JPH09178586A

JPH09178586A - 高耐圧性感圧装置

Info

Publication number: JPH09178586A
Application number: JP33874495A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Tsukioka; 一郎月岡
Original assignee: NESUTETSUKU KK
Current assignee: NESUTETSUKU KK
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の同種装置よりも一層コンパクトに形成
することができ、部品点数も少なく、従って製造工数も
少なく、かつ接続部を少なくすることができるために流
体漏洩の恐れを少なくすることのできる高耐圧性感圧装
置の提供。【解決手段】ダイヤフラム又はベローズ等の膨縮部材
に流体通路を連通し、該流体通路に弁座を設け、かつ該
流体通路に流通空隙を有して、ほぼピストン状の弁体を
設け、該弁体を流通路内の圧力の高低により閉開作動す
るように形成し、前記弁体にピストンロッド状の作動杆
を設け、該作動杆を、前記膨縮部材内を経て、その可動
部を気密に貫いて外側に位置せしめ、該作動杆に対して
不動に設けられた不動部材に、該作動杆により作動させ
られる圧力表示部又は圧力信号変換部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は耐圧性を高めた圧
力計などの高耐圧性感圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来圧力計などの感圧装置またはマイク
ロスイッチ等の圧力作動制御部にはダイヤフラム又はベ
ローズ等の膨縮部材を備えており、これにより作動させ
られる場合が多い。この膨縮部材は通常金属の薄板の成
型体からなり、内部に導入される流体の圧力により中心
軸方向に伸縮するものであるが、例えばコンプレッサー
のスタートアップ時等においては、急激に流体が送られ
異常に圧力が上昇することがあり、前記膨縮部材が弾性
限界を超えて膨張することにより、復元できず破損する
ことがある。この予防策としてチェックバルブを併設す
る方策がある。図１３はこのチェックバルブの一例を示
す説明図である。同図において５１はバルブ本体、５２
は弁座、５３はバルブ、５４はバルブ５３を開閉するピ
ストン、５５はピストン５４とバルブ５３をスライドさ
せるシリンダ、５６はピストン５４を復帰させるスプリ
ング、５７は流体導入孔、５８は図示しない膨縮部材へ
の流体排出孔、５９は流体の流通路を示す。

【０００３】このチェックバルブの作動について述べる
と、流体は常時流体導入口５７より流通路５９を経て弁
座５２に至り、流体排出孔５８から図示しないダイヤフ
ラム又はベローズ等の膨縮部材の流体導入口に達する。
しかし、急激に流体が送られ、異常に圧力が上昇する
と、その圧力を受けてピストン５４は矢印Ａ５４方向に
前進し、弁座５２を閉止するから、図示しない膨縮部材
への流体の流入をストップさせ、図示しない膨縮部材の
破損を未然に阻止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなチェックバルブを設置することは高耐圧性感圧装
置全体が大型複雑化し、部品点数および組付け工数が増
加するばかりでなく、接続部から流体が漏れて測定精度
の低下や外部へ漏洩する等の問題点があった。この発明
は上記のような問題を解決するためになされたもので、
高耐圧感圧装置全体をコンパクト化し、異常な圧力上昇
の際に確実に高圧流体の膨縮部材への流入をストップさ
せ、膨縮部材の破損を未然に阻止することができる高耐
圧性感圧装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の高耐圧性感圧装置について述べるとそれは、ダイ
ヤフラム１又はベローズ２等の膨縮部材３に連通して設
けられた流体通路４；該流体通路４に設けられた、該流
体通路４内の所定の圧力より高い圧力により閉止し、所
定の圧力及びそれより以下の圧力により開放される、弁
座５と、前記流体通路４との間に流通空隙６を有してほ
ぼピストン状に形成された弁体７から成る弁装置８；一
端部が前記弁体７にピストンロッド状に設けられ、他端
が前記膨縮部材３内を経て、前記膨縮部材３の可動部９
を気密に貫いて外側に位置せしめられた作動杆１０；該
作動杆１０に対して不動に形成された不動部材１６；該
不動部材１６に設けられた、前記作動杆１０により作動
させられる、圧力表示部１１又は圧力信号変換部１２；
から成ることを特徴とする高耐圧性感圧装置である。
又、作動杆１０は、該作動杆１０に対して不動に設けら
れた不動部材１６との間に、該作動杆１０を付勢するば
ね１７を有している前記高耐圧性感圧装置である又、不
動部材１６はばね１７の弾力を調整する調整装置１９を
有している前記高耐圧性感圧装置である。又、作動杆１
０は膨縮部材３の軸方向の中央部１４に位置して設けら
れている前記高耐圧性感圧装置である。又、流体通路４
は膨縮部材３の、不撓性に形成された基体１５に連通し
て設けられている前記高耐圧性感圧装置である。又、流
体通路４は弁座５の反対方向に、弁体７の過度の移動を
阻止するストッパ１８を有している前記高耐圧性感圧装
置である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。ダイヤフラム１又はベローズ２
（図３）等の膨縮部材３に、筒状の流体通路４が気密に
連通１３させて設けられている。５は前記通路４内に形
成された弁座であり、これに対して弁体７が設けられて
あり、この弁体７は前記流体通路４内の圧力が所定の高
さより高い場合に前記弁座５を閉止させ、流体通路４内
の圧力が所定の高さ又はそれより低い場合に、弁座５を
開放するようになっている。図１において膨縮部材３と
しての、ダイヤフラム１の弾性により通常弁体７は弁座
５を開放しているように構成されている。そして前記弁
体７は、前記流体通路４との間に流体空隙６を有してほ
ぼピストン状に形成されている。８は弁座５、弁体７に
より形成される弁装置である。次に１０は作動杆であ
り、一端部が弁体７にピストンロッド状に設けられ、そ
の他端部が膨縮部材３内を経て、膨縮部材３の可動部９
を気密に貫き、外側に突出して位置させられている。気
密の構造は溶接により形成されている。そしてこの作動
杆１０に対して不動に形成された不動部材１６がフレー
ムとして設けられている。１１は圧力計等の、圧力を表
示する圧力表示部であり、又１２はスイッチ等の圧力信
号を電気信号等に変換する圧力信号変換部であり、この
両者１１、１２は共に、不動部材１６に、かつ前記作動
杆１０に対応して設けられてあり、共に作動杆１０の作
動により操作されるようになっている。

【０００７】なお上記圧力表示部１１、圧力信号変換部
１２は上記の一例のほかに、後述のように種々の変形例
がある。そして、前記弁体７に設けられた作動杆１０
は、前記膨縮部材３の、軸方向の中央部１４に位置して
設けられている。又図２に示されるように流体通路４
は、一例として膨縮部材３に不撓性の基体１５を設け、
この基体１５に設けられている。そして、図１、図２に
示されているように前記作動杆１０は、該作動杆１０に
対して不動に設けられた不動部材１６との間にばね１７
を有しており、これによっても作動杆１０を、作動杆１
０による押圧作動が終了した際に膨縮部材３の方向に復
動付勢できるようになっている。又図４及び図１２に示
すように、前記不動部材１６には前記ばね１７の弾力を
調整する調整装置１９が設けられている。同調整装置１
９は不動部材１６とこれに螺合した螺子２０から成って
いる。そして該螺子２０は筒状に形成され、その内部を
前記作動杆１０が移動自在に位置させられている。これ
によりばね１７の弾力を調整することができる。

【０００８】なお、図１、２において２１は気密な連通
部、２２は螺条であり、接続部を形成している。又２４
は基台を示す。そして図１に示すダイヤフラム１は皿状
の金属薄板から成り相互に溶接されている。図３に示す
ベローズ２も金属薄板により形成され、その内部に圧入
される流体により膨縮自在に形成されている。次に、上
記のように構成された実施例の作動について説明する。
空気等の流体は流体通路４から流入し、ほぼピストン状
の弁体７と流体通路４との間の流通空隙６から膨縮部材
３内に入り、その圧力に比例して膨張又はその膨張から
収縮させ、それにより作動杆１０を前後に移動させ、位
置させる。これにより後述する圧力表示部１１の指針等
を動かし、又は圧力信号変換部１２の、マイクロスイッ
チ等を作動させる。そして、この装置に連通させたコン
プレッサー等のスタート時など急激に異常な高圧の流体
が送られた時、前記弁体７は弁座５を閉止して高圧流体
の供給を阻止する。これによりダイヤフラム１等の膨縮
部材３の永久変形、破損等が未然に防止される。なお何
等かの理由により加えられている圧力が負圧になった
際、図１、図８に示すように弁体７の過度の移動（後
退）を阻止するストッパ１８が、前記流体通路４に設け
られている。２３はパッキングを示す。図２は流体通路
４を、ダイヤフラム１に設けた不撓性の基体１５に連通
させて設けた場合を示す。図３は膨縮部材３としてベロ
ーズ２を用いた場合を示し、ベローズ２を用いたことに
よりストロークの大きな膨縮動作を行なうのに適してい
る。

【０００９】図４は圧力表示部１１の原理の説明図であ
る。同図において２５は作動杆１０の端部に直結された
ラック、２６はこのラック２５に噛み合うピニオン、２
７はこのピニオン２６と同軸に固定された指針である。
したがって作動杆１０の変位により指針２７が回動す
る。

【００１０】図５は他の圧力信号変換部１２の原理の説
明図である。同図において２８は円筒体２９の外側に巻
かれたソレノイドコイル、３０は作動杆１０の端部に連
結された磁石片で、上記ソレノイドコイル２８の内部に
出入自在に保持されている。したがって作動杆１０の変
位量を電気的信号として取り出す事ができる。なお上記
圧力信号変換部１２は詳細な図示は省略するが作動変圧
器であってもよい。

【００１１】図６はその他の圧力信号変換部１２の原理
の説明図である。同図において３１は圧力を加えること
によって抵抗率が変化する圧電抵抗素子で、作動杆１０
の端部に直結され、不動に設けられた不動部材１６との
間に設けられている。したがって作動杆１０の変位量を
電流等の電気的信号として取り出す事ができる。

【００１２】図７は圧力信号変換部１２の原理の説明図
である。同図において３２は圧力信号変換部１２として
のマイクロスイッチで、作動杆１０の端部に直結されて
いる。したがって作動杆１０の所定量の移動によりマイ
クロスイッチ３２等を作動させることができる。

【００１３】図８において１８は弁体７の、負圧による
過度の移動を防止するストッパを示す。図９〜図１１
は、弁座５と弁体７の密接を強化する変形実施例を示す
もので、図９は弁座５にパッキング２３を設けたもので
あり、図１０は弁体７にパッキング２３を設けた例を示
す。又図１１は弁体７の一部をテーパー状とし、弁座５
側にパッキング２３を設けて密接を確実ならしめたもの
である。この発明の装置は前記のように構成され、前記
従来例に述べたような、膨縮部材３と別体のチェックバ
ルブをなくし、膨縮部材３と一体的に形成したことによ
り、装置全体をコンパクトに形成できる。又前記従来の
装置より部品点数、製造工数を大巾に少なくできる。か
つ、膨縮部材３の圧力流体による永久変形を確実に防止
できる。又膨縮部材３の強度を上げることもできる。な
お図２において３３は溶接部、３４は波状部である。図
１０において弁座５又は弁体７にパッキング２３を設け
たものは作動音を静粛にすることができ、かつ弁装置８
の摩耗を防止できる。また図２に示す波状部３４を設け
たものは可撓性がよく、ストロークの巾を大きくするこ
とができる。又図１、図２に示すように部品点数を少な
くすることができる。又膨縮部材３の、可動部９の外側
に、作動杆１０を溶接したことにより、可動部９を作動
杆１０に固着できると共に、膨縮部材３の密閉をもかね
させることができる。次に、この発明の装置のテスト及
びテスト結果について説明する。このテストは図１４に
示すような高耐圧性感圧装置を用いて行われた。そして
まず、図１５に示す実験装置を用いてテストが行われ
た。同図において、３５は加圧空気を供給する空圧源で
あり、３６はコントロールバルブ、３７は圧力指示計、
３８は試供品、３９はキヤリパーゲージ、４０は連通管
である。このような構造のテスト装置を用いてテストの
結果、図１７のＡ、Ｂ、Ｃに示すような結果が得られ
た。図１７のＡは作動杆１０の移動量を０．１ｍｍにし
たもの、図１７のＢは同じく０．５ｍｍにしたもの、図
１７のＣは同じく１．０ｍｍにしたものであり、いずれ
も良好に作動していることが理解されよう、中でも図１
７のＢに示す作動杆１０の移動量を０．５ｍｍとしたも
のが最も安定していることが判明したので、この装置の
作動杆１０の端部に、図１６に示すようにマイクロスイ
ッチ３２の作動部を接続して次のようなテストを行っ
た。それは、この発明について最も重視されている高耐
圧性能について実証する為に、試供品に通常使用圧力の
約５００倍に相当する１０ｋｇ／ｃｍ² （約100,000ｍ
ｍＨ₂Ｏ）の圧力を１０分間印加し、その後の装置の変
化を調べたものである。その結果を図１８に示す。実験
結果に基づく考察をすると、この実験の結果過大圧印加
後の装置の変化は最大でも通常使用圧力の１％以下であ
り、又変化量は平行移動の傾斜を示しているので、製品
段階においては補正装置により修正可能の値の範囲内に
十分入るので実用上問題ないのである。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の発明は、その構成により前記
従来のように、チェックバルブを別体として設けるもの
よりも、装置全体を遥かにコンパクトに形成することが
できる。又製造部品点数及び製造工数を大巾に減少させ
ることができる。又接続部を前記従来のものよりも大巾
に減少させることができるから、流体漏洩の恐れを少な
くすることができる。又請求項２の発明は、その構成に
より作動を鋭敏にすることができる。かつ又膨縮部材３
の寿命を長くするとができる。又請求項３の発明は、そ
の構成により装置の作動の微調整を行うことができる。
又請求項４の発明は、その構成により安定して作動する
高耐圧性感圧装置を提供できる。かつ又膨縮のストロー
クの最も大きい部分を利用できるから、圧力表示部又は
圧力信号変換部を効果的に作動させることができる。又
請求項５の発明は、その構成により流体通路が膨縮部材
の不撓性の基本に設けられたことにより、膨縮部材の撓
みによる流体通路との接続部の、疲労のもたらす気密性
低下の恐れをなくすことができる。又請求項６の発明
は、その構成により流体通路４が負圧になった場合に膨
縮部材３の永久変形及び破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示し、膨縮部材としてダイ
ヤフラムを用いた例を示す装置の断面略図である。

【図２】同じく第２の実施例を示し、不撓性の基体を用
いた膨縮部材を用いて形成された装置の断面略図であ
る。

【図３】同じく第３の実施例を示し、膨縮部材としてベ
ローズを用いた例を示す装置の断面略図である。

【図４】同じく第４の実施例を示し、圧力表示部の原理
の説明図である。

【図５】同じく第５の実施例を示し、圧力表示部の他の
原理の説明図である。

【図６】同じく第６の実施例を示し、圧力表示部のその
他の原理の説明図である。

【図７】同じく第７の実施例を示し、圧力信号変換部の
原理の説明図でる。

【図８】同じく第８の実施例を示し、流体通路の弁体付
近を示す断面図である。

【図９】同じく第９の実施例を示し、負圧に対する弁座
と弁体とのシールを強化する変形実施例図である。

【図１０】同じく第１０の実施例を示し、弁座と弁体と
のシールを強化する変形実施例図である。

【図１１】同じく第１１の実施例を示し、弁座と弁体と
のシールを強化するその他の変形実施例図である。

【図１２】同じく第１２の実施例を示し、ばねの調節装
置の詳細を示す図である。

【図１３】従来のチェックバルブの一例を示す説明図で
ある。

【図１４】この発明のテスト用装置の半断面図である。

【図１５】この発明のテスト用実験装置の概略図であ
る。

【図１６】この発明の他のテスト用実験装置の概略図で
ある。

【図１７】図１４に示す装置による、この発明の装置の
テスト結果を示すグラフである。

【図１８】図１６に示す装置による、この発明の装置の
テスト結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ダイヤフラム２ベローズ３膨縮部材４流体通路５弁座６流通空隙７弁体８弁装置９可動部１０作動杆１１圧力表示部１２圧力信号変換部１４中央部１５基体１６不動部材１７ばね１８ストッパ１９調整装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイヤフラム１又はベローズ２等の膨縮
部材３に連通して設けられた流体通路４；該流体通路４
に設けられた、該流体通路４内の所定の圧力より高い圧
力により閉止し、所定の圧力及びそれより以下の圧力に
より開放される、弁座５と、前記流体通路４との間に流
通空隙６を有してほぼピストン状に形成された弁体７か
ら成る弁装置８；一端部が前記弁体７にピストンロッド
状に設けられ、他端が前記膨縮部材３内を経て、前記膨
縮部材３の可動部９を気密に貫いて外側に位置せしめら
れた作動杆１０；該作動杆１０に対して不動に形成され
た不動部材１６；該不動部材１６に設けられた、前記作
動杆１０により作動させられる、圧力表示部１１又は圧
力信号変換部１２；から成ることを特徴とする高耐圧性
感圧装置。
【請求項２】作動杆１０は、該作動杆１０に対して不
動に設けられた不動部材１６との間に、該作動杆１０を
付勢するばね１７を有している請求項１記載の高耐圧性
感圧装置。
【請求項３】不動部材１６はばね１７の弾力を調整す
る調整装置１９を有している請求項１、又は２記載の高
耐圧性感圧装置。
【請求項４】作動杆１０は膨縮部材３の軸方向の中央
部１４に位置して設けられている請求項１、２、又は３
記載の高耐圧性感圧装置。
【請求項５】流体通路４は膨縮部材３の、不撓性に形
成された基体１５に連通して設けられている請求項１、
２、３、又は４記載の高耐圧性感圧装置。
【請求項６】流体通路４は弁座５の反対方向に、弁体
７の過度の移動を阻止するストッパ１８を有している請
求項１、２、３、４又は５記載の高耐圧性感圧装置。