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JPH09229797A - 磁歪式歪センサ - Google Patents

磁歪式歪センサ

Info

Publication number
JPH09229797A
JPH09229797A JP6003596A JP6003596A JPH09229797A JP H09229797 A JPH09229797 A JP H09229797A JP 6003596 A JP6003596 A JP 6003596A JP 6003596 A JP6003596 A JP 6003596A JP H09229797 A JPH09229797 A JP H09229797A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force
force transmission
coil
strain sensor
transmission member
Prior art date
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
Application number
JP6003596A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuaki Ikeda
満昭 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP6003596A priority Critical patent/JPH09229797A/ja
Publication of JPH09229797A publication Critical patent/JPH09229797A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性膜の温度に検出コイルの温度が追従す
るようにして、測定誤差の生じない磁歪式歪センサを提
供する。 【解決手段】 表面に逆磁歪効果を有する円筒状の力伝
達部材1と、力伝達部材1に形成した力伝達部2と、力
伝達部2に隣接して力伝達部材1に形成した非力伝達部
3と、力伝達部2と非力伝達部3にそれぞれ空隙を介し
て対向して設けた励磁コイル51A,51Bおよび検出
コイル52A,52Bからなる二つのコイル群5A,5
Bとを備え、力伝達部材1とコイル群5A,5Bとの間
の空間に熱伝導度が10-3cal/cm・sec・℃以
上である非磁性の粘性流体8を充填した磁歪式歪センサ
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体の逆磁歪効
果を利用して、温度変化の激しい油圧装置の作動油など
の流体の圧力や架線などの張力を検出する磁歪式歪セン
サに関する。
【0002】
【従来の技術】最近、油圧を利用したダイキャストマシ
ンや、アクチュエータの高性能化が進められている。例
えば、ダイキャストマシンで、油圧装置の油圧を正確に
コントロールすることにより、ダイキャスト材の不良率
を低下させている。また、アクチュエータの油圧を正確
にコントロールすることにより、正確な位置決め動作を
させることができる。したがって、油圧装置の圧力セン
サは安定した特性を必要とするが、このような要求に対
応したものとして、とくに耐熱性に優れている磁歪式歪
センサが開発されている(例えば、工業調査会発行:M
&E、1989年9月号、124ページ)。図3は、そ
の一例を示す断面図で、チタン製パイプからなる力伝達
部材1の内側に隔壁11を設けて、二つの空洞部12、
13を形成し、一方側を力検出部2、他方側を非力検出
部3とし、力検出部2の空洞部12を作動油の配管に接
続し、油圧を直接受けるようにしてある。この力検出部
2と非力検出部3の両方の外周表面に亙って、アモルフ
ァス磁性体からなる磁性膜4を設け、それぞれ励磁コイ
ル51Aと検出コイル52Aおよび励磁コイル51Bと
検出コイル52Bを同心円状に配置した二つのコイル群
5A,5Bを、磁性膜4に空隙を介して対向させてあ
る。6はコイル群5A,5Bの外周に設けたヨークであ
る。このような圧力センサにおいて、空洞部12の油圧
が変化すると、力検出部2を介して磁性膜4に歪が生
じ、磁気特性が変化し、それに伴い、検出コイル52A
のインピーダンスが変化する。非力検出部3の周囲に配
置した検出コイル52Bにはインピーダンスの変化はな
いので、検出コイル52Aと52Bの差を検出し、油圧
の変化として測定しする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、油圧装置の作動油の温度が変化した場合、力伝
達部材1が高い熱伝導率を持ったチタン製パイプから形
成されているため、作動油が入る力検出部2はただちに
作動油の温度と同じになり、力検出部2の外周に設けら
れた磁性膜4自体の温度も作動油の温度にすぐ追従す
る。しかし、検出コイル52A,52Bは力伝達部材1
に非接触で配置され、熱伝導率の低い空気を介して熱が
検出されるため、作動油の温度変化に直ちに追従できな
い。圧力センサとしての温度特性は、磁性膜4と検出コ
イル52A,52Bの温度が同じ場合のデータで求める
ため、磁性膜4と検出コイル52A,52Bの温度が異
なる場合には、実際と異なる測定結果となり、測定誤差
が生じるという問題があった。本発明は、力伝達部材ま
たは力伝達部材に設けた磁性膜の温度に検出コイルの温
度が追従するようにして、測定誤差の生じない磁歪式歪
センサを提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、少なくとも表面に逆磁歪効果を有する円
筒状または円柱状の力伝達部材と、前記力伝達部材と空
隙を介して対向して設けた励磁コイルおよび検出コイル
からなるコイル群とを備えた磁歪式歪センサにおいて、
前記力伝達部材と前記コイル群との間の空間に熱伝導度
が10-3cal/cm・sec・℃以上である非磁性の
粘性流体を充填したものである。また、前記コイル群の
両端に、前記空間から前記粘性流体の流出を防ぐOリン
グ部材を設けたものである。また、前記力伝達部材は、
その内部に流体を導入し得る空洞部を設けた円筒状のも
のからなり、前記流体の圧力を測定するものである。ま
た、前記伝達部材は、円柱状のものからなり、軸方向の
力を測定するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
ついて説明する。図1は本発明の第1の実施例を示す正
断面図である。図において、1は中空円筒状のチタン製
パイプなどの非磁性体からなる力伝達部材、11は力伝
達部材1の内側に設けた隔壁で、その両側に二つの空洞
部12、13を形成してある。隔壁11を境に、一方の
空洞部12側を力検出部2、他方の空洞部13側を非力
検出部3とし、力検出部2の空洞部12を作動油の配管
に接続して、作動油を空洞部12に導入し、油圧を直接
受けるようにしてある。4は力検出部2と非力検出部3
の両方の外周表面に亙って、力伝達部材1の表面に逆磁
歪効果を有するアモルファス磁性体からなる磁歪材料
で、真空蒸着法やスパッタ法などにより設けた磁性膜で
ある。5A,5Bは、それぞれ励磁コイル51Aと検出
コイル52Aおよび励磁コイル51Bと検出コイル52
Bを同心円状に配置した二つのコイル群で、それぞれ、
磁性膜4に空隙を介して対向させてある。6は検出コイ
ル52A,52Bの外側に設けたヨーク、7はヨーク6
の力伝達部材1に対向する部分に設けたOリング、8は
力伝達部材1とコイル群5Aおよびコイル群5BとOリ
ング7によって囲まれた空間Sに充填された非磁性の粘
性流体で、Oリング7によって粘性流体8の空間Sから
の流出を防いである。
【0006】粘性流体8はグリースに、例えば、Al2
3 ,Zr23 ,BeOなどの非磁性酸化物の粒子を
混合し、混合量を変えることにより熱伝導度を高めてあ
る。ここで、非磁性酸化物の粒子の混合量を変えて、熱
伝導度の異なる粘性流体8を作製し、この粘性流体8を
空間Sの中に充填し、作動油の温度を50℃から70℃
に変化させたときに、コイル群5A,5Bの温度が70
℃付近に達する時間を求め、コイル群5A,5Bの作動
油の温度変化への追従性を調べた結果を次の表1に示
す。空間Sに充填した条件は、粘性流体8を充填しない
状態、すなわち、空気(熱伝導度が0.06×10-3
al/cm・sec・℃)が充填された状態と、粘性流
体8の熱伝導度が0.5×10-3cal/cm・sec
・℃〜2×10-3cal/cm・sec・℃まで4段階
に変えて、測定した。なお、温度測定は銅−コンスタン
タン熱電対で行った。
【0007】
【表1】
【0008】この結果より、作動油の温度を50℃から
70℃に変化させた時間から10秒以内にコイル群5
A,5Bの温度が追従したのは、粘性流体8の熱伝導度
が10-3cal/cm・sec・℃以上であった。これ
は、粘性流体8を充填しない場合に、追従時間が50秒
かかったときに比べて比べて、著しく速く追従してお
り、測定上、許される遅れ時間である10秒以内に入っ
ていることがわかる。このような構成により、作動油の
温度変化が生じても、両方の検出コイルの温度が追随す
るので、測定誤差が生じなくなる。
【0009】図2は本発明の第2の実施例を示す正断面
図である。上記第1の実施例では、円筒状の力伝達部材
に空洞部を設けて圧力を加える場合について説明した
が、この場合は、力伝達部材を中実の円柱状に形成し、
温度変化がある熱が検出される状態で加えられる張力を
非接触で検出する張力センサに適用したものである。す
なわち、力伝達部材1は電線や回転軸などの非磁性体の
円柱状部材で、力伝達部材1の一部分である力検出部
2’の表面に逆磁歪効果を有するアモルファス磁性体か
らなる磁歪材料で、真空蒸着法やスパッタ法などにより
磁性膜4を設けてある。磁性膜4のない部分は非力検出
部3’である。コイル群5A,5Bは、それぞれ励磁コ
イル51Aと検出コイル52Aおよび励磁コイル51B
と検出コイル52Bとからなり、それぞれ力検出部2’
と非力検出部3’の外周に空隙を介して同心円状に配置
してある。検出コイル52A,52Bの外側にはヨーク
6を設け、ヨーク6の力伝達部材1に対向する部分にO
リング7を設けてある。力伝達部材1とコイル群5Aお
よびコイル群5BとOリング7によって囲まれた空間S
には非磁性の粘性流体を充填し、Oリング7によって粘
性流体8が空間Sから流出するのを防いでいる。このよ
うな構成により、検出コイル52A,52Bの差をと
り、力伝達部材1に軸方向に加えられる張力または圧力
を検出することができる。しかも、力伝達部材1と磁性
膜4とコイル群5Aおよびコイル群5Bとによって囲ま
れる空間Sに粘性流体8が充填されているので、力伝達
部材1からのコイル群5Aおよびコイル群5Bの温度変
化への追従性が、粘性流体8を充填しない場合に比べて
数倍速くなる。したがって、力伝達部材1の温度変化が
生じても、両方の検出コイル52A,52Bの温度が追
随するので、測定誤差が生じなくなる。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、力
伝達部材とコイル群の間に熱伝導度の高い粘性流体を充
填して、力検出部の温度変化に対するコイル群の温度の
追従性をよくしてあるので、作動油などによる力検出部
の温度変化に基づく測定精度の低下が生じることがな
く、高精度の磁歪式歪センサを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す正断面図であ
る。
【図2】 本発明の第2の実施例を示す正断面図であ
る。
【図3】 従来例を示す正断面図である。
【符号の説明】
1:力伝達部材、11:隔壁、12、13:空洞部、
2、2’:力検出部、21:雌螺子、31:雄螺子、
3、3’:非力検出部、4:磁性膜、5A,5B:コイ
ル群、51A,51B:励磁コイル、52A,52B:
検出コイル、6:ヨーク、7:Oリング、8:粘性流体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも表面に逆磁歪効果を有する円
    筒状または円柱状の力伝達部材と、前記力伝達部材と空
    隙を介して対向して設けた励磁コイルおよび検出コイル
    からなるコイル群とを備えた磁歪式歪センサにおいて、
    前記力伝達部材と前記コイル群との間の空間に熱伝導度
    が10-3cal/cm・sec・℃以上である非磁性の
    粘性流体を充填したことを特徴とする磁歪式歪センサ。
  2. 【請求項2】 前記コイル群の両端に、前記空間から前
    記粘性流体の流出を防ぐOリング部材を設けた請求項1
    記載の磁歪式歪センサ。
  3. 【請求項3】 前記力伝達部材は、その内部に流体を導
    入し得る空洞部を設けた円筒状のものからなり、前記流
    体の圧力を測定する請求項1または2記載の磁歪式歪セ
    ンサ。
  4. 【請求項4】 前記力伝達部材は、円柱状のものからな
    り、軸方向の力を測定する請求項1または2記載の磁歪
    式歪センサ。
JP6003596A 1996-02-21 1996-02-21 磁歪式歪センサ Pending JPH09229797A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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