WO2018003038A1

WO2018003038A1 - 操作ペダル

Info

Publication number: WO2018003038A1
Application number: PCT/JP2016/069324
Authority: WO
Inventors: 覚増田
Original assignee: 大塚工機株式会社
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-04
Also published as: CN109564443B; CN109564443A; JP6609703B2; JPWO2018003038A1

Abstract

必要な強度を確保しつつ軽量化を実現することができ、コスト低減も可能となる操作ペダルを提供することを課題とする。課題の解決手段として、車両における車体側部材に回動可能に支持される操作ペダル（１０）は、回動中心となる基端部（１１）から操作力を加える先端部（１２）にかけて長手方向に延びるアーム部（１３）を備え、アーム部（１３）は、中空のパイプ状に形成された基幹（１３０）と、該基幹（１３０）の長手方向に沿って設けられた補強リブ（１３１）とから成る。

Description

操作ペダル

　本発明は、車両における車体側部材に回動可能に支持され、各種操作に用いられる操作ペダルに関する。

　従来より車両に用いる操作ペダルとして、例えば、ブレーキ装置のブレーキペダルがある。ブレーキ装置では、車体側部材にブレーキペダルの基端が回動可能に支持され、ブレーキペダルを足で踏みつけ操作力を加えるものが知られている。例えば、特許文献１参照。

　このようなブレーキペダルでは、操作力を直接受けるために高い強度が必要であった。よって、ブレーキペダルは、一般に鋳造品等の金属で構成されていた。また最近では、車両の軽量化の要請により、ブレーキペダルを樹脂で成形したものも知られているが、必要な強度を保つために内部に鉄板等の金属部材を入れて成形する必要があった。

特開２００６－９１９５７号公報

　しかしながら、前述した樹脂製のブレーキペダルであっても、強度を十分に保ったままで、さらなる軽量化のための工夫が望まれていた。また、ブレーキペダルの強度を高めるために、樹脂材料を多くすると、重量増加を招くだけでなく、材料費のコストが嵩むという問題もあった。

　本発明は、以上のような従来の技術の有する改善点に着目してなされたものであり、必要な強度を確保しつつ軽量化を実現することができ、コスト低減も可能となる操作ペダルを提供することを目的としている。

　前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
　［１］車両における車体側部材に回動可能に支持される操作ペダルにおいて、
　回動中心となる基端部から操作力を加える先端部にかけて長手方向に延びるアーム部を備え、
　前記アーム部は、中空のパイプ状に形成された基幹と、該基幹の長手方向に沿って設けられた補強リブとから成ることを特徴とする操作ペダル。

　［２］前記補強リブは、前記基幹の外周に沿って、前記アーム部の軸心を間に互いに対向しながら前記アーム部の長手方向に細幅状に延びる一対の外縁補強リブと、各外縁補強リブの互いに対向する内面間ないし前記基幹の外周に亘って連なる内側補強リブと、から成ることを特徴とする前記［１］に記載の操作ペダル。

　［３］前記アーム部は、樹脂により一体成形されていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の操作ペダル。

　［４］ブレーキ装置に用いられ、前記先端部に足で踏みつけて操作力を加えるパッドが設けられていることを特徴とする前記［１］，［２］または［３］に記載の操作ペダル。

　次に、作用を説明する。
　前記［１］に記載の操作ペダル（１０）は、その回動中心となる基端部（１１）から操作力を加える先端部（１２）にかけて、長手方向に延びるアーム部（１３）を備える。アーム部（１３）は、中空のパイプ状に形成された基幹（１３０）と、該基幹（１３０）の長手方向に沿って設けた補強リブ（１３１）とから成る。

　このようなアーム部（１３）におけるパイプ構造と補強リブ（１３１）との組み合わせにより、操作ペダル（１０）に必要とされる十分な強度を確保することができる。また、アーム部（１３）内の中空や各補強リブ（１３１）間の隙間の分だけ、材料が削減されて軽量化を図ることができ、材料コストも低減することができる。

　前記補強リブ（１３１）は、具体的には例えば、前記［２］に記載したように、アーム部（１３）の基幹（１３０）の外周に沿って、アーム部（１３）の軸心を間に互いに対向しながら長手方向に細幅状に延びる一対の外縁補強リブ（１３２ａ，１３２ｂ）と、各外縁補強リブ（１３２ａ，１３２ｂ）の互いに対向する内面間ないし基幹（１３０）の外周に亘って連なる内側補強リブ（１３３）と、から形成すると良い。かかる構成の補強リブ（１３１）によれば、簡易な構成で高い強度を保つことができ、また、成形しやすい形状となる。

　前記［３］に記載の操作ペダル（１０）では、アーム部（１３）を樹脂により一体成形する。これにより、操作ペダル（１０）の主要部であるアーム部（１３）は、金属材料で成形する場合に比べて軽量化も容易となり、また、成形の自由度も高く様々な形状に成形することが可能となる。もちろんアーム部（１３）だけでなく、アーム部（１３）を含む操作ペダル（１０）全体を樹脂で一体成形しても良い。

　以上の操作ペダル（１０）は、例えば前記［４］に記載したように、ブレーキ装置に用いることができる。操作ペダル（１０）をブレーキ装置のブレーキペダルに適用する場合、操作ペダル（１０）の先端部（１２）には、足で踏みつけて操作力を加えるためのパッド（１４）を設けることになる。

　本発明に係る操作ペダルによれば、アーム部は、中空のパイプ状に形成された基幹から成り、該基幹の外周に沿って補強リブを設けたから、必要な強度を確保しつつ軽量化を実現することができ、コスト低減も可能となる。

本発明の実施の形態に係る操作ペダルを後方から見た斜視図である。本発明の実施の形態に係る操作ペダルを前方から見た斜視図である。本発明の実施の形態に係る操作ペダルを下方から見た斜視図である。本発明の実施の形態に係る操作ペダルを示す側面図である。本発明の実施の形態に係る操作ペダルを示す正面図である。本発明の実施の形態に係る操作ペダルを示す平面図である。本発明の実施の形態に係る操作ペダルを示す側面図と各部位における横断面図である。

　以下、図面に基づき本発明を代表する一実施の形態を説明する。
　図１～図７は、本発明の一実施の形態を示している。
　本実施の形態に係る操作ペダル１０は、車両における車体側部材に回動可能に支持されるものであり、回動中心となる基端部１１から操作力を加える先端部１２にかけて長手方向に延びるアーム部１３を備えている。以下、操作ペダル１０を、ブレーキ装置のブレーキペダルに適用した例を説明する。

　ブレーキペダルである操作ペダル１０は、運転者（操作者）が足で操作するものであり、車室内にて運転席の足元前方に配置される。操作ペダル１０は、図示省略した車体側部材であるベースブラケットに、基端部１１が回動可能に支持される。一方、操作ペダル１０の先端部１２には、足踏用のパッド１４が設けられている。パッド１４が足で踏みつけられて操作力が加わると、操作ペダル１０は基端部１１を中心に前方へ回動し、ブレーキ装置において制動力を発生させるように構成されている。

　操作ペダル１０は、ベースブラケットに対して、車幅方向に延びる回転軸（図示せず）を介して前後方向へ揺動可能に支持される。操作ペダル１０の基端部１１には、回転軸を一体に嵌合させる軸受部１５が設けられている。一方、ベースブラケットは、互いに対向する側壁を備え、各側壁間にて軸受部１５は、回転軸を介して両持ち状態で回動可能に支持される。

　操作ペダル１０は、リターンバネ（図示せず）によって、後方へ回動するように常時付勢されている。基端部１１の前側には、リターンバネの一端を引っ掛ける掛止フック１６が一体に突設されている。操作ペダル１０の踏み込みが終わりパッド１４から足を離すと、リターンバネの付勢力により、操作ペダル１０は後方の初期位置に戻るように設定されている。

　また、アーム部１３の途中には、前記ベースブラケット側に設けられたスイッチ（図示せず）に当接可能な回動位置確認部１７が設けられている。回動位置確認部１７は、操作ペダル１０が踏みこまれると、前記スイッチに当接してＯＮとすることにより、操作ペダル１０の回動位置を確認したり、ブレーキランプを点灯させるように設定されている。

　図１に示すように、操作ペダル１０は、全体的に樹脂で一体成形されている。操作ペダル１０の主要部であるアーム部１３は、中空のパイプ状に形成された基幹１３０（図７参照）から成り、基幹１３０の外周に沿って補強リブ１３１が設けられている。

　本実施の形態に係る操作ペダル１０は、その回動中心となる軸受部１５からアーム部１３の長さ分だけ離れた位置のパッド１４に操作力が加えられる長尺形状であり、アーム部１３には、比較的大きなトルク荷重がかかる。かかるトルク荷重に耐えられる強度を保ち、かつ軽量化を実現するために、アーム部１３を含む操作ペダル１０全体は、図示したように構成されている。

　すなわち、図１～図７に示したように、アーム部１３の基幹１３０は、その軸心が途中で屈曲ないし湾曲しながら長手方向の延びる形状であり、その全長に亘って中空のパイプ状に形成されている。このように、操作ペダル１０のアーム部１３（基幹１３０）は、その軸心が直線状に延びる形状に限られることなく、本実施の形態では、側面視において緩やかに延びる略Ｓ字形に形成されている。

　アーム部１３におけるパイプ状とは、円筒断面でも角筒断面でも良いが、強度的には円筒断面の方が優れている。なお、基幹１３０の具体的な長さや外径および内径の寸法は、適宜定め得る設計事項である。アーム部１３の両端に連なる基端部１１や先端部１２の具体的な形状や大きさも、同様に適宜定め得る設計事項である。

　補強リブ１３１の具体的な配置や形状は、前述のトルク荷重に対する必要な強度に応じて適宜定められるが、型抜きが容易となるように、アンダーカットを含まない形状に設計すると良い。本実施の形態の補強リブ１３１は、前記基幹１３０の外周に沿って、軸心を間に互いに対向しながらアーム部１３の長手方向に細幅状に延びる一対の外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂと、各外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂの互いに対向する内面間ないし前記基幹１３０の外周に亘って一体に連なる内側補強リブ１３３と、から成る。

　一対の外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ同一の横幅かつ厚さでアーム部１３の先端から基端にかけて細幅状に延びるフランジ状に形成され、車両前後方向における前側と後側に配されている。前後の外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ長手方向に延びる中心線付近で基幹１３０の外周に接合しており、当該接合箇所より車幅方向を向く左右両側に向けて同一幅で延出している。

　内側補強リブ１３３は、前後の外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂの内面間を、前記基幹１３０の外周にも連なる状態で、略直角に横断したり斜めに横断したり、あるいは長手方向にも縦断するように多数配されている。個々の内側補強リブ１３３同士が途中で交差する部位では互いに一体に接合している。このような数多の内側補強リブ１３３は、左右外側からの側面視で、大小様々な四角形や三角形ないし異形の多角形を隙間なく並べた構造であり、内側補強リブ１３３で細かく区分けされた空間は、そのまま大小異なる凹部となっている。

　個々の内側補強リブ１３３の厚さはほぼ同一であり、また、内側補強リブ１３３の上端縁（高さ）は、外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂの両側端縁と同一面上に連なっている。すなわち、内側補強リブ１３３は、外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂの両側端縁より内側に収まる状態に設けられている。このような外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂおよび内側補強リブ１３３を含む操作ペダル１０全体は、樹脂により一体成形するに際して、左右両側となる型抜き方向においてアンダーカットを含まない形状に設計されている。

　操作ペダル１０の具体的な成形方法としては、ブロー成形が適している。ブロー成形は、熱可塑性の樹脂材料を押し出しまたは射出成形により、チューブ状に予備成形し、これを金型に挟んで内部にガスを吹き込んで膨らませて冷却固化する成形方法である。あるいは、操作ペダル１０は、中空射出成形によって成形しても良い。中空射出成形は、ガスインジェクション成形とも呼ばれており、射出成形過程において、金型内の溶解樹脂中にガス体を注入して中空部のある成形品を得る成形方法である。

　何れの成形方法でも、特に内側補強リブ１３３の具体的な配置は、操作ペダル１０全体の大きさや用途に応じて、実際に各部位にかかる荷重や必要な強度等の計算に基づき適宜設定される。図示した配置の内側補強リブ１３３であれば、操作ペダル１０全体において、操作時のトルク荷重による応力が一箇所に集中しにくい構成となっている。なお、補強リブ１３１の少なくとも一部を、アーム部１３の基幹１３０とは別体として設けておき、基幹１３０の外周に後から加熱または溶剤接着により接合させるように構成しても良い。

　補強リブ１３１は、アーム部１３のみならず、操作ペダル１０の基端部１１と先端部１２も含む全長に亘って設けても良い。基端部１１と先端部１２は、パイプ状ではないが、その外壁の両側や周囲に補強リブ１３１を設けることができる。なお、操作ペダル１０を前述のブロー成形や中空射出成形で成形する場合、樹脂中にガスを注入ないし排出するベント（通気孔）が必要となる。このベントは、アーム部１３の強度に影響せず成形しやすい位置である中空部の長手方向の末端に設けると良い。

　アーム部１３の中間より上側の位置において、前側の外縁補強リブ１３２ａには、マスターバックのオペレーティングロッドが連結される連結部１８が設けられている。連結部１８は、外縁補強リブ１３２ａのブラケット状の突設されたリブ片に、取付孔として設けられている。マスターバックは図示省略したが、エンジンの吸気負圧を利用して操作ペダル１０に対する操作力を倍増する装置である。操作ペダル１０のパッド１４が踏みこまれると、連結部１８に一端が連結されたオペレーティングロッド（図示せず）が前方へ押し出され、マスターバックが作動するように構成されている。

　次に、本実施の形態に係る操作ペダル１０の作用について説明する。
　図１に示すように、操作ペダル１０は、その回動中心となる基端部１１から操作力を加える先端部１２にかけて、長手方向に延びるアーム部１３を備える。アーム部１３は、中空のパイプ状に形成された基幹１３０と、該基幹１３０の長手方向に沿って設けた補強リブ１３１とから成る。

　アーム部１３を含む操作ペダル１０全体は、樹脂により一体成形する。これにより、操作ペダル１０は、金属材料で成形する場合に比べて軽量化も容易となり、また、成形の自由度も高く様々な形状に成形することが可能となる。さらに、操作ペダル１０の部品点数も削減され、金型を予め用意しておけば、ブロー成形等の一体成形により、簡易かつ迅速に大量生産することができる。なお、アーム部１３のみを一体成形しておき、基端部１１や先端部１２は、後からアーム部１３に組み合わせても良い。

　特に、アーム部１３においては、パイプ状の基幹１３０と補強リブ１３１とを組み合わせた構造により、樹脂製であっても操作ペダル１０に必要とされる十分な強度を確保することができる。また、アーム部１３内の中空や各補強リブ１３１間の隙間の分だけ、材料が削減されていっそう軽量化を図ることができ、材料コストも低減することができる。もちろん、操作ペダル１０は、アーム部１３だけでなく、基端部１１と先端部１２も含む全長に亘って、パイプ状に形成して補強リブ１３１を組み合わせても良い。

　アーム部１３における補強リブ１３１は、図１～図７に示すように、アーム部１３の基幹１３０の外周に沿って、アーム部１３の軸心を間に互いに対向しながら長手方向に細幅状に延びる一対の外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂと、各外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂの互いに対向する内面間ないし基幹１３０の外周に亘って連なる内側補強リブ１３３と、から形成されている。

　このような構成の補強リブ１３１によれば、簡易な構成で高い強度を保つことができる。ここで、各外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂの具体的な長さや厚さ、それに数多の内側補強リブ１３３の具体的な配置は、操作ペダル１０全体の大きさや用途に応じて、実際に各部位にかかる荷重や必要な強度等の計算に基づき適宜設定される。

　また、補強リブ１３１を含む操作ペダル１０全体は、樹脂により一体成形するに際して、左右両側となる型抜き方向において、アンダーカットを含まない形状に設計すると良い。これにより、いっそう容易に成形することが可能となる。なお、操作ペダル１０の成形材料は、重量増加を犠牲にすれば、必ずしも樹脂に限定されることはなく、例えば、アルミニウム合金等の金属により成形することもできる。

　ブレーキ装置のブレーキペダルに適用された操作ペダル１０は、先端部１２のパッド１４が運転者（操作者）によって踏みつけられると、基端部１１の軸受部１５を回動中心として前方へ回動する。すると、アーム部１３の連結部１８に一端が連結されたオペレーティングロッド（図示せず）が前方へ押し出され、マスターバックが作動する。このような操作ペダル１０の操作時には、特に、連結部１８からアーム部１３の下端に至る区間に応力が集中する。

　かかる区間においては、外縁補強リブ１３２ａ，１３２ｂの厚みを増したり、内側補強リブ１３３の密度を高めるように設計しても良い。

　以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、操作ペダル１０は、ブレーキ装置のブレーキペダルに必ずしも限定されず、動力伝達装置（クラッチ）のクラッチペダルに適用したり、その他、アクセルペダル、リクライニングレバー等、各種操作に用いるペダルに適用することができる。

　本発明に係る操作ペダルは、ブレーキ装置のブレーキペダルに必ずしも限定されず、車両において各種操作に用いる操作ペダルとして広く適用することができる。

　１０…操作ペダル
　１１…基端部
　１２…先端部
　１３…アーム部
　１４…パッド
　１５…軸受部
　１６…掛止フック
　１７…回動位置確認部
　１８…連結部
　１９…連結部
　１３０…基幹
　１３１…補強リブ
　１３２ａ，１３２ｂ…外縁補強リブ
　１３３…内側補強リブ
　

Claims

　車両における車体側部材に回動可能に支持される操作ペダル（１０）において、
　回動中心となる基端部（１１）から操作力を加える先端部（１２）にかけて長手方向に延びるアーム部（１３）を備え、
　前記アーム部（１３）は、中空のパイプ状に形成された基幹（１３０）と、該基幹（１３０）の長手方向に沿って設けられた補強リブ（１３１）とから成ることを特徴とする操作ペダル（１０）。
　前記補強リブ（１３１）は、前記基幹（１３０）の外周に沿って、前記アーム部（１３）の軸心を間に互いに対向しながら前記アーム部（１３）の長手方向に細幅状に延びる一対の外縁補強リブ（１３２ａ，１３２ｂ）と、各外縁補強リブ（１３２ａ，１３２ｂ）の互いに対向する内面間ないし前記基幹（１３０）の外周に亘って連なる内側補強リブ（１３３）と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の操作ペダル（１０）。
　前記アーム部（１３）は、樹脂により一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の操作ペダル（１０）。
　ブレーキ装置に用いられ、前記先端部（１２）に足で踏みつけて操作力を加えるパッド（１４）が設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の操作ペダル（１０）。