JPH02221831A - 差圧変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、差圧変換器に係り、特に入力圧として高速な
サージ圧が入ったとき感圧素子を破壊から確実に保護す
る過大圧保護機構に関する。

（従来の技術） 第２図に従来の差圧変換器の一例を示す、第２図におい
て、本体ブロック（１）には１両端面を連通ずる貫通孔
（２）が設けられ、貫通孔（２）の開口した両端面はそ
れぞれ受圧ダイアフラム（３）、（４）により閉塞され
ている０貫通孔（２）の中央部には過圧防止ベローズ（
５）が貫通孔（２）と同心に設けられ、その一端は貫通
孔（２）の図示左側の段部（６）に気密に固着され、貫
通孔（２）内部を高圧室（２ａ）と低圧室（２ｂ）との
２分している。

本体ブロック（１）の貫通孔（２）の上方には空間部（
７）が設けられ、この空間部（７）を上部空間部（７ａ
）と下部空間部（７ｂ）とに仕切るように感圧素子（８
）が装着されている。感圧素子（８）の出力信号線（９
）はハーメチックシール（１０）を介して外部に導出さ
れている。そして、下部空間部（７ｂ）は導圧孔（１１
）により貫通孔（２）の高圧室（２ａ）に、上部空間部
（７ａ）は導圧孔（１２）により貫通孔（２）の低圧室
（２ｂ）にそれぞれ連通している０貫通孔（２）、上・
下部空間部（７ａ）　、　（７ｂ）　、導通孔（１１）
、（１２）の内部には、圧力伝達媒体となる封入液（例
えばシリコーン油）が充填されている。

過圧防止ベローズ（５）の自由端にプレート（１３）に
より同心に固着された支軸（１４）の両端にはそれぞれ
過大圧封止用の弁（１５）　、　（１６）が同心的に固
着され、この弁（１５）　、　（１６）の支＄１１１（
１４）側の端面にはそれぞれオーリング（１７）　、　
（１８）が装着されている。

また、弁（１５）　、　（１６）にはそれぞれ板ばね（
１９）　、　（２０）が取着されており、この板はね（
１９）　、　（２０）はそれぞれ本体ブロック（１）に
固定され、弁（１５）　、　（１６）と本体ブロック（
１）とを弾性的に連結している。そして、この弁（１５
）　、　（１６）はそれぞれ過圧防止ベローズ（５）の
変位により支軸（１４）が図示右方または左方に移動し
て弁（１５）　、　（１６）のオーリング（１７）　。

（１８）が本体ブロック（１）の弁座（２１）、　（２
２）に当接して圧縮され、圧力伝達経路を閉塞する過圧
防止機構（２３）を形成している。

しかしながら、上記構成の従来の差圧変換器においては
、入力圧として高速なサージ圧が印加された場合は、過
圧防止機構（２３）の弁（１５）または（１６）のオー
リング（１７）または（１８）が本体ブロック（１）の
弁座（２１）　、　（２２）に当接する前に高速サージ
圧の一部がすり抜け、それが感圧素子（８）に加わり、
感圧素子の破壊限界を超えるような場合は感圧素子（８
）を破壊する慣れがあった。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように従来の差圧変換器には、高速なサージ圧が
加わったとき過圧防止機構により確実に阻止できないと
いう欠点があった。そこで本発明は、高速なサージ圧が
入力されても、過圧防止機構をすり抜けて感圧素子を破
壊することなく過圧防止機構を確実に動作させることが
できる差圧変換器を実現することを課題とし１本発明の
目的もそこにある。

Ｃ発明の構成〕 （課題を解決するための手段） 本発明の差圧変換器は、本体ブロックの両端面をそれぞ
れ閉塞して設けられた受圧ダイアフラムにそれぞれ対向
する本体ブロック端面に、受圧ダイアフラムの面形状に
倣った形状をしたバックアッププレートを形成し、さら
にこれら各バックアッププレートより内方の貫通孔にそ
れぞれ径を拡大して形成された空間部にそれぞれ一端を
空間部の奥側の壁に固着されたベローズを同心的に配置
し、これら各ベローズの自由端を閉塞しているプレート
に同心に植設されてベローズ内を固定端外へと延在し貫
通孔に同心に嵌り込んで貫通孔との間で絞りを形成する
ベローズ軸を設け、さらに、本体ブロックの貫通孔の軸
線方向中央部位で貫通孔の径を拡大して形成された空間
部に周辺を固着されたセンターダイアフラムを配置して
この空間部を軸線方向に仕分け、この２分された一方の
空間部に連通している貫通孔の前記ベローズ軸による絞
りよりもセンターダイアフラム寄りの部位と感圧素子の
下側の下部空間部とを高圧側導圧孔で連通ずるとともに
、前記センターダイアプラムにより２分された他方の空
間部に連通している貫通孔の前記ベローズ軸による絞り
よりもセンターダイアフラム寄りの部位と感圧素子の上
側の上部空間部とを低圧側導圧孔で連通ずるように構成
される。

（作　用） 本発明の差圧変換器においては、感圧素子の検出範囲の
上限を超える高速なサージ圧が受圧ダイアフラムに印加
された場合、高速なサージ圧は、受圧ダイアフラムで受
圧され封入液を介して感圧素子に伝達されようとするが
、受圧ダイアフラムと感圧素子への導圧孔との間にはベ
ローズ軸と貫通孔との隙間により形成された絞りがある
ため、この絞りが大きな抵抗として働くことで高速なサ
ージ圧が減衰される。この際、ベローズは力を受はセン
ターダイアフラムへ近づく方向へ変位するため、それに
伴い、センターダイアフラムも低圧側へ変位する。この
ときのベローズの変位によりベローズ軸と貫通孔により
形成される絞りの長さが増し、抵抗も増大する。したが
って、この一連の動作により高速なサージ圧は急激に減
衰されるため、受圧ダイアフラムがバックアッププレー
トに着座しないうちに高速なサージ圧が感圧素子に到達
してしまうことが防止される。

（実施例） 以下１図面に示した実施例に基いて本発明の詳細な説明
する。

本発明一実施例の差圧変換器を第１図に示す。

第１図において１本体ブロック（５０）は、中心軸線を
水平にした柱体状で、軸線方向の貫通孔（５２）を有す
るとともに、上部に感圧素子装着用空間部（６１）を有
している。そして、この感圧素子装着用空間部（６１）
を上部空間部（６１ａ）と下部空間部（６１ｂ）に仕切
って感圧素子（６２）が装着されている。この感圧素子
（６２）の出力信号線（６３）は、ハーメチックシール
（６４）を介して外部に導出されている。

また、本体ブロック（５０）の両端面をそれぞれ閉塞し
て受圧ダイアフラム（５３）　、　（５４）が設けられ
、これら各受圧ダイアフラム（５３）　、　（５４）に
それぞれ対向する本体ブロック（５０）の両端面には、
受圧ダイアフラム（５３）　、　（５４）の面形状に倣
った形状を有するバックアッププレート（６７）　、　
（６ｇ）がそれぞれ形成されている。

さらに、これら各バックアッププレート（６７）　。

（６８）より内方の貫通孔（５２）にそれぞれ径を拡大
した空間部（５５）　、　（５６）が形成され、これら
各空間部（５５）　、　（５６）にはそれぞれ空間部の
奥側の壁に一端を固着してベローズ（５７）　、　（５
８）が同心的に配置されている。そして、　これら各ベ
ローズ（５７）　、　（５ｇ）の自由端を閉塞している
プレート（５９ａ）　、　（６０ａ）にそれぞれ同心に
植設されたベローズ軸（５９）　、　（６０）が、ベロ
ーズ内を固定端外へと延在し、貫通孔（５２）にそれぞ
れ同心に嵌り込んで貫通孔（５２）との間で絞り（５９
ｂ）　、　（６０ｂ）を形成している。

また、本体ブロック（５０）の貫通孔（５２）の軸線方
向中央部位で蝋を拡大して形成された空間部（６９）に
はセンターダイアフラム（５１）がその周辺を固着して
配置され、空間部（６９）を軸線方向に仕切っている。

そして、このセンターダイアフラム（５１）によって仕
切られた空間部（６９）の図示右側の一方の空間部（高
圧側）に連通している貫通孔（５２）のベローズ軸（５
９）による絞り（５９ｂ）よりセンターダイアフラム（
５１）寄りの部位と、前記感圧素子（６２）下側の下部
空間部（６１ｂ）とを連通ずる高圧側導圧孔（６５）が
穿設されており、さらに、センターダイアフラム（５１
）によって仕切られた空間部（６９）の図示左側の他方
の空間部（低圧側）に連通している貫通孔（５２）のベ
ローズ軸（６０）による絞り（６０ｂ）よりセンターダ
イアフラム（５１）寄りの部位と、前記感圧素子（６２
）上側の上部空間部（６１ａ）とを連通ずる低圧側導圧
孔（６６）が穿設されている。そして、本体ブロック（
５０）の受圧ダイアフラム（５３）　、　（５４）で閉
塞された内部の空間には、圧力伝達媒体となる封入液（
例えばシリコーン油）が充填されている。

上記のように構成された本発明一実施例の差圧変換器に
おいて、検出範囲内の圧力Ｐａ、　Ｐｂ　（Ｐａ＞ｐｂ
）がそれぞれ受圧ダイアフラム（５３）　、　（５４）
に印加されると、各圧力Ｐａ、　Ｐｂに応じて受圧ダイ
アプラム（５３）　、　（５４）が変位し、封入液を介
して圧力は感圧素子（６２）に伝達され、感圧素子（６
２）は（Ｐａ　−Ｐｂ）なる差圧として検出し、この差
圧を電気信号に変換して出力する。

次に１図示の圧力Ｐａが検出範囲以上であった場合ら説
明すると、圧力Ｐａは受圧ダイアフラム（５３）に印加
された後、封入液を介してセンターダイアフラム（５１
）に伝達される。このためセンターダイアプラム（５１
）は図示左方へ変位する。二九に伴い受圧ダイアプラム
（５３）も図示左方へ移動し、ついには受圧ダイアフラ
ム（５３）に近接したバックアッププレート（６７）に
着座する。これにより受圧ダイアフラム（５３）の変位
が拘束されるため、感圧素子（６２）への圧力伝達が遮
断される。したがって、受圧ダイアフラム（５３）がバ
ックアッププレート（６７）に当接し始める圧力を検出
範囲の上限圧力に定めておけば、それ以上の圧力が印加
されたときにも、感圧素子（６２）には検出範囲の上限
を超える圧力は加わらないので、感圧素子（６２）の過
大圧力による破壊を完全に防止することができる０以上
は、Ｐａが過大圧力である場合を説明したが１図示ｐｂ
が過大圧力である場合も全く同様に作用することは言う
までもない。

次に、感圧素子（６２）の検出範囲の上限を超える高速
なサージ圧がＰａとして印加されたときの作用。

効果について述べる。高速なサージ圧Ｐａは受圧ダイア
フラム（５３）で受圧され、封入液を介して感圧素子（
６２）に伝達されようとするが、受圧ダイアフラム（５
３）と感圧素子（６２）の間にはベローズ（５７）のベ
ローズ軸（５９）と貫通孔（５２）により形成された絞
り（５９ｂ）が存在するため、この絞り（５９ｂ）が大
きな抵抗として働らくことにより高速なサージ圧Ｐａは
減衰される。この際、ベローズ（５７）は図示左方へ力
を受けるために図示左方へ変位し、それに伴いセンター
ダイアフラム（５１）も図示左方へ変位する。

このときベローズ（５７）のベローズ軸（５９）と貫通
孔（５２）により形成される絞り（５９ｂ）の長さが増
し、抵抗も増大する。したがって、この一連の動作によ
り高速なサージ圧Ｐａが急激に減衰されるため、受圧ダ
イアフラム（５３）がバックアッププレート（６７）に
着座しないうちに高速なサージ圧Ｐａが感圧素子（６２
）に到達してしまい感圧素子（６２）を破壊することが
防止される。

高速なサージ圧の減衰にはベローズの無い単なる絞り穴
でもある程度の効果はあるが、より高速なサージ圧が入
った場合は十分ではないので、可動紋り付きベローズ（
５７）によりその効果を確実なものとすることができる
。

以上は、Ｐａとして高速なサージ圧が入った場合を説明
したが、Ｐｂ、　（Ｐａ−Ｐｂ）、　（Ｐｂ−Ｐａ）と
して高速なサージ圧が入った場合も同様に作用すること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、本体ブロックの貫
通孔の中央部にセンターダイアフラムを設けて貫通孔を
高圧側と低圧側に分離し、高圧側、低圧側のいずれにも
受圧ダイアフラムから感圧素子に至る導圧経路の途中に
、自由端を閉塞したプレートに同心に植設されてベロー
ズ内を固定端外へと延在し貫通孔に同心に嵌り込んでい
るベローズ軸を有するベローズを設け、このベローズ軸
と貫通孔との隙間により絞りを形成した差圧変換器を実
現したことにより、感圧素子の検出範囲の上限を超える
高速なサージ圧が印加された場合、前記絞りによる大き
な抵抗のために高速なサージ圧が減衰される。そしてこ
の際、ベローズが変位することによりベローズ軸と貫通
孔により形成される絞りの長さが増し、抵抗も増大する
ため、サージ圧が大きい程抵抗も大きくなる効果があり
、高速なサージ圧は急激に減衰されることから、高速な
サージ圧が感圧素子に到達し感圧素子を破壊することを
完全に防止でき、長寿命、高信頼性の差圧変換器を提供
できる６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の差圧変換器の断面図、第２図
は従来例の差圧変換器の断面図である。 ５０・・・本体ブロック　５１・・・センターダイアフ
ラム５２・・・貫通孔　　　　５３．５４・・・受圧ダ
イアフラム５７、５８・・・ベローズ　５９．６０・・
・ベローズ軸５９ｂ、　６０ｂ・・・絞り　　６２・・
・感圧素子６５、６６・・・導圧孔 ６７、６８・・・バックアッププレート代理人　弁理士
　大　胡　典　夫 比 ■ 四 皐 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端面間を連通する貫通孔を備え上部に感圧素子装着用
   空間を有する本体ブロックと、前記感圧素子装着用空間
   を上部空間部と下部空間部に仕切って装着された感圧素
   子と、前記本体ブロックの両端面をそれぞれ閉塞して設
   けられた受圧ダイアフラムと、これら各受圧ダイアフラ
   ムにそれぞれ対向する本体ブロック端面に受圧ダイアフ
   ラムの面形状に倣って形成されたバックアッププレート
   と、これら各バックアッププレートより内方の貫通孔に
   それぞれ径を拡大して形成された空間部にそれぞれ奥側
   の壁に一端を固着されて同心に配置されたベローズと、
   これら各ベローズの自由端を閉塞しているプレートにそ
   れぞれ同心的に植設されてベローズ内を固定端外へと延
   在し貫通孔に嵌り込んで貫通孔との間で絞りを形成して
   いるベローズ軸と、前記本体ブロックの貫通孔の軸線方
   向中央部位で径を拡大して形成された空間部に周辺を固
   着されて配置されこの空間部を軸線方向に仕切るセンタ
   ーダイアフラムと、このセンターダイアフラムによって
   分離された一方の空間部に連通している貫通孔の前記絞
   りよりセンターダイアフラム寄りの部位と前記感圧素子
   下側の下部空間部とを連通して本体ブロックに穿設され
   た高圧側導圧孔と、前記センターダイアフラムによって
   分離された他方の空間部に連通している貫通孔の前記絞
   りよりセンターダイアフラム寄りの部位と前記感圧素子
   上側の上部空間部とを連通して本体ブロックに穿設され
   た低圧側導圧孔と、前記本体ブロックの受圧ダイアフラ
   ムより内側の空間に充填された封入液とを具備した差圧
   変換器。