図1〜図4は、本発明に係る自動車のペダル装置の実施形態を示している。この自動車には、その車室内に配設された運転席1のシートクッション1aをスライド変位させてその前後位置を調整する前後位置調整機構2と、上記シートクッション1aの傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構3とを有するシート調整機構が設けられている。また、上記車室の前部には、運転席1に着座した運転者により踏込操作されるアクセルペダル4等からなる操作ペダルが配設されている。
上記自動車の車体には、エンジンルームと車室とを区画するダッシュパネル6と、このダッシュパネル6の下端部から後下がりの傾斜状態で車体の後方側に延びるキックアップ部7と、その後端部に連続して車体の後方側に延びる略平坦な車室フロア部8とが設けられている。この車室フロア部8の上面には、遮音および断熱機能等を有するフェルト材またはグラスウール等からなるインシュレータと、その上面を被覆するカーペット材等からなる表層材とを備えた従来周知のフロアトリム材(図示せず)が設置されている。
上記アクセルペダル4は、運転席1に着座した運転者の足元部に位置する車室フロア部8上に設置された支持軸9を有する枢支部を支点に下端部が回動可能に支持されるとともに、運転者の踏込操作に応じて前後に揺動するように立設されたペダル本体10と、このペダル本体10を支持するベース部材11と、上記ペダル本体10の揺動変位を検出して図外の制御部に検出信号を出力するペダル操作検出部12とを備えたオルガン式のペダルユニットからなっている。
上記ペダル本体10は、下端部に上記枢支部の支持軸9が挿通される挿通部14が設けられた板状成形体からなり、その上下方向の中間部分には運転者の足裏母指球部が当接する踏込部16が設けられている。この踏込部16は、側面視から見て150mm〜200mm程度の曲率半径R1で車両の後方側へ突出するように湾曲した円弧状の凸状面部により形成されている。
上記踏込部16の上端部には、この踏込部16と、上記枢支部の支持軸9とを直線で結ぶ仮想線Xよりも車両の前方側に位置するように傾斜するとともに、上記仮想線Xに対する離間距離が上端部ほど大きくなるように湾曲した反り部17が連設されている。この反り部17は、上記踏込部16と略同一の曲率半径を有して連続する湾曲面からなり、上記踏込部16との合計長さが120mm程度となるように、その長さが設定されている。
また、上記踏込部16の下方部には、この踏込部16と上記枢支部の支持軸9とを直線で結ぶ仮想線Xよりも車両の前方側に凹入した凹状面部18が連設されている。この凹状面部18は、100mm〜150mm程度の曲率半径R2をもって、上記踏込部16とは逆方向、つまり側面視で緩やかに湾曲しつつ車両の前方側に向けて突出した円弧状に形成されている。そして、上記踏込部16および反り部17からなる凸状面部と、その下方に連設された上記凹状面部18とにより、側面視で略S字状に連続した湾曲面が形成されている。上記凹状面部18は、その全長が例えば100mm程度に設定されることにより、運転席1の前方に位置する車室フロア部8上、または後述する傾斜面部26上に踵部を載置した運転者の足裏母指球部を、凹状面部18の上端部に連設された上記踏込部16に当接させることができるようになっている。
上記ペダル本体10の裏面には、ペダル操作検出部12を構成する操作ロッド19が連結ピン20等を介して回動可能に枢支されている。そして、上記ペダル本体10は、その下端部がベース部材11に設けられた枢支部の支持軸9により支持されるとともに、上方部が操作ロッド19に外嵌されたペダル支持ばね21を介してベース部材11に支持されることにより、通常時(非操作時)には、例えば水平線に対する上記仮想線Xの傾斜角度αが70°程度となった前上がりの傾斜状態で保持されている。
上記ベース部材11は、ダッシュパネル6の下端部および車室フロア部8に突設されたスタッドボルト22の挿通孔を有する取付部23が外周部に設けられた縦長の箱状体24と、この箱状体24の上面開口部を覆うように取り付けられる蓋体25とを有している。上記箱状体24の後端部下方には、20mm程度の高さと50mm程度の全長とを有し、かつ上面が13.5°〜23.5°の範囲内で前上がりに傾斜した傾斜面部26が車体の後方に延びるように形成されている。この傾斜面部26は、平面視で扇形等に形成され、かつその上面には、複数本の突条27が一定間隔で円弧状に配設されることにより、運転者の踵部が載置されたときに、その滑りを抑制し得るように構成されている。
上記ベース部材11の蓋体25は、箱状体24の周壁部に設けられたビス止め部に螺着されるビス(図示せず)の挿通孔29が外周部に形成され、かつ上記操作ロッド19の挿通孔30が上部中央に形成されるとともに、この挿通孔30の周縁部により上記ペダル支持ばね21の下端部が支持されるようになっている。また、蓋体25の下端部には、上記枢支部を構成する支持軸9の左右両端部を支持する支持部31が設けられている。なお、図3および図4において、符号28は、上記ペダル支持ばね21の上端部を支持するばね受け座金である。
上記ベース部材11の箱状体24内には、ペダル操作に応じて駆動されるエンコーダ軸32が回転自在に支持されるとともに、このエンコーダ軸32の基端部には、その回動変位を検出するエンコーダ33が取り付けられている。また、上記エンコーダ軸32の中央部周面には、駆動アーム34が突設されるとともに、この駆動アーム34の先端部に設けられた連結部36に、上記操作ロッド19の基端に設けられた球状部35が圧入されることにより回動可能に連結されている。
そして、上記ダッシュパネル6の下端部および車室フロア部8に突設されたスタッドボルト22をベース部材11の取付部23に挿通させるとともに、その先端部に固定ナットを螺着して上記ベース部材11を運転席1の前方右側に設置することにより、車室フロア部8に載置される運転者の右足踵部に対応した位置に上記アクセルペダル4が配設されるとともに、その後方側に上記傾斜面部26が配設されるようになっている。
上記構成において、傾斜面部26上に踵部を載置した運転者の足裏母指球部が上記ペダル本体10の踏込部16に圧接された状態で、このペダル本体10が運転者により踏込操作されると、上記ペダル支持ばね21の付勢力に抗してペダル本体10が枢支部の支持軸9を支点に車両の前方側へ揺動変位するように駆動される。このペダル本体10に入力された駆動力が上記操作ロッド19および駆動アーム34を介してエンコーダ軸32に伝達されると、このエンコーダ軸32が回動駆動されるとともに、その回転量が上記エンコーダ33により検出され、その検出信号がコネクタ37およびハーネス38を介して図外の制御部に出力される。
また、図5に示すように、上記アクセルペダル4の左側には、上端部が枢支部39を介して揺動可能に支持されるとともに、下端部に踏込部40が設けられた吊りペダル式のブレーキペダル5が所定間隔を置いて配設されている。そして、上記ブレーキペダル5の踏込部40から約45°の傾斜角度で斜め右下に向けて延びる仮想線Yが、上記アクセルペダル4に形成された踏込部16からなる凸状面部の下半部を通過するように、この凸状面部の形成範囲が設定されている。
上記運転席1の設置部には、図6〜図8に示すように、シートクッション1aを前後移動可能に支持する左右一対のシートスライドロアレール41が配設されるとともに、このシートスライドロアレール41に沿ってシートスライドアッパレール42がスライド変位可能に支持されている。上記シートスライドロアレール41は、上面が開口したC型鋼等からなり、その前後両端部には、取付ブラケット43,44が溶接される等により一体に接合されている。そして、上記取付ブラケット43,44が、クロスメンバ72の上面等に締結ボルト等を介して固定されることにより、上記シートスライドロアレール41がやや前上がりに傾斜した状態で車室フロア部8上に設置されている。
上記左右のシートスライドロアレール41内には、図8に示すように、ねじ軸からなる回転軸45が回転自在に設置されるとともに、両シートスライドアッパレール42の前端部間には、駆動モータ46により回転駆動される駆動軸47およびこれを回転可能に支持する支持部材48が車幅方向に延びるように設置されている。また、上記駆動軸47の左右両端部には、その駆動力を上記回転軸45に伝達するベベルギア機構またはウォームホイールギア機構等からなる動力伝達部49が設けられている。
上記シートスライドロアレール41、シートスライドアッパレール42、回転軸45、駆動モータ46、駆動軸47および動力伝達部49と、シートスライドロアレール41の底部に固定されて上記回転軸45が螺合するナットブロック41aとにより、上記運転席1のシートクッション1aをシートスライドロアレール41に沿ってスライド変位させて運転席1の前後位置を調整する前後位置調整機構2が構成されている。
例えば、図外の前後調整スイッチが前進方向に操作された場合等には、上記駆動モータ46を正転させる制御信号が出力され、この制御信号に応じて駆動モータ46が正回転することにより、上記シートクッション1aを前進させる方向の駆動力が上記駆動軸47、動力伝達部49および回転軸45に伝達される。この回転軸45は、上記シートスライドロアレール41の底部に固定されたナットブロック41aによって支持された状態で、上記動力伝達部49から入力された駆動力により回転駆動されて車体の前方側に螺進することにより、上記シートスライドアッパレール42とともに運転席1のシートクッション1aが車体の前方側に駆動される。
一方、上記前後調整スイッチが後退方向に操作された場合には、上記駆動モータ46を逆回転させる制御信号が出力され、この制御信号に応じて駆動モータ46が逆転することにより、上記シートクッション1aを後退させる方向の駆動力が上記駆動軸47、動力伝達部49および回転軸45に伝達され、この回転軸45が逆転駆動されて車体の後方側に螺進することにより、上記シートスライドアッパレール42および運転席1のシートクッション1aが車体の後方側に駆動されるように構成されている。
また、上記シートスライドロアレール41は、前上がりに傾斜した状態で車体フロア上に設置されているため、上記前後位置調整機構2によりシートスライドアッパレール42および運転席1のシートクッション1aを、上記シートスライドロアレール41に沿って車体の前方側に移動させると、これに連動してシートクッション1aが上方に押し上げられることになる。逆に、上記前後位置調整機構2によりシートスライドアッパレール42および運転席1のシートクッション1aを、上記シートスライドロアレール41に沿って車体の後方側に移動させると、これに連動してシートクッション1aが下降するようになっている。
また、上記シートスライドアッパレール42には、運転席1のシートクッション1aの傾斜角度を変化させる傾斜角度調整機構3が設けられている。この傾斜角度調整機構3は、図6および図7に示すように、シートクッション1aの左右両側辺部に設けられたクッションフレーム51と、シートスライドアッパレール42の前部上面に設置されて上記クッションフレーム51の前端部を支持する前部ブラケット52および前部リンク53と、シートスライドアッパレール42の後部上面に設置されて上記クッションフレーム51の後方部を支持する後部ブラケット54および三角形状の後部リンク55と、左右の後部リンク55の後端部同士および上記両クッションフレーム51の後方下端部同士を連結する連結軸56と、シートスライドアッパレール42の中央部上面に設置されて上記後部リンク55に駆動力を伝達する中央リンク57およびこれを支持する中央ブラケット58と、上記中央リンク57の上部を上記後部リンク55の前端部に連結する連結リンク59と、下記駆動軸60、駆動レバー61および傾動駆動部62とを有している。
上記中央リンク57は、その下端部が車幅方向に延びる駆動軸60に固定されるとともに、この駆動軸60を介して上記中央ブラケット58に回動自在に支持されている。上記駆動軸60には、この駆動軸60を回動変位させる駆動レバー61が固定されている。また、左右一対のシートスライドアッパレール42の一方(車幅方向の外方側)に設けられた上記中央ブラケット58には、駆動軸60に固定された上記駆動レバー61を駆動する傾動駆動部62が設けられている。
上記傾動駆動部62は、図9および図10に示すように、前端部が連結ピン63を介して上記駆動レバー61の先端部(下端部)に連結されたねじ軸64と、このねじ軸64を回転駆動する駆動モータ65およびギア機構66と、このギア機構66の前面に固着されたガイドブラケット67とを有し、このガイドブラケット67の基端部が支持ブラケット68を介して上記中央ブラケット58に支持されている。また、上記ギア機構66には、駆動モータ65の出力軸65aに固着されたウォームギア69と、このウォームギア69により回転駆動されるウォームナット70とが配設され、このウォームナット70には、上記ねじ軸64に螺合するねじ孔が形成されている。
そして、上記駆動モータ65からウォームギア69を介して入力される駆動力により上記ウォームナット70が回転駆動されるのに応じ、このウォームナット70に螺合した上記ねじ軸64が回転してねじ送りされるようになっている。このねじ軸64がねじ送りされるのに応じ、その先端部に設けられた上記連結ピン63が、ガイドブラケット67に形成された支持溝71に沿って前後移動し、その駆動力が連結ピン63を介して上記駆動レバー61に伝達されることにより、この駆動レバー61が揺動変位して上記駆動軸60が回動駆動される。
また、上記駆動軸60が回転駆動されるのに応じて上記中央リンク57が揺動変位するとともに、その駆動力が連結リンク59を介して上記後部リンク55に伝達され、この後部リンク55が揺動変位するとともに、これに対応して前部リンク53が揺動変位することにより、シートクッション1aの傾斜角度調節されるようになっている。すなわち、運転席1のシートクッション1aが車体の後方側に移動した後退位置では、図6に示すように、上記前部リンク53および中央リンク57が後傾した状態となるとともに、後部リンク55の後端部に設けられた連結軸56が下方に位置した状態となることにより、シートクッション1aの座面が大きく後傾した状態に保持されている。
上記構成において、前後調整スイッチにより運転席1を車体の前方側に移動させる操作が行われた場合には、予め設定された駆動特性に基づき、上記傾斜角度調整機構3の駆動モータ65を正転駆動する制御信号が図外の制御手段から出力され、この駆動モータ65の正転駆動力が上記ギア機構66、ねじ軸64、連結ピン63、駆動レバー61および駆動軸60を介して中央リンク57に伝達され、この中央リンク57が、上記後傾状態から図11に示すように起立状態に移行する。そして、上記中央リンク57が起立状態に移行するのに応じ、その駆動力が連結リンク59を介して後部リンク55に伝達され、この後部リンク55の前端部が車体の前方側に引っ張られることにより、後部リンク55の後端部に設けられた上記連結軸56が上昇するとともに、これに応じてシートクッション1aの後端部が押し上げられるように駆動される。
また、上記後部リンク55の揺動変位に連動して前部リンク53が後傾状態から起立状態に移行するため、これに応じてシートクッション1aの前端部が押し上げられつつ前方に移動するように駆動され、このシートクッション1aが上記下方位置から図11に示す上方位置に変位する。さらに、上記シートクッション1aの前端部の上方移動量に比べて後端部の上方移動量が大きく設定されることにより、上記シートクッション1aの上方移動に応じてその座面の後傾角度が、次第に小さくなるように変化し、水平状態に近づくように構成されている。また、これに連動して上記シートバック1bの傾斜角度が変化し、鉛直状態に近付くようになっている。
一方、前後調整スイッチにより運転席1を車体の後方側に移動させる操作が行われた場合には、予め設定された駆動特性に基づき、上記傾斜角度調整機構3の駆動モータ65を逆転駆動する制御信号が制御手段から出力され、この駆動モータ65の正転駆動力が上記ギア機構66、ねじ軸64、連結ピン63、駆動レバー61および駆動軸60を介して中央リンク57に伝達される。これにより図6に示すように、上記シートクッション1aが上方位置から下方位置に変位し、このシートクッション1aの下方移動に応じてその座面の後傾角度が次第に大きくなるように変化するとともに、上記シートバック1bが大きく後傾した状態となるように構成されている。
上記運転席1に着座する運転者が身長の異なる者に乗り換わると、その身長に略比例して運転者の座高、腕の長さおよび足の長さ等が変化するため、これに対応して運転席1に着座した運転者のアイポイントおよび操作ペダル等に対する操作性も変化する。したがって、新たに運転席1に着座した運転者は、その安楽姿勢を維持しつつ、ステアリングハンドル73を適正状態で把持するとともに、アクセルペダル4を構成するペダル本体10の踏込部16にペダル操作足の母指球部を適正状態で当接させ、かつそのアイポイントを適正ラインLに一致させて前方視界を適正に確保できるように、上記前後位置調整機構2および傾斜角度調整機構3を作動させて運転席1の前後位置等を調整しようとする。
上記運転席1には、身長が150cm以下の者から190cm以上の者まで様々な身長を有する運転者が着座する可能性があるため、これらの者が上記運転席1に安楽姿勢で着座して適正に運転操作を行い得るように構成する必要がある。例えば、運転席1に着座する機会が最も多い考えられる平均身長者Mの身長を174cmと設定し、この平均身長者Mの安楽姿勢を統計的に解析した結果、以下のようなデータが得られた。
上記運転席1に着座した乗員の安楽姿勢とは、長期間に亘りその着座状態を維持できるとともに、ハンドル操作およびペダル操作等に適した着座姿勢である。具体的には、図12に示すように、ペダル操作足の足首角度θ1が85°〜95°程度、膝角度θ2が115°〜135°程度、腰骨部から肩部までの上半身と大腿部との折曲角度θ3が約95°である。また、上記平均身長者Mの場合には、水平線に対して太腿部がなす角度であるサイ角θ4の適正角度が、シートクッション1aの傾斜角度に約1.5°を加算した値であることが、人間工学的実験により確認されている。さらに、上記ステアリングハンドル73を適正に操作することができる肘角θ5は100°〜130°程度、脇角θ6は20°〜45°程度である。
したがって、上記平均身長者Mが、例えば足首角度θ1を90°、膝角度θ2を125°、腰骨部から肩部までの上半身と大腿部との折曲角度θ3を95°に設定し、かつサイ角θ4を17°に設定して運転席1に着座した場合に、平均身長者MのアイポイントImを、例えば8°程度の角度で前下がりに傾斜する適正ラインLに一致させることができるように、上記シートクッション1aの前後基準位置、上下基準高さおよび基準傾斜角度が設定されている。
この平均身長者Mの基準着座状態では、上記肘角θ5および脇角θ6が上記範囲内に設定されてステアリングハンドル73を適正に把持することができる。また、図13に示すように、ペダル操作足の足裏踵下端部Kmを、上記傾斜面部26上の所定位置に載置し、かつ水平線に対する足裏の傾斜角度θ7を例えば59.5°程度に設定した状態で、アクセルペダル4に設けられた踏込部16の適正位置、つまり上記操作ロッド19の設置部に近接した位置に足裏の母指球部Bmを当接させることができるように、上記アクセルペダル4のペダルユニットが配設されている。
なお、上記図12において、Hmは、運転席1に着座した平均身長者Mのヒップポイント(着座基準点)である。また、上記平均身長者Mがペダル操作足の踵下端部Kmを載置する基準位置は、図13の実線に示すように、上記傾斜面部26の下端部(車室フロア部8の上面)から5mm程度だけ上方に位置する部位、つまり上記傾斜面部26の後端部近傍位置に設定されている。
上記運転席1に着座する運転者が平均身長者Mから、図12の仮想線で示すように、女性ドライバー等からなる低身長者Sに乗り換わった場合、この低身長者Sは、上記ハンドル操作性およびペダル操作性を確保しつつ、アイポイントIsを適正ラインLに一致させ得るように、上記前後位置調整機構2および傾斜角度調整機構3を作動させて運転席1のシートクッション1aを前方に移動させるとともに、これに対応してシートクッション1aの設置高さを上昇させ、かつ水平線に対するシートクッション1aの傾斜角度を減少させる操作を行う。
例えば、上記のように150cmの身長を有する低身長者Sが運転席1に着座した場合には、シートクッション1a上に位置するヒップポイントHsを、上記平均身長者M用の前後基準位置Hmから105mm程度前方に移動させるとともに、これに連動して上記ヒップポイントHsを25mm程度上方に移動させ、かつそのサイ角θ4を10.5°程度とするようにシートクッション1aの傾斜角度を変化させるように操作する。この結果、上記平均身長者Mに比べて腕の短い低身長者Sの上半身を前方に移動させて上記ステアリングハンドル73を適正状態で把持できるとともに、上記平均身長者Mに比べて座高の低い低身長者SのアイポイントIsを、車体の前部上方側に移動させることにより、適正ラインLに一致させることができる。
また、上記シートクッション1aの前方移動および上方移動に応じて低身長者Sのペダル操作足が車体の前部上方に移動する傾向があるため、これに対応させて上記膝角度θ2を130°程度に増大させることにより、足首角度θ1を90°程度に維持しつつ、上記低身長者Sの母指球部Bsをアクセルペダル4の踏込部16に当接させることが可能となる。
上記低身長者Sの踵下端部Ksから母指球部Bsまでの距離(160mm程度)は、平均身長者Mの同距離(190mm程度)に比べて30mm程度だけ短いため、上記低身長者Sの足裏傾斜角度θ7を、平均身長者と同角度(59.5°)に維持しつつ、ペダル操作足の母指球部Bsをアクセルペダル4に設けられた踏込部16の適正位置に当接させようとすると、その踵下端部Ksが、平均身長者Mの踵下端部Kmよりも約26mm(=sin59.5°×30mm)だけ上方に位置することになる。このため、低身長者Sがペダル操作足の踵下端部Ksを車室フロア部8の上方に浮かせるようにしなければ、上記ペダル操作足の母指球部Bsを踏込部16の適正位置に対して正確に当接させることができず、このようにペダル操作足の踵下端部Ksを車室フロア部8の上方に浮かせた場合には、この踵下端部Ksを支点とした微妙なペダル操作を行うことが困難となる。
しかし、上記実施形態に示すように、上面が13.5°〜23.5°の傾斜角度β、例えば20°の角度で前上がりに傾斜した傾斜面部26を設けた場合には、図13の仮想線で示すように、低身長者Sが足裏の傾斜角度θ7を59.5°から67°程度に変化させるとともに、ペダル操作足の踵下端部Ksを上記傾斜面部26上の基準位置(平均身長者Mの踵下端部Kmの載置位置)よりも27mm程度前方に移動させることにより、上記踵下端部Ksを車室フロア部8から15mm程度上方に位置する傾斜面部26上に載置した状態で、その母指球部Bsをアクセルペダル4に設けられた踏込部16の適正位置の直下部に当接させることができる。なお、上記足裏の傾斜角度θ7が59.5°から67°程度に変化するのに対応してペダル操作足の足首角度θ1が90°よりも小さくなる傾向があるが、上記足裏傾斜角度θ7の増大に応じ、低身長者Sの膝角度θ2を130°よりも大きくして膝を伸ばし気味状態とすることにより(図12参照)、足首角度θ1が適正範囲を超えて小さくなること、例えば85°以下となることを防止することが可能である。
一方、図14に示すように、例えば189cmの身長を有する高身長者Tが上記運転席1に着座した場合には、シートクッション1a上に位置するヒップポイントHtを、上記平均身長者M用の前後基準位置Hmから85mm程度後方に移動させるとともに、これに連動して上記ヒップポイントHsを20mm程度下方に移動させ、かつ上記サイ角θ4を20.0°程度とするようにシートクッション1aの傾斜角度を変化させるように操作する。これにより上記平均身長者Mに比べて腕の長い高身長者Tの上半身を後方に移動させて上記ステアリングハンドル73を適正状態で把持できるとともに、上記平均身長者Mに比べて座高の高い高身長者TのアイポイントItを、車体の後部下方側に移動させることにより、適正ラインLに一致させることができる。
また、上記シートクッション1aの後方移動および下方移動に応じて高身長者Tのペダル操作足が車体の後部下方に移動する傾向があるため、これに対応させて上記膝角度θ2を120°程度に減少させることにより、足首角度θ1を90°程度に維持しつつ、上記高身長者Tの母指球部Btをアクセルペダル4の踏込部16に当接させることが可能となる。
上記高身長者Tの踵下端部Ktから母指球部Btまでの距離(206mm程度)は、平均身長者Mの同距離(190mm程度)に比べて16mm程度だけ長いため、上記高身長者Tの足裏傾斜角度θ7を同角度(59.5°)に維持するとともに、その踵部Ktの載置位置を同位置に設定した場合には、アクセルペダル4の踏込部16に対する母指球部Btの当接位置を、上記平均身長者Mよりも約14mm(=sin59.5°×16mm)だけ下方に変位させる必要がある。
上記実施形態において、高身長者Tの足裏傾斜角度θ7を59.5°から57°程度に変化させるとともに、図15に示すように、その踵下端部Ktを、上記傾斜面部26の後端に位置する略水平な車室フロア部8上に移動させるようにすれば、高身長者Tの母指球部Btをアクセルペダル4に設けられた踏込部16の適正位置の直上部に当接させた状態で、適正に踏込操作することが可能である。なお、上記足裏の傾斜角度θ7が59.5°から57°程度に変化するのに対応してペダル操作足の足首角度θ1が90°よりも大きくなる傾向があるが、上記足裏傾斜角度θ7の減少に対応して膝角度θ2を120°よりも小さくして膝を曲げ気味状態とすることにより(図14参照)、足首角度θ1が適正範囲を超えて大きくなること、例えば95°以上となることを防止することができる。
上記のように運転席1に着座した運転者の足元部に位置する車室フロア部8上に設置された枢支部の支持軸9を支点にして回動可能に支持されるとともに、運転者の踏込操作に応じて前後に揺動するように立設された板状のペダル本体10を有する自動車のペダル装置において、アクセルペダル4等からなる操作ペダルを構成する上記ペダル本体10に、運転者の足裏母指球部が当接する踏込部16を設けるとともに、この踏込部16と上記枢支部との間にこれらを結ぶ仮想線Xよりも車両の前方側に凹入した凹状面部18を形成したため、ペダル操作足の踵部が上記ペダル本体10の基端部近傍に当接することに起因してペダルの操作性が悪化したり、運転者が不快感を受けたりするのを効果的に防止できるという利点がある。
すなわち、運転者の足元部に位置する車室フロア部8上に設置された枢支部の支持軸9を支点にペダル本体10が揺動可能に立設された所謂オルガン式の操作ペダルでは、例えば低身長者Sがペダル操作足の踵下端部Ksを、極力前方に移動させて上記枢支部に近接させることにより、この枢支部の支持軸9を支点としてアクセルペダル4の踏込部16が画く揺動軌跡Nと、上記踵下端部Ksを支点としてペダル操作足の母指球部Bsが画く揺動軌跡とを略平行に設定することができる。これにより、上記ペダル本体10の踏込量が変化するのに応じてアクセルペダル4の踏込部16に対する靴裏面の当接位置が上下にずれるのを効果的に抑制することができるため、運転者が違和感を受けたり、操作ペダルの踏込動作に支障が生じたりするのを防止できるという利点がある。
なお、図13の仮想線に示すように、上記ペダル操作足の踵下端部Ksをアクセルペダル4の枢支部に近接させると、靴裏面に形成された所定の高さ踵部Kがペダル本体10の基端部近傍に当接する可能性がある干渉懸念領域Krがペダル本体10の基端部近傍に形成され、この干渉懸念領域Krにおいて干渉が生じると、運転者が不快感を受けるとともに、靴裏面の母指球部Bsで上記踏込部16を押動することにより行われる踏込操作性が悪化する等の問題がある。しかし、上記のようにペダル本体10の踏込部16と上記枢支部との間にこれらを結ぶ仮想線Xよりも車両の前方側に凹入した凹状面部18を設けた構成によれば、低身長者S等がそのペダル操作足の踵下端部Ksをアクセルペダル4の枢支部に近接させた場合でも、上記靴裏面の踵部Kがペダル本体10の基端部近傍等に当接した状態となるのを効果的に防止することができる。
したがって、上記枢支部の支持軸9を支点としてアクセルペダル4の踏込部16が画く揺動軌跡Nと、上記踵下端部Ksを支点としてペダル操作足の母指球部Bsが画く揺動軌跡とを略一致させることにより、アクセルペダル4の踏込量が変化するのに応じて上記踏込部16に対する靴裏面の当接位置が上下にずれることを防止できるというオルガン式操作ペダルの作用効果を損なうことなく、靴裏面の踵部Kがペダル本体10の基端部近傍に当接することに起因して運転者が不快感を受けたり、上記アクセルペダル4からなる操作ペダルの踏込動作に支障が生じたりすること等を効果的に防止できるという利点がある。
なお、上記ペダル本体10の枢支部から踏込部16に至る範囲に設けられた上記凹状面部18を、側面視で緩やかに湾曲させつつ車両の前方側に向けて突出させた円弧状に形成してなる上記実施形態に代え、断面コ字状または断面V字状等に形成された凹状面部をペダル本体10の下方部に設けた構造とすることも可能である。しかし、上記のように断面コ字状または断面V字状等の直線状に形成された凹状面部をペダル本体10の下方部に設けた場合には、操作ペダルの踏込時に踵部Kの引っ掛かりを生じる可能性があるので、上記実施形態に示すように、ペダル本体10の枢支部から踏込部16に至る範囲を、側面視で緩やかに湾曲させることにより円弧状に形成してなる上記凹状面部18を設けた構造とすることが好ましい。
また、上記実施形態では、凹状面部18の上方に位置する踏込部16を、側面視で車両の後方側へ突出するように湾曲した円弧状の凸状面部により形成したため、運転者がペダル操作足の踵下端部をペダル本体10の枢支部から所定距離だけ車体の後方側に位置させた状態で操作ペダルを踏み込むことにより、その踏込量が変化するのに応じて上記踏込部16に対する靴裏面の当接位置が上下にずれるように事態が生じた場合においても、運転者が違和感を受けるのを効果的に防止できるという利点がある。
すなわち、上記ペダル本体10に対する踏込部16の設置高さを低身長者Sの足裏長さに適した位置に設定した場合、足裏寸法の大きい平均身長者Mまたは高身長者Tは、その踵下端部Km,Ktを後方に移動させることにより、母指球部Bm,Btを上記踏込部16の適正位置(操作ロッド19の設置部に近接した位置)に当接させようとする。しかし、上記のように運転者がペダル操作足の踵下端部をペダル本体10の枢支部から所定距離だけ車体の後方側に位置させた状態でペダル本体10の踏込操作を行った場合には、図15に示すように、上記枢支部の支持軸9を支点として揺動変位する踏込部16の移動軌跡Fと、踵下端部Ktを支点として揺動変位する母指球部Bmの移動軌跡Gとが異なる円弧を描くことになるため、ペダル本体10の踏込量が増大するのに応じてペダル踏面に対する靴裏面の当接位置が次第に足先側へずれることが避けられない。
上記の場合においてペダル本体10の踏込部を直線状に形成し、あるいは靴裏面に合わせて側面視で車両の前方側へ突出させるように湾曲させた構造とすると、上記踏込部と靴裏面とが面当たりとなった状態で、ペダル本体10の踏込量が増大するのに応じてペダル踏面に対する靴裏面の当接位置が足先側へ断続的にスリップしつつ変化するため、この変化が運転者により明確に知覚されて違和感が与えられることになる。
上記実施形態では、凹状面部18の上方に位置する踏込部16を、側面視で車両の後方側へ突出するように湾曲した円弧状の凸状面部により形成したため、この凸状面部からなる踏込部16の一点に対して靴裏面が、線当たり状態で当接する。したがって、仮に高身長者T等がペダル操作足の踵下端部Ktをペダル本体10の枢支部から所定距離だけ車体の後方側に位置させた状態で操作ペダルを踏み込んだ場合には、その踏込量が変化するのに応じ、上記踏込部16に対する靴裏面の当接位置が転がるように滑らか、かつ連続的に変化することとなって、運転者が違和感を受けるのを効果的に防止することができる。
また、上記実施形態では、ペダル本体10の踏込部16と上記枢支部の支持軸9とを結ぶ仮想線Xよりも車両の前方側に位置するとともに、上記仮想線Xに対する離間距離が上端部ほど大きくなるように湾曲した反り部17を上記踏込部16の上方に形成したため、上記アクセルペダル4の踏込操作時にペダル本体10の上端部が靴裏のつま先部に当接して運転者が不快感を受けるという事態の発生を効果的に防止できるという利点がある。
上記のように運転者がペダル操作足の踵下端部をペダル本体10の枢支部から所定距離だけ車体の後方側に位置させた状態でペダル本体10の踏込操作を行った場合において、その踏込量が増大するのに応じて足先部が次第に下降する傾向がある。このため、例えば図16に示すように、上記ペダル本体10の上方部17aを直線状に形成し、あるいは靴裏面に合わせて側面視で車両の前方側へ突出するように湾曲させた構造とした場合には、上記ペダル本体10の踏込操作に応じて足先部が次第に下降するとともに、これに対応して靴裏面に作用する反発力に応じて靴裏面が偏平に変形し、足先部がペダル本体10の上方部17aに接近して当接し易くなり、上記踏込部16を押圧するペダル操作に支障が生じて運転者が不快感を受ける可能性がある。
これに対して上記実施形態に示すように、ペダル本体10の踏込部16と連続した反り部17をペダル本体10の上端部に形成することにより、このペダル本体10の上端部を上記踏込部16と枢支部の支持軸9とを結ぶ仮想線Xよりも車両の前方側に位置させるように構成した場合には、図15に示すように、運転者がペダル操作足の踵下端部Ktをペダル本体10の枢支部から所定距離だけ車体の後方側に位置させた状態でペダル本体10の踏込操作を行うことにより、この踏込操作量に応じて足先部の下降量が増大したとしても、ペダル本体10の上方部(反り部17)が靴裏のつま先部に当接することに起因して運転者が不快感を受けるという事態の発生を効果的に防止することができる。
特に、上記実施形態に示すように、ペダル本体10の反り部17と踏込部16とにより、側面視で車両の後方側に向けて円弧状に突出した凸状面部を形成した場合には、上記反り部17に踏込部としての機能を兼ね備えさせることにより、上記反り部17に靴裏面を当接させてアクセルペダル4を踏込操作することも可能であるため、簡単な構成でペダル操作の自由度を効果的に拡大できる等の利点がある。
さらに、上記実施形態では、ペダル本体10の反り部17と踏込部16とにより形成された凸状面部と、上記ペダル本体10の踏込部16と枢支部との間に形成された凹状面部18とにより、側面視で略S字状に連続した湾曲面を形成したため、簡単な構成で上記アクセルペダル4の踏込操作時に、ペダル操作足の踵部Kが上記ペダル本体10の基端部近傍に当接するのを防止できるとともに、ペダル本体10の上端部が靴裏のつま先部に当接して運転者が不快感を受けるのを効果的に防止でき、かつ優れたデザイン性を有する操作ペダルが得られるという利点がある。
また、上記実施形態では、図5に示すように、アクセルペダル4の左側に所定の間隙を隔ててブレーキペダル5が配設された車両において、アクセルペダル4のペダル本体10に上記凸状面部からなる踏込部16を形成するとともに、上記ブレーキペダル5に設けられた踏込部40から約45°の傾斜角度で斜め右下に向けて延びる仮想線Yが、上記アクセルペダル4に形成された凸状面部(踏込部16)の下半部を通過するように、この凸状面部の形成範囲を設定したため、所謂ヒール・アンド・トウ走行を容易かつ適正に実行できるという利点がある。
すなわち、マニュアルトランスミッション車両において、例えばカーブに進入する際の減速中に、カーブの脱出時における立ち上がりに備えてシフトダウンを行うこと等を意図して、右足のトウ(母指球部B)でブレーキペダル5を踏み込みつつ、そのヒール(踵部K)でアクセルペダル4を踏み込むヒール・アンド・トウ走行を際に、右足の母指球部Bをブレーキペダル5の踏込部40に当接させた状態で、その踵部Kを約45°の右下がり状態とすることにより、アクセルペダル4に形成された上記凸状面部からなる踏込部16の下半部に右足の踵部Kを容易に当接させてこれを適正に踏込操作することができる。
したがって、運転者がその右足を大きく捩って踵部Kをアクセルペダル4の上方部に当接させる等の無理な姿勢を強いられたり、右足の踵部Kがアクセルペダル4の下方部に当接してレバー比が小さくなることにより大きな操作力が必要になったりする等の弊害を生じることなく、楽な姿勢で上記ブレーキペダル5およびアクセルペダル4の両方を適度の力で操作して上記ヒール・アンド・トウ走行を容易かつ適正に行うことができる。
特に、上記のようにペダル本体10の踏込部16と上記枢支部との間にこれらを結ぶ仮想線Xよりも車両の前方側に凹入した凹状面部18を形成した場合には、ペダル操作足の踵部Kがアクセルペダル4の下方部に当接することに起因して、このアクセルペダル4の踏込操作量を微調整することが困難になるという事態の発生を効果的に防止することができる。なお、上端部の枢支部39を支点として揺動可能に支持された吊りペダル式のブレーキペダル5を設けてなる上記実施形態に代え、車室フロア部8上に設置された枢支部を支点に下端部が回動可能に支持されるとともに、運転者の踏込操作に応じて前後に揺動するように立設された板状のペダル本体を備えたオルガン式のペダルユニットからなるブレーキペダルを設けた構造としてもよい。
また、上記実施形態では、ペダル本体10の枢支部の後方に位置する車室フロア部8上に、上面が前上がりに傾斜した傾斜面部26を形成したため、平均身長者Mに比べて足裏寸法の短い低身長者Sが、ペダル操作足の踵下端部Ksを上記傾斜面部26上に載置した状態で、その足首角度θ1および足裏の傾斜角度θ7を適正角度に維持しつつ、その母指球部Bsをアクセルペダル4に設けられた踏込部16の適正位置に当接させることができる。
したがって、上記低身長者Sがペダル操作足の踵下端部Ksをフロア面から離間させた状態で、アクセルペダル4等からなる操作ペダルの踏込操作を行うことに起因して微妙なペダル操作が不可能となったり、足首角度θ1および足裏の傾斜角度θ7が適正角度から大きくずれることに起因して操作ペダルの迅速な踏込操作が困難となったりすることなく、図13の仮想線に示すように、上記踵下端部Ksを上記傾斜面部26上に載置して上記枢支部に近接させた状態で、上記母指球部Bsを踏込部16の適正位置に当接させることにより、アクセルペダル4等を適正なレバー比で容易かつ正確に踏込操作できるという利点がある。しかも、上記ペダル操作足の踵下端部Ksを上記傾斜面部26上に載置した状態で、その足先部をブレーキペダル5側に移動させることにより、操作ペダルの踏み換え操作を容易に行うことができるという利点もある。
一方、高身長者Tの場合は、図14および図15に示すように、ペダル操作足の足裏傾斜角度θ7を減少させるとともに、膝角度θ2を小さくすれば、その踵下端部Ktを下方に移動させることなく、ペダル操作足の母指球部Btを上記踏込部16の適正位置に対して容易かつ適正に当接させることが可能である。したがって、上記高身長者Tがペダル操作足の踵下端部Ktを載置する領域を略水平な車室フロア部8上に設定しても、上記アクセルペダル4の踏込操作性に悪影響が与えられることはない。さらに、高身長者Tがペダル操作足の踵下端部Ktを、上記傾斜面部26の後端部に位置する車室フロア部8上に設定することにより、この傾斜面部26の後端部がペダル操作足の踵下端部Ktを載置すべき領域であることを高身長者Tに容易に認識させることができる。
なお、上記ペダル本体10を支持するペダルユニットのベース部材11に上記傾斜面部26を一体に形成してなる上記実施形態に代え、ベース部材11と傾斜面部26とを別体に形成することも可能である。しかし、上記実施形態に示すように、ペダルユニットのベース部材11と傾斜面部26とを一体に形成した場合には、上記ペダル装置の部品点数を低減して、その構造および取付作業を簡略化できるとともに、上記ペダル本体10の設置位置と傾斜面部26の設置位置とを正確に相対応させることができるという利点がある。
また、上記実施形態に示すように、傾斜面部26の上面を水平面に対して13.5°〜23.5°の範囲内で傾斜させた場合には、低身長者S等の踵下端部Ksがフロア面から離間することを効果的に防止しつつ、ペダル操作足の踵下端部Ksを上記傾斜面部26上に安定して載置した状態で、その母指球部Bsをアクセルペダル4の踏込部16に当接させることにより、アクセルペダル4を適正に踏込操作できるという利点がある。
すなわち、上記傾斜面部26の上面の傾斜角度βが23.5°よりも大きいと、傾斜面部26上に載置されたペダル操作足の踵部Ksが、ペダル操作時の反力に応じて後方に滑り落ち易く、安定した踵部の載置状態が得られないため、上記上面の傾斜角度βを23.5°以下に設定することが望ましい。一方、上記傾斜面部26の上面の傾斜角度βが13.5°未満であると、その上面を上方に位置させることによる効果、つまり低身長者Sがペダル操作足の踵下端部Ksを上記傾斜面部26上に載置した状態で、その母指球部Bsをアクセルペダル4に設けられた踏込部16の適正位置に当接させることを可能とする等の効果が得られなくなるため、上記傾斜角度βを13.5°以上に設定することが望ましい。
なお、図17に示すように、上記傾斜面部26を省略し、車室フロア部8上に設置された枢支部の支持軸9aを支点としてアクセルペダル4のペダル本体10aを揺動可能に支持した構成することもできる。しかし、このように構成した場合には、上記アクセルペダル4の踏込操作に応じて変化する踏込部16aの揺動軌跡Faと、ペダル操作足の母指球部Btが画く揺動軌跡Gとのずれが、上記実施形態に比べて大きくなることが避けられない。したがって、図15に示す実施形態のように、傾斜面部26の前端部上に枢支部を設けた構造とすることにより、上記アクセルペダル4の踏込操作に応じて変化する踏込部16の揺動軌跡Fと、ペダル操作足の母指球部Btが画く揺動軌跡Gとのずれ量ΔBが大きくなるのを抑制し得るように構成することが望ましい。
さらに、上記実施形態では、運転席1を前後移動させるとともに、この運転席1の前方移動に応じてそのシートクッション1aの後傾角度を低減する前後位置調整機構2および傾斜角度調整機構3等からなるシート調整機構を設けたため、運転席1に着座する運転者が、その身長に応じて上記前後位置調整機構2および傾斜角度調整機構3等の駆動特性を適正に設定することにより、運転者の着座姿勢を維持しつつ、そのアイポイントを適正ラインLに一致させるとともに、優れたハンドル操作性およびペダル操作性が得られるように、運転席1の前後位置およびシートクッション1aの傾斜角度等を自動的に調整できるという利点がある。
そして、上記運転席1の前後位置およびシートクッション1aの傾斜角度の調整動作に応じて運転席1に着座した運転者の着座位置等が変化した場合においても、運転者の足元部に位置する車室フロア部8上に傾斜面部26を形成することにより、足裏寸法の短い低身長者Sがペダル操作足の踵下端部Ksを上記傾斜面部26上に載置した状態で、足首角度θ1および足裏の傾斜角度θ7を、アクセルペダル4等の操作に適した角度に維持しつつ、上記低身長者Sの母指球部Bsをアクセルペダル4の踏込部16に当接させてペダル操作性を確保できる等の利点がある。
なお、上記実施形態では、前後位置調整機構2および傾斜角度調整機構3等からなるシート調整機構により、運転者のスイッチ操作に応じて自動的に運転席1を前後移動させるとともに、この運転席1の前方移動に応じてそのシートクッション1aの後傾角度を低減するように構成した例について説明したが、運転者の手動操作で運転席1の前後位置およびシートクッション1aの後傾角度を変化させるように構成してもよい。