JPWO2010073347A1 - 車両用操作ペダル装置のリンク連結構造 - Google Patents

Abstract

操作ペダル１４と回動部材１８とを連結リンク２０ａ、２０ｂによって連結する場合に、連結ピン３８、４０の軸部４４が連結部３４、３６を貫通させられた状態で先端部分にローリングかしめ加工が施されることにより、連結部３４、３６との間に所定の隙間ρが形成されるように塑性変形により先端部分が大径とされて抜止め部４６が形成されるため、従来の通常のかしめ加工と違ってその隙間ρの存在で連結部３４、３６の相対回動が許容される。これにより、連結ピン３８、４０の抜止め工程すなわちローリングかしめ加工が自動的に行われるようにすることが容易に可能であるとともに、Ｅリング等の抜止め用の部材が不要で且つそれを連結ピン３８、４０の軸部４４に装着するための溝等を加工する必要がないため、少ない部品点数で安価に構成することができる。

Description

本発明は車両用操作ペダル装置のリンク連結構造に係り、特に、少ない部品点数で安価に構成できるリンク連結構造に関するものである。

(a) 第１軸心まわりに回動可能に配設され、運転者によって踏込み操作される操作ペダルと、(b) 前記第１軸心と平行な第２軸心まわりに回動可能に配設されるとともに、連結リンクを介して前記操作ペダルに連結され、その操作ペダルの踏込み操作に連動して機械的にその第２軸心まわりに回動させられる回動部材と、を有する車両用操作ペダル装置において、(c) 前記連結リンクと前記操作ペダルおよび前記回動部材とをそれぞれ相対回動可能に連結する一対の連結部の少なくとも一方には、一端に大径頭部が設けられた連結ピンの円柱形状の軸部がその連結部を貫通するように配設され、その連結部から反対側へ突き出す先端部分に抜止め部が設けられることにより、その大径頭部側へ抜け出すことが阻止されるようになっているものがある。特許文献１、２に記載の車両用操作ペダル装置はその一例で、抜止め部としてＥリングやβピンが装着されるようになっている。また、特許文献３には、車両用操作ペダルをブラケットに回動可能に取り付ける支持部の連結構造ではあるが、支持ピンの先端部をかしめ加工してブラケットに一体的に固定する技術が記載されている。
特開２００２−２８３９７６号公報 特開平１１−１１５６９９号公報 実開平１−１２３７２７号公報

しかしながら、上記抜止め部としてＥリングやβピンを用いる方法は、部品点数が多くなるだけでなく、連結ピンの軸部にＥリングを装着するための溝やβピン貫通用の穴を加工する必要があり、製造コストが高くなる。また、それ等のＥリングやβピンの装着は自動化が困難で手作業で行われており、この点でも製造コストが高くなる。

一方、特許文献３に記載のようなかしめ加工を適用して連結ピンを抜出し不能とすることが考えられるが、かしめ加工は一般に隙間無く据込み鍛造する技術であるため、相対回動可能に連結するためには連結ピンを段付き形状としたりカラーを介装したりする必要があり、部品点数を削減したり製造コストを低減したりする上で必ずしも十分な効果が得られない。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両用操作ペダル装置のリンク連結部において、連結ピンによって相対回動可能に複数の部材を連結する場合に少ない部品点数で安価に構成できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 第１軸心まわりに回動可能に配設され、運転者によって踏込み操作される操作ペダルと、(b) 前記第１軸心と平行な第２軸心まわりに回動可能に配設されるとともに、連結リンクを介して前記操作ペダルに連結され、その操作ペダルの踏込み操作に連動して機械的にその第２軸心まわりに回動させられる回動部材と、を有する車両用操作ペダル装置に関し、(c) 前記連結リンクと前記操作ペダルおよび前記回動部材とをそれぞれ相対回動可能に連結する一対の連結部の少なくとも一方には、一端に大径頭部が設けられた連結ピンの円柱形状の軸部がその連結部を貫通するように配設され、その連結部から反対側へ突き出す先端部分に抜止め部が設けられることにより、その大径頭部側へ抜け出すことが阻止されるリンク連結構造において、(d) 前記軸部が前記連結部を貫通させられた状態で前記先端部分が軸方向へ潰されるように塑性変形させられることにより、その先端部分が軸部の初期径寸法よりも大径とされて前記抜止め部が構成されているとともに、(e) 前記連結部の相対回動が許容されるようその連結部ないし前記大径頭部が互いに密着させられた状態でその連結部と前記抜止め部との間に所定の隙間が形成されていることを特徴とする。

第２発明は、第１発明の車両用操作ペダル装置のリンク連結構造において、(a) 前記連結リンクは、前記操作ペダルおよび前記回動部材を挟んで両側に一対配設されており、(b) 前記連結ピンは、前記軸部のうち前記大径頭部の近傍が大径とされて、前記一対の連結リンクのうちその大径頭部側に位置する連結リンクに一体的に圧入固定されることを特徴とする。

このような車両用操作ペダル装置のリンク連結構造においては、連結ピンの軸部が連結部を貫通させられた状態で先端部分にローリングかしめ加工等の塑性変形加工が施されることにより、連結部ないし大径頭部が互いに密着させられた状態でその連結部との間に所定の隙間が形成されるように塑性変形により先端部分が大径とされて抜止め部が形成されるため、従来の通常のかしめ加工と違ってその隙間の存在で連結部の相対回動が許容される。

このように、本発明では軸部の先端部分を塑性変形させるだけで、連結部の相対回動を阻害することなく連結することができるため、連結ピンの抜止め工程すなわち塑性変形加工が自動的に行われるようにすることが容易に可能であるとともに、Ｅリング等の抜止め用の部材が不要で且つそれを装着するための溝等を加工する必要がないため、少ない部品点数で安価に構成することができるようになる。

第２発明では連結ピンの軸部のうち大径頭部の近傍が大径とされて、その大径頭部側に位置する連結リンクに一体的に圧入固定されるようになっているため、連結ピンの軸部の先端部分を塑性変形させる際にその軸部の軸心に対して横方向の分力が発生する場合でも、連結ピンの位置決めを連結リンクを介して容易に高い精度で行うことができる。

本発明が適用された車両の常用ブレーキ用のブレーキペダル装置を示す正面図である。 図１におけるII−II断面の拡大図である。 図１のブレーキペダル装置のリンク連結部に配設される連結ピンにローリングかしめ加工を施すローリングかしめ加工機を説明する概略図である。 図３のローリングかしめ加工機を用いて連結ピンの先端部に大径の抜止め部が形成される前後の状態を比較して示す図である。

符号の説明

１０：ブレーキペダル装置（車両用操作ペダル装置） １４：操作ペダル １８：回動部材 ２０ａ、２０ｂ：連結リンク ３４、３６：連結部 ３８、４０：連結ピン ４２：大径頭部 ４４：軸部 ４６：抜止め部 ６０：ローリングかしめ加工機 Ｏ₁ ：第１軸心 Ｏ₂ ：第２軸心 ρ：隙間 Ｄ₀ ：軸部の初期径寸法 Ｄ_A ：抜止め部の最大径寸法

本発明は、常用ブレーキやパーキングブレーキ用のブレーキペダル、アクセルペダル、クラッチペダル等の車両用操作ペダル装置の連結リンクの連結部位に好適に適用される。回動部材には、例えばブレーキマスタシリンダのプッシュロッドやアクセラレータケーブルなどが連結されるが、スプリング等の付勢手段を有するシミュレーション装置により踏込みストロークに応じて所定の反力が加えられるようになっていても良いなど、種々の態様が可能である。

操作ペダルと回動部材とを連結する連結リンクは、第２発明のように、操作ペダルおよび回動部材を挟んで両側に一対設けることが望ましいが、片側に１枚設けられるだけでも良い。第２発明では、一方の連結リンクに連結ピンが圧入固定されるようになっているが、第１発明の実施に際しては必ずしも圧入固定する必要はなく、相対回動可能に貫通させられるようになっていても良い。

連結ピンの軸部の先端部分を軸方向へ潰して塑性変形させる加工手段としては、例えばローリングかしめ加工が好適に用いられる。ローリングかしめ加工は、連結ピンの軸心と同心に配設されたスピンヘッドに、その軸心に対して傾斜する姿勢でポンチが設けられ、スピンヘッドを軸心まわりに回転駆動してポンチを歳差運動（みそすり運動、円錐運動ともいう）させながら、エアシリンダ等により軸方向へ押圧することにより、連結ピンの軸部の先端にポンチを押圧して塑性変形させるもので、ポンチと軸部との接触面積が小さく、その軸部の先端を局所的に塑性変形させながらかしめ加工が進行するため、軸部の他の部分を変形させることなく先端部分のみを局部的に塑性変形させて拡径させることができる。これにより、連結部との間に所定の隙間が形成されるように抜止め部（拡径部）を形成することができる。連結ピンの材質としては、このような塑性変形が可能な金属材料が採用される。上記ポンチは１つでも良いが、軸心に対して対称的に一対設けたり、３つ以上設けたりすることもできる。また、ポンチは、自身の軸心まわりに回転自在に配設することが望ましい。なお、連結ピンの軸部の先端部分のみを局部的に塑性変形させて軸部の他の部分を変形させることなく拡径させることができれば、ローリングかしめ加工に限らずプレスかしめ等の他の加工法を適用しても良い。

塑性変形加工として上記ローリングかしめ加工を行う場合、かしめ加工が施される連結ピンの軸部の軸心に対して横方向の分力が発生するため、例えば第２発明のように連結ピンが一方の連結リンクに一体的に圧入固定されるようにするなどして、ローリングかしめ加工で抜止め部を形成する際に連結ピンが倒れたりがたついたりしないように位置決めすることが望ましい。

上記ローリングかしめ加工等の塑性変形加工によって形成される抜止め部（拡径部）の最大径寸法Ｄ_A は、連結リンクや操作ペダル或いは回動部材の連結部に設けられた連結ピン挿通穴から抜け出さない範囲で適宜設定されるが、例えば軸部の初期径寸法Ｄ₀ が連結ピン挿通穴の径と略同じである場合、抜止め部の最大径寸法Ｄ_A を１．０２Ｄ₀ 以上とすれば、従来のＥリングによって抜止めを行った場合と同程度の抜止め荷重が得られる。

連結部ないし大径頭部が互いに密着させられた状態でその連結部と抜止め部との間に形成される隙間、すなわち抜止め部と大径頭部との間の寸法（軸部の寸法）と連結部全体（連結リンク＋操作ペダル、または連結リンク＋回動部材）の板厚寸法との差をρとすると、その隙間ρは、連結部の相対回動が阻害されることがないとともに、遊びが大きくなってがたついたりこじりが生じたりしないように適宜設定され、連結ピンの材質等によって異なるが例えば０ｍｍ＜ρ≦６．０ｍｍ程度の範囲内が適当である。

抜止め部は、連結部ないし大径頭部が互いに密着させられた状態で連結部との間に所定の隙間ρが形成されるように、塑性変形加工によって形成されるが、必ずしも塑性変形加工が行われる際に連結部ないし大径頭部が互いに密着させられている必要はない。すなわち、結果的に抜止め部と大径頭部との間の寸法（軸部の寸法）が連結部全体の板厚寸法よりも隙間ρ分だけ大きければ良く、例えば塑性変形加工時に大径頭部と連結部との間に所定の空間がある場合は、隙間ρからその空間分だけ差し引いた寸法だけ抜止め部と連結部との間に隙間が形成されるように塑性変形加工が行われれば良い。連結部の複数の部材間に空間がある状態でローリングかしめ加工を行うことも可能である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された常用ブレーキ用のブレーキペダル装置１０の正面図で、車両に一体的に固設されるペダルサポート１１に略水平な第１支持軸１２の軸心Ｏ₁ まわりに回動可能に操作ペダル１４が配設されているとともに、その軸心Ｏ₁ と略平行な第２支持軸１６の軸心Ｏ₂ まわりに回動可能に回動部材１８が配設されており、それ等の操作ペダル１４と回動部材１８とに跨がって一対の連結リンク２０ａ、２０ｂがそれ等を挟むように両側（図１の表裏側）に配設されている。第１支持軸１２の軸心Ｏ₁ は第１軸心で、第２支持軸１６の軸心Ｏ₂ は第２軸心に相当する。図１は、連結リンク２０ａ、２０ｂによる連結部位が見えるようにペダルサポート１１の手前側の側板の一部を切り欠いて示した図である。

操作ペダル１４は、下端に設けられたペダルシート２４が運転者によって踏込み操作されることにより、図１において第１支持軸１２の右回りに回動させられ、操作ペダル１４の上端部に連結された連結リンク２０ａ、２０ｂを介して回動部材１８を第２支持軸１６の左まわりに機械的に回動させる。回動部材１８の上端部には、第２支持軸１６と略平行な連結ピン２６の軸心まわりに相対回動可能にブレーキマスタシリンダのプッシュロッド２８がクレビス３０を介して連結されており、回動部材１８の回動に伴ってプッシュロッド２８が機械的に図の左方向へ押圧されることにより、操作ペダル１４の踏込み操作力に応じてブレーキ油圧を発生させる。プッシュロッド２８は、ブレーキマスタシリンダから突き出すように付勢されているとともに、操作ペダル１４とペダルサポート１１との間にはリターンスプリング３２が張設されており、ペダルシート２４の踏込み操作が解除されると、それ等の付勢力によって回動部材１８は第２支持軸１６の軸心Ｏ₂ の右まわりに戻り回動させられるとともに、操作ペダル１４は第１支持軸１２の軸心Ｏ₁ の左まわりに戻り回動させられて図１に示す原位置に保持される。

図２は、図１におけるII−II断面を拡大して示す断面図で、操作ペダル１４と回動部材１８とを連結する前記連結リンク２０ａ、２０ｂは、それ等の操作ペダル１４および回動部材１８を挟んで両側に配設されている。連結リンク２０ａ、２０ｂと操作ペダル１４との連結部３４、および連結リンク２０ａ、２０ｂと回動部材１８との連結部３６は、それぞれ連結ピン３８、４０によって相対回動可能に連結されている。これ等の連結ピン３８、４０は同じ構成で、それぞれ大径頭部４２および円柱形状の軸部４４を同心に一体に備えており、軸部４４が連結部３４、３６を貫通するように配設され、それ等の連結部３４、３６から反対側（図の下方）へ突き出す先端部分に抜止め部４６が設けられることにより、大径頭部４２側へ抜け出すことが阻止されている。

連結リンク２０ａ、２０ｂには、それぞれ軸部４４と略等しい径寸法の連結ピン挿通穴４８、５０が形成されており、軸部４４はそれ等の連結ピン挿通穴４８、５０を挿通させられているが、軸部４４のうち大径頭部４２の近傍には他の部分より僅かに大径の圧入部５２が設けられており、連結リンク２０ａに一体的に圧入固定されている。軸部４４の圧入部５２以外の部分は一定の径寸法で、連結リンク２０ｂの連結ピン挿通穴５０に対しては相対回動可能に貫通させられている。また、操作ペダル１４と連結ピン３８の軸部４４との間、回動部材１８と連結ピン４０の軸部４４との間には、それぞれメタルブシュ５４、５６が介在させられているとともに、回動部材１８の連結部は、操作ペダル１４の板厚との相違によるがたつきを防止するためのボス５８を一体に備えている。

ここで、前記抜止め部４６は、軸部４４が連結部３４、３６を貫通するように配設された状態で先端部分が連結ピン３８、４０の軸方向へ潰されるように塑性変形させられることにより、その先端部分が軸部４４の初期径寸法Ｄ₀ よりも大径とされた拡径部である。また、この抜止め部４６は、連結部３４、３６ないし大径頭部４２が互いに密着させられた状態（図３参照）で、その連結部３４、３６との間に所定の隙間ρ（図４(b) 参照）が形成されるようにローリングかしめ加工によって形成されており、隙間ρの存在で連結部３４、３６の相対回動がそれぞれ許容されている。

図３は、上記ローリングかしめ加工を行うローリングかしめ加工機６０を説明する概略図で、抜止め部４６が形成される前の状態である。位置決め治具６２には、一方の連結リンク２０ａに連結ピン３８、４０が圧入固定されたものが、その連結ピン３８、４０の軸部４４が上向きとなる姿勢で載置されている。位置決め治具６２の上面には、連結ピン３８、４０の大径頭部４２が当接する状態で載置される一対の支持凹所６４、および連結リンク２０ａを収容するとともに水平方向の位置決めを行う位置決め凹所６６が設けられている。そして、上向きの連結ピン３８、４０の軸部４４には、前記メタルブッシュ５４、５６と共に操作ペダル１４、回動部材１８がそれぞれ上方から組み付けられ、それ等の上に更に他方の連結リンク２０ｂが組み付けられる。その状態で、図示しないクランプにより位置決め治具６２に押圧され、一体的に固定される。

上記位置決め治具６２の上方には、モータ等の回転駆動装置により上下方向の軸心Ｓまわりに回転駆動されるスピンヘッド７０が配設されているとともに、そのスピンヘッド７０には軸心Ｓに対して所定の角度で傾斜する姿勢でポンチ７２が設けられている。ポンチ７２は、ベアリング７４により自身の軸心まわりに回転自在にスピンヘッド７０に配設されているとともに、スピンヘッド７０が軸心Ｓまわりに回転駆動されることにより、その軸心Ｓまわりに歳差運動（みそすり運動、円錐運動ともいう）させられる。そして、先ず一方の連結ピン３８の軸心と軸心Ｓとが略一致する位置において、スピンヘッド７０を回転駆動しつつ図示しないエアシリンダ等の押圧装置により所定の押圧荷重Ｆで下方へ移動させると、ポンチ７２が連結ピン３８の軸部４４の先端に傾斜する姿勢で押圧され、摩擦により自身の軸心まわりに回転しつつ軸心Ｓまわりに歳差運動させられ、図４の(a) 、(b) に示すように軸部４４の先端部分を軸方向へ潰すように塑性変性させて前記抜止め部４６を形成する。

このようなローリングかしめ加工は、ポンチ７２と軸部４４との接触面積が小さく、その軸部４４の先端を局所的に塑性変形させながらかしめ加工が進行するため、軸部４４の他の部分を変形させることなく先端部分のみを局部的に塑性変形させて拡径させることができる。これにより、図３に示すように連結部３４の各部材が互いに密着させられるとともに大径頭部４２に密着させられた状態で、その連結部３４の最上部に位置する連結リンク２０ｂの上面と抜止め部４６との間に、図４の(b) に示すように所定の隙間ρが形成されるようにローリングかしめ加工を行うことが可能で、隙間ρの存在で連結部３４の相対回動が許容される。隙間ρ、すなわち抜止め部４６と大径頭部４２との間の寸法（軸部４４の寸法）と連結部３４全体の板厚寸法との差は、連結部３４の相対回動が阻害されて操作ペダル１４の踏込み操作性の低下を招くことがないとともに、ローリングかしめ加工時に連結ピン３８の軸部４４が変形したり、連結リンク２０ａに対する連結ピン３８の垂直度が悪化して連結リンク２０ｂの組付け性が低下したりすることがなく、また、遊びが大きくなってがたついたりこじりが生じたりしないように適宜設定され、例えば０ｍｍ＜ρ≦６．０ｍｍ程度の範囲内が適当で、本実施例では、組付等の誤差や操作時の強度等を考慮して０．４ｍｍ≦ρ≦４．０ｍｍの範囲内としている。また、ローリングかしめ加工によって形成される抜止め部４６の最大径寸法Ｄ_A は、連結リンク２０ｂに設けられた連結ピン挿通穴５０から抜け出さない範囲で適宜設定され、例えば軸部４４の初期径寸法Ｄ₀ に対して１．０２Ｄ₀ 以上とすれば、従来のＥリングによって抜止めを行った場合と同程度の抜止め荷重が得られる。スピンヘッド７０の加工ストロークＳＴは、このような最大径寸法Ｄ_A の抜止め部４６が得られるように設定され、軸部４４の初期軸方向長さは、隙間ρが形成されるように加工ストロークＳＴに応じて設定される。

このようにして一方の連結ピン３８の軸部４４の先端に対するローリングかしめ加工が終了したら、同様にして他方の連結ピン４０の軸部４４の先端に対してローリングかしめ加工を行い、抜止め部４６を形成する。なお、一対の連結ピン３８、４０の離間距離に対応して一対のスピンヘッド７０を設け、それ等の連結ピン３８、４０に対して同時にローリングかしめ加工を行うことも可能である。

このように、本実施例のブレーキペダル装置のリンク連結構造においては、連結ピン３８、４０の軸部４４が連結部３４、３６を貫通させられた状態で先端部分にローリングかしめ加工が施されることにより、連結部３４、３６ないし大径頭部４２が互いに密着させられた状態でその連結部３４、３６との間に所定の隙間ρが形成されるように塑性変形により先端部分が大径とされて抜止め部４６が形成されるため、従来の通常のかしめ加工と違ってその隙間ρの存在で連結部３４、３６の相対回動が許容される。これにより、連結ピン３８、４０の抜止め工程すなわちローリングかしめ加工が自動的に行われるようにすることが容易に可能であるとともに、Ｅリング等の抜止め用の部材が不要で且つそれを連結ピン３８、４０の軸部４４に装着するための溝等を加工する必要がないため、少ない部品点数で安価に構成することができるようになる。ローリングかしめ加工の自動化は、例えば前記加工ストロークＳＴを予め設定しておき、ＮＣ制御等でその加工ストロークＳＴだけローリングかしめ加工が行われるようにすることにより容易に達成できる。

また、ローリングかしめ加工では、かしめ加工が施される連結ピン３８、４０の軸部４４の軸心に対して横方向の分力が発生するため、連結ピン３８、４０が倒れたりがたついたりしないように位置決めする必要があるが、本実施例では連結ピン３８、４０の軸部４４のうち大径頭部４２の近傍に大径の圧入部５２が設けられ、その大径頭部４２側に位置する連結リンク２０ａに一体的に圧入固定されるようになっているため、軸部４４の先端部分にローリングかしめ加工を行う際の連結ピン３８、４０の位置決めを、連結リンク２０ａを介して容易に高い精度で行うことができる。本実施例では、大径頭部４２が支持凹所６４の上面に当接する状態で載置され、且つ水平方向位置については連結リンク２０ａが位置決め凹所６６によって位置決めされるとともに、他方の連結リンク２０ｂが組み付けられた状態で、図示しないクランプにより位置決め治具６２に一体的に固定されるため、横方向の分力に拘らず軸部４４を略垂直な一定の姿勢に位置決めした状態でローリングかしめ加工を適切に行うことができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

Claims (2)

1. 第１軸心まわりに回動可能に配設され、運転者によって踏込み操作される操作ペダルと、
   前記第１軸心と平行な第２軸心まわりに回動可能に配設されるとともに、連結リンクを介して前記操作ペダルに連結され、該操作ペダルの踏込み操作に連動して機械的に該第２軸心まわりに回動させられる回動部材と、
   を有する車両用操作ペダル装置に関し、
   前記連結リンクと前記操作ペダルおよび前記回動部材とをそれぞれ相対回動可能に連結する一対の連結部の少なくとも一方には、一端に大径頭部が設けられた連結ピンの円柱形状の軸部が該連結部を貫通するように配設され、該連結部から反対側へ突き出す先端部分に抜止め部が設けられることにより、該大径頭部側へ抜け出すことが阻止されるリンク連結構造において、
   前記軸部が前記連結部を貫通させられた状態で前記先端部分が軸方向へ潰されるように塑性変形させられることにより、該先端部分が該軸部の初期径寸法よりも大径とされて前記抜止め部が構成されているとともに、
   前記連結部の相対回動が許容されるよう該連結部ないし前記大径頭部が互いに密着させられた状態で該連結部と前記抜止め部との間に所定の隙間が形成されている
   ことを特徴とする車両用操作ペダル装置のリンク連結構造。
2. 前記連結リンクは、前記操作ペダルおよび前記回動部材を挟んで両側に一対配設されており、
   前記連結ピンは、前記軸部のうち前記大径頭部の近傍が大径とされて、前記一対の連結リンクのうち該大径頭部側に位置する連結リンクに一体的に圧入固定される
   ことを特徴とする第１項に記載の車両用操作ペダル装置のリンク連結構造。

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