(57)【要約】【課題】低荷重領域における荷重変化に対する高い検出感度と、高荷重領域における耐久性および応答性を両立させること。【解決手段】軸方向前方からの荷重を受けてたわみ可能なフランジ部材３３と、前記荷重の作用部Ｐ１から前記軸方向と直交する径方向にずらした支持部Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において、フランジ部材３３を軸方向後方から支持可能な支持部材３４と、フランジ部材３３と支持部材３４との間の相対移動量を検出する変位検出機構３５と、前記荷重が所定荷重以下の領域である低荷重領域において前記荷重が作用したときの荷重変化に対する前記相対移動量を、前記荷重が前記所定荷重を超える領域である高荷重領域における前記相対移動量よりも大きくする検出感度可変機構３６と、を備えた荷重センサを構成する。【選択図】図５
2018105806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向前方からの荷重を受けてたわみ可能なフランジ部材（３３）と、
前記荷重の作用部（Ｐ１）から前記軸方向と直交する径方向にずらした支持部（Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）において、前記フランジ部材（３３）を軸方向後方から支持可能な支持部材（３４）と、
前記フランジ部材（３３）と前記支持部材（３４）との間の相対移動量を検出する変位検出機構（３５）と、
前記荷重が所定荷重以下の領域である低荷重領域において前記荷重が作用したときの荷重変化に対する前記相対移動量を、前記荷重が前記所定荷重を超える領域である高荷重領域における前記相対移動量よりも大きくする検出感度可変機構（３６）と、
を備えた荷重センサ。
【請求項２】
前記検出感度可変機構（３６）が、
前記フランジ部材（３３）と前記支持部材（３４）との間に介在して設けられ、前記荷重が前記所定荷重以下のときに、前記荷重の大きさに対応して伸縮することによって、前記伸縮の方向への前記フランジ部材（３３）と前記支持部材（３４）の相対移動を許容する弾性部材（３６Ａ）
を有する請求項１に記載の荷重センサ。
【請求項３】
前記検出感度可変機構（３６）が、
前記作用部（Ｐ１）から第一距離だけ離れ、前記荷重が前記所定荷重以下のときに、前記フランジ部材（３３）と前記支持部材が当接する第一支持部（Ｐ３）と、
前記作用部（Ｐ１）から前記第一距離よりも小さい第二距離だけ離れ、前記荷重が前記所定荷重よりも大きいときに、前記フランジ部材（３３）と前記支持部材（３４）が当接する第二支持部（Ｐ４）と、
を有する請求項１に記載の荷重センサ。
【請求項４】
前記変位検出機構（３５）が、
前記フランジ部材（３３）または前記支持部材（３４）の一方に設けられ、磁束を発生する磁気ターゲット（３５Ａ）と、
前記フランジ部材（３３）または前記支持部材（３４）の前記磁気ターゲット（３５Ａ）を設けた他方に設けられ、前記磁気ターゲット（３５Ａ）から発生する磁束を検出する磁気センサ（３５Ｂ）と、
を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の荷重センサ。
【請求項５】
電動モータ（１０）と、
前記電動モータ（１０）の回転駆動力によって軸周りに回転する回転軸（１１）と、
前記回転軸（１１）の軸方向に移動可能に設けられた直動部材（１２）と、
前記回転軸（１１）の回転を前記直動部材（１２）の軸方向の移動に変換する直動変換機構（１３）と、
前記直動部材（１２）の軸方向の一方側に設けられ、前記直動部材（１２）の軸方向への移動とともに軸方向に移動する摩擦パッド（１５）と、
前記摩擦パッド（１５）からの反力による荷重を検出する請求項１から４のいずれか１項に記載の荷重センサ（１６）と、
を備えた電動ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、荷重センサおよびこの荷重センサを用いた電動ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ブレーキ装置として、例えば、本願の実施形態である図１に示す構成が採用される。この電動ブレーキ装置は、減速機構２６を介して電動モータ１０の回転駆動力を回転軸１１に伝達し、この回転軸１１の回転を直動変換機構１３によって直動部材１２の軸方向の移動に変換する。そして、この直動部材１２とともに軸方向に移動する摩擦パッド１５を、ブレーキディスク１７に押さえ付けることによって制動力を発揮する。この制動力を所望の大きさに制御するため、電動ブレーキ装置には、摩擦パッド１５に印加する荷重の反力を受ける部分、例えば、直動変換機構１３とキャリパハウジング２５との間に、前記反力（制動力）による荷重の大きさを検出する荷重センサ１６が組み込まれることが多い。
【０００３】
一般的な荷重センサとして、例えば、特許文献１に示す構成のものがある。この荷重センサは、フランジ部材と、そのフランジ部材を軸方向後方から支持する支持部材と、フランジ部材と支持部材との間の軸方向の相対移動量を検出する変位検出機構とを有している。
【０００４】
この変位検出機構として、例えば、特許文献１の図１などに示すように、フランジ部材に固定された磁気ターゲットと、支持部材に固定された磁気センサとから構成される磁気式のものを採用することができる。磁気ターゲットと磁気センサは、径方向に対向するように設置されている。磁気センサは、磁気ターゲットから発生する磁束を検出する機能を有する。フランジ部材に反力による荷重が作用すると、フランジ部材がこの荷重の方向に変位して、磁気ターゲットと磁気センサの相対位置が変化する。この相対位置の変化に対応して、磁気センサによって検出される磁束の大きさが変化する。この磁束の大きさの変化量から、前記荷重の大きさを検出することができる。
【０００５】
フランジ部材と支持部材との間の相対移動量は、荷重と、このフランジ部材の素材のヤング率とによって決まり、荷重変化に対する検出感度は、前記荷重の低荷重領域から高荷重領域までほぼ一定である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１６３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電動ブレーキ装置は、低荷重領域においては、運転者による微妙なブレーキ操作を正確にブレーキ制動力に反映させて、良好な操作フィーリングを確保する必要がある一方で、高荷重領域においては、ブレーキ制動力の微妙な制御をそれほど要求されないことが多い。
【０００８】
フランジ部材にヤング率の高い素材を採用した場合、相対移動量が小さくなるため、荷重変化に対する高い検出感度を必要とする低荷重領域に十分対応できず、運転者の良好な操作フィーリングを確保することができない虞がある。その一方で、フランジ部材にヤング率の低い素材を採用した場合、低荷重領域において、荷重変化に対する高い検出感度を確保できるものの、高荷重領域において、フランジ部材の耐久性や荷重変化に対する応答性が問題となる虞がある。このように、低荷重領域における高い検出感度と、高荷重領域における耐久性および応答性とは相反し、これらを両立するのは非常に困難である。
【０００９】
そこで、この発明は、低荷重領域における荷重変化に対する高い検出感度と、高荷重領域における耐久性および応答性を両立させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために、この発明においては、軸方向前方からの荷重を受けてたわみ可能なフランジ部材と、前記荷重の作用部から前記軸方向と直交する径方向にずらした支持部において、前記フランジ部材を軸方向後方から支持可能な支持部材と、前記フランジ部材と前記支持部材との間の相対移動量を検出する変位検出機構と、前記荷重が所定荷重以下の領域である低荷重領域において前記荷重が作用したときの荷重変化に対する前記相対移動量を、前記荷重が前記所定荷重を超える領域である高荷重領域における前記相対移動量よりも大きくする検出感度可変機構と、を備えた荷重センサを構成した。
【００１１】
このように、荷重の大きさに対応して、荷重変化に対する検出感度を変化させることにより、ブレーキ力の弱い低荷重領域において荷重センサの検出感度を高めて正確なブレーキ力を発揮させることができるとともに、高荷重領域において繰り返し荷重に対する耐久性や応答性を確保することができる。
【００１２】
前記構成においては、前記検出感度可変機構が、前記フランジ部材と前記支持部材との間に介在して設けられ、前記荷重が前記所定荷重以下のときに、前記荷重の大きさに対応して伸縮することによって、前記伸縮の方向への前記フランジ部材と前記支持部材の相対移動を許容する弾性部材を有する構成とすることができる。
【００１３】
このように、弾性部材を介在させることによって、低荷重領域において、フランジ部材の弾性変形に依らずフランジ部材と支持部材を相対移動させることができ、この低荷重領域における荷重センサの高い検出感度を確保することができる。
【００１４】
あるいは、前記検出感度可変機構が、前記作用部から第一距離だけ離れ、前記荷重が前記所定荷重以下のときに、前記フランジ部材と前記支持部材が当接する第一支持部と、前記作用部から前記第一距離よりも小さい第二距離だけ離れ、前記荷重が前記所定荷重よりも大きいときに、前記フランジ部材と前記支持部材が当接する第二支持部と、を有する構成とすることもできる。
【００１５】
このように、荷重が所定荷重以下（低荷重領域）のときの第一距離を、荷重が所定荷重よりも大きい（高荷重領域）ときの第二距離よりも大きくすることにより曲げモーメントが大きくなり、同一の荷重変化に対するフランジ部材の変位量の大きさを、低荷重領域のときに高荷重領域のときと比較して大きくすることができる。このため、この低荷重領域における荷重センサの高い検出感度を確保することができる。
【００１６】
前記各構成においては、前記変位検出機構が、前記フランジ部材または前記支持部材の一方に設けられ、磁束を発生する磁気ターゲットと、前記フランジ部材または前記支持部材の前記磁気ターゲットを設けた他方に設けられ、前記磁気ターゲットから発生する磁束を検出する磁気センサと、を有する構成とするのが好ましい。
【００１７】
このように、フランジ部材と支持部材との間の相対移動量の検出を磁気式とすることによって、簡便な構成で、高精度にその検出を行うことができる。
【００１８】
前記各構成に係る荷重センサは、電動モータと、前記電動モータの回転駆動力によって軸周りに回転する回転軸と、前記回転軸の軸方向に移動可能に設けられた直動部材と、前記回転軸の回転を前記直動部材の軸方向の移動に変換する直動変換機構と、前記直動部材の軸方向の一方側に設けられ、前記直動部材の軸方向への移動とともに軸方向に移動する摩擦パッドと、前記摩擦パッドからの反力による荷重を検出する荷重センサと、を備えた電動ブレーキ装置に採用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係る荷重センサは、荷重が所定荷重以下の領域である低荷重領域において荷重が作用したときの荷重変化に対する相対移動量を、前記荷重が前記所定荷重を超える領域である高荷重領域における前記相対移動量よりも大きくする検出感度可変機構を備えているので、ブレーキ力の弱い低荷重領域において荷重センサの検出感度を高めて正確なブレーキ力を発揮させることができるとともに、高荷重領域において繰り返し荷重に対する耐久性や応答性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係る電動ブレーキ装置を示す側面から見た断面図
【図２】図１の要部の断面図
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図
【図５】この発明に係る荷重センサの第一実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面から見た断面図
【図６】図５に示す荷重センサを側面から見た断面図であって、（ａ）は低荷重領域、（ｂ）は高荷重領域
【図７】フランジ部材に作用する荷重と磁気センサ出力との関係を示す図
【図８】この発明に係る荷重センサの第二実施形態の要部を示す側面から見た断面図であって、（ａ）は低荷重領域、（ｂ）は高荷重領域
【図９】この発明に係る荷重センサの第三実施形態の要部を示す側面から見た断面図であって、（ａ）は低荷重領域、（ｂ）は高荷重領域
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明に係る電動ブレーキ装置の実施形態を図１から図４に示す。この電動ブレーキ装置は、電動モータ１０の回転駆動力によって軸周りに回転する回転軸１１、回転軸１１の軸方向に移動可能に設けられた直動部材１２、回転軸１１の回転を直動部材１２の軸方向の移動に変換する直動変換機構１３、直動部材１２の軸方向の一方側に設けられ、直動部材１２の軸方向への移動とともに軸方向に移動する摩擦パッド１４、１５、および、摩擦パッド１５からの反力による荷重を検出する荷重センサ１６を主要な構成要素としている。以下においては、軸方向の一方側のことを前方と、この一方向とは逆向きの他方側のことを後方と称する。
【００２２】
この電動ブレーキ装置は、車輪（図示せず）と一体に回転するブレーキディスク１７と、ブレーキディスク１７を間にして軸方向に対向する一対の摩擦パッド１４、１５とを有し、電動モータ１０から伝達する動力で摩擦パッド１４、１５をブレーキディスク１７に押さえ付けることにより、制動力を発生させる。
【００２３】
この電動ブレーキ装置は、ブレーキディスク１７を間にして軸方向に対向する一対の対向部１８、１９をブレーキディスク１７の外径側に位置するブリッジ２０で連結したキャリパボディ２１を有する。キャリパボディ２１の一方の対向部１８とブレーキディスク１７の間に摩擦パッド１４が配置され、他方の対向部１９とブレーキディスク１７の間に摩擦パッド１５が配置されている。各摩擦パッド１４、１５は、キャリパボディ２１に取り付けられたパッドピン（図示せず）やキャリパブラケット２２に設けたスライド部（図示せず）によって、ブレーキディスク１７の軸方向に案内される。
【００２４】
キャリパボディ２１は、キャリパブラケット２２に取り付けたスライドピン２４（図３参照）で、ブレーキディスク１７の軸方向に移動可能に支持されている。また、キャリパブラケット２２は、車輪を支持するナックル（図示せず）にボルト２３で固定されている。これにより、摩擦パッド１５が軸方向前方に移動してブレーキディスク１７に押さえ付けられたときに、ブレーキディスク１７から受ける反力によってキャリパボディ２１が軸方向後方に移動し、このキャリパボディ２１の移動によって、反対側の摩擦パッド１４もブレーキディスク１７に押さえ付けられるようになっている。
【００２５】
図１に示すように、キャリパボディ２１の一方の対向部１９は、軸方向の前後両端が開口した円筒状のキャリパハウジング２５となっている。キャリパハウジング２５には、回転軸１１と、回転軸１１を囲むように配置された直動部材１２として機能する外輪部材（以下において直動部材１２と同じ符号を付する。）と、回転軸１１の回転を外輪部材１２の軸方向移動に変換する直動変換機構１３として機能する遊星ローラねじ機構（以下において、直動変換機構１３と同じ符号を付する。）が組み込まれている。外輪部材１２の軸方向前方には、摩擦パッド１５が配置されている。
【００２６】
キャリパハウジング２５には、電動モータ１０が併設されている。電動モータ１０と回転軸１１の間には、電動モータ１０の回転を回転軸１１に減速して伝達する減速機構２６が設けられている。減速機構２６は、キャリパハウジング２５の軸方向後方の端部開口を覆うように設けられたカバー２７内に収容されている。
【００２７】
図４に示すように、遊星ローラねじ機構１３は、回転軸１１に外接すると同時に外輪部材１２に内接する複数の遊星ローラ１３Ａと、これらの遊星ローラ１３Ａを自転可能かつ公転可能に支持するキャリア１３Ｂと、外輪部材１２の内周に設けられた螺旋凸条１３Ｃと、螺旋凸条１３Ｃと係合するように遊星ローラ１３Ａの外周に設けられた円周溝１３Ｄとを有する。
【００２８】
複数の遊星ローラ１３Ａは、周方向に等間隔となるように配置されている。各遊星ローラ１３Ａは、回転軸１１の外周および外輪部材１２の内周にそれぞれ転がり接触している。回転軸１１の遊星ローラ１３Ａに対する接触部分は円筒面である。そして、回転軸１１が回転したとき、遊星ローラ１３Ａは、ローラ軸１３Ｂ４を中心に自転しながら、回転軸１１を中心に公転する。すなわち、遊星ローラ１３Ａは、回転軸１１の外周から受ける回転力によって自転し、これに伴い、遊星ローラ１３Ａは外輪部材１２の内周を転がって公転する。
【００２９】
外輪部材１２の内周の螺旋凸条１３Ｃは、円周方向に対して斜めに延びる螺旋状の凸条である。一方、遊星ローラ１３Ａの外周の円周溝１３Ｄは、円周方向に対して平行に延びる溝である。この実施形態では遊星ローラ１３Ａの外周にリード角が０度の円周溝１３Ｄを設けているが、円周溝１３Ｄのかわりに、螺旋凸条１３Ｃと異なるリード角をもつ螺旋溝を設けてもよい。
【００３０】
外輪部材１２は、キャリパハウジング２５の内面で軸方向に移動可能に支持されている。キャリパハウジング２５の内面の外輪部材１２に対する接触部分は円筒面である。外輪部材１２は、摩擦パッド１５の背面に形成された凸部２８と係合する凹部２９を有し、この凸部２８と凹部２９の係合によって、キャリパハウジング２５に対して回り止めされている。
【００３１】
キャリア１３Ｂは、遊星ローラ１３Ａを間にして軸方向に対向する一対のキャリアプレート１３Ｂ１、１３Ｂ２と、周方向に隣り合う遊星ローラ１３Ａの間を軸方向に延びてキャリアプレート１３Ｂ１、１３Ｂ２同士を連結する連結部１３Ｂ３と、各遊星ローラ１３Ａを自転可能に支持するローラ軸１３Ｂ４とを有する。各キャリアプレート１３Ｂ１、１３Ｂ２は回転軸１１を貫通させる環状に形成され、その内周には回転軸１１の外周に摺接する滑り軸受３０がそれぞれ装着されている。
【００３２】
各ローラ軸１３Ｂ４の両端部は、一対のキャリアプレート１３Ｂ１、１３Ｂ２にそれぞれ形成された長孔３１で外輪部材１２の半径方向に移動可能に支持されている。さらに、各ローラ軸１３Ｂ４の両端部には、周方向に間隔をおいて配置されたすべての遊星ローラ１３Ａのローラ軸１３Ｂ４に外接するように弾性リング３２が掛け渡されている。この弾性リング３２は、各遊星ローラ１３Ａを回転軸１１の外周に押さえ付けることにより、遊星ローラ１３Ａと回転軸１１の間の滑りを防止している。
【００３３】
外輪部材１２の軸方向後方には、図５（ａ）、（ｂ）に示す、この発明の第一実施形態に係る荷重センサ１６が設けられている。この荷重センサ１６は、摩擦パッド１５からの反力による荷重を直動変換機構（遊星ローラねじ機構）１３側から受けて、この荷重（ブレーキの制動力）の大きさを検出する機能を有している。この荷重センサ１６は、軸方向前方からの荷重を受けてたわみ可能なフランジ部材３３と、フランジ部材３３への荷重の作用部Ｐ１から径方向にずらした支持部Ｐ２（図６（ｂ）参照）において、フランジ部材３３を軸方向後方から支持可能な支持部材３４と、フランジ部材３３と支持部材３４との間の相対移動量を検出する変位検出機構３５と、フランジ部材３３に荷重が作用したときの荷重変化に対する検出感度を、この荷重が大きいときに対して、小さいときの方を大きくする検出感度可変機構３６と、を備える。
【００３４】
変位検出機構３５は、フランジ部材３３に設けられ、磁束を発生する磁気ターゲット３５Ａと、磁気ターゲット３５Ａと対向して支持部材３４に設けられ、磁気ターゲット３５Ａが発生する磁束を検出する磁気センサ３５Ｂとから構成される。
【００３５】
フランジ部材３３は、鉄などの金属で形成された円環板状の部材である。支持部材３４は、鉄などの金属で形成され、フランジ部材３３の外周縁に、軸方向へのスライドによって相対移動可能に挿し込まれている。フランジ部材３３の外周縁には段部３３Ａが形成されるとともに、支持部材３４の外周縁の内面側には、突部３４Ａが形成されている。フランジ部材３３が支持部材３４に対して相対移動して、突部３４Ａに段部３３Ａが当接すると、フランジ部材３３の相対移動が規制される（図６（ｂ）参照）。
【００３６】
支持部材３４の外周縁は、キャリパハウジング２５の内面で移動不能に支持されている。この支持部材３４の内周側には、フランジ部材３３の内径側に対向するように円筒部３４Ｂが連設されている。円筒部３４Ｂの内周には、複数の軸受３７が軸方向に間隔をおいて装着されており、回転軸１１と荷重センサ１６は、軸周りに相対回転可能となっている。磁気ターゲット３５Ａは、フランジ部材３３の内周に固定されている。磁気センサ３５Ｂは、支持部材３４の円筒部３４Ｂの外周に固定されている。
【００３７】
検出感度可変機構３６は、フランジ部材３３と支持部材３４の間に介在して設けられた弾性部材３６Ａからなる。この弾性部材３６Ａは、フランジ部材３３に作用する荷重が所定荷重以下の低荷重領域のときに、この荷重の大きさに対応して伸縮し、この伸縮の方向へのフランジ部材３３と支持部材３４のスライドによる相対移動を許容する機能を有している。図６（ａ）に示すように、低荷重領域においては、弾性部材３６Ａの付勢力によって、フランジ部材３３と支持部材３４は軸方向に離間している。
【００３８】
弾性部材３６Ａとして、例えば、バネなどの弾性構造体や、ゴムなどの弾性を有する素材を採用することができる。この弾性部材３６Ａの剛性は、フランジ部材３３の剛性よりも低くなるよう、その構造や素材が決められる。このため、低荷重領域においては、フランジ部材３３はほとんどたわむことなく、弾性部材３６Ａのみが縮むことによってフランジ部材３３は支持部材３４に対して相対移動する。この実施形態においては、弾性部材３６Ａを独立した部材として構成したが、フランジ部材３３または支持部材３４と一体の構造体とすることもできる。このようにすれば、部品点数を減らすことができ、製造コストを削減できる可能性がある。
【００３９】
各遊星ローラ１３Ａとその軸方向後方のキャリアプレート１３Ｂ２との間には、遊星ローラ１３Ａを自転可能に支持するスラスト軸受３８が組み込まれている。また、遊星ローラ１３Ａの軸方向後方のキャリアプレート１３Ｂ２と荷重センサ１６（フランジ部材３３）との間には、キャリアプレート１３Ｂ２と一体に公転するスラスト板３９と、スラスト板３９を公転可能に支持するスラスト軸受４０とが組み込まれている。
【００４０】
荷重センサ１６は、スラスト板３９、スラスト軸受４０を介して、キャリアプレート１３Ｂ２を軸方向に支持することで、キャリア１３Ｂの軸方向後方への移動を規制している。また、軸方向前方のキャリアプレート１３Ｂ１は、回転軸１１の軸方向前端に装着した止め輪４１で軸方向前方への移動が規制されている。したがって、キャリア１３Ｂは、軸方向前方と軸方向後方の移動がいずれも規制され、キャリア１３Ｂに保持された遊星ローラ１３Ａも軸方向移動が規制された状態となっている。
【００４１】
外輪部材１２の軸方向前方の端部には、外輪部材１２の軸方向前端の開口を閉塞するシールカバー４２が取り付けられている。このシールカバー４２は、外輪部材１２の内部に異物が侵入するのを防止している。また、軸方向に伸縮可能に形成された筒状のベローズ４３の一端が、外輪部材１２の軸方向前方の端部に固定され、ベローズ４３の他端が、キャリパハウジング２５の軸方向前方の開口縁部に固定されている。ベローズ４３は、外輪部材１２とキャリパハウジング２５の摺動面間に異物が侵入するのを防止している。
【００４２】
この遊星ローラねじ機構１３は、電動モータ１０を回転させると、電動モータ１０の回転が減速機構２６を介して回転軸１１に入力され、遊星ローラ１３Ａが自転しながら公転する（図４参照）。このとき、螺旋凸条１３Ｃと円周溝１３Ｄのリード角の差によって外輪部材１２と遊星ローラ１３Ａが軸方向に相対移動するが、遊星ローラ１３Ａはキャリア１３Ｂとともに軸方向の移動が規制されているので、遊星ローラ１３Ａは軸方向に移動せず、外輪部材１２が軸方向に移動する。ここで、外輪部材１２が軸方向前方（ブレーキディスク１７側）に移動する方向の回転が電動モータ１０から回転軸１１に入力されたときは、外輪部材１２が摩擦パッド１５を押圧することにより、図１に示す摩擦パッド１４、１５がブレーキディスク１７に押さえ付けられて、ブレーキディスク１７と一体に回転する車輪に制動力が荷重される。また、外輪部材１２が軸方向後方（電動モータ１０側）に移動する方向の回転が電動モータ１０から回転軸１２に入力されたときは、図１に示す摩擦パッド１４、１５がブレーキディスク１７から離反して、車輪に対する制動力が解除される。
【００４３】
外輪部材１２が軸方向前方に移動して、ブレーキディスク１７が摩擦パッド１４、１５によって押し付けられると、キャリアプレート１３Ｂ２、スラスト軸受４０を介して、荷重センサ１６のフランジ部材３３に、軸方向後方に向かう反力による荷重が作用する（図６（ａ）中の矢印参照）。そして、この荷重の大きさに対応して、フランジ部材３３と支持部材３４との間に介在する弾性部材３６Ａが縮み、フランジ部材３３と支持部材３４（磁気ターゲット３５Ａと磁気センサ３５Ｂ）が、スライドによって軸方向に相対移動する。荷重の増加に伴って相対移動量が大きくなると、フランジ部材３３に形成された段部３３Ａと、支持部材３４に形成された突部３４Ａが支持部Ｐ２において当接し（図６（ｂ）参照）、フランジ部材３３のスライドによる相対移動が規制される。
【００４４】
フランジ部材３３に作用する荷重が、所定荷重よりも大きい高荷重領域となると、支持部Ｐ２を支点として、フランジ部材３３が軸方向にたわみ始め、フランジ部材３３と支持部材３４がさらに相対移動する。低荷重領域におけるスライドによる相対移動量と、高荷重領域におけるたわみによる相対移動量に対応して、磁気センサ３５Ｂの出力信号が変化する。この出力信号の大きさと、フランジ部材３３に入力される荷重の大きさとの関係を予め把握しておくことにより、磁気センサ３５Ｂの出力信号に基づいて、フランジ部材３３にかかる軸方向荷重の大きさを検出することができる。
【００４５】
図７にフランジ部材３３に作用する荷重と、磁気センサ３５Ｂの出力との関係の一例を示す。図７に示すように、本実施形態に係る磁気センサ３５は、フランジ部材３３に作用する荷重がある値（所定荷重）を超えると（剛性変化点）、荷重と磁気センサ出力との関係が変化する。
【００４６】
すなわち、本実施形態に示すように、フランジ部材３３よりも剛性の低い弾性部材３６Ａをフランジ部材３３と支持部材３４との間に介在させることにより、低荷重領域におけるグラフの傾きを、高荷重領域におけるグラフの傾きよりも大きくすることができる。換言すれば、このような構成とすることにより、荷重が所定荷重以下の領域である低荷重領域における荷重変化に対する相対移動量を、荷重が所定荷重を超える領域である高荷重領域における荷重変化に対する相対移動量よりも大きくすることができる。
【００４７】
これにより、低荷重領域において高荷重領域よりも荷重変化を高感度に検出することが可能となる。このため、ブレーキ力の弱い低荷重領域において、運転者のブレーキ操作に対応して、正確なブレーキ力を発揮させることができる。しかも、高荷重領域において、フランジ部材３３の剛性により、繰り返し荷重に対する耐久性や応答性を確保することができる。なお、本図は例示に過ぎず、弾性部材３６Ａおよびフランジ部材３３の剛性を変えることによって、グラフの傾きを適宜変化させることができる。
【００４８】
この発明に係る荷重センサ１６の第二実施形態を図８（ａ）、（ｂ）に示す。この荷重センサ１６は、フランジ部材３３、支持部材３４、磁気ターゲット３５Ａ、および、磁気センサ３５Ｂを有する点で、第一実施形態に係る荷重センサ１６と共通するが、検出感度可変機構３６の構成が異なっている。
【００４９】
すなわち、第二実施形態に係る検出感度可変機構３６は、フランジ部材３３に形成された段部３３Ａの軸方向面と、支持部材３４に形成された第一突部３４Ｃの軸方向面との間で当接可能な第一支持部Ｐ３および、フランジ部材３３の軸方向面と、支持部材３４に形成された第二突部３４Ｄの軸方向面との間で当接可能な第二支持部Ｐ４を有している。
【００５０】
第一支持部Ｐ３は、フランジ部材３３に作用する荷重が所定荷重以下の低荷重領域のときに、フランジ部材３３と支持部材３４が当接する部位である。フランジ部材３３への荷重の作用部Ｐ１と第一支持部Ｐ３は、第一距離だけ離れている。第二支持部Ｐ４は、フランジ部材３３に作用する荷重が前記所定荷重よりも大きい高荷重領域のときに、フランジ部材３３と支持部材３４が当接する部位である。作用部Ｐ１と第二支持部Ｐ４は、第一距離よりも小さい第二距離だけ離れている。
【００５１】
フランジ部材３３に作用する荷重が低荷重領域のときは、フランジ部材３３と支持部材３４は第一支持部Ｐ３で当接する。そして、この第一支持部Ｐ３を支点として、フランジ部材３３に作用する荷重によってこのフランジ部材３３がたわんで、フランジ部材３３と支持部材３４（磁気ターゲット３５Ａと磁気センサ３５Ｂ）が相対移動する。この荷重が、所定荷重よりも大きい高荷重領域となると、フランジ部材３３と支持部材３４は第二支持部Ｐ４で当接する。そして、この第二支持部Ｐ４を支点として、フランジ部材３３に作用する荷重によってこのフランジ部材３３がさらにたわんで、フランジ部材３３と支持部材３４がさらに相対移動する。
【００５２】
既述の通り、第二距離は第一距離よりも小さいため、曲げモーメントの関係から、第二支持部Ｐ４を支点とするたわみは、第一支持部Ｐ３を支点とするたわみと比較して、荷重の変化に対する相対変位量が小さくなる。このため、図７に示したように、低荷重領域におけるグラフの傾きは、高荷重領域におけるグラフの傾きよりも大きくなる。これにより、低荷重領域において、高荷重領域よりも荷重変化を高感度に検出することが可能となる。このため、ブレーキ力の弱い低荷重領域において、運転者のブレーキ操作に対応して、正確なブレーキ力を発揮させることができる。しかも、高荷重領域において、フランジ部材３３の剛性により、繰り返し荷重に対する耐久性や応答性を確保することができる。
【００５３】
この発明に係る荷重センサ１６の第三実施形態を図９（ａ）、（ｂ）に示す。この荷重センサ１６は、第二実施形態に係る荷重センサ１６と基本的な構成は共通するが、検出感度可変機構３６の構成が若干異なっている。
【００５４】
すなわち、第三実施形態に係る検出感度可変機構３６は、フランジ部材３３に形成された段部３３Ａの軸方向面と、支持部材３４に形成された突部３４Ａの軸方向面との間で当接可能な第一支持部Ｐ３と、段部３３Ａの径方向面と、突部３４Ａの径方向面との間で当接可能な第二支持部Ｐ４と、を有している。
【００５５】
第一支持部Ｐ３は、フランジ部材３３に作用する荷重が所定荷重以下の低荷重領域のときに、フランジ部材３３と支持部材３４が当接する部位である。フランジ部材３３への荷重の作用部Ｐ１と第一支持部Ｐ３は、第一距離だけ離れている。第二支持部Ｐ４は、フランジ部材３３に作用する荷重が前記所定荷重よりも大きい高荷重領域のときに、フランジ部材３３と支持部材３４が当接する部位である。作用部Ｐ１と第二支持部Ｐ４は、第一距離よりも小さい第二距離だけ離れている。
【００５６】
第二実施形態に係る荷重センサ１６と同様に、第三実施形態に係る荷重センサ１６においても、低荷重領域において、高荷重領域よりも荷重変化を高感度に検出することが可能となる。このため、ブレーキ力の弱い低荷重領域において、運転者のブレーキ操作に対応して、正確なブレーキ力を発揮させることができる。しかも、高荷重領域において、フランジ部材３３の剛性により、繰り返し荷重に対する耐久性や応答性を確保することができる。
【００５７】
上記の各実施形態では、荷重センサ１６として、磁気式の荷重センサを採用したが、荷重センサ１６は、これに限られるものではない。例えば、荷重センサ１６として、ひずみゲージ式等の他の方式の荷重センサを採用することもできる。
【００５８】
また、上記の各実施形態に係る電動ブレーキ装置および荷重センサ１６はあくまでも例示であって、低荷重領域における荷重変化に対する高い検出感度と、高荷重領域における耐久性および応答性を両立させる、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、荷重センサ１６をはじめ電動ブレーキ装置を構成する各部材の形状、数、配置、素材などを適宜変更することもできる。
【００５９】
例えば、上記の各実施形態においては、荷重センサの検出感度が、低荷重領域と高荷重領域の２領域で変化するように検出感度可変機構３６を構成したが、さらに多段の荷重領域に区分して、検出感度を多段または連続的に変化させるよう、検出感度可変機構３６を構成することもできる。例えば、第一実施形態に係る荷重センサ１６に、第二実施形態に係る荷重センサ１６の第二突部３４Ｄを形成することで、検出感度を３段階で変化させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  電動モータ
１１  回転軸
１２  直動部材（外輪部材）
１３  直動変換機構（遊星ローラねじ機構）
１５  摩擦パッド
１６  荷重センサ
３３  フランジ部材
３４  支持部材
３５  変位検出機構
３５Ａ  磁気ターゲット
３５Ｂ  磁気センサ
３６  検出感度可変機構
３６Ａ  弾性部材
Ｐ１  作用部
Ｐ２  支持部
Ｐ３  第一支持部
Ｐ４  第二支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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