(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台に設けられた受圧部及びこの受圧部に設けられた圧力検出部を有する圧力センサと、この圧力センサの受圧部に圧力を導入するための導入孔を有する継手とを溶接固定する圧力センサの溶接固定構造であって、前記圧力センサ及び前記継手の少なくとも一方に位置合わせ用の差し込み部を形成し、この差し込み部の端面と前記圧力センサ及び前記継手の接合面とをほぼ同一平面に形成し、前記圧力センサ及び前記継手の接合部分を外側から前記導入孔の内周に向かって、前記差し込み部の端面まで溶接ビードで覆うように溶接したことを特徴とする圧力センサの溶接固定構造。
【請求項２】
請求項１記載の圧力センサの溶接固定構造において、前記圧力センサと継手とを電子ビーム溶接で溶接固定したことを特徴とする圧力センサの溶接固定構造。
【請求項３】
請求項１記載の圧力センサの溶接固定構造において、前記圧力センサと継手とをアーク溶接で溶接固定したことを特徴とする圧力センサの溶接固定構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか記載の圧力センサの溶接固定構造において、前記差し込み部の差し込み量は0.1 〜 1.5mmであることを特徴とする圧力センサの溶接固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーン度が要求される流体を測定する測定装置において、圧力センサと継手とを互いに溶接固定する圧力センサの溶接固定構造に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
半導体製造、食品製造又は医療分野において、クリーン度が要求される流体が用いられている。
例えば、半導体製造用ガスを供給する場合、微量な水分やイオンパーティクル等の不純物がガス中に残留したり、混入した場合、半導体製造プロセスにおいて、不良発生の大きな要因となる。そのため、ガスの純度を低下させずにユースポイントまで移送することは、半導体（例えば、ＬＳＩ）を製造する上で重要となる。
【０００３】
この純度の高いクリーンなガスをライン中で移送するに際して、圧力測定装置が使用されることがある。
この圧力測定装置は、流体の圧力を受圧部に設けられた圧力検出部で検知する圧力センサと、この圧力センサの受圧部に圧力を導入するための導入孔を有する継手とを有する構造である。
圧力センサ及び継手の流体が流通する内部には、不純物が付着、滞留しないよう、その表面に電解研磨や精密洗浄等の処理が施されている。
また、構造上においても、圧力センサと継手との間の隙間を微細にしたり、行き止まり部（デッドゾーン）を極力小さくする工夫がされている（実公平6-29707 号）。
【０００４】
食品製造用や医療用の圧力測定装置においても、測定する流体が清浄でかつ汚染されないようにしなければならないため、前述と同様な工夫が必要である。
特に、定期的に消毒液を配管内に流し、殺菌や滅菌を実施するものについては、内部に微小な隙間があると、消毒液を流しても洗浄が十分でなく、雑菌発生の巣となる虞れがあり、さらに、この隙間に残っている物質と被測定流体とが化合し、強酸等の腐食要因物質が発生したり、隙間腐食が発生する虞れがあるので、これらの隙間を限りなく小さくする工夫が必要である。
さらに、この隙間に応力集中が生じるので、疲労破壊の原因とならないよう、この点からも隙間を限りなく小さくする工夫が必要である。
【０００５】
圧力センサと継手とは溶接固定されるが、その従来構造が図４及び図５に示されている。
図４において、従来例１は、圧力センサ５１と継手５２とを突き合わせて溶接する構造である。
圧力センサ５１は有底円筒状の金属製支持台５３に設けられた受圧部５４及びこの受圧部５４に設けられた圧力検出部５５を有する構造であり、継手５２は、圧力センサ５１の受圧部５４に圧力を導入するための導入孔５２Ａを有する。
従来例１では、圧力センサ５１の金属製支持台５３と継手５２とを同心上になるように互いに位置合わせをし、この状態で溶接をする。溶接により、金属製支持台５３と継手５２との接合部分に所定幅にわたって溶接ビード５６が形成される。
溶接ビード５６の深さは、溶接強度を考慮して十分にとられている。
【０００６】
図５において、従来例２は、圧力センサ５１と継手６２とを差し込み溶接する構造である。
継手６２は、その内部に前記導入孔５２Ａを有し、さらに、圧力センサ５１側端部には差し込み部６２Ｂが形成される。この差し込み部６２Ｂは、圧力センサ５１と継手６２とを位置決めした後安定させるため、通常、 2.5mmと比較的長く形成されている。溶接により、金属製支持台５３と継手６２との接合部分に所定幅にわたって溶接ビード５６が形成されるが、この溶接ビード５６で覆われない部分が差し込み部６２Ｂに残る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１では、圧力センサ５１と継手５２とを位置合わせするに際して、ガイドとして機能する部材がないため、これらの圧力センサ５１と継手５２とを同心上に合わせる工夫が必要であり、作業性に劣るという問題点がある。
また、溶接強度を考慮すると、溶接ビード５６の深さを深くする必要があるが、深くし過ぎると、溶接ビード５６が導入孔５２Ａや金属製支持台５３の内面に露出することになり、この露出量が多いと酸化、変色すると同時に溶接ヒュームや粉塵が内面に付着する虞れがある。ここで、溶接ヒュームとは、溶融した液体の表面から金属蒸気あるいはフラックス等が発生し、この金属蒸気等が空気中で急速に酸化され同時に蒸気が冷却固化して固体粒子となり、溶接部周辺に拡散され付着することをいい、この溶接ヒュームや粉塵によって、清浄度が著しく低下する。
【０００８】
この問題を回避するには、溶接ビード５６の深さを浅くすればよいが、浅くし過ぎると、圧力センサ５１と継手５２との接合面に微小な隙間Ｃが残り、この隙間Ｃに不純物が付着し、あるいは、隙間Ｃに応力集中が生じて疲労破壊の原因となる虞れがある。従来例１では、隙間Ｃが残らないようにするために、圧力センサ５１と継手５２との接合面を平滑にしなければならず、この点からも作業性に劣るという問題点がある。
【０００９】
従来例２では、圧力センサ５１と継手６２との位置合わせは容易となるが、溶接ビード５６で覆われない部分が差し込み部６２Ｂに残るので、差し込む部６２Ｂの隙間Ｃが生じる。
この隙間Ｃが大きいと、被測定流体の置換特性が悪くなるだけでなく、細菌や腐食の発生要因となり、さらには、応力集中により疲労破壊の原因となる虞れがある。
そこで、従来例２では、隙間Ｃが残らないようにするため、圧力センサ５１と継手６２との接合部分を誤差なく加工しなければならず、作業性に劣るという問題点がある。
【００１０】
本発明の目的は、作業性を向上することができる圧力センサの溶接固定構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、継手等に位置合わせ用の差し込み部を形成し、圧力センサと継手との溶接に際しては、差し込み部の端面まで溶接ビードで覆うようにして前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の圧力センサの溶接固定構造は、支持台に設けられた受圧部及びこの受圧部に設けられた圧力検出部を有する圧力センサと、この圧力センサの受圧部に圧力を導入するための導入孔を有する継手とを溶接固定する圧力センサの溶接固定構造であって、前記圧力センサ及び前記継手の少なくとも一方に位置合わせ用の差し込み部を形成し、この差し込み部の端面と前記圧力センサ及び前記継手の接合面とをほぼ同一平面に形成し、前記圧力センサ及び前記継手の接合部分を外側から前記導入孔の内周に向かって、前記差し込み部の端面まで溶接ビードで覆うように溶接したことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、圧力センサや継手に形成された差し込み部により、圧力センサと継手との位置合わせ作業が容易になる。
さらに、この差し込み部の端面まで溶接ビードで覆うように溶接したので、圧力センサと継手との互いの接合面に加工誤差があっても、差し込み部に隙間が生じることがない。
【００１３】
また、従来例１の突き合わせ溶接では、圧力センサと継手との接合部分を内側端まで所定幅の溶接ビードで覆おうとすると、溶接ビードの内面への露出量が多くなるが、本発明では、圧力センサと継手との接合部分の突き当たった部分は差し込み部であるから、圧力センサと継手とを所定の幅の溶接ビードで覆っても、溶接ビードの先端を圧力センサや継手の内面に露出することなく差し込み部に位置させることが容易となるので、溶接ビードの露出量を限りなく小さくすることができる。
【００１４】
ここで、本発明では、前記圧力センサと前記継手とを電子ビーム溶接又はアーク溶接で溶接固定した構造としてもよい。
圧力センサと継手とを電子ビーム溶接して固定すれば、電子ビーム溶接では入熱量が小さいため、溶接歪み及び変形を小さくできることになり、圧力センサへの溶接の影響を少なくできる。さらに、電子ビーム溶接は真空中で行われるため、溶接による汚染や変色がない。
これに対して、圧力センサと継手とをアーク溶接で固定すれば、アーク溶接では入熱量が大きいため、ビード幅（溶接の幅寸法）が大きくなり、溶接の位置決めを容易にできる。
【００１５】
また、本発明では、前記差し込み部の差し込み量は具体的には、0.1 〜 1.5mmである。
差し込み部の差し込み量を0.1 mm未満とすると、圧力センサと継手との位置決めが容易に行えなくなり、 1.5mmを越えると、差し込み部の端面まで溶接ビードで覆えなくなる。 1.5mmは、圧力センサの受圧部の大きさや継手の導入孔の開口の大きさ等の要因で決定されたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ここで、各実施の形態中、同一又は同様構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
図１は第１の実施の形態の断面図である。
図１において、圧力測定装置は、本体１の内部に圧力センサ２及び電子回路３を配置し、本体１の端部に金属製の継手４を取り付けた構造である。
本体１は、継手４の端部と一端部が螺合するリング部材５と、このリング部材５の他端部に螺合された有底円筒状のケース６とを備えて構成され、このケース６には電子回路３に接続された図示しない電線を外部に導くための窓部６Ａが形成されている。
【００１７】
圧力センサ２は、有底円筒状の金属製支持台７と、この金属製支持台７の平面部に設けられた受圧部としてのダイアフラム８と、このダイアフラム８に設けられた圧力検出部９と、この圧力検出部９を覆うキャップ部材１０とを有する構造である。
金属製支持台７はフランジ部７Ａを有し、このフランジ部７Ａにキャップ部材１０が支持されている。
圧力検出部９は、ダイアフラム８に設けられた歪み検出用の薄膜部であり、電子回路３とは電線１１を介して接続されている。
【００１８】
継手４は、略Ｔ字状に形成されており、圧力センサ２のダイアフラム８に圧力を導入するための略Ｔ字の導入孔４Ａを有する。
継手４には位置合わせ用の差し込み部４Ｂが形成され、この差し込み部４Ｂは、リング状の端面を有するとともに、金属製支持台７の内周部に差し込まれている。
圧力センサ２の金属製支持台７と継手４とは電子ビーム溶接で溶接固定されている。この溶接により、金属製支持台７と継手４との接合部分に所定幅にわたって溶接ビード１２が形成されている。この溶接ビード１２は、差し込み部４Ｂの端面の一部まで覆っている。
【００１９】
溶接ビード１２は、入熱量が少ない電子ビームであるため、溶融金属の溶け込み状態は、ビード幅が狭く差し込み深さが深い。この場合の差し込み部４Ｂの差し込み量Ｔは0.1 〜1.0mm である。差し込み部４Ｂの差し込み量Ｔを0.1 mm未満とすると、圧力センサ２と継手４との位置決めが容易に行えなくなり、1.0mm を越えると、差し込み部４Ｂの端面まで溶接ビード１２で覆えなくなる。
【００２０】
この構成の第１の実施の形態では、圧力測定装置を組み立てるにあたり、まず、圧力センサ２を組み立てる。その後、継手４の端部に形成された差し込み部４Ｂを圧力センサ２の金属製支持台７に差し込み、差し込み部４Ｂの端面の一部まで溶接ビード１２で覆うように、継手４と金属製支持台７とを電子ビーム溶接で溶接固定する。さらに、この圧力センサ２に電子回路３を接続する。
その後、継手４にリング部材５を螺合し、さらに、このリング部材５にケース６を螺合する。
【００２１】
従って、第１の実施の形態では、▲１▼支持台７に設けられたダイアフラム８及びこのダイアフラム８に設けられた圧力検出部９を有する圧力センサ２と、この圧力センサ２のダイアフラム８に圧力を導入するための導入孔４Ａを有する継手４とを溶接固定する際に、継手４に位置合わせ用の差し込み部４Ｂを形成することにより、圧力センサ２と継手４との位置合わせ作業が容易になり、作業性を向上することができる。
【００２２】
その上、▲２▼溶接に際して、差し込み部４Ｂの端面まで溶接ビード１２で覆うようにすることにより、圧力センサ２と継手４との互いの接合面に加工誤差があっても、差し込み部４Ｂに隙間が生じることがない。差し込み部４Ｂに隙間が生じないので、細菌や腐食が発生することがないとともに応力集中に伴う疲労破壊が生じない。
しかも、▲３▼圧力センサ２と継手４との接合部分の突き当たった部分は差し込み部４Ｂであるため、圧力センサ２と継手４とを所定の幅の溶接ビード１２で覆っても、溶接ビード１２の先端を圧力センサ２及び継手４の内面に露出することなく差し込み部４Ｂに位置させることが容易となるので、溶接ビード１２の内部への露出量を限りなく小さくすることができる。そのため、圧力センサ２及び継手４の内面が酸化、変色することがないとともに、溶接ヒュームや粉塵が付着することがない。
【００２３】
また、第１の実施の形態では、▲４▼圧力センサ２と継手４とを電子ビーム溶接して固定することにより、電子ビーム溶接では入熱量が小さいため、溶接歪み及び変形を小さくできることになり、圧力センサ２への溶接の影響を少なくできる。さらに、電子ビーム溶接は真空中で行われるため、溶接による汚染や変色がない。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。
第２の実施の形態は、圧力センサと継手との溶接方法並びに継手の差し込み部の構造が第１の実施の形態と相違するもので、他の構成は第１の実施の形態と同じである。
図２は第２の実施の形態の要部を示す断面図である。
図２において、圧力測定装置は、本体（図１参照）の内部に圧力センサ２及び電子回路（図１参照）を配置し、本体に金属製の継手１４を取り付けた構造である。
継手１４は、第１の実施の形態の継手４と同じ略Ｔ字状に形成されており、圧力センサ２のダイアフラム８に圧力を導入するための導入孔１４Ａを有する。
【００２５】
継手１４には位置合わせ用の差し込み部１４Ｂが形成され、この差し込み部１４Ｂは、リング状の端面を有するとともに、金属製支持台７の内周部に差し込まれている。
圧力センサ２の金属製支持台７と継手１４とはアーク溶接で溶接固定されている。この溶接により、金属製支持台７と継手１４との接合部分に所定幅にわたって溶接ビード２２が形成されている。この溶接ビード２２は、差し込み部１４Ｂの端面の一部まで覆っている。
【００２６】
溶接ビード２２は、入熱量が大きいアーク溶接であるため、溶融金属の溶け込み状態は、ビード幅に比べて差し込み深さが浅い。
この場合の差し込み部１４Ｂの差し込み量Ｔは0.5 〜1.5mm である。差し込み部１４Ｂの差し込み量Ｔを0.5 mm未満とすると、アーク溶接はビード幅が狭いため、必要とされるビード深さ（金属の溶け込み深さ）を得るには導入孔１４Ａに溶接金属が多く発生することになり、1.5mm を越えると、差し込み部１４Ｂの端面まで溶接ビード２２で覆えなくなる。
【００２７】
従って、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の▲１▼から▲３▼の作用効果を奏する他に、▲５▼圧力センサ２と継手１４とをアーク溶接して固定したから、アーク溶接では入熱量が大きいため、ビード幅（溶接の幅寸法）が大きくなり、溶接の位置決めを容易にできる。
【００２８】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲であれば次に示す変形例を含むものである。
例えば、前記各実施の形態では、継手４，１４には位置合わせ用の差し込み部４Ｂ，１４Ｂを形成したが、本発明では、図３に示される通り、圧力センサ２の支持台７に位置合わせ用の差し込み部７Ｂを形成したものでもよく、さらには、支持台７及び継手４，１４の双方に位置合わせ用の差し込み部を形成したものでもよい。
【００２９】
また、継手４，１４の形状は略Ｔ字型に限定されるものではなく、図４及び図５に示される通り、ストレート状のものでもよい。
さらに、圧力センサ２と継手４，１４との溶接はレーザ溶接で行ってもよい。レーザ溶接で行えば、電子ビーム溶接と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、支持台に設けられた受圧部及びこの受圧部に設けられた圧力検出部を有する圧力センサと、この圧力センサの受圧部に圧力を導入するための導入孔を有する継手とを溶接固定する際に、前記圧力センサ及び前記継手の少なくとも一方に位置合わせ用の差し込み部を形成し、この差し込み部の端面と前記圧力センサ及び前記継手の接合面とをほぼ同一平面に形成し、前記圧力センサ及び前記継手の接合部分を外側から前記導入孔の内周に向かって、前記差し込み部の端面まで溶接ビードで覆うように溶接したから、圧力センサと継手との位置合わせ作業が容易になり、さらに、圧力センサと継手との互いの接合面に加工誤差があっても、差し込み部に隙間が生じることがなく、その上、溶接ビードの露出量を限りなく小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の変形例を示す図２に相当する図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【図５】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
２            圧力センサ
４，14        継手
4A,14A        導入孔
4B,14B,7B     位置合わせ用の差し込み部
７            支持台
８            受圧部としてのダイアフラム
９            圧力検出部
12，22        溶接ビード
【図１】
0003642871.tif 000002
【図２】
0003642871.tif 000003
【図３】
0003642871.tif 000004
【図４】
0003642871.tif 000005
【図５】
0003642871.tif 000006