操作ペダル、および重ね合わせ溶接方法
【課題】操作ペダルを構成している２つの部材が重ね合わされて溶接される場合に、入熱量のアンバランスに起因する接合不良や熱歪の発生を抑制する。
【解決手段】ペダルアーム１４のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇよりも外側へ突き出す軸方向の端部４０ａ、４０ｂの外径が小さくされることにより段差４２ａ、４２ｂが設けられており、そのボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁から段差４２ａ、４２ｂに跨がるコーナー部分にプラズマアーク溶接が施される。このため、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１６との第２接合部Ｗ２に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚Ｄを確保して接合強度を向上させることができる。また、段差４２ａ、４２ｂに連続する端部４０ａ、４０ｂから良好に放熱されるため、部材の溶け広がりが防止され、この点でものど厚Ｄの減少が抑制されるとともに、ボス１６の内周面の熱歪が抑制される。
【解決手段】ペダルアーム１４のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇよりも外側へ突き出す軸方向の端部４０ａ、４０ｂの外径が小さくされることにより段差４２ａ、４２ｂが設けられており、そのボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁から段差４２ａ、４２ｂに跨がるコーナー部分にプラズマアーク溶接が施される。このため、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１６との第２接合部Ｗ２に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚Ｄを確保して接合強度を向上させることができる。また、段差４２ａ、４２ｂに連続する端部４０ａ、４０ｂから良好に放熱されるため、部材の溶け広がりが防止され、この点でものど厚Ｄの減少が抑制されるとともに、ボス１６の内周面の熱歪が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は操作ペダルに係り、特に、２つの部材が重ね合わされて溶接されている接合部を有する操作ペダルの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄板中空構造のペダルアームを貫通するように円筒形状のボスが配設され、一体的に溶接されるとともに、そのボスが中心線まわりに回動可能に支持される操作ペダルが知られている。特許文献１に記載の車両用操作ペダルはその一例で、車両幅方向に分割された一対の半割体の外周部が互いに溶接されることにより薄板中空構造のペダルアームが構成されているとともに、その半割体にバーリング穴加工等により設けられたボス取付筒部を貫通するようにボスが配設されて一体的に固設されている。
【０００３】
図７の(a) は、このような従来の操作ペダルのペダルアーム１４とボス１００との接合部の一例を説明する断面図で、図２の IIIＡ− IIIＡ断面に対応する図である。ペダルアーム１４は、車両幅方向に分割された一対の半割体３２、３４の外周部が互いに溶接されることにより薄板中空構造とされているもので、半割体３２、３４にはそれぞれ外周フランジ３２ｆ、３４ｆが設けられ、それ等が重ね合わされた状態で例えばアーク溶接等により一体的に溶接されている。第１接合部Ｗ１（塗り潰し領域）は、この外周フランジ３２ｆと３４ｆとの接合部である。半割体３２、３４にはまた、それぞれバーリング穴加工等により円筒形状のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇが設けられており、それ等のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇを貫通するように円筒形状のボス１００が配設されて、例えばアーク溶接やレーザ溶接等により一体的に溶接されている。第２接合部Ｗ２（網目領域）は、このボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１００との接合部で、中心線Ｏまわりに所定の間隔で断続的に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２２６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇにボス１００を嵌合し、ボス１００の外周面にボス取付筒部３２ｇ、３４ｇを重ね合わせた状態で例えばプラズマアーク溶接等により溶接する場合、ボス１００の肉厚に比べてボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの肉厚（板厚）が薄いため、ボス１００側は入熱不足となる一方、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇ側は入熱過多となる傾向があり、接合不良が発生し易いという問題があった。すなわち、溶融池を成立させるためには入熱バランスを厚肉側であるボス１００側へ寄せる必要があるが、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇ側の溶融金属量の減少と溶融幅の広がり（図７(b) における右方向への広がり）により、溶接のど厚が小さくなるなどの問題があった。図７の(b) は、図７(a) における VIIＢ部を９０°左回転させて拡大して示す断面図で、図８はその断面写真であり、第２接合部Ｗ２と半割体３２のボス取付筒部３２ｇとの境界付近の接合部分の肉厚（のど厚）Ｄが薄くなり、接合強度が損なわれる可能性がある。また、ボス１００に対する入熱量が大きくなることから、ボス１００に熱歪が生じて内径が変化し、支持軸による支持性能が損なわれる可能性がある。
【０００６】
なお、このような問題はペダルアームとボスとの間の接合部に限らず、例えばペダルアームとペダルシートとの間など他の接合部でも同様に生じる。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、操作ペダルを構成している２つの部材が重ね合わされて溶接される場合に、入熱量のアンバランスに起因する接合不良や熱歪の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、第１発明は、第１部材と、その第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とが互いに重ね合わされ、その第２部材の端縁に沿って溶接されている接合部を有する操作ペダルにおいて、(a) 前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分がその第２部材から離間するように後退させられることにより、その端縁に沿って段差が設けられており、(b) 前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分が溶接されていることを特徴とする。
【０００９】
第２発明は、第１発明の操作ペダルにおいて、(a) 前記第２部材は、外向きに突き出す円筒形状のボス取付筒部が設けられた薄板中空構造のペダルアームで、(b) 前記第１部材は、前記ボス取付筒部を貫通するように配設されて一体的に溶接されるとともに、中心線まわりに回動可能に支持される円筒形状のボスであり、(c) そのボスの内径は全長に亘って一定であるが、前記ボス取付筒部よりも外側へ突き出す軸方向の端部が前記突出部分で、その端部の外径が小さくされることにより前記段差が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第３発明は、第１部材と、その第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とを互いに重ね合わせ、その第２部材の端縁に沿って溶接する重ね合わせ溶接方法において、(a) 前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分がその第２部材から離間するように後退させられることにより、その端縁に沿って段差が設けられており、(b) 前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分を溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような操作ペダルにおいては、第１部材に第２部材の端縁に沿って段差が設けられているため、第２部材の端縁から第１部材の段差に跨がる部分に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させることができる。また、段差に連続して設けられている突出部分から良好に放熱されるため、部材の溶け広がりが防止され、この点でものど厚の減少が抑制されるとともに、第１部材の熱歪が抑制される。第３発明の重ね合わせ溶接方法においても、実質的に同様の作用効果が得られる。
【００１２】
第２発明は、薄板中空構造のペダルアームを貫通するように円筒形状のボスが配設されて一体的に溶接される場合で、ボスの内径は全長に亘って一定であるが、ペダルアームのボス取付筒部よりも外側へ突き出す軸方向の端部の外径が小さくされることにより前記段差が設けられる。そして、ボス取付筒部の端縁からボスの段差に跨がる部分に効率良く集中的に入熱されるとともに、段差に連続して設けられているボスの端部からの放熱により、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された車両用のブレーキペダルを示す図で、(a) は左側面図、(b) は正面図である。
【図２】図１(a) の上端部の支持軸による支持部分を拡大して示す図である。
【図３】図１のブレーキペダルにおけるペダルアームとボスとの接合構造を説明する図で、(a) は図２における IIIＡ− IIIＡ断面の拡大図、(b) は(a) における IIIＢ部分を９０°左回転させて拡大して示す断面図である。
【図４】図３(b) の第２接合部Ｗ２が溶接される前の状態を示す断面図である。
【図５】図３(b) に示す部分の断面写真である。
【図６】本発明の他の実施例を説明する図で、(a) 、(b) 共に図２に対応する左側面図である。
【図７】従来のペダルアームとボスとの接合構造の一例を説明する図３に相当する図で、(a) は図２における IIIＡ− IIIＡ断面に対応する拡大図、(b) は(a) における VIIＢ部分を９０°左回転させて拡大して示す断面図である。
【図８】図７(b) に示す部分の断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、車両用の操作ペダル、例えば常用或いは駐車用のブレーキペダル、アクセルペダル等に好適に適用されるが、車両用以外の操作ペダルにも適用され得る。第２発明は、薄板中空構造のペダルアームに円筒形状のボスを溶接によって接合する場合であるが、例えばペダルアームの下端部に設けられたシート取付板部に、そのシート取付板部よりも厚肉のペダルシートを溶接する場合や、中空構造以外のペダルアームを有する操作ペダルにも本発明は適用され得る。また、ボスやペダルシート以外の部材をペダルアームに一体的に溶接する場合など、操作ペダルを構成する２つの部材が溶接される種々の操作ペダルに本発明は適用され得る。
【００１５】
第１部材と第２部材とを溶接する溶接法としては、例えば非消耗電極式溶接法であるプラズマアーク溶接やＴＩＧ溶接の他、レーザー溶接、電子ビーム溶接など、溶加材を用いることなく母材（第１部材および第２部材）のみを溶かして溶接する溶接法が好適に用いられる。熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させる上で、第１部材の段差寸法Ｔは第２部材の肉厚ｔに対して２．０ｔ≦Ｔの関係を有することが望ましい。また、突出部分からの放熱によって部材の溶け広がりや熱歪を防止する上で、段差寸法Ｔは３．０ｔ以下、更には２．５ｔ以下が望ましい。
【００１６】
上記段差は、第２部材の端縁に対して略垂直（突出部分の突出方向に対して略直角）に形成することが望ましいが、端縁に対して垂直な方向から例えば３０°程度以下の角度で傾斜していても良く、所定の溶接品質が得られる範囲で適宜定められる。このような段差は、例えば第２発明のように突出部分の板厚（肉厚）が薄くされることによって形成されるが、曲げ加工や絞り加工、鍛造加工等により略同じ厚さで断面がクランク状となるように変形させたものでも良い。
【００１７】
薄板中空構造のペダルアームは、１枚の鋼板等を筒状に曲げ加工したものや角パイプ等でも良いが、鋼板等から成るハット断面形状等の一対の半割体を、互いに対向する姿勢で外周部のフランジが互いに接するように重ね合わせて溶接等により一体的に接合したものでも良いなど、種々の態様が可能である。この中空構造の操作ペダルは、必ずしも全周が袋状に密閉される必要はなく、一部が開口していても良い。
【００１８】
第２発明の円筒形状のボス取付筒部は、例えばバーリング穴加工によって設けられ、ボスの端部に形成される段差は、例えば外周面の旋削加工或いは鍛造加工等によって設けられるが、他の加工方法を採用することも可能である。なお、第２発明ではボスの内径が一定で外径だけが変化させられているが、例えば略一定の肉厚となるように内径についても変化させることも可能である。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、車両の常用ブレーキ用のブレーキペダル１０を示す図で、(a) は左側面図、(b) は正面図である。図２は、図１(a) の上端部の拡大図で、図３は、ブレーキペダル１０のペダルアーム１４とボス１６との接合構造を説明する図で、(a) は図２における IIIＡ− IIIＡ断面の拡大図、(b) は(a) における IIIＢ部分を９０°左回転させて拡大して示す断面図である。このブレーキペダル１０は、本発明の一実施例である操作ペダルに相当し、ペダルアーム１４を主体として構成されており、そのペダルアーム１４の上端部に一体的に固設された円筒形状のボス１６が支持軸１２に同心に嵌合されて、中心線Ｏまわりに回動可能に支持されている。ボス１６の中心線Ｏは、支持軸１２の軸心と略一致する。
【００２０】
ペダルアーム１４の下端には、板状のペダルシート１８が一体的に固設されており、そのペダルシート１８が運転者によって踏込み操作されることにより、ブレーキペダル１０は図１の(a) において支持軸１２の右回りに回動させられる。ブレーキペダル１０には、支持軸１２と略平行な連結ピン２０の軸心まわりに相対回動可能にブレーキマスタシリンダのプッシュロッド２２がクレビス２４を介して連結されており、ブレーキペダル１０の回動に伴ってプッシュロッド２２が機械的に図の左方向へ押圧されることにより、ブレーキペダル１０の踏込み操作力に応じてブレーキ油圧を発生させる。プッシュロッド２２は、ブレーキマスタシリンダから突き出すように付勢されており、ペダルシート１８の踏込み操作が解除されると、その付勢力によってブレーキペダル１０は支持軸１６の左まわりに戻り回動させられて図１に示す原位置に保持される。
【００２１】
上記ペダルアーム１４は薄板中空構造を成しており、車両の幅方向すなわち図１(b) における左右方向に２分割された形状の一対の半割体３２、３４にて構成されている。半割体３２、３４は鋼板をプレスにより曲げ加工したもので、それぞれ断面が略ハット形状を成しており、そのハット形状の開口側が互いに対向する姿勢で、且つ開口部に外向きに設けられた互いに平行な板状の外周フランジ３２ｆ、３４ｆが密着するように重ね合わされた状態で、その外周フランジ３２ｆ、３４ｆの外端縁、すなわち車両の前後方向乃至は上下方向に位置する端縁が非消耗電極式溶接法であるプラズマアーク溶接により一体的に溶接されている。図３(a) の第１接合部Ｗ１（塗り潰し領域）は、この外周フランジ３２ｆおよび３４ｆの相互の接合部を表している。ペダルアーム１４は、図３(a) においてボス１６の左側に位置する上端前部、およびペダルシート１８が固設される下端後部を除いて、外周フランジ３２ｆ、３４ｆが設けられて一体的に溶接されている。
【００２２】
一対の半割体３２、３４のうちボス１６が固設される上端部には、図３の(a) に示されるようにそれぞれバーリング穴加工等により外向きに突き出す円筒形状のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇが設けられている。ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの内径はボス１６の外径と略同じで、ボス１６は、それ等のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇを貫通するように嵌合され、軸方向の両端部４０ａ、４０ｂがそれぞれ所定寸法だけ突き出す状態で、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの嵌合部分すなわち両者が互いに重ね合わされた部分が、第１接合部Ｗ１と同じく非消耗電極式溶接法であるプラズマアーク溶接により一体的に溶接されている。ボス１６の肉厚はボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの肉厚（板厚）よりも十分に厚く、内径は全長に亘って一定であるが、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇよりも外側へ突き出す軸方向の端部４０ａ、４０ｂは、外周旋削加工或いは鍛造加工等により外径が小さくされ、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁と略同じ位置にその端縁に沿って段差４２ａ、４２ｂが端縁に対して略垂直に設けられている。そして、上記プラズマアーク溶接は、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁の外周面から段差４２ａ、４２ｂに跨がるＬ字形状のコーナーに沿って施される。図２および図３の第２接合部Ｗ２（網目領域）は、このボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１６との接合部を表しており、図２から明らかなように本実施例では中心線Ｏまわりにおいて、等角度間隔で定められた略４５°の角度範囲の４箇所が溶接されている。上記ボス１６は第１部材で、ペダルアーム１４は第２部材であり、ボス１６の端部４０ａ、４０ｂは突出部分に相当する。
【００２３】
図４は、上記プラズマアーク溶接による溶接が行なわれる前の状態で、図３の(b) と同じ部分であり、プラズマアーク溶接の溶接トーチ４４は、一点鎖線で示す目標接合部IVW に入熱するように、ボス取付筒部３２ｇの端縁の外周面からボス１６の段差４２ａに至るＬ字形状のコーナーに沿って移動させられる。その場合に、段差４２ａが設けられることにより、ボス取付筒部３２ｇおよびボス１６の目標接合部IVW に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生や部材の溶け広がりを抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させることができる。図５は、図３の(b) と同じ部分の断面写真で、本実施例ではのど厚Ｄ（図３の(b) 参照）がボス取付筒部３２ｇの元の肉厚ｔと略同じ寸法である。このように、熱歪の発生や溶け広がりを抑制しつつ所定ののど厚Ｄを確保する上で、段差４２ａの寸法Ｔはボス取付筒部３２ｇの肉厚ｔの２倍以上、３倍以下（２．０ｔ≦Ｔ≦３．０ｔ）の範囲内で設定することが望ましい。
【００２４】
このように本実施例のブレーキペダル１０は、薄板中空構造のペダルアーム１４を貫通するように円筒形状のボス１６が配設されて一体的に溶接されるが、ペダルアーム１４のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇよりも外側へ突き出す軸方向の端部４０ａ、４０ｂの外径が小さくされることにより段差４２ａ、４２ｂが設けられており、そのボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁の外周面から段差４２ａ、４２ｂに跨がるＬ字形状のコーナー部分にプラズマアーク溶接が施される。このため、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１６との目標接合部IVW に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚Ｄを確保して接合強度を向上させることができる。また、段差４２ａ、４２ｂに連続して所定寸法だけ突き出すように端部４０ａ、４０ｂが一体に設けられており、その端部４０ａ、４０ｂから良好に放熱されるため、部材の溶け広がりが防止され、この点でものど厚Ｄの減少が抑制されるとともに、ボス１６の内周面の熱歪が抑制される。
【００２５】
なお、上記実施例では、ペダルアーム１４とボス１６との溶接に関して、中心線Ｏまわりの４箇所が略４５°ずつの角度範囲で溶接されていたが、図６の(a) に示すように、中心線Ｏを挟んで対称的な２箇所を略９０°ずつの角度範囲で溶接するようにしても良い。また、図６の(b) に示すように、中心線Ｏまわりの全周に亘って溶接することも可能である。
【００２６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０：ブレーキペダル（操作ペダル） １４：ペダルアーム（第２部材） １６：ボス（第１部材） ３２ｇ、３４ｇ：ボス取付筒部 ４０ａ、４０ｂ：端部（突出部分） ４２ａ、４２ｂ：段差 Ｄ：のど厚 Ｏ：中心線 Ｗ２：第２接合部（接合部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は操作ペダルに係り、特に、２つの部材が重ね合わされて溶接されている接合部を有する操作ペダルの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄板中空構造のペダルアームを貫通するように円筒形状のボスが配設され、一体的に溶接されるとともに、そのボスが中心線まわりに回動可能に支持される操作ペダルが知られている。特許文献１に記載の車両用操作ペダルはその一例で、車両幅方向に分割された一対の半割体の外周部が互いに溶接されることにより薄板中空構造のペダルアームが構成されているとともに、その半割体にバーリング穴加工等により設けられたボス取付筒部を貫通するようにボスが配設されて一体的に固設されている。
【０００３】
図７の(a) は、このような従来の操作ペダルのペダルアーム１４とボス１００との接合部の一例を説明する断面図で、図２の IIIＡ− IIIＡ断面に対応する図である。ペダルアーム１４は、車両幅方向に分割された一対の半割体３２、３４の外周部が互いに溶接されることにより薄板中空構造とされているもので、半割体３２、３４にはそれぞれ外周フランジ３２ｆ、３４ｆが設けられ、それ等が重ね合わされた状態で例えばアーク溶接等により一体的に溶接されている。第１接合部Ｗ１（塗り潰し領域）は、この外周フランジ３２ｆと３４ｆとの接合部である。半割体３２、３４にはまた、それぞれバーリング穴加工等により円筒形状のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇが設けられており、それ等のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇを貫通するように円筒形状のボス１００が配設されて、例えばアーク溶接やレーザ溶接等により一体的に溶接されている。第２接合部Ｗ２（網目領域）は、このボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１００との接合部で、中心線Ｏまわりに所定の間隔で断続的に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２２６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇにボス１００を嵌合し、ボス１００の外周面にボス取付筒部３２ｇ、３４ｇを重ね合わせた状態で例えばプラズマアーク溶接等により溶接する場合、ボス１００の肉厚に比べてボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの肉厚（板厚）が薄いため、ボス１００側は入熱不足となる一方、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇ側は入熱過多となる傾向があり、接合不良が発生し易いという問題があった。すなわち、溶融池を成立させるためには入熱バランスを厚肉側であるボス１００側へ寄せる必要があるが、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇ側の溶融金属量の減少と溶融幅の広がり（図７(b) における右方向への広がり）により、溶接のど厚が小さくなるなどの問題があった。図７の(b) は、図７(a) における VIIＢ部を９０°左回転させて拡大して示す断面図で、図８はその断面写真であり、第２接合部Ｗ２と半割体３２のボス取付筒部３２ｇとの境界付近の接合部分の肉厚（のど厚）Ｄが薄くなり、接合強度が損なわれる可能性がある。また、ボス１００に対する入熱量が大きくなることから、ボス１００に熱歪が生じて内径が変化し、支持軸による支持性能が損なわれる可能性がある。
【０００６】
なお、このような問題はペダルアームとボスとの間の接合部に限らず、例えばペダルアームとペダルシートとの間など他の接合部でも同様に生じる。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、操作ペダルを構成している２つの部材が重ね合わされて溶接される場合に、入熱量のアンバランスに起因する接合不良や熱歪の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、第１発明は、第１部材と、その第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とが互いに重ね合わされ、その第２部材の端縁に沿って溶接されている接合部を有する操作ペダルにおいて、(a) 前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分がその第２部材から離間するように後退させられることにより、その端縁に沿って段差が設けられており、(b) 前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分が溶接されていることを特徴とする。
【０００９】
第２発明は、第１発明の操作ペダルにおいて、(a) 前記第２部材は、外向きに突き出す円筒形状のボス取付筒部が設けられた薄板中空構造のペダルアームで、(b) 前記第１部材は、前記ボス取付筒部を貫通するように配設されて一体的に溶接されるとともに、中心線まわりに回動可能に支持される円筒形状のボスであり、(c) そのボスの内径は全長に亘って一定であるが、前記ボス取付筒部よりも外側へ突き出す軸方向の端部が前記突出部分で、その端部の外径が小さくされることにより前記段差が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第３発明は、第１部材と、その第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とを互いに重ね合わせ、その第２部材の端縁に沿って溶接する重ね合わせ溶接方法において、(a) 前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分がその第２部材から離間するように後退させられることにより、その端縁に沿って段差が設けられており、(b) 前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分を溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような操作ペダルにおいては、第１部材に第２部材の端縁に沿って段差が設けられているため、第２部材の端縁から第１部材の段差に跨がる部分に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させることができる。また、段差に連続して設けられている突出部分から良好に放熱されるため、部材の溶け広がりが防止され、この点でものど厚の減少が抑制されるとともに、第１部材の熱歪が抑制される。第３発明の重ね合わせ溶接方法においても、実質的に同様の作用効果が得られる。
【００１２】
第２発明は、薄板中空構造のペダルアームを貫通するように円筒形状のボスが配設されて一体的に溶接される場合で、ボスの内径は全長に亘って一定であるが、ペダルアームのボス取付筒部よりも外側へ突き出す軸方向の端部の外径が小さくされることにより前記段差が設けられる。そして、ボス取付筒部の端縁からボスの段差に跨がる部分に効率良く集中的に入熱されるとともに、段差に連続して設けられているボスの端部からの放熱により、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された車両用のブレーキペダルを示す図で、(a) は左側面図、(b) は正面図である。
【図２】図１(a) の上端部の支持軸による支持部分を拡大して示す図である。
【図３】図１のブレーキペダルにおけるペダルアームとボスとの接合構造を説明する図で、(a) は図２における IIIＡ− IIIＡ断面の拡大図、(b) は(a) における IIIＢ部分を９０°左回転させて拡大して示す断面図である。
【図４】図３(b) の第２接合部Ｗ２が溶接される前の状態を示す断面図である。
【図５】図３(b) に示す部分の断面写真である。
【図６】本発明の他の実施例を説明する図で、(a) 、(b) 共に図２に対応する左側面図である。
【図７】従来のペダルアームとボスとの接合構造の一例を説明する図３に相当する図で、(a) は図２における IIIＡ− IIIＡ断面に対応する拡大図、(b) は(a) における VIIＢ部分を９０°左回転させて拡大して示す断面図である。
【図８】図７(b) に示す部分の断面写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、車両用の操作ペダル、例えば常用或いは駐車用のブレーキペダル、アクセルペダル等に好適に適用されるが、車両用以外の操作ペダルにも適用され得る。第２発明は、薄板中空構造のペダルアームに円筒形状のボスを溶接によって接合する場合であるが、例えばペダルアームの下端部に設けられたシート取付板部に、そのシート取付板部よりも厚肉のペダルシートを溶接する場合や、中空構造以外のペダルアームを有する操作ペダルにも本発明は適用され得る。また、ボスやペダルシート以外の部材をペダルアームに一体的に溶接する場合など、操作ペダルを構成する２つの部材が溶接される種々の操作ペダルに本発明は適用され得る。
【００１５】
第１部材と第２部材とを溶接する溶接法としては、例えば非消耗電極式溶接法であるプラズマアーク溶接やＴＩＧ溶接の他、レーザー溶接、電子ビーム溶接など、溶加材を用いることなく母材（第１部材および第２部材）のみを溶かして溶接する溶接法が好適に用いられる。熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させる上で、第１部材の段差寸法Ｔは第２部材の肉厚ｔに対して２．０ｔ≦Ｔの関係を有することが望ましい。また、突出部分からの放熱によって部材の溶け広がりや熱歪を防止する上で、段差寸法Ｔは３．０ｔ以下、更には２．５ｔ以下が望ましい。
【００１６】
上記段差は、第２部材の端縁に対して略垂直（突出部分の突出方向に対して略直角）に形成することが望ましいが、端縁に対して垂直な方向から例えば３０°程度以下の角度で傾斜していても良く、所定の溶接品質が得られる範囲で適宜定められる。このような段差は、例えば第２発明のように突出部分の板厚（肉厚）が薄くされることによって形成されるが、曲げ加工や絞り加工、鍛造加工等により略同じ厚さで断面がクランク状となるように変形させたものでも良い。
【００１７】
薄板中空構造のペダルアームは、１枚の鋼板等を筒状に曲げ加工したものや角パイプ等でも良いが、鋼板等から成るハット断面形状等の一対の半割体を、互いに対向する姿勢で外周部のフランジが互いに接するように重ね合わせて溶接等により一体的に接合したものでも良いなど、種々の態様が可能である。この中空構造の操作ペダルは、必ずしも全周が袋状に密閉される必要はなく、一部が開口していても良い。
【００１８】
第２発明の円筒形状のボス取付筒部は、例えばバーリング穴加工によって設けられ、ボスの端部に形成される段差は、例えば外周面の旋削加工或いは鍛造加工等によって設けられるが、他の加工方法を採用することも可能である。なお、第２発明ではボスの内径が一定で外径だけが変化させられているが、例えば略一定の肉厚となるように内径についても変化させることも可能である。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、車両の常用ブレーキ用のブレーキペダル１０を示す図で、(a) は左側面図、(b) は正面図である。図２は、図１(a) の上端部の拡大図で、図３は、ブレーキペダル１０のペダルアーム１４とボス１６との接合構造を説明する図で、(a) は図２における IIIＡ− IIIＡ断面の拡大図、(b) は(a) における IIIＢ部分を９０°左回転させて拡大して示す断面図である。このブレーキペダル１０は、本発明の一実施例である操作ペダルに相当し、ペダルアーム１４を主体として構成されており、そのペダルアーム１４の上端部に一体的に固設された円筒形状のボス１６が支持軸１２に同心に嵌合されて、中心線Ｏまわりに回動可能に支持されている。ボス１６の中心線Ｏは、支持軸１２の軸心と略一致する。
【００２０】
ペダルアーム１４の下端には、板状のペダルシート１８が一体的に固設されており、そのペダルシート１８が運転者によって踏込み操作されることにより、ブレーキペダル１０は図１の(a) において支持軸１２の右回りに回動させられる。ブレーキペダル１０には、支持軸１２と略平行な連結ピン２０の軸心まわりに相対回動可能にブレーキマスタシリンダのプッシュロッド２２がクレビス２４を介して連結されており、ブレーキペダル１０の回動に伴ってプッシュロッド２２が機械的に図の左方向へ押圧されることにより、ブレーキペダル１０の踏込み操作力に応じてブレーキ油圧を発生させる。プッシュロッド２２は、ブレーキマスタシリンダから突き出すように付勢されており、ペダルシート１８の踏込み操作が解除されると、その付勢力によってブレーキペダル１０は支持軸１６の左まわりに戻り回動させられて図１に示す原位置に保持される。
【００２１】
上記ペダルアーム１４は薄板中空構造を成しており、車両の幅方向すなわち図１(b) における左右方向に２分割された形状の一対の半割体３２、３４にて構成されている。半割体３２、３４は鋼板をプレスにより曲げ加工したもので、それぞれ断面が略ハット形状を成しており、そのハット形状の開口側が互いに対向する姿勢で、且つ開口部に外向きに設けられた互いに平行な板状の外周フランジ３２ｆ、３４ｆが密着するように重ね合わされた状態で、その外周フランジ３２ｆ、３４ｆの外端縁、すなわち車両の前後方向乃至は上下方向に位置する端縁が非消耗電極式溶接法であるプラズマアーク溶接により一体的に溶接されている。図３(a) の第１接合部Ｗ１（塗り潰し領域）は、この外周フランジ３２ｆおよび３４ｆの相互の接合部を表している。ペダルアーム１４は、図３(a) においてボス１６の左側に位置する上端前部、およびペダルシート１８が固設される下端後部を除いて、外周フランジ３２ｆ、３４ｆが設けられて一体的に溶接されている。
【００２２】
一対の半割体３２、３４のうちボス１６が固設される上端部には、図３の(a) に示されるようにそれぞれバーリング穴加工等により外向きに突き出す円筒形状のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇが設けられている。ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの内径はボス１６の外径と略同じで、ボス１６は、それ等のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇを貫通するように嵌合され、軸方向の両端部４０ａ、４０ｂがそれぞれ所定寸法だけ突き出す状態で、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの嵌合部分すなわち両者が互いに重ね合わされた部分が、第１接合部Ｗ１と同じく非消耗電極式溶接法であるプラズマアーク溶接により一体的に溶接されている。ボス１６の肉厚はボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの肉厚（板厚）よりも十分に厚く、内径は全長に亘って一定であるが、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇよりも外側へ突き出す軸方向の端部４０ａ、４０ｂは、外周旋削加工或いは鍛造加工等により外径が小さくされ、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁と略同じ位置にその端縁に沿って段差４２ａ、４２ｂが端縁に対して略垂直に設けられている。そして、上記プラズマアーク溶接は、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁の外周面から段差４２ａ、４２ｂに跨がるＬ字形状のコーナーに沿って施される。図２および図３の第２接合部Ｗ２（網目領域）は、このボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１６との接合部を表しており、図２から明らかなように本実施例では中心線Ｏまわりにおいて、等角度間隔で定められた略４５°の角度範囲の４箇所が溶接されている。上記ボス１６は第１部材で、ペダルアーム１４は第２部材であり、ボス１６の端部４０ａ、４０ｂは突出部分に相当する。
【００２３】
図４は、上記プラズマアーク溶接による溶接が行なわれる前の状態で、図３の(b) と同じ部分であり、プラズマアーク溶接の溶接トーチ４４は、一点鎖線で示す目標接合部IVW に入熱するように、ボス取付筒部３２ｇの端縁の外周面からボス１６の段差４２ａに至るＬ字形状のコーナーに沿って移動させられる。その場合に、段差４２ａが設けられることにより、ボス取付筒部３２ｇおよびボス１６の目標接合部IVW に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生や部材の溶け広がりを抑制しつつ所定ののど厚を確保して接合強度を向上させることができる。図５は、図３の(b) と同じ部分の断面写真で、本実施例ではのど厚Ｄ（図３の(b) 参照）がボス取付筒部３２ｇの元の肉厚ｔと略同じ寸法である。このように、熱歪の発生や溶け広がりを抑制しつつ所定ののど厚Ｄを確保する上で、段差４２ａの寸法Ｔはボス取付筒部３２ｇの肉厚ｔの２倍以上、３倍以下（２．０ｔ≦Ｔ≦３．０ｔ）の範囲内で設定することが望ましい。
【００２４】
このように本実施例のブレーキペダル１０は、薄板中空構造のペダルアーム１４を貫通するように円筒形状のボス１６が配設されて一体的に溶接されるが、ペダルアーム１４のボス取付筒部３２ｇ、３４ｇよりも外側へ突き出す軸方向の端部４０ａ、４０ｂの外径が小さくされることにより段差４２ａ、４２ｂが設けられており、そのボス取付筒部３２ｇ、３４ｇの端縁の外周面から段差４２ａ、４２ｂに跨がるＬ字形状のコーナー部分にプラズマアーク溶接が施される。このため、ボス取付筒部３２ｇ、３４ｇとボス１６との目標接合部IVW に効率良く集中的に入熱することが可能で、熱歪の発生を抑制しつつ所定ののど厚Ｄを確保して接合強度を向上させることができる。また、段差４２ａ、４２ｂに連続して所定寸法だけ突き出すように端部４０ａ、４０ｂが一体に設けられており、その端部４０ａ、４０ｂから良好に放熱されるため、部材の溶け広がりが防止され、この点でものど厚Ｄの減少が抑制されるとともに、ボス１６の内周面の熱歪が抑制される。
【００２５】
なお、上記実施例では、ペダルアーム１４とボス１６との溶接に関して、中心線Ｏまわりの４箇所が略４５°ずつの角度範囲で溶接されていたが、図６の(a) に示すように、中心線Ｏを挟んで対称的な２箇所を略９０°ずつの角度範囲で溶接するようにしても良い。また、図６の(b) に示すように、中心線Ｏまわりの全周に亘って溶接することも可能である。
【００２６】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０：ブレーキペダル（操作ペダル） １４：ペダルアーム（第２部材） １６：ボス（第１部材） ３２ｇ、３４ｇ：ボス取付筒部 ４０ａ、４０ｂ：端部（突出部分） ４２ａ、４２ｂ：段差 Ｄ：のど厚 Ｏ：中心線 Ｗ２：第２接合部（接合部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、該第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とが互いに重ね合わされ、該第２部材の端縁に沿って溶接されている接合部を有する操作ペダルにおいて、
前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分が該第２部材から離間するように後退させられることにより、該端縁に沿って段差が設けられており、
前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分が溶接されている
ことを特徴とする操作ペダル。
【請求項２】
前記第２部材は、外向きに突き出す円筒形状のボス取付筒部が設けられた薄板中空構造のペダルアームで、
前記第１部材は、前記ボス取付筒部を貫通するように配設されて一体的に溶接されるとともに、中心線まわりに回動可能に支持される円筒形状のボスであり、
該ボスの内径は全長に亘って一定であるが、前記ボス取付筒部よりも外側へ突き出す軸方向の端部が前記突出部分で、該端部の外径が小さくされることにより前記段差が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の操作ペダル。
【請求項３】
第１部材と、該第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とを互いに重ね合わせ、該第２部材の端縁に沿って溶接する重ね合わせ溶接方法において、
前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分が該第２部材から離間するように後退させられることにより、該端縁に沿って段差が設けられており、
前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分を溶接する
ことを特徴とする重ね合わせ溶接方法。
【請求項１】
第１部材と、該第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とが互いに重ね合わされ、該第２部材の端縁に沿って溶接されている接合部を有する操作ペダルにおいて、
前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分が該第２部材から離間するように後退させられることにより、該端縁に沿って段差が設けられており、
前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分が溶接されている
ことを特徴とする操作ペダル。
【請求項２】
前記第２部材は、外向きに突き出す円筒形状のボス取付筒部が設けられた薄板中空構造のペダルアームで、
前記第１部材は、前記ボス取付筒部を貫通するように配設されて一体的に溶接されるとともに、中心線まわりに回動可能に支持される円筒形状のボスであり、
該ボスの内径は全長に亘って一定であるが、前記ボス取付筒部よりも外側へ突き出す軸方向の端部が前記突出部分で、該端部の外径が小さくされることにより前記段差が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の操作ペダル。
【請求項３】
第１部材と、該第１部材よりも肉厚が薄い第２部材とを互いに重ね合わせ、該第２部材の端縁に沿って溶接する重ね合わせ溶接方法において、
前記第１部材には、前記第２部材の端縁よりも外側へ突き出す突出部分が該第２部材から離間するように後退させられることにより、該端縁に沿って段差が設けられており、
前記第２部材の端縁から前記第１部材の段差に跨がる部分を溶接する
ことを特徴とする重ね合わせ溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図５】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図５】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−６５４８７（Ｐ２０１１−６５４８７Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６２７２（Ｐ２００９−２１６２７２）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００２４１４９６）豊田鉄工株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００２４１４９６）豊田鉄工株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
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