JPH0580975B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0580975B2
JPH0580975B2 JP16213487A JP16213487A JPH0580975B2 JP H0580975 B2 JPH0580975 B2 JP H0580975B2 JP 16213487 A JP16213487 A JP 16213487A JP 16213487 A JP16213487 A JP 16213487A JP H0580975 B2 JPH0580975 B2 JP H0580975B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
piston
cylinder body
displacement
axial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16213487A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS646733A (en
Inventor
Yasuharu Goto
Masahiko Shimotori
Eiji Yonetani
Eiki Izumi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP16213487A priority Critical patent/JPS646733A/en
Publication of JPS646733A publication Critical patent/JPS646733A/en
Publication of JPH0580975B2 publication Critical patent/JPH0580975B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧機械用の差圧計に係わり、特に油
圧シヨベル等の油圧機械において油圧回路の電子
制御装置に用いて好適な差圧計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a differential pressure gauge for a hydraulic machine, and particularly to a differential pressure gauge suitable for use in an electronic control device of a hydraulic circuit in a hydraulic machine such as a hydraulic excavator.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

今日、油圧シヨベル等の油圧機械においては、
油圧回路の制御装置の電子化が益々盛んに行われ
つつある。一方、油圧シヨベル等の油圧機械に装
備される油圧回路の制御装置には、油圧回路内の
2つの部位の圧力を導き、その差圧により油圧回
路を制御するものである。例えば、油圧ポンプの
吐出圧力を油圧アクチユエータの負荷圧力よりも
所定値だけ高く保持するロードセンシングレギユ
レータ等がそれである。そこでこのような制御装
置を電子化しようとした場合、高圧同士のわずか
な圧力差を高精度に検出する必要がある。
Today, in hydraulic machines such as hydraulic excavators,
Computerization of control devices for hydraulic circuits is becoming more and more popular. On the other hand, a hydraulic circuit control device installed in a hydraulic machine such as a hydraulic excavator introduces the pressures of two parts within the hydraulic circuit and controls the hydraulic circuit based on the differential pressure. For example, this is a load sensing regulator that maintains the discharge pressure of a hydraulic pump higher than the load pressure of a hydraulic actuator by a predetermined value. Therefore, if such a control device is to be computerized, it is necessary to detect slight pressure differences between high pressures with high precision.

従来、2つの部位の圧力差を検出する場合に
は、ダイヤフラムに歪ゲージを添着した2つの高
圧圧力センサーを用い、両者の出力の差を計測す
ることが行われていた。
Conventionally, when detecting a pressure difference between two parts, two high-pressure pressure sensors each having a strain gauge attached to a diaphragm were used to measure the difference in output between the two.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記従来の差圧計には次の欠点
がある。
However, the conventional differential pressure gauge described above has the following drawbacks.

高圧圧力センサーは高圧による破損を防止する
ため、ダイヤフラムの板厚を厚くしており、この
ため圧力に対する出力の非直線性に基づく誤差、
圧力の増減に対するヒステリシスの誤差等があ
る。これらの誤差は、高精度なものでも測定圧力
の0.5%程度はある。従つて、例えば400Kg/cm2
高圧下で20Kg/cm2程度のわずかな差圧を計測する
場合、最大±4Kg/cm2の誤差が発生し、正確なキ
ヤリブレーシヨンや温度等の補正が必要となる。
一方、ダイヤフラムの板厚を薄くすれば測定精度
は向上するが、高圧で破損し易くなるので、高圧
同士の差圧を測定する差圧計としては使用できな
い。
High-pressure pressure sensors have thick diaphragms to prevent damage due to high pressure.
There are errors such as hysteresis due to changes in pressure. These errors are about 0.5% of the measured pressure even with high accuracy. Therefore, for example, when measuring a slight differential pressure of about 20 Kg/cm 2 under a high pressure of 400 Kg/cm 2 , an error of up to ±4 Kg/cm 2 will occur, making it difficult to perform accurate calibration and temperature correction. It becomes necessary.
On the other hand, if the thickness of the diaphragm is made thinner, the measurement accuracy will improve, but it will be more likely to be damaged by high pressures, so it cannot be used as a differential pressure gauge for measuring differential pressures between high pressures.

本発明の目的は、高圧による破損を生じること
なく、高圧同士のわずかの圧力差を高精度に検出
することができる丈夫で信頼性の高い油圧機械用
の差圧計を提供することである。
An object of the present invention is to provide a durable and reliable differential pressure gauge for a hydraulic machine that can accurately detect a slight pressure difference between high pressures without causing damage due to high pressure.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この目的は、油圧回路内の2つの部位の圧力差
を検出する油圧機械用の差圧計において、前記2
つの部位の圧力が導かれる2つの圧油通路を有す
るシリンダ本体と、両側に面積の等しい受圧部を
形成した外周ピストン部分及びこの外周ピストン
部分の軸方向両側に突出する2つの中央ピストン
部分を有し、これら外周及び中央ピストン部分が
前記シリンダ本体内に軸方向に密封移動可能に収
容され、前記外周ピストン部分と前記シリンダ本
体の内壁との間に前記2つの圧油通路がそれぞれ
開口するシリンダ室を形成する段付ピストンと、
前記段付ピストンを軸方向の移動に対抗して付勢
する付勢手段と、前記段付ピストンの軸方向一方
の側に配置され、該段付ピストンの軸方向の変位
を電気的に検出する変位検出手段であつて、前記
シリンダ本体内に前記中央ピストン部分の軸方向
移動を許容するよう形成されかつ前記シリンダ本
体の端壁に開口する軸方向穴、前記段付ピストン
と一体に軸方向に移動する前記軸方向穴に配置さ
れかつ前記中央ピストン部分の反対側の端部が前
記軸方向穴の開口より前記シリンダ本体の端壁外
に突出する非磁性体からなるシヤフト、前記シヤ
フトの前記突出部分に設けられた磁性体コア、前
記シリンダ本体の端壁外で前記軸方向穴の開口を
閉じかつ前記シヤフトの突出部分及び磁性体コア
を囲繞する非磁性体からなるケース、及び前記ケ
ースの外周に装着され前記コアの変位を検出する
変位センサーを有するものと、前記中央ピストン
部分の端壁、前記軸方向穴及び前記ケースの内側
をタンクに連通させる通路手段とを備えることに
よつて達成される。
This purpose is to provide a differential pressure gauge for hydraulic machinery that detects the pressure difference between two parts in a hydraulic circuit.
It has a cylinder body having two pressure oil passages through which the pressure of two parts is guided, an outer peripheral piston part with pressure receiving parts of equal area on both sides, and two central piston parts that protrude on both sides of the outer peripheral piston part in the axial direction. and a cylinder chamber in which the outer circumferential piston portion and the central piston portion are accommodated in the cylinder body so as to be able to move in a sealed manner in the axial direction, and the two pressure oil passages are respectively opened between the outer circumferential piston portion and the inner wall of the cylinder body. a stepped piston forming a
a biasing means for biasing the stepped piston against axial movement; and a biasing means disposed on one axial side of the stepped piston to electrically detect displacement of the stepped piston in the axial direction. displacement detecting means, an axial hole formed in the cylinder body to allow axial movement of the central piston portion and opening in an end wall of the cylinder body; a shaft made of a non-magnetic material disposed in the moving axial hole and having an end opposite to the central piston portion protruding from the opening of the axial hole to the outside of the end wall of the cylinder body, the protrusion of the shaft; a magnetic core provided in the portion, a case made of a non-magnetic material that closes the opening of the axial hole outside the end wall of the cylinder body and surrounds the protruding portion of the shaft and the magnetic core, and an outer periphery of the case. A displacement sensor is mounted on the core and detects displacement of the core, and a passage means is provided for communicating the end wall of the central piston portion, the axial hole, and the inside of the case with a tank. Ru.

〔作用〕[Effect]

本発明では、2つの圧力が作用する部分として
シリンダ本体及び段付ピストンからなるシリン
ダ・ピストン構造を採用する。本発明の構造にお
いて、2つの圧油通路の圧力が段付ピストンの外
周ピストン部分の受圧部に作用すると、段付ピス
トンには2つの圧力の差に比例した力が作用す
る。この力は付勢手段に伝えられ、付勢手段は段
付ピストンをその力に比例して変位させる。この
変位は変位検出手段で検出され、その検出値が電
気信号として出力される。ここで、2つの圧力の
差は付勢手段を介して段付ピストンの変位に直線
的に比例する関係にあり、これにより高精度の差
圧の検出が可能となる。
The present invention employs a cylinder-piston structure consisting of a cylinder body and a stepped piston as two pressure acting parts. In the structure of the present invention, when the pressures of the two pressure oil passages act on the pressure receiving portion of the outer peripheral piston portion of the stepped piston, a force proportional to the difference between the two pressures acts on the stepped piston. This force is transmitted to the biasing means, which displaces the stepped piston in proportion to the force. This displacement is detected by the displacement detection means, and the detected value is output as an electrical signal. Here, the difference between the two pressures is linearly proportional to the displacement of the stepped piston via the biasing means, and this makes it possible to detect the differential pressure with high accuracy.

また、シリンダ・ピストン構造は基本的にダイ
ヤフラムに比べて高圧に強く破損しにくい。
Additionally, the cylinder/piston structure is basically more resistant to high pressure than a diaphragm and is less susceptible to damage.

また、段付ピストンの軸方向一方の側に変位検
出手段を配置することにより、高圧が作用する段
付ピストン部分とその変位を検出する変位検出部
分とを軸方向に分け、変位検出部分に高圧が作用
しない構造とする。
In addition, by arranging the displacement detection means on one axial side of the stepped piston, the stepped piston part to which high pressure acts and the displacement detection part to detect its displacement are separated in the axial direction, and the high pressure is applied to the displacement detection part. The structure shall be such that this does not work.

すなわち、シリンダ本体内に中央ピストン部分
の軸方向の移動を許容するよう、反中央ピストン
側でシリンダ本体の端壁に開口する軸方向穴を形
成し、その軸方向穴に一端が軸方向穴の開口より
シリンダ本体の端壁外に突出するよう、段付ピス
トンと一体に軸方向に移動する非磁性体からなる
シヤフトを配置し、そのシヤフトのシリンダ本体
端壁外への突出部分に磁性体コアを設ける。ま
た、軸方向穴の開口を、シヤフトの突出部分及び
磁性体コアを囲繞する非磁性体からなるケーで閉
じ、磁性体コアの変位をケース外周に設けられた
変位センサーで検出する。ここで、軸方向穴は、
段付ピストンの中央ピストン部分とシリンダ本体
とが密封移動関係にあるためその密封移動部でシ
リンダ室から油圧的に隔離され、シリンダ室の高
圧が作用することはなく、軸方向穴及びケースの
内側をタンクに連通させることにより、これらの
部分はタンク圧に保持される。これにより、ケー
ス内側に高圧が作用することが回避されケースの
破損が防止されるとともに、ケースの板厚を薄く
できるので高精度な変位の検出が可能となる。
In other words, an axial hole is formed in the end wall of the cylinder body on the side opposite to the central piston to allow movement of the central piston portion in the axial direction within the cylinder body, and one end of the axial hole is formed in the end wall of the cylinder body. A shaft made of a non-magnetic material that moves in the axial direction together with the stepped piston is arranged so as to protrude from the opening to the outside of the end wall of the cylinder body, and a magnetic core is attached to the part of the shaft that protrudes to the outside of the end wall of the cylinder body. will be established. Further, the opening of the axial hole is closed with a case made of a non-magnetic material surrounding the protruding portion of the shaft and the magnetic core, and displacement of the magnetic core is detected by a displacement sensor provided on the outer periphery of the case. Here, the axial hole is
Since the central piston part of the stepped piston and the cylinder body are in a sealed moving relationship, the sealed moving part is hydraulically isolated from the cylinder chamber, and the high pressure in the cylinder chamber does not act, preventing the axial hole and the inside of the case from acting. By communicating with the tank, these parts are held at tank pressure. This prevents high pressure from acting on the inside of the case, preventing damage to the case, and also allows the case to be made thinner, making it possible to detect displacement with high precision.

一方、段付ピストン部分においては変位検出手
段を配置する必要がない上、シリンダ・ピストン
を非磁性体で作る必要もなく、それらの材質及び
形状を自由に設計して十分な強度を得ることがで
きる。
On the other hand, in the stepped piston part, there is no need to arrange a displacement detection means, and the cylinder and piston do not need to be made of non-magnetic material, and their materials and shapes can be freely designed to obtain sufficient strength. can.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図において、符号1は差圧計のボデーであ
り、ボデー1には、差圧を測定する2つの圧力が
導かれる2つの圧油ポート2,3と、タンクに接
続される排出ポート4とが形成されている。ボデ
ー1にはシリンダ本体5が取り付けられ、このシ
リンダ本体5には、圧油ポート2,3にそれぞれ
連通する圧油通路5a,5bが形成されている。
また、このシリンダ本体5内には、両側に面積の
等しい受圧部6,7を形成した外周ピストン部分
8a及びこの外周ピストン部分8aの軸方向両側
に突出する2つの中央ピストン部分8b,8cを
有する段付ピストン8が軸方向に密封移動可能に
収納されている。外周ピストン部分8aの受圧部
6,7とシリンダ本体5の内壁との間には上記2
つの圧油通路5a,5bがそれぞれ開口するシリ
ンダ室9,10が形成されている。このシリンダ
室9,10は圧油通路5a,5bを介してそれぞ
れ圧油ポート2,3に連通し、そこに導かれた圧
力を受圧部6,7に作用させる。
In Fig. 1, reference numeral 1 is the body of the differential pressure gauge, and the body 1 includes two pressure oil ports 2 and 3 through which two pressures for measuring differential pressure are introduced, and a discharge port 4 connected to a tank. is formed. A cylinder main body 5 is attached to the body 1, and pressure oil passages 5a and 5b are formed in the cylinder main body 5 and communicate with the pressure oil ports 2 and 3, respectively.
The cylinder body 5 also includes an outer piston portion 8a in which pressure receiving portions 6 and 7 having the same area are formed on both sides, and two central piston portions 8b and 8c that protrude on both sides of the outer piston portion 8a in the axial direction. A stepped piston 8 is housed so as to be able to move in a sealed manner in the axial direction. Between the pressure receiving parts 6, 7 of the outer peripheral piston portion 8a and the inner wall of the cylinder body 5,
Cylinder chambers 9 and 10 are formed in which two pressure oil passages 5a and 5b open, respectively. The cylinder chambers 9 and 10 communicate with the pressure oil ports 2 and 3 via pressure oil passages 5a and 5b, respectively, and apply pressure introduced thereto to act on the pressure receiving portions 6 and 7.

シリンダ本体5内には、また、段付ピストン8
の図示右方の中央ピストン部分8bの軸方向移動
を許容する低圧室5cが形成され、シリンダ本体
5内及びシリンダ本体5とボデー1との間には図
示左方の中央ピストン部分8cの軸方向移動を許
容する低圧室5dが形成されている。低圧室5c
と低圧室5dの一部はシリンダ本体の中央部に形
成された軸方向穴5Aで形成され、この軸方向穴
5Aはシリンダ本体5の図示右側の端壁で開口し
ている。シリンダ本体5内の低圧室5cには非磁
性体からなるシヤフト11が配置され、シヤフト
11の図面左方の端部は拡径基部12とされかつ
中央ピストン部分8cの端面に当接し、図面右方
の端部すなわち中央ピストン部分8cの反対側の
端部はシリンダ本体端壁の上記軸方向穴5Aの開
口を越えてその外側に突出し、その端部には磁性
体からなるコア13が取り付けられている。ま
た、その軸方向穴5Aの開口には、当該開口を閉
じかつシヤフト11の突出部分及びコア13の囲
繞する非磁性体からなるケース14が取付けら
れ、ケース14内にはシヤフト11とコア14の
軸方向移動を許容する室14aが形成されてい
る。
Inside the cylinder body 5, there is also a stepped piston 8.
A low pressure chamber 5c is formed that allows the central piston portion 8b on the right side in the figure to move in the axial direction. A low pressure chamber 5d that allows movement is formed. Low pressure chamber 5c
A part of the low pressure chamber 5d is formed by an axial hole 5A formed in the center of the cylinder body, and this axial hole 5A opens at the end wall of the cylinder body 5 on the right side in the drawing. A shaft 11 made of a non-magnetic material is disposed in the low pressure chamber 5c in the cylinder body 5, and the left end of the shaft 11 in the drawing is an enlarged diameter base 12 and comes into contact with the end surface of the central piston portion 8c. One end, that is, the opposite end of the central piston portion 8c, protrudes outward beyond the opening of the axial hole 5A in the end wall of the cylinder body, and a core 13 made of a magnetic material is attached to that end. ing. Further, a case 14 made of a non-magnetic material that closes the opening and surrounds the protruding portion of the shaft 11 and the core 13 is attached to the opening of the axial hole 5A. A chamber 14a is formed that allows axial movement.

低圧室5c内においてケース14とシヤフト1
1の拡径基部12との間には、段付ピストン8を
その右方変位に対抗して付勢するスプリング15
が予め圧縮した状態で配装されている。また、低
圧室5d内において段付ピストン8の中央ピスト
ン部分8cの端部とボデー1との間には段付ピス
トン8をその左方変位に対抗して付勢するスプリ
ング16がやはり予め圧縮した状態で配装されて
いる。
In the low pressure chamber 5c, the case 14 and the shaft 1
A spring 15 is provided between the expanded diameter base 12 of the stepped piston 8 and the stepped piston 8 to urge the stepped piston 8 against its rightward displacement.
is placed in a pre-compressed state. Further, in the low pressure chamber 5d, between the end of the central piston portion 8c of the stepped piston 8 and the body 1, a spring 16 is also pre-compressed for biasing the stepped piston 8 against its leftward displacement. It is arranged in condition.

以上の構成により、段付ピストン8の変位はシ
ヤフト11及びコア13に伝えられ、コア13は
ケース14の室14a内において段付ピストン8
と同じ変位をする。また、段付ピストン8は、シ
リンダ室9,10に圧力が導かれていない時、又
は導かれた圧力が等しい時は、中立位置に保持さ
れ、シリンダ室9,10に異なる圧力が導かれる
と、その差圧に比例した力がスプリング15又は
16に伝えられ、このスプリングの付勢によりそ
の力に比例して変位する。
With the above configuration, the displacement of the stepped piston 8 is transmitted to the shaft 11 and the core 13, and the core 13 is transferred to the stepped piston 8 in the chamber 14a of the case 14.
has the same displacement. Further, the stepped piston 8 is held at the neutral position when no pressure is introduced into the cylinder chambers 9 and 10 or when the introduced pressures are equal, and when different pressures are introduced into the cylinder chambers 9 and 10. , a force proportional to the differential pressure is transmitted to the spring 15 or 16, and the biasing of this spring causes displacement in proportion to the force.

ケース14の外周にはコア13の変位を感知
し、それに比例した電気信号を出力する変位セン
サー17が装着されている。
A displacement sensor 17 is mounted on the outer periphery of the case 14 for sensing the displacement of the core 13 and outputting an electric signal proportional to the displacement.

シリンダ本体5の外端には、ケース14を囲繞
するカバー18を取り付けられ、このカバー18
内には、変位センサー17からの電気信号を増幅
し、リード線19a,19bにより外部へ出力す
るアンプ20が収納されている。
A cover 18 surrounding the case 14 is attached to the outer end of the cylinder body 5.
An amplifier 20 that amplifies the electrical signal from the displacement sensor 17 and outputs it to the outside via lead wires 19a and 19b is housed inside.

段付ピストン8、シヤフト11及びコア13内
には、同軸の中央孔21,22,23が軸線方向
に貫通形成され、低圧室5dは排出ポート4に連
通している。これにより低圧室5c、シヤフト1
1とケース14との間の環状〓間及び室14aは
中央穴21,22,23を介して低圧室5dに連
通し、さらに低圧室5dと共に排出ポート4を介
してタンクに連通している。このような通路構成
により、低圧室5c及び室14aにリークした作
動油は、中央孔21,22,23を介して低圧室
5dにリークした油と共に排出ポート4よりタン
クに排出され、低圧室5c,5d及びケース14
内の室14aはタンク圧に保たれる。
Coaxial central holes 21, 22, and 23 are formed through the stepped piston 8, shaft 11, and core 13 in the axial direction, and the low pressure chamber 5d communicates with the discharge port 4. As a result, the low pressure chamber 5c and the shaft 1
1 and the case 14 and the chamber 14a communicates with the low pressure chamber 5d through central holes 21, 22, 23, and further communicates with the low pressure chamber 5d through the discharge port 4 with the tank. With such a passage configuration, the hydraulic oil leaked into the low pressure chamber 5c and the chamber 14a is discharged to the tank from the discharge port 4 together with the oil leaked into the low pressure chamber 5d via the central holes 21, 22, and 23, and the hydraulic oil leaks into the low pressure chamber 5c and the chamber 14a. , 5d and case 14
The inner chamber 14a is maintained at tank pressure.

変位センサー17としては、差動トランス方式
又は磁気抵抗素子方式のものが使用されている。
このためシヤフト11及びケース14は非磁性体
から作られ、コア13は磁性体からなつている。
このような非接触式の変位センサーを使用するこ
とにより、変位するコア13の部分に油が存在し
ていていも、コア13の変位を適切に検出するこ
とができる。
As the displacement sensor 17, a differential transformer type or a magnetoresistive element type is used.
For this reason, the shaft 11 and the case 14 are made of a non-magnetic material, and the core 13 is made of a magnetic material.
By using such a non-contact displacement sensor, the displacement of the core 13 can be appropriately detected even if oil is present in the portion of the core 13 that is displaced.

このように構成された差圧計において、圧油ポ
ート2,3に圧力が導かれると、その圧力は、圧
油通路5a,5bを介してシリンダ室9,10に
伝えられ、シリンダ室9,10において段付ピス
トン8の外周ピストン部分8aの受圧部6,7に
それぞれ作用する。このとき圧油ポート2に導か
れる圧力をP1とし、圧油ポート3に導かれる圧
力をP2とし、かつ受圧部6,7の受圧面積をA
とすると、受圧部6に作用する圧力P1によりA
×P1の力が、段付ピストン8を図面を右方に動
かす力として作用し、受圧部7に作用する圧力
P2によりA×P2の力が、段付ピストン8を図面
左方に動かす力として作用する。一方、中央ピス
トン部分8b,8cの端面及び段付ピストン8と
一体に軸方向に移動するシヤフト11の端面は前
述したようにタンク圧にされているので、この部
分に作用する力は無視することができる。
In the differential pressure gauge configured in this way, when pressure is guided to the pressure oil ports 2 and 3, the pressure is transmitted to the cylinder chambers 9 and 10 via the pressure oil passages 5a and 5b, and , the pressure-receiving portions 6 and 7 of the outer peripheral piston portion 8a of the stepped piston 8 are respectively acted on. At this time, the pressure introduced to the pressure oil port 2 is P1, the pressure introduced to the pressure oil port 3 is P2, and the pressure receiving area of the pressure receiving parts 6 and 7 is A.
Then, due to the pressure P1 acting on the pressure receiving part 6, A
The force of ×P1 acts as a force that moves the stepped piston 8 to the right in the drawing, and the pressure that acts on the pressure receiving part 7
Due to P2, the force A×P2 acts as a force that moves the stepped piston 8 to the left in the drawing. On the other hand, since the end faces of the central piston parts 8b and 8c and the end face of the shaft 11 that moves in the axial direction together with the stepped piston 8 are at tank pressure as described above, the force acting on these parts can be ignored. I can do it.

従つて圧力P1>P2とすると、段付ピストン8
には図面右方向にA×(P1−P2)の力が作用す
る。これによりピストン8は、スプリング15,
16により中立位置に保持されていたのが、スプ
リング15に抗して変位する。2つのスプリング
15,16のばね定数をK1,K2とすると、この
段付ピストン8の変位をSは、 S=A×(P1−P2)/(K1+K2) となる。
Therefore, if pressure P1>P2, stepped piston 8
A force of A×(P1-P2) acts on the right side of the drawing. As a result, the piston 8 is moved by the spring 15,
16 is now displaced against the spring 15. When the spring constants of the two springs 15 and 16 are K1 and K2, the displacement of the stepped piston 8 is S=A×(P1−P2)/(K1+K2).

この変位は、シヤフト11を介してコア13に
伝えられ、コア13も段付ピストン8と同じ変位
をする。
This displacement is transmitted to the core 13 via the shaft 11, and the core 13 also undergoes the same displacement as the stepped piston 8.

変位センサー17はこの変位を感知し、それを
電気信号に変換し、アンプ20で増幅し出力す
る。変位センサー17は、差同トランス方式、磁
気抵抗素子方式のいずれも、変位Sに対する電気
信号レベルEの関係は直線性がよく、一次比例関
係にある。従つて比例定数をKとすると、電気信
号レベルEは、 E=K・S ={K・A/(K1+K2)}(P1−P2) となる。ここでA,K1,K2は全て定数なので、
電子信号レベルEは2つの圧力の差圧(P1−P2)
に比例した値となる。
The displacement sensor 17 senses this displacement, converts it into an electrical signal, amplifies it with the amplifier 20, and outputs it. Whether the displacement sensor 17 is a differential transformer type or a magnetoresistive element type, the relationship between the electric signal level E and the displacement S is linear and linearly proportional. Therefore, when the proportionality constant is K, the electric signal level E is as follows: E=K.S={K.A/(K1+K2)}(P1-P2). Here, A, K1, and K2 are all constants, so
Electronic signal level E is the differential pressure between two pressures (P1-P2)
The value is proportional to .

2つの圧力がP2>P1の場合は、段付ピストン
8の変位方向が逆になるだけで、上記説明がその
まま当てはまる。
If the two pressures are P2>P1, the above explanation applies as is, only the direction of displacement of the stepped piston 8 is reversed.

このようにこの実施例においては、2つの圧力
を段付ピストン8の受圧部6,7に同時に作用さ
せるため、それぞれの圧力を別々の圧力センサー
に導きそれぞれの電気信号を得て、その後それら
の差を計測して差圧に相当する電気信号を得る場
合のように、圧力センサにおける圧力に対する出
力の非直線性及び圧力の増減に対するヒステリシ
スに基づく誤差が発生することがなく、高圧同士
の差圧を高精度に測定することができる。
In this embodiment, in order to simultaneously apply two pressures to the pressure receiving parts 6 and 7 of the stepped piston 8, the respective pressures are guided to separate pressure sensors to obtain respective electric signals, and then their respective electric signals are obtained. Unlike when measuring a difference to obtain an electrical signal corresponding to the differential pressure, errors due to non-linearity of the output with respect to pressure in a pressure sensor and hysteresis with respect to increases and decreases in pressure do not occur, and the differential pressure between high pressures is not generated. can be measured with high precision.

また、高圧下での差圧を計測する場合、その高
圧で差圧計が破損してはならない。本実施例では
2つのスプリング15,16を用いて差圧を段付
ピストン8の変位に変換し、その変位を変位セン
サー17で感知している。ここで、もしピストン
8が中央ピストン部分8bを持たず、圧油通路5
bから流入した高圧の圧油がケース14内の室1
4aにも流入する場合は、ケース14にその高圧
が作用し、ケース14aが破損してしまう。ケー
ス14aの破損を防止するために、ケース14a
の板厚を厚くすると磁性体コア13と変位センサ
ー17の距離が遠くなり、高精度に変位を検出す
ることができなくなる。
Furthermore, when measuring differential pressure under high pressure, the differential pressure gauge must not be damaged by the high pressure. In this embodiment, two springs 15 and 16 are used to convert the differential pressure into displacement of the stepped piston 8, and the displacement is sensed by a displacement sensor 17. Here, if the piston 8 does not have a central piston portion 8b and the pressure oil passage 5
High-pressure oil flowing from b flows into chamber 1 in case 14.
4a, the high pressure acts on the case 14, causing damage to the case 14a. In order to prevent damage to the case 14a,
When the thickness of the magnetic core 13 is increased, the distance between the magnetic core 13 and the displacement sensor 17 increases, making it impossible to detect displacement with high accuracy.

本実施例では、ピストン8に中央ピストン部分
8b,8cを設け、中央ピストン部分8bとシリ
ンダ本体5との密封移動部でシリンダ室10と低
圧室5c及びケース14内の室14aとを隔離す
るとともに、これらの室を低圧室5dと共にタン
クに連通している。これにより、ケース14内の
室14aはタンク圧に保たれ、ケース14の板厚
を薄くして変位センサー17での高感度、高精度
の変位検出を可能とするとともにケース14の破
損が防止される。
In this embodiment, the piston 8 is provided with central piston portions 8b and 8c, and the cylinder chamber 10 is isolated from the low pressure chamber 5c and the chamber 14a in the case 14 by a sealed moving portion between the central piston portion 8b and the cylinder body 5. , these chambers are communicated with the tank together with the low pressure chamber 5d. As a result, the chamber 14a inside the case 14 is maintained at tank pressure, the plate thickness of the case 14 is made thinner, the displacement sensor 17 can detect displacement with high sensitivity and precision, and damage to the case 14 is prevented. Ru.

また、段付ピストン8の変位を変位センサーで
検出する場合、ピストン部分に磁性体を組み込み
し、その周囲のシリンダ本体部分に差動トランス
等の変位センサーを設定する構成が通常考えられ
る。しかし、上述したように検出感度を上げるた
めには磁性体コアと変位センサーは近接配置する
ことが必要であり、高圧が作用するピストン及び
シリンダ本体部分に磁性体コア及び変位センサー
を近接配置すると、シリンダ本体を高強度に作る
ことが難しい。
Further, when the displacement of the stepped piston 8 is detected by a displacement sensor, a configuration is usually considered in which a magnetic material is incorporated into the piston part and a displacement sensor such as a differential transformer is set in the cylinder body part around the piston part. However, as mentioned above, in order to increase the detection sensitivity, it is necessary to place the magnetic core and the displacement sensor close to each other.If the magnetic core and the displacement sensor are placed close to the piston and cylinder body parts where high pressure acts, It is difficult to make the cylinder body with high strength.

また、差動トランス等の変位センサーで変位を
電気的に検出する場合、磁性体コア以外の周囲部
分は非磁性体とする必要があり、上記のように磁
性体コア及び変位センサーを組込んだ場合、ピス
トン及びシリンダ本体は樹脂等の非磁性体で構成
しなければならない。しかし、例えば400Kg/
cm2の高圧下でのわずかな差圧を計測する場合、最
高で400Kg/cm2近くの差圧が発生することがあ
り、ピストン及びシリンダ本体を樹脂で構成する
と、この大差圧によりピストンがシリンダ本体に
衝突したときシリンダ本体の壁部やピストンが割
れるおそれがある。
In addition, when detecting displacement electrically with a displacement sensor such as a differential transformer, the surrounding area other than the magnetic core must be made of non-magnetic material. In this case, the piston and cylinder bodies must be made of non-magnetic material such as resin. However, for example, 400Kg/
When measuring a small differential pressure under a high pressure of cm2 , a maximum differential pressure of nearly 400Kg/ cm2 may occur.If the piston and cylinder body are made of resin, this large differential pressure will cause the piston to When it collides with the main body, there is a risk that the wall of the cylinder main body or the piston will crack.

本実施例では、油圧が作用するシリンダ・ピス
トン部分とピストンの変位を電気的に検出する部
分とを軸方向に分け、磁性体コア13をシヤフト
11に設け、シリンダ本体5の外側でケース14
の外周部に変位センサー17を設置している。こ
のため、シヤフト11及びケース14のみを非磁
性体で構成すればよくなり、段付ピストン8及び
シリンダ本体5は例えば量産に適した強度のある
鋳物で構成する等、強度上の設計を自由に行な
え、高強度のピストン・シリンダ構造を得ること
ができる。
In this embodiment, the cylinder/piston part on which hydraulic pressure acts and the part that electrically detects the displacement of the piston are separated in the axial direction, a magnetic core 13 is provided on the shaft 11, and a case 14 is provided on the outside of the cylinder body 5.
A displacement sensor 17 is installed on the outer periphery. Therefore, only the shaft 11 and the case 14 need to be made of non-magnetic material, and the stepped piston 8 and the cylinder body 5 can be made of strong casting suitable for mass production, for example, so that the design can be freely designed in terms of strength. As a result, a high-strength piston-cylinder structure can be obtained.

さらに、油圧機械用の作動油の中には種々の添
加材や鉄粉、切粉等の金属粒子が混入し電気を伝
え易くなつている。このためこの作動油の圧力差
を電気的に検出する場合、その電気系統を作動油
から遮断しなければならない。本実施例では、上
記のようにシヤフト11を用い、これに磁性体コ
ア13を装着したので、変位センサー17はシリ
ンダ本体5の外側に設置することができ、これに
よりたとえば室14a内に漏れ出た作動油が導電
性を帯びていたとしても、それに影響されること
なく磁性体コア13の変位を精度良く検出するこ
とができ、差圧計の信頼性を向上できる。
Furthermore, various additives and metal particles such as iron powder and chips are mixed into the hydraulic fluid for hydraulic machines, making it easier to conduct electricity. Therefore, when electrically detecting the pressure difference in the hydraulic oil, the electrical system must be cut off from the hydraulic oil. In this embodiment, since the shaft 11 is used and the magnetic core 13 is attached to it as described above, the displacement sensor 17 can be installed outside the cylinder body 5, which prevents leakage into the chamber 14a, for example. Even if the hydraulic oil is conductive, the displacement of the magnetic core 13 can be detected with high accuracy without being affected by it, and the reliability of the differential pressure gauge can be improved.

また、本実施例ではアンプ20を内蔵している
ことにより、ゼロ点調正、ゲイン調整が簡単に行
なえ、温度補償回路等を付けることにより、温度
変化に対する誤差も補正され、差圧をさらに高精
度に測定することが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, since the amplifier 20 is built-in, zero point adjustment and gain adjustment can be easily performed, and by adding a temperature compensation circuit, errors due to temperature changes are corrected, and the differential pressure can be further increased. It becomes possible to measure accurately.

また、この実施例においては、ボデー1にシリ
ンダ5を取り付け、本体部分を着脱自在のカート
リツジ方式としたため、メインテナンスが容易に
行なえる。
Further, in this embodiment, the cylinder 5 is attached to the body 1, and the main body portion is of a removable cartridge type, so that maintenance can be easily performed.

以上のように、本実施例によれば、高圧下で使
用しても変位センサー部分及びピストン・シリン
ダ部分の破損を生じることがなく、かつ高圧同士
のわずかの圧力差を高精度に検出することができ
る。また、メインテナンスも容易に行なえる。従
つて、差圧信号を用いる制御装置の電子化に役立
つこと大である。
As described above, according to this embodiment, even when used under high pressure, the displacement sensor part and the piston/cylinder part will not be damaged, and the slight pressure difference between high pressures can be detected with high accuracy. I can do it. Furthermore, maintenance can be easily performed. Therefore, it is very useful for computerizing control devices that use differential pressure signals.

なお、以上の実施例は、2つの圧力P1,P2の
大小関係が一定していない場合の例であるが、
P1≧P2の関係が常に保たれる場合には、段付ピ
ストン8の図面右方の変位だけを考えればよいの
で、スプリング16はなくてもよく、この場合は
構造が簡単になる。なおこのときの差圧と出力電
気信号レベルEとの関係は、 E={K・A/K2}(P1−P2) となる。
Note that the above embodiment is an example in which the magnitude relationship between the two pressures P1 and P2 is not constant.
If the relationship P1≧P2 is always maintained, it is only necessary to consider the displacement of the stepped piston 8 in the right direction in the drawing, so the spring 16 may be omitted, and in this case, the structure becomes simpler. The relationship between the differential pressure and the output electrical signal level E at this time is E={K·A/K2}(P1−P2).

また上記実施例では、アンプ20をカートリツ
ジ18内に設けたが、必要によつては、アンプ2
0を外部に配置することもでき、この場合は構造
がコンパクトになる。
Further, in the above embodiment, the amplifier 20 is provided in the cartridge 18, but if necessary, the amplifier 20 may be provided in the cartridge 18.
0 can also be placed externally, in which case the structure becomes more compact.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、高圧下で使用しても変位セン
サー部分及びピストン等の破損を生じることがな
く、かつ高圧同士のわずかの圧力差を高精度に検
出することができ、従つて差圧信号を用いる制御
装置の電子化に役立つこと大である。
According to the present invention, even when used under high pressure, the displacement sensor part, piston, etc. will not be damaged, and a slight pressure difference between high pressures can be detected with high accuracy, and therefore the differential pressure signal This will be of great help in the electronicization of control devices that use

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例による差圧計の断面図
である。 図中、符号5……シリンダ本体、5a,5b…
…2つの圧油通路、5c,5d……室、5A……
軸方向穴、6,7……受圧部、8……段付ピスト
ン、8a……外周ピストン部分、8b,8c……
中央ピストン部分、9,10……シリンダ室、1
1……シヤフト、13……コア、14……ケー
ス、14a……室、15,16……スプリング
(付勢手段)、17……変位センサー。
FIG. 1 is a sectional view of a differential pressure gauge according to an embodiment of the present invention. In the figure, code 5... cylinder body, 5a, 5b...
...Two pressure oil passages, 5c, 5d...chamber, 5A...
Axial hole, 6, 7...Pressure receiving part, 8...Stepped piston, 8a...Outer peripheral piston part, 8b, 8c...
Central piston part, 9, 10...Cylinder chamber, 1
1... Shaft, 13... Core, 14... Case, 14a... Chamber, 15, 16... Spring (biasing means), 17... Displacement sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 油圧回路内の2つの部位の圧力差を検出する
油圧機械用の差圧計において、 前記2つの部位の圧力が導かれる2つの圧油通
路を有するシリンダ本体と、 両側に面積の等しい受圧部を形成した外周ピス
トン部分及びこの外周ピストン部分の軸方向両側
に突出する2つの中央ピストン部分を有し、これ
ら外周及び中央ピストン部分が前記シリンダ本体
内に軸方向に密封移動可能に収容され、前記外周
ピストン部分と前記シリンダ本体の内壁との間に
前記2つの圧油通路がそれぞれ開口するシリンダ
室を形成する段付ピストンと、 前記段付ピストンを軸方向の移動に対抗して付
勢する付勢手段と、 前記段付ピストンの軸方向一方の側に配置さ
れ、該段付ピストンの軸方向の変位を電気的に検
出する変位検出手段であつて、前記シリンダ本体
内に前記中央ピストン部分の軸方向移動を許容す
るよう形成されかつ前記シリンダ本体の端壁に開
口する軸方向穴、前記段付ピストンと一体に軸方
向に移動するよう前記軸方向穴に配置されかつ前
記中央ピストン部分の反対側の端部が前記軸方向
穴の開口より前記シリンダ本体の端壁外に突出す
る非磁性体からなるシヤフト、前記シヤフトの前
記突出部分に設けられた磁性体コア、前記シリン
ダ本体の端壁外で前記軸方向穴の開口を閉じかつ
前記シヤフトの突出部分及び磁性体コアを囲繞す
る非磁性体からなるケース、及び前記ケースの外
周に装着され前記コアの変位を検出する変位セン
サーを有するものと、 前記前記中央ピストン部分の端面、前記軸方向
穴及び前記ケースの内側をタンクに連通させる通
路手段と を備えることを特徴とする油圧機械用の差圧計。
[Scope of Claims] 1. A differential pressure gauge for a hydraulic machine that detects a pressure difference between two parts in a hydraulic circuit, comprising: a cylinder body having two pressure oil passages through which the pressures of the two parts are guided; It has an outer circumferential piston portion forming a pressure-receiving portion with an equal area and two central piston portions protruding on both sides of the outer circumferential piston portion in the axial direction, and these outer circumferential and central piston portions are capable of sealing movement in the axial direction within the cylinder body. a stepped piston that is housed in the cylinder body and forms a cylinder chamber in which the two pressure oil passages open between the outer peripheral piston portion and the inner wall of the cylinder body; and a displacement detection means disposed on one axial side of the stepped piston to electrically detect the displacement of the stepped piston in the axial direction, the displacement detection means being disposed within the cylinder body. an axial hole formed to permit axial movement of the central piston portion and opening in an end wall of the cylinder body; an axial hole configured to allow axial movement of the central piston portion; a shaft made of a non-magnetic material whose end opposite to the central piston portion protrudes from the opening of the axial hole to the outside of the end wall of the cylinder body; a magnetic core provided in the protruding portion of the shaft; and the cylinder. A case made of a non-magnetic material that closes the opening of the axial hole outside the end wall of the main body and surrounds the protruding portion of the shaft and the magnetic core, and a displacement device that is attached to the outer periphery of the case and detects the displacement of the core. A differential pressure gauge for a hydraulic machine, comprising: a sensor; and passage means for communicating the end face of the central piston portion, the axial hole, and the inside of the case with a tank.
JP16213487A 1987-06-29 1987-06-29 Differential manometer Granted JPS646733A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16213487A JPS646733A (en) 1987-06-29 1987-06-29 Differential manometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16213487A JPS646733A (en) 1987-06-29 1987-06-29 Differential manometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS646733A JPS646733A (en) 1989-01-11
JPH0580975B2 true JPH0580975B2 (en) 1993-11-11

Family

ID=15748684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16213487A Granted JPS646733A (en) 1987-06-29 1987-06-29 Differential manometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS646733A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5384147B2 (en) * 2009-03-11 2014-01-08 株式会社小松製作所 Contact type stroke sensor
CN105971980B (en) * 2016-07-21 2018-01-12 苏州誉衡兴自动化科技有限公司 A kind of pressure measuring tie-in for automated machine tool hydraulic jack

Also Published As

Publication number Publication date
JPS646733A (en) 1989-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7401522B2 (en) Pressure sensor using compressible sensor body
CA2269214C (en) Fluid pressure sensing unit incorporating diaphragm deflection sensing array
US4700610A (en) Cylinder tube strain measurement feedback for piston position control
US4355280A (en) Accumulator condition indicator with spring biasing to indicate linear displacement of a piston
WO2005036039A1 (en) Diaphragm monitoring for flow control devices
US3038336A (en) System for measuring height and density of liquids
JPS5829862B2 (en) pressure measuring device
US4034610A (en) Differential pressure measuring device
CN108225627A (en) Engineering machinery diaphragm pressure transducers and manufacturing method
CA1037734A (en) Temperature compensated liquid level transmitter
US4491027A (en) Wide-range load cell
JPH0580975B2 (en)
US2747408A (en) Electrical pressure cell transducer
US3313158A (en) High overload pressure transducer
EP0071581B1 (en) Electronic transducer for transducing pressure values of industrial process fluids
HU209777B (en) Pipe elevator with a regulator system of the position of the piston
EP0417317A1 (en) Differential pressure gauge
US6321590B1 (en) Leakage measuring device
CA1251337A (en) Non-compliant pressure cell
CN116222652B (en) Nanometer film core and composite sensor
CN219776944U (en) Pin shaft type force sensor with full-bridge temperature compensation
CN214096285U (en) Cylindrical weighing sensor
US3355936A (en) Apparatus for measuring mechanical stresses and hydraulic pressures
JPH05142076A (en) Differential pressure sensor and its diaphragm
JPH0326930A (en) Load cell for two range pressure control

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees