JPH095195A - 差圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】測定差圧の片側の圧力が非常に高いときでも測
定精度の低下を防止する。 【構成】隔膜ユニット27と副体25は、それぞれの左端面
と右端面の間に、２〜３ｍｍ程度の一定隙間ができるよ
うに、本体21の座グリ穴21a の小径と大径の各座グリ部
に挿設される。この設計的に予め計画された隙間に、こ
れを埋める形でバネ定数の非常に大きい（非常に硬い）
皿ばね10を挿入する。なお、皿ばね10は、ばね材料から
なる円環状（リング状）平板を湾曲変形させて製作す
る。したがって、非常に高い片圧を受けたときの副体25
のさらなる変形が防止される。この変形防止によって、
片圧が消滅したときに変形が残る恐れがなくなり、液封
入の実質的内容積の変化がなくなる。その結果、微妙な
零点変動が阻止され、ひいては測定精度の低下が防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、円盤状副体のシール
ダイヤフラムとは逆側の端面と、これと相対する過大圧
保護用の隔膜ユニットの端面の間に、円環状弾性部材と
しての皿ばねを挿入することによって、測定差圧の片側
の圧力が非常に高いときでも測定精度の低下を防止し、
また、シールダイヤフラムと隙間を介して相対する、本
体と副体の各端面に、シールダイヤフラムと相対する同
心円状波形曲面、および、導入圧の伝達を保証するため
の十文字溝を冷間鍛造法によって成形し、製品特性の均
一化とコスト低減を図る差圧測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例について、その断面図を示す図３
を参照しながら説明する。この従来例は差圧検出装置20
として構成される。図において、この差圧検出装置20は
主として、差圧検出部1 および隔膜ユニット27を内蔵す
る本体21と、副体25と、左右両側の各カバー28と、上部
ケース30とからなる。本体21は左右両側に平行な端面を
もつ円柱状をなし、左側の端面から２段の座グリ部をも
つ有底の座グリ穴21a があけられる。本体21の右端面
は、ここに設けられるシールダイヤフラム22と隙間をも
ち、これに対応する波形が加工される。このシールダイ
ヤフラム22は、測定差圧に係る一方の導入圧を受圧す
る。本体21の右端面と座グリ穴21a の１段目の小径座グ
リ面とに開口するように貫通する穴21b が、また座グリ
穴21a の２段目の大径座グリ面から差圧検出部1 に通じ
る穴21c があけられる。また、穴21b に本体21の外周面
の下部から、符号を付けてない穴があけられ、この穴は
圧力伝達用の液体であるシリコーンオイルを内部空間に
充填するためのもので、充填後にボール23と押止ネジ24
によって封止される。

【０００３】隔膜ユニット27は円板状をなし、部分的な
破断図で示すように、円板状の保護ダイヤフラム27a
と、その左右両側に配された符号を付けてない円錐状空
間と、この空間に連通する穴とを有する。この隔膜ユニ
ット27は、誤操作などにより、過大な片圧がシールダイ
ヤフラム22（後述する他方のシールダイヤフラム26につ
いても同様）にかかったとき、この片圧がそのまま差圧
検出部１に伝達されないように制限し、差圧検出部１を
保護する機能をもつ。

【０００４】本体21の座グリ穴21a の穴部分に差圧検出
部1 が挿設され、差圧検出部1 からのリード部2 が、本
体21の外周面の上部から上方に引き出される。副体25は
円板状をなし、軸線方向に貫通する穴25a があけられ
る。副体25の左側面は、ここに設けられる、測定差圧に
係る他方の導入圧受圧用のシールダイヤフラム26と隙間
をもち、これに対応する波形が加工される。副体25は、
座グリ穴21a の１段目の座グリ部に挿入され溶接によっ
て固着され、穴25a は隔膜ユニット27の左側の円錐状空
間に連通する。本体21に、差圧検出部1 、隔膜ユニット
27および副体25が挿入され溶接によって固着された後
に、本体21と隔膜ユニット27と副体25との内部空間にシ
リコーンオイルが充填され、充填後に先に述べたように
ボール23と押止ネジ24によって封止される。

【０００５】右, 左各側のカバー28は、測定差圧に係る
一方, 他方の各導入圧用の紙面に直角にあけられた穴(
図示してない) をもち、各シールダイヤフラム22,26 を
覆う形で、それぞれＯリング29を介して密封的に本体21
に対し、図示してないネジによる締結によって固定され
る。上部ケース30は、内部に増幅器や演算回路、指示計
などが内蔵される筒状部材で、その周縁部で本体21の外
周面上部に溶接によって固着される。

【０００６】測定差圧に係る一方の導入圧が、本体21の
右側のカバー28の、図示してない導入穴をへてシールダ
イヤフラム22で受圧され、封入液を介して一つには隔膜
ユニット27の右側の空間に、もう一つには差圧検出部1
の対応する側に伝達される。他方の導入圧が本体21の左
側のカバー28の導入穴をへてシールダイヤフラム26で受
圧され、封入液を介して一つには隔膜ユニット27の左側
の空間に、もう一つには差圧検出部1 の対応する側に伝
達される。誤操作などに起因して、測定差圧に係るいず
れかの導入圧だけが大きい片圧として作用したときに
は、隔膜ユニット27の保護ダイヤフラム27a に基づく周
知の保護機能によって、差圧検出部1 には過大圧がかか
らないようにされ、差圧検出部1 が大きい片圧から保護
される。さらに、封入液と接触する部分の溶接箇所を、
構造的に全て本体21の内部に位置させるようにして外気
に触れないようにすることができる。

【０００７】次に、本体と副体のシールダイヤフラム側
の端面の加工について、図４と図５をそれぞれを参照し
ながら詳しく説明する。図４は本体に関し、(a) は要部
を破断した側面図、(b) は正面図である。本体21の右端
面に、シールダイヤフラム22が設けられ、この右端面に
は、シールダイヤフラム22と相対する同心円状波形曲面
11、および、導入圧の伝達を保証するための十文字溝12
が形成される。つまり、導入圧を受けてシールダイヤフ
ラム22が変形して穴21b の開口部を密閉し導入圧の伝達
停止を起こそうとしても、穴21bの開口部と交差する十
文字溝12の存在によって、隙間空間の圧力は穴21b を通
して確実に伝達される。一般に、波形曲面11は切削加工
（倣い旋盤加工）により、十文字溝12はフライスによる
切削加工か、放電加工かによる。いずれにしても、波形
曲面11と十文字溝12は、精度を要する加工であるととも
に、加工工数の増大ひいてはコスト増大をまねく。なお
十文字溝12は、図のような十文字の形に限定されず、穴
21b の開口部と交差し、なるべく端面の広い領域を連通
すればよい。この十文字溝12の幅×深さの寸法は、0.2
×0.2 ｍｍである。

【０００８】同様のことは、副体25についても言える。
図５は副体に関し、(a) は断面図、(b) は正面図であ
る。図において、副体25の右端面に、シールダイヤフラ
ム26が設けられ、この右端面には、シールダイヤフラム
26と相対する同心円状波形曲面11、および、導入圧の伝
達を保証するための十文字溝12が形成される。波形曲面
と十文字溝には、それぞれ本体21におけると同じ符号を
付けた。つまり、十文字溝12は、導入圧を受けてシール
ダイヤフラム26が変形して中心の穴25a の開口部を密閉
し、導入圧の伝達停止を起こそうとするのを防止する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来例において（図３
参照）、隔膜ユニット27と副体25は、それぞれの左端面
と右端面が設計的に隙間なく接触するように、本体21の
座グリ穴21a の小径と大径の各座グリ部に挿設される。
さらに詳しく言うと、隔膜ユニット27は、座グリ穴21a
の小径座グリ部に挿入されるとともに、左側の外周角部
で本体21（正確には、小径座グリ部の面とり部分）と溶
接され、また、副体25は、座グリ穴21a の大径座グリ部
に挿入されるとともに、左側の外周角部で本体21（正確
には、大径座グリ部の面とり部分）と溶接される。

【００１０】したがって、隔膜ユニット27と副体25はそ
れぞれ溶接・固着されるとき、溶接熱の影響を受けて微
妙かつ不規則に変形し、相対する端面間（隔膜ユニット
27の左端面と副体25の右端面の間）に避けえない隙間を
生じる。さらに加えて、隔膜ユニット27それ自体、保護
ダイヤフラム27a と符号を付けてない両側のカバーが外
周接合部で溶接されるとき、その溶接熱の影響で図の左
端面が左方に凸になるようわずかに湾曲変形する。した
がって、副体25は、非常に高い片圧を受けたとき、その
片圧によって変形し、片圧が消滅したときにも変形が若
干残り、この残留変形に起因する液封入の実質的内容積
がわずかに変化する。その結果、零点変動が起こり測定
精度を低下させる。

【００１１】また、従来例において、各シールダイヤフ
ラム22,26 と相対する、本体21と副体25の端面に、各シ
ールダイヤフラム22,26 と相対する同心円状波形曲面1
1、および、導入圧の伝達を保証するための十文字溝12
を加工するが、この加工には精度を要し、それだけコス
トをかけてきた。この発明が解決しようとする課題は、
従来の技術がもつ以上の問題点を解消して、測定差圧の
片側の圧力が非常に高いときでも測定精度の低下を防止
し、また本体と副体でシールダイヤフラムと隙間を介し
て相対する各端面の加工方法の改善によって、製品特性
の均一化とコスト低減を図る差圧測定装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、一方の端面
にこれと隙間を介して相対する形で測定差圧の一方の導
入圧を受けるシールダイヤフラムを設け、他方の端面に
大径と小径の２段座グリ部付き有底穴をあけこれに差圧
検出部を挿設した本体と；この本体の小径座グリ部に挿
設され、カバーが保護ダイヤフラムを両側からそれぞれ
空間を介して挟む過大圧保護用の円盤状隔膜ユニット
と；本体の大径座グリ部に挿設され、外側端面にこれと
隙間を介して相対する形で測定差圧の他方の導入圧を受
けるシールダイヤフラムを設けた円盤状の副体と；を備
え、本体側シールダイヤフラムの隙間空間と、隔膜ユニ
ットの一方の空間と、差圧検出部の対応側とが、副体側
シールダイヤフラムの隙間空間と、隔膜ユニットの他方
の空間と、差圧検出部の対応側とがそれぞれ連通すると
ともに、その各連通空間に圧力伝達用の液体を封入して
なる差圧測定装置において、隔膜ユニットと副体の相対
する各端面間に弾性部材、たとえば円環状平板が変形さ
れてなる皿ばねを挿入してなる、という構成である。

【００１３】また、この発明は、同じ差圧測定装置にお
いて、シールダイヤフラムと隙間を介して相対する、本
体と副体の各端面が、冷間鍛造法によって成形されてな
る、という構成である。

【００１４】

【作用】この発明では、副体と隔膜ユニットの相対する
端面間に初期から存在する隙間に、弾性部材たとえば皿
ばねが挿入されるから、副体は、非常に高い片圧を受け
たときの片圧による変形が防止される。つまり、副体と
隔膜ユニットは、それぞれ本体の座グリ部に溶接で挿設
・固着されるから、そのとき溶接熱の影響を受けて微妙
かつ不規則に変形し、さらに加えて、隔膜ユニットそれ
自体、保護ダイヤフラムと両側のカバーが外周接合部で
溶接されるとき、その溶接熱の影響で開放側端面が凸に
なるようわずかに湾曲変形する。したがって、端面間に
避けえない隙間を生じる。この隙間を（バネ定数の非常
に大きい）弾性部材が埋める形をとって、非常に高い片
圧を受けたときの副体のさらなる変形が防止される。こ
の変形防止によって、片圧が消滅したときに変形が残る
恐れがなくなり、この残留変形に起因する液封入の実質
的内容積の変化がなくなる。その結果、それに起因する
零点変動が阻止され、ひいては測定精度の低下を防止す
る。

【００１５】また、この発明では、シールダイヤフラム
と隙間を介して相対する、本体と副体の各端面に、シー
ルダイヤフラムと相対する同心円状波形曲面、および、
導入圧の伝達を保証するための十文字溝を冷間鍛造法に
よって加工するから、従来の切削と放電加工の方法に比
べて、加工精度を保持しながら簡単かつ短時間に実現す
ることができる。

【００１６】

【実施例】この発明に係る差圧測定装置の実施例につい
て、以下に図を参照しながら説明する。図１は実施例の
要部の断面図である。図１において、実施例では、隔膜
ユニット27と副体25は、予めそれぞれの左端面と右端面
の間に２〜３ｍｍ程度の一定隙間ができるように、本体
21の座グリ穴21a の小径と大径の各座グリ部に挿設され
る。なお、隔膜ユニット27と副体25は、説明の便宜上、
従来例におけるのと同じ符号を付けてある。この設計的
に予め計画された隙間に、これを埋める形でバネ定数の
非常に大きい（非常に硬い）皿ばね10を挿入する。この
皿ばね10は、図２(a) の断面図と、図２(b) の正面図に
示すように、ばね材料からなる円環状（リング状）平板
を円筒外周面に沿って湾曲変形させて製作する。したが
って、非常に高い片圧を受けたときの副体25のさらなる
変形が防止される。この変形防止によって、片圧が消滅
したときに変形が残る恐れがなくなり、液封入の実質的
内容積の変化がなくなる。その結果、微妙な零点変動を
阻止して、測定精度の低下を防止する。

【００１７】次に、従来例における図４と図５をそのま
ま参照しながら説明するが、実施例では、本体21と副体
25は、各シールダイヤフラム22,26 と隙間を介して相対
する各端面に、同心円状波形曲面11、および、導入圧の
伝達を保証するための十文字溝12が精密冷間鍛造法によ
って加工される。精密冷間鍛造法によれば、波形曲面11
と十文字溝12は、寸法精度±0.05ｍｍで十分加工するこ
とができる。したがって、従来の切削と放電加工の方法
に比べて、加工精度を十分保持しながら簡単かつ短時間
に実現することができ、それだけ製品特性の均一化とコ
スト低減を図ることができる。

【００１８】

【発明の効果】この発明によれば、次のような優れた効
果が期待できる。 (1) 測定差圧の片側の圧力が非常に高いときでも測定精
度の低下を防止することができる。その理由は以下のと
おりである。副体と隔膜ユニットが本体の座グリ部に溶
接で挿設・固着されるときに、溶接熱の影響を受けて微
妙かつ不規則に変形し、端面間に避けえない隙間を生じ
ることになり、副体が非常に高い片圧を受けたとき変形
する。そこで、予め端面間の隙間を弾性部材が埋める形
をとって、さらなる変形が防止され、そのため片圧が消
滅したときに変形が残る恐れがなくなる。その結果、こ
の残留変形に起因する零点変動が阻止され、ひいては測
定精度の低下が防止される。 (2) 製品特性の均一化とコスト低減を図ることができ
る。その理由は以下のとおりである。シールダイヤフラ
ムと隙間を介して相対する、本体と副体の各端面に、シ
ールダイヤフラムと相対する同心円状波形曲面、およ
び、導入圧の伝達を保証するための十文字溝を冷間鍛造
法によって加工するから、従来の切削と放電加工の方法
に比べて、加工精度を十分保持しながら簡単かつ短時間
に実現することができるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る実施例の要部の断面図

【図２】実施例における皿ばねに関し、(a) は要部を破
断した側面図、(b) は正面図

【図３】従来例の断面図

【図４】従来例の本体に関し、(a) は断面図、(b) は正
面図

【図５】従来例の副体に関し、(a) は断面図、(b) は正
面図

【符号の説明】

１ 差圧検出部 ２ リード部 １０ 皿ばね １１ 波形曲面 １２ 十文字溝 ２０ 差圧検出装置 ２１ 本体 ２１ａ 座グリ穴 ２１ｂ，２１ｃ 穴 ２２ シールダイヤフラム ２３ ボール ２４ 押止ネジ ２５ 副体 ２５ａ 穴 ２６ シールダイヤフラム ２７ 隔膜ユニット ２７ａ 保護ダイヤフラム ２８ カバー ２９ Ｏリング ３０ 上部ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 誠治 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 安藤 正身 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 曳田 博 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の端面にこれと隙間を介して相対する
   形で測定差圧の一方の導入圧を受けるシールダイヤフラ
   ムを設け、他方の端面に大径と小径の２段座グリ部付き
   有底穴をあけこれに差圧検出部を挿設した本体と；この
   本体の小径座グリ部に挿設され、カバーが保護ダイヤフ
   ラムを両側からそれぞれ空間を介して挟んでなる過大圧
   保護用の円盤状隔膜ユニットと；本体の大径座グリ部に
   挿設され、外側端面にこれと隙間を介して相対する形で
   測定差圧の他方の導入圧を受けるシールダイヤフラムを
   設けた円盤状の副体と；を備え、本体側シールダイヤフ
   ラムの隙間空間と、隔膜ユニットの一方の空間と、差圧
   検出部の対応側とが、副体側シールダイヤフラムの隙間
   空間と、隔膜ユニットの他方の空間と、差圧検出部の対
   応側とがそれぞれ連通するとともに、その各連通空間に
   圧力伝達用の液体を封入してなる差圧測定装置におい
   て、隔膜ユニットと副体の相対する各端面間に弾性部材
   を挿入してなることを特徴とする差圧測定装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の差圧測定装置において、
   弾性部材は、円環状平板が変形されてなる皿ばねである
   ことを特徴とする差圧測定装置。
3. 【請求項３】一方の端面にこれと隙間を介して相対する
   形で測定差圧の一方の導入圧を受けるシールダイヤフラ
   ムを設け、他方の端面に大径と小径の２段座グリ部付き
   有底穴をあけこれに差圧検出部を挿設した本体と；この
   本体の小径座グリ部に挿設され、カバーが保護ダイヤフ
   ラムを両側からそれぞれ空間を介して挟んでなる過大圧
   保護用の円盤状隔膜ユニットと；本体の大径座グリ部に
   挿設され、外側端面にこれと隙間を介して相対する形で
   測定差圧の他方の導入圧を受けるシールダイヤフラムを
   設けた円盤状の副体と；を備え、本体側シールダイヤフ
   ラムの隙間空間と、隔膜ユニットの一方の空間と、差圧
   検出部の対応側とが、副体側シールダイヤフラムの隙間
   空間と、隔膜ユニットの他方の空間と、差圧検出部の対
   応側とがそれぞれ連通するとともに、その各連通空間に
   圧力伝達用の液体を封入してなる差圧測定装置におい
   て、シールダイヤフラムと隙間を介して相対する、本体
   と副体の各端面は、冷間鍛造法によって成形されてなる
   ことを特徴とする差圧測定装置。