JP2846869B2 - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、半導体
の製造や液晶の製造に用いられる各種の薬液流体や腐食
性の強い酸・アルカリ性流体の製造もしくは、それを取
り扱う分野において流体の圧力を検知するような圧力セ
ンサに関する。
の製造や液晶の製造に用いられる各種の薬液流体や腐食
性の強い酸・アルカリ性流体の製造もしくは、それを取
り扱う分野において流体の圧力を検知するような圧力セ
ンサに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体製造や液晶にもちいる薬
液は、その製造過程に必要な各種のものが用いられ、特
にエッチングや洗浄工程においては、腐食性の強い強酸
や強アルカリ性の薬液やガスが用いられている。一方、
これらの流体は、半導体の集積度向上のために高純度の
流体が要求されると共に、その配管系や装置もその流体
に侵されたり、溶出しない材料で構成しなければならな
いが、その材料として最適なものとしては、PTFEや
PFAがあるが、プラスチックにはガス透過という問題
がある。
液は、その製造過程に必要な各種のものが用いられ、特
にエッチングや洗浄工程においては、腐食性の強い強酸
や強アルカリ性の薬液やガスが用いられている。一方、
これらの流体は、半導体の集積度向上のために高純度の
流体が要求されると共に、その配管系や装置もその流体
に侵されたり、溶出しない材料で構成しなければならな
いが、その材料として最適なものとしては、PTFEや
PFAがあるが、プラスチックにはガス透過という問題
がある。
【0003】半導体製造や液晶に用いる薬品を供給した
り、反応させたりする場合の圧力を検知する圧力センサ
としては、図5、図6のような構成のものがある。以下
これらの構造と問題点について述べる。図5は、圧力を
検知する素子が半導体センサを用いた構造例であり、薬
液が接するボディ51は、PTFEやPFAで造られて
おり、半導体センサ52は、薬液が直接に接しない様
に、PTFEやPFAのフィルム53で被覆されてい
る。また、ボディ51と半導体センサ52との接面との
気密性のためにガスケット54が設けられ、高レベルの
フッ素ゴムで構成されてなるセンサである。
り、反応させたりする場合の圧力を検知する圧力センサ
としては、図5、図6のような構成のものがある。以下
これらの構造と問題点について述べる。図5は、圧力を
検知する素子が半導体センサを用いた構造例であり、薬
液が接するボディ51は、PTFEやPFAで造られて
おり、半導体センサ52は、薬液が直接に接しない様
に、PTFEやPFAのフィルム53で被覆されてい
る。また、ボディ51と半導体センサ52との接面との
気密性のためにガスケット54が設けられ、高レベルの
フッ素ゴムで構成されてなるセンサである。
【0004】図6は、圧力を検知する素子が歪みゲージ
60を用いた構造例であり、上記の例と同様に、薬液が
接するボディ61は、PTFEやPFAで造られてお
り、歪みゲージ60が貼り付けられた薄板部62に薬液
が接しないように、PTFEやPFAのフィルム63で
被覆されており、同様にセンサ本体65とボディ61と
の接面には、ガスケット64が間挿されてなるセンサの
例である。
60を用いた構造例であり、上記の例と同様に、薬液が
接するボディ61は、PTFEやPFAで造られてお
り、歪みゲージ60が貼り付けられた薄板部62に薬液
が接しないように、PTFEやPFAのフィルム63で
被覆されており、同様にセンサ本体65とボディ61と
の接面には、ガスケット64が間挿されてなるセンサの
例である。
【0005】これらの図5、図6に用いられたセンサ
は、圧力を電気信号に切換える方法は異なるが、流体の
圧力をそのまま検知できるので、腐食性のない流体に対
しては、極めて多く利用されている方法であるが、腐食
性流体への使用については、流体が直接センサ部に接し
ないように、耐蝕性軟質材料で保護しなければならない
ため、その手段としてのPTFEやPFAのフィルムが
使用されている。この場合、流体の圧力を正確にセンサ
に伝達させるためには、その厚さは0.2mm程度が適
当である。
は、圧力を電気信号に切換える方法は異なるが、流体の
圧力をそのまま検知できるので、腐食性のない流体に対
しては、極めて多く利用されている方法であるが、腐食
性流体への使用については、流体が直接センサ部に接し
ないように、耐蝕性軟質材料で保護しなければならない
ため、その手段としてのPTFEやPFAのフィルムが
使用されている。この場合、流体の圧力を正確にセンサ
に伝達させるためには、その厚さは0.2mm程度が適
当である。
【0006】しかしながら、PTFEやPFAは、他の
プラスチックと同様に分子間を気体が透過する性質を有
しているために、ガスの透過により腐食性流体がフィル
ムを通して浸透し、上記のPTFEやPFAの0.2m
m厚さのフィルムを使用したセンサでは、腐食性流体に
使用した場合、浸透した流体がセンサ本体を腐食させて
機能を低下させたり、破損させたりする問題があった。
フッ素樹脂に限らずプラスチックのガス透過性は、その
厚さに大きく関係し、例えばPTFEの場合、図7に示
した透湿度(ガス透過性として表わす)の如く、厚さが
厚くなるに従って低くなり、ガス透過を抑えるために
は、フィルム厚さを厚くするほどよい。従って、従来の
センサでは、フィルムの厚さを厚くする方法が考えられ
るが、透過性が無視できる厚さとされる0.5mmまで
厚くするとセンサ感度が低下して実用性がなくなり、従
って厚さ0.2mmが最適とされていた。
プラスチックと同様に分子間を気体が透過する性質を有
しているために、ガスの透過により腐食性流体がフィル
ムを通して浸透し、上記のPTFEやPFAの0.2m
m厚さのフィルムを使用したセンサでは、腐食性流体に
使用した場合、浸透した流体がセンサ本体を腐食させて
機能を低下させたり、破損させたりする問題があった。
フッ素樹脂に限らずプラスチックのガス透過性は、その
厚さに大きく関係し、例えばPTFEの場合、図7に示
した透湿度(ガス透過性として表わす)の如く、厚さが
厚くなるに従って低くなり、ガス透過を抑えるために
は、フィルム厚さを厚くするほどよい。従って、従来の
センサでは、フィルムの厚さを厚くする方法が考えられ
るが、透過性が無視できる厚さとされる0.5mmまで
厚くするとセンサ感度が低下して実用性がなくなり、従
って厚さ0.2mmが最適とされていた。
【0007】なお、図7について説明を加えると、ガス
透過性の尺度として水蒸気透湿度で測定したもので、縦
軸に透湿度g/m2 /24hrs、横軸にフィルム厚
さmmとして、PTFEの成型圧力をパラメータにした
もので、フィルムの厚さが厚くなるに従って透湿度が低
くなっている。また、成型圧力が、100kgf/cm
2 の場合は、透湿度がかなり高くなっているが、これ
は成型圧力の不足が原因でボイドができているためであ
り、従って通常の成型圧力は200kgf/cm2 以
上が採用されており、フィルムや成形ボディはこの条件
で造られている。
透過性の尺度として水蒸気透湿度で測定したもので、縦
軸に透湿度g/m2 /24hrs、横軸にフィルム厚
さmmとして、PTFEの成型圧力をパラメータにした
もので、フィルムの厚さが厚くなるに従って透湿度が低
くなっている。また、成型圧力が、100kgf/cm
2 の場合は、透湿度がかなり高くなっているが、これ
は成型圧力の不足が原因でボイドができているためであ
り、従って通常の成型圧力は200kgf/cm2 以
上が採用されており、フィルムや成形ボディはこの条件
で造られている。
【0008】このようにPTFEやPFAは、ガス透過
があるため、図4や図6のようなフィルムによってセン
サを保護する方法ではガス透過が起こり、フィルムを透
過した腐食性ガスがセンサ本体との微小隙間に溜まった
状態となり、センサ本体のスキマ腐食を助長させる結果
となって、センサの寿命を短くする問題があった。
があるため、図4や図6のようなフィルムによってセン
サを保護する方法ではガス透過が起こり、フィルムを透
過した腐食性ガスがセンサ本体との微小隙間に溜まった
状態となり、センサ本体のスキマ腐食を助長させる結果
となって、センサの寿命を短くする問題があった。
【0009】上記問題点を解決するために、例えば図4
のような、圧力伝達部にベローズを用いると共に、この
ベローズを含む接液部をフッ素樹脂(PTFE、PFA
など)で構成し、かつベローズからの推進力を荷重換算
手段で圧力に換算する構成の圧力センサを提案したが、
樹脂性ベローズには加工誤差があるため、外圧タイプの
圧力センサで該ベローズの推進力を該荷重変換手段(ロ
ードセル)に伝達するために検出棒を設ける構成とする
場合、該検出棒が一体の構成である従来型のセンサにお
いては、検出棒とロードセルとの間にギャップが出た
り、組立時からロードセルに荷重が加わって検出精度に
バラツキがあるという問題が生じていた。
のような、圧力伝達部にベローズを用いると共に、この
ベローズを含む接液部をフッ素樹脂(PTFE、PFA
など)で構成し、かつベローズからの推進力を荷重換算
手段で圧力に換算する構成の圧力センサを提案したが、
樹脂性ベローズには加工誤差があるため、外圧タイプの
圧力センサで該ベローズの推進力を該荷重変換手段(ロ
ードセル)に伝達するために検出棒を設ける構成とする
場合、該検出棒が一体の構成である従来型のセンサにお
いては、検出棒とロードセルとの間にギャップが出た
り、組立時からロードセルに荷重が加わって検出精度に
バラツキがあるという問題が生じていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、図4に示し
た従来の圧力センサの問題点を解決するために、上記検
出棒が、軸方向に2分割されており、かつ該2分割され
た検出棒の一方の部分がおねじの形状、他方の部分がめ
ねじの形状を有し、該おねじと該めねじのねじ部を互い
にねじこむことにより、組立における荷重変換手段とベ
ローズの間隔に合わせて該検出棒の長さを調節出来る圧
力センサを提供することを目的とする。
た従来の圧力センサの問題点を解決するために、上記検
出棒が、軸方向に2分割されており、かつ該2分割され
た検出棒の一方の部分がおねじの形状、他方の部分がめ
ねじの形状を有し、該おねじと該めねじのねじ部を互い
にねじこむことにより、組立における荷重変換手段とベ
ローズの間隔に合わせて該検出棒の長さを調節出来る圧
力センサを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体の圧力を
受けるベローズと、上記ベローズの推進力が伝達されて
荷重を圧力に換算する荷重換算手段とを備え、上記ベロ
ーズを含む接液部がフッ素樹脂で構成された圧力センサ
であって、該ベローズの推進力を該荷重変換手段に伝達
する検出棒を有し、該検出棒が軸方向に2分割され、か
つ該2分割された検出棒の一方の部分がおねじの形状、
他方の部分がめねじの形状を有しており、前記検出棒は
該おねじと該めねじがねじ部によって互いに結合した構
成であって、組立における荷重変換手段とベローズの間
隔に合わせて該検出棒の長さを調節出来ることを特徴と
する圧力センサである。
受けるベローズと、上記ベローズの推進力が伝達されて
荷重を圧力に換算する荷重換算手段とを備え、上記ベロ
ーズを含む接液部がフッ素樹脂で構成された圧力センサ
であって、該ベローズの推進力を該荷重変換手段に伝達
する検出棒を有し、該検出棒が軸方向に2分割され、か
つ該2分割された検出棒の一方の部分がおねじの形状、
他方の部分がめねじの形状を有しており、前記検出棒は
該おねじと該めねじがねじ部によって互いに結合した構
成であって、組立における荷重変換手段とベローズの間
隔に合わせて該検出棒の長さを調節出来ることを特徴と
する圧力センサである。
【0012】本発明の圧力センサは、上記構成と併せ
て、上記ベローズおよび上記荷重換算手段を保持するケ
ーシングを設け、該ケーシングに通気孔を形成するのが
好ましい。
て、上記ベローズおよび上記荷重換算手段を保持するケ
ーシングを設け、該ケーシングに通気孔を形成するのが
好ましい。
【0013】また、本発明の圧力センサは、流体の圧力
を受けるベローズの推進力が、圧力に換算されるロード
セルの出力レンジの目盛りに適合させるべく、荷重の目
盛りに対して、圧力の目盛りが整数値で一致するよう
に、ベローズの推進力の作用面積となるベローズの有効
径をロードセルのレンジに適合させることが好ましい。
を受けるベローズの推進力が、圧力に換算されるロード
セルの出力レンジの目盛りに適合させるべく、荷重の目
盛りに対して、圧力の目盛りが整数値で一致するよう
に、ベローズの推進力の作用面積となるベローズの有効
径をロードセルのレンジに適合させることが好ましい。
【0014】さらに、本発明の圧力センサは、上記ベロ
ーズの厚さを0.4mm以上に設定することが好まし
い。
ーズの厚さを0.4mm以上に設定することが好まし
い。
【0015】
【実施例】本発明を、実施例を用いて以下図面に基づい
て詳述する。図面は半導体製造に用いられる高純度薬液
の流体圧力を検知するような圧力センサを示す。図1は
本発明の一実施例である圧力センサの断面図であって、
この圧力センサ1はPTFE(四フッ化エチレン樹脂)
やPFA(パーフルオロアルコキシ樹脂)などのフッ素
樹脂で形成されたボディ2と、PTFEで形成されたベ
ローズ3と、このベローズ3の鍔部3aをボディ2側に
固定するポリプロピレン等の安価な硬質プラスチック材
料で作られたケース4と、ベローズ3の推進力が伝達さ
れて荷重を圧力に換算する荷重換算手段としてのロード
セル5と、このロードセル5を上述のケース4側に固定
する上記プラスチック材料で作られた袋ナット6とを備
えている。
て詳述する。図面は半導体製造に用いられる高純度薬液
の流体圧力を検知するような圧力センサを示す。図1は
本発明の一実施例である圧力センサの断面図であって、
この圧力センサ1はPTFE(四フッ化エチレン樹脂)
やPFA(パーフルオロアルコキシ樹脂)などのフッ素
樹脂で形成されたボディ2と、PTFEで形成されたベ
ローズ3と、このベローズ3の鍔部3aをボディ2側に
固定するポリプロピレン等の安価な硬質プラスチック材
料で作られたケース4と、ベローズ3の推進力が伝達さ
れて荷重を圧力に換算する荷重換算手段としてのロード
セル5と、このロードセル5を上述のケース4側に固定
する上記プラスチック材料で作られた袋ナット6とを備
えている。
【0016】上述のボディ2には薬液を送液する管路に
対して螺合固定するテーパネジ部2aを備えた取付けボ
ス部2bが一体形成されると共に、該ボディ2の軸線方
向中央部には上述の薬液をベローズ3の外周側へ導入す
る導入口7が形成されている。
対して螺合固定するテーパネジ部2aを備えた取付けボ
ス部2bが一体形成されると共に、該ボディ2の軸線方
向中央部には上述の薬液をベローズ3の外周側へ導入す
る導入口7が形成されている。
【0017】また上述のボディ2の取付けフランジ部2
cよりも図面上の上部外周にはネジ部2dを形成し、ケ
ース4の対応部に形成されたネジ孔4aに対して、この
ネジ孔2dを螺合することで、ボディ2とケース4との
対向面間に上述のベローズ3の鍔部3aを挟持固定すべ
く構成している。
cよりも図面上の上部外周にはネジ部2dを形成し、ケ
ース4の対応部に形成されたネジ孔4aに対して、この
ネジ孔2dを螺合することで、ボディ2とケース4との
対向面間に上述のベローズ3の鍔部3aを挟持固定すべ
く構成している。
【0018】さらに、この実施例では流体圧力をベロー
ズ3の外周部に作用させるため、ボディ2の上部には導
入口7と連通するベローズ配設凹部2eを形成し、この
ベローズ配設凹部2e内に上述のベローズ3の主体部を
伸縮可能に配設している。加えて、ベローズ3の位置決
め性を確保するため、ボディ2の図面上の上端部(反ボ
ス部側の端部)には環状の位置決め凹部2fを形成する
一方、ベローズ3の鍔部3a下面には環状の位置決め凸
部3bを一体形成してこれらを凹凸嵌合することで、ベ
ローズ3を位置決め保持している。
ズ3の外周部に作用させるため、ボディ2の上部には導
入口7と連通するベローズ配設凹部2eを形成し、この
ベローズ配設凹部2e内に上述のベローズ3の主体部を
伸縮可能に配設している。加えて、ベローズ3の位置決
め性を確保するため、ボディ2の図面上の上端部(反ボ
ス部側の端部)には環状の位置決め凹部2fを形成する
一方、ベローズ3の鍔部3a下面には環状の位置決め凸
部3bを一体形成してこれらを凹凸嵌合することで、ベ
ローズ3を位置決め保持している。
【0019】上述のケース4は上方が開放された円柱状
のロードセル配設凹部4bと、袋ナット6のネジ孔6a
に螺合するネジ部4cとを有し、このケース4の取付け
座4dと袋ナット6の内底部6bとの間でロードセル5
を保持すべく構成すると共に、このケース4にはベロー
ズ3の内部空間8とケース4外部とを連通する複数例え
ば2つの通気孔9,9を形成している。
のロードセル配設凹部4bと、袋ナット6のネジ孔6a
に螺合するネジ部4cとを有し、このケース4の取付け
座4dと袋ナット6の内底部6bとの間でロードセル5
を保持すべく構成すると共に、このケース4にはベロー
ズ3の内部空間8とケース4外部とを連通する複数例え
ば2つの通気孔9,9を形成している。
【0020】しかも、接液部としてのベローズ3および
ボディ2の全体はフッ素樹脂で構成している。なお、図
1における5bはセンサコード導出部、5cは圧力に対
応した電気信号を出力するセンサコードである。このよ
うに、図1に示す圧力センサ1はベローズ3の外周部で
流体圧力を受けると共に、このベローズ3の推進力をロ
ードセル5に伝達して荷重を圧力に換算すべく構成し、
かつ接液部としてのベローズ3およびボディ2をフッ素
樹脂で構成したものである。
ボディ2の全体はフッ素樹脂で構成している。なお、図
1における5bはセンサコード導出部、5cは圧力に対
応した電気信号を出力するセンサコードである。このよ
うに、図1に示す圧力センサ1はベローズ3の外周部で
流体圧力を受けると共に、このベローズ3の推進力をロ
ードセル5に伝達して荷重を圧力に換算すべく構成し、
かつ接液部としてのベローズ3およびボディ2をフッ素
樹脂で構成したものである。
【0021】この圧力センサ1は、上述のベローズ3と
ロードセル5の間に、ベローズ3の主体部の推進力をロ
ードセル5に伝達するための検出棒10を設けている。
該検出棒10は、おねじ形状を有する部分10a、めね
じ形状を有する部分10bの、2つの縦方向に分割され
た部分からなり、10aと10bがねじ部によって互い
に結合して一つの検出棒10を構成している。該ねじ部
を相互に移動させることにより、検出棒10の長さは自
由に調整できる。なお、上述のベローズ3における円板
部3cに該検出棒10の下端部を位置決め状に配設する
凹部(図示せず)を形成して、この凹部に上述の検出棒
10を位置保持してもよい。また、本発明の圧力センサ
は、上記検出棒に緩み止めとして六角ナット等の留め具
を設けてもよい。
ロードセル5の間に、ベローズ3の主体部の推進力をロ
ードセル5に伝達するための検出棒10を設けている。
該検出棒10は、おねじ形状を有する部分10a、めね
じ形状を有する部分10bの、2つの縦方向に分割され
た部分からなり、10aと10bがねじ部によって互い
に結合して一つの検出棒10を構成している。該ねじ部
を相互に移動させることにより、検出棒10の長さは自
由に調整できる。なお、上述のベローズ3における円板
部3cに該検出棒10の下端部を位置決め状に配設する
凹部(図示せず)を形成して、この凹部に上述の検出棒
10を位置保持してもよい。また、本発明の圧力センサ
は、上記検出棒に緩み止めとして六角ナット等の留め具
を設けてもよい。
【0022】この圧力センサ1において、検出棒10の
長さは以下の様に調整を行う。図3は本発明の圧力セン
サのロードセル固定前のケース4とベローズの相関を示
す模式断面図である。図3においてケース4の図面上の
上端部(反ボス部側の端部)からベローズ3における円
板部3cの上面までの深さをH2とし、同じく図3のケ
ース4の図面上の上端部から、ケース4におけるロード
セル5が保持される円柱状のロードセル配設凹部4bの
底面までの深さをH1として、ロードセルとベローズの
間隔H3は、H3=H2−H1で表わされる。H1、H2を実
測して、H3を検出し、検出棒の長さH4をH3=H4とな
るよう、検出棒10を構成する2つの部分10aと10
bのねじ部を移動させて調整すればよい。
長さは以下の様に調整を行う。図3は本発明の圧力セン
サのロードセル固定前のケース4とベローズの相関を示
す模式断面図である。図3においてケース4の図面上の
上端部(反ボス部側の端部)からベローズ3における円
板部3cの上面までの深さをH2とし、同じく図3のケ
ース4の図面上の上端部から、ケース4におけるロード
セル5が保持される円柱状のロードセル配設凹部4bの
底面までの深さをH1として、ロードセルとベローズの
間隔H3は、H3=H2−H1で表わされる。H1、H2を実
測して、H3を検出し、検出棒の長さH4をH3=H4とな
るよう、検出棒10を構成する2つの部分10aと10
bのねじ部を移動させて調整すればよい。
【0023】さらに、上述のベローズ3の有効径Dはロ
ードセル5の定格荷重F(ロードセル検知スケールのこ
と)測定レンジに適合させる目的で、次の如く所定寸法
に設定している。つまり、ベローズ3に流体圧力Pが図
1の矢印方向から作用した時の推進荷重は、ロードセル
5の出力に対応する荷重が出せるようにベローズの有効
径Dを設定する。一例としてロードセル5の定格荷重F
を5kgfとし、この定格値に対する流体圧力Pを5k
gf/cm2 とすると、ベローズ3の有効径Dは次の
[数1]により求められる。
ードセル5の定格荷重F(ロードセル検知スケールのこ
と)測定レンジに適合させる目的で、次の如く所定寸法
に設定している。つまり、ベローズ3に流体圧力Pが図
1の矢印方向から作用した時の推進荷重は、ロードセル
5の出力に対応する荷重が出せるようにベローズの有効
径Dを設定する。一例としてロードセル5の定格荷重F
を5kgfとし、この定格値に対する流体圧力Pを5k
gf/cm2 とすると、ベローズ3の有効径Dは次の
[数1]により求められる。
【0024】
【数1】
【0025】またベローズ3の圧力感度について説明す
ると、ベローズ3の厚さを0.5mmとし、圧力の最小
読み取り単位を0.1kgf/cm2 とすると、ベロ
ーズ3の1山当たりの変位は次の[数2]で求められ
る。
ると、ベローズ3の厚さを0.5mmとし、圧力の最小
読み取り単位を0.1kgf/cm2 とすると、ベロ
ーズ3の1山当たりの変位は次の[数2]で求められ
る。
【0026】
【数2】
【0027】そこで、ベローズ3の山数を4とすれば、
(0.005cm=0.05mm)×4×2=0.4m
m動くことになるので、ベローズ3の荷重をロードセル
5に伝達することができる。このように上述のベローズ
3が半導体製造に用いられる高純度薬液の流体圧力を図
1の矢印方向から受けると、このベローズ3が流体圧力
に対応して伸縮するので、該ベローズ3の推進力は検出
棒10を介してロードセル5に伝達され、このロードセ
ル5で荷重が圧力に換算される。
(0.005cm=0.05mm)×4×2=0.4m
m動くことになるので、ベローズ3の荷重をロードセル
5に伝達することができる。このように上述のベローズ
3が半導体製造に用いられる高純度薬液の流体圧力を図
1の矢印方向から受けると、このベローズ3が流体圧力
に対応して伸縮するので、該ベローズ3の推進力は検出
棒10を介してロードセル5に伝達され、このロードセ
ル5で荷重が圧力に換算される。
【0028】しかも、上述のベローズ3を含む接液部
(ベローズ3、ボディ2参照)はフッ素樹脂で構成さ
れ、かつベローズ3の厚さを充分厚く設定することがで
きるので、このベローズ3により薬液ガスの透過を防止
して、ロードセル5の腐食を確実に防止することができ
る効果がある。また、上述のベローズ3の伸縮性により
微少な流体圧力変化を良好に検知することができる効果
がある。
(ベローズ3、ボディ2参照)はフッ素樹脂で構成さ
れ、かつベローズ3の厚さを充分厚く設定することがで
きるので、このベローズ3により薬液ガスの透過を防止
して、ロードセル5の腐食を確実に防止することができ
る効果がある。また、上述のベローズ3の伸縮性により
微少な流体圧力変化を良好に検知することができる効果
がある。
【0029】さらに、上述のベローズ3およびロードセ
ル5を保持するケース4に対して通気孔9,9を形成し
たので、この通気孔9,9によりベローズ3の容積変化
にともなう圧力のバランスを図ることができ、この結
果、圧力検知制度の向上を達成することができる効果が
ある。加えて、上述のベローズ3の厚さを0.5mm以
上に設定したので、薬液のガス透過を最小限に抑止する
ことができる効果がある。
ル5を保持するケース4に対して通気孔9,9を形成し
たので、この通気孔9,9によりベローズ3の容積変化
にともなう圧力のバランスを図ることができ、この結
果、圧力検知制度の向上を達成することができる効果が
ある。加えて、上述のベローズ3の厚さを0.5mm以
上に設定したので、薬液のガス透過を最小限に抑止する
ことができる効果がある。
【0030】また上述のベローズ3の厚さ設定と上述の
通気孔9の形成とにより、金属腐食を誘発しない程度の
極めて微量のガスがベローズ3を構成するPTFEの分
子間透過したとしても、この微少漏洩ガスを通気孔9か
らケース4外方へ放出することができるので、ロードセ
ル5配設部位にガスが充満することはなく、より一層良
好な長寿命化を達成することができる効果がある。
通気孔9の形成とにより、金属腐食を誘発しない程度の
極めて微量のガスがベローズ3を構成するPTFEの分
子間透過したとしても、この微少漏洩ガスを通気孔9か
らケース4外方へ放出することができるので、ロードセ
ル5配設部位にガスが充満することはなく、より一層良
好な長寿命化を達成することができる効果がある。
【0031】さらに、図1の圧力センサ1にあっては、
流体圧力がベローズ3の外周部に作用するので、この圧
力によりベローズ径が変化することはなく、ベローズ3
で検出棒10を介してロードセル5を押圧する圧力変動
(ベローズ径変化による圧力変動)がないため、微妙な
流体変化に良好に対応することができる。
流体圧力がベローズ3の外周部に作用するので、この圧
力によりベローズ径が変化することはなく、ベローズ3
で検出棒10を介してロードセル5を押圧する圧力変動
(ベローズ径変化による圧力変動)がないため、微妙な
流体変化に良好に対応することができる。
【0032】試験例として実施例の圧力センサ1を用い
て、ロードセルとベローズの間隔と検出棒の長さとの違
いによる基準圧力に対する表示圧力の測定を行った。表
示圧力の測定結果を表1に示す。 試験例1:ロードセルとベローズの間隔と検出棒の長さ
との間にギャップがある場合(ギャップがプラスの値) 試験例2:ロードセルとベローズの間隔と検出棒の長さ
が等しい場合(ギャップがゼロの値) 試験例3、4:ロードセルとベローズの間隔に対し、検
出棒が長すぎて当初から初荷重がある場合(ギャップが
マイナスの値) また、比較例として図4に示される検出棒が一体の構成
である従来型のセンサを用いて基準圧力に対する表示圧
力の測定を行い(比較例1、2)、表示圧力の測定結果
を併せて表1に示す。
て、ロードセルとベローズの間隔と検出棒の長さとの違
いによる基準圧力に対する表示圧力の測定を行った。表
示圧力の測定結果を表1に示す。 試験例1:ロードセルとベローズの間隔と検出棒の長さ
との間にギャップがある場合(ギャップがプラスの値) 試験例2:ロードセルとベローズの間隔と検出棒の長さ
が等しい場合(ギャップがゼロの値) 試験例3、4:ロードセルとベローズの間隔に対し、検
出棒が長すぎて当初から初荷重がある場合(ギャップが
マイナスの値) また、比較例として図4に示される検出棒が一体の構成
である従来型のセンサを用いて基準圧力に対する表示圧
力の測定を行い(比較例1、2)、表示圧力の測定結果
を併せて表1に示す。
【0033】
【表1】ロードセルとベローズの間隔と検出棒の長さと
の違いによる基準圧力に対する表示圧力の違い
の違いによる基準圧力に対する表示圧力の違い
【0034】試験例1〜4の結果から判るように、ギャ
ップがある場合は圧力が低く表示され、検出棒が長すぎ
る時は基準圧力がゼロの時でも高い圧力を表示する。ま
た[基準圧力−表示圧力]の絶対値の和から、実施例1
の圧力センサにおいて、ギャップを0.0mmに調整し
た場合が最も誤差が少なくなっていることがわかる。さ
らに、検出棒が一体の構成である従来型のセンサの場
合、ギャップが0.0mmに設定されていても基準圧力
に対し表示圧力が低く、[基準圧力−表示圧力]の絶対
値の和、即ち誤差も実施例1のセンサに比較して大き
い。従って、検知精度を高めるためには、センサ毎に検
出棒の長さを調整してギャップをゼロにする必要がある
ことがわかる。
ップがある場合は圧力が低く表示され、検出棒が長すぎ
る時は基準圧力がゼロの時でも高い圧力を表示する。ま
た[基準圧力−表示圧力]の絶対値の和から、実施例1
の圧力センサにおいて、ギャップを0.0mmに調整し
た場合が最も誤差が少なくなっていることがわかる。さ
らに、検出棒が一体の構成である従来型のセンサの場
合、ギャップが0.0mmに設定されていても基準圧力
に対し表示圧力が低く、[基準圧力−表示圧力]の絶対
値の和、即ち誤差も実施例1のセンサに比較して大き
い。従って、検知精度を高めるためには、センサ毎に検
出棒の長さを調整してギャップをゼロにする必要がある
ことがわかる。
【0035】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の荷重換算手段は、実施例のロード
セル5に対応し、以下同様に、接液部は、ボディ2およ
びベローズ3に対応し、ケーシングは、ケース4に対応
するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定さ
れるものではない。
において、この発明の荷重換算手段は、実施例のロード
セル5に対応し、以下同様に、接液部は、ボディ2およ
びベローズ3に対応し、ケーシングは、ケース4に対応
するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定さ
れるものではない。
【発明の作用及び効果】本発明の圧力センサは、上述の
ベローズが流体の圧力を受けると、このベローズが流体
圧力に対応して、伸縮するので、該ベローズの推進力は
荷重換算手段に伝達され、この荷重換算手段で荷重が圧
力に換算される。本発明の圧力センサは、ベローズの主
体部の推進力を荷重換算手段(ロードセル)に伝達する
ための検出棒を有しているが、該検出棒が軸方向に2分
割され、かつ該2分割された検出棒の一方の部分がおね
じの形状、他方の部分がめねじの形状を有しており、該
おねじと該めねじをねじ部によって互いにねじこみ、結
合した構成とすることによって、組立において、荷重変
換手段とベローズの間隔を測定し、その間隔に合わせて
該検出棒の長さを調節することが出来る。 即ち、ベロ
ーズをボディとケーシングに組立た後の検出棒装着部深
さには必ずバラツキがあるが、そのバラツキの為にギャ
ップが出ないように、2分割された検出棒をねじ込みな
がら、その深さに適合する長さに検出棒を調整してロー
ドセルを組み付けることができ、検出精度を高くするこ
とができる。
ベローズが流体の圧力を受けると、このベローズが流体
圧力に対応して、伸縮するので、該ベローズの推進力は
荷重換算手段に伝達され、この荷重換算手段で荷重が圧
力に換算される。本発明の圧力センサは、ベローズの主
体部の推進力を荷重換算手段(ロードセル)に伝達する
ための検出棒を有しているが、該検出棒が軸方向に2分
割され、かつ該2分割された検出棒の一方の部分がおね
じの形状、他方の部分がめねじの形状を有しており、該
おねじと該めねじをねじ部によって互いにねじこみ、結
合した構成とすることによって、組立において、荷重変
換手段とベローズの間隔を測定し、その間隔に合わせて
該検出棒の長さを調節することが出来る。 即ち、ベロ
ーズをボディとケーシングに組立た後の検出棒装着部深
さには必ずバラツキがあるが、そのバラツキの為にギャ
ップが出ないように、2分割された検出棒をねじ込みな
がら、その深さに適合する長さに検出棒を調整してロー
ドセルを組み付けることができ、検出精度を高くするこ
とができる。
【0036】また、上述のベローズを含む接液部はフッ
素樹脂(PTFE、PFAなど)で構成され、かつベロ
ーズの厚さを充分厚く設定することができるので、この
ベローズにより薬液ガスの透過を防止して、ロードセル
等からなる荷重換算手段の腐食を確実に防止することが
できる効果がある。
素樹脂(PTFE、PFAなど)で構成され、かつベロ
ーズの厚さを充分厚く設定することができるので、この
ベローズにより薬液ガスの透過を防止して、ロードセル
等からなる荷重換算手段の腐食を確実に防止することが
できる効果がある。
【0037】さらに、上述のベローズの伸縮性により微
小な流体圧力の変化を良好に検知することができる効果
がある。
小な流体圧力の変化を良好に検知することができる効果
がある。
【0038】本発明は、併せて、上述のベローズおよび
荷重換算手段を保持するケーシングに対して通気孔を形
成することにより、ベローズ厚さ間を通過する僅かな透
過ガス体もセンサ部位に溜まることもないので、センサ
部位の腐食の心配は全くなくなり、センサの長期寿命が
図れる。
荷重換算手段を保持するケーシングに対して通気孔を形
成することにより、ベローズ厚さ間を通過する僅かな透
過ガス体もセンサ部位に溜まることもないので、センサ
部位の腐食の心配は全くなくなり、センサの長期寿命が
図れる。
【0039】本発明は、ロードセルの検知目盛りに適合
するように、ベローズの有効径をロードセルのレンジに
合わせることにより、流体の圧力をベローズの推進力に
変えて荷重を測定し、その荷重を圧力に換算して読み変
えるため、流体圧力からの推進力測定による圧力換算が
容易になり、特別な計算を行なう必要もなくロードセル
の検知目盛りをそのまま適用できる。
するように、ベローズの有効径をロードセルのレンジに
合わせることにより、流体の圧力をベローズの推進力に
変えて荷重を測定し、その荷重を圧力に換算して読み変
えるため、流体圧力からの推進力測定による圧力換算が
容易になり、特別な計算を行なう必要もなくロードセル
の検知目盛りをそのまま適用できる。
【0040】本発明は、上述のベローズの厚さを0.4
mm以上に設定することにより、薬液のガス透過を最小
限に抑止することができる効果がある。
mm以上に設定することにより、薬液のガス透過を最小
限に抑止することができる効果がある。
【図1】本発明の圧力センサを示す断面図である。
【図2】本発明の別の圧力センサを示す断面図である。
【図3】図1の圧力センサのケース4とベローズの相関
を示す模式断面図および検出棒の形状の一例を示す正面
図である。
を示す模式断面図および検出棒の形状の一例を示す正面
図である。
【図4】従来の圧力センサの一例を示す断面図である。
【図5】従来の圧力センサの一例を示す断面図である。
【図6】従来の圧力センサの一例を示す断面図である。
【図7】PTFEの透湿度データを示す説明図である。
【符号の説明】 1圧力センサ 2ボディ(接液部) 3ベローズ(接液部) 4ケース 5ロードセル(荷重変換手段) 6袋ナット 7導入口 8ベローズ内部空間 9通気孔 10検出棒
Claims (4)
- 【請求項1】 流体の圧力を受けるベローズと、上記ベ
ローズの推進力が伝達されて荷重を圧力に換算する荷重
換算手段とを備え、上記ベローズを含む接液部がフッ素
樹脂で構成された圧力センサであって、該ベローズの推
進力を該荷重変換手段に伝達する検出棒を有し、該検出
棒が軸方向に2分割され、かつ該2分割された検出棒の
一方の部分がおねじの形状、他方の部分がめねじの形状
を有しており、前記検出棒は該おねじと該めねじがねじ
部によって互いに結合した構成であって、組立における
荷重変換手段とベローズの間隔に合わせて該検出棒の長
さを調節出来ることを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項2】 上記ベローズおよび上記荷重換算手段を
保持するケーシングを設け、該ケーシングに通気孔を形
成した請求項1記載の圧力センサ。 - 【請求項3】 流体の圧力を受けるベローズの推進力
が、圧力に換算されるロードセルの出力レンジの目盛り
に適合させるべく、荷重の目盛りに対して、圧力の目盛
りが整数値で一致するように、ベローズの推進力の作用
面積となるベローズの有効径をロードセルのレンジに適
合させる請求項1もしくは2記載の圧力センサ。 - 【請求項4】 上記ベローズの厚さを0.4mm以上に
設定した請求項1乃至3記載の圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3108897A JP2846869B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3108897A JP2846869B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 圧力センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10213504A JPH10213504A (ja) | 1998-08-11 |
JP2846869B2 true JP2846869B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=12321663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3108897A Expired - Fee Related JP2846869B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2846869B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005119194A1 (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Nagano Keiki Co., Ltd. | 圧力センサモジュール、および圧力検出装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3410711B2 (ja) * | 2000-07-10 | 2003-05-26 | 株式会社テムテック研究所 | 耐腐食性のダイヤフラム圧力センサ |
-
1997
- 1997-01-29 JP JP3108897A patent/JP2846869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005119194A1 (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Nagano Keiki Co., Ltd. | 圧力センサモジュール、および圧力検出装置 |
US7367233B2 (en) | 2004-06-03 | 2008-05-06 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Pressure sensor module and pressure detecting device |
KR100970038B1 (ko) * | 2004-06-03 | 2010-07-16 | 나가노게이기가부시키가이샤 | 압력 센서 모듈 및 압력 검출 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10213504A (ja) | 1998-08-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |