JP2520050B2 - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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JP2520050B2
JP2520050B2 JP2295366A JP29536690A JP2520050B2 JP 2520050 B2 JP2520050 B2 JP 2520050B2 JP 2295366 A JP2295366 A JP 2295366A JP 29536690 A JP29536690 A JP 29536690A JP 2520050 B2 JP2520050 B2 JP 2520050B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は圧力センサに係り、特に、溶解樹脂の圧力量
を検出して成形状態を把握制御するために押出機の先端
ヘッドに装着される圧力センサに好適し、圧力隔壁とし
て金属製のダイヤフラムを用いて被測定物からの圧力に
よるダイヤフラムの変位をプッシュロッドで起歪体に伝
達し、その起歪体から圧力量に応じた電気信号を出力す
るプッシュロッド方式の圧力センサの改良に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure sensor, and in particular, it is attached to a tip end head of an extruder for detecting a pressure amount of a molten resin and grasping and controlling a molding state. Suitable for pressure sensor, using a metal diaphragm as a pressure partition, the displacement of the diaphragm due to the pressure from the object to be measured is transmitted to the strain element by a push rod, and the electric signal according to the pressure amount is transmitted from the strain element. The present invention relates to improvement of a push rod type pressure sensor that outputs.

[従来の技術] 従来、この種の圧力センサとしては、第6図に示す構
成が知られている。
[Prior Art] Conventionally, as a pressure sensor of this type, a configuration shown in FIG. 6 is known.

すなわち、外筒1の一方の端(図中上端)にコネクタ
用台座3にて外部接続用のコネクタレセプタクル5を固
定し、外筒1の他方の端(図中下端)の内側には筒型の
台座7をはめ込み、圧力量に応じた電気信号を出力する
起歪体9の周縁部をカップ状の抑え部材11の底部に固定
してその抑え部材11を介して台座7に固定している。図
中の符号13はコネクタレセプタクル5と起歪体9を接続
する絶縁ケーブル、符号15はOリングである。
That is, the connector receptacle 5 for external connection is fixed to one end (upper end in the drawing) of the outer cylinder 1 by the connector pedestal 3, and the cylindrical shape is provided inside the other end (lower end in the drawing) of the outer cylinder 1. The pedestal 7 is fitted and the peripheral portion of the strain-flexing body 9 for outputting an electric signal according to the pressure amount is fixed to the bottom of the cup-shaped restraining member 11 and fixed to the pedestal 7 via the restraining member 11. . Reference numeral 13 in the drawing is an insulating cable for connecting the connector receptacle 5 and the flexure element 9, and reference numeral 15 is an O-ring.

台座7の内側には中空部17を有する細長い導圧管19の
上部外周がねじ込まれており、この導圧管19の中空部17
には上部プッシュロッド21と下部プッシュロッド23が変
位自在に挿入されるとともに、これら上部および下部プ
ッシュロッド21、23間に硬球25が当接するように介在し
ており、導圧管19から突出した上部プッシュロッド21と
起歪体9の間には硬球27が当接して下部プッシュロッド
23からの圧力変位が起歪体9に伝達されるようになって
おり、上部プッシュロッド21の上端部外周に形成したフ
ランジ29と導圧管19の上端面間にはコイルばね31が介在
し、上部プッシュロッド21を起歪体9方向に付勢してい
る。
Inside the pedestal 7, the outer periphery of the upper portion of an elongated pressure guiding tube 19 having a hollow portion 17 is screwed in.
An upper push rod 21 and a lower push rod 23 are movably inserted into the upper part of the pressure gauge, and a hard ball 25 is interposed between the upper and lower push rods 21 and 23 so as to come into contact with the upper push rod 21 and the lower push rod 23. A hard ball 27 abuts between the push rod 21 and the flexure element 9 so that the lower push rod
The pressure displacement from 23 is transmitted to the flexure element 9, and the coil spring 31 is interposed between the flange 29 formed on the outer periphery of the upper end portion of the upper push rod 21 and the upper end surface of the pressure guiding tube 19, The upper push rod 21 is urged toward the flexure element 9.

下部プッシュロッド23は導圧管19の下端面から突出
し、金属製のダイヤフラム33が下部プッシュロッド23の
下端面に当接するようにして導圧管19の下部外周に支持
リング33bを介して固定されている。図中の符号35は圧
力センサを押出機(図示せず)に取付けるためのルーズ
ナットである。
The lower push rod 23 projects from the lower end surface of the pressure guiding tube 19, and the metal diaphragm 33 is fixed to the lower outer circumference of the pressure guiding tube 19 via a support ring 33b so as to contact the lower end surface of the lower push rod 23. . Reference numeral 35 in the figure is a loose nut for attaching the pressure sensor to an extruder (not shown).

このような圧力センサでは、押出機内の溶解樹脂圧に
よってダイヤフラム33に応力が加わると下部プッシュロ
ッド23が変位し、硬球25、上部プッシュロッド21および
硬球27を介して圧力変位が起歪体9に伝達され、圧力量
に応じた電気信号が起歪体9からコネクタレセプタクル
5に出力される。
In such a pressure sensor, when stress is applied to the diaphragm 33 by the pressure of the molten resin in the extruder, the lower push rod 23 is displaced, and the pressure displacement is applied to the strain element 9 via the hard ball 25, the upper push rod 21, and the hard ball 27. The transmitted electric signal corresponding to the amount of pressure is output from the strain element 9 to the connector receptacle 5.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した圧力センサでは、ダイヤフラ
ム33が下部プッシュロッド23の先端面と面接触する構成
であるから、ダイヤフラム33と下部プッシュロッド23間
の摩擦等に起因して圧力と変位間の変換損失を無視でき
ない場合があるし、ダイヤフラム33が摩擦し易いおそれ
がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described pressure sensor, since the diaphragm 33 is in surface contact with the tip surface of the lower push rod 23, it is caused by friction between the diaphragm 33 and the lower push rod 23. In some cases, the conversion loss between pressure and displacement cannot be ignored, and the diaphragm 33 may easily rub.

また、ダイヤフラム33の変形にはヒステリシスを伴う
から、下部プッシュロッド23の変位がヒステリシスの影
響を受け易い場合もあり、正確な圧力測定を確保する観
点から工夫が必要である。
In addition, since the deformation of the diaphragm 33 is accompanied by hysteresis, the displacement of the lower push rod 23 may be easily influenced by the hysteresis, and it is necessary to devise it from the viewpoint of ensuring accurate pressure measurement.

さらに、上述した構成の圧力センサでは定格圧力の10
0〜120%の許容過負荷性能を有しているが、実際の使用
状態下ではそれ以上の過負荷が起こり得る可能性もある
ので、この点の改良も望まれている。
Furthermore, the pressure sensor with the above-mentioned configuration has a rated pressure of 10
Although it has an allowable overload performance of 0 to 120%, further overload may occur under actual use conditions, so improvement in this point is also desired.

本発明はこのような従来の欠点を解決するためになさ
れたもので、ダイヤフラムからプッシュロッドへの圧力
変換損失が小さくダイヤフラムが摩耗し難いうえ、ダイ
ヤフラムのヒステリシスの影響を受け難い圧力センサの
提供を目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a conventional drawback, and provides a pressure sensor in which the pressure conversion loss from the diaphragm to the push rod is small and the diaphragm is not easily worn, and is not easily affected by the hysteresis of the diaphragm. To aim.

また、本発明は実際に起こり得る過負荷に対して、損
傷が生じ難く、定格圧力に復帰した時に正確な圧力測定
が可能な圧力センサの提供を目的とする。
It is another object of the present invention to provide a pressure sensor that is unlikely to be damaged by an overload that may actually occur and that can accurately measure the pressure when the rated pressure is restored.

[課題を解決するための手段] このような課題を解決するために本発明は、中空部を
有する導圧管のその中空部を塞ぐように被測定物の圧力
に応じて軸方向に変位するダイヤフラムを固定し、その
中空部内にそのダイヤフラムの変位を導圧するプッシュ
ロッドを挿通し、それらプッシュロッドとダイヤフラム
間にその変位をプッシュロッドに伝達する第1の硬球を
当接介在させ、軸方向の変位に応じた電気的信号を出力
する起歪体をその導圧管に間接的又は直接的に支持さ
せ、その第1の硬球と反対側においてプッシュロッドと
起歪体の間にその変位を起歪体に伝達する第2の硬球を
当接介在させ、その起歪体の中央部と僅かな空隙で対向
するとともにその起歪体の変位によって当接して変位規
制する当接部を有する抑え部材でその起歪体をその導圧
管に対して抑えてなる構成を有している。
[Means for Solving the Problem] In order to solve such a problem, the present invention provides a diaphragm that is displaced in the axial direction according to the pressure of an object to be measured so as to close the hollow portion of a pressure guiding tube having a hollow portion. The push rod that guides the displacement of the diaphragm in its hollow part, and the first hard ball that transmits the displacement to the push rod is interposed between the push rod and the diaphragm, and the axial displacement A strain-generating body that outputs an electric signal according to the above is indirectly or directly supported by the pressure guiding tube, and its displacement is caused between the push rod and the strain-generating body on the side opposite to the first hard ball. And a second hard ball which is transmitted to the contact member, is opposed to the central portion of the strain-generating body with a slight gap, and has a contact portion that is in contact with the displacement element to regulate the displacement. Strain element It has a structure in which the pressure guiding tube is suppressed.

また、本発明では、上記プッシュロッド方向に導圧管
との間で僅かな空隙をもって上記ダイヤフラムを固定し
たり、更に、上記導圧管に当接してダイヤフラム方向へ
の変位を規制するフランジを上記プッシュロッドに設け
ることが可能である。
Further, in the present invention, the diaphragm is fixed in the push rod direction with a slight gap between the push rod and the pressure guiding tube, and further, a flange for contacting the pressure guiding tube and restricting displacement in the diaphragm direction is provided to the push rod. Can be provided in the.

[作用] このような手段を備えた本発明では、被測定物の圧力
に応じてダイヤフラムが変位すると第1の硬球を介して
その変位がプッシュロッドに伝達され、プッシュロッド
が第2の硬球を介して起歪体を押圧してその変位に応じ
た電気的信号を出力される。
[Operation] In the present invention having such means, when the diaphragm is displaced according to the pressure of the object to be measured, the displacement is transmitted to the push rod via the first hard ball, and the push rod causes the second hard ball to move. The strain-generating body is pressed through and an electrical signal corresponding to the displacement is output.

その際、第1および第2の硬球はダイヤフラム、プッ
シュロッドおよび起歪体に点又は線接触して力の軸が中
心を通るので、特にダイヤフラムからの変位が正確、低
損失、低摩擦でプッシュロッドに伝達され、ダイヤフラ
ムのヒステリシスも影響し難い。
At that time, the first and second hard spheres make point or line contact with the diaphragm, push rod, and flexure element, and the axis of force passes through the center, so displacement from the diaphragm is accurate, low loss, and low friction. It is transmitted to the rod, and the hysteresis of the diaphragm is unlikely to affect it.

しかも、上記起歪体に大きな負荷が加わっても、抑え
部材の当接部が起歪体の中央部に当接して変位を規制す
るから、その起歪体が大きく変形しない。
Moreover, even if a large load is applied to the strain-generating body, the contact portion of the restraining member abuts the central portion of the strain-generating body to regulate the displacement, so that the strain-generating body is not significantly deformed.

また、上記プッシュロッド方向に導圧管との間で僅か
な空隙をもって上記ダイヤフラムを固定した構成では、
ダイヤフラムが大きく変位しようとしても導圧管がその
変位を規制して大きく変形させない。
Further, in the configuration in which the diaphragm is fixed with a slight gap between the push rod direction and the pressure guiding tube,
Even if the diaphragm is largely displaced, the pressure guiding tube restricts the displacement and does not largely deform.

更に、変位を規制するフランジを上記プッシュロッド
に設けた構成では、プッシュロッドがダイヤフラム方向
に大きく移動しようとしても、その変位が規制される。
Further, in the configuration in which the push rod is provided with the flange for restricting the displacement, the displacement is restricted even if the push rod tries to move largely in the diaphragm direction.

[実 施 例] 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。な
お、従来例と共通する部分には同一の符号を付す。
[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are given to portions common to the conventional example.

第1図は本発明に係る圧力センサの一実施例を示す縦
断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the pressure sensor according to the present invention.

図において、外部出力用のコネクタレセプタクル5が
ねじ込むように固定されたコネクタ用台座3は外筒1の
上端に固定されており、外筒1の下端内側には筒型の台
座7がコネクタ用台座3側からはめ込まれて固定されて
いる。
In the figure, a connector pedestal 3 to which a connector receptacle 5 for external output is screwed and fixed is fixed to an upper end of an outer cylinder 1, and a cylindrical pedestal 7 is provided inside a lower end of the outer cylinder 1. It is fitted and fixed from the 3 side.

台座7におけるコネクタ用台座3側の先端には波形座
金37を介して起歪体9の周縁部が当接されており、カッ
プ状の抑え部材39が起歪体9を覆うようにして台座7の
外周にねじ込まれて固定されている。
The edge of the pedestal 7 on the connector pedestal 3 side is in contact with the peripheral portion of the flexure element 9 via a corrugated washer 37, and the cup-shaped restraining member 39 covers the flexure element 9 so that the pedestal 7 can be supported. It is fixed by being screwed on the outer periphery of.

そのため、抑え部材39の底部39aが起歪体9の周縁部
を波形座金37に抑えるようにして起歪体9を台座7に支
持している。なお、起歪体9は台座7に間接的ではなく
直接的に支持させるように構成可能である。
Therefore, the bottom portion 39a of the restraining member 39 restrains the peripheral edge portion of the strain-flexing body 9 by the corrugated washer 37 to support the strain-flexing body 9 on the pedestal 7. The flexure element 9 can be configured to be directly supported on the pedestal 7 rather than indirectly.

抑え部材39の底部39aには、第2図に示すように、コ
ネクタレセプタクル5と起歪体9を結ぶ絶縁ケーブル13
の挿通する挿通孔39bが中央部を避けて複数形成されて
いる。
As shown in FIG. 2, an insulating cable 13 for connecting the connector receptacle 5 and the strain-flexing body 9 is provided on the bottom portion 39a of the restraining member 39.
A plurality of insertion holes 39b are formed so as to avoid the central portion.

起歪体9は公知の構成を有するロードセルであり、例
えば第3図に示すように、リング部9aの内側における軸
方向中央に板状の変形部9bを設け、この変形部9bの両面
中央部から各々突出部9c、9d(第3図では隠れて見えな
い)を突出させ、これら突出部9c、9d内を先端開放の円
錐状に凹設した円錐凹部9e、9fとしている。
The flexure element 9 is a load cell having a known structure. For example, as shown in FIG. 3, a plate-shaped deforming portion 9b is provided in the center of the inside of the ring portion 9a in the axial direction. Projecting portions 9c and 9d (which are hidden and not visible in FIG. 3) are respectively projected from the above, and the insides of these projecting portions 9c and 9d are formed as conical recessed portions 9e and 9f, respectively.

起歪体9は、例えば温度補償歪みゲージの入った4辺
接着型歪ゲージ式ホイーストンブリッジ回路(図示せ
ず)が組込まれており、突出部9dを押圧することによる
変形部9bの変形に応じた電気信号を変形部9bに形成した
電極9gから出力可能になっている。
The flexure element 9 incorporates, for example, a four-sided adhesive strain gauge type Wheatstone bridge circuit (not shown) containing a temperature compensating strain gauge, and is capable of deforming the deforming portion 9b by pressing the protruding portion 9d. A corresponding electric signal can be output from the electrode 9g formed on the deforming portion 9b.

第2図のように、起歪体9のそれら突出部9c、9dのう
ち抑え部材39の底部39aと対面する突出部9cは、変形部9
bが変形しないときに底部39aとの間に僅かの空隙t1、例
えば0.1mm程度の空隙が形成されるような突出長を有し
ており、反対側の突出部9dは鋼球からなる硬球27の一部
を円錐凹部9f内面に当接してこれを安定的に受けてい
る。
As shown in FIG. 2, among the protrusions 9c and 9d of the flexure element 9, the protrusion 9c facing the bottom 39a of the restraining member 39 is the deformable portion 9c.
When b is not deformed, it has a protrusion length such that a slight gap t1 is formed between it and the bottom 39a, for example, a gap of about 0.1 mm, and the protrusion 9d on the opposite side is a hard ball 27 made of a steel ball. A part of the abutment is brought into contact with the inner surface of the conical recess 9f to stably receive it.

なお、0.1mm程度の空隙で定格圧力の約150%程度まで
対応可能であり、それ以上の過負荷の場合には、抑え部
材39によって定格圧力の150〜2000%の過負荷まで抑え
ることが可能である。
In addition, it is possible to handle up to about 150% of the rated pressure with a gap of about 0.1 mm, and in case of overload more than that, it is possible to suppress to overload of 150 to 2000% of the rated pressure by the restraining member 39. Is.

第1図に戻って、台座7の内側には中空部17を有する
細長い導圧管19の上部外周がねじ込まれており、この導
圧管19は例えばマルテンサイト系ステンレス(SUS403)
からなり、その中空部17にもステンレス製のプッシュロ
ッド41が変位自在に台座7側から挿入されている。
Returning to FIG. 1, the upper outer circumference of an elongated pressure guiding tube 19 having a hollow portion 17 is screwed into the inside of the pedestal 7. This pressure guiding tube 19 is, for example, martensitic stainless steel (SUS403).
A push rod 41 made of stainless steel is movably inserted into the hollow portion 17 from the pedestal 7 side.

プッシュロッド41は上側および下側プッシュロッド41
a、41bをねじ止めして一体化されており、第4図に示す
ように、上側プッシュロッド41aの先端面中央は円錐状
に凹設された円錐凹部41cとなっており、起歪体9の反
対側で硬球27の一部と当接してこれを安定的に受けてい
る。
Push rod 41 is upper and lower push rod 41
The a and 41b are screwed together to be integrated, and as shown in FIG. 4, the center of the tip surface of the upper push rod 41a is a conical recess 41c that is conically recessed. A part of the hard ball 27 is abutted on the opposite side to receive it stably.

上側プッシュロッド41aの先端外周にはフランジ41dが
形成されており、通常はフランジ41dと導圧管19の端面
間が僅かの空隙t2、例えば0.1mm程度の空隙となってい
る。
A flange 41d is formed on the outer periphery of the tip end of the upper push rod 41a, and normally, a small gap t2, for example, a gap of about 0.1 mm is provided between the flange 41d and the end face of the pressure guiding tube 19.

このフランジ41dは直接測定には関与しないが、例え
ば圧力センサ自体が衝撃を受けた時にプッシュロッド41
が後述するダイヤフラム45方向に飛出すのを防止してい
る。
Although this flange 41d does not directly participate in the measurement, for example, when the pressure sensor itself receives an impact, the push rod 41d
To prevent it from popping out in the direction of the diaphragm 45 described later.

プッシュロッド41の先端、すなわち下側プッシュロッ
ド41bの先端は導圧管19の先端より多少手前まで延び、
第5図に示すように、端面中央は円錐状に凹設された円
錐凹部41eとなっており、導圧管19の中空部17内に位置
する鋼球からなる硬球43の一部と円錐凹部41eが当接し
てこれを安定的に受けている。
The tip of the push rod 41, that is, the tip of the lower push rod 41b extends a little before the tip of the pressure guiding tube 19,
As shown in FIG. 5, the center of the end face is a conical recess 41e that is recessed in a conical shape, and a part of a hard ball 43 made of a steel ball located inside the hollow portion 17 of the pressure guiding tube 19 and the conical recess 41e. Abut and receive this stably.

導圧管19の先端面には、弾性が良好で機械的強度およ
び耐食性に富む例えば析出硬化型ステンレス(SUS630)
製のダイヤフラム45が配置されている。
For example, precipitation hardening stainless steel (SUS630), which has good elasticity, mechanical strength and corrosion resistance, is formed on the tip surface of the pressure guiding tube 19.
A diaphragm 45 made of metal is placed.

このダイヤフラム45からは導圧管19の中空部17内に突
出部45aが一体的に突出しており、この突出部45aの先端
面中央部は円錐状に凹設されて円錐凹部45bとなってお
り、下側プッシュロッド41bの円錐凹部41eと反対側で硬
球43の一部と安定的に当接している。
A projecting portion 45a integrally projects from the diaphragm 45 into the hollow portion 17 of the pressure guiding tube 19, and a central end portion of the projecting portion 45a is conically recessed to form a conical recess 45b. A part of the hard ball 43 is stably abutted on the side of the lower push rod 41b opposite to the conical recess 41e.

ダイヤフラム45は、導圧管19の先端外周にはめられた
支持リング45cに支持されるとともに、導圧管19の端面
と僅かの空隙t3、例えば0.1mm程度の空隙を置くように
位置している。この0.1mm程度の空隙で定格圧力の約150
%まで対応可能であり、それ以上の過負荷の場合には、
導圧管19の端面によって定格圧力の約150〜2000%の過
負荷まで抑えることが可能である。
The diaphragm 45 is supported by a support ring 45c fitted on the outer periphery of the tip of the pressure guiding tube 19, and is positioned so as to leave a slight gap t3, for example, a gap of about 0.1 mm from the end surface of the pressure guiding tube 19. With a space of about 0.1 mm, the rated pressure is about 150
%, And in the case of more overload,
With the end surface of the pressure guiding tube 19, it is possible to suppress overload of about 150 to 2000% of the rated pressure.

なお、第1図中の符号15はOリングであり、符号35は
圧力センサを押出機(図示せず)に取付けるためのルー
ズナットである。
Reference numeral 15 in FIG. 1 is an O-ring, and reference numeral 35 is a loose nut for attaching the pressure sensor to an extruder (not shown).

このような圧力センサでは、押出機内の溶解樹脂圧に
よってダイヤフラム45に応力が加わって軸方向に変位す
ると、硬球43、プッシュロッド41および硬球27を介して
圧力変位が起歪体9に伝達され、圧力量に応じた電気信
号が起歪体9からコネクタレセプタクル5に出力され
る。
In such a pressure sensor, when stress is applied to the diaphragm 45 by the molten resin pressure in the extruder and the diaphragm 45 is displaced in the axial direction, the pressure displacement is transmitted to the strain element 9 via the hard ball 43, the push rod 41, and the hard ball 27. An electric signal corresponding to the amount of pressure is output from the flexure element 9 to the connector receptacle 5.

しかも、硬球43はダイヤフラム45の円錐凹部45bと下
側プッシュロッド41bの円錐凹部41eに線接触している
し、硬球27は上側プッシュロッド41bの円錐凹部41cと起
歪体9の円錐凹部9fに線接触しているから、ダイヤフラ
ムからの変位が中心軸を各々で正確、低損失かつ低摩擦
で伝達される。
Moreover, the hard ball 43 is in line contact with the conical recess 45b of the diaphragm 45 and the conical recess 41e of the lower push rod 41b, and the hard ball 27 is in contact with the conical recess 41c of the upper push rod 41b and the conical recess 9f of the flexure element 9. Since they are in line contact, the displacement from the diaphragm is transmitted accurately, with low loss and with low friction on each central axis.

特に、ダイヤフラム45がその円錐凹部45bと下側プッ
シュロッド41bの円錐凹部41eの間で硬球41を介して連結
されているから、たとえダイヤフラム45の変位にヒステ
リシスが生じても、ヒステリシスの影響を受け難くな
る。
In particular, since the diaphragm 45 is connected via the hard ball 41 between the conical recess 45b of the diaphragm 45 and the conical recess 41e of the lower push rod 41b, even if the displacement of the diaphragm 45 causes hysteresis, it is affected by the hysteresis. It will be difficult.

また、第2図において、起歪体9の中央部の突出部9c
が抑え部材39の底部39aと僅かな空隙t1で対向している
から、この空隙t1を起歪体9の弾性変形の限界内に設定
することにより、大きな圧力がダイヤフラム45に加わっ
て起歪体9が大きく変形しても突出部9cが底部39aに当
接して変位規制する変形停止壁として機能し、起歪体9
の変形を弾性変形の限界内に抑えることが可能となり、
大きな圧力を受けた後にも測定特性の変動を抑えること
ができる。
Further, in FIG. 2, the protrusion 9c at the center of the flexure element 9 is formed.
Faces the bottom portion 39a of the restraining member 39 with a slight gap t1. Therefore, by setting this gap t1 within the limit of elastic deformation of the strain-flexing body 9, a large pressure is applied to the diaphragm 45 to cause the strain-flexing body. Even if 9 is largely deformed, the projecting portion 9c functions as a deformation stop wall that comes into contact with the bottom portion 39a and regulates the displacement,
It becomes possible to suppress the deformation of within the limit of elastic deformation,
It is possible to suppress fluctuations in measurement characteristics even after receiving a large pressure.

さらに、第5図のようにダイヤフラム45が導圧管19の
先端との間で僅かな空隙t3をもって対向するように固定
されているから、その空隙t3をダイヤフラム45の定格圧
力による変位より僅かに越えた間隔に設定すれば、ダイ
ヤフラムが大きく変位しようとしても導圧管19がその変
位を規制して変位停止壁として機能し、圧力が解除され
て定格圧力に復帰した場合でも、以前と変らない出力特
性を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 5, since the diaphragm 45 is fixed so as to face the tip of the pressure guiding tube 19 with a slight gap t3, the gap t3 is slightly exceeded by the displacement of the diaphragm 45 due to the rated pressure. If the distance is set to a large value, the pressure guide tube 19 will regulate the displacement even if the diaphragm is displaced greatly, and will function as a displacement stop wall, and even if the pressure is released and returns to the rated pressure, the output characteristics will not change from before. Can be obtained.

さらにまた、第1図のようにプッシュロッド41の先端
外周にフランジ41dを形成しているから、例えば振動や
衝撃等によってプッシュロッド41がダイヤフラム45方向
に大きく変位しようとしても、そのフランジ41dが導圧
管19の端面に当接して変位規制されるから、ダイヤフラ
ム45が破損したりプッシュロッド41がダイヤフラム45を
突き破って突出することがない。
Furthermore, as shown in FIG. 1, since the flange 41d is formed on the outer periphery of the tip of the push rod 41, even if the push rod 41 is largely displaced in the direction of the diaphragm 45 due to vibration or impact, the flange 41d is guided. Since the displacement is regulated by contacting the end surface of the pressure pipe 19, the diaphragm 45 is not damaged or the push rod 41 does not pierce the diaphragm 45 and project.

上述した本発明の実施例では、硬球27、43を円錐凹部
9e、9f、41c、41e、45bで受ける構成を説明したが、必
ずしもこれら円錐凹部9e、9f、41c、41e、45bで硬球2
7、43を受ける必要はなく、起歪体9、プッシュロッド4
1およびダイヤフラム45の端面と硬球27、43とを当接さ
せて点接触させる構成も可能である。もっとも、円錐凹
部9e、9f、41c、41e、45bを設ける方が安定して硬球2
7、43を保持可能となって好ましい。
In the above-described embodiment of the present invention, the hard balls 27, 43 are conical recesses.
Although the structure received by 9e, 9f, 41c, 41e, 45b has been described, the hard balls 2 are not necessarily formed by these conical recesses 9e, 9f, 41c, 41e, 45b.
No need to receive 7, 43, strain element 9, push rod 4
A configuration is also possible in which the end faces of 1 and the diaphragm 45 and the hard balls 27 and 43 are brought into contact with each other to make point contact. However, it is more stable to provide the conical concave portions 9e, 9f, 41c, 41e, 45b.
7 and 43 can be held, which is preferable.

[発明の効果] 以上説明したように本発明は、導圧管の中空部を塞ぐ
ようにダイヤフラムを固定し、その中空部内にそのダイ
ヤフラムの変位を起歪体に導圧する応力伝達棒としての
プッシュロッドを挿通し、それらダイヤフラムとプッシ
ュロッド間に第1の硬球を当接介在させるとともにプッ
シュロッドと起歪体間に第2の硬球を当接介在させ、そ
の起歪体の中央部と僅かな空隙で対向しかつその起歪体
の変位によって当接してその変位を規制する当接部を有
する抑え部材でその起歪体をその導圧管に抑えたから、
ダイヤフラムから起歪体まで線又は点接触によって導圧
されることとなり、特にダイヤフラムからプッシュロッ
ドへの圧力変換損失が小さくなるうえダイヤフラムが摩
耗し難いし、プッシュロッドがダイヤフラムのヒステリ
シスの影響を受け難くなる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, a push rod as a stress transmission rod for fixing a diaphragm so as to close the hollow portion of a pressure guiding tube and for guiding the displacement of the diaphragm to the strain generating body in the hollow portion. The first hard ball between the diaphragm and the push rod, and the second hard ball between the push rod and the strain-generating body. Since it suppresses the strain-generating body in the pressure guiding tube by a restraining member having an abutting portion facing each other and abutting by the displacement of the strain-generating body to regulate the displacement,
Pressure is transferred from the diaphragm to the strain-generating body by a line or point contact, pressure conversion loss from the diaphragm to the push rod is reduced, the diaphragm is less likely to wear, and the push rod is less susceptible to the hysteresis of the diaphragm. Become.

しかも、抑え部材の当接部が起歪体の中央部と僅かな
空隙で対向しているから、ダイヤフラムに大きな圧力が
加わってその起歪体が大きく変位しようとしても、当接
部で起歪体が規制されてそれ以上に変位しないから、上
述した効果に加えて、起歪体を弾性変位内の変形に抑え
ることが可能で、起歪体の損傷を抑え難く、信頼性を向
上させる。
Moreover, since the contact portion of the restraining member faces the central portion of the strain-generating body with a slight gap, even if a large pressure is applied to the diaphragm and the strain-generating body is largely displaced, the strain is generated at the contact portion. Since the body is restricted and is not displaced further, in addition to the above-mentioned effect, it is possible to suppress deformation of the flexure element within elastic displacement, it is difficult to suppress damage to the flexure element, and reliability is improved.

また、プッシュロッド方向に導圧管との間で僅かな空
隙をもってダイヤフラムを固定した構成では、ダイヤフ
ラムに大きな圧力が加わってそのダイヤフラムが大きく
変位しようとしても導圧管で規制されて大きく変位し難
くなるから、ダイヤフラムを塑性変形内に抑えることが
可能で、ダイヤフラムの損傷が防止され、定格圧力に復
帰したとき正確な測定の確保が可能である。
Further, in the configuration in which the diaphragm is fixed with a slight gap between the pressure guide tube and the push rod direction, even if a large pressure is applied to the diaphragm and the diaphragm is largely displaced, it is restricted by the pressure guide tube and it is difficult to make a large displacement. , It is possible to keep the diaphragm within the plastic deformation, damage of the diaphragm is prevented, and accurate measurement can be secured when the pressure returns to the rated pressure.

さらに、変位規制用のフランジをプッシュロッドに設
ける構成では、何等かの原因によってプッシュロッドが
ダイヤフラムを大きな圧力で外方へ押すような圧力が加
わっても、フランジが導圧管に当接してプッシュロッド
の変位が規制されるから、ダイヤフラムを損傷させるこ
とがなく耐衝撃性が高い。
Further, in the configuration in which the displacement regulating flange is provided on the push rod, even if the push rod pushes the diaphragm outward with a large pressure for some reason, the flange comes into contact with the pressure guiding tube and the push rod is pushed. Since the displacement is regulated, the diaphragm is not damaged and the shock resistance is high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る圧力センサの縦断面図、第2図は
第1図中の起歪体、第2の硬球および抑え部材の付近を
示す部分拡大断面図、第3図は第1図中の起歪体を示す
斜視図、第4図は第1図中のプッシュロッドのフランジ
と導圧管との関係を示す部分拡大断面図、第5図は第1
図中のプッシュロッド、第1の硬球およびダイヤフラム
との関係を示す部分拡大断面図、第6図は従来の圧力セ
ンサを示す縦断面図である。 1……外筒 3、7……台座 5……コネクタレセプタクル 9……起歪体 9e、9f、41c、41e、45b……円錐凹部 11、39……抑え部材 13……絶縁ケーブル 17……中空部 19……導圧管 21……上部プッシュロッド 23……下部プッシュロッド 25……硬球 27……第2の硬球(硬球) 29、41d……フランジ 31……コイルばね 33、45……ダイヤフラム 33b、45c……支持リング 35……ルーズナット 37……波形座金 39a……当接部材(抑え部材の底部) 41……プッシュロッド 43……第1の硬球(硬球) 45a……突出部
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a pressure sensor according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a strain body, a second hard ball and a restraining member in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the flexure element in the figure, FIG. 4 is a partially enlarged sectional view showing the relationship between the flange of the push rod and the pressure guiding tube in FIG. 1, and FIG.
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view showing the relationship between the push rod, the first hard sphere and the diaphragm in the figure, and FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional pressure sensor. 1 ... Outer cylinder 3, 7 ... Pedestal 5 ... Connector receptacle 9 ... Strain element 9e, 9f, 41c, 41e, 45b ... Conical recess 11, 39 ... Restraining member 13 ... Insulation cable 17 ... Hollow part 19 …… Pressure guide tube 21 …… Upper push rod 23 …… Lower push rod 25 …… Hard ball 27 …… Second hard ball (hard ball) 29,41d …… Flange 31 …… Coil spring 33,45 …… Diaphragm 33b, 45c …… Support ring 35 …… Loose nut 37 …… Corrugated washer 39a …… Abutment member (bottom of restraining member) 41 …… Push rod 43 …… First hard ball (hard ball) 45a …… Projection

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】中空部を有する導圧管と、 この導圧管の前記中空部を塞ぐように固定され被測定物
の圧力に応じて軸方向に変位するダイヤフラムと、 前記中空部内に挿通され前記ダイヤフラムの変位を導圧
するプッシュロッドと、 このプッシュロッドと前記ダイヤフラム間にこれらと当
接するように介在され前記ダイヤフラムの変位を前記プ
ッシュロッドに伝達する第1の硬球と、 前記導圧管に間接的又は直接的に支持され、軸方向の変
位に応じた電気的信号を出力する起歪体と、 前記第1の硬球と反対側において前記プッシュロッドと
起歪体の間にこれらと当接するように介在され前記プッ
シュロッドの変位を前記起歪体に伝達する第2の硬球
と、 前記起歪体を前記導圧管に対して抑える抑え部材であっ
て、前記起歪体の中央部と僅かな空隙で対向するととも
に前記起歪体の変位によって当接して変位規制する当接
部を有する抑え部材と、 を具備することを特徴とする圧力センサ。
1. A pressure guiding tube having a hollow portion, a diaphragm fixed so as to close the hollow portion of the pressure guiding tube, and displaced axially in accordance with the pressure of an object to be measured, and the diaphragm inserted into the hollow portion. And a first hard ball that is interposed between the push rod and the diaphragm to abut against them and transmits the displacement of the diaphragm to the push rod, and indirectly or directly to the pressure guiding tube. And a strain-generating body that outputs electrical signals according to the axial displacement, and is interposed between the push rod and the strain-generating body on the side opposite to the first hard sphere so as to abut against them. A second hard ball that transmits the displacement of the push rod to the strain-flexing body, and a suppressing member that suppresses the strain-flexing body with respect to the pressure guiding tube, and has a slight difference from the central portion of the strain-generating body. The pressure sensor characterized by comprising a pressing member having a contact portion to the displacement-regulating contact by displacement of the strain generating body with opposed in space.
【請求項2】前記ダイヤフラムは、前記プッシュロッド
方向に前記導圧管との間で僅かな空隙をもって固定され
てなる請求項1記載の圧力センサ。
2. The pressure sensor according to claim 1, wherein the diaphragm is fixed in the push rod direction with a slight gap between the diaphragm and the pressure guiding tube.
【請求項3】前記プッシュロッドは、前記導圧管に当接
して前記ダイヤフラム方向への変位を規制するフランジ
を有する請求項1又は2項記載の圧力センサ。
3. The pressure sensor according to claim 1, wherein the push rod has a flange that comes into contact with the pressure guiding tube and restricts displacement in the diaphragm direction.
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