CN101264757A - 带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置及操作装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置和带有载荷传感器的操作装置。U形夹销(连接销)(26)插入在间隙孔(72)中,并且可相对于操作踏板(16)移位。枢转运动联动件(68)设置在U形夹销(26)和载荷传感器(30)的传感器销(64)之间。即使操作踏板(16)和操作杆(22)根据操作踏板(16)的下压操作而绕U形夹销(26)的轴线相对枢转,从U形夹销(26)向载荷传感器(30)施加的反作用力也始终以基本恒定的方向(图1A中的大致左侧方向)作用。这样,载荷传感器(30)的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而具有高的可靠性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年3月16日提交的日本专利申请No.2007-067943和2007年6月5日提交的日本专利申请No.2007-149198的巴黎公约优先权,上述文献的完整公开文本结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种操作装置,例如车辆用操作踏板装置,更特别地涉及对于带有电检测(电气地检测,electrically detect)操作力的载荷传感器的操作装置的改进。
背景技术
下面的装置被已知为带有或配备有载荷传感器的操作装置。该带有载荷传感器的操作装置包括(a)被操作而移动的操作部件,(b)反作用力部件,所述操作部件的操作力传递到该反作用力部件,且与所述操作力对应的反作用力作用到该反作用力部件上,(c)至少一个枢转(转动)运动连接部,其设置在所述操作部件和所述反作用力部件之间,以连接一对可绕连接销相对枢转的部件,并经所述连接销传递操作力,(d)电检测操作力的载荷传感器。
在下述专利文献1中所公开的车辆用制动踏板装置是这种带有载荷传感器的操作装置的一个例子。从主缸中伸出的推杆(即,反作用力部件)连接到在操作踏板的侧部上突出的连接销,以便可沿轴向相对运动。抵抗弹簧的作用力而相对于连接销移位的推杆的位移量由传感器来检测。
专利文献1:美国专利No.5,563,355
但是,在专利文献1所公开的装置中,由于推杆需要具有用于相对运动连接的槽形开口,所以一般的推杆若不加修改则无法用于该装置。此外,推杆根据操作踏板的下压(踏压)量而相对于连接销枢转。因此,对推杆施力的弹簧和检测所述位移量的传感器还需要设置成相对于连接销枢转,从而使装置的结构变得复杂。此外,由于推杆、弹簧和传感器设置在操作踏板旁边,所以尤其对制动踏板而言需要具有强固的结构以确保稳定的操作状态,由此导致整体上的尺寸和成本都增大。
相反,如图25所示,已提出了一种用于将载荷传感器紧凑地布置在U形夹销(clevis pin)的连接位置的技术,尽管该技术尚未公知。图25A和25B示出用在车辆用行车制动器中的操作踏板装置200,其中图25A是其正视图,而图25B是沿图25A的线XXVA-XXVA截取的放大视图。一体地固定在车身上的踏板支架12具有设置成可绕基本水平的支架轴14的轴线枢转的板状操作踏板16。操作踏板16根据制动指令由驾驶员的脚下压。在操作踏板16的下端设置有踏板垫18,并且制动助力器的操作杆22通过枢转运动连接部20连接到所述操作踏板16的中部。
枢转运动连接部20包括例如通过螺旋部件一体地固定到操作杆22的一端的U形夹(马蹄钩,clevis)24,和设置在操作踏板16上而与支架轴14平行的U形夹销26。操作杆22和操作踏板16连接成可绕U形夹销26的轴线相对枢转。与所要求的(claimed)连接销对应的U形夹销26具有从操作踏板16沿侧向突出的轴向端部,并且由卡环或止动销保持为不从U形夹24上脱落。
与操作踏板16的操作力对应的输出经枢转运动连接部20传递到操作杆22,并且与所述输出对应的反作用力起作用,即制动助力器允许该反作用力起作用。操作杆22对应于所要求的反作用力部件。如果操作踏板装置是电气地控制车轮制动器的线控(by-wire)类型,则可替换操作杆22而连接例如由反作用力机构施加预定反作用力的反作用力部件。
操作踏板16在与U形夹销26的连接位置处具有直径比U形夹销26的直径大的传感器安装孔202。载荷传感器30设置在形成于传感器安装孔202和U形夹销26之间的环形空间中。载荷传感器30包括圆筒状变形部件32、设置在变形部件32的径向外侧即外周面上的环形部件34和设置在变形部件32的径向内侧即内周面上的轴状部件36。载荷传感器30用于检测沿径向作用在变形部件32上的载荷。与所要求的主体部件对应的环形部件34通过压配合或使用螺栓或板簧以预定的姿态(状态)一体地安装到传感器安装孔202中,并例如通过焊接一体地保持变形部件32的一个轴向端部(即图25B中的上端部)。
轴状部件36例如通过焊接一体地保持变形部件32的另一个轴向端部(即图25B中的下端部),并且具有形成在轴线部分中的供U形夹销26穿过的通孔38。U形夹销26、通孔38和U形夹24构造成可相对转动,从而具有较小摩擦的部件根据操作踏板16的下压操作而枢转。但是,为了减小摩擦,在必要时可在它们之间设置轴承等。
这样,环形部件34和轴状部件36通过变形部件32相互连接。如果从外部沿径向即沿垂直于所述轴线的方向施加的载荷几乎为零,则部件32、34和36保持为基本上同心,即与U形夹销26的轴线共轴。另一方面,如果根据操作踏板16的下压操作由操作杆22的反作用力在环形部件34和轴状部件36之间沿径向施加载荷,则变形部件32经受剪切应变。结果,装配在操作踏板16上的环形部件34沿靠近操作杆22的方向(即在图25中向左)相对于轴状部件36相对移位。
在环形部件34和轴状部件36之间设有环形空间以允许环形部件34和轴状部件36相对于彼此沿径向移位,或允许变形部件32经受剪切应变。由金属材料如铁素体类不锈钢制成的变形部件32可通过接收径向载荷而发生弹性变形,并且其根据通过下压操作踏板16所产生的操作力而经受剪切应变。
为了检测变形部件32的剪切应变,在变形部件32的外周面或内周面上安装应变检测元件例如应变电阻元件,并且它们通过线束56连接到车辆的控制电路部分。可基于从应变检测元件输出的电信号来检测下压操作的操作力。
在如此构造的车辆用操作踏板装置200中,在将施加到操作踏板16上的操作力传递到操作杆22的枢转运动连接部20中,在经由U形夹销26相对于操作杆22可枢转地连接的操作踏板16上形成有传感器安装孔202。圆筒状的载荷传感器30设置在形成于传感器安装孔202和U形夹销26之间的环形空间内。因此,通过抑制可能施加在载荷检测元件30上的旋转力矩例如扭转,整个操作踏板装置200能形成为简单和紧凑的结构。此外,能使用与在传统踏板装置中所用的部件相同的相关部件(relatingmember),例如操作杆22和U形夹24,从而能以低成本制造操作踏板装置200。
但是,即使在如此构造的操作踏板装置200中,当操作踏板16根据其下压操作而绕支架轴14枢转时,操作杆22和操作踏板16也会绕U形夹销26的轴线相对枢转。结果,施加在变形部件32上的载荷的作用位置即变形部件32的变形方向发生变化,从而检测到的值也会响应于载荷作用位置的变化而变化。应变检测元件的尺寸和设定位置被确定成可与变形部件32的变化位置的变化即移动无关地检测出这种变形。但是,由于检测位置在周向上的连续移动,存在这样的问题,即变形部件32的变形形式复杂且易于改变。为此,根据操作杆22和操作踏板16之间的相对位置关系,难以确保高的检测精度。
考虑到这些情况而作出本发明。因此,本发明的目的是,在具有设置在枢转运动连接部中且能够检测经由连接销传递的操作力的载荷传感器的操作装置中,提高所述载荷传感器的检测精度。在所述操作装置中,轴状部件和主体部件(即图25B中的环形部件34)在垂直于轴状部件的轴线的方向上相对地改变彼此之间的位置,并且所述载荷传感器基于这种改变来电检测操作力。
发明内容
为实现上面的目的,根据本发明第一方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置包括:(a)操作踏板,所述操作踏板可运动地设置在固定于车辆上的踏板支架上并由驾驶员下压;(b)反作用力部件,所述操作踏板的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;(c)联动装置(联接装置,link)类型的下压力传递机构,所述下压力传递机构置于所述操作踏板和所述反作用力部件之间,并具有通过连接销可相对枢转地连接的一对部件,且所述下压力传递机构构成通过所述连接销传递所述操作力的枢转运动连接部;和(d)载荷传感器,所述载荷传感器设置在所述枢转运动连接部中,以接收预定的方向上的载荷以便电检测所述操作力,而与根据所述操作踏板的下压从所述反作用力部件输入的反作用力的方向相对于所述操作踏板的变化无关。
第二方面为,在第一方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,包括:(a)操作踏板,所述操作踏板可运动地设置在固定于车辆上的踏板支架上并由驾驶员下压;(b)反作用力部件,所述操作踏板的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;(c)至少一个枢转运动连接部,所述至少一个枢转运动连接部置于所述操作部件和所述反作用力部件之间,以使一对部件绕连接销可相对枢转地连接,并通过所述连接销传递所述操作力;和(d)电检测所述操作力的载荷传感器;其中(e)所述载荷传感器包括轴状部件、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件以及固定在所述变形部件上的应变检测元件,所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;(f)所述载荷传感器设置成使得所述轴状部件和所述主体部件中的一者固定到在所述枢转运动连接部中通过所述连接销连接的所述一对部件的传感器安置部件之一上;(g)所述连接销可相对于所述传感器安置部件移位;以及(h)换向机构,所述换向机构设置在所述连接销与所述轴状部件和所述主体部件中的另一者之间,以机械地改变从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的方向,从而所述载荷以恒定的方向作用在所述载荷传感器上。
第三方面为,在第二方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于,所述换向机构是至少一个枢转运动联动件(pivotally movinglink),所述枢转运动联动件绕平行于所述连接销的支承销可枢转地设置在所述传感器安置部件上,并且所述连接销以及所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的所述另一者连接到所述枢转运动联动件上,以基于从所述连接销施加的操作力或施加在其上的反作用力绕所述支承销枢转。
第四方面为,在第二方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于,所述换向机构包括:(a)连接销引导部(引导装置,guide),所述连接销引导部设置在所述传感器安置部件上以控制(限定,regulate)所述连接销的运动路径;和(b)互锁部件,所述互锁部件使所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的所述另一者与所述连接销的运动相关联地沿所述预定的方向移动。
第五方面为,在第四方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)所述连接销引导部被设置成使所述连接销沿所述预定的方向移动,以及(b)所述互锁部件是使所述连接销与所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的所述另一者相连的直线运动联动件。
第六方面为,在第四方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)所述连接销引导部被设置成使所述连接销沿所述预定的方向移动,以及(b)所述互锁部件是与所述连接销一起沿所述预定的方向移动的滑动部件。
第七方面为,在第四方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于,所述互锁部件包括:(a)通过设置在所述传感器安置部件上的中间引导件(引导装置)而沿恒定的方向移动的中间滑动部件,和(b)使所述中间滑动部件和所述连接销相连的互锁联动件。
第八方面为,在第二至第七方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)所述传感器安置部件是板状部件,所述板状部件绕所述连接销可相对枢转地连接到所述反作用力部件,并且设置有贯穿所述板状部件的传感器安装孔;(b)所述载荷传感器在所述传感器安装孔中设置成使得所述主体部件一体地固定到所述传感器安装孔中,并且设置在所述轴状部件的轴线上的传感器销从所述传感器容纳孔的两个轴向侧突出;以及(c)所述换向机构设置在所述传感器销和所述连接销的两个轴向端部之间。
第九方面为,在第二至第八方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)所述操作踏板可绕一支承轴线枢转地设置在所述踏板支架上,以及(b)所述操作踏板用作所述传感器安置部件。
第十方面为,在第二至第八方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)中间杆,所述中间杆设置在所述踏板支架上,以通过连接联动件可枢转地连接到所述操作踏板,并通过所述枢转运动连接部连接到所述反作用力部件,以及(b)所述中间杆用作所述传感器安置部件。
第十一方面为,在第二至第十方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:所述变形部件为圆筒状,所述圆筒状变形部件的一个轴向端部和另一个轴向端部分别一体地固定到所述主体部件和所述轴状部件上;并且基于由所述反作用力导致的所述主体部件和所述轴状部件之间的相对位移而在所述变形部件中产生的剪切应变由所述应变检测元件来检测。
第十二方面为,在第二至第十方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:所述变形部件为圆筒状;所述主体部件一体地保持所述变形部件的绕其中心线的一部分,并且所述轴状部件插入到所述变形部件的圆筒形内部中;并且基于由所述反作用力导致的所述主体部件和所述轴状部件之间的相对位移而在所述变形部件中产生的拉伸应变由所述应变检测元件来检测。
根据本发明的第十三方面的带有载荷传感器的操作装置包括:(a)被操作而移动的操作部件;(b)反作用力部件,所述操作部件的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;(c)至少一个枢转运动连接部,所述至少一个枢转运动连接部置于所述操作部件和所述反作用力部件之间,以使一对部件绕连接销可相对枢转地连接,由此通过所述连接销传递所述操作力;和(d)电检测所述操作力的载荷传感器;其中(e)所述载荷传感器包括轴状部件、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件以及固定在所述变形部件上的应变检测元件,所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;(f)所述载荷传感器设置成使得所述轴状部件和所述主体部件中的一者固定到在所述枢转运动连接部中通过所述连接销连接的所述一对部件的传感器安置部件之一上;(g)所述连接销可相对于所述传感器安置部件移位;以及(h)换向机构,所述换向机构设置在所述连接销与所述轴状部件和所述主体部件中的另一者之间,以机械地改变从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的方向,从而所述载荷以恒定的方向作用在所述载荷传感器上。
第十四方面为,在第一方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)操作踏板,所述操作踏板可运动地设置在固定于车辆上的踏板支架上并由驾驶员下压;(b)反作用力部件,所述操作踏板的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;(c)至少一个枢转运动连接部,所述至少一个枢转运动连接部置于所述操作部件和所述反作用力部件之间,以使一对部件绕连接销可相对枢转地连接,由此通过所述连接销传递所述操作力;(d)电检测所述操作力的载荷传感器;其中(e)所述载荷传感器包括轴状部件、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件以及固定在所述变形部件上的应变检测元件,所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;(f)至少一个枢转运动联动件,所述至少一个枢转运动联动件在通过所述连接销可枢转地连接的所述一对部件的传感器安置部件之一上、在所述枢转运动连接部中绕平行于所述连接销的第一支承销设置,并且可相对于所述传感器安置部件移位的所述连接销可相对枢转地连接到所述至少一个枢转运动联动件上,以便在从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的作用下绕所述第一支承销枢转;(g)摆动杆(swinging lever),所述摆动杆可绕与所述连接销平行的第二支承销摆动地设置在所述传感器安置部件上;以及(h)所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的一者连接到所述枢转运动联动件,所述轴状部件和所述主体部件中的另一者连接到所述摆动杆。
第十五方面为,在第十四方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于,当从所述第一支承销的轴线的方向看去时,所述第二支承销设置成使得,将所述第二支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的一者的轴线相连的直线大致以直角与使所述第二支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的另一者的轴线相连的直线相交。
第十六方面为,在第十四或第十五方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于,所述第二支承销设置在这样的位置上,即在所述枢转运动联动件根据所述操作踏板的下压而绕所述第一支承销枢转的情况下,在该位置处有拉伸力作用在所述摆动杆上。
第十七方面为,在第十四至第十六方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)所述传感器安置部件是板状部件,所述板状部件通过所述枢转运动连接部可枢转地连接到所述反作用力部件,并且设置有贯穿所述板状部件的传感器容纳孔;(b)所述载荷传感器以预定的间隙设置在所述传感器容纳孔中,所述主体部件从所述传感器容纳孔的两个轴向侧突出,并且穿过所述轴状部件的轴线的传感器销设置成从所述主体部件的两个轴向侧突出;以及(c)一对所述枢转运动联动件和一对所述摆动杆分别设置在所述板状的传感器安置部件的两个轴向侧,并且分别连接到所述主体部件或所述传感器销的两个轴向端部。
第十八方面为,在第十四至第十七方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于,(a)所述操作踏板可绕一支承轴线枢转地设置在所述踏板支架上,以及(b)所述操作踏板用作所述传感器安置部件。
第十九方面为,在第十四至第十七方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:(a)中间杆,所述中间杆可枢转地设置在所述踏板支架上,通过连接联动件连接到所述操作踏板,并通过所述枢转运动连接部连接到所述反作用力部件,以及(b)所述中间杆用作所述传感器安置部件。
第二十方面为,在第十四至第十九方面中任一项的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,其特征在于:所述变形部件为圆筒状,所述圆筒状变形部件的一个轴向端部和另一个轴向端部分别一体地固定到所述主体部件和所述轴状部件上;并且所述应变检测元件检测基于由所述反作用力导致的所述主体部件和所述轴状部件之间的相对位移而在所述变形部件中产生的剪切应变。
根据本发明的第二十一方面的带有载荷传感器的操作装置包括:(a)被操作而移动的操作部件;(b)反作用力部件,所述操作部件的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;(c)至少一个枢转运动连接部,所述至少一个枢转运动连接部置于所述操作部件和所述反作用力部件之间,以使一对部件绕连接销可相对枢转地连接,并通过所述连接销传递所述操作力;和(d)电检测所述操作力的载荷传感器;其中(e)所述载荷传感器包括轴状部件、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件以及固定在所述变形部件上的应变检测元件,所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;(f)至少一个枢转运动联动件,所述至少一个枢转运动联动件在通过所述连接销可枢转地连接的所述一对部件的传感器安置部件之一上、在所述枢转运动连接部中绕平行于所述连接销的第一支承销设置,并且可相对于所述传感器安置部件移位的所述连接销可相对枢转地连接到所述至少一个枢转运动联动件上,以便在从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的作用下绕所述第一支承销枢转;(g)摆动杆,所述摆动杆可绕与所述连接销平行的第二支承销摆动地设置在所述传感器安置部件上;以及(h)所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的一者连接到所述枢转运动联动件,所述轴状部件和所述主体部件中的另一者连接到所述摆动杆。
在根据本发明第一方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,所述联动装置类型的下压力传递机构置于所述操作踏板和所述反作用力部件之间,并且具有通过连接销可相对转动地连接在一起的一对部件,且构成用于通过所述连接销传递所述操作力的枢转运动连接部。此外,电检测所述操作力的载荷传感器设置在所述联动装置类型的下压力传递机构的所述枢转运动连接部上以接收预定方向上的载荷,尽管根据所述操作踏板的下压操作从所述反作用力部件输入的反作用力的方向相对于所述操作踏板变化。因此,变形部件的变形部分保持恒定或固定,即变形部件在恒定或固定的部分变形。结果,操作力的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而获得高的可靠性。
在根据本发明第二方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,基于所述主体部件和所述轴状部件的相对位移来电检测所述操作力的载荷传感器设置在预定的传感器安置部件的枢转运动连接部上,并检测通过所述枢转运动连接部的连接销传递的操作力。因此,例如通过将所述载荷传感器设置在形成于所述传感器安置部件中的传感器安装孔中,能使整个装置构造得简单而紧凑。此外,此处所用的相关部件例如杆和U形夹与传统踏板装置的相同,从而能以低成本构造本发明的踏板装置。
根据本发明的第二方面,所述连接销可相对于所述传感器安置部件移位,并且所述换向机构设置在所述连接销和所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的另一者之间。即使所述传感器安置部件根据操作踏板的下压操作绕所述连接销相对枢转,从所述连接销施加的操作力或所述反作用力也会从预定的方向作用到所述载荷传感器上。因此,所述变形部件的变形部分保持恒定或固定。结果,操作力的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而获得高的可靠性。
根据本发明的第三方面,用作所述换向机构的枢转运动联动件绕所述支承销充分地(足够地,sufficiently)设置成可枢转,并且所述载荷传感器的轴状部件和主体部件中的另一者以及所述连接销分别充分地连接到所述枢转运动联动件。为此,所述装置能构造得结构简单且成本低,并且在操作踏板被下压的车辆的前后方向上能构造得紧凑。
同样,在本发明的第五和第六方面中,所需要的仅仅是,在设置了使所述连接销在恒定方向上移动的连接销引导部的情况下,通过直线运动联动件使所述连接销和所述载荷传感器的轴状部件和主体部件中的另一者相连,或者设置与所述连接销一起沿所述恒定方向移动的滑动部件。因此,如在本发明的第三方面中那样,所述装置能构造得结构简单且成本低。
根据本发明的第七方面,通过所述中间引导件而沿恒定方向移动的中间滑动部件和所述连接销被所述互锁联动件连接。载荷从所述中间滑动部件直接地或经由所述直线运动联动件或所述滑动部件等间接地传递到所述载荷传感器的轴状部件和主体部件中的另一者。因此,连接销的连接位置或载荷传感器的安置位置的设计自由度增大。
根据本发明的第八方面,所述载荷传感器布置在用作所述传感器安置部件的、绕所述连接销可枢转地连接到所述反作用力部件的部件中。因此,所述载荷传感器检测从所述连接销传递到所述反作用力部件的最终操作力(输出)。例如,能以高精度检测出在通过所述反作用力部件机械地操作液压制动器等时所产生的制动力。此外,所述主体部件一体地固定到形成于所述传感器安置部件内的传感器安装孔中,并且所述换向机构设置在所述连接销和传感器销的两个轴向端部之间,所述传感器销设置在所述轴状部件的轴线上并且从所述传感器安装孔的两个轴向侧突出。因此,所述装置能构造得简单而紧凑。此外,通过将所述连接销的载荷(反作用力)基本上均匀地施加到所述载荷传感器的轴状部件上,可进一步提高检测精度。
根据本发明第十三方面的带有载荷传感器的操作装置并不仅限于车辆用操作踏板装置,而是可应用于各种操作装置,例如除车辆用操作踏板装置之外的操作踏板装置或手动操作装置。但是,由于与根据本发明第一方面的车辆用操作踏板装置在载荷传感器或换向机构的结构或布置上的相似性,可获得与本发明的第一方面基本相同的操作和效果。换句话说,本发明的第一方面可被看作是根据本发明第十三方面的一个实施例。所述操作踏板对应于所要求的操作部件。
在根据本发明第十四方面的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置中,基于所述主体部件和所述轴状部件的相对位移来电检测所述操作力的载荷传感器设置在预定的传感器安置部件的枢转运动连接部上。通过所述枢转运动连接部的连接销传递的操作力被检测。因此,例如通过将所述载荷传感器设置在形成于所述传感器安置部件中的传感器容纳孔中,能使整个装置构造得简单而紧凑。此外,此处所用的相关部件例如杆和U形夹与传统踏板装置的相同,从而能以低成本构造本发明的踏板装置。
根据本发明的第十四方面,所述枢转运动联动件可绕所述第一支承销枢转地设置在传感器安置部件上,所述连接销可相对枢转地连接到所述枢转运动联动件。通过将摆动杆可摆动地绕所述第二支承销设置,所述载荷传感器的轴状部件和主体部件中的一者连接到所述枢转运动联动件,而所述轴状部件和主体部件中的另一者连接到所述摆动杆。为此,即使所述传感器安置部件根据操作踏板的下压操作绕所述连接销相对枢转,从所述连接销通过所述枢转运动联动件施加到所述载荷传感器的反作用力或从所述第二支承销通过所述摆动杆施加到所述载荷传感器的操作力也会沿基本恒定或固定的方向作用。这样,所述变形部件的变形部分保持恒定或固定。结果,操作力的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而获得高的可靠性。
将所述轴状部件和主体部件中的另一者连接到所述摆动杆能消除这些部件的尺寸误差或组装误差以放宽所要求的尺寸精度。这样,与所述部件一体地固定到所述传感器安置部件上的情况相比,能以更低的成本构造所述装置。
根据本发明的第十五方面,当从所述第一支承销的轴线的方向看去时,所述第二支承销设置成使得,将所述第二支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的一者的轴线相连的直线大致以直角与使所述第二支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的另一者的轴线相连的直线相交。换句话说,所述第二支承销设置在从所述连接销通过所述枢转运动联动件施加到所述载荷传感器的载荷(反作用力)的作用线之上或附近。因此,通过用第二支承销有效地接收载荷,所述装置能构造得简单、紧凑和成本低。
根据本发明的第十六方面,所述第二支承销设置在这样的位置上,即在所述枢转运动联动件根据所述操作踏板的下压而绕所述第一支承销枢转的情况下,在该位置处有拉伸力作用在所述摆动杆上。因此,不必担心有过量的载荷作用在所述摆动杆或第二支承销上,从而所述装置能构造得简单、紧凑和成本低。换句话说,如果第二支承销设置成使得有压缩载荷作用在所述摆动杆上,则根据所述第二支承销与枢转运动联动件之间的位置关系,在例如肘节联动机构(toggle link mechanism)的伺服作用(servoaction)下,可能会有过量的载荷作用在所述摆动杆或第二支承销上。
根据本发明的第十七方面,所述载荷传感器设置在用作所述传感器安置部件的通过所述枢转运动连接部可相对枢转地连接到所述反作用力部件的部件中。因此,所述载荷传感器能检测从所述连接销传递到所述反作用力部件的最终操作力(输出)。例如,能以高精度检测出在通过所述反作用力部件机械地操作液压制动器等时所产生的制动力。所述载荷传感器以预定的间隙设置在形成于所述传感器安置部件上的传感器容纳孔中。所述一对枢转运动联动件和所述一对摆动杆分别设置在所述板状的传感器安置部件的两个轴向侧,并且分别连接到所述主体部件的两个轴向端部或沿所述轴状部件的轴线插入的传感器销的两个轴向端部。因此,不仅能将所述装置构造得紧凑,还能防止转动力矩例如扭转。这样,所述载荷传感器可稳定地工作,从而进一步提高检测精度。
根据本发明第二十一方面的带有载荷传感器的操作装置并不仅限于车辆用操作踏板装置,而是可应用于各种操作装置,例如除车辆用操作踏板装置之外的操作踏板装置或手动操作装置。但是,由于与根据本发明第十四方面的车辆用操作踏板装置在载荷传感器的结构或使用枢转运动联动件和摆动杆的布置上的相似性,可获得与本发明的第一方面基本相同的操作和效果。换句话说,本发明的第十四方面可被看作是根据本发明第二十一方面的一个实施例。所述操作踏板对应于所要求的操作部件。
本发明有利地应用于行车制动器的制动踏板装置,但是也可应用于加速器或驻车制动器的操作踏板装置。本发明的第十三和第二十一方面可应用于各种操作装置,例如除车辆之外的操作踏板装置,或手动操作装置。所述反作用力部件例如是制动助力器的操作杆或制动主缸的推杆,并且构造成机械地操作车轮制动器等。但是,本发明也可应用于根据由载荷传感器检测到的操作力电气地控制车轮制动器或驱动单元的电(线控型)操作制动装置。在这种情况下,可在所述反作用力部件上连接行程模拟器或反作用力机构以向其施加预定的反作用力。
例如,连接所述操作踏板和反作用力部件的连接部分以及连接所述中间杆和反作用力部件的连接部分适合于作为设置所述载荷传感器的枢转运动连接部。但是,如果设置了连接所述操作踏板和中间杆的连接联动件,则可使用所述连接联动件和所述操作踏板之间的连接部分或所述连接联动件和所述中间杆之间的连接部分。所述载荷传感器的安置位置可适当地加以选择。
尽管根据本发明的第十一、第十二和第二十方面的载荷传感器包括圆筒状的变形部件,但是当本发明根据其它方面加以实施时可适当地选择变形部件的形状。例如,所述变形部件可形成为椭圆形状,其中至少基于所述轴状部件和主体部件的相对位移的变形部分是圆弧形的。所述载荷传感器设置成使得,当拉伸载荷或压缩载荷施加在所述圆弧形部分的两端时,所述圆弧形部分经受拉伸变形或弯曲变形。此外,可采用具有与所述轴状部件和主体部件之间的环形空间对应的圆环形状(doughnut shape)且基于所述轴状部件和主体部件之间的相对位移而经受拉伸变形、压缩变形或弯曲变形的变形部件。由于在本发明中载荷(操作力或反作用力)沿绕所述载荷传感器的轴线的恒定或固定的方向施加,因而所述轴状部件和主体部件之间的相对位移的方向是恒定的。这样,可采用在其相对位移下变形的具有各种形式的变形部件。
所述载荷传感器使用应变检测元件电检测经受弹性变形的变形部件的变形,并根据预定的映射图或运算方程将该变形转化为载荷即操作力。尽管薄膜或厚膜型的半导体变形计或常用的变形计被用作应变电阻元件的理想的例子,但是也可使用压电元件或压电晶体元件。
优选地,在所述载荷传感器中,例如,所述主体部件一体地固定到形成为贯通即穿过所述板状传感器安置部件的传感器安装孔的内部,设置在其轴线上的轴状部件或传感器销被设置成从所述传感器安装孔的两个轴向侧突出,并且所述换向机构设置在所述传感器销和所述轴状部件的两个轴向端部或所述连接销的两个轴向端部之间。但是,也可采用其它各种方式。例如,所述载荷传感器可设置在所述传感器安置部件的一个侧面上,或所述轴状部件可固定到所述传感器安置部件上并且所述换向机构可设置在所述主体部件和所述连接销之间。还有这样一种情况,即所述传感器安置部件由一对以预定距离隔开并一体地连接在一起的平行板状部件构成。在这种情况下,可采用以下结构。例如,在载荷传感器设置在所述一对板状部件之间的状态下,所述轴状部件的两个轴向端部固定到所述板状部件(传感器安置部件)上,并且所述换向机构设置在所述主体部件和所述连接销之间。
例如,根据本发明第三方面的枢转运动联动件绕处在其中间位置的支承销可枢转地设置在所述传感器安置部件上,并且所述载荷传感器中的另一个部件和所述连接销以所述支承销介于它们之间地在两个轴向侧可相对枢转地连接到所述枢转运动联动件。但是,所述载荷传感器中的另一个部件可连接在所述支承销和连接销之间,或者所述连接销可连接在所述载荷传感器的另一个部件和所述支承销之间。如果适当地设定它们之间的距离(杠杆比),则可检测到经放大或缩小的操作力。
例如,根据本发明第四方面的连接销引导部构造成贯穿所述传感器安置部件以允许所述连接销插入,并且可包括沿与所述载荷传感器的中心线垂直的预定方向直线地延伸的长形孔。但是,也可使用沿预定方向引导滑动部件的导轨或导杆,所述连接销可相对转动地连接到所述滑动部件。
根据本发明的第八方面,设置在所述轴状部件的轴线上的传感器销的两个轴向端部从所述传感器安装孔中突出。例如,所述传感器销构造为独立的元件,即分离的元件,并被允许穿过形成于所述轴状部件中的通孔。但是,也可采用其它各种形式。例如,用作所述传感器销的轴状部件的两个轴向端部从所述传感器安装孔中突出,并且柱状的销部分别在与之成一体的轴状部件的两个端面上突出。如果传感器销被构造为独立于所述轴状部件的部件,则它可相对于所述轴状部件枢转地设置,或者可与所述轴状部件一体地固定。
例如,根据本发明的第十四至第二十一方面的载荷传感器优选地设置在形成于板状的传感器安置部件上的传感器容纳孔中以便以一间隙从中穿过。但是,所述载荷传感器也可设置在所述传感器安置部件的一个侧面上。此外,可采用其它各种形式。例如,如果所述载荷传感器由一对以预定距离隔开并一体地连接在一起的平行板状部件构成,则载荷传感器可设置在所述一对板状部件之间。
例如,根据本发明的第十四至第二十一方面的枢转运动联动件绕处在其中间位置的第一支承销可枢转地设置在所述传感器安置部件上,并且所述载荷传感器中的一个部件和所述连接销以所述支承销介于它们之间地在两侧可相对枢转地连接到所述枢转运动联动件。但是,所述载荷传感器中的一个部件可连接在所述第一支承销和连接销之间,或者所述连接销可连接在所述载荷传感器的一个部件和所述第一支承销之间。如果适当地设定它们之间的距离(杠杆比),则可检测到经放大或缩小的操作力。
根据本发明的第十四至第二十一方面的轴状部件和主体部件连接到所述枢转运动联动件和所述摆动杆的一个和另一个上。但是,也可采用其它各种形式。例如,所述主体部件可一体地固定到所述枢转运动联动件上,而所述轴状部件可绕其轴线枢转地连接到所述摆动杆上。或者,所述主体部件可一体地固定到所述摆动杆上,而所述轴状部件可绕其轴线转动地连接到所述枢转运动联动件上。所述主体部件可绕其轴线枢转地设置在所述枢转运动联动件上,而所述轴状部件可一体地固定到所述摆动杆上。优选地,为了消除这些部件或部分的尺寸误差或组装误差,它们之中的一个优选地可绕所述轴线枢转地连接。
例如,根据本发明的第十五方面,当从所述第一支承销的轴线的方向看去时,所述第二支承销设置成使得,将所述第二支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的一者的轴线相连的直线大致以直角与使所述第二支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的另一者的轴线相连的直线相交。但是,当本发明根据其它方面加以实施时,所述第二支承销的安置位置可适当地加以选择。当根据所述第十五方面实施本发明时,所述直线不必一定要以精确的直角彼此相交。只要这两条直线以相对于直角±20度的范围即70度至110度的范围彼此相交,即可获得充分的效果。
尽管根据本发明的第十六方面所述第二支承销设置在使拉伸力作用在所述摆动杆上的位置处,但是在根据其它方面实施本发明时它也可设置在使压力作用在所述摆动杆上的位置。在这种情况下,存在有过量载荷以与肘节联动机构相同的方式作用在所述摆动杆和第二支承销上的可能性。鉴于此,优选地,与在第十五方面中一样,所述第二支承销设置成使得,将所述第二支承销和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的一者相连的直线大致以直角与使所述第一支承销和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述枢转运动联动件的另一者相连的直线相交。
根据本发明的第十七方面,设置在所述轴状部件的轴线上的传感器销的两个轴向端部从所述主体部件中突出。例如,所述传感器销构造为独立的元件,即分离的元件,并被允许穿过形成于所述轴状部件中的通孔。但是,也可采用其它各种形式。例如,用作所述传感器销的轴状部件的两个轴向端部从所述主体部件中突出,并且柱状的销部分别在与之成一体的轴状部件的两个轴向端面上突出。如果传感器销被构造为独立于所述轴状部件的元件,则它可相对于所述轴状部件枢转地设置,或者可与所述轴状部件一体地形成。
根据本发明的第二十方面,所述圆筒状变形部件在其一个轴向端部和另一个轴向端部分别一体地固定到所述主体部件和所述轴状部件上,并且根据它们的相对位移经受剪切应变。但是,在将所述圆筒状变形部件的绕中心线的一部分一体地固定到所述主体部件的情况下,可将所述轴状部件设置成穿过所述变形部件的内圆筒形部分。基于所述反作用力由所述主体部件和轴状部件之间的相对位移在所述变形部件中引起的拉伸变形可由所述应变检测元件来检测。
附图说明
[图1]图1是示出应用了本发明的用于行车制动器的车辆用操作踏板装置的一个示例的一组视图,其中图1A是正视图,图1B是沿图1A中的线IA-IA截取的放大剖视图。
[图2]图2是示出根据图1的实施例的载荷传感器的一组视图,其中图2A是平行于中心线O的纵剖视图,图2B是沿图2A中的线IIA-IIA截取的剖视图。
[图3]图3是示出从图2A和2B的状态通过用脚下压操作踏板使得变形部件在操作杆的反作用力下经受剪切应变的状态的一组视图,其中图3A是平行于中心线O的纵剖视图,图3B是沿图3A中的线IIIA-IIIA截取的剖视图。
[图4]图4A是图3A的变形部件的放大剖视图,图4B是从图4A的上方看去的俯视图,图4C是变形部件的展开视图,说明了设置在其外周面上的应变电阻元件。
[图5]图5是示出通过用导电电路图案连接图4C所示的应变电阻元件而形成的桥接电路的电路图。
[图6]图6是与图1A对应的正视图,示出本发明应用于包括中间杆的车辆用操作踏板装置且图1A和1B所示的载荷传感器和换向机构设置在位于中间杆和操作杆之间的枢转运动连接部上的另一个实施例。
[图7]图7是示出又一个实施例的一组视图,其中图7A是与图1A对应的正视图,图7B是沿图7A中的线VIIA-VIIA截取的放大剖视图。
[图8]图8是与图7A对应的正视图,示出本发明应用于包括中间杆的车辆用操作踏板装置且图7所示的载荷传感器和换向机构设置在位于中间杆和操作杆之间的枢转运动连接部上的另一个实施例。
[图9]图9是示出另一个实施例的一组视图,其中图9A是与图1A对应的正视图,图9B是沿图9A的线IXA-IXA截取的放大剖视图。
[图10]图10是与图9A对应的正视图,示出本发明应用于包括中间杆的车辆用操作踏板装置且图9A和9B所示的载荷传感器和换向机构设置在位于中间杆和操作杆之间的枢转运动连接部上的另一个实施例。
[图11]图11是示出又一个实施例的一组视图,其中图11A是与图1A对应的正视图,图11B是沿图11A的线XIA-XIA截取的放大剖视图。
[图12]图12是与图11A对应的正视图,示出本发明应用于包括中间杆的车辆用操作踏板装置且图11A和11B所示的载荷传感器和换向机构设置在位于中间杆和操作杆之间的枢转运动连接部上的另一个实施例。
[图13]图13是示出本发明应用于包括中间杆的车辆用操作踏板装置且图1A和1B所示的载荷传感器和换向机构设置在位于中间杆和操作杆之间的枢转运动连接部上的又一个实施例的一组视图。图13A是与图1A对应的正视图,图13B是沿图13A的线XIIIA-XIIIA截取的放大剖视图
[图14]图14是与图2对应的说明载荷传感器的另一个示例的一组视图,其中图14A是平行于中心线O的纵剖视图,图14B是沿图14A的线XIVA-XIVA截取的剖视图。
[图15]图15是示出从图14的状态通过用脚下压操作踏板使得变形部件在操作杆的反作用力下被拉伸并变形成椭圆的状态的一组视图。图15A是平行于中心线O的纵剖视图,图15B是沿图15A中的线XVA-XVA截取的剖视图。
[图16]图16是示出根据本发明另一个实施例的用于行车制动器的车辆用操作踏板装置的一个示例的一组视图。图16A是正视图,图16B是沿图16A的线XVIA-XVIA截取的放大剖视图。
[图17]图17是示出图16A和16B所示实施例的载荷传感器的一组视图,其中图17A是平行于中心线O的纵剖视图,图17B是沿图17A的线XVIIA-XVIIA截取的剖视图。
[图18]图18是示出从图17的状态通过用脚下压操作踏板使得变形部件在操作杆的反作用力下经受剪切应变的状态的一组视图。图18A是平行于中心线O的纵剖视图,图18B是沿图18A中的线XVIIIA-XVIIIA截取的剖视图。
[图19]图19A是图18A的变形部件的放大剖视图,图19B是从图19A的上方看去的俯视图,图19C是变形部件的展开视图,说明了设置在其外周面上的应变电阻元件。
[图20]图20是示出通过用导电电路图案连接图19C所示的应变电阻元件而形成的桥接电路的电路图。
[图21]图21是与图16A对应的正视图,示出未设置中间杆的另一个实施例。
[图22]图22是示出载荷传感器设置在位于中间杆和连接联动件之间的枢转运动连接部上的另一个实施例的一组视图。图22A是与图16A对应的正视图,图22B是沿图22A的线XXIIA-XXIIA截取的放大剖视图。
[图23]图23是说明了载荷传感器的另一个示例的与图17对应的一组视图,其中图23A是平行于中心线O的纵剖视图,图23B是沿图23A的线XXIIIA-XXIIIA截取的剖视图。
[图24]图24是示出从图23A和23B的状态通过下压操作踏板使得变形部件在操作杆的反作用力下被拉伸并变形成椭圆的状态的一组视图。图24A是平行于中心线O的纵剖视图,图24B是沿图24A中的线XXIVA-XXIVA截取的剖视图。
[图25]图25是说明本发明的背景技术的一组视图。图25A是带有与图1具有相同结构的载荷传感器的车辆用操作踏板装置的正视图,图25B是沿图25A的线XXVA-XXVA截取的放大剖视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1是示出作为本发明实施例的用于行车制动器的车辆用操作踏板装置10的一组视图,其中图1A是其正视图,而图1B是沿图1A的线IA-IA截取的放大剖视图。该车辆用操作踏板装置10是通过将本发明应用于上述图25的操作踏板装置200而构造成的,并且包括设置在载荷传感器30和设置在操作踏板16上的U形夹销26之间的换向机构60。在操作踏板16中,一传感器安装孔28形成为朝踏板垫18以预定距离与U形夹销26隔开。载荷传感器30使用插入在传感器安装孔28中的环形部件34和固定螺栓62一体地固定到操作踏板16上,由此呈现预定的姿态(状态)。
一传感器销64穿过设置在环形部件34的孔中的轴状部件36的通孔38,具有分别从环形部件34和操作踏板16沿侧向突出并经由换向机构60连接到U形夹销26的两个轴向端部。在该实施例中,传感器销64被设置为在结构上独立于轴状部件36的元件,并且可相对转动地插入到通孔38中。但是,传感器销64可与轴状部件36一体地形成。在端部设有连接器(接头)58的线束56经由连接器58连接到车辆的控制电路单元。环形部件34对应于所要求的主体部件,而U形夹销26对应于枢转运动连接部20的所要求的连接销。
换向机构60机械地改变从U形夹销26施加的反作用力的方向,从而载荷可从绕载荷传感器30的中心线O的预定方向上作用。换向机构60包括绕与U形夹销26平行的支承销66可枢转地设置在操作踏板16上的一对枢转运动联动件68。支承销66经由轴承设置在操作踏板16上而绕其轴线相对枢转,并且具有从操作踏板16沿侧向突出的两个轴向端部。
所述一对枢转运动联动件68具有相同的形状且对称地设置在操作踏板16的两侧,并且分别可枢转地设置在支承销66的两个轴向端部上。所述一对枢转运动联动件68在它们的纵向中间位置由支承销66支承。每个枢转运动联动件68一个纵向端部连接到U形夹销26而相对于U形夹销26枢转,而另一个纵向端部则连接到传感器销64而相对于传感器销64枢转。所述一对枢转运动联动件68被一体地固定到绕U形夹销26设置的衬套70上,并且经由衬套70相互连接。
在从支承销66的轴向看去的平面视图中,即在图1A所示的状态下,枢转运动联动件68和U形夹销26之间的连接位置被设定成使得连接这两个元件的线段大致以直角与用作所要求的反作用力部件的操作杆22的中心线相交。其原因在于,反作用力从与连接支承销66和U形夹销26的线段基本垂直的方向上起作用。U形夹销26与衬套70一起插入形成在操作踏板16中的间隙孔72中,并且具有从衬套70向外突出而连接到U形夹24以便可相对于U形夹24枢转的两个轴向端部。其原因在于,枢转运动联动件68的检测操作力所需的枢转运动是基于载荷传感器30的变形部件32的变形而被允许的。此处,间隙孔72形成为以支承销66为中心(圆心)的圆弧形状,或直线形状,但也可设置延伸至操作踏板16的端缘的凹口作为替代间隙孔72的例子。
通过这种结构,反作用力通过枢转运动联动件68从U形夹销26传递到传感器销64。即使操作杆22和操作踏板16根据操作踏板16的下压操作而绕U形夹销26的轴线相对枢转,载荷也将始终从预定的方向作用在载荷传感器30的轴状部件36上,从而保持变形部件32的变形部分基本上恒定,也就是说变形部件32在恒定即固定的部分变形。所述“预定的方向”表示在从传感器销64的轴向看去的平面视图中(即,在图1A的状态下)与连接传感器销64和支承销66的线段基本垂直的方向。
图2A是载荷传感器30的沿在所述平面视图中(即在图1A的状态下)与连接传感器销64和支承销66的线段垂直的方向截取的剖视图,图2B是沿图2A的线IIA-IIA截取的剖视图。在图2中,传感器销64可相对于轴状部件36和枢转运动联动件68两者枢转。当变形部件32由于操作踏板16的下压而如图3所示地变形时,具有较小摩擦的部件如枢转运动联动件68相对枢转,尽管该枢转运动角度非常小。为了减小摩擦,在必要时可设置轴承等。图3A和图3B分别对应于图2A和图2B,且图3B是沿图3A的线IIIA-IIIA截取的剖视图。
环形部件34和轴状部件36经由变形部件32以这种方式相互连接。当从外部沿径向即沿垂直于中心线O的方向施加的载荷几乎为零时,如图2所示,轴状部件36的轴线S或传感器销64的轴线保持为与载荷传感器30的中心线O基本重合的状态。变形部件32在其整个长度上也保持为以中心线O为中心(圆心)的圆筒形状。载荷传感器30的中心线O是一体地固定到操作踏板16上的环形部件34的中心线。
另一方面,当操作杆22的反作用力根据操作踏板16的下压操作而经由换向机构60作用在传感器销64上时,径向上的载荷,更具体地,使轴状部件36沿图2中向左的方向(在图1A中也是基本上向左)相对移动的载荷作用在环形部件34和轴状部件36之间。结果,如图3所示,设置在它们之间的变形部件32经受剪切应变。在环形部件34和轴状部件36之间设有环形空间以允许它们之间沿径向的相对运动,或允许变形部件32的剪切应变。
变形部件32由金属材料例如铁素体类不锈钢制成,以便在接收径向上的载荷时发生弹性变形,并且其可经受根据由操作踏板16的下压操作产生的操作力而定的剪切应变。变形部件32的实际变形量非常小,不会影响到操作踏板的下压行程。但是,为了便于理解,在图中放大了其变形量。对于其它类似的图也是这样。
为了检测变形部件32的剪切应变,如图4所示,在变形部件32的外周面上安装四个应变电阻元件40a至40d作为所要求的应变检测元件。应变电阻元件40a至40d的有利的例子可由薄膜和厚膜类型的半导体应变片(应变计)、通常的应变片等来提供。图4A是与图3对应的剖视图并示出变形部件32经受剪切变形的状态。图4B是从图4A的顶侧看去的变形部件32的俯视图。图4C是变形部件32的外周面的展开图。四个应变电阻元件40a至40d沿着变形部件32在外加载荷的作用下发生剪切变形的方向布置在关于中心线O(S)对称的两个位置上。这些应变电阻元件中的两个布置在所述两个位置中的某一个位置上而在轴向上彼此隔开。在所述两个位置的每一个上,两个应变电阻元件被布置在将会变形而被拉伸或压缩的部分。
在该实施例中,施加在载荷传感器30上的载荷的作用方向通过换向机构60而基本保持恒定。也就是说,载荷的作用方向在图1A、2A、2B、3A、3B、4A和4B中的左-右方向上保持恒定。为此,应变电阻元件40a至40d不需要特别大。但是,考虑到变形部件32的组装工作等,各应变电阻元件40a至40d具有在变形部件32的周向上覆盖大约90度的角度范围的长度。
应变电阻元件40a至40d通过导电电路图案50(见图4C)连接而形成图5所示的桥接电路。电源E连接在导电电路图案50的供电端子42和GND(接地)端子44之间,以根据一对输出端子46和48之间的应变提供电信号。为了将电源E连接到供电端子42或将从输出端子46和48提供的电信号取出,连接在所述端子上的线束56(见图1)从载荷传感器64延伸出来以通过连接器58连接到车辆控制电路部分。
在变形部件32的外周面上预先形成有绝缘膜52(见图4C)如玻璃糊浆,而由导电材料例如银制成的导电电路图案50形成在所述绝缘膜上。应变电阻元件40a至40d通过焙烧(烧制,baking)等一体地形成为与导电电路图案50部分地接触。应注意,控制电路部分可设置在载荷传感器30内部。与该实施例中所使用的全桥电路不同,例如,当使用只在接收操作踏板16的操作力的载荷的部分内具有部分圆弧形状的变形部件时,也可使用半桥电路。
在如此构造的车辆用操作踏板装置10中,基于环形部件34和轴状部件36之间的相对位移而电检测操作力的载荷传感器30设置在可相对枢转地连接操作踏板16和操作杆22的枢转运动连接部20上。载荷传感器30检测经U形夹销26传递的操作力。将载荷传感器30设置在形成于操作踏板16内的传感器安装孔28中能使整个操作踏板装置10简单和紧凑,并且不会影响传统踏板装置的安装条件。此外,使用与在传统技术中相同的相关部件如操作杆22、U形夹24和U形夹销26能实现以低成本制造根据该实施例的踏板装置。
另一方面,U形夹销26插入在间隙孔72中,可相对于操作踏板16在其纵向上移位。换向机构60设置在U形夹销26和载荷传感器30的传感器销64之间。因此,即使操作踏板16和操作杆22根据操作踏板16的下压操作而绕U形夹销26的轴线相对枢转,反作用力也将始终从U形夹销26沿基本上恒定的方向(即,在图1中基本上向左)施加到载荷传感器30上。由于变形部件32的变形部分保持恒定,所以操作力的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而获得高的可靠性。
在该实施例中,用作换向机构60的枢转运动联动件68绕支承销66的轴线充分地设置成可枢转。载荷传感器30的传感器销64和U形夹销26充分地连接到枢转运动联动件68的两个纵向端部以便可相对枢转。因此,该装置能以低成本简单地构造而成。此外,该装置能在车辆的前、后方向(与操作踏板16的下压方向或操作杆22的推动方向对应的方向)上构造得紧凑。通过适当地设定枢转运动联动件68的杠杆比,即从支承销66到传感器销64的长度与从支承销66到U形夹销26的长度之比,能检测到由枢转运动联动件68放大或缩小的操作力(反作用力)。
在该实施例中,绕U形夹销26的轴线相对于操作杆22可枢转地连接的操作踏板16被设置为所要求的传感器安置部件而将载荷传感器30设置在其中。因此,通过用载荷传感器30检测出从U形夹销26传递到操作杆22的最终操作力(输出),就能以高精度检测出根据操作杆22的输出所产生的制动力。
环形部件34一体地固定在形成于操作踏板16内的传感器安装孔28中。此外,所述成对的枢转运动联动件68中的一个和另一个分别横跨在传感器销64的两个轴向端部的一个和另一个与U形夹销26的两个轴向端部的一个和另一个之间,其中传感器销64设置在轴状部件36的轴线S上并从传感器安装孔28的两侧突出,U形夹销26插入在间隙孔72中并从操作踏板16的两侧突出。因此,车辆用操作踏板装置10能构造得简单而紧凑。此外,由于载荷(反作用力)从U形夹销26基本上均匀地施加到载荷传感器30的轴状部件36上,所以可防止在载荷传感器30上产生枢转运动例如扭转,从而进一步提高载荷传感器30的检测精度。
接下来说明本发明的其它实施例。在下面的实施例中,与在上述实施例中基本上共通的元件具有相同的附图标记,并且省略其详细说明。
图6示出车辆用操作踏板装置80包括将操作力从操作踏板16传递到操作杆22的中间杆82的实施例。中间杆82通过平行于支架轴14的支承销84可枢转地设置在踏板支架12上,并通过连接联动件86连接到操作踏板16。因此,中间杆82根据操作踏板16的下压操作而绕支承销84机械地枢转。连接联动件86具有通过一对平行于支架轴14的联接销88和90分别连接到操作踏板16和中间杆82以便可相对于它们枢转的两个纵向端部。
操作杆22通过枢转运动连接部92连接到中间杆82的一个纵向端部,即顶端部。该枢转运动连接部92与枢转运动连接部20具有相同的结构。更详细地,载荷传感器30设置在形成于中间杆82中的传感器安装孔中,并且载荷传感器30的传感器销64通过换向机构60连接到U形夹销26。U形夹销26对应于枢转运动连接部92的所要求的连接销。
因此,该实施例可具有与上述实施例相同的操作和效果。沿图6的线VI-VI截取的剖面具有在图1B中用与传感器安置部件相对应的中间杆82来替代操作踏板16的结构。
图7所示的车辆用操作踏板装置100与图1所示的车辆用操作踏板装置10的区别在于换向机构102。图7A和7B分别与图1A和1B对应。图7A是正视图,图7B是沿图7A的线VIIA-VIIA截取的放大剖视图。换向机构102包括设置在操作踏板16上以控制U形夹销26的运动路径的连接销引导部104,和连接U形夹销26与载荷传感器30的传感器销64的直线运动联动件106。换向机构102根据U形夹销26的运动使传感器销64沿预定方向移位。
U形夹销26插入连接销引导部104中,该连接销引导部是在与载荷传感器30的中心线O垂直的方向上(即恒定的方向)沿直线形成的长孔,并且U形夹销26在连接销引导部104的引导下沿预定方向运动。与所要求的互锁部件相对应的一对直线运动联动件106关于处在它们之间的操作踏板16对称地设置。直线运动联动件106具有连接到U形夹销26以便可相对于其枢转的一个纵向端部,和连接到传感器销64以便可相对于其枢转的另一个纵向端部。
在以这种方式构造的车辆用操作踏板装置100中,U形夹销26在连接销引导部104的引导下沿垂直于载荷传感器30的中心线O的预定方向作直线运动。同样,经直线运动联动件106连接到U形夹销26的传感器销64也沿所述预定方向运动。因此,即使操作踏板16和操作杆22根据操作踏板16的下压操作而绕U形夹销26的轴线相对于彼此枢转,来自U形夹销26的反作用力也将始终通过直线运动联动件106沿恒定即固定的方向施加到载荷传感器30上。结果,由于变形部件32的变形部分保持恒定,因而操作力的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而获得高的可靠性。
在本发明中,所需要的仅仅是设置使U形夹销26沿预定方向运动并通过直线运动联动件106使U形夹销26和传感器销64相连的连接销引导部104。因此,装置能以低成本简单地加以构造并且能构造得紧凑。
此外,将载荷传感器30设置在操作踏板16的传感器安装孔28中能使车辆用操作踏板装置100紧凑。这样,车辆用操作踏板装置100可与上述车辆用操作踏板装置10具有相同的操作和效果。
图8所示的车辆用操作踏板装置110包括与在图6所示的车辆用操作踏板装置80中类似的中间杆82。载荷传感器30设置在用作中间杆82和操作杆22之间的连接部的枢转运动连接部92上。载荷传感器30设置在形成于中间杆82中的传感器安装孔中,并且其传感器销64通过图7A中的换向机构102连接到U形夹销26。因此,在该实施例中同样可具有与图7A的车辆用操作踏板装置100相同的操作和效果。沿图8的线VIII-VIII截取的剖面具有在图7B中用中间杆82来替代操作踏板16的结构。
图9所示的车辆用操作踏板装置120与图7所示的车辆用操作踏板装置100的区别在于载荷传感器121的结构和布置以及换向机构122。图9A和图9B分别与图7A和7B对应。图9A是正视图,图9B是沿图9A的线IXA-IXA截取的放大剖视图。在载荷传感器121中,带阶梯的柱状主体部件134一体地固定在壳体124上,并且轴状部件136通过壳体124中的圆筒状变形部件138与主体部件134同心地设置。载荷传感器121通过穿过壳体124的固定螺栓126一体地固定在操作踏板16上。伸进到形成于操作踏板16中的壳体孔128中的轴状部件136可通过变形部件138的在与轴线垂直的方向上的剪切应变而相对于主体部件134移位。与上述变形部件32同样地形成的变形部件138具有外周面,在该外周面上安装有应变电阻元件40a至40d。
换向机构122包括设置在操作踏板16上以控制U形夹销26的运动路径的连接销引导部130,和设置在U形夹销26和轴状部件136之间的滑动部件132。换向机构122根据U形夹销126的运动使轴状部件136沿恒定的方向移位。U形夹销26插入在连接销引导部130中,该连接销引导部130是在与载荷传感器121的中心线O垂直的方向上(即恒定方向)沿直线形成的长孔,并且U形夹销26在连接销引导部130的引导下沿恒定方向运动。滑动部件132对应于所要求的连接部件。在连接销引导部130和壳体孔128之间形成有使它们相连并且同样沿所述恒定方向引导滑动部件132的直线引导槽。滑动部件132以介于或位于U形夹销26和轴状部件136之间的方式设置在所述引导槽中。
同样,在车辆用操作踏板装置120中,U形夹销26在连接销引导部130的引导下在垂直于载荷传感器121的中心线O的恒定方向上沿直线运动。轴状部件136也通过滑动部件132在该恒定方向上运动。因此,即使操作踏板16和操作杆22根据操作踏板16的下压操作而绕U形夹销26的轴线相对枢转,从U形夹销26通过滑动部件132施加在载荷传感器121上的反作用力也将始终保持为恒定的方向。结果,由于变形部件138的变形部分保持恒定,因而操作力的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而获得高的可靠性。
在该实施例中,所需要的仅仅是设置使U形夹销26沿恒定方向运动的连接销引导部130并将滑动部件132设置在U形夹销26和轴状部件136之间。因此,装置能以低成本简单地加以构造并且能构造得紧凑。这样,该实施例与车辆用操作踏板装置120和图7A的车辆用踏板操作装置100可具有相同的操作和效果。
图10所示的车辆用操作踏板装置140包括与在图6所示的车辆用操作踏板装置80中类似的中间杆82。载荷传感器121设置在用作中间杆82和操作杆22之间的连接部的枢转运动连接部92上。载荷传感器121通过使用壳体124而设置在中间杆82的一侧上,并且U形夹销26的反作用力通过图9A的换向机构122作用在轴状部件136上。因此,该实施例可具有与图9A的车辆用操作踏板装置120相同的操作和效果。沿图10的线X-X截取的剖面具有在图9B中用中间杆82来替代操作踏板16的结构。
图11所示的车辆用操作踏板装置150与图1所示的车辆用操作踏板装置10的区别在于换向机构152。图11A和图11B分别与图1A和1B对应。图11A是正视图,图11B是沿图11A的线XIA-XIA截取的放大剖视图。用作所要求的传感器安置部件的操作踏板16具有与传感器安装孔28相邻的长孔形的引导孔154。在引导孔154中,不仅设置有构成换向机构152的第一引导部件156和第二引导部件158,还插入了U形夹销26和中间销160。
用作控制U形夹销26的运动路径的连接销引导件的一对第一引导部件156设置在U形夹销26的与其轴线垂直的方向上的两轴向侧上。第一引导部件156与可转动地安装在U形夹销26上的滑轮162接合,以便沿与图11A中的大致左、右方向相对应的直线方向引导U形夹销26。
第二引导部件158用作所要求的中间引导件,其使被用作所要求的中间滑动部件的中间销160在与载荷传感器30的中心线O垂直的方向上(预定方向)移动。第二引导部件158与可转动地安装在中间销160上的滑轮164接合。通过这种结构,第二引导部件158在与图11A中的大致左、右方向相对应的直线方向上引导中间销160。
U形夹销26和中间销160可相对枢转地连接到一对互锁联动件166,该对互锁联动件166以操作踏板16位于它们之间的方式对称地设置在操作踏板16的两侧,从而中间销160根据U形夹销26的运动而在恒定方向上移位。此外,中间销160和传感器销64分别连接到一对直线运动联动件168,该对直线运动联动件168以操作踏板16位于它们之间的方式对称地设置在操作踏板16的两侧。因此,中间销160和传感器销64根据U形夹销26的运动依次地在恒定方向上移位。在该实施例中,中间销160、互锁联动件166和直线运动联动件168构成所述互锁部件。直线运动联动件168一体地固定到中间销160上,并且相对于传感器销64可枢转地连接。
同样在该车辆用操作踏板装置150中,通过由第一引导部件156所引导的U形夹销26的直线方向上的运动,传感器销64通过互锁联动件166、中间销160和直线运动联动件168在垂直于载荷传感器30的中心线O的方向上移位。因此,即使操作踏板16和操作杆22根据操作踏板16的下压操作而绕U形夹销26的轴线相对枢转,从U形夹销26施加在载荷传感器30上的反作用力也将始终保持为恒定方向。结果,变形部件的保持恒定的变形部分能提高操作力的检测精度,并防止检测精度上的变化,从而具有高的可靠性。
U形夹销26的运动路径由第一引导部件156控制。中间销160通过第二引导部件158在预定方向上运动,并且U形夹销26通过互锁联动件166连接。施加到U形夹24上的反作用力从中间销160通过直线运动联动件168传递到载荷传感器30的传感器销64。因此,可增大U形夹销26的连接位置以及载荷传感器30的设置位置的设计自由度。
此外,将载荷传感器30设置在操作踏板16的传感器安装孔28中能将车辆用操作踏板装置150构造得紧凑。在车辆用操作踏板装置150中可获得与车辆用操作踏板装置10相同的操作和效果。
图12示出车辆用操作踏板装置170,其中以与图6中的车辆用操作踏板80相同的方式设有中间杆82。载荷传感器30设置在用作中间杆82和操作杆22之间的连接部的枢转运动连接部92上。中间杆82设有引导孔154、第一引导部件156、第二引导部件158等。图11的换向机构152设置在该中间杆82上。这样,车辆用操作踏板装置170被构造成使得来自U形夹销26的反作用力始终以恒定的方向施加到载荷传感器30上。因此,该实施例与图11A中的车辆用操作踏板装置150可具有相同的操作和效果。沿图12的线XII-XII截取的剖面对应于在图11B中用中间杆82来替代操作踏板16的结构。
图13所示的车辆用操作踏板装置180与图6所示的车辆用操作踏板装置80在载荷传感器30的安置位置方面不同。在将连接联动件86通过联接销90连接到中间杆82的枢转运动连接部182中,载荷传感器30和换向机构60设置在中间杆82中以检测从联接销90传递到中间杆82的操作力。更具体地,载荷传感器30设置在形成于中间杆82中的传感器安装孔184中,并且载荷传感器30的传感器销64通过换向机构60连接到联接销90。
中间杆82具有允许联接销90绕支承销66的轴线枢转的间隙孔186,从而操作力可始终从联接销90以恒定的方向施加到载荷传感器30。联接销90对应于枢转运动连接部182的所要求的连接销。因此,该实施例与图1A、图1B和图6所示的实施例可具有相同的操作和效果。图13A和13B分别与图1A和图1B对应。图13A是正视图,图13B是沿图13A的线XIIIA-XIIIA截取的放大剖视图。
本发明可应用于使连接联动件86通过联接销88连接到操作踏板16以便可相对于其枢转的枢转运动连接部,或者可应用于其中中间杆82通过支承销84可枢转地安装到踏板支架12上的枢转运动连接部。在这些枢转运动连接部中,施加到联接销88或支承销84上的载荷作为操作力被检测出来。
图14和图15是示出用于替代图1的实施例中的载荷传感器30的载荷传感器190的视图。这些是分别与图2和图3对应的剖视图。图14A和图15A是平行于中心线O的纵剖视图,图14B和图15B分别是沿图14A的线XIVA-XIVA和图15A的线XVA-XVA截取的剖视图。载荷传感器190包括检测沿其径向施加到其上的载荷的圆筒状变形部件192。环形部件194设置在变形部件192的外周上。环形部件194通过压配合或使用螺栓或板簧以预定的姿态(状态)一体地安装到传感器安装孔28中,并且其例如通过焊接一体地保持变形部件192的绕中心线的一部分(即,图14和图15所示的右侧壁部分)。轴状部件196插入到变形部件192的圆筒形内孔中,换向机构60的枢转运动联动件68连接到该变形部件192。传感器销64可用作轴状部件196。环形部件194对应于所要求的主体部件。
在载荷传感器190中,当从外部施加的载荷的值大致为零时,如图14所示,环形部件194保持为基本上与轴状部件196的轴线S同心。变形部件192保持为相对于轴线S偏心,从而其位于与固定在环形部件194上的一侧相对的另一侧即图14中的左侧上的侧壁部分的内周面基本上与轴状部件196接触。该状态可如此限定,即通过例如复位弹簧(未示出)的作用将操作杆22朝图1A中的右侧方向挤压,并使操作踏板16抵靠一止挡件(未示出)而定位在初始位置。在该状态下,变形部件192具有基本上为真圆(true circle)的圆筒状。
另一方面,当载荷根据操作踏板16的下压操作由操作杆22的反作用力沿径向作用在环形部件194和轴状部件196之间时,轴状部件196相对于图14和图15中的环形部件194向左移位。结果,变形部件192被拉伸并变形成如图15所示的椭圆。环形部件194具有环形的内部空间,该内部空间足够大以致于能允许相对于轴状部件196的相对移位或允许变形部件192的拉伸变形。变形部件192由金属材料如铁素体类不锈钢制成,并且能够通过接收径向载荷而发生弹性变形,且根据由操作踏板16的下压操作所产生的操作力经受拉伸变形。
为了检测变形部件192的拉伸变形,将用作应变检测元件的应变电阻元件在变形部件192的外周面上固定到图15B中的上侧壁部分和下侧壁部分,即固定到在变形部件192的外周面上产生变形的部分。与上述实施例类似,在变形部件192的外周面上预先设置绝缘膜例如玻璃糊浆,并且通过导电材料例如银在所述绝缘膜上形成导电电路图案。应变电阻元件例如通过焙烧一体地形成为使得其一部分可与所述导电电路图案接触。
所述应变电阻元件的尺寸和布置位置可根据例如组装的可操作性适当地加以设定。在本发明中,载荷与被下压的操作踏板16的操作量无关地始终沿恒定方向作用,从而变形部件192在恒定的部分变形。因此,即使在应变电阻元件较小的情况下也能稳定地获得高的检测精度。
即使在图6之后的附图中示出的其它实施例中,也可使用载荷传感器190来替代载荷传感器30。
图16示出用于车辆的行车制动器的操作踏板装置210。图16A是正视图(相当于在所述装置的安装状态下的车辆的侧视图),图16B是沿图16A的线XVIA-XVIA截取的放大剖视图。与图25所示的操作踏板装置200不同,该车辆用操作踏板装置210包括将操作力从操作踏板16传递到操作杆22的板状中间杆260。中间杆260通过与支架轴14平行的支承销262可枢转地设置在所述踏板支架12上,并且其根据通过连接联动件264与其连接的操作踏板16的下压操作而绕支承销262机械地枢转。连接联动件264具有通过一对与支架轴14平行的联接销266和268可相对枢转地分别连接到操作踏板16和中间杆260的两个纵向端部。
操作杆22通过枢转运动连接部270可相对枢转地连接到中间杆260的顶端。在该实施例中,用作所要求的传感器安置部件的中间杆260设有沿轴向延伸穿过它的传感器容纳孔272,并且载荷传感器274以预定间隙设置在传感器容纳孔272中。以与上述载荷传感器30基本相同的方式构造而成的载荷传感器274包括圆筒状变形部件32、用作所要求的主体部件的环形部件34和轴状部件36。应注意,环形部件34在其两个轴向端部从传感器容纳孔272的两个轴向侧突出,并且穿过轴状部件36的轴线的传感器销276在其两个轴向端部从环形部件34的两个轴向侧突出。在该实施例中,传感器销276与轴状部件36独立地或分离地形成,并且插入到通孔38中以便可相对枢转。但是,传感器销276也可与轴状部件36一体地构造而成。
中间杆260还设有可绕平行于U形夹销26的第一支承销280枢转的枢转运动联动件282和可在与U形夹销26平行的第二支承销284上摆动的摆动杆286。枢转运动联动件282在其中间位置由第一支承销280可枢转地支承。枢转运动联动件282具有两个纵向端部,操作杆22通过U形夹销26可相对枢转地连接到其中的一个端部,而载荷传感器274的环形部件34例如通过焊接一体地固定到其中的另一个端部。
与环形部件34一样,第一支承销280和U形夹销26设置成穿过中间杆260,且由此在两个轴向端部从所述两个轴向侧突出。以中间杆260位于其间的方式分别设置在中间杆260的两侧的一对枢转运动联动件282连接到第一支承销280的两个轴向端部以及U形夹销26的两个轴向端部,并且一体地固定到环形部件34的两个轴向端部上。中间杆260在U形夹销26的布置位置上具有以第一支承销280为中心(圆心)的圆弧形或直线形的长形孔288,这使得枢转运动联动件282在操作杆22的反作用力下可绕第一支承销280相对枢转。U形夹销26对应于枢转运动连接部270的所要求的连接销。
摆动杆286具有两个纵向端部,其中的一个端部由第二支承销284可枢转地支承,而传感器销276可相对转动地连接到其中的另一个端部。第二支承销284具有下述结构。在从载荷传感器274的中心线O的方向看去的正视图中(对应于图1A的状态),使连接到摆动杆286的轴状部件36的轴线S与第二支承销284的轴线相连的直线和使固定到枢转运动联动件282的环形部件34的中心(对应于载荷传感器274的中心线O)与第一支承销280的轴线相连的直线大致以直角彼此相交。此外,第二支承销284设置在这样的位置上,即由于在操作杆22的反作用力下使枢转运动联动件282绕第一支承销280(即,沿图1A中的顺时针方向)相对枢转而有拉伸力在该位置处作用在摆动杆286上。
因此,连接到摆动杆286的传感器销276和轴状部件36与操作杆22的反作用力无关地依次保持在中间杆260的基本恒定的位置上。它们相对于在操作杆22的反作用力下绕第一支承销280枢转并与枢转运动联动件282一起移位的环形部件34移位。通过使用由该相对移位产生的变形部件32的剪切应变,操作踏板16的操作力被检测出来。传感器容纳孔272的间隙和长形孔288的尺寸被确定成允许由变形部件32的剪切应变所导致的环形部件34的移位,以及枢转运动联动件282的枢转运动。与传感器销276类似,第二支承销284设置成穿过中间杆260且由此在其两个轴向端部从中间杆260的两个轴向侧突出。以中间杆260位于它们之间的方式设置在中间杆260两侧的一对摆动杆286分别连接到第二支承销284的两个轴向端部和传感器销276的两个轴向端部。
在如此构造的车辆用操作踏板装置210中,从U形夹销26通过枢转运动联动件282传递到载荷传感器274的环形部件34的反作用力由第二支承销284通过摆动杆286接收。因此,通过操作踏板16的下压操作,枢转运动联动件282基本上与中间杆260一起绕支承销262枢转。此时,尽管操作杆22和中间杆260绕U形夹销26的轴线枢转,但载荷始终以基本恒定的方向作用在载荷传感器274上。所述恒定的方向可另外表示成与在图1A所示的正视图中使传感器中心线O和第一支承销280的轴线相连的线段垂直的方向(即,图1A中的基本上向左的方向)。因此,变形部件32的变形部分基本上保持恒定。
图17A是在上述正视图中(即在图16A所示的状态下)载荷传感器274的沿与使传感器中心线O和第一支承销280的轴线相连的线段垂直的方向即摆动杆286的纵向截取的剖视图。图17B是沿图17A中的线XVIIA-XVIIA截取的剖视图。在图17中,传感器销276可相对于轴状部件36和摆动杆286转动。变形部件32根据操作踏板16的下压操作如图18A和18B所示地变形。结果,在具有较小摩擦的部件例如摆动杆286上产生相对转动而产生极小的转动角。为了减小摩擦,在必要时可设置轴承等。图18A和图18B分别与图17A和图17B对应。图18B是沿图18A的线XVIIIA-XVIIIA截取的剖视图。
环形部件34和轴状部件36通过变形部件32以这种方式连接在一起。如果从外部沿径向即沿垂直于中心线O的方向施加的载荷大致为零,则如图17A和17B所示,轴状部件36和传感器销276以及载荷传感器274都被保持为轴线S基本上与中心线O重合的状态。变形部件32在其整个长度上也保持为以中心线O为中心(圆心)的圆筒形状。载荷传感器274的中心线O对应于作为主体部件的环形部件34的中心线。
另一方面,如果操作杆22的反作用力根据操作踏板16的下压操作通过枢转运动联动件82作用在环形部件34上,则所述径向载荷作用在环形部件34和轴状部件36之间。所述径向载荷可另外表示为使环形部件34朝图17A和17B中的左侧方向(在图16A中也是基本上向左)相对移动的载荷。结果,如图18所示,设置在它们之间的变形部件32经受剪切应变。在环形部件34和轴状部件36之间设有环形空间以允许它们之间的相对运动和变形部件32的剪切应变。变形部件32由金属材料如铁素体类不锈钢制成,以便通过接收径向上的载荷而发生弹性变形。因此,变形部件32根据由操作踏板16的下压操作所产生的操作力而经受剪切应变。变形部件32的变形量非常小,不会影响到操作踏板16的下压行程。但是,为了便于理解,在上述附图中放大了其变形量。
为了如图19所示检测变形部件32的剪切应变,在变形部件32的外周面上安装四个应变电阻元件240a至240d作为所要求的应变检测元件。例如,使用薄膜和厚膜型的半导体变形计或常用的变形计作为应变电阻元件240a至240d的理想的例子。图19A对应于图18A,示出变形部件32已经受剪切应变的状态。图19B是从图19A的上方看去的俯视图,而图19C是变形部件32的外周面的展开视图。
所述四个应变电阻元件240a至240d沿着变形部件32在外加载荷的作用下发生剪切变形的方向以中心线O(S)位于其间地布置在变形部件32的两个对称的位置上。在所述两个对称位置的每一个上,一个应变电阻元件位于在剪切应变下发生轴向拉伸变形的部分,另一个应变电阻元件位于在剪切应变下发生轴向压缩变形的部分。所述一个和所述另一个应变电阻元件隔开。
在该实施例中,作用在载荷传感器274上的载荷的方向被枢转运动联动件282设定为基本上恒定。特别地,其方向被设定为图16A中的左右方向,以及图17A和17B、图18A和18B、图19A和19B中的左右方向。因此,应变电阻元件240a至240d不需要尺寸很大。但是,考虑到例如变形部件32的组装可操作性,各个应变电阻元件240a至240d要足够长以在变形部件32的周向上覆盖大约90度的角度范围。
通过将这些应变电阻元件240a至240d与导电电路图案250相连(见图19C),构造出图20所示的桥接电路。电源E连接在导电电路图案250的电源电极242和GND(接地)电极244之间,从而与应变对应的电信号从一对输出电极246和248之间输出。为了将电源E连接到电源电极242,或将从输出电极246和248输出的电信号取出,可将线束256(见图16A)连接到这些电极上。从载荷传感器274延伸出的该线束256通过连接器258连接到车辆的控制电路单元。在变形部件32的外周面上预先设有绝缘膜252(见图19C)例如玻璃糊浆。导电电路图案250使用导电材料例如银形成在绝缘膜252上。此外,应变电阻元件240a至240d通过例如焙烧而一体地形成为在其一部分上与导电电路图案250接触。控制电路单元可设置在载荷传感器274中。例如,当使用只有基于操作踏板16的操作力接收载荷的部分形成为圆弧形状的变形部件时,可使用半桥电路来替代该实施例中所用的全桥电路。
在如此构造的车辆用操作踏板装置210中,基于环形部件34和轴状部件36之间的相对位移来电检测操作力的载荷传感器274设置在可相对枢转地连接中间杆260和操作杆22的枢转运动连接部270上。载荷传感器274检测通过U形夹销26传递的操作力。将载荷传感器274设置在形成于中间杆260中的传感器容纳孔272中能使操作踏板装置210的整体简单而紧凑,不会影响传统踏板装置的安装条件。此外,在该实施例中能使用与现有技术中相同的相关部件,例如操作杆22、U形夹24和U形夹销26,从而能以低成本构造装置的结构。
另一方面,U形夹销26可枢转地连接到相对于中间杆260绕第一支承销280可枢转地设置的枢转运动联动件282,并且摆动杆286设置为可绕第二支承销284摆动。载荷传感器274的环形部件34一体地固定到枢转运动联动件282上,并且轴状部件36通过传感器销276可相对枢转地连接到摆动杆286。因此,即使中间杆260和操作杆22根据操作踏板16的下压操作而绕U形夹销26的轴线相对枢转,来自U形夹销26的反作用力也将始终通过枢转运动联动件282以基本恒定的方向施加在载荷传感器274上。结果,由于变形部件32的变形部分保持恒定,因而操作力的检测精度提高,并且可防止检测精度上的变化,从而具有高的可靠性。
通过传感器销276将轴状部件36可相对转动地连接到摆动杆286能消除尺寸误差或组装误差,并且能放宽所要求的尺寸精度等,从而与轴状部件36一体地固定到中间杆260的情况相比能以更低的成本制造所述装置。
在该实施例中,第二支承销284布置如下。其布置为使得将连接到摆动杆286的轴状部件36的轴线S和第二支承销284的轴线相连的直线与将固定到枢转运动联动件282的环形部件34的中心(中心线O)和第一支承销280的轴线相连的直线大致以直角彼此相交。此外,第二支承销284布置在从U形夹销26通过枢转运动联动件282施加到载荷传感器274上的载荷的作用线之上或附近。因此,载荷被第二支承销284有效地接收,从而使所述装置具有简单而紧凑的结构,并且能以低成本加以生产。所述直线不必以精确的直角彼此相交。只要这两条直线在直角±20度的范围内即70度至110度的范围内彼此相交,即可获得充分的效果。
在该实施例中,第二支承销284设置成使得枢转运动联动件282根据操作踏板16的下压操作绕第一支承销280顺时针地枢转,基于此,在摆动杆286上作用拉伸力。因此,不必担心有过量的载荷作用在摆动杆286或第二支承销284上,这使得所述装置具有简单紧凑的结构,并且能以低成本加以制造。详细地说,如果第二支承销284设置成使得在摆动杆286上作用压缩载荷,即,如果第二支承销284设置在图16A中的载荷传感器274的左侧,则可能导致下述问题。根据第二支承销284与枢转运动联动件282之间的位置关系,在例如肘节联动机构的伺服作用下,可能会有过量的载荷作用在摆动杆286或第二支承销284上。
在该实施例中,绕U形夹销26的轴线可相对枢转地连接到操作杆22上的中间杆260被用作所要求的传感器安置部件,并且在其上设有载荷传感器274。因此,载荷传感器274能检测从U形夹销26传递到操作杆22的最终操作力(输出),且由此能以高精度检测根据来自操作杆22的输出所产生的制动力。
载荷传感器274以预定间隙设置在形成于中间杆260中的传感器容纳孔272中。此外,所述一对枢转运动联动件282和所述一对摆动杆286都分别设置在板状中间杆260的两个轴向侧,并且分别连接到穿过环形部件34的轴线或轴状部件36的轴线的传感器销276的两个轴向端部。因此,通过抑制转动力矩例如扭转,载荷传感器274可稳定地工作,从而检测精度进一步提高。
图21示出根据另一个实施例的车辆用操作踏板装置300,其中本发明被应用于图25的操作踏板装置200。在该实施例中,枢转运动连接部20按照与枢转运动连接部270相同的方式加以构造。详细地说,操作踏板16具有传感器容纳孔272和长形孔288。载荷传感器274以一间隙设置在传感器容纳孔272中,并且U形夹销26插入到长形孔288中。在操作踏板16上,枢转运动联动件282绕第一支承销280可枢转地设置,并且摆动杆286绕第二支承销284可枢转地设置。
枢转运动联动件282具有可相对转动地连接有U形夹销26的一个纵向端部,和一体地固定有载荷传感器274的环形部件34的另一个纵向端部。沿载荷传感器274的轴状部件36的轴线插入的传感器销276可相对枢转地连接到摆动杆286。因此,该实施例与上述实施例可具有相同的操作和效果。沿图21的线XXIA-XXIA截取的剖面对应于在图16B中用操作踏板16来替代中间杆260的结构。操作踏板16对应于所要求的传感器安置部件。
图22所示的车辆用操作踏板装置310在载荷传感器274的安置位置方面与车辆用操作踏板装置210不同。在连接联动件264通过联接销268连接到中间杆260的枢转运动连接部312中,中间杆260设有用以检测从联接销268传递到中间杆260的操作力的载荷传感器274。更详细地说,中间杆260具有传感器容纳孔314和长形孔316。载荷传感器274以预定的间隙设置在传感器容纳孔314中,并且联接销268插入在长形孔316中。
在中间杆260上,枢转运动联动件282绕第一支承销280可枢转地设置,并且摆动杆286绕第二支承销284可枢转地设置。枢转运动联动件282具有可相对枢转地连接有联接销268的一个纵向端部,和一体地固定有载荷传感器274的环形部件34的另一个纵向端部。联接销268对应于枢转运动连接部312的所要求的连接销。沿载荷传感器274的轴状部件36的轴线插入的传感器销276可相对枢转地连接到摆动杆286。图22A和图22B分别对应于图16A和图16B。图22A是正视图,图22B是沿图22A的线XXIIA-XXIIA截取的放大剖视图。
除下面的一点外,该实施例与图16A和16B的实施例可具有相同的操作和效果。该不同特征在于,通过下压操作踏板16,枢转运动联动件282在操作杆22的反作用力下绕第一支承销280顺时针枢转,从而在摆动杆286上作用压缩载荷。
如上所述,压缩载荷作用在摆动杆286上。此处,第二支承销284设置成使得在图22A的正视图中,使连接到摆动杆286的轴状部件36的轴线和第二支承销284的轴线相连的直线与使固定到枢转运动联动件282的环形部件34的中心(中心线O)与第一支承销280的轴线相连的直线大致以直角彼此相交。详细地说,第二支承销284设置在从联接销268通过枢转运动联动件282作用到载荷传感器274上的载荷的作用线之上和附近。因此,不必担心由于例如肘节联动机构的伺服作用而有过量的载荷作用在摆动杆286或第二支承销284上,并且所述装置能以低成本构造得简单紧凑。如果第二支承销284设置在图22A中的载荷传感器274的左侧,则如在上述实施例中那样,可在摆动杆286上作用拉伸力。
本发明可应用于连接联动件264通过联接销266可相对枢转地连接到操作踏板16的枢转运动连接部,或应用于中间杆260通过支承销262可枢转地连接到踏板支架12的枢转运动连接部。在这些示例中,作用在联接销266或支承销262上的载荷作为操作力被检测出来。
图23和图24是分别与图17和图18对应的剖视图,示出用于替代图16的实施例中的载荷传感器274的载荷传感器320。图23A和图24A是平行于中心线O的纵剖视图。图23B和图24B分别是沿图23A的线XXIIIA-XXIIIA和图24A的线XXIVA-XXIVA截取的剖视图。载荷传感器320包括用以检测沿其径向作用在其上的载荷的圆筒状变形部件322。在变形部件322的径向外侧以一间隙设置在传感器容纳孔272中的环形部件324一体地固定到枢转运动联动件282上。环形部件324例如通过焊接一体地保持变形部件322的绕中心线的一部分(即,图23和图24所示的左侧壁部分)。插入在变形部件322的圆筒形孔中的轴状部件326可相对枢转地连接到摆动杆286上。传感器销276可用作轴状部件326。环形部件324对应于所要求的主体部件。
当从外部施加的载荷大致为零时,如图23所示,载荷传感器320保持为使得环形部件324与轴状部件326的轴线S基本上同心。变形部件322保持为相对于轴线S偏心,从而其位于与固定在环形部件324上的一侧相对的另一侧即图23中的右侧上的侧壁部分在其内周面上基本与轴状部件126接触。该状态是如此建立的,即通过例如复位弹簧(未示出)的作用将操作杆22朝图16A中的右侧方向挤压,并使操作踏板16接触一止挡件(未示出)而定位在初始位置。在该状态下,变形部件322具有基本上为真圆形的圆筒状。
另一方面,当径向载荷根据操作踏板16的下压操作在操作杆22的反作用力下作用在环形部件324和轴状部件326之间时,环形部件324相对于轴状部件326朝图23和图24中的左侧方向移位。结果,变形部件322被拉伸并变形为如图24所示的椭圆。环形部件324具有环形的内部空间,该内部空间的大小可允许相对于轴状部件326的相对移位或允许变形部件322的拉伸变形。变形部件322由金属材料如铁素体类不锈钢制成,并且能通过接收径向载荷而发生弹性变形,且根据由操作踏板16的下压操作所产生的操作力经受拉伸变形。
为了检测变形部件322的拉伸应变,将用作应变检测元件的应变电阻元件固定到图24B中的上侧壁部分和下侧壁部分,即固定到产生拉伸变形的部分。与在上述实施例中一样,在变形部件322的外周面上预先设置绝缘膜例如玻璃糊浆。使用导电材料例如银在所述绝缘膜上形成导电电路图案。所述应变电阻元件还例如通过焙烧与导电电路图案一体地形成为与导电电路图案部分地接触。
所述应变电阻元件的尺寸和布置位置可根据例如组装的可操作性适当地加以选择。在本发明中,始终沿基本恒定的方向作用的载荷与操作踏板16的下压量无关地使变形部件322的基本上给定的部分发生变形。因此,即使在变形较小时也能稳定地获得高的检测精度。
即使是在图21、图22A和图22B所示的实施例中,也同样可使用载荷传感器320来替代载荷传感器274。
上面已参照附图详细地说明了本发明的实施例。应注意,本发明决不限制于这些实施例,而是可基于本领域技术人员的平常知识以各种修改或改进的方式加以实施。
Claims (21)
1.一种带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其特征在于包括:
操作踏板(16),所述操作踏板可运动地设置在固定于车辆上的踏板支架(12)上并由驾驶员下压;
反作用力部件(22),所述操作踏板的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;
联动装置类型的下压力传递机构,所述下压力传递机构置于所述操作踏板和所述反作用力部件之间,并且具有通过连接销(26)可相对枢转地连接的一对部件(16,68;260,282),且所述下压力传递机构构成通过所述连接销传递所述操作力的枢转运动连接部;和
载荷传感器(30),所述载荷传感器设置在所述枢转运动连接部中,以接收预定的方向上的载荷以便电检测所述操作力,而与根据所述操作踏板的下压从所述反作用力部件输入的反作用力的方向相对于所述操作踏板的变化无关。
2.根据权利要求1所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中
所述载荷传感器包括轴状部件(36)、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件(34)、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件(32)以及固定在所述变形部件上的应变检测元件(40a至40d),所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;
所述载荷传感器设置成使得所述轴状部件和所述主体部件中的一者固定到在所述枢转运动连接部中通过所述连接销连接的所述一对部件的传感器安置部件之一(16)上;
所述连接销可相对于所述传感器安置部件移位;以及
换向机构(60),所述换向机构设置在所述连接销与所述轴状部件和所述主体部件中的另一者之间,以机械地改变从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的方向,从而所述载荷以恒定的方向作用在所述载荷传感器上。
3.根据权利要求2所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述换向机构是至少一个枢转运动联动件(68),所述枢转运动联动件绕平行于所述连接销的支承销(66)可枢转地设置在所述传感器安置部件上,并且所述连接销以及所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的所述另一者连接到所述枢转运动联动件上,以基于从所述连接销施加的操作力或施加在其上的反作用力绕所述支承销枢转。
4.根据权利要求2所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述换向机构包括:
连接销引导部(104),所述连接销引导部设置在所述传感器安置部件上以控制所述连接销的运动路径;和
互锁部件(106),所述互锁部件使所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的所述另一者与所述连接销的运动相关联地沿所述预定的方向移动。
5.根据权利要求4所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述连接销引导部被设置成使所述连接销沿所述预定的方向移动,并且
所述互锁部件是使所述连接销与所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的所述另一者相连的直线运动联动件。
6.根据权利要求4所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述连接销引导部被设置成使所述连接销沿所述预定的方向移动,并且
所述互锁部件是与所述连接销一起沿所述预定的方向移动的滑动部件。
7.根据权利要求4所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述互锁部件包括:通过设置在所述传感器安置部件上的中间引导件(158)而沿恒定的方向移动的中间滑动部件(160),和使所述中间滑动部件和所述连接销相连的互锁联动件(166)。
8.根据权利要求2所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中
所述传感器安置部件是板状部件,所述板状部件绕所述连接销可相对枢转地连接到所述反作用力部件,并且设置有贯穿所述板状部件的传感器安装孔(28);
所述载荷传感器在所述传感器安装孔中设置成使得所述主体部件一体地固定到所述传感器安装孔中,并且设置在所述轴状部件的轴线上的传感器销(64)从所述传感器容纳孔的两个轴向侧突出;以及
所述换向机构设置在所述传感器销和所述连接销的两个轴向端部之间。
9.根据权利要求2所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述操作踏板可绕一支承轴线枢转地设置在所述踏板支架上,并且所述操作踏板用作所述传感器安置部件。
10.根据权利要求2所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,还包括中间杆(82),所述中间杆设置在所述踏板支架上,以通过连接联动件(86)可枢转地连接到所述操作踏板,并通过所述枢转运动连接部连接到所述反作用力部件,并且
所述中间杆用作所述传感器安置部件。
11.根据权利要求2所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中
所述变形部件具有圆筒形状,所述圆筒状变形部件的一个轴向端部和另一个轴向端部分别一体地固定到所述主体部件和所述轴状部件上;并且
基于由所述反作用力导致的所述主体部件和所述轴状部件之间的相对位移而在所述变形部件中产生的剪切应变由所述应变检测元件来检测。
12.根据权利要求2所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中
所述变形部件具有圆筒形状;
所述主体部件一体地保持所述变形部件的绕其中心线的一部分,并且所述轴状部件插入到所述变形部件的圆筒形内部中;并且
基于由所述反作用力导致的所述主体部件和所述轴状部件之间的相对位移而在所述变形部件中产生的拉伸应变由所述应变检测元件来检测。
13.一种带有载荷传感器的操作装置,包括:
被操作而移动的操作部件(16);
反作用力部件(22),所述操作部件的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;
至少一个枢转运动连接部(270),所述至少一个枢转运动连接部置于所述操作部件和所述反作用力部件之间,以使一对部件(260,282)绕连接销(26)可相对枢转地连接,由此通过所述连接销传递所述操作力;和
电检测所述操作力的载荷传感器(274);其特征在于:
所述载荷传感器包括轴状部件(36)、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件(34)、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件(32)以及固定在所述变形部件上的应变检测元件(240a至240d),所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;
所述载荷传感器设置成使得所述轴状部件和所述主体部件中的一者固定到在所述枢转运动连接部中通过所述连接销连接的所述一对部件的传感器安置部件之一(260)上;
所述连接销可相对于所述传感器安置部件移位;以及
换向机构,所述换向机构设置在所述连接销与所述轴状部件和所述主体部件中的另一者之间,以机械地改变从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的方向,从而所述载荷以恒定的方向作用在所述载荷传感器上。
14.根据权利要求1所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中:
所述载荷传感器包括轴状部件、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件以及固定在所述变形部件上的应变检测元件,所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;
至少一个枢转运动联动件(282),所述至少一个枢转运动联动件在通过所述连接销可枢转地连接的所述一对部件的传感器安置部件之一上、在所述枢转运动连接部中绕平行于所述连接销的第一支承销(280)设置,并且可相对于所述传感器安置部件移位的所述连接销可相对枢转地连接到所述至少一个枢转运动联动件上,以便在从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的作用下绕所述第一支承销枢转;
摆动杆(286),所述摆动杆可绕与所述连接销平行的第二支承销(284)摆动地设置在所述传感器安置部件上;以及
所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的一者连接到所述枢转运动联动件,所述轴状部件和所述主体部件中的另一者连接到所述摆动杆。
15.根据权利要求14所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,当从所述第一支承销的轴线的方向看去时,所述第二支承销设置成使得,将所述第二支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述摆动杆的一者的轴线相连的直线大致以直角与使所述第一支承销的轴线和所述主体部件及所述轴状部件中连接到所述枢转运动联动件的另一者的轴线相连的直线相交。
16.根据权利要求14所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述第二支承销设置在这样的位置上,即在所述枢转运动联动件根据所述操作踏板的下压而绕所述第一支承销枢转的情况下,在该位置处有拉伸力作用在所述摆动杆上。
17.根据权利要求14所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中
所述传感器安置部件是板状部件,所述板状部件通过所述枢转运动连接部可枢转地连接到所述反作用力部件,并且设置有贯穿所述板状部件的传感器容纳孔(272);
所述载荷传感器以预定的间隙设置在所述传感器容纳孔中,所述主体部件从所述传感器容纳孔的两个轴向侧突出,并且穿过所述轴状部件的轴线的传感器销设置成从所述主体部件的两个轴向侧突出;以及
一对所述枢转运动联动件和一对所述摆动杆分别设置在所述板状的传感器安置部件的两个轴向侧,并且分别连接到所述主体部件或所述传感器销的两个轴向端部。
18.根据权利要求14所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中,所述操作踏板可绕一支承轴线枢转地设置在所述踏板支架上,并且所述操作踏板用作所述传感器安置部件。
19.根据权利要求14所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,还包括中间杆(260),所述中间杆可枢转地设置在所述踏板支架上,通过连接联动件连接到所述操作踏板,并通过所述枢转运动连接部连接到所述反作用力部件,并且
所述中间杆用作所述传感器安置部件。
20.根据权利要求14所述的带有载荷传感器的车辆用操作踏板装置,其中
所述变形部件具有圆筒形状;
所述圆筒状变形部件的一个轴向端部和另一个轴向端部分别一体地固定到所述主体部件和所述轴状部件上;并且
所述应变检测元件检测基于由所述反作用力导致的所述主体部件和所述轴状部件之间的相对位移而在所述变形部件中产生的剪切应变。
21.一种带有载荷传感器的操作装置,包括:
被操作而移动的操作部件(16);
反作用力部件(22),所述操作部件的操作力传递到所述反作用力部件,并且与所述操作力对应的反作用力作用在所述反作用力部件上;
至少一个枢转运动连接部(270),所述至少一个枢转运动连接部置于所述操作部件和所述反作用力部件之间,以使一对部件(260,282)绕连接销(26)可相对枢转地连接,并通过所述连接销传递所述操作力;和
电检测所述操作力的载荷传感器;
其中,所述载荷传感器包括轴状部件(36)、设置成在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上相对于所述轴状部件移位的主体部件(34)、跨越所述轴状部件和所述主体部件的变形部件(32)以及固定在所述变形部件上的应变检测元件(240a至240d),所述应变检测元件基于由所述轴状部件和所述主体部件之间的在与所述轴状部件的轴线垂直的方向上的相对位移所引起的所述变形部件的变形来检测所述变形部件的变形;
至少一个枢转运动联动件(282),所述至少一个枢转运动联动件在通过所述连接销可枢转地连接的所述一对部件的传感器安置部件之一(260)上、在所述枢转运动连接部中绕平行于所述连接销的第一支承销(280)设置,并且可相对于所述传感器安置部件移位的所述连接销可相对枢转地连接到所述至少一个枢转运动联动件上,以便在从所述连接销施加的操作力或所述反作用力的作用下绕所述第一支承销枢转;
摆动杆(286),所述摆动杆可绕与所述连接销平行的第二支承销(284)摆动地设置在所述传感器安置部件上;以及
所述载荷传感器的所述轴状部件和所述主体部件中的一者连接到所述枢转运动联动件,所述轴状部件和所述主体部件中的另一者连接到所述摆动杆。
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