JPH04351934A - 圧力センサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等における油圧
制御やその他の流体圧制御に利用し、油圧等を電気出力
に変換する圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等における油圧制御に利用
する油圧センサとしては、受圧部にアモルファス材料か
らなる磁歪体を備え、油圧による磁歪体の透磁率の変化
によりピックアップコイルのインダクタンスに差異を生
じさせ、この電位差から電圧に変換できるようにした構
成が知られている。以下、上記従来の油圧センサについ
て図面を参照しながら説明する。

【０００３】図６ないし図１０は従来の油圧センサを示
し、図６は縦断面図、図７は平面図、図８は正面図、図
９は図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図１０（ａ）はピッ
クアップコイルを抵抗とブリッジ接続した回路図、図１
０（ｂ）は上記ブリッジ回路の電位差から電圧を出力す
るための回路のブロック図である。

【０００４】図６ないし９に示すように、本体部１は先
端側の受圧部２と基部側の接続部３とから構成されてい
る。受圧部２は円筒状部４の内側中央部に隔壁５が一体
的に設けられ、円筒状部４の外周には浅い環状溝６が形
成されている。接続部３は中間部にスパナ等の工具を係
合するための六角柱状部７が形成され、基端部外周には
ねじ８が形成され、内端部外周には大径部９が形成され
、円筒状部４側の内周には環状溝１０が形成されている
。本体部１の中心部には接続部３側から隔壁５まで油等
の流体を導く流体導入穴１１が形成されている。

【０００５】受圧部２の円筒状部４の浅い環状溝１０に
は歪が加わると透磁率が変化するアモルファス材料の薄
板からなる円筒状の磁歪体１２が接着されている。磁歪
体１２の外周には隔壁５を挟む位置で計２つのピックア
ップコイル１３、１４が設けられ、各ピックアップコイ
ル１３、１４は円筒状部４および磁歪体１２の外周に設
けられた３つの樹脂製の円筒状のボビン１５、１６、１
７により挟むように支持されている。ボビン１５、１６
、１７およびピックアップコイル１３、１４の外周には
薄肉の円筒状のヨーク１８が設けられ、このヨーク１８
の端部が環状溝１０に挿入され、この隙間に接着剤１９
が充填されて固定されている。ヨーク１８は磁性材から
なり、磁歪体１２、ピックアップコイル１３、１４およ
びヨーク１８等により磁気回路が形成される。円筒状部
４の先端にはコイル基板２０が取付けられ、このコイル
基板２０にピックアップコイル１３、１４の端末が接続
されている。

【０００６】本体部１の大径部９には円筒状のケース２
１の基部が嵌合され、その端部に大径部９に対するかし
め加工が施されている。そして、このかしめ部とケース
２１内に圧入されて固定されたリング２２とで大径部９
が挟持されてケース２１が本体部１に取付けられると共
に、ケース２１と大径部９とにＯリング２３が圧縮状態
で介在されてシールされている。ケース２１内にはヨー
ク１８の外周において回路基板２４が設けられている。 この回路基板２４はフレキシブル部２５とそれを裏打ち
する基板２６とからなり、フレキシブル部２５に回路部
品がはんだ付けされている。回路基板２４とコイル基板
２０とはリード線２７により接続されている。ケース２
１の先端部の薄肉部２８にはベース２９とコネクタユニ
ット３０の基部の大径部３１が挿入され、薄肉部２８の
端部に規制リング３２を介して大径部３１に対するかし
め加工が施されている。そして、大径部３１が規制リン
グ３２とケース２１の段部３３とで挟持されて固定され
ると共に、大径部３１と薄肉部２８とにＯリング３４が
圧縮状態で介在されてシールされている。コネクタユニ
ット３０に一体成形されているターミナル３５には回路
基板２４がリード線３６により接続されている。

【０００７】上記のように２つのピックアップコイル１
３、１４とコイル基板２０が接続されると共に、コイル
基板２０と回路基板２４が接続されることにより図１０
（ａ）、（ｂ）に示すような回路が構成されている。す
なわち、２つのピックアップコイル１３、１４と２つの
抵抗Ｒ１、Ｒ２とでブリッジ回路が構成され、このブリ
ッジ回路には発振器３７がフィルタ３８、パワーアンプ
３９およびコンデンサＣ１を順次介して接続されている
。ブリッジ回路の出力端子Ａ、Ｂはそれぞれコンデンサ
Ｃ２、Ｃ３を介してその信号を増幅し、交流信号を直流
信号に変換（整流）し、リップル分を除去（平滑）する
回路４０に接続されている。

【０００８】上記のように構成された圧力センサは、本
体部１の六角柱状部７を利用してスパナ等の工具により
回転させることにより、ねじ８部が流体圧部、例えば、
油圧部（図示省略）に接続され、流体導入穴１１に隔壁
５まで油が導かれる。

【０００９】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。発振器３７で形成され、フィルタ３８で
歪のない状態となった正弦波をパワーアンプ３９を介し
てブリッジ回路に入力する。２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、２
つのピックアップコイル１３、１４で形成されたブリッ
ジ回路は、受圧部２に油圧が加わらない時には、ピック
アップコイル１３、１４のインダクタンスが平衡してお
り、出力端子Ａ、Ｂ間の電位差は零である。ここで、油
圧が受圧部２に加わると、図６におけるアモルファス材
料からなる磁歪体１２の下方、すなわち、油の導入側に
のみ歪が加わり、この部分の透磁率が変化し、その外周
のピックアップコイル１４のインダクタンスが減少する
。一方、ピックアップコイル１３のインダクタンスは変
化しない。これに伴い、図１０（ａ）、（ｂ）における
出力端子Ａ、Ｂ間に電位差が生じ、したがって、この電
位差による出力信号を回路４０で差動増幅し、直流信号
に変換し、更にこの直流信号からリップル分を除去して
油圧に比例した電圧を出力端子から得ることができる。 そして、この出力電圧をもとに油圧制御を行うことがで
きる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の油圧センサでは、ボビン１５、１６、１７が非磁性
体の樹脂で形成されているなどの理由から磁気回路の透
磁率が小さくなる。そのため、ピックアップコイル１３
、１４のインダクタンスも小さく、パワーアンプ３９か
らみると負荷が重く、プッシュプルのアンプにしたり、
ブリッジの入出力にコンデンサを必要とし、コストアッ
プになるなどの問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、磁気回路の透磁率を大きくして駆動回路
の負荷インピーダンスを軽減することができ、したがっ
て、回路部の構成の簡素化を図ってコストダウンを図る
ことができるようにした圧力センサを提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の技術的解決手段は、円筒状部の中央部内側に
隔壁を有し、検出部に接続するための接続部を有し、上
記接続部側から上記隔壁に達する流体導入穴を有する本
体部と、上記円筒状部の外周に接着されたアモルファス
材料からなる磁歪体と、この磁歪体の外周で上記隔壁を
挟むように設けられた２つのピックアップコイルと、こ
の２つのピックアップコイルを挟んで支持する３つに分
割されたボビンと、上記ピックアップコイルおよびボビ
ンの外周に設けられたヨークと、上記２つのピックアッ
プコイルのインダクタンスの差異により電気出力を得る
ための回路を有する基板と、上記本体部に取付けられた
ケースとを備え、上記ボビンが磁性材により形成された
ものである。

【００１３】そして、上記２つのピックアップコイルを
そのインダクタンスの差異により出力端子間に電位差を
生じるように２つの抵抗とブリッジ接続し、供給電圧を
単電源とし、上記ブリッジの一端をグランドから上記供
給電圧の約１／２の電圧のところに接続することができ
る。また、上記磁歪体を励磁するためのコイル印加電圧
を三角波とするのが好ましく、また、上記ケースを上記
本体部に溶接により取付けるのが好ましい。

【００１４】

【作用】したがって、本発明によれば、本体部の接続部
を検出部である流体圧部に接続し、本体部の隔壁の基部
側に流体圧が加わると、アモルファス材料からなる磁歪
体における流体圧が加わった側に歪が生じてその部分の
透磁率が変化し、その外周のピックアップコイルのイン
ダクタンスが減少し、これに伴い、回路から流体圧に比
例した電気出力を得ることができ、この出力により流体
圧制御を行うことができる。そして、上記ピックアップ
コイルを挟むように支持するボビンを磁性材により形成
して磁気回路の透磁率を大きくしているので、ピックア
ップコイルのインダクタンスを大きくし、回路のインピ
ーダンスを大きくし、回路側からみた負荷を大幅に軽減
することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１６】図１ないし図５は本発明の一実施例におけ
る圧力センサを示し、図１は縦断面図、図２は平面図、
図３は正面図、図４は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図
５（ａ）はピックアップコイルを抵抗とブリッジ接続し
た回路図、図５（ｂ）は上記ブリッジ回路の電位差から
電圧を出力するための回路のブロック図である。

【００１７】本実施例においては、上記従来例と同一部
分については同一符号を付してその説明を省略し、異な
る構成について説明する。

【００１８】図１ないし４に示すように、ピックアップ
コイル１３、１４を挟むように支持する３つに分割され
たボビン１５、１６、１７が非磁性体の樹脂に替えてパ
ーマロイ、またはフェライト等の磁性材により形成され
、ケース２１の基部の折曲部４１が本体部１の接続部７
の内端面に重ねられて溶接により取付けられ、上記従来
例におけるＯリング２３、圧入リング１３および本体部
１の大径部９が除去されている。そして、図５（ａ）、
（ｂ）に示すように、２つのピックアップコイル１３、
１４と２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２とで構成されたブリッジ回
路に発振器３７が三角波形成回路４２を介して接続され
、ブリッジ回路の一端が単電源からの供給電圧の約１／
２の電圧に接続されている。ブリッジ回路の出力端子Ａ
、Ｂはその信号を増幅し、交流信号を直流信号に変換（
整流）し、リップル分を除去（平滑）する回路４０に接
続されている。このように回路部において、上記従来例
におけるパワーアンプ３９、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ
３が除去されている。

【００１９】以上の構成において、以下、その動作につ
いて説明する。発振器３７からの信号を三角波形成回路
４２で三角波とし、この三角波をブリッジ回路に入力す
る。２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、２つのピックアップコイル
１３、１４で形成されたブリッジ回路は、受圧部２に油
圧が加わらない時には、ピックアップコイル１３、１４
のインダクタンスが平衡しており、出力端子Ａ、Ｂ間の
電位差は零である。ここで、油圧が受圧部２に加わると
、図１におけるアモルファス材料からなる磁歪体１２の
下方、すなわち、油の導入側にのみ歪が加わり、この部
分の透磁率が変化し、その外周のピックアップコイル１
４のインダクタンスが減少する。一方、ピックアップコ
イル１３のインダクタンスは変化しない。これに伴い、
図５（ａ）、（ｂ）における出力端子Ａ、Ｂ間に電位差
が生じ、したがって、この電位差による出力信号を回路
４０で差動増幅し、直流信号に変換し、更にこの直流信
号からリップル分を除去して油圧に比例した電圧を出力
端子から得ることができる。そして、この出力電圧をも
とに油圧制御を行うことができる。

【００２０】ここで、本発明においては、ピックアップ
コイル１３、１４を挟むように支持する３つに分割され
たボビン１５、１６、１７を上記のようにパーマロイ、
フェライト等の磁性材により形成しているので、磁気回
路の透磁率を大きくすることができる。これによりピッ
クアップコイル１３、１４のインダクタンスを大きくし
、回路のインピーダンスを大きくし、回路側からみた負
荷を大幅に軽減することができる。このようにブリッジ
回路部の負荷を軽減し、磁気回路を励磁する電圧、電流
を小さくすることができるので、上記従来例のパワーア
ンプに替えて普通のバイポーラオペアンプを用いて駆動
することができる。また、ブリッジの一端を上記のよう
に電源電圧の約１／２の電圧に接続することにより、上
記従来例で必要とした回路部のコンデンサＣ１、Ｃ２、
Ｃ３を除去することができる。また、磁気回路を駆動す
る電圧波形として、上記従来例の正弦波に替えて三角波
を用いることにより、発振回路部を簡素化することがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ピ
ックッアップコイルを支持するボビンを磁性材により形
成しているので、磁気回路の透磁率を大きくすることが
でき、これにより回路部のインダクタンスを大きくする
ことができると共に、抵抗も大きくすることができるの
で、回路部全体のインピーダンスを大きくすることがで
き、駆動回路の負荷インピーダンスを軽減することがで
きる。したがって、普通の磁気アンプで磁気回路を簡単
に駆動することができ、回路部の構成の簡素化および低
コスト化を図ることができる。

【００２２】また、２つのピックアップコイルを、イン
ダクタンスの差異により出力端子間に電位差を生じるよ
うに２つの抵抗とブリッジ接続し、ブリッジの一端を電
源電圧の約半分の電圧に接続することにより、上記理由
を含めて回路部のコンデンサの点数を減らすことができ
、回路部の構成の簡素化および低コスト化を図ることが
できる。

【００２３】また、磁気回路を駆動する電圧波形として
、三角波を用いることにより、正弦波に比して発振回路
部の構成を簡素化することができる。

【００２４】また、ケースを本体部に溶接により取付け
ることにより、部品点数を最少限にし、チタンを本体部
の最少限に用いることができ、構造面でのコストダウン
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における圧力センサの断面図

【図２】同圧力センサの平面図

【図３】同圧力センサの正面図

【図４】同圧力センサを示し、図１のＡ−Ａ線に沿う断
面図

【図５】（ａ）本発明の一実施例における圧力センサを
示し、ピックアップコイルを抵抗とブリッジ接続した回
路図 （ｂ）同ブリッジ回路の電位差から電圧を出力するため
の回路のブロック図

【図６】従来の油圧センサの縦断面図

【図７】同油圧センサの平面図

【図８】同油圧センサの正面図

【図９】同油圧センサを示し、図６のＢ−Ｂ線に沿う断
面図

【図１０】（ａ）従来の油圧センサを示し、ピックアッ
プコイルを抵抗とブリッジ接続した回路図（ｂ）同ブリ
ッジ回路の電位差から電圧を出力するための回路のブロ
ック図

【符号の説明】

１　　本体部 ２　　受圧部 ３　　接続部 ４　　円筒状部 ５　　隔壁 １２　　磁歪体 １３　　ピックアップコイル １４　　ピックアップコイル １５　　ボビン １６　　ボビン １７　　ボビン １８　　ヨーク ２０　　コイル基板 ２１　　ケース ２４　　回路基板 ３７　　発振器 ４２　　三角波形成回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　円筒状部の中央部内側に隔壁を有し、
   検出部に接続するための接続部を有し、上記接続部側か
   ら上記隔壁に達する流体導入穴を有する本体部と、上記
   円筒状部の外周に接着されたアモルファス材料からなる
   磁歪体と、この磁歪体の外周で上記隔壁を挟むように設
   けられた２つのピックアップコイルと、この２つのピッ
   クアップコイルを挟むように支持する３つに分割された
   ボビンと、上記ピックアップコイルおよびボビンの外周
   に設けられたヨークと、上記２つのピックアップコイル
   のインダクタンスの差異により電気出力を得るための回
   路を有する基板と、上記本体部に取付けられたケースと
   を備え、上記ボビンが磁性材により形成された圧力セン
   サ。
2. 【請求項２】　　２つのピックアップコイルがそのイン
   ダクタンスの差異により出力端子間に電位差を生じるよ
   うに２つの抵抗とブリッジ接続され、供給電圧が単電源
   であり、上記ブリッジの一端が上記供給電圧の約１／２
   の電圧に接続された請求項１記載の圧力センサ。
3. 【請求項３】　　磁歪体を励磁するためのコイル印加電
   圧が三角波である請求項１または２記載の圧力センサ。
4. 【請求項４】　　ケースが本体部に溶接により取付けら
   れた請求項１ないし３のいずれかに記載の圧力センサ。