特許 6286613 圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6286613

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 9/16 20060101AFI20180215BHJP

   G01L 7/00 20060101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   G01L9/16

   G01L7/00 D

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-508363(P2017-508363)

(86)(22)【出願日】2016年3月22日

(86)【国際出願番号】JP2016059020

(87)【国際公開番号】WO2016152867

(87)【国際公開日】20160929

【審査請求日】2017年8月30日

(31)【優先権主張番号】特願2015-59881(P2015-59881)

(32)【優先日】2015年3月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】溝口 尚志

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４３０１４２３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特公平８−３３３３３（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ９／１６

Ｇ０１Ｌ７／００

本件特許出願に対応する国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／０５９０２０の国際調査報告が利用された。

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側を流れる流体の圧力で変形する筒体と、
前記筒体と接触する弾性体の一部に設けられ、前記筒体の変形に伴って歪む磁歪材と、を備え、
前記弾性体のうち、前記磁歪材が設けられた領域と、当該領域を除く領域とは、前記弾性体に設けられたスリットによって一部分離され、
前記弾性体は、前記磁歪材が設けられた領域において前記筒体の外周面と接触する
圧力センサ。

【請求項2】

前記弾性体は、当該弾性体に形成された孔部の内周面において前記筒体の外周面と接触するとともに、
前記磁歪材は、前記弾性体のうち、前記筒体の径方向に沿った面の一部に設けられる
請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項3】

前記磁歪材が設けられた領域と当該領域を除く領域とを一部分離する前記スリットは、長孔である
請求項１又は２に記載の圧力センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁歪式の圧力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

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。磁歪式の圧力センサとしては、パーマロイなどの強磁性材からなる薄肉板に、励磁用コイルと、出力用コイルとを直交させて巻回したものがある（例えば、特許文献１参照）。流体の圧力変化によって薄肉板に力が作用すると、励磁コイルの磁束分布が変化して出力コイルに電圧が誘起される。そして、この誘起電圧が圧力の変化量として検出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９−８９６８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記センサは、薄肉板全体が磁歪材からなる構成であるため、圧力センサを製造するにあたり使用される磁歪材の量が必然的に多くなる。そのため、磁歪材の使用量を低減する観点からは、なお改善の余地を残すこととなっていた。

【0005】

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、磁歪材の使用量を低減することができる圧力センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する本発明の一態様の圧力センサは、内側を流れる流体の圧力で変形する筒体と、前記筒体と接触し前記筒体の変形に伴い押圧される弾性体の一部、又は前記筒体の一部に設けられ、前記筒体の変形に伴って歪む磁歪材と、を備えることを要旨とする。

【0007】

上記構成によれば、筒体の一部、又は筒体と接触する弾性体の一部に磁歪材が設けられるため、弾性体を磁歪材から構成するセンサに比べ、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0008】

上記圧力センサについて、前記筒体の変形に伴い押圧される弾性体は、当該弾性体に形成された孔部の内周面において前記筒体の外周面と接触するとともに、前記磁歪材は、前記弾性体のうち、前記筒体の径方向に沿った面、すなわち筒体の軸線と直交する面の一部に設けられることが好ましい。

【0009】

上記構成によれば、筒体の内側を流れる流体の圧力で筒体の外径が変化することによって、筒体と接触する弾性体が歪むと、弾性体のうち筒体の径方向に沿った面に設けられた磁歪材は、引っ張り応力と径方向に平行な方向の応力とを受ける。このため、磁歪材の応力に伴う磁界の変化に基づき圧力の変化を検出することが可能となる。また、弾性体のうち、筒体の径方向に沿った面の一部に磁歪材が設けられるため、弾性体全体を磁歪材から形成するセンサに比べ、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0010】

上記圧力センサについて、前記弾性体のうち、前記磁歪材が設けられた領域と、当該領域を除く領域とは、前記弾性体に設けられたスリットによって一部分離されていることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、弾性体の磁歪材が設けられた領域とその領域を除く領域、すなわち磁歪材が設けられていない弾性体の領域とは、スリットによって一部分離されているので、磁歪材が設けられていない領域からの応力が、磁歪材が設けられた領域に直接影響することを抑制しつつ、磁歪材が設けられた領域の歪みを磁歪材に伝えることができる。

【0012】

上記圧力センサについて、前記磁歪材が設けられた領域と当該領域を除く領域とを一部分離する前記スリットは、長孔であることが好ましい。
上記構成によれば、磁歪材が設けられた領域と、当該領域とを除く領域とを一部分離するスリットの加工を容易に行うことができる。

【0013】

上記圧力センサについて、前記磁歪材は、前記筒体の外周面のうち、前記筒体の軸方向における一部の範囲に巻かれる線材であることが好ましい。
上記構成によれば、流体の圧力が変化すると、筒体の外径が変化することによって、筒体の外周面に巻かれた線材も歪む。このため、磁歪材の歪みに伴う磁場の変化に基づき流体の圧力の変化を検出することが可能となる。また、筒体の軸方向における一部の範囲に磁歪材からなる線材が巻かれるため、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0014】

上記圧力センサについて、前記磁歪材は、前記筒体の外周面に形成された薄膜であることが好ましい。
上記構成によれば、流体の圧力が変化すると、筒体の外径が変化することによって、筒体の外周面に設けられた薄膜状の磁歪材も歪む。このため、磁歪材の歪みに伴う磁場の変化に基づき流体の圧力の変化を検出することが可能となる。また、磁歪材は外周面に形成された薄膜であって、磁歪材が金属板などである場合に比べ薄膜化することが可能であるため、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0015】

上記圧力センサについて、前記磁歪材は、前記筒体の外周面に沿って湾曲するとともに当該外周面の周方向における一部に設けられることが好ましい。
上記構成によれば、流体の圧力が変化すると、筒体の外径が変化することによって、筒体の外周面に湾曲した状態で設けられた磁歪材が歪む。このため、磁歪材の歪みに伴う磁場の変化などに基づき流体の圧力の変化を検出することが可能となる。また、筒体の周方向における一部に磁歪材が設けられるため、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、磁歪材の使用量を低減することができる。
本発明の他の態様及び利点は、本発明の技術的思想の例を示す図面と共に以下の記載から明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施形態の圧力センサの一部を示す斜視図。

【図2】第１の実施形態の圧力センサを筒体の径方向と平行（すなわち筒体の軸線と垂直）に切断した断面図。

【図3】第１の実施形態の圧力センサに設けられた検出部の断面図。

【図4】第１の実施形態の圧力センサを筒体の軸方向と平行に切断した断面図。

【図5】本発明の第２の実施形態の圧力センサの一部を示す側面図。

【図6】第２の実施形態の圧力センサを筒体の径方向と平行に切断した断面図。

【図7】第２の実施形態の圧力センサを筒体の軸方向と平行に切断した断面図。

【図8】本発明の第３の実施形態の圧力センサの一部を示す側面図。

【図9】第３の実施形態の圧力センサを筒体の径方向と平行に切断した断面図。

【図10】第３の実施形態の圧力センサを筒体の軸方向と平行に切断した断面図。

【図11】本発明の第４の実施形態の圧力センサを筒体の軸方向と平行に切断した断面図。

【図12】本発明の変形例の圧力センサを筒体の径方向と平行に切断した断面図。

【図13】本発明の変形例の圧力センサのプレートの一部と検出部とを模式的に示す断面図。

【図14】本発明の変形例の圧力センサを筒体の軸方向と平行に切断した断面図。

【図15】本発明の変形例の圧力センサを筒体の径方向と平行に切断した断面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（第１の実施形態）
以下、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態の圧力センサについて説明する。本実施形態の圧力センサは、エンジンの排気通路内の圧力を検出するセンサとして用いられる。圧力センサは、排気通路に設けられるか、又は排気通路に接続する流路に設けられる。

【0019】

図１に示すように、圧力センサは、筒体１１を備えている。筒体１１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１２を備えている。導入口１２から導入された排気ガスは、筒体１１の内側を流れる。筒体１１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１１が別の配管に接続される場合は、当該配管のうち、筒体１１と接続される端部とは反対側の端部が閉塞される。排気通路内の圧力が上昇した場合には、筒体１１内の圧力も上昇し、排気通路内の圧力が低下した場合には、筒体１１内の圧力も低下する。

【0020】

筒体１１の周壁部１３は、筒体１１の内側の半径よりも小さい厚さを有している。また、筒体１１を構成する材料は、弾性を有するとともに、測定対象の流体（ここでは排気ガス）に対する耐熱性および耐食性を有する材料であればよい。筒体１１は、排気通路内の圧力変化に伴い、その径方向Ｒと平行な方向、すなわち筒体１１の軸線と直交する方向に変形する。すなわち、排気通路内の圧力が上昇すると、筒体１１は径方向Ｒに膨張する。また、排気通路内の圧力が上昇から下降に転じると、膨張した筒体１１は収縮して標準状態に戻る。なお、筒体１１の径方向Ｒとは、筒体１１の中心軸から周壁部１３に放射状に向かう方向であり、中心軸から周壁部１３の内周面の一点に向かう一つの方向を指すものではない。

【0021】

図２に示すように、筒体１１は、径方向Ｒと平行な断面の外形形状が楕円形である。筒体１１は、弾性体であるプレート１５に貫挿されている。プレート１５は、円盤状に形成されるとともに、筒体１１から伝わる排気ガス由来の熱に対する耐熱性を備える材料からなる弾性体であり、例えば金属から形成される。プレート１５の中央部には、円形状又は楕円形状の貫通孔１６が形成されている。プレート１５の外側の縁から貫通孔１６の縁までの幅Ｗは、プレート１５の厚さよりも大きい。

【0022】

筒体１１は、その外周面の２箇所においてプレート１５の貫通孔１６の内周面と接触している。筒体１１が貫通孔１６の内周面と接触する接触部１７は、筒体１１の楕円状の断面の長軸上にあり、各接触部１７は筒体１１の中心軸に対して対称である。筒体１１の接触部１７の間の外径Ｄ１は、貫通孔１６の内径ｄ１と同じか、それよりもわずかに大きい。排気通路内の圧力の上昇に伴い筒体１１が膨張するとき、筒体１１は接触部１７を介してプレート１５を押圧する。

【0023】

プレート１５のうち、筒体１１の径方向Ｒと平行な面、すなわち筒体１１の軸線と直交する面である第１の面１８には、１対の積層体２０が設けられている。積層体２０は、磁歪層を含む複数の層が積層されて形成されている。積層体２０は、第１の面１８のうち、貫通孔１６を挟んだ両側であって、筒体１１の接触部１７を結んだ直線Ｌ１上に設けられている。積層体２０は、第１の面１８側からみて円形状又は楕円形状に形成されているが、矩形状であってもよい。また、プレート１５には、各積層体２０に対して１対の長孔１９が貫通形成されている。１対の長孔１９は、直線Ｌ１を挟んだ両側にそれぞれ設けられている。

【0024】

次に、図３を参照して積層体２０について説明する。積層体２０は、磁歪層２１、検出層２２、およびヨーク層２３を備え、これらの層はプレート１５側から順に積層されている。なお、図３では、プレート１５、磁歪層２１、検出層２２およびヨーク層２３の厚さの比率を簡易的に図示しており、実際の厚さの比率はこれに限定されない。

【0025】

磁歪層２１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。磁歪材の例としては、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、磁歪層２１は、プレート１５の第１の面１８に各種の成膜プロセスによって形成されている。成膜プロセスは、成膜源の種類に応じて決定すればよく、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンブレーティング法などを用いることができる。

【0026】

排気通路内の圧力の上昇に伴い筒体１１が膨張し、筒体１１が接触部１７を介してプレート１５を押圧するとき、プレート１５の歪みに伴い、磁歪層２１は、プレート１５の周方向に沿った引っ張り応力と、プレート１５の径方向に沿った圧縮応力とを受ける。各積層体２０の両側には長孔１９が形成されているため、プレート１５のうち長孔１９によって挟まれた小領域２５（図２参照）には、小領域２５を除く領域からの応力が伝わりにくい。このため、小領域２５を除く領域からの応力の影響を極力排除しつつ、長孔１９によって挟まれた小領域２５の歪みを磁歪層２１に伝えることができる。尚、小領域２５と小領域２５を除く領域とが長孔１９によって一部分離されている例を示したが、長孔１９の代わりに矩形や楕円その他の形状のスリットであってもよく、小領域２５を除く領域からの応力の影響が直接小領域２５に影響するのを極力排除しつつ、小領域２５の歪みを磁歪層２１に伝えることができれば、どの様な形状のスリットであっても構わない。

【0027】

検出層２２は、磁歪層２１の歪みにより発生する磁化の方向の変化を検出する層であって、例えば検出コイルを備える。検出コイルは、例えば、基板の表面に金属パターンを成膜したもの、又は、エッチングなどによって基板の表面に金属パターンを露出させたものである。また、検出コイルは、検出コイルから出力された電気信号を入力する検出回路に接続されている。磁歪層２１が応力を受けて磁化（磁束）の方向が変化すると、検出コイルに電圧が誘起され、検出コイルから誘起電圧に応じた電気信号が検出回路に出力される。検出回路は、例えば誘起電圧の大きさを圧力の変化量として検出する。ヨーク層２３は、磁歪層２１の磁束を励磁するためのものである。

【0028】

次に、図４を参照して、圧力センサの作用について説明する。排気通路内の圧力が上昇するに伴い筒体１１内の圧力が上昇すると、筒体１１の内周面に図４中の実線の矢印で示す方向に圧力が加わり、筒体１１が径方向Ｒに等方的に膨張する。膨張した筒体１１は、接触部１７を介してプレート１５を押圧する。筒体１１によってプレート１５が押圧されると、プレート１５のうち、積層体２０が設けられた小領域２５は、周方向θ（図２参照）に沿った引っ張り応力を受けるとともに、径方向Ｒに沿った圧縮応力を受けるため、小領域２５に設けられた磁歪層２１も周方向θの引っ張り応力および径方向Ｒの圧縮応力を受ける。これにより、磁歪層２１の磁化（磁束）の方向が変化して、検出層２２に電圧が誘起される。検出層２２は、誘起電圧に応じた電気信号を検出回路に出力する。検出回路は、積層体２０から入力した電気信号に基づき、筒体１１内の圧力を演算する。

【0029】

筒体１１を膨張させる程度に排気通路内の圧力が上昇した後に、排気通路内の圧力が低下すると、筒体１１が収縮する。これにより、磁歪層２１が受ける周方向θの引っ張り応力および径方向Ｒの圧縮応力が小さくなるため、筒体１１が膨張したときとは逆に磁歪層２１の磁化（磁束）の方向が変化する。検出回路は、積層体２０から入力した電気信号に基づき、筒体１１内の圧力を演算する。

【0030】

このように、磁歪層２１は、プレート１５のうち筒体１１の径方向Ｒと平行な面、すなわち筒体１１の軸線と直交する面に設けられるため、筒体１１の膨張および収縮によって、磁歪層２１は周方向θに沿った引っ張り応力および径方向Ｒに沿った圧縮応力を受ける。このため、例えば径方向Ｒと平行な方向（すなわち筒体１１の軸線に直交する方向）の応力が極めて小さく、主に磁歪層２１に引っ張り応力のみが作用する場合に比べ、磁化の方向の変化を検出しやすくすることができる。また、弾性体からなるプレート１５の一部に磁歪層２１を設けたので、磁歪材を、圧力を検出するために要する必要最小限の量とすることができる。

【0031】

さらに、圧力センサは、平面である第１の面１８に磁歪層２１が形成される構成であるため、製造プロセスの自由度も高めることができる。プレート１５の材料は、少なくとも弾性および耐熱性を有する材料であればよいため、材料の自由度を高めることもできる。

【0032】

さらに検出層２２は、磁歪層２１とヨーク層２３との間に積層されるため、例えば磁歪材に検出用コイルを巻く構成に比べて、組み立てが容易である。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

【0033】

（１）筒体１１と接触する弾性体であるプレート１５の一部に磁歪材からなる磁歪層２１が設けられるため、プレート１５を磁歪材から構成するセンサに比べ、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0034】

（２）排気通路内の圧力の変化に伴い筒体１１の外径が変化することによって、筒体１１と接触するプレート１５が歪むと、プレート１５のうち筒体１１の径方向に沿った第１の面１８に設けられた磁歪層２１は、プレート１５の周方向θに沿った引っ張り応力と径方向Ｒに沿った圧縮応力とを受ける。このため、磁歪層２１の応力に伴う磁化の方向の変化に基づき排気通路内の圧力の変化を検出することが可能となる。また、プレート１５のうち、筒体１１の径方向に沿った第１の面１８の一部に磁歪層２１が設けられるため、プレート１５全体を磁歪材から形成するセンサに比べ、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0035】

（第２の実施形態）
次に、図５〜図７を参照して、本発明の第２の実施形態の圧力センサを説明する。なお、本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の実施形態と同等であり、重複する説明は割愛する。

【0036】

図５に示すように、圧力センサに設けられた筒体３０は、第１の実施形態と同様の構成であるが、断面の外形の形状が円形状である点で第１の実施形態の筒体１１と異なる。筒体３０の導入口３３から流入した排気ガスは、筒体３０の内側を流れる。また、筒体３０には、磁歪材からなる線材３１が巻き付けられている。筒体３０のうち線材３１が巻き付けられた領域３２は、筒体３０の外周面の軸方向Ｚにおける一部であって、線材３１は、間隔を設けて螺旋状に巻き付けられている。

【0037】

図６に示すように、線材３１は、筒体３０の外周面に接触させて巻き付けられており、筒体３０の径方向の変形（歪み）に伴い、筒体３０と同じ方向に変形する。例えば、筒体３０が径方向Ｒに膨張すると、線材３１が少なくとも筒体３０の周方向θに引っ張り応力を受けて、線材３１の磁化の方向が変化する。

【0038】

図７に示すように、筒体３０の外側であって、その外周面の近傍には、検出部３５が設けられている。検出部３５は、例えば、基板の表面に金属パターンを成膜したもの、又は、エッチングなどによって基板の表面に金属パターンを露出させたものであり、第１の実施形態の検出層２２に相当する。又は、検出部３５は、ホール素子や、ホール素子を用いたガウスメータや、ピックアップコイル等を用いてもよい。検出部３５は、検出部３５からの出力電圧の大きさなどを検出する検出回路に接続されている。

【0039】

次に、図７を参照して圧力センサの作用について説明する。排気通路内の圧力の上昇に伴い、筒体３０の内周面が図７中の実線の矢印で示す方向の圧力を受けて、筒体３０が径方向Ｒに膨張すると、線材３１も同方向に歪む。線材３１に磁化（磁束）の方向の変化が生じると、検出部３５には電圧が誘起され、検出回路に誘起電圧に応じた電気信号が出力される。検出回路は、検出部３５から入力した電気信号に基づき、筒体３０内の圧力を演算する。

【0040】

筒体３０を膨張させる程度に排気通路内の圧力が上昇した後に、排気通路内の圧力が低下すると、筒体３０が収縮する。これにより、線材３１が受ける周方向θ（図６参照）の引っ張り応力が小さくなるため、筒体３０が膨張したときとは逆に磁歪層２１の磁歪層２１の磁化（磁束）の方向が変化する。検出回路は、検出部３５から入力した電気信号に基づき、筒体３０内の圧力を演算する。

【0041】

このように、筒体３０の外表面のうち軸方向Ｚの一部に、間隔を設けて線材３１を螺旋状に巻きつけたので、線材３１の巻き数や間隔などを調整することで、磁歪材が使用される量を必要最小限の量とすることができる。

【0042】

また、筒体３０の径方向Ｒにおける変形により線材３１が歪むため、筒体３０と線材３１との間に弾性体からなる別の部材を介在させる構成の圧力センサに比べ、筒体３０の圧力変化を線材３１に直接的に伝えることが可能となる。筒体３０の圧力変化が間接的に磁歪材に伝えられると、各部材の製造上の誤差などが累積的に加味された状態で圧力が測定されることとなるが、筒体３０の圧力が線材３１に直接的に伝わることで、誤差が大きくなることを抑制することができる。

【0043】

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（３）筒体３０の一部に磁歪材が設けられるため、筒体３０の変形に伴い押圧される弾性体を磁歪材から構成するセンサに比べ、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0044】

（４）排気通路内の圧力変化に伴い筒体３０の外径が変化することによって、筒体３０の外周面に巻かれた線材３１も歪む。このため、線材３１の歪みに伴う磁化の方向の変化に基づき圧力の変化を検出することが可能となる。また、筒体３０の軸方向Ｚにおける一部の範囲に線材３１が巻かれるため、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0045】

（第３の実施形態）
次に、図８〜図１０を参照して、圧力センサの第３の実施形態を説明する。なお、本実施の形態にかかる圧力センサも、その基本的な構成は第１の実施形態および第２の実施形態と同等であり、重複する説明は割愛する。

【0046】

図８に示すように、圧力センサの筒体３０は、第２の実施形態と同様の構成である。筒体３０の外周面には、磁歪材からなる薄膜４０が形成されている。筒体３０のうち薄膜４０が形成された領域４１は、筒体３０の外周面のうち軸方向Ｚにおける一部である。

【0047】

図９に示すように、薄膜４０は、筒体３０の外周面の周方向における全周に設けられている。薄膜４０は、筒体３０に成形される前の平板状の基材に各種の成膜プロセスによって形成されるものであってもよく、予め筒状にされた筒体３０に各種の成膜プロセスによって形成されるものであってもよい。成膜プロセスは、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンブレーティング法などを用いることができる。

【0048】

図１０に示すように、筒体３０の外側であって、その外周面の近傍には、検出部３５が設けられている。検出部３５は、第２の実施形態の検出部３５と同じ構成のものである。
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。排気通路内の圧力の上昇に伴い、筒体３０の内周面が図１０中の実線の矢印で示す方向の圧力を受けて、筒体３０が径方向Ｒと平行な方向に膨張すると、薄膜４０も同じ方向に膨張して歪み、薄膜４０には筒体３０の周方向θ（図９参照）に沿った引っ張り応力が発生する。薄膜４０に磁化（磁束）の方向の変化が生じると、検出部３５には電圧が誘起され、検出回路に誘起電圧に応じた電気信号が出力される。検出回路は、検出部３５から入力した電気信号に基づき、筒体３０内の圧力を演算する。

【0049】

筒体３０を膨張させる程度に排気通路内の圧力が上昇した後に、排気通路内の圧力が低下すると、筒体３０が径方向Ｒにおいて収縮する。これにより、薄膜４０が受ける周方向θに沿った引っ張り応力が小さくなるため、筒体３０が膨張したときとは逆に磁歪層２１の磁歪層２１の磁化（磁束）の方向が変化する。検出回路は、検出部３５から入力した電気信号に基づき、筒体３０内の圧力を演算する。

【0050】

このように、筒体３０の外表面に薄膜４０を形成したので、磁歪材の厚さを好適な厚さに調整することが容易である。このため、例えば板金からなる磁歪材を使用するよりも磁歪材が使用される量を必要最小限とすることが可能となる。また、薄膜４０は、筒体３０の外表面のうち、軸方向Ｚの一部に形成したので、軸方向Ｚの全域に形成する場合に比べ、使用される量を少なくすることができる。

【0051】

また、筒体３０の径方向Ｒにおける変形により薄膜４０が歪むため、筒体３０と薄膜４０との間に弾性体からなる別の部材を介在させる構成に比べ、筒体３０の圧力変化を薄膜４０に直接的に伝えることが可能となる。筒体３０の圧力変化が間接的に磁歪材に伝えられると、各部材の製造上の誤差などが累積的に加味された状態で圧力が測定されることとなるが、筒体３０の圧力が薄膜４０に直接的に伝わることで、誤差が大きくなることを抑制することができる。

【0052】

以上説明したように、本実施形態によれば、上記（３）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）排気通路内の圧力の変化に伴い筒体３０の外径が変化することによって、筒体３０の外周面に設けられた薄膜４０も歪む。このため、薄膜４０の歪みに伴う磁化の方向の変化に基づき圧力の変化を検出することが可能となる。また、薄膜４０は、圧力を検出するための好適な厚さに容易に調整することが可能であるため、極力薄くすることによって磁歪材の使用量の低減を図ることができる。

【0053】

（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・第３の実施形態における薄膜４０に代えて、図１１に示すように、筒体３０の周方向の一部に形成された薄膜５０としてもよい。薄膜５０は、筒体３０の外周面に沿って湾曲している。この態様においても、筒体３０が膨張するとき、薄膜５０も周方向の引っ張り応力を受けるため、薄膜５０の磁化の方向が変化する。この態様によれば、薄膜５０が形成される面積を筒体３０の軸方向および周方向に小さくすることができるので、磁歪材の使用量の低減を図ることができる。なお、この態様において、薄膜５０は、各種の成膜プロセスによって形成される代わりに、磁歪材からなる板金であってもよい。

【0054】

・図１２に示すように、筒体１１をプレート１５の貫通孔１６に挿通する第１の実施形態の圧力センサにおいて、貫通孔１６に代えて、矩形状の貫通孔６０としてもよい。また、筒体１１は、その４箇所において、貫通孔６０の内周面と接触するようにしてもよい。例えば、筒体１１の断面の外形形状が円形状であって貫通孔６０が正方形状であるとき、筒体１１の外径Ｄ２は、正方形の一辺の長さである貫通孔６０の内径ｄ２と同じか、それよりも僅かに大きい。

【0055】

・第１の実施形態では、プレート１５に磁歪層２１を、真空蒸着法やスパッタ法などの各種の成膜プロセスにより形成したが、その他の方法により形成してもよい。例えば、図１３に示すように、積層体２０の磁歪層２１および検出層２２を加締め用の台座６３に形成してもよい。台座６３には、外側に突出した突片６４が設けられている。プレート１５には、突片６４を含めた台座６３を収容可能な凹部６１が形成され、凹部６１には、台座６３の脱落を防止する爪部６２が設けられている。積層体２０をプレート１５に固定する際には、爪部６２を外側に開いてプレート１５の凹部６１に台座６３を嵌合した上で、爪部６２を内側に倒して台座６３を加締める。なお、積層体２０は、これ以外の方法によってプレート１５に加締めるようにしてもよい。

【0056】

・第１の実施形態では、積層体２０の両側に１対の長孔１９を形成したが、積層体２０が形成された小領域２５において応力を受けやすくなればよく、長孔以外のスリットであってもよい。また、長孔１９がないプレート１５であっても、引っ張り応力を受けた磁歪層２１の磁化の変化を検出可能である場合には、長孔１９を省略してもよい。

【0057】

・図１４に示すように、筒体３０の外周面に線材３１を巻き付けた圧力センサ、または筒体３０の外周面に磁歪材からなる薄膜４０が形成された圧力センサにおいて、検出部３５の代わりに、筒体３０を内側に挿通する検出コイル６５を用いてもよい。なお、図１４では、筒体３０の外周面に薄膜４０が形成された圧力センサに検出コイル６５を設けた例を示している。検出コイル６５を用いる場合、磁歪材からなる薄膜４０（又は線材３１）の変形に伴う透磁率の変化を、検出コイル６５のインダクタンスの変化として検出することもできる。

【0058】

・図１５に示すように、筒体３０に薄膜４０を形成した第３の実施形態の圧力センサにおいて、薄膜４０の上にヨーク層７０を積層してもよい。
・第１の実施形態の積層体２０は、ヨーク層２３を省略した構成であってもよい。また、検出部３５を別に設けることによって、積層体２０から検出層２２を省略してもよい。

【0059】

・筒体３０に線材３１を巻き付けた第２の実施形態の圧力センサにおいて、線材３１の外側に励磁用のヨークを設けてもよい。
・上記実施形態では、圧力センサを排気通路内の圧力を検出するセンサとして用いたが、圧力センサの用途や測定対象は特に限定されない。例えば、測定対象は、流体であればよく、例えば、液体や、ゾル、固体の溶融体であってもよい。また、圧力センサは、車両や船舶などの移動体内に設けられてもよいし、所定の場所に設置された装置内に設けられてもよく、持ち運び可能なものであってもよい。

【0060】

本発明は、例示したものに限定されるものではない。例えば、開示した特定の実施形態の全ての特徴が本発明にとって必須であると解釈されるべきでなく、本発明の主題は、開示した特定の実施形態のすべての特徴よりも少ない特徴に存在することがある。

【符号の説明】

【0061】

１１，３０…筒体、１２…導入口、１３…周壁部、１５…プレート、１６，６０…貫通孔、１７…接触部、１８…第１の面、１９…長孔、２０…積層体、２１…磁歪層、２２…検出層、２３，７０…ヨーク層、３１…線材、３５…検出部、４０，５０…薄膜。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】