WO2017183492A1 - 圧力センサ - Google Patents

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WO2017183492A1
WO2017183492A1 PCT/JP2017/014592 JP2017014592W WO2017183492A1 WO 2017183492 A1 WO2017183492 A1 WO 2017183492A1 JP 2017014592 W JP2017014592 W JP 2017014592W WO 2017183492 A1 WO2017183492 A1 WO 2017183492A1
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WO
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magnetic flux
yoke
cylindrical body
cylinder
pressure sensor
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Application number
PCT/JP2017/014592
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English (en)
French (fr)
Inventor
尚志 溝口
Original Assignee
ナブテスコ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2016084715A external-priority patent/JP6636849B2/ja
Priority claimed from JP2016084716A external-priority patent/JP2017194351A/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/16—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in the magnetic properties of material resulting from the application of stress

Definitions

  • the present invention relates to a magnetostrictive pressure sensor.
  • a magnetostrictive pressure sensor is a sensor that uses an inverse magnetostriction effect in which the direction of magnetization of a magnetostrictive material changes due to distortion of the magnetostrictive material (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • Patent Document 1 proposes a magnetic sensor device including a magnetostrictive ring fitted to a shaft member. This magnetic sensor device includes a pair of magnetic sensors provided on one side of the magnetostrictive ring and a yoke. Each magnetic sensor detects a leakage magnetic flux from the magnetostrictive ring that changes according to the torque acting on the shaft member. The magnetic sensor device detects torque acting on the shaft member based on the detection result of the magnetic sensor.
  • a magnetostrictive ring fitted to a shaft member it is necessary to form or prepare a magnetostrictive ring having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the shaft member for each shaft member. That is, in the above magnetic sensor device, the magnetostrictive ring is not configured to be applicable to various shaft members having different outer diameters, and the magnetic sensor device is inferior in versatility.
  • An object of one embodiment of the present invention is to improve the versatility of a pressure sensor that detects a change in magnetic flux around a magnetostrictive material.
  • a pressure sensor according to an aspect of the present invention includes a cylindrical body that is formed at least in part from a magnetostrictive material and deforms by the pressure of a fluid flowing inside, and a magnetic flux generator that generates a magnetic flux orthogonal to the extending direction of the cylindrical body.
  • a first holding unit that holds a magnetic flux generation unit by providing a gap between the magnetic flux generation unit and the cylindrical body, and a detection unit that detects a change in magnetic flux around the cylindrical body due to distortion of the cylindrical body.
  • a second holding unit that holds the detection unit so that a gap is provided between the detection unit and the cylindrical body, and the cylindrical body is sandwiched between the detection unit and the magnetic flux generation unit.
  • the pressure sensor detects the pressure of the fluid flowing through the measurement object by connecting the cylinder made of the magnetostrictive material to the pressure measurement object and detecting the change in the magnetic flux around the cylinder. That is, the cylindrical body only needs to communicate with the measurement target, and the configuration is not limited by the configuration of the measurement target, for example, the outer diameter. For this reason, a pressure sensor can be attached to various measurement objects.
  • the magnetic flux generation unit and the detection unit sandwich the cylindrical body, and a gap is provided between each of the magnetic flux generation unit and the detection unit and the cylindrical body. Thereby, it is possible to arrange
  • the pressure sensor includes a casing that surrounds a circumferential direction of the cylindrical body, and the first holding portion and the second holding portion are provided on an inner peripheral surface of the casing.
  • production part and a detection part are provided in the internal peripheral surface of the housing
  • the pressure sensor includes a housing that surrounds a circumferential direction of the cylindrical body, and the first holding portion and the second holding portion are provided on an inner wall portion provided inside the housing. It is preferred that
  • the magnetic flux generation unit and the detection unit are provided on the inner peripheral surface of the casing surrounding the cylindrical body. For this reason, when attaching a pressure sensor, the housing
  • the magnetic flux generation unit and the detection unit are provided on the inner wall portion, the magnetic flux density at the position of the detection unit is higher than when the magnetic flux generation unit and the detection unit are attached to the inner peripheral surface of the housing while enhancing the protection function of the magnetic flux generation unit and the detection unit Is increased. Thereby, the detection accuracy can be improved.
  • both ends of the cylindrical body are provided with connecting portions that are connected to the housing and support the cylindrical body, and the connecting portions are provided detachably with respect to the housing. Is preferred.
  • the casing can be used in common even if the outer diameter of the cylindrical body is changed.
  • the housing since the housing is used in common, it is not necessary to design and manufacture the housing for each measurement target, so that the cost can be reduced.
  • At least one of the first holding unit and the second holding unit also serves as a yoke that collects magnetic flux generated by the magnetic flux generation unit. According to the above configuration, it is possible to reduce the number of parts, which can omit the yoke provided only for the magnetic flux collection.
  • the versatility of a pressure sensor that detects a change in magnetic flux around a magnetostrictive material can be improved.
  • the schematic diagram of the pressure sensor of 2nd Embodiment. Sectional drawing of the pressure sensor of 2nd Embodiment.
  • the schematic diagram of the pressure sensor of 3rd Embodiment. Sectional drawing of the pressure sensor of 3rd Embodiment.
  • the schematic diagram of the pressure sensor of 4th Embodiment. Sectional drawing of the pressure sensor of 4th Embodiment.
  • the schematic diagram of the pressure sensor of 6th Embodiment. Sectional drawing of the pressure sensor of 6th Embodiment.
  • the pressure sensor according to the first embodiment is provided in an exhaust passage of an engine or a flow path connected to the exhaust passage, and detects a pressure in the exhaust passage.
  • the pressure sensor includes a cylindrical body 10 that is deformed by the pressure of exhaust gas flowing inside.
  • the cylindrical body 10 is made of a magnetostrictive material whose magnetization direction changes by receiving stress.
  • the magnetostrictive material include a rare earth-transition metal alloy including a rare earth element and a transition metal element, and a transition metal alloy including a plurality of transition metal elements, but the composition of the magnetostrictive material is not particularly limited.
  • the magnetostrictive material constituting the cylindrical body 10 has elasticity and has heat resistance and corrosion resistance to the fluid to be measured.
  • the cylinder 10 has an axis Z1 and extends, for example, linearly. Moreover, the thickness of the wall part 11 of the cylinder 10 is constant.
  • the cylindrical body 10 is provided with an introduction port 12 through which exhaust gas in the exhaust passage is introduced at one end thereof. The other end of the cylinder 10 is closed or connected to another pipe. When the cylinder 10 is connected to another pipe, the end of the pipe opposite to the end connected to the cylinder 10 is closed. Since the exhaust gas sent from the engine is hot, the temperature of the cylinder 10 may reach several hundred degrees, for example, 300 ° C. When the pressure in the exhaust passage of the engine increases, the pressure in the cylinder 10 also increases, and when the pressure in the exhaust passage decreases, the pressure in the cylinder 10 also decreases.
  • a magnetic flux generator 20 that generates a magnetic flux orthogonal to the extending direction of the cylindrical body 10 is provided outside the cylindrical body 10.
  • the magnetic flux generation unit 20 is provided in the first holding unit 40.
  • the first holding unit 40 holds the magnetic flux generation unit 20 so that a gap is provided between the magnetic flux generation unit 20 and the cylinder 10.
  • the cylinder 10 is magnetized by the magnetic flux generated by the magnetic flux generator 20.
  • the magnetic flux generator 20 includes a permanent magnet or an exciting coil that generates a magnetic field when supplied with a current.
  • a detection unit 30 that detects a change in magnetic flux due to distortion of the cylinder 10 is provided outside the cylinder 10.
  • the detection unit 30 is, for example, a Hall IC or a gauss meter that uses a Hall effect to convert a change in magnetic flux into an electrical signal and output it.
  • the detection unit 30 is connected to a detection circuit that detects the magnitude or the like of the output voltage from the detection unit 30.
  • the detection unit 30 is provided in the second holding unit 45.
  • the second holding unit 45 holds the detection unit 30 such that a gap is provided between the detection unit 30 and the cylindrical body 10.
  • the cylindrical body 10 is sandwiched between the magnetic flux generation unit 20 provided in the first holding unit 40 and the detection unit 30 provided in the second holding unit 45.
  • the cylinder 10 can be in non-contact with the magnetic flux generator 20 and the detector 30.
  • the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are provided at positions that are symmetric with respect to the axis Z ⁇ b> 1 of the cylindrical body 10.
  • the innermost surface of the magnetic flux generation unit 20 may be substantially parallel to the innermost surface of the detection unit 30 when viewed from the direction orthogonal to the axis Z ⁇ b> 1 of the cylindrical body 10.
  • the first holding unit 40 and the second holding unit 45 may be provided inside the casing that protects the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30. Further, at least one of the first holding part 40 and the second holding part 45 may be a member provided around the exhaust passage. Furthermore, a part of the members constituting the engine may function as at least one of the first holding part 40 and the second holding part 45. The positions of the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are adjusted so that the detection unit 30 can detect a change in magnetic flux that has passed through the cylindrical body 10.
  • the operation of the pressure sensor will be described.
  • the cylinder 10 expands isotropically in the direction of expanding the diameter.
  • the cylindrical body 10 extends along the axis Z1.
  • the wall part 11 receives the tensile stress mainly along the circumferential direction.
  • the direction of magnetization of the cylinder 10 changes so as to bend toward the inlet 12 side of the cylinder 10 or the opposite side thereof.
  • the detection unit 30 outputs an electrical signal corresponding to the change in the direction of the magnetic flux to the detection circuit.
  • the detection circuit calculates the pressure in the cylinder 10 based on the electrical signal input from the detection unit 30.
  • the pressure in the exhaust passage decreases after the cylinder 10 is expanded, the cylinder 10 is contracted in the radial direction and becomes close to a natural state where no stress is applied. Thereby, the direction of magnetization (magnetic flux) changes contrary to when the cylinder 10 expands in the radial direction.
  • the detection circuit calculates the pressure in the cylinder 10 based on the electrical signal input from the detection unit 30.
  • a gap is provided between the cylinder 10 and the magnetic flux generator 20 and between the cylinder 10 and the detector 30. For this reason, if the outer diameter of the cylinder 10 satisfies the condition that it is less than the relative distance between the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30, the cylinder 10 that satisfies the condition can be disposed between them. it can. For this reason, even when the outer diameter of the cylinder 10 is changed, it can be used without changing the configuration of the first holding unit 40 and the second holding unit 45 as long as the above condition is satisfied.
  • the cylinder 10 since the cylinder 10 is not in contact with the magnetic flux generator 20 and the detector 30, it can be easily attached and detached. In addition, when the pressure sensor is attached to the measurement target, it is not necessary to adjust the positions of the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 again, so that the pressure sensor having the cylinder 10 corresponding to the measurement target can be easily attached. .
  • the pressure sensor detects the pressure of the exhaust passage by connecting the cylinder 10 made of a magnetostrictive material to the exhaust passage to be measured for pressure and detecting the change in magnetic flux around the cylinder 10. That is, the cylindrical body 10 only needs to communicate with the exhaust passage, and the configuration is not limited by the configuration of the exhaust passage. For this reason, a pressure sensor can be attached to various exhaust passages. Further, the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are arranged at positions where a gap is provided between the cylinder 10 and the cylinder 10. Thereby, it is possible to arrange the cylinders 10 having different outer diameters between the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30. Therefore, since the freedom degree of the structure of the cylinder 10 is raised, the cylinder 10 can be selected according to conditions, such as the flow volume of an exhaust passage. Therefore, the versatility of the pressure sensor can be improved.
  • the pressure sensor of the second embodiment is different from the pressure sensor of the first embodiment in that it includes a housing having a first holding part 40 and a second holding part 45. As shown in FIG. 2, the pressure sensor includes a housing 50 that surrounds the cylindrical body 10. The first holding part and the second holding part are provided on the inner peripheral surface of the housing 50. The housing 50 protects the cylindrical body 10, the magnetic flux generation unit 20, and the detection unit 30 by housing them inside.
  • the housing 50 includes a holding part 51 and an attaching part 52 that is detachably attached to the holding part 51.
  • the attachment portion 52 is attached to an exhaust passage or a member connected to the exhaust passage.
  • the attachment portion 52 has an exhaust passage or a flow path 52A connected to the exhaust passage.
  • a screw portion 61 is formed on the inner peripheral surface of the flow path 52A.
  • a connecting portion 54 provided at an end portion on the attachment portion 52 side of the end portion of the cylindrical body 10 is screwed to the screw portion 61.
  • the connecting portion 54 is a separate member from the cylinder 10 and has an inner diameter that matches the outer diameter of the cylinder 10.
  • the connecting portion 54 is formed with a flow channel 54 ⁇ / b> A connected to the flow channel in the cylinder 10 inside thereof.
  • the screw part 60 is formed in the edge part attached to a measurement object among the outer peripheral surfaces of the attaching part 52. As shown in FIG.
  • the pressure sensor is attached to the measurement object by screwing the screw part 60 into the female screw part provided in the measurement object.
  • the holding part 51 includes a main body 51 ⁇ / b> C formed in a cylindrical shape and a lid part 53.
  • the main body 51C is fixed to the attachment portion 52 by a structure that is screwed from the outer peripheral surface side of the main body 51C.
  • the lid portion 53 is provided in the opening opposite to the attachment portion 52, and is fixed to the main body 51C by a screw 51B.
  • the lid portion 53 includes a discharge portion 53A that discharges the exhaust gas that has passed through the cylindrical body 10 to the outside.
  • the discharge part 53 ⁇ / b> A has a flow path 53 ⁇ / b> B that communicates with the flow path in the cylinder 10.
  • the lid 53 is provided with a protruding portion 53C that protrudes toward the holding portion 51.
  • a connecting portion 62 provided at the end portion on the lid portion 53 side is connected to the protruding portion 53 ⁇ / b> C.
  • the connecting portion 62 is a member different from the cylindrical body 10 and has an inner diameter that matches the outer diameter of the cylindrical body 10.
  • the connecting portion 62 has a flow path 62 ⁇ / b> A that is connected to the flow path in the cylindrical body 10 inside thereof.
  • a heat insulating material 70 is provided at a position outside the cylindrical body 10 and facing the detection unit 30 and the magnetic flux generation unit 20.
  • the heat insulating material 70 is made of glass fiber and is attached so as to be wound around the outer periphery of the cylindrical body 10.
  • the heat insulating material 70 may be made of a material that is difficult to conduct heat, such as ceramics.
  • the inner peripheral surface 55 of the holding part 51 functions as a first holding part 40 and a second holding part 45.
  • the first holding unit 40 includes one region of the inner peripheral surface 55 of the holding unit 51, a base 56 to which the magnetic flux generating unit 20 is fixed, and a fixing unit 57 that fixes the base 56 to the inner peripheral surface 55.
  • the base 56 to which the magnetic flux generator 20 is fixed is made of a yoke material having a magnetic flux collecting effect.
  • a protruding portion 51A for providing the base 56 is provided on the inner peripheral surface 55 of the holding portion 51.
  • the protrusion 51A functions as a base seat that supports the base 56 in a fixed manner.
  • the protrusion 51A may include an inward end surface or a seating surface that may be a flat surface.
  • the second holding unit 45 includes one region of the inner peripheral surface 55 of the holding unit 51, a base 58 to which the detection unit 30 is fixed, and a fixing unit 59 that fixes the base 58 to the inner peripheral surface 55. .
  • the base 58 is provided with a pair of detection units 30. Each detection unit 30 is provided at a position shifted in a direction parallel to the axis Z1 of the cylindrical body 10, and is connected to a detection circuit.
  • the detection circuit inputs the detection result from each detection unit 30, and calculates the pressure based on the difference between the detection results.
  • the base 58 to which the detection unit 30 is fixed is made of a yoke material having a magnetic flux collecting effect.
  • a protruding portion 51A for providing the base 58 is provided on the inner peripheral surface of the holding portion 51.
  • the protrusion 51A functions as a base seat that supports the base 58 in a fixed manner.
  • the protrusion 51A may include an inward end surface or a seating surface that may be a flat surface.
  • the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are fixed to the inner peripheral surface 55 from the opening of the holding unit 51 with the lid 53 removed. Further, the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 pass through the cylindrical body 10 when the cylindrical body 10 isotropically expands in the circumferential direction ⁇ and the opposite direction as the internal pressure increases. The position is adjusted so that a change in magnetic flux can be detected.
  • the innermost surface of the magnetic flux generation unit 20 can be parallel to the innermost surface of the detection unit 30 when viewed from the axis Z ⁇ b> 1 of the cylindrical body 10.
  • the connecting portions 54 and 62 need to have an inner diameter that matches the outer diameter of the cylindrical body 10. Further, the connecting portions 54 and 62 are attached to the respective end portions of the cylindrical body 10, the connecting portion 54 is screwed to the holding portion 51, and the connecting portion 62 is connected to the lid portion 53. Further, the lid portion 53 is screwed to the holding portion 51 with the connecting portion 62 being connected. Then, the screw part 60 of the mounting part 52 is screwed into the screw part of the exhaust passage or the flow path connected thereto.
  • the holding unit 51 in which the position adjustment of the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 is performed in advance may be used. Therefore, the position adjustment of the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 is performed. There is no need to do it again. Further, it is not necessary to replace the attachment portion 52 in accordance with the change of the cylindrical body 10. For this reason, the pressure sensor which has the cylinder 10 according to a measuring object can be attached easily.
  • the housing 50 may include an inner peripheral surface 55 that is separated from the cylindrical body 10 in the radial direction.
  • a magnetic flux generation unit 20 and a detection unit 30 are provided on the inner peripheral surface 55 of the casing 50 that surrounds the cylindrical body 10. For this reason, when attaching a pressure sensor, the housing
  • the base 56 constituting the first holding part and the base 58 constituting the second holding part also serve as a yoke. For this reason, it is possible to omit the yoke provided only for magnetism collection, so that the number of parts can be reduced.
  • connection parts 54 and 62 prepared according to the outer diameter of the cylinder 10 and the holding part 51 that holds the magnetic flux generation part 20 and the detection part 30 are provided as separate bodies. It is provided so as to be detachable from the housing 50. Therefore, since the holding part 51 can be used in common regardless of the outer diameter of the cylindrical body 10, it is not necessary to position the magnetic flux generation part 20 and the detection part 30 for each exhaust passage to be measured. Moreover, since the holding
  • the pressure sensor of the third embodiment is different from the pressure sensor of the second embodiment in that the housing 50 has a double structure.
  • the holding part 51 includes an outer wall part 80 and an inner wall part 81.
  • the outer wall part 80 and the inner wall part 81 are, for example, cylindrical, and the inner wall part 81 is provided inside the outer wall part 80.
  • the inner wall portion 81 is connected to the outer wall portion 80 by a beam portion 82 and is reinforced.
  • a gap that may be an air gap is defined between the outer wall 80 and the inner wall 81 and between the inner wall 81 and the lid 53.
  • the inner wall portion 81 can be formed thinner than the outer wall portion 80.
  • the magnetic flux generator 20 and the detector 30 are provided on the inner wall 81. That is, the first holding part 40 is composed of one region of the inner wall part 81, the base 56 and the fixing part 57.
  • the second holding part 45 includes one region of the inner wall part 81, a base 58 and a fixing part 59.
  • the magnetic flux generation part 20 and the detection part 30 are provided in the inner wall part 81, the effect which protects the magnetic flux generation part 20 and the detection part 30 is heightened. Further, the relative distance between the magnetic flux generator 20 and the detector 30 can be shortened. For this reason, since the density of the magnetic flux which passes the detection part 30 is raised, detection accuracy can be improved.
  • the effects (1), (3), and (4) described above can be obtained, and the following effects can be further obtained.
  • the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are provided on the inner peripheral surface 55 of the casing 50 surrounding the cylindrical body 10. For this reason, when attaching a pressure sensor, the housing
  • the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are provided on the inner wall portion 81, the protection function of the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 is enhanced, and the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are provided inside the housing 50 and outside the inner wall portion 81.
  • the magnetic flux density at the position of the detection unit 30 is increased more than the case. Thereby, the detection accuracy can be improved.
  • the pressure sensor of the fourth embodiment is different from the pressure sensor of the second embodiment in the mounting structure of the magnetic flux generator 20 and the detector 30.
  • an upper frame portion 90 and a lower frame portion 91 are provided in the holding portion 51.
  • a base 56 to which the magnetic flux generator 20 is fixed and a base 58 to which the detector 30 is fixed are attached to the upper frame 90 and the lower frame 91.
  • the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are provided on the surfaces of the bases 56 and 58 opposite to the cylindrical body 10 side.
  • the attachment portion 52 is screwed into a screw portion 61 formed in the holding portion 51.
  • the cylinder 10 is inserted through the hole 51 ⁇ / b> D of the holding unit 51 and through the attachment unit 52.
  • the attachment portion 52 has an inner diameter that matches the outer diameter of the cylindrical body 10. Therefore, it is necessary to prepare the attachment part 52 according to the cylinder 10. Further, the cylindrical body 10 is inserted into the hole 53D of the lid portion 53.
  • a heat insulating material 70 made of a material having low thermal conductivity such as glass fiber is wound around the cylinder 10. Since the base 56 to which the magnetic flux generator 20 is fixed is fixed to the upper frame 90 and the lower frame 91 with the base 56 directed to the heat insulating material 70 side, the magnetic flux generator 20 from the cylindrical body 10 is fixed. The amount of heat transferred to can be reduced. For this reason, the demagnetization by the heat
  • the magnetic flux generator 20 is provided on the surface of the base 56 opposite to the surface on the cylindrical body 10 side.
  • the detection unit 30 is provided on the surface of the base 58 opposite to the cylindrical body 10 side. For this reason, since the relative distance between the magnetic flux generator 20 and the detector 30 can be increased by the thickness of the bases 56 and 58, the amount of heat transmitted from the cylinder 10 can be reduced.
  • FIG. 8 shows a pressure sensor according to the fifth embodiment.
  • the first holding unit and the second holding unit are yokes 95 that connect the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30.
  • the magnetic flux generation unit 20 and the detection unit 30 are arranged at positions that are symmetric with respect to the axis Z ⁇ b> 1 of the cylindrical body 10.
  • the yoke 95 forms an annular magnetic path that connects the magnetic flux generator 20 and the detector 30. In this way, the yoke 95 increases the density of the magnetic flux entering the detection unit 30, so that the detection accuracy can be improved.
  • the magnetostrictive material of the pressure sensor is directly attached to a measurement object that is a source of stress.
  • the detection accuracy of a detection unit such as a Hall element is significantly reduced at high temperatures.
  • the magnetostrictive material may be exposed to a high temperature.
  • the Hall element is easily affected by heat from the magnetostrictive material, and the magnetostrictive material has a high temperature. In such a case, the detection accuracy of the Hall element may be lowered. If the detection unit that can be a Hall element is moved away from the magnetostrictive material that is a heat source in order to reduce the temperature rise of the Hall element, the density of the magnetic flux that passes through the magnetostrictive material and is detected by the detection unit decreases, and the detection accuracy decreases. there is a possibility.
  • the sixth embodiment is directed to providing a pressure sensor that can increase detection accuracy regardless of temperature.
  • the pressure sensor of the sixth embodiment is provided in the exhaust passage of the engine or a flow path connected to the exhaust passage, and detects the pressure in the exhaust passage.
  • the pressure sensor includes a cylindrical body 110 that is deformed by the pressure of exhaust gas flowing inside.
  • the cylindrical body 110 is made of a magnetostrictive material that changes the direction of magnetization by receiving stress.
  • the magnetostrictive material include a rare earth-transition metal alloy including a rare earth element and a transition metal element, and a transition metal alloy including a plurality of transition metal elements, but the composition of the magnetostrictive material is not particularly limited.
  • the magnetostrictive material constituting the cylindrical body 110 has elasticity and has heat resistance and corrosion resistance to the fluid to be measured.
  • the cylindrical body 110 has an axis Z1, and extends linearly, for example. Moreover, the thickness of the wall part 111 of the cylinder 110 is constant. Cylindrical body 110 is provided with an inlet 112 at one end thereof for introducing exhaust gas in the exhaust passage. The other end of the cylinder 110 is closed or connected to another pipe. When the cylinder 110 is connected to another pipe, the end of the pipe opposite to the end connected to the cylinder 110 is closed. Since the exhaust gas sent from the engine is high temperature, the temperature of the cylinder 110 may reach several hundred degrees Celsius, such as 300 degrees Celsius. When the pressure in the exhaust passage of the engine increases, the pressure in the cylinder 110 also increases, and when the pressure in the exhaust passage decreases, the pressure in the cylinder 110 also decreases.
  • a magnetic flux generation unit 120 that generates a magnetic flux orthogonal to the extending direction of the cylindrical body 110 is provided outside the cylindrical body 110.
  • the magnetic flux generated by the magnetic flux generation unit 120 is a magnetic flux directed from the magnetic flux generation unit side to the cylindrical body side.
  • the cylinder 110 is magnetized by the magnetic flux generated by the magnetic flux generator 120.
  • the magnetic flux generator 120 includes a permanent magnet or an exciting coil that generates a magnetic flux when supplied with an electric current.
  • the magnetic flux generation part 120 is arrange
  • a detection unit 130 that detects a change in magnetic flux due to distortion of the cylinder 110 is provided outside the cylinder 110.
  • the detection unit 130 is provided at a position spaced from the outer peripheral surface of the cylinder 110 and sandwiching the axis Z ⁇ b> 1 of the cylinder 110 with the magnetic flux generation unit 120.
  • the detection unit 130 is disposed at a position symmetrical to the magnetic flux generation unit 120 with respect to the axis Z1 of the cylindrical body 110.
  • the detection unit 130 is, for example, a Hall IC or a Gauss meter that uses the Hall effect to convert a change in magnetic flux into an electrical signal and output the electrical signal.
  • the detection unit 130 is connected to a detection circuit that detects the magnitude of the output voltage from the detection unit 130 and the like.
  • the cylinder 110 is elastically deformed with a pressure change in the exhaust passage.
  • the pressure inside the cylinder 110 also rises, and radial stress acts on the cylinder 110.
  • the wall portion 111 of the cylindrical body 110 expands in a direction in which the outer diameter and inner diameter increase. Further, since the other end side of the cylindrical body 110 is closed, axial stress is also applied to the cylindrical body 110, and the wall portion 111 extends in the axial direction.
  • the expanded cylinder 110 contracts and returns to a standard state without elastic deformation. As the cylinder 110 expands and contracts in this way, the magnetization direction of the cylinder 110 changes, and the direction of the magnetic flux around the cylinder 110 changes.
  • a yoke 140 is provided between the cylinder 110 and the detection unit 130.
  • the yoke 140 is formed in a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the yoke 140 is preferably smaller than the outer diameter of the cylindrical body 110.
  • the magnetic flux density in the yoke 140 can be increased, and the magnetic flux with the increased density can be passed through the detection unit 130.
  • the yoke 140 is provided between the cylinder 110 and the detection unit 130 in this way, the amount of heat transmitted from the cylinder 110 to the detection unit 130 by adjusting the length of the yoke 140 is detected by the detection unit 130. It is possible to make it not to affect the accuracy.
  • the density of the magnetic flux passing through the position of the detection unit 130 is reduced by simply separating them without providing the yoke 140 between the cylindrical body 110 and the detection unit 130.
  • the detection unit 130 is moved away from the cylinder 110 serving as a heat source, and the cylinder 110 passes through the magnet collection effect of the yoke 140. Magnetic flux concentrates on the detection unit 130. For this reason, it becomes easy to detect a slight change in magnetic flux due to the distortion of the cylindrical body 110.
  • the magnetic flux generation unit 120, the cylinder 110, the yoke 140, and the detection unit 130 are arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the cylinder 110.
  • the magnetic flux generator 120, the cylinder 110, the yoke 140, and the detector 130 are arranged in a line, and the direction in which they are arranged is one of the directions orthogonal to the extending direction of the cylinder 110.
  • the yoke 140 is provided at an angular position of 180 degrees with respect to the magnetic flux generator 120 when the axis Z1 of the cylindrical body 110 is the center.
  • a linear magnetic path from the magnetic flux generation unit 120 to the detection unit 130 via the cylindrical body 110 and the yoke 140 is formed.
  • a part of the magnetic flux generated from the magnetic flux generator 120 passes through the cylindrical body 110 along the circumferential direction of the wall 111, enters the detector 130 through the yoke 140.
  • the end portion 141 disposed on the cylindrical body 110 side is curved so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 110.
  • the end 141 and the outer peripheral surface of the cylinder 110 are not fixed to each other.
  • the other end 142 of the yoke 140 is in contact with the detection unit 130.
  • the end 142 is not fixed to the detection unit 130.
  • the end portion 141 of the yoke 140 is in close contact with the cylindrical body 110 by a magnetic force.
  • the yoke 140 is magnetized by the magnetic flux generator 120, and its end 141 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 110.
  • the cylinder 110 expands isotropically in the direction of expanding the diameter.
  • the cylindrical body 110 extends in the direction along the axis Z1.
  • the wall portion 111 mainly receives tensile stress along the circumferential direction ⁇ and the opposite direction, and the direction of magnetization changes.
  • the detection unit 130 detects a change in the magnetic flux component in one direction, and outputs an electrical signal corresponding to the detection result to the detection circuit.
  • the detection circuit calculates the pressure in the cylinder 110 based on the electrical signal input from the detection unit 130.
  • the Curie temperature of the magnetostrictive material used for the cylinder 110 is higher than the maximum temperature (for example, 900 ° C.) of the usage environment. For this reason, the influence of the magnetic change due to the heat of the cylindrical body 110 is extremely smaller than the influence of the magnetic change due to the pressure change. Therefore, the exhaust pressure can be detected without being greatly affected by the exhaust temperature.
  • the detection circuit calculates the pressure in the cylinder 110 based on the electrical signal input from the detection unit 130.
  • the following effects can be obtained. (7) Since the yoke 140 is interposed between the cylinder 110 and the detection unit 130, the heat of the cylinder 110 is transmitted to the yoke 140 before being transmitted to the detection unit 130, and most of the heat is released by the yoke 140. . For this reason, the amount of heat transferred from the cylinder 110 to the detection unit 130 can be reduced. Further, the magnetic flux that has passed through the cylindrical body 110 can be concentrated on the detection unit 130 by the magnetic flux collecting effect of the yoke 140. Therefore, the detection accuracy can be increased even when the cylinder 110 is hot. Further, even when the cylinder 110 is not at a high temperature (for example, 1 to 50 ° C. or the like), good detection accuracy can be ensured by the magnetism collecting effect of the yoke 140. For this reason, the detection accuracy of a pressure sensor can be improved irrespective of the temperature of the cylinder 110 which is a magnetostrictive material.
  • the magnetic flux generation unit 120, the cylinder 110, the yoke 140, and the detection unit 130 are linearly arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the cylinder 110, the magnetic flux generation unit 120 to the detection unit 130. It is possible to form a linear magnetic path leading to Therefore, since the magnetic flux hardly leaks from the magnetic path, the detection accuracy of the pressure sensor can be improved.
  • the pressure sensor according to the seventh embodiment includes a second yoke provided between the magnetic flux generator 120 and the cylinder 110 in addition to the yoke 140 provided between the cylinder 110 and the detector 130. This is different from the pressure sensor of the sixth embodiment.
  • yoke 140 will be described as “first yoke 140” below.
  • the pressure sensor includes a second yoke 145 between the magnetic flux generator 120 and the cylindrical body 110. Similar to the first yoke 140, the second yoke 145 has a cylindrical shape. The outer diameter of the second yoke 145 is preferably smaller than the outer diameter of the cylindrical body 110. By making the outer diameter of the second yoke 145 smaller than the outer diameter of the cylindrical body 110, the magnetic flux density in the second yoke 145 can be increased, and the magnetic flux with the increased density can be passed through the detection unit 130.
  • the second yoke 145 is provided between the cylinder 110 and the magnetic flux generator 120 in this way, the amount of heat transferred from the cylinder 110 to the magnetic flux generator 120 by adjusting the length of the second yoke 145 can be reduced.
  • the magnetic flux generation unit 120 can be set to such a degree that no thermal demagnetization occurs.
  • the second yoke 145 is not provided between the cylindrical body 110 and the magnetic flux generation unit 120 but is simply separated, the density of the magnetic flux passing through the cylindrical body 110 using the magnetic flux generation unit 120 as a source is reduced. .
  • the magnetic flux generated by the magnetic flux generator 120 is concentrated on the cylinder 110 due to the magnetic collection effect of the yoke 140.
  • the density of the magnetic flux passing through the body 110 is increased, and as a result, a slight change in the magnetic flux due to the distortion of the cylindrical body 110 can be easily detected.
  • the magnetic flux generator 120, the cylinder 110, the first yoke 140, the detector 130, and the second yoke 145 are arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the cylinder 110.
  • the second yoke 145 is provided at an angular position of 180 degrees around the axis Z1 of the cylindrical body 110 with respect to the position to which the first yoke 140 is connected, and is symmetric with the first yoke 140 with respect to the axis Z1. Is arranged.
  • a linear magnetic path from the magnetic flux generation unit 120 to the detection unit 130 via the second yoke 145, the cylindrical body 110, and the first yoke 140 is formed.
  • a part of the magnetic flux generated from the magnetic flux generator 120 passes through the second yoke 145, passes through the cylindrical body 110 along the circumferential direction of the wall 111, and passes through the first yoke 140. Then, the detection unit 130 is entered.
  • the end portion 147 disposed on the cylindrical body 110 side is curved so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 110.
  • the end portion 147 and the outer peripheral surface of the cylindrical body 110 are not fixed to each other.
  • the other end 146 of the second yoke 145 is in contact with the magnetic flux generator 120 and is not fixed to the magnetic flux generator 120.
  • the second yoke 145 is magnetized by the magnetic flux generator 120, the end 146 is attracted to the magnetic flux generator 120, and the end 147 is in close contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 110.
  • the detection unit 130 detects the magnitude of the component along the axis Z2 of the first yoke 140 or the magnitude of the magnetic flux component in the direction orthogonal to the axis Z2, and outputs an electrical signal corresponding to the detection result to the detection circuit. To do.
  • a second yoke 145 is provided between the magnetic flux generator 120 and the cylindrical body 110. With the second yoke 145, the magnetic flux can be concentrated in the direction from the magnetic flux generator 120 to the cylinder 110, and the amount of heat transmitted to the magnetic flux generator 120 can be reduced.
  • the pressure sensor of the eighth embodiment is different from the pressure sensor of the sixth embodiment in that a heat insulating material is provided between the cylinder 110 and the magnetic flux generator 120 and between the cylinder 110 and the detector 130.
  • the pressure sensor includes a first heat insulating material 151 between the cylinder 110 and the first yoke 140.
  • the first heat insulating material 151 is formed from a material having a low thermal conductivity.
  • the 1st heat insulating material 151 may be formed in the column shape, and may be formed in plate shape.
  • the pressure sensor includes a second heat insulating material 152 between the cylinder 110 and the magnetic flux generator 120.
  • the 2nd heat insulating material 152 may be formed from the same material as the 1st heat insulating material 151, and may be formed from a different material.
  • the second heat insulating material 152 may be formed in a columnar shape or may be formed in a plate shape.
  • the maximum length L1 of the first heat insulating material 151 and the maximum length L2 of the second heat insulating material 152 may be shorter than the length L3 of the first yoke 140.
  • the maximum length L1 is the maximum value of the length of the first heat insulating material 151 in the direction from the cylindrical body 110 toward the first yoke 140.
  • the maximum length L2 is the maximum value of the length of the second heat insulating material 152 in the direction from the cylindrical body 110 toward the magnetic flux generation unit 120.
  • the length L3 of the first yoke 140 is the length in the direction from the first heat insulating material 151 toward the detection unit 130.
  • the maximum lengths L1 and L2 are shorter than the length L3 of the first yoke 140, the amount of heat transferred from the cylindrical body 110 to the magnetic flux generation unit 120 and the detection unit 130 is reduced, and the first yoke 140 of the first yoke 140 is reduced. A decrease in the magnetic flux collecting effect can be suppressed.
  • heat is released in a non-contact region that is not in contact with the first heat insulating material 151 and the second heat insulating material 152 on the outer peripheral surface of the cylindrical body 110. For this reason, the amount of heat transmitted to the magnetic flux generator 120 and the detector 130 can be reduced by dissipating the cylinder 110 itself.
  • the first heat insulating material 151 can reduce the amount of heat transmitted from the cylindrical body 110 to the detection unit 130.
  • the relative distance between the detection unit 130 and the cylindrical body 110 can be shortened by an amount that can reduce the amount of heat.
  • the amount of heat transmitted from the cylinder 110 to the magnetic flux generator 120 can be reduced by the second heat insulating material 152.
  • the relative distance between the magnetic flux generator 120 and the cylindrical body 110 can be shortened by the amount by which the amount of heat can be reduced. Therefore, the density of the magnetic flux entering the detection unit 130 is increased while suppressing adverse effects due to heat on the magnetic flux generation unit 120 and the detection unit 130, so that the detection accuracy can be improved.
  • the pressure sensor according to the ninth embodiment includes a second yoke 145 provided between the magnetic flux generator 120 and the cylinder 110, and a first yoke 140 provided between the cylinder 110 and the detector 130. It differs from the pressure sensor of the sixth embodiment in that it is bent.
  • the detection unit 130 is provided at a position away from the cylinder 110 by a predetermined length in two directions orthogonal to the axis Z ⁇ b> 1 of the cylinder 110.
  • the first yoke 140 is bent at one location between the end portion 141 connected to the cylindrical body 110 and the end portion 142 connected to the detection unit 130.
  • the second yoke 145 extends linearly from an end 146 connected to the magnetic flux generator 120 to an end 147 connected to the cylinder 110.
  • the end portion 141 of the first yoke 140 and the end portion 147 of the second yoke 145 are provided at positions that are symmetric with respect to the axis Z ⁇ b> 1 of the cylindrical body 110.
  • the magnetic flux generation unit 120 is provided on the same side as the detection unit 130 with respect to the cylindrical body 110.
  • the magnetic flux generation part 120 and the detection part 130 can be provided on the same side surface of the attachment part 160 such as a case for protecting them, an object to which the pressure sensor is attached, and the like.
  • the effects (7) to (9) described above can be obtained, and the following effects can be further obtained.
  • (11) The first yoke 140 is bent at one location between the end portion 141 connected to the cylindrical body 110 and the end portion 142 connected to the detection unit 130. For this reason, even when the arrangement space of the pressure sensor is limited, the length of the first yoke 140 that can sufficiently release the heat of the cylindrical body 110 can be secured. Further, even when there are restrictions on the layout of the first yoke 140 and the second yoke 145, such as when there are obstacles around the cylinder 110, the first yoke 140 and the second yoke 145 are arranged avoiding the obstacles. can do.
  • the pressure sensor of the tenth embodiment includes a second yoke 145 provided between the magnetic flux generator 120 and the cylinder 110, and a first yoke 140 provided between the cylinder 110 and the detector 130.
  • the second yoke 145 is different from the pressure sensor of the sixth embodiment in that the second yoke 145 is bent.
  • the magnetic flux generator 120 and the detector 130 are at different positions, and are separated from the cylinder 110 by a predetermined length in two directions orthogonal to the axis Z1 of the cylinder 110. It is provided at the position.
  • the first yoke 140 is bent at one location between the end portion 141 connected to the cylindrical body 110 and the end portion 142 connected to the detection unit 130.
  • the second yoke 145 is bent at one location between the end 146 connected to the magnetic flux generator 120 and the end 147 connected to the cylindrical body 110.
  • the magnetic flux generation unit 120 is provided on the same side as the detection unit 130 with respect to the cylindrical body 110.
  • the pressure sensor moves from the detection unit 130 toward the cylindrical body 110, and from the magnetic flux generation unit 120. An increase in size in a direction toward the cylinder can be suppressed.
  • the first yoke 140 is bent at one place between the end portions 141 and 142.
  • the second yoke 145 is bent at one place between the end portions 146 and 147. For this reason, even when the arrangement space of the pressure sensor is limited, the length of the first yoke 140 and the length of the second yoke 145 that can sufficiently release the heat of the cylindrical body 110 can be secured.
  • first yoke 140 and the second yoke 145 are arranged avoiding the obstacles. can do.
  • the pressure sensor according to the eleventh embodiment is provided with a second yoke 145 provided between the magnetic flux generator 120 and the cylinder 110, and the pressure of the sixth embodiment is that the yoke forms an annular magnetic path. It is different from the sensor.
  • the magnetic flux generation unit 120 and the detection unit 130 are at different positions, and are separated from the cylindrical body 110 by a predetermined length in two directions orthogonal to the axis Z1 of the cylindrical body 110. It is provided at the position.
  • the first yoke 140 is bent at one place between the end portions 141 and 142.
  • the second yoke 145 is bent at one place between the end portions 146 and 147.
  • the magnetic flux generator 120 and the detector 130 are connected via a third yoke 170.
  • the third yoke 170 is bent at two locations between the end portions 171 and 172 to connect the magnetic flux generation unit 120 and the detection unit 130.
  • the first yoke 140, the second yoke 145, and the third yoke 170 form an annular magnetic path that connects the magnetic flux generator 120, the cylinder 110, and the detector 130.
  • leakage of magnetic flux can be suppressed by connecting the magnetic flux generation part 120, the cylinder 110, and the detection part 130 to the magnetic path of a pressure sensor by a closed magnetic circuit structure.
  • the effects (7) to (9) and (12) described above can be obtained, and the following effects can be further obtained.
  • the pressure sensor of the twelfth embodiment includes a second yoke 145 provided between the magnetic flux generator 120 and the cylinder 110, and the first yoke 140 and the second yoke 145 bend in different directions. This is different from the pressure sensor of the sixth embodiment.
  • the magnetic flux generation unit 120 and the detection unit 130 are different from each other, and are separated from the cylindrical body 110 by a predetermined length in two directions orthogonal to the axis Z1 of the cylindrical body 110. It is provided at the position.
  • the end portion 141 of the first yoke 140 and the end portion 142 of the second yoke 145 are provided at positions that are symmetric with respect to the axis Z1 of the cylindrical body 110.
  • the first yoke 140 is bent at one location between the end portion 141 connected to the cylindrical body 110 and the end portion 142 connected to the detection unit 130.
  • the second yoke 145 is bent to the opposite side of the detection unit 130 at one position between the end 146 connected to the magnetic flux generation unit 120 and the end 147 connected to the cylindrical body 110.
  • the second yoke 145 is bent to the opposite side of the first yoke 140, and the cylindrical body 110 and the magnetic flux generator 120 are connected via the second yoke 145.
  • the relative distance between them can be made larger than when the detector 130 is provided on the same side.
  • the effects (7) to (9) and (12) described above can be obtained, and the following effects can be further obtained.
  • (14) Bending the second yoke 145 to the side opposite to the first yoke 140 increases the relative distance between the magnetic flux generation unit 120 and the detection unit 130 compared to the case where the magnetic flux generation unit 120 and the detection unit 130 are provided on the same side. be able to. For this reason, the bad influence which the magnetic flux which does not pass the 2nd yoke 145 among the magnetic fluxes generated by magnetic flux generation part 120 gives to a pressure sensor can be controlled.
  • the cylindrical body 10 is supported by the connecting portions 54 and 62, and in the fourth embodiment, the cylindrical body 10 is supported by the mounting portion 52.
  • the cylindrical body 10 is supported by other configurations. May be.
  • the structure which directly connects one edge part of the cylinder 10 to the attaching part 52 may be sufficient.
  • the structure which connects the other edge part of the cylinder 10 directly to the cover part 53 may be sufficient.
  • the first holding part 40 and the second holding part 45 are configured, and the members that also serve as the yoke material are the bases 56 and 58.
  • a part or all of the wall portion of the holding portion 51 may be a yoke material. In this way, it becomes easy to adjust the magnetism collecting effect of the yoke.
  • the casing 50 is configured to surround the entire circumference of the cylindrical body 10, but if the casing 50 includes the first holding unit 40 and the second holding unit 45, the casing 50 is configured to surround the cylindrical body 10.
  • the structure surrounding a part of direction may be sufficient.
  • one magnetic flux generator 20 is provided, but a plurality of magnetic flux generators 20 may be provided. Thereby, magnetic flux density can be raised.
  • the pressure sensor includes one detection unit 30, and in the second to fourth embodiments, the pressure sensor includes a pair of detection units 30. The pressure sensor may be appropriately changed according to the magnitude of the inverse magnetostriction effect of the cylindrical body 10, and may be one or plural.
  • the second yoke 145 may be bent at one place between the end 146 connected to the magnetic flux generator 120 and the end 147 connected to the cylinder 110. If it does in this way, a pressure sensor can be reduced in the direction which goes to the cylinder 110 from the magnetic flux generation part 120.
  • the first yoke 140 and the second yoke 145 are linear, and the second yoke 145 is arranged so that the extending direction thereof is orthogonal to the extending direction of the first yoke 140. Also good. Thus, both the first yoke 140 and the second yoke 145 can be arranged even when the layout of the pressure sensor is limited.
  • the first yoke 140 may be bent a plurality of times between an end portion 141 connected to the cylindrical body 110 and an end portion 142 connected to the detection unit 130.
  • the first yoke 140 is bent at an angle of 90 degrees in two different directions at the end portions 141 and 142 in mutually different directions.
  • the first yoke 140 may be bent a plurality of times, and both the first yoke 140 and the second yoke 145 may be bent a plurality of times. In the yoke bent at a plurality of locations, the heat dissipation effect can be enhanced.
  • the first yoke 140 may be bent in a bellows shape between an end portion 141 connected to the cylindrical body 110 and an end portion 142 connected to the detection unit 130.
  • the second yoke 145 is formed in an accordion shape between an end 147 connected to the cylindrical body 110 and an end 146 connected to the magnetic flux generator 120. You may make it bend.
  • one of the first yoke 140 and the second yoke 145 may be bent in a bellows shape. According to such a modification, the heat dissipation effect can be enhanced in the yoke bent in a bellows shape.
  • heat dissipating fins 180 may be provided on the outer peripheral surface of the first yoke 140. Thereby, the heat dissipation effect of the first yoke 140 can be enhanced. Further, the fin 180 may be provided on the outer peripheral surface of the second yoke 145.
  • the first yoke 140 and the second yoke 145 may be bent on different planes. That is, the first yoke 140 is bent 90 degrees on a plane parallel to the extending direction of the cylinder 110, and the second yoke 145 is 90 degrees on a plane whose normal direction is the extending direction of the cylinder 110. It is bent. Thus, both the first yoke 140 and the second yoke 145 can be arranged even when the layout of the pressure sensor is limited.
  • the cylinders 10 and 110 are connected to the exhaust passage, but a part of the exhaust passage may be the cylinders 10 and 110. If it does in this way, it is not necessary to ensure the space for providing a pressure sensor in the vicinity of an exhaust passage.
  • the yoke 140 has a cylindrical shape, but may have a shape other than this.
  • the yoke 140 may have a polygonal column shape such as a hexagonal column shape.
  • the yoke 140 may have a shape composed of a plurality of portions having different diameters, such as a shape composed of a large diameter portion and a small diameter portion, or a shape where the diameter changes continuously (for example, a conical shape). Good.
  • the large-diameter portion may be disposed on the cylindrical body 110 side and the small-diameter portion may be disposed on the detection unit 130 side. In this way, it is expected that the density of the magnetic flux entering the detection unit 130 from the small diameter portion will increase.
  • the maximum length L1 of the first heat insulating material 151 and the maximum length L2 of the second heat insulating material 152 are shorter than the length L3 of the first yoke 140. May be.
  • the maximum length L1 of the first heat insulating material 151 is set to the first yoke. It is good also as 140 length L3 or more.
  • the maximum length L2 of the second heat insulating material 152 may be equal to or longer than the length L3 of the first yoke 140.
  • the cylinders 10 and 110 are made of a magnetostrictive body as a whole, but it is sufficient that at least a part of the cylinders 10 and 110 is made of a magnetostrictive material.
  • the detection units 30 and 130 are disposed in the vicinity of the magnetostrictive portions of the cylinders 10 and 110.
  • the thickness of the wall parts 11 and 111 of the cylinders 10 and 110 was made constant.
  • the thickness of the walls 11 and 111 may be non-uniform.
  • the cylindrical bodies 10 and 110 may be provided with a thin portion while ensuring the rigidity thereof, and the amount of strain accompanying the pressure change in the thin portion may be increased. According to this, the detection accuracy of the pressure sensor can be improved.
  • the magnetic flux generators 20 and 120 are configured to generate a magnetic flux from the magnetic flux generator side to the cylindrical body side, but in the opposite direction, that is, from the cylindrical body side to the magnetic flux generator side. It may generate magnetic flux.
  • the outer diameter of the first yoke 140 and the outer diameter of the second yoke 145 are smaller than the outer diameter of the cylindrical body 110.
  • at least one of the outer diameter of the first yoke 140 and the outer diameter of the second yoke 145 may be the same as the outer diameter of the cylinder 110 or may be larger than the outer diameter of the cylinder 110. In this way, more magnetic flux can be concentrated in the yoke having the outer diameter of the cylindrical body 110 or larger.
  • the first heat insulating material 151 is provided between the cylinder 110 and the first yoke 140
  • the second heat insulating material 152 is provided between the cylinder 110 and the magnetic flux generation unit 120. You may cover the whole outer peripheral surface of the body 110 with a heat insulating material. If it does in this way, the radiant heat from the cylinder 110 can be reduced.
  • a first heat insulating material 151 may be provided between the detection unit 130 and the first yoke 140, and between the cylindrical body 110 and the first yoke 140 and between the detection unit 130 and the first yoke 140. You may provide the 1st heat insulating material 151 in both.
  • a second heat insulating material 152 may be provided between the magnetic flux generation unit 120 and the second yoke 145, and between the cylindrical body 110 and the second yoke 145 and between the magnetic flux generation unit 120 and the second yoke 145. You may provide the 2nd heat insulating material 152 in both of them.
  • the pressure sensor is described as being provided for the exhaust passage of the engine that is the measurement target and detecting the exhaust pressure, but may be provided for other measurement targets.
  • the fluid flowing inside the cylinders 10 and 110 is not limited to gas such as exhaust gas, but may be liquid, sol, or gel.
  • the present disclosure includes the following configuration examples.
  • Appendix 1 At least a part of a cylindrical body formed of a magnetostrictive material, deformed by the pressure of a fluid flowing inside, a magnetic flux generator that generates a magnetic flux perpendicular to the extending direction of the cylindrical body,
  • a pressure sensor comprising: a detection unit that detects a change in magnetic flux due to strain; and a yoke provided between the cylindrical body and the detection unit.
  • the yoke since the yoke is interposed between the cylinder and the detection unit, the heat of the cylinder is transmitted to the yoke before being transmitted to the detection unit, and most of the heat is released by the yoke. For this reason, the calorie
  • Appendix 2 The pressure sensor according to Appendix 1, wherein the magnetic flux generation section, the cylindrical body, the yoke, and the detection section are arranged along one direction orthogonal to the extending direction of the cylindrical body.
  • the magnetic flux generation unit, the cylinder, the yoke, and the detection unit are linearly arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the cylinder, a linear shape extending from the magnetic flux generation unit to the detection unit. Can be formed. Therefore, since the magnetic flux hardly leaks from the magnetic path, the detection accuracy of the pressure sensor can be improved.
  • Appendix 4 The pressure sensor according to any one of appendices 1 to 3, wherein a heat insulating material is provided between at least one of the cylindrical body and the yoke and between the yoke and the detection unit. According to the said structure, it can suppress that the heat from a cylinder is transmitted to a detection part by a heat insulating material.
  • Appendix 5 The pressure sensor according to any one of appendices 1 to 4, wherein the yoke includes one or more heat dissipating fins on an outer peripheral surface thereof. According to the above configuration, since the heat dissipating fins are provided on the yoke, the heat dissipating function of the yoke can be enhanced.
  • Appendices 1 to 5 including a first yoke that is the yoke provided between the cylindrical body and the detection unit, and a second yoke provided between the magnetic flux generation unit and the cylindrical body.
  • the pressure sensor according to any one of the above.
  • the magnetic flux can be concentrated in the direction from the magnetic flux generator to the cylinder by the magnetic collection effect of the second yoke, and the amount of heat transmitted to the magnetic flux generator by the heat dissipation effect of the second yoke can be reduced. For this reason, the bad influence by the heat
  • Appendix 7 The pressure sensor according to Appendix 6, wherein the second yoke bends at one or a plurality of locations between the magnetic flux generator and the cylindrical body. According to the above configuration, since the second yoke is bent at one or a plurality of locations, the length of the yoke that releases the heat of the cylinder is ensured even when the space around the cylinder is limited. However, the yoke can be accommodated in the space. In addition, even when there are restrictions on the layout of the pressure sensor such as an obstacle around the cylinder, the yoke can be arranged so as to avoid the obstacle.
  • Appendix 8 The pressure sensor according to appendix 6 or 7, wherein a heat insulating material is provided between at least one of the cylindrical body and the second yoke and between the second yoke and the magnetic flux generator. According to the said structure, it can suppress that the heat

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Abstract

圧力センサは、少なくとも一部が磁歪材から形成され、内側を流れる流体の圧力で変形する筒体（１０）と、筒体（１０）の延在方向に直交する磁束を発生させる磁束発生部（２０）と、筒体（１０）の歪みによる当該筒体１０周辺の磁束の変化を検出する検出部（３０）と、磁束発生部（２０）及び検出部（３０）を収容する筐体（５０）とを備える。筐体（５０）は、磁束発生部（２０）と筒体（１０）との間に間隙を設けて磁束発生部（２０）を保持する第１保持部（４５）と、検出部（３０）と筒体（１０）との間に間隙を設け、且つ検出部（３０）と磁束発生部（２０）との間に筒体（１０）が挟まれるように検出部（３０）を保持する第２保持部（４５）とを含む。

Description

圧力センサ
　本発明は、磁歪式の圧力センサに関する。
　磁歪式の圧力センサは、磁歪材の歪みによって磁歪材の磁化の方向が変化する逆磁歪効果を利用するセンサである（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１には、軸部材に嵌め合わされる磁歪リングを備えた磁気センサ装置が提案されている。この磁気センサ装置は、磁歪リングの一側方に設けられた１対の磁気センサと、ヨークとを備える。各磁気センサは、軸部材に作用するトルクに応じて変化する磁歪リングからの漏れ磁束を検知する。磁気センサ装置は、磁気センサの検出結果に基づき、軸部材に作用するトルクを検知する。
特開２００８－２５６４１５号公報 特開２００７－４０９５７号公報
　しかし、軸部材に嵌め合わされる磁歪リングを備える従来の磁気センサ装置では、軸部材毎に、軸部材の外径に応じた内径を有する磁歪リングを形成または用意する必要がある。すなわち、上記の磁気センサ装置においては、磁歪リングは、外径が互いに異なる多様な軸部材に適用できるように構成されておらず、磁気センサ装置は汎用性に劣る。
　本発明の一態様は、磁歪材の周辺の磁束の変化を検出する圧力センサの汎用性を向上することを目的とする。
　本発明の一態様に従う圧力センサは、少なくとも一部が磁歪材から形成され、内側を流れる流体の圧力で変形する筒体と、前記筒体の延在方向に直交する磁束を発生させる磁束発生部と、前記磁束発生部と前記筒体との間に間隙を設けて磁束発生部を保持する第１保持部と、前記筒体の歪みによる当該筒体周辺の磁束の変化を検出する検出部と、前記検出部と前記筒体との間に間隙を設け、且つ前記検出部と前記磁束発生部との間に前記筒体が挟まれるように前記検出部を保持する第２保持部とを備える。
　上記構成によれば、圧力センサは、磁歪材からなる筒体を、圧力の測定対象に接続し、筒体の周辺の磁束の変化を検出することで測定対象を流れる流体の圧力を検出する。すなわち、筒体は測定対象に連通すればよく、その構成は測定対象の構成、例えば外径寸法による制約を受けない。このため、多様な測定対象に対して圧力センサを取り付けることができる。また、磁束発生部及び検出部は、筒体を挟み、磁束発生部及び検出部の各々と筒体との間に間隙が設けられる。これにより、磁束発生部及び検出部の間に、異なる外径の筒体を配置することが可能である。したがって、筒体の構成の自由度が高められるため、測定対象の流量等の条件に応じて筒体を選択することができる。そのため、圧力センサの汎用性を向上することができる。
　いくつかの例では、圧力センサは、前記筒体の周方向を囲む筐体を備え、前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記筐体の内周面に設けられることが好ましい。
　上記構成によれば、筒体を囲む筐体の内周面に、磁束発生部及び検出部が設けられる。このため、圧力センサを取り付ける際には、磁束発生部及び検出部の位置調整が行われた筐体を用いればよい。したがって、測定対象に対する圧力センサの取付が容易となる。
　いくつかの例では、圧力センサは、前記筒体の周方向を囲む筐体を備え、前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記筐体の内側に設けられた内側壁部に設けられることが好ましい。
　上記構成によれば、筒体を囲む筐体の内周面に、磁束発生部及び検出部が設けられる。このため、圧力センサを取り付ける際には、磁束発生部及び検出部の位置調整が行われた筐体を用いればよい。したがって、測定対象に対する圧力センサの取付が容易となる。また、磁束発生部及び検出部が内側壁部に設けられるので、磁束発生部及び検出部の保護機能を高めつつ、筐体の内周面に取り付けられる場合よりも検出部の位置での磁束密度が高められる。これにより、検出精度の向上を図ることができる。
　いくつかの例では、前記筒体の両端には、前記筐体に連結し前記筒体を支持する連結部がそれぞれ設けられ、前記連結部は、前記筐体に対して着脱可能に設けられることが好ましい。
　上記構成によれば、筒体の両端に連結部が設けられているので、筒体の外径が変更されても、筐体を共通して使用することができる。また、筐体を共通して用いることで、測定対象毎に筐体を設計及び製造する必要がないため、コストを低減することができる。
　いくつかの例では、前記第１保持部及び前記第２保持部の少なくとも一方は、前記磁束発生部により発生する磁束を集磁するヨークを兼ねることが好ましい。
　上記構成によれば、集磁だけのために設けられるヨークを省略することが可能である、部品点数の低減を図ることができる。
　本発明のいくつかの態様によれば、磁歪材の周辺の磁束の変化を検出する圧力センサについて、その汎用性を向上することができる。本発明の他の形態及び利点は本発明の技術的思想の例を示している図面と共に以下の記載から明らかとなる。
第１実施形態の圧力センサの模式図。 第２実施形態の圧力センサの模式図。 第２実施形態の圧力センサの断面図。 第３実施形態の圧力センサの模式図。 第３実施形態の圧力センサの断面図。 第４実施形態の圧力センサの模式図。 第４実施形態の圧力センサの断面図。 第５実施形態の圧力センサの模式図。 第６実施形態の圧力センサの模式図。 第６実施形態の圧力センサの断面図。 第７実施形態の圧力センサの模式的断面図。 第８実施形態の圧力センサの模式的断面図。 第９実施形態の圧力センサの模式的断面図。 第１０実施形態の圧力センサの模式的断面図。 第１１実施形態の圧力センサの模式的断面図。 第１２実施形態の圧力センサの模式的断面図。 変更例の圧力センサの模式的断面図。 変更例の圧力センサの模式的断面図。 変更例の圧力センサの模式的断面図。 変更例の圧力センサの模式的断面図。 変更例の圧力センサの模式的断面図。 変更例の圧力センサの模式図。
　（第１実施形態）
　以下、図１を参照して圧力センサの第１実施形態を説明する。第１実施形態の圧力センサは、エンジンの排気通路、又は排気通路に接続する流路に設けられ、排気通路内の圧力を検出する。
　図１に示すように、圧力センサは、内側を流れる排気の圧力で変形する筒体１０を備えている。筒体１０は、応力を受けることによって磁化の方向が変化する磁歪材からなる。磁歪材としては、例えば、希土類元素と遷移金属元素とを含む希土類‐遷移金属系合金、複数の遷移金属元素を含む遷移金属系合金などが挙げられるが、磁歪材の組成は特に限定されない。また、筒体１０を構成する磁歪材は、弾性を有するとともに、測定対象の流体に対する耐熱性および耐食性を有する。
　筒体１０は、軸線Ｚ１を有し、例えば直線状に延在している。また、筒体１０の壁部１１の厚さは一定である。筒体１０は、その一方の端部に、排気通路内の排気が導入される導入口１２を備えている。筒体１０の他方の端部は、閉塞されているか、又は別の配管に接続されている。筒体１０が別の配管に接続される場合は、当該配管のうち、筒体１０と接続される端部と反対側の端部が閉塞される。エンジンから送られる排気は高温であるため、筒体１０の温度は、例えば３００℃等、数百度に達することがある。エンジンの排気通路内の圧力が上昇したときには、筒体１０内の圧力も上昇し、排気通路内の圧力が低下したときには、筒体１０内の圧力も低下する。
　筒体１０の外側には、筒体１０の延在方向に直交する磁束を発生させる磁束発生部２０が設けられている。磁束発生部２０は、第１保持部４０に設けられている。第１保持部４０は、磁束発生部２０と筒体１０との間に間隙が設けられるように磁束発生部２０を保持する。筒体１０は、磁束発生部２０により発生する磁束により磁化される。磁束発生部２０は、永久磁石、又は電流が供給されることによって磁場を発生させる励磁コイルからなる。
　また、筒体１０の外側には、筒体１０の歪みによる磁束の変化を検出する検出部３０が設けられている。検出部３０は、例えば、ホール効果を利用して、磁束の変化を電気信号に変換して出力するホールＩＣや、ガウスメータである。検出部３０は、検出部３０からの出力電圧の大きさ等を検出する検出回路に接続されている。検出部３０は、第２保持部４５に設けられている。第２保持部４５は、検出部３０と筒体１０との間に間隙が設けられるように検出部３０を保持する。筒体１０は、第１保持部４０に設けられた磁束発生部２０と、第２保持部４５に設けられた検出部３０との間に挟まれている。筒体１０は、磁束発生部２０及び検出部３０に非接触であり得る。磁束発生部２０及び検出部３０は、筒体１０の軸線Ｚ１に対して対称となる位置に設けられている。
　図１に示すように、筒体１０の軸線Ｚ１に直交する方向から見たときに、磁束発生部２０の最内面は検出部３０の最内面と実質的に平行であり得る。
　第１保持部４０及び第２保持部４５は、磁束発生部２０や検出部３０を保護する筐体の内側に設けられていてもよい。また、第１保持部４０及び第２保持部４５の少なくとも一方は、排気通路周辺に設けられた部材であってもよい。さらに、エンジンを構成する部材の一部が、第１保持部４０及び第２保持部４５の少なくとも一方として機能してもよい。磁束発生部２０及び検出部３０は、検出部３０が、筒体１０を通過した磁束の変化を検出できるように位置調整されている。
　次に、圧力センサの作用について説明する。排気通路の圧力が上昇することによって筒体１０内の圧力が上昇すると、筒体１０が拡径する方向に等方的に膨張する。また、筒体１０は、軸線Ｚ１に沿って伸張する。壁部１１は、主にその周方向に沿った引っ張り応力を受ける。これにより、矢印１００で模式的に示すように、筒体１０の磁化の方向が、筒体１０の導入口１２側又はその反対側に曲がるように変化する。
　検出部３０では、磁束の方向の変化に応じた電気信号を検出回路に出力する。検出回路は、検出部３０から入力した電気信号に基づき、筒体１０内の圧力を演算する。
　筒体１０が膨張した後に排気通路内の圧力が低下すると、筒体１０は径方向に収縮して、応力が作用していない自然状態に近くなる。これにより、筒体１０が径方向に膨張したときとは逆に磁化（磁束）の方向が変化する。検出回路は、検出部３０から入力した電気信号に基づき、筒体１０内の圧力を演算する。
　また、筒体１０及び磁束発生部２０の間、筒体１０及び検出部３０の間には、間隙が設けられている。このため、筒体１０の外径が、磁束発生部２０と検出部３０との間の相対距離未満であるといった条件を満たせば、その条件を満たす筒体１０をそれらの間に配置することができる。このため、筒体１０の外径が変更される際も、上記の条件を満たす場合であれば、第１保持部４０及び第２保持部４５の構成を変更することなく利用することができる。
　さらに、筒体１０は、磁束発生部２０及び検出部３０と接触していないため、着脱が容易である。また、圧力センサを測定対象に取り付ける際に、磁束発生部２０及び検出部３０の位置調整を再度行う必要がないので、測定対象に応じた筒体１０を有する圧力センサを容易に取り付けることができる。
　以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　（１）圧力センサは、磁歪材からなる筒体１０を、圧力の測定対象となる排気通路に接続し、筒体１０の周辺の磁束の変化を検出することで排気通路の圧力を検出する。すなわち、筒体１０は排気通路に連通すればよく、その構成は排気通路の構成による制約を受けない。このため、多様な排気通路に対して圧力センサを取り付けることができる。また、磁束発生部２０及び検出部３０は、筒体１０を挟み、筒体１０との間に間隙を設けた位置に配置されている。これにより、磁束発生部２０及び検出部３０の間に、異なる外径の筒体１０を配置することが可能である。したがって、筒体１０の構成の自由度が高められるため、排気通路の流量等の条件に応じて筒体１０を選択することができる。そのため、圧力センサの汎用性を向上することができる。
　（第２実施形態）
　次に図２及び図３を参照して、圧力センサの第２実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第２実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第１実施形態と同等であり、図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第２実施形態の圧力センサは、第１保持部４０及び第２保持部４５を有する筐体を備える点で、第１実施形態の圧力センサと相違する。
　図２に示すように、圧力センサは、筒体１０を囲む筐体５０を備えている。第１保持部及び第２保持部は、筐体５０の内周面に設けられる。筐体５０は、筒体１０、磁束発生部２０及び検出部３０を内部に収容することによって、それらを保護している。
　筐体５０は、保持部５１と、保持部５１に対して着脱可能に設けられる取付部５２とを備える。取付部５２は、排気通路、又は排気通路に接続する部材等に取り付けられる。取付部５２は、排気通路又は排気通路に接続する流路５２Ａを有している。また、流路５２Ａの内周面には、螺子部６１が形成されている。螺子部６１には、筒体１０の端部のうち取付部５２側の端部に設けられた連結部５４が螺合される。連結部５４は、筒体１０と別の部材であって、筒体１０の外径に合わせた内径を有している。連結部５４は、その内側に、筒体１０内の流路と接続する流路５４Ａが形成されている。
　取付部５２の外周面のうち、測定対象に取り付けられる端部には、螺子部６０が形成されている。螺子部６０を測定対象に設けられた雌螺子部に螺合させることによって、圧力センサが測定対象に取り付けられる。
　保持部５１は、円筒状に形成された本体５１Ｃと、蓋部５３とを備える。本体５１Ｃは、本体５１Ｃの外周面側から螺子止めされる構造などによって、取付部５２に対して固定される。蓋部５３は、取付部５２と反対側の開口に設けられ、螺子５１Ｂによって本体５１Ｃに固定される。蓋部５３は、筒体１０を通過した排気を外部に排出する排出部５３Ａを備えている。排出部５３Ａは、筒体１０内の流路と連通する流路５３Ｂを有している。また、蓋部５３には、保持部５１側に突出した突出部５３Ｃが設けられている。突出部５３Ｃには、筒体１０の端部のうち、蓋部５３側の端部に設けられた連結部６２が連結される。連結部６２は、筒体１０と別の部材であって、筒体１０の外径に合わせた内径を有している。連結部６２は、その内側に、筒体１０内の流路と接続する流路６２Ａを有している。これにより、筒体１０は、連結部５４，６２を介して保持部５１と蓋部５３とに支持される。また、筒体１０には、連結部５４の流路５４Ａを介して排気が流入し、筒体１０を通過した排気は、連結部６２の流路６２Ａを介して排出される。
　また、筒体１０の外側であって、検出部３０及び磁束発生部２０に対向する位置には、断熱材７０が設けられる。断熱材７０は、ガラス繊維からなり、筒体１０の外周に巻かれるように取り付けられている。なお、断熱材７０はセラミックスなど熱伝導しにくい材質であっても構わない。
　図３に示すように、保持部５１の内周面５５は、第１保持部４０及び第２保持部４５として機能する。第１保持部４０は、保持部５１の内周面５５の一つの領域と、磁束発生部２０が固定されたベース５６と、ベース５６を内周面５５に固定する固定部５７とから構成される。磁束発生部２０が固定されたベース５６は、集磁効果を有するヨーク材からなる。保持部５１の内周面５５には、ベース５６を設けるための突出部５１Ａが設けられている。突出部５１Ａは、ベース５６を固定的に支持するベース座として機能する。突出部５１Ａは、平面であり得る内向端面または座面を含み得る。
　第２保持部４５は、保持部５１の内周面５５の一つの領域と、検出部３０が固定されたベース５８と、ベース５８を内周面５５に固定する固定部５９とから構成される。ベース５８には、一対の検出部３０が設けられている。各検出部３０は、筒体１０の軸線Ｚ１と平行な方向にずれた位置にそれぞれ設けられ、検出回路に接続されている。
　検出回路は、各検出部３０から検出結果を入力して、検出結果の差分に基づき、圧力を演算する。検出部３０が固定されたベース５８は、集磁効果を有するヨーク材からなる。保持部５１の内周面には、ベース５８を設けるための突出部５１Ａが設けられている。突出部５１Ａは、ベース５８を固定的に支持するベース座として機能する。突出部５１Ａは、平面であり得る内向端面または座面を含み得る。
　磁束発生部２０及び検出部３０は、蓋部５３を外した状態の保持部５１の開口部から内周面５５へ固定される。また、磁束発生部２０及び検出部３０は、筒体１０が内部の圧力の上昇に伴い周方向θ及びその反対方向に等方的に膨張したときに、検出部３０が筒体１０を通過した磁束の変化を検出できるように位置調整されている。
　図３に示すように、筒体１０の軸線Ｚ１から見たときに、磁束発生部２０の最内面は検出部３０の最内面と平行であり得る。
　次に、圧力センサを測定対象に取り付ける際の作用について説明する。
　測定対象である排気通路に応じた外径及び内径等の筒体１０を準備し、筒体１０の外径に合わせた連結部５４，６２を準備する。すなわち、連結部５４，６２は、筒体１０の外径に合わせた内径を有する必要がある。また、連結部５４，６２を、筒体１０の各端部に取付け、連結部５４を保持部５１に螺合し、連結部６２を蓋部５３に連結させる。また、連結部６２を連結した状態で、蓋部５３を保持部５１に対し螺子止めする。そして、取付部５２の螺子部６０を、排気通路又はそれに接続する流路の螺子部に螺合させる。このように、圧力センサを測定対象に取り付ける際に、磁束発生部２０及び検出部３０の位置調整が予め行われた保持部５１を用いればよいため、磁束発生部２０及び検出部３０の位置調整を再度行う必要がない。また、筒体１０の変更に応じて、取付部５２を取り替える必要もない。このため、測定対象に応じた筒体１０を有する圧力センサを容易に取り付けることができる。
　以上説明したように、第２実施形態によれば、上記の（１）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（２）筐体５０は、筒体１０から径方向に離れた内周面５５を含み得る。筒体１０を囲む筐体５０の内周面５５に、磁束発生部２０及び検出部３０が設けられる。このため、圧力センサを取り付ける際には、磁束発生部２０及び検出部３０の位置調整が行われた筐体５０を用いればよい。したがって、測定対象である排気通路に対する圧力センサの取付が容易となる。
　（３）第１保持部を構成するベース５６及び第２保持部を構成するベース５８は、ヨークを兼ねる。そのため、集磁だけのために設けられるヨークを省略することが可能であるため、部品点数の低減を図ることができる。
　（４）筒体１０の外径に応じて準備される連結部５４，６２と、磁束発生部２０及び検出部３０を保持する保持部５１とが別体として設けられ、連結部５４，６２は筐体５０に対して着脱可能に設けられる。そのため、保持部５１は、筒体１０の外径によらず、共通して用いることができるので、測定対象の排気通路毎に、磁束発生部２０及び検出部３０の位置決めを行う必要がない。また、保持部５１を共通して用いることで、排気通路毎に保持部５１を設計及び製造する必要がないため、コストを低減することができる。
　（第３実施形態）
　次に図４及び図５を参照して、圧力センサの第３実施形態を、第２実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第３実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第２実施形態と同等であり、図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第３実施形態の圧力センサは、筐体５０が二重構造である点で、第２実施形態の圧力センサと相違する。
　図４に示すように、保持部５１は、外側壁部８０及び内側壁部８１を備える。外側壁部８０及び内側壁部８１は、例えば円筒状であり、外側壁部８０の内側に内側壁部８１が設けられる。内側壁部８１は、梁部８２によって外側壁部８０に連結され、補強されている。図５の例では、外側壁部８０と内側壁部８１の間、及び、内側壁部８１と蓋部５３との間にエアギャップであり得る間隙が区画される。限定ではないが、内側壁部８１は外側壁部８０よりも薄く形成され得る。
　図５に示すように、磁束発生部２０及び検出部３０は、内側壁部８１に設けられる。すなわち、第１保持部４０は、内側壁部８１の一つの領域と、ベース５６及び固定部５７から構成される。第２保持部４５は、内側壁部８１の一つの領域と、ベース５８及び固定部５９から構成される。このように、磁束発生部２０及び検出部３０は、内側壁部８１に設けられるので、磁束発生部２０及び検出部３０を保護する効果が高められる。また、磁束発生部２０及び検出部３０の相対距離を短くすることができる。このため、検出部３０を通る磁束の密度が高められるので、検出精度を向上することができる。
　以上説明したように、第３実施形態によれば、上記の（１），（３），（４）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（５）筒体１０を囲む筐体５０の内周面５５に、磁束発生部２０及び検出部３０が設けられる。このため、圧力センサを取り付ける際には、磁束発生部２０及び検出部３０の位置調整が行われた筐体５０を用いればよい。したがって、測定対象である排気通路に対する圧力センサの取付が容易となる。また、磁束発生部２０及び検出部３０が内側壁部８１に設けられるので、磁束発生部２０及び検出部３０の保護機能を高めるとともに、筐体５０内であって内側壁部８１の外側に設ける場合よりも検出部３０の位置での磁束密度が高められる。これにより、検出精度の向上を図ることができる。
　（第４実施形態）
　次に図６及び図７を参照して、圧力センサの第４実施形態を、第２実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第４実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第２実施形態と同等であり、図面においても第２実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第４実施形態の圧力センサは、磁束発生部２０及び検出部３０の取付構造が、第２実施形態の圧力センサと相違する。
　図６に示すように、保持部５１内には、上側枠部９０及び下側枠部９１が設けられている。上側枠部９０及び下側枠部９１には、磁束発生部２０が固定されたベース５６及び検出部３０が固定されたベース５８が取り付けられている。磁束発生部２０及び検出部３０は、ベース５６，５８のうち筒体１０側とは反対側の面にそれぞれ設けられている。
　また、取付部５２は、保持部５１に形成された螺子部６１に螺合されるようになっている。また、筒体１０は、保持部５１の孔５１Ｄに挿通されるとともに、取付部５２に挿通されている。取付部５２は、筒体１０の外径に合わせた内径を有している。そのため、筒体１０に応じて取付部５２を準備する必要がある。また、筒体１０は、蓋部５３の孔５３Ｄに挿通されている。
　図７に示すように、筒体１０には、例えばガラス繊維等、熱伝導率の低い材料からなる断熱材７０が巻き付けられている。磁束発生部２０が固定されたベース５６は、断熱材７０側にベース５６が向けられた状態で上側枠部９０及び下側枠部９１に固定されているので、筒体１０から磁束発生部２０に伝わる熱量を低減することができる。このため、磁束発生部２０の熱による減磁を抑制することができる。また、検出部３０が固定されたベース５８は、断熱材７０側にベース５８が向けられた状態で上側枠部９０及び下側枠部９１に固定されているので、筒体１０から検出部３０へ伝わる熱量を低減することができる。このため、検出部３０の検出精度が熱により低下することを抑制することができる。
　以上説明したように、第４実施形態によれば、上記の（１）～（４）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（６）ベース５６のうち、筒体１０側の面と反対側の面には、磁束発生部２０が設けられる。ベース５８のうち、筒体１０側と反対側の面には、検出部３０が設けられる。このため、ベース５６，５８の厚みの分、磁束発生部２０及び検出部３０の相対距離を大きくすることができるので、筒体１０から伝わる熱量を低減することができる。
　（第５実施形態）
　図８は、第５実施形態の圧力センサを示す。第５実施形態の圧力センサでは、第１保持部及び第２保持部は、磁束発生部２０及び検出部３０を接続するヨーク９５である。磁束発生部２０及び検出部３０は、筒体１０の軸線Ｚ１に対して対称となる位置に配置されている。ヨーク９５は、磁束発生部２０及び検出部３０を接続する環状の磁路を形成している。このようにすると、ヨーク９５によって、検出部３０に入る磁束の密度の増大が図られるため、検出精度の向上を図ることができる。
　（第６実施形態）
　以下、図９及び図１０を参照して圧力センサの第６実施形態を説明する。
　第６実施形態の説明に先立ち、一般的な磁歪式の圧力センサの検出精度と熱との関係を説明する。圧力センサの磁歪材が応力の発生源となる測定対象物に直接的に取り付けられることがある。一般的に、ホール素子等の検出部は、高温下ではその検出精度が著しく低下する。例えば、圧力センサが、その内部を高温の流体が通過する排気管に設けられる場合、磁歪材が高温にさらされることがある。例えば特開２００７－４０９５７号公報（特許文献２）に開示されているホール素子と磁歪材との距離が短い応力センサでは、ホール素子が磁歪材からの熱の影響を受けやすく、磁歪材が高温となった場合にはホール素子の検出精度が低下することがある。ホール素子の温度上昇を低減すべく、熱源である磁歪材からホール素子であり得る検出部を遠ざけると、磁歪材を通過し検出部で検出される磁束の密度が小さくなり、検出精度が低下する可能性がある。
　そこで、第６実施形態は、温度によらず検出精度を高めることのできる圧力センサを提供することに向けられている。第６実施形態の圧力センサは、エンジンの排気通路、又は排気通路に接続する流路に設けられ、排気通路内の圧力を検出する。
　図９に示すように、圧力センサは、内側を流れる排気ガスの圧力で変形する筒体１１０を備えている。筒体１１０は、応力を受けることによって磁化の方向が変化する磁歪材からなる。磁歪材としては、例えば、希土類元素と遷移金属元素とを含む希土類－遷移金属系合金、複数の遷移金属元素を含む遷移金属系合金などが挙げられるが、磁歪材の組成は特に限定されない。また、筒体１１０を構成する磁歪材は、弾性を有するとともに、測定対象の流体に対する耐熱性及び耐食性を有する。
　筒体１１０は、軸線Ｚ１を有し、例えば直線状に延在している。また、筒体１１０の壁部１１１の厚さは一定である。筒体１１０は、その一方の端部に、排気通路内の排気ガスが導入される導入口１１２を備えている。筒体１１０の他方の端部は、閉塞されているか、又は別の配管に接続されている。筒体１１０が別の配管に接続される場合は、当該配管のうち、筒体１１０と接続される端部と反対側の端部が閉塞される。エンジンから送られる排気ガスは高温であるため、筒体１１０の温度は、例えば３００℃等、数百℃に達することがある。エンジンの排気通路内の圧力が上昇したときには、筒体１１０内の圧力も上昇し、排気通路内の圧力が低下したときには、筒体１１０内の圧力も低下する。
　筒体１１０の外側には、筒体１１０の延在方向に直交する磁束を発生させる磁束発生部１２０が設けられている。磁束発生部１２０により発生する磁束は、磁束発生部側から筒体側に向かう磁束である。筒体１１０は、磁束発生部１２０により発生する磁束によって磁化される。磁束発生部１２０は、永久磁石、又は電流が供給されることによって磁束を発生させる励磁コイルからなる。磁束発生部１２０は、例えば筒体１１０の外周面に当接した状態で配置される。
　また、筒体１１０の外側には、筒体１１０の歪みによる磁束の変化を検出する検出部１３０が設けられている。検出部１３０は、筒体１１０の外周面から離間した位置であって、磁束発生部１２０との間に筒体１１０の軸線Ｚ１を挟む位置に設けられている。第６実施形態では、検出部１３０は、筒体１１０の軸線Ｚ１に対して、磁束発生部１２０と対称となる位置に配置されている。検出部１３０は、例えば、ホール効果を利用して、磁束の変化を電気信号に変換して出力するホールＩＣや、ガウスメータである。検出部１３０は、検出部１３０からの出力電圧の大きさ等を検出する検出回路に接続されている。
　筒体１１０は、排気通路内の圧力変化に伴い弾性変形する。排気通路内の圧力が上昇すると、筒体１１０の内部の圧力も上昇し、筒体１１０に径方向の応力が作用する。筒体１１０の壁部１１１は、その外径及び内径が拡がる方向に膨張する。また、筒体１１０の他方の端部側は閉塞されているので、筒体１１０には、軸方向の応力も作用し、壁部１１１が軸方向に伸張する。また、排気通路内の圧力が上昇から低下に転じると、膨張した筒体１１０は収縮して弾性変形のない標準状態に戻る。このように筒体１１０が膨張及び収縮することに伴い、筒体１１０の磁化の方向が変化し、筒体１１０の周囲の磁束の向きが変化する。
　筒体１１０と検出部１３０との間には、ヨーク１４０が設けられている。ヨーク１４０は、円柱状に形成されている。ヨーク１４０の外径は、筒体１１０の外径よりも小さいことが好ましい。ヨーク１４０の外径を筒体１１０の外径よりも小さくすることによって、ヨーク１４０内の磁束密度を高め、密度が高められた磁束を検出部１３０に通過させることができる。また、このように筒体１１０と検出部１３０との間にヨーク１４０が設けられるので、ヨーク１４０の長さを調整することによって筒体１１０から検出部１３０へ伝わる熱量を、検出部１３０の検出精度へ影響を与えない程度にすることができる。
　一方、筒体１１０と検出部１３０との間にヨーク１４０を設けずに、それらを単に離間させるのみでは、検出部１３０の位置を通過する磁束の密度が小さくなる。これに対し、筒体１１０と検出部１３０との間にヨーク１４０を設ける構成では、熱源となる筒体１１０から検出部１３０を遠ざけつつ、ヨーク１４０の集磁効果によって、筒体１１０を通過した磁束が検出部１３０に集中する。このため、筒体１１０の歪みに起因する僅かな磁束の変化も検出しやすくなる。
　図１０に示すように、磁束発生部１２０、筒体１１０、ヨーク１４０、及び検出部１３０は、筒体１１０の延在方向と直交する方向に配置される。換言すると、磁束発生部１２０、筒体１１０、ヨーク１４０、及び検出部１３０は、一列に並ぶように配置され、それらが並ぶ方向は、筒体１１０の延在方向と直交する方向のうち一つの方向である。ヨーク１４０は、筒体１１０の軸線Ｚ１を中心とするとき、磁束発生部１２０に対して１８０度の角度位置に設けられている。これにより、磁束発生部１２０から、筒体１１０及びヨーク１４０を介して検出部１３０に向かう直線状の磁路が形成される。矢印２００に示すように、磁束発生部１２０から発生した磁束の一部は、筒体１１０を壁部１１１の周方向に沿って通過し、ヨーク１４０を通って、検出部１３０に入る。
　ヨーク１４０の端部のうち、筒体１１０側に配置される端部１４１は、筒体１１０の外周面に沿って密着できるように湾曲している。端部１４１と筒体１１０の外周面とは互いに固定されていない。また、ヨーク１４０の他方の端部１４２は、検出部１３０に接している。端部１４２は検出部１３０とは互いに固定されていない。ヨーク１４０の端部１４１は、磁力により筒体１１０と密着する。なお、端部１４１と筒体１１０の外周面が固定されていないことは必須ではなく、固定されていてもよい。
　次に図１０を参照して、圧力センサの作用について説明する。
　ヨーク１４０は、磁束発生部１２０によって磁化され、その端部１４１が筒体１１０の外周面に密着している。排気通路の圧力が上昇することによって筒体１１０内の圧力が上昇すると、筒体１１０が拡径する方向に等方的に膨張する。また、筒体１１０は、軸線Ｚ１に沿った方向にも伸張する。壁部１１１は、主に周方向θ及びその反対方向に沿った引っ張り応力を受け、磁化の方向が変化する。
　検出部１３０では、一方向における磁束の成分の変化を検出し、検出結果に応じた電気信号を検出回路に出力する。検出回路は、検出部１３０から入力した電気信号に基づき、筒体１１０内の圧力を演算する。なお、筒体１１０に用いられる磁歪材のキュリー温度は、使用環境の最高温度（例えば９００℃）よりも大きい。そのため、筒体１１０の熱による磁性変化の影響は、圧力変化による磁性変化の影響に比べ極めて小さい。このため、排気温度に大きく影響されることなく、排気の圧力を検出することができる。
　筒体１１０が膨張した後に排気通路内の圧力が低下すると、筒体１１０は径方向に収縮して、応力が作用していない自然状態に近くなる。これにより、筒体１１０の周囲の磁束の方向が、筒体１１０が径方向に膨張したときとは逆に変化する。検出回路は、検出部１３０から入力した電気信号に基づき、筒体１１０内の圧力を演算する。
　以上説明したように、第６実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　（７）筒体１１０と検出部１３０との間にヨーク１４０が介在するので、筒体１１０の熱は、検出部１３０に伝わる前にヨーク１４０に伝達され、その多くがヨーク１４０によって放出される。このため、筒体１１０から検出部１３０へ伝わる熱量を低減することができる。また、ヨーク１４０の集磁効果によって、筒体１１０を通過した磁束を検出部１３０に集中させることができる。したがって、筒体１１０が高温の場合でも検出精度を高めることができる。また、筒体１１０が高温ではない場合（例えば１～５０℃等）にも、ヨーク１４０の集磁効果により良好な検出精度を確保することができる。このため、磁歪材である筒体１１０の温度によらず圧力センサの検出精度を高めることができる。
　（８）磁束発生部１２０、筒体１１０、ヨーク１４０、及び検出部１３０は、筒体１１０の延在方向と直交する方向に直線状に配置されているため、磁束発生部１２０から検出部１３０に至る直線状の磁路を形成することができる。したがって、その磁路から磁束が漏洩しにくいため、圧力センサの検出精度を向上することができる。
　（第７実施形態）
　次に図１１を参照して、圧力センサの第７実施形態を、第６実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第７実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第６実施形態と同等であり、図面においても第６実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第７実施形態の圧力センサは、筒体１１０と検出部１３０との間に設けられるヨーク１４０のほかに、磁束発生部１２０と筒体１１０との間に設けられる第２ヨークを備える点で、第６実施形態の圧力センサと相違する。なお、説明の便宜上、以下において「ヨーク１４０」を「第１ヨーク１４０」として説明する。
　図１１に示すように、圧力センサは、磁束発生部１２０と筒体１１０との間に、第２ヨーク１４５を備える。第２ヨーク１４５は、第１ヨーク１４０と同様に円柱形状を有している。第２ヨーク１４５の外径は、筒体１１０の外径よりも小さいことが好ましい。第２ヨーク１４５の外径を筒体１１０の外径よりも小さくすることによって、第２ヨーク１４５内の磁束密度を高め、密度が高められた磁束を検出部１３０に通過させることができる。また、このように筒体１１０と磁束発生部１２０との間に第２ヨーク１４５が設けられるので、第２ヨーク１４５の長さを調整することによって筒体１１０から磁束発生部１２０へ伝わる熱量を、磁束発生部１２０に熱減磁が生じない程度にすることができる。
　一方、筒体１１０と磁束発生部１２０との間に第２ヨーク１４５を設けずに、それらを単に離間させるのみでは、磁束発生部１２０を発生源とし筒体１１０を通る磁束の密度が小さくなる。これに対し、筒体１１０と磁束発生部１２０との間に第２ヨーク１４５を設ける構成では、磁束発生部１２０により発生した磁束がヨーク１４０の集磁効果によって筒体１１０に集中するので、筒体１１０を通過する磁束の密度を大きくし、ひいては筒体１１０の歪みに起因する僅かな磁束の変化も検出しやすくなる。
　磁束発生部１２０、筒体１１０、第１ヨーク１４０、検出部１３０、及び第２ヨーク１４５は、筒体１１０の延在方向と直交する方向に配置される。第２ヨーク１４５は、筒体１１０の軸線Ｚ１の周りで、第１ヨーク１４０が接続する位置に対して１８０度の角度位置に設けられ、軸線Ｚ１に対して第１ヨーク１４０と対称となる位置に配置されている。これにより、磁束発生部１２０から、第２ヨーク１４５、筒体１１０及び第１ヨーク１４０を介して検出部１３０に向かう直線状の磁路が形成される。矢印２００に示すように、磁束発生部１２０から発生した磁束の一部は、第２ヨーク１４５を通って、筒体１１０を壁部１１１の周方向に沿って通過し、第１ヨーク１４０を通って、検出部１３０に入る。
　第２ヨーク１４５の端部のうち、筒体１１０側に配置される端部１４７は、筒体１１０の外周面に沿って密着できるように湾曲している。端部１４７と筒体１１０の外周面とは互いに固定されていない。また、第２ヨーク１４５の他方の端部１４６は、磁束発生部１２０に接しており、磁束発生部１２０とは互いに固定されていない。これにより、筒体１１０が内部の圧力の増大に伴い拡径することによって第２ヨーク１４５が磁束発生部１２０側に押されても、第２ヨーク１４５の端部１４６と磁束発生部１２０とが密着するとともに、端部１４７と筒体１１０とが密着することによって、第２ヨーク１４５の位置のずれを吸収することができる。
　次に、排気通路の圧力によって筒体１１０が拡径した場合について、圧力センサの作用を説明する。第２ヨーク１４５は、磁束発生部１２０によって磁化され、端部１４６が磁束発生部１２０に吸引されるとともに、端部１４７が筒体１１０の外周面に密着している。磁束発生部１２０と筒体１１０との間に第２ヨーク１４５が設けられることにより、筒体１１０に入る磁束の密度は高められている。
　排気通路の圧力が上昇することによって筒体１１０内の圧力が上昇すると、筒体１１０が拡径する方向に等方的に膨張する。壁部１１１は、主に周方向θ及びその反対方向に沿った引っ張り応力を受け、磁化の方向が変化する。検出部１３０では、第１ヨーク１４０の軸線Ｚ２に沿った成分の大きさ、又は軸線Ｚ２と直交する方向における磁束の成分の大きさを検出し、検出結果に応じた電気信号を検出回路に出力する。
　以上説明したように、第７実施形態によれば、上記の（７），（８）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（９）磁束発生部１２０と筒体１１０との間には第２ヨーク１４５が設けられる。この第２ヨーク１４５によって、磁束発生部１２０から筒体１１０に向かう方向に磁束を集中させ、磁束発生部１２０へ伝わる熱量を低減することができる。
　（第８実施形態）
　次に図１２を参照して、圧力センサの第８実施形態を、第６実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第８実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第６実施形態と同等であり、図面においても第６実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第８実施形態の圧力センサは、筒体１１０と磁束発生部１２０との間、及び筒体１１０と検出部１３０との間に断熱材を備える点で、第６実施形態の圧力センサと相違する。
　図１２に示すように、圧力センサは、筒体１１０と第１ヨーク１４０との間に第１断熱材１５１を備える。第１断熱材１５１は、低い熱導電率を有する材料から形成されている。第１断熱材１５１は、円柱状に形成されていてもよいし、板状に形成されていてもよい。
　また、圧力センサは、筒体１１０と磁束発生部１２０との間に第２断熱材１５２を備える。第２断熱材１５２は、第１断熱材１５１と同じ材料から形成されていてもよいし、異なる材料から形成されていてもよい。第２断熱材１５２は、円柱状に形成されていてもよいし、板状に形成されていてもよい。
　また、第１断熱材１５１の最大長さＬ１、第２断熱材１５２の最大長さＬ２は、第１ヨーク１４０の長さＬ３よりも短くしてもよい。なお、最大長さＬ１は、筒体１１０から第１ヨーク１４０へ向かう方向における第１断熱材１５１の長さの最大値である。最大長さＬ２は、筒体１１０から磁束発生部１２０へ向かう方向における第２断熱材１５２の長さの最大値である。第１ヨーク１４０の長さＬ３は、第１断熱材１５１から検出部１３０へ向かう方向の長さである。このように、最大長さＬ１，Ｌ２を、第１ヨーク１４０の長さＬ３よりも短くすると、筒体１１０から磁束発生部１２０及び検出部１３０へ伝わる熱量を低減しつつ、第１ヨーク１４０の集磁効果の低下を抑制することができる。
　また、筒体１１０の外周面のうち、第１断熱材１５１及び第２断熱材１５２に接触していない非接触領域においては、熱が放出される。このため、筒体１１０自体を放熱させることで、磁束発生部１２０及び検出部１３０へ伝わる熱量を低減することができる。
　以上説明したように、第８実施形態によれば、上記（７），（８）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（１０）第１断熱材１５１により、検出部１３０に筒体１１０から伝わる熱量を低減することができる。このように熱量を低減できる分だけ、検出部１３０と筒体１１０との相対距離を短くすることができる。また、第２断熱材１５２により、磁束発生部１２０に筒体１１０から伝わる熱量を低減することができる。このように熱量を低減できる分だけ、磁束発生部１２０と筒体１１０との相対距離を短くすることができる。したがって、磁束発生部１２０及び検出部１３０への熱による悪影響を抑制しつつ、検出部１３０に入る磁束の密度が高められるため、検出精度を向上することができる。
　（第９実施形態）
　次に図１３を参照して、圧力センサの第９実施形態を、第６実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第９実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第６実施形態と同等であり、図面においても第６実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第９実施形態の圧力センサは、磁束発生部１２０と筒体１１０との間に設けられる第２ヨーク１４５を備える点、及び筒体１１０と検出部１３０との間に設けられる第１ヨーク１４０が屈曲している点で、第６実施形態の圧力センサと相違する。
　図１３に示すように、検出部１３０は、筒体１１０に対して、筒体１１０の軸線Ｚ１に直交する２つの方向において所定の長さだけ離れた位置に設けられている。第１ヨーク１４０は、筒体１１０に接続する端部１４１と検出部１３０に接続する端部１４２との間の１箇所で屈曲している。第２ヨーク１４５は、磁束発生部１２０に接続する端部１４６から筒体１１０に接続する端部１４７まで直線状に延びている。第１ヨーク１４０の端部１４１と、第２ヨーク１４５の端部１４７とは、筒体１１０の軸線Ｚ１に対して対称となる位置に設けられている。
　このため、磁束発生部１２０と検出部１３０との間に第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５を設ける場合でも、圧力センサが、検出部１３０から筒体１１０に向かう方向に大型化することを抑制することができる。また、磁束発生部１２０は、筒体１１０に対して検出部１３０と同じ側に設けられる。このため、磁束発生部１２０及び検出部１３０を、例えばそれらを保護する筐体や、圧力センサが取り付けられる対象物等といった取付部１６０の同じ側面に設けることができる。
　以上説明したように、第９実施形態によれば、上記の（７）～（９）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（１１）第１ヨーク１４０は、筒体１１０に接続する端部１４１と検出部１３０に接続する端部１４２との間の１箇所で屈曲する。このため、圧力センサの配置スペースが限られている場合にも、筒体１１０の熱を十分放出できるだけの第１ヨーク１４０の長さを確保することができる。また、筒体１１０の周囲に障害物がある等、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５のレイアウトに制約がある場合にも、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５を、障害物を避けて配置することができる。
　（第１０実施形態）
　次に図１４を参照して、圧力センサの第１０実施形態を、第６実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１０実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第６実施形態と同等であり、図面においても第６実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第１０実施形態の圧力センサは、磁束発生部１２０と筒体１１０との間に設けられる第２ヨーク１４５を備える点、及び筒体１１０と検出部１３０との間に設けられる第１ヨーク１４０と第２ヨーク１４５とが屈曲している点で、第６実施形態の圧力センサと相違する。
　図１４に示すように、磁束発生部１２０及び検出部１３０は、互いに異なる位置であって、筒体１１０に対して、筒体１１０の軸線Ｚ１に直交する２つの方向において所定の長さだけ離れた位置に設けられている。第１ヨーク１４０は、筒体１１０に接続する端部１４１と検出部１３０に接続する端部１４２との間の１箇所で屈曲している。第２ヨーク１４５は、磁束発生部１２０に接続する端部１４６と筒体１１０に接続する端部１４７との間の１箇所で屈曲している。また、磁束発生部１２０は、筒体１１０に対して検出部１３０と同じ側に設けられる。
　このため、磁束発生部１２０と検出部１３０との間に第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５を設ける場合でも、圧力センサが、検出部１３０から筒体１１０に向かう方向、及び磁束発生部１２０から筒体に向かう方向に大型化することを抑制することができる。
　以上説明したように、第１０実施形態によれば、上記の（７）～（９）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（１２）第１ヨーク１４０は、端部１４１，１４２の間の１箇所で屈曲する。第２ヨーク１４５は、端部１４６，１４７の間の１箇所で屈曲する。このため、圧力センサの配置スペースが限られている場合にも、筒体１１０の熱を十分放出できるだけの第１ヨーク１４０の長さ及び第２ヨーク１４５の長さを確保することができる。また、筒体１１０の周囲に障害物がある等、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５のレイアウトに制約がある場合にも、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５を、障害物を避けて配置することができる。
　（第１１実施形態）
　次に図１５を参照して、圧力センサの第１１実施形態を、第６実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１１実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第６実施形態と同等であり、図面においても第６実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第１１実施形態の圧力センサは、磁束発生部１２０と筒体１１０との間に設けられる第２ヨーク１４５を備える点、及びヨークが環状の磁路を構成する点で、第６実施形態の圧力センサと相違する。
　図１５に示すように、磁束発生部１２０及び検出部１３０は、互いに異なる位置であって、筒体１１０に対して、筒体１１０の軸線Ｚ１に直交する２つの方向において所定の長さだけ離れた位置に設けられている。第１ヨーク１４０は、端部１４１，１４２の間の１箇所で屈曲する。第２ヨーク１４５は、端部１４６，１４７の間の１箇所で屈曲する。また、磁束発生部１２０と検出部１３０とは、第３ヨーク１７０を介して接続されている。第３ヨーク１７０は、その端部１７１，１７２の間の２箇所で屈曲し、磁束発生部１２０及び検出部１３０を接続している。第１ヨーク１４０、第２ヨーク１４５、及び第３ヨーク１７０は、磁束発生部１２０、筒体１１０及び検出部１３０を接続する環状の磁路を形成する。このように圧力センサの磁路を、閉磁路構造によって、磁束発生部１２０、筒体１１０及び検出部１３０が接続されることにより、磁束の漏洩を抑制することができる。
　以上説明したように、第１１実施形態によれば、上記の（７）～（９），（１２）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（１３）磁束発生部１２０、筒体１１０及び検出部１３０が、第１ヨーク１４０、第２ヨーク１４５及び第３ヨーク１７０によって構成される閉磁路によって接続されるので、磁束の漏洩を抑制することができる。
　（第１２実施形態）
　次に図１６を参照して、圧力センサの第１２実施形態を、第６実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１２実施形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第６実施形態と同等であり、図面においても第６実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
　第１２実施形態の圧力センサは、磁束発生部１２０と筒体１１０との間に設けられる第２ヨーク１４５を備える点、及び第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５が異なる方向に屈曲する点で、第６実施形態の圧力センサと相違する。
　図１６に示すように、磁束発生部１２０及び検出部１３０は、互いに異なる位置であって、筒体１１０に対して、筒体１１０の軸線Ｚ１に直交する２つの方向において所定の長さだけ離れた位置に設けられている。
　第１ヨーク１４０の端部１４１及び第２ヨーク１４５の端部１４２は、筒体１１０の軸線Ｚ１に対して対称となる位置に設けられている。第１ヨーク１４０は、筒体１１０に接続する端部１４１と検出部１３０に接続する端部１４２との間の１箇所で屈曲している。第２ヨーク１４５は、磁束発生部１２０に接続する端部１４６と筒体１１０に接続する端部１４７との間の１箇所において、検出部１３０と反対側に屈曲している。
　このように、第２ヨーク１４５を、第１ヨーク１４０とは反対側に屈曲させ、その第２ヨーク１４５を介して筒体１１０と磁束発生部１２０とを接続することによって、磁束発生部１２０と検出部１３０とを同じ側に設ける場合よりも、それらの間の相対距離を大きくすることができる。これにより、磁束発生部１２０により生じる磁束のうち、第２ヨーク１４５を通らない磁束の影響を受けることによる、信号対雑音比であるＳＮ比の低下の抑制を図ることができる。
　以上説明したように、第１２実施形態によれば、上記の（７）～（９），（１２）の効果が得られるとともに、さらに以下の効果が得られるようになる。
　（１４）第２ヨーク１４５を、第１ヨーク１４０とは反対側に屈曲させることによって、磁束発生部１２０と検出部１３０とを同じ側に設ける場合よりも、それらの間の相対距離を大きくすることができる。このため、磁束発生部１２０により生じる磁束のうち、第２ヨーク１４５を通らない磁束が圧力センサに与える悪影響を抑制することができる。
　上記実施形態は、以下のように変更することもできる。
　・第２及び第３実施形態では、連結部５４，６２によって筒体１０を支持し、第４実施形態では取付部５２によって筒体１０を支持したが、これ以外の構成によって筒体１０を支持してもよい。例えば、筒体１０の一方の端部を取付部５２に直接連結する構成であってもよい。又は、筒体１０の他方の端部を、蓋部５３に直接連結させる構成であってもよい。
　・第２～第４実施形態において、第１保持部４０及び第２保持部４５をそれぞれ構成し、ヨーク材を兼ねる部材を、ベース５６，５８とした。これ以外に、保持部５１の壁部の一部又は全部をヨーク材としてもよい。このようにすると、ヨークの集磁効果を調整しやすくなる。
　・筐体５０は、筒体１０の全周を囲む構成としたが、筐体５０が第１保持部４０及び第２保持部４５を備える構成であれば、筐体５０は筒体１０の周方向の一部を囲む構成であってもよい。
　・第１～第５実施形態の圧力センサにおいて、磁束発生部２０を１つ設けたが、複数設けてもよい。これにより、磁束密度を高めることができる。
　・第１実施形態において、圧力センサは１つの検出部３０を備え、第２実施形態～第４実施形態において、圧力センサは１対の検出部３０を備えるようにした。圧力センサは、筒体１０の逆磁歪効果の大きさに応じて適宜変更すればよく、１つでもよく複数でもよい。
　・図１７に示すように、第２ヨーク１４５が、磁束発生部１２０に接続する端部１４６と筒体１１０に接続する端部１４７との間の１箇所で屈曲するようにしてもよい。このようにすると磁束発生部１２０から筒体１１０に向かう方向に圧力センサを小型化することができる。
　・図１８に示すように、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５を直線状とし、第２ヨーク１４５を、その延在方向が、第１ヨーク１４０の延在方向と直交するように配置してもよい。これにより、圧力センサのレイアウトに制約がある場合にも、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５の両方を配置することができる。
　・図１９に示すように、第１ヨーク１４０を、筒体１１０に接続する端部１４１と、検出部１３０に接続する端部１４２との間で複数回屈曲させるようにしてもよい。第１ヨーク１４０は、端部１４１，１４２の２箇所で、互いに異なる方向に、９０度の角度で屈曲している。また、第１ヨーク１４０が複数回屈曲してもよいし、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５の両方が複数回屈曲していてもよい。複数箇所で屈曲したヨークにおいては、その放熱効果を高めることができる。
　・図２０に示すように、第１ヨーク１４０を、筒体１１０に接続する端部１４１と、検出部１３０に接続する端部１４２との間で、蛇腹状に屈曲させるようにしてもよい。第１ヨーク１４０に加えてまたは第１ヨーク１４０の代わりに、第２ヨーク１４５を、筒体１１０に接続する端部１４７と、磁束発生部１２０に接続する端部１４６との間で、蛇腹状に屈曲させるようにしてもよい。または、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５のいずれか一方を蛇腹状に屈曲させるようにしてもよい。このような変更例によれば、蛇腹状に屈曲したヨークにおいては、その放熱効果を高めることができる。
　・図２１に示すように、第１ヨーク１４０の外周面に、放熱用のフィン１８０を設けるようにしてもよい。これにより、第１ヨーク１４０の放熱効果を高めることができる。また、第２ヨーク１４５の外周面に、フィン１８０を設けるようにしてもよい。
　・図２２に示すように、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５が屈曲する態様において、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５が異なる平面上で屈曲するようにしてもよい。すなわち、第１ヨーク１４０は、筒体１１０の延在方向と平行な平面上で９０度屈曲し、第２ヨーク１４５は、筒体１１０の延在方向を法線方向とする平面上で９０度屈曲している。これにより、圧力センサのレイアウトに制約がある場合にも、第１ヨーク１４０及び第２ヨーク１４５の両方を配置することができる。
　・各実施形態及び変更例において、筒体１０、１１０は排気通路に接続されるが、排気通路の一部が筒体１０、１１０であってもよい。このようにすると、排気通路の近傍に圧力センサを設けるためのスペースを別途確保しなくてもよい。
　・第６～第１８実施形態において、ヨーク１４０を、円柱状としたが、これ以外の形状であってもよい。例えば、ヨーク１４０は、六角柱状等、多角柱状であってもよい。また、ヨーク１４０は、例えば大径部と小径部とからなる形状など、異なる径を有する複数の部分からなる形状や、径が連続的に変化するような形状（例えば円錐状）であってもよい。ヨーク１４０が大径部と小径部とからなる形状である場合、筒体１１０側に大径部を配置し検出部１３０側に小径部を配置してもよい。このようにすると、小径部から検出部１３０に入る磁束の密度が大きくなることが期待される。
　・第８実施形態において、第１断熱材１５１の最大長さＬ１、第２断熱材１５２の最大長さＬ２を、第１ヨーク１４０の長さＬ３よりも短くしたが、これ以外の態様であってもよい。例えば、第１断熱材１５１の最大長さＬ１及び第１ヨーク１４０の長さＬ３を合わせた長さ（Ｌ１＋Ｌ３）を長くするために、第１断熱材１５１の最大長さＬ１を、第１ヨーク１４０の長さＬ３以上としてもよい。また、第２断熱材１５２の最大長さＬ２を、第１ヨーク１４０の長さＬ３以上としてもよい。
　・各実施形態及び変更例において、筒体１０、１１０はその全体が磁歪体からなる構成としたが、筒体１０、１１０のうち少なくとも一部が磁歪材からなる構成であればよい。この場合、検出部３０、１３０は、筒体１０、１１０の磁歪部分の近傍に配置される。
　・各実施形態及び変更例において、筒体１０、１１０の壁部１１、１１１の厚さを一定とした。この態様以外に、壁部１１、１１１の厚さを不均一としてもよい。例えば、筒体１０、１１０にその剛性を確保しつつ薄肉部を設けて、薄肉部における圧力変化に伴う歪み量を大きくするようにしてもよい。これによれば、圧力センサの検出精度の向上を図ることができる。
　・各実施形態及び変更例において、磁束発生部２０、１２０は、磁束発生部側から筒体側へ向かう磁束を発生させるようにしたが、その反対の向き、すなわち筒体側から磁束発生部側へ向かう磁束を発生させるものであってもよい。
　・第６～第１８実施形態において、第１ヨーク１４０の外径及び第２ヨーク１４５の外径は、筒体１１０の外径よりも小さいものとした。この態様以外に、第１ヨーク１４０の外径及び第２ヨーク１４５の外径の少なくとも一方は、筒体１１０の外径と同じでもよいし、筒体１１０の外径よりも大きくてもよい。このようにすると、筒体１１０の外径以上のヨークにおいては、より多くの磁束を集中させることができる。
　・第８実施形態では、筒体１１０と第１ヨーク１４０との間に第１断熱材１５１を設け、筒体１１０と磁束発生部１２０との間に第２断熱材１５２を設けたが、筒体１１０の外周面全体を断熱材で覆ってもよい。このようにすると、筒体１１０からの輻射熱を低減することができる。また、検出部１３０と第１ヨーク１４０との間に第１断熱材１５１を設けてもよく、筒体１１０と第１ヨーク１４０との間、及び検出部１３０と第１ヨーク１４０との間の両方に第１断熱材１５１を設けてもよい。さらに、磁束発生部１２０と第２ヨーク１４５との間に第２断熱材１５２を設けてもよく、筒体１１０と第２ヨーク１４５との間、及び磁束発生部１２０と第２ヨーク１４５との間の両方に第２断熱材１５２を設けてもよい。
　・各実施形態及び変更例では、圧力センサを、測定対象であるエンジンの排気通路に対して設けられ、排気の圧力を検出するものとして説明したが、これ以外の測定対象に設けられてもよい。また、筒体１０、１１０の内側を流れる流体は、排気等の気体に限らず、液体でもよく、ゾルでもよく、ゲルでもよい。
　本開示は、以下の構成例を包含する。
　［付記１］少なくとも一部が磁歪材から形成され、内側を流れる流体の圧力で変形する筒体と、前記筒体の延在方向に直交する磁束を発生させる磁束発生部と、前記筒体の歪みによる磁束の変化を検出する検出部と、前記筒体と前記検出部との間に設けられるヨークとを備える圧力センサ。
　上記構成によれば、筒体と検出部との間にヨークが介在するので、筒体の熱は、検出部に伝わる前にヨークに伝達され、その多くがヨークによって放出される。このため、筒体から検出部へ伝わる熱量を低減することができる。また、ヨークの集磁効果によって、筒体を通過した磁束を検出部に集中させることができる。したがって、筒体が高温の場合でも検出精度を高めることができる。また、筒体が高温ではない場合にも、ヨークの集磁効果により良好な検出精度を確保することができる。このため、磁歪材である筒体の温度によらず、圧力センサの検出精度を高めることができる。
　［付記２］前記磁束発生部、前記筒体、前記ヨーク、及び前記検出部は、前記筒体の延在方向と直交する一方向に沿って配置される、付記１に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、磁束発生部、筒体、ヨーク、及び検出部は、筒体の延在方向と直交する方向に直線状に配置されているため、磁束発生部から検出部に至る直線状の磁路を形成することができる。したがって、その磁路から磁束が漏洩しにくいため、圧力センサの検出精度を向上することができる。
　［付記３］前記ヨークは、前記筒体と前記検出部との間の１又は複数の箇所で屈曲する、付記１に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、ヨークは、筒体に接続する端部と検出部に接続する端部との間の１又は複数の箇所で屈曲する。このため、圧力センサの配置スペースが限られている場合にも、筒体の熱を十分放出できるだけのヨークの長さを確保することができる。また、筒体の周囲に障害物がある等、ヨークのレイアウトに制約がある場合にも、ヨークを、障害物を避けるように配置することができる。
　［付記４］前記筒体と前記ヨークとの間、及び前記ヨークと前記検出部との間の少なくとも一方に断熱材が設けられる、付記１～３のいずれか１項に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、断熱材により、検出部に筒体からの熱が伝達されることを抑制することができる。
　［付記５］前記ヨークは、その外周面に１又は複数の放熱フィンを備える、付記１～４のいずれか１項に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、ヨークに放熱フィンが設けられるため、ヨークの放熱機能を高めることができる。
　［付記６］前記筒体と前記検出部との間に設けられる前記ヨークである第１ヨークと、前記磁束発生部と前記筒体との間に設けられる第２ヨークとを備える付記１～５のいずれか１項に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、第２ヨークの集磁効果によって磁束発生部から筒体に向かう方向に磁束を集中させるとともに、第２ヨークの放熱効果によって磁束発生部へ伝わる熱量を低減することができる。このため、磁束発生部への熱による悪影響を抑制することができる。
　［付記７］前記第２ヨークは、前記磁束発生部と前記筒体との間の１又は複数の箇所で屈曲する、付記６に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、第２ヨークは、１又は複数の箇所で屈曲するので、筒体の周囲のスペースが限られている場合にも、筒体の熱を放出するヨークの長さを確保しつつ、そのスペースにヨークを収容することができる。また、筒体の周囲に障害物がある等、圧力センサのレイアウトに制約がある場合にも、ヨークを、障害物を避けるように配置することができる。
　［付記８］前記筒体と前記第２ヨークとの間、及び前記第２ヨークと前記磁束発生部との間の少なくとも一方に断熱材が設けられる、付記６又は７に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、断熱材により、磁束発生部に筒からの熱が伝達されることを抑制することができる。
　［付記９］前記第２ヨークは、その外周面に１又は複数の放熱フィンを備える、付記６～８のいずれか１項に記載の圧力センサ。
　上記構成によれば、第２ヨークに放熱フィンが設けられるため、第２ヨークの放熱機能を高めることができる。
　本発明がその技術的思想から逸脱しない範囲で他の特有の形態で具体化されてもよいということは当業者にとって明らかである。例えば、実施形態（あるいはその１つ又は複数の態様）において説明した特徴のうちの一部を省略したり、いくつかの特徴を組合せてもよい。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参照して、請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲と共に確定されるべきである。
　１０…筒体、１１…壁部、１２…導入口、２０…磁束発生部、３０…検出部、４０…第１保持部、４５…第２保持部、５０…筐体、５１…保持部、５１Ｂ…螺子、５１Ｃ…本体、５１Ｄ…孔、５２…取付部、５３…蓋部、５４Ａ…流路、５３Ｄ…孔部、５５…内周面、５６…ベース、５７…固定部、５８…ベース、５９…固定部、６０…螺子部、６１…螺子部、７０…断熱材、８０…外側壁部、８１…内側壁部、８２…梁部、９０…上側枠部、９１…下側枠部、９５…ヨーク。

Claims (5)

  1. 　少なくとも一部が磁歪材から形成され、内側を流れる流体の圧力で変形する筒体と、
    　前記筒体の延在方向に直交する磁束を発生させる磁束発生部と、
    　前記磁束発生部と前記筒体との間に間隙を設けて前記磁束発生部を保持する第１保持部と、
    　前記筒体の歪みによる当該筒体周辺の磁束の変化を検出する検出部と、
    　前記検出部と前記筒体との間に間隙を設け、且つ前記検出部と前記磁束発生部との間に前記筒体が挟まれるように前記検出部を保持する第２保持部と
    を備える、圧力センサ。
  2. 　前記筒体の周方向を囲む筐体を備え、
    　前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記筐体の内周面に設けられる、請求項１に記載の圧力センサ。
  3. 　前記筒体の周方向を囲む筐体を備え、
    　前記第１保持部及び前記第２保持部は、前記筐体の内側に設けられた内側壁部に設けられる、請求項１に記載の圧力センサ。
  4. 　前記筒体の両端には、前記筐体に連結し前記筒体を支持する連結部がそれぞれ設けられ、
    　前記連結部は、前記筐体に対して着脱可能に設けられる、請求項２又は３の圧力センサ。
  5. 　前記第１保持部及び前記第２保持部の少なくとも一方は、前記磁束発生部により発生する磁束を集磁するヨークを兼ねる、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧力センサ。
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