JP6544652B2 - 圧力センサ及び衝突緩和部材 - Google Patents

Description

本発明は、ダイヤフラムの変形に基づき流体の圧力を検出する圧力センサ、及び圧力センサ内で流体が流動する部分を構成する衝突緩和部材に関する。

ワークを吸引によって持ち上げる搬送装置は、例えば、ワークの吸着状態を判定するためにエア圧を検出する圧力センサを備える。この種の圧力センサは、内部空間を構成する内壁の一部にダイヤフラムを備え、内部空間に流入した流体の圧力に応じてダイヤフラムが変形することに基づき圧力を検出する（例えば、特許文献１参照）。

また、圧力センサは、通常、流体を流入する流入口からダイヤフラムまでの流動経路が直線状に形成されて、この流動経路の対向位置にダイヤフラムを配置している。このため、ダイヤフラムは、直線状に流動する流体をまともに（直接）受けることになり、その耐久性が低下し易いという不都合が生じる。

このようなことから、例えば、特許文献１に開示の圧力センサは、流体の流動経路においてダイヤフラム（メタルダイヤフラム）よりも上流側にオリフィス部材を設けて、このオリフィス部材により流体の流入を規制することにより、圧力減衰効果を得ている。

特開２０１３−６４６６４号公報

しかしながら、特許文献１に開示の圧力センサのオリフィス部材は、流体の流動経路の中央部又は中央部周辺に流体を通過させる貫通孔を備えている。従って、この圧力センサに流入した流体は、オリフィス部材の貫通孔を通過すると、圧力が下がってもそのままダイヤフラムに直進してダイヤフラムの中央部に当たる。特に、エアの他に水分や油分が流体に含まれていた場合には、水分や油分の衝撃が加わることでダイヤフラムが損傷し易くなり、ダイヤフラムの耐久性が早期に低下するおそれがある。

本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によって、流体が直線状に流動することを阻むことで、ダイヤフラムの損傷を抑制してその耐久性を向上することが可能な圧力センサ及び衝突緩和部材を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、流体の通路に設けられる本体部と、前記本体部に取り付けられる衝突緩和部材と、を備える圧力センサであって、前記衝突緩和部材は、前記通路に連通して前記流体を直線状に流動させる第１流動路と、前記第１流動路を臨むように設けられて前記流体の直線状の流動を阻む壁部と、前記第１流動路と前記衝突緩和部材の外周面に形成された開口との間を連通し、且つ前記第１流動路の軸心と異なる方向に前記流体を流動させる第２流動路と、を備え、前記開口周辺の側方で前記衝突緩和部材を囲う前記本体部の内周面との間に、前記開口から流出された前記流体の圧力を調整する隙間を形成可能であり、前記本体部は、前記隙間に連通する検出空間と、前記検出空間に流動する前記流体の圧力を検出するダイヤフラムと、を備え、前記第１流動路の流路断面積をＳ１、前記第２流動路の流路断面積をＳ２、前記隙間の流路断面積をＳ３とした場合に、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係が成立していることを特徴とする。

上記によれば、圧力センサは、衝突緩和部材が本体部に取り付けられるという簡単な構成によって、ダイヤフラムの耐久性を向上することができる。すなわち、流体は、通路から第１流動路に流入し、第１流動路を直線状に流動して、下流側の壁部によってその進路が阻まれる。そして、流体は、第１流動路と異なる方向の第２流動路を通って開口から流出し、さらに隙間を介して検出空間に流動し、ダイヤフラムにより圧力が検出される。特に、流体に水分や油分が含まれていても、水分や油分が第１流動路を通ってそのままダイヤフラムに直接当たることが防止されるため、ダイヤフラムの損傷が大幅に抑制される。また、衝突緩和部材又は本体部の内周面は、隙間の有効断面積を容易に調整して、流体を適切に流動させることができる。

この場合、前記衝突緩和部材は、前記内周面が構成する孔部に着脱自在にねじ止めされるネジ形状に形成されているとよい。

このように、衝突緩和部材がネジ形状に形成されていることで、圧力センサの内周面に衝突緩和部材を簡単に取り付けることが可能となる。また圧力センサは、必要に応じて衝突緩和部材を取り替えることで、隙間の有効断面積を容易に調整できる。

上記構成に加えて、前記衝突緩和部材は、前記内周面との固定状態で、前記孔部から露出される頭部を有し、前記頭部は、前記衝突緩和部材をねじ止めするための工具が挿入操作可能であり、且つ前記第１流動路に連通する溝部を備えることが好ましい。

このように、衝突緩和部材の頭部が溝部を備えることで、内周面に対する衝突緩和部材の着脱がより簡単となり、第１又は第２流動路が目詰まり等を起こした場合に、メンテナンス等を迅速に行うことができる。また、溝部は、第１流動路に通路の流体を円滑に流動させることができる。

また、前記衝突緩和部材は、前記内周面にねじ止めされる雄ネジ部を有すると共に、前記雄ネジ部よりも前記衝突緩和部材の挿入方向奥側に前記開口を配置しており、前記衝突緩和部材の前記開口周辺の外周面は、該衝突緩和部材の側面断面視で、平坦状に形成されているとよい。

このように、衝突緩和部材は、雄ネジ部よりも挿入方向奥側に開口を配置して、その開口周辺の外周面が平坦状に形成されていることで、流体を開口から流出した際に、流体を隙間に沿って安定的に流動させることができる。

さらに、前記第２流動路の軸心は、前記第１流動路の軸心に対し直交していることが好ましい。

このように、第２流動路の軸心が第１流動路の軸心に対し直交していることで、第１流動路を流動して壁部に阻まれた流体を、第１流動路の径方向外側に良好に移動させることができる。

またさらに、前記壁部は、前記第１流動路と前記第２流動路の連通箇所から離間した位置に設けられ、前記第１流動路の流動方向下流側に前記流体を受けるポケットを形成しているとよい。

このように、圧力センサは、ポケットを有することで、水分や油分をポケットに一旦受け入れてから、第２流動路に移動させることができるので、水分や油分の勢いをより低下させることができる。

また、前記の目的を達成するために、本発明は、流体の通路に設けられる本体部に取り付けられる衝突緩和部材であって、前記衝突緩和部材は、前記通路に連通して前記流体を直線状に流動させる第１流動路と、前記第１流動路を臨むように設けられて前記流体の直線状の流動を阻む壁部と、前記第１流動路と前記衝突緩和部材の外周面に形成された開口との間を連通し、且つ前記第１流動路の軸心と異なる方向に前記流体を流動させる第２流動路と、を備え、前記開口周辺の側方で前記衝突緩和部材を囲う前記本体部の内周面との間に、前記開口から流出された前記流体の圧力を調整する隙間を形成可能であり、前記第１流動路の流路断面積をＳ１、前記第２流動路の流路断面積をＳ２、前記隙間の流路断面積をＳ３とした場合に、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係を成立させることを特徴とする。

本発明によれば、圧力センサ及び衝突緩和部材は、簡単な構成によって、流体が直線状に流動することを阻むことで、ダイヤフラムの損傷を抑制してその耐久性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る圧力センサが適用された搬送装置の一部を示す説明図である。 図２Ａは、図１の圧力センサの側面図であり、図２Ｂは、図２Ａの圧力センサの検出部を示す側面断面図である。 図３Ａは、図２Ｂの衝突緩和部材を頭部側から見た平面図であり、図３Ｂは、図２Ｂの衝突緩和部材を拡大して示す側面断面図であり、図３Ｃは、図３ＢのＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線断面図である。 図２Ｂの圧力センサの動作を拡大して示す要部拡大断面図である。 図５Ａは、第１変形例に係る衝突緩和部材の側面断面図であり、図５Ｂは、第２変形例に係る衝突緩和部材の側面断面図であり、図５Ｃは、第３変形例に係る衝突緩和部材の第２流動路の軸心に沿った断面図である。

以下、本発明に係る圧力センサ及び衝突緩和部材について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る圧力センサ１０は、図１に示すように、シリコンウェハ等のワークを搬送する搬送装置１２に設けられる。例えば、シリコンウェハの製造工程では、シリコン（半導体）のインゴットをウェハ状にスライスした後に、このシリコンウェハの洗浄等を行い、搬送装置１２により別の製造工程に移送する。そのため、搬送装置１２は、水分Ｌ（又は油分）を含むワークＷを搬送する機能を有している。

この場合、搬送装置１２は、水分Ｌを含むワークＷを吸引力により持ち上げる吸引機構１４を備える。吸引機構１４は、図示しないエア圧調整装置に連結されてエア圧を調整可能な主管１６と、主管１６の一端側に取り付けられる吸盤１８と、主管１６の軸方向途中位置から分岐する分岐管２０と、分岐管２０に設けられる上記の圧力センサ１０とを備える。また、搬送装置１２は、吸引機構１４を上下方向に変位させてワークＷの持ち上げや載置を行う図示しない上下移動機構と、吸引機構１４を水平方向に移動する図示しない水平移動機構とを有する。

主管１６は、流体のメイン通路１６ａを内部に有する中空管に構成されている。吸盤１８は、弾性材料によってドーム状に形成され、その内側空間が主管１６のメイン通路１６ａに連通している。従って、上下移動機構により主管１６及び吸盤１８が下降して吸盤１８がワークＷに接触した後、エア圧調整装置により主管１６のメイン通路１６ａに負圧がかかると、吸盤１８の内側空間のエアが吸引されて、洗浄後の水分Ｌを含むワークＷが吸盤１８に吸着する。

そして、搬送装置１２は、上下移動機構による主管１６及び吸盤１８の上昇に伴いワークＷを持ち上げて、さらに水平移動機構によりワークＷを水平方向に搬送する。また、水平移動機構が所望位置の上方までワークＷを搬送すると、上下移動機構により下降を行い、この所望位置にワークＷを載置する。この際、搬送装置１２は、エア圧調整装置により主管１６のメイン通路１６ａに正圧をかけて、吸盤１８によるワークＷの吸着を解除する。

また、吸引機構１４の分岐管２０は、主管１６のメイン通路１６ａに連通する分岐路２０ａ（通路）を有し、主管１６を流動する流体がこの分岐路２０ａに流れ込む配管となっている。圧力センサ１０は、この分岐管２０に設けられて、分岐管２０のエア圧を検出して搬送装置１２の制御部（図示せず）に送信する。そして、制御部は、圧力センサ１０の検出信号に基づき、吸引機構１４によるワークＷの保持、保持解除又は保持の失敗を判別する。

図２Ａに示すように、圧力センサ１０は、円筒状の筐体２２を有し、筐体２２内に、分岐管２０の分岐路２０ａの流体を受けてその圧力を検出する検出部２４を備える。検出部２４は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、分岐管２０と筐体２２とを連結する本体部２４ａを有し、さらに、この本体部２４ａに着脱自在に取り付けられる衝突緩和部材３０を備える。また本体部２４ａは、継手部２６と、継手部２６の一端部（上端部）に設けられる圧力センサ素子２８とで構成され、衝突緩和部材３０は、継手部２６の他端部（下端部）に設けられる。

継手部２６は、軸方向に長い筒壁２６ａを有しており、圧力センサ１０の筐体２２に取り付けられる円筒状の部材として構成されている。この継手部２６は、一端部から他端部に向かって筒壁２６ａの外径が変化している。継手部２６の軸心部には、流体を流動させる貫通孔３２（孔部）が貫通形成されている。貫通孔３２の直径は、概ね一定に形成され、また後述する衝突緩和部材３０との関係で適宜の寸法に設定される。

継手部２６の一端部には、圧力センサ素子２８が取り付けられる被接続部３４が設けられている。被接続部３４は、継手部２６の中間部分よりも小径の環状に形成され、その外周面及び段差部分に圧力センサ素子２８が固着される。また、継手部２６の中間部分は、継手部２６において、径方向外側に最も膨らんでおり、圧力センサ１０の筐体２２に連結固定される。

継手部２６の中間部分から他端部に向かう所定範囲には、圧力センサ１０を分岐管２０に接続するための接続構造であるセンサ固定雄ネジ部３６が設けられている。一方、分岐管２０には、分岐路２０ａを構成する内周面にセンサ固定雄ネジ部３６にねじ止めされるセンサ固定雌ネジ部３８が設けられている。これにより、圧力センサ１０は分岐管２０に強固に連結される。

また、継手部２６の他端部側で貫通孔３２を構成する筒壁２６ａの内周面には、衝突緩和部材３０をねじ止めする接続構造である部材固定雌ネジ部４０が設けられている。例えば、部材固定雌ネジ部４０のネジ山のピッチは、センサ固定雄ネジ部３６のネジ山のピッチと異なるように形成される。

圧力センサ１０の圧力センサ素子２８は、底部を有する円筒状を呈しており、その内側には貫通孔３２に連通する検出空間４２が設けられている。この圧力センサ素子２８は、継手部２６の被接続部３４に装着される側壁４４と、側壁４４の一端側（被接続部３４の装着端と反対側）に設けられて底部を構成するダイヤフラム４６とを、弾性材料により一体成形して構成される。

圧力センサ素子２８の側壁４４は、ダイヤフラム４６の肉厚に比べて充分に厚みを有するように形成されて、ダイヤフラム４６の外縁を支持している。このため、側壁４４は、流体が検出空間４２に流入しても容易に弾性変形せずにダイヤフラム４６の変形を促す。

ダイヤフラム４６は、平面視で円形状且つ薄膜に形成されると共に、側壁４４の一端の内面に連結されて、検出空間４２を気密に閉塞している。ダイヤフラム４６の検出空間４２と反対側面には、図示しない検出回路（所定の抵抗を組み合わせたブリッジ回路等）がマウントされている。検出回路は、ダイヤフラム４６の弾性変形に伴い抵抗値が変わることで、出力信号を変化させる。なお、ダイヤフラム４６の変形に基づく圧力の検出構造は種々の構造を採用してよい。

一方、圧力センサ１０の衝突緩和部材３０は、分岐管２０の分岐路２０ａから圧力センサ１０の貫通孔３２及び検出空間４２に流入する流体（エアや水分Ｌ等）を、ダイヤフラム４６に向かって直線状に流動させないようにするために設けられる。図２Ｂ、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、この衝突緩和部材３０は、全体的にネジ形状を呈しており、継手部２６から露出される頭部４８と、継手部２６に挿入される胴部５０とを有する。

また、衝突緩和部材３０の内部には、分岐路２０ａから貫通孔３２に流体を流動させる流動路５２が設けられている。流動路５２は、衝突緩和部材３０（頭部４８及び胴部５０）の軸心部に沿って延びる第１流動路５４と、第１流動路５４に連通してこの第１流動路５４の軸心と異なる方向に延びる一対の第２流動路５６とで構成されている。

衝突緩和部材３０の頭部４８は、円盤状に形成され、衝突緩和部材３０を継手部２６に取り付けた状態で貫通孔３２を塞いで、継手部２６の一端に引っ掛かる。そのため、頭部４８の外径は貫通孔３２の直径よりも大きく形成されている。

この頭部４８は、胴部５０が連結される連結面５８、及び連結面５８と反対側の露出面６０を有し、これら連結面５８及び露出面６０は平坦状に形成されている。また、連結面５８及び露出面６０の外周側の角部は、面取りされている。

露出面６０の中心部には、第１流動路５４に連通する流入口５４ａが設けられている。流入口５４ａは、頭部４８の露出面６０を臨む平面視（図３Ａ参照）で、第１流動路５４よりも僅かに大きな円形状に形成されて、露出面６０から軸心部側に向かって胴部５０側に傾斜したテーパ部６１を有するように構成される（図３Ｂも参照）。

さらに、頭部４８の露出面６０には、流入口５４ａを挟んで径方向に延在するように一対の溝部６２が設けられている。一対の溝部６２は、衝突緩和部材３０を継手部２６にねじ止めする際に、工具（マイナスドライバの先端）が挿入され、回転操作がなされる部分を構成する。一対の溝部６２は、頭部４８の中心部で第１流動路５４に連通すると共に、頭部４８の径方向外側の外周面まで延びている。溝部６２の溝幅は、第１流動路５４の直径よりも小さく、溝部６２の深さは、例えば、頭部４８の厚みに対し１／２程度に設定されている。なお、溝部６２は、プラスドライバを挿入操作可能とするために十字状に形成されていてもよい。

衝突緩和部材３０の胴部５０は、連結面５８の中心部に連なり、連結面５８の面方向と直交する方向に突出している。この胴部５０は、頭部４８側から突出端（挿入方向奥側）に向かって順に、連結筒部６４、ネジ筒部６６及び流量調整筒部６８を有する。

衝突緩和部材３０の第１流動路５４は、断面円形状に形成され、頭部４８、連結筒部６４、ネジ筒部６６及び流量調整筒部６８の軸心部を一定の直径で直線状に延在している。そして、第１流動路５４は、流量調整筒部６８において、その周壁に設けられた一対の第２流動路５６に連通している。また、胴部５０の突出端には、第１流動路５４を閉塞する閉塞壁７０（壁部）が設けられている。

より詳細には、連結筒部６４は、円筒状を呈し、頭部４８の連結面５８からネジ筒部６６を離間させている。この連結筒部６４の周壁６４ａは、比較的厚みを有するように形成されることで、頭部４８と胴部５０を強固に一体化している。

ネジ筒部６６は、その周壁６６ａが連結筒部６４の周壁６４ａよりも径方向外側に多少膨らみ、且つその外周面には複数のネジ山によって構成される部材固定雄ネジ部７２が形成されている。この部材固定雄ネジ部７２は、継手部２６の部材固定雌ネジ部４０にねじ込み可能なネジ形状となっている。なお、継手部２６と衝突緩和部材３０の取付機構は、種々の構成を採ることが可能であり、例えば嵌合機構等が採用されてもよい。

流量調整筒部６８は、衝突緩和部材３０を継手部２６に取り付けた状態で、継手部２６の貫通孔３２の内周面に対し非接触に（つまり隙間７６を形成するように）配置される。流量調整筒部６８は、ネジ筒部６６に連なる周壁６８ａと、周壁６８ａの突出端同士を塞ぐ上記の閉塞壁７０とを有する。

流量調整筒部６８の周壁６８ａは、一定の外径で延在して第１流動路５４を囲うと共に、壁内に一対の第２流動路５６を備える。また、流量調整筒部６８は、一対の第２流動路５６よりも閉塞壁７０側（衝突緩和部材３０の挿入方向奥側：流体の流動方向下流側）に向かって第１流動路５４を若干延ばし、周壁６８ａ及び閉塞壁７０によって流体を受け入れ可能なポケット７４を形成している。さらにポケット７４を構成する内面７０ａは、円錐面（ロート状の面）に形成されている。その一方で、閉塞壁７０の外側の端面７０ｂは、衝突緩和部材３０の軸心に直交する平坦状の端面に形成されている。

一対の第２流動路５６は、図３Ｂに示す衝突緩和部材３０の軸心に平行な側面断面視で、流量調整筒部６８の軸方向の同位置に設けられ、第１流動路５４の軸心に対して直交する方向に延び、周壁６８ａの内周面と外周面を貫通している。流量調整筒部６８の外周面には、一対の第２流動路５６に連通する流出口５６ａ（開口）が設けられている。各第２流動路５６は、断面円形状で一定の直径で延びており、流出口５６ａも同径の円形状に形成されている。

また、一対の第２流動路５６は、図３Ｃに示す衝突緩和部材３０の軸心に直交する断面視で、第１流動路５４から相互に反対方向に延びている。第１流動路５４を流動した流体は、この一対の第２流動路５６に分散して流入し、各流出口５６ａから衝突緩和部材３０の外部に流出される。

ここで、一対の第２流動路５６及び流出口５６ａは、胴部５０の閉塞壁７０から頭部４８側に向かって多少離れた位置に設けられることが好ましい。これにより、後述する隙間７６の軸方向の長さが長くなる。また、一対の第２流動路５６及び流出口５６ａは、ネジ筒部６６からある程度（例えば、連結筒部６４の軸方向の長さよりも長い距離）離れた位置に設けられるとよい。これにより、流出口５６ａは、組付状態で、継手部２６の部材固定雌ネジ部４０よりも奥側（ダイヤフラム４６側）に配置される。

そして、流量調整筒部６８の外径が継手部２６の貫通孔３２の直径よりも小径であることで、衝突緩和部材３０は、周壁６８ａの外周面と継手部２６の内周面との間に隙間７６を形成している（図２及び図４参照）。隙間７６は、流量調整筒部６８の側方を囲う円筒空間を呈しており、一対の第２流動路５６及び流出口５６ａを通って流出した流体を貫通孔３２の奥側に移動させる。

隙間７６の流路断面積（有効断面積）は、流体の目的の流動量に応じて適切に設計される。この隙間７６の流路断面積を調整するために、圧力センサ１０は、流量調整筒部６８の外径が調整されてもよく、継手部２６の内径を調整されてもよい。特に、継手部２６側の内径を調整することで、衝突緩和部材３０に手を加えずに（すなわち部材の破損の発生を抑制して）、隙間７６の流路断面積を容易に所望のサイズとすることができる。また、流量調整筒部６８の閉塞壁７０は、周壁６８ａに連なる角部が切り欠かれており、衝突緩和部材３０の突出端において隙間７６を広げている。

以上の衝突緩和部材３０を製造する場合は、先ず丸棒状の金属材料（例えば、ステンレス）を旋盤加工する。これにより、溝部６２を有する頭部４８と、連結筒部６４、ネジ筒部６６（部材固定雄ネジ部７２）及び流量調整筒部６８を有する胴部５０の外周面とが形成される。その後は、頭部４８の中心部から胴部５０に向けてドリルで穴を開けつつ該ドリルを挿入して、第１流動路５４を形成していく。この際、ドリルは、胴部５０を貫通する手前で進入が停止されて閉塞壁７０を形成する。その後、流量調整筒部６８の所定位置から、第１流動路５４に直交する方向にドリルを挿入して一対の第２流動路５６を形成することで、側面断面視でＴ字状の流動路５２とすることで、衝突緩和部材３０が完成する。

この衝突緩和部材３０の寸法は、圧力センサ１０の寸法に応じて適切に設計されればよい。例えば、胴部５０の軸方向の長さＸ１は、頭部４８の軸方向の長さＸ２（頭部４８の厚み）の３〜５倍程度の範囲であり、閉塞壁７０の厚みＸ３は、胴部５０の軸方向長さＸ１の１／５〜１／１０倍程度の範囲であることが好ましい。また例えば、一対の第２流動路５６の直径φ１は、第１流動路５４の直径φ２の１／３〜１倍程度の範囲であるとよい。

そして、衝突緩和部材３０は、圧力センサ素子２８を固着した継手部２６の貫通孔３２に挿入されて、溝部６２に工具が挿入されて回転操作がなされることで、部材固定雌ネジ部４０に部材固定雄ネジ部７２がねじ止めされる。これにより、圧力センサ１０は、衝突緩和部材３０の第１流動路５４及び一対の第２流動路５６、継手部２６の貫通孔３２（隙間７６を含む）及び圧力センサ素子２８の検出空間４２が連通し、流体の圧力を検出する連通空間７８を構成する。

連通空間７８は、流体の圧力を充分に減衰する一方で、流体を目詰まりせずに流動可能な大きさに形成されることが好ましい。例えば、流量調整筒部６８の外径φ３は、継手部２６の貫通孔３２の直径φ４の４／５〜９／１０倍程度の範囲に形成されることで、隙間７６の流路断面積が充分確保され、エアや水分Ｌを詰まらせることなく流動させることができる。また、連通空間７８は、第１流動路５４の流路断面積よりも一対の第２流動路５６の流路断面積が小さく、また一対の第２流動路５６の流路断面積よりも継手部２６との隙間７６の流路断面積が小さく形成されるとよい。これにより、流体の圧力を段階的に減衰することができる。

本実施形態に係る圧力センサ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下その作用効果について説明する。

圧力センサ１０は、上述したように、搬送装置１２（吸引機構１４）の分岐管２０に取り付けられることで、分岐管２０の分岐路２０ａを連通空間７８に連通させている。そして、圧力センサ１０は、主管１６がワークＷ（シリコンウェハ）を吸引する際に、メイン通路１６ａ内の圧力変化を検出する。

ここで、ワークＷに水分Ｌが付着している場合には、主管１６がワークＷを吸引し解除する際に、ワークＷ側の水分Ｌがエアと共に分岐管２０に流入する。すなわち、図２Ｂに示すように、圧力センサ１０の連通空間７８には、分岐路２０ａからエア及び水分Ｌが流入する。具体的には、圧力センサ１０の取付状態で、第１流動路５４の軸心は、分岐路２０ａの軸心に一致しており（平行状態となっており）、エア及び水分Ｌは、分岐路２０ａから衝突緩和部材３０の流入口５４ａを通って、第１流動路５４に容易に流入する。

エア及び水分Ｌからなる流体は、衝突緩和部材３０の第１流動路５４を直線状に進むが、胴部５０（流量調整筒部６８）の突出端である閉塞壁７０によって、その進行が阻まれる。そして、流体は、流量調整筒部６８の一対の第２流動路５６を通って、衝突緩和部材３０の流出口５６ａから継手部２６の貫通孔３２の隙間７６に流出する。つまり、衝突緩和部材３０は、第１流動路５４から貫通孔３２に流体を直線的に流出させずに、第１流動路５４の軸心と直交する方向に一旦曲げて流出させる。これにより、流体に含まれる水分Ｌが直線状に移動してダイヤフラム４６に当たることを防止することができる。

また、流体は、衝突緩和部材３０の流出口５６ａから流出されると、貫通孔３２の内周面近くの隙間７６を通って貫通孔３２の奥側に流動する。上述したように、貫通孔３２の隙間７６は、継手部２６及び衝突緩和部材３０同士の間隔により構成され、エアの流動量を調整している。また、隙間７６は、流量調整筒部６８の周方向に流体を流動させつつ、貫通孔３２の奥側に移動させる。これにより、流体は、衝突緩和部材３０よりも下流側の貫通孔３２において、均等的に拡散したサージ圧となる。そして流体は、この状態で貫通孔３２を通って検出空間４２に流動する。

その結果、流体は、ダイヤフラム４６の対向面に弱い圧力をかけてダイヤフラム４６を弾性変形させる。特に、ダイヤフラム４６は、水分Ｌによる衝撃が緩和されるので、その損傷が大幅に抑制されつつ弾性変形が促される。そして、圧力センサ１０は、ダイヤフラム４６の変形量に伴う圧力の検出値を制御部に出力することで、搬送装置１２のワークＷの保持、保持解除、保持の失敗等を制御部に認識させることができる。

以上のように、本実施形態に係る圧力センサ１０は、継手部２６に衝突緩和部材３０を取り付けるという簡単な構成によって、ダイヤフラム４６の耐久性を向上することができる。すなわち、流体（エア及び水分Ｌ）は、分岐路２０ａから衝突緩和部材３０の第１流動路５４に流動し、この第１流動路５４を直線状に流動して、下流側の閉塞壁７０によってその進路が阻まれる。そして、流体は、第１流動路５４と異なる方向の一対の第２流動路５６を通って流出口５６ａから流出し、さらに隙間７６を介して検出空間４２に流動し、ダイヤフラム４６により圧力が検出される。特に、衝突緩和部材３０は、水分Ｌや油分を含んでいても、水分Ｌや油分が第１流動路５４を通ってそのままダイヤフラム４６に直接当たることを防止して、ダイヤフラム４６の損傷を大幅に抑制することができる。また、衝突緩和部材３０又は継手部２６の内壁（内周面）は、隙間７６の流路断面積を容易に調整して、流体を適切に流動させることができる。

この場合、衝突緩和部材３０は、ネジ形状に形成されていることで、継手部２６の内壁に衝突緩和部材３０を簡単に取り付けることが可能となる。また、圧力センサ１０は、必要に応じて、衝突緩和部材３０を取り替えることで、隙間７６の流路断面積を容易に調整できる。これに加えて、衝突緩和部材３０の頭部４８が溝部６２を備えることで、継手部２６に対する衝突緩和部材３０の着脱がより簡単となり、第１又は第２流動路５４、５６が目詰まり等を起こした場合に、メンテナンス等を迅速に行うことができる。また、溝部６２は、第１流動路５４に通路の流体を円滑に流動させることができる。

また、衝突緩和部材３０は、部材固定雄ネジ部７２よりも挿入方向奥側に流出口５６ａを配置して、また流量調整筒部６８の外周面が平坦状に形成されていることで、流体を流出口５６ａから流出した際に、流体を隙間７６に沿って安定的に流動させることができる。さらに、第２流動路５６の軸心が第１流動路５４の軸心に対し直交していることで、第１流動路５４を流動して閉塞壁７０に阻まれた流体を、第１流動路５４の径方向外側に良好に移動させることができる。またさらに、圧力センサ１０は、ポケット７４を有することで、水分Ｌや油分をポケット７４に一旦受け入れてから、第２流動路５６に移動させることができるので、水分Ｌや油分の勢いをより低下させることができる。

なお、本発明に係る圧力センサ１０は、上記に限定されず、種々の変形例や応用例をとり得る。例えば、衝突緩和部材３０は、ポケット７４が設けられておらず、閉塞壁７０の内面７０ａに連なるように一対の第２流動路５６が設けられていてもよい。

また、図５Ａに示す第１変形例のように、衝突緩和部材３０Ａは、側面断面視で、一対の第２流動路８０が第１流動路５４の軸心に対して、径方向外側且つ突出端側に傾斜していてもよい。このように、一対の第２流動路８０が傾斜していても、一対の第２流動路８０を介して、貫通孔３２の隙間７６に流体（エア及び水分Ｌ）を流出させることができる。従って、本実施形態に係る衝突緩和部材３０と同様の効果を得ることができる。

さらに、図５Ｂに示す第２変形例のように、衝突緩和部材３０Ｂは、第１流動路５４に対して１つの第２流動路８２が設けられることで、側面断面視でＬ字状の流動路５２に形成されていてもよい。またさらに、図５Ｃに示す第３変形例のように、衝突緩和部材３０Ｃは、軸心部の第１流動路５４に対して複数（図５Ｃ中では４つ）の第２流動路８４が放射状に形成されていてもよい。要するに、衝突緩和部材３０が流体の進路を変えた際の第２流動路の形状は、特に限定されず、流体の目的の流動量や減圧量に応じて自由に設計することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

１０…圧力センサ ２０…分岐管
２０ａ…分岐路 ２４ａ…本体部
２６…継手部 ２６ａ…筒壁
２８…圧力センサ素子 ３０、３０Ａ〜３０Ｃ…衝突緩和部材
４２…検出空間 ４６…ダイヤフラム
４８…頭部 ５０…胴部
５２…流動路 ５４…第１流動路
５４ａ…流入口 ５６、８０、８２、８４…第２流動路
５６ａ…流出口 ６２…溝部
７０…閉塞壁 ７２…部材固定雄ネジ部
７４…ポケット ７６…隙間

Claims (7)

1. 流体の通路に設けられる本体部と、
   前記本体部に取り付けられる衝突緩和部材と、を備える圧力センサであって、
   前記衝突緩和部材は、
   前記通路に連通して前記流体を直線状に流動させる第１流動路と、
   前記第１流動路を臨むように設けられて前記流体の直線状の流動を阻む壁部と、
   前記第１流動路と前記衝突緩和部材の外周面に形成された開口との間を連通し、且つ前記第１流動路の軸心と異なる方向に前記流体を流動させる第２流動路と、を備え、
   前記開口周辺の側方で前記衝突緩和部材を囲う前記本体部の内周面との間に、前記開口から流出された前記流体の圧力を調整する隙間を形成可能であり、
   前記本体部は、
   前記隙間に連通する検出空間と、
   前記検出空間に流動する前記流体の圧力を検出するダイヤフラムと、を備え、
   前記第１流動路の流路断面積をＳ１、前記第２流動路の流路断面積をＳ２、前記隙間の流路断面積をＳ３とした場合に、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係が成立している
   ことを特徴とする圧力センサ。
2. 請求項１記載の圧力センサにおいて、
   前記衝突緩和部材は、前記内周面が構成する孔部に着脱自在にねじ止めされるネジ形状に形成されている
   ことを特徴とする圧力センサ。
3. 請求項２記載の圧力センサにおいて、
   前記衝突緩和部材は、前記内周面との固定状態で、前記孔部から露出される頭部を有し、
   前記頭部は、前記衝突緩和部材をねじ止めするための工具が挿入操作可能であり、且つ前記第１流動路に連通する溝部を備える
   ことを特徴とする圧力センサ。
4. 請求項２又は３記載の圧力センサにおいて、
   前記衝突緩和部材は、前記内周面にねじ止めされる雄ネジ部を有すると共に、前記雄ネジ部よりも前記衝突緩和部材の挿入方向奥側に前記開口を配置しており、
   前記衝突緩和部材の前記開口周辺の外周面は、該衝突緩和部材の側面断面視で、平坦状に形成されている
   ことを特徴とする圧力センサ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて、
   前記第２流動路の軸心は、前記第１流動路の軸心に対し直交している
   ことを特徴とする圧力センサ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力センサにおいて、
   前記壁部は、前記第１流動路と前記第２流動路の連通箇所から離間した位置に設けられ、前記第１流動路の流動方向下流側に前記流体を受けるポケットを形成している
   ことを特徴とする圧力センサ。
7. 流体の通路に設けられる本体部に取り付けられる衝突緩和部材であって、
   前記衝突緩和部材は、
   前記通路に連通して前記流体を直線状に流動させる第１流動路と、
   前記第１流動路を臨むように設けられて前記流体の直線状の流動を阻む壁部と、
   前記第１流動路と前記衝突緩和部材の外周面に形成された開口との間を連通し、且つ前記第１流動路の軸心と異なる方向に前記流体を流動させる第２流動路と、を備え、
   前記開口周辺の側方で前記衝突緩和部材を囲う前記本体部の内周面との間に、前記開口から流出された前記流体の圧力を調整する隙間を形成可能であり、
   前記第１流動路の流路断面積をＳ１、前記第２流動路の流路断面積をＳ２、前記隙間の流路断面積をＳ３とした場合に、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係を成立させる
   ことを特徴とする衝突緩和部材。

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