JPH03225243A - 圧力検出装置 - 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】 〔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
変動を検出して、その所要量を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を導入するとともに、他方３ｂに
前記ダイヤフラムＤの所要量の撓みで作動するスイッチ
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の立上り特性が鋭いことが重要な要素
である。

ところで、本発明者等は、実願平１−１８７１８号、実
願平１−１８７１９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
１Ｒ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、上記立上り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、第５図に示すように、その圧力−変位曲
線（Ｏ：加圧時、・：減圧時、比較例（破線）参照）は
、直線性に欠け、と（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。

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。

〔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、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きを外側凹状と
したのである。

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／Ａ）は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。

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、この両回形波紋間に上
記渦巻き波紋を形成したものとすることもできる。

〔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。

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、外周囲に生じる融状の歪は外
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０両部材ｌａ、ｌｂ間にはダ
イヤフラムＤがバッキング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、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内にスイッチ４が構成
されている。スイッチ４は、接点４ａ、そのレバー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のねし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の撓みにおける立上り特性時、
ダイヤフラムＤが作動ラム４Ｃを押して接点４ａを作動
（オン又はオフ）するようにする。このとき、検出値に
ばばね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：　　０．０１５１１１のステンレス箔
、３４鰭φのフープを、プレス加工して仕上がり外径で
２５．４ｆｉｌφ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１
０の径Ｓ＝５．Ｏｓ■、波紋Ｐの最外径−２０，２關、
谷部及び山部の曲率ｒ　−０，３ｍｍ、波紋Ｐの高さｔ
−０，０８重ｌ、外周と中心との高低差Ｔ＝１．２１、
波紋Ｐ部分の曲率Ｒ−１００ｍｍ、その曲率Ｒの中心を
外側（波紋Ｐの傾きを外側凹状）とした（なお、第３図
、第４図は波が省略しである）。

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。

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。

この結果から、実施例は、加圧開始時（０〜７００ｍｍ
Ａｇ）、はぼ直線状の圧力−変位を示すことがわかる。

上記実施例において、第６図に示すように、中心円形１
０の周りに隣接して同心円形波紋Ｐ、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、両回形波紋Ｐ、　、Ｐ、
間に渦巻き波紋Ｐ、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Ｐ１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。

〔発明の効果〕

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。

【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圓は第３圓の概略断面
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、第８図は第７図の概略断面図である。 Ｄ・・・・・・ダイヤフラム、 Ｐ、Ｐ、　、Ｐ、　、Ｐ、・・・・・・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・・・・・・スイッチ、 １０・・・・・・中心円形。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （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の所要量の撓みで作動するスイッチ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
   は前記円形１０に向かって傾斜してなる皿ばねにおいて
   、前記渦巻き波紋Ｐの半径方向の傾きを外側凹状とした
   ことを特徴とする圧力検出装置。（２）上記渦巻き波紋
   Ｐの傾斜高さｈと径方向の長さｌの比ｈ／ｌを１／５以
   下としたことを特徴とする請求項（１）記載の圧力検出
   装置。 （３）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）又は
   （２）に記載の圧力検出装置。 （４）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に合流させたことを特徴と
   する請求項（３）記載の圧力検出装置。