圧力検出装置
【課題】許容過負荷を超えるオーバー圧がかかっても精度低下を生じることがなく、かつ、測定する流体の滞留を少なくできる圧力検出装置を提供すること。
【解決手段】一面に受圧面１Ｃが形成されるケース１の内部に取付孔１Ａが形成され、このケース１の取付孔１Ａに基板２０が固定され、この基板２０にダイアフラム２１が対向配置され、このダイアフラム２１と基板２０とにダイアフラム２１の変位を検出する変位検出部２２が設けられ、ダイアフラム２１の基板２０と対向する面とは反対側の面に密接して隔膜２３が設けられるとともに、この隔膜２３の外周部２３Ａがケース１の凹部１Ｄに固定される。隔膜２３はケース１の受圧面１Ｃと面一になるよう配置され、かつ、外周部２３Ａとダイアフラム２１に接する中央部２３Ｂとの間に応力を吸収する応力吸収部２３Ｃが設けられる。
【解決手段】一面に受圧面１Ｃが形成されるケース１の内部に取付孔１Ａが形成され、このケース１の取付孔１Ａに基板２０が固定され、この基板２０にダイアフラム２１が対向配置され、このダイアフラム２１と基板２０とにダイアフラム２１の変位を検出する変位検出部２２が設けられ、ダイアフラム２１の基板２０と対向する面とは反対側の面に密接して隔膜２３が設けられるとともに、この隔膜２３の外周部２３Ａがケース１の凹部１Ｄに固定される。隔膜２３はケース１の受圧面１Ｃと面一になるよう配置され、かつ、外周部２３Ａとダイアフラム２１に接する中央部２３Ｂとの間に応力を吸収する応力吸収部２３Ｃが設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品工業等の分野で使用される圧力センサ、その他の圧力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品工業の分野においては、衛生上の理由から接液面がたとえばステンレス鋼（SUS316L）からなる圧力センサが必要とされる。これは、測定体の過剰なオーバー圧への機械的対応と、測定体に含まれる化学物質に耐えられる特性からである。化学工業でも圧力トランスミッタの接液部に化学的耐性に対して特別な要求が必要とされる。
これらの要求に対しては、一般的に、接液面をステンレス鋼（SUS316L）のダイアフラムとし、圧力を検出する検出部とステンレス鋼（SUS316L）のダイアフラムとの間に圧力伝達用としてシリコン等の液体を封入した圧力センサが用いられていた。
しかし、このタイプの圧力センサでは、液体の封入工程に時間とコストがかかり、ステンレスのダイアフラムの破損時の液体の流出、さらには、圧力伝達用液体の温度による熱膨張の影響等の問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するために、従来では、圧力を検出するダイアフラムを備えたセンサ素子と、ハウジングにセンサ素子を固定する固定手段が設けられ、ハウジングを閉鎖するダイアフラムを備え、ダイアフラムとセンサダイアフラムの間に固形物を有し、固形物が圧力を伝達する圧力センサがある(特許文献１)。この圧力センサでは、ハウジングには肩部が形成され、この肩部に当接するように固定手段でセンサ素子を押圧する。ハウジングの肩部にはダイアフラムの外周部が接合され、このダイアフラムは肩部の受圧面より窪んだ状態で測定圧力を受ける。
【０００４】
他の従来例として、ケースに設けられ流体圧を受けて変形するダイアフラムと、このダイアフラムの変形を電気信号に変換するとともにダイアフラムに設けられた歪ゲージと、許容過負荷値を超えるオーバー圧を受けたダイアフラムが過剰に変形することを規制するネジとを備えた圧力センサがある（特許文献２）。
この圧力センサでは、オーバー圧対策のために、ネジはダイアフラムが最も変位する中央部分に当接可能とされ、ネジの先端に当接するダイアフラムの中央部分が周縁部に比べて厚肉に形成されている。さらに、ケースの流体に接する面に対してダイアフラムの受圧面が後退して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７７４２６７号公報
【特許文献２】特許第４２３３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で示される従来例では、圧力伝達のために液体を使用していないものの、ハウジングにセンサ素子を固定する固定手段が設けられており、ハウジングの肩部から窪んだ状態でダイアフラムが受圧するため、ダイアフラムとハウジングの肩部とで段差が生じフラッシュサーフェスな形状が構成できない。そのため、この段差によって、測定流体の滞留が多くなり、衛生上の問題が生じる。
【０００７】
特許文献２で示される従来例では、圧力伝達のために液体を使用していないものの、オーバー圧の対策として、ダイアフラムで受けた圧力の過剰な変形を規制するネジの一点で受ける構成となっているため、ダイアフラムに応力集中部が発生し、特に歪検出の場合に測定誤差になりかねない。そして、圧力検出方法として歪ゲージを使用しているため、特に食品工業において計測器の固定に用いられるクランプの固定においては、締め付け力により出力変化等の問題が発生する。その上、オーバー圧が生じた際に、ダイアフラムの過剰な変形をネジで確実に規制するために、ダイアフラムのネジが当接する中央部分の厚さを、それ以外の周縁部分の厚さに比べて厚くするので、ダイアフラムの受圧面に段差が生じてフラッシュサーフェスな形状が構成できない。そのため、特許文献１と同様に、測定流体の滞留が多くなり、衛生上の問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、許容過負荷を超えるオーバー圧がかかっても精度低下を生じることがなく、かつ、測定する流体の滞留を少なくできる圧力検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧力検出装置は、内部に取付孔が形成されるとともに一面に受圧面が形成されるケースと、このケースの取付孔に固定される基板と、この基板の一面に対向配置されるダイアフラムと、このダイアフラムと前記基板とに設けられ前記ダイアフラムの変位を検出する変位検出部と、前記ダイアフラムの前記基板と対向する面とは反対側の面に密接して設けられるとともに周縁部が前記ケースに固定される隔膜とを備え、前記隔膜は、前記ケースの受圧面と面一になるよう配置され、かつ、前記ダイアフラムに接する領域より外側の領域であって前記ケースに接触する領域より内側の領域に応力を吸収する応力吸収部を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成の本発明では、圧力検出装置を被設置部に固定するために、ケースをクランプ締めすると、ケースに固定された隔膜の外周部分はケースとともに歪みが生じることになるが、隔膜の応力吸収部によって、その歪みに伴う応力が吸収されるので、クランプ締め付けによるケース歪がダイアフラムに伝えにくくなり、クランプ締め付け時の出力変化を少なく抑えることができる。
被設置部に設置された圧力検出装置では、測定対象となる流体が導入されると、ケースの受圧面及び隔膜に圧力が生じ、この隔膜がダイアフラムとともに変位すると、その変位は変位検出部で検出される。本発明では、ダイアフラムへの変位の伝達は隔膜で行われるものであり、圧力伝達部材として液体が存在しないので、液体の注入の手間が省略できて装置の製造コストが安くなる。そして、隔膜の受圧面とケースの受圧面とは面一となっており、かつ、隔膜がダイアフラムに面接触していることから、測定面のフラッシュサーフェス化が可能である。そのため、測定流体の滞留を少なくすることができ、衛生上の問題を回避することができる。さらに、隔膜が密接にダイアフラムに接し、ダイアフラムは基板に対向されているため、許容過負荷を超えるオーバー圧が隔膜及びダイアフラムにかかっても、基板が面で接しバックアップとなり耐圧特性が向上する。しかも、圧力の導入に伴って、隔膜の応力吸収部で区画された内部領域とこの内部領域に接するダイアフラムとが変位するが、応力吸収部がダイアフラムに接する内部領域より外側の領域であってケースに接触する領域より内側の領域に形成されているので、隔膜の内部領域とダイアフラムとの変位が圧力吸収部によって阻害されることがない。つまり、隔膜が圧力吸収部のない平板とすると、隔膜の内部領域とダイアフラムとが変位しようとしても、隔膜の周縁部がケースに固定されているため、隔膜の変位が阻害されることになり、検出精度が低下するが、このような不都合を応力吸収部を隔膜に設けた本発明では回避することができる。
【００１１】
ここで、本発明では、前記応力吸収部は円周状に形成された湾曲部である構成が好ましい。
この構成の本発明では、応力吸収部の形状を簡易なものにすることで、装置の製造コストを低いものにできる。
【００１２】
前記ダイアフラムと前記隔膜が接着して一体化された構成でもよく、あるいは、前記ダイアフラムと前記隔膜とが真空状態で密着して一体化された構成でもよい。
前記ダイアフラムと前記隔膜とが接着して一体化された構成の本発明では、隔膜とダイアフラムの密接度を増すため、接着剤で接着することにより、検出精度の向上を図ることができるとともに、測定領域を下回る圧力に対しても有効となる。
これに対して、前記ダイアフラムと前記隔膜とが真空状態で密着して一体化された構成では、ダイアフラムと隔膜との間に接着剤を塗布する必要がない。そのため、接着剤の膜厚管理が不要となり、装置を簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる圧力検出装置の全体構成を示す断面図。
【図２】本発明の第二実施形態にかかる圧力検出装置の要部を示す断面図。
【図３】本発明の変形例にかかる圧力検出装置の要部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において、同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
図１は第一実施形態にかかる圧力検出装置の全体構成を示す断面図である。
図１において、圧力検出装置は、ステンレス製の短寸円筒状のケース１と、このケース１に設けられ圧力を検出する検出素子２と、この検出素子２と接続される回路基板３と、この回路基板３を覆うステンレス製のカバー４とを備えた圧力センサである。この圧力センサは食品工業分野で使用されるものであり、例えば、食品製造プラントの配管に設けられる。
【００１５】
ケース１は、その中心部に検出素子２を取り付けるための取付孔１Ａが形成され、かつ、その端面側にフランジ部１Ｂが形成されている。このフランジ部１Ｂの一面が受圧面１Ｃとされる。この受圧面１Ｃに測定流体が接するようにケース１のフランジ部１Ｂが図示しない配管の被設置部に取り付けられる。
ケース１の受圧面１Ｃに連続して凹部１Ｄが形成され、この凹部１Ｄの端部と取付孔１Ａとの間にテーパー部１Ｅが形成されている。
ケース１の受圧面１Ｃとは反対側の端面には段差部１Ｆが形成されている。
【００１６】
検出素子２は、ケース１の取付孔１Ａに取り付けられる厚肉の基板２０と、この基板２０の一面に対向配置されるダイアフラム２１と、このダイアフラム２１と基板２０とに設けられダイアフラム２１の変位を検出する変位検出部２２と、ダイアフラム２１の基板２０と対向する面とは反対側の面に密接して設けられる隔膜２３とを備えている。
基板２０は、セラミックスからなり、円柱状に形成されている。基板２０は、その軸芯が取付孔１Ａの軸芯と一致しており、その外周面が取付孔１Ａの内周面とは所定間隔離れている。
【００１７】
基板２０はケース１に保持部材２４、抑え板２５及びねじ２６で取り付けられている。
保持部材２４は、ケース１の取付孔１Ａの内周面と基板２０の外周面との間に挟持される係合片部２４Ａと、この係合片部２４Ａの端部に一体形成されケース１の段差部１Ｆと基板２０の端面とを覆うリング状部２４Ｂとを有し断面がＴ型とされた部材である。このリング状部２４Ｂと基板２０との間には固定材２７が設けられている。この固定材２７は、接着材等の他、ロウ付け、溶接等を採用することができる。
抑え板２５はリング状部２４Ｂの平面部と重合するものであり、外周縁がリング状部２４Ｂの外周縁と一致する円板である。この抑え板２５と保持部材２４のリング状部２４Ｂとは、ねじ２６でケース１の段差部１Ｆに固定される。
【００１８】
ダイアフラム２１はセラミックスからなり、その形状は直径がＤ１の円板状である。ダイアフラム２１の外周縁は基板２０の外周縁と一致する。
ダイアフラム２１と基板２０との外周部分に絶縁部材として環状のガラス部材２８が設けられている。
ダイアフラム２１と基板２０の互いに対向する面には変位検出部２２を構成する電極２２Ａ，２２Ｂが印刷等で形成されている。そのため、これらの電極２２Ａ，２２Ｂが設けられ基板２０、ダイアフラム２１及びガラス部材２８からなる空間Ｓからコンデンサが構成される。
【００１９】
基板２０の一面に形成された電極２２Ａは基板２０の内部に形成されたスルーホール２０Ａと基板２０の他面に立設された電極ピン２９とを通じて回路基板３に電気的に接続される。ダイアフラム２１に形成された電極２２Ｂは基板２０及びガラス部材２８に形成されたスルーホール２０Ｂと基板２０の他面に立設された電極ピン２９とを通じて回路基板３に電気的に接続される。つまり、ダイアフラム２１は、基板２０とは反対側で圧力を受けると、この圧力によってダイアフラム２１が変位し、コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化はスルーホール２０Ａ，２０Ｂ、電極ピン２９を通じて回路基板３に信号として送られる。
ダイアフラム２１、基板２０及びガラス部材２８から構成される空間Ｓと外部空間とを連通するための連通孔２０Ｃが基板２０に形成されている。
【００２０】
隔膜２３は、ケース１の凹部１Ｄに配置されるリング状の外周部２３Ａと、ダイアフラム２１と対向配置される円板状の中央部２３Ｂと、この中央部２３Ｂと外周部２３Ａとを接続する応力吸収部２３Ｃとを有する薄肉の円板状部材であり、ケース１の受圧面１Ｃと面一になるよう配置される。隔膜２３の材質はステンレス鋼（SUS316L）が好ましいが、ステンレス鋼以外でも、コバルトニッケル合金等の耐食性の高材質を採用することも可能である。
外周部２３Ａは、凹部１Ｄの端部との間に隙間が生じないように、その外縁を凹部１Ｄの端部に密になるように溶接等で固定される。中央部２３Ｂはダイアフラム２１の全面に接着層２３０で一体化される。ここで、接着層２３０はシリコン系接着剤を用いることが好ましい。
接着層２３０は直径がＤ２となる平面円形に形成される。直径Ｄ２はガラス部材２８の内周径とほぼ同じか、それより内側であって、ダイアフラム２１の直径Ｄ１より小さい。接着層２３０より外側の領域では、ダイアフラム２１と隔膜２３とは接着固定されることなく単に重合されている。
応力吸収部２３Ｃは、保持部材２４、ケース１、基板２０及び隔膜２３で囲まれた空間Ｋに向けて突出する湾曲部（波状部）である。この湾曲部の突出部分はテーパー部１Ｅから離隔される。換言すれば、テーパー部１Ｅが応力吸収部２３Ｃと干渉しないように形成されている。この湾曲部は環状に連続して形成されている。
【００２１】
回路基板３は複数本のケーブル３１に電気的に接続されており、これらのケーブル３１は１本のチューブ３２の内部に纏められてカバー４の外部に導き出される。これらのケーブル３１は図示しない制御装置に接続され、この制御装置に配管内部の圧力値のデータが出力される。
チューブ３２の内部にはケーブル３１の他に大気開放チューブ３３が配置され、この大気開放チューブ３３は接続パイプ３４及び導通パイプ３５を通じて基板２０の連通孔２０Ｃに連通されている。
大気開放チューブ３３は、その一端が大気に開放され、他端がカバー４の内部で接続パイプ３４の一端に接続されている。この接続パイプ３４は可撓性の材料から形成され、その他端が導通パイプ３５に接続される。この導通パイプ３５は、接続パイプ３４に接続される一端部３５Ａと、この一端部３５Ａと一体に形成されるパイプ本体３５Ｂと、このパイプ本体３５Ｂに接続されるフランジ部３５Ｃとを備え、このフランジ部３５ＣはＯリング３６を介して基板２０に密接状態で固定されている。導通パイプ３５の内部空間は連通孔２０Ｃと直線状となるように配置される。パイプ本体３５Ｂは、保持部材２４及び抑え板２５を貫通している。
【００２２】
カバー４は、その一端開口部がケース１に溶接等で接合される筒部４Ａと、この筒部４Ａの他端部に設けられる円板状部４Ｂとを有する有底円筒状部材であり、円板状部４Ｂにはケーブル３１を収納するケーブルグランド４１が取り付けられている。このケーブルグランド４１はカバー４に密に取り付けられており、これにより、カバー４の内部は密閉状態とされる。
【００２３】
次に、第一実施形態の圧力検出装置の組立方法について説明する。
まず、隔膜２３の外周部２３Ａをケース１の凹部１Ｄに溶接等で接合する。さらに、電極２２Ａを形成した基板２０と、電極２２Ｂを形成したダイアフラム２１とをガラス部材２８を挟んで互いに接合し、これらの基板２０、ダイアフラム２１及びガラス部材２８をケース１の取付孔１Ａに挿入する。このダイアフラム２１と隔膜２３の中央部２３Ｂとを接着剤で互いに接合し、さらに、基板２０をケース１に保持部材２４、抑え板２５及びねじ２６で取り付ける。そして、回路基板３を基板２０に対向して取り付けるとともに、この回路基板３にケーブル３１を接続し、さらに、基板２０に導通パイプ３５、接続パイプ３４及び大気開放チューブ３３を接続してコンデンサを構成する空間Ｓと大気とを連通した状態とし、カバー４をケース１に接合する。
【００２４】
このように組み立てられた圧力検出装置のケース１を、図示しない被設置部の配管にクランプで取り付ける。クランプでケース１を締め付けると、ケース１のフランジ部１Ｂに生じる応力が隔膜２３の外周部２３Ａに伝わり、この外周部２３Ａから中央部２３Ｂに伝わろうとするが、その途中に設けられた応力吸収部２３Ｃにより応力が吸収されることになる。
配管に取り付けられた圧力検出装置に測定対象となる流体が導入されると、隔膜２３が圧力を受けることになり、この隔膜２３がダイアフラム２１とともに変位する。このダイアフラム２１が変位することで、変位検出部２２を構成する電極２２Ａ，２２Ｂの間隔が変化し、この変化が圧力値の変化として制御装置に送られる。
【００２５】
従って、第一実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）一面に受圧面１Ｃが形成されるケース１の内部に取付孔１Ａが形成され、このケース１の取付孔１Ａに基板２０が固定され、この基板２０にダイアフラム２１が対向配置され、このダイアフラム２１と基板２０とにダイアフラム２１の変位を検出する変位検出部２２が設けられ、ダイアフラム２１の基板２０と対向する面とは反対側の面に密接して隔膜２３が設けられるとともに、この隔膜２３の外周部２３Ａがケース１の凹部１Ｄに固定され、ダイアフラム２１への変位の伝達が隔膜２３から直接行われることになる。そのため、圧力伝達部材として液体が存在しないので、温度変化に伴う液体の熱膨張収縮がなくなり、その上、液体の注入の手間が省略できて装置の製造コストが安くなる。しかも、隔膜２３が密接にダイアフラム２１に接し、ダイアフラム２１が基板２０に対向しているので、許容過負荷を超えるオーバー圧が隔膜２３及びダイアフラム２１にかかっても、基板２０が接してバックアップとなり耐圧特性が向上する。
【００２６】
（２）隔膜２３はケース１の受圧面１Ｃと面一になるよう配置され、隔膜２３とダイアフラム２１とが面接触しているので、測定面がフラッシュサーフェス化され、その結果、測定流体の滞留を少なくして衛生上の問題が生じることが少ない。
（３）隔膜２３は、ケース１に接する外周部２３Ａと、ダイアフラム２１に接する中央部２３Ｂと、これらの間に設けられ応力を吸収する応力吸収部２３Ｃとを有する。ケース１をクランプ締めする際に、ケース１に固定された隔膜２３の外周部２３Ａにケース１とともに歪みが生じても、隔膜２３の応力吸収部２３Ｃによって、応力が吸収されるので、クランプ締め付けによるケース歪がダイアフラム２１に伝えにくくなり、クランプ締め付け時の出力変化を少なく抑えて検出精度の低下を防止することができる。しかも、圧力が隔膜２３の応力吸収部２３Ｃで区画された内部領域にかかり、この内部領域及び内部領域に接するダイアフラム２１が変位しようとすると、この変位が応力吸収部２３Ｃによって阻害されることがないので、検出精度の低下を防止できる。
【００２７】
（４）応力吸収部２３Ｃは円周状に形成された湾曲部であるから、隔膜２３をプレス加工等で形成することで、応力吸収部２３Ｃを簡易に形成することができる。そのため、圧力検出装置の製造コストを低いものにできる。
（５）基板２０に応力吸収部２３Ｃとの干渉を防止するためのテーパー部１Ｅが形成されているので、隔膜２３の変位が阻害されることがなくなり、高い検出精度を維持することができる。
（６）ダイアフラム２１と隔膜２３とが接着層２３０で一体化されているので、検出精度の向上を図ることができるとともに、測定領域を下回る圧力に対しても有効となる。特に、仮に、負圧がかかっても、隔膜２３がダイアフラム２１から離隔することがないので、検出精度の低下を防止できる。しかも、接着層２３０の直径Ｄ２がダイアフラム２１の直径Ｄ１より小さく形成され、接着層２３０より外側の領域では、ダイアフラム２１と隔膜２３とが接着されることなく単に重合されているだけなので、圧力の導入に伴って、隔膜２３とダイアフラム２１とがその中心部分を中心として湾曲するように変位した際に、隔膜２３とダイアフラム２１とが外周に向かうに従って面方向の延びの差が生じても、接着層２３０より外側の領域では接着されていないので、この延びの差を吸収して検出精度の低下を防止することができる。とりわけ、隔膜２３のダイアフラム２１との非接着部分が増すと、応力吸収部２３Ｃが増え、より精度の高い検出が可能となる。
【００２８】
（７）基板２０のダイアフラム２１が設けられている面とは反対側の面がケース１に保持部材２４及び抑え板２５で抑えられ、かつ、これらがねじ２６でケース１に取り付けられているので、ダイアフラム２１を隔膜２３に面接触させることができる。そのため、隔膜２３の面とケース１の受圧面１Ｃとが面一となりやすくなり、測定面がフラッシュサーフェス化されやすくなる。
（８）保持部材２４はケース１と基板２０との間に挟持される係合片部２４Ａと、この係合片部２４Ａの端部に一体形成されたリング状部２４Ｂとを有する構成であるから、ケース１に外周部２３Ａが固定された隔膜２３と基板２０の端面側に設けられたダイアフラム２１との位置決めが正確に行われることになり、検出精度が向上する。
【００２９】
次に、本発明の第二実施形態を図２に基づいて説明する。
第二実施形態は、ダイアフラム２１と隔膜２３との接合構造並びに基板２０のケース１への固定構造が第一実施形態と異なるもので、他の構成は第一実施形態と同じである。
図２は第二実施形態の要部を示す断面図である。
図２において、第二実施形態の圧力検出装置は、第一実施形態と同様に、ケース１、検出素子２、回路基板３及びカバー４（図１参照）を備えた圧力センサである。
検出素子２は、基板２０、ダイアフラム２１、変位検出部２２及び隔膜２３を備えて構成されており、第二実施形態では、基板２０はケース１に保持部材２４で固定されている。つまり、ケース１の段差部１Ｆに保持部材２４のリング状部２４Ｂの外周縁部が当接した状態で気密溶接、あるいは電子ビーム溶接がされる。
ケース１、基板２０、隔膜２３及び保持部材２４で囲われた空間Ｋは高真空に保たれており、その結果、接着剤がなくて、ダイアフラム２１と隔膜２３の中央部２３Ｂとが一体化される。
【００３０】
従って、第二実施形態では、第一実施形態の（１）〜（５）（８）と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（９）ダイアフラム２１と隔膜２３とが真空状態で密着して一体化されているので、ダイアフラム２１と隔膜２３との間に接着剤を塗布する必要がない。そのため、接着剤の膜厚管理が不要となり、装置を簡易に製造することができる。
【００３１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、基板２０のダイアフラム２１が設けられていない部分をケース１に固定するために、保持部材２４を用いたが、本発明では、図３に示されるように、ケース１の段差部１Ｆの内周面からケース中心に向かう係合用突起１Ｇを周方向に沿って設け、この係合用突起１Ｇと基板２０の外周縁部とに固定材２７を設ける構成であってもよい。なお、図３では、第二実施形態と同様に、空間Ｋが真空状態となっており、ダイアフラム２１と隔膜２３とが接着剤を用いることなく一体化されている。また、スルーホール２０Ａ，２０Ｂ及び連通孔２０Ｃの図示が省略されている。
【００３２】
また、前記各実施形態では、応力吸収部２３Ｃを環状に形成された湾曲部としたが、本発明では、湾曲部を周方向に沿って複数箇所設けるものでもよく、空間Ｓに先端が望むように突出した形状ではなく、空間Ｓとは反対側に突出する形状であってもよい。
そして、圧力検出装置は圧力センサでなく、差圧を検出する差圧センサであってもよい。
さらに、本発明の圧力検出装置は化学プラントで使用されるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、食品工業分野、化学工業分野、その他の分野で用いられる圧力検出装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…ケース、１Ａ…取付孔、１Ｃ…受圧面、２…検出素子、３…回路基板、４…カバー、２０…基板、２１…ダイアフラム、２２…変位検出部、２３…隔膜、２３Ａ…外周部、２３Ｂ…中央部、２３Ｃ…応力吸収部、２４…保持部材、２３０…接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品工業等の分野で使用される圧力センサ、その他の圧力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品工業の分野においては、衛生上の理由から接液面がたとえばステンレス鋼（SUS316L）からなる圧力センサが必要とされる。これは、測定体の過剰なオーバー圧への機械的対応と、測定体に含まれる化学物質に耐えられる特性からである。化学工業でも圧力トランスミッタの接液部に化学的耐性に対して特別な要求が必要とされる。
これらの要求に対しては、一般的に、接液面をステンレス鋼（SUS316L）のダイアフラムとし、圧力を検出する検出部とステンレス鋼（SUS316L）のダイアフラムとの間に圧力伝達用としてシリコン等の液体を封入した圧力センサが用いられていた。
しかし、このタイプの圧力センサでは、液体の封入工程に時間とコストがかかり、ステンレスのダイアフラムの破損時の液体の流出、さらには、圧力伝達用液体の温度による熱膨張の影響等の問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するために、従来では、圧力を検出するダイアフラムを備えたセンサ素子と、ハウジングにセンサ素子を固定する固定手段が設けられ、ハウジングを閉鎖するダイアフラムを備え、ダイアフラムとセンサダイアフラムの間に固形物を有し、固形物が圧力を伝達する圧力センサがある(特許文献１)。この圧力センサでは、ハウジングには肩部が形成され、この肩部に当接するように固定手段でセンサ素子を押圧する。ハウジングの肩部にはダイアフラムの外周部が接合され、このダイアフラムは肩部の受圧面より窪んだ状態で測定圧力を受ける。
【０００４】
他の従来例として、ケースに設けられ流体圧を受けて変形するダイアフラムと、このダイアフラムの変形を電気信号に変換するとともにダイアフラムに設けられた歪ゲージと、許容過負荷値を超えるオーバー圧を受けたダイアフラムが過剰に変形することを規制するネジとを備えた圧力センサがある（特許文献２）。
この圧力センサでは、オーバー圧対策のために、ネジはダイアフラムが最も変位する中央部分に当接可能とされ、ネジの先端に当接するダイアフラムの中央部分が周縁部に比べて厚肉に形成されている。さらに、ケースの流体に接する面に対してダイアフラムの受圧面が後退して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７７４２６７号公報
【特許文献２】特許第４２３３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で示される従来例では、圧力伝達のために液体を使用していないものの、ハウジングにセンサ素子を固定する固定手段が設けられており、ハウジングの肩部から窪んだ状態でダイアフラムが受圧するため、ダイアフラムとハウジングの肩部とで段差が生じフラッシュサーフェスな形状が構成できない。そのため、この段差によって、測定流体の滞留が多くなり、衛生上の問題が生じる。
【０００７】
特許文献２で示される従来例では、圧力伝達のために液体を使用していないものの、オーバー圧の対策として、ダイアフラムで受けた圧力の過剰な変形を規制するネジの一点で受ける構成となっているため、ダイアフラムに応力集中部が発生し、特に歪検出の場合に測定誤差になりかねない。そして、圧力検出方法として歪ゲージを使用しているため、特に食品工業において計測器の固定に用いられるクランプの固定においては、締め付け力により出力変化等の問題が発生する。その上、オーバー圧が生じた際に、ダイアフラムの過剰な変形をネジで確実に規制するために、ダイアフラムのネジが当接する中央部分の厚さを、それ以外の周縁部分の厚さに比べて厚くするので、ダイアフラムの受圧面に段差が生じてフラッシュサーフェスな形状が構成できない。そのため、特許文献１と同様に、測定流体の滞留が多くなり、衛生上の問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、許容過負荷を超えるオーバー圧がかかっても精度低下を生じることがなく、かつ、測定する流体の滞留を少なくできる圧力検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧力検出装置は、内部に取付孔が形成されるとともに一面に受圧面が形成されるケースと、このケースの取付孔に固定される基板と、この基板の一面に対向配置されるダイアフラムと、このダイアフラムと前記基板とに設けられ前記ダイアフラムの変位を検出する変位検出部と、前記ダイアフラムの前記基板と対向する面とは反対側の面に密接して設けられるとともに周縁部が前記ケースに固定される隔膜とを備え、前記隔膜は、前記ケースの受圧面と面一になるよう配置され、かつ、前記ダイアフラムに接する領域より外側の領域であって前記ケースに接触する領域より内側の領域に応力を吸収する応力吸収部を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成の本発明では、圧力検出装置を被設置部に固定するために、ケースをクランプ締めすると、ケースに固定された隔膜の外周部分はケースとともに歪みが生じることになるが、隔膜の応力吸収部によって、その歪みに伴う応力が吸収されるので、クランプ締め付けによるケース歪がダイアフラムに伝えにくくなり、クランプ締め付け時の出力変化を少なく抑えることができる。
被設置部に設置された圧力検出装置では、測定対象となる流体が導入されると、ケースの受圧面及び隔膜に圧力が生じ、この隔膜がダイアフラムとともに変位すると、その変位は変位検出部で検出される。本発明では、ダイアフラムへの変位の伝達は隔膜で行われるものであり、圧力伝達部材として液体が存在しないので、液体の注入の手間が省略できて装置の製造コストが安くなる。そして、隔膜の受圧面とケースの受圧面とは面一となっており、かつ、隔膜がダイアフラムに面接触していることから、測定面のフラッシュサーフェス化が可能である。そのため、測定流体の滞留を少なくすることができ、衛生上の問題を回避することができる。さらに、隔膜が密接にダイアフラムに接し、ダイアフラムは基板に対向されているため、許容過負荷を超えるオーバー圧が隔膜及びダイアフラムにかかっても、基板が面で接しバックアップとなり耐圧特性が向上する。しかも、圧力の導入に伴って、隔膜の応力吸収部で区画された内部領域とこの内部領域に接するダイアフラムとが変位するが、応力吸収部がダイアフラムに接する内部領域より外側の領域であってケースに接触する領域より内側の領域に形成されているので、隔膜の内部領域とダイアフラムとの変位が圧力吸収部によって阻害されることがない。つまり、隔膜が圧力吸収部のない平板とすると、隔膜の内部領域とダイアフラムとが変位しようとしても、隔膜の周縁部がケースに固定されているため、隔膜の変位が阻害されることになり、検出精度が低下するが、このような不都合を応力吸収部を隔膜に設けた本発明では回避することができる。
【００１１】
ここで、本発明では、前記応力吸収部は円周状に形成された湾曲部である構成が好ましい。
この構成の本発明では、応力吸収部の形状を簡易なものにすることで、装置の製造コストを低いものにできる。
【００１２】
前記ダイアフラムと前記隔膜が接着して一体化された構成でもよく、あるいは、前記ダイアフラムと前記隔膜とが真空状態で密着して一体化された構成でもよい。
前記ダイアフラムと前記隔膜とが接着して一体化された構成の本発明では、隔膜とダイアフラムの密接度を増すため、接着剤で接着することにより、検出精度の向上を図ることができるとともに、測定領域を下回る圧力に対しても有効となる。
これに対して、前記ダイアフラムと前記隔膜とが真空状態で密着して一体化された構成では、ダイアフラムと隔膜との間に接着剤を塗布する必要がない。そのため、接着剤の膜厚管理が不要となり、装置を簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる圧力検出装置の全体構成を示す断面図。
【図２】本発明の第二実施形態にかかる圧力検出装置の要部を示す断面図。
【図３】本発明の変形例にかかる圧力検出装置の要部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において、同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
図１は第一実施形態にかかる圧力検出装置の全体構成を示す断面図である。
図１において、圧力検出装置は、ステンレス製の短寸円筒状のケース１と、このケース１に設けられ圧力を検出する検出素子２と、この検出素子２と接続される回路基板３と、この回路基板３を覆うステンレス製のカバー４とを備えた圧力センサである。この圧力センサは食品工業分野で使用されるものであり、例えば、食品製造プラントの配管に設けられる。
【００１５】
ケース１は、その中心部に検出素子２を取り付けるための取付孔１Ａが形成され、かつ、その端面側にフランジ部１Ｂが形成されている。このフランジ部１Ｂの一面が受圧面１Ｃとされる。この受圧面１Ｃに測定流体が接するようにケース１のフランジ部１Ｂが図示しない配管の被設置部に取り付けられる。
ケース１の受圧面１Ｃに連続して凹部１Ｄが形成され、この凹部１Ｄの端部と取付孔１Ａとの間にテーパー部１Ｅが形成されている。
ケース１の受圧面１Ｃとは反対側の端面には段差部１Ｆが形成されている。
【００１６】
検出素子２は、ケース１の取付孔１Ａに取り付けられる厚肉の基板２０と、この基板２０の一面に対向配置されるダイアフラム２１と、このダイアフラム２１と基板２０とに設けられダイアフラム２１の変位を検出する変位検出部２２と、ダイアフラム２１の基板２０と対向する面とは反対側の面に密接して設けられる隔膜２３とを備えている。
基板２０は、セラミックスからなり、円柱状に形成されている。基板２０は、その軸芯が取付孔１Ａの軸芯と一致しており、その外周面が取付孔１Ａの内周面とは所定間隔離れている。
【００１７】
基板２０はケース１に保持部材２４、抑え板２５及びねじ２６で取り付けられている。
保持部材２４は、ケース１の取付孔１Ａの内周面と基板２０の外周面との間に挟持される係合片部２４Ａと、この係合片部２４Ａの端部に一体形成されケース１の段差部１Ｆと基板２０の端面とを覆うリング状部２４Ｂとを有し断面がＴ型とされた部材である。このリング状部２４Ｂと基板２０との間には固定材２７が設けられている。この固定材２７は、接着材等の他、ロウ付け、溶接等を採用することができる。
抑え板２５はリング状部２４Ｂの平面部と重合するものであり、外周縁がリング状部２４Ｂの外周縁と一致する円板である。この抑え板２５と保持部材２４のリング状部２４Ｂとは、ねじ２６でケース１の段差部１Ｆに固定される。
【００１８】
ダイアフラム２１はセラミックスからなり、その形状は直径がＤ１の円板状である。ダイアフラム２１の外周縁は基板２０の外周縁と一致する。
ダイアフラム２１と基板２０との外周部分に絶縁部材として環状のガラス部材２８が設けられている。
ダイアフラム２１と基板２０の互いに対向する面には変位検出部２２を構成する電極２２Ａ，２２Ｂが印刷等で形成されている。そのため、これらの電極２２Ａ，２２Ｂが設けられ基板２０、ダイアフラム２１及びガラス部材２８からなる空間Ｓからコンデンサが構成される。
【００１９】
基板２０の一面に形成された電極２２Ａは基板２０の内部に形成されたスルーホール２０Ａと基板２０の他面に立設された電極ピン２９とを通じて回路基板３に電気的に接続される。ダイアフラム２１に形成された電極２２Ｂは基板２０及びガラス部材２８に形成されたスルーホール２０Ｂと基板２０の他面に立設された電極ピン２９とを通じて回路基板３に電気的に接続される。つまり、ダイアフラム２１は、基板２０とは反対側で圧力を受けると、この圧力によってダイアフラム２１が変位し、コンデンサの静電容量が変化する。この静電容量の変化はスルーホール２０Ａ，２０Ｂ、電極ピン２９を通じて回路基板３に信号として送られる。
ダイアフラム２１、基板２０及びガラス部材２８から構成される空間Ｓと外部空間とを連通するための連通孔２０Ｃが基板２０に形成されている。
【００２０】
隔膜２３は、ケース１の凹部１Ｄに配置されるリング状の外周部２３Ａと、ダイアフラム２１と対向配置される円板状の中央部２３Ｂと、この中央部２３Ｂと外周部２３Ａとを接続する応力吸収部２３Ｃとを有する薄肉の円板状部材であり、ケース１の受圧面１Ｃと面一になるよう配置される。隔膜２３の材質はステンレス鋼（SUS316L）が好ましいが、ステンレス鋼以外でも、コバルトニッケル合金等の耐食性の高材質を採用することも可能である。
外周部２３Ａは、凹部１Ｄの端部との間に隙間が生じないように、その外縁を凹部１Ｄの端部に密になるように溶接等で固定される。中央部２３Ｂはダイアフラム２１の全面に接着層２３０で一体化される。ここで、接着層２３０はシリコン系接着剤を用いることが好ましい。
接着層２３０は直径がＤ２となる平面円形に形成される。直径Ｄ２はガラス部材２８の内周径とほぼ同じか、それより内側であって、ダイアフラム２１の直径Ｄ１より小さい。接着層２３０より外側の領域では、ダイアフラム２１と隔膜２３とは接着固定されることなく単に重合されている。
応力吸収部２３Ｃは、保持部材２４、ケース１、基板２０及び隔膜２３で囲まれた空間Ｋに向けて突出する湾曲部（波状部）である。この湾曲部の突出部分はテーパー部１Ｅから離隔される。換言すれば、テーパー部１Ｅが応力吸収部２３Ｃと干渉しないように形成されている。この湾曲部は環状に連続して形成されている。
【００２１】
回路基板３は複数本のケーブル３１に電気的に接続されており、これらのケーブル３１は１本のチューブ３２の内部に纏められてカバー４の外部に導き出される。これらのケーブル３１は図示しない制御装置に接続され、この制御装置に配管内部の圧力値のデータが出力される。
チューブ３２の内部にはケーブル３１の他に大気開放チューブ３３が配置され、この大気開放チューブ３３は接続パイプ３４及び導通パイプ３５を通じて基板２０の連通孔２０Ｃに連通されている。
大気開放チューブ３３は、その一端が大気に開放され、他端がカバー４の内部で接続パイプ３４の一端に接続されている。この接続パイプ３４は可撓性の材料から形成され、その他端が導通パイプ３５に接続される。この導通パイプ３５は、接続パイプ３４に接続される一端部３５Ａと、この一端部３５Ａと一体に形成されるパイプ本体３５Ｂと、このパイプ本体３５Ｂに接続されるフランジ部３５Ｃとを備え、このフランジ部３５ＣはＯリング３６を介して基板２０に密接状態で固定されている。導通パイプ３５の内部空間は連通孔２０Ｃと直線状となるように配置される。パイプ本体３５Ｂは、保持部材２４及び抑え板２５を貫通している。
【００２２】
カバー４は、その一端開口部がケース１に溶接等で接合される筒部４Ａと、この筒部４Ａの他端部に設けられる円板状部４Ｂとを有する有底円筒状部材であり、円板状部４Ｂにはケーブル３１を収納するケーブルグランド４１が取り付けられている。このケーブルグランド４１はカバー４に密に取り付けられており、これにより、カバー４の内部は密閉状態とされる。
【００２３】
次に、第一実施形態の圧力検出装置の組立方法について説明する。
まず、隔膜２３の外周部２３Ａをケース１の凹部１Ｄに溶接等で接合する。さらに、電極２２Ａを形成した基板２０と、電極２２Ｂを形成したダイアフラム２１とをガラス部材２８を挟んで互いに接合し、これらの基板２０、ダイアフラム２１及びガラス部材２８をケース１の取付孔１Ａに挿入する。このダイアフラム２１と隔膜２３の中央部２３Ｂとを接着剤で互いに接合し、さらに、基板２０をケース１に保持部材２４、抑え板２５及びねじ２６で取り付ける。そして、回路基板３を基板２０に対向して取り付けるとともに、この回路基板３にケーブル３１を接続し、さらに、基板２０に導通パイプ３５、接続パイプ３４及び大気開放チューブ３３を接続してコンデンサを構成する空間Ｓと大気とを連通した状態とし、カバー４をケース１に接合する。
【００２４】
このように組み立てられた圧力検出装置のケース１を、図示しない被設置部の配管にクランプで取り付ける。クランプでケース１を締め付けると、ケース１のフランジ部１Ｂに生じる応力が隔膜２３の外周部２３Ａに伝わり、この外周部２３Ａから中央部２３Ｂに伝わろうとするが、その途中に設けられた応力吸収部２３Ｃにより応力が吸収されることになる。
配管に取り付けられた圧力検出装置に測定対象となる流体が導入されると、隔膜２３が圧力を受けることになり、この隔膜２３がダイアフラム２１とともに変位する。このダイアフラム２１が変位することで、変位検出部２２を構成する電極２２Ａ，２２Ｂの間隔が変化し、この変化が圧力値の変化として制御装置に送られる。
【００２５】
従って、第一実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）一面に受圧面１Ｃが形成されるケース１の内部に取付孔１Ａが形成され、このケース１の取付孔１Ａに基板２０が固定され、この基板２０にダイアフラム２１が対向配置され、このダイアフラム２１と基板２０とにダイアフラム２１の変位を検出する変位検出部２２が設けられ、ダイアフラム２１の基板２０と対向する面とは反対側の面に密接して隔膜２３が設けられるとともに、この隔膜２３の外周部２３Ａがケース１の凹部１Ｄに固定され、ダイアフラム２１への変位の伝達が隔膜２３から直接行われることになる。そのため、圧力伝達部材として液体が存在しないので、温度変化に伴う液体の熱膨張収縮がなくなり、その上、液体の注入の手間が省略できて装置の製造コストが安くなる。しかも、隔膜２３が密接にダイアフラム２１に接し、ダイアフラム２１が基板２０に対向しているので、許容過負荷を超えるオーバー圧が隔膜２３及びダイアフラム２１にかかっても、基板２０が接してバックアップとなり耐圧特性が向上する。
【００２６】
（２）隔膜２３はケース１の受圧面１Ｃと面一になるよう配置され、隔膜２３とダイアフラム２１とが面接触しているので、測定面がフラッシュサーフェス化され、その結果、測定流体の滞留を少なくして衛生上の問題が生じることが少ない。
（３）隔膜２３は、ケース１に接する外周部２３Ａと、ダイアフラム２１に接する中央部２３Ｂと、これらの間に設けられ応力を吸収する応力吸収部２３Ｃとを有する。ケース１をクランプ締めする際に、ケース１に固定された隔膜２３の外周部２３Ａにケース１とともに歪みが生じても、隔膜２３の応力吸収部２３Ｃによって、応力が吸収されるので、クランプ締め付けによるケース歪がダイアフラム２１に伝えにくくなり、クランプ締め付け時の出力変化を少なく抑えて検出精度の低下を防止することができる。しかも、圧力が隔膜２３の応力吸収部２３Ｃで区画された内部領域にかかり、この内部領域及び内部領域に接するダイアフラム２１が変位しようとすると、この変位が応力吸収部２３Ｃによって阻害されることがないので、検出精度の低下を防止できる。
【００２７】
（４）応力吸収部２３Ｃは円周状に形成された湾曲部であるから、隔膜２３をプレス加工等で形成することで、応力吸収部２３Ｃを簡易に形成することができる。そのため、圧力検出装置の製造コストを低いものにできる。
（５）基板２０に応力吸収部２３Ｃとの干渉を防止するためのテーパー部１Ｅが形成されているので、隔膜２３の変位が阻害されることがなくなり、高い検出精度を維持することができる。
（６）ダイアフラム２１と隔膜２３とが接着層２３０で一体化されているので、検出精度の向上を図ることができるとともに、測定領域を下回る圧力に対しても有効となる。特に、仮に、負圧がかかっても、隔膜２３がダイアフラム２１から離隔することがないので、検出精度の低下を防止できる。しかも、接着層２３０の直径Ｄ２がダイアフラム２１の直径Ｄ１より小さく形成され、接着層２３０より外側の領域では、ダイアフラム２１と隔膜２３とが接着されることなく単に重合されているだけなので、圧力の導入に伴って、隔膜２３とダイアフラム２１とがその中心部分を中心として湾曲するように変位した際に、隔膜２３とダイアフラム２１とが外周に向かうに従って面方向の延びの差が生じても、接着層２３０より外側の領域では接着されていないので、この延びの差を吸収して検出精度の低下を防止することができる。とりわけ、隔膜２３のダイアフラム２１との非接着部分が増すと、応力吸収部２３Ｃが増え、より精度の高い検出が可能となる。
【００２８】
（７）基板２０のダイアフラム２１が設けられている面とは反対側の面がケース１に保持部材２４及び抑え板２５で抑えられ、かつ、これらがねじ２６でケース１に取り付けられているので、ダイアフラム２１を隔膜２３に面接触させることができる。そのため、隔膜２３の面とケース１の受圧面１Ｃとが面一となりやすくなり、測定面がフラッシュサーフェス化されやすくなる。
（８）保持部材２４はケース１と基板２０との間に挟持される係合片部２４Ａと、この係合片部２４Ａの端部に一体形成されたリング状部２４Ｂとを有する構成であるから、ケース１に外周部２３Ａが固定された隔膜２３と基板２０の端面側に設けられたダイアフラム２１との位置決めが正確に行われることになり、検出精度が向上する。
【００２９】
次に、本発明の第二実施形態を図２に基づいて説明する。
第二実施形態は、ダイアフラム２１と隔膜２３との接合構造並びに基板２０のケース１への固定構造が第一実施形態と異なるもので、他の構成は第一実施形態と同じである。
図２は第二実施形態の要部を示す断面図である。
図２において、第二実施形態の圧力検出装置は、第一実施形態と同様に、ケース１、検出素子２、回路基板３及びカバー４（図１参照）を備えた圧力センサである。
検出素子２は、基板２０、ダイアフラム２１、変位検出部２２及び隔膜２３を備えて構成されており、第二実施形態では、基板２０はケース１に保持部材２４で固定されている。つまり、ケース１の段差部１Ｆに保持部材２４のリング状部２４Ｂの外周縁部が当接した状態で気密溶接、あるいは電子ビーム溶接がされる。
ケース１、基板２０、隔膜２３及び保持部材２４で囲われた空間Ｋは高真空に保たれており、その結果、接着剤がなくて、ダイアフラム２１と隔膜２３の中央部２３Ｂとが一体化される。
【００３０】
従って、第二実施形態では、第一実施形態の（１）〜（５）（８）と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（９）ダイアフラム２１と隔膜２３とが真空状態で密着して一体化されているので、ダイアフラム２１と隔膜２３との間に接着剤を塗布する必要がない。そのため、接着剤の膜厚管理が不要となり、装置を簡易に製造することができる。
【００３１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、基板２０のダイアフラム２１が設けられていない部分をケース１に固定するために、保持部材２４を用いたが、本発明では、図３に示されるように、ケース１の段差部１Ｆの内周面からケース中心に向かう係合用突起１Ｇを周方向に沿って設け、この係合用突起１Ｇと基板２０の外周縁部とに固定材２７を設ける構成であってもよい。なお、図３では、第二実施形態と同様に、空間Ｋが真空状態となっており、ダイアフラム２１と隔膜２３とが接着剤を用いることなく一体化されている。また、スルーホール２０Ａ，２０Ｂ及び連通孔２０Ｃの図示が省略されている。
【００３２】
また、前記各実施形態では、応力吸収部２３Ｃを環状に形成された湾曲部としたが、本発明では、湾曲部を周方向に沿って複数箇所設けるものでもよく、空間Ｓに先端が望むように突出した形状ではなく、空間Ｓとは反対側に突出する形状であってもよい。
そして、圧力検出装置は圧力センサでなく、差圧を検出する差圧センサであってもよい。
さらに、本発明の圧力検出装置は化学プラントで使用されるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、食品工業分野、化学工業分野、その他の分野で用いられる圧力検出装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…ケース、１Ａ…取付孔、１Ｃ…受圧面、２…検出素子、３…回路基板、４…カバー、２０…基板、２１…ダイアフラム、２２…変位検出部、２３…隔膜、２３Ａ…外周部、２３Ｂ…中央部、２３Ｃ…応力吸収部、２４…保持部材、２３０…接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に取付孔が形成されるとともに一面に受圧面が形成されるケースと、このケースの取付孔に固定される基板と、この基板の一面に対向配置されるダイアフラムと、このダイアフラムと前記基板とに設けられ前記ダイアフラムの変位を検出する変位検出部と、前記ダイアフラムの前記基板と対向する面とは反対側の面に密接して設けられるとともに周縁部が前記ケースに固定される隔膜とを備え、
前記隔膜は、前記ケースの受圧面と面一になるよう配置され、かつ、前記ダイアフラムに接する領域より外側の領域であって前記ケースに接触する領域より内側の領域に応力を吸収する応力吸収部を有することを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載された圧力検出装置において、
前記応力吸収部は円周状に形成された湾曲部であることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載された圧力検出装置において、
前記ダイアフラムと前記隔膜が接着して一体化された
ことを特徴とする圧力検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載された圧力検出装置において、
前記ダイアフラムと前記隔膜とが真空状態で密着して一体化された
ことを特徴とする圧力検出装置。
【請求項１】
内部に取付孔が形成されるとともに一面に受圧面が形成されるケースと、このケースの取付孔に固定される基板と、この基板の一面に対向配置されるダイアフラムと、このダイアフラムと前記基板とに設けられ前記ダイアフラムの変位を検出する変位検出部と、前記ダイアフラムの前記基板と対向する面とは反対側の面に密接して設けられるとともに周縁部が前記ケースに固定される隔膜とを備え、
前記隔膜は、前記ケースの受圧面と面一になるよう配置され、かつ、前記ダイアフラムに接する領域より外側の領域であって前記ケースに接触する領域より内側の領域に応力を吸収する応力吸収部を有することを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載された圧力検出装置において、
前記応力吸収部は円周状に形成された湾曲部であることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載された圧力検出装置において、
前記ダイアフラムと前記隔膜が接着して一体化された
ことを特徴とする圧力検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載された圧力検出装置において、
前記ダイアフラムと前記隔膜とが真空状態で密着して一体化された
ことを特徴とする圧力検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２５２７３９（Ｐ２０１１−２５２７３９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５４９０（Ｐ２０１０−１２５４９０）
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００１５０７０７）長野計器株式会社 (62)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１日（２０１０．６．１）
【出願人】（０００１５０７０７）長野計器株式会社 (62)
【Ｆターム（参考）】
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