JP2524237B2 - Pressure detector - Google Patents

Pressure detector

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JP2524237B2
JP2524237B2 JP2021722A JP2172290A JP2524237B2 JP 2524237 B2 JP2524237 B2 JP 2524237B2 JP 2021722 A JP2021722 A JP 2021722A JP 2172290 A JP2172290 A JP 2172290A JP 2524237 B2 JP2524237 B2 JP 2524237B2
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diaphragm
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circular
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敏則 島田
真人 大樫
恵昭 本川
照夫 渡辺
喜八 大西
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Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
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Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
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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。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure detection device that continuously (analogously) detects pressure fluctuations of a fluid to be pressure-detected by a diaphragm.

〔従来の技術及びその課題〕[Conventional technology and its problems]

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。
This type of pressure detecting device will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the casing 1, a pressure detecting chamber 3 defined by a diaphragm D is formed, and one of the pressure detecting chambers 3 is formed.
A sensor 4 for introducing the pressure detection fluid a into 3a and continuously detecting the deflection of the diaphragm D in the other 3b.
It is generally provided with.

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。
In this pressure detecting device, in order to improve the detection accuracy, it is an important factor that the bending characteristic of the diaphragm D is proportional to the pressure change.

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7図、第8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。
By the way, the inventors of the present invention have found that Japanese Patent Application No. 1-171818 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-290523) and Japanese Patent Application No. Hei 1-18719 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-290523).
No. 522), as shown in FIG. 7 and FIG. 8, a diaphragm D having a corrugated cross-section having spiral corrugations P starting from at least two points in the circumferential uniform quantile is provided around the center circle 10 of the material plate. The equipped pressure detector was proposed. In the proposed diaphragm D, since the ripples P have a spiral shape, the rigidity of the surroundings is made uniform, and during the bending action, there is no bias of stress and the bending is uniform in the circumferential direction. That is, the above-mentioned bending characteristics were satisfied to some extent.

しかしながら、第5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。この種の圧力検出器においては、加圧開始時の直線
性を要求されるものがある。
However, as shown in FIG. 5, the pressure-displacement curve (∘: during pressurization, ●: during depressurization, see comparative example (broken line)).
Lacks linearity and is not particularly smooth at the start of pressurization. Some pressure detectors of this type require linearity at the start of pressurization.

そこで、本発明は、加圧開始時の圧力−変位曲線が直
線状となる圧力検出器を提供することを課題とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a pressure detector having a linear pressure-displacement curve at the start of pressurization.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記課題を解決するため、本発明にあっては、前述の
渦巻き波紋を有し、その波紋が中心円形に向って傾斜し
てなるダイヤフラムを有する圧力検出器において、その
ダイヤフラムの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。
In order to solve the above problems, in the present invention, in a pressure detector having a diaphragm having the above-mentioned spiral ripple, the ripple being inclined toward a central circle, in the radial direction of the spiral ripple of the diaphragm. The cross section of the inclined portion is concave when viewed from the projecting side of the central circle.

上記渦巻き波紋の傾斜度、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)は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。
The inclination of the spiral ripple, that is, the ratio (h / l) between the inclination height h and the radial length l in FIG. 4 is preferably 1/5 or less. It is preferably 1/6 or less. If it is 1/5 or more, it is impossible to manufacture by press molding with the current technology because the molding pressure is largely different between the outward slope and the inward slope.

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。
Concentric circular ripples are formed adjacently around the center circle of the material plate, and outer circular ripples are formed concentrically with the concentric circular ripples at a predetermined interval, and the spiral ripples are formed between both circular ripples. It can also be done.

〔作用〕[Action]

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。
In the pressure detecting device configured as described above, when a pressing force, such as compressed air pressure, is applied to the surface of the diaphragm, the bending caused by the pressing force is transmitted to the entire area through the spiral ripples, and the generated stress is uniform. , The center axis bends uniformly in the circumferential direction without tilting.

また、同心円形波紋及び外側円形波紋を設ければ、波
紋プレス成形時、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。
In addition, if concentric circular ripples and outer circular ripples are provided, the ridge-like distortion that occurs in the center during ripple press molding will be absorbed and dispersed into the concentric circular ripples, and the wrinkle-like distortion that occurs on the outer periphery will become the outer circular ripples. Absorbed and dispersed. This absorption / dispersion becomes more effective if the beginning and end of the spiral ripple are merged into both circular ripples.

〔実施例〕〔Example〕

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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the casing 1 is composed of three members 1a, 1b and 1c, and the pressure detection chamber 3 is provided between the members 1a and 1b.
Are formed. Diaphragm D between both members 1a, 1b
Is interposed via the packing 2, and the diaphragm D divides the pressure detection chamber 3 into two chambers 3a and 3b. The pressure detection fluid a is introduced into the one detection chamber 3a from the pressure introduction port 5, and the diaphragm D bends due to the pressure change. The entire circumference of the joint surface between the two members 1a and 1b has a sealing 6
It is sealed by.

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、その撓み状態が直鎖状となった状態で、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。
Another member 1c of the casing 1 is fixed to the member 1b by a screw 7, and the sensor 4 is formed in the member 1c. The sensor 4 includes a differential transformer 4a, an iron core moving lever 4b, an operating ram 4c, and the like. Actuating ram 4c is a member
It penetrates 1b, the upper end thereof can be brought into contact with and separated from the diaphragm D, and the lower end is brought into contact with the lever 4b. Lever 4b
Is oscillatably supported by a supporting rod 4d, and an operating pressure adjuster 8 having a member 1c threaded thereon is in contact with the lower surface thereof via a spring 9. By adjusting the screwing amount of the adjuster 8, the positions of the lever 4b and the operating ram 4c are determined, and by this adjustment, when the diaphragm D, which will be described later, is bent, the bent state is linear. The diaphragm D pushes the operating ram 4c to move the iron core of the differential transformer 4a. At this time, the detected value is compensated by considering the elastic force of the spring 9.

つぎに、ダイヤフラムDについて説明する。 Next, the diaphragm D will be described.

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。
This diaphragm D is formed by forming a spiral ripple P over 12 laps from one point around the center circle 10 and is finished by pressing a stainless foil of 0.015 mm thickness and a hoop of 34 mmφ. The outer diameter was 25.4 mmφ.

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)。
This is shown in FIGS. 3 and 4, in which the pitch d of the spiral ripple P is 0.598 mm and the diameter S of the central circle 10 is S =
5.0 mm, outermost diameter of ripple P = 20.2 mm, curvature of valley and peak r = 0.3 mm, height of ripple P t = 0.08 mm, height difference T between outer circumference and center T = 1.2 mm, ripple P part R = 100 mm, and the center of the curvature R is set to the protruding side of the central circle 10 (the ripple of the ripple P is concave outward) (waves are omitted in FIGS. 3 and 4).

一方、比較例として、第7図、第8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。
On the other hand, as a comparative example, the spiral ripple P shown in FIG. 7 and FIG. 8 is formed from the trisection of the central circle 10, the number of turns is one extra, and the center of the curvature R is inside ( A product in which the inclination of the ripples P was convex outward was also manufactured. At this time, d,
S, r, t, T, R, etc. were all the same.

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図に示す。図中、実線が実施例、破
線が比較例を示す。
The diaphragm D of the example and the comparative example thus manufactured is set in the casing 1 as shown in FIGS. 1 and 2, and the pressure-displacement result when the pressure detection fluid a is introduced into the detection chamber 3a is shown. It is shown in FIG. In the figure, the solid line indicates the example and the broken line indicates the comparative example.

この結果から、実施例は、加圧開始時(0〜700mmA
g)、ほぼ直線状の圧力−変位を示すことがわかる。
From this result, in the example, at the start of pressurization (0 to 700 mmA
It can be seen that g) shows almost linear pressure-displacement.

上記実施例において、第6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。
In the above embodiment, as shown in FIG.
A concentric circular ripple P 1 is formed adjacently around 10 and an outer circular ripple P 2 is formed concentrically with the concentric circular ripple P 1 and at a predetermined interval, and between the circular ripples P 1 and P 2. When the spiral ripple P 3 was formed around the same circumference as in the above embodiment, the same effect was obtained. In this case, the inner circular ripple P 1 can be omitted.

また、第7図のものにおいて、各渦巻き波紋Pの半径
方向の傾きを外側凹状とし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。
In addition, in FIG. 7, the same effect was obtained when the spiral ripples P each have an outwardly concave inclination.
In this structure, the outer circular ripple P 2 may be formed and the spiral ripple P 2 may be merged with the ripple R 2 .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、以上のように構成したので、加圧開始時に
おける圧力−変位曲線を直線状とすることができる。
Since the present invention is configured as described above, the pressure-displacement curve at the start of pressurization can be linear.

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。
Further, by forming inner and outer circular ripples and joining both ends of the spiral ripple to the both circular ripples, when the ripples are press-molded, wrinkle distortion is less likely to occur and the flexing action is smoothed.

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

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図は圧力−変位測定図、第6図はダイヤフラム
Dの他例の概略正面図、第7図はダイヤフラムDの従来
例の概略正面図、第8図は第7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。
1 and 2 are a cut-away front view and a cut-away side view of an embodiment of the pressure detecting device according to the present invention, FIG. 3 is a schematic front view of an example of the diaphragm of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic sectional view, FIG. 5 is a pressure-displacement measurement diagram, FIG. 6 is a schematic front view of another example of the diaphragm D, FIG. 7 is a schematic front view of a conventional example of the diaphragm D, and FIG. It is a schematic sectional drawing of FIG. D: Diaphragm, P, P 1 , P 2 , P 3 ... Ripples, R ...
Diaphragm curvature, r ... Valley and peak curvature, 1 ... Casing, 3, 3a, 3b ... Pressure detection chamber, 4 ... Sensor, 10 ... Central circle.

───────────────────────────────────────────────────── 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) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Teruo Watanabe 2-3-1 Iwata-cho, Higashi-Osaka City, Osaka Prefecture Tatsuta Electric Wire Co., Ltd. (72) Inventor Kihachi Onishi 2-3-3 Iwata-cho, Higashi-Osaka City, Osaka Prefecture No. 1 in Tatsuta Electric Wire Co., Ltd. (56) Reference JP-A-60-227141 (JP, A) JP-B 47-15275 (JP, B1)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。
1. A pressure detection chamber 3 defined by a diaphragm D is formed in a casing 1, and one of the pressure detection chambers 3 is formed.
A sensor 4 for introducing the pressure detection fluid a into 3a and continuously detecting the deflection of the diaphragm D in the other 3b.
In the pressure detecting device provided with, the diaphragm D has a corrugated cross section around the center circle 10 of the material plate and exhibits a spiral ripple P from any point around the circle, and the spiral ripple P is inclined to the central circle 10. The pressure detecting device is characterized in that the disc spring has a cross section of the inclined portion in the radial direction of the spiral ripple P as viewed from the projecting side of the central circle 10.
【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
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。
2. A concentric circular ripple P 1 is formed adjacently around the center circle 10 of the material plate, and an outer circular ripple P 2 is formed concentrically with the concentric circular ripple P 1 and at a predetermined interval. ,
The spiral ripple P 3 is formed between both circular ripples P 1 and P 2, and the start and end of the spiral ripple P 3 are merged with the central circular ripple P 1 and the outer circular ripple P 2. Claim (1)
The pressure detection device described.
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