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    公开号:WO1990011503A1
    申请号:PCT/JP1990/000403
    申请日:1990-03-27
    公开日:1990-10-04
    发明作者:Naoto Miyano
    申请人:Taisei Kogyo Co., Ltd.；
    IPC主号:G01F1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 差圧 δΐ 技術分野
    [0002] この発明は、 2点間の流体の圧力差を計測する差圧計に 関する
    [0003] 背景技術
    [0004] 差圧計は、 例えば油圧回路の流体管路中に設けられたフ ィ ルタの上流側と下流側における油圧を測定することにより フ ィ ル夕の目詰ま りの程度を調べる為に使用されている。
    [0005] 従来のこの種の用途の差圧計には、 流体管路に対してフ ィ ルタの上流側と下流側とで連通されたシリ ンダと、 シリ ン ダ中に摺動自在に設けられたピス ト ンと、 を備えた形式があ る。 この形式の従来の差圧計においては、 ピス ト.ンの一部が シリ ンダの一端面に形成されている貫通孔を介してシリ ンダ の外部に突出しており、 ピス ト ンの両側に負荷される流体の 圧力差により シリ ンダ中で摺動するピス ト ンが外部に突出し た一部により シリ ンダの外部に所定の間隔で設けられている 複数のマイクロスィ ッチを作動させ、 そして複数のマイクロ スィ ツチからの電気信号により 2点間の流体の圧力差が計測 される。
    [0006] 上記形式の従来の差圧計においては、 シリ ンダの一端面 の貫通孔においてビス ト ンの外部突出部との間の隙間から加 圧されている油が漏れ出るのを防止する為に、 上記貫通孔に シールリ ングを設けなければならない。 このシールリ ングは シリ ンダ内におけるビス トンの摺動時にビス ト ンの外部突出 部との間に摩擦抵抗を生じさせているので、 上記形式の従来 の差圧計においてはこの摩擦抵抗以下の大きさの差圧を測定 することは出来ない。
    [0007] 従来の上述した用途の差圧計には、 流体管路に対してフ ィ ル夕の上流側と下流側とで連通されたシリ ンダの内部空間 を例えばダイヤフラムの如き仕切り壁により仕切つた形式が ある。 この形式の従来の差圧計においては仕切り壁にス ト レ ィ ンゲージが設けられており、 仕切り壁の両側に負荷される 流体の圧力差による仕切り壁の歪み （即ち、 変位） がス ト レ イ ンゲ—ジにより計測され、 ス ト レイ ンゲージからの電気信 号により 2点間の流体の圧力差を計測される。
    [0008] この形式の従来の差圧計においては、 ス ト レイ ンゲージ からの電気信号をシリ ンダの外部の圧力差計測回路へと導く 為にシリ ンダの周壁に貫通孔を形成し、 この貫通孔に上記電 気信号の為のリ一 ド線を通過させなければならない。 そして 上記貫通孔はリ一 ド線を通過させた後に加圧油が漏出するの を防止する為にシ一ルされなければならない
    [0009] 比較的高い圧力の油を使用する油圧回路中で使用される 差圧計においては、 上述したリ一 ド線通過孔のシールを行う 為の構造が比較的大掛りになり、 しかもシール作業や保守点 検作業も煩雑である。
    [0010] この発明は上記事情の下でなされ、 この発明の目的は、 差圧の測定精度を向上させることが出来るばかりでなく、 面 倒なシール作業をなく し、 製造および保守点検作業を簡単に することが出来る安価な差圧計を提供することである。 発明の開示
    [0011] この発明に従つた差圧計は ： 流体の相互に異なった 2つ の位置に連通する第 1 の連通孔と第 2の連通孔とを有した容 器と ； 容器中に、 第 1の連通孔により容器中に導かれた流体 の圧力と第 2の連通孔により容器中に導かれた流体の圧力と の圧力差により変位自在に設けられた差圧変位体と ；差圧変 位体に取り付けられた磁石と ； 容器の外側に容器中の差圧変 位体の磁石の磁気の強さを感知し、 感知した磁気の強さに対 応した信号を発生する感磁性手段と ； 感磁性手段からの信号 に基づいて上記圧力差を計測する圧力差計測手段と ； を備え たことを特徴としている。
    [0012] ここにおいて感磁性手段が差圧変位体に固定されている 磁石から感知する磁気の強さは、 容器中における差圧変位体 が移動し^時に変動する。 従って、 差圧変位体に負荷されて いる圧力差に対応した差圧変位体の変位を容器の周壁により 完全に隔離された磁石と感磁性手段との組み合わせにより検 知することが出来るので、 容器にシールを必要とする貫通孔 を形成することなく差圧変位体に負荷されている圧力差を知 ることが出来る。
    [0013] 前述の従来の 2種類の差圧計においては必要となつてい た差圧変位体としてのビス ト ンの外部突出部の為のシール部 材ゃリ ー ド線の為のシール構造をなくすことが出来たおかげ で、 差圧の測定精度を向上させることが出来るばかりでなく、 面倒なシール作業をなく し、 製造および保守点検作業を簡単 にすることが出来、 差圧計を安価とすることが出来た。 図面の簡単な説明
    [0014] 第 1図は、 この発明の一実施例に従った差圧計が油圧管 路の所定の位置に配置された状態を概略的に示す縱断面図 ； 第 2図は、 第 1図の差圧計において使用される差圧変位 体の変形例を拡大し概略的に示す縱断面図 ；
    [0015] 第 3図は、 この発明の他の実施例に従った差圧計を概略 的に示す縱断面図 ；
    [0016] 第 4図は、 差圧変位体に取り付けられた磁石と容器の外 側で容器中の差圧変位体の磁石の磁気の強さを感知する感磁 性手段との間の距離が差圧変位体の変位により変動した時の 上記距離と感磁性手段としてのホール素子に流れる電流の電 圧との関係を概略的に示す線図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0017] 以下に本発明の種々の実施例に従った差圧計及びこの差 圧計中の差压変位体の変形例を添付の図面を参照しながら詳 細に説明する。
    [0018] 第 1図には、 この発明の一実施例に従った差圧計 1 0が 油圧管路 1 2の所定の位置に配置された状態の縱断面が概略 的に示されている。
    [0019] 油圧管路 1 2の内部空間は油圧管路 1 2の長手方向に対 して略直交する方向に広がつたフ ィ ル夕 1 4により仕切られ ている。 フィ ルタ 1 4は多数の孔が形成された扳材により形 成されており、 第 1図において加圧された油は、 油圧管路 1 2の左方から右方へと白抜きの矢印 P 0で示す如く フィ ル夕 1 4を介して流れている。
    [0020] 油圧管路 1 2の外周面上には、 フィ ルタ 1 4の下流側に 隣接して平面形状が円形の差圧計取り付け凹所 1 6が形成さ れている。 差圧計取り付け凹所 1 6には差圧計 1 0の多段の 円筒形状をした容器 1 8の大径部がボル ト等の公知の固定手 段 1 9により着脱自在に固定されており、 差圧計取り付け凹 所 1 6の内周面と容器 1 8の大径部の外周面との間の隙間は 大径部の外周面に設けられたシールリ ング 2 0により密封さ れている。 容器 1 8は例えばステンレス鋼の如き非磁性材料 で形成されている。
    [0021] 容器 1 8の内部には大径部の端面に開口した横断面円形 状の段付きの内部空問 2 2が形成されており、 内部空間 2 2 の大径部 2 2 aには横断面円形状のビス ト ン 2 4が容器 1 8 の長手方向に摺動自在に配置されている。 ビス ト ン 2 4の外 周面には内部空間 2 2の大径部の内周面との間の隙間を密封 する為のシールリ ング 2 6が設けられている。 内部空間 2 2 の大径部にはさ らにピス ト ン 2 4と差圧計取り付け凹所 1 6 の底表面との間に圧縮コィルばね 2 8が配置されており、 ピ ス ト ン 2 4は圧縮コイルばね 2 8の付勢力により内部空間 2 2の段部 2 2 bに当接されている。
    [0022] ピス ト ン 2 4は内部空間 2 2の小径部 2 2 c中に同心的 に延出した磁石支持突出部 3 2を有しており、 磁石支持突出 部 3 2の突出端には磁石 3 4が支持されている。
    [0023] 油圧管路 1 2の差圧計取り付け凹所 1 6の入り口を取り 囲む面取り表面には、 フィ ルタ Γ4の上流側で油圧管路 1 2 の内部空間に連通した第 1の貫通孔 3 6が形成されている。 上記面取り表面における第 1の貫通孔 3 6の開口は、 差圧計 取り付け凹所 1 6に固定されている容器 1 8の周壁中に形成 されている第 1の連通孔 3 8の一端の開口に覆われ、 第 1の 連通孔 3 8の一端の開口と第 1の貫通孔 3 6の上記開口との 間の隙間は容器 1 8の周壁上で第 1の連通孔 3 8の一端の開 口を取り囲むよう設けられているシ—ルリ ング 4 0により密 封されている。 第 1の連通孔 3 8の他端は容器 1 8の内部空 間 2 2の小径部 2 2 cに開口している。 従って、 容器 1 8の 内部空間 2 2の小径部 2 2 cは、 容器 1 8の周壁の第 1の連 通孔 3 8と油圧管路 1 2の第 1 の貫通孔 3 6とを.介して、 油 圧管路 1 2の内部空間でフィルタ 1 4の上流側の領域 4 2に 連通している。
    [0024] 差圧計取り付け凹所 1 6の底表面には、 フィ ルタ 1 4の 下流側で油圧管路 1 2の内部空間に連通した第 2の貫通孔 4 4が形成されている。 従って、 容器 1 8の内部空間 2 2の大 径部 2 2 aは、 油圧管路 1 2の第 2の貫通孔 4 4を介して、 油圧管路 1 2の内部空間でフィ ルタ 1 4の下流側の領域 4 6 に連通している。 この実施例においては、 差圧計取り付け凹 所 1 6の底表面に対向した内部空間 2 2の大径部 2 2 aの開 口が、 油圧管路 1 2の第 2の貫通孔 4 4と協働して内部空間 2 2の大径部 2 2 aを油圧管路 1 2の内部空間でフィルタ 1 4の下流側の領域 4 6と連通させる第 2の連通孔 4 7として 機能している。
    [0025] 容器 1 8の小径部の突出端面と外周面の突出端面近傍領 域にはピス ト ン 2 4の磁石 3 4の磁気の強さを感知する感磁 性手段と してのホール素子 4 8が適当な絶縁材を介して取り 付けられている。 これらのホール素子 4 8は後にその機能を 詳述する計測回路 5 0に接続されている。
    [0026] 上述した実施例においては、 油圧管路 1 2中のフィ ル夕 1 4に生じる目詰まりの程度がひどく なるにつれて油圧管路 1 2の内部空間で上流側の領域 4 2と下流側の領域 4 6とに おける油の圧力の差が大きく なる。 油圧管路 1 2の内部空間 で上流側の領域 4 2は差圧計 1 0の容器 1 8の内部空間 2 2 の小径部 2 2 cに導かれ、 また油圧管路 1 2の内部空間で下 流側の領域 4 6は差圧計 1 0の容器 1 8の内部空間 2 2の大 径部 2 2 aに導かれているので、 上記圧力差が大きく なるに つれて内部空間 2 2中のピス ト ン 2 4の両面に作用する圧力 差も大き く なる。 これによつてピス ト ン 2 4は圧縮コイルば ね 2 8の付勢力に抗して差圧計取り付け凹所 1 6の底表面に 向かうよう移動する。 即ち、 ピス ト ン 2 4は圧力差により変 位する差圧変位体として機能する。
    [0027] 容器 1 8の小径部の突出端部のホ一ル素子 4 8はピス ト ン 2 4の磁石 3 4から感知した磁気の強さに対応してホ一ル 効果により起電力を発生するので、 ピス ト ン 2 4が上述した 如く して差圧により移動することにより ピス ト ン 2 4の磁石 3 4から感知出来る磁気の強さが変化させられると、 当然の ことながら発生する起電力の大きさも変化させられる。
    [0028] 計測回路 5 0は、 ホール素子 4 8において発生する起電 力の大きさの変化にともなうホール素子 4 8を流れる電流の 電圧の値の変化を基にして、 油圧管路 1 2の内部空間で上流 側の領域 4 2と下流側の領域 4 6とにおける油の圧力の差を 計測する。
    [0029] より詳細に説明すると、 この実施例においてはホール素 子 4 8に予め電流が流されており、 ホール素子 4 8が磁石 3 4から感知出来る磁気の強さが変化するとホ一ル素子 4 8に おいて発生する起電力が予め設定されている基準値に対して 連続的に変化する。 計測回路 5 0には、 フィ ルタ 1 4が新し い時にピス ト ン 2 4に作用している所定の圧力差によりホー ル素子 4 8において発生する所定の起電力の大きさ， 即ち電 圧値， が基準値として予め設定されていて、 この基準値から の電圧値の変化の程度で差圧の増加の程度， 即ちフィ ル夕 1 4の目詰まりの程度， を知る。
    [0030] 第 4図には、 ホール素子 4 8と磁石 3 4との間の距離が 大きく なるにつれてホール素子 4 8が磁石 3 4から感知出来 る磁気の強さが連続的に小さく なり、 これに伴いホール素子 4 8が発生する起電力の大きさも連続的に小さく なり、 ひい てはホール素チ 4 8に流れる電流の電圧値が連銃的に小さく なる傾向が概略的に示されている。
    [0031] 第 2図には、 容器 1 2の内部空間 2 2中で自身の両面に 作用する圧力差により変位する差圧変位体として第 1図のピ ス ト ン 2 4に代わり使用することが出来るダイヤフラム 6 0 の縦断面が概略的に示されている。 ダイヤフラム 6 0の周縁 部は容器 1 2の内部空間 2 2の段部 2 2 bに密封状態で固定 されている。 内部空間 2 2の大径部 2 2 aに向いたダイヤフ ラム 6 0の表面には大径部 2 2 a中の圧縮コィルばね 2 8の 上端が同心的に当接しており内部空間 2 2の小径部 2 2 c に 向いたダイヤフラム 6 0の表面には磁石 3 4を支持した磁石 支持部材 6 2が例えばボル 卜の如き公知の固定手段 6 4によ り固定されている。
    [0032] なお、 第 1図に示した一実施例においても第 2図に示す 如く差圧変位体の変形例と してダイヤフラム 6 0を使用した 場合においても、 圧縮コィルばね 2 8の発生する付勢力の強 さは差圧の計測に何等影響を与えないよう設定されている。
    [0033] 第 2図に示す如く差圧変位体としてダイヤフラム 6 0を 使用した場合には微小な差圧の急速な変動にも対応すること が可能であり、 また第 1図に示した一実施例の如く差圧変位 体としてピス ト ン 2 4を使用した場合には比較的大きな差圧 の変動に対応することが可能である。
    [0034] 第 3図には、 この発明の他の実施例に従った差圧計 7 0 の縦断面が概略的に示されている。
    [0035] この実施例においては、 略管路形状をなす容器 7 2が使 用されている。 容器 7 2の内部空間の両端は図示しない流体 管路の内部空間に対して流体管路の長手方向に沿い相互に離 間した 2つの地点に連通されているが、 容器 7 2として上記 流体管路そのものを利用する事も出来る。 容器 7 2の内部には、 容器 7 2の内部空間の横断面と略 等しい寸法および形状の横断面を有した扳材からなる差圧変 位体 7 4が配置されている。 容器 7 2の内部空間中には図示 しない流体管路の内部空間からの流体が第 3図に矢印で示す 如く左方から右方へと流れるよう導入される。
    [0036] 差圧変位体 7 4の周縁の一部は容器 7 2の内周面に枢軸 7 6により回転自在に取り付けられている。 容器 7 2の内周 面には差圧変位体 7 4の周縁より も上流側に段部 7 8が形成 されている。 差圧変位体 7 4は容器 7 2の内周面で差圧変位 体 7 4より も上流側の位置と差圧変位体 7 4との間に掛け渡 された引っ張りコイルばね 8 0の付勢力により上流側に付勢 されている。
    [0037] 差圧変位体 7 4は容器 7 2の内部空間で差圧変位体 7 4 より も上流側と下流側とを、 図示しない流体管路の内部空間 に対して流体管路の長手方向に沿い相互に離間した 2つの地 点に連通する第 1の連通孔 8 2と第 2の連通孔 8 4として機 能させている。
    [0038] 差圧変位体 7 4には、 差圧変位体 7 4の回動を可能とす る為の孔 7 4 aが形成されている。 差圧変位体 7 4の周縁に は磁石 3 4が固定されており、 容器 7 2の外周面には磁石 3 4の磁力の強さを感知する感磁性手段としてのホール素子 4 8が適当な絶縁材を介して取り付けられている。 これらのホ ール素子 4 8は後にその機能を詳述する計測回路 5 0に接続 されている。
    [0039] この実施例における差圧計 7 0においてもまた容器 7 2 中で差圧変位体 7 4に作用する差圧に対応して差圧変位体 7 4が回動することによりホ—ル素子 4 8が感知する磁石 3 4 の磁力の強さが変化し、 これによつてホール素子 4 8が発生 する起電力が変化する。 計測回路' 5 0は、 ホール素子 4 8に おいて発生する起電力の大きさの変化にともなうホール素子 4 8を流れる電流の電圧の値の変化を基にして、 図示しない 流体管路の内部空間で流体管路の長手方向に離間した 2つの 位置における流体圧力の差を計測する。
    [0040] 上述した種々の実施例においては感磁性手段としてホー ル素子 4 8を使用しているが、 ホ一ル素子 4 8の代わりに例 えば作動アンプを使用することも出来る。 作動アンプはホー ル素子と同様に容器の外表面に取り付けられる。
    [0041] なお、 圧力差を検出する対象の流体は液体に限られず、 気体であつても良い。 産業上の利用可能性
    [0042] 本発明の差圧計は、 例えば油圧回路の流体管路中に設け られたフィ ル夕の上流側と下流側における油圧を測定するこ とによりフィ ルタの目詰まりの程度を調べる為に使用するこ とが出来るのはもちろんのこと、 流体管路の内部空間で流体 管路の長手方向に離間した 2つの位置における流体圧力の差 を計測するのに利用することが出来る。
    权利要求:
    Claims 請求 の 範 囲
    1. 流体の相互に異なった 2つの位置に連通する第 1の 連通孔 （38, 82) と第 2の連通孔 （47, 84) とを有 した容器 （18, 72) と ；
    容器中に、 第 1の連通孔により容器中に導かれた流 体の圧力と第 2の連通孔により容器中に導かれた流体の圧力 との圧力差により変位自在に設けられた差圧変位体 （24, 60, 74) と ；
    差圧変位体に取り付けられた磁石 （34) と ； 容器の外側に容器中の差圧変位体の磁石の磁気の強 さを感知し、 感知した磁気の強さに対応した信号を発生する 感磁性手段 （48) と ；
    感磁性手段からの信号に基づいて上記圧力差を計測 する圧力差計測手段 （50) と ；
    を備えたことを特徴とする差圧計。
    2. 感磁性手段 （48) はホール素子である、 ことを特 徵とする請求の範囲第 1項に記載の差圧計。
    3. 差圧変位体は容器 （18) 中で第 1の連通孔と第 2 の連通孔との間で摺動自在なビス ト ン部材 （24) を有して いる、 ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の差圧計。
    4. 感磁性手段 （48) はホール素子である、 ことを特 徴とする請求の範囲第 3項に記載の差圧計。
    5. 差圧変位体は容器 （18) 中の空間を第 1の連通孔 に連通した第 1の圧力作動空間 （22 c ) と第 2の連通孔に 連通した第 2の圧力作動空間 （22 a ) とに仕切るダイヤフ ラム （60) を有している、 ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の差圧計。
    6. 感磁性手段 （48) はホール素子である、 ことを特 徴とする請求の範囲第 5項に記載の差圧計。
    7. 差圧変位体は容器 （72) 中で第 1の連通孔 （82) と第 2の連通孔 （84) との間で一端部を枢動自在に支持さ れた枢動部材 （74) を有しており、 枢動部材の他端部に磁 石 （34) が固定されている、 ことを特徴とする請求の範囲 第 1項に記載の差圧計。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
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    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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