JP2013186618A - ペダル操作量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重伝達経路に配設されたセンサ部材の変形を電気的に検出するペダル操作量検出装置を、剛性を損なうことなくコンパクトに構成しつつセンサ部材の変形量を大きくして検出精度を高める。
【解決手段】長手方向の捩り中心線Ｓまわりに捩り弾性変形可能な長手形状のセンサ部材３０が、ペダルアーム１８から支持軸心Ｏと平行な方向へオフセットした位置に配設され、反力Ｒが作用する反力作用部がその捩り中心線Ｓから支持軸心Ｏと平行な方向へ離間した位置に定められているため、ペダル操作時にはセンサ部材３０が撓み変形されつつ捩り中心線Ｓまわりに捩り変形させられる。このため、曲げ変形のみに比べて剛性を損なうことなく小さなスペースでセンサ部材３０の変形量（操作入力部および反力作用部の相対変位ストローク）を大きくすることが可能で、ペダル操作量検出装置１０をコンパクトに構成しつつ検出精度を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明はペダル操作量検出装置に係り、特に、高い検出精度が得られるペダル操作量検出装置に関するものである。

支持軸心まわりに回動可能に配設されて踏込み操作される操作ペダルのペダルアームを含む伝達部材と、その伝達部材から踏込み操作力が伝達されるとともにその踏込み操作力に対応する反力が加えられる出力部材とを有する操作ペダル装置に関して、前記伝達部材の荷重伝達経路に配設されて前記踏込み操作力および前記反力によって変形させられるセンサ部材を有し、そのセンサ部材の変形を電気的に検出するペダル操作量検出装置が、例えば車両の常用ブレーキ用のブレーキペダル、パーキングブレーキ用のブレーキペダル、アクセルペダル、クラッチペダル等の踏込み操作力、或いは踏込みストロークを検出する装置として提案されている。

特開２０００−１０３３２５号公報

しかしながら、このような従来のペダル操作量検出装置は、長手形状のセンサ部材の曲げ変形を電気的に検出するようになっており、センサ部材のサイズを変えずにセンサ部材の変形量を大きくして検出精度を向上させようとすると、センサ部材の破壊限界が低下する一方、例えばセンサ部材の剛性を高めて破壊限界を向上させようとすると、検出精度の低下を招き、センサ部材の検出精度の向上と破壊限界の向上とが二律背反するという問題があった。

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、ペダルアームと出力部材との間の荷重伝達経路に配設されたセンサ部材の変形を電気的に検出するペダル操作量検出装置を、剛性（破壊限界）を損なうことなくコンパクトに構成しつつセンサ部材の変形量を大きくして検出精度を高めることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、支持軸心まわりに回動可能に配設されて踏込み操作される操作ペダルのペダルアームを含む伝達部材と、その伝達部材から踏込み操作力が伝達されるとともにその踏込み操作力に対応する反力が加えられる出力部材とを有する操作ペダル装置に関して、前記伝達部材の荷重伝達経路に配設されて前記踏込み操作力および前記反力によって変形させられるセンサ部材を有し、そのセンサ部材の変形を電気的に検出するペダル操作量検出装置において、(a) 前記センサ部材は、長手方向の捩り中心線Ｓまわりに捩り弾性変形可能な長手形状の部材で、前記伝達部材から前記支持軸心と平行な方向へオフセットした位置に配設されており、(b) そのセンサ部材に前記踏込み操作力が加えられる操作入力部、およびそのセンサ部材に前記反力が加えられる反力作用部の何れか一方は、前記捩り中心線Ｓから前記支持軸心と平行な方向へ離間した位置に定められているとともに、(c) それ等の操作入力部および反力作用部は前記支持軸心と平行な方向において互いにずれた位置に定められていることを特徴とする。

第２発明は、第１発明のペダル操作量検出装置において、(a) 前記センサ部材は、前記捩り中心線Ｓを挟んで対称的にその捩り中心線Ｓと平行な一対の棒状の捩り変形部を有するとともに、その捩り変形部の長手方向の両端および中央が３本の連結部を介して互いに連結された８の字形状を成しており、(b) 前記支持軸心の軸方向から見て８の字形状を成す姿勢で配設されるとともに、前記３本の連結部のうちの一対の端部連結部および残りの中央連結部の何れか一方に前記踏込み操作力が伝達され、他方に前記反力が伝達されることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明のペダル操作量検出装置において、(a) 前記伝達部材は、前記支持軸心に対して垂直な平坦部を有する板形状の部材で、その支持軸心または支持軸心と平行な軸心まわりに回動可能に配設されているとともに、(b) 前記センサ部材は、前記伝達部材の前記平坦部の側面と平行に配設されている一方、(c) そのセンサ部材の長手方向の中間部分に、前記捩り中心線Ｓに対して直交し且つ前記支持軸心と平行な方向へ突き出すように一体的に設けられ、前記伝達部材に設けられた貫通穴内に遊びを有して挿入されている円筒状部材と、(d) その円筒状部材が前記センサ部材から突き出す部分の内側に同心に一体的に固設されるとともに、内部を連結ピンが挿通させられるブッシュと、(e) 前記伝達部材にそれぞれ前記円筒状部材と平行に前記センサ部材に向かって突き出すように一体的に設けられ、そのセンサ部材の長手方向の両端部に設けられた一対の支持穴内に相対回転可能に挿入されてそのセンサ部材を支持している一対の支持ピンと、を有し、(f) 前記一対の支持ピンと前記支持穴との接触部分、および前記ブッシュと前記連結ピンとの接触部分の何れか一方が前記操作入力部として機能し、他方が前記反力作用部として機能することを特徴とする。

第４発明は、第３発明のペダル操作量検出装置において、(a) 前記出力部材に一体的に固設された二股状のクレビスの内側に前記伝達部材および前記センサ部材が挿入された状態で、前記連結ピンとしてクレビスピンがそれ等のクレビス、伝達部材、およびセンサ部材を貫通して両側に突き出すように前記ブッシュ内を相対回転可能に挿通させられており、(b) 前記センサ部材には、前記クレビスピンから前記円筒状部材を介して前記反力が加えられるとともに、前記伝達部材から前記一対の支持ピンを介して前記踏込み操作力が加えられることを特徴とする。

第５発明は、第３発明または第４発明のペダル操作量検出装置において、(a) 前記伝達部材は前記ペダルアームで、(b) 前記センサ部材には、そのペダルアームから前記一対の支持ピンを介して前記踏込み操作力が加えられ、前記連結ピンから前記円筒状部材を介して前記反力が加えられることを特徴とする。

第６発明は、第１発明〜第４発明の何れかのペダル操作量検出装置において、(a) 前記支持軸心と平行な軸心まわりに回動可能に配設されるとともに、連結リンクを介して前記ペダルアームに連結された中間レバーを備えており、(b) 前記伝達部材はその中間レバーであることを特徴とする。

このようなペダル操作量検出装置においては、捩り中心線Ｓまわりに捩り弾性変形可能な長手形状のセンサ部材が、伝達部材から支持軸心と平行な方向へオフセットした位置に配設されて、操作入力部および反力作用部の何れか一方がその捩り中心線Ｓから支持軸心と平行な方向へ離間した位置に定められているため、ペダル操作時にはセンサ部材が撓み変形（曲げ変形）されつつ捩り中心線Ｓまわりに捩り変形させられる。このため、曲げ変形のみに比べて剛性を損なうことなく小さなスペースでセンサ部材の変形量（操作入力部および反力作用部の相対変位ストローク）を大きくすることが可能で、検出装置をコンパクトに構成しつつ検出精度を向上させることができる。

第２発明では、一対の棒状の捩り変形部を有する８の字形状のセンサ部材が用いられるため、センサ部材の必要強度を容易に確保しつつ検出装置をコンパクトに構成できる。

第３発明では、センサ部材が伝達部材（ペダルアームや中間レバーなど）の側面に配設されるため、例えば前記特許文献１のように操作ペダルと出力部材（オペレーティングロッド）との間に直列に検出装置を設ける場合に比較して、操作ペダル装置の前後方向の寸法が従来と同程度に維持され、コンパクトに構成できる。また、伝達部材に一体的に設けられた一対の支持ピンによってセンサ部材の長手方向の両端部が支持されているため、センサ部材の姿勢が安定し、検出精度が向上する。更に、センサ部材の中間部分に円筒状部材が一体的に設けられ、伝達部材に設けられた貫通穴内に挿入されているとともに、その円筒状部材内に固設されたブッシュの内部を連結ピンが挿通させられているため、その連結ピンの両端を支持して踏込み操作力または反力を加えることが可能で、連結ピンの姿勢が安定し、検出精度の向上に寄与するとともに、例えば過大な踏込み操作力が加えられた際に、円筒状部材が貫通穴に当接させられることにより、センサ部材の過度の変形や損傷が防止されるようにすることができる。

また、円筒状部材に対するブッシュの取付位置を容易に変更することが可能で、連結ピンとの接触部分である操作入力部または反力作用部の位置を容易に調整できる。すなわち、ブッシュの取付位置によって操作入力部または反力作用部のモーメントアーム長さが変化するため、踏込み操作力に対するセンサ部材の捩り変形量の変化特性を適当に設定することが可能で、センサ部材の剛性に拘らずペダル常用域での検出精度を適切に高めることができる。

第４発明では、出力部材と伝達部材との連結部分にセンサ部材が配設され、その出力部材に伝達されるペダル操作量が検出されるため、例えば出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知できる。また、出力部材に一体的に固設された二股状のクレビスの内側に伝達部材およびセンサ部材が挿入された状態で、連結ピンとしてクレビスピンがそれ等のクレビス、伝達部材、およびセンサ部材を貫通して両側に突き出すように前記ブッシュ内を相対回転可能に挿通させられており、そのクレビスピンの両端がクレビスによって支持されるため、クレビスピンの姿勢が安定し、検出精度が向上する。

第５発明は、上記伝達部材がペダルアームの場合で、第６発明は中間レバーの場合であり、何れの場合も大きな設計変更を必要とすることなくそれ等の側面に前記センサ部材を配設することにより、簡単にペダル操作量（踏込み操作力や踏込みストローク）を電気的に検出できるようにすることができる。

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概略図で、車両の左側から見た左側面図である。 図１の車両用操作ペダル装置の一部を省略した右側面図である。 図２における III−III 矢視断面部分の拡大図である。 図３におけるIV−IV矢視断面図で、反力Ｒによる変形形態を説明する図である。 本発明の他の実施例を説明する図で、(a) は支持軸心Ｏの軸方向から見た正面図、(b) は(a) におけるVB−VB矢視断面図である。 本発明が中間レバーを有する車両用操作ペダル装置に適用された場合の一例を説明する図で、図２に相当する右側面図である。 各実施例のブッシュとして好適に用いられる他の態様を説明する断面図である。

本発明のペダル操作量検出装置は、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、アクセル用やクラッチ用、パーキングブレーキ用などの他の車両用操作ペダル装置に適用することもできる。車両用以外の操作ペダル装置に適用することも可能である。ペダル操作量検出装置は、センサ部材の変形を電気的に検出するもので、センサ部材の変形は踏込み操作力に対応するが、一般に踏込み操作力に応じて操作ペダルの踏込みストロークも変化するため、ペダル操作量として踏込み操作力または踏込みストローク、或いはその両方を検出するように構成される。踏込み操作力は、ペダルに対する入力に限らず、出力部材に対する出力などでも良い。これ等の踏込み操作力や踏込みストロークは、センサ部材の変形量すなわち電気信号をパラメータとして定められたマップや演算式等から求めることができる。

センサ部材の変形を検出するために、そのセンサ部材の変形部分に歪ゲージ等が設けられるが、センサ部材の所定部分の変位例えばセンサ部材に一体的に固設される円筒状部材の先端の変位（回転）を変位センサや回転センサ等によって検出するようにしても良いなど、種々の変形検出手段を採用できる。

出力部材は、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、電気的に検出したペダル操作量に応じて電気的にホイールブレーキや車両駆動装置等を制御する電気式（バイワイヤ方式）の操作ペダル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出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。

操作入力部および反力作用部の何れか一方は、捩り中心線Ｓから支持軸心と平行な方向へ離間した位置に定められるが、これは支持軸心と平行な方向に対して直角方向に加えられる踏込み操作力や反力が捩り中心線Ｓからずれた位置に作用し、モーメントが生じてセンサ部材がその捩り中心線Ｓまわりに捩られるようにすることを意図したもので、例えば第３発明のように捩り中心線Ｓに対して直交し且つ支持軸心と平行な方向へ離間した位置に定められるが、少なくとも捩り中心線Ｓから支持軸心と平行な方向へ離間した位置であれば良い。センサ部材は、単純な捩り変形ではなく、軸方向の曲げを伴いながら捩り中心線Ｓまわりに捩じられる。

踏込み操作力および反力は、何れも支持軸心と平行な方向に対して直角方向に加えられるが、その方向は逆向きであるため、操作入力部および反力作用部の両方が捩り中心線Ｓから支持軸心と平行な方向へ同じ寸法だけ離間した位置に定められても、センサ部材はその捩り中心線Ｓまわりに捩られるようになるが、本発明では、操作入力部および反力作用部が支持軸心と平行な方向において互いにずれた位置に定められる。

第２発明では、８の字形状のセンサ部材が用いられるが、他の発明の実施に際しては単純な直線状の丸棒や角棒、或いは円弧状に湾曲していたり折れ曲がっていたりしていても良いなど種々の態様が可能である。８の字形状は、例えば四隅が角張った形状（「日」の字形状）が適当であるが、完全な直角である必要はなく、円弧形状の丸みを設けたり面取り状の傾斜部を設けたりしても良い。

第３発明では、センサ部材が伝達部材の平坦部の側面に平行に配設されているが、第１発明の実施に際しては、ペダルアームや中間レバーの前端縁にセンサ部材を配設することもできるなど種々の態様が可能である。円筒状部材はセンサ部材と別体に構成され、圧入や溶接等により一体的に固設されるが、可能であればその円筒状部材をセンサ部材と一体に構成しても良い。支持ピンについても、伝達部材と別体に構成され、必要に応じて溶接等により一体的に接合されるが、可能であればその支持ピンを伝達部材と一体に構成しても良い。

センサ部材に一体的に設けられる円筒状部材は、踏込み操作力或いは反力の入力方向に対して略直角に交差する姿勢で配設されるため、それ等の踏込み操作力或いは反力によって効率良く捩り中心線Ｓまわりに回動させられ、センサ部材をその捩り中心線Ｓまわりに捩り変形させる。踏込みストロークの全域に亘って捩り中心線Ｓまわりに回動させられても良いが、ペダル常用域のみで回動させられ、過大な踏込み操作力或いは反力が加えられた場合には、伝達部材の貫通穴に当接させられてそれ以上のセンサ部材の捩り変形を防止することもできる。これにより、ペダル常用域内のペダル操作量を適切に検出できるとともに、過大な踏込み操作力が加えられた際のセンサ部材の過度の変形や損傷が適切に防止される。

また、センサ部材が伝達部材に接触していると捩り変形が阻害される可能性があるため、支持ピンによって支持される両端部を除いて、伝達部材から浮き上がるように所定寸法だけ離間した状態で、その伝達部材の側面に配設することが望ましい。支持ピンによって支持される両端部には、伝達部材との間に摩擦が小さいワッシャ等を介在させても良い。

第４発明では、出力部材に一体的にクレビスが固設され、クレビスピンを介してセンサ部材の円筒状部材に相対回転可能に連結されているが、例えば連結リンクを介して操作ペダルに中間レバーが連結され、その中間レバーに出力部材がクレビス等により相対回転可能に連結されている場合、操作ペダルの連結リンクが連結された部分や、中間レバーの連結リンクが連結された部分にセンサ部材を配設し、連結リンクを円筒状部材に相対回転可能に連結するようにしても良いなど、センサ部材の配設箇所は適宜定められる。

本発明はまた、例えば、支持軸心まわりに回動可能に配設されて踏込み操作される操作ペダルのペダルアームを含む伝達部材と、該伝達部材から踏込み操作力が伝達されるとともに該踏込み操作力に対応する反力が加えられる出力部材とを有する操作ペダル装置に関して、前記伝達部材の荷重伝達経路に配設されて前記踏込み操作力および前記反力によって変形させられるセンサ部材を有し、該センサ部材の変形を電気的に検出するペダル操作量検出装置において、(a) 前記センサ部材は、長手方向の捩り中心線Ｓまわりに捩り弾性変形可能な長手形状の部材で、前記支持軸心と平行に前記伝達部材に一体的に設けられた一対の支持ピンによって該長手方向の両端部が支持されることにより、該伝達部材から該支持軸心と平行な方向へオフセットした位置に配設されているとともに、(b) 該センサ部材の長手方向の中間部分には、前記支持ピンと平行に取付穴が設けられて、一端部が該センサ部材から前記支持軸心と平行な方向へ突き出す円筒状部材が一体的に固設されており、(c) 該円筒状部材が前記センサ部材から突き出す部分の内側に同心にブッシュが一体的に固設されて、該ブッシュの内部を連結ピンが挿通させられており、(d) 前記一対の支持ピンによって支持されている被支持部、および前記ブッシュと前記連結ピンとの接触部分の何れか一方が、前記踏込み操作力が加えられる操作入力部として機能し、他方が前記反力が加えられる反力作用部として機能し、それ等の操作入力部と反力作用部とが前記支持軸心と平行な方向に互いにずれていることを特徴とする、ように構成される。

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〜図４は、本発明の一実施例であるペダル操作量検出装置１０が設けられた常用ブレーキ用の車両用操作ペダル装置８を説明する図で、図１は車両搭載状態において車両の左側から見た左側面図、図２は一部を省略した右側面図、図３は図２における III−III 矢視断面部分の拡大図、図４は図３におけるIV−IV矢視断面図で、反力Ｒによる変形形態を説明する図である。図１において、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（支持軸心）Ｏまわりに回動可能に操作ペダル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、支持軸心Ｏに対して垂直な平坦な長手板状のペダルアーム１８を備えている。このペダルアーム１８の下端部には踏部（パッド）２０が設けられているとともに、中間部分（上下の中央より上方部分）にはペダル操作量検出装置１０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。操作ペダル１６は、踏込み操作力Ｆが加えられる入力部材に相当し、オペレーティングロッド２２は、その操作ペダル１６からペダル操作量検出装置１０を介して踏込み操作力Ｆが伝達されるとともに、その踏込み操作力Ｆに対応する反力Ｒがブレーキブースタから加えられる出力部材に相当する。なお、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。

オペレーティングロッド２２の端部には、ねじ結合等により二股状（Ｕ字形状）のクレビス２４が一体的に固設されているとともに、前記支持軸１４と平行な断面円形の円柱形状のクレビスピン２６を介してペダル操作量検出装置１０に連結されている。ペダル操作量検出装置１０は、断面四角形の略直線の角棒状のセンサ部材３０を有して構成されており、そのセンサ部材３０は、支持軸心Ｏに対して垂直な平坦な板状のペダルアーム１８の側面、すなわち支持軸心Ｏと平行な方向へオフセットした位置に平行に配置され、長手方向の両端部において一対の支持ピン３２、３４を介してペダルアーム１８に配設されている。支持ピン３２、３４は、それぞれセンサ部材３０に向かって垂直に突き出すように、すなわち支持軸心Ｏと平行に突き出すように、ペダルアーム１８に設けられたピン穴４０、４２内に圧入固定され、或いは溶接等によって一体的に固設されているとともに、センサ部材３０に設けられた支持穴３６、３８内を相対回転可能に挿通させられ、先端部がカシメ加工されることによって抜け出し不能とされている。センサ部材３０は、長手方向の軸心と略一致する捩り中心線Ｓまわりに捩り弾性変形可能なもので、本実施例ではその捩り中心線Ｓが支持軸心Ｏと略直角に交差する姿勢で配設されている。ペダルアーム１８は伝達部材に相当し、全体が支持軸心Ｏに対して垂直な平坦部である。

センサ部材３０の長手方向の中央、すなわち上記一対の支持ピン３２と３４との間の中間位置にはカラー取付穴４４が設けられ、支持ピン３２、３４と平行にペダルアーム１８に向かって突き出すように、言い換えれば捩り中心線Ｓに対して直交し且つ支持軸心Ｏと平行な方向へ突き出すように、円筒形状のカラー４６が圧入固定或いは溶接等により一体的に固設されている。ペダルアーム１８には支持軸心Ｏと平行に貫通穴４８が設けられており、カラー４６は、所定の遊びを持ってその貫通穴４８内を挿通させられている。また、カラー４６の内周面であってセンサ部材３０から突き出す先端部分、本実施例ではペダルアーム１８の板厚方向の中間に位置する部分には、ブッシュ５０が圧入等により同心に一体的に固設されており、前記クレビスピン２６は、このブッシュ５０の内周面に摺接する状態で相対回転可能に挿通させられている。ペダルアーム１８およびセンサ部材３０は、二股状のクレビス２４の内側に挿入されており、カラー４６を貫通して両側に突き出すクレビスピン２６の両端部がクレビス２４によって支持され、スナップリング等により抜け出し不能とされている。カラー４６は円筒状部材に相当し、クレビスピン２６は連結ピンに相当する。

上記センサ部材３０は、ペダルアーム１８の上半分にペダルアーム１８に沿って上下方向に配設されており、車両の前方へ向かって略水平に配設されるとともにペダルアーム１８により前方へ押圧されるオペレーティングロッド２２に対して略直角となる姿勢で、クレビスピン２６を介して連結されている。したがって、操作ペダル１６が踏込み操作力Ｆで踏込み操作されると、センサ部材３０には、ペダルアーム１８から一対の支持ピン３２、３４を介して踏込み操作力Ｆが加えられ、カラー４６からブッシュ５０、クレビスピン２６を介してオペレーティングロッド２２に伝達される一方、反力Ｒがクレビスピン２６からブッシュ５０を介してカラー４６に加えられる。

すなわち、図３に示すように、紙面の裏側から表側へ向かう方向の踏込み操作力Ｆが一対の支持ピン３２、３４からセンサ部材３０の長手方向の上下の両端部に加えられる一方、紙面の表側から裏側へ向かう方向の反力Ｒがブッシュ５０からカラー４６の先端部分に加えられる。このため、それ等の踏込み操作力Ｆおよび反力Ｒに応じてセンサ部材３０は、長手方向の中央部分が相対的に図３の紙面の裏側へ湾曲するように撓み変形させられる。前記支持ピン３２、３４と支持穴３６、３８との間には、上記センサ部材３０の撓み変形を許容するように所定の遊びが設けられている。

また、反力Ｒが捩り中心線Ｓから離間したカラー４６の先端部分に加えられることから、図４の(b) に示すようにカラー４６が反力Ｒの作用方向へ傾斜（回転）させられ、センサ部材３０が捩り中心線Ｓの左まわりに捩り変形させられる。カラー４６と貫通穴４８との間の遊びは、このようなカラー４６の変位や傾斜を許容するように定められ、踏込み操作力Ｆが予め定められたペダル常用域を超えるとカラー４６が貫通穴４８に当接し、それ以上のカラー４６の変位すなわちセンサ部材３０の変形が阻止される寸法に設定されている。ブッシュ５０の肉厚等も、カラー４６が所定角度だけ傾斜することを許容するように定められる。これにより、ペダル常用域内の踏込み操作力Ｆを適切に検出できるとともに、過大な踏込み操作力Ｆが加えられた際のセンサ部材３０の過度の変形や損傷が適切に防止される。ブッシュ５０とクレビスピン２６との間には、カラー４６と一体的にブッシュ５０がクレビスピン２６に対して傾斜することを許容するように、必要に応じて所定の遊びが設けられる。

そして、上記撓み変形（曲げ変形）および捩り変形によるセンサ部材３０の変形を、例えばセンサ部材３０の側面に設けられた歪ゲージ等の変形検出手段５２（図２参照）により電気的に検出することにより、予め定められたマップや演算式などからペダル操作量として踏込み操作力Ｆが求められる。変形検出手段５２は例えばブリッジ回路を形成するように複数箇所に設けられる。

ここで、操作ペダル１６の踏込み操作に伴ってセンサ部材３０およびオペレーティングロッド２２はクレビスピン２６の軸心まわりに相対回動させられるが、踏込みストロークの全域に亘って反力Ｒの入力方向に対してセンサ部材３０が交差する姿勢に保持されるように、そのセンサ部材３０のペダルアーム１８に対する取付姿勢が設定される。また、センサ部材３０がペダルアーム１８に接触していると摺動抵抗によって変形が不安定になるため、支持ピン３２、３４によって支持される両端部を除いてペダルアーム１８から浮き上がるように所定寸法だけ離間した状態で、そのペダルアーム１８の側面に平行に配設されており、踏込み操作力Ｆおよび反力Ｒに対して常に略一定の変形態様で変形させられるようになっている。踏込み操作力Ｆの代わりに、或いは踏込み操作力Ｆに加えて、操作ペダル１６の踏込みストロークをマップなどから求めることもできる。踏込み操作力Ｆは、操作ペダル１６に対する入力だけでなく、オペレーティングロッド２２に対する出力であっても良い。

本実施例では、支持ピン３２、３４がペダルアーム１８に一体的に固設されており、その支持ピン３２、３４と支持穴３６、３８との接触部分、すなわちセンサ部材３０が支持ピン３２、３４によって支持される被支持部が、センサ部材３０に対して踏込み操作力Ｆが作用する操作入力部である。また、クレビスピン２６とブッシュ５０との接触部分が、センサ部材３０に対して反力Ｒが作用する反力作用部である。

このように、本実施例のペダル操作量検出装置１０においては、捩り中心線Ｓまわりに捩り弾性変形可能な長手形状のセンサ部材３０が、ペダルアーム１８から支持軸心Ｏと平行な方向へオフセットした位置に配設され、反力Ｒが作用する反力作用部がその捩り中心線Ｓから支持軸心Ｏと平行な方向へ離間した位置に定められているため、ペダル操作時にはセンサ部材３０が撓み変形させられるとともに捩り中心線Ｓまわりに捩り変形させられる。このため、曲げ変形のみに比べて剛性を損なうことなく小さなスペースでセンサ部材３０の変形量（操作入力部および反力作用部の相対変位ストローク）を大きくすることが可能で、ペダル操作量検出装置１０をコンパクトに構成しつつ検出精度を向上させることができる。

また、センサ部材３０がペダルアーム１８の側面に配設されているため、例えば前記特許文献１のように操作ペダル１６とオペレーティングロッド２２との間に直列に検出装置を設ける場合に比較して、車両用操作ペダル装置８の前後方向の寸法が従来と同程度に維持され、コンパクトに構成できて車両への搭載性が向上する。特に、センサ部材３０がペダルアーム１８の側面に配設されるため、大きな設計変更が不要で、簡単に踏込み操作力Ｆを電気的に検出できるようにすることができる。

また、ペダルアーム１８に一体的に固設された一対の支持ピン３２、３４によってセンサ部材３０の長手方向の両端部が支持されているため、センサ部材３０の姿勢が安定し、検出精度が向上する。

また、センサ部材３０の長手方向の中間部分（実施例では中央）にカラー４６が一体的に固設され、ペダルアーム１８に設けられた貫通穴４８内に挿入されているとともに、そのカラー４６内に固設されたブッシュ５０を介してクレビスピン２６が相対回転可能に貫通させられ、そのクレビスピン２６の両端がクレビス２４により支持されて反力Ｒが加えられるため、クレビスピン２６の姿勢が安定し、検出精度の向上に寄与する。

また、カラー４６の内周面に圧入等によってブッシュ５０が一体的に固設されるため、そのブッシュ５０の取付位置を容易に変更することが可能で、クレビスピン２６との接触部分である反力作用部の位置を容易に調整できる。すなわち、ブッシュ５０の取付位置によって反力Ｒのモーメントアーム長さが変化するため、踏込み操作力Ｆに対するセンサ部材３０の捩り変形量の変化特性を適当に設定することが可能で、センサ部材３０の剛性に拘らずペダル常用域での検出精度を適切に高めることができる。

また、出力部材であるオペレーティングロッド２２とペダルアーム１８との連結部分にセンサ部材３０が配設され、オペレーティングロッド２２に伝達される踏込み操作力Ｆが検出されるため、オペレーティングロッド２２を介して機械的に作動させられる油圧ブレーキのブレーキ力を高い精度で検知できる。

また、オペレーティングロッド２２に一体的に固設された二股状のクレビス２４の内側にペダルアーム１８およびセンサ部材３０が挿入された状態で、連結ピンとしてクレビスピン２６がそれ等のクレビス２４、ペダルアーム１８、およびセンサ部材３０を貫通して両側に突き出すようにブッシュ５０内を相対回転可能に挿通させられており、そのクレビスピン２６の両端がクレビス２４によって支持されるため、クレビスピン２６の姿勢が安定し、検出精度が向上する。

また、貫通穴４８とカラー４６との間の遊びは、踏込み操作力Ｆが予め定められたペダル常用域を超えるとカラー４６が貫通穴４８に当接し、それ以上のカラー４６の変位すなわちセンサ部材３０の変形が阻止される寸法に設定されているため、ペダル常用域内の踏込み操作力Ｆを適切に検出できるとともに、過大な踏込み操作力Ｆが加えられた際のセンサ部材３０の過度の変形や損傷が適切に防止される。

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。

図５のペダル操作量検出装置６０は、前記実施例に比較してセンサ部材６２の構成（形状）が相違する。図５の(a) は支持軸心Ｏの軸方向から見た正面図、すなわち(b) の右側から見た図で、(b) は(a) におけるVB−VB矢視断面図、すなわち前記図３に相当する断面図である。このセンサ部材６２は、捩り中心線Ｓを挟んで対称的に捩り中心線Ｓと平行な一対の断面四角形の角棒状の捩り変形部６４、６６を有するとともに、その捩り変形部６４、６６の長手方向の両端および中央がそれぞれ３本の断面四角形の角棒状の連結部６８、７０、７２を介して互いに連結された角張った８の字形状（「日」の字形状）を成しており、支持軸心Ｏの軸方向から見て８の字形状を成す姿勢でペダルアーム１８の側面に配置されている。３本の連結部６８、７０、７２のうち捩り変形部６４、６６の両端を連結する一対の端部連結部６８、７２の中央、すなわち捩り中心線Ｓが通る部分には、前記支持穴３６、３８が設けられ、前記支持ピン３２、３４によって支持されるようになっている。また、捩り変形部６４、６６の中央を連結する中央連結部７０の中央、すなわち捩り中心線Ｓが通る部分には、前記カラー取付穴４４が設けられて前記カラー４６が一体的に固設されている。そして、一対の捩り変形部６４、６６の各々の両側面であって、中央連結部７０を挟んだ上下の２箇所、すなわちペダル操作力Ｆに応じて捩り変形させられる部分には、それぞれ前記変形検出手段５２が取り付けられ、その変形が電気的に検出されるようになっている。

本実施例においても、ペダル操作時にはセンサ部材６２が撓み変形されつつ捩り中心線Ｓまわりに捩り変形させられるため、曲げ変形のみに比べて剛性を損なうことなく小さなスペースでセンサ部材６２の変形量（操作入力部および反力作用部の相対変位ストローク）を大きくすることが可能で、ペダル操作量検出装置６０をコンパクトに構成しつつ検出精度を向上させることができるなど、前記実施例と同様の効果が得られる。

また、本実施例では、一対の棒状の捩り変形部６４、６６を有する８の字形状のセンサ部材６２が用いられているため、センサ部材６２の必要強度を容易に確保しつつペダル操作量検出装置６０をコンパクトに構成できる。

図６の車両用操作ペダル装置９０は中間レバー９２を備えており、その中間レバー９２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場合で、図６は前記図２に相当する右側面図である。中間レバー９２は、前記支持軸１４と平行な支持ピン９４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９６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９４まわりに回動させられる。連結リンク９６は、その両端部において支持軸１４と平行な一対の連結ピン９８、１００を介してそれぞれ操作ペダル１６、中間レバー９２に相対回動可能に連結されている。

そして、上記中間レバー９２に前記ペダル操作量検出装置１０が一対の支持ピン３２、３４を介して配設されており、カラー４６に固設されたブッシュ５０内を相対回転可能に挿通させられるクレビスピン２６を介してオペレーティングロッド２２に連結されている。本実施例においても、実質的に前記図１の実施例と同様の作用効果が得られる。この実施例では、中間レバー９２が伝達部材に相当し、支持軸心Ｏに対して垂直な平坦な板状を成している。

なお、上記図６の実施例においても、ペダル操作量検出装置１０の代わりに図５のペダル操作量検出装置６０を採用することができる。また、連結リンク９６が連結ピン９８、１００を介してペダルアーム１８、中間レバー９２に相対回動可能に連結される連結部分に本発明のペダル操作量検出装置を設けることも可能である。すなわち、ペダルアーム１８の連結リンク９６が連結される部分に前記ペダル操作量検出装置１０または６０を配設し、カラー４６内のブッシュ５０に相対回転可能に連結ピン９８を挿通させて連結しても良いし、中間レバー９２の連結リンク９６が連結される部分に前記ペダル操作量検出装置１０または６０を配設し、カラー４６内のブッシュ５０に相対回転可能に連結ピン１００を挿通させて連結しても良い。

図７の(a) 〜(e) は、カラー４６の内周面の所定位置に圧入等により一体的に固設されるブッシュの別の態様を示す図で、(a) のブッシュ１１０は、内周面が内側へ膨出するように軸方向において円弧状に湾曲させられている。(b) は、軸方向に僅かに離間して同一形状の一対ののブッシュ１１２が配設されている場合で、それ等のブッシュ１１２は、(a) と同様に内周面が内側へ膨出するように湾曲させられている。(c) のブッシュ１１４は断面が台形の場合で、(d) のブッシュ１１６は断面が三角形の場合である。また、(e) は、(d) のブッシュ１１６を、軸方向に僅かに離間して一対設けた場合である。この中(a) および(d) のブッシュ１１０、１１６によれば、クレビスピン２６との接触長さが短いため、クレビスピン２６との間の遊びが小さくてもカラー４６が捩り中心線Ｓまわりに円滑に回動させられるようになる。

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。

８、９０：車両用操作ペダル装置 １０、６０：ペダル操作量検出装置 １６：操作ペダル １８：ペダルアーム（伝達部材） ２２：オペレーティングロッド（出力部材） ２６：クレビスピン（連結ピン） ３０、６２：センサ部材 ３２、３４：支持ピン ３６、３８：支持穴 ４６：カラー（円筒状部材） ４８：貫通穴 ５０、１１０、１１２、１１４、１１６：ブッシュ ６４、６６：捩り変形部 ６８、７２：端部連結部 ７０：中央連結部 ９２：中間レバー（伝達部材） ９６：連結リンク Ｏ：支持軸心 Ｆ：踏込み操作力 Ｒ：反力 Ｓ：捩り中心線

Claims (6)

1. 支持軸心まわりに回動可能に配設されて踏込み操作される操作ペダルのペダルアームを含む伝達部材と、該伝達部材から踏込み操作力が伝達されるとともに該踏込み操作力に対応する反力が加えられる出力部材とを有する操作ペダル装置に関して、前記伝達部材の荷重伝達経路に配設されて前記踏込み操作力および前記反力によって変形させられるセンサ部材を有し、該センサ部材の変形を電気的に検出するペダル操作量検出装置において、
   前記センサ部材は、長手方向の捩り中心線Ｓまわりに捩り弾性変形可能な長手形状の部材で、前記伝達部材から前記支持軸心と平行な方向へオフセットした位置に配設されており、
   該センサ部材に前記踏込み操作力が加えられる操作入力部、および該センサ部材に前記反力が加えられる反力作用部の何れか一方は、前記捩り中心線Ｓから前記支持軸心と平行な方向へ離間した位置に定められているとともに、
   該操作入力部および該反力作用部は前記支持軸心と平行な方向において互いにずれた位置に定められている
   ことを特徴とするペダル操作量検出装置。
2. 前記センサ部材は、前記捩り中心線Ｓを挟んで対称的に該捩り中心線Ｓと平行な一対の棒状の捩り変形部を有するとともに、該捩り変形部の長手方向の両端および中央が３本の連結部を介して互いに連結された８の字形状を成しており、
   前記支持軸心の軸方向から見て８の字形状を成す姿勢で配設されるとともに、前記３本の連結部のうちの一対の端部連結部および残りの中央連結部の何れか一方に前記踏込み操作力が伝達され、他方に前記反力が伝達される
   ことを特徴とする請求項１に記載のペダル操作量検出装置。
3. 前記伝達部材は、前記支持軸心に対して垂直な平坦部を有する板形状の部材で、該支持軸心または該支持軸心と平行な軸心まわりに回動可能に配設されているとともに、
   前記センサ部材は、前記伝達部材の前記平坦部の側面と平行に配設されている一方、
   該センサ部材の長手方向の中間部分に、前記捩り中心線Ｓに対して直交し且つ前記支持軸心と平行な方向へ突き出すように一体的に設けられ、前記伝達部材に設けられた貫通穴内に遊びを有して挿入されている円筒状部材と、
   該円筒状部材が前記センサ部材から突き出す部分の内側に同心に一体的に固設されるとともに、内部を連結ピンが挿通させられるブッシュと、
   前記伝達部材にそれぞれ前記円筒状部材と平行に前記センサ部材に向かって突き出すように一体的に設けられ、該センサ部材の長手方向の両端部に設けられた一対の支持穴内に相対回転可能に挿入されて該センサ部材を支持している一対の支持ピンと、
   を有し、前記一対の支持ピンと前記支持穴との接触部分、および前記ブッシュと前記連結ピンとの接触部分の何れか一方が前記操作入力部として機能し、他方が前記反力作用部として機能する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のペダル操作量検出装置。
4. 前記出力部材に一体的に固設された二股状のクレビスの内側に前記伝達部材および前記センサ部材が挿入された状態で、前記連結ピンとしてクレビスピンが該クレビス、該伝達部材、および該センサ部材を貫通して両側に突き出すように前記ブッシュ内を相対回転可能に挿通させられており、
   前記センサ部材には、前記クレビスピンから前記円筒状部材を介して前記反力が加えられるとともに、前記伝達部材から前記一対の支持ピンを介して前記踏込み操作力が加えられる
   ことを特徴とする請求項３に記載のペダル操作量検出装置。
5. 前記伝達部材は前記ペダルアームで、
   前記センサ部材には、該ペダルアームから前記一対の支持ピンを介して前記踏込み操作力が加えられ、前記連結ピンから前記円筒状部材を介して前記反力が加えられる
   ことを特徴とする請求項３または４に記載のペダル操作量検出装置。
6. 前記支持軸心と平行な軸心まわりに回動可能に配設されるとともに、連結リンクを介して前記ペダルアームに連結された中間レバーを備えており、
   前記伝達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項に記載のペダル操作量検出装置。

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