CN103765178A - 磁式负载传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种负载传感器，该负载传感器通过微小位移来检测负载，其耐久性优异、且难以受到温度所造成的影响。磁式负载传感器具有：因输入有轴向负载而产生挠曲的凸缘部件（1）；支承该凸缘部件（1）的支承部件（2）；产生磁场的磁性目标物（3）；以及检测该磁性目标物（3）所产生的磁场的磁传感器（4），将磁性目标物（3）固定于凸缘部件（1）、且将磁传感器（4）固定于支承部件（2），以使得磁性目标物（3）与磁传感器（4）因凸缘部件（1）的挠曲而产生相对位移，基于由磁传感器（4）检测出的磁场来检测负载的大小。

Description

磁式负载传感器

技术领域

本发明涉及磁式负载传感器。

背景技术

电动制动装置一般将电动马达的旋转转换为摩擦垫片的轴向移动，并将该摩擦垫片按压抵接于制动盘来产生制动力。为了将该制动力控制为所需的大小，大多在电动制动装置中将负载传感器组装设置于承受施加到摩擦垫片的负载的反作用力的部分。对于该负载传感器而言，为了提高电动制动器的响应性而使用能够通过极其微小的位移来检测负载的负载传感器。

作为这样的通过微小的位移来检测负载的负载传感器，例如，公知有专利文献1所记载的负载传感器。专利文献1的负载传感器具有：对置的一对圆环板状的按压板；被夹入到上述一对按压板之间的水晶压电元件；使该水晶压电元件与单侧的按压板之间电绝缘的绝缘板；以及将水晶压电元件所产生的电压导出的导线。

对于该专利文献1的负载传感器而言，若输入有轴向负载，则会在水晶压电元件产生与该负载对应的大小的电压，因此，通过测量该电压的大小便能够检测出负载的大小。另外，因为水晶压电元件的变形所引起的按压板的位移微小，所以，在将该传感器组装设置于电动制动器的情况下，不会使电动制动器的响应性受损。

然而，由于负载作用于该负载传感器的水晶压电元件，因此，若施加有冲击负载、相对于轴向倾斜的方向上的负载，则有可能使水晶压电元件产生破裂、缺口。另外，由于负载还作用于使得压电元件与单个按压板之间电绝缘的绝缘板，所以绝缘板需要较高的耐久性，但是凭借树脂等廉价的绝缘板难以确保耐久性。

另外，作为通过微小位移来检测负载的负载传感器，例如，还公知有专利文献2所记载的负载传感器。专利文献2的负载传感器具有金属制的圆筒体、和粘贴于该圆筒体的外径面的应变仪。对于该负载传感器而言，若输入有轴向负载，则会与该轴向负载对应地在金属制的圆筒体产生形变，因此，通过用应变仪来测量该形变的大小便能够检测出负载的大小。

然而，该负载传感器并非测量金属制的圆筒体的变形量本身，而是测量金属制的圆筒体的局部的形变，因此，容易受到圆筒体的温度变化、温度分布的偏差所造成的影响，从而容易产生检测误差。

专利文献1:国际公开2011／030839号

专利文献2:日本特开平7－318441号公报

发明内容

本发明欲解决的课题是提供一种负载传感器，该负载传感器通过微小位移而检测负载，其耐久性优异、且不容易受到因温度所造成的影响。

为了解决上述课题，本发明提供一种磁传感器，该磁传感器具有：因输入有轴向负载而产生挠曲的凸缘部件；支承上述凸缘部件的支承部件；产生磁场的磁性目标物；以及检测上述磁性目标物所产生的磁场的磁传感器，将磁性目标物和磁传感器中的一方固定于上述凸缘部件、且将另一方固定于上述支承部件，以使得上述磁性目标物与磁传感器因上述凸缘部件的挠曲而产生相对位移，基于由上述磁传感器检测出的磁场来检测上述负载的大小。

对于该磁式负载传感器而言，若对凸缘部件输入有轴向负载，则凸缘部件发生挠曲，磁性目标物与磁传感器的相对位置发生变化，磁传感器的输出信号根据该相对位置的变化而变化，从而能够基于磁传感器的输出信号而检测出负载的大小。这里，当输入有轴向负载时，该负载虽然作用于凸缘部件而使凸缘部件发生挠曲，但却并不作用于磁传感器。因此，即使施加有冲击负载、相对于轴向倾斜的方向上的负载，传感器也难以产生故障，从而能够确保较高的耐久性。另外，因为并非根据承受负载的部件的局部的形变而是根据该部件的变形量来检测轴向负载，所以难以受到温度变化、温度分布的偏差所造成的影响。

优选地，作为上述磁性目标物而采用将多个永久磁铁配置为使得具有相反的极性的磁极在上述磁性目标物与磁传感器的相对位移方向上排列，其中，上述多个永久磁铁以与上述磁性目标物和磁传感器的相对位移方向正交的方向作为磁化方向，将上述磁传感器配置于上述相邻的磁极的边界的附近。

这样，磁传感器的输出信号显示出如下的轴向上的指向性：相对于磁性目标物与磁传感器的轴向上的相对位移而急剧地变化，另一方面，相对于轴向以外的方向上的相对位移几乎不变化。因此，磁传感器的输出信号难以受到外部振动的影响，能够以稳定的精度而检测出轴向负载的大小。

优选地，将上述凸缘部件和支承部件设为对置的一对圆环板状，利用上述支承部件支承该凸缘部件的外径侧部分，在该凸缘部件与支承部件中的一方的部件设置具有与另一方的部件的内径面对置的外径面的筒部，将上述磁性目标物固定于该内径面和该外径面中的一方、且将上述磁传感器固定于该内径面和该外径面中的另一方。这样，能够容易地确保磁性目标物与磁传感器的径向上的相对位置的精度。

此时，能够在上述支承部件的与凸缘部件对置的一侧的相反侧的表面的内径侧部分设置对支承部件进行支承的环状突起。这样，当对凸缘部件输入有轴向负载时，不仅在凸缘部件产生挠曲，在支承部件也产生挠曲，上述磁性目标物和磁传感器因上述两部件的挠曲而产生相对位移，从而能够提高负载检测的分辨率。

同样，优选地，将上述凸缘部件和支承部件设为对置的一对圆环板状，利用上述支承部件支承该凸缘部件的内径侧部分，在该凸缘部件与支承部件中的一方的部件设置具有与另一方的部件的外径面对置的内径面的筒部，将上述磁性目标物固定于该内径面和该外径面中的一方、且将上述磁传感器固定于该内径面和该外径面中的另一方。这样，也能够容易地确保磁性目标物和磁传感器的径向上的相对位置的精度。

此时，能够在上述支承部件的与凸缘部件对置的一侧的相反侧的表面的外径侧部分设置对支承部件进行支承的环状突起。这样，当对凸缘部件输入有轴向负载时，不仅在凸缘部件产生挠曲，在支承部件也产生挠曲，上述磁性目标物和磁传感器因上述两部件的挠曲而产生相对位移，从而能够提高负载检测的分辨率。

进而，若设置有对上述凸缘部件与支承部件的周向上的相对位置进行固定的定位单元，则能够容易地确保磁性目标物与磁传感器的周向上的相对位置的精度。

能够将上述凸缘部件的输入有轴向负载的部分设为在凸缘部件的中心轴线上具有中心的球面。这样，即使当输入有相对于轴向倾斜的方向上的负载时，因为针对凸缘部件的负载的作用点靠近凸缘部件的中心轴线，凸缘部件均匀地挠曲，所以使负载的检测精度变得稳定。

另外，能够在以上述凸缘部件的中心轴线为中心的同一圆周上沿周向等间隔地配置多组上述磁性目标物和磁传感器。这样，当输入有相对于轴向倾斜的方向上的负载时，基于各个负载传感器的输出信号的差量而能够推断出以轴向为基准的负载的输入角度。

作为上述磁传感器，虽然能够使用磁电阻元件、磁阻元件，但若使用霍尔IC，则在成本方面较为有利，并且还易于确保耐热性。另外，若作为上述永久磁铁而使用钕磁铁，则能够节省空间、且产生强力的磁场。

优选地，由具有相同的线膨胀系数的材料形成上述凸缘部件和支承部件。这样，当温度上升时，因为凸缘部件和支承部件以相同的比例进行热膨胀，因此，难以产生由温度变化造成的磁性目标物与磁传感器的轴向上的相对位移，从而能够有效地抑制由温度变化造成的影响。

对于本发明的磁式负载传感器而言，虽然输入的负载作用于凸缘部件而使凸缘部件挠曲，但是输入的载荷并不作用于磁传感器，因此，针对冲击负载、相对于轴向倾斜的方向上的负载的耐久性较高。另外，由于并非根据承受负载的部件的局部的形变来检测轴向负载，而是根据该部件的变形量来检测轴向负载，因此，难以受到由温度变化、温度分布的偏差所造成的影响。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图2是图1所示的磁式负载传感器的放大剖视图。

图3是图1所示的磁式负载传感器的仰视图。

图4是示出对图2所示的磁性目标物（target）和磁传感器的配置进行变更后的例子的放大剖视图。

图5是示出本发明的第二实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图6是示出本发明的第三实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图7是示出本发明的第四实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图8是示出本发明的第五实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图9是示出本发明的第六实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图10是示出本发明的第七实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图11是示出本发明的第八实施方式的磁式负载传感器的剖视图。

图12是图11所示的磁式负载传感器的仰视图。

图13是示出多个磁传感器的输出信号的差量与负载的输入角度之间的关系的一个例子的图。

图14是示出图12所示的磁性目标物的其他例子的磁式负载传感器的仰视图。

图15是示出根据磁传感器的输出信号来推断轴向负载的大小的方法的例子的流程图。

图16是示出作为对凸缘部件与支承部件的周向上的相对位置进行固定的定位单元而使用键结合来取代图1所示的定位销的例子的剖视图。

图17是图16所示的磁式负载传感器的俯视图。

图18是示出对图1所示的磁式负载传感器和磁性目标物的配置进行变更的实施方式的剖视图。

具体实施方式

图1～图3中示出了本发明的第一实施方式的磁式负载传感器。该磁式负载传感器具有：在轴向上对置的圆环板状的凸缘部件1及支承部件2；产生磁场的磁性目标物3；以及检测磁性目标物3所产生的磁场的强度的磁传感器4。

凸缘部件1包括：与支承部件2对置的圆环板部5；在圆环板部5的与支承部件2对置的一侧的相反侧的表面的内径侧部分以隆起的方式而形成的环状的负载承受部6；以及在圆环板部5的与支承部件2对置的一侧的表面的内径侧部分形成的筒部7。

支承部件2包括：与凸缘部件1对置的圆环板部8；在圆环板部8的与凸缘部件1对置的一侧的表面的外径侧部分以隆起的方式而形成的环状的支承阶梯部9；以及在比支承阶梯部9靠外径侧的位置形成的筒状的嵌合部10。支承阶梯部9对凸缘部件1的外径侧部分进行支承，利用该支承阶梯部9而保持圆环板部5、8的间隔。凸缘部件1嵌入并固定于支承部件2的嵌合部10。这里，作为凸缘部件1的固定方法，能够采用以具有过盈量的方式将凸缘部件1插入到嵌合部10内的方法（压入）、使凸缘部件1的外周缘发生塑性变形而挤入到嵌合部10的内周的方法（敛缝）等。

在凸缘部件1的外径侧部分形成有沿轴向贯通的销孔14，在支承部件2也形成有轴向上的销孔15，在这两个销孔14、15插入有定位销16。这里，对于凸缘部件1的销孔14与支承部件2的销孔15而言，当这两个销孔14、15的位置重叠时，配置为磁性目标物3的周向位置与磁传感器4的周向位置一致，通过将定位销16插入到这两个销孔14、15而将凸缘部件1与支承部件2的周向上的相对位置固定。

筒部7的外径面在径向上与支承部件2的内径面对置，如图3所示，在形成于筒部7的外径面的倒角部11固定有磁性目标物3，在形成于支承部件2的内径面的槽12固定有磁传感器4。凸缘部件1以及支承部件2均由金属材料（铁、铝合金等）形成，使用相同的材料以使两部件1、2的线膨胀系数相同。

磁性目标物3包括在径向上被磁化后的两个永久磁铁13，以使得该磁性目标物3在其径向内端和径向外端具有磁极。两个永久磁铁13以具有相反的极性的磁极（即N极和S极）在轴向上并列的方式相邻配置。

作为永久磁铁13，例如，若使用钕磁铁，则能够节省空间且产生强力的磁场，但是也可以使用钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁素体磁铁等。若使用钐钴磁铁或者铝镍钴磁铁，则能够抑制磁场随着永久磁铁13的温度的上升而减弱的现象。另外，还能够使用镨磁铁、钐铁氮磁铁。

如图3所示，磁传感器4配置为在两个永久磁铁13的相邻的磁极的边界附近与磁性目标物3在轴正交方向（图中为径向）上对置。作为磁传感器4虽然也能够使用磁电阻元件（所谓的MR传感器）、磁阻元件（所谓的MI传感器），但是若使用霍尔IC则在成本方面较为有利，并且还容易确保耐热性。

对于该磁式负载传感器而言，若将轴向负载输入到凸缘部件1的负载承受部6，则凸缘部件1的圆环板部5因该轴向负载而以其外径侧部分为支点在轴向上挠曲（参照图2的点划线），磁性目标物3和磁传感器4的相对位置因上述挠曲而发生变化，磁传感器4的输出信号与该相对位置的变化相应地变化。因此，通过预先掌握作用于凸缘部件1的轴向负载的大小与磁传感器4的输出信号之间的关系，能够基于磁传感器4的输出信号而检测作用于凸缘部件1的轴向负载的大小。

这里，当对磁式负载传感器输入有轴向负载时，虽然该负载作用于凸缘部件1而使凸缘部件1挠曲，但是该负载并不作用于磁传感器4。因此，即使施加有冲击负载、或相对于轴向倾斜的方向上的负载，磁传感器4也难以发生故障，从而能够确保较高的耐久性。

另外，该磁式负载传感器不检测凸缘部件1的局部的形变，而是根据凸缘部件1的变形量来检测轴向负载，从而难以受到凸缘部件1的温度变化、温度分布的偏差所造成的影响，能够以较高精度检测出轴向负载的大小。

虽然在图1～图3中是将磁性目标物3固定于凸缘部件1、且将磁传感器4固定于支承部件2，但也可以使该磁性目标物3与磁传感器4的关系颠倒。即，如图4所示，可以将磁传感器4固定于凸缘部件1的筒部7的外径面、且将磁性目标物3固定于支承部件2的内径面。

当对凸缘部件1输入有轴向负载时，在凸缘部件1主要作用有剪切负载，在支承部件2主要作用有压缩负载。而且，磁性目标物3因作用于凸缘部件1的剪切负载而产生位移，另一方面，磁传感器4几乎不会因作用于支承部件2的压缩负载而产生位移，从而，根据该磁性目标物3与磁传感器4的相对位移能够检测出轴向负载。

对凸缘部件1输入有轴向负载时的磁性目标物3与磁传感器4的相对位置的变化量极小。例如，当对凸缘部件1输入的轴向负载的大小为30kN时，磁性目标物3与磁传感器4的相对位置的变化量在轴向上极其微小，为0.1mm左右，但是，对于上述磁式负载传感器而言，将多个永久磁铁13配置成使得相反的磁极在磁性目标物3与磁传感器4的相对位移方向上排列，且将磁传感器4配置于上述相邻的磁极的边界附近，所以，磁传感器4的输出信号相对于磁性目标物3与磁传感器4的相对位置的变化而急剧地变化，从而能够以较高精度检测出磁性目标物3与磁传感器4的相对位置的变化量。

例如，在除了上述磁性目标物3和磁传感器4之外还采用利用了基于单个线圈的磁阻变化的间隙传感器（gap sensor）的情况下，由于传感器的分辨率不足，从而无法以较高精度检测出凸缘部件1的挠曲程度的大小。因此，虽然想到了除了凸缘部件1之外还使用刚性较低的部件（即、具有若作用有负载则产生较大的变形的性质的螺旋弹簧这样的部件），但是，如若采用该方式，例如在将负载传感器组装设置于电动制动器的情况下，会产生使电动制动器的响应性受损的问题。为了消除该问题，需要复杂的位移放大机构，从而导致迟滞误差的产生、制造成本的增加。与此相对，在上述磁式负载传感器中，因为磁传感器4的输出信号相对于磁性目标物3与磁传感器4的相对位置的变化而急剧地变化，所以能够以较高精度检测出磁性目标物3与磁传感器4的相对位置的变化量。

另外，对于该磁式负载传感器而言，在凸缘部件1设置有与支承部件2的内径面对置的筒部7，在该筒部7的外径面固定有磁性目标物3，在凸缘部件1的内径面固定有磁传感器4，因此，能够容易地确保磁性目标物3与磁传感器4的径向上的相对位置的精度。

另外，对于该磁式负载传感器而言，由于利用定位销16而对凸缘部件1与支承部件2的周向上的相对位置进行固定，所以易于确保磁性目标物3与磁传感器4的周向上的相对位置的精度。

另外，对于该磁式负载传感器而言，由具有相同的线膨胀系数的材料形成凸缘部件1和支承部件2，因此，当温度上升时，凸缘部件1和支承部件2以相同的比例进行热膨胀。因此，难以产生因温度变化而造成的磁性目标物3与磁传感器4的轴向上的相对位移，使检测精度变得稳定。

若利用静电电容传感器来取代上述磁性目标物3和磁传感器4，则为了应对高温或者低温条件而需要复杂的防湿构造，因而，导致制造成本高昂。另外，为了除去电噪声，需要复杂的绝缘构造、传感器驱动电路、或者截止频率较低的低通滤波器，因此，会产生成本增加的问题。与此相对，在上述磁式负载传感器中，无需复杂的防湿构造，另外，还无需用于除去电噪声的复杂的绝缘构造。

若利用激光位移传感器而取代上述磁性目标物3和磁传感器4，则需要针对油脂类等的密封构造，并且，传感器的设置条件也受到限制。与此相对，在上述磁式负载传感器中，无需针对油脂类等的密封构造。

除了电压输出之外，磁传感器4的输出可以为电流等其他模拟输出，也可以为基于PWM占空比、串行/并行通信等规定协议的数字输出。

图5中示出了本发明的第二实施方式的磁式负载传感器。以下，对与第一实施方式对应的部分标注相同的附图标记并省略其说明。

凸缘部件1与支承部件2以嵌入的方式收纳于圆筒状的壳体20。在壳体20的一端设置有底板21，利用该底板21而对支承部件2的与凸缘部件1对置的一侧的相反侧的面进行支承。凸缘部件1对圆环板部5的外周缘进行敛缝，由此对凸缘部件1施加轴向的预压力，并且防止该凸缘部件1从壳体20脱离。若预先以该方式对凸缘部件1施加轴向的预压力，即使在负载接近零的状态下也能够稳定地检测该负载。

图6中示出了本发明的第三实施方式的磁式负载传感器。支承部件2包括：与凸缘部件1对置的圆环板部8；在圆环板部8的与凸缘部件1对置的一侧的表面的外径侧部分以隆起的方式而形成的环状的支承阶梯部9；以及在比支承阶梯部9靠外径侧的位置形成的筒状的嵌合部10。在筒状的嵌合部10的内周形成有内螺纹22，外螺纹部件23以螺纹卡合的方式与该内螺纹22卡合。外螺纹部件23形成为将凸缘部件1的负载承受部6贯穿的环状，在轴向上对凸缘部件1的外径侧部分进行紧固而施加轴向的预压力。若预先以该方式对凸缘部件1施加轴向的预压力，即使在负载接近零的状态下也能够稳定地检测该负载。

图7中示出了本发明的第四实施方式的磁式负载传感器。凸缘部件1与支承部件2收纳于圆筒状的壳体24。浸入于润滑剂的滑动轴承25被插入到壳体24，凸缘部件1和支承部件2以能够沿轴向滑动的方式而插入到该滑动轴承25内。在壳体24的下端通过螺钉紧固的方式而固定有底板26，利用该底板26对支承部件2的与凸缘部件1对置的一侧的相反侧的面进行支承。在壳体24的上端通过螺钉紧固的方式而固定有盖板27，在该盖板27与凸缘部件1之间以在轴向上被压缩的状态而组装设置有预压弹簧28。预压弹簧28将凸缘部件1的外径侧部分朝支承阶梯部9按压，由此而将凸缘部件1的位置固定。也可以使用具有引导用滚珠的直线滚珠引导件（未图示）来取代滑动轴承25。在该实施方式中，因为对凸缘部件1施加有轴向的预压力，所以，即使在负载接近零的状态下，也能够稳定地检测负载。

图8中示出了本发明的第五实施方式的磁式负载传感器。支承部件2在与凸缘部件1对置的一侧的相反侧的表面的内径侧部分具有环状突起29，支承部件2被该环状突起29支承。这样，当对凸缘部件1输入有轴向负载时，不仅在凸缘部件1产生挠曲，在支承部件2也产生挠曲，磁性目标物3和磁传感器4因这两个部件1、2的挠曲而产生相对位移，因而，能够提高负载检测的分辨率。

图9中示出了本发明的第六实施方式的磁式负载传感器。该磁式负载传感器构成为内径侧和外径侧之间的关系与第五实施方式的磁式负载传感器的内径侧和外径侧之间的关系相反。在图9中，凸缘部件1的内径侧部分被支承部件2支承。在支承部件2的外径侧部分形成有具有与凸缘部件1的外径面对置的内径面的筒部7。磁性目标物3固定于凸缘部件1的外径面，磁传感器4固定于筒部7的内径面。

而且，支承部件2在与凸缘部件1对置的一侧的相反侧的表面的外径侧部分具有环状突起29，支承部件2被该环状突起29支承。即使这样，当对凸缘部件1输入有轴向负载时，不仅在凸缘部件1会产生挠曲，在支承部件2也会产生挠曲，磁性目标物3和磁传感器4因这两个部件的挠曲而产生相对位移，从而也能够提高负载检测的分辨率。

图10中示出了本发明的第七实施方式的磁式负载传感器。在凸缘部件1的负载承受部6形成有在凸缘部件1的中心轴线L上具有中心的球面30。这样，即使当输入有相对于轴向倾斜的方向上的负载时，因为作用于凸缘部件1的负载的作用点靠近凸缘部件1的中心轴线L，凸缘部件1均匀地挠曲，所以使得负载的检测精度稳定。

图11、图12中示出了本发明的第八实施方式的磁式负载传感器。该磁式负载传感器具有多组（图中为两组）磁性目标物3和磁传感器4，该磁性目标物3和磁传感器4在以凸缘部件1的中心轴线L为中心的同一圆周上沿周向等间隔地配置。这样，如图13所示，通过预先掌握各组磁传感器4的输出信号的差量（Vs1－Vs2）与负载F的输入角度θf之间的关系，当输入了相对于轴向倾斜的方向上的负载F时，基于各个磁传感器4的输出信号的差量（Vs1－Vs2），能够推断出以轴向为基准的负载F的输入角度θf。而且，还能够基于该推断而得的输入角度θf而获知输入负载F的轴向分量的大小。

在该第八实施方式中，可以如图12所示那样与各磁传感器4对应地分别设置磁性目标物3，也可以如图14所示那样在筒部7的外周设置遍及整周地连续的环状的磁性目标物3。若采用图14所示那样的环状的磁性目标物3，则无需管理凸缘部件1与支承部件2的周向上的相对位置，从而提高了组装作业性。

图15中示出了根据磁传感器4的输出信号Vs来推断输入的轴向负载F的方法。首先，预先掌握永久磁铁13所产生的磁场B与温度T之间的关系，基于该关系而对磁传感器4的输出信号Vs进行修正（步骤S1）。接下来，基于修正后的传感器输出Vs而推断出磁传感器4与磁性目标物3的相对位移Δx（步骤S2）。其后，基于该相对位移Δx而对轴向负载F的大小进行运算（步骤S3）。这样，通过对磁性目标物3的相对于温度的磁特性进行补偿，最终能够推断出不取决于温度条件的负载。作为温度补偿的单元，例如也可以使用霍尔IC这样的具有预先温度补偿功能的磁传感器4，并根据磁传感器4的输出而推断出负载。

在上述各实施方式中，作为对凸缘部件1与支承部件2的周向上的相对位置进行固定的单元而举出定位销16为例进行了说明，但是，也可以采用图16、图17所示的键结合的方式以取代定位销。在图16、图17中，在凸缘部件1的外周形成有沿轴向延伸的键槽17，在支承部件2的嵌合部10的内周形成有沿轴向延伸的键突起18，键突起18与键槽17嵌合。键槽17和键突起18配置成在两者嵌合时使得磁性目标物3的周向位置与磁传感器4的周向位置一致。作为图16、图17所示的实施方式的变形例，也可以在凸缘部件1的外周和支承部件2的嵌合部10的内周分别形成键槽，使共用的键部件与这两个键槽嵌合。另外，除了键结合的方式之外，还能够采用锯齿结合、在轴向对置面的凹凸结合等方式。

另外，在上述各实施方式中，为了以较高精度检测出磁性目标物3与磁传感器4的相对位置的变化量，将磁铁配置成使得磁性目标物3的磁化方向与磁性目标物3和磁传感器4的相对位移方向正交，但是，也可以如图18所示那样将磁性目标物3配置成使得磁性目标物3的磁化方向与磁性目标物3和磁传感器4的相对位移方向平行、且将磁传感器4配置于该磁性目标物3的附近。

附图标记说明：

1…凸缘部件；2…支承部件；3…磁性目标物；4…磁传感器；7…筒部；13…永久磁铁；16…定位销；17…键槽；18…键突起；29…环状突起；30…球面；L…中心轴线。

Claims (14)

1.一种磁式负载传感器，其中，

所述磁式负载传感器具有：

因输入有轴向负载而产生挠曲的凸缘部件（1）；

支承所述凸缘部件（1）的支承部件（2）；

产生磁场的磁性目标物（3）；以及

检测所述磁性目标物（3）所产生的磁场的磁传感器（4），

将磁性目标物（3）和磁传感器（4）中的一方固定于所述凸缘部件（1）、且将另一方固定于所述支承部件（2），以使得所述磁性目标物（3）与磁传感器（4）因所述凸缘部件（1）的挠曲而产生相对位移，基于由所述磁传感器（4）检测出的磁场来检测所述负载的大小。

2.根据权利要求1所述的磁式负载传感器，其中，

对于所述磁性目标物（3）而言，将多个永久磁铁（13）配置为具有相反的极性的磁极在所述磁性目标物（3）与磁传感器（4）的相对位移方向上排列，其中，多个永久磁铁（13）以与所述磁性目标物（3）和磁传感器（4）的相对位移方向正交的方向作为磁化方向，在该相邻的磁极的边界附近配置所述磁传感器（4）。

3.根据权利要求1或2所述的磁式负载传感器，其中，

将所述凸缘部件（1）和支承部件（2）设为对置的一对圆环板状，利用所述支承部件（2）支承该凸缘部件（1）的外径侧部分，在该凸缘部件（1）和支承部件（2）中的一方的部件设置具有与另一方的部件的内径面对置的外径面的筒部（7），将所述磁性目标物（3）固定于该内径面和该外径面中的一方、且将所述磁传感器（4）固定于该内径面和该外径面中的另一方。

4.根据权利要求1或2所述的磁式负载传感器，其中，

将所述凸缘部件（1）和支承部件（2）设为对置的一对圆环板状，利用所述支承部件（2）支承该凸缘部件（1）的内径侧部分，在该凸缘部件（1）和支承部件（2）中的一方的部件设置具有与另一方的部件的外径面对置的内径面的筒部（7），将所述磁性目标物（3）固定于该内径面和该外径面中的一方、且将所述磁传感器（4）固定于该内径面和该外径面中的另一方。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

设置有对所述凸缘部件（1）与支承部件（2）的周向上的相对位置进行固定的定位单元（16、17、18）。

6.根据权利要求3所述的磁式负载传感器，其中，

在所述支承部件（2）的与凸缘部件（1）对置的一侧的相反侧的表面的内径侧部分设置有对支承部件（2）进行支承的环状突起（29）。

7.根据权利要求4所述的磁式负载传感器，其中，

在所述支承部件（2）的与凸缘部件（1）对置的一侧的相反侧的表面的外径侧部分设置有对支承部件（2）进行支承的环状突起。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

将所述凸缘部件（1）的输入有轴向负载的部分设为在凸缘部件（1）的中心轴线上具有中心的球面（30）。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

在以所述凸缘部件（1）的中心轴线为中心的同一圆周上沿周向等间隔地配置有多组所述磁性目标物（3）和磁传感器（4）。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

作为所述磁传感器（4）而使用霍尔IC。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

作为所述磁传感器（4）而使用磁电阻元件。

12.根据权利要求1～9中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

作为所述磁传感器（4）而使用磁阻元件。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

在所述磁性目标物（3）中使用钕磁铁。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的磁式负载传感器，其中，

由具有相同的线膨胀系数的材料形成所述凸缘部件（1）和支承部件（2）。

Images