JP4024854B2 - 運転者からペダルレバーを引き離すための機構 - Google Patents

Description

本発明は、ペダルレバーと、このペダルレバーを揺動可能に車体に軸承するペダル軸と、ペダルレバーを通常位置に保持し、この通常位置から、ペダルレバーを通常運転時に所定の操作力でペダル軸を中心として揺動可能にするように、ペダルレバーと連結され、かつこのペダルレバーをブレーキ倍力装置に支持する操作棒と、事故の際に過大な外力が車両に作用したときに操作棒に変形力を加える作用個所を有する変形装置とを有する、外部から車両に作用する過大な力により運転者からペダルレバーを引き離すための機構に関する。
事故、特に追突事故の際に、車内に押し込まれるフットレバー機構による乗員の負傷を回避するために、１個または複数のペダルの支持状況を変更し、負傷の危険を小さくすることが知られている。
このような安全装置は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４３３５５１１号公報に記載されている。この公報には、駆動装置によって駆動されるスラスト棒が開示されている。このスラスト棒は、駆動装置と車両の間の普通の相対運動を伝達しないように駆動装置に作用する。前部クラッシュのときに駆動装置が事故によって移動する際、スラスト棒は、特に車体に枢着されたペダルレバーに作用し、このペダルレバーは、乗員の足から離れるように隔壁側の窪み内に揺動する。すなわち、車両クラッシュによって生じる運動エネルギーはペダル機構に直接作用する。ペダルレバーを保持する支持要素への作用は、この公報から推察できない。
本発明の課題は、少ない構造の消費で実現することができる、運転者からペダルレバーを引き離すための機構を提供することである。
この課題は、本発明によれば、変形装置が、支持個所において、事故の際に変形または移動する車体と事故の際に位置不動のままである車体とにそれぞれ支持されており、これら支持個所が、事故の際に過大な外力が車両に作用したときの一方の車体の変形または移動により、作用個所が操作棒を押圧するように互いに相対的に移動され、操作棒が、ペダルレバーを運転者から引き離すように変形することによって解決される。
操作棒は、ブレーキペダルから車両部品であるブレーキ倍力装置にペダル運動を伝達する押し棒である。
ペダルの支持状況は、操作棒を変形させることにより変更することができる。変形のため、軸方向に対して横方向に移動可能な変形部材が操作棒に作用する。その際作用する変形力は、例えば事故の際に過大な外力が車両に作用したときの車両部品である隔壁の変形または移動によって得られる。
更に、特にペダル押圧力をブレーキ倍力装置に伝達するための押し棒として役立つ操作棒は次のように形成可能である。すなわち、通常運転時にペダル操作によって加えられる力を問題なく伝達し、外部から車両に作用する力が過大である場合、特に事故が起きた場合に、車両におけるペダルの支持状況を変更するように形成可能である。そのため、操作棒は、少なくともその変形可能な範囲に管状の横断面を有することができる。
そのため、操作棒は、本質的にその全長にわたって管として形成可能である。管は、特にブレーキペダルとブレーキ倍力装置の間で押し棒として作用する操作棒を特別に形成するために、外側から特に半径方向内側に向いた成形力を管状ブランクに作用させることによって簡単に製作可能である。この成形力は、特に、中空に形成される操作棒の出発材料である管状のブランクをロータリスエージングすることによって発生させることが可能である。
操作棒を成形する際、操作棒の両端に、車両部品であるブレーキ倍力装置とペダルレバー（ブレーキペダル）に操作棒を関節式に支持するための関節球を成形することができる。実施例では、ペダルレバーに支持される関節球を中実球として形成し、例えば溶接によって操作棒の中空部材に連結することができる。
図に基づいて、本発明の実施例を詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例の通常状態を示す概略図、
図２は、ペダルの支持状況を変更した後のこの実施例の運転位置を示す図、
図３は、図１，２の実施例で使用可能な操作棒のためのいろいろな断面形状を示す図、
図４〜６は、他の実施例のいろいろな運転位置を示す図、
図７は、ペダル運動を車両のブレーキ倍力装置に伝達する操作棒のための実施例を示す図、
図８は、図７に示した操作棒のための実施例の断面図、そして
図９は、操作棒の他の実施例の断面図である。
図１〜６に示した実施例において、操作棒２１は、ペダルレバー１４とブレーキ倍力装置３との間で作用し、ペダル運動をブレーキ倍力装置３に伝達するために役立つ。図１には、通常の運転位置が示してある。この場合、ペダルレバー１４の運動は、押し棒として作用する操作棒２１を介して軸方向に車両部品であるブレーキ倍力装置３に伝達される。この通常位置では、ペダルレバー１４は、ペダル軸軸受１と車体上の支持個所３８を介して車体に支持されている。この支持個所３８は、ペダルレバー１４と操作棒２１の間の関節式の連結個所を形成している。これにより、ペダルレバー１４は、通常の運転位置ではペダル軸５を中心として揺動可能に車体に枢着されている。
ペダルレバー１４の支持状況を変更するために、図１〜６の両実施例では、図２，５，６に示すように操作棒２１を変形させる、特に折り曲げる手段が設けられている。そのために、事故の際に車両に過大な力が作用したときに操作棒２１の軸方向に対して横方向に移動されて、操作棒を変形させるかまたは折り曲げる作用個所３１が設けられている。この場合、特に図２，６から判るように、ペダルレバー１４は、通常の運転位置から、運転者の足から離れるように移動する。これは、図１，４に示したペダルレバー１４の支持状況の機械的な変更を行うことができるということである。
ペダルの急な操作（パニック操作）の際の負傷の危険は、ペダルの支持状況を変更した後、ペダル操作時に、変形された操作棒２１（図２，５）に所定の変形抵抗が存在し、それにより、全く抵抗なくペダルを一杯に踏み込むことが防止されることにより、一層小さくなる。さもなければ、ペダルの支持状況を変更することによって付加的な自由空間が生じる。なぜなら、ペダルが足元空間外に移動するからである。
図示した実施例の場合には、操作棒２１を変形させるために必要な力を発生させるために、隔壁２２の変形または移動が利用される。そのために、図１，２，４〜６に示した実施例の場合には、作用個所３１は高剛性の突張り部材３９，４０を介して車体の支持個所３２，３３に支持されている。隔壁が内側に変形する際、支持個所３２で隔壁２２に支持されかつ作用個所３１の斜め上方の支持個所３３で車体に支持された高剛性の突張り部材に基づいて、力が発生する。この力の合力は、操作棒２１の軸方向に対して横方向に作用個所３１に作用するので、図２，５に示すように、操作棒２１が変形するかまたは折れ曲がる。この場合、事故の際、支持個所３３は本質的に位置不動のままであるが、隔壁２２に設けられた支持個所３２は車内の方へ内側に移動する。
図３には、操作棒のためのいろいろな断面形状が示してある。図３の（ａ）には、丸い断面形状が示してある。図３の（ｂ）には、楕円形の断面形状が示してある。図３のこの断面形状の場合、作用個所３１は、図１，２に示すように、上から操作棒２１に作用すると有利である。図３の（ｃ）には、管状の断面形状が示してあり、図３の（ｄ）には、長方形の断面形状が示してある。この場合も、作用個所３１が操作棒２１の上に設けられていると有利である。
図１，２に示した実施例の変形例が図４〜６に示してある。この変形例の場合、ステアリングクロスパイプの範囲において、高剛性の振子支持部材３０が支持個所３３で車体に揺動可能に枢着されている。振子支持部材３０の下端には、突張り部材３９によって強制案内される作用個所３１がある。突張り部材は、ブレーキ倍力装置３の範囲において支持個所３２で隔壁２２に揺動可能に枢着されている。前進方向と反対方向に、すなわち車内の方にブレーキ倍力装置または隔壁が動くと、高剛性の突張り部材３９によって振子支持部材３０と作用個所３１が強制的に案内される。その際、作用個所３１は、操作棒２１の軸方向に対して本質的に横方向に動くので、操作棒は、図５，６から明らかなように変形する。
図１〜６、特に図１，２，４〜６の実施例の場合には、操作棒２１に対して突張り部材３９と振子支持部材３０と作用個所３１を適当に配置することにより、操作棒２１の変形時に所定のペダル反力を生じさせることができる。このペダル反力により、ブレーキペダルの操作の際、特にパニックブレーキの際に、操作棒２１の変形によってブレーキ足の運動エネルギーを減少させることができる。これにより、ペダルを操作する足のかかとと足斜面との間の高い接触速度が回避される。従って、ペダル力の所定の低下が達成される。通常運転では、作用個所３１は、図４に示すように、フットレバー機構に干渉しない位置にある。
図１，２，４〜６に示した実施例の場合、事故の際に位置不動のままのであるステアリングクロスパイプ４１と相対的なフットレバー機構の運動が、ペダルの支持状況を変更するために操作棒２１を変形させるために利用される。
図４〜６の実施例の場合、自動車のフットレバー機構５０の近くの範囲が示してある。特にブレーキペダルのペダルレバー１４は、ペダル軸５を中心として揺動可能に車体に軸承されている。別の支持要素として操作棒２１がペダルレバー１４に関節式に連結されており、この操作棒の他の実施例が図７〜９に示してある。操作棒２１は、車両部品であるブレーキ倍力装置３の入力側までほぼ水平方向に延びている。操作棒２１をペダルレバー１４に関節式に連結するために、操作棒２１は、その一端に関節球４３を備えている。操作部材をブレーキ倍力装置３に関節式に連結するために、操作棒２１はその他端に、別の関節球４２を備えている。通常の走行運転中、ブレーキペダルの操作時にペダル運動は、ペダルレバー１４と操作棒２１を介してブレーキ操作用のブレーキ倍力装置３に伝達される。
事故、特に追突事故の場合に車内に押し込まれるフットレバー機構５０による乗員の負傷を回避するために、ペダルレバー１４の支持状況は、操作棒２１がその縦軸線４９に対して垂直に変形することによって変更される。この場合、車両の通常運転中に操作棒２１によって支持されるペダルレバー１４は、特に乗員から離れるように揺動する。操作棒２１を変形させるために、既に述べたように、振子支持部材３０の端部と突張り部材３９の端部の連結個所を形成する作用個所３１が役立つ。振子支持部材３０は、ステアリングクロスパイプ４１の近くの車体に支持個所３３を備えている。突張り部材３９は、その他端に、車体のペダル台における支持個所３２を備えている。操作棒２１の方に向いた振子支持部材３０の端部と突張り棒３９の端部は、作用個所３１において互いに鈍角をなして連結されている。
例えば事故の際に、支持個所３２の範囲のペダル台の前方部分が車内の方に移動すると、作用個所３１が突張り部材３９と振子支持部材３０によって強制案内されるので、作用個所は、操作棒２１の縦軸線４９に対してほぼ垂直に移動し、例えば図５に示すように、操作棒２１が変形する。
図７〜９には、操作棒２１の実施例が示してある。
これらの実施例による操作棒は、中空円筒状に形成された変形可能な範囲４４を備えている。操作棒２１の端部には関節球４２，４３が設けられている。図７に示す実施例の場合には、関節球４２，４３が同様に中空に形成されている。図９に示した実施例の場合には、ブレーキ倍力装置３の操作部材に連結された関節球４２が中空に形成されている。他端において、関節球４３は中実球によって形成されている。この関節球４３はペダルレバー１４に連結されている。中実球として形成された図９の関節球４３は、溶接個所５１によって、中空断面形状を有する操作棒の残りの部分に連結されている。図８の実施例の場合、操作棒は、全長にわたって中空断面形状を有する。
ブレーキ倍力装置３に連結される関節球４２と、変形可能な範囲４４の端部の間には、中空円錐台状の部分４５がある。この中空円錐台状の部分４５は、中空円筒状の部分４８を介して、変形可能な中空円筒状の範囲４４に連結されている。円錐台状の部分４５は、他端が中空円筒状の部分４７を介して関節球４２に連結されている。
変形可能な範囲４４は、他端が中空円錐台状の部分４６を介して関節球４３に連結されている。
中空円筒状の部分４８は、変形可能な範囲４４よりも小さな外径および内径を有する。中空円筒状の部分４７は、中空円筒状の部分４８よりも小さな外径および内径を有する。
図４において操作棒２１の縦軸線４９に対してほぼ垂直に上から下に移動する作用個所３１は、中空円筒状に形成された変形可能な範囲４４に作用する。特に事故の際にフットレバー機構５０の前に配置された隔壁が車室内の方へ移動するとき、操作棒２１は、中空断面形状に基づいて所定の変形を行う。それにより、フットレバー１４は、乗員の特に脚の負傷を生じさせる危険な範囲外にもたらされる。
更に、操作棒２１を中空断面形状に形成したことにより、パニックブレーキの際にペダルに加わる力の所定の低下を生じさせることができる。特に変形可能な範囲４４において管状横断面の肉厚を適切に採寸することにより、この力の所定の低下が達成される。
図示した実施例の操作棒の管状横断面は、好ましくは、管状ブランクに外部から成形力を加えることによって形成される。そのために、ロータリスエージング法による塑性変形が適している。このロータリスエージング法によって、特別な管部分４４〜４８と中空の関節球４２，４３を生じさせることができる。
操作棒２１の外径は約７〜１５ｍｍで、好ましくは１０ｍｍである。操作棒の管の肉厚は約１〜２ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍである。操作棒２１の変形可能な範囲４４の外径に対する肉厚の比は０．０６〜０．３、好ましくは０．１５である。

Claims (9)

1. ペダルレバー（１４）と、このペダルレバー（１４）を揺動可能に車体に軸承するペダル軸（５）と、ペダルレバー（１４）を通常位置に保持し、この通常位置から、ペダルレバーを通常運転時に所定の操作力でペダル軸（５）を中心として揺動可能にするように、ペダルレバー（１４）と連結され、かつこのペダルレバーをブレーキ倍力装置（３）に支持する操作棒（２１）と、事故の際に過大な外力が車両に作用したときに操作棒（２１）に変形力を加える作用個所（３１）を有する変形装置とを有する、外部から車両に作用する過大な力により運転者からペダルレバー（１４）を引き離すための機構において、変形装置が、支持個所（３２，３３）において、事故の際に変形または移動する車体と事故の際に位置不動のままである車体とにそれぞれ支持されており、これら支持個所が、事故の際に過大な外力が車両に作用したときの一方の車体の変形または移動により、作用個所（３１）が操作棒（２１）を押圧するように互いに相対的に移動され、操作棒（２１）が、ペダルレバー（１４）を運転者から引き離すように変形することを特徴とする機構。
2. ペダルレバー（１４）にぶつかる足の運動を緩衝するため、操作棒（２１）が変形した場合に所定のペダル反力が残っているように、変形装置によって操作棒（２１）が折り曲げ可能であることを特徴とする請求項１記載の機構。
3. 変形装置が、作用個所（３１）で関節式に互いに連結された一対の高剛性の突張り部材（３９，４０）を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の機構。
4. 突張り部材（３９，４０）が、それぞれ作用個所（３１）の斜め上方で車体に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の機構。
5. 一方の突張り部材（３９）が、事故の際に変形または移動する隔壁（２２）に支持され、他方の突張り部材（４０）が、事故の際に位置不動のままであるステアリングクロスパイプ（４１）の近くの車体に支持されていることを特徴とする請求項３または４に記載の機構。
6. 変形力が、操作棒（２１）の軸方向に対して本質的に横方向に向いていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の機構。
7. 通常運転時に作用個所（３１）が操作棒（２１）と干渉しない位置にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の機構。
8. 操作棒（２１）が、少なくともその変形可能な範囲に管状の横断面を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の機構。
9. 操作棒（２１）が、本質的にその全長にわたって管の形をしていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の機構。

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