(57)【要約】【課題】工作対象物が気体の吹き付け工程において気体から受ける力を測定するセンサ、及び、気体の吹き付け工程を監視し、又は管理する方法を提供する。【解決手段】センサは、工作対象物に擬した平板とひずみゲージを有し、気体から受ける力をひずみゲージ抵抗変化として測定することができるため、気体を吹き付ける工程が所望の目的を達成できるかどうかを管理する直接的指標を得ることができる。【選択図】図１
2016121978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作対象物を乾燥させ、又は、工作対象物に付着した液体、液滴若しくは粉体を除去する目的で行われる前記工作対象物に対して気体を吹き付ける工程において、
前記工程が前記目的を達成できるかどうかを判定する方法であって、
荷重を計測するセンサを用いること、
前記センサに対して、前記工程と同じ条件により前記気体を吹きつけた時の荷重を測定すること、
及び、前記判定を前記荷重の値を用いて行うことを特徴とする方法
【請求項２】
前記判定のしきい値は、前記工程が前記目的を達成する最低の荷重の値、または、前記最低の荷重に安全率を乗じた値であること、
を特徴とする請求項１に記載の方法
【請求項３】
前記センサにより計測された前記荷重の値が予め設定した前記しきい値を下回った場合は、前記工程が前記目的を達成することができないと判定し、この判定結果を出力する、請求項２に記載の方法を用いる装置
【請求項４】
前記センサにより計測された荷重の値が予め設定した前記しきい値を上回った場合は、前記工程が前記目的を達成することができると判定し、この判定結果を出力する、請求項２に記載の方法を用いる装置
【請求項５】
前記気体から力を受ける受部と、前記受部に接続された梁部と、前記梁部に接続された支持部とを備え、前記受部が受ける荷重を測定する測定手段を有し、
前記測定手段が、前記受部が受ける荷重により前記梁部に発生するひずみを前記梁部が備えるひずみ測定手段を含むものであること、
及び、
前記受部、前記梁部及び前記支持部を結ぶ軸についての前記梁部の断面二次モーメントが、前記受部、前記梁部及び前記支持部を結ぶ軸についての前記支持部の断面二次モーメントより小さいこと、
を特徴とする請求項１の方法に用いるセンサ
【請求項６】
前記受部、前記梁部及び前記支持部を結ぶ軸についての前記梁部と前記支持部との接続部の断面二次モーメントは、前記梁部から前記支持部の方向に向かって連続的に増加すること、
を特徴とする請求項５に記載のセンサ
【請求項７】
前記受部が貫通孔を有することを特徴とする請求項５に記載センサ
【請求項８】
前記受部の幅が前記梁部に比して大きいことを特徴とする請求項５に記載のセンサ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、工作対象物が気体の吹きつけ工程において気体から受ける荷重を測定するセンサ、及び、気体の吹きつけ工程を監視し、又は管理する方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】  製造現場において、工作対象物に対して気体を吹きつける工程は、該工作対象物を乾燥させる目的、該工作対象物に付着した液体、液滴又は粉体を除去する目的などに用いられている。【０００３】  工作対象物に対して吹きつけられる気体の管理には、吹きつけ気体を発生させるノズルの口径、工作対象物とノズルとの距離、コンプレッサーの圧力又は配管を通過する気体の流速若しくは流量といった、間接的な指標が用いられている。【０００４】  しかし、工作対象物を乾燥させる目的及び工作対象物に付着した液体、液滴又は粉体を除去する目的で行われる工作対象物に対して気体を吹きつける工程において、前記間接的な指標により監視し、又は、管理することは、ノズルの詰まり、又は、工作する環境若しくは工作対象物に起因した工作対象物周囲の気体の流線の変動により該間接的な指標が変動することから、適当ではない。【０００５】  特許文献１には、外郭をなす箱体と、箱体の側面と上面または正面を開口した手挿入部と、手挿入部の手前側内面と奥側内面に７０ｍｍ〜９０ｍｍの間隔で配置されたノズルと、ノズルに空気流を供給する空気発生部を備え、ノズルから噴出される空気流の最大空気出力が５００Ｗ以下、手挿入部の側面と上面または正面の開口面積が５５０００平方ミリメートル以上ある、手乾燥装置が開示されている。【０００６】  特許文献２には、粉体間に働く付着力を測定するために風圧を徐々に変化させそれぞれの風圧に対応した飛翔したトナーの質量を求める方法、が開示されている。【０００７】  特許文献３には、流路中に配置されて前記流路中の流体から流体力を受ける受感部と、後端側を固定し、先端側を自由端にして設けられるとともに、前記先端側に前記受感部を接続して配設されたロッドと、前記ロッドに取り付けられ、前記受感部に流体が作用するとともに前記ロッドに生じるせん断力を計測するための歪みゲージとを備えていることを特徴とする荷重計測装置、が開示されている。【０００８】  特許文献４には、自由端同士が対向するように配置されている一対のカンチレバーと、前記カンチレバーが取り付けられて、前記カンチレバーを支持する一対の支持部材と、流体からの力を受け、かつ一対の前記カンチレバーによってピン支持される受感部と、前記カンチレバーと受感部との間に設けられ、かつ前記カンチレバーと前記受感部との少なくとも一方とは非拘束となって、前記カンチレバーと前記受感部との間で力を伝達する伝達部材と、それぞれの前記カンチレバーの固定端と前記力伝達部材との間に設けられる力検出手段とを含むことを特徴とする流体力計測装置、が開示されている。【０００９】  特許文献５には、流体中に置かれた壁面近傍の表面摩擦を測定する装置において、高さの相違する２つの微細な片持ち梁型表面摩擦センサーを壁面から流体の流れに直交するように立設し、２つのそれぞれの微細な片持ち梁型表面摩擦センサーの根元付近に歪みゲージを取り付け、歪みゲージの出力から壁面近傍の流速、流れの方向及び表面摩擦を測定することを特徴とする表面摩擦測定装置、が開示されている。【００１０】  特許文献６には、開空間を流れる噴流の流速を正確に測定できる流速測定装置及び流速測定方法、が開示されていて、流速測定装置は、噴出口から噴出される噴流を受ける受部と、噴流により受部が受ける荷重を計測するコイルばね及び変位計測部と、受部が受けた噴流の体積を計測するフロートセンサと変位計測部及びフロートセンサで計測された計測値に対応する計測値信号からの噴流の流速を演算するＣＰＵ部とを備える。【００１１】  特許文献７には、特に低速域での流速計測精度を向上させた流速センサ素子、が開示されていて、流速センサ素子は、毛状構造体と、この毛状構造体の基部に設けられ、前記毛状構造体を支持するように形成された支持梁と、この支持梁に組み込まれた歪みゲージと、前記基板を支持する基板とを具え、所定の流体が前記毛状構造体に接触した際の、前記毛状構造体の変形量を前記支持梁の変形量を通じて前記歪みゲージによって検出することにより、前記所定流体の流速を計測する。【００１２】  特許文献８には、表裏に電極を蒸着した高分子圧電フィルムが、風圧によって撓むときその電極間に発生する電荷を検出することによって圧電フィルムと大気との相対的運動を測定できるようにした風圧センサーが開示されている。【００１３】  非特許文献１には、気流を受ける測定対象物の表面に感圧塗料を塗布してこの測定対象物の表面の圧力分布を測定する手法、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１４−０３６８８４
【特許文献２】特開２００９−１７５０５５
【特許文献３】特開２０１２−８８１６８
【特許文献４】特開２００９−１１５７４８
【特許文献５】特開２００６−０７１４０４
【特許文献６】特開２００３−１０７１００
【特許文献７】特開２００２−２２８６７７
【特許文献８】特開２００２−１４８２７３
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】日本航空宇宙学会誌  第５４巻  ６２４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】  本発明の第１の目的は、工作対象物を乾燥させる目的及び工作対象物に付着した液体、液滴又は粉体を除去する目的で行われる前記工作対象物に対して気体を吹きつける工程において、前記気体が吹きつけられる工程が所望の目的を達成できるかどうかを判断する直接的な指標を測定し、もって、前記工程を監視し、又は、管理する方法を提供することにある。【００１７】  また、本発明の第２の目的は、前記第１の目的のために、気体が吹きつけられることで前記工作対象物又は前記工作対象物に付着した液体、液滴若しくは粉体が受ける力を正確に測定することができるセンサを提供することにある。【００１８】  工作対象物又はセンサに対して試験気体が吹きつけられると、工作対象物又はセンサは変位する試験気体から荷重をそれぞれ受ける。この荷重は、工作対象物又はセンサの近傍での気圧分布、工作対象物又はセンサに働くせん断力等が発生源であると考えられるが、これらの値を正確に特定することは、工作対象物又はセンサ及び試験空間といった複雑なモデルを用いた数値流体解析によってのみ明らかになるものであり、きわめて困難である。そのため、このような解析を必要とせずに、直接、荷重を計測することができるセンサが必要である。【００１９】  また、この目的に適したセンサは、流路内ではなく開放空間中において使用することが可能であり、かつ、気体吹きつけ工程程度の流速の気体を対象とした測定ができ、かつ、高密度の流体（たとえば水）ではなく低密度の流体（たとえば気体）から工作対象物が受ける荷重を測定することができ、かつ、粉体等を気体に混入させる必要なく測定できるもの、かつ、使用時に破壊することがない耐久性を備えるものでなければならない。【００２０】  あわせて、センサは、ホットブロワーによる乾燥工程に適用できるよう、出力が温度により変化しないこと、又は、温度による出力変化を補償する機能を有すること、及び、熱により破壊又は劣化しないことが望ましい。【００２１】  本発明は、上記課題を解決したセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】  第１の発明は、工作対象物を乾燥させ、又は、工作対象物に付着した液体、液滴若しくは粉体を除去する目的で行われる前記工作対象物に対して気体を吹きつける工程において、前記工程が前記目的を達成できるかどうかを判定する方法であって、荷重を計測するセンサを用いること、前記センサに対して、前記工程と同じ条件により前記気体を吹きつけた時の荷重を測定すること、及び、前記判定を前記荷重の値を用いて行うことを特徴とする方法である。【００２３】  発明者らは、工作対象物を乾燥させ、又は、工作対象物に付着した液体、液滴若しくは粉体を除去する目的で行われる前記工作対象物に対して気体を吹きつける工程において、前記工程が前記目的を達成できるかどうか、すなわち、前記工作対象物を乾燥させることができるか、前記工作対象物に付着した液体、液滴又は粉体を除去できるかという指標は、前記センサが前記気体から受ける荷重と相関があることを見出した。そのため、前記センサが前記気体から受ける荷重を測定することで、前記工程が前記目的を達成できるかどうかを判定することができる。【００２４】前記判定のしきい値は、前記センサに対して、前記工程と同じ条件により前記気体を吹きつけた時に、前記工程が前記目的を達成する最低の荷重の値として決定することができる。また、前記工程において前記目的が達成されない事態を予防するために、前記判定のしきい値は、前記最低の荷重に安全率を乗じた値として決定されることもできる。【００２５】前記工程と同じ条件は、前記工作対象物と前記センサとが、同形式の搬送装置により搬送され、同形式の気体噴出装置により前記気体が吹きつけられる構成において再現できる。前記気体噴出手段の気体噴出口と前記工作対象物との間の距離と、前記気体噴出口の気体噴出口と前記センサとの間の距離とが同一であることは望ましいが、必須ではない。前記センサが前記搬送装置に設置される位置が前記工程を通じて一定であればよい。【００２６】前記工程における使用の一例を図８により説明するが、本発明の実施形態は、この形態に限定されるものではない。台座２００に固定されたホットブロワーなどの気体噴出装置２０１の面をベルトコンベアなどの搬送装置２０２に載置された前記工作対象物２０３が順次通過して乾燥される工程において、前記乾燥の工程が前記乾燥の目的を達できる条件で通過している時、前記搬送装置上に前記センサ２０４を載置し、前記センサにより荷重を計測する。その後も同様に、搬送装置に載置する前記工作対象物に並べて、前記センサを載置し、前記センサが前記気体噴出装置から前記気体２０５を吹きつけられる時の前記荷重の値の計測を繰り返し行う。その荷重の値が低下した場合は、前記工程において、前記乾燥の目的が達成できなかった可能性があると判定して、前記工程を管理することができる。【００２７】前記搬送装置には、作業者の手による把持も含まれる。すなわち、前記作業者が前記工程に従事する場合に、適時、前記センサに対して吹きつけを行い、前記荷重の値の計測を繰り返し行う。その荷重の値が低下した場合は、前記工程において、前記乾燥の目的が達成できない可能性があると判定して、前記気体噴出装置の設定値を変更するな��の対策を講じることができる。【００２８】前記工程の監視は、前記センサにより計測された荷重の値が予め設定したしきい値を下回った場合は、前記工程が前記目的を達成することができないと判定し、この判定結果を出力するシステム、または、前記センサにより計測された荷重の値が予め設定したしきい値を上回った場合は、前記工程が前記目的を達成することができると判定し、この判定結果を出力するシステムにより実現される。【００２９】  前記工程の管理は、前記工程が前記目的を達成できるかどうかを判定した後、前記工程が前記目的を達成できない場合は、吹きつける気体が通過するノズルの口径、前記工作対象物と吹きつける気体が通過するノズルとの距離、吹きつける気体を加圧するコンプレッサーの圧力又は吹きつける気体が通過する配管における前記気体の流速若しくは流量を、前記センサにより計測された荷重の値が予め設定したしきい値を上回るまで調整することで、実現することができる。【００３０】  第２の発明は、第１の発明に用いるセンサである。前記気体から力を受ける受部と、前記受部に接続された梁部と、前記梁部に接続された支持部とを備え、前記受部が受ける荷重を測定する測定手段を有し、前記測定手段が、前記受部が受ける荷重により前記梁部に発生するひずみを前記梁部が備えるひずみ測定手段を含むものであること、及び、前記受部、前記梁部及び前記支持部を結ぶ軸についての前記梁部の断面二次モーメントが、前記受部、前記梁部及び前記支持部を結ぶ軸についての前記支持部の断面二次モーメントより小さいことを特徴としている。すなわち、前記受部が前記気体から力を受けた時に、前記梁部にひずみが発生しやすい構造である。【００３１】第１の実施形態のセンサの構造を図１に示す。センサ１００は、前記気体から荷重を受ける受部１１０と、前記受部に接続された梁部１２０と、前記梁部に接続された支持部１３０とを備え、前記受部にかかる荷重を測定する測定手段を有し、前記測定手段が、前記受部が受ける荷重により前記梁部に発生するひずみを前記梁部が備えるひずみ測定手段１２１により測定することであること、及び、前記梁部の断面二次モーメントが、前記受部の断面二次モーメント及び前記支持部の断面二次モーメントよりも小さいことを特徴とするセンサである。【００３２】  前記センサにおいて、長さｌの受部が、荷重ｗを受けるとき、Ｅを梁部を構成する材料のヤング率、Ｉを梁部の断面二次モーメント、ｈを梁部の厚さとそれぞれすると、梁部のひずみεは式（１）により得られる。
2016121978.tif 000003
このひずみをひずみ測定手段により測定することで、前記受部にかかる荷重を測定するセンサを実現することができる。【００３３】  ひずみ測定手段は、支持部の３カ所に形成された比較抵抗体１３１とともに、ホイートストンブリッジ回路を形成する構成とすることができる。ホイートストンブリッジ回路の出力電圧ｅは、Ｋｓを梁部材料のゲージ率、Ｖを駆動電圧としたとき、近似的に以下のように表現できる。
2016121978.tif 000004
【００３４】  式（１）、（２）から、受部に印加される荷重ｗと出力電圧ｅの関係は以下とおりとなる。
2016121978.tif 000005
そのため、前記センサは、受部に対して気体が吹きつけられた時の荷重に応じて、出力電圧を得ることができ、第１の発明に用いるセンサが提供される。【００３５】  センサが受部、梁部、及び支持部からなる構造であるために、小さな荷重によりひずみが発生することとなり、流路内ではなく開放空間中において使用することが可能であり、かつ、気体吹きつけ工程程度の流速の気体を対象とした測定ができ、かつ、高密度の流体（たとえば水）ではなく低密度の流体（たとえば気体）から工作対象物が受ける荷重を測定することができ、かつ、粉体等を気体に混入させる必要なく測定できるセンサを提供することができる。【００３６】  一方で、小さな荷重によりひずみが生じるセンサは、容易に破壊しやすいが、本発明では、破壊を防止するために、前記受部、前記梁部及び前記支持部を結ぶ軸についての前記梁部と前記支持部との接続部の断面二次モーメントは、前記梁部から前記支持部の方向に向かって連続的に増加すること、を特徴としている。前記センサの製造工程において深堀反応性イオンエッチング（Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ）を用いることにより、図１（ｂ）に示されるように、前記梁部と前記支持部との接続部には曲面が形成される。これにより、破壊の起点となる曲率半径が小さい形状の発生を防止することができる。【００３７】  前記ひずみゲージの温度特性を補償すること、及び、前記流体の温度を測定することを目的として、前記受部に測温素子１１１を形成することもできる。【００３８】  第２の実施形態のセンサを図２に示す。センサは、前記受部１１０の幅が前記梁部１２０に比して大きい構造である。これにより、前記梁部により大きなひずみが誘起されるため、前記荷重がより小さい場合に使用することができる。【００３９】  第３の実施形態のセンサを図３に示す。センサは、前記受部１１０に貫通孔１１２を形成した構造である。これにより、前記梁部により小さなひずみが誘起されるため、前記荷重がより大きい場合に使用することができる。【００４０】  以上のように、センサの受部は、測定対象に合わせて適宜の形状を用いることができる。
【発明の効果】
【００４１】  本発明により、気体が吹きつけられることで工作対象物又は工作対象物に付着した液体、液滴又は粉体が受ける荷重を測定することができるセンサが提供される。測定される値は、気体を吹きつける工程が所望の目的を達成できるかどうかを判断する直接的な指標である。そのため、工作対象物を乾燥させる工程、及び、工作対象物に付着した液体、液滴又は粉体を除去する工程を、より的確な指標で管理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施形態のセンサの平面図（ａ）及びＡ−Ａ‘断面図（ｂ）
【図２】第２の実施形態のセンサの平面図
【図３】第３の実施形態のセンサの平面図（ａ）及びＡ−Ａ’断面図（ｂ）
【図４】実施例１のセンサにブロワーの圧力を変化させながら気体を吹きつけた時の出力電圧を示すグラフ
【図５】実施例１及び実施例２のセンサのブロワーの圧力に対する出力電圧を示すグラフ
【図６】実施例１のセンサにノズルとセンサとの間の距離を変化させながら気体を吹きつけた時の出力電圧を示すグラフ
【図７】実施例１のセンサにブロワーの圧力及びノズルとセンサとの間の距離を変化させた時のセンサから求められる荷重及び液滴の除去結果を示すグラフ
【図８】使用の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００４３】  実施例１のセンサは、図１に示す第１の実施形態のセンサである。前記センサ１００は、気体から荷重を受ける受部１１０と、前記受部に接続された梁部１２０と、前記梁部に接続された支持部１３０により構成されている。【００４４】  前記梁部は、前記支持部に接続される固定端に、前記受部が気体から受ける荷重を検出するひずみ検知体１２１を備えている。前記ひずみ検知体には、拡散抵抗体１０３を用いることができる。前記ひずみ検知に用いる前記拡散抵抗体と前記支持部に形成された拡散抵抗体は、相互に配線１０２で接続され、ホイートストンブリッジ回路を形成する構成となっている。前記拡散抵抗体の代わりに、ひずみの印加により電気抵抗が変化する材料を適用することができる。例えば、ゲージ率が大きい金属材料である、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、又はそれらの合金を用いても良い。前記拡散抵抗体の代わりに、ＰＺＴ、ＡｌＮ等の圧電体膜を用いることもできる。【００４５】  前記受部は、前記拡散抵抗体の温度特性を補償する機能を有する、測温素子１１１を備えている。前記測温素子は、白金及びチタンの積層膜により作製される。前記測温素子としては、金属薄膜抵抗温度計、サーミスタを用いることもでき、金属材料としては、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、これらの積層膜等を用いることができるが、限定はされない。【００４６】シリコン酸化膜１０４は、拡散抵抗体の両端に開口を有する他は、シリコン基板１０５の上面に一様に形成されており、配線及び測温抵抗素子とシリコン基板１０５とを絶縁している。なお、図１（ａ）において、シリコン酸化膜１０４の表記は省略してある。【００４７】  前記受部が気体から荷重を受け、たわみが誘起された時、前記梁部と前記支持部の接続部に極大となるひずみが励起される。前記ひずみを、前記ひずみ検知体の抵抗変化として検出し、ホイートストンブリッジ回路の出力電圧として取得し、式（３）により、前記センサ１００が気体から受ける荷重を算出するというのが、本発明の測定原理となる。【００４８】実施例１のセンサの作製方法は次のとおりである。【００４９】  ０．３ｍｍ厚のｎ型シリコンウェハを、硫酸と過酸化水素水の混液、水、希釈したフッ化水素酸水溶液、水の順で洗浄した後、１０５０度の水蒸気酸化により５００ｎｍ厚のシリコン酸化膜を成長させた。【００５０】バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより拡散抵抗体の形状に開口部を形成した後、ボロン固相拡散ソースをスピンコートにより塗布し、９００℃で１時間加熱することでシリコン中にボロンを拡散させｐ＋層を形成した。拡散濃度は１０１８ｃｍ−３である。【００５１】次に、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより４か所の拡散抵抗体全ての両端に開口部を形成した。【００５２】次にリフトオフ法を用いて、チタンの上に白金を積層した積層膜からなる薄膜抵抗温度計とｐ＋層を相互に接続するアウターリード部を形成した。白金とチタンの膜厚は、それぞれ２００ｎｍ、２０ｎｍである。【００５３】最後に、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより形成した裏面の開口部から、反応性イオンエッチングを用いて基板裏面側にキャビティー構造を形成した後、バッファードフッ��を用いたウェットエッチングにより形成した表面の開口部から表面側からの貫通エッチングを行うことで、実施例１の風量センサを作製した。【００５４】受部及び梁部の板厚は０．０２ｍｍであり、受部の幅は３ｍｍ、長さは１０ｍｍ、支持部の幅は１０ｍｍ、長さは１０ｍｍである。測温抵抗体の電気抵抗は７００Ω、拡散抵抗体の電気抵抗はそれぞれ１００Ωであった。
【実施例２】
【００５５】実施例２のセンサは、図２に示す第２の実施形態のセンサである。受部の先端から５ｍｍの長さに渡って幅が１０ｍｍであり、そこから徐々に幅が減少しながら支持部に至る形状である他は、実施例１のセンサと同じ形状である。作製方法は、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより形成した表面の開口部から表面側からの貫通エッチングを行う時に、実施例２のセンサの受部の形状に対応する図形を有するフォトマスクを用いて作製する他は、実施例１のセンサと同じである。【００５６】実施例３のセンサは、図３に示す第３の実施形態のセンサである。受部の先端から４ｍｍの位置から６ｍｍの位置にかけて、１１個の直径０．５ｍｍの貫通孔を有している他は、実施例１のセンサと同じ形状である。作製方法は、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより形成した表面の開口部から表面側からの貫通エッチングを行う時に、貫通孔に対応する図形を有するフォトマスクを用いて作製する他は、実施例１のセンサと同じである。【００５７】  前記センサに、窒素ブロアを用いて気体を吹きつけ、出力電圧を測定した。前記センサに吹きつけられる気体の荷重は、窒素ブロアの圧力レギュレータにより制御し、０．１〜０．４ＭＰａの範囲で変化させた。ホイートストンブリッジ回路への入力電圧は１Ｖとした。【００５８】  前記センサの上側から、すなわち、前記センサの前記ひずみ検知体が形成された面に向かって気体を吹きつけることを１０秒程度行った後、気体の吹きつけを中断し、再度、気体を吹きつけることを１０秒程度行い、出力電圧の変化を測定している。【００５９】  図４は実施例１のセンサについての結果を示したグラフである。前記センサは、上側から荷重が加わる場合、即ち、ひずみ検知体に引張応荷重が加わる場合、出力電圧が非印加状態に比べて減少する方向に変化する。この結果から、窒素ブロアの圧力レギュレータの圧力に伴い、出力電圧の変化量が増大していることが分かる。【００６０】  図５は、窒素ブロアの圧力レギュレータの圧力と出力電圧の関係を示した結果である。圧力レギュレータの圧力に対し、出力電圧が線形的に変化していることから、窒素ブロアから吐出される気体が前記センサに与える荷重を、適切に検出することができているといえる。【００６１】  前記受部の面積を前記梁部に対して増大させた構造の方が、出力変化が大きいことが確認され、当該構造の有効性も示されている。【００６２】  前記センサに、窒素ブロアにより気体を吹きつけ、出力電圧を測定した。前記センサに吹きつけられる気体の荷重は、前記センサと窒素ブロアのノズルの先端との距離（センサ−ノズル間距離）を変えることにより制御し、前記センサ−ノズル間距離は、５〜８０ｍｍの範囲で変化させた。ホイートストンブリッジ回路への入力電圧は１Ｖとした。【００６３】  前記センサの上側から、すなわち、前記センサの前記ひずみ検知体が形成された面に向かって気体を吹きつけることを１０秒程度行い、出力電圧の変化を測定している。【００６４】  図６は実施例１のセンサの結果を示したグラフである。前記センサは、上側から荷重が印加される場合、即ち、ひずみ検知体に引張応力が印加される場合、出力電圧が非印加状��に比べて減少する方向に変化する。【００６５】  図６の結果から、窒素ブロアのノズルの先端を前記センサに近づけることにより、前記センサが気体から受ける荷重が増加し、出力電圧の変化が大きくなっている。窒素ブロアから吐出される気体が前記センサに与える荷重を、適切に検出することができているといえる。【００６６】  実施例１に示したセンサを用いた液滴除去特性の評価を図７を用いて説明する。【００６７】  実施例１に示した前記センサの前記受部に液滴を付着させ、前記受部に対して気体を吹きつけることにより、前記液滴が除去される様子を観察している。前記受部を超純水に浸漬し、引き上げることで、前記受部に液滴を付着させ、前記液滴が付着した前記受部に気体を吹きつけた際の、前記液滴が除去されるまでの時間とその様子を観察したものである。ホイートストンブリッジ回路への入力電圧は１Ｖとした。【００６８】  前記受部への液滴付着時と未付着時の初期出力電圧に変化は見られなかった。【００６９】  センサ−ノズル間距離及び窒素ブロアの圧力レギュレータの圧力を変化させながら、センサの出力電圧を測定し、これを式（３）により荷重の値に換算した。これと同時に、液滴の除去の様子を観察した。【００７０】  図７に結果を示す。液滴の除去の結果を記号により、測定された荷重を等高線により示した。液滴の除去の様子は以下のようにランク付けした。
ランクＡは、２秒程度で受部上の液滴は除去され、受部裏面における液滴の残存も見られないことを、
ランクＢは、受部上の液滴は５秒程度で除去されるが、受部裏面に比較的小さな液滴が残存することを、
ランクＣは、受部上の液滴は１０秒程度で除去されるが、受部裏面に比較的大きな液滴が残存してしまうことを、
ランクＤは、受部上の液滴は１０秒以上付着し続けることを、それぞれ表す。【００７１】前記受部が前記気体から受ける力が、１．０Ｎ／ｍ以下のときはランクＤ、１．０〜２．０Ｎ／ｍのときはランクＣ、２．０〜４．０Ｎ／ｍのときはランクＢ、４．０〜Ｎ／ｍ以上のときランクＡであった。【００７２】  前記受部が気体から受ける力と付着液滴の除去能の間に相関あることを示しており、特に、液滴除去に対する効果を詳細にランク付けした判定基準と、センサにより測定される荷重に相関があることから、本発明は、より綿密な工程管理にも適用できるという効果がある。【００７３】  前記工程を監視し、又は、管理する場合、所望の工程が達成できるかどうかの判断指標として、ランクＡの前記液滴を５秒以内に除去し、前記受部の裏面にも液滴が残存しないことを設定する時は、荷重４Ｎ／ｍを前記しきい値と設定するとよいことになる。本発明では、センサ−ノズル間距離、窒素ブロアの圧力レギュレータの値が未知であっても、荷重に対するしきい値を設定すればよいため、容易に前記工程を監視し、管理することが可能になるという効果がある。
【符号の説明】１００  センサ
１０１  白金／チタン配線
１０２  白金／チタン配線（測温素子）
１０３  拡散抵抗
１０４  シリコン酸化膜
１１０  受部
１１１  測温素子
１１２  貫通孔
１２０  梁部
１２１  ひずみ検知体
１３０  支持部
１３１  比較抵抗体
２００  台座
２０１  気体噴出装置
２０２  搬送装置
２０３  工作対象物
２０４  センサ
２０５  吹きつけられる気体
【図１】
2016121978.tif 000006
【図２】
2016121978.tif 000007
【図３】
2016121978.tif 000008
【図４】
2016121978.tif 000009
【図５】
2016121978.tif 000010
【図６】
2016121978.tif 000011
【図７】
2016121978.tif 000012
【図８】
2016121978.tif 000013