JP7143271B2 - ブレーキペダル装置 - Google Patents

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Description

本発明は、バイワイヤシステムで使用され、踏込操作を油圧式ブレーキの操作フィーリングに近付けるための反力機構を備えたブレーキペダル装置に関するものである。
従来より、上記ブレーキペダル装置に関し、種々の技術が提案されている。
例えば、下記特許文献1に記載の技術は、ブレーキぺダルの踏み込み力を検知する踏力センサからの出力に応じてブレーキ力を制御するブレーキ制御装置において、ブレーキぺダルのアーム側に設けた第1バネ座とこの第1バネ座に対向して車体側に配置した第2バネ座との間に、二つのスプリングを配置し、その内一方のスプリングを第1バネ座と第2バネ座とによって挟持し、他方のスプリングを第1バネ座、第2バネ座のいづれか一方と所定の隙間を持って配置し、ブレーキぺダルのストロークが前記隙間を越えたときに、前記二つのスプリングのバネ力が反力としてブレーキぺダルに作用すべく構成したことを特徴とする。
特開平9-254778号公報
しかしながら、ブレーキぺダルが踏み込まれることによって、第1バネ座又は第2バネ座が所定の隙間を移動して他方のスプリングに当接すると、他方のスプリングには、その軸方向とは異なる方向に荷重が作用し易い。そのため、他方のスプリングが、その径方向へ撓む、所謂スプリングの座屈現象が起きる虞があった。
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、踏込操作された際のブレーキペダルを、自由長が異なる2つの圧縮コイルバネの各撓み量に応じて、反踏込方向へ付勢する反力機構において、各圧縮コイルバネの径方向への変形を抑制することが可能なブレーキペダル装置を提供することを課題とする。
この課題を解決するためになされた請求項1に係る発明は、ブレーキペダル装置であって、車体に固定されるベース部材と、ベース部材に対して回動可能に支持され、踏込操作に用いられる踏部を有するブレーキペダルと、ベース部材又はブレーキペダルと回動可能に支持される一対のホルダーと、一対のホルダーに挟持される長尺圧縮コイルバネと、長尺圧縮コイルバネよりも短い自由長を有し、一対のホルダーの間に配設される短尺圧縮コイルバネと、を備え、ブレーキペダルの踏部が踏込操作されたときの踏込方向とは逆の反踏込方向へ、長尺、短尺圧縮コイルバネの各撓み量に応じて、ブレーキペダルを付勢する反力機構と、を備え、長尺、短尺圧縮コイルバネは、外側圧縮コイルバネと、外側圧縮コイルバネの内径よりも小さい外径を有し、外側圧縮コイルバネの内部に配設される内側圧縮コイルバネと、で構成され、一対のホルダーは、外側、内側圧縮コイルバネの一端又は他端が当接する円形壁部と、円形壁部の周縁から一対のホルダーの間へ突出し、外側圧縮コイルバネの一端側外周又は他端側外周が内接する周壁部と、一対のホルダーのうち一方側ホルダーの円形壁部の中心から一方側ホルダーの軸に沿って内側圧縮コイルバネの内部へ突出し、内側圧縮コイルバネの一端側内周が摺接する一方側突出部と、一対のホルダーのうち他方側ホルダーの円形壁部の中心から他方側ホルダーの軸に沿って内側圧縮コイルバネの内部へ突出し、内側圧縮コイルバネの他端側内周が摺接する基端部と、基端部よりも細い先端部とを有する他方側突出部と、一方側突出部の先端面に設けられ、他方側突出部の先端部が嵌入される開穴であって、開穴の中心が一方側ホルダーの軸上を一方側突出部の基端側へ変位するに伴って移動する開穴の外縁を連ねて形成される曲面を内周壁とする軸穴部と、を備え、他方側突出部の先端部が軸穴部に対して嵌挿状態にあることによって、外側、内側圧縮コイルバネの同心配置が保持され、他方側突出部の先端部が軸穴部の内周壁で摺動案内されることによって、一対のホルダーを同軸上で近接又は隔離させることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のブレーキペダル装置であって、反力機構は、一方側ホルダー又は他方側ホルダーの円形壁部と、長尺圧縮コイルバネ又は短尺圧縮コイルバネの一端又は他端との間に介在するクッション部材を備えることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のブレーキペダル装置であって、反力機構は、一方側ホルダー又は他方側ホルダーの円形壁部に設けられ、クッション部材の一端側又は他端側が嵌着される溝部を備えることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項2又は請求項3に記載のブレーキペダル装置であって、反力機構は、短尺圧縮コイルバネの一端又は他端とクッション部材とで挟着され、短尺圧縮コイルバネの復元力に耐え得る剛性を有する受け部材を備えることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項4に記載のブレーキペダル装置であって、受け部材は、受け部材の一面側に設けられ、短尺圧縮コイルバネの一端側又は他端側が嵌着される一面側溝部と、受け部材の一面側とは逆の他面側に設けられ、クッション部材の一端側又は他端側が嵌着される他面側溝部と、を備えることを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項4又は請求項5に記載のブレーキペダル装置であって、受け部材は、開口部を有する環状体であり、開口部を形成する受け部材の内周縁は、一方側突出部の外周、又は他方側突出部の基端部の外周に摺接することを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項3に記載のブレーキペダル装置であって、反力機構は、一方側ホルダー又は他方側ホルダーの円形壁部から一対のホルダーの間へ突出し、溝部を形成するリブを備え、リブは、円形壁部の径方向に延在することによって、短尺圧縮コイルバネの一端又は他端と当接し得ることを特徴とする。
本発明のブレーキペダル装置は、踏込操作された際のブレーキペダルを、自由長が異なる2つの圧縮コイルバネの各撓み量に応じて、反踏込方向へ付勢する反力機構において、各圧縮コイルバネの径方向への変形を抑制することが可能である。
第1実施形態のブレーキペダル装置が表された斜視図ある。 同ブレーキペダル装置が表された平面図である。 同ブレーキペダル装置が表された側面図である。 同ブレーキペダル装置の前側ホルダー等が表された斜視図である。 同ブレーキペダル装置の後側ホルダー等が表された斜視図である。 同ブレーキペダル装置を図3の線I-Iで切断した際の断面が表された図である。 踏込操作時の同ブレーキペダル装置が表された側面図である。 踏込操作時の同ブレーキペダル装置が表された側面図である。 同ブレーキペダル装置におけるペダルストロークと踏力との関係が表された図である。 第2実施形態ブレーキペダル装置の後側ホルダーとクッション部材等が表された斜視図である。 同ブレーキペダル装置を同線I-Iで切断した断面が表された図である。 同ブレーキペダル装置を同線I-Iで切断した断面が表された図である。 第3実施形態の後側ホルダーとクッション部材と受け部材等が表された斜視図である。 同ブレーキペダル装置を同線I-Iで切断した断面が表された図である。 同ブレーキペダル装置を同線I-Iで切断した断面が表された図である。 第4実施形態ブレーキペダル装置の後側ホルダーとクッション部材等が表された斜視図である。 同ブレーキペダル装置の後側ホルダーとクッション部材等が表された斜視図である。 同ブレーキペダル装置の前側ホルダーが表された斜視図である。 同ブレーキペダル装置を同線I-Iで切断した断面が表された図である。 同ブレーキペダル装置を同線I-Iで切断した断面が表された図である。
以下、本発明に係るブレーキペダル装置について、具体化した各実施形態に基づき、図面を参照しつつ説明する。以下の説明に用いる各図面では、基本的構成の一部が省略されて描かれており、描かれた各部の寸法比等は必ずしも正確ではない。また、各図における上下方向、前後方向、及び左右方向は、各図に記載された通りである。
各実施形態では、本発明に係るブレーキペダル装置のブレーキペダルが、コントロールユニットを介して、ブレーキアクチュエーターと電線で接続されている。コントロールユニットは、ブレーキペダルに対する踏込操作に応じた電気信号に基づいて、ブレーキアクチュエーターを制御し、ブレーキキャリパーを作動させる。つまり、本発明に係るブレーキペダル装置は、バイワイヤシステムを採用した車両に搭載されるものである。尚、このような技術を実施するための構成については、公知技術であることから、詳細な説明を省略する。
また、各実施形態では、本発明に係るブレーキペダル装置は、オルガン式のものであるが、吊り下げ式のものであってもよい。
(1)第1実施形態
先ず、本発明を具体化した第1実施形態について説明する。図1乃至図3に表されたように、第1実施形態のブレーキペダル装置10は、ベース部材20、ブレーキペダル40、及び反力機構50等を備えている。
ベース部材20は、溶融樹脂を射出成形して製造された樹脂成形品であって、前側ベース部材22、後側ベース部材24、左側ベース部材26、及び右側ベース部材28等から構成されている。前側ベース部材22及び後側ベース部材24は、前後方向で互いに向かい合っている。これに対して、左側ベース部材26及び右側ベース部材28は、左右方向で互いに向かい合っている。
更に、左側ベース部材26及び右側ベース部材28には、それらの前後の両端において、前側ベース部材22及び後側ベース部材24が連なっている。これにより、ベース部材20の中央には、前側ベース部材22、後側ベース部材24、左側ベース部材26、及び右側ベース部材28に囲まれた、開口部30が形成されている。そのため、ベース部材20は、平面視で枠状をなしている。
後側ベース部材24には、その左右の両端部において、一対の取付穴25,25が形成されている。左側ベース部材26には、その前側ベース部材22寄りにおいて、取付穴27が形成されている。右側ベース部材28には、その前側ベース部材22寄りにおいて、取付穴29が形成されている。各取付穴25,25,27,29には、インサート成形によって、金属製のカラーが嵌め込まれている。各取付穴25,25,27,29のカラーには、ベース部材20が車両フロア11に当接された状態において、固定ボルト(不図示)が挿入される。これにより、ベース部材20は、車両フロア11に固定される。
前側ベース部材22には、上方へ突出する一対の対向ブラケット部32,32が設けられている。一対の対向ブラケット部32,32は、ベース部材20の左右方向の中心を示す中心線を挟んで、互いに向き合っている。尚、左側ベース部材26及び右側ベース部材28においては、その後側ベース部材24寄りが、上方へ張り出している。
ブレーキペダル40は、ベース部材20と同様な樹脂成形品であって、溶融樹脂を射出成形して製造されるものである。 ブレーキペダル40の上端側には、踏部42が設けられている。ブレーキペダル40の前端側には、ブレーキペダル40の下端寄りにおいて、後方へ窪んだ凹部44が形成されている。
ブレーキペダル40は、その下端側が、左側、右側ベース部材26,28の間において、後側ベース部材24寄りに介在した状態にあり、回動ボルトB及びナットNによって回動可能に支持されている。そのため、ブレーキペダル40の下端側と、左側、右側ベース部材26,28の後側ベース部材24寄りには、回動ボルトBを通すための金属製のカラー(不図示)が、インサート成形によって設けられている。左側ベース部材26では、回動ボルトBの頭部が当接されている。これに対して、右側ベース部材28では、回動ボルトBの先端部が右方へ突き出しており、その突き出し部分にナットNがねじ込まれている。
反力機構50は、前側ベース部材22とブレーキペダル40との間に取り付けられることによって、ベース部材20の開口部30上に配設されている。反力機構50は、前側ホルダー52、後側ホルダー54、外側圧縮コイルバネ56、及び内側圧縮コイルバネ58等を備えている。
外側圧縮コイルバネ56及び内側圧縮コイルバネ58は、円筒形の金属製品である。外側圧縮コイルバネ56は、前側ホルダー52と後側ホルダー54とに挟まれた状態で支持されている。内側圧縮コイルバネ58は、前側ホルダー52と後側ホルダー54との間において、外側圧縮コイルバネ56の内部に配設されている。そのため、内側圧縮コイルバネ58の外径は、外側圧縮コイルバネ56の内径よりも小さい。また、内側圧縮コイルバネ58の自由長は、外側圧縮コイルバネ56の自由長よりも短い(後述の図6参照)。尚、外側、内側圧縮コイルバネ56,58の支持構造の詳細については、後述する。
前側ホルダー52には、その前方側において、差込ブラケット部53が突設されている。前側ホルダー52は、その差込ブラケット部53を挟み込んだ前側ベース部材22の一対の対向ブラケット部32,32において、回動ピンP1及び抜止ワッシャーW1で回動可能に支持されている。これに対して、後側ホルダー54は、その後方側において、差込ブラケット部55が突設されている。後側ホルダー54は、その差込ブラケット部55を入れ込んだ凹部44が形成されたブレーキペダル40の下端寄りにおいて、回動ピンP2及び抜止ワッシャーW2(後述の図6参照)で回動可能に支持されている。回動ピンP2は、回動ピンP1よりも高い位置に設けられている。そのため、反力機構50は、前方へ向かうに連れて下方へ向かう傾斜姿勢である。尚、前側、後側ホルダー52,54の支持構造の詳細については、後述する。
前側ホルダー52は、ベース部材20と同様な樹脂成形品であって、溶融樹脂を射出成形して製造されるものである。図4に表されたように、前側ホルダー52は、円板状の円形壁部60を備えている。円形壁部60には、外周壁部62、内周壁部64、及び円柱部66等が設けられている。外周壁部62は、円形壁部60の周縁から後方へ延び出ており、円筒状の壁面を形成している。外周壁部62の内径は、上記外側圧縮コイルバネ56の外径と略同一である。
内周壁部64は、外周壁部62に囲まれた円形壁部60の内面から後方へ延び出た、円筒状のリブであって、外周壁部62とは一定間隔を置いて対向している。これにより、内周壁部64と外周壁部62との間には、円環状の溝部72が形成されている。内周壁部64の外径は、上記外側圧縮コイルバネ56の内径よりも、僅かに小さい。従って、溝部72には、上記外側圧縮コイルバネ56の前端部を内挿させることが可能である(後述の図6参照)。尚、内周壁部64の延出長さは、外周壁部62の延出長さよりも短い。
円柱部66は、外周壁部62に囲まれた円形壁部60の内面中央において、後方へ突出している。更に、円柱部66は、その軸が、円形壁部60の中心を通る前側ホルダー52の軸61と一致するように設けられている。円柱部66の側面には、その長手方向に沿って、4個の縦リブ68が立設されている。各縦リブ68は、円柱部66の周方向において、90度の等角度ピッチで配設されている。各縦リブ68の立設高さ、つまり円柱部66の径方向における各縦リブ68の長さは、一定である。但し、各縦リブ68の後端側は、後方へ向かうに連れて円柱部66の側面に近づく傾斜面になっている。
これに対して、各縦リブ68の前端側には、横リブ69が連設されている。各横リブ69は、円形壁部60の径方向に沿って延び、各縦リブ68と内周壁部64とに連なっている。各横リブ69の間には、補間リブ70が設けられている。各補間リブ70は、円形壁部60の径方向に沿って延び、円柱部66の側面と内周壁部64とに連なっている。このようして、各横リブ69と各補間リブ70は、円柱部66の周方向において、45度の等角度ピッチで交互に配設されている。各横リブ69の端面、各補間リブ70の端面、及び内周壁部64の端面は、面一に連なり、前側ホルダー52の軸61と直交関係にある。
内側圧縮コイルバネ58の内径は、前側ホルダー52がその軸61を中心に回転することによって円柱部66の各縦リブ68の外縁で描かれる円の直径と略同一である。そのため、円柱部66は、内側圧縮コイルバネ58の前端側に内挿されると、各縦リブ68を介して、内側圧縮コイルバネ58の前端側内周と滑る状態で接する(後述の図6参照)。
円柱部66には、軸穴部74が形成されている。軸穴部74は、開穴76及び内周壁78等で構成されている。開穴76は、円状であって、円柱部66の先端面に設けられている。内周壁78は、開穴76の中心が、前側ホルダー52の軸61上を円柱部66の先端から基端側へ変位するに伴って移動する開穴76の外縁を連ねて形成される曲面である。
前側ホルダー52では、円柱部66とは逆側にある円形壁部60の外面中央において、差込ブラケット部53が突設されている。差込ブラケット部53には、インサート成形によって、金属製のカラーCが嵌め込まれている。
後側ホルダー54は、ベース部材20と同様な樹脂成形品であって、溶融樹脂を射出成形して製造されるものである。図4及び図5に表されたように、後側ホルダー54は、円板状の円形壁部80を備えている。円形壁部80には、外周壁部82及び突片部83等が設けられている。外周壁部82は、円形壁部80の周縁から後方へ延び出ており、円筒状の壁面を形成している。外周壁部82の内径は、上記外側圧縮コイルバネ56の外径と略同一である。
突片部83は、外周壁部82に囲まれた円形壁部80の内面中央において、前方へ突出している。更に、突片部83は、その軸が、円形壁部80の中心を通る後側ホルダー54の軸81と一致するように設けられている。突片部83は、円柱台84及び柱状部88等を有している。
円柱台84は、円形壁部80の内面から突出し、突片部83の基端側を構成している。円柱台84の側面には、その長手方向に沿って、4個の縦リブ86が立設されている。各縦リブ86は、円柱台84の周方向において、90度の等角度ピッチで配設されている。各縦リブ86の立設高さ、つまり円柱台84の径方向における各縦リブ86の長さは、一定である。但し、各縦リブ86の前端側は、前方へ向かうに連れて円柱台84の側面に近づく傾斜面になっている。
後側ホルダー54がその軸81を中心に回転することによって円柱台84の各縦リブ86の外縁で描かれる円の直径は、内側圧縮コイルバネ58の内径と略同一である。そのため、円柱台84は、内側圧縮コイルバネ58の後端側に内挿されると、各縦リブ86を介して、内側圧縮コイルバネ58の後端側内周と滑る状態で接する(後述の図6参照)。
柱状部88は、円柱台84の先端面から突出する十字リブであって、突片部83の先端側を構成している。後側ホルダー54がその軸81を中心に回転することによって柱状部88の外縁で描かれる円の直径は、前側ホルダー52の軸穴部74(つまり、開穴76及び内周壁78)の直径と略同一である。そのため、柱状部88は、前側ホルダー52の軸穴部74にその開穴76から挿入されると、軸穴部74の内周壁78と滑る状態で接する(後述の図6参照)。尚、柱状部88の先端側は、前方へ向かうに連れて後側ホルダー54の軸81に近づく傾斜面になっている。
後側ホルダー54では、突片部83とは逆側にある円形壁部80の外面中央において、差込ブラケット部55が突設されている。差込ブラケット部55には、インサート成形によって、金属製のカラーCが嵌め込まれている。
図6に表されたように、反力機構50では、前側ホルダー52の円柱部66に対して、内側圧縮コイルバネ58の前端側が挿入される。これにより、円柱部66は、各縦リブ68を介して、内側圧縮コイルバネ58の前端側内周に摺接した状態にある。前側ホルダー52の溝部72には、円柱部66及び内側圧縮コイルバネ58を内挿した状態の外側圧縮コイルバネ56が挿入される。これにより、溝部72を形成する外周壁部62は、外側圧縮コイルバネ56の前端側外周に内接した状態にある。
これに対して、後側ホルダー54の突片部83の柱状部88は、内側圧縮コイルバネ58にその後端から内挿され、更に、前側ホルダー52の円柱部66の軸穴部74にその開穴76から挿入される。これにより、前側ホルダー52の円柱部66の軸穴部74では、後側ホルダー54の突片部83の柱状部88が嵌挿した状態にある。
その際、内側圧縮コイルバネ58の後端側内周は、後側ホルダー54の突片部83の円柱台84に各縦リブ86を介して摺接した状態にある。更に、後側ホルダー54の外周壁部82内には、外側圧縮コイルバネ56の後端側が挿入される。これにより、後側ホルダー54の外周壁部82は、外側圧縮コイルバネ56の後端側外周に内接した状態にある。
また、外側圧縮コイルバネ56の前端は、前側ホルダー52の円形壁部60の内面に当接した状態にあり、外側圧縮コイルバネ56の後端は、後側ホルダー54の円形壁部80の内面に当接した状態にある。反力機構50は、上述したように、前方へ向かうに連れて下方へ向かう傾斜姿勢にある。そのため、内側圧縮コイルバネ58の前端は、前側ホルダー52の各横リブ69等に当接した状態にある。これに対して、内側圧縮コイルバネ58の後端は、間隔12を空けて、後側ホルダー54の円形壁部80に対向した状態にある。
このようにして、反力機構50が組み付けられると、前側ホルダー52の軸61と後側ホルダー54の軸81は、一致し、各回動ピンP1,P2の中心を通った反力機構50の軸51を形成する。そのため、外側、内側圧縮コイルバネ56,58は、反力機構50の軸51を中心にして、同心配置が保持された状態になる。更に、後側ホルダー54の突片部83の柱状部88が、前側ホルダー52の軸穴部74の内周壁78で摺動案内されると、前側、後側ホルダー52,54は、反力機構50の軸51に沿って近接又は隔離する。
ベース部材20の一対の対向ブラケット部32,32には、インサート成形によって、金属製のカラーCが嵌め込まれている。ベース部材20の一対の対向ブラケット部32,32の各カラーC間には、前側ホルダー52の差込ブラケット部53のカラーCが介在し、各カラーCの内部空間が左右方向で連通した状態にある。そのような状態において、回動ピンP1が、左側の対向ブラケット部32のカラーCから、差込ブラケット部53のカラーCを介して、右側の対向ブラケット部32のカラーCまで通されている。左側の対向ブラケット部32では、回動ピンP1の頭部が左方へ突き出ている。これに対して、右側の対向ブラケット部32では、回動ピンP1の先端部が右方へ突き出しており、その突き出し部分に抜止ワッシャーW1が取り付けられている。これにより、前側ホルダー52は、ベース部材20に回動可能に支持されている。
ブレーキペダル40の凹部44の左右側には、インサート成形によって、金属製の一対のカラーC,Cが嵌め込まれている。ブレーキペダル40の凹部44の左右側の各カラーC間には、後側ホルダー54の差込ブラケット部55のカラーCが介在し、各カラーCの内部空間が左右方向で連通した状態にある。そのような状態において、回動ピンP2が、ブレーキペダル40の凹部44の左側のカラーCから、差込ブラケット部55のカラーCを介して、ブレーキペダル40の凹部44の右側のカラーCまで通されている。ブレーキペダル40の左面では、回動ピンP2の頭部が左方へ突き出ている。これに対して、ブレーキペダル40の右面では、回動ピンP2の先端部が右方へ突き出しており、その突き出し部分に抜止ワッシャーW2が取り付けられている。これにより、後側ホルダー54は、ブレーキペダル40に回動可能に支持されている。
このようにして、ブレーキペダル装置10では、反力機構50が、その前側、後側ホルダー52,54の差込ブラケット部53,55を介して、ベース部材20とブレーキペダル40とに回動可能に支持されている。
図7に表されたように、ブレーキペダル装置10では、踏込操作によってブレーキペダル40の踏部42が踏み込まれると、ブレーキペダル40が踏込方向X1へ回動ボルトBを中心に回転する。これにより、回動ピンP2には、反力機構50の後側ホルダー54を前側ホルダー52側へ向かわせる力が、反力機構50の軸51に沿って作用する。そのため、後側ホルダー54は、その柱状部88が前側ホルダー52の軸穴部74の内周壁78で摺動案内されながら、前側ホルダー52側へ移動する。
その際、後側ホルダー54の円形壁部80が内側圧縮コイルバネ58の後端に当接するまで、つまり、後側ホルダー54の円形壁部80と内側圧縮コイルバネ58の後端との間隔12がなくなるまでは、外側圧縮コイルバネ56のみが撓む。これにより、回動ピンP2には、外側圧縮コイルバネ56の復元力が、反力機構50の軸51に沿って作用する。そのため、ブレーキペダル40は、外側圧縮コイルバネ56の撓み量に応じて、踏込方向X1とは逆の反踏込方向X2へ付勢される。つまり、踏込操作には、外側圧縮コイルバネ56の撓み量に応じた踏力Fが必要である。
その後、図8に表されたように、ペダルストロークSが大きくなり、後側ホルダー54の円形壁部80が内側圧縮コイルバネ58の後端に当接すると、つまり、後側ホルダー54の円形壁部80と内側圧縮コイルバネ58の後端との間隔12が無くなると、外側圧縮コイルバネ56に加えて、内側圧縮コイルバネ58が撓む。これにより、回動ピンP2には、外側、内側圧縮コイルバネ56,58の各復元力が、反力機構50の軸51に沿って作用する。そのため、ブレーキペダル40は、外側、内側圧縮コイルバネ56,58の各撓み量に応じて、踏込方向X1とは逆の反踏込方向X2へ付勢される。つまり、踏込操作には、外側、内側圧縮コイルバネ56,58の各撓み量に応じた踏力Fが必要である。
従って、踏力FとペダルストロークSの関係は、図9に表された線図となる。上記間隔12が無くなる、折点14までのペダルストロークSでは、外側圧縮コイルバネ56の圧縮エネルギー16のみに応じた踏力Fが必要であるが、折点14を超えるペダルストロークSでは、外側圧縮コイルバネ56の圧縮エネルギー16と内側圧縮コイルバネ58の圧縮エネルギー18との和に応じた踏力Fが必要である。このような踏力FとペダルストロークSの関係は、操作フィーリングに優れ、更に、外側、内側圧縮コイルバネ56,58の各バネ定数の設定によって、油圧式ブレーキの操作フィーリングに近づけることが可能である。
以上詳細に説明した通り、第1実施形態のブレーキペダル装置10では、踏込操作された際のブレーキペダル40を、自由長が異なる外側、内側圧縮コイルバネ56,58の各撓み量に応じて、反踏込方向X2へ付勢する反力機構50において、外側圧縮コイルバネ56の両端側外周を前側、後側ホルダー52,54に当接させ、内側圧縮コイルバネ58の両端側内周を前側、後側ホルダー52,54に当接させている。更に、反力機構50は、そのようにして外側、内側圧縮コイルバネ56,58が備え付けられた前側、後側ホルダー52,54を、反力機構50の軸51に沿って近接又は隔離させている。これにより、第1実施形態のブレーキペダル装置10は、外側、内側圧縮コイルバネ56,58の径方向への変形を抑制している。
従って、第1実施形態のブレーキペダル装置10は、反力機構50に必要なバネ特性を、外側、内側圧縮コイルバネ56,58で確実に実現できる。
ちなみに、車両フロア11は、「車体」の一例である。前側、後側ホルダー52,54は、「一対のホルダー」の一例である。前側ホルダー52は、「一方側ホルダー」の一例である。前側ホルダーの軸61は、「一方側ホルダーの軸」の一例である。外周壁部62は、「周壁部」の一例である。円柱部66は、「一方側突出部」の一例である。後側ホルダー54は、「他方側ホルダー」の一例である。後側ホルダーの軸81は、「他方側ホルダーの軸」の一例である。突片部83は、「他方側突出部」の一例である。円柱台84は、「基端部」の一例である。柱状部88は、「先端部」の一例である。
外側圧縮コイルバネ56は、「長尺圧縮コイルバネ」の一例である。外側圧縮コイルバネ56の前端は、「長尺圧縮コイルバネの一端」の一例である。外側圧縮コイルバネ56の後端は、「長尺圧縮コイルバネの他端」の一例である。内側圧縮コイルバネ58は、「短尺圧縮コイルバネ」の一例である。内側圧縮コイルバネ58の前端は、「短尺圧縮コイルバネの一端」の一例である。内側圧縮コイルバネ58の後端は、「短尺圧縮コイルバネの他端」の一例である。
尚、本発明は第1実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前側ホルダー52の円柱部66は、各縦リブ68を介さずに、内側圧縮コイルバネ58の前端側内周と滑る状態で接するようにしてもよい。同様にして、後側ホルダー54の円柱台84は、各縦リブ86を介さずに、内側圧縮コイルバネ58の後端側内周と滑る状態で接するようにしてもよい。
また、前側ホルダー52と後側ホルダー54とを入れ替えてもよい。また、内側圧縮コイルバネ58の自由長と、外側圧縮コイルバネ56の自由長とを入れ替えてもよい。
また、外側、内側圧縮コイルバネ56,58は、単純な円筒形に限定されるものでなく、例えば、円錐コイルバネ、樽形コイルバネ、鼓形コイルバネ、又は不等ピッチのコイルバネ等であってもよい。
(2)第2実施形態
次に、本発明を具体化した第2実施形態について説明する。尚、以下の説明では、上記第1実施形態と実質的に共通する部分には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
図10に表されたように、第2実施形態では、クッション部材100が、後側ホルダー54に備え付けられる。クッション部材100には、復元性を有するものであって、内側圧縮コイルバネ58と比べてクッション性もしくは応力緩和する、ゴム、スポンジ、エラストマー、又は不織布等の弾性体が使用される。尚、ゴム又はウレタン等を基材に発泡させた気泡発泡体が、クッション部材100として使用されてもよい。
クッション部材100は、環状をなし、内側圧縮コイルバネ58よりも先に、後側ホルダー54の突片部83に挿入される。クッション部材100の内径及び外径は、内側圧縮コイルバネ58の内径及び外径と略同一である。クッション部材100の側面高さ101は、上記間隔12と略同一である。
そのため、図11に表されたように、第2実施形態のブレーキペダル装置10では、クッション部材100が、後側ホルダー54の円形壁部80、突片部83の各縦リブ86、及び内側圧縮コイルバネ58の後端に当接した状態で、後側ホルダー54の円形壁部80と内側圧縮コイルバネ58の後端との間に介在する。
従って、踏込操作が行われて、後側ホルダー54が前側ホルダー52側へ移動すると、クッション部材100が、後側ホルダー54の円形壁部80によって内側圧縮コイルバネ58の後端に押し付けられて潰される。そして、図12に表されたように、クッション部材100が最大限潰されると、内側圧縮コイルバネ58の復元力が、後側ホルダー54の円形壁部80に作用する。よって、第2実施形態では、クッション部材100の潰れ代が上記間隔12と略同一であれば、第1実施形態と同様なバネ特性が実現される。
以上詳細に説明した通り、第2実施形態のブレーキペダル装置10では、クッション部材100が、内側圧縮コイルバネ58の後端と後側ホルダー54の円形壁部80とに当接しているので、内側圧縮コイルバネ58の位置が固定される。更に、踏込操作が行われると、クッション部材100が、内側圧縮コイルバネ58の後端と後側ホルダー54の円形壁部80とによって押し潰されるので、内側圧縮コイルバネ58の後端と後側ホルダー54の円形壁部80との衝突音が防止される。
尚、本発明は第2実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、クッション部材100は、前側ホルダー52において、内側圧縮コイルバネ58よりも先に、円柱部66に挿入されてもよい。
また、クッション部材100は、外側圧縮コイルバネ56の前端又は後端と、前側ホルダー52の円形壁部60又は後側ホルダー54の円形壁部80との間に介在させてもよい。
(3)第3実施形態
次に、本発明を具体化した第3実施形態について説明する。尚、以下の説明では、上記第1実施形態と上記第2実施形態と実質的に共通する部分には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
図13に表されたように、第3実施形態では、後側ホルダー54において、内周壁部90が形成されている。内周壁部90は、外周壁部82に囲まれた円形壁部80の内面から前方へ延び出た、円筒状のリブであって、突片部83の各縦リブ86とは一定間隔を置いて対向している。これにより、内周壁部90と突片部83の各縦リブ86との間には、溝部92が形成されている。内周壁部90の内径は、クッション部材100の外径と略同一である。従って、各溝部92には、クッション部材100を嵌め入れることが可能である(後述の図14参照)。尚、内周壁部90の延出長さは、外周壁部82の延出長さよりも短い。
更に、後側ホルダー54には、受け部材110が、クッション部材100と内側圧縮コイルバネ58との間において、後側ホルダー54の突片部83に挿入される。受け部材110は、内側圧縮コイルバネ58の復元力に耐え得る剛性を有する樹脂成形品であって、ベース部材20と同様にして、溶融樹脂を射出成形して製造されるものである。
受け部材110は、開口部111を有する環状の本体112を備えている。開口部111の径、つまり本体112の内周縁の径は、後側ホルダー54がその軸81を中心に回転することによって円柱台84の各縦リブ86の外縁で描かれる円の直径と略同一である。これにより、受け部材110は、その開口部111から後側ホルダー54の突片部83に挿入された状態になると、突片部83の各縦リブ86を介して、円柱台84と滑る状態で接する(後述の図14参照)。
本体112には、内周壁部114と外周壁部116とが設けられている。内周壁部114は、本体112の内周縁から前方及び後方へ延び出ており、円筒状の壁面を形成している。内周壁部114の外径は、内側圧縮コイルバネ58又はクッション部材100の内径と略同一である。外周壁部116は、本体112の外周縁から前方及び後方へ延び出ており、円筒状の壁面を形成している。外周壁部116の内径は、内側圧縮コイルバネ58又はクッション部材100の外径と略同一である。このようにして、本体112の前面側には、前面側溝部118が形成される。これに対して、図14に表されたように、受け部材110の本体112の後面側には、後面側溝部120が形成される。従って、本体112の断面は、H字状である。
受け部材110の前面側溝部118には、内側圧縮コイルバネ58の後端側が嵌められた状態で取り付けられている。受け部材110の後面側溝部120には、クッション部材100の前端側が嵌められた状態で取り付けられている。これにより、受け部材110は、内側圧縮コイルバネ58の後端とクッション部材100とに挟まれた状態にある。また、クッション部材100の後端側は、後側ホルダー54の各溝部92に嵌められた状態で取り付けられている。
尚、クッション部材100の潰し状態を安定させるため、クッション部材100の内径は、上記第2実施形態の内径に対して、受け部材110の内周壁部114の径方向厚さの2倍に相当する長さを加算した値と略同一にしている。また、後側ホルダー54の円柱台84の各縦リブ86の基端側には、受け部材110の内周壁部114の径方向厚さに相当する高さの補助リブ94が、内周壁部90と対向するようにして立設されている。
従って、踏込操作が行われて、後側ホルダー54が前側ホルダー52側へ移動すると、クッション部材100は、その後端側が後側ホルダー54の円形壁部80の各溝部92に嵌められた状態で、受け部材110に押し付けられて潰される。そして、図15に表されたように、後側ホルダー54の各溝部92を形成する内周壁部90の端面と、補助リブ94の端面が、受け部材110に突き当たると、クッション部材100が、最大限潰された状態になって、後側ホルダー54の各溝部92及び受け部材110の後面側溝部120に充填されると共に、内側圧縮コイルバネ58の復元力が、後側ホルダー54の円形壁部80に作用する。よって、第3実施形態でも、クッション部材100の潰れ代が上記間隔12と略同一であれば、第1実施形態と同様なバネ特性が実現される。
以上詳細に説明した通り、第3実施形態のブレーキペダル装置10では、クッション部材100の後端側が、後側ホルダー54の円形壁部80の各溝部92に嵌められた状態で取り付けられているので、クッション部材100が後側ホルダー54に対して固定される。更に、クッション部材100の潰し量は、第2実施形態と比べ、少なくとも、後側ホルダー54の各溝部92の深さに相当する分を少なくできる。よって、クッション部材100は、その全体が潰されないため、踏込操作の繰り返しによる経たり等の劣化が抑制される。
また、第3実施形態のブレーキペダル装置10では、受け部材110が、内側圧縮コイルバネ58の後端とクッション部材100とに挟まれた状態で取り付けられ、内側圧縮コイルバネ58の復元力に耐え得る剛性を有するものであることから、クッション部材100が偏りなく潰される。
また、第3実施形態のブレーキペダル装置10では、内側圧縮コイルバネ58の後端側が、受け部材110の前面側溝部118に嵌められた状態で取り付けられ、クッション部材100の前端側が、受け部材110の後面側溝部120に嵌められた状態で取り付けられていることから、受け部材110によって、内側圧縮コイルバネ58の後端側とクッション部材100の前端側との相対的位置関係が安定する。
また、第3実施形態のブレーキペダル装置10では、クッション部材100の前端側が、受け部材110の後面側溝部120に嵌められた状態で取り付けられているので、クッション部材100が受け部材110に対して固定される。更に、クッション部材100の潰し量は、第2実施形態と比べ、少なくとも、受け部材110の後面側溝部120の深さに相当する分を少なくできる。よって、クッション部材100は、その全体が潰されないため、踏込操作の繰り返しによる経たり等の劣化が抑制される。
また、第3実施形態のブレーキペダル装置10では、開口部111を有する受け部材110の内周縁が、後側ホルダー54の突片部83の各縦リブ86を介して、円柱台84と滑る状態で接する。そのため、受け部材110は、後側ホルダー54の突片部83の各縦リブ86上を安定した状態で摺動することができる。
ちなみに、第3実施形態において、前面側溝部118は、「一面側溝部」の一例である。後面側溝部120は、「他面側溝部」の一例である。後側ホルダー54がその軸81を中心に回転することによって円柱台84の各縦リブ86の外縁で描かれる円は、「他方側突出部の基端部の外周」の一例である。クッション部材100の前端側は、「クッション部材の一端側」の一例である。クッション部材100の後端側は、「クッション部材の他端側」の一例である。
尚、本発明は第3実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、クッション部材100が嵌め入れられる各溝部92は、前側ホルダー52の円形壁部60に形成されてもよい。そのような場合、受け部材110は、前側ホルダー52の円柱部66に差し入れられる。
また、受け部材110は、内周壁部114又は外周壁部116の一方が省かれたものであってもよいし、内周壁部114及び外周壁部116の双方が省かれたものであってもよい。更に、受け部材110は、複数に分割されたものであってもよい。
(4)第4実施形態
次に、本発明を具体化した第4実施形態について説明する。尚、以下の説明では、上記第1実施形態と上記第2実施形態と実質的に共通する部分には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
図16に表されたように、後側ホルダー54では、突片部83の各縦リブ86の基端において、第1放射状リブ96が、円形壁部80の径方向に沿って延び、内周壁部90を貫いた形態で、外周壁部82に連なっている。更に、各第1放射状リブ96の間においても、第2放射状リブ98が、突片部83の円柱台84から円形壁部80の径方向に沿って延び、内周壁部90を貫いた形態で、外周壁部82に連なっている。このようして、各第1放射状リブ96と各第2放射状リブ98が、円柱台84の周方向において、45度の等角度ピッチで交互に配設されることによって、各溝部99が形成されている。
各第1放射状リブ96の端面と各第2放射状リブ98の端面は、後側ホルダー54の軸61と直交関係にある。円形壁部80から各第1放射状リブ96の端面までの長さと、円形壁部80から各第2放射状リブ98の端面までの長さは、同一であるが、内周壁部90の延出長さよりも短い。
クッション部材100は、その周方向で45度の等角度ピッチで分割され、8個のクッション片102で構成されている。後側ホルダー54の各溝部99には、各クッション片102の後端側が嵌め入れられる。これにより、図17に表されたように、後側ホルダー54では、外周壁部82と内周壁部90との間において、各クッション片102が等角度ピッチで取り付けられている。
図18に表されたように、前側ホルダー52では、外周壁部62と内周壁部64との間において、8個の第3放射状リブ79が設けられている。各第3放射状リブ79は、円形壁部60の径方向に沿って延び、外周壁部62と内周壁部64とに連なっている。このようして、各第3放射状リブ79は、円形壁部60の周方向において、45度の等角度ピッチで配設されている。各第3放射状リブ79の端面は、内周壁部64の端面と面一に連なり、前側ホルダー52の軸61と直交関係にある。
図19に表されたように、第4実施形態のブレーキペダル装置10では、前側ホルダー52の各第3放射状リブ79に外側圧縮コイルバネ56の前端が当接し、後側ホルダー54の各溝部99に嵌め入られたクッション片102の後端に外側圧縮コイルバネ56の後端が当接した状態にある。このような状態で、外側圧縮コイルバネ56は、反力機構50に取り付けられている。
また、前側ホルダー52の円形壁部60に内側圧縮コイルバネ58の前端が当接し、後側ホルダー54の第1放射状リブ96に内側圧縮コイルバネ58の後端が当接した状態にある。このような状態で、内側圧縮コイルバネ58は、反力機構50に取り付けられている。内側圧縮コイルバネ58の後端が当接する第1放射状リブ96は、突片部83の各縦リブ86と内周壁部90との間に配設されたものである。図示されていないが、内側圧縮コイルバネ58の後端は、円柱台84と内周壁部90との間に配設された第2放射状リブ98に対しても当接した状態にある。尚、上記各実形態とは異なり、内側圧縮コイルバネ58の自由長は、外側圧縮コイルバネ56の自由長よりも長い。
踏込操作が行われて、後側ホルダー54が前側ホルダー52側へ移動すると、各クッション片102が、後側ホルダー54の円形壁部80によって外側圧縮コイルバネ56の後端に押し付けられて潰される。そして、図20に表されたように、後側ホルダー54の第1放射状リブ96が後側ホルダー54の後端に突き当たると、各クッション片102が、最大限潰された状態になって、各クッション片102が各溝部99に充填されると共に、外側圧縮コイルバネ56の復元力が、後側ホルダー54の円形壁部80に作用する。よって、第4実施形態では、各クッション片102の潰れ代が上記間隔12と略同一であれば、第1実施形態と同様なバネ特性が実現される。尚、図示されていないが、後側ホルダー54の第1放射状リブ96が後側ホルダー54の後端に突き当たる際は、後側ホルダー54の第2放射状リブ98が後側ホルダー54の後端に突き当たる。
以上詳細に説明した通り、第4実施形態のブレーキペダル装置10では、各クッション片102の後端側が、後側ホルダー54の各溝部99に嵌められた状態で取り付けられているので、各クッション片102が後側ホルダー54に対して固定される。更に、各クッション片102の潰し量は、第2実施形態と比べ、後側ホルダー54の各溝部99の深さに相当する分を少なくできる。よって、各クッション片102は、その全体が潰されないため、踏込操作の繰り返しによる経たり等の劣化が抑制される。
ちなみに、本実施形態において、外側圧縮コイルバネ56は、「短尺圧縮コイルバネ」の一例である。内側圧縮コイルバネ58は、「長尺圧縮コイルバネ」の一例である。第1放射状リブ96と第2放射状リブ98は、「リブ」の一例である。
尚、本発明は第4実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、各第1放射状リブ96、各第2放射状リブ98、及び各溝部99は、前側ホルダー52に設けられてもよい。そのような場合、各第3放射状リブ79は、後側ホルダー54に設けられる。
10 ブレーキペダル装置
11 車両フロア
20 ベース部材
40 ブレーキペダル
42 踏部
50 反力機構
52 前側ホルダー
54 後側ホルダー
56 外側圧縮コイルバネ
58 短尺圧縮コイルバネ
60 円形壁部
61 前側ホルダーの軸
62 外周壁部
66 円柱部
74 軸穴部
76 開穴
78 内周壁
80 円形壁部
81 後側ホルダーの軸
82 外周壁部
83 突片部
84 円柱台
86 柱状部
92 溝部
96 第1放射状リブ
98 第2放射状リブ
99 溝部
100 クッション部材
110 受け部材
111 開口部
118 前面側溝部
120 後面側溝部
X1 踏込方向
X2 反踏込方向

Claims (7)

  1. 車体に固定されるベース部材と、
    前記ベース部材に対して回動可能に支持され、踏込操作に用いられる踏部を有するブレーキペダルと、
    前記ベース部材又は前記ブレーキペダルと回動可能に支持される一対のホルダーと、前記一対のホルダーに挟持される長尺圧縮コイルバネと、前記長尺圧縮コイルバネよりも短い自由長を有し、前記一対のホルダーの間に配設される短尺圧縮コイルバネと、を備え、前記ブレーキペダルの前記踏部が踏込操作されたときの踏込方向とは逆の反踏込方向へ、前記長尺、短尺圧縮コイルバネの各撓み量に応じて、前記ブレーキペダルを付勢する反力機構と、を備え、
    前記長尺、短尺圧縮コイルバネは、
    外側圧縮コイルバネと、
    前記外側圧縮コイルバネの内径よりも小さい外径を有し、前記外側圧縮コイルバネの内部に配設される内側圧縮コイルバネと、で構成され、
    前記一対のホルダーは、
    前記外側、内側圧縮コイルバネの一端又は他端が当接する円形壁部と、
    前記円形壁部の周縁から前記一対のホルダーの間へ突出し、前記外側圧縮コイルバネの一端側外周又は他端側外周が内接する周壁部と、
    前記一対のホルダーのうち一方側ホルダーの前記円形壁部の中心から前記一方側ホルダーの軸に沿って前記内側圧縮コイルバネの内部へ突出し、前記内側圧縮コイルバネの一端側内周が摺接する一方側突出部と、
    前記一対のホルダーのうち他方側ホルダーの前記円形壁部の中心から前記他方側ホルダーの軸に沿って前記内側圧縮コイルバネの内部へ突出し、前記内側圧縮コイルバネの他端側内周が摺接する基端部と、前記基端部よりも細い先端部とを有する他方側突出部と、
    前記一方側突出部の先端面に設けられ、前記他方側突出部の前記先端部が嵌入される開穴であって、前記開穴の中心が前記一方側ホルダーの軸上を前記一方側突出部の基端側へ変位するに伴って移動する前記開穴の外縁を連ねて形成される曲面を内周壁とする軸穴部と、を備え、
    前記他方側突出部の前記先端部が前記軸穴部に対して嵌挿状態にあることによって、前記外側、内側圧縮コイルバネの同心配置が保持され、前記他方側突出部の前記先端部が前記軸穴部の前記内周壁で摺動案内されることによって、前記一対のホルダーを同軸上で近接又は隔離させることを特徴とするブレーキペダル装置。
  2. 前記反力機構は、前記一方側ホルダー又は前記他方側ホルダーの前記円形壁部と、前記長尺圧縮コイルバネ又は前記短尺圧縮コイルバネの一端又は他端との間に介在するクッション部材を備えることを特徴とする請求項1に記載のブレーキペダル装置。
  3. 前記反力機構は、前記一方側ホルダー又は前記他方側ホルダーの前記円形壁部に設けられ、前記クッション部材の一端側又は他端側が嵌着される溝部を備えることを特徴とする請求項2に記載のブレーキペダル装置。
  4. 前記反力機構は、前記短尺圧縮コイルバネの一端又は他端と前記クッション部材とで挟着され、前記短尺圧縮コイルバネの復元力に耐え得る剛性を有する受け部材を備えることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のブレーキペダル装置。
  5. 前記受け部材は、
    前記受け部材の一面側に設けられ、前記短尺圧縮コイルバネの一端側又は他端側が嵌着される一面側溝部と、
    前記受け部材の前記一面側とは逆の他面側に設けられ、前記クッション部材の一端側又は他端側が嵌着される他面側溝部と、を備えることを特徴とする請求項4に記載のブレーキペダル装置。
  6. 前記受け部材は、開口部を有する環状体であり、
    前記開口部を形成する前記受け部材の内周縁は、前記一方側突出部の外周、又は前記他方側突出部の前記基端部の外周に摺接することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のブレーキペダル装置。
  7. 前記反力機構は、
    前記一方側ホルダー又は前記他方側ホルダーの前記円形壁部から前記一対のホルダーの間へ突出し、前記溝部を形成するリブを備え、
    前記リブは、前記円形壁部の径方向に延在することによって、前記短尺圧縮コイルバネの一端又は他端と当接し得ることを特徴とする請求項3に記載のブレーキペダル装置。
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