JP7412731B2 - 圧力検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力検出装置に関するものである。

従来、液体を流通させる流路の一部に圧力伝達面が形成された流路ユニットと、圧力検出面に伝達される圧力を検出する圧力検出ユニットと、これらを着脱可能に取り付ける取付機構とを備える圧力検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示される圧力検出装置は、流路ユニットが圧力検出ユニットに対して着脱可能となっているため、使用済の流路ユニットを新たな流路ユニットに交換することができる。

特開２０１７－９４６７号公報

特許文献１に開示される圧力検出装置は、取付機構により流路ユニットの圧力伝達面を圧力検出ユニットの圧力検出面に接触させることで、流路ユニットを流通する液体の圧力が圧力伝達面を介して圧力検出面に伝達されるようにする。使用済みの流路ユニットを新たな流路ユニットに交換する際には、取付機構により、使用済みの流路ユニットを圧力検出ユニットから取り外し、新たな流路ユニットを圧力検出ユニットに取り付ける。流路ユニットを交換する際には、圧力検出ユニットの圧力検出面から使用済みの流路ユニットの圧力伝達面が離れ、その後に、圧力検出ユニットの圧力検出面に新たな流路ユニットの圧力伝達面が接触する。

しかしながら、発明者らが検討した結果、使用済みの流路ユニットを新たな流路ユニットに交換した後に、圧力検出ユニットの圧力検出特性に変動が生じてしまう場合があることが明らかになった。例えば、同じ圧力の液体を流路ユニットに流通させる場合でも、流路ユニットの交換前と交換後で圧力検出ユニットが検出する圧力値が異なる場合がある。これは、取付作業を行う作業者の作業のばらつきなどにより、流路ユニットを圧力検出ユニットに取り付ける際の圧力伝達面と圧力検出面との接触状態が変化してしまうことが要因であると考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、取付作業を行う作業者の作業のばらつき等によって圧力検出ユニットの圧力検出特性に変動が生じることを抑制することが可能な圧力検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様にかかる圧力検出装置は、圧力検出面に伝達される圧力を検出する圧力検出ユニットと、流入口から流出口へ向けた流通方向に沿って流体を流通させる流路と該流路を流通する流体の圧力を前記圧力検出面に伝達するための圧力伝達面とが形成された流路ユニットと、前記流路ユニットを前記圧力検出ユニットに着脱可能に取り付ける取付機構と、を備え、前記圧力検出面および前記圧力伝達面の少なくともいずれか一方は、前記圧力検出面および前記圧力伝達面の他方と接触する際の滑り性を有する滑り層を含む。

本発明の一態様にかかる圧力検出装置によれば、流路ユニットが圧力検出ユニットに着脱可能に取り付けられるため、流路を流通させる流体を変更する場合には、使用済みの流路ユニットを圧力検出ユニットから取り外し、未使用の流路ユニットを新たに圧力検出ユニットに取り付けることができる。そのため、流路を流通させる流体を変更する場合に、多大な時間を要する流路の洗浄作業が不要となり作業の迅速性を高めることができる。また、未使用の流路ユニットを新たに使用できるため、安全性を高めることができる。

また、本発明の一態様にかかる圧力検出装置によれば、圧力検出面および圧力伝達面の少なくともいずれか一方が、圧力検出面および圧力伝達面の他方と接触する際の滑り性を高める滑り層を含む。そのため、取付機構により流路ユニットを圧力検出ユニットに取り付けて圧力伝達面と圧力検出面とを接触させる際に、滑り層と滑り層に接触する他方の面とが滑りながら接触する。また、滑り層の存在により、流体の圧力変動による圧力伝達面の変位に応じて圧力伝達面と圧力検出面との接触状態が一定の状態に安定する。これにより、取付作業を行う作業者の作業のばらつき等があっても、圧力伝達面と圧力検出面との接触状態が一定の状態となり、圧力検出ユニットの圧力検出特性に変動が生じることが抑制される。

本発明の一態様に係る圧力検出装置において、前記圧力検出ユニットは、前記圧力検出面と前記圧力検出面を保持するベース部とを有する圧力センサを備え、前記圧力検出面は、前記ベース部に取り付けられる薄膜状のセンサ面を有し、前記滑り層は、前記センサ面に接合される薄膜状のシート部材、滑り性を有する材料を前記センサ面に蒸着させて形成される層、または前記センサ面に滑り性を付与する表面処理を施すことにより形成される層である構成が好ましい。

上記構成の圧力検出装置によれば、圧力検出ユニットの圧力検出面が有する薄膜状のセンサ面に対して、薄膜状のシート部材を接合させ、滑り性を有する材料を蒸着させ、あるいはセンサ面に滑り性を付与する表面処理を施すことにより、滑り層を形成することができる。

本発明の一態様に係る圧力検出装置において、前記流路ユニットは、第１軸線に沿って延びる前記流路と、前記流路と連通するとともに前記第１軸線と直交する第２軸線に沿った方向に開口する開口部と、が形成された本体部を有し、前記圧力伝達面は、前記開口部を閉塞するように前記本体部に接合されている構成が好ましい。

上記構成の圧力検出装置によれば、流路と連通する開口部が圧力伝達面により閉塞されるため、圧力伝達面により閉塞された空間に存在する流体の圧力により、圧力伝達面が第２軸線に沿って変位する。圧力伝達面の第２軸線に沿った変位は、圧力伝達面と接触して配置される圧力検出面に伝達され圧力値として検出される。

上記構成に係る圧力検出装置において、前記圧力伝達面は、前記本体部に接合されるとともに一方側が前記流路を流通する流体の圧力を受ける薄膜状の受圧面を有し、前記滑り層は、前記受圧面に接合される薄膜状のシート部材、滑り性を有する材料を前記受圧面に蒸着させて形成される層、または前記受圧面に滑り性を付与する表面処理を施すことにより形成される層である構成が好ましい。

上記構成の圧力検出装置によれば、流路ユニットの圧力伝達面が有する薄膜状の受圧面に対して、薄膜状のシート部材を接合させ、滑り性を有する材料を蒸着させ、あるいは受圧面に滑り性を付与する表面処理を施すことにより、滑り層を形成することができる。

本発明の一態様に係る圧力検出装置において、前記圧力検出ユニットは、前記圧力検出面が頂部に配置される突部を有し、前記流路ユニットは、前記圧力伝達面が底部に配置される凹部を有し、前記取付機構は、前記圧力検出ユニットの前記突部が前記流路ユニットの前記凹部に挿入された状態で、前記流路ユニットを前記圧力検出ユニットに取り付ける構成が好ましい。
上記構成の圧力検出装置によれば、流路ユニットの凹部の底部に圧力伝達面が配置されるため、流路ユニットを交換する場合に作業者が誤って圧力伝達面に触れる不具合や圧力伝達面が他の部材に接触して損傷する不具合を抑制することができる。

上記構成に係る圧力検出装置において、前記取付機構は、前記流路ユニットに回転可能に取り付けられるとともに内周面に雌ねじが形成されたナットであり、前記突部よりも外周側の前記圧力検出ユニットの外周面に雄ねじが形成されており、前記雌ねじを前記雄ねじに係合させることにより、前記圧力検出面および前記圧力伝達面が接触した取付状態となる構成が好ましい。

本構成の圧力検出装置によれば、圧力検出ユニットの圧力検出面と流路ユニットの圧力伝達面とは、作業者が流路ユニットに取り付けられたナットを回転させることによって徐々に近接していき、最終的に圧力検出面と圧力伝達面とが接触した状態となる。取付機構を第２軸線回りに回転させるという比較的簡易な作業により、圧力検出面と圧力伝達面との間隔を徐々に狭めてから確実に面同士を接触させることができる。そのため、圧力検出面と圧力伝達面とを強く接触させてこれらの面を損傷させる不具合を引き起こすことなく、比較的容易に圧力検出面と圧力伝達面とが接触した状態とすることができる。

ナットを回転させることで、圧力検出面と圧力伝達面とを接触させることができるが、取付作業を行う作業者の作業のばらつきなどにより、流路ユニットを圧力検出ユニットに取り付ける際の圧力伝達面と圧力検出面との接触状態が変化してしまう可能性がある。例えば、圧力伝達面と圧力検出面との間に滑りが生じない状態でナットにより圧力伝達面を第２軸線回りに回転させると、圧力検出面に第２軸線回りに捩じる方向の歪が部分的に生じてしまう可能性がある。

それに対して、本構成では、取付機構により流路ユニットを圧力検出ユニットに取り付けて圧力伝達面と圧力検出面とを接触させる際に、滑り層と滑り層に接触する他方の面とが滑りながら接触する。これにより、取付作業を行う作業者の作業のばらつき等があっても、圧力伝達面と圧力検出面との接触状態が一定の状態となり、圧力検出ユニットの圧力検出特性に変動が生じることが抑制される。

本発明の一態様に係る圧力検出装置において、前記滑り層は、フッ素樹脂材料により形成されている構成が好ましい。
本構成の圧力検出装置によれば、滑り層をフッ素樹脂材料により形成することにより、滑り層に適切な滑り性を付与することができる。

本発明によれば、取付作業を行う作業者の作業のばらつき等によって圧力検出ユニットの圧力検出特性に変動が生じることを抑制することが可能な圧力検出装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の圧力検出装置を示す正面図である。 図１に示す圧力検出装置から流路ユニットを取り外した状態を示す図である。 図１に示す圧力検出装置から流路ユニットを取り外した状態を示すII-II矢視断面図である。 図１に示す圧力検出装置のI-I矢視図である。 図３に示す流路ユニットの部分拡大図である。 図１に示す流路ユニットの背面図である。 図１に示す流路ユニットの底面図である。 図１に示す圧力検出装置に流路ユニットを取り付け中の状態を示すII-II矢視断面図である。 図１に示す圧力検出装置に流路ユニットを取り付けた状態を示すII-II矢視断面図である。 第２実施形態に係る流路ユニットの部分拡大図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態の圧力検出装置１００を図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態の圧力検出装置１００は、設置面Ｓ（図３参照）に締結ボルト（図示略）で取り付けられた圧力検出ユニット１０と、流入口２１ａから流出口２１ｂへ向けた直線状の流通方向に沿って液体（流体）を流通させる流路２１が内部に形成された流路ユニット２０と、流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に着脱可能に取り付けるナット（取付機構）３０とを備える。

本実施形態の圧力検出装置１００において、流路ユニット２０は、ナット３０によって圧力検出ユニット１０に取り付けられる。圧力検出装置１００は、流路ユニット２０がナット３０によって圧力検出ユニット１０に取り付けられて一体化した状態で、設置面Ｓに取り付けられている。

図３および図４に示すように、流路ユニット２０の流入口２１ａには流体を流入口２１ａへ流入させる流入側配管（図示略）が取り付けられ、流路ユニット２０の流出口２１ｂには流出口２１ｂから流出する流体を流通させる流出側配管（図示略）が取り付けられる。流入口２１ａから流出口２１ｂへ向けた流路２１を流通する流体の圧力は、圧力検出ユニット１０によって検出される。ここで、流体とは、例えば、血液や透析液等の液体である。

図３に示すように、圧力検出ユニット１０は、設置面Ｓに取り付けられる本体部１３を備える。図２および図３に示すように、圧力検出ユニット１０の本体部１３には、内部に配置される圧力センサ１２と外部の制御装置（図示略）とを電気的に接続するケーブル１９が、ケーブル取付ナット１９ａを介して取り付けられている。

次に、図１から図３を参照して圧力検出ユニット１０について詳細に説明する。図１から図３に示す圧力検出ユニット１０は、圧力検出面１２ａに伝達される圧力を検出する装置である。

図１から図３に示すように、圧力検出ユニット１０は、本体部１３と、本体部１３の内部に配置される圧力センサ１２と、圧力センサ１２を本体部１３に保持するセンサ保持部１４と、圧力センサ１２とケーブル１９との間で電源および電気信号を伝達するためのセンサ基板（設定部）１５と、圧力センサ１２のゼロ点調整を行うためのゼロ点調整スイッチ１６と、流路ユニット２０が取り付けられたことを検知する取付検知センサ（検知部）１７と、流路ユニット２０の流路２１を所定の取付位置に案内する一対のガイド部材（案内部）１８と、を備える。

図５に示すように、圧力センサ１２は、圧力検出面１２ａと、圧力検出面１２ａが取付けられるベース部１２ｂと、圧力検出面１２ａに貼り付けられる歪抵抗１２ｃとを備える。圧力センサ１２は、伝達される圧力に応じて圧力検出面１２ａとともに変形する歪抵抗１２ｃの抵抗値の変化に応じた圧力信号を出力する歪式のセンサである。ベース部１２ｂには圧力検出面１２ａと連通する貫通穴（図示略）が形成されており、圧力検出面１２ａの一方の面（図６におけるベース部１２ｂ側の面）が大気圧に維持される。そのため、圧力センサ１２は、大気圧を基準にしたゲージ圧を検出するセンサとなっている。

圧力検出面１２ａは、ベース部１２ｂに取り付けられる薄膜状のダイヤフラム（センサ面）１２ａ１と、滑りシート（滑り層）１２ａ２とを有する。ダイヤフラム１２ａ１は、耐腐食性のある材料（例えば、サファイア）により薄膜状に形成されており、接着剤によりベース部１２ｂに接合されている。ダイヤフラム１２ａ１は、軸線Ｙ１に直交する平面状に配置されるとともに軸線Ｙ１を中心とした直径Ｄ１の円形の平面形状を有する。

滑りシート１２ａ２は、圧力検出面１２ａが流路ユニット２０のダイヤフラム（圧力伝達面）２２ａと接触する際の滑り性を有する薄膜状のシート部材である。滑りシート１２ａ２は、フッ素樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン））等の滑り性を有する合成樹脂によって形成されている。

また、滑りシート１２ａ２は、自己潤滑性のあるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの樹脂材料によって形成してもよい。滑りシート１２ａ２の厚さｔ１は、流路ユニット２０の圧力伝達面２２ａからダイヤフラム１２ａ１への伝達特性を損なわないように、０．０５ｍｍ以上かつ０．２０ｍｍ以下の範囲に設定するのが好ましい。

滑りシート１２ａ２は、軸線Ｙ１に直交する平面状に配置されるとともに軸線Ｙ１を中心とした直径Ｄ１の円形の平面形状を有する。滑りシート１２ａ２の下面は、ダイヤフラム１２ａ１の上面（歪抵抗１２ｃが貼り付けられていない側の面）の全領域と接合されている。ダイヤフラム１２ａ１と滑りシート１２ａ２との接合は、例えば、接着剤による接合または融着により行われる。融着は、ダイヤフラム１２ａ１と滑りシート１２ａ２との間に合成樹脂製（例えば、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ等のフッ素樹脂材料製）の薄膜シート（滑りシート１２ａ２の厚さに対して十分に薄いもの）を配置した状態で、薄膜シートを融点以上に加熱して溶融させる処理である。

センサ保持部１４は、軸線Ｙ１回りに円筒状に形成される部材であり、外周面に位置決め突起（第１位置決め部）１１ａ，１１ｂが形成されている。センサ保持部１４は、上端の内径Ｄ２が圧力センサ１２の外径Ｄ１よりも小さいため、圧力センサ１２が上方へ抜けないように保持することができる。

センサ基板１５は、圧力センサ１２が出力する圧力信号を増幅する増幅回路（図示略）と、増幅回路により増幅された圧力信号をケーブル１９の圧力信号線（図示略）に伝達するインターフェース回路と、ケーブル１９を介して外部から供給される電源電圧を圧力センサ１２へ伝達する電源回路（図示略）と、ゼロ点調整スイッチ１６が押下された場合にゼロ点調整を行うゼロ点調整回路（図示略）等を備える。ゼロ点調整回路は、ゼロ点調整スイッチ１６が押下された場合に、その時点で圧力センサ１２が出力する圧力信号を基準値（例えば、ゼロ）として設定するように調整する回路である。

図３に示すように、圧力検出ユニット１０の圧力センサ１２およびセンサ保持部１４は、本体部１３から軸線Ｙ１に沿って上方に突出し、圧力検出面１２ａが頂部に配置される突部１１を形成する。突部１１の外周面には、軸線Ｙ１に沿った軸線方向に延びる位置決め突起１１ａ，１１ｂが形成されている。図２および図３に示すように、圧力検出面１２ａは軸線Ｙ１に直交する面上に配置されている。そのため、位置決め突起１１ａ，１１ｂは、圧力検出面１２ａに直交する軸線Ｙ１に沿った軸線方向に延びるように突部１１の外周面に形成される。

図２は、図１に示す圧力検出装置１００から流路ユニット２０を取り外した状態を示す図である。図２に示すように、突部１１の外周面に形成される位置決め突起１１ａ，１１ｂは、軸線Ｙ１回りに１８０°の間隔を空けて２箇所に形成されている。図２に示すように、圧力検出ユニット１０に流路ユニット２０が取り付けられていない状態においては、圧力センサ１２の圧力検出面１２ａが外部へ露出した状態となっている。

取付検知センサ１７は、流路ユニット２０が圧力検出ユニット１０に取り付けられたことを検知するセンサである。図２および図３に示すように、取付検知センサ１７の上端には、鉛直上方に向けてバネ等の付勢部材（図示略）により付勢された検知用突起１７ａが設けられている。取付検知センサ１７は、検知用突起１７ａを除くその他の部分が、後述するガイド部材１８に収容された状態で配置される。

ガイド部材１８は、流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に取り付ける際に、流路２１を所定の取付位置に案内する溝部１８ａを有する部材である。ガイド部材１８は、軸線Ｙ１に対して対象となる位置に一対で設けられている。一対のガイド部材１８は、流路２１の流入口２１ａ側の一部と流出口２１ｂ側の一部とを、所定の取付位置にそれぞれ案内する。所定の取付位置とは、図４に示すように、流路２１の外周面がガイド部材１８の溝部１８ａに囲まれ、かつ流路２１の下端が取付検知センサ１７の検知用突起１７ａを下方へ押し付けた状態となる位置をいう。

次に、図３、図６－図９を参照して流路ユニット２０について詳細に説明する。
図６から図９に示すように、流路ユニット２０は、流入口２１ａから流出口２１ｂへ向けて軸線Ｘ（第１軸線）に沿って延びる流通方向に液体を流通させる流路２１と、圧力伝達面２２ａが底部に配置されるとともに位置決め溝（第２位置決め部）２２ｂ，２２ｃが内周面に形成された凹部２２と、軸線Ｘに直交する軸線（第２軸線）Ｙ２に沿った方向に開口する開口部２３とが形成された本体部２０Ａを有する。

図３，図６，図８に示すように、圧力伝達面２２ａは軸線Ｙ２に直交する水平面上に配置されている。そのため、位置決め溝２２ｂ，２２ｃは、圧力伝達面２２ａに直交する軸線Ｙ２に沿った軸線方向に延びるように凹部２２の内周面に形成される。

圧力伝達面２２ａは、耐腐食性のある材料（例えば、ＰＣ（ポリカーボネート））により薄膜状に形成されるダイヤフラムである。圧力伝達面２２ａは軸線Ｙ２を中心軸とした平面視円形に形成される部材であり、その外周縁部が開口部２３を閉塞するように接着あるいは溶着により本体部２０Ａに接合されている。そのため、流路２１へ導入された液体は、流路２１から外部へ流出することがない。圧力伝達面２２ａは、薄膜状に形成されているため、流路２１に導入された液体の圧力によって軸線Ｙ２に沿って変位する。

図８に示す流路ユニット２０の取り付け中の状態においては、流路ユニット２０の圧力伝達面２２ａが圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａから離間した状態となる。一方、図９に示すように流路ユニット２０が圧力検出ユニット１０に取り付けられた状態においては、流路ユニット２０の圧力伝達面２２ａが圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａに接触した状態となる。そのため、圧力伝達面２２ａは、流路２１を流通する流体の圧力を圧力検出面１２ａに伝達するための面となっている。

図６は、図１に示す流路ユニット２０の背面図である。図６に示すように、凹部２２の内周面に形成される位置決め溝２２ｂ，２２ｃは、軸線Ｙ２回りに１８０°の間隔を空けて２箇所に形成されている。図６に示すように、流路ユニット２０は、圧力検出ユニット１０に取り付けられていない状態においては、圧力伝達面２２ａが外部へ露出した状態となっている。ただし、圧力伝達面２２ａは凹部２２の底部に配置されるため、作業者が圧力伝達面２２ａを触ってしまう危険が少ない。

図３に示すように、流路ユニット２０の凹部２２の外周面には、軸線Ｙ２回りに延びる無端状の環状溝部２２ｄが形成されている。一方、ナット３０の内周面には、軸線Ｙ２回りに延びる無端状の環状突起部３０ｂが形成されている。弾性変形可能な材料（例えば、樹脂材料）により形成されるナット３０は、凹部２２の外周面に形成された環状溝部２２ｄに向けて押し込まれることにより、環状突起部３０ｂが環状溝部２２ｄに係合した状態となる。

図３に示すように環状突起部３０ｂが環状溝部２２ｄに係合した状態において、環状突起部３０ｂの外周面と環状溝部２２ｄの内周面との間には、微小な隙間が設けられる。そのため、ナット３０は、圧力検出ユニット１０に取り付けられた状態で、突部１１に対して軸線Ｙ１回りに相対的に回転可能となっている。これにより、作業者は、圧力検出ユニット１０を設置面Ｓに固定した状態で、ナット３０を軸線Ｙ１回りに回転させることが可能である。

図３に示すように、ナット３０は、軸線Ｙ２回りに延びる雌ねじ３０ａが内周面に形成された円環状の部材である。ナット３０は、雌ねじ３０ａを流路ユニット２０の突部１１の外周面に形成される雄ねじ１１ｃに締結し、あるいはその締結を解除することにより、流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に着脱可能に取り付ける機構である。

次に、流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０へ取り付ける作業について説明する。
作業者は、設置面Ｓに取り付けられた圧力検出ユニット１０に流路ユニット２０を取り付ける場合、以下のような手順で作業する。

第１に、図３に示すように、圧力検出ユニット１０の中心軸である軸線Ｙ１と流路ユニット２０の中心軸である軸線Ｙ２とを一致させ、かつ位置決め突起１１ａ，１１ｂの軸線Ｙ１回りの位置と位置決め溝２２ｂ，２２ｃの軸線Ｙ２回りの位置とが一致するように流路ユニット２０を配置する。

図８は、流路ユニット２０の凹部２２へ圧力検出ユニット１０の突部１１を挿入した状態を示している。図７に示すように、この時点では、突部１１の頂部に配置される圧力検出面１２ａと凹部２２に底部に配置される圧力伝達面２２ａとは、接触せずに間隔を空けて配置された状態となっている。図８に示す状態は、ナット３０の内周面に形成される雌ねじ３０ａの先端と圧力検出ユニット１０の外周面に形成される雄ねじ１１ｃの先端とが接触した状態である。

このように、雌ねじ３０ａの軸線Ｙ２方向の先端と雄ねじ１１ｃの軸線Ｙ１方向の先端とは、位置決め突起１１ａ，１１ｂの軸線Ｙ１方向の一部の領域と位置決め溝２２ｂ，２２ｃの軸線Ｙ２方向の一部の領域とが係合した状態で接触する。そのため、流路ユニット２０に形成される流路２１の流入口２１ａおよび流出口２１ｂの位置が圧力検出ユニット１０に対して予め定められた位置となった状態で雌ねじ３０ａと雄ねじ１１ｃの締結が開始される。

また、図８に示す状態では、雌ねじ３０ａと雄ねじ１１ｃが接触しているため、流路ユニット２０を把持した作業者が、流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に近付ける方向に力を加えても、流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に更に近付けることはできない。図８に示すように、この時点では、突部１１の頂部に配置される圧力検出面１２ａと凹部２２に底部に配置される圧力伝達面２２ａとは、接触せずに間隔を空けて配置された状態となっている。

このように、本実施形態の圧力検出装置１００は、流路ユニット２０を把持した作業者が、流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に近付ける方向に力を加えても、圧力検出面１２ａと圧力伝達面２２ａが接触してしまうことはない。そのため、作業者の不注意によって圧力検出面１２ａと圧力伝達面２２ａが接触し、これらが損傷してしまう不具合を避けることができる。

次に、作業者は、図８に示す状態で流路ユニット２０を把持しながら、ナット３０を軸線Ｙ１回りに締結方向（図１，図２に「ＬＯＣＫ」で示す方向）に回転させることにより、ナット３０の雌ねじ３０ａと圧力検出ユニット１０の雄ねじ１１ｃを締結する。ナット３０の雌ねじ３０ａと圧力検出ユニット１０の雄ねじ１１ｃとを締結することにより、圧力伝達面２２ａが圧力検出面１２ａに徐々に近付いて最終的に圧力検出面１２ａに接触し、図９に示す状態となる。

図８および図９に示すように、流路ユニット２０の本体部２０Ａの開口部２３の軸線Ｙ２に対して外周側には、軸線Ｙ２に沿って延びる円環状溝部２４が形成されている。円環状溝部２４には、センサ保持部１４の先端部が収容されるようになっている。図９に示すようにセンサ保持部１４の先端部が円環状溝部２４に接触すると、圧力伝達面２２ａがこれ以上圧力検出面１２ａに近づけない状態に規制される。これにより、圧力伝達面２２ａが圧力検出面１２ａを過度に押して互いの面が損傷する不具合を抑制することができる。

圧力検出面１２ａが滑り性を有する滑りシート１２ａ２を有するため、圧力伝達面２２ａが圧力検出面１２ａに徐々に近付いて接触する際に、圧力伝達面２２ａが圧力検出面１２ａに対して滑る。そのため、取付作業を行う作業者の作業のばらつき等があっても、圧力伝達面２２ａと圧力検出面１２ａとの接触状態が一定の状態となり、圧力検出ユニット１０の圧力検出特性に変動が生じることが抑制される。

図８および図９に示す状態では、位置決め突起１１ａ，１１ｂと位置決め溝２２ｂ，２２ｃとが係合した状態となる。そのため、ナット３０を軸線Ｙ１回りに回転させても、流路ユニット２０は軸線Ｙ２回りに回転することなく軸線Ｙ２回りの位置が維持される。このようにして、圧力検出面１２ａと圧力伝達面２２ａとを不用意に接触させることなく、かつ流路ユニット２０を軸線Ｙ２回りに回転させることなく、流路ユニット２０が圧力検出ユニット１０に取り付けられる。

なお、以上においては、未使用の流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に取り付ける手順を説明した。使用済みの流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０から取り外す手順は、以上で説明した手順の逆となる。作業者は、図９に示す状態で流路ユニット２０を把持しながら、ナット３０を軸線Ｙ１回りに締結解除方向（図１，図２に「ＦＲＥＥ」で示す方向）に回転させることにより、ナット３０の雌ねじ３０ａと圧力検出ユニット１０の雄ねじ１１ｃとの締結を解除する。

以上説明した本実施形態の圧力検出装置１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の圧力検出装置１００によれば、流路ユニット２０が圧力検出ユニット１０に着脱可能に取り付けられるため、流路２１を流通させる液体を変更する場合には、使用済みの流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０から取り外し、未使用の流路ユニット２０を新たに圧力検出ユニット１０に取り付けることができる。そのため、流路２１を流通させる液体を変更する場合に、多大な時間を要する流路２１の洗浄作業が不要となり作業の迅速性を高めることができる。また、未使用の流路ユニット２０を新たに使用できるため、安全性を高めることができる。

また、本実施形態の圧力検出装置１００によれば、圧力検出面１２ａが、圧力伝達面２２ａと接触する際の滑り性を高める滑りシート１２ａ２を含む。そのため、ナット３０により流路ユニット２０を圧力検出ユニット１０に取り付けて圧力伝達面２２ａと圧力検出面１２ａとを接触させる際に、滑りシート１２ａ２と滑りシート１２ａ２に接触する圧力伝達面２２ａとが滑りながら接触する。

また、滑りシート１２ａ２の存在により、流体の圧力変動による圧力伝達面２２ａの変位に応じて圧力伝達面２２ａと圧力検出面１２ａとの接触状態が一定の状態に安定する。これにより、取付作業を行う作業者の作業のばらつき等があっても、圧力伝達面２２ａと圧力検出面１２ａとの接触状態が一定の状態となり、圧力検出ユニット１０の圧力検出特性に変動が生じることが抑制される。

本実施形態の圧力検出装置１００によれば、流路２１と連通する開口部２３が圧力伝達面２２ａにより閉塞されるため、圧力伝達面２２ａにより閉塞された空間に存在する液体の圧力により、圧力伝達面２２ａが軸線Ｙ２に沿って変位する。圧力伝達面２２ａの軸線Ｙ２に沿った変位は、圧力伝達面２２ａと接触して配置される圧力検出面１２ａに伝達され圧力値として検出される。

また、本実施形態の圧力検出装置１００によれば、流路ユニット２０の凹部２２の底部に圧力伝達面２２ａが配置されるため、流路ユニット２０を交換する場合に作業者が誤って圧力伝達面２２ａに触れる不具合や圧力伝達面２２ａが他の部材に接触して損傷する不具合を抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る圧力検出装置１０１について、図面を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る流路ユニット２０の部分拡大図である。

第１実施形態の圧力検出装置１００は、圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａが、流路ユニット２０の圧力伝達面２２ａと接触する際の滑り性を有する滑りシート１２ａ２を含むものであった。それに対して、本実施形態の圧力検出装置１０１は、流路ユニット２０の圧力伝達面２２ａが、圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａと接触する際の滑り性を有する滑りシート２２ａ２を含むものである。

圧力伝達面２２ａは、開口部２３を閉塞するように本体部２０Ａに接合される薄膜状のダイヤフラム（受圧面）２２ａ１と、滑りシート（滑り層）２２ａ２とを有する。ダイヤフラム２２ａ１は、樹脂材料（例えば、ＰＣ）により薄膜状に形成されており、接着剤により本体部２０Ａに接合されている。ダイヤフラム２２ａ１は、軸線Ｙ２に直交する平面状に配置されるとともに軸線Ｙ２を中心とした直径Ｄ３の円形の平面形状を有する。

滑りシート２２ａ２は、圧力伝達面２２ａが圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａと接触する際の滑り性を有する薄膜状のシート部材である。滑りシート２２ａ２は、フッ素樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）等の滑り性を有する合成樹脂によって形成されている。また、滑りシート１２ａ２は、自己潤滑性のあるＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＯＭなどの樹脂材料によって形成してもよい。滑りシート２２ａ２の厚さｔ２は、ダイヤフラム２２ａ１から圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａへの伝達特性を損なわないように、０．０５ｍｍ以上かつ０．２０ｍｍ以下の範囲に設定するのが好ましい。

滑りシート２２ａ２は、軸線Ｙ２に直交する平面状に配置されるとともに軸線Ｙ２を中心とした直径Ｄ３の円形の平面形状を有する。滑りシート２２ａ２の上面は、ダイヤフラム２２ａ１の下面（流路２１を流通する液体と接触しない側の面）の全領域と接合されている。ダイヤフラム２２ａ１と滑りシート２２ａ２との接合は、例えば、接着剤による接合または融着により行われる。融着は、ダイヤフラム２２ａ１と滑りシート２２ａ２との間に合成樹脂製（例えば、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ等のフッ素樹脂材料製）の薄膜シート（滑りシート２２ａ２の厚さに対して十分に薄いもの）を配置した状態で、薄膜シートを融点以上に加熱して溶融させる処理である。

本実施形態の圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａは、第１実施形態で説明したように滑りシート１２ａ２を有するものとするが、他の態様であってもよい。例えば、本実施形態の圧力検出ユニット１０の圧力検出面１２ａは、第１実施形態で説明した滑りシート１２ａ２を有さず、ダイヤフラム１２ａ１のみを備えるものであってもよい。すなわち、圧力検出面１２ａおよび圧力伝達面２２ａの少なくともいずれか一方が、圧力検出面１２ａおよび圧力伝達面２２ａのいずれか他方と接触する際の滑り性を有する滑り層を含むものであればよい。

以上説明した本実施形態の圧力検出装置１０１によれば、流路ユニット２０の圧力伝達面２２ａが有する薄膜状のダイヤフラム２２ａ１に対して、薄膜状の滑りシート２２ａ２を接合させることにより、滑り層を形成することができる。そのため、流路２１を流通させる液体を変更する場合に、多大な時間を要する流路の洗浄作業が不要となり作業の迅速性を高めることができる。また、未使用の流路ユニット２０を新たに使用できるため、安全性を高めることができる。

〔他の実施形態〕
第１実施形態において、圧力検出面１２ａは、ダイヤフラム１２ａ１に滑り性を有する滑りシート１２ａ２を接合して形成するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、滑り性を有する材料（フッ素樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）等の滑り性を有する合成樹脂、自己潤滑性のあるＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＯＭなどの樹脂材料）をダイヤフラム１２ａ１の表面に蒸着させることで、圧力検出面１２ａに滑り層を形成するようにしてもよい。また、例えば、ダイヤフラム１２ａ１の表面に滑り性を付与する表面処理（例えば、セラミックスコーティング処理、ショットブラスト処理）を施すことで、圧力検出面１２ａに滑り層を形成するようにしてもよい。

第２実施形態において、圧力伝達面２２ａは、ダイヤフラム２２ａ１に滑り性を有する滑りシート２２ａ２を接合して形成するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、滑り性を有する材料（フッ素樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）等の滑り性を有する合成樹脂、自己潤滑性のあるＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＯＭなどの樹脂材料）をダイヤフラム２２ａ１の表面に蒸着させることで、圧力伝達面２２ａに滑り層を形成するようにしてもよい。また、例えば、ダイヤフラム２２ａ１の表面に滑り性を付与する表面処理（例えば、セラミックスコーティング処理、ショットブラスト処理）を施すことで、圧力伝達面２２ａに滑り層を形成するようにしてもよい。

また、以上の説明において、滑りシート１２ａ２は、接着剤による接合または融着シートによる融着によりダイヤフラム１２ａ１に接合されるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、滑りシート１２ａ２とダイヤフラム１２ａ１とを、これらの間に空気が含まれないようにグリスを介在させた状態で配置してもよい。この場合、滑りシート１２ａ２とダイヤフラム１２ａ１とは一体に接合されないが、圧力伝達面２２ａから圧力検出面１２ａへの圧力の伝達特性を良好に維持することができる。

１０ 圧力検出ユニット
１１ 突部
１１ｃ 雄ねじ
１２ 圧力センサ
１２ａ 圧力検出面
１２ａ１ ダイヤフラム（センサ面）
１２ａ２ 滑りシート（滑り層）
１２ｂ ベース部
１２ｃ 歪抵抗
１３ 本体部
１４ センサ保持部
２０ 流路ユニット
２０Ａ 本体部
２１ 流路
２１ａ 流入口
２１ｂ 流出口
２２ 凹部
２２ａ 圧力伝達面
２２ａ１ ダイヤフラム（受圧面）
２２ａ２ 滑りシート（滑り層）
２３ 開口部
２４ 円環状溝部
３０ ナット（取付機構）
３０ａ 雌ねじ
３０ｂ 環状突起部
１００，１０１ 圧力検出装置
Ｘ，Ｙ１，Ｙ２ 軸線
ｔ１，ｔ２ 厚さ

Claims (4)

1. 圧力検出面に伝達される圧力を検出する圧力検出ユニットと、
   流入口から流出口へ向けた流通方向に沿って流体を流通させる流路と該流路を流通する流体の圧力を前記圧力検出面に伝達するための圧力伝達面とが形成された流路ユニットと、
   前記流路ユニットを前記圧力検出ユニットに着脱可能に取り付ける取付機構と、を備え、
   前記圧力検出ユニットは、前記圧力検出面と前記圧力検出面を保持するベース部とを有する圧力センサを備え、
   前記圧力検出面は、前記ベース部に取り付けられる薄膜状のセンサ面と、前記圧力伝達面と接触する際の滑り性を有するとともにフッ素樹脂材料により形成されている滑り層と、を有し、
   前記滑り層は、前記センサ面に接合される薄膜状のシート部材、または前記フッ素樹脂材料を前記センサ面に蒸着させて形成される層である圧力検出装置。
2. 前記流路ユニットは、第１軸線に沿って延びる前記流路と、前記流路と連通するとともに前記第１軸線と直交する第２軸線に沿った方向に開口する開口部とが形成された本体部を有し、
   前記圧力伝達面は、前記開口部を閉塞するように前記本体部に接合されている請求項１に記載の圧力検出装置。
3. 圧力検出面に伝達される圧力を検出する圧力検出ユニットと、
   流入口から流出口へ向けた流通方向に沿って流体を流通させる流路と該流路を流通する流体の圧力を前記圧力検出面に伝達するための圧力伝達面とが形成された流路ユニットと、
   前記流路ユニットを前記圧力検出ユニットに着脱可能に取り付ける取付機構と、を備え、
   前記圧力検出面は、前記圧力伝達面と接触する際の滑り性を有するとともにフッ素樹脂材料により形成されている滑り層を含み、
   前記圧力検出ユニットは、前記圧力検出面が頂部に配置される突部を有し、
   前記流路ユニットは、前記圧力伝達面が底部に配置される凹部を有し、
   前記取付機構は、前記圧力検出ユニットの前記突部が前記流路ユニットの前記凹部に挿入された状態で、前記流路ユニットを前記圧力検出ユニットに取り付ける圧力検出装置。
4. 前記取付機構は、前記流路ユニットに回転可能に取り付けられるとともに内周面に雌ねじが形成されたナットであり、
   前記突部よりも外周側の前記圧力検出ユニットの外周面に雄ねじが形成されており、
   前記雌ねじを前記雄ねじに係合させることにより、前記圧力検出面および前記圧力伝達面が接触した取付状態となる請求項３に記載の圧力検出装置。

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