具有車輛受外力時使踏板墊移離轉向裝置的機構的踏板裝置的製作方法
2023-08-06 13:36:26 1
專利名稱：具有車輛受外力時使踏板墊移離轉向裝置的機構的踏板裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種設於車輛中的踏板裝置，使得由駕駛者操作的踏板被可樞軸轉動地支承。具體地說，本發明涉及到一種技術駕駛者的腳放到踏板之上或接近它，這樣在有外力加到車輛上時可使司機的腿與轉向裝置的接觸程度在有外力加到車輛上時減至最小。
在汽車的座倉內於駕駛者的前方設有一轉向裝置，這是一種用來操作轉向機構的裝置。當沿從車輛前向後的方向給車輛施加外力時，駕駛者會因慣性而前移，使其腿朝轉向裝置運動，有可能使一或兩條腿觸及轉向裝置。
業已提出過某些措施以使駕駛者的腿與轉向裝置的接觸程度減至最小限度。一種方法是用座椅安全帶來使駕駛員定位以限制其向前運動。另一種方法則是給轉向裝置設置一種護膝，以直接減少駕駛員的膝部與轉向裝置接觸的程度。這種護膝的一個例子已公開於1989年公布的實用新型申請(公開)公報JP—U—1—73464中。
作為致力於儘可能減少駕駛者的腿與轉向裝置接觸程度的研究結果，本發明的發明人等發現為了使駕駛者的腿的上述接觸程度減至最少，同樣有效的一種方法是去控制有外力施加到車輛上時駕駛者的腿所取的路徑，使此路徑避開轉向裝置。本發明人等還發現，能夠通過利用設於車輛中踏板裝置的方式，來控制上述的腿的路徑。
本發明的一個目的在於提供這樣一種設在車輛內的踏板裝置，它可以利用踏板來適當地控制駕駛者的腿的路徑，以使駕駛者的腿與同樣設在車輛內的轉向裝置的接觸減至最小。
這一目的可以根據本發明的原理來實現，本發明為具有車身、座倉以及設於座倉內的轉向裝置的車輛提供了這樣一種踏板裝置，它設於座倉之內，且包括(a)裝附於車身上的踏板架以及(b)為上述踏板架作可旋轉支承的踏板，此踏板的下端有一個要為駕駛者的足踏壓的踏板墊，而其中的改進之處在於包括了一種踏板墊位移機構，它可在有外力施加到車輛上時，致踏板墊作這樣的移動，使得腳壓住踏板墊的駕駛者的腿於脫離開轉向裝置的方向中運動。
在此種踏板裝置的一種形式中，上述踏板架是直接地安定於車身的一個使機艙與座倉相互分開的儀錶板上。
在此種踏板裝置的另一種形式中，上述踏板是固定在接附於車身上的一個適當部件之上，例如固定於接附在儀錶板上的車頸頂部之上。
在此種踏板裝置的又一種形式中，踏板架則是通過直接接裝在儀錶板上的一個制動加力器的外殼而間接地固定於此儀錶板之上。
上述踏板裝置的踏板可以是由駕駛員操縱的制動踏板或離合器踏板。
當有外力加到車輛上時，駕駛者通常只踩制動踏板或同時踏壓制動踏板與離合器踏板兩者。換句話說，外力施加到車輛上通常發生在駕駛者的腳可以從踏板墊上受力的狀態下。考慮到有關力作用在踏板墊與駕駛者之間的這一事實，本發明人等發現通過使踏板位移而給駕駛者一個能使其腿於脫離開轉向裝置的方向有效移動的力或力矩，就可以使駕駛者的腿在有外力作用到車輛上時與轉向裝置的接觸程度減至最小。
根據本發明構制的踏板裝置，此踏板墊位移機構可用來在有外力施加到車輛上時使踏板移動，而得以給踩壓著踏板墊的駕駛者的足加以適當的力或力矩，讓駕駛者的腿可循適當的方向移離開轉向裝置。
這樣，根據本發明原理構制的踏板裝置便包括有用來使駕駛者的腿(包括腳、脛、膝與大腿)與轉向裝置接觸程度減至最小的措施。如果這種措施與通常採用的措施結合起來使用，就能更有效地減小駕駛者的腿與轉向裝置以及周圍機構的接觸程度，結果就能進一步改善車輛運行的安全程度。
在本發明的第一種最佳形式中，所述踏板架至少是在有外力施加到車輛上時，與車身的兩個部件接觸或結合。這兩個部件會由於施加到車輛上的外力而相互相對運動。在本發明的這種形式中，踏板墊位移機構可利用踏板架因這兩個部件在有外力作用到車輛上的相對運動所發生的變形，使踏板作為一個整體移動。
在本發明的上述最佳形式中，上述踏板架至少是在有外力施加到車輛上時可與車身的上述兩個部件接觸，而踏板墊則因外力作用到車輛上使此兩個部件相對位移而變形，由此踏板即作為一個整體而位移，踏板墊位移的結果便使駕駛者的腿與轉向裝置的接觸程度減至最小。在本踏板裝置中，踏板架經適當地構製成可因作用到車輛上的外力而變形，用以根據需要來移動整個踏板。
這種以其踏板架的變形來移動踏板墊的踏板裝置在製造時是較為經濟的。
根據本發明上述最佳形式中的一種方便的結構，這種踏板架是在車輛中的縱向延伸，並且包括一個固定在車身的兩個部件中當有外力作用於車身上而於車輛的向後方向中移動的那一個部件之上的前端部，以及一個至少當有外力施加到車輛上時與此兩個部件中的另一個接觸或結合的後端部，同時此另一個部件因外力而向後位移的量小於這兩個部件上述那一個的後向位移量。
因外力向後移動的部件(以後稱作為「可位移件」)可以是車身的儀錶板，或者是可位移的車頸頂部，此車頸頂部接裝於儀錶盤的上端部上，且在有外力作用於車輛上時幾乎是與儀錶板一起位移。或者，這種可位移件可以是制動加力器的外殼，它裝附於儀錶板上，在有外力作用於車輛上時與儀錶板一起位移。
那種因外力而在反向位移中的位移是小於上述可位移件的位移量的部件，則可以是一種基本上固定的車頸頂部，它裝附於儀錶板的上端部上並且在實質上不會有因作用於車輛上的外力而發生位移。或者，這種固定件可以是一種儀錶板的增強件或是一種轉向柱的支承件，後者在車輛的橫向(左右方向)中延伸，以其兩端支承於上述實質上固定的車頸頂部上。此外，這種固定件還可以是一個託架，它裝附於上述的實質上固定的車頸頂部或增強件上，支承著轉向裝置的轉向柱。
前述的踏板架可以是以其後端部固定到車身的固定件上，或也可安排成使此後端部通常與此固定件相分開且對峙，而在踏板架於有外力作用到車輛上而沿向後方向位移時可以與此固定件接觸。
根據本發明上述最佳形式的另一種方便的結構，前述踏板墊位移機構包括有用來減少踏板架一局部上抗彎強度的裝置，因而有助於當有外力作用到車輛上時使此局部變形。
在本發明的第二種最佳形式中，此踏板墊位移機構包括有允許踏板墊在有外力加到車輛上時旋轉的裝置。踏板墊的旋轉運動導致有力或力矩作用於踩壓此踏板墊的駕駛者的足上，而使駕駛者的膝避開轉向裝置。
根據本發明上述第二種最佳形式的一種方便結構，所述踏板墊位移機構包括有這樣的裝置，此種裝置允許在有外力施加到車輛上時，使踏板作為一個整體能圍繞一條基本上是垂直地通過由踏板架對踏板作可旋轉支承的點的直線作旋轉運動，而這種旋轉動則可使被旋轉的踏板墊的一個工作面朝向離開轉向裝置的方向。因此便有一合適的轉矩施加到駕駛者的踩壓著踏板墊的足上，使得駕駛者的腿離開另一隻腿，而讓其膝部朝離開轉向裝置的方向運動。
根據本發明此第二種最佳形式的另一種方便結構，上述踏板墊位移機構包括有這樣的裝置，它允許此踏板在有外力施加於車輛上時能作為一個整體圍繞一通過踏板墊工作面上中心點的基本上垂直的直線旋轉，使得這種旋轉運動能促致此旋轉的工作面朝向離開轉向裝置的方向。這樣的結構能提供與上述實施例基本相同的優點。在這兩種結構中，踏板墊是在一大致水平的平面中圍繞一基本上垂直的軸線旋轉。
根據本發明的此第二最佳形式的又一種方便的結構，上述踏板墊位移機構包括有這樣的裝置，它允許此踏板在有外力作用於車輛上時能作為一個整體圍繞一基本上平行於與踏板墊工作面正交的直線旋轉，使得這種旋轉運動能促使踩壓著上述工作面的足的足趾指向脫離開轉向裝置的方向。在這種結構中同樣有適當的力矩作用於駕駛者的足上，使得駕駛者的膝能朝離開轉向裝置的方向運動。
在本發明的第三種最佳形式中，此踏板墊位移機構則包括有允許踏板墊在有外力加到車輛上時作線性位移的裝置。踏板墊的這種線性運動促致有力或力矩作用於駕駛者的腳上而使其膝離開轉向裝置。
根據本發明上述第三種最佳形式中的一種方便結構，所述允許踏板墊作線性位移的裝置能使踏板墊於車輛的右向與左向中之一位移，導致踏板墊移離開轉向裝置。
根據本發明此第三最佳形式中的另一種有利結構，所述允許踏板墊作線性位移的裝置能使踏板墊於車輛的前進方向中位移。
根據本發明此第三最佳形式的另一種有利結構，所述允許踏板墊作線性位移的裝置能使踏板墊於車輛向下的方向中運動。
在本發明的第四種最佳形式中，所述踏板包括一個有一端可旋轉地連接於踏板架上的杆部，同時此踏板則連接著此杆部的另一端，使得此踏板墊可相對於所述杆部位移；而所述踏板墊位移機構包括一外力傳感器用來探測施加到車輛上的外力，一個用來使踏板墊相對於杆部位移的驅動裝置，以及一個用來啟動此驅動裝置來使踏板墊相對於杆部位移的控制器。
根據本發明的第一種最佳形式，上述踏板裝置可使踏板墊通過一種物理現象位移，這種物理現象則是通過車身作用於車輛上的外力所引起的踏板架的機械變形。在這種形式的踏板裝置中，較難使將外力施加到車輛上的時刻與藉助踏板架變形使踏板墊位移的時刻匹配適當。考慮到這種缺點，本發明的第四種最佳形式的踏板裝置則構製成，使得當外力傳感器探測出有外力作用到車輛上時，即可由所述控制器啟動裝置，而只使踏板墊相對於踏板的杆部位移。這樣，踏板墊的位移便不需要踏板架作機械變形，從而可以根據需要控制踏板墊的位移時刻，有效地保證了在有外力作用於車輛時減少駕駛者的腿與轉向裝置的接觸程度。
上述外力傳感器可以是一種能用來測車輛減速度值從而來探測加到車輛上的外力的傳感器(例如懸臂式、球式或輥式的)。
根據本發明上述第四種最佳形式的一種方便結構，所述驅動裝置可以是充氣式的，包括由控制器啟動的點火裝置(例如燈絲、點火材料)；由點火裝置點燃的氣體發生源以產生一種氣體(例如氮氣)；為此氣體操作的啟動器(例如空氣馬達)；以及一用來將此啟動器的運動傳遞給踏板墊的傳動機構。根據本發明上述第四最佳實施例的另一種方便結構，上述驅動裝置可以是一種電控型的，包括有為此控制器啟動的馬達以及一將此馬達的運動傳送給踏板墊的傳動機構。
通過結合附圖來閱讀對本發明當前屬最佳的實施例所作的詳細說明，當可以更好地理解本發明上述的和附隨的目的、特點、優點與技術特徵，在附圖中
圖1是本發明的車輛制動踏板裝置的實施例及圍繞踏板裝置的結構的側視圖；圖2是側視圖，指出了車輛座倉內的制動踏板、踩壓此制動踏板的駕駛者的腿以及轉向裝置這三者的相對位置；圖3是上述實施例中制動踏板裝置的平面圖4(a)、4(b)與4(c)是分別用來說明上述實施例中駕駛者的腿的位移路徑最優化的平面圖、側視圖與後視圖；圖5(a)、5(b)與5(c)是用來說明上述實施例中駕駛者的腿的位移路徑的控制原理；圖6(a)與6(b)是上述實施例中制動踏板裝置的平面圖，用來說明踏板架在有外力施加到車輛上之前和之後的形狀變化；圖7是依據本發明第二實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖8是依據本發明第三實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖9是依據本發明第四實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖10是依據本發明第五實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖11是依據本發明第六實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖12是依據本發明第七實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖13是依據本發明第八實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖14是依據本發明第九實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖15是依據本發明第十實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖16(a)與16(b)是依據本發明第十一實施例的制動踏板裝置的平面圖，用來說明踏板架在有外力施加到車輛上之前和之後的形狀變化；圖17是依據本發明第十二實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖18是依據本發明第十三實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖19是依據本發明第十四實施例的制動踏板裝置的平面圖；圖20是後視圖，用來說明圖19的實施例中駕駛者腿位移路徑的控制原理；圖21(a)與21(b)是透視圖，用來說明圖19的實施例中制動踏板裝置的踏板架在外力施加到車輛上之前和之後的形狀變化；圖22是依據本發明第十五實施例的制動踏板裝置的後視圖；圖23是用來說明圖22中實施例中駕駛者的腿的位移路徑的控制原理；圖24(a)與24(b)是平面圖，用來說明圖23實施例中制動踏板裝置在外力加到車輛上之前和之後的形狀變化；圖25(a)與25(b)是平面圖，用來說明第十六實施例中制動踏板裝置在外力加到車輛上之前和之後的形狀變化；圖26(a)與26(b)是平面圖，用來說明第十六實施例中制動踏板裝置在外力加到車輛上之前和之後的形狀變化；圖27是依據本發明第十八實施例的制動踏板裝置的後視圖；圖28是用來說明圖27實施例中駕駛者腿位移路徑控制原理的後視圖；圖29是圖27實施例中制動踏板裝置踏板架的透視圖；圖30是依據本發明第十九實施例中制動踏板裝置的踏板架的透視圖；圖31是依據本發明第二十實施例的制動踏板裝置的制動踏板墊及後者外圍結構的部分橫剖面的側視圖；圖32是用於圖31制動踏板裝置中制動踏板墊的旋轉機構的後視圖；圖33是說明用來操作圖31實施例中旋轉機構的電控結構的框圖；圖34是用來說明圖31實施例中制動踏板墊在有外力施加到車輛上時作旋轉的後視圖35是依據本發明第二十一實施例的制動踏板裝置的制動踏板墊及後者外圍結構的部分橫剖面的透視圖；圖36是用來說明圖35實施例中制動踏板墊在有外力施加到車輛上時作旋轉的後視圖；圖37是側視圖，用來說明依據本發明第二十二實施例中制動踏板裝置的制動踏板的位移；圖38是圖37實施例中制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖39是依據本發明第二十三實施例的制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖40是依據本發明第二十四實施例的制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖41是依據本發明第二十五實施例的制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖42是依據本發明第二十六實施例的制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖43是依據本發明第二十七實施例的制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖44是側視圖，示意地說明圖42與43實施例中踏板架在有外力作用於車輛上時的變形情形；圖45是依據本發明第二十八實施例的制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖46是依據本發明第二十九實施例的制動踏板裝置中踏板架的透視圖；圖47是側視圖，示意地說明圖45與46實施例中踏板架在有外力作用於車輛上時的變形情形；圖48是說明本發明第三十實施例中制動踏板位移情形的側視圖；圖49(a)與49(b)是說明圖48實施例的制動踏板中踏板架變形情形的透視圖；圖50是依據本發明第三十一實施例的制動踏板裝置中制動踏板的透視圖；圖51(a)與51(b)是說明依據本發明第三十二實施例制動踏板裝置中踏板架變形情形的透視圖；圖52是依據本發明第三十三實施例的制動踏板裝置以及此裝置外圍結構的側視圖；而圖53是依據本發明第三十四實施例的制動踏板裝置以及此裝置外圍結構的側視圖。
下面詳述最佳實施例。
首先參看圖1，其中示明了按照本發明一實施例構製成的用於汽車的踏板裝置，此裝置中的踏板墊利用或藉助一踏板架在有外力作用於此汽車上時所發生的變形，在水平面中轉動或旋轉。
圖1中的標號10指一為操作者或司機轉動的轉向盤。轉向盤10由轉向柱管12連接到設於機艙14中一轉向機構(未示明)上。轉向柱管12包括一隨轉向盤10轉動的轉向軸，以及一取套管形狀讓此轉向軸通過其中的固定的或不轉動的部件。此轉向柱管12從車輛向後朝上的方向從機艙14延伸出，通過儀錶板16進入座倉，確切地說，進到差不多在駕駛座上方的位置處。儀錶板16使機艙與座倉相互分開，轉向柱管12的上端部與轉向盤10相連並由一轉向柱管罩20覆蓋。轉向盤10、轉向柱管12與罩20組成了一個用作操作使車輛轉向的轉向機構。
在靠近轉向管柱12下部的座倉15的一部分中，設有取制動踏板裝置26形式的前述車輛踏板裝置。此制動踏板裝置26包括一踏板架28以及為此踏板架28作可旋轉支承的制動踏板30。踏板架28取大致於汽車的縱向或行駛方向中延伸的形狀，並以其前端部固定於儀錶板16上。儀錶板16的上端與車頸頂(未示明)連接成使得此車頸頂於車輛的橫向中延伸。此車頸頂為一空心部件。取管狀形式的儀錶板增強件34以其相對端固定於車頸頂的兩個相對端部上，使得此增強件34同樣於汽車的橫向中延伸。踏板架28的後端部則固定到增強件34的中間部分上。當有外力施加到此汽車上時，儀錶板16便或多或少地在車輛的後向中位移，而增強件34此時則基本上不動。在本實施例中，踏板架28是以其前端與後端固定在取儀錶板16形式的可位移件上以及取儀錶板增強件34形式的固定件上。
在踏板架28的後端部固定到增強件34的本實施例中，此增強件34是通過踏板架28裝附於儀錶板16上的。與將踏板架28的後端部直接固定於車頸頂而不固定到增強件34上的結構相比，前述結構保證了增強件34(它在轉向柱管12的上部支承著轉向裝置22)有更高的剛性和穩定性。因此，本結構可以允許轉向裝置22有提高了的諧振效率和減小了增強件34的尺寸，消除了獨立的加強件支柱和/或者除了減振器，從而可降低車輛的重量與製造費用。
制動踏板30有一桿部36，杆部36的近端上形成有一凸臺37。凸臺37中形成有一個可於車輛橫向中延伸的通孔。將一上杆螺栓38插過此通孔以及踏板架28的一對側板38中，這對側板在汽車的橫向中將凸臺37夾於其間。此上杆螺栓39通過設置於凸臺37的通孔中的合成樹脂套筒(未示明)，可相對凸臺37轉動。這樣，制動踏板30便為踏板架28作可旋轉的支承。制動踏板30在與其同時與踏板架28相連的回位彈簧(未示明)的偏動作用下，通常保持在由固定於踏板架28上一止動件40所確定的不工作位置上。
制動踏板30還有一個設在杆部36遠端的踏板墊42，使得制動踏板30能在踏板墊42的工作面為駕駛者的腳踩壓時進行工作，制動踏板30與轉向柱管12相互定位成使得通過踏板墊42工作面上一中心點PC且與車輛縱向平行的直線，從車輛駕駛者看過去如圖3所示，在右方偏離開轉向柱管12的中心線CLS一個適當的距離。
當踩壓踏板墊42時，制動踏板30如圖1所示反抗回位彈簧的偏動力而依順時針方向轉動。在機艙14內於儀錶板16上固定有一與制動踏板30相對的制動加力器46。在制動加力器46的前端部分上接裝上一個立制動缸48，而其後端部分上則延伸出一推桿50。推桿50連接著制動踏板30的力輸出點，此輸出點是在制動踏板30近端上的樞軸點與制動踏板30的踏板墊42上的一個力輸入點的中間。作用於制動踏板30上的操作力或踩壓力按增制動踏板30車身的加壓比(槓桿臂長比率γ)而加大，而這樣增大了的力又通過制動加力器46得到進一步增強而輸入主制動缸48。結果此主制動缸48使用機械方法在兩個相互獨立的壓力室內產生出相等的流體壓力。
再來參看圖2，其中以車輛的側視圖表明了制動踏板30、以足踩壓踏板30的駕駛者的腿與轉向裝置22之間的位置關係。從圖2可以看到，汽車的駕駛者就坐於一個使其適當的一條腿位於轉向輪10以及轉向柱管罩20附近。
根據本實施例的制動踏板裝置26經安排成，使得在有外力施加到汽車上時，此制動踏板30會通過上述輸入的外力藉助於踏板架28的變形，而作為一個整體在一水平平面中繞其樞軸點轉動，使得此轉動的踏板30的踏板墊42的工作面(以後簡稱作為「踏板墊表面」)朝向一個離開轉向裝置22的方向。於是以其足踩壓踏板墊42的駕駛者的腿便離開轉向輪10及其外圍結構。
為使制動踏板30能在水平面中作上述轉動，本實施例制動踏板裝置26的踏板架取下述的結構與外形。
如圖3的平面圖所示，踏板架28包括如前指出的一對側板38，它們於汽車的縱向或行駛方向中延伸，並如以前所述共同地可旋轉地支承著制動踏板30的凸頭37。這對側板38有一個固定在儀錶板16上的前固定部52以及一對固定於增強件37上的後固定部件54。踏板架28包括一個在後固定部件54上連接側板38的連接部。側板38與在後固定部54處的連接部是由鋼板形成的單件體。
遠離開轉向柱管中心線CLS的一個側板28，在前固定部38與制動踏板30可旋轉地裝附於踏板架28上的踏板裝附部56之間有一取珠狀件60形式的低強度部。靠近此轉向柱管中心線CLS處的另一側板28則在踏板裝附部56與後固定部54間形成有另一珠狀件60形式的低強度部。「低強度部」一詞是指各個側板38的這樣一個局部，它當此側板38在垂直平行於車輛縱向的方向中彎曲時具有較低的彎曲強度。「珠狀件」一詞則是在圖3水平面中看過去不是直的或平的部分。設在遠離中心線CLS在側板38上的珠狀件60與設在靠近中心線CLS在側板38上的珠狀件60，這兩者都形成為於垂直方向，即基本上垂直於施加到車輛上的外力作用於側板38上的方向延伸。
在把外力施加於車輛上時，遠離轉向柱管中心線CLS的側板38在踏板裝附部56與後固定部54之間的部分較少可能彎曲，而在踏板裝附部56與前定位部52之間的部分則有較大可能彎曲；同時靠近轉向柱管中心線CLS處的側板38在踏板裝附部56與後固定部54之間的部分有較大可能彎曲，而在踏板裝附部56與前固定部52之間的部分則較少可能彎曲。
在其中踏板架28的形狀已如上所述的這一制動踏板裝置26內，儀錶板16因施加到車輛上的外力而朝向幾乎是不動的增強件34的向後運動，將不會遠距中心線CLS的側板38在踏板裝附部56與後固定部54之間的部分彎曲，並且不會使制動踏板30的凸臺部37所裝附在側板38上的踏板裝附部56中踏板裝附點PA向後位移。但是，此儀錶板16的向後運動將不會使靠近中心線CLS的另一側板38在設有珠狀件60的踏板裝附部56與後固定部54之間的部分彎曲，於是凸臺部37裝附於此側板38上的踏板裝附部56的踏板裝附點PB便在水平面中朝向增強件34位移。這樣，當儀錶板16後移時，此踏板裝附部56便繞踏板裝附點PA依圖3中所示的反時針走向中轉動。結果踏板裝附點PB便移至圖3中所示的點PB』。所以在踏板架28上兩個珠狀件60的非對稱設置就可引起制動踏板30在水平面中作旋轉運動。由此使得踏板墊表面的中心點PC移向一個點PC』，於此同時，此踏板墊表面便轉動，而使與踏板墊表面正交且從點PC』處延伸出的直線相對於通過點PC』且於車輛縱向中延伸的一條直線傾斜一轉動角θ。
在本實施例中，在遠距中心線CLS的側板38上珠狀件60的寬度W1等於在靠近中心線CLS的側板38上珠狀件60的寬度W2，於是儀錶板16便於車輛的後退方向中位移同時使得這兩塊側板38因彎曲而縮窄基本上相等的長度，由此使位移的儀錶板16保持平行於車輛的橫向。
制動踏板30在水平面中的旋轉運動將導致踏板墊42向後與向左位移，而這便常會使駕駛者踩壓著踏板墊42的這只是例如移向轉向盤10。
但是，制動踏板30在水平面中的旋轉運動還會造成踏板墊42繞通過踏板墊表面中心點PC的一條垂線轉動。踏板墊42的這種轉動有助於使駕駛者的膝部移離開轉向裝置22，其理由將參看圖4與5結合踏板墊42與駕駛者的腿的行為或運動之間的關係，在以後詳細說明。
圖4(a)、4(b)與4(c)分別是轉向裝置22、制動踏板裝置26與有關結構的平面圖、側視圖與後視圖。
在圖4中，下述符號所表示的意義是CLW轉向盤10的通過其中心的各徑向橫剖面中的中心點所確定的一條閉合迴路；CLS轉向柱管12的中心線；CLP踏板30的凸臺部37的轉動軸線；PC在有外力施加到車輛上之前，踏板墊42的工作面的中心點(PC』表示在施加有外力後的這一中心點撇號(』)與其它的符號在一起具有相似意義)；AP駕駛者的腿的踝關節中心；K、P駕駛者的腿的膝關節中心；
P1—P3在給車輛施加外力後，膝關節點K、P』的三個例子；H.P駕駛者的臀部關節中心。
在圖5(a)、5(b)與5(c)中，FP表示作用於踏板墊42上的踩壓力，而FP1與FP2則分別代表此踩壓力在平行於正交踏板墊表面方向中直線上的分量，以及在平行於相切此踏板墊表面方向的直線上的分量。
當踏板墊42的工作面圍繞通過中心點PC的垂直軸線轉動時，此踏板墊表面即相對於駕駛者足的底面傾斜，如圖5(b)所示。結果就有阻力N作用在踏板墊表面與此足的一個接觸點處，而這個點是偏離開中心點PC的。結果就有一力矩M在踏板墊表面圍繞垂直軸線轉動的方向中作用到此足上。另一方面，駕駛者腿的足與脛則較易在這樣一個平面內發生彎曲，此平面包括連接腳趾與踝關節中心A.P的足矢量以及連接踝關節中心A.P與膝關節中心K.P的脛矢量。但是在一與上述平面相交平面中的彎曲則受到限制。因此，作用於此足上的力矩M將在遠離駕駛者另一足的方向上，即在促致踩壓踏板墊42的腿的膝部離開轉向裝置22的方向上，作用於相應的腿上。結果上述脛矢量便在離開轉向裝置22的方向中運動。
於是，踩壓踏板墊42的腿被迫右移，並在踝部周圍一部分上有少許扭轉，由此，踝關節中心便在車輛的右向中位移至一點A.P』，如圖4(a)與4(c)所示。結果膝關節中心K.P也於右向中移至一點A.P』，同樣示明於圖4(a)與4(c)中，亦即遠離開轉向裝置22的轉向輪10。在圖3、4(a)與4(c)中，K.P』點(位移後的K.P點)的三個例子標明在P1、P2與P3處。
圖6(a)示明了與踏板架28相類似的一種踏板架，後者在有外力作用於車輛上時變形如圖6(b)所示。圖1與3中的踏板架28在構型上雖然不與圖6(a)中所示的完全一致，但踏板架28的變形則基本上是圖6(b)中所示的情形，這是因為它在結構上與圖6(a)中的踏板架類似。
在依據本實施例的踏板架28中，遠離轉向柱管中心線CLS的側板38也設有取珠狀件60形式的低強度部，以使踏板架28在有外力施加到車輛上時能最大限度地吸收動能，但是根據本發明的要求制動踏板30在水平面中作轉動或繞樞軸旋轉的原理，只有靠近中心線CLS的側板38中的低強度部分才是必不可少的。在此應該注意到，從遠離中心線CLS的側板38處去掉珠狀件60時，就會在儀錶板16朝向後方向位移的情形下致其相對於車輛方向發生不利的傾斜。
儘管上面參看圖1～7描述的這種踏板架28適用於在有外力作用於車輛上時，可使制動踏板30於水平方向中轉動，但這類踏板架如下述通過舉例方式的描述可在結構上適當變動。
在圖7所示的踏板架100中，有一對側板102隻在一個與制動踏板30的凸臺部37相對應的位置處為一塊上板104相互連接。遠離轉向柱管中心線CLS的側板102(圖7中所看到的上側板)設置有一個形成在其前定位部106與板裝附部108之間的珠狀件110。此珠狀件110在垂向中延伸。另一方面，靠近轉向柱管中心線CLS的側板102(圖7中所看到的下側板)則配置有一在其踏板裝附部108與後固定部112間沿縱向延伸的珠狀件110。帶有前、後固定部106、112與上板104的兩塊側板102是由單塊鋼板形成為單件式的。
在圖7的實施例中，設在各側板102上的珠狀件110起到可允許或引致側板102變形或彎曲的作用。在存在有上連接板104的條件下，與圖3中的踏板架28相比，圖7中的踏板架100在踏板接附部108(上面可旋轉地支，承著凸臺板37)處具有較高的剛度。
與圖7中的踏板架100相同，圖8中的踏板架120具有一對側板122與一塊上板124。遠距轉向柱管中心線的側板122(如圖8中所看到的上側板)在其前定位部126與踏板裝附部128之間設有一垂向延伸的珠狀件130。與圖7的踏板架100不同，踏板架120隻在上側板122這一方上有一後固定部132，而靠近轉向柱管中心線的側板122(圖8中看到的下側板)則不與增強件34直接連接。換言之，後一側板122於後向上不延伸到超過踏板裝附部124，而在增強件34處缺少這種側板122便減少了踏板架120在其固定於增強件34上後端上的抗彎強度。
在有外力作用於用車輛上時，遠離轉向柱管中心線的側板122不會在它處於踏板裝附部128與後固定部132間的一個部分上彎曲，而將在它處於其前定位部126與此踏板裝附部128間的一個部分上彎曲。另一方面，靠近轉向柱管中心線的側板122不會在其位於前定位部126與踏板裝附部132間的一個部分上彎曲，而靠近後定位板132以及此側板122後端的上板124的一個部分則會彎曲，由此使此側板122的後端部分移近增強件34。結果制動踏板30便依圖8所示的反時針走向，圍繞遠距轉向柱管中心線側板上的踏板裝附點PA與水平面中轉動。在此實施例中，儀錶板16也向後移，同時保持住它平行於車輛橫向的姿勢。
在圖8的實施例中，珠狀件110起到遠距轉向柱管中心線的側板的低強度部的作用，而側板122靠近轉向柱管中心線的側板122後端部上的缺口部則可以視作為側板122的低強度，或者視作為這樣的裝置，用來在有外力施加到車輛上之前使側板122與增強件34相分開，而在有外力施加到車輛上時朝後方位移。根據這裡的布置，板架120可使其在尺寸上小於圖3中的踏板架28。
在圖9所示的踏板架140中，有一對為一上板143相互連接起的側板142。這對側板142與上板143是由單塊鋼板形成為單件式的。遠距轉向柱管中心線的側板142(圖9中看到的上側板)在前定位部144與踏板裝附部146之間形成有一列共三個珠狀件148。各珠狀件148均在車輛的垂向中延伸。靠近轉向柱管中心線的側板142(圖9中看到的下側板)在踏板裝附部146與後固定部150之間設有一列沿垂向延伸的共三個珠狀件148。遠距轉向拉管中心線的側板142上的兩個最外側的珠狀件148具有距離X1，而在靠近此中心線的側板142上的則相應地具有距離X2。在有外力施加到車輛上時，這兩塊側板142於珠狀件148處彎曲過相應的距離X1與X2而收縮。
上板143有兩個孔152，每個孔基本上是一個等邊三角形，其底邊對應於一條在各個側板142上連接一列珠形件148中兩個外側珠形件的直線。這樣的孔152有助於上板143在側板142因珠形件148彎曲而變形導致的變形。
在本實施例中，三個珠狀件148的陳列與一個孔152相配合，給各側板142提供了低強度部。這裡具有上板143的踏板架140與圖3中的踏板架28相比，在踏板裝附部146與後固定部150處提供了較高的強度，從而制動踏板30的凸臺部37與轉向柱管32便可以為踏板架140以較高的剛性支承。上板104可以由連接著側板142下邊緣的下板置換。
與圖9中的踏板架140相同，圖10所示的踏板架160具有一對側板162和一塊上板164。遠距轉向柱管中心線的側板162(圖10中所看到的上側板)在其前固定部164與踏板裝附部166之間設有一列共3個沿垂向延伸的珠狀件168，而靠近此中心線的側板162(圖10中所看到的下側板)則在其踏板裝附部166與後定位部170之間設有一列共三個沿垂向延伸的珠狀件168。遠距所述中心線的側板162上的三個珠狀件168各自的寬向尺寸為X11、X12與X13，而在靠近此中心線的側板162上的三個珠狀件168的各自寬度則為X21、X22與X23。寬度X11、X12與X13的和經確定為與圖9實施例中的距離X1相等，而寬度X21、X22與X23的和經確定為等於圖9中的距離X2。與圖9中踏板架143的上板143不同，此踏板架160的上板164具有兩列珠狀件172。每一列中有三個珠狀件172，從各個側板162的對應的珠狀件168的上端延伸向上板164上的一個點。珠狀件172有助於上板164在側板162因珠狀件168彎曲而變形所引致的變形。這樣，珠狀件172與設於圖9實施例中的孔152具有同樣的功能。
在圖10的實施例中，三個珠形件168的陳列與相應的三個珠形件172的陳列相配合，提供了各側板的低強度部。這裡的踏板架140與圖9中的踏板架140相比，在踏板裝附部166與後固定部170上具有較高的強度，由此制動踏板30與轉向轉管12就能被此踏板架160以提高了的剛度支承。
圖11與12中所示的踏板架180與200適用於裝配有手動換檔變速器的汽車(下面記作為「MT汽車」)。在這種MT汽車中，制動踏板偏向轉向柱管中心線CLS的右邊，而離合器踏板偏向此中心線CLS的左邊。依照本發明構制的相獨立的踏板架可以分別用作MT汽車中的制動踏板與離合器踏板。但圖11與12所示的踏板架180、200是構造成可施轉地支承著這兩種踏板，以使用來支承此兩踏板的整體結構在尺寸與重量上都小於採用兩個獨立的踏板架分別支承制動踏板與離合器踏板的情形，下面詳述踏板架180與200。
圖11所示的踏板架180在設計概念上可以視作為等價於這樣一種踏板架結構，其中將圖8的兩個踏板架120相互相對於靠近轉向柱管中心線的側板122作對稱配置。在此踏板架180中，由一上板184將兩塊側板182相互連接，同時有一中間板186在兩側板182之間與其相平行地延伸且固定於上板184的中間部之上。在有外力施加到車輛上時，位於上述中心線左方與右方的兩塊側板(圖11中所示的下側板與上側板)這兩者，在形成有通過前定位部188與踏板裝附部190之間上部板184的孔187時，就在其處於第一定位部188與踏板裝附部190間的部分上彎曲。中間板186在後向上並不延伸到踏板裝附部190之外，並且與增強件34相分開。於是增強件34就不會妨礙中間板186的後移。在這種結構中，儀錶板16在有外力施加到車輛上的後移，便將促致制動踏板圍繞位於轉向柱管中心線右方的側板182和凸臺部37間的接觸點作(圖11中所示的)反時針走向轉動，同時使離合器踏板繞位於此中心線左方的側板182與凸臺部192之間的接觸點作(圖11中所示的)順時針走向轉動。結果此制動踏板與離合器踏板兩者便在水平面中離開轉向裝置22的方向中轉動。
在圖11的實施例中，形成於上板184中的孔187和中間板186相對於增強件34相分開的關係(在有外力施加到車輛上之前)相配合，提供了在踏板結構上選定的局部位置上減弱其強度的裝置。
與圖11所示的踏板架180相同，圖12所示的踏板架有一對側板202、一塊上板204以及一塊其後端在有外力施加到車輛上之前與增加件34相分開的中間板206。但是踏板架200則與踏板架180不同，即它的各個側板202具有一個在前固定部208與踏板裝附部210之間垂直延伸的珠形件212。此外，上板204具有從側板202的珠狀件212的上端朝中間板206延伸的珠狀件214。珠狀件214有助於上板204在側板204因珠狀件212彎曲變形而導致的變形。
在圖12的實施例中，珠狀件212與214以及中間板206後端相對於增強件34的相分開關係(在外力施加到車輛上之前)共同配合，提供了一種在踏板結構上選定的局部位置上減弱其強度的裝置。
下面參看圖13—17，其中描述了允許使制動踏板作旋轉運動的其它不同形式的踏板架。
圖13所示的踏板架220可以視作為在設計概念上等價於圖8的踏板架120。此踏板架220有一對側板222和一塊上板224。此上板224隻在遠離轉向柱管中心線側板222上有一後固定部225，而靠近此中心線的另一側板222則不直接地固定於增強件34上。
與圖8的踏板架180不同，踏板架220在遠距轉向柱管中心線的側板222上，不具有任何珠形件，而是在上板224上有一個用作低強度部的半圓形孔226。此半圓形孔226形成在前固定部228與踏板裝附部230之間，位於遠離此中心線的側板222這一方之上，使得此半圓周的直線段與此側板222對準。在有外力施加到車輛上時，遠距此中心線的側板222在有半圓形孔226存在於上板224中的條件下便在前定位部228與踏板裝附部230之間彎曲，同時上板224由於前定位部228與踏板裝附部230之間的上述彎曲而彎曲。此外，上板224的後端部也即踏板架220的後固定部225也扭折而彎曲。於是儀錶板16後移同時保持其與增強件34的平行性。由於踏板架220的變形，制動踏板30便依反時針走向(按圖13所示)圍繞踏板裝附點PA或是制動踏板30的凸臺部37與遠距轉向柱管中心線的側板222之間的接觸點轉動。
在圖13的實施例中，通過上板224形成的半圓形孔226以及增強件34與靠近轉向柱管中心線的側板222的後部間相分開的關係(在外力施加到車輛上之前)，提供了用來減弱踏板架220在選定的局部位置上的強度的裝置。
圖14所示的踏板架240可視作為在設計概念上與圖9中的踏板架140等價。在踏板架240中，對各個側板設有單獨的一個具有較大外向曲率的珠狀件242以代替三個珠狀件148的陣列，同時在各側板上形成有一個圓孔244以取代等邊三角形孔152。在此踏板架240中，珠狀件242與圓孔244組成了低強度部分。
與上述的踏板架不同，圖15所示的踏板架260具有兩個分設在獨立的第一與第二部件262、264上的側板266、268。第一部件262連接著增強件34以及凸臺37的兩個相對端中遠距轉向柱管中心線之一，而第二部件264則連接著儀錶板16以及凸臺37的靠近此中心線的另一端。不過，此踏板架260在設計概念上與圖8和13中的踏板架120、220的相似之處在於，第二部件264的側板268並不直接與增強件34相連。側板268相對於增強件34的相分開關係提供了在踏板架260選定的部分上減弱其強度的方法。但是踏板架260不同於踏板架120，220之處在於第一部件262的側板266並不直接連接到儀錶板16之上。側板266相對於儀錶板16的相分開的關係為減弱踏板架260的局部強度提供了另一種方法。
以上所述的所有實施例都適用於使制動踏板30圍繞遠距轉向柱管中心線的側板上的踏板裝附點PA轉動。但是，這種踏板架可以構造成能使制動踏板30圍繞一不同於踏板裝附點的支點轉動，這將在本發明下面的實施例中參看圖16至18加以說明。
圖16(a)中的踏板架280在構形上與圖13中的踏板架220相似。在此踏板架280中，有一對由上板284相互連接的側板282，以及一個形成在上板284中的半圓形孔285，使得此半圓形的直線段同遠離轉向柱管中心線的側板282對準。踏板架280有一前定位部286、踏板裝附部288和後定位部290。
在有外力加到車輛上時，遠距轉向柱管中心線的側板282在其對應於半圓孔285的部分彎曲，結果如圖16(b)所示致踏板架280取雙摺的外彎形式，使得外折的長度基本上等於半圓孔285的半徑，而此半圓孔則一般變形成一個窄長的孔。這一窄長孔將踏板架280實質上分為前部與後部。在踏板架280變形過程中，包括著後固定部290的上述後部在水平面中繞將後固定部290固定到增強件34上的一個點PD轉動。此固定用點PD位於兩塊側板282之間。於是在此實施例中，上板284在半圓孔285附近彎曲於上述中心線附近側板282一側上形成一折縫，同時此側板282在與孔285(已變形成為窄長的孔)相對應的部分上彎曲，由此儀錶板16便朝車輛的後向位移，同時相對於車輛的橫向傾斜。這就是說，儀錶板在朝後位移後不再與橫向平行。
在圖16(a)與16(b)的制動踏板30為踏板架280所支承的實施例中，如這兩個圖中所示，制動踏板30圍繞著踏板架280固定到增強件34上的點PD而不是圍繞踏板架280支承制動踏板30的點PA按反時針走向轉動。
圖17所示的踏板架300具有一主架306，它包括一對側板302和連接這對側板302的上板，它的橫剖面基本上呈「C」字型。上板304中形成有一個半圓孔307，且使此半圓周的直線段與遠距轉向柱管中心線的側板302對準。在主架306上的前、後端部上分別連接有前固定板308與後固定板310。踏板架300的構型在設計概念上與圖16中的踏板架280類似，不同之處是將後固定板310裝附到主架306上，使得後固定板310在離開轉向柱管中心線的方向中延伸，而使固定板310相對於增強件34的裝附點PD與遠離上述中心線的側板302相分開。
在有外力作用到車輛上時，主架306即作為一個整體繞裝附點PD反時針走向轉動，並於存在半圓孔307時彎曲成為大致L型的部件。結果使制動踏板30順時針走向繞裝附點PD轉動，同時使儀錶板16向後位移且保持其與車輛橫向的平行性。
圖18所示的踏板架320同樣有一個主架326，它包括著一對側板322和連接這對側板322的一塊上板324，而它的橫剖面大致呈「C」字型。有一前固定板328裝附到主架326的前端部上，同時有一後固定板328設在主架326的後端部上。在遠離轉向柱管中心線的側板322外表面上裝定有一連接筒322，使此筒322與制動踏板30的凸臺部37共軸線。凸臺部37可旋轉地裝設於主架26上，且使止杆螺栓39插過此連接筒332以及凸臺部37。連接筒332由後固定板334固定到增強件34上。
在有外力作用於車輛上時，主機326車身基本上不變形，而如圖18所示反時針走向繞後固定板328裝附於連接筒332的點PE轉動。在此實施例中，儀錶板16後移，相對於車輛橫向有一定傾斜。
上面描述的本發明的實施例所按以下所述變動，例如制動踏板30的杆部36所在車輛的橫向上彎曲，使得踏板墊表面的中心點PC在離開轉向管柱中心線CLS的方向相對於凸臺部37偏移向右方，確切地說，是使中心點PC位於踏板裝附點PA的右方。根據這樣的變動，踏板中心點PC在制動踏板30於外力作用到車輛上而於水平面中位移時即在車輛的向前方向中位移。此外，這一踏板中心點PC朝左方位移的距離減小。於是，駕駛者的踩壓轉動的制動踏板30的制動墊42的腿便能更為有效地離開轉向裝置。
在上面描述的各種實施例中，制動踏板30在有外力作用於車輛上時是在水平面中轉動，下面將描述一些實施例，其中的制動踏板30則是在有外力作用於車輛上時在平行於車輛的橫向中轉動。
首先參看圖19，其中示明了踏板架與制動踏板，設想此時的車輛駕駛者已坐在駕駛座上。實線表示在外力作用於車輛上之前的踏板架與踏板，虛線表示有外力作用於車輛上之後的踏板架與踏板。在此實施例中，踏板架適用於在有力施加到車輛上時，使得制動踏板30如圖19所示可繞垂直平面中踏板墊中心點PC作順時針走向的轉動。結果使踏板墊42繞中心點PC作順時針走向轉動。踏板墊42繞中心點PC順時針走向轉動的結果，導致駕駛著的踩壓踏板墊42的足也按順時針走向轉動，而這就導致駕駛者的腿移離開轉向裝置22。圖20表明了轉向裝置22、踏板墊42以及駕駛者腿的脛與膝。從圖20中可以看到，駕駛者右足順時針走向的轉動意味著駕駛者右膝的骨節中心K.P作離開轉向裝置22的運動。
注意制動踏板30左平行於車輛橫向中的垂直平面中的旋轉運動，將促致制動踏板30與推桿50(圖2)間的連接點作脫離開推桿50與制動加力器46之間的連接點的位移。
為使制動踏板30在有外力作用於車輛上時在垂直方向中轉動，故能使可旋轉地支承制動踏板30的踏板架例如按圖21(a)所示的形式構造，使得踏板架在有外力作用於車輛上時能按例如圖21(b)所示變形。
圖21(a)所示踏板架340有一對平等於車輛縱向延伸的側板342。在這對側板342的前、後端部(圖中的左、右端部)上分別裝附有前固定板346與後固定板348。此前、後固定板346、348分別固定在儀錶板16與增強件34上。後固定板348是在水平方向中延伸且連接兩塊側板342。
每塊側板342上在其縱向PC中間部分上形成有兩個在垂向中延伸的珠狀件350，以及形成於這對中國珠形件350相對側上的兩個珠狀件352。這兩個外側的珠狀件352相互之間以及與珠狀件350都不平行，而是相對於垂向傾斜成使得兩個外側珠狀件352之間的距離於向下方向中漸減。在各個側板342上形成的這兩個中間的平行珠狀件350，構成從脫離開轉向柱管中心線的方向中由側板342的相應表面上突出的形狀，而兩個外側的珠狀件352則形成為在朝向上述中心線的方向中突出。
當有外力作用於車輛上時，每個側板342在對應於四個珠狀件350、352的四個點處彎曲，使得在兩個平行珠狀件350之間的踏板裝附部354在離開前述中心線的方向中位移，同時基本上保持原來的平度。平行的珠狀件350與不平行的珠狀件352的尺寸與位置上的規格(例如珠狀件350相對於珠狀件352的距離與角度)經適當地確定成，可使靠近所述中心線的側板342上踏板裝附部354的如圖19與21(a)所示的點P1與P2分別位移到圖21(b)所示的點P1′與P2′，而遠離此中心線的側板342上踏板裝附部354中如圖21(a)所示的點P3與P4則分別移至圖21(b)所示的點P3′與P4′。在圖19、21(a)與21(b)中，CLP表示凸臺部37的中心線或制動踏板30的樞軸軸線。
在圖21(a)與21(b)所示的實施例中，珠狀件350、352構成了用來給踏板架340建立適當強度分布的裝置，以允許在有外力作用於車輛上時，可使側板342的踏板裝附部354能繞踏板墊中心點PC轉動，而由此使制動踏板30的凸臺部37可於垂直平面上轉動。珠狀件350、352可以是本實施例中的直的形式，或者取彎曲形式；並且可以如本實施例所示取弓形橫剖面，或是角狀或任何其它形狀的橫剖面。
現在參看示明了從司機座上觀察時的踏板架與制動踏板的圖22。實線與虛線分別表明了在有外力作用於車輛前後的踏板架與踏板。在本實施例中，此踏板架適合用來使制動踏板30作為一個整體，當有外力作用於車輛上時，在離開轉向柱管中心線的車輛左向中平行或作線性位移，同時促使踏板墊42在此左向中平移。踏板墊42在朝右方向的這種平移或線性位移即使得駕駛者的踩壓著踏板墊42的足在離開轉向裝置22的方向中運動。圖23示明了轉向裝置22與踏板墊42以及駕駛者右腿的足脛與膝。駕駛者右足的右向位移意味著其右膝的關節中心點K.P.移離開轉向裝置22。
注意制動踏板30的右向位移將促使制動踏板30與推桿50(圖2)間的連接點移離開推桿50與制動加力器46間的連接點。
為使制動踏板30在有外力施加到車輛上時於朝右方向中運動，可使旋轉地支承著制動踏板30的踏板架例如取圖24(a)所示的結構，使得此踏板架在有外力加到車輛上時例如能如圖24(b)所示變形。
圖24(a)所示踏板架340者一對平行車輛縱向延伸的側板362和一塊連接這對側板362的上板364。在側板362的前、後端部上分別連接有前、後固定板366、368。此前、後固定板346、348分別固定於儀錶板16與增強件34上。側板對342、上板364以及後固定板368是由單塊鋼板形成為單件體的。
側板對362如圖示是在縱向上可樞軸轉動地支承著制動踏板30的凸臺部37的中間部分的。另外，上板364有兩個在凸臺部37相對側上的孔372。每個孔372都延伸到側板362的內表面上。側板362上具有從縱向上看位於兩個孔372之間的踏板裝附部374。側板362在有外力加到車輛上致其變形之前經形成為，使其踏板裝附部374及其與孔372相對應的相鄰部都在脫離轉向柱管中心線的方向上，稍許偏移或彎離開側板362所在的平面，如圖24(a)所示。這種偏移結構有助於側板362在有外力加到車輛上時，於離開上述中心線的方向在其踏板裝附部374上彎曲變形，如圖24(b)所示。
於是在圖24(a)所示的踏板架360中，側板對362的踏板裝附部374使較易相互平行地於脫離開上述中心線的方向平移，結果使得在有外力作用於車輛上時，制動踏板30能作為一個整體在前述方向上作線性運動或平動。
在此實施例中，孔372構成了用來為踏板架370確立合適強度分布的裝置，以使側板362在有外力施加到車輛上時允許其踏板裝附部374作右向運動，由此而允許制動踏板30的凸臺部37作左向運動。各個孔372可以是如圖24(a)與24(b)中所示的矩形孔，或者是橢圓形的或圓形的孔。
在圖24(a)與24(b)的踏板架360中，側板362與上板364的形狀或構型可允許並有助於制動踏板30的凸臺部37，在有外力加到車輛上時進行右向平移。但是可以設置與所述側板和上板相獨立的適當裝置來實現類似的結果。
例如，這種踏板架可以設計成一般如圖25(a)中380所示的形式。踏板架380有一對只是由後固定板384相互連接起的側板382，以使側板382易在有外力作用於車輛上時朝向右方向中變形，更確切地說，使得側板382的中間的踏板裝附部386能於朝左方向中平移同時保持其原有的平行性，如圖25(b)所示。
詳細地說，遠離轉向柱管中心線的那塊側板382的外表面上設有一獨立的位移/力變換件388。此變換件388有四個平行的直的彎折部390，它們確定出五個排列於縱向上的部段。這五個部段包括固定左涉及的側板382(以後稱之為「遠程側板382」)前端部上的前端部段392和固定在側板382後端部382上的後端部段394。這些前端與後端部段392、394是通過適當的方式或裝置，例如點焊或任何其它焊接形式，或是螺栓或任何其它連接件，而固定到側板382上的。
變換件388也安裝到用來將凸臺部37可旋轉地支承於遠程側板382上的止杆螺栓39上。具體地說，是將一螺母398擰合到穿過遠程側板382的螺栓39的外螺紋端部上。變換件388的上述五個部段還包括一個中心部段396，螺栓39的螺紋端使通過此中央部段，而此中央部段為上述螺母398和擰合到螺栓39螺紋端的另一螺母400緊固於它們之間，螺栓39則延伸到中央部段396之外。藉助如上安裝到遠程側板382上的這種變換件388，它們兩者相配合便於其間限定出一個梯形空間，其上側對應於中心部段396而下側對應於遠程側板382。換種說法，此變換件388彎曲成部分地限定出如上所述的梯形空間，使此變換件388車身在有外力作用於汽車上時必定要先脫離開轉向柱管中心線的方向上變形。這五個部段還包括兩個在中心部段396相對側上的傾斜部段402。這兩個傾斜部段402與中心部段396設有拱助或凸緣一類的適當增強件，以確保變換件388在有外力作用於車輛上時能在彎曲部390處彎曲，亦即能防止它在此條件下於中心部段396和傾斜部段402之間的某些部位上彎曲。
當有外力施加到車輛上時，此位移/力變換件388即在離開轉向柱管中心線的方向中位移，而在此時有一個在向右方向上作用到中心部段396上的力作用到制動踏板30的凸臺部37上。這樣，儀錶板16朝向後固定板384的如圖25(b)箭頭所示的後向位移便為此變換件388變換為凸臺部37的右向位移。換句話說，在車輛後退方向上作用於變換件388上的力便變換為在車輛右向中作用於凸臺部37上的力。藉助變換件388的這種功能，側板382便易於在踏板裝附部386處變形，而得以在離開轉向柱管中心線的方向上位移，由此能使制動踏板30在車輛的向左方向中作線性位移或平移。
在圖25(a)與25(b)的這一實施例中，踏板裝附部386在有外力作用於車輛上時同樣稍向後方平移，但駕駛者的膝則朝右脫離開轉向裝置22運動。
圖25(a)中位移/力變換件388是設在踏板架380中側板對382之外的，但此變換件也是可以設在這對側板之內的。
上面後述的這種變更型式可以用圖26(a)中所示的踏板架420作為一個典型例子來說明。此踏板架420有一個設在一對側板422內的位移/力變換件424。變換件424的五個部段包括中心部段426，它夾定於凸臺部37和遠距轉向柱管中心線的側板422之間；前端與後端部段428與430，它們固定在靠近此中心線的側板422內表面的前端部與後端部上。
與前述實施例相同，圖26(a)的這一實施例可使變換件424的中心部段426在有外力作用到車輛上時，於離開轉向柱管中心線的方向上位移，同時有一在車輛右向中作用到中心部段426上的力在此右向中作用於制動踏板30的凸臺部37上，結果這對側板便在它的一對踏板裝附部432上於脫離開所述中心線的方向變形，由此使制動踏板30作為一個整體於車輛的右向中作線性位移。
雖然圖24—26中的踏板架適用來使制動踏板30作為一個整體向右運動，以使駕駛者的腿移離開轉向裝置22，但也可以通過使踏板墊42於橫向中運動來使駕駛者的足於橫向中運動，以保護駕駛者的腿。
例如可以採用這樣的踏板架，當有外力作用於車輛上時，使制動踏板能在平行於凸臺部37的垂直平面內繞凸臺部37轉動，由此使踩壓踏板墊的駕駛者的足於車輛的左向中運動，此圖27所示，如圖27示明了從駕駛座處所看到的制動踏板與踏板架。此種布置促致駕駛者的腿作這樣的運動，使得此腿的腳趾指向轉向裝置22的右方，同時駕駛者的膝則離開轉向裝置22而稍向右方。
可用來使制動踏板30作上述運動的踏板架的一個例子示明於圖29中。在此圖中一般以440標明的踏板架具有一對於車輛縱向中延伸的側板442。在側板442的前端部上固定有一個具有一水平表面的連接板444，而在側板442的右端部上固定有一個具有一水平表面的後固定板。踏板架440是在後固定板446上固定到增強件34上。側板442、連接板444與後固定板446是由單塊鋼板形成為單件體。為使踏板架440固定到儀錶板165，將一具有垂直表面的前固定板448固定到側板442的前端面上。將具有垂直表面的另一連接板固定到側板442的後端面上。連接板444與前固定板448防止了在有外力加到車輛上時，兩側板442前端部間距離的增加，而後固定板446與連接板450則防止了在上述同樣條件下兩側板442後端部間距離的加大。
側板442在縱向的中間踏板裝附部451上所旋轉地支承著凸臺部37。有兩個位移/力變換件452固定於側板442的內表面上，且分別位於踏板裝附部551的上方與下方。各變換件452在外形與功能上都和圖26所示的變換件424相同，變換件452與變換件424相同，在其傾斜部段上具有拱助之類的增強裝置與珠狀件。
當前固定板448因加到車輛上的外力而移向後固定板446時，上變換件452接收到一個使兩側板間距離增大的力。但是，固定板448、446與連接板444、450則起到防止在兩側板442的前端部之間以及後端部之間加大其距離。於是，遠離轉向柱管中心線的側板442(圖29中的上側板442)便在離開此中心線的方向於其縱向中央部分處位移，而靠近此中心線的側板442(圖29中的下側板442)則在其縱向中央部分處朝此中心線的方向位移。結果，兩側板442的踏板裝附部451便如圖29所示的依反時針走向，繞如圖27中所示制動踏板30的凸臺部37的軸向的中央部轉動，同時保持它們的平行性。這樣，制動踏板30便圍繞凸臺部37的軸向中央位置旋轉。
適用來使制動踏板30繞凸臺部37轉動的另一種形式的踏板架在圖30中一般以460標明。與圖29中的踏板架440相同，此踏板架460有一對側板462、一塊連接板469與一塊後固定軸466，它們由單塊鋼板形成為單件式。此外，有一塊獨立於上述單件式形成的前固定板468固定於側板462的前端部上。與圖29的踏板架440相同，此踏板架460也設有位移/力變換裝置。但是這種變換裝置在結構上與踏板架440中所用的變換件452不同。圖29中的變換件452是與側板442相分開的，設於踏板架460的這種變換裝置是取如同設於圖21中踏板架340中的珠狀件形式，這種珠狀件是形成在側板462之上，用來給側板462確立合適的強度分布，具體地說是給側板462確立在有外力作用於汽車上的適當彎曲特性。
每塊側板462具有一對位於凸臺部37受到旋轉支承的踏板裝附點相對側上，沿垂向平行延伸的中心珠狀件470。形成在兩側板462上的中心珠狀件470突向踏板架460之內(從橫剖面上觀察)。各側板462上的兩個中心珠狀件之間定出一個中心部段472。
每塊側板462在兩個中心珠狀件之間中心部段472的前後側上各有兩個另設的珠狀件。這些另設的珠狀件經形成為所使中心部段472在有外力施加到車輛上時依下述方式移動，也就是說，設置這種另設的珠狀件促致遠距轉向柱管中心線的側板462的中心部段472繞踏板裝附點轉動並同時保持其平度的結果，使得中心部段472的上端部移離開此中心線而其下端部則移向此中心線，同時使得此下端部的位移量大於上端部的。此外，設置這種另設的珠狀件促致靠近此中心線的側板462繞踏板裝附點轉動並同時保持其平度的結果，則使得中心部段472的上端部移向此中心線而其下端部則移離開此中心線，同時使得此上端部的位移量大於此下端部的。
詳細地說，遠離轉向柱管中心線的側板462(以後稱作「遠程側板462」)在由兩個平行的中間珠狀件470所確定的中心部段472的前後側上有兩個中間的傾斜珠狀件474。如橫剖面所示，每個中間傾斜珠狀件474是從相鄰中間珠狀件470的上端延伸出，而突出到踏板架460的外。在遠程側板462上的各對相鄰的中心珠狀件470與中間傾斜的微珠件474確定出一個三角形部段476，後者在有外力施加到車輛上時，如圖30中箭頭所示朝踏板架460之內彎曲。
遠程側板462還有兩個外傾斜珠狀件477，它們都位於遠離中央部段472的相鄰中間傾斜珠狀件474的一側之上。每個外傾斜珠狀件477是從相鄰中間傾斜珠狀件474的下端部延伸出，並突向踏板架460之內，如橫剖面中所示。每一對相鄰的中間與外傾斜的珠狀件474、477確定出一個三角形部段478，它在有外力作用到車輛上時，如圖30中箭頭B所示彎向踏板架460的外方。由於已使得相鄰的中心與中間傾斜珠狀件470、474下端間的距離大於相鄰的中心與外傾斜的珠狀件470、477上端間的距離，因作用於車輛上的力致使中心部段472下端部的位移量大於上端部的位移量。
上面業已描述了遠程側板462的位移/力變換裝置或強度調節裝置，現在再把相同的強度調節裝置設於靠近轉向柱管中心線的側板462(以後稱作「近程側板462」)上。具體地說，近程側板462有一對在中心部段462的相對側上中間傾斜的珠狀件件480，以及一對與中間傾斜珠狀件480相鄰的外傾斜珠狀件482。每對相鄰的中心珠狀件470和中間傾斜珠狀件480確定出一個三角形部段480，它在有外力作用到車輛上時按圖30中箭頭C所示向踏板架460內彎曲。此外，各對相鄰的中間的與外傾斜的珠狀件480、482確定出一個三角形部段486，它在對車輛加力時如圖30的箭頭D所示向踏板架460的外方彎曲。
在上面描述到的本發明的制動踏板裝置或踏板架的幾個實施例中，當有外力作用到車輛上時，制動踏板30是作為一個整體旋轉或轉動的，下面將描述幾個其中只是踏板墊42旋轉的實施例。
在一個這樣的實施例中，如圖31所示，有一個內螺紋件500固定到制動踏板30的杆部36的下端部上。螺紋件500設置成在車輛的縱向或行駛方向中延伸。有一外螺紋件502擰合到內螺紋件500之上，使得這兩個螺紋件500與502相互相對轉動。踏板墊42是固定到外螺紋件502的後端部上。在本實施例中，踏板墊42的工作面的中心點PC是位於外螺紋件502的中心線，而踏板墊42即繞此中心點PC和螺紋件502的中心線轉動。踏板墊42的工作面為一由合成樹脂或橡膠材料形成的墊罩504所覆蓋。外螺紋件502的前端部通過一傳動機構508與一驅動裝置506相連接。驅動裝置508是接裝到杆部36上。圖32示明了驅動裝置506、傳動機構508機外螺紋件502等從駕駛座上觀察的情形。
上述驅動裝置506屬充氣型，包括點火裝置510，為點火裝置510點燃以產生氣體的氣體發生源512，以及一為所產生之氣體的能量轉動的空氣馬達152，如圖33所示。驅動裝置506是同用於汽車座位安全帶組件的預拉伸裝置中屬同一類類型。點火裝置510設有燈絲和引火材料，由計算機516形式的控制器控制，此計算機516響應從外力傳感器518收到的信號進行工作。傳感器518屬懸臂型的，可用來探測車輛的減速度值由此向探測出施加到車輛上的外力。
雖然這裡是將計算機516與外力傳感器518專門用於制動踏板30，但它們也可用於汽車上如果設置有的氣袋裝置或座位安全帶預拉伸裝置。
如圖32所示，傳動機構508包括一隨空氣馬達154轉動的蝸輪520，以及一隨外螺紋件502轉動並與蝸輪520嚙合的小齒輪522。空氣馬達514的轉動變換為外螺紋件502的轉動。小齒輪522安裝到外螺紋件502上，使得擰合到螺紋件502上的圓頂螺母524與鎖緊螺母526相配合而將此小齒輪522緊固於它們之間。將一合成樹脂制的隔件528插於圓頂螺母524與內螺紋件500的相應端面之間。根據小齒輪522與形成有齒輪齒的角度範圍來確定小齒輪522的轉動角度範圍。如圖32所示，蝸輪520通常與小齒輪522的前端部分嚙合。當空氣馬達514在有外力作用於車輛上而運轉時，小齒輪522即如圖32所示依順時針走向轉動，直至其尾端部分同蝸輪520嚙合。小齒輪522的尾端部分起到一止動件的作用。於是在有外力施加到車輛上時，蝸輪520便與小齒輪522的尾端部分嚙合。
在這一實施例中，當外力傳感器518探測出作用於車輛上的外力且滿足了馬達運行定時的預定條件後，計算機516即起動驅動裝置516來臨時起動空氣馬達514。於是，踏板墊42即如圖34所示，圍繞中心點PC與螺紋件502的中心線順時針走向轉動。結果使駕駛者的右足轉動致此足的前端移離開轉向裝置22，從而駕駛者的右腿作為一整體而移離開轉向裝置22。
在本實施例中，馬達運行定時的條件可以按照需要設定。在以前的各實施例中，是使踏板架變形而促致制動踏板30位移的，要是踏板架的允許制動踏板30位移的變形需要有較多的時間時，此制動踏板30可能不會在適當的定時下位移的。但在本實施例中，當有外力施加到車輛上時，踏板墊42相對於這樣一個力進行轉動時所對應的力矩則易於根據需要測定，而得以使駕駛者的腿與轉向裝置22的接觸程度減至最小。
本實施例的另一個優點是，由於踏板墊42在有外力施加到車輛上時不會在車輛的橫向上有線性位移或平移，就能夠減少駕駛者的右足在橫向線性位移過程中，由於此足在踏板墊42表面上滑動而使其與踏板墊42相分開的可能性。
在圖31與32所示的上述實施例中，踏板墊42是圍繞螺紋件500、502的與踏板墊中心點PC準面的中心線轉動的，但是此踏板墊42也可圍繞一個位於此中心點PC下方的一個點轉動，如圖35所示。在這種情形下，踏板墊42與駕駛者的右足在有外力作用於車輛上時即如圖36中所示轉動，同時駕駛者的右足是在車輛的基本上朝右方向中位移，進行一個由中心點PC到點PC』的右向運動。於是在此實施例中，由於駕駛者右足的右向平移以及旋轉運動，他(她)的右腿也就移離開轉向裝置22。
在圖31—36的上述實施例中，雖然是以空氣馬達在較高的速度下轉動制動踏板32的踏板墊42，但是可以採用電動馬達來以高速轉動踏板墊42的。
所有上述實施例都可用來通過轉動(旋轉)踏板墊42或使其於車輛的右向中位移，來減小駕駛者的腿與轉向裝置22的接觸程度，下面還將描述本發明的踏板裝置的另幾個不同的實施例。
要是作為整個制動踏板30中的杆部36在有外力作用於車輛上而在基本上平行於車輛向下方向中位移時，踏板墊42便向下位移，而駕駛者踩壓著踏板墊42的腿便因此而移離開轉向裝置22。
為使上述杆部36能如以上所述位移，可將踏板架設計成在有外力作用於車輛上時能如圖37所示變形。在圖37—39中，「La」、「Lb」與「Lc」代表踏板架上在有外力作用於車輛上之前平行於車輛橫向而延伸的一些直線。直線La位於踏板架的上表面並靠近此踏板架安裝到儀錶板16上的裝附點，而直線Lb則位於踏板架的上表面上同時處於此踏板架的縱向中間位置。直線Lc也位於踏板架的上表面上並靠近此踏板架相對於增強件34的裝附點。在將外力施加到車輛上時，直線La在車輛的後向中平移至La』，而直線Lb由於直線La向後平移到La』以及直線La與La之間的部分依順時針走向圍繞直線La轉動的結果，即於向後與向下方向中位移至Lb』。直線Lc即基本上保持在同一位置。由於制動踏板30的樞軸線O位於直線Lb的附近，它就隨著直線Lb於車輛的向後與向下方向中位移，由此使踏板墊42的中心點PC移至點PC』。
為使踏板架能夠變形，它可以按圖38至46所示的形式設計。下面將細述圖38—46的踏板架。
圖38中一般以540標明的踏板架有一個在車身縱向中延伸的主架542。主架542依照車輛的從前向後的說明順序包括三個設於車輛縱向上的三個部段，即前部段546、中央部段548與後部段550。前部段546在橫剖面上呈大致的「C」字形並朝車輛的下方開口，而在車輛的縱向上為細長形。中央部段548是板狀部件，在車輛的向後方向中從前部段546延伸出。後部段550也為板狀件，於此向後方向中從中央部段548延伸出。由於在中央部段548與後部段550之間的連接部分處並沒有凸緣之類的增強裝置，主架542的抗彎強度在中央部段548與後部段550之間這一連接部分的局部上就較低，使得此主架542在有外力作用到車輛上時易在上述兩部段間彎曲。此外，從主架542的側視圖觀察，增強件34並不處於負荷沿它傳送過前部段546的這樣一條直線上。這就是說，前部段546相對於增強件34朝車輛下方偏移，使得當主架542因作用於車輛上的外力而變形時，此前部段546與中央部段548即如圖28所示分別順時針與反時針走向轉動。
有一獨立的前固定板552固定於前部段546的前端上，以使主架542在前固定板552處固定到儀錶板16上。主架542是在後部段550處固定到增強件34上，此後部段550。起著踏板架540的後固定部的作用。
在上述踏板架540中，儀錶板16因施加到車輛上的外力而向後的運動，促致前部段546朝後部段550。位移。此時有力作用到中央部548上而使其繞直線Lb與Lc反時針走向轉動，同時由於設置了凸緣形式的增強裝置553而保持了此中央部段的平度，結果有一力矩如圖38中所示的順時針方向作用到前部段546上。由於前部段546在其下側較在其上側更易彎曲，此前部段546的一對側板556使在其下端部彎曲，使直線Lb沿著一條圍繞直線La的強作順時針走向運動，而前部段546的上板554則保持其平度。結果使踏板架540的踏板裝置附部558依圖38中所示，繞直線La作順時針走向轉動。
每塊側板556可形成為具有兩或多個珠狀件的徑向列，單個珠狀件或一個扇形孔，以有助於側板556因施加到車輛上的外力而彎曲。徑向列的珠狀件具有基本上相同的寬度，並形成為可在車輛的向下方向中沿徑向延伸。上述單個珠狀件則在車輛的向下方向中具有漸增的寬度。上述扇形孔在此向下方向中也有漸增的寬度。
圖39中一般於560處示明的踏板架包括主架562，在橫剖面上呈大致的「C」字型，於車輛的縱向中延伸；以及一固定於此主架562前端上的前固定板565。與圖39中所示的主架542相同，此主架562有一前部段566、中央部段568和後部段570，它們由直線Lb與Lc界定。主架562在與直線Lb相對應的位置處具有一模量減小了的部位。當著前固定板564移向起到後固定部作用的後部段570時，由於施加到車輛上的力的作用，前部段566就如圖39所示繞直線La順時針走向轉動，而中央部段568則反時針走向繞直線Lc轉動，於是踏板架560的踏板裝附部572便如圖39所示繞直線La順時針走向轉動。
儘管圖38與39所示的踏板架540、560都相對於增強件34保持固定，但踏板架540、560可以在只當車輛接收到外力時，與增強件34或任何其它固定件接觸。這樣的變換形式的例子示明於圖41和41中。
圖40所示的踏板架580包括一個與圖38中踏板架540的前部段546相當的主架582。主架582由單塊鋼板形成，橫剖面呈「C」字形，有一對側板584和連接這對側板的一塊上板586。主架582的前端上固定有一塊前固定板594。主架582設置成使其後端部與一固定件596相對並保持分開，此固定件596安裝到增強件34上並不會在有外力作用到車輛上時位移。固定件596是板狀件，在車輛的橫向中延伸且包括一前傾斜部，此傾斜部有一相對於水平面與垂直面傾斜的傾斜表面598。主架582的後端一般與傾斜表面598相分開，但當有力作用到車輛上時則與其接觸。根據這種結構，主架582在有力作用於車輛上時便從固定件596上接收一力短，使此主架582如圖40所示，在此接收到的力矩作用下順時針走向轉動。這樣，主架582由於在其後端部為固定件596的傾斜表面598迫使向下而朝後位移，由此便在踏板裝附部600的前方於主架582前部分的下部中發生彎曲，而使制動踏板30的樞軸線O如圖37所示向後與向下位移到O』。
主架584的兩塊側板584都有一個扇形孔602形成在踏板裝附部600之前。孔602的寬度在車輛的向下方向中漸增。藉助這種扇形孔602，主架582當有外力作用到車輛上時易在其下端部分彎曲。但是可以去掉孔602的。
與圖40的踏板架580相同，圖41所示的踏板架610可在有力施加到車輛上時有一固定件接觸。雖然圖40中的踏板架580適合在其後端部與此固定件結合，但此踏板架610可以其中間部分與固定件接觸。
圖41的踏板架610有一個與踏板架580的主架582相似的主架612。但主架612上連接兩側板620的上板614則是彎形的。具體地說，上板614有一個在水平方向(車輛的縱向)從前固定板616延伸出的前部，以及一個從此前部的後端於向後方向中延伸且朝下傾斜的後部。每塊側板620都在其與上板614相對應的部分形成有三個珠形件622的徑向列。這三個珠形件622都有相同的寬度，排列成沿徑向延伸，使得兩相鄰株狀件622間的距離能在向下方向中增大。這一徑向列的珠形件622有助於主架612在其下端部彎曲。珠狀件622是可以去掉的。
上板614的後部有一傾斜表面624。主架612配置成使此傾斜面表624通常與一固定件626相對且保持分開。固定件626是一板狀件，在車輛的橫向中延伸且如圖41的側視圖所示彎成直角。這樣，主架612的上表面624通常是與固定件626的一個角隅部628相分開，而在車輛接收到外力時與其接觸。此時的主架612即從固定件626接收到一個使其如圖41所示按順時針走向轉動的力矩，由此使主架612後移，同時它的後端部則為角隅部628所迫而向下。結果此主架626使在它的一個在踏板裝附部618前方部分的下部彎曲，而使制動踏板30的樞軸線O如圖37所示朝後向下位移至O』。
圖42中示的踏板架640有一個主架646，它有一對側板642和一塊連接這對側板的上板644。主架646設置成在一與車輛縱向基本平行的方向中延伸。主架646由單塊鋼板形成為單件式。有一前固定板648固定到主架646的前端上，同時有一後固定板650固定到主架646的後端。前固定板648大致垂直於主架646的延伸方向，後固定板650則相對主架646傾斜，使得後固定板650的前端從車身縱向觀察時位於上述後端之前。主架646在其後固定板650上固定到增強件34上。
主架646的每塊側板642上都有兩個孔654、656，它們分別形成在踏板裝附部652的前側與後側。上板644上有兩個與孔654、656相對應的孔658、660。主架646由這些孔654、656、658、660分成三個排列在車身縱向上的三個部段，即在踏板裝附部652之前的前部段672，包括踏板裝附部652的中央部段674，以及在踏板裝附部652之後的後部段676。
各側板642的前部段672包括一對在車身縱向中延伸的帶部677a、677b。上帶部677a有一取於車身縱向中延伸形式的珠狀件677c，使得上帶部677a比起下帶部677b具有較高的抗彎強度或彎曲穩定度。換種說法，下帶部677b起到踏板架640的低強度部的作用。為了提高上帶部677a的強度，可沿上帶部677a的縱向邊緣形成一凸緣以取代或增強珠狀件677c。
各側板642的後部段676包括一對在車身縱向延伸的帶部678、680。上帶部678有一在車身垂直方向上延伸具有寬度X1的球狀件682，下帶部680有一在車身垂直方向上延伸而所具寬度X2大於X1的珠狀件684。這樣，上帶部678起到踏板架640的低強度部的作用，它易在施加到車輛的外力影響下顯著彎曲而由此在縱向上收縮，而下帶部680則易在上述力的影響下於珠狀件684處彎曲。
下面說明，在對車輛加力時，踏板架640的變形情形。
如上所述，前部段672下帶部677b的強度低於上帶部677a的，因而當車輛接收到外力時，前部段672如圖44所示，在下帶部677b處彎曲。前與部段672相反，從圖44中同樣看到，後部段676在上帶部678處彎曲，這是由於上帶部678的強度低於下帶部680的。此外，下帶部680則易圍繞珠狀件684於一平行於車身縱向的垂直平面內彎曲。結果，踏板裝附部652便向下位移，導致制動踏板30的杆部36也向下位移。
參看圖43，其中示明了另一種踏板架700，它的構型與圖42的踏板架640基本相似，只是踏板架700的前部段672的下帶部677b有一個垂直延伸的珠狀部702，因而比踏板架640的下帶部677b更易彎曲。
下面再說明又另一種形式的踏板架。
圖45中所示的踏板架720有一個主架722，它的橫剖面基本上呈「C」字形並於車身縱向中延伸。主架722有一對側板724和一塊連接這對側板724的上板726，並且是由單塊鋼板形成為單件式。在主架722的前端固定一塊前固定板728。各個側板724在一踏板裝附部730的前側與後側上有兩個低強度部分。確切地說，前低強度部具有一個寬度在朝上方向上增大的扇形珠狀件732，後低強度部則有一徑向列的三個珠狀件734，它們沿著徑向延伸，兩相鄰珠狀件間的距離於向上方向中加大。上板726有兩個分別與珠狀件732和珠狀件到734相對應的孔736、738。主架722有五個排列於車身縱向中的部段740、742、744、746與748。
第一部段740與前固定板728鄰接，有著大致為「C」字形的橫剖面，包括著上板726的前部和側板724的大致呈梯形的前部。
第二部段742在後方與第一部段740鄰接，包括部分為扇形珠狀件732界定的側板724的大致呈倒梯形的部分。第二部段742不包括上板726的任何部分。
第三部段744在後方與第二部段742鄰接，橫剖面基本上呈「C」字形，包括上板726的中間部與側板724的大致梯形部，後者提供了使制動踏板30的凸臺部37裝附到踏板架720上的踏板裝附部730。
第四部段746在後方與第三部段744鄰接，包括側板724的大致倒梯形的部分，後者包括有三個珠狀件734的徑向列。此第四部段746不包括上板726的任何部分。
第五部段748在後方與第四部段746鄰接，有著基本是「C」字形的橫剖面，包括著上板726的使踏板架700固定到增強件34上的後部，以及側板724的大致梯形部。
踏板架720可示意地表示於圖47(a)中，其中的第一部段S1呈正梯形(可由正等邊三角形轉換)，而第二部段S2具有一倒等邊三角形(可由倒梯形置換)。第三部段S3呈正梯形(可由正等邊三角形置換)，而第四部段S4呈倒等邊三角形(可由倒梯形置換)，同時第五部段S5則呈正梯形(可由正等邊三角形替換)。
在這五個部段S1—S5中，第二與第四部段S2—S4是最易致彎的。於是可以認為這兩個部段S2、S4差不多會在外力作用於汽車上時完全凹彎，而在實際上第二與第四這兩個部段將不會出現在已變形的踏板架720上。此外，雖然第五部段S5被制止朝增強件34向後位移，但它還是可以變形的。在外力作用到車輛上時，儀錶板16在其相對於垂直平面傾斜的同時可以向後位移，但裝定在儀錶板16上的前固定板則基本上不變的保持在其垂向位置。
於是，示意地表示在圖47(a)的踏板架720可以考慮會在有外力作用於車輛上時變形如圖47(b)所示，由此，制動踏板30的樞軸線O便向下和向後位移到O』，如圖37所示。
扇形珠狀件32可以由具有相同寬度的珠狀件的徑向列或具有與此珠狀件32的形狀相同的扇形孔760置換。
三個珠狀件734的徑向列則可以由寬度在向上方向中漸減的單個扇形珠狀件來代替。這一珠狀件陣列可以如圖46所示除去。
注意到圖38至46所示的踏板架都適合用來使得此踏板架從儀錶板16上接收到的負荷在有外力作用於車輛上對不完全傳送給增強件，而是由於此踏板架在平行於車輛縱向的垂直平面中彎折與翹曲組阻尼後才傳送給增強件的。這樣的布置提高了此踏板架在有外力作用於車輛上時吸收儀錶板16位移與來自儀錶板16的力的本領，同時能提高踏板架支承轉向裝置的強度或剛度。
還應注意到，圖38—46中的各個踏板架並不具有這樣一個部分，此部分經設計成能由於作用到車輛上的力，而在踏板架裝附到儀錶板16上的前固定部以及制動踏板30的凸臺部37可旋轉地裝附到此凸板架上的踏板裝附部之間，可靠地朝後平移。也就是說，這種踏板架並未設計成能在有力作用到車輛上時，在它處於前固定部與踏板裝附部之間的部分上，可靠地在上側與下側上向後位移過基本上相等的量。於是當制動踏板30為車輛駕駛者踩壓下時，上述部分對於在車輛縱向上作用到踏板架的踏板裝附部上的張力就會有較高的強度。這樣，此種踏板架就不會在制動踏板的工作中使其在前固定部與踏板裝附部之間的部分發生不希望有的延伸。這樣的結構可使車輛的駕駛者認識到制動踏板30是在高剛度與高穩定度下得到支承的。另一方面，圖38—46的踏板架則設計成能有效地允許在踏板裝附部與後固定部(踏板架在此部分與固定到增強件)之間發生位移與變形，而得以在有外力作用於車輛上時吸收儀錶板的向後位移。這樣，此種踏板架就能在車輛正常運行時提高其支承制動踏板30的剛度與穩定度，並在同時確保其在有外力作用於車輛上時具有吸收儀錶板16位移的很高的本領。
下面參看圖48至51來說明本發明另外一些實施例。
上面參看圖37—47所描述的實施例適合在有外力作用於車輛上時，使杆部36作為一個整體朝車輛的向下方向位移，由此來限制駕駛者的腿移向轉向裝置22，並在同時使踏板墊42在車輛的行進方向中移至一儘可能遠離駕駛者的位置，最終限制操作者的腿朝轉向裝置22運動。
為使制動踏板30的凸臺部37與踏板墊42從事前述的位移，可將踏板架設計成在有外力作用於車輛上時能如圖48所示變形。在圖48中，「La」、「Lb」與「Lc」代表的是相對於圖37—39所述的相同的直線。在有外力作用於車輛上時，直線La於車輛的後向平移至La』，而由於直線La向後平移至La』以及直線Lb與Lc間的部分依順時針方向繞直線Lc轉動的結果，直線Lb即向後和朝上位移至Lb』。直線Lc則基本上保持在同一位置上。
此踏板架為直線La、Lb與Lc分成三個部段，即前部段、中央部段與後部段，它們依照所述秩序在車身的縱向上從前向後排列。在有外力作用到車輛上時，後部段實質上不發生變形，而中央部段則在圍繞直線Lc轉動的同時基本上保持其構型，促使前部段依反時針方向繞直線La轉動。由於制動踏板30的凸臺部37是接附到中央部段上，植軸線O即隨中央部段，也即在車輛的向後與向上方向上隨直線Lb一起位移到O』，由此使踏板墊中心點PC如圖48所示位移至PC』。
適合按如上所述位移或變形的踏板架的幾個例子闡明於圖49至51。下面詳述這些踏板架。
圖49(a)所示的踏板架780有一個主架780，它的剖面基本上呈「C」字形，包括一對側板782以及連接這對側板782的上板784。主架786上固定有一前固定板。
主架786有三個設在車身縱向中的部段，即從前固定板788上基本與之成直角延伸出的前部段790，後方連接著前部段790且包括踏板裝附部792的中央部段794，以及一後方連接著中央部段794的後方部段789，此後方部段789以板狀形式朝後延伸，起到在上面將踏板架780安裝到增強件34上的作用。
在上板784的屬於前部段790的這部分上，形成有一對於車身橫向中延伸的珠狀件800、802。設置這些珠狀件800、802有助於使前部段790在有外力作用於車輛上時彎曲。每塊側板782的屬於前部段790的部分有一狹縫804，後者有一個在車身縱向中延伸的縱向部和兩個垂直地延伸到兩個珠狀件800、802相應端部的相對端部。側板782中形成的狹縫804有助於側板782的在前部段790中的部分在有外力作用到車輛上時彎曲。此外，上板784的在前部段中兩個珠狀件800、802之間的部分在其橫向的相對端上設有相應的凸緣806，後者可防止上板784的這一部分由於作用到車輛上的力而顯著變形，由此有效地將儀錶板16接收到的力變換為使中央部段794依圖49(a)所示的順時針走向轉動的力。
在上述結構的踏板架780中，當有外力施加到車輛上時，前部段790依圖49(b)所示的反時針走向圍繞著作為直線La的前珠狀件800轉動，而以後珠狀件802作為直線Lb位移至Lb』，如圖48所示。於此同時，中央部段794則圍繞位於中央部段794與後部段789間的連接部上的直線Lc依順時針走向轉動，如圖48與49(a)所示。結果，踏板裝附部792便繞直線Lc依順時針走向轉動。
圖50所示的踏板架820有一前架822和一後架824，它們通過焊合或其它連接裝置而相互連接。前架822包括一前固定板826，從此前固定板826的上端與此板基本成直角朝後延伸的上板828，以及形成在此上板828橫向相對端上的一對凸緣830。
上板828有一個於車身橫向中延伸形成的珠狀件836。珠狀件836是在凸緣830從上板828延伸出的方向突出。珠狀件836是用來在前架822上與其對應的局部上減小抗彎強度，而得以在有外力作用於車輛上時促進前架822在珠狀件836處彎曲。
另一方面，後架824有一固定於前架822上的前端固定部838，一個在其上將凸臺部37裝配到踏板架820上的中間部840，以及一個在其上將踏板架820固定到增強件34上的後端部842。前端部838與後端部842均取板件形式，而中間部840則在橫向的相對端上設有一對側板844。後架824在前端部838與中間部840間的連接處以及在中間部840與後端部842間的連接處減弱了抗彎強度，使得後架824在這些連接處當有外力作用於車輛上時容易彎曲。側板844則用來可旋轉地支承制動踏板30的凸臺部37。
當車輛接收到外力時，前架822在珠狀件836的前、後側上的兩部分之一即依圖50中所示反時針走向轉動，而後架824則繞中間部840與後端部842間的連接部作順時針走向轉動，由此而使中間部840中的踏板裝附部846如圖50所示，繞後架824的中間部840與後端部842間的連接處依順時針走向轉動。
雖然圖49與50的踏板架780、820是相對於增強件34保持固定的，但這種踏板架只是有外力作用於車輛上時才同增強件34或其它固定部件接觸的。此種踏板架的一個例子示明於圖51(a)。
圖51(a)所示的踏板架860具有一主架866，它包括一對側板862和連接這對側板的上板864。主架866的前端上固定有一前固定板868，使此主架866從固定板868上基本與其正交而向後延伸。主架866設置成使其後端與一固定件870的傾斜表面872相分開且相對。固定件870呈箱形結構，於車身的橫向中延伸，並在有外力作用於車輛上時在後向中基本上無位移。傾斜表面872是一個平表面，傾斜成使其上端位於車輛縱向中下端的後方。當有力作用於車輛上時，主架866的後端部即與傾斜表面872接觸。
上板864的中間部分上形成有一在車輛橫向中延伸的珠狀件874。主架866在此珠狀件874的相對側上有前部段876和後部段878這兩個部段。每塊側板862沿著它在後部段878中暴露的邊緣上設有一凸緣880。但沿著側板862在前部段876中暴露的下邊緣則沒有設置凸緣。側板862在它與珠狀件874對應的局部上減小了高度尺寸。這樣，主架866在它與珠狀件814相對應的局部上的抗彎強度便減弱了，使得當有外力作用於車輛時此主架866便在這一部分彎曲，而後部段878則如圖51(b)所示繞此與珠狀件874相對應的局部依反時針走向轉動，而不使後部段878有顯著變形。
在圖51(a)的這一踏板架860中，當有外力作用於車輛上時，主架866的後端部便與固定件870的傾斜表面872接觸，而為此傾斜表面872便依反時針走向繞對應於珠狀部874的局部轉動且不會有顯著變形，由此使踏板裝附部也依反時針走向轉動。
雖然依據所述實施例的制動踏板裝置適合於用在如圖1所示的，制動加力器46設於機艙14內的汽車內，但本發明的原理同樣適合於用在制動加力器46設在座倉15內的汽車中的制動踏板裝置上。
在上述情形中，例如可以採用圖52所示的踏板架900或是圖53所示的踏板架910。踏板架900可使設在座倉15內並裝附到儀錶板16上的制動加力器46位於從車輛橫向觀察時踏板架900的兩塊側板的前部之間。踏板架910則適合於使設在座倉15內的制動加力器46於其後表面(推桿50從其上向後延伸)裝附到此踏板架910兩側板的前端部上。在圖52與53中，標號902與904指車頸頂，而踏板架904則固定於增強件34上。
雖然上面對本發明業已由其當前屬最佳的實施例以某種程度的具體性作了描述，但應認識到本發明對於那些內行的人來說是可以在不脫離後附權利要求書所規定的本發明的精神與範圍內，通過種種變動、更改與改進形式使其具體化的。
由於在說明各種實施例中採用了大量的標號，插入到各權利要求中的標號應限於表示著這些實施例中典型類別的那些。
權利要求
1.用於具有車身(16)、座倉(15)以及設於此座倉中的轉向裝置(22)的汽車中的一種踏板裝置(26)，此踏板裝置設在所述座倉內，且包括(a)裝附在車身上的踏板架(28)以及(b)為此踏板架可樞軸轉動地支承且在其下端有一要為此汽車駕駛者的足所踩壓的踏板墊(42)的踏板(30)，特徵在於設有踏板墊位移機構(60，350，372，452，506，542，786)，允許在有外力作用於此汽車上時，所述踏板墊(42)這樣位移，使得以足踩壓上述踏板墊的駕駛者的腿沿離開所述轉向裝置(22)的方向運動。
2.如權利要求1所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板架(28)至少是在所述外力作用於此汽車上時與所述車身的兩個部件(16，34)接觸，這兩個部件則由於上述外力而相互相對運動，上述踏板墊位移機構(60，350，372，452，542，786)利用所述踏板墊因上述兩部件在外力作用於汽車上時的相對運動所發生的變形而使所述踏板(30)作為一個整體位移。
3.如權利要求2所述的踏板裝置，特徵在於，所述踏板架(28)在汽車的縱向中延伸，且包括一個前端部(52)，它固定在所述兩部件中的一個(16)之上，而這個部件由於前述外力而沿汽車的後向方向位移；以及一個後端部(54)，它至少是在上述外力作用於汽車上時與上述兩個部件中的另一個(34)接觸，而此另一個部件因此種外力而後移的量小於上述兩個部件中的一個的後移量。
4.如權利要求2或3所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板墊位移機構包括有這樣的裝置(60，350，372，452，542，786)，用來減弱所述踏板架一個局部的抗彎強度，以促進此局部在前述外力作用於汽車上時的變形。
5.如權利要求1至3中任一項所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板墊位移機構包括有用來允許所述踏板墊(42)在前述外力作用於汽車上時作旋轉運動的裝置(60，350，452，506)。
6.如權利要求5所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板墊位移機構包括有這樣的裝置(60)，它在前述外力作用於車輛上時，允許所述踏板(30)作為一個整體圍繞一條通過上述踏板架可樞軸轉動地支承踏板的點的基本上垂直的直線樞軸轉動，而所述樞軸轉動則使踏板墊(42)的工作面轉動到朝向離開轉向裝置(22)的方向。
7.如權利要求5所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板墊位移機構包括有這樣的裝置，它在前述外力作用於汽車上時，允許所述踏板(30)作為一個整體圍繞一條通過所述踏板墊(42)工作面上中心點的基本上垂直的直線樞軸轉動，而所述樞軸轉動則使所述工作面轉動到朝向離開轉向裝置(22)的方向。
8.如權利要求5所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板墊位移機構包括有裝置(450)，它在前述外力作用於汽車上時，允許所述踏板(30)作為一個整體圍繞一條基本上平行於同所述踏板墊(42)-工作面正交的直線的直線樞軸轉動，而此轉動使踩壓此工作面的足趾指向離開轉向裝置(22)的方向。
9.如權利要求1至3中任一項所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板墊位移機構包括有裝置(372，542，786)，可允許所述踏板墊(42)在前述外力作用到汽車上時作線性位移。
10.如權利要求9所述的踏板裝置，特徵在於所述的可使上述踏板墊(42)作線性位移的裝置(372)允許此踏板墊在汽車的左右方向中之一位移，從而使此踏板墊移離所述轉向裝置(22)。
11.如權利要求9所述的踏板裝置，特徵在於所述的可使上述踏板墊(42)作線性位移的裝置(786)允許此踏板墊沿汽車的前進方向位移。
12.如權利要求9所述的踏板裝置，特徵在於所述的可使上述踏板墊(42)作線性位移的裝置(542)允許此踏板墊沿汽車的後退方向位移。
13.如權利要求1至3中任一項所述的踏板裝置，特徵在於所述踏板(30)包括一個杆部(36)，以其一端可樞軸轉動地連接到所述踏板架上，而所述踏板墊(42)則連接上述杆部的另一端使得此踏部熱能相對於所述杆部位移，所述踏板墊位移機構包括一外力傳感器(518)，用來探測施加到汽車上的外力，驅動裝置(506)，用來使所述踏板熱相對於前述杆部位移；以及一控制器(516)，用來啟動所述驅動裝置使所述踏板墊相對於前述杆部位移。
14.如權利要求13所述的踏板裝置，特徵在於所述外力傳感器(518)包括有用來探測汽車減速度的裝置，因此而探測施加到汽車的所述外力。
15.如權利要求13或14所述的踏板裝置，特徵在於，所述驅動裝置(506)包括由所述控制器(516)起動的點火裝置(510)；由所述點火裝置點燃而產生出氣體的氣體生成源(512)；由所述氣體操作的致動器(514)；以及用來將所述致動器的運動傳送給所述踏板墊(42)的傳動機構(508)。
16.如權利要求13-15中任一項所述的踏板裝置，特徵在於所述驅動裝置(506)包括一為所述控制器(516)啟動的馬達以及一用來將此馬達的運動傳送給所述踏板墊(42)的傳動機構(508)。
全文摘要
設於汽車座倉內的一種踏板裝置，包括接附在車身上的一種踏板架以及一為此踏板架作可旋轉支承的踏板墊，此踏板的下端上有一個為汽車駕駛者的足踩壓的踏板墊，此踏板裝置中設有一種機構，用來在有外力施加到汽車上時允許此踏板墊位移，以使用腳踩壓此踏板墊的駕駛者的腿於脫離開設於座倉內的轉向裝置的方向中運動。
文檔編號B62D25/14GK1132705SQ95121708
公開日1996年10月9日 申請日期1995年12月28日 優先權日1994年12月28日
發明者加藤嘉久 申請人:豐田自動車株式會社