JP2000155056A - 荷重センサ - Google Patents
荷重センサInfo
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- JP2000155056A JP2000155056A JP10332362A JP33236298A JP2000155056A JP 2000155056 A JP2000155056 A JP 2000155056A JP 10332362 A JP10332362 A JP 10332362A JP 33236298 A JP33236298 A JP 33236298A JP 2000155056 A JP2000155056 A JP 2000155056A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、磁性材料の逆磁歪効果を利用した
荷重センサに関し、特にＳ４５Ｃ等の機械構造用鋼を検
出対象材として、反磁界抑制のため電磁鋼板を積層した
ヨークで囲む構成として、軽量化と高精度化を実現した
非接触型荷重センサを提供する。 【解決手段】 機械構造用鋼からなり、軸方向に少なく
とも一方向から荷重を受ける検出対象材の周囲を、磁気
特性を有する無垢の材料で構成されたヨークで囲む構造
とし、ヨークと検出対象材間で閉磁路を形成するように
配設した励磁コイルにより外部磁界を印加し、被検出対
象材に作用する荷重による逆磁歪に基づく材料特性変化
を、励磁コイルに離間して配設された検出コイルの自己
インダクタンス変化として検出して検出対象材の荷重を
得ることを特徴とする。
荷重センサに関し、特にＳ４５Ｃ等の機械構造用鋼を検
出対象材として、反磁界抑制のため電磁鋼板を積層した
ヨークで囲む構成として、軽量化と高精度化を実現した
非接触型荷重センサを提供する。 【解決手段】 機械構造用鋼からなり、軸方向に少なく
とも一方向から荷重を受ける検出対象材の周囲を、磁気
特性を有する無垢の材料で構成されたヨークで囲む構造
とし、ヨークと検出対象材間で閉磁路を形成するように
配設した励磁コイルにより外部磁界を印加し、被検出対
象材に作用する荷重による逆磁歪に基づく材料特性変化
を、励磁コイルに離間して配設された検出コイルの自己
インダクタンス変化として検出して検出対象材の荷重を
得ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性材料の逆磁歪
効果を利用した荷重センサに関し、特にＳ４５Ｃ等の機
械構造用鋼を検出対象材として、反磁界抑制のため電磁
鋼板を積層したヨークで囲む構成として、軽量化と高精
度化を実現した非接触型荷重センサに関する。
効果を利用した荷重センサに関し、特にＳ４５Ｃ等の機
械構造用鋼を検出対象材として、反磁界抑制のため電磁
鋼板を積層したヨークで囲む構成として、軽量化と高精
度化を実現した非接触型荷重センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両等においては、積荷量によって車体
のバランスが崩れることが多い。例えば、人が乗車する
時には乗車人数、乗車位置によって４輪のサスペンショ
ンにかかる荷重が異なり、車両姿勢が路面に対して水平
を維持しがたくなる。現状ではこれが原因となって自動
車の乗り心地性の悪化を招くことになっている。この不
均一な荷重に対して、車両姿勢を水平に維持するために
は、各サスペンションのアクチュエータ内に荷重検知セ
ンサを組み込むことが必要となる。しかし、サスペンシ
ョンの位置は通常では場所的に狭く、通常のセンサでは
設置等に問題が生ずることになる。そのため、このよう
な設置環境下でも十分に対応できる荷重センサがあれ
ば、車両姿勢を乗車時において水平に調整できることに
なり、この状態を初期位置として走行時の車両姿勢も水
平に維持することもできる。
のバランスが崩れることが多い。例えば、人が乗車する
時には乗車人数、乗車位置によって４輪のサスペンショ
ンにかかる荷重が異なり、車両姿勢が路面に対して水平
を維持しがたくなる。現状ではこれが原因となって自動
車の乗り心地性の悪化を招くことになっている。この不
均一な荷重に対して、車両姿勢を水平に維持するために
は、各サスペンションのアクチュエータ内に荷重検知セ
ンサを組み込むことが必要となる。しかし、サスペンシ
ョンの位置は通常では場所的に狭く、通常のセンサでは
設置等に問題が生ずることになる。そのため、このよう
な設置環境下でも十分に対応できる荷重センサがあれ
ば、車両姿勢を乗車時において水平に調整できることに
なり、この状態を初期位置として走行時の車両姿勢も水
平に維持することもできる。
【０００３】一方、最近では電気製品の分野において
も、非晶質磁性材料による荷重センサが開発されてい
る。例えば、特開平６−１６７３９８号公報には、表面
に磁歪を有する非晶質磁性合金とこれに対向した位置
に、２組の透磁率検出素子を設けてこの出力差から荷重
を測定する荷重センサが開示されている。しかし、この
センサにおいても、非晶質磁性合金を付けているが十分
に固着することは難しく、耐久性においても問題を有し
ている。また、特開平７−６３６２７号公報には、導線
の向きによる検出感度の異方性から、複数からなる検出
コイルを覆うように磁歪層を形成したトルクセンサが開
示されている。このセンサにおいても、スパッタリング
法によって非晶質磁性合金層を形成するもので、その固
着性に基づく耐久性の問題を有している。そこで、荷重
センサとして以上のような問題点が解決して、かつサス
ペンションのダンパー内に組み込みを可能とする構造の
簡便で耐久性に優れた非接触型荷重検知センサの開発が
望まれている。
も、非晶質磁性材料による荷重センサが開発されてい
る。例えば、特開平６−１６７３９８号公報には、表面
に磁歪を有する非晶質磁性合金とこれに対向した位置
に、２組の透磁率検出素子を設けてこの出力差から荷重
を測定する荷重センサが開示されている。しかし、この
センサにおいても、非晶質磁性合金を付けているが十分
に固着することは難しく、耐久性においても問題を有し
ている。また、特開平７−６３６２７号公報には、導線
の向きによる検出感度の異方性から、複数からなる検出
コイルを覆うように磁歪層を形成したトルクセンサが開
示されている。このセンサにおいても、スパッタリング
法によって非晶質磁性合金層を形成するもので、その固
着性に基づく耐久性の問題を有している。そこで、荷重
センサとして以上のような問題点が解決して、かつサス
ペンションのダンパー内に組み込みを可能とする構造の
簡便で耐久性に優れた非接触型荷重検知センサの開発が
望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、本体
を構造用鋼として、これに磁性材料を組み合わせた構造
を検討し、従来のセンサにおける問題点を解決するため
に、構造を簡便にして、かつ耐久性を改善した非接触型
荷重センサを提供することにある。また、本発明の他の
目的は、前記磁性材料として電磁鋼板を検討し、これを
ヨークとして構成することによって、磁気回路を閉磁路
として、かつ反磁界の抑制と、低鉄損とすることを可能
とする非接触型荷重センサを提供することにある。
を構造用鋼として、これに磁性材料を組み合わせた構造
を検討し、従来のセンサにおける問題点を解決するため
に、構造を簡便にして、かつ耐久性を改善した非接触型
荷重センサを提供することにある。また、本発明の他の
目的は、前記磁性材料として電磁鋼板を検討し、これを
ヨークとして構成することによって、磁気回路を閉磁路
として、かつ反磁界の抑制と、低鉄損とすることを可能
とする非接触型荷重センサを提供することにある。
【０００５】さらに、本発明の別の目的は、検出対象材
における荷重の検出感度の向上を磁気異方性の点から検
討し、前記検出対象材の表面に軸方向に切りかけとして
の溝を形成して検出感度の向上のための磁気異方性を改
善可能とする非接触型荷重センサを提供することにあ
る。また、本発明の別の目的は、前記溝加工処理および
コイル形状の検討から、溝については異なる２方向と
し、コイル形状については軸方向にコイルを巻いて自己
インダクタンスの差分から荷重を求めることによって、
さらに軽量化を可能とする非接触型荷重センサを提供す
ることにある。
における荷重の検出感度の向上を磁気異方性の点から検
討し、前記検出対象材の表面に軸方向に切りかけとして
の溝を形成して検出感度の向上のための磁気異方性を改
善可能とする非接触型荷重センサを提供することにあ
る。また、本発明の別の目的は、前記溝加工処理および
コイル形状の検討から、溝については異なる２方向と
し、コイル形状については軸方向にコイルを巻いて自己
インダクタンスの差分から荷重を求めることによって、
さらに軽量化を可能とする非接触型荷重センサを提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、軸方向に
少なくとも一方向から荷重を受ける柱状の機械構造用鋼
からなる検出対象材の周囲に、磁気特性を有する無垢の
材料で構成されたヨークで囲む構造とし、ヨークと検出
対象材間で閉磁路を形成するように配設した励磁コイル
による磁界を印加し、被検出対象材に作用する荷重によ
る逆磁歪に基づく材料特性変化を、励磁コイルに離間し
て配設した検出コイルの自己インダクタンス変化として
検出し、検出対象材の荷重を得ることを特徴とする荷重
センサによって達成される。
少なくとも一方向から荷重を受ける柱状の機械構造用鋼
からなる検出対象材の周囲に、磁気特性を有する無垢の
材料で構成されたヨークで囲む構造とし、ヨークと検出
対象材間で閉磁路を形成するように配設した励磁コイル
による磁界を印加し、被検出対象材に作用する荷重によ
る逆磁歪に基づく材料特性変化を、励磁コイルに離間し
て配設した検出コイルの自己インダクタンス変化として
検出し、検出対象材の荷重を得ることを特徴とする荷重
センサによって達成される。
【０００７】また、上記の目的は、前記センサにおい
て、さらにヨークが積層した電磁鋼板で構成されている
ことを特徴とする荷重センサによっても達成される。さ
らに、上記の目的は、前記センサにおいて、さらに検出
対象材の表面に軸方向に切り欠け溝を形成してなること
を特徴とする荷重センサによっても達成される。また、
上記の目的は、前記センサにおいて、さらに検出対象材
の表面に異なる２方向に切り欠け溝を形成し、それぞれ
に発生する逆磁歪効果による材料特性の変化を、自己イ
ンダクタンス変化の差分として検出し荷重を得ることを
特徴とする荷重センサによっても達成される。さらに、
上記の目的は、前記センサにおいて、さらに検出対象材
の形状を円筒状となし、少なくとも一組のコイルを該円
筒の軸方向に形成してなることを特徴とする荷重センサ
によっても達成される。
て、さらにヨークが積層した電磁鋼板で構成されている
ことを特徴とする荷重センサによっても達成される。さ
らに、上記の目的は、前記センサにおいて、さらに検出
対象材の表面に軸方向に切り欠け溝を形成してなること
を特徴とする荷重センサによっても達成される。また、
上記の目的は、前記センサにおいて、さらに検出対象材
の表面に異なる２方向に切り欠け溝を形成し、それぞれ
に発生する逆磁歪効果による材料特性の変化を、自己イ
ンダクタンス変化の差分として検出し荷重を得ることを
特徴とする荷重センサによっても達成される。さらに、
上記の目的は、前記センサにおいて、さらに検出対象材
の形状を円筒状となし、少なくとも一組のコイルを該円
筒の軸方向に形成してなることを特徴とする荷重センサ
によっても達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の荷重センサの基本的構造
を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。検出対象材１は円筒状の
構造用鋼で、例えばＳ４５Ｃ等であって、これを磁性材
料からなるヨークで取り囲む構造とする。検出対象材１
とヨーク２の間に軸方向に少しの間隔をもって、一組の
外部磁界を印加する励磁コイル３と検出コイル４が配設
されている。このような構造を有する本センサを、それ
ぞれのサスペンションのダンパーに組み込み、車両に人
が乗車する時の、乗車人数、乗車位置による車両姿勢の
不均衡状態を、各サスペンションの検出荷重によってそ
の高さを調整することが可能となる。
を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。検出対象材１は円筒状の
構造用鋼で、例えばＳ４５Ｃ等であって、これを磁性材
料からなるヨークで取り囲む構造とする。検出対象材１
とヨーク２の間に軸方向に少しの間隔をもって、一組の
外部磁界を印加する励磁コイル３と検出コイル４が配設
されている。このような構造を有する本センサを、それ
ぞれのサスペンションのダンパーに組み込み、車両に人
が乗車する時の、乗車人数、乗車位置による車両姿勢の
不均衡状態を、各サスペンションの検出荷重によってそ
の高さを調整することが可能となる。
【０００９】さらに、この荷重データを車両のＥＣＵ
（電子制御装置）に取り込み、車両の“誰も乗っていな
い状態”でのデータとの差分を用いて車両姿勢を常に水
平に保つことが可能となる。次に、本発明の特徴につい
て以下に説明する。本発明の第１の特徴のヨークの構造
について説明する。従来との比較として、図３（ａ）に
従来の検出対象材１が非磁性材料の場合を示す。この場
合には、外部磁界１０内において、両端に荷重８を付加
すると、内部に発生する反磁界１１によって検出感度が
低下することになる。これを改善するために、本発明で
は図３（ｂ）に示すように、ヨーク２で検出対象材１を
囲む構造にすることによって、磁気回路的に閉磁路１２
とするものである。このことによって、反磁界を抑制し
て検出感度を向上することを可能とした。
（電子制御装置）に取り込み、車両の“誰も乗っていな
い状態”でのデータとの差分を用いて車両姿勢を常に水
平に保つことが可能となる。次に、本発明の特徴につい
て以下に説明する。本発明の第１の特徴のヨークの構造
について説明する。従来との比較として、図３（ａ）に
従来の検出対象材１が非磁性材料の場合を示す。この場
合には、外部磁界１０内において、両端に荷重８を付加
すると、内部に発生する反磁界１１によって検出感度が
低下することになる。これを改善するために、本発明で
は図３（ｂ）に示すように、ヨーク２で検出対象材１を
囲む構造にすることによって、磁気回路的に閉磁路１２
とするものである。このことによって、反磁界を抑制し
て検出感度を向上することを可能とした。
【００１０】第２の特徴は、検出対象材の回りを積層し
た電磁鋼板で構成されたヨークで囲んでいることが特徴
である。これは、これにより検出感度がさらに向上し、
高精度な荷重センサを実現できる。この電磁鋼板を積層
することによって、反磁界の抑制に加えて、低鉄損が可
能となる。なお、この電磁鋼板としては無方向性電磁鋼
板および一方向性電磁鋼板のずれでもよいが、無方向性
電磁鋼板で十分である。第３の特徴は、軸方向に幅約１
ｍｍ、深さ約０．５ｍｍの溝を設け、形状磁気異方性を
利用してランダムに分布している磁化をさらに溝方向に
集中させるものである。すなわち、溝による磁気異方性
の向上をはかるもので、この溝は機械的な方法、または
化学的方法によって付与するものであればよく、これに
よってさらに検出感度が向上し、高精度な荷重センサと
なる。
た電磁鋼板で構成されたヨークで囲んでいることが特徴
である。これは、これにより検出感度がさらに向上し、
高精度な荷重センサを実現できる。この電磁鋼板を積層
することによって、反磁界の抑制に加えて、低鉄損が可
能となる。なお、この電磁鋼板としては無方向性電磁鋼
板および一方向性電磁鋼板のずれでもよいが、無方向性
電磁鋼板で十分である。第３の特徴は、軸方向に幅約１
ｍｍ、深さ約０．５ｍｍの溝を設け、形状磁気異方性を
利用してランダムに分布している磁化をさらに溝方向に
集中させるものである。すなわち、溝による磁気異方性
の向上をはかるもので、この溝は機械的な方法、または
化学的方法によって付与するものであればよく、これに
よってさらに検出感度が向上し、高精度な荷重センサと
なる。
【００１１】さらに図２（ａ）に示すように第１のコイ
ルと第２のコイルを設け、前記溝を２方向に溝加工処理
を行うことを第４の特徴とする。すなわち、異なる２方
向となるように、例えば第１のコイルでは検出対象材の
上半分は軸方向に溝を設け、第２のコイルでは下半分は
斜め方向に溝を設け形状磁気磁気異方性を最大限に利用
するものである。この場合には、それぞれに発生する逆
磁歪効果による自己インダクタンス変化の差分を検出す
ることが可能となり、前述のＥＣＵ内に誰も乗っていな
い状態のデータを入力する必要性はないので、ＥＣＵを
簡略化できる。
ルと第２のコイルを設け、前記溝を２方向に溝加工処理
を行うことを第４の特徴とする。すなわち、異なる２方
向となるように、例えば第１のコイルでは検出対象材の
上半分は軸方向に溝を設け、第２のコイルでは下半分は
斜め方向に溝を設け形状磁気磁気異方性を最大限に利用
するものである。この場合には、それぞれに発生する逆
磁歪効果による自己インダクタンス変化の差分を検出す
ることが可能となり、前述のＥＣＵ内に誰も乗っていな
い状態のデータを入力する必要性はないので、ＥＣＵを
簡略化できる。
【００１２】次に、第５の特徴として図２（ｂ）に示す
構造について説明する。この図では荷重８を受ける円筒
状の検出対象材１の軸方向に第３のコイルを設けるもの
である。この図のように検出対象材円筒の上下面に第３
のコイル溝９の加工を施した後、軸方向にコイルを巻い
ている。このような構造とすることによってそれぞれに
発生する自己インダクタンス変化の差分を検出する。こ
れにより軽量化が図れるとともに、そのまま検出したデ
ータを用いるのでＥＣＵ内を簡略化可能となる。なお、
本発明センサと自動運転システムを組み合わせることに
よって、車体の変位量をインプットすることによってシ
ステムとしての機能向上が期待できる。すなわち、乗車
時の車両姿勢を本発明の荷重センサによって水平にし、
その初期位置をもとに自動運転システムによって走行時
の車両姿勢を水平に保ちながら移動できるようにするこ
とが可能となる。以下、本発明を実施例の図に基づいて
さらに詳述する。
構造について説明する。この図では荷重８を受ける円筒
状の検出対象材１の軸方向に第３のコイルを設けるもの
である。この図のように検出対象材円筒の上下面に第３
のコイル溝９の加工を施した後、軸方向にコイルを巻い
ている。このような構造とすることによってそれぞれに
発生する自己インダクタンス変化の差分を検出する。こ
れにより軽量化が図れるとともに、そのまま検出したデ
ータを用いるのでＥＣＵ内を簡略化可能となる。なお、
本発明センサと自動運転システムを組み合わせることに
よって、車体の変位量をインプットすることによってシ
ステムとしての機能向上が期待できる。すなわち、乗車
時の車両姿勢を本発明の荷重センサによって水平にし、
その初期位置をもとに自動運転システムによって走行時
の車両姿勢を水平に保ちながら移動できるようにするこ
とが可能となる。以下、本発明を実施例の図に基づいて
さらに詳述する。
【００１３】
【実施例】本実施例では、図１の構造を基本としたセン
サについてのものである。本実施例センサの大きさは次
のとおりである。検出対象材の材質はＳ４５Ｃとして、
その大きさは、直径６ｍｍ、長さ６０ｍｍの円筒状とし
た。また、この検出対象材を取り囲むヨークとしては、
０．２ｍｍ厚みの電磁鋼板を８０枚積層し、断面を外周
一辺１６ｍｍの正方形となし、周囲肉厚３ｍｍ、高さ５
０ｍｍの中空直方体にして、中心部に前記検出対象材を
摺動自在に貫通させた形状に加工を行ったものである。
励磁コイル３とそれと同構成の検出コイル４は図１
（ａ）に示すように、ヨークと検出対象材の間に（約２
ｍｍ）の空間に約１０ｍｍの間隔をおいて設けた。ま
た、検出対象材に付与した溝の大きさは、幅１ｍｍ、深
さ０．５ｍｍとした。
サについてのものである。本実施例センサの大きさは次
のとおりである。検出対象材の材質はＳ４５Ｃとして、
その大きさは、直径６ｍｍ、長さ６０ｍｍの円筒状とし
た。また、この検出対象材を取り囲むヨークとしては、
０．２ｍｍ厚みの電磁鋼板を８０枚積層し、断面を外周
一辺１６ｍｍの正方形となし、周囲肉厚３ｍｍ、高さ５
０ｍｍの中空直方体にして、中心部に前記検出対象材を
摺動自在に貫通させた形状に加工を行ったものである。
励磁コイル３とそれと同構成の検出コイル４は図１
（ａ）に示すように、ヨークと検出対象材の間に（約２
ｍｍ）の空間に約１０ｍｍの間隔をおいて設けた。ま
た、検出対象材に付与した溝の大きさは、幅１ｍｍ、深
さ０．５ｍｍとした。
【００１４】先ず比較例として、本実施例のヨークの効
果を確認するために、ヨークを設けない場合について、
圧縮荷重による外部磁束密度の変化を調べた。その結果
を図４に示す。この図から圧縮荷重の増加につれて、す
なわち荷重を６０ｋｇｆ／ｃｍ2 および１２０ｋｇｆ／
ｃｍ2 に変化させると、磁束密度は極端に減少を示し、
外部磁化４０００Ａ／ｍの時に、荷重ゼロの１．６５Ｔ
から１．５５Ｔおよび１．５１Ｔに減少している。この
ことから本実施例のようなヨークがない場合には、検出
感度が悪化してセンサとしての機能が得られないことが
わかる。
果を確認するために、ヨークを設けない場合について、
圧縮荷重による外部磁束密度の変化を調べた。その結果
を図４に示す。この図から圧縮荷重の増加につれて、す
なわち荷重を６０ｋｇｆ／ｃｍ2 および１２０ｋｇｆ／
ｃｍ2 に変化させると、磁束密度は極端に減少を示し、
外部磁化４０００Ａ／ｍの時に、荷重ゼロの１．６５Ｔ
から１．５５Ｔおよび１．５１Ｔに減少している。この
ことから本実施例のようなヨークがない場合には、検出
感度が悪化してセンサとしての機能が得られないことが
わかる。
【００１５】図５および図６に、本実施例センサの荷重
検知結果として、横軸に荷重値を、縦軸に出力電圧で示
したものである。これらの値は、検出対象材に荷重を印
加した時の、荷重の大きさに比例して検出対象材の変形
量が変動し、その材質変化を検出コイルの自己インダク
タンスの変化を出力電圧として変換して測定したもので
ある。また、センサ条件としては、本発明第１発明から
第５発明に対応させた構成とした。図５から荷重１２０
ｋｇｆ／ｃｍ2 の時の出力は本発明第１から第３発明に
条件が変化するにつれて、出力電圧は１．５から４．０
ｍＶに上昇し、本発明４の２組の溝を付与したもの、お
よび本発明第５発明の２組の溝および軸方向コイルを設
けたものでは、４．０および５．０ｍＶに出力が増加し
たことがわかった。以上の結果から、本実施例の効果を
従来のセンサ出力感度を１とした時の本発明の出力感度
をまとめて表１に示す。
検知結果として、横軸に荷重値を、縦軸に出力電圧で示
したものである。これらの値は、検出対象材に荷重を印
加した時の、荷重の大きさに比例して検出対象材の変形
量が変動し、その材質変化を検出コイルの自己インダク
タンスの変化を出力電圧として変換して測定したもので
ある。また、センサ条件としては、本発明第１発明から
第５発明に対応させた構成とした。図５から荷重１２０
ｋｇｆ／ｃｍ2 の時の出力は本発明第１から第３発明に
条件が変化するにつれて、出力電圧は１．５から４．０
ｍＶに上昇し、本発明４の２組の溝を付与したもの、お
よび本発明第５発明の２組の溝および軸方向コイルを設
けたものでは、４．０および５．０ｍＶに出力が増加し
たことがわかった。以上の結果から、本実施例の効果を
従来のセンサ出力感度を１とした時の本発明の出力感度
をまとめて表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この表から、従来よりも本発明１〜５の条
件によって順次条件を付加していくと、センサの出力感
度は徐々に向上することがわかる。
件によって順次条件を付加していくと、センサの出力感
度は徐々に向上することがわかる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、センサ自体の構成とし
て、機械構造用鋼として電磁鋼板のヨークを使用するの
で、簡便にして耐久性およびコスト的に有利となり、さ
らに磁気異方性の改善のために溝を付与することおよび
コイル構成を改善することによって、軽量化および高感
度化を同時に達成可能である。また、本発明センサでは
ＥＣＵを簡略化できるので、より高精度な車両の乗り心
地性能の向上が可能となる。
て、機械構造用鋼として電磁鋼板のヨークを使用するの
で、簡便にして耐久性およびコスト的に有利となり、さ
らに磁気異方性の改善のために溝を付与することおよび
コイル構成を改善することによって、軽量化および高感
度化を同時に達成可能である。また、本発明センサでは
ＥＣＵを簡略化できるので、より高精度な車両の乗り心
地性能の向上が可能となる。
【図１】本発明に係るセンサの構成を示し、（ａ）縦断
面、（ｂ）正面図、（ｃ）平面図によって示す図であ
る。
面、（ｂ）正面図、（ｃ）平面図によって示す図であ
る。
【図２】本発明に係る図で、（ａ）２方向の溝、（ｂ）
縦のコイルを示す図である。
縦のコイルを示す図である。
【図３】本発明の原理を示し、（ａ）検出対象材、
（ｂ）ヨークを示す図である。
（ｂ）ヨークを示す図である。
【図４】本発明のヨークの効果をみるために、従来のヨ
ークのない時の磁界と磁束密度の関係を示す図である。
ークのない時の磁界と磁束密度の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る図で、荷重値と出力の関
係を条件ごとに示す図である。
係を条件ごとに示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る図で、荷重値と出力の関
係を条件ごとに示す図である。
係を条件ごとに示す図である。
１…検出対象材 ２…ヨーク ３…励磁コイル ４…検出コイル ５…積層電磁鋼板 ６…第１コイル ７…第２コイル ８…荷重 ９…第３コイル １０…外部磁界 １１…反磁界 １２…磁路
Claims (5)
- 【請求項１】 機械構造用鋼からなり、軸方向に少なく
とも一方向から荷重を受ける検出対象材の周囲を、磁気
特性を有する無垢の材料で構成されたヨークで囲む構造
とし、ヨークと検出対象材間で閉磁路を形成するように
配設した励磁コイルにより外部磁界を印加し、被検出対
象材に作用する荷重による逆磁歪に基づく材料特性変化
を、励磁コイルに離間して配設された検出コイルの自己
インダクタンス変化として検出して検出対象材の荷重を
得ることを特徴とする荷重センサ。 - 【請求項２】 請求項１において、さらにヨークが積層
した電磁鋼板で構成されていることを特徴とする荷重セ
ンサ。 - 【請求項３】 請求項１または２において、さらに検出
対象材の表面に軸方向に切り欠け溝を形成してなること
を特徴とする荷重センサ。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項におい
て、さらに検出対象材の表面に異なる２方向に切り欠け
溝を形成し、それぞれに発生する逆磁歪効果による材料
特性の変化を、自己インダクタンス変化の差分として検
出し荷重を得ることを特徴とする荷重センサ。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項におい
て、さらに検出対象材の形状を円筒状となし、少なくと
も一組のコイルを該円筒の軸方向に形成してなることを
特徴とする荷重センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332362A JP2000155056A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 荷重センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332362A JP2000155056A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 荷重センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000155056A true JP2000155056A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18254116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10332362A Pending JP2000155056A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 荷重センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000155056A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007004472A1 (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-29 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式荷重センサおよびそれを備えた移動体 |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10332362A patent/JP2000155056A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2007004472A1 (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-29 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式荷重センサおよびそれを備えた移動体 |
| JP4731557B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2011-07-27 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式荷重センサおよびそれを備えた移動体 |
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