JP6141503B1

JP6141503B1 - ペダル装置

Info

Publication number: JP6141503B1
Application number: JP2016250566A
Authority: JP
Inventors: 和生常深
Original assignee: 和生常深
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: CN110325413A; WO2018123835A1; EP3560775A1; EP3560775A4; JP2018103705A; US20200101841A1; KR20190105020A

Abstract

【課題】既設のブレーキペダルを改造することなくこれに容易に装着可能で、ペダルの踏面を運転者側に突出させず、右足の踵をフロアに付けた状態でもブレーキ及びアクセルの操作を可能であって、制動時には必ずアクセル閉方向に作動し、ペダルを踏む位置の多少のズレを許容する、小型で簡易な構造で低コストなワンペダル方式のペダル装置を提供する。【解決手段】既設のブレーキペダルに装着可能なブラケットと該ブラケットから右方向に突出させたベースとからなるフレームと、該ベース上面に設けたスライド機構を介してベース上を左右に滑動可能に取り付けたアクセルパッドと、該アクセルパッドの位置を自動車のアクセル装置に伝達する伝達手段とを備えたペダル装置であって、前記ベースは前記ブラケットに向けて下る方向に傾斜させてなり、前記アクセルパッドは最も左に位置した状態において踏面がブレーキペダルの踏面よりも低くなる形状とし、前記アクセルパッドを左方向へと付勢する付勢手段を備えるとともに、前記ベースを右端が運転者側寄りとなる角度で前記ブラケットに設けてなることを特徴とするペダル装置。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のブレーキ操作機構とアクセル操作機構とを一体的に備えた所謂「ワンペダル」方式のペダル装置に関し、より具体的には、既設のアクセルペダルを撤去した上で、既設のブレーキペダルに装着してアクセル操作機構に接続することにより、単一のペダルでブレーキとアクセルの操作を可能とするペダル装置に関する。

所謂「ワンペダル」方式のペダル装置は、運転者が前方向に踏み込むブレーキペダルに足先で左右方向に操作可能なアクセル操作機構を一体的に設けたものが知られている。かかる構成により、運転者はブレーキペダルとアクセルペダルを踏み替える必要がなくなり、急制動を要する際の空走時間をなくして制動距離を短縮できるほか、ペダルの踏み間違えによる暴走事故を防ぐことができる。

かかるペダル装置としては、特許文献１及び２に開示された構成のものが代表的である。
たとえば、特許文献１に係るペダル装置（以下「先行技術１」と記す。）は、踏み込み操作するブレーキペダルに補助ペダルを連接して、補助ペダルに横方向へ操作するアクセルパッドを配設し、このアクセルパッドによりアクセル機構を操作するものである。また、特許文献２に係るペダル装置（以下「先行技術２」と記す。）は、ブレーキペダルに設けた軸部に回動可能に軸承されたアクセルペダルを足で回動させてアクセル機構を操作するものである。
特許４２４９０１０号公報特許５９９１２５７号公報

しかし、先行技術１は、既設のブレーキペダルの直上に取り付ける構成故に必然的に運転者側に装置（具体的にはペダルの踏面）が突出し、運転者の膝の位置もせり上がる形となってシートの座面と太腿裏側との間に空間が生じ、右足の自重がペダル装置に掛かりがちな状態が継続する。そのため、運転中の足への負担が大きくなって長時間走行に適しておらず、また、運転者の意思とは関係なく不用意にブレーキ操作を行ってしまう可能性もある。もちろん、アクセルペダルだけでなく既設のブレーキペダルをも撤去し、ペダル装置が運転者側に突出しないようブレーキ機構に改造を施すことは可能であるが、コストの増加だけでなく重要保安部品の改造に係る法令上の問題も生じるおそれがある。

一方、先行技術２は、同様の問題点を有するだけでなく、回動可能なアクセルペダル上に足裏全体を載置して操作するという発明の構成自体に別個の問題点を有する。特許文献２においては、踵を支点として爪先側を外旋させてアクセルパッドを操作することによる足首の疲労の蓄積を問題視し、足全体の内旋・外旋により操作可能であれば足の一部への疲労の蓄積を防止できるとしている。しかし、運転者の実態は、フロアに踵を付けてペダルを踏み替え操作することが一般的である。これは単に２ペダル操作への慣れによるものだけでなく、加減速等による走行中のＧ（加速度）の変化に対し、左足だけでなく右足の踵でも無意識に踏ん張り運転姿勢を保持しようとするためである。

先行技術２のように運転者側に突出したアクセルパッド上に足裏全体を載置した状態、すなわち、右足を常時浮かせた状態を強制された場合、足首への負担の軽減以上に前述の足全体の自重を支えることによる負担の方が大きくなる。また、右足は常時車体の中央寄りのブレーキペダル上に位置させざるを得ず、踵が常に浮いた状態となる以上、運転者は姿勢の保持に右足が一切使えない。たとえば、左カーブで右方向へのＧを受けた場合に、踵がフロアに接していれば右足で踏ん張りつつ足首だけでアクセルを操作できるところ、先行技術２の構成では、無意識に右足に力が入るとアクセルを掛けながらブレーキも掛かる状態となりかねず危険でもある。そもそも、走行中にブレーキペダルの位置で常時右足を浮かせた状態自体が、一般の運転者の感覚とは乖離しており、心理的にも好適とはいえない。

さらに、先行技術は複雑で嵩張る機構とならざるを得ない。先行技術１の構成では、ブレーキペダルの右側にアクセルワイヤーアーム、アクセルレバー、アクセルパッド等からなる複雑なアクセル機構が存在するため、緊急時の急制動の際にブレーキペダルを踏む足が少し右にずれたために、間違えてこれらのアクセル機構を踏み付けてしまった場合、十分なブレーキングが行えないおそれがあり、故障の原因ともなる。一方、先行技術２の構成では、そもそもアクセルパッドを回動可能に設置するためブレーキペダル自体が大型となっている。大型のペダルは、運転者の足元空間を圧迫し、乗降性の支障となるだけでなく、慣性重量の大きさによりペダルの操作性・操作感を損ね、フロアに落とした物品が下面に挟まってブレーキ操作を妨げる危険も増大させる。特に、左足が義足の身体障碍者では、感覚のない義足が無意識のうちにペダル装置に干渉して誤作動を生じさせる事案が発生しており、かかる問題の防止のためにも、ペダル装置においては簡素化・小型化の重要性が高い。

本願発明は、かかる先行技術の問題点に鑑みて、以下の技術的課題を解決するべくなされたものである。すなわち、（１）既設のブレーキペダルを改造することなくこれに容易に装着可能とすること。（２）ペダルの踏面を運転者側に突出させないこと。（３）右足の踵をフロアに付けた状態でもブレーキ及びアクセルの操作を可能とし、長時間の操作による疲労を軽減すること。（４）制動時には必ずアクセル閉方向に作動し、ペダルを踏む位置の多少のズレを許容すること。（５）可能な限り小型で簡易な構造で低コストとすること。

上記課題の解決のために、請求項１に記載したペダル装置は、既設のブレーキペダルに装着可能なブラケットと該ブラケットから右方向に突出させたベースとからなるフレームと、該ベース上面に設けたスライド機構を介して基板上を左右に滑動可能に取り付けたアクセルパッドと、該アクセルパッドの位置を自動車のアクセル装置に伝達する伝達手段とを備えたペダル装置であって、前記ベースは前記ブラケットに向けて下る方向に傾斜させてなり、前記アクセルパッドは最も左に位置した状態において踏面がブレーキペダルの踏面よりも高くない形状とし、前記アクセルパッドを左方向へと付勢する付勢手段を備えることを特徴とする。かかる構成により、本ペダル装置のアクセルパッドは、既設のブレーキペダルの右側、すなわち撤去した既設のアクセルペダルのあった位置にオフセットされて配置されることになる。

前記フレームは、ブラケットとベースを一体化したものであり、別体の部材を溶接またはボルト等で接合して構成してもよいが、急制動時における運転者の最大踏力に耐える対変形性・耐久性を備えるべく、鋼材を折り曲げまたはプレス加工して一体成形してもよい。また、前記ブラケットは、既設のブレーキペダルのペダルパッドに被せるようにこれを収容して固定できる構造とする。固定方法は任意であるが、適切な固定部材を介してボルト留めすることにより、自動車メーカーごとに異なるブレーキペダルの形状・大きさに対応可能な構成とすることができる。

前記スライド機構は、ベースの上面に固定され、アクセルパッドを左右、すなわちベースの長手方向に円滑に滑動させるよう支承し、脱落しないよう保持する構成とする。その機構は任意であるが、たとえば、ローラーまたはベアリングを介してアクセルパッドの下面を支承させるよう構成することができる。

前記アクセルパッドは、その踏面が既設のブレーキペダルの踏面と平行となり、かつ、ベース上で最も左側に位置した際には同じ高さかやや下に位置するような形状とする。具体的には、前後方向から見た断面形状を、下面がベースの傾斜に対応した傾斜を有する横向き略台形とすることで、アクセルパッドは、踏面の角度を変えることなくベース上を滑動し、右側、すなわちベースの先端に向けて移動するにつれて踏面の高さが上昇するように構成することができる。また、アクセルパッドの右端には、右足小指の外側が当接させるフリンジを設けることが望ましい。

前記伝達手段は、アクセルパッドの左右の位置変化を自動車の既設のアクセル装置に伝達してアクセルの開度を連続的に制御する機構である。その構造は任意であり、たとえば、ワイヤーケーブルの一端をアクセルパッドに係止し、他端をアクセル装置に接続して連係させることで、アクセルパッドが最も右側の位置においてアクセル開度が最大となり、最も左側の位置においてアクセルが全閉となるよう構成する。また、フレーム上にアクセルパッドの位置を機械的または電子的に検出して電気信号に変換する検出装置を設け、配線ケーブルを介してアクセル装置に電気信号を伝達するように構成してもよい。

前記付勢手段は、アクセルパッドを開放した場合に自動的にこれを左端、すなわちアクセル全閉の位置に復帰させる手段である。その構造は任意であるが、たとえば、アクセルパッドとブラケットとをスプリングで接続し、その収縮力によりアクセルパッドを左端に引き戻すように構成できる。かかる付勢手段は、前記スライド機構内に設けてもよい。また、アクセルパッドの右端に前記フリンジを設けることにより、運転中は付勢手段によりフリンジが運転者の右足小指の外側に密着する状態が維持されるため、微妙なアクセルワークが可能となる。

以上の構成を有するペダル装置の取り付け、操作及び作動は以下のとおりである。まず、取り付けの際は、既設のアクセルペダルをステーごと撤去した上で、ペダル装置のブラケットを既設のブレーキペダルに装着し固定し、伝達手段、たとえばワイヤーケーブルの他端を既設のアクセル機構に接続する。

運転の際は、運転者は右足の踵をフロアに置いた状態でアクセルパッドの踏面に足裏の前方を載せ、加速時には踵を軸に爪先を外旋させてアクセルパッドを右側に移動させることでアクセルが開き、減速時には爪先を内旋させてアクセルパッドを左側に移動させる。

制動時にはアクセルパッドを前方に踏み込むことでブレーキが掛かる。この際、アクセルパッドが滑動するベースはブラケット側に向けて傾斜しているため、前方への踏圧は左下方向へのベクトルに変換され、アクセルパッドは強制的に左側に移動する。すなわち、運転者が意識的にアクセルパッドを左側に移動させようとしなくても、単にアクセルパッドを前方に踏み込むだけでアクセルを閉じる付勢が作用するのである。

次に、請求項２に記載したペダル装置は、請求項１に係るペダル装置であって、前記ベースを右端が運転者側寄りとなる角度で前記ブラケットに設けてなることを特徴とする。

前述のとおりアクセルの開閉は、運転者が右足の爪先を外旋・内旋することにより行うが、かかる旋回をフロアに付けた踵を軸として行う場合、当然に爪先は円弧を描く。ここで、ベースに右端が運転者側寄りとなる角度を設けておくことで、アクセルパッドの滑動方向が爪先の円弧に沿う形となるため、アクセルを開くにつれてアクセルパッドと踵との距離が拡がることはなくなり、より円滑なアクセル操作が可能となる。また、制動の際のアクセルパッドの滑動方向は左前方向きとなり、アクセルパッドを前方に踏み込む踏力は左寄りに変換されるため、角度を設けない場合に比べてより確実にアクセルを閉じるように作用するのである。

以上の構成により、本願発明に係るペダル装置は、先行技術に比べて以下のような優れた効果を奏する。
（１）既設のブレーキペダルを改造することなくこれに容易に装着可能であるため、導入コストを低減できる。（２）踏面までの距離を変化させないため、運転者の膝の位置も変わらず、先行技術のように足全体への負担を増加させない。（３）右足の踵をフロアに付けた状態でスムーズにブレーキ及びアクセルの操作が行える。また、先行技術のように右足を車体の中央寄りに置かず、従来通りの自然な運転姿勢が保てるため、長時間の運転の疲労や心理的な違和感を軽減できる。さらに、左旋回時等において必要に応じて右足も姿勢保持に使用できるため、運転姿勢の安定性が高まる。（４）ベースの方向に上下・前後それぞれ角度を設けることにより、制動時においてアクセル閉方向への付勢が強化されるため、制動の確実性が向上する。また、アクセルパッドとブラケットが一体として既設のブレーキペダルに取り付けられているため、事実上ブレーキペダルとしての踏面が拡大しており、ペダル装置のどこを踏んでもブレーキが掛かるという点でも制動の確実性が向上する。（５）外形上フレームとアクセルパッドのみからなる小型で簡易な構造であり、外部に装置が露出していないため、車室内の構造との干渉や異物が挟まるおそれ、誤操作や故障の可能性も小さい。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るペダル装置の実施形態を示す斜視図、図２は平面図、図３は図２中の矢印Ｖの方向から見た正面図である。図４はペダル装置１を既設のブレーキペダルＢに装着して使用する状態を右側から見た側面図である。また、図５乃至図８はペダル装置１の操作及び作用を示す図であり、図５は加速時（アクセル開）の平面図、図６は正面図、図７は制動時（アクセル閉）の平面図、図８は正面図である。

ペダル装置１は、ブレーキペダルＢのペダルパッドＢｐを覆うように装着可能な略箱型のブラケット１０ａの右側面を下方に延長してその下端から長方形の板材であるベース１０ｂを右方に突出させた構造のフレーム１０と、ベース１０ｂの上面に配設したスライド機構１１を介して左右方向、すなわちベース１０ｂの長手方向の軸線に沿って滑動可能に取り付けたアクセルパッド２０、アクセルパッド２０の位置変化を既設のアクセル装置（図示せず）に伝える伝達手段としてのワイヤーケーブル１２からなる。

ブラケット１０ａの右側面は、前後方向の軸線に対してオフセット角ｄ１で右方に傾斜させているため、アクセルパッド２０の滑動方向の軸線もｄ１の角度で手前側、すなわち運転者側にオフセットしている。また、ベース１０ｂは、ブラケット１０ａの上面に対してオフセット角ｄ２で上方に傾斜させており、アクセルパッド２０はこの傾斜に沿ってベース１０ｂ上を滑動する。ｄ１、ｄ２は、アクセルパッド２０の滑動許容距離Ｓに対応して任意に設定可能であるが、滑動許容距離を４０ｍｍとした場合、１３°程度が好適である。

かかるオフセット角ｄ１を設けたことにより、運転者が踵をフロアに付けて爪先を外旋させてアクセルを開く際に、踵とアクセルパッド２０との距離が一定に保たれ、アクセルを開く操作が円滑に行える。また、オフセット角ｄ２を設けたことにより、制動時に前方に踏み込んだ踏圧が左下方向へのベクトルに変換され、アクセルパッド２０が強制的に左側に移動してアクセル閉の付勢を生じさせ、制動の確実性が向上する。

アクセルパッド２０は、前記Ｖ方向から見て右側に向けて先すぼまりの略台形のブロックであって、ベース１０ｂ上に取り付けた状態で踏面となる上面がブラケット１０ａの上面と平行をなすよう構成し、上面の右端には運転者が右足小指の外側を当接させるフリンジ２１を設けている。アクセルパッド２０の高さは、少なくともベース１０ｂ上の左端の位置において、その踏面がブラケット１０ａよりも低くなる高さとする。これにより、制動時に踏み込んだ足先がブラケット１０ａによって制止されるので、不用意にペダル装置１を踏み外すおそれがなくなる。また、図４に示す如くアクセルパッド２０の踏面は既設のブレーキペダルＢのペダルパッドＢｐと同じ角度をなし、膝からの距離もほぼ同じであるため、運転者の足がせり上がってシートの座面と太腿裏側との間に空間が生じることもなく、従来通りの自然な操作感が得られる。

なお、アクセルパッド２０はその全体、または少なくとも踏面をゴム製とし、滑り止めのための凹凸パターンを設けている。また、アクセルパッド２０の左端とブラケット１０との間の隙間はアクセルパッド２０の移動に応じて伸縮可能なダストブーツ２２で覆っており、異物の挟み込みや埃の侵入を防いでいる。

スライド機構１１は、その構造を図示していないが、アクセルパッド２０を滑動許容範囲Ｓ内で左右方向に滑らかに滑動させ得る構造であればよく、たとえば、軸線方向のレールとローラーまたはベアリングを組み合わせ、アクセルパッド２０の移動を滑動許容範囲Ｓ内に制限するストッパーを両端に設けるものとする。

ワイヤーケーブル１２は、一端をアクセルパッド２０の左端に固定し、他端は既設のアクセル装置と接続しており、アクセルパッド２０の移動により機械的にアクセル装置に開閉を行わせる。ワイヤーケーブル１２は、ペダル装置１の動きや運転者の左足に干渉しないようブラケット１０ａ内を経由してブレーキペダルＢのステーＢｓに沿って上方に導出する配置とし、ブラケット１０ａ内および露出部についてはチューブ１３で被覆しておく。

以上、本発明に係るペダル装置の具体的な構成について説述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において改良または改変が可能であり、それらは本発明の技術的範囲に属するものである。

本発明は、各種自動車等の既設のブレーキペダルに直接装着し、アクセルペダルを撤去したアクセル装置とワイヤーケーブルを接続して連係させることにより適用可能である。自動車側の大規模な改修を必要とせず構造も簡易で嵩張らないため、軽自動車等にも低コストで普及させることが可能である。また、従来技術のワンペダル方式に比べて操作性や運転姿勢を大きく変化させないため、高齢者等の運転者の適応もより容易である。

実施形態に係るペダル装置の斜視図実施形態に係るペダル装置の平面図実施形態に係るペダル装置の正面図既設のブレーキペダルに装着した使用状態を右側から見た側面図加速時（アクセル開）の平面図加速時（アクセル開）の正面図制動時（アクセル閉）の平面図制動時（アクセル閉）の正面図

Ｂ既設のブレーキペダル
Ｂｐペダルパッド（既設のブレーキペダル）
Ｂｓステー（既設のブレーキペダル）
ｄ１オフセット角（ブラケット）
ｄ２オフセット各（ベース）
Ｓ滑動許容範囲
１ペダル装置
１０フレーム
１０ａブラケット
１０ｂベース
１１スライド機構
１２ワイヤーケーブル
１３チューブ
２０アクセルパッド
２１ストッパー
２２ダストブーツ

Claims

既設のブレーキペダルに装着可能なブラケットと該ブラケットから右方向に突出させたベースとからなるフレームと、該ベース上面に設けたスライド機構を介してベース上を左右に滑動可能に取り付けたアクセルパッドと、該アクセルパッドの位置を自動車のアクセル装置に伝達する伝達手段とを備えたペダル装置であって、前記ベースは前記ブラケットに向けて下る方向に傾斜させてなり、前記アクセルパッドは最も左に位置した状態において踏面がブレーキペダルの踏面よりも高くない形状とし、前記アクセルパッドを左方向へと付勢する付勢手段を備えることを特徴とするペダル装置。
前記ベースを右端が運転者側寄りとなる角度で前記ブラケットに設けてなることを特徴とする、請求項１に記載のペダル装置。