CN112660081A - 用于保护驾驶员的踏板装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于保护驾驶员的踏板装置，其包括：踏板构件，踏板臂可旋转地联接至所述踏板构件；前围支架，其固定地联接至所述踏板构件；以及碰撞旋转支架，其联接至所述前围支架。所述碰撞旋转支架构造成在因发生碰撞事故引起踏板构件的向后移动而使碰撞旋转支架与车身固定件接触时相对于前围支架旋转。踏板臂构造成在碰撞旋转支架旋转期间，被碰撞旋转支架沿向前方向强行推动，从而使踏板臂被迫沿向前方向旋转。

Description

用于保护驾驶员的踏板装置
技术领域
本发明涉及一种用于保护驾驶员的踏板装置。
背景技术
在普通车辆中，由驾驶员的脚操纵的加速踏板、制动踏板和离合器踏板安装在设置于驾驶员座椅下方的前围板上。
同时，当发生撞击或追尾碰撞事故时，由于该事故产生的冲击力导致发动机室塌陷，可能存在驾驶员的腿部被踏板装置伤害的问题。
为了防止这样的问题，已经开发了通过另外施加单独的结构(踏板臂侧止挡件、前围横梁侧止挡件等)来防止踏板的向后推进(朝向驾驶员座椅推进)和踏板的向后旋转(朝向驾驶员座椅旋转)的技术。
然而，由于除了构成踏板装置的元件之外还另外施加了单独的结构，因此大多数常规技术具有元件数量增加、重量增加以及成本增加的缺点。
特别地，在斜向侧前方碰撞时，在踏板偏移一定角度的状态下，踏板的推进沿倾斜方向从前下部位置向后上部位置行进。当发生这种斜向侧前方碰撞时，常规的悬臂结构中的前围横梁侧止挡件不能有效地抑制踏板臂的向后推进，因此，可能存在这样的缺陷，即无法确定地防止由踏板引起的对驾驶员腿部的伤害。
在本部分中公开的上述内容仅是为了加深对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该内容构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明涉及一种用于保护驾驶员的踏板装置。具体实施方案涉及一种用于保护驾驶员的踏板装置，其能够最大程度地在碰撞事故期间防止由踏板装置引起的对驾驶员腿部的伤害(小腿震动、脚踝脱位等)。
本发明的实施方案可以解决诸如上述那些问题。
本发明的实施方案提供了一种用于保护驾驶员的踏板装置，其能够在发生碰撞事故时使用连接至前围支架的碰撞旋转支架来引起踏板臂的强行向前旋转，从而防止踏板臂的向后推进和向后旋转，进而最大程度地防止由踏板臂引起的对驾驶员腿部的伤害。
例如，即使在斜向侧前方碰撞的情况下，根据本发明实施方案的踏板装置也可以最大程度地防止由踏板臂引起的对驾驶员腿部的伤害。
根据本发明的一个方面，用于保护驾驶员的踏板装置包括：踏板构件，踏板臂可旋转地联接至所述踏板构件；前围支架，其固定地联接至所述踏板构件；以及碰撞旋转支架，其联接至所述前围支架。在因发生碰撞事故引起踏板构件的向后移动而使碰撞旋转支架与车身固定件接触时，碰撞旋转支架相对于前围支架旋转，并且在碰撞旋转支架旋转期间，踏板臂被碰撞旋转支架沿向前方向强行推动，从而使踏板臂被迫沿向前方向旋转。
前围支架和碰撞旋转支架可以通过由旋转轴和制动灯开关提供的双联接点结构联接。在因发生碰撞事故引起踏板构件的向后移动而使碰撞旋转支架与车身固定件接触时，制动灯开关可以与前围支架分离。在制动灯开关与前围支架分离的情况下，碰撞旋转支架可以绕旋转轴旋转。踏板臂可以通过在碰撞旋转支架绕旋转轴旋转时产生的碰撞旋转支架的旋转力被迫沿向前方向旋转。
所述前围支架可以形成为具有比所述踏板构件和所述碰撞旋转支架更大的截面厚度，使得所述前围板支架具有比所述踏板构件和所述碰撞旋转支架更大的强度和刚度，从而在发生碰撞事故时使所述碰撞旋转支架稳定旋转。
所述碰撞旋转支架可以包括：中间联接部段，其通过旋转轴和制动灯开关联接至所述前围支架；上部接触部段，其从所述中间联接部段向上延伸，在发生碰撞事故而踏板构件被向后推进时，所述上部接触部段与车身固定件接触；以及下部旋转部段，其从所述中间联接部段向下延伸，当所述碰撞旋转支架由于其与车身固定件的接触而旋转时，所述下部旋转部段沿向前方向强行推动踏板臂，从而使踏板臂被迫沿向前方向旋转。
在发生碰撞事故之前，在碰撞旋转支架处于通过旋转轴和制动灯开关联接至前围支架的状态的情况下，所以碰撞旋转支架不相对于前围支架旋转。在由于碰撞事故使上部接触部段与车身固定件接触从而使制动灯开关与前围支架分离时，碰撞旋转支架可以绕旋转轴旋转。
上部接触部段可以形成为在从中间联接部段向上延伸的同时朝向踏板臂的一侧倾斜，并且上部接触部段可以弯曲以向后突出。
下部旋转部段可以形成为在从中间联接部段向下延伸的同时朝向踏板臂的一侧倾斜，类似于上部接触部段，并且下部旋转部段可以弯曲以向前突出，使得下部旋转部段接触踏板臂的一个表面。
碰撞旋转支架可以具有这样的结构，其中，从旋转轴的中心到下部旋转部段的端部的直线距离大于从旋转轴的中心到上部接触部段的端部的直线距离，从而在碰撞旋转支架旋转期间增加踏板臂的向前旋转量。
踏板臂可以是制动踏板、离合器踏板和加速踏板之一。
在根据本发明实施方案的用于保护驾驶员的踏板装置中，当发生撞击或追尾碰撞事故时，通过在事故发生时旋转碰撞旋转支架使踏板臂被迫向前旋转并因此与驾驶员远离。因此，可以最大程度地防止由踏板臂引起的对驾驶员腿部的伤害。特别地，可以实现在没有大量增加元件的情况下强制向前转动踏板臂的构造，因此，与常规结构相比，可以实现减轻重量和降低成本的效果。
附图说明
从以下结合所附附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1和图2分别为示出了根据本发明实施方案的用于保护驾驶员的踏板装置的分解立体图和组装立体图；
图3至图6分别为与图2对应的右侧视图、左侧视图、主视图和仰视图；
图7和图8为示出了根据本发明所示实施方案的碰撞旋转支架的主视图和侧视图；
图9至图11b示出了在碰撞之前和之后的踏板装置，图9为根据本发明所示的实施方案的包括碰撞旋转支架的踏板装置的侧视图，图10a至图11b为与图9对应的平面图和仰视图，图9的左侧、图10a、图11a示出了在碰撞之前的踏板装置，图9的右侧、图10b、图11b示出了在碰撞之后的踏板装置。
具体实施方式
在下文中，将参照所附附图描述根据本发明优选实施方案的用于保护驾驶员的踏板装置。
如图1至图11b所示，根据本发明所示实施方案的用于保护驾驶员的踏板装置包括踏板构件10和踏板臂30，所述踏板构件10固定地安装在设置于驾驶员座椅下方的前围板上；所述踏板臂30通过铰链螺栓21和螺母22联接至踏板构件10，使得踏板臂30在向前和向后的方向上可旋转。踏板装置进一步包括前围支架40和碰撞旋转支架50，所述前围支架40通过焊接固定地联接至踏板构件10的上部；所述碰撞旋转支架50联接至前围支架40。
踏板构件10在其前部联接至前围板1。从踏板构件10的前部向后延伸的踏板构件10的左侧部分和右侧部分形成为平行的。踏板构件10具有在向后方向上和竖直方向上敞开的结构。
螺栓孔11形成为分别延伸穿过踏板构件10的左侧部分和右侧部分。铰链螺栓21在以这样的顺序依次延伸穿过螺栓孔11中的一个、踏板臂30的铰链管31和螺栓孔11中的另一个之后联接至螺母22。因此，踏板臂30联接至踏板构件10，使得踏板臂30可相对于踏板构件10在向前和向后的方向上绕铰链螺栓21旋转。
铰链管31联接至踏板臂30的上端。由驾驶员的脚操作的踏板脚垫32联接至踏板臂30的下端。
前围支架40通过焊接固定地联接至踏板构件10，以便覆盖踏板构件10的敞开的上部和后部。前围板联接至从前围支架40向上延伸的上延伸部。
在本发明所示的实施方案中，碰撞旋转支架50通过双联接点结构借由旋转轴60和制动灯开关70联接至前围支架40的向后指向的表面。
连接前围支架40和碰撞旋转支架50的旋转轴60是诸如铆钉或螺栓的联接元件，或者是通过包边形成的联接元件。旋转轴60用作旋转中心，以使碰撞旋转支架50能够相对于前围支架40旋转。
当驾驶员不操纵踏板臂30时，或者当向前旋转的踏板臂30通过由踏板弹簧的弹力进行的其向后旋转而返回时，制动灯开关70接触与踏板臂30联接的开关支架80。当制动灯开关70接触开关支架80时，制动灯开关70不产生踏板臂30的操纵信号。当开关支架80根据驾驶员对踏板臂30的操纵而与制动灯开关70分离时，制动灯开关70产生踏板臂30的操纵信号。
另外，制动灯开关70是由塑料材料制成的开关。因此，当外部冲击施加到制动灯开关70时，制动灯开关70的形状塌陷，并且因此可以容易地与前围支架40或与碰撞旋转支架50分离。
因此，当踏板构件10由于在发生碰撞事故时产生的冲击力F1而向后移动时，联接至前围支架40的碰撞旋转支架50与车身固定件90接触。当碰撞旋转支架50与车身固定件90接触时，制动灯开关70容易与前围支架40分离。当制动灯开关70与前围支架40分离时，碰撞旋转支架50绕旋转轴60旋转。根据碰撞旋转支架50绕旋转轴60的旋转，碰撞旋转支架50的旋转力传递到踏板臂30，从而使踏板臂30被迫沿向前方向旋转。因此，可以防止踏板臂30的向后推进和向后旋转，从而可以最大程度地防止由踏板臂30引起的对驾驶员腿部的伤害。
为了在发生碰撞事故时使碰撞旋转支架50稳定旋转，前围支架40优选地具有比踏板构件10和碰撞旋转支架50更大的强度和刚度。为此，前围支架40的特征在于其截面厚度相对地大于踏板构件10和碰撞旋转支架50的截面厚度。当然，本发明的实施方案不限于这种条件。
根据本发明所示的实施方案，碰撞旋转支架50包括中间联接部段51和上部接触部段52，所述中间联接部段51通过旋转轴60和制动灯开关70联接至前围支架40，所述上部接触部段52从中间联接部段51向上延伸，同时所述上部接触部段52构造成在发生碰撞事故而踏板部件10被向后推进时与车身固定件90接触。碰撞旋转支架50进一步包括下部旋转部段53，所述下部旋转部段53从中间联接部段51向下延伸，同时所述下部旋转部段53构造成当碰撞旋转支架50由于其与车身固定件90接触而旋转时沿向前方向强行推动踏板臂30，从而使踏板臂30被迫沿向前方向旋转。
在本发明所示的实施方案中，旋转轴60和制动灯开关70在发生碰撞事故之前处于联接状态，因此，碰撞旋转支架50保持在正常状态，在该正常状态下，当碰撞旋转支架50处于通过旋转轴60和制动灯开关70将碰撞旋转支架50联接至前围支架40的条件下时，碰撞旋转支架50不相对于前围支架40旋转。
然而，在发生碰撞事故时由于碰撞旋转支架50的上部接触部段52与车身固定件90接触而制动灯开关70与前围支架40分离的情况下，如上所述，碰撞旋转支架50绕旋转轴60旋转。在这种情况下，踏板臂30受到碰撞旋转支架50的旋转力，从而被迫沿向前方向反向旋转。
碰撞旋转支架50的上部接触部段52形成为在从中间联接部段51向上延伸的同时朝向踏板臂30的一侧倾斜。上部接触部段52还弯曲成朝向车身固定件90向后突出。
碰撞旋转支架50的下部旋转部段53形成为在从中间联接部段51向下延伸的同时朝向踏板臂30的一侧倾斜，类似于上部接触部段52。下部旋转部段53还弯曲以向前突出，使得下部旋转部段53接触踏板臂30的一个表面。
此外，根据本发明所示的实施方案，碰撞旋转支架50具有这样的结构，其中，从旋转轴60的中心到下部旋转部段53的端部的直线距离L2大于从旋转轴60的中心到上部接触部段52的端部的直线距离L1。优选地，碰撞旋转支架50具有直线距离L2是直线距离L1的大约2倍的结构。
因此，假设当碰撞旋转支架50绕旋转轴60旋转时上部接触部段52移动约5mm，则下部旋转部段53移动约10mm，其对应于上部接触部段52的移动距离的2倍。因此，具有如下优点：即使在碰撞旋转支架50旋转通过较小的旋转角度的情况下，接触下部旋转部段53的踏板臂30的向前旋转量也大大增加。
在本发明所示的实施方案中的踏板臂30可以是在车辆中的制动踏板、离合器踏板和加速踏板之一中所采用的踏板臂。
在下文中，将描述根据本发明所示的实施方案的踏板装置的功能。
在图9至图11b中，分别示出了踏板装置在碰撞之前和之后的状态。图9为根据本发明所示实施方案的包括碰撞旋转支架的踏板装置的侧视图。图10a至图11b分别为与图9对应的平面图和仰视图。
斜向侧前方碰撞是这样的情况，即，在车速为90km/h、碰撞角度为15°且偏移量为35％的研究可移动可变形障碍物(research moving deformable barrier，RMDB)条件下，车辆与障碍物碰撞。与小重叠碰撞相比，斜向侧前方碰撞在车速和障碍物载荷方面是严重的。
图9左侧、图10a和图11a示出了没有发生碰撞事故的正常状态。当驾驶员踩压踏板时，踏板臂30绕铰链螺栓21在向前和向后的方向上旋转。在这种情况下，因为碰撞旋转支架50处于通过旋转轴60和制动灯开关70联接至前围支架40的状态，所以碰撞旋转支架50保持在正常状态下，在该正常状态下，碰撞旋转支架50不相对于前围支架40旋转。
图9右侧、图10b和图11b示出了发生碰撞事故(特别是斜向侧前方碰撞)的情况。
当发生碰撞事故(特别是斜向侧前方碰撞)时，碰撞能量从前下侧到后上侧沿倾斜方向传递到踏板臂30，从而踏板臂30以预定倾斜角度倾斜，同时以预定角度偏移(箭头F1)。
亦即，当在碰撞事故中产生的冲击力F1使踏板构件10与前围板1一起向后移动(箭头M1)时，与前围支架40联接的碰撞旋转支架50的上部接触部段52在踏板臂30上方与设置于踏板臂30后方的车身固定件90接触。
当碰撞旋转支架50的上部接触部段52与车身固定件90接触时，由塑料材料制成的制动灯开关70由于上部接触部段52的接触所施加的冲击而容易地与前围支架40分离。当制动灯开关70与前围支架40分离时，碰撞旋转支架50绕旋转轴60旋转(箭头R1)。
当碰撞旋转支架50绕旋转轴60旋转时，碰撞旋转支架50的下部旋转部段53推动踏板臂30被迫沿向前方向移动。因此，踏板臂30经由下部旋转部段53接收碰撞旋转支架50的旋转力，并且因此被迫沿向前方向绕铰链螺栓21旋转(箭头R2)。因此，防止踏板臂30的向后推进和向后旋转，从而可以最大程度地防止由踏板臂30引起的对驾驶员腿部的伤害。
亦即，由于通过在发生碰撞事故时旋转的碰撞旋转支架50使踏板臂30被迫沿向前方向旋转，因此可以防止由踏板引起的对驾驶员的伤害(诸如小腿震动或脚踝脱位)。因此，可以最大程度地防止由踏板臂30引起的对驾驶员腿部的伤害。
此外，为了在发生碰撞事故时防止踏板臂30的向后推进(朝向驾驶员座椅推进)和向后旋转(朝向驾驶员座椅旋转)，本发明所示的实施方案不采用这样的构造(即，在该构造中使用具有悬臂结构的前围横梁侧止挡件、踏板臂侧止挡件等)。因此，具有的优点是可以在无需大量增加元件数量的情况下而实现驾驶员保护功能。特别地，与使用前围横梁侧止挡件和踏板臂侧止动件的常规结构相比，具有减轻重量和降低成本的优点。
尽管已经出于说明性目的公开了本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离如所附权利要求书中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (18)

1.一种用于车辆的踏板装置，所述踏板装置包括：
踏板构件，踏板臂能够旋转地联接至所述踏板构件；
前围支架，其固定地联接至所述踏板构件；以及
碰撞旋转支架，其联接至所述前围支架，其中，所述碰撞旋转支架构造成在因发生碰撞事故引起踏板构件的向后移动而使碰撞旋转支架与车身固定件接触时相对于前围支架旋转，所述踏板臂构造成在碰撞旋转支架旋转期间被碰撞旋转支架沿向前方向强行推动，从而使踏板臂被迫沿向前方向旋转。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的踏板装置，其中：
所述前围支架和所述碰撞旋转支架通过由旋转轴和制动灯开关提供的双联接点结构联接；
所述制动灯开关构造成在因发生碰撞事故引起踏板构件的向后移动而使碰撞旋转支架与车身固定件接触时与所述前围支架分离；
所述碰撞旋转支架构造成当所述制动灯开关与所述前围支架分离时绕旋转轴旋转；
所述踏板臂构造成通过在所述碰撞旋转支架绕旋转轴旋转时产生的碰撞旋转支架的旋转力而被迫沿向前方向旋转。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述前围支架具有比所述踏板构件和所述碰撞旋转支架更大的截面厚度，以使所述前围支架具有比所述踏板构件和所述碰撞旋转支架更大的强度和刚度。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述装置设计为在发生碰撞事故时使所述碰撞旋转支架稳定旋转。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述碰撞旋转支架包括：
中间联接部段，其通过旋转轴和制动灯开关联接至所述前围支架；
上部接触部段，其从所述中间联接部段向上延伸，所述上部接触部段构造成在发生碰撞事故而踏板构件被向后推进时与车身固定件接触；以及
下部旋转部段，其从所述中间联接部段向下延伸，所述下部旋转部段构造成当所述碰撞旋转支架由于其与车身固定件的接触而旋转时沿向前方向强行推动踏板臂，从而使踏板臂被迫沿向前方向旋转。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述踏板装置构造成使得：
当所述碰撞旋转支架处于在发生碰撞事故之前通过旋转轴和制动灯开关联接至所述前围支架的状态时，所述碰撞旋转支架不相对于前围支架旋转；
当由于碰撞事故使所述上部接触部段与车身固定件接触从而使制动灯开关与前围支架分离时，所述碰撞旋转支架绕旋转轴旋转。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述上部接触部段形成为在从所述中间联接部段向上延伸的同时朝向踏板臂的一侧倾斜。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述上部接触部段弯曲以向后突出。
9.根据权利要求5所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述下部旋转部段形成为在从所述中间联接部段向下延伸的同时朝向踏板臂的一侧倾斜。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述下部旋转部段弯曲以向前突出，使得所述下部旋转部段接触所述踏板臂的一个表面。
11.根据权利要求5所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述碰撞旋转支架具有这样的结构，其中，从旋转轴的中心到下部旋转部段的端部的直线距离大于从旋转轴的中心到上部接触部段的端部的距离。
12.根据权利要求1所述的用于车辆的踏板装置，其中，所述踏板臂是制动踏板、离合器踏板或加速踏板。
13.一种车辆，其包括：
车身固定件；
踏板构件，踏板臂能够旋转地联接至所述踏板构件；
前围支架，其固定地联接至所述踏板构件；
旋转轴；
制动灯开关；
碰撞旋转支架中间联接部段，其通过旋转轴和制动灯开关联接至所述前围支架；
碰撞旋转支架上部接触部段，其从所述碰撞旋转支架中间联接部段向上延伸，所述碰撞旋转支架上部接触部段构造成在发生碰撞事故而踏板构件被向后推进时与车身固定件接触；以及
碰撞旋转支架下部旋转部段，其从所述碰撞旋转支架中间联接部段向下延伸，所述碰撞旋转支架下部旋转部段构造成当所述碰撞旋转支架由于其与车身固定件的接触而旋转时沿向前方向强行推动踏板臂，从而使踏板臂被迫沿向前方向旋转。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述碰撞旋转支架中间联接部段、所述碰撞旋转支架上部接触部段和所述碰撞旋转支架下部旋转部段是碰撞旋转支架的一部分；
其中，所述碰撞旋转支架构造成当所述碰撞旋转支架处于在发生碰撞事故之前通过旋转轴和制动灯开关联接至所述前围支架的状态时不相对于前围支架旋转；
所述碰撞旋转支架构造成当由于碰撞事故使所述碰撞旋转支架上部接触部段与车身固定件接触而使制动灯开关与前围支架分离时绕旋转轴旋转。
15.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述碰撞旋转支架上部接触部段形成为在从所述碰撞旋转支架中间联接部段向上延伸的同时朝向踏板臂的一侧倾斜。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述碰撞旋转支架上部接触部段弯曲以向后突出。
17.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述碰撞旋转支架下部旋转部段形成为在从所述碰撞旋转支架中间联接部段向下延伸的同时朝向踏板臂的一侧倾斜。
18.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述碰撞旋转支架下部旋转部段弯曲以向前突出，使得所述下部旋转部段接触所述踏板臂的一个表面。
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