JP5135142B2 - 車両用ペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ペダル装置に関する。

従来、車両用ペダル装置として、ダッシュパネルに固定したペダルブラケットに揺動可能に支持された上部ペダル部材にペダルアームとウイングカムとをそれぞれ異なる位置で回動可能に支持するとともに、ペダルアームとウイングカムとをリンク機構を介して連結したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、車両前面衝突等によるダッシュパネルの車両後方への変形にともなってペダルブラケットが後退した際にウイングカムの先端部をステアリングメンバに干渉させることで、当該ウイングカムを車両前方に回動させるとともに、リンク機構を介して連結されたペダルアームを車両前方に回動させ、以て、車両前面衝突時のペダルアームの後退を抑制している。
特開２００５−２８５０６４号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ペダルアームからウイングカムへの反力が、ペダルアームとウイングカムとの接点と回動軸とを結ぶ直線と交差する方向に作用するため、車両前面衝突時に車両後方に変形したダッシュパネルが車両前方に戻されるスプリングバック現象が生じ、ウイングカムがペダルブラケットとともに車両前方に移動した際に、当該ウイングカムが、ペダルアームからウイングカムへ作用する反力によって車両後方に回動してしまいペダルアームが車両後方へと回動してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、車両後方に変形したダッシュパネルがスプリングバックによって車両前方に戻された際に、ペダルアームが車両後方へ回動してしまうのを抑制することのできる車両用ペダル装置を得ることを目的とする。

本発明は、車両用ペダル装置であって、第１の車体部に固定されたペダルブラケットにペダル回転軸を介して回動可能に枢着されるペダルアームと、前記ペダルブラケットにおける前記ペダル回転軸とは異なる位置に設けられたレバー回転軸を介して回動可能に枢着され、かつ操作部を有する回動レバーと、前記ペダルブラケットより車両後方に配置された第２の車体部から、前記操作部の後方に間隔を設けて延設される押圧部材と、を備え、前記回動レバーには、車両前方からの入力により前記ペダルブラケットが車両後方に後退し、前記操作部が前記押圧部材と当接することで前記操作部が車両前方へ向かう方向へ前記回動レバーが回動し、前記ペダルアームの外周面に接触して当該ペダルアームを押圧し、当該ペダルアームを車両前方に回動させるカム面が設けられており、前記ペダルアームの外周面及びカム面は、前記ペダルアームから前記回動レバーへの反力が前記レバー回転軸に向けて作用するように形成されていることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、車両前面衝突により第１の車体部が車室内方に変形してペダルブラケットが後退すると、これに伴って回動レバーが車両後方に移動して操作部が押圧部材に接触して回動し、回動レバーに設けたカム面がペダルアームの外周面を押圧して、ペダルアームを車両前方に回動させる。これにより、ペダルアームが運転者の足に衝突するのを避けることができる。

このとき、ペダルアームの外周面及びカム面を、ペダルアームから回動レバーへの反力がレバー回転軸に向けて作用するように形成することで、回動レバーのカム面が、ペダルアームから回動レバーへの反力がレバー回転軸に向けて作用するようにペダルアームを押圧するようになり、第１の車体部の変形部分がスプリングバック現象により車両前方に揺り戻されて、回動レバーが押圧部材から車両前方に離れたとしても、ペダルアームからカム面に作用する反力をレバー回転軸の方向に向かわせることができる。その結果、回動レバーに、当該回動レバーを回転させる力が発生するのが抑制され、ペダルアームが車両後方に戻されてしまうのを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、車両用ペダル装置としてブレーキペダル装置を例示する。

図１は、本実施形態にかかる車両用ペダル装置の全体斜視図、図２は、通常時の車両用ペダル装置の内部を示す側面図、図３は、車両前面衝突時の車両用ペダル装置の内部を示す側面図、図４は、車両用ペダル装置の要部を拡大した側面図、図５は、回動レバーのカム面の形状を模式的に示す側面図である。

本実施形態にかかるブレーキペダル装置１は、ダッシュパネル（第１の車体部）１０にボルト１１にて固定されるペダルブラケット２と、当該ペダルブラケット２にペダル回転軸３ａを介して車両前後方向に回動可能に枢着されるペダルアーム３と、を備えている。そして、ペダルアーム３の下端部には、ペダルパッド３ｂが設けられており、ペダルパッド３ｂを踏み込むことによってペダルアーム３をペダル回転軸３ａを中心に車両前方（図２中左方）に回動させている。

本実施形態では、車幅方向に間隔を設けて配置される一対のペダルブラケット２，２の間にペダルアーム３が取り付けられている。また、ペダルブラケット２は、ブレーキスイッチなどを取り付けるスイッチブラケット２ａを備えており、このスイッチブラケット２ａがペダルアーム３の車両後方（図２中右方）に配置されている。

ペダルアーム３の中間部には、クレビスピンの取付孔３ｃが形成されており、この取付孔３ｃにマスターバックのプッシュロッド（図示せず）をクレビスを介して連結している。そして、ペダルアーム３の踏み込みによる踏力がプッシュロッドを介してマスターシリンダに伝達されてマスターシリンダが作動し、当該マスターシリンダで発生したブレーキ液圧により各車輪に装備したブレーキ装置を作動させることで各車輪を制動させている。

なお、ペダルアーム３には、図示せぬリターンスプリングが設けられており、ペダルアーム３に常時復帰方向（図２中反時計回り方向）の付勢力が生じるようにしている。すなわち、ペダルパッド３ｂを踏み込むことで車両前方に回動させたペダルアーム３の踏力を解除することで、ペダルアーム３がペダルパッド３ｂを踏み込んでいないときの状態（図２に示す状態）に自動的に復帰するようにしている。

また、ペダルブラケット２のペダル回転軸３ａとは異なる位置（本実施形態ではペダル回転軸３ａの後方かつ上方）には、カム回転軸（レバー回転軸）４ａが設けられており、当該カム回転軸４ａを介してカムレバー（回動レバー）４が回動可能に枢着されている。カムレバー４は、カム回転軸４ａを設けた基端部４ｂと、通常時に、基端部４ｂから上方に向かって立ち上がるとともに、ペダルブラケット２よりも上方に突出するように配置される突出部４ｃとを備えている。本実施形態では、この突出部４ｃがカムレバー４を回動させる操作部４ｅとして機能している。

また、カムレバー４の突出部４ｃの後方（ペダルブラケット２よりも車両後方）には、ステアリングコラムを支持するステアリングメンバ（第２の車体部）５が配置されている。

このステアリングメンバ５のカムレバー４と対向する部位には、カムレバー４が当接可能な押圧部材５ａが車両前方に突設されており、通常時には、押圧部材５ａとカムレバー４との間に間隔Ｓ（図２参照）が形成されている。すなわち、押圧部材５ａが突出部４ｃの後方に間隔Ｓを設けて延設されている。

本実施形態では、押圧部材５ａは、ステアリングメンバ５から車両前方に水平状に突設されており、押圧部材５ａの先端には、カムレバー４の突出部４ｃに対向する当接面５ｂが形成されている。また、押圧部材５ａは、車幅方向にある程度の幅をもって形成されており、衝突形態によってカムレバー４が車両直後方から若干車幅方向にズレた場合でも、カムレバー４を押圧部材５ａに確実に当接させることができるようにしている。

そして、車両前面衝突によりダッシュパネル１０が車室内方（車両後方）に変形してブレーキペダル装置１が車両後方に移動すると、図３に示すように、カムレバー４の突出部４ｃが押圧部材５ａに当接し、カムレバー４がカム回転軸４ａを中心として車両前方に回動するようにしている。

また、ペダルアーム３のペダル回転軸３ａの周囲には、車両後方かつ上方に向けて突出する突出部３ｄが設けられている。そして、突出部３ｄの外周面３ｅは、ペダルアーム３が車両前方に回動する際、その回転中心（ペダル回転軸３ａ）からカムレバー４との接触部Ｐまでの距離が拡大する方向に変化するように形成されている。

また、カムレバー４の基端部４ｂには、車両前方からの入力によりペダルブラケット２が車両後方に後退した際に、操作部４ｅが車両前方へ向かう方向への回動レバー４の回動（図４中Ｘ方向への回動）に伴いペダルアーム３の外周面３ｅに接触して当該ペダルアーム３を押圧し、ペダルアーム３を車両前方に回動させるカム面４ｄが設けられている。

ここで、本実施形態では、操作部４ｅを車両前方へ回動させるようにカムレバー４に入力された力（カムレバー４をＸ方向へ回動させる力）が解除された場合に、車両前方に回動させたペダルアーム３が車両後方に回動してしまわないようにしている。

本実施形態では、カムレバー４のカム面４ｄがペダルアーム３を押圧する際、ペダルアーム３からカムレバー４への反力がカム回転軸４ａに向けて作用するようにペダルアーム３の外周面３ｅ及びカム面４ｄを形成することで、ペダルアーム３の車両後方への回動の抑制を図っている。

具体的には、図５に示すように、カムレバー４のカム面４ｄに、カム回転軸４ａからペダルアーム３の外周面３ｅにおけるカム面４ｄとの接触部Ｐに下ろした垂線Ｖおよびカム回転軸４ａに直交する方向（カム回転軸４ａの接線方向Ｔ）に延在し、カムレバー４のＸ方向への回動に伴い、ペダルアーム３の突出部３ｄの外周面３ｅに順次面接触する複数の平面４ｆを形成するとともに、複数の平面４ｆを、カムレバーのＸ方向への回動に伴いペダルアーム３の突出部３ｄの外周面３ｅに接触する順に、カム回転軸４ａからの距離が徐々に大きくなるように形成している。すなわち、平面４ｆの荷重点（カム面４ｄと突出部３ｄとの接触部）Ｐからカム回転軸４ａまでの距離ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４…は、図４および図５に示すように、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３＜ｒ４…となっている。なお、図４中、実線はブレーキペダル装置１の通常状態を示し、破線は衝突状態を示している。

このように、カム回転軸４ａを中心とする接線方向Ｔに延在する平面４ｆを突出部３ｄの外周面３ｅに面接触させるとともに、カムレバー４のＸ方向への回動に伴い順次外周面３ｅに接触する平面４ｆのカム回転軸４ａからの距離を徐々に大きくすることで、平面４ｆの荷重点Ｐにおける平面４ｆの法線がカムレバー４のカム回転軸４ａの方向を向くようになるため、カムレバー４のＸ方向への回動に伴ってペダルアーム３が平面４ｆの法線方向に押圧されるようになる。その結果、ペダルアーム３からカムレバー４への反力が平面４ｆの法線方向、すなわち平面４ｆからカム回転軸４ａに向けて作用するようになる。

また、カムレバー４のカム面４ｄが突出部３ｄの外周面３ｅに面接触した際に、接平面に働く押圧力Ｆでペダルアーム３を車両前方に回動させるための条件は、図４に示すように、ペダル回転軸３ａとカム回転軸４ａとを結ぶ直線αよりも車両後方（矢印β方向）側の領域でカム面４ｄが突出部３ｄの外周面３ｅに面接触することであるため、カムレバー４が押圧部材５ａに押圧されてＸ方向へ回動している間において、カムレバー４のカム面４ｄは、ペダル回転軸３ａとカム回転軸４ａとを結ぶ直線αよりも車両後方（矢印β方向）側の領域で突出部３ｄの外周面３ｅに接触するように設定されている。

なお、ステアリングメンバ５の押圧部材５ａから受けるカムレバー４の回動力を確実にペダルアーム３に伝達するために、ペダル回転軸３ａとカム回転軸４ａの剛性およびペダルアーム３の突出部３ｄとカムレバー４のカム面４ｄとの接触部分の剛性を十分に確保しておくのが好ましい。

ところで、カム面４ｄの平面４ｆは、その荷重点Ｐにおける法線が完全にカム回転軸４ａの方向を向いている必要はなく、相互に接触するカム面４ｄと外周面３ｅとの接触面における静止摩擦係数をμとし、平面４ｆの荷重点Ｐにおける法線と平面４ｆの荷重点Ｐとカム回転軸４ａとを結ぶ直線とのなす角度をθとすると、θ≦ｔａｎ^-1μの条件を満たすように形成してあればよい。このように、平面４ｆの荷重点Ｐにおける法線がカム回転軸４ａから若干ずれて形成されていたとしても、θ≦ｔａｎ^-1μの条件を満たしていれば、相互に接触したカムレバー４のカム面４ｄと突出部３ｄの外周面３ｅとが接線Ｔ方向へ相対移動するのを抑制することができるため、車両前方に回動させたペダルアーム３が車両後方に回動するのが抑制され、ペダルアーム３が車両前方に回動した状態を保持することができる。

さらに、本実施形態では、図４に示すように、カム回転軸４ａと、当接面５ｂがカムレバー４に当接した状態における押圧部材５ａとの間の距離（カム回転軸４ａから車両後方に水平に延びる直線Ｈから押圧部材５ａまでの最短距離）Ｌ１を、カム回転軸４ａとカム面４ｄの平面４ｆの荷重点（カムレバー４とペダルアーム３との接触部）Ｐとの間の距離のうち、最大の距離Ｌ２よりも大きくなるように設定している。

さらにまた、カムレバー４の突出部４ｃは、カム面４ｄを形成した基端部４ｂから突出部４ｃの先端に向かって先細り形状に形成されている。

本実施形態では、突出部４ｃは、通常状態で、カムレバー４が押圧部材５ａと接触する側（図４中右側）を押圧部材５ａの当接面５ｂと平行な垂直面とするとともに、その反対側（図４中左側）を上方かつ後方に傾斜する傾斜面とすることで、レバー回転軸４ｂから離れるに従って細くなるように形成されている。このように、本実施形態では、カムレバー４は、突出部４ｃが押圧部材５ａと面接触できるようにペダルブラケットに取り付けられている。

以上の本実施形態によれば、通常時には、図２に示すように、ペダルアーム３の踏み込みに対して突出部３ｄがカムレバー４と干渉することなく通常の制動作用を行わせることができる。

一方、車両前面衝突によりダッシュパネル（第１の車体部）１０が車室内方に変形してペダルブラケット２が後退すると、これに伴ってカムレバー（回動レバー）４が車両後方に移動して、図３に示すように、カムレバー４の操作部４ｅがステアリングメンバ５の押圧部材５ａに接触してＸ方向、すなわち、車両前方に回動する。

すると、カムレバー４の基端部４ｂに設けたカム面４ｄがペダルアーム３の突出部３ｄの外周面３ｅを押圧し、ペダルアーム３を図３中２点鎖線で示す通常位置から図３中実線に示すように車両前方に回動させる。これにより、衝突時にペダルアーム３が後方移動して運転者の足に衝突するのを避けることができる。

このとき、ペダルアーム３の外周面３ｅ及びカム面４ｄを、ペダルアーム２からカムレバー（回動レバー）４への反力がカム回転軸（レバー回転軸）４ａに向けて作用するように形成することで、図４中破線に示すように、カムレバー４のカム面４ｄが、ペダルアーム３からカムレバー４への反力がカム回転軸４ａに向けて作用するようにペダルアーム３を押圧するようになり、ダッシュパネル１０の変形部分がスプリングバック現象により車両前方に揺り戻されて、カムレバー４が押圧部材５ａから車両前方に離れたとしても、ペダルアーム３からカム面４ｄに作用する反力をカム回転軸４ａの方向に向かわせることができる。このため、カムレバー４に、当該回動レバーを回転させる力が発生するのが抑制され、ペダルアーム３が車両前方に回動した状態のまま保持されるため、ペダルアーム３が車両後方に戻されてしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、カム回転軸４ａからペダルアーム３の外周面３ｅにおけるカム面４ｄとの接触部Ｐに下ろした垂線Ｖおよびカム回転軸４ａに直交する方向（カム回転軸４ａの接線方向Ｔ）に延在し、カムレバー４のＸ方向への回動に伴って外周面３ｅに順次面接触するとともに、カムレバー４のＸ方向への回動に伴い外周面３ｅに接触する順に、カム回転軸４ａからの距離が徐々に大きくなるように形成された複数の平面４ｆで、カム面４ｄを形成しているため、ペダルアーム３からカムレバー４に作用する反力をカム回転軸４ａの方向に向かわせることができるカム面４ｄを簡単な構成で得ることができる。

また、本実施形態では、カム回転軸４ａから車両後方に水平に延びる直線Ｈから押圧部材５ａまでの最短距離Ｌ１を、カム回転軸４ａと平面４ｆの荷重点（カムレバー４とペダルアーム３との接触部）Ｐとの間の距離のうち最大の距離Ｌ２よりも大きく設定しているため、車両衝突時にカムレバー４からペダルアーム３に押圧力Ｆを付加する際に、荷重点Ｐからの反力によりカムレバー４からステアリングメンバ５に過大な力が入力されるのを抑えることができ、運転者に過大な荷重が作用してしまうのを抑制することができる。

さらに、カムレバー４は、カム面４ｄを形成した基端部４ｂから押圧部材５ａに接触する突出部４ｃに向かって先細り形状に形成されているので、カムレバー４の剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる上、ステアリングメンバ５からの荷重を効率良くペダルアーム３に伝達することができるようになる。

図６は、本実施形態の変形例を示す車両用ペダル装置の内部を示す側面図である。なお、本変形例にかかる車両用ペダル装置は、上記実施形態と同一の構成を備える。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

本変形例にかかるブレーキペダル装置１Ａでは、突出部３ｄＡをペダルアーム３のペダル回転軸３ａよりも下方に配置するとともに、車両後方に突出した状態で設けている。

また、カムレバー４のカム回転軸４ａをペダル回転軸３ａのほぼ車両後方に配置して、基端部４ｂの下側部分に形成したカム面４ｄＡを上述の突出部３ｄＡの先端部の斜め上方に僅かの隙間をもって対向させている。

このようなブレーキペダル装置１Ａにあっても、上記実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。なお、図６中、符号６はペダルアーム３のリターンスプリングである。

以上、本発明にかかるブレーキペダル装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限ることなく要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採用することができる。

例えば、ペダル回転軸とカム回転軸との位置関係および突出部やカム面の形状は、車両前方に回動したペダルアームが車両後方へ回動するのを抑制できる限りにおいて任意に設定することができる。

また、車両用ペダル装置は、ブレーキペダル装置に限ることなくその他のペダル装置、例えば、アクセルペダル装置やクラッチペダル装置に適用することも可能である。

本発明の一実施形態にかかる車両用ペダル装置の全体斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる通常時の車両用ペダル装置の内部を示す側面図である。 本発明の一実施形態にかかる衝突時の車両用ペダル装置の内部を示す側面図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用ペダル装置の要部を拡大した側面図である。 本発明の一実施形態にかかる回動レバーのカム面の形状を模式的に示す側面図である。 本発明の他の実施形態にかかる車両用ペダル装置の内部を示す側面図である。

符号の説明

１、１Ａ ブレーキペダル装置（車両用ペダル装置）
２ ペダルブラケット
３ ペダルアーム
３ａ ペダル回転軸
３ｅ 外周面
４ カムレバー（回動レバー）
４ａ カム回転軸（レバー回転軸）
４ｂ カムレバーの基端部
４ｃ カムレバーの突出部
４ｄ、４ｄＡ カム面
４ｅ 操作部
４ｆ 平面
５ ステアリングメンバ（第２の車体部）
５ａ 押圧部材
１０ ダッシュパネル（第１の車体部）
Ｈ 直線
Ｐ 接触部
Ｖ 垂線

Claims (4)

1. 第１の車体部に固定されたペダルブラケットにペダル回転軸を介して回動可能に枢着されるペダルアームと、前記ペダルブラケットにおける前記ペダル回転軸とは異なる位置に設けられたレバー回転軸を介して回動可能に枢着され、かつ操作部を有する回動レバーと、前記ペダルブラケットより車両後方に配置された第２の車体部から、前記操作部の後方に間隔を設けて延設される押圧部材と、を備える車両用ペダル装置において、
   前記回動レバーには、車両前方からの入力により前記ペダルブラケットが車両後方に後退し、前記操作部が前記押圧部材と当接することで前記操作部が車両前方へ向かう方向へ前記回動レバーが回動し、前記ペダルアームの外周面に接触して当該ペダルアームを押圧し、当該ペダルアームを車両前方に回動させるカム面が設けられており、
   前記ペダルアームの外周面及びカム面は、前記ペダルアームから前記回動レバーへの反力が前記レバー回転軸に向けて作用するように形成されていることを特徴とする車両用ペダル装置。
2. 前記カム面は、前記レバー回転軸から前記ペダルアームの外周面における前記カム面との接触部に下ろした垂線および前記レバー回転軸に直交する方向に延在し、前記回動レバーの前記回動に伴って前記外周面に順次面接触する複数の平面を備え、
   複数の前記平面は、前記回動レバーの前記回動に伴い前記外周面に接触する順に、前記レバー回転軸からの距離が徐々に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ペダル装置。
3. 前記レバー回転軸から車両後方に水平に延びる直線から前記押圧部材までの最短距離は、前記レバー回転軸から前記回動レバーと前記ペダルアームとの接触部までの最大距離よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ペダル装置。
4. 前記回動レバーは、前記カム面が形成され、前記レバー回転軸に取り付けられる基端部と、前記操作部を有し、前記基端部から突設された突出部と、を備え、
   前記突出部は、前記基端部から当該突出部の先端に向けて先細り状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の車両用ペダル装置。

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