JPH06167398A - 荷重センサ - Google Patents
荷重センサInfo
- Publication number
- JPH06167398A JPH06167398A JP31764992A JP31764992A JPH06167398A JP H06167398 A JPH06167398 A JP H06167398A JP 31764992 A JP31764992 A JP 31764992A JP 31764992 A JP31764992 A JP 31764992A JP H06167398 A JPH06167398 A JP H06167398A
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- Japan
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- magnetic alloy
- shaft
- amorphous magnetic
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】非晶質磁性合金を用いた荷重センサに関するも
ので、構造が簡単で低価格な荷重センサを提供すること
を目的とする。 【構成】本体１はシャフトを挿通できるように円筒形状
をしており、荷重を受けるリング状の受力部１１を円筒
内周に持つ。円筒表面には非晶質磁性合金５を固着し、
受力部１１を中心として対称に第１および第２の透磁率
検出素子を配する。本体１に挿入されて荷重のかかるシ
ャフト１２は、その一部に設けた鍔１３が前記受力部１
１に当接し、ナット１４によって本体１に固定される。 【効果】従来に比べ、構造が非常に簡単なため、寸法に
とらわれず設計、加工ができ、また、コストを大幅に低
減することができる。
ので、構造が簡単で低価格な荷重センサを提供すること
を目的とする。 【構成】本体１はシャフトを挿通できるように円筒形状
をしており、荷重を受けるリング状の受力部１１を円筒
内周に持つ。円筒表面には非晶質磁性合金５を固着し、
受力部１１を中心として対称に第１および第２の透磁率
検出素子を配する。本体１に挿入されて荷重のかかるシ
ャフト１２は、その一部に設けた鍔１３が前記受力部１
１に当接し、ナット１４によって本体１に固定される。 【効果】従来に比べ、構造が非常に簡単なため、寸法に
とらわれず設計、加工ができ、また、コストを大幅に低
減することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非晶質磁性合金の磁歪効
果を用いた荷重センサに関する。
果を用いた荷重センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、非晶質磁性合金の磁歪効果を用い
た荷重センサが、たとえば特願平３−２７９１９１号な
どで提案されている。図３はこのような荷重センサの一
例の断面図である。図中の１はチタン製の直径１０ｍｍ
の円柱状の本体であり、その外周の一部に荷重による変
形部分２（直径１８ｍｍ）を形成し、また一端部に幅３
ｍｍの環状切込溝４を設けて前記変形部分２に連らなる
非変形部分３を形成している。なお前記変形部分２が荷
重感知部分となり、非変形部分３が荷重不感部分とな
る。前記本体１の外周上には、変形部分２および非変形
部分３をおおうように熱硬化性のイミド系接着剤で２５
０℃、１時間で接着した厚さ０．０３ｍｍのＦｅ−Ｓｉ
−Ｂ−Ｃｒ系非晶質磁性合金５を形成している。そして
その外周にはフェノール樹脂製のボビン８を配し、変形
部分２に対応した部分に透磁率検出素子として１００回
コイルを巻いて形成した荷重検出コイル６を設け、非変
形部分３に対応した部分に荷重検出コイル６と同構成の
差動用コイル７を巻装している。
た荷重センサが、たとえば特願平３−２７９１９１号な
どで提案されている。図３はこのような荷重センサの一
例の断面図である。図中の１はチタン製の直径１０ｍｍ
の円柱状の本体であり、その外周の一部に荷重による変
形部分２（直径１８ｍｍ）を形成し、また一端部に幅３
ｍｍの環状切込溝４を設けて前記変形部分２に連らなる
非変形部分３を形成している。なお前記変形部分２が荷
重感知部分となり、非変形部分３が荷重不感部分とな
る。前記本体１の外周上には、変形部分２および非変形
部分３をおおうように熱硬化性のイミド系接着剤で２５
０℃、１時間で接着した厚さ０．０３ｍｍのＦｅ−Ｓｉ
−Ｂ−Ｃｒ系非晶質磁性合金５を形成している。そして
その外周にはフェノール樹脂製のボビン８を配し、変形
部分２に対応した部分に透磁率検出素子として１００回
コイルを巻いて形成した荷重検出コイル６を設け、非変
形部分３に対応した部分に荷重検出コイル６と同構成の
差動用コイル７を巻装している。
【０００３】前記荷重検出コイル６および差動用コイル
７の外側には４８％Ｎｉ−Ｆｅ合金製のヨーク９が配さ
れている図中の１０は検出回路である。以下に本荷重セ
ンサの動作を説明する。
７の外側には４８％Ｎｉ−Ｆｅ合金製のヨーク９が配さ
れている図中の１０は検出回路である。以下に本荷重セ
ンサの動作を説明する。
【０００４】本体１に図示上下より荷重を印加すると、
荷重の大きさに比例して変形部分２が変動し、その表面
に接着された非晶質磁性合金５の透磁率が変化する。こ
の透磁率変化を荷重検出コイル６でインダクタンスの変
化として検出する。この出力と、非変形部分３の外周に
設けた差動用コイル７との差動出力を検出回路１０で取
ることにより荷重の変化を得る。
荷重の大きさに比例して変形部分２が変動し、その表面
に接着された非晶質磁性合金５の透磁率が変化する。こ
の透磁率変化を荷重検出コイル６でインダクタンスの変
化として検出する。この出力と、非変形部分３の外周に
設けた差動用コイル７との差動出力を検出回路１０で取
ることにより荷重の変化を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の構成による荷重
センサにおいて、たとえばシャフトにかかる荷重を検出
しようとした場合、本体１の中心軸の沿ってシャフトの
通る穴を設けなければならない。
センサにおいて、たとえばシャフトにかかる荷重を検出
しようとした場合、本体１の中心軸の沿ってシャフトの
通る穴を設けなければならない。
【０００６】ここで、直径１８ｍｍの変形部分２の場
合、環状切込溝４の加工上、最低３ｍｍ必要であり、さ
らに変形部分２および非変形部分３の形成上必要なクリ
アランスも考慮すると、上述のように本体１の直径は１
０ｍｍとなる。したがって、本体１の中心軸に沿って設
けるシャフトの通る穴の直径は、８ｍｍ以下と限定され
る。このため、大きな荷重を検出するためにシャフトを
太くした場合、シャフトに比べ、本体１が非常に大きく
なるという課題があった。
合、環状切込溝４の加工上、最低３ｍｍ必要であり、さ
らに変形部分２および非変形部分３の形成上必要なクリ
アランスも考慮すると、上述のように本体１の直径は１
０ｍｍとなる。したがって、本体１の中心軸に沿って設
けるシャフトの通る穴の直径は、８ｍｍ以下と限定され
る。このため、大きな荷重を検出するためにシャフトを
太くした場合、シャフトに比べ、本体１が非常に大きく
なるという課題があった。
【０００７】また、このような構成とするならば、本体
１の形状は非常に複雑となり、加工に要するコストが増
大する、もしくは寸法によっては（たとえば小さい荷重
センサを構成しようとした場合）加工不可能となるとい
う課題があった。
１の形状は非常に複雑となり、加工に要するコストが増
大する、もしくは寸法によっては（たとえば小さい荷重
センサを構成しようとした場合）加工不可能となるとい
う課題があった。
【０００８】本発明は前記従来の課題に留意し、寸法に
とらわれず設計、加工ができる荷重センサを提供するこ
とを目的とする。
とらわれず設計、加工ができる荷重センサを提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、本体部に貫通孔を形成し、前記貫通孔の内周
に沿って一部に荷重を受けるリング状の受力部を設ける
構成、あるいは本体部に貫通孔を形成し、前記本体部の
一部に異径部を設け、本体部および異径部の表面で、異
径部に接触せしめないように非晶質磁性合金を固着する
構成とするものである。
するため、本体部に貫通孔を形成し、前記貫通孔の内周
に沿って一部に荷重を受けるリング状の受力部を設ける
構成、あるいは本体部に貫通孔を形成し、前記本体部の
一部に異径部を設け、本体部および異径部の表面で、異
径部に接触せしめないように非晶質磁性合金を固着する
構成とするものである。
【００１０】
【作用】上述の構成によれば、シャフトなどを通す貫通
孔を形成した本体において、その本体形状を非常に簡単
に構成できるので、寸法にとらわれず、設計、加工で
き、また、コストを大幅に低減することとなる。
孔を形成した本体において、その本体形状を非常に簡単
に構成できるので、寸法にとらわれず、設計、加工で
き、また、コストを大幅に低減することとなる。
【００１１】
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図１
を参照しながら説明する。なお、本実施例の構成におい
て従来例と同一部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略し、本実施例の特徴となる部分について説明する。
を参照しながら説明する。なお、本実施例の構成におい
て従来例と同一部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略し、本実施例の特徴となる部分について説明する。
【００１２】すなわち本実施例の特徴は、図１におい
て、シャフト１２を貫通させる貫通孔を形成した円筒状
の本体１の内周上で、荷重検出コイル６と差動用コイル
７の対称中心となる位置に幅１ｍｍのリング状の受力部
１１を内方に突出するように設け、図３における環状切
込溝４を廃したことである。
て、シャフト１２を貫通させる貫通孔を形成した円筒状
の本体１の内周上で、荷重検出コイル６と差動用コイル
７の対称中心となる位置に幅１ｍｍのリング状の受力部
１１を内方に突出するように設け、図３における環状切
込溝４を廃したことである。
【００１３】前記本体１の中心部に貫通したシャフト１
２には、鍔１３が設けられており、この鍔１３が受力部
１１と接触することにより荷重が本体１に伝達される。
また、シャフト１２と本体１は鍔１３とナット１４では
さみこむことにより固定される。
２には、鍔１３が設けられており、この鍔１３が受力部
１１と接触することにより荷重が本体１に伝達される。
また、シャフト１２と本体１は鍔１３とナット１４では
さみこむことにより固定される。
【００１４】以下に本実施例の特徴となる部分の動作に
ついて説明する。シャフト１２に加わった荷重は、鍔１
３から受力部１１を経て本体１に伝達される。その結
果、鍔１３とナット１４ではさまれた変形部分２が荷重
の大きさに比例して変動し、その表面に接着された非晶
質磁性合金５の透磁率が変化する。この透磁率変化を荷
重検出コイル６でインダクタンスの変化として検出す
る。この出力と、鍔１３とナット１４ではさまれていな
い非変形部分３の外周に設けた差動用コイル７との差動
出力を検出回路１０で取ることにより荷重の変化を得
る。
ついて説明する。シャフト１２に加わった荷重は、鍔１
３から受力部１１を経て本体１に伝達される。その結
果、鍔１３とナット１４ではさまれた変形部分２が荷重
の大きさに比例して変動し、その表面に接着された非晶
質磁性合金５の透磁率が変化する。この透磁率変化を荷
重検出コイル６でインダクタンスの変化として検出す
る。この出力と、鍔１３とナット１４ではさまれていな
い非変形部分３の外周に設けた差動用コイル７との差動
出力を検出回路１０で取ることにより荷重の変化を得
る。
【００１５】上記の構成、動作による荷重センサでは、
従来例で示した荷重センサにおける環状切込溝４を設け
る必要がないため、本体１の直径が１８ｍｍの場合、シ
ャフト１２の直径は受力部１１の内径（本実施例の場合
１２ｍｍ）まで大きくすることができ、従来例に比べて
５０％太いシャフトでも同一の本体直径で荷重センサを
構成することができた。また、加工が容易となったた
め、加工に要するコストは従来の５分の１まで削減でき
た。 （実施例２）以下、本発明の第２の実施例について図２
を参照しながら説明する。なお、本実施例の構成におい
て従来例と同一部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略し、本実施例の特徴となる部分について説明する。
従来例で示した荷重センサにおける環状切込溝４を設け
る必要がないため、本体１の直径が１８ｍｍの場合、シ
ャフト１２の直径は受力部１１の内径（本実施例の場合
１２ｍｍ）まで大きくすることができ、従来例に比べて
５０％太いシャフトでも同一の本体直径で荷重センサを
構成することができた。また、加工が容易となったた
め、加工に要するコストは従来の５分の１まで削減でき
た。 （実施例２）以下、本発明の第２の実施例について図２
を参照しながら説明する。なお、本実施例の構成におい
て従来例と同一部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略し、本実施例の特徴となる部分について説明する。
【００１６】すなわち本実施例の特徴は、図２に示すよ
うに、シャフト１２を通す貫通孔を形成した円筒状の本
体１は、その変形部分２より直径を２ｍｍ小さくした異
径部１５を設け、その表面に接触しないように非晶質磁
性合金５を配し、つまり、非晶質磁性合金５を異径部１
５から浮かし、図３における環状切込溝４を廃したこと
である。
うに、シャフト１２を通す貫通孔を形成した円筒状の本
体１は、その変形部分２より直径を２ｍｍ小さくした異
径部１５を設け、その表面に接触しないように非晶質磁
性合金５を配し、つまり、非晶質磁性合金５を異径部１
５から浮かし、図３における環状切込溝４を廃したこと
である。
【００１７】なお本体１に貫通したシャフト１２は、ナ
ット１４で上下からはさみこむことにより本体１に固定
されている。以下に本実施例の特徴となる部分の動作に
ついて説明する。
ット１４で上下からはさみこむことにより本体１に固定
されている。以下に本実施例の特徴となる部分の動作に
ついて説明する。
【００１８】シャフト１２に加わった荷重は、本体１の
上下のナット１４から本体１に伝達される。その結果、
本体１の変形部分２が荷重の大きさに比例して変動し、
その表面に接着された非晶質磁性合金５の透磁率が変化
する。この透磁率変化を荷重検出コイル６でインダクタ
ンスの変化として検出する。
上下のナット１４から本体１に伝達される。その結果、
本体１の変形部分２が荷重の大きさに比例して変動し、
その表面に接着された非晶質磁性合金５の透磁率が変化
する。この透磁率変化を荷重検出コイル６でインダクタ
ンスの変化として検出する。
【００１９】一方、異径部１５の表面に配した非晶質磁
性合金５は本体１と接触していないため、荷重が加わっ
ても透磁率が変化することはない。したがって、異径部
１５に設けた差動用コイル７と前記荷重検出コイル６と
の差動出力を検出回路１０で取ることにより荷重の変化
を得る。
性合金５は本体１と接触していないため、荷重が加わっ
ても透磁率が変化することはない。したがって、異径部
１５に設けた差動用コイル７と前記荷重検出コイル６と
の差動出力を検出回路１０で取ることにより荷重の変化
を得る。
【００２０】上記の構成、動作による荷重センサでは、
実施例１と同様、従来例で示した荷重センサにおける環
状切込溝４を設ける必要がないため、本体１の直径が１
８ｍｍの場合、シャフト１２の直径は異径部１５の内容
（本実施例の場合１２ｍｍ）まで大きくすることがで
き、従来例に比べて５０％太いシャフトでも同一の本体
直径で荷重センサを構成することができた。また、加工
コストも実施例１と同様、従来の５分の１まで削減でき
た。
実施例１と同様、従来例で示した荷重センサにおける環
状切込溝４を設ける必要がないため、本体１の直径が１
８ｍｍの場合、シャフト１２の直径は異径部１５の内容
（本実施例の場合１２ｍｍ）まで大きくすることがで
き、従来例に比べて５０％太いシャフトでも同一の本体
直径で荷重センサを構成することができた。また、加工
コストも実施例１と同様、従来の５分の１まで削減でき
た。
【００２１】なお、本実施例では、実施例１のようにシ
ャフト１２に鍔１３を設けるといった加工が不用になる
ため、どのようなシャフトでも適用できるという利点を
持つ。
ャフト１２に鍔１３を設けるといった加工が不用になる
ため、どのようなシャフトでも適用できるという利点を
持つ。
【００２２】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明によれば、筒状の本体部の内周に沿って一部
に荷重を受けるリング状の受力部を設ける構成、あるい
は筒状の本体部の異径部の表面で、異径部に接触せしめ
ないように非晶質磁性合金を固着する構成とすることに
より、シャフトを通してその荷重を測定する荷重センサ
を構造を簡単に、しかも低価格に製造することができ
る。
に、本発明によれば、筒状の本体部の内周に沿って一部
に荷重を受けるリング状の受力部を設ける構成、あるい
は筒状の本体部の異径部の表面で、異径部に接触せしめ
ないように非晶質磁性合金を固着する構成とすることに
より、シャフトを通してその荷重を測定する荷重センサ
を構造を簡単に、しかも低価格に製造することができ
る。
【図１】本発明の実施例１の荷重センサの概略を示す断
面図
面図
【図２】本発明の実施例２の荷重センサの概略を示す断
面図
面図
【図３】従来例の荷重センサの概略を示す断面図
１ 本体 ２ 変形部分 ３ 非変形部分 ５ 非晶質磁性合金 ６ 荷重検出コイル ７ 差動用コイル ８ ボビン ９ ヨーク １０ 検出回路 １１ 受力部 １２ シャフト １３ 鍔 １４ ナット
Claims (2)
- 【請求項１】 円筒状に形成され荷重によってひずむ本
体部と、前記本体部の内周に沿って一部に設けられた荷
重を受けるリング状の受力部と、前記本体部の表面に固
着された磁歪を有する非晶質磁性合金と、前記非晶質磁
性合金と対向し、前記受力部を中心として対称になる位
置に透磁率変化を検出するために設けられた第１と第２
の透磁率検出素子と、前記第１と第２の透磁率検出素子
の出力差から荷重を検出する荷重検出回路とから構成さ
れた荷重センサ。 - 【請求項２】 円筒状に形成され荷重によってひずむ本
体部と、前記本体部の一部に設けられた外径の異なる異
径部と、前記本体部および異径部の表面で、異径部に接
触しないように固着した磁歪を有する非晶質磁性合金
と、前記非晶質磁性合金と対向する位置に透磁率変化を
検出するために設けられた第１と第２の透磁率検出素子
と、前記第１と第２の透磁率検出素子の出力差から荷重
を検出する荷重検出回路とから構成された荷重センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31764992A JPH06167398A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 荷重センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31764992A JPH06167398A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 荷重センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06167398A true JPH06167398A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18090502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31764992A Pending JPH06167398A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 荷重センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06167398A (ja) |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP31764992A patent/JPH06167398A/ja active Pending
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