(57)【要約】【課題】簡易な構成で精度の調整を行うことができる圧力センサを提供する。【解決手段】ダイヤフラム２０の周縁部は継手本体１０と上側本体３０とにより挟持されている。ダイヤフラム２０には、永久磁石２６が設けられた受圧板２４が取り付けられており、上側本体３０に取り付けられたリニアホールＩＣ３４により、前記永久磁石２６すなわちダイヤフラム２０の変位を検出する。リニアホールＩＣ３４の外側には、角孔が設けられた鉄板を有するプレート４０が装着されており、鉄板の位置が異なるプレート又は角孔の縦寸法が異なるプレートを選択すること、あるいは、プレートを取り外すことにより、圧力センサの精度が要求精度となるように調整する。【選択図】図１
2011033443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定流体の流入口を有する継手本体、
内部に受圧板が貫入されるガイド室が設けられた上側本体、
前記継手本体と上側本体により周縁を挟持されたダイヤフラム、
前記ダイヤフラムの上面に前記上側本体のガイド室内に摺動自在に設けられた受圧板、
前記受圧板の摺動面に固定された永久磁石、及び、
前記上側本体のガイド室の側面に前記永久磁石と対向するように設置された、ホール素子及び該ホール素子の出力を増幅する回路を有するリニアホールＩＣを有し、
前記リニアホールＩＣの前記永久磁石側とは反対側に、その中心位置が前記リニアホールＩＣの中心位置と一致するように設けられた空隙を有する磁性体板が装着されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記磁性体板は、複数枚の樹脂板と１枚の磁性体板とが積層されて構成されたプレートにおける磁性体板であることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記積層された磁性体板の位置が異なる複数のプレートの中から調整工程において選択されたプレートが装着されていることを特徴とする請求項２記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記空隙の縦方向の長さが異なる複数の磁性体板の中から調整工程において選択された磁性体板が装着されていることを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【請求項５】
被測定流体の流入口を有する継手本体、内部に受圧板が貫入されるガイド室が設けられた上側本体、前記継手本体と上側本体により周縁を挟持されたダイヤフラム、前記ダイヤフラムの上面に前記上側本体のガイド室内に摺動自在に設けられた受圧板、前記受圧板の摺動面に固定された永久磁石、及び、前記上側本体のガイド室の側面に前記永久磁石と対向するように設置された、ホール素子及び該ホール素子の出力を増幅する回路を有するリニアホールＩＣを有する圧力センサの調整方法であって、
前記リニアホールＩＣの前記永久磁石側とは反対側に磁性体板を装着して、その圧力センサの出力電圧範囲を測定し、
その測定結果が所定の範囲内にないときは、前記磁性体板を変更することによって、前記リニアホールＩＣを通過する磁束の集束度を調整して、その圧力センサの出力電圧範囲を制御することを特徴とする圧力センサの調整方法。
【請求項６】
前記磁性体板は、複数枚の樹脂板と１枚の磁性体板とが積層されて構成されたプレートにおける磁性体板であり、前記リニアホールＩＣを通過する磁束の集束度の調整は、積層されている磁性体板の位置が異なるプレートを装着すること、あるいは、プレートを取り外すことにより、実行されることを特徴とする請求項５記載の圧力センサの調整方法。
【請求項７】
前記磁性体板にはその中心位置が前記リニアホールＩＣの中心位置と一致する空隙が設けられており、前記リニアホールＩＣを通過する磁束の集積度の調整は、前記空隙の寸法が異なる磁性体板を装着することにより実行されることを特徴とする請求項５記載の圧力センサの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧力に応動するダイヤフラムの変位をホール素子を用いて検出するようにした圧力センサ及びその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の圧力を検出する際、ダイヤフラムの片方の面にその流体の圧力を導き、ダイヤフラムの他の面に対して付勢されるバネ力に抗してダイヤフラムを移動させる流体の力を圧力として検出することが行われている。流体の圧力によって変位するダイヤフラムにより機械的なスイッチを作動させ、所定の圧力となったことを信号として出力するものや、ダイヤフラムの変位に応じたアナログの出力信号を出力するものが知られている。
ダイヤフラムの変位に応じた大きさの信号を出力するものとして、ピエゾ抵抗（半導体）式圧力センサや静電容量式圧力センサが知られているが、これらは高価である。
また、ダイヤフラムに永久磁石を取り付けておき、前記ダイヤフラムの変位をホール素子を使用して検出するようにした、ホール素子を用いた圧力センサが提案されている（特許文献１〜７）。
【０００３】
ホール素子に作用する磁束密度が増大するとホール素子の出力電圧は上昇する。この出力電圧を検出することにより導入された流体の圧力を測定することができる。このとき、ホール素子に対する磁石の変位とホール素子の出力電圧が直線的な領域において磁石が変位していると、磁石の変位とホール素子の出力は比例関係となり、正確な圧力の検出が可能となる。
ホール素子の出力電圧と磁束密度との間には所定の比例関係が存在するが、磁石の位置とホール素子の出力電圧との関係は、ホール素子及び磁石の個々のばらつき、ホール素子と磁石との距離のばらつきにより各製品個々に異なってくる。このような各種のばらつきがあっても、各製品が一定の圧力と出力電圧特性を有するようにスパン調整を行うことが必要である。
【０００４】
特許文献１（特開昭５６−８６３２４号公報）に記載された圧力センサは、ダイヤフラムに連動する磁石とホールＩＣとの距離の変化により圧力を検知するものであり、同じ極が向かい合う第１の永久磁石と第２の永久磁石を備え、微調整ねじ又はキャップにより圧力動作点を設定するようになされている。また、調整抵抗をレーザトリミングすることでも調整可能とされている。
特許文献２（特開平０９−１７０９５８号公報）に記載された圧力センサは、スパン調整で必要なバネ定数を選定した後に規定のコイルバネを挿入する方法であるが、座のすわり具合やバネ自体のバラツキが大きく、ロードスケール（スパン）が安定しないという問題があった。
特許文献３（特開２０００−１８９９７号公報）に記載された圧力センサは、基板上に設置された可変抵抗を調整することでスパン調整を行うが、部品が高価であり、防滴構造をとるために防水塗料を塗布する必要があるため手間ひまがかかり、塗布時にトリマー抵抗器の抵抗値がずれる可能性もある。また、可変抵抗を調整するための調整設備に費用がかかるという問題がある。
特許文献４（特開昭５６−１５５８２４号公報）、特許文献５（特開平０８−３２７４８３号公報）及び特許文献６（特開２０００−２１４０３６公報）に記載された圧力センサは、同極性の一対の磁石を対向させ中間にホール素子を配置した仕様であり、磁石を大小２個使用して磁束密度の調整を行う構造である。また、高価な磁石（希土類ネオジウム、サマリウムコバルト（CoSm）等）を２個使用するため、コスト的な面で問題がある。
特許文献７（特開平０８−３２７４８４号公報）には、温度ドリフト低減を目的として、磁性体板（鉄板）を備える圧力センサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−８６３２４号公報
【特許文献２】特開平０９−１７０９５８号公報
【特許文献３】特開２０００−１８９９７号公報
【特許文献４】特開昭５６−１５５８２４号公報
【特許文献５】特開平０８−３２７４８３号公報
【特許文献６】特開２０００−２１４０３６号公報
【特許文献７】特開平０８−３２７４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、従来のホール素子を用いた圧力センサにおいては、スパン（出力電圧範囲）の規格内調整を可変抵抗で行っていた。ホール素子を用いた圧力センサは比較的安価であるが、ホール素子の信号を処理するための電子部品と基板が必要であり、回路構成のための費用がかかるという問題があった。
そこで、本発明は、この調整抵抗を廃止し、基板レス及び小型化を図るとともに調整工程の簡略化を実現することができる圧力センサ及びその調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の圧力センサは、被測定流体の流入口を有する継手本体、内部に受圧板が貫入されるガイド室が設けられた上側本体、前記継手本体と上側本体により周縁を挟持されたダイヤフラム、前記ダイヤフラムの上面に前記上側本体のガイド室内に摺動自在に設けられた受圧板、前記受圧板の摺動面に固定された永久磁石、及び、前記上側本体のガイド室の側面に前記永久磁石と対向するように設置された、ホール素子及び該ホール素子の出力を増幅する回路を有するリニアホールＩＣを有し、前記リニアホールＩＣの前記永久磁石側とは反対側に、その中心位置が前記リニアホールＩＣの中心位置と一致するように設けられた空隙を有する磁性体板が装着されているものである。
また、前記磁性体板は、複数枚の樹脂板と１枚の磁性体板とが積層されて構成されたプレートにおける磁性体板とされているものである。
さらに、前記積層された磁性体板の位置が異なる複数のプレートの中から調整工程において選択されたプレートが装着されているものである。
さらにまた、前記空隙の縦方向の長さが異なる複数の磁性体板の中から調整工程において選択された磁性体板が装着されているものである。
【０００８】
さらにまた、本発明の圧力センサの調整方法は、被測定流体の流入口を有する継手本体、内部に受圧板が貫入されるガイド室が設けられた上側本体、前記継手本体と上側本体により周縁を挟持されたダイヤフラム、前記ダイヤフラムの上面に前記上側本体のガイド室内に摺動自在に設けられた受圧板、前記受圧板の摺動面に固定された永久磁石、及び、前記上側本体のガイド室の側面に前記永久磁石と対向するように設置された、ホール素子及び該ホール素子の出力を増幅する回路を有するリニアホールＩＣを有する圧力センサの調整方法であって、前記リニアホールＩＣの前記永久磁石側とは反対側に磁性体板を装着して、その圧力センサの出力電圧範囲を測定し、その測定結果が所定の範囲内にないときは、前記磁性体板を変更することによって、前記リニアホールＩＣを通過する磁束の集束度を調整して、その圧力センサの出力電圧範囲を制御するものである。
さらにまた、前記磁性体板は、複数枚の樹脂板と１枚の磁性体板とが積層されて構成されたプレートにおける磁性体板であり、前記リニアホールＩＣを通過する磁束の集束度の調整は、積層されている磁性体板の位置が異なるプレートを装着すること、あるいは、プレートを取り外すことにより、実行されるものである。
さらにまた、前記磁性体板にはその中心位置が前記リニアホールＩＣの中心位置と一致する空隙が設けられており、前記リニアホールＩＣを通過する磁束の集積度の調整は、前記空隙の寸法が異なる磁性体板を装着することにより実行されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
このような本発明の圧力センサ及びその調整方法によれば、リニアホールＩＣのみの使用に対し、プレート装着によりスパン調整が可能となる。さらに、角孔付プレートの装着により平行磁界を作り出すことでより安定した状態（位置バラツキをキャンセル）でのスパン調整が可能となり、直線性を含めた特性の精度が向上する。
調整抵抗などの調整のための電子回路をなくすことができ、構造をシンプル化することができたため、コストダウン、サイズダウンの効果を奏することができる。
また、むき出しの基板品よりも耐環境性、耐久性に優れた圧力センサを実現することができる。防滴性の低い基板に比べ、比較的防滴構造にしやすい等の特徴もある。
さらに、スパン調整法がシンプルであり、複雑な調整設備を必要としない。
さらにまた、トータルコストの低減、調整抵抗の防水塗布によるズレを防ぎ品質が安定するという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の圧力センサの第１の実施の形態の構成を示す図であり、（ａ）はこの実施の形態の圧力センサの断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態において用いられるプレート４０の一例を示す図である。
【図３】最大加圧状態、磁石変位ゼロ位置及び大気圧状態の各状態における圧力センサの状態を説明するための図である。
【図４】プレートが装着されていない場合、及び、異なる種類のプレートが装着された場合における圧力センサの動作特性について説明するための図である。
【図５】磁石と鉄板（ＳＰＣＣ）との間の距離を変化させたときの磁束密度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】本発明によるスパン調整について具体的に説明するための図である。
【図７】プレートの角孔における寸法について説明するための図である。
【図８】本発明の圧力センサの第２の実施の形態について説明するための図であり、プレートが装着されていない場合、及び、異なる種類のプレートが装着された場合における圧力センサの動作特性について説明するための図である。
【図９】鉄板の間に形成された空隙の大きさを変化させたときの磁束密度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】スリット状の空隙を設けたプレートの例を示す図である。
【図１１】空隙が設けられていないプレートの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の圧力センサの第１の実施の形態の構成を示す図であり、（ａ）はこの実施の形態の圧力センサの断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は側面図である。なお、本発明の圧力センサは、例えば、炊飯器用の微圧センサとして用いられる。
この図において、１０は継手本体、２０はダイヤフラム、３０は上側本体である。前記継手本体１０の底面の中央には被測定流体を導入するための導入口を有する継手部１１が備えられており、また、継手本体１０の上面には段部１２が形成されている。前記ダイヤフラム２０は、例えば硬度の高いシリコーンゴム製であり、中心部に受圧板支持部２１、その周囲にドーナツ状で肉厚に形成されたバネ力付与部２２、周縁部にフランジ部２３が形成されている。図示するように、前記継手本体１０の上面に形成されている段部１２に、前記上側本体３０の下端フランジ部３１の下面の突出部が嵌合しており、継手本体１０の段部１２と上側本体３０の下端フランジ部３１とにより前記ダイヤフラム２０のフランジ部２３が挟持されて固定されている。
【００１２】
前記上側本体３０の内部には略円筒状のガイド室３２が設けられている。ガイド室３２の壁面の一部は平坦部３３とされており、該平坦部３３にリニアホールＩＣ３４が取り付けられている。リニアホールＩＣ３４は、ホール素子と該ホール素子の出力信号を増幅する増幅回路を１パッケージ化したＩＣであり、ホール素子から出力される磁界の大きさに比例したアナログ信号を増幅した信号を出力する。該リニアホールＩＣ３４からのアナログ出力信号は外部接続端子３５から装置外部に出力される。
前記上側本体３０のガイド室３２内には略円筒状の受圧板２４が図中上下方向に摺動自在に配置されている。受圧板２４の下端は前述したダイヤフラム２０の受圧板支持部２１上に固定されている。この受圧板２４の前記ガイド部３２の前記平坦部３３に対向する部分は平坦部２５とされており、両者の嵌合によって、受圧板２４は回転することなく上下動可能となっている。そして、受圧板２４の平坦部２５の前記上側本体３０のガイド室３２の平坦部３３に配置されたリニアホールＩＣ３４に対向する位置に永久磁石２６が固定されている。この永久磁石（以下、単に「磁石」とよぶ。）２６として、例えば、Ｎｄ（ネオジウム）又はＣｏＳｍ（サマリウムコバルト）などの透磁率が一定の磁石が用いられる。
【００１３】
また、前記上側本体３０の前記リニアホールＩＣ３４が取り付けられている位置の外側には、長方形箱形形状のプレート収納部３６が設けられている。プレート収納部３６には、磁性体板を有するプレート４０が収納され、該プレート４０は上部本体３０に設けられた凹部３７に装着される。これにより、リニアホールＩＣ３４の磁石２６と反対側にプレート４０が装着されることとなる。後述するように、本発明においては、複数の種類のプレートが準備されており、この圧力センサの調整時にその個体に最も適した種類のプレートが選択されて前記プレート収納部３６に収納され、上側本体３０の凹部３７に接着や熱溶着などにより固着される。なお、プレート４０が装着されない場合もある。
前記受圧板２４の上端面は、上側本体３０の上部に螺合した調整ねじ２８に支持されたコイルバネ２７により押圧され、ダイヤフラム２０の前記バネ力付与部２２によるバネ力と釣り合うようになされている。なお、調整ねじ２８により磁石２６の初期位置を調整することができる。
また、前記ガイド室３２には、空気抜き孔３８が設けられており、前記ダイヤフラム２０と前記上側本体３０の内部により形成される領域Ｂを大気圧に保持するようにしている。
【００１４】
図２は、本発明の第１の実施の形態において用いられる複数種類のプレート４０の一例を示す図である。
この図に示す例では、プレート４０は、図示するように、いずれも中央部に横長の角孔４４が形成された１枚の磁性体板４１と２枚の樹脂板４２及び４３とが積層された構造とされている。磁性体板４１としては、透磁率が高い材料であれば良いのであるが、ここでは、鉄板（ＳＰＣＣ）を用いるものとして説明する。（以下、磁性体板を単に「鉄板」とよぶ。）そして、図２の（ａ）に示す第１の種類のプレート（プレート I ）は、一番右側が鉄板４１とされており、（ｂ）に示す第２の種類のプレート（プレート II）は中央が鉄板４１とされており、（ｃ）に示す第３の種類のプレート（プレートIII）は一番左側が鉄板４１とされている。
このプレート４０を前記プレート収納部３６に挿入し、上側本体３０の凹部３７に装着することにより、プレート４０は、前記角孔４４の中心位置が、前記リニアホールＩＣ３４の中心位置と一致する位置に装着される。
この３種類のプレート（プレート I、プレート II、プレートIII）のうちのいずれかを選択して前記プレート収納部３６に装着することにより、前記リニアホールＩＣ３４と鉄板４１との間の距離を選択することが可能となる。
【００１５】
このように構成された圧力センサ１において、前記継手本体１０に設けられた継手部１１を被測定流体を導入する管に接続する。管内に被測定流体が存在していないときは、前記受圧板２４は、前記ダイヤフラム２０自体が有するバネ力によって、コイルバネ２７及び受圧板２４の自重に抗して所定の初期位置を維持している。管内に流体が存在し領域Ａに流体が導入されると、流体圧がダイヤフラム２０の下側に作用し、受圧板２４を上昇させる。これにより、前記磁石２６も上昇し、その変位が磁束密度の変化として前記リニアホールＩＣ３４により検出され、これにより流体の圧力を検出することができる。
【００１６】
図３の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、最大加圧状態、磁石変位ゼロ位置及び大気圧状態の各状態における前記圧力センサの状態を示す断面図であり、（ｄ）は磁電変換特性を示す図、（ｅ）は変位出力特性を示す図である。
本発明においては、磁石２６は着磁方向が図中上下方向となるように取り付けられており、リニアホールＩＣ３４中のホール素子は、磁石のＮ極とＳ極の境界付近の実装面に垂直な磁界成分のみを検出するようにされている。Ｎ極とＳ極の境界では検出する磁界がゼロとなり、この近傍では磁石の移動に対して磁束密度がリニアに変化するため直線性のよい出力を得ることができる。
【００１７】
図３の（ａ）に示すように、大気圧状態（Ｃ）では、前述のように、ダイヤフラム２０のバネ力とコイルバネ２７により押圧された受圧板２４とが釣り合って、磁石２６の中心位置がリニアホールＩＣ３４の中心位置よりも0.5mm下がった位置（変位量−0.5mm）となっている。このとき、この圧力センサでは、リニアホールＩＣ３４の磁束密度が−23 [mT]、出力電圧が1.0 [V]となる。
図３の（ｂ）に示す磁石変位ゼロ位置（Ｂ）では、変位量（リニアホールＩＣの中心位置に対する磁石の中心位置）が０mmであり、そのときの磁束密度が０[mT]、出力電圧が2.5 [V]となる。
図３の（ｃ）に示す最大加圧時（Ａ）には、ダイヤフラム２０の中心部及び受圧板２４が上昇して磁石２６の中心位置がリニアホールＩＣ３４の中心位置よりも0.5mm上の位置（変位量が+0.5mm）となり、磁束密度が23 [mT]、出力電圧が4.0 [V]となる。
これにより、図３の（ｄ）の磁電変換特性及び（ｅ）の変位出力特性に示すように、直線性の良好な部分を用いて、流体の圧力に応動した出力電圧から流体圧力を検出することができる。
【００１８】
しかしながら、前述のように、磁石の位置とホール素子の出力電圧との関係は、ホール素子及び磁石の個々のばらつき、ホール素子と磁石との距離のばらつきにより各製品個々に異なってくるため、各製品が一定の圧力と出力電圧特性を有するようにスパン調整を行うことが必要である。
そこで、本発明においては、個々の圧力センサの特性に応じて、その個体に最も適したプレートを選択して装着すること、あるいは、プレートを装着しないことにより、調整抵抗を用いることなく、スパン調整を行う。
【００１９】
図４は、前記プレートが装着されていない場合、及び、異なる種類のプレートが装着された場合における圧力センサの動作特性について説明するための図である。
図４の（ａ）は前記図１の（ａ）と同じく本発明の圧力センサの断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ、プレートを装着しない場合、プレート I を装着した場合、プレート IIを装着した場合、及び、プレートIIIを装着した場合におけるリニアホールＩＣ３４を通過する磁力線について説明する図、（ｆ）は前記（ｂ）〜（ｅ）の各場合における磁電変換特性（磁束密度に対する磁石の変位及び出力電圧特性）を示す図、（ｇ）は前記（ｂ）〜（ｅ）の各場合における変位出力特性（磁石の変位に対する出力電圧及び磁束密度特性）を示す図である。
【００２０】
図４の（ｂ）は、前記プレート４０が装着されていない場合の磁石２６から発せられリニアホールＩＣ３４を通過する磁力線を説明するための図であり、左側に前記断面図のプレート収納部３６近傍を拡大して示し、右側に、この場合に磁石２６から発せられリニアホールＩＣ３４を通過する磁力線を示している
この図に示すように、プレート４０が装着されていない場合（プレートとの距離が無限大であることと等価）は、磁力線が最も広がっており、磁力線の集束は無いものということができる。この場合は、後述する（ｃ）のプレート I を装着した場合と比較して出力電圧の範囲（スパン）が小さくなる。
【００２１】
図４の（ｃ）は、プレート I を装着した場合を示す図である。このプレート I を装着した状態が基準状態とされる。図示するように、この場合にはプレート４０中の鉄板４１がリニアホールＩＣ３４から最も遠い位置となるように装着されており、磁石２６からの磁力線の集束の度合いは他のプレートを装着した場合と比較して小さいということができる。
図４の（ｄ）は、プレート IIを装着した場合を示す図である。この場合には、プレート４０の中央部に鉄板４１が位置しており、（ｃ）のプレート I の場合よりもリニアホールＩＣ３４に近い位置に鉄板４１が装着されていることとなる。この場合の磁束の集束度は中程度ということができ、スパンは前記（ｃ）の場合よりも増加する。
図４の（ｅ）は、プレートIIIを装着した場合を示す図である。この場合にはプレート４０中の鉄板４１がリニアホールＩＣ３４に最も近い位置になるように装着されている。これにより、磁石２６からの磁束の集束度は最も大きくなり、すなわち、ホール素子を通過する磁束密度が他の場合よりも大きくなり、スパンは最も大きくなる。
【００２２】
以上の結果、図４（ｆ）の磁電変換特性において、プレート I を装着した場合（図中 I ）よりも、プレートを装着しない場合（図中、無）は磁束密度に対する磁石の変位の傾きが大きくなる。また、プレート IIを装着した場合（図中、 II）はプレート I を装着した場合よりも磁束密度に対する磁石の変化の傾きが小さくなり、プレートIIIを装着した場合（図中、III）はさらに傾きが小さくなる。
そして、図４（ｇ）の変位出力特性において、プレートを装着しない場合（図中、無）はプレート I を装着した場合（図中、 I ）よりも、磁石の変位に対する出力電圧の傾きが小さくなる。また、プレート IIを装着した場合（図中、 II）はプレート I を装着した場合よりも磁石の変位に対する出力電圧の傾きが大きくなり、プレートIIIを装着した場合（図中、III）はさらに傾きが大きくなる。
このように、プレート I を装着した場合を基準とし、特性を評価した後にプレートを取り外すか、あるいは、プレート II又はプレートIIIに変更することにより、特性のバラツキを吸収して要求されている特性となるように調整することができる。
【００２３】
図５は、磁石と空隙を有する鉄板との間の距離を変化させたときの磁束密度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
この図において、（ａ）はリニアホールＩＣ３４と鉄板との距離と磁束密度の関係のシミュレーション結果を示すグラフ、（ｂ）〜（ｅ）はリニアホールＩＣ３４と鉄板との距離が3.2mm、3.5mm、4.2mm及び鉄板が無い場合の各場合における磁束密度分布のシミュレーション結果を示す図である。
この図に示すように、鉄板とリニアホールＩＣとの距離が小さくなるほど、集束した磁束がリニアホールＩＣを通過することとなり、（ａ）に示すように、磁石変位に対する磁束密度の変化の傾きが大きくなっていることがわかる。すなわち、前記図４の（ｇ）に示した結果が裏付けられる。
このように、空隙を設けた鉄板の設置位置、すなわち、鉄板とリニアホールＩＣとの間の距離に応じて、ホール素子により検出される磁束の集束度が変化し、スパンを調整することができる。
【００２４】
本発明による圧力センサの調整方法について説明する。
従来と同様にして、前記図１に示した圧力センサの組み立てが終了したものとする。ただし、この時点では、前記プレート収納部３６に基準となるプレート I を仮に取り付けておく。
この状態で、前記調整ねじ２８を調整し、その圧力センサの特性を測定する。
その結果、出力電圧範囲が所定の範囲内に入っているときには、そのまま、プレート I を上側本体３０に固定して、調整作業を終了する。
一方、出力電圧範囲が所定の範囲内に入っていないときは、前記プレート I を取り外し、あるいは、他のプレート II又はプレートIIIに取り替えて、特性の測定を行う。その結果、出力電圧範囲が所定の範囲内に入っている場合には、プレートが取り外されているときはそのまま、プレートが取り付けられているときはそのプレートを上側本体３０に固定して、調整作業を終了する。
このようにして、電子回路を使用すること無く、精度の調整、すなわちスパンの調整を行うことができる。
【００２５】
図６を用いて、本発明によるスパン調整についてより具体的に説明する。
圧力センサに要求される精度が、例えば、常温におけるオフセット精度要求が±６％FS（full scale）、感度の精度要求が＋12％FS／−８％FSであるとする。
感度誤差の要因としては、（１）センサ（ホール素子）と磁石間の距離（１mmで100％Span、50μmずれると５％FS）、（２）磁石の磁束密度のバラツキ（透磁率、磁石サイズ）±３％FS、（３）バネ荷重（＋４％FS／−２％FS）、（４）センサ感度（センサの実力±５％FS）などがある。
最大合計誤差は、５＋３＋４＋５＝17％、５＋３＋２＋５＝−15％より、31％Span生じる計算になる。この例では、感度精度要求は＋12％／−８％まで許されているので、＋５％／−７％の調整範囲が有れば、要求精度に入れることが理論上可能である。
本発明のように鉄板を挿入することによる感度の制御は＋10％程度が限界であるので、設計目標値を−５％下げたポイントに設定し、実測値が目標値よりも不足した場合、鉄板を挿入することで感度を許容範囲内に調整することが可能となる。
すなわち、図６に示すように、許容範囲を超えている場合に、本発明による機械的な方法を用いて補償を行うことにより、許容範囲内の精度とすることができる。
【００２６】
なお、上記においては、プレート I 〜プレートIIIの３種類のプレートを準備し、そのいずれかのプレートを装着するか、あるいは、プレートを装着しないかによりスパン調整を行う場合について説明したが、これに限られることは無く、準備するプレートの種類は任意である。例えば、いずれか１種類のプレートのみを準備しておき、プレートを取り付けないで（あるいは取り付けて）特性の測定を行い、その結果に応じて、プレートを取り付ける（あるいは取り外す）ようにしてもよい。
【００２７】
ここで、前記角孔４４の寸法について、図７を参照して説明する。
図７の（ａ）は前述した図１の（ｂ）と同じく本発明の圧力センサの上部断面図、（ｂ）はその磁石２６とプレート４０の部分を拡大して示す図である。
磁石２６の横寸法をＡ、角孔４０の横寸法をＸとしたとき、角孔４０の横寸法Ｘは、横方向の磁界の乱れが発生しないように、磁石２６の左右端からそれぞれ磁石幅（Ａ）以上あるようにすること、すなわち、Ｘ≧Ａ＋（２Ａ）とすることが望ましい。例えば、磁石幅（Ａ）が２mmの場合、角孔４０の横寸法（Ｘ）は６mm以上とすればよい。
【００２８】
図７の（ｃ）は前述した図１の（ａ）と同じく本発明の圧力センサの断面図、（ｄ）はその磁石２６とプレート４０の部分を拡大して示す図である。
磁石２６の縦寸法をＢ、角孔４４の縦寸法をＹとしたとき、角孔４４の縦寸法Ｙには特に規定は無いが、目安として磁石２６のストローク量（前記図２に示した例では１mm）程度の寸法は有った方がよく、一方、磁石２６の縦寸法（Ｂ）の１／２未満に抑えることが望ましい。以上のことから、磁石２６の縦寸法（Ｂ）が４mmのとき、角孔４４の縦寸法（Ｙ）は、１mm〜２mm程度とすればよい。
【００２９】
次に、本発明の圧力センサの第２の実施の形態について説明する。
前述した本発明の第１の実施の形態においては、リニアホールＩＣ３４と鉄板（ＳＰＣＣ）４１との間の距離が異なるように異なる種類のプレート I 〜プレートIIIのいずれかを選択してスパン調整を行うものであったが、この実施の形態においては、設けられている角孔４４の縦方向（磁石２６の着磁方向と同一方向）の寸法が異なる複数種類のプレートから選択したものを装着することにより、第１の実施の形態の場合と同様にスパン調整を行う。
【００３０】
図８は、本発明の第２の実施の形態について説明するための図であり、（ａ）は前記図１の（ａ）と同じく圧力センサの断面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ、プレート４０を装着しない場合、プレート I を装着した場合、プレート IIを装着した場合、及び、プレートIIIを装着した場合におけるリニアホールＩＣ３４を通過する磁力線について説明する図、（ｆ）は前記（ｂ）〜（ｅ）の各場合における磁電変換特性（磁束密度に対する磁石の変位及び出力電圧特性）を示す図、（ｇ）は前記（ｂ）〜（ｅ）の各場合における変位出力特性（磁石の変位に対する出力電圧及び磁束密度特性）を示す図である。
【００３１】
この実施の形態においては、図４の（ｃ）〜（ｅ）に示すように、プレート４０の鉄板（ＳＰＣＣ）４１に形成されている角孔４４の縦方向の寸法（隙間の大きさ）が異なる３種類のプレート４０（プレート I 、プレート II及びプレートIII）が用いられる。各プレート中の鉄板４１とリニアホールＩＣ３４との間の距離は一定とされている。
そして、プレート I の隙間の大きさをａ、プレート IIの隙間の大きさをｂ、プレートIIIの隙間の大きさをｃとしたとき、ｃ＜ｂ＜ａとなるようにしている。そして、隙間の大きさが最も大きいプレート I を基準のプレートとする。
図示するように、プレートの隙間が小さいほど、リニアホールＩＣ３４を通過する磁束の集束度は高くなる。これにより、図４の（ｆ）及び（ｇ）に示すように、プレートの隙間が小さくなるほど、スパン（出力電圧の範囲）が大きくなる。また、（ｂ）のプレート４０を装着しない場合は、磁束の集束度が小さくなり、スパンが小さくなる。
【００３２】
図９は、鉄板の間に形成された空隙（隙間）の大きさを変化させたときの磁束密度分布をシミュレーションした結果を示す図である。
この図において、（ａ）は隙間を0.1mm、0.4mm、1.0mmとした場合及び鉄板（ＳＰＣＣ）を装着しなかった場合における磁石の変位に対する磁束密度の関係のシミュレーション結果を示すグラフ、（ｂ）〜（ｅ）は、鉄板の隙間の大きさが、1.0mm、0.4mm、0.1mm及び鉄板無しの角場合における磁束密度分布のシミュレーション結果を示す図である。
この図に示すように、隙間の大きさが小さい場合ほど磁束の集束度が高くなっている、すなわち、（ｅ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順で磁束の集束度が高くなっていることがわかる。
【００３３】
このように、プレートに形成する角孔４４の縦方向の長さ（隙間の大きさ）が異なる１枚又は複数枚のプレートから選択したプレートを装着したり、あるいは、プレートを装着しないことにより、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、スパン調整をすることができる。
【００３４】
図８においては、角孔の縦方向の長さが異なるプレートにおける鉄板の位置は固定していたが、前記図４の場合と同様に、さらに、鉄板の位置も変化させるようにしてもよい。例えば、図８（ｅ）のプレートIIIを、図４の（ｅ）のように鉄板の位置が最もリニアホールＩＣ３４に近くなるように装着してもよい。これにより、よりきめの細かい調整を行うことが可能となる。
【００３５】
なお、上述した各実施の形態においては、プレート４０に角孔４４を形成するようにしていたが、これに限られることは無い。
例えば、角孔４４に代えてスリット状の空隙を設けるようにしてもよい。
図１０の（ａ）は前述のように角孔４４を形成したプレートを示す図であり、（ｂ）は角孔に変えてスリット状の空隙を形成したプレートの構成例を示す図である。（ｂ）に示すように、空隙Ｙを隔てて配置された２枚の長板を用いて前述した各種のプレートを構成するようにしても良い。
あるいは、角孔４４に代えて、楕円形など他の形状の孔部を形成するようにしても良い。
さらに、孔又は空隙ではなく、透磁率が１に近い媒質の部分を備えた鉄板を備えるようにしてもよい。
【００３６】
さらにまた、上述した実施の形態においては、角孔又は空隙を有する鉄板を備えたプレートを用いていたが、角孔または空隙を設けないようにしてもよい。
図１１は、この実施の形態におけるプレートの例を示す図であり、図１１の（ａ）に示すプレート I は、鉄板４１が図中一番右側に配置されており、この方向で前記プレート収納部３６に装着したときリニアホールＩＣ３４から鉄板４１までの距離が他のプレートと比較して最も遠くなる。（ｂ）に示すプレート II は、鉄板４１が中心部に配置されており、リニアホールＩＣ３４から鉄板４１までの距離が中間的な値となる。（ｃ）に示すプレート III は、鉄板４１が図中一番左側に配置されており、この方向で前記プレート収納部３６に装着したとき、リニアホールＩＣ３４から鉄板４１までの距離が他のプレートと比較して最も近くなる。
リニアホールＩＣ３４と鉄板４１との距離が異なることにより、磁石からの磁束密度の集束度が異なることとなるため、（ａ）〜（ｃ）で示すプレートのいずれかを選択して装着するかあるいはプレートを装着しないようにすることにより、リニアホールＩＣからの出力電圧の範囲を変更することができ、前述の実施の形態と同様に、スパン調整を行うことができる。ただし、この場合には、角孔４４を形成した場合に比べて調整量が少なくなる。
【００３７】
上述した実施の形態においては、２枚の樹脂板４２及び４３と１枚の鉄板４１を積層した構成とされたプレートを例にとって説明したが、これに限られることはなく、３枚以上の樹脂板と１枚の鉄板４１を積層した構成のプレートを用いるようにしてもよい。これにより、さらにきめ細かくスパン調整を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１０：継手本体、１１：継手部、１２：段部、２０：ダイヤフラム、２１：受圧板支持部、２２：バネ力付与部、２３：フランジ部、２４：受圧板、２５：平坦部、２６：永久磁石、２７：コイルバネ、２８：調整ねじ、３０：上側本体、３１：フランジ部、３２：ガイド室、３３：平坦部、３４：リニアホールＩＣ、３５：外部接続端子、３６：プレート収納部、３７：凹部、４０：プレート、４１：磁性体板（鉄板）、４２，４３：樹脂板，４４：角孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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