JP2016011057A - ブレーキペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができながら、ブレーキパッドの引きずりを低減しても、ブレーキペダルの踏み始めのブレーキフィーリングの悪化を抑制できる、リンク式ブレーキペダル装置を提供する。
【解決手段】リンク式ブレーキペダル装置１は、一端部がペダル支持軸１５を介してペダルブラケット１１に回動可能に支持され、ペダル支持軸１５から後下方に延びるブレーキペダル１２と、一端部がブレーキペダル１２の一端部よりも後方に位置するアーム支持軸１７を介してペダルブラケット１１に回動可能に支持され、他端部がブレーキペダル１２よりも前方に位置し、中間部にプッシュロッド６が連結される回動リンクアーム１３と、一端部がブレーキペダル１２の中間部に回動可能に連結され、ブレーキペダル１２から前方に延び、他端部が回動リンクアーム１３の他端部に回動可能に連結される連結リンクアーム１４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキ装置に備えられるブレーキペダル装置に関する。

たとえば、ディスク式のブレーキ装置には、ブレーキペダル、ブレーキブースタ、マスタシリンダ、ブレーキシリンダ、ブレーキパッドおよびディスクロータなどが含まれる。

ブレーキペダルは、車両のダッシュパネルの車室側に配設される。ブレーキペダルの基端部は、車両のダッシュパネルに固定されたブラケットに揺動可能に保持され、ブレーキペダルの一端部には、踏力が入力されるペダル部が設けられている。ブレーキブースタは、ブレーキペダルと前後方向に対向する位置において、ダッシュパネルのエンジンルーム側に配設される。ブレーキブースタから車室側に、プッシュロッドが延び、プッシュロッドの先端部は、ブレーキペダルの途中部に回動可能に連結されている。

ブレーキペダルが踏まれると、ブレーキペダルが回動し、ペダルアームがプッシュロッドを押圧する。プッシュロッドを押圧する力は、ブレーキブースタで倍力（助勢）され、その倍力された力がマスタシリンダに入力される。マスタシリンダに入力された力は、各車輪に設けられたブレーキシリンダに油圧として伝達される。そして、その油圧により、ブレーキパッドが車輪と一体的に回転するディスクロータに押しつけられ、ディスクロータに制動力が作用する。ブレーキペダルの踏み込みが解除されると、ブレーキシリンダから油圧が抜け、ブレーキパッドがディスクロータから離間し、ディスクロータに作用していた制動力が解除される。

ブレーキペダルの踏み込みの解除時に、ブレーキパッドがディスクロータに接触した状態が保たれると、ディスクロータにブレーキパッドが引きずられて、車両の燃費が悪化する。

燃費向上のため、ブレーキパッドの引きずりを低減させると、ブレーキペダルの遊びが大きくなり、ブレーキペダルの踏み始めのブレーキフィーリングが悪化する。ブレーキペダルの揺動中心とプッシュロッドの先端部との間の距離（プッシュロッドとブレーキペダルとの連結部分の回動半径）Ｒ２に対するブレーキペダルの揺動中心とブレーキペダルのペダル部との間の距離（ペダル部の回動半径）Ｒ１の比であるレバー比（Ｒ１／Ｒ２）を小さく設定すれば、ブレーキペダルの踏み込みに対するプッシュロッドのストロークの変化量が大きくなり、ブレーキペダルの遊びを小さくすることができるが、ブレーキペダルの操作に大きな踏力が必要となる。

ブレーキペダルのストロークに対してレバー比が可変であれば、ブレーキ特性およびブレーキフィーリングの向上を図ることができる。そのため、ブレーキペダルのストロークに対してレバー比を可変とするリンク式ブレーキペダル装置が種々提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平７−２０５７７６号公報

ところが、従来のリンク式ブレーキペダル装置は、サイズが大きいという問題がある。その大型化のために、リンク式ブレーキペダル装置が運転席側に大きく張り出していると、リンク式ブレーキペダル装置と運転席との間のスペースが小さくなる。

本発明の目的は、小型化を図ることができながら、ブレーキパッドの引きずりを低減しても、ブレーキペダルの踏み始めのブレーキフィーリングの悪化を抑制できる、リンク式ブレーキペダル装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るブレーキペダル装置は、車両に搭載されるリンク式ブレーキペダル装置であって、車両に固定配置されるペダルブラケットと、一端部がペダル支持軸を介してペダルブラケットに回動可能に支持され、ペダル支持軸から後下方に延び、他端部に（踏力が加えられる）ペダル部を有するブレーキペダルと、一端部がブレーキペダルの一端部よりも後方に位置するアーム支持軸を介してペダルブラケットに回動可能に支持され、アーム支持軸から前下方に延び、他端部がブレーキペダルよりも前方に位置し、中間部にブレーキブースタのプッシュロッドが連結される回動リンクアームと、一端部がブレーキペダルの中間部に回動可能に連結され、ブレーキペダルから前方に延び、他端部が回動リンクアームの他端部に回動可能に連結される連結リンクアームとを含む。

この構成によれば、ペダル部に踏力が加えられると、ブレーキペダルがペダル支持軸を支点に回動する。このブレーキペダルの回動に伴って、連結リンクアームが前方に移動し、回動リンクアームがアーム支持軸を支点に回動する。そして、ブレーキブースタのプッシュロッドが回動リンクアームに押されることにより、ペダル部に加えられた踏力がブレーキブースタに伝達される。

このとき、回動リンクアームの他端部が前上方に持ち上がるように、回動リンクアームが回動するので、その回動が進むにつれて、回動リンクアームとプッシュロッドとの連結部分がペダル支持軸に近づく。

図５は、ブレーキペダル、連結リンクアーム、回動リンクアーム、プッシュロッドおよびマスタシリンダのシリンダ軸の位置関係を示す概念図である。

本発明に係るブレーキペダル装置におけるレバー比は、次式（１）に従って算出される。

レバー比＝（Ｒ１÷Ｌ１）×（Ｌ２÷Ｌ３） ・・・（１）
ただし、Ｒ１＝√（（Ａｘ−Ｔｘ）^２＋（Ａｙ−Ｔｙ）^２）
Ｌ１＝（Ｂｘ−Ａｘ）ｓｉｎ（α）＋（Ａｙ−Ｂｙ）ｃｏｓ（α）
Ｌ２＝（Ｃｙ−Ｄｙ）ｃｏｓ（α）−（Ｃｘ−Ｄｘ）ｓｉｎ（α）
Ｌ３＝（Ｃｙ−Ｅｙ）ｃｏｓ（β）＋（Ｃｘ−Ｅｘ）ｓｉｎ（β）
α＝ｔａｎ^−１（（Ｂｙ−Ｄｙ）÷（Ｂｘ−Ｄｘ））
β＝ｔａｎ^−１（（Ｆｙ−Ｇｙ）÷（Ｇｘ−Ｆｘ））
Ａｘ：ブレーキペダルの支点のｘ座標
Ａｙ：ブレーキペダルの支点のｙ座標
Ｂｘ：ブレーキペダルと連結リンクアームとの連結点のｘ座標
Ｂｙ：ブレーキペダルと連結リンクアームとの連結点のｙ座標
Ｃｘ：回動リンクアームの支点のｘ座標
Ｃｙ：回動リンクアームの支点のｙ座標
Ｄｘ：回動リンクアームと連結リンクアームとの連結点のｘ座標
Ｄｙ：回動リンクアームと連結リンクアームとの連結点のｙ座標
Ｅｘ：プッシュロッドと回動リンクアームとの連結点のｘ座標
Ｅｙ：プッシュロッドと回動リンクアームとの連結点のｙ座標
Ｆｘ：マスタシリンダのシリンダ軸とプッシュロッドとの連結点のｘ座標
Ｆｙ：マスタシリンダのシリンダ軸とプッシュロッドとの連結点のｙ座標
Ｇｘ：マスタシリンダのシリンダ軸の前端点のｘ座標
Ｇｙ：マスタシリンダのシリンダ軸の前端点のｙ座標
Ｔｘ：ブレーキペダルのペダル部における踏点のｘ座標
Ｔｙ：ブレーキペダルのペダル部における踏点のｙ座標

ペダル部に踏力が加えられ、ブレーキペダルがペダル支持軸を支点に回動すると、前述するようにブレーキペダル、連結リンクアーム、回動リンクアームおよびプッシュロッドが動作し、Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の値が変化する。このとき、特にＬ２の値が大きく増加し、その結果、レバー比が大きくなる。そのため、ブレーキペダルの踏み始めは、レバー比が小さく、ブレーキペダルのストロークが大きくなるにつれて、レバー比が大きくなる。

これにより、ブレーキパッドの引きずりを低減しても、ブレーキペダルの踏み始めのブレーキフィーリングの悪化（遊び感の増大）を抑制することができる。また、ブレーキペダルのストロークが大きくなるにつれて、ブレーキペダルの操作に必要な踏力を低減できる。そして、踏力がブレーキブースタの助勢域（アシスト域）を超えた場合にも、踏力に対して大きな減速度（制動力）を発揮することができ、いわゆる板踏み感を小さくすることができる。

また、ブレーキペダルおよび回動リンクアームが車幅方向から見て互いに交差するように配置されるので、従来のリンク式ブレーキペダル装置に対して小型化を図ることができる。とくに、リンク式ブレーキペダル装置が前後方向に小型化されるので、リンク式ブレーキペダル装置と運転席との間のスペースを大きく確保することができる。そのため、車両の前方衝突時など、車両の前部が前方から大きな外力を受けたときに、リンク式ブレーキペダル装置が後方に移動しても、リンク式ブレーキペダル装置と運転席との間にスペースを確保することができる。

さらに、プッシュロッドがブレーキペダルよりも前方に位置する回動リンクアームに連結されるので、プッシュロッドがブレーキペダルに連結される構成と比較して、プッシュロッドを短くすることができる。その結果、リンク式ブレーキペダル装置を含むブレーキ装置のコストを低減することができる。

本発明によれば、ブレーキパッドの引きずりを低減しても、ブレーキペダルの踏み始めのブレーキフィーリングの悪化を抑制することができる。また、ブレーキペダルに加えられる踏力がブレーキブースタの助勢域を超えた場合にも、その踏力に応じた制動力を発揮することができ、いわゆる板踏み感を小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係るリンク式ブレーキペダル装置の構成を図解的に示す側面図である。 ブレーキペダルのストロークとレバー比との関係を示すストローク−レバー比線図である。 ブレーキペダルのストロークと車両の減速度との関係を示すストローク−減速度線図である。 ブレーキペダルに加えられる踏力と車両の減速度との関係を示す踏力−減速度線図である。 ブレーキペダル、連結リンクアーム、回動リンクアーム、プッシュロッドおよびマスタシリンダのシリンダ軸の位置関係を示す概念図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るリンク式ブレーキペダル装置１の構成を図解的に示す側面図である。

リンク式ブレーキペダル装置１は、車両のブレーキ装置に、ブレーキ操作のための踏力を入力する入力機構として組み込まれる。車両の前部には、エンジンルーム２とその後方の車室３とを隔離するダッシュパネル４が設けられており、リンク式ブレーキペダル装置１は、運転席の前方において、ダッシュパネル４に対して車室３側に配設される。

リンク式ブレーキペダル装置１は、ペダルブラケット１１、ブレーキペダル１２、回動リンクアーム１３および連結リンクアーム１４を備えている。

ペダルブラケット１１は、その前端部がボルトおよびナットによりダッシュパネル４に固定され、ダッシュパネル４から後方に延出している。

ブレーキペダル１２の一端部は、車幅方向に延びるペダル支持軸１５を介して、ペダルブラケット１１に回動可能に支持されている。ブレーキペダル１２は、ペダル支持軸１５から後下方に延びている。ブレーキペダル１２の他端部（下端部）には、板状のペダル部１６が設けられている。

回動リンクアーム１３の一端部は、車幅方向に延びるアーム支持軸１７を介して、ペダルブラケット１１に回動可能に支持されている。アーム支持軸１７は、ペダル支持軸１５に対して後方に位置している。回動リンクアーム１３は、アーム支持軸１７から前下方に延び、車幅方向から見て、その中間部がブレーキペダル１２と交差し、他端部（下端部）がブレーキペダル１２の前方に位置している。

連結リンクアーム１４の一端部は、ブレーキペダル１２の中間部に回動可能に連結されている。連結リンクアーム１４は、ブレーキペダル１２から前方に延びている。連結リンクアーム１４の他端部は、回動リンクアーム１３の他端部に回動可能に連結されている。

ダッシュパネル４を挟んでペダルブラケット１１と対向する位置には、ブレーキブースタ５が配置されている。ダッシュパネル４には、ブレーキブースタ５とペダルブラケット１１との間に、貫通孔が形成されており、この貫通孔には、ブレーキブースタ５から延びるプッシュロッド６が挿通されている。プッシュロッド６の先端部は、回動リンクアーム１３の中間部であって、ブレーキペダル１２よりも前方に位置する部分に回動可能に連結されている。

また、車両の前部には、図示しないが、左右で対をなすフロントピラー（Ａピラー）が設けられている。この左右のフロントピラー間には、ＰＰメンバ（ピラーツーピラーメンバ）７が架設されている。ＰＰメンバ７は、ペダルブラケット１１の後上方の位置を車幅方向に延びている。

ペダルブラケット１１の後方の位置には、ガイドブラケット８が設けられている。ガイドブラケット８は、溶接により、ＰＰメンバ７に固定されている。ガイドブラケット８の前端部およびペダルブラケット１１の後上端部には、ボルト挿通孔が形成されており、このボルト挿通孔に挿通されるボルト９およびボルト９に締結されるナット（図示せず）により、ペダルブラケット１１の後上端部がガイドブラケット８の前端部に取り付けられている。

たとえば、ペダルブラケット１１のボルト挿通孔は、前方に開放されている。これにより、ペダルブラケット１１が後方に所定量以上に移動すると、そのボルト挿通孔からボルト９が外れて、ガイドブラケット８とペダルブラケット１１との連結が解除されるようになっている。そして、ガイドブラケット８には、その連結が解除された後のペダルブラケット１１の移動をガイドするためのガイド面８１が形成されている。ガイド面８１は、ガイドブラケット８の前端部から後方に延び、中間部が湾曲して、下方に延びている。

図２は、ブレーキペダル１２のストロークとレバー比との関係を示すストローク−レバー比線図である。図３は、ブレーキペダル１２のストロークと車両の減速度との関係を示すストローク−減速度線図である。図４は、ブレーキペダル１２に加えられる踏力と車両の減速度との関係を示す踏力−減速度線図である。

なお、図２、図３および図４には、リンク式ブレーキペダル装置１の特性が実線で示され、プッシュロッドがブレーキペダルの中間部に連結された構成（従来構成）の特性が二点鎖線で示されている。

ブレーキ操作時（車両の制動時）に、ブレーキペダル１２のペダル部１６に踏力が加えられると、ブレーキペダル１２がペダル支持軸１５を支点に回動する。このブレーキペダル１２の回動に伴って、連結リンクアーム１４が前方に移動し、回動リンクアーム１３がアーム支持軸１７を支点に回動する。そして、ブレーキブースタ５のプッシュロッド６が回動リンクアーム１３に押されることにより、ペダル部１６に加えられた踏力がブレーキブースタ５に伝達される。

このとき、回動リンクアーム１３の他端部が前上方に持ち上がるように、回動リンクアーム１３が回動するので、その回動が進むにつれて、回動リンクアーム１３とプッシュロッド６との連結部分がペダル支持軸１５に近づく。その結果、式（１）に従って算出されるレバー比が大きくなる。そのため、リンク式ブレーキペダル装置１では、図２に実線で示されるように、ブレーキペダル１２の踏み始めは、レバー比が小さく、ブレーキペダル１２のストロークが大きくなるにつれて、レバー比が大きくなる。

これにより、ブレーキパッド（図示せず）の引きずりを低減しても、図３に示されるように、ブレーキペダル１２の踏み始めは、ブレーキペダル１２のストロークの変化に対する車両の減速度の変化が従来構成と同様となる。よって、ブレーキペダル１２の踏み始めのブレーキフィーリングの悪化（遊び感の増大）を抑制することができる。

また、ブレーキペダル１２のストロークが大きくなるにつれて、ブレーキペダル１２の操作に必要な踏力を低減できる。そして、踏力がブレーキブースタ５の助勢域（アシスト域）を超えると、図４に示されるように、ブレーキブースタ５による助勢（倍力）がなくなり、踏力の変化に対する車両の減速度の変化率が低下する。リンク式ブレーキペダル装置１では、ブレーキペダル１２のストロークが大きくなるにつれて、レバー比が大きくなるので、踏力がブレーキブースタ５の助勢域（アシスト域）を超えた場合にも、従来構成と比較して、踏力に対して大きな減速度（制動力）を発揮することができ、いわゆる板踏み感を小さくすることができる。

また、ブレーキペダル１２および回動リンクアーム１３が車幅方向から見て互いに交差するように配置されるので、たとえば、特許文献１に開示されている構成に対して小型化を図ることができる。とくに、リンク式ブレーキペダル装置１では、前後方向に小型化されるので、リンク式ブレーキペダル装置１と運転席との間のスペースを大きく確保することができる。そのため、車両の前方衝突時など、車両の前部が前方から大きな外力を受けたときに、リンク式ブレーキペダル装置１が後方に移動しても、リンク式ブレーキペダル装置１と運転席との間にスペースを確保することができる。

さらに、車両の前部が前方から大きな外力を受けて、ダッシュパネル４が変形し、ペダルブラケット１１が後方に所定量以上に移動すると、ガイドブラケット８とペダルブラケット１１との連結が解除されて、ペダルブラケット１１が後方に移動（後退）する。このとき、ペダルブラケット１１の後上端部がガイドブラケット８のガイド面８１に案内されて、ペダルブラケット１１は、その後上端部が下方に沈むように回動する。そして、ペダルブラケット１１の回動に伴い、回動リンクアーム１３の他端部（連結リンクアーム１４との連結部分）が上方に移動するように、回動リンクアーム１３が回動する。その結果、連結リンクアーム１４が前上方に移動して、連結リンクアーム１４により、ブレーキペダル１２が前方に引っ張られ、ブレーキペダル１２のペダル部１６が前方に移動する。よって、車両の前方衝突時などに、ブレーキペダル１２が後退することを抑制でき、ブレーキペダル１２が運転者の下肢に当たることを回避できる。

また、プッシュロッド６がブレーキペダル１２よりも前方に位置する回動リンクアーム１３に連結されるので、プッシュロッド６がブレーキペダル１２に連結される構成と比較して、プッシュロッド６を短くすることができる。その結果、リンク式ブレーキペダル装置１を含むブレーキ装置のコストを低減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ リンク式ブレーキペダル装置
５ ブレーキブースタ
６ プッシュロッド
１１ ペダルブラケット
１２ ブレーキペダル
１３ 回動リンクアーム
１４ 連結リンクアーム
１５ ペダル支持軸
１６ ペダル部
１７ アーム支持軸

Claims (1)

1. 車両に搭載されるリンク式ブレーキペダル装置であって、
   前記車両に固定配置されるペダルブラケットと、
   一端部がペダル支持軸を介して前記ペダルブラケットに回動可能に支持され、前記ペダル支持軸から後下方に延び、他端部にペダル部を有するブレーキペダルと、
   一端部が前記ブレーキペダルの前記一端部よりも後方に位置するアーム支持軸を介して前記ペダルブラケットに回動可能に支持され、前記アーム支持軸から前下方に延び、他端部が前記ブレーキペダルよりも前方に位置し、中間部にブレーキブースタのプッシュロッドが連結される回動リンクアームと、
   一端部が前記ブレーキペダルの中間部に回動可能に連結され、前記ブレーキペダルから前方に延び、他端部が前記回動リンクアームの前記他端部に回動可能に連結される連結リンクアームと
   を含む、リンク式ブレーキペダル装置。

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