JP2015215229A - 応力センサ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性及び信頼性に優れた応力センサを提供する。
【解決手段】応力センサ１は、所定の検出方向の応力を受ける磁性体からなり、この応力によって圧縮されることにより透磁率が変化する軸状部材１０と、軸状部材１０の少なくとも一部を覆うカバー部材２と、軸状部材１０を含む磁路に磁束を発生させる磁石３と、磁石３によって発生する磁界の強度を検出する磁界検出素子４とを備える。そして、カバー部材２を応力による軸状部材１０の圧縮変形に伴って変形しないように軸部材１０に取り付け、磁石３及び検出素子４をカバー部材２に固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁性体に加わる応力をその透磁率の変化によって検出する応力センサに関する。

従来、磁性体に圧力を加えることにより透磁率が変化する磁歪の逆効果（ビラリ効果）を利用した磁歪式の応力センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の応力センサは、磁歪を有する軸状の磁性体と、磁性体の一側面に配置された永久磁石と、永久磁石から発生した磁束を検出する磁気センサと、永久磁石との間に磁気センサを挟むように配置されたヨークとを備えている。磁性体は、検出対象の応力を受け、軸方向に圧縮される。磁性体には、断面積が他の部分よりも小さく形成された応力検知部に平坦なフラット面が形成され、このフラット面に永久磁石が密着している。

永久磁石で発生した磁束は、磁性体を通過する磁路、及び磁性体を通過せずにヨークを通過する磁路をそれぞれ形成する。磁性体に応力が作用すると、磁歪の逆効果によってその透磁率が変化し、磁性体を通過する磁路における磁束密度が変化する。これに伴ってヨークを通過する磁路における磁束も変化するので、ヨークを通過する磁路における磁束の変化を磁気センサで検出することにより、磁性体に作用する応力を検出することができる。

特許第５３３４００２号公報

特許文献１に記載の応力センサでは、永久磁石と磁気センサとの相対的な位置関係が変動すると、磁性体に作用する応力を正確に検出することができなくなる。このため、永久磁石は、接着等によって磁性体に固定しておく必要がある。しかし、磁性体は、検出対象の応力によって軸方向に圧縮されるので、例えば磁性体に過大な応力が作用した場合には、永久磁石と磁性体との接合部に剥離や離脱が発生してしまうおそれがある。また、このような剥離や離脱は、応力センサが長期に亘って振動や温度変化に晒された場合等にも生じ得る。

すなわち、特許文献１に記載された構成の応力センサは、その耐久性や信頼性になお改善の余地があり、その用途や使用環境に制約が生じていた。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性及び信頼性に優れた応力センサを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、所定の検出方向の応力を受ける磁性体からなり、前記応力によって圧縮されることにより透磁率が変化する応力受け部材と、前記応力受け部材の少なくとも一部を覆うカバー部材と、前記応力受け部材を含む磁路に磁束を発生させる磁石と、前記磁石によって発生する磁界の強度を検出する検出素子とを備え、前記カバー部材は、前記応力による前記応力受け部材の圧縮変形に伴って変形しないように前記応力受け部材に取り付けられ、前記磁石及び前記検出素子は、前記カバー部材に固定されている、応力センサを提供する。

本発明によれば、応力センサの耐久性及び信頼性を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る応力センサの外観を示す全体斜視図である。 （ａ）は応力センサの軸方向に沿った断面における断面図、（ｂ）は応力センサの軸方向に直交する断面における断面図である。 軸状部材の外観を示す斜視図である。 カバー部材、及びカバー部材内にモールド成形されたモールド樹脂等を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る応力センサの断面図であり、（ａ）は軸方向に沿った断面を、（ｂ）は軸方向に直交する断面を、それぞれ示す。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態に係る応力センサについて、図１乃至図４を参照して説明する。この応力センサ１は、例えば自動車に搭載され、その構成部材に発生する応力を検出するために使用される。

図１は、本実施の形態に係る応力センサ１の外観を示す全体斜視図である。図２は、応力センサ１の断面図であり、（ａ）は軸方向に沿った断面を、（ｂ）は軸方向に直交する断面を、それぞれ示す。図３は、応力を受ける軸状部材の外観を示す斜視図である。図４は、軸状部材の一部をカバーするカバー部材、及びカバー部材内にモールド成形されたモールド樹脂等を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、応力センサ１は、外部から付与される応力によって軸方向に圧縮される応力受け部材としての軸状部材１０と、軸状部材１０の軸方向に沿って、軸状部材１０の一部を覆うカバー部材２と、軸状部材１０とカバー部材２との間に配置された磁石３及び磁界検出素子４と、磁石３及び磁界検出素子４をカバー部材２内で支持する非磁性体からなる固定部材としてのモールド樹脂５とを備えている。

軸状部材１０は、所定の検出方向（図１における矢印Ａ方向）の応力を受ける。本実施の形態では、この検出方向が軸状部材１０の中心軸Ｃ（図２（ａ）に示す）の方向と一致している。なお、以下の説明において、軸状部材１０の中心軸Ｃに平行な方向を、単に「軸方向」ということがある。

磁石３は、軸状部材１０を含む磁路に磁束を発生させる。本実施の形態では、磁石３がフェライト等の硬磁性体からなる永久磁石であるが、磁石３は電磁石であってもよい。また、磁界検出素子４は、ホール素子やＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子等の磁界の強度を検出可能な素子であり、磁石３によって発生する磁界の強度を検出する。磁界検出素子４は、検出した磁界の強度に応じた電気信号を電線４０によって応力センサ１の外部に出力する。

カバー部材２は、第１部材２１及び第２部材２２の組み合わせによって構成されている。第１部材２１及び第２部材は、それぞれが鉄等の強磁性体からなる。図２（ｂ）に示すように、第１部材２１及び第２部材２２は、それぞれが断面半円状であり、周方向における互いの端面同士が突き合わされている。カバー部材２は、第１部材２１と第２部材２２とを組み合わせることにより円筒状となる。つまり、カバー部材２は、軸方向に沿って二分割された半割構造を有している。また、カバー部材２は、磁石３及び磁界検出素子４を収容する収容空間１０ａの全体を覆っている。

カバー部材２は、検出対象の応力による軸状部材１０の圧縮変形に伴って変形しないように、軸状部材１０に取り付けられている。より具体的には、カバー部材２は、軸方向における一方の端部が軸状部材１０に対して固定されることにより、軸状部材１０に取り付けられている。つまり、カバー部材２は、軸方向における第１部材２１及び第２部材２２の一方の端部がボルト２３によって軸状部材１０にそれぞれ固定され、軸方向における他方の端部は軸状部材１０に固定されていない。すなわち、カバー部材２は、軸状部材１０の軸方向における一方の端部のみが軸状部材１０に固定されている。

軸状部材１０は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された少なくとも１つの元素を含む磁性体からなり、応力を受けて圧縮されることにより、その透磁率が変化する。また、軸状部材１０は、飽和磁歪量が１０×１０^−６以上の磁歪材料からなることが望ましく、本実施の形態では、軸状部材１０が１０×１０^−６（１０ｐｐｍ）以上の飽和磁歪量を有する磁歪材料（例えばＦｅＮｉ合金）からなる。また、軸状部材１０における磁歪材料の飽和磁歪量は、２０×１０^−６（２０ｐｐｍ）以上であることがより望ましい。このような磁歪材料としては、例えばＦｅＣｏ合金が挙げられる。

軸状部材１０は、軸方向の両端部に形成された第１及び第２の大径部１１，１２と、第１の大径部と第２の大径部１２との間に設けられた小径部１３とによって大略構成されている。小径部１３の外周には、磁石３及び磁界検出素子４を収容する環状の収容空間１０ａが形成されている。小径部１３は、第１及び第２の大径部１１，１２よりも外径が小さく、軸方向に直交する断面における断面積が小さく形成されている。これにより、小径部１３の剛性は、第１及び第２の大径部１１，１２の剛性よりも低い。すなわち、小径部１３は、軸状部材１０が受ける応力が集中しやすい脆弱部として形成されている。

なお、本実施の形態では、収容空間１０ａが小径部１３の外周に全周に亘って環状に形成され、カバー部材２の第１部材２１及び第２部材２２が小径部１３を挟んで配置されているが、軸状部材１０の外周面の一部を切り欠くことにより、磁石３及び磁界検出素子４を収容可能な凹部が形成されていてもよい。ただし、軸状部材１０が応力を受けた際の座屈を防ぐため、軸状部材１０の中心軸Ｃを対称軸として磁石３及び磁界検出素子４を収容可能な凹部が形成されていることが望ましい。

軸状部材１０には、その中心部を軸方向に貫通する貫通孔１００が形成されている。軸状部材１０は、貫通孔１００が形成されていることにより、小径部１３における磁性体に応力がさらに集中するように構成されている。貫通孔１００は、軸状部材１０の軸方向の両端面１１ａ，１２ａ間を連通している。軸状部材１０の軸方向端面１１ａ，１２ａのうち、第１の大径部１１の軸方向端面１１ａは、検出対象の応力を受ける応力受け面として形成されている。すなわち、第１の大径部１１は、外部から応力を受ける応力受け部として機能する。

図３に示すように、第１の大径部１１における小径部１３側の端部には、カバー部材２の一方の端部が嵌合する嵌合溝１１１が全周に亘って形成されている。同様に、第２の大径部１２における小径部１３側の端部には、カバー部材２の他方の端部が嵌合する嵌合溝１２１が全周に亘って形成されている。本実施の形態では、嵌合溝１１１，１２１の溝深さは、カバー部材２の厚さ（第１部材２１及び第２部材２２の厚さ）と実質的に同一である。ただし、嵌合溝１１１，１２１の溝深さとカバー部材２の厚さとが異なっていてもよい。

嵌合溝１１１，１２１は、軸状部材１０の周方向に沿った周面１１１ａ，１２１ａ、及び周面１１１ａ，１２１ａに直交するように形成された軸方向端面１１１ｂ，１２１ｂによって形成されている。第１の大径部１１の嵌合溝１１１における周面１１１ａには、ボルト２３が螺合するネジ穴１１２が複数箇所に形成されている。カバー部材２の第１部材２１及び第２部材２２は、複数のボルト穴２１０，２２０（図４に示す）を挿通したボルト２３がそれぞれネジ穴１１２に螺合することにより、軸状部材１０の大径部１１に固定されている。

第２の大径部１２の嵌合溝１２１における軸方向端面１２１ｂと、カバー部材２の軸方向端面（第１部材２１の軸方向端面２１ａ及び第２部材２２の軸方向端面２２ａ）との間には、周方向に延在する隙間Ｓ_１が形成されている。つまり、第２の大径部１２の嵌合溝１２１における軸方向端面１２１ｂと、カバー部材２の軸方向端面２１ａ，２２ａとは、隙間Ｓ_１を介して対向している。軸状部材１０の軸方向における隙間Ｓ_１の幅は、応力センサ１で検出可能な最大の応力が軸状部材１０に作用した場合の小径部１３における軸方向の収縮量よりも大きく形成されている。つまり、カバー部材２の軸方向端面２１ａ，２２ａが第２の大径部１２の嵌合溝１２１の軸方向端面１２１ｂに当接しないように、隙間Ｓ_１の幅が設定されている。

また、カバー部材２の第１部材２１の内面２１ｂは、軸方向の一端部において第１の大径部１１の嵌合溝１１１における周面１１１ａに対向し、軸方向の他端部において第２の大径部１２の嵌合溝１２１における周面１２１ａに対向している。同様に、カバー部材２の第２部材２２の内面２２ｂは、軸方向の一端部において第１の大径部１１の嵌合溝１１１における周面１１１ａに対向し、軸方向の他端部において第２の大径部１２の嵌合溝１２１における周面１２１ａに対向している。これにより、収容空間１０ａは、軸方向の両端部がカバー部材２によって閉塞されている。

磁石３は、Ｎ極及びＳ極が応力の検出方向（軸状部材１０の軸方向）に沿って並ぶように配置され、軸状部材１０の小径部１３を通過する第１の磁路Ｍ_１、及びカバー部材２の第１部材２１を通過する第２の磁路Ｍ_２に磁束を生じさせる。つまり、磁石３は軸状部材１０の小径部１３を含む磁路に磁束を発生させる。

本実施の形態では、磁石３が四角柱状であるが、これに限らず、例えば円柱状であってもよい。また、磁石３は、そのＮ極及びＳ極の並び方向に沿った長手方向の長さが、軸状部材１０の軸方向に対して直交する方向における収容空間１０ａの幅よりも長い。つまり、磁石３の長手方向が軸状部材１０の中心軸Ｃと平行になるように磁石３を配置することにより、軸状部材１０の径方向における収容空間１０ａの幅に制約されることなく、起磁力の大きな磁石３を収容空間１０ａ内に配置することができる。

磁界検出素子４は、第１及び第２の磁路Ｍ_１，Ｍ_２のうち、カバー部材２を通過する第２の磁路Ｍ_２における磁束を検出する。本実施の形態では、一対の磁界検出素子４がカバー部材２の第１部材２１と磁石３との間に配置されている。一対の磁界検出素子４のうち、一方の磁界検出素子４は磁石３におけるＮ極の近傍に、他方の磁界検出素子４は磁石３におけるＳ極の近傍に、それぞれ配置されている。ただし、磁界検出素子４は、必ずしも２つ必要ではなく、一対の磁界検出素子４のうち一方の磁界検出素子４のみが収容空間１０ａに配置されていてもよい。

一対の磁界検出素子４にそれぞれ接続された電線４０は、カバー部材２の第２部材２２に形成された挿通孔からカバー部材２の外部に引き出され、図略の制御装置に接続されている。この制御装置では、磁界検出素子４によって検出された磁界の強度に基づいて軸状部材１０が受ける応力を演算によって求め、制御対象の制御を行う。

次に、磁界検出素子４によって検出された磁界の強度によって軸状部材１０が受ける応力を求めることができる原理について説明する。

第１の磁路Ｍ_１は、軸状部材１０の小径部１３を磁路の一部に含むので、第１の磁路Ｍ_１における磁束密度は、小径部１３における透磁率によって変化する。つまり、小径部１３における透磁率が低くなると、第１の磁路Ｍ_１における磁気抵抗が大きくなり、第１の磁路Ｍ_１の磁束密度が低くなる。すなわち、第１の磁路Ｍ_１における磁力線の数が減る。

一方、磁石３から放射される磁力線の数の総和は一定であるので、第１の磁路Ｍ_１における磁力線の数が減ることにより、第２の磁路Ｍ_２における磁力線の数が増加する。この第２の磁路Ｍ_２における磁力線の数の変化は、磁界検出素子４によって検出される磁界強度の変化として表れる。したがって、磁界検出素子４によって検出された磁界の強度の変化によって軸状部材１０の小径部１３における透磁率の変化を検出することができ、ひいては軸状部材１０が受ける応力を求めることができる。

特に、本実施の形態では軸状部材１０が磁歪材料からなるので、軸状部材１０が応力を受けて軸方向に圧縮されることにより、小径部１３における透磁率が大きく変化する。これにより、軸状部材１０が受ける応力を高精度に検出することができる。

磁石３及び磁界検出素子４は、第２部材２２の内面２２ｂに密着したモールド樹脂５によって封止され、カバー部材２の第２部材２２に固定されている。つまり、磁石３及び磁界検出素子４は、モールド樹脂５を介してカバー部材２（第２部材２２）に固定されている。モールド樹脂５は、モールド成形時に第２部材２２の内面２２ｂに固着してもよく、接着剤によって第２部材２２の内面２２ｂに接着されていてもよい。

なお、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、軸状部材１０の中心軸Ｃに直交する断面におけるモールド樹脂５が半月状であるが、モールド樹脂５によって磁石３及び磁界検出素子４が保持されていれば、モールド樹脂５の形状はどのような形状であってもよい。

図２（ａ）に示すように、軸状部材１０の小径部１３とモールド樹脂５との間には、隙間Ｓ_２が形成されている。すなわち、本実施の形態では、軸状部材１０とモールド樹脂５とが非接触である。ただし、この隙間Ｓ_２を磁路として含む第１の磁路Ｍ_１の磁気抵抗の増大を抑制するため、隙間Ｓ_２の幅は狭いことが望ましく、モールド樹脂５が小径部１３の外周面に対して摺動可能に接触してもよい。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）磁石３及び磁界検出素子４はカバー部材２に固定され、このカバー部材２は軸状部材１０が圧縮されても変形しないので、軸状部材１０に応力が作用しても、磁石３や磁界検出素子４がカバー部材２から外れてしまうことがない。よって、応力センサ１の耐久性が高まり、安定した性能を発揮することができる。

（２）カバー部材２は、軸方向における一方の端部が軸状部材１０の第１の大径部１１に固定され、他方の端部は軸状部材１０に固定されていない。すなわち、カバー部材２の第２の大径部１２側の端部は自由端であるので、軸状部材１０に応力が作用した際のカバー部材２の変形を、簡易な構成で抑制することができる。

（３）カバー部材２は磁性体からなり、磁石３及び磁界検出素子４は、カバー部材２と軸状部材１０の小径部１３との間に配置されているので、カバー部材２の外部で発生した磁界が応力センサ１における検出精度に影響を与えてしまうことを抑制することができる。つまり、カバー部材２は、磁石３及び磁界検出素子４を支持する機能に加え、外部からの磁界を遮蔽するシールド部材としての機能を有している。また、このときカバー部材２は、磁石３の磁束を磁界検出素子４へ導くヨークの機能を有する。

（４）カバー部材２は、収容空間１０ａの全体を覆っているので、シールド部材としての磁気遮蔽効果を十分に発揮できると共に、収容空間１０ａ内に鉄粉を含む粉塵や水滴等の異物が侵入してしまうことを抑制できる。これにより、応力センサ１の耐久性及び信頼性がさらに高まる。

（５）磁石３及び磁界検出素子４は、非磁性体からなるモールド樹脂５によって封止されてカバー部材２に固定されているので、第１の磁路Ｍ_１及び第２の磁路Ｍ_２における磁束に大きな偏りが発生することがなく、軸状部材１０の透磁率の変化を、磁界検出素子４で検出される磁界の強度の変化によって適切に検出することができる。つまり、例えば磁石３がカバー部材２に直接接触して固定された場合や、磁石３が磁性体からなる固定部材によってカバー部材２に固定された場合に比較して、応力の検出精度を高めることができる。

（６）磁石３は、軸状部材１０の第１及び第２の大径部１１，１２よりも剛性が低い小径部１３を含む第１の磁路Ｍ_１に磁束を発生させる。すなわち、磁石３は、外部からの応力によって大きく圧縮変形する脆弱部としての小径部１３に磁束を発生させるので、軸状部材１０における透磁率の変化を高感度に検出することができ、応力の検出精度をさらに高めることができる。

（７）カバー部材２は、小径部１３を挟む第１部材２１及び第２部材２２の組み合わせからなり、磁石３及び磁界検出素子４は第２部材２２に固定されているので、カバー部材２を容易に軸状部材１０に組み付けることができる。

（８）磁石３は、Ｎ極及びＳ極が軸状部材１０の軸方向と平行になるように収容空間１０ａに収容されているので、小径部１３をその軸方向に沿って磁束が通過する。これにより、第１の磁路Ｍ_１の小径部１３における磁路長を長くすることができ、小径部１３における透磁率の変化を、磁界検出素子４によって検出される磁界の強度により大きく反映させることができる。

［第２の実施の形態］
次に、図５を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。

図５は、第２の実施の形態に係る応力センサ１Ａの断面図であり、（ａ）は軸方向に沿った断面を、（ｂ）は軸方向に直交する断面を、それぞれ示す。図５において、第１の実施の形態について説明したものと実質的に同一の機能を有する構成要素については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。

第１の実施の形態では、一対の磁界検出素子４がカバー部材２の第１部材２１と磁石３との間に配置され、この磁界検出素子４によって第２の磁路Ｍ_２における磁束を検出する場合について説明したが、第２の実施の形態では、一対の磁界検出素子４が軸状部材１０の小径部１３と磁石３との間に配置され、磁界検出素子４によって第１の磁路Ｍ_１における磁束を検出する。

この第１の磁路Ｍ_１は、軸状部材１０の小径部１３を通過するので、軸状部材１０が応力を受けると、小径部１３における透磁率が低くなり、第１の磁路Ｍ_１の磁気抵抗が大きくなる。したがって、磁界検出素子４によって検出される磁界の強度は、応力の増大に伴って小さくなる。すなわち、軸状部材１０が受ける応力に応じて磁界検出素子４によって検出される磁界の強度が変化するので、磁界検出素子４によって検出された磁界の強度によって軸状部材１０が受ける応力を求めることができる。

なお、図５では、磁石３のＮ極及びＳ極の近傍にそれぞれ磁界検出素子４が配置された場合を例示しているが、磁界検出素子４は、必ずしも２つ必要ではなく、一対の磁界検出素子４のうち一方の磁界検出素子４のみが配置されていてもよい。

この第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］所定の検出方向の応力を受ける磁性体からなり、前記応力によって圧縮されることにより透磁率が変化する応力受け部材（軸状部材１０）と、前記応力受け部材（１０）の少なくとも一部を覆うカバー部材（２）と、前記応力受け部材（１０）を含む磁路（第１及び第２の磁路Ｍ_１，Ｍ_２）に磁束を発生させる磁石（３）と、前記磁石（３）によって発生する磁界の強度を検出する検出素子（磁界検出素子４）とを備え、前記カバー部材（２）は、前記応力による前記応力受け部材（１０）の圧縮変形に伴って変形しないように前記応力受け部材（１０）に取り付けられ、前記磁石（３）及び前記検出素子（４）は、前記カバー部材（２）に固定されている、応力センサ（１，１Ａ）。

［２］前記カバー部材（２）が磁性体からなり、前記磁石（３）及び前記検出素子（４）は、前記カバー部材（２）と前記応力受け部材（１０）との間に配置されている、［１］に記載の応力センサ（１，１Ａ）。

［３］前記磁石（３）及び前記検出素子（４）は、非磁性体からなる固定部材（モールド樹脂５）を介して前記カバー部材（２）に固定されている、［２］に記載の応力センサ（１，１Ａ）。

［４］前記カバー部材（２）は、前記検出方向における一方の端部が前記応力受け部材（１０）に対して固定されることにより、前記応力受け部材（１０）に取り付けられている、［１］乃至［３］の何れか１つに記載の応力センサ（１，１Ａ）。

［５］前記応力受け部材（１０）は、前記応力を受ける応力受け部（第１の大径部１１）と、前記応力受け部（１１）よりも剛性が低い脆弱部（小径部１３）とを有し、前記磁石（３）は、前記脆弱部（１３）を含む磁路（第１の磁路Ｍ_１）に磁束を発生させる、［１］乃至［４］の何れか１つに記載の応力センサ（１，１Ａ）。

［６］前記磁石（３）及び前記検出素子（４）を収容する収容空間（１０ａ）が前記脆弱部（１３）の外周に形成され、前記カバー部材（２）は、前記収容空間（１０ａ）の全体を覆っている、［５］に記載の応力センサ（１，１Ａ）。

［７］前記カバー部材（２）は、前記脆弱部（１３）を挟んで配置される一対の部材（第１部材２１及び第２部材２２）の組み合わせからなり、前記磁石（３）及び前記検出素子（４）は、前記一対の部材のうち一方の部材（第２部材２２）に固定されている、［５］又は［６］に記載の応力センサ（１，１Ａ）。

［８］前記磁石（３）は、Ｎ極及びＳ極が前記検出方向に沿って並ぶように配置されている、［１］乃至［７］の何れか１つに記載の応力センサ（１，１Ａ）。

以上、本発明の第１及び第２の実施の形態を説明したが、上記に記載した各実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、第１及び第２実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、カバー部材２が軸状部材１０の一部を覆うように配置された場合について説明したが、カバー部材２が軸状部材１０の外周面の全体を覆っていてもよい。すなわち、カバー部材２は、軸状部材１０の少なくとも一部を覆っていればよい。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、カバー部材２の第１部材２１及び第２部材２２が軸状部材１０の第１の大径部１１に固定され、第２の大径部１２には固定されない場合について説明したが、これとは逆に、第１部材２１及び第２部材２２が第１の大径部１１に固定されず、第２の大径部１２に固定されていてもよい。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、磁界検出素子４が第１の磁路Ｍ_１又は第２の磁路Ｍ_２の何れかの磁束を検出する場合について説明したが、２つの磁界検出素子４の一方の磁界検出素子４によって第１の磁路Ｍ_１の磁束を検出し、他方の磁界検出素子４によって第２の磁路Ｍ_２の磁束を検出するようにしてもよい。この場合、両磁界検出素子４の検出値の差に基づいて、軸状部材１０が受ける応力を演算によって求めることができる。

また、上記第２の実施の形態では、カバー部材２が非磁性体であってもよい。第２の実施の形態では、磁界検出素子４が第１の磁路Ｍ_１の磁束を検出するので、カバー部材２が非磁性体であっても、軸状部材１０に作用する応力の大きさに応じた磁束の変化を磁界検出素子４によって検出することが可能である。

またさらに、磁束を磁界検出素子４に集中させて磁界の検出精度を高めるためのヨークを収容空間１０ａ内に配置してもよい。

１，１Ａ…応力センサ
１０…軸状部材（応力受け部材）
１０ａ…収容空間
１１…第１の大径部（応力受け部）
１２…第２の大径部
１３…小径部（脆弱部）
２…カバー部材
２１…第１部材
２２…第２部材
３…磁石
４…磁界検出素子（検出素子）
４０…電線
５…モールド樹脂（固定部材）
Ｍ_１…第１の磁路
Ｍ_２…第２の磁路
Ｓ_１，Ｓ_２…隙間

Claims (8)

1. 所定の検出方向の応力を受ける磁性体からなり、前記応力によって圧縮されることにより透磁率が変化する応力受け部材と、
   前記応力受け部材の少なくとも一部を覆うカバー部材と、
   前記応力受け部材を含む磁路に磁束を発生させる磁石と、
   前記磁石によって発生する磁界の強度を検出する検出素子とを備え、
   前記カバー部材は、前記応力による前記応力受け部材の圧縮変形に伴って変形しないように前記応力受け部材に取り付けられ、
   前記磁石及び前記検出素子は、前記カバー部材に固定されている、
   応力センサ。
2. 前記カバー部材が磁性体からなり、
   前記磁石及び前記検出素子は、前記カバー部材と前記応力受け部材との間に配置されている、
   請求項１に記載の応力センサ。
3. 前記磁石及び前記検出素子は、非磁性体からなる固定部材を介して前記カバー部材に固定されている、
   請求項２に記載の応力センサ。
4. 前記カバー部材は、前記検出方向における一方の端部が前記応力受け部材に対して固定されることにより、前記応力受け部材に取り付けられている、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の応力センサ。
5. 前記応力受け部材は、前記応力を受ける応力受け部と、前記応力受け部よりも剛性が低い脆弱部とを有し、
   前記磁石は、前記脆弱部を含む磁路に磁束を発生させる、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の応力センサ。
6. 前記磁石及び前記検出素子を収容する収容空間が前記脆弱部の外周に形成され、
   前記カバー部材は、前記収容空間の全体を覆っている、
   請求項５に記載の応力センサ。
7. 前記カバー部材は、前記脆弱部を挟んで配置される一対の部材の組み合わせからなり、
   前記磁石及び前記検出素子は、前記一対の部材のうち一方の部材に固定されている、
   請求項５又は６に記載の応力センサ。
8. 前記磁石は、Ｎ極及びＳ極が前記検出方向に沿って並ぶように配置されている、
   請求項１乃至７の何れか１項に記載の応力センサ。
   

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