专利名称：用于车辆的操作踏板装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的操作踏板装置，并且特别涉及操作力被电检测的用于车辆的操作踏板装置的改进。
背景技术：
已知用于车辆的操作踏板装置，例如，制动踏板装置和加速器踏板装置，该装置包括(a)操作踏板，其配置在固定到车辆上的踏板支承件处以便能够绕支承轴的轴线枢转，并且被驾驶员压下；(b)反作用力部件，该反作用力部件通过至少一个连接部连接到操作踏板，所述连接部以使得成对部件能够绕连接销相对枢转的方式连接该成对部件，根据操作踏板的操作力的输出被传递到反作用力部件，并且与该输出对应的反作用力被施加到反作用力部件；和(c)配置在通过反作用力而变形的弹性部中的应变检测元件，该应变检测元件通过与弹性部一起变形来电检测操作力。日本专利申请公报 No. 2008-120348 (JP-A-2008-120348)描述了一种装置，该装置是用于车辆的操作踏板装置的实例。在公报No. 2008-120348中描述的装置中，传感器安装孔设置在使用了连接销的连接部中，并且负载传感器配置在传感器安装孔中。负载传感器包括通过反作用力而变形的圆柱弹性体。然而，负载传感器由许多部件组成，具有复杂的结构，并且昂贵。因此，存在用于车辆的操作踏板装置的制造成本增加的问题。
发明内容
根据上述情形提出了本发明。本发明的目的在于使得能够使用少量的部件以低成本容易地构造操作力被电检测的用于车辆的操作踏板装置。解决问题的手段为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种用于车辆的操作踏板装置，包括(a)操作踏板，所述操作踏板配置在固定到车辆上的踏板支承件处以便能够绕支承轴的轴线枢转，并且被驾驶员压下；(b)反作用力部件，所述反作用力部件经由至少一个连接部连接到所述操作踏板，所述连接部以使得成对部件能够绕连接销相对枢转的方式连接所述成对部件，根据所述操作踏板的操作力的输出被传递到所述反作用力部件，并且与所述输出相对应的反作用力被施加到所述反作用力部件；(C)配置在通过反作用力而变形的弹性部中的应变检测元件，所述应变检测元件通过与所述弹性部一起变形来电检测所述操作力；(d)在由所述至少一个连接部中的一个连接部连接的所述成对部件中的一个部件中， 在所述连接销附近设置有开口，以允许所述连接销通过所述反作用力而相对移位；并且所述成对部件中的所述一个部件的由于所述连接销的移位而弹性变形的部分被用作所述弹性部。本发明的第二方面提供了在本发明的第一方面中所述的用于车辆的操作踏板装置，其中，不管由于在所述操作踏板上执行的压下操作而引起的所述连接销的移位方向的变化如何，在压下操作的整个行程范围中，多个所述弹性部被设置在多个位置中，所述多个位置位于穿过所述连接销延伸且在所述连接销的移位方向上延伸的平面的两侧。本发明的第三方面提供了在本发明的第一或第二方面中所述的用于车辆的操作踏板装置，其中，在所述开口中设有小宽度部分；并且当比通常使用范围中的最大值大的压下力被施加到所述操作踏板时，在所述小宽度部分处所述开口的宽度被减小到0，以防止所述连接销进一步移位。开口的宽度表示开口在连接销被允许通过反作用力而移位的方向上的宽度。本发明的第四方面提供了在本发明的第一至第三方面中的任一方面中所述的用于车辆的操作踏板装置，其中，在所述开口的内部配置有电路盒，在所述电路盒中设有检测电路，并且连接到所述应变检测元件的所述检测电路输出与所述操作力相对应的电信号。本发明的第五方面提供了在本发明的第一至第四方面中的任一方面中所述的用于车辆的操作踏板装置，其中(a)在所述连接部中预定的踏板侧部件被插入一体固定到所述反作用力部件上的具有分叉形状的连接叉(clevis)内侧的状态下，叉杆销配置成穿过所述连接叉和所述踏板侧部件延伸，所述叉杆销以使得所述连接叉和所述踏板侧部件能够相对枢转的方式来连接所述连接叉和所述踏板侧部件；(b)所述叉杆销是所述连接销；所述反作用力部件和所述踏板侧部件是经由所述连接销能够相对枢转地彼此连接的所述成对部件；并且所述开口和所述弹性部设置在所述踏板侧部件中。本发明的第六方面提供了在本发明的第五方面中所述的用于车辆的操作踏板装置，其中，所述踏板侧部件是所述操作踏板。本发明的第七方面提供了在本发明的第五方面中所述的用于车辆的操作踏板装置，其中还包括(a)中间杆，所述中间杆能够枢转地配置在所述踏板支承件处，并且经由连杆连接到所述操作踏板，其中(b)所述踏板侧部件是所述中间杆。本发明的第八方面提供了在本发明的第五至第七方面中的任一方面中所述的用于车辆的操作踏板装置，其中，所述叉杆销直接接触所述踏板侧部件以使所述弹性部变形。在用于车辆的操作踏板装置中，成对部件通过连接销被能够相对枢转地连接。在成对部件中的一个部件中，在连接销附近设有开口，以允许连接销通过反作用力而移位。在成对部件中的一个部件的由于连接销的移位而弹性变形的部分被用作弹性部。因此，与如在常规情形中为独立体且包括独立弹性体的负载传感器被一体装配的情形相比，整个装置中的部件数量减少，结构变得简单，并且能够以低成本构造装置。在本发明的第二方面中，不管由于在操作踏板上执行的压下操作而引起的连接销的移位方向的变化如何，在操作踏板上执行的压下操作的整个行程范围中，弹性部被设置在多个位置中，所述多个位置位置位于穿过连接销延伸且在连接销的移位方向上延伸的平面的两侧。因此，在设置在多个位置上的弹性部中的应变检测元件中的应变信号(阻力值等)由于在操作踏板上执行的压下操作而相对增加和减少。因而，不管移位方向的变化如何，都能够高精度地检测操作力。在本发明的第三方面中，在开口中设有小宽度部分；并且当施加比通常使用范围中的最大值大的压下力时在小宽度部分处的开口宽度被减小到0，以防止连接销进一步移位。因此，在基于弹性部的变形允许检测在通常使用范围中的操作力的同时，防止了弹性部的过度变形，以确保耐用性。在本发明的第四方面中，设置有检测电路的电路盒被配置在开口的内部，并且连接到应变检测元件的检测电路输出与操作力相对应的电信号。因此，与电路盒被安装到例如操作踏板的侧表面上的情形相比，例如当在操作踏板上执行压下操作时电路盒不会引起干涉。因此，在不需要很大程度上改变设计的情形下，本发明的第四方面能够被应用到常规的用于车辆的操作踏板装置上。本发明的第五方面涉及在连接反作用力部件和踏板侧部件的连接部中开口和弹性部被设置在踏板侧部件中的情形。传递到反作用力部件上的输出被检测为操作力。因此，例如，当通过反作用力部件机械操作液压制动器等时，高精度地检测诸如其制动力的操作力是可能的。而且，在踏板侧部件被插入具有分叉形状的一体固定到反作用力部件上的连接叉内侧的状态下，叉杆销被配置成穿过连接叉和踏板侧部件延伸，并且叉杆销以使得连接叉和踏板侧部件能够相对枢转的方式来连接连接叉和踏板侧部件。因此，能够抑制设置了弹性部的踏板侧部件中的扭矩的产生。因而，能够高精度地检测操作力。本发明的第六方面涉及踏板侧部件是操作踏板的情形，并且本发明的第七方面涉及踏板侧部件是中间杆的情形。在每种情形中，都能够通过在不需要很大程度上改变设计的情形下提供开口和弹性部来容易地电检测操作力。本发明的第八方面涉及叉杆销直接接触踏板侧部件以使弹性部变形的情形，并且与叉杆销通过一体设置成在叉杆销的轴向方向上从踏板侧部件朝着端部侧延伸的负载传递部件被连接的情形相比，在踏板侧部件中产生的扭矩减小，并且因此操作力被高精度地检测。
将参考附图在下面描述本发明示范性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相似的数字表示相似的元件，其中图IA和IB是用来说明用于车辆的操作踏板装置的实例的视图，其用于行车制动器，并且本发明应用于该操作踏板制动器，图IA是正视图，而图IB是示出沿着图IA的线 IB-IB选取的截面的放大图；图2是省略了图IA中的踏板支承件和反作用力部件的视图；图3A和:3B是正视图，每个都示出了在设置在操作踏板中的开口附近用以形成弹性部的放大部分，图3A是夸大示出了在执行压下操作之前的初始状态的视图，而图;3B是夸大示出了当执行压下操作时的状态的视图；图4A和4B示出了形成为包括图3A至中所示的应变阻力元件的检测电路的实例，图4A示出了用于检测负载的桥接电路，而图4B示出了为了检测压下行程除了图4A中所示的电路以外被设置的桥接电路；图5是与图IB对应的截面图，用于说明由例如各部分中的游隙所引起的杆倾斜；图6A和6B是用于说明在图1中所示实施例中，当杆如图5中所示的倾斜并且在倾斜方向上的反作用力被施加到操作踏板时产生的扭矩M，以及臂长L ；
图7A和7B是用于说明在连接销被连接到一体固定到操作踏板一侧上的负载传递部件上的情形中，当杆如图5中所示倾斜并且施加在倾斜方向上的反作用力时产生的扭矩 M，以及臂长L ；图8A和8B是用于说明在连接销被连接到一体固定到操作踏板上的具有成角U形截面的负载传递部件上的情形中，当杆如图5中所示倾斜并且施加在倾斜方向上的反作用力时产生的扭矩M,以及臂长L ；图9A和9B是示出本发明的另一个实施例的视图，图9A和9B与图3A和对应；图IOA和IOB是示出本发明的又一个实施例的视图，图IOA和IOB与图3A和
对应；图11是示出在图IA和IB中所示的实施例中设置止动件的情形的视图，图11是与图2对应的正视图；图12A和12B是正视图，每个都示出了在图11所示的实施例中的止动件附近的放大部分，图12A是夸大示出了在执行压下操作之前的初始状态的视图，而图12B是夸大示出了当执行过度压下操作时的状态的视图；图13A和1 是用于说明止动件设置在图9A和9B所示的实施例中的情形的视图， 图13A和13B是与图12A和12B对应的正视图；图14是示出在图9A和9B所示的实施例中配置有电路盒的情形的视图，图14是与图2对应的正视图；图15A至15C是示出三个实例的视图，其中负载输入位置在板状部的板厚方向上变化，该板状部起图IA和IB所示的实施例中的弹性部的作用；图16是示出相比较在图15A至15C所示的三个实例中的扭矩臂长La至Lc的视图；图17是用于说明本发明应用到包括中间杆的用于车辆的操作踏板装置上的情形的视图，图17是与图IA对应的正视图；图18是省略了图17中的踏板支承件和反作用力部件的视图；图19是用于说明本发明应用到包括中间杆的用于车辆的操作踏板装置上的情形的另一个实例的正视图，图19是与图18对应的正视图；图20是示出了在图19所示的实施例中设置止动件的情形的视图；图21A至21C是用于说明设置了八个应变阻力元件的实施例的视图，图21A是与图3A对应的正视图，图21B是沿着图21A的线XXIB-XXIB选取的截面图，而图21C是示出了检测电路的实例的电路图。
具体实施例方式根据本发明的用于车辆的操作踏板装置被适当地应用到用于行车制动器的制动踏板装置。然而，根据本发明的用于车辆的操作踏板装置可被应用到用于加速器或驻车制动器的操作踏板装置上。反作用力部件例如是制动助力器的操作杆或者制动主缸的推杆， 并且反作用力部件被构造成机械地操作车轮制动器等。然而，将本发明应用到电(线控式) 操作踏板装置是可能的，该装置根据电检测的操作力电控制车轮制动器、车辆驱动装置等。 在该情形中，行程模拟器(stroke simulator)、反作用力机构等被连接到反作用力部件，以使得预定的反作用力被施加到反作用力部件。
在连接部中，开口和弹性部被设置在成对部件中的一个部件中。应当明白，连接部应该是连接操作踏板和反作用力部件的连接部，或者连接中间杆和反作用力部件的连接部，如在本发明的第六方面或本发明的第七方面中。然而，在诸如连接操作踏板和连杆的连接部、连接中间杆和连杆的连接部、或者中间杆由踏板支承件可枢转地支承的连接部之类的其他连接部中提供开口和弹性部是可能的。在本发明的第五方面中，开口和弹性部被设置在踏板侧部件中。然而，在包括反作用力部件的反作用力部件侧部件中设置开口和弹性部是可能的。 设置在成对部件中的一个部件中用以允许连接销通过反作用力被相对移位的开口是具有预定形状的通孔。开口以使得在开口和连接销之间留有预定厚度的方式设置在至少朝着连接销被移位的一侧上。而且，设置一个或多个开口，以使得例如薄板状部在穿过连接销延伸且在连接销的移位方向上延伸的平面的两侧上的位置处被设置在连接销的两侧上。在两侧上的成对的板状部被弹性弯曲和变形，并因此允许连接销被移位。板状部由于连接销的移位而弯曲，并且部分地受到压缩变形和拉伸变形。因此，受到压缩变形和拉伸变形的部分被用作弹性部，并且应变检测元件被安装到弹性部上。板状部的两个表面可被用作弹性部，并且应变检测元件可被安装到弹性部上。通过与弹性变形的弹性部一体被变形，应变检测元件输出与变形量(应变)对应的电信号。根据预定的脉谱图或预定的运算方程基于电信号能够计算操作力。作为应变检测元件，优选地使用应变阻力元件，比如薄膜半导体应变仪、厚膜半导体应变仪、或者普通应变仪。然而，使用压电元件，压电转换元件等是可能的。能够通过使用单个应变检测元件检测应变来获得操作力。然而，使用四个应变检测元件来形成桥接电路是优选的。进一步， 使用八个应变检测元件组合成两个桥接电路也是可能的。在本发明的第三方面中，设置小宽度部分。当施加比通常使用范围中的最大值大的压下力时，在小宽度部分处的开口的宽度被减小到0，以防止连接销的进一步移位。然而， 当实施其他发明时，小宽度部分不是必须的。而且，以各种方式防止弹性部的过度变形是可能的，例如，通过使用构造成独立体的止动件部件来限制连接销移位等于或大于给定量的量，通过限制连接部中的成对部件的相对枢转范围，或者通过限制操作踏板的压下范围。在本发明的第四方面中，在开口的内部配置电路盒，该电路盒中设置检测电路比如桥式电路。然而，将电路盒固定到例如操作踏板的侧表面上是可能的。当实施其他发明时，电路盒不是必需的，并且可采用各种构造，例如，使用线束等将连接到应变检测元件上的电线连接到控制部等的构造。实施例以下，将参考附图详细描述本发明的实施例。图IA和IB是示出了根据本发明一实施例的用于车辆的行车制动器的操作踏板装置10的视图。图IA是正视图(S卩，示出了当操作踏板装置10被设置在车辆上时从车辆的左侧看操作踏板装置10的视图)。图IB是示出了沿着图IA的线IB-IB选取的截面的放大图。操作踏板16配置在一体地固定到车辆上的踏板支承件12处，以便可绕着基本水平的支承轴14的轴线枢转。根据制动请求由驾驶员在操作踏板16上执行压下操作。踩踏部分(垫板)18设置在操作踏板16的下端部处。 制动助力器的操作杆22经由连接部20被连接到操作踏板16的中部。在电控制车轮制动
8器的线控式操作踏板装置的情形中，通过反作用力机构等施加有预定反作用力的反作用力部件被连接到操作踏板16上，而不是将操作杆22连接到操作踏板16上。连接部20包括连接叉M和叉杆销26。具有分叉形状(U形)的连接叉M使用螺钉连接等被一体固定在操作杆22的端部处。叉杆销沈配置在操作踏板16上，以平行于支承轴14延伸。连接部20以使得操作杆22和操作踏板16能够绕着叉杆销沈的轴线可相对枢转的方式来连接操作杆22和操作踏板16。操作踏板16被插入在连接叉M内侧。叉杆销26的两端部朝着操作踏板16的两侧上的区域突出。叉杆销沈穿过连接叉M延伸， 并且通过卡环等防止其从连接叉M滑出。操作杆22对应于反作用力部件。根据操作踏板 16的操作力的输出经由连接部20被传递到操作杆22，并且对应于所述输出的反作用力由制动助力器施加到操作杆22。叉杆销沈对应于连接销。操作踏板16是连接部20中的成对部件中的一个部件，并且对应于踏板侧部件。负载传感器30被一体结合在操作踏板16中。负载传感器30电检测从叉杆销沈施加的反作用力。即，如省略了踏板支承件12和操作杆22的图2中明显可见，三个开口 (通孔)34、36和38被设置在连接孔32附近，叉杆销沈通过所述连接孔被插入。因而，允许叉杆销26通过反作用力朝着驾驶员座位、即在由图:3B的箭头A所示的反作用力方向上相对移位。图3A和:3B是正视图，每个都示出了在操作踏板16中的设置了开口 34、36和38 的放大部分。图3A示出了在执行压下操作之前的初始状态，而图;3B示出了当执行压下操作时的状态，即在连接孔32附近的部分被反作用力在反作用力方向A上弹性变形的状态。开口 34设置在这样的一侧叉杆销沈朝该侧移位，即在反作用力方向A上朝该侧施加反作用力。在开口 ；34和连接孔32之间留有预定的厚度。开口 34具有在上下方向上长的矩形形状或椭圆形状。开口 36和38设置在连接孔32的上方和下方，即开口 36和38 被设置在穿过叉杆销26延伸且在反作用力方向A上延伸的平面的两侧，使得薄的板状部40 被设置在开口 36和开口 34之间，并且薄的板状部42被设置在开口 38和开口 34之间。因而，开口 36和38被对称地设置在连接孔32的上方和下方，使得开口 36和38邻近开口 34。 成对的板状部40和42被设置成在与反作用力方向A以基本直角相交的方向上延伸。当反作用力从叉杆销26施加到连接孔32时，成对的板状部40和42如图所示被弹性弯曲和变形。使用允许叉杆销26由于板状部40和42的弹性变形而移位预定的位移量的金属材料来构造操作踏板16。板状部40和42的变形量非常小，因此，板状部40和42的变形量几乎不影响操作踏板16的压下行程。然而，在附图中，为了便于理解夸大地示出了变形。反作用力方向A与叉杆销沈的移位方向相对应。负载传感器30基于板状部40和42的弯曲变形量来电检测反作用力，即操作力。 成对的应变阻力元件4 和44b被安装到板状部40的限定开口 34的板表面上。成对的应变阻力元件46a和46b被安装到板状部42的限定开口 34的板表面上。即，板状部40和42 由于叉杆销26的移位而弯曲，并且板状部40和42部分地受到压缩变形和拉伸变形。因而， 受到压缩变形和拉伸变形的部分被用作弹性部，并且成对的应变阻力元件4 和44b以及成对的应变阻力元件46a和46b被基本对称地设置在弹性部中。反作用力方向A根据由于在操作踏板16上执行的压下操作而引起的连接部20的相对枢转而变化。然而，在压下操作的整个行程范围中，不管反作用力方向A的变化如何，成对的应变阻力元件4 和44b都被设置于定位在穿过叉杆销26延伸且在反作用力方向A上延伸的平面的一侧上的部分中，而成对的应变阻力元件46a和46b都被设置于定位在穿过叉杆销沈延伸且在反作用力方向 A上延伸的平面的另一侧上的部分中。对于应变阻力元件44a、44b、46a和46b中的每个应变阻力元件，例如，优选地使用薄膜半导体应变仪、厚膜半导体应变仪或者普通应变仪。四个应变阻力元件44a、44b、46a和46b在操作踏板16的板厚方向(S卩，图IB中的上下方向， 和从示出图3A和;3B的图纸的一个表面延伸到图纸的背面的方向)上的中央部分处被设置在板状部40和42的板表面上。由玻璃浆料等制成的绝缘膜被预先设置在板状部40和42 的板表面上。应变阻力元件44a、44b、46a和46b通过煅烧等被一体设置在绝缘膜上。四个应变阻力元件44a、44b、46a和46b被彼此连接以形成图4A中所示的桥式电路。四个应变阻力元件44a、44b、46a和46b通过线束58和连接器60被连接到车辆的控制电路部分。当在电源端子48和50之间施加预定电压时，与反作用力对应的电信号(负载检测信号)V1从成对的输出端子52和M之间被输出。在电路中，使用印刷电路板等来构造构成桥式电路的部分，并且该部分被容纳在电路盒56中。例如，电路盒56被一体固定到操作踏板16的侧表面上。另外，连接器60被连接到车辆的控制电路部分等。使用预定的运算方程、脉谱图等，基于从输出端子52和M之间输出的负载检测信号Vl来计算反作用力，即操作力。在电源端子48和50之间施加电压的电源可配置在电路盒56中。另外，四个应变阻力元件44a、44b、46a和46b彼此相连的桥式电路可被直接形成在例如设置有应变阻力元件44a、44b、46a和46b的开口 34的内壁表面上，并且可省略电路盒56。相反地，例如计算操作力、压下行程等的计算部和放大器可配置在电路盒56中的电路板上。通过图4A中所示的负载检测电路，不管由于在操作踏板16上执行的压下操作而引起的叉杆销26的移位方向(即反作用力方向A)的变化如何，都能够高精度地检测负载， 即操作力。当使用如图4B中所示应变阻力元件4 和44b以及成对的固定电阻器Rc来形成桥式电路时，电信号V2由于由在操作踏板16上执行的压下操作所引起的叉杆销沈的移位方向(即反作用力方向A)的变化而变化。因此，基于电信号Vl和V2的值来检测操作踏板16的压下行程是可能的。固定电阻器Rc可设置在电路盒56中，或者可设置在车辆的控制电路部分中。在用于车辆的操作踏板装置10中，操作踏板16通过叉杆销沈被可相对枢转地连接到操作杆22。在操作踏板16中，三个开口 34、36和38被设置在叉杆销沈附近，以允许叉杆销沈通过反作用力而被移位。在操作踏板16中，由于叉杆销沈的移位而被弹性变形的板状部40和42被用作弹性部，并且应变阻力元件44a、44b、46a和46b被安装到弹性部上。因而，负载传感器30被与操作踏板16—体构造。因此，与如在常规情形中为独立体且包括独立弹性体的负载传感器被一体装配的情形相比，整个装置中的部件数量减少，结构变得简单，并且能够以低成本构造装置。另外，在本实施例中，在操作踏板16上执行压下操作的整个行程范围中，不管由于在操作踏板16上执行压下操作所引起的叉杆销沈的移位方向(即，反作用力方向A)的变化如何，安装应变阻力元件44a、44b、46a和46b的弹性部都被设置于定位在穿过叉杆销沈延伸且在叉杆销沈的移位方向(即，反作用力方向A)上延伸的平面的两侧上的部分中。 因此，在设置于两侧上的弹性部中的应变阻力元件44a、44b、46a和46b中的应变由于在操作踏板16上执行压下操作而相对增加和减小。因而，不管移位方向的变化如何，都能够高精度地检测操作力。即，不管叉杆销沈的移位方向的变化如何，都能够获得基本恒定的检测性能。因而，无需执行校正处理等，就能够高精度地检测操作力。另外，在本实施例中，通过在操作踏板16中设置开口 34、36和38来形成弹性部， 该操作踏板经由叉杆销26连接到作为反作用力部件的操作杆22上。负载传感器30与操作踏板16被一体构造。传递到操作杆22上的输出被检测为操作力。因此，能够高精度地检测根据操作杆22的输出所产生的制动力。另外，叉杆销沈被插入穿过操作踏板16的连接孔32，并且叉杆销沈的两端部被连接叉M来保持。因此，能够抑制在操作踏板16中产生扭矩，并且能够高精度地检测操作力。此外，例如，即使当操作踏板16在叉杆销沈的轴向方向(即，在图IB中的上下方向) 上相对移位，也能保持负载传感器30的良好检测精度，并且将操作力无损失地传递到操作杆22。另外，在本实施例中，通过在操作踏板16的连接孔32附近设置开口 34、36和38 来形成弹性部，并且通过将应变阻力元件44a、44b、46a和46b安装到所述弹性部上而与操作踏板16 —体地构造负载传感器30。因此，能够在不需要很大程度上改变设计的情形下， 将负载传感器30结合到操作踏板16中。因而，能够容易地电检测操作力。另外，在本实施例中，叉杆销沈直接接触操作踏板16以使板状部40和42变形。 因此，例如，与如图7A和7B中所示连接孔63设置在被一体设置成从操作踏板16朝着叉杆销26的轴向方向上的端部侧延伸的负载传递部件62上并且叉杆销沈被连接到负载传递部件62上的情形以及如图8A和8B中所示连接孔65设置在被一体设置成从操作踏板16 朝着叉杆销26的轴向方向上的端部侧延伸的负载传递部件64上并且叉杆销沈被连接到负载传递部件64上的情形相比，在操作踏板16中产生的扭矩M减小，并且因此可以高精度地检测操作力。也就是，由于例如在各部分中的游隙而引起如在图5中箭头B所示的操作杆22相对于操作踏板16的摇摆。因而，如由点划线和虚线所示，操作杆22相对于操作踏板16在车辆宽度方向上倾斜是可能的。图6A和6B至图8A和8B中的每个图都示出了当操作杆22在车辆宽度方向上倾斜时被施加到操作杆22上的操作力F，由于在与操作力F的施加方向相反的方向上施加的反作用力而产生的扭矩M，以及扭矩M的臂长L。图6A和6B 示出了根据本实施例叉杆销26直接接触操作踏板16的情形。在图6A和6B所示的本实施例中，臂长L和扭矩M是最小的。图7A和7B示出了负载传递部件62被固定到操作踏板16 的左侧表面上的情形。在叉杆销沈倾斜以使得叉杆销沈的上端朝着图7A的左侧移动的情形下，臂长L和扭矩M是最大的。在叉杆销沈倾斜以使得叉杆销沈的上端朝着图7B的右侧移动的情形下，臂长L和扭矩M大于图6A和6B所示的本实施例中的臂长和扭矩。图 8A和8B示出了具有带角U形截面的负载传递部件64被固定到操作踏板16上以从操作踏板16的一侧表面延伸到操作踏板16的另一侧表面的情形。在图8A和8B所示的情形中， 臂长L和扭矩M大于在图6A和6B所示的本实施例中的臂长和扭矩。当扭矩M如上所述变大时，在板状部40和42中发生扭转。因此，安装到板状部40和42上的应变阻力元件44a、 44b,46a和46b中的每个应变阻力元件的变形方式发生变化，并且应变阻力元件44a、44b、 46a和46b中的每个应变阻力元件的阻力值发生变化。因此，负载传感器30的检测精度会变差。因而，在图7A和7B所示的实施例中，插入孔66被设置在操作踏板16中而不是设置连接孔32，并且叉杆销沈被插入穿过具有游隙的插入孔66，而在图8A和8B所示的实施例中，插入孔67被设置在操作踏板16中，而不是设置连接孔32，并且叉杆销沈被插入穿过具有游隙的插入孔67。第一发明的实施例包括如图7A和7B中所示的叉杆销沈穿过负载传递部件62被连接到操作踏板16的情形，以及其中如图8A和8B中所示的叉杆销沈穿过负载传递部件64被连接到操作踏板16的情形。倾斜角在图5至图8A和8B中的每个图中被显示得非常大，并且在连接孔32、63和65中的每个连接孔中的游隙在图6A和6B至图8A 和8B中的每个图中被显示得非常大，以便在各附图中清楚地示出倾斜角和游隙。然而，倾斜角和游隙实际上没有在各附图中所示出的那么大。在图7A和7B和图8A和8B中所示的构造中，即使当操作杆22倾斜时，叉杆销沈也没有直接接触操作踏板16。另外，在每个情形中操作力F基本相同。接下来，将描述本发明的另一个实施例。在下述的实施例中，使用相同的附图标记来指代与上述实施例中基本相同的部分，并且将省略其详细描述。图9A和9B是每个都示出了在操作踏板16中的连接孔32附近的部分的正视图， 图9A和9B对应于图3A和;3B。图9A示出了在执行压下操作之前的初始状态，而图9B示出了当执行压下操作时的状态。在操作踏板16中，连接孔32设置在被设置成向前突出的突出部70中，并且叉杆销沈被插入穿过连接孔32。此外，单个开口(通孔)72设置在操作踏板16中以沿着操作踏板16的前端边缘延伸。开口 72具有在上下方向上长的矩形形状或椭圆形形状。开口 72被设置成从突出部70上方的位置延伸到突出部70下方的位置，使得开口 72的位于突出部70上方的上部与开口 72的位于突出部70下方的下部对称。因而， 起弹性部作用的成对的板状部74和76在突出部70的两侧的位置处被对称地设置在操作踏板16的前端边缘中。通过将应变阻力元件4 和44b安装到板状部74的限定开口 72 的板表面上以及将应变阻力元件46a和46b安装到板状部76的限定开口 72的板表面上， 与操作踏板16 —体地构造负载传感器30。在本实施例中，同样可获得与上述实施例中所获得的有利效果相同的有利效果。例如，与如在常规情形中为独立体且包括独立弹性体的负载传感器被一体装配的情形相比，整个装置中的部件数量减少，结构变得简单，并且能够以低成本构造装置。在上述实施例中，以与如图:3B中所示板状部40和42弯曲和变形的方式相同的方式，分别设置在车辆中的开口 36和38前方的成对的板状部(即，操作踏板16的前端边缘) 由于叉杆销26的移位而弯曲和变形。因此，车辆中开口 36和38前方的板状部可以被用作弹性部，并且应变阻力元件44a、44b、46a和46b可被安装到所述弹性部上，如在图9A和9B 所示的实施例中。图IOA和IOB示出了应变阻力元件44a、44b、46a和46b中的一些应变阻力元件被安装到板状部74和76的另一侧的板表面，即在图9A和9B所示的实施例中的操作踏板16 的前端表面上的情形。将应变阻力元件44a、44b、46a和46b中的所有应变阻力元件都安装到操作踏板16的前端表面上是可能的。在图3A和:3B所示的实施例中，同样可以将应变阻力元件44a、44b、46a和46b中的所有或一些应变阻力元件安装到板状部40和42的另一侧的板表面，即限定开口 36和38的板表面上。图11示出了止动件80被一体设置在图IA和IB所示的实施例中的开口 34的后侧壁表面上的情形。当比通常使用范围中的最大值大的压下力被施加到操作踏板16时，止动件80接触开口 34的前侧壁表面，因此，防止了叉杆销沈进一步移位，并且防止了板状部 40和42进一步变形。图12A和12B是每个都示出了在开口 34附近的放大部分的正视图。图12A示出了在执行压下操作之前的初始状态，而图12B示出了当执行过度的压下操作以使得止动件80接触前侧壁表面时的状态。因而，当以这种方式施加比在通常使用范围中的最大值大的压下力，并且止动件80接触开口 34的前侧壁表面以防止叉杆销沈进一步移位时，在允许基于板状部40和42的变形而检测在通常使用范围中的操作力的同时，防止了板状部40和42的过度变形，以确保耐用性。设有止动件80的部分对应于小宽度部分，当施加比通常使用范围中的最大值大的压下力时，开口 34的前后宽度在该小宽度部分处被减小到0，以防止叉杆销沈进一步移位。止动件80可设置在开口 34的前侧壁表面上，并且止动件80可接触后侧壁表面。图13A和1 示出了具有与止动件80的功能相同的功能的止动件82被一体设置在图9A和9B所示的实施例中的开口 72中的情形。图13A示出了在执行压下操作之前的初始状态，而图13B示出了当执行过度的压下操作以使得止动件82接触开口 72的前侧壁表面时的状态。设有止动件82的部分也与小宽度部分对应。图14示出了使用诸如螺钉之类的固定装置将电路盒56 —体固定在图9A和9B所示的实施例中的被设置成允许叉杆销26通过反作用力而移位的开口 72中的情形。与如在图IA和IB中所示的实施例中电路盒56被固定到操作踏板16的侧表面上的情形相比，例如，当操作踏板16被安装到踏板支承件12上时，并且当在操作踏板16上执行压下力时，电路盒56不会引起干涉。因而，在不需要很大程度上改变设计的情形下，本实施例能够被应用到常规的用于车辆的操作踏板装置上。开口 72被设置成具有足够大的宽度，以允许不管是否存在电路盒56，叉杆销沈都可以通过反作用力而移位。图15A至15C示出了三个实例，其中负载输入位置在图IA和IB所示的实施例中起弹性部作用的板状部40和42的板厚方向(S卩，图15A和15B中的左右方向)上变化， 即，叉杆销26的位置(即，连接孔32的位置)变化。图15A示出了板状部40和42的与限定开口 34的板表面相反侧的板表面与负载输入位置(即，叉杆销沈的后端)基本一致的情形。图15B示出了板状部40和42的板厚的中央部与负载输入位置(即，叉杆销沈的后端)基本一致的情形。图15C示出了板状部40和42的限定开口 34的板表面与负载输入位置(即，叉杆销沈的后端)基本一致的情形。在图15A至15C中，下方的附图是每个都示出了从车辆左侧看操作踏板16的正视图。图15A中的上方附图示出了与连接叉M —起的沿着图15A中的正视图的线XVA-XVA选取的截面。图15B中的上方附图示出了与连接叉M—起的沿着图15B中的正视图的线XVB-XVB选取的截面。图15C中的上方附图示出了与连接叉M—起的沿着图15C中的正视图的线XVC-XVC选取的截面。在图IA和IB所示的实施例中，板状部40和42的与限定开口 34的板表面相反侧的板表面与负载输入位置 (即，叉杆销26的后端)基本一致，如在图15A所示的实例中。然而，本发明的实施例包括在图15B中所示的实例和在图15C中所示的实例。图16示出了在图15A至15C所示的三个实例中的每个实例中，当操作杆22倾斜并且在如图6A所示的倾斜方向上施加操作力F时，由在与施加操作力F的方向相反的方向上施加反作用力所产生的扭矩M的臂长L。图16中的叉杆销26a、26b和^c的位置分别对应于图15A、图15B和图15C。臂长La、Lb和Lc分别对应于图15A、图15B和图15C。在图15A所示的情形中的臂长La最小。在图15C所示的情形中的臂长Lc最大。在图15A至 15C中，操作力F是相同的，并且反作用力是相同的。因此，由于图15A中的臂长La最小，且图15C中的臂长Lc最大，所以图15A中的扭矩M最小，且图15C中的扭矩M最大。因而，在图15A所示的情形中，获得了最佳的检测精度。图15B所示的情形中的检测精度低于图15A 所示的情形中的检测精度，并且图15C所示的情形中的检测精度低于图15B所示的情形中的检测精度。图17中所示的用于车辆的操作踏板装置90包括中间杆92。操作力从操作踏板 16经由中间杆92被传递到操作杆22。中间杆92使用平行于支承轴14延伸的支承销94 被可枢转地设置在踏板支承件12处。此外，中间杆92经由连杆96被连接到操作踏板16， 并且中间杆92根据在操作踏板16上执行的压下操作而绕支承销94机械枢转。连杆96的两个端部分别经由连接销98和100被可相对枢转地连接到操作踏板16和中间杆92。连接销98和100平行于支承轴14。中间杆92的端部经由连接部102被连接到操作杆22。连接部102具有与连接部 20的构造相同的构造。在作为踏板侧部件的中间杆92中，起弹性部作用的成对的板状部 40和42通过如图18中所示除了连接孔32以外还设置开口 34、36和38而形成。通过将应变阻力元件4 和44b安装到板状部40上，以及将应变阻力元件46a和46b安装到板状部42上，负载传感器30与中间杆92被一体构造。另外，在本实施例中，电路盒56被一体固定到中间杆92的侧表面上。因而，同样在本实施例中，起弹性部作用的成对的板状部40和42被一体设置在中间杆92中，并且通过将应变阻力元件4 和44b安装到板状部40上以及将应变阻力元件 46a和46b安装到板状部42上，负载传感器30与中间杆92被一体构造。因此，同样在本实施例中，获得与图IA和IB所示的实施例中所获得的有利效果相同的有利效果是可能的。 例如，与如在常规情形中为独立体且包括独立弹性体的负载传感器被一体装配到中间杆92 上的情形相比，整个装置中的部件数量减少，结构变得简单，并且能够以低成本构造装置。可将本发明应用到连杆96分别经由连接销98和100被可相对枢转地连接到操作踏板16和中间杆92处的连接部，以及中间杆92经由支承销94被可枢转地联接到踏板支承件12处的连接部。也就是，在连接操作踏板16和连杆96的连接部中，在连接连杆96和中间杆92的连接部中，或者在连接中间杆92和踏板支承件12的连接部中，可例如通过在如连接部20中一样在连接部中的成对部件中的一个部件中设置开口 34、36和38来一体形成起弹性部作用的板状部40和42，并且可通过将应变阻力元件4 和44b安装到板状部 40上以及将应变阻力元件46a和46b安装到板状部42上来使负载传感器30与成对部件中的所述一个部件被一体构造。图19是示出了包括中间杆92的用于车辆的操作踏板装置的另一个实例的视图。 在中间杆92中，连接孔32设置在被设置成如图9A和9B中所示的向前突出的突出部70中， 并且叉杆销沈插入穿过连接孔32。此外，单个开口(通孔)72设置在中间杆92中以沿着中间杆92的纵向方向延伸。开口 72具有在上下方向上长的矩形形状或椭圆形形状。开口 72被设置成从突出部70的一侧延伸到突出部70的另一侧，使得开口 72的位于突出部70 一侧的部分与开口 72的位于突出部70另一侧的部分对称。因而，起弹性部作用的成对的板状部74和76在突出部70的两侧上的位置处被对称地设置在中间杆92的前端边缘中。 通过将应变阻力元件4 和44b安装到板状部74的限定开口 72的板表面上以及将应变阻力元件46a和46b安装到板状部76的限定开口 72的板表面上，负载传感器30与中间杆92被一体构造。在本实施例中，如图14中，使用诸如螺钉之类的固定装置将电路盒56—体固定在设置成允许叉杆销26通过反作用力而被移位的开口 72内侧。因此，与图17所示的实施例中电路盒56被固定到中间杆92的侧表面上的情形相比，例如，当中间杆92被安装到踏板支承件12上时，并且当在操作踏板16上执行压下操作时，电路盒不会引起干涉。因而， 在不需要很大程度上改变设计的情况下，本实施例能够被应用到常规的用于车辆的操作踏板装置上。开口 72被设置成具有足够大的宽度，以允许不管是否存在电路盒56，叉杆销沈都会通过反作用力而移位。应变阻力元件44a、44b、46a和妨b中的所有或一些应变阻力元件可被安装到板状部74和76的另一侧的板表面上，即中间杆92的前端表面上。图20示出了在图19所示的实施例中，止动件80被一体设置在如图11中的开口 72的后侧壁表面上的情形。如在图11所示的实施例中，在允许基于板状部74和76的变形而检测在通常使用范围中的操作力的同时，防止了板状部74和76的过度变形，以确保耐用性。图21A至21C示出了四个应变阻力元件Ma至44d和四个应变阻力元件46a至46d 分别设置在成对的板状部40和42上的情形。图21A是对应于图3A的正视图。图21B是沿着图21A中的线XXIB-XXIB选取的截面图。图21C是示出了获取负载检测信号的桥式电路的电路图。如在图21B的截面图中所示，八个应变阻力元件4 至44d和46a至46d被相对于板状部40和42的板表面中的中心线对称地设置成两列，该中心线延伸穿过车辆宽度方向上的中心。因而，例如，即使当如在图6A和6B中所示产生扭矩M时，通过连接应变阻力元件4 至44d和46a至46d以形成如图21C中所示的两组桥接电路，并且对两个桥接电路的电信号V3和V4求平均，也能够高精度地检测压下行程和操作力。尽管已经参考附图详细描述了本发明的实施例，但是这些实施例仅仅是示例性的，并且基于本领域中普通技术人员的知识，本发明能够以通过改变或修改这些实施例所获得的各种方式被实施。
权利要求
1.一种用于车辆的操作踏板装置，包括操作踏板，所述操作踏板配置在固定到车辆上的踏板支承件处以便能够绕支承轴的轴线枢转，并且被驾驶员压下；反作用力部件，所述反作用力部件经由至少一个连接部连接到所述操作踏板，所述连接部以使得成对部件能够绕连接销相对枢转的方式连接所述成对部件，根据所述操作踏板的操作力的输出被传递到所述反作用力部件，并且与所述输出相对应的反作用力被施加到所述反作用力部件；以及配置在通过反作用力而变形的弹性部中的应变检测元件，所述应变检测元件通过与所述弹性部一起变形来电检测所述操作力， 其特征在于在由所述至少一个连接部中的一个连接部连接的所述成对部件中的一个部件中，在所述连接销附近设置有开口，以允许所述连接销通过所述反作用力而相对移位；并且所述成对部件中的所述一个部件的由于所述连接销的移位而弹性变形的部分被用作所述弹性部。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的操作踏板装置，其特征在于不管由于在所述操作踏板上执行的压下操作而引起的所述连接销的移位方向的变化如何，在压下操作的整个行程范围中，多个所述弹性部被设置在多个位置中，所述多个位置位于穿过所述连接销延伸且在所述连接销的移位方向上延伸的平面的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的用于车辆的操作踏板装置，其特征在于 在所述开口中设有小宽度部分；并且当比通常使用范围中的最大值大的压下力被施加到所述操作踏板时，在所述小宽度部分处所述开口的宽度被减小到0，以防止所述连接销进一步移位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于车辆的操作踏板装置，其特征在于 在所述开口的内部配置有电路盒，在该电路盒中设有检测电路，并且连接到所述应变检测元件的所述检测电路输出与所述操作力相对应的电信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的操作踏板装置，其特征在于 在所述连接部中预定的踏板侧部件被插入一体固定到所述反作用力部件上的具有分叉形状的连接叉内侧的状态下，叉杆销配置成穿过所述连接叉和所述踏板侧部件延伸，所述叉杆销以使得所述连接叉和所述踏板侧部件能够相对枢转的方式来连接所述连接叉和所述踏板侧部件；所述叉杆销是所述连接销；所述反作用力部件和所述踏板侧部件是经由所述连接销能够相对枢转地彼此连接的所述成对部件；并且所述开口和所述弹性部设置在所述踏板侧部件中。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的操作踏板装置，其特征在于 所述踏板侧部件是所述操作踏板。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的操作踏板装置，还包括中间杆，所述中间杆能够枢转地配置在所述踏板支承件处，并且经由连杆连接到所述操作踏板，其中，所述踏板侧部件是所述中间杆。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的用于车辆的操作踏板装置，其特征在于 所述叉杆销直接接触所述踏板侧部件以使所述弹性部变形。
全文摘要
一种用于车辆的操作踏板装置，包括操作踏板，其配置在固定到车辆上的踏板支承件处以便可绕支承轴轴线枢转，且被驾驶员压下；反作用力部件，其通过以使得成对部件可绕连接销相对枢转的方式连接成对部件的至少一个连接部连接到操作踏板，根据操作踏板的操作力的输出被传递到反作用力部件，且与该输出对应的反作用力被施加到反作用力部件；和配置在通过反作用力而变形的弹性部中的应变检测元件，其通过与弹性部一起变形来电检测操作力，其特征在于，在由至少一个连接部之一连接的成对部件中的一个部件中，在连接销附近设有开口以允许连接销通过反作用力而相对移位；且成对部件中的该部件的由于连接销的移位而弹性变形的部分被用作弹性部。
文档编号B60T7/06GK102328641SQ20111018757
公开日2012年1月25日 申请日期2011年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者宇野巧, 藤原昇 申请人:丰田铁工株式会社