(57)【要約】【課題】  ブレーキ操作レバーなどの可動部材の移動力をオペレーションロッドなどの動作部材に作用させることができ、且つ動作部材に作用する移動力の大きさを正確に検知できる押圧力検知装置を提供する。【解決手段】  可動部材１の回動力が第１の軸１２から可動側ブラケット１１に作用し、動作側ブラケット１３に動作部材２が連結されている。可動側ブラケット１１に歪み部材１６が設けられ、押圧部材１７が、動作側ブラケット１３に固定された第２の軸１４に対向している。第１の軸１２の中心線Ｏ１と第２の軸１４の中心線Ｏ２が、動作部材２の移動方向である仮想直線Ｌ０に沿って配列しているため、可動部材１が回動したときに、可動部材１の回動力のうちの仮想直線Ｌ０に沿う力Ｆ２を歪み部材１６で検知できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の力で動作させられる可動部材と、前記可動部材の移動力が伝達される動作部材との間に配置される押圧力検知装置において、
前記可動部材がその移動方向と直交する第１の軸を介して回動自在に連結されている可動側ブラケットと、前記動作部材が連結されている動作側ブラケットと、前記可動側ブラケットと前記動作側ブラケットとの一方に設けられた歪み部材と、他方に設けられて前記歪み部材を押圧して歪みを発生する押圧部材と、前記歪み部材の歪みを検知する検知部材とを有し、
前記押圧部材によって、前記歪み部材が、前記動作部材の移動方向に沿う向きに押圧されることを特徴とする押圧力検知装置。
【請求項２】
前記押圧部材が、前記第１の軸の軸中心を通って前記移動方向に沿って延びる仮想直線上に位置している請求項１記載の押圧力検知装置。
【請求項３】
前記動作側ブラケットに、前記第１の軸と平行な第２の軸が固定されており、前記押圧部材が前記第２の軸に回動自在に支持されている請求項１または２記載の押圧力検知装置。
【請求項４】
前記第１の軸の軸中心と前記第２の軸の軸中心とが、前記移動方向に沿って延びる仮想直線上に位置している請求項３記載の押圧力検知装置。
【請求項５】
前記動作側ブラケットに対し、前記第１の軸が前記移動方向に沿って動作余裕を有して挿通されている請求項１ないし４のいずれかに記載の押圧力検知装置。
【請求項６】
前記可動部材は、ブレーキペダルを踏む力が伝達されるものであり、前記動作部材は、ブレーキ機構を動作させるものである請求項１ないし５のいずれかに記載の押圧力検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキペダルを踏む力などが伝達される可動部材と、ブレーキ機構などを動作させる動作部材との間に配置されて、前記可動部材の力を前記動作部材に伝達するとともに可動部材に伝達される力を検知する押圧力検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部の力で動作させられる可動部材と、前記可動部材の移動力が伝達される動作部材との間に配置される押圧力検知装置は、種々の機構に使用されている。例えば、自動車のブレーキシステムでは、ブレーキペダルを踏む力で前記可動部材が動作させられ、前記動作部材によってブレーキ機構が動作させられる。そして両部材の間に配置された押圧力検知装置によって、ブレーキペダルを踏む力が検知され、この力でブレーキ機構の動作を補助的に制御できるようにしている。
【０００３】
以下の特許文献１に記載されたブレーキ操作装置は、ブレーキペダルとクレビスとがクレビスピンで連結され、ブレーキ機構を動作させるオペレーティングロットがクレビスに連結されている。押圧力検知装置は、ブレーキペダルに固定された環状部材と、前記クレビスピンが挿通されて固定された軸状部材とを有し、軸状部材が環状部材の内部で動作自在である。環状部材と軸状部材との間に変形部材が設けられ、変形部材のせん断変形を検知する歪検知素子が設けられている。
【０００４】
ブレーキペダルが踏まれると、その移動力がクレビスピンからクレビスに与えられてオペレーティングロッドが動作させられるとともに、ブレーキペダルと共に移動する環状部材と、クレビスピンが固定された軸状部材との間の前記変形部材のせん断変形によって、ブレーキペダルを踏む力の大きさおよびその変化が検知される。
【０００５】
以下の特許文献２に記載されたブレーキ操作装置は、ブレーキペダルとクレビスとが支持ピンによって連結され、オペレーティングロッドがクレビスに連結されている。クレビスに湾曲部が形成され、この湾曲部に歪みセンサが設けられている。
【０００６】
ブレーキペダルが踏まれると、その移動力が支持ピンからクレビスに与えられてオペレーティングロッドが動作させられるとともに、ブレーキペダルの踏み力によってクレビスの湾曲部に歪みが与えられて、踏み力の大きさおよびその変化が歪みセンサで検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３０９５８５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３１２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された発明は、ブレーキペダルが踏まれると、ブレーキペダルがその上端に設けられた支持軸を支点として回動し、その回動力が環状部材から変形部材に与えられる。そのため、環状部材と軸状部材および歪検知素子とで構成される押圧力検知装置は、ブレーキペダルの回動動作に伴う環状部材の回動軌跡の接線方向の力を検知することになる。前記接線方向とクレビスおよびオペレーションロッドの移動方向との間に角度があり、その角度が、ブレーキペダルの回動位置に応じて相違するために、オペレーションロッドに作用する力を押圧力検知装置によって正確に検知することができない。
【０００９】
これに対し、特許文献２に記載された発明は、クレビスに設けられた湾曲部の歪みによって、オペレーションロッドの移動方向に作用する力の変化を検知できる。しかし、クレビスに湾曲部が形成されているために、湾曲部が破損することがあると、ブレーキペダルとオペレーションロッドとの連結が途切れるという致命的な欠点を有している。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、可動部材の移動力を動作部材に伝達できるとともに、動作部材を移動させる方向に沿った力の大きさおよびその変化を検知できる押圧力検知装置を提供することを目的としている。
【００１１】
また、本発明は、万が一、歪み部などに破損などが生じても、可動部材から動作部材への動力伝達経路が遮断されることを防止できる押圧力検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、外部の力で動作させられる可動部材と、前記可動部材の移動力が伝達される動作部材との間に配置される押圧力検知装置において、
前記可動部材がその移動方向と直交する第１の軸を介して回動自在に連結されている可動側ブラケットと、前記動作部材が連結されている動作側ブラケットと、前記可動側ブラケットと前記動作側ブラケットとの一方に設けられた歪み部材と、他方に設けられて前記歪み部材を押圧して歪みを発生する押圧部材と、前記歪み部材の歪みを検知する検知部材とを有し、
前記押圧部材によって、前記歪み部材が、前記動作部材の移動方向に沿う向きに押圧されることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の押圧力検知装置は、可動部材の移動力が動作部材に伝達されるときに、歪み部材が、動作部材の移動方向に沿う向きに押されて変形させられる。そのため、可動部材の移動状態に拘わりなく、常に動作部材の動作方向に向く力の大きさおよびその変化を検知することができる。
【００１４】
また、歪み部材に与えられる押圧歪みによって力の大きさが検知され、歪み部材に引張り方向の力が作用しないため、歪み部材が可動側ブラケットから剥がれるなどの動作不良が生じなくなる。
【００１５】
そのために、本発明は、前記押圧部材が、前記第１の軸の軸中心を通って前記移動方向に沿って延びる仮想直線上に位置していることが好ましい。
【００１６】
本発明は、前記動作側ブラケットに、前記第１の軸と平行な第２の軸が固定されており、前記押圧部材が前記第２の軸に回動自在に支持されているものである。この場合に、前記第１の軸の軸中心と前記第２の軸の軸中心とが、前記移動方向に沿って延びる仮想直線上に位置していることが好ましい。
【００１７】
上記構成では、押圧部材によって、歪み部材が、動作部材の動作方向に向けて押圧されやすくなる。
【００１８】
本発明は、前記動作側ブラケットに対し、前記第１の軸が前記移動方向に沿って動作余裕を有して挿通されているものである。
【００１９】
上記構成では、万が一、歪み部材が破損することがあったとしても、可動部材の移動力を動作側ブラケットに確実に伝達させることが可能である。
【００２０】
本発明は、例えば、前記可動部材は、ブレーキペダルを踏む力が伝達されるものであり、前記動作部材は、ブレーキ機構を動作させるものである。
【００２１】
ただし、本発明の押圧力検知装置は、ブレーキ装置以外の各種機構の動作部に使用することが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、歪み部材が、動作部材の移動方向に沿う向きに押されて変形させられるため、可動部材の移動状態に拘わりなく、常に動作部材の動作方向に向く力の大きさおよびその変化を検知することができる。また、歪み部材に与えられる押圧歪みによって力の大きさが検知され、歪み部材に引張り方向の力が作用しないため、歪み部材が可動側ブラケットから剥がれるなどの動作不良が生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の押圧力検知装置の第１の実施の形態を示す斜視図、
【図２】押圧力検知装置の可動側ブラケットと歪み部材および押圧部材を示す分解斜視図、
【図３】図１に示す押圧力検知装置を水平な切断面で切断した断面図、
【図４】図１に示す押圧力検知装置を垂直な切断面で切断した断面図、
【図５】可動部材の動作を説明する断面図、
【図６】本発明の押圧力検知装置の第２の実施の形態を示す断面図、
【図７】歪み部材の歪み動作を示す説明図、
【図８】検知部材（歪みセンサ）を含む検知回路の回路図、
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１には、ブレーキ操作レバーである可動部材１と、ブレーキ機構を操作するオペレーティングロッドである動作部材２が設けられている。
【００２５】
可動部材１の上端は支持軸３に回動自在に支持され、可動部材１の下部にはブレーキペダル（図示省略）が設けられている。ブレーキペダルを操作することで、可動部材１がα−β方向へ回動する。α方向がブレーキペダルの踏み込み方向であり、β方向が踏み込み解除方向である。
【００２６】
動作部材２は、ブレーキ油圧機構を操作するものであり、動作部材２はマスターシリンダの内部を摺動するピストンロッドに連結されまたは一体化されている。動作部材２の軸中心線に沿う方向が、ピストンロッドを移動させるための動作部材２の移動方向である。各図には、動作部材２の移動方向に沿う仮想直線がＬ０で示されている。仮想直線Ｌ０は、オペレーションロッドである動作部材２の軸中心を通る直線である。
【００２７】
ブレーキ操作レバーである可動部材１と、オペレーティングロッドである動作部材２との間に、押圧力検知装置１０が設けられている。可動部材１の移動力は、押圧力検知装置１０を介して動作部材２に与えられる。
【００２８】
図１ないし図３に示すように、押圧力検知装置１０に可動側ブラケット１１が設けられている。可動側ブラケット１１は、金属板を曲げて形成されており、所定の間隔で平行に対向する２つの連結側板部１１ａ，１１ａと、２つの連結側板部１１ａ，１１ａを連結する押圧板部１１ｂとを有している。図２に示すように、連結側板部１１ａ，１１ａのそれぞれに連結穴１１ｃ，１１ｃが貫通して形成されている。一方の連結側板部１１ａに形成された連結穴１１ｃの中心と他方の連結側板部１１ａに形成された連結穴１１ｃの中心は、同一の中心線Ｏ１上に位置している。
【００２９】
図３と図４に示すように、可動部材１には、板厚方向に貫通する連結穴１ａが形成されている。可動部材１は、可動側ブラケット１１の連結側板部１１ａ，１１ａの間に配置され、連結側板部１１ａ，１１ａの連結穴１１ｃ，１１ｃと、動作部材２の連結穴１ａに第１の軸１２が挿通されて、可動部材１と可動側ブラケット１１とが第１の軸１２を介して連結されている。
【００３０】
第１の軸１２は、連結穴１１ｃ，１１ｃと連結穴１ａに最小の隙間を介して挿通されている。よって、可動部材１と可動側ブラケット１１は、中心線Ｏ１を中心として相対的に回動可能であるが、中心線Ｏ１と交叉するいずれの方向に対し、可動部材１と可動側ブラケット１１が相対的に動くことがない。また、可動部材１と可動側ブラケット１１の回動中心線である前記中心線Ｏ１は、可動部材１のα−β方向への回動方向に対して直交する向きに延びている。
【００３１】
押圧力検知装置１０に、動作側ブラケット１３が設けられている。動作側ブラケット１３は、金属板を曲げて形成されており、互いに平行に対向する支持側板部１３ａ，１３ａと、両支持側板部１３ａ，１３ａを連結する連結板部１３ｂを有している。図３と図４に示すように、オペレーションロッドである動作部材２は、動作側ブラケット１３の連結板部１３ｂに固定されている。
【００３２】
動作側ブラケット１３は、可動側ブラケット１１よりも大きく、支持側板部１３ａ，１３ａは、可動側ブラケット１１の連結側板部１１ａ，１１ａの外側に対向している。
【００３３】
図１と図３に示すように、動作側ブラケット１３の支持側板部１３ａ，１３ａには、互いに同一線上に形成された支持穴１３ｃ，１３ｃが形成されており、前記第１の軸１２の両端部が、支持穴１３ｃ，１３ｃに挿通されている。支持穴１３ｃ，１３ｃは円形穴であり、その内径寸法が、第１の軸１２の直径よりもやや大きく形成されている。そのため、第１の軸１２およびこれが挿通されている可動部材１と可動側ブラケット１１が、動作側ブラケット１３に対してわずかに動けるようになっている。
【００３４】
第１の軸１２と動作側ブラケット１３は、動作部材２の移動方向を示す仮想直線Ｌ０に沿って相対的に動けることが必要である。よって、前記支持穴１３ｃ，１３ｃが、円形穴ではなく、仮想直線Ｌ０に沿う向きに延びる長穴であってもよい。
【００３５】
動作側ブラケット１３の支持側板部１３ａ，１３ａには、互いに同一線上に開口する固定穴１３ｄ，１３ｄが設けられ、固定穴１３ｄ，１３ｄに第２の軸１４の両端部が挿通されている。第２の軸１４は、固定穴１３ｄ，１３ｄに最小の隙間を介してほとんど動くことなく挿通されて固定されている。図３に示すように、第２の軸１４は、可動側ブラケット１１の押圧板部１１ｂと、動作側ブラケット１３の連結板部１３ｂとの間に位置している。
【００３６】
図４に示すように、第２の軸１４の軸中心を通過する中心線Ｏ２と、第１の軸１２の軸中心を通過する中心線Ｏ１は、動作部材２の移動方向を示す仮想直線Ｌ０上で間隔を空けて並んで位置している。
【００３７】
図２と図３に示すように、可動側ブラケット１１の押圧板部１１ｂの外表面に、歪み支持部材１５が固定されている。歪み支持部材１５は金属板または合成樹脂材料で形成されており、中央部に穴１５ａが開口している。この穴１５ａの開口中心は、仮想直線Ｌ０上に位置している。歪み支持部材１５には、歪み部材１６が重ねられて固定されている。歪み部材１６は合成樹脂材料または金属板で形成されており、歪み支持部材１５の穴１５ａの内部に向けて撓み変形することができる。
【００３８】
歪み部材１６に固定穴１６ｃが開口しており、この固定穴１６ｃに押圧部材１７が固定されている。図４に示すように、押圧部材１７は、その軸部１７ａが固定穴１６ｃに嵌合し、一方のフランジ部１７ｂが、可動側ブラケット１１の押圧板部１１ｂの内側に設置され、他方のフランジ部１７ｃが、押圧板部１１ｂの外側に設置されている。
【００３９】
押圧板部１１ｂの外側には、ワッシャ１８と連結板１９が設けられている。ワッシャ１８の穴１８ａと、連結板１９の固定板部１９ａに形成された穴１９ｃに、押圧部材１７の軸部１７ａが挿通され、ワッシャ１８と固定板部１９ａが、押圧板部１１ｂの外表面とフランジ部１７ｃとの間に挟まれて固定されている。
【００４０】
前記連結板１９には、固定板部１９ａから折り曲げられた挟持板部１９ｂ，１９ｂが折り曲げられている。図４に示すように、第２の軸１４が、挟持板部１９ｂ，１９ｂによって上下から挟まれており、可動側ブラケット１１およびこれに固定された歪み支持部材１５と歪み部材１６および押圧部材１７が、第２の軸１４の中心線Ｏ２を支点としてわずかに回動でき、且つ押圧部材１７のフランジ部１７ｃの表面の当接面１７ｄが、第２の軸１４の表面に対向する状態を維持できるようになっている。
【００４１】
図７は、押圧部材１７が可動側ブラケット１１の押圧板部１１ｂに向けて押圧されて、歪み部材１６が撓んだ状態を模式的に示している。歪み部材１６は外周部が歪み支持部材１５の表面に密着して固定され、歪み部材１６の中心部に押圧部材１７が固定されている。そのため、押圧部材１７で歪み部材１６が押されると、歪み支持部材１５と押圧部材１７との間で、図７に示すように断面がＳ字形状の撓みが発生する。その結果、歪み支持部材１５の穴１５ａの内周面よりもやや内側では、歪み部材１６の図示左側に向く表面に引張り歪み部１６ａが形成され、押圧部材１７に近い位置では、歪み部材１６の図示左側に向く表面に圧縮歪み部１６ｂが形成される。
【００４２】
図４と図５に示すように、歪み部材１６の引張り歪み部１６ａに検知部材である歪みゲージ２１ａが固定され、圧縮歪み部１６ｂに歪みゲージ２１ｂが固定されて、押圧部材１７が押されたときの歪み部材１６の歪み量を検知できるようにしている。歪み部材１６は引張り歪み部１６ａと圧縮歪み部１６ｂで大きく湾曲変形するため、歪み部材１６の歪み量を高感度で検知できる。
【００４３】
図８に示すように、押圧力検知装置１０に設けられた検知回路２５では、引張りと圧縮の互いに異なる歪みを検知する歪みゲージ２１ａと歪みゲージ２１ｂとが直列に接続された直列部が並列接続されており、それぞれの直列部に電圧Ｖｃｃが印加されている。それぞれの直列部での歪みゲージ２１ａと歪みゲージ２１ｂとの中点電位が、差動増幅器２２に与えられて、検知出力が得られる。
【００４４】
なお、歪み部材１６の引張り歪み部１６ａに４個の歪みゲージ２１ａが放射状に配置され、圧縮歪み部１６ｂに４個の歪みゲージ２１ｂが放射状に配置されてもよい。
【００４５】
前記第１の軸１２は、動作側ブラケット１３の支持側板部１３ａ，１３ａに形成された支持穴１３ｃ，１３ｃ内でわずかに移動余裕を有して挿通されているため、図３に示すように、第１の軸１２をいずれかの方向へ付勢するばね部材２８を設けて、支持穴１３ｃ，１３ｃ内で第１の軸１２ががたつきを生じないようにすることが可能である。
【００４６】
次に、上記押圧力検知装置１０の動作を説明する。
ブレーキペダルを踏んで、ブレーキ操作レバーである可動部材１を支持軸３を支点としてα方向へ回動させると、その回動力が第１の軸１２を介して可動側ブラケット１１に伝達される。第１の軸１２は支持穴１３ｃ，１３ｃ内で移動余裕を有しているため、回動力は第１の軸１２から動作側ブラケット１３に直接に伝達されることはない。回動力は、第１の軸１２→可動側ブラケット１１→歪み支持部材１５と歪み部材１６→押圧部材１７→第２の軸１４→動作側ブラケット１３の順に作用し、さらにオペレーションロッドである動作部材２に伝達される。動作部材２に作用する力でピストンロッドが移動させられて、ブレーキ機構が動作する。
【００４７】
歪み支持部材１５と歪み部材１６が可動側ブラケット１１に固定され、押圧部材１７の当接面１７ｄが第２の軸に当接しているため、可動部材１に作用する力の大きさに応じて、押圧部材１７で歪み部材１６が押され、図７に示すように、歪み部材１６に歪が発生し、図８に示す検知回路２５によって歪み量が検知される。歪み量によって可動部材１が踏み込まれる力の大小と、力の変化が検知され、制御部では、これらの情報に基づいてブレーキ機構の油圧の制御が行われる。
【００４８】
図４と図５に示すように、可動部材１が連結されている第１の軸１２の中心線Ｏ１と、押圧部材１７を押圧する第２の軸１４の中心線Ｏ２とが、動作部材２の移動方向を示す仮想直線Ｌ０上に位置している。また、連結板１９で第２の軸１４が上下から挟持され、押圧部材１７の中心が第２の軸１４の中心線Ｏ２に向けられている。そのため、図４に示すように、可動部材１が移動したときに、歪み部材１６に歪みを生じさせようとする力Ｆが、常に動作部材２の移動方向に沿う仮想直線Ｌ０に一致する向きに作用する。
【００４９】
オペレーションロッドである動作部材２の移動方向に与えられる力の大きさが歪みゲージ２１によって正確に検知されることになる。そのため、図５に示すように、可動部材１が斜めの向きで踏まれているときであっても、第１の軸１２に作用する力Ｆ１の仮想直線Ｌ０に沿う分力Ｆ２が歪み部材１６の歪みとして検知される。よって、可動部材１が斜めの向きで移動しているときに、動作部材２の軸方向に作用する力Ｆ２の大小と変化を検知できるようになり、ブレーキ機構に作用する力の大小と変化に対応してブレーキ機構を制御することが可能になる。
【００５０】
また、可動部材１が踏み込まれてα方向へ移動するときに、歪み部材１６と押圧部材１７の双方に押圧力が作用し、歪み部材１６を可動側ブラケット１１から引き剥がそうとする力が作用しないため、歪み部材１６が故障する確率が非常に低くなる。
【００５１】
また、第１の軸１２が、動作側ブラケット１３の支持側板部１３ａ，１３ａの支持穴１３ｃ，１３ｃに挿通されているため、万が一、歪み部材１６が破損することがあったとしても、可動部材１の踏み込み力を第１の軸１２から動作側ブラケット１３に直接に作用させることができるようになり、ブレーキ機構を動作させることが可能になる。
【００５２】
図６は本発明の第２の実施の形態の押圧力検知装置１１０を示している。
この押圧力検知装置１１０は、押圧部材１１７の構造が、第１の実施の形態の押圧部材１７と相違するが、それ以外の構造は第１の実施の形態の押圧力検知装置１０と同じである。
【００５３】
図６に示す押圧部材１１７は、押圧部１１７ａが歪み部材１６の中心部に固定されており、軸穴部１１７ｂが第２の軸１４の外周に回動自在に挿通されている。
【００５４】
この押圧力検知装置１１０は、第２の軸１４の中心線Ｏ２によって押圧部材１１７の中心が押されるため、可動部材１が回動したときに、その回動力のうちの仮想直線Ｌ０に一致する分力によって歪み部材１６に歪を与えることができ、動作部材２の軸中心に作用する力Ｆを検知できる。
【００５５】
なお、前記実施の形態は、可動側ブラケット１１側に歪み部材１６が設けられ、動作側ブラケット１３側に押圧部材１７が設けられているが、これとは逆に、動作側ブラケット１３側に歪み部材１６が設けられ、可動側ブラケット１１側に押圧部材１７が設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  可動部材
２  動作部材
３  支持軸
１０  押圧力検知装置
１１  可動側ブラケット
１１ａ  連結側板部
１１ｂ  押圧板部
１１ｃ  連結穴
１２  第１の軸
１３  動作側ブラケット
１３ａ  支持側板部
１３ｂ  連結板部
１３ｃ  支持穴
１４  第２の軸
１５  歪み支持部材
１６  歪み部材
１６ａ  引張り歪み部
１６ｂ  圧縮歪み部
１７  押圧部材
１８  ワッシャ
１９  連結板
２１ａ，２１ｂ  歪みゲージ
２５  検知回路
１１０  押圧力検知装置
１１７  押圧部材
Ｌ０  仮想直線
【図１】
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【図２】
2011237373.tif 000004
【図３】
2011237373.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011237373.tif 000008
【図７】
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【図８】
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