JPS63109341A - 圧力スイツチ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力スイッ
チ、特に高圧用に適した圧力スイッチに関する。

従来の技術 近年、非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサが
提案されている。（例えば特開昭６０−８８３３６号公
報）　第３図はこのような圧力センサの従来例を示して
いる。１１は円環状の溝部１１ａが設けられた円柱状の
軟磁性体、１２はその上部に配置された磁歪を有する非
晶質磁性合金円板である。１３は庇部１３ａを有する非
磁性リングであり軟磁性体１１の溝部１１ａに装着され
ている。１４は非磁性リング１３の中に巻装されたコイ
ルで、１４ａはその引き出し線である。１５は圧力媒質
導入口１５ａと透孔１５ｂを有する蓋部、１６は蓋部１
５と前記内容物を保持する容器である。軟磁性体１１と
非晶質磁性合金１２は閉磁路を構成しておりコイル１４
で励磁される構成になっている。

圧力が圧力導入口１５ａに加わると透孔１５ｂを通して
非晶質磁性合金円板２に圧力が加わる。

これにより、第４図に示すように非晶質磁性合金は庇部
１３ａの溝部において押し下げられその内部に応力が発
生する。この内部応力の発生で磁歪効果により非晶質磁
性合金の透磁率が減少する。

この変化をコイル１４を用いてインダクタンスの形で検
出し圧力を測定する様になっている。

第６図はこの様な構成のセンサの出力例を示している。

発明が解決しようとする問題点 上記の様な構成のセンサにおいては、非晶質磁性合金の
磁歪効果を用いているため、第６図にも示した様に、低
圧力すなわち低応力時インダクタンスの変化量が大きく
、圧力の増加につれインダクタンスの変化量が減少して
いく。このため従来の構成のトランスデユーサを用いて
高圧で動作する圧力スイッチを構成した場合感度不足上
なり、精度の良いものが得られない。

さらに従来例の様に非磁性リングに庇部を設けて耐圧を
向上させた場合は、発生する内部応力が減少しさらに精
度が確保しに（くなる。

問題点を解決するための手段 非晶質磁性合金円板に対して軟磁性体の反対側の面で接
し、軟磁性体溝部に対応する部分に凹部を有する金属円
板を設ける。

作用 凹部を有する金属円板を設けることで、一定圧力まで非
晶質磁性合金円板に応力が加わらず、スイッチ圧力付近
で低応力に対する非晶質磁性合金の急峻なインダクタン
ス変化を利用することができ、圧力スイッチの精度が向
上する。

実施例 第１図は本発明の一実施例の断面図である。１は円環状
の溝部１ａが設けられた円柱状の軟磁性体、２は、軟磁
性体１の溝部１ａを覆って配置された磁歪を有する非晶
質磁性合金円板である。３は軟磁性体１と非晶質磁性合
金円板２の間に置かれた非磁性板よりなるスペーサであ
る。これら三つの部材は一つの閉磁路を構成している。

４は軟磁性体溝部１ａに巻装されたコイルである。５は
非晶質磁性合金円板２に軟磁性体１と異なる面で接し前
記軟磁性体溝部１ａに対応する部分に凹部を有する金属
円板である。６は圧力媒質導入口透孔６　ａ　Ｎ及びＯ
リング６ｂを有する容器である。

７は検出回路部で、インダクタンス値に応じてスイッチ
動作をする。

動作原理は従来例と同様で、圧力による非晶質磁性合金
円板２のインダクタンス変化を検出し、これによりスイ
ッチ動作を行う。圧力が印加された場合の金属円板５と
非晶質磁性合金円板２の変形の様子を第５図に示した。

同図（ａ）に示した様に、ある一定圧までは金属円板５
は変形するが非晶質磁性合金円板２はなんら変形しない
。その結果非晶質磁性合金円板２の透磁率は変化せずイ
ンダクタンスの変化もない。圧力がある一定値を越える
と、同図（ｂ）に示す様に金属板は非晶質磁性合金円板
２を下方に押し下げ応力が発生し、インダクタンスの変
化が生じるようになる。この時非晶質磁性合金円板２は
低応力下で内部応力が変化するため、第６図に示した低
圧力での振る鼻いと同じ挙動をする。すなわち圧力に対
するインダクタンスの変化量は大きい。

第７図は、第１図実施例の圧力−インダクタンス特性の
測定例である。低圧部においてインダクタンスの変化が
なく２５０ｋｇ／ａｎ？の圧力以上でインダクタンスが
急峻に変化している。すなわち金属円板は２５０ｋｇ／
ｃｒｊの圧力以上で非晶質磁性合金円板に応力を与えて
いる。この図において３００　ｋ　ｇ　／　ｃｎｆにお
けるインダクタンスの圧力に対する変化量は、第６図の
３００ｋｇ／ｃ−におけるインダクタンスの圧力に対す
る変化量に比べ著しく大きい。よってこのトランスデユ
ーサ部を用いて３００ｋｇ／ｃ−で動作する圧力スイッ
チを構成すれば精度の良い圧力スイッチが得られること
がわかる。

この例では３００ｋｇ／ｃＪで動作する圧力スイッチを
例に挙げたが、金属板が非晶質磁性合金円板に応力を与
え始める圧力は凹部の深さと輻により調節できるので、
動作させる圧力より少し小さい圧力にこれを調整すれば
この例と同様インダクタンスの急峻な変化を利用した圧
力スイッチが構成できる。

第２図は本発明の他の実施例である。第１図実施例とほ
ぼ同じ構成であり、同一の部材には第１図と同じ番号を
付与して説明を省略する。構成の違いはスペーサがない
ことであるが、磁気抵抗が小さくなりインダクタンスが
大きくとれる以外は第１図実施例と同様な効果が得られ
る。

以上の説明では、スペーサには軟磁性体の溝部に対応す
る部分に細長い溝が設けられているが、圧力による非晶
質磁性合金の変形は軟磁性体の溝部で発生するのでこの
溝が無（でもよい。たとえば第１図実施例で、スペーサ
３を溝なし非磁性円板としても第１図実施例と同様の効
果が得られる。

発明の効果 軟磁性体溝部に対応する部分に凹部を有する金属円板を
設けたことにより、スイッチ動作をする圧力付近でのト
ランスジュウサ部のインダクタンス変化が急峻となり、
精度の良い圧力スイッチが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における圧力スイッチの断面
図、第２図は本発明の他実施例の断面図、第３図は従来
の圧力センサのトランスジュウサ部断面図、第４図は非
晶質磁性合金の変形を示す要部断面図、第５図は本発明
の要部の動作を示す断面図、第６図は従来の圧力センサ
のインダクタンス−圧力の関係を示すグラフ、第７図は
本発明の圧力スイッチトランスジュウサ部のインダクタ
ンス−圧力の関係を示すグラフである。 １．１１・・・軟磁性体、２．１２・・・磁歪を有する
非晶質磁性合金円板、３・・・スペーサ、４．１４・・
・コイル、５・・・金属板、６・・・容器、７・・・検
出回路部、１３・・・非磁性リング、１５・・・蓋部、
１６・・・容器。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男ばか１名第１図 第２図 第３図 ｔＳａ 第４図 伸圧 第５図 圧力 ↓ （ｂ） Ｌ（広Ｈ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円環状の溝部が設けられた円柱状の軟磁性体と、
   前記軟磁性体の溝部を有する面に接する少なくとも１枚
   の磁歪を有する非晶質磁性合金円板と、前記非晶質磁性
   合金円板に対して前記軟磁性体の反対側の面で接し前記
   軟磁性体溝部に対応する部分に凹部を有する金属円板と
   、前記軟磁性体溝部に巻装されたコイルと、これらを保
   持し圧力伝達媒質を前記金属円板に導く導入口を有する
   とともに前記金属円板との間に圧力伝達媒質を阻止する
   手段を有する容器と、検出回路部とを備えた圧力スイッ
   チ。
2. （２）軟磁性体と非晶質磁性合金円板との間に非磁性ス
   ペーサが挿入されている事を特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の圧力スイッチ。
3. （３）圧力伝達媒質を阻止する手段として容器に溝を設
   けＯリングを装着して金属円板に圧着した事を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の圧力スイッチ。