JP2000019043A - 圧力検出装置 - Google Patents
圧力検出装置Info
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Abstract
供。 【解決手段】ダイアフラム4は、中央に磁性体の磁性基
板部の下面側が当接する磁性体用受底部8と、この磁性
体用受底部の周囲に盛り上がるように形成され、かつ磁
性基板部6の外周が嵌まるリング状の堤部9と、この堤
部の外周をぐるりと囲うたわみ用部10を有することを
特徴とし、磁性筒部7のコイル21への出入りと、磁性
基板部6のコイル21への遠近とにより、コイル21の
インダクタンスが変化する。
Description
い機,風呂水の水位を検出する圧力検出装置に関するも
のである。
従来の圧力検出装置は、ダイアフラムに受板を介して磁
性体に保持していた。また受板と摺動体の間に小径ばね
が介在され、摺動体と調整ねじの間に大径ばねが介在さ
れ、しかも小径ばね,摺動体,大径ばね,調整ねじが積
み重ねた構成になっていた。
数が多く、丈も高いという不具合があった。
問題に鑑み、部品数が少なく、丈の低い圧力検出装置を
提供することを目的とするものである。
されたコイルと、圧力の変化によりたわんで変位するゴ
ムのダイアフラムと、このダイアフラムに保持されてい
る磁性体と、この磁性体と対向するところに備えられ、
かつ磁性が近づいたり、離れたりすることにともなって
インダクタンスが変化するコイルと、前記磁性体が前記
コイルに近づいて行ようなダイアフラムの変化を押し返
すように付勢するつる巻状のばねとを備えている圧力検
出装置において、前記磁性体は、円盤状の磁性基板部
と、磁性基板部の上面から前記コイルに向かって隆起す
る円筒状の磁性筒部を有し、かつ磁性筒部は前記コイル
の内径よりも小さな内径を有するとともに磁性基板部と
ほぼ同心的に形成し、前記ダイアフラムは、中央に前記
磁性基板部の下面側が当接する磁性体用受底部と、この
磁性体用受底部の周囲に盛り上がるように形成され、か
つ前記磁性基板部の外周が嵌まるリング状の堤部と、こ
の堤部の外周をぐるりと囲うたわみ用部を有することを
特徴とするものである。
部の下面側が当接し、磁性体用受底部の周囲に盛り上が
る磁性基板部の嵌合するリング状の堤部が形成されてい
るので、ダイアフラムは堤部の外周に存在するたわみ用
部を除いて剛体のようになっている。このため、ダイア
フラムの下面(裏面)に加わる圧力変化で、上下に変位
動するダイアフラムの動作は、ダイアフラムの中心軸線
に沿った上下運転で傾むいたり,ふらついたりする動き
が極めて少ないのである。
って説明する。
置の本体ケース1は、下ケース2,上ケース3を上下に
抱き合わせて形成している。上,下ケース2,3はA.
B.Sの合成樹脂で作られている。
備わっている。このダイアフラム4は天然ゴム,合成ゴ
ム等のゴムで形成されている。
性体5も本体ケース1の内部に備わる。磁性体5はフェ
ライトの素材を焼結して形成されている。透磁性の良い
材料であれば、フェライト以外でもよい。
筒状の磁性筒部7を有する。磁性基板部6と磁性筒部7
は、同心的に形成されている。磁性基板部6の外径は約
20mmである。磁性基板部6と磁性筒部7との外径比は
1.5 〜3程度が望ましい。ダイアフラム4は、磁性基
板部6の底面が当接する磁性体用受底部8が中央に設け
られている。磁性体用受底部8の外周には、盛り上がる
ように形成されたリング状の堤部9が形成されている。
この堤部9は、磁性基板部6の外周が嵌合して磁性基板
部6との一体性を形成している。堤部9は薄い磁性体用
受底部8と違い磁性基板部6の厚さに近い厚みをもって
いるが、堤部9の上面は磁性基板部6の上面よりわずか
に低くなっている。わずかに低くすると両上面を面一に
するものよりも、ダイアフラム4の上下に移動する動作
が安定性を増す。
ている。このたわみ用部10は、磁性体用受底部8と同
様に薄く形成されている。たわみ用部10は、上側にふ
くらむように湾曲している。この薄い湾曲によってダイ
アフラム4は圧力変化に応じてよく変化するのである。
成されている。支持部11は上側に立上がるリング状の
凸部になっている。この支持部11が上下ケース2,3
の抱き合せ部分に挟持されるのである。
た状態で圧力変化に応じて上下に変位するのであるが、
堤部9があるためダイアフラム4の中心軸線上に沿った
安定した変化動作をするのである。
性基板部6の底面と当接している。その上、堤部9は厚
く、しかも磁性基板部6の外周と嵌合しているので、ダ
イアフラム4は薄いたわみ用部10を除いて、剛体のよ
うな構造になっている。このため、ダイアフラム4の下
方から受ける圧力の変化によってダイアフラム4は上下
に変位動作する際に、ダイアフラム4の中心軸線に沿っ
て上下移動から傾むいたり、中心軸線からずれるふらつ
きが極めて少ないのである。
る。この圧力導入パイプ12に形成されている導入孔1
3が下ケース2内に連通しているので、圧力の変化がダ
イアフラム4の下側に作用するのである。
が接続され、チューブの先端は洗たく機の水受槽のエア
ートラップ等に接続されるものである。
部6の中央には貫通する係止孔14が形成されている。
この係止孔14に挿入係止される係止突起15は、前記
磁性体用受底部8の中央に形成されている。この係止突
起15は上向きに立上がるように形成され、先端側はほ
ぼ円錐形状に形成されている。円錐形をした部分の最大
外径は後述するばねの内径よりも小径に形成されてい
る。
るので、係止孔14に挿入がしやすく挿入後は抜けにく
いのである。係止突起15と係止孔14の係合により、
ダイアフラム4と磁性体5は結合されている。この結合
を強めるために、ダイアフラム4と磁性体5を接着剤で
接着してもよい。
成されている。支持円筒部16は上ケース3の中央に形
成され、下ケース2から離れるように上方に立上がって
いる。支持円筒部16の内径は12.6mmである。前記
磁性筒部7の外径が12.2mmで、支持円筒部16の内
径よりも若干小さめに形成されている。
に加わる圧力変化に伴って図1,図2に示すように前記
磁性筒部7が出入りする。この出入りする磁性筒部7の
移動に伴い後述するコイルのインダクタンスが変化する
のである。
より若干小さく形成されているので、支持円筒部16内
を円滑に摺動するのである。
より角が落されているので、上記摺動はさらに円滑に行
われる。この面取りは、磁性体5を焼結する際に形成す
る。但し、焼結形成後に機械加工で形成してもよい。ま
た面取りは、フェライトで形成された硬い磁性体5の角
部が欠けやすいので、前もって落すねらいもある。その
ため磁性体5は、全部の角部を面取りしておくことが望
ましい。
ねじ17が螺合するように取り付けられている。雌ねじ
が形成される上側内径部は、前記磁性筒部7が摺動自在
に出入りする支持円筒部の下側内周部より少し小径に形
成されている。
整ねじ17の外周には雄ねじが形成されている。上面に
はドライバー用の溝が形成されている。調整ねじ17の
内端である下面には中央にばね受け台18が下方に突出
するように形成されている。このばね受け台18は、調
整ねじ17の外周円と同心的に形成されている。
より上下に移動する。この上下移動操作により、後述す
る調整が行われるのである。
されている。ばね19の上側内周部は、前記ばね受け台
18に嵌め込まれている。この嵌め込みで、ばね19は
調整ねじ17に取り付けられ、調整ねじ17に吊り下げ
られた状態になる。
性筒部7の内底に置かれる。ばね座19は合成樹脂のポ
リアセタールで形成されている。ばね座19は筒部と上
部つば部と底部を有し、底部には前記係止突起15が挿
入される穴が形成されている。
がかからない図1に示す状態にあっては、ばね座20の
底部から僅かに浮いた状態になっている。ダイアフラム
4に圧力がかからないときには、ばね19の下端がばね
座20から浮いているので、ダイアフラム4にばね19
の力が作用していないのである。このため、下ケース2
を下にして本体ケース1を水平にした場合には、ダイア
フラム4のたわみ用部10が有する張力と磁性体5(3
〜6g)の重さがつり合うところで、ダイアフラム4は
安定するのである。
の間に介在しているので、ダイアフラム4に圧力がかか
って図2に示すようにダイアフラム4が上側に変位する
ときにはダイアフラム4を元の位置に押し戻すように作
用する。
よりも僅かに小さく、内径が前記係止突起15の外径よ
りも僅かに大きくしている。なお、ばね座20を省略し
てばね19の下端を磁性筒部7の内側に直に置くように
してもよい。
うに支持しているので、ダイアフラム4に圧力がかから
ないときに、ばね19の下端がばね座20の底部から僅
かに浮いて離れるようにドライバーで回して調整するの
である。
力変化でダイアフラム4は上下に変位し、ダイアフラム
4に保持されている磁性体5も一緒に上下に動く。磁性
体5が上下に動く、最大移動量は5.9mm で、この移動
範囲で後述するコイルのインダクタンスが変化するので
ある。
部に嵌合するように取り付けられる。コイル21の巻数
は250〜300ターンである。コイル21は合成樹脂
のウレタンが被覆されている。
巻丈よりも大きい扁平形状にしている。巻厚さが1.3
〜2.5mm程度である。
よるものである。
検出装置の丈を低くできるのである。また磁性体5は、
磁性筒部7と磁性基板部6を有する。磁性筒部7は、コ
イル21の内側を出入りする関係になっているが磁性基
板部6はコイル21の下側端面側に近づいたり、離れた
りする関係になっている。
クタンス変化を高めるのには、磁性基板部6の外径に近
づく程度にコイル21の外径を大きくした結果、扁平な
コイルになったのである。
出入りと、磁性基板部6のコイル21への遠近とによ
り、コイル21のインダクタンスが変化するのである。
大きく囲う堰22が形成されている。この堰22はコイ
ル21をも外側から囲っている。堰22の内側には一対
の端子板23,24がコイル21を間にして対称に振り
分けて配置されている。端子板23,24にはコイル2
1の両端が接続されている。端子板23,24にはコネ
クター25,26が着脱自在に接続されているコネクタ
ー接続部23a,24aが設けられている。
の外側につき出ている。端子板23,24,コネクター
接続部23a,24aは、前記支持円筒部16の軸線方
向と直交するように横置に配置されている。横置である
ため、圧力検出装置の丈がそれだけ低くなるのである。
に配置されている。端子板23,24の間に位置するよ
うに置かれている。コンデンサー27の両足は端子板2
3,24に接続されている。
続され、LCの共振回路を構成しているのである。
グ用の合成樹脂(ウレタン等)を注入する。合成樹脂は
図1,図2の二点鎖線で示すところまで注入される。コ
イル21,コンデンサー27,端子板23,24等の電
気部品は、ポッテング用の合成樹脂内に埋設されてい
る。電気部品はポッテングされるので、洗たく機等の湿
気の多いものに圧力検出装置を使用しても、湿気による
動作不良が生じにくいのである。
29を示す。
コイル21とコンデンサー27を並列接続して形成して
いる。発振回路29は、抵抗30,31,インバータ3
2,33,34によって形成されている。発振回路29
と共振回路28で、LC発振回路を構成している。
a,24aで接続されている。発振回路29は圧力検出
装置から離して設けられているが、圧力検出装置側に備
えるようにしてもよい。
設けているが、発振回路29側に備えるようにしてもよ
い。
御回路と一緒に形成するようにしてもよい。
フである。圧力検出装置を洗たく機に採用した場合の例
示である。
溜る水の高さを表わしている。水位が増すにしたがって
発振の周波数が下がる。それは、水位の上昇につれてダ
イアフラム4が上側に変位し、磁性体5がコイル21に
近づくことによりインダクタンスが増加するからであ
る。磁性体5の最大移動量は5.9mm である。5.9mm
の移動量で、0mmから500mmまでの水位変化を検知で
きるのである。これは、水位の変化で圧縮される空気圧
をダイアフラム4で受けるようにしたので、水位の大幅
な変化をダイアフラム4の少ない変位量で検知できるの
である。
されたコイルと、圧力の変化によりたわんで変位するゴ
ムのダイアフラムと、このダイアフラムに保持されてい
る磁性体と、この磁性体と対向するところに備えられ、
かつ磁性が近づいたり、離れたりすることにともなって
インダクタンスが変化するコイルと、前記磁性体が前記
コイルに近づいて行ようなダイアフラムの変化を押し返
すように付勢するつる巻状のばねとを備えている圧力検
出装置において、前記磁性体は、円盤状の磁性基板部
と、磁性基板部の上面から前記コイルに向かって隆起す
る円筒状の磁性筒部を有し、かつ磁性筒部は前記コイル
の内径よりも小さな内径を有するとともに磁性基板部と
ほぼ同心的に形成し、前記ダイアフラムは、中央に前記
磁性基板部の下面側が当接する磁性体用受底部と、この
磁性体用受底部の周囲に盛り上がるように形成され、か
つ前記磁性基板部の外周が嵌まるリング状の堤部と、こ
の堤部の外周をぐるりと囲うたわみ用部を有することを
特徴とする圧力検出装置にある。
る。
圧力変化に伴うダイアフラムの動きに抗するばねを一つ
にしているので部品数が少なく、圧力検出装置の丈も低
く抑えることができる。
の磁性体用受底部に当接し、磁性基板部の外周が嵌まる
ところを盛り上がった堤にしているので、ダイアフラム
は薄いたわみ用部を除いて全体が剛体のようになるた
め、ダイアフラムの変位動作は軸線上に沿った動きにな
る。傾むいたり、軸線から外れることが生じにくいので
ある。
の縦断面図である。ダイアフラムに圧力がかかっていな
い状態を示している。
ってダイアフラムが最大変化した状態を示している。
る。
磁性基板部、7…磁性筒部、8…磁性体用受底部、9…
堤部、10…たわみ用部、21…コイル。
7)
Claims (16)
- 【請求項1】円筒状に巻装されたコイルと、圧力の変化
によりたわんで変位するゴムのダイアフラムと、このダ
イアフラムに保持されている磁性体と、この磁性体と対
向するところに備えられ、かつ磁性が近づいたり、離れ
たりすることにともなってインダクタンスが変化するコ
イルと、前記磁性体が前記コイルに近づいて行ようなダ
イアフラムの変化を押し返すように付勢するつる巻状の
ばねとを備えている圧力検出装置において、 前記磁性体は、円盤状の磁性基板部と、磁性基板部の上
面から前記コイルに向かって隆起する円筒状の磁性筒部
を有し、かつ磁性筒部は前記コイルの内径よりも小さな
内径を有するとともに磁性基板部とほぼ同心的に形成
し、 前記ダイアフラムは、中央に前記磁性基板部の下面側が
当接する磁性体用受底部と、この磁性体用受底部の周囲
に盛り上がるように形成され、かつ前記磁性基板部の外
周が嵌まるリング状の堤部と、この堤部の外周をぐるり
と囲うたわみ用部を有することを特徴とする圧力検出装
置。 - 【請求項2】請求項1に記載されているものにおいて、 前記リング状の堤部は、前記磁性基板部の厚さより幾分
低く設け、前記たわみ用部は上側に膨らんで湾曲するよ
うに形成したことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項3】請求項1に記載されているものにおいて、 前記コイルとコンデンサを電気的に組み合わせてLC共
振回路を形成したことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項4】本体ケースと、この本体ケースを形成し、
かつ互いに抱き合わされる下ケースおよび上ケースと、
前記本体ケース内に備えられ、かつ圧力の変化によりた
わんで変位するゴムのダイアフラムと、このダイアフラ
ムに保持されている磁性体と、この磁性体と対向すると
ころに備えられ、かつ磁性体が近づいたり、離れたりす
ることに応じてインダクタンスが変化する円筒状に巻装
されたコイルと、前記磁性体が前記コイルに近づいて行
ようなダイアフラムの変位を押し戻すように付勢するつ
る巻状のばねとを有する圧力検出装置において、 前記磁性体は、円盤状の磁性基板部と、磁性基板部の上
面から前記コイルに向かって隆起する円筒状の磁性筒部
を有し、かつ磁性筒部は前記コイルの内径よりも小さな
内径を有するとともに磁性基板部とほぼ同心的に形成
し、 前記ダイアフラムは、中央に前記磁性基板部の下面側が
当接する磁性体用受底部と、この磁性体用受底部の周囲
に盛り上がるように形成され、かつ前記磁性基板部の外
周が嵌まるリング状の堤部と、この堤部の外周をぐるり
と囲うたわみ用部と、このたわみ用部の外周に形成さ
れ、かつ前記上・下ケースの抱き合わせ部位に挟持され
るリング状の支持部を有することを特徴とする圧力検出
装置。 - 【請求項5】本体ケースと、この本体ケースを形成し、
かつ互いに抱き合わされる下ケースおよび上ケースと、
前記本体ケース内に備えられ、かつ圧力の変化によりた
わんで変位するゴムのダイアフラムと、このダイアフラ
ムに保持されている磁性体と、この磁性体と対向すると
ころに備えられ、かつ磁性体が近づいたり、離れたりす
ることに応じてインダクタンスが変化する円筒状に巻装
されたコイルと、前記磁性体が前記コイルに近づいて行
ようなダイアフラムの変位を押し戻すように付勢するつ
る巻状のばねと、前記上ケースの中央に、前記下ケース
から離れる方向に向かって立ち上がるように形成され、
かつ外周に前記コイルが装着される支持円筒部を有する
圧力検出装置において、 前記磁性体は、円盤状の磁性基板部と、磁性基板部の上
面から前記コイルに向かって隆起し、かつ前記支持円筒
部の内周より小径で、しかも磁性基板部とほぼ同心的に
形成される円筒状の磁性筒部を有し、 前記ダイアフラムは、中央に前記磁性基板部の下面側が
当接する磁性体用受底部と、この磁性体用受底部の周囲
に盛り上がるように形成され、かつ前記磁性基板部の外
周が嵌まるリング状の堤部と、この堤部の外周をぐるり
と囲うたわみ用部と、このたわみ用部の外周に形成さ
れ、かつ前記上・下ケースの抱き合わせ部位に挟持され
るリング状の支持部を有し、 前記支持円筒部の内周に、前記磁性体に向かって前後に
移動自在なる調整ねじを螺合し、 前記調整ねじの内端と前記磁性筒部の内側との間に前記
ばねを介在したことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項6】請求項5に記載されているものにおいて、 前記磁性筒部と前記ばねとの間に合成樹脂等で形成され
たばね座を介したことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項7】請求項1に記載されているものにおいて、 前記磁性筒部の内側底部である磁性基板部の中央には貫
通する係止孔を設け、 前記磁性体用受底部の中央には、前記係止孔に挿入係止
され、かつ前記ばねの内径より小さい外径を有するほぼ
円錐形状の係止突起を設けたことを特徴とする圧力検出
装置。 - 【請求項8】請求項1に記載されているものにおいて、 前記磁性基板部と前記磁性筒部との比を1.5 から3程
度にしたことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項9】請求項1に記載されているものにおいて、 前記コイルは径方向の巻厚さが軸方向の巻丈より大きい
扁平形状にしたことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項10】請求項9に記載されているものにおい
て、 前記コイルは、巻数が250〜300ターンで、巻厚さ
が1.3〜2.5mm程度にしたことを特徴とする圧力検出
装置。 - 【請求項11】請求項4または請求項5に記載されてい
るものにおいて、 調整ねじの内端中央に外形が円形のばね受け台を形成
し、このばね受け台に前記ばねの上端内側を嵌め込ん
で、調整ねじにばねを保持させたことを特徴とする圧力
検出装置。 - 【請求項12】請求項11に記載されているものにおい
て、 前記下ケースが下側に、前記上ケースが上側になるよう
に本体ケースを配置し、ダイアフラムに加わる圧力がな
い状態にしたときに、前記ばねの下端が前記磁性筒部の
内側底から僅かに離れるように構成したことを特徴とす
る圧力検出装置。 - 【請求項13】請求項11または請求項12に記載され
ているものにおいて、 前記磁性体の重量を(3〜6)gにしたことを特徴とす
る圧力検出装置。 - 【請求項14】請求項5に記載したものにおいて、 前記上ケースの上面側に前記支持円筒部を回りから大き
く囲う堰を形成し、この堰内には前記コイルを挟んで左
右に端子板を配置し、前記コイルの一端は一方の端子板
に、他端は他方の端子板にそれぞれ接続し、両端子板の
コネクター接続部は前記支持円筒部の軸方向とほぼ直交
するように横向に形成したことを特徴とする圧力検出装
置。 - 【請求項15】請求項5に記載したものにおいて、 前記堰内には、前記コイルの外周側で、かつ両端子板の
間になるところにコンデンザーを配置し、 前記コイルと前記コンデンサーで、LC共振回路を形成
したことを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項16】請求項14または請求項15に記載した
ものにおいて、 前記支持円筒部と前記堰との間にポッテング用の樹脂を
注入して、 前記コイル,前記端子板あるいは前記コンデンサーを前
記樹脂内に埋設したことを特徴とする圧力検出装置。
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