JPH0338672Y2 - - Google Patents
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- JPH0338672Y2 JPH0338672Y2 JP1984201478U JP20147884U JPH0338672Y2 JP H0338672 Y2 JPH0338672 Y2 JP H0338672Y2 JP 1984201478 U JP1984201478 U JP 1984201478U JP 20147884 U JP20147884 U JP 20147884U JP H0338672 Y2 JPH0338672 Y2 JP H0338672Y2
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- pressure
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本考案は内燃機関を初め、蒸気機関等各種の熱
圧力機器の圧力を測定するに際し、温度による影
響を受けないように改善した圧力センサに関す
る。
圧力機器の圧力を測定するに際し、温度による影
響を受けないように改善した圧力センサに関す
る。
「従来技術」
熱圧力機器に装着する主体金具胴部の受圧側を
径大とした軸孔の段座面に座定し、一方の電極面
を通常は正極として外部のケーブルに導通する圧
電素子の、他方の電極面と当接する圧力伝達桿に
中央部を接合したダイヤフラムの外周部を、接地
される上記主体金具の受圧側端面に接合し、該ダ
イヤフラムの受ける圧力を、上記圧力伝達桿を介
して圧電素子に伝達し、電気的信号に変換して外
部に取り出す圧力センサが広く知らされている。
径大とした軸孔の段座面に座定し、一方の電極面
を通常は正極として外部のケーブルに導通する圧
電素子の、他方の電極面と当接する圧力伝達桿に
中央部を接合したダイヤフラムの外周部を、接地
される上記主体金具の受圧側端面に接合し、該ダ
イヤフラムの受ける圧力を、上記圧力伝達桿を介
して圧電素子に伝達し、電気的信号に変換して外
部に取り出す圧力センサが広く知らされている。
「考案が解決しようとする問題点」
上記の圧力センサは圧力伝達桿に接合したダイ
ヤフラムは平板状に形成されていたから、該ダイ
ヤフラムが圧力と共に高温を受けたとき圧電素子
と逆の方向に膨らむように伸びるので圧力伝達桿
を介して圧電素子に加えられるべき圧力が減殺さ
れ、また圧力伝達桿の長さを短縮してダイヤフラ
ムの中心を圧電素子側に引き込ませ、外周を立ち
上がらせた円弧状にした場合は圧力伝達桿に対し
てダイヤフラムの熱膨張による圧力が付加され、
更にダイヤフラムに同心円からなる複数の凹凸を
設けてもその寸法によつて該ダイヤフラムは軸線
のいずれかの方向に伸びるだけでなく、該ダイヤ
フラムと接合す圧力伝達桿の上方に配された圧電
素子に温度上昇がもたらされるので、いずれの場
合も圧力だけを正確に検出することは困難であつ
た。
ヤフラムは平板状に形成されていたから、該ダイ
ヤフラムが圧力と共に高温を受けたとき圧電素子
と逆の方向に膨らむように伸びるので圧力伝達桿
を介して圧電素子に加えられるべき圧力が減殺さ
れ、また圧力伝達桿の長さを短縮してダイヤフラ
ムの中心を圧電素子側に引き込ませ、外周を立ち
上がらせた円弧状にした場合は圧力伝達桿に対し
てダイヤフラムの熱膨張による圧力が付加され、
更にダイヤフラムに同心円からなる複数の凹凸を
設けてもその寸法によつて該ダイヤフラムは軸線
のいずれかの方向に伸びるだけでなく、該ダイヤ
フラムと接合す圧力伝達桿の上方に配された圧電
素子に温度上昇がもたらされるので、いずれの場
合も圧力だけを正確に検出することは困難であつ
た。
「問題点を解決するための手段」
ダイヤフラムが高温に曝されて熱膨張を生じて
も圧力伝達桿延いては圧電素子に影響を与えない
よう、該ダイヤフラムの断面形状を熱圧力機器側
から圧電素子側に向かつてＷ字状に形成すると共
に、上記のダイヤフラムと接合する圧力伝達桿の
先端面及び胴部のいずれか一方もしくは両方に圧
電素子に対する熱伝達抑制要素を設ける。
も圧力伝達桿延いては圧電素子に影響を与えない
よう、該ダイヤフラムの断面形状を熱圧力機器側
から圧電素子側に向かつてＷ字状に形成すると共
に、上記のダイヤフラムと接合する圧力伝達桿の
先端面及び胴部のいずれか一方もしくは両方に圧
電素子に対する熱伝達抑制要素を設ける。
「作用」
ダイヤフラムが高温に曝されたとき、圧力伝達
桿に接合された上記Ｗ字状断面の中央の山の部分
が、該山の周囲に形成された谷から立ち上がる外
周部の伸びと反対に圧力伝達桿の方向に伸び、上
記外周部の伸びと打ち消し合い、圧力伝達桿に対
してダイヤフラムの熱膨張による影響を与えず、
かつ圧力伝達桿の先端面及び胴部のいずれか一方
もしくは両方に設けた熱伝達抑制要素によつても
たらされる圧電素子の温度上昇を抑え、該ダイヤ
フラムの受ける熱圧力機器の気体等による機械的
圧力のみを圧電素子に伝達する。
桿に接合された上記Ｗ字状断面の中央の山の部分
が、該山の周囲に形成された谷から立ち上がる外
周部の伸びと反対に圧力伝達桿の方向に伸び、上
記外周部の伸びと打ち消し合い、圧力伝達桿に対
してダイヤフラムの熱膨張による影響を与えず、
かつ圧力伝達桿の先端面及び胴部のいずれか一方
もしくは両方に設けた熱伝達抑制要素によつても
たらされる圧電素子の温度上昇を抑え、該ダイヤ
フラムの受ける熱圧力機器の気体等による機械的
圧力のみを圧電素子に伝達する。
「実施例」
図面は本考案の実施例を示し、１は主体金具
で、内然機関等の熱圧力機器（図示省略）内に挿
入される胴部１１の受圧側端面１１ａから径大の
軸孔１１１ａと径小の軸孔１１１ｂを穿設し、該
胴部１１から延設され上記の図示しない熱圧力機
器の該壁面に座定される六角ボルト状の頭部１２
に上記径小の軸孔１１１ｂと連なり、拡開する２
段の径小，径大の凹部１２１，１２２を形成す
る。２は上記径大の軸孔１１１ａ内に収納された
チタン酸鉛系，チタン酸ジルコン酸鉛系等チユリ
ー点の高い圧電材料からなり両主表面に銀の蒸着
等による金属化電極面（図示省略）を形成し、分
極してなる圧電素子、３ａ，３ｂは該圧電素子の
上記図示しない両主表面の正負両極の電極面と当
接して電気的に導通する一対の端子板で、正極側
の端子板３ａにはその上方積層、上記主体金具の
径大の軸孔１１１ａと径小の軸孔１１１ｂを結ぶ
段座面１１１ｃと当接、座定するアルミナ磁器等
の環状絶縁体４の中心孔を挿通して上記主体金具
の径小の軸孔１１１ｂ内に突出する径小の突起３
a′を形成する。一方負極側の端子板３ｂには前端
が主体金具１の受圧側端面１１ａ付近に達する圧
力伝達桿５を配する。６は環状絶縁体４及び正極
側端子板３ａと共に上記主体金具１の軸孔の段座
面１１１ｃ上に積層された圧電素子２に対し、負
極側端子板３ｂ及び圧力伝達桿５を介して熱圧力
機器内の圧力を伝達するステンレス等の薄い金属
からなり、中央部を該圧力伝達桿５に、外周面は
主体金具の受圧側の端面１１ａに熔接、ロー着に
よつてそれぞれ接合して圧電素子２の負極側を主
体金具１に導通、接地するダイヤフラムで、本考
案においては特に高温に曝されたとき中央部６１
が、圧電素子２と逆の前方に向う外周部の伸びと
は逆に、圧力伝達桿５及び圧電素子２の方向に伸
びて上記外周面の伸びを相殺するよう、該中央部
６１がこれら圧力伝達桿及び圧電素子の方向に高
く、これから一旦逆方向に低下した後、上記中央
部６１の方向に立ち上がるＷ字状の断面形状とす
るものである。なお９は正極側端子板３ａ、圧電
素子２を絶縁するテフロン等からなる薄い絶縁筒
を示し、好ましくは負電極側端子板３ｂの下方に
おいて圧力伝達桿５の径方向の突起５１によつて
係止するか、図示を省略するが該突起５１に代え
て負極側端子板３ｂを径大として支持すると共に
に主体金具１とこの部分において導通、接地す
る。しかして、圧電素子２には前に述べたように
キユリー点の高い材料から選ばれるるが、圧力伝
達桿による熱伝達を低下させて該圧電素子の温度
上昇を抑えるため、図のようなダイヤフラムの中
央部６１と接合する該圧力伝達桿の先端面及び胴
部のいずれか一方もしくは両方に図示の如く熱伝
達抑制要素となる径小部５２及び５３を設ける。
また前にのべたように負極側端子板３ｂを径大と
して主体金具１と導通、接地する場合は圧力伝達
桿５を金属に代えてアルミナ、窒化珪素等低熱伝
導性のセラミツク材料とすることもろでき、更に
主体金具の径大の軸孔１１１ａ内に収納される環
状絶縁体４、正、負両極側端子板３ａ、３ｂ、圧
電素子２、圧力伝達桿５からなる積層体の熱膨脹
は主体金具１と等しいか、もしくはそれよりも若
干大きいことが望ましいしいので最も長い圧力伝
達桿５に特に低い熱膨脹性の材料を使用する場合
は正、負両極両極側の端子板として銅の如き高熱
膨脹性の材料を選ぶと共に、長さ（厚さ）を大き
くすることによつて補償できる。また上記の環状
絶縁体４を座定する主体金具軸孔の段座面１１１
ｃは、熱圧力機器に対する取付時において生じる
受圧側１１と頭部１２の境界となる取付座面１ａ
付近に生ずる伸びによる該径大の軸孔１１１ａ内
に収納される環状絶縁体４から圧力伝達桿に至る
積層体の緩みを避けるため、上記取付座面１ａか
ら離れて受圧側１１内に設けることがこのまし
い。
で、内然機関等の熱圧力機器（図示省略）内に挿
入される胴部１１の受圧側端面１１ａから径大の
軸孔１１１ａと径小の軸孔１１１ｂを穿設し、該
胴部１１から延設され上記の図示しない熱圧力機
器の該壁面に座定される六角ボルト状の頭部１２
に上記径小の軸孔１１１ｂと連なり、拡開する２
段の径小，径大の凹部１２１，１２２を形成す
る。２は上記径大の軸孔１１１ａ内に収納された
チタン酸鉛系，チタン酸ジルコン酸鉛系等チユリ
ー点の高い圧電材料からなり両主表面に銀の蒸着
等による金属化電極面（図示省略）を形成し、分
極してなる圧電素子、３ａ，３ｂは該圧電素子の
上記図示しない両主表面の正負両極の電極面と当
接して電気的に導通する一対の端子板で、正極側
の端子板３ａにはその上方積層、上記主体金具の
径大の軸孔１１１ａと径小の軸孔１１１ｂを結ぶ
段座面１１１ｃと当接、座定するアルミナ磁器等
の環状絶縁体４の中心孔を挿通して上記主体金具
の径小の軸孔１１１ｂ内に突出する径小の突起３
a′を形成する。一方負極側の端子板３ｂには前端
が主体金具１の受圧側端面１１ａ付近に達する圧
力伝達桿５を配する。６は環状絶縁体４及び正極
側端子板３ａと共に上記主体金具１の軸孔の段座
面１１１ｃ上に積層された圧電素子２に対し、負
極側端子板３ｂ及び圧力伝達桿５を介して熱圧力
機器内の圧力を伝達するステンレス等の薄い金属
からなり、中央部を該圧力伝達桿５に、外周面は
主体金具の受圧側の端面１１ａに熔接、ロー着に
よつてそれぞれ接合して圧電素子２の負極側を主
体金具１に導通、接地するダイヤフラムで、本考
案においては特に高温に曝されたとき中央部６１
が、圧電素子２と逆の前方に向う外周部の伸びと
は逆に、圧力伝達桿５及び圧電素子２の方向に伸
びて上記外周面の伸びを相殺するよう、該中央部
６１がこれら圧力伝達桿及び圧電素子の方向に高
く、これから一旦逆方向に低下した後、上記中央
部６１の方向に立ち上がるＷ字状の断面形状とす
るものである。なお９は正極側端子板３ａ、圧電
素子２を絶縁するテフロン等からなる薄い絶縁筒
を示し、好ましくは負電極側端子板３ｂの下方に
おいて圧力伝達桿５の径方向の突起５１によつて
係止するか、図示を省略するが該突起５１に代え
て負極側端子板３ｂを径大として支持すると共に
に主体金具１とこの部分において導通、接地す
る。しかして、圧電素子２には前に述べたように
キユリー点の高い材料から選ばれるるが、圧力伝
達桿による熱伝達を低下させて該圧電素子の温度
上昇を抑えるため、図のようなダイヤフラムの中
央部６１と接合する該圧力伝達桿の先端面及び胴
部のいずれか一方もしくは両方に図示の如く熱伝
達抑制要素となる径小部５２及び５３を設ける。
また前にのべたように負極側端子板３ｂを径大と
して主体金具１と導通、接地する場合は圧力伝達
桿５を金属に代えてアルミナ、窒化珪素等低熱伝
導性のセラミツク材料とすることもろでき、更に
主体金具の径大の軸孔１１１ａ内に収納される環
状絶縁体４、正、負両極側端子板３ａ、３ｂ、圧
電素子２、圧力伝達桿５からなる積層体の熱膨脹
は主体金具１と等しいか、もしくはそれよりも若
干大きいことが望ましいしいので最も長い圧力伝
達桿５に特に低い熱膨脹性の材料を使用する場合
は正、負両極両極側の端子板として銅の如き高熱
膨脹性の材料を選ぶと共に、長さ（厚さ）を大き
くすることによつて補償できる。また上記の環状
絶縁体４を座定する主体金具軸孔の段座面１１１
ｃは、熱圧力機器に対する取付時において生じる
受圧側１１と頭部１２の境界となる取付座面１ａ
付近に生ずる伸びによる該径大の軸孔１１１ａ内
に収納される環状絶縁体４から圧力伝達桿に至る
積層体の緩みを避けるため、上記取付座面１ａか
ら離れて受圧側１１内に設けることがこのまし
い。
本例においては、１枚の圧電素子を用いた態様
について示したが、円板状と円環状とからなる一
対の圧電素子を機械的に直列、電気的には並列に
両者の対向面を正極性として該対向面に円板状端
子板を介し、圧力伝達桿上の負極側端子板と円板
状素子が当接するように積層し、上記両素子対向
面に挿入した正極側端子板に植設したリード線を
上方の円環状素子の中心孔に対して絶縁を保持し
て挿通し、これをケーブルの芯線に導通し、一方
積層された圧電素子の両端面を主体金具に導通、
接地することもできる。
について示したが、円板状と円環状とからなる一
対の圧電素子を機械的に直列、電気的には並列に
両者の対向面を正極性として該対向面に円板状端
子板を介し、圧力伝達桿上の負極側端子板と円板
状素子が当接するように積層し、上記両素子対向
面に挿入した正極側端子板に植設したリード線を
上方の円環状素子の中心孔に対して絶縁を保持し
て挿通し、これをケーブルの芯線に導通し、一方
積層された圧電素子の両端面を主体金具に導通、
接地することもできる。
また、上記圧電素子２，圧力伝達桿５，正負両
極側端子板３ａ及び３ｂ，並びに環状絶縁体４か
らなる圧電素子２を中心とする組付手段も常法に
従つて変形することができる。
極側端子板３ａ及び３ｂ，並びに環状絶縁体４か
らなる圧電素子２を中心とする組付手段も常法に
従つて変形することができる。
次に７は、ダイヤフラム６が受けた熱圧力機器
の圧力を圧電素子２によつて電気的信号に変換
し、主体金具１を介して接地する負極側端子板３
ｂと対応して図示しない圧力検出回路を構成する
正極側端子板３ａに絶縁７２ａされたリード線７
２を介して芯線７１を接続するケーブル、８は上
記主体金具１の頭部１２の径大の凹部１２２と鍔
８１によつて嵌合、同じく主体金具の頭部１２の
上端の薄肉部１２３によつて加締められた後、胴
部を外方から圧縮８２して上記ケーブル７を固定
するキヤツプであるが、正極側端子板３ａの径小
の突起３a′を延長してリード線７２を省略でき
る。
の圧力を圧電素子２によつて電気的信号に変換
し、主体金具１を介して接地する負極側端子板３
ｂと対応して図示しない圧力検出回路を構成する
正極側端子板３ａに絶縁７２ａされたリード線７
２を介して芯線７１を接続するケーブル、８は上
記主体金具１の頭部１２の径大の凹部１２２と鍔
８１によつて嵌合、同じく主体金具の頭部１２の
上端の薄肉部１２３によつて加締められた後、胴
部を外方から圧縮８２して上記ケーブル７を固定
するキヤツプであるが、正極側端子板３ａの径小
の突起３a′を延長してリード線７２を省略でき
る。
「考案の効果」
本考案の圧力センサは以上の通り構成し、圧電
素子に熱圧力機器内の圧力を伝達すべきダイヤフ
ラムの断面形状を、高温を受けて熱膨張を生じた
とき圧力伝達桿に接合された中央部が、前方に向
から主体金具の受圧側端面の接合された外周部の
伸びとは逆の圧力伝達桿の方向に伸び、上記外周
部の伸びと打ち消し合うよう、断面形状をＷ字状
に形成し、しかも該ダイヤフラムの中央部に接合
された圧力伝達桿の先端面、及び該先端面から圧
電素子の方向に伸びる胴部のいずれか一方もしく
は両者に設けた熱伝達抑制要素によつてこれらの
ダイヤフラム及び圧力伝達桿は温度の影響を受け
ることなく、圧電素子を作動して正確な圧力を検
出する大きな効果がある。
素子に熱圧力機器内の圧力を伝達すべきダイヤフ
ラムの断面形状を、高温を受けて熱膨張を生じた
とき圧力伝達桿に接合された中央部が、前方に向
から主体金具の受圧側端面の接合された外周部の
伸びとは逆の圧力伝達桿の方向に伸び、上記外周
部の伸びと打ち消し合うよう、断面形状をＷ字状
に形成し、しかも該ダイヤフラムの中央部に接合
された圧力伝達桿の先端面、及び該先端面から圧
電素子の方向に伸びる胴部のいずれか一方もしく
は両者に設けた熱伝達抑制要素によつてこれらの
ダイヤフラム及び圧力伝達桿は温度の影響を受け
ることなく、圧電素子を作動して正確な圧力を検
出する大きな効果がある。
図面は本考案の圧力センサの一実施例を示し、
第１図は縦断面図、第２図は第１図イ−イ線に沿
う断面図である。 １……主体金具、１１……胴部、１１ａ……受
圧側端面、１１１ａ……径大の軸孔、１１１ｂ…
…径小の軸孔、１１１ｃ……段座面、２……圧電
素子、５……圧力伝達桿、５２，５３……熱伝達
抑制要素、６……ダイヤフラム、６１……中央
部、６２……外周部、７……ケーブル。
第１図は縦断面図、第２図は第１図イ−イ線に沿
う断面図である。 １……主体金具、１１……胴部、１１ａ……受
圧側端面、１１１ａ……径大の軸孔、１１１ｂ…
…径小の軸孔、１１１ｃ……段座面、２……圧電
素子、５……圧力伝達桿、５２，５３……熱伝達
抑制要素、６……ダイヤフラム、６１……中央
部、６２……外周部、７……ケーブル。
Claims (1)
- 主体金具１の胴部１１の受圧側の端面１１ａか
ら穿設した径大の軸孔１１１ａの段座面１１１ｃ
に座定し、一方の電極面を該段座面から延設され
た径小の軸孔１１１ｂを絶縁状態で挿通する外部
のケーブル７に導通する圧電素子２の他方の電極
面と当接する圧力伝達桿５に接合したダイヤフラ
ム６の外周部を上記主体金具１の受圧側端面１１
ａに接合してなるものにおいて、該ダイヤフラム
６が高温に曝されたとき中央部６１が、前方に向
かう外周部６２の伸びと逆に圧電素子２の方向に
伸び、上記外周部の伸びと打ち消し合うよう、断
面形状をＷ字状にすると共に、上記圧力伝達桿５
の先端面及び胴部のいずれか一方もしくは両方
に、圧電素子に対する熱伝達抑制要素５２及び５
３を設けたことを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984201478U JPH0338672Y2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984201478U JPH0338672Y2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61115944U JPS61115944U (ja) | 1986-07-22 |
| JPH0338672Y2 true JPH0338672Y2 (ja) | 1991-08-15 |
Family
ID=30763307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984201478U Expired JPH0338672Y2 (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0338672Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH710760A1 (de) * | 2015-02-20 | 2016-08-31 | Kistler Holding Ag | Drucksensor mit einer druckraumseitig angebrachten Membran und Verwendung eines solchen. |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS449672Y1 (ja) * | 1965-05-26 | 1969-04-18 | ||
| JPS57198811A (en) * | 1981-05-20 | 1982-12-06 | List Hans | Measuring sensor with piezo-electric detecting element |
| JPS5931045B2 (ja) * | 1975-09-02 | 1984-07-31 | ベル アンド ハウエル カンパニ | 映画用映写機におけるフィルム機構 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5931045U (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-27 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 圧力検出器 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP1984201478U patent/JPH0338672Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS449672Y1 (ja) * | 1965-05-26 | 1969-04-18 | ||
| JPS5931045B2 (ja) * | 1975-09-02 | 1984-07-31 | ベル アンド ハウエル カンパニ | 映画用映写機におけるフィルム機構 |
| JPS57198811A (en) * | 1981-05-20 | 1982-12-06 | List Hans | Measuring sensor with piezo-electric detecting element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61115944U (ja) | 1986-07-22 |
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