JPH03225238A - 圧力検出装置 - Google Patents

圧力検出装置

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JPH03225238A
JPH03225238A JP2171890A JP2171890A JPH03225238A JP H03225238 A JPH03225238 A JP H03225238A JP 2171890 A JP2171890 A JP 2171890A JP 2171890 A JP2171890 A JP 2171890A JP H03225238 A JPH03225238 A JP H03225238A
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JP
Japan
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diaphragm
ripple
pressure
spiral
deflection
Prior art date
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Pending
Application number
JP2171890A
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English (en)
Inventor
Toshinori Shimada
敏則 島田
Shinichi Ookashi
大樫 真一
Shigeaki Motokawa
本川 恵昭
Teruo Watanabe
照夫 渡辺
Kihachi Onishi
喜八 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Original Assignee
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
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Publication date
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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】 〔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
変動をアナログ的(連続的)に検出する圧力検出装置に
関するものである。
〔従来の技術及びその課題〕
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3
aに被圧力検出流体aを導人するとともに、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。
ところで、本発明者等は、実願平1−18718号、実
10J1平1−18719号において、第7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である程度満足いけるものであっ
た。
しかしながら、ユーザからは、もつ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。
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、−
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、中心軸の傾きが生しない(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を課題
とする。
〔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。
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。
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。
〔作用〕
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。
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、中心部に生しる盛り上り状の歪は同心
円形波紋に吸収分散され、外周囲に生しる皺状の歪は外
側円形波紋に吸収分散される。この吸収分散は、渦巻き
波紋の始終端を両回形波紋に合流させれば、より効果が
増す。
〔実施例〕
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がバンキング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、3
b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40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に擾乱可能となっており、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をねし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のねし込
み量を調整することにより、レバー4b及び作動ラム4
cの位置が決定され、このill 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:  0.015鰭のステンレス箔、3
4wmφのフープを、プレス加工して仕上がり外径で2
5.4m鵡φ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のビフチd−0,598mm、中心円形10の
径S=5.01、波紋Pの最外径=20.2鰭、谷部及
び山部の曲率r −9,3a■、波紋Pの高さt−0,
08wm、外周と中心との高低差T=1.2■曹、波紋
P部分の曲率R=100mmとした(なお、第3図、第
4図は波が省略しである)。
一方、比較例として、第7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
りとしたものも製作した。このとき、d、S、r、t、
’r、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図のごとくケソング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、鎖線
が比較例を示す。
この結果から、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、両側において、中心軸の傾きは生じなか
った。
上記実施例において、第6同に示すように、中心円形1
0の周りに隣接して同心円形波紋PIを形成するととも
に、この同心円形波紋P、と同心でかつ所定間陥をあけ
て外側円形波紋P2を形成し、両円形波紋p、 、Pi
間に渦巻き波紋P3を前記実施例と同−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P、を省略することもできる。
また、第7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P!を形成し、そ
の波紋PR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、Pg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/#
)を115以下とするとよい。好ましくは1/6以下と
する。115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。
〔発明の効果〕
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。
また、ダイヤフラムDの渦巻き波紋を一条とすれば、複
数条形成するのに比べれば、その製作も容易である。
【図面の簡単な説明】
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図は圧カー変位測定回1.第6図はダイヤフラ
ムDの他側の概略正面図、第7図はダイヤフラムDの従
来例の概略正面図である。 D・・・・・・ダイヤフラム、 P−P+ 、Pt 、Pi・・・・・・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。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (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の撓み量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、前記ダイヤフラム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
    は少なくとも3周廻り形成して成ることを特徴とする圧
    力検出装置。
  2. (2)上記渦巻き波紋Pを一条として成ることを特徴と
    する請求項(1)記載の圧力検出装置。
  3. (3)上記渦巻き波紋Pを複数条とし、その各渦巻き波
    紋Pの起点を上記中心円形10の周り均等分位としたこ
    とを特徴とする請求項(1)記載の圧力検出装置。
  4. (4)上記素材板中心円形10の周りに隣接して同心円
    形波紋P_1を形成すると共に、この同心円形波紋P_
    1と同心でかつ所定間隔をあけて外側円形波紋P_2を
    形成し、両円形波紋P_1、P_2間に、上記渦巻き波
    紋P_3を形成したことを特徴とする請求項(1)乃至
    (3)のいずれか1つに記載の圧力検出装置。
  5. (5)上記渦巻き波紋の始終端を、上記中心円形波紋P
    _1又は外側円形波紋P_2に合流したことを特徴とす
    る請求項(4)記載の圧力検出装置。
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