(57)【要約】【課題】過大な振動や衝撃の影響を受けにくく、信頼性の高い磁歪式荷重センサおよびそのような磁歪式荷重センサを備えた移動体を提供する。【解決手段】本発明による磁歪式荷重センサは、貫通孔を有するコイルＡと、貫通孔に挿入された荷重検出部材Ｂと、コイルＡを覆うように互いに結合され、コイルＡに流れる電流により発生した磁束が通過する磁気回路を形成する第１および第２の磁気回路形成部材Ｃ１およびＣ２と、コイルＡ、荷重検出部材Ｂおよび第１、第２の磁気回路形成部材Ｃ１、Ｃ２を収容するハウジングＥとを備える。第１および第２の磁気回路形成部材Ｃ１およびＣ２のそれぞれは、磁気回路を形成する第１の部分Ｃ１ａ、Ｃ２ａと、第１の部分Ｃ１ａ、Ｃ２ａから磁気回路よりも外側に延びるように設けられた第２の部分Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂとを有する。ハウジングＥは、第１および第２の磁気回路形成部材Ｃ１およびＣ２の第２の部分Ｃ１ｂおよびＣ２ｂを一体に保持固定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するコイルと、
前記貫通孔に挿入された荷重検出部材と、
前記コイルを覆うように互いに結合され、前記コイルに流れる電流により発生した磁束が通過する磁気回路を形成する第１および第２の磁気回路形成部材と、
前記コイル、前記荷重検出部材および前記第１、第２の磁気回路形成部材を収容するハウジングと、を備え、
前記第１および第２の磁気回路形成部材のそれぞれは、磁気回路を形成する第１の部分と、前記第１の部分から磁気回路よりも外側に延びるように設けられた第２の部分とを有し、
前記ハウジングは、前記第１および第２の磁気回路形成部材の前記第２の部分を一体に保持固定する、磁歪式荷重センサ。
【請求項２】
前記コイルは、ボビンと、前記ボビンに巻回された導線とを含み、
前記第１および第２の磁気回路形成部材の一方の前記第１の部分は、前記コイルから引き出された前記導線が通される導線取り出し孔を有する請求項１に記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項３】
前記一方の磁気回路形成部材の前記第２の部分は、前記貫通孔の中心軸方向において前記導線取り出し孔と重なる位置に設けられている請求項２に記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項４】
前記一方の磁気回路形成部材の前記第２の部分の、前記貫通孔の中心軸方向から見たときの外周は、前記一方の磁気回路形成部材の前記第１の部分の外周に接する部分を含む請求項２または３に記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項５】
前記第２の部分の前記外周は、前記導線取り出し孔の接線に沿った直線状の部分を含む請求項４に記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項６】
前記第２の部分の前記外周の前記直線状の部分の幅は、前記導線取り出し孔の幅よりも大きい請求項５に記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項７】
前記一方の磁気回路形成部材の前記第２の部分は、前記導線取り出し孔近傍に形成された切り欠き部を有し、前記切欠き部の幅は、前記導線取り出し孔の幅よりも大きい請求項２から６のいずれかに記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項８】
前記導線取り出し孔は、前記第１の部分の一端から連続するスリット状である請求項２から７のいずれかに記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項９】
前記貫通孔の中心軸方向から見た前記第２の部分の形状は、前記貫通孔の中心および前記導線取り出し孔の中心を通る直線に対して線対称である請求項２から８のいずれかに記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項１０】
前記貫通孔の中心軸方向から見た前記第２の部分の形状は、回転対称性を有する請求項２から９のいずれかに記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項１１】
前記第１および第２の磁気回路形成部材の一方の前記第２の部分と前記ハウジングとの間に設けられた弾性部材をさらに備える、請求項１から１０のいずれかに記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項１２】
前記第１および第２の磁気回路形成部材は、圧入、接着またはねじ込みによって互いに結合されている請求項１から１１のいずれかに記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項１３】
前記ハウジングによる前記第２の部分の固定方向と、前記圧入、接着またはねじ込みによる前記第１および第２の磁気回路形成部材の結合方向とが略同じである請求項１２に記載の磁歪式荷重センサ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の磁歪式荷重センサを備えた移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪効果を用いて荷重を電磁気的に検出する磁歪式荷重センサおよびそれを備えた移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車や水上バイク、電動自転車等の各種移動体に用いられる荷重センサには小型化が要求される。小型の荷重センサとして、磁歪式荷重センサが実用化されている。磁歪式荷重センサは、荷重が加えられる部材の磁気特性の変化を電圧の変化に変換し、その電圧の変化に基づいて荷重を検出する。
【０００３】
磁歪式荷重センサは、例えば特許文献１、２および３に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、パワーアシストクラッチシステム用の磁歪式荷重センサが開示されている。図２１に、特許文献１の磁歪式荷重センサ１１００を示す。磁歪式荷重センサ１１００は、荷重受け部１１２０、コイル１１１０およびケース１１３０を備えている。
【０００５】
荷重受け部１１２０は、磁性材料から形成されており、棒状の形状を有する。荷重受け部１１２０は、コイル１１１０の貫通孔に挿入されている。ケース１１３０は、磁性材料から形成されており、荷重受け部１１２０およびコイル１１１０を収容する。
【０００６】
荷重受け部１１２０の一端部は、ケース１１３０の一端部に形成された開口部から突出しており、押圧部材１１５５に当接している。荷重受け部１１２０の他端部は、ケース１１３０の他端部によって係止されている。
【０００７】
ケース１１３０の他端面は、ホルダ１１５２の表面に当接している。ホルダ１１５２の裏面には、ばね１１５３の一端が当接している。ばね１１５３の他端は、固定部１１５４によって固定されている。このばね１１５３により、荷重受け部１１２０にはホルダ１１５２を介して所定の大きさの予荷重（プリロード）が加えられている。
【０００８】
磁歪式荷重センサ１１００、押圧部材１１５５、ホルダ１１５２、ばね１１５３および固定部１１５４は、センサユニットカバー１１５１内に収容されている。ホルダ１１５２は、センサユニットカバー１１５１内で回動可能に設けられている。
【０００９】
また、ホルダ１１５２には、センサユニットカバー１１５１および押圧部材１１５５を貫通するワイヤ１１４１が挿通されており、ホルダ１１５２の裏面側でワイヤ１１４１の端部１１４１ａが固定されている。
【００１０】
磁歪式荷重センサ１１００を含むセンサ部１１６０は、クラッチレバーに内蔵される。クラッチレバーの操作により、ワイヤ１１４１が引っ張られ、ホルダ１１５２が回動中心Ｑを軸として回動する。これにより、磁歪式荷重センサ１１００の荷重受け部１１２０が押圧部材１１５５によって押圧される。その結果、磁歪式荷重センサ１１００に加わる荷重値が変化する。この荷重値の変化に伴うインピーダンス変化が、信号検出部（不図示）で検出される。
【００１１】
荷重受け部１１００はコイル１１１０を流れる電流によって磁化されているので、荷重受け部１１２０に押圧荷重が加わると、逆磁歪効果が生じて透磁率が変化し、それによってコイル１１１０のインダクタンスを含む回路の交流抵抗（インピーダンス）が変化する。このインピーダンス変化に伴うコイル１１１０両端の電圧変化を信号検出部で測定することにより、荷重を電磁気的に検出することができる。
【００１２】
図２２に、特許文献２の磁歪式荷重センサ１２００を示す。
【００１３】
磁歪式荷重センサ１２００は、不図示のコイル、検出ロッド１２２０およびケース１２３０から構成されるセンサユニットＳＵを備える。センサユニットＳＵは、ホルダ１２５０内に上下移動可能に設けられており、バネ１２１３によって上方に付勢されている。
【００１４】
センサユニットＳＵのコイルに電流を流すことによって検出ロッド１２２０は磁化される。この状態で、押し板１２１４からセンサユニットＳＵの検出ロッド１２２０に外部荷重が作用すると、検出ロッド１２２０には圧縮力が作用する。検出ロッド１２２０に圧縮力が作用すると、逆磁歪効果によって検出ロッド１２２０の透磁率が変化して磁気特性が変化するため、この磁気特性の変化を電圧変化に変換して出力することによって検出ロッド１２２０に作用する外部荷重が検出される。
【００１５】
図２３に、特許文献３の磁歪式荷重センサ１３００を示す。
【００１６】
磁歪式荷重センサ１３００は、コイル１３１０、磁気回路形成部材１３３０、棒状部材１３２０、２つの荷重伝達部材１３４０ａ、１３４０ｂおよびハウジング１３５０を備える。
【００１７】
コイル１３１０は、ボビン１３１１および導線１３１２から構成されている。ボビン１３１１の軸心には貫通孔１３１０ｈが形成されている。導線１３１２は、ボビン１３１１に巻回されている。
【００１８】
磁気回路形成部材１３３０は、円筒状の第１のケーシング部材１３３１と、略円盤形状の第２のケーシング部材１３３２から構成されている。第１のケーシング部材１３３１および第２のケーシング部材１３３２は、磁性材料から形成されており、磁歪式荷重センサ１３００の動作時において、磁気回路として機能する。
【００１９】
第１のケーシング部材１３３１内に環状の弾性部材１３１９を介してコイル１３１０が挿入されている。第１のケーシング部材１３３１の端部に第２のケーシング部材１３３２が例えば圧入により結合されている。
【００２０】
第１のケーシング部材１３３１の一端面の中央には円形の開口部１３３１ｈが形成されており、第２のケーシング部材１３３２の中央には円形の開口部１３３２ｈが形成されている。開口部１３３１ｈおよび１３３２ｈには、それぞれスペーサＳＰが取り付けられている。
【００２１】
貫通孔１３１０ｈ、開口部１３３１ｈおよび１３３２ｈに円柱状の棒状部材１３２０が挿入されている。棒状部材１３２０は、磁性材料から形成されているので、磁歪式荷重センサ１３００の動作時において、コイル１３１０によって磁化される。
【００２２】
棒状部材１３２０の一端部１３２０ａは開口部１３３２ｈから突出しており、棒状部材１３２０の他端部１３２０ｂは開口部１３３１ｈから突出している。棒状部材１３２０は、荷重伝達部材１３４０ａおよび１３４０ｂによって支持されている。
【００２３】
荷重伝達部材１３４０ａは、円柱状の軸部１３４１ａおよびフランジ部１３４２ａを有する。フランジ部１３４２ａの中央に円形の凹部１３４３ａが形成されている。荷重伝達部材１３４０ｂも同様に、円柱状の軸部１３４１ｂおよびフランジ部１３４２ｂを有する。フランジ部１３４２ｂの中央に円形の凹部１３４３ｂが形成されている。棒状部材１３２０の一端部１３２０ａが荷重伝達部材１３４０ａの凹部１３４３ａに挿入され、接続されている。また、棒状部材１３２０の他端部１３２０ｂが荷重伝達部材１３４０ｂの凹部１３４３ｂに挿入され、接続されている。
【００２４】
ハウジング１３５０は、円筒状の第１のハウジング１３５１と、略円盤状の第２のハウジング１３５２とを含む。コイル１３１０、磁気回路形成部材１３３０、棒状部材１３２０および荷重伝達部材１３４０ａおよび１３４０ｂが第１のハウジング１３５１内に収容されている。第１のハウジング１３５１と第２のハウジング１３５２とは複数のボルト１３５９によって結合されている。
【００２５】
第１のハウジング１３５１および第２のハウジング１３５２には、弾性力を有する樹脂等からなる複数のＯリング0１〜０４が取り付けられている。荷重伝達部材１３４０ｂの軸部１３４１ｂは、弾性力を有するＯリングＯ１によって支持される。また、荷重伝達部材１３４０ａの軸部１３４１ａは、弾性力を有するＯリング０４によって支持される。
【００２６】
荷重伝達部材１３４０ａに加えられた荷重が棒状部材１３２０の一端部１３２０ａに伝達されると、棒状部材１３２０に圧縮力が作用する。棒状部材１３２０に圧縮力が作用すると、逆磁歪効果により棒状部材１３２０の透磁率が変化し、コイル１３１０、磁気回路形成部材１３３０および棒状部材１３２０から構成されるセンサ構成部のインピーダンスが変化する。その結果、コイル１３１０に発生する誘導起電力（電圧）が変化する。この電圧変化を、周辺回路によって検出することによって、荷重伝達部材１３４０ａに加えられた荷重が検出される。また、荷重伝達部材１３４０ｂに荷重が加えられた場合においても同様に、荷重伝達部材１３４０ｂに加えられた荷重が検出される。
【００２７】
上述した特許文献１、２および３の磁歪式荷重センサ１１００、１２００および１３００では、センサの保持構造がそれぞれ異なっている。特許文献１の磁歪式荷重センサ１１００では、ケース１１３０の端部を押しつけて荷重受け部１１２０に予荷重を与えることによって保持が行われている。また、特許文献２の磁歪式荷重センサ１２００では、ホルダ１２５０にセンサユニットＳＵのケース１２３０を押しつけることによってセンサユニットＳＵが保持されている。特許文献３の磁歪式荷重センサ１３００では、第２のケーシング部材１３３２が磁気回路の外側まで延びた部分を有しており、この部分を第１のハウジング１３５１と第２のハウジング１３５２とで挟み込むことによってセンサ構成部（コイル１３１０、棒状部材１３２０および磁気回路形成部材１３３０の集合体）が保持されている。
【特許文献１】国際公開第２００４／０６５８１２号パンフレット
【特許文献２】特開２００３−５７１２８号公報
【特許文献３】国際公開第２００７／００４４７２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、特許文献１の磁歪式荷重センサ１１００の保持構造では、荷重受け部１１２０に予荷重を加えているので、磁歪式荷重センサ１１００に大きな振動や衝撃が与えられた時に予荷重の大きさが変動し、ゼロ点出力が変動してしまう。
【００２９】
また、特許文献２の磁歪式荷重センサ１２００の保持構造では、特許文献１の磁歪式荷重センサ１１００の保持構造に比べると振動や衝撃の影響度は低いが、磁気回路を形成するケース１２３０に荷重が加わっているので、同様にゼロ点出力が変動する可能性がある。
【００３０】
特許文献３の磁歪式荷重センサ１３００の保持構造では、磁気回路の外側でセンサ構成部が保持されているので、振動や衝撃による影響を受けにくい。しかしながら、第１のケーシング部材１３３１と第２のケーシング部材１３３２とを圧入により結合した場合、圧入荷重を大きく取ると応力により磁気特性が低下するので、圧入荷重を充分に大きく取ることができない。そのため、過大な振動や衝撃で圧入部がずれてしまうと、磁気回路の抵抗が変動し、出力に影響を与える可能性がある。
【００３１】
図２４および図２５に、特許文献３の磁歪式荷重センサ１３００において圧入部にずれが発生した場合を模式的に示す。
【００３２】
図２４に示すように第１のケーシング部材１３３１が右側にずれると、第１のケーシング部材１３３１と第２のケーシング部材１３３２との接触面積が減少する（図中の破線で囲まれた箇所Ｐ１）。これにより、磁気抵抗が大きくなり、ゼロ点出力がずれてしまう。また、その後の振動や衝撃によって第１のケーシング部材１３３１の位置が変化しやすくなり、ゼロ点出力の変動の原因となる。さらに、第１のケーシング部材１３３１による弾性部材１３１９の押さえが弱くなり（図中の破線で囲まれた箇所Ｐ２）、振動や衝撃によってコイル１３１０が移動して特性変動やリード線（コイル１３１０から引き出された導線１３１２）の断線の原因となる。
【００３３】
また、図２５に示すように第２のケーシング部材１３３２が斜めにずれた場合も、第１のケーシング部材１３３１と第２のケーシング部材１３３２との接触面積が減少する（図中の破線で囲まれた箇所Ｐ１）。これにより、磁気抵抗が大きくなり、ゼロ点出力がずれてしまう。また、その後の振動や衝撃によって第１のケーシング部材１３３１の位置が変化しやすくなり、ゼロ点出力の変動の原因となる。さらに、第１のケーシング部材１３３１による弾性部材１３１９の押さえが弱くなり（図中の破線で囲まれた箇所Ｐ２）、振動や衝撃によってコイル１３１０が移動して磁気特性の変動やリード線（コイル１３１０から引き出された導線１３１２）の断線の原因となる。そして、第１のケーシング部材１３３１と棒状部材１３２０とが直接またはスペーサＳＰを介して強く接触するため（図中の破線で囲まれた箇所Ｐ３）、荷重ロスが発生し、特性が変化するだけでなく正確な荷重検出が不可能となってしまうことがある。
【００３４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、過大な振動や衝撃の影響を受けにくく、信頼性の高い磁歪式荷重センサおよびそのような磁歪式荷重センサを備えた移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明による磁歪式荷重センサは、貫通孔を有するコイルと、前記貫通孔に挿入された荷重検出部材と、前記コイルを覆うように互いに結合され、前記コイルに流れる電流により発生した磁束が通過する磁気回路を形成する第１および第２の磁気回路形成部材と、前記コイル、前記荷重検出部材および前記第１、第２の磁気回路形成部材を収容するハウジングと、を備え、前記第１および第２の磁気回路形成部材のそれぞれは、磁気回路を形成する第１の部分と、前記第１の部分から磁気回路よりも外側に延びるように設けられた第２の部分とを有し、前記ハウジングは、前記第１および第２の磁気回路形成部材の前記第２の部分を一体に保持固定する。
【００３６】
ある好適な実施形態において、前記コイルは、ボビンと、前記ボビンに巻回された導線とを含み、前記第１および第２の磁気回路形成部材の一方の前記第１の部分は、前記コイルから引き出された前記導線が通される導線取り出し孔を有する。
【００３７】
ある好適な実施形態において、前記一方の磁気回路形成部材の前記第２の部分は、前記貫通孔の中心軸方向において前記導線取り出し孔と重なる位置に設けられている。
【００３８】
ある好適な実施形態において、前記一方の磁気回路形成部材の前記第２の部分の、前記貫通孔の中心軸方向から見たときの外周は、前記一方の磁気回路形成部材の前記第１の部分の外周に接する部分を含む。
【００３９】
ある好適な実施形態において、前記第２の部分の前記外周は、前記導線取り出し孔の接線に沿った直線状の部分を含む。
【００４０】
ある好適な実施形態において、前記第２の部分の前記外周の前記直線状の部分の幅は、前記導線取り出し孔の幅よりも大きい。
【００４１】
ある好適な実施形態において、前記一方の磁気回路形成部材の前記第２の部分は、前記導線取り出し孔近傍に形成された切り欠き部を有し、前記切欠き部の幅は、前記導線取り出し孔の幅よりも大きい。
【００４２】
ある好適な実施形態において、前記導線取り出し孔は、前記第１の部分の一端から連続するスリット状である。
【００４３】
ある好適な実施形態において、前記貫通孔の中心軸方向から見た前記第２の部分の形状は、前記貫通孔の中心および前記導線取り出し孔の中心を通る直線に対して線対称である。
【００４４】
ある好適な実施形態において、前記貫通孔の中心軸方向から見た前記第２の部分の形状は、回転対称性を有する。
【００４５】
ある好適な実施形態において、本発明による磁歪式荷重センサは、前記第１および第２の磁気回路形成部材の一方の前記第２の部分と前記ハウジングとの間に設けられた弾性部材をさらに備える。
【００４６】
ある好適な実施形態において、前記第１および第２の磁気回路形成部材は、圧入、接着またはねじ込みによって互いに結合されている。
【００４７】
ある好適な実施形態において、前記ハウジングによる前記第２の部分の固定方向と、前記圧入、接着またはねじ込みによる前記第１および第２の磁気回路形成部材の結合方向とが略同じである。
【００４８】
本発明による移動体は、上記構成を有する磁歪式荷重センサを備える。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によると、過大な振動や衝撃の影響を受けにくく、信頼性の高い磁歪式荷重センサおよびそのような磁歪式荷重センサを備えた移動体が提供される
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００５１】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照しながら、本実施形態における磁歪式荷重センサ１００の基本的な構造を説明する。
【００５２】
磁歪式荷重センサ１００は、コイルＡと、荷重検出部材Ｂと、第１および第２の磁気回路形成部材Ｃ１およびＣ２と、２つの荷重伝達部材ＤａおよびＤｂと、ハウジングＥとを備える。
【００５３】
荷重検出部材Ｂと第１および第２の磁気回路形成部材Ｃ１およびＣ２とは、磁性材料から形成されている。これに対し、荷重伝達部材ＤａおよびＤｂとハウジングＥとは、非磁性材料から形成されている。
【００５４】
磁性材料とは、磁場中に置かれたときに磁気を帯びる性質を有する材料である。磁性材料としては、例えば、鉄系材料、鉄クロム系材料、鉄ニッケル系材料、鉄コバルト系材料、鉄ケイ素系材料、鉄アルミニウム系材料、純鉄、パーマロイまたは超磁歪材料、フェライト系ステンレス（例えばＳＵＳ４３０）が用いられる。磁性材料の磁気の帯びやすさは、透磁率によって表される。例えば、鉄の比透磁率（真空の透磁率に対する透磁率の比）は２００である。
【００５５】
また、非磁性材料とは、磁性材料以外の材料であり、典型的には、比透磁率が約１の材料である。非磁性材料としては、例えば、オーステナイト系ステンレス（例えばＳＵＳ３０４）、アルミニウムおよび銅が用いられ、これらの比透磁率は、１〜１．０１である。
【００５６】
コイルＡは、貫通孔Ａｈを有する。ここでは図示しないが、コイルＡは、複数回巻かれた導線を少なくとも含んでいる。
【００５７】
荷重検出部材Ｂは、棒状であり、コイルＡの貫通孔Ａｈに挿入されている。以下では、荷重検出部材Ｂを単に棒状部材と呼ぶ。
【００５８】
第１および第２の磁気回路形成部材Ｃ１およびＣ２は、コイルＡを覆うように互いに結合されており、コイルＡに流れる電流により発生した磁束が通過する磁気回路を形成する。以下では、第１の磁気回路形成部材Ｃ１を単に第１ヨークと呼び、第２の磁気回路形成部材Ｃ２を単に第２ヨークと呼ぶ。結合された第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２によって、コイルＡの外周部および両端部が覆われている。第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２の中央には、それぞれ開口部Ｃ１ｈおよびＣ２ｈが形成されており、棒状部材Ｂの両端部は開口部Ｃ１ｈおよびＣ２ｈから突出している。
【００５９】
２つの荷重伝達部材ＤａおよびＤｂのうちの一方の荷重伝達部材Ｄａに棒状部材Ｂの一端が嵌合している。また、他方の荷重伝達部材Ｄｂに棒状部材Ｂの他端が嵌合している。
【００６０】
ハウジングＥは、コイルＡ、棒状部材Ｂ、第１ヨークＣ１、第２ヨークＣ２、荷重伝達部材ＤａおよびＤｂを収容する。ハウジングＥの両端部の中央には開口部Ｅｈが形成されている。これらの開口部Ｅｈから、荷重伝達部材ＤａおよびＤｂの一部がハウジングＥ外部に突出している。
【００６１】
なお、図１には示していないが、コイルＡから引き出された導線（リード線）は、第１ヨークＣ１または第２ヨークＣ２に形成された導線取り出し孔から第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２の外部に取り出され、発振回路、電圧検出器（あるいは電流検出器）、整流回路および増幅回路等を含む周辺回路（荷重検出回路）に接続される。
【００６２】
次に、磁歪式荷重センサ１００の動作を説明する。図示しない周辺回路の発振回路によりリード線を介してコイルＡに交流電流が供給され、コイルＡが駆動される。このとき、コイルＡが励磁コイルとして機能し、棒状部材Ｂが磁化される。また、第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２は磁気回路として機能する。
【００６３】
図２に、磁歪式荷重センサ１００内に形成される磁気回路を模式的に示す。図２においては、コイルＡが駆動されたときの磁界の向きが矢印によって示されている。図２からもわかるように、コイルＡが駆動されると、閉路をなすような磁束線（磁気回路）が形成される。
【００６４】
荷重伝達部材Ｄａに荷重が加えられると、荷重伝達部材Ｄａに加えられた荷重が棒状部材Ｂの一端に伝達される。これにより、棒状部材Ｂに圧縮力が作用する。棒状部材Ｂに圧縮力が作用すると、逆磁歪効果により棒状部材Ｂの透磁率が変化し、コイルＡ、棒状部材Ｂ、第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２の集合体（「センサ構成部」と呼ぶ。）のインピーダンスが変化する。その結果、コイルＡに発生する誘導起電力（電圧）が変化する。このとき、コイルＡは検出コイルとして機能する。コイルＡにおける電圧がリード線を介して周辺回路により検出される。検出されたコイルＡの電圧変化に基づいて荷重伝達部材Ｄａに加えられた荷重が検出される。
【００６５】
荷重伝達部材Ｄｂに荷重が加えられた場合においても、上記と同様にして、荷重伝達部材Ｄｂに加えられた荷重が検出される。このように、磁歪式荷重センサ１００は、棒状部材Ｂの一端および他端に加えられる荷重をそれぞれ検出することができる。そのため、２つの方向から加えられる荷重を１つの磁歪式荷重センサ１００により検出することができる。
【００６６】
なお、荷重伝達部材Ｄａは、加えられる荷重を棒状部材Ｂに伝達するとともに、荷重伝達部材Ｄｂを通じて棒状部材Ｂに伝達された荷重を受け止める。また、荷重伝達部材Ｄｂは、加えられる荷重を棒状部材Ｂに伝達するとともに、荷重伝達部材Ｄａを通じて棒状部材Ｂに伝達された荷重を受け止める。つまり、荷重伝達部材ＤａおよびＤｂは、荷重を伝達するとともに、荷重を受け止める働きを有する。
【００６７】
本実施形態における磁歪式荷重センサ１００では、第１ヨークＣ１は、図２に示すように、磁気回路を形成する第１の部分Ｃ１ａと、第１の部分Ｃ１ａから磁気回路よりも外側に延びるように設けられた第２の部分Ｃ１ｂとを有する。また、第２ヨークＣ２も、磁気回路を形成する第１の部分Ｃ２ａと、第１の部分Ｃ１ａから磁気回路よりも外側に延びるように設けられた第２の部分Ｃ２ｂとを有する。以下では、磁気回路を形成する第１の部分Ｃ１ａおよびＣ２ａを「本体部」と呼び、本体部Ｃ１ａおよびＣ２ａから外側に延びる第２の部分Ｃ１ｂおよびＣ２ｂを「フランジ部」と呼ぶ。図２では、フランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂにハッチングを付している。
【００６８】
さらに、磁歪式荷重センサ１００では、ハウジングＥが、第１ヨークＣ１のフランジ部Ｃ１ｂと、第２ヨークＣ２のフランジ部Ｃ２ｂとを一体に保持固定する。つまり、第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２は、磁気回路の外側で保持固定されている。
【００６９】
上述したように、本実施形態における磁歪式荷重センサ１００では、ハウジングＥが第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２のフランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂを保持固定することによって、センサ構成部が磁気回路の外側で保持されているので、振動や衝撃の影響を受けにくい。また、本実施形態における磁歪式荷重センサ１００では、第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２の両方（一方のみではなく）がフランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂを有しており、ハウジングＥによってこれらのフランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂが一体に保持固定されている。従って、磁歪式荷重センサ１００に過大な振動や衝撃が加わっても、第１ヨークＣ１と第２ヨークＣ２との結合がずれにくい。そのため、磁気抵抗の変動やゼロ点出力の変動を抑制でき、図２４および図２５を参照しながら説明したような各種の問題の発生を抑制できる。このように、本実施形態における磁歪式荷重センサ１００は、過大な振動や衝撃の影響を受けにくく、信頼性が高い。
【００７０】
続いて、本実施形態における磁歪式荷重センサ１００のより具体的な構造の例を説明する。
【００７１】
図３および図４に、磁歪式荷重センサ１００の具体的な構造の一例を示す。図３および図４に示す磁歪式荷重センサ１００ａは、コイル１０と、棒状部材２０と、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２と、２つの荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂと、ハウジング５０とを備えている。これらのコイル１０、棒状部材２０、第１ヨーク３１、第２ヨーク３２、荷重伝達部材４０ａ、４０ｂおよびハウジング５０は、図１に示したコイルＡ、棒状部材Ｂ、第１ヨークＣ１、第２ヨークＣ２、荷重伝達部材Ｄａ、ＤｂおよびハウジングＥに対応する。
【００７２】
コイル１０は、ボビン（巻き枠）１１と、ボビン１１に巻回された導線１２とを含む。ボビン１１の軸心には貫通孔１０ｈが形成されている。コイル１０からは、導線１２の一部（リード線）が引き出されている。
【００７３】
棒状部材２０は、円柱形状を有し、コイル１０の貫通孔１０ｈに挿入されている。棒状部材２０は、磁性材料により形成されているので、磁歪式荷重センサ１００ａの動作時において、コイル１０によって磁化される。
【００７４】
第１ヨーク３１は、磁気回路を形成する本体部３１ａと、本体部３１ａから外側に延びるフランジ部３１ｂとを有する。本体部３１ａは、外周面および底面を有する円筒状（コップ状）である。これに対し、フランジ部３１ｂは、略円環状であり、第１ヨーク３１全体は、シルクハット形状を有している。本体部３１ａの底面の中央には、円形の開口部３１ｈが形成されている。また、本体部３１ａは、図４に示すように、コイル１０から引き出された導線（リード線）１２が通される導線取り出し孔３１ａｈを有する。導線取り出し孔３１ａｈは、フランジ部３１ｂ近傍に設けられている。言い換えると、導線取り出し孔３１ａｈとフランジ部３１ｂとは、軸方向（貫通孔１０ｈの中心軸方向）において重なる位置に設けられている。さらに、フランジ部３１ｂは、図４に示すように、導線取り出し孔３１ａｈ近傍に形成された切り欠き部３１ｂｃを有する。切り欠き部３１ｂｃについては、後に詳述する。
【００７５】
第２ヨーク３２は、磁気回路を形成する本体部３２ａと、本体部３２ａから外側に延びるフランジ部３２ｂとを有する。本体部３２ａは、略円盤状である。これに対し、フランジ部３２ｂは、円環状であり、第２ヨーク３２全体は、略円盤状である。本体部３２ａの中央には、円形の開口部３２ｈが形成されている。
【００７６】
第１ヨーク３１および第２ヨーク３２は、それぞれ磁性材料から形成されているので、磁歪式荷重センサ１００ａの動作時において、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２のそれぞれは磁気回路として機能する。
【００７７】
第１ヨーク３１内に、円環状の弾性部材１９を介してコイル１０が挿入されている。第１ヨーク３１と第２ヨーク３２とは、互いに結合されており、第１ヨーク３１と第２ヨーク３２とで包囲される空間内に、コイル１０が収容されている。棒状部材２０の一端部２０ａおよび他端部２０ｂは、開口部３１ｈおよび３２ｈから突出している。第１ヨーク３１と第２ヨーク３２との結合は、例えば、圧入によって行われる。
【００７８】
荷重伝達部材４０ａは、円柱状の軸部４１ａおよびフランジ部４２ａを有する。円柱状の軸部４１ａの一端にフランジ部４２ａが形成されており、フランジ部４２ａの中央に円形の凹部４３ａが形成されている。荷重伝達部材４０ｂも同様に、円柱状の軸部４１ｂおよびフランジ部４２ｂを有する。円柱状の軸部４１ｂの一端にフランジ部４２ｂが形成されており、フランジ部４２ｂの中央に円形の凹部４３ｂが形成されている。これらの荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂは、非磁性材料から形成されている。荷重伝達部材４０ａの凹部４３ａに棒状部材２０の一端部２０ａが嵌合しており、また、荷重伝達部材４０ｂの凹部４３ｂに棒状部材２０の他端部２０ｂが嵌合している。従って、棒状部材２０は、荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂによって支持されている。
【００７９】
ハウジング５０は、センサ構成部を収容するハウジング本体（第１のハウジング部材）５１と、ハウジング本体５１の開放された端面に取り付けられるハウジングキャップ（第２のハウジング部材）５２とから構成される。ハウジング本体５１およびハウジングキャップ５２は、非磁性材料から形成されている。ハウジングキャップ５２は、複数のボルト５９によってハウジング本体５１に取り付けられており、ハウジング本体５１とハウジングキャップ５２とによって、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２のフランジ部３１ｂおよび３２ｂが挟み込まれている。ハウジング本体５１には、さらに、周辺回路（荷重検出回路）を備える基板５３が設けられている。基板５３は、留め具５４によってハウジング本体５１に取り付けられている。基板５３には、コイル１０から引き出されたリード線１２が接続されている。また、基板５３は、ケーブル５５を介して図示しない外部機器に接続されている。
【００８０】
棒状部材２０、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２は、耐食性を有する磁性材料から形成されることが好ましい。ここでは、棒状部材２０、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２の材料（磁性材料）として、ＳＵＳ４３０を用いる。また、ここでは、荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂの材料（非磁性材料）としてＳＵＳ３０４を用い、ハウジング本体５１およびハウジングキャップ５２の材料（非磁性材料）としてアルミニウム合金を用いる。
【００８１】
荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂには、弾性力を有する樹脂等から形成されたＯリングＯ１およびＯ２が取り付けられている。ＯリングＯ１は、荷重伝達部材４０ａの軸部４1ａの外周面に形成された溝部内に設けられており、ＯリングＯ２は、荷重伝達部材４０ｂの軸部４1ｂの外周面に形成された溝部内に設けられている。ＯリングＯ１およびＯ２の断面の直径は、対応する溝部の深さよりも大きい。そのため、ハウジング５０内で、荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂの軸部４１ａおよび４１ｂは、ＯリングＯ１およびＯ２によって弾性的に支持される。また、ハウジングキャップ５２にも、ＯリングＯ３が取り付けられている。ＯリングＯ３は、ハウジングキャップ５２の外周面（ハウジング本体５１と嵌合する部分の外周面）に形成された溝部内に設けられている。
【００８２】
さらに、第２ヨーク３２のフランジ部３２ｂとハウジングキャップ５２との間には、円環状の弾性部材（パッキン）５８が設けられている。従って、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２は、ハウジング５０内で弾性部材５８により弾性的に支持される。第１ヨーク３１や第２ヨーク３２、ハウジング５０を作製する際には寸法誤差が生じることがあるが、上述した弾性部材５８が設けられていることにより、ハウジングキャップ５２をハウジング本体５１にボルト５９で締結するときの寸法誤差（フランジ部３１ｂおよび３２ｂの厚さ方向の誤差）の影響が吸収される。弾性部材５８が設けられていない場合、寸法誤差の大きさによっては、第２ヨーク３２のフランジ部３２ｂの端面とハウジングキャップ５２の端面との間に空隙が発生し、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２の保持が困難になる（がたつく）ことがある。あるいは、ハウジング本体５１の端面とハウジングキャップ５２の端面との間に空隙が発生し、フランジ部３１ｂおよび３２ｂに過大な応力が掛かったり、ハウジング５０に固定や防水上の問題が生じたりする可能性がある。弾性部材５８を設けることによって、上述したような空隙の発生を防止できるので、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２のがたつきや、フランジ部３１ｂおよび３２ｂへの過度の締めつけを防止できる。
【００８３】
また、磁歪式荷重センサ１００ａに振動または衝撃が加えられた場合でも、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２に発生する振動や衝撃が弾性部材５８により吸収される。それにより、磁歪式荷重センサ１００ａの出力変化が棒状部材２０に発生する振動や衝撃の影響によりばらつくことが抑制される。なお、ここでは、第２ヨーク３２のフランジ部３２ｂとハウジングキャップ５２との間に弾性部材５８を設けたが、第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂとハウジング本体５１との間に弾性部材を設けても同じ効果が得られる。つまり、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２の一方と、ハウジング５０との間に弾性部材を設ければ、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２に過大な応力がかかることを防止でき、特性の安定およびばらつきの低減が可能になる。勿論、寸法誤差の影響を吸収する効果も得られる。
【００８４】
ここで、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、第１ヨーク３１に形成されている導線取り出し孔３１ａｈおよび切り欠き部３１ｂｃについてより詳しい説明を行う。図５（ａ）および（ｂ）は、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２を示す上面図および側面図であり、図５（ｃ）は、第１ヨーク３１のみを示す下面図である。
【００８５】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１ヨーク３１の本体部３１ａは、コイル１０から引き出された導線（リード線）１２が通される導線取り出し孔３１ａｈをフランジ部３１ｂ近傍（フランジ部３１ｂ側の端部）に有する。また、第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂは、導線取り出し孔３１ａｈ近傍に形成された切り欠き部３１ｂｃを有する。つまり、第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂは、完全な円環状ではなく、一部が切り欠かれた円環状である。ここでは、図５（ａ）および（ｃ）に示すように、導線取り出し孔３１ａｈ近傍だけでなく、その反対側にも切り欠き部３１ｂｃが設けられている。つまり、第１ヨーク３１の開口部３１ｈの中心軸方向から見たときに、開口部３１ｈに対して対称な位置に一対の切り欠き部３１ｂｃが設けられている。また、第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂは、図５（ａ）および（ｃ）に示すように、導線取り出し孔３１ａｈの接線に沿って（つまり導線取り出し孔３１ａｈに接する位置で、開口部３１ｈの中心と導線取り出し孔３１ａｈの中心とを通る直線に直交する方向に沿って）切り欠かれている。
【００８６】
なお、図５（ａ）〜（ｃ）には、第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂに切り欠き部３１ｂｃを設ける構成を示したが、図６（ａ）〜（ｃ）に示す第１ヨーク３１のように、フランジ部３１ｂに切り欠き部３１ｂｃを設けなくてもよい。ただし、図６に示すように切り欠き部３１ｂｃを設けずに導線取り出し孔３１ａｈを設ける場合、簡便な手法で導線取り出し孔３１ａｈを形成することが困難となり（切削加工やドリル加工が必要となる）、製造コストが増加してしまう。
【００８７】
これに対し、図５に示す例では、フランジ部３１ｂの導線取り出し孔３１ａｈ近傍に切り欠き部３１ｂｈが設けられており、そのことによって、フランジ部３１ｂの外周（コイル１０の貫通孔１０ｈの中心軸方向から見たときの外周）が、本体部３１ａの外周に接する部分を含んでいる。フランジ部３１ｂがこのような外周形状を有していると、切り欠き部３１ｂｈを有する第１ヨーク３１を鍛造により成形した後、導線取り出し孔３１ａｈをプレス加工により容易に形成することが可能になるので、作業性が良く、低コスト化が図れる。また、リード線１２を取り出す際の作業性も向上する。
【００８８】
また、導線取り出し孔３１ａｈおよび切欠き部３１ｂｃを、第１ヨーク３１を鍛造によって成形する際に同時に形成することもできる。つまり、導線取り出し孔３１ａｈおよび切欠き部３１ｂｃを含む第１ヨーク３１は、鍛造によって一体成形され得る。これにより、さらにコスト低減が可能となる。
【００８９】
フランジ部３１ｂを切り欠く場合、図５に示しているように、導線取り出し孔３１ａｈの接線に沿って切り欠くことが好ましい。つまり、フランジ部３１ｂの外周は、導線取り出し孔３１ａｈの接線に沿った直線状の部分を含むことが好ましい。フランジ部３１ｂがこのように切り欠かれた形状の場合、単純な形状の鍛造型で成形を行うことができるので、鍛造型費が安くなる。また、プレス時にフランジ部３１ｂが邪魔にならず、効率よくプレス加工を行うことができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、導線取り出し孔３１ａｈとフランジ部３１ｂとは、軸方向（貫通孔１０ｈの中心軸方向）において重なる位置に設けられている。従って、導線取り出し孔３１ａｈが第１ヨーク３１と第２ヨーク３２との結合部近傍に位置するので、リード線１２を取り出す際の作業性が向上する。
【００９１】
また、図６に示した例では、導線取り出し孔３１ａｈは、その全周が磁性材料の存在する部分によって囲まれた閉じた形状（開口部状）である（特に図６（ｂ）参照）。これに対し、図５に示した例では、導線取り出し孔３１ａｈは、そのような閉じた形状ではなく、本体部３１ａの一端（第２ヨーク３２側の端）から連続するスリット状である（特に図５（ｂ）参照）。導線取り出し孔３１ａｈがこのようなスリット状（つまり一部が開いた形状）であると、リード線１２を取り出す際の作業性がさらに向上する。なお、スリット状の導線取り出し孔３１ａｈは、図５（ｂ）に例示しているような矩形状に限定されるものではない。
【００９２】
また、コイル１０の貫通孔１０ｈの中心軸方向（第１ヨーク３１の開口部３１ｈの中心軸方向と略一致する）から見たフランジ部３１ｂの形状は、図５（ａ）および（ｃ）に示すように、貫通孔１０ｈの中心（開口部３１ｈの中心と略一致する）および導線取り出し孔３１ａｈの中心を通る直線（図５（ａ）および（ｃ）中の鎖線）に対して線対称であることが好ましい。このような形状であると、鍛造時（プレス成形時）の型に掛かる応力の分布を均一化することができるので、鍛造型の寿命が延びる。また、成形時の材料の流れが均一化されるので、部品（第１ヨーク３１）の不良率が低下する。
【００９３】
なお、上述した効果が得られる線対称な形状は、図５（ａ）および（ｃ）に例示した形状に限定されない。図７、図８および図９に、第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂの形状の他の例を示す。図７（ａ）、図８（ａ）および図９（ａ）は、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２を示す上面図であり、図７（ｂ）、図８（ｂ）および図９（ｂ）は、第１ヨーク３１のみを示す下面図である。
【００９４】
図５（ａ）および（ｃ）に示した第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂには、一対の切り欠き部３１ｂｃが設けられている。これに対し、図７（ａ）および（ｂ）に示す第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂでは、切り欠き部３１ｂが１つだけ設けられている。
【００９５】
また、図５（ａ）および（ｃ）に示した第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂでは、切り欠き部３１ｂｃのエッジが直線状になるように切り欠かれており、切り欠き部３１ｂｃが弓形である。これに対し、図８（ａ）および（ｂ）に示す第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂは、切り欠き部３１ｂｃのエッジが円弧状になるように切り欠かれており、切り欠き部３１ｂｃは、２つの円弧で囲まれた形状（円弧二角形）である。
【００９６】
また、図９（ａ）および（ｂ）に示す第１ヨーク３１のフランジ部３１ｂには、導線取り出し孔３１ａｈ近傍の切り欠き部３１ｂｃの他に、さらに２つの切り欠き部３１ｂｃが設けられている。つまり、合計３つの切り欠き部３１ｂｃが設けられている。３つの切り欠き部３１ｂｃは、円環状のフランジ部３１ｂを略均等に分割するような位置に設けられている。
【００９７】
図７、図８および図９に示した形状のフランジ部３１ｂであっても、型寿命の延長や不良率の低下という効果を得ることができる。
【００９８】
また、貫通孔１０ｈの中心軸方向から見たフランジ部３１ｂの形状は、図５および図９に示すように、回転対称性（具体的には２回回転対称性以上）を有することが好ましい。フランジ部３１ｂの形状が回転対称性を有していると、鍛造時に応力バランスが良く、鍛造型への応力集中を避けることができる。そのため、鍛造型の寿命を延ばすことができ、低コスト化を図ることができる。また、成形時の材料の流れが良くなるので、部品精度が向上し、歩留まりが向上する。
【００９９】
また、図５および図７〜図９に示しているように、切欠き部３１ｂｃの幅Ｗ１（図５（ｂ）参照）は、導線取り出し孔３１ａｈの幅Ｗ２（同じく図５（ｂ）参照）よりも大きいことが好ましい。切欠き部３１ｂｃの幅Ｗ１（図５（ｂ）の例では、導線取り出し孔３１ａｈの接線に沿った直線状の部分の幅）が、導線取り出し孔３１ａｈの幅Ｗ２よりも大きいと、組立時のリード線１２の処理（取り出しや接続等）が容易で作業性が向上する。また、プレス時にフランジ部３１ｂが邪魔にならず、効率よくプレス加工を行うことができる。
【０１００】
なお、本実施形態では、第１ヨーク３１と第２ヨーク３２との結合は、圧入により行われているが、結合手法はこれに限定されるものではない。例えば、接着やねじ込みによって結合を行ってもよいし、さらに他の手法を用いてもよい。圧入（いわゆる軽圧入）、接着およびねじ込みにより結合を行うと、磁性材料に過大な応力が加わらないので、特性低下を軽減できる。また、これらの手法は、作業性が良く、低コストである。
【０１０１】
また、ハウジング５０によるフランジ部３１ｂおよび３２ｂの固定方向と、圧入、接着またはねじ込みによる第１ヨーク３１と第２ヨーク３２との結合方向とは、図２に示しているように略同じ（図２では両方とも紙面左右方向）であることが好ましい。ハウジング５０による固定方向と、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２の結合方向とが略同じであると、大きな振動や衝撃が加わった時にも結合のずれをより確実に防止することができる。
【０１０２】
続いて、本実施形態における磁歪式荷重センサ１００ａに用いられる他のヨーク形状を図１０を参照しながら説明する。図１などに示した構成では、図１０（ａ）に示す例と同様に、センサ構成部の一端部（第１ヨーク３１側を上側としたときの下端部）で第１ヨーク３１と第２ヨーク３２とが結合されているが、センサ構成部における結合部の位置は、これに限定されるものではない。図１０（ｂ）に示すように、センサ構成部の他端部（上端部）で第１ヨーク３１と第２ヨーク３２とが結合されていてもよい。この場合、第１ヨーク３１の形状と第２ヨーク３２の形状は、図１０（ａ）に示す場合とは逆の関係になっている。また、この場合には、第２のヨーク３２の本体部３２ａに導線取り出し孔を設ければよい。
【０１０３】
また、第１ヨーク３１と第２ヨーク３２とは、図１０（ｃ）に示すように、センサ構成部の略中央で結合されていてもよいし、図１０（ｄ）に示すように、センサ構成部の中央と端部との間で結合されていてもよい。これらの場合、第１ヨーク３１および第２ヨーク３２のいずれに導線取り出し孔を設けてもよい。また、導線取り出し孔を有する方のヨークのフランジ部には、既に述べた理由から切り欠き部を設けることが好ましい。また、図１０（ｃ）に示すようにセンサ構成部の中央で結合する場合には、第１ヨーク３１と第２ヨーク３２との形状が同一または類似した形状となるので、コスト面で有利である。
【０１０４】
本実施形態における磁歪式荷重センサ１００のより具体的な構造の他の例を図１１を参照しながら説明する。
【０１０５】
磁歪式荷重センサ１００ｂには、図３に示されている荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂに代えて、荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂと形状が異なる荷重伝達部材４００ａおよび４００ｂが設けられている。
【０１０６】
荷重伝達部材４００ａおよび４００ｂは、それぞれ円柱状である。また、荷重伝達部材４００ａおよび４００ｂの一端面の中央には、それぞれ円形の凹部４４３ａおよび４４３ｂが形成されている。
【０１０７】
荷重伝達部材４００ａの凹部４４３ａに棒状部材２０の一端部２０ａが挿入されており、荷重伝達部材４００ａと棒状部材２０とは接合されている。荷重伝達部材４００ａと棒状部材２０との接合は、ねじ込み、圧入、接着、溶接またはろう付け等により行われる。
【０１０８】
一方、荷重伝達部材４００ｂの凹部４４３ｂに棒状部材２０の他端部２０ｂが挿入されており、荷重伝達部材４００ｂと棒状部材２０とが接合されている。荷重伝達部材４００ｂと棒状部材２０との接合も、ねじ込み、圧入、接着、溶接またはろう付け等により行われる。
【０１０９】
荷重伝達部材４００ａおよび４００ｂがハウジング５０内で棒状部材２０を支持している。この状態で、荷重伝達部材４００ａおよび４００ｂのそれぞれは、ハウジングキャップ５２の開口部５２ｈおよびハウジング本体５１の開口部５１ｈ内に位置し、Ｏリング０１およびＯ２の弾性力により支持されている。
【０１１０】
荷重伝達部材４００ａおよび４００ｂのそれぞれには、棒状部材２０の軸上で磁歪式荷重センサ１００ｂの外方へ延びるように荷重伝達軸４１０ａおよび４１０ｂが一体形成されている。さらに、荷重伝達軸４１０ａおよび４１０ｂのそれぞれの端部には、環状部材４１１ａおよび４１１ｂが一体形成されている。
【０１１１】
棒状部材２０の透磁率は、棒状部材２０に圧縮力が作用する場合だけでなく、引っ張り力が作用する場合にも変化する。したがって、センサ構成部のインピーダンスは、棒状部材２０に作用する圧縮力および引っ張り力に応じて変化する。
【０１１２】
上記構成を有する磁歪式荷重センサ１００ｂによれば、棒状部材２０と荷重伝達部材４００ａおよび４００ｂとが接合されているので、棒状部材２０の軸上で２つの環状部材４１１ａおよび４１１ｂの間に圧縮力が加わることにより圧縮力を検出することができる。また、棒状部材２０の軸上で２つの環状部材４１１ａおよび４１１ｂの間に引っ張り力が加わることにより引っ張り力を検出することができる。
【０１１３】
（第２の実施形態）
図１２を参照しながら、本実施形態における磁歪式荷重センサ２００の基本的な構造を説明する。
【０１１４】
図１２に示すように、磁歪式荷重センサ２００は、台座ＣＢ上に設けられており、磁歪式荷重センサ１００の構成に加えて、２つの荷重印加部材ＦａおよびＦｂと、２つのアームＧａおよびＧｂと、回転軸Ｈとを備える。
【０１１５】
台座ＣＢ上には、ハウジングＥと回転軸Ｈとが、所定の間隔で配置されている。２つのアームＧａおよびＧｂは、略Ｕ字形状をなすように互いに連結され、連結部で回転軸Ｈにより台座ＣＢ上に回転可能に支持されている。２つのアームＧａおよびＧｂのそれぞれの端部には、荷重印加部材ＦａおよびＦｂが取り付けられている。
【０１１６】
荷重印加部材ＦａおよびＦｂは、アームＧａおよびＧｂが回転軸Ｈを中心に回転することにより、ハウジングＥにより支持される荷重伝達部材ＤａおよびＤｂに当接する。
【０１１７】
図１２に示すように、アームＧａおよびＧｂが矢印ｑ１の方向に回転する場合には、アームＧａに取り付けられた荷重印加部材Ｆａが荷重伝達部材Ｄａに当接する。それにより、荷重伝達部材Ｄａに対して矢印ｑ２の方向に荷重を加えることができる。
【０１１８】
また、アームＧａおよびＧｂが矢印ｒ１の方向に回転する場合には、アームＧｂに取り付けられた荷重印加部材Ｆｂが荷重伝達部材Ｄｂに当接する。それにより、荷重伝達部材Ｄｂに対して矢印ｒ2の方向に荷重を加えることができる。
【０１１９】
なお、図１２には、発振回路、電圧検出器（あるいは電流検出器）、整流回路および増幅回路等の周辺回路（荷重検出回路）を備える基板ＳＵを図示している。基板ＳＵには、コイルＡから引き出されたリード線Ｒが接続されている。また、基板ＳＵはケーブルＬを介して図示しない外部機器等に接続されている。
【０１２０】
磁歪式荷重センサ２００においては、２つの荷重印加部材ＦａおよびＦｂが、それぞれ回転軸Ｈを中心に回転することにより、ハウジングＥの両端で支持される荷重伝達部材ＤａおよびＤｂに荷重が加えられる。
【０１２１】
従って、荷重伝達部材ＤａおよびＤｂに加えられる荷重の方向および位置が対称となり、棒状部材Ｂの一端に荷重が加えられる場合と、棒状部材Ｂの他端に荷重が加えられる場合とで、荷重が対称的な経路で棒状部材Ｂに伝達される。その結果、2つの方向から加えられる荷重を同じ精度で検出することができる。
【０１２２】
本実施形態における磁歪式荷重センサ２００においても、第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２の両方がフランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂを有しており、ハウジングＥによってこれらのフランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂが一体に保持固定されている。そのため、第１の実施形態における磁歪式荷重センサ１００と同様の効果が得られる。
【０１２３】
続いて、本実施形態における磁歪式荷重センサ２００のより具体的な構造の例を説明する。
【０１２４】
図１３に、磁歪式荷重センサ２００の具体的な構造の一例を示す。図１３に示す磁歪式荷重センサ２００ａは、図３に示した磁歪式荷重センサ１００ａを含むとともに、アーム９２０ａ、９２０ｂおよび回転軸９１０を含む。アーム９２０ａ、９２０ｂおよび回転軸９１０は、図１２に示したアームＧａ、Ｇｂおよび回転軸Ｈに相当する。
【０１２５】
図１３に示すように、磁歪式荷重センサ２００ａは、台座９９０上に設けられる。台座９９０上には、図３に示した磁歪式荷重センサ１００ａと回転軸９１０とが、所定の間隔で配置されている。２つのアーム９２０ａおよび９２０ｂは、略Ｕ字形状をなすように互いに連結され、連結部で回転軸９１０により台座９９０上に回転可能に支持されている。
【０１２６】
２つのアーム９２０ａおよび９２０ｂには、板ばね支持部材９２１ａおよび９２１ｂがそれぞれ設けられている。アーム９２０ａの内側には、所定の間隔で２つの荷重制限部材９２２ａおよび９２３ａが設けられている。アーム９２０ｂの内側にも、所定の間隔で２つの荷重制限部材９２２ｂおよび９２３ｂが設けられている。
【０１２７】
板ばね支持部材９２１ａおよび９２１ｂに、板ばね９３０ａおよび９３０ｂの一端が、例えばボルトを用いることによりそれぞれ取り付けられている。
【０１２８】
支持部材９２１ａおよび９２１ｂに取り付けられた板ばね９３０ａおよび９３０ｂの他端は、アーム９２０ａおよび９２０ｂの端部に向かって延びている。
【０１２９】
板ばね９３０ａおよび９３０ｂの中央部より他端に近い部分に突起部９３１ａおよび９３１ｂが形成されている。
【０１３０】
板ばね９３０ａの突起部９３１ａは、２つの荷重制限部材９２２ａおよび９２３ａの間に位置し、アーム９２０ａの内側に向かって突出している。この状態で、板ばね９３０ａはアーム９２０ａの内側に向かって付勢されている。
【０１３１】
板ばね９３０ｂの突起部９３１ｂは、２つの荷重制限部材９２２ｂおよび９２３ｂの間に位置し、アーム９２０ｂの内側に向かって突出している。この状態で、板ばね９３０ｂはアーム９２０ｂの内側に向かって付勢されている。
【０１３２】
ここでは、板ばね９３０ａおよび９３０ｂの突起部９３１ａおよび９３１ｂが、図１２に示した荷重印加部材ＦａおよびＦｂに相当する。従って、図１３に示すように、突起部９３１ａおよび９３１ｂは、アーム９２０ａおよび９２０ｂが回転することにより磁歪式荷重センサ１００ａの荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂに当接する。これにより、アーム９２０ａおよび９２０ｂに作用する荷重が、荷重伝達部材４０ａおよび４０ｂに加えられる。
【０１３３】
この場合、図１３の矢印Ｙで示すように、板ばね９３０ａおよび９３０ｂは弾性変形する。
【０１３４】
ここで、例えばアーム９２０ｂに作用する荷重が板ばね９３０ｂの弾性力よりも大きい場合には、突起部９３１ｂと荷重伝達部材４０ｂとが当接した状態で、板ばね９３０ｂがアーム９２０ｂの外側に向かって押し戻される。
【０１３５】
そして、アーム９２０ｂの内側に設けられた荷重制限部材９２２ｂおよび９２３ｂが図３のハウジング５０の一端面に当接する。これにより、アーム９２０ｂに作用する荷重が、荷重制限部材９２２ｂおよび９２３ｂとハウジング５０の一端面との当接部に作用する。
【０１３６】
その結果、荷重伝達部材４０ｂに板ばね９３０ｂの弾性力よりも大きい荷重が加えられることが防止されるので、過大な荷重が加えられることにより図３の棒状部材２０が破損したり劣化したりすることが防止される。
【０１３７】
上記では、アーム９２０ｂに設けられる板ばね９３０ｂ、荷重制限部材９２２ｂおよび９２３ｂの機能について説明したが、アーム９２０ａに設けられる板ばね９３０ａ、荷重制限部材９２２ａおよび９２３ａも同様の機能を有する。従って、磁歪式荷重センサ２００ａは、耐久性が向上し、長寿命化が実現されている。
【０１３８】
（第３の実施形態）
図１４を参照しながら、本実施形態における磁歪式荷重センサ３００の基本的な構造を説明する。
【０１３９】
図１４に示すように、磁歪式荷重センサ３００には、１つの荷重伝達部材Ｄのみが設けられる。棒状部材Ｂは、その一端部がハウジングＥの一端面により支持され、他端部が荷重伝達部材Ｄにより支持されている。
【０１４０】
上記構成により、磁歪式荷重センサ３００は、棒状部材Ｂの一端側から加えられる荷重のみを検出することができる。これにより、棒状部材Ｂの他端側に荷重を加えるための構成が不要となる。その結果、棒状部材Ｂの軸方向における大きさを小さくできるとともに、構成が単純化し、低コスト化が実現される。また、一方向からの荷重のみを検出したい場合に、設置スペースが低減される。
【０１４１】
本実施形態における磁歪式荷重センサ３００においても、第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２の両方がフランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂを有しており、ハウジングＥによってこれらのフランジ部Ｃ１ｂおよびＣ２ｂが一体に保持固定されている。そのため、第１の実施形態における磁歪式荷重センサ１００と同様の効果が得られる。
【０１４２】
続いて、本実施形態における磁歪式荷重センサ３００のより具体的な構造の例を説明する。
【０１４３】
図１５に、磁歪式荷重センサ３００の具体的な構造の一例を示す。図１５に示す磁歪式荷重センサ３００ａには、図３の荷重伝達部材４０ａが設けられていない。また、ハウジング５０を構成するハウジングキャップ５２の中央には、開口部５２ｈが形成される代わりに、その一面側に円形の凹部５２Ｊが形成されている。棒状部材２０は、その一端部２０ａがハウジングキャップ５２の凹部５２Ｊにより支持され、他端部２０ｂが荷重伝達部材４０ｂにより支持される。
【０１４４】
そのため、磁歪式荷重センサ３００ａは、ハウジング５０から突出する荷重伝達部材４０ｂの部分に荷重が加えられる場合にのみ、荷重を検出することができる。
【０１４５】
（磁歪式荷重センサを用いた荷重検出回路）
図１６を参照しながら、磁歪式荷重センサを用いた荷重検出回路の構成を説明する。図１６は、磁歪式荷重センサ１００を用いた荷重検出回路６００の概略構成を示すブロック図である。なお、磁歪式荷重センサ１００としては、具体的には、磁歪式荷重センサ１００ａまたは１００ｂを用いることができる。
【０１４６】
荷重検出回路６００は、発振回路６１０、磁歪式荷重センサ１００、温度補償抵抗回路６２０、電流検出器６３０Ａ、６３０Ｂ、整流回路６５０Ａ、６５０Ｂおよび増幅回路６７０を含む。
【０１４７】
発振回路６１０は、発振信号を磁歪式荷重センサ１００のコイルの一端および温度補償抵抗回路６２０の一端に与える。磁歪式荷重センサ１００は、外部からの荷重を検出する。電流検出器６３０Ａは、磁歪式荷重センサ１００のコイルの他端から供給される電流を電圧に変換する。電流検出器６３０Ｂは、温度補償抵抗回路６２０の他端から供給される電流を電圧に変換する。整流回路６５０Ａは、電流検出器６３０Ａから出力される電圧を整流および平滑化する。整流回路６５０Ｂは、電流検出器６３０Ｂから出力される電圧を整流および平滑化する。増幅回路６７０は、整流回路６５０Ａの出力電圧と整流回路６５０Ｂの出力電圧との差分を増幅する。
【０１４８】
上述のように、図１の荷重伝達部材Ｄａに加えられる荷重が棒状部材Ｂの一端に伝達され、棒状部材Ｂに圧縮力が作用する。それにより、逆磁歪効果により棒状部材Ｂの透磁率が変化し、コイルＡ、棒状部材Ｂ、第１ヨークＣ１および第２ヨークＣ２からなるセンサ構成部のインピーダンスが変化する。このインピーダンス変化に対応する出力信号が増幅回路６７０により得られる。このようにして、荷重を電磁気的に検出することができる。
【０１４９】
荷重検出回路６００の増幅回路６７０の出力信号は制御部６８０に与えられる。制御部６８０はＣＰＵ（中央演算処理装置）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等からなる。ＣＰＵは、ＲＡＭに格納された制御プログラムに従って動作する。この制御部６８０は、増幅回路６７０の出力信号に所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号をアクチュエータ６９０に与える。アクチュエータ６９０は、制御信号に応答して駆動力を発生する。
【０１５０】
なお、磁歪式荷重センサ１００の代わりに磁歪式荷重センサ２００（２００ａ）、３００（３００ａ）を用いてもよい。
【０１５１】
（磁歪式荷重センサを備えた滑走艇）
図１７および図１８を参照しながら、磁歪式荷重センサを備えた滑走艇の構造を説明する。図１７は、図１３に示した磁歪式荷重センサ２００ａを備えた滑走艇７００を示す平面図であり、図１８は、図１７の滑走艇７００の制御系を示すプロック図である。
【０１５２】
図１７に示すように、滑走艇７００は船体７０２を含む。船体７０２の上部のデッキ７０４には、操船者が跨って着座するシート７０６が設けられる。シート７０６の左右には操船者が足を乗せるためのステップ７０８が設けられる。シート７０６の前方には操船者が把持する操舵ハンドル７１０が設けられる。船体７０２内にはウォータージェット推進装置７１２が搭載される。
【０１５３】
ウォータージェット推進装置７１２は、エンジン７１４およびジェットポンプ７１６を含み、ジェットポンプ７１６の後端部にノズルディフレクタ７１８が設けられる。このウォータージェット推進装置７１２は、水をエンジン７１４の動力によって船体７０２の底から吸い上げ、ジェットポンプ７１６の後端部のノズルディフレクタ７１８から後方に噴出させることにより推力を得る。
【０１５４】
ノズルディフレクタ７１８は、ジェットポンプ７１６の後端部に左右方向に揺動自在に支持され、図示しないプッシュ・プルワイヤおよびステアリングアームを介して操舵八ンドル７１０の下端部に連結される。
【０１５５】
エンジン７１４は多気筒エンジンであり、クランク軸７２０の方向が船体７０２の前後方向となるように配置される。船体７０２の右側には吸気装置７２２が接続され、船体７０２の左側に図示しない排気装置が接続される。吸気装置７２２は、エンジン７１４の各気筒に対応して複数の気化器を含み、各気化器から対応する気筒へ燃料が供給される。各気化器は図１８に示すスロットル弁７２４を含む。なお、各スロットル弁７２４は、図示しない復帰用スプリングによって閉じる方向に付勢されている。
【０１５６】
操舵ハンドル７１０は、操船者が把持するハンドルバー７３４、ステアリング軸受７３８、回転軸（ステアリング軸）９１０、および台座（取り付け用プレート）９９０を含む。回転軸９１０は、ハンドルバー７３４の中央部に取り付けられる。ステアリング軸受７３８は、回転軸９１０を回動自在に支持する。台座９９０は、ステアリング軸受７３８をデッキ７０４に固定する。
【０１５７】
台座９９０上には図１３の磁歪式荷重センサ２００ａが装着されている。回転軸９１０には、磁歪式荷重センサ２００ａのアーム９２０ａおよび９２０ｂが取り付けられる。また、ハンドルバー７３４および回転軸９１０を覆うようにハンドルカバー７４２が設けられる。
【０１５８】
回転軸９１０の下端部には、図示しないステアリングアームを介して操舵用のプッシュ・プルワイヤが接続される。ハンドルバー７３４を左右に回動させることにより、ステアリングアームが同方向に回動し、プッシュ・プルワイヤを介してノズルディフレクター７１８が左方または右方に揺動する。
【０１５９】
ハンドルバー７３４には、スロットルレバー７２６が設けられる。各スロットル弁７２４（図１８）は互いに連動するように連結されており、スロットル弁７２４のうち最も船体７０２の前側に位置するスロットル弁７２４が操舵ハンドル７１０のスロットルレバー７２６にスロットルワイヤ７２８（図１８）を介して接続される。スロットルレバー７２６を操作することによって、すべてのスロットル弁７２４が連動して開閉される。
【０１６０】
図１８に示すように、エンジン７１４には、図１７のクランク軸７２０の回転数を検出するためのエンジン回転数センサ７３０が設けられる。エンジン回転数センサ７３０は、コントローラ７３２にエンジン回転数を示す回転数信号を送出する。
【０１６１】
コントローラ７３２には、スロットル操作用サーボモータ７４６が接続されるとともに、磁歪式荷重センサ１００ａを含む荷重検出回路６００が接続される。コントローラ７３２は、バッテリー７５６により給電される。
【０１６２】
サーボモータ７４６は、アーム７４８、モータ７５０、減速機７５２およびフィードバックポテンショメータ７５４により構成される。モータ７５０の回転が減速機７５２により減速されてアーム７４８に伝達される。フィードバックポテンショメータ７５４によりアーム７４８の実際の揺動角度が検出される。コントローラ７３２は、検出されたアーム７４８の揺動角度が設定されたアーム７４８の目標角度と一致するようにモータ７５０を制御する。このようにして、サーボモータ７４６において、アーム７４８の角度がフィードバック制御される。
【０１６３】
上述のように、スロットル弁７２４は、スロットルワイヤ７２８を介してスロットルレバー７２６に接続される。このスロットルワイヤ７２８は図１７の回転軸９１０内に挿通される。スロットルワイヤ７２８は、アウターチューブ７２８ａおよびインナーワイヤ７２８ｂを含む。アウターチューブ７２８ａは、サーボモータ７４６のアーム７４８に接続され、インナーワイヤ７２８ｂはスロットル弁７２４に接続される。サーボモータ７４６のアーム７４８を揺動させることによって、インナーワイヤ７２８ｂを介してスロットル弁７２４を開閉することができる。
【０１６４】
コントローラ７３２およびスロットル操作用サーボモータ７４６により操舵補助装置が構成される。この操舵補助装置は、低速走行時の操舵性を向上させるために用いられる。
【０１６５】
コントローラ７３２には、荷重検出回路６００から荷重を示す出力信号が与えられる。コントローラ７３２は、出力信号により示される荷重が所定値よりも大きいときにサーボモータ７４６にアーム７４８を揺動させるための制御信号を出力する。上記の所定値は、操船者が図１７の操舵ハンドル７１０を限度まで回した状態で（最大舵角時に）、さらに通常の操舵時より大きな力をハンドルバー７３４に加えたときに磁歪式荷重センサ２００ａにより検出される荷重に設定されている。
【０１６６】
この操舵補助装置によれば、滑走艇７００が低速で航走している状態で操船者が操舵ハンドル７１０を限度まで回し、さらに通常より大きな力で回した場合にコントローラ７３２により操舵制御が行われる。
【０１６７】
この場合、コントローラ７３２は、磁歪式荷重センサ１００ａにより検出された荷重に基づいてサーボモータ７４６のアーム７４８の目標角度を設定する。そして、コントローラ７３２は、フィードバックポテンショメータ７５４により検出されたアーム７４８の角度がこの目標角度に一致するようにサーボモータ７４６をフィードバック制御する。
【０１６８】
それにより、磁歪式荷重センサ１００ａにより検出される荷重（操船者が操舵ハンドル７１０に加えた力に相当）に対応する開度でスロットル弁７２４が開き、エンジン７１４の出力が制御される。
【０１６９】
本例では、コントローラ７３２が図１６の制御部６８０に相当し、サーボモータ７４６がアクチュエータ６９０に相当する。
【０１７０】
（磁歪式荷重センサを備えた電動自転車）
図１９および図２０を参照しながら、磁歪式荷重センサを備えた電動自転車の構造を説明する。図１９は、図１５に示した磁歪式荷重センサ３００ａを備えた電動自転車８００を示す側面図である。図２０は、図１９の電動自転車に用いられるパワーユニット８１６の構成を示す断面図である。
【０１７１】
図１９に示す電動自転車８００は、ハンドル８０２、前輪８０４、ダウンチューブ８０６、シートチューブ８０８、シート（サドル）８１０、後輪８１２およびホイールスプロケット８１４を含む。この電動自転車８００の略中央下部にはパワーユニット８１６が設けられる。
【０１７２】
パワーユニット８１６は、人力による駆動系と電動モータ８１８による補助動力系とを有し、運転者の人力と補助動力とを合成して出力する。パワーユニット８１６には、クランク軸８２０が回転自在に接続され、クランク軸８２０の左右にはクランク８２２が取り付けられている。各クランク８２２の端部にはペダル８２４が回転自在に取り付けられている。なお、パワーユニット８１６には、コントローラ８２６が接続されている。パワーユニット８１６は、人力によりクランク軸８２０に入力されるトルクの大きさに応じて電動モータ8１８の出力（補助動力）を制御する。
【０１７３】
また、シート８１０の下方でかつシートチューブ８０８と後輪８１２とで囲まれる空間には、バッテリボックス８２８が着脱可能に装着されている。バッテリボックス８２８内には、シュリンクパックされた複数の単電池で構成される図示しないＮｉ−Ｃｄバッテリが収納される。
【０１７４】
運転者がペダル８２４を漕いでクランク軸８２０を回転駆動すると、クランク軸８２０に入力されるトルクが図２０に示す磁歪式荷重センサ３００ａにより検出される。コントローラ８２６は、検出されたトルクに応じて電動モータ８１８の出力（補助動力）を制御する。
【０１７５】
従って、人力とこれに比例する補助動力との合力がパワーユニット８１６から図示しないチェーンを介してホイールスプロケット８１４に伝達され、ホイールスプロケット８１４と後輪８１２とが回転駆動される。それにより、電動自転車８００は、人力とこれに比例した補助動力とにより走行する。
【０１７６】
図２０に示すように、パワーユニット８１６はハウジング８３０を含む。ハウジング８３０内には、クランク軸８２０に接続されるアーム８３２および磁歪式荷重センサ３００ａが収納される。また、アーム８３２は遊星ギア機構の図示しないリングギアを介してローラ８３４に接続される。ローラ８３４が磁歪式荷重センサ３００ａの荷重伝達部材４０ｂに当接する。
【０１７７】
この電動自転車８００では、遊星ギア機構のリングギアにクランク軸８２０から伝達されるトルクに比例した反力が発生し、この反力がローラ８３４を介して磁歪式荷重センサ３００ａの荷重伝達部材４０ｂに作用する。磁歪式荷重センサ３００ａから出力される電流は、図１６の荷重検出回路６００に与えられる。コントローラ８２６は、図１６の荷重検出回路６００の出力信号に基づいてトルクの大きさを算出し、そのトルクに応じて電動モータ８１８の出力（補助動力）を制御する。
【０１７８】
このように、磁歪式荷重センサ３００ａを用いることによりクランク軸８２０に入力されるトルクを正確に検出することができる。
【０１７９】
本例では、コントローラ８２６が図１６の制御部６８０に相当し、電動モータ８１８がアクチュエータ６９０に相当する。
【０１８０】
なお、上述した磁歪式荷重センサ１００ａ、１００ｂ、２００ａ、３００ａは、滑走艇および電動自転車に限らず、自動二輪車、水上バイク、電動車椅子等の輸送機器に適用することができ、あるいは、輸送機器に限らず、移動棚等の種々の移動体にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明は、滑走艇、電動自転車、自動二輪車、水上バイク、電動車椅子等の輸送機器、あるいは移動棚等の種々の移動体における荷重の検出に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ１００を模式的に示す図である。
【図２】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ１００を模式的に示す図である。
【図３】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ１００ａを模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ１００ａを模式的に示す分解斜視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は第１ヨークおよび第２ヨークを模式的に示す上面図および側面図であり、（ｃ）は第１ヨークのみを模式的に示す下面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、第１ヨークを模式的に示す上面図、側面図および下面図である。
【図７】（ａ）は第１ヨークおよび第２ヨークを模式的に示す上面図であり、（ｂ）は第１ヨークのみを模式的に示す下面図である。
【図８】（ａ）は第１ヨークおよび第２ヨークを模式的に示す上面図であり、（ｂ）は第１ヨークのみを模式的に示す下面図である。
【図９】（ａ）は第１ヨークおよび第２ヨークを模式的に示す上面図であり、（ｂ）は第１ヨークのみを模式的に示す下面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、第１ヨークおよび第２ヨークを模式的に示す側面図である。
【図１１】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ１００ｂを模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ２００を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ２００ａを模式的に示す上面図である。
【図１４】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ３００を模式的に示す図である。
【図１５】本発明の好適な実施形態における磁歪式荷重センサ３００ａを模式的に示す断面図である。
【図１６】磁歪式荷重センサ１００を用いた荷重検出回路６００の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】磁歪式荷重センサ２００ａを備えた滑走艇７００を模式的に示す平面図である。
【図１８】滑走艇７００の制御系を示すブロック図である。
【図１９】磁歪式荷重センサ３００ａを備えた電動自転車８００を模式的に示す側面図である。
【図２０】電動自転車８００に用いられるパワーユニット８１６の構成を示す断面図である。
【図２１】特許文献１の磁歪式荷重センサ１１００を模式的に示す断面図である。
【図２２】特許文献２の磁歪式荷重センサ１２００を模式的に示す断面図である。
【図２３】特許文献３の磁歪式荷重センサ１３００を模式的に示す断面図である。
【図２４】特許文献３の磁歪式荷重センサ１３００を模式的に示す断面図である。
【図２５】特許文献３の磁歪式荷重センサ１３００を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１８３】
Ａ、１０      コイル
Ｂ、２０      荷重検出部材（棒状部材）
Ｃ１、３１    第１の磁気回路形成部材（第１ヨーク）
Ｃ１ａ、３１ａ    第１の磁気回路形成部材の第１の部分
Ｃ１ｂ、３１ｂ    第１の磁気回路形成部材の第２の部分
Ｃ２、３２    第２の磁気回路形成部材（第２ヨーク）
Ｃ２ａ、３２ａ    第２の磁気回路形成部材の第１の部分
Ｃ２ｂ、３２ｂ    第２の磁気回路形成部材の第２の部分
Ｄａ、Ｄｂ、４０ａ、４０ｂ    荷重伝達部材
Ｅ、５０    ハウジング
Ｆａ、Ｆｂ    荷重印加部材
３１ａｈ      導線取り出し孔
３１ｂｃ      切り欠き部
５８          弾性部材
１００、１００ａ、１００ｂ    磁歪式荷重センサ
２００、２００ａ、３００、３００ａ    磁歪式荷重センサ
６００        荷重検出回路
７００        滑走艇
８００        電動自転車
【図１】
2009276290.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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