JP2524235B2 - 圧力検出装置 - Google Patents
圧力検出装置Info
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- JP2524235B2 JP2524235B2 JP2021720A JP2172090A JP2524235B2 JP 2524235 B2 JP2524235 B2 JP 2524235B2 JP 2021720 A JP2021720 A JP 2021720A JP 2172090 A JP2172090 A JP 2172090A JP 2524235 B2 JP2524235 B2 JP 2524235B2
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- diaphragm
- pressure
- spiral
- ripples
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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、ダイヤフラムでもって被圧力検出流体の圧
力変動を連続的（アナログ的）に検出する圧力検出装置
に関するものである。
力変動を連続的（アナログ的）に検出する圧力検出装置
に関するものである。
この種の圧力検出装置は、第１図、第２図を参照して
説明すると、ケーシング１内に、ダイヤフラムＤで区画
された圧力検出室３を形成し、この圧力検出室３の一方
3aに被圧力検出流体ａを導入するとともに、他方3bに前
記ダイヤフラムＤの撓み量を連続的に検出するセンサー
４を設けたものが一般的である。
説明すると、ケーシング１内に、ダイヤフラムＤで区画
された圧力検出室３を形成し、この圧力検出室３の一方
3aに被圧力検出流体ａを導入するとともに、他方3bに前
記ダイヤフラムＤの撓み量を連続的に検出するセンサー
４を設けたものが一般的である。
この圧力検出装置において、検出精度を高めるために
は、ダイヤフラムＤの撓み特性が圧力変化に対して比例
的であることが重要な要素である。
は、ダイヤフラムＤの撓み特性が圧力変化に対して比例
的であることが重要な要素である。
ところで、本発明者等は、実願平１−18718号（特開
平２−290523号）、実願平１−18719号（特開平２−290
522号）において、第８図、第９図に示すように、素材
板中心円形10の周りに、その周方向均等分位の少なくと
も２点からスタートした渦巻き波紋Ｐを呈する波形断面
のダイヤフラムＤを備えた圧力検出器を提案した。この
提案のダイヤフラムＤは、波紋Ｐが渦巻き状であること
から、周囲の剛性が均一化され、撓み作用時、応力の片
寄りがなく周方向に均等に撓む。すなわち、上記撓み特
性においてある程度満足いけるものであった。
平２−290523号）、実願平１−18719号（特開平２−290
522号）において、第８図、第９図に示すように、素材
板中心円形10の周りに、その周方向均等分位の少なくと
も２点からスタートした渦巻き波紋Ｐを呈する波形断面
のダイヤフラムＤを備えた圧力検出器を提案した。この
提案のダイヤフラムＤは、波紋Ｐが渦巻き状であること
から、周囲の剛性が均一化され、撓み作用時、応力の片
寄りがなく周方向に均等に撓む。すなわち、上記撓み特
性においてある程度満足いけるものであった。
しかしながら、第６図に示すように、その圧力−変位
曲線（○：加圧時、●：減圧時、比較例（破線）参照）
は、直線性に欠け、とくに加圧開始時がなめらかでな
い。この種のダイヤフラムＤが多く使用される圧力検出
装置においては、加圧開始時の直線性を要求されるもの
がある。
曲線（○：加圧時、●：減圧時、比較例（破線）参照）
は、直線性に欠け、とくに加圧開始時がなめらかでな
い。この種のダイヤフラムＤが多く使用される圧力検出
装置においては、加圧開始時の直線性を要求されるもの
がある。
また、ユーザからは、もっと微圧で大きい変位を得る
もの、すなわち、圧力−変位曲線の勾配が大きいものを
要求された。
もの、すなわち、圧力−変位曲線の勾配が大きいものを
要求された。
この要求に応えるべく、本願発明者等は、圧力−変位
曲線の勾配を大きくするには、ダイヤフラムＤの全体の
剛性を低下させることにあると考えた。このため、ま
ず、一筋の渦巻き波紋Ｐの全長が長くなればなるほど、
剛性が低下することを知見した。
曲線の勾配を大きくするには、ダイヤフラムＤの全体の
剛性を低下させることにあると考えた。このため、ま
ず、一筋の渦巻き波紋Ｐの全長が長くなればなるほど、
剛性が低下することを知見した。
また、渦巻き波紋Ｐを、中心円形10の周り均等分位の
少なくとも２点からスタートさせたのは、ダイヤフラム
Ｄの撓み時、その中心軸が傾くのを避けるためであっ
た。しかし、渦巻き波紋Ｐが一筋でも、その周廻数が増
せば、中心軸の傾きが生じない（無視できる程度しか傾
かない）ことを知見した。
少なくとも２点からスタートさせたのは、ダイヤフラム
Ｄの撓み時、その中心軸が傾くのを避けるためであっ
た。しかし、渦巻き波紋Ｐが一筋でも、その周廻数が増
せば、中心軸の傾きが生じない（無視できる程度しか傾
かない）ことを知見した。
本発明は、以上の点に留意し、前記渦巻き波紋のダイ
ヤフラムの圧力−変位曲線の勾配を大きくすること、及
び加圧開始時の圧力−変位曲線を直線状とすることを課
題とする。
ヤフラムの圧力−変位曲線の勾配を大きくすること、及
び加圧開始時の圧力−変位曲線を直線状とすることを課
題とする。
上記課題を解決するため、本発明にあっては、上記知
見に基づき、前述の圧力検出装置において、そのダイヤ
フラムの渦巻き波紋の周廻数を３回以上とし、かつ、渦
巻き波紋の半径方向の傾斜部分の断面を、中心円形の突
出側から見て凹状としたのである。
見に基づき、前述の圧力検出装置において、そのダイヤ
フラムの渦巻き波紋の周廻数を３回以上とし、かつ、渦
巻き波紋の半径方向の傾斜部分の断面を、中心円形の突
出側から見て凹状としたのである。
渦巻き波紋は一条でもよく、また複数条の場合には、
その各起点は中心円形周り均等分位とする。
その各起点は中心円形周り均等分位とする。
上記素材板中心円形の周りに隣接して同心円形波紋を
形成すると共に、この同心円形波紋と同心でかつ所定間
隔をあけて外側円形波紋を形成し、この両円形波紋間に
上記渦巻き波紋を形成したものとすることもできる。
形成すると共に、この同心円形波紋と同心でかつ所定間
隔をあけて外側円形波紋を形成し、この両円形波紋間に
上記渦巻き波紋を形成したものとすることもできる。
上記渦巻き波紋の周廻数を３周以上とすると、ダイヤ
フラムの撓み時、その中心軸の傾きがなくなり、好まし
くは５周以上とする。
フラムの撓み時、その中心軸の傾きがなくなり、好まし
くは５周以上とする。
このように構成される圧力検出装置は、そのダイヤフ
ラム表面に押圧力、例えば圧縮空気圧等が加わると、そ
の押圧力による撓みが渦巻き波紋を介して全域に伝達さ
れ、発生する応力に片寄りがなく、中心軸が傾くことな
く周方向に均等に撓む。この撓み時、渦巻き波紋の全長
が長くなっているため、従来のものに比べ、剛性も低
く、すなわち、撓み度合も大きい。よって、圧力−変位
曲線の勾配は大きいものとなるとともに、加圧開始時、
直線状となる（実施例参照）。
ラム表面に押圧力、例えば圧縮空気圧等が加わると、そ
の押圧力による撓みが渦巻き波紋を介して全域に伝達さ
れ、発生する応力に片寄りがなく、中心軸が傾くことな
く周方向に均等に撓む。この撓み時、渦巻き波紋の全長
が長くなっているため、従来のものに比べ、剛性も低
く、すなわち、撓み度合も大きい。よって、圧力−変位
曲線の勾配は大きいものとなるとともに、加圧開始時、
直線状となる（実施例参照）。
また、同心円形波紋及び外側円形波紋を設ければ、波
紋のプレス成形時、中心部に生じる盛り上り状の歪は同
心円形波紋に吸収分散され、外周囲に生じる皺状の歪は
外側円形波紋に吸収分散される。この吸収分散は、渦巻
き波紋の始終端を両円形波紋に合流させれば、より効果
が増す。
紋のプレス成形時、中心部に生じる盛り上り状の歪は同
心円形波紋に吸収分散され、外周囲に生じる皺状の歪は
外側円形波紋に吸収分散される。この吸収分散は、渦巻
き波紋の始終端を両円形波紋に合流させれば、より効果
が増す。
第１図、第２図に示すように、ケーシング１は、３部
材1a、1b、1cとから成り、部材1a、1b間に圧力検出室３
が形成されている。両部材1a、1b間にはダイヤフラムＤ
がパッキング２を介して介設されており、このダイヤフ
ラムＤにより圧力検出室３が２室3a、3bに区画されてい
る。一方の検出室3aには、圧力導入口５から被圧力検出
流体ａが導びかれ、この圧力変化に基づきダイヤフラム
Ｄが撓む。両部材1a、1bの接合面全周は、シーリング６
により密封化されている。
材1a、1b、1cとから成り、部材1a、1b間に圧力検出室３
が形成されている。両部材1a、1b間にはダイヤフラムＤ
がパッキング２を介して介設されており、このダイヤフ
ラムＤにより圧力検出室３が２室3a、3bに区画されてい
る。一方の検出室3aには、圧力導入口５から被圧力検出
流体ａが導びかれ、この圧力変化に基づきダイヤフラム
Ｄが撓む。両部材1a、1bの接合面全周は、シーリング６
により密封化されている。
ケーシング１のもう１つの部材1cは、ビス７により部
材1bに固着され、この部材1c内にセンサー４が構成され
ている。センサー４は、差動トランス4a、その鉄心移動
用レバー4b、作動ラム4c等から成る。作動ラム4cは部材
1bを貫通して、その上端がダイヤフラムＤに接離可能と
なっており、下端がレバー4bに当接している。レバー4b
は、支杆4dにより揺動自在に支持されており、その下面
に部材1cをねじ通した作動圧力調整子８がばね９を介し
て当接している。この調整子８のねじ込み量を調整する
ことにより、レバー4b及び作動ラム4cの位置が決定さ
れ、この調整によって、後述のダイヤフラムＤの撓み
時、その撓み状態が直線状となった状態で、ダイヤフラ
ムＤが作動ラム4cを押して差動トランス4aの鉄心を動か
すようにする。このとき、検出値にはばね９の弾性力を
考慮して補償する。
材1bに固着され、この部材1c内にセンサー４が構成され
ている。センサー４は、差動トランス4a、その鉄心移動
用レバー4b、作動ラム4c等から成る。作動ラム4cは部材
1bを貫通して、その上端がダイヤフラムＤに接離可能と
なっており、下端がレバー4bに当接している。レバー4b
は、支杆4dにより揺動自在に支持されており、その下面
に部材1cをねじ通した作動圧力調整子８がばね９を介し
て当接している。この調整子８のねじ込み量を調整する
ことにより、レバー4b及び作動ラム4cの位置が決定さ
れ、この調整によって、後述のダイヤフラムＤの撓み
時、その撓み状態が直線状となった状態で、ダイヤフラ
ムＤが作動ラム4cを押して差動トランス4aの鉄心を動か
すようにする。このとき、検出値にはばね９の弾性力を
考慮して補償する。
つぎに、ダイヤフラムＤについて説明する。
このダイヤフラムＤは、渦巻き波紋Ｐを中心円形10の
周囲の一点から渦巻き波紋Ｐを12周廻余り形成したもの
であり、厚さ:0.015mmのステンレス箔、34mmφのフープ
を、プレス加工して仕上がり外径で25.4mmφであった。
周囲の一点から渦巻き波紋Ｐを12周廻余り形成したもの
であり、厚さ:0.015mmのステンレス箔、34mmφのフープ
を、プレス加工して仕上がり外径で25.4mmφであった。
このものを第３図、第４図に示し、同図において、渦
巻き波紋Ｐのピッチｄ＝0.598mm、中心円形10の径Ｓ＝
5.0mm、波紋Ｐの最外径＝20.2mm、谷部及び山部の曲率
ｒ＝0.3mm、波紋Ｐの高さｔ＝0.08mm、外周と中心との
高低差Ｔ＝1.2mm、波紋Ｐ部分の曲率Ｒ＝100mm、その曲
率Ｒの中心を中心円形10の突出側（波紋Ｐの傾きを外側
凹状）とした（なお、第３図、第４図は波が省略してあ
る）。
巻き波紋Ｐのピッチｄ＝0.598mm、中心円形10の径Ｓ＝
5.0mm、波紋Ｐの最外径＝20.2mm、谷部及び山部の曲率
ｒ＝0.3mm、波紋Ｐの高さｔ＝0.08mm、外周と中心との
高低差Ｔ＝1.2mm、波紋Ｐ部分の曲率Ｒ＝100mm、その曲
率Ｒの中心を中心円形10の突出側（波紋Ｐの傾きを外側
凹状）とした（なお、第３図、第４図は波が省略してあ
る）。
一方、比較例として、第８図、第９図に示した渦巻き
波紋Ｐを中心円形10の３等分位から形成し、その周廻数
を１回余りとし、かつ曲率Ｒの中心を内側（波紋Ｐの傾
きを外側凸状）としたものも製作した。このとき、ｄ、
Ｓ、ｒ、ｔ、Ｔ、Ｒ等は全て同じとした。
波紋Ｐを中心円形10の３等分位から形成し、その周廻数
を１回余りとし、かつ曲率Ｒの中心を内側（波紋Ｐの傾
きを外側凸状）としたものも製作した。このとき、ｄ、
Ｓ、ｒ、ｔ、Ｔ、Ｒ等は全て同じとした。
このようにして製作した実施例および比較例のダイヤ
フラムＤを第１図及び第２図のごとくケーシング１にセ
ットし、検出室3aに被圧力検出流体ａを導びいた際の圧
力−変位結果を第５図、第６図に示す。図中、実線が実
施例、鎖線（破線）が比較例を示す。
フラムＤを第１図及び第２図のごとくケーシング１にセ
ットし、検出室3aに被圧力検出流体ａを導びいた際の圧
力−変位結果を第５図、第６図に示す。図中、実線が実
施例、鎖線（破線）が比較例を示す。
この第５図の結果から、実施例のものが比較例に比
べ、その勾配が急（大）となっていることが理解でき
る。すなわち、実施例は、比較例に比べ微圧で大きい変
位を得ることができる。なお、両例において、中心軸の
傾きは生じなかった。
べ、その勾配が急（大）となっていることが理解でき
る。すなわち、実施例は、比較例に比べ微圧で大きい変
位を得ることができる。なお、両例において、中心軸の
傾きは生じなかった。
また、第６図の結果から、実施例のものは、加圧開始
時（０〜700mmAg）、ほぼ直線状の圧力−変位を示すこ
とがわかる。
時（０〜700mmAg）、ほぼ直線状の圧力−変位を示すこ
とがわかる。
上記実施例において、第７図に示すように、中心円形
10の周りに隣接して同心円形波紋P1を形成するととも
に、この同心円形波紋P1と同心でかつ所定間隔をあけて
外側円形波紋P2を形成し、両円形波紋P1、P2間に渦巻き
波紋P3を前記実施例と同一周廻り形成したものを製作し
たところ、同様な効果を得た。このものの場合、内側の
円形波紋P1を省略することもできる。
10の周りに隣接して同心円形波紋P1を形成するととも
に、この同心円形波紋P1と同心でかつ所定間隔をあけて
外側円形波紋P2を形成し、両円形波紋P1、P2間に渦巻き
波紋P3を前記実施例と同一周廻り形成したものを製作し
たところ、同様な効果を得た。このものの場合、内側の
円形波紋P1を省略することもできる。
また、第８図のものにおいて、各渦巻き波紋Ｐを３周
廻り以上させたものも同様な効果を得た。このものにお
いて、前記外側円形波紋P2を形成し、その波紋P2に各渦
巻き波紋Ｐを合流した構成とすることもできる。
廻り以上させたものも同様な効果を得た。このものにお
いて、前記外側円形波紋P2を形成し、その波紋P2に各渦
巻き波紋Ｐを合流した構成とすることもできる。
なお、上記渦巻き波紋Ｐ、P3の傾斜度、すなわち、第
４図における傾斜高さｈと径方向の長さｌの比（h/l）
を1/5以下とするとよい。好ましくは1/6以下とする。1/
5以上となると、プレス成形の際、現在の技術では、そ
の成形圧が、外向きの斜面と内向きの斜面とで大きく異
なって製造が不可能となるからである。
４図における傾斜高さｈと径方向の長さｌの比（h/l）
を1/5以下とするとよい。好ましくは1/6以下とする。1/
5以上となると、プレス成形の際、現在の技術では、そ
の成形圧が、外向きの斜面と内向きの斜面とで大きく異
なって製造が不可能となるからである。
本発明は、以上のように構成したので、従来のものに
比べ微圧で大きい変位（撓み）を得ることができるとと
もに、加圧開始時における圧力−変移曲線を直線状とす
ることができる。
比べ微圧で大きい変位（撓み）を得ることができるとと
もに、加圧開始時における圧力−変移曲線を直線状とす
ることができる。
また、内外の円形波紋を形成し、この両円形波紋に渦
巻き波紋の両端をそれぞれ合流させれば、その波紋をプ
レス成形する際、皺状歪が生じにくく撓み作用が円滑化
する。
巻き波紋の両端をそれぞれ合流させれば、その波紋をプ
レス成形する際、皺状歪が生じにくく撓み作用が円滑化
する。
第１図、第２図は、本発明に係る圧力検出装置の一実施
例の切断正面図、切断側面図、第３図は第１図のダイヤ
フラムの一例の概略正面図、第４図は第３図の概略断面
図、第５図、第６図は圧力−変位測定図、第７図はダイ
ヤフラムＤの他例の概略正面図、第８図はダイヤフラム
Ｄの従来例の概略正面図、第９図は第８図の概略断面図
である。 Ｄ……ダイヤフラム、Ｐ、P1、P2、P3……波紋、Ｒ……
ダイヤフラム曲率、ｒ……谷部及び山部曲率、１……ケ
ーシング、３、3a、3b……圧力検出室、４……センサ
ー、10……中心円形。
例の切断正面図、切断側面図、第３図は第１図のダイヤ
フラムの一例の概略正面図、第４図は第３図の概略断面
図、第５図、第６図は圧力−変位測定図、第７図はダイ
ヤフラムＤの他例の概略正面図、第８図はダイヤフラム
Ｄの従来例の概略正面図、第９図は第８図の概略断面図
である。 Ｄ……ダイヤフラム、Ｐ、P1、P2、P3……波紋、Ｒ……
ダイヤフラム曲率、ｒ……谷部及び山部曲率、１……ケ
ーシング、３、3a、3b……圧力検出室、４……センサ
ー、10……中心円形。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 照夫 大阪府東大阪市岩田町２丁目３番１号 タツタ電線株式会社内 (72)発明者 大西 喜八 大阪府東大阪市岩田町２丁目３番１号 タツタ電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−227141（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−15275（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】ケーシング１内に、ダイヤフラムＤで区画
された圧力検出室３を形成し、この圧力検出室３の一方
3aに被圧力検出流体ａを導入するとともに、他方3bに前
記ダイヤフラムＤの撓みを連続的に検出するセンサー４
を設けた圧力検出装置において、 上記ダイヤフラムＤを、素材板中心円形10の周りに、そ
の周り任意の点から渦巻き波紋Ｐを呈する波形断面と
し、その渦巻き波紋Ｐは前記中心円形10に傾斜してなる
皿ばねにより構成し、 その皿ばねは、上記渦巻き波紋Ｐを少なくとも３周廻り
形成し、かつその渦巻き波紋Ｐの半径方向の傾斜部分の
断面を、中心円形10の突出側から見て凹状としたもので
あることを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項２】上記素材板中心円形10の周りに隣接して同
心円形波紋P1を形成すると共に、この同心円形波紋P1と
同心でかつ所定間隔をあけて外側円形波紋P2を形成し、
両円形波紋P1、P2間に上記渦巻き波紋P3を形成し、その
渦巻き波紋P3の始終端を、前記中心円形波紋P1及び外側
円形波紋P2に合流させたことを特徴とする請求項（１）
記載の圧力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021720A JP2524235B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021720A JP2524235B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 圧力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225240A JPH03225240A (ja) | 1991-10-04 |
| JP2524235B2 true JP2524235B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=12062918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021720A Expired - Lifetime JP2524235B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2524235B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2557947B1 (fr) * | 1984-01-06 | 1988-04-15 | Sereg Soc | Diaphragme ondule pour capteur de pression |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2021720A patent/JP2524235B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03225240A (ja) | 1991-10-04 |
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