专利名称：载荷检测装置以及使用了它的运输机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及载荷检测装置以及使用它的运输机械，更特定的说，是涉及以电磁的方式检测直接作用于磁性体的载荷的载荷检测装置以及使用了它的运输机械。
背景技术：
在专利文献1以及2中公开了这种以往技术。
在专利文献1中，公开了一种具有包括线圈和配置在该线圈的轴心上的实心棒状的磁性体而构成的检测部，由前述线圈将前述磁性体磁化，并通过将直接载荷作用于该磁性体而产生电感变化的方式检测载荷的载荷检测装置。
另外，在专利文献2中，公开了通过设置过载荷防止机构，使磁致伸缩式载荷传感器可以不受到过载荷而正确地检测载荷的载荷检测装置。
专利文献1特开平11-241955号公报专利文献2特开2001-281074号公报但是，在这些以往技术中，存在着不能无同轴偏移或倾斜地沿着轴方向向磁致伸缩传感器传递载荷的情况，在该情况下，相对于输入载荷的输出电压就会变得不稳定。
发明内容
因而，本发明的主要目的在于，提供一种可以使相对于输入载荷的输出电压稳定的载荷检测装置以及使用了它的运输机械。
根据该发明的某个观点，提供一种载荷检测装置，其具备包括中空状的外壳，收纳在外壳内的线圈，和配置于线圈的轴心、并且在通过流过线圈的电流而被磁化的同时在端部承受载荷的棒状的磁性体的磁致伸缩传感器；具有用于向磁性体的端部施加载荷的接触面并且于磁性体配置在同轴上的销；以及用于抑制销的相对于磁性体的位置偏移的位置偏移抑制装置。
在该发明中，可以通过位置偏移抑制装置抑制相对于磁性体的销的同轴偏移或倾斜，使相对于输入载荷的输出电压稳定。
优选地，位置偏移抑制装置是将磁致伸缩传感器以及销以彼此相向的方式嵌入的筒状部件。通过将磁致伸缩传感器以及销以彼此相对的方式嵌入到1个筒状部件内，可以固定磁致伸缩传感器和销的位置关系。因而，可以简单地抑制相对于磁性体的销的同轴偏移或倾斜，并可对磁性体沿着轴方向传递载荷。
另外优选地，筒状部件在磁致伸缩传感器侧内侧面以及销侧内侧面的至少任意一方上具有向轴方向延伸的1个或其以上的肋。通过在筒状部件的内侧面上形成向轴方向延伸的1个或其以上的肋，可以将磁致伸缩传感器和销无松动地稳定保持在筒状部件内，并可以简单地抑制相对于磁性体的销的同轴偏移或倾斜。特别是，在筒状部件为树脂制时有效。
进一步优选地，肋是以在将磁致伸缩传感器或销嵌入筒状部件时能够向扩径方向变位的方式设置的。这种情况下，即使将销嵌入筒状部件并且肋和销相接触，也可以抑制肋自身磨损的情况。另外，即便将磁致伸缩传感器嵌入筒状部件并且肋和磁致伸缩传感器接触，也可以不给磁致伸缩传感器自身的阻抗带来影响地使磁致伸缩传感器的特性稳定。
优选地，位置偏移抑制装置具备在销中与接触面相反的一侧的面以沿着轴方向延伸的方式设置的套环(カラ一)；以及用于将销和套环一体化的固定装置。在销中与和磁性体接触的面相反的一侧的面以沿着轴方向延伸的方式设置套环，并通过固定装置将销和套环一体化。由此，可以将对磁性体施加载荷的销基本上沿着轴方向延长，并可以使销偏移或倾斜时的支点位置远离销和磁性体的接触部。因而，可以简单地抑制相对于磁性体的销的同轴偏移或倾斜，并可以对磁性体沿着轴方向传递载荷。
另外优选地，位置偏移抑制装置，是在销侧将外壳沿着轴方向且呈筒状地延长而形成并且将销嵌入的延长部。通过将销嵌入磁致伸缩传感器的外壳的延长部，从而能够不增加零部件个数而简单地抑制相对于磁性体的销的同轴偏移或倾斜，并可对磁性体沿着轴方向传递载荷。
进一步优选地，位置偏移抑制装置，包括在磁性体中与销的接触面上设置的圆锥状的凹部，和在销中与磁性体的接触面上设置的、可嵌合到凹部内的半球状的凸部。在这种情况下，只要将销的半球状的凸部嵌合到磁性体的圆锥状的凹部内便可简单地抑制同轴偏移或倾斜。
优选地，位置偏移抑制装置，通过将磁性体中与销的接触面形成为平坦状、并将销中与磁性体的接触面形成为球面状而构成。在这种情况下，通过使销的球面状的接触面接触到磁性体的平面状的接触面上，而不是成为倾斜载荷的磁性体的外形角部上，从而可以对磁性体的平面状的接触面沿着轴方向施加载荷。
另外，也可以构成具备多个包括磁致伸缩传感器、销以及位置偏移抑制装置的载荷检测单元的载荷检测装置。
该发明很适合用于运输机械，特别是，滑行艇和自行车。
该发明的上述的目的以及其他的目的、特征、布局以及优点，根据与附图相关地进行的以下的实施例的详细的说明即可更加明了。
图1是表示该发明的一个实施方式的载荷检测装置的剖面图解图。
图2是表示图1的载荷检测装置的电气构成的框图。
图3A是表示该发明的其他的实施方式的剖面图解图，图3B是图3A所示的轴承环等的Z-Z剖面图解图。
图4是表示该发明的其他的实施方式的剖面图解图。
图5是表示该发明的进一步的其他的实施方式的剖面图解图。
图6是表示图5的实施方式的主要部分的图解图。
图7是表示该发明的其他的实施方式的剖面图解图。
图8是表示图7所示的实施方式的主要部分的图解图。
图9是表示比较例的剖面图解图。
图10是表示实验结果的表。
图11是表示轴承环的变形例的平面图。
图12是图11所示的轴承环的C-C剖面图。
图13的左半部分是图11所示的轴承环的D-D剖面图，右半部分是其正图解图。
图14是图13所示的轴承环的E-E剖面图。
图15是图13所示的轴承环的F-F剖面图。
图16是表示适用了该发明的滑行艇的平面图解图。
图17是表示图16所示的滑行艇的电气构成的框图。
图18是表示适用于图16的滑行艇的载荷检测装置附近的图解图。
图19是表示适用了该发明的电动自行车的图解图。
图20是表示适用于图19所示的电动自行车的载荷检测装置附近的图解图。
具体实施例方式
下面，参照
该发明的实施方式。
参照图1，该发明的一个实施方式的载荷检测装置10，包括箱体单元12和安装在该箱体单元12的两端部上的2个力限制器(フオ一スリミツト)14。
箱体单元12，包括在身前一侧没有壁面的箱形的箱体外壳16。在箱体外壳16内的中央部收容有由螺丝18固定的电子电路基板20。
在箱体外壳16内的两端部分别收容有磁致伸缩传感器22。各磁致伸缩传感器22，包括中空筒状的外壳24、收纳在外壳24内的绕线管(ボビン)26、缠绕在绕线管26上的线圈28、配置在线圈28的轴心并且在通过流经线圈28的电流而被磁化的同时在端部承受载荷的棒状的磁性体30、用于密封外壳24和线圈28之间的O形环32。构成磁致伸缩传感器22的线圈28的漆包线等导线34从外壳24引出，由收缩管36束拢然后被焊接在电子电路基板20的规定的端子上。
在这样的箱体单元12的两端部，在与磁致伸缩传感器22相对应的位置上配置力限制器14。
力限制器14，是当从外部施加的载荷达到规定值或其以上时就抑制载荷并传递给磁致伸缩传感器22，以防止磁致伸缩传感器22的破损的装置。力限制器14，包括沿着轴方向贯通的中空状的力限制器外壳38。在力限制器外壳38内，嵌入有在外周面上安装着O形环40以及防松垫圈42的单元44。
单元44包括承受来自于外部的载荷的按钮46。按钮46以其一端面从力限制器外壳38露出的方式配置，在按钮46的外周面上安装有轴承48，并且在按钮46的另一端面上通过螺栓56一体地装配有套环50、9片锥形垫圈52以及平垫圈54。在单元44的螺栓56的头部覆盖着销58。
在以这种方式形成的力限制器14中，当在按钮46上附加载荷时，按钮46被按压，力按照套环50的水平部、锥形垫圈52、平垫圈54、销58的顺序传递。当在按钮46上施加某个程度(例如数百N(牛顿))的力时，螺栓56便从平垫圈54离开，而由锥形垫圈52吸收冲击力。当进一步施加规定或其以上的力时，虽然按钮46下降，但当其下降距离达到X、按钮46的上面和力限制器外壳38的上面成为一个平面时，便不会再进一步下降，就会对载荷加以限制。通过以这种方式构成，从而相对于冲击力和过载荷而对磁致伸缩传感器22进行保护，防止磁致伸缩传感器22的破损。
载荷检测装置10还包括轴承环60。轴承环60，被形成为中空大致圆筒状，具有2个支承收容部62及64。以磁致伸缩传感器22和销58彼此相对并且磁性体30和销58被配置在同轴上的方式，在支承收容部62内嵌入磁致伸缩传感器22并且在支承收容部64内嵌入销58。在支承收容部62的内面和磁致伸缩传感器22之间填充密封部件66。将轴承环60的支承收容部62侧筒状部以及支承收容部64侧筒状部分别无松动地嵌入箱体外壳16以及力限制器外壳38内。
这样一来，以磁性体30、单元44、和销58位于同轴上的方式定位的箱体单元12和力限制器14，夹着O形环68以及平板70而被用4根螺栓72装配在一起，在箱体单元12的两侧分别构成包括磁致伸缩传感器22、销58以及轴承环60的载荷检测单元73。
另外，在电子电路基板20上构成如图2所示的电路。即，将交流发送电路74连接在2个磁致伸缩传感器22上，在磁致伸缩传感器22的线圈28中流过规定的交流电流。在一方的磁致伸缩传感器22上连接有可变电阻器76，在另一方的磁致伸缩传感器22上连接有桥接(ブリツジ)固定电阻器78。2个磁致伸缩传感器22的输出电压的差在通过交流差动放大电路80放大后，再通过全波整流电路82整流，进而，通过低通滤波器84抽出低频波成分，从端子88输出由直流放大电路86放大后的信号电压。这样，从端子88输出与通过载荷检测装置10检测到的载荷相对应的信号电压。
根据载荷检测装置10，通过将磁致伸缩传感器22和销58没有间隙地嵌入筒状的1个轴承环60内，可以使磁性体30和销58的位置关系稳定。因而，可以简单地抑制相对于磁性体30的销58的同轴偏移和倾斜，并可以对磁性体30沿其轴方向施加载荷，可以使相对于输入载荷的输出电压稳定。另外，可以提高载荷检测装置10的合格率。
接着，参照图3A以及图3B，对该发明的其他的实施方式的载荷检测装置10a进行说明。
载荷检测装置10a，包括箱体单元12和安装在该箱体单元12的两端部的2个力限制器14a，但由于2个力限制器14a具有相同构成，因此在图3A中只图示一方来进行说明。对于后述载荷检测装置10b～10d也是同样的。
在载荷检测装置10a的力限制器14a上，在套环50a内嵌有平垫圈54以及9片锥形垫圈52，将该状态的套环50a的前端部沿着轴向嵌入销58a。这样一来，可以预先提高相对于销58的套环50a的同轴度·垂直度的精度，进而再通过作为固定装置的螺栓56a将套环50a一体地装配在销58a上，形成单元44a。在销58a的外周面上预先安装轴承48。并且，将构成单元44a的螺栓56a的头部嵌入按钮46a中。
载荷检测装置10a的轴承环60a，被形成为中空大致圆筒状，具有2个支承收容部62a以及64a，进而在支承收容部64a内形成有一对肋65。一对肋65，分别被形成为大致长方形状，以相互平行的方式设置，并作为销58a的止转部件而起作用。并且，以磁致伸缩传感器22和销58a彼此相对并且磁性体30和销58a被配置在同轴上的方式，将磁致伸缩传感器22嵌入支承收容部62a并且将销58a嵌入支承收容部64a。在该实施方式中，将销58a的外周面的一部分嵌合在一对肋65之间，阻止销58a的旋转。另外，将销58a外周面中和肋65相接触的部分形成为平面状。在支承收容部62a的内面和磁致伸缩传感器22之间介设密封部件66。将轴承环60a的支承收容部62a侧筒状部以及支承收容部64a侧筒状部分别无松动地嵌入箱体外壳16以及力限制器外壳38a内。
对于其他的结构，由于与图1所示的载荷检测装置10相同，因此标以与载荷检测装置10相同标号或类似标号(在标号的末尾附加“a”)而省略其重复的说明。
这样，通过形成将安装有平垫圈54以及锥形垫圈52的套环50a嵌入销58a并用螺栓56a紧固而被一体化的单元44a，可以使向磁性体30施加载荷的部件以包括销58a、套环50a以及螺栓56a的方式构成，并可以将销基本上沿着轴方向延长。并且，通过将这样的单元44a的螺栓56a的头部嵌入按钮46a，可以将按钮46a和力限制器外壳38a的接触部A1作为销58a偏移或倾斜时的支点位置，可将从磁性体30和销58a的接触部B1到支点位置A1的距离延长为比图9所示的比较例的情况(参照支点位置A2、接触部B2)还要长。
根据载荷检测装置10a，可以延长从接触部B1到支点位置A1的距离，因此可以简单地抑制相对于磁性体30的销58a的同轴偏移或倾斜，可以对磁性体30在其轴方向上施加载荷，可以使相对于输入载荷的输出电压稳定。另外，可提高载荷检测装置10的合格率。
进而，参照图4，对该发明的其他的实施方式的载荷检测装置10b进行说明。
在载荷检测装置10b中，将磁致伸缩传感器22b的外壳24b沿轴向且筒状地延长而在销58b侧形成延长部23，将销58b嵌入延长部23内。对于其他的结构，由于与图1所示的载荷检测装置10相同，因此标以与载荷检测装置10相同标号或类似标号(在标号的末尾附加“b”)而省略其重复的说明。
根据载荷检测装置10b，通过将销58b没有间隙地嵌入外壳24b的延长部23内，可以不必使用轴承环而简单地抑制相对于磁性体30的销58b的同轴偏移或倾斜，可以对磁性体30在其轴方向上施加载荷，可以使相对于输入载荷的输出电压稳定。另外，可提高载荷检测装置10b的合格率。
进而，参照图5以及图6，对该发明的其他的实施方式的载荷检测装置10c进行说明。
在载荷检测装置10c中，如图6所示，在磁性体30c中与销58c的接触面上形成圆锥状的凹部90，在销58c中与磁性体30c的接触面上形成可与凹部90嵌合的半球状的凸部92。另外，将力限制器外壳38c形成为沿着轴方向贯通的中空大致筒状，在该1个力限制器外壳38c内收容按钮46c、销58c以及磁致伸缩传感器22c。对于其他的构成，由于只要参照图1所示的载荷检测装置10即可很容易地理解，因此标以与载荷检测装置10相同的标号或类似的标号(在标号的末尾附加“c”)而省略其重复的说明。
根据载荷检测装置10c，只要将销58c的半球状的凸部92嵌合到磁性体30c的圆锥状的凹部90内，便可以简单地抑制相对于磁性体30c的销58c的同轴偏移或倾斜。另外，通过在1个力限制器外壳38c内收容按钮46c、销58c以及磁致伸缩传感器22c等的力的传递机构，可抑制同轴偏移或倾斜。因而，可以对磁性体30在其轴方向上施加载荷，并可以使相对于输入载荷的输出电压稳定。另外，还可以提高载荷检测装置10c的合格率。
另外，参照图7以及图8，对该发明的其他的实施方式的载荷检测装置10d进行说明。
在载荷检测装置10d中，如图8所示，将磁性体30中与销58d的接触面94形成为平坦状，将销58d中与磁性体30的接触面96形成为球面状。对于其他的构成，由于与图1所示的载荷检测装置10相同，因此通过标以与载荷检测装置10相同的标号或相类似的标号(在标号的末尾附加“d”)而省略其重复的说明。
根据载荷检测装置10d，即便对磁性体30是从倾斜方向施加载荷，载荷也不会施加在磁性体30的角部98上而是施加在平坦的接触面94上。因而，可抑制同轴偏移及倾斜，可以对磁性体30在其轴方向上施加载荷，并可使相对于输入载荷的输出电压稳定。另外，可以提高载荷检测装置10d的合格率。
接着，对实验例进行说明。
在该实验例中，对上述实施方式的载荷检测装置10、10a、10d和作为比较例的图9所示的载荷检测装置1，求取相对于载荷的电压值的再现性，得到如图10所示的实验结果。
图9所示的载荷检测装置1，没有使用图1所示的载荷检测装置10所包括的筒状的轴承环，当向磁性体30施加载荷的部件(包括销2)产生偏移或倾斜时的支点位置A2，靠近磁性体30和销2的接触部B2，且磁性体30以及销2的接触面都被形成为平坦状。
作为实验条件，在室温25℃下施加500N的载荷，通过自动绘图仪(autograph)(压缩·拉伸·弯曲试验机岛津制作所社制、型号AG-1 5KN)测定相对于载荷的电压值。将该处理重复10次，根据测定的电压值分别对载荷检测装置10、10a、10d以及1，求出无偏方差(unbiasedvariance)以及无偏方差比(％)。
如从图10所示的实验结果所能了解的那样，在载荷检测装置10、10a以及10d的情况下，可以看出任何一个与作为比较例的载荷检测装置1相比，都是无偏方差小无偏方差比大，并且电压值的再现性良好。
另外，代替在图1所示的载荷检测装置10中所使用的轴承环60，也可以使用图11～图13所示的轴承环100。
在轴承环100上，在磁致伸缩传感器22侧的支承收容部102的内周面104上等间隔地(在该实施方式中是120度间隔)形成有沿着轴方向延伸的3个肋106，同样地，在销58侧的支承收容部108的内侧面110上等间隔地(在该实施方式中是120度间隔)形成有沿着轴方向延伸的3个肋112。
肋106的剖面形状例如以如图14所示的方式形成，在各肋106的附近形成与肋106同样地沿着轴方向延伸的剖面大致为半圆状的槽114。在将磁致伸缩传感器22嵌合到支承收容部102内时，肋106可以通过槽114向扩径方向(用箭头Y表示的直径方向外侧)变位。
同样地，肋112的剖面形状例如也以图15所示的方式形成，在各肋112的附近形成与肋112同样地沿着轴方向延伸的剖面大致为半圆状的槽116。在将销58嵌合到支承收容部108内时，肋112可以通过槽116向扩径方向(用箭头Y表示的直径方向外侧)变位。
通过这样在轴承环100的内侧面上形成向轴方向延伸的多个肋106、112，可以将磁致伸缩传感器22和销58无松动地稳定地保持在轴承环100内，并可以简单地抑制相对于磁性体30的销58的同轴偏移或倾斜。
另外，通过将肋106、112以可以向扩径方向变位的方式设置，即使将销58嵌入轴承环100并且肋112和销58接触，也可以抑制肋112自身的磨损。另外，即便将磁致伸缩传感器22嵌入轴承环100并且肋106与磁致伸缩传感器22接触，也可以不给磁致伸缩传感器22自身的阻抗造成影响地使磁致伸缩传感器22的特性稳定。
特别是，肋106以及112在轴承环100为树脂制的时候非常有效。
另外，载荷检测装置10可以很好地使用于如图16所示的滑行艇上。
参照图16以及图17，滑行艇200包括船身202。在船身202的上部的甲板204上，设有驾船者跨坐的座位206，在座位206的左右设有用于驾船者放置双脚的踏板208。在座位206的前方设有驾船者所把持的操纵把210，在船身202内搭载有喷水式推进装置212。
喷水式推进装置212，如众所周知那样，包括发动机214和喷射泵216而构成，通过借助发动机214的动力将水从船身202的底部抽上来，并从设在喷射泵216的后端部的喷嘴导流装置(ノズルデイフレクタ一)218使其向后方喷出，从而获得推力。喷嘴导流装置218，被以自如地向左右方向摆动的方式支撑在喷射泵216的后端部，并经由图未示的推拉钢缆(プツシユ·プルワイヤ)以及转向摇臂连结在操纵把210的下端部。
发动机214，是被连接在其轴方向是船身202的前后方向地配置的曲轴220上的多气缸发动机，在船身202的右侧连接有吸气装置222，同时在船身202的左侧连接有图未示的排气装置。吸气装置222，与发动机214的各气缸相对应地包括多个化油器，从各化油器向对应的气缸提供燃料。各化油器包括节流阀224。
各节流阀224以互相连动的方式连结在一起，节流阀224中位于最靠近船身前侧的节流阀，经由节流线缆228而连接在操纵把210的节流手柄226上。通过操作节流手柄226，将所有的节流阀224连动地开闭。另外，各节流阀224，被图未示的复位用弹簧向关闭方向加载。
另外，在发动机214上，设有用于检测曲轴220的转速的发动机转速传感器230。发动机转速传感器230，向控制器232发送用于测定发动机转速的信号。
操纵把210，包括驾船者所把持的把手234、安装在把手234的中央部的转向轴236、使转向轴236贯通从而旋转自如地支撑它的转向轴承238、和用于将转向轴承238固定在甲板204上的安装用板240。在安装用板240上装设着载荷检测装置10，在以覆盖把手234以及转向轴236的方式设置并且与把手234同时旋转的把罩242的两侧，分别安装有用于推压载荷检测装置10的按钮46的臂244。
在转向轴236的下端部，经由图未示的转向臂连接操纵用的推拉钢缆。通过使把手234左右转动，转向臂向同一方向转动，通过推拉钢缆使喷嘴导流装置218向左方或右方摆动。
另外，节流线缆228包括外部管228a和内部线228b，将节流线缆228穿插到转向轴236内，将外部管228a连接在节流操作用伺服马达246的臂248上，将内部线228b连接在节流阀224上。通过使伺服马达246的臂248摆动，可以经由内部线228b来开闭节流阀224。
伺服马达246，以通过减速器252来将马达250的旋转减速然后传递给臂248的方式构成，并通过反馈控制来驱动。该反馈控制，是通过如下所述而进行的，即，由设在臂248上的反馈电位计254检测臂248的实际的摆动角度，驱动马达250直到由操纵辅助装置另外设定的臂248的目标角度和该实际的摆动角度相一致，由此而进行该反馈控制。
操纵辅助装置是用于提高低速行驶时的操纵性的装置，由连接在载荷检测装置10以及发动机转速传感器230上的控制器232、和控制器232控制的节流操作用伺服马达246等构成，并由蓄电池256供电。
从载荷检测装置10向控制器232提供表示载荷的信号电压，当该信号电压所表示的载荷达到规定的载荷或其以上时，向伺服马达246输出应该使臂248摆动的信号。该规定载荷，被设定为在将把手234转动到极限的状态下(最大舵角时)、当进一步向把手234施加比通常的操纵时还大的力时由载荷检测装置10检测到的载荷。
根据该操纵辅助装置，通过在滑行艇200低速航行的状态下将操纵把210转动到极限，并进一步施加比通常还大的力，从而就会由控制器232来进行操纵控制。
由控制器232进行的操纵控制，通过与由载荷检测装置10检测到载荷相对应地设定伺服马达246的臂248的目标角度，并以臂248的角度达到该目标角度的方式来反馈控制伺服马达246而进行。即，根据该操纵控制，以与来自于载荷检测装置10的输出(相当于驾船者施加给操纵把210的力)的大小相对应的开度打开节流阀224，控制发动机214的输出。另外，目标角度，将臂248以经由节流线228使节流阀224的开度增大的方式转动的方向设为正(+)。
在这样的滑行艇200中，如图18所示，对于载荷检测装置10的按钮46，通过臂244旋转而接触在按钮46上从而施加手把载荷。因此，严密地说虽然对按钮46沿着轴方向施加载荷较困难，但由于根据载荷检测装置10，可抑制同轴偏移或倾斜，因此在滑行艇200中也可以正确地检测载荷。
进而，该发明也可以很好地使用于自行车。
参照图19，对将该发明的载荷检测装置适用于电动自行车300的情况进行说明。
电动自行车300，包括手把302、前轮304、下管306、座管308、车座(鞍座)310、后轮312以及链轮314，在车身的大致中央下部设有动力单元316。
动力单元316，同时具有由人力实现的驱动系统和由电动马达318实现的辅助动力系统，将骑车人的人力和辅助动力合成输出。在动力单元316上，旋转自如地连接着曲轴320，在曲轴320的左右安装有曲柄322，在各曲柄322的端部上旋转自如地轴支撑着脚踏板324。另外，在动力单元316上，设有用于与由人力输入到曲轴320上的力矩的大小相对应地控制电动马达318的输出(辅助动力)的控制器326。
另外，在车座310的下方，且在座管308和后轮312围着的空间内，可装卸地装设有蓄电池箱328，在蓄电池箱328内收纳有由收缩包装(シユリンクパツク)的多个单电池构成的图未示的Ni-Cd蓄电池。
当骑车人蹬动脚踏板324而旋转驱动曲轴320时，输入到曲轴320上的力矩被图20所示的载荷检测装置10e检测出，控制器326根据所检测出的力矩控制电动马达318的输出(辅助动力)。因而，从动力单元316输出的人力和与之成比例的辅助动力的合力经由图未示的链条被传递给链轮314，链轮314和后轮312被旋转驱动，电动自行车300借助人力和与之成比例的辅助动力而行驶。
参照图20，动力单元316包括箱体330，在箱体330内收纳有连接在曲轴320上的臂332以及载荷检测装置10e。另外，臂332经由行星齿轮机构的图未示的环形齿轮而与滚子334连接。滚子334与载荷检测装置10e的按钮46触接。载荷检测装置10e由与图1所示的载荷检测装置10的一方的载荷检测单元73相当的部分构成。
在这样的电动自行车300中，在行星齿轮机构的环形齿轮上产生与从曲轴320传递来的力矩成比例的反作用力，该反作用力经由滚子334作用在载荷检测装置10e的按钮46上。由该压缩载荷产生的线圈28的电压变化作为检测信号而被提供给控制器326，控制器326根据所输入的检测信号计算出力矩的大小，并按照该力矩控制电动马达318的输出(辅助动力)。
在这样的电动自行车300中，由于通过臂332的旋转来对载荷检测装置10e的按钮46施加载荷，因此严密地说虽然对按钮46在轴方向上施加载荷比较困难，但通过使用载荷检测装置10e就能够在轴方向上施加载荷，能够正确地检测力矩。
另外，显然在滑行艇200上也可以适用其他的实施方式的载荷检测装置10a～10d，在电动自行车300上也可以适用载荷检测单元73a～73d。
另外，该发明也可以适用于滑行艇和电动自行车以外的任意的运输机械。
虽然详细地说明并图示该发明，但很明显这仅是作为简单的图解以及一个例子而使用的，不应该理解成是限定的，该发明的构思以及范围仅由附加的权利要求的内容来限定。
权利要求
1.一种载荷检测装置，其具备磁致伸缩传感器，该磁致伸缩传感器包括中空状的外壳，收纳在前述外壳内的线圈，和配置在前述线圈的轴心、并且通过流过前述线圈的电流而被磁化、同时在端部承受载荷的棒状的磁性体；销，该销具有用于向前述磁性体的端部施加载荷的接触面并且与前述磁性体配置在同轴上；以及位置偏移抑制装置，该位置偏移抑制装置用于抑制相对于前述磁性体的前述销的位置偏移。
2.如权利要求1所述的载荷检测装置，其中，前述位置偏移抑制装置，是将前述磁致伸缩传感器以及前述销彼此相面对地嵌入的筒状部件。
3.如权利要求2所述的载荷检测装置，其中，前述筒状部件，在前述磁致伸缩传感器侧内侧面以及前述销侧内侧面的至少任意一方上具有向轴方向延伸的1个或其以上的肋。
4.如权利要求3所述的载荷检测装置，其中，前述肋，以在将前述磁致伸缩传感器或前述销嵌入前述筒状部件时能够向扩径方向变位的方式设置。
5.如权利要求1所述的载荷检测装置，其中，前述位置偏移抑制装置，包括在前述销中与前述接触面相反的一侧的面上以沿着轴方向延伸的方式设置的套环，以及用于将前述销和前述套环一体化的固定装置。
6.如权利要求1所述的载荷检测装置，其中，前述位置偏移抑制装置，是使前述外壳在前述销侧沿轴方向且呈筒状地延长而形成并且将前述销嵌入的延长部。
7.如权利要求1所述的载荷检测装置，其中，前述位置偏移抑制装置，包括设在前述磁性体中与前述销的接触面上的圆锥状的凹部，和设在前述销中与前述磁性体的接触面上、可嵌合到前述凹部内的半球状的凸部。
8.如权利要求1所述的载荷检测装置，其中，前述位置偏移抑制装置，通过将前述磁性体中与前述销的接触面形成为平坦状，并将前述销中与前述磁性体的接触面形成为球面状而构成。
9.如权利要求1至8的任意一项所述的载荷检测装置，其具备多个包括前述磁致伸缩传感器、前述销以及前述位置偏移抑制装置的载荷检测单元。
10.一种运输机械，其包括权利要求1至8中任意一项所述的载荷检测装置。
11.一种滑行艇，其包括权利要求1至8中任意一项所述的载荷检测装置。
12.一种自行车，其包括权利要求1至8中任意一项所述的载荷检测装置。
全文摘要
提供一种可以稳定相对于输入载荷的输出电压的载荷检测装置以及一种使用了它的运输机械。载荷检测装置10包括磁致伸缩传感器22。磁致伸缩传感器22，包括中空状的外壳24、收纳在外壳24内的线圈28、和配置在线圈28的轴心并且在通过流过线圈28的电流而被磁化的同时在端部承受载荷的棒状的磁性体30。进而，载荷检测装置10具备具有用于向磁性体30的端部施加载荷的接触面并且与磁性体30配置在同轴上的销58，以及用于抑制相对于磁性体30的销58的位置偏移的轴承环60。将磁致伸缩传感器22以及销58以彼此相对的方式嵌入轴承环60。载荷检测装置10可很好地使用于滑行艇200。
文档编号G01L1/12GK1707082SQ200510074988
公开日2005年12月14日 申请日期2005年6月7日 优先权日2004年6月7日
发明者原田佳典, 水野裕, 小柳智义, 金子义之 申请人:雅马哈发动机株式会社, 雅马哈海洋动力株式会社