JP5712674B2 - 力検出器収容ケース、力測定器 - Google Patents

Description

本発明は、力検出器収容ケース、及び前記力検出器収容ケースに力検出器収容してなる力測定器に関し、特に力検出器を構成するダイアフラムを保護するとともに、液体の圧力を少ない誤差で測定する技術に関する。

従来から、水圧計、気圧計、差圧計などとして圧電振動子を感圧素子として使用し圧力を測定可能な力検出器が知られている。圧電振動子を用いた力検出器は、圧電振動子に検出軸方向の圧力が印加すると、圧電振動子の共振周波数が変化し、当該共振周波数の変化から力検出器に印加される力（圧力）を検出する。

特許文献１、２においては、被測定対象の圧力と基準となる圧力との差分を検出する圧力センサーについて開示している。
図１４に特許文献１に記載の圧力センサーの斜視図を示す。また図１５に、特許文献１に係る圧力センサーの断面図を示し、図１５（ａ）はＸＺ面を切り口とした断面図、図１５（ｂ）はＹＺ面を切り口とした断面図を示す。

図１４、図１５に示すように、圧力センサー２１０は、円筒形のハウジング２１２の端面に、それぞれダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂが形成されている。またハウジング２１２のダイアフラム２４４Ａ側にはフランジとなる第１外周部２１６が形成されている。またダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂがセンターシャフト２５２により連結されている。さらに感圧素子２５８の長手方向の一端をハウジング２１２に取り付け、他端をセンターシャフト２５２に取り付けている。そしてダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂの受ける圧力の合力の方向にセンターシャフト２５２を変位させる。この変位により感圧素子２５８がその長手方向から圧縮応力または伸長応力を受けることにより、ダイアフラム２４４Ａが受ける圧力とダイアフラム２４４Ｂが受ける圧力の大小関係および大きさ（相対圧）を検出することができる。よって上記構成により、基準の圧力環境を基準として被測定対象の圧力を検知可能としている。同様の構成は特許文献２にも開示されている。このような相対圧を測定する圧力センサーにおいては、一方のダイアフラムの圧力環境と他方のダイアフラムの圧力環境を分離する構成が必要となる。

図１６に特許文献３の圧力センサーの模式図を示す。特許文献３においては、ダイアフラム３０２を有する素子３０４の両面から円形リング３０６（Ｏリング）を挟み込み、それぞれ素子３０４を収容可能な外部ケース３０８、外部ケース３１０により素子３０４の法線方向から素子３０４を挟み込んでいる。そして外部ケース３０８、外部ケース３１０、素子３０４により円形リング３０６を締め付けてダイアフラム３０２を有する素子３０４を挟持している。これによりダイアフラム３０２の外部ケース側３０８の内部空間３０８ａと外部ケース側３１０の内部空間３１０ａとが互いに分離される。

そして外部ケース３０８には内部空間３０８ａに接続する圧力導入孔３０８ｂが形成され、外部ケース３１０には内部空間３１０ａに接続する圧力導入孔３１０ｂが形成されている。よって圧力導入孔３０８ｂ、圧力導入孔３１０ｂを互いに異なる圧力環境に接続することにより、互いに異なる圧力環境をダイアフラム３０２の表裏で形成し、互いに異なる圧力環境同士の差圧を検知可能な圧力センサー３００となっている。同様の技術は特許文献４、５においても開示されている。また特許文献６では、Ｏリングの代わりにガスケットを用いてフランジを挟み込み、素子の一方の面と他方の面との圧力環境を分離している。

図１７に、特許文献１に係る圧力センサーを外部ケースに収容した模式図を示し、図１８に外部ケースに収容した特許文献１の圧力センサーの使用形態を示した模式図を示す。特許文献１に開示された圧力センサーは、特許文献３乃至６と同様の方法で２つのダイアフラムの圧力環境を分離することができる。

すなわち、圧力センサー２１０を収容する外部ケース４００は、圧力センサー２１０のダイアフラム２４４Ａ側を収容する凹部４０４ａを有する第１外部ケース４０２と、圧力センサー２１０のダイアフラム２４４Ｂ側を収容する凹部４０４ａを有する第２外部ケース４０４と、を有している。ここで第１外部ケース４０２の凹部４０２ａの底面には圧力導入孔４０２ｂが形成されており、第２外部ケースの凹部４０４ａには開放孔４０４ｂが形成されている。

さらにハウジング２１２の直径以上で第２外周部２１８（フランジ）の直径以下の寸法の挿通孔４０６ａ（後述の図１の挿通孔３０と同じもの）を有し円筒形の形状のねじ込み金具４０６を有している。よって、ねじ込み金具４０６はハウジング２１２を挿通するとともに第２外周部２１８に当接する寸法を有している。さらにねじ込み金具４０６は、第１外部ケース４０２及び第２外部ケース４０４に収容されるとともに各外部ケースの内壁に形成された雌ネジ部４０２ｃ、４０４ｃに螺合する雄ネジ部４０６ｂを側壁の外側に有する。また、第２外周部２１８のダイアフラム２４４Ａ側の面には円形リング４０８（Ｏリング）が配置され、第２外周部２１８のダイアフラム２４４Ｂ側の面には円形リング４０９（Ｏリング）が配置される。

そして、ねじ込み金具４０６を第１外部ケース４０２に螺合させることにより、円形リング４０８を第２外周部２１８と第１外部ケース４０２の凹部４０２ａの底面に圧接させ、円形リング４０９を第２外周部２１８とねじ込み金具４０６に圧接させることにより、円形リング４０８、円形リング４０９が第２外周部２１８（フランジ）を挟持するようする。そしてねじ込み金具４０６に第２外部ケース４０４を螺合する。

このような構成により、第１外部ケース４０２側の圧力導入空間４１２、第２外部ケース４０４側の内部空間４１４をそれぞれ、円形リング４０８、円形リング４０９により互いに分離した状態で、圧力センサー２１０を外部ケース４００に収納する構造となっている。

例えば、特許文献１に記載された相対圧の圧力センサー２１０は、図１７に示すように地下水の水圧を検出することにより、地下水の水量を検出する場合に用いることができる。この場合、外部ケース４００に収容された圧力センサー２１０において、圧力導入孔４０２ｂから地下水を導入することによりダイアフラム２４４Ａを地下水側に開放し、外部ケース４００の開放孔４０４ｂに取り付けられたチューブ４１６を介してダイアフラム２４４Ｂを大気圧側（中継ボックス４１８）に開放して、双方の圧力の差分により地下水側の水圧を検出している。

特開２０１０−０１９８２６号公報 特開２０１０−０１９８２７号公報 実公平０５−０１９７９７号公報 実開平０６−０４６３３９号公報 特開２００３−０８３８２９号公報 特許第３６９３８９０号公報

しかしながら、このような外部ケース４００においては、ダイアフラム２４４Ａが水中の石等に衝突して破損することを回避するため、圧力導入孔４０２ｂが小さく設計されている。これにより、外部ケース４００に収容した圧力センサー２１０を水中に導入すると、ダイアフラム２４４Ａと第１外部ケース４０２との間で形成される圧力導入空間４１２に残留する空気を排出することが困難となる。よって、この空気が水とダイアフラム２４４Ａとの間で緩衝材の役割をすることになるので、水圧がダイアフラム２４４Ａに直接伝達されず、正確な水圧を測定することが困難であった。

そこで、本発明は上記問題点に着目し、圧力を測定する力検出器の液体に晒されるダイアフラムを保護しつつ、ダイアフラムの周囲に残留する空気を排出して正確な圧力測定が可能な力検出器収容ケース、及び力測定器を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態、または適用例として実現することが可能である。
第１の形態に係る力検出器収容ケースは、液体からの圧力を検知する力検出器を収容する力検出器収容ケースであって、収容される前記力検出器の受圧面に対向する底部と、側壁部と、を有し、前記受圧面と前記底部との間の圧力導入空間に液体を導入し圧力を印加する圧力導入孔が前記底部に設けられ、前記圧力導入空間に導入された液体中の空気を排出する排出孔が前記側壁部に設けられ、前記排出孔は、前記側壁部から壁中を通って前記圧力導入孔に連通していることを特徴とする力検出器収容ケース。
第２の形態に係る力検出器収容ケースは、液体からの圧力を検知する力検出器を収容する力検出器収容ケースであって、収容される前記力検出器の受圧面に対向する底部と、側壁部と、を有し、前記受圧面と前記底部との間の圧力導入空間に液体を導入し圧力を印加する圧力導入孔が前記底部に設けられ、前記圧力導入空間に導入された液体中の空気を排出する排出孔が前記側壁部に設けられ、前記底部の前記受圧面に対向する位置には凹部が形成され、前記圧力導入孔は、前記凹部の底面に貫通し、前記排出孔は、前記側壁部から壁中を通って前記凹部の側面に貫通していることを特徴とする。
第３の形態に係る力検出器収容ケースは、第１の形態または第２の形態に係る力検出器収容ケースにおいて、前記排出孔は、複数設けられていることを特徴とする。
第４の形態に係る力検出器収容ケースは、第１の形態乃至第３の形態のいずれか１の形態に係る力検出器収容ケースにおいて、前記圧力導入孔は、複数設けられていることを特徴とする。
第５の形態に係る力検出器収容ケースは、第１の形態乃至第３の形態のいずれか１の形態に係る力検出器収容ケースにおいて、前記圧力導入孔は、網部により覆われていることを特徴とする。
第１の形態に係る力測定器は、第１の形態乃至第５の形態のいずれか１の形態に係る力検出器収容ケースに前記力検出器を収容してなることを特徴とする。
第２の形態に係る力測定器は、第１の形態に係る力測定器において、前記力検出器は、筒状の容器と、前記容器の側面から突出して設けられたフランジ部と、前記容器の底面に配置されたダイアフラムと、を有し、前記力検出器収容ケースは、前記フランジ部と前記底部との間に配置され、前記圧力導入孔がリングの内側となるように配置されているリングと、前記フランジ部を前記リングとともに前記底部側に押し付ける押し込み部材と、を有することを特徴とする。
［適用例１］筒状の外形を有する容器と、前記容器の側面の外周に沿って形成された雄ネジ部と、前記容器の端面に配置され力を受けて前記容器の内側または外側に変位するダイアフラムと、を有し、前記ダイアフラムの変位により圧力を検出する力検出器を収容する力検出器収容ケースであって、前記ダイアフラムに対向する底部と、前記容器の側面に対向する側壁部とを有する外部ケースと、前記底部に形成された圧力導入孔と、前記側壁部の内周に沿って形成され、前記雄ネジ部と螺合し、前記ダイアフラムを境界の一部とし、前記圧力導入孔を有する圧力導入空間を形成する雌ネジ部と、を備え、前記側壁部の側面と前記圧力導入空間との間を貫通する排出孔が設けられたことを特徴とする力検出器収容ケース。
上記構成により、力検出器収容ケースと力検出器との間に残留する空気を効率的に排出することができ、液体の圧力を精度良く測定することができる。

［適用例２］筒状の外形を有する容器と、前記容器の側面の外周側に突出し前記側面の外周と同心となるフランジ部と、前記容器の端面に配置され力を受けて前記容器の内側または外側に変位するダイアフラムと、を有し、前記ダイアフラムの変位により圧力を検出する力検出器を収容する力検出器収容ケースであって、前記ダイアフラムに対向する底部と、前記容器の側面に対向する側壁部とを有する外部ケースと、前記底部に形成された圧力導入孔と、リング形状を有し、前記フランジ部と前記底部との間に配置され、前記圧力導入孔がリングの内側となるように配置される円形リングと、前記フランジ部を前記円形リングとともに前記底部側に押し付け、前記外部ケース内において前記ダイアフラムを境界の一部とし、前記圧力導入孔を有する圧力導入空間を形成する押し込み部材と、を備え、前記側壁部の側面と前記圧力導入空間との間を貫通する排出孔が設けられたことを特徴とする力検出器収容ケース。
上記構成により、力検出器収容ケースと力検出器との間に残留する空気を効率的に排出することができ、液体の圧力を精度良く測定することができる。

［適用例３］前記排出孔は、前記底部の中央を中心として中心対称となるように複数形成されたことを特徴とする適用例１または２に記載の力検出器収容ケース。
上記構成により、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間に残留する空気をムラなく排出することができる。

［適用例４］前記排出孔は、前記側壁部の側面と前記圧力導入孔の内壁との間を貫通して前記圧力導入孔と合流することにより、前記側壁部の側面と前記圧力導入空間との間を貫通することを特徴とする適用例１または２に記載の力検出器収容ケース。
上記構成により、力検出器の形状に係らず、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間に残留する空気を排出することができる。

［適用例５］前記排出孔は、前記側壁部の前記底部の側面となる位置から前記底部の前記圧力導入孔と異なる位置であって前記圧力導入空間に対向する位置まで掘り込まれ、前記圧力導入空間側に屈曲して掘り込まれた態様で前記圧力導入空間まで貫通していることを特徴とする適用例１または２に記載の力検出器収容ケース。
上記構成により、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間において、液体は圧力導入孔から流入する一方、圧力導入空間に残留する空気は排出孔を経由して外部に排出される。よって、液体の流入経路と、空気の排出経路が分離されるので、流入する液体と、排出される空気との間の干渉を回避して、圧力導入空間に残留する空気を効率よく排出することができる。

［適用例６］前記圧力導入孔は、前記底部の中央を中心として中心対称となるように複数形成されたことを特徴とする適用例１乃至５のいずれか１例に記載の力検出器収容ケース。
上記構成により、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間に液体を均一に導入して、圧力導入空間に残留する空気を効率的に排出することができる。

［適用例７］前記圧力導入孔は、メッシュ状の網部により覆われたことを特徴とする適用例１乃至５のいずれか１例に記載の力検出器収容ケース。
上記構成により、圧力導入孔の直径を大きく設計することができ、ダイアフラムを保護しつつ、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間に効率的に液体を導入することができる。

［適用例８］前記底部の前記容器の端面と対向する位置には凹部が形成され、前記排出孔は、前記側壁部の側面と前記凹部の側面との間を貫通することを特徴とする適用例２乃至７のいずれか１例に記載の力検出器収容ケース。
上記構成により、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間の側面から空気を排出することになるので、圧力導入空間に残留した空気を効率よく排出することができる。

［適用例９］前記凹部は、前記容器の端面の外周に倣った形状を有し前記容器の端面側を収容可能であることを特徴とする適用例８に記載の力検出器収容ケース。
上記構成により、圧力導入空間の容積を小さくすることができるので、圧力導入空間に残留した空気の排出を容易に行うことができる。

［適用例１０］適用例１乃至９のいずか１例に記載の力検出器収容ケースに前記力検出器を収容してなることを特徴とする力測定器。
上記構成により、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間に残留する空気を効率的に排出して正確な液体の圧力が測定可能な力測定器となる。

第１実施形態の力検出器収容ケースの分解斜視図である。 第１実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した斜視図である。 第１実施形態の力検出器収容ケースの一部の断面図である。 第１実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図である。 第１実施形態の力検出器収容ケースの底部に形成された圧力導入孔及び排出孔を示し、図５（ａ）は図３、図４の底面図、図５（ｂ）は第１変形例、図５（ｃ）は第２変形例である。 第１実施形態の力検出器収容ケースの底部に形成された圧力導入孔にメッシュ状の網部を設けた模式図であり、図６（ａ）は底面図、図６（ｂ）は断面図である。 第２実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図である。 第３実施形態の力検出器収容ケースに収容する力検出器の断面図であり、図８（ａ）はＸＺ面を切り口とした断面図、図８（ｂ）はＹＺ面を切り口とした断面図である。 第３実施形態の力検出器収容ケースの一部の断面図である。 第３実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図である。 第４実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図である。 第５実施形態の力検出器収容ケースの分解斜視図である。 第５実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図である。 特許文献１に係る圧力センサーの斜視図（ＹＺ面を切り口とした断面図）である。 特許文献１に係る圧力センサーの断面図であり、図１５（ａ）はＸＺ面を切り口とした断面図、図１５（ｂ）はＹＺ面を切り口とした断面図である。 特許文献３に記載の圧力センサーの模式図である。 特許文献１に係る圧力センサーを従来の圧力センサー収容ケースに収容した模式図である。 従来の圧力センサー収容ケースに収容した特許文献１の圧力センサーの使用形態を示した模式図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお、図に示されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は直交座標系を形成しているものとする。

第１実施形態の力検出器収容ケースの適用対象となる力検出器は、図１４、図１５に示す圧力センサー２１０である。ここでは、この圧力センサー２１０について詳細に説明したのちに、第１実施形態の力検出器収容ケース１０について説明する。

圧力センサー２１０は、図１５（ａ）に示すように線分Ｏを中心軸とした円筒形状を有している。圧力センサー２１０は、ハウジング２１２とダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂとにより内部を気密封止する容器を形成している。そしてダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂを備えた容器の収容空間に、感圧素子２５８、支持シャフト２３６、センターシャフト２５２等を有している。そして圧力センサー２１０は、ダイアフラム２４４Ａが受ける圧力とダイアフラム２４４Ｂが受ける圧力との差分の力を感圧素子２５８が検出する相対圧センサーとなっている。なお容器内は真空封止されている。

ハウジング２１２は、円形の第１端板２１４、円形の第２端板２２４、支持シャフト２３６、円筒形の側壁部２４２を有する。第１端板２１４は、円筒形の側壁部２４２の内壁と接する第１外周部２１６と、側壁部２４２の端部と当接する第２外周部２１８と、第１外周部２１６及び第２外周部２１８を連通する開口部２２０とが同心円状に形成されている。第２外周部２１８は、その両面に後述の円形リング４６、円形リング４８が当接するフランジ部２２２となる。

ここで第２外周部２１８と側壁部２４２の直径は同一となっている。よって第１外周部２１６の直径は、第２外周部２１８の直径より側壁部２４２の厚みの分だけ小さくなっている。また第２外周部２１８の−Ｚ軸側の端面は、後述のように被圧力測定対象の環境下に晒される。そして、開口部２２０の−Ｚ軸方向の端部において、ダイアフラム２４４Ａが開口部２２０を封止している。

第２端板２２４は、その外形が側壁部２４２の内壁と接する直径を有しており、＋Ｚ軸側の面から掘り込まれ第２端板２２４に同心円状に形成された凹部２２６を有する。そして凹部２２６の開口部はダイアフラム２４４Ｂにより封止されている。また第２端板２２４の−Ｚ軸側の面には第２端板２２４と同心円状にボス部２２８が形成され、さらにボス部２２８及び凹部２２６をＺ軸方向に連通し、後述のセンターシャフト２５２を挿通する挿通孔２３０が形成されている。

ボス部２２８は、後述の感圧素子２５８が接続される部分である。ボス部２２８は、Ｚ軸方向から見て円形に形成されているが、後述の感圧素子２５８の第１の基部２６２と接続する部分は平面に形成しておくことが望ましい。もちろんボス部２２８は、Ｚ軸方向から見て矩形等の多角形となるように形成してもよい。

第１端板２１４の第１外周部２１６の第２端板２２４に対向する面には支持シャフト２３６を嵌め込む穴２３２が形成され、第２端板２２４の第１端板２１４に対向する面にも支持シャフト２３６を嵌め込む穴２３４が形成されている。よって穴２３２、穴２３４は互いに対向する位置に形成されている。そして穴２３２、穴２３４に支持シャフト２３６を嵌め込むことにより第１端板２１４と第２端板２２４とは支持シャフト２３６を介して連結される。

支持シャフト２３６は、一定の剛性を有し、±Ｚ方向に長手方向を有する棒状の部材であって、ハウジング２１２とダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂとから構成される容器の内部に配置され、支持シャフト２３６の一端が第１端板２１４の穴２３２に、他端が第２端板２２４の穴２３４にそれぞれ嵌め込まれることにより、第１端板２１４、支持シャフト２３６、および第２端板２２４との間で一定の剛性を獲得する。なお支持シャフト２３６は複数本用いられるが、各穴の位置の設計に従って任意に配置される。

また第２端板２２４には、ハーメチック端子２３８（図１５参照）が取り付けられている。このハーメチック端子２３８は、感圧素子２５８の電極部（不図示）に交流電圧を印加して感圧素子２５８を発振させるためのものである。ハーメチック端子２３８は、ハウジング２１２の外部面に取り付けられた、またはハウジング２１２の外であってハウジング２１２から離間して配置されたＩＣ（集積回路、不図示）と、感圧素子２５８とをワイヤー２４０を介して電気的に接続することができる。なお図１４においてハーメチック端子２３８は１つ描かれているが、感圧素子２５８の電極部（不図示）の総数に応じて第２端板２２４に取り付けられるものとする。

円筒形の側壁部２４２は、その内径が第１端板２１４の第１外周部２１６の直径および第２端板２２４の直径と等しくなるように形成されている。よって、側壁部２４２の端部を第２外周部２１８に接続するとともに、側壁部２４２の内壁を第１外周部２１６の外壁及び第２端板２２４の外壁に接続することによりハウジング２１２とダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂにより形成される容器は封止される。第１端板２１４、第２端板２２４、側壁部２４２はステンレス等の金属で形成することが好ましく、支持シャフト２３６は一定の剛性を有し熱膨張係数の小さいセラミック等を用いることが好ましい。

ダイアフラム２４４Ａ、２４４Ｂはハウジング２１２の外部に面した一方の主面が受圧面となっており、前記受圧面が被測定圧力環境（例えば液体）の圧力を受けて撓み変形する可撓部２４８を有している。そして可撓部２４８がハウジング２１２内部側または外部側（Ｚ軸方向）に変位するように撓み変形することにより、感圧素子２５８にＺ軸に沿った圧縮力或いは引張り力を伝達するものである。よって、ダイアフラム２４４Ａ、２４４Ｂは、外部からの圧力によって変位する中央部２４６と、前記中央部２４６の外周にあり、前記中央部２４６が変位できるように外部からの圧力により撓み変形する可撓部２４８を有する。また前記可撓部２４８の外周にあり、ダイアフラム２４４Ａにおいては第１端板２１４の開口部２２０の−Ｚ軸側の端部に接続する周縁部２５０を有している。またダイアフラム２４４Ｂにおいては第２端板２２４の凹部２２６の開口部に接合して固定される周縁部２５０を有している。なお周縁部２５０は、理想的には圧力を受けても変位せず、中央部２４６は圧力を受けても変形しないものとする。

ダイアフラム２４４Ａ、２４４Ｂの材質は、ステンレスのような金属やセラミックなどの耐腐食性に優れたものがよく、また、水晶のような単結晶体やその他の非結晶体でもよい。例えば金属で形成する場合は、金属母材をプレス加工して形成すればよく、水晶で形成する場合は可撓部が他の部分より薄くなるようにフォトリソ・エッチング加工を行なえばよい。

なお、ダイアフラム２４４Ａ、２４４Ｂは、液体やガス等により腐食しないように、外部に露出する表面を耐食性の膜にてコーティングしてもよい。例えば、金属製のダイアフラムであれば、ニッケルの化合物をコーティングしてもよいし、ダイアフラムが水晶のような圧電結晶体であれば珪素をコーティングすればよい。同様に圧力センサー２１０のハウジング２１２が金属等で形成されている場合は、その表面にニッケルの化合物をコーティングしてもよい。

力伝達手段であるセンターシャフト２５２は、ダイアフラム２４４Ａとダイアフラム２４４Ｂとを連結している。センターシャフト２５２は、ハウジング２１２内に配置されるとともに、Ｚ軸方向に長手方向を有している。そして長手方向の一端がダイアフラム２４４Ａの中央部２４６に接続され、他端がダイアフラム２４４Ｂの中央部２４６に接続している。センターシャフト２５２の材料は、支持シャフト２３６と同様に一定の剛性を有し熱膨張係数の小さいセラミック等を用いることが好ましい。

さらにセンターシャフト２５２の中央部には固定部２５４が取り付けられている。固定部２５４は、Ｚ軸方向にセンターシャフト２５２を挿通してセンターシャフト２５２と接続する貫通孔２５６が形成されている。よって固定部２５４はＺ軸方向のセンターシャフト２５２の変位に伴ってＺ軸方向に変位する。またボス部２２８の側面には感圧素子２５８の第１の基部２６２が接続され、固定部２５４の側面には感圧素子２５８の第２の基部２６４が接続される。このとき、ボス部２２８の感圧素子２５８が取り付けられる部分と、固定部２５４の感圧素子２５８が取り付けられる部分は、同一平面を形成するように配置することが望ましい。これにより感圧素子２５８をボス部２２８及び固定部２５４に取り付ける際に感圧素子２５８を変形させることはなく、これによる変形による圧力値の測定誤差を抑制することができる。

感圧素子２５８は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料により形成され、振動腕２６０とその両端に形成された第１の基部２６２と第２の基部２６４を有する。第１の基部２６２はボス部２２８の側面に接続され、第２の基部２６４は固定部２５４の側面に接続される。よって感圧素子２５８はボス部２２８を介してハウジング２１２（容器）に接続され、固定部２５４を介して力伝達手段であるセンターシャフト２５２に接続される。また、感圧素子２５８は、その長手方向（Ｚ軸方向）、すなわち第１の基部２６２と第２の基部２６４とが並ぶ方向を、センターシャフト２５２、ダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂの変位方向（Ｚ軸方向）と同軸または平行になるように配置され、その変位方向が検出軸となっている。

さらに感圧素子２５８の振動腕２６０には励振電極（不図示）が形成され、励振電極（不図示）と電気的に接続する電極部（不図示）を有する。感圧素子２５８の電極部（不図示）は、ハーメチック端子２３８及びワイヤー２４０を介してＩＣ（不図示）と電気的に接続され、ＩＣ（不図示）から供給される交流電圧により、固有の共振周波数で振動する。そして感圧素子２５８は、その長手方向（Ｚ軸方向）から伸長応力または圧縮応力を受けることにより共振周波数が変動する。

本実施形態においては感圧部となる振動腕２６０として双音叉型振動子を適用することができる。双音叉型振動子は、振動腕２６０である前記２つの振動ビームに引張り応力（伸長応力）或いは圧縮応力が印加されると、その共振周波数が印加される応力にほぼ比例して変化するという特性がある。そして双音叉型圧電振動片は、厚みすべり振動子などに比べて、伸長・圧縮応力に対する共振周波数の変化が極めて大きく共振周波数の可変幅が大きいので、わずかな圧力差を検出するような分解能力に優れる圧力センサー（力検出器）においては好適である。双音叉型圧電振動子は、伸長応力を受けると振動腕２６０の共振周波数が高くなり、圧縮応力を受けると振動腕２６０の共振周波数は低くなる。

また本実施形態においては２つの柱状の振動ビームを有する感圧部のみならず、一本の振動ビーム（シングルビーム）からなる感圧部を適用することができる。感圧部（振動腕）をシングルビーム型の振動子として構成すると、長手方向（検出軸方向）から同一の応力を受けた場合、その変位が２倍になるため、双音叉の場合よりさらに高感度な圧力センサー（力検出器）とすることができる。

本実施形態においては、ダイアフラム２４４Ａに印加される圧力がダイアフラム２４４Ｂに印加される圧力より大きくなる場合、センターシャフト２５２は、＋Ｚ軸方向に変位し、これにより感圧素子２５８はＺ軸方向に圧縮応力を受けるため共振周波数が低くなる。逆にダイアフラム２４４Ａに印加される圧力がダイアフラム２４４Ｂに印加される圧力より小さくなる場合、センターシャフト２５２は、−Ｚ軸方向に変位し、これにより感圧素子２５８はＺ軸方向に引張り応力を受けるため共振周波数が高くなる。

なお、上述の圧電材料のうち、双音叉型またはシングルビーム型の圧電振動子の圧電基板用としては温度特性に優れた水晶が望ましい。また感圧素子を水晶で形成する場合は、上述のようにフォトリソ・エッチング加工により形成することが好適である。

第１実施形態の圧力センサー２１０の組み立ては、まず第１端板２１４にダイアフラム２４４Ａを接続し、第２端板２２４（ハーメチック端子２３８付）にダイアフラム２４４Ｂを接続する。そして第１端板２１４の穴２３２に支持シャフト２３６を嵌め込んで接続するとともに、ダイアフラム２４４Ａの中央部２４６にセンターシャフト２５２（固定部２５４付）の一端を接続する。そしてセンターシャフト２５２を第２端板２２４の挿通孔２３０に通してセンターシャフト２５２の他端をダイアフラム２４４Ｂの中央部２４６に接続する。このとき第２端板２２４の穴２３４にも支持シャフト２３６を嵌め込んで接続する。

次に、感圧素子２５８の第１の基部２６２を第２端板２２４のボス部２２８の側面に接続し、第２の基部２６４を固定部２５４の側面に接続する。そして感圧素子２５８の電極部（不図示）とハーメチック端子２３８とをワイヤー２４０により接続する。

最後に、上述の構成要素からなる構造体を円筒形の側壁部２４２に挿通して側壁部２４２を第１端板２１４、第２端板２２４に接続することにより圧力センサー２１０が構築される。なお圧力センサー２１０の容器内を真空にするためには、上述の構造体と側壁部２４２の取り付けを真空チャンバー内で行なえばよい。また側壁部２４２に封止孔（不図示）を形成し、側壁部２４２を接続したあとに封止孔（不図示）から容器内部を真空吸引し、封止孔（不図示）を封止部材（不図示）により封止してもよい。

図１に、第１実施形態の力検出器収容ケースの分解斜視図を示す。また図２に、第１実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した斜視図を示す。そして、図３に第１実施形態の力検出器収容ケースの一部の断面図を示す。さらに、図４に、第１実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図を示す。

圧力センサー２１０を収容する力検出器収容ケース１０は、第１外部ケース１２、第２外部ケース３４、ねじ込み金具２８により構成され、圧力センサー２１０と同様に線分Ｏを中心とした円筒形状を有している。また圧力センサー２１０のフランジ部２２２の＋Ｚ軸方向の面には円形リング４６（Ｏリング）が配置され、−Ｚ軸方向の面には円形リング４８（Ｏリング）が配設される（図１２参照）。このねじ込み金具２８（押し込み部材）と円形リング４６、４８が圧力センサー２１０を力検出器収容ケース１０内で固定する固定手段となる。このような固定手段を採用することにより、簡易な構成でダイアフラム２４４Ａが接する圧力環境を圧力センサー２１０の他の部分と分離して、力検出器収容ケース１０と圧力センサー２１０との間の圧力導入空間２６の圧力（力）を測定することができる。

第１外部ケース１２は、圧力センサー２１０のダイアフラム２４４Ａ側を収容する凹部１４を有するとともに、第１外部ケース１２の内周に沿って形成され凹部１４の開口部にねじ込み金具２８と螺合する雌ネジ部２０が形成されている。

また第１外部ケース１２の底部１６の中央にＺ軸方向に貫通する圧力導入孔２２が形成されている。さらに第１外部ケース１２の側壁部１８の側面であって底部１６の側面となる位置から圧力導入孔２２の側壁までを貫通する排出孔２４が形成されている。

第２外部ケース３４は、圧力センサー２１０のダイアフラム２４４Ｂ側を収容する凹部３６を有している。また第２外部ケース３４は、第２外部ケース３４の内周に沿って形成されねじ込み金具２８と螺合する雌ネジ部４０が形成されている。さらに第２外部ケース３４の凹部３６の中央には開放孔３８が形成されている。また、この開放孔３８は中空のチューブ４２に接続されている。

ねじ込み金具２８は、円形リング４６、円形リング４８とともに圧力センサー２１０の容器（フランジ部２２２）を底部１６側に押し込む押し込み部材である。ねじ込み金具２８は、側壁部２４２の直径以上でフランジ部２２２の直径以下の寸法の挿通孔３０（図１参照）を有し、側壁部２４２を挿通するとともにフランジ部２２２の＋Ｚ軸側の面に当接可能な円筒形の形状を有している。そしてねじ込み金具２８は、第１外部ケース１２及び第２外部ケース３４に収容されるとともに各外部ケースの内壁に形成された雌ネジ部２０、４０に螺合する雄ネジ部３２が側壁２８ａの外周に沿って形成されている。ここで、雄ネジ部３２を雌ネジ部２０、４０に螺合させたさせた場合、雄ネジ部３２と雌ネジ部２０、４０との間における液体や気体の漏洩はないものとする。

円形リング４６は側壁部２４２の外周に倣った内径を有するリング状の弾性体であり、円形リング４８は円形リング４８と同一の内径を有するリング状の弾性体である。ここで円形リング４６と円形リング４８の円形の断面の直径（厚み）は互いに一致する。

上記構成において、ねじ込み金具２８は、雄ネジ部３２を雌ネジ部２０に螺合させることにより、外部ケース（第１外部ケース１２）に当接する。そして前述の螺合することにより、フランジ部２２２に配置された円形リング４６に当接する。そして螺合を進行させることにより円形リング４６から抗力を受けるが、ねじ込み金具２８は外部ケース（第１外部ケース１２）から反作用の力を受けることにより前記フランジ部２２２を、円形リング４６、円形リング４８とともに底部１６側に押し付けることができる。よって、円形リング４６はフランジ部２２２の＋Ｚ軸側の面とねじ込み金具２８の−Ｚ軸側の面とに圧接され。円形リング４８は底部１６の＋Ｚ軸側の面とフランジ部２２２の−Ｚ軸側の面に圧接され、それぞれ圧縮変形する。

そして円形リング４８のフランジ部２２２及び底部１６への圧接により、第１外部ケース１２、圧力センサー２１０（ダイアフラム２４４Ａ）、円形リング４８を境界とし、圧力導入孔２２、排出孔２４を有する圧力導入空間２６が形成される。また円形リング４６のフランジ部２２２及びねじ込み金具２８への圧接により、第２外部ケース３４、ねじ込み金具２８、圧力センサー２１０（ダイアフラム２４４Ｂ）、円形リング４６を境界とし、開放孔３８を有する内部空間４４が形成される。したがって、この円形リング４６、円形リング４８により、ダイアフラム２４４Ａ、ダイアフラム２４４Ｂの圧力環境を分離することができる。

よって例えば、基準となる圧力環境下（例えば大気圧）にチューブ４２（図１６のチューブ４１６参照）の一端を開放することにより、第２外部ケース３４、圧力センサー２１０、円形リング４６により形成される内部空間４４、及びダイアフラム２４４Ｂを、基準となる圧力環境下（例えば大気圧）に晒すことができる。この場合、圧力センサー２１０の外部に露出したハーメチック端子２３８にワイヤー（不図示）を接続し、開放孔３８、チューブ４２に挿通してＩＣ（不図示）に接続すればよい。

一方、圧力導入孔２２、排出孔２４を被測定圧力環境下に晒すことにより、第１外部ケース１２、圧力センサー２１０、円形リング４８により形成される圧力導入空間２６、及びダイアフラム２４４Ａを被測定圧力環境下（例えば水圧）に晒すことができる。

図５に、第１実施形態の力検出器収容ケースの底部に形成された圧力導入孔及び排出孔を示し、図５（ａ）は図３、図４の底面図、図５（ｂ）は第１変形例、図５（ｃ）は第２変形例を示す。また、図６に第１実施形態の力検出器収容ケースの底部に形成された圧力導入口にメッシュ状の網部を設けた模式図を示し、図６（ａ）は底面図、図６（ｂ）は断面図である。

図５（ａ）に示すように、圧力導入孔２２は底部１６の中心となる位置に形成されている。また排出孔２４はＺ軸方向からみて圧力導入孔２２を中心として十字を形成するように形成される。

また図５（ｂ）の第１変形例に示すように、圧力導入孔２２を２箇所形成し、この圧力導入孔２２を中心として２つの十字を形成するように排出孔２４を形成することができる。

さらに、図５（ｃ）の第２変形例に示すように、圧力導入孔２２を４箇所形成し、この圧力導入孔２２を中心として４つの十字を形成するように排出孔２４を形成することができる。

図５に示すように、圧力導入孔２２は、底部１６の中心を中心とした中心対称となる位置に形成することが好ましい。これにより、力検出器収容ケース１０と圧力センサー２１０（ダイアフラム２４４Ａ）との間の圧力導入空間２６に液体を均一に導入して、圧力導入空間２６に残留する空気を効率的に排出して、液体の圧力を精度良く測定することができる。同様に排出孔２４も底部１６の中心を中心とした中心対称となる位置に形成することが好ましい。圧力導入空間２６に残留する空気（ダイアフラム２４４Ａの周囲に残留する空気）をムラなく効率的に排出することができる。

また図５において、排出孔２４は、側壁部１８の側面と圧力導入孔２２の内壁との間を貫通して圧力導入孔２２と合流することにより、側壁部１８の側面と圧力導入空間２６との間を貫通する構成としている。これにより、圧力センサー２１０のダイアフラム２４４Ａ側の形状に係らず、力検出器収容ケース１０と圧力センサー２１０との間の圧力導入空間２６に残留する空気（ダイアフラム２４４Ａの周囲に残留する空気）を排出することができ、液体の圧力を精度良く測定することができる。

そして図６（ｂ）に示すように、圧力導入孔２２の直径を、Ｚ軸方向から平面視して円形リング４８の内径より小さくなる程度の大きさに形成し、圧力導入孔２２にメッシュ状の網部２３を設けてもよい。網部２３は被圧力測定対象となる液体中の固体（例えば水中の石等）を通さずに液体や空気を挿通する程度の孔を多数有したものである。網部２３の圧力導入孔２２への取り付けは、圧力導入孔２２の直径より大きな直径を有する網部を用意し、網部の周囲を一方に折り曲げて、圧力導入孔２２のほぼ同一の直径を有する円形部分と、その周縁に形成された溶接代２３ａを形成し、この溶接代２３ａと圧力導入孔２２の内壁とを溶接により接続すればよい。これにより、圧力導入孔２２の直径を大きく設計することができ、ダイアフラム２４４Ａを保護しつつ、力検出器収容ケース１０と圧力センサー２１０（ダイアフラム２４４Ａ）との間の圧力導入空間２６に効率的に液体を導入することができる。

なお、圧力導入孔２２は、第１外部ケース１２の底部１６の底面と圧力導入空間２６とを貫通させるため、平面視して円形リング４８の内部に納まる位置に形成する。なお、この圧力導入孔２２、排出孔２４はドリル掘削により形成することができる。

第１外部ケース１２、第２外部ケース３４、ねじ込み金具２８、網部２３は、ステンレス等により形成することが好ましく、さらに液体やガス等により腐食しないように、表面を耐食性の膜にてコーティングしてもよい。例えば、これらが金属製であれば、ニッケルの化合物をコーティングしてもよい。

図７に第２実施形態に係る力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図を示す。第２実施形態に係る力検出器収容ケース５０は、基本的には第１実施形態と類似するが、排出孔５２は、側壁部１８の底部１６の側面となる位置から平面視で圧力導入空間２６に対向する位置まで掘り込まれ、圧力導入空間２６側に屈曲して掘り込まれた態様で圧力導入空間２６まで貫通している点で相違する。すなわち、排出孔５２は底部１６に形成された圧力導入孔２２とは別の位置に到達するように形成されている。この場合、排出孔５２は、側壁部１８の底部１６の側面となる位置から平面視で圧力導入空間２６に対向する位置まで（平面視で円形リング４８の内側となる位置まで）横穴５４をドリル掘削により掘り込み、底部１６の凹部１４（図１や図３を参照）側の面であって横穴５４の端部に対向する位置から縦穴５６をドリル掘削により掘り込み、横穴５４と縦穴５６とを接続することにより形成される。

上記構成により、力検出器収容ケース５０と圧力センサー２１０との間の圧力導入空間２６において、液体（水）は圧力導入孔２２から流入する一方、圧力導入空間２６に残留する空気は排出孔５２を経由して外部に排出される。よって、液体の流入経路と、空気の排出経路が分離されるので、流入する液体と、排出される空気との間の干渉を回避して、圧力導入空間２６に残留する空気（ダイアフラム２４４Ａの周囲に残留する空気）を効率よく排出することができる。

図８に、第３実施形態の力検出器収容ケースに収容する力検出器の断面図を示し、図８（ａ）はＸＺ面を切り口とした断面図、図８（ｂ）はＹＺ面を切り口とした断面図を示す。また図９に、第３実施形態の力検出器収容ケースの一部の断面図を示す。さらに図１０に、第３実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図を示す。

第３実施形態の力検出器収容ケースの適用対象となる圧力センサー２１１（力検出器）は、基本的には圧力センサー２１０と共通するが、第２外周部２１８の周囲であって第１外周部２１６側となる位置に、第２外周部２１８と同心状にフランジ部２２３が形成されている点で相違する。このフランジ部２２３のＺ軸方向の厚みは、第２外周部２１８のＺ軸方向の厚みより薄いものとする。よって、第２外周部２１８の−Ｚ軸側の端面とフランジ部２２３の−Ｚ軸側の端面とではＺ軸方向で段差が生じており、第２外周部２１８の−Ｚ軸側の端面がフランジ部２２３の−Ｚ軸側の端面から−Ｚ軸方向にはみ出た形となる。なおフランジ部２２３の＋Ｚ軸側の面には円形リング６６が当接し、フランジ部２２３の−Ｚ軸側の面には円形リング６８が当接する。

一方、第３実施形態の力検出器収容ケース６０は、基本的には、第１実施形態と類似するが、図９、図１０に示すように、底部１６のダイアフラム２４４Ａ側の面であってＺ軸方向から平面視で円形リング６８の内側となる位置には凹部６２が形成され、排出孔６４は、側壁部１８の側面と凹部６２の側面との間を貫通する点で相違する。これにより、力検出器収容ケース６０と圧力センサー２１１との間の圧力導入空間２６の側面から空気を排出することになるので、圧力導入空間２６に残留した空気を効率よく排出することができる。

さらに本実施形態では、凹部３６は、圧力センサー２１１の容器のダイアフラム２４４Ａ側、即ち第２外周部２１８を収容可能である点で相違する。このため、凹部３６はその内径が第２外周部２１８の直径より大きくなるように形成されている。すると、図１０に示すように、第２外周部２１８の−Ｚ軸側の端面が底部１６の＋Ｚ軸側の面より−Ｚ軸側に位置し、第２外周部２１８の−Ｚ軸側が凹部３６に入り込んだ形となる。これにより、圧力導入空間２６の容積を小さくすることができるので、圧力導入空間２６に残留した空気（ダイアフラム２４４Ａの周囲に残留する空気）の排出を容易に行うことができる。

なお、円形リング６６、円形リング６８の断面の直径は互いに一致するものを用いているが、本実施形態では第２外周部２１８と側壁部２４２の直径を互いに一致させているため、円形リング６６、円形リング６８の内径も互いに一致する。

第３実施形態においては、圧力センサー２１１を力検出器収容ケース６０に収容する旨説明したが、第１実施形態等で説明した圧力センサー２１０も本実施形態の力検出器収容ケース６０に収容することができる。この場合、第２外周部２１８が凹部３６に入り込むことはないが、凹部３６の側面が排出孔６４になっているので、圧力センサー２１０を力検出器収容ケース６０に収容しても圧力導入空間２６に残留した空気を効率的に排出することができる。また図５、図６に示す圧力導入孔２２を本実施形態においても適用が可能である。また排出孔６４は、圧力導入孔２２と直接接続することはないが、図５に示すように平面視で底部１６の中心を中心として中心対称（放射状）となるように側壁部１８の側面と凹部３６の側面との間で複数形成することができる。

図１１に、第４実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図である。第４実施形態の力検出器収容ケースの適用対象となる圧力センサー２１１ａ（力検出器）は、基本的には圧力センサー２１０と類似するが、第２外周部２１８の周囲には、雄ネジ部２１８ａが形成されている。これに対応して第４実施形態の力検出器収容ケース７０において、第１外部ケース７２の側壁部７６の内壁の底部７４側には、雄ネジ部２１８ａに螺合する雌ネジ部７８が形成されている。まだ第１外部ケース７２の開口部の外側には雄ネジ部８０が形成され、第２外部ケース８２の開口部の内側には雌ネジ部８４が形成されている。よって第４実施形態において、圧力センサー２１１ａの容器の側面に形成された雄ネジ部２１８ａと、第１外部ケース７２の側壁部７６の内側に形成され、前記雄ネジ部２１８ａと螺合する雌ネジ部７８が、圧力センサー２１１ａを力検出器収容ケース７０に固定する固定手段となる。

そして、第２外周部２１８と底部７４とは互いに当接させることができ、この場合、ダイアフラム２４４Ａ、底部７４を境界とし、圧力導入孔２２を有する圧力導入空間８６が形成される。なお、雄ネジ部２１８ａと雌ネジ部７８との気密、雄ネジ部８０と雌ネジ部８４との気密は十分に保たれ、ダイアフラム２４４Ａを境界の一部とする圧力導入空間８６とダイアフラム２４４Ｂを境界の一部とする内部空間８８とは空間的に分離されている。

このような構成とすることにより、簡易な構成でダイアフラム２４４Ａが接する圧力環境を圧力センサー２１１ａの他の部分と分離して、力検出器収容ケース７０と圧力センサー２１１ａとの間の圧力導入空間８６の圧力を測定することができる。さらに圧力導入空間８６の容積を小さくすることができるので、圧力導入空間８６に残留した空気（ダイアフラム２４４Ａの周囲に残留した空気）の排出を容易に行うことができる。

また、本実施形態の固定手段（円形リング４６、円形リング４８、ねじ込み金具２８、または、雄ネジ部２１８ａ、雌ネジ部７８）は、第１実施形態、第２実施形態で述べた圧力導入孔２２、排出孔２４とともに適用することができる。ただし、圧力導入孔２２は、平面視でダイアフラム２４４Ａの周縁より内側となる位置に形成し、図７に示される横穴５４の端部及び縦穴５６が平面視でダイアフラム２４４Ａの周縁より内側となる位置となるように排出孔２４を形成する必要がある。

図１２に、第５実施形態の力検出器収容ケースの分解斜視図を示し、図１３に、第５実施形態の力検出器収容ケースに力検出器を収容した断面図を示す。第５実施形態の力検出器収容ケース９０は、第１外部ケース９２、第２外部ケース９６、押し込み金具１０２、円形リング４６（図１３）、円形リング４８（図１３）を有し、第３実施形態の圧力センサー２１１（第１実施形態の圧力センサー２１０等でも良い）を力検出器として収容するものである。

第１外部ケース９２、第２外部ケース９６は、力検出器収容ケース９０の外形を形成するものであり、それぞれ第３実施形態の第１外部ケース１２、第２外部ケース３４に類似した構成を有する。すなわち、第１外部ケース９２は、第３実施形態の第１外部ケース１２と同様に、凹部１４（図１２）、底部１６、側壁部１８、圧力導入孔２２、凹部６２、排出孔６４（図１３）を有する。また第２外部ケース９６は、第３実施形態の第２外部ケース３４と同様に、凹部３６（図１２）、開放孔３８を有し、開放孔３８にチューブ４２（図１３）が接続される。一方、第１外部ケース９２は、第１外部ケース１２とは異なり、凹部１４の開口部となる位置に第２外部ケース９６と螺合する雌ネジ部９４を有する。また第２外部ケース９６は、第２外部ケース３４とは異なり、凹部３６の開口部となる位置に第１外部ケース９２と螺合する雄ネジ部９８を有する。

押し込み金具１０２は、円筒形の形状を有している。またその側面１０４の外周の直径は第１外部ケース９２の凹部１４、第２外部ケース９６の凹部３６の内径より小さくなるように設計されている。押し込み金具１０２をＺ軸方向から同心状に貫通する挿通孔１０６（図１２）は、圧力センサー２１１の側壁部２４２の外周より大きく、かつフランジ部２２３の外周の直径より小さな内径を有している。よって圧力センサー２１１は、圧力センサー２１１のダイアフラム２４４Ａ側から挿通孔１０６に挿通可能となるとともに、フランジ部２２３の＋Ｚ軸側の面と押し込み金具１０２の−Ｚ軸側の端面１０８とが当接可能となる。ところで、図１３に示すように、圧力センサー２１１の側壁部２４２は円形リング４６に挿通され、円形リング４６の−Ｚ軸側はフランジ部２２３の＋Ｚ軸側の面に当接している。よって、押し込み金具１０２の−Ｚ軸側の端面１０８は、円形リング４６の＋Ｚ軸側と当接し、円形リング４６はフランジ部２２３の＋Ｚ軸側の面と押し込み金具１０２の−Ｚ軸側の端面１０８により挟まれる。また、円形リング４８は圧力センサー２１１のダイアフラム２４４Ａ側から挿通され、フランジ部２２３の−Ｚ軸側の面と底部１６の＋Ｚ軸側の面により挟まれる。

図１３に示すように、押し込み金具１０２のＺ軸方向の長さＡは、圧力センサー２１１、円形リング４６、円形リング４８を収容した状態で第１外部ケース９２及び第２外部ケース９６を互いに螺合させたのちの第２外部ケース９６の上端部１００の−Ｚ軸側の面と円形リング４６の＋Ｚ軸側の上端との距離Ｂよりも長く、かつ、第２外部ケース９６の上端部１００の−Ｚ軸側の面と底部１６の＋Ｚ軸側の面との距離Ｃからフランジ部２２３のＺ軸方向の厚みＤを差し引いた距離（Ｃ−Ｄ）より短くなるように設計される。また押し込み金具１０２の＋Ｚ軸側の端面１１０は、第２外部ケース９６の上端部１００の−Ｚ軸側の面と当接する。

上記構成において、図１３に示すように、圧力センサー２１１、円形リング４６、円形リング４８、押し込み金具１０２を収容した状態で第１外部ケース９２と第２外部ケース９６との螺合を進行させる。すると、押し込み金具１０２の＋Ｚ軸側の端面１１０と第２外部ケース９６の上端部１００の−Ｚ軸側の面とが当接することにより、押し込み金具１０２は円形リング４６側に進行する。そして押し込み金具１０２が円形リング４６に当接することにより、押し込み金具１０２は円形リング４６側（円形リング４６、フランジ部２２３、円形リング部４８、底部１６）から抗力を受け、この抗力を上端部１００に伝達する。しかし、押し込み金具１０２は、この抗力に起因する反作用の力を上端部１００から受ける。よって押し込み金具１０２は、円形リング４６、円形リング４８とともにフランジ部２２３を底部１６側に押し込むことになる。そして、円形リング４８は底部１６とフランジ部２２３とに挟まれるとともにＺ軸方向に圧縮変形し、円形リング４６も押し込み金具１０２とフランジ部２２３とに挟まれるとともにＺ軸方向に圧縮変形する。これによりダイアフラム２４４Ａ、円形リング４８、底部１６を境界とし、圧力導入孔２２を有する圧力導入空間２６が形成され、第２外部ケース３４側の内部空間４４と圧力環境が分離される。

なお、いずれの実施形態に係る力検出器収容ケースに力検出器を収容することにより、力検出器収容ケースと力検出器との間の圧力導入空間に残留する空気を効率的に排出して正確な液体の圧力が測定可能な圧力測定器を構築することができる。

１０………力検出器収容ケース、１２………第１外部ケース、１４………凹部、１６………底部、１８………側壁部、２０………雌ネジ部、２２………圧力導入孔、２３………網部、２４………排出孔、２６………圧力導入空間、２８………ねじ込み金具、２８ａ………側壁、３０………挿通孔、３２………雄ネジ部、３４………第２外部ケース、３６………凹部、３８………開放孔、４０………雌ネジ部、４２………チューブ、４４………内部空間、４６………円形リング、４８………円形リング、５０………力検出器収容ケース、５２………排出孔、５４………横穴、５６………縦穴、６０………力検出器収容ケース、６２………凹部、６４………排出孔、６６………円形リング、６８………円形リング、７０………力検出器収容ケース、７２………第１外部ケース、７４………底部、７６………側壁部、７８………雌ネジ部、８０………雄ネジ部、８２………第２外部ケース、８４………雌ネジ部、８６………圧力導入空間、８８………内部空間、９０………力検出器収容ケース、９２………第１外部ケース、９４………雌ネジ部、９６………第２外部ケース、９８………雄ネジ部、１００………上端部、１０２………押し込み金具、１０４………側面、１０６………挿通孔、１０８………端面、１１０………端面、２１０………圧力センサー、２１１………圧力センサー、２１１ａ………圧力センサー、２１２………ハウジング、２１４………第１端板、２１６………第１外周部、２１８………第２外周部、２１８ａ………雄ネジ部、２２０………開口部、２２２………フランジ部、２２３………フランジ部、２２４………第２端板、２２６………凹部、２２８………ボス部、２３０………挿通孔、２３２………穴、２３４………穴、２３６………支持シャフト、２３８………ハーメチック端子、２４０………ワイヤー、２４２………側壁部、２４４Ａ、２４４Ｂ………ダイアフラム、２４６………中央部、２４８………可撓部、２５０………周縁部、２５２………センターシャフト、２５４………固定部、２５６………貫通孔、２５８………感圧素子、２６０………振動腕、２６２………第１の基部、２６４………第２の基部、３００………圧力センサー、３０２………ダイアフラム、３０４………素子、３０６………円形リング、３０８………外部ケース、３０８ａ………内部空間、３０８ｂ………圧力導入孔、３１０………外部ケース、３１０ａ………内部空間、３１０ｂ………圧力導入孔、４００………外部ケース、４０２………第１外部ケース、４０２ａ………凹部、４０２ｂ………圧力導入孔、４０２ｃ………雌ネジ部、４０４………第２外部ケース、４０４ａ………凹部、４０４ｂ………開放孔、４０４ｃ………雌ネジ部、４０６………ねじ込み金具、４０６ａ………挿通孔、４０６ｂ………雄ネジ部、４０８………円形リング、４１０………フランジ部、４１２………圧力導入空間、４１４………内部空間、４１６………チューブ、４１８………中継ボックス。

Claims (7)

1. 液体からの圧力を検知する力検出器を収容する力検出器収容ケースであって、
   収容される前記力検出器の受圧面に対向する底部と、側壁部と、を有し、
   前記受圧面と前記底部との間の圧力導入空間に液体を導入し圧力を印加する圧力導入孔が前記底部に設けられ、
   前記圧力導入空間に導入された液体中の空気を排出する排出孔が前記側壁部に設けられ、
   前記排出孔は、前記側壁部から壁中を通って前記圧力導入孔に連通していることを特徴とする力検出器収容ケース。
2. 液体からの圧力を検知する力検出器を収容する力検出器収容ケースであって、
   収容される前記力検出器の受圧面に対向する底部と、側壁部と、を有し、
   前記受圧面と前記底部との間の圧力導入空間に液体を導入し圧力を印加する圧力導入孔が前記底部に設けられ、
   前記圧力導入空間に導入された液体中の空気を排出する排出孔が前記側壁部に設けられ、
   前記底部の前記受圧面に対向する位置には凹部が形成され、
   前記圧力導入孔は、前記凹部の底面に貫通し、
   前記排出孔は、前記側壁部から壁中を通って前記凹部の側面に貫通していることを特徴とする力検出器収容ケース。
3. 前記排出孔は、
   複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の力検出器収容ケース。
4. 前記圧力導入孔は、
   複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の力検出器収容ケース。
5. 前記圧力導入孔は、網部により覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の力検出器収容ケース。
6. 請求項１乃至５のいずか１項に記載の力検出器収容ケースに前記力検出器を収容してなることを特徴とする力測定器。
7. 前記力検出器は、
   筒状の容器と、前記容器の側面から突出して設けられたフランジ部と、前記容器の底面に配置されたダイアフラムと、を有し、
   前記力検出器収容ケースは、
   前記フランジ部と前記底部との間に配置され、前記圧力導入孔がリングの内側となるように配置されているリングと、
   前記フランジ部を前記リングとともに前記底部側に押し付ける押し込み部材と、を有することを特徴とする請求項６に記載の力測定器。

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