(57)【要約】【課題】ガスの漏出のおそれがなく、耐久性の高いダイヤフラム、及びこのダイヤフラムを用いた圧力センサを提供する。【解決手段】本発明は、平板形状の受圧部１０１ａと、枠状の支持部１０１ｂとからなる金属製のダイヤフラム１０１であって、受圧部１０１ａは、平板形状の平板面に対し平行に発達した金属組織を有していることを特徴とする。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板形状の受圧部と、枠状の支持部とからなる金属製のダイヤフラムであって、
前記受圧部は、前記平板形状の平板面に対し平行に発達した金属組織を有していることを特徴とするダイヤフラム。
【請求項２】
前記受圧部が前記支持部の端面に接合されてなることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項３】
前記受圧部と前記支持部とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム。
【請求項４】
前記受圧部は、組成範囲が質量比で、Ｃｏ：２８〜４２％、Ｎｉ：１５〜４０％、Ｃｒ：１０〜２７％、Ｍｏ：３〜１２％、Ｔｉ：０．１〜１％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｆｅ：０．１〜２６％、Ｃ：０．１％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｗ：５％以下、Ａｌ：０．５％以下を含み、残部不可避不純物からなるＣｏ−Ｎｉ基合金、からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のダイヤフラム。
【請求項５】
前記受圧部は、組成範囲が質量比で、Ｃｒ：２４〜２６％、Ｍｏ：２．５〜３．５％、Ｎｉ：５．５〜７．５％、Ｃ：０．０３％以下、Ｎ：０．０８〜０．３％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる二相ステンレス鋼、からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のダイヤフラム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のダイヤフラムを用いた圧力センサ。
【請求項７】
平板形状の受圧部と、枠状の支持部とからなる金属製のダイヤフラムの製造方法であって、
原料合金のインゴットを平板状に加工し、加工後の平板をプレスで打ち抜くことにより、前記平板の平板面に対し平行に発達した金属組織を有する前記受圧部を作製する工程と、
前記受圧部と前記支持部の端面とを接合する工程と、
を含むことを特徴とするダイヤフラムの製造方法。
【請求項８】
前記受圧部と前記支持部の端面とを拡散接合により接合することを特徴とする請求項７に記載のダイヤフラムの製造方法。
【請求項９】
平板形状の受圧部と、枠状の支持部とからなる金属製のダイヤフラムの製造方法であって、
原料合金のインゴットを棒状に冷間加工し、加工方向に沿って延びた金属組織を有する棒体を作製する工程と、
前記棒体を所望の大きさに切断してブロック体とした後、前記平板方向の平板面に対し平行に金属組織が発達する向きとなるよう、前記ブロック体を削り出しにより前記受圧部と前記支持部とを一体的に形成する工程と、
を含むことを特徴とするダイヤフラムの製造方法。
【請求項１０】
前記受圧部は、組成範囲が質量比で、Ｃｏ：２８〜４２％、Ｎｉ：１５〜４０％、Ｃｒ：１０〜２７％、Ｍｏ：３〜１２％、Ｔｉ：０．１〜１％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｆｅ：０．１〜２６％、Ｃ：０．１％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｗ：５％以下、Ａｌ：０．５％以下を含み、残部不可避不純物からなる組成のＣｏ−Ｎｉ基合金、からなることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のダイヤフラムの製造方法。
【請求項１１】
前記受圧部は、組成範囲が質量比で、Ｃｒ：２４〜２６％、Ｍｏ：２．５〜３．５％、ＮＩ：５．５〜７．５％、Ｃ：０．０３％以下、Ｎ：０．０８〜０．３％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる二相ステンレス鋼、からなることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のダイヤフラムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラム、ダイヤフラムを用いた圧力センサ、ダイヤフラムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置、医療機器、自動車、食品等の幅広い分野において、液体や気体等の流体の圧力を測定するために圧力センサが用いられている。この圧力センサは、測定対象とする流体を導入する導入路を備えたキャップ部材と、このキャップ部材と一体化されたダイヤフラムとを備えている。
【０００３】
ダイヤフラムは、肉厚の筒状の支持部と、この筒状の支持部の上部開口を塞ぐように形成され、測定対象の流体と接触する薄肉の受圧部とから構成されている。また、このダイヤフラムの下面側には、測定対象を導入するための凹状の圧力室が形成されている。一方、ダイヤフラムとキャップ部材とで仕切られた空間には、基準ガスを導入するための基準圧力室が形成されている。
【０００４】
この圧力室に測定対象のガスが導入され、基準ガスが基準圧力室に導入されると、圧力室と基準圧力室との圧力差によって、ダイヤフラムの受圧部が変形する。受圧部のうち圧力室と反対側の側面であるダイヤフラムの上面にはブリッジ回路が設けられている。圧力測定時には、圧力室と基準圧力室との相対圧力に従い変形する受圧部に設けられたブリッジ回路の歪ゲージの抵抗変化を測定回路により計測する。
【０００５】
このような圧力センサに用いられるダイヤフラムには、腐食性の高い各種流体に対する耐食性に加えて、繰返しの変形に耐えられる優れた機械的強度が求められる。このような特性を有するダイヤフラムの材料としては、各種ステンレス鋼やＣｏ基合金等の金属材料が用いられている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６４０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような、筒状の支持部と、支持部の上部に形成された受圧部とからなる形状のダイヤフラムは、溶解によりインゴットを作製し、これを丸棒形状に引抜き加工したものを円盤状にスライスし、切削及び研磨を施すことにより、受圧部と支持部とを一体的に形成することができる。
【０００８】
このような形状の金属製のダイヤフラムの場合、受圧部が薄肉であることから、例えば、加工時の歪み等に起因する微小な気孔（クラック）が発生すると、受圧部をガスが透過してしまう虞がある。もしこのようなダイヤフラムを圧力センサに用いる場合、圧力室と基準圧力室との間で正確な相対圧力を得ることができずに、適切な圧力を得ることができなくなる問題が生じてしまう。
【０００９】
このため、本発明は、ガスの漏出のおそれがなく、耐久性の高いダイヤフラム、及びこのダイヤフラムを用いた圧力センサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明におけるダイヤフラムは、平板形状の受圧部と、枠状の支持部とからなる金属製のダイヤフラムであって、前記受圧部は、前記平板形状の平板面に対し平行に発達した金属組織を有していることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、ダイヤフラムの受圧部における金属組織を平板面に平行とすることで、受圧部を貫通する気孔の発生が抑制される。これにより、受圧部におけるガスの漏出を防止し、耐久性に優れたダイヤフラムとすることができる。
【００１２】
本発明におけるダイヤフラムは、前記受圧部が前記支持部の端面に接合されてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、上下方向に貫通する気孔の発生が抑制された平板と支持部とが溶接された構造となっている。これにより、受圧部におけるガスの漏出を防止し、耐久性に優れたダイヤフラムとすることができる。これに加えて、凹状のダイヤフラムに比べて研磨等の仕上げ加工の容易な平板を用いることにより、平坦度や表面の平滑性に優れた受圧部となり、圧力測定の精度の高いダイヤフラムとすることができる。
【００１４】
本発明におけるダイヤフラムは、前記受圧部と前記支持部とが一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、ダイヤフラムの受圧部と支持部とが一体的に形成され、溶接等による接合部を有していないことから、接合の不具合による機械的強度や耐食性の低下が抑制され、耐久性に優れたダイヤフラムとすることができる。
【００１６】
本発明におけるダイヤフラムは、前記受圧部が、組成範囲が質量比で、Ｃｏ：２８〜４２％、Ｎｉ：１５〜４０％、Ｃｒ：１０〜２７％、Ｍｏ：３〜１２％、Ｔｉ：０．１〜１％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｆｅ：０．１〜２６％、Ｃ：０．１％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｗ：５％以下、Ａｌ：０．５％以下を含み、残部不可避不純物からなるＣｏ−Ｎｉ基合金、からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、上記の効果を奏することに加えて、ハロゲン系の腐食性ガスに対する優れた耐食性及び耐久性を有するＣｏ−Ｎｉ基合金を受圧部に用いることにより、腐食性の流体の圧力測定に適した圧力センサのダイヤフラムとすることができる。
【００１８】
本発明におけるダイヤフラムは、前記受圧部が、組成範囲が質量比で、Ｃｒ：２４〜２６％、Ｍｏ：２．５〜３．５％、Ｎｉ：５．５〜７．５％、Ｃ：０．０３％以下、Ｎ：０．０８〜０．３％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる二相ステンレス鋼、からなることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、電気化学的な防食であるアノード腐食に対する優れた耐食性を有する二相ステンレス鋼が受圧部に用いられている。これにより、上記の効果を奏することに加えて、このダイヤフラムを用いる圧力センサと、圧力センサが組み込まれる配管との間に電位差が生じるようなアノード腐食環境下においても、充分な耐食性を確保することができる。
【００２０】
本発明における圧力センサは、上記各特徴を有しているダイヤフラムを用いることを特徴とする。
【００２１】
これにより、耐久性に優れた圧力センサとすることができる。
【００２２】
本発明におけるダイヤフラムの製造方法は、平板形状の受圧部と、枠状の支持部とからなる金属製のダイヤフラムの製造方法であって、原料合金のインゴットを圧延により平板状に加工し、加工後の平板をプレスで打ち抜くことにより、前記平板の平板面に対し平行に発達した金属組織を有する前記受圧部を作製する工程と、前記受圧部と前記支持部の端面とを接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、上下方向に貫通する気孔の発生が抑制された平板を作製し、これと支持部とを接合する工程とすることができる。これにより、受圧部におけるガスの漏出を防止し、耐久性に優れたダイヤフラムを作製することができる。これに加えて、凹状のダイヤフラムに比べて研磨等の仕上げ加工の容易な平板を用いることにより、平坦度や表面の平滑性に優れた受圧部となり、圧力測定の精度の高いダイヤフラムを作製することができる。
【００２４】
本発明におけるダイヤフラムの製造方法は、前記受圧部と前記支持部の端面とを拡散接合により接合することを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、受圧部と支持部とを低温で接合することができる。これにより、別部材からなる受圧部と支持部とを組合せた場合であっても、充分な強度を確保し、かつ、耐食性を保持するダイヤフラムを作製することができる。
【００２６】
本発明におけるダイヤフラムの製造方法は、平板形状の受圧部と、枠状の支持部とからなる金属製のダイヤフラムの製造方法であって、原料合金のインゴットを棒状に冷間加工し、加工方向に沿って延びた金属組織を有する棒体を作製する工程と、前記棒体を所望の大きさに切断してブロック体とした後、前記平板方向の平板面に対し平行に金属組織が発達する向きとなるよう、前記ブロック体を削り出しにより前記受圧部と前記支持部とを一体的に形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、受圧部において、上下方向に貫通する気孔の発生を抑制し、かつ、受圧部と支持部とを一体的に形成することができる。これにより、受圧部におけるガスの漏出を防止し、耐久性に優れたダイヤフラムを信頼性よく作製することができる。
【００２８】
本発明におけるダイヤフラムの製造方法において、前記受圧部は、組成範囲が質量比で、Ｃｏ：２８〜４２％、Ｎｉ：１５〜４０％、Ｃｒ：１０〜２７％、Ｍｏ：３〜１２％、Ｔｉ：０．１〜１％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｆｅ：０．１〜２６％、Ｃ：０．１％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｗ：５％以下、Ａｌ：０．５％以下を含み、残部不可避不純物からなる組成のＣｏ−Ｎｉ基合金、からなることを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、上記の効果を奏することに加えて、ハロゲン系の腐食性ガスに対する優れた耐食性及び耐久性を有するＣｏ−Ｎｉを受圧部に用いることにより、腐食性の流体の圧力測定に適した圧力センサのダイヤフラムを作製することができる。
【００３０】
本発明におけるダイヤフラムの製造方法において、前記受圧部は、組成範囲が質量比で、Ｃｒ：２４〜２６％、Ｍｏ：２．５〜３．５％、ＮＩ：５．５〜７．５％、Ｃ：０．０３％以下、Ｎ：０．０８〜０．３％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる二相ステンレス鋼、からなることを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、上記の効果を奏することに加えて、アノード腐食耐性を備えたダイヤフラムを作製することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ガスのリークの虞がなく、耐久性の高いダイヤフラム、及びこのダイヤフラムを用いた圧力センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るダイヤフラムを示す概略断面図である。
【図２】本発明に係るダイヤフラムを備えた圧力センサの一例を示す概略断面図である。
【図３】従来技術を説明する概略図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態のダイヤフラムの断面図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態のダイヤフラムの断面図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態のダイヤフラムを説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明のダイヤフラムの各実施形態を挙げ、その各構成について図面を参照しながら詳細に説明する。
（ダイヤフラム及び圧力センサの概要）
図１は、本発明のダイヤフラムの概略断面図である。
【００３５】
図１に示すように、ダイヤフラム１０１は、肉厚の筒状の支持部１０１ｂと、この筒状の支持部１０１ｂの上部開口を塞ぐように設けられた薄肉の受圧部１０１ａとを備えている。また、ダイヤフラム１０１は、その下面側に、測定対象流体を導入するための凹状の圧力室７を備えている。
【００３６】
また、図２に示すように、本発明の圧力センサ１０は、測定対象流体を備えたキャップ部材４と、このキャップ部材４と接合し一体化されたダイヤフラム１０１とを備えている。キャップ部材４は、開口部４ａを有して有底筒状で、開口部４ａの外周にはフランジ部４ｂを有し、かつ、開口部４ａ内周においてダイヤフラム１０１の周縁部と接合されている。キャップ部材４は、例えば、金属、合金、及び合金と樹脂モールドの複合材などにより形成されている。キャップ部材４の内部には、キャップ部材４とダイヤフラム１０１とで仕切られることにより、基準圧力室８が形成されている。キャップ部材４は基準ガスを流入させる流入口（図示略）を備えており、この基準ガスが基準圧力室８に導入され、基準圧力内の圧力が制御される。
【００３７】
圧力センサ１０を、図２に示す如く、測定対象流体の流路６を形成する配管５の周壁に形成した開口部５ａのまわりにキャップ部材４の開口部側を流路に対向させて取り付けると、圧力室７と流路６が連通されて、圧力室７には流路６から導入された流体が満たされる。従って、受圧部１０１ａは、測定対象流体が直に接触することとなる。
【００３８】
また、受圧部１０１ａのうち、圧力室７に対して反対側の側面、即ちダイヤフラム１０１の上面側には、シリコン酸化膜などの絶縁膜２を介してブリッジ回路３が設けられている。ブリッジ回路３は４つの歪ゲージ（不図示）により構成されており、各歪ゲージには配線９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄなどのコネクタ配線９が接続されている。
【００３９】
基準圧力室８に対して基準ガス等を導入するとともに、圧力室７に配管５内を流れる測定対象流体を導入すると、基準圧力室８及び圧力室７の圧力差により、受圧部１０１ａが変形する。例えば、基準圧力室８に対して圧力室７の相対圧力が高い場合には、受圧部１ａは基準圧力室８側に撓む。また、基準圧力室８の相対圧力が圧力室７に対して高い場合には、受圧部１０１ａは圧力室７側に撓む。従って、受圧部１０１ａの変形によるブリッジ回路３の４つの歪ゲージの抵抗変化を測定回路により計測し、この抵抗変化に基づき圧力室７の圧力を演算する。
（本発明の概要）
次に、本発明の概要について図面を基に詳述する。
【００４０】
図３は原料となるインゴットから従来技術によりダイヤフラムを作製する過程を示す概略図である。
【００４１】
図３（ｄ）の断面図に示すような、平板状の受圧部２０１ａ及び円筒状の支持部２０１ｂを備えたダイヤフラム２０１を作製する場合、まず、原料の金属または合金を溶解させ、図３（ａ）に示すようなインゴット２０を作製する。このインゴット２０に引抜き加工を施し、図３（ｂ）に示すような丸棒状に加工する。この丸棒から、図３（ｃ）に示すような円盤状のブロック体２２をスライスした後、切削加工及び研磨加工により、受圧部２０１ａと支持部２０１ｂとが一体化されたダイヤフラム２０１を作製することができる。
【００４２】
ここで、図３（ａ）に示すように、インゴット２０の内部には、偏析により気孔（ボイド）２１が発生することがある。インゴット２０に引抜き加工を施す場合、加工方向に金属組織が延びることになる。このとき、気孔２１もまた、図３（ｂ）に示すように、加工方向に引き延ばされた状態となる。もし図３（ｄ）に示すように、気孔２１がダイヤフラム２０１の受圧部２０１ａを貫通すると、基準圧力室８及び圧力室７との間にガスのリークが発生する虞がある。このようなダイヤフラム２０１を圧力センサとして用いると、測定ガスの漏れが発生することにより、適切な圧力を測定できなくなってしまう。
【００４３】
本発明者らは、このような問題に鑑み、鋭意検討した結果、ダイヤフラムの受圧部の厚み方向に気孔が貫通しないように金属組織を構成することにより、上述した問題を回避することを見出し、本発明に至ったものである。
【００４４】
本発明は、以下に示す各実施形態のダイヤフラムと、このダイヤフラムを備えた圧力センサにより、ガスの漏出の発生を抑制し、耐久性の高いダイヤフラム及び圧力センサとしたものである。
【００４５】
以下、ダイヤフラムの各実施形態について詳述する。
（第１実施形態）
本実施形態におけるダイヤフラム１は、図４に示すように、円板形状の受圧部１ａと、円筒状の支持部１ｂとからなる。
【００４６】
本実施形態の支持部１ｂは、例えば、高さ５ｍｍ、上端部の外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍ、下端部の外径３５ｍｍ、内径１０ｍｍの円筒形状とすることができるが、用いられる圧力センサが必要とされる特性や用途に応じて種々の形状、寸法とすることができる。この支持部１ｂは、従来のダイヤフラム同様に円柱状に加工されたインゴットを高さ方向にスライスした後、円筒形状となるように削り出しがなされ、次いで、研磨加工がなされる。これにより、所望の形状の支持部を作製することができる。
【００４７】
また、本実施形態における受圧部１ａは、例えば、外径３０ｍｍ、厚み０．１ｍｍの円板形状である。この外径は支持部１ｂの上端の外径の形状に合わせて作製されている。
【００４８】
この受圧部１ａは、金属インゴットを圧延加工により圧延した平板に、円形のプレスを用いて打ち抜き作製することによって得られる。平板の作製は上述の圧延加工のほか、鍛造を施すことによっても得られる。形成した円板はさらに、研磨加工が施され、充分な平坦度を備えた受圧部１ａとすることができる。
【００４９】
本実施形態では、従来のように円柱形状のブロックから一体的に切り出す場合と異なり、平板を研磨することができるため、効率よく、かつ、平坦度を高めるような研磨を行うことができる。また、ブロックから一体的に切り出されたダイヤフラムは手で研磨する必要があるのに対して、本実施形態のような平板形状の受圧部１ａは、圧延加工された平板の段階で機械的に研磨を施すことができる。これにより、研磨工程を効率化できることに加えて、最終的に作製される圧力センサの圧力測定の精度を高めることができるため好ましい。
【００５０】
また、元の金属インゴットを圧延や鍛造により平板状に加工することによって、金属組織も平板面と平行に引き延ばされ、平板面と平行に発達する。このとき、溶解時に発生した気孔もまた、平板面と平行に引き延ばされる。一方で、高さ（厚み）方向において気孔が貫通しなくなることから、作製する圧力センサにおけるガス漏出の発生を抑制することができる。
【００５１】
本実施形態における受圧部１ａの材質は、適用するダイヤフラムや圧力センサの特性、用途等に合わせて種々の金属を採用することができる。特に、後述する各種金属材料を受圧部１ａに用いることにより、用いられる圧力センサの所望の特性や用途に応じて優れた機械的特性や耐食性を発揮することができる。また、受圧部、支持部とも同種の部材で構成されていれば、接合が容易であり、異種金属の接触に起因する腐食を確実に回避することができることから、好ましい態様である。
【００５２】
ダイヤフラム１を構成する受圧部１ａと支持部１ｂとは、抵抗溶接、レーザー溶接、アーク溶接等の溶接、超音波溶接、拡散接合、等、各種の金属接合技術を用いて接合することができる。特に、拡散接合により受圧部１ａと支持部１ｂとを接合する場合、支持部１ｂの上端全面と受圧部１ａとが充分に接合することから好ましい。また、他の溶接方法よりも低温で加熱できることから、金属を高温で溶解しながら溶接する場合に問題となる接合強度や隙間腐食を抑制することができる点においても好ましい態様である。
【００５３】
具体的には、支持部１ｂと受圧部１ａとを密着させ、拡散接合装置内に設置し、真空若しくは不活性ガス雰囲気で加熱及び加圧することにより、両者の金属原子の拡散により接合する。例えば、加熱温度条件は９５０℃、加圧は３０ＭＰａとすることができるが、処理条件はこれに限られず、ダイヤフラムの形状及び材質に基づき適宜調節することができる。
（材料）
本発明において、ダイヤフラムには各種金属材料を用いることができる。特に、ダイヤフラムとしての機能を充分発揮できるよう、耐食性、耐久性に優れた種々の金属材料を用いることができる。具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、等の、各種ステンレス鋼や、Ｃｏ−Ｎｉ基合金、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｒ基合金、Ｎｉ−Ｃｒ基合金等、メタルダイヤフラムに用いられる各種金属材料を用いることができる。
【００５４】
特に、次の各種金属材料の場合、充分な耐食性及び耐久性を充分確保することができることから、メタルダイヤフラムの材料として好適に用いることができる。
【００５５】
例えば、組成範囲が質量比で、Ｃｏ：２８〜４２％、Ｎｉ：１５〜４０％、Ｃｒ：１０〜２７％、Ｍｏ：３〜１２％、Ｔｉ：０．１〜１％、Ｍｎ：１．５％以下、Ｆｅ：０．１〜２６％、Ｃ：０．１％以下、Ｎｂ：３％以下、Ｗ：５％以下、Ａｌ：０．５％以下を含み、残部不可避不純物からなるＣｏ−Ｎｉ基合金を用いることができる。このＣｏ−Ｎｉ基合金は、応力や繰り返しに対する疲労強度等の優れた機械的特性に加えて、ハロゲン系の腐食性ガスに対する優れた耐食性を有している。このＣｏ−Ｎｉ基合金を受圧部に用いることにより、腐食性の流体の圧力測定に適した圧力センサのダイヤフラムとすることができる。
【００５６】
また、組成範囲が質量比で、Ｃｒ：２４〜２６％、Ｍｏ：２．５〜３．５％、Ｎｉ：５．５〜７．５％、Ｃ：０．０３％以下、Ｎ：０．０８〜０．３％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなるオーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼（ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ）を用いることができる。この二相ステンレス鋼は、電気化学的な防食であるアノード腐食に対する優れた耐食性を有している。特に、食品等の配管に組み込まれた圧力センサにおいて、アース機器等が取り付けられている場合に、アノード腐食環境となる場合であっても、この二相ステンレス鋼をダイヤフラムの受圧部に用いることにより、優れた耐食性を発揮することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の別の実施形態について、図面を基に説明する。
【００５７】
図５におけるダイヤフラム１１も、受圧部１１ａと支持部１１ｂとから構成されるが、従来技術同様に、ブロック体から切削加工及び研磨加工により受圧部１１ａと支持部１１ｂとを一体的に作製したものである。
【００５８】
本実施形態が従来技術及び上述の第１実施形態と異なる点は、図６に示すように、引き抜き加工が施された原料のインゴット２０をスライスしてブロック体２２を形成した後、元のインゴット２０の長手方向が、受圧部１１ａの平板面と平行な向きとなるよう、ブロック体２２を９０°傾けてから、ブロック体２２に切削加工及び研磨加工を施すことにより、ダイヤフラム１１を作製する点である。
【００５９】
具体的には、原料の金属または合金の溶解により作製した、図６（ａ）に示すようなインゴット２０に気孔２１が入っている場合、引抜き加工によって、気孔２１は図６（ｂ）に示すように加工方向（長手方向）に引き延ばされている。このインゴットから円板形状のブロック体２２を切り出した後、図６（ｃ）に示すようにブロック体２２を９０°傾けると、気孔２１は、図３に示す従来技術とは異なり平板面と平行に向くことになる。この向きでブロック体２２に切削加工及び研磨加工を施すことにより、受圧部１１ａ及び支持部１１ｂを備えたダイヤフラム１１を作製することができる。
【００６０】
このダイヤフラム１１の受圧部１１ａにおいて、金属組織は平板面と平行に向いており、気孔２１が入っている場合にも、気孔２１もまた平板面と平行に延びた向きに形成されていることになる。このため、第１実施形態と同様に、気孔２１が受圧部１１ａの厚み方向を貫通することはないため、圧力センサにおいてガスの漏出を抑制することができる。
【００６１】
また、従来技術同様に、支持部１１ｂと受圧部１１ａとを一体的に形成することができるため、接合工程を必要としないことから、接合の不具合による耐久性や耐食性の低下を予防できる点においてもメリットがある。
【００６２】
なお、上記において原料の丸棒からダイヤフラム１１を作製したが、原料のインゴットを角柱状に引き抜き加工することにより作製した角柱からブロック体を形成してもよい。この場合、ブロック体を９０°傾けても安定して載置することができるため好ましい。
【００６３】
本実施形態において、ダイヤフラム１１の支持部１１ｂ及び受圧部１１ａを構成する材料は、第１実施形態と同様の材料を用いることができる。
【００６４】
また、本実施形態について、インゴット２０をスライスして作製したブロック体２２に切削加工及び研磨加工を施すことで受圧部１１ａと支持部１１ｂとを一体的に作製することを説明した。これに加えて、ブロック体２２に鍛造を施すことによっても、受圧部１１ａと支持部１１ｂとが一体的に形成されたダイヤフラム１１とすることができる。
【００６５】
具体的には、ブロック体２２に、ハンマ、プレス等の工具を介して圧力を加え、ダイヤフラム１１の形状とする。このような鍛造工程により、特に受圧部１１ａの金属組織中の結晶粒を機械的に微細化したり、金属組織中の欠陥を平板面と平行にしたりすることができる。これにより、金属組織中の欠陥自体を低減することに加えて、受圧部１１ａの厚み方向を貫通する欠陥を除去することができ、圧力センサにおいてガスの漏出を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１、１１、１０１、２０１…ダイヤフラム
１ａ、１１ａ、１０１ａ、２０１ａ…受圧部
１ｂ、１１ｂ、１０１ｂ、２０１ｂ…支持部
２…絶縁膜
３…ブリッジ回路
４…キャップ部材
５…配管
６…流路
７…圧力室
８…基準圧力室
９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）…コネクタ配線
１０…圧力センサ
２０…インゴット
２１…気孔
２２…ブロック体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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