JPH06100514B2 - 圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
圧力センサおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPH06100514B2 JPH06100514B2 JP13674590A JP13674590A JPH06100514B2 JP H06100514 B2 JPH06100514 B2 JP H06100514B2 JP 13674590 A JP13674590 A JP 13674590A JP 13674590 A JP13674590 A JP 13674590A JP H06100514 B2 JPH06100514 B2 JP H06100514B2
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- Japan
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- diaphragm
- pressure
- amorphous foil
- pressure sensor
- strain
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧力センサおよびその製造方法に関し、特
に、受圧面となるダイヤフラムに取付けられた非晶質磁
性金属箔の透磁率変化に基づいて被検出流体の圧力を検
出するようにした圧力センサおよびその製造方法に関す
る。
に、受圧面となるダイヤフラムに取付けられた非晶質磁
性金属箔の透磁率変化に基づいて被検出流体の圧力を検
出するようにした圧力センサおよびその製造方法に関す
る。
（従来の技術） 自動車機器および各種産業機械における圧力検出用のセ
ンサとして、受圧面となるダイヤフラムに取付けられた
非晶質磁性金属箔（以下、アモルファス箔という）の透
磁率変化に基づいて被検出流体の圧力を検出するように
した圧力センサが考えられている。この圧力センサの一
例を図面を参照して説明する。
ンサとして、受圧面となるダイヤフラムに取付けられた
非晶質磁性金属箔（以下、アモルファス箔という）の透
磁率変化に基づいて被検出流体の圧力を検出するように
した圧力センサが考えられている。この圧力センサの一
例を図面を参照して説明する。
第３図は従来の圧力センサの一例を示す断面図である。
同図において、非磁性材料によって成型されたケーシン
グ９には、油圧回路等の流体回路（図示せず）より流体
を導入する導入孔７、該導入孔７に接続された圧力室
８、および該圧力室８の一壁面を構成するダイヤフラム
２が形成されている。
グ９には、油圧回路等の流体回路（図示せず）より流体
を導入する導入孔７、該導入孔７に接続された圧力室
８、および該圧力室８の一壁面を構成するダイヤフラム
２が形成されている。
前記ダイヤフラム２には円形のアモルファス箔１が接着
等の手法によって取付けられている。
等の手法によって取付けられている。
筒状コア10および棒状コア13、ならびにセンシングコイ
ル５が巻回されたボビン４は、前記アモルファス箔１と
対向するようにケーシング９の凹部12内に挿入され、キ
ャップ６をケーシング９に螺合することによって固定さ
れる。
ル５が巻回されたボビン４は、前記アモルファス箔１と
対向するようにケーシング９の凹部12内に挿入され、キ
ャップ６をケーシング９に螺合することによって固定さ
れる。
該圧力センサは、シール用Ｏリング11を介し、ねじ部14
によって被検出部に取付けられる。
によって被検出部に取付けられる。
以上のように構成された圧力センサにおいて、センシン
グコイル５に通電すると、磁束が発生し、この磁束は前
記コア10、コア13およびアモルファス箔１を通過する。
この状態で圧力室８に導入された流体の圧力が変化する
と、ダイヤフラム２、およびこれに取付けられているア
モルファス箔１の歪量が変化する。その結果、アモルフ
ァス箔１の透磁率が変化してセンシングコイル５のイン
ダクタンスが変化する。
グコイル５に通電すると、磁束が発生し、この磁束は前
記コア10、コア13およびアモルファス箔１を通過する。
この状態で圧力室８に導入された流体の圧力が変化する
と、ダイヤフラム２、およびこれに取付けられているア
モルファス箔１の歪量が変化する。その結果、アモルフ
ァス箔１の透磁率が変化してセンシングコイル５のイン
ダクタンスが変化する。
このインダクタンスの変化を、例えば電圧の変化として
検出するようにすれば圧力が検出できる。
検出するようにすれば圧力が検出できる。
ところで、被検出流体の中に空気が混入すると正確な圧
力を検出できないので、該圧力センサには空気抜き手段
が設けられる。第３図において、空気抜き手段は、ねじ
ホルダ15および該ねじホルダ15に螺合されるねじ16から
なる。ねじ16が送り込まれて該ねじ16の先端テーパ部18
が連通孔17の端部に接触すると圧力室８は閉塞され、ね
じ16を後退させれば圧力室８の空気を排出することがで
きる。
力を検出できないので、該圧力センサには空気抜き手段
が設けられる。第３図において、空気抜き手段は、ねじ
ホルダ15および該ねじホルダ15に螺合されるねじ16から
なる。ねじ16が送り込まれて該ねじ16の先端テーパ部18
が連通孔17の端部に接触すると圧力室８は閉塞され、ね
じ16を後退させれば圧力室８の空気を排出することがで
きる。
（発明が解決しようとする課題） 上記、従来の圧力センサには次のような問題点があっ
た。
た。
加えられる応力によって生じるアモルファス箔１の歪
と、該歪みの変化による透磁率の変化、すなわちこれに
比例するセンシングコイル５の出力電圧との関係を第４
図に示す。
と、該歪みの変化による透磁率の変化、すなわちこれに
比例するセンシングコイル５の出力電圧との関係を第４
図に示す。
同図において、横軸はアモルファス箔の歪量、縦軸はセ
ンシングコイルの出力電圧である。図示のように、アモ
ルファス箔に生じた引張歪量の変化に対する出力電圧の
変化は小さく、出力電圧は極めて低い点Ｓで飽和する。
一方、圧縮歪量の変化に対する出力電圧の変化は大き
く、引張歪と同程度の小さい歪では出力電圧は飽和して
いない。このように引張応力に対する出力電圧の飽和点
が低いと、圧力の測定範囲が狭く、感度も低いという問
題が生じる。
ンシングコイルの出力電圧である。図示のように、アモ
ルファス箔に生じた引張歪量の変化に対する出力電圧の
変化は小さく、出力電圧は極めて低い点Ｓで飽和する。
一方、圧縮歪量の変化に対する出力電圧の変化は大き
く、引張歪と同程度の小さい歪では出力電圧は飽和して
いない。このように引張応力に対する出力電圧の飽和点
が低いと、圧力の測定範囲が狭く、感度も低いという問
題が生じる。
特に、アモルファス箔と該アモルファス箔が取付けられ
るダイヤフラムとの線膨張係数の差が小さいか、アモル
ファス箔の線膨張係数がダイヤフラムのそれよりも大き
い場合に製造上の都合から問題が大きい。
るダイヤフラムとの線膨張係数の差が小さいか、アモル
ファス箔の線膨張係数がダイヤフラムのそれよりも大き
い場合に製造上の都合から問題が大きい。
すなわち、アモルファス箔は高温硬化型の接着剤によっ
てダイヤフラムに接着されることが多い。この際に、ア
モルファス箔およびダイヤフラムは当該圧力センサの使
用温度より高温に保持される。したがって、アモルファ
ス箔とダイヤフラムとが高温状態で接着され、その後冷
却された時点では、両者の線膨脹係数の差からアモルフ
ァス箔に引張応力が加わった状態となっている。
てダイヤフラムに接着されることが多い。この際に、ア
モルファス箔およびダイヤフラムは当該圧力センサの使
用温度より高温に保持される。したがって、アモルファ
ス箔とダイヤフラムとが高温状態で接着され、その後冷
却された時点では、両者の線膨脹係数の差からアモルフ
ァス箔に引張応力が加わった状態となっている。
このように、無負荷時においてすでに引張応力が加わっ
ていると、第４図に示したように、圧力検出の初期状態
において、例えば引張り方向の初期引張歪Ｉが生じてい
る。そのために、少ない歪量の変化で出力電圧が飽和点
Ｓに達するようになり、測定範囲がさらに狭くなるとい
う問題点があった。
ていると、第４図に示したように、圧力検出の初期状態
において、例えば引張り方向の初期引張歪Ｉが生じてい
る。そのために、少ない歪量の変化で出力電圧が飽和点
Ｓに達するようになり、測定範囲がさらに狭くなるとい
う問題点があった。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、歪に
対する出力電圧の飽和点を高くして圧力の測定可能範囲
を拡げられ、感度の高い領域で圧力の測定を行えるよう
な圧力センサおよびその製造方法を提供することにあ
る。
対する出力電圧の飽和点を高くして圧力の測定可能範囲
を拡げられ、感度の高い領域で圧力の測定を行えるよう
な圧力センサおよびその製造方法を提供することにあ
る。
（課題を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決し、目的を達成するために、本発明
は、ダイヤフラムに圧力を加えた状態で該ダイヤフラム
にアモルファス箔を固着し、アモルファス箔固着後前記
圧力を解除するという工程を経て圧力センサを製造する
点、および前記工程を経ることによって無負荷状態でア
モルファス箔に圧縮歪が与えられている点に特徴があ
る。
は、ダイヤフラムに圧力を加えた状態で該ダイヤフラム
にアモルファス箔を固着し、アモルファス箔固着後前記
圧力を解除するという工程を経て圧力センサを製造する
点、および前記工程を経ることによって無負荷状態でア
モルファス箔に圧縮歪が与えられている点に特徴があ
る。
上記の特徴を有する本発明では、圧力検出の初期使用状
態つまり無負荷状態において、当該圧力センサのアモル
ファス箔に圧縮歪が与えられている。その結果、出力電
圧の飽和点が相対的に高くなって圧力検出範囲が広くな
る。
態つまり無負荷状態において、当該圧力センサのアモル
ファス箔に圧縮歪が与えられている。その結果、出力電
圧の飽和点が相対的に高くなって圧力検出範囲が広くな
る。
（実施例） 以下に図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す製造方法の説明図であ
り、圧力センサの要部断面図である。
第１図は本発明の一実施例を示す製造方法の説明図であ
り、圧力センサの要部断面図である。
同図（ａ）は、アモルファス箔１がダイヤフラム２上の
所定の位置に配置してある状態を示す。これらアモルフ
ァス箔１とダイヤフラム２とを接着するため、両者の接
触面には接着剤の層３が介在されている。該接着剤は高
温（例えば120°Ｃ）で硬化する性質を有するものであ
り、接着準備状態では、接着能力を有していない。
所定の位置に配置してある状態を示す。これらアモルフ
ァス箔１とダイヤフラム２とを接着するため、両者の接
触面には接着剤の層３が介在されている。該接着剤は高
温（例えば120°Ｃ）で硬化する性質を有するものであ
り、接着準備状態では、接着能力を有していない。
同図に示したようにダイヤフラム２の内側、つまり圧力
室８側から予定の圧力（以下、予圧という）Ｐが加えら
れており、ダイヤフラム２は弾性変形している。予圧Ｐ
が加えられてダイヤフラム２が変形しても、この時点で
はアモルファス箔１とダイヤフラム２とは接着されてい
ないのでアモルファス箔１には応力は加わっていない。
予圧Ｐをかけた状態でアモルファス箔１およびダイヤフ
ラム２を前記接着剤の硬化温度まで昇温させる。
室８側から予定の圧力（以下、予圧という）Ｐが加えら
れており、ダイヤフラム２は弾性変形している。予圧Ｐ
が加えられてダイヤフラム２が変形しても、この時点で
はアモルファス箔１とダイヤフラム２とは接着されてい
ないのでアモルファス箔１には応力は加わっていない。
予圧Ｐをかけた状態でアモルファス箔１およびダイヤフ
ラム２を前記接着剤の硬化温度まで昇温させる。
接着剤が硬化したならば前記予圧Ｐを解除する。予圧Ｐ
が解除されると、ダイヤフラム２は元の形状に復帰する
（第１図ｂ）。この場合、アモルファス箔１とダイヤフ
ラム２とは接着されて一体化されているので、ダイヤフ
ラム２が元の形状に復帰することによって、アモルファ
ス箔１には矢印Ｃ方向の圧縮応力が加わって歪が生じ
る。
が解除されると、ダイヤフラム２は元の形状に復帰する
（第１図ｂ）。この場合、アモルファス箔１とダイヤフ
ラム２とは接着されて一体化されているので、ダイヤフ
ラム２が元の形状に復帰することによって、アモルファ
ス箔１には矢印Ｃ方向の圧縮応力が加わって歪が生じ
る。
以上の工程により、無負荷時つまりダイヤフラム２の歪
量がゼロの時にアモルファス箔１に圧縮歪が生じるよう
な圧力センサを製造することができる。その結果、アモ
ルファス箔１の歪‐出力電圧特性における、引張応力に
よる歪の変化に対する出力電圧の変化が大きい領域、つ
まり感度の高い領域で圧力センサを使用することができ
る。
量がゼロの時にアモルファス箔１に圧縮歪が生じるよう
な圧力センサを製造することができる。その結果、アモ
ルファス箔１の歪‐出力電圧特性における、引張応力に
よる歪の変化に対する出力電圧の変化が大きい領域、つ
まり感度の高い領域で圧力センサを使用することができ
る。
第２図に、歪−出力電圧特性上での前記予圧Ｐの大きさ
に対応する圧力検出領域の移動の態様を示す。
に対応する圧力検出領域の移動の態様を示す。
同図において、前記予圧Ｐがゼロの状態でアモルファス
箔を接着した場合、無負荷時の圧縮歪は“0"であるが、
予圧Ｐが170kg/cm2の時の、無負荷状態での圧縮歪はS
1、予圧Ｐが210kg/cm2の時の、無負荷状態での圧縮歪は
S2というように無負荷状態での圧縮歪つまり初期歪は予
圧Ｐの増大に伴って増大する。その結果、一定の検出圧
力、例えば150kg/cm2の圧力が加わった場合の歪量の変
化ｄが生じても、それぞれ初期歪の大きさによって出力
電圧の大きさが異なる。
箔を接着した場合、無負荷時の圧縮歪は“0"であるが、
予圧Ｐが170kg/cm2の時の、無負荷状態での圧縮歪はS
1、予圧Ｐが210kg/cm2の時の、無負荷状態での圧縮歪は
S2というように無負荷状態での圧縮歪つまり初期歪は予
圧Ｐの増大に伴って増大する。その結果、一定の検出圧
力、例えば150kg/cm2の圧力が加わった場合の歪量の変
化ｄが生じても、それぞれ初期歪の大きさによって出力
電圧の大きさが異なる。
同図から分かるように、初期歪S2の場合が同一の歪量変
化ｄに対応する出力電圧の変化が大きい。
化ｄに対応する出力電圧の変化が大きい。
このように、予圧Ｐの変化に従って生じる歪量の変化に
対する出力電圧の変化の程度、すなわち感度が変動する
ので、この感度の良好な領域をで当該圧力センサが使用
できるような予圧Ｐを選定し、該予圧Ｐの下でアモルフ
ァス箔１とダイヤフラム２とを接着すれば良い。
対する出力電圧の変化の程度、すなわち感度が変動する
ので、この感度の良好な領域をで当該圧力センサが使用
できるような予圧Ｐを選定し、該予圧Ｐの下でアモルフ
ァス箔１とダイヤフラム２とを接着すれば良い。
なお、本実施例では、ダイヤフラム２にアモルファス箔
１を固着する手段として接着剤を用いる例を示したが、
これ以外に、金属の蒸着または塗布などによって、歪に
よる透磁率変化が生じるアモルファス金属の層をダイヤ
フラム２の上に形成するようにしてもよい。
１を固着する手段として接着剤を用いる例を示したが、
これ以外に、金属の蒸着または塗布などによって、歪に
よる透磁率変化が生じるアモルファス金属の層をダイヤ
フラム２の上に形成するようにしてもよい。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が得られる。
ような効果が得られる。
（１）アモルファス箔の歪量変化に対応する出力電圧の
変化が大きい領域で圧力を検出できるセンサを製造でき
る。
変化が大きい領域で圧力を検出できるセンサを製造でき
る。
（２）わずかなアモルファス箔の歪量変化によって大き
な出力の変化が得られるので、圧力検出感度を向上させ
ることができる。
な出力の変化が得られるので、圧力検出感度を向上させ
ることができる。
第１図は本発明の一実施例の圧力センサの要部断面と共
にその製造工程を示す図、第２図および第４図はアモル
ファス箔の歪と出力電圧との関係を示す特性図、第３図
は圧力センサの断面図である。 １…アモルファス箔、２…ダイヤフラム、３…接着層、
５…センシングコイル、８…圧力室、10,13…コア
にその製造工程を示す図、第２図および第４図はアモル
ファス箔の歪と出力電圧との関係を示す特性図、第３図
は圧力センサの断面図である。 １…アモルファス箔、２…ダイヤフラム、３…接着層、
５…センシングコイル、８…圧力室、10,13…コア
Claims (3)
- 【請求項１】圧力室の一壁面を形成し、被検出流体の圧
力を受けて弾性変形するダイヤフラム、および該ダイヤ
フラムに固着されたアモルファス箔を有する圧力センサ
の製造方法において、 ダイヤフラムに圧力を加えた状態で該ダイヤフラムにア
モルファス箔を固着する工程と、 アモルファス箔をダイヤフラムに固着した後、前記圧力
を解除する工程とからなることを特徴とする圧力センサ
の製造方法。 - 【請求項２】接着剤によって前記アモルファス箔をダイ
ヤフラムに固着させることを特徴とする請求項１記載の
圧力センサの製造方法。 - 【請求項３】圧力室の一壁面を形成し、被検出流体の圧
力を受けて弾性変形するダイヤフラム、および該ダイヤ
フラムに固着されたアモルファス箔を有する圧力センサ
において、 前記アモルファス箔が無負荷の状態で圧縮歪を有してい
ることを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13674590A JPH06100514B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 圧力センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13674590A JPH06100514B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 圧力センサおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0431730A JPH0431730A (ja) | 1992-02-03 |
| JPH06100514B2 true JPH06100514B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=15182517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13674590A Expired - Lifetime JPH06100514B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 圧力センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100514B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4737803B2 (ja) * | 2000-07-03 | 2011-08-03 | シーケーディ株式会社 | 圧力センサ、出力装置及び圧力検出出力装置 |
| EP2113759A1 (fr) * | 2008-04-29 | 2009-11-04 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Capteur de pression ayant une membrane comprenant un matériau amorphe |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP13674590A patent/JPH06100514B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431730A (ja) | 1992-02-03 |
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