(57)【要約】【課題】急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置を提供する。【解決手段】圧力センサ評価装置Ｓ１は、一端部側に圧力センサ１００が接続されるセンサ接続部２０１を有するシリンダ２００と、シリンダ２００の他端部側からシリンダ２００内に摺動可能に挿入されたピストン２１０と、シリンダ２００内にてセンサ接続部２０１とピストン２１０との間に封入されたオイル２２０とを備える。さらに、衝撃力付与手段３００として、先端側にハンマー３０１を有し当該ハンマー３０１に振り子運動を発生させる棒状部材３０２を備え、ハンマー３０１の振り子運動によってピストン２１０を叩くことにより衝撃力の付与を行い、それによりシリンダ２００内にてピストン２１０を摺動させオイル２２０を介して圧力センサ１００に印加する圧力を変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサ（１００）に印加する圧力を変化させて前記圧力センサ（１００）を評価する圧力センサ評価装置であって、
一端部側に前記圧力センサ（１００）が接続されるセンサ接続部（２０１）を有するシリンダ（２００）と、
前記シリンダ（２００）の他端部側から前記シリンダ（２００）内に摺動可能に挿入されたピストン（２１０）と、
前記シリンダ（２００）内にて前記センサ接続部（２０１）と前記ピストン（２１０）との間に封入され前記圧力センサ（１００）へ圧力を伝達する圧力伝達流体（２２０）と、
前記シリンダ（２００）の外部に設けられ、前記ピストン（２１０）に対して前記シリンダ（２００）の軸方向への衝撃力を与える衝撃力付与手段（３００、３１０、３２０、３３０、３４０）とを備え、
前記衝撃付与手段（３００〜３４０）による前記衝撃力の付与を行うことにより、前記シリンダ（２００）内にて前記ピストン（２１０）を摺動させ前記圧力伝達流体（２２０）を介して前記圧力センサ（１００）に印加する圧力を変化させることを特徴とする圧力センサ評価装置。
【請求項２】
前記圧力センサ（１００）に印加する圧力の変化は、３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の圧力変化であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ評価装置。
【請求項３】
前記圧力伝達流体（２２０）はオイルであることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ評価装置。
【請求項４】
前記衝撃力付与手段（３００、３１０、３２０）は、物理的に前記ピストン（２１０）を叩くことにより前記衝撃力の付与を行うものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ評価装置。
【請求項５】
前記衝撃力付与手段（３００）は、先端側にハンマー（３０１）を有し当該ハンマー（３０１）に振り子運動を発生させる棒状部材（３０２）を備えており、
前記ハンマー（３０１）の振り子運動によって前記ピストン（２１０）を叩くことにより前記衝撃力の付与を行うものであることを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ評価装置。
【請求項６】
前記衝撃力付与手段（３１０）は、棒状のクランクロッド（３１２）と前記クランクロッド（３１２）の一端側に連結され回転運動を行うクランクディスク（３１３）と前記クランクロッド（３１２）の他端側に連結され前記クランクディスク（３１３）の回転運動に応じて往復運動を行うスライダ（３１１）とを備えるクランク機構よりなり、
前記スライダ（３１１）を前記往復運動させて前記スライダ（３１１）によって前記ピストン（２１０）を叩くことにより前記衝撃力の付与を行うものであることを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ評価装置。
【請求項７】
前記衝撃力付与手段（３２０）は、凸部では前記ピストン（２１０）に接触し凹部では前記ピストン（２１０）から離れるように配置された歯車（３２１）を備えており、
前記歯車（３２１）を回転させて前記凸部によって前記ピストン（２１０）を叩くことにより前記衝撃力の付与を行うものであることを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ評価装置。
【請求項８】
前記ピストン（２１０）は磁性体により構成されており、
前記衝撃力付与手段（３３０、３４０）は、前記ピストン（２１０）に前記衝撃力としての磁力を与えて前記ピストン（２１０）の摺動を行う磁石部材（３３１、３４１）を備えるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ評価装置。
【請求項９】
前記磁石部材は、前記磁性体としての前記ピストン（２１０）に対する磁界強度を変化させる電磁石（３３１）よりなることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ評価装置。
【請求項１０】
前記磁石部材は、回転する磁性体（３４１）であって前記磁性体（３４１）の回転により前記ピストン（２１０）に対する磁界強度を変化させるものであることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサに印加する圧力を変化させて圧力センサを評価する圧力センサ評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の圧力センサ評価装置としては、たとえば、特許文献１に記載されているような物品を動的に圧力試験するための装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２３３９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の圧力センサ評価装置は、急激な圧力変化を発生させるのに適した構成とはなっておらず、たとえば、３ＭＰａ／ｍｓ以上の圧力変化を発生させることはできなかった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、一端部側に圧力センサ（１００）が接続されるセンサ接続部（２０１）を有するシリンダ（２００）と、シリンダ（２００）の他端部側からシリンダ（２００）内に摺動可能に挿入されたピストン（２１０）と、シリンダ（２００）内にてセンサ接続部（２０１）とピストン（２１０）との間に封入され圧力センサ（１００）へ圧力を伝達する圧力伝達流体（２２０）と、シリンダ（２００）の外部に設けられ、ピストン（２１０）に対してシリンダ（２００）の軸方向への衝撃力を与える衝撃力付与手段（３００〜３４０）とを備え、衝撃付与手段（３００〜３４０）による衝撃力の付与を行うことにより、シリンダ（２００）内にてピストン（２１０）を摺動させ圧力伝達流体（２２０）を介して圧力センサ（１００）に印加する圧力を変化させることを特徴とする。
【０００６】
それによれば、衝撃力の付与により、圧力センサ（１００）に印加する圧力を変化させることができるため、急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置を提供することができる。
【０００７】
具体的に、本発明によれば、圧力センサ（１００）に印加する圧力の変化は、３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の圧力変化とすることができる。また、圧力伝達流体（２２０）としては、オイルを採用できる。
【０００８】
また、衝撃力付与手段（３００、３１０、３２０）は、物理的にピストン（２１０）を叩くことにより衝撃力の付与を行うものにできる。
【０００９】
この場合、衝撃力付与手段（３００）としては、先端側にハンマー（３０１）を有し当該ハンマー（３０１）に振り子運動を発生させる棒状部材（３０２）を備え、ハンマー（３０１）の振り子運動によってピストン（２１０）を叩くことにより衝撃力の付与を行うものにすれば、振り子運動の振幅やハンマー（３０１）の質量などを変えることで衝撃力を調整することができる。
【００１０】
また、この場合、衝撃力付与手段（３１０）を、棒状のクランクロッド（３１２）とクランクロッド（３１２）の一端側に連結され回転運動を行うクランクディスク（３１３）とクランクロッド（３１２）の他端側に連結されクランクディスク（３１３）の回転運動に応じて往復運動を行うスライダ（３１１）とを備えるクランク機構よりなり、スライダ（３１１）を往復運動させてスライダ（３１１）によってピストン（２１０）を叩くことにより衝撃力の付与を行うものにしてもよい。それによれば、当該クランク機構の回転運動によって繰り返し衝撃力を付与することができるため、繰り返し測定に適したものとなる。
【００１１】
また、物理的にピストン（２１０）を叩くことにより衝撃力の付与を行う衝撃力付与手段（３２０）としては、凸部ではピストン（２１０）に接触し凹部ではピストン（２１０）から離れるように配置された歯車（３２１）を備え、歯車（３２１）を回転させて凸部によってピストン（２１０）を叩くことにより衝撃力の付与を行うものであってもよい。この場合も、歯車（３２１）の回転運動によって繰り返し衝撃力を付与することができるため、繰り返し測定に適したものとなる。
【００１２】
また、ピストン（２１０）を磁性体により構成した場合、衝撃力付与手段（３３０、３４０）としては、ピストン（２１０）に衝撃力としての磁力を与えてピストン（２１０）の摺動を行う磁石部材（３３１、３４１）を備えるものとしてもよい。
【００１３】
この場合、磁石部材を、磁性体としてのピストン（２１０）に対する磁界強度を変化させる電磁石（３３１）により構成すれば、電磁石（３３１）の極性の切替周波数や磁界強度を、電気的に制御することで、圧力変化の調整を行えるという利点がある。
【００１４】
また、磁石部材としては、回転する磁性体（３４１）であって磁性体（３４１）の回転によりピストン（２１０）に対する磁界強度を変化させるものであってもよい。それによれば、回転する磁性体（３４１）の回転数や磁界強度を変えることで、圧力変化の調整を行えるという利点がある。
【００１５】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサ評価装置Ｓ１を模式的に示す概略図である。この圧力センサ評価装置Ｓ１は、圧力センサ１００に印加する圧力を変化させて圧力センサ１００の検出性能等を評価するものである。
【００１８】
図１に示されるように、圧力センサ評価装置Ｓ１は、大きくは、両端部が開口した筒状のシリンダ２００と、シリンダ２００内に摺動可能に挿入されたピストン２１０と、シリンダ２００内に封入された圧力伝達流体としてのオイル２２０と、ピストン２１０に対して衝撃力を与える衝撃力付与手段３００とを備えている。
【００１９】
ここで、これらシリンダ２００、ピストン２１０、衝撃力付与手段３００は、ネジ止め、接着、溶接などの図示しない固定手段によって基台２３０上に固定されており、基台２３０に支持されている。この基台２３０は、これら部材を固定支持できるものであれば、金属、樹脂、セラミックなど、特に材質を限定されない。
【００２０】
シリンダ２００は、圧力センサ１００を確実に接続してこれを支持し、且つ、後述するようにピストン２１０の摺動によってオイル２２０の圧力変化を発生できるものであるならばよく、当該シリンダ２００としては、金属、樹脂およびセラミックなど、特に材質を限定されるものではない。
【００２１】
そして、シリンダ２００の一端部側は、圧力センサ１００が接続されるセンサ接続部２０１として構成されている。本実施形態では、後述するように（後述の図２参照）、センサ接続部２０１はネジ部であり、圧力センサ１００は、シリンダ２００の一端部側の開口部から挿入されて、ネジ結合によりシリンダ２００に固定されている。
【００２２】
ピストン２１０は、シリンダ２００の他端部側からシリンダ２００内に挿入されており、シリンダ２００内を当該シリンダ２００の軸方向、すなわち、図１中の左右方向に摺動可能となっている。このピストン２１０も、当該ピストン２１０自身の機能が発揮できるものであるならばよく、金属、樹脂およびセラミックなど、特に材質を限定されるものではない。
【００２３】
また、圧力伝達流体としては非圧縮性流体を採用できるが、ここではオイル２２０を採用している。このオイル２２０としては、たとえば、シリコーンオイルやフッ素オイルなどを適用することができる。このオイル２２０は、シリンダ２００内にてセンサ接続部２０１とピストン２１０との間に封入されており、ピストン２１０からの圧力を、圧力センサ１００へ伝達するものである。
【００２４】
そして、衝撃力付与手段３００は、シリンダ２００の外部にて基台２３０上に固定支持されている。この衝撃力付与手段３００は、シリンダ２００の軸方向（図１中の左右方向）すなわちシリンダ２００の他端部側からセンサ接続部２０１が存在する一端部側へ向かう方向に沿って、ピストン２１０に対して衝撃力を与えるものである。
【００２５】
この衝撃付与手段３００による衝撃力の付与を行うことにより、シリンダ２００内にてピストン２１０が摺動する。すると、この衝撃力がオイル２２０を介して圧力センサ１００に印加される。それにより、圧力センサ１００に印加される圧力が変化するようになっている。
【００２６】
本実施形態の衝撃力付与手段３００は、物理的にピストン２１０を叩くことにより衝撃力の付与を行うものである。ここで、物理的にピストン２１０を叩くとは、ピストン２１０に剛体を衝突させることである。剛体とは、外部から力が働いたときに、その変形が無視できると考えられる物体である。
【００２７】
本実施形態では、剛体としてハンマー３０１を用いている。つまり、本実施形態の衝撃力付与手段３００は、先端側にハンマー３０１を有し当該ハンマー３０１に振り子運動を発生させる棒状部材３０２を備えている。
【００２８】
この棒状部材３０２におけるハンマー３０１とは反対側の根元端部側は、支持柱３０３に固定された固定端となっており、この固定端を軸としハンマー３０１側を自由端として、棒状部材３０２は、振り子運動ができるようになっている。
【００２９】
これらハンマー３０１、棒状部材３０２および支持柱３０３の材質については、衝撃力付与手段３００としての機能が発揮されるものであればよく、金属、樹脂およびセラミックなど、特に限定されない。
【００３０】
この衝撃力付与手段３００は、人手などによってハンマー３０１を所定の高さＨ（図１参照）まで上げておき、その状態からハンマー３０１を落下させて振り子運動をさせることにより、ハンマー３０１をピストン２１０に衝突させるものである。つまり、本実施形態の衝撃力付与手段３００は、ハンマー３０１の振り子運動によってピストン２１０を叩くことにより衝撃力の付与を行うものである。
【００３１】
この衝突によりピストン２１０は、シリンダ２００の軸方向に変位し、その衝撃をオイル２２０が受け、それが圧力の変化として圧力センサ１００に伝達される。つまり、ピストン２１０の変位による圧力パルスが、オイル２２０を脈動させることにより、圧力変化が引き起こされる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、衝撃力の付与によって一種のウォーターハンマー現象が発生することにより、圧力センサ１００に印加する圧力を急激に変化させることが容易に行える。
【００３３】
また、本実施形態では、図１に示されるように、ギャップセンサ２４０が設けられている。このギャップセンサ２４０は、基台２３０に固定支持されており、衝撃力付与手段３００の衝撃力によるピストン２１０の移動量を計測するものである。このようなギャップセンサ２４０としては、たとえば一般的な光による変位計測を行うセンサを採用することができる。
【００３４】
そして、このギャップセンサ２４０により、衝撃力付与時のピストン２１０の移動量を計測すれば、当該移動量と圧力変化との相関を把握できる。そして、この相関関係を利用すれば、衝撃力付与手段３００において、ハンマー３０１の上記高さＨや質量を変えることによって、衝撃力を変え、圧力センサ１００に対する圧力変化を調整することが容易に可能となる。
【００３５】
ここで、本実施形態において、評価対象となる圧力センサ１００の一例を図２に示す。図２は、本実施形態に係る圧力センサ１００の全体概略を示す断面図である。この圧力センサ１００は、たとえば、自動車に搭載され自動車のエアコンの冷媒配管内の冷媒圧力を検出するものに適用することができる。
【００３６】
圧力センサ１００において、コネクタケース１０は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂を型成形することにより作られ、本例では略円柱状をなしている。この樹脂ケースとしてのコネクタケース１０の一端部（図２中、下方側の端部）には、凹部１１が形成されている。
【００３７】
この凹部１１の底面には、印加される圧力に応じた電気信号を出力する圧力検出素子２０が配設されている。この圧力検出素子２０は、限定するものではないが、たとえば、その表面に受圧面としてのダイアフラムを有し、このダイアフラムが受けた圧力を電気信号に変換し、この電気信号をセンサ信号として出力する半導体ダイアフラム式のものとして構成されている。
【００３８】
そして、圧力検出素子２０は、ガラス等よりなる台座２１に陽極接合等により一体化されており、この台座２１を凹部１１の底面に接着することで、圧力検出素子２０はコネクタケース１０に搭載されている。
【００３９】
また、コネクタケース１０には、圧力検出素子２０と外部の回路等とを電気的に接続するための複数本の金属製棒状のターミナルピン１２が貫通している。このターミナルピン１２は、インサートモールドによりコネクタケース１０と一体に成形され、それによりコネクタケース１０内に保持されている。
【００４０】
凹部１１内に突出する各ターミナルピン１２の一端部と圧力検出素子２０とは、ボンディングワイヤ１３によって結線され、電気的に接続されている。また、凹部１１内にはシリコン系樹脂等からなるシール剤１４が設けられている。
【００４１】
一方、図２において、コネクタケース１０の他端部（図２中、上方側の端部）側は開口部１５となっており、この開口部１５は、ターミナルピン１２の他端部側を外部配線部材に電気的に接続するためのコネクタ部となっている。
【００４２】
つまり、開口部１５内に露出する各ターミナルピン１２の他端部側は、このコネクタ部によって外部と電気的に接続が可能となっている。こうして、圧力検出素子２０と外部との間の信号の伝達は、ボンディングワイヤ１３およびターミナルピン１２を介して行われるようになっている。
【００４３】
また、図２に示されるように、コネクタケース１０の一端部には、ハウジング３０が組み付けられている。このハウジング３０は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料よりなるものであり、測定対象物からの測定圧力が導入される圧力導入孔３１と、圧力センサＳ１を測定対象物に固定するためのネジ部３２とを有する。
【００４４】
さらに、薄い金属製のダイアフラム３４と金属製の押さえ部材３５とがハウジング３０に全周溶接され、圧力導入孔３１の一端に気密接合されたものとなっている。このハウジング３０は、図１に示されるように、その端部をコネクタケース１０の一端部にかしめることで、かしめ部３６を形成しており、それによって、ハウジング３０とコネクタケース１０とが固定され一体化されている。
【００４５】
こうして組み合わせられたコネクタケース１０とハウジング３０とにおいて、コネクタケース１０の凹部１１とハウジング３０のダイアフラム３４との間で、圧力検出室４０が構成されている。
【００４６】
この圧力検出室４０には、圧力伝達媒体であり封入液であるフッ素オイル等よりなるオイル４１が充填され封入されている。このオイル４１の封入により、凹部１１には圧力検出素子２０およびボンディングワイヤ１３等の電気接続部分を覆うようにオイル４１が充填され、さらに、オイル４１はダイアフラム３４により覆われて封止された形となっている。
【００４７】
このような圧力検出室４０を構成することにより、圧力導入孔３１から導入された圧力は、ダイアフラム３４、オイル４１を介して、圧力検出室４０内の圧力検出素子２０、ボンディングワイヤ１３、ターミナルピン１２に印加されることになる。
【００４８】
また、圧力検出室４０の外周囲には、環状の溝４２が形成され、この溝４２内には、圧力検出室４０を気密封止するためのＯリング４３が配設されている。こうして、ダイアフラム３４とＯリング４３とにより圧力検出室４０が封止され閉塞されている。
【００４９】
そして、かかる圧力センサ１００は、上記図１に示されるように、圧力センサ評価装置Ｓ１に取り付けられる。つまり、ハウジング３０のネジ部３２を介して、シリンダ２００におけるセンサ接続部２０１にネジ結合される。このとき、圧力センサ１００とセンサ接続部２０１との間には、Ｏリング１０１を設けてシールを図る。
【００５０】
これにより、シリンダ２００内にてピストン２１０と圧力センサ１００との間に、オイル２２０が封止された状態となる。そのため、シリンダ２００内のオイル２２０の圧力がハウジング３０の圧力導入孔３１より圧力センサ１００内に導入される。
【００５１】
すると、導入された圧力がダイアフラム３４から圧力検出室４０内のオイル４１を介して、圧力検出素子２０の表面すなわち受圧面に印加される。そして、印加された圧力に応じた電気信号がセンサ信号として、圧力検出素子２０から出力される。
【００５２】
このセンサ信号は、圧力検出素子２０からワイヤ１３、ターミナルピン１２を介して、外部へ出力される。このようにして、圧力センサ１００における圧力検出が行われる。そして、上記したような衝撃力付与手段３００によって、オイル２２０を介して圧力センサ１００に印加される圧力が変化し、この変化は、上記した圧力検出の作用によって検出される。そのため、圧力センサ１００の特性評価が可能となる。
【００５３】
ところで、本実施形態によれば、衝撃力の付与により、圧力センサ１００に印加する圧力を変化させることができるため、急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置Ｓ１を提供することができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、衝撃力付与手段３００は、上記したように、ハンマー３０１および棒状部材３０２を備えており、ハンマー３０１の振り子運動によってピストン２１０を叩くことにより衝撃力の付与を行うものである。
【００５５】
そのため、上述したように、ハンマー３０１の高さＨ（図１参照）を変えて振り子運動の振幅を変えたり、ハンマー３０１の質量を変えたりすることで衝撃力を調整することができる。その結果、圧力センサ１００に印加する圧力変化の調整が容易に行える。
【００５６】
具体的に、本発明者の検討によれば、本実施形態では、圧力センサ１００に印加する圧力の変化は、３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の速度の圧力変化とすることができる。この圧力変化速度は、図３に示されるようにして求められる。図３は、本実施形態の評価装置Ｓ１において、圧力センサ１００に印加される圧力の時間に対する変化を示す図である。
【００５７】
図３に示されるように、時間ｔとともに印加される圧力Ｐが変化するが、この印加された圧力が０から最大値Ｐ１となるまでの時間をｔ１とする。そして、圧力センサ１００の評価における圧力変化速度は、この最大値Ｐ１を時間ｔ１で除した値（Ｐ１／ｔ１）にて表される。
【００５８】
そして、本実施形態では、この速度Ｐ１／ｔ１が３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の速度の圧力変化を発生させることができるのであり、このような大きな圧力変化は、従来の圧力センサ評価装置では決して実現できなかったものである。
【００５９】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ評価装置Ｓ２を模式的に示す概略図である。この圧力センサ評価装置Ｓ２は、上記第１実施形態の圧力センサ評価装置において、衝撃力付与手段３１０を変形したものであり、それ以外は同様であるため、以下、この相違点を中心に述べることとする。
【００６０】
図４に示されるように、本実施形態の圧力センサ評価装置Ｓ２における衝撃力付与手段３１０は、シリンダ２００の外部に設けられたクランク機構であり、図示しない上記基台に固定支持された剛体としてのスライダ３１１をピストン２１０に衝突させるものである。つまり、本実施形態の衝撃力付与手段３１０も、物理的にピストン２１０を叩くことにより衝撃力の付与を行うものである。
【００６１】
本実施形態の衝撃力付与手段３１０は、棒状のクランクロッド３１２と、このクランクロッド３１２の一端側に連結されたクランクディスク３１３と、クランクロッド３１２の他端側に連結された上記スライダ３１１とを備えるクランク機構により構成されている。なお、これら各部３１１〜３１３の材質は、本実施形態の衝撃力付与手段３１０としての機能が発揮されるならば、金属、樹脂およびセラミックなど、特に限定されるものではない。
【００６２】
クランクディスク３１３は円板状のものであり、電動式のモータ３１４により回転できるようになっている。また、このクランクディスク３１３の回転速度はモータ３１４により調整が可能となっている。
【００６３】
そして、このクランクディスク３１３が回転すると、これに取り付けられているクランクロッド３１２は、その長手方向すなわちシリンダ２００の軸方向に直線的に往復運動を行う。すると、クランクロッド３１２に取り付けられているスライダ３１１によって、ピストン２１０が繰り返し叩かれる。
【００６４】
このスライダ３１１のピストン２１０への物理的な衝突により、ピストン２１０は、シリンダ２００の軸方向に沿って圧力センサ１００の方へ変位する。すると、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、その衝撃はオイル２２０を介して、急激な圧力変化として圧力センサ１００に伝達される。そして、圧力センサ１００は、この圧力変化に応じた信号を出力するため、圧力センサ１００の評価が行われる。
【００６５】
また、本実施形態の場合、クランクディスク３１３の回転数を変えることにより圧力周波数を調整したり、クランクディスク３１３の大きさを変えることで圧力振幅を調整したりすることができる。そして、これらにより、圧力変化速度を制御できる。
【００６６】
このように、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、衝撃力の付与により、圧力センサ１００に印加する圧力を変化させることができるため、３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置Ｓ２を提供することができる。
【００６７】
また、本実施形態の衝撃力付与手段３１０は、上記したクランクロッド３１２、クランクディスク３１３およびスライダ３１１を備えるクランク機構よりなり、スライダ３１１の往復運動によってピストン２１０に衝撃力の付与を行うものであるが、このようにクランク機構の回転運動によって繰り返し衝撃力を付与することができるため、繰り返し測定に適したものとなる。
【００６８】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサ評価装置Ｓ３を模式的に示す概略図である。この圧力センサ評価装置Ｓ３は、上記第１実施形態の圧力センサ評価装置において、衝撃力付与手段３２０を変形したものであり、それ以外は同様であるため、以下、この相違点を中心に述べることとする。
【００６９】
図５に示されるように、本実施形態の圧力センサ評価装置Ｓ３における衝撃力付与手段３２０は、シリンダ２００の外部に設けられた歯車３２１を備えるものであり、この歯車３２１は図示しない上記基台に対して回転可能に支持された剛体である。
【００７０】
そして、この歯車３２１をピストン２１０に衝突させることで衝撃力の付与を行うようになっており、本実施形態の衝撃力付与手段３２０も、物理的にピストン２１０を叩くことにより衝撃力の付与を行うものとして構成されている。
【００７１】
つまり、本実施形態の衝撃力付与手段３２０は、周面が凹凸形状をなす歯車３２１とこの歯車３２１を回転させる電動式のモータ３２２とにより構成される。この歯車３２１の回転速度はモータ３２２により調整が可能となっている。また、歯車３２１の材質は、本実施形態の衝撃力付与手段３１０としての機能が発揮されるならば、金属、樹脂およびセラミックなど、特に限定されるものではない。
【００７２】
この歯車３２１は、その回転に伴い、凸部ではピストン２１０に接触し凹部ではピストン２１０から離れるように配置されたものであり、モータ３２２によって歯車３２１が回転すると、歯車３２１の凸部によって、ピストン２１０が繰り返し叩かれるようになっている。
【００７３】
すると、この歯車３２１のピストン２１０への物理的な衝突により、ピストン２１０は、シリンダ２００の軸方向に沿って圧力センサ１００の方へ変位する。そして、その衝撃はオイル２２０を介して、急激な圧力変化として圧力センサ１００に伝達される。そして、圧力センサ１００は、この圧力変化に応じた信号を出力するため、圧力センサ１００の評価が行われる。
【００７４】
また、本実施形態の場合、歯車３２１の山の数すなわち凸部の数や回転数を変えることで圧力周波数を調整することができ，歯車３２１の凸部の高さを変えることで圧力振幅の調整ができる。そして、これらにより、圧力変化速度を制御できる。
【００７５】
このように、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、衝撃力の付与により、圧力センサ１００に印加する圧力を変化させることができるため、３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置Ｓ３を提供することができる。
【００７６】
また、本実施形態の衝撃力付与手段３２０は、上記した歯車３２１を備えるものであり、歯車３２１の回転運動によってピストン２１０に衝撃力の付与を行うものであるが、この歯車３２１の回転運動によって繰り返し衝撃力を付与することができるため、繰り返し測定に適したものとなる。
【００７７】
（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る圧力センサ評価装置Ｓ４を模式的に示す概略図である。この圧力センサ評価装置Ｓ４は、上記第１実施形態の圧力センサ評価装置において、衝撃力付与手段３３０を変形したものであり、それ以外は同様であるため、以下、この相違点を中心に述べることとする。
【００７８】
上記第１〜第３実施形態では衝撃力付与手段は、振り子機構、クランク機構あるいは歯車によって、物理的にピストン２１０を叩くことにより衝撃力の付与を行うものであった。それに対して、本第４実施形態の圧力センサ評価装置Ｓ４における衝撃力付与手段３３０は、ピストン２１０に衝撃力としての磁力を与えてピストン２１０の摺動を行う磁石部材３３１を備えるものである。
【００７９】
図６に示されるように、本実施形態では、ピストン２１０は磁性体により構成されている。たとえば、ピストン２１０はフェライトなどの永久磁性材料などにより形成されたものである。そして、本実施形態の衝撃力付与手段としての磁石部材３３１は、電磁石３３１である。
【００８０】
この電磁石３３１は、コイルに軟鉄心を差し入れたような一般的な電磁石の構成を有する。また、交流電源３３２は、電磁石３３１への通電を制御し磁力をオンオフするものである。そして、交流電源３３２によって電磁石３３１の磁力が制御されることで、電磁石３３１からのピストン２１０への磁界強度が変化するようになっている。
【００８１】
この電磁石３３１によって、当該電磁石３３１とピストン２１０との間に反力となる磁力が印加されることにより、ピストン２１０に衝撃力としての磁力が付与される。そして、この反力としての磁力のピストン２１０への付与により、ピストン２１０は、シリンダ２００の軸方向に沿って圧力センサ１００の方へ変位する。
【００８２】
このピストン２１０の変位による衝撃は、オイル２２０を介して、急激な圧力変化として圧力センサ１００に伝達される。そして、圧力センサ１００は、この圧力変化に応じた信号を出力するため、本実施形態においても圧力センサ１００の評価を適切に行うことができる。
【００８３】
本実施形態の場合、電磁石３３１の極性の切替周波数を変えることで圧力周波数を調整することができ，また、電磁石３３１の磁界強度を変えることで圧力振幅の調整ができる。そして、これらにより、圧力変化速度を制御できる。
【００８４】
このように、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様に、衝撃力の付与により、圧力センサ１００に印加する圧力を変化させることができるため、３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置Ｓ４を提供することができる。
【００８５】
また、本実施形態の衝撃力付与手段３３０は、上記した電磁石３３１を備えるものであり、電磁石３３１の極性の切替周波数や磁界強度を、交流電源３３２によって電気的に制御することで、圧力変化の調整を行えるという利点がある。
【００８６】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係る圧力センサ評価装置Ｓ５を模式的に示す概略図である。この圧力センサ評価装置Ｓ５は、上記第１実施形態の圧力センサ評価装置において、衝撃力付与手段３４０を変形したものであり、それ以外は同様であるため、以下、この相違点を中心に述べることとする。
【００８７】
本実施形態の圧力センサ評価装置Ｓ５においても、ピストン２１０は磁性体により構成されており、衝撃力付与手段３４０は、上記第４実施形態と同様に、ピストン２１０に衝撃力としての磁力を与えてピストン２１０の摺動を行う磁石部材３４１を備えるものである。
【００８８】
図７に示されるように、本実施形態の磁石部材は、フェライトなどの永久磁性材料により構成された棒状の磁性体３４１である。ここでは、この磁性体３４１は、一端部がＮ極、他端部がＳ極であり、その中間部が図示しない上記基台に固定され、この固定部分を軸にして上記両端部が回転可能となっている。
【００８９】
この磁性体３４１の回転は、電動式のモータ３４２により行われるようになっている。つまり、本実施形態の衝撃力付与手段３４０は、これら磁性体３４１およびモータ３４２により構成される。そして、この磁性体３４１の回転速度はモータ３４２により調整が可能となっている。
【００９０】
この場合、磁性体３４１の回転に伴い、ピストン２１０に対する磁界強度、すなわち、磁性体３４１によるピストン２１０への磁力の大きさが、変化するようになっている。つまり、この磁性体３４１の回転によって当該磁性体３４１とピストン２１０との間に反力となる磁力と引力となる磁力が繰り返し印加される。
【００９１】
そして、反力となる磁力が印加されたときに、ピストン２１０に衝撃力としての磁力が付与される。このとき、ピストン２１０は、シリンダ２００の軸方向に沿って圧力センサ１００の方へ変位する。
【００９２】
その衝撃はオイル２２０を介して、急激な圧力変化として圧力センサ１００に伝達される。そして、圧力センサ１００は、この圧力変化に応じた信号を出力するため、本実施形態においても、圧力センサ１００の評価が行われる。
【００９３】
本実施形態の場合、磁性体３４１の回転数を変えることで圧力周波数を調整することができ、また、磁性体３４１の材質を変えて磁界強度を変えることで圧力振幅の調整ができる。そして、これらにより、圧力変化速度を制御できる。
【００９４】
このように、本実施形態によっても、衝撃力付与手段３４０による衝撃力の付与により、圧力センサ１００に印加する圧力を変化させることができるため、３ＭＰａ／ｍｓｅｃ以上の急激な圧力変化を発生させるのに適した構成を有する圧力センサ評価装置Ｓ５を提供することができる。
【００９５】
また、本実施形態の衝撃力付与手段３４０は、上記した回転により磁界強度を変化させる磁性体３４１を備えるものであり、電動式のモータ３４２によって、回転する磁性体３４１の回転数や磁界強度を変えることで、電気的に圧力変化の調整を行えるという利点がある。
【００９６】
また、本実施形態の衝撃力付与手段３４０としての磁性体３４１は、磁性体３４１の回転に伴い、ピストン２１０に対する磁界強度が変化するようになっているものであればよく、上記図７に示したような棒状のものに限定されるものではない。
【００９７】
（他の実施形態）
なお、上記第２実施形態〜第５実施形態では、各図において圧力センサ評価装置に上記ギャップセンサ２４０が設けられていなかったが、これら実施形態においても上記第１実施形態と同様に、ピストン２１０の移動量を計測する移動量計測手段としてのギャップセンサが設けられていてもよい。
【００９８】
この場合、ギャップセンサからの情報に基づいて、衝撃力付与手段を構成する上記モータ３１４、３２２、３４２あるいは交流電源３３２を調整すれば、衝撃力の制御が可能である。
【００９９】
また、上記各実施形態では、シリンダ２００には、評価対象となる圧力センサ１００を１個取り付けるものであったが、シリンダ２００においてセンサ接続部を並列に２個以上設けることにより、圧力センサを複数個取り付けるようにしてもよい。それにより、複数個の圧力センサを同時に評価できるようにしてもよい。
【０１００】
また、上記各実施形態において、評価対象となる圧力センサ１００は上記図２に示したようなメタルダイアフラム式のものに限定するものではない。当該圧力センサとしては、上記各実施形態の圧力センサ評価装置におけるシリンダ２００のセンサ接続部２０１に接続され、シリンダ２００内のオイル２２０から圧力を受圧できるものであれば、特に限定されるものではない。
【０１０１】
なお、圧力センサとシリンダ２００のセンサ接続部２０１との接続は、上述したようなネジ結合に限定されるものではなく、装着および取り外しが可能であるならば、たとえば、圧入や爪嵌合などであってもよい。さらには、圧力センサとセンサ接続部との間に、別体の接続部材を介在させて、圧力センサの接続を行ってもよい。
【０１０２】
また、上記各実施形態において、圧力伝達流体は、上記したようなピストン２１０からの衝撃力を圧力センサ１００に適切に伝達できるものならば、上記したフッ素オイルやシリコーンオイルなどよりなるオイル２２０に限定されるものではない。
【０１０３】
たとえば、これらオイル以外にも水などの非圧縮性流体を採用してもよく、これらによって、上記した一種のウォーターハンマー現象を発生させ、圧力センサに対して急激な圧力変化を起こすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサ評価装置を模式的に示す図である。
【図２】上記第１実施形態に係る圧力センサの全体概略断面図である。
【図３】圧力変化速度を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る圧力センサ評価装置を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る圧力センサ評価装置を模式的に示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る圧力センサ評価装置を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る圧力センサ評価装置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００…圧力センサ、２００…シリンダ、２０１…センサ接続部、
２１０…ピストン、２２０…圧力伝達流体としてのオイル、
３００、３１０、３２０、３３０、３４０…衝撃力付与手段、
３０１…ハンマー、３０２…棒状部材、３１１…スライダ、
３１２…クランクロッド、３１３…クランクディスク、３２１…歯車、
３３１…磁石部材としての電磁石、３４１…磁石部材としての磁性体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008216037.tif 000006
【図５】
2008216037.tif 000007
【図６】
2008216037.tif 000008
【図７】
2008216037.tif 000009