JP2010218183A - 車両の操作ペダル支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数や構造の複雑化等を招くことなく、車両衝突時の操作ペダルの後退を確実に抑制することができると共に、衝突後も操作ペダルを使用することができる車両の操作ペダル支持構造を提供すること。
【解決手段】ブレーキペダル（操作ペダル）１のペダルアーム２の上端部をペダルブラケット３にペダル軸４を中心として揺動可能に取り付ける車両のプレーキペダル（操作ペダル）１の支持構造において、前記ペダル軸４をその中心軸線Ｏに対して偏心した位置の軸線を有する固定軸１９によって前記ペダルブラケット３に回動可能且つ該固定軸１９と相対回転不能に取り付け、車両衝突時の前記ペダルブラケット３の変位を前記固定軸１９の回転に変換して前記ペダル軸４を前記ペダルブラケット３に対して前記固定軸１９を中心として回動させるよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両衝突時の操作ペダルの後退動を抑制するようにした車両の操作ペダル支持構造に関するものである。

車両の運転席にはブレーキペダルやクラッチペダル等の操作ペダルが設けられているが、図３にブレーキペダルの支持構造の従来例を示す。

即ち、図３はブレーキペダル支持構造の従来例を示す側断面図であり、ブレーキペダル１０１は、その上端部がペダルブラケット１０３にペダル軸１０４によって揺動可能に軸支されており、ペダルブラケット１０３は、エンジンルームＳ１と車室Ｓ２とを仕切るように設けられたダッシュパネル１０５に取り付けられている。そして、ダッシュパネル１０５には、エンジンルームＳ１内に配設されたブレーキブースタ１０６がペダルブラケット１０３との共締めによって取り付けられており、該ブレーキブースタ１０６から車室Ｓ２内に延びるプッシュロッド１０７の先端はブレーキペダル１０１の中間部に連結されている。

斯かる支持構造を備えた車両が前面衝突等によって車体前方から衝撃荷重を受けると、図４に示すように、エンジンルームＳ１内に配設されたエンジンＥが車両後方（図示矢印方向）に移動し、該エンジンＥによってブレーキブースタ１０６が車両後方に押される可能性があり、更に場合によっては、ダッシュパネル１０５が変形するとともに、ブレーキブースタ１０６のプッシュロッド１０７に連結されたブレーキペダル１０１がペダル軸１０４を中心として図４に鎖線にて示す位置からに実線にて示す位置まで矢印方向（時計方向）に回動する虞がある。

そこで、車両が前面衝突等によって前方から衝撃荷重を受けた場合にブレーキペダルの後退を制限するためのペダル後退抑制機構が装備されており、このペダル後退抑制機構については従来から種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１には、ペダルブラケットに回動レバーを枢支し、車両衝突時の前方からの衝撃によって回動レバーがペダルブラケットと共に車両後方へ移動してステアリングコラム支持用の車体側部材に当接すると、該回動レバーが回動してペダル軸を押し下げ、該ペダル軸と共にブレーキペダルをペダルブラケットから脱落させるようにした構成が提案されている。

又、特許文献２には、ベダルブラケットに対して相対移動可能なスライドプレートを車体側に固定するとともに、突出部がスライドプレートの孔部に係合するピボットブラケットをシャフトによってペダルブラケットに回動可能に軸支する構成が提案されている。これによれば、車両の前面衝突時にペダルブラケットがスライドプレートに対して車両後方に相対移動すると、ピボットブラケットの突出部とスライドプレートの孔部との係合が外れてピボットブラケットの回動が許容されるとともに、ピボットブラケットの突出部がスライドプレートの孔部の後縁で前方へ押される。すると、ピボットブラケットが後下方に回動し、これによってピボットプラケットを軸支するシャフトが後退動するため、ペダル軸が斜め後下方に移動し、ブレーキペダルは、ブレーキブースタのプッシュロッドとの連結点を中心として回動してブレーキペダルの踏み込み位置を車両前方側へ引き寄せ、車両衝突時のブレーキペダルの後退が抑制される。

特開２００８−０１５８８２号公報 特許第３８９２６５３号公報

しかしながら、特許文献１において提案されたブレーキペダルの支持構造では、衝突の規模に関わらずペダル軸と共にブレーキペダルがペダルブラケットから脱落するため、その後はブレーキベダルの操作が不可能となり、軽微な衝突の後に車両を移動させる際等に不便であるという問題がある。

又、特許文献２において提案されたブレーキペダル支持構造では、ブレーキペダルのペダル軸が回動可能なピボットブラケット上に配されているため、高い支持剛性を確保することと、ガタを無くすことが難しく、又、部品点数が増加して構造が複雑化するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、部品点数や構造の複雑化等を招くことなく、車両衝突時の操作ペダルの後退を確実に抑制することができると共に、衝突後も操作ペダルを使用することができる車両の操作ペダル支持構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、操作ペダルのペダルアームの上端部をペダルブラケットにペダル軸を中心として揺動可能に取り付ける車両の操作ペダル支持構造において、前記ペダル軸をその中心軸線に対して偏心した位置の軸線を有する固定軸によって前記ペダルブラケットに回動可能且つ該固定軸と相対回転不能に取り付け、車両衝突時の前記ペダルブラケットの変位を前記固定軸の回転に変換して前記ペダル軸を前記ペダルブラケットに対して前記固定軸を中心として回動させるよう構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ペダルアームの前記ペダル軸よりも下方の中間部にブースタのプッシュロッドを連結するとともに、前記ペダル軸をその揺動中心軸線が前記固定軸の軸線よりも車両前方に位置するよう配置し、車両衝突時に前記ペダル軸の揺動中心軸線と前記固定軸の軸線の位置関係が逆転するよう前記ペダル軸を回動させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、ダッシュパネルに固定された前記ペダルブラケットを車両衝突時に移動可能にカウルボックスに連結し、車両衝突時の前記ペダルブラケットとカウルボックス間の相対変位を前記固定軸の回転運動に変換する変換機構を設けたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記変換機構は、前記カウルボックスに固定されたリーンフォース部材に形成されたラックと前記固定軸の端部に形成されたピニオンを互いに噛合させて成るラックアンドピニオン機構で構成されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車両衝突時の衝撃によってペダルブラケットが車両後方に変位すると、その変位が固定軸の回転に変換されてペダル軸がペダルブラケットに対して固定軸と共に回動するが、固定軸はペダル軸の揺動中心軸線に対して偏心した軸線を有するため、該固定軸と共にペダル軸が回動すると該ペダル軸の揺動軸線が車両後方に移動し、操作ペダルの上端部がペダル軸と共に車両後方に移動する。このため、操作ペダルは、その中間連結点（例えば、ブースタのプッシュロッドの連結点）を中心として回動し、その中間連結点よりも下方の部位が車両の前方側に相対的に移動する。この結果、車両衝突時に操作ペダルの特に下半部の後退が抑制される。又、このような構成によれば、車両衝突後にも操作ペダルの操作が可能であるとともに、ペダルブラケットに軸支された回動レバーやピボットブラケット等を含んだ複雑な構造を用いる必要がないため、支持構造が単純化して部品点数の削減や軽量化、コストダウン等を図ることができる。更に、ペダルブラケットに回動可能に軸支された揺動部材上にペダル軸を配する構成を採用していないため、操作ペダルの支持構造に高い剛性が確保されるとともに、ガタの発生を防いで操作ペダルの安定した動作を確保することができる。

請求項２記載の発明によれば、通常状態ではペダル軸をその揺動中心軸線が固定軸の軸線よりも車両前方に位置するよう配置し、車両衝突時にはペダル軸の揺動中心軸線と固定軸の軸線の位置関係が逆転するようペダル軸を回動させるようにしたため、車両衝突時には操作ペダルがその中間部のプッシュロッド連結点を中心としてそれよりも下方の部位が車両前方へ移動するよう回動する。このため、操作ペダルのプッシュロッド連結点よりも下方の部位が車両前方に移動して相対的に乗員から離れる方向に移動することになる。

請求項３記載の発明によれば、車両衝突時のカウルボックスの車両後方への移動は軽微であるため、車両衝突時にはペダルブラケットと共に固定軸がカウルボックスに対して車両後方へ相対移動し、両者の相対変位が変換機構によって固定軸の回転運動に変換されるため、固定軸と共にペダル軸が回動して該ペダル軸の揺動軸線が車両後方に移動し、該ペダル軸を中心として回動する操作ペダルの後退が抑制される。

請求項４記載の発明によれば、車両衝突時のペダルブラケットとカウルボックス（リーンフォース部材）との相対変位が簡単な構成のラックアンドピニオン機構によって回転軸の回転運動に確実に変換される。

本発明に係るブレーキペダル支持構造と作用を説明するための側面図である。 本発明に係るブレーキペダル支持構造の分解斜視図である。 従来のブレーキペダル支持構造を示す側断面図である。 従来のブレーキペダル支持構造の車両衝突時の状態を示す側断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本実施の形態は本発明をブレーキペダルの支持構造に適用したものであって、図１はブレーキペダル支持構造と作用を説明するための側面図、図２は同ブレーキペダル支持構造の分解斜視図である。

図１に示すように、ブレーキペダル１は、そのペダルアーム２の上端部がペダルブラケット３にペダル軸４によって揺動可能に軸支されており、ペダルブラケット３は、エンジンルームＳ１と車室Ｓ２とを仕切るように設けられたダッシュパネル５に取り付けられている。そして、ダッシュパネル５には、エンジンルームＳ１内に配設されたブレーキブースタ６がペダルブラケット３との共締めによって取り付けられており、該ブレーキブースタ６から車室内に延びるプッシュロッド７の先端はペダルアーム２のペダル軸４よりも下方の中間部に連結されている。尚、ペダルアーム２の下端には、乗員が足で踏み込むためのペダル踏面８が取り付けられている。

又、ダッシュパネル５の上端はカウルボックス９に取り付けられており、カウルボックス９の下面にはリーンフォース部材１０が固定されている。

ところで、図２に示すように、前記ペダルブラケット３と前記リーンフォース部材１０は下方が開口する門型の部材であって、ペダルブラケット３の上壁３ａには車両前後方向に延びる左右２つの溝１１と、これらの溝１１に連通する車幅方向に長い溝１２が形成されている。そして、ペダルブラケット３の左右の側壁３ｂには円孔１３が形成されている。

又、前記リーンフォース部材１０は、ペダルブラケット３の上端部に車両前後方向に相対移動可能（実際には、後述のように車両衝突時にペダルブラケット３がリーンフォース部材１０に対して車両後方へ相対移動する）に外嵌される部材であって、その上壁１０ａの左右２箇所（ペダルブラケット３の上壁３ａに形成された前記２つの溝１１の位置に対応する箇所）には円孔１４が形成され、左右の側壁１０ｂの下端には車両前後方向にラック１５が形成されている。

他方、ブレーキペダル１のペダルアーム２の上端部には円筒状のボス１６が車幅方向に挿通固着されており、その内部には前記ペダル軸４が左右のブッシュ１７を介して挿通されており、ペダルアーム２の上端部はペダル軸４を中心として揺動することができる。そして、上記ペダル軸４には、その軸心（ペダルアーム２の揺動中心軸線Ｏ）に対して平行にεだけ偏心した位置にスプライン孔１８が車幅方向に貫設されている。

而して、ペダル軸４は、ペダルアーム２の上端に挿通固着されたボス１６の内部に通された状態でペダルブラケット３の左右の側壁３ｂの間に嵌め込まれ、これに貫設されたスプライン孔１８とペダルブラケット３の左右の側壁３ｂに形成された円孔１３とが合わせられた状態で、これらの円孔１３とスプライン孔１８に横方向から固定軸１９が通される。そして、固定軸１９のペダルブラケット３の一方の側壁３ｂから外側方に突出する端部には歯付ナット２０が結着されており、該歯付ナット２０の外周にはピニオン２１が刻設されている。ここで、固定軸１９の頭部１９ａの外周にはピニオン２２が刻設されており、頭部１９ａから水平に延びる軸部１９ｂはスプライン孔１８とスプライン嵌合するスプライン軸を構成している。尚、歯付ナット２０に代えて、内周にスプラインが形成され、外周にピニオンが刻設された歯付ワッシャを使用しても良い。

従って、上述のように固定軸１９がペダルブラケット３の左右の側壁３ｂに形成された円孔１３とペダル軸４に貫設されたスプライン孔１８に横方向から通されると、ペダル軸４はペダルブラケット３に回動可能且つ固定軸１９と相対回転不能（固定軸１９と共に回動するように）に取り付けられ、このペダル軸４の揺動中心軸線Ｏ（図１参照）を中心としてペダルアーム２が揺動する。このとき、固定軸１９に形成されたピニオン２２と歯付ナット２０に形成されたピニオン２１は、リーンフォース部材１０の左右の側壁１０ｂの下端に形成されたラック１５にそれぞれ噛合しており、これらのラック１５とピニオン２１，２２はラックアンドピニオン機構を構成している。尚、後述のように、ラックアンドピニオン機構は、車両衝突時のペダルブラケット３とリーンフォース部材１０と間の車両前後方向の相対変位を固定軸１９とペダル軸４の回転に変換する変換機構を構成するものである。

而して、上述のようにペダル軸４と固定軸１９及び歯付ナット２０を回動可能に保持するペダルブラケット３は、リーンフォース部材１０の２つの円孔１４に挿通する不図示のボルトをリーンフォース部材１０の上壁１０ａに形成された左右２つの溝１１に通し、各ボルトをカウルボックス９に取り付けられた不図示のナットに締め付けることによってカウルボックス９にも取り付けられており、溝１１によってリーンフォース部材１０に対して相対移動可能に取り付けられている。

次に、以上のように構成されたプレーキペダル１の支持構造の作用を図１に基づいて説明する。

車両が衝突する前の通常状態においては、図１に実線にて示すようにペダル軸４はその揺動中心軸線Ｏが固定軸１９の軸線Ｐよりも車両前方に位置するように配置されており、この状態で乗員がブレーキペダル１のペダル踏面８を踏み込むと、ペダルアーム２がその上端のペダル軸４の揺動中心軸線Ｏを中心として揺動し、該ペダルアーム２の中間部に連結されたブレーキブースタ６のプッシュロッド７が車両前方に押されてブレーキブースタ６が作動し、該ブレーキブースタ６によって乗員の踏力が軽減されるとともに、不図示のブレーキ装置が作動して所要の制動作用がなされる。

そして、走行中の車両が前面衝突すると、前方からの衝撃荷重によってダッシュパネル５が変形し、これに取り付けられたブレーキブースタ６が車両後方に移動し、そのプッシュロッド７がブレーキペダル１のペダルアーム２の中間点を車両後方に押すためにペダルアーム２はペダル軸４を中心として車両後方に回動しようとする。

然るに、本実施の形態では、車両衝突時の前方からの衝撃荷重によってペダルブラケット３がリーンフォース部材１０に対して車両後方に相対移動する。このときの状態を図１に鎖線にて示すが、便宜上、図１にはリーンフォース部材１０が車両前方に相対移動するよう描いている。尚、カウルボックス９及びこれに取り付けられたリーンフォース部材１０の車両前方からの衝撃荷重による車両後方への移動は軽微であり、ペダルブラケット３がリーンフォース部材１０に対して車両後方に相対移動するが、この相対移動は、該ペダルブラケット３の上壁３ａに形成された左右２つの溝１１とこれら挿通する不図示のボルトとの相対滑りによってなされる。

而して、上述のようにペダルブラケット３がリーンフォース部材１０に対して車両後方に相対移動すると、これに挿通する固定軸１９とその端部に固着された歯付ナット２０も同方向に移動するため、リーンフォース部材１０の左右の側壁１０ｂの下端に形成されたラック１５に噛合するピニオン２１，２２がそれぞれ形成された固定軸１９と歯付ナット２０が図１の矢印方向（時計方向）に回動する。

前述のようにペダル軸４と固定軸１９とはスプライン嵌合によって連結されているため、上述のように固定軸１９が回動するとペダル軸４は固定軸１９と共にペダルブラケット３に対して図１の矢印方向に回動し、図１に鎖線にて示すようにペダル軸４の揺動中心軸線Ｏと固定軸１９の軸線Ｐの位置関係が逆転し、ペダル軸４の揺動中心軸線Ｏが固定軸１９の軸線Ｐに対して車両後方に移動する。このため、ペダル軸４の揺動中心軸線Ｏを中心として回動するブレーキペダル１のペダルアーム２も車両後方に移動する。そして、該ペダルアーム２はその中間のプッシュロッド連結点Ｑを中心として図１の反時計方向に回動して図１に鎖線にて示す位置に移動する。

以上の結果、ペダルアーム２はそのプッシュロッド連結点Ｑよりも下方の部位が車両の前方側に相対的に移動することとなり、車両衝突時にブレーキペダル１の特に下半部の後退が抑制される。尚、このような効果を得るためには、車両衝突時にペダル軸４の揺動中心軸線Ｏと固定軸１９の軸線Ｐの位置関係が逆転すれば良く、ペダル軸４が一番大きく変位することができるよう該ペダル軸４を１８０°回動させることが望ましく、これはリーンフォース部材１０に形成されたラック１５の長さを調整することによって実現される。

又、本実施の形態に係るブレーキペダル１の支持構成によれば、車両衝突後にもブレーキペダル１の操作が可能であるため、軽微な衝突時に車両を移動させる際等に便利である。そして、本実施の形態に係る支持構造においては、ペダルブラケット３に軸支された回動レバーやピボットブラケット等を含んだ複雑な構造を用いる必要がないため、支持構造が単純化して部品点数の削減や軽量化、コストダウン等を図ることができる。更に、ペダルブラケット３に回動可能に軸支された揺動部材上にペダル軸４を配する構成を採用していないため、ブレーキペダル１の支持構造に高い剛性が確保されるとともに、ガタの発生を防いでブレーキペダル１の安定した動作を確保することができる。

尚、リーンフォース部材１０の上壁１０ａに形成された左右２つの溝１１の車両前後方向の長さを適当に設定すれば、車両衝突時の衝撃が大きくてペダルブラケット３の車両後方への移動量が一定値を超えると、リーンフォース部材１０とペダルブラケット３を固定する不図示のボルトがリーンフォース部材１０の上壁１０ａに形成された車幅方向に長い溝１２に嵌まり、ペダルブラケット３がブレーキペダル１と共に脱落するよう構成することもできる。この場合、リーンフォース部材１０はペダルブラケット３に外嵌されているため、ペダルブラケット３とブレーキペダル１の脱落が可能となる。

又、本実施の形態に係る支持構造によれば、車両衝突時のペダルブラケット３とリーンフォース部材１０との相対変位が簡単な構成のラックアンドピニオン機構によって回転軸１９の回転運動に確実に変換されるという効果も得られる。

尚、以上は本発明をブレーキペダルの支持構造に対して適用した形態について説明したが、本発明は、クラッチペダルを含む他の任意の操作ペダルの支持構造に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ ブレーキペダル（操作ペダル）
２ ペダルアーム
３ ペダルブラケット
３ａ ペダルブラケットの上壁
３ｂ ペダルブラケットの側壁
４ ペダル軸
５ ダッシュパネル
６ ブレーキブースタ（ブースタ）
７ プッシュロッド
８ ペダル踏面
９ カウルボックス
１０ リーンフォース部材
１０ａ リーンフォース部材の上壁
１０ｂ リーンフォース部材の側壁
１１，１２ 溝
１３，１４ 円孔
１５ ラック
１６ ボス
１７ ブッシュ
１８ スプライン孔
１９ 固定軸
１９ａ 固定軸の頭部
１９ｂ 固定軸の軸部
２０ 歯付ナット
２１，２２ ピニオン
Ｏ ペダルアームの揺動中心軸
Ｐ 固定軸の軸線
Ｑ ペダルアームのプッシュロッド連結点
Ｓ１ エンジンルーム
Ｓ２ 車室
ε ペダル軸のオフセット量

Claims (4)

1. 操作ペダルのペダルアームの上端部をペダルブラケットにペダル軸を中心として揺動可能に取り付ける車両の操作ペダル支持構造において、
   前記ペダル軸をその中心軸線に対して偏心した位置の軸線を有する固定軸によって前記ペダルブラケットに回動可能且つ該固定軸と相対回転不能に取り付け、車両衝突時の前記ペダルブラケットの変位を前記固定軸の回転に変換して前記ペダル軸を前記ペダルブラケットに対して前記固定軸を中心として回動させるよう構成したことを特徴とする車両の操作ペダル支持構造。
2. 前記ペダルアームの前記ペダル軸よりも下方の中間部にブースタのプッシュロッドを連結するとともに、前記ペダル軸をその揺動中心軸線が前記固定軸の軸線よりも車両前方に位置するよう配置し、車両衝突時に前記ペダル軸の揺動中心軸線と前記固定軸の軸線の位置関係が逆転するよう前記ペダル軸を回動させることを特徴とする請求項１記載の車両の操作ペダル支持構造。
3. ダッシュパネルに固定された前記ペダルブラケットを車両衝突時に移動可能にカウルボックスに連結し、車両衝突時の前記ペダルブラケットとカウルボックス間の相対変位を前記固定軸の回転運動に変換する変換機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の操作ペダル支持構造。
4. 前記変換機構は、前記カウルボックスに固定されたリーンフォース部材に形成されたラックと前記固定軸の端部に形成されたピニオンを互いに噛合させて成るラックアンドピニオン機構で構成されることを特徴とする請求項３記載の車両の操作ペダル支持構造。

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