JPH11125571A - 空気圧圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 簡単な変更によって測定範囲や分解能が得ら
れる空気圧圧力センサを提供する。 【解決手段】 ダイヤフラム２３，２４を対向させて形
成したダイヤフラム室２１と、ダイヤフラム室の変位を
伝達するニードル２７と、ニードルに押圧されて変位す
るセンサロッド１１と、センサロッドに外嵌まりしてセ
ンサロッドの移動量を検出し圧力信号を送出するセンサ
ヘッド１５と、空気圧を受けて移動するダイヤフラム室
の移動を阻止する方向にダイヤフラム室を付勢するバネ
１３とよりなる空気圧圧力センサとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気圧圧力センサ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気圧圧力センサとしては、図２
に示すベローズ式圧力センサがある。この圧力センサは
圧力Ｐによるベローズ１０１の伸縮変化を電気マイクロ
メータ１０２で検出して圧力信号として送出するもので
ある。この他に、空気圧圧力センサとしては、半導体素
子を使用したものがある。これ等が一般的に使用されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のベローズ式圧力
センサでは、ベローズは特定の測定範囲についての専用
なものである。例えば、測定範囲が０〜１ｋｇｆ／ｃｍ
² に用いるベローズはこの範囲で使用され、測定範囲が
０〜１０ｋｇｆ／ｃｍ² には使用できず、新たに別個の
ベローズが必要となる。

【０００４】測定値をどこまで細かく表示できるかの分
解能は、最大測定圧力に対する比であるのが一般的であ
り、高圧力が測定可能なものほど圧力表示は大きくな
り、分解能は悪くなる。例えば最大測定圧力が１ｋｇｆ
／ｃｍ² であれば、その１／１００は、０．０１ｋｇｆ
／ｃｍ² の分解能となり、最大測定圧力が１０ｋｇｆ／
ｃｍ² であれば、その１／１００は、０．１ｋｇｆ／ｃ
ｍ² の分解能となり、最大測定圧力が大きくなるほど分
解能が悪くなっている。

【０００５】このように、従来の空気圧圧力センサは、
測定範囲が変わればそれ専用の部品を製作しなければな
らず、また、最大測定圧力が大きくなれば分解能が低下
していた。言い換えると、新たに部品の製作が必要にな
ったりして、測定範囲や分解能の変更は簡単にはできな
かった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
の事情に鑑み、ただ簡単な変更によって、測定範囲や分
解能を変えられるようにすべく、ダイヤフラムを対向さ
せて形成したダイヤフラム室と、ダイヤフラム室の変位
を伝達するニードルと、ニードルに押圧されて変位する
センサロッドと、センサロッドに外嵌まりしてセンサロ
ッドの移動量を検出し圧力信号を送出するセンサヘッド
と、空気圧を受けて移動するダイヤフラム室の移動を阻
止する方向にダイヤフラム室を付勢するバネとよりなる
空気圧圧力センサとした。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明を図１に示す具体的な実施
例に基づいて以下詳細に説明する。ハウジング１の基端
側にハウジング２が螺着されている。一方、ダイヤフラ
ム室２１はスペーサ２２を介在させてダイヤフラム２３
とダイヤフラム２４とを対向させ、押え板２５と押え板
２６とで挟持し、ニードル２７を挿通させて螺締し、ニ
ードル２７の先端２８は押え板２６より突出させてお
く。符号２９は圧力供給口である。ダイヤフラム２４の
有効径をダイヤフラム２３の有効径より大きく設定して
もよいが、ダイヤフラム２４の有効径とダイヤフラム２
３の有効径とを同じにしてもよい。

【０００８】ダイヤフラムは、作動時の摺動抵抗が殆ど
なく、ヒステリシス特性もよい。ダイヤフラムは２枚の
有効径が同じものも用いることができるが、通常有効径
が僅かに異なったものを用いる。２枚のダイヤフラムを
用いることによりダイヤフラム２３の受圧力がバネ１３
による付勢力と同じ方向なため、バネ１３の力は弱いも
の即ち小さなバネでよく、従って当該空気圧圧力センサ
ーをコンパクトなものとして製作可能となる。

【０００９】このダイヤフラム室２１のニードル２７を
同軸心状に配置して、ハウジング２の基端面とハウジン
グ３０先端面で挟持する。ハウジング２の先端側にはバ
ネ室８が凹設してあって、前記押え板２６の先端面から
ニードル２７の先端２８が突出し、この先端２８にバネ
受け１０を当接させ、バネ受け１０より棒状のセンサロ
ッド１１を延出させて前記ハウジング１の先端面より突
出させ、ハウジング２の先端面にバネ受け１２を当接さ
せてバネ室８に収容し、バネ１３をセンサロッド１１に
外嵌めして一方の端面をバネ受け１０に、他方の端面を
バネ受け１２に当接させてバネ室８に収容する。

【００１０】また、ハウジング１の先端側では、前記セ
ンサロッド１１に外嵌め状にてセンサヘッド１４を収容
し、センサヘッド１４の基端面は前記バネ受け１２に当
接してある。センサヘッド１４の先端面からはセンサ電
線１５が延出してある。センサヘッド１４はセンサロッ
ド１１の移動量を検出し、圧力信号をセンサ電線１５よ
り送出する。

【００１１】ここで、圧力供給口２９より空気圧を供給
すると、ダイヤフラム室２１は図で右方へ移動し、バネ
１３を圧縮し、ダイヤフラム室２１に作用する空気圧に
よる力とバネ１３の力が釣り合った状態でダイヤフラム
室２１は停止し、その時のセンサロッド１１の位置をセ
ンサヘッド１４で読み取り、圧力信号をセンサ電線１５
より送出する。

【００１２】ダイヤフラム室２１は作用する空気圧の大
きさに応じて右方へ移動し、バネ１３を圧縮し、その移
動量に応じてセンサヘッド１４は圧力信号を送出する。
この空気圧圧力センサで、バネ１３とバネ定数の異なる
別のバネと単に置き換えることにより、容易に測定範囲
を変更することができる。バネは同一外径であっても線
径や巻き線ピッチなどを変えることでバネ定数、すなわ
ち単位変形長さ当たりの出力が変えられる。バネ定数の
異なった複数のバネを備えることは、従来のようにベロ
ーズを製作するのに比して至極容易である。バネ定数の
大きいバネに変更することにより最大測定圧力が大きい
測定範囲に対応できる。

【００１３】また、ダイヤフラム２３、バネ受け１０・
センサロッド１１の可動部分のストローク変更が容易な
ため、高圧力であればストロークを長くとることにより
高分解能が簡単に得られる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、上述のように、ダイヤフラム
を対向させて形成したダイヤフラム室と、ダイヤフラム
室の変位を伝達するニードルと、ニードルに押圧されて
変位するセンサロッドと、センサロッドに外嵌まりして
センサロッドの移動量を検出し圧力信号を送出するセン
サヘッドと、空気圧を受けて移動するダイヤフラム室の
移動を阻止する方向にダイヤフラム室を付勢するバネと
よりなる空気圧圧力センサであるので、バネを替えるこ
とにより容易に測定範囲を変更でき、また、可動部分の
ストロークを変更することにより高分解能が得られる。

【００１５】本発明は、ダイヤフラムを用いているの
で、作動時の摺動抵抗が殆どなく、ヒステリシス特性も
よい。また、ダイヤフラム室を２枚のダイヤフラムで製
作すると、１枚のダイヤフラムはバネの役目を果たし、
ダイヤフラム室を付勢するバネは付勢力の弱いものでよ
く、１枚のダイヤフラムで製作するものに比して大きく
ならず、コンパクトなものとして製作が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気圧圧力センサの具体的な一実施例
の縦断面図である。

【図２】従来のベローズ式圧力センサの概略図である。

【符号の説明】

１…ハウジング ２…ハウジング ８…バネ室 １０…バネ受け １１…センサロッド １２…バネ受け １３…バネ １４…センサヘッド １５…センサ電線 ２１…ダイヤフラム室 ２２…スペーサ ２３…ダイヤフラム ２４…ダイヤフラム ２５…押え板 ２６…押え板 ２７…ニードル ２８…先端 ２９…圧力供給口 ３０…ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 佳寿美 兵庫県西宮市上田東町４番97号 甲南電機 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤフラムを対向させて形成したダイ
   ヤフラム室と、ダイヤフラム室の変位を伝達するニード
   ルと、ニードルに押圧されて変位するセンサロッドと、
   センサロッドに外嵌まりしてセンサロッドの移動量を検
   出し圧力信号を送出するセンサヘッドと、空気圧を受け
   て移動するダイヤフラム室の移動を阻止する方向にダイ
   ヤフラム室を付勢するバネとよりなる空気圧圧力セン
   サ。