-
Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckmesser, der eingerichtet ist, um den Druck eines Gases zu detektieren, insbesondere einen Bourdonrohr-Druckmesser.
-
Hintergrund
-
Ein Bourdonrohr-Druckmesser wird weithin verwendet, um Drücke verschiedener Arten von Gasen zu messen. Der Bourdonrohr-Druckmesser weist eine Metallröhre auf, die einen flachen Querschnitt hat und deren Gesamtform C-förmig, spiralförmig, schraubenförmig oder ähnlich ausgebildet ist, beruht auf dem Prinzip, dass sich eine Krümmung der Metallröhre einer inneren Druckänderung entsprechend ändert und ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine relativ einfache Struktur aufweist, wobei ein solcher, der einen Messbereich bis zu ungefähr 250 MPa aufweist, handelsüblich ist.
-
Der Bourdonrohr-Druckmesser weist im Allgemeinen einen Mechanismus auf, bei dem eine Verschiebung einer Vorderseite eines Bourdonrohrs, verursacht durch eine Druckänderung, an ein Drehteil übertragen wird und der Zeiger durch ein Ritzel, das an dem Drehteil vorgesehen ist, und ein Ritzel, das an einem Außenumfang einer Welle des Zeigers vorgesehen ist, gedreht wird.
-
Da der Zeiger durch die Ritzel betätigt wird und der Zeiger aufgrund eines Spielraums (rattle) an einem Eingriffsabschnitt der Ritzel schwingt, tritt dadurch bei dem Bourdonrohr-Druckmesser, der einen solchen Mechanismus aufweist, ein Problem darin auf, dass die Druckanzeige instabil wird. Wenn eine abrupte Druckänderung auftritt, kann ferner ein Problem darin auftreten, dass sich die Ritzel durch starke Reibung zwischen den Ritzeln abnutzen.
-
Um ein solches Problem zu lösen, offenbaren die JP H08 - 94 465 A und
JP H09 - 304 204 A technische Ausführungen, gemäß denen ein Zeiger durch Anbringen einer Spiralfeder an einer Drehwelle desselben in einer Drehrichtung vorgespannt wird. Da die Verschiebung eines Bourdonrohrs in den oben beschriebenen Bourdonrohr-Druckmessern durch die Ritzel übertragen wird, besteht jedoch weiterhin Raum für Verbesserungen im Hinblick auf die Abnutzung.
-
Als Gegenmaßnahme offenbart die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung eine technische Ausführung in der
JP 2014 - 219 304 A gemäß der eine Verschiebung eines Bourdonrohrs durch Magnetkraft übertragen werden kann.
8 ist eine Ansicht, die einen Bourdonrohr-Druckmesser, offenbart in der
JP 2014 - 219 304 A darstellt. In der Zeichnung ist ein Bourdonrohr 12 ein Rohr, das im Wesentlichen eine elliptische Querschnittsform aufweist und dessen Vorderseite durch Biegen des Rohrs auf eine einen Bogen zeichnende Weise geschlossen ist.
-
Ungefähr ein Zentrum eines Drehteils 13 ist durch eine Presspassung an eine Drehteilwelle 20 angebracht, und eine Seite desselben ist über einen Stab 14 mit einer Vorderseite des Bourdonrohrs 12 verbunden. Ferner ist die andere Seite des Drehteils 13 als fächerartiger Abschnitt 13c ausgebildet, der einen bogenförmigen Rand aufweist, relativ zu dem die Drehteilwelle 20 zentriert ist, und wobei ein bogenförmiger Permanentmagnet 21 an einer Außenumfangsflächenseite des fächerförmigen Abschnitts 13c befestigt ist. Der Permanentmagnet 21 weist mehrere N-Pole und S-Pole auf, die in einer Umfangsrichtung an einem Umfang desselben abwechselnd angeordnet sind. Die Drehteilwelle 20 ist von einer Basisplatte, nicht dargestellt, drehbar gelagert.
-
Ein Zeiger 17 ist mittels Presspassung an einer Zeigerwelle 18 angebracht und wird von dieser gehalten. Die Zeigerwelle 18 ist von der Basisplatte, nicht dargestellt, drehbar gelagert. Ein zylindrischer Permanentmagnet 19 ist in Umfangsrichtung an der Zeigerwelle 18 befestigt, um dem Permanentmagneten 21 des Drehteils 13 zugewandt zu sein. Der Permanentmagnet 19 weist mehrere N-Pole und S-Pole auf, die abwechselnd angeordnet sind. Eine Drehung des Permanentmagneten 21 wird durch eine magnetische Kopplung zwischen den N-Polen und den S-Polen, die bei beiden Permanentmagneten 19 und 20 abwechselnd an der Umfangsfläche angeordnet sind, an den Permanentmagneten 19 übertragen.
-
Wenn ein Druck P am Bourdonrohr 12 anliegt, wie durch einen Pfeil A gezeigt, wird hierbei das Bourdonrohr 12 elastisch verformt, und eine Vorderseite desselben verschiebt sich in 8 nach oben. Aufgrund der Verschiebung des Bourdonrohrs 12 verschiebt sich ein rechter Abschnitt des Drehteils 13 über den Stab 14 nach oben, und der bogenförmige Permanentmagnet 21, der an dem Drehteil 13 befestigt ist, wird gedreht. Wenn sich der Permanentmagnet 21 dreht, wird der Permanentmagnet 19, befestigt an der Zeigerwelle 18, auf synchrone Weise der Bewegung des Permanentmagneten 21 entsprechend gedreht, und der Druck P wird von dem Zeiger 17, gehalten von der Zeigerwelle 18, angezeigt.
-
Allerdings können bei dem oben beschriebenen Druckmesser gemäß dem Stand der Technik Probleme dahingehend auftreten, dass die Anzeigegenauigkeit des Zeigers 17 nicht stabil ist, da die Zeigerwelle 18 in einer Richtung angezogen wird, in der diese sich der Drehteilwelle 20 nähert, durch eine Anziehungskraft zwischen den Permanentmagneten 19 und 21, die entsprechend an dem Drehteil 13 und der Zeigerwelle 18 befestigt sind, wodurch die Reibungskraft zwischen der Zeigerwelle 18 und einem Element, das die Zeigerwelle 18 lagert, zunimmt und die Reibungskraft als eine Last wirkt.
-
Wenn ferner eine abrupte Druckänderung unmittelbar auf das Bourdonrohr 12 wirkt, kann ferner ein Problem dahingehen auftreten, dass der Zeiger 17 keinen korrekten Druck P anzeigen kann, da das Bourdonrohr 12 plötzlich um einen großen Betrag elastisch verformt wird, wobei sich auch das Drehteil 13 aufgrund dieser Verformung verschiebt, die magnetische Kopplung (Synchronisation) an der korrekten Position zwischen den Permanentmagneten 19 und 21, die entsprechend am Drehteil 13 und der Zeigerwelle 18 befestigt sind, aufgehoben wird und der Permanentmagnet 19, der an der Zeigerwelle 18 befestigt ist, in einer Drehrichtung abweicht, wodurch eine magnetische Kopplung an einer unkorrekten Position bewirkt wird (Verlust der Synchronizität).
-
Ferner ist das Dokument
GB 1 467 857 A bekannt, das einen Übertragungsmechanismus zur Verwendung in druckbetriebenen Instrumenten zeigt.
-
In der Veröffentlichungsschrift
DE 16 23 879 B wird eine Vorrichtung zur Beseitigung des Zahnspiels in einem Übersetzungswerk von Zeigermessinstrumenten beschrieben, insbesondere von Manometern, durch zwei gleiche, gegeneinander verdrehbare Ritzel, welche in ein vom Messwerk verstellbares Zahnsegment eingreifen, wobei ein Ritzel mit der Zeigerachse fest verbunden und das zweite Ritzel auf der Zeigerachse drehbar gelagert ist. Die Ritzel sind derart federnd gegeneinander verdrehbar gelagert, dass auf das drehbare Ritzel ein das Zahnspiel ausgleichendes Drehmoment ausgeübt wird. Das auf das drehbare Ritzel ausgeübte, das Zahnspiel ausgleichende Drehmoment wird durch magnetische Kräfte bewirkt.
-
Zusammenfassung
-
Technisches Problem
-
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme getätigt und zielt drauf ab, einen Bourdonrohr-Druckmesser bereitzustellen, dessen Anzeigegenauigkeit von einem Zeiger durch Verringerung von Reibungskräften zwischen einer Zeigerwelle und einem Element, das die Zeigerwelle lagert, verbessert ist und bei dem ein Verlust der Synchronizität vermieden wird und ein Druck korrekt angezeigt werden kann, selbst in einer Anwendungsumgebung, in der sich ein Druck rasch bzw. abrupt ändern kann.
-
Lösung des Problems
-
Bourdonrohr-Druckmesser, der aufweist: ein Bourdonrohr, das eingerichtet ist, um von einem ins Innere eingebrachten Messdruck elastisch gespannt zu werden; ein Drehteil, das an einer ersten Welle, angeordnet nahe einer Vorderseite des Bourdonrohrs, drehbar angebracht ist, wobei ein Ende des Drehteils mit einer schlitzförmigen Nockenöffnung, die sich in einer Richtung von der ersten Welle weg erstreckt, vorgesehen ist und das andere Ende mit einem fächerförmigen Abschnitt, der die erste Welle zentriert, vorgesehen ist; einen Stab, dessen eines Ende mit einer ersten Verbindungseinheit vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um mit einem Verbindungsabschnitt, vorgesehen an der Vorderseite des Bourdonrohrs, drehbar verbunden zu sein, und dessen anderes Ende mit einer zweiten Verbindungseinheit vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um in der Nockenöffnung verschiebbar verbunden zu sein; einen Zeiger, der eine zweite Welle aufweist, die an einer Seite einem Außenumfang des fächerförmigen Abschnitts des Drehteils zugewandt angeordnet ist; einen ersten Permanentmagneten, der an einer Außenumfangsflächenseite des fächerförmigen Abschnitts des Drehteils vorgesehen ist; einen zweiten Permanentmagneten, der an der zweiten Welle vorgesehen ist, wobei eine Außenumfangsfläche des ersten Permanentmagneten und eine Außenumfangsfläche des zweiten Permanentmagneten jeweils N-Pole und S-Pole abwechselnd magnetisiert in gleichmäßigen Abständen aufweisen, wobei die Außenumfangsfläche des ersten Permanentmagneten und die Außenumfangsfläche des zweiten Permanentmagneten in einem bestimmten Abstand auf einer geraden Linie, die ein Zentrum der ersten Welle mit einem Zentrum der zweiten Welle verbindet, einander zugewandt sind; und einen Mechanismus, der eingerichtet ist, um eine Verschiebung der Vorderseite des Bourdonrohrs aufgrund einer elastischen Spannung des Bourdonrohrs durch den Stab, den ersten Permanentmagneten und den zweiten Permanentmagneten in eine Drehung des Zeigers umzuwandeln. Ein magnetisches Element, das eingerichtet ist, um eine Kraft, durch die der zweite Permanentmagnet vom ersten Permanentmagnet angezogen wird, zu schwächen, ist dem zweiten Permanentmagneten gegenüber vorgesehen, bezüglich des ersten Permanentmagneten.
-
Bourdonrohr-Druckmesser, der aufweist: ein Bourdonrohr, das eingerichtet ist, um von einem ins Innere eingebrachten Messdruck elastisch gespannt zu werden; ein Drehteil, das an einer ersten Welle, angeordnet nahe einer Vorderseite des Bourdonrohrs, drehbar angebracht ist, wobei ein Ende des Drehteils mit einer schlitzförmigen Nockenöffnung, die sich in einer Richtung von der ersten Welle weg erstreckt, vorgesehen ist und das andere Ende mit einem fächerförmigen Abschnitt, der die erste Welle zentriert, vorgesehen ist; einen Stab, dessen eines Ende mit einer ersten Verbindungseinheit vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um mit einem Verbindungsabschnitt, vorgesehen an der Vorderseite des Bourdonrohrs, drehbar verbunden zu sein, und dessen anderes Ende mit einer zweiten Verbindungseinheit vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um in der Nockenöffnung verschiebbar verbunden zu sein; einen Zeiger, der eine zweite Welle aufweist, die an einer Seite einem Außenumfang des fächerförmigen Abschnitts des Drehteils zugewandt angeordnet ist; einen ersten Permanentmagneten, der an einer Außenumfangsflächenseite des fächerförmigen Abschnitts des Drehteils vorgesehen ist; einen zweiten Permanentmagneten, der an der zweiten Welle vorgesehen ist, wobei eine Außenumfangsfläche des ersten Permanentmagneten und eine Außenumfangsfläche des zweiten Permanentmagneten jeweils N-Pole und S-Pole abwechselnd magnetisiert in gleichmäßigen Abständen aufweisen, wobei die Außenumfangsfläche des ersten Permanentmagneten und die Außenumfangsfläche des zweiten Permanentmagneten in einem bestimmten Abstand auf einer geraden Linie, die ein Zentrum der ersten Welle mit einem Zentrum der zweiten Welle verbindet, einander zugewandt sind; und einen Mechanismus, der eingerichtet ist, um eine Verschiebung der Vorderseite des Bourdonrohrs aufgrund einer elastischen Spannung des Bourdonrohrs durch den Stab, den ersten Permanentmagneten und den zweiten Permanentmagneten in eine Drehung des Zeigers umzuwandeln. Der Außenumfang des fächerförmigen Abschnitts des Drehteils und ein Außenumfang der zweiten Welle des Zeigers sind jeweils mit Ritzeln ausgebildet, bei denen Zähne nur dann in Kontakt stehen bzw. kommen, wenn durch eine Druckänderung eine plötzliche Verschiebung des Bourdonrohrs bewirkt wird.
-
Bourdonrohr-Druckmesser, der aufweist: ein Bourdonrohr, das eingerichtet ist, um von einem ins Innere eingebrachten Messdruck elastisch gespannt zu werden; ein Drehteil, das an einer ersten Welle, angeordnet nahe einer Vorderseite des Bourdonrohrs, drehbar angebracht ist, wobei ein Ende des Drehteils mit einer schlitzförmigen Nockenöffnung, die sich in einer Richtung von der ersten Welle weg erstreckt, vorgesehen ist und das andere Ende mit einem fächerförmigen Abschnitt, der die erste Welle zentriert, vorgesehen ist; einen Stab, dessen eines Ende mit einer ersten Verbindungseinheit vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um mit einem Verbindungsabschnitt, vorgesehen an der Vorderseite des Bourdonrohrs, drehbar verbunden zu sein, und dessen anderes Ende mit einer zweiten Verbindungseinheit vorgesehen ist, die eingerichtet ist, um in der Nockenöffnung verschiebbar verbunden zu sein; einen Zeiger, der eine zweite Welle aufweist, die an einer Seite einem Außenumfang des fächerförmigen Abschnitts des Drehteils zugewandt angeordnet ist; einen ersten magnetischen Körper, der an einer Außenumfangsflächenseite des fächerförmigen Abschnitts des Drehteils vorgesehen ist; einen zweiten magnetischen Körper, der an der zweiten Welle vorgesehen ist, wobei eine Außenumfangsfläche des ersten magnetischen Körpers und eine Außenumfangsfläche des zweiten magnetischen Körpers in einem bestimmten Abstand auf einer geraden Linie, die ein Zentrum der ersten Welle mit einem Zentrum der zweiten Welle verbindet, einander zugewandt sind; und einen Mechanismus, der eingerichtet ist, um eine Verschiebung der Vorderseite des Bourdonrohrs aufgrund einer elastischen Spannung des Bourdonrohrs durch den Stab, den ersten magnetischen Körper und den zweiten magnetischen Körper in eine Drehung des Zeigers umzuwandeln. Der erste magnetische Körper oder der zweite magnetische Körper ist ein Permanentmagnet, der eine Außenumfangsfläche aufweist, an der N-Pole und S-Pole abwechselnd in gleichmäßigen Abständen magnetisiert sind, und der andere magnetische Körper ein weichmagnetischer Körper ist, der eine Außenumfangsfläche aufweist, an der vorstehende und ausgesparte Formen in Abständen, im Wesentlichen gleich den magnetisierten Abständen, ausgebildet sind.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Da eine Kraft, mit welcher der zweite Permanentmagnet vom ersten Permanentmagneten angezogen wird, verringert werden kann, kann gemäß dem Bourdonrohr-Druckmesser der vorliegenden Erfindung die Reibungskraft zwischen der Zeigerwelle, die als Last des Zeigers wirkt, und dem Element, das die Zeigerwelle lagert, verringert werden, wodurch eine stabile Anzeigegenauigkeit des Zeigers erhalten werden kann.
-
In einem Fall, in dem die Synchronisation zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten aufgehoben wird, wenn sich der Druck, der auf das Bourdonrohr wirkt, abrupt ändert, und sich dadurch das Drehteil, gehalten von dem Bourdonrohr über den Stab, stark verschiebt, wird ferner die magnetische Kopplung zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Permanentmagneten an die korrekte Position zurückgebracht und wird die Synchronisation wiederhergestellt, durch gegenseitigen Kontakt zwischen den Zähnen der Ritzel, die entsprechend an dem Drehteil und der zweiten Welle des Zeigers ausgebildet sind, und folglich kann eine korrekte Anzeige erzielt werden, selbst in einer Anwendungsumgebung, in der sich der Druck abrupt ändern kann.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eines Bourdonrohr-Druckmessers gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine Vorderansicht eines Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform.
- 5 ist eine Vorderansicht zur Beschreibung der Funktionsweise der zweiten Ausführungsform.
- 6 ist eine Vorderansicht zur Beschreibung der Funktionsweise der zweiten Ausführungsform.
- 7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus gemäß einem modifizierten Beispiel der zweiten Ausführungsform.
- 8 ist eine Vorderansicht, die einen Druckmesser gemäß dem Stand der Technik auf schematische Weise darstellt.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Im Folgenden werden Ausführungsformen eines Druckmessers der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
(Erste Ausführungsform)
-
1 und 2 stellen eine erste Ausführungsform eines Druckmessers gemäß der vorliegenden Erfindung dar. 1 ist eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1, der weiter unten beschrieben ist.
-
In 1 ist ein Basisendabschnitt eines Bourdonrohrs 12 an einer Druckeinbringröhre 11 befestigt, und ein Messdruck wird von der Druckeinbringröhre 11 in das Bourdonrohr 12 eingebracht. Wenn sich der Messdruck ändert, spannt sich das Bourdonrohr 12 auf elastische Weise und verschiebt sich das andere Ende des Bourdonrohrs 12. Ein Pin 15, der als eine erste Verbindungseinheit des Stabs 14 fungiert, ist mit dem anderen Endabschnitt des Bourdonrohrs 12 verbunden. Ein Pin 16, der als eine zweite Verbindungseinheit des Stabs 14 fungiert, ist mit einer Nockenöffnung 13b eines Drehteils 13 drehbar verbunden, und die Verschiebung bzw. Bewegung des anderen Endabschnitts des Bourdonrohrs 12 wird an das Drehteil 13 des Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 übertragen. Die Verschiebung des anderen Endabschnitts des Bourdonrohrs 12, übertragen zum Drehteil 13, wird durch den Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 in eine Drehung eines Zeigers 17 umgewandelt.
-
Im Folgenden wird eine Struktur des Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 mit Bezug auf 2 beschrieben.
-
Der Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 weist auf:
- das Drehteil 13, das die Nockenöffnung 13b aufweist, die mit dem Pin 16 (vgl. 1), der an einem Vorderabschnitt des Stabs 14 vorgesehen ist, im Eingriff steht;
- eine Drehteilwelle 20, die eine erste Welle zum Halten des Drehteils 13 ist;
- einen bogenförmigen Permanentmagneten 21, der ein erster Permanentmagnet ist, befestigt an einer Außenumfangsflächenseite eines fächerförmigen Abschnitts 13c, relativ zu dem die Drehteilwelle 20, die am Drehteil 13 vorgesehen ist, zentriert ist;
- eine Zeigerwelle 18, die eine zweite Welle ist, die dem Permanentmagneten 21 zugewandt und eingerichtet ist, um von einem Lager einer Basisplatte, nicht dargestellt, drehbar gehalten bzw. gelagert zu werden;
- einen zylindrischen Permanentmagneten 19, der ein zweiter Permanentmagnet ist, durch eine Klebewirkung oder dergleichen an der Zeigerwelle 18 befestigt; und
- einen im Wesentlichen rechteckförmigen magnetischen Körper 22, der ein magnetisches Element ist, das in der Nähe des Permanentmagneten 19 positioniert ist und mittels Presspassung oder dergleichen auf der Basisplatte, nicht dargestellt, dem Permanentmagneten 21 gegenüber, bezüglich des Permanentmagneten 19, befestigt ist. Sowohl in dem Permanentmagneten 19 als auch dem Permanentmagneten 21 sind mehrere N-Pole und S-Pole in gleichmäßigen Abständen an einem Außenumfang in einer Umfangsrichtung abwechselnd magnetisiert. Der Permanentmagnet 19 und der Permanentmagnet 21 sind auf eine Weise angeordnet, dass zwischen diesen ein Spalt verbleibt.
-
Im Folgenden wird eine Funktionsweise des Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Wenn sich ein Messdruck, eingebracht von der Druckeinbringröhre 11 in das Bourdonrohr 12, ändert, ändert sich die Krümmung des Bourdonrohrs 12, ändert sich die Position des Vorderabschnitts des Bourdonrohrs 12, dreht sich das Drehteil 13, das eine Komponente des Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 ist, verbunden über den Stab 14, um die Drehteilwelle 20 und dreht sich auch der Permanentmagnet 21, der an dem Drehteil 13 befestigt ist.
-
Wenn sich der Permanentmagnet 21 dreht, wird der Permanentmagnet 19 durch eine magnetische Kopplung zwischen den mehreren N-Polen und S-Polen, die an der Außenumfangsfläche sowohl des Permanentmagneten 19 als auch des Permanentmagneten 21 abwechselnd magnetisiert sind, gedreht. Da der Permanentmagnet 19 an der Zeigerwelle 18 befestigt ist, wird die Zeigerwelle 18 gedreht, und der Zeiger 17, der durch eine Presspassung an der Zeigerwelle 18 angebracht ist und von dieser gehalten wird, zeigt auf einen Skalenanzeigeabschnitt, der einem Messdruck entspricht.
-
Der Permanentmagnet 19 und der Permanentmagnet 21 sind mit mehreren N-Polen und S-Polen abwechselnd in gleichmäßigen Abständen an den entsprechenden Außenumfangsflächen derselben magnetisiert, und beispielsweise werden ein N-Pol des Permanentmagneten 21 und ein S-Pol des Permanentmagneten 19, der dem N-Pol zugewandt ist, gedreht, während die magnetische Kopplung aufrechterhalten wird, wodurch eine Synchronisation zwischen dem Permanentmagneten 19 und dem Permanentmagneten 21 beibehalten wird. Gleichzeitig wird die Zeigerwelle 18 in einer Richtung vorgespannt, in der diese sich der Drehteilwelle 20 nähert, da ein N-Pol des Permanentmagneten 21 und ein S-Pol des Permanentmagneten 19, der dem N-Pol zugewandt ist, einander anziehen. Wenn die Zeigerwelle 18 in der Richtung, in der diese sich der Drehteilwelle 20 annähert, angezogen wird, erhöht sich die Reibungskraft zwischen der Zeigerwelle 18 und einem Element, das die Zeigerwelle 18 lagert, wobei die Reibungskraft als eine Last wirkt und die Anzeigegenauigkeit des Zeigers 17 instabil wird, was nicht wünschenswert ist.
-
In der ersten Ausführungsform des Druckmessers gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch der im Wesentlichen rechteckförmige magnetische Körper 22 in der Nähe des Permanentmagneten 19, befestigt an der Zeigerwelle 18, vorgesehen und dem Permanentmagneten 21 gegenüber, bezüglich des Permanentmagneten 19, angeordnet. Da der magnetische Körper 22 und der Permanentmagnet 19 sich einander anziehen, wird die Zeigerwelle 18 in der Richtung, in der diese sich dem magnetischen Körper 22 nähert, vorgespannt.
-
Die Drehteilwelle 2C und der magnetische Körper 22 sind an Positionen angeordnet, die einander zugewandt sind, während die Zeigerwelle 18 in einem Zentrum zwischen diesen festgelegt ist. Folglich wird die Anziehungskraft durch die Magnetkraft zwischen dem Permanentmagneten 19, befestigt an der Zeigerwelle 18, und dem Permanentmagneten 21, befestigt an dem Drehteil 13, aufgehoben und durch die Anziehungskraft, die zwischen dem Permanentmagneten 19, befestigt an der Zeigerwelle 18, und dem magnetischen Körper 22 erzeugt wird, reduziert. Folglich wird die Reibungskraft zwischen der Zeigerwelle 18 und dem Element, das die Zeigerwelle 18 lagert, geschwächt, wodurch die Anzeigegenauigkeit des Zeigers 17 stabilisiert wird.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform eines Bourdonrohr-Druckmessers gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 3 bis 6 beschrieben. 3 ist eine Vorderansicht eines Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 der zweiten Ausführungsform, 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1, und 5 und 6 sind Vorderansichten zur Beschreibung einer Funktionsweise gemäß der zweiten Ausführungsform.
-
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Ritzel bzw. eine Zahnreihe 13a an einem Außenumfang eines fächerförmigen Abschnitts 13c eines Drehteils 13 ausgebildet, wie in 3 und 4 dargestellt, und ein Ritzel 18a ist an einer Zeigerwelle 18 ausgebildet, um mit dem Ritzel 13a im Zahneingriff zu stehen. Andere Komponenten gleichen denen der ersten Ausführungsform.
-
Wie es in 3 dargestellt ist, sind die Zähne des Ritzels 18a, die an der Zeigerwelle 18 ausgebildet sind, im Wesentlichen in gleichmäßigen Abständen an ungefähr einem Grenzabschnitt zwischen Magnetpolen eines zylindrischen Permanentmagneten 19, der an der Zeigerwelle 18 befestigt ist, angeordnet. Ferner sind die Zähne des Ritzels 13a, die an dem Drehteil 13 ausgebildet sind, im Wesentlichen in gleichmäßigen Abständen an ungefähr einem Zentrumsabschnitt einer Magnetpolbreite eines bogenförmigen Permanentmagneten 21, der an dem Drehteil 13 befestigt ist, angeordnet.
-
Die Zähne des Ritzels 18a und des Ritzels 13a sind dünner gefertigt als Zähne eines üblichen Ritzels. Wenn der Permanentmagnet 19 und der Permanentmagnet 21 an einer korrekten Position auf synchrone Weise magnetisch gekoppelt sind, treten die Zähne des Ritzels 18a in Zwischenräume des Ritzels 13a ein und treten die Zähne des Ritzels 13a in Zwischenräume des Ritzels 18a ein, und folglich kommen die Zähne des Ritzels 18a mit den Zähnen des Ritzels 13a nicht in Kontakt.
-
Selbst wenn das Drehteil 13 ausgehend von der Position in 3 und beispielsweise an eine Position des halben Magnetisierungsabstands zwischen einem N-Pol und S-Pol des Permanentmagneten 21 gedreht wird, wie in 5 dargestellt, sind der Permanentmagnet 19 und der Permanentmagnet 21 an der korrekten Position auf synchrone Weise magnetisch gekoppelt, und folglich wird das Ritzel 18a mit dem Ritzel 13a gedreht, und die Zähne des Ritzels 18a kommen mit den Zähnen des Ritzels 13a nicht in Kontakt.
-
Wie es oben beschrieben ist, kommen die Zähne des Ritzels 18a mit den Zähnen des Ritzels 13a in einem Fall nicht in Kontakt, in dem der Permanentmagnet 19 und der Permanentmagnet 21 synchronisiert sind, in anderen Worten, in einer Anwendungsumgebung, in der die Druckänderung, die auf das Bourdonrohr 12 wirkt, gering ist.
-
Auf der anderen Seite, in einem Fall, in dem eine rasche bzw. abrupte Druckänderung auf das Bourdonrohr 12 wirkt und das Drehteil 13 stark verschoben wird, kann eine Gefahr darin bestehen, dass die magnetische Kopplung (Synchronisation) zwischen dem Permanentmagneten 19 und dem Permanentmagneten 21 an der korrekten Position aufgehoben wird und der Permanentmagnet 19, befestigt an der Zeigerwelle 18, in einer Drehrichtung verschoben wird, wodurch eine magnetische Kopplung an einer unkorrekten Position bewirkt wird (Verlust der Synchronizität). Wenn der Verlust der Synchronizität aufzutreten droht, wird jedoch gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Ritzel 18a durch das Ritzel 13a gedreht, da die Zähne des Ritzels 13a mit den Zähnen des Ritzels 18a, wie in 6 dargestellt, im Eingriff stehen, wodurch der Permanentmagnet 19 und der Permanentmagnet 21 an die korrekten Positionen zurückgebracht werden. Folglich wird die Synchronisation zwischen dem Permanentmagneten 19 und dem Permanentmagneten 21 beibehalten, und der Zeiger 17, gehalten von der Zeigerwelle 18, kann die korrekte Anzeige bereitstellen.
-
Wie es oben beschrieben ist, kann bei dem Bourdonrohr-Druckmesser gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verschiebung des Drehteils 13 normalerweise durch die Magnetkraft zwischen den Permanentmagneten 19 und 21, die entsprechend an dem Drehteil 13 und der Zeigerwelle 18 vorgesehen sind, an die Zeigerwelle 18 übertragen werden, und lediglich im Fall einer abrupten Druckänderung wird eine Funktion des mechanischen Kontakts zwischen den Ritzeln 13a und 18a, die entsprechend an dem Drehteil 13 und der Zeigerwelle 18 ausgebildet sind, durchgeführt, und folglich kann selbst in verschiedenen Anwendungsumgebungen eine korrekte Anzeige erzielt werden, wobei eine Beschädigung einer Komponente aufgrund von Abnutzung verringert wird und Charakteristika einer langen Lebensdauer beibehalten werden.
-
Gemäß der obigen Beschreibung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Zähne des Ritzels 18a ungefähr am Grenzabschnitt der Magnetpole des Permanentmagneten 19 angeordnet und sind die Zähne des Ritzels 13a ungefähr im mittleren Abschnitt der Magnetpolbreite des Permanentmagneten 21 angeordnet, aber auch wenn die Zähne des Ritzels 18a ungefähr an einem mittleren Abschnitt einer Magnetpolbreite des Permanentmagneten 19 angeordnet sind und die Zähne des Ritzels 13a ungefähr am Grenzabschnitt der Magnetpole des Permanentmagneten 21 angeordnet sind, können die gleichen Wirkungen wie bei der zweiten Ausführungsform erhalten werden.
-
(Modifiziertes Beispiel)
-
Im Folgenden wird ein modifiziertes Beispiel eines Bourdonrohr-Druckmessers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 beschrieben. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 des vorliegenden modifizierten Beispiels.
-
Gemäß dem vorliegenden modifizierten Beispiel weist der Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus 1 auf: ein Drehteil 13, eine Drehteilwelle 20, die eingerichtet ist, um das Drehteil 13 zu halten, einen bogenförmigen magnetischen Körper 31, der an einer Außenumfangsflächenseite eines fächerförmigen Abschnitts des Drehteils 13 befestigt ist, eine Zeigerwelle 18, die von einem Lager einer Basisplatte (nicht dargestellt) drehbar gehalten ist, einen zylindrischen Permanentmagneten 19, der durch eine Klebewirkung oder dergleichen an der Zeigerwelle 18 befestigt ist, einen im Wesentlichen rechteckförmigen magnetischen Körper 22, der durch eine Presspassung oder dergleichen an der Basisplatte befestigt ist, ein Ritzel bzw. eine Zahnreihe 13a, das an einem Außenumfang des fächerförmigen Abschnitts 13c des Drehteils 13 ausgebildet ist, und ein Ritzel 18a, das an der Zeigerwelle 18 ausgebildet ist.
-
Mehrere Vorsprungsformen, länglich ausgebildet in einer Axialrichtung der Drehteilwelle 20 und nach außen vorstehend, sind an einer Außenumfangsfläche des magnetischen Körpers 31 in Abständen vorgesehen, die im Wesentlichen gleich den Abständen zwischen mehreren N-Polen sind bzw. diesen entsprechen, die an einer Außenumfangsfläche des Permanentmagneten 19 magnetisiert sind.
-
Da ein Abstand zwischen einem Abschnitt der vorstehenden Form des magnetischen Körpers 31 und der Außenumfangsfläche des Permanentmagneten 19 klein ist, ist ein Zentrum einer Magnetpolbreite des N-Pols oder S-Pols, magnetisiert an der Außenumfangsfläche des Permanentmagneten 19, mit dem Abschnitt der vorstehenden Form des magnetischen Körpers 31 aufgrund einer Charakteristik einer magnetischen Linie an einer einander zugewandten Position magnetisch gekoppelt, wobei eine Drehung des magnetischen Körpers 31 an den Permanentmagneten 19 übertragen wird. Folglich dreht sich die Zeigerwelle 18, und der Zeiger 17, der durch Presspassung an der Zeigerwelle 18 angebracht und von dieser gehalten wird, zeigt auf eine Skalenposition, die einem Messdruck entspricht.
-
Gemäß dem oben beschriebenen vorliegenden modifizierten Beispiel können die gleichen Wirkungen wie bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden, während ein einteiliger Permanentmagnet angewendet wird.
-
Es wurde der Fall beschrieben, in dem ein erster Permanentmagnet, befestigt am Drehteil 13, durch den magnetischen Körper, der die mehreren vorstehenden Formen aufweist, ersetzt wird, aber äquivalente Wirkungen können auch in einem Fall erhalten werden, in dem der erste Permanentmagnet als Permanentmagnet beibehalten wird, und ein zweiter Permanentmagnet, befestigt an der Zeigerwelle 18, durch einen magnetischen Körper, der mehrere vorstehende Formen aufweist, ersetzt wird. Allerdings ist es in diesem Fall erforderlich, dass der magnetische Körper 22, der aus einem magnetischen Material gefertigt ist, in einen Permanentmagneten geändert wird.
-
Während das modifizierte Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, können die gleichen Wirkungen auch mit einem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform erhalten werden.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Die vorliegende Erfindung ist für einen Bourdonrohr-Druckmesser anwendbar, unter Verwendung verschiedener Arten von Druck-Umwandlungsmechanismen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Druckanzeige-Umwandlungsmechanismus
- 11
- Druckeinbringröhre
- 12
- Bourdonrohr
- 13
- Drehteil
- 13a
- Ritzel
- 13b
- Nockenöffnung
- 13c
- Fächerförmiger Abschnitt
- 14
- Stab
- 15
- Pin (erste Verbindungseinheit)
- 16
- Pin (zweite Verbindungseinheit)
- 17
- Zeiger
- 18
- Zeigerwelle (zweite Welle)
- 18a
- Ritzel
- 19
- Permanentmagnet (zweiter Permanentmagnet)
- 20
- Drehteilwelle (erste Welle)
- 21
- Permanentmagnet (erster Permanentmagnet)
- 22
- Magnetischer Körper (magnetisches Element)
- 31
- Magnetischer Körper
