(57)【要約】【課題】高精度に応力を検出することが可能な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とを備えている。磁石３は、Ｎ極が軸状部材１０側に、Ｓ極がカバー部材２側に配置され、軸状部材１０及びカバー部材２のうち少なくとも一方の部材は、応力によって透磁率が変化する磁性体からなる。そして、この透磁率の変化に伴って磁界検出素子４で検出される磁束が変化する。【選択図】図２
2015215230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出方向の応力を受ける応力受け部材と、
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、
前記応力受け部材と前記カバー部材との間に配置された磁石及び磁界検出素子と、を備え、
前記磁石は、Ｎ極及びＳ極のうちいずれか一方の磁極が前記応力受け部材側に、他方の磁極が前記カバー部材側に配置され、
前記応力受け部材及び前記カバー部材のうち少なくとも一方の部材は、前記応力によって透磁率が変化する磁性体からなり、この透磁率の変化に伴って前記磁界検出素子で検出される磁束が変化する
応力センサ。
【請求項２】
前記磁石及び前記磁界検出素子は、前記応力受け部材に形成された凹部に収容されている、
請求項１に記載の応力センサ。
【請求項３】
前記凹部は、前記応力受け部材の周方向全周に亘って形成され、
前記磁石は、前記一方の磁極が凹部の底面に対向している、
請求項２に記載の応力センサ。
【請求項４】
前記磁石で発生した磁束を前記透磁率が変化する前記少なくとも一方の部材に導くためのヨークをさらに備えた、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の応力センサ。
【請求項５】
前記ヨークは、前記磁石を前記検出方向に挟んで配置されている、
請求項４に記載の応力センサ。
【請求項６】
前記磁石は、前記カバー部材に取り付けられ、
前記カバー部材は、前記検出方向における一端が前記応力受け部材に固定されると共に、前記検出方向における他端と前記応力受け部材との間に前記検出方向の隙間が形成され、
前記応力による前記応力受け部材の透磁率の変化に伴って前記磁界検出素子で検出される磁束が変化する、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の応力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来、応力センサとして、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）を利用して応力を検出する磁歪式応力センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
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。磁性体には、検出対象の応力が軸方向に作用する。永久磁石は、応力が作用する方向（磁性体の軸方向）に沿ってＮ極及びＳ極が並んでいる。
【０００４】
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。磁気センサは、これらの磁路のうちヨークを通過する磁路における磁束を検出する。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３３４００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のもののように、磁性体の透磁率の変化によって応力を検出する応力センサでは、永久磁石から放射された磁束を高い割合で磁性体に通過させることが検出精度を高める上で望ましい。しかし、特許文献１に記載の応力センサでは、ヨークを通過する磁路における磁束を磁気センサで検出するので、磁性体を通過する磁路を通過する磁束の割合を高めることには制約がある。このため、使用目的によっては、必ずしも十分な検出精度を発揮することができない場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、高精度に応力を検出することが可能な応力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、軸方向に応力が発生する軸状部材と、前記軸方向に沿って前記軸状部材の少なくとも一部を覆うカバー部材と、前記軸状部材と前記カバー部材との間に配置された磁石及び検出素子と、を備え、前記磁石は、Ｎ極及びＳ極のうちいずれか一方の磁極が前記軸状部材側に、他方の磁極が前記カバー部材側に配置され、前記軸状部材及び前記カバー部材のうち少なくとも一方の部材は、前記応力によって透磁率が変化する磁性体からなり、この透磁率の変化に伴って前記検出素子で検出される磁束が変化する応力センサを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る応力センサによれば、高精度に応力を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る応力センサの一構成例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、応力センサを軸方向に切断した断面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線で応力センサを切断した断面図である。
【図３】軸状部材の外観を示す斜視図である。
【図４】カバー部材の外観、及びカバー部材の内部を示す分解斜視図である。
【図５】図２（ａ）の一部を拡大して示し、応力センサ内に形成される磁路を説明する説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る応力センサを示し、軸方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［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は、例えば自動車や電動補助自転車（アシスト電動自転車）等に搭載され、その構成部材の応力を検出するために使用される。他にも、例えば全自動洗濯機に搭載され、洗濯物の重量を検出する重量センサとしても使用することができる。
【００１３】
（応力センサ１の構成）
この応力センサ１の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る応力センサ１の一構成例を示す斜視図である。図２（ａ）は、応力センサ１を軸方向に切断した断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線で応力センサ１を切断した断面図である。
【００１５】
応力センサ１は、所定の検出方向の応力を受ける応力受け部材としての軸状部材１０と、軸状部材１０の軸方向に沿ってその少なくとも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、軸状部材１０、及びカバー部材２と共に磁気回路を構成する第１及び第２のヨーク６１，６２と、磁石３、磁界検出素子４、ならびに第１及び第２のヨーク６１，６２を一括してモールドするモールド樹脂５とを備えている。
【００１６】
本実施の形態では、軸状部材１０をその軸方向に圧縮する方向に検出対象の応力が作用する。なお、応力が作用する方向を、図１及び図２（ａ）において矢印Ａで示す。本実施の形態では、この矢印Ａで示す応力の検出方向が軸状部材１０の軸方向と一致している。
【００１７】
軸状部材１０は、その中心部を軸方向に貫通する貫通孔１００が形成された円筒状をなす。また、図２（ａ）に示すように、軸状部材１０には、モールド樹脂５で覆われた磁石３、磁界検出素子４、ならびに第１及び第２のヨーク６１，６２を収容する凹部１０ａが形成されている。
【００１８】
カバー部材２は、第１部材２１と第２部材２２とを組み合わせてなる。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、断面が半円状であり、周方向における互いの端面同士が突き合わされた状態で軸状部材１０に取り付けられている。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、軸状部材１０の軸方向に沿って二分割された半割構造を有し、軸状部材１０の凹部１０ａの開口の全体を覆っている。
【００１９】
図１に示すように、第１部材２１及び第２部材２２は、軸状部材１０の軸方向における一端がボルト２３によって軸状部材１０にそれぞれ固定され、他端は軸状部材１０に固定されていない。つまり、カバー部材２は、軸状部材１０の軸方向における一端のみが軸状部材１０に固定されている。また、カバー部材２の他端と軸状部材１０との間には、軸状部材１０の周方向に延び、軸状部材１０の軸方向の幅を有する隙間Ｓ１が形成されている。
【００２０】
磁石３は、フェライト等の硬磁性体からなる永久磁石であり、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、Ｎ極が軸状部材１０側に、Ｓ極がカバー部材２側に、それぞれ配置されている。なお、これに限らず、磁石３は、例えば電磁石であってもよく、また、Ｎ極がカバー部材２側に、Ｓ極が軸状部材１０側に、それぞれ配置されていてもよい。本実施の形態では、磁石３のＮ極及びＳ極の並び方向は、応力の検出方向に対して直交している。すなわち、軸状部材１０の径方向に沿って磁石３のＮ極及びＳ極が並んでいる。
【００２１】
磁界検出素子４は、例えばホール素子やＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子等の磁気素子であり、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。磁界検出素子４で検出された磁束は、電気信号に変換され、電線４０を介して外部に設けられた図略の制御装置等に伝送される。本実施の形態では、磁界検出素子４は、磁石３のＮ極及びＳ極の並び方向において、軸状部材１０と磁石３のＮ極との間に配置されている。
【００２２】
（軸状部材１０の構成）
次に、軸状部材１０の構成について、図３を参照して説明する。
【００２３】
図３は、軸状部材１０の外観を示す斜視図である。軸状部材１０は、例えば鉄（Ｆｅ）を含み、かつコバルト（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合金を用いてなり、応力が作用することによって歪み、その透磁率が変化する（磁歪の逆効果）。つまり、軸状部材１０は、磁歪を有する磁性体（磁歪材）からなる。
【００２４】
軸状部材１０は、飽和磁歪量が１０×１０−６以上であることが望ましく、例えばＦｅＮｉ合金やＦｅＣｏ合金が用いられる。代表例として、ＦｅＮｉ合金はパーマロイが、ＦｅＣｏ合金はパーメンジュールが、それぞれ挙げられる。なお、ＦｅＮｉ合金の飽和磁歪量は約２０×１０−６（Ｎｉ組成比が６０％前後の場合）であり、ＦｅＣｏ合金の飽和磁歪量は約７０×１０−６であることから、飽和磁歪量の値が大きいＦｅＣｏ合金を用いることが望ましい。
【００２５】
軸状部材１０は、軸方向の両端に形成された第１及び第２の大径部１１，１２と、第１及び第２の大径部１１，１２の間に設けられた小径部１３とを有する。小径部１３の外周には、その全周に亘って凹部１０ａが環状に形成されている。すなわち、凹部１０ａは、第１及び第２の大径部１１，１２の外周面に対して軸状部材１０の径方向に窪んでおり、軸状部材１０に凹部１０ａが形成されることにより、その中心部に小径部１３が形成されている。磁石３のＮ極は、軸状部材１０における径方向の凹部１０ａの底面、すなわち小径部１３の外周面１３ａに対向している。
【００２６】
小径部１３は、外径が第１及び第２の大径部１１，１２よりも小さく、軸方向に直交する断面における断面積が小さいため、その剛性が第１及び第２の大径部１１，１２よりも低い。すなわち、小径部１３は、他の部分よりも剛性が低く、軸状部材１０に作用する応力が集中しやすい脆弱部として形成されている。
【００２７】
なお、本実施の形態では、軸状部材１０の周方向全周に亘って凹部１０ａが形成されているが、これに限らず、例えば軸状部材１０の外周の一部を切り欠くことにより凹部１０ａが形成されていてもよい。ただし、軸状部材１０に応力が作用した際の座屈を防ぐため、軸状部材１０の中心軸を対称軸として対をなす凹部が形成されていることが望ましい。
【００２８】
軸状部材１０の中心部を軸方向に貫通する貫通孔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。この貫通孔１００が形成されていることにより、小径部１３に応力がさらに集中して作用するように構成されている。
【００２９】
軸状部材１０の軸方向の両端面１１ａ，１２ａのうち第１の大径部１１側の端面１１ａは、外力を受ける外力受け面として形成されている。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が全周に亘って環状に形成されている。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が全周に亘って環状に形成されている。
【００３０】
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。なお、これに限らず、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。
【００３１】
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（図１参照）が螺合する複数のねじ穴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（後述する図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の第１の大径部１１に固定されている。
【００３２】
（カバー部材２の構成）
次に、カバー部材２の構成について、図４を参照して説明する。
【００３３】
図４は、カバー部材２の外観、及びカバー部材２の内部を示す分解斜視図である。カバー部材２を構成する第１部材２１及び第２部材２２は、例えば鉄（Ｆｅ）等の強磁性体からなり、カバー部材２の内側に収容された磁界検出素子４をシールドするシールド部材としての機能を有する。この場合、カバー部材２の比透磁率は、例えば５０００以上であることが望ましい。
【００３４】
カバー部材２は、軸状部材１０の軸方向における第１部材２１及び第２部材２２の一端面２１ａ，２２ａが、軸状部材１０の第１の大径部１１に形成された嵌合溝１１１の軸方向端面１１１ｂに対向し、他端面２１ｂ，２２ｂが、軸状部材１０の第２の大径部１２に形成された嵌合溝１２１の軸方向端面１２１ｂに対向している。
【００３５】
前述のように、第１部材２１及び第２部材２２の他端と第２の大径部１２との間には隙間Ｓ１が形成されているため、第１部材２１及び第２部材２２の他端面２１ｂ，２２ｂと軸状部材１０の第２の大径部１２に形成された嵌合溝１２１の軸方向端面１２１ｂとは、隙間Ｓ１を介して対向している。
【００３６】
軸状部材１０の軸方向における隙間Ｓ１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の第２の大径部１２側の端面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Ｓ１の幅が設定されている。
【００３７】
また、カバー部材２の第１部材２１の内面２１ｃ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２２ｃ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、凹部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。
【００３８】
第１部材２１及び第２部材２２における一端面２１ａ，２２ａ側の端部には、カバー部材２を軸状部材１０に固定するためのボルト２３（図１参照）を挿通するための挿通孔２１０，２２０がそれぞれ２つずつ形成されている。
【００３９】
カバー部材２の第１部材２１には、磁石３、磁界検出素子４、ならびに第１及び第２のヨーク６１，６２が、モールド樹脂５によって固定されている。なお、これに限らず、磁石３、磁界検出素子４、ならびに第１及び第２のヨーク６１，６２は、モールド樹脂５によってモールドされた上で例えば接着剤等で第２部材２２に接着されていてもよい。また、磁石３、磁界検出素子４、ならびに第１及び第２のヨーク６１，６２は、非磁性体からなる固定部材によって第２部材２２に固定されていてもよい。
【００４０】
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Ｓ２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Ｓ２を含む磁路の磁気抵抗の増大を抑制するため、隙間Ｓ２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１３ａに対して摺動可能に接触してもよい。
【００４１】
（応力の検出方法）
次に、軸状部材１０に作用する応力の検出方法について、図５を参照して説明する。
【００４２】
図５は、図２（ａ）の一部を拡大して示し、応力センサ１内に形成される第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２を説明する説明図である。図５において、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２を破線で示している。
【００４３】
磁石３で発生した磁束は、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２を形成する。第１の磁路Ｍ１は、磁石３のＮ極→軸状部材１０の小径部１３→第１のヨーク６１→カバー部材２の第２部材２２→磁石３のＳ極となる。第２の磁路Ｍ２は、磁石３のＮ極→軸状部材１０の小径部１３→第２のヨーク６２→カバー部材２の第２部材２２→磁石３のＳ極となる。
【００４４】
磁界検出素子４は、磁石３のＮ極と軸状部材１０の小径部１３との間に配置されているため、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２の両磁路における磁束を検出する。なお、磁界検出素子４は、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２の両磁路における磁束を検出することができれば、その配置位置に特に制限はない。つまり、軸状部材１０の径方向における磁石３と磁界検出素子４との並び順序が逆であり、磁界検出素子４が磁石３のＳ極とカバー部材２との間に配置されていてもよい。
【００４５】
軸状部材１０に応力が作用すると、軸状部材１０が歪んで透磁率が変化する。この透磁率の変化は、特に軸状部材１０の小径部１３において顕著に現れる。第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２は、軸状部材１０の小径部１３を通るため、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２における磁束は小径部１３の透磁率の変化によって変化する。
【００４６】
軸状部材１０に作用する応力が大きくなると、軸状部材１０の透磁率は小さくなる。これにより、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２における磁束（磁力線の本数）が減少し、磁界検出素子４で検出される磁束が減少する。したがって、磁界検出素子４で検出された磁束の変化量に基づいて応力の大きさを求めることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、磁石３を軸状部材１０の軸方向に挟んで、板状の第１及び第２のヨーク６１，６２が配置されているが、これに限らず、磁石３で発生した磁束を軸状部材１０の小径部１３に導くようにヨークが配置されていれば、ヨークの配置位置や数に特に制限はない。
【００４８】
また、第１及び第２のヨーク６１，６２は、磁石３全体を覆うように扇状に形成されているが（図４参照）、その形状についても特に制限はない。さらに、第１及び第２のヨーク６１，６２がカバー部材２と一体に形成されていてもよい。
【００４９】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下の（１）〜（９）のような作用及び効果が得られる。
【００５０】
（１）磁石３は、Ｎ極及びＳ極のうちいずれか一方の磁極が軸状部材１０側に、他方の磁極がカバー部材２側に配置されているため、磁石３の磁束の中心軸が軸状部材１０に交差する。このため、軸状部材１０に向かって効率的に磁束を入れることができる。これにより、軸状部材１０に作用する応力を高精度に検出することが可能となる。
【００５１】
（２）磁石３及び磁界検出素子４は、軸状部材１０に形成された凹部１０ａに収容されているため、軸状部材１０の径方向に沿った大きさを小さくすることができ、応力センサ１の小型化につながる。つまり、例えば外部からの応力を外径が均一に形成された円柱状又は円筒状の磁性部材で受け、この磁性部材の外周に磁石３及び磁界検出素子４を配置した場合に比較して、応力センサ１を小型化することができる。
【００５２】
（３）軸状部材１０に凹部１０ａが形成されていることにより、小径部１３（脆弱部）が形成される。この小径部１３は、第１及び第２の大径部１１，１２よりも歪みやすく、透磁率の変化が大きい。そして、磁界検出素子４において小径部１３を通過する磁束が検出されるため、軸状部材１０に作用する応力をより高精度に検出することが可能となる。
【００５３】
（４）凹部１０ａは、軸状部材１０の周方向全周に亘って形成されているため、軸状部材１０の周方向の一部に凹部１０ａが形成されている場合と比べて、小径部１３がより歪みやすくなり、軸状部材１０に作用する応力をより高精度に検出することが可能となる。
【００５４】
（５）応力センサ１は、磁石３で発生した磁束を軸状部材１０の小径部１３に導くためのヨーク（第１及び第２のヨーク６１，６２）を備えているため、小径部１３に磁束を確実に通過させることが可能となる。
【００５５】
（６）第１及び第２のヨーク６１，６２は、磁石３を軸状部材１０の軸方向に挟むように配置されているため、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２を形成することができ、小径部１３を通過する磁束を増加させることが可能となる。
【００５６】
（７）カバー部材２は、強磁性体からなるので、第１及び第２の磁路Ｍ１，Ｍ２における磁気抵抗が小さくなる。これにより、小径部１３を通過する磁束をさらに増加させることが可能となる。
【００５７】
（８）カバー部材２は、凹部１０ａの開口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、凹部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高まる。
【００５８】
（９）カバー部材２は、軸状部材１０の軸方向における一端が軸状部材１０に固定されると共に、他端と軸状部材１０との間には隙間Ｓ１が形成されているため、軸状部材１０に応力が作用した際、この応力による小径部１３の圧縮変形がカバー部材２によって制限されることがない。これにより、応力をより的確に検出することが可能である。また、隙間Ｓ１が形成されていることにより、軸状部材１０に作用する応力によるカバー部材２の変形によって磁石３及び検出素子２がカバー部材２から外れてしまうおそれがなく、応力を的確に検出することが可能である。
【００５９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図６を参照して説明する。
【００６０】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る応力センサ１Ａを示し、軸方向に切断した断面図である。図６において、第１の実施の形態に係る応力センサ１について説明したものと共通する構成要素については、同一の又は対応する符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態に係る応力センサ１Ａは、軸状部材１０Ａ及びカバー部材２Ａの材質が、第１の実施の形態に係る応力センサ１の軸状部材１０及びカバー部材２の材質と異なる。また、第１の実施の形態では、外部からの応力がカバー部材２に作用しないように応力センサ１が構成されていたが、本実施の形態に係る応力センサ１Ａは、外部からの応力によってカバー部材２Ａが軸方向に圧縮されるように構成されている。
【００６２】
より具体的には、軸状部材１０Ａは、例えば樹脂や鉄（Ｆｅ）等の磁性体からなり、カバー部材２は、磁歪を有する磁性体からなる。すなわち、第１の実施の形態では軸状部材１０が磁歪を有する磁性体であったのに対し、本実施の形態ではカバー部材２Ａが磁歪を有する磁性体である。
【００６３】
軸状部材１０Ａは、第１の実施の形態と同様に、軸方向の両端に形成された第１及び第２の大径部１１Ａ，１２Ａと、第１及び第２の大径部１１Ａ，１２Ａの間に設けられた小径部１３Ａとを有し、かつ中心部に貫通孔１００が形成されている。小径部１３Ａの外周には、その全周に亘って凹部１０ａが環状に形成されている。すなわち、本実施の形態に係る軸状部材１０Ａは、第１の実施の形態に係る軸状部材１０と同じ形状を有している。
【００６４】
磁石３は、第１の実施の形態と同様に、フェライト等の硬磁性体からなる永久磁石であり、Ｎ極が軸状部材１０Ａ側に、Ｓ極がカバー部材２Ａ側に、それぞれ配置されている。磁界検出素子４は、磁石３のＮ極と軸状部材１０Ａの小径部１３Ａとの間に配置されている。ただし、磁石３は、Ｎ極がカバー部材２側に、Ｓ極が軸状部材１０側に、それぞれ配置されていてもよい。本実施の形態では、磁石３のＮ極及びＳ極の並び方向は、軸状部材１０Ａの軸方向に対して直交している。
【００６５】
カバー部材２Ａは、第１の実施の形態と同様に、軸状部材１０Ａの軸方向に沿って二分割された半割構造を有し、断面半円状の第１部材２１Ａと第２部材２２Ａとを組み合わせてなる。ただし、本実施の形態では、カバー部材２Ａは、第１部材２１Ａ及び第２部材２２Ａの軸方向における両端が軸状部材１０Ａに固定されている。
【００６６】
より具体的には、第１部材２１Ａ及び第２部材２２における軸状部材１０Ａの軸方向に沿った一端面２１ａ，２２ａが軸状部材１０の第１の大径部１１に形成された嵌合溝１１１の軸方向端面１１１ｂに実質的に隙間なく対向し、かつ他端面２１ｂ，２２ｂが軸状部材１０の第２の大径部１２に形成された嵌合溝１２１の軸方向端面１２１ｂに実質的に隙間なく対向し、軸状部材１０Ａが応力を受けた際には、カバー部材２Ａが軸状部材１０の第１の大径部１１Ａと第２の大径部１２Ａとの間に挟まれる。
【００６７】
これにより、軸状部材１０Ａに作用する応力（図６において矢印Ａで示す）がカバー部材２Ａに伝達されてカバー部材２Ａが歪んで透磁率が変化する。したがって、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２（図５参照）における磁束は、カバー部材２Ａの透磁率の変化によって変化し、第１の実施の形態と同様に、磁界検出素子４で検出された磁束の変化量に基づいて応力の大きさを求めることができる。
【００６８】
（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によれば、以下の（１０）〜（１５）のような作用及び効果が得られる。
【００６９】
（１０）カバー部材２Ａは、軸方向における両端が軸状部材１０Ａに固定されると共に、磁石３がＮ極及びＳ極のうちいずれか一方の磁極が軸状部材１０Ａ側に、他方の磁極がカバー部材２Ａ側に配置されているため、軸状部材１０Ａに作用する応力によって歪んで透磁率が変化するカバー部材２Ａに向かって磁束を効率的に入れることができる。これにより、軸状部材１０Ａに作用する応力を高精度に検出することが可能となる。
【００７０】
（１１）磁石３及び磁界検出素子４は、軸状部材１０Ａに形成された凹部１０ａに収容されているため、軸状部材１０Ａの径方向に沿った応力センサ１Ａの大きさを小さくすることができ、応力センサ１Ａの小型化につながる。
【００７１】
（１２）軸状部材１０Ａに凹部１０ａが形成されていることにより小径部１３Ａ（脆弱部）が形成され、この小径部１３Ａに応力が集中するため、小径部１３の外周に取り付けられたカバー部材２Ａが歪みやすくなり、透磁率の変化が大きくなる。したがって、軸状部材１０Ａに作用する応力をより高精度に検出することが可能となる。
【００７２】
（１３）凹部１０ａは、軸状部材１０Ａの周方向全周に亘って形成されているため、軸状部材１０Ａの周方向の一部に凹部１０ａが形成されている場合と比べて、小径部１３Ａに応力が集中しやすく、カバー部材２Ａがより歪みやすくなり、軸状部材１０Ａに作用する応力をより高精度に検出することが可能となる。
【００７３】
（１４）応力センサ１Ａは、磁石３で発生した磁束をカバー部材２Ａに導くためのヨーク（第１及び第２のヨーク６１，６２）を備えているため、カバー部材２Ａ（第２部材２２Ａ）に磁束を確実に通過させることが可能となる。
【００７４】
（１５）第１及び第２のヨーク６１，６２は、磁石３を軸状部材１０の軸方向に挟むように配置されているため、第１の磁路Ｍ１及び第２の磁路Ｍ２を形成することができ、カバー部材２Ａ（第２部材２２Ａ）を確実に通過する磁束を増加させることが可能となる。
【００７５】
（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等は、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。
【００７６】
［１］所定の検出方向の応力を受ける応力受け部材（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）と前記カバー部材（２）との間に配置された磁石（３）及び磁界検出素子（４）と、を備え、前記磁石（３）は、Ｎ極及びＳ極のうちいずれか一方の磁極が前記応力受け部材（１０）側に、他方の磁極が前記カバー部材（２）側に配置され、前記応力受け部材（１０）及び前記カバー部材（２）のうち少なくとも一方の部材は、前記応力によって透磁率が変化する磁性体からなり、この透磁率の変化に伴って前記磁界検出素子（４）で検出される磁束が変化する応力センサ（１，１Ａ）。
【００７７】
［２］前記磁石及び前記検出素子は、応力受け部材（１０）に形成された凹部（１０ａ）に収容されている、［１］に記載の応力センサ（１，１Ａ）。
【００７８】
［３］前記凹部（１０ａ）は、前記応力受け部材（１０）の周方向全周に亘って形成され、前記磁石（３）は、前記一対の磁極が前記凹部（１０ａ）の底面（小径部１３の外周面１３ａ）に対向している、［２］に記載の応力センサ（１，１Ａ）。
【００７９】
［４］前記磁石（３）で発生した磁束を前記透磁率が変化する前記少なくとも一方の部材に導くためのヨーク（６１，６２）をさらに備えた、［１］乃至［３］３の何れか１つに記載の応力センサ（１，１Ａ）。
【００８０】
［５］前記ヨーク（６１，６２）は、前記磁石（３）を前記検出方向に挟んで配置されている、［４］に記載の応力センサ（１，１Ａ）。
【００８１】
［６］前記磁石（３）は、前記カバー部材（２）に取り付けられ、前記カバー部材（２）は、前記検出方向における一端が前記応力受け部材（１０）に固定されると共に、前記検出方向における他端と前記応力受け部材（１０）との間に前記検出方向の隙間（Ｓ１）が形成され、前記応力による前記応力受け部材（１０）の透磁率の変化に伴って前記磁界検出素子（４）で検出される磁束が変化する、［１］乃至［５］の何れか１つに記載の応力センサ（１，１Ａ）。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した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、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。
【００８３】
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、上記実施の形態では、軸状部材及びカバー部材のうちいずれか一方が磁歪を有する磁性体からなっていたが、これに限らず、軸状部材及びカバー部材の両部材が磁歪を有する磁性体からなっていてもよい。この場合、カバー部材は、軸方向における両端が軸状部材に固定される。
【００８４】
また、上記実施の形態では、モールド樹脂５と軸状部材１０，１０Ａの小径部１３，１３Ａとの間に隙間が形成されていたが、これに限らず、モールド樹脂５が小径部１３，１３Ａに摺動可能に接触していてもよい。
【００８５】
また、上記実施の形態では、軸状部材１０，１０Ａに貫通孔１００が形成されていたが、これに限らず、貫通孔１００が形成されていなくともよい。
【００８６】
また、上記実施の形態では、軸状部材１０，１０Ａ及びカバー部材２，２Ａが円筒状であったが、これに限らず、例えば円柱状や角筒状であってもよい。
【００８７】
また、上記実施の形態では、磁石３で発生した磁束を軸状部材１０の小径部１３に導くためのヨークとして２つの板状の第１及び第２のヨーク６１，６２を用いているが、これに限らず、例えば磁石３の外周を覆い、かつ小径部１３側が開口した筒状のヨークを用いてもよい。この場合、磁石３で発生した磁束をより効率よく軸状部材１０の小径部１３に導くことが可能となる。
【符号の説明】
【００８８】
１，１Ａ…応力センサ
１０，１０Ａ…軸状部材（応力受け部材）
１０ａ…凹部
１１，１１Ａ…第１の大径部
１２，１２Ａ…第２の大径部
１３，１３Ａ…小径部
１３ａ…外周面（凹部の底面）
２，２Ａ…カバー部材
２１，２１Ａ…第１部材
２２，２２Ａ…第２部材
３…磁石
４…磁界検出素子
６１…第１のヨーク
６２…第２のヨーク
Ｍ１…第１の磁路
Ｍ２…第２の磁路
Ｓ１…隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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