JPS6285833A - 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】 産業上の利用分野 本発明は非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサ
に関するものである。

従来の技術 近年、非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサが
提案されている。例えば特開昭５８−１９５２３９号公
報、同５８−１９５２．４０号公報等に記載のものであ
る。第３図は前者の実施例を示している。３１は円環状
の溝が設けられた円柱状の軟磁性体で、３２はその上部
に配置された磁歪を育する非晶質磁性合金円板、３３は
前記軟磁性体の溝部に巻装されたコイル、３４は一端が
溝部底部に接し他端が軟磁性体開口部面と同一面となる
ように配置された非磁性リング、３５はこれらを収納す
る容器、３６は非晶質磁性合金３２に圧力を伝達する透
孔３７を有した蓋部である。圧力が圧力導入口３８に加
わると透孔３７を通して圧力が非晶質磁性合金円板３２
に加わり、これを軟磁性溝部において押し下げ非晶質磁
性合金円板内に応力が発生する。この内部応力の発生で
磁歪効果により非晶質磁性合金の透磁率が減少する。

この変化をコイル３３を用いてインダクタンスの形で検
出し圧力を測定する様になっている。

発明の解決しようとする問題点 上記の様な構成のセンサにおいては、軟磁性体と磁歪を
有する非晶質磁性合金円板の作る磁気回路においてその
磁気抵抗が両者の間の空隙により大きく影響を受ける。

例えば第４図は従来のセンサのインダクタンス値のばら
つきを示したものであるが、空隙が僅かに変化しその影
響で磁束状態が変わりインダクタンス値が約３０％変動
し不安定になっている。この問題を解決する為には軟道
１ｉ体と磁歪を有する非晶質磁性合金円板の間にスペー
サを設ければよいが、結晶質の金属をスペーサに用いる
と強度が弱く降伏点が低いため圧力の印加により塑性変
形し、センサの出力に悪い影響を与える。例えば第５図
は従来のセンサに杓５０気圧の圧力を加えた状態で１０
０時間おいた場合のインダクタンス値の経時変化をしめ
したものであるが約２％程度の変化が見られる。更に同
様な理由からセンナの高圧化を計る場合にもスペーサの
塑性変形が大きく生じ、出力が圧力の繰り返しに対して
安定せず実用的でない。

問題点を解決するための手段 軟磁性体と磁歪を有する非晶質磁性合金円板とにより磁
気回路を構成するとともに１、軟磁性体と磁歪を有する
非晶質磁性合金円板の間に、非磁性非晶質合金で作製し
たスペーサを設ける。

作用 軟磁性体及び非晶質磁性合金円板の間に非磁性非晶質合
金で作製したスペーサを設ける構成にする事により磁気
回路の安定化が計られ、センサのインダクタンス値が安
定になる。更に結晶構造的に高強度である非磁性非晶質
合金を用いる事により、圧力に対しスペーサが塑性変形
することがないので、出力の経時変化がなく高圧を印加
した場合でも安定した出力になる。

実施例 第１図は本特許の一実施例の断面図である。１は円環状
の溝が設けられた円柱状の軟磁性体で、２は磁歪を有す
る非晶質磁性合金円板、３は軟道１１体と非晶質磁性合
金円板の間に置かれた非磁性非晶質合金円板（スペーサ
）で軟磁性体溝部に対応する部分に細長い溝を有してい
る。これら三つの部材は一つの閉磁路を構成している。

４は圧力を伝達する透孔６を持ち油を阻止するＯリング
５を配置した蓋部であり、その上部が圧力導入口４ａと
なっている。７は容器で、蓋部４と共に先述の磁気回路
を構成する部材を収納保持している。

８は軟磁性体１の溝部の中に設けられたコイルで先述の
磁気回路のインダクタンスの測定（こちちいられる。９
は検出回路である。圧力が圧力導入口４ａより加わると
、圧力は透孔６を通して圧力が非晶質磁性合金に加オつ
り、非晶質磁性合金を軟磁性体溝部で下方に押し下げる
。これにより非晶質磁性合金円板２内に応力が発生し、
この内部応力で磁歪効果によりを非晶質磁性合金２の透
磁率が減少する。この変化をコイル９を用いてインダク
タンスの形で検出し圧力を測定する様になっている。以
上の検出原理から分かるように、このセンサは圧力をイ
ンダクタンス値の変化の形で検出している。この理由か
ら磁気回路の安定性が測定の精度を大きく左右する。そ
のため軟磁性体１と非晶質磁性合金円板２の間に非磁性
非晶質合金３のスペーサを用いている。非晶質合金は結
晶構造的に高強度で塑性変形のしにくい材料のため、連
続して圧力が加わった場合においてもスペーサが変形し
インダクタンス値が経時変化することがない。また高圧
力が加わった場合にたいしても安定である。

第６図はこの第１図実施例におけるインダクタンス値の
ばらつきを示したもので、従来の杓３０％のばらつきに
比べ約１．５％と２０分の１になる。よって圧力検出が
高精度で行えることがわっる。これは磁気回路中の空隙
をスペースによって精度良（制御したためである。第７
図は第１図実施例において杓５０気圧の圧力を印加した
状、卵でそのインダクタンス値の経時変化を示したもの
で、１００時間の経過後もインダクタンス値が変動して
いない事を示している。

第２図は本発明の他の実施例である。構造は第１図実施
例とほぼ同じであり、同一部分には同一番号を付して説
明を省略する。１１は第１図の非磁性非晶質合金円板３
と同様のスペーサであるが、細長い溝を設けていないも
のを示している。

この構成は非磁性非晶質合金スペーサ１１が非晶質磁性
合金円板と共に受圧ダイアフラムを構成する襟になって
いる。その為非晶質合金円板１１の弾性も利用でき第１
図実施例より大きな圧力まで耐えることが可能となる。

しかも磁気回路の構造は全く同一であり圧力測定レンジ
だけが大きくなる利点がある。この事は第１図実施例に
おける検出回路をそのまま用いる事が可能であることを
意味し同一回路でトランスデユーサ部だけを交換すれば
高圧まで測定可能なセンサを提供出来ることになる。ま
た測定レンジもこの非磁性非晶質合金スペーサの枚数を
調整することにより種々選べる様になる。

発明の効果 本発明によれば、非磁性非晶質円板のスペーサにより磁
気回路が安定化し、製造時のばらつきを極めて小さくす
ることができる。しから、非磁性非晶質円板は圧力によ
る経時変化がないため、安定した性能を維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における圧力センサの断面図
、第２図は本発明の他の実施例の断面図、第３図は従来
の圧力センサの断面図、第４図は従来センサのインダク
タンス値のばらつきを示した図、第５図は従来センサの
インダクタンス値の経時変化を示したグラフ、第６図は
本発明のセンサのインダクタンス値のばらつきを示した
図、第７図は本発明のセンサのインダクタンス値の経時
変化を示したグラフである。 １−一一一軟磁性体、２−一一一磁歪を有する非晶質磁
性合金円板、３−一一一非磁性非晶質合金円板、４−−
蓋部、４ａ−−−一圧力導入口、５−一一一〇リング、
６−−−−透孔、７−−−−容器、８−−−−コイル、
９−−−−検出回路。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　化１名第１図 ４ａ−圧力導入■ 第２図 悲 第　３１２１ 第４図 ！２３４５１７　Ｂ　ｆ　１０ ：Ｊ山五センサ丈ンフ゛ル昏号 第５図 ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　ｓｏ　　　　　
　　　　　　　　　　　ｔｏ。 埼間（（ｒ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円環状の溝が設けられた円柱状の軟磁性体と、前
   記軟磁性体の溝部を有する面に接した少なくとも１枚の
   非磁性非晶質合金円板と、前記軟磁性体と逆の側面で前
   記非磁性非晶質合金円板に接する少なくとも１枚の磁歪
   を有する非晶質磁性合金円板と、前記軟磁性体溝部に巻
   装されたコイルと、これらを保持する容器と、前記非晶
   質磁性合金に接し圧力伝達媒質の流出を防ぐ手段を有す
   るとともに前記軟磁性体溝部に対応し前記非晶質磁性合
   金円板に圧力を伝達する手段を有する蓋部とを備えた圧
   力センサ。
2. （２）非磁性非晶質合金円板の少なくとも１枚が、軟磁
   性体溝部に対応する部分に細長い溝を有する事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の圧力センサ。