JP2018028758A - ペダル操作機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 ペダルの踏込時と戻し時とで荷重特性を異ならせる。【解決手段】 ペダル２のボス部３とブッシュ１０との間には、ボス部３に設けられたピンと、ブッシュ１０に設けられたスリットとを備えたカム機構であって、ブッシュ１０をカラー４の軸方向に付勢するように構成されたカム機構が設けられる。カム機構は、ペダル２の踏込時にブッシュ１０を、ペダルブラケット５から遠ざかる方向に付勢し、ペダル２の戻し時にブッシュ１０を、ペダルブラケット５に向かう方向に付勢する。ペダル２の戻し時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力が、ペダル２の踏込時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力よりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、ペダル操作機構に係り、特に、ペダルの踏込時と戻し時とで荷重特性を異ならせるようにしたペダル操作機構に関する。

ペダル操作機構は、ボス部を有するペダルと、ボス部内に配置されてペダルの回動を支持する軸部材と、軸部材の両端に配設されるペダルブラケットと、を有するものである。特許文献１に開示のペダル操作機構では、さらに、ボス部と軸部材との間のガタつきを抑制するために、両者の間にブッシュが配置されている。このブッシュは、ボス部と軸部材との間に配置される円筒部と、前記ボス部端面と前記ペダルブラケットとの間に配置されるフランジ部とを備えている。

特開平５−３３８５１９号公報

ところで、ペダルの操作時の荷重特性は、例えばクラッチペダルでは、踏込時に軽く感じ、かつ、戻し時にコントロールしやすいことが望ましい。具体的には、ペダルの踏込時には荷重変化のメリハリのある特性、すなわち、踏込みの途中のある点までは荷重が重くなるが、その点を越えて踏込んだ場合に荷重が軽くなり、かつ踏み終わりにおける荷重の明確な上昇がある、というように、荷重変化が明確に感じられる特性が望ましい。このような特性を付与するために、各種のアシストスプリング機構が実用化されている。他方、ペダルの戻し時には、フラットなコントロールしやすい特性、すなわち、荷重変化が少なく、繊細な半クラッチ操作を行いやすい特性が望ましい。この点、特許文献１におけるブッシュは、踏込時と戻し時とで、ペダルの回動に対して作用する摩擦力が等しいため、荷重特性も踏込時と戻し時とで相違の少ないものとなっている。このように、踏込時と戻し時とで、荷重特性を異ならせる構成、すなわち荷重にヒステリシスを付与する構成は従来存在しない。

そこで本発明は、ペダルの踏込時と戻し時とで荷重特性を異ならせることができる新規な構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、本発明に係るペダル操作機構は、
筒状のボス部を有するペダルと、
前記ボス部の内部に配置されて前記ペダルを回動可能に支持する軸部材と、
前記軸部材の両端に固定されるペダルブラケットと、
前記軸部材と前記ボス部との間に配置されるブッシュであって、前記ボス部の外周面と前記軸部材との間に配置される円筒部と、前記ボス部の端面と前記ペダルブラケットとの間に配置されるフランジ部と、を備えるブッシュと、
を有するペダル操作機構において、
前記ブッシュは、前記軸部材に対して回転方向及び軸方向に摺動可能に保持され、
前記ボス部と前記ブッシュとの間には、前記ボス部に設けられたピンと、前記ブッシュに設けられたスリットとを備えたカム機構であって、前記ブッシュを前記軸部材の軸方向に付勢するように構成されたカム機構が設けられ、
前記カム機構は、前記ペダルの踏込時に前記ブッシュを、前記ペダルブラケットから遠ざかる方向に付勢し、前記ペダルの戻し時に前記ブッシュを、前記ペダルブラケットに向かう方向に付勢するように構成されており、
前記ペダルの戻し時における前記フランジ部と前記ペダルブラケットとの間の摩擦力が、前記ペダルの踏込時における前記フランジ部と前記ペダルブラケットとの間の摩擦力よりも大きいことを特徴とする。

本発明では、カム機構は、ペダルの踏込時にブッシュを、ペダルブラケットから遠ざかる方向に付勢し、ペダルの戻し時にブッシュを、ペダルブラケットに向かう方向に付勢するように構成されている。そして、ペダルの戻し時におけるフランジ部とペダルブラケットとの間の摩擦力が、ペダルの踏込時におけるフランジ部とペダルブラケットとの間の摩擦力よりも大きい。したがって本発明では、ペダルブラケットに対するボス部の回動が、ペダルの踏込時に比べてペダルの戻し時においてより強く減勢されるので、ペダルの踏込時と戻し時とで、ペダルの荷重特性を異ならせることができる。

本発明の第１実施形態に係るペダル操作機構の要部を示す平面図である。 ブッシュを下方から見た状態を示す底面図である。 ボス部を示す縦断面図である。 ペダル操作機構の側面図である。 ペダルの踏込時と戻し時とにおけるスリットとピンとの相互作用を示す要部拡大底面図である。 ペダルの踏込時におけるブッシュの位置および形状を示す要部拡大底面図である。 ペダルの戻し時におけるブッシュの位置および形状を示す要部拡大底面図である。 ペダル操作機構のアシスト荷重のペダルのストロークにわたる推移を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るペダル操作機構の要部を示す平面図である。 ピンをボス部に固定するための構造に係る変形例を示す側面図である。

本発明の実施形態につき、以下に図面に基づいて説明する。図１において、本発明の実施形態に係るペダル操作機構１は、ペダル２を備えている。ペダル２は、その基部に円筒形のボス部３を備えている。ボス部３の内部に、円筒形のカラー４が配置されている。カラー４は、ペダル２を支持するペダルブラケット５，５の幅を決定するものである。ペダルブラケット５，５のボルト孔に、ボルト６が挿入されており、ボルト６の径方向外側に、一対のブッシュ１０，１０を介して、カラー４が配置されている。ボルト６の端部にナット７が締められて、カラー４がペダルブラケット５，５間に固定される。ボルト６及びカラー４は、筒状のボス部３の内部に配置されてペダル２を回動可能に支持するものであって、本発明における軸部材を構成する。

ブッシュ１０は、ボス部３とカラー４との間のガタつきを抑制すると共に、ボス部３とペダルブラケット５との間に摩擦力を付与する目的で設けられている。ブッシュ１０は可撓性の樹脂から構成するのが好適である。ブッシュ１０は、ボス部３の外周面とカラー４との間に配置される概ね円筒形の円筒部１１と、ボス部３の端面とペダルブラケット５との間に配置される平坦な環状のフランジ部１２と、を備えている。

図２は一方のブッシュ１０を下方から見た状態を示す底面図である。図示のように、ブッシュ１０の円筒部１１のうち下端部の近傍には、スリット１３が形成されている。スリット１３は、円筒部１１の軸方向に対して傾斜した方向を長手としている。スリット１３の一方の端面は踏込時摺動面１３ａとされ、他方の端面は戻し時摺動面１３ｂとされている。踏込時摺動面１３ａのフランジ部１２の近傍の端部には、切欠部１４が設けられ、これによって、円筒部１１の長手方向に対する傾斜角が互いに異なる第１斜面１５と、第２斜面１６とが形成されている。これら第１斜面１５及び第２斜面１６が、円筒部１１の長手方向に対してなす傾斜角は、ペダルブラケット５からの距離が相対的に小さい第２斜面１６よりも、ペダルブラケット５からの距離が相対的に大きい第１斜面１５の方が大きく（すなわち、急傾斜に）されている。

他方、図３に示されるように、ペダル２のボス部３の内周面のうち下端部であって、その軸方向両端部の近傍には、ピン１７が設けられている。ピン１７は例えば、ボス部３に設けた穴に対するねじ込みまたは圧入によって、ボス部３に固定することができる。ブッシュ１０及びボス部３がカラー４に組み付けられたときに、ピン１７はスリット１３の内部に収容され、かつピン１７は、ペダル２の踏込時には踏込時摺動面１３ａに、またペダル２の戻し時には戻し時摺動面１３ｂに押し付けられる。これらピン１７とスリット１３は、ブッシュ１０を軸部材の軸方向に付勢するカム機構を構成するものである。ボス部３の内周面の軸方向両端部の近傍には、面取り部１９が周方向に設けられている。

図４において、ペダルブラケット５には、延長アーム２０が一体的に固定されている。この延長アーム２０の先端部にはピン２１が固定され、また中間部には戻り位置調整ねじ２２が調整可能にねじ係合されている。ペダル２の基部の近傍に保持されたピン２ａには、クラッチマスターシリンダのピストンロッド（不図示）が接続される。このクラッチマスターシリンダは、周知のとおり、油圧配管を介してクラッチオペレーションシリンダに接続され、クラッチオペレーションシリンダはクラッチフォークを介してクラッチに操作可能に接続されている。

他方、ペダル２の中間部には、ばね掛けアーム２３が一体的に固定されており、このばね掛けアーム２３と、延長アーム２０に固定されたピン２１との間に、ねじりばねであるアシストスプリング２４が設置されている。

アシストスプリング２４は、ユーザによるペダル２の踏圧力を支援する周知の手段である。ペダル２が、図４において実線で示される戻り位置から、図中時計回りに踏込まれると、ストロークの中間部までは、アシストスプリング２４が圧縮方向（両端部の２つのアームが係合しているピン２１とばね掛けアーム２３のばね掛け部２３ａとが互いに近接する方向）に変形され、ユーザによるペダル２の踏圧力に対抗するように作用する。次に、ピン２１とばね掛け部２３ａとが最も近接する点を越えて、ペダル２が踏込まれると、アシストスプリング２４がその反発力により伸張（両端部の２つのアームが互いに離れる方向に変位）し、ユーザによるペダル２の踏圧力を支援すなわち助長するように作用する。図４において二点鎖線Ａは、踏み終わり位置（最も深くまで踏み込まれた操作位置）におけるペダル２及びアシストスプリング２４の姿勢を示す。アシストスプリング２４は、以上のようにペダル２の操作位置に応じて圧縮及び伸張するが、ペダル２のストロークの全領域において、自由状態（すなわち除荷状態）よりも圧縮された状態にある。

以上のとおり構成されたペダル操作機構１においては、ブッシュ１０の円筒部１１がボス部３の内周面に当たり、またフランジ部１２がペダルブラケット５に当たって、ボス部３とカラー４とが直接接触することがない。したがって、ボス部３とカラー４との間のガタつきが抑制される。

他方、図５に示されるように、ボス部３のピン１７はスリット１３の内部に収容される。スリット１３のうち、切欠部１４の近傍以外の部分は、主としてブッシュ１０をボス部３に組み付ける際にピン１７が通過するための通路としての機能を有する。そしてペダル２の踏込時には、ボス部３の回転（図５における下向きの移動）に伴い、ピン１７は切欠部１４の近傍の踏込時摺動面１３ａに押し付けられて、位置１７ａ〜１７ｂ〜１７ｃの経路を移動する。実際にはピン１７は、ボス部３の回転に伴って円軌道を移動するが、ブッシュ１０とカラー４との間の摩擦力、及びピン１７と踏込時摺動面１３ａの相互作用によって、ブッシュ１０がペダルブラケット５から遠ざかる方向Ｂに付勢されて軸方向に移動する。これによって、図６に示されるように、ブッシュ１０のフランジ部１２が面取り部１９に入り込むように変形され、フランジ部１２とペダルブラケット５との接触面積及び接触圧力が減少する。なお、第１斜面１５が円筒部１１の長手方向に対してなす傾斜角が、第２斜面１６が円筒部１１の長手方向に対してなす傾斜角よりも大きいので、ペダル２の踏み込みの初期において、フランジ部１２をペダルブラケット５から迅速に退避させることができる。

ペダル２の戻し時には、ボス部３の回転（図５における上向きの移動）に伴い、ピン１７は戻し時摺動面１３ｂに押し付けられて、位置１７ｃ〜１７ａの経路を移動する。実際にはピン１７は、ボス部３の回転に伴って円軌道を移動するが、ブッシュ１０とカラー４との間の摩擦力、及びピン１７と踏込時摺動面１３ａの相互作用によって、ブッシュ１０がペダルブラケット５に近づく方向Ｃに付勢されて軸方向に移動する。これによって、図７に示されるように、ブッシュ１０のフランジ部１２が除荷形状に復帰すると共に、ペダルブラケット５に押し付けられ、フランジ部１２とペダルブラケット５との接触面積及び接触圧力が増大する。

その結果、ペダル２の戻し時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力が、ペダル２の踏込時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力よりも大きくなる。

図８はペダル操作機構１のアシスト荷重（すなわち、クラッチスプリングを主とするクラッチ荷重に加重されるペダル操作機構１の荷重）の、ペダル２のストロークにわたる推移を示す。図示のとおり、踏込時のアシスト荷重Ｌ１は、踏込みの途中のある角度までは、正の値（踏み込みを妨げる方向）で推移し、したがって荷重が重く感じられるが、その角度を越えて踏込んだ場合には負の値（踏み込みを支援する方向）に転じ、したがって荷重が軽く感じられる。

他方、本発明による改良前の戻し時のアシスト荷重Ｌ２は、ペダル操作機構１とクラッチとを結合する油圧操作機構（クラッチマスターシリンダ、油圧配管及びクラッチオペレーションシリンダ）における粘性抵抗に起因する減衰要素相当分だけ、踏込時のアシスト荷重Ｌ１よりも小さい。これに対して、本実施形態におけるアシスト荷重Ｌ３は、ペダル２の踏込時と戻し時との間のブッシュ１０とペダルブラケット５との摩擦力の差分だけ、改良前の戻し時のアシスト荷重Ｌ２よりも小さい値で推移する。すなわち、本実施形態によれば、ペダル２の踏込時と戻し時との間のアシスト荷重のヒステリシス分Ｈ２は、改良前のヒステリシス分Ｈ１よりも増大される。

以上のとおり、本実施形態では、ブッシュ１０がカラー４に対して回転方向及び軸方向に摺動可能に保持され、ボス部３とブッシュ１０との間には、ボス部３に設けられたピン１７と、ブッシュ１０に設けられたスリット１３とを備えたカム機構であって、ブッシュ１０をカラー４の軸方向に付勢するように構成されたカム機構が設けられている。このカム機構は、ペダル２の踏込時にブッシュ１０を、ペダルブラケット５から遠ざかる方向に付勢し、ペダル２の戻し時にブッシュ１０を、ペダルブラケット５に向かう方向に付勢するように構成されている。そして、ペダル２の戻し時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力が、ペダル２の踏込時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力よりも大きい。したがって本実施形態では、ペダルブラケット５に対するボス部３の回動が、ペダル２の踏込時に比べてペダル２の戻し時においてより強く減勢されるので、ペダル２の踏込時と戻し時とで、ペダル２の荷重特性を異ならせることができる。

また、本実施形態では、第１斜面１５が円筒部１１の長手方向に対してなす傾斜角が、第２斜面１６が円筒部１１の長手方向に対してなす傾斜角よりも大きいので、ペダル２の踏み込みの初期において、フランジ部１２をペダルブラケット５から迅速に退避させることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態のペダル操作装置１０１は、ブッシュ１０のフランジ部１２をペダルブラケット５に対して押し付ける押圧力を助長するための皿バネ３０を備えている。ボス部１０３は、第１実施形態における面取り部１９を備えていない。第２実施形態の残余の構成は上記第１実施形態と同様であるため、同一符号を付してその詳細の説明を省略する。

第２実施形態においては、ペダル２の踏込時には、ボス部３の回転に伴い、ブッシュ１０とカラー４との間の摩擦力、及びピン１７と踏込時摺動面１３ａの相互作用によって、ブッシュ１０がペダルブラケット５から遠ざかる方向Ｂに付勢されて軸方向に移動する。これによって、ブッシュ１０のフランジ部１２がペダルブラケット５から退避され、フランジ部１２とペダルブラケット５との接触面積および／または接触圧力が減少する。このとき、皿バネ３０は弾性的に変形して、フランジ部１２の退避を許容する。

ペダル２の戻し時には、ボス部３の回転に伴い、ブッシュ１０とカラー４との間の摩擦力、及びピン１７と踏込時摺動面１３ａの相互作用によって、ブッシュ１０がペダルブラケット５に近づく方向Ｃに付勢されて軸方向に移動する。これによって、ブッシュ１０のフランジ部１２が、ペダルブラケット５に押し付けられ、フランジ部１２とペダルブラケット５との接触圧力が増大する。このとき、皿バネ３０は弾性的な変形から復帰して、ペダルブラケット５に対するフランジ部１２の押し付けを助長する。その結果、ペダル２の戻し時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力が、ペダル２の踏込時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との間の摩擦力よりも大きくなる。

以上のとおり、第２実施形態では、ブッシュ１０のフランジ部１２をペダルブラケット５に対して押し付ける押圧力を助長するための皿バネ３０を備えたので、ペダル２の戻し時におけるフランジ部１２とペダルブラケット５との摩擦力を好適に増大することができる。

なお、上記第１および第２実施形態におけるピン１７をボス部３，１０３に固定するための構造として、例えば図１０に示されるワッシャ２０３を採用することができる。このワッシャ２０３は、その内周側の端部にピン２１７を一体的に備えた形状であって、例えばプレスによる打ち抜きにより形成することができる。このワッシャ２０３をボス部３，１０３の長手方向の両端面に、例えば溶接により固定することにより、ボス部３，１０３にピン２１７を一体的に固定することができる。ワッシャ２０３とボス部３，１０３との間に、回転方向の位置決め構造（例えば、凹凸や、切欠部と突起との組み合わせ）を設けて、両者の間の相対回転を防止しても良い。

本発明の実施形態は上記各実施形態及び変形例のみに限られず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。例えば、上記各実施形態ではアシストスプリング２４（図４）を有するペダル操作機構に本発明を適用した例について説明したが、本発明はアシストスプリングを有しないペダル操作機構にも適用できる。このような適用においても、ペダルの戻し時にフラットなコントロールしやすい特性（すなわち、荷重変化が少なく、繊細な半クラッチ操作を行いやすい特性）を得ることができる。

１ ペダル操作機構
２ ペダル
３，１０３ ボス部
４ カラー
５ ペダルブラケット
１０ ブッシュ
１１ 円筒部
１２ フランジ部
１３ スリット
１４ 切欠部
１７ ピン

Claims (1)

1. 筒状のボス部を有するペダルと、
   前記ボス部の内部に配置されて前記ペダルを回動可能に支持する軸部材と、
   前記軸部材の両端に固定されるペダルブラケットと、
   前記軸部材と前記ボス部との間に配置されるブッシュであって、前記ボス部の外周面と前記軸部材との間に配置される円筒部と、前記ボス部の端面と前記ペダルブラケットとの間に配置されるフランジ部と、を備えるブッシュと、
   を有するペダル操作機構において、
   前記ブッシュは、前記軸部材に対して回転方向及び軸方向に摺動可能に保持され、
   前記ボス部と前記ブッシュとの間には、前記ボス部に設けられたピンと、前記ブッシュに設けられたスリットとを備えたカム機構であって、前記ブッシュを前記軸部材の軸方向に付勢するように構成されたカム機構が設けられ、
   前記カム機構は、前記ペダルの踏込時に前記ブッシュを、前記ペダルブラケットから遠ざかる方向に付勢し、前記ペダルの戻し時に前記ブッシュを、前記ペダルブラケットに向かう方向に付勢するように構成されており、
   前記ペダルの戻し時における前記フランジ部と前記ペダルブラケットとの間の摩擦力が、前記ペダルの踏込時における前記フランジ部と前記ペダルブラケットとの間の摩擦力よりも大きいことを特徴とするペダル操作機構。

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