JP3691932B2 - 圧力計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業用圧縮空気等の圧力流体の圧力を検出・表示する圧力計に関する。特には、小型化を追及し、迅速継手を少し大きくした程度の寸法に収め、油空圧作業工具の手元で圧力管理を行うこともできるように改良した圧力計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業用圧縮空気を例にとって従来技術及びその問題点を説明する。
機械工場や建設現場では作業用の動力として圧縮空気がよく用いられる。そして、圧縮空気を利用する代表的な作業工具としてはインパクトレンチやグラインダー、ベルトサンダーを挙げることができる。
このような作業用圧縮空気は、作業工具に供給される配管（ゴムホース等を含む）の末端においても、ある適正な圧力を有していなければならない。圧力が低すぎると、工具の力（トルク）が出ず、適正な作業を行うことができないからである。
【０００３】
配管途中において圧力流体の圧力を測定する従来の方法のうち、最も一般的なものは図３に示す方法である。
図３の下部に左右に延びるように示されている配管１０７の途中には、チィー１０５が挿入されている。チィー１０５の上部のポートには、圧力計（従来型）１０１がネジ込まれている（オネジ１０３）。圧力計１０１は、圧力センサを内蔵し、圧力ディジタル表示のため液晶表示部１０２を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３の圧力計１０１は、ブルドン管式の圧力計と比べて小型化されてはいるが、それでも巾９４mm、高さ９１mmとかなりの寸法になる。また重量は、チィー１０５を含めて約７００ｇｆである。このように、従来においては、作業工具の手元あるいは配管途中の圧力を知るには、市販の継手（チィー等）と圧力計を購入して組合わせる方法があった。したがって、圧力計が配管から大きく出っ張ることとなり、特に作業工具手元に圧力計を付けるような場合、作業工具の操作の邪魔となっていた。
【０００５】
このような状況下で、結局のところ、作業用圧縮空気の供給元あるいは工場（現場）の元管部分では圧力計が設けられており、その部分での圧力は所定値で管理されてはいたが、現実に圧縮空気を使用する各作業工具の使用地点においては、圧力の管理がされておらず、作業工具へかける圧力（最終的にはボルトへかけるトルクに関係する）も分からないまま作業工具を使用していたのが実態である。
【０００６】
本発明は、作業用圧縮空気等の圧力流体の圧力を検出・表示する圧力計であって、迅速継手を少し大きくした程度の寸法に収め、油空圧作業工具の手元で圧力管理を行うこともできるように改良した圧力計を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の圧力計は、 圧力検出孔の加工された側壁を有する管体と、 上記圧力検出孔に挿入される圧力センサと、 この圧力センサの検知した流体圧力を表示する表示部と、 圧力センサ及び表示部の制御回路と、 上記管体を取り囲むように、又は上記管体の形状に沿って設けられたケーシングであって、上記圧力センサ及び制御回路をその内部に配し、上記表示部をその表面に配したケーシングと、 を具備することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、配管から圧力計を一方に突出させて設けるのではなく、配管（管体）を取り囲むように圧力計（ケーシング）を設けるのである。これによって、圧力計が配管中心から外に出っ張る寸法を最小限に抑えることができる。
なお、ケーシングは、必ずしも管体の全周を取り囲む必要はなく、その１面あるいは２面、３面に沿ってケーシングを配してもよい。
また、圧力センサは、必ずしも圧力検出孔に挿入されるように取り付けられるものに限定される訳ではない。すなわち、圧力検出孔を介して管体内の流体の圧力を検知することができればよいのであって、圧力検出孔の外側に、管体の外面に沿って取りつけてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の圧力計においては、上記管体の側壁外側にはフラットな面取部が形成されており、この面取部内に上記圧力検出孔が開けられており、上記圧力センサは、この面取部に当接するシール面を有し、該管体面取部とセンサシール面との間にシール部材がはさまれており、上記ケーシングが上記面取部の面と実質的に平行な分割面を有することが好ましい。圧力センサ（圧力導入部）を直接管体に挿入するのに適しており、さらに圧力計を小型化できるからである。また、圧力計にかかる圧力をケーシングで（半割ケースの締め付けネジで）受けやすいからである。
【００１０】
また、本発明の圧力計においては、上記ケーシングが少なくとも３面の実装面を有し、圧力センサ、表示部及び電池が各実装面に分けて配置されていることが好ましい。部品を分けて管体の周囲に配することにより、圧力計の管体からの突出寸法をさらに小さくすることができる。
【００１１】
さらに、本発明の圧力計においては、管体の入り口及び出口がケーシングの側壁に対して同側壁面に開口し、又は２側面に各々開口していることが好ましい。そして、それらの開口（管体末端）には迅速継手を接続しておくことも好ましい。作業工具の手元の配管接続口に、この圧力計を簡単に組み込むことができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る圧力計の内部構造を示す側面断面図である。
図２は、図１の圧力計の正面断面図である。
この圧力計１は、その中央部を貫通する管体２１と、この管体２１を取り囲むケーシング（上ケース１１、下ケース６１）とを有する。管体２１の両端には、迅速継手（カプラ）３及び５が接続されている。
【００１３】
管体２１は、ステンレス鋼製の削り出し品である。管体２１の左端部外面には、カプラ３との接続のためのオネジ３１が切られている。オネジ３１の右隣は径大部となっており、その外径にはＯリング（パッキン）３２をはめ込む溝が切られている。径大部３２の右側は、圧力計１の内側に向かってテーパ状に絞られている。このようになっているのは、最終的に圧力計１の外寸をできるだけ抑えるためである。なお、このような絞りに伴う圧力損失は微々たるものである。
【００１４】
管体２１の中央部寄りには、圧力センサ５１の圧力導入部５３が挿入される圧力検出孔２９が開けられている。圧力検出孔２９の周囲は、管体の外面が面取りされて、フラットな面取部２３となっている。この面取部２３には、Ｏリング５５を介して圧力センサ５１が押し付けられている。面取部２３の右側は径大部２５となっており、その外面にはＯリング２０をはめ込む溝が切られている。径大部２５の右側（右端部）は、カプラ５との接続部２７となっている。同接続部２７は、外面のオネジやテーパ状の挿入端部を有する。
【００１５】
圧力計１のケーシングは、図２に示されているように、上下二つ割り構造である。上下ケース１１、６１はビス（図示されず）で締め付けられる。上下ケース１１、６１は内部凹の浅い箱状のプラスチック（ＰＢＴ）成形品である。左右端には、管体２１の通る穴が設けられている。各ケース１１、６１と管体２１との間には、Ｏリング２０、３２が介装されており、ケース内外の雰囲気を遮断している。
【００１６】
上ケース１１の内部には、液晶パネル１７やプリント基板Ａ４０が納められている。液晶パネル１７は、上ケース１１の上面に開けられた四角い窓１６の内側に、上ケース１１の天井に沿って配置されている。液晶パネル１７には、圧力値（この実施例では０〜２０．０kgf/cm² ）が表示される。プリント基板Ａ４０の下面には、ＣＰＵ４１や各種の素子４３、４５（抵抗、コンデンサ等）が実装されている。ＣＰＵ４１は、本圧力計１全体の制御、圧力演算等を行う。液晶パネル１７の左手には、ゴムスイッチ１５が、上ケース１１に埋め込まれるように配置されている。このゴムスイッチ１５は、測定開始のためのものである。
【００１７】
下ケース６１の内部には、プリント基板Ｂ６０や圧力センサ５１が収められている。圧力センサ５１は、厚いディスク状の本体５２と、この本体５２の円形面の中央部から直立して突出する圧力導入部５３を有する。圧力導入部５３は、管壁に開けられた圧力検出孔２９から、管体２１内に挿入されている。圧力センサ５３本体２１の下面（反圧力導入部側の面）は、プリント基板Ｂ６０を介して、下ケース６１の内面に形成されたリング状突起６２（図１）に押されている。圧力導入部５３の周囲の、圧力センサ本体５２上面には、Ｏリング５５が組み込まれており、このＯリング５５は、圧力センサ本体５２と管体面取部２３との間でつぶされて、管体２１内の圧力流体（圧縮空気）をシールする。
【００１８】
図１において、圧力センサ５１左側のプリント基板Ｂ６０上には、オペアンプ５７が置かれている。また、オペアンプ５７の下の、プリント基板Ｂ６０裏側にはゴムスイッチ６３が配置されている。オペアンプ５７は圧力センサの信号を増幅する。ゴムスイッチ６３は、実際には２個設けられており、１個は単位の変更（ＳＩ単位と工業単位）のためのものであり、他の１個は表示の向きの変更（逆転）のためのものである。図２に示されているように、ゴムスイッチ６３の横には、下ケース６１の側壁に埋め込まれて、コネクタ６４が配置されている。このコネクタ６４は、外部接続用のためのものである。
【００１９】
図２において、圧力計１内の左寄りの位置には、プリント基板Ｃ７０が配置されている。結局、管体２１を囲むように、３枚のプリント基板Ａ、Ｂ、Ｃが、管体２１の上、下及び側方に配置されている。プリント基板Ｃ７０の外側面には、ボタン電池７１（時計に使われるようなもの、図の奥と手前に２個）が置かれている。この電池７３を押さえるために、蓋７３が、上ケース１１及び下ケース６１の側面に、ビス止めされている。
【００２０】
次に、本実施例の圧力計の電気的回路構成について説明する。
図４に示すのは、この実施例の圧力計のゲイン設定回路をセンサの前段に介装した構成のものである。すなわちセンサ２０３は入力側においてゲイン設定回路２１０を介して電源２０１に接続されるとともに、出力側において増幅器２０５を介してＣＰＵ２７１に接続されている。センサ２０３の出力信号がしきい値を越えたときにＣＰＵ２７１から出力される制御信号Ｓは、ゲイン設定回路２１０にフィードバックされるものである。
【００２１】
具体的な回路構成の一例を図５に示す。この例では電源電圧Ｖｉｎの分圧ＶＲを変えることにより表示分解能を変化させるものである。トランジスター２１１はＣＰＵ２７１に接続されており、ＣＰＵ２７１からの制御信号Ｓによりその抵抗値、ひいては分圧ＶＲを変化させるものである。
【００２２】
本回路においては、ＣＰＵ２７１に起動スイッチ（図示されず）が設けられており、起動スイッチを押すと定電流駆動された圧力センサの出力を増幅し、Ａ／Ｄ変換してＣＰＵで読み取り、液晶表示する。一定時間毎にＣＰＵはスリープモードに入り消費電力を抑制する。このような工夫により、本実施例の圧力計ではボタン電池による駆動を可能とした。そのため商用電源の接続工事を行う必要がなく、作業工具手元での使用に便利である。
【００２３】
図１では、管体が、ケーシングを左の面から右の面に貫通している例を説明したが、ケーシングの一面に管体の出入口が開口していても（管体がケーシング内でＵターン）、管体の入口のみが開口していても（ケーシング内で行き止り）よい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の圧力計では、配管から圧力計を一方に突出させて設けるのではなく、配管（管体）を取り囲むように圧力計（ケーシング）を設けている。これによって、圧力計が配管中心から外に出っ張る寸法を最小限に抑えることができる。その結果、圧力計の寸法を迅速継手を少し大きくした程度の寸法に収めることができ、油空圧作業工具の手元で圧力管理を行う際の障害を取り去ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る圧力計の内部構造を示す側面断面図である。
【図２】図１の圧力計の正面断面図である。
【図３】従来の作業用空圧配管の代表的な圧力計を示す図である。
【図４】図１、２の実施例の圧力計の回路構成を示すブロック図である。
【図５】図１、２の実施例の圧力計の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 圧力計 ３ 迅速継手
５ 迅速継手 １１ 上ケース
１３ Ｏリング １５ ゴムスイッチ
１６ 窓 １７ 液晶パネル
１９ リードゴム ２０ Ｏリング
２１ 管体 ２３ 面取部
２７ 接続部 ２９ 圧力検出孔
３１ オネジ ３２ Ｏリング
４０ プリント基板Ａ ４１ ＣＰＵ
４３ 素子 ４５ 素子
５１ 圧力センサ ５３ 圧力導入部
５５ Ｏリング ５７ オペアンプ
６０ プリント基板Ｂ ６１ 下ケース
６２ リング状突起 ６３ ゴムスイッチ
６４ コネクタ ７０ プリント基板Ｃ
７１ 電池 ７３ 蓋
１０１ 圧力計（従来型） １０２ 液晶表示部
１０３ オネジ １０５ チィー １０７ 配管

Claims (3)

1. 圧力検出孔の加工された側壁を有する管体と、
   上記圧力検出孔に挿入される圧力センサと、
   この圧力センサの検知した流体圧力を表示する表示部と、
   圧力センサ及び表示部の制御回路と、
   上記管体を取り囲むように、又は上記管体の形状に沿って設けられたケーシングであって、上記圧力センサ及び制御回路をその内部に配し、上記表示部をその表面に配したケーシングと、
   を具備することを特徴とする圧力計。
2. 圧力検出孔の加工された側壁を有する管体と、
   上記圧力検出孔を介して上記管体内の流体の圧力を検知する圧力センサと、
   この圧力センサの検知した流体圧力を表示する表示部と、
   圧力センサ及び表示部の制御回路と、
   上記管体を取り囲むように、又は上記管体の形状に沿って設けられたケーシングであって、上記圧力センサ及び制御回路をその内部に配し、上記表示部をその表面に配したケーシングと、
   を具備することを特徴とする圧力計。
3. 管体の入り口及び出口が、ケーシングの側壁に対して同側壁面に開口し、又は２側面に各々開口している請求項１又は２記載の圧力計。

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