(57)【要約】【課題】本発明の課題は、よりコンパクト化を図ることができると共にブレーキペダルを介して入力される荷重の検出精度に優れたブレーキ装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、ブレーキペダル１９ａの操作により進退する入力軸１５と、入力軸１５の先端部を囲む穴１６ａを備える出力軸と、入力軸１５と出力軸１６との間で穴１６ａに配置されてブレーキペダル１９ａの操作により入力される荷重を検出する踏力検出手段１１と、検出した荷重に基づき制動力を付与する駆動装置１２とを備えたブレーキ装置１０であって、踏力検出手段１１は、磁歪膜２２を備えた磁歪センサ２０と、コイル２３とを有し、磁歪センサ２０に、磁歪センサ２０とコイル２３との間に所定の間隙Ｇを形成するための位置決め部２１ａを設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2011011659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のブレーキペダルに連結されて前記ブレーキペダルの操作により進退する入力軸と、
前記入力軸の先端部を囲む開口部を備える出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間で前記出力軸の前記開口部に配置されて前記ブレーキペダルの操作により前記入力軸から前記出力軸に伝達する荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段で検出した荷重に基づきブレーキに制動力を付与する駆動装置と、
を備えたブレーキ装置であって、
前記荷重検出手段は、磁歪膜を備えた磁気変化部と、
前記磁気変化部の表面に対向するように配置され前記入力軸が進退することで発生する前記磁気変化部の磁気特性の変化を検出するコイルと、
を有し、
前記磁気変化部に、前記磁気変化部と前記コイルとの間に所定の間隙を形成するための位置決め部を設けたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記磁気変化部の前記入力軸が当接する軸心部分に切欠部を設けたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記荷重検出手段で検出した前記荷重に基づきトルクを発生させる電動機と、
前記電動機の前記トルクを伝達するピニオンと、
前記ピニオンと噛み合うように前記出力軸に設けられたラック歯と、
を有し、
前記出力軸を前記ピニオンに押し付けるラック押付機構を更に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
鉄系部材の表面に前記磁歪膜を設ける磁歪膜形成工程と、
前記鉄系部材の少なくとも一方を前記鉄系部材の軸方向に引張荷重を印加する荷重印加工程と、
前記引張荷重を印加した状態のままで前記磁歪膜を設けた前記鉄系部材を高周波加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後に、前記引張荷重を印加した状態のままで前記磁歪膜を設けた前記鉄系部材を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程の後に、前記引張荷重を解放する荷重解放工程と、
を経て製造された前記磁気変化部を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機のトルクをブレーキ力に利用するブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機のトルクを利用したブレーキ装置としては、ブレーキペダルに連動して進退移動する入力軸と、ブレーキペダルを介して入力軸に入力される踏力を検出するひずみゲージと、ひずみゲージで検出した踏力に応じて駆動力を発生する電動機と、マスタシリンダのピストンに連動する出力軸と、電動機の駆動力を出力軸に伝達するボールネジとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このブレーキ装置は、入力軸の前端が出力軸の後端に接続されていると共に、出力軸の軸周りにボールネジが設けられている。そして、ボールネジのナット部には電動機の円板状のロータが互いに回転軸が一致するように取り付けられている。
このブレーキ装置では、ブレーキペダルの操作により入力軸から出力軸に荷重が入力されると、ひずみゲージで検出した荷重の大きさ（踏力の大きさ）に応じた大きさのトルクを電動機が発生する。このトルクがボールネジを介して出力軸に伝達されて、出力軸がマスタシリンダのピストンを突き動かす。つまり、ブレーキ装置は、踏力に加えて電動機の駆動力（トルク）をブレーキ力に利用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１３８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）は、踏力の検出にひずみゲージを使用しており、ひずみゲージは踏力が伝達される被検出部に張り付けて使用される。また、ひずみゲージにはひずみに応じて変化する抵抗値を測定するためのリード線が設けられると共に微弱な抵抗値を検出するために、ブリッジ回路が必要となる。その結果、従来のブレーキ装置は、踏力の被検出部周りの部品点数が多くなってコンパクト性が損なわれる問題がある。
また、ブレーキペダルの操作によって適正なブレーキ力が発揮されるように、ブレーキペダルを介して入力される荷重の検出精度が従来よりも優れたブレーキ装置が望まれている。
【０００５】
本発明の課題は、従来のブレーキ装置と比較して、よりコンパクト化を図ることができると共にブレーキペダルを介して入力される荷重の検出精度に優れたブレーキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決した本発明は、車両のブレーキペダルに連結されて前記ブレーキペダルの操作により進退する入力軸と、前記入力軸の先端部を囲む開口部を備える出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間で前記出力軸の前記開口部に配置されて前記ブレーキペダルの操作により前記入力軸から前記出力軸に伝達する荷重を検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段で検出した荷重に基づきブレーキに制動力を付与する駆動装置と、を備えたブレーキ装置であって、前記荷重検出手段は、磁歪膜を備えた磁気変化部と、前記磁気変化部の表面に対向するように配置され前記入力軸が進退することで発生する前記磁気変化部の磁気特性の変化を検出するコイルと、を有し、前記磁気変化部に、前記磁気変化部と前記コイルとの間に所定の間隙を形成するための位置決め部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明のブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって、入力軸から磁気変化部を介して出力軸に荷重が伝達されると、荷重検出手段は、磁歪膜を備えた磁気変化部の磁気特性の変化をコイルが検出することで、出力軸に伝達された荷重を検出する。したがって、このブレーキ装置によれば、従来のブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）のように、ひずみゲージの抵抗値の変化を検出して出力軸に伝達された荷重を検出するものと異なって、磁気変化部の磁気特性の変化（磁歪の変化）を検出するので、荷重の検出精度に優れる。
【０００８】
また、本発明のブレーキ装置は、位置決め部を設けることで、ブレーキペダルの操作によって磁気変化部に圧縮荷重が加わっても、磁気変化部（磁歪膜）とコイルとの間の間隙が所定の間隔となるように保持されるので、コイルは精度良く磁気特性の変化（磁歪の変化）を検出することができる。
【０００９】
また、本発明のブレーキ装置の荷重検出手段は、入力軸と出力軸との間に配置された、磁歪膜を有する磁気変化部を備えて構成される。つまり、本発明のブレーキ装置は、例えば荷重検出手段（踏力検出手段）としてひずみゲージを使用した従来のブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）と比較して、踏力の被検出部周りの部品点数を低減することができる。したがって、本発明のブレーキ装置によれば、従来のブレーキ装置と比較して、よりコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
本発明のブレーキ装置においては、前記磁気変化部の前記入力軸が当接する軸心部分に切欠部を設けた構成とすることができる。
【００１１】
この本発明のブレーキ装置は、磁気変化部の軸心部分に設けられた切欠部に入力軸が当接するので、ブレーキペダルの操作によって入力軸が磁気変化部を押圧する際に、入力軸は磁気変化部の軸心部分からずれて磁気変化部を押圧することが防止される。したがって、この本発明のブレーキ装置によれば、磁気変化部に対して偏荷重が加えられることが防止されるので、磁気変化部は、入力軸から出力軸に伝達される荷重を精度良く検出することができる。
【００１２】
本発明のブレーキ装置においては、前記駆動装置は、前記荷重検出手段で検出した前記荷重に基づきトルクを発生させる電動機と、前記電動機の前記トルクを伝達するピニオンと、前記ピニオンと噛み合うように前記出力軸に設けられたラック歯と、を有し、前記出力軸を前記ピニオンに押し付けるラック押付機構を更に備えるように構成することができる。
【００１３】
このブレーキ装置は、従来のボールネジからなる駆動装置を出力軸周りに設けたブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）と異なって、駆動装置を出力軸に設けたラック歯と、このラック歯に噛み合うピニオンとで構成しているので、部品点数が大幅に低減されて更なるコンパクト化を図ることができる。
【００１４】
また、このブレーキ装置のラック押付機構は、出力軸をピニオンに押し付けることで、出力軸に形成されたラック歯とピニオンとを、ガタ付くことなく互いに噛み合わせることができる。
【００１５】
本発明のブレーキ装置においては、鉄系部材の表面に前記磁歪膜を設ける磁歪膜形成工程と、前記鉄系部材の少なくとも一方を前記鉄系部材の軸方向に引張荷重を印加する荷重印加工程と、前記引張荷重を印加した状態のままで前記磁歪膜を設けた前記鉄系部材を高周波加熱する加熱工程と、前記加熱工程の後に、前記引張荷重を印加した状態のままで前記磁歪膜を設けた前記鉄系部材を冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後に、前記引張荷重を解放する荷重解放工程と、を経て製造された前記磁気変化部を備えるように構成することができる。
【００１６】
このブレーキ装置は、磁気変化部が剛性の高い鉄系部材を備えているので、運転者がブレーキペダルを踏み込んだ際の違和感を無くし、ダイレクトなブレーキ操作フィーリングを得ることができる。
【００１７】
また、このブレーキ装置は、磁気変化部の磁歪膜に圧縮ひずみが付与されることから、入力軸から出力軸に伝達される荷重を更に精度良く検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、従来のブレーキ装置と比較して、よりコンパクト化を図ることができると共にブレーキペダルを介して入力される荷重の検出精度に優れたブレーキ装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係るブレーキ装置の構成説明図である。
【図２】実施形態に係るブレーキ装置における、入力軸と出力軸との連結部分を示す部分断面図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】（ａ）から（ｅ）は、磁歪センサの製造方法の工程図である。
【図５】実施形態に係るブレーキ装置で使用した磁歪センサにおける踏力（圧縮荷重）と、透磁率との関係を示すグラフである。
【図６】減速機を有する他の実施形態に係るブレーキ装置の構成説明図である。
【図７】磁歪センサ（磁気変化部）に入力軸が直接当接する他の実施形態に係るブレーキ装置の構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について適宜図を参照して説明する。
本実施形態に係るブレーキ装置は、例えば電気自動車（燃料電池自動車を含む）、ハイブリッド車等の車両に好適に使用することができる。
なお、以下の説明において、前後上下の方向は、このブレーキ装置を車両に搭載した際の方向に一致させた図１に示す前後上下の方向を意味する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、ブレーキペダル１９ａに連結されて運転者がブレーキペダル１９ａを踏み込んで操作する力で進退する入力軸１５と、ケース１８内に収容されて入力軸１５に連結される出力軸１６と、入力軸１５に入力された運転者の踏力を検出する踏力検出手段１１と、踏力検出手段１１からの情報（検出した踏力）に基づいて出力軸１６に駆動力を伝達する駆動装置１２と、を備えている。なお、踏力検出手段１１は、特許請求の範囲にいう「荷重検出手段」に相当する。
また、ブレーキ装置１０は、出力軸１６の推力でブレーキオイルを油圧回路４０に送り込むマスタシリンダ３０と、駆動装置１２が出力軸１６に駆動力を伝達する際に、踏力検出手段１１からの情報（検出した踏力）に基づいて駆動装置１２（電動機１３）を制御すると共に、油圧回路４０に組み込まれた図示しない油圧制御弁の開度を制御する制御部（ＥＣＵ：Electronic control Unit）４２と、を更に備えている。
【００２２】
前記入力軸１５は、ブレーキペダル１９ａと連結するためのヨーク部１５ａを後端に備えている。入力軸１５は、その前端が次に説明する球面軸受１７（図２参照）及び踏力検出手段１１を構成する磁歪センサ２０（図２参照）を介して出力軸１６と連結されている。さらに詳しく説明すると、入力軸１５は、図２に示すように、出力軸１６側に延びた前端が球状に形成された球体部１５ｂを備えると共に、球体部１５ｂは、出力軸１６の後端に開口する穴１６ａ内に配置された球面軸受１７に支持されている。なお、出力軸１６の後端に開口する穴１６ａは、特許請求の範囲にいう「開口部」に相当する。
このような入力軸１５は、図１に示すように、出力軸１６を収容するケース１８に弾性体のブーツ１９ｂを介して支持されている。
【００２３】
前記出力軸１６は、図１に示すように、ケース１８内に配置されると共に、前記したように、入力軸１５と連結することで、踏力が入力された入力軸１５に突き動かされるようになっている。
【００２４】
また、出力軸１６は、駆動装置１２を構成する後記ピニオン１４ａと噛み合うラック歯１４ｂが長手方向の略全長に亘って形成されている。出力軸１６の後端に形成された図２に示す穴１６ａは、出力軸１６の軸方向（図２の前後方向）に沿って形成され、略円柱形状の有底空間を形成している。そして、穴１６ａの奥止まりには、略円柱状の磁歪センサ２０が配置されている。なお、穴１６ａの奥止まりは、後記する鉄系部材２１の位置決め部２１ａを受け入れる窪み１６ｂが形成されている。
【００２５】
穴１６ａ内には、入力軸１５の球体部１５ｂを支持する球面軸受１７が配置されている。ちなみに、球面軸受１７は、前端が磁歪センサ２０に当接していると共に、その脚部１７ａが穴１６ａの開口に形成された突起１６ｃに係止されることで、穴１６ａから抜け出ないようになっている。
【００２６】
また、出力軸１６は、図１に示すように、後端と反対側の端（前端）が、後記するマスタシリンダ３０の第１ピストン３１に連結されている。
【００２７】
前記踏力検出手段１１は、図１に示す入力軸１５に入力された運転者の踏力を検出すると共に、その検出信号を制御部４２に出力するようになっている。つまり、運転者がブレーキペダル１９ａを踏み込んだ際に、入力軸１５が図２に示す穴１６ａ内で出力軸１６を押圧する力の検出信号を出力するようになっている。
【００２８】
踏力検出手段１１は、図２に示すように、磁歪センサ２０と、コイル２３とを備えている。なお、磁歪センサ２０は、特許請求の範囲にいう「磁気変化部」に相当する。
前記磁歪センサ２０は、略円柱形状の鉄系部材２１と、その周面に被覆された磁歪膜２２とで形成されている。鉄系部材２１の前端には、鉄系部材２１が部分的に前方に突出した位置決め部２１ａが形成されている。この位置決め部２１ａは、出力軸１６の穴１６ａの奥止まりに形成された窪み１６ｂに嵌合することで、穴１６ａ内での磁歪センサ２０の位置ずれを確実に防止している。言い換えれば、位置決め部２１ａは、穴１６ａ内での磁歪センサ２０の位置ずれ防止することで、磁歪センサ２０と、コイル２３との間に形成される後記する間隙Ｇが所定の間隔となるように保持している。
本実施形態での磁歪センサ２０の製造方法は、後で詳しく説明する。
【００２９】
前記コイル２３は、磁歪センサ２０の表面、つまり磁歪膜２２の表面に対向するように配置されている。そして、磁歪膜２２の表面とコイル２３との間には、所定の間隔で間隙Ｇが形成されている。
このコイル２３は、入力軸１５が進退することで磁歪センサ２０の磁気特性の変化を検出するものである。更に詳しく説明すると、コイル２３は、磁歪センサ２０が踏力によって軸方向（図２の前後方向）に圧縮された際に、その圧縮荷重の大きさに応じて変化する磁歪膜２２の磁歪の変化（透磁率の変化）を誘起電圧（インダクタンス）の変化として検出する。
【００３０】
前記駆動装置１２は、図１に示すように、電動機１３と、ラックアンドピニオン機構１４とを備えている。
本実施形態での電動機１３は、出力軸１６の上方に配置されており、出力軸１６を収容するケース１８の外側に取り付けられている。この電動機１３としては、例えばブラシ付き直流モータを使用することができる。電動機１３のモータ軸１３ａ（図３参照）は、ピニオン１４ａを有するピニオン軸５４を同軸に連結している。このピニオン軸５４は、ケース１８内に向かって延びると共に、その上端が軸受４４ａを介してケース１８の内側に支持され、その下端が軸受４４ｂで支持されている。
【００３１】
ラックアンドピニオン機構１４は、ピニオン軸５４に形成されたピニオン１４ａと、このピニオン１４ａと噛み合うように形成される出力軸１６のラック歯１４ｂとで構成されている。つまり、図３に示すように、出力軸１６の軸方向（図３の紙面に対して垂直方向）と略直角をなすように、モータ軸１３ａとピニオン軸５４とが同軸に連結され、ピニオン軸５４に形成されたピニオン１４ａと、出力軸１６のラック歯１４ｂとが噛み合っている。
なお、モータ軸１３ａとピニオン軸５４との連結方法としては、セレーションによる連結でも良いし、又はカップリングによる連結でも良い。
【００３２】
出力軸１６に大きい歯幅のラック歯１４ｂを設けるには、出力軸１６の断面形状（出力軸１６の長手方向から見た断面形状）を矩形にすることが考えられる。しかし、矩形断面の出力軸１６では、ラック歯１４ｂを有していない背面の角の部分が外に出っ張るので、出力軸１６を収容するケース１８が大型になる。これに対し、本実施形態では、円形断面の出力軸１６にラック歯１４ｂを形成するので、出力軸１６を収容するケース１８を小型にすることができる。
【００３３】
また、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、図３に示すように、出力軸１６をピニオン１４ａに押し付けるラック押付機構２４を備えている。
ラック押付機構２４は、ラック歯１４ｂの設けられた出力軸１６の背面を、摺動部材２４ａを介してガイド２４ｂが押圧し、出力軸１６をピニオン１４ａに押し付けるように構成されている。ちなみに、ピニオン１４ａに対するラック歯１４ｂの押圧力の調節は、調整ボルト２４ｃの締め付け具合によって圧縮コイルばね２４ｄの付勢力を調節して行うことができる。
【００３４】
このようなラック押付機構２４によれば、ガイド２４ｂは、ラック歯１４ｂの背面側から出力軸１６を支えると共に、出力軸１６をその軸方向にスライド可能に案内する。摺動部材２４ａは、出力軸１６とガイド２４ｂとの間に介在し、ラック歯１４ｂの背面側の出力軸１６の外周面に直接接触して、スライド抵抗を低減する。この摺動部材２４ａは、耐摩耗性を有すると共に摩擦抵抗が小さい材料からなる。ロックナット２４ｅは、調整ボルト２４ｃの位置決めをした後の緩みを防止するものである。
【００３５】
このように、ラック押付機構２４では、ガイド２４ｂによりラック歯１４ｂをピニオン１４ａに押圧することで、ラック歯１４ｂとピニオン１４ａとの噛み合いの遊び（バックラッシュ、ガタ付き）を無くし又は最小限に止めることができ、ピニオン１４ａの回転角が微小であっても、確実に出力軸１６の第１ピストン３１（図１参照）に対する推力に変換することができる。
【００３６】
前記マスタシリンダ３０は、図１に示すように、シリンダボディ３４にリザーバタンク３３を有し、ボルトＢでケース１８の前端に固着されている。シリンダボディ３４内には第１ピストン３１及び第２ピストン３２が配置され、シリンダボディ３４内（ピストンシリンダ）とリザーバタンク３３とは連通している。
このマスタシリンダ３０は、第１ピストン３１を前方に突き動かすと、第１ピストン３１は反発するように付勢するスプリング４３ａ，４３ｂに抗して第２ピストン３２を前方に突き動かすようになっている。そして、第１ピストン３１及び第２ピストン３２は、第１圧力室３８ａ及び第２圧力室３８ｂに存在するブレーキオイルを、ポート３７，３７及び配管Ｐ１を介して油圧回路４０に送り込むようになっている。
【００３７】
油圧回路４０と、車両の４つのブレーキディスクＤＦＬ，ＤＦＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲにそれぞれ設けられたキャリパＣＦＬ，ＣＦＲ，ＣＲＬ，ＣＲＲとは、配管ＰＦＬ，ＰＦＲ，ＰＲＬ，ＰＲＲを介して接続されている。
なお、配管ＰＦＬ，ＰＦＲ，ＰＲＬ，ＰＲＲを介してキャリパＣＦＬ，ＣＦＲ，ＣＲＬ，ＣＲＲに供給されるブレーキオイルの油圧は、キャリパＣＦＬ，ＣＦＲ，ＣＲＬ，ＣＲＲのそれぞれに対応するように油圧回路４０に設けられた前記油圧制御弁（図示省略）の開度を次に説明する制御部４２が制御することで調節される。ちなみに、ブレーキディスクＤ、キャリパＣ、及び配管Ｐの符号の添付文字は、車両の４つの車輪の区別を示すものであり、ＦＬは前方左側の車輪に対応するものを示し、ＦＲは前方右側の車輪に対応するものを示し、ＲＬは後方左側の車輪に対応するものを示し、ＲＲは後方右側の車輪に対応するものを示している。
【００３８】
図１に示す制御部４２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路等を含んで構成されている。
図１に示す制御部４２は、踏力検出手段１１のコイル２３（図２参照）が出力する検出信号に基づいて踏力の大きさを推定し、推定した踏力の大きさに比例して、より大きな推力が駆動装置１２によって出力軸１６に加えられるように、電動機１３に指令信号を出力する。
【００３９】
制御部４２による踏力の推定手順としては、例えば、予めこのブレーキ装置１０の使用を想定したシミュレーション試験を行って、入力軸１５に踏力が入力された際の磁歪膜２２（図２参照）に対する圧縮荷重と、磁歪膜２２の透磁率に対応してコイル２３が出力する誘起電圧（インダクタンス）の変化量との関係を示す関数、又はマップを求めておき、運転者がブレーキペダル１９ａ（図１参照）を踏み込んだ際にコイル２３が出力する誘起電圧の変化量から、前記関数等に基づいて踏力の大きさを推定する手順を挙げることができる。
【００４０】
また、制御部４２は、前記したように、油圧回路４０に組み込まれた図示しない油圧制御弁の開度を制御する。この油圧制御弁の開度の制御は、例えば、車速、ブレーキ操作を行う前後の車両の加速度、ヨーレート等のパラメータを検出する手順と、検出したこれらのパラメータの大きさに応じて油圧回路４０に設けられた油圧制御弁（図示省略）の開度を調節する手順とを実行して行うことができる。そして、制御部４２に、このような制御手順を実行させることで、アンチロックブレーキ機構を構成することもできる。
【００４１】
次に、前記した磁歪センサ２０の製造方法について説明する。ここで参照する図４（ａ）から（ｅ）は、磁歪センサの製造方法の工程図である。なお、図４（ａ）から（ｅ）においては、作図の便宜上、鉄系部材の突起部は省略している。
【００４２】
この製造方法は、図４（ａ）に示すように、まず鉄系部材２１を準備する。鉄系部材２１の材質は、鉄を含む機械構造用鋼材であれば特に制限はないが、高強度のクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）が特に好ましい。鉄系部材２１の形状は、本実施形態での断面視で円形（略円柱形状）のものに限定されず、断面視で楕円や多角形のものであっても良い。
【００４３】
次に、図４（ｂ）に示すように、鉄系部材２１の表面（周面）に磁歪膜２２が形成される。この工程は、特許請求の範囲にいう「磁歪膜形成工程」に相当する。
磁歪膜２２の材質は、例えば、鉄ニッケル合金を挙げることができる。
【００４４】
磁歪膜２２の形成方法としては、例えば、電解めっき法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、プラズマ溶射法等が挙げられる。
【００４５】
次に、図４（ｃ）に示すように、磁歪膜２２が形成された鉄系部材２１を、その軸方向に荷重Ｆを掛けて引っ張る。この工程は、特許請求の範囲にいう「荷重印加工程」に相当する。本実施形態では、鉄系部材２１の両端を軸方向にそれぞれ荷重Ｆで引っ張っているが、鉄系部材２１の一方の端を引っ張るものであっても良い。
そして、図４（ｄ）に示すように、引っ張った状態で、高周波加熱装置４３を使用して加熱する。この工程は、特許請求の範囲にいう「加熱工程」に相当する。
加熱条件は、適宜に設定することができるが、４００℃程度で数秒間加熱を行えば良い。
【００４６】
そして、引っ張った状態で、常温まで自然冷却（自然放熱、冷風を使用した空冷を含む）を行う。この工程は、特許請求の範囲にいう「冷却工程」に相当する。
この冷却工程に続いて、荷重Ｆを解放することで、図４（ｅ）に示す磁歪センサ２０を得る。この工程は、特許請求の範囲にいう「荷重解放工程」に相当する。
【００４７】
このような製造方法で得られた磁歪センサ２０は、図４（ｄ）に示す加熱工程で、磁歪膜２２は引っ張りひずみが抜ける。特に磁歪膜２２の表面での引っ張りひずみの抜けは顕著となる。そして、冷却してから荷重Ｆを解放することで鉄系部材２１が収縮すると、磁歪膜２２に圧縮ひずみが付与される。
【００４８】
次に、図４（ｅ）に示す磁歪センサ２０と、図４（ｂ）に示す磁歪膜２２が形成された鉄系部材２１、つまり高周波加熱を行っていないものとについて、入力した踏力（圧縮荷重）と、透磁率との関係について評価を行った。その結果を図５に示す。
【００４９】
図４（ｂ）に示す磁歪膜２２が形成された鉄系部材２１（以下、参考例と記す）は、図５に示すように、踏力（圧縮荷重）が０（無荷重）から大きくなるにしたがって、磁歪膜２２の鉄ニッケル合金が負の磁歪定数を有するために、その透磁率は低下していく。この際、ブレーキペダル１９ａの動作範囲として通常設定される、踏力（圧縮荷重）が小さい領域では、透磁率の変化率が小さく、緩慢で不安定な透磁率の低下傾向を示すことが確認された。
【００５０】
これに対して、図４（ｅ）に示す磁歪センサ２０（図５中、実施例と記す）は、磁歪膜２２に圧縮ひずみが付与されていることから、踏力（圧縮荷重）と透磁率との関係を示すカーブが図５中、右側にシフトすることとなって、踏力（圧縮荷重）が小さいブレーキペダル１９ａの動作範囲で、透磁率の変化率が大きく、参考例と比較して直線性を有し、急峻で安定した透磁率の低下傾向を示すことが確認された。
【００５１】
したがって、参考例の磁歪膜２２を有する磁歪センサ２０を使用したブレーキ装置１０では、踏力（圧縮荷重）が０（無荷重）に近い場合に、安定して透磁率が検出できない場合があり、ブレーキペダル１９ａから足を離してもキャリパＣＦＬ，ＣＦＲ，ＣＲＬ，ＣＲＲの摩擦パッドがブレーキディスクＤＦＬ，ＤＦＲ，ＤＲＬ，ＤＲＲから離れずに、ブレーキの引きずりや、ブレーキ鳴き等の問題を発生する恐れがある。
【００５２】
これに対して、実施例の磁歪膜２２を有する磁歪センサ２０を使用したブレーキ装置１０によれば、踏力（圧縮荷重）が０（無荷重）に近い場合でも、透磁率の変化率が大きく、直線性を有し、急峻で安定した透磁率の低下傾向を示すので、正確に応答するスムーズで高品位のブレーキシステムを構築することができる。
【００５３】
次に、本実施形態に係るブレーキ装置１０の動作について説明する。
運転者が図１に示すブレーキペダル１９ａを踏み込むことで入力軸１５に踏力が入力されると、図２に示す踏力検出手段１１を構成する磁歪センサ２０が圧縮されることによって磁歪膜２２は踏力（圧縮荷重）の大きさに応じて透磁率を変化させる。そして、図２に示す踏力検出手段１１を構成するコイル２３は、透磁率の変化（情報）を検出してその検出信号を制御部４２（図１参照）に出力する。
【００５４】
制御部４２は、踏力検出手段１１のコイル２３（図２参照）が出力する検出信号に基づいて踏力の大きさを推定し、踏力の大きさに比例して、より大きな推力が駆動装置１２によって出力軸１６に加えられるように、電動機１３に指令信号を出力する。
【００５５】
電動機１３は、制御部４２からの指令信号に応じてトルクを発生し、トルクはラックアンドピニオン機構１４を介して第１ピストン３１を突き動かす推力に変換されて出力軸１６に伝達される。
【００５６】
運転者の踏力に、駆動装置１２（電動機１３）によるアシスト力が加えられた推力で、出力軸１６が第１ピストン３１及び第２ピストン３２を前方に突き動かすことによって、前記したように、第１圧力室３８ａ及び第２圧力室３８ｂに存在するブレーキオイルが配管Ｐ１を介して油圧回路４０に送り込まれる。この際、ブレーキオイルは、出力軸１６の推力の大きさに応じた油圧で送り込まれる。そして、制御部４２によって開度が調節された油圧回路４０の油圧制御弁（図示省略）、及び配管ＰＦＬ，ＰＦＲ，ＰＲＬ，ＰＲＲを介して、目的の油圧となったブレーキオイルがキャリパＣＦＬ，ＣＦＲ，ＣＲＬ，ＣＲＲに送り込まれてブレーキ機構４１は制動力を発揮する。
【００５７】
以上のようなブレーキ装置１０によれば、次のような作用効果を奏することができる。
本実施形態に係るブレーキ装置１０は、ブレーキペダル１９ａの操作によって、入力軸１５から磁歪センサ２０を介して出力軸１６に荷重が伝達されると、踏力検出手段１１は、磁歪センサ２０の透磁率の変化をコイル２３が検出することで、出力軸１６に伝達された荷重を検出する。したがって、このブレーキ装置１０によれば、従来のブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）のように、ひずみゲージの抵抗値の変化を検出して出力軸に伝達された荷重を検出するものと異なって、磁歪センサ２０の透磁率の変化を検出するので、荷重の検出精度に優れる。
【００５８】
また、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、位置決め部２１ａを設けることで、ブレーキペダル１９ａの操作によって磁歪センサ２０に圧縮荷重が加わっても、磁歪センサ２０（磁歪膜２２）とコイル２３との間の間隙Ｇが所定の間隔となるように保持されるので、コイル２３は精度良く透磁率の変化を検出することができる。
【００５９】
本実施形態に係るブレーキ装置１０は、運転者がブレーキペダル１９ａを踏み込んだ際に、圧縮荷重が負荷される鉄系部材２１の剛性が高いので、ブレーキペダル１９ａを踏み込んだ際の違和感を無くすことができ、ダイレクトなブレーキ操作フィーリングを得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、剛性が高い鉄系部材２１の表面に磁歪膜２２を形成した踏力検出手段１１を使用しているので、ひずみゲージを踏力検出手段として使用した従来のブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）よりも、長い耐用年数を実現することができる。
【００６１】
また、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、踏力を検出する部分にひずみゲージを張り付けて、ひずみゲージの抵抗値で踏力を検出する従来のブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）と異なって、抵抗値を測定するためのリード線やブリッジ回路等を必要としないので、踏力の被検出部周りの部品点数を低減することができる。したがって、本実施形態に係るブレーキ装置１０によれば、従来のブレーキ装置と比較して、よりコンパクト化を図ることができる。
【００６２】
また、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、従来のボールネジからなる駆動装置を出力軸周りに設けたブレーキ装置（例えば、特許文献１参照）と異なって、駆動装置１２を、出力軸１６に設けたラック歯１４ｂと、このラック歯１４ｂに噛み合うピニオン１４ａとで構成しているので、部品点数が大幅に低減されて更なるコンパクト化を図ることができる。
【００６３】
また、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、出力軸１６をピニオン１４ａに押し付けるラック押付機構２４を備えているので、出力軸１６に形成されたラック歯１４ｂとピニオン１４ａとを、ガタ付くことなく互いに噛み合わせることができる。
【００６４】
また、本実施形態に係るブレーキ装置１０は、高周波加熱を行って磁歪膜２２に残留応力（圧縮ひずみ）を有する磁歪センサ２０を使用しているので、踏力がゼロに近い場合でも、磁歪膜２２の透磁率の変化率が大きく、直線性を有し、急峻で安定した透磁率の低下傾向を示すので、正確に応答するスムーズで高品位のブレーキシステムを構築することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
【００６６】
前記実施形態では、電動機１３のモータ軸１３ａと同軸にピニオン１４ａを有するピニオン軸５４を連結するように構成したが、本発明は、電動機１３の駆動力（トルク）を、減速機を介してピニオン軸５４（ピニオン１４ａ）に伝達するものであっても良い。ここで参照する図６は、減速機を有するブレーキ装置の構成説明図である。なお、ここでの他の実施形態の説明において、前記実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６７】
図６に示すように、このブレーキ装置１０においては、電動機１３のトルクが減速機５０を介してピニオン軸５４に伝達されるように構成されている。
【００６８】
減速機５０は、ウォーム軸５２と、ウォームギヤ５１と、ウォームホイール５３とで主に構成されている。
【００６９】
ウォーム軸５２は、図６の紙面に対して垂直方向に延びる電動機１３のモータ軸（図示省略）と同軸となるように連結されている。このウォーム軸５２に取り付けられたウォームギヤ５１は、ウォーム軸５２の上端に取り付けられたウォームホイール５３と噛み合うようになっている。
【００７０】
このような減速機５０を備えたブレーキ装置１０によれば、電動機１３のトルクを効率良く伝達することができると共に、出力軸１６の推力を、より精度良く調節することができる。
【００７１】
このような減速機５０を備えるブレーキ装置１０は、ピニオン軸５４にトルクリミッタを設けても良い。
なお、図６中、符号１８はケースであり、符号３１は第１ピストンであり、符号３４はシリンダボディである。
【００７２】
また、前記実施形態では、入力軸１５は、球面軸受１７を介して磁歪センサ２０と当接しているが、本発明は磁歪センサ２０に入力軸１５が直接当接するブレーキ装置１０であってもよい。ここで参照する図７は、磁歪センサ（磁気変化部）に入力軸が直接当接する他の実施形態に係るブレーキ装置の構成説明図である。なお、ここでの他の実施形態の説明において、前記実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７３】
図７に示すように、このブレーキ装置１０は、磁歪センサ２０の入力軸１５が当接する軸心部分に切欠部２１ｂを設けた構成となっている。
ここでの切欠部２１ｂの形状は、側断面視でＶ字状となる窪みで構成されているが、入力軸１５の球体部１５ｂの半体を模った半球状の窪みであっても良い。
【００７４】
このブレーキ装置１０は、磁歪センサ２０の軸心部分に設けられた切欠部２１ｂに入力軸１５が当接するので、ブレーキペダル１９ａ（図１参照）の操作によって入力軸１５が磁歪センサ２０を押圧する際に、入力軸１５は磁歪センサ２０の軸心部分からずれて磁歪センサ２０を押圧することが防止される。したがって、このブレーキ装置１０によれば、磁歪センサ２０に対して偏荷重が加えられることが防止されるので、磁歪センサ２０は、入力軸１５から出力軸１６に伝達される荷重を精度良く検出することができる。
なお、図７中、符号１６ｂは窪みであり、符号２１ａは位置決め部であり、符号Ｇは間隙である。
【００７５】
また、前記実施形態では、位置決め部２１ａが、鉄系部材２１が部分的に前方に突出するように形成され、出力軸１６の穴１６ａの奥止まりに形成された窪み１６ｂに嵌合するようになっているが、本発明は位置決め部２１ａが、鉄系部材２１が部分的に後方に凹むように形成され、この凹みに出力軸１６の穴１６ａの奥止まりに形成された突起が嵌合するよう構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０    ブレーキ装置
１１    踏力検出手段（荷重検出手段）
１２    駆動装置
１３    電動機
１４    ラックアンドピニオン機構
１４ａ  ピニオン
１４ｂ  ラック歯
１５    入力軸
１６    出力軸
１６ａ  穴（開口部）
１９ａ  ブレーキペダル
２０    磁歪センサ（磁気変化部）
２１    鉄系部材
２１ａ  位置決め部
２１ｂ  切欠部
２２    磁歪膜
２３    コイル
２４    ラック押付機構
３０    マスタシリンダ
３１    第１ピストン
３２    第２ピストン
３８ａ  第１圧力室
３８ｂ  第２圧力室
４０    油圧回路
４１    ブレーキ機構
４２    制御部
４３    高周波加熱装置
５０    減速機
５４    ピニオン軸
Ｆ      荷重
Ｇ      間隙
【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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