JP2017084209A - 車両用ペダル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、左右方向にオフセットするような構造であっても強度を確保しつつ軽量で加工容易な車両用ペダル構造を提供する。
【解決手段】ペダルの回転中心１５からクレビスの取付け穴１９までのペダルアーム部分１３ａは中実材とし、これより下方のペダルアーム部分１３ｂは中空材とし、中実材と中空材とはクレビスの取付け穴１９より下方で接合される。中空材は、中実材との結合部位で左右方向の片側だけ厚みを減じて中実材の周囲にラップして沿わせる形状をなしている。さらに、中空材は、結合部位で略Ｕ字状の切込みを有することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、所望の強度を維持しつつ軽量かつ成形が容易で安価なブレーキペダルやクラッチペダル等の車両用ペダル構造に関する。

車両用ペダルは、たとえばブレーキペダルの場合、ペダルアームの回転中心のボスから下端のペダルシートまでの距離とブレーキブースターへの伝達点となるペダルアーム上のクレビス（ブッシュロッドクレビス）までの距離との関係でブレーキブースターへの踏力が左右されるものであり、厳しい強度条件を要する部材である。また、設計時に乗員の足元スペースの制約上、ペダルアームを左右にオフセットする場合には、前記強度条件だけでなく成形の点からもオフセットしない場合よりも課題が大きい。

その一方、コスト低減や軽量化の観点から、特許文献１のペダルアーム等を一対の金属板をプレス成形し、溶接したペダルアームのような中空構造のものが知られている。

しかしながら、このような中空構造のペダルアームの場合、中実の場合よりも軽量化を達成する反面、強度条件を満たすために別途の補強材が必要となり、またオフセットする場合には成形が難しいという問題がある。たとえば上記引用文献１のペダル構造では、ペダルの回転中心と踏面となるペダルシートとの左右方向のオフセットが大きいとプレス型が深くなり、型費が増大する。また、特にクレビスがペダルアームと連結する部分にスペーサ等の補強材が必要となり、部品点数が増加するという問題もある。

さらに、ペダルアームを金属板のプレス曲げ加工によりパイプ状に成形し、継ぎ目部をアーク溶接等により接合する例も存在するが、金属板をプレス成形によりパイプ状に形成しなければならず、成形が容易でなく、また、継ぎ目部のアーク溶接等による歪みが大きく、精度よく形成することが困難又は継ぎ目部に隙間ができるとそもそも溶接が困難という問題もあった。

特開２００７−１２２６１０号公報

本発明は、以上の事情に鑑みて創作されたものであり、左右方向のオフセットの有無にかかわらず強度を確保しつつ軽量で加工容易な車両用ペダル構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ペダルの回転中心からクレビスの取付け穴までのペダルアーム部分は中実材とし、これより下方のペダルアーム部分は中空材とし、前記中実材と前記中空材とは前記クレビスの取付け穴より下方で結合される、車両用ペダル構造を提供する。

特に、ペダルの回転中心と踏面とに左右方向のオフセットがある場合（ペダルアーム部分に左右方向のオフセットのある場合）には、左右方向のオフセットがある部位は中実材で、オフセットのない部位は中空材とし、クレビス取付け穴をその中実材に設け、中空材をクレビス取付け穴より下方で中実材と溶接接合している。

本車両用ペダル構造によれば、クレビスの取付け穴から上方のペダルアーム部分を中実材とし、それより下方を中空材にして溶接接合している。ペダルアーム部分にかかる踏力を考慮すると機構上、より大きなモーメントが作用するのはクレビスの取付け穴から回転中心までであるため、この部分を中実材とすることで強度を保ち、その他の部分を中空材とすることで軽量化を図っている。

とりわけ、回転中心と踏面とに左右方向のオフセットがあるぺダルアーム部分を採用する場合には、オフセットがなされるのは回転中心からクレビスの取付け穴の上方であることと、金属板のプレス加工で製造するのが成形上困難でコストも増大することと、強度要求が厳しいこととを考慮してクレビスの取付け穴より上方は成型し易い中実材とし、オフセットがなく加工上の問題もないクレビスの取付け穴より下方は中空材とするため、強度・軽量化・成形・コストの問題を同時に解決することができる。

また、前記中空材は、前記中実材との結合部位で左右方向の片側だけ厚みを減じて前記中実材の周囲にラップして沿わせる形状をなすことが好ましい。

上記中空材と中実材とを溶接接合する場合、成形条件、溶接条件を考慮すると中空材は中実材の板厚より大きくなり断面が左右方向に拡大するものである。これに対して本車両用ペダル構造の場合、クレビスの取付け穴より下方の中空材の片側（左右方向）の断面のみを下方に拡大させ（図２〜図３参照）、反対側を略平坦（断面形状が直線上）にしている。したがって、平坦側（直線側）の溶接代が大きくなり接合剛性を十分に担保することができ、また反対側（拡大側）と溶接代が異なるので溶接部分が中実材の表裏で異なり溶接入熱による歪みが減り溶接品質が向上する。その結果、中空材の成形型自体の型費も低減することができる。

また、前記中空材は、前記結合部位で略Ｕ字状の切込みを有する、ことが好ましい。

このように中実材と中空材との結合部分における中空材側の結合部位を略Ｕ字形状にしておくと、中空材側の結合部分（図５参照）の溶接長（溶接代）を長くとることができ（詳細には後述）、応力集中を緩和することができる。

以上のように本発明の車両用ペダル装置では、左右方向にオフセットの有無にかかわらず強度を確保しつつ軽量で加工容易な車両用ペダル構造を提供することができる。

本車両用ペダル構造の車両の左方向からみた図である。 車両の乗員席側からみた右側面図を示している。 車両のボデー側からみた図１の左側面図を示している。 図１のラインＣ−Ｃに沿った断面図を示している。 図２における中実材と中空材との結合部位の拡大側面図であり、（ａ）は図２の矢印Ａから見た図、（ｂ）は図２の矢印Ｂから見た図を示している。 図２のＢの位置の断面が示されている。

本発明の実施形態に係る車両用ペダル構造の構成について図１〜図６に示すブレーキペダル構造の例で説明する。
図１は本車両用ペダル構造１０の車両の左方向からみた図であり、図２は車両の乗員席側からみた図１の右側面図、図３は車両のボデー側からみた図１の左側面図を示している。また、図４は、図１のラインＣ−Ｃに沿った断面図を示している。さらに、図５は、図２における中実材と中空材との結合部位の拡大側面図であり、（ａ）は図２の矢印Ａから見た図、（ｂ）は図２の矢印Ｂから見た図を示している。

本車両用ペダル構造１０は、図１〜図３に示すように、概ねペダルシート１１、ペダルアーム１３、ボス１５、ブラケット１８で構成されている。ペダルシート１１は運転者に踏まれる箇所であり、ペダルアーム１３の下端に取り付けられている。このペダルシート１１には通常ゴム製のペダルパッド１７が被せられる。ペダルアーム１３は、金属片及び金属板で形成される。ボス１５は、ペダルアーム１３を回動軸であるボルト（図示せず）に回動自在に支持するための筒状部材であり、ペダルアーム１３の上端に設けられた貫通孔に挿通された状態でペダルアーム１３に固着されている。これにより図１の矢印Ｘに示すようにペダルアーム１３はボス１５を中心に回動自在に支持される。

ブラケット１８はペダルアーム１３の中央よりも上側にてペダルアーム１３の側面に溶接されている。図示しないが、このブラケット１８にはクッションが支持され、クッションがストッパに当接して運転者がペダルを踏み込んでいないときに戻る位置の位置決めをする。

クレビス取付け穴１９は、ブレーキブースタ（図示せす）に踏力を伝達するためのものであり、ブレーキブースタのマスターシリンダとペダルアーム１３とを連結するブッシュロッドクレビス（以下、「クレビス」と称する）を取り付けるためのピン挿入穴である。

ペダルアーム１３は、図２の距離aに示すように左右方向（車両の幅方向（図２紙面の左右方向））にオフセットされ、上方が中実材１３ａ、下方が中空材１３ｂで構成されている。中実材１３ａにオフセット部分は設けられ、オフセット部分の下方は直線上に延びている。また、クレビス取付け穴１９は中実材１３ａのオフセット部分の下方に設けられている。すなわち、強い力が作用し、オフセット加工が必要な部分には、剛性が高く加工し易い中実材を使用している。

一方、中実材１３ａの下方からペダルシート１１と接合する位置までは、左右方向に一直線（図２及び図３参照）に延びる中空材１３ｂで構成されている。中空材１３ｂは、図４に示すように金属板をプレス加工でコの字形状にした第一部材１３ｂ１と第二部材１３ｂ２とを互いに拝み合わせた状態（開渠側を対向させた状態）でラップして沿わせて溶接接合している。クレビス取付け穴１９よりも下方で強度条件がそれほど厳しくなく、左右のオフセットもないため成形も容易なので軽量の中空部材が望ましいからである。

ペダルアーム１３は、このような中空材１３ｂの上端の開口に中実材１３ａの下端を入れ子状に挿入し、両者の結合部位で溶接接合した一体の部材として形成されている。中空材１３ｂの上端は図５に示すように側面視において左右それぞれ略Ｕ字形状のスリット２２（切込）を有している（スリット幅については後述）。中空材１３ｂにスリット２２を設けた場合はスリット２２を設けない場合よりも溶接長さを稼ぐことができ、剛性が増大する。具体的には、図５（ａ）の溶接部分２３ａの溶接長さは、２Ｌａ＋Ｗａであり、スリットなしの場合の溶接長さＷとの関係は、２Ｌａ＋Ｗａ＞Ｗ となる。また、図５（ｂ）の溶接部分２３ｂの溶接長さも同様に、２Ｌｂ＋Ｗｂ＞Ｗ となる。

とりわけ、スリット２２をＵ字形状にすると踏力に対する変形の中立軸Ｏ−Ｏに対して平行に溶接部分２３ａ、２３ｂを形成することとなるため応力集中を低減することができる点でも有利である。さらに、スリット２２の底部の隅部分がＲ形状を有するためより応力集中を低減できる。

また、中空材１３ｂは、中実材１３ａとの結合部位において車両の左右方向一方側は略平坦、反対側は下方に拡大する形状を有している。具体的に、図２では紙面右側が略平坦形状（フラット形状）、左側が拡大形状を有している。前述したように中実材１３ａと中空材１３ｂとを溶接接合する場合には、中空材１３ａの断面幅は成形および溶接条件から必然的に中実部１３ｂの板厚より大きくなるものである。この中空材１３ａの断面幅の拡大を本実施形態では、一方側にのみ持たせ、反対側を平坦な直線状に形成している（図２における断面幅ｅ２＞断面幅ｅ１）。

また、これに関して図６を参照すれば図２のＢの位置の断面が示されている。断面幅が拡大していくと中実材１３ａと中空材１３ｂ１との間に隙間γを設けるために中空材１３ｂ１を図６のように折り曲げ加工し、板端部分を溶接部分２３ａとするため溶接品質が低下し易い。したがって、溶接品質が低下しないフラット形状側の中空材１３ｂ１をしっかりと固定するようにスリット幅Ｗｂを広くして溶接長さ２Ｌｂ＋Ｗｂを確保することで接合剛性を増大させている。

これと同時にスリット幅Ｗａ、Ｗｂに差を持たせることにより溶接部分２３ａと２３ｂとの位置に差δが生じるため中実材１３ａの表裏で同一位置で溶接による入熱が作用することを回避することができ、さらなる溶接品質向上ひいては接合剛性を増大させることができる。

以上、本発明の車両用ペダル構造についてその実施形態について例示説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書等の記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例や改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。たとえば、上述の実施形態では、中実材１３ａと中空材１３ｂとの接合を溶接で行っているが、接合方法は溶接に限るものではなく、接着や、カシメ、ボルト締結等金属接合可能な種々の方法が考えられる。

１０ 車両用ペダル装置（ブレーキペダル構造）
１１ ぺダルシート
１３ ペダルアーム
１３ａ 中実材
１３ｂ 中空材
１５ ボス
１７ ペダルパッド
１８ ブラケット
１９ クレビスの取付け穴
２１ 結合部位
２２、２２ａ、２２ｂ スリット
２３ａ、２３ｂ 溶接部分

Claims (3)

1. ペダルの回転中心からクレビスの取付け穴までのペダルアーム部分は中実材とし、これより下方のペダルアーム部分は中空材とし、
   前記中実材と前記中空材とは前記クレビスの取付け穴より下方で結合される、車両用ペダル構造。
2. 前記中空材は、前記中実材との結合部位で左右方向の片側だけ厚みを減じて前記中実材の周囲にラップして沿わせる形状をなす、請求項１に記載の車両用ペダル構造。
3. 前記中空材は、前記結合部位で略Ｕ字状の切込みを有する、請求項１又は２に記載の車両用ペダル構造。