JP2524236B2 - 圧力検出装置 - Google Patents
圧力検出装置Info
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- JP2524236B2 JP2524236B2 JP2021721A JP2172190A JP2524236B2 JP 2524236 B2 JP2524236 B2 JP 2524236B2 JP 2021721 A JP2021721 A JP 2021721A JP 2172190 A JP2172190 A JP 2172190A JP 2524236 B2 JP2524236 B2 JP 2524236B2
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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。
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。
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
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
を設けたものが一般的である。
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
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。
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(特開
平2−290523号)、実願平1−18719号(特開平2−290
522号)において、第8図、第9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提案した。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
特性においてある程度満足いけるものであった。
平2−290523号)、実願平1−18719号(特開平2−290
522号)において、第8図、第9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提案した。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
特性においてある程度満足いけるものであった。
しかしながら、第6図に示すように、その圧力一変位
曲線(○:加圧時、●:減圧時、比較例(破線)参照)
は、直線性に欠け、とくに加圧開始時がなめらかでな
い。この種のダイヤフラムDが多く使用される圧力検出
装置においては、加圧開始時の直線性を要求されるもの
がある。
曲線(○:加圧時、●:減圧時、比較例(破線)参照)
は、直線性に欠け、とくに加圧開始時がなめらかでな
い。この種のダイヤフラムDが多く使用される圧力検出
装置においては、加圧開始時の直線性を要求されるもの
がある。
また、ユーザからは、もっと微圧で大きい変位を得る
もの、すなわち、圧力−変位曲線の勾配が大きいものを
要求された。
もの、すなわち、圧力−変位曲線の勾配が大きいものを
要求された。
この要求に応えるべく、本願発明者等は、圧力−変位
曲線の勾配を大きくするには、ダイヤフラムDの全体の
剛性を低下させることにあると考えた。このため、ま
ず、一筋の渦巻き波紋Pの全長が長くなればなるほど、
剛性が低下することを知見した。
曲線の勾配を大きくするには、ダイヤフラムDの全体の
剛性を低下させることにあると考えた。このため、ま
ず、一筋の渦巻き波紋Pの全長が長くなればなるほど、
剛性が低下することを知見した。
また、渦巻き波紋Pを、中心円形10の周り均等分位の
少なくとも2点からスタートさせたのは、ダイヤフラム
Dの撓み時、その中心軸が傾くのを避けるためであっ
た。しかし、渦巻き波紋Pが一筋でも、その周廻数が増
せば、中心軸の傾きが生じない(無視できる程度しか傾
かない)ことを知見した。
少なくとも2点からスタートさせたのは、ダイヤフラム
Dの撓み時、その中心軸が傾くのを避けるためであっ
た。しかし、渦巻き波紋Pが一筋でも、その周廻数が増
せば、中心軸の傾きが生じない(無視できる程度しか傾
かない)ことを知見した。
本発明は、以上の点に留意し、前記渦巻き波紋のダイ
ヤフラムの圧力−変位曲線の勾配を大きくすること、及
び加圧開始時の圧力−変位曲線を直線状とすることを課
題とする。
ヤフラムの圧力−変位曲線の勾配を大きくすること、及
び加圧開始時の圧力−変位曲線を直線状とすることを課
題とする。
上記課題を解決するため、本発明にあっては、上記知
見に基づき、前述の圧力検出装置において、そのダイヤ
フラムの渦巻き波紋の周廻数を3回以上とし、かつ、渦
巻き波紋の半径方向の傾斜部分の断面を、中心円形の突
出側から見て凹状としたのである。
見に基づき、前述の圧力検出装置において、そのダイヤ
フラムの渦巻き波紋の周廻数を3回以上とし、かつ、渦
巻き波紋の半径方向の傾斜部分の断面を、中心円形の突
出側から見て凹状としたのである。
渦巻き波紋は一条でもよく、また複数条の場合には、
その各起点は中心円形周り均等分位とする。
その各起点は中心円形周り均等分位とする。
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、この両円形波紋間に
上記渦巻き波紋を形成したものとすることもできる。
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、この両円形波紋間に
上記渦巻き波紋を形成したものとすることもできる。
上記渦巻き波紋の周廻数を3周以上とすると、ダイヤ
フラムの撓み時、その中心軸の傾きがなくなり、好まし
くは5周以上とする。
フラムの撓み時、その中心軸の傾きがなくなり、好まし
くは5周以上とする。
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。この撓み時、渦巻き波紋の全長
が長くなっているため、従来のものに比べ、剛性も低
く、すなわち、撓み度合も大きい。よって、圧力−変位
曲線の勾配は大きいものとなるとともに、加圧開始時、
直線状となる(実施例参照)。
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。この撓み時、渦巻き波紋の全長
が長くなっているため、従来のものに比べ、剛性も低
く、すなわち、撓み度合も大きい。よって、圧力−変位
曲線の勾配は大きいものとなるとともに、加圧開始時、
直線状となる(実施例参照)。
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、外周囲に生じる皺状の歪は
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円形波紋に合流させれば、より効果
が増す。
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、外周囲に生じる皺状の歪は
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円形波紋に合流させれば、より効果
が増す。
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。両部材1a、1b間にはダイヤフラムD
がパッキング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、3b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。
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。両部材1a、1b間にはダイヤフラムD
がパッキング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、3b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4c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のねじ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が作動ムラ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
はばね9の弾性力を考慮して補償する。
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4c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のねじ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が作動ムラ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
はばね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:0.015mmのステンレス箔、34mmφのフープ
を、プレス加工して仕上がり外径で25.4mmφであった。
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:0.015mmのステンレス箔、34mmφのフープ
を、プレス加工して仕上がり外径で25.4mmφ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10の径S=
5.0mm、波紋Pの最外径=20.2mm、谷部及び山部の曲率
r=0.3mm、波紋Pの高さt=0.08mm、外周と中心との
高低差T=1.2mm、波紋P部分の曲率R=100mm、その曲
率Rの中心を中心円形10の突出側(波紋Pの傾きを外側
凹状)とした(なお、第3図、第4図は波が省略してあ
る)。
巻き波紋Pのピッチd=0.598mm、中心円形10の径S=
5.0mm、波紋Pの最外径=20.2mm、谷部及び山部の曲率
r=0.3mm、波紋Pの高さt=0.08mm、外周と中心との
高低差T=1.2mm、波紋P部分の曲率R=100mm、その曲
率Rの中心を中心円形10の突出側(波紋Pの傾きを外側
凹状)とした(なお、第3図、第4図は波が省略してあ
る)。
一方、比較例として、第8図、第9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。
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、第6図に示す。図中、実線が実
施例、鎖線(破線)が比較例を示す。
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、第6図に示す。図中、実線が実
施例、鎖線(破線)が比較例を示す。
この第5図の結果から、実施例のものが比較例に比
べ、その勾配が急(大)となっていることが理解でき
る。すなわち、実施例は、比較例に比べ微圧で大きい変
位を得ることができる。なお、両例において、中心軸の
傾きは生じなかった。
べ、その勾配が急(大)となっていることが理解でき
る。すなわち、実施例は、比較例に比べ微圧で大きい変
位を得ることができる。なお、両例において、中心軸の
傾きは生じなかった。
また、第6図の結果から、実施例のものは、加圧開始
時(0〜700mmAg)、ほぼ直線状の圧力−変位を示すこ
とがわかる。
時(0〜700mmAg)、ほぼ直線状の圧力−変位を示すこ
とがわかる。
上記実施例において、第7図に示すように、中心円形
10の周りに隣接して同心円形波紋P1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、両円形波紋P1、P2間に渦巻き
波紋P3を前記実施例と同一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。
10の周りに隣接して同心円形波紋P1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、両円形波紋P1、P2間に渦巻き
波紋P3を前記実施例と同一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8図のものにおいて、各渦巻き波紋Pを3周
廻り以上させ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。
廻り以上させ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。
なお、上記渦巻き波紋P、P3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/l)
を1/5以下とするとよい。好ましくは1/6以下とする。1/
5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きの斜面とで大きく異
なって製造が不可能となるからである。
4図における傾斜高さhと径方向の長さlの比(h/l)
を1/5以下とするとよい。好ましくは1/6以下とする。1/
5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きの斜面とで大きく異
なって製造が不可能となるからである。
本発明は、以上のように構成したので、従来のものに
比べ微圧で大きい変位(撓み)を得ることができるとと
もに、加圧開始時における圧力−変移曲線を直線状とす
ることができる。
比べ微圧で大きい変位(撓み)を得ることができるとと
もに、加圧開始時における圧力−変移曲線を直線状とす
ることができる。
また、内外の円形波紋を形成し、この両円形波紋に渦
巻き波紋の両端をそれぞれ合流させれば、その波紋をプ
レス成形する際、皺状歪が生じにくく撓み作用が円滑化
する。
巻き波紋の両端をそれぞれ合流させれば、その波紋をプ
レス成形する際、皺状歪が生じにくく撓み作用が円滑化
する。
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図は第3図の概略断面
図、第5図、第6図は圧力−変位測定図、第7図はダイ
ヤフラムDの他例の概略正面図、第8図はダイヤフラム
Dの従来例の概略正面図、第9図は第8図の概略断面図
である。 D……ダイヤフラム、P、P1、P2、P3……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。
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図は第3図の概略断面
図、第5図、第6図は圧力−変位測定図、第7図はダイ
ヤフラムDの他例の概略正面図、第8図はダイヤフラム
Dの従来例の概略正面図、第9図は第8図の概略断面図
である。 D……ダイヤフラム、P、P1、P2、P3……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。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 照夫 大阪府東大阪市岩田町2丁目3番1号 タツタ電線株式会社内 (72)発明者 大西 喜八 大阪府東大阪市岩田町2丁目3番1号 タツタ電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−227141(JP,A) 特公 昭47−15275(JP,B1)
Claims (2)
- 【請求項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、 上記ダイヤフラム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は前記中心円形10に傾斜してなる
皿ばねにより構成し、 その皿ばねは、上記渦巻き波紋Pを少なくとも3周廻り
形成し、かつその渦巻き波紋Pの半径方向の傾斜部分の
断面を、中心円形10の突出側から見て凹状としたもので
あることを特徴とする圧力検出装置。 - 【請求項2】上記素材板中心円形10の周りに隣接して同
心円形波紋P1を形成すると共に、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、
両円形波紋P1、P2間に上記渦巻き波紋P3を形成し、その
渦巻き波紋P3の始終端を、前記中心円形波紋P1及び外側
円形波紋P2に合流させたことを特徴とする請求項(1)
記載の圧力検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021721A JP2524236B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021721A JP2524236B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 圧力検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03225241A JPH03225241A (ja) | 1991-10-04 |
JP2524236B2 true JP2524236B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=12062946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021721A Expired - Lifetime JP2524236B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 圧力検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2524236B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5565629A (en) * | 1992-12-11 | 1996-10-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor-type pressure sensor with isolation diaphragm with flat portion between corrugations |
JP2005308397A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Saginomiya Seisakusho Inc | 圧力センサ |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2557947B1 (fr) * | 1984-01-06 | 1988-04-15 | Sereg Soc | Diaphragme ondule pour capteur de pression |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2021721A patent/JP2524236B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03225241A (ja) | 1991-10-04 |
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