特許 5926858 圧力検出器の取付け構造

(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】5926858

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】圧力検出器の取付け構造

(51)【国際特許分類】

   G01L 19/00 20060101AFI20160516BHJP

【ＦＩ】

   G01L19/00 101

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-508011(P2015-508011)

(86)(22)【出願日】2014年3月7日

(86)【国際出願番号】JP2014001273

(87)【国際公開番号】WO2014155994

(87)【国際公開日】20141002

【審査請求日】2015年8月28日

(31)【優先権主張番号】特願2013-68217(P2013-68217)

(32)【優先日】2013年3月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(73)【特許権者】

【識別番号】000105659

【氏名又は名称】日本電産コパル電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129540

【弁理士】

【氏名又は名称】谷田 龍一

(74)【代理人】

【識別番号】100082474

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 丈夫

(72)【発明者】

【氏名】土肥 亮介

(72)【発明者】

【氏名】西野 功二

(72)【発明者】

【氏名】池田 信一

(72)【発明者】

【氏名】深澤 政紀

(72)【発明者】

【氏名】石黒 勝巳

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６１−２０２０４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−９１４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平８−７５５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５１１７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１３００６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ１９／００−１９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力導入孔を形成したケーシングと、該ケーシング内に設けられ、前記圧力導入孔に連通する受圧室と、該受圧室の圧力に応じて変位するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの変位により圧力を電気信号に変換する圧力検出素子とを備えた圧力検出器を、配管路や機械装置に取り付けた取付け具本体の挿着孔内へ気密状に取り付けるようにした圧力検出器の取付け構造であって、前記圧力検出器の取付け構造は、前記ケーシングに外方へ突出する状態で設けられ、前記圧力導入孔を形成するパイプと、該パイプの先端部に設けられ、該パイプよりも大径の環状のガスケット押えと、前記取付け具本体の挿着孔の底面に設けられ、前記ガスケット押えの先端面が当接する環状のガスケットと、前記ガスケット押えの先端面と反対側の面に当接する割りリングと、前記取付け具本体の挿着孔内に着脱自在に挿着され、前記割りリングを押圧するボンネットとを備え、前記ガスケット押え及び前記割りリングを前記取付け具本体の挿着孔内へ挿入すると共に、前記ボンネットを前記挿着孔に挿着し、当該ボンネットを前記取付け具本体側へ締め付けて前記割りリングにより前記ガスケット押え及び前記ガスケットを押圧し、該ガスケットの一端面と前記挿着孔の底面との間及び前記ガスケットの他端面と前記ガスケット押えの先端面との間をそれぞれシール部とする構成としたことを特徴とする圧力検出器の取付け構造。

【請求項2】

圧力導入孔を形成したケーシングと、該ケーシング内に設けられ、前記圧力導入孔に連通する受圧室と、該受圧室の圧力に応じて変位するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの変位により圧力を電気信号に変換する圧力検出素子とを備えた圧力検出器を、配管路や機械装置に取り付けた取付け具本体の挿着孔内へ気密状に取り付けるようにした圧力検出器の取付け構造であって、前記圧力検出器の取付け構造は、前記ケーシングに外方へ突出する状態で設けられ、圧力導入孔を形成するパイプと、該パイプの先端部に設けられ、該パイプよりも大径の環状のガスケット押えと、前記取付け具本体の挿着孔の底面に設けられ、前記ガスケット押えの先端面が当接する環状のガスケットと、前記ガスケット押えの先端面と反対側の面に当接し、前記パイプが挿入される挿入部を有するＵ字状リングと、前記取付け具本体の挿着孔内に着脱自在に挿着され、前記Ｕ字状リングを押圧するボンネットとを備え、前記ガスケット押え及び前記Ｕ字状リングを前記取付け具本体の挿着孔内へ挿入すると共に、前記ボンネットを前記挿着孔に挿着し、当該ボンネットを前記取付け具本体側へ締め付けて前記Ｕ字状リングにより前記ガスケット押え及び前記ガスケットを押圧し、前記ガスケットの一端面と前記挿着孔の底面との間及び前記ガスケットの他端面と前記ガスケット押えの先端面との間をそれぞれシール部とする構成としたことを特徴とする圧力検出器の取付け構造。

【請求項3】

圧力検出器のダイヤフラムは、前記圧力導入孔からの圧力を受ける隔壁ダイヤフラムと、前記圧力検出素子が設けられた圧力検知ダイヤフラムとを備え、前記隔壁ダイヤフラムと前記圧力検知ダイヤフラムとの間に圧力伝達用媒体を充填した圧力室が設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧力検出器の取付け構造。

【請求項4】

前記割りリングを直径方向に沿って二分割した割りリングとし、また、前記ボンネットをその内径が前記ガスケット押えの外径よりも大きく且つ前記割りリングの外径よりも小さい筒状のボンネットとすると共に、当該ボンネットを前記取付け具本体の挿着孔内に着脱自在に螺着したことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出器の取付け構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力検出素子（感圧素子やストレンゲージ）を利用したダイヤフラム型の圧力検出器の取付け構造の改良に係り、主として半導体製造設備に於けるガス供給系等で使用されるものである。

【背景技術】

【0002】

従前から管路内の流体圧の検出には圧力検出素子（例えば、感圧素子）を利用したダイヤフラム型の圧力検出器が広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図９〜図１１は従前のダイヤフラム型の圧力検出器３０の例を示すものである。当該圧力検出器３０は、センサーベース３１、圧力検出素子３２、ダイヤフラム３３を備えたダイヤフラムベース３４、圧力伝達用媒体３５（シリコーンオイル）、封止用ボール３６及びリードピン３７等から構成されている。流体圧３８がダイヤフラム３３及び圧力伝達媒体３５を介して圧力検出素子３２へ加わると、圧力検出素子３２を形成する半導体圧力トランスデューサから圧力に比例した電圧信号がリードピン３７を介して外部へ出力されるようになっている。

【0004】

図１２〜図１４は上述したダイヤフラム型の圧力検出器３０の管路等への取付け構造の例を示す部分拡大断面図であり、配管路や機械装置に取り付けた取付け具本体３９の挿着孔４０内へ圧力検出器３０が押え部材４１や固定具４２によりガスケット４３を介して気密状に取り付け固定されている。

【0005】

即ち、圧力検出器３０は、取付け具本体３９の挿着孔４０内へガスケット４３、圧力検出器３０及び押え部材４１を順次挿入し、押え部材４１を固定具４２やボルト（図示省略）により取付け具本体３９側へ締め付け固定し、押え部材４１の先端でダイヤフラムベース３４の鍔部３４ａ又はセンサーベース３１とダイヤフラムベース３４の両鍔部３１ａ，３４ａを押圧することにより、ガスケット４３を介して取付け具本体３９の挿着孔４０内に気密状に取り付けられている。

【0006】

前記圧力検出器３０の取付け構造に於いては、押え部材４１が固定具４２やボルトにより取付け具本体３９側へ締め付け固定されると、押え部材４１及びガスケット４３を介してダイヤフラムベース３４の鍔部３４ａ又はセンサーベース３１とダイヤフラムベース３４の両鍔部３１ａ，３４ａに上・下方向の圧縮力（上・下方向の反力）がかかる。

【0007】

万一、押え部材４１の締め付け固定時に、ダイヤフラムベース３４の鍔部３４ａ又はセンサーベース３１とダイヤフラムベース３４の両鍔部３１ａ，３４ａにかかる上・下方向の圧縮力が原因となって、ダイヤフラム３３に歪力が加わる場合（例えば、上・下方向の圧縮力の分力が生じて、これがダイヤフラム３３にかかったような場合）でも、ダイヤフラムベース３４の鍔部３４ａに設けた浅溝３４ｂやセンサーベース３１の鍔部３１ａに設けた浅溝３１ｂによりこの部分の肉厚が薄くなっているため、歪力による変位は前記薄肉部の近傍に於いて吸収される。

【0008】

これにより、歪力が直接にダイヤフラム３３へ伝達されなくなり、ダイヤフラム３３に歪みが生ずるのが防止されることになる。
その結果、従前の圧力検出器３０の取付け構造に於いては、圧力検出器３０の取付け具本体３９への取付け前と取付け後に於ける出力や温度特性の変動が極く小さくなり、優れた実用的効用を奏するものである。

【0009】

しかし、上述した従来の圧力検出器３０の取付け構造に於いても、圧力検出器３０を取付け具本体３９の挿着孔４０に固定したときに、ダイヤフラム３３の応力歪を完全に無くすことが困難であり、圧力検出器３０の取付け具本体３９への組み込み前後の出力や温度特性が変動すると云う問題がある。
何故なら、上・下方向の圧縮力がかかるダイヤフラムベース３４の鍔部３４ａの近傍位置に、厚みが０．０５ｍｍ〜０．０６ｍｍ程度の極薄のダイヤフラム３３を設けているので、どうしてもダイヤフラム３３に圧縮力の分力が加わるからである。

【0010】

また、圧力検出器３０の取付け具本体３９への組み込み後に、経年変化により固定具４２やボルトが弛んで押え部材４１の押圧力が弱まることがあり、この場合には、ダイヤフラムベース３４の鍔部３４ａ又はセンサーベース３１とダイヤフラムベース３４の両鍔部３１ａ，３４ａにかかる圧縮力が変化すると共に、ダイヤフラム３３に加わる歪力も変化し、出力や温度特性が大きく変動すると云う問題もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特許第３４９４５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、ダイヤフラム型の圧力検出器を実際に配管路等へ取り付け固定した場合に於ける上述の如き問題、即ち、圧力検出器を取付け具本体に組み込みした場合に生ずるダイヤフラムの応力歪のばらつきにより、出力や温度特性に変動が生じて圧力検出器の測定精度が低下すると云う問題を解決せんとするものであり、その目的は、圧力検出器の取付け具本体への組み込み後に於いても、ダイヤフラムへの応力影響が全く無く、また、経年変化による影響を受けないようにした圧力検出器の取付け構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するために、本発明の第１の側面は、圧力導入孔を形成したケーシングと、該ケーシング内に設けられ、前記圧力導入孔に連通する受圧室と、該受圧室の圧力に応じて変位するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの変位により圧力を電気信号に変換する圧力検出素子とを備えた圧力検出器を、配管路や機械装置に取り付けた取付け具本体の挿着孔内へ気密状に取り付けるようにした圧力検出器の取付け構造であって、前記圧力検出器の取付け構造は、前記ケーシングに外方へ突出する状態で設けられ、圧力導入孔を形成するパイプと、該パイプの先端部に設けられ、該パイプよりも大径の環状のガスケット押えと、前記取付け具本体の挿着孔の底面に設けられ、前記ガスケット押えの先端面が当接する環状のガスケットと、前記ガスケット押えの先端面と反対側の面に当接する割りリングと、前記取付け具本体の挿着孔内に着脱自在に挿着され、前記割りリングを押圧するボンネットとを備え、前記ガスケット押え及び前記割りリングを前記取付け具本体の挿着孔内へ挿入すると共に、前記ボンネットを前記挿着孔に挿着し、当該ボンネットを前記取付け具本体側へ締め付けて前記割りリングにより前記ガスケット押え及び前記ガスケットを押圧し、該ガスケットの一端面と前記挿着孔の底面との間及び前記ガスケットの他端面と前記ガスケット押えの先端面との間をそれぞれシール部とする。

【0014】

本発明の第２の側面は、圧力導入孔を形成したケーシングと、該ケーシング内に設けられ、前記圧力導入孔に連通する受圧室と、該受圧室の圧力に応じて変位するダイヤフラムと、該ダイヤフラムの変位により圧力を電気信号に変換する圧力検出素子とを備えた圧力検出器を、配管路や機械装置に取り付けた取付け具本体の挿着孔内へ気密状に取り付けるようにした圧力検出器の取付け構造であって、前記圧力検出器の取付け構造は、前記ケーシングに外方へ突出する状態で設けられ、圧力導入孔を形成するパイプと、該パイプの先端部に設けられ、該パイプよりも大径の環状のガスケット押えと、前記取付け具本体の挿着孔の底面に設けられ、前記ガスケット押えの先端面が当接する環状のガスケットと、前記ガスケット押えの先端面と反対側の面に当接し、前記パイプが挿入される挿入部を有するＵ字状リングと、前記取付け具本体の挿着孔内に着脱自在に挿着され、前記Ｕ字状リングを押圧するボンネットとを備え、前記ガスケット押え及び前記Ｕ字状リングを前記取付け具本体の挿着孔内へ挿入すると共に、前記ボンネットを前記挿着孔に挿着し、当該ボンネットを前記取付け具本体側へ締め付けて前記Ｕ字状リングにより前記ガスケット押え及び前記ガスケットを押圧し、該ガスケットの一端面と前記挿着孔の底面との間及び前記ガスケットの他端面と前記ガスケット押えの先端面との間をそれぞれシール部とする。

【0015】

本発明の第３の側面は、圧力検出器のダイヤフラムが、前記圧力導入孔からの圧力を受ける隔壁ダイヤフラムと、前記圧力検出素子が設けられた圧力検知ダイヤフラムとを備え、前記隔壁ダイヤフラムと前記圧力検知ダイヤフラムとの間に圧力伝達用媒体を充填した圧力室を設けたことに特徴がある。

【0016】

本発明の第４の側面は、前記第１の側面において、前記割りリングを直径方向に沿って二分割した割りリングとし、また、前記ボンネットをその内径が前記ガスケット押えの外径よりも大きく且つ前記割りリングの外径よりも小さい筒状のボンネットとすると共に、当該ボンネットを前記取付け具本体の挿着孔内に着脱自在に螺着したことに特徴がある。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、圧力検出器のケーシングの内部に受圧室を設けると共に、前記ケーシングに受圧室の圧力に応じて変位するダイヤフラムを設け、また、前記受圧室に連通する圧力導入孔を形成したパイプをケーシングに突出状態で設けると共に、当該パイプの先端部にガスケット押えを設け、前記ガスケット押えを配管路等に取り付けた取付け具本体の挿着孔内に挿入してガスケット押えの先端面を挿着孔の底面に設けたガスケットの一端面に当接させると共に、ガスケット押えの先端面と反対側の面に割りリング又はＵ字状リングを当接させ、更に取付け具本体の挿着孔にボンネットを挿着してこれを取付け具本体側へ締め付けることにより、割りリング又はＵ字状リングを介してガスケット押え及びガスケットを押圧し、ガスケットの一端面と挿着孔の底面との間及びガスケットの他端面とガスケット押えの先端面との間をそれぞれシール部とする構成としているため、圧力導入孔を形成したパイプにより圧縮力を受けるガスケット押えと圧力検出器のダイヤフラムとの距離が離れることになり、ガスケット押えが圧縮力を受けても、その分力がダイヤフラムに伝わることが全く無い。
その結果、本発明は、圧力検出器の取付け具本体への組み込み後に於いても、ダイヤフラムへの応力影響が全く無く、圧力検出器の取付け具本体への取付け前と取付け後に於ける出力や温度特性の変動が無くなる。

【0018】

また、本発明は、圧力検出器の取付け具本体への組み込み後に、経年変化によりボンネットの締め付け力が弱まってガスケット押えの圧縮力が変化しても、圧縮力を受けるガスケット押えと圧力検出器のダイヤフラムとの距離が離れているため、ダイヤフラムへの応力影響が全く無く、経年変化による影響を受けることがない。

【0019】

更に、本発明は、割りリングを直径方向に沿って二分割した割りリングとし、また、ボンネットをその内径がガスケット押えの外径よりも大きく且つ割りリングの外径よりも小さい筒状のボンネットとすると共に、当該ボンネットを取付け具本体の挿着孔内に着脱自在に螺着する構成としているため、圧力検出器のパイプの先端部にパイプよりも大径のガスケット押えを設けていても、圧力検出器を取付け具本体の挿着孔内へ組み込み固定することができ、至極便利である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る圧力検出器の取付け構造を示す縦断面図である。

【図2】図１に示す圧力検出器の縦断面図である。

【図3】圧力検出器の取付け構造に使用する割りリングを示し、（Ａ）は割りリングの平面図、（Ｂ）は割りリングの縦断面図である。

【図4】図１に示す圧力検出器の取付け具本体への組み込み手順を示す説明図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係る圧力検出器の取付け構造を示す縦断面図である。

【図6】圧力検出器の取付け構造に使用するＵ字状リングを示し、（Ａ）はＵ字状リングの平面図、（Ｂ）はＵ字状リングの縦断面図である。

【図7】別タイプの圧力検出器を取付け具本体の挿着孔へ取り付けた状態の縦断面図である。

【図8】更に別タイプの圧力検出器を取付け具本体の挿着孔へ取り付けた状態の縦断面図である。

【図9】従前の圧力検出器の一例を示す縦断面図である。

【図10】従前の圧力検出器の他の例を示す縦断面図である。

【図11】従前の圧力検出器の更に他の例を示す縦断面図である。

【図12】図９に示す圧力検出器の取付け構造を示す部分拡大断面図である。

【図13】図１０に示す圧力検出器の取付け構造を示す部分拡大断面図である。

【図14】図１１に示す圧力検出器の取付け構造を示す部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る圧力検出器の取付け構造を示す。図１に於いて、参照符号１はダイヤフラム型の圧力検出器、２はセンサーベース２′及びチューブベース２″から成るケーシング、３は隔壁ダイヤフラム、４はケーシング２内の受圧室、５はケーシング２内の圧力室、６は圧力検知ダイヤフラム（不図示）を備えた圧力検出素子、７はリードピン、８はカバー、９はパイプ、１０は圧力導入孔、１１はガスケット押え、１２はガスケット、１３は割りリング、１４はボンネット、１５は配管路や機械装置に取り付けた取付け具本体、１６は取付け具本体１５に形成した圧力検出器１の挿着孔、１７は取付け具本体１５に形成した流路、１８は挿着孔１６と流路１７とを連通する連通孔である。
尚、圧力検出器１のダイヤフラムは、隔壁ダイヤフラム３と圧力検知ダイヤフラムとから成っている。

【0022】

前記圧力検出器１の取付け構造は、図１に示す如く、ケーシング２に外方へ突出する状態で設けられて圧力導入孔１０を形成するパイプ９と、パイプ９の先端部に設けた環状のガスケット押え１１と、取付け具本体１５の挿着孔１６の底面に挿着されてガスケット押え１１の先端面が当接するガスケット１２と、ガスケット押え１１の先端面と反対側の面に当接する割りリング１３と、取付け具本体１５の挿着孔１６内に着脱自在に挿着されて割りリング１３を押圧するボンネット１４とを備えており、ガスケット押え１１及び割りリング１３を取付け具本体１５の挿着孔１６内へ挿入すると共に、ボンネット１４を挿着孔１６に挿着し、ボンネット１４を取付け具本体１５側へ締め付けて割りリング１３によりガスケット押え１１及びガスケット１２を押圧し、ガスケット１２の一端面と挿着孔１６の底面との間及びガスケット１２の他端面とガスケット押え１１の先端面との間をそれぞれシール部としている。

【0023】

前記圧力検出器１は、圧力検出素子６（感圧素子）を利用したダイヤフラム型の圧力センサーである。
即ち、前記圧力検出器１は、図２に示す如く、圧力導入孔１０を形成するパイプ９を備えたケーシング２と、ケーシング２内を圧力導入孔１０と連通する受圧室４と圧力伝達用媒体を充填する圧力室５とに分離する隔壁ダイヤフラム３と、圧力室５内に内蔵され、隔壁ダイヤフラム３の変位により作動する圧力検出素子６（感圧素子）と、ケーシング２に挿着されたリードピン７等から構成されており、流体圧が圧力導入孔１０、隔壁ダイヤフラム３及びシリコーンオイル等の圧力伝達媒体を介して圧力検出素子６に設けられた圧力検知ダイヤフラム（不図示）へ加わると、圧力検出素子６を形成する半導体圧力トランスデューサから圧力に比例した電圧信号がリードピン７を介して外部へ出力されるようになっている。

【0024】

前記ケーシング２は、内部に空間を形成するセンサーベース２′とチューブベース２″とから成り、チューブベース２″の中心部には、内部の空間に連通して圧力導入孔１０を形成するステンレス鋼製のパイプ９が挿着固定されている。

【0025】

具体的には、センサーベース２′は、ステンレス鋼により円盤状に形成されており、センサーベース２′の下面には、圧力検出素子６を収納し且つ圧力伝達用媒体を封入する圧力室５となる深い窪み部１９が形成されている。
この実施形態に於いては、センサーベース２′の外径は８ｍｍに、センサーベース２′の厚みは３．５ｍｍに、センサーベース２′の窪み部１９の深さは圧力検出素子６を収納できる深さにそれぞれ設定されている。

【0026】

また、チューブベース２″は、ステンレス鋼により円盤状に形成されており、チューブベース２″の上面には、圧力導入孔１０に連通して受圧室４となる浅い窪み部２０が形成されている。
この実施形態に於いては、チューブベース２″の外径は８ｍｍに、チューブベース２″の厚みは３ｍｍに、チューブベース２″の窪み部２０の深さは０．３ｍｍにそれぞれ設定されている。

【0027】

更に、パイプ９は、ステンレス鋼製のパイプ９により形成されており、基端部（図２の上端部）をチューブベース２″の中心部に挿着し、パイプ９の基端部外周縁部をチューブベース２″へ溶接２１することにより、チューブベース２″に気密状に挿着固定されている。このとき、パイプ９は、ケーシング２から外方へ大きく突出した状態となっている。
また、パイプ９の先端部（図２の下端部）外周面には、パイプ９よりも大径に形成されたステンレス鋼製の環状のガスケット押え１１が溶接２１により固着されており、当該ガスケット押え１１の下面内周縁部には、ガスケット１２の内周面に嵌合される位置決め用の突部１１ａが突出形成されている。
この実施形態に於いては、パイプ９の外径は２．１ｍｍに、パイプ９の長さは１０ｍｍに、ガスケット押え１１の外径は４ｍｍに、ガスケット押え１１の内径は２．１ｍｍに、ガスケット押え１１の厚みは０．８ｍｍに、ガスケット押え１１の突部１１ａの高さは０．２ｍｍにそれぞれ設定されている。

【0028】

そして、前記センサーベース２′とチューブベース２″は、センサーベース２′の下端面とチューブベース２″の上端面との間でダイヤフラム３の外周縁部を挟持し、この状態でセンサーベース２′の下端面外周縁部とチューブベース２″の上端面外周縁部とダイヤフラム３の外周縁部とを全周に亘って溶接２１することにより気密状に組み立て固定され、内部に空間を有するケーシング２となる。
このとき、ケーシング２内に形成された空間は、センサーベース２′とチューブベース２″との間に挾持された隔壁ダイヤフラム３によって、圧力導入孔１０と連通する受圧室４と圧力伝達用媒体を充填する圧力室５とに分離される。

【0029】

尚、圧力室５に充填される圧力伝達用媒体としては、温度膨張係数や圧縮係数が小さく且つ化学的に安定したシリコーンオイルが用いられており、このシリコーンオイルは隔壁ダイヤフラム３に加わった流体圧力を正確に圧力検出素子６へ伝達するものである。

【0030】

前記隔壁ダイヤフラム３は、ハステロイ製の極薄の金属板により波型の円板状に形成されている。
この実施形態に於いては、隔壁ダイヤフラム３の外径は８ｍｍに、隔壁ダイヤフラム３の厚みは０．０２５ｍｍに、隔壁ダイヤフラム３の波高さは０．１７５ｍｍに、隔壁ダイヤフラム３の受圧室４側の面と受圧室４の底面（窪み部２０の底面）との間隔は０．１５ｍｍにそれぞれ設定されている。

【0031】

前記圧力検出素子６は、ケーシング２の圧力室５に収納固定されており、この圧力検出素子６には、従来公知の圧力検知ダイヤフラム（不図示）を備える拡散形半導体圧力トランスデューサが使用されている。

【0032】

上述した圧力検出器１は、図１に示す如く、配管路や機械装置に取り付けた金属製の取付け具本体１５の挿着孔１６内にガスケット１２を介して割りリング１３及びボンネット１４により気密状に取り付け固定されている。

【0033】

前記取付け具本体１５には、圧力検出器１を取り付けるための円形の挿着孔１６が形成されており、当該挿着孔１６の内周面には、ボンネット１４が着脱自在に螺着される雌ネジ１５ａが形成されている。
また、挿着孔１６の底部は、小径に形成されており、この小径部分にガスケット１２が挿着されるようになっている。
更に、挿着孔１６の小径部分の底面中央部には、取付け具本体１５に形成した流路１７と挿着孔１６内とを連通状態にする連通孔１８が形成されている。

【0034】

前記ガスケット１２は、ステンレス鋼により挿着孔１６の小径部分に挿着される大きさのリング状に形成されており、そのシート部の断面形状は矩形に形成されている。
このガスケット１２の外周面は、挿着孔１６の小径部分の内周面に当接し、また、ガスケット１２の一端面（図１の下面）は、挿着孔１６の小径部分の底面に当接し、更に、ガスケット１２の他端面（上面）は、ガスケット押え１１の先端面に当接するようになっている。
この実施形態に於いては、ガスケット１２の外径は４ｍｍに、ガスケット１２の内径は２ｍｍに、ガスケット１２のシート部の幅は１ｍｍに、ガスケット１２のシート部の高さは１ｍｍにそれぞれ設定されている。

【0035】

前記割りリング１３は、ステンレス鋼により形成した環状部材を直径方向に沿って二分割することにより形成されており、割りリング１３の下面には、ガスケット押え１１が嵌め込まれる嵌合凹部１３ａが形成されている。
この実施形態に於いては、割りリング１３の外径は６ｍｍに、割りリング１３の内径は２．１５ｍｍに、割りリング１３の厚みは１．８ｍｍに、割りリング１３の嵌合凹部１３ａの内径は４ｍｍに、割りリング１３の嵌合凹部１３ａの深さは０．８ｍｍにそれぞれ設定されている。

【0036】

前記ボンネット１４は、ステンレス鋼によりその内径がガスケット押え１１の外径よりも大きく且つ割りリング１３の外径よりも小さい筒状に形成されており、その外周面には、取付け具本体１５の挿着孔１６の内周面に形成した雌ネジ１５ａに着脱自在に螺着される雄ネジ１４ａが形成されている。
また、ボンネット１４の下端面には、割りリング１３が嵌め込まれる嵌合部１４ｂが形成されていると共に、ボンネット１４の上端部外周面（雄ネジ１４ａを形成していない部分）の形状は、ボンネット１４をスパナ等の工具で回転させることができるようにほぼ多角形（四角形状、六角形状等）に形成されている。
この実施形態に於いては、ボンネット１４の外径は８ｍｍに、ボンネット１４の内径は４．２ｍｍに、ボンネット１４の高さは５ｍｍに、ボンネット１４の嵌合部１４ｂの内径は６ｍｍに、ボンネット１４の嵌合部１４ｂの深さは１ｍｍにそれぞれ設定されている。

【0037】

次に、圧力検出器１を取付け具本体１５に形成した上向きの挿着孔１６に組み込む場合について説明する。尚、図４は圧力検出器１の取付け具本体１５への組み込み手順を示す説明図である。

【0038】

先ず、圧力検出器１のパイプ９にボンネット１４を遊嵌状態で外嵌する（図４（Ａ）参照）。このとき、ボンネット１４の内径をガスケット押え１１の外径よりも大きくしているので、パイプ９にボンネット１４を簡単に外嵌することができる。

【0039】

次に、割りリング１３をその内周面をパイプ９の外周面に当接させた状態でガスケット押え１１の上側からガスケット押え１１に被せ、割りリング１３の嵌合凹部１３ａにガスケット押え１１を嵌め込む（図４（Ｂ）参照）。

【0040】

その後、ボンネット１４を割りリング１３の上側から割りリング１３に被せ、ボンネット１４の嵌合部１４ｂに割りリング１３を嵌め込み、割りリング１３をこれが分解されないようにボンネット１４により保持する（図４（Ｃ）参照）。

【0041】

そして、ガスケット押え１１、割りリング１３及びボンネット１４を、予めガスケット１２を挿着した取付け具本体１５の挿着孔１６内へ挿入すると共に、ボンネット１４を挿着孔１６に挿着し、ボンネット１４を取付け具本体１５側へ締め付けて割りリング１３によりガスケット押え１１及びガスケット１２を押圧する（図４（Ｄ）参照）。
そうすると、ガスケット押え１１によりガスケット１２が押圧され、ガスケット１２の一端面と挿着孔１６の小径部分の底面との間及びガスケット１２の他端面とガスケット押え１１の先端面との間がそれぞれシール部となり、圧力検出器１は挿着孔１６に気密状に取り付けられることになる。

【0042】

上述した圧力検出器１の取付け構造に於いては、ボンネット１４が取付け具本体１５側へ締め込まれると、ガスケット１２及び割りリング１３を介してガスケット押え１１が圧縮力を受けるが、ケーシング２から外方へ大きく突出するパイプ９の先端部にガスケット押え１１を設けているので、圧縮力を受けるガスケット押え１１と圧力検出器１の隔壁ダイヤフラム３との距離が離れることになり、ガスケット押え１１が圧縮力を受けても、その分力が隔壁ダイヤフラム３に伝わることが全く無い。
その結果、この圧力検出器１の取付け構造に於いては、圧力検出器１の取付け具本体１５への組み込み後に於いても、隔壁ダイヤフラム３への応力影響が全く無く、圧力検知ダイヤフラムを備える圧力検出素子６への応力影響が全く無く、圧力検出器１の取付け具本体１５への取付け前と取付け後に於ける出力や温度特性の変動が無くなる。

【0043】

また、この圧力検出器１の取付け構造に於いては、圧力検出器１の取付け具本体１５への組み込み後に、経年変化によりボンネット１４の締め付け力が弱まってガスケット押え１１の圧縮力が変化しても、圧縮力を受けるガスケット押え１１と圧力検出器１の隔壁ダイヤフラム３との距離が離れているため、隔壁ダイヤフラム３への応力影響が全く無く、経年変化による影響を受けることがない。

【0044】

同様に、圧力検出器１を取り付けした配管路の取付け個所の近傍に、他の機器類、例えばオリフィス等を取付け固定したような場合でも、当該オリフィスの固定によって、隔壁ダイヤフラム３が応力の影響を受けることはない。

【0045】

尚、圧力検出器１を配管路へ取付ける前と取付けた後との特性試験の結果から、圧力検出器１のオフセット電圧やスパン電圧、出力信号の直線性、温度特性等に殆んど変化が生じないことが確認されている。

【0046】

上記の実施形態に於いては、圧力検出器１を取付け具本体１５に形成した上向きの挿着孔１６に取り付けるようにしたが、他の実施形態に於いては、圧力検出器１を取付け具本体１５に形成した下向き又は横向きの挿着孔１６に取り付けるようにしても良い。
この場合にも、上述した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

【0047】

また、上記の実施形態に於いては、ボンネット１４やガスケット１２、割りリング１３等はステンレス鋼としているが、配管路を流す流体の種類や温度等の外部環境等に合わせて、適した材料を選択しても良い。更に、隔壁ダイヤフラム３についても、ハステロイ製の極薄の金属板により波型の円板状としているが、使用条件に合わせて材料や形状を変更しても良いことは勿論である。

【0048】

図５は本発明の他の実施形態に係る圧力検出器の取付け構造を示す。図５に示された当該圧力検出器１の取付け構造は、ケーシング２に外方へ突出する状態で設けられて圧力導入孔１０を形成するパイプ９と、パイプ９の先端部に設けた環状のガスケット押え１１と、取付け具本体１５の挿着孔１６の底面に挿着されてガスケット押え１１の先端面が当接するガスケット１２と、ガスケット押え１１の先端面と反対側の面に当接し、前記パイプ９が挿入される挿入部を有するＵ字状リング２４と、取付け具本体１５の挿着孔１６内に着脱自在に挿着されてＵ字状リング２４を押圧するボンネット１４とを備えており、ガスケット押え１１及びＵ字状リング２４を取付け具本体１５の挿着孔１６内へ挿入すると共に、ボンネット１４を挿着孔１６に挿着し、ボンネット１４を取付け具本体１５側へ締め付けてＵ字状リング２４によりガスケット押え１１及びガスケット１２を押圧し、ガスケット１２の一端面と挿着孔１６の底面との間及びガスケット１２の他端面とガスケット押え１１の先端面との間をそれぞれシール部としたものである。

【0049】

前記圧力検出器１の取付け構造は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す割りリング１３に替えて後述する図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すＵ字状リング２４を用いたものであり、Ｕ字状リング２４以外は図１に示す圧力検出器１の取付け構造と同じ構造及び同じ形状に形成されており、図１に示す取付け構造と同じ部位・部材には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0050】

前記Ｕ字状リング２４は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、ステンレス鋼により平面形状Ｕ字状に形成されており、Ｕ字状リング２４の下面には、ガスケット押え１１が嵌め込まれる嵌合凹部２４ａが形成されている。
また、Ｕ字状リング２４は、外周縁部から中心へ向って切欠かれ又は凹まされて形成された挿入部２４ｂを有しており、当該挿入部２４ｂにパイプ９がＵ字状リング２４の外周側から挿入されるようになっている。
この実施形態に於いては、Ｕ字状リング２４の外径は６ｍｍに、Ｕ字状リング２４の挿入部の幅は２．１５ｍｍに、Ｕ字状リング１３の厚みは１．８ｍｍに、Ｕ字状リング１３の嵌合凹部２４ａの内径は４ｍｍに、Ｕ字状リング１３の嵌合凹部１３ａの深さは０．８ｍｍにそれぞれ設定されている。

【0051】

図５に示す圧力検出器１の取付け構造も、図１に示す圧力検出器１の取付け構造と同様の作用効果を奏することができる。

【0052】

図７は圧力伝達用媒体を使用しない別タイプの圧力検出器１を取付け具本体１５の挿着孔１６へ取り付けた状態を示すものであり、この圧力検出器１の取付け構造は、図１（又図５）に示す圧力検出器１の取付け構造と同じ構造及び同じ形状に形成されており、図１に示す取付け構造と同じ部位・部材には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0053】

図７に示す圧力検出器１は、圧力検知ダイヤフラム（不図示）を備える圧力検出素子６（感圧素子）をセンサーベース２′の窪み部１９に設けた受け台２２で保持すると共に、圧力検出素子６の下端面を受圧室４の圧力に応じて変位する隔壁ダイヤフラム３の上面に直接当接させ、圧力導入孔１０から受圧室４を経て隔壁ダイヤフラム３にかかった圧力を直接圧力検出素子６に伝達するようにしたものである。

【0054】

また、図８は同じく圧力伝達用媒体を使用しない更に別タイプの圧力検出器１を取付け具本体１５の挿着孔１６へ取り付けた状態を示すものであり、この圧力検出器１の取付け構造は、図１（又は図５）に示す圧力検出器１の取付け構造と同じ構造及び同じ形状に形成されており、図１に示す取付け構造と同じ部位・部材には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0055】

図８に示す圧力検出器１は、圧力検出素子６に金属細線又は金属箔の抵抗線を絶縁物で覆ってフイルム状に形成したストレンゲージ部６ａを備えた金属ストレンゲージを使用したものであり、前記ストレンゲージ部６ａを受圧室４の圧力に応じて変位するダイヤフラム３ａの上面に固着すると共に、センサーベース２′の内方に抵抗変化を検出するブリッジ回路６ｂを取り付け、ストレンゲージ部６ａとブリッジ回路６ｂとを配線２３で接続したものである。

【0056】

尚、図８の圧力検出器１では、ストレンゲージ部６ａとブリッジ回路６ｂを別体とした金属ストレンゲージを使用しているが、両者を合体せしめた構成の金属ストレンゲージをダイヤフラム３ａの上面に固着するようにしても良い。
また、図８の圧力検出器１では、ダイヤフラム３ａをセンサーベース２′と一体的に形成したが、例えば、図１の圧力検出素子６のように独立した圧力トランスデューサを用いるとともに、隔壁ダイヤフラム３と圧力伝達媒体を無くすことにより、ダイヤフラム３ａをセンサーベース２′とは別体に形成しても良いことは勿論である。
このとき、圧力トランスデューサとして拡散型圧力トランスデューサではなく、ダイヤフラムをステンレスやハステロイ、セラミックスにより形成するとともに、このダイヤフラム上に直接厚膜や薄膜によりストレンゲージを形成することにより、耐腐食性や耐高温性に優れた圧力検出器を提供することができる。

【0057】

上記の実施形態に於いて、図１乃至図７では、ダイヤフラムが隔壁ダイヤフラム３と圧力検知ダイヤフラムの２つから構成されるものについて、図８では、ダイヤフラムが１つで構成されるものについて説明したが、ダイヤフラムの構成はこれらに限られたものでないことは勿論である。

【符号の説明】

【0058】

１は圧力検出器、２はケーシング、２′はセンサーベース、２″はチューブベース、３は隔壁ダイヤフラム、３ａはダイヤフラム、４は受圧室、５は圧力室、６は圧力検出素子、６ａはストレンゲージ部、６ｂはブリッジ回路、７はリードピン、８はカバー、９はパイプ、１０は圧力導入孔、１１はガスケット押え、１１ａはガスケット押えの突部、１２はガスケット、１３は割りリング、１３ａは割りリングの嵌合凹部、１４はボンネット、１４ａはボンネットの雄ネジ、１４ｂはボンネットの嵌合部、１５は取付け具本体、１５ａは取付け具本体の雌ネジ、１６は挿着孔、１７は流路、１８は連通孔、１９はセンサーベースの窪み部、２０はチューブベースの窪み部、２１は溶接、２２は受け台、２３は配線、２４はＵ字状リング、２４ａはＵ字状リングの嵌合凹部、２４ｂはＵ字状リングの挿入部。

【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】