JP2003106917A - ブルドン管圧力計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無圧状態で指針をゼロ目盛りに合致させた状
態で指針軸に取付け、最大圧力加圧状態で変位拡大機構
の塑性屈曲腕部を塑性変形させて指針を最大目盛りに合
致させた後は、無圧状態に戻しても、指針がゼロ目盛り
から大幅に狂うことがなく、目盛り合わせ校正作業の能
率の大幅向上を図ることができるブルドン管圧力計の提
供。 【解決手段】 ブルドン管圧力計において、変位拡大リ
ンク機構は、管先１ｂに取付けた突片１２，弓形状連接
リンク２３，回転板２５とから成る。回転板２５におけ
る最大圧力加圧状態での調整子としてＶ字状腕片２６を
用い、無圧状態のとき、その可曲節点Ｐが突片１２と弓
形状連接リンク２３との第１の回り対偶部１２ａに重な
る位置としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ブルドン管圧力計
に関し、特に、ブルドン管の管先変位を拡大して指針軸
に伝達するための変位拡大機構における目盛り合わせ校
正用の調節子の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】測定圧によって生じる金属の弾性歪みを
機械的に拡大表示するブルドン管圧力計の概略構成は、
図３に示すように、楕円形断面のブルドン管１を例えば
円環状に曲げて収めた扁平円柱状のゲージ本体部２と、
被測定圧力源に連通孔５ａを介して繋がる被測定側の雌
螺子部５ｂ付き取付穴（螺子穴）５に対して螺合する雄
螺子部５ｂ付き圧力導入管３から成り、その圧力導入孔
３ａはブルドン管１の管基１ａに連通している。取付穴
５の穴底にはパッキン６が圧入装填されている。なお、
７は取付けナットである。

【０００３】ブルドン管圧力計においては、圧力増大に
伴いブルドン管１の曲率半径が弾性変形で漸増し、管先
１ｂが図３では反時計方向及び外方向に漸変するもの
の、微小変位であるため、この変位を変位拡大機構を介
して機械的に拡大し、指針軸４ａに取付けた指針４で文
字板２ａの目盛りを拡大指示するようにしている。

【０００４】図４は従来のブルドン管圧力計の変位拡大
リンク機構を示す背面図である。この変位拡大機構は、
圧力増大に伴い指針軸４ａの周りに管先１ｂが固定節で
ある圧力導入管３に対して図４では時計方向（矢印Ａ）
に漸変するブルドン管１と、管先１ｂに固着して成る突
片１２の第１のピン結合（回り対偶部）１２ａを介して
連結して成る真直状の連接ロッド（連接リンク）１３
と、この連接ロッド１３の先端側に第２のピン結合１３
ａを介して連結し、圧力導入管３に固定して成る表側フ
レーム板１４に対して回転中心１５ａの周りに回動（揺
動）可能であって、指針軸１１に軸着したピニオン１１
に噛み合う欠歯歯車１５ｂを持つ回転板（セクター）１
５とを備えている。回転板１５は外側に張り出た湾曲状
腕片（調節子）１６を有し、その先端側には第２のピン
結合１３ａを以って連接ロッド１３に連結している。

【０００５】圧力増大に伴い、管先１ｂが矢印Ａ方向に
変位すると、連接ロッド１３が回転中心１５ａの周りに
湾曲状腕片１６を時計方向（矢印Ｂ方向）に回転させる
ため、指針軸４ａが図４で反時計方向（矢印Ｃ方向）に
回転する。回転板１５は揺動する梃腕として機能し、回
転中心１５ａから第２のピン結合１３ａまでの距離（腕
の長さ）に比し、回転中心１５ａから指針軸４ａまでの
距離（腕の長さ）の方が長いため、まずその腕の長さの
比率で、管先１ｂの変位量が欠歯歯車１５ｂのピッチ円
の円弧長として拡大された後、次に、欠歯歯車１５ｂと
ピニオン１１の増速比で、指針軸の４ａの回転角が拡大
されることになる。

【０００６】このような変位拡大機構を有するブルドン
管圧力計においては、部品精度のばらつき，組み付け精
度のばらつきなどがあるため、変位拡大機構の組立後、
指針表示の校正を必要としている。無圧状態において、
指針４がゼロを指すように指針４を指針軸４ａに取付け
た後、最大圧力を加圧して運針した指針目盛りを読み取
る。指針目盛りが最大圧力値に満たない場合は変位拡大
率が低いことを意味する。そのため、回転中心１５ａか
ら第２のピン結合１３ａまでの距離を短縮するべく、工
具などを用いて湾曲状腕片１６を挟んで第２のピン結合
１３ａを回転中心１５ａ側へ寄せ付ける塑性変形を行
い、指針目盛りが最大圧力値に合致するように調節す
る。逆に、指針目盛りが最大圧力値を超える場合は変位
拡大率が高いことを意味する。そのため、回転中心１５
ａから第２のピン結合１３ａまでの距離を拡張するべ
く、工具などを湾曲状腕片１６の切欠き１６ａに挿入し
て押し広げ、第２のピン結合１３ａを回転中心１５ａか
ら更に離す塑性変形を行い、指針目盛りが最大圧力値に
合致するように調節する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
変位拡大機構の指針合わせ校正作業にあっては、次のよ
うな問題点があった。

【０００８】即ち、最大圧力状態での湾曲状腕片１６に
対する塑性変形調整の後、無圧状態に戻すと、指針４が
ゼロ目盛りからずれてしまう不都合が発生する。第２の
ピン結合１３ａを結合解除した場合、湾曲状腕片１６側
から見ると、第２のピン結合１３ａの位置の塑性変形軌
跡は概ね可屈節点Ｐを中心にしてほぼ円弧αを描くと共
に、連接ロッド１３側から見ると、第２のピン結合１３
ａの位置の軌跡は第１のピン結合１２ａを中心にして円
弧βを描き、円弧αと円弧βとが第２のピン結合１３ａ
の位置で交差した関係であるが、湾曲状腕片１６と連接
ロッド１３とが第２のピン結合１３ａで連結されている
ため、本来的に管先１ｂは軽微な力の印加でも簡単に弾
性変形するものであるから、湾曲状腕片１６に対する塑
性変形の屈曲調節により第２のピン結合１３ａの位置が
円弧α上で強引にずらされると、第１のピン結合１２ａ
の位置もずれてしまうので、ブルドン管１に不如意な初
期応力を発生させてしまうからである。

【０００９】そのため、指針目盛りが最大圧力値に満た
ない場合、変位拡大率を上げるために第２のピン結合１
３ａを回転中心１５ａ側へ寄せ付ける塑性変形調節で
は、管先１ｂを矢印Ａに押し出すことになるから、無圧
状態に戻すと指針４がゼロ目盛り以上を指す。このた
め、指針４の取付けをし直してから、最大圧力に再度加
圧して最大目盛り合わせを行う必要があり、ゼロ目盛り
と最大目盛りが合致するまで幾度も繰り返す煩雑な手間
を要する。指針取付け加減と塑性変形調節の加減との按
配に熟練技能を必要とする。

【００１０】逆に、指針目盛りが最大圧力値を超える場
合、変位拡大率を下げるために第２のピン結合１３ａを
回転中心１５ａから更に引き離す塑性変形調節では、管
先１ｂを矢印Ａ方向とは逆方向に引き下げることになる
から、無圧状態に戻すと指針４がゼロ目盛り以下を指
す。斯かる場合もゼロ目盛りと最大目盛りが合致するま
で幾度も繰り返す煩雑な手間を要する。

【００１１】そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、無圧状態で指針をゼロ目盛りに合致させた状態で指
針軸に取付け、最大圧力加圧状態で屈曲腕部を塑性変形
させて指針を最大目盛りに合致させた後は、無圧状態に
戻しても、指針がゼロ目盛りから大幅に狂うことがな
く、凡そゼロ目盛りを指すように、変位拡大機構を改良
することにより、熟練技能を要さずに、目盛り合わせ校
正作業の能率の大幅向上を図ることができるブルドン管
圧力計を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るブルドン管圧力計は、圧力増大に伴い
指針軸の周りに管先が固定節に対して第１の方向に漸変
するブルドン管と、管先側に第１の回り対偶部を介して
連結して成る連接リンクと、この連接リンクの先端側に
第２の回り対偶部を介して連結し、固定節に対して回転
中心の周りに回転可能であって指針軸を回動するための
回転体とを備え、回転体は、先端側に第２の回り対偶部
を具えると共に、可曲節点の前記第２の回り対偶部と回
転中心とに対して張る開き角が拡縮調節可能となった屈
曲腕部を有しており、連接リンクと屈曲腕部とが圧力増
大に伴い回転体を第１の方向に回動させる相互関係とな
っているものである。なお、圧力から気体温度に換算す
ることができるため、このブルドン管圧力計は文字板を
温度表示に代えることにより例えば隔測温度計として用
いることができる。

【００１３】そして本発明における屈曲腕部としては、
無圧状態のとき、可曲節点が第１の回り対偶部に概ね重
なる位置にあるように形成されていることを特徴とす
る。つまり、可曲節点は、従来例とは異なり、第２の回
り対偶部と回転中心とを通る線に対して第１の回り対偶
部側に位置し、無圧状態のとき、屈曲腕部の第２の回り
対偶部と可曲節点とを結ぶ線分が連接リンクの第２の回
り対偶部と第１の回り対偶部とを結ぶ線分と略重なって
いる。このため、第２の回り対偶部の結合を解除した場
合、連接リンクの第２の回り対偶部の位置の軌跡に屈曲
腕部の第２の回り対偶部の位置の塑性変形軌跡が略重な
ることになるため、最大圧力印圧状態で屈曲腕部を塑性
変形させて第２の回り対偶部と回転中心との距離を調節
し、指針を最大目盛りに合致させた後は、無圧状態に戻
しても、指針がゼロ目盛りから大幅に狂うことがない。
このため、従前に比し、校正作業能率の大幅向上を図る
ことができる。例えば、多数個のブルドン管圧力計を設
定し同時に最大圧力を印圧し、各屈曲腕部を塑性変形さ
せて最大目盛りに順に合わせるだけで、多数個の校正を
完了させることができる。２度目以降の最大圧力を印圧
して再調節する手間を排することができると共に、熟練
者を必要とせず、調節作業の短縮化を図ることができ
る。

【００１４】屈曲腕部としては、回転中心側から可曲節
点まで張り出た基端側片部と可曲節点心から外側に張り
出た外側片部とを有して成る二股状屈曲片であって、両
片部が互いに臨む内側には工具当て用切込みが形成され
ていることが望ましい。工具当て用切込みの形成によ
り、例えばマイナスドライバーの先を切込みに係り止め
して簡単に塑性変形させることができるため、調節作業
性が迅速化し、不如意な変形失敗を防止できる。

【００１５】基端側片部の工具当て用切込みの位置と外
側片部の前記工具当て用切込みの位置とは可曲節点から
不等距離に形成されていることが望ましい。例えばマイ
ナスドライバーの先を両切込みに係り止めして一方に捩
ることにより開き角が拡大し、逆方向に捩ることにより
開き角が縮小するから、調節作業を確実且つ迅速に実現
できる。

【００１６】更に、連接リンクは回転中心に対して外側
片部の外側に位置する弓形状であることが望ましい。連
接リンクは真直状ではなく、弓形状であるため、外側片
部ｂとの間に隙間があり、塑性変形調節が容易となる。
このため、弓形状連接リンクは無圧状態において可曲節
点と第１の回り対偶部とのずれを修正するための調節子
としての意義を有する。また、屈曲腕部の塑性変形調節
の際、工具の先が連接リンクに当たり難くなるため、不
如意な変形を防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例に係る
ブルドン管圧力計において無圧状態での変位拡大リンク
機構を示す背面図、図２は本発明の実施例に係るブルド
ン管圧力計において最大圧力印圧状態での変位拡大リン
ク機構を示す背面図である。なお、図１，２において、
図４に示す部分と同一部分には参照符号を付し、その説
明は省略する。

【００１８】本例の変位拡大リンク機構は、圧力増大に
伴い指針軸４ａの周りに管先１ｂが固定節である圧力導
入管３に対して図１では時計方向（矢印Ａ）に漸変する
ブルドン管１と、管先１ｂに固着して成る突片１２の第
１のピン結合（回り対偶部）１２ａを介して連結して成
る弓形状連接リンク２３と、この連接リンク２３の先端
側に第２のピン結合２３ａを介して連結し、圧力導入管
３に固定して成る表側フレーム板１４及び裏フレーム板
２４に対して回転中心２５ａの周りに回動（揺動）可能
であって、指針軸４ａに軸着したピニオン１１に噛み合
う欠歯歯車２５ｂを持つ回転板（梃腕，セクター）２５
とを備えている。変位拡大リンク機構は、管先１の変位
が仮想的な長リンクと仮定すれば、固定節（圧力導入管
３，表側フレーム板１４及び裏フレーム板２４）と、ブ
ルドン管１，突片１２，弓形状連接リンク２３，回転板
２５とから成る４節回転連鎖の両てこ機構とみることが
できる。

【００１９】回転板２５は外側に張り出た拡縮可能な開
き角θを持つＶ字状腕片（（最大圧力での調節子）２６
を有し、その先端側には第２のピン結合２３ａを以って
連接リンク２３に連結している。なお、２７は、ピニオ
ン１１と欠歯歯車２５ｂの噛み合い間隙（バックラッシ
ュ）による指針ぶれを防止するためのひげゼンマイであ
る。

【００２０】Ｖ字状腕片２６は、可屈節点Ｐに鋭角に屈
折した二股状屈曲片であって、回転中心２５ａ側から可
屈節点Ｐまで張り出た基端側片部２６ａと可屈節点Ｐか
ら外側に張り出た外側片部２６ｂとから成り、基端側片
部２６ａと外側片部２６ｂとの間に切欠き２６ｃを有
し、開き角θを形成している。両片部２６ａ，２６ｂが
互いに臨む内側にはマイナスドライバー当て用切込み
Ｘ，Ｙが形成されている。可屈節点Ｐからの切込みＸ位
置までの距離は可屈節点Ｐからの切込みＹ位置までの距
離よりも短く、切込みＸとＹとを一辺として可屈節点Ｐ
を頂点として含む三角形が不等辺三角形となるように形
成されている。

【００２１】Ｖ字状腕片２６は可曲節点Ｐを折り曲げ点
として塑性変形で開き角θが拡縮可能となっている。図
１の無圧状態では、可曲節点Ｐが第１の回り対偶部１２
ａに概ね重なる位置にある。つまり、可曲節点Ｐは、図
４に示す従来例とは異なり、第２の回り対偶部２３ａと
回転中心２５ａとを通る線に対して第１の回り対偶部１
２ａ側に位置し、無圧状態のとき、Ｖ字状腕片２６の第
２の回り対偶部２３ａと可曲節点Ｐとを結ぶ線分が連接
リンク２３の第２の回り対偶部２３ａと第１の回り対偶
部１２ａとを結ぶ線分と略重なっている。

【００２２】指針の目盛り合わせ作業では、無圧状態に
おいて、先ず、図１に示す如く、可曲節点Ｐが第１の回
り対偶部１２ａに重なっているか否かを確認する。おお
よそ重なっているが、多少外れているときには、突片１
２や弓形状連接リンク２３を屈曲させて調節する。連接
リンク２３が真直状ではなく、弓形状であるため、外側
片部２６ｂとの間に隙間があり、塑性変形調節が容易と
なる。このため、弓形状連接リンク２３は無圧状態での
調節子（第２の調節子）としての意義を有する。そし
て、指針４がゼロを指すように指針４を指針軸４ａに取
付ける。

【００２３】次いで、最大圧力を印圧すると、管先１ｂ
が矢印Ａ方向に大きく変位するため、回転板が矢印Ｂ方
向に回転し、指針軸４ａが矢印Ｃ方向に回転するので、
図２に示す状態になる。ここで、運針した指針目盛りを
読み取る。指針目盛りが最大圧力値に満たない場合は変
位拡大率が低いことを意味する。そのため、回転中心２
５ａから第２のピン結合２３ａまでの距離を短縮するべ
く、マイナスドライバーを切り込みＸ，Ｙに係合させて
図２で反時計方向に捩り、第２のピン結合２３ａを回転
中心２５ａ側へ寄せ付ける塑性変形を行い、指針目盛り
が最大圧力値に合致するように調節する。この際、マイ
ナスドライバーの捩り加減だけで目盛り合わせすること
ができるので、調節作業が簡便となる。逆に、指針目盛
りが最大圧力値を超える場合は変位拡大率が高いことを
意味する。そのため、回転中心２５ａから第２のピン結
合２３ａまでの距離を拡張するべく、マイナスドライバ
ーを切り込みＸ，Ｙに係合させて図２で時計方向に捩
り、第２のピン結合２３ａを回転中心２５ａから更に離
す塑性変形を行い、指針目盛りが最大圧力値に合致する
ように調節する。この際も、マイナスドライバーの捩り
加減だけで目盛り合わせすることができるので、調節作
業が簡便となる。

【００２４】しかる後、無圧状態に戻すと、指針４はゼ
ロ目盛りを指したままとなる。なぜなら、無圧状態では
可曲節点Ｐが第１の回り対偶部１２ａに重なっているか
らである。即ち、第２の回り対偶部２３ａの結合を解除
した場合、連接リンク２３の第２の回り対偶部２３ａの
位置の軌跡にＶ字状腕片２６の第２の回り対偶部２３ａ
の位置の塑性変形軌跡が丁度重なっているため、最大圧
力印圧状態でＶ字状腕片２６を塑性変形させて第２の回
り対偶部２３ａと回転中心２５ａとの距離を調節し、指
針４を最大目盛りに合致させた後は、無圧状態に戻して
も、指針がゼロ目盛りから大幅に狂うことがない。この
ため、従前に比し、校正作業能率の大幅向上を図ること
ができる。例えば、多数個のブルドン管圧力計を設定し
同時に最大圧力を印圧し、各Ｖ字状腕片２６を塑性変形
させて最大目盛りに順に合わせるだけで、多数個の校正
を完了させることができる。２度目以降の最大圧力を加
圧して再調節する手間を排することができると共に、熟
練者を必要とせず、調節作業の短縮化を図ることができ
る。

【００２５】なお、最大圧力での調節子としてのＶ字状
腕片２６の形状はＶ字形状に限らず、Ｕ字形状等のその
他の形状でも構わない。ただ、図４に示すＵ字形状の可
曲節点Ｐの位置がやや曖昧であるが、Ｖ字状腕片２６で
は、可曲節点Ｐが鋭角頂点であるために明瞭さがあり、
第１の回り対偶部１２ａとの重ね合わせ精度を得ること
ができるという点で優れている。

【００２６】また、第２の拡大機構としては、欠歯歯車
２５ｂとピ二オン１１とに限らず、指針軸４ａに巻装し
たコイルスプリングとそのコイル隙間に圧入した周縁部
を持つ回転板２５とによっても第２の拡大機構を構成で
きる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ブルド
ン管圧力計の変位拡大機構における最大圧力での調整子
たる屈曲腕部として、無圧状態のとき、可曲節点が第１
の回り対偶部に概ね重なる位置にあるように形成されて
いることを特徴とするものであるから、次にような効果
を奏する。即ち、無圧状態で指針をゼロ目盛りに合致さ
せた状態で指針軸に取付け、最大圧力加圧状態で屈曲腕
部を塑性変形させて指針を最大目盛りに合致させた後
は、無圧状態に戻しても、指針がゼロ目盛りから大幅に
狂うことがなく、凡そゼロ目盛りに一致したままとな
る。このため、熟練技能を要さずに、目盛り合わせ校正
作業の能率の大幅向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るブルドン管圧力計におい
て無圧状態での変位拡大リンク機構を示す背面図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係るブルドン管圧力計におい
て最大圧力印圧状態での変位拡大リンク機構を示す背面
図である。

【図３】ブルドン管圧力計を示す正面図である。

【図４】従来のブルドン管圧力計の変位拡大リンク機構
を示す背面図である。

【符号の説明】

１…ブルドン管 １ａ…管基 １ｂ…管先 ２…ゲージ本体部 ２ａ…文字板 ３…圧力導入管 ３ａ…圧力導入孔 ４…指針 ４ａ…指針軸 ５…取付穴（螺子穴） ５ａ…連通孔 ５ｂ…雌螺子部 ６…パッキン ７…取付けナット １１…ピニオン １２…突片 １２ａ…第１のピン結合（回り対偶部） １４…表側フレーム板 ２３…弓形状連接リンク ２３ａ…第２のピン結合 ２４…裏フレーム板 ２５ａ…回転中心 ２５…回転板（梃腕，セクター） ２５ｂ…欠歯歯車 ２６…Ｖ字状腕片（最大圧力での調節子） ２６ａ…基端側片部 ２６ｂ…外側片部 ２６ｃ…切欠き ２７…ひげゼンマイ θ…開き角 Ｐ…可屈節点 Ｘ，Ｙ…マイナスドライバー当て用切込み

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力増大に伴い指針軸の周りに管先が固
   定節に対して第１の方向に漸変するブルドン管と、前記
   管先側に第１の回り対偶部を介して連結して成る連接リ
   ンクと、この連接リンクの先端側に第２の回り対偶部を
   介して連結し、前記固定節に対して回転中心の周りに回
   転可能であって前記指針軸を回動するための回転体とを
   備え、前記回転体は、先端側に前記第２の回り対偶部を
   具えると共に、可曲節点の前記第２の回り対偶部と前記
   回転中心とに対して張る開き角が拡縮調節可能となった
   屈曲腕部を有しており、前記連接リンクと前記屈曲腕部
   とが圧力増大に伴い前記回転体を第１の方向に回動させ
   る相互関係となっているブルドン管圧力計であって、 前記屈曲腕部は、無圧状態のとき、前記可曲節点が前記
   第１の回り対偶部に概ね重なる位置にあるように形成さ
   れていることを特徴とするブルドン管圧力計。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記屈曲腕部は、前
   記回転中心側から前記可屈節点まで張り出た基端側片部
   と前記可屈節点から外側に張り出た外側片部とを有して
   成る二股状屈曲片であって、両片部が互いに臨む内側に
   は工具当て用切込みが一対形成されていることを特徴と
   するブルドン管圧力計。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記基端側片部の前
   記工具当て用切込みの位置と前記外側片部の前記工具当
   て用切込みの位置とは前記可屈節点から不等距離に形成
   されていることを特徴とするブルドン管圧力計。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３において、前記連
   接リンクは、前記回転中心に対して前記外側片部の外側
   に位置する弓形状であることを特徴とするブルドン管圧
   力計。