JPH03200033A - 圧力センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、圧力センサーに関し、特に、昇圧間圧時のヒ
ステリシスの小さい圧力センサーに関する。

〔従来の技術及びその課題〕

ダイヤフラム型圧力センサーは、第１図を参照して説明
するとケーシング１内をダイヤフラムＤにより受圧室２
とバンクアップ室３とに区画し、前記受圧室２に被圧力
検出流体ａの導入管４を接続し、前記バックアップ室３
には、前記ダイヤフラムＤの中心に当接するラム５をそ
の軸方向に移動自在に設けるとともに、そのラムをダイ
ヤフラムＤ側に付勢するスプリング６を設けた構成であ
り、流体ａの導入圧によるダイヤフラムＤの撓みをラム
５の移動に変換し、その移動量を差動トランス、光セン
サ−、レーザーセンサー等で検出する。

この圧力センサーの前記ダイヤフラムＤとして、本願発
明者等は、特願昭６３−９９１４３号等において、第６
図に示すように、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は前記中心円形に向って傾斜して成る
ものを提案した（第３図参照）。なお、図中の波紋Ｐは
谷部の軌跡を示す（以下、同様）。

このダイヤフラムＤを、第１図実線のごとく、凸状外面
を受圧室２側としてセットし、圧力−変位曲線を得たと
ころ、昇圧と降圧におけるヒステリシス、とくに、昇圧
開始と降圧終了におけるヒステリシスが満足いけるもの
でなかった（第４図従来例、破線参照）。

本発明は、上記ヒステリシスを小さくすることを課題と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明にあっては、前記のダ
イヤフラム型圧力センサーにおいて、前記渦巻き波紋の
ダイヤフラムを、その渦巻き波紋が中心円形に向って外
側凹状に傾斜するとともに少なくとも３周廻り形成され
た皿ばねとし、その凸面側をバックアップ室に向けて両
室に介設し、前記ラムを移動させて皿ばねを反転させ、
その凸面を受圧室側として成る構成としたのである。

上記渦巻き波紋は一条及び複数条でもよく複数条の場合
には、その起点を中心円形の周り均等分位とする。

上記渦巻き波紋の傾斜度、すなわち、第３図にする。１
１５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。

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
波紋の始終端を両用形波紋に合流させれば、より効果が
増す。

〔作用〕

このように構成される圧力センサーは、従来と同様にし
て、受圧室に被圧力検出流体を導入し、その導入圧によ
るダイヤフラムの撓みをラムの移動に変換し、その移動
量を、差動トランス、光センサ−、レーザーセンサー等
で検出する。

この作用時、ダイヤフラムが反転され、その反転状態の
撓みによって検出するため、昇圧と降圧におけるヒステ
リシスが小さいものとなる。

〔実施例１〕 まず、ダイヤフラムＤについて説明する。

この実施例のダイヤフラムＤは、厚さ７０．０１５■の
ステンレス箔のフープ３４■φを、プレス加工より仕上
がり外径：２５．４ｍｍφとしたものである。

その正面図、断面図を第２図、第３図に示し、その図に
おいて、渦巻き波紋Ｐのピッチｄ　＝０．５９８ｔｍ、
中心円形１０の径Ｓ　＝　５．０ｍ、波紋Ｐの最外径＝
２０．２＋ａｍ、谷部及び山部の曲率ｒ　＝　０．３ａ
＋ａ、波紋Ｐの高さｔ　＝０．０８ｍ、外周と中心との
高低差Ｔ＝１．２ａｍ、波紋Ｐ部分の曲率Ｒ＝１００＋
ｎａ＋とじ、その曲率Ｒの中心を外側とするとともに前
記中心円形１０の周囲−点から渦巻き波紋Ｐを１２周廻
余り形成したく第２図、第３図は波が省略しである）。

このダイヤフラムＤを２枚製作し、それぞれを、第１図
に示す前述の圧力センサーにセットした。

本発明にあっては、同図鎖線で示すように、まず、凸面
側をバンクアップ室３に向けてダイヤフラムＤを介設し
、調整ねじ７をねじ込んで、ラム５を移動させてダイヤ
フラムＤを反転させ、同図実線のごとくその凸面を受圧
室２側とする。

一方、従来例としては、ダイヤフラムＤを当初から実線
のごと＜　（ｉｌｌ！常状態の凸面側か受圧室）、七ノ
ドした。

この実施例及び従来例の圧力−変位曲線を第４図に示す
。図において、実線が実施例、破線が従来例、○が昇圧
時、・が降圧時である。これから、実施例のものが、従
来例に比べ、昇圧と降圧とくに昇圧開始時と降圧終了時
におけるヒステリシスが小さいことがわかる。

ダイヤフラムＤの形状としては、第５回に示すなどの種
々のものが考えられる。第５図は、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Ｐ、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、両川形波絞量に、上記渦巻き波紋Ｐ
３を形成したものである。第２図の実施例においても、
外側円形波紋Ｐ２を形成し、その波紋Ｐ２に渦巻き波紋
Ｐを合流した構成とすることもできる。

なお、各実施例において、渦巻き波紋Ｐの傾斜高さｈと
径方向の長さ！と比ｈ／ｊ２は１／６以下とした。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように構成したので、昇圧と降圧とく
に昇圧開始時と降圧終了時のヒステリシスが小さくなり
、初期状態又は終期状態の検出精度が向上する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る圧力センサーの一実施例の断
面図、第２図、第５図はダイヤフラムの各側の概略正面
図、第３図は第２図の例の断面図、第４図は圧力−変位
測定図、第６図は従来のダイヤフラムの概略正面図であ
る。 １・・・・・・ケーシング、　２・・・・・・受圧室、
３・・・・・・パンクアップ室、 ４・・・・・・導入管、　　　５・・・・・・ラム、６
・・・・・・スプリング、　　１０・・・・・・中心円
形、Ｐ、Ｐ３・・・・・・渦巻き波紋、 Ｐ、　、Ｐ２・・・・・・円形波紋、 Ｄ・・・・・・ダイヤフラム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーシング内をダイヤフラムにより受圧室とバッ
   クアップ室とに区画し、前記受圧室に被圧力検出流体の
   導入管を接続し、前記バックアップ室には、前記ダイヤ
   フラムの中心に当接するラムをその軸方向に移動自在に
   設けるとともに、そのラムをダイヤフラム側に付勢する
   スプリングを設けた圧力センサーにおいて、前記ダイヤ
   フラムは、素材板中心円形の周りに、その周り任意の点
   から、渦巻き波紋を呈する波形断面であって、その渦巻
   き波紋が前記中心円形に向かって外側凹状に傾斜してな
   るとともに少なくとも３周廻り形成されてなる皿ばねに
   より構成され、その皿ばねを凸面側をバックアップ室に
   向けて両室に介設し、前記ラムを移動させて皿ばねを反
   転させその凸面を受圧室側として成るものであることを
   特徴とする圧力センサー。
2. （２）上記渦巻き波紋を一条としてなることを特徴とす
   る請求項（１）記載の圧力センサー。
3. （３）上記渦巻き波紋を複数条とし、その各渦巻き波紋
   の起点を上記中心円形の周りに均等分位としたことを特
   徴とする請求項（１）又は（２）記載の圧力センサー。
4. （４）上記渦巻き波紋の傾斜高されと径方向の長さｌの
   比ｈ／ｌを１／５以下としたことを特徴とする請求項（
   １）乃至（３）いずれかに記載の圧力センサー。
5. （５）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、両円形波紋間に
   、上記渦巻き波紋を形成したことを特徴とする請求項（
   １）乃至（４）のいずれかに記載の圧力センサー。