JPS6234329Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は所定の負荷装置を操作する回動式のペ
ダル装置に関し、特にいわゆるターンオーバ機構
を備えてペダル踏力が軽減されるタイプのペダル
装置に関する。

ペダル装置、例えば車両のクラツチペダル装置
において、原位置から踏込位置までペダルを踏込
むのに必要な力が負荷装置としてのクラツチから
の反力より小さくて済むようにしたり、あるいは
その必要踏力の増加率を反力の増加率より低く抑
えたりするために、スプリングおよびリンク機構
を含むターンオーバ機構を付加することが知られ
ている。

従来、この種の装置においては、第１図に示す
ようにペダル２が枢軸４によつて実線で示す原位
置と破線で示す踏込位置との間で往復回動可能に
支持される一方、ターンオーバレバー６がその一
端部において枢軸８（固定支点）により回動可能
に支持されるとともに、連結ロツド１０の両端が
連結ピン１２，１４によりレバー６の中間部とペ
ダル２とにそれぞれ枢着されることでそれら両部
材が連動可能に連結され、かつレバー６の自由端
部に設けられた掛止ピン１６と、ペダル２の、連
結ピン１４から上記枢軸４の側に一定距離隔てた
部位に設けられた掛止ピン１８とに、両端がそれ
ぞれ掛止された状態でスプリング２０が張渡され
てターンオーバ機構が構成されていた。

このような構成のペダル装置においては、ペダ
ル２の踏込みの過程で、レバー６が実線で示す初
期位置（レバー６の原位置）から、スプリング２
０の両掛止ピン１６，１８とレバー６の枢軸８と
が一直線Ａ上にならぶ一点鎖線で示す位置（ター
ンオーバ位置）まで回動する範囲では、スプリン
グ２０の掛止ピン１６側の端部がスプリング２０
の弾性力に基づいてレバー６等を介してペダル２
に原位置に戻る方向の回転モーメントを生じさせ
る一方、上記ターンオーバ位置では、スプリング
２０の弾性力がレバー６に有効に働かないために
レバー６自体はペダル２に対して何の作用も及ぼ
さないこととなり、さらに、レバー６がターンオ
ーバ位置を過ぎて破線で示す終端位置まで回動す
る範囲では、ペダル２に踏込位置に向う方向の回
転モーメントを生じさせる。その結果、踏込過程
の途中から、その踏込操作のために実際に要する
回転モーメントがクラツチ等負荷装置からの反力
に基づくモーメントより小さくて済むこととなる
のである。

このようなペダル装置は、一般に量産されるも
のであり、従つて目的とする機能が得られる範囲
で、部品点数をできる限り少なくし構造を簡単に
することが生産性およびコストの面から非常に重
要視される。そこで本考案者はひとつの試みとし
て、ペダル側におけるスプリングの掛止ピンと連
結ロツドの連結ピンとを共通化することを検討し
た。

ところが、従来のターンオーバ機構において上
記両ピンを単純に共通（兼用）化したのでは、満
足な助勢機構を果させることは困難であつた。例
えば第２図に概念的に示すように、ペダル２に連
結ロツド１０およびスプリング２０の連結兼掛止
用のピン２２を設け、そのピン２２と枢軸８と前
記掛止ピン１６の各軸心が一直線Ｂ上にならぶ位
置をターンオーバ位置に設定したとしても、レバ
ー６がターンオーバ位置を終端位置に向つて越え
た状態を想定した場合に、ペダル２に生じる踏込
（助勢）方向の回転モーメント（正）および戻し
方向のモーメント（負）を考えると、それらの全
体のモーメントＭは、スプリング２０の弾性力を
Ｆ、枢軸４，８からスプリング２０およびロツド
１０に下した垂線の長さをそれぞれL₁，l₁および
L₂，l₂とすれば、 Ｍ＝−FL₁＋Ｆｌ_１／ｌ_２L₂ ＝−FL₁・（１−ｌ_１／ｌ_２・Ｌ_２／Ｌ_１） となり、モーメントＭの値は第２図の例では負と
なつて、ペダル２が助勢されるどころか戻し方向
に付勢されることになつてしまう。

そして、ターンオーバ位置を、レバー６の枢軸
８とスプリング２０の両端との位置関係を基準と
して考える限り、上記共通のピン２２のペダル２
における位置を種々変更してみたところで結果は
ほぼ同様であり、目的とする助勢モーメントが全
く得られないか、得られたとしても実用上の機能
がほとんど果されない程度に過ぎないのである。

本考案は、以上のようなピン共通化上の問題を
解消すべく、さらに検討を進めて完成されたもの
であり、その目的とするところは、連結ロツド等
連結部材とスプリングとのペダル側の各端部を共
通のピンによつて連結・掛止し得、しかも満足な
踏力軽減機能を果たし得るターンオーバ機構を備
えたペダル装置を提供することにある。

この目的を達成するために本考案に係るペダル
装置は、(i)一端に足掛部を備え、第１軸線のまわ
りに原位置から踏込位置に向つて往回動可能かつ
逆向きに復回動可能に設けられ、操作対象たる負
荷装置に作動的に連結されるペダルと、(ii)前記第
１軸線に平行な第２軸線のまわりに回動可能に設
けられた回動部材と、(iii)一端部が第１ピンによつ
て前記ペダルに回動可能に連結され、他端部が第
２ピンによつて前記回動部材に連結された連結部
材と、(iv)前記回動部材に設けられ、前記ペダルの
往復回動に対応して、前記第１ピンおよび第２ピ
ンの軸線と直交し前記第２軸線とは交わらない直
線を第２ピンを基準として第１ピンとは反対側の
部分において横切るように第２ピンのまわりに回
動するスプリング掛止部と、(v)両端がそれぞれそ
の掛止部と前記第１ピンとに掛止され、それら第
１ピンと掛止部とを互いに接近させる向きに付勢
する予荷重が付与されたスプリングとを含むよう
に構成される。

このようなペダル装置にあつては、回動部材の
回動中心となる第２軸線がターンオーバ位置の基
準となるのではなく、連結部材と回動部材との連
結点すなわち第２ピンの軸心が基準となり、その
軸心と、スプリングのペダル側の掛止部となる第
１ピンの軸心と、スプリングの回動部材側の掛止
部とが一直線上にならぶ相対位置が、スプリング
の弾性力がペダルに対して実質的に作用を及ぼさ
ないターンオーバ位置（中立位置）となるのであ
り、従来のターンオーバ機構とはターンオーバ機
能の具現の仕方が全く異なるのである。

そしてペダルの踏込過程で、スプリングの回動
部材側の掛止部（掛止ピンまたは掛止穴等）が、
第１ピンの軸線と第２ピンの軸線とに直交する直
線の、第２ピンを基準として第１ピンとは反対側
の部分を横切つて一方の側から他方の側に第２ピ
ンのまわりに相対的に回動する際に、スプリング
の弾性力が回動部材および連結部材を介してペダ
ルに生じさせる回転モーメントの方向が変わり、
一方の側にあるときはペダルに踏込位置から原位
置へ向う方向（復方向）の回転モーメントを生じ
させ、他方の側に移行した後においては原位置か
ら踏込位置へ向う方向（往方向）の回転モーメン
トを生じさせるのであり、それによつて、ペダル
踏込みのときに実際に要する往方向の回転モーメ
ントが軽減されることとなるのである。

このように、従来のものとは別異のターンオー
バ機構とすることで、満足な踏力軽減機能（助勢
機能）を達成しつつ、前記第１ピンを、連結部材
をペダルに連結する連結ピンとスプリングの一端
を掛止する掛止ピンとに兼用することが可能とな
り、ターンオーバ機構を備えたペダル装置の部品
点数が減つてその構造が簡単になるとともに、製
作工程もそれだけ少なくて済むため、全体の製作
コストを下げることができ、特にペダルアツセン
ブリとして量産することを考えるとき、このこと
の意味・効果は大きい。

以下、車両のクラツチペダル装置に本考案を適
用した場合の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第３図において３０はクラツチペダルであり、
一端に足掛け用のペダルシート３２を備え、他端
においてペダルブラケツト３４に設けられた第１
枢軸３６の軸心（第１軸線）まわりに、実線で示
す原位置から破線で示す踏込位置に向つて往回動
可能に、かつ逆向きに復回動可能に支持されてい
る。ペダルブラケツト３４は車両のインサイドパ
ネル等に固定されるものであり、そのブラケツト
３４に設けられたストツパボルト３８によりペダ
ルの原位置が規定される。

ペダル３０は、その中間部に連結されるプツシ
ユロツド４０さらに所定の中継機構を介して、操
作対象であるクラツチ装置に連結されるのが普通
であるが、場合によつては第３図に二点鎖線で示
すように、枢軸３６を基準としてペダルシート３
２とは反対側の端部に連結されるケーブル４２を
介して連結されることもある。

上記ペダルブラケツト３４の、第１枢軸３６か
らペダル３０の復方向の側に一定距離隔てた部位
には、第１枢軸３６と平行に第２枢軸４４が設け
られ、回動部材として機能するターンオーバレバ
ー４６がその一端部において、第２枢軸４４の軸
心（第２軸線）のまわりに、ペダル３０の回動平
面に平行な平面に沿つて回動可能に支持されてい
る。

このレバー４６とペダル３０とは、長手の棒状
をなす連結ロツド４８によつて連動可能に連結さ
れている。すなわち連結ロツド４８の一端部が、
ペダル３０の、第１枢軸３６と前記ペダルシート
３２との間の中間部に第１ピン５０によつて回動
可能に連結されている一方、他端部は、レバー４
６の中間部に第２ピン５２によつて回動可能に連
結されているのであり、これらピン５０，５２は
いずれも前記第１枢軸３６と平行に設けられてい
る。

その連結ロツド４８の長さおよびペダル３０へ
の連結位置等によつて、ペダル３０とターンオー
バレバー４６との回動位置関係が規定され、ペダ
ル３０が原位置にある状態ではレバー４６が実線
で示す初期位置に、ペダル３０が踏込位置にある
状態ではレバー４６が破線で示す終端位置にそれ
ぞれ位置することとなる。

なお、ペダル３０とレバー４６とを連結する連
結部材としては、ロツド４８の代わりに、長手の
打抜鋼板製のもの等を採用することも可能であ
る。

レバー４６の自由端部にはスプリング掛止ピン
５６が設けられている。掛止ピン５６は、レバー
４６の枢軸４４から前記第２ピン５２までの距離
より、大きい距離隔てた部位に位置し、かつペダ
ル３０の踏込過程において、第４図に示すように
第１ピン５０、第２ピン５２の各軸心と直交し枢
軸４４の軸心とは交わらない直線Ｃ上の、特に第
２ピン５２を基準として第１ピン５０とは反対側
の部分に位置し得るようにされている。従つて、
ペダル３０の往復回動に対応して掛止ピン５６が
上記直線Ｃを横切つて第２ピン５２のまわりに回
動することが可能である。

この掛止ピン５６（以下第１ピン５０、第２ピ
ン５２との関連で第３ピンとも呼称する）と、前
記ロツド４８をペダル３０に連結する前記第１ピ
ン５０とに両端が掛止されて、引張コイルスプリ
ング５８が設けられている。すなわち第１ピン５
０が、連結ロツド４８を連結する機能とスプリン
グ５８の一端を掛止する機能との双方を兼ねた共
通のピンとされているのである。

スプリング５８には、第１ピン５０と第３ピン
５６とを互いに接近させる向きに常時付勢する予
荷重が付与されており、以後、第１ピン５０に掛
止されたスプリング５８の端を第１端と、また第
３ピン５６に掛止された端を第２端とする。な
お、掛止ピン（第３ピン）５６に代えてレバー４
６の折曲げ部に掛止穴を設け、これをスプリング
掛止部とすることも可能である。

このスプリング５８の第２端がレバー４６に加
える弾性力が連結ロツド４８を経てペダル３０に
伝達される一方、第１端がペダル３０に加える弾
性力も同様にレバー４６に伝達され、連結ロツド
４８がレバー４６とペダル３０との間の力の伝達
を司る役割を果たす。

そしてペダル３０の踏込過程で、ペダル３０が
第３図に１点鎖線で示す中間位置に至つたとき、
レバー４６は、第１ピン５０と第２ピン５２さら
に第３ピン５６が上記一直線Ｃ上にならぶような
位置を占めることとなり、レバー４６のこの位置
が本ペダル装置におけるターンオーバ位置とな
る。すなわち、スプリング５８の弾性力が連結ロ
ツド４８の両端部に互いに逆向きの相等しい力と
して作用し、その弾性力がペダル３０に何らの作
用も及ぼさないこととなるのである。このターン
オーバ位置を経て、レバー４６が前記初期位置か
ら終端位置へ回動するのに対応して、第１、第
２、第３の各ピン５０，５２，５６が、第３図に
黒点を付して示す軌跡を描いてそれぞれ変位する
こととなる。

以上のように構成されたペダル装置では、ペダ
ル３０に設けられた第１ピン５０が、連結ロツド
４８の連結のみならず、スプリング５８を掛止す
る機能をも果しているため、従来装置のようにス
プリングの一端を掛止するために専用の掛止ピン
をペダル３０に設ける必要がない。特に従来装置
では、ペダル３０の枢軸３６の近傍に、第３図に
二点鎖線で示すように専用の掛止ピン６０を設け
ることが多く、前記ペダルブラケツト３４との干
渉を回避することを考慮しなければならなかつた
が、本実施例ではそのような干渉の問題が生じな
いため、ブラケツト３４の形状をより単純にする
ことが可能となり、このことは、上記ピン共通化
の効果と相まつて、ブラケツト３４等を含むペダ
ルアツセンブリの製作コストを下げることに寄与
する。

さらに上記ペダル装置は、そのターンオーバ機
構自体についても十分な踏力軽減機能が達成され
る。

ペダル３０を原位置から踏込位置に向つて踏込
む際、その初期の踏込みに対応して第３図に示す
レバー４６が初期位置から前記ターンオーバ位置
まで小角度回動する回動域、言い換れば第３ピン
５６が前記直線Ｃより枢軸４４の側にある回動域
においては、スプリング５８の第１端がペダル３
０に直接加える弾性力に基づいてペダル３０が踏
込位置から原位置に向う方向（復方向）に付勢さ
れる。この点については後述する。

一方、ペダル３０の踏込操作に対応して、レバ
ー４６がターンオーバ位置を終端位置に向つて越
え、第３ピン５６が上記直線Ｃを基準にして枢軸
４４とは反対側に位置する状態になつた後におい
ては、スプリング５８の第２端がレバー４６、連
結ロツド４８を経てペダル３０に間接に加える弾
性力に基づき、ペダル３０が原位置から踏込位置
に向う方向（往方向）に付勢される状態となる。
この踏込域においてペダル３０に生じる回転モー
メントを第５図に基づいて説明する。

図においてペダル３０の往方向の回転モーメン
ト（助勢モーメント）を正、復方向の回転モーメ
ント（戻しモーメント）を負とし、かつ第１枢軸
３６の軸心からスプリング５８の中心線と第１ピ
ン５０および第２ピン５２の軸心を結ぶ直線とに
下した垂線の足をL₁，L₂、同様に第２枢軸４４
の軸心から下したそれをl₁，l₂とし、またスプリ
ング５８の弾性力をＦとすれば、その弾性力に基
づいてペダルに生じる両方向の回転モーメントの
和Ｍは、 Ｍ＝−FL₁＋F′L₂ ………(1) で表わされる。またレバー４６の回転モーメント
の均合いから Fl₁＝F′l₂ であるから、(1)式は Ｍ＝−FL₁｛１−（l₁／l₂）・（L₂／L₁）｝
………(2) で表わされる。しかるに（l₁／l₂）・（L₂／L₁）は本
実施例においては１より大きいため、モーメント
Ｍの値は正となる。

すなわち、スプリング５８の弾性力等に基づき
(2)式で表わされる助勢モーメントＭがペダル３０
に加えられる結果、クラツチからの反力による戻
しモーメントに打勝つてペダル３０を踏込むのに
実際に要するモーメントが、その助勢モーメント
の分だけ小さくて済むこととなり、必要踏力が軽
減されるのである。

ペダル３０への踏込力が解除されれば、クラツ
チからの反力に基づいてペダル３０に生じている
戻しモーメントによつて、ペダル３０が原位置に
向つて回動するとともに、連結ロツド４８を介し
てターンオーバレバー４６も初期位置に向つて同
じ向きに回動する。そしてレバー４６が第４図に
示すターンオーバ位置に至つた時点では、スプリ
ング５８等がペダル３０に対して何らの作用も及
ぼさない状態となるが、クラツチからの反力に基
づく戻しモーメントによつてペダル３０およびレ
バー４６は復方向にさらに回動する。

レバー４６がターンオーバ位置を初期位置に向
つて越えた後、つまり第３ピン５６が直線Ｃを横
切つて枢軸４４の側に至つた後においては、各部
材の相対位置は第６図に示すようになる。図にお
いてペダル３０に生じる往・復両方向の回転モー
メントの和Ｍは、第５図に基づいて説明したのと
同様に(2)式で表わされるが、第３ピン５６が枢軸
４４の側にある場合には、（l₁／l₂）・（L₂／L₁）は
１より小さいため、Ｍの値は負となる。

すなわち、レバー４６が上記のようにターンオ
ーバ位置を越えると、(2)式で表わされる戻しモー
メントＭがペダル３０に生じ、前述のように復方
向に付勢される状態となるのである。

この戻しモーメントにより、あるいはクラツチ
からの反力が残留している場合にはそれに起因す
るモーメントとの双方により、ペダル３０が原位
置に復帰するとともに、レバー４６が初期位置に
復帰してその位置に安定に保持されることとな
る。

本実施例のペダル装置では、目的とする大きさ
の助勢モーメンを得ようとする場合、ペダル３０
の初期の踏込域で要する回転モーメント（初期踏
力と言つてもよい）が、第１図に示すような従来
のペダル装置に比べて小さくて済むという実験結
果がでている。第７図に、前記スプリング５８の
弾性力に基づいてペダル３０に生じる回転モーメ
ントの特性を、従来のものと比較してグラフで示
した。このグラフから明らかなように、本実施例
のレバー４６がターンオーバ位置より初期位置の
側にある状態でペダル３０に加えられる戻しモー
メントは、従来装置のそれより40％余りも小さく
なつている。

この理由のひとつは、第１図の従来例では、一
点鎖線で示すターンオーバ位置でもスプリング２
０の第１端がペダル２に直接戻しモーメントを生
じさせるのに対し、第４図に示す本実施例のター
ンオーバ位置では、スプリング５８が全体として
ペダル３０に何ら戻しモーメントを生じさせず、
あたかもスプリング５８が存在しないのと同じ状
態となり、この相違が、ターンオーバ位置から初
期位置までの域での戻しモーメントの特性にも影
響を及ぼすためではないかと考えられる。

いずれにしても、レバー４６のターンオーバ位
置までの回動に対応するペダル３０の初期の踏込
域で要する踏込モーメント、言い換れば上記戻し
モーメントに打勝つべき往方向の回転モーメント
が小さくて済むため、従来タイプにみられたペダ
ル踏込初期の抵抗感を軽くすることができ、踏み
のフイーリングがかなり改善されるのである。

また、本実施例のペダル装置では、スプリング
５８のばね特性を変えなくても、レバー４６にお
ける枢軸４４と第２ピン５２と第３ピン５６との
位置関係を適宜に選定することによつて、第７図
のグラフに示すように前記助勢モーメントを従来
装置に比べて大きくすることが可能であり、特
に、ペダル３０の踏込域の終端近くにおける助勢
モーメントを大きくし易く、従つて終端域で要す
る踏込モーメントをごく小さくすることが可能で
ある。

これは、第１図に示す従来のタイプでは、得ら
れる助勢モーメントが枢軸８の軸心と直線A′と
の距離によつて決まるのに対し、本実施例のもの
では、第５図に示す第３ピン５６と直線Ｃとの距
離（ひいては前記レバー比；l₁／l₂）で決まり、そ
の結果、レバーの回動角度を同じとしたときに、
その回動範囲の終端域でレバー比を大きく採り易
いためであると考えられる。

次に、本考案の別の実施例を第８図に基づいて
説明する。前記実施例と実質的に変わらない要素
については、先の記載を援用してその説明を割愛
し、第３図等と同一の符号を付すにとどめた。ま
た、煩雑さを避けるために簡単な図を用いた。

本実施例では、ターンオーバレバー４６の枢軸
４４が、第１ピン５０および第２ピン５２の各軸
心と直交する直線Ｃを基準にして、ペダル３０の
枢軸３６とは反対側に設けられ、ペダル３０の往
回動および復回動に対応して、レバー４６がそれ
ら各回動方向とは各々反対回りに連結ロツド４８
を介して回動させられるようになつている。そし
てレバー４６のターンオーバ位置は、前述のよう
にスプリング５８の第２端を掛止する第３ピン５
６が上記直線Ｃに一致するときであるが、その第
３ピン５６が直線Ｃを基準にしてペダル３０の枢
軸３６とは反対側にある状態で、スプリング５８
の弾性力に基づいてペダル３０が復方向に付勢さ
れる一方、直線Ｃを横切つて枢軸３６の側に至つ
た状態でペダル３０が往方向に付勢されることと
なる。

以上説明した実施例においては、ペダルと連動
する回動部材としてターンオーバレバーが採用さ
れていたが、常識的にレバーと称せられるもの以
外にも、その回動部材の形状等は前述のような作
用が得られる限り自由に選定できる。

また、ペダルに弾性力を及ぼすスプリングとし
ては、先のように引張コイルスプリングが最適で
はあるが、その他にも、例えば湾曲した形状の棒
状あるいは板状のスプリング等を、所定の予荷重
を付与した状態で使用することも可能である。

さらに、これまでの説明では、車両のクラツチ
ペダル装置に本考案を適用した場合を例にとつた
が、それに限らずブレーキペダル装置など各種ペ
ダル装置にも同様に適用することができる。

その他、実用新案登録請求の範囲を逸脱するこ
となく種々なる態様で本考案を実施し得ることは
もちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のペダル装置の具体例を示す側面
図であり、第２図はその従来装置において、ペダ
ルに設けられるべき連結ピンと掛止ピンとを共通
ピンで置換えたと仮定した場合の作動状態を説明
する概念図である。第３図は本考案の一実施例で
あるペダル装置の構造および作動状態を示す側面
図であり、第４図は第３図におけるターンオーバ
位置を示す部分側面図である。第５図は第３図に
示す装置において、ペダルが初期の踏込域にある
場合にペダルに生じる回転モーメントの状態を説
明するための概念図であり、第６図は同じく、ペ
ダルが終期の踏込域にある場合のモーメントの状
態を説明するための概念図である。第７図は第３
図に示す装置でスプリングの弾性力に基づいてペ
ダルに生じる回転モーメントと回動角との特性
を、従来装置との対比において示すグラフであ
る。第８図は本考案の別の実施例を示す概念図で
ある。 ３０：クラツチペダル、３２：ペダルシート、
３４：ペダルブラケツト、３６：第１枢軸、４
４：第２枢軸、４６：ターンオーバレバー（回動
部材）、４８：連結ロツド（連結部材）、５０：第
１ピン、５２：第２ピン、５６：スプリング掛止
ピン（第３ピン、スプリング掛止部）、５８：引
張コイルスプリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一端に足掛部を備え、第１軸線のまわりに原位
   置から踏込位置に向つて往回動可能かつ逆向きに
   復回動可能に設けられ、操作対象たる負荷装置に
   作動的に連結されるペダルと、 前記第１軸線に平行な第２軸線のまわりに回動
   可能に設けられた回動部材と、 一端部が第１ピンによつて前記ペダルに回動可
   能に連結され、他端部が第２ピンによつて前記回
   動部材に連結された連結部材と、 前記回動部材に設けられ、前記ペダルの往復回
   動に対応して、前記第１ピンおよび第２ピンの軸
   線と直交しかつ前記第２軸線とは交わらない直線
   を該第２ピンを基準として該第１ピンとは反対側
   の部分において横切るように該第２ピンのまわり
   に回動するスプリング掛止部と、 両端がそれぞれ該掛止部と前記第１ピンとに掛
   止され、該第１ピンと該掛止部とを互いに接近さ
   せる向きに付勢する予荷重が付与されたスプリン
   グと を含むことを特徴とするペダル装置。