相等的比例。
此外，如圖2所示，取決于齒輪20的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，接觸點(diǎn)E的位置從第一齒24、第二齒32之一的根端25a或根端33a朝向其梢端25b或梢端33b變換，且從第一齒24、第二齒32中另一的梢端25b或梢端33b變換到其根端25a或根端33a。例如，當(dāng)齒輪20沿A方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接觸點(diǎn)E從第一齒24的根端25a朝向第一齒24的梢端25b變換開，且從第二齒32的梢端33b朝向第二齒32的根端33a變換開。同時(shí)，當(dāng)齒輪20沿B方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，接觸點(diǎn)E從第一齒24的梢端25b朝向第一齒24的根端25a變換開，且從第二齒32的根端33a朝向第二齒32的梢端33b變換開。因此，可減少第一齒24、第二齒32上的局部磨損。此外，因?yàn)槎鄠€(gè)第一齒24與多個(gè)第二齒32進(jìn)行嚙合，可減少第一齒24、第二齒32上的局部磨損。
此外，隨著齒輪20在A方向上轉(zhuǎn)動(dòng)且齒條30在C方向上朝向盤簧40移動(dòng)，齒條30從盤簧40所接收到的載荷Fs增加。載荷Fs的增加是由于來(lái)自駕駛者的輸入力F0的增加而引起(即用于壓下加速踏板12和克服載荷Fs在A方向上轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪20的力，或克服載荷Fs保持齒輪20所需的力)。換句話說(shuō)，F(xiàn)s隨著作用力F的增加而增加。當(dāng)作用力F如圖2所示增加時(shí)，用于朝向滑動(dòng)表面52垂直地推動(dòng)齒條30的水平分量力FH從FH0增加到FH1。因此，摩擦力μFH也會(huì)增加。
此外，即使當(dāng)齒輪20轉(zhuǎn)動(dòng)且接觸點(diǎn)E的位置變換，垂直分量Fv和水平分量FH保持在大于相等的比例。因此，當(dāng)加速踏板12的轉(zhuǎn)動(dòng)角改變且作用力F改變時(shí)，摩擦力μFH也以相同的速率改變。因此，如圖3所示，在加速踏板12的轉(zhuǎn)動(dòng)角和壓下加速踏板12的輸入力F0之間產(chǎn)生了規(guī)則的滯后特征。
此外，對(duì)于齒輪20而言，齒條30和滑動(dòng)表面52布置在相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸22成直角的方向上，以使得能夠在轉(zhuǎn)動(dòng)軸22的方向上減少踏板組件10的尺寸。
其他實(shí)施例在所示實(shí)施例中，齒輪20的第一齒24為漸開線齒，且齒條30的第二齒32為錐形齒。然而，很明顯地，齒輪20的第一齒24、齒條30的第二齒32不限于所示的實(shí)施例。優(yōu)選地，響應(yīng)于齒輪20的轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸點(diǎn)E連續(xù)地從第一齒24、第二齒32中的一個(gè)齒的根端25a或根端33a朝向其梢端25b或梢端33b移動(dòng)，和從第一齒24、第二齒32中的另一個(gè)齒的梢端25b或梢端33b朝向其根端25a或根端33a移動(dòng)，從而將齒條30推動(dòng)到滑動(dòng)表面52上。
此外，盡管齒輪20和齒條30分別被示例為具有多個(gè)齒24、32，但是取決于加速踏板12的轉(zhuǎn)動(dòng)角度而可以僅設(shè)置一個(gè)齒24和一個(gè)齒32。
此外，盡管在所示實(shí)施例中的齒條30直接在殼體50的滑動(dòng)表面52上滑動(dòng)，但是在不偏離本披露范圍的情況下，滑動(dòng)表面52可以被包括除殼體50之外的其他部件上。
因此，盡管僅僅選擇一些實(shí)施例來(lái)示例說(shuō)明本發(fā)明，但是很明顯地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在不偏離權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行各種修正和變更。因而，可以理解，上述實(shí)施例的描述僅僅是示意性的目的，不用作限制隨后權(quán)利要求書和其等同物所限定的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種踏板組件，包括齒輪，其具有帶有根端和梢端的至少一個(gè)第一齒，其中齒輪由于輸入力而轉(zhuǎn)動(dòng)；齒條，其具有帶有根端和梢端的至少一個(gè)第二齒，其中至少一個(gè)第二齒在接觸點(diǎn)處與至少一個(gè)第一齒嚙合，從而齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得齒條在第一直線方向上直線移動(dòng)；推壓部件，其在與第一直線方向相反的第二方向上推壓齒條；滑動(dòng)部件，其中齒條沿第一和第二方向在該滑動(dòng)部件上滑動(dòng)，滑動(dòng)部件設(shè)置在與齒輪一側(cè)相反的齒條一側(cè)，從而齒條由于至少一個(gè)第二齒與至少一個(gè)第一齒之間的嚙合而在滑動(dòng)部件上推動(dòng)；其中，取決于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向，隨著齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸點(diǎn)連續(xù)地從第一齒、第二齒中的一個(gè)齒的根端朝向其梢端移動(dòng)，且接觸點(diǎn)連續(xù)地從第一齒、第二齒中的另一個(gè)齒的梢端朝向其根端移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的踏板組件，其特征在于所述齒輪包括多個(gè)第一齒，且所述齒條包括多個(gè)第二齒。
3.如權(quán)利要求1所述的踏板組件，其特征在于所述第一齒為漸開線齒，且第二齒為錐形齒。
4.如權(quán)利要求1所述的踏板組件，其特征在于所述推壓部件為盤曲的擠壓彈簧。
5.一種踏板組件，包括齒輪，其具有至少一個(gè)第一齒，其中齒輪由于輸入力而轉(zhuǎn)動(dòng)；齒條，其具有至少一個(gè)第二齒，其中至少一個(gè)第二齒與至少一個(gè)第一齒嚙合，從而齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得齒條在第一直線方向上直線移動(dòng)；推壓部件，其在與第一直線方向相反的第二方向上向齒條施加推壓力；滑動(dòng)部件，其中齒條沿第一和第二方向在該滑動(dòng)部件上滑動(dòng)，滑動(dòng)部件設(shè)置在與齒輪一側(cè)相反的齒條一側(cè)，從而齒條由于至少一個(gè)第二齒與至少一個(gè)第一齒之間的嚙合而在滑動(dòng)部件上推動(dòng)；其中，推壓力隨著齒條在第一方向上的直線位移量的增加而增加，且在滑動(dòng)部件和齒條之間的摩擦隨著齒條在第一方向上的直線位移量的增加而增加。
6.如權(quán)利要求5所述的踏板組件，其特征在于所述齒輪包括多個(gè)第一齒，且所述齒條包括多個(gè)第二齒。
7.如權(quán)利要求5所述的踏板組件，其特征在于所述第一齒為漸開線齒，且第二齒為錐形齒。
8.如權(quán)利要求5所述的踏板組件，其特征在于所述推壓部件為盤曲的擠壓彈簧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種踏板組件，其包括齒輪，該齒輪具有帶有根端和梢端的第一齒。該齒輪由于輸入力而轉(zhuǎn)動(dòng)。該踏板組件還包括齒條，該齒條具有帶有根端和梢端的第二齒。第二齒在接觸點(diǎn)處與第一齒嚙合，從而齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得齒條直線移動(dòng)。該踏板組件還包括用于推壓齒條的推壓部件。該踏板組件還包括滑動(dòng)部件，其中齒條在該滑動(dòng)部件上滑動(dòng)?；瑒?dòng)部件設(shè)置在與齒輪一側(cè)相反的齒條一側(cè)上，從而齒條由于第二齒與第一齒之間的嚙合而在滑動(dòng)部件上推動(dòng)。
文檔編號(hào)B60T7/04GK1911701SQ200610110708
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者堀江一幸, 針生鐵男, 小林康規(guī), 中村博, 加納政雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝