JP2010003164A - ペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脆弱部で破断した後においてもペダルレバーによる操作入力を可能とするペダル装置を得る。
【解決手段】第１の付勢機構としてのスプリング９からの付勢力の入力点２Ｉを、回動軸心Ｃと脆弱部８との間に設定した。このため、運転者がペダルレバー２をより強く踏み込んで、脆弱部８の応力が破断限界を超え、ペダルレバー２が脆弱部８で破断した場合にも、スプリング９によってペダルレバー２を初期位置へ向けて回動付勢して、ペダルレバー２としての本来の機能を果たすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のペダル装置に関する。

運転者の足で操作入力を行う自動車用のペダル装置としては、アクセルペダルや、ブレーキペダル、クラッチペダル等がある。

これらペダル装置の中には、操作レバーに、過大な荷重の入力によって破断する脆弱部を設けたものがある。具体的には、レバー下部とレバー上部とを別部材として、これらを回転軸ピンと破断軸ピンとで連結し、ペダルレバーに過剰な荷重が入力された場合に、破断軸ピンを破断させて分離するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−２１５２５１号公報

しかし、上記特許文献１に開示されるペダル装置は、破断軸ピンが破断してしまった後は、ペダルレバーの機能が損なわれてしまうものであった。

そこで、本発明は、脆弱部で破断した後においてもペダルレバーによる操作入力を可能とするペダル装置を得ることを目的とする。

本発明は、ペダルレバーへの操作反力の入力点を、回動軸心に対して、ペダルレバーへの操作入力の入力点の反対側に設定し、ペダルレバーの回動軸心と操作反力の入力点との間に、ペダルレバーへの過大入力によって当該ペダルレバーを破断させる脆弱部を設定し、ペダルレバーを初期位置側へ付勢する第１の付勢機構からペダルレバーへの付勢力の入力点を、回動軸心と脆弱部との間となる位置、または回動軸心に対して脆弱部の反対側となる位置に設定したことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、ペダルレバーが脆弱部で破断した後も、ペダルレバーに対する第１の付勢機構による回動付勢が有効に機能するため、当該ペダルレバーによる操作入力が可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかるペダル装置の内部を示す側面図、図２は、図１のII−II断面図、図３は、ペダルレバーを操作した状態を示す側面図、図４は、ペダルレバーが脆弱部で破断した状態を示す側面図である。なお、各図中、ＦＲは車両前方、ＵＰは車両上方、ＷＤは車幅方向を示す。また、以下では、本発明にかかるペダル装置をアクセルペダルとして具現化した場合について例示する。

図１に示すように、本実施形態にかかるペダル装置１は、車体側に回動可能に支持されたペダルレバー２を備えている。このペダルレバー２は、支軸３を介して車体側の部材としてのペダルハウジング４に支持されており、車幅方向に略沿って伸びる支軸３の中心軸としての回動軸心Ｃを中心として回動するようになっている。ペダルレバー２の下部には、運転者からの操作入力（踏力）の入力点としてのペダルパッド部２Ｐが設けられている。このペダルパッド部２Ｐには運転者（の足）により車両後方から前方に向けて操作入力が作用し、ペダルレバー２は、この操作入力によって、図１，図３，図４の時計回り方向に回動する。

また、このペダル装置１には、ペダルレバー２に操作反力を入力する反力レバー６が設けられている。本実施形態では、反力レバー６からペダルレバー２への操作反力の入力点（ペダルヘッド部７の縦溝７ａの底壁７ｂ）は、回動軸心Ｃに対して、操作入力の入力点（ペダルパッド部２Ｐ）とは長手方向の反対側、すなわちペダルレバー２の上部に設定されている。操作反力は、アクチュエータとしての電動モータ５で生成される。具体的には、電動モータ５の出力軸５ａの回動トルクによって反力レバー６を反時計回りに回動させ、その先端部６ａによってペダルヘッド部７を車両前方（図１，図３，図４中左方向）に向けて押圧するようにしてある。本実施形態では、ペダルレバー２の上端部を車両後方（図中右方）に所要量突出させてペダルヘッド部７を形成し、その車両後方に突出させた部分に、図２に示すように、左右方向略中央部に上下に延びる縦溝７ａを形成し、その縦溝７ａ内に反力レバー６の先端部６ａを挿入してある。そして、図１に示すように、反力レバー６の先端部６ａを縦溝７ａの底壁７ｂに当接させて、反力レバー６により当該底壁７ｂを車両前方（図中左方）に向けて押圧するようになっている。

また、ペダルレバー２には、回動軸心Ｃと操作反力の入力点としての上記底壁７ｂとの間に、ペダルレバー２への過大入力によって当該ペダルレバー２を破断させる脆弱部８を設けてある。脆弱部８は、過大な入力によって局所的に破断限界を超える応力集中を生じさせる構造であればよく、具体的には、例えば、貫通孔や、切欠、切込、折線、薄肉部等を形成することで得ることができる。

そして、このペダル装置１には、ペダルレバー２を初期位置（ペダルパッド部２Ｐが最も車両後方側にある位置、図１に示す位置）に向けて回動付勢する第１の付勢機構として、スプリング９を設けてある。スプリング９は、車両前後方向に略沿って配置された圧縮ばねとして構成され、ペダルレバー２を、運転者の操作入力による回動方向とは逆方向、すなわち、図１，図３，図４の反時計回り方向に付勢している。

なお、ペダルレバー２の初期位置は、回動付勢されたペダルレバー２の一部（本実施形態ではペダルレバー２の回動軸心Ｃより上側となる突出部２Ｓ）を車体側となるペダルハウジング４に突き当てることで設定される。

このペダルレバー２の回動位置は、支軸３の回動位置として、ストロークセンサ１０によって検出される。ストロークセンサ１０によって検出された回動位置は、図示しないコントローラによって取得され、エンジン等の各部の制御に用いられる。

そして、本実施形態では、コントローラによって、ストロークセンサ１０を介して取得されたペダルレバー２の回動位置に応じてアクチュエータとしての電動モータ５を制御し、これにより、ペダルレバー２の操作反力の大きさを変化させるようになっている。

また、本実施形態にかかるペダル装置１は、脆弱部８でペダルレバー２の回動軸心Ｃ側から分離された分離部分としてのペダルヘッド部７を収納する収納部１１と、ペダルヘッド部７を収納部１１に向けて付勢する第２の付勢機構としてのスプリング１２とを備えている。具体的には、ペダルハウジング４を、ペダルレバー２の上部を覆うように設け、このペダルハウジング４の前壁および後壁を凹設してペダルヘッド部７の収納部１１およびスプリング１２の収納部１１を形成してある。スプリング１２は、車両前後方向に略沿って配置された圧縮ばねとして構成され、ペダルヘッド部７の前方に位置する収納部１１に向けて、当該ペダルヘッド部７を押圧付勢している。

第２の付勢機構としてのスプリング１２は、ペダルレバー２が脆弱部８で破断されず、ペダルヘッド部７がペダルレバー２から分離していない状態では、ペダルレバー２を、図１，図３，図４中の反時計回り方向に回動付勢している。すなわち、本実施形態では、ペダルヘッド部７が分離していない状態における第２の付勢機構としてのスプリング１２によるペダルレバー２の回動方向を、第１の付勢機構としてのスプリング９によるペダルレバー２の回動方向と一致させてある。

そして、図２，図４に示すように、本実施形態では、破断したペダルヘッド部７を収納部１１に向けて移動案内するガイド機構１３を設けてある。本実施形態では、ガイド機構１３として、ペダルハウジング４の左右内側に、車両前後方向に略沿って伸びるガイド溝１３ａを形成するとともに、ペダルヘッド部７に、ガイド溝１３ａに挿入されてその長手方向に沿って往復動可能な突起１３ｂを設けてある。なお、ガイド溝１３ａは、ペダルレバー２の回動域に対応する後方区間では、ペダルレバー２の回動に伴う突起１３ｂの移動軌跡に合わせて円弧状に形成してある。

以上の構成を備えるペダル装置１では、何らかの原因で電動モータ５が不本意に故障するなどして、反力レバー６がロックされ、通常の操作力（踏力）ではペダルレバー２を回動できなくなってしまう場合がある。このとき、運転者がペダルレバー２をより強く踏み込んで、脆弱部８の応力が破断限界を超えると、ペダルレバー２は、脆弱部８で破断する。

ここで、本実施形態では、第１の付勢機構としてのスプリング９の入力点２Ｉを、回動軸心Ｃと脆弱部８との間に設定してあるため、ペダルヘッド部７が脆弱部８から分離した後も、スプリング９によってペダルレバー２を初期位置へ向けて回動付勢することができる。このため、ペダルレバー２は操作入力によって初期位置から当該操作入力に応じた回動位置に移動することができ、本来の機能を果たすことができる。

また、本実施形態では、脆弱部８でペダルレバー２の回動軸心Ｃ側から分離された分離部分としてのペダルヘッド部７を収納する収納部１１と、ペダルヘッド部７を収納部１１に向けて付勢する第２の付勢機構としてのスプリング１２を設けた。このため、脆弱部８でペダルヘッド部７が分離された以降、そのペダルヘッド部７がペダルレバー２側に落下するなど不本意な位置に移動するのを抑制して、ペダルレバー２のより確実な回動動作を確保しやすくなる。なお、電動モータ５の出力軸５ａと反力レバー６との間に、反力レバー６のペダルレバー２を押圧する方向への回動を許容し、逆方向への回動を規制するワンウエイクラッチやラチェットなどを組み込むことで、スプリング１２と反力レバー６との干渉を回避しやすくなる。

また、本実施形態では、分離部分としてのペダルヘッド部７を収納部１１に向けて移動案内するガイド機構１３を設けた。このため、スプリング１２によって押圧付勢されたペダルヘッド部７を、ガイド機構１３によってより確実に所期の位置（収納部１１）に向けて移動させることができ、収納部１１および第２の付勢機構としてのスプリング１２を設けたことによる効果をより確実に得ることができる。

また、本実施形態では、分離部分としてのペダルヘッド部７が分離していない状態におけるスプリング１２によるペダルレバー２の回動方向を、スプリング９によるペダルレバー２の回動方向に一致させた（図１，図３，図４では反時計回り方向）。このため、脆弱部８で破断する前の通常時には、スプリング１２を、ペダルレバー２を初期位置側に回動付勢する付勢機構として利用することができ、その分、スプリング９，１２を比較的小型に構成することができ、ひいてはペダル装置１をより小型に構成することができる。

また、本実施形態では、分離部分としてのペダルヘッド部７への第２の付勢機構としてのスプリング１２からの付勢力の入力点となる底壁７ｂを、当該ペダルレバー２の上部に設定し、ペダルレバー２の上部を覆うようにペダルハウジング４を設けた。このため、ペダルハウジング４を利用して、収納部１１およびスプリング１２を比較的簡単に設けることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、アクセルペダル以外のペダル装置、例えば、ブレーキペダルやクラッチペダル等にあっても適用することができる。

また、第１または第２の付勢機構を、引張ばねやねじりばねとして構成してもよいし、配置（付勢力の作用点）も適宜に変更可能である。具体的には、例えば、第１の付勢機構による入力点を、回動軸心に対して脆弱部の反対側（回動軸心より操作入力の入力点側）となる位置に設定することができ、当該第１の付勢機構を、圧縮ばねや、引張ばね、ねじりばね等として構成することができる。

本発明の実施形態にかかるペダル装置の内部を示す側面図である。 図１のII−II断面図である。 本発明の実施形態にかかるペダル装置のペダルレバーを操作した状態を示す側面図である。 本発明の実施形態にかかるペダル装置のペダルレバーが脆弱部で破断した状態を示す側面図である。

符号の説明

Ｃ 回動軸心
１ ペダル装置
２ ペダルレバー
２Ｉ （第１の付勢機構からの付勢力の）入力点
２Ｐ ペダルパッド部（運転者からの操作入力の入力点）
３ 支軸
４ ペダルハウジング
６ 反力レバー
７ ペダルヘッド部（分離部分）
７ｂ 底壁（操作反力の入力点）
８ 脆弱部
９ スプリング（第１の付勢機構）
１１ 収納部
１２ スプリング（第２の付勢機構）
１３ ガイド機構

Claims (5)

1. 車体側に設けられ、車幅方向に伸びる支軸の中心軸である回動軸心に対して回動可能に支持されて運転者からの操作入力に応じて回動するペダルレバーと、当該ペダルレバーに操作反力を入力する反力レバーと、前記ペダルレバーを初期位置側に回動付勢する第１の付勢機構と、を備えるペダル装置において、
   前記ペダルレバーへの前記操作反力の入力点を、前記回動軸心に対して、ペダルレバーへの前記操作入力の入力点の反対側に設定し、
   前記ペダルレバーの前記回動軸心と前記操作反力の入力点との間に、ペダルレバーへの過大入力によって当該ペダルレバーを破断させる脆弱部を設定し、
   前記ペダルレバーへの前記第１の付勢機構からの付勢力の入力点を、前記回動軸心と前記脆弱部との間となる位置、または前記回動軸心に対して前記脆弱部の反対側となる位置に設定したことを特徴とするペダル装置。
2. 前記脆弱部でペダルレバーの回動軸心側から分離された分離部分を収納する収納部と、
   前記分離部分を前記収納部に向けて付勢する第２の付勢機構と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のペダル装置。
3. 前記分離部分を前記収納部に向けて移動案内するガイド機構を備えることを特徴とする請求項２に記載のペダル装置。
4. 前記分離部分が分離していない状態における前記第２の付勢機構による前記ペダルレバーの付勢回動方向を、前記第１の付勢機構による前記ペダルレバーの付勢回動方向に一致させたことを特徴とする請求項２または３に記載のペダル装置。
5. 前記分離部分への前記第２の付勢機構からの付勢力の入力点を、当該ペダルレバーの上部に設定し、
   当該ペダルレバーの上部を覆うようにペダルハウジングを設けたことを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか一つに記載のペダル装置。

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