JPH03115749A - 吸気圧センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｎ）技術分野 本発明は吸気圧センサに係り、さらに詳しくは車載用の
吸気圧センサに関するものである。

（ｉｆ　）従来技術 車載用の吸気圧センサは高温、振動、衝撃、汚れ、浸水
、ガソリン、ノイズに対する信頼性と、低コストの量産
性が要求される。

従来の自動車用吸気圧センサは第１図に示すように構成
されていた。

第１図において符号ｌで示すものはケーシングで連絡口
２を介して負圧源に接続されている。

ケーシングＩとカバー３との間には真空パツキン４を介
してダイヤフラム５が取り付けられている。

ダイヤフラム５にはその中央部にシャフト６が固定され
ており、その先端はカバー３に摺動自在に嵌合されてお
り、外方に臨まされている。このシャフト６と対応した
状態でマイクロスイッチ７が配置されており、そのアク
チュエータ８がシャフト６と接触しつる位置にある。

ケーシング１内は負圧室９となっており、カバー３側は
大気室１０となっている。

ケーシング１の前記シャフト６と反対側には調整ねじ１
１が螺合されており、真空パツキン１２を介して気密封
止されている。この調整ねじ］１にはばね受け１３が固
定されており、前記ダイヤフラム５との間にスプリング
１４が弾装されている。

以上のような構成のもとに負圧室９側に導かれる負圧に
より、ダイヤフラム５をスプリング１４の弾発力に抗し
て変化させ、シャフト６を変位させ、マイクロスイッチ
７をオン、オフさせている。

そして、圧力とダイヤフラム５の変位を調整するために
は、ダイヤフラム圧力調整ねじ１１を調整している。

ところがこのような構造を有する従来の吸気圧センサは
スイッチがマイクロスイッチ７という機械的なスイッチ
であるため以下に述べるような欠点があった６ （１）マイクロスイッチが接触式であるため耐久性に限
界がある。

（２）機械的スイッチのため、オン、オフ時にチャタリ
ングが発生する。

（３）マイクロスイッチのオン、オフにヒステリシスが
あり、その動作点がずれ正確なスイッチングが行なえな
い。

（４）マイクロスイッチは機械式であるため、検出精度
を向上させるのが困難である。

（５）マイクロスイッチは機械式スイッチングのため、
温度および振動に対して検出精度を維持するのが困難で
ある。

（６）マイクロスイッチの製造上のばらつきが大きい。

（７）接点部分へのオイルやごみの付着により導通不良
を生じやすい。

（８）接点部分の溶着が生じやすく、接点不良が出やす
い。

（ＩＩＩ　）目的 本発明は以上のような従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、確実な動作を行なうことができ、しかも安
価に構成できる吸気圧センサを提供することを目的とし
ている。

本発明においては上記の目的を達成するために、圧力変
化によるタイヤフラムの変位により吸気圧を検出する吸
気圧センサにおいて、前記ダイヤフラムと一体的にプラ
スチック磁石を設け、本体側には該プラスチック磁石に
近接して磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という）を
設けた構造を採用した。

（ＩＶ）実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１の実施例 第２図〜第４図は本発明の一実施例を説明するもので、
各図中第１図と同一部分には同一符号を付し、その説明
は省略する。

本実施例にあってはシャフト６の先端部に永久磁石等か
らなる発磁体１５を設け、その近傍においてＭＲ素子１
６を取り付けである。

ＭＲ素子は素子の電気抵抗値Ｒが磁界によって変化する
もので、ガラス等の基板の表面にＮｉ−ＦｅまたはＮ１
−Ｇｏのような磁気抵抗効果を有する磁性体を薄膜堆積
法によって形成したもので、所定のパターンにエツチン
グにより形成される。

第３図はＭＲ素子の具体的な構成の１例を示すもので、
主電流通路が互いに直交しており、かつ、蛇行して形成
された強磁性体（の薄膜、以下同様）Ａ、Ｂと、その両
端に接続された電極１７．１８を有し、中央部は強磁性
体Ａ、Ｅの接続点において出力端子１つが接続されてい
る。

このような構造のＭＲ素子の動作原理図を第４図に示す
。

第４図において今、強磁性体Ａ、Ｂを飽和磁化させるの
に充分な磁界Ｈを強磁性体Ａ、Ｂを含む平面内において
、強磁性体Ｂの主電流路に対してθの角度をなすように
作用させた場合、強磁性体Ａ、Ｈの電気抵抗Ｒ，，Ｒ，
が変化し、その変化量は次の（１）、（２）式で表わさ
れる。

ＲＡ＝Ｒｏ＋ΔＲｃｏｓ”　（９０−θ”）−（１）Ｒ
，、＝Ｒ，＋ΔＲｅｏｓ２θ−−−−−−・・−−−−
・−−−−−（２）（１）、（２）式においてＲ８は強
磁性体Ａ。

Ｂを主電流路と平行して飽和磁化した時の電気抵抗値で
、ΔＲは最大抵抗変化量を示す。

また、出力端子１９の電圧ｖ（０）は強磁性体Ａ、Ｂが
直列接続であるため電源電圧をＶ。とすると、次の（３
）式で表わされる。

。＋Δ　Ｒ （３）式において右辺の第１項は基ｄＡ雷電圧示し第２
項は変化量を示す。

すなわち、このＭＲ素子に近接して発磁体を移得ること
ができる。この出力が出力レベルとして不充分な場合は
差動アンプ等により増幅すればよい。　本実施例は以上
のように構成されているため、スイッチングが非接触で
あり、オン、オフ時のチャタリングの発生をなくすこと
ができ、耐久性を大幅に向上させることができ、さらに
オイルやごみの付着や溶着が生じることがない。

また、ＭＲ素子を飽和磁化することにより、スイッチン
グのオン、オフのヒステリヒスを減少できる。例えば、
従来のマイクロスイッチではヒステリヒスによるスイッ
チングの誤差量が０．１〜０．２ｍｒｎあったのが、本
発明においては１μｍ〜ＩＯμｍにすることができ、検
出精度を大幅に増大させることができる。

また、ＭＲ素子は薄膜堆積法により形成できるため、大
量生産が可能で、製造上のばらつきが小さ（低コスト化
を実現できる。

さらに、温度による出力の変動は強磁性体Ａ。

Ｂを直列接続しているため、極めて小さく、ＭＲ素子自
体が可動部がないため振動に対して極めて強い。

第２の実施例 第５図は本発明の他の実施例を示すもので、本実施例に
あっては、シャフト６を軟磁性体から形成しシャフト６
の基部に発磁体１５を設けた構造を採用している。

このような構造を採用すると発磁性体１５の磁界が強す
ぎる場合に用いられ、軟磁性体からなるシャフトの長さ
を適当に選択することにより。

ＭＲ素子１６の近傍の磁界の大きさを調整することがで
きる。

第３の実施例 第６図は本発明のもう１つの実施例を説明するもので本
実施例にあってはシャフト６およびダイヤフラム５をプ
ラスチックマグネット等から一体成形することにより、
製造工程、組み立て工程を簡略化することができる。

ところで、ＭＲ素子の特徴としてＭＲ素子は面内成分の
外部磁場に対しては敏感であるが、面内に対して垂直方
向の外部磁場に対しては鈍感であるという性質がある。

この性質が外部ノイズに対しては強いという長所となる
が、面内方向の外部磁場に対しては直接的に出力に影響
してくる。

第４の実施例 この外部磁場の影響を除去する構造を採用したのが第７
図に示す実施例である。

本実施例にあってはＭＲ素子を軟磁性体からなる磁気シ
ールド２０で囲むことにより、面内方向からの外部磁気
ノイズに対しても影響がなくＳ／Ｎ比を向上せることが
できる。

第５の実施例 第８図は本発明の更に他の実施例を説明するもので、本
実施例にあってはＭＲ素子１６の近傍にバイアス磁界発
生用の発磁体２１を設け、ＭＲ素子にバイアス磁界を印
加することによりシャフト６に設けた発磁体を省略する
ことができる構造を採用した。この場合にはシャフト６
を軟磁性体で作成するか、または、シャフト６の先端部
に軟磁性体２２を設けることによりＭＲ素子の出力を得
ることができる。

このような構造を採用することにより、バイアス磁界付
きのＭＲ素子を一体成形することができ、単体でも特性
の評価ができる。この結果、バイアス磁界がない場合に
シャフト６側の発磁体Ｉ５の磁化方向を調整する必要が
あるのに対し、シャフト６に軟磁性体を取り付けるだけ
でよいため、組み立て時の調整を必要としないという効
果がある。

（Ｖ）効果 以上の説明から明らかなように２本発明によれば、圧力
変化によるダイヤフラムの変位により吸気圧を検出する
吸気圧センサにおいて、前記ダイヤフラムと一体的にプ
ラスチック磁石を設け、本体側には該プラスチック磁石
に近接して磁気抵抗効果素子を設けた構造を採用したの
で、極めて確実に動作して高精度に検出を行なうことが
できるとともに、簡単な製造工程、組立工程で安価に構
成できる吸気圧センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来構造を説明する縦断側面図、第大平面図、
第４図は動作原理の説明図、第５図〜ｌ・・・ケーシン
グ ６・・・シャフト １５−・−発磁体 ５・・・ダイヤフラム エ４・・・スプリング １６・・−ＭＲ素子 ２０・・−磁気シールド ・・・バイアス磁界発生用発磁体 第１図 第２図 第３図 第４図 Ｂ 第５図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）圧力変化によるダイヤフラムの変位により吸気圧を
   検出する吸気圧センサにおいて、前記ダイヤフラムと一
   体的にプラスチック磁石を設け、本体側には該プラスチ
   ック磁石に近接して磁気抵抗効果素子を設けたことを特
   徴とする吸気圧センサ。 ２）前記本体側で磁気抵抗効果素子を軟磁性体により磁
   気シールドしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の吸気圧センサ。