专利名称：汽车用可调踏板机构的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及一种汽车用的踏板机构，更具体地说，涉及一种相对于乘座室具有可调节位置的踏板机构。
同样，如果驾驶员具有一双长腿，他就不得不将驾驶座后移远离方向盘，以便正确操纵踏板。这样一种位置可能要求驾驶员身体前倾以便双手抓住方向盘。此外，可能使驾驶座的位置过分远离方向盘，以致于减小了驾驶座后面空间的功能。
1992年1月7日颁发给Cicotte等人的第5,078,024号美国专利公开了一种力图缓和上述状况的一种设备。该专利公开了一种可调踏板组件，该组件包括一个具有踏板臂的踏板，一个调节件和一个支架。所述支架固定在汽车上，所述调节件和踏板臂相对于支架运动。一个包括电动机和传动螺杆的驱动机构使踏板臂以滑动运动方式相对于支架移动，使踏板臂向前和/或向后移动。当踏板臂轴向滑动时，调节件相对于该踏板臂绕枢轴转动，以使制动器总成不用处理作为位置变化而造成施加或解除制动时所出现的这种滑动运动。所述组件需要许多销子和导向槽来调节踏板臂的横向运动和防止由此控制的所述机构的实际接合。更具体地讲，所述组件中需要所述调节件来防止由于踏板臂轴向位置调节而出现的不正确地施加制动。
发明内容
公开了一种汽车用的可调踏板组件。该可调踏板组件包括一个用于将可调踏板安装到汽车上的支架。可调踏板组件还包括一个轴销。转动连杆可绕枢轴转动地安装在支架上。转动连杆具有第一导向槽和第一销。可调踏板组件还包括一个具有一个臂的踏板。该臂具有第二导向槽和第二销。在滑动接合中第二导向槽接纳第一销。在滑动接合中第一导向槽接纳第二销。可调踏板组件包括一个在第一销和第二销之间延伸的驱动装置，所述驱动装置可操作以实现踏板臂相对于转动连杆的相对滑动运动，以便延伸和退回踏板。
图16是图14可调制动踏板组件的分解透视图。
第一踏板14是用于汽车12的一个制动踏板。制动拉索固定于控制销18上。第一踏板14包括一个支架20。支架20固定到汽车12上。该支架20可以固定在用于隔断驾驶室和发动机舱的隔火墙12上。或者按另一方案，支架20也可固定在从设置在与防火墙相邻处的结构向下延伸的结构上。
转动连杆22固定于支架20上。转动连杆22以可使该连杆能相对于支架20绕枢轴转动的方式固定。转动连杆22在支架20上完成的转动动作限定了第一踏板14的运动对制动器的控制，第一踏板14的运动会使控制销18移动。转动连杆22围绕一个由任一适当的紧固件所限定的转动点24转动，该紧固件既能将转动连杆固定于支架20上，又同时能在支架和转动连杆之间提供转动运动。
在图中示出的实施例中，转动连杆22垂挂于转动点24。转动连杆22限定一个具有第一纵轴28的第一导向槽26。第一导向槽26以斜角相对于水平面延伸。转动连杆22还包括一个第一销30。第一销30贯穿转动连杆22上的一个孔。第一销30相对于转动连杆22不作轴向移动。
第一踏板14限定一个在槽端34和末端36之间延伸的臂32。垫38固定于末端36上，并设计成接受驾驶员的脚来操纵踏板14。臂32限定第一部分40和第二部分42。第一部分40与槽端34相毗邻，而第二部分42从第一部分40延伸到该部分末端36。从侧透视图看，第一部分40和第二部分42不同轴。第一部分40和第二部分42共同限定一个斜角。臂32的第一部分40限定第二导向槽44。第二导向槽44限定第二纵轴46。第二导向槽44设计成用于接纳在其中的第一销30。第一销30沿着第二导向槽44运动以使踏板14的臂32相对于转动连杆22移动。
踏板14的臂32还包括一个第二销48。第二销48固定在第二部分42内的臂32上。第二销48相对于臂32而言不作轴向运动。第二销48仅仅相对于臂32转动。此外，第二销48被容纳于第一导向槽26内。第二销48沿第一导向槽26移动，补充(complementing)第一销30通过第二导向槽44的运动。移动通过第二导向槽44的第一销30与移动通过第一导向槽26的第二销48的结合使踏板14的臂32以这样一种方式相对于转动连杆22运动，即使固定于臂32的末端36上的所述垫38在延伸位置和退回位置之间移动。所述垫38的相对位置相对于驾驶员和控制销18而变化。更具体地讲，臂32和所述垫38的运动不会产生控制销18的轴向运动。这一特征消除了上述相关技术所论述的需要空动板，因为制动拉索或连接件的张力不会随所述垫38位置的变化而变化。
可调踏板组件10还包括一个驱动装置，该总成总体上以件号50示出。驱动装置50使臂32相对于转动连杆22滑动到踏板38所需要的位置。驱动装置50由驾驶员利用一个转换开关(未示出)有选择地进行操作，以使臂32相对于转动连杆22延伸和退回。
驱动装置50包括一个电动机52。电动机52是双向电动机，它能够根据用于控制电动机的所述开关位置以任一个方向旋转。一套齿轮传动装置54被固定在电动机52的输出轴(未示出)上。齿轮传动装置54将在后面参照图7和8作较详细的阐述。
从齿轮传动装置54伸出的是挠性芯件(flexible coreelement)56。挠性芯件56接收来自齿轮传动装置54的旋转输出，并通过一个弯曲路径传送该旋转输出。挠性芯件56被铠装57包裹，且具有一个输出端58。即使在传送旋转输出期间挠性芯件56通过的弯曲路径可能发生变化，该挠性芯件56仍继续传送齿轮传动装置54的旋转输出。更具体地讲，即使挠性芯件56的输出端58的方位和位置可能发生变化，所述挠性芯件56形成齿轮传动装置54与挠性芯件56输出之间的一个连接件。
传动螺杆60与挠性芯件56的输出端58相连接。当传动螺杆60接受挠性芯件56提供的旋转输出时便旋转。传动螺杆60延伸穿过并安装在第一销30上。本领域的技术人员都懂得，只要恰当地按压就会使第一销30内的传动螺杆延伸，从而使传动螺杆60在第一销30内自由转动。传动螺杆60不会相对于第一销30轴向移动。
传动螺杆60包括一个限定螺纹部分64的轴62。螺纹部分64延伸进入并贯穿过第二销48。传动螺杆60与第二销48螺纹啮合，使得在传动螺杆60旋转时第二销48沿传动螺杆60的螺纹部分64移动。第二销48沿传动螺杆60的运动在第一销30和第二销48之间形成一个相对位置。第一销30和第二销48的相对位置限定了臂32相对于转动连杆22的关系。更具体地讲，当第二销沿传动螺杆60移动时，第一销30将滑动穿过第二导向槽44，同时第二销48将沿第一导向槽26滑动。销30和48滑动通过导向槽26和44的结果使所述垫38和臂32相对于驾驶员的位置延伸和退回。
现在将注意力转向图7和8，即第二实施例，在该实施例中，与原先标出的相同件号表示该件的结构与图1至图6中所示实施例的结构相同。第二实施例的齿轮传动装置54’包括第二挠性芯件66，该挠性芯件可以延伸到外面。第二挠性芯件66传送电动机52’的旋转输出，以驱动第二传动螺杆(未示出)，该第二传动螺杆将移动第二踏板16。齿轮传动装置54’被设计成使第二挠性芯件66的旋转输出等于第一挠性芯件56’的输出。
请参阅图9，10和11，踏板组件110包括一个延伸于第一端114和第二末端116之间的长踏板臂112。踏板臂112包括一个孔118穿过该孔邻近的第一端114和一个细长槽120成形于第一端114和第二末端116之间。图11中的细长槽120在踏板臂112的两个相对的前表面115与后表面117之间呈弧形或弯曲形。细长槽120可以是基本上直的槽，也可以是具有预定设计半径的曲线形槽，具有一定角度的槽，或其他的形状；长槽120具有一定形状是为了在调节期间使踏板臂112运动，这一点将在后面详细说明。踏板垫122固定安装于踏板臂112的第二末端116上，以便汽车(未示出)的驾驶员用脚接触。
踏板组件110还包括一个支承踏板臂112的带枢轴支架124。带枢轴支架124上有一个通孔126，用于接纳一个空心圆柱形枢轴管128，该枢轴管128用来将踏板组件110可转动地固定于汽车(未示出)地板附近的转动杆上。带枢轴支架124包括上端130和下端132。带枢轴支架124上形成有一个细长槽134，该细长槽基本上在上端130和下端132之间垂直延伸。在枢轴支架124上靠近下端132处还形成有一个枢轴孔136。带枢轴支架124借助踏板臂销138和推杆销140与踏板臂112实现运行偶联。更具体地讲，踏板臂销138是一个具有螺纹的圆柱销，该圆柱销穿过踏板臂112上的孔118，并一直延伸到带枢轴支架124的细长槽134中。紧固螺母142借助螺纹拧装在踏板臂销138的端头，以使踏板臂销138既能被固定在细长槽134内，又能在该槽134的两个相对的端头之间进行滑动运动。推杆销140类似地也是一个圆柱销，该圆柱销穿经踏板臂112上的细长槽120和枢轴支架124上的枢轴孔136。推杆销140被保留在长槽120内，并能在槽120的两个相对的端头之间滑动。连接件，制动拉索或杆件(未示出)可以与推杆销140的端头相接，以使踏板组件110用本领域共知的方式连接到普通制动助力器、节气门控制或离合机构上。
在踏板臂112和枢轴支架124之间插接一个盘簧144，用来将踏板臂销138和推杆销140偏压进入相应的导向槽134和120内，并使所述两个销子都朝向踏板组件110的前边或踏板臂112的前边缘115。
踏板组件110还包括一个上块146和一个下块148，这两个块件都固定在枢轴支架124上靠近相应的上端130和下端132处。上块146和下块148各包括一个中心通孔150延伸穿过以接受套管152。一根细长，圆筒的具有螺纹的传动螺杆154借助套管152与上块件146和下块件148的通孔150可转动地偶联在一起。传动螺杆154还借助螺纹穿过锁紧螺母142，该锁紧螺母装设在上块件146和下块件148之间的传动螺杆154上。
踏板组件110还包括一个电力驱动的电动机156，该电动机在下块件148的邻近处与传动螺杆154的端头相连接(见图10)，以使传动螺杆154按顺时针和反时针方向旋转。
现在参阅图12和13。图中示出了可调踏板组件110的一个可供选择的实施例。图12和13的踏板组件110包括一个具有下臂160的枢轴支架124，该下臂160由支架124的下端132向外或向前伸出到末端162。在下臂160的末端162处形成有一个通孔164，用来接纳推杆166。在这个可供选择的实施例中，致动和控制制动助力器、节气门或离合器机构的连接件，制动拉索或杆件是与下臂160的推杆166相连接，而不是与图9～11中实施例所示的推杆销140相连接。单独的推杆销140或导向槽销仍然穿通踏板臂112上的导向槽120和枢轴支架124上的孔136。
现在参阅图14和15。图中用件号170示出一个可调制动踏板组件，并以件号172示出一个可调加速踏板组件172。踏板组件170和172都分别包含图8～13中的踏板组件110的部件。因此，显然所述可调踏板机构可被用来调节任一种踏板的位置，也就是说可调节制动踏板，加速踏板，离合踏板或其类似踏板的位置。踏板170和172各自的相关驱动电动机均可这样进行电气相互连接，即要能同步调节踏板170和172，以使两个踏板相对于驾驶员而言是相等的定位。图16公开了图14和15的可调制动踏板组件170的分解图。
现参阅图8～13，在运行时踏板组件110可相对于固定枢轴管128在水平和垂直两个方向上调节，以适应各种身材的汽车驾驶员。踏板组件110要处于正常位置或前移的位置，这些位置在踏板组件远离汽车的驾驶座或驾驶员的情况下被调节。为了调节踏板组件110，起动电力驱动电动机156，以使传动螺杆154按顺时针方向或者按反时针方向旋转，借以将踏板组件由正常位置移动到接近汽车驾驶座或驾驶员的向后位置。当驱动电动机156转动传动螺杆154时，迫使锁紧螺母142沿着有螺纹的传动螺杆154的纵向长度朝下块件148移动。锁紧螺母142固定于踏板臂销138上，该踏板臂销穿过枢轴支架124上的细长槽134和踏板臂112上的孔118。因而，锁紧螺母142强使踏板臂销138沿细长槽134按图12中箭头A所示方向由上端朝下端垂直滑动。踏板臂销138强使踏板臂112的第一端114也按长槽134的方向垂直向下移动。随着踏板臂112沿细长槽134的路径向下移动，推杆销140也沿细长弯曲槽120移动。也就是说推杆销140固定于枢轴支架124上，并被可滑动地容纳在踏板臂112上的细长弯曲槽120内。因此，当踏板臂销138强使踏板臂112的第一端或上端向下移动时，弯曲槽120则强使踏板臂112的下端116按图12中箭头B所示方向向前移动，这样，踏板垫122定位在靠近汽车驾驶员的位置。如前所述，细长槽120可以所需要的方式成形以响应强使踏板臂112沿细长垂直槽134向下的踏板臂销138来控制，引导或操纵踏板臂112下端的运动。例如，细长槽120越是趋向于水平方向，或呈平面状，踏板臂112的移动越是呈线性移动或水平移动。
此外，弯曲槽120的一个优点是，踏板臂112的下端116将沿一个弧形路径移动。这个弧形移动路径使踏板垫122保持在这样一个位置，即处在该位置时，不管踏板臂112处于什么位置，驾驶员都能保持正切力。也就是说，一位腿短的驾驶员，在他将踏板组件110的位置前移，使其靠近自己或靠近驾驶座的条件下，仍然会按一定的角度向踏板垫122施力(按图中F1所示方向)，这时施力的角度要比腿长的驾驶员把踏板组件110完全后移到正常位置条件下施力的角度(按图中F2所示方向)更加接近垂直角或直角。
利用简单地改变驱动电动机156旋转方向踏板臂112被调节并朝向正常位置被移动。
本发明以说明的方式阐述。要理解的是所使用的术语是反映描述语言的本质，而不是限制性的语言。根据以上教导，对本发明做出许多改进和变化是可能的。因此，在后附权利要求范围内，可以用除了已经具体阐述的方式来实施本发明。
权利要求
1.一种汽车用的可调踏板组件，该组件包括一个支架其用于将所述可调踏板组件安装到所述汽车上；一个可转动地安装在所述支架上的转动连杆，所述转动连杆具有第一导向槽和第一销；具有一个臂的一个踏板，所述臂具有第二导向槽和第二销，所述第二导向槽以滑动接合方式容纳所述第一销，所述第一导向槽以滑动接合方式容纳所述第二销；和一个延伸于所述第一销和所述第二销之间的驱动装置，该驱动装置能使所述踏板臂产生相对于所述转动连杆的相对滑动运动，以使所述踏板延伸和退回。
2.如权利要求1所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第一导向槽和所述第二导向槽限定第一轴和第二纵轴，由此，所述第一和第二纵轴相对于彼此倾斜地延伸。
3.如权利要求2所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第一销固定于所述转动连杆上。
4.如权利要求3所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第二销固定于所述踏板上。
5.如权利要求4所述的可调踏板组件，其特征在于，所述驱动装置包括一个伸出于所述第一销以外的传动螺杆。
6.如权利要求5所述的可调踏板组件，其特征在于，所述传动螺杆穿过并螺纹接合所述第二销。
7.如权利要求6所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第一导向槽和第二导向槽限定相对于彼此的倾斜延伸。
8.如权利要求7所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第一和第二导向槽限定两者之间的角大于90°。
9.如权利要求8所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第一导向槽是长条形的。
10.如权利要求9所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第二导向槽是长条形的。
11.如权利要求10所述的可调踏板组件，其特征在于，所述驱动装置包括一个固定于所述支架上的电动机，所述电动机转动所述传动螺杆。
12.如权利要求11所述的可调踏板组件，其特征在于，所述驱动装置还包括一个延伸于所述电动机和所述传动螺杆之间的挠性芯件。
13.如权利要求12所述的可调踏板组件，其特征在于，所述挠性芯件穿过一个弯曲路径。
14.一种汽车用的可调踏板组件，该组件包括一个支架其用于将所述可调踏板组件安装到所述汽车上；一个可转动地安装在所述支架上的转动连杆，所述转动连杆具有第一导向槽和第一销；具有一个臂的一个踏板，所述臂具有第二导向槽和第二销，所述第二导向槽以滑动接合方式容纳所述第一销，所述第一导向槽以滑动接合方式容纳所述第二销；和一个具有电动机、挠性芯件和传动螺杆的驱动装置，所述传动螺杆在所述第一销和所述第二销之间延伸，并由所述电动机通过所述挠性芯件转动，以使所述踏板臂相对于所述转动连杆滑动，从而使所述踏板延伸和退回。
15.如权利要求14所述的可调踏板组件，其特征在于，所述驱动装置包括一个齿轮传动装置，该齿轮传动装置延伸于所述电动机和所述挠性芯件之间，以便将所述电动机的旋转运动转换成所述挠性芯件的旋转运动。
16.如权利要求15所述的可调踏板组件，其特征在于，所述齿轮传动装置包括第一和第二同步齿轮。
17.如权利要求16所述的可调踏板组件，其特征在于，所述第一同步齿轮固定于所述挠性芯件上。
18.如权利要求17所述的可调踏板组件，其特征在于，该可调踏板组件包括一个固定于所述第二同步齿轮上的第二挠性芯件。
19.如权利要求18所述的可调踏板组件，其特征在于，该可调踏板组件包括一个固定于所述第二挠性芯件上的第二传动螺杆。
20.如权利要求19所述的可调踏板组件，其特征在于，该可调踏板组件包括一个具有第二踏板臂的第二踏板，所述第二踏板臂借助第二传动螺杆被滑动定位使得所述踏板臂和所述第二踏板臂相对于所述支架被移动到同一方位。
21.一种用于控制汽车输出连接件的可调踏板组件，该可调踏板组件包括一个支架其用于将所述可调踏板组件安装在汽车上；一个可转动地安装在所述支架上的转动连杆，所述转动连杆具有第一导向槽、第一销和接纳输出连接件的控制销；和一个具有臂的踏板，所述臂具有第二导向槽和第二销，所述第二导向槽以滑动接合方式接纳所述第一销，所述第一导向槽以滑动接合方式接纳所述第二销以使所述踏板在延伸位置和退回位置之间延伸和退回，其中，所述第一和第二导向槽穿经一个斜角，使得所述控制销保持位置与所述踏板的所述位置无关。
22.如权利要求21所述的可调踏板组件，其特征在于，至少一个所述导向槽是弧形。
23.如权利要求22所述的可调踏板组件，其特征在于，所述转动连杆与所述踏板臂可转动地且滑动地连接。
全文摘要
一种汽车用的可调踏板组件包括一个用于将可调踏板组件安装在汽车上的支架。一个转动连杆可转动地安装在支架上。转动连杆具有第一导向槽和第一销。踏板可转动地固定于转动连杆上，并包括一个臂。所述臂具有第二导向槽和第二销。第二导向槽与第一销协同工作，同时第一导向槽与第二导销协同工作。这两个偶对共同限定转动连杆和踏板臂之间的相对运动。驱动装置在所述第一销和所述第二销之间延伸。该驱动装置使踏板臂相对于转动连杆滑动，以使踏板相对于驾驶员延伸和退回。
文档编号G05G1/323GK1429160SQ01809488
公开日2003年7月9日 申请日期2001年4月9日 优先权日2000年4月7日
发明者克拉克·G·奥伯海德, 安德列·切尔尼, 克里斯托弗·B·罗杰斯, 戈登·A·佩顿, 内博伊沙·乔尔杰维奇 申请人:阿托马国际公司, 2000662安大略公司