JP4234033B2 - 自動車の操作ペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は，車体の一部を構成するダッシュボードの前面に取り付けられた作動機器を作動すべく，それの入力杆を前方に押動するための操作ペダルを，ダッシュボードに連なるペダルブラケットに枢軸を介して前後揺動可能に取り付けた，自動車の操作ペダル装置に関し，特に，車両の正面衝突時，ダッシュボードの後方移動に伴なう操作ペダルの踏み部の後方移動を抑制するようにしたものゝ改良に関する。

車両の正面衝突時，ダッシュボードの後方移動に伴なう操作ペダルの後方移動を抑制する自動車の操作ペダル装置として，ペダルブラケットを，所定値以上の衝撃荷重を受けると塑性変形するように構成する一方，このペダルブラケットの後方に，車体の一部を構成する支持部材に固設された高剛性の作動部材を対置し，車両の正面衝突時，前記ペダルブラケットの後方移動に伴ない前記作動部材が衝撃荷重を加えることで，ペダルブラケットを塑性変形させて操作ペダルの後方移動を抑えるものが特許文献１に開示されている。
特許第３２６７１８２号公報

特許文献１に記載のものでは，車両の正面衝突時，ペダルブラケットの後方移動に伴ない作動部材が衝撃荷重を加えることで，ペダルブラケットを塑性変形させるものであるため，操作ペダルに対するペダルブラケットの支持剛性を充分に高めることが制約されたり，作動部材を支持する支持部の剛性を充分に強化する必要から車体の重量増を招いたりし，しかもペダルブラケットの塑性変形特性の安定化を図ることが困難である等の欠点がある。

そこで本発明は，上記従来の欠点を解消しつゝ，車両の正面衝突時，ダッシュボードの後方移動に伴なう操作ペダルの，特に踏み部の後方移動を抑制し得る，自動車の操作ペダル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，車体の一部を構成するダッシュボードの前面に取り付けられた作動機器を作動すべく，それの入力杆を前方に押動するための操作ペダルを，ダッシュボードに連なるペダルブラケットに第１枢軸を介して前後揺動可能に取り付けた，自動車の操作ペダル装置において，前記第１枢軸の下方で操作ペダルに第２枢軸を介してヨークレバーを前後揺動可能に支持し，このヨークレバーに前記入力杆を連結軸を介して相対回動可能に連結し，このヨークレバーに，これを後方へ揺動付勢する回動ばねを接続すると共に該ヨークレバーを前記回動ばねの付勢力に抗して所定の通常位置に保持するロック手段を連結し，前記ダッシュボードが一定量後方へ変位したときにこのロック手段を前記ヨークレバーと分離させて該ロック手段による前記ヨークレバーの保持を解除させるロック解除部材を，前記ロック手段の後方で車体の一部を構成する支持部材に支持して該ロック手段に対置させ，前記ロック手段が前記ヨークレバーと分離して前記ヨークレバーの保持が解除されると，前記ヨークレバーが，前記回動ばねの付勢力で前記通常位置から前記第２枢軸周りに後方へ揺動することにより，前記入力杆に対して操作ペダルを前方に揺動させることを第１の特徴とする。

尚，前記支持部材は，後述する本発明の実施例中のステアリングハンガビーム１ｂに対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記連結軸の軸線を前記第２枢軸の軸線から上下方向にオフセットしたことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，操作ペダルの踏込み操作中，自動車の正面衝突により，ダッシュボードが後方に一定量以上変位すると，ロック解除部材によりロック手段がヨークレバーと分離して該ヨークレバーの保持が解除され，回動ばねによりヨークレバーが通常位置から第２枢軸周りに後方へ揺動することで，入力杆に対して操作ペダルを前方に揺動させるので，操作ペダルの踏み部の後方移動を抑制することができる。したがって，ペダルブラケットを塑性変形させる必要がないから，操作ペダルに対するペダルブラケットの支持剛性を充分に高めることができ，またロック解除部材を支持する支持部材の強度を特別増大させる必要もなく，その軽量化を図ることができる。しかも操作ペダルの前記前方揺動作用は，車体の変形のバラツキに左右されず，さらに各部材の寸法選定により，その揺動量を自由に設定することができる。またこのとき，ヨークレバーは，ロック手段と分離することで該ロック手段から解放されると，回動ばねの付勢力により，揺動端を通常位置から後方へ回動させながらスムーズに揺動して，操作ペダルを確実に前方に揺動させることができる。

また本発明の第２の特徴によれば，ヨークレバーは，ロック手段から解放されると，入力杆の反力と前記回動ばねの付勢力とにより，ヨークレバーが，連結軸を第２枢軸周りに後方へ回動するように更にスムーズに揺動して，操作ペダルを確実に前方に揺動させることができる。

本発明の実施の形態を，図面に示す本発明の好適な実施例に基づき以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係る自動車の操作ペダル装置の正面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図１の３−３線拡大断面図，図４は図３の４−４線拡大断面図，図５は図３の５−５線断面図，図６は正面衝突時の，図２に対応する作用説明図，図７は本発明の第２実施例に係る自動車の操作ペダル装置の正面図，図８は図７の８−８線断面図，図９は図８の要部拡大図，図１０は図９の１０−１０線断面図，図１１は正面衝突時の，図８に対応する作用説明図である。

先ず，図１〜図６に示す本発明の第１実施例の説明から始める。図１〜図３において，符号１ａは，自動車の車体１の一部を構成するダッシュボードで，エンジンルーム２と，その後側の車室３との間を仕切るように配置される。このダッシュボード１ａの前面に負圧ブースタ４がボルト結合され，この負圧ブースタ４の前端には，これによって倍力作動されるブレーキマスタシリンダ５が取り付けられる。負圧ブースタ４は，その内部の制御弁に首振り可能に連結した入力杆４ａを備えており，この入力杆４ａを前進させることにより負圧ブースタ４は作動して，ブレーキマスタシリンダ５を倍力作動させ，自動車の前輪ブレーキ及び後輪ブレーキを作動することができる。入力杆４ａは，ダッシュボード１ａを貫通して後端部を車室３に突出せるように配置される。

ダッシュボード１ａの後面に固設されたペダルブラケット７には，下端に踏み部８ａを有するブレーキペダル８が前後に揺動し得るよう，その上端部が自動車の左右方向に延びる第１枢軸９を介して取り付けられる。また負圧ブースタ４には，入力杆４ａを介してブレーキペダル８の後退限を規制するストッパ手段（図示せず）が内蔵されており，その後退限に向かってブレーキペダル８を付勢する，コイルばねからなる戻しばね１１がペダルブラケット７及びブレーキペダル８間に張設される。尚，図中１０は，ブレーキペダル８が上記後退限に戻ったとき，ブレーキランプ（図示せず）を消灯すべくオフ状態となるブレーキスイッチである。

ブレーキペダル８に前記入力杆４ａの後端部がヨークレバー１２を介して連結される。ヨークレバー１２は，前記第１枢軸９の下方で，第１枢軸９と平行な第２枢軸１３を介してブレーキペダル８に前後揺動可能に取り付けられるもので，第２枢軸１３の前方且つ上方に延びる第１アーム１２ａと，第２枢軸１３の上方に延びる第２アーム１２ｂとからなっており，その第１アーム１２ａの先端部に入力杆４ａの後端部が第２枢軸１３と平行な連結軸１５を介して相対回動可能に連結される。ヨークレバー１２は，第２枢軸１３に装着された，捩じりコイルばねよりなる回動ばね１６によって後方へ揺動付勢される。

上記回動ばね１６の付勢力に抗してヨークレバー１２を前方の通常位置Ａに保持するロックレバー２７が第２枢軸１３と平行な第３枢軸２８を介してブレーキペダル８に回動可能に取り付けられる。このロックレバー２７は，第３枢軸２８の後方へ延出する水平アーム２７ａと，第３枢軸２８の上方へ延出する垂直アーム２７ｂとを備えたベルクランク型をなしている。その水平アーム２７ａの先端には連結筒部２９が一体に形成されており，これを前記第２アーム１２ｂの上端部に抜き差し可能に嵌合することで，ロックレバー２７は，ヨークレバー１２を所定の通常位置Ａに保持するようになっている。その保持状態では，連結軸１５の軸線Ｒは第２枢軸１３の軸線Ｎから前方且つ上方にオフセットして配置され，また水平アーム２７ａ及び第２アーム１２ｂは，互いに略直角をなすように配置される。そして通常，このロックレバー２７を，ヨークレバー１２の保持状態に固定すべく，垂直アーム２７ｂがシャーピン３０（図３及び図４参照）を介してブレーキペダル８に連結される。そのシャーピン３０は，垂直アーム２７ｂ及びブレーキペダル８間で規定値以上の剪断荷重を受けると剪断されて，垂直アーム２７ｂ及びブレーキペダル８間の連結を解除するようになっている。上記ロックレバー２７及びシャーピン３０により本発明のロック手段２６が構成される。

垂直アーム２７ｂは，上端部がペダルブラケット７の上方まで延出している。この垂直アーム２７ｂの上端部後方において，ペダルブラケット７の上端には，ブレーキペダル８の後方に張り出すガイド部材１８が連設される。このガイド部材１８は，図３及び図５に示すように，ペダルブラケット７に連結した下段部１８ａと，それに上向きの段部１８ｂを介して連結して後方に延びる上段部１８ｃとを備えており，下段部１８ａから上段部１８ｃに亙り前記垂直アーム２７ｂの上端部に向かって開口するガイド溝２０が形成される。このガイド溝２０は，上段部１８ｃに設けられた部分２０ａでは溝幅が狭く後端を閉じており，また段部１８ｂ及び下段部１８ａに設けられた部分２０ｂでは溝幅が広くなっている。

車室３には，ペダルブラケット７の上方且つ後方において，車体１の一部を構成してステアリングコラム（図示せず）を支持するステアリングハンガビーム１ｂが配置されており，これにステー２３を介してロック解除部材２２がボルト２４により固着される。

このロック解除部材２２は，自動車の正面衝突に伴なうダッシュボード１ａの後方移動時に，前記垂直アーム２７ｂの上端部を相対的に押動するものであって，前記上段部１８ｃの上面を前方に向かって摺動し得るように配置される。そして，このロック解除部材２２は，ガイド溝２０の幅狭部２０ａを貫通するボルト２４と，それに螺合するナット２５とで所定の緊締力をもって上段部１８ｃに締結され，ガイド部材１８及びロック解除部材２２間に所定値以上の前後方向荷重が加えられると，ロック解除部材２２及び上段部１８ｃが相互に前後方向に滑るようになっている。その際，ボルト２４は，その頭部を下向きに配置され，前記ガイド溝２０の幅広部２０ｂの溝幅は，上記ボルト２４の頭部の最大直径より大きくなっている。したがって，ロック解除部材２２及び上段部１８ｃが相互に前後方向に大きく摺動したとき，ボルト２４の頭部がガイド溝２０の幅広部２０ｂに干渉されないようになっている。

次に，この第１実施例の作用について説明する。

図２に示すように，通常時には，ブレーキペダル８及び入力杆４ａの間を連結するヨークレバー１２は，ロックレバー２７により，第１アーム１２ａを第２枢軸１３の前方且つ上方に向けた通常位置Ａに保持されている。

いま，ブレーキマスタシリンダ５を倍力作動すべく，ブレーキペダル８を戻しばね１１のセット荷重に抗して前方に踏み込むと，ブレーキペダル８はヨークレバー１２及びロックレバー２７を伴って前方に揺動し，入力杆４ａを前方へ作動して，負圧ブースタ４を作動状態にすることができる。その際，入力杆４ａの反力がヨークレバー１２に後方への揺動力として作用するが，互いに嵌合，連結したヨークレバー１２の第２アーム１２ｂとロックレバー２７の水平アーム２７ａとは略直角をなしているため，上記後方への揺動力の殆どは，第２アーム１２ｂから水平アーム２７ａへ引張荷重として作用することになり，したがってロックレバー２７の第３枢軸２８周りのモーメントは極めて小さいから，このときシャーピン３０に加わる剪断荷重は極めて小さく，シャーピン３０が剪断されることはない。

このようなブレーキペダル８の操作中もしくは非作動中に，自動車の正面衝突により，ダッシュボード１ａが後向きの過大な衝撃力を受けて，車室３側に移動を始めると，上記過大衝撃力がペダルブラケット７を介してガイド部材１８及びロック解除部材２２間に伝達するので，ボルト２４の締結力に抗してその両者１８，２２間に滑りが発生する。そして，ダッシュボード１ａ及びペダルブラケット７の上記過大衝撃力による後方移動の当初は，ブレーキペダル８はロックレバー２７を伴ってペダルブラケット７と共に後方へ移動するが，その移動量が所定値を超えると，図６に示すように，ロックレバー２７の垂直アーム２７ｂの上端部がロック解除部材２２の前端に強く突き当たるので，その反作用によりシャーピン３０は規定値以上の剪断荷重を受けて剪断される。その結果，ダッシュボード１ａ及びペダルブラケット７の更なる後方移動によるも，ロックレバー２７の垂直アーム２７ｂがロック解除部材２２に後方への移動を阻まれることで，ロックレバー２７は第３枢軸２８周りに図６で反時計方向に回動され，水平アーム２７ａの連結筒部２９をヨークレバー１２の第２アーム１２ｂから引き抜き，ヨークレバー１２を解放する。

ヨークレバー１２は，ロックレバー２７から解放されると，入力杆４ａからの反力と回動ばね１６の付勢力とにより，第２枢軸１３周りに図６で時計方向に回動すると共に，連結軸１５に関しても時計方向に回動する。その結果，ヨークレバー１２を支持する第２枢軸１３は連結軸１５の下方を通って，その前方へ引き込まれるので，それに伴ないブレーキペダル８は第１枢軸９周りに前方へ揺動されることになり，踏み部８ａの後方移動は抑制されることになる。

このように，正面衝突によるダッシュボード１ａの後方移動時には，ロック解除部材２２がシャーピン３０を剪断して，ロックレバー２７のヨークレバー１２に対する保持状態を解除するので，ペダルブラケット７を塑性変形させる必要がなく，したがってブレーキペダル８に対するペダルブラケット７の剛性を充分に高めることができる。しかもシャーピン３０は，ブレーキペダル８の通常作動時には，大なる荷重を受けないから，その剪断荷重を充分小さく設定して，その剪断特性，即ちロックレバー２７の解除特性を安定させることができる。即ち，ロックレバー２７の解除特性は，車体の変形のバラツキに左右されない。しかもブレーキペダル８の前方引き込み量は，各部材の寸法選定により自由に設定することができる。

またガイド部材１８及びロック解除部材２２間に滑りを発生させることで，過大衝撃力がロック解除部材２２を支持するステー２３やステアリングハンガビーム１ｂに伝達することが回避されるので，ステー２３及びステアリングハンガビーム１ｂの剛性を特別に強化する必要もなく，それらの軽量化を図ることができる。

次に，図７〜図１１に示す本発明の第２実施例について説明する。

図７〜図９に示すように，この第２実施例では，ブレーキペダル８に第２枢軸１３を介して取り付けられるヨークレバー１１２は，第２枢軸１３の前方且つ下方に延る第１アーム１１２ａと，第２枢軸１３の後方及び上方に延びる第２アーム１１２ｂとからなっており，第２アーム１１２ｂの先端部側面には連結ピン１９が，また同先端部背面には係止爪３１がそれぞれ形成されている。このヨークレバー１１２は，第２アーム１１２ｂが第２枢軸１３の後方位置から前方へ揺動することができる。

一方，ロックレバー１２７は，第１枢軸９を利用してブレーキペダル８に揺動可能い取り付けられ，その第１枢軸９の後方且つ下方に延びる傾斜アーム１２７ａと，第１枢軸９の上方へ延びる垂直アーム１２７ｂとからなっており，傾斜アーム１２７ａの先端部には，前記第２アーム１１２ｂが後方揺動位置にあるとき，前記連結ピン１９に抜き差し可能に係合する連結溝２１と，前記係止爪３１と係合するフック３２とが形成され，そのフック３２は，係止爪３１から規定値以上の荷重を受けると変形若しくは破壊して係止機能を失うように，比較的脆弱に構成されている。連結ピン１９及び連結溝２１を互いに係合させたヨークレバー１１２の通常位置Ａでは，連結軸１５の軸線Ｒは，第２枢軸１３の軸線Ｎから前方且つ下方にオフセットして配置される。また第２アーム１１２ｂ及び傾斜アーム１２７ａは，互いに直角をなして配置される。上記ロックレバー１２７及びフック３２により本発明のロック手段１２６が構成される。

図９及び図１０に示すように，第１枢軸９には，ロックレバー１２７を連結溝２１及び連結ピン１９の係合方向に付勢する，捩じりコイルばねからなる保持ばね１７と，ヨークレバー１１２の第２アーム１１２ｂを前方へ回動付勢する，同じく捩じりコイルばねからなる回動ばね１１６とが装着される。その他の構成は，前実施例と略同様であるから，図中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，その説明を省略する。

この第２実施例の作用について説明すると，図８に示すように，通常時には，ブレーキペダル８及び入力杆４ａの間を連結するヨークレバー１１２は，ロックレバー１２７により，第１アーム１１２ａを第２枢軸１３の前方且つ下方に向けた通常位置Ａに保持されている。

いま，ブレーキマスタシリンダ５を倍力作動すべく，ブレーキペダル８を戻しばね１１のセット荷重に抗して前方に踏み込むと，ブレーキペダル８はヨークレバー１１２及びロックレバー１２７を伴って前方に揺動し，入力杆４ａを前方へ作動して，負圧ブースタ４を作動状態にすることができる。その際，入力杆４ａの反力がヨークレバー１１２に，図１１で反時計方向の揺動力として作用するが，互いに連結ピン１９及び連結溝２１を係合させたヨークレバー１１２の第２アーム１１２ｂとロックレバー１２７の傾斜アーム１２７ａとは略直角をなしているため，上記揺動力の殆どは，第２アーム１１２ｂから傾斜アーム１２７ａへ圧縮荷重として作用することになり，したがってロックレバー１２７の第３枢軸２８周りのモーメントは極めて小さいから，第２アーム１１２ｂの係止爪３１から傾斜アーム１２７ａのフック３２に作用する荷重はゼロ若しくは極めて軽微である。

このようなブレーキペダル８の操作中もしくは非作動中に，自動車の正面衝突により，ダッシュボード１ａが後向きの過大な衝撃力を受けて，車室３側に移動すると，図１１に示すように，前実施例の場合と同じく，上記過大衝撃力によりガイド部材１８及びロック解除部材２２間に滑りが発生し，ロックレバー１２７の垂直アーム１２７ｂの上端部がロック解除部材２２の前端に強く突き当たる。すると，ロックレバー１２７は，ロック解除部材２２から図１１で反時計方向の大なる回動力を受けるので，ヨークレバー１１２の係止爪３１に係合していたロックレバー１２７のフック３２が規定値以上の荷重を受けて破壊され，該フック３２から離脱することになる。

こうして，ヨークレバー１１２はロックレバー１２７から解放されると，入力杆４ａからの反力と回動ばね１１６の付勢力とにより第２枢軸１３周りに図１１で反時計方向に回動すると共に，連結軸１５に関しても反時計方向に回動する。その結果，ヨークレバー１１２を支持する第２枢軸１３は連結軸１５の上方を通って，その前方へ引き込まれるので，それに伴ないブレーキペダル８は第１枢軸９周りに前方へ揺動されることになり，その分，踏み部８ａの後方移動は抑制されることになる。

このように，第２実施例では，正面衝突によるダッシュボード１ａの後方移動時には，ロック解除部材２２の押圧作用により，ロックレバー１２７のフック３２を破壊して，ロックレバー１２７のヨークレバー１１２に対する保持状態を解除するので，ペダルブラケット７を塑性変形させる必要がなく，したがってブレーキペダル８に対するペダルブラケット７の剛性を充分に高めることができる。しかも破壊されるフック３２は，ブレーキペダル８の通常作動時には，大なる荷重を受けないから，その破壊荷重を充分小さく設定して，その破壊特性，即ちロックレバー１２７の解除特性を安定させることができる。

また前実施例と同様に，ガイド部材１８及びロック解除部材２２間に滑りを発生させることで，過大衝撃力がロック解除部材２２を支持するステー２３やステアリングハンガビーム１ｂに伝達することが回避されるので，ステー２３及びステアリングハンガビーム１ｂの剛性を特別に強化する必要もなく，それらの軽量化を図ることができる。

本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，ガイド部材１８及びロック解除部材２２間を，ボルト２４に代えて，一定値以上の剪断荷重により剪断されるシヤーピンで連結することもできる。またロックレバー２７，１２７に対向するロック解除部材２２の横幅を大きめに設定すれば，ガイド部材１８を用いなくても，ダッシュボード１ａの後方移動時，ロック解除部材２２によるロックレバー２７，１２７の前方揺動が可能である。また本発明は，クラッチペダルの踏み部の後退抑制のためにも適用可能である。

本発明の第１実施例に係る自動車の操作ペダル装置の正面図。 図１の２−２線断面図。 図１の３−３線拡大断面図。 図３の４−４線拡大断面図。 図３の５−５線断面図。 正面衝突時の，図２に対応する作用説明図。 本発明の第２実施例に係る自動車の操作ペダル装置の正面図。 図７の８−８線断面図。 図８の要部拡大図。 図９の１０−１０線断面図。 正面衝突時の，図８に対応する作用説明図。

符号の説明

１・・・・・・車体
１ａ・・・・・ダッシュボード
１ｂ・・・・・支持部材（ステアリングハンガビーム）
４・・・・・・作動機器（負圧ブースタ）
４ａ・・・・・入力杆
７・・・・・・ペダルブラケット
８・・・・・・操作ペダル（ブレーキペダル）
８ａ・・・・・踏み部
９・・・・・・第１枢軸
１１・・・・・戻しばね
１２，１１２・・・・ヨークレバー
１３・・・・・第２枢軸
１５・・・・・連結軸
１６，１１６・・・・回動ばね
２２・・・・・ロック解除部材
２６・・・・・ロック手段
Ａ・・・・・・ヨークレバー１２，１１２の通常位置
Ｎ・・・・・・第２枢軸１３の軸線
Ｒ・・・・・・連結枢軸１５の軸線

Claims (2)

1. 車体（１）の一部を構成するダッシュボード（１ａ）の前面に取り付けられた作動機器（４）を作動すべく，それの入力杆（４ａ）を前方に押動するための操作ペダル（８）を，ダッシュボード（１ａ）に連なるペダルブラケット（７）に第１枢軸（９）を介して前後揺動可能に取り付けた，自動車の操作ペダル装置において，
   前記第１枢軸（９）の下方で操作ペダル（８）に第２枢軸（１３）を介してヨークレバー（１２，１１２）を前後揺動可能に支持し，このヨークレバー（１２，１１２）に前記入力杆（４ｂ）を連結軸（１５）を介して相対回動可能に連結し，このヨークレバー（１２，１１２）に，これを後方へ揺動付勢する回動ばね（１６，１１６）を接続すると共に該ヨークレバー（１２，１１２）を前記回動ばね（１６，１１６）の付勢力に抗して所定の通常位置（Ａ）に保持するロック手段（２６，１２６）を連結し，前記ダッシュボード（１ａ）が一定量後方へ変位したときにこのロック手段（２６，１２６）を前記ヨークレバー（１２，１１２）と分離させて該ロック手段（２６，１２６）による前記ヨークレバー（１２，１１２）の保持を解除させるロック解除部材（２２）を，前記ロック手段（２６，１２６）の後方で車体（１）の一部を構成する支持部材（１ｂ）に支持して該ロック手段（２６，１２６）に対置させ，前記ロック手段（２６，１２６）が前記ヨークレバー（１２，１１２）と分離して前記ヨークレバー（１２，１１２）の保持が解除されると，前記ヨークレバー（１２，１１２）が，前記回動ばね（１６，１１６）の付勢力で前記通常位置（Ａ）から前記第２枢軸（１３）周りに後方へ揺動することにより，前記入力杆（４ｂ）に対して操作ペダル（８）を前方に揺動させることを特徴とする，自動車の操作ペダル装置。
2. 請求項１記載の自動車の操作ペダル装置において，
   前記連結軸（１５）の軸線（Ｒ）を前記第２枢軸（１３）の軸線から上下方向にオフセットしたことを特徴とする，自動車の操作ペダル装置。

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