JP2011037309A - 自動車のブレーキペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突により生じる力を利用してペダルアーム下部を車体前方側に回動させる構造を、構成部品の少ない簡素な構成で実現し、製造時の作業時間の短縮化および装置の軽量化が可能な自動車のブレーキペダル装置を提供する。
【解決手段】車体に固定されるペダルブラケット３に設けられる回転中心軸Ｘを中心に回動自在に軸支されたペダルアーム６と、前記ペダルアーム６と連結部５で回動可能に連結されたリンク部材４と、を有している。前記リンク部材４は、マスターシリンダ９に連結されるマスターシリンダ連結部４４と、車両の前面衝突により車体の一部と衝突する衝突部４３と、前記ペダルアーム６に対して係合し、前記衝突部４３への車体の一部の衝突により車体前方へ係合が外れる係合部４２と、を備え、前記連結部５が、前記回転中心軸Ｘとマスターシリンダ連結部４４の間に位置することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動車のブレーキペダル装置に関する。

一般に、自動車が前面衝突すると、車体前部が車体後方側に向って大きく変形し、ペダルアームも車体前部に対して相対的に後方に回動する。このとき、運転者がブレーキペダルを踏んでいると、大きな力が下肢に作用し、身体に損傷を負わせるおそれがある。

そこで、下記特許文献１には、ペダルアームを回動可能に支持するブレーキハンガーを、ダッシュパネルと解除用ブラケットに跨って取り付ける一方、ブレーキハンガーにリンク機構を設け、ブレーキハンガーが解除用ブラケットに対して車体後方へ移動する際に、リンク機構を解除用ブラケットに衝突させて移動させ、リンク機構に連結されたペダルアームを前方側へ回動させるペダル支持構造が提案されている。

特許第４００６６７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のペダル支持構造のリンク機構は２つのリンクで構成されており、構造が複雑であるため、製造時の組み付け作業に時間を要し、さらに、重量が比較的大きい。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたもので、衝突により生じる力を利用してペダルアーム下部を車体前方側に回動させる構造を、より構成部品の少ない簡素な構成で実現し、製造時の組み付け作業が容易となって作業時間を短縮することができ、さらに、軽量化が可能な自動車のブレーキペダル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る自動車のブレーキペダル装置は、車体に固定されるペダルブラケットに設けられる回転中心軸を中心に回動自在に軸支されたペダルアームと、前記ペダルアームと連結部で回動可能に連結されたリンク部材と、を有し、前記リンク部材は、マスターシリンダに連結されるマスターシリンダ連結部と、車両の前面衝突により車体の一部と衝突する衝突部と、前記ペダルアームに対して係合し、前記衝突部への車体の一部の衝突により車体前方へ係合が外れる係合部と、を備え、前記連結部は、前記回転中心軸とマスターシリンダ連結部の間に位置することを特徴とする。

本発明に係るブレーキペダル装置によれば、ペダルアームと連結部で回動可能に連結されたリンク部材が、車体の一部との衝突により車体前方へ係合が外れる係合部を有しているため、係合が外れることで、リンク部材が前方へ移動する。そして、連結部が、ペダルアームの回転中心軸とリンク部材のマスターシリンダ連結部の間に位置しているため、連結部が前方に移動すると、ペダルアームが回転中心軸を中心として前方側へ回動する。このように、衝突により生じる力を利用してペダルアーム下部を車体前方側に回動させる構造を、構成部品の少ない簡素な構成で実現し、製造時の組み付け作業の際の作業時間を短縮することができるとともに、軽量化が可能である。

前記係合部が、前記回転中心軸に配置される軸部材の外周面に部分的に係合するフック形状で形成されるようにすれば、回転中心軸に配置される軸部材を利用して係合部を係合できるため、係合部を係合させるための構造を別途設ける必要がなく、より構造を簡素化し、軽量化を図ることができる。

前記ペダルブラケットが、前記係合部による係合が外れた前記リンク部材と接して当該ペダルブラケットに対する回動を規制し、かつリンク部材と摺動可能な回動規制部を有するようにすれば、係合が外れたリンク部材をペダルブラケットの回動規制部に当接させた状態で、ペダルアームを踏み込むことで、リンク部材の回動を規制しつつ摺動させて、マスターシリンダを押し込んでブレーキング操作を行うことができる。したがって、前面衝突後もブレーキング操作を行うことができ、安全性を向上させることができる。

前記ペダルアームが、前記係合部による係合が外れた前記リンク部材がペダルアームに対して所定量回動した際に当該リンク部材と接して回動を規制する回動規制部を有するようにすれば、係合が外れたリンク部材をペダルアームの回動規制部に当接させた状態で、ペダルアームを踏み込むことで、リンク部材の回動を規制しつつ、マスターシリンダを押し込んでブレーキング操作を行うことができる。したがって、前面衝突後もブレーキング操作を行うことができ、安全性を向上させることができる。

第１実施形態に係るブレーキペダル装置を示す概略側面図である。 第１実施形態に係るブレーキペダル装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係るブレーキペダル装置を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係るブレーキペダル装置を示す部分透過側面図である。 第１実施形態に係るブレーキペダル装置の前面衝突直前の状態を示す概略側面図である。 第１実施形態に係るブレーキペダル装置の前面衝突時の状態を示す要部拡大側面図であり、（Ａ）はリンク部材の係合が解除される前、（Ｂ）はリンク部材の係合が解除された際を示す。 前面衝突時にリンク部材の係合が解除された際のブレーキペダル装置を示す概略側面図である。 リンク部材の係合が解除された後にブレーキペダルを踏み込む際のブレーキペダル装置を示す概略側面図である。 リンク部材の係合が解除された後のブレーキペダル装置を示す上面図である。 第２実施形態に係るブレーキペダル装置を示す斜視図である。 前面衝突時にリンク部材の係合が解除された際の第２実施形態に係るブレーキペダル装置を示す概略側面図である。 リンク部材の係合が解除された後にブレーキペダルを踏み込む際の第２実施形態に係るブレーキペダル装置を示す概略側面図である。 リターンスプリングの他の取り付け例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係るブレーキペダル装置１は、図１〜３に示すように、乗用車の車室ＲとエンジンルームＥとを仕切るダッシュパネルの下部を構成するダッシュロアパネル２にペダルブラケット３を介して取り付けられている。

ペダルブラケット３は、基端部がボルト１０５及びナット（不図示）によりダッシュロアパネル２に取り付けられている。ペダルブラケット３は、基端部から後方へ向って略平行に形成される一対の両側プレート３１と、両側プレート３１の上端縁相互間に形成される天井プレート３２とを有している。天井プレート３２には、開口部３３が形成されている。ペダルブラケット３の両側プレート３１には、ボルト３４が挿通され、反対面からナット３５が螺合して回転中心軸Ｘが形成される。

ボルト３４には、回転中心軸Ｘを中心に前後方向に回動可能にペダルアーム６が連結される。ペダルアーム６の上端部位には筒状の係合筒部６１（軸部材）が形成され、この係合筒部６１をボルト３４が挿通している。ここにおいて、「前後方向」とは、車両の長手方向における前方と後方をいう。

ペダルアーム６の上端から所定長下方位置には、筒状の連結筒部６２が形成されており、この連結筒部６２に、ブッシュ１０１を介してリンク部材４の連結軸部４１が挿通されている。ペダルアーム６の連結筒部６２に挿通されたリンク部材４の連結軸部４１には、さらにブッシュ１０２、ワッシャ１０３を介してボルト１０４が螺合している。このように連結軸部４１と連結筒部６２により構成される連結部５によって、ペダルアーム６とリンク部材４が回動可能に連結される。

係合筒部６１の外周面には、リターンスプリング７の螺旋部が嵌り、リターンスプリング７の一端がペダルブラケット３の天井プレート３２に接し、リターンスプリング７の他端が連結筒部６２に接する。これにより、ペダルアーム６がリターンスプリング７によって後方に付勢され、踏み込んでいないときには、ペダルアーム６はストッパ（不図示）により図１に示す位置（通常位置）に保持されている。

リンク部材４の連結軸部４１から所定長上方位置には、ペダルアーム６の係合筒部６１の外周面に係合するフック状の係合部４２が形成されている。係合部４２は、図４に示すように、リンク部材４の後方側の側縁に形成されており、係合筒部６１に対して前方側から係合される。このとき、フック状の係合部４２は、連結筒部６２（連結部５）から係合筒部６１（回転中心軸Ｘ）へ延びる延長線Ｙよりも後方側まで延びて、係合筒部６１に引っ掛かるように係合される。したがって、係合部４２が係合筒部６１に一端係合すると、リンク部材４に強い力が作用しない限り、係合が外れることはない。

なお、係合部４２は、係合筒部６１の上方側の外周面に引っ掛かるように形成されているが、係合筒部６１の下方側の外周面に引っ掛かるように形成されてもよい。また、係合部４２のペダルアーム６に対して係合する位置は、かならずしも回転中心軸Ｘに設けられる軸部材（係合筒部６１）でなくてもよい。すなわち、リンク部材４に強い力が作用して係合が外れるまでの間は、リンク部材４がペダルアーム６と一体的に動作し、かつ、リンク部材４に強い力が作用する場合に、リンク部材４がペダルアーム６に対して前方側へ離脱可能であれば、ペダルアーム６のどの部位に係合してもよい。

リンク部材４の連結軸部４１から所定長下方位置には、プッシュロッド８の一端が取付けられるマスターシリンダ連結部４４が形成され、プッシュロッド８の他端は、マスターシリンダ９と連結されている（図１〜３参照）。リンク部材４とペダルアーム６は、係合部４２による係合が外れない限りは、回転中心軸Ｘを中心に前後方向に一体的に回動するため、ペダルアーム６の下端部に固着されているペダルパッド６３を踏み込むと、マスターシリンダ連結部４４によってプッシュロッド８が前方へ押し込まれ、この力がマスターシリンダ９によって増幅されて制動部分に伝達される。

リンク部材４の上端部には、天井プレート３２の開口部３３を通って上方へ突出する衝突部４３が形成されている。衝突部４３は、前方側の縁が滑らかに形成されている。天井プレート３２の開口部３３は、衝突部４３が前後方向へ移動できるよう、前後方向へ長尺に形成されており、前方側に、衝突部４３が前方へ移動した際に衝突部４３の滑らかな縁が摺動可能に接する回動規制部３６が形成されている。

ブレーキペダル装置１の上部近傍には、ステアリングメンバ１１が設けられている（図１参照）。ステアリングメンバ１１は、車体を補強する部分であり、管状体をしている。

本実施形態では、ステアリングメンバ１１に衝突用インパクトブラケット１２を取付けている。

衝突用インパクトブラケット１２は、ステアリングメンバ１１に基端が固着され、一対の側板１３間に衝突板１５が配置されたものである。衝突板１５は、基端部が側板１３に固着され、中央部で下方に向って折り曲げられ、略垂直な当り面１５ａが形成されている。

リンク部材４の衝突部４３は、衝突板１５の当り面１５ａに向かって突出され、リンク部材４の衝突部４３と当り面１５ａとの間に、衝突変位距離ａが存在するようにセットされている。通常の乗用車では、前面衝突によりエンジンなどが後方に移動する距離が、２００ｍｍ〜３００ｍｍである点を考慮し、この衝突変位距離ａも、２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度に設定することが好ましい。ただし、衝突変位距離ａは、車両によって変更されるべきもので、上記のみに限定されるものではない。

このように衝突部４３の先端と当り面１５ａとの間に衝突変位距離ａを設けると、ある程度の変位が生じる衝突が発生しないかぎり本実施形態の装置が作動することはない。

衝突部４３の高さや係合部４２の形状は、係合部４２を離脱させるために必要な衝撃力を決定する要素となるため、車両に応じて適宜変更されることが好ましい。

次に、第１実施形態に係るブレーキペダル装置１の作用を説明する。

衝突前の通常時は、ブレーキペダル装置１は、図１に示すように、衝突部４３の先端部と当り面１５ａとの間には、衝突変位距離ａが存在している。連結部５は、マスターシリンダ連結部４４と回転中心軸Ｘの間に位置している。なお、ここでいう回転中心軸Ｘとマスターシリンダ連結部４４の間とは、回転中心軸Ｘとマスターシリンダ連結部４４を結ぶ直線上に位置することではなく、リンク部材４とペダルアーム６が係合された状態におけるリンク部材４上の、回転中心軸Ｘに対応する位置とマスターシリンダ連結部４４との間のいずれかの位置に配置されればよい。

この状態で、図５に示すように前面衝突が生じると、ペダルブラケット３などが後方に移動し、これに伴って衝突部４３の先端部が相対的に衝突用インパクトブラケット１２に近づく。

衝突部４３の先端部が衝突変位距離ａを越えて移動したとすると、図６（Ａ）に示すように、衝突部４３の先端部が衝突板１５の当り面１５ａに当接する。この後、図６（Ｂ）に示すように、衝突部４３に作用する衝突力によって、係合部４２が係合筒部６１から前方側へ離脱し、図面における反時計方向に回動する。このとき、リンク部材４はペダルアーム６と連結部５において回動可能に連結された状態となっており、この状態で、リンク部材４が反時計方向に回転すると、マスターシリンダ連結部４４よりも上方に位置する連結部５は、マスターシリンダ連結部４４を支点として前方へ移動することになる。

連結部５は、ペダルアーム６において回転中心軸Ｘよりも下方に位置しているため、連結部５が前方へ移動すると、ペダルアーム６は、回転中心軸Ｘを支点として時計回りに回動し、図７に示すように、ペダルパッド６３が前方へ移動するため、ペダルアーム６の後方への変位が生じない。これにより、前面衝突時のペダルアーム６による下肢の損傷を抑制できる。

また、前方側へ移動した衝突部４３は、図８，９に示すように、前方側の滑らかな縁部が、天井プレート３２の開口部３３に形成される回動規制部３６に当接する。この状態で、ペダルパッド６３を前方へ踏み込むと、ペダルアーム６は回転中心軸Ｘを支点として回動し、連結部５が前方へ移動する。連結部５が前方へ移動すると、リンク部材４の全体が前方へ移動しようとするが、リンク部材４の衝突部４３が回動規制部３６に当接しているため、縁部が滑らかに形成された衝突部４３が回動規制部３６に沿って上方に摺動し、マスターシリンダ連結部４４が前方へ移動する。これにより、プッシュロッド８が前方へ押し込まれるため、前面衝突後であってもブレーキング作用を問題なく行うことができる。

本実施形態に係るブレーキペダル装置１は、リンク部材４が１部品で構成されるため、安価かつ単純な構造で前面衝突時のペダルアーム６の後方への変位を防止して、ペダルアーム６による下肢の損傷を抑制でき、かつ前面衝突後もブレーキング作用を発揮させることができる。また、構成が単純であるため、ペダルアーム６の後方への変位を防止するための挙動の確実性を向上させ、信頼性の高いブレーキペダル装置１を実現できる。

また、構成部品が少ないため、製造時の組み付けが容易となって作業時間を短縮することができ、さらに、軽量化を図ることができる。

また、プッシュロッド８は、ペダルアーム６から車幅方向へ離れたリンク部材４に連結されるため、プッシュロッド８の後方側にステアリングシャフト等が配置される場合であっても、ステアリングシャフトを回避するようにペダルアーム６を配置でき、レイアウトの自由度を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係るブレーキペダル装置１０は、図１０に示すように、ペダルアーム６に回動規制部６４が設けられる点で、天井プレート３２の開口部３３に回動規制部３６が形成された第１実施形態と異なる。なお、回動規制部６４以外の他の構成については、第１実施形態と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

ペダルアーム６には、マスターシリンダ連結部４４から後方側へ所定長さ離れた位置に、板状の回動規制部６４が設けられている。回動規制部６４は、ペダルアーム６に対して溶接やボルト等により固定されるか、またはペダルアーム６に一体的に成形されてもよい。

次に、第２実施形態に係るブレーキペダル装置１０の作用を説明する。なお、衝突時に、係合部４２が離脱されてペダルパッド６３が前方へ移動する動作については、第１実施形態と同様である。

衝突部４３が前方へ移動して係合部４２が離脱すると、図１１に示すように、ペダルパッド６３が前方へ移動しつつ、リンク部材４は連結部５を中心としてペダルアーム６と相対的に回動する。この回動が所定角度に達すると、リンク部材４のマスターシリンダ連結部４４が形成される部位の近傍が、ペダルアーム６に設けられる回動規制部６４と当接し、リンク部材４のペダルアーム６に対するこれ以上の回動が規制される。この状態で、ペダルパッド６３を前方へ踏み込むと、図１２に示すように、ペダルアーム６は回転中心軸Ｘを支点として回転し、回動規制部６４がリンク部材４を前方へ押圧するようにして、マスターシリンダ連結部４４が前方へ移動する。これにより、プッシュロッド８が前方へ押し込まれるため、前面衝突時であってもブレーキング作用を問題なく行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上述した実施形態は、乗用車のブレーキペダルレバーについて説明したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、種々の車両に同様に実施可能である。また、前方衝突時に衝突部４３に衝突する部材は、衝突用インパクトブラケット１２でなくてもよく、前方衝突時に衝突部４３に対して相対的に変位する部位であれば、車両のいずれの部位であってもよい。

また、リターンスプリング（図３参照）は、本実施形態のような取り付け構造に限定されず、他の種々の取り付け構造を適用できる。他の取り付け構造の一例として、図１３に示すリターンスプリングの例では、係合筒部６１の外周面にリターンスプリング７１の螺旋部が嵌り、リターンスプリング７１の一端がペダルブラケット３の両側プレート３１の一方に設けられる固定穴３７に挿通されて固定され、他端が、リンク部材４の係合部４２よりも上方の後方側縁部に形成される凹部４５に嵌合して固定される。そして、リターンスプリング７１は、リンク部材４の係合部４２よりも上方側に対して前方へ向かう付勢力を付与することで、リンク部材４と係合筒部６１の間のガタを防止しつつ、リンク部材４と連結されたペダルアーム６を、回転中心軸Ｘを支点としてペダルパッド６３が後方側へ向う方向に付勢することができる。また、リターンスプリング７１は、係合部４２が係合筒部６１から離脱する際の補助としても機能する。さらには、離脱した後にも、リターンスプリング７１の螺旋部がペダルアーム６の係合筒部６１に嵌り、リターンスプリング７１の一端がペダルブラケット３に固定され、他端がリンク部材４に固定された状態が保持されるため、リンク部材４とペダルアーム６の間にリターンスプリング７１による付勢力が作用し、前面衝突後のブレーキング操作の操作性を向上させることができる。

また、本実施形態では、リンク部材４とペダルアーム６は、連結部５および回転中心軸Ｘにおいて、クリアランスを有して互いに回転可能に枢着するように連結されるが、衝突部４３への衝突力によってリンク部材４とペダルアーム６が相対的に回転可能であれば、圧入等によってクリアランスなしに連結されてもよい。このようにすれば、リンク部材４とペダルアーム６のガダを防止できる。

本発明は、衝突により生じる力を利用してブレーキペダル下部を車体前方側に回動させる自動車のブレーキペダル装置として好適に利用できる。

１，１０ ブレーキペダル装置、
３ ペダルブラケット、
４ リンク部材、
５ 連結部、
６ ペダルアーム、
９ マスターシリンダ、
１０ ブレーキペダル装置、
３６ 回動規制部、
４２ 係合部、
４３ 衝突部、
４４ マスターシリンダ連結部、
６１ 係合筒部（軸部材）、
６４ 回動規制部、
ａ 衝突変位距離、
Ｘ 回転中心軸。

Claims (4)

1. 車体に固定されるペダルブラケットに設けられる回転中心軸を中心に回動自在に軸支されたブレーキペダルと、
   前記ブレーキペダルと連結部で回動可能に連結されたリンク部材と、を有し、
   前記リンク部材は、マスターシリンダに連結されるマスターシリンダ連結部と、
   車両の前面衝突により車体の一部と衝突する衝突部と、
   前記ブレーキペダルに対して係合し、前記衝突部への車体の一部の衝突により車体前方へ係合が外れる係合部と、を備え、
   前記連結部は、前記回転中心軸とマスターシリンダ連結部の間に位置することを特徴とする自動車のブレーキペダル装置。
2. 前記係合部は、前記回転中心軸に配置される軸部材の外周面に部分的に係合するフック形状で形成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車のブレーキペダル装置。
3. 前記ペダルブラケットは、前記係合部による係合が外れた前記リンク部材と接して当該ペダルブラケットに対する回動を規制し、かつリンク部材と摺動可能な回動規制部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の自動車のブレーキペダル装置。
4. 前記ブレーキペダルは、前記係合部による係合が外れた前記リンク部材がブレーキペダルに対して所定量回動した際に当該リンク部材と接して回動を規制する回動規制部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の自動車のブレーキペダル装置。

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