TWI662263B - Pressure gauge - Google Patents

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Abstract

一種壓力錶，其係於一殼體內裝設一刻度面板、一指針、一活塞組件與一齒輪傳動組件，該齒輪傳動組連接該塞柱以及貫穿該刻度面板而連接該指針。待測量壓力之流體(例如氣體)可從該殼體上所設之一通氣孔推動該活塞組件，讓該活塞組件經由該齒輪傳動組件帶動該指針轉動，從而指示出該流體之壓力值。其中，由於本發明之壓力錶是藉由該塞柱被推移後的線性距離來反應該待測量壓力之流體的壓力值，故只要選擇具有適當彈性係數的彈性件，即可簡易地掌握該壓力錶可量測的壓力值範圍，並進而達到準確地量測出該流體之壓力值的目的。

Description

壓力錶
本發明是關於一種壓力錶，尤指一種用來測量流體壓力的壓力錶。
壓力錶是一般常見用於量測密閉管路中之氣體或液體等流體壓力的工具。參見圖9所示，其中一種現有技術之壓力錶係如巴登管(Bourdon Tube)式壓力錶，其具有一連接所述密閉管路的進壓管61與一C形的巴登管62，該巴登管62的一端為開口端621、另一端為封閉端622，該開口端621連接並連通該進壓管61，該封閉端622經由一傳動結構63連接一指針64。藉此設計，當所述密閉管路內的流體經由該進壓管61流進該巴登管62時，該巴登管62會因壓力而向外舒展變形，使該巴登管62的封閉端622經由該傳動結構63帶動該指針64偏轉，藉此指示出該密閉管路內之流體的壓力值。
惟上述利用巴登管62之變形量來反映流體壓力的缺點在於，該巴登管62在變形初期及接近彈性限度時的變形會較為不穩定，故在待量測的壓力值較小或者接近該巴登管62之彈性限度時，均無法準確地量測出壓力值，而當量測的壓力超過該巴登管式壓力錶可量測的壓力範圍時，則容易導致該巴登管62產生永久變形，以致再也無法量測出準確的壓力值。
另一種現有技術之壓力錶，如美國專利號數第9,677,965 B2號「Pressure Gauge(壓力錶)」專利案所示，其係於一殼體內設有一軸桿與一活塞，該軸桿的一端突伸出該殼體而連接一指針，且該軸桿上套設一齒輪，該活塞的移動方向垂直於該軸桿的長軸延伸方向，該活塞之一外端部的位置對應該殼體之側壁上所設的一側開口，該活塞之一內端部經由一延伸部連接一齒條， 該齒條與該齒輪嚙合相接。藉此設計，當上述密閉管路之流體從該殼體之側開口推動該活塞移動時，會經由該齒條和齒輪帶動該軸桿與指針轉動，進而指示出該密閉管路內之流體的壓力值。
上述壓力錶的問題在於，由於該活塞需再外接該齒條來帶動該齒輪與軸桿轉動，而該活塞與齒條之組合在該殼體內所佔據的空間以及該活塞與齒條作動所需的空間都使得該壓力錶之殼體須為較大的尺寸，無法進一步縮小，以致此種利用活塞經由齒條、齒輪來帶動指針轉動的壓力錶無法用在小型的密閉管路中。
有鑑於前述現有技術所存在的問題，本發明的創作目的在於提供一種壓力錶，其利用待測量之流體壓力(例如氣體壓力)來推動一活塞組件，該活塞組件之一塞柱上形成有一齒條部，該塞柱之齒條部可直接經由一齒輪傳動組件帶動一指針偏轉，以指示出該流體之壓力值。
為了達到上述的創作目的，本發明採用的技術手段係使一壓力錶包括：一殼體，其具有一前端板、一後端板與一活塞座，該前端板為一透明板體，該後端板上貫穿形成有一通氣孔，該活塞座設於該後端板之一內側面且該活塞座上內凹形成一導向槽，該導向槽的延伸方向垂直該後端板並且位置對應該通氣孔；一刻度面板，其係固設於該殼體之前端板與後端板之間；一指針，其係設於該刻度面板之一前側面上；一活塞組件，其係設於該殼體之活塞座中並且包含一塞柱、一活塞環與一彈性件，該塞柱設於該活塞座之導向槽中，並能在該殼體之後端板與該刻度面板之間來回移動，該塞柱具有一齒條部，該齒條部設於該塞柱之一環側面上， 該齒條部的多個嚙合齒沿該塞柱的移動方向排列，該活塞環套設於該塞柱上且位於該塞柱之一後端部與齒條部之間，該活塞環氣密地貼靠於該導向槽的槽壁，該彈性件設於該塞柱與刻度面板之間，該彈性件的兩端分別抵頂於該塞柱和該刻度面板，在自然狀態下，該彈性件將該塞柱朝該殼體之後端板推抵；以及一齒輪傳動組件，其係設於該殼體之後端板與該刻度面板之間，該齒輪傳動組連接該塞柱以及貫穿該刻度面板而連接該指針，該齒輪傳動組受該塞柱之驅動而帶動該指針轉動。
所述之壓力錶中，該齒輪傳動組件能包含：一第一傳動件，其係於一第一柱體上環設一輸入齒輪與一驅動齒輪，該輸入齒輪與該塞柱之齒條部嚙合相接；至少一第二傳動件，每一第二傳動件包含一第二柱體，該至少一第二傳動件中的其中一第二柱體具有一輸出端，該輸出端貫穿該刻度面板而與該指針相接，該至少一第二傳動件能相互連動而一同轉動；一傳動齒輪，其係環設於該至少一第二傳動件中的其中一第二柱體上，並與該第一傳動件之驅動齒輪嚙合相接，當該第一傳動件轉動時，能經由該傳動齒輪直接或間接地帶動該至少一第二傳動件轉動，並進一步帶動該指針轉動。
所述之壓力錶中，該第一傳動件之驅動齒輪能為直齒輪，該傳動齒輪能為冠狀齒輪。
所述之壓力錶中，該至少一第二傳動件的數量能為兩個第二傳動件，該兩第二傳動件之第二柱體係相鄰且相平行設置，每一柱體上環設一從動齒輪，該從動齒輪與相鄰之第二傳動件的從動齒輪嚙合相接。
所述之壓力錶中： 該殼體之活塞座上能進一步內凹形成一限位槽，該限位槽的延伸方向垂直該後端板，且該限位槽連通該導向槽；該活塞組件之塞柱能進一步具有一限位凸塊，該限位凸塊設於該塞柱之環側面上並沿該塞柱之徑向突伸而伸入於該活塞座之限位槽中。
所述之壓力錶中，該殼體能由一容置筒與一端蓋所組接而成，該容置筒的一端為開口端、另一設有前述後端板，該端蓋上設有前述透明前端板，且該端蓋覆蓋於該容置筒之開口端並與該容置筒相結合固定。
所述之壓力錶中，該刻度面板能被夾固在該殼體之端蓋與活塞座之間。
所述之壓力錶中，該活塞組件之塞柱的一前端部能內凹形成有一凹槽，該彈性件設置於該凹槽中。
藉由如上所述之設計，待測量壓力之流體可從該殼體之通氣孔推動該塞柱，讓該塞柱經由該齒輪傳動組件帶動該指針轉動，從而指示出該流體之壓力值。其中，由於本發明之壓力錶是藉由該塞柱被推移後的線性距離來反應該待測量壓力之流體的壓力值，故只要選擇具有適當彈性係數的彈性件，即可簡易地掌握該壓力錶可量測的壓力值範圍，並進而達到準確地量測出該流體之壓力值的目的，且由於該塞柱上形成有齒條部來直接帶動該齒輪傳動組件，故該活塞組件與齒輪傳動組件可形成緊湊的結構，令本發明之壓力錶可製成小型的尺寸，以便可應用在小型的密閉管路中。
10‧‧‧殼體
101‧‧‧容置筒
102‧‧‧端蓋
11‧‧‧前端板
12‧‧‧後端板
121‧‧‧通氣孔
13‧‧‧活塞座
131‧‧‧導向槽
132‧‧‧限位槽
20‧‧‧刻度面板
21‧‧‧前側面
22‧‧‧後側面
23‧‧‧刻度
30‧‧‧指針
40‧‧‧活塞組件
41‧‧‧塞柱
411‧‧‧齒條部
412‧‧‧限位凸塊
413‧‧‧凹槽
42‧‧‧活塞環
43‧‧‧彈性件
50‧‧‧齒輪傳動組件
51‧‧‧第一傳動件
511‧‧‧第一柱體
512‧‧‧輸入齒輪
513‧‧‧驅動齒輪
52‧‧‧第二傳動件
521‧‧‧第二柱體
5211‧‧‧輸出端
522‧‧‧從動齒輪
53‧‧‧傳動齒輪
61‧‧‧進壓管
62‧‧‧巴登管
621‧‧‧開口端
622‧‧‧封閉端
63‧‧‧傳動結構
64‧‧‧指針
圖1為本發明之壓力錶的俯視圖。
圖2為本發明之壓力錶的部分元件分解立體圖。
圖3為本發明之壓力錶的立體分解圖。
圖4為本發明之壓力錶的另一角度立體分解圖。
圖5為本發明之壓力錶的活塞組件與齒輪傳動組件的立體圖。
圖6為本發明之壓力錶的側視示意圖。
圖7為本發明之壓力錶的俯視示意圖。
圖8為本發明之壓力錶省略指針的俯視示意圖。
圖9為現有技術之巴登管(Bourdon Tube)式壓力錶的俯視示意圖。
參見圖1及圖2所示，本發明之壓力錶包括一殼體10、一刻度面板20、一指針30、一活塞組件40以及一齒輪傳動組件50。
配合參見圖4所示，該殼體10呈中空筒狀且具有一前端板11、一後端板12與一活塞座13。該前端板11與後端板12位於該殼體10的相對兩側，該前端板11為一透明板體，該後端板12具有一朝向該殼體10內部的內側面，且該後端板12上貫穿形成有一通氣孔121。該活塞座13設於該後端板12之內側面且該活塞座13上內凹形成一導向槽131與一限位槽132，該導向槽131的延伸方向垂直該後端板12並且位置對應該通氣孔121，使該通氣孔121與導向槽131相連通，該限位槽132的延伸方向亦垂直該後端板12，且該限位槽132連通該導向槽131。
在本發明的具體實施方式中，該殼體10係由一容置筒101與一端蓋102所組接而成，該容置筒101的一端為開口端、另一設有前述後端板12，該端蓋102上設有前述透明前端板11，且該端蓋102覆蓋於該容置筒101之開口端並與該容置筒101相結合固定。
配合參見圖6所示，該刻度面板20固設於該殼體10之前端板11與後端板12之間。具體而言，該刻度面板20係被夾固在該殼體10之端蓋102與活塞座13之間。該刻度面板20具有一前側面21與一後側面22，該刻度面板20之前 側面21朝向該前端板11，且該刻度面板20之前側面21上設有表示壓力值的刻度23，該刻度面板20之後側面22朝向該後端板12。
該指針30設於該刻度面板20之前側面21上。
配合參見圖3及圖5所示，該活塞組件40設於該殼體10之活塞座13中並且包含一塞柱41、一活塞環42與一彈性件43。
該塞柱41設於該活塞座13之導向槽131中，並可在該殼體10之後端板12與該刻度面板20之間來回移動，該塞柱41具有一環側面、一前端部、一後端部、一齒條部411與一限位凸塊412。該塞柱41之前端部朝向該刻度面板20，該塞柱41之後端部朝向該殼體10之後端板12。該齒條部411設於該塞柱41之環側面上，該齒條部411的多個嚙合齒沿該塞柱41的移動方向排列。該限位凸塊412設於該塞柱41之環側面上並沿該塞柱41之徑向突伸而伸入於該活塞座13之限位槽132中，以限制該塞柱41只能在該殼體10之後端板12與該刻度面板20之間來回沿直線方向來回移動，避免該塞柱41轉動。在本發明的具體實施方式中，該齒條部411與限位凸塊412設於該塞柱41的相對兩側。
該活塞環42套設於該塞柱41上且位於該塞柱41之後端部與齒條部411之間，該活塞環42氣密地貼靠於該導向槽131的槽壁。
該彈性件43設於該塞柱41與刻度面板20之間，該彈性件43的兩端分別抵頂於該塞柱41和該刻度面板20，在自然狀態下，該彈性件43將該塞柱41朝該殼體10之後端板12推抵。具體而言，該彈性件43為一壓縮彈簧。又，在本發明的具體實施方式中，該塞柱41之前端部內凹形成有一凹槽413，該彈性件33設置於該凹槽413中。
配合參見圖5至圖8所示，該齒輪傳動組件50設於該殼體10之後端板12與該刻度面板20之間，且該齒輪傳動組50連接該塞柱41以及貫穿該刻度面板20而連接該指針30，該齒輪傳動組50受該塞柱41之驅動而帶動該指針30轉 動。具體而言，該齒輪傳動組件50包含一第一傳動件51、至少一第二傳動件52與一傳動齒輪53。
該第一傳動件51係於一第一柱體511上環設一輸入齒輪512與一驅動齒輪513，該輸入齒輪512與該塞柱41之齒條部411嚙合相接，使得當該塞柱41沿直線方向來回移動時，可帶動該第一傳動件51轉動。
每一第二傳動件52包含一第二柱體521，該至少一第二傳動件52中的其中一第二柱體521具有一輸出端5211，該輸出端5211貫穿該刻度面板20而與該指針30相接，使該指針30可以以該第二柱體521為轉軸轉動。具體而言，當該至少一第二傳動件52的數量為多個第二傳動件52時，該多個第二傳動件52之第二柱體521係相鄰且相平行設置，每一柱體521上環設一從動齒輪522，該從動齒輪522與相鄰之第二傳動件52的從動齒輪522嚙合相接，使該多個第二傳動件52可相互連動而一同轉動。
該傳動齒輪53環設於該至少一第二傳動件52中的其中一第二柱體521上，並與該第一傳動件51之驅動齒輪513嚙合相接，使得當該第一傳動件51轉動時，可經由該傳動齒輪53直接或間接地帶動該至少一第二傳動件52轉動，並進一步帶動該指針30轉動。
在本發明的具體實施方式中，該第一傳動件51之驅動齒輪513為直齒輪，該傳動齒輪53為冠狀齒輪，藉該直齒輪與冠狀齒輪的配合以令該第一傳動件51可帶動與其相垂直設置之第二傳動件52轉動。除此之外，該第一傳動件51之驅動齒輪513以及該傳動齒輪53亦可均為傘齒輪，如此亦可達到令該第一傳動件51帶動與其相垂直設置之第二傳動件52轉動的目的。
在本發明的具體實施方式中，該至少一第二傳動件52的數量為兩個第二傳動件52，該兩第二傳動件52經由相嚙合之從動齒輪522而相互連動並一同轉動，該傳動齒輪53環設於其中一第二傳動件52之第二柱體521上，該 與指針30相接之輸出端5211定義於另一第二傳動件52之第二柱體521上。除此之外，該至少一第二傳動件52的數量亦可為一個第二傳動件52，如此則該傳動齒輪53與該輸出端5211均設於同一第二傳動件52之第二柱體521上。
本發明之壓力錶在使用時，係令待測量壓力之流體(例如氣體)從該殼體10之通氣孔121推動該塞柱41，讓該塞柱41經由該齒輪傳動組件50帶動該指針30轉動，該待量測之流體的壓力越大，該塞柱41被推移的距離越長，該指針30偏轉的角度也會越大，故可藉此指示出該流體之壓力值。待該待量測之流體的壓力解除之後，該彈性件43會推抵該塞柱41反向移動復位，該塞柱41再經由該齒輪傳動組件50帶動該指針30反向轉動而歸零。其中，由於本發明之壓力錶是藉由該塞柱41被推移後的線性距離來反應該待測量壓力之流體的壓力值，故只要選擇具有適當彈性係數的彈性件43，即可簡易地掌握該壓力錶可量測的壓力值範圍，並進而達到準確地量測出該流體之壓力值的目的。
再者，由於該塞柱41上形成有齒條部411來直接帶動該齒輪傳動組件50，故該活塞組件40與齒輪傳動組件50可形成緊湊的結構，令本發明之壓力錶可製成小型的尺寸，以便可應用在小型的密閉管路中。

Claims (9)

  1. 一種壓力錶，其包括一殼體、一刻度面板、一指針、一活塞組件以及一齒輪傳動組件，其中：該殼體具有一前端板、一後端板與一活塞座，該前端板為一透明板體，該後端板上貫穿形成有一通氣孔，該活塞座設於該後端板之一內側面且該活塞座上內凹形成一導向槽，該導向槽的延伸方向垂直該後端板並且位置對應該通氣孔；該刻度面板固設於該殼體之前端板與後端板之間；該指針設於該刻度面板之一前側面上；該活塞組件設於該殼體之活塞座中並且包含一塞柱、一活塞環與一彈性件，該塞柱設於該活塞座之導向槽中，並能在該殼體之後端板與該刻度面板之間來回移動，該塞柱具有一齒條部，該齒條部設於該塞柱之一環側面上，該齒條部的多個嚙合齒沿該塞柱的移動方向排列，該活塞環套設於該塞柱上且位於該塞柱之一後端部與齒條部之間，該活塞環氣密地貼靠於該導向槽的槽壁，該彈性件設於該塞柱與刻度面板之間，該彈性件的兩端分別抵頂於該塞柱和該刻度面板，在自然狀態下，該彈性件將該塞柱朝該殼體之後端板推抵；該齒輪傳動組件設於該殼體之後端板與該刻度面板之間，該齒輪傳動組連接該塞柱以及貫穿該刻度面板而連接該指針，該齒輪傳動組受該塞柱之驅動而帶動該指針轉動。
  2. 如請求項1所述之壓力錶，其中，該齒輪傳動組件包含一第一傳動件、至少一第二傳動件與一傳動齒輪：該第一傳動件係於一第一柱體上環設一輸入齒輪與一驅動齒輪，該輸入齒輪與該塞柱之齒條部嚙合相接；每一第二傳動件包含一第二柱體，該至少一第二傳動件中的其中一第二柱體具有一輸出端，該輸出端貫穿該刻度面板而與該指針相接，該至少一第二傳動件能相互連動而一同轉動；該傳動齒輪環設於該至少一第二傳動件中的其中一第二柱體上，並與該第一傳動件之驅動齒輪嚙合相接，當該第一傳動件轉動時，能經由該傳動齒輪直接或間接地帶動該至少一第二傳動件轉動，並進一步帶動該指針轉動。
  3. 如請求項2所述之壓力錶，其中，該第一傳動件之驅動齒輪為直齒輪，該傳動齒輪為冠狀齒輪。
  4. 如請求項2所述之壓力錶，其中，該至少一第二傳動件的數量為兩個第二傳動件，該兩第二傳動件之第二柱體係相鄰且相平行設置，每一柱體上環設一從動齒輪，該從動齒輪與相鄰之第二傳動件的從動齒輪嚙合相接。
  5. 如請求項3所述之壓力錶，其中，該至少一第二傳動件的數量為兩個第二傳動件，該兩第二傳動件之第二柱體係相鄰且相平行設置，每一柱體上環設一從動齒輪，該從動齒輪與相鄰之第二傳動件的從動齒輪嚙合相接。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之壓力錶，其中：該殼體之活塞座上進一步內凹形成一限位槽，該限位槽的延伸方向垂直該後端板，且該限位槽連通該導向槽；該活塞組件之塞柱進一步具有一限位凸塊，該限位凸塊設於該塞柱之環側面上並沿該塞柱之徑向突伸而伸入於該活塞座之限位槽中。
  7. 如請求項1至5中任一項所述之壓力錶，其中，該殼體係由一容置筒與一端蓋所組接而成，該容置筒的一端為開口端、另一設有前述後端板，該端蓋上設有前述透明前端板，且該端蓋覆蓋於該容置筒之開口端並與該容置筒相結合固定。
  8. 如請求項7所述之壓力錶，其中，該刻度面板被夾固在該殼體之端蓋與活塞座之間。
  9. 如請求項1至5中任一項所述之壓力錶，其中，該活塞組件之塞柱的一前端部內凹形成有一凹槽，該彈性件設置於該凹槽中。
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