JPS61129545A - 微差圧変換器 - 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１ 本発明は、微差圧変換器に係り、特に比較的単純な構成
により微小な圧力差を検出できるものであって、室内外
の圧力差、またはある部屋と他の部屋との圧力差の検知
に用いることができ、クリーンルームや空調設備等に利
用できるもので−ある。

［背景技術とその問題点］ 従来、２個所の測定点間の圧力差を検知する手段として
は第２図に示される差圧発信器が知られている（例えば
、実公昭５７−３３４０６号公報）。

図において、本体１０の中心部に設けられた貢通孔１２
内に遊嵌された力伝達し八−１４の上端部には力を電気
信号に変換する変換部１６が設置されている。また、前
記本体１０には、前記貫通孔１２に連通してこれと直交
する孔１８があけられ、この孔１８には連結軸２０が摺
動自在に挿入されているとともに、該連結軸２０には前
記レバー１４を貫通させるための比較的大きな孔２２と
、これに直交するねじ孔２４が形成されており、このね
じ孔２４にはレバー１４に当ｔｉするように当接ねじ２
６がねじ込まれている。

更に、前記本体ｌＯの両面は波形に形成され、この波形
に対応する波形に形成されたダイヤフラム２８及び３０
がそれぞれ所定の間隙をおいて該本体ｌＯの両面に対抗
するようにそれらの外周部を溶接する等の手段によって
本体ｌＯに取付けられている。

これら、ダイヤフラム２８及び３０には前記連結軸２０
の両端面が固設されているとともに、前１　　　記貫通
孔１２）孔１８等と外部との間には所定のシール処理が
施されて封入液３１が充填されている。

また、ダイヤフラム２８及び３０はこれとの間に所定の
間隔を形成するように設けられたカバープレート３２及
び３４によって覆われ、それぞれ受圧室３６及び３８が
形成されているとともに、これら受圧室にはそれぞれ圧
力導入口４０及び４２が設けられている。

従って、前記圧力導入口４０及び４２にそれぞれ比較す
べき圧力を導入すれば、それら圧力はダイヤフラム２８
及び３０に作用し、それらの圧力差に応じた力が前記ね
じ２６及び力伝達レバー１４を介して前記変換部１６に
伝達され、該変換部１６によって前記圧力差に対応した
電気信号が送出されるものである。

このような従来の差圧発信器は一般にプロセス計測等の
工業設備用として設計されており、比較的高圧の領域で
用いられるものである。

このため、高圧領域での差圧検知及び過圧保護が回走な
構成となっており、この構成によって微差圧を検知する
ことは困難であるとともに、これに設計的変更を加えて
微差圧を検知できるようにしようとするとダイヤフラム
を極めて大きなものとしなければならない。

更には、微差圧を検知可能とするためには、構成部品の
高精度化が要求され、組立、加工上も好ましくないとと
もに、過圧保護機構も複雑で重量も大となり、据付コス
トもかさみ、結局高価なものとなる。

それ故、前記従来の差圧発信器を空調設備等の微差圧変
換器として用いることはできなかったものである。

［発明の目的］ 本発明の目的は、比較的単純な構成によって微差圧を検
知できる微差圧変換器を提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明は１
例えば、てこの原理を応用した力拡大レバー等で構成さ
れる力拡大手段を用いることにより、ダイヤフラム等で
構成される力変換手段によって得られた微差圧に対応す
る微小な力を拡太し、この拡大された力を力検出器で検
出することにより、微差圧を比較的単純な構成により検
知可能としたものである。

具体的には、第１の測定点圧力を受圧する第１の部屋と
、第２の測定点圧力を受圧する第２の部屋と、前記第１
の部屋と第２の部屋との差圧をそれに対応した力に変換
する力変換手段と、この変換された力を拡大する力拡大
機構と、この力拡大機構によって拡大された力を受けて
これに対応した信号を送出する力検出器とを含む構成か
らなるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す断面図である。

図において、円板状の基板５０における一方の面、即ち
図における下面には、浅底有底円筒状をなす第１のケー
シング５２がその縁部を溶接する等の手段により接着さ
れており、前記基板５０の他方の面、即ち、図における
上面には、有底円筒状をなす第２のケーシング５４が、
その開口面を基板５０の上面に対向するように取付けら
れている。

即ち、第２のケーシング５４の開口部における縁部には
フランジ部５６が形成され、該フランジ部５６には貫通
孔５８．５８が形成されているとともに、前記基板５０
には前記貫通孔５８．５８に対応するねじ孔６０．６０
が設けられており、前記貫通孔５８．５８を通してねじ
孔６０．６０にはポル）６２．６２が螺合されている。

また、前記フランジ部５６には周１４６４が切られてお
り、この周溝６４にはＯリング６６が嵌着されている。

従って、前記第２のケーシング５４はポルト６２．６２
を締めることによって基板、５０に密着して固定される
とともに、Ｏリング６６によって該密着部のシールがな
されるものである。

前記基板５０と第１のケーシング５２とで形成される部
屋６８は第１の測定点圧力を受圧する第１の部屋を構成
し、前記基板５ｏと第２のケーシング５４とで形成され
る部屋７ｏは第２の測定点圧力を受圧する第２の部屋を
構成するものであり、各々の？ＬＰｌには圧力導入ロア
２及び７４が設けられている。

また、前記基板５０の下面には環状の突起７６−が設け
られており、この突起７６にはダイヤフラム７８が溶接
その他の手段によって密着されているとともに、該ダイ
ヤフラム７８の中央部にはストッパ板８０が固着されて
いる。

前記基板５０の中央部にはねじ孔８２が穿設されている
とともに該ねじ孔８２には円筒形状をなしたわねじ８４
が螺合されている。

このおねじ８４の上端部にはロックナツト８６が螺合さ
れており、おねじ８４のロックがなされるとともに、そ
の下端部は前記ストッパ板８０の上方への移動を制限す
るストッパ部材を構成する。

前記ストッパ板８０の上面には板ばね８８が植設されて
おり、この板ばね８８は前記円筒ねじ８４の中空部を通
って前記第２の部屋７０に至り、その上端は力拡大レバ
ー９０の一端に固着されている。

前記力拡大レバー９０は、その他端が前記）、’、、板
５０の上面に突設された突状片９２に穿設されている貫
通孔９４を通過して力検出器９６の検出端に結合されて
いるとともに、前記貫通孔９４の近傍においてレバー９
０に固着された板ばね９８を前記突状片に固定すること
によって該突状片に支持されている。

即ち、前記力拡大レバー９０は板ばね９８を支点とする
てこを構成するものであり、前記ダイヤフラム７８に作
用した微小な力が、前記板ばね８８を通じてレバー９０
の一端に加えられ、それがてこの原理によって拡大され
て力検出器９６に加えられるものである。

本実施例にあっては、前記力拡大レバー９０の前記支点
から６力の作用点までの距離の比が工：３ないし１：１
０に選定されている。

従って、前記力検出器９６として、例えば歪ゲージを用
いた片持ばりのカンチレ／−一式検出器を用いた場合、
力検知の際の変位量が０．０５〜０，１０■と小さいが
、それが力拡大レバーによって前記の比に拡大されるか
ら、ダイヤフラム７８の中央部の移動量は０．３〜１．
ｈｍと大きくとることができる。

また、前記力検出器９６は、前記突状片９２に固設され
ているとともに、その出方端はリード線工００によって
前記第２のケーシング５４に設けられたハーメチックシ
ール１０２の端子１０４に接続されており、気密を保持
しつつ外部に信号を送出するものである。

なお、前記力拡大レバー９ｏの下部であって前記基板５
０の上面にはねじ孔１０６が切られてあり、このねじ孔
１０６にはストッパビス１０８が螺合されており、この
ストッパビス１０８にはロックナラｈｔｉｏが螺合され
ている。　　　。

このストッパビス１０ｇは前記力拡大レバー９０の下方
への移動範囲を制限し、前記第２の部屋に異常な高圧が
加わったり、第１の部屋が異常に低圧となった場合に力
検出器９６を保護するものである。

次に、前記実施例の作用を説明する。

今、測定しようとする２つの測定点の圧力を前記圧力導
入ロア２及び７４を通じてそれぞれ第１の部屋６８及び
第２の部屋７０に導入する。

そうすると、これら圧力の差に応じてダイヤフラム７８
に力が作用し、その力が板ばね８８を通じて力拡大レバ
ー９０の一端に加わるから、このレバー９０の作用によ
って核力は拡大されて力検出器９６に作用する。

これによって、差圧が極めて微小であってもこれを検知
し、その差圧に対応した信号を端子１０４に送出するも
のである。

また、異常な圧力が加わった場合は、ストッパ板８０及
びストッパビス１０８によって力拡大レバー９０の過剰
移動が阻止されて力検出器９６が保護される。

前記実施例によれば、差圧が極めて微小な場合にはダイ
ヤフラムに作用する力が極めて微小であるが、その力は
力拡大レバー９０によって拡大されて力検出器９６に加
えられるから容易に検出される。

また、てこの原理を応用した力拡大レバー９０を用いて
いることから差圧に対応した力を検知する場合に拡大レ
バー９０の一端の板ばね８８を連結した部位の変位量を
大きくとることができる。

このため、微小な差圧を正確に測定できるとともに、過
圧保護のための高精度のストッパ機構を必要とせず、前
記ストッパ板８０及びストッパビス１０８による比較的
簡単な保護機構によって力検出器９６の保護を行うこと
ができる。

このため、従来のように封入液を用いる等の必要がない
から、封入液の温度特性による影響を考慮する必要がな
いとともに、液の封入のための構造及び封入作業等が不
要である。

また、前記力拡大レバー９０は、その支点を板ばね９８
で支持し、ダイヤフラム７８からの力の伝達を板ばね８
８によって行っているから、振動その他の外乱の影響を
受けにくいとともに、力検出動作の際に可動部に摩擦部
分や遊隙部がないから力の伝達が忠実に行われ、不連続
的に行われる等の不都合がない。

このため、微差圧を極めて精度良く測定することができ
る。

前記実施例による微差圧変換塁を用いて実験したところ
、数＋１１１Ｈ２０の微差圧を極めて精度よく測定でき
ることが確認された。

なお、前記実施例にあっては、力変換器として構造及び
取付は等が簡単なダイヤフラムを用いているが、これは
例えばベローフラム、ベローモジくはピストン等の原理
を応用したものであっても良い。

また、力拡大機構として力拡大レバー９０を用いている
が、これも例えば油圧シリンダ等を応用したものでも良
い。

更には、力拡大レバー９０の支点を板ばね９８で構成し
ているが、これはコイルばね等信の弾性部材で構成して
も良く、また、ピボットその他の軸受は手段で構成する
こともできる。

〔発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明によれば、力拡大機構を
用いているために、微差圧を正確に測定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は従来例
を示す断面図である。 ６８・・・第１の測定点圧力を電圧する第１の部屋、７
０・・・第２の測定点圧力を受圧する第２の部屋、７８
・・・ダイヤフラム、８８．９０．９８・・・力拡大機
構を構成する板ばね、力拡大レバー及び板ばね、９６・
・・力検出器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の測定点圧力を受圧する第１の部屋と、第２
   の測定点圧力を受圧する第２の部屋と、前記第１の部屋
   と第２の部屋との差圧をそれに対応した力に変換する力
   変換手段と、この変換された力を拡大する力拡大機構と
   、この力拡大機構によって拡大された力を受けてこれに
   対応した信号を送出する力検出器とを含む微差圧変換器
   。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記力変換器は
   、前記第１の部屋と第２の部屋とを仕切るダイヤフラム
   であることを特徴とする微差圧変換器。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、前記力拡大機構
   は、一端が前記力変換手段に連結され、他端が前記力検
   出器に連結されているとともに、所望の力拡大比に対応
   する点を支点としたてこを形成する力拡大レバーである
   ことを特徴とする微差圧変換器。
4. （４）特許請求の範囲第３項において、前記力拡大レバ
   ーは、一端が弾性部材によって力変換手段に連結されて
   いるとともに前記支点は、弾性部材を介して固定部材に
   固着されたものであることを特徴とする微差圧変換器。