JP2021117613A - 車両用ペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の複雑化及びコストの増大を招来することなく、長期間に亘りがたつきが生じないよう改良された車両用ペダル装置を提供する。【解決手段】一端にて枢支され運転者の踏力を受ける第一のリンク１２と、第一のリンクを標準位置へ向けて付勢するリターンスプリング１８と、第一のリンクとは逆方向へ枢動するよう支持された第二のリンク１４と、二つのリンクの間に力及び変位を伝達する第三のリンク１６と、を有し、リターンスプリング１８は、それぞれ第一及び第二のリンクに連結された第一の端部１８Ａ及び第二の端部１８Ｂを有し、リターンスプリングの引張り力が第二及び第三のリンクを介して第一のリンクを標準位置へ向けて枢動させるモーメントは、リターンスプリングの引張り力が第一の端部を経て第一のリンクを標準位置から離れる方向へ枢動させるモーメントよりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両のためのペダル装置に係る。

自動車などの車両においては、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル装置として、所謂オルガン型のペダル装置が使用されている。オルガン型のペダル装置は、一端にて軸線の周りに枢動可能に支持部材により枢支され、他端の側の部位にて踏み込み操作されるリンクと、リンクをその枢動量がゼロである標準位置へ向けて軸線の周りに付勢するリターンスプリングと、を含んでいる。

例えば、下記の特許文献１には、リンクはそれと一体的に設けられ軸線の周りに円弧状に延在するアームを有し、リターンスプリングはリンクの枢動量が減少する方向へアームを押圧する圧縮コイルばねであるオルガン型のペダル装置が記載されている。アームにはストッパが設けられ、リンクを枢支する支持部材には制止部が設けられており、リンクに踏力が与えられていないときには、ストッパが制止部に係合することにより、リンクは標準位置に位置決めされる。

特開２０１７−４９８９２号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
オルガン型のペダル装置においては、一般に、リンクの一端に枢軸が設けられ、枢軸が支持部材に設けられた孔に直接又は支持部材により支持されたブッシュの孔に挿通され、これによりリンクは一端にて枢動可能に支持部材により枢支されている。枢軸は支持部材に対し回転することができる必要があるので、支持部材に設けられた孔又はブッシュの孔と枢軸との間には僅かな間隙が設けられている。

ペダル装置が長期間使用されると、枢軸の表面及びこれを支持する孔の面が摩耗し、孔と枢軸との間の間隙が大きくなる。そのため、ペダル装置が運転者によって踏み込み操作される際に枢軸が孔内にて支持部材に対し軸線に垂直な方向へ変位することに起因して、リンクががたつくことがある。

ペダル装置が長期間使用されてもリンクががたつくことがないよう、例えば枢軸の軸線に垂直な方向へ枢軸を押圧し枢軸を孔の壁面に押し付ける押圧装置を設けることが考えられる。しかし、押圧装置を設けることにより、ペダル装置の構造が複雑化し、ペダル装置のコストが増大することが避けられない。

本発明の主要な課題は、リンクを標準位置へ向けて付勢するリターンスプリングによって枢軸を押圧することにより、構造の複雑化及びコストの増大を招来することなく、長期間に亘りがたつきが生じないよう改良された車両用ペダル装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、一端（１２Ｌ）にて枢軸（２０）の第一の軸線（２２）の周りに枢動可能に支持部材（２４）により枢支され、第一の軸線に対し他端（１２Ｕ）の側の部位にて運転者の踏力を受ける第一のリンク（１２）と、第一のリンクをその枢動角度がゼロである標準位置へ向けて第一の軸線の周りに付勢するリターンスプリング（１８）と、を含む車両用ペダル装置（１０）が提供される。

車両用ペダル装置（１０）は、更に、第一の軸線と平行な第二の軸線（３０）の周りに枢動可能に支持部材により枢支された第二のリンク（１４）と、第一のリンクと第二のリンクとの間に力及び変位を伝達することにより第二のリンクを第二の軸線の周りに第一のリンクとは逆の方向へ枢動させるよう構成された第三のリンク（１６）と、を有し、リターンスプリング（１８）は、自由状態に比して伸び弾性変形した状態にあることにより引張り力を発生するスプリングであり、第一のリンクと第三のリンクとの間にて力及び変位を伝達する位置に対し第一の軸線の側において第一のリンクに連結された第一の端部（１８Ａ）と、第二の軸線から隔置された位置において第二のリンクに連結された第二の端部（１８Ｂ）とを有し、リターンスプリングの引張り力が第二及び第三のリンクを介して第一のリンクを標準位置へ向けて枢動させるモーメント（Ｍ2）は、リターンスプリングの引張り力が第一の端部を経て第一のリンクを標準位置から離れる方向へ枢動させるモーメント（Ｍ1）よりも大きい。

上記の構成によれば、第二のリンクは、第一の軸線と平行な第二の軸線の周りに枢動可能に支持部材により枢支され、第三のリンクは、第一のリンクと第二のリンクとの間にて力及び変位を伝達することにより第二のリンクを第二の軸線の周りに第一のリンクとは逆の方向へ枢動させるよう構成されている。引張り力を発生するリターンスプリングは、第一及び第二の端部を有し、第一の端部は、第一のリンクと第三のリンクとの間にて力及び変位を伝達する位置に対し第一の軸線の側において第一のリンクに連結され、第二の端部は、第二の軸線から隔置された位置において第二のリンクに連結されている。

更に、リターンスプリングの引張り力が第二及び第三のリンクを介して第一のリンクを標準位置へ枢動させるモーメント（第二のモーメントという）は、リターンスプリングの引張り力が第一の端部を経て第一のリンクを標準位置から離れる方向へ枢動させるモーメント（第一のモーメントという）よりも大きい。

よって、第一のリンクは、第二のモーメントと第一のモーメントとの差によって標準位置へ付勢される。従って、運転者によって第一のリンクが第一の軸線の周りに枢動操作される際に枢動操作に対する反力を付与することができると共に、運転者の踏力が解除された場合に、第一のリンクを確実に標準位置へ戻すことができる。

また、運転者によって第一のリンクが第一の軸線の周りに枢動操作される際には、リターンスプリングから第二及び第三のリンクを介して第一のリンクへ伝達される力に打ち勝つ力が第一のリンクから第三のリンクに作用するよう、運転者によって第一のリンクに踏力が付与される。これに対し、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力は運転者によって第一のリンクに付与される踏力の影響を受けない。よって、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力によって枢軸とこれを支持する孔の面とが押圧された状態に維持される。従って、第一のリンクが枢動操作される際に枢軸がこれを支持する孔に対し第一の軸線に垂直な方向へ相対変位することに起因する第一のリンクのがたつきを防止することができる。

従って、リターンスプリングは、第一のリンクを標準位置へ付勢する機能、及び枢軸とこれを支持する孔の面とが互いに押圧された状態に維持して第一のリンクのがたつきを防止する機能の両方を果たす。従って、リターンスプリングに加えて第一のリンクのがたつきを防止する手段を別途設ける必要がないので、構造の複雑化及びコストの増大を招来することなく、長期間に亘り第一のリンクのがたつきの発生を防止することができる。

〔発明の態様〕
更に、本発明の他の一つの態様においては、第一の端部（１８Ａ）は、第一のリンク（１２）と第三のリンク（１６）との間に力及び変位を伝達する位置（３４、Ｐ）と第一の軸線（２２）との間において第一のリンクに連結されている。

上記態様によれば、第一のリンクに連結されるリターンスプリングの第一の端部は、第一のリンクと第三のリンクとの間に力及び変位を伝達する位置と第一の軸線との間に位置する。よって、第一のリンクが枢動しても、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達されるリターンスプリングの引張り力が、第二のモーメントと同様に第一のリンクを標準位置へ枢動させるモーメントを発生することはない。従って、運転者によって第一のリンクに踏力が付与される状況において、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力によって枢軸とこれを支持する孔の面とが押圧された状態に維持されなくなり、第一のリンクのがたつきが生じることを回避することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、第一の端部（１８Ａ）は、第一のリンク（１２）の枢動角度が最大許容角度であるときに、第一の軸線（２２）と第二の端部（１８Ｂ）とを結ぶ直線（７０）上に位置する。

上記態様によれば、第一のリンクに連結されるリターンスプリングの第一の端部は、第一のリンクの枢動角度が最大許容角度であるときに、第一の軸線と第二の端部とを結ぶ直線上に位置する。よって、第一のリンクの枢動角度が最大許容角度であっても、第一の端部が第一の軸線と第二の端部とを結ぶ直線よりも第一のリンクの他端の側に位置する場合に比して、第一のモーメントを小さくすると共に、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力によって枢軸とこれを支持する孔の面とを押圧する力を大きくすることができる。従って、第一のリンクを効果的に標準位置へ戻すことができると共に、第一のリンクのがたつきを効果的に防止することができる。

本発明の一つの態様においては、第一の端部（１８Ａ）と第一の軸線（２２）との間の距離は、第二の端部（１８Ｂ）と第二の軸線（３０）との間の距離よりも小さく、第一のリンク（１２）の枢動角度に対する第二のリンク（１４）の枢動角度の比（Ｒa）は１よりも大きく、第一のリンクの枢動角度が増大するにつれて第一及び第二の端部間の距離が増大する。

上記態様によれば、第一の端部と第一の軸線との間の距離は、第二の端部と第二の軸線との間の距離よりも小さく、第一のリンクの枢動角度に対する第二のリンクの枢動角度の比は１よりも大きい。更に、第一のリンクの枢動角度が増大するにつれて第一及び第二の端部間の距離が増大する。よって、第一のリンクの枢動角度が増大するにつれてリターンスプリングの引張り力が増大するので、第一のリンクを標準位置へ戻す力を増大させることができると共に、第一のリンクのがたつきを防止する効果を増大させることができる。

本発明の他の一つの態様においては、支持部材（２４）にはストッパ（５８）が設けられており、第一のリンク（１２）が運転者の踏力を受けていないときには、第二のリンク（１４）が第二の軸線（３０）より隔置された部位においてストッパに係合することにより、第一のリンクが標準位置に位置決めされると共に、第二のリンクがその標準位置に位置決めされる。

上記態様によれば、第一のリンクが運転者の踏力を受けていないときには、第二のリンクが第二の軸線より隔置された部位においてストッパに係合し、これにより第一及び第二のリンクはそれぞれの標準位置に位置決めされる。よって、第一の軸線より隔置された部位において第一のリンクに係合するストッパは不要であるので、第一のリンクの周囲の構造を簡略化することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、第二の軸線（３０）の周りの第二のリンク（１４）の枢動角度及び第二の軸線の周りの第二のリンクのトルクの少なくとも一方を検出する検出装置（６０）が設けられている。

上記態様によれば、第二の軸線の周りの第二のリンクの枢動角度及び第二の軸線の周りの第二のリンクのトルクの少なくとも一方が検出装置によって検出される。第二のリンクの枢動角度は、第一のリンクの枢動角度及び第一のリンクの踏力を受ける部位のストロークと一定の関係があり、第二の軸線の周りの第二のリンクのトルクは、第一の軸線の周りの第一のリンクのトルク及び第一のリンクに与えられる踏力と一定の関係がある。よって、第一のリンクの枢動角度、第一のリンクの踏力を受ける部位のストローク、第一のリンクのトルク及び第一のリンクに与えられる踏力の少なくとも一つを検出することができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、支持部材（２４）により支持され第二のリンク（１４）の枢動角度が減少する方向へ第二のリンクを付勢する反力を発生する反力装置（４４）が設けられている。

上記態様によれば、支持部材により支持された反力装置によって発生される反力により、第二のリンクはその枢動角度が減少する方向へ付勢されており、反力による付勢力も第二のリンク及び第三のリンクを経て第一のリンクへ伝達され、第一のリンクを標準位置へ付勢する。よって、第一のリンクは、リターンスプリングの引張り力による付勢力及び反力装置によって発生される反力による付勢力の両者によって標準位置へ付勢される。従って、リターンスプリングの引張り力を高くしなくても第一のリンクを効果的に標準位置へ付勢することができるので、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力によって枢軸とこれを支持する孔の面とを押圧する力の設定の自由度を高くすることができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、第三のリンク（１６）は、一端にて第一のリンク（１２）に枢着され、他端にて第二のリンク（１４）に枢着された接続リンクである。

上記態様によれば、第三のリンクは、一端にて第一のリンクに枢着され、他端にて第二のリンクに枢着された接続リンク部材である。よって、接続リンク部材によって第一のリンクと第二のリンクとの間に力及び変位を伝達し、第二のリンクを第二の軸線の周りに第一のリンクとは逆の方向へ枢動させることができる。

更に、本発明の他の一つの態様においては、第三のリンク（１６）は、第二の軸線（３０）と平行な第三の軸線（６６）の周りに回転可能に第二のリンク（１４）により支持されたローラ（６８）と、第一のリンク（１２）に設けられたローラ当接面（６２Ｓ）と、を含み、ローラは、第一のリンクが第一の軸線の周りに枢動するときには、ローラ当接面に当接して転動するよう構成されている。

上記態様によれば、第一のリンクが第一の軸線の周りに枢動するときには、第二の軸線と平行な第三の軸線の周りに回転可能に第二のリンクにより支持されたローラが、第一のリンクに設けられたローラ当接面に当接して転動する。よって、ローラ及びローラ当接面の共働によって第一のリンクと第二のリンクとの間に力及び変位を伝達し、第二のリンクを第二の軸線の周りに第一のリンクとは逆の方向へ枢動させることができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明による車両用ペダル装置の第一の実施形態を、第一及び第二のリンクが標準位置にある場合について示す側面図である。 第一の実施形態の車両用ペダル装置を示すスケルトン図である。 本発明による車両用ペダル装置の第二の実施形態を、第一及び第二のリンクが標準位置にある場合について示す側面図である。 第一の実施形態における第一のリンクの枢動角度α1と、第一のリンクの枢動角度α1に対する第二のリンクの枢動角度α2の比Ｒaとの間の関係を示すグラフである。 第一及び第二の実施形態における第一のリンクのがたつき防止作用を説明するための図である。 第一の実施形態の修正例として構成された本発明による車両用ペダル装置の変形例を示す部分側面図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
［第一の実施形態］
第一の実施形態にかかる車両用ペダル装置１０は、第一のリンク１２、第二のリンク１４、第三のリンク１６、及びリターンスプリング１８を含んでいる。なお、ペダル装置１０は、運転者の足により踏み込み操作される任意の車両用ペダル装置であってよく、例えばブレーキペダル装置、アクセルペダル装置、及びブレーキ及びアクセルの両方を操作することができるワンペダル式のペダル装置の何れであってもよい。

第一のリンク１２は、一端（図１で見て下端）１２Ｌにて実質的に水平に延在する枢軸２０によりその第一の軸線２２の周りに枢動可能に支持部材２４により枢支され、一端１２Ｌよりも他端（図１で見て上端）１２Ｕが車両の前方側（図１で見て左方）に位置するよう傾斜して延在している。

支持部材２４は、図１の紙面に垂直な方向に互いに隔置されて第一のリンク１２の両側に配置された一対の側壁部２４Ｓを有している。枢軸２０は、一端１２Ｌに一体的に設けられており、第一の軸線２２に沿って第一のリンク１２の両側に突出している。枢軸２０は、図1には示されていないが、一対の側壁部２４Ｓに設けられた孔に挿入された一対の樹脂製又は金属製のブッシュＢに挿通され、それらのブッシュにより第一の軸線２２の周りに回転可能に支持されている。

第一の実施形態においては、第一のリンク１２の他端（図１で見て上端）１２Ｕには、運転者の足を受けるペダル部２６が一体的に設けられている。第一のリンク１２は、第一の軸線２２に対し他端の側の部位であるペダル部２６にて運転者の踏力を受けることにより、第一の軸線２２の周りに枢動するようになっている。

第二のリンク１４は、枢軸２８により第一の軸線２２と平行な第二の軸線３０の周りに枢動可能に支持部材２４により枢支されている。枢軸２８は、第二のリンク１４に一体的に固定されており、第二の軸線３０に沿って第二のリンク１４の両側に突出している。枢軸２８は、図1には示されていないが、一対の側壁部２４Ｓに設けられた孔に挿入された一対の樹脂製又は金属製のブッシュに挿通され、それらのブッシュにより第二の軸線３０の周りに回転可能に支持されている。

図１に示されているように、第二のリンク１４は、第一、第二及び第三のアーム部１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃを有している。第一のアーム部１４Ａは、枢軸２８に対し下方へ傾斜して第一のリンク１２へ近づく方向に延在している。第二のアーム部１４Ｂは、枢軸２８に対し実質的に下方へ延在し、第三のアーム部１４Ｃは、実質的に水平に第一のリンク１２から離れる方向に延在している。

第三のリンク１６は、第一のリンク１２及び第二のリンク１４の第一のアーム部１４Ａに枢着されることにより、これらの部材を接続する接続リンクである。特に、第三のリンク１６の一端は、第一の軸線２２とペダル部２６との間にて第一のリンク１２に固定された枢軸３２により第一の軸線２２と平行な軸線３４の周りに枢動可能に支持されている。第三のリンク１６の他端は、第一のアーム部１４Ａの先端に固定された枢軸３６により第二の軸線３０と平行な軸線３８の周りに枢動可能に支持されている。

よって、第三のリンク１６は、第一のリンク１２と第二のリンク１４の第一のアーム部１４Ａとの間に力及び変位を伝達することにより、第二のリンク１４を第二の軸線３０の周りに枢動させる。軸線３４は、第一のリンク１２と第二のリンク１４との間に力及び変位を伝達する位置とみなされてよい。

第一の実施形態においては、第二のリンク１４の第三のアーム部１４Ｃの先端は、枢軸４０及びヨーク部材４２により、反力装置４４のピストン４６のロッド部４６Ｌの下端に枢着されている。反力装置４４は、支持部材２４に固定され上端にて閉じられた実質的に円筒形のハウジング４８を有し、ピストン４６の本体部４６Ｍは、上下方向の軸線５０に沿って往復動可能にハウジング４８内に配置されている。

ハウジング４８内にて本体部４６Ｍとハウジングの上端壁との間には、圧縮コイルばね５２が配置されている。圧縮コイルばね５２は、第一のリンク１２が図1で見て第一の軸線２２の周りに反時計回り方向へ枢動し、第二のリンク１４が第二の軸線３０の周りに時計回り方向へ枢動すると、圧縮変形量が増大することにより枢動に対する反力を発生する。なお、これ以降の説明において、時計回り方向及び反時計回り方向は、それぞれ図1で見た場合の時計回り方向及び反時計回り方向である。

リターンスプリング１８は、伸び弾性変形量が大きくなるほど大きくなる引張り力を発生する引張りコイルばねであり、自由状態に比して伸び弾性変形した状態にて第一のリンク１２と第二のリンク１４の第二のアーム部１４Ｂの下端との間に渡設されている。リターンスプリング１８の両端はフック状をなす第一の端部１８Ａ及び第二の端部１８Ｂを有している。第一の端部１８Ａ（図1で見て右端）は、軸線２２と軸線３４との間にて軸線２２に近接して第一のリンク１２に設けられた孔５４に係止され、第二の端部１８Ｂは、第二のアーム部１４Ｂの下端部に設けられた孔５６に係止されている。よって、リターンスプリング１８の第一の端部１８Ａは、第一のリンク１２と第三のリンク１６との間に力及び変位を伝達する位置と第一の軸線２２との間において第一のリンクに連結され、第二の端部１８Ｂは、第二の軸線３０から下方へ隔置された位置において第二のリンク１４に連結されている。

リターンスプリング１８は、第二のリンク１４を第二の軸線３０の周りに反時計回り方向へ付勢している。よって、第一のリンク１２がペダル部２６にて踏力を受けていないときには、第二のアーム部１４Ｂが支持部材２４の一方の側壁部２４Ｓに設けられたストッパ５８に係合し、これにより第一のリンク１２、第二のリンク１４及び第三のリンク１６は、図１に示された標準位置に位置決めされる。第一のリンク１２及び第二のリンク１４の標準位置は、それらのリンクの枢動角度がゼロの位置である。

図２に示されているように、リターンスプリング１８の引張り力が第一の端部１８Ａを経て第一のリンク１２に伝達されることにより、第一のリンクには第一の軸線２２の周りに反時計回り方向のモーメントＭ1が作用する。更に、リターンスプリング１８の引張り力が第二のリンク１４及び第三のリンク１６を介して第一のリンク１２に伝達されることにより、第一のリンクには時計回り方向のモーメントＭ2が作用する。

モーメントＭ2は、第一のリンク１２及び第二のリンク１４が標準位置にあるときには０であるが、モーメントＭ1は、第一のリンク１２及び第二のリンク１４が標準位置にあっても作用する。更に、モーメントＭ1及びＭ2は、第一のリンク１２が第一の軸線２２の周りに枢動し、第二のリンク１４が第二の軸線３０の周りに枢動する状況においても作用する。

なお、後に説明するように、第一のリンク１２の枢動角度α1（図２参照）よりも第二のリンク１４の枢動角度α2の方が大きい。更に、第二の軸線３０と孔５６との間の距離は、第一の軸線２２と孔５４との間の距離よりも大きい。よって、第一のリンク１２の標準位置からの枢動角度が増大するにつれて、リターンスプリング１８の第一及び第二の端部間の距離が増大し、これによりリターンスプリングの引張り力、従って第一のリンク１２及び第二のリンク１４をそれらの標準位置へ付勢する力が漸次増大する。

図１に示されているように、枢軸２０の第一の軸線２２と枢軸３２の軸線３４との間の距離は、第一の軸線２２と孔５４の中心との間の距離よりも遥かに大きい。第一の軸線２２の周りに第一のリンク１２を時計回り方向へ枢動させるモーメントＭ2は、第一の軸線２２の周りに第一のリンク１２を反時計回り方向へ枢動させるモーメントＭ1よりも大きい。よって、第一のリンク１２がペダル部２６にて踏力を受けていないときには、第一のリンク１２も図１に示された標準位置に位置決めされる。

第一の実施形態においては、第二のリンク１４の枢軸２８は回転角度センサ６０に接続されており、回転角度センサ６０は一方の側壁部２４Ｓにより支持されている。回転角度センサ６０は、第二の軸線３０の周りの枢軸２８及び第二のリンク１４の回転角度α2を検出するロータリエンコーダであってよい。

なお、第一の実施形態においては、トルクセンサは設けられていないが、必要ならば、例えば反力装置４４のピストン４６のロッド部４６Ｌにトルクセンサが設けられてもよい。トルクセンサは、ロッド部４６Ｌの圧縮荷重を検出することにより、軸線３０の周りの第二のリンク１４のトルク、従ってペダル部２６に与えられる踏力を検出するようになっていてよい。トルクセンサが設けられる場合には、回転角度センサ６０が省略されてもよい。

図１及び図２には示されていないが、第一の軸線２２に沿う方向に見て、第一の軸線２２と軸線３４とを結ぶ線分をＬ1とし、第二の軸線３０と軸線３８とを結ぶ線分をＬ2とし、軸線３４と軸線３８とを結ぶ線分をＬ3とする。線分Ｌ1と線分Ｌ3とがそれらの下側においてなす角度をθ1とし、線分Ｌ2と線分Ｌ3とがそれらの上側においてなす角度をθ2とする（図２参照）。

図１及び図２に示されているように、第一のリンク１２及び第二のリンク１４が標準位置にあるときには、角度θ1は９０degよりも僅かに小さく、角度θ2は９０degよりも大きく１８０degよりも小さい。ペダル部２６にて運転者の踏力を受けることにより、第一のリンク１２が第一の軸線２２の周りに反時計回り方向へ枢動すると、角度θ1は漸次９０degまで増大した後、漸次９０degよりも大きくなる。これに対し、角度θ2は漸次９０degまで減少した後、漸次９０degよりも小さくなる。

第一の軸線２２の周りの第一のリンク１２の枢動角度α1に対する第二の軸線３０の周りの枢軸２８の枢動角度α2の比α2／α1を枢動角度比Ｒaとする。枢動角度α1と枢動角度比Ｒaとの関係は、図４に示されているように上に湾曲した関係になる。枢動角度α2は枢動角度α1よりも大きいので、枢動角度比Ｒaは１よりも大きい。なお、枢動角度α1と枢動角度比Ｒaとの関係は、図４に示された関係以外の関係であってもよい。

［第二の実施形態］
図３は、本発明による車両用ペダル装置の第二の実施形態を示す側面図である。
なお、図３において図１に示された部材と同一の部材には図１において付された符号と同一の符号が付されている。

第二の実施形態においては、第一のリンク１２は、実質的に平板状のプレート部材１２Ｐと、該プレート部材の下端に固定されたブラケット１２Ｂとを含んでいる。枢軸２０はブラケット１２Ｂに一体的に設けられており、リターンスプリング１８の第一の端部１８Ａが係止される孔５４もブラケット１２Ｂに設けられている。第一のリンク１２は、第一の実施形態におけるペダル部２６を有しておらず、第一のリンク１２の上面である踏面１２ＰＰにて運転者の足による踏力を受けるようになっている。踏面１２ＰＰとは反対側の下面１２ＰＲには、ローラ当接部材６２が固定されている。

第二のリンク１４は、第一及び第二のアーム部１４Ａ及び１４Ｂを有しているが、第三のアーム部１４Ｃを有しておらず、反力装置４４は設けられていない。第一のアーム部１４Ａの先端には、ローラ支持軸６４が一体的に設けられており、ローラ支持軸の軸線６６は第二の軸線３０と平行に延在している。ローラ支持軸６４はローラ６８を軸線６６の周りに回転可能に支持しており、ローラ６８の表面は軸線６６の周りに円筒状に延在し、ローラ当接部材６２のローラ当接面６２Ｓに当接している。

第一の実施形態と同様に、第二のリンク１４は、リターンスプリング１８の引張り力により第二の軸線３０の周りに反時計周り方向へ付勢されているので、ローラ６８は第二のリンク１４によりローラ当接面６２Ｓに押圧されている。よって、第一のリンク１２が第一の軸線２２の周りに枢動するときには、ローラ６８はローラ当接面６２Ｓに当接して転動する。

従って、ローラ当接部材６２及びローラ６８は、互いに共働して第一の実施形態の第三のリンク１６と同様に、第一のリンク１２と第二のリンク１４との間に力及び変位を伝達する第三のリンク１６として機能する。更に、ローラ６８及びローラ当接面６２Ｓの接点Ｐは、第一のリンク１２と第二のリンク１４との間に力及び変位を伝達する位置である。

図３に示されているように、第一の軸線２２に沿う方向に見て、第一の軸線２２と接点Ｐとを結ぶ線分をＬ1pとし、軸線６６と各リンクが標準位置にあるときの接点Ｐとを結ぶ線分をＬ3pとする。線分Ｌ1pと線分Ｌ3pとがそれらの下側においてなす角度θ1pは、９０degである。第二の実施形態においては、ローラ当接面６２Ｓは線分Ｌ1pに沿って且つ図３の紙面に垂直に延在する平面状をなしている。従って、線分Ｌ3pがローラ当接面６２Ｓに対しなす角度も９０degであり、この角度は、第一の軸線２２の周りの第一のリンク１２の枢動角度α1及び第二の軸線３０の周りのリンク１４の枢動角度α2の如何に変化しても常に９０degである。従って、線分Ｌ1pと線分Ｌ3pとがなす角度θ1pが９０deg以外の角度である場合に比して、第一のリンク１２とローラ６８との間における力及び変位の伝達が効率的に行われる。

なお、ローラ当接面６２Ｓは線分Ｌ1pに対し傾斜して延在する平面状をなしてもよく、曲面であってもよい。それらの場合にも、第二の軸線３０と接点Ｐとを結ぶ線分Ｌ2pが接点Ｐにおいてローラ当接面６２Ｓに対しなす角度は常に９０degである。

＜実施形態の効果＞
第一及び第二の実施形態によれば、リターンスプリング１８の第一の端部１８Ａは、第一のリンク１２と第三のリンク１６との間にて力及び変位を伝達する位置３４に対し第一の軸線２２の側において第一のリンクに連結されている。リターンスプリングの第二の端部１８Ｂは、第二の軸線３０から隔置された位置において第二のリンク１４に連結されている。更に、リターンスプリング１８の引張り力が第二のリンク１４及び第三のリンク１６を介して第一のリンク１２を標準位置へ枢動させるモーメントＭ2は、リターンスプリングの引張り力が第一の端部１８Ａを経て第一のリンク１２を標準位置から離れる方向へ枢動させるモーメントＭ1よりも大きい。

よって、第一のリンク１２は、第二のモーメントＭ2と第一のモーメントＭ1との差によって標準位置へ付勢される。従って、モーメントＭ2及びＭ1の差により、第一のリンク１２が運転者によって第一の軸線２２の周りに枢動操作される際に枢動操作に対する反力を付与することができると共に、運転者の踏力が解除された場合に、第一のリンクを確実に標準位置へ戻すことができる。

また、第一のリンク１２が第一の軸線２２の周りに枢動操作される際には、リターンスプリング１８から第二のリンク１４及び第三のリンク１６を介して第一のリンクへ伝達される力に打ち勝つ力が第一のリンクから第三のリンクに作用するよう、運転者によって第一のリンクに踏力が付与される。これに対し、第一の端部１８Ａを経て第一のリンク１２へ伝達される力は運転者によって第一のリンクに付与される踏力の影響を受けない。

よって、図５に示されているように、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力Ｆs1によって第一の軸線２２とリターンスプリング１８の他端１８Ｂとを結ぶ直線７０に沿う力成分Ｆs1′が発生される。力成分Ｆs1′は枢軸２０とこれを支持するブッシュＢの孔ＢＨの面とを押圧した状態に維持する。よって、第一のリンク１２が枢動操作される際に、枢軸２０がこれを支持する孔に対し第一の軸線２２に垂直な方向へ相対変位することに起因する第一のリンクのがたつきを防止することができる。なお、図５及び後述の図６においては、枢軸２０とブッシュＢの孔ＢＨの面との間の間隙が誇張して図示されている。

従って、リターンスプリング１８は、第一のリンク１２を標準位置へ付勢する機能、及び枢軸２０とこれを支持する孔ＢＨの面とが押圧された状態に維持して第一のリンクのがたつきを防止する機能の両方を果たす。従って、リターンスプリングに加えて第一のリンクのがたつきを防止する手段を別途設ける必要がないので、構造の複雑化及びコストの増大を招来することなく、長期間に亘りがたつきの発生を防止することができる。

また、第一及び第二の実施形態によれば、第一のリンク１２に連結されるリターンスプリング１８の第一の端部１８Ａは、第一のリンク１２と第三のリンク１６との間に力及び変位を伝達する位置３４と第一の軸線２２との間に位置する。よって、第一のリンク１２が枢動しても、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達されるリターンスプリングの引張り力が、モーメントＭ2と同様に第一のリンクを標準位置へ枢動させるモーメントを発生することはない。従って、運転者によって第一のリンクに踏力が付与される状況において、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力によって枢軸２０とこれを支持する孔ＢＨの面とが押圧された状態に維持されなくなり、第一のリンクのがたつきが生じることを回避することができる。

更に、第一及び第二の実施形態によれば、第一の端部１８Ａと第一の軸線２２との間の距離は、第二の端部１８Ｂと第二の軸線３０との間の距離よりも小さく、第一のリンク１２の枢動角度α1に対する第二のリンク１４の枢動角度α2の比α2／α1は１よりも大きい。更に、第一のリンク１２の枢動角度α1が増大するにつれて第一の端部の端部と第二の端部１８Ｂとの間の距離が増大する。よって、第一のリンクの枢動角度が増大するにつれてリターンスプリング１８の引張り力が増大するので、第一のリンクを標準位置へ戻す力を増大させることができると共に、第一のリンクのがたつきを防止する効果を増大させることができる。

更に、第一及び第二の実施形態によれば、第一のリンク１２が運転者の踏力を受けていないときには、第二のリンク１４が第二の軸線３０より隔置された部位においてストッパ５８に係合し、これにより第一のリンク１２及び第二のリンク１４はそれぞれの標準位置に位置決めされる。よって、第一の軸線より隔置された部位において第一のリンクに係合するストッパは不要であるので、第一のリンクの周囲の構造を簡略化することができる。

更に、第一及び第二の実施形態によれば、第二の軸線３０の周りの第二のリンク１４の枢動角度及び第二の軸線の周りの第二のリンクのトルクの少なくとも一方が検出装置によって検出される。第二のリンクの枢動角度は、第一のリンク１２の枢動角度α1及び第一のリンクの踏力を受ける部位のストロークと一定の関係があり、第二の軸線の周りの第二のリンクのトルクは、第一の軸線の周りの第一のリンクのトルク及び第一のリンクに与えられる踏力と一定の関係がある。よって、第一のリンク１２の枢動角度α1、第一のリンクの踏力を受ける部位のストローク、第一のリンクのトルク及び第一のリンクに与えられる踏力の少なくとも一つを検出することができる。

特に、第一の実施形態によれば、支持部材２４により支持された反力装置４４によって発生される反力により、第二のリンク１４はその枢動角度α2が減少する方向へ付勢されており、反力による付勢力も第二のリンク１４及び第三のリンク１６を経て第一のリンク１２へ伝達され、第一のリンクを標準位置へ付勢する。よって、第一のリンクは、リターンスプリング１８の引張り力による付勢力及び反力装置４４によって発生される反力による付勢力の両者によって標準位置へ付勢される。従って、リターンスプリングの引張り力を高くしなくても第一のリンクを効果的に標準位置へ付勢することができるので、第一の端部１８Ａを経て第一のリンク１２へ伝達される力によって枢軸２０とこれを支持する孔ＢＨの面とを押圧する力の設定の自由度を高くすることができる。

また、第一の実施形態によれば、第三のリンク１６は、一端にて第一のリンク１２に枢着され、他端にて第二のリンク１４に枢着された接続リンクである。よって、接続リンクによって第一のリンクと第二のリンクとの間に力及び変位を伝達し、第二のリンクを第二の軸線の周りに第一のリンクとは逆の方向へ枢動させることができる。

また、第二の実施形態によれば、第一のリンク１２が第一の軸線２２の周りに枢動するときには、第二の軸線３０と平行な第三の軸線６６の周りに回転可能に第二のリンクにより支持されたローラ６８が、第一のリンク１２に固定されたローラ当接部材６２のローラ当接面６２Ｓに当接して転動する。よって、ローラ６８及びローラ当接面６２Ｓは、互いに共働して第一のリンク１２と第二のリンク１４との間に力及び変位を伝達する第三のリンクとして機能し、第二のリンク１４を第二の軸線３０の周りに第一のリンク１２とは逆の方向へ枢動させることができる。

［変形例］
図６に示された変形例においては、リターンスプリング１８の第一の端部１８Ａが係止される孔５４は、第一の実施形態の孔５４よりも第一の軸線２２に近い位置にて第一のリンク１２に設けられている。図６において仮想線にて示されているように、第一の端部１８Ａ及び孔５４は、第一のリンク１２の枢動角度α1が最大許容角度α1max（図示せず）であるときに、第一の軸線２２とリターンスプリング１８の第二の端部１８Ｂとを結ぶ直線７０上に位置する。なお、最大許容角度α1maxは、第一のリンク１２又、第二のリンク１４が図には示されていないストッパ係合する角度であってよい。

変形例によれば、第一のリンク１２に連結されるリターンスプリング１８の第一の端部１８Ａは、第一のリンクの枢動角度α1が最大許容角度α1maxであるときに、第一の軸線２２と第二の端部１８Ｂとを結ぶ直線７０上に位置する。よって、第一のリンクの枢動角度が最大許容角度であっても、第一の端部が第一の軸線と第二の端部とを結ぶ直線よりも第一のリンクの他端の側に位置する場合に比して、第一のモーメントＭ1を小さくすると共に、第一の端部を経て第一のリンクへ伝達される力によって枢軸２０とこれを支持する孔ＢＨの面とを押圧する力を大きくすることができる。従って、第一のリンクを効果的に標準位置へ戻すことができると共に、第一のリンクのがたつきを効果的に防止することができる。

以上においては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば、上述の第一及び第二の実施形態においては、枢軸２０は第一のリンク１２の一端１２Ｌに一体的に設けられ、支持部材２４の一対の側壁部２４Ｓに設けられた孔に挿入された一対のブッシュＢに挿通され、それらのブッシュにより第一の軸線２２の周りに回転可能に支持されている。しかし、枢軸２０はブッシュを介することなく一対の側壁部２４Ｓに設けられた孔に挿入されていてもよい。

また、第一のリンク１２の一端１２Ｌにブッシュが取り付けられ、枢軸２０はブッシュに挿通された状態で一対の側壁部２４Ｓに固定されてもよい。その場合、支持部材２４は一つの側壁部２４Ｓのみを有し、枢軸２０はその側壁部２４Ｓに片持支持されていてもよい。

また、上述の第一の実施形態においては、反力装置４４が設けられ、反力装置によって第二のリンク１４及び第三のリンク１６を介して第一のリンク１２に反力が付与されるようになっているが、反力装置４４は省略されてもよい。逆に、上述の第二の実施形態においても、第一の実施形態と同様に、第三のアーム部１４Ｃ及び反力装置４４が設けられてもよい。

１０…車両用ペダル装置、１２…第一のリンク、１４…第二のリンク、１６…第三のリンク、１８…リターンスプリング、２０…枢軸、２２…第一の軸線、２４…支持部材、２６…ペダル部、２８…枢軸、３０…第二の軸線、４４…反力装置、６２…ローラ当接部材、６２Ｓ…ローラ当接面、６８…ローラ

Claims (9)

1. 一端にて枢軸の第一の軸線の周りに枢動可能に支持部材により枢支され、前記第一の軸線に対し他端の側の部位にて操作者の踏力を受ける第一のリンクと、前記第一のリンクをその枢動角度がゼロである標準位置へ向けて前記第一の軸線の周りに付勢するリターンスプリングと、を含む車両用ペダル装置において、
   前記第一の軸線と平行な第二の軸線の周りに枢動可能に前記支持部材により枢支された第二のリンクと、前記第一のリンクと前記第二のリンクとの間に力及び変位を伝達することにより前記第二のリンクを前記第二の軸線の周りに前記第一のリンクとは逆の方向へ枢動させるよう構成された第三のリンクと、を有し、
   前記リターンスプリングは、自由状態に比して伸び弾性変形した状態にあることにより引張り力を発生するスプリングであり、前記第一のリンクと前記第三のリンクとの間にて力及び変位を伝達する位置に対し前記第一の軸線の側において前記第一のリンクに連結された第一の端部と、前記第二の軸線から隔置された位置において前記第二のリンクに連結された第二の端部とを有し、
   前記リターンスプリングの引張り力が前記第二及び第三のリンクを介して前記第一のリンクを前記標準位置へ向けて枢動させるトルクは、前記リターンスプリングの引張り力が前記第一の端部を経て前記第一のリンクを前記標準位置から離れる方向へ枢動させるトルクよりも大きいことを特徴とする車両用ペダル装置。
2. 請求項１に記載の車両用ペダル装置において、前記第一の端部は、前記第一のリンクと前記第三のリンクとの間に力及び変位を伝達する位置と前記第一の軸線との間において前記第一のリンクに連結されていることを特徴とする車両用ペダル装置。
3. 請求項２に記載の車両用ペダル装置において、前記第一の端部は、前記第一のリンクの枢動角度が最大許容角度であるときに、前記第一の軸線と前記第二の端部とを結ぶ直線上に位置することを特徴とする車両用ペダル装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つに記載の車両用ペダル装置において、前記第一の端部と前記第一の軸線との間の距離は、前記第二の端部と前記第二の軸線との間の距離よりも小さく、前記第一のリンクの枢動角度に対する前記第二のリンクの枢動角度の比は１よりも大きく、前記第一のリンクの枢動角度が増大するにつれて前記第一及び第二の端部間の距離が増大することを特徴とする車両用ペダル装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一つに記載の車両用ペダル装置において、前記支持部材にはストッパが設けられており、前記第一のリンクが運転者の踏力を受けていないときには、前記第二のリンクが前記第二の軸線より隔置された部位において前記ストッパに係合することにより、前記第一のリンクが前記標準位置に位置決めされると共に、前記第二のリンクがその標準位置に位置決めされることを特徴とする車両用ペダル装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一つに記載の車両用ペダル装置において、前記第二の軸線の周りの前記第二のリンクの枢動角度及び前記第二の軸線の周りの前記第二のリンクのトルクの少なくとも一方を検出する検出装置が設けられていることを特徴とする車両用ペダル装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一つに記載の車両用ペダル装置において、前記支持部材により支持され前記第二のリンクの枢動角度が減少する方向へ前記第二のリンクを付勢する反力を発生する反力装置が設けられていることを特徴とする車両用ペダル装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一つに記載の車両用ペダル装置において、前記第三のリンクは、一端にて前記第一のリンクに枢着され、他端にて前記第二のリンクに枢着された接続リンクであることを特徴とする車両用ペダル装置。
9. 請求項１乃至７の何れか一つに記載の車両用ペダル装置において、前記第三のリンクは、前記第二の軸線と平行な第三の軸線の周りに回転可能に前記第二のリンクにより支持されたローラと、前記第一のリンクに設けられたローラ当接面と、を含み、前記ローラは、前記第一のリンクが前記第一の軸線の周りに枢動するときには、前記ローラ当接面に当接して転動するよう構成されていることを特徴とする車両用ペダル装置。
   
   

Images