JP4017038B2 - ブレーキペダル装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキペダル装置に関し、より詳しくは、車両の事故時に運転者の足首の安全性を向上させるための足首傷害防止用の能動ブレーキペダル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両には、車両の運行中に運転者が停車及び駐車を行うためのパッド及びペダルアームから構成されるブレーキペダルアセンブリーを設置している。
通常、車両のブレーキペダル装置は、運転者によってブレーキペダルアセンブリーに加えられた力を増幅して、油圧で作動するマスターシリンダーを制御する構造からなっている。このようなブレーキペダル装置の構造の一実施例を図１に示す。
【０００３】
従来の車両のブレーキペダル装置は、車両のダッシュパネル４０及びカーウールパネル５０に固定された支持ブラケット１０と、支持ブラケット１０に回転可能にヒンジ２９で結合されるブレーキペダルアセンブリー２０と、一側はブレーキペダルアセンブリー２０に回転可能に連結され、他側は車両のマスターバック６０に連結されるプッシュロッド３０とを含む。
【０００４】
ブレーキペダルアセンブリー２０は、ペダルアーム２３とパッド２６とを含み、パッド２６が運転者によって加圧されると（ａｐｐｌｉｅｄ）、ペダルアーム２３は、支持ブラケット１０に固定されたヒンジ２９を中心に旋回し、ブレーキペダルアセンブリー２０のペダルアーム２３に連結されたプッシュロッド３０が車両の前方に移動し、プッシュロッド３０によって伝えられた力は、マスターバック（ｍａｓｔｅｒ ｖａｃ）６０によって増幅されて、油圧発生装置であるマスターシリンダー（ｍａｓｔｅｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）に伝えられて、ブレーキが作動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のブレーキペダルアセンブリー２０は、車両の運行中に正面衝突事故などが発生してダッシュパネル４０が変形する場合に、ブレーキペダルアセンブリー２０が車室の後方に押付けられて車両を運転していた運転者の足を傷つけてしまうという、問題があった。
【０００６】
前記の問題を解決するためのブレーキペダル装置がＵＳ６１８６０２５に開示されている。
しかし、前記特許は、車両の衝突事故の発生時に後に反るブレーキペダルアセンブリーを提示しているが、運転者の足首の位置を把握することができず、ブレーキペダルアセンブリー２０のパッド２６に作用する荷重の大きさに応じて、後に反る動作をするか否かが決定されるため、車両の事故の発生時に正確な制御が困難であった。また、運転者がブレーキペダルアセンブリーを衝突事故の直後まで運転者の意志によって正確に操作することができないため、ブレーキペダルアセンブリーが後に反ることによって生ずる追加衝突事故の防止が困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、車両の正面衝突事故の発生時に、ブレーキペダルアセンブリーが車室の後方に押付けられて車両を運転していた運転者の足を傷つけてしまうことを防止するため、前記ブレーキペダルアセンブリーが車両前方へ回転する動作をするか否かを運転者の足首の位置に応じて、決定することにより、衝突事故の直後まで運転者の意志をブレーキペダル装置の操作に反映し、追加衝突事故を防止することができる装置を提供することにある。
【先行技術文献】
【特許文献１】
特開平１０−３３８１０８
【特許文献２】
ＵＳ６１８６０２５
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、ブレーキペダル装置は、上端部が車両の構造物に回転可能に連結され、下端部に電磁石が設置された第１ペダルアームと、上端部が第１ペダルアームの下端部に回転可能に連結され、下端部が運転者によって操作されるパッドに連結され、かつ上端部に前記電磁石と反対の極性を有する永久磁石が設置された第２ペダルアームとを備えたペダルアームアセンブリーと、駆動部と、駆動部の動作を制御する制御部とを含む。
【０００９】
駆動部は、前記電磁石と、前記永久磁石と、第１ペダルアームの下端部に固定されたスプリング支持台と、第１ペダルアームの下端部に装着され、第２ペダルアームの上端部を打撃して車両の前方に回転させるピストンと、スプリング支持台とピストンとの間に介され、ピストンを第２ペダルアーム方向に付勢するスプリングと、前記電磁石への電流を開閉するソレノイドスイッチとを含む。
【００１０】
前記ブレーキペダル装置は、車両の前方の衝撃を検出する第１センサーと、前記パッドに装着され、運転者の足がパッドに接触しているか否かを検出する第２センサーとをさらに含み、前記制御部は、第１センサーと第２センサーとで検出される信号に基づいて前記駆動部のソレノイドスイッチのオン・オフを制御する。
【００１１】
第２ペダルアームは、幅が下部にいくほど減少する車両前方方向に突出した弓型の形状をしており、第１ペダルアーム下端部の中心から車両前方方向に離隔して設けられたヒンジにより回動し、
該ヒンジと第２ペダルアームのつりあいの静止位置にあってはパッドが回動前の位置より車両前方に位置し
ソレノイドスイッチがオンの時、前記電磁石と前記永久磁石との引力により第２ペダルアームが第１ペダルアームに回動不能に固定され、
また、ソレノイドスイッチがオフの時、前記電磁石の引力が消失し、ピストンが前記スプリングの弾性により、第２ペダルアームを打撃するよう移動し、第２ペダルアームがヒンジを中心に車両前方のヒンジと第２ペダルアームのつり合いの位置まで回動させられ、
前記制御部は、
第１センサーによって車両の前方の衝撃が検出されなかった場合、前記ソレノイドスイッチをオンに制御し、
第１センサーによって車両の前方の衝撃が検出され、第２センサーによって運転者の足が前記パッドに接触しないと検出された場合には、前記ソレノイドスイッチをオフに制御し、第２センサーによって運転者の足が前記パッドに接触したと検出された場合には、前記ソレノイドスイッチをオンに制御する。
また、前記第２センサーは、好ましくはフォトダイオードである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明による好ましい実施例について詳細に説明する。
図２及び図４は、本発明によるブレーキペダル装置のブロック図である。
図２及び図４に示すように、第１ペダルアーム１１０が車両の固定構造物に回転可能に連結され、幅が下部にいくほど減少する車両前方方向に突出した弓型の形状の第２ペダルアーム１２０が第１ペダルアーム１１０の下端部の中心から車両前方方向に離隔して設けられたヒンジによりに回転可能に連結される。第２ペダルアーム１２０の下端部には、運転者の足によって操作されるパッド１２３が連結される。
【００１３】
第２ペダルアーム１２０を第１ペダルアーム１１０に対して固定または回転させる力を発生させる駆動部１３０が、第１ペダルアーム１１０の下端部と第２ペダルアーム１２０の上端部とに装着される。
図３及び図５に示すように、駆動部１３０は、第１ペダルアーム１１０の下端部に設置される電磁石１３１と、電磁石１３１への電流のオン・オフを切り替えるソレノイドスイッチ１３６とを備え、第２ペダルアーム１２０の上端部に電磁石１３１と反対の極性を有する永久磁石１３２が設置される。したがって、ソレノイドスイッチ１３６がオンの状態であるときは、電磁石１３１と永久磁石１３２との引力によって、第２ペダルアーム１２０が第１ペダルアーム１１０に回転不可能に固定される。
【００１４】
永久磁石１３２と電磁石１３１との間の引力は、所定の踏力、つまり約２００Ｎの踏力に対して第２ペダルアーム１２０を固定することができる大きさである。
また、駆動部１３０は、第１ペダルアーム１１０の下端部に固定されるスプリング支持台１３３と、ピストン１３４と、スプリング支持台１３３とピストン１３４との間に介されるスプリング１３５とをさらに備える。したがって、ソレノイドスイッチ１３６がオフの状態であるときは、電磁石１３１と永久磁石１３２との引力が消滅すると同時に、スプリング１３５の弾性によってピストン１３４が下方に移動して、第２ペダルアーム１２０を打撃する。このとき、第２ペダルアーム１２０はヒンジ１１６を中心に車両の前方に回転し、図４に示すように、前記パッドが回動前の位置より車両前方に移動する。
【００１５】
ソレノイドスイッチ１３６は、制御部１４０によって制御される。制御部１４０は、車両の前方に装着され、衝撃を検出する第１センサー１５０と、パッド１２３に装着され、運転者の足とパッド１２３との接触を検出する第２センサー１６０とからの信号に基づいて、ソレノイドスイッチ１３６のオン及びオフを制御する。
【００１６】
好ましくは、第１センサー１５０は、一般に車両に備えられるエアーバックセンサーであり得る。また、第２センサー１６０は、好ましくはフォトダイオードから形成される。
制御部１４０は、第１センサー１５０によって車両の前方の衝撃が検出され、第２センサー１６０によって運転者の足がパッド１２３に接触しないと検出される場合には、ソレノイドスイッチ１３６をオフにして、第２ペダルアーム１２０の回転によって運転者の足首が傷つくのを防止する。
【００１７】
それに対し、第１センサー１５０によって車両の前方の衝撃が検出されなかった場合、及び第１センサー１５０によって車両の前方の衝撃が検出され、第２センサー１６０によって運転者の足がパッド１２３に接触したと検出された場合には、ソレノイドスイッチ１３６をオンにして、電磁石１３１に電流を供給し、運転者がブレーキを操作することができるようにする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によるブレーキペダル装置によれば、車両の正面衝突事故の発生時にブレーキペダルが運転者の反対側、即ち車両前方に回転して移動することによって、運転者の足、特に足首が傷つくのを防止することができるが、この回転による移動は、ブレーキペダル装置のパッドに装着されたセンサーを利用して、運転者の足の位置を把握して作動するため、衝突事故の直後まで運転者の意志をブレーキペダル装置の操作に反映することができ、衝突事故直後ブレーキペダル装置の作動中にブレーキペダルが車両前方へ回転してしまうという問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のブレーキペダル装置が設置された車両の一部を示した図面である。
【図２】 本発明によるブレーキペダル装置の固定状態のブロック図である。
【図３】 本発明によるブレーキペダル装置の固定状態の駆動部拡大図である。
【図４】 本発明によるブレーキペダル装置の回転状態のブロック図である。
【図５】 本発明によるブレーキペダル装置の回転状態の駆動部拡大図である。
【符号の説明】
１１０ 第１ペダルアーム
１２０ 第２ペダルアーム
１２３ パッド
１３０ 駆動部
１３１ 電磁石
１３２ 永久磁石
１３３ スプリング支持台
１３４ ピストン
１３５ スプリング
１３６ ソレノイドスイッチ
１４０ 制御部
１５０ 第１センサー
１６０ 第２センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキペダル装置に関し、より詳しくは、車両の事故時に運転者の足首の安全性を向上させるための足首傷害防止用の能動ブレーキペダル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両には、車両の運行中に運転者が停車及び駐車を行うためのパッド及びペダルアームから構成されるブレーキペダルアセンブリーを設置している。
通常、車両のブレーキペダル装置は、運転者によってブレーキペダルアセンブリーに加えられた力を増幅して、油圧で作動するマスターシリンダーを制御する構造からなっている。このようなブレーキペダル装置の構造の一実施例を図１に示す。
【０００３】
従来の車両のブレーキペダル装置は、車両のダッシュパネル４０及びカーウールパネル５０に固定された支持ブラケット１０と、支持ブラケット１０に回転可能にヒンジ２９で結合されるブレーキペダルアセンブリー２０と、一側はブレーキペダルアセンブリー２０に回転可能に連結され、他側は車両のマスターバック６０に連結されるプッシュロッド３０とを含む。
【０００４】
ブレーキペダルアセンブリー２０は、ペダルアーム２３とパッド２６とを含み、パッド２６が運転者によって加圧されると（ａｐｐｌｉｅｄ）、ペダルアーム２３は、支持ブラケット１０に固定されたヒンジ２９を中心に旋回し、ブレーキペダルアセンブリー２０のペダルアーム２３に連結されたプッシュロッド３０が車両の前方に移動し、プッシュロッド３０によって伝えられた力は、マスターバック（ｍａｓｔｅｒ ｖａｃ）６０によって増幅されて、油圧発生装置であるマスターシリンダー（ｍａｓｔｅｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）に伝えられて、ブレーキが作動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のブレーキペダルアセンブリー２０は、車両の運行中に正面衝突事故などが発生してダッシュパネル４０が変形する場合に、ブレーキペダルアセンブリー２０が車室の後方に押付けられて車両を運転していた運転者の足を傷つけてしまうという、問題があった。
【０００６】
前記の問題を解決するためのブレーキペダル装置がＵＳ６１８６０２５に開示されている。
しかし、前記特許は、車両の衝突事故の発生時に後に反るブレーキペダルアセンブリーを提示しているが、運転者の足首の位置を把握することができず、ブレーキペダルアセンブリー２０のパッド２６に作用する荷重の大きさに応じて、後に反る動作をするか否かが決定されるため、車両の事故の発生時に正確な制御が困難であった。また、運転者がブレーキペダルアセンブリーを衝突事故の直後まで運転者の意志によって正確に操作することができないため、ブレーキペダルアセンブリーが後に反ることによって生ずる追加衝突事故の防止が困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、車両の正面衝突事故の発生時に、ブレーキペダルアセンブリーが車室の後方に押付けられて車両を運転していた運転者の足を傷つけてしまうことを防止するため、前記ブレーキペダルアセンブリーが車両前方へ回転する動作をするか否かを運転者の足首の位置に応じて、決定することにより、衝突事故の直後まで運転者の意志をブレーキペダル装置の操作に反映し、追加衝突事故を防止することができる装置を提供することにある。
【先行技術文献】
【特許文献１】
特開平１０−３３８１０８
【特許文献２】
ＵＳ６１８６０２５
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、ブレーキペダル装置は、上端部が車両の構造物に回転可能に連結され、下端部に電磁石が設置された第１ペダルアームと、上端部が第１ペダルアームの下端部に回転可能に連結され、下端部が運転者によって操作されるパッドに連結され、かつ上端部に前記電磁石と反対の極性を有する永久磁石が設置された第２ペダルアームとを備えたペダルアームアセンブリーと、駆動部と、駆動部の動作を制御する制御部とを含む。
【０００９】
駆動部は、前記電磁石と、前記永久磁石と、第１ペダルアームの下端部に固定されたスプリング支持台と、第１ペダルアームの下端部に装着され、第２ペダルアームの上端部を打撃して車両の前方に回転させるピストンと、スプリング支持台とピストンとの間に介され、ピストンを第２ペダルアーム方向に付勢するスプリングと、前記電磁石への電流を開閉するソレノイドスイッチとを含む。
【００１０】
前記ブレーキペダル装置は、車両の前方の衝撃を検出する第１センサーと、前記パッドに装着され、運転者の足がパッドに接触しているか否かを検出する第２センサーとをさらに含み、前記制御部は、第１センサーと第２センサーとで検出される信号に基づいて前記駆動部のソレノイドスイッチのオン・オフを制御する。
【００１１】
第２ペダルアームは、幅が下部にいくほど減少する車両前方方向に突出した弓型の形状をしており、第１ペダルアーム下端部の中心から車両前方方向に離隔して設けられたヒンジにより回動し、
該ヒンジと第２ペダルアームのつりあいの静止位置にあってはパッドが回動前の位置より車両前方に位置し
ソレノイドスイッチがオンの時、前記電磁石と前記永久磁石との引力により第２ペダルアームが第１ペダルアームに回動不能に固定され、
また、ソレノイドスイッチがオフの時、前記電磁石の引力が消失し、ピストンが前記スプリングの弾性により、第２ペダルアームを打撃するよう移動し、第２ペダルアームがヒンジを中心に車両前方のヒンジと第２ペダルアームのつり合いの位置まで回動させられ、
前記制御部は、
第１センサーによって車両の前方の衝撃が検出されなかった場合、前記ソレノイドスイッチをオンに制御し、
第１センサーによって車両の前方の衝撃が検出され、第２センサーによって運転者の足が前記パッドに接触しないと検出された場合には、前記ソレノイドスイッチをオフに制御し、第２センサーによって運転者の足が前記パッドに接触したと検出された場合には、前記ソレノイドスイッチをオンに制御する。
また、前記第２センサーは、好ましくはフォトダイオードである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明による好ましい実施例について詳細に説明する。
図２及び図４は、本発明によるブレーキペダル装置のブロック図である。
図２及び図４に示すように、第１ペダルアーム１１０が車両の固定構造物に回転可能に連結され、幅が下部にいくほど減少する車両前方方向に突出した弓型の形状の第２ペダルアーム１２０が第１ペダルアーム１１０の下端部の中心から車両前方方向に離隔して設けられたヒンジによりに回転可能に連結される。第２ペダルアーム１２０の下端部には、運転者の足によって操作されるパッド１２３が連結される。
【００１３】
第２ペダルアーム１２０を第１ペダルアーム１１０に対して固定または回転させる力を発生させる駆動部１３０が、第１ペダルアーム１１０の下端部と第２ペダルアーム１２０の上端部とに装着される。
図３及び図５に示すように、駆動部１３０は、第１ペダルアーム１１０の下端部に設置される電磁石１３１と、電磁石１３１への電流のオン・オフを切り替えるソレノイドスイッチ１３６とを備え、第２ペダルアーム１２０の上端部に電磁石１３１と反対の極性を有する永久磁石１３２が設置される。したがって、ソレノイドスイッチ１３６がオンの状態であるときは、電磁石１３１と永久磁石１３２との引力によって、第２ペダルアーム１２０が第１ペダルアーム１１０に回転不可能に固定される。
【００１４】
永久磁石１３２と電磁石１３１との間の引力は、所定の踏力、つまり約２００Ｎの踏力に対して第２ペダルアーム１２０を固定することができる大きさである。
また、駆動部１３０は、第１ペダルアーム１１０の下端部に固定されるスプリング支持台１３３と、ピストン１３４と、スプリング支持台１３３とピストン１３４との間に介されるスプリング１３５とをさらに備える。したがって、ソレノイドスイッチ１３６がオフの状態であるときは、電磁石１３１と永久磁石１３２との引力が消滅すると同時に、スプリング１３５の弾性によってピストン１３４が下方に移動して、第２ペダルアーム１２０を打撃する。このとき、第２ペダルアーム１２０はヒンジ１１６を中心に車両の前方に回転し、図４に示すように、前記パッドが回動前の位置より車両前方に移動する。
【００１５】
ソレノイドスイッチ１３６は、制御部１４０によって制御される。制御部１４０は、車両の前方に装着され、衝撃を検出する第１センサー１５０と、パッド１２３に装着され、運転者の足とパッド１２３との接触を検出する第２センサー１６０とからの信号に基づいて、ソレノイドスイッチ１３６のオン及びオフを制御する。
【００１６】
好ましくは、第１センサー１５０は、一般に車両に備えられるエアーバックセンサーであり得る。また、第２センサー１６０は、好ましくはフォトダイオードから形成される。
制御部１４０は、第１センサー１５０によって車両の前方の衝撃が検出され、第２センサー１６０によって運転者の足がパッド１２３に接触しないと検出される場合には、ソレノイドスイッチ１３６をオフにして、第２ペダルアーム１２０の回転によって運転者の足首が傷つくのを防止する。
【００１７】
それに対し、第１センサー１５０によって車両の前方の衝撃が検出されなかった場合、及び第１センサー１５０によって車両の前方の衝撃が検出され、第２センサー１６０によって運転者の足がパッド１２３に接触したと検出された場合には、ソレノイドスイッチ１３６をオンにして、電磁石１３１に電流を供給し、運転者がブレーキを操作することができるようにする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によるブレーキペダル装置によれば、車両の正面衝突事故の発生時にブレーキペダルが運転者の反対側、即ち車両前方に回転して移動することによって、運転者の足、特に足首が傷つくのを防止することができるが、この回転による移動は、ブレーキペダル装置のパッドに装着されたセンサーを利用して、運転者の足の位置を把握して作動するため、衝突事故の直後まで運転者の意志をブレーキペダル装置の操作に反映することができ、衝突事故直後ブレーキペダル装置の作動中にブレーキペダルが車両前方へ回転してしまうという問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のブレーキペダル装置が設置された車両の一部を示した図面である。
【図２】 本発明によるブレーキペダル装置の固定状態のブロック図である。
【図３】 本発明によるブレーキペダル装置の固定状態の駆動部拡大図である。
【図４】 本発明によるブレーキペダル装置の回転状態のブロック図である。
【図５】 本発明によるブレーキペダル装置の回転状態の駆動部拡大図である。
【符号の説明】
１１０ 第１ペダルアーム
１２０ 第２ペダルアーム
１２３ パッド
１３０ 駆動部
１３１ 電磁石
１３２ 永久磁石
１３３ スプリング支持台
１３４ ピストン
１３５ スプリング
１３６ ソレノイドスイッチ
１４０ 制御部
１５０ 第１センサー
１６０ 第２センサー
Claims (2)
- （Ａ）上端部が車両の構造物に回転可能に連結され、下端部に電磁石が設置された第１ペダルアームと、（Ｂ）上端部が前記第１ペダルアームの下端部に回転可能に連結され、下端部が運転者によって操作されるパッドに連結され、かつ上端部に前記電磁石と反対の極性を有する永久磁石が設置された第２ペダルアームと、（Ｃ）前記電磁石と、前記永久磁石と、前記第１ペダルアームの下端部に固定されたスプリング支持台と、前記第１ペダルアームの下端部に装着され、且つ前記第２ペダルアームの上端部を打撃して車両の前方に回転させるピストンと、前記スプリング支持台と前記ピストンとの間に介され、ピストンを第２ペダルアーム方向に付勢するスプリングと、前記電磁石への電流を開閉するソレノイドスイッチとを含む駆動部と、（Ｄ）車両の前方の衝撃を検出する第１センサーと、前記パッドに装着され、運転者の足がパッドに接触しているか否かを検出する第２センサーとで検出された信号に基づいて前記駆動部のソレノイドスイッチのオン・オフを制御する制御部と、を含むブレーキペダル装置であって、
前記第２ペダルアームは、幅が下部にいくほど減少する車両前方方向に突出した弓型の形状を成し、第１ペダルアーム下端部の中心から車両前方方向に離隔して設けられたヒンジにより回動し、
該ヒンジと第２ペダルアームのつりあいの静止位置において前記パッドが回動前の位置より車両前方に位置し
前記ソレノイドスイッチがオンの時、前記電磁石と前記永久磁石との引力により前記第２ペダルアームが前記第１ペダルアームに回動不能に固定され、
前記ソレノイドスイッチがオフの時、前記電磁石の引力が消失し、前記ピストンが前記スプリングの弾性により、前記第２ペダルアームを打撃するよう移動し、前記第２ペダルアームが前記ヒンジを中心に車両前方のヒンジ軸と第２ペダルアームのつり合いの位置まで回動させられ、
前記制御部は、
第１センサーによって車両の前方の衝撃が検出されなかった場合、前記ソレノイドスイッチをオンに制御し、
第１センサーによって車両の前方の衝撃が検出され、第２センサーによって運転者の足が前記パッドに接触しないと検出された場合には、前記ソレノイドスイッチをオフに制御し、第２センサーによって運転者の足が前記パッドに接触したと検出された場合には、前記ソレノイドスイッチをオンに制御する
ことを特徴とするブレーキペダル装置。 - 前記第２センサーは、フォトダイオードであることを特徴とする請求項１に記載のブレーキペダル装置。
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