磁式負載傳感器以及電動制動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不易產生磁滯誤差的負載傳感器。磁式負載傳感器(1)采用如下結構，具有凸緣部件(2)；支承部件(3)，其從軸向后方支承該凸緣部件(2)；磁靶(4)，其固定于凸緣部件(2)；以及磁性傳感器(5)，其固定于支承部件(3)，磁式負載傳感器(1)根據由磁性傳感器(5)檢測出的磁通來檢測負載的大小，其特征在于，凸緣部件(2)的供負載輸入的負載作用面(6)形成于相對于凸緣部件(2)的軸向前表面(7)向軸向后方偏移的位置。
【專利說明】磁式負載傳感器以及電動制動裝直

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及磁式負載傳感器以及使用該磁式負載傳感器的電動制動裝置。

【背景技術】
[0002]電動制動裝置一般是將電動馬達的旋轉轉換為摩擦墊的軸向移動，并將該摩擦墊按壓于制動盤來產生制動力。為了將該制動力控制為所希望的大小，在電動制動裝置，在承受施加于摩擦墊的負載的反作用力的部分安裝有負載傳感器的情況較多。施加于該負載傳感器的負載(即施加于摩擦墊的負載)的大小最大為30kN左右，另外，為了提高電動制動器的響應性，使用通過微小位移來檢測負載的負載傳感器。
[0003]作為像這樣通過微小位移來檢測較大的負載的負載傳感器，例如公知有下述專利文獻I中所記載的負載傳感器。專利文獻I的負載傳感器由如下部件構成:對置的一對圓環(huán)板狀的按壓板；水晶壓電元件，其夾在該一對按壓板之間；絕緣板，其使該水晶壓電元件與單側的按壓板之間電絕緣；以及導線，其獲取水晶壓電元件所產生的電壓。
[0004]對該專利文獻I的負載傳感器而言，若輸入軸向負載，則由該負載會在水晶壓電元件的內部產生壓縮應力，從而在水晶壓電元件產生與該應力的大小對應的電壓，因此通過測量該水晶壓電元件的電壓能夠檢測負載的大小。另外，因水晶壓電元件的變形而產生的按壓板的位移微小，因此在該傳感器安裝于電動制動器的情況下，不會破壞電動制動器的響應性。
[0005]然而，對該負載傳感器而言，輸入的負載由水晶壓電元件直接承受，因此存在若施加沖擊負載、相對于軸向傾斜的方向的負載則在水晶壓電元件產生破裂、裂縫的擔憂。另夕卜，對使壓電元件與單側的按壓板之間電絕緣的絕緣板也作用有負載，因此絕緣板需要較高的耐久性，但利用樹脂等廉價的絕緣板難以確保耐久性。
[0006]因此，本申請發(fā)明的發(fā)明人對能夠通過微小位移來檢測較大的負載、而且耐久性優(yōu)秀的負載傳感器進行研究，作為這樣的負載傳感器，在公司內開發(fā)出一種圖15所示的負載傳感器。
[0007]圖15所示的負載傳感器80由凸緣部件2、支承部件3、磁靶4以及磁性傳感器5構成。凸緣部件2以從軸向前方輸入負載時發(fā)生撓曲的方式在與負載的輸入位置向徑向外側錯開的位置從軸向后方被支承部件3支承。磁靶4固定于凸緣部件2。磁性傳感器5以檢測磁靶4所產生的磁通的方式固定于支承部件3。
[0008]對該負載傳感器80而言，若從軸向前方對凸緣部件2輸入負載，則磁靶4與磁性傳感器5因凸緣部件2的撓曲而相對位移，從而磁性傳感器5的輸出信號相應于該磁革巴4與磁性傳感器5的相對位移而發(fā)生變化，因此能夠根據磁性傳感器5的輸出信號來檢測負載的大小。這里，在向負載傳感器80輸入負載時,該負載作用于凸緣部件2而使凸緣部件2撓曲，但不作用于磁性傳感器5。因此，即便施加有沖擊負載或者相對軸向傾斜方向的負載也不易發(fā)生故障，能夠確保較高的耐久性。
[0009]專利文獻1:國際公開2011/030839號
[0010]本申請的發(fā)明人實際試制了圖15所示的負載傳感器，在進行利用該負載傳感器檢測電動制動裝置的軸向負載的試驗時，發(fā)現(xiàn)在負載增加時(即凸緣部件2的撓曲增加時)與負載減少時(即凸緣部件2的撓曲減少時)之間會產生磁滯誤差。
[0011]而且，本申請的發(fā)明人對該磁滯誤差產生的原因進行調查的結果，發(fā)現(xiàn)原因是在凸緣部件2撓曲時，凸緣部件2的負載作用面6因該撓曲而稍微沿徑向位移，因該位移而在負載作用面6產生的稍微的滑動。


【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明欲解決的課題是提供一種不易產生磁滯誤差的負載傳感器。
[0013]本申請的發(fā)明人在對向圖15所示的凸緣部件2從軸向前方輸入軸向負載時在凸緣部件2的各部位產生的徑向的位移進行分析時，如圖16(a)所示，可知凸緣部件2的軸向前表面向徑向內側位移，凸緣部件2的軸向后表面向徑向外側位移，但凸緣部件2的軸向前表面與軸向后表面之間的部位(即軸向的中間部位)在徑向上幾乎不發(fā)生位移。而且，著眼于若在該凸緣部件2的軸向前面與軸向后面之間配置負載作用面6則能夠減輕負載作用面6的滑動的點。
[0014]根據該著眼點，在本申請發(fā)明中提供一種磁式負載傳感器，具有:凸緣部件，其供負載從軸向前方輸入并發(fā)生撓曲；支承部件，其在與上述負載的輸入位置沿徑向錯開的位置從軸向后方支承該凸緣部件；磁靶，其產生磁通；以及磁性傳感器，其對該磁靶產生的磁通進行檢測，對上述磁靶與磁性傳感器而言，以在負載被輸入上述凸緣部件時利用該凸緣部件的撓曲使磁靶與磁性傳感器相對位移的方式，將磁靶與磁性傳感器的一方固定于上述凸緣部件，另一方固定于上述支承部件，并所述磁式負載傳感器根據由上述磁性傳感器檢測出的磁通來檢測上述負載的大小，所述磁式負載傳感器的特征在于，上述凸緣部件的供上述負載輸入的負載作用面形成于相對于上述凸緣部件的被支承部件支承的部分的軸向前表面向軸向后方偏移的位置。
[0015]這樣一來，凸緣部件的負載作用面相對于凸緣部件的軸向前表面向軸向后方偏移，因此能夠將凸緣部件撓曲時負載作用面的徑向的位移抑制得較小。因此，能夠減輕向凸緣部件輸入負載時負載作用面的滑動，從而能夠防止因負載作用面的滑動而導致的磁滯誤差。
[0016]并且，優(yōu)選上述凸緣部件的被支承部件支承的被支承面形成于相對于上述凸緣部件的供上述負載輸入的部分的軸向后表面向軸向前方偏移的位置。這樣一來，凸緣部件的被支承面相對于凸緣部件的軸向后表面向軸向前方偏移，因此能夠將凸緣部件撓曲時被支承面的徑向的位移也抑制得較小。因此，能夠減輕向凸緣部件輸入負載時被支承面的滑動，從而能夠防止因被支承面的滑動而導致的磁滯誤差。
[0017]上述凸緣部件的供上述負載輸入的負載作用面與上述凸緣部件的被支承部件支承的部分的軸向前表面可以是經由階部連接的兩個平面。在該情況下，若在上述凸緣部件的負載作用面與上述凸緣部件的前表面?zhèn)鹊碾A部之間形成平滑地連接兩者的剖面呈圓弧狀的倒角部，則在向凸緣部件輸入負載時，能夠防止在凸緣部件的負載作用面與階部交叉的位置拉伸應力集中，從而確保凸緣部件的耐久性。
[0018]另外，上述凸緣部件的被支承部件支承的被支承面與上述凸緣部件的供上述負載輸入的部分的軸向后表面可以是經由階部連接的兩個平面。在該情況下，若在上述凸緣部件的被支承面與上述凸緣部件的后表面?zhèn)鹊碾A部交叉的位置形成具有圓弧狀的剖面的退刀槽，則在向凸緣部件輸入負載時，能夠防止在凸緣部件的被支承面與階部交叉的位置壓縮應力集中，從而確保凸緣部件的耐久性。
[0019]若上述凸緣部件的供上述負載輸入的負載作用面與上述凸緣部件的被上述支承部件支承的被支承面以位于同一平面上的方式形成，則能夠極其有效地減少向凸緣部件輸入負載時負載作用面的滑動與被支承面的滑動。這里，同一平面上是指負載作用面與被支承面存在于具有凸緣部件的供負載輸入的部分的厚度的10%左右的厚度的假想的平面狀區(qū)域內的程度，而不需要凸緣部件的負載作用面與被支承面是數學上精確的意義地位于同一平面上。
[0020]作為上述磁靶，優(yōu)選采用沿軸向排列有多個永磁鐵配置而成的磁靶，以使磁靶與磁性傳感器在軸向的相對位移方向亦即軸向正交的方向為磁化方向，在多個永磁鐵相鄰的磁極的交界附近配置上述磁性傳感器。
[0021]這樣一來，表現(xiàn)出磁性傳感器的輸出信號相對于磁靶與磁性傳感器的軸向的相對位移急劇地變化，而相對與軸向以外的方向的相對位移不怎么變化的軸向的指向性。因此，磁性傳感器的輸出信號難以收受到外部振動的影響，從而能夠以穩(wěn)定的精度檢測負載的大小。
[0022]上述支承部件可以構成為具有:環(huán)狀的支承部，其對上述凸緣部件的外徑側端部的軸向后表面進行支承；以及嵌合筒部，其以具有過盈量地嵌合于上述凸緣部件的外周的方式形成于上述支承部的外徑側。這樣一來，凸緣部件與支承部件一體化，因此磁式負載傳感器的操作變容易，并且在嵌合筒部與凸緣部件之間設定有過盈量，所以在凸緣部件撓曲時，在嵌合筒部與凸緣部件之間難以產生滑動，從而能夠防止因嵌合筒部與凸緣部件的嵌合面間的滑動而導致的磁滯誤差。
[0023]另外，在本發(fā)明中，還提供一種具備上述磁式負載傳感器的電動制動裝置。
[0024]對本發(fā)明的磁式負載傳感器而言，凸緣部件的負載作用面相對于凸緣部件的軸向前表面向軸向后方偏移，因此能夠將凸緣部件撓曲時負載作用面的徑向的位移抑制得較小。因此，在向凸緣部件輸入負載時，不易產生因負載作用面的滑動而導致的磁滯誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式的磁式負載傳感器的剖視圖。
[0026]圖2是圖1所示的磁式負載傳感器的左側視圖。
[0027]圖3是圖1所示的磁式負載傳感器的磁靶附近的放大剖視圖。
[0028]圖4是示出變更圖2所示的磁靶與磁性傳感器的配置的例子的放大剖視圖。
[0029]圖5是示出圖2所示的磁式負載傳感器的其他例子的放大剖視圖。
[0030]圖6是示出使用圖1所示的磁式負載傳感器的電動制動裝置的剖視圖。
[0031]圖7是圖6的直動促動器附近的放大剖視圖。
[0032]圖8是沿著圖7的VII1-VIII線的剖視圖。
[0033]圖9是示出替代圖6所示的行星滾子機構而使用滾珠絲杠機構的電動制動裝置的剖視圖。
[0034]圖10是示出替代圖6所示的行星滾子機構而使用滾珠傾斜機構的電動制動裝置的剖視圖。
[0035]圖11是沿著圖10的X1-XI線的剖視圖。
[0036]圖12(a)是示出圖11所示的滾珠與傾斜槽的關系的圖，圖12 (b)是示出旋轉盤與直動盤從圖12(a)所示的狀態(tài)相對旋轉，從而兩盤的間隔擴大的狀態(tài)的圖。
[0037]圖13是示出本發(fā)明的第二實施方式的磁式負載傳感器的剖視圖。
[0038]圖14是示出使用圖13所示的磁式負載傳感器的電動制動裝置的剖視圖。
[0039]圖15是示出比較例的磁式負載傳感器的剖視圖。
[0040]圖16(a)是表不對向圖15所不的比較例的磁式負載傳感器輸入軸向負載時在凸緣部件的各部位產生的徑向的位移進行分析的結果的圖，圖16(b)是表示對向圖1所示的磁式負載傳感器輸入軸向負載時在凸緣部件的各部位產生的徑向的位移進行分析的結果的圖。

【具體實施方式】
[0041]圖1?圖3中不出本發(fā)明的第一實施方式的磁式負載傳感器I。該磁式負載傳感器I由如下部件構成:凸緣部件2，其供負載從軸向前方輸入并發(fā)生撓曲；支承部件3，其從軸向后方支承凸緣部件2 ;磁靶4，其產生磁通；以及磁性傳感器5，其對磁靶4所產生的磁通進行檢測。
[0042]凸緣部件2是由鐵等金屬形成的圓環(huán)板狀的部件。在凸緣部件2的內徑側部分的軸向前表面形成有供負載輸入的負載作用面6。負載作用面6是垂直于軸向的平面，并形成于相對于凸緣部件2的被支承部件3支承的部分的軸向前表面7向軸向后方偏移的位置。負載作用面6因該偏移而配置為存在于凸緣部件2的軸向前端與后端之間的區(qū)域(凸緣部件2的軸向的中間區(qū)域)。
[0043]如圖3所示，負載作用面6與凸緣部件2的被支承部件3支承的部分的軸向前表面7經由階部8而連接。在負載作用面6與階部8之間形成有平滑地連接兩者的剖面呈圓弧狀的倒角部9。該倒角部9防止在從軸向前方向凸緣部件2輸入軸向負載時在凸緣部件2的負載作用面6與階部8交叉的位置集中拉伸應力，由此確保凸緣部件2的耐久性。
[0044]在凸緣部件2的外徑側部分的軸向后表面形成有被支承部件3支承的被支承面10。被支承面10是垂直于軸向的平面，并形成于相對于凸緣部件2的供負載輸入的部分的軸向后表面11向軸向前方偏移的位置。被支承面10因該偏移配置為存在于凸緣部件2的軸向前端與后端之間的區(qū)域(凸緣部件2的軸向的中間區(qū)域)。
[0045]被支承面10與凸緣部件2的供負載輸入的部分的軸向后表面11經由階部12而連接。在被支承面10與階部12交叉的位置形成有具有圓弧狀的剖面并沿周方向延伸的退刀槽(盜々溝)13。該退刀槽13防止從軸向前方向凸緣部件2輸入軸向負載時在凸緣部件2的被支承面10與階部12交叉的位置集中壓縮應力，由此確保凸緣部件2的耐久性。
[0046]支承部件3由與凸緣部件2相同的金屬形成。支承部件3具有:環(huán)狀的支承部14，其對凸緣部件2的外徑側端部的軸向后表面11進行支承；嵌合筒部15，其以嵌合于凸緣部件2的外周的方式形成于支承部14的外徑側；圓筒部16，其設置為與凸緣部件2的內徑側對置；以及連結部17，其在凸緣部件2的軸向后方連接圓筒部16與支承部14之間。
[0047]這里，支承部件3的支承部14在從對凸緣部件2輸入負載的位置(即負載作用面6)向徑向外側錯開的位置支承凸緣部件2。由此，對凸緣部件2而言，在輸入負載時，內徑側部分以被支承面10的位置為支點向軸向后方撓曲。
[0048]在嵌合筒部15的內周與凸緣部件2的外周之間設定有過盈量。凸緣部件2因該過盈量而與支承部件3 —體化，從而磁式負載傳感器I的操作變容易。
[0049]磁靶4固定于凸緣部件2的內周。磁性傳感器5以與磁靶4在徑向上對置的方式固定于支承部件3的圓筒部16的外周。在圓筒部16的內周，在軸向上空開間隔地安裝有多個軸承18。
[0050]磁靶4由2個永磁鐵19構成，使與因凸緣部件2的撓曲而導致的磁靶4與磁性傳感器5的相對位移方向亦即軸向正交的方向(這里為徑向)為磁化方向。2個永磁鐵19以各永磁鐵19的極性相反的磁極(即，一方的永磁鐵19的N極與另一方的永磁鐵19的S極)沿軸向排列的方式鄰接而配置。
[0051]作為永磁鐵19，例如，若使用釹磁鐵，則能夠節(jié)省空間并產生強大的磁通，也可以使用釤鈷磁鐵、釤氮化鐵磁鐵、鋁鎳鈷合金磁鐵、鐵氧體磁鐵、鐠磁鐵等。若使用釤鈷磁鐵、釤氮化鐵磁鐵或鋁鎳鈷合金磁鐵，則能夠抑制磁通伴隨著永磁鐵19的溫度上升而減少。另夕卜，若使用鐠磁鐵，則能夠提高永磁鐵19的機械強度。
[0052]磁性傳感器5在2個永磁鐵19的相鄰的磁極的交界附近以與磁靶4在軸正交方向(圖中徑向)上對置的方式配置。作為磁性傳感器5，也可以使用磁電阻元件(所謂的MR傳感器)、磁阻抗元件(所謂的MI傳感器)，但若使用霍爾IC則在成本方面有利，另外，市售有耐熱性較高的霍爾1C，因此適于電動制動器的用途。
[0053]對該磁式負載傳感器I而言，若如圖1的箭頭所不，在從軸向前方朝向后方向的軸向負載被輸入凸緣部件2時，凸緣部件2因該軸向負載而以外徑側端部為支點向軸向后方撓曲，伴隨著該撓曲，磁祀4與磁性傳感器5沿軸向相對位移,從而磁性傳感器5的輸出信號相應于磁靶4與磁性傳感器5的相對位移而變化。因此，通過預先掌握向凸緣部件2輸入的軸向負載的大小與磁性傳感器5的輸出信號的關系能夠根據磁性傳感器5的輸出信號檢測出施加于凸緣部件2的軸向負載的大小。
[0054]這里，向磁式負載傳感器I輸入軸向負載時的磁祀4與磁性傳感器5的相對變化量極小。例如，在將該磁式負載傳感器I安裝于后述的電動制動裝置時，向磁式負載傳感器I最大輸入30kN的軸向負載，但此時的磁靶4與磁性傳感器5的軸向的相對變化量為0.4mm左右。這里，對上述磁式負載傳感器I而言，以徑向為磁化方向的2個永磁鐵19的N極與S極在軸向上鄰接，因此在配置于該N極與S極的交界磁性傳感器5的附近，以較高的密度存在與軸向交叉的磁通。因此，相對于磁靶4與磁性傳感器5的軸向的稍微的相對位移，磁性傳感器5的輸出信號急劇地變化。因此,盡管磁祀4與磁性傳感器5的相對位移極小,也能夠檢測出作用于凸緣部件2的軸向負載的大小。
[0055]圖15中不出與上述實施方式對應的比較例的磁式負載傳感器80。對該磁式負載傳感器80而言，凸緣部件2的負載作用面6相對于凸緣部件2的軸向前表面7不偏移，從而不存在凸緣部件2的前表面?zhèn)鹊碾A部8。另外，凸緣部件2的被支承面10相對于凸緣部件2的軸向后表面11也不偏移，從而不存在凸緣部件2的后表面?zhèn)鹊碾A部12。其他結構與上述實施方式相同。
[0056]而且，對從軸向前方向該圖15所示的比較例的磁式負載傳感器80的凸緣部件2輸入軸向負載時在凸緣部件2的各部位產生的徑向的位移進行分析的結果與對從軸向前方向上述實施方式的磁式負載傳感器I的凸緣部件2輸入軸向負載時在凸緣部件2的各部位產生的徑向的位移進行分析的結果如圖16(a)、圖16(b)所示。該分析是以凸緣部件2的1/36切割模型為對象進行的。
[0057]根據該分析結果可知，如圖15所示，在不偏移凸緣部件2的負載作用面6的情況下，表現(xiàn)出圖16(a)所示的位移分布，相對于此，在如上述實施方式那樣偏移凸緣部件2的負載作用面6的情況下，如圖16(b)所示，與圖16(a)相比，負載作用面6在徑向上幾乎不發(fā)生位移。
[0058]另外，還可知，如圖15所示，在不偏移凸緣部件2的被支承面10的情況下，表現(xiàn)出圖16 (a)所示的位移分布，相對于此，在如上述實施方式那樣偏移凸緣部件2的被支承面10的情況下，如圖16(b)所示，與圖16(a)相比，被支承面10在徑向上幾乎不發(fā)生位移。
[0059]這樣，在凸緣部件2的負載作用面6以及被支承面10偏移的情況下，能夠將負載作用面6與被支承面10的徑向的位移抑制得較小，其理由考慮如下。即，在從軸向前方向凸緣部件2輸入軸向負載時，如圖16(a)所示，凸緣部件2的軸向前表面7向徑向內側位移，凸緣部件2的軸向后表面11向徑向外側位移，但凸緣部件2的軸向前表面7與軸向后表面11之間的部位在徑向上幾乎不位移。而且，也考慮由于在該凸緣部件2的軸向前表面7與軸向后表面11之間配置有負載作用面6與被支承面10，所以能夠將負載作用面6與被支承面10的徑向的位移抑制得較小。
[0060]如上所述，對上述實施方式的磁式負載傳感器I而言，凸緣部件2的負載作用面6相對于凸緣部件2的軸向前表面7向軸向后方偏移，因此能夠將凸緣部件2撓曲時負載作用面6的徑向的位移抑制得較小。因此，能夠減輕向凸緣部件2輸入負載時負載作用面6的滑動，其結果是，能夠防止在負載增加時(即凸緣部件2的撓曲增加時)與負載減少時(即凸緣部件2的撓曲減少時)之間產生因負載作用面6的滑動而導致的磁滯誤差。
[0061]另外，對磁式負載傳感器I而言，凸緣部件2的被支承面10相對于凸緣部件2的軸向后表面11向軸向前方偏移，因此能夠將凸緣部件2撓曲時被支承面10的徑向的位移也抑制得較小。因此，能夠減輕向凸緣部件2輸入負載時被支承面10的滑動，其結果是，能夠防止在負載增加時與負載減少時之間產生因被支承面10的滑動導致的磁滯誤差。
[0062]另外，對該磁式負載傳感器I而言，在輸入負載時，該負載作用于凸緣部件2而使凸緣部件2撓曲，但不作用于磁性傳感器5。因此，即便施加有沖擊負載或者相對軸向傾斜方向的負載，磁性傳感器5也難以發(fā)生故障，從而能夠確保較高的耐久性。
[0063]另外，對該磁式負載傳感器I而言，凸緣部件2與支承部件3由具有相同的線膨脹系數的材料形成，因此在溫度上升時，凸緣部件2與支承部件3以相同的比例熱膨脹。因此，難以產生因溫度變化導致的磁靶4與磁性傳感器5的相對位移，從而難以產生因溫度變化導致的誤差。
[0064]在圖1?圖3中，磁靶4固定于凸緣部件2，磁性傳感器5固定于支承部件3，但也可以對調該磁靶4與磁性傳感器5的關系。S卩，如圖4所示，將磁性傳感器5固定于凸緣部件2，將磁靶4固定于支承部件3。
[0065]如圖5所示，優(yōu)選凸緣部件2的負載作用面6與被支承面10以位于同一平面上的方式形成。這樣一來，能夠極其有效地減輕向凸緣部件2輸入負載時負載作用面6的滑動與被支承面10的滑動。這里，同一平面上是指凸緣部件2的負載作用面6與被支承面10存在于具有凸緣部件2的供負載輸入的部分的厚度的10%左右的厚度的假想的平面狀區(qū)域內的程度，而不是指需要負載作用面6與被支承面10在數學上精確的意義地位于同一平面上。此外，在圖5中，凸緣部件2的負載作用面6與被支承面10配置于距凸緣部件2的軸向前表面7與軸向后表面11任一方均等距離的中間位置。
[0066]在圖6?圖8中不出使用上述磁式負載傳感器I的車輛用的電動制動裝置。
[0067]該電動制動裝置由如下部件構成:制動鉗主體25，其呈利用橋24連結將與車輪一體地旋轉的制動盤21夾在中間并對置的對置片22、23的形狀；安裝于收納孔26的直動促動器27，該收納孔26在與對置片23的制動盤21對應的對置面開口 ；以及左右一對摩擦墊28、29。
[0068]摩擦墊28設置于對置片23與制動盤21之間，并被安裝于制動鉗主體25的墊銷(未圖示)支承為能夠沿制動盤21的軸向移動。另一方的摩擦墊29安裝于相反的一側的對置片22。制動鉗主體25被支承為能夠沿制動盤21的軸向滑動。
[0069]如圖7所示，直動促動器27具有:旋轉軸30 ;多個行星滾子31，它們與旋轉軸30的外周的圓筒面滾動接觸；外圈部件32，其以包圍上述行星滾子31的方式配置；行星架33，其將行星滾子31保持為能夠邊自轉邊公轉；以及磁式負載傳感器1，其配置于外圈部件32的軸向后方。
[0070]圖6所示的電動馬達34的旋轉經由齒輪35而輸入，由此旋轉軸30被驅動旋轉。旋轉軸30以一端從沿軸向貫通對置片23而形成的收納孔26的軸向后側的開口突出的狀態(tài)插入收納孔26，且齒輪35與從收納孔26突出的突出部分花鍵嵌合，從而無法轉動。齒輪35以堵著收納孔26的軸向后側的開口的方式被由螺栓36固定的蓋37覆蓋。在蓋37安裝有可旋轉地支承旋轉軸30的軸承38。
[0071]如圖8所示，行星滾子31與旋轉軸30的外周的圓筒面滾動接觸，行星滾子31也因旋轉軸30旋轉時行星滾子31與旋轉軸30之間的摩擦而旋轉。行星滾子31在周向上空開一定間隔地設置有多個。
[0072]如圖7所示，外圈部件32收納于設置在制動鉗主體25的對置片23的收納孔26內，并支承為能夠在該收納孔26的內周沿軸向滑動。在外圈部件32的軸向前端形成有與形成在摩擦墊28的背面的卡合凸部39卡合的卡合凹部40，外圈部件32因該卡合凸部39與卡合凹部40的卡合而無法相對于制動鉗主體25轉動。
[0073]在外圈部件32的內周設置有螺旋凸條41，在行星滾子31的外周設置有與螺旋凸條41卡合的圓周槽42，在行星滾子31旋轉時，外圈部件32的螺旋凸條41被圓周槽42引導，從而外圈部件32沿軸向移動。這里，在行星滾子31的外周設置有導程角為O度的圓周槽42，但也可以取代圓周槽42而設置具有與螺旋凸條41不同的導程角的螺旋槽。
[0074]行星架33由如下部件構成:行星架銷33A，其將行星滾子31支承為能夠旋轉；環(huán)狀的行星架板33B，其將該各行星架銷33A的軸向前端的周向間隔保持為一定；環(huán)狀的行星架主體33C，其將各行星架銷33A的軸向后端的周向間隔保持為一定。行星架板33B與行星架主體33C間隔著行星滾子31而在軸向上對置，并經由配置于周向相鄰的行星滾子31之間的連結棒43而被連結。
[0075]行星架主體33C經由滑動軸承44支承于旋轉軸30，并能夠相對于旋轉軸30相對旋轉。在行星滾子31與行星架主體33C之間安裝有阻擋行星滾子31的自轉傳遞至行星架主體33C的推力軸承45。
[0076]各行星架銷33A被以與沿周向空開間隔而配置的多個行星架銷33A外接的方式安裝的縮徑彈簧圈46向徑向內側施力。行星滾子31的外周因該縮徑彈簧圈46的作用力而按壓于旋轉軸30的外周，從而能夠防止旋轉軸30與行星滾子31之間的滑動。為了以遍及行星滾子31的軸向全長的方式作用縮徑彈簧圈46的作用力，在行星架銷33A的兩端設置有縮徑彈黃圈46。
[0077]磁式負載傳感器I以支承部件3位于凸緣部件2的軸向后方的朝向嵌入收納孔26內。在行星架33與磁式負載傳感器I之間安裝有與行星架33 —體地公轉的隔離件47和在隔離件47與磁式負載傳感器I之間傳遞軸向負載的推力軸承48。推力軸承48以與凸緣部件2的負載作用面6接觸的方式設置，經由該推力軸承48從隔離件47向凸緣部件2的負載作用面6輸入軸向負載。旋轉軸30被安裝于支承部件3的圓筒部16內的軸承18支承為能夠旋轉。
[0078]對磁式負載傳感器I而言，利用安裝于收納孔26的內周的擋圈49卡止支承部件3的外周緣，由此能夠限制向軸向后方的移動。而且，該磁式負載傳感器I經由隔離件47與推力軸承48而沿軸向支承行星架主體33C，從而限制行星架33向軸向后方的移動。另外，行星架33被安裝于旋轉軸30的軸向前端的擋圈50也限制向軸向前方的移動。因此，對行星架33而言，軸向前方與軸向后方的移動均被限制，從而保持于行星架33的行星滾子31也處于被限制軸向移動的狀態(tài)。
[0079]接下來，對上述電動制動裝置的動作例進行說明。
[0080]若使電動馬達34動作，則旋轉軸30旋轉，從而行星滾子31邊以行星架銷33A為中心自轉邊以旋轉軸30為中心公轉。此時外圈部件32與行星滾子31因螺旋凸條41與圓周槽42的卡合而沿軸向相對移動，但行星滾子31與行星架33 —起被限制軸向的移動，因此行星滾子31不沿軸向移動，外圈部件32沿軸向移動。這樣，直動促動器27將被電動馬達34驅動的旋轉軸30的旋轉轉換為外圈部件32的軸向移動，并利用該外圈部件32向摩擦墊28施加軸向負載，從而使摩擦墊28按壓于制動盤21而產生制動力。
[0081]這里，在外圈部件32向摩擦墊28施加軸向負載時，對外圈部件32作用有向軸向后方的反作用力，該反作用力經由行星滾子31、行星架33、隔離件47以及推力軸承48而被磁式負載傳感器I承受。而且，磁式負載傳感器I的凸緣部件2因該反作用力而向軸向后方撓曲，從而磁革G 4與磁性傳感器5相對位移。此時，磁性傳感器5的輸出信號相應于該磁靶4與磁性傳感器5的相對位移而變化，因此能夠根據磁性傳感器5的輸出信號來檢測軸向負載的大小。另外，使用該磁性傳感器5的輸出信號來反饋控制電動制動裝置的制動力，由此能夠實現(xiàn)高精度的負載控制。
[0082]在該電動制動裝置中，作為將旋轉軸30的旋轉轉換為外圈部件32的軸向移動的直動機構，采用了由如下部件構成的行星滾子機構:多個行星滾子31，它們與旋轉軸30的外周的圓筒面滾動接觸；行星架33，其能夠將行星滾子31保持為邊自轉邊公轉，并限制軸向移動；外圈部件32，其以包圍多個行星滾子31的方式配置；螺旋凸條41，其設置于外圈部件32的內周；以及螺旋槽或圓周槽42，其以與螺旋凸條41卡合的方式設置于各行星滾子31的外周，但在采用其他結構的直動機構的電動制動裝置也可以安裝上述磁式負載傳感器I。
[0083]例如，作為直動機構而采用滾珠絲杠機構的電動制動裝置的例子如圖9所示。以下，與上述實施方式對應的部分標注相同的附圖標記并省略說明。
[0084]在圖9中，直動促動器27具有:旋轉軸30 ;螺紋軸51，其與旋轉軸30設置為一體；螺母52，其以包圍螺紋軸51的方式設置；多個滾珠55，其安裝在形成于螺紋軸51的外周的螺紋槽53與形成于螺母52的內周的螺紋槽54之間；未圖示的回管，其使?jié)L珠55從螺母52的螺紋槽54的終點返回起點；以及磁式負載傳感器1，其配置于螺母52的軸向后方。
[0085]螺母52以相對于制動鉗主體25無法轉動的狀態(tài)而沿軸向能夠滑動地收納于設置在對置片23的收納孔26內。在螺紋軸51的軸向后端設置有與螺紋軸51 —體地旋轉的隔離件47，該隔離件47經由推力軸承48而被磁式負載傳感器I支承。這里，磁式負載傳感器I經由隔離件47、推力軸承48以及螺紋軸51而沿軸向支承螺母52，從而限制螺母52向軸向后方的移動。
[0086]該電動制動裝置通過旋轉旋轉軸30來使螺紋軸51與螺母52相對旋轉，從而使螺母52向軸向前方移動來向摩擦墊28施加軸向負載。此時，對螺紋軸51作用有向軸向后方的反作用力，該反作用力經由隔離件47、推力軸承48而被磁式負載傳感器I承受。而且，磁式負載傳感器I的凸緣部件2因該反作用力而向軸向后方撓曲，從而磁祀4與磁性傳感器5相對位移。因此，與上述實施方式相同，磁性傳感器5的輸出信號相應于施加于摩擦墊28的軸向負載的大小而變化，從而能夠根據該磁性傳感器5的輸出信號來檢測軸向負載的大小(摩擦墊28的按壓力)。
[0087]另外，作為直動機構而采用滾珠傾斜機構的電動制動裝置的例子如圖10所示。
[0088]在圖10中，電動制動裝置具有:旋轉軸30 ;旋轉盤60，其在旋轉軸30的外周被止轉；直動盤61，其與旋轉盤60的軸向前方對置而配置；多個滾珠62，它們夾在旋轉盤60與直動盤61之間；以及磁式負載傳感器I,其配置于直動盤61的軸向后方。
[0089]直動盤61以相對于制動鉗主體25無法轉動的狀態(tài)而沿軸向能夠滑動地收納于設置在對置片23的收納孔26內。在旋轉盤60的軸向后端設置有與旋轉盤60 —體地旋轉的隔離件47，該隔離件47經由推力軸承48而被磁式負載傳感器I支承。這里，磁式負載傳感器I經由隔離件47、推力軸承48而沿軸向支承旋轉盤60，從而限制旋轉盤60向軸向后方的移動。
[0090]如圖10、圖11所示，在旋轉盤60的與直動盤61的對置面形成有沿著周向的一方向深度逐漸變淺的傾斜槽63，在直動盤61的與旋轉盤60的對置面形成有沿著周方向的另一方向深度逐漸變淺的傾斜槽64。如圖12(a)所示，滾珠62安裝于旋轉盤60的傾斜槽63與直動盤61的傾斜槽64之間，如圖12(b)所示，若旋轉盤60相對于直動盤61相對旋轉，則滾珠62在傾斜槽63、64內滾動，從而旋轉盤60與直動盤61的間隔擴大。
[0091]該電動制動裝置通過旋轉旋轉軸30來使直動盤61與旋轉盤60相對旋轉，從而使直動盤61向軸向前方移動來向摩擦墊28施加軸向負載。此時，對旋轉盤60作用有向軸向后方的反作用力，該反作用力經由隔離件47、推力軸承48而被磁式負載傳感器I承受。而且，磁式負載傳感器I的凸緣部件2因該反作用力而向軸向后方撓曲，從而磁靶4與磁性傳感器5的相對位置發(fā)生變化。因此，與上述實施方式相同，磁性傳感器5的輸出信號相應于施加于摩擦墊28的軸向負載的大小而變化，從而能夠根據該磁性傳感器5的輸出信號來檢測軸向負載的大小(摩擦墊28的按壓力)。
[0092]在圖13中不出本發(fā)明的第二實施方式的磁式負載傳感器70。與第一實施方式對應的部分標注相同的附圖標記并省略說明。
[0093]在凸緣部件2的外徑側部分的軸向前表面7形成有輸入負載的負載作用面6。負載作用面6是垂直于軸向的平面，并形成于相對于被凸緣部件2的支承部件3支承的部分的軸向前表面7向軸向后方偏移的位置。
[0094]在凸緣部件2的外徑側部分的軸向后表面形成有被支承部件3支承的被支承面10。被支承面10是垂直于軸向的平面，并形成于相對于凸緣部件2的供負載輸入的部分的軸向后表面11向軸向前方偏移的位置。
[0095]支承部件3具有:環(huán)狀的支承部71，其對凸緣部件2的內徑側部分的軸向后表面進行支承；圓筒部72，其以與凸緣部件2的外徑側對置的方式設置；以及連結部73，其在凸緣部件2的軸向后方連結圓筒部72與支承部71之間。連結部73呈內徑側向軸向后方偏移的帶臺階的形狀，支承部71的軸向后端部的外周具有過盈量地嵌合于該連結部73的臺階部分的內周，從而一體化。支承部71的軸向前端部具有過盈量地嵌合于凸緣部件2的后表面?zhèn)鹊碾A部12的內周。
[0096]支承部件3的連結部73在其內徑側部分的軸向前表面具有與支承部71接觸的接觸面74。支承部件3的連結部73在其外徑側部分的軸向后表面具有安裝面75。接觸面74形成于相對于連結部73的軸向前表面76向軸向后方偏移的位置。安裝面75形成于相對于連結部73的軸向后表面77向軸向前方偏移的位置。
[0097]磁靶4固定于凸緣部件2的外周。磁性傳感器5以與磁靶4在徑向上對置的方式固定于支承部件3的圓筒部72的內周。
[0098]這里，支承部件3的支承部71在從對凸緣部件2輸入負載的位置(即負載作用面
6)向徑向內側錯開位置支承凸緣部件2。由此，對凸緣部件2而言，在輸入負載時，外徑側部分以被支承面10的位置為支點向軸向后方撓曲。
[0099]對該磁式負載傳感器70而言，若如圖13的箭頭所示，當從軸向前方朝向后方的軸向負載向凸緣部件2被輸入時，凸緣部件2因該軸向負載而以內徑側部分為支點向軸向后方撓曲，并且支承部件3也以外徑側端部為支點向軸向后方撓曲，磁靶4與磁性傳感器5因該撓曲而沿軸向相對位移，從而磁性傳感器5的輸出信號相應于磁祀4與磁性傳感器5的相對位移而變化。這樣，在向凸緣部件2輸入軸向負載時，不僅凸緣部件2，支承部件3也發(fā)生撓曲，因此磁靶4與磁性傳感器5的相對位移量較大，從而能夠以較高的分辨率檢測負載。
[0100]該磁式負載傳感器70與第一實施方式相同，凸緣部件2的負載作用面6相對于凸緣部件2的軸向前表面7向軸向后方偏移，因此能夠將凸緣部件2撓曲時負載作用面6的徑向的位移抑制得較小。因此，能夠減輕向凸緣部件2輸入負載時負載作用面6的滑動，其結果是，能夠防止在負載增加時與負載減少時之間產生因負載作用面6的滑動導致的磁滯誤差。
[0101]另外，磁式負載傳感器70與第一實施方式相同，凸緣部件2的被支承面10相對于凸緣部件2的軸向后表面11向軸向前方偏移，因此能夠將凸緣部件2撓曲時被支承面10的徑向的位移也抑制得較小。因此，能夠減少向凸緣部件2輸入負載時被支承面10的滑動，其結果是，能夠防止在負載增加時與負載減少時之間產生因被支承面10的滑動導致的磁滯誤差。
[0102]另外，與凸緣部件2相同，支承部件3的接觸面74以及安裝面75也偏移地配置，因此也能夠減輕向凸緣部件2輸入負載時在支承部件3的接觸面74以及安裝面75的滑動，從而能夠防止因在接觸面74以及安裝面75的滑動導致的磁滯誤差。
[0103]如圖14所不,第二實施方式的磁式負載傳感器70也與第一實施方式相同,可以安裝于車輛用的電動制動裝置來使用。
[0104]附圖標記說明:
[0105]I…磁式負載傳感器；2…凸緣部件；3…支承部件；4…磁祀；5…磁性傳感器；6…負載作用面…軸向前表面；8…階部；9…倒角部；10…被支承面；1L...軸向后表面；12…階部；13...退刀槽；14...支承部；15…嵌合筒部；19…永磁鐵；70…磁式負載傳感器。
【權利要求】
1.一種磁式負載傳感器，具有: 凸緣部件(2)，其供負載從軸向前方輸入并發(fā)生撓曲； 支承部件(3)，其在與所述負載的輸入位置沿徑向錯開的位置從軸向后方支承該凸緣部件⑵； 磁靶(4)，其產生磁通；以及 磁性傳感器(5)，其對該磁靶(4)產生的磁通進行檢測， 對于所述磁靶(4)與磁性傳感器(5)而言，以在負載被輸入所述凸緣部件(2)時利用該凸緣部件(2)的撓曲使磁祀(4)與磁性傳感器(5)相對位移的方式,將磁祀(4)與磁性傳感器(5)中的一方固定于所述凸緣部件(2)，將另一方固定于所述支承部件(3)，并且所述磁式負載傳感器根據由所述磁性傳感器(5)檢測出的磁通來檢測所述負載的大小， 所述磁式負載傳感器的特征在于， 所述凸緣部件(2)的供所述負載輸入的負載作用面(6)形成于相對于所述凸緣部件(2)的被支承部件(3)支承的部分的軸向前表面(7)向軸向后方偏移的位置。
2.根據權利要求1所述的磁式負載傳感器，其特征在于， 所述凸緣部件(2)的被支承部件(3)支承的被支承面(10)形成于相對于所述凸緣部件(2)的供所述負載輸入的部分的軸向后表面(11)向軸向前方偏移的位置。
3.根據權利要求1或2所述的磁式負載傳感器，其特征在于， 所述凸緣部件(2)的供所述負載輸入的負載作用面(6)與所述凸緣部件(2)的被支承部件(3)支承的部分的軸向前表面(7)是經由階部(8)連接的兩個平面。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的磁式負載傳感器,其特征在于， 所述凸緣部件⑵的被支承部件⑶支承的被支承面(10)與所述凸緣部件(2)的供所述負載輸入的部分的軸向后表面(11)是經由階部(12)連接的兩個平面。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的磁式負載傳感器,其特征在于， 所述凸緣部件(2)的供所述負載輸入的負載作用面(6)與所述凸緣部件(2)的被所述支承部件(3)支承的被支承面(10)以位于同一平面上的方式形成。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的磁式負載傳感器,其特征在于， 所述磁靶(4)是沿軸向排列有多個永磁鐵(19)配置而成的，以使與磁靶(4)與磁性傳感器(5)在軸向的相對位移方向亦即軸向正交的方向為磁化方向，在所述多個永磁鐵相鄰的磁極的交界附近配置所述磁性傳感器(5)。
7.根據權利要求3所述的磁式負載傳感器，其特征在于， 在所述凸緣部件(2)的負載作用面(6)與所述凸緣部件(2)的前表面?zhèn)鹊碾A部(8)之間形成有平滑地連接兩者的剖面呈圓弧狀的倒角部(9)。
8.根據權利要求4所述的磁式負載傳感器，其特征在于， 在所述凸緣部件(2)的被支承面(10)與所述凸緣部件(2)的后表面?zhèn)鹊碾A部(12)交叉的位置形成有具有圓弧狀剖面的退刀槽(13)。
9.根據權利要求1?8中任一項所述的磁式負載傳感器,其特征在于， 所述支承部件(3)具有:環(huán)狀的支承部(14)，其對所述凸緣部件(2)的外徑側端部的軸向后表面進行支承；以及嵌合筒部(15)，其以具有過盈量地嵌合于所述凸緣部件(2)的外周的方式形成于所述支承部(14)的外徑側。
10.一種電動制動裝置，其特征在于，具備權利要求1?9中任一項所述的磁式負載傳感器。
【文檔編號】G01L5/12GK104428646SQ201380028576
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權日:2012年7月11日
【發(fā)明者】增田唯 申請人:Ntn株式會社