(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のブレーキを電気的に作動させる電気式ブレーキ装置を作動させるために運転者により操作されるブレーキペダルと、
そのブレーキペダルを自動車のボデーに、その自動車の横方向に平行な回動軸線まわりに回動可能に取り付けるペダル取付装置であって、それぞれブレーキペダルに連携させられてそのブレーキペダルに操作力に応じた操作ストロークを発生させる第１弾性部材および第２弾性部材を含み、それら両弾性部材の少なくとも一方が前記回動軸線と同軸に配設され、その回動軸線まわりのねじりにより前記操作ストロークを発生させるものと
を含む自動車用ブレーキ操作装置であって、前記ペダル取付装置が、
前記回動軸線と同軸に配設され、一端が自動車のボデーに固定されたトーションバーと、
そのトーションバーの前記一端とは反対側の端である他端と共に回転する回転部材と、
その回転部材に対して前記ブレーキペダルを相対回動可能に取り付ける回動軸と、
前記回転部材と前記ブレーキペダルとの互いに対向する面にそれぞれ設けられ、前記回動軸と同軸の一円周上において互いに嵌合された第１ピンおよび第１長穴と第２ピンおよび第２長穴とであって、第１長穴が第２長穴より短いものと、
前記第２長穴の一端壁と前記第２ピンとの間に、前記ブレーキペダルを前記トーションバーの前記他端に対して戻し側に付勢する状態で設けられた弾性部材と
を含み、前記第１ピンが前記第１長穴内で移動可能である間は、前記弾性部材が弾性変形により前記トーションバーの前記他端に対する前記ブレーキペダルの相対回転を許容して、前記トーションバーのねじりとの共同で前記操作ストロークを発生させ、前記第１ピンが前記第１長穴内で移動不可能になった後は、前記トーションバーのねじりにより前記操作ストロークを発生させ、前記トーションバーが、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材の一方であって、前記回動軸線と同軸に配設され、その回動軸線まわりのねじりにより前記操作ストロークを発生させるものとして機能し、前記弾性部材が前記第１弾性部材および前記第２弾性部材の他方として機能する自動車用ブレーキ操作装置。
【請求項２】
前記ペダル取付装置が、さらに、自動車のボデーに固定して設けられて前記トーションバーの前記他端に隣接する部分を回転可能に支持するハウジングを含む請求項１に記載の自動車用ブレーキ操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のブレーキを電気的に作動させる電気式ブレーキ装置を作動させるために運転者により操作されるブレーキペダルを備えたブレーキ操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−２１１１２４号公報には、上記ブレーキ操作装置の一従来例が記載されている。この従来例は、(a) ブレーキペダルを自動車のボデーに、その自動車の左右方向に平行な一回動軸線まわりに回動可能に取り付けるペダル取付機構と、(b) 操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダルに発生させるストローク発生機構とを含むように構成されている。ストローク発生機構は、ペダル操作フィーリングを、ブレーキを機械的に作動させるマニュアルブレーキ装置（例えば、液圧式ブレーキ装置）におけると同程度に実現することを目的として設けられている。
【０００３】
そのストローク発生機構は、ブレーキペダルの回動に応じて直線運動させられる直線運動部材が固定部材としてのハウジングに直線運動可能に収容されて構成されている。すなわち、このストローク発生機構は、ブレーキペダルの回動運動を直線運動部材の直線運動に変換する運動変換機構を備えているのである。このストローク発生機構は、さらに、直線運動部材の軸力に応じてその直線運動部材の直線変位を許容する弾性部材を備えている。この弾性部材は直線運動部材と同軸に配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および発明の効果】
この従来例においては、上述のように、ストローク発生機構が運動変換機構により、操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダルに発生させるため、ストローク発生機構が大形化してしまう傾向があった。一方、自動車においては一般に、エンジン，モータ等、動力源が搭載される動力源室と、乗員が収容される客室とがダッシュパネルにより互いに隔離され、かつ、動力源室が客室より前方に配置される。そのため、その従来例においては、ストローク発生機構が、それが大形化してしまう傾向があることを理由に、動力源室に配置され、よって、ブレーキペダルとストローク発生機構とが客室と動力源室とに跨がって配置されていた。
【０００５】
このような事情を背景として、本発明は、ブレーキペダルの回動運動を他の運動である直線運動に変換することなく、操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダルに発生可能にするとともに、操作力と操作ストロークとの関係を非線形にすることを可能にすることを課題としてなされたものであり、本発明に係る自動車用ブレーキ操作装置は、（Ａ）自動車のブレーキを電気的に作動させる電気式ブレーキ装置を作動させるために運転者により操作されるブレーキペダルと、（Ｂ）そのブレーキペダルを自動車のボデーに、その自動車の横方向に平行な回動軸線まわりに回動可能に取り付けるペダル取付装置であって、それぞれブレーキペダルに連携させられてそのブレーキペダルに操作力に応じた操作ストロークを発生させる第１弾性部材および第２弾性部材を含み、それら両弾性部材の少なくとも一方が前記回動軸線と同軸に配設され、その回動軸線まわりのねじりにより前記操作ストロークを発生させるものとを含む自動車用ブレーキ操作装置であって、前記ペダル取付装置が、(a)前記回動軸線と同軸に配設され、一端が自動車のボデーに固定されたトーションバーと、(b)そのトーションバーの前記一端とは反対側の端である他端と共に回転する回転部材と、(c)その回転部材に対して前記ブレーキペダルを相対回動可能に取り付ける回動軸と、(d)前記回転部材と前記ブレーキペダルとの互いに対向する面にそれぞれ設けられ、前記回動軸と同軸の一円周上において互いに嵌合された第１ピンおよび第１長穴と第２ピンおよび第２長穴とであって、第１長穴が第２長穴より短いものと、(e)前記第２長穴の一端壁と前記第２ピンとの間に、前記ブレーキペダルを前記トーションバーの前記他端に対して戻し側に付勢する状態で設けられた弾性部材とを含み、前記第１ピンが前記第１長穴内で移動可能である間は、前記弾性部材が弾性変形により前記トーションバーの前記他端に対する前記ブレーキペダルの相対回転を許容して、前記トーションバーのねじりとの共同で前記操作ストロークを発生させ、前記第１ピンが前記第１長穴内で移動不可能になった後は、前記トーションバーのねじりにより前記操作ストロークを発生させ、前記トーションバーが、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材の一方であって、前記回動軸線と同軸に配設され、その回動軸線まわりのねじりにより前記操作ストロークを発生させるものとして機能し、前記弾性部材が前記第１弾性部材および前記第２弾性部材の他方として機能することを特徴とする。
ここに「ブレーキペダル」は、少なくともペダルパッド部を有すれば足り、ペダルレバー部をも有することは不可欠ではない。
また、トーションバー，回転部材，回動軸，第１ピン，第１長穴，第２ピン，第２長穴および弾性部材により構成されるペダル取付装置は、操作力に応じた操作ストロークを発生させる機能を有すると考えることも、操作ストロークに応じた操作力を発生させる機能を有すると考えることもできる。
【０００６】
上記構成の自動車用ブレーキ操作装置においては、トーションバーが自動車の左右方向に平行な回動軸線と同軸に配設され、ブレーキペダルの回動により軸線まわりのねじりにより、操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダルに発生させる。また、弾性部材が、ブレーキペダルをトーションバーに対して戻し側に付勢する。第１ピンと第２ピンとがそれそれ第１長穴と第２長穴との内部で移動可能であり、回転部材がブレーキペダルに対して相対回転可能である間は、トーションバーの弾性力が弾性部材を介して伝達され、第１ピンが第１長穴の端壁に当接し、回転部材がブレーキペダルに対して相対回転不能となった後は、トーションバーの弾性力が回転部材および第１ピンを介してブレーキペダルに伝達されるのである。換言すれば、ブレーキペダルの踏込み当初はトーションバーと弾性部材との両方の弾性変形によってブレーキペダルの回動が許容され、ブレーキペダルの操作力および操作力の増加勾配が小さいのに対し、第１ピンが第１長穴の端壁に当接した後はブレーキペダルの回動がトーションバーの弾性変形のみにより許容される状態となり、操作力の増加勾配が大きくなる。
したがって、このブレーキ操作装置によれば、前述の従来例とは異なり、ブレーキペダルの回動運動を直線運動に変換する運動変換機構を設けることが不要となり、ブレーキ操作装置の小形化が容易になる。その結果、従来例とは異なり、ブレーキ操作装置のうち、操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダルに発生させる部分を自動車の動力源室に配置することが不要となり、ブレーキ操作装置の全体を客室に配置することが可能となる。
しかも、トーションバーと弾性部材とを含んでおり、両者がそれぞれブレーキペダルに連携させられ、ブレーキペダルに操作力に応じた操作ストロークを発生させるため、ブレーキペダルの操作力と操作ストロークとの関係を非線形にすることができ、ブレーキ操作装置の自動車搭載性の向上と、操作フィーリングの改善との両方を達成することができるという効果が得られる。
本発明の望ましい態様として、トーションバーの前記他端に隣接する部分を回転可能に支持し、自身は自動車のボデーに固定されるハウジングを含むものとすることが可能であり、このようにすれば、ブレーキペダルを自動車のボデーに回動軸線まわりに回動可能に取り付ける取付機構の一部としてトーションバーを利用することが可能となり、ペダル取付装置の構成を単純化することができる。また、ブレーキペダルの操作力によってトーションバーが撓むことをハウジングにより抑制可能となる。
本発明に係るブレーキ操作装置を、(a) 前記ブレーキペダルの操作値を検出するブレーキ操作値センサと、(b) モータを駆動源とする前記ブレーキと、(c) 電源と、(d) その電源から前記モータに供給される電力を、前記ブレーキ操作値センサにより検出された操作値に基づいて制御するコントローラとを含む電気式ブレーキ装置に適用することができる。この態様においては、ブレーキ操作装置自体が作動液を利用しないフルードレス型である上に、そのブレーキ操作装置が使用される電気式ブレーキ装置もフルードレス型であるため、それら装置のいずれにおいても作動液の漏れを回避することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１には、自動車用ブレーキ操作装置（以下、単に「操作装置」という。）の一例が示されている。この操作装置は、特許請求の範囲の補正により特許請求の範囲に記載の本発明の実施例ではなくなったが、本発明を理解する上で有益であるので、削除することなく残すこととする。
自動車は、左右の前輪ＦＬ，ＦＲと左右の後輪ＲＬ，ＲＲとを備えている。自動車は、右ハンドル仕様としたり、左ハンドル仕様とすることができる。
【０００９】
操作装置は、ブレーキペダル１０を備えている。ブレーキペダル１０は、ペダルパッド部１２がペダルレバー部１４の自由端部に固定された構成とされている。ブレーキペダル１０は、運転者により操作されると、自動車の左右方向に平行な一回動軸線まわりに回動させられる形式とされている。回動軸線は、ペダルレバー部１４の基端部１６を通過させられる。
【００１０】
操作装置はさらに、ペダル取付装置２０を備えている。ペダル取付装置２０は、自動車の客室内に配置されている。ペダル取付装置２０は、図２に示すように、自動車のボデーパネルのうち運転者の足元に近いボデーパネル２２に片持ち状に、かつ、前記回動軸線と同軸に取り付けられている。ペダル取付装置２０は、ハウジング２４に形成された円形断面の中空部２６にトーションバー２８が挿入されることにより構成されている。ハウジング２４の一端部にはフランジ部３０が形成されており、ハウジング２４はそのフランジ部３０においてボデーパネル２２に固定されている。トーションバー２８の両端部のうちボデーパネル２２に近い一端部は溶接部３２によりハウジング２４に固定され、それ以外の部分は、ハウジング２４との間に隙間を有するようにされている。それにより、トーションバー２８は、それの軸線まわりにねじりが発生可能となっている。トーションバー２８とハウジング２４との間にブッシュ３４が挿入され、それにより、ねじられる際のトーションバー２８の摩擦抵抗が低減されている。
【００１１】
トーションバー２８の他端部はハウジング２４から突出させられており、その突出端部（自由端部でもある。）にブレーキペダル１０の基端部１６が固定されている。したがって、ブレーキペダル１０が回動させられれば、それに応じてトーションバー２８にねじりが加えられ、その結果、ブレーキペダル１０の操作力が発生させられるとともに、その操作力に応じた操作ストロークがブレーキペダル１０に発生させられることになる。
【００１２】
以上説明した操作装置は、自動車に搭載された電気式ブレーキ装置４０を作動させるために使用される。電気式ブレーキ装置４０は、図３に示すように、左右の前輪ＦＬ，ＦＲと左右の後輪ＲＬ，ＲＲとにそれぞれ設けられたブレーキ４２を備えている。ブレーキ４２はモータ４４を駆動源として構成されている。モータ４４は、ＤＣモータとしたり、超音波モータとすることができる。左右前輪用のブレーキ４２は、ディスク式とされ、車輪と共に回転するディスク（回転体）にブレーキパッド（摩擦材）がモータ４４により押圧され、それにより、車輪の回転が抑制される。これに対して、左右後輪用のブレーキ４２は、ドラム式とされ、車輪と共に回転するドラム（回転体）にブレーキライニング（摩擦材）がモータ４４により押圧され、それにより、車輪の回転が抑制される。
【００１３】
電気式ブレーキ装置４０はさらに、ブレーキペダル１０の操作値を検出するブレーキ操作値センサ５０を備えている。ブレーキ操作値センサ５０は、操作ストロークを検出する形式としたり、操作力を検出する形式とすることができる。操作ストロークは例えば、ハウジング２４とトーションバー２８との相対回転角度として検出することができ、一方、操作力は、トーションバー２８の表面歪みとして検出することができる。
【００１４】
電気式ブレーキ装置４０はさらに、電源５２と、その電源５２からモータ４４に供給される電力を、ブレーキ操作値センサ５０により検出された操作値に基づいて制御するコントローラ５４とを備えている。コントローラ５４は、ＣＰＵ５６，ＲＯＭ５８およびＲＡＭ６０を含むコンピュータ６２を主体として構成されている。ＲＯＭ５８に記憶されたブレーキ制御ルーチンがＣＰＵ５６によりＲＡＭ６０を利用しつつ実行されることにより、ブレーキ４２が電気的に制御される。
【００１５】
以上の説明から明らかなように、本操作装置においては、トーションバー２８のねじりにより、操作力に応じた操作ストロークがブレーキペダル１０に発生させられる。したがって、本操作装置によれば、前述の従来例とは異なり、ブレーキペダル１０の回動運動を直線運動に変換する運動変換機構を設けることも、そのような運動変換機構を、ブレーキペダル１０の回動平面内であって、ブレーキペダル１０より前方の位置に設けることも不要となる。よって、本操作装置によれば、操作装置の小形化が容易になる。その結果、例えば、前述の従来例とは異なり、操作装置のうち、操作力に応じた操作ストロークをブレーキペダル１０に発生させるストローク発生部分を自動車の動力源室に配置することが不要となり、操作装置の全体を客室に配置することが可能となる。
【００１６】
ところで、操作装置のうちストローク発生部分は自動車の動力源室に、ブレーキペダル１０は客室にそれぞれ配置する場合には、ストローク発生部分とブレーキペダル１０とを自動車のダッシュパネルを介して互いに連結しなければならない。そして、この場合には、水，油，埃等がそのダッシュパネルの貫通穴を通過して客室内に進入することを防止する対策や、防錆対策や、熱害対策を講ずる必要があるという問題がある。さらに、操作装置を自動車のボデーに組み付ける作業が比較的困難であるという問題もある。さらにまた、ストローク発生部分を動力源室に配置できる位置に制約があり、一方、ブレーキペダル１０の位置はストローク発生部分の配置位置に依存するため、結局、ブレーキペダル１０を客室に配置できる位置が制限されてしまうという問題もある。
【００１７】
これに対して、本操作装置においては、操作装置の全体が客室に配置される。したがって、水等進入防止対策，防錆対策および熱害対策を講ずることが不可欠ではなくなり、さらに、操作装置の組付け作業性が向上し、さらにまた、ブレーキペダル１０の配置自由度が向上する。
【００１８】
さらに、本操作装置においては、ブレーキペダル１０の操作ストロークを発生させるストローク発生機能とブレーキペダル１０を回動可能にボデーに取り付ける取付機能とが同じ部材により実現されるため、それら機能を別々の部材により実現する場合に比較して、部品点数を容易に削減し得るとともに操作装置を容易に小形化し得る。
【００１９】
さらにまた、本操作装置においては、トーションバー２８がボデーに片持ち状に取り付けられるため、両持ち状に取り付けられる場合に比較して、部品点数の削減を容易に図り得る。
【００２０】
さらにまた、本操作装置においては、「弾性部材」がトーションバー２８を含むように構成されるため、コイルスプリングを主体として「弾性部材」を構成する場合に比較して、ペダル取付装置２０の小形化を容易に図り得る。
【００２１】
さらにまた、本操作装置においては、トーションバー２８がハウジング２４により支持されることにより、ブレーキ操作時にトーションバー２８がたわむことが抑制される。従って、トーションバー２８の材質および形状をそのねじり特性を優先して設計することが可能となる。
【００２２】
次に、本発明の一実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、上記操作装置と共通する要素が多いため、共通する要素については同一の符号を使用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００２３】
上記操作装置においては、トーションバー２８の自由端部とブレーキペダル１０の基端部１６とが相対回転不能に連結されているが、本実施形態においては、図４に示すように、それらトーションバー２８とブレーキペダル１０とがそれらの相対回転を一定限度で許容する連結機構８０を介して互いに連結されている。
【００２４】
図５および図６には、その連結機構８０の詳細が示されている。連結機構８０は、トーションバー２８の自由端部と共に回転する円板状の回転部材８２を備えている。回転部材８２は、それの回動軸８４により、基端部１６に相対回転可能に連結されている。回転部材８２の一端面には、それと同軸の一円周上において第１ピン８６と第２ピン８８とが立設されている。それら第１ピン８６と第２ピン８８とに対応して第１長穴９０と第２長穴９２とがそれぞれ基端部１６に形成されている。第１長穴９０は、図６に示すように、第２長穴９２より短くされている。ブレーキペダル１０が非操作位置にあるときには、同図に示すように、第１および第２ピン８８が第１および第２長穴９２に、各長穴９０，９２の両端壁のうちブレーキペダル１０の回動方向における下流側に位置するものに当接するように設計されている。したがって、ブレーキペダル１０が非操作位置から回動させられると、第１ピン８６が第１長穴９０の両端壁のうちブレーキペダル１０の回動方向における上流側に位置するものに相対的に接近してやがて当接することになるが、その間、ブレーキペダル１０は回動させられるが、トーションバー２８にはブレーキペダル１０と一体的なねじりは加えられない。ブレーキペダル１０がさらに回動させられると、ブレーキペダル１０とトーションバー２８の自由端部とが一体的に回転させられ、それにより、トーションバー２８にねじりが加えられる。
【００２５】
第２長穴９２には、ゴム，スプリング等、弾性体で構成された弾性部材９６が装着されている。この弾性部材９６は、ブレーキペダル１０が非操作位置にある状態で第２ピン８８と第２長穴９２との間に形成される空間に配置されている。したがって、ブレーキペダル１０が非操作位置から回動させられ始めてから、第１ピン８６が第１長穴９０の一端壁に当接するまでの間は、トーションバー２８もねじられるが、そのねじり量は比較的小さく、主として弾性部材９６の圧縮により、操作力に応じた操作ストロークがブレーキペダル１０に発生させられることになる。
【００２６】
図７には、操作力Ｆと操作ストロークＳとの関係、すなわちペダル操作フィーリングに対応するものがグラフで示されている。同図においては、操作力Ｆの変化領域が、操作力Ｆが小さい小操作力領域と大きい大操作力領域とに分けられている。小操作力領域は、ブレーキペダル１０が回動させられてもトーションバー２８にはねじりがわずかしか生じず、主として弾性部材９６が圧縮される領域を意味し、一方、大操作力領域は、ブレーキペダル１０の回動がトーションバー２８のねじりにより許容される領域を意味している。したがって、グラフの勾配は、小操作力領域においては、弾性部材９６の圧縮弾性係数とトーションバー２８のねじり弾性係数とによって決まり、一方、大操作力領域においては、トーションバー２８のねじり弾性係数によって決まることになる。同図においてグラフの勾配が急であれば、ブレーキペダル１０の剛性が低くなり、緩やかであれば、高くなる。そして、本実施形態においては、操作力Ｆが増加するにつれてグラフの勾配が緩やかになり、このことは、操作力Ｆが増加するにつれてブレーキペダル１０の剛性が高くなることを意味する。このような変化特性は、液圧式ブレーキ装置（マスタシリンダ，ホイールシリンダ等を含む）を使用する場合に取得されるものと近似している。したがって、本実施形態によれば、液圧式ブレーキ装置を使用する場合と同等のペダル操作フィーリングが実現され、運転者は、液圧式ブレーキ装置が搭載された自動車から電気式ブレーキ装置４０が搭載された自動車に乗り換えた際、ペダル操作フィーリングに差を感じずに済む。
【００２７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ハウジング２４，トーションバー２８，連結機構８０等が互いに共同してペダル取付装置９８を構成しているのである。
【００２８】
以上、本発明の一実施形態を詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  特許請求の範囲の補正により本発明の実施例ではなくなった自動車用ブレーキ操作装置を示す斜視図である。
【図２】  上記操作装置を示す部分断面正面図である。
【図３】  上記操作装置が使用される電気式ブレーキ装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】  本発明の一実施形態である自動車用ブレーキ操作装置を示す部分断面正面図である。
【図５】  図４の操作装置の要部を拡大して示す組付図である。
【図６】  図５におけるブレーキペダルを示す部分断面側面図である。
【図７】  図４の操作装置における操作力Ｆと操作ストロークＳとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０：ブレーキペダル    ２０，９８，１２６：ペダル取付装置    ２８：トーションバー    ４０：電気式ブレーキ装置    ４２：ブレーキ    ８０：連結機構    ８２：回転部材    ８４：回動軸    ８６：第１ピン    ８８：第２ピン    ９０：第１長穴    ９２：第２長穴    ９６：弾性部材
【図１】
0004327278.tif 000002
【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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