JP2000214041A

JP2000214041A - 圧力センサ

Info

Publication number: JP2000214041A
Application number: JP11020638A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ichinose; 弘志一瀬; Yutaka Kuribayashi; 裕栗林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な直線性と気密性とを有し、組み立てが容
易なホール素子型の圧力センサを提供する。【構成】本発明の圧力センサは、測定対象の圧力を受け
て撓みを生じるダイヤフラム(1) と、このダイヤフラム
に固定された第１の磁石(4) と、この第１の磁石に対向
して固定された同極性の第２の磁石(8) と、これら第
１，第２の磁石の間に配置されたホール素子(9) とを備
えている。そして、ダイヤフラム(1) は、その中心部に
開口が形成されると共に、概ね円板形状を呈している。
このダイヤフラム(1) の内周部には第１の磁石(4) が固
定され、かつその外周部がこの圧力センサのケース(5)
内に挟持されて固定されることにより他の弾性体による
支持を受けることなくこのケース(5) 内に保持されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の圧力を検出する
圧力センサに関するものであり、特に、測定対象の圧力
を受けて撓みを生じるダイヤフラム上に磁石を固定し、
この磁石の変位量をホール素子で電気特性に変換する形
式の圧力センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５６ー１５５８２４号公報には、
半導体ホール素子と磁石とダイヤフラムとを組合せた圧
力センサが開示されている。この圧力センサは、同極性
の１対の磁石の一方を基体上に、他方をダイヤフラムの
中心にそれぞれ固定することによってそれぞれを互いに
対向させて配置すると共に、これら磁石の中間にホール
素子を配置し、上記ダイヤフラムを検出対象の圧力によ
り変位させる構成となっている。

【０００３】このダイヤフラムに加えられる圧力が変化
すると、その中心に固定された磁石の位置が変化し、こ
の結果、ホール素子を通過する磁界強度が変化してその
電気特性が変化する。この電気特性やその変化量が、圧
力やこの圧力の変化量として検出される。

【０００４】上記特許文献に開示されたホール素子を用
いた圧力センサでは、蛇腹状ないしは波状の断面形状を
有するダイヤフラムを用いた構造が好適な実施例として
示されている。しかしながら、通常、この様な波状の断
面形状を有するダイヤフラムは、これに作用する圧力と
その中心に固定された磁石の変位との間に再現性の良い
関係を設定することが困難となるおそれがある。

【０００５】特開平８ー３２７４８３号には、上記ホー
ル素子を用いた圧力センサとして、中心部に磁石を保持
する剛体のプレッシャープレートと、このプレッシャー
プレートの周辺に形成された可撓性部材から成るダイヤ
フラムを用いた構造が開示されている。更に、この圧力
センサでは、ダイヤフラムの上下にスプリング（コイル
バネ）が配置されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平８ー３２７
４８３号に開示された圧力センサは、ダイヤフラムの上
下両側にコイルバネを配置している。この結果、圧力と
ダイヤフラムの撓み量の関係がダイヤフラムとコイルバ
ネのそれぞれの弾性を考慮した複雑なものとなり各弾性
のバランスのさせ方次第では良好な直線性が実現できな
くなるおれれがある。従って、本発明の一つの目的は、
直線性の良好な圧力センサを提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、組み立てとシールが
容易な圧力センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明の圧力センサによれば、ダイヤフラムはそ
の中心部に開口が形成されると共に概ね円板形状を呈
し、その内周部には第１の磁石が固定され、その外周部
がこの圧力センサのケース内に挟持されて固定されるこ
とにより他の弾性体による支持を受けることなくケース
内に保持される。

【０００９】本発明の好適な実施の形態によれば、第２
の磁石とホール素子とは、ダイヤフラムに保持された第
１の磁石に向き合うように、ケース内に保持されるハウ
ジングの内部に保持される。

【００１０】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
ハウジングは、ダイヤフラムの外周部をブッシュを介し
てケースの内部に形成された段部に押圧することによ
り、このダイヤフラムの外周部をケース内に挟持し固定
する外周部を有する。とする圧力センサ。

【００１１】本発明の他の好適な実施の形態によれば、
ハウジングは、ケースの端部のかしめによってこのケー
スの内部に固定され、このハウジングは、ホール素子へ
の給電と電気信号の出力を行うためにケースの外部に突
出されるこのハウジングのコネクタ部と一体に形成され
ている。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の圧力センサの構
成を示す断面図である。図１において、１はダイヤフラ
ム、２は磁石ホルダー、３はカラー、４は磁石、５はケ
ース、６はブッシュ、７はハウジング、８は磁石、９は
ホールＩＣ、１０は薄板バネ、１１はシム、１２は回路
基板、１３はホールＩＣの端子、１４は封止剤、１６は
ハウジングのコネクタ部である。

【００１３】ダイヤフラム１は、中心部に開口が形成さ
れた円板形状を呈しており、その素材として大きな強度
と剛性とを有する、金属例えばステンレス鋼などが使用
されている。これは、測定対象の圧力として数十kgf/cm
²程度の油圧が想定されているためである。

【００１４】このダイヤフラム１の中心には円形の開口
が形成されており、この開口の内部に磁石ホルダー２の
胴部（ボス部）が挿入せしめられ、この胴部の先端部分
がこの胴部を囲んで配置されたカラー３の下端面上にか
しめられることによって、磁石ホルダー２がダイヤフラ
ム１の中心部分に強固に固定される。

【００１５】磁石ホルダー２の頭部に形成された開口の
内部に円柱形状の磁石４が嵌合されると共に、この頭部
の側壁面の先端部分が磁石４の上部端面上にかしめられ
ることにより磁石４が磁石ホルダー２の内部に強固に保
持される。この磁石ホルダー２の素材としては、非磁性
の金属などが使用される。また、カラー３の素材として
はホールダーと同等以上の剛性の金属、例えば非磁性の
金属などが使用される。

【００１６】円板形状のダイヤフラム１は、その外周部
がケース５の内部に挟持されることによってケース５の
内部に固定される。このダイヤフラム１は、低炭素鋼な
どの金属を素材とするケース５の内部に形成された肩部
５ｃに精密溶接方法によって接合され、固定を兼ねた気
密封止が行われる。この後、円環形状のブッシュ６がケ
ース５の内部に圧入される。ダイヤフラム１は、上記ブ
ッシュ６と薄板バネ１０とを介してハウジング７によっ
て肩部５ｃに溶接された状態でさらに押圧され、保持さ
れる。

【００１７】上記ダイヤフラム１の外周部に対するハウ
ジング７による押圧は、ハウジング７がケース５の上部
からこのケース５内に挿入されたのち、このケース５の
上端部５ｅがハウジング７の肩部にかしめられることに
より、このケース５とハウジング７との結合が完成する
際に行われる。

【００１８】ハウジング７の中心部の奥に形成された小
径の円形の溝の内部に円柱形状の磁石８が保持され、こ
の溝の内部にシム１１を介してホールＩＣ９が保持さ
れ、このホールＩＣ９が薄板バネ１０によってハウジン
グ７の内部側に押圧されることにより、第２の磁石８と
ホールＩＣ９とがハウジング７の内部に保持される。薄
板バネ１０の外周部分は、ハウジング７の外周部分とブ
ッシュ６により挟持される。磁石８とホールＩＣとの間
の距離は、シム１１の厚みによって一定値に保たれる。

【００１９】ハウジング７の内部には、更に、湿気の進
入を防止するための封止剤１４によって上下が覆われた
プリント配線板１２が保持されている。このプリント配
線板１２の上にはホールＩＣ９に対する給電電圧のサー
ジ保護回路が設置される。

【００２０】ホールＩＣ９とプリント配線板１２との間
がホールＩＣ９の端子１３によって電気的に接続されて
いる。このホールＩＣ９は、このプリント配線板１２を
介してハウジング７と一体に形成されたハウジング７の
コネクタ部分１６のピン１６ｂ，１６ｃに接続されてい
る。ハウジングのコネクタ部分１６には図示しないコネ
クタを介してケーブルが接続され、電気特性に変換され
た検知圧力がそのケーブルを介して転送される。

【００２１】ケース５の内部は、ダイヤフラム１によっ
て、圧力導入管５ｄを通して検出対象の圧力源に連通せ
しめられる室５ａと、大気圧に保たれる室５ｂとに仕切
られている。このために、ダイヤフラム１と磁石ホルダ
ー２との間は、レーザーを利用した精密溶接方法によっ
て十分な気密封止が行われている。

【００２２】圧力導入管５ｄの外周部には、この圧力セ
ンサを車両の機関部や機能部位に直接取り付けることが
できるように、ネジ溝が形成されると共に、圧力漏れを
防止するためのＯリングが取付けられている。

【００２３】図２は、本発明の他の実施例の圧力センサ
の構成を示す断面図である。本図において図１と同一の
参照符号を付した構成要素は、図１に関して既に説明し
た構成要素と同一のものであり、これらについては重複
する説明を省略する。この実施例にでは、ダイヤフラム
の外周部がケース５の肩部５ｃに精密溶接される代わり
に、この肩部にパッキン１８が形成されることにより室
５ａと５ｂ間の気密封じが行われる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の圧
力センサは、ダイヤフラムが概略円板形状を呈している
ので、先行技術による蛇腹の形状やコイルバネとの組合
せによるダイヤフラムの構造に比べて、圧力と撓み量の
関係が簡単になり、直線性と再現性が良好な圧力センサ
が実現できるという利点がある。

【００２５】更に、本発明の好適な実施例の圧力センサ
によれば、ケースとダイヤフラムとハウジングとが同時
に結合される構成であるから、組み立ての工程が少なく
なり、組み立てが容易になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の圧力センサの構成を示す断
面図である。

【図２】本発明の他の実施例の圧力センサの構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

1 ダイヤフラム 2 磁石ホルダー 3 カラー 4 磁石（第１の磁石） 5 ケース 6 ブッシュ 7 ハウジング 8 磁石（第２の磁石） 9 ホールＩＣ 10 薄板バネ 11 シム 16 ハウジングのコネクタ部 18 パッキン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象の圧力を受けて撓みを生ずるダイ
ヤフラムと、このダイヤフラムに固定された第１の磁石
と、この第１の磁石に対向して固定された同極性の第２
の磁石と、上記第１，第２の磁石の間に配置されたホー
ル素子とを備えた圧力センサにおいて、前記ダイヤフラムは、その中心部に開口が形成されると
共に概ね円板形状を呈し、その内周部には前記第１の磁
石が固定され、その外周部がこの圧力センサのケース内
に挟持されて固定されることにより他の弾性体による支
持を受けることなくケース内に保持されたことを特徴と
する圧力センサ。
【請求項２】請求項１において、前記第２の磁石とホール素子とは、前記ダイヤフラムに
保持された第１の磁石に向き合うように、前記ケース内
に保持されるハウジングの内部に保持されたことを特徴
とする圧力センサ。
【請求項３】請求項２において、前記ハウジングは、前記ダイヤフラムの外周部をブッシ
ュを介して前記ケースの内部に形成された段部に押圧す
ることにより、このダイヤフラムの外周部をケース内に
挟持し固定する外周部を有することを特徴とする圧力セ
ンサ。
【請求項４】請求項３において、前記ダイヤフラムの外周部が前記ケースの内部に形成さ
れた段部又はこのケースの内周面に溶接されることによ
り、許容圧力値に耐える強度と気密性とを兼ね備えた接
合が形成されることを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】請求項１乃至４のそれぞれにおいて、前記ハウジングは、前記ケースの端部のかしめによって
このケースの内部に固定されることを特徴とする圧力セ
ンサ。
【請求項６】請求項５において、前記ハウジングは、前記ホール素子への給電と電気信号
の出力を行うために前記ケースの外部に突出されるこの
ハウジングのコネクタ部と一体に形成されたことを特徴
とする圧力センサ。
【請求項７】請求項２において、前記第１の磁石を含む部分と、前記第２の磁石を含む部
分とに分離して組立てられたのち、これら二つの部分が
最終的に一体化される構造を有すること特徴とする圧力
センサ。
【請求項８】請求項２において、前記ホール素子の磁束密度がゼロとなる位置がこのホー
ル素子と前記第２の磁石との間に介在されるシムの厚み
によって調整されることを特徴とする圧力センサ。
【請求項９】請求項５において、前記ホール素子の磁束密度がゼロとなる位置がこのホー
ル素子と前記第２の磁石との間に介在されるシムの厚み
によって調整されることを特徴とする圧力センサ。
【請求項10】請求項９において、組み立てに際して、前記ケースの端部のかしめの直前に
電気特性の測定が行われ、結果が良好であればこのかし
めが行われ、結果が不良であれば、前記シムの厚みによ
る前記ホール素子の位置の調整が行われたのち前記かし
めの直前の電気特性の測定が反復されることを特徴とす
る圧力センサ。