JP5516125B2

JP5516125B2 - ブレーキペダル後退防止装置

Info

Publication number: JP5516125B2
Application number: JP2010142624A
Authority: JP
Inventors: 智記長尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: JP2012008698A

Description

本発明は、ブレーキペダル後退防止装置、特に、車両前方から外力が加えられた場合に動作するブレーキペダル後退防止装置に関する。

従来、ブレーキペダルの操作力に応じた液圧を液圧回路内に発生させて、その液圧回路内の液圧をホイールシリンダに供給することにより車両の車輪に制動力を付与する車両用液圧ブレーキ装置が知られている。このような車両用液圧ブレーキ装置の場合、ブレーキペダルおよびそのリンク機構等のブレーキペダル装置が隔壁であるダッシュパネルの車室側に配置され、ブレーキブースタやマスターシリンダ等の液圧発生部はダッシュパネルの外側に配置されている。

ところで、万が一車両前方より大きな外力が付与された場合、例えば、衝突などにより外力を受けた場合、その外力により液圧発生部等を含む車室外構成部品がダッシュパネル側に移動してダッシュパネルを変形させると共に、ブレーキペダル装置を車両後方に押し出してしまうことが考えられる。そのような場合でもブレーキペダル装置、特にブレーキペダルパッドの過度の運転者への接触を回避し、運転者へのダメージを最小限に抑えられるようにできる構造を備えておくことが望ましい。例えば、特許文献１には、ブレーキペダル部分のスペース効率を高めて車室内空間を拡大させることにより、外力が付与された場合の運転者へのダメージを軽減しようとする構造を有するブレーキペダル装置が記載されている。また、車両後方へのブレーキペダルパッドの移動を抑制しようとする構造が特許文献２や特許文献３に開示されている。

特開２００６−３２１３８１号公報特開２００８−２０４０９６号公報特開平１０−３２４２２８号公報

しかし、ブレーキペダル装置の周辺には、ステアリングコラムが存在すると共に、コラムタイプの電動パワーステアリング装置など様々な部品が存在する場合がある。また、そのような部品は車種によって大きさや配置が異なるため、ブレーキペダル装置周辺のスペースが減少する傾向にある。また、スペースの減少により、ブレーキペダル装置を構成する各部品の形状も複雑化する傾向にあり、前述のように、外力が付与された場合の運転者へのダメージを軽減する構造も複雑化する傾向がある。そのため、簡略化した構造で効率的な軽減効果が得られる構造の提案が望まれている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外力が付与された場合の運転者へのダメージを軽減できるような簡略化した構造のブレーキペダル後退防止装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキペダル後退防止装置は、ブレーキペダルが配置される車室の内外を隔てる隔壁とこの隔壁より車両後方の車体構成部材との間に配置されると共に前記隔壁に固定されるペダルブラケットと、前記ペダルブラケットに揺動自在に支持されると共に一端にブレーキペダルを有するブレーキアームと、前記ペダルブラケットに支持されると共に前記ブレーキペダルの前記隔壁側に向う変位をリンク機構を介して液圧変換部に伝達するように前記隔壁側に向かって揺動可能な踏力伝達レバーと、前記車体構成部材と前記踏力伝達レバーとの間に配置されるブラケットであって、第１固定部において前記ペダルブラケットに固着され、第２固定部において前記車体構成部材に固着され、第３固定部において前記ペダルブラケットに回転自在に支持される後退防止ブラケットと、を含む。

この態様によると、後退防止ブラケットは、第１固定部側における拘束が解放されれば、第３固定部においてペダルブラケットと相対的な回転が可能になる。そのため、後退防止ブラケットの第２固定部と車体構成部材とが固定されている状態で、隔壁がペダルブラケット共々車両後方に移動した場合、ペダルブラケットの車両後方への移動に伴い同じ方向に移動しようとする踏力伝達レバーは、ペダルブラケットと後退防止ブラケットとの相対回転により当該踏力伝達レバーより車両後方にある後退防止ブラケットや車体構成部材と接触し易くなる。この接触により踏力伝達レバーは、車両前方に押し戻される。踏力伝達レバーが車両前方に押し戻されることにより、リンク機構によりブレーキアームが隔壁側に向って変位する。つまり、ブレーキペダルを隔壁側に退避させる。その結果、外力が付与され隔壁が車室側に変形した場合でも運転者へのダメージを軽減できる。

前記隔壁と前記車体構成部材との距離が縮まるように変位する所定値以上の外力を受けた場合、前記後退防止ブラケットと前記ペダルブラケットとの固着状態を解除し、前記第３固定部を中心に前記後退防止ブラケットと前記ペダルブラケットとを相対的に回転させて、前記踏力伝達レバーを前記後退防止ブラケットまたは前記車体構成部材の少なくとも一方と接触させて車両前方に揺動させるようにしてもよい。この場合、隔壁と車体構成部材との距離が縮まるように変位する所定値以上の外力を受けた場合に限り、後退防止ブラケットとペダルブラケットとの固着状態が解除される。その結果、後退防止ブラケットとペダルブラケットとは第３固定部において相対的に回転可能となり、踏力伝達レバーは後退防止ブラケットや車体構成部材と接触し易くなる。この接触により踏力伝達レバーは、実質的に車両前方に押し戻され、ブレーキペダルが隔壁側に退避させられる。逆に、所定値以上の外力が加えられない通常使用時は、ペダルブラケットは後退防止ブラケットを介して車体構成部材にしっかりと固着されると共に、隔壁にもしっかりと固着され、ブレーキアームと踏力伝達レバーを揺動自在にしっかりと支持する。その結果、ブレーキペダルの踏み込みによるブレーキアームの変位を踏力伝達レバーに確実に伝達し、運転者の踏力をブレーキブースタ等に伝達し制動力を発生させることができる。

前記後退防止ブラケットは、前記所定値以上の外力を受けた場合に前記車体構成部材が変形する前に破断する破断部を前記第３固定部と前記第１固定部との間に有してもよい。破断部は、所定値以上の外力を受けたときに破断するように後退防止ブラケットの肉厚と破断部の幅に基づいて、その強度を決定してもよい。また、所定値以上の外力を受けたときに破断するように破断部の形状を決定したもよい。この態様によれば、所定値以上の外力を受けたときの固着状態の解除をスムーズに行うことができると共に、所定値以上の外力を受けない場合は、固着状態の維持を確実に行うことができる。

本発明によれば、外力が付与されて隔壁が車室側に変形する場合でもブレーキペダルの車両後方への移動を抑制し運転者へのダメージを軽減できる。

実施の形態に係るブレーキペダル後退防止装置の概略構成を説明する説明図である。実施の形態に係るブレーキペダル後退防止装置の後退防止ブラケットの形状を説明する説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るブレーキペダル後退防止装置１０を含むブレーキペダル装置１００の全体構成を説明する説明図である。
エンジンルーム１２と車室内空間１４とを仕切る隔壁としてダッシュパネル１６が略垂直に配置されている。ダッシュパネル１６の上端部は、車両幅方向を長手方向として配置されると共にカウルの一部を構成する図示しないカウルインナパネルにスポット溶接等により固着されている。また、ダッシュパネル１６の下端部は、図示しないフロアパネルにスポット溶接等により固着されている。

ダッシュパネル１６を挟んでエンジンルーム１２側には、ブレーキペダル１８を構成するブレーキアーム２０の一端に固定されたブレーキペダルパッド２０ａに付与された運転者の踏力を増強するための図示しないブレーキブースタが配置されている。また、ブレーキブースタによって増強された圧力を液圧に変換するためのマスタシリンダや液圧系の体積変化に追従してブレーキフルードを貯留及び補充するリザーバタンク等が配置されている。

一方、ダッシュパネル１６を挟んで車室内空間１４側、つまり、車両後方側には車両幅方向に延設された高強度及び高剛性部材の車体構成部材として機能するパイプ状のインパネリインフォース２２が配設されている。また、ダッシュパネル１６の上端部に配置されたカウルに対する補強を行うと共にインパネリインフォース２２の補強を行う補強材２４が配置され、この補強材２４がインパネリインフォース２２に溶接等で固定され一体となりインパネリインフォースアッシとなっている。本実施形態の場合、インパネリインフォースアッシの補強材２４にインパネリインホースブラケット２６が固定されている。

ダッシュパネル１６の車室内空間１４側には、ペダルブラケット２８が固定されている。ペダルブラケット２８は、車幅方向に間隔をおいて対向する２枚の側板２８ａと、その２枚の側板２８ａを接続する接続板２８ｂとで構成され、側板２８ａに形成されたフランジ部が左右それぞれ２本のボルト３０でダッシュパネル１６に強固に固定される。ペダルブラケット２８の側板２８ａには、ブレーキアーム２０の揺動中心となる揺動シャフト３２が挿通する開口部３４が形成されている。また、ペダルブラケット２８の側板２８ａには、ブレーキアーム２０のダッシュパネル１６側に向う変位をリンク機構として機能するリンクプレート３６を介してブレーキブースタに伝達するようにダッシュパネル１６側に向かって揺動可能な踏力伝達レバー３８の揺動中心となる揺動シャフト４０が挿通する開口部４２が形成されている。踏力伝達レバー３８において、揺動シャフト４０から所定距離隔てた位置には、ブレーキブースタに接続されるプッシュロッド３８ａが設けられている。踏力伝達レバー３８が揺動してプッシュロッド３８ａがダッシュパネル１６側に押し込まれることで、ブレーキブースタが動作する。

また、ペダルブラケット２８の開口部３４に挿通される揺動シャフト３２には、後退防止ブラケット４４が回動自在に挿通支持されている。この後退防止ブラケット４４は、インパネリインホースブラケット２６と踏力伝達レバー３８との間に配置される。そして、この後退防止ブラケット４４は、一端が第１固定部として機能してペダルブラケット２８の側板２８ａの裏面側に固着される。また、他端が第２固定部として機能してインパネリインホースブラケット２６に固着される。なお、後退防止ブラケット４４において、揺動シャフト３２が挿通する部分が第３固定部として機能して、後述するがペダルブラケット２８との固着状態が解除された場合に、ペダルブラケット２８によって回転自在に支持される構造になっている。

図２に後退防止ブラケット４４の側面図を示す。前述したように後退防止ブラケット４４は、第１固定部４４ａ、第２固定部４４ｂ、第３固定部４４ｃを有すると共に、ペダルブラケット２８と同様に２枚の側板２８ａと接続板４６ｂで構成された断面が略コの字型の部材である。具体的には、２枚の側板４６ａを接続板４６ｂで接続した形状である。図２に現れている側板４６ａは、第１固定部４４ａを先端に有するアーム部４８を有する。第１固定部４４ａは、接続点Ｐにおいてペダルブラケット２８の側板２８ａと例えばスポット溶接により強固に接続される。また、図２に現れている側板４６ａは、第３固定部４４ｃとなる開口部５０が形成され、その開口部５０に揺動シャフト３２が挿通している。後述するが、後退防止ブラケット４４のペダルブラケット２８に対する固着状態が解除された場合、後退防止ブラケット４４は、揺動シャフト３２を中心に回動自在となる。一方、図２に現れていない側の側板には、第１固定部４４ａを有するアーム部４８は形成されず、揺動シャフト３２が挿通する開口部５０のみが形成されている。つまり、第３固定部４４ｃのみを有する。接続板４６ｂは、インパネリインホースブラケット２６と固着するための雌ねじ部５２が固定され、第２固定部４４ｂを構成している。したがって、第２固定部４４ｂはインパネリインホースブラケット２６側から挿入されるボルトによってインパネリインホースブラケット２６に強固に固着される。

なお、図１に示す各部材には、センサ等が設けられているが本実施形態における動作には直接関与しないので、その説明を省略する。

上述のように構成されるブレーキペダル装置１００の動作について説明する。まず、通常動作について説明する。

前述したように、ブレーキアーム２０および踏力伝達レバー３８を揺動自在に支持するペダルブラケット２８は、一端側がボルト３０によりダッシュパネル１６に強固に固着されている。また、他端側は、後退防止ブラケット４４が第１固定部４４ａおよび第３固定部４４ｃにより強固に固定され、実質的にペダルブラケット２８と後退防止ブラケット４４が一体化されている。そして、後退防止ブラケット４４の第２固定部４４ｂがインパネリインホースブラケット２６にボルトで強固に固着されている。つまり、ブレーキアーム２０および踏力伝達レバー３８は、車体側に強固に固定されたペダルブラケット２８および後退防止ブラケット４４によって支持されて、安定して回動できるようになっている。なお、図１は、ブレーキアーム２０および踏力伝達レバー３８は、何ら外力が付与されていない基準位置に復帰している状態が示されている。この復帰動作は、図示しないリターン機構によって実現することができる。

この基準状態から運転者がブレーキペダルパッド２０ａをダッシュパネル１６側に向かって踏み込むと、ブレーキアーム２０は、揺動シャフト３２を中心に矢印Ａ方向に揺動し変位する。このときリンクプレート３６も変位して、踏力伝達レバー３８を揺動シャフト４０を中心に矢印Ｂに揺動させる。踏力伝達レバー３８には、プッシュロッドが接続されているので、矢印Ｂ方向への揺動量に応じた変位をブレーキブースタに伝達して運転者の踏力を増強する。マスタシリンダは増強された圧力を液圧に変換して運転者の要求に対応する制動力を発生するように液圧を発生する。

次に、ブレーキペダルの後退防止動作について説明する。
例えば、車両が衝突などにより前方より大きな外力を付与された場合、ブレーキブースタやマスタシリンダと共にダッシュパネル１６が図１中矢印Ｃ方向に移動し車室内空間１４側に突出する場合がある。この場合、ブレーキペダル装置１００全体が車室内空間１４の後方、つまり運転者側に向かい変位することになる。この場合、特に運転者と最も近い関係にあるブレーキペダルパッド２０ａが運転者に接触する可能性があるので、その接触を回避または軽減する構造が必要となる。そこで、本実施形態では、隔壁として機能するダッシュパネル１６と車体構成部材として機能するインパネリインフォース２２（またはインパネリインホースブラケット２６）との距離が縮まるように変位する所定値以上の外力を受けた場合、後退防止ブラケット４４が機能し、ブレーキペダルパッド２０ａを含むブレーキアーム２０をダッシュパネル１６側に退避するように動作させる。

具体的には、ダッシュパネル１６とインパネリインフォース２２との距離が縮まるように変位する所定値以上の外力を受けた場合に、後退防止ブラケット４４とペダルブラケット２８との相対位置関係を変化させることによって踏力伝達レバー３８を矢印Ｂ方向に強制的に揺動させる。前述したように、踏力伝達レバー３８とブレーキアーム２０とはリンクプレート３６によって接続されているので、踏力伝達レバー３８が矢印Ｂ方向に強制的に揺動させられることによりブレーキアーム２０も矢印Ａ方向に強制的に揺動する。つまりブレーキペダルパッド２０ａがダッシュパネル１６側に向かって、強制的に退避させられることになる。

ここで、後退防止ブラケット４４とペダルブラケット２８との相対位置関係を変化させることによって踏力伝達レバー３８を矢印Ｂ方向に強制的に揺動させる構成を説明する。前述したように、ペダルブラケット２８と後退防止ブラケット４４は一体化され、ダッシュパネル１６とインパネリインホースブラケット２６に固定されている。そして、車両前方から所定値以上の外力が付与され、ダッシュパネル１６が車室内空間１４側に突出した場合、図２に示すように、その外力に伴う荷重は矢印Ｄ方向に作用し、インパネリインホースブラケット２６に固定された後退防止ブラケット４４の第２固定部４４ｂに集中することになる。そのために、後退防止ブラケット４４は、第３固定部４４ｃを中心に矢印Ｅ方向に回動するような力を受ける。そこで、本実施形態の後退防止ブラケット４４は、第１固定部４４ａと第３固定部４４ｃとの間に所定値以上の外力が付与された場合に、ペダルブラケット２８との固着状態を解除して、ペダルブラケット２８と後退防止ブラケット４４とが相対回転できるような構造を有している。例えば、第１固定部４４ａと第３固定部４４ｃとの間に強度的な弱部を設定する。例えば、所定値以上の外力が付与された場合に破断する破断部を形成する。前述したように、後退防止ブラケット４４は、第３固定部４４ｃを中心に回動可能に揺動シャフト３２で支持されているので、所定値以上の外力によって矢印Ｄ方向の荷重が付与された場合、アーム部４８に応力が集中して、例えば範囲Ｎで示す領域で破断もしくは亀裂が生じる。この破断部を構成する弱部の強度は、例えは、後退防止ブラケット４４のアーム部４８部の肉厚とその幅に基づいて決定することができる。

アーム部４８において、破断または所定量以上の亀裂が生じると、後退防止ブラケット４４とペダルブラケット２８との相対位置関係が変化するように、揺動シャフト３２を中心に回動自在となる。その結果、ダッシュパネル１６の車室内空間１４側への変位に伴い、ペダルブラケット２８、後退防止ブラケット４４、ブレーキアーム２０、踏力伝達レバー３８等が全体として車両後方に向かって変位する場合でも、後退防止ブラケット４４は実質的に矢印Ｄ方向に向く荷重により回動することになる。つまり、ペダルブラケット２８と後退防止ブラケット４４とが相対的に回動して、第２固定部４４ｂ側が踏力伝達レバー３８に向かう方向に変位する姿勢となり接触する。その結果、後退防止ブラケット４４が踏力伝達レバー３８をダッシュパネル１６側に押し戻すことになり、踏力伝達レバー３８を強制的に矢印Ｂ方向に回動させる。その結果、ブレーキアーム２０も矢印Ａ方向に回動して、ブレーキペダルパッド２０ａをダッシュパネル１６側に退避させる。この退避量は車種に応じて適宜設定されることが望ましいが、例えば、１００ｍｍ程度ダッシュパネル１６側に退避するようにできる。このブレーキペダルパッド２０ａの退避により、所定値以上の外力が車両前方から付与された場合、ブレーキペダルパッド２０ａが運転者の足等に接触する可能性を低下させると共に、もし接触する場合でも運転者に与えるダメージを大きく軽減することができる。このように、後退防止ブラケット４４とペダルブラケット２８との相対回転が可能になることで、踏力伝達レバー３８と後退防止ブラケット４４との接触が容易になり、踏力伝達レバー３８を車両前方に押し戻すことができる。なお、後退防止ブラケット４４とペダルブラケット２８との相対回転が可能になることで、ダッシュパネル１６の変形状態によっては、踏力伝達レバー３８が後退防止ブラケット４４より先にインパネリインホースブラケット２６に接触する場合もある。この場合も踏力伝達レバー３８はインパネリインホースブラケット２６によって車両前方に押し戻される姿勢となるので、ブレーキペダルパッド２０ａを速やかに車両前方に退避させることができる。

このように、後退防止ブラケット４４は、第１固定部４４ａと第２固定部４４ｂを有する共に、後退防止ブラケット４４の回動を可能とする第３固定部４４ｃを有する。その結果、通常時は、第１固定部４４ａと第２固定部４４ｂによりペダルブラケット２８をダッシュパネル１６とインパネリインフォース２２（インパネリインホースブラケット２６）との間に強固に固定し、ブレーキペダル装置１００としても強度を維持する。一方、衝突等所定値以上の外力が車両前方から付与された場合には、後退防止ブラケット４４を破断部で破断させて後退防止ブラケット４４とペダルブラケット２８との相対関係を変化させることによって、後退防止ブラケット４４またはインパネリインホースブラケット２６により踏力伝達レバー３８を強制的に揺動させて、ブレーキアーム２０をダッシュパネル１６側に揺動させる。その結果、ブレーキペダルパッド２０ａの運転者側への後退を効果的に防止することができる。

なお、ダッシュパネル１６の車室内空間１４側への変位に伴いインパネリインホースブラケット２６が変形すると、ブレーキアーム２０は運転者側に大きく接近することになる。そこで、後退防止ブラケット４４の破断は、ダッシュパネル１６の車室内空間１４側への変位に伴いインパネリインホースブラケット２６が変形する前の段階で行われるようにインパネリインホースブラケット２６の強度と後退防止ブラケット４４の領域Ｎ周辺の強度を設定することが望ましい。インパネリインホースブラケット２６の変形の前にブレーキペダルパッド２０ａを退避させることによりブレーキペダルパッド２０ａの退避動作を効果的に行い、運転者へのダメージ軽減を効果的に実施できる。

なお、上述した実施形態では、後退防止ブラケット４４とペダルブラケット２８との固着状態の解除をアーム部４８を破断させることにより行う例を示した。別の実施形態では、第１固定部４４ａにおける接続点Ｐにおけるスポット溶接を剥離するようにしてもよい。また、図２の例では、矢印Ｄ方向に荷重がかかった場合に、その応力が一点に集中することを避けるため、つまり応力を分散させるようにアーム部４８を形成した。そして、所定値以上の外力による荷重が矢印Ｄ方向にかかった場合にアーム部４８のいずれかの位置で破断するようにしている。応力の集中点を形成すると、破断のタイミングにバラツキが出る場合が有るからである。ただし、破断のタイミングのバラツキが低減でき入るように強度設計できる場合は、薄肉化や切込部、くびれ部等により応力集中点を形成して、そこを破断部としてもよい。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ブレーキペダル後退防止装置、１４車室内空間、１６ダッシュパネル、１８ブレーキペダル、２０ブレーキアーム、２０ａブレーキペダルパッド、２２インパネリインフォース、２６インパネリインホースブラケット、２８ペダルブラケット、３２，４０揺動シャフト、３６リンクプレート、３８踏力伝達レバー、４４後退防止ブラケット、４４ａ第１固定部、４４ｂ第２固定部、４４ｃ第３固定部、１００ブレーキペダル装置。

Claims

ブレーキペダルが配置される車室の内外を隔てる隔壁とこの隔壁より車両後方の車体構成部材との間に配置されると共に前記隔壁に固定されるペダルブラケットと、
前記ペダルブラケットに揺動自在に支持されると共に一端にブレーキペダルを有するブレーキアームと、
前記ペダルブラケットに支持されると共に前記ブレーキペダルの前記隔壁側に向う変位をリンク機構を介して液圧変換部に伝達するように前記隔壁側に向かって揺動可能な踏力伝達レバーと、
前記車体構成部材と前記踏力伝達レバーとの間に配置されるブラケットであって、第１固定部において前記ペダルブラケットに固着され、第２固定部において前記車体構成部材に固着され、第３固定部において前記ペダルブラケットに回転自在に支持される後退防止ブラケットと、
を含み、
前記隔壁と前記車体構成部材との距離が縮まるように変位する所定値以上の外力を受けた場合、前記後退防止ブラケットと前記ペダルブラケットとの固着状態を解除し、前記第３固定部を中心に前記後退防止ブラケットと前記ペダルブラケットとを相対的に回転させて、前記踏力伝達レバーを前記後退防止ブラケットまたは前記車体構成部材の少なくとも一方と接触させて車両前方に揺動させ、
前記後退防止ブラケットは、前記所定値以上の外力を受けた場合に前記車体構成部材が変形する前に破断する破断部を前記第３固定部と前記第１固定部との間に有することを特徴とするブレーキペダル後退防止装置。