专利名称：操作模拟器的制作方法
技术领域：
本发明涉及操作模拟器，更详细地说涉及如汽车等车辆的制动装置的 止动行程模拟器那样，在允许操作员对操作单元的操作的同时经操作单元 将所需的操作反力施加给操作员的操作模拟器。
背景技术：
在汽车等车辆的制动装置中，在驾驶员踩下制动踏板从而进行制动操 作、并基于驾驶员的制动操作量而控制各车轮的制动压的制动装置的情况 下， 一般来说所希望的是驾驶员所感觉到的操作反力是随着驾驶员的制 动操作量的增大而操作反力的增大率逐渐增大，由此驾驶员的制动操作量 (制动行程)与操作反力(制动反力)的关系为非线性。
关于实现这种制动行程-制动反力的非线性特性的制动行程模拟器， 以往提出了各种构成的制动行程模拟器，例如日本专利文献特开2005 -
112034号公报中记载了构成为可调节制动行程-制动反力的非线性特性的 制动行程模拟器。
一般来说，制动行程-制动反力的关系为非线性的以往的制动行程模 拟器具有弹簧系数恒定且互不相同的多个反力弹簧，通过根据制动行程不 同的反力弹簧来产生反力，由此实现非线性特性。因此，制动反力与制动 行程的关系是不连续的非线性，存在不是所希望的连续性非线性的问题。
另外，为了使制动反力与制动行程的关系成为连续性非线性而可以考 虑使用具有非线性弹簧特性的一个反力弹簧，但制成在制动行程的整个区 域使制动反力与制动行程的关系成为希望的连续性非线性的反力弹簧是非 常困难的。
另外，与制动行程-制动反力的非线性特性有关的上述问题不仅在制 动行程模拟器中存在，而且在如由操作员操作操作单元、在允许操作员对操作单元的操作的同时经操作单元向操作员施加操作反力的飞行模拟器那 样的其它操作模拟器中也同样存在。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种操作模拟器，该操作模拟器使操作员 的对操作单元的操作量与反力弹簧的变形量的关系成为连续性非线性关 系，由此即使反力弹簧是具有线性弹簧特性的弹簧也在对操作单元进行的 操作的整个区域使操作量与制动反力的关系具有令人满意的连续性非线性 特性。
根据本发明，操作模拟器包括输入部件，根据操作员的对操作单元 的操作而运动；反力产生单元，根据变形量产生反力；输出部件，通过进
行运动使反力产生单元变形；以及传递单元，被设置在输入部件和输出部
件之间，将输入部件的运动传递给输出部件、并且将反力产生单元的反力
经输出部件传递给输入部件；操作模拟器允许操作员对操作单元进行操 作，并且经操作单元将操作反力施加给操作员，操作模拟器的特征在于， 输入部件的运动是直线运动，反力产生单元根据变形量线性地产生反力， 传递单元使输出部件的运动量对输入部件的运动量的比根据输入部件的运 动量而连续地、非线性地变化。
根据该构成，可使反力产生单元的变形量对输入部件的运动量的比根 据输入部件的运动量而连续地、非线性地变化，因此即使反力产生单元根 据其变形量而线性地产生反力，也能够使反力产生单元的反力与输入部件 的运动量的关系成为希望的连续性非线性的关系。因此，能够在对操作单 元进行的操作的整个区域使操作量与制动反力的关系具有希望的连续性非 线性特性。
在上述构成中，也可以是传递单元包括凸轮，被设置在输入部件
上；以及凸轮从动件，被设置在输出部件上并与凸轮相配合；凸轮从动件 从动于凸轮，由此使输出部件的运动量对输入部件的运动量的比根据输入 部件的运动量而连续地、非线性地变化。
根据该构成，能够可靠地使输出部件的运动量对输入部件的运动量的比根据输入部件的运动量而连续且非线性地变化、并且能够通过对凸轮和 凸轮从动件的设定而实现希望的连续性非线性特性。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件沿轴线作直线运动，输入 部件和输出部件与轴线同轴并彼此相对于对方能够作相对运动地相配合。
根据该构成，例如与输入部件和输出部件沿轴线设置了的构造的情况 相比，减小操作模拟器的轴线方向长度，能够小型化操作模拟器。
另外，在上述构成中，也可以是传递单元将输入部件的直线运动转 换成旋转运动并传递给输出部件，并将由输出部件从反力产生单元接收的 旋转反力转换成与输入部件的直线运动的方向反向的反力并传递给输入部 件。
根据该构成，关于反力产生单元，可采用通过接受旋转变形来产生反 力的单元。
另外，在上述构成中，也可以是凸轮和凸轮从动件中的一者是凸轮 槽，凸轮和凸轮从动件中的另一者是与凸轮槽结合并沿凸轮槽移动的凸轮 槽结合部件，凸轮槽相对于绕轴线的圆周方向倾斜延伸、并且弯曲使相对 于圆周方向的倾斜角连续地逐渐变化。
根据该构成，凸轮槽结合部件以与凸轮槽结合的状态沿凸轮槽移动， 由此能够使输出部件的运动量对输入部件的运动量的比根据输入部件的运 动量而连续并非线性地变化，从而可通过设定凸轮槽的弯曲形状来实现希 望的连续性非线性特性。
另外，在上述构成中，也可以是反力产生单元通过承受绕轴线的变 形来根据变形量线性地产生绕轴线的旋转反力。
根据该构成，能够将根据输出部件的绕轴线的旋转运动量而线性地增 减的绕轴线的旋转反力施加给输出部件。
另外，在上述构成中，也可以是传递单元将输入部件的直线运动转 换成方向不相同的直线运动并传递给输出部件。
根据该构成，能够将输入部件的直线运动的方向设定在与输入部件的 直线运动的方向不同的方向上，因此能够将由输出部件使反力产生单元产 生的变形方向设定在与输入部件的直线运动的方向不同的方向上。另外，在上述构成中，也可以是输出部件的直线运动的方向与输入 部件的直线运动的方向是相反的方向。
根据该构成，将反力产生单元配置成被引起与输入部件的直线运动的 方向相反的方向的变形。
另外，在上述构成中，也可以是传递单元包括中间部件；第一传 递单元，将输入部件的直线运动转换成旋转运动并传递给中间部件；以及 第二传递单元，将中间部件的旋转运动转换成直线运动并传递给输出部 件；第一传递单元和第二传递单元中的至少一者使运动传递目标的部件的 运动量对运动传递源的部件的运动量的比根据运动传递源的部件的运动量 而连续并非线性地变化。
根据该构成，经中间部件的旋转运动将输入部件的直线运动转换成输 出部件的直线运动、并且能够可靠地使输出部件的直线运动量对输入部件 的直线运动量的比根据输入部件的运动量而连续并非线性地变化。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件沿轴线作直线运动，输出 部件的直线运动的方向是将轴线横切的方向。
根据该构成，能够将反力产生单元配置成被引起将输入部件的直线运 动的方向横切的方向的变形。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件和输出部件沿共同的轴线 作直线运动，输入部件和输出部件以与轴线同轴的状态与中间部件配合。
根据该构成，与输入部件和输出部件沿互不相同的轴线作直线运动的 构造和输入部件或输出部件没有与中间部件配合的构造的情况相比，减小 操作模拟器的轴线方向长度，能够小型化操作模拟器。
另外，在上述构成中，也可以是第一传递单元构成为使中间部件的 运动量对输入部件的运动量的比根据输入部件的运动量而连续并非线性地 变化，第二传递单元构成为使输出部件的运动量对中间部件的运动量的比 根据中间部件的运动量而连续并非线性地变化。
根据该构成，与仅通过第一传递单元和第二传递单元中的任一来使运 动量的比连续并非线性地变化的构造的情况相比，能够使第一传递单元和 第二传递单元的各自所应该完成的运动量的比的变化量变小。另外，在上述构成中，也可以是第一传递单元和第二传递单元包 括凸轮，设置在运动传递源的部件上；以及凸轮从动件，设置在运动传 递目标的部件上并与凸轮结合，凸轮从动件从动于凸轮，由此使运动传递 目标的部件的运动量对运动传递源的部件的运动量的比根据运动传递源的 部件的运动量而连续并非线性地变化。
根据该构成，能够使运动传递目标的部件的运动量对运动传递源的部 件的运动量的比根据运动传递源的部件的运动量而连续并非线性地变化， 并且可通过设定凸轮和凸轮从动件来实现希望的连续性非线性特性。
另外，在上述构成中，也可以是凸轮和凸轮从动件中的一者是凸轮 槽，凸轮和凸轮从动件中的另一者是与凸轮槽结合并沿凸轮槽移动的凸轮 槽结合部件，第一传递单元和第二传递单元中的至少一者的凸轮槽相对于 绕轴线的圆周方向倾斜延伸、并且弯曲使相对于圆周方向的倾斜角连续地 逐渐变化。
根据该构成，凸轮槽结合部件以与凸轮槽结合的状态沿凸轮槽移动， 由此能够使运动传递目标的部件的运动量对运动传递源的部件的运动量的 比根据运动传递源的部件的运动量而连续并非线性地变化，从而可通过设 定凸轮槽的弯曲形状来实现希望的连续性非线性特性。
另外，在上述构成中，也可以是当输入部件的运动量为0时，第一 传递单元和第二传递单元的凸轮槽在凸轮槽结合部件与凸轮槽结合的位置 处相对于圆周方向具有相同的倾斜角。
根据该构成，与当输入部件的运动量为0时在凸轮槽结合部件与凸轮 槽结合的位置处第一和第二传递单元的凸轮槽相对于圆周方向形成的倾斜 角互不相同的构成的情况相比，能够使输入部件的直线运动的开始时和结 束时的中间部件的旋转运动顺畅地开始和结束，由此能够使输入部件与中 间部件之间和中间部件与输出部件之间的运动转换和反力的传递顺畅地进 行。
另外，在上述构成中，也可以是操作模拟器包括壳体，该壳体容纳 输入部件、中间部件、以及输出部件，中间部件以绕轴线围绕输入部件和 输出部件的状态与输入部件和输出部件配合、并且将输入部件和输出部件能够沿轴线作直线运动地支撑，壳体以绕轴线围绕中间部件的状态与中间 部件配合、并且将中间部件能够绕轴线旋转地支撑，第一传递单元和第二 传递单元的凸轮槽设置在中间部件上，第一传递单元和第二传递单元的凸 轮槽结合部件分别设置在输入部件和输出部件上，壳体包括沿轴线延伸的 导槽，第一传递单元和第二传递单元的凸轮槽结合部件分别贯穿第一传递 单元和第二传递单元的凸轮槽并在径向上延伸、并且能够沿导槽移动地与 导槽结合。
根据该构成，与输入部件和输出部件沿互不相同的轴线作直线运动的 构造和中间部件没有与输入部件或输出部件配合的构造的情况相比，减小 操作模拟器的轴线方向长度，能够小型化操作模拟器。另外，可防止作直
线运动或旋转运动的部件露出的情况，并且通过将壳体固定在如车身那样 的支撑单元上，能够将操作模拟器容易且可靠地固定在支撑单元上。
另外，能够通过导槽将第一和第二传递单元的凸轮槽结合部件可靠地 沿轴线引导，由此与在壳体上没有设置导槽的构造的情况相比，能够使输 入部件的直线运动与中间部件的旋转运动之间的运动转换和中间部件的旋 转运动与输出部件的直线运动之间的运动转换顺畅地进行。
另外，能够伴随输入部件的直线运动与中间部件的旋转运动之间的运 动转换和中间部件的旋转运动与输出部件的直线运动之间的运动转换而通 过壳体承载第一和第二传递单元的凸轮槽结合部件承受的应力的一部分， 因此与在壳体上没有设置导槽的构造的情况相比，可提高操作模拟器的耐 久性。
另外，在上述构成中，也可以是输出部件的运动量对中间部件的运 动量的比大于中间部件的运动量对输入部件的运动量的比。
根据该构成，与输出部件的运动量对中间部件的运动量的比小于中间 部件的运动量对输入部件的运动量的比的构造的情况相比，可在实现相同 的连续性非线性特性的基础上使中间部件的旋转运动量变小。
另外，在上述构成中，也可以是第一传递单元和第二传递单元构成 为使输出部件沿轴线向与输入部件相同的方向作直线运动。
根据该构成，与第一传递单元和第二传递单元使输出部件沿轴线向与输入部件相反的方向作直线运动的构成的情况相比，能够縮小输入部件的 直线运动量为0时的输入部件与输出部件之间的距离，由此缩小操作模拟 器的沿轴线方向的长度。
另外，在上述构成中，也可以是当输入部件的运动量为0时，输入 部件和输出部件相互抵接。
根据该构成，与当输入部件的运动量为0时也输入部件和输出部件相 互间隔的构造的情况相比，能够縮小操作模拟器的沿轴线方向的长度，并 且能够可靠地减少输入部件的运动量为0时的输入部件和输出部件的松 动。
另外，在上述构成中，也可以是反力产生单元被弹性安装在输出部
件和壳体之间并被引起沿轴线的压縮变形。
根据该构成，反力产生单元能够有效地将反力施加给输出部件。 另外，在上述构成中，也可以是操作模拟器包括拉伸应力产生单
元，该拉伸应力产生单元被弹性安装在输入部件和输出部件之间，并通过
被引起沿轴线的拉伸变形来根据拉伸变形量线性地产生沿轴线方向的拉伸应力。
根据该构成，施加到输入部件的反力是经输出部件和中间部件传递到 输入部件的反力产生单元的反力与直接传递到输入部件的拉伸应力产生单 元的拉伸应力的差。因此能够设定传递到输入部件的反力对输入部件的运 动量的比，使得成为与通过输出部件的运动量对输入部件的运动量的比来 决定唯一的反力产生单元的反力对输入部件的运动量的比的情况不同的连 续性非线性的关系。由此与没有设置拉伸应力产生单元的构造的情况相 比，可提高设定传递到输入部件的反力对输入部件的运动量的比的自由 度。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件和输出部件在绕轴线的相 同的圆周方向位置沿轴线彼此被间隔配置，第一传递单元和第二传递单元 的凸轮槽结合部件与它们的共用的导槽结合。
根据该构成，与输入部件和输出部件设置在绕轴线的不同位置并第一 和第二传递单元的凸轮槽结合部件分别与各自的导槽结合的构造的情况相
14比，减少导槽的数量，能够简化操作模拟器的构造。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件和输出部件包括沿轴线相 互结合的部分，第一传递单元和第二传递单元被设置在相互结合的部分、 并且在绕轴线的圆周方向上彼此被间隔配置。
根据该构成，与输入部件和输出部件未具有沿轴线相互结合的部分且 第一传和第二传递单元绕轴线彼此被间隔配置的构造的情况相比，减小操 作模拟器的轴线方向长度，能够小型化操作模拟器。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件和输出部件分别包括沿轴 线朝对方的部件延伸的一对臂部，输入部件的一对臂部和输出部件的一对 臂部在绕轴线的圆周方向上观察被交替地配置，并在允许输入部件和输出 部件的沿轴线的相对直线运动的同时阻止绕轴线的相对旋转运动。
根据该构成，输入部件的直线运动转换成中间部件的旋转运动时输入 部件从中间部件受到的旋转反力与中间部件的旋转运动转换成输出部件的 直线运动时中间部件从输出部件受到的旋转反力彼此成为绕轴线的反向。
因此，能够通过输入部件和输出部件承载由直线运动与旋转运动之间 的运动转换产生的旋转反力的至少一部分，由此可降低第一和第二传递单 元所应承载的旋转反力。因此与没有构成为使输入部件的一对臂部和输出 部件的一对臂部阻止输入部件和输出部件的绕轴线的相对旋转运动的构造 的情况相比，可提高操作模拟器的耐久性。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件和输出部件具有相同的形 状，并被沿轴线配置成彼此相对于对方为背朝向。
根据该构成，对于输入部件和输出部件，可采用相同的部件，由此与 输入部件和输出部件为彼此具有不相同的形状的其它部件的构造的情况相 比，减少所需的部件种类，可降低操作模拟器的成本。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件和输出部件中的一者包括 沿轴线朝另一者的部件延伸的轴部，另一者的部件包括沿轴线延伸并将轴 部能够沿轴线作相对直线运动地接收的凹槽，第一传递单元和第二传递单 元的凸轮槽结合部件被设置在轴部和凹槽的周围的部分、并且在绕轴线的 圆周方向上彼此被间隔配置，凹槽的周围的部分包括狭缝，该狭缝允许设置在轴部上的凸轮槽结合部件相对于凹槽的周围的部分沿轴线作直线运 动。
根据该构成，与设置在输入部件和输出部件中的一者上的轴部没有被 设置在另一者部件上的凹槽可作相对直线运动地接收的构造的情况相比， 能够可靠地减少输入部件和输出部件的松动，
另外，与输入部件和输出部件未具有轴部和凹槽并第一和第二传递单 元沿轴线彼此被间隔配置的构造的情况相比，减小操作模拟器的轴线方向 长度，能够小型化操作模拟器。而且，能够通过凹槽的周围的部分可靠地 防止凸轮槽结合部件相对于凹槽的周围的部分沿轴线作直线运动。
另外，在上述构成中，也可以是第一传递单元和第二传递单元构成 为使输出部件沿轴线向与输入部件相反的方向作直线运动，反力产生单元 被弹性安装在输入部件和输出部件之间并被引起沿轴线的压縮变形。
根据该构成，能够将反力产生单元配置在输入部件和输出部件之间， 另外，能够在不再需要其它的部件的情况下通过输入部件和输出部件来使 反力产生单元压縮变形，由此能够使反力产生单元的压縮变形量对输入部 件的直线运动量的比大，而且能够使反力产生单元的反力的至少一部分直 接作用于输入部件。
另外，在上述构成中，也可以是输出部件通过与其它部件合作来在 沿轴线的两侧圈定被填充了液体的容积可变的两个气缸室，输出部件包括 连通连接两个气缸室的孔口，液体伴随输出部件的直线运动而从一个气缸 室经孔口向另 一个气缸室流动。
根据该构成，液体的经孔口的流动导致的衰减力向与输入部件的运动 方向相反的方向作用于输入部件。因此操作员的对操作单元的操作速度快 而输入部件的直线运动速度越快，作用于输出部件的衰减力越大，因此可 产生基于操作数度的操作反力，使得操作员的操作速度越快反力越大。
另外，在上述构成中，也可以是第一传递单元和第二传递单元的凸 轮槽的沿轴线方向的延伸范围在绕轴线的圆周方向上观察至少部分性地相 互重叠。
根据该构成，与第一传递单元和第二传递单元的凸轮槽的沿轴线方向的延伸范围在绕轴线的圆周方向上观察没有相互重叠的构造的情况相比， 可縮小第一传递单元和第二传递单元的凸轮槽的沿轴线方向的间隔。因此 减小操作模拟器的轴线方向长度，能够小型化操作模拟器。
另外，在上述构成中，也可以是凸轮槽结合部件包括轴部件，固 定在对应的部件上并在径向上延伸；以及凸轮辊，被轴部件能够旋转地支 撑并能够滚动地与凸轮槽的壁面结合。
根据该构成，与凸轮槽结合部件没有能够滚动地与凸轮槽的壁面结合 的构造的情况相比，降低凸轮槽结合部件与凸轮槽的壁面之间的摩擦，能 够使运动传递源的运动与运动传递目标的运动之间的运动转换顺畅地进 行。
另外，在上述构成中，也可以是凸轮槽结合部件包括导向辊，该导 向辊被轴部件能够旋转地支撑并能够滚动地与沿输入部件的直线运动的方 向延伸的导向槽的壁面结合。
根据该构成，与未具有能够滚动地与导向槽的壁面结合的导向辊的构 造的情况相比，能够可靠地使轴部件沿输入部件的直线运动的方向移动， 由此能够使运动传递源的运动与运动传递目标的运动之间的运动转换顺畅 地进行。
另外，在上述构成中，也可以是传递单元使输出部件的运动量对输 入部件的运动量的比根据输入部件的运动量连续并非线性地变化，使得输 出部件的运动量对输入部件的运动量的比随着输入部件的运动量的增大逐 渐增大。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件在壳体内可沿轴线作直线 运动地被壳体支撑，输出部件以围绕壳体的状态沿轴线延伸并且被壳体可 绕轴线旋转地支撑。
另外，在上述构成中，也可以是在绕轴线的位置等间隔地配置多个 凸轮槽和凸轮槽结合部件。
另外，在上述构成中，也可以是凸轮槽色设置在输入部件上，凸轮 槽结合部件被输出部件支撑。
另外，在上述构成中，也可以是传递单元包括一旦受到压縮应力则在体积不变的情况下变形的变形部件，变形部件通过输入部件的直线运动 来变形，通过变形部件的变形来推压输出部件，由此输出部件作直线运 动。
另外，在上述构成中，也可以是变形部件的变形量随着输入部件的 直线运动量的增大而逐渐增大。
另外，在上述构成中，也可以是第一和第二传递单元中的至少一者 使运动传递目标的部件的运动量对运动传递源的部件的运动量的比根据运 动传递源的部件的运动量而连续并非线性地变化，使得运动传递目标的部 件的运动量对运动传递源的部件的运动量的比随着运动传递源的部件的运 动量的增大而逐渐增大。
另外，在上述构成中，也可以是第二传递单元包括离心凸轮，该离 心凸轮通过中间部件的绕所述轴线的旋转来使输出部件向与所述轴线垂直 的方向直线运动。
另外，在上述构成中，也可以是中间部件在刚体内沿轴线延伸并且 被壳体能够绕轴线旋转地支撑，输入部件和输出部件在中间部件内沿轴线 配置并且可沿轴线作直线运动地被中间部件支撑。
另外，在上述构成中，也可以是第一传递单元构成为使中间部件的 运动量对输入部件的运动量的比根据输入部件的运动量而连续并非线性地 变化，使得中间部件的运动量对输入部件的运动量的比随着输入部件的运 动量的增大而逐渐增大，并且第二传递单元构成为使输出部件的运动量对 中间部件的运动量的比根据中间部件的运动量而连续并非线性地变化，使 得输出部件的运动量对中间部件的运动量的比随着中间部件的运动量的增 大而逐渐增大。
另外，在上述构成中，也可以是在绕轴线的位置等间隔地配置多个 凸轮槽和凸轮槽结合部件。
另外，在上述构成中，也可以是输入部件的运动量的增大所带来的 输出部件的运动量对中间部件的运动量的比的增大率大于中间部件的运动 量对输入部件的运动量的比的增大率。
图1是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第一
实施例并沿轴线截取的截面图2是将第一实施例的输出转子展开成平面而表示的展开图3是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第二
实施例并沿轴线截取的截面图4是将第二实施例的输出转子展开成平面而表示的展开图5是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第三
实施例并沿轴线截取的截面图6是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第四
实施例并沿轴线截取的截面图7是将第四实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图8是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第五
实施例并沿轴线截取的截面图9是将第五实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图10是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第
六实施例并沿轴线截取的截面图11是将第六实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图12是将作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第七
实施例沿在轴线正交的两个断面截取的截面图13是沿图12的线A-A截取的输入活塞和输出活塞的横切面图14是将第七实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图15是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第
八实施例并沿轴线截取的截面图16是将第八实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图17是作为可适用制动行程模拟器的实施例的一个适用例而表示油
压式制动装置的简要构成图18是表示输入活塞的直线运动量与输出转子的旋转运动量之间的
关系的曲线19图19是表示制动踏板的踩下量与踏板反力之间的关系的曲线图； 图20是表示输入活塞的直线运动量与中间转子的旋转运动量之间的 关系的曲线图21是表示中间转子的旋转运动量与输出活塞的直线运动量之间的 关系的曲线图22是表示输入活塞的直线运动量与输出活塞的直线运动量之间的
关系的曲线图。
具体实施例方式
下面，参照附图来详细地说明本发明的几个最佳实施例。 (第一实施例)
图1是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第一
实施例并沿轴线截取的截面图。图2是将第一实施例的输出转子展开成平 面而表示的展开图。
在这些图中，10表示制动行程模拟器的整体，行程模拟器IO具有用 作可沿轴线12作直线运动的输入部件的输入活塞14。输入活塞14被沿轴 线12可往复动地支撑在一端开口了的圆筒形的壳体16内，并与壳体16相 合作圈定有容积可变的第一气缸室18。在气缸16的另一端的端壁上设置 有连通孔20，第一气缸室18经连通孔20和导管228A与第一主汽缸214A 连通连接，由此被填充机油。 一旦第一气缸室18内的液压上升，则输入 活塞14根据该液压向观察图1时的左侧并沿轴线12移动。
在壳体16的一端通过压入等方法固定有端盖22，输入活塞14通过与 壳体16及端盖22相合作而圈定容积可变的第二气缸室24。在输入活塞 14的两端部的外周安装有如特氟隆(亍7口y)(注册商标名)环那样的 减摩擦环26和28，减摩擦环26和28减少输入活塞14相对于壳体16作 直线运动时的摩擦阻力、并且密封输入活塞14与壳体16的内壁面之间， 由此切断第一气缸室18与第二气缸室24的连通。另外，虽然在图1和图 2中没有示出，但行程模拟器10通过将壳体16或端盖22安装在车身上而 固定在车身上。载荷传递拉杆30贯穿输出活塞14而与轴线12垂直地延伸，通过压入
等方法固定在输出活塞14上。载荷传递拉杆40的两端部贯穿设置在壳体 16的圆筒状的侧壁上的导槽32而延伸至设置在用作输出部件的输出转子 34上的凸轮槽36内。另外，载荷传递拉杆30的两端部实际上将球形的导 向辊38和凸轮辊40支撑成使它们绕自己的轴线30A旋转。各导向辊38 可滚动地与对应的导槽32的壁面结合，各凸轮辊40可滚动地与凸轮槽36 的壁面结合。导槽32和凸轮槽36的宽度分别设定为比导向辊38和凸轮辊 40的最大直径稍微大的值。
两个导槽32绕轴线12彼此间隔180°并且在与轴线12平行的方向上 直线延伸，因此凸轮辊38如果除去绕载荷传递拉杆30的旋转运动，则可 在导槽32内沿轴线12仅作直线运动。两个凸轮槽36也绕轴线12彼此间 隔180° ，但是如图2所示，凸轮槽36以相对于轴线12和圆周方向倾斜 了的状态弯曲延伸。因此凸轮辊40如果除去绕载荷传递拉杆30的旋转运 动，则在凸轮槽36内可仅沿相对于轴线12和圆周方向倾斜并弯曲了的运 动轨迹运动。
导槽32设置在壳体16的内壁面中并经沿轴线12延伸的多个槽16A 与第二气缸室24始终连通，另外经设置在壳体16中的沿轴线12延伸的连 通孔41和导管228B与存储罐230始终连通。凸轮槽36经壳体16与输出 转子34之间的空间与导槽32始终连通。因此，第二气缸室24、导槽 32、凸轮槽36也被填充机油，机油作为导向辊38和凸轮辊40的旋转和滚 动的润滑油而发挥作用。
输出转子34与壳体16的圆筒状的侧壁松动配合并且呈沿轴线12延伸 的圆筒状。另外，输出转子34在沿其轴线的两端部被角接触轴承42和44 可相对于壳体16绕轴线12旋转地支撑，所述角接触轴承42和44设置在 输出转子34与壳体16之间。角接触轴承42和44允许输出转子34相对于 壳体16绕轴线12旋转，但是阻止输出转子34相对于壳体16沿轴线12移 动。在相对于角接触轴承42和44的轴线方向外侧安装有绕轴线12环状地 延伸的皮碗密封46和48。皮碗密封46和48由如橡胶那样的弹性材形 成，在允许输出转子34相对于壳体16绕轴线12旋转的同时阻止灰尘或泥水等异物侵入角接触轴承42和44中。
在绕输出转子34的位置通过压入等方法而固定有圆筒状的罩50，所 述罩50具有法兰部50A。罩50绕输出转子34与其紧密配合而堵塞凸轮槽 36的外圆周，由此凸轮槽36被与外部隔断。法兰部50A从罩50的一端向 径向外侧突出并且在圆周方向上延伸，并支撑用作反力产生部件的扭簧52 的一端。扭簧52绕输出转子34的一端延伸成螺旋状，另一端固定在端盖 22的法兰部22A上。因此扭簧52 —旦通过输出转子34的相对于端盖22 绕轴线12旋转而承受旋转方向的变形，则与其变形量成比例并线性地产 生旋转方向的反力、即反力转矩。
这样，在图示的第一实施例中，载荷传递拉杆30、导槽32、凸轮槽 36、导向辊38等作为传递单元54而发挥功能，g卩载荷传递拉杆30、导 槽32、凸轮槽36、导向辊38等通过相互合作而将输入活塞14的沿轴线 12的直线运动转换成绕轴线12的旋转运动并传递给输出转子34，经输出 转子34使扭簧52变形、并且将扭簧52的旋转方向的反力作为沿轴线12 向与输入活塞14的直线运动的方向相反的方向作用的反力而传递给输入 活塞14。
特别是，该实施例中的传递单元54根据输入活塞14的直线运动量改 变输出转子34的旋转运动量对输入活塞14的直线运动量的比，使得输出 转子34的旋转运动量对输入活塞14的直线运动量的比随着输入活塞14的 直线运动量的增大而逐渐增大，由此根据输入活塞14的直线运动量改变 扭簧52的变形量对输入转子14的绕轴线12的旋转运动量的比，使得压縮 螺旋弹簧68的变形量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比随着输 入活塞14的直线运动量的增大而逐渐增大。
一旦驾驶员的踩下力施加给制动踏板212，则制动踏板212绕枢轴 212A枢动而踏板部摆动、并且施加给了制动踏板212的踩下力通过主汽缸 214转换成液压，该液压经导管228A和导通孔20向第一气缸室18传递， 由此向输入活塞14传递沿轴线12方向的载荷。该踩下载荷的传递和液压 转换在后述的其它实施例中也相同。
另外，通过传递单元54传递到了输入活塞14的扭簧52的反力通过输入活塞14转换成第一气缸室18内的液压，经连通孔20和导管228A传递 给第一主汽缸214A，通过主汽缸214和制动踏板212转换成与踩下方向相 反的方向的载荷，由此向驾驶员施加踩下操作的反力。该反力载荷的传递 和液压转换在后述的其它实施例中也相同。
特别是在图示的第一实施例中，两个导槽32和两个凸轮槽36分别设 置在绕轴线12彼此间隔180°的位置，导槽32和凸轮槽36的图中右端位 于沿轴线12的相同的轴线方向位置。另外，在主汽缸214没有向第一气 缸室18施加液压的非制动时，扭簧52的弹簧力经罩50施加给输出转子 34，由此导向辊38和凸轮辊40分别位于与导槽32和凸轮槽36的图中右 端抵接的初始位置。另外，当导向辊38和凸轮辊40位于初始位置时，输 入活塞14被定位在第一气缸室18的容积为最小并第二气缸室24的容积为 最大的初始位置。
另外，各凸轮槽36在图2中观察以相对于圆周方向的倾斜角随着从 右端到左端而逐渐变小的方式弯曲延伸。因此如图18所示，传递单元54 伴随输入活塞14的沿轴线12向图中左侧移动而使输出转子34的旋转运动 量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比逐渐增大，由此逐渐增大 扭簧52的变形量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比。
在如上述那样构成的第一实施例中， 一旦主汽缸214内的液压上升并 输入活塞14沿轴线12向观察图1时的左侧作直线运动，则传递单元54将 输入活塞14的直线运动转换成绕轴线12旋转运动并传递给输出转子34， 通过输出转子34的旋转来使扭簧52变形。然后，扭簧52的旋转方向的反 力通过传递单元54从输出转子34作为沿轴线12方向的反力而传递到输入 活塞14，被输入活塞14转换成第一气缸室18内的液压，该液压经连通孔 20和导管228A传递到第一主气缸室214A，被主汽缸214和制动踏板212 转换成与踩下方向相反的方向的载荷，由此向驾驶员受施加踩下操作的反 力。
在此情况下，伴随制动踏板212的踩下量的增大，传递单元54使扭 簧52的变形量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比逐渐增大，因 此踏板反力对制动踏板212的踩下量的比逐渐增大，因而虽然扭簧52自身的弹簧特性是线性的弹簧特性，但针对制动踏板212的踩下量的踏板反 力的特性成为如图19所示那样的连续性非线性的特性。
一旦制动踏板212的踩下量增大并输入活塞14沿轴线12向观察图1 时的左侧作直线运动，则由于第二气缸室24的容积减小，第二气缸室24 内的机油经槽16A、导槽32、连通孔41、导管228B而向存储罐230流 出。相反， 一旦制动踏板212的踩下量减小并输入活塞14沿轴线12向观 察图1时的右侧作直线运动，则由于第二气缸室24的容积增大，存储罐 230内的机油经导管228B、连通孔41、导槽32、槽16A而向第二气缸室 24流出。
这样，根据图示的第一实施例，行程模拟器10在如主汽缸214与轮 缸222FL、 222FR被切断那样的状况下也允许由驾驶员进行的制动踏板 212的踩下摆动、并且使驾驶员从制动踏板212感觉的制动操作反力以连 续性非线性的特性随着制动踏板212的踩下量的增大而增大，由此可实现 最佳的制动操作感。
特别是，根据图示的第一实施例，由传递单元54进行的运动转换仅 是输入活塞14的直线运动和输出转子34的旋转运动之间的转换，因此例 如与进行直线运动和旋转运动之间的转换以及旋转运动和直线运动之间的 转换的这两种的后述的第三至第八实施例的情况相比，可简化制动行程模 拟器的构造。
另外，根据图示的第一实施例，输出转子34以围绕壳体16的状态与 输入活塞14配合、并且通过旋转来使用作反力产生单元的扭簧52变形， 因此与反力产生单元沿轴线12配置并且沿轴线12变形的构造的情况相 比，可縮小行程模拟器10的轴线方向长度。
另外，根据图示的第一实施例，输入活塞14在壳体16内可往复动地 被壳体16支撑，输出转子34在壳体16外可转动地被壳体16支撑，输入 活塞14和输出转子34并没有以相对运动的方式直接结合，因此与后述的 第四至第八实施例的情况相比，降低部件的摩擦运动引起的部件的磨损， 可提高耐久性。
(第二实施例)
24图3是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第二 实施例并沿轴线截取的截面图。在图3中，对与图1中示出的部件相同的 部件标注了与在图1中标注的标号相同的标号。
在该第二实施例中，输入活塞14在其根部、即第一气缸室18侧的端
部被壳体16可沿轴线12往复动地支撑。O形密封环27安装在壳体16的 内壁面上，没有设置与第一实施例中的减摩擦环26和28对应的环。另 外，输入活塞14在除其根部以外的部分与壳体16松动配合，并在与壳体 16之间圈定有与第二气缸室24连通的弹簧室58。弹簧室58经连通孔41 和导管228B与存储罐230始终连通。在第二气缸室24填充配置有用作变 形部件的圆板状的反作用盘60，反作用盘60通过承受压縮应力时在不发 生实质上的体积变化的情况下变形的材料形成。
输入活塞13的顶端部、即第二气缸室24侧的端部实质上呈截顶圆锥 形，在顶端抵接有反作用盘60。在围绕输入活塞14的顶端部的位置配置 有实质上由刚体形成并作为输出部件发挥功能的圆筒状的载荷传递件62， 载荷传递件62可沿轴线12相对于壳体16和输入活塞14位移地与这些配 合。在载荷传递件62的内周面和外周面设置有沿轴线12延伸的多个槽 62A和62B。在弹簧室58中以围绕输入活塞14的状态配置有用作反力产 生单元的压縮螺旋弹簧64，压縮螺旋弹簧64弹性安装在载荷传递件62与 壳体16的端壁之间。
在该第二实施例中， 一旦输入活塞14沿轴线12向观察图5时的左侧 移动并反作用盘60压縮变形，则载荷传递件62被反作用盘60推压，由此 迫使载荷传递件62向增大压縮螺旋弹簧64的压縮变形量的方向、即与输 入活塞14的运动方向相反的方向并沿轴线12移动。另外，反作用盘60产 生的压縮变形量随着输入活塞14的沿轴线12向观察图5时的左侧移动而 逐渐增大，因此向增大压縮螺旋弹簧64的压縮变形量的方向移动的载荷 传递件62的移动量逐渐增大。
因此，输入活塞14的顶端部和反作用盘60作为通过相互与壳体16等 合作将输入活塞14的沿轴线12的直线运动转换成沿轴线12的反向的直线 运动并向载荷传递件62的传递单元而发挥功能、并且伴随输入活塞14的沿轴线12向观察图5时的左侧移动而使载荷传递件62的直线运动量对输
入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比逐渐增大，由此使压縮螺旋弹簧 64的压縮变形量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比逐渐增大， 其中所述。
在非制动时、即从主汽缸214没有向第一气缸室18供应液压时，由 输入活塞14使反作用盘60产生的变形量变得最小，因此由载荷传递件62 使压縮螺旋弹簧64产生的压縮变形量变得最小，并且输入活塞14被定位 在观察图5时的右端与壳体16的端壁抵接的初始位置。
在如上述那样构成的第一实施例中，输入活塞14的沿轴线12的直线 运动通过反作用盘60作为反向的直线运动传递给载荷传递件62，通过载 荷传递件62使压縮螺旋弹簧64压縮变形，由此产生反力。另外，通过载 荷传递件62将压縮螺旋弹簧64的反力传递成经反作用盘60朝反向作用于 输入活塞14的应力。
这样，根据图示的第二实施例，与上述的第一实施例的情况相同，行 程模拟器10在如主汽缸与轮缸被切断那样的状况下也允许由驾驶员进行 的制动踏板212的踩下摆动、并且伴随制动踏板212的踩下量的增大而使 驾驶员感觉的制动操作反力以连续性非线性的特性增大，由此可实现最佳 的制动操作感。
特别是，根据图示的第二实施例，不需要如将输入活塞14的直线运 动转换成旋转运动的凸轮槽和凸轮环那样的部件，输入活塞14的直线运 动通过反作用盘60转换成载荷传递件62的反向的直线运动，因此与输入 活塞14的直线运动转换成旋转运动的其它实施例的情况相比，能够显著 地简化了行程模拟器10的构造。
另外，根据图示的第二实施例，用作输出部件的载荷传递件62和用 作反力产生部件的压縮螺旋弹簧64以对准轴线12而围绕输入活塞14的方 式与输入活塞14配合，因此例如与载荷传递件62对准轴线12配置在相对 于反作用盘60与输入活塞14相反的一侧的构造的情况相比，显著地縮小 行程模拟器10的长度，能够小型化行程模拟器。 (第三实施例)图4是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第三 实施例并沿轴线截取的截面图。图5是将第二实施例的输出转子展开成平
面而表示的展开图。在图4和图5中，对与图l和图2中示出的部件相同 的部件标注了与在图1和图2中标注的标号相同的标号。关于此，后述的
其它实施例也相同。
在该第三实施例中，在输出转子34的径向外侧配合有离心凸轮部件 68，通过压入等方法固定在输入转子34上。离心凸轮部件68具有相对于 轴线12平行地离心并将轴线70作为中心的圆筒状的外周面，在小径部以 与大经部抵接的状态固定有球轴承72的内环。球轴承72的外环通过压入 等方法而固定在以围绕离心凸轮部件68的方式沿轴线70延伸的圆筒体72 的一端部的内周面上。在圆筒体74的另一端上通过压入等方法固定有端 盖76。
另外，在端盖22上设置有相对于轴线12垂直延伸的导向孔78，导向 孔78将在径向上延伸的弹簧支撑杆80的径向内端部可往复动地支撑。弹 簧支撑杆80的径向外端部通过压入等方法而固定在圆筒体74的另一端部 上，因此圆筒体74、端盖76、弹簧支撑杆80被支撑为不会相对于壳体16 和端盖22旋转，而可相对于壳体16和端盖22沿弹簧支撑杆80作直线运 动。
在弹簧支撑杆80上，在端盖22与圆筒体74之间配合有弹簧座部件 82和84。弹簧座部件82和84虽然对弹簧支撑杆80可在其长度方向上相 对移动地配合，但是也可以圆筒体74侧的弹簧座部件82固定在弹簧支撑 杆80或圆筒体74上。在弹簧座部件82和84之间以围绕弹簧支撑杆80的 状态弹性安装有用作反力产生部件的压縮螺旋弹簧86。
特别是在图示的实施例中，相对于轴线12的轴线70的离心方向、换 句话说离心凸轮部件68的离心方向对准于沿弹簧支撑杆80的其外端方 向。因此当输入部件14位于初始位置并导向辊38和凸轮辊40分别位于导 槽32和凸轮槽36的初始位置时，端盖22与圆筒体74在弹簧支撑杆80上 的距离变得最大，由此弹簧座部件82和84的间隔变得最大，压縮螺旋弹 簧86的压縮变形量变得最小。一旦输出转子34旋转从而离心凸轮部件68绕轴线12旋转使轴线70 绕轴线12旋转，则圆筒体74沿弹簧支撑杆80向观察图4时的下方直线运 动，由此虽然端盖22与圆筒体74在弹簧支撑杆80上的距离减小，但其距 离的减小率随着离心凸轮部件68的旋转量变大而变大。因此设置在输出 转子34上的凸轮槽36如图5中示出的那样以相对于轴线12和圆周方向形 成一定的角度的方式延伸。该第三实施例的其它点与上述的第一实施例相 同。
在该第二实施例中，传递单元54作为将输入活塞14的沿轴线12的直 线运动传递为输出转子34和离心凸轮部件68的旋转运动的第一传递单元 而发挥功能，离心凸轮部件68的旋转运动转换成端盖22与圆筒体74之间 的沿弹簧支撑杆80的相对直线运动并传递给圆筒体74。因此离心凸轮部 件68、球轴承72、圆筒体74、弹簧支撑杆80等通过相互合作而构成将输 出转子34的旋转运动转换成圆筒体74的直线运动的第二传递单元56，输 出转子34作为中间部件而发挥功能，圆筒体74作为使压縮螺旋弹簧86压 縮变形的输出部件而发挥功能，其中所述压縮螺旋弹簧86用作反力产生 单元。
另外，第二传递单元56将由压縮螺旋弹簧86产生的反力作为绕轴线 12的反力转矩而向离心凸轮部件68和输出转子34传递，第一传递单元54 将传递到了输出转子34的反力转矩作为沿轴线12的反力载荷向输入活塞 14传递。
另外，在该第三实施例中，第二传递单元56伴随输入活塞14的沿轴 线12向观察图3时的右侧移动而使弹簧座部件72和74的相互接近方向的 相对直线运动量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比逐渐增大， 由此使压縮螺旋弹簧76的压缩变形量对输入活塞14的沿轴线12的直线运 动量的比逐渐增大。
在如上述那样构成的第三实施例中， 一旦输入活塞14的直线运动转 换成绕轴线12的旋转运动并传递给输出转子34，则如上述那样离心凸轮 部件58所起的作用迫使端盖22与圆筒体64之间的在弹簧支撑杆70上的 距离减小，压縮螺旋弹簧76压縮变形，由此产生反力。另外，压縮螺旋弹簧76的反力从圆筒体64经球轴承62和离心凸轮部件58而传递给输出 转子34，从输出转子34作为沿轴线12方向的反力传递给输入活塞14。
这样，根据图示的第三实施例，与上述的第一实施例的情况相同，行 程模拟器10在如主汽缸214与轮缸222FL、 222FR被切断那样的状况下也 允许由驾驶员进行的制动踏板212的踩下摆动、并且使驾驶员从制动踏板 212感觉的制动操作反力以连续性非线性的特性随着制动踏板212的踩下 量的增大而增大，由此可实现最佳的制动操作感。
特别是，根据图示的第三实施例，第一传递单元54将输入活塞14的 沿轴线12的直线运动转换成输出转子34的旋转运动，第二传递单元56将 输出转子34的旋转运动转换成圆筒体74的与轴线12垂直的直线运动，因 此能够将用作反力产生单元的压縮螺旋弹簧86以沿垂直于轴线12的方向 延伸的方式配置，由此与将与第一传递单元54相同的两个传递单元沿轴 线12配置的后述的其它实施例的情况相比，能够縮小行程模拟器10的沿 轴线12方向的长度。
另外，根据图示的第三实施例，第二传递单元56以使圆筒体74的直 线运动量对输入活塞14的直线运动量的比随着输入活塞14的直线运动量 的增大而逐渐增大的方式进行运动转换，因此可以使用于将输入活塞14 的直线运动向输出转子34的旋转运动转换的凸轮槽36以相对于轴线12和 圆周方向形成一定的角度的方式延伸，与上述的第一实施例的情况相比， 可简化对凸轮槽36的加工。 (第四实施例)
图6是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第四 实施例并沿轴线截取的截面图。图7是将第四实施例的中间转子展开成平 面而表示的展开图。
在该第四实施例中，壳体16由圆筒状的主体16A和在其两端通过压 入等方法来固定的端盖22A和22B形成，连通孔20设置在端盖22A中。 在壳体16内配置有作为中间部件而发挥功能的圆筒状的中间转子86，中 间转子86沿轴线12延伸。输入活塞14在中间转子86的内侧与其配合， 被中间转子86可相对于中间转子86沿轴线12往复动地支撑。
29在中间转子86的两端部与壳体16的圆筒部之间配置有角接触轴承42
和44，角接触轴承42和44允许中间转子86相对于壳体16和输入活塞14 绕轴线12旋转，但是阻止中间转子86相对于壳体16和输入活塞14沿轴 线12移动。将第一和第二实施例中的减摩擦环26替换为皮碗密封88，皮 碗密封88在允许输入活塞14与中间转子的相对运动的情况下密封它们之 间的间隙。
在端盖22B与输入活塞14之间，在中间转子96的内侧配合配置有输 出活塞90，输出活塞90被中间转子80可相对于中间转子80沿轴线12往 复动地支撑。在输出活塞90的两端部的外周面安装有与减摩擦环28相同 的减摩擦环28A和28B。在图示的实施例中，输入活塞14和输出活塞90 具有朝端盖22B开口的杯形的截面形状，在输出活塞90和端盖22B之间 的第三气缸室106配置有用作反力产生单元的压縮螺旋弹簧92。
载荷传递拉杆94贯穿输出活塞90而与轴线12垂直地延伸，通过压入 等方法固定在输出活塞90上。虽然载荷传递拉杆94的轴线94A与载荷传 递拉杆30的轴线30A平行地延伸，但是轴线94A只要与轴线12垂直，从 轴线12的角度来看相对于轴线30A倾斜也可以。载荷传递拉杆94的两端 部贯穿凸轮槽96延伸至导槽32内，所述导槽32设置在壳体16的主体 16A上，所述凸轮槽96设置在中间转子86上。另外，载荷传递拉杆94的 两端部将导向辊98和凸轮辊IOO支撑成使它们可绕自己的轴线102旋转。 各凸轮辊100可滚动地与设置在中间转子86的凸轮槽96的壁面结合。在 该实施例中，导槽32和凸轮槽96的宽度分别设定为比导向辊98和凸轮辊 100的最大直径稍微大的值。
导槽32沿轴线12延伸得比上述的第一和第三实施例的导槽32长，以 作为导向辊38和98共用的导槽而发挥功能。在壳体16的主体16A的外 周通过压入等方法来固定有圆筒状的罩104。罩104与主体16A紧密配 合，将导槽32与外部切断。凸轮槽36和96经壳体16的主体16A和中间 转子86之间的间隙与导槽32始终连通，导槽32经设置在罩104中的连通 孔41和导管228B与储存罐230始终连通。
如图7所示，凸轮槽36与上述的第一实施例的凸轮槽36相同地以相对于轴线12和圆周方向倾斜的方式延伸、并且以相对于圆周方向的倾斜 角随着从观察图7时的右端到左端而逐渐变小的方式弯曲延伸。对此，凸 轮槽96虽然以相对于轴线12和圆周方向倾斜的方式延伸，但是以相对于
圆周方向的倾斜角随着从观察图7时的右端到左端而逐渐变大的方式向与 凸轮槽36相反的方向弯曲延伸。
凸轮槽96的观察图7时的右端部与凸轮槽36的观察图7时的左端部 在轴线方向上相互重叠。另外，凸轮槽96的沿轴线12方向的延伸长度设 定为比凸轮槽36的沿轴线12方向的延伸长度大的值。而且，凸轮槽36和 96的观察图7时的右端部的相对于轴线12的倾斜角e 1和e 2为相同的角 度。如通过比较图2和图7可知的那样，凸轮槽36和96的弯曲程度设定 得比上述的第一实施例的凸轮槽36的弯曲程度小。
如图6所示，在非制动时，凸轮辊40和100分别位于与凸轮槽36和 96的观察图7时的右端抵接的初始位置。并且，当凸轮辊40和100位于 初始位置时，输入活塞14位于第一气缸室18的容积为最小的初始位置， 输出活塞90位于与输入活塞14抵接的初始位置，由此压縮螺旋弹簧92的 压縮变形量变得最小。另外，在非制动时，压縮螺旋弹簧92的弹簧力使 载荷传递拉杆30和94向观察图6时的右侧偏置，由此输入活塞14和输出 活塞90被定位在初始位置，输入活塞14和输出活塞90在位于初始位置时 相互抵接。
输入活塞14位于初始位置时的输入活塞14的观察图6时的左端比凸 轮槽36的观察图6时的左端更靠向第一气缸室18侦ij。另外，如上所述， 凸轮槽96的观察图7时的右端部与凸轮槽36的观察图7时的左端部的轴 线方向的位置相互重叠。因此虽然没有设置与上述第一和第三实施例中的 槽16A对应的槽，但是输入活塞14和输出活塞90之间的第二气缸室24 经输入活塞14和输出活塞90之间的间隙与凸轮槽36和96连通，被填充 机油。另外，输出活塞90位于初始位置时的输出活塞90的观察图6时的 左端比凸轮槽96的观察图6时的左端更靠向第一气缸室18侦ij。因此输出 活塞90和端盖22B之间的第三气缸室106与凸轮槽96连通，被填充机 油。这样，在图示的第四实施例中，载荷传递拉杆30、导槽32、凸轮槽
36、导向辊38、凸轮辊40等作为第一传递单元54而发挥功能，即载荷 传递拉杆30、导槽32、凸轮槽36、导向辊38、凸轮辊40等通过相互合 作而将输入活塞14的沿轴线12的直线运动转换成绕轴线12的旋转运动并 传递给中间转子86、并且如后述那样将传递到了中间转子86的反力转矩 作为沿轴线12方向的反力传递给输入活塞14。另外，第一传递单元54使 中间转子86的旋转运动量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比随 着输入活塞14的直线运动量的增大而逐渐增大。
另外，载荷传递拉杆94、导槽32、凸轮槽96、导向辊98、凸轮辊 100等作为第二传递单元56而发挥功能，g卩载荷传递拉杆94、导槽 32、凸轮槽96、导向辊98、凸轮辊IOO等通过相互合作而将中间转子86 的旋转运动转换成沿轴线12的直线运动并传递给输出活塞90并经输出活 塞90使压縮螺旋弹簧92压縮变形、并且将压縮螺旋弹簧92的反力作为绕 轴线12的反力转矩传递给中间转子86。另外，第二传递单元56使输出活 塞90的沿轴线12的直线运动量对中间转子86的旋转运动量的比随着中间 转子86的旋转运动量的增大而逐渐增大，由此使输出活塞90的沿轴线12 的直线运动量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比随着输入活塞 14的直线运动量的增大而逐渐增大。
如上所述，凸轮槽36和96的弯曲程度设定得比上述第一实施例的凸 轮槽36的弯曲程度小，因此图20所示，中间转子86的旋转运动量对输入 活塞14的直线运动量的比随着输入活塞14的直线运动量的增大而变大的 程度比在上述第一实施例中输出转子34的旋转运动量对输入活塞14的直 线运动量的比随着输入活塞14的直线运动量的增大而变大的程度小。同 样，如图21所示，输出转子90的直线运动量对中间转子86的旋转运动量 的比随着中间转子86的旋转运动量的增大而变大的程度比在上述第一实 施例中输出转子34的旋转运动量对输入活塞14的直线运动量的比随着输 入活塞14的直线运动量的增大而变大的程度小。
但是在该第四实施例中，输出转子90的直线运动量对输入活塞14的 直线运动量的比通过第一传递单元54和第二传递单元56这两者的作用来决定，因而压缩螺旋弹簧92的压縮变形量对输入活塞14的直线运动量的
比也通过第一传递单元54和第二传递单元56这两者的作用来决定，因此如图22所示，踏板反力对制动踏板212的踩下量的特性成为与图19的情况相同的特性，该图19表示与上述第一实施例相同的非线性特性。
如果输入活塞14沿轴线12向观察图6时的左侧作直线运动，则如上述那样输出活塞90也沿轴线12向观察图6时的左侧作直线运动，但是输出活塞90的直线运动量比输入活塞14的直线运动量大。因此虽然第二气缸室24的容积增大，但第三气缸室106的容积减小。相反，如果输入活塞14沿轴线12向观察图6时的右侧作直线运动，则第二气缸室24的容积减小，第三气缸室106的容积增大。
如上所述第二气缸室24与凸轮槽36连通，因此当第二气缸室24的容积在增减时，机油在第二气缸室24和凸轮槽36之间流通。另外，如上所述第三气缸室106与凸轮槽96连通，因此当第三气缸室106的容积在增减时，机油在第三气缸室106和凸轮槽36之间流通。
另外，上述的第一传递单元54和第二传递单元56这两者的作用、即将输入活塞14的直线运动转换成中间转子86的旋转运动并将中间转子86的旋转运动转换成输出活塞90的直线运动的工作、决定输出活塞90的直线运动量对输入活塞14的直线运动量的比的工作、将压縮螺旋弹簧92的反力经输出活塞90和中间转子86向输入活塞14传递的工作在后述的第五至第八实施例中也相同。
这样，根据图示的第四实施例，与上述的第一至第三实施例的情况相同，行程模拟器10在如主汽缸与轮缸被切断那样的状况下也允许由驾驶员进行的制动踏板212的踩下摆动、并且伴随制动踏板212的踩下量的增大而使驾驶员感觉的制动操作反力以连续性非线性的特性增大，由此可实现最佳的制动操作感。
特别是，根据图示的第四实施例，第一传递单元54将输入活塞14的沿轴线12的直线运动转换成中间转子86的绕轴线12的旋转运动，第二传递单元56将中间转子86的旋转运动转换成输出活塞90的沿轴线12的直线运动，压縮螺旋弹簧92沿轴钱12压縮变形，因此能够将轴线12作为基准配置全部的构成部件。关于此，在后述的其它实施例中也相同。
另外，根据图示的第四实施例，当输入活塞14位于初始位置时，输
出活塞90被压縮螺旋弹簧92向观察图6时的右侧偏置，由此载荷传递拉杆30、 94等被定位在右端的初始位置，并且由于输出活塞90与输入活塞14抵接，可有效地防止在非制动时输入活塞14和输出活塞90松动的情况。
(第五实施例)
图8是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第五实施例并沿轴线截取的截面图，图9是将第五实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图。
在该第五实施例中，载荷传递拉杆30和94分别在径向上分割成两个，径向内端部分别被输入活塞14和输出活塞90单支撑。在第二气缸室24内配置有沿轴线12延伸的拉伸螺旋弹簧108。拉伸螺旋弹簧108的一端固定在输入活塞14上，另一端固定在输出活塞90上，由此向输入活塞14和输出活塞90施加将它们相互拉近的载荷。
输入活塞14的轴线方向长度设定得比上述第四实施例的情况短，由此即使当输入活塞"和输出活塞90位于初始位置时，输入活塞14的观察图8时的左端与输入活塞90也间隔配置。相反，输入活塞90的轴线方向长度设定得比上述第四实施例的情况长，由此第三气缸室106在输出活塞90位于初始位置时也被减摩擦环28B与凸轮槽96切断。
在输出活塞90上对准轴线12延伸的孔口 110，由此第三气缸室106经孔口 110和第二气缸室24与凸轮槽36始终连通。在端盖22B和角接触轴承44之间配置有皮碗密封48，由此机油不会经角接触轴承44在第三气缸室106和凸轮槽36之间流通。凸轮槽36和96沿轴线12间隔的距离比第四实施例的情况大，由此虽然观察图7时凸轮槽96的右端部和凸轮槽36的左端部的轴线方向的位置没有相互重叠，但是凸轮槽36和96也可以与上述第四实施例的情况相同地相互重叠。该第五实施例的其它点与上述第四实施例相同。
在该第五实施例中，第一传递单元54和第二传递单元56与上述第四实施例的情况相同地发挥功能，因此如果输入活塞14沿轴线12向观察图
8时的左侧作直线运动，则输出活塞90也沿轴线12向观察图8时的左侧作直线运动，但是输出活塞90的直线运动量比输入活塞14的直线运动量大。因此虽然输入活塞14和输出活塞90之间的间隔逐渐增大，但是输出活塞90与端盖22B之间的间隔逐渐减小。
因此，当输入活塞14沿轴线12向观察图8时的左侧作直线运动时，用作输出部件的输出活塞90使压縮螺旋弹簧92压縮变形并且使拉伸螺旋弹簧108拉伸变形，因此在输出活塞90上作用有压縮螺旋弹簧92的压縮变形的反力和拉伸螺旋弹簧108的拉伸变形的反力，这些反力非线性增大使得增大率随着输入活塞14的向观察图8时的左侧的直线运动量的增大而逐渐增大。
相反，如果输入活塞14沿轴线12向观察图8时的右侧作直线运动，则输入活塞14和输出活塞90之间的间隔减小，并输入活塞90和端盖22B之间的间隔增大。因而当输入活塞14沿轴线12向观察图8时的右侧作直线运动时，输出活塞90使压縮螺旋弹簧92压縮变形量减小并且使拉伸螺旋弹簧108拉伸变形量减小，因此作用于输出活塞90的压縮螺旋弹簧92的压縮变形的反力和拉伸螺旋弹簧108的拉伸变形非线性减小使得减小率随着输入活塞14的向观察图8时的右侧的直线运动量的增大而逐渐减小。
拉伸螺旋弹簧108的拉伸变形带来的弹簧力虽然对输入活塞14起到将使输入活塞14作直线运动的力的反力减小的作用，但是对输出活塞90起到增大反力的作用，这些弹簧力是方向相反并大小相同，因此拉伸螺旋弹簧108的弹簧力不会使反力增减。
这样，根据图示的第五实施例，与上述的第一至第四实施例的情况相同，行程模拟器10在如主汽缸与轮缸被切断那样的状况下也允许由驾驶员进行的制动踏板212的踩下摆动、并且伴随制动踏板212的踩下量的增大而使驾驶员感觉的制动操作反力以连续性非线性的特性增大，由此可实现最佳的制动操作感。
特别是，根据图示的第五实施例，在输入活塞90中设置有将第二气缸室24和第三气缸室106连通连接的孔口 110，制动踏板212的踩下速度越大机油流经孔口 110时的流通阻力会越大，流通阻力起到增大反力的作用，因此能够实现制动踏板212的踩下速度越大使操作反力越大。
另外，根据图示的第五实施例，在输入活塞14和输出活塞90之间弹性安装有拉伸螺旋弹簧108，因此能够有效地降低输入活塞14、输出活塞90等松动的情况，另外由于输入活塞14和输出活塞90处于初始位置时也彼此间隔，能够可靠地防止输入活塞14和输出活塞90向各自的初始位置返回时它们相互冲撞的情况。(第六实施例)
图10是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第六实施例并沿轴线截取的截面图，图11是将第六实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图。
在该第六实施例中，载荷传递拉杆30和94与上述第五实施例的情况相同地分别在径向上分割成两个，径向内端部分别被输入活塞14和输出活塞90单支撑。输入活塞14具有朝端盖22B敞开的杯形的截面形状，然而输出活塞90具有朝输入活塞14敞开的杯形的截面形状。用作反力产生单元的压縮螺旋弹簧92配置在第二气缸室24内，并弹性安装在输入活塞14和输出活塞90之间。载荷传递拉杆30和94也可以分别是贯穿输入活塞14和输出活塞90并在径向上延伸的一个棒部件。
另外，如图11所示，凸轮槽96以相对于轴线12和圆周方向向与上述的第四和第五实施例中的凸轮槽96相反的方向倾斜延伸的方式设置在中间转子86上。因此在非制动时，构成第一传递单元54的导向辊38和凸轮辊40分别位于与导槽32和凸轮槽36的观察图10时的右端抵接的初始位置，构成第二传递单元56的导向辊98和凸轮辊IOO分别位于与导槽32和凸轮槽96的观察图IO时的左端抵接的初始位置。另外，当导向辊38和凸轮辊40位于初始位置时，输入活塞14最接近端盖22A，当导向辊98和凸轮辊100位于初始位置时，输出活塞90与端盖22B抵接，由此第一气缸室18和第三气缸室106的容积变得最小，第二气缸室24的容积变得最大。该第六实施例的其它点与上述第四实施例相同，因此第一传递单元54与上述第四实施例的情况相同地发挥功能，第二传递单元56除了输出活
塞90的直线运动的方向对中间转子86的旋转运动的方向的关系相反的点
以外与上述第四实施例的情况相同地发挥功能。
因此，如果输入活塞14沿轴线12向观察图IO时的左侧作直线运动，则输出活塞90沿轴线12向观察图10时的右侧作直线运动，输入活塞14和输出活塞90通过相互合作而使压縮螺旋弹簧92压縮变形。在此情况下，输入活塞14和输出活塞90之间的距离的减小率随着输入活塞14的向观察图10时的左侧的直线运动量的增大而增大，因此作用于输入活塞14的压縮螺旋弹簧92的反力非线性增大使得减小率随着输入活塞14的向观察图IO时的左侧的直线运动量的增大而逐渐增大。
相反，如果输入活塞14沿轴线12向观察图10时的右侧作直线运动，则输入活塞14和输出活塞90之间的间隔增大，并压缩螺旋弹簧92压縮变形量减小，因此作用于输入活塞14的压縮螺旋弹簧92的反力非线性减小使得减小率随着输入活塞14的向观察图10时的右侧的直线运动量的增大而逐渐减小。
这样，根据图示的第六实施例，与上述的第一至第五实施例的情况相同，行程模拟器10在如主汽缸与轮缸被切断那样的状况下也允许由驾驶员进行的制动踏板212的踩下摆动、并且伴随制动踏板212的踩下量的增大而使驾驶员感觉的制动操作反力以连续性非线性的特性增大，由此可实现最佳的制动操作感。
特别是，根据图示的第六实施例，压縮螺旋弹簧92的压縮变形带来的反力不仅经中间转子86等传递给输入活塞14，而且直接作用于输入活塞14，因此与上述的第四、第五实施例或后述的第七、第八实施例的情况相比，降低作用于载荷传递拉杆30、 94等的载荷，由此可提高制动行程模拟器10的耐久性。
根据上述的第四至第六实施例，第一传递单元54和第二传递单元56在绕轴线12的相同的圆周方向位置上位于沿轴线12彼此间隔的位置，由此载荷传递拉杆30和94位于绕轴线12的相同的圆周位置，导槽32是第一传递单元54和第二传递单元56共用的槽，因此与给第一传递单元54和第二传递单元56分别设置导槽的后述的第七和第八实施例的情况相比，可减少导槽32的加工工序。(第七实施例)
图12是将作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第七实施例沿在轴线正交的两个断面截取的截面图，图13是沿图12的线A-A截取的输入活塞和输出活塞的横切面图，图14是将第七实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图。
在该第七实施例中，输入活塞14具有与中间转子86配合并实质上从圆柱形的主体部沿轴线12向输出活塞90突出的一对臂部14A，该一对臂部14A与轴线12在径向上彼此间隔配置。同样，输出活塞90具有与中间转子86配合并实质上从圆柱形的主体部沿轴线12向输入活塞14突出的一对臂部90A，该一对臂部90A与轴线12在径向上彼此间隔配置。各臂部14A和90A的与轴线12垂直的截面具有圆弧状的外径线和内径线并呈现中心角为实质上90°的扇形。特别是，在图示的实施例中，输入活塞14和输出活塞90是朝相互相反的方向配置的相同部件。
各臂部14A在绕轴线12的圆周方向上观察位于臂部90A之间，由此输入活塞14和输出活塞90相互结合，使得虽然可沿轴线12彼此相对于对方作直线运动，但是不能绕轴线12彼此相对于对方作旋转运动。与上述的第四实施例相同，用作反力产生单元的压縮螺旋弹簧92弹性安装在输入活塞90和端盖22B之间，当输入活塞14和输出活塞90位于初始位置时，臂部14A和90A的顶端分别与输出活塞90和输入活塞14的主体部以相互推压的状态抵接。
与上述的第五和第六实施例相同，载荷传递拉杆30和94分别在径向上被分割成两个，各自的径向内端部被输入活塞14的臂部14A和输出活塞90的臂部90A单支撑。特别是，在图示的实施例中，载荷传递拉杆30和94在沿轴线12方向的位置上位于相同的轴线方向位置，由此这些载荷传递拉杆沿与轴线12垂直的平面并在绕轴线12的圆周方向上交替地彼此间隔90°的角度。载荷传递拉杆30和94也可以位于互不相同的轴线方向位置。
如图14所示，与上述第四实施例相同，凸轮槽36和96呈现与上述的
第四和第五实施例中的凸轮槽36和96相同的形态，但在圆周方向上交替地配置。特别是，在图示的实施例中，凸轮槽36和96的图中右端部位于相同的轴线方向位置，凸轮槽36的沿轴线12方向的延伸范围与凸轮槽96的沿轴线12方向的延伸范围重叠。
另外，导向辊38和98分别与设置在壳体16的主体16A上的导槽32A和32B结合，导槽32A和32B沿轴线12直线延伸、并且在绕轴线12的圆周方向上交替地彼此间隔90°的角度。如图12所示，导槽32B的长度设定得比导槽32A的长度长。该第七实施例的其它点与上述第四实施例相同。
在该第七实施例中，第一传递单元54和第二传递单元56与上述第四实施例的情况相同地发挥功能，因此输入活塞14的沿轴线12的直线运动转换成绕轴线12的旋转运动并向中间转子86传递，中间转子86的旋转运动转换成沿轴线12的直线运动并向输出活塞90传递。另外，由输出活塞90使压縮螺旋弹簧92压縮变形从而产生的沿轴线12方向的反力从输出活塞90转换成反力转矩并向中间转子86传递，中间转子86的反力转矩转换成沿轴线12方向的反力并向输入活塞14传递。另外，输出活塞90的直线运动量对输入活塞14的直线运动量的比例特性也成为与上述其它实施例的情况相同的非线性特性。
这样，根据图示的第七实施例，与上述的第一至第六实施例的情况相同，行程模拟器10在如主汽缸与轮缸被切断那样的状况下也允许由驾驶员进行的制动踏板212的踩下摆动、并且伴随制动踏板212的踩下量的增大而使驾驶员感觉的制动操作反力以连续性非线性的特性增大，由此可实现最佳的制动操作感。
特别是，根据图示的第七实施例，输入活塞14的臂部14A和输出活塞90的臂部90A相互结合，使得虽然可沿轴线12彼此相对于对方作直线运动，但是不能绕轴线12彼此相对于对方作旋转运动，因此通过臂部14A和90A也引导沿轴线12的输入活塞14和输出活塞90的相对运动、并且阻止绕轴线12的输入活塞14和输出活塞90的相对旋转，因此与上述
的第四和第五实施例的情况相比，能够使输入活塞14和输出活塞90的相
对直线运动顺畅地进行。
另外，根据图示的第七实施例，输入活塞14和输出活塞90是朝相互相反的方向配置的相同部件，因此与输入活塞14和输出活塞90互不相同的其它实施例的情况相比，减少部件种类，可降低行程模拟器10的成本。
(第八实施例)
图15是表示作为制动行程模拟器而构成的本发明的操作模拟器的第八实施例并沿轴线截取的截面图，图16是将第八实施例的中间转子展开成平面而表示的展开图。
在该第八实施例中，输入活塞14与中间转子86配合并实质上呈现圆柱形，但具有对准轴线12延伸并朝输出活塞90敞开的凹槽(recess)14B。对此，输出活塞90具有从与中间转子86配合并实质上为圆柱形的主体部对准轴线12朝输入活塞14突出的截面圆形的轴部90B，轴部90B可沿轴线12相对移动地嵌入到凹槽14B中。用作反力产生单元的压缩螺旋弹簧92弹性安装在输出活塞90和端盖22B之间，当输入活塞14和输出活塞90位于初始位置时，输入活塞14和输出活塞90以相互推压的状态抵接。
另外，与上述的第五至第七实施例相同，载荷传递拉杆30和94分别在径向上被分割成两个，载荷传递拉杆30的径向内端部被输入活塞14的凹槽14B的圆周部分单支撑，载荷传递拉杆94被输出活塞90的轴部90B单支撑。与上述第七实施例相同，载荷传递拉杆30和94位于相同的轴线方向位置，由此这些载荷传递拉杆沿与轴线12垂直的平面并在绕轴线12的圆周方向上交替地彼此间隔9(T的角度。
另外，输入活塞14在绕轴线12并相对于载荷传递拉杆30呈90°的角度的位置具有朝输入活塞90敞开的一对狭缝14C，载荷传递拉杆94可沿轴线12并相对于输入活塞14作直线运动地以松嵌状态插穿狭缝14C。该第八实施例的其它点与上述第七实施例相同。在该实施例中，载荷传递拉杆30和94也可以位于互不相同的轴线方向位置。另外，载荷传递拉杆
94也可以是贯穿输出活塞90的轴部90B和输入活塞14的一对狭缝14C并在径向上延伸的一个棒部件。
在该第八实施例中，第一传递单元54和第二传递单元56与上述第四实施例的情况相同地发挥功能，因此输入活塞14、中间转子86、输出活塞90之间的运动的转换传递和压缩螺旋弹簧92的反力的传递与上述第四实施例的情况相同地实现。另外，输出活塞90的直线运动量对输入活塞14的直线运动量的比例特性也成为与上述其它实施例的情况相同的非线性特性。
这样，根据图示的第八实施例，与上述的第一至第七实施例的情况相同，行程模拟器10在如主汽缸与轮缸被切断那样的状况下也允许由驾驶员进行的制动踏板212的踩下摆动、并且伴随制动踏板212的踩下量的增大而使驾驶员感觉的制动操作反力以连续性非线性的特性增大，由此可实现最佳的制动操作感。
特别是，根据图示的第八实施例，输出活塞90的轴部90B嵌合在输入活塞14的凹槽14B中，通过轴部90B和凹槽14B也引导沿轴线12的输入活塞14和输出活塞90的相对运动，因此与上述的第四和第五实施例的情况相比，能够使输入活塞14和输出活塞90的相对直线运动顺畅地进行。
根据图示的第七和第八实施例，第一传递单元54和第二传递单元56设置于在绕轴线12间隔的位置沿轴线12相同的轴线方向位置，因此与第一传递单元54和第二传递单元56沿轴线12彼此间隔距离了的上述的第四至第六实施例的情况相比，降低伴随第一传递单元54和第二传递单元56的运动转换作用于中间转子86的别紧力，由此能够使行程模拟器10的动作顺畅并且提高行程模拟器IO的耐久性，另外縮小沿轴线12方向的行程模拟器10的长度，可提高对车辆的可装载性。
另外，根据上述的第四至第八实施例，设置有第一传递单元54和第二传递单元56，第一传递单元54使中间转子86的旋转运动量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比随着输入活塞14的直线运动量的增大而逐渐增大，第二传递单元56使输出活塞90的沿轴线12的直线运动量对中
间转子86的旋转运动量的比随着中间转子86的旋转运动量的增大而逐渐增大，因此与仅通过第一传递单元54和第二传递单元56中的一者来使运动传递目标处部件的运动量对运动传递源处部件的运动量的比随着运动传递源处部件的运动量的增大而逐渐增大的构造的情况相比，可降低凸轮槽的弯曲程度，由此能够使通过第一传递单元54和第二传递单元56进行的运动转换和反力的传递顺畅地进行。
另外，根据上述的第四至第八实施例，中间转子86在壳体16内被壳体16可旋转地支撑，输入活塞14和输出活塞90被中间转子86可作直线运动地支撑，可动部件和反力产生部件没有露出在壳体16外，因此与作为可动部件的输出转子34和作为反力产生部件的扭簧52露出在壳体16外的上述第一实施例的情况相比，可确保对车辆等的良好的可装载性，另外可降低异物侵入可动部件和壳体之间而导致工作不良的可能性。
另外，根据上述第一实施例设置有将传递单元54的载荷传递拉杆30沿轴线12引导的导槽32，根据第四至第八实施例设置有将第一传递单元54的载荷传递拉杆30沿轴线12引导的导槽32或32A和32B、并且将第二传递单元56的载荷传递拉杆90沿轴线12引导的导槽32或32B，因此与没有设置导槽的构造的情况相比，能够可靠地防止绕轴线12的输入活塞14和输出活塞90的旋转，由此能够可靠并准确地使反力对输入活塞14的直线运动量的比例特性成为希望的非线性特性。
另外，根据上述的第一、第二、第四至第八实施例，多个可动部件和反力产生部件对准轴线12配置，沿轴线12或绕轴线12运动，因此与多个可动部件和反力产生部件分别对准互不相同的各自的轴线配置的构造的情况相比，可简化行程模拟器10的构造、并且可使运动转换和反力的传递最恰当地进行。
在上述中详细地说明了本发明的特定实施例，但是本发明不限于上述的实施例，在本发明的范围内可实现其它的各种实施例，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。
例如，在上述的第一实施例中，输出转子34在壳体16外被壳体16可
42旋转地支撑，但也可以是输出转子34在壳体16内被壳体18可旋转地支
撑，扭簧52也可以容纳在壳体16内。
另外，在上述的第二实施例中，迫使载荷传递件62向与输入活塞14 的运动方向相反的方向并沿轴线12移动，由此使压縮螺旋弹簧64沿轴线 12压縮变形，但是载荷传递件62的移动方向和反力产生单元的变形方向 也可以设定在与输入活塞14的运动方向相同的方向上，另外例如也可以 设定在如与轴线12交叉的方向那样的任意方向上。
另外，在上述的第四至第六实施例中，第一传递单元54和第二传递 单元56设置于在绕轴线12的相同圆周方向位置沿轴线12彼此间隔了距离 位置，由此导槽32是第一传递单元54和第二传递单元56的共用槽，但是 第一传递单元54和第二传递单元56也可以设置在绕轴线12的互不相同的 位置。
另外，在上述的第四至第八实施例中，第一传递单元54使中间转子 86的旋转运动量对输入活塞14的沿轴线12的直线运动量的比随着输入活 塞14的直线运动量的增大而逐渐增大，第二传递单元56使输出活塞90的 沿轴线12的直线运动量对中间转子86的旋转运动量的比随着中间转子86 的旋转运动量的增大而逐渐增大，但是也可以修改为仅通过第一传递单元 54和第二传递单元56中的一者来使运动传递目标处部件的运动量对运动 传递源处部件的运动量的比随着运动传递源处部件的运动量的增大而逐渐 增大。
另外，在上述第六实施例中，输入活塞14和输出活塞90处于沿轴线 12始终彼此间隔了的状态，但是输入活塞14和输出活塞90也可以在压縮 螺旋弹簧92的径向内侧或外侧具有如上述的第七和第八实施例那样的可 沿轴线12作相对直线运动地结合的部分。
另外，在上述第七实施例中，输入活塞14和输出活塞90分别具有截 面形状呈扇形的一对臂部14A和90A，但是臂部14A和90A的截面形状 例如也可以设定成如半圆形那样的任意形状。同样，在上述第八实施例 中，输入活塞14和输出活塞90分别具有截面形状呈圆形的凹槽14B和轴 部90B，但是凹槽14B和轴部90B截面形状也可以设定成任意形状，凹槽14B和轴部90B也可以包括可沿轴线12作相对直线运动并且无法绕轴线 12作相对旋转运动地相结合的平面部。
另外，连通连接第二气缸室24和第三气缸室106的孔口 IIO只设置在 上述第五实施例的输出活塞90上，但是与孔口 IIO相同的孔口也可以设 置在上述的第四、第六至第八实施例的输出活塞90上。
另外，在上述的各实施例中，操作模拟器是制动行程模拟器，通过与 操作员的操作力对应的液压来沿轴线12直线驱动输入转子14，但是本发 明的操作模拟器例如也可以适用于如汽车的加速踏板那样的在允许操作员 对操作单元的操作的同时经操作单元将所需的操作反力施加给操作员的操 作模拟器，也可以通过操作员的操作力来沿轴线12直接驱动输入转子 14。
权利要求
1.一种操作模拟器，包括输入部件，根据操作员的对操作单元的操作而运动；反力产生单元，根据变形量产生反力；输出部件，通过进行运动而使所述反力产生单元变形；以及传递单元，被设置在所述输入部件和所述输出部件之间，将所述输入部件的运动传递给所述输出部件、并且将所述反力产生单元的反力经所述输出部件传递给所述输入部件；所述操作模拟器允许操作员对所述操作单元进行操作，并且经所述操作单元将操作反力施加给操作员，所述操作模拟器的特征在于，所述输入部件的运动是直线运动，所述反力产生单元根据变形量线性地产生反力，所述传递单元使所述输出部件的运动量对所述输入部件的运动量的比根据所述输入部件的运动量而连续地、非线性地变化。
2. 如权利要求1所述的操作模拟器，其特征在于，所述传递单元包括凸轮，被设置在所述输入部件上；以及凸轮从动 件，被设置在所述输出部件上并与所述凸轮相配合；所述凸轮从动件从动 于所述凸轮，由此使所述输出部件的运动量对所述输入部件的运动量的比 根据所述输入部件的运动量而连续地、非线性地变化。
3. 如权利要求1或2所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件沿轴线作直线运动，所述输入部件和所述输出部件与所述轴线同轴并彼此相对于对方能够作相对运动地相嵌合。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述传递单元将所述输入部件的直线运动转换成旋转运动并传递给所述输出部件，并将由所述输出部件从所述反力产生单元接收到的旋转反力 转换成与所述输入部件的直线运动的方向反向的反力并传递给所述输入部 件。
5. 如权利要求2至4中任一项所述的操作模拟器，其特征在于，所述凸轮和所述凸轮从动件中的一者是凸轮槽，所述凸轮和所述凸轮 从动件中的另一者是与所述凸轮槽配合并沿所述凸轮槽移动的凸轮槽配合 部件，所述凸轮槽相对于绕所述轴线的圆周方向倾斜延伸、并且弯曲成使得相对于圆周方向的倾斜角连续地逐渐变化。
6. 如权利要求4或5所述的操作模拟器，其特征在于，所述反力产生单元通过承受绕所述轴线的变形来根据变形量线性地产 生绕所述轴线的旋转反力。
7. 如权利要求1至3中任一项所述的操作模拟器，其特征在于，所述传递单元将所述输入部件的直线运动转换成方向不相同的直线运 动并传递给所述输出部件。
8. 如权利要求7所述的操作模拟器，其特征在于，所述输出部件的直线运动的方向与所述输入部件的直线运动的方向是 相反的方向。
9. 如权利要求1所述的操作模拟器，其特征在于，所述传递单元包括中间部件；第一传递单元，将所述输入部件的直线运动转换成旋转运动并传递给所述中间部件；以及第二传递单元，将所 述中间部件的旋转运动转换成直线运动并传递给所述输出部件；所述第一 传递单元和所述第二传递单元中的至少一者使运动传递目标的部件的运动 量对运动传递源的部件的运动量的比根据所述运动传递源的部件的运动量 而连续地、非线性地变化。
10. 如权利要求9所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件沿轴线作直线运动，所述输出部件的直线运动的方向是横切所述轴线的方向。
11. 如权利要求9所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件和所述输出部件沿共同的轴线作直线运动，所述输入部件和所述输出部件相对于所述轴线同轴地与所述中间部件嵌合。
12. 如权利要求10或11所述的操作模拟器，其特征在于， 所述第一传递单元构成为使所述中间部件的运动量对所述输入部件的运动量的比根据所述输入部件的运动量而连续地、非线性地变化，所述第 二传递单元构成为使所述输出部件的运动量对所述中间部件的运动量的比 根据所述中间部件的运动量而连续地、非线性地变化。
13. 如权利要求10至12中任一项所述的操作模拟器，其特征在于，所述第一传递单元和所述第二传递单元包括凸轮，被设置在所述运 动传递源的部件上；以及凸轮从动件，被设置在所述运动传递目标的部件 上并与所述凸轮相配合，所述凸轮从动件从动于所述凸轮，由此使所述运 动传递目标的部件的运动量对所述运动传递源的部件的运动量的比根据所 述运动传递源的部件的运动量而连续地、非线性地变化。
14. 如权利要求13所述的操作模拟器，其特征在于，所述凸轮和所述凸轮从动件中的一者是凸轮槽，所述凸轮和所述凸轮 从动件中的另一者是与所述凸轮槽配合并沿所述凸轮槽移动的凸轮槽配合 部件，所述第一传递单元和所述第二传递单元中的至少一者的所述凸轮槽 相对于绕所述轴线的圆周方向倾斜延伸，并且弯曲成使得相对于圆周方向 的倾斜角连续地逐渐变化。
15. 如权利要求14所述的操作模拟器，其特征在于，所述第一传递单元和所述第二传递单元的所述凸轮槽在当所述输入部件的运动量为0时所述凸轮槽配合部件与所述凸轮槽配合的位置处相对于圆周方向具有相同的倾斜角。
16. 如权利要求14或15所述的操作模拟器，其特征在于， 所述操作模拟器包括壳体，该壳体容纳所述输入部件、所述中间部件、以及所述输出部件，所述中间部件以绕所述轴线围绕所述输入部件和 所述输出部件的状态与所述输入部件和所述输出部件嵌合，并且以使所述 输入部件和所述输出部件能够沿所述轴线作直线运动的方式支承所述输入 部件和所述输出部件，所述壳体以绕所述轴线围绕所述中间部件的状态与 所述中间部件配合，并且以使所述中间部件能够绕所述轴线旋转的方式支 承所述中间部件，所述第一传递单元和所述第二传递单元的所述凸轮槽被 设置在所述中间部件上，所述第一传递单元和所述第二传递单元的所述凸 轮槽配合部件分别被设置在所述输入部件和所述输出部件上，所述壳体包 括沿所述轴线延伸的导槽，所述第一传递单元和所述第二传递单元的所述 凸轮槽配合部件分别贯穿所述第一传递单元和所述第二传递单元的所述凸 轮槽而在径向上延伸，并且能够沿所述导槽移动地与所述导槽配合。
17. 如权利要求10至16中任一项所述的操作模拟器，其特征在于，所述输出部件的运动量对所述中间部件的运动量的比大于所述中间部 件的运动量对所述输入部件的运动量的比。
18. 如权利要求10至17中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述第一传递单元和所述第二传递单元构成为使所述输出部件沿所述轴线向与所述输入部件相同的方向作直线运动。
19. 如权利要求18所述的操作模拟器，其特征在于， 当所述输入部件的运动量为0时，所述输入部件和所述输出部件相互抵接。
20. 如权利要求16至19中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述反力产生单元被弹性安装在所述输出部件和所述壳体之间并承受沿所述轴线的压縮变形。
21. 如权利要求19或20所述的操作模拟器，其特征在于， 所述操作模拟器包括拉伸应力产生单元，该拉伸应力产生单元被弹性安装在所述输入部件和所述输出部件之间，并承受沿所述轴线的拉伸变 形，由此根据拉伸变形量线性地产生沿所述轴线方向的拉伸应力。
22. 如权利要求16至21中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件和所述输出部件在绕所述轴线的相同的圆周方向位置沿所述轴线彼此被间隔配置，所述第一传递单元和所述第二传递单元的所述 凸轮槽配合部件与它们共用的导槽配合。
23. 如权利要求10至22任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件和所述输出部件包括沿所述轴线相互配合的部分，所述第一传递单元和所述第二传递单元被设置在所述相互配合的部分，并且在 绕所述轴线的圆周方向上彼此被间隔配置。
24. 如权利要求23所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件和所述输出部件分别包括沿所述轴线向另一部件延伸的一对臂部，所述输入部件的一对臂部和所述输出部件的一对臂部在绕所述 轴线的圆周方向上观察时被交替地配置，允许所述输入部件和所述输出部 件沿所述轴线相对直线运动，同时阻止所述输入部件和所述输出部件绕所 述轴线相对旋转运动。
25. 如权利要求24所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件和所述输出部件具有相同的形状，并沿所述轴线彼此相对于另一者被反向配置。
26. 如权利要求23所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输入部件和所述输出部件中的一者包括沿所述轴线向另一部件延伸的轴部，所述另一部件包括沿所述轴线延伸并将所述轴部能够沿所述轴 线作相对直线运动地接住的凹槽，所述第一传递单元和所述第二传递单元 的所述凸轮槽配合部件被设置在所述轴部和所述凹槽的周围的部分、并且 在绕所述轴线的圆周方向上彼此被间隔配置，所述凹槽的周围的部分包括 狭缝，该狭缝允许设置在所述轴部上的所述凸轮槽配合部件相对于所述凹 槽的周围的部分沿所述轴线作直线运动。
27. 如权利要求10至17中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述第一传递单元和所述第二传递单元构成为使所述输出部件沿所述轴线向与所述输入部件相反的方向作直线运动，所述反力产生单元被弹性 安装在所述输入部件和所述输出部件之间并承受沿所述轴线的压縮变形。
28. 如权利要求10至27中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述输出部件通过与其它部件共同作用来在沿所述轴线的两侧划定由液体填充的容积可变的两个缸室，所述输出部件包括连通连接所述两个缸 室的孔口，所述液体伴随所述输出部件的直线运动而从一个缸室经所述孔 口向另一个缸室流动。
29. 如权利要求14至28中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述第一传递单元和所述第二传递单元的所述凸轮槽沿所述轴线方向的延伸范围在绕所述轴线的圆周方向上观察时至少部分地相互重叠。
30. 如权利要求5至29中任一项所述的操作模拟器，其特征在于， 所述凸轮槽配合部件包括轴部件，被固定在对应的部件上并在径向上延伸；以及凸轮辊，可旋转地被所述轴部件支承，并能够滚动地与所述 凸轮槽的壁面配合。
31. 如权利要求30所述的操作模拟器，其特征在于， 所述凸轮槽配合部件包括导向辊，该导向辊可旋转地被所述轴部件支承，并能够滚动地与沿所述输入部件的直线运动的方向延伸的导槽的壁面 配合。
全文摘要
本发明的主要目的在于即使反力弹簧是具有线性弹簧特性的弹簧也在对操作单元进行的操作的整个区域使操作量与制动反力的关系实现希望的连续性非线性特性。操作模拟器包括根据驾驶员的对制动踏板的制动操作作旋转运动的输入部件、根据变形量产生反力的反力产生装置、使反力产生装置变形的输出部件、设置在输入部件和输出部件之间并将输入部件的运动传递给输出部件且将反力产生单元的反力经输出部件传递给输入部件的传递装置。输入部件的运动是直线运动，反力产生装置根据变形量产生反力，传递装置将输入部件的直线运动转换成旋转运动并传递给输出部件，并使输出部件的运动量对输入部件的运动量的比根据输入部件的运动量而连续地、非线性地变化。
文档编号F16H25/18GK101553386SQ20078004534
公开日2009年10月7日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年12月8日
发明者矶野宏 申请人:丰田自动车株式会社