JP4622818B2 - ブレーキ踏力検出装置およびブレーキ踏力検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキペダルに対する踏力を検出するブレーキ踏力検出装置およびブレーキ踏力検出方法に関する。

従来、例えば下記特許文献１に記載されているように、ブレーキペダルのアームと倍力装置のオペレーティングロッドとを連結するクレビスに、ブレーキペダルのアームからオペレーティングロッドに伝わる力によるクレビスの歪みに応じた電気信号を出力する歪みセンサを取り付けたブレーキ踏力検出装置が知られている。

上記したクレビスは、オペレーティングロッドの端部が連結される正面板と、ブレーキペダルのアームが片持ちピンを介して回転可能に連結される側面板とからなるＬ型部材で構成しており、その側面板に上記した歪みセンサを取り付けている。

そして、ブレーキペダルを踏み込んだときに、そのアームが片持ちピンを介して連結されているクレビスの側面板の基部が歪み、その歪みを歪みセンサが検出してブレーキ踏力を測定する。
特開平１１−２５５０８４号公報

しかしながら、上記した従来のブレーキ踏力検出装置では、歪みセンサを、踏力に対して歪み量の少ない平板形状の側面板に取り付けているため、歪みセンサの検出精度が不充分なものとなっている。

そこで、本発明は、ブレーキペダルのアームと倍力装置のオペレーティングロッドとを連結するクレビスに取り付けた歪みセンサの検出精度を高めることを目的としている。

本発明は、ブレーキペダルのアームと倍力装置のオペレーティングロッドとを連結するクレビスに、前記ブレーキペダルのアームから前記オペレーティングロッドに伝わる力による前記クレビスの歪みに応じた電気信号を出力する歪みセンサを取り付けたブレーキ踏力検出装置において、前記クレビスに、前記ブレーキペダルのアームから前記オペレーティングロッドに伝わる力を受けて弾性変形する湾曲部を設け、この湾曲部に前記歪みセンサを取り付け、前記クレビスは、前記ブレーキペダルのアームが移動する軌跡と前記オペレーティングロッドが移動する軌跡とを含む面に直交する方向に延びて互いに対向する一対の平板部を有し、この一対の平板部は、両端相互が前記湾曲部によって接続され、前記平板部の一方に前記ブレーキペダルのアームが、前記平板部の他方に前記オペレーティングロッドがそれぞれ連結されていることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、ブレーキペダルのアームと倍力装置のオペレーティングロッドとを連結するクレビスに、踏力に対して歪み量が大きくなる湾曲部を設け、この湾曲部に歪みセンサを取り付けたので、歪みセンサの検出精度を高めることができる。
また、ブレーキペダルに対する踏力が一方の平板部に作用したときに、その両端に位置する湾曲部が容易に弾性変形し、歪みセンサの検出精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わるブレーキ踏力検出装置を示す、図２のＡ−Ａ断面図で、図２は、このブレーキ踏力検出装置を備える自動車におけるブレーキペダル１周辺の簡略化して側面図である。

ブレーキペダル１は、アーム３と、アーム３の下端に設けた踏板５とを備え、アーム３の図２中で上方側の基端部が、回動支持軸７を介して車体９側に回転可能に支持されている。

上記したブレーキペダル１のアーム３と、倍力装置のオペレーティングロッド１１とを、クレビス１３によって互いに連結している。クレビス１３は、図１および図３の分解斜視図に示すように、オペレーティングロッド１１が連結される長円形状のロッド連結部１５と、ブレーキペダル１が連結される、互いに平行な２本のアーム形状のペダル連結アーム１７とを備えている。

ロッド連結部１５は、オペレーティングロッド１１の図１中で左右方向の移動軌跡と、ブレーキペダル１の回動支持軸７を中心とした回転移動軌跡とを含む面、すなわち図２中で紙面と平行な面に直交する方向に延びて互いに対向する一対の平板部１９，２１を備えている。この平板部１９，２１は、図１中で上下方向の両端相互が、ほぼ半円弧形状の湾曲部２３，２５により接続されて、ロッド連結部１５はその全体が長円形状となっている。

上記した湾曲部２３および２５の表裏両面に、歪みセンサ２７，２９および３１，３３をそれぞれ取り付けている。

ロッド連結部１５は、ペダル連結アーム１７側の一方の平板部２１の、他方の平板部１９に対向する内面に補強部材３５を設けており、補強部材３５と平板部１９との間には隙間３７を形成している。

前記一方の平板部２１および補強部材３５には、オペレーティングロッド１１の先端側を移動可能に挿入する貫通孔２１ａおよび３５ａを連続して設けており、補強部材３５に対して隙間３７を有する他方の平板部１９には、上記した貫通孔２１ａ，３５ａに整合するねじ孔１９ａを設けている。

したがって、オペレーティングロッド１１は、図１中の左側から補強部材３５および平板部２１の貫通孔３５ａおよび２１ａに挿入し、その後方に形成してあるねじ部１１ａを平板部１９のねじ孔１９ａに螺合締結することで、クレビス１３に連結した状態となる。

一方、ペダル連結アーム１７は、平板部２１に形成した貫通孔２１ａの両側方の外面から、オペレーティングロッド１１と反対方向に互いに平行状態で延出する一対の長板３９，４１を備えている。

上記した各長板３９，４１の先端側にはピン孔３９ａ，４１ａを形成し、このピン孔３９ａ，４１ａに支持ピン４３を挿入する。このとき、ピン孔３９ａ，４１ａに対応する長板３９，４１相互間にブレーキペダル１のアーム３を配置し、このアーム３の回動支持軸７近傍に形成したピン挿入孔３ａに支持ピン４３を回転可能に挿入することで、ブレーキペダル１をペダル連結アーム１７に連結する。また、支持ピン４３の長板４１から外方に突出した部位の抜け止め具挿入孔４３ａには、抜け止め具４５を嵌入する。

図４は、歪みセンサ２７，２９および３１，３３を抵抗体として組み込んだブリッジ回路の例を示している。ブレーキペダル１を踏み込むことでクレビス１３の湾曲部２３，２５に発生する曲げモーメントにより、引っ張り方向の歪みが発生する外側の２つの歪みセンサ２７，３１をＲ１，Ｒ３とし、同曲げモーメントにより、圧縮方向の歪みが発生する内側の２つの歪みセンサ２９，３３をＲ２，Ｒ４としてブリッジを作り、ブリッジの入力端子に電圧Ｖｉｎを印加する。この際、出力端子間には、歪みセンサ２７，２９および３１，３３の抵抗変化に応じた出力電圧Ｖｏｕｔが生じる。

次に作用を説明する。ブレーキペダル１は、踏板５を踏み込むことで、回動支持軸７を中心として回動し、アーム３の上部に連結した支持ピン４３を介してクレビス１３から、オペレーティングロッド１１に踏力Ｆが伝達される。

ブレーキペダル１を踏み込むことにより発生する踏力Ｆは、支持ピン４３を介してクレビス１３で受けるが、このときクレビス１３は、ペダル連結アーム１７が一方の平板部２１を図１中で左方向に押圧して変位させることで、湾曲部２３，２５がさらに湾曲するように弾性変形する。一方の平板部２１が図１中で左方向に変位する際には、補強部材３５も一体となって移動するが、このときオペレーティングロッド１１に対し隙間３７の範囲内で相対移動する。

上記した弾性変形時には、湾曲部２３，２５の中央付近が最も大きく歪み、この歪みを歪みセンサ２７，２９および３１，３３が検出して電気信号に変換し、前記図４に示したブリッジ回路の出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。この場合の歪みは、踏力Ｆに比例するものであるため、歪みセンサ２７，２９および３１，３３の出力により踏力Ｆを測定することができる。

この際、本実施形態では、踏力Ｆを受けることで弾性変形しやすい湾曲部２３,２５を設け、この湾曲部２３，２５の表裏両面に歪みセンサ２７，２９および３１，３３を取り付けているので、小さい踏力であっても、センサ出力を大きく採ることができ、歪みセンサ２７，２９および３１，３３の検出精度を高めることができる。

また、補強部材３５を、平板部１９に対して隙間３７を形成した状態で平板部２１に設けることで、平板部２１に過大な踏力が作用したときに、補強部材３５が平板部１９に当接して平板部２１の変位を抑え、湾曲部２３，２５の過大な変形を抑えるので、湾曲部２３，２５の破断を防止することができる。

上記のようにして補強部材３５が湾曲部２３，２５の破断を防止しているが、仮に図５に示すように、踏力Ｆが過大となったときに、湾曲部２３，２５が破断部２３ａ，２５ａにて破断した場合を想定すると、歪みセンサ２７，２９および３１，３３の機能は失われるが、踏力Ｆを受けることで一方の平板部２１が、補強部材３５とともにオペレーティングロッド１１に対して相対移動し、補強部材３５が、他方の平板部１９に押し付けられて２枚の平板部１９，２１に挟まれた状態となる。

これにより、湾曲部２３，２５が破断しても、ブレーキペダル１からオペレーティングロッド１１への踏力の伝達を安定して確保することができる。すなわち、上記した補強部材３５は湾曲部２３，２５が破断した際の踏力伝達部材として機能する。

また、クレビス１３は、ブレーキペダル１のアーム３が移動する軌跡とオペレーティングロッド１１が移動する軌跡とを含む面に直交する方向に延びて互いに対向する一対の平板部１９，２１を有し、この一対の平板部１９，２１は、両端相互が湾曲部２３，２５によって接続され、一方の平板部２１にブレーキペダル１のアーム３が、他方の平板部１９にオペレーティングロッド１１がそれぞれ連結されているので、ブレーキペダル１に対する踏力が一方の平板部２１に作用したときに、その両端に位置する湾曲部２３，２５が容易に弾性変形し、歪みセンサ２７，２９および３１，３３の検出精度を向上させることができる。

上記したブレーキペダル１のアーム３は、一方の平板部２１から他方の平板部１９と反対側に向けて延出するペダル連結アーム１７に連結されているので、ブレーキペダル１に対する踏力は、ペダル連結アーム１７を介して一方の平板部２１に作用させることができる。

前記オペレーティングロッド１１は、他方の平板部１９に連結した状態で、その先端側を一方の平板部２１に設けた貫通孔２１ａに移動可能に挿入し、この一方の平板部２１の、他方の平板部１９に対向する内面に補強部材３５を設け、この補強部材３５は、他方の平板部１９との間に隙間３７を有するとともに、オペレーティングロッド１１が移動可能に貫通する貫通孔３５ａを備えているので、平板部２１に過大な踏力が作用したときに、補強部材３５が平板部１９に当接して平板部２１の変位を抑え、湾曲部２３，２５の過大な変形を抑えて湾曲部２３，２５の破断を防止できるとともに、湾曲部２３，２５が破断しても、補強部材３５が、他方の平板部１９に押し付けられて２枚の平板部１９，２１に挟まれた状態となるので、ブレーキペダル１からオペレーティングロッド１１への踏力の伝達を安定して確保することができる。

前記湾曲部２３，２５の表裏両面に歪みセンサ２７，２９および３１，３３を取り付けたので、歪みセンサ２７，２９および３１，３３を抵抗体としてブリッジ回路を構成することができ、高精度に踏力を検出することができる。

本発明の一実施形態に係わるブレーキ踏力検出装置を示す、図２の拡大されたＡ−Ａ断面図である。 図１のブレーキ踏力検出装置を備える自動車におけるブレーキペダル周辺の側面図である。 図１のブレーキ踏力検出装置に使用するクレビスの分解斜視図である。 クレビスの湾曲部に設けた歪みセンサを抵抗体として組み込んだブリッジ回路図である。 クレビスの湾曲部が破断した状態を示す、図１に対応する断面図である。

符号の説明

１ ブレーキペダル
３ ブレーキペダルのアーム
１１ 倍力装置のオペレーティングロッド
１３ クレビス
１７ ペダル連結アーム
１９ 他方の平板部
２１ 一方の平板部
２１ａ 一方の平板部に設けた貫通孔
２３，２５ 湾曲部
２７，２９，３１，３３ 歪みセンサ
３５ 補強部材
３５ａ 補強部材の貫通孔
３７ 補強部材と他方の平板部との間の隙間

Claims (5)

1. ブレーキペダルのアームと倍力装置のオペレーティングロッドとを連結するクレビスに、前記ブレーキペダルのアームから前記オペレーティングロッドに伝わる力による前記クレビスの歪みに応じた電気信号を出力する歪みセンサを取り付けたブレーキ踏力検出装置において、前記クレビスに、前記ブレーキペダルのアームから前記オペレーティングロッドに伝わる力を受けて弾性変形する湾曲部を設け、この湾曲部に前記歪みセンサを取り付け、前記クレビスは、前記ブレーキペダルのアームが移動する軌跡と前記オペレーティングロッドが移動する軌跡とを含む面に直交する方向に延びて互いに対向する一対の平板部を有し、この一対の平板部は、両端相互が前記湾曲部によって接続され、前記平板部の一方に前記ブレーキペダルのアームが、前記平板部の他方に前記オペレーティングロッドがそれぞれ連結されていることを特徴とするブレーキ踏力検出装置。
2. 前記ブレーキペダルのアームは、前記一方の平板部から前記他方の平板部と反対側に向けて延出するペダル連結アームに連結されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ踏力検出装置。
3. 前記オペレーティングロッドは、前記他方の平板部に連結した状態で、その先端側を前記一方の平板部に設けた貫通孔に移動可能に挿入し、この一方の平板部の、前記他方の平板部に対向する内面に補強部材を設け、この補強部材は、前記他方の平板部との間に隙間を有するとともに、前記オペレーティングロッドが移動可能に貫通する貫通孔を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ踏力検出装置。
4. 前記湾曲部の表裏両面に前記歪みセンサを取り付けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のブレーキ踏力検出装置。
5. ブレーキペダルのアームと倍力装置のオペレーティングロッドとを連結するクレビスに取り付けた歪みセンサが、前記ブレーキペダルのアームから前記オペレーティングロッドに伝わる力による前記クレビスの歪みに応じた電気信号を出力して、前記ブレーキペダルに対する踏力を検出するブレーキ踏力検出方法において、前記クレビスに、前記ブレーキペダルのアームから前記オペレーティングロッドに伝わる力を受けて弾性変形する湾曲部を設け、前記クレビスは、前記ブレーキペダルのアームが移動する軌跡と前記オペレーティングロッドが移動する軌跡とを含む面に直交する方向に延びて互いに対向する一対の平板部を有し、この一対の平板部は、両端相互が前記湾曲部によって接続され、前記平板部の一方に前記ブレーキペダルのアームが、前記平板部の他方に前記オペレーティングロッドがそれぞれ連結されて、前記湾曲部に取り付けた歪みセンサの検出値に基づいて、前記ブレーキペダルに対する踏力を検出することを特徴とするブレーキ踏力検出方法。

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