JP2017020891A - 圧力センサの構造と、圧力センサを有する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、真空発生装置等における圧力センサの構造に関し、従来の圧力センサの構造では、サージ圧によってセンサの感圧部が破壊されるおそれがあることが課題であって、それを解決することである。
【解決手段】流体の流路に設けられる圧力センサの構造において、前記流路の内部空間から前記圧力センサの流入口に至る流路には、その流路の少なくとも一部に、空気の圧力上昇を緩和させる螺旋状の流路４が形成されている圧力センサ５の構造とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空発生装置等で代表されるサージ圧が発生する装置と、その装置に使用されるもので感圧部の物理的破壊を防止する圧力センサの構造に関するものである。

従来、図４乃至図５に示すように、例えば、圧縮空気をノズル１３から拡室１５（ディフューザ）に噴出して、圧縮空気の噴流により負圧を発生させる真空装置１０が知られており（特許文献１参照）、その真空装置１０を利用した一例として、吸着搬送装置が知られている（特許文献２参照）。

前記吸着搬送装置は、ワークをエアで吸着して搬送する装置であり、圧縮空気を利用して真空を発生させてワークを吸着し、切替バルブ２２ａ〜２２ｃにより真空をＯＮ−ＯＦＦ制御させて、真空ポート側（吸入継手１７側）でのワーク脱着をする真空発生装置１０が使用されている。

圧縮空気の供給流路を遮断すると、真空ポート側が真空状態から破壊圧力が印加されて、吸着部においてワークが吸着パッドから離脱する。また、真空ポート側では、圧力センサで圧力の状態を監視し、ワークが正しく吸着されているか否かを、真空圧力状態と破壊圧力印加後の正圧状態とを、圧力センサ１９ａ，１９ｂで監視している（特許文献１，２における圧力センサを参照）。

特開２００５−１８０３２６号公報 特開２００３−２７８６９９号公報

しかし、従来の真空発生装置１０を使用したワークの吸着搬送装置では、真空発生時の吸着と破壊圧力による脱着とを、交互に且つ高速に繰り返し操作することで、真空ポート流路内に水滴が溜まり、ウォータハンマー現象によってサージ圧（系統内の流れの過渡的な変動があると、流体の運動エネルギーが圧力エネルギーに変わり、圧力の急激な変動が起きて、この異常な圧力変動の最大値を言う）が発生し、圧力センサ１９ａ，１９ｂがしばしば破壊されてしまうと言う課題がある。このような破壊を防止するために、圧力センサに耐圧力を付加するのは製造コストが嵩み、また、オリフィス（小穴）を設けるとサージ圧を緩和できるが、早期に異物が前記オリフィスに詰まるという課題がある。そこで、本発明に係る圧力センサを有する装置と、該装置に使用される圧力センサの構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る圧力センサの構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、流体の流路に設けられる圧力センサの構造において、前記流路の内部空間から前記圧力センサの流入口に至る流路には、その流路の少なくとも一部に、空気の圧力上昇を緩和させる螺旋状の流路が形成されていることである。

また、前記螺旋状の流路は、一端側が開口しているとともに他端側に連結流路を有して開口している筒状体のレセプタクルに、オス部の外周面に螺旋溝が刻設されてなるプラグが前記一端側の開口から挿入されて前記オス部が前記レセプタクルの内部空間部に挿着されることで、前記内部空間部の内周壁面と前記螺旋溝とで形成されることを含むものである。

本発明に係る圧力センサを有する装置の要旨は、前記圧力センサの構造を有する圧力センサが、サージ圧が発生する流体用の流路に配設されていることである。

本発明の圧力センサを有する装置と、それに使用される圧力センサの構造によれば、流体（気体、液体、半流動体を含む）の流路において、高いサージ圧力が印加されても、螺旋状の流路によって圧力上昇が緩和され、圧力センサの感圧部が破壊されるのを防止することができる。また、前記螺旋状の流路により、通路面積が確保されて、異物の詰まる可能性を少なくできる。

更に、高い耐圧力の圧力センサを必要としていた場合でも、前記螺旋状の流路を設けることで、同じ条件下で低耐圧力用の圧力センサで賄えるようになるばかりでなく、従来の蓄圧器などを設けるよりも、コスト低減となる。そのような圧力センサを使用することで、真空発生装置等の圧力センサを有する装置におけるメンテナンス性も向上すると言う優れた効果を奏するものである。

本発明に係る、圧力センサを有する装置である例えば真空発生装置（以下同様）における圧力センサの構造を示す縦断面である。 同本発明の真空発生装置における圧力センサの構造を示す分解断面図である。 同本発明に係る圧力センサの構造における圧力上昇緩和の効果を示す特性曲線図（Ａ），（Ｂ）である。 従来例に係る真空発生装置１０の構造を示す断面図（Ａ）、外観斜視図（Ｂ）、概略構成図（Ｃ）である。 同真空装置１０における真空発生の原理図である。

本発明に係る圧力センサ５を有する装置である例えば真空発生装置１０（図４参照）における圧力センサ５の構造は、図１に示すように、圧力センサ５と真空発生装置１０のサージ圧が発生する流路である真空ポートとの接続の途中に、螺旋状の流路４を有していることである。

尚、前記螺旋状の流路４は、構成上において、圧力センサ５側に設けても良いし、真空発生装置１０側に設けても良いし、両者を接続する配管の途中において設けても良く、特に限定せず、前記圧力センサ５の破壊を防止するように空気圧力の急激な上昇が緩和されれば良いのである。

更に、前記圧力センサ５を有する装置とは、真空発生装置１０が代表例であり、これに限らず、気体・液体・半流動体である流体の流路において、電磁弁などの弁による切替によってサージ圧が発生する装置を言うものである。以下は、真空発生装置１０を例にして説明する。

本発明の第１実施例に係る圧力センサ５の構造は、図１乃至図２に示すように、真空発生装置１０における真空ポート流路の内部空間から前記圧力センサ５の流入口に至る流路には、その流路の少なくとも一部に、この実施例では図１に示す接続具１において、空気の圧力上昇を緩和させる螺旋状の流路４が形成されている。

前記接続具１は、図２に示すように、圧力センサ５側にネジ部２ｄで接続・固定されるプラグ２と、真空発生装置１０の真空ポート側にネジ部３ｃで接続・固定されるレセプタクル３とで構成されている。

前記プラグ２は、図２において接続具１の長手方向を前後方向として説明すると、横断面中心部で前後方向に、前方端面に開口し胴体途中で連通孔２ｃで外周面に開口された通気孔２ｅが穿設され、後部のオス部２ａの外周部に後端まで続く螺旋溝２ｂが刻設されている。また、前後方向の中央部に、組立係合用の圧入部２ｆが設けられている。

前記レセプタクル３は、図２に示すように、全体が前後方向に長い筒状体３ａである。前方端面に大径で開口する内部空間部３ｂと、真空装置１０の真空ポート側にネジ部３ｃとポート側接続孔３ｄとが設けられ、前記内部空間部３ｂとポート側接続孔３ｄとが、小径の連通孔３ｅで連通されている。

前記プラグ２とレセプタクル３とが、図１に示すように、一端側が開口しているとともに他端側に連結流路である連通孔３ｅを有して開口している筒状体のレセプタクル３に、オス部２ａの外周面に螺旋溝２ｂが刻設されてなるプラグ２が、前記レセプタクル３における一端側の大径の開口から挿入されて合体される。

すると、前記オス部２ａが前記レセプタクル３の内部空間部３ｂに挿着されることで、前記内部空間部３ｂの内周壁面と前記螺旋溝２ｂとがほぼ隙間無く摺接して嵌合し、螺旋状の流路４が形成される。

なお、この螺旋状の流路４に関して、その流路の断面形状は、実施例の矩形状に限られることは無く、Ｕ字状、Ｖ字状、半円形状などでも良い、また、螺旋溝２ｂのピッチや、螺旋溝２ｂを設ける前後方向の範囲などについても、真空発生装置１０の性能などにより、適宜に設計変更できるものである。更に、この螺旋状の流路４は、その形成方法が特に限定されることが無く、例えば、螺旋状の管であっても良く、要は、螺旋状の流路４によってサージ圧を緩和する目的を達成できるもので有れば良い。

前記内部空間部３ｂの前方の開口部分に、プラグ２の圧入部２ｆが圧入されて、プラグ２とレセプタクル３の両者が一体化される。

上記のような接続具１を設けて圧力センサ５が、真空発生装置１０の真空ポートに設けられる。前記真空発生装置１０を使用して、例えば、ワークを吸着パッドで吸着し、所定の位置にワークを載置した後、真空破壊用エアの供給により、高いサージ圧力が印加される状態になっても、前記螺旋状の流路４が存在することで、エアの圧力上昇が緩和され、圧力センサ５における感圧部の破壊作用が防止される。

即ち、図１に示すように、真空破壊用エアが供給されて、接続具１のポート側接続孔３ｄから連通孔３ｅを経て、螺旋状の流路４に至ると、エアが直線的に圧力センサ５に伝播せず、螺旋状の流路４で強制的にオス部２ａの外周部を溝に沿って、長距離を流れることになり、更に、螺旋溝を形成する壁面に衝突して圧力エネルギーが大きく減少する。その後、連通孔２ｃから通気孔２ｅへと前方に流れて、圧力センサ５へ至るので、エアが圧力センサ５の感圧部に至る頃には、圧力上昇が大きく緩和されているのである。図３（Ａ），（Ｂ）に、螺旋状の流路４を設けた場合の、サージ圧を緩和する効果の一例を示す。

こうして、真空発生装置１０の圧力センサ５の破壊が阻止されて、メンテナンスが向上するものである。

本発明に係る圧力センサを有する装置と、その装置に使用される圧力センサの構造は、気体・液体・半流動体の流体を扱う装置であって、サージ圧が発生する装置に広く適用されるものである。

１ 接続具、
２ プラグ、 ２ａ オス部、
２ｂ 螺旋溝、 ２ｃ 連通孔、
２ｄ ネジ部、 ２ｅ 通気孔、
２ｆ 圧入部、
３ レセプタクル、 ３ａ 筒状体、
３ｂ 内部空間部、 ３ｃ ネジ部、
３ｄ ポート側接続孔、 ３ｅ 連通孔、
４ 螺旋状の流路、
５ 圧力センサ、
１０ 真空発生装置、
１１ 供給源継手、
１２ 供給源経路、
１３ ノズル、
１４ 拡散室、
１５ ディフューザ、
１６ センサ装置、
１７ 吸入継手、
１８ 吸入経路、
１９ａ，１９ｂ 圧力センサ、
２０ａ，２０ｂ 流量センサ、
２１ 真空発生ポペット弁、
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 電磁弁。

Claims (3)

1. 流体の流路に設けられる圧力センサの構造において、
   前記流路の内部空間から前記圧力センサの流入口に至る流路には、その流路の少なくとも一部に、空気の圧力上昇を緩和させる螺旋状の流路が形成されていること、
   を特徴とする圧力センサの構造。
2. 螺旋状の流路は、一端側が開口しているとともに他端側に連結流路を有して開口している筒状体のレセプタクルに、オス部の外周面に螺旋溝が刻設されてなるプラグが前記一端側の開口から挿入されて前記オス部が前記レセプタクルの内部空間部に挿着されることで、前記内部空間部の内周壁面と前記螺旋溝とで形成されること、
   を特徴とする請求項１に記載の圧力センサの構造。
3. 請求項１または２に記載の圧力センサの構造を有する圧力センサが、サージ圧が発生する流体用の流路に配設されていること、
   を特徴とする圧力センサを有する装置。

Images