JP2007040956A - Stress sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stress sensor of magnetostrictive type utilizing the opposite effect of magnetostriction, provided with a detection part which is compact and easy to operation, low in cost and excellent in robustness. <P>SOLUTION: The stress detection part 1 comprising the plate-like permanent magnet 2, the magnetic sensors 3 and 4 for detecting variation of a magnetic flux generated by the plate-like magnet 2 flowing outside of the magnetic body 8, and the plate-like yoke 5 for enhancing the detection sensitivity of the magnetic sensors 3 and 4 by its magnetic flux collection effect is attached on the magnetostrictive magnetic body 8. The magnetic sensors 3 and 4 are arranged closely to the magnetic body 8 at the neighbor of ends of the plate-like magnet 2 and also the magnetic body side to the yoke 5 arranged at the other side of the magnetic body regarding the plate-like magnet 2 and except the place between the plate-like magnet 2 and the magnetic body 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば各種機械部品に働く応力のセンシング技術に係わり、さらに具体的には、磁歪の逆効果を利用して、磁歪を有する部材に作用する応力を検出することができる応力センサに関するものである。   The present invention relates to a technique for sensing stress acting on various mechanical parts, for example, and more specifically, to a stress sensor capable of detecting stress acting on a member having magnetostriction by utilizing the inverse effect of magnetostriction. It is.

例えば、自動車における足回りの軸力を、廉価で、ロバスト性に優れたセンサによって検知することができれば、新たな車輌制御の実現につながる可能性があるため、廉価で小型な応力センサの潜在的な要望は少なくないものと考えられる。しかし、そのようなセンサの候補が見当たらないのが現状である。   For example, if the axle force of an undercarriage in an automobile can be detected by an inexpensive and highly robust sensor, it may lead to the realization of new vehicle control. It is thought that there are many requests. However, there are currently no such sensor candidates.

弾性を有する部材にかかる応力を検出する方法としては、歪ゲージを貼る方法が一般によく知られているが、自動車等の足回り部品におけるリンクの軸力(引張、圧縮力)をモニターするためには、ロバスト性が要求されることから、歪ゲージによる方法は適しているとは言えない。
一方、応力センサとして、磁歪を利用したセンサの提案がなされているが、実用化されているものはないようである(例えば、非特許文献1参照)。
I.J.Garshelis:SAE,Paper No.910856,1991
As a method of detecting the stress applied to the elastic member, a method of attaching a strain gauge is generally well known, but in order to monitor the axial force (tensile and compressive force) of the link in the undercarriage part such as an automobile. However, since robustness is required, the strain gauge method is not suitable.
On the other hand, as a stress sensor, a sensor using magnetostriction has been proposed, but none seems to be put into practical use (for example, see Non-Patent Document 1).
I. J. et al. Garshelis: SAE, Paper No. 910856, 1991

すなわち、図9は、上記非特許文献1により提案されている磁歪の逆効果を利用した応力センサの説明図であって、図9(a)において、PMは永久磁石、FSは磁気センサであり、中央に位置するコアは磁歪を有している。永久磁石PMはコアを矢印で示す方向に磁化する。永久磁石PMの磁束は図のように分布し、コアをも通っている。
コアに引張応力が働くと、永久磁石PMからの磁束がコアをより多く通るようになるために、磁気センサFSを通過する磁束が減少する。一方、コアに圧縮応力が作用すると、磁束はコアを通り難くなるため、センサFSを通過する磁束が増加する。このようにして、磁気センサFSからの信号の大きさはコアに働く応力の大きさを反映することになる。
That is, FIG. 9 is an explanatory diagram of a stress sensor using the inverse effect of magnetostriction proposed by Non-Patent Document 1, and in FIG. 9A, PM is a permanent magnet and FS is a magnetic sensor. The core located at the center has magnetostriction. Permanent magnet PM magnetizes the core in the direction indicated by the arrow. The magnetic flux of the permanent magnet PM is distributed as shown in the figure and also passes through the core.
When tensile stress is applied to the core, the magnetic flux from the permanent magnet PM passes through the core more, so the magnetic flux passing through the magnetic sensor FS decreases. On the other hand, when compressive stress is applied to the core, the magnetic flux becomes difficult to pass through the core, so that the magnetic flux passing through the sensor FS increases. In this way, the magnitude of the signal from the magnetic sensor FS reflects the magnitude of the stress acting on the core.

以上が提案されている応力センサの原理であり、磁束を発生させるのに電源がいらない点が特徴である。上記磁気センサFSの位置としては、図9(b)に示すように、A又はBの位置でもよいことが述べられている。
引張応力と圧縮応力では、磁気センサFSの信号の変化の仕方は、圧縮の方が大きく、そのセンサの定格の範囲において、圧縮にて30から80%の変化があることがデータで示されている。
The above is the principle of the proposed stress sensor, which is characterized in that no power source is required to generate magnetic flux. It is stated that the position of the magnetic sensor FS may be the position A or B as shown in FIG.
In tensile stress and compressive stress, the data shows that the change in the signal of the magnetic sensor FS is greater in compression, and there is a change of 30 to 80% in compression within the rated range of the sensor. Yes.

しかしながら、上記提案においては、パイプ状のコアの中に円筒状のアルニコ磁石を配置し、パイプの表面に、ホール素子を置いてデータが取られているのものの、原理確認段階の域を出ないものであって、これら磁気センサや永久磁石のコアに対する配置や、具体的な装着方法など、実装上の種々の問題点があり、これらの問題点を解決することがこのような応力センサを実用化するための課題となっていた。   However, in the above proposal, although the cylindrical alnico magnet is arranged in the pipe-shaped core and the Hall element is placed on the surface of the pipe, data is taken, but it does not go out of the principle confirmation stage. However, there are various mounting problems such as the placement of these magnetic sensors and permanent magnets on the core and specific mounting methods, and it is practical to use these stress sensors to solve these problems. It was a problem to make it.

本発明は、磁歪式応力センサにおける上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、磁歪の逆効果を利用した応力センサを実用化し、コンパクトで取扱いが容易な検出部を備え、廉価でロバスト性に優れた磁歪式応力センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the magnetostrictive stress sensor, and the object of the present invention is to commercialize a stress sensor using the inverse effect of magnetostriction, and to provide a compact and easy-to-handle detection unit. An object is to provide a magnetostrictive stress sensor which is inexpensive and excellent in robustness.

本発明者らは、上記課題の解決に向けて磁気センサや永久磁石、さらには検出感度を向上させるためのヨークの配置や取付け方法などについて、鋭意検討した結果、薄板状の永久磁石とホール素子と板状ヨークを所定の配置とすることによって、コンパクトで取扱い性に優れた検出部が実現できることを見出し、本発明を完成するに到った。   As a result of intensive studies on the arrangement and mounting method of a magnetic sensor, a permanent magnet, and a yoke for improving the detection sensitivity, the inventors of the present invention have made a thin plate-like permanent magnet and a Hall element. And a plate-like yoke having a predetermined arrangement, it has been found that a compact and excellent handling unit can be realized, and the present invention has been completed.

本発明は上記知見に基づくものであり、本発明の応力センサは、磁歪を有する磁性体に近接して配置された永久磁石から発生した磁束が、上記磁性体の内部を通る磁束と、上記磁性体を通ることなく外部空間に流れる磁束とに分配され、上記磁性体に応力が作用することによってこの磁性体を通る磁束の量が変化すると、磁性体外を流れる磁束の量が変化して磁束分布が変化する現象を利用した磁歪式応力センサであって、応力測定用の磁性体に近接配置された板状永久磁石と、該板状磁石の反磁性体側に配置された板状ヨークと、当該ヨークよりも磁性体側における板状磁石の端部近傍位置であって、上記板状永久磁石と磁性体との間以外の位置に配設された磁気センサを有する応力検出部を備えていることを特徴としている。   The present invention is based on the above knowledge, and the stress sensor according to the present invention includes a magnetic flux generated from a permanent magnet arranged close to a magnetic body having magnetostriction, and a magnetic flux passing through the inside of the magnetic body. When the amount of magnetic flux that passes through the magnetic body changes due to the stress acting on the magnetic body, the amount of magnetic flux that flows outside the magnetic body changes and the magnetic flux distribution A magnetostrictive stress sensor that utilizes a phenomenon in which the plate-shaped permanent magnet is disposed in proximity to the magnetic material for stress measurement, the plate-shaped yoke disposed on the diamagnetic side of the plate-shaped magnet, and A stress detection unit having a magnetic sensor disposed near the end of the plate magnet on the magnetic body side of the yoke and at a position other than between the plate permanent magnet and the magnetic body; It is a feature.

磁歪を有する磁性体に永久磁石を接近させて配置すると、この永久磁石から出ている磁束が上記磁性体を通る内部磁束と、磁性体外の空間に流れる空間磁束とに分配されて流れ、磁性体に応力が働くと、この磁性体を通る内部磁束の量が変化し、その結果空間を流れる空間磁束の量が変化して内外の磁束分布が変化するので、空間磁束の変化をホール素子のような磁気センサによって検知することによって、磁性体に作用する応力を検出することができる。   When a permanent magnet is placed close to a magnetic body having magnetostriction, the magnetic flux emitted from the permanent magnet flows in a distributed manner into an internal magnetic flux passing through the magnetic body and a spatial magnetic flux flowing in a space outside the magnetic body. When stress is applied to the magnetic material, the amount of internal magnetic flux that passes through this magnetic material changes, and as a result, the amount of spatial magnetic flux flowing through the space changes and the distribution of internal and external magnetic flux changes. By detecting with a simple magnetic sensor, the stress acting on the magnetic material can be detected.

本発明によれば、磁性体に近接配置された板状の永久磁石と、この永久磁石から発生して上記磁性体の外部を流れる磁束の変化を検知する磁気センサと、板状磁石の反磁性体側に配置された板状ヨークとによって応力検出部が構成され、上記ヨークの集磁効果によって検出感度が向上すると共に、磁気センサが当該ヨークよりも磁性体側の板状磁石の端部近傍位置であって、しかも板状永久磁石と磁性体との間以外の位置、すなわち板状ヨークと永久磁石との間あるいは板状ヨークと磁性体の間の位置に配設されているため、検出部を小型で高感度なものとすることができ、磁歪を有する磁性体に当該検出部を取付けるだけで応力センサを容易に構成することができ、当該磁性体に作用する応力を検知することができるようになり、その有用性は極めて高いものとなる。   According to the present invention, a plate-like permanent magnet disposed close to a magnetic body, a magnetic sensor that detects a change in magnetic flux generated from the permanent magnet and flowing outside the magnetic body, and a diamagnetism of the plate magnet The plate-shaped yoke arranged on the body side constitutes a stress detection unit, and the detection sensitivity is improved by the magnetic flux collecting effect of the yoke, and the magnetic sensor is located near the end of the plate-shaped magnet on the magnetic body side relative to the yoke. In addition, since the sensor is disposed at a position other than between the plate-shaped permanent magnet and the magnetic body, that is, between the plate-shaped yoke and the permanent magnet or between the plate-shaped yoke and the magnetic body, The sensor can be small and highly sensitive, and a stress sensor can be easily configured by simply attaching the detection unit to a magnetic body having magnetostriction, so that the stress acting on the magnetic body can be detected. And its useful The thing is very high.

以下、本発明の応力センサについて、その実施の具体的形態と共に、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, the stress sensor of the present invention will be described in more detail together with specific embodiments thereof.

本発明の応力センサにおいては、永久磁石から発生して磁性体の外部を流れる磁束の変化を検知する磁気センサを上記永久磁石及び検出感度向上用のヨークと共に、望ましくはシールドケース内に一体化することによって応力検出部(検出ヘッド)とすることができるが、当該検出ヘッドとしては、図1(a)に示すような構造のものを例示することができる。   In the stress sensor of the present invention, a magnetic sensor for detecting a change in magnetic flux generated from a permanent magnet and flowing outside the magnetic body is preferably integrated into the shield case together with the permanent magnet and the yoke for improving detection sensitivity. As a result, a stress detection unit (detection head) can be obtained. As the detection head, a structure as shown in FIG. 1A can be exemplified.

すなわち、図に示す検出ヘッド、すなわち応力検出部1は、薄い板状の永久磁石2と、磁気センサとしてのホール素子3,4と、ヨーク5を備え、これらが電磁的なシールドケース6の内部に一体的に収納されている。
そして、このような検出ヘッド1は、例えば図1(b)に示すように、磁歪を有する磁性体8に取付けられ、磁性体8に応力が作用すると、上記したような原理に基づいて、当該磁性体8に作用する応力を検知することができる。
That is, the detection head shown in the drawing, that is, the stress detection unit 1 includes a thin plate-like permanent magnet 2, Hall elements 3 and 4 as magnetic sensors, and a yoke 5, which are inside an electromagnetic shield case 6. Are housed in one piece.
And such a detection head 1 is attached to the magnetic body 8 which has a magnetostriction as shown, for example in FIG.1 (b), and when a stress acts on the magnetic body 8, based on the principle as mentioned above, The stress acting on the magnetic body 8 can be detected.

上記シールドケース6は、図1(a)に示したように、図中下方側面が解放された箱型のものであって、このシールドケース6の解放された下端面に上記板状永久磁石2の下端面が一致するか、又は平行で近接するように板状磁石2を配設するようになすことが望ましい。   As shown in FIG. 1 (a), the shield case 6 is a box-type whose lower side surface is released in the figure, and the plate-like permanent magnet 2 is formed on the lower end surface of the shield case 6 which is released. It is desirable to arrange the plate-like magnets 2 so that the lower end surfaces thereof coincide with each other or are parallel and close to each other.

シールドケース6の材料としては、軟磁性の金属材料、例えばパーマロイや珪素鋼鈑など鉄系の金属材料を用いることができる。また、電磁シールド効果を有する磁性のフィラーを混ぜたプラスチック材料を用いることも可能である。さらに、アルミニウム系材料や銅系材料のように磁性を有しない金属材料を用いることもできる。
すなわち、磁性を有する金属材料ケース、磁性フィラー含有プラスチックケースでは、電磁気シールド効果があるため、外乱からの電磁気ノイズに対する耐性が著しく向上するとともに、磁気ノイズに対してのシールド効果もあり、磁気的な外乱にも耐性が向上する。また、非磁性の金属ケースでも電磁気ノイズのシールド効果がある。
As the material of the shield case 6, a soft magnetic metal material, for example, an iron-based metal material such as permalloy or silicon steel plate can be used. It is also possible to use a plastic material mixed with a magnetic filler having an electromagnetic shielding effect. Furthermore, a metal material having no magnetism such as an aluminum material or a copper material can be used.
In other words, the magnetic metal material case and the magnetic filler-containing plastic case have an electromagnetic shielding effect, so the resistance to electromagnetic noise from disturbance is significantly improved, and there is also a shielding effect against magnetic noise. Resistance to disturbance is improved. A nonmagnetic metal case also has an electromagnetic noise shielding effect.

シールドケース6のサイズ、及び上記板状磁石2やヨーク5などとの位置関係については、当該シールドケース材料が磁性体の場合、ケース6が板状磁石2やヨーク5の近くにあると、磁石2からの磁束がシールドケース6を通るようになるので、感度的な面でも、外乱の影響という面でも好ましくない。したがって、図1(a)に示したように板状磁石2とヨーク5と離間している場合には、板状磁石2とヨーク5との隔たりと同じか、それ以上に、ケース6の内面をヨーク5から離すのが好ましい。また、板状磁石2の端とケース6の内面も、同様な距離離すことが望ましい。
なお、ここでいう外乱とは、ケース6に応力が働いた場合、磁束の一部がケースを経由している関係で、磁束が乱され、センサ信号にノイズとして乗ってくることをいう。
Regarding the size of the shield case 6 and the positional relationship with the plate-shaped magnet 2 and the yoke 5, when the shield case material is a magnetic material, the magnet is used when the case 6 is near the plate-shaped magnet 2 and the yoke 5. Since the magnetic flux from 2 passes through the shield case 6, it is not preferable in terms of sensitivity and influence of disturbance. Accordingly, when the plate magnet 2 and the yoke 5 are separated from each other as shown in FIG. 1A, the inner surface of the case 6 is equal to or more than the distance between the plate magnet 2 and the yoke 5. Is preferably separated from the yoke 5. Further, it is desirable that the end of the plate magnet 2 and the inner surface of the case 6 be separated by a similar distance.
The disturbance referred to here means that when a stress is applied to the case 6, the magnetic flux is disturbed because a part of the magnetic flux passes through the case, and the sensor signal rides as noise.

上記シールドケース6の内側には、例えばエポキシ系樹脂のような樹脂材料を充填することができ、センサ部を樹脂7でモールドすることによって、当該検出ヘッド1の耐候性を確保することができるようになる。   The inside of the shield case 6 can be filled with a resin material such as an epoxy resin, and the weather resistance of the detection head 1 can be ensured by molding the sensor portion with the resin 7. become.

当該シールドケース6には、その下端部、すなわち解放面側に、つば部6aを設けることができ、上記したように当該検出ヘッド1を磁性体8に取付けるに際して、例えば、つば部6aにねじ挿通孔を設ける一方、磁性体8にねじ穴を設けておくことによって、シールドケース6の解放面、言い換えると板状磁石2の下端面を磁性体8に接した状態に検出ヘッド1を容易に固定することができるようになる。   The shield case 6 can be provided with a collar portion 6a on the lower end portion thereof, that is, on the release surface side. When the detection head 1 is attached to the magnetic body 8 as described above, for example, a screw is inserted into the collar portion 6a. While providing a hole, the detection head 1 can be easily fixed in a state where the release surface of the shield case 6, in other words, the lower end surface of the plate magnet 2 is in contact with the magnetic body 8 by providing a screw hole in the magnetic body 8. Will be able to.

上記板状磁石2は、図2(a)及び(b)に矢印で示すように、その長手方向に着磁されている。
また、長さ寸法Lとしては数mmから20mm程度、幅寸法Wとしては数mm程度が適切であり、縦横比L/Wは、長手方向の着磁の安定性を保つ上で、1.0より大きくすることが望ましい。
The plate-like magnet 2 is magnetized in the longitudinal direction as shown by arrows in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
Further, the length dimension L is suitably from several millimeters to 20 mm, and the width dimension W is suitably several millimeters. The aspect ratio L / W is 1.0 in order to maintain the stability of magnetization in the longitudinal direction. It is desirable to make it larger.

さらに、上記板状永久磁石2の厚さT(図2(b)参照)については、0.5mmから3.0mmの範囲とすることが好ましい。   Further, the thickness T (see FIG. 2B) of the plate-like permanent magnet 2 is preferably in the range of 0.5 mm to 3.0 mm.

すなわち、図3(a)は、長さ寸法L及び幅寸法Wをそれぞれ20mm及び10mmに固定し、厚さTを変化させたFe−Cr−Co系磁石を用いて、図3(b)に示すような構成の応力センサにおける検出感度と磁石厚さの関係を調査した結果を示すものである。 なお、このとき、磁気センサであるホール素子の感磁部中心位置までの高さを板状永久磁石2の表面から0.5mmとすると共に、磁性体には50MPaから100MPaまでの引張応力を負荷した。また、図3(a)における縦軸は、厚さT=1mmの時の感度を「1」とする相対比で示してある。   That is, FIG. 3 (a) shows an example in FIG. 3 (b) using an Fe—Cr—Co based magnet in which the length dimension L and the width dimension W are fixed to 20 mm and 10 mm, respectively, and the thickness T is changed. The result of having investigated the relationship between the detection sensitivity and the magnet thickness in the stress sensor of the structure as shown is shown. At this time, the height from the surface of the plate-like permanent magnet 2 to 0.5 mm from the surface of the plate-like permanent magnet 2 is applied to the magnetic element, and a tensile stress from 50 MPa to 100 MPa is applied to the magnetic body. did. In addition, the vertical axis in FIG. 3A indicates a relative ratio where the sensitivity when the thickness T = 1 mm is “1”.

図3(a)の結果から明らかなように、板状磁石2の厚さ寸法Tが1.0mmのときに感度は最大値を示し、これより薄すぎても、厚すぎても感度が低下してしまい、上記したように0.5mmから3.0mmの範囲が好適であることが判明した。   As is clear from the results of FIG. 3A, the sensitivity shows the maximum value when the thickness T of the plate-like magnet 2 is 1.0 mm, and the sensitivity is lowered if the thickness is too thin or too thick. Therefore, it was found that the range of 0.5 mm to 3.0 mm is suitable as described above.

磁気センサとしては、上記したようにホール素子3,4を用いることができるが、この他に、省電力で小型なホールICやMIセンサなどを使用することができる。なお、ここでいうホールICとはリニア出力タイプのものを言う。   As described above, the Hall elements 3 and 4 can be used as the magnetic sensor, but in addition to this, a small Hall IC or MI sensor that saves power can be used. The Hall IC here is a linear output type.

また、図1(a)においては、磁気センサとして2個のホール素子3,4を板状磁石2の長さ方向に並べ、センスが互いに逆となる両センサ3,4の信号を減算することによって倍の信号として、応力の検出感度を2倍にすると共に、両センサ3,4を通過する同位相の磁束に対して不感として、外乱に対する耐性が向上させるようにしているが、本発明の応力センサは、必ずしも2個のセンサを用いたもののみに限定されることはなく、1個の磁気センサを用いた場合でも、それなりの感度による応力検出を行なうことができることは言うまでもない。   Further, in FIG. 1A, two Hall elements 3 and 4 are arranged as a magnetic sensor in the length direction of the plate magnet 2, and the signals of both sensors 3 and 4 whose senses are opposite to each other are subtracted. As a double signal, the stress detection sensitivity is doubled and the resistance to disturbance is improved by being insensitive to the same-phase magnetic flux passing through both sensors 3 and 4. The stress sensor is not necessarily limited to one using two sensors, and it goes without saying that even if one magnetic sensor is used, stress detection can be performed with reasonable sensitivity.

なお、検出感度を大きくする観点から、上記磁気センサは、板状磁石2とヨーク5の中間位置に配設することが望ましく、同様の観点から板状永久磁石2の端部近傍位置に配置することが望ましい。   Note that, from the viewpoint of increasing detection sensitivity, the magnetic sensor is desirably disposed at an intermediate position between the plate-shaped magnet 2 and the yoke 5, and is disposed at a position near the end of the plate-shaped permanent magnet 2 from the same viewpoint. It is desirable.

次に、ヨーク5の形状について説明する。
図2(c)は、板状磁石2とホール素子3,4と、ヨーク5の位置関係(上から見た図)を示すものであって、ヨーク5の長さは、板状磁石2の長さを覆うに足る長さとすることが望ましい。
Next, the shape of the yoke 5 will be described.
FIG. 2 (c) shows the positional relationship between the plate-shaped magnet 2, the Hall elements 3, 4 and the yoke 5 (viewed from above). The length of the yoke 5 is the same as that of the plate-shaped magnet 2. It is desirable that the length is sufficient to cover the length.

一方、ヨーク5の幅としては、狭すぎても、広すぎても好ましくなく、樹脂モールドされたホール素子3,4の外形寸法の1倍から5倍、さらには2倍から4倍の範囲とすることがより望ましい。
すなわち、幅が狭いと、ヨーク5の集磁効果及び外乱に対する耐性が不十分となる一方、幅が広いと、集磁効果及び外乱耐性については十分であるものの、検出ヘッドの小型化の面、あるいは材料コストの面で不利となる。
On the other hand, it is not preferable that the width of the yoke 5 is too narrow or too wide. The range of the outer dimensions of the resin-molded Hall elements 3 and 4 is 1 to 5 times, and further 2 to 4 times. It is more desirable to do.
That is, if the width is narrow, the yoke 5 has insufficient resistance to the magnetic flux collection effect and disturbance, while if the width is wide, the magnetic flux collection effect and disturbance resistance are sufficient, but the detection head is downsized. Or it becomes disadvantageous in terms of material cost.

また、ヨーク5の厚さとしては、0.05mmから2.0mm、さらには0.1mmから1.0mmの範囲とすることがより好ましく、薄すぎる場合には、ヨーク5が磁気飽和に近い状態となるので、集磁効果、外乱耐性が不十分となってしまうばかりでなく、機械的な歪が入りやすいことから、取り扱うのに過剰な配慮が必要となるので好ましくない。一方、厚すぎる場合には、材料コスト面と共に、小型化という面でも好ましくないものとなる。   Further, the thickness of the yoke 5 is more preferably in the range of 0.05 mm to 2.0 mm, and further preferably in the range of 0.1 mm to 1.0 mm. When it is too thin, the yoke 5 is in a state close to magnetic saturation. Therefore, not only the magnetism collecting effect and disturbance resistance become insufficient, but also mechanical distortion tends to occur, so that excessive consideration is required for handling, which is not preferable. On the other hand, if it is too thick, it is not preferable in terms of material cost and size reduction.

そして、当該ヨーク5の板状永久磁石2との間の距離については、0.5mmから5.0mmの範囲とすることが適切であり、さらに望ましくは1.0mmから3.0mmの範囲内とする。
すなわち、あまりに狭すぎると、感度的に不利になると共に、特別に薄型のホール素子を使うのはコスト的にも不利となる一方、広すぎても、感度的に不利になることに加えて、小型化の面からも好ましくないことによる。
The distance between the yoke 5 and the plate-like permanent magnet 2 is suitably in the range of 0.5 mm to 5.0 mm, more preferably in the range of 1.0 mm to 3.0 mm. To do.
That is, if it is too narrow, it will be disadvantageous in terms of sensitivity, and it will be disadvantageous in terms of cost to use a specially thin Hall element. This is because it is not preferable in terms of miniaturization.

以上、本発明の好適例として、シールドケース6を用い、当該ケース内に応力検出部を収納した例について述べたが、本発明の応力センサにおいては、上記板状ヨーク5がシールド効果をかなりのレベルで果たすことから、上記シールドケース6を使用することは、必ずしも必須の要件ではない。   As described above, an example in which the shield case 6 is used and the stress detection unit is housed in the case has been described as a preferred example of the present invention. However, in the stress sensor of the present invention, the plate-like yoke 5 has a considerable shielding effect. Use of the shield case 6 is not necessarily an essential requirement because it fulfills the level.

また、磁気センサ(ホール素子3,4)、ヨーク5、板状永久磁石2の配置や、磁性体8に対する取付け状態についても、図1(a)に示した形態のみに限定されることはなく、種々のものを採用することができる。
図4(a)〜(h)は、磁性体8に対する板状磁石2、ヨーク5、ホール素子3,4の種々の配置例を示すものであって、それぞれ板状磁石2の長手方向に沿った、磁石板面に垂直な面における断面図である。
Further, the arrangement of the magnetic sensors (Hall elements 3 and 4), the yoke 5 and the plate-like permanent magnet 2 and the mounting state with respect to the magnetic body 8 are not limited to the form shown in FIG. Various types can be adopted.
4A to 4H show various arrangement examples of the plate-shaped magnet 2, the yoke 5, and the Hall elements 3 and 4 with respect to the magnetic body 8, respectively, along the longitudinal direction of the plate-shaped magnet 2. It is sectional drawing in a surface perpendicular | vertical to a magnet plate surface.

図4(a)は、シールドケース6に収納されていないこと以外は、図1(a)に示したものと同様の配置のものである。
一方、図4(b)は、図4(a)に対して、磁気センサ3,4が板状磁石2の直上位置から外側に外れた位置に配置された場合を示すものであって、このような配置を採用することによって、磁気センサ3,4を通過する磁束の量が大きくなるので、感度が向上するという利点がある。
FIG. 4A shows an arrangement similar to that shown in FIG. 1A except that it is not housed in the shield case 6.
On the other hand, FIG. 4B shows a case where the magnetic sensors 3 and 4 are arranged at positions deviating from the position directly above the plate magnet 2 with respect to FIG. By adopting such an arrangement, the amount of magnetic flux passing through the magnetic sensors 3 and 4 is increased, so that there is an advantage that sensitivity is improved.

また、図4(c)は、磁気センサ3,4が板状磁石2と同じレベル位置であって、磁石端面側に配置された例を示すものであって、これによってヨーク5を板状磁石2に接近させた位置に配置することができ、当該応力検出部をよりコンパクトなものとすることができる。特に、感度を確保するために、磁束量を多めにするべく厚めの磁石の採用が必要な場合に好適となる。   FIG. 4C shows an example in which the magnetic sensors 3 and 4 are located at the same level position as the plate-shaped magnet 2 and are arranged on the magnet end face side. 2 can be arranged at a position close to 2, and the stress detection unit can be made more compact. In particular, it is suitable when it is necessary to use a thicker magnet to increase the amount of magnetic flux in order to ensure sensitivity.

さらには、図4(d)に示すように、板状ヨーク5を板状磁石2と接するように配置することもでき、これによって、当該応力検出部のより一層の小型化が可能となる。特に、厚めの磁石で、長手方向が短めの磁石を採用する場合に好適となる。   Furthermore, as shown in FIG. 4 (d), the plate-like yoke 5 can be arranged so as to be in contact with the plate-like magnet 2, thereby further reducing the size of the stress detecting portion. In particular, it is suitable when a thick magnet and a magnet with a short longitudinal direction are employed.

そして、上記板状磁石2は、磁性体8と接する状態に取付けるのみならず、磁性体8から離間した状態に配置することもできる。図4(e)〜(h)は、板状永久磁石2を磁性体8から離間した状態に取付けた例を示すものであって、それぞれ図4(a)〜(d)に示したものに対応する。   The plate magnet 2 is not only attached to the state in contact with the magnetic body 8, but can also be disposed in a state of being separated from the magnetic body 8. FIGS. 4E to 4H show examples in which the plate-like permanent magnet 2 is attached in a state of being separated from the magnetic body 8, and are shown in FIGS. 4A to 4D, respectively. Correspond.

なお、この時の離間距離としては、上記板状磁石2の厚さ寸法以内の距離とすることが望ましい。
すなわち、板状磁石2と磁性体8との隙間が大きすぎると、磁性体8を通る磁束が減ってしまうことから感度が低下するようになると共に、応力検出部の大きさが大きくなるという点でも好ましくないことによる。
The separation distance at this time is preferably a distance within the thickness dimension of the plate-like magnet 2.
That is, if the gap between the plate-like magnet 2 and the magnetic body 8 is too large, the magnetic flux passing through the magnetic body 8 is reduced, so that the sensitivity is lowered and the size of the stress detection unit is increased. But it is not preferable.

図5(a)は、図4(d)に示した配置における具体的な磁束の流れを例示した図であって、応力センサとしての機能は、これまでの説明と基本的に同様である。
また、図5(b)は、図4(b)〜(d)及び(f)〜(h)に示した板状磁石2、ヨーク5及び磁気センサ3,4の大きさ及び位置的な関係を示す平面図である。
FIG. 5A is a diagram illustrating a specific flow of magnetic flux in the arrangement shown in FIG. 4D, and the function as a stress sensor is basically the same as described above.
FIG. 5B shows the size and positional relationship of the plate magnet 2, the yoke 5, and the magnetic sensors 3 and 4 shown in FIGS. 4B to 4D and 4F to 4H. FIG.

そして、図6は、図4(d)及び図5に示した各部品をケース6内にモールドした例を示す断面図であって、こうすることによって、応力検出部の耐侯性をさらに向上させることができる。
なお、上記のように、板状のヨーク5と永久磁石2とを接触配置したものをシールドケース6内に収納する場合には、上記ヨーク5と板状磁石2との中心距離の2倍以上の距離だけ、ケース6の内面をヨーク5及び板状磁石2から離間させるように配置することが望ましい。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example in which the components shown in FIGS. 4D and 5 are molded in the case 6, thereby further improving the weather resistance of the stress detection unit. be able to.
As described above, when the plate-like yoke 5 and the permanent magnet 2 that are arranged in contact with each other are stored in the shield case 6, the center distance between the yoke 5 and the plate-like magnet 2 is twice or more. It is desirable to dispose the inner surface of the case 6 so as to be separated from the yoke 5 and the plate-like magnet 2 by this distance.

また、応力センサの検出感度に及ぼす板状磁石2の厚さの影響については、磁気センサ3,4の位置を変更した場合や、板状磁石2と磁性体8との間に隙間を設けた場合においても、図3(a)とほぼ同じデータとなることが確認されている。   As for the influence of the thickness of the plate magnet 2 on the detection sensitivity of the stress sensor, a gap is provided between the plate magnet 2 and the magnetic body 8 when the positions of the magnetic sensors 3 and 4 are changed. Even in this case, it has been confirmed that the data is almost the same as in FIG.

さらに、上記検出ヘッド1には、図7に示すように、信号処理回路10をシールドケース6の内部に収納することも可能である。
上記したように、シールドケース6の内面とヨーク5との間に距離を採ることが必要なことから、この空間に信号処理回路10を収めることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the signal processing circuit 10 can be housed in the shield case 6 in the detection head 1.
As described above, since it is necessary to provide a distance between the inner surface of the shield case 6 and the yoke 5, the signal processing circuit 10 can be accommodated in this space.

これによって、当該検出ヘッド1からは、電源ライン、グランドライン、信号ラインの3本のリード線を取出すだけで済むようになり、例えば、電源をDC5Vとした場合、信号が2.5Vのときに応力ゼロとし、引張応力の負荷で減少、圧縮応力によって増加とすることができる。
また、信号処理回路10を電磁シールドケース6の内部に収納することは、電磁ノイズという点からも極めて好ましいことと言える。
As a result, it is only necessary to take out the three lead wires of the power supply line, the ground line, and the signal line from the detection head 1. For example, when the power supply is DC 5 V, the signal is 2.5 V. The stress can be reduced to zero, decreased by a tensile stress, and increased by a compressive stress.
Moreover, it can be said that housing the signal processing circuit 10 in the electromagnetic shield case 6 is extremely preferable from the viewpoint of electromagnetic noise.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されることはない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. In addition, this invention is not limited at all by these Examples.

(1)磁性体(図1(b)参照)
磁歪を有する磁性体の材料として、マルエージング鋼(日立金属(株)製 商品名YAG300:18%Ni−9%Co−5%Mo−Fe)を用いて、板厚5mm、幅50mmの磁性体8を機械加工によって作製した。
機械加工の後、真空中における820℃×1時間の固溶化処理、及び真空中における490℃×5時間の時効処理を施し、その後空冷した。
(1) Magnetic material (see FIG. 1B)
As a magnetic material having magnetostriction, maraging steel (trade name YAG300 manufactured by Hitachi Metals, Ltd .: 18% Ni-9% Co-5% Mo-Fe) is used, and the magnetic material has a thickness of 5 mm and a width of 50 mm. 8 was produced by machining.
After machining, a solid solution treatment at 820 ° C. for 1 hour in a vacuum and an aging treatment at 490 ° C. for 5 hours in a vacuum were performed, followed by air cooling.

(2)検出ヘッド(図1(a)参照)
板状永久磁石2としては、幅W=7mm、長さL=15mm、厚さT=0.8mmのFe−Cr−Co磁石を用い、長さ方向に着磁した。なお、当該磁石は等方性の磁石ではなく、長手方向に異方性を持たせたものを用いた。当該板状磁石2の単体での着磁後の端面の漏れ磁界は約2.0kGであった。
(2) Detection head (see FIG. 1 (a))
As the plate-like permanent magnet 2, an Fe—Cr—Co magnet having a width W = 7 mm, a length L = 15 mm, and a thickness T = 0.8 mm was magnetized in the length direction. In addition, the said magnet was not an isotropic magnet, but the thing which gave the anisotropy in the longitudinal direction was used. The leakage magnetic field at the end face after magnetization of the plate magnet 2 alone was about 2.0 kG.

磁気センサであるホール素子3,4としては、モールド外形で、幅:2.4mm、長さ:2.7mm、厚さ:1.0mmのものを使用した。   As Hall elements 3 and 4 which are magnetic sensors, those having a mold outer shape, width: 2.4 mm, length: 2.7 mm, and thickness: 1.0 mm were used.

ヨーク5としては、PBパーマロイから成る幅6mm、長さ20mm、厚さ0.5mmのものを用いた。   The yoke 5 was made of PB permalloy and had a width of 6 mm, a length of 20 mm, and a thickness of 0.5 mm.

シールドケース6は、電磁軟鉄を機械加工することにより作製し、つば部6aを除いた外形寸法は、幅:約20mm、長さ:約30mm、高さ:約10mmとし、肉厚は約1mmのものとした。   The shield case 6 is manufactured by machining electromagnetic soft iron, and the outer dimensions excluding the collar portion 6a are as follows: width: about 20 mm, length: about 30 mm, height: about 10 mm, and wall thickness: about 1 mm. It was supposed to be.

上記板状磁石2とヨーク5との間の距離を3mmとし、ヨーク5とシールドケース6の内面との距離は4mmとした。さらに、板状磁石2の端とケース6の内面との距離も4mmとした。   The distance between the plate magnet 2 and the yoke 5 was 3 mm, and the distance between the yoke 5 and the inner surface of the shield case 6 was 4 mm. Furthermore, the distance between the end of the plate magnet 2 and the inner surface of the case 6 was also 4 mm.

ベークライト製の内枠により、シールドケース6の内部に上記ヨーク5、ホール素子3,4及び板状磁石2を上記のように位置決めし、空間部分にエポキシ系接着剤を充填することによって、検出ヘッド(応力検出部)1とした。   By positioning the yoke 5, the hall elements 3 and 4 and the plate magnet 2 in the shield case 6 as described above by the inner frame made of bakelite, and filling the space with epoxy adhesive, the detection head (Stress detection part)

(3)性能評価
上記によって得られたマルエージング鋼製の磁性体8に、図1(b)に示すように、上記検出ヘッド1をねじ止めしたのち、当該磁性体8に引張及び圧縮応力を負荷し、応力センサとしての性能を評価した。その結果の一例を図8に示す。
この図から明らかなように、応力センサとしての十分な感度と再現性が得られることが確認されている。
(3) Performance Evaluation After the detection head 1 is screwed to the magnetic body 8 made of maraging steel obtained as described above, as shown in FIG. 1B, tensile and compressive stress is applied to the magnetic body 8. The performance as a stress sensor was evaluated. An example of the result is shown in FIG.
As is clear from this figure, it has been confirmed that sufficient sensitivity and reproducibility as a stress sensor can be obtained.

なお、上記実施例における検出ヘッド1は、比較的大きめの例を示したが、小さいサイズのホール素子を用いることによって、さらなる小型化を図ることができることは言うまでもない。
また、上記実施例においては、矩形断面の磁性体8(の平面上)に検出ヘッド1を取付けた例を示したが、縦方向(幅方向)に曲率を持った薄板磁石等を採用することによって、円筒面を備えた磁性体にも適用することができ、円形断面の軸にかかる応力を検出できることは言うまでもない。
Although the detection head 1 in the above embodiment has been shown to be relatively large, it goes without saying that further downsizing can be achieved by using a small Hall element.
In the above embodiment, an example in which the detection head 1 is attached to the magnetic body 8 (on the plane thereof) having a rectangular cross section has been described. However, a thin plate magnet having a curvature in the vertical direction (width direction) is employed. Thus, it can be applied to a magnetic body having a cylindrical surface, and it goes without saying that the stress applied to the axis of the circular cross section can be detected.

(a)本発明の応力センサに用いる検出ヘッド(応力検出部)の構造例を示す断面図である。(b)磁歪を有する磁性体に図1(a)に示した検出ヘッドを取付けた状態を示す斜視図である。(A) It is sectional drawing which shows the structural example of the detection head (stress detection part) used for the stress sensor of this invention. (B) It is a perspective view which shows the state which attached the detection head shown to Fig.1 (a) to the magnetic body which has a magnetostriction. (a)図1(a)に示した板状磁石の形状を示す平面図である。(b)図1(a)に示した板状磁石の形状を示す斜視図である。(c)図1(a)に示した板状磁石とヨークの大きさ及び位置関係を説明する平面図である。(A) It is a top view which shows the shape of the plate-shaped magnet shown to Fig.1 (a). (B) It is a perspective view which shows the shape of the plate-shaped magnet shown to Fig.1 (a). (C) It is a top view explaining the magnitude | size and positional relationship of a plate-shaped magnet and a yoke which were shown to Fig.1 (a). (a)板状磁石の厚さと応力センサの検出感度の関係を示すグラフである。(b)図3(a)の関係を求めるのに用いた応力センサの構成を示す断面図である。(A) It is a graph which shows the relationship between the thickness of a plate-shaped magnet, and the detection sensitivity of a stress sensor. (B) It is sectional drawing which shows the structure of the stress sensor used for calculating | requiring the relationship of Fig.3 (a). (a)〜(h)は板状磁石2とヨークとホール素子の種々の配置例を示す断面図である。(A)-(h) is sectional drawing which shows the various example of arrangement | positioning of the plate-shaped magnet 2, a yoke, and a Hall element. (a)図4(d)に示した検出部における磁束の流れを例示した説明図である。(b)図4(b)〜(d)及び(f)〜(h)に示した板状磁石とヨーク5の大きさ及び位置関係を示す平面図である。(A) It is explanatory drawing which illustrated the flow of the magnetic flux in the detection part shown in FIG.4 (d). (B) It is a top view which shows the magnitude | size and positional relationship of the plate-shaped magnet and yoke 5 which were shown to FIG.4 (b)-(d) and (f)-(h). 図4(d)及び図5に示した各部品をケース内にモールドした例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example which molded each component shown in FIG.4 (d) and FIG. 5 in the case. シールドケース内に信号処理回路を収納した検出ヘッドの構造例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the detection head which accommodated the signal processing circuit in the shield case. 本発明の実施例によって得られた応力センサの出力特性データを示すグラフである。It is a graph which shows the output characteristic data of the stress sensor obtained by the Example of this invention. (a)及び(b)は従来の磁歪式応力センサの構造及び原理を示す説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing which shows the structure and principle of the conventional magnetostrictive stress sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1 検出ヘッド(応力検出部)
2 永久磁石
3,4 ホール素子(磁気センサ)
5 ヨーク
6 ケース
6a つば部
7 樹脂
8 磁性体
10 信号処理回路
1 Detection head (stress detection unit)
2 Permanent magnet 3, 4 Hall element (magnetic sensor)
5 Yoke 6 Case 6a Collar 7 Resin 8 Magnetic body 10 Signal processing circuit

Claims (24)

磁歪を有する応力検知用磁性体に近接した永久磁石から発生し、上記磁性体と該磁性体の外部とに分かれて流れる磁束のうち、上記磁性体を流れる磁束が当該磁性体に作用する応力によって変化する結果生じる磁束分布の変化を検知する磁歪式応力センサであって、
板状の永久磁石と磁気センサと板状のヨークを有する応力検出部を備え、上記磁気センサが、上記磁性体に近接配置された板状磁石の端部近傍であって、該板状磁石の反磁性体側に配置された板状ヨークよりも磁性体側、かつ上記磁性体と板状磁石の間以外の位置に配設されていることを特徴とする応力センサ。
Of the magnetic flux generated from a permanent magnet close to the stress detecting magnetic body having magnetostriction and flowing separately to the magnetic body and the outside of the magnetic body, the magnetic flux flowing through the magnetic body is caused by the stress acting on the magnetic body. A magnetostrictive stress sensor for detecting a change in magnetic flux distribution resulting from a change,
A stress detection unit having a plate-shaped permanent magnet, a magnetic sensor, and a plate-shaped yoke, wherein the magnetic sensor is in the vicinity of an end of the plate-shaped magnet disposed in proximity to the magnetic body, A stress sensor, wherein the stress sensor is disposed on a magnetic material side of a plate-shaped yoke disposed on a diamagnetic material side and at a position other than between the magnetic material and the plate-shaped magnet.
上記板状磁石が長手方向に着磁されていることを特徴とする請求項1に記載の応力センサ。   2. The stress sensor according to claim 1, wherein the plate magnet is magnetized in the longitudinal direction. 上記ヨークが上記磁気センサ及び上記板状磁石を長手方向に覆うに十分な長さを有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 1 or 2, wherein the yoke has a length sufficient to cover the magnetic sensor and the plate magnet in the longitudinal direction. 上記板状磁石が該磁石の厚さ以内の距離において上記磁性体と離間していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the plate magnet is separated from the magnetic body at a distance within a thickness of the magnet. 上記板状磁石が上記磁性体と接していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the plate magnet is in contact with the magnetic body. 上記板状磁石の縦横比が1.0より大きいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein an aspect ratio of the plate magnet is larger than 1.0. 上記板状磁石の厚さが0.5〜3.0mmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The thickness of the said plate-shaped magnet is 0.5-3.0 mm, The stress sensor as described in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 上記板状磁石とヨークとの距離が0.5〜5.0mmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein a distance between the plate magnet and the yoke is 0.5 to 5.0 mm. 上記板状磁石がヨークと接していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 1, wherein the plate magnet is in contact with the yoke. 上記ヨークの幅が磁気センサの外形寸法の1〜5倍であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 1, wherein a width of the yoke is 1 to 5 times an outer dimension of the magnetic sensor. 上記ヨークの厚さが0.05〜2.0mmであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to any one of claims 1 to 10, wherein the yoke has a thickness of 0.05 to 2.0 mm. 上記応力検出部が樹脂でモールドされていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 1, wherein the stress detection unit is molded with a resin. 上記応力検出部がケース内に収められていることを特徴とする請求項12に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 12, wherein the stress detection unit is housed in a case. 上記ケースが電磁気的なシールドケースであることを特徴とする請求項13に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 13, wherein the case is an electromagnetic shield case. 上記ケースの磁性体側の一面が開放状態にあり、当該開放面と上記板状磁石の一面が平行配置されていることを特徴とする請求項13又は14に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 13 or 14, wherein one surface on the magnetic body side of the case is in an open state, and the open surface and one surface of the plate magnet are arranged in parallel. 上記ケースには、応力検出部を上記開放面において磁性体に固定するためのつば部が設けてあることを特徴とする請求項15に記載の応力センサ。   The stress sensor according to claim 15, wherein the case is provided with a flange portion for fixing the stress detection portion to the magnetic body on the open surface. 上記ヨークと板状磁石とが離間しており、上記ヨークと板状磁石の距離以上に、シールドケース内面がヨークから隔たっていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   17. The item according to claim 13, wherein the yoke and the plate magnet are separated from each other, and the inner surface of the shield case is separated from the yoke by a distance greater than the distance between the yoke and the plate magnet. The stress sensor described. 上記ヨークと板状磁石とが離間しており、上記ヨークと板状磁石の距離以上に、シールドケース内面が板状磁石の端部から隔たっていることを特徴とする請求項13〜17のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The yoke and the plate magnet are separated from each other, and the inner surface of the shield case is separated from the end of the plate magnet by a distance greater than the distance between the yoke and the plate magnet. The stress sensor according to any one of the items. 上記ヨークと板状磁石とが接しており、上記ヨークと板状磁石との中心距離の2倍以上に、シールドケース内面がヨークから隔たっていることを特徴とする請求項13〜16のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The yoke and the plate-shaped magnet are in contact with each other, and the inner surface of the shield case is separated from the yoke at least twice the center distance between the yoke and the plate-shaped magnet. The stress sensor according to one item. 上記ヨークと板状磁石とが接しており、上記ヨークと板状磁石との中心距離の2倍以上に、シールドケース内面が板状磁石の端部から隔たっていることを特徴とする請求項13〜16及び19のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The yoke and the plate-shaped magnet are in contact with each other, and the inner surface of the shield case is separated from the end of the plate-shaped magnet at least twice the center distance between the yoke and the plate-shaped magnet. The stress sensor according to any one of -16 to 19 and 19. 上記板状磁石が長手方向に異方性を有する磁石であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   21. The stress sensor according to claim 1, wherein the plate magnet is a magnet having anisotropy in a longitudinal direction. 上記シールドケースが金属又は軟磁性を有する金属、又は電磁シールド効果を有するフィラー入りのプラスチック材料から成ることを特徴とする請求項13〜21のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to any one of claims 13 to 21, wherein the shield case is made of a metal, a metal having soft magnetism, or a plastic material containing a filler having an electromagnetic shielding effect. 上記ヨークとシールドケース内面との空間に信号処理回路が収納されていることを特徴とする請求項13〜22のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   23. The stress sensor according to claim 13, wherein a signal processing circuit is accommodated in a space between the yoke and the inner surface of the shield case. 上記磁気センサがホール素子、ホールICであることを特徴とする請求項1〜23のいずれか1つの項に記載の応力センサ。   The stress sensor according to any one of claims 1 to 23, wherein the magnetic sensor is a Hall element or a Hall IC.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008117618A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-02 Nissan Motor Co., Ltd. Magnetostrictive stress sensor
JP2008241613A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Magnetostriction axial force sensor
JP2008241615A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Stress measuring device and stress measuring method using the same
JP2008241614A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor and its manufacturing method
JP2008256415A (en) * 2007-04-02 2008-10-23 Nissan Motor Co Ltd Magnetic sensor apparatus
JP2008268175A (en) * 2007-03-28 2008-11-06 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor
JP2010078480A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor
JP2010078481A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor
US8590386B2 (en) 2008-02-28 2013-11-26 Seiko Epson Corporation Pressure detection device and pressure detection method
CN113021384A (en) * 2021-03-08 2021-06-25 河北工业大学 Magnetostrictive touch pressure sensor array for touch sensing
JP7362454B2 (en) 2019-11-28 2023-10-17 キヤノン株式会社 equipment, heat transport equipment, and electronic equipment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS599528A (en) * 1982-07-09 1984-01-18 Canon Inc Torque sensor
US4596150A (en) * 1985-03-21 1986-06-24 Rockwell International Corporation Contact-free, magnetic, stress and temperature sensor
JP2005037264A (en) * 2003-07-16 2005-02-10 Komatsu Ltd Force-detecting sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS599528A (en) * 1982-07-09 1984-01-18 Canon Inc Torque sensor
US4596150A (en) * 1985-03-21 1986-06-24 Rockwell International Corporation Contact-free, magnetic, stress and temperature sensor
JP2005037264A (en) * 2003-07-16 2005-02-10 Komatsu Ltd Force-detecting sensor

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2128581A1 (en) * 2007-03-28 2009-12-02 Nissan Motor Co., Ltd. Magnetostrictive stress sensor
EP2128581A4 (en) * 2007-03-28 2011-10-19 Nissan Motor Magnetostrictive stress sensor
JP2008241615A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Stress measuring device and stress measuring method using the same
JP2008241614A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor and its manufacturing method
JP2008268175A (en) * 2007-03-28 2008-11-06 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor
JP2008241613A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Nissan Motor Co Ltd Magnetostriction axial force sensor
US8692545B2 (en) 2007-03-28 2014-04-08 Nissan Motor Co., Ltd. Magnetostrictive stress sensor
WO2008117618A1 (en) * 2007-03-28 2008-10-02 Nissan Motor Co., Ltd. Magnetostrictive stress sensor
JP2008256415A (en) * 2007-04-02 2008-10-23 Nissan Motor Co Ltd Magnetic sensor apparatus
US8590386B2 (en) 2008-02-28 2013-11-26 Seiko Epson Corporation Pressure detection device and pressure detection method
JP2010078480A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor
JP2010078481A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Nissan Motor Co Ltd Magnetostrictive stress sensor
JP7362454B2 (en) 2019-11-28 2023-10-17 キヤノン株式会社 equipment, heat transport equipment, and electronic equipment
CN113021384A (en) * 2021-03-08 2021-06-25 河北工业大学 Magnetostrictive touch pressure sensor array for touch sensing
CN113021384B (en) * 2021-03-08 2022-06-21 河北工业大学 Magnetostrictive touch pressure sensor array for touch sensing

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