JP2003508781A - 圧力指示器 - Google Patents

圧力指示器

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JP2003508781A
JP2003508781A JP2001522058A JP2001522058A JP2003508781A JP 2003508781 A JP2003508781 A JP 2003508781A JP 2001522058 A JP2001522058 A JP 2001522058A JP 2001522058 A JP2001522058 A JP 2001522058A JP 2003508781 A JP2003508781 A JP 2003508781A
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トリーン，アンドリユウ・シヨーン
ローレンス，クリス・ロバート
スワン，マーテイン
ウイリアムス，ジヨン・ウオーレン
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キネテイツク・リミテツド
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Abstract

(57)【要約】 透明であってもよいディスプレイダイヤフラムと、ディスプレイダイヤフラムに結合され、流体連通する指示器ダイヤフラムとを含む圧力指示器とそれに対応する方法とが開示される。使用時に、ダイヤフラムに圧力が加えられる。圧力は増幅でき、加えられる圧力の変化によってディスプレイダイヤフラムの外部表面上で、またはディスプレイダイヤフラムを通して観察できるダイヤフラム間の相対運動が引き起こされる。ダイヤフラムは好ましくは液体またはゲルを含有する区画を形成する。指示器ダイヤフラムは、色が付いていてもよくその表面から突き出ている記号または図形を含む認識可能な構成またはパターンを備えることができる。構成またはパターンは各々が異なる圧力に対応する少なくとも２つの構成要素を含むことができる。上記のような圧力指示器を含む膨張可能な装置、特にフットボールまたはタイヤがさらに開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、圧力指示器に関する。
【０００２】 本発明の第１の態様によれば、圧力指示器は、ディスプレイダイヤフラムと、
ディスプレイダイヤフラムに結合されかつ流体連通しディスプレイダイヤフラム
との区画を形成する指示器ダイヤフラムとを含み、使用時に、ダイヤフラムに加
えられる圧力の変化により、ディスプレイダイヤフラムの外部表面上で、または
ディスプレイダイヤフラムを通して観察できる、ダイヤフラム間の相対運動が引
き起こされる。ディスプレイダイヤフラムを通して効率的に観察するために、デ
ィスプレイダイヤフラムは透明であることが好ましい。
【０００３】 好ましくは、ダイヤフラムに加えられる圧力の変化によって引き起こされるダ
イヤフラム間の運動を増幅する手段が提供される。これによって加えられる圧力
の小さな変化を観察することができる。ダイヤフラム間の運動を増幅する手段は
第１の表面と第２の表面とを有する物品を含むことができ、第２の表面は第１の
表面より大きい断面を有し、第１の表面はダイヤフラムの１つと流体連通してい
る。第２の表面に加えられる圧力の変化によってダイヤフラムと連通する第１の
表面の増幅された運動が引き起こされる。好ましくは、物品の第１の表面は指示
器ダイヤフラムである。
【０００４】 好ましくは、ダイヤフラムに加えられる圧力の変化を増幅する手段はバイアス
を掛けられ、加えられる圧力の変化が取り除かれると、圧力の変化を増幅する手
段は元の位置、すなわち、圧力が加えられる前の位置に戻る。これによって、圧
力の正確な表示が得られる。バイアス手段はばねまたはエラストマー状の材料で
ある。
【０００５】 好ましい実施形態では、ダイヤフラムは区画を形成し、少なくとも部分的に半
透明でもよい液体またはゲルを含有する。区画は封止でき、またはダイヤフラム
は封止なしで機械的連通が可能である。
【０００６】 本発明の別の実施形態では、指示器ダイヤフラムは認識可能な構成またはパタ
ーンを備え、ディスプレイダイヤフラムの外部表面で、またはディスプレイダイ
ヤフラムを通して構成またはパターンが観察でき、相対運動の観察を支援する。
認識可能な構成またはパターンは指示器ダイヤフラムの表面から突き出た記号ま
たは図形を含む。その結果、記号または図形のいずれかがディスプレイダイヤフ
ラムの内部表面に突き当たるかディスプレイダイヤフラムを突き抜けるかした場
合にディスプレイダイヤフラムの外部表面上での観察が容易になる。
【０００７】 ディスプレイダイヤフラムかまたは液体またはゲルが、存在する場合には、部
分的に不透明である。ダイヤフラム間の相対的な運動が引き起こされると、指示
器ダイヤフラムの表面から突き出ている記号または図形は出現または消滅し、あ
るいは、交互に繰り返し、ディスプレイダイヤフラムを通して観察した時に多少
見えるようになる。
【０００８】 圧力範囲を示すために、その範囲の２つの限界値、すなわち、最大圧力と最小
圧力とを定義する必要がある。したがって、構成またはパターンが各々が異なる
圧力に対応する少なくとも２つの構成要素を含むことが好ましい。
【０００９】 そのような構成要素は異なる量により指示器ダイヤフラムの表面から突き出る
ことができ、その際異なる圧力でディスプレイダイヤフラムに突き当たる。構成
要素は異なる可視度を有し、例えば、異なる色または記号およびパターンを有す
ることで異なる圧力で見えるか見えなくなる。
【００１０】 ダイヤフラムがいずれも可撓性ポリマー、特にエラストマーを含む場合に、ダ
イヤフラムの相対運動を吸収することができる。記号または図形も可撓性ポリマ
ーまたはエラストマーを含むことができる。
【００１１】 指示器ダイヤフラムがディスプレイダイヤフラムよりも高い圧力にさらされる
場合、指示器ダイヤフラムは漏れを防止するために不透水的であることが好まし
い。
【００１２】 本発明の第２の態様によれば、装置は流体槽と前記請求項のいずれかに記載の
圧力指示器とを含み、ダイヤフラムの１つは流体槽と流体連通する。この装置は
タイヤまたはボールのように膨張可能である。
【００１３】 圧力指示器は流体槽の表面に組み込まれていてもよく、より好都合にはバルブ
アセンブリ内またはその周囲に収容されていてもよい。
【００１４】 本発明の第３の態様によれば、流体の圧力または機械的圧力を示す方法は、デ
ィスプレイダイヤフラムと、ディスプレイダイヤフラムに結合され、流体連通す
る指示器ダイヤフラムとを含む圧力指示器に圧力を加えるステップと、ディスプ
レイダイヤフラムの外部表面で、またはディスプレイダイヤフラムを通して、加
えられた圧力によって引き起こされるダイヤフラム間の相対運動を観察するステ
ップとを含む。
【００１５】 好ましくは、指示器ダイヤフラムは、パターンまたは構成がディスプレイダイ
ヤフラムに突き当たるかまたはパターンまたは構成がディスプレイダイヤフラム
を通して見えるようになる時に相対運動が観察されるような認識可能な構成また
はパターンを備える。
【００１６】 好ましい方法では、パターンまたは構成は各々が異なる圧力に対応する少なく
とも２つの構成要素を有する記号または図形を含むことができる。これによって
圧力範囲を定義でき、その結果、圧力範囲が定義でき、構成要素の一方が最小相
対圧力を定義し、他方が最大相対圧力を定義する。
【００１７】 以下に図面を参照しながら本発明について例示的に説明する。
【００１８】 図１は本発明による圧力指示器２を有するフットボール１を示す。バルブ３が
フットボールの壁面に位置し、従来の方法を用いて、フットボールをバルブを介
して例えばポンプ（図示せず）を用いて膨張させることができる。圧力指示器は
フットボールの内圧とフットボールの外側の大気圧の両方にさらされる。フット
ボールは弾みと制御に関して最適な加圧範囲があることが理解されよう。この範
囲に満たないと、フットボールは膨張不足であると言え、この範囲を越えると、
フットボールは膨張過剰であると言える。
【００１９】 図２ａはフットボール１の膨張不足時の圧力指示器２の断面図を示す。圧力指
示器は指示器ダイヤフラム５に結合され、流体連通する透明なディスプレイダイ
ヤフラム４を含む。これらのダイヤフラムは区画６を形成する。指示器ダイヤフ
ラムの表面は突き出る菱形の記号７と十字形の記号８とを有し、菱形の記号は十
字形の記号よりも指示器ダイヤフラムから遠くに突き出る。不透明のゲルが区画
の残りを満たす。適したゲルの例はシリコンゴムだが当業者には他の適した材料
が明らかであろう。
【００２０】 図２ｂ（定尺ではない）はフットボール１が膨張不足時の圧力指示器２のディ
スプレイダイヤフラム４を通して見える表示を示す。膨張不足時には、区画内に
含まれるゲルの不透明性のために、菱形７も十字形８もディスプレイダイヤフラ
ム４を通して見えない、すなわち、両方共指示器ダイヤフラムには接していない
。
【００２１】 図２ｃはフットボール１の膨張が適正時の圧力指示器２の断面図である。指示
器ダイヤフラムを押し下げるに十分な圧力が指示器ダイヤフラム５に掛かり、菱
形７（十字形８ではなく）はディスプレイダイヤフラム４に突き当たる。菱形７
がディスプレイダイヤフラム４に突き当たると、不透明のゲルが変位し、図２ｄ
（定尺ではない）に示すようにディスプレイダイヤフラムを通して観察すると菱
形が見えるようになる。
【００２２】 図２ｅはフットボール１の膨張が過剰時の図１の圧力指示器の断面図である。
指示器ダイヤフラムに掛かる圧力は図２ｃに示す圧力より大きく、ダイヤフラム
間の相対運動はより大きくなる。したがって、菱形と十字形の両方がディスプレ
イダイヤフラムに突き当たり、図２ｆ（定尺ではない）に示すようにディスプレ
イダイヤフラムを通して観察すると菱形と十字形の両方が見えるようになる。
【００２３】 図３ａは本発明による圧力指示器１０を有するバルブ９を示す図である。使用
時に、バルブは膨張可能なまたは膨張した物体１１に結合される。指示器アセン
ブリ１２は上から観察すると見えるように透明なバルブケーシング１３内に配置
されている。また指示器アセンブリは側方からも見える。圧力指示器は大気圧に
さらされ、また圧力等化チャネル１４を介して物体の内圧にさらされている。
【００２４】 指示器アセンブリは圧力等化チャネル１４を介して圧力の変化に応答するディ
スプレイダイヤフラム１２２を含む。ディスプレイダイヤフラム１２２は、圧力
の増加に従って、指示器ダイヤフラム１２１に押し付けられる。指示器ダイヤフ
ラム１２１は図４に示すようなレンズ状の材料から構成される。適正な圧力が圧
力等化チャネル１４を介してディスプレイダイヤフラム１２２に掛かると、表示
が現れる。ディスプレイダイヤフラム１２２は環状である。
【００２５】 図３ｂは本発明による圧力指示器１６を有するバルブ１５を示す図である。使
用時に、バルブは膨張可能なまたは膨張した物体１７に結合される。指示器アセ
ンブリ１８は上から観察すると表示が見えるようにケーシングへの光のガイドと
しての働きをする透明なバルブケーシング１９内に配置されている。また指示器
アセンブリは側方からも見える。圧力指示器は物体の内圧と大気圧の両方にさら
されている。
【００２６】 図４ａはレンズ形状２０を有するディスプレイダイヤフラムを示す。ダイヤフ
ラムはエラストマー、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を親の鋳型
で鋳造して製造される。ディスプレイ表面は側面Ａから見え、非圧縮状態では（
図示のように）レンズ形状の回折および反射特性の結果、ダイヤフラムは銀色に
見える。
【００２７】 指示器ダイヤフラムに圧力が掛かると、指示器ダイヤフラムは側面Ｂからディ
スプレイダイヤフラムの頂点に接触する。圧力が増加するにつれて、ディスプレ
イダイヤフラムはレンズ形状を圧縮し、指示器ダイヤフラムの回折および反射特
性を変化させる。圧力指示器の最終的な使用に応じて、一定の圧縮量でディスプ
レイ表面は透明になり、指示器ダイヤフラム上に像を表示する。
【００２８】 図４ｂはレンズ状の材料２０の３つの層を含むディスプレイダイヤフラムを示
す。積層構造を用いることで、ダイヤフラムが非圧縮状態の反射光の量が増加す
る。
【００２９】 図４ｃはレンズ状の材料２０を含む指示器ダイヤフラムを示す。この例では、
レンズ状の材料は巻き上げられ、管（ディスプレイダイヤフラム、図示せず）内
に挿入される。三角形は内側または外側を向いていてよい。この場合、三角形は
外側を向いている。レンズ状の材料の１つの層を使用でき、または指示器ダイヤ
フラムは管への挿入前に指示器ダイヤフラムのスパイラルを作成することで形成
できるいくつかの層を含むことができる。この例はタイヤバルブでの使用に特に
適している。
【００３０】 図５はつや消しの外部表面２１を有するエラストマー材料のテーパ管を示す。
つや消しの表面は管が形成される鋳型の表面に砂を吹き付けることで製造される
。管はディスプレイダイヤフラム２２と指示器ダイヤフラム２３の間に配置され
る。管は圧縮されると透明になる。管はテーパ状態なので、最大径を有する管の
端部がまず圧縮される。したがって、管全体が圧縮されるまで、すなわち、加え
られた圧力が最小径を有する管の端部を圧縮するに十分な時に初めて指示器ダイ
ヤフラム全体が現れる。この例は指示器ダイヤフラムと流体連通するボディ内の
許容される圧力に上限値および下限値がある場合に有用である。
【００３１】 図６は図５のテーパ状の管を三角形のエラストマー管２４と置き換えることが
できることを示す。管の微小部分を取り去って指示器ダイヤフラムの部分の間に
空間を提供することができる。これは、例えば、低すぎる圧力から許容範囲内の
圧力への移行をより明確に示すために使用できる。
【００３２】 図７はエラストマー材料の突起部２６を有する指示器ダイヤフラム２５を示す
。突起部は累進的な高さである。指示器ダイヤフラムに掛かる圧力２７が増加す
るにつれて、突起部はディスプレイダイヤフラム２８に押し付けられ、まず１つ
の点、次いで一連の点を生成する。
【００３３】 図８は指示器ダイヤフラムに加えられる圧力を増幅する手段を示す。ディスプ
レイダイヤフラム３０は内部に透明な領域３１を有する。指示器ダイヤフラム３
２はディスプレイダイヤフラムに封止されている不透水性の剛性のプラスチック
製カップ３３内に収容されている。カップ内には、カップを通過するロッド３６
を介して第２のより大きい円形表面３５と連通する第１の円形表面３４がある。
第２の表面に圧力を掛けると、第２の表面はカップ方向に沈む。第２の表面上に
作用する力はロッドによって第１の表面に伝達され、２つの表面の異なる断面積
または表面積により増幅される。圧力の増幅は２つの表面積の割合によって変わ
る。第１の表面は、所定の圧力で、指示器ダイヤフラムに接触し、指示器ダイヤ
フラムはディスプレイダイヤフラムを通して観察できるようになる。この例では
エラストマー製の発泡材ブロックであるがばねでもよいバイス手段３７が第２の
表面とカップとの間に配置されている。加えられた圧力が除去されると、この発
泡材が第２の表面を開始位置に押し戻す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による圧力指示器を有するフットボールを示す図である。
【図２ａ】 フットボールの膨張が不足時の図１の圧力指示器の断面図である。
【図２ｂ】 フットボールの膨張が不足時の図１の圧力指示器上に見える表示を示す図であ
る。
【図２ｃ】 フットボールの膨張が適正時の図１の圧力指示器の断面図である。
【図２ｄ】 フットボールの膨張が適正時の図１の圧力指示器上に見える表示を示す図であ
る。
【図２ｅ】 フットボールの膨張が過剰時の図１の圧力指示器の断面図である。
【図２ｆ】 フットボールの膨張が過剰時の図１の圧力指示器上に見える表示を示す図であ
る。
【図３ａ】 本発明による圧力指示器を有するバルブを示す図である。
【図３ｂ】 本発明による圧力指示器を有するバルブを示す図である。
【図３ｃ】 図３ａおよび図３ｂに記載されているバルブ内での使用に適しているバルブア
センブリを示す図である。
【図４ａ】 本発明によるディスプレイダイヤフラムを示す図である。
【図４ｂ】 本発明によるディスプレイダイヤフラムを示す図である。
【図４ｃ】 本発明による指示器ダイヤフラムを示す図である。
【図５】 本発明による圧力指示器を示す図である。
【図６】 本発明による圧力指示器を示す図である。
【図７】 本発明による圧力指示器を示す図である。
【図８】 本発明による加えられる圧力を増幅する手段を示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１０月２６日（２００１．１０．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ (72)発明者 ローレンス，クリス・ロバート イギリス国、ハンプシヤー・ジー・ユー・ 14・０・エル・エツクス、フアーンボロ ー、アイベリー・ロード、エイ・７・ビル デイング、ルーム・1146、デイ・イー・ア ール・エイ・フアーンボロー (72)発明者 スワン，マーテイン イギリス国、ハンプシヤー・ジー・ユー・ 14・０・エル・エツクス、フアーンボロ ー、アイベリー・ロード、エイ・７・ビル デイング、ルーム・ジー・オー・69、デ イ・イー・アール・エイ・フアーンボロー (72)発明者 ウイリアムス，ジヨン・ウオーレン イギリス国、ウースター・ダブリユ・アー ル・14・３・ピー・エス、モールバーン、 セント・アンドリユーズ・ロード、デイ・ イー・アール・エイ・モールバーン・エ ル・ダブリユ・２ Ｆターム(参考） 2F055 AA11 BB19 CC02 DD11 EE01 FF05 GG03 GG11

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディスプレイダイヤフラムと、ディスプレイダイヤフラムに
    結合されかつ流体連通し、ディスプレイダイヤフラムと共に区画を形成する指示
    器ダイヤフラムとを含む圧力指示器であって、使用時に、指示器に加えられる圧
    力の変化により、ディスプレイダイヤフラムの外部表面上で、またはディスプレ
    イダイヤフラムを通して観察できる、ダイヤフラム間の相対運動が引き起こされ
    る圧力指示器。
  2. 【請求項２】 圧力の変化により、引き起こされるダイヤフラム間の相対運
    動を増幅する手段をさらに含む請求項１に記載の圧力指示器。
  3. 【請求項３】 圧力の変化を増幅する手段が 第１の表面と第２の表面とを有する物品であって、第２の表面が第１の表面よ
    り大きい断面を有する物品を含み、 第１の表面はダイヤフラムの１つと流体連通し、使用時に、第２の表面に加え
    られる圧力の変化により、第１の表面の増幅された運動が引き起こされる請求項
    ２に記載の圧力指示器。
  4. 【請求項４】 第１の表面が指示器ダイヤフラムを含む請求項３に記載の圧
    力指示器。
  5. 【請求項５】 第２の表面が剛性の構造に対してバイアスされる請求項２か
    ら４のいずれか一項に記載の圧力指示器。
  6. 【請求項６】 バイアス手段が、ばねまたはエラストマー材料からなる請求
    項５に記載の圧力指示器。
  7. 【請求項７】 ディスプレイダイヤフラムが透明である請求項１から６のい
    ずれか一項に記載の圧力指示器。
  8. 【請求項８】 区画が液体またはゲルを含有する請求項１に記載の圧力指示
    器。
  9. 【請求項９】 液体またはゲルが部分的にまたは完全に不透明である請求項
    ８に記載の圧力指示器。
  10. 【請求項１０】 指示器ダイヤフラムが、認識可能な構成またはパターンを
    備える請求項１から９のいずれか一項に記載の圧力指示器。
  11. 【請求項１１】 認識可能な構成またはパターンが、指示器ダイヤフラムの
    表面からディスプレイダイヤフラムに向かって突き出ている記号または図形を含
    む請求項１０に記載の圧力指示器。
  12. 【請求項１２】 構成またはパターンは、各々が異なる圧力でディスプレイ
    ダイヤフラムに接触する少なくとも２つの構成要素を含む請求項１０または１１
    に記載の圧力指示器。
  13. 【請求項１３】 少なくとも２つの構成要素が異なる色を有する請求項１２
    に記載の圧力指示器。
  14. 【請求項１４】 少なくとも２つの構成要素が異なる可視度を有する請求項
    １２または１３に記載の圧力指示器。
  15. 【請求項１５】 ディスプレイダイヤフラムまたは指示器ダイヤフラムが可
    撓性ポリマーからなる請求項１から１４のいずれか一項に記載の圧力指示器。
  16. 【請求項１６】 流体槽と、請求項１から１５のいずれか一項に記載の圧力
    指示器とを含む装置であって、ダイヤフラムの１つが流体槽と流体連通する装置
    。
  17. 【請求項１７】 装置が膨張可能である請求項１６に記載の装置
  18. 【請求項１８】 請求項１から１７のいずれか一項に記載の圧力指示器を用
    いて流体の圧力または機械的圧力を示す方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１から１８のいずれか一項に記載の圧力指示器を含
    むボール。
JP2001522058A 1999-09-06 2000-08-09 圧力指示器 Withdrawn JP2003508781A (ja)

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