JP2003057128A - Magnetostriction type load sensor - Google Patents

Magnetostriction type load sensor

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JP2003057128A
JP2003057128A JP2001249556A JP2001249556A JP2003057128A JP 2003057128 A JP2003057128 A JP 2003057128A JP 2001249556 A JP2001249556 A JP 2001249556A JP 2001249556 A JP2001249556 A JP 2001249556A JP 2003057128 A JP2003057128 A JP 2003057128A
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JP
Japan
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detection rod
case
load sensor
load
magnetostrictive
Prior art date
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Application number
JP2001249556A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Mizuno
裕 水野
Takeshi Kubota
剛 久保田
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetostriction type load sensor that can be made small in size and light in weight and can be reduced in cost. SOLUTION: In this magnetostriction type load sensor 1 constituted by housing a coil 4 and a detection rod 2 arranged in the axial center of the coil 4 in a case 5, the case 5 is made of a sheet metal and one end of the detection rod 2 is held by the flat face of the case 5. Thus, one end face forming the flat face of the detection rod 2 requires no precise machining, and because the case 5 is made of inexpensive sheet metal, the load sensor 1 can be made compact and light in weight and the cost can be also reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁歪効果によって
検出ロッドに作用する荷重を電磁気的に検出する磁歪式
荷重センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetostrictive load sensor for electromagnetically detecting a load acting on a detection rod by a magnetostrictive effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】弾性体に作用する荷重を検出する荷重セ
ンサとしては歪ゲージ式ロードセルが知られており、こ
のロードセルは荷重を受けて弾性変形する弾性体の歪を
検出するものであって、この検出された歪に基づいて弾
性体に作用する荷重が算出される。
2. Description of the Related Art A strain gauge type load cell is known as a load sensor for detecting a load acting on an elastic body. The load cell detects a strain of an elastic body which is elastically deformed by receiving a load. The load acting on the elastic body is calculated based on the detected strain.

【0003】しかしながら、歪ゲージ式ロードセルは強
度的に弱く、ダイナミックレンジ(使用する荷重のレン
ジ)が広く取れないために定格荷重以上の力に対する許
容度が小さく、大きな定格のものは小さな荷重に対する
検出精度が確保できず、又、出力信号が微弱であるため
に信号処理回路が複雑化及びコストアップするという問
題があった。
However, since the strain gauge type load cell is weak in strength and cannot have a wide dynamic range (range of load to be used), it has a small tolerance for a force higher than the rated load, and a large rated load cell can detect a small load. There is a problem that the accuracy cannot be secured and the output signal is weak, so that the signal processing circuit becomes complicated and the cost increases.

【0004】そこで、本出願人は、磁歪効果を利用して
荷重を電磁気的に検出する荷重検出センサを先に提案し
た(特開平11−241955号公報参照)。この磁歪
式荷重センサは、コイルに電流を流して検出ロッドを磁
化し、該検出ロッドに荷重を加えてその磁気特性を変化
させ、この磁気特性の変化を電圧変化に変換して出力す
ることによって荷重を検出するものである。
Therefore, the present applicant has previously proposed a load detection sensor for electromagnetically detecting a load by utilizing the magnetostrictive effect (see Japanese Patent Laid-Open No. 11-241955). This magnetostrictive load sensor applies a current to a coil to magnetize a detection rod, applies a load to the detection rod to change its magnetic characteristic, and converts the change in the magnetic characteristic into a voltage change and outputs the voltage change. The load is detected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁歪式荷重センサにおいては、検出ロッドが荷重を直接
受けるため、該検出ロッドのケースによって受けられる
側の端面に高精度な加工を要し、又、検出ロッドからの
荷重を受けるケースをダイキャスト製としていたため、
センサが大型化、高重量化及び高コスト化するという問
題があった。
However, in the conventional magnetostrictive load sensor, since the detection rod directly receives the load, the end surface of the detection rod on the side received by the case needs to be processed with high precision, and Since the case that receives the load from the detection rod was made of die-cast,
There is a problem that the sensor becomes large in size, heavy in weight, and high in cost.

【0006】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、小型・軽量化及びコストダウ
ンを図ることができる磁歪式荷重センサを提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetostrictive load sensor which can be reduced in size, weight and cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、コイルと該コイルの軸心に
配された検出ロッドをケース内に収納して構成される磁
歪式荷重センサにおいて、前記ケースを板金で構成する
とともに、前記検出ロッドの一端をケースの平面部で受
ける構成としたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a magnetostrictive load constructed by housing a coil and a detection rod arranged at the axial center of the coil in a case. In the sensor, the case is made of a metal plate, and one end of the detection rod is received by a plane portion of the case.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記検出ロッドの前記ケースに当接する一
端をフランジ状としたことを特徴とする請求項1記載の
磁歪式荷重センサ。
A second aspect of the present invention is the magnetostrictive load sensor according to the first aspect, wherein one end of the detection rod that abuts the case is a flange shape.

【0009】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明において、前記ケースを上下2分割構造とし、
2分割された上下のケースで前記検出ロッドを挟み込ん
で固定することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the case has an upper and lower half-split structure.
It is characterized in that the detection rod is sandwiched and fixed by two upper and lower cases.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の発明において、前記コイルからのリード線の前
記ケースからの取り出し方向を横方向としたことを特徴
とする。
A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the first, second or third aspect of the invention, a lead wire from the coil is taken out from the case in a lateral direction.

【0011】請求項5記載の発明は、請求項4記載の発
明において、前記リード線の取り出し部に磁気シールド
を形成するカバーを設けたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, a cover for forming a magnetic shield is provided at the lead-out portion of the lead wire.

【0012】請求項6記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記コイルと検出ロッド及びケースから成
るセンサユニットをホルダー内に摺動可能に設け、該セ
ンサユニットをバネ部材によって一方向に付勢したこと
を特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a sensor unit including the coil, the detection rod, and the case is slidably provided in a holder, and the sensor unit is unidirectionally formed by a spring member. Characterized by having been urged.

【0013】請求項7記載の発明は、請求項6記載の発
明において、前記同一構造の2つの前記センサユニット
を電気的に差動接続したことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the two sensor units having the same structure are electrically differentially connected.

【0014】従って、本発明によれば、ケースを板金で
構成するとともに、検出ロッドの一端をケースの平面部
で受ける構成としたため、検出ロッドの平面を成す一端
面に高精度な加工が不要となるとともに、ケースを安価
な板金製としたために磁歪式荷重センサの小型・軽量化
とコストダウンを図ることができる。
Therefore, according to the present invention, since the case is made of sheet metal and one end of the detection rod is received by the flat surface portion of the case, it is not necessary to process the one end surface of the detection rod with high precision. In addition, since the case is made of inexpensive metal plate, it is possible to reduce the size and weight of the magnetostrictive load sensor and reduce the cost.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0016】<実施の形態1>図1は本発明の実施の形
態1に係る磁歪式荷重センサの側断面図、図2は図1の
A−A線断面図、図3は図1の矢視B方向の図、図4は
同磁歪式荷重センサの検出ロッドのフランジ形状の種々
の形態を示す図である。
<First Embodiment> FIG. 1 is a side sectional view of a magnetostrictive load sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an arrow of FIG. FIG. 4 is a view in the B direction, and FIG. 4 is a view showing various forms of the flange shape of the detection rod of the magnetostrictive load sensor.

【0017】図1に示す磁歪式荷重センサ1において、
2は磁性体から成る検出ロッドであって、その周囲には
ボビン3に収容されたコイル4が配置されており、これ
らの検出ロッド2とボビン3及びコイル4は板金製のケ
ース5内に収納されている。
In the magnetostrictive load sensor 1 shown in FIG.
Reference numeral 2 denotes a detection rod made of a magnetic material, around which a coil 4 housed in a bobbin 3 is arranged. These detection rod 2, bobbin 3 and coil 4 are housed in a case 5 made of sheet metal. Has been done.

【0018】ここで、上記ケース5は上側ケース5Aと
受け側ケース5Bから成る上下2分割構造を有してお
り、前記検出ロッド2の下端部にはフランジ部2aが形
成されている。又、前記ボビン3の下端面の中心部に
は、検出ロッド2のフランジ部2aを収容するための凹
部3a(図1参照)が形成されており、検出ロッド2
は、その下端フランジ部2aがボビン3と受け側ケース
5Bで挟み込まれることによって図示のように垂直に支
持されて、その上端部は上側ケース5Aから上方へ突出
している。
Here, the case 5 has an upper and lower two-part structure composed of an upper case 5A and a receiving case 5B, and a flange portion 2a is formed at the lower end of the detection rod 2. A recess 3a (see FIG. 1) for accommodating the flange 2a of the detection rod 2 is formed at the center of the lower end surface of the bobbin 3.
The lower end flange portion 2a is vertically supported as shown by being sandwiched between the bobbin 3 and the receiving case 5B, and the upper end portion thereof projects upward from the upper case 5A.

【0019】ここで、ケース5は、受け側ケース5Bの
外周部の4箇所に形成された切り起こし部5aを上側ケ
ース5Aの下端部周縁に折り曲げてカシメることによっ
て組み付けられる。そして、前記コイル4から延びるリ
ード線6はケース5に形成された切欠きから横方向に取
り出され、磁気抵抗の低減と外乱防止のために、リード
線6の取り出し部はケース5に嵌め込まれたカバー7に
よってシールドされている。
Here, the case 5 is assembled by bending and crimping the cut-and-raised parts 5a formed at four locations on the outer periphery of the receiving case 5B to the peripheral edge of the lower end of the upper case 5A. The lead wire 6 extending from the coil 4 is laterally taken out from the notch formed in the case 5, and the take-out portion of the lead wire 6 is fitted into the case 5 in order to reduce magnetic resistance and prevent disturbance. It is shielded by the cover 7.

【0020】以上の構成を有する磁歪式荷重センサ1に
おいて、検出ロッド2はコイル4に流れる電流によって
磁化されており、この磁化された検出ロッド2の上端に
外部荷重が印加されると該検出ロッド2に圧縮力が作用
し、磁歪効果によって検出ロッド2の透磁率が減少して
インダクタンス変化が発生し、このインダクタンス変化
によってコイル4の両端の電圧が変化する。従って、こ
の電圧の変化を検出することによって外部荷重を電磁気
的に検出することができる。
In the magnetostrictive load sensor 1 having the above structure, the detection rod 2 is magnetized by the current flowing through the coil 4, and when an external load is applied to the upper end of the magnetized detection rod 2, the detection rod 2 is detected. A compressive force acts on the magnetic flux 2 to reduce the magnetic permeability of the detection rod 2 due to the magnetostrictive effect, which causes an inductance change, which changes the voltage across the coil 4. Therefore, the external load can be detected electromagnetically by detecting the change in the voltage.

【0021】以上において、本実施の形態では、ケース
5を板金で構成するとともに、検出ロッド2の一端をケ
ース5の受け側ケース5Bの平面部で受ける構成とした
ため、検出ロッド2の平面を成す一端面に高精度な加工
が不要となるとともに、ケース5を安価な板金製とした
ために磁歪式荷重センサ1の小型・軽量化とコストダウ
ンを図ることができる。この場合、検出ロッド2の下端
部にフランジ部2aを形成したため、該検出ロッド2の
下端部のケース5への密着性が高められ、検出ロッド2
に高い垂直度を確保することができる。
In the above, since the case 5 is made of sheet metal and one end of the detection rod 2 is received by the flat surface portion of the receiving side case 5B of the case 5 in the present embodiment, the flat surface of the detection rod 2 is formed. It is not necessary to perform high-precision machining on one end face, and since the case 5 is made of inexpensive sheet metal, the magnetostrictive load sensor 1 can be made smaller and lighter and the cost can be reduced. In this case, since the flange portion 2a is formed at the lower end portion of the detection rod 2, the adhesion of the lower end portion of the detection rod 2 to the case 5 is enhanced, and the detection rod 2
A high degree of verticality can be secured.

【0022】又、リード線6のケース5からの取り出し
方向を横方向としたため、リード線6に外部荷重が作用
することがなく、該リード線6の破断や損傷が防がれ
る。
Further, since the lead wire 6 is taken out from the case 5 in the lateral direction, no external load acts on the lead wire 6, and breakage or damage of the lead wire 6 is prevented.

【0023】尚、本実施の形態では、検出ロッド2のフ
ランジ部2aの形状を図4(a)に示す段付き状とした
が、(b)に示すテーパ状、(c),(d)に示すR形
状としても良く、或は(e),(f)に示すようにフラ
ンジ部2aを別体としてこれを圧入、接着、ろう付け等
によって取り付けるようにしても良い。
In the present embodiment, the shape of the flange portion 2a of the detection rod 2 is stepped as shown in FIG. 4 (a), but it is tapered as shown in FIG. 4 (b), (c), (d). Alternatively, the R shape may be formed as shown in FIG. 2B, or the flange 2a may be formed as a separate body as shown in FIGS.

【0024】又、図5に示すように、磁歪式荷重センサ
1を単独で平面状の台8の上に設置し、該センサ1から
の出力信号をアンプ9で増幅してコントローラ10に送
り、コントローラ10によってアクチュエータ11を駆
動制御することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the magnetostrictive load sensor 1 is independently installed on a flat base 8, and an output signal from the sensor 1 is amplified by an amplifier 9 and sent to a controller 10. The actuator 10 can be drive-controlled by the controller 10.

【0025】更に、図6に示すように、2つの磁歪式荷
重センサ1,1’を平面状の台8の上に設置し、両セン
サ1,1’からの出力信号をアンプ8で差動増幅してコ
ントローラ10に送り、コントローラ10によってアク
チュエータ11を駆動制御することもできる。このと
き、荷重1,2が同時に作用する場合には両荷重1,2
の差を検出し、荷重1又は2の一方が作用する場合には
その荷重1又は2の作用方向と大きさを検出することが
できる。
Further, as shown in FIG. 6, two magnetostrictive load sensors 1 and 1 ′ are installed on a flat base 8 and output signals from both sensors 1 and 1 ′ are differentiated by an amplifier 8. The actuator 11 can be amplified and sent to the controller 10 to drive and control the actuator 11. At this time, when the loads 1 and 2 act simultaneously, both loads 1 and 2
Of the load 1 or 2 can be detected, and the action direction and magnitude of the load 1 or 2 can be detected.

【0026】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2を図7及び図8に基づいて説明する。尚、図7は本
実施の形態に係る磁歪式荷重センサの側断面図、図8は
図7の矢視C方向の図であり、これらの図においては図
1〜図3に示したと同一要素には同一符号を付し、以
下、それらについての説明は省略する。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 is a side sectional view of the magnetostrictive load sensor according to the present embodiment, and FIG. 8 is a view in the direction of arrow C in FIG. 7, in which the same elements as those shown in FIGS. Are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted below.

【0027】本実施の形態に係る磁歪式過重センサ1に
おいては、検出ロッド2をストレート状とし、板金製の
ケース5の受け側ケース5Bに凹部5bを形成し、この
凹部5bによって検出ロッド2の下端部を嵌合保持する
ことによって該検出ロッド2を垂直に支持している。
In the magnetostrictive overload sensor 1 according to the present embodiment, the detection rod 2 has a straight shape, and the recess 5b is formed in the receiving side case 5B of the case 5 made of sheet metal. The detection rod 2 is vertically supported by fitting and holding the lower end.

【0028】又、コイル4から延びるリード線6は、ケ
ース5の上側ケース5Aと受け側ケース5bに形成され
た凸部5c,5dによって形成された引き出し孔5eか
ら横方向に取り出され、磁気抵抗の低減と外乱防止のた
めに、リード線の取り出し部はカバー部を構成するケー
ス5の前記凸部5c,5dによってシールドされてい
る。
Further, the lead wire 6 extending from the coil 4 is laterally taken out from the lead-out hole 5e formed by the convex portions 5c and 5d formed on the upper case 5A of the case 5 and the receiving side case 5b, and the magnetic resistance. In order to reduce the noise and prevent disturbance, the lead-out portion of the lead wire is shielded by the convex portions 5c and 5d of the case 5 forming the cover portion.

【0029】而して、本実施の形態においても、ケース
5を板金で構成するとともに、検出ロッド2の一端をケ
ース5の受け側ケース5Bの平面部で受ける構成とした
ため、前記実施の形態1と同様の効果が得られる。
In this embodiment as well, since the case 5 is made of sheet metal and one end of the detection rod 2 is received by the flat surface portion of the receiving side case 5B of the case 5, the first embodiment described above is adopted. The same effect as can be obtained.

【0030】<実施の形態3>次に、本発明の実施の形
態3を図9及び図10に基づいて説明する。尚、図9
(a)〜(c)は本実施の形態に係る磁歪式荷重センサ
の基本構成と作用を示す断面図、図10(a)は同磁歪
式荷重センサの検出ロッドに作用する荷重と外部荷重と
の関係を示す図、同図(b)は検出ロッドの突出量と外
部荷重との関係を示す図である。
<Third Embodiment> Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Incidentally, FIG.
(A)-(c) is sectional drawing which shows the basic composition and operation of the magnetostrictive load sensor which concerns on this Embodiment, FIG.10 (a) shows the load which acts on the detection rod of the same magnetostrictive load sensor, and an external load. And FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the protrusion amount of the detection rod and the external load.

【0031】本実施の形態に係る磁歪式荷重センサ1
は、不図示のコイルと検出ロッド2及びケース5から成
るセンサユニットSUをホルダー12内に上下摺動可能
に設け、該センサユニットSUをバネ13によって上方
に付勢して構成されており、押し板14から検出ロッド
2に作用する外部荷重がバネ13の初期設定荷重F0
満である間は、センサユニットSUは図9(a)に示す
ようにホルダー12内の上端位置にあり、ケース5の上
面から上方へ突出する検出ロッド2はホルダー12の上
面からa0 だけ上方へ突出している。尚、図示しない
が、本実施の形態に係る磁歪式荷重センサ1において
も、検出ロッド2の下端部にはフランジ部が形成されて
おり、センサユニットSUからのリード線6は横方向に
取り出されている。
Magnetostrictive load sensor 1 according to the present embodiment
Includes a sensor unit SU including a coil, a detection rod 2 and a case 5 (not shown) slidably in the holder 12, and the sensor unit SU is biased upward by a spring 13 to push the sensor unit SU. While the external load acting on the detection rod 2 from the plate 14 is less than the initial set load F 0 of the spring 13, the sensor unit SU is at the upper end position in the holder 12 as shown in FIG. The detection rod 2 protruding upward from the upper surface of the holder 12 protrudes upward from the upper surface of the holder 12 by a 0 . Although not shown, in the magnetostrictive load sensor 1 according to the present embodiment as well, a flange portion is formed at the lower end portion of the detection rod 2, and the lead wire 6 from the sensor unit SU is taken out in the lateral direction. ing.

【0032】以上の構成を有する磁歪式荷重センサ1に
おいて、ストッパとしても機能するホルダー12とバネ
13及び検出ロッド2は過荷重防止機構を構成してお
り、検出ロッド2に作用する荷重(圧縮力)は一定値F
以下に抑えられる。尚、ストッパとして機能するホルダ
ー12は検出ロッド2よりも強度の高い材料によって構
成されている。
In the magnetostrictive load sensor 1 having the above construction, the holder 12, which also functions as a stopper, the spring 13, and the detection rod 2 constitute an overload preventing mechanism, and the load (compressive force) acting on the detection rod 2 is compressed. ) Is a constant value F
It can be kept below. The holder 12 that functions as a stopper is made of a material having a higher strength than the detection rod 2.

【0033】次に、上記過荷重防止機構を備える磁歪式
荷重センサ1の作用について説明する。
Next, the operation of the magnetostrictive load sensor 1 having the above overload preventing mechanism will be described.

【0034】センサユニットSUの不図示のコイルに電
流を流すことによって検出ロッド2が磁化されており、
押し板14からセンサユニットSUの検出ロッド2に外
部荷重が作用すると、該検出ロッド2には圧縮力が軸方
向に作用する。このように検出ロッド2に圧縮力が作用
すると、磁歪効果によって検出ロッド2の透磁率が減少
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2に
作用する外部荷重が検出される。
The detection rod 2 is magnetized by passing a current through a coil (not shown) of the sensor unit SU,
When an external load acts on the detection rod 2 of the sensor unit SU from the push plate 14, a compressive force acts on the detection rod 2 in the axial direction. When the compressive force acts on the detection rod 2 in this way, the magnetic permeability of the detection rod 2 decreases due to the magnetostrictive effect and the magnetic characteristic changes. Therefore, the change in the magnetic characteristic is converted into a voltage change and output to detect the change. The external load acting on the rod 2 is detected.

【0035】ところで、外部荷重がバネ13の初期設定
荷重F0 未満である場合には、バネ13は変形せず、図
9(a)及び図10(b)に示すように、検出ロッド2
の突出量aは初期値a0 に保持され、検出ロッド2に作
用する荷重(圧縮力)は図2(a)に示すように外部荷
重の増減に対してリニアに変化する。
By the way, when the external load is less than the initial set load F 0 of the spring 13, the spring 13 does not deform, and as shown in FIGS. 9 (a) and 10 (b), the detection rod 2
The protrusion amount a of is kept at the initial value a 0 , and the load (compressive force) acting on the detection rod 2 linearly changes with an increase or decrease of the external load as shown in FIG.

【0036】そして、外部荷重がバネ13の初期設定荷
重F0 以上に増加すると、図9(b)に示すようにバネ
が圧縮変形し始め、検出ロッド2に作用する荷重は図1
0(b)に示すように引き続いて外部荷重の増減に対し
てリニアに変化するが、検出ロッド2の突出量aは図1
0(b)に示すように外部荷重の増加に逆比例してリニ
アに減少する。
When the external load increases above the initial set load F 0 of the spring 13, the spring begins to be deformed by compression as shown in FIG. 9B, and the load acting on the detection rod 2 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 0 (b), the amount of protrusion a of the detection rod 2 is shown in FIG.
As shown in 0 (b), it decreases linearly in inverse proportion to the increase of the external load.

【0037】而して、外部荷重が一定値F以上に増加す
ると、図9(c)に示すように検出ロッド2がホルダー
12内に完全に埋没してその突出量aが図9(c)及び
図10(b)に示すようにゼロ(a=0)となるととも
に、外部荷重の一部はストッパとして機能するホルダー
12によって受けられるため、検出ロッド2には図10
(a)に示すように一定の荷重Fが作用し、検出ロッド
2には最大負荷荷重以上の荷重が作用することがない。
When the external load increases above a certain value F, the detection rod 2 is completely buried in the holder 12 as shown in FIG. 9 (c), and the protrusion amount a is shown in FIG. 9 (c). Also, as shown in FIG. 10B, the detection rod 2 becomes zero (a = 0), and part of the external load is received by the holder 12 that functions as a stopper.
As shown in (a), a constant load F acts, and the load greater than the maximum load does not act on the detection rod 2.

【0038】従って、本実施の形態に係る磁歪式荷重セ
ンサ1においては、過荷重防止機構によって検出ロッド
2に作用する荷重を該検出ロッド2の許容荷重よりも小
さな一定値F以下に抑えられるため、検出ロッド2が塑
性変形してその磁気特性が変化することがなく、一定値
F未満の外部荷重を常に正確に検出することができ、当
該磁歪式荷重センサ1の信頼性と耐久性が高められる。
尚、磁歪式荷重センサ1を変位ゼロで使用する場合、そ
の使用領域(検出すべき外部荷重の範囲)は図10
(b)に示すようにバネ13の初期設定荷重F0 以下の
領域となる。
Therefore, in the magnetostrictive load sensor 1 according to the present embodiment, the load acting on the detection rod 2 can be suppressed to the fixed value F or less smaller than the allowable load of the detection rod 2 by the overload prevention mechanism. Since the detection rod 2 is not plastically deformed and its magnetic characteristics do not change, an external load less than the constant value F can always be detected accurately, and the reliability and durability of the magnetostrictive load sensor 1 are improved. To be
When the magnetostrictive load sensor 1 is used with zero displacement, its usage area (range of external load to be detected) is shown in FIG.
As shown in (b), the area is equal to or less than the initial set load F 0 of the spring 13.

【0039】又、本実施の形態に係る磁歪式荷重センサ
1は、バネ13の初期設定荷重F0よりも大きな外部荷
重が作用するとバネ13によって変位することができる
ため、その据え付けの管理が容易化する。
Further, the magnetostrictive load sensor 1 according to the present embodiment can be displaced by the spring 13 when an external load larger than the initial load F 0 of the spring 13 acts, so that the installation management thereof is easy. Turn into.

【0040】更に、本実施の形態に係る磁歪式荷重セン
サ1はその構造を大きく変えることなく構成されてコス
トダウンが図られるとともに、振動や衝撃等による過荷
重の作用を防ぐことができるために車両等の移動体への
搭載にも適したものとなる。
Further, since the magnetostrictive load sensor 1 according to the present embodiment is constructed without largely changing its structure, the cost can be reduced, and the action of overload due to vibration or shock can be prevented. It is also suitable for mounting on a moving body such as a vehicle.

【0041】尚、図11に示すように、押さえ部材14
とセンサユニットSUの検出ロッド2との間にキャップ
15を介設し、該キャップ15のホルダー12からの突
出量aの初期値a0 に設定する構成を採用しても良い、
又、図12に示すように、2つのセンサユニットSU
1,SU2を電気的に差動接続してホルダー12内に上
下摺動可能に設け、該センサユニットSU1,SU2を
バネ13によって上方に付勢する構成を採用しても良
い。
As shown in FIG. 11, the pressing member 14
A cap 15 may be interposed between the sensor 15 and the detection rod 2 of the sensor unit SU, and an initial value a 0 of the protrusion amount a of the cap 15 from the holder 12 may be set.
Also, as shown in FIG. 12, two sensor units SU
It is also possible to adopt a configuration in which the sensor units SU1 and SU2 are biased upward by a spring 13 so that the sensor units SU1 and SU2 are provided so as to be vertically slidable in the holder 12 by electrically differentially connecting them.

【0042】<実施の形態4>以下に本発明の実施の形
態4を図13及び図14に基づいて説明する。尚、図1
3は電動台車の側面図、図14は図13のD部拡大詳細
図である。
<Fourth Embodiment> A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 13 and 14. Incidentally, FIG.
3 is a side view of the electric cart, and FIG. 14 is an enlarged detailed view of a portion D of FIG.

【0043】本実施の形態は、前記実施の形態3に係る
磁歪式荷重センサ1の応用例を示すものであって、図1
に示す電動台車20においては、本体21が左右一対の
前輪22と後輪23によって移動自在に支持されてお
り、本体21の前輪22と後輪23との間には電動モー
タ24が設置され、その上部にはバッテリ25とコント
ロールボックス26が配設されている。尚、コントロー
ルボックス26内には、不図示の検出回路と駆動回路が
組み込まれている。
This embodiment shows an application example of the magnetostrictive load sensor 1 according to the third embodiment, and FIG.
In the electric trolley 20 shown in FIG. 1, the main body 21 is movably supported by a pair of left and right front wheels 22 and rear wheels 23, and an electric motor 24 is installed between the front wheels 22 and the rear wheels 23 of the main body 21. A battery 25 and a control box 26 are arranged above it. In the control box 26, a detection circuit and a drive circuit (not shown) are incorporated.

【0044】而して、電動モータ24の回転は不図示の
減速機によって減速されて前記後輪23に伝達され、該
後輪23が回転駆動されて電動台車20が走行せしめら
れる。
The rotation of the electric motor 24 is decelerated by a speed reducer (not shown) and transmitted to the rear wheel 23, and the rear wheel 23 is rotationally driven to drive the electric carriage 20.

【0045】又、本体21の後部からはハンドルステー
27が後方に向かって斜め上方に立設されており、該ハ
ンドルステー27の上部には、水平横方向に延びるハン
ドル28がハンドルステー27に対して前後に変位可能
に設けられており、該ハンドルステー27とハンドル2
8との間には前記実施の形態3に係る磁歪式荷重センサ
1(図9参照)が介設されている。尚、図14において
は、図9に示したと同一要素には同一符号を付してい
る。
A handle stay 27 is erected obliquely upward and rearward from the rear portion of the main body 21, and a handle 28 extending horizontally in the horizontal direction is provided above the handle stay 27 with respect to the handle stay 27. The handle stay 27 and the handle 2 are provided so as to be movable back and forth.
The magnetostrictive load sensor 1 (see FIG. 9) according to the third embodiment is interposed between the first and second sensors. 14, the same elements as those shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.

【0046】以上の構成を有する電動台車20におい
て、操作者がハンドル28を手で持ってこれを前方に押
すと、操作者によってハンドル28に加えられた力が磁
歪式荷重センサ1によって電磁気的に検出され、そのセ
ンサ出力信号は前記コントロールボックス26内に組み
込まれた不図示の検出回路によって制御信号として出力
される。そして、この制御信号に基づいて作動する駆動
回路から出力される制御信号によって前記電動モータ2
4が駆動され、該電動モータ24の回転が後輪23に伝
達されて電動台車20が人力と電動モータ24によるア
シスト力によって走行する。尚、本実施の形態では、操
作者によってハンドル28に加えられる力に比例した大
きさのアシスト力が電動モータ24によって与えられ、
これによって操作者の肉体的負担が軽減される。
In the electric carriage 20 having the above structure, when the operator holds the handle 28 by hand and pushes it forward, the force applied to the handle 28 by the operator is electromagnetically applied by the magnetostrictive load sensor 1. The detected sensor output signal is output as a control signal by a detection circuit (not shown) incorporated in the control box 26. The electric motor 2 is driven by a control signal output from a drive circuit that operates based on this control signal.
4 is driven, the rotation of the electric motor 24 is transmitted to the rear wheels 23, and the electric carriage 20 travels by human power and assist force by the electric motor 24. In the present embodiment, the electric motor 24 provides an assist force having a magnitude proportional to the force applied to the handle 28 by the operator,
This reduces the physical burden on the operator.

【0047】而して、本実施の形態においても、過荷重
防止機構を備える磁歪式荷重センサ1には過荷重が加わ
ることがないため、該磁歪式荷重センサ1が有効に保護
される。
Thus, also in this embodiment, the magnetostrictive load sensor 1 having the overload preventing mechanism is not overloaded, so that the magnetostrictive load sensor 1 is effectively protected.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、コイルと該コイルの軸心に配された検出ロッド
をケース内に収納して構成される磁歪式荷重センサにお
いて、前記ケースを板金で構成するとともに、前記検出
ロッドの一端をケースの平面部で受ける構成としたた
め、該磁歪式荷重センサの小型・軽量化及びコストダウ
ンを図ることができるという効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the magnetostrictive load sensor constructed by housing the coil and the detection rod arranged at the axial center of the coil in the case, Since the case is made of sheet metal and one end of the detection rod is received by the plane portion of the case, the magnetostrictive load sensor can be reduced in size, weight, and cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係る磁歪式荷重センサ
の側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a magnetostrictive load sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1の矢視B方向の図である。3 is a view in the direction of arrow B in FIG.

【図4】本発明の実施の形態1に係る磁歪式荷重センサ
の検出ロッドのフランジ形状の種々の形態を示す図であ
る。
FIG. 4 is a view showing various forms of the flange shape of the detection rod of the magnetostrictive load sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態1に係る磁歪式荷重センサ
の変更例を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a modified example of the magnetostrictive load sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態1に係る磁歪式荷重センサ
の変更例を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a modified example of the magnetostrictive load sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態2に係る磁歪式荷重センサ
の側断面図である。
FIG. 7 is a side sectional view of a magnetostrictive load sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7の矢視C方向の図である。8 is a view in the direction of arrow C in FIG.

【図9】(a)〜(c)は本発明の実施の形態3に係る
磁歪式荷重センサの基本構成と作用を示す断面図であ
る。
9A to 9C are cross-sectional views showing the basic configuration and operation of a magnetostrictive load sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図10】(a)は同磁歪式荷重センサの検出ロッドに
作用する荷重と外部荷重との関係を示す図、(b)は検
出ロッドの突出量と外部荷重との関係を示す図である。
10A is a diagram showing a relationship between a load acting on a detection rod of the magnetostrictive load sensor and an external load, and FIG. 10B is a diagram showing a relationship between a protrusion amount of the detection rod and an external load. .

【図11】本発明の実施の形態3に係る磁歪式荷重セン
サの変更例を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a modified example of the magnetostrictive load sensor according to the third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態3に係る磁歪式荷重セン
サの変更例を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a modified example of the magnetostrictive load sensor according to the third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態4に係る磁歪式荷重セン
サを備える電動台車の側面図である。
FIG. 13 is a side view of an electric carriage including a magnetostrictive load sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】図13のD部拡大詳細図である。FIG. 14 is an enlarged detailed view of a portion D in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁歪式荷重センサ 2 検出ロッド 2a 検出ロッド下端のフランジ部 3 ボビン 4 コイル 5 ケース 5A 上側ケース 5B 受け側ケース 6 リード線 7 カバー 12,12’ ホルダー 13 バネ(バル部材) 15 スペーサ 1 Magnetostrictive load sensor 2 Detection rod 2a Flange at the bottom of the detection rod 3 bobbins 4 coils 5 cases 5A upper case 5B Receiving case 6 lead wire 7 cover 12,12 'holder 13 Spring (bar member) 15 Spacer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コイルと該コイルの軸心に配された検出
ロッドをケース内に収納して構成される磁歪式荷重セン
サにおいて、 前記ケースを板金で構成するとともに、前記検出ロッド
の一端をケースの平面部で受ける構成としたことを特徴
とする磁歪式荷重センサ。
1. A magnetostrictive load sensor configured to house a coil and a detection rod arranged at the axis of the coil in a case, wherein the case is made of sheet metal, and one end of the detection rod is a case. A magnetostrictive load sensor characterized by being configured to be received by a flat portion of the.
【請求項2】 前記検出ロッドの前記ケースに当接する
一端をフランジ状としたことを特徴とする請求項1記載
の磁歪式荷重センサ。
2. The magnetostrictive load sensor according to claim 1, wherein one end of the detection rod that comes into contact with the case has a flange shape.
【請求項3】 前記ケースを上下2分割構造とし、2分
割された上下のケースで前記検出ロッドを挟み込んで固
定することを特徴とする請求項1又は2記載の磁歪式荷
重センサ。
3. The magnetostrictive load sensor according to claim 1, wherein the case has a vertically divided structure, and the detection rod is sandwiched and fixed by the vertically divided two cases.
【請求項4】 前記コイルからのリード線の前記ケース
からの取り出し方向を横方向としたことを特徴とする請
求項1,2又は3記載の磁歪式荷重センサ。
4. The magnetostrictive load sensor according to claim 1, wherein the lead wire from the coil is taken out from the case in a lateral direction.
【請求項5】 前記リード線の取り出し部に磁気シール
ドを形成するカバーを設けたことを特徴とする請求項4
記載の磁歪式荷重センサ。
5. The cover for forming a magnetic shield is provided at the lead-out portion of the lead wire.
The magnetostrictive load sensor described.
【請求項6】 前記コイルと検出ロッド及びケースから
成るセンサユニットをホルダー内に摺動可能に設け、該
センサユニットをバネ部材によって一方向に付勢したこ
とを特徴とする請求項1記載の磁歪式荷重センサ。
6. The magnetostriction according to claim 1, wherein a sensor unit including the coil, the detection rod, and the case is slidably provided in a holder, and the sensor unit is biased in one direction by a spring member. Load sensor.
【請求項7】 前記同一構造の2つの前記センサユニッ
トを電気的に差動接続したことを特徴とする請求項6記
載の磁歪式荷重センサ。
7. The magnetostrictive load sensor according to claim 6, wherein the two sensor units having the same structure are electrically differentially connected.
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