JPH07205776A - ブレーキペダル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は車両用ブレーキ装置に関し、ペダル
ストロークが少ない領域ではストロークコントロール
を、ペダルストロークが大きい領域では踏力コントロー
ルを実現することを目的とする。 【構成】 中間部において回動支軸１６に回動自在に支
持されるレバー部１２とレバー部１２の一端に固定され
るペダル１４とでブレーキペダル１０を構成する。レバ
ー部１２の他端を連結リンク２０の一端に連結し、連結
リンク２０の他端を回動リンク２４の一端に連結する。
回動リンク２４の中間部を、回動支軸２６により回動自
在に支持すると共に、その他端をブレーキブースタ３２
のプッシュロッド３０に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブレーキペダル装置に
係り、特に車両用ブレーキ装置においてブレーキペダル
のペダルストロークに対するレバー比の特性を適当に設
定して、優れた操作フィーリングを実現するのに適した
ブレーキペダル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用ブレーキ装置の特性は、その入力
機構であるブレーキペダル装置の特性に大きく影響され
る。すなわち、ブレーキペダル装置のレバー比を大きく
設定すれば、マスタシリンダを押圧する操作力伝達部材
であるプッシュロッドに対して、ブレーキペダルに加え
られた踏力を大きく倍力して伝達することができる。一
方、レバー比を小さく設定すれば、踏力の倍力能力は低
下する反面、プッシュロッドに大きなストローク変化を
与えることができる。

【０００３】従って、ブレーキペダル装置のレバー比を
大きく設定した車両用ブレーキ装置においては、僅かな
踏力で大きな制動力を得ることができる反面ブレーキ操
作の際に比較的大きなペダルストロークが必要となり、
制動力をストロークコントロールするのに適した特性と
なる。

【０００４】また、ブレーキペダル装置のレバー比を小
さく設定した車両用ブレーキ装置においては、比較的大
きな踏力が必要となる反面、僅かなペダルストロークで
大きく制動力を変化させることができ、制動力を踏力コ
ントロールするのに適した特性となる。

【０００５】ところで、車両用ブレーキ装置において
は、必ずしも全ての状況下で均一の特性を有することが
適切ではなく、ブレーキペダルのペダルストロークに応
じてその特性を変化させることにより、ブレーキ操作に
対する操作フィーリングを向上させることが可能であ
る。

【０００６】上記の特性に着目したブレーキペダル装置
としては、例えば実開昭５７−１０９０５８号公報に記
載される装置が公知である。このブレーキペダル装置
は、ペダルストロークが小さい領域ではレバー比が小さ
く、すなわちペダルストローク変化に対するプッシュロ
ッドのストローク変化が大きくなるように、一方ペダル
ストロークが大きい領域ではレバー比が大きく、すなわ
ちペダルストローク変化に対するプッシュロッドのスト
ローク変化が小さくなるように構成したものである。

【０００７】かかる構成によれば、ブレーキ操作初期に
おけるペダルストロークの軽減が図れると共に、ブレー
キペダルが大きく踏み込まれてプッシュロッドに加わる
反力が大きくなるにつれて、有効に踏力の軽減を図るこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両用ブレ
ーキの操作性について考慮した場合、制動力が小さい領
域においてはストロークコントロールにより制動力が調
整でき、また制動力が大きい領域では踏力コントロール
により制動力が調整できることが望ましい。

【０００９】しかしながら、上記従来のブレーキペダル
装置の特性は、この要求特性と全く反対の特性を示すも
のである。このため、上記従来のペダル装置は、車両用
ブレーキ装置の応答性向上、及び省力化の実現等には有
効であるものの、運転者にとっての操作性を考慮した場
合適正な操作フィーリングを実現できるものではなかっ
た。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ブレーキペダルと一体に動作するブレーキレバ
ーと、ブレーキ機構の入力軸に対して有効ストロークを
与える回転リンクとを、ペダルストロークに応じて揺動
して実質的なレバー比を変更する連結リンクで連結する
ことにより、ペダルストロークに対するレバー比の設定
自由度の向上を図り、これにより上記の課題を解決する
ブレーキペダル装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、中間部に
おいて回動自在に支持されるレバー部の一端にペダルを
備えてなるブレーキペダルと、中間部において回転自在
に支持されると共に、一端が操作力伝達部材に連結され
る回動リンクと、前記ブレーキペダルの他端と前記回動
リンクの他端とを連結して揺動する連結リンクとからな
るブレーキペダル装置により達成される。

【００１２】

【作用】本発明に係るブレーキペダル装置において、前
記ブレーキペダルに踏力が加えられると、該踏力は前記
ブレーキペダルを回動させると共に前記レバー部のレバ
ー比に従って該ブレーキペダルの他端に伝達される。

【００１３】このようにして前記ブレーキペダルの他端
に伝達された力は、前記連結リンクを介して前記回動リ
ンクに伝達される。前記回動リンクは、自身を回転させ
ながら、自己のレバー比に従って、伝達された力をその
一端に連結される前記プッシュッロッドに伝達する。

【００１４】この際、前記ブッシュロッドに伝達される
力の向きは、前記回動リンクの回動角により変動し、ま
た、前記回動リンクの回転に伴って操作力伝達部材は揺
動する。このため、前記回動リンクの回動支軸と前記操
作力伝達部材との間に形成されるモーメント長は前記回
動リンクの回転に伴って、すなわち前記ブレーキペダル
のペダルストロークに伴って変動する。

【００１５】ところで、前記ブレーキペダルと前記回動
リンクとを連結する連結リンクは、その姿勢が揺動され
ることに応じて前記ブレーキペダルと前記回動リンクと
の間の力の伝達状況を変化させる。すなわち、前記連結
リンクの姿勢によっては、前記ブレーキペダルに生じた
変位が減少されて、または増加されて前記回動リンクに
伝達される。

【００１６】また、前記連結リンクの姿勢は、前記ブレ
ーキペダル及び前記回動リンクに規制され、ペダルスト
ロークの変化に従って変化する。このような前記ブレー
キペダルの変位に対する前記回動リンクの変位特性の変
化は、実質的には入力ストロークに対して生ずる出力ス
トロークの特性変化にほかならず、ブレーキペダル装置
全体としてのレバー比が変化することと等価である。

【００１７】従って、ペダルストロークに対する前記連
結リンクの姿勢変化を適切に調整すれば、当該ブレーキ
ペダル装置のレバー比とペダルストロークとの関係、す
なわちペダルストロークの変化に対するレバー比の変化
率が適当に調整されることになる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例であるブレーキペ
ダル装置の全体構成図を示す。同図においてブレーキペ
ダル１０は、レバー部１２の一端にペダル１４を備える
と共に、中間部において回動支軸１６により回動自在に
支持されている。

【００１９】ブレーキペダル１０の他端は、回動自在に
構成された連結部１８を介して連結リンク２０に連結さ
れている。また、連結リンク２０は、同じく回動自在に
構成された連結部２２を介して回動リンク２４に連結さ
れている。

【００２０】回動リンク２４は、中間部において回動支
軸２６により回動自在に支持されると共に、その他端が
回動自在に構成された連結部２８を介して前記した操作
力伝達部材に相当するプッシュロッド３０に連結されて
いる。

【００２１】プッシュロッド３０は、車両のブレーキ装
置においてブレーキ油圧を発生するマスタシリンダ（図
示せず）に対して運転者の踏力を倍力して伝えるブレー
キブースタ３２の入力軸を構成しており、ブレーキブー
スタ３０に対して所定の範囲内で揺動可能に設けられて
いる。

【００２２】従って、本実施例のブレーキペダル装置を
備えるブレーキ装置においては、プッシュロッド３０の
水平方向変位量と同等のストローク、及びプッシュロッ
ド３０に伝達された外力の水平方向成分に応じた推力
が、マスタシリンダのメインピストンに与えられること
になる。

【００２３】ところで、図１に示すブレーキペダル装置
は、ブレーキペダル１０と連結リンク２０及び回動リン
ク２４との干渉を避けるため、また全体の体格をコンパ
クトにまとめるためブレーキペダル１０、及び回動リン
ク２４に所定の屈曲を与えているが、リンク機構として
捕らえる場合には、ブレーキペダル１０を図１中に実線
で示す長さＬ₁ ，Ｒ₁ の部材（以下、単にＬ₁ ，Ｒ₁ と
称す）に、連結リンク２０を長さＲｍの部材（以下Ｒｍ
と称す）に、回動リンク２４を長さＲ₂ ，Ｌ₂の部材
（以下Ｒ₂ ，Ｌ₂ と称す）に、またプッシュロッド３０
を長さＬ_B の部材（以下Ｌ_B と称す）にそれぞれ置き換
えたものと等価である。

【００２４】更に、ペダル１４に加えられた踏力が如何
にしてブレーキブースタ３２に伝達されるかを解析する
に際しては、ブレーキペダル１０に相当するＬ₁ ，
Ｒ₁ 、及び回動リンクに相当するＲ₂ ，Ｌ₂ は、常に一
定の角度さえ保たれていればその角度は如何なる角度で
も等価である。

【００２５】このため、図１に示すブレーキペダル装置
は、図２に示す如くモデル化して表すことができる。
尚、図２に示す解析モデルは、ブレーキペダル１０の一
部に相当するＲ₁ ，連結リンク２０に相当するＲｍ，回
動リンク２４の一部に相当するＲ₂ それぞれの相互関
係、及び回動リンク２４の一部に相当するＬ₂ ，プッシ
ュロッド３０に相当するＬ_B それぞれの相互関係につい
ては図１に示すブレーキペダル装置の関係をそのまま再
現している。

【００２６】また、同図において実線で示すＬ₁ ，
Ｒ₁ ，Ｒｍ，Ｒ₂ ，Ｌ₂ ，Ｌ_B は、ペダルストロークＳ
_P が“０”、すなわち非制動状態を表し、同図において
一点鎖線で示すＬ₁ ，Ｒ₁ ，Ｒｍ，Ｒ₂ ，Ｌ₂ ，Ｌ
_B は、ペダル１４が適当にストロークした状態を示す。

【００２７】ところで、本実施例のブレーキペダル装置
は、ブレーキペダル１０を操作するに際し、ペダルスト
ロークＳ_P が比較的小さい領域ではストロークコントロ
ールによる制動力調整を、またペダルストロークＳ_P が
比較的大きい領域では踏力コントロールによる制動力調
整を実現すべく構成した点に特徴を有している。

【００２８】つまり、本実施例のブレーキペダル装置に
おいては、後述の如くペダルストロークＳ_P が比較的小
さい領域においては、ブレーキブースタ３２に対する有
効モーメント長である出力側モーメント長に対する入力
側モーメント長の比であるレバー比Ｒ_P が大きく、ペダ
ルストロークＳ_P が増加するに伴ってレバー比Ｒ_P が小
さく変化する。

【００２９】この場合、ブレーキ操作初期においてはペ
ダルストロークＳ_P が大きく減少されてプッシュロッド
３０の水平方向ストローク（以下、有効ストロークと称
す）Ｓ_B に変換されるため、ストロークコントロール性
に優れた特性が実現され、一方ペダル１４が十分に踏み
込まれた領域では、ペダルストロークＳ_P がさほど減少
されずに有効ストロークＳ_B に変換され、僅かなペダル
ストロークＳ_P 変化が大きな制動力変化を生ぜしめるた
め、踏力コントロール性に優れた特性が実現される。

【００３０】ところで、ペダルストロークＳ_P の増加に
伴ってレバー比Ｒ_P を増大させる機構としては、図３に
示すブレーキペダル装置が従来より公知であるが、本実
施例のブレーキペダル装置は、図３に示す従来の装置に
比べても、車両用ブレーキ装置として理想的な特性を実
現できるという特長を備えている。

【００３１】以下、本実施例のブレーキペダル装置特有
の効果を説明するに先立って、対比のため図３に示すブ
レーキペダル装置の構成及び動作について説明する。

【００３２】図３に示すブレーキペダル装置において
は、ブレーキペダル４０が、レバー部４２とその一端に
連結されたペダル４４とで構成される。レバー部４２の
他端は、車体側に固定される回動支軸４６により回動自
在に支持される。また、レバー部４２の中間部には、回
動自在に構成された連結部４８を介してプッシュロッド
５０が連結されている。

【００３３】プッシュロッド５０は、ブレーキブースタ
（図示せず）の入力軸を構成し、ペダル４４に加えられ
た踏力に応じた推力をブレーキブースタに伝達する。こ
こで、プッシュロッド５０は、ブレーキブースタに対し
て上下方向に揺動可能に設けられている。従って、ブレ
ーキペダル４０が回動し、それに伴って連結部４８が変
位すると、プッシュロッド５０の他端は有効ストローク
Ｓ_B を伴って水平方向にストロークする。

【００３４】この場合、図３に示すブレーキペダル装置
についても、ブレーキペダル４０を長さＬ₁ ，Ｌ₂ の部
材に置き換え、またプッシュロッド５０を長さＬ_B の部
材と置き換えることにより、図３中に実線、及び一点鎖
線で示す解析モデルを想定することができる。

【００３５】ここで、図３においては、部材Ｌ₂ が水平
方向となす角をθ₀ 、部材Ｌ_B が水平方向となす角をθ
_B 、回動支軸と部材Ｌ_B のブレーキブースタ側端部との
垂直距離をＬｈとし、また部材Ｌ₁ の作動角、すなわち
ブレーキペダル１０の作動角をθ₁ として表している。

【００３６】図３に示す如く各パラメータを定義した場
合、ブレーキペダル装置の入力側モーメント長は、ペダ
ル４４と回動支軸４６とを距離、すなわちＬ₁ となる。
一方、ブレーキペダル装置の出力側モーメント長、すな
わちブレーキペダル４０の回動に際して水平方向の力が
作用する点（図２中に破線で示す如く回動支軸４６から
垂線を下ろした際に部材Ｌ_B と交わる点）と回動支軸４
６との距離は、初期設定値θ₀ 、Ｌ₂ 、作動角θ₁ 、及
び部材Ｌ_B が水平方向となす角θ_B の関数として、Ｌ₂
sin(θ₀ ＋θ₁ ＋θ_B ）／cos θ_B と表すことができ
る。

【００３７】従って、図３に示すブレーキレバー装置に
おいては、出力側モーメント長に対する入力側モーメン
ト長の比であるレバー比Ｒ_P は、以下の如く表すことが
できる。

【００３８】

【数１】

【００３９】ところで、上記（１）式中θ_B は、初期設
定値Ｌｈ、θ₀ 、及び作動角θ₁ を用いて以下の如く表
すことができる。

【００４０】 θ_B ＝ sin^-1｛（Ｌｈ−Ｌ₂ sin(θ₀ ＋θ₁ ））／Ｌ_B ｝ ・・・（２） また、作動角θ₁ は、ペダルストロークＳ_P と、初期設
定値Ｌ₁ の関数として以下の如く表すことができる。

【００４１】 θ₁ ＝Ｓ_P ／Ｌ₁ ・・・（３） 従って、上記（１）式に示すレバー比Ｒ_P は、ペダルス
トロークＳ_P のみをパラメータとする関数として、以下
の如く表すことができる。

【００４２】

【数２】

【００４３】尚、この際、プッシュロッド５０の先端の
変位量である有効ストロークＳ_B は、θ_B が変化したこ
とに伴う部材Ｌ_B の水平方向成分の変化量と連結部４８
の水平方向変位量との和として求めることができ、以下
の如くペダルストロークＳ_Pの関数として表すことがで
きる。

【００４４】 Ｓ_B ＝√｛Ｌ_B ² −（Ｌｈ−Ｌ₂ sin(θ₀ ＋Ｓ_P ／Ｌ₁ ））² ｝ −√｛Ｌ_B ² −（Ｌｈ−Ｌ₂ sinθ₀ ）² ｝ ＋Ｌ₂ cosθ₀ −cos(θ₀ ＋Ｓ_P ／Ｌ₁ ） ・・・（５） このように、図３に示すブレーキペダル装置において
は、そのレバー比Ｒ_P 、及び有効ストロークＳ_B を、共
にペダルストロークＳ_P の関数として把握することがで
きる。ここで、ペダルストロークＳ_P に対するレバー比
Ｒ_P の変化率を大きくするためには、図３、及び上記
（４）式より、プッシュロッド５０の揺動角を大きくす
ることが有効であることは明らかである。

【００４５】しかし、プッシュロッド５０の揺動角につ
いては、ブレーキブースタに対して許容し得るこじりの
範囲内に収める必要があり、これを回避するためにはブ
レーキブースタをブレーキペダル装置から大きく離間さ
せる必要が生じる。図４は、かかる点を考慮して上記図
３に示すブレーキペダル装置を設計した例を示したもの
である。

【００４６】この場合、ブレーキペダル装置としてのレ
バー比Ｒ_P とペダルストロークＳ_Pとの関係は、図５中
に破線で示す如くペダルストロークＳ_P の増加に伴って
レバー比Ｒ_P が低下する傾向となり、ブレーキ装置とし
てはペダルストロークＳ_P が小さい領域ではストローク
コントロール性に優れ、ペダルストロークＳ_P が大きい
領域では踏力コントロール性に優れた特性を得ることが
できる。

【００４７】しかしながら、上記図３、及び図４に示す
従来構成のブレーキペダル装置は、ペダルストロークＳ
_P に対するレバー比Ｒ_P の変化率を調整することができ
ず、またプッシュロッド５０の揺動角の変化率はペダル
ストロークＳ_P が小さい領域ほど大きく成らざるを得な
いことから、図５に示すようにアイドル領域におけるレ
バー比Ｒ_P の変化率が実用域におけるレバー比Ｒ_P の変
化率に勝る特性を示す。

【００４８】かかる特性によれば、実用域において適切
にストロークコントロールと踏力コントロールとを実現
しようとすれば、いわゆるあそびの領域であるアイドル
領域においてレバー比Ｒ_P を急激に変化させざるを得
ず、ひいては僅かな誤差によりアイドルストロークを増
加させることになり、良好な操作フィーリングを得るこ
とが困難であった。

【００４９】本実施例のブレーキペダル装置は、上記の
課題をも解決して優れた操作フィーリングを実現すべく
発明されたものであり、ペダルストロークＳ_P の増加に
伴ってレバー比Ｒ_P が低下し、かつペダルストロークＳ
_P が極めて小さいアイドル領域においては、実用域に比
べてレバー比Ｒ_P の変化率が小さくなるように構成した
ものである。

【００５０】以下、上記図２に示す解析モデルを参照し
て、本実施例のブレーキペダル装置の動作について説明
する。

【００５１】図２においては、回動支軸２６に相当する
点をＡ点、回動支軸１６に相当する点をＢ点として表し
ている。また、Ａ点とＢ点とを結ぶ直線（以下、単にＡ
Ｂと称す）に対して非制動時において部材Ｒ₁ がなす角
をθ_m1（符号は負とする）、部材Ｒ₂ が成す角をθ
_m2（符号は負とする）、また、部材Ｌ₂ が水平方向とな
す角をθ₀ として表している。

【００５２】また、ペダル１４のストロークに伴って変
動するパラメータとしては、部材Ｌ ₁ すなわちブレーキ
ペダル１０の作動角をθ₁ 、それに伴う部材Ｌ₂ の回動
角、すなわち回動リンク２４の回動角をθ₂ 、部材Ｒｍ
が水平方向となす角をθ_F と表している。

【００５３】図２の如く設定されたブレーキペダル装置
において、部材Ｌ₁ に微小角ｄθ₁の回動が生じた場
合、その回動は部材Ｒ₁ により伝達されて部材Ｒｍを軸
方向に変位させる。この際、部材Ｒｍに対するモーメン
ト長は、Ｒｍと回動支軸１６との距離、すなわち図２中
Ｍ₁ で示す距離と等距離であり、部材Ｒｍの微小変位量
ｄαは、ｄα＝Ｍ₁ ・ｄθ₁ と表すことができる。

【００５４】一方、部材Ｒｍに微小変位ｄαが生じる
と、その変位は部材Ｒｍと回動支軸２６との距離、すな
わち図２中Ｍ₂ で示す距離をモーメント長として部材Ｌ
₂ に伝達され、当該部材Ｌ₂ 、及び部材Ｒ₂ に微小回動
角ｄθ₂ を生ぜしめることになる。

【００５５】ここで、部材Ｒ₂ の連結部２２は、部材Ｒ
ｍに規制されているため、その変位量は上記したｄαと
等しく、従ってＭ₁ ・ｄθ₁ ＝Ｍ₂ ・ｄθ₂ 、すなわち
ｄθ ₂ ＝（Ｍ₁ ／Ｍ₂ ）・ｄθ₁ が成立することにな
る。つまり、本実施例においては、ブレーキペダル１０
に入力した作動角ｄθ₁ がＭ₁ ／Ｍ₂ 倍されて回動リン
ク２４に伝達される。

【００５６】このことは、上記図３に示す如く入力側と
出力側とで作動角が等しい装置においては、Ｌ₁ の入力
モーメント長に対してペダルストロークＳ_P を与えると
出力側に回動角Ｓ_P ／Ｌ₁ が生ずるのに対し、本実施例
においては回動角（Ｍ₁ ／Ｍ ₂ ）・Ｓ_P ／Ｌ₁ が生ずる
ことを意味する。

【００５７】かかる現象は、部材Ｒｍの作用で生ずるも
のであるが、本来Ｌ₁ の長さに設定されている入力側モ
ーメント長Ｌ₁ がＬ₁ ・（Ｍ₂ ／Ｍ₁ ）であると擬制す
れば、本実施例のブレーキペダル装置を入力側作動角と
出力側回動角とが等しい装置として扱うことができる。

【００５８】一方、回動リンク２４に相当する部材Ｌ₂
とプッシュロッドに相当する部材Ｌ _B との位置関係で決
定する出力側モーメント長は、上記図３に示す従来の装
置と同様に、図２中破線で示す回動支軸２６を通る垂線
が部材Ｌ_B と交わる点と、回動支軸２６との距離として
把握すれば足り、部材Ｌ_B が水平方向となす角をθ_Bと
すれば、Ｌ₂ sin(θ₀ ＋θ₁ ＋θ_B ）／cos θ_B と表す
ことができる。

【００５９】ここで、θ_B については、上記（２）式と
同様に、θ_B ＝ sin^-1｛（Ｌｈ−Ｌ ₂ sin(θ₀ ＋
θ₂ ））／Ｌ_B ｝として表すことができることから、本
実施例のブレーキペダル装置のレバー比Ｒ_P は、結局次
式の如く表すことができる。

【００６０】

【数３】

【００６１】従って、上記図６中、θ₂ 、及びＭ₂ ／Ｍ
₁ をペダルストロークＳ_P の関数として表すことができ
れば、本実施例のブレーキペダル装置についてレバー比
Ｒ_PをペダルストロークＳ_P の関数として把握すること
が可能となる。

【００６２】ところで、図２において、Ａ点、及びＢ点
から部材Ｒｍの延長線とＡＢとの交点までの距離をそれ
ぞれｍ₂ ，ｍ₁ と定義すると、ｍ₂ ／ｍ₁ ＝Ｍ₂ ／Ｍ₁
が成立することは明らかである。

【００６３】この際、ｍ₁ は、初期設定値であるＲ₁ ，
θ_m1、及びパラメータであるθ₁ 、θ_F を用いて以下の
如く表すことができる。

【００６４】 ｍ₁ ＝Ｒ₁ cos(θ_m1＋θ₁ ）−Ｒ₁ sin(θ_m1＋θ₁ ） tanθ_F ・・（７） 更に、上記（７）式中、θ_F については、図２中、初期
設定値であるＡＢ、θ _m2、及びパラメータであるθ₂ を
用いて以下の如く表すことができる。

【００６５】

【数４】

【００６６】この場合、θ₁ はペダルストロークＳ_P の
関数（θ₁ ＝Ｓ_P ／Ｌ₁ ）として把握することができる
ため、θ₂ をペダルストロークＳ_P の関数として把握す
ることができれば、ｍ₁ をペダルストロークＳ_P の関数
として演算することができる。また、ｍ₁ を演算するこ
とができれば、その結果を用いてｍ₂ ＝ＡＢ−ｍ₁ なる
演算式によりｍ₂ を求めることが可能であり、従ってｍ
₂ ／ｍ₁ 、すなわち上記（６）式中、Ｍ₂ ／Ｍ₁ をペダ
ルストロークＳ_P の関数として把握することが可能とな
る。

【００６７】ところで、本実施例のブレーキペダル装置
においては、部材Ｒ₁ の連結部１８と部材Ｒ₂ の連結部
２２との距離が、常にＲｍに維持されており、これがブ
レーキペダル１０と回動リンク２４との間の拘束条件と
なっている。すなわち、ペダルストロークＳ_P の変化に
伴って変動するθ₁ 、及びθ₂ は、常に以下に示す関係
を満たしつつ変動する。

【００６８】 Ｒｍ² ＝｛Ｒ₂ sin(θ_m2＋θ₂ ）−Ｒ₁ sin(θ_m1＋θ₁ ）｝² ＋｛ＡＢ−Ｒ₂ cos(θ_m2＋θ₂ ）−Ｒ₁ cos(θ_m1＋θ₁ ）｝² ・・（９） この式を（θ_m2＋θ₂ ）について整理すると、次式の如
き二次方程式が得られる。

【００６９】 ａ・cos(θ_m2＋θ₂ ）² ＋ｂ・cos(θ_m2＋θ₂ ）｝＋ｃ＝０ ・・（１０） 但し、式中、ａ，ｂ，ｃは以下に示す係数とする。

【００７０】

【数５】

【００７１】これを解くと、次式の如くθ₂ をθ₁ の関
数として捕らえることができ、従って、θ₂ をペダルス
トロークＳ_P の関数として捕らえることが可能となり、
上記（６）式に示すレバー比Ｒ_P をペダルストロークＳ
_P の関数として表すことが可能となる。

【００７２】 cos(θ_m2＋θ₂ ）＝｛−ｂ±√（ｂ² −４ａｃ）｝／（２ａ） ・・（１１） 従って、（θ_m1＋θ₁ ）≦０のとき、 θ_m2＋θ₂ ＝ cos^-1｛（−ｂ＋√（ｂ² −４ａｃ）／
（２ａ）｝ （θ_m1＋θ₁ ）＞０のとき、 θ_m2＋θ₂ ＝ cos^-1｛（−ｂ−√（ｂ² −４ａｃ）／
（２ａ）｝ 図５中に実線で示す曲線は、上記関係式に基づいて、本
実施例のブレーキペダル装置におけるレバー比Ｒ_P とペ
ダルストロークＳ_P との関係を演算した結果である。同
図から明らかなように、本実施例のブレーキペダル装置
のレバー比Ｒ_Pは、上記図３、図４に示す従来のブレー
キペダル装置に比べてアイドル領域で緩やかに、実用域
において急激にその値を変化させ、ブレーキペダル装置
として理想的な特性を示している。

【００７３】以下、表１に、ペダルストロークＳ_P が０
〜１００mmにおいて０．３６６％／mmの可変率を実現す
る本実施例装置の各部の寸法を例示し、また表２に、当
該実施例装置と上記図４に示す従来の装置の０〜２０mm
をアイドル領域、２０〜８０を実用領域と仮定した場合
における性能比較結果を示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】このように、本実施例のブレーキペダル装
置が、従来の装置に比べて優れた特性を示すのは、上記
したＭ₂ ／Ｍ₁ 、すなわちｍ₂ ／ｍ₁ が、アイドル領域
終了位置近傍において最大となるように構成されている
からである。

【００７７】つまり、本実施例のブレーキペダル装置に
おいては、ブレーキペダル１０が非制動状態からアイド
ル領域終了域に向けてストロークする過程では、連結部
材２２の作用に関する限りレバー比Ｒ_P が増加する。そ
して、ブレーキペダル１０がアイドル領域終了位置を通
過すると、以後連結リンク２０はレバー比Ｒ_P の低下を
助長するように機能する。

【００７８】この結果、回動リンク２４、及びプッシュ
ロッド３０の作用により、ペダルストロークＳ_P の増加
に伴ってレバー比Ｒ_P が低下することと併せて、ブレー
キペダル装置全体としては、ペダルストロークＳ_P の増
加に伴ってレバー比Ｒ_P が低下し、かつその変化率がア
イドル領域終了位置近傍で最小となる特性、すなわち本
実施例のブレーキペダル装置特有の特性が実現されるこ
とになる。

【００７９】ところで、本実施例のブレーキペダル装置
においては、プッシュロッド３０の揺動を抑制するた
め、図１に示すように部材Ｌ₂ とプッシュロッド３０と
の角度が実用域において９０°付近となるように、例え
ば非制動時において７０°程度となるように構成してい
る。

【００８０】このため、上記表１に示すように、プッシ
ュロッド３０の揺動角についても従来の装置に比べて低
減することができ、装置の信頼性向上に資することがで
きる。また、プッシュロッド３０の揺動角抑制について
有利であること等の理由により、同表１に示すように、
プッシュロッド３０の先端からブレーキペダル１０の回
動支軸１６までの距離Ｌ_X を従来の装置に比べて画期的
に短縮することができる。このため、本実施例のブレー
キペダル装置によれば、従来の装置に比べて優れた搭載
性を実現することができる。

【００８１】図６は、上記図３に示すブレーキペダル装
置において、本実施例の装置と同様にプッシュロッド３
０先端からブレーキペダルの回動支軸までの距離Ｌ_X を
６５mmに設定した場合の解析モデルであり、以下に示す
表３は、Ｌ_X 以外の各諸元を適当に設定してなる〜
の仕様につき、特性を演算した結果を示す。

【００８２】

【表３】

【００８３】この場合、車両のレッグスペースを確保す
るため、実際には上記表２中、仕様以外は実現性がな
い。また、仕様については実用域において可変率が
０．１８％／mm程度しか確保することができない。実用
上、レバー比Ｒ_P の可変率は０．３％／mm程度は必要で
あることから、実質的に上記図３に示す構成ではＬ_X ＝
６５mmを実現することができず、この意味で本実施例の
ブレーキペダル装置は、その搭載スペース上厳しい制約
が課される場合に特に有効である。

【００８４】ところで、上記実施例に示すブレーキペダ
ル装置は、走行中に操作することを前提としたブレーキ
ペダル装置であるが、本発明に係るブレーキペダル装置
は、かかる装置のみでなく、パーキングブレーキ用のブ
レーキペダル装置に適用することもできる。

【００８５】パーキングブレーキ用のブレーキペダル装
置においては、コントロール性が不問である代わりに短
い操作ストロークで、かつ軽い踏力で十分な制動力を発
生させ得ることが要求される。従って、ペダルストロー
クに対するレバー比の特性としては、反力が小さい小ス
トローク領域においてレバー比が小さく、反力の大きな
大ストローク領域においてレバー比が高いのが好適であ
る。

【００８６】これに対して、本発明に係るブレーキペダ
ル装置は、連結リンクの揺動状態を適当に設定すること
により、レバー比の特性を比較的自由に設定でき、上記
の要求を満たすブレーキレバー装置を実現することも可
能であることから、優れた特性を有するパーキングブレ
ーキ用ブレーキペダル装置を実現することができる。

【００８７】図７は、本発明の他の実施例として、上記
の特性を満たすべく設計したブレーキペダル装置の全体
構成図を示す。同図に示すブレーキペダル装置は、ペダ
ル６２から回動支軸６４までの距離Ｌ₁ が２４０mm、回
動支軸６４から連結部６６までの距離Ｒ₁ が５０mmに構
成されたブレーキペダル６０を操作することにより、前
記した操作力伝達部材に相当するケーブル６８に所望の
ストロークを与える機構である。

【００８８】ここで、本実施例においては、ブレーキペ
ダル６０の連結部６６には、その有効長さＲｍが２０mm
の連結リンク７０が連結されている。また、連結リンク
７０の他端は、連結部７２を介して、回動支軸７４まで
の距離Ｒ₂ が６０mmである回転リンク７６が連結されて
いる。また、この連結部７２には、ケーブル６８も連結
されている。従って、回動支軸７４からケーブル７２の
先端までの距離であるＬ₁ も、Ｒ₂ と同様６０mmとな
る。

【００８９】尚、図７に示すブレーキペダル装置は、比
制動時におけるケーブル６８の長さＬ_B を１２０mm、回
動支軸７４からケーブル６８までの垂直距離Ｌｈを５７
mm、回動支軸６４、７４間距離ＡＢを１００mmに設定
し、かつθ_m1，θ₀ の初期設定角を、それぞれ−５０
°，８０°に設定している。

【００９０】上記の設計によれば、ペダルストローク１
２０mmに対してケーブルストローク２３．５７mmを確保
することができ、かつ図８中に実線で示すように、ペダ
ルストロークが大きくなるにつれてレバー比が高くなる
特性を得ることができる。尚、その具体的数値について
以下、表４に示す

【００９１】

【表４】

【００９２】図８中、破線で示す特性は、ペダルストロ
ーク１２０mmに対して２３．５７mmのケーブルストロー
クを得るために、レバー比を５．０９に固定して設定し
た場合の特性を示すものであるが、両特性を比較した場
合、明らかに本実施例のブレーキペダル装置の方が、大
ペダルストローク領域、すなわち反力の大きな領域にお
いて高いレバー比を実現していることが判る。

【００９３】このため、図７に示すパーキングブレーキ
用ブレーキペダル装置によれば、従来一般に用いられて
いた装置に比べて短いペダルストロークで、かつ軽い踏
力で、十分な制動力を確保することが可能である。

【００９４】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、ペダルス
トロークに対するレバー比特性の設定を、比較的高い自
由度のもとに行うことができる。このため、例えば運転
中に操作するブレーキペダル装置においては、比較的制
動力の小さい領域ではストロークコントロールにより、
また比較的制動力の大きい領域では踏力コントロールに
より制動力を操作することができる。

【００９５】また、パーキングブレーキ用ブレーキペダ
ル装置の如く、短いペダルストロークで、かつ軽い踏力
で十分は制動力を発生させる必要がある場合には、かか
る特性に適合した適切なレバー比特性を実現することが
できる。

【００９６】このように、本発明に係るブレーキペダル
装置は、従来のブレーキペダル装置に比べて特性設定の
自由度が高く、要求される特性を的確に再現して優れた
操作フィーリングを実現することができるという特長を
有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるブレーキペダル装置の
全体構成図である。

【図２】本実施例のブレーキペダル装置の動作を説明す
るための図である。

【図３】従来のブレーキペダル装置の全体構成図であ
る。

【図４】従来のブレーキペダル装置において要求特性を
満たすために必要な体格を表す図である。

【図５】本実施例及び従来のブレーキペダル装置のペダ
ルストロークとレバー比との関係を表す図である。

【図６】従来のブレーキペダル装置で本実施例のブレー
キペダル装置と同様の搭載性を得るための構成例を表す
図である。

【図７】本発明の他の実施例であるブレーキペダル装置
の全体構成図である。

【図８】本実施例のブレーキペダル装置のペダルストロ
ークとレバー比との関係を表す図である。

【符号の説明】

１０，６０ ブレーキペダル １２ レバー部 １４，６２ ペダル １６，２６，６４，７４ 回動支軸 １８，２２，２８，６６，７２ 連結部 ２０，７０ 連結リンク ２４，７６ 回動リンク ３０ プッシュロッド ３２ ブレーキブースタ Ｌ₁ ，Ｒ₁ ，Ｒｍ，Ｒ₂ ，Ｌ₂ ，Ｌ_B 部材 ６８ ケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間部において回動自在に支持されるレ
   バー部の一端にペダルを備えてなるブレーキペダルと、 中間部において回転自在に支持されると共に、一端が操
   作力伝達部材に連結される回動リンクと、 前記ブレーキペダルの他端と前記回動リンクの他端とを
   連結して揺動する連結リンクとからなることを特徴とす
   るブレーキペダル装置。