(57)【要約】【課題】  潤滑油を介在させなくても円滑な作動を維持できるブルドン管圧力計を提供する。【解決手段】  測定圧が導入されるブルドン管１１と、測定圧の変化によってブルドン管１１に生じる金属の弾性歪みを指針９の回転に変換する圧力表示変換機構１とを備えるブルドン管圧力計１０において、圧力表示変換機構１を構成する可動部材として、レバー５のラックギア７とカム穴１７の表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるＤＬＣコーティング膜２０を形成する。【選択図】    図１
2006177910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定圧が導入されるブルドン管と、測定圧の変化によってこのブルドン管に生じる弾性歪みを指針の回転に変換する圧力表示変換機構とを備えるブルドン管圧力計において、
前記圧力表示変換機構を構成する可動部材の表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるＤＬＣコーティング膜を形成したことを特徴とするブルドン管圧力計。
【請求項２】
前記表面にニッケルメッキ層を形成し、このニッケルメッキ層の表面に前記ＤＬＣコーティング膜を形成したことを特徴とする請求項１に記載のブルドン管圧力計。
【請求項３】
前記ＤＬＣコーティング膜は、前記表面に金属ターゲットのみをスパッタしてボンド層を形成し、このボンド層上に金属ターゲットとグラファイトターゲットを同時にスパッタしかつターゲット出力を次第に変化させることにより中間層を形成し、この中間層上に金属ターゲットとグラファイトターゲットを同時にスパッタしかつターゲット出力を略一定にすることにより金属の比率を３〜１８％の範囲にしたトップ層を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のブルドン管圧力計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定圧によって生じる金属の弾性歪みを機械的に拡大表示するブルドン管圧力計の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブルドン管圧力計は、測定圧が導入されるブルドン管と、測定圧の変化によってブルドン管に生じる金属の弾性歪みを指針の回転に変換する圧力表示変換機構とを備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
圧力表示変換機構は、リンク、カム、ギア等の可動部材によって構成され、測定圧によって生じる金属の弾性歪みを機械的に拡大表示するようになっている。
【特許文献１】特開平９−１１３３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のブルドン管圧力計にあっては、圧力表示変換機構を構成する可動部材に対する潤滑油が不足すると、圧力表示変換機構の作動が円滑に行われず、測定精度が悪化するという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、潤滑油を介在させなくても円滑な作動を維持できるブルドン管圧力計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、測定圧が導入されるブルドン管と、測定圧の変化によってこのブルドン管に生じる弾性歪みを指針の回転に変換する圧力表示変換機構に適用する。
【０００７】
そして、圧力表示変換機構を構成する可動部材の表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるＤＬＣコーティング膜を形成したしたことを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、圧力表示変換機構を構成する可動部材の表面に高硬度のＤＬＣコーティング膜を形成する構造のため、摩擦係数が低い平滑なＤＬＣコーティング膜によって圧力表示変換機構の摺接部に働く摩擦力を低減し、ブルドン管圧力計の測定精度を高められるとともに、可動部材の摩耗を抑えてブルドン管圧力計の高い測定精度を維持できる。
【０００９】
さらに、ブルドン管圧力計は潤滑油を供給しなくても圧力表示変換機構の円滑な作動性が確保されるため、無給油状態で作動させることが可能となり、メンテナンスを減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示すように、ブルドン管圧力計１０は、測定圧が導入されるブルドン管１１と、測定圧の変化によってブルドン管１１に生じる金属の弾性歪みを指針９の回転に変換する圧力表示変換機構１とを備える。
【００１２】
ブルドン管１１の基端部は圧力導入管１９に固定され、この圧力導入管１９からブルドン管１１内に測定圧力が導入される。
【００１３】
圧力表示変換機構１は、ブルドン管１１の先端部にピン２を介して連結されるリンク３と、このリンク３の先端部に設けられるピン４と、このピン４に係合するカム穴１７を有するレバー５と、このレバー５の途中を回動可能に支持するピン６と、レバー５の回動端に形成される扇形のラックギア７と、このラックギア７に噛み合うピニオンギア８とを備え、このピニオンギア８が指針９と共に回転するようになっている。
【００１４】
ブルドン管１１内に導かれる測定圧力が変化すると、ブルドン管１１の曲率が変化し、ブルドン管１１の先端部に設けられたピン２が移動する。このピン２の動きをリンク３がレバー５に伝え、ラックギア７を回動させる。このラックギア７の回動によってピニオンギア８が指針９と共に回転し、指針９が表示部を指し示す。
【００１５】
そして本発明の要旨とするところであるが、圧力表示変換機構１を構成する可動部材として、レバー５のラックギア７とカム穴１７の表面に炭素を主成分としたアモルファス構造体からなるＤＬＣコーティング膜２０を形成する。ＤＬＣコーティング膜２０の厚さは、例えば数μ程度以下の寸法である。
【００１６】
ＤＬＣコーティング膜２０は、アンバランスマグネトロンスパッタ法（以下、「ＵＢＭスパッタ法」と称する）によって形成される。
【００１７】
スパッタの原理は、図３に示すように、アルゴン等の不活性ガスを導入した真空中でターゲット４１を陰極として陽極の間でグロー放電させてプラズマを形成し、このプラズマ中のイオンをターゲット４１に衝突させてターゲット４１の原子を弾き飛ばし、この原子をターゲット４１と対向して配置されたワーク（レバー５）２１上に堆積させて皮膜を形成するようになっている。
【００１８】
ＵＢＭスパッタ法は、スパッタ蒸発源４０ａ〜４０ｄにターゲット４１の中心部と周辺部で異なる磁気特性を有する磁場４２，４３が配置されて、プラズマを形成しつつ強力な磁場４２により発生する磁力線の一部がワーク２１の近傍に達し、ワーク２１にバイアス電圧を印加することによって、ターゲット材４１を構成する物質がワーク２１上に堆積される。
【００１９】
図４は、ＵＢＭスパッタ装置５０の基本構成を示す。真空チャンバ５１に４つのスパッタ蒸発源４０ａ〜４０ｄが設けられ、その中央に配置された自公転式ワークテーブル５６上にワーク２１が置かれ、ワーク２１にコーティングが行われる。スパッタ蒸発源４０ａ〜４０ｄには皮膜材料となる平板状ターゲットが取り付けられる。真空チャンバ５１にはアルゴン等の不活性ガスとメタンガス等の炭化水素ガスが所定量充填される。
【００２０】
スパッタ蒸発源４０ａ，４０ｃにはターゲットとしてグラファイトを使用し、スパッタ蒸発源４０ｂ，４０ｄにはターゲットとして金属を使用する。
【００２１】
ＤＬＣコーティング膜２０は、図２に示すように、ステンレス製ワーク２１の表面にニッケルメッキ層６１を形成し、このニッケルメッキ層６１の表面にボンド層６２、中間層６３、トップ層６４が順に積層して形成される。
【００２２】
図５は、上記ＤＬＣコーティング膜２０を形成するのにあたって、ターゲット出力が変化する様子を示している。
【００２３】
ボンド層６２は、金属ターゲット４０ｂ，４０ｄのみをスパッタして、金属膜として形成される。このボンド層６２を形成するのにあたって、図５に示すように、スパッタ蒸発源４０ｂ，４０ｄの金属ターゲット出力を１００％とし、スパッタ蒸発源４０ａ，４０ｃのグラファイトターゲット出力を０％と一定にして、所定時間だけスパッタが行われる。
【００２４】
中間層６３は、スパッタ蒸発源４０ｂ，４０ｄの金属ターゲットとスパッタ蒸発源４０ａ，４０ｃのグラファイトターゲットを同時にスパッタし、ターゲット出力を次第に変化させて金属と炭素の傾斜組成膜として形成される。この中間層６３を形成するのにあたって、図５に示すように、スパッタ蒸発源４０ｂ，４０ｄの金属ターゲット出力を１００％から一次的に減少させる一方、スパッタ蒸発源４０ａ，４０ｃのグラファイトターゲット出力を０％から一次的に増加させて、所定時間だけスパッタが行われる。
【００２５】
トップ層６４は、スパッタ蒸発源４０ｂ，４０ｄの金属ターゲットとスパッタ蒸発源４０ａ，４０ｃのグラファイトターゲットを同時にスパッタし、ターゲット出力を略一定にしてスパッタ蒸発源４０ｂ，４０ｄの金属ターゲットとスパッタ蒸発源４０ａ，４０ｃのグラファイトターゲットのスパッタ率を所定範囲に保って、所定時間だけスパッタが行われる。
【００２６】
このトップ層６４を形成するのにあたって、図５に示すように、スパッタ蒸発源４０ｂ，４０ｄの金属ターゲット出力を１０％程度とし、スパッタ蒸発源４０ａ，４０ｃのグラファイトターゲット出力を９０％程度と一定にして、トップ層６４に含まれる金属の比率は３〜１８％の範囲に設定する。さらに望ましくは、トップ層６４に含まれる金属の比率を３〜１２％の範囲に設定する。
【００２７】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００２８】
ステンレス製のワーク２１の表面にニッケルメッキ層６１を形成した後、金属の比率を１００％にしたボンド層６２を設けることにより、母材に対するＤＬＣコーティング膜２０の結合強度を高められる。
【００２９】
金属の比率を１００％にしたボンド層６２上に金属の比率を次第に減らす金属と炭素の傾斜組成膜からなる中間層６３を設け、中間層６３の上に炭素を主成分とするトップ層６４を設けることにより、ＤＬＣコーティング膜２０におけるトップ層６４の結合強度を高められる。
【００３０】
トップ層６４の金属の比率を３〜１８％の範囲に設定することにより、トップ層６４の密着性や靱性を高められ、高荷重によってワーク２１が変形するような場合、割れや、剥離が生じることを防止できる。そして、トップ層６４の硬度の低下を抑えられ、耐摩耗性を確保できる。
【００３１】
図６にトップ層６４に含まれる金属の比率と靱性及び硬度の関係を示すように、金属の比率を３〜１８％の範囲に設定することにより、トップ層６４の靱性と硬度の両方を高められる。さらにトップ層６４に含まれる金属の比率を３〜１２％の範囲に設定することにより、トップ層６４の靱性と硬度の両方を著しく高められる。
【００３２】
これに対して従来は、トップ層に含まれる金属の比率が０％になっていたため、密着性や靱性が不足し、トップ層に割れや剥離が生じやすいという問題点があった。
【００３３】
この結果、高荷重を受けるワーク２１の表面にＤＬＣコーティング膜２０を形成しても、ＤＬＣコーティング膜２０の割れや剥離が生じることを回避し、実用化が可能となる。
【００３４】
ブルドン管圧力計１０の圧力表示変換機構１は、レバー５のラックギア７とカム穴１７の表面に高硬度のＤＬＣコーティング膜２０を形成する構造のため、摩擦係数が低い平滑なＤＬＣコーティング膜２０によってラックギア７とピニオンギア８の摺接部に働く摩擦力を低減するとともに、カム穴１７とピン４の摺接部に働く摩擦力を低減し、ブルドン管圧力計１０の測定精度を高められるとともに、これら可動部材の摩耗を抑えてブルドン管圧力計１０の高い測定精度を維持できる。
【００３５】
さらに、ブルドン管圧力計１０は潤滑油を供給しなくても円滑な作動性が確保されるため、無給油状態で作動させることが可能となり、メンテナンスを不要にすることができる。
【００３６】
他の実施の形態として、圧力表示変換機構１の可動部を構成するピン４やピニオンギア８、リンク３等の表面にＤＬＣコーティング膜２０を形成しても良く、同様の効果が得られる。
【００３７】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、種々の圧力表示変換機構機械を用いたブルドン管圧力計に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態を示し、ブルドン管圧力計の側面図。
【図２】同じくＤＬＣコーティング膜の断面図。
【図３】同じくスパッタ法の原理を示す説明図。
【図４】同じくＵＢＭスパッタ装置の構成図。
【図５】同じくターゲット出力が変化する様子を示す特性図。
【図６】同じくトップ層に含まれる金属の比率と靱性及び硬度の関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００４０】
１  圧力表示変換機構
２  ピン
３  リンク
４  ピン
５  レバー
７  ラックギア
８  ピニオンギア
１０  ブルドン管圧力計
１１  ブルドン管
１７  カム穴
２０  ＤＬＣコーティング膜
２１  ワーク
４０ａ〜４０ｄ  スパッタ蒸発源
５０  ＵＢＭスパッタ装置
６１  メッキ層
６２  ボンド層
６３  中間層
６４  トップ層
【図１】
2006177910.tif 000003
【図２】
2006177910.tif 000004
【図３】
2006177910.tif 000005
【図４】
2006177910.tif 000006
【図５】
2006177910.tif 000007
【図６】
2006177910.tif 000008