JP2012121379A - 自動車のブレーキペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡素化された、コンパクトでコスト的にも有利な自動車のブレーキペダル装置を提供する。
【解決手段】 ブレーキペダル１０を、上部ペダルアーム１１と、上部ペダルアーム１１の下端部に回動自在に軸支された下部ペダルアーム１２という２部材により構成し、これら両ペダルアームを、いわゆるトグルリンク機構Ｍにより連結したもので、このトグルリンク機構Ｍは、前面衝突により変位するインパクトアーム１６と、このインパクトアーム１６に連結されたリンク１７とにより構成され、インパクトアーム１６が所定の位置にあれば、リンク１７により両ペダルアーム１１，１２をロック状態として１本のブレーキペダルとして機能させ、衝突が生じると、インパクトアーム１６の位置変位によりロック状態を解除し、下部ペダルアーム１２のみが前方に変位するようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図１

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変形し、ブレーキペダルを支持しているペダルブラケットが後方に変位したり、ブレーキペダル自体もマスターバックのプッシュロッドを介して押され、後方に移動する。

このようなブレーキペダルの後方変位は、ブレーキ操作に違和感が生じさせ、また、運転者がブレーキペダルを踏んでいるときに生じると、踏み込み方向とは反対方向の大きな力が作用し、思わぬ事故となるおそれもある。

したがって、最近では、前面衝突時に、ブレーキペダルが車体後方に回動しないようにするペダル後退防止機構を、ブレーキペダルの側部あるいは上方に設けたものが提案されている（下記特許文献１、２参照）。

特許文献１の機構は、ダッシュパネルに基端側が取り付けられた断面コ字状をしたペダルブラケットを有している。このペダルブラケットの側壁部には、ブレーキペダルがペダルシャフトを中心に回動可能に片持ち支持され、上壁部には、常時は車体側と連結され固定状態となっているスライドプレートがスライド可能に設けられ、内部には、ピボットブラケットがシャフトを中心に回動可能に保持されている。

この機構では、前面衝突時にペダルブラケットが後退すると、スライドプレートがペダルブラケット上で相対変位し、ピボットブラケットがシャフトを中心に回動し、ペダルシャフトやシャフトの配置関係からブレーキペダルがペダルシャフトを中心に車両の前方に向かって回動するようにしている。

特許文献２の機構は、ダッシュパネルに基端側が取り付けられた断面コ字状をしたペダルハンガー（ペダルブラケット）の側壁部に筒部が設けられ、この筒部を中心にブレーキペダルが回動可能に設けられている。ペダルハンガーの上壁部には、常時は車体側と連結され固定状態となっているブラケットがスライド可能に設けられ、このブレーキペダルの途中と筒部との間には、第１及び第２リンクからなるリンク機構が設けられ、第２リンクの端部が前記筒部の外周面に嵌合され、このリンク機構にプッシュロッドが連結されている。したがって、常時はリンク機構を介してブレーキ操作を行うことになる。

前面衝突し、ペダルブラケットが後退すると、ブラケットがペダルハンガーに対し相対変位し、ブラケットが第２リンクの端部と筒部との嵌合状態を解く。これによりリンク機構が回動可能となり、ブレーキペダルとプッシュロッドとのリジッドな連結が解消され、ブレーキペダルが車両の前方に向かって回動できるようにしている。

特許３８９２６５３号公報 特許４００６６７６号公報

しかし、これら両機構は、長尺な１本のブレーキペダル全体を前方に変位させるようにしているので、この前方変位量は、スペース的な点から小さくならざるを得ず、不十分となるおそれがある。

また、前者の場合は、ブレーキペダルの側部にペダル後退防止機構を設けているため、ブレーキペダル側部における車巾方向のスペースがこの機構により占有され、他の機器の設置スペースが規制されることになる。しかも、ブレーキペダルが回動するペダルシャフトと、ピボットブラケットが回動するシャフトという２つの支点を有するため、種々の部材からなる複雑な構成となり、装置自体が大型化し、軽量化を図ることができず、製造コストや組立作業の面においても好ましくない。

後者の場合は、最も力が作用するプッシュロッドとブレーキペダルとの間に複数の節を有するリンク機構が介在しているので、いわゆるガタが生じやすいものとなる。

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、ブレーキペダルの前方変位量を大きくすると共に、円滑に行うことができ、通常のブレーキ操作に関しても信頼性の高い、構成が簡素化された、コンパクトでコスト的にも有利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、ブレーキペダルを、上部ペダルアームと、当該上部ペダルアームの下端部に回動自在に軸支された下部ペダルアームという２部材により構成し、これら両ペダルアームを、いわゆるトグルリンク機構により連結したもので、このトグルリンク機構は、前面衝突により変位するインパクトアームと、このインパクトアームに連結されたリンクとにより構成され、インパクトアームが所定の位置にあれば、前記リンクにより両ペダルアームをロック状態として１本のブレーキペダルとして機能させ、衝突が生じると、インパクトアームの位置変位により前記ロック状態を解除し、下部ペダルアームが前方に変位するようにしたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ブレーキペダルを上部ペダルアームと下部ペダルアームの２部材連結構造とし、衝突時には下部ペダルアームが車体前方に向かって変位するようにしたため、スペース的な制限を受けることなく、ブレーキペダルを運転者の足から遠ざけるように大きく前方変位させることができ、運転者の足の保護がより確実で安全性の高いブレーキペダル装置になる。また、両ペダルアームをトグルリンク機構により連結したので、通常時には、両ペダルアームの連結状態がロックされ、両ペダルアームが１本のペダルアームとして一体的に動作することになり、信頼性の高いブレーキ操作を行うことができ、衝突時には、インパクトアームが車体側の固定部材により回動され、リンクを介して下部ペダルアームを車体前方に向かって円滑に回動させ、ブレーキペダルの後退を防止できる。

請求項２の発明によれば、断面コ字状をしたペダルブラケットの一対の側壁に設けられた第１支持軸より垂下された上部ペダルアームの面に沿って下部ペダルアーム及びインパクトアームが配置されているので、これら３者は同一平面の配置状態でペダルブラケット内に位置することになり、占有スペースがきわめて小さく、コンパクトなものとなり、しかも、インパクトアームとリンクという簡単な構成で、インパクトアームの動作を直接下部ペダルアームに伝達し前方に変位させるので、動作も円滑で、材料的にも製造作業的にもコスト的に有利となる。

請求項３の発明によれば、下部ペダルアームを複数枚の重ね板材により構成し、その上端部に折り曲げ部を形成して隙間を設け、この隙間に、上部ペダルアームの面に沿って下部ペダルアーム及びインパクトアームが配置された３者同一平面配置構造としたので、全体的にコンパクトな装置となり、また、下部ペダルアーム上端部の折り曲げ部がブレーキペダルを補強し、より強度のあるものとなる。

請求項４の発明によれば、インパクトアームに、当該インパクトアームの第３支持軸を中心とする回動変位量を規制するストッパ部材を設けたので、このストッパ部材により下部ペダルアームの前方側への変位量、つまり下部ペダルアームの後退防止量をコントロールすることも可能となる。

本発明の実施形態に係るブレーキペダル装置を示す概略斜視図である。 トグルリンク機構の要部を示し、（Ａ）が通常状態の説明図、（Ｂ）が前面衝突時の説明図である。 同ブレーキペダル装置の通常状態を示す概略側面図である。 同ブレーキペダル装置の前面衝突時の状態を示す概略側面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るブレーキペダル装置１は、図１に示すように、乗用車の車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネル２にペダルブラケット３の基端が取り付けられている。ペダルブラケット３は、断面がコ字状を呈しており、両側プレート３ａと、頂板３ｂを有している。両側プレート３ａには、第１支持軸Ｓ１が挿通され、第１支持軸Ｓ１を中心に前後方向に回動可能となるようにブレーキペダル１０の上端部位が支持されている。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。

なお、第１支持軸Ｓ１とペダルブラケット３との間には、ブレーキペダル１０を後方に付勢するリターンスプリング（不図示）が設けられ、踏み込んでいないときには、ストッパ（不図示）により通常位置に保持されている。

本実施形態のブレーキペダル１０は、上部ペダルアーム１１と下部ペダルアーム１２の２部材連結構造となっている。上部ペダルアーム１１は、上端部位に第１支持軸Ｓ１が設けられ、下端部に第２支持軸Ｓ２が設けられているが、第２支持軸Ｓ２は、上部ペダルアーム１１と下部ペダルアーム１２とを回動可能に連結している。

下部ペダルアーム１２は、相互に溶着された２枚の重ね板材により構成され、この板材の上端部は、折り曲げ部１３が設けられている。両折り曲げ部１３の後方側には、前述の第２支持軸Ｓ２が挿通して設けられ、前方側には、第３支持軸Ｓ３が設けられている。第３支持軸Ｓ３は、後述するインパクトアーム１６の下端と下部ペダルアーム１２とを連結しており、第３支持軸Ｓ３を中心にインパクトアーム１６が回動するようになっている。

このように、通常１本のペダルアームから構成されているブレーキペダルを、上下２部材に分割し、通常時は上下両ペダルアーム１１、１２を１本のブレーキペダルとして機能させ、衝突時は下部ペダルアーム１２のみが前方に変位するように構成すれば、車室前席前方という狭小な場所であっても、ブレーキペダル１０を運転者の足から遠ざけるように大きく変位させることができ、安全性を高めることができる。

また、下部ペダルアーム１２を２枚の重ね板材により構成し、上部に折り曲げ部１３を設けることにより両折り曲げ部１３間に隙間Ｇを形成し、ここに、上部ペダルアーム１１の面に沿って下部ペダルアーム１２及びインパクトアーム１６を配置し、これら３者が同一平面の配置状態となるように整列して保持している。このようにすれば、全体的に扁平な構成となるので、コンパクトなブレーキペダル装置となり、しかも、折り曲げ部１３がブレーキペダルを補強することにもなり、より強度のあるブレーキペダル１０となる。

下部ペダルアーム１２の折り曲げ部１３の下方部位には、プッシュロッド１４の一端が取付けられ、プッシュロッド１４の他端は、マスターシリンダ（不図示）と連結されている。したがって、ブレーキペダル１０の下端部に固着されているペダルパッド１５を踏み込むと、この力が増幅されて制動部分に伝達されるようになっている。

このように上部ペダルアーム１１と下部ペダルアーム１２の２部材連結構造とした本実施形態のブレーキペダル１０は、上下両ペダルアーム１１をトグルリンク機構Ｍにより連結し、通常時は両ペダルアーム１１，１２が１本のペダルアームとして確実に一体的に動作するようにし、衝突時には下部ペダルアーム１２が車体前方に向かって円滑に回動するようにしている。

さらに詳述する。トグルリンク機構Ｍは、図１に示すように、インパクトアーム１６とリンク１７とを有している。インパクトアーム１６は、全体的には略「く」の字形状をしており、下端部側が第２支持軸Ｓ２より前方側に位置する第３支持軸Ｓ３に軸支されている。上端部側は、下端部から斜め上方に伸延された後、後方に向かって折曲され、直線的に切除された先端部１６ａが固定部材１８（図３参照）の端面１８ａに対向配置されている。なお、インパクトアーム１６は、ペダルブラケット３の頂板３ｂに形成された溝部３ｃより上方に突出されている。

固定部材１８の端面１８ａとインパクトアーム１６の先端部１６ａは、図３に示すように、常時は所定距離Ｘだけ離間されている。ここに、固定部材１８は、位置が固定的に設けられているものであればどのようなものであってもよいが、例えば、車体を補強するために設けられているステアリングメンバ（不図示）に基端側が連結され、先端がインパクトアーム１６の先端部１６ａと対向するように設けられたものが好ましい。

リンク１７は、一端部が上部ペダルアーム１１の第４支持軸Ｓ４に軸支され、他端部がインパクトアーム１６の下端部に設けられた第５支持軸Ｓ５に連結されている。

これら支持軸Ｓ（Ｓ１〜Ｓ５の総称）の通常時における配置状態は、図２（Ａ）に示すように、第１支持軸Ｓ１を頂点に、第２支持軸Ｓ２と第３支持軸Ｓ３が２等辺三角形を形成し、第４支持軸Ｓ４が第１支持軸Ｓ１より前方に位置している。この第４支持軸Ｓ４と第３支持軸Ｓ３とを結ぶ直線を基準線Ｂとすれば、第５支持軸Ｓ５は、基準線Ｂより後方側に位置している。

したがって、リンク１７は、第３支持軸Ｓ３と第５支持軸Ｓ５間のインパクトアーム１６により第４支持軸Ｓ４を中心として時計方向（破線矢印ｙ１の方向）には回動できず、また、インパクトアーム１６もリンク１７により第３支持軸Ｓ３を中心として反時計方向（破線矢印ｙ２の方向）にも回動できないロック状態である。この結果、上部ペダルアーム１１と下部ペダルアーム１２は、第２支持軸Ｓ２、第３支持軸Ｓ３、リンク１７及びインパクトアーム１６により連結された剛体であり、一体的に動作することになる。

一方、前面衝突が生じ、インパクトアーム１６の先端部１６ａが固定部材１８により第３支持軸Ｓ３を中心に強制的に反時計方向（破線矢印ｙ２の方向）に回動させられた場合には、支持軸Ｓの配置状態は、図２（Ｂ）に示すようになる。つまり、前記ロック状態にあったインパクトアーム１６とリンク１７が、インパクトアーム１６の固定部材１８への衝突によりインパクトアーム１６が第５支持軸Ｓ５を中心に回動させられると、リンク１７も第４支持軸Ｓ４を中心に回動させられ、両者を連結する第５支持軸Ｓ５が基準線Ｂを越えて前方側に移動した状態になる。なお、基準線Ｂに対する第５支持軸Ｓ５の後方側変位量ｈは、衝突時における第５支持軸Ｓ５の移動を考慮すれば、図示のように比較的小さな値にすることが好ましい。

この第５支持軸Ｓ５の移動によりリンク１７とインパクトアーム１６の下端部（第３支持軸Ｓ３と第５支持軸Ｓ５が設けられている部分）が第５支持軸Ｓ５を中心に回動することになり、第３支持軸Ｓ３が第４支持軸Ｓ４に近付く。この結果、第１支持軸Ｓ１を頂点とする、第２支持軸Ｓ２と第３支持軸Ｓ３の２等辺三角形の関係が崩れ、下部ペダルアーム１２は、インパクトアーム１６の回動力により第２支持軸Ｓ２を中心に前方に向かって実線矢印ｙ３で示すように回動する。

次に、本実施形態に係るブレーキペダル装置の作用を説明する。

衝突前の通常時は、ブレーキペダル装置１は、図２（Ａ）及び図３に示すように、インパクトアーム１６の先端部１６ａと固定部材１８との間には、隙間Ｘが存在し、第４支持軸Ｓ４は、第１支持軸Ｓ１及び第５支持軸Ｓ５より前方側に位置し、第５支持軸Ｓ５は、後方側変位量ｈだけ後方側に位置している。これによりリンク１７は、インパクトアーム１６により第４支持軸Ｓ４を中心として時計方向（破線矢印ｙ１の方向）には回動できず、インパクトアーム１６もリンク１７により第３支持軸Ｓ３を中心として反時計方向（破線矢印ｙ２の方向）には回動できないロック状態である。

したがって、この状態で、運転者が、ペダルパッドを踏み込むと、第２支持軸Ｓ２とトグルリンク機構Ｍとにより連結されている上部ペダルアーム１１と下部ペダルアーム１２は、両者が一体的に動作し、プッシュロッド１４を介してマスターシリンダを作動させブレーキングを行うことになる。

また、トグルリンク機構Ｍにおいては、ペダルパッドの踏力が第５支持軸Ｓ５を後方向に変位させることになり、いわば、前記ロックする方向にペダルパッドの踏力を変換することになるので、通常時におけるブレーキキング操作はより確実なものとなる。

一方、前面衝突が生じ、マスターシリンダやプッシュロッド１４を介してブレーキペダル１０が後方側に変位されると、インパクトアーム１６の先端部１６ａが固定部材１８に衝突する。これによりインパクトアーム１６は、図４に示すように、第３支持軸Ｓ３を中心に強制的に反時計方向に回動させられ、第５支持軸Ｓ５を介してロック状態のリンク１７が第４支持軸Ｓ４を中心に回動する。これにより第３支持軸Ｓ３と第４支持軸Ｓ４が相互に近付き、下部ペダルアーム１２が第２支持軸Ｓ２を中心に回動し、前方側に変位することになる。この下部ペダルアーム１２の前方への変位は、インパクトアーム１６の背面側に設けられているストッパーピン１９が下部ペダルアーム１２の前面側端面に当接することにより規制され、所望の変位量を越えて変位することはない。

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。

本発明は、構成が簡素化された、コンパクトでコスト的にも有利で安全性の高い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…ブレーキペダル装置、
２…ダッシュパネル、
３…ペダルブラケット、
３ａ…ペダルブラケットの側壁、
１０…ブレーキペダル、
１１…上部ペダルアーム、
１２…下部ペダルアーム、
１３…折り曲げ部、
１４…プッシュロッド、
１６…インパクトアーム、
１７…リンク、
１８…固定部材、
１９…ストッパ部材、
Ｂ…基準線、
Ｍ…トグルリンク機構、
Ｓ１‥第１支持軸、
Ｓ２‥第２支持軸、
Ｓ３‥第３支持軸、
Ｓ４‥第４支持軸、
Ｓ５‥第５支持軸。

Claims (4)

1. ダッシュパネルに固定したペダルブラケットに設けられた第１支持軸を中心に回動自在に軸支され、プッシュロッドを介してマスターシリンダを動作させるブレーキペダルを有する自動車のブレーキペダル装置であって、
   前記ブレーキペダルは、
   前記第１支持軸に軸支された上部ペダルアームと、
   当該上部ペダルアームの下端部に設けられた第２支持軸に回動可能に連結された下部ペダルアームと、
   当該下部ペダルアームの前記第２支持軸より前方側に位置する第３支持軸に一端部が軸支され、他端部が車体側と連結された固定部材に対向するように配置されたインパクトアームと、
   一端部が前記上部ペダルアームの前記第１支持軸より前方側に位置して設けられた第４支持軸に軸支され、他端部が前記インパクトアームの一端部側に設けられた第５支持軸に連結されたリンクと、を有し、
   前記リンクと、前記第５支持軸及び前記第３支持軸を有する前記インパクトアームの一端部とは、常時は、前記第５支持軸が、前記第４支持軸と前記第３支持軸とを結ぶ基準線より後方に位置し前記リンクが前記インパクトアームの変位をロックし、前記インパクトアームの他端部が前記固定部材により変位される前面衝突時には、前記基準線より前方に移動し前記第４支持軸と前記第３支持軸を相互に近接させて前記下部ペダルアームが前記上部ペダルの前記第３支持軸を中心に前方に向うように回動変位させるトグルリンク機構を構成することを特徴とする自動車のブレーキペダル装置。
2. 前記下部ペダルアーム及びインパクトアームは、断面コ字状をした前記ペダルブラケットの一対の側壁に設けられた第１支持軸より垂下された前記上部ペダルアームと同一平面上に配置した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. 前記下部ペダルアームは、上端部に折り曲げ部を形成し相互間に隙間が形成された複数枚の重ね板材により構成され、前記隙間に前記上部ペダルアーム及びインパクトアームの端部を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車のブレーキペダル装置。
4. 前記インパクトアームは、前記第３支持軸を中心とする回動変位量を規制するストッパ部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車のブレーキペダル装置。

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