(57)【要約】【課題】本体部材と軸状部材との相対変位に基づいて操作力を電気的に検出する荷重センサが回動連結部に設けられ、連結ピンを介して伝達される操作力を検出できる操作装置において、荷重センサの検出精度を向上させる。【解決手段】中間レバー６０には、回動リンク８２が配設されてクレビスピン（連結ピン）２６に相対回動可能に連結されるとともに、揺動レバー８６が配設されており、荷重センサ７４の環状部材３４は回動リンク８２に一体的に固設され、軸状部材３６は揺動レバー８６に連結されているため、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って中間レバー６０とオペレーティングロッド２２とがクレビスピン２６まわりに相対回動させられても、クレビスピン２６から荷重センサ７４に加えられる反力が常に略一定方向（図１(a) における略左方向）に作用させられるようになり、荷重センサ７４の検出精度が向上する。【選択図】図１
2008304990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に固設されるペダルサポートに移動可能に配設され、運転者によって踏込み操作される操作ペダルと、
前記操作ペダルの操作力が伝達されるとともに、該操作力に対応する反力が作用させられる反力部材と、
前記操作ペダルと前記反力部材との間に介在させられ、連結ピンまわりに相対回動可能に一対の部材を連結するとともに、該連結ピンを介して前記操作力を伝達する少なくとも１箇所の回動連結部と、
前記操作力を電気的に検出する荷重センサと、
を有する荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、
前記荷重センサは、軸状部材と、該軸状部材の軸心と直角方向の相対変位可能に配設された本体部材と、該軸状部材と該本体部材とに跨がって配設された変形部材と、該変形部材に固定された歪検知素子とを備え、前記反力で該軸状部材と該本体部材とが該軸状部材の軸心と直角方向へ相対変位して該変形部材が変形させられることにより、該変形部材の変形を該歪検知素子によって検出するもので、
前記回動連結部において前記連結ピンを介して連結される一対の部材の何れか一方のセンサ配設部材に、該連結ピンと平行な第１支持ピンまわりに回動可能に配設されるとともに、該センサ配設部材に対して相対変位可能とされた該連結ピンが相対回動可能に連結され、該連結ピンから加えられる前記操作力または前記反力によって該第１支持ピンまわりに回動させられる回動リンクと、
前記センサ配設部材に、前記連結ピンと平行な第２支持ピンまわりに揺動可能に配設される揺動レバーと、
を備えており、前記荷重センサの前記軸状部材および前記本体部材の一方は前記回動リンクに連結され、該軸状部材および該本体部材の他方は前記揺動レバーに連結されている
ことを特徴とする荷重センサ付き車両用操作ペダル装置。
【請求項２】
前記第２支持ピンは、前記回動リンクに連結された前記軸状部材および前記本体部材の一方と前記第１支持ピンとを結ぶ直線に対して、前記揺動レバーに連結された該軸状部材および該本体部材の他方と該第２支持ピンとを結ぶ直線が略直角に交差するように配設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置。
【請求項３】
前記第２支持ピンは、前記操作ペダルの踏込み操作に伴って前記回動リンクが前記第１支持ピンまわりに回動させられることにより、前記揺動レバーに引張力が作用させられる位置に配設されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置。
【請求項４】
前記センサ配設部材は、前記回動連結部を介して前記反力部材に相対回動可能に連結される板状の部材で、センサ収容穴が貫通して設けられており、
前記荷重センサは、前記センサ収容穴内に所定の遊びを有して配設され、前記本体部材は該センサ収容穴の両側へ突き出しているとともに、前記軸状部材の軸心を挿通するように設けられたセンサピンは該本体部材の両側へ突き出すように配設されており、
前記回動リンクおよび前記揺動レバーは、それぞれ前記板状のセンサ配設部材の両側に一対ずつ配設され、前記本体部材または前記センサピンの両端部に連結されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置。
【請求項５】
前記操作ペダルは、前記ペダルサポートに支持軸心まわりに回動可能に配設されており、
前記センサ配設部材は該操作ペダルである
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置。
【請求項６】
前記ペダルサポートに回動可能に配設され、連結リンクを介して前記操作ペダルに連結されるとともに、前記回動連結部を介して前記反力部材に連結される中間レバーを備えており、
前記センサ配設部材は該中間レバーである
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置。
【請求項７】
前記変形部材は円筒形状を成していて、該円筒形状の一端部および他端部がそれぞれ前記本体部材および前記軸状部材に一体的に固定されており、前記反力に基づいて該本体部材と該軸状部材とが相対変位させられることにより、該変形部材に生じるせん断歪が前記歪検知素子によって検出される
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置。
【請求項８】
移動操作される操作部材と、
該操作部材の操作力が伝達されるとともに、該操作力に対応する反力が作用させられる反力部材と、
前記操作部材と前記反力部材との間に介在させられ、連結ピンまわりに相対回動可能に一対の部材を連結するとともに、該連結ピンを介して前記操作力を伝達する少なくとも１箇所の回動連結部と、
前記操作力を電気的に検出する荷重センサと、
を有する荷重センサ付き操作装置において、
前記荷重センサは、軸状部材と、該軸状部材の軸心と直角方向の相対変位可能に配設された本体部材と、該軸状部材と該本体部材とに跨がって配設された変形部材と、該変形部材に固定された歪検知素子とを備え、前記反力で該軸状部材と該本体部材とが該軸状部材の軸心と直角方向へ相対変位して該変形部材が変形させられることにより、該変形部材の変形を該歪検知素子によって検出するもので、
前記回動連結部において前記連結ピンを介して連結される一対の部材の何れか一方のセンサ配設部材に、該連結ピンと平行な第１支持ピンまわりに回動可能に配設されるとともに、該センサ配設部材に対して相対変位可能とされた該連結ピンが相対回動可能に連結され、該連結ピンから加えられる前記操作力または前記反力によって該第１支持ピンまわりに回動させられる回動リンクと、
前記センサ配設部材に、前記連結ピンと平行な第２支持ピンまわりに揺動可能に配設される揺動レバーと、
を備えており、前記荷重センサの前記軸状部材および前記本体部材の一方は前記回動リンクに連結され、該軸状部材および該本体部材の他方は前記揺動レバーに連結されている
ことを特徴とする荷重センサ付き操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用操作ペダル装置等の操作装置に係り、特に、操作力を電気的に検出する荷重センサを備えている荷重センサ付き操作装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 移動操作される操作部材と、(b) その操作部材の操作力が伝達されるとともに、その操作力に対応する反力が作用させられる反力部材と、(c) 前記操作部材と前記反力部材との間に介在させられ、連結ピンまわりに相対回動可能に一対の部材を連結するとともに、その連結ピンを介して前記操作力を伝達する少なくとも１箇所の回動連結部と、(d) 前記操作力を電気的に検出する荷重センサと、を有する荷重センサ付き操作装置が知られている。特許文献１に記載の車両用ブレーキペダル装置はその一例で、操作ペダルの側部に突設された連結ピンに対して、マスタシリンダから突き出すプッシュロッド（反力部材）を軸方向の相対移動可能に連結し、スプリングの付勢力に抗して連結ピンに対して変位するプッシュロッドの変位量をセンサによって検出するようになっている。
【特許文献１】米国特許第５５６３３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような特許文献１に記載の装置では、プッシュロッドに長穴を設けて軸方向の相対移動可能に連結する必要があるため、通常のプッシュロッドをそのまま使用することができない。また、そのプッシュロッドは操作ペダルの踏込み操作に伴って連結ピンに対して相対回動するため、そのプッシュロッドを付勢するスプリングや変位量を検出するセンサも連結ピンに対して回動可能に配設する必要があり、構造が複雑になるとともに、これ等のプッシュロッドやスプリング、センサは操作ペダルの側方に配設されるため、特にブレーキペダル等では安定した作動状態を確保するために強固な構造とする必要があり、全体として装置が大掛かりで高価になる。
【０００４】
これに対し、未だ公知ではないが、図１０に示すように、クレビスピンの連結位置に荷重センサをコンパクトに配設する技術が考えられている。図１０は車両用の常用ブレーキ用の操作ペダル装置２００を示す図で、(a) は正面図、(b) は(a) におけるXA−XA断面の拡大図であり、車両に一体的に固設されるペダルサポート１２には、略水平な支持軸１４の軸心まわりに回動可能に板状の操作ペダル１６が配設されている。操作ペダル１６は、制動要求に応じて運転者により踏込み操作されるもので、下端部には踏部（パッド）１８が設けられているとともに、中間部分には回動連結部２０を介してブレーキブースタのオペレーティングロッド２２が連結されている。回動連結部２０は、オペレーティングロッド２２の端部にねじ結合等により一体的に固設されたＵ字形状のクレビス２４と、操作ペダル１６に前記支持軸１４と平行に配設されたクレビスピン２６とを備えており、そのクレビスピン２６の軸心まわりに相対回動可能にオペレーティングロッド２２と操作ペダル１６とを連結している。クレビスピン２６は連結ピンに相当するもので、両端部がそれぞれ操作ペダル１６の側方へ突き出しており、Ｕ字形状のクレビス２４にスナップリングや抜止めピン等により抜出し不能に保持されている。オペレーティングロッド２２には、操作ペダル１６の操作力に応じた出力が回動連結部２０を介して伝達されるとともに、その出力に相当する反力がブレーキブースタによって作用させられる。このオペレーティングロッド２２は反力部材に相当し、電気的にホイールブレーキを制御するバイワイヤ方式の操作ペダル装置の場合には、反力機構等によって所定の反力が作用させられる反力部材がオペレーティングロッド２２の代りに連結される。
【０００５】
上記操作ペダル１６には、クレビスピン２６との連結位置にそのクレビスピン２６よりも大径のセンサ取付穴２０２が設けられており、そのセンサ取付穴２０２とクレビスピン２６との間の環状空間に荷重センサ３０が配設されている。荷重センサ３０は、円筒形状の変形部材３２を備えていて、その変形部材３２の径方向に加えられる荷重を検出するもので、変形部材３２の外周側に配設された環状部材３４と、変形部材３２の内周側に配設された軸状部材３６とを備えている。環状部材３４は本体部材に相当し、上記センサ取付穴２０２に圧入やボルト、或いは板ばね等により一定の姿勢（位相）で一体的に組み付けられるとともに、変形部材３２の軸方向の一端部（図１０(b) における上端部）を溶接等により一体的に保持している。また、軸状部材３６は、変形部材３２の軸方向の他端部（図１０(b) における下端部）を溶接等により一体的に保持しているとともに、軸心部分には挿通孔３８が設けられ、その挿通孔３８内を前記クレビスピン２６が挿通させられるようになっている。クレビスピン２６と挿通孔３８および前記クレビス２４との間は何れも相対回転可能で、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って摩擦が小さい方で相対回転させられるが、摩擦を低減するために必要に応じてベアリングや軸受等を介在させることもできる。
【０００６】
このように環状部材３４および軸状部材３６は、変形部材３２を介して互いに連結されており、外部から径方向すなわち軸心と直角方向に加えられる荷重が略０の時には、各部材３２、３４、３６がクレビスピン２６の軸心と略同心になる状態に保持される。一方、操作ペダル１６の踏込み操作に伴ってオペレーティングロッド２２の反力で環状部材３４と軸状部材３６との間に径方向の荷重が加えられると、変形部材３２がせん断変形させられ、操作ペダル１６側の環状部材３４が軸状部材３６に対して相対的にオペレーティングロッド２２に接近する方向（図１０の左方向）へ変位させられる。環状部材３４と軸状部材３６との間には、両者の径方向の相対変位や変形部材３２のせん断変形を許容するように環状空間が設けられているとともに、変形部材３２は、径方向から荷重を受けることにより弾性変形可能なフェライト系ステンレス鋼等の金属材料にて構成されており、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って、その操作力に応じてせん断変形させられる。そして、その変形部材３２のせん断歪を検出するために、変形部材３２の外周面或いは内周面には歪抵抗素子等の歪検知素子が取り付けられ、ワイヤハーネス５６を介して車両の制御回路部に接続されており、その歪検知素子から出力される電気信号に基づいて踏込み操作力を検出することができる。
【０００７】
このような車両用操作ペダル装置２００においては、操作ペダル１６に加えられた操作力をオペレーティングロッド２２に伝達する回動連結部２０において、クレビスピン２６を介してオペレーティングロッド２２に相対回動可能に連結される操作ペダル１６にセンサ取付穴２０２が設けられ、そのセンサ取付穴２０２とクレビスピン２６との間の環状空間に円筒形状の荷重センサ３０が配設されているため、ねじれ等の回転モーメントが抑制されて、操作ペダル装置２００全体を簡単で且つコンパクトに構成できる。また、オペレーティングロッド２２やクレビス２４等の周辺部材は従来のペダル装置と同じものを使用できるため、安価に構成することができる。
【０００８】
しかしながら、このような車両用操作ペダル装置２００においても、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って、その操作ペダル１６が支持軸１４まわりに回動させられると、オペレーティングロッド２２および操作ペダル１６もクレビスピン２６の軸心まわりに相対回動させられるため、上記変形部材３２に加えられる荷重の作用位置、すなわち変形方向が変化し、それに伴って検出値が変化する可能性があった。そのような変形部材３２の変形位置の変化に拘らず、その変形を検出できるように歪検知素子の大きさや配設位置等は設定されるが、変形部材３２の変形位置が連続的に周方向へ移動するため、その変形態様が複雑でばらつきを生じ易く、オペレーティングロッド２２や操作ペダル１６の相対位置関係によっては高い検出精度を確保することが難しくなることがあった。
【０００９】
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、軸状部材と本体部材（図１０の環状部材３４）とが軸状部材の軸心と直角方向へ相対変位させられることに基づいて操作力を電気的に検出する荷重センサが回動連結部に設けられ、連結ピンを介して伝達される操作力を検出できる操作装置において、その荷重センサの検出精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 車両に固設されるペダルサポートに移動可能に配設され、運転者によって踏込み操作される操作ペダルと、(b) 前記操作ペダルの操作力が伝達されるとともに、その操作力に対応する反力が作用させられる反力部材と、(c) 前記操作ペダルと前記反力部材との間に介在させられ、連結ピンまわりに相対回動可能に一対の部材を連結するとともに、その連結ピンを介して前記操作力を伝達する少なくとも１箇所の回動連結部と、(d) 前記操作力を電気的に検出する荷重センサと、を有する荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、(e) 前記荷重センサは、軸状部材と、その軸状部材の軸心と直角方向の相対変位可能に配設された本体部材と、その軸状部材とその本体部材とに跨がって配設された変形部材と、その変形部材に固定された歪検知素子とを備え、前記反力で軸状部材と本体部材とが軸状部材の軸心と直角方向へ相対変位して変形部材が変形させられることにより、その変形部材の変形を歪検知素子によって検出するもので、(f) 前記回動連結部において前記連結ピンを介して連結される一対の部材の何れか一方のセンサ配設部材に、その連結ピンと平行な第１支持ピンまわりに回動可能に配設されるとともに、そのセンサ配設部材に対して相対変位可能とされたその連結ピンが相対回動可能に連結され、その連結ピンから加えられる前記操作力または前記反力によってその第１支持ピンまわりに回動させられる回動リンクと、(g) 前記センサ配設部材に、前記連結ピンと平行な第２支持ピンまわりに揺動可能に配設される揺動レバーと、を備えており、(h) 前記荷重センサの前記軸状部材および前記本体部材の一方は前記回動リンクに連結され、その軸状部材および本体部材の他方は前記揺動レバーに連結されていることを特徴とする。
【００１１】
第２発明は、第１発明の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、前記第２支持ピンは、前記回動リンクに連結された前記軸状部材および前記本体部材の一方と前記第１支持ピンとを結ぶ直線に対して、前記揺動レバーに連結されたその軸状部材および本体部材の他方とその第２支持ピンとを結ぶ直線が略直角に交差するように配設されていることを特徴とする。
【００１２】
第３発明は、第１発明または第２発明の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、前記第２支持ピンは、前記操作ペダルの踏込み操作に伴って前記回動リンクが前記第１支持ピンまわりに回動させられることにより、前記揺動レバーに引張力が作用させられる位置に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、(a) 前記センサ配設部材は、前記回動連結部を介して前記反力部材に相対回動可能に連結される板状の部材で、センサ収容穴が貫通して設けられており、(b) 前記荷重センサは、そのセンサ収容穴内に所定の遊びを有して配設され、前記本体部材はそのセンサ収容穴の両側へ突き出しているとともに、前記軸状部材の軸心を挿通するように設けられたセンサピンはその本体部材の両側へ突き出すように配設されており、(c) 前記回動リンクおよび前記揺動レバーは、それぞれ前記板状のセンサ配設部材の両側に一対ずつ配設され、前記本体部材または前記センサピンの両端部に連結されていることを特徴とする。
【００１４】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、(a) 前記操作ペダルは、前記ペダルサポートに支持軸心まわりに回動可能に配設されており、(b) 前記センサ配設部材はその操作ペダルであることを特徴とする。
【００１５】
第６発明は、第１発明〜第４発明の何れかの荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、(a) 前記ペダルサポートに回動可能に配設され、連結リンクを介して前記操作ペダルに連結されるとともに、前記回動連結部を介して前記反力部材に連結される中間レバーを備えており、(b) 前記センサ配設部材はその中間レバーであることを特徴とする。
【００１６】
第７発明は、第１発明〜第６発明の何れかの荷重センサ付き車両用操作ペダル装置において、前記変形部材は円筒形状を成していて、その円筒形状の一端部および他端部がそれぞれ前記本体部材および前記軸状部材に一体的に固定されており、前記反力に基づいてその本体部材と軸状部材とが相対変位させられることにより、その変形部材に生じるせん断歪が前記歪検知素子によって検出されることを特徴とする。
【００１７】
第８発明は、(a) 移動操作される操作部材と、(b) その操作部材の操作力が伝達されるとともに、その操作力に対応する反力が作用させられる反力部材と、(c) 前記操作部材と前記反力部材との間に介在させられ、連結ピンまわりに相対回動可能に一対の部材を連結するとともに、その連結ピンを介して前記操作力を伝達する少なくとも１箇所の回動連結部と、(d) 前記操作力を電気的に検出する荷重センサと、を有する荷重センサ付き操作装置において、(e) 前記荷重センサは、軸状部材と、その軸状部材の軸心と直角方向の相対変位可能に配設された本体部材と、その軸状部材と本体部材とに跨がって配設された変形部材と、その変形部材に固定された歪検知素子とを備え、前記反力で軸状部材と本体部材とが軸状部材の軸心と直角方向へ相対変位して変形部材が変形させられることにより、その変形部材の変形を歪検知素子によって検出するもので、(f) 前記回動連結部において前記連結ピンを介して連結される一対の部材の何れか一方のセンサ配設部材に、その連結ピンと平行な第１支持ピンまわりに回動可能に配設されるとともに、そのセンサ配設部材に対して相対変位可能とされたその連結ピンが相対回動可能に連結され、その連結ピンから加えられる前記操作力または前記反力によってその第１支持ピンまわりに回動させられる回動リンクと、(g) 前記センサ配設部材に、前記連結ピンと平行な第２支持ピンまわりに揺動可能に配設される揺動レバーと、を備えており、(h) 前記荷重センサの前記軸状部材および前記本体部材の一方は前記回動リンクに連結され、その軸状部材および本体部材の他方は前記揺動レバーに連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１発明の荷重センサ付き車両用操作ペダル装置においては、本体部材と軸状部材との相対変位に基づいて操作力を電気的に検出する荷重センサが、所定のセンサ配設部材の回動連結部に配設され、その回動連結部の連結ピンを介して伝達される操作力を検出するようになっているため、例えばセンサ配設部材にセンサ収容穴を設けて荷重センサを配設することにより、装置全体を簡単で且つコンパクトに構成できる。また、ロッドやクレビス等の周辺部材は従来のペダル装置と同じものを使用できるため、安価に構成することができる。
【００１９】
一方、第１発明では、センサ配設部材に第１支持ピンまわりに回動可能に回動リンクが配設され、その回動リンクに連結ピンが相対回動可能に連結されるとともに、第２支持ピンまわりに揺動可能に揺動レバーが配設され、上記荷重センサの軸状部材および本体部材の一方および他方はそれ等の回動リンクおよび揺動レバーに連結されているため、操作ペダルの踏込み操作に伴ってセンサ配設部材が連結ピンまわりに相対回動させられても、その連結ピンから荷重センサに加えられる操作力または反力は回動リンクを介して略一定方向に作用させられる。これにより、変形部材の変形箇所が略一定に維持され、操作力の検出精度が向上するとともに、検出精度のばらつきが抑制されて高い信頼性が得られるようになる。
【００２０】
また、軸状部材および本体部材の他方が揺動レバーに連結されているため、センサ配設部材に一体的に固設する場合に比較して、各部の寸法誤差や組付誤差等を吸収でき、要求寸法精度等が緩和されて装置を安価に構成できる。
【００２１】
第２発明では、回動リンクに連結された軸状部材および本体部材の一方と第１支持ピンとを結ぶ直線に対して、揺動レバーに連結された軸状部材および本体部材の他方と第２支持ピンとを結ぶ直線が略直角に交差するように、すなわち連結ピンから回動リンクを介して荷重センサに加えられる荷重（操作力または反力）の作用線上またはその近傍に第２支持ピンが配設されるため、その荷重が第２支持ピンによって効率良く受け止められ、装置を簡単且つコンパクトで安価に構成できる。
【００２２】
第３発明では、操作ペダルの踏込み操作に伴って回動リンクが第１支持ピンまわりに回動させられることにより、揺動レバーに引張力が作用させられるように第２支持ピンが配設されているため、揺動レバーや第２支持ピンに過大な荷重が作用する恐れがなく、装置を簡単且つコンパクトで安価に構成できる。すなわち、揺動レバーに圧縮荷重が加えられるように第２支持ピンを配設した場合、回動リンクとの位置関係によってはトグルリンク機構のように倍力作用によって過大な荷重が揺動レバーや第２支持ピンに作用する可能性があるのである。
【００２３】
第４発明では、回動連結部を介して反力部材に相対回動可能に連結される部材がセンサ配設部材とされて荷重センサが配設されるため、連結ピンから反力部材に伝達される最終的な操作力（出力）が検出され、例えば反力部材を介して機械的に油圧ブレーキ等を作動させる場合のそのブレーキ力等を高い精度で検出できる。また、センサ配設部材に設けられたセンサ収容穴内に荷重センサが所定の遊びを有して配設されるとともに、回動リンクおよび揺動レバーは何れも板状のセンサ配設部材の両側に一対ずつ配設され、軸状部材の軸心を挿通させられたセンサピンまたは本体部材の両端部にそれぞれ連結されているため、装置をコンパクトに構成できるとともに、ねじれ等の回転モーメントが抑制されて荷重センサの作動が安定し、検出精度が一層向上する。
【００２４】
第８発明の荷重センサ付き操作装置は、車両用操作ペダル装置に限定されるものではなく、車両用以外の操作ペダル装置や手動操作装置など種々の操作装置に適用可能であるが、荷重センサの構成や回動リンクおよび揺動レバーを用いた配設構造などは第１発明と同じであり、実質的に第１発明と同様の作用効果が得られる。第１発明は、この第８発明の一実施態様と見做すことが可能で、操作ペダルは操作部材に相当する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、常用ブレーキ用のブレーキペダル装置に好適に適用されるが、アクセル用やパーキングブレーキ用の操作ペダル装置に適用することも可能で、第８発明は、車両用以外の操作ペダル装置や手動操作される操作装置など種々の操作装置に適用され得る。反力部材は、例えばブレーキブースタのオペレーティングロッドやブレーキマスタシリンダのプッシュロッドなどで、機械的にホイールブレーキ等を作動させるように構成されるが、荷重センサによって検出した操作力に応じて電気的にホイールブレーキや駆動装置等を制御する電気式（バイワイヤ方式）の操作ブレーキ装置に適用することも可能で、その場合は、ストロークシミュレータや反力機構等を反力部材に連結して所定の反力が加えられるようにすれば良い。
【００２６】
荷重センサが配設される回動連結部は、例えば操作ペダルと反力部材とを連結する連結部分や中間レバーと反力部材とを連結する連結部分が適当であるが、操作ペダルと中間レバーとを連結する連結リンクを有する場合には、その連結リンクと操作ペダルとの連結部分、或いは連結リンクと中間レバーとの連結部分などでも良く、荷重センサの配設部位は適宜定められる。
【００２７】
第７発明の荷重センサは、円筒形状の変形部材を備えているが、他の発明の実施に際しては変形部材の形状を適宜設定することが可能で、例えば軸状部材と本体部材との相対変位に基づいて変形させられる部分が少なくとも円弧形状とされた長円形状などでも良く、円弧形状の円弧の両端に引張荷重または圧縮荷重が印加されることにより、円弧形状部分が伸び変形或いは撓み変形させられるように配設される。また、軸状部材と本体部材との間の環状空間に対応するドーナツ形状を成し、軸状部材と本体部材との相対変位に基づいて引張変形や圧縮変形、或いは撓み変形させられるような変形部材を用いることもできる。本発明では荷重センサの軸心まわりの略一定方向から荷重（操作力または反力）が加えられるため、軸状部材と本体部材との相対変位の方向が略一定であり、その相対変位によって変形させられる種々の態様の変形部材を採用できる。
【００２８】
荷重センサは、弾性変形させられる変形部材の歪を歪検知素子により電気的に検出するもので、予め定められたマップや演算式などによりその歪を荷重すなわち操作力に換算すれば良い。歪検知素子としては、薄膜型や厚膜型の半導体歪ゲージ、通常の歪ゲージ等の歪抵抗素子が好適に用いられるが、ピエゾ素子や圧電変換素子等を用いることも可能である。
【００２９】
荷重センサは、例えば板状のセンサ配設部材を貫通して設けられたセンサ収容穴内に遊びを有して配設することが望ましいが、荷重センサをセンサ配設部材の一方の側面側に配設することもできる。センサ配設部材が、所定寸法だけ離間して配設されるとともに一体的に連結された互いに平行な一対の板状部材にて構成されている場合には、例えばその一対の板状部材の間に荷重センサを配設することもできるなど、種々の態様が可能である。
【００３０】
回動リンクは、例えばその中間位置において第１支持ピンまわりに回動可能にセンサ配設部材に配設され、その第１支持ピンを挟んで両側に荷重センサの一方の部材や連結ピンが相対回動可能に連結されるように構成されるが、荷重センサの一方の部材を第１支持ピンと連結ピンとの間に連結したり、連結ピンを荷重センサの一方の部材と第１支持ピンとの間に連結したりすることも可能である。また、それ等の間隔（レバー比）を適宜設定することより、操作力を倍力或いは減衰して検出することもできる。
【００３１】
荷重センサの軸状部材および本体部材は、回動リンクおよび揺動レバーの一方および他方に連結されるが、例えば本体部材が回動リンクに一体的に固設され、軸状部材がその軸心まわりに回動可能に揺動レバーに連結される。本体部材を揺動レバーに一体的に固設し、軸状部材をその軸心まわりに回動可能に回動リンクに連結することもできる。また、本体部材をその軸心まわりに回動可能に回動リンクに配設し、軸状部材を揺動レバーに一体的に固設しても良いなど、種々の態様が可能である。各部の寸法誤差や組付誤差等を吸収できるようにするため、何れか一方は軸心まわりに回動可能に連結することが望ましい。
【００３２】
第２支持ピンは、例えば第２発明では、回動リンクに連結された軸状部材および本体部材の一方と第１支持ピンとを結ぶ直線に対して、揺動レバーに連結された軸状部材および本体部材の他方と第２支持ピンとを結ぶ直線が略直角に交差するように配設されるが、他の発明の実施に際しては、その配設位置を適宜設定することができる。第２発明の実施に際しては、必ずしも完全に直角である必要はなく、±２０°程度の範囲内、すなわち７０°〜１１０°の範囲内で交差するようにすれば十分な効果が得られる。
【００３３】
第３発明では、揺動レバーに引張力が作用させられる位置に第２支持ピンが配設されるが、他の発明の実施に際しては、揺動レバーに押圧力が作用させられる位置に配設することも可能である。その場合には、トグルリンク機構のように揺動レバーや第２支持ピンに過大な荷重が作用する可能性があるため、第２発明のように、回動リンクに連結された軸状部材および本体部材の一方と第１支持ピンとを結ぶ直線に対して、揺動レバーに連結された軸状部材および本体部材の他方と第２支持ピンとを結ぶ直線が略直角に交差するように第２支持ピンを配設することが望ましい。
【００３４】
第４発明では、軸状部材の軸心上にセンサピンが設けられ、そのセンサピンの両端部が本体部材から突き出すようになっており、例えばセンサピンが別体に構成されて軸状部材に設けられた挿通孔内を挿通させられるように構成されるが、軸状部材そのものの両端部がセンサピンとして機能して本体部材から突き出すように構成したり、軸状部材の両端面に円柱形状のピン部を一体に突設したりするなど、種々の態様が可能である。センサピンを軸状部材と別体に構成する場合、軸状部材に対して相対回転可能に配設しても良いが、軸状部材に一体的に固設することも可能である。
【００３５】
第７発明では、変形部材が円筒形状を成していて、その円筒形状の一端部および他端部がそれぞれ本体部材および軸状部材に一体的に固定され、それ等の相対変位に伴ってせん断変形させられるようになっているが、円筒形状の変形部材の中心線まわりの一部をケース部材に一体的に固定するとともに、その変形部材の円筒形状の内部を挿通するように軸状部材を配設し、反力に基づいて本体部材と軸状部材とが相対変位させられることにより、その変形部材に生じる引張歪を歪検知素子によって検出するようにしても良い。
【実施例】
【００３６】
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、本発明の一実施例である車両の常用ブレーキ用の操作ペダル装置１０を示す図で、(a) は正面図（車両への搭載状態では車両の横方向から見た状態）、(b) は(a) におけるIA−IA断面の拡大図である。この車両用操作ペダル装置１０は、前記図１０の操作ペダル装置２００に比較して板状の中間レバー６０を備えており、その中間レバー６０を介して操作ペダル１６からオペレーティングロッド２２に操作力が伝達されるようになっている。中間レバー６０は、前記支持軸１４と平行な支持ピン６２によって前記ペダルサポート１２に回動可能に配設されているとともに、連結リンク６４を介して操作ペダル１６に連結され、その操作ペダル１６の踏込み操作に連動して機械的に支持ピン６２まわりに回動させられる。連結リンク６４は、その両端部において支持軸１４と平行な一対のリンクピン６６、６８を介してそれぞれ操作ペダル１６、中間レバー６０に相対回動可能に連結されている。
【００３７】
そして、中間レバー６０の先端部には、回動連結部７０を介してオペレーティングロッド２２が相対回動可能に連結されている。本実施例では中間レバー６０がセンサ配設部材で、その中間レバー６０にはセンサ収容穴７２が貫通して設けられており、そのセンサ収容穴７２内に荷重センサ７４が所定の遊びを有する状態で配設されている。この荷重センサ７４は、実質的に前記荷重センサ３０と同様に構成されており、円筒形状の変形部材３２と、本体部材としての環状部材３４と、軸状部材３６とを備えているが、環状部材３４はセンサ収容穴７２の両側へ突き出しているとともに、軸状部材３６の軸心を挿通するように設けられたセンサピン７６は環状部材３４の両側へ突き出すように配設されている。このセンサピン７６は、本実施例では軸状部材３６と別体に構成されて、挿通孔３８内を相対回転可能に挿通させられているが、軸状部材３６と一体に構成することも可能である。
【００３８】
中間レバー６０にはまた、前記クレビスピン２６と平行な第１支持ピン８０まわりに回動可能に回動リンク８２が配設されているとともに、同じくクレビスピン２６と平行な第２支持ピン８４まわりに揺動可能に揺動レバー８６が配設されている。回動リンク８２は、その中間位置において第１支持ピン８０により回動可能に支持されているとともに、その一端部にはクレビスピン２６を介してオペレーティングロッド２２が相対回動可能に連結されており、他端部には前記荷重センサ７４の環状部材３４が溶接等により一体的に固設されている。第１支持ピン８０およびクレビスピン２６は、環状部材３４と同様に中間レバー６０を貫通して両側へ突き出すように配設されている一方、回動リンク８２は中間レバー６０を挟んで両側に一対配設されており、それ等の第１支持ピン８０、クレビスピン２６の両端部に連結されているとともに、環状部材３４の両端部に一体的に固設されている。クレビスピン２６の配設位置には、第１支持ピン８０を中心とする円弧状或いは直線状の長穴８８が設けられ、オペレーティングロッド２２の反力で回動リンク８２が第１支持ピン８０まわりに相対回動することを許容するようになっている。クレビスピン２６は、回動連結部７０の連結ピンに相当する。
【００３９】
揺動レバー８６は、その一端部において第２支持ピン８４により回動可能に支持されており、他端部には、前記センサピン７６が相対回転可能に連結されている。第２支持ピン８４は、荷重センサ７４の中心線Ｏ方向から見た正面視の状態（図１の(a) の状態）において、前記回動リンク８２に固設された環状部材３４の中心（荷重センサ７４の中心線Ｏ）と前記第１支持ピン８０の軸心とを結ぶ直線に対して、揺動レバー８６に連結された軸状部材３６の軸心Ｓと第２支持ピン８４の軸心とを結ぶ直線が略直角に交差するように、且つオペレーティングロッド２２の反力で回動リンク８２が第１支持ピン８０まわり（図１(a) では右まわり）に相対回動させられることにより揺動レバー８６に引張力が作用させられる位置に配設されている。したがって、揺動レバー８６に連結されたセンサピン７６、更には軸状部材３６は、オペレーティングロッド２２の反力に拘らず中間レバー６０の略一定の位置に保持され、オペレーティングロッド２２の反力で回動リンク８２と一体的に第１支持ピン８０まわりに回動するように変位させられる環状部材３４に対して相対的に変位させられ、この相対変位によって前記変形部材３２がせん断変形させられることにより、操作ペダル１６の操作力が検出される。前記センサ収容穴７２の遊びや長穴８８の寸法は、この変形部材３２のせん断変形に伴う環状部材３４の変位や回動リンク８２の回動を許容するように定められる。第２支持ピン８４は、センサピン７６と同様に中間レバー６０を貫通して両側へ突き出すように配設されている一方、揺動レバー８６は中間レバー６０を挟んで両側に一対配設されており、それ等の第２支持ピン８４、センサピン７６の両端部に連結されている。
【００４０】
このような車両用操作ペダル装置１０においては、クレビスピン２６から回動リンク８２を介して荷重センサ７４の環状部材３４に反力が伝達されるとともに、揺動レバー８６を介して第２支持ピン８４によってその反力が受け止められるため、操作ペダル１６が踏込み操作された時には、回動リンク８２は中間レバー６０と略一体的に支持ピン６２まわりに回動させられる。この時、クレビスピン２６の軸心まわりにおいてオペレーティングロッド２２と中間レバー６０とが相対回動させられるが、荷重センサ７４には常に略一定方向、すなわち図１の(a) に示す正面視の状態において、センサ中心線Ｏと第１支持ピン８０の軸心とを結ぶ線分に対して直角方向（図１(a) において略左方向）に荷重が加えられるようになり、変形部材３２の変形部位が略一定に維持される。
【００４１】
図２の(a) は、上記正面視（図１(a) の状態）においてセンサ中心線Ｏと第１支持ピン８０の軸心とを結ぶ線分に対して直角方向、すなわち揺動レバー８６の長手方向における荷重センサ７４の断面図で、図２の(b) は(a) における IIA−IIA 断面図である。この図２において、センサピン７６は軸状部材３６および揺動レバー８６に対して何れも相対回転可能であり、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って変形部材３２が図３に示すように変形させられることにより、摩擦が小さい方、例えば揺動レバー８６側で相対回転させられるが、その回転角度は極僅かである。摩擦を低減するために、必要に応じてベアリングや軸受等を介在させることもできる。図３の(a) 、(b) はそれぞれ図２の(a) 、(b) に対応する図で、図３の(b) は(a) におけるIIIA−IIIA断面図である。
【００４２】
このように環状部材３４および軸状部材３６は、変形部材３２を介して互いに連結されており、外部から径方向すなわち中心線Ｏと直角方向に加えられる荷重が略０の時には、図２に示すように軸状部材３６やセンサピン７６の軸心Ｓが荷重センサ７４の中心線Ｏと略一致する状態に保持され、変形部材３２も全長に亘って中心線Ｏを中心とする円筒形状を維持している。荷重センサ７４の中心線Ｏは、本体部材である環状部材３４の中心線である。一方、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って、オペレーティングロッド２２の反力が回動リンク８２を介して環状部材３４に加えられると、その環状部材３４と軸状部材３６との間に径方向、具体的には図２において環状部材３４が相対的に左方向（図１(a) においても略左方向）へ向かう荷重が作用させられ、それ等の間に配設された変形部材３２が図３に示すようにせん断変形させられる。環状部材３４と軸状部材３６との間には、両者の径方向の相対変位や変形部材３２のせん断変形を許容するように環状空間が設けられているとともに、変形部材３２は、径方向から荷重を受けることにより弾性変形可能なフェライト系ステンレス鋼等の金属材料にて構成されており、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って、その操作力に応じてせん断変形させられる。なお、変形部材３２の変形量は極僅かで、操作ペダル１６の足踏みストロークには殆ど影響しないが、図面では理解を容易とするために変形量を拡大して示してある。他の図面も同じである。
【００４３】
上記変形部材３２のせん断歪を検出するために、図４に示すように、変形部材３２の外周面には歪検知素子として４個の歪抵抗素子４０ａ〜４０ｄが取り付けられている。歪抵抗素子４０ａ〜４０ｄとしては、例えば薄膜型や厚膜型の半導体歪ゲージ、通常の歪ゲージ等が好適に用いられる。図４の(a) は、図３(a) に対応する図で、変形部材３２がせん断変形させられた状態であり、(b) は(a) の上方から見た平面図、(c) は変形部材３２の外周面の展開図である。４個の歪抵抗素子４０ａ〜４０ｄは、外部荷重によって変形部材３２がせん断歪を生じる方向において、中心線Ｏ（Ｓ）を挟んで対称的な２箇所に、それぞれそのせん断歪で軸方向において引張変形、圧縮変形させられる部分に１個ずつ離間して設けられている。本実施例では、回動リンク８２によって荷重センサ７４に作用する荷重の方向が略一定、すなわち図１の(a) における左右方向であって図２、図３、および図４の(a) 、(b) における左右方向とされるため、歪抵抗素子４０ａ〜４０ｄの大きさはそれ程大きくする必要はないが、変形部材３２の組付作業性等を考慮して、変形部材３２の周方向において例えば９０°程度の角度範囲をカバーする長さ寸法を有している。
【００４４】
そして、それ等の歪抵抗素子４０ａ〜４０ｄが導電性回路パターン５０（図４(c) 参照）によって接続されることにより図５に示すブリッジ回路が形成され、その導電性回路パターン５０の電源電極４２とＧＮＤ（接地）電極４４との間に電源Ｅが接続されることにより、一対の出力電極４６と４８との間から歪に応じた電気信号が出力されるようになっている。電源電極４２に電源Ｅを接続したり、出力電極４６、４８から出力される電気信号を取り出したりするために、それ等の電極に接続されたワイヤハーネス５６（図１参照）が荷重センサ７４から延び出し、コネクタ５８を介して車両の制御回路部に接続されている。変形部材３２の外周面には、予めガラスペースト等の絶縁膜５２（図４(c) 参照）が設けられており、その上に銀等の導電体によって前記導電性回路パターン５０が形成されているとともに、更にその導電性回路パターン５０に一部が接触するように前記歪抵抗素子４０ａ〜４０ｄが焼成等により一体的に設けられている。なお、荷重センサ７４の内部に制御回路部を設けることも可能である。また、本実施例ではフルブリッジ回路を用いているが、例えば操作ペダル１６の操作力に基づく荷重を受ける部分のみが円弧形状とされた変形部材を用いる場合等には、ハーフブリッジ回路を用いることもできる。
【００４５】
このような本実施例の車両用操作ペダル装置１０においては、環状部材３４と軸状部材３６との相対変位に基づいて操作力を電気的に検出する荷重センサ７４が、中間レバー６０とオペレーティングロッド２２とを相対回動可能に連結する回動連結部７０に配設され、その回動連結部７０のクレビスピン２６を介して伝達される操作力を検出するようになっており、中間レバー６０に形成されたセンサ収容穴７２内に荷重センサ７４が配設されるため、操作ペダル装置１０全体を簡単で且つコンパクトに構成でき、従来のペダル装置の搭載条件に何等影響を及ぼすことがない。また、オペレーティングロッド２２やクレビス２４、クレビスピン２６等の周辺部材は従来のペダル装置と同じものを使用できるため、安価に構成することができる。
【００４６】
一方、中間レバー６０には、第１支持ピン８０まわりに回動可能に回動リンク８２が配設され、その回動リンク８２にクレビスピン２６が相対回動可能に連結されるとともに、第２支持ピン８４まわりに揺動可能に揺動レバー８６が配設されており、前記荷重センサ７４の環状部材３４は回動リンク８２に一体的に固設され、軸状部材３６はセンサピン７６を介して揺動レバー８６に相対回転可能に連結されているため、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って中間レバー６０とオペレーティングロッド２２とがクレビスピン２６まわりに相対回動させられても、そのクレビスピン２６から荷重センサ７４に加えられる反力は回動リンク８２を介して略一定方向に作用させられる。これにより、変形部材３２の変形箇所が略一定に維持され、操作力の検出精度が向上するとともに、検出精度のばらつきが抑制されて高い信頼性が得られるようになる。
【００４７】
また、軸状部材３６は、センサピン７６を介して相対回転可能に揺動レバー８６に連結されているため、中間レバー６０に一体的に固設する場合に比較して、各部の寸法誤差や組付誤差等を吸収でき、要求寸法精度等が緩和されて装置を安価に構成できる。
【００４８】
また、本実施例では、回動リンク８２に固設された環状部材３４の中心（中心線Ｏ）と第１支持ピン８０の軸心とを結ぶ直線に対して、揺動レバー８６に連結された軸状部材３６の軸心Ｓと第２支持ピン８４の軸心とを結ぶ直線が略直角に交差するように、すなわちクレビスピン２６から回動リンク８２を介して荷重センサ７４に加えられる荷重（反力）の作用線上またはその近傍に第２支持ピン８４が配設されるため、その荷重が第２支持ピン８４によって効率良く受け止められ、装置を簡単且つコンパクトで安価に構成できる。なお、必ずしも完全に直角である必要はなく、±２０°程度の範囲内、すなわち７０°〜１１０°の範囲内で交差するようにすれば十分な効果が得られる。
【００４９】
また、本実施例では、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って回動リンク８２が第１支持ピン８０の右まわりに回動させられることにより、揺動レバー８６に引張力が作用させられるように第２支持ピン８４が配設されているため、揺動レバー８６や第２支持ピン８４に過大な荷重が作用する恐れがなく、装置を簡単且つコンパクトで安価に構成できる。すなわち、揺動レバー８６に圧縮荷重が加えられるように第２支持ピン８４を配設した場合、具体的には図１の(a) において荷重センサ７４の左側に第２支持ピン８４を配設した場合、回動リンク８２との位置関係によってはトグルリンク機構のように倍力作用によって過大な荷重が揺動レバー８６や第２支持ピン８４に作用する可能性がある。
【００５０】
また、本実施例ではオペレーティングロッド２２に対してクレビスピン２６の軸心まわりに相対回動可能に連結される中間レバー６０がセンサ配設部材とされ、その中間レバー６０に荷重センサ７４が配設されるため、クレビスピン２６からオペレーティングロッド２２に伝達される最終的な操作力（出力）が荷重センサ７４によって検出され、そのオペレーティングロッド２２の出力に応じて発生させられるブレーキ力を高い精度で検知することができる。
【００５１】
また、中間レバー６０に設けられたセンサ収容穴７２内に荷重センサ７４が所定の遊びを有して配設されるとともに、回動リンク８２および揺動レバー８６は何れも板状の中間レバー６０の両側に一対ずつ配設され、環状部材３４或いは軸状部材３６の軸心を挿通させられたセンサピン７６の両端部にそれぞれ連結されているため、ねじれ等の回転モーメントが抑制されて荷重センサ７４の作動が安定し、検出精度が一層向上する。
【００５２】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００５３】
図６の車両用操作ペダル装置１００は、前記図１０の操作ペダル装置２００に本発明が適用された場合で、回動連結部２０は前記回動連結部７０と同様に構成されている。すなわち、操作ペダル１６には、前記センサ収容穴７２および長穴８８が設けられ、そのセンサ収容穴７２内に荷重センサ７４が遊びを有して配設されるとともに、長穴８８内をクレビスピン２６が挿通させられている。操作ペダル１６にはまた、回動リンク８２および揺動レバー８６がそれぞれ第１支持ピン８０、第２支持ピン８４まわりに回動可能に配設されており、回動リンク８２の一端部にはクレビスピン２６が相対回転可能に連結されるとともに、他端部には荷重センサ７４の環状部材３４が一体的に固設されている。また、揺動レバー８６には、荷重センサ７４の軸状部材３６の軸心を挿通させられたセンサピン７６が相対回転可能に連結されている。したがって、本実施例でも前記実施例と同様の作用効果が得られる。なお、図６のVI−VI断面は、図１の(b) において、中間レバー６０を操作ペダル１６に置き換えた場合と同じであり、操作ペダル１６はセンサ配設部材に相当する。
【００５４】
図７の車両用操作ペダル装置１１０は、前記車両用操作ペダル装置１０に比較して荷重センサ７４の配設位置が相違するもので、連結リンク６４がリンクピン６８を介して中間レバー６０に連結される回動連結部１１２において、そのリンクピン６８から中間レバー６０に伝達される操作力を検出するように、その中間レバー６０に荷重センサ７４が配設されている。すなわち、中間レバー６０にはセンサ収容穴１１４および長穴１１６が設けられ、そのセンサ収容穴１１４内に荷重センサ７４が所定の遊びを有して配設されるとともに、長穴１１６内をリンクピン６８が挿通させられている。中間レバー６０にはまた、回動リンク８２および揺動レバー８６がそれぞれ第１支持ピン８０、第２支持ピン８４まわりに回動可能に配設されており、回動リンク８２の一端部にはリンクピン６８が相対回転可能に連結されるとともに、他端部には荷重センサ７４の環状部材３４が一体的に固設されている。リンクピン６８は、回動連結部１１２の連結ピンに相当する。また、揺動レバー８６には、荷重センサ７４の軸状部材３６の軸心を挿通させられたセンサピン７６が相対回転可能に連結されている。図７の(a) 、(b) は図１の(a) 、(b) に対応する図で、(a) は正面図、(b) は(a) におけるVIIA−VIIA断面の拡大図である。
【００５５】
本実施例では、操作ペダル１６が踏込み操作される際に、オペレーティングロッド２２の反力で回動リンク８２が第１支持ピン８０の右まわりに回動させられ、揺動レバー８６に圧縮荷重が作用させられる点を除いて、前記図１の実施例と同様の作用効果が得られる。
【００５６】
上記のように揺動レバー８６には圧縮荷重が作用させられるが、図７の(a) に示す正面視において、回動リンク８２に固設された環状部材３４の中心（中心線Ｏ）と第１支持ピン８０の軸心とを結ぶ直線に対して、揺動レバー８６に連結された軸状部材３６の軸心Ｓと第２支持ピン８４の軸心とを結ぶ直線が略直角に交差するように、すなわちリンクピン６８から回動リンク８２を介して荷重センサ７４に加えられる荷重（操作力）の作用線上またはその近傍に第２支持ピン８４が配設されているため、トグルリンク機構のように倍力作用で過大な荷重が揺動レバー８６や第２支持ピン８４に作用する恐れがなく、装置を簡単且つコンパクトで安価に構成できる。また、第２支持ピン８４を、図７の(a) において荷重センサ７４の左側に配設すれば、前記実施例と同様に揺動レバー８６に引張力が作用させられるようにすることができる。
【００５７】
なお、連結リンク６４がリンクピン６６を介して操作ペダル１６に相対回動可能に連結される回動連結部や、中間レバー６０が支持ピン６２を介してペダルサポート１２に回動可能に取り付けられる回動連結部に本発明を適用し、それ等のリンクピン６６や支持ピン６２に作用させられる荷重を操作力として検出するように構成することも可能である。
【００５８】
図８および図９は、前記図１の実施例において、荷重センサ７４の代りに用いられる荷重センサ１２０を示す図で、前記図２および図３に対応する断面図であり、各図の(a) は中心線Ｏと平行な縦断面図、(b) は(a) における VIIIA−VIIIA 断面図、 IXA−IXA 断面図である。この荷重センサ１２０は、円筒形状の変形部材１２２を備えていて、その変形部材１２２の径方向に加えられる荷重を検出するもので、変形部材１２２の外周側には環状部材１２４が配設されている。環状部材１２４は、前記センサ収容穴７２に遊びを有して配設されるとともに、回動リンク８２に一体的に固設される一方、変形部材１２２の中心線まわりの一部（図８、図９における左側の側壁部分）を溶接等により一体的に保持している。そして、その変形部材１２２の円筒形状の内部を軸状部材１２６が挿通させられ、前記揺動レバー８６に相対回転可能に連結される。この軸状部材１２６として前記センサピン７６を用いることも可能である。
【００５９】
このような荷重センサ１２０は、外部荷重が略０の時には、図８に示すように環状部材１２４が軸状部材１２６の軸心Ｓと略同心になる状態に保持されるとともに、変形部材１２２は、環状部材１２４に固設された側と反対側、すなわち図８における右側の側壁部分の内周面が軸状部材１２６に略接するように、軸心Ｓに対して偏心した状態に保持される。これは、図示しないリターンスプリング等の作用でオペレーティングロッド２２が図１(a) の右方向へ押圧されるとともに、操作ペダル１６が図示しないストッパに当接して初期位置に位置決めされることによって規定され、この状態で変形部材１２２は略真円の円筒形状である。一方、操作ペダル１６の踏込み操作に伴ってオペレーティングロッド２２の反力で環状部材１２４と軸状部材１２６との間に径方向の荷重が加えられると、環状部材１２４が軸状部材１２６に対して相対的に図８、図９の左方向へ変位させられ、変形部材１２２が図９に示すように楕円形に引張変形させられる。環状部材１２４は、軸状部材１２６との相対変位や変形部材１２２の引張変形を許容するように、その環状の内部空間の大きさが定められているとともに、変形部材１２２は、径方向から荷重を受けることにより弾性変形可能なフェライト系ステンレス鋼等の金属材料にて構成されており、操作ペダル１６の踏込み操作に伴って、その操作力に応じて引張変形させられる。
【００６０】
上記変形部材１２２の引張歪を検出するために、その変形部材１２２の外周面であって、図９(b) において上下に位置する側壁部分、すなわち引張歪を生じる部分には、歪検知素子して歪抵抗素子が固定されている。変形部材１２２の外周面には、前記実施例と同様に予めガラスペースト等の絶縁膜が設けられ、その上に銀等の導電体によって導電性回路パターンが形成されるとともに、更にその導電性回路パターンに一部が接触するように歪抵抗素子が焼成等により一体的に設けられている。
【００６１】
上記歪抵抗素子の大きさや配設位置は、組付作業性等を考慮して適宜設定されるが、本発明では操作ペダル１６の踏込み操作量に拘らず常に略一定方向から荷重が作用させられ、変形部材１２２の略一定の部位が変形させられるため、比較的小さなものでも高い検出精度が安定して得られる。
【００６２】
なお、上記荷重センサ１２０は、図６、図７の実施例においても、同様に前記荷重センサ７４の代りに用いることができる。
【００６３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明が適用された常用ブレーキ用の車両用操作ペダル装置の一例を示す図で、(a) は正面図、(b) は(a) におけるIA−IA断面の拡大図である。
【図２】図１の実施例の荷重センサを示す図で、(a) は中心線Ｏと平行な縦断面図、(b) は(a) における IIA−IIA 断面図である。
【図３】図２の状態から操作ペダルが踏込み操作され、オペレーティングロッドの反力で変形部材がせん断変形させられた状態を示す図で、(a) は中心線Ｏと平行な縦断面図、(b) は(a) におけるIIIA−IIIA断面図である。
【図４】(a) は図３(a) における変形部材を拡大して示す断面図で、(b) は(a) の上方から見た平面図、(c) は変形部材の展開図で、外周面に設けられた歪抵抗素子を説明する図である。
【図５】図４(c) に示されている歪抵抗素子が導電性回路パターンで接続されることによって形成されたブリッジ回路を示す回路図である。
【図６】中間レバーを備えていない別の実施例を説明する図で、図１の(a) に対応する正面図である。
【図７】荷重センサが中間レバーと連結リンクとの回動連結部に配設された更に別の実施例を説明する図で、(a) は図１の(a) に対応する正面図、(b) は(a) におけるVIIA−VIIA断面の拡大図である。
【図８】荷重センサの別の例を説明する図で、図２に対応する図であり、(a) は中心線Ｏと平行な縦断面図、(b) は(a) における VIIIA−VIIIA 断面図である。
【図９】図８の状態から操作ペダルが踏込み操作され、オペレーティングロッドの反力で変形部材が楕円形に引張変形させられた状態を示す図で、(a) は中心線Ｏと平行な縦断面図、(b) は(a) における IXA−IXA 断面図である。
【図１０】本発明の背景技術を説明する図で、(a) は荷重センサを備えている車両用操作ペダル装置の正面図、(b) は(a) におけるXA−XA断面の拡大図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１００、１１０：車両用操作ペダル装置（操作装置）    １６：操作ペダル（操作部材、センサ配設部材）    ２０、７０、１１２：回動連結部    ２２：オペレーティングロッド（反力部材）    ２６：クレビスピン（連結ピン）    ３２、１２２：変形部材    ３４、１２４：環状部材（本体部材）    ３６、１２６：軸状部材    ４０ａ〜４０ｄ：歪抵抗素子（歪検知素子）    ６０：中間レバー（センサ配設部材）    ６４：連結リンク    ６８：リンクピン（連結ピン）    ７２、１１４：センサ収容穴    ７４、１２０：荷重センサ    ７６：センサピン    ８０：第１支持ピン    ８２：回動リンク    ８４：第２支持ピン    ８６：揺動レバー    Ｏ：荷重センサの中心線    Ｓ：センサピン（軸状部材）の軸心
【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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【図１０】
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