JP5279509B2

JP5279509B2 - ペダル装置

Info

Publication number: JP5279509B2
Application number: JP2008551125A
Authority: JP
Inventors: 憲二藤岡; 淳二石井; 秀郎坪井; 佳孝野田
Original assignee: Hiruta Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hiruta Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: WO2008078757A1; US20100089198A1; CN101578562B; CN101578562A; JPWO2008078757A1

Description

本発明は、車両の衝突に際し、ペダルアームを落下させるブレーキペダル、アクセルペダル又はクラッチペダル等の車両用のペダル装置に関する。

自動車等の車両が衝突した際、ブレーキペダル等のペダルアームが後退し、運転手の足を傷つける虞を低減又は防止するため、車両の衝突により前記ペダルアームを落下させるペダル装置が提案されている。例えば特許文献１は、下方に向けて開放されたサポートメンバ（ブラケット）の切欠溝にペダルアームのペダル回動軸を嵌め込み、車両の衝突によりペダル回動軸を前記切欠溝に沿って落下させるペダル落下用レバー（作動部材）を備えたペダル装置を開示している。ペダル落下用レバーは、ダッシュパネルとペダルアームとの間でサポートメンバに軸着されており、車両の衝突により後退するダッシュパネルに押されると前端を持ち上げ、後端を押し下げるように揺動する。こうして、ペダル落下用レバーの後端がペダルアームを押し下げて、落下させる。

特許文献１が開示するペダル装置は、ペダルアームの回転軸を切欠溝の平行な対向縁に挟持させ、ペダルアームをサポートメンバに対して回動自在に支持させている。ここで、特許文献１は、ペダルアームのペダル回動軸を切欠溝に「沿って」落下させるとしていることから、切欠溝はペダルアームの落下方向を特定付けるように平行な対向縁を有する部位であればよいと推定される。これから、切欠溝は下方を開放した溝形状を基本とするが、不必要なペダルアームの落下を防止するため、切欠溝の下方を塞いでもよいとしている（特許文献２［0036］参照）。ペダルアームはペダル落下用レバーの後端に押し下げられるため、塞がれた切欠溝の下方をペダル回動軸が破損させて、ペダルアームを落下させるものと想像される。

特開平09-286256号公報（請求項１，請求項４、［0036］）

特許文献1のペダル装置は、ペダルアームの落下方向を特定付けるため、平行な対向縁を有する切欠溝にペダル回動軸を挟持させ、ペダルアームをサポートメンバに対して回動自在に支持させている。しかし、これではペダル回動軸の支持に寄与する部分が前記対向縁の一部でしかなく、ペダルアームを安定して支持できるとは言い難い。特許文献1の例示では切欠溝にボスを挟持させ、前記ボスにペダル回動軸を軸着しているが、この場合でもボスの支持に寄与する部分が僅かであり、結果としてペダルアームの安定した支持は実現できない。

また、サポートメンバから見た場合、切欠溝は剛性を低下させる負要素にしか過ぎず、急激なペダルアームの操作によって、ペダル回動軸を介して加わる負荷により、サポートメンバを変形させてしまう場合が考えられる。仮にサポートメンバが変形してしまった場合、これは切欠溝の変形をもたらし、切欠溝が有するペダルアームの落下方向を特定付ける働きが達成できないばかりか、ペダルアームの落下そのものを阻害する虞がある。これは、車両の衝突に際して、サポートメンバが変形した場合にも起きうる問題である。

このほか、ペダル落下用レバーは、ダッシュパネルの後退によって揺動し、ペダルアームを落下させるが、そもそもペダル落下用レバーを軸着したサポートメンバがダッシュパネルに取り付けられていることから、ダッシュパネルと共にサポートメンバ、更にはペダル落下用レバーが後退してしまう可能性がある。この場合、ペダル落下用レバーは揺動しない虞があり、ペダルアームを落下させることができなくなる。このように、特許文献1のペダル装置は、ペダルアームの安定した支持、サポートメンバの剛性、そしてペダル落下用レバーの確実な動作の面で問題がある。そこで、こうした問題を解決すべく、車両の衝突に際し、ペダルアームを確実に落下させるペダル装置について検討した。

検討の結果開発したものが、ペダルアームを回動自在に支持するサポートメンバを、デッキクロスメンバの前方に位置するダッシュパネルに取り付けて構成される車両用のペダル装置において、ペダルアームは、ペダル回動軸をサポートメンバのペダル軸孔に貫通させて前記サポートメンバに軸着し、サポートメンバは、ペダルアームの上方かつデッキクロスメンバの前方に、サポートメンバに設けた姿勢保持部により常態としてペダルアームと干渉しない姿勢に保持され、車両の衝突に際して前記姿勢保持部を破損させてペダル回動軸に向けて打ち下ろされる打撃レバーを軸着し、打撃レバーが打ち下ろされるペダル回動軸が軸着されるペダル軸孔の下方に位置するサポートメンバの周縁に破断誘導部を設けたペダル装置である。打撃レバーは、ペダル回動軸に対して打ち下ろすことができれば、形状又は大きさを問わないが、デッキクロスメンバに前方から衝突してペダルアームに打ち下ろすことから、ペダル回動軸より後方でサポートメンバに軸着されることになる。

本発明は、ダッシュパネルに対して相対的に位置固定されるデッキクロスメンバに打撃レバーを衝突させることから、確実に打撃レバーをペダル回動軸に向けて打ち下ろすことができる。具体的には、車両の衝突によりデッキクロスメンバに向けてダッシュパネルと共にサポートメンバが後退すると、まず打撃レバーがデッキクロスメンバに衝突し、下方に向けて回動する。そして、下方に向けて回動した打撃レバーがペダル回動軸に衝突し、前記ペダルアームを下方に向けて押し下げる。こうして、下方に向けた押し下げられるペダルアームが、ペダル回動軸によりサポートメンバのペダル軸孔の下方部位を破損させ、そのまま落下する。

打撃レバーは、レバー回動軸を中心とした回動によって、ペダル回動軸に打ち下ろされる回動軸打撃部を有する構成とする。ここで、回動軸打撃部は、ペダル回動軸に対して1箇所設ければよいが、ペダル回動軸の延在方向に離れた一対の回動軸打撃部を有する構成が好ましい。すなわち、打撃レバーは、ペダル回動軸の左右両端に近い部位に、前記一対の回動軸打撃部が同時に打ち下ろされることにより、ペダル回動軸全体を平行に下方へ押し下げ、確実にペダル軸孔の下方部位を破損させ、落下させることができる。

打撃レバーは、常態としてペダルアームから離れていても、ペダルアームに当接していても構わないが、車両の振動によってがたつくことは好ましくない。そこで、打撃レバーはサポートメンバに設けた姿勢保持部により常態としてペダルアームと干渉しない姿勢に保持する。これにより、打撃レバーのガタツキが抑制又は防止されると共に、デッキクロスメンバに向けてダッシュパネルと共にサポートメンバが後退すると、打撃レバーがデッキクロスメンバに衝突して姿勢保持部を破損することにより、ペダルアームに向けて打ち下ろされ、ペダル回動軸に大きな衝撃を加えることができる。これにより、ペダル回動軸は容易にペダル軸孔の下方部位を破損し、円滑にペダルアームを落下させることができる。

本発明は、サポートメンバに設けたペダル軸孔でペダルアームのペダル回動軸を支持するため、ペダルアームを安定して支持できるほか、サポートメンバの剛性も確保できる。しかし、打ち下ろされる打撃レバーによりペダルアームを押し下げ、ペダル回動軸によりペダル軸孔の下方部位を破損させる必要がある。これから、ペダル軸孔の内周縁から前記ペダル軸孔の下方に位置するサポートメンバの周縁までの幅は、サポートメンバを構成する部材の素材や板厚等を勘案して、適宜設定する必要がある。通常、板金製となるサポートメンバであれば、前記幅は数mm程度が目安となる。また、サポートメンバは、打撃レバーが打ち下ろされるペダル回動軸が軸着されるペダル軸孔の下方に位置するサポートメンバの周縁に破断を誘導する切欠を設ける。

本発明により、ペダルアームを安定して支持し、サポートメンバの剛性を低下させることなく構成でき、車両の衝突に際して確実に打撃レバーを打ち下ろしてペダルアームを落下させるペダル装置を提供できるようになる。これは、本発明に基づくペダル装置は、ペダルアームを支持するサポートメンバの剛性が十分に確保されることから、常態として安定したペダルアームの操作が保証されるほか、急激なペダルアームの操作や車両の衝突に際してもサポートメンバが変形する虞はないため、前記車両の衝突に際してペダルアームのみを確実に落下させることのできる効果による。

本発明に基づく参考例のペダル装置を表わす側面図である。参考例のペダル装置を運転手側から見た正面図である。参考例のペダル装置を運転手側から見た分解斜視図である。参考例の打撃レバーの構造を表す部分断面図である。別の参考例の打撃レバーの構造を表す図４相当断面図である。ペダル軸孔の下方部位に切欠を設けた本例のペダル装置を表わす図１相当側面図である。ペダル軸孔に対して倣い開口部を設けた別の参考例のペダル装置を表わす図１相当側面図である。別の参考例のペダル装置における図４相当断面図である。ダッシュパネルが後退し始めた段階のペダル装置を表わす図１相当側面図である。打撃レバーが打ち下ろされてペダルアームのペダル回動軸に達した段階のペダル装置を表わす図１相当側面図である。ペダル回動軸がペダル軸孔の下方部位を破損してペダルアームが落下する段階のペダル装置を表わす図１相当側面図である。

１ペダルアーム
11 アーム本体
16 ペダル回動軸
２サポートメンバ
21 メンバ取付部
22 アーム支持部
24 ペダル軸孔
25 レバー軸孔
26 倣い切除部
261 切欠
28 倣い開口部
29 拡開部
３打撃レバー
31 レバー本体
32 デッキ当接部
33 回動軸打撃部
36 姿勢保持部
37 レバー回動軸
４ダッシュパネル
５デッキクロスメンバ
Ｗペダル軸孔の内周縁から前記ペダル軸孔の下方に位置するサポートメンバの周縁までの幅
ΔW 切欠の幅

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は本発明に基づく参考例のペダル装置を表わす側面図、図２は参考例のペダル装置を運転手側から見た正面図、図３は参考例のペダル装置を運転手側から見た分解斜視図、図４は参考例の打撃レバー３の構造を表す部分断面図、図５は別の参考例の打撃レバー３の構造を表す図４相当断面図、図６はペダル軸孔24の下方部位に切欠261を設けた本例のペダル装置を表わす図１相当側面図、図7はペダル軸孔24に対して倣い開口部28を設けた別の参考例のペダル装置を表わす図１相当側面図、図８は別の参考例のペダル装置における図４相当断面図、そして図９〜図11は車両の衝突によりペダルアーム１が落下する手順を表す参考例のペダル装置の図１相当側面図であり、図９はダッシュパネル４が後退し始めた段階、図10は打撃レバー３が打ち下ろされてペダルアーム１のペダル回動軸16に達した段階、そして図11はペダル回動軸16がペダル軸孔24の下方部位を破損してペダルアーム１が落下する段階を表している。

参考例のペダル装置はブレーキペダルの例であり、図１〜図３に見られるように、ペダルアーム１を回動自在に支持するサポートメンバ２を、デッキクロスメンバ５の前方に位置するダッシュパネル４に取り付けて構成される。本発明に基づくペダル装置の特徴は、ペダルアーム１の上方かつデッキクロスメンバ５の前方に、下方に向けて打ち下ろされる打撃レバー３をサポートメンバ２に軸着した点にある。ここで、ペダルアーム１の上方かつデッキクロスメンバ５の前方は、従来空間的に余裕があり、前記打撃レバー３を容易に追加することができる。また、前記打撃レバー３を除く参考例のペダル装置の構成は、従来公知の同種ペダル装置とあまり変わりはないことから、本発明のペダル装置は既存の車両にも容易に適用できる汎用性を有することが理解される。

ペダルアーム１は、下方に向けて運転手側へ湾曲させた板状のアーム本体11の上端に軸挿通パイプ12を、前記アーム本体11の下端にペダルパッド13をそれぞれ取り付けて構成される。ペダルアーム１は、左右両端に軸受カラー15,15を嵌め込んだ軸挿通パイプ12を、サポートメンバ２のアーム支持部22,22間に差し込み、前記アーム支持部22,22に設けられたペダル軸孔24,24にわたってペダル回動軸16を挿通することにより、サポートメンバ２に軸着される。ペダルアーム１の踏込量（回動量）は、ダッシュパネル４から突出し、ペダル回動軸16の下方、アーム本体11の中間付近に軸着されたリンクロッド14（図２及び図３では図示の便宜上略）の進退量として、制御装置（図示略）に伝達される。

サポートメンバ２は、ダッシュパネル４に接面させて固定するメンバ取付部21と、前記メンバ取付部21から平行に張り出す左右一対のフランジであるアーム支持部22,22とから構成される。各アーム支持部22,22は、ペダルアーム１を軸着する左右一対のペダル軸孔24,24を前後中間付近に設け、前記ペダル軸孔24より上方かつデッキクロスメンバ５寄りに、打撃レバー３を軸着する左右一対のレバー軸孔25,25を設けている。これにより、デッキクロスメンバ５に衝突して打ち下ろされる打撃レバー３は、ペダル回動軸16に衝突し、ペダルアーム１を押し下げて前記ペダル回動軸16がペダル軸孔24の下方部位を破損させるまでの運動方向の大部分を重力方向と一致させ、ペダルアーム１を打ち下ろしやすくできる。また、参考例は、打撃レバー３が打ち下ろされるペダル回動軸16によりペダル軸孔24の下方部位が確実に破損させるため、アーム支持部22から一定範囲に倣い切除部26を形成し、前記下方部位がペダル軸孔24に倣った帯状となるようにしている。

サポートメンバ２の各アーム支持部22,22は、前記レバー軸孔25の近傍に、常態としてペダルアーム１と干渉しない姿勢に打撃レバー３を保持する姿勢保持部36となるピンを差し込むピン孔27,27を設けている。姿勢保持部36は、前記ピンに代えて、打撃レバー３に圧接する凸部を各アーム支持部22,22に設けて構成することもできる。参考例の打撃レバー３は、姿勢保持部36により、ペダル回動軸16からわずか上に離れて回動軸打撃部33を待機させ、ペダルアーム１と干渉しない姿勢で保持される。このほか、参考例のサポートメンバ２は、ダッシュパネル４と共に後退する際、打撃レバー３が正しくデッキクロスメンバ５に衝突するように、デッキクロスメンバ５に設けたサポートガイドレール51に摺接する水平な板面からなるデッキガイドベース23を、アーム支持部22,22の上縁に架設している。

打撃レバー３は、ダッシュパネル４に向けて凸に湾曲した側面視Ｃ字状のレバー本体31の上端にデッキ当接部32を、前記レバー本体31の下端に軸着支持部34,34を設けて構成される。打撃レバー３は、レバー本体31の軸着支持部34,34に設けられた軸嵌合孔35,35に、サポートメンバ２のレバー軸孔25,25を通じてレバー回動軸37を嵌合させることにより、サポートメンバ２に軸着される。ペダルアーム１のペダル回動軸16を押し下げる回動軸打撃部33は、打撃レバー３の回動中心（レバー回動軸37の軸心）からペダルアーム１のペダル回動軸16までに等しい距離にある下縁を、前記ペダル回動軸16に倣って凹ませて形成されている。既述したように、回動軸打撃部33は、常態としてペダル回動軸16に接触しておらず、ペダルアーム１の操作を邪魔しない。

参考例の打撃レバー３は、図４に見られるように、一対の板材からなり、各板材にそれぞれ回動軸打撃部33,33を形成して、ペダル回動軸16を延在方向に離れた2点で押し下げるようにしている。これにより、各回動軸打撃部33,33に押されるペダル回動軸16は、傾くことなく、左右の平行を維持しながら下方に押し下げられる。ここで、回動軸打撃部33,33は、できる限り離れて形成されることが望ましいので、例えば図５に見られるように、回動軸打撃部33,33が形成されるレバー本体31の部分を左右方向（図５中紙面左右方向）に押し拡げて、前記押し拡げられたレバー本体31の部分それぞれに回動軸打撃部33,33を形成してもよい。

ペダルアーム１は、ペダル回動軸16がペダル軸孔24の下方部位を破損させて落下するため、ペダル軸孔24の下方部位は、ペダル回動軸16に押されて破損させられる構造強度が求められる。参考例のペダル装置は、フランジであるアーム支持部22にペダル軸孔24を設けており、ペダル軸孔24の下方部位は細幅の板材となる。これから、ペダル軸孔24の内周縁から前記ペダル軸孔24の下方に位置するサポートメンバ２の周縁までの幅Ｗの大きさにより、ペダル軸孔24の下方部位の構造強度を容易に設定できる。

具体的には、アーム支持部22を構成する板材が一般的な軟鋼板（熱間圧延軟鋼板：SPHC、引張り強さ270MPa）製で、板厚が1.6mmであれば、前記幅Ｗは３〜５mm、好ましくは４mm前後にする。また、アーム支持部22を構成する板材の種類及び板厚を問わずにペダル軸孔24の下方部位の構造強度を調整する場合、例えば図６に見られるように、サポートメンバ２の周縁に切欠261を設ける。この場合、幅Ｗを４mmとすれば、切欠261の幅（切欠の深さ）は前記幅Ｗの1/3〜2/3、すなわち1.3mm〜2.7mmを目安とする。

また、参考例のペダル装置は、サポートメンバ２のアーム支持部22の縁部からペダル軸孔24に倣った倣い切除部26を設けて、前記ペダル軸孔24の下方部位が破損しやすいようにしているが、例えば図７及び図８に見られるように、アーム支持部22が上下方向に幅のある部材であれば、ペダル軸孔24に倣った倣い開口部28を形成し、更にペダル軸孔24の下方部位を破損して落下するペダル回動軸16との干渉を避けるため、アーム支持部22,22の下方部位を拡開部29,29として左右方向に拡げた構成としてもよい。すなわち、ペダル軸孔24の下方部位が、ペダル回動軸16により破損できる幅にできればよく、アーム支持部22の幅に応じて、倣い切除部26（参考例、図1参照）又は倣い開口部28（別の参考例、図７参照）のいずれかを形成すればよい。

本発明のペダル装置は、次の手順に従って、車両が衝突した際にペダルアーム１を落下させる。車両が衝突すると、図９に見られるように、エンジン等に押されてダッシュパネル４が運転手に向けて後退する。ペダルアーム１及び打撃レバー３は、前記ダッシュパネル４に取り付けられて一体に移動するサポートメンバ２にそれぞれ軸着されているから、ダッシュパネル４の後退に従って打撃レバー３はデッキ当接部32をデッキクロスメンバ５に接近させていく。ダッシュパネル４は、水平に後退するのではなく、通常やや上向きに後退していくが、参考例ではサポートメンバ２のデッキガイドベース23をデッキクロスメンバ５のサポートガイドレール51に下方から摺接させているから、打撃レバー３のデッキ当接部32はデッキクロスメンバ５に対して確実に衝突させることができる。

デッキクロスメンバ５は、車両のフレームを構成する構造部材であり、車両の衝突に際して後退するダッシュパネル４に対して相対的に位置固定されている。このため、ダッシュパネル４と共に後退する打撃レバー３は、相対的に位置固定されるデッキクロスメンバ５にデッキ当接部32を衝突させ、姿勢保持部36を破損させて、図10に見られるように、下方に向けた回動、すなわち打ち下ろしを開始する。姿勢保持部36を破損することにより、もはやなんら規制がなくなる打撃レバー３は、デッキ当接部32がデッキクロスメンバ５に押されるまま、打ち下ろされる。

打ち下ろされた打撃レバー３は、回動軸打撃部33をペダル回動軸16に衝突させてペダルアーム１を押し下げる。これにより、前記ペダル回動軸16はペダル軸孔24の下方部位を塑性変形させて押し開き、最終的には前記下方部位を破損させて、図11に見られるように、ペダルアーム１を落下させる。参考例では、ペダルアーム１にリンクロッド14が接続されているため、ペダルアーム１は床面まで落下せず、前記リンクロッド14に吊り下げられた状態になる。ここで、ペダル軸孔24の下方部位は、前後に引き裂かれて破損する（図11参照）ので、前記破損を促す目的から、切欠261（図６参照）を設ける。この場合、前記切欠261は、ペダル軸孔24の下方部位の構造強度を調整する目的で設けるものではないから、前記下方部位の幅Ｗは少し大きくしておくことが好ましい。

Claims

ペダルアームを回動自在に支持するサポートメンバを、デッキクロスメンバの前方に位置するダッシュパネルに取り付けて構成される車両用のペダル装置において、
ペダルアームは、ペダル回動軸をサポートメンバのペダル軸孔に貫通させて前記サポートメンバに軸着し、
サポートメンバは、ペダルアームの上方かつデッキクロスメンバの前方に、サポートメンバに設けた姿勢保持部により常態としてペダルアームと干渉しない姿勢に保持され、車両の衝突に際して前記姿勢保持部を破損させてペダル回動軸に向けて打ち下ろされる打撃レバーを軸着し、打撃レバーが打ち下ろされるペダル回動軸が軸着されるペダル軸孔の下方に位置するサポートメンバの周縁に破断誘導部を設けたことを特徴とするペダル装置。
打撃レバーは、ペダル回動軸の延在方向に離れた一対の回動軸打撃部を有する請求項１記載のペダル装置。
サポートメンバは、打撃レバーが打ち下ろされるペダル回動軸が軸着されるペダル軸孔の下方に位置するサポートメンバの周縁に破断を誘導する切欠を設けてなる請求項１又は２いずれか記載のペダル装置。