JPS5945930B2 - Pressure-displacement conversion mechanism - Google Patents
Pressure-displacement conversion mechanismInfo
- Publication number
- JPS5945930B2 JPS5945930B2 JP12165679A JP12165679A JPS5945930B2 JP S5945930 B2 JPS5945930 B2 JP S5945930B2 JP 12165679 A JP12165679 A JP 12165679A JP 12165679 A JP12165679 A JP 12165679A JP S5945930 B2 JPS5945930 B2 JP S5945930B2
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- JP
- Japan
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- bellows
- pressure
- connecting plate
- displacement
- conversion mechanism
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧力を変位に変換する機構に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a mechanism for converting pressure into displacement.
更に詳述すれば、流体圧力をベローを用いて変位に変換
する機構に関するものである。More specifically, the invention relates to a mechanism that converts fluid pressure into displacement using a bellows.
圧力を変位に変換する機構としては、第1図に示すごと
(、先に、本願出願人によって出願された、特願昭53
−38206 (特開昭54−128779号)圧力
変換機構がある。The mechanism for converting pressure into displacement is as shown in Fig.
-38206 (JP 54-128779) There is a pressure conversion mechanism.
第1図において、1は入力圧の導入されるベロー、2.
3はベロー1の両端にそれぞれ固定された、はぼ円板
状のベローエンドである。In FIG. 1, 1 is a bellow into which input pressure is introduced; 2.
Reference numeral 3 designates bellow ends each having a circular disk shape, which are fixed to both ends of the bellows 1, respectively.
4は板状の弾性材よりなる連結板で、ベローの中心軸よ
りわずか(本例ではeだけ)偏心して、一端はベローエ
ンド2に、他端はベローエンド3に固定されている。Reference numeral 4 denotes a connecting plate made of a plate-shaped elastic material, which is slightly eccentric (in this example, by e) from the central axis of the bellows, and is fixed to the bellow end 2 at one end and to the bellow end 3 at the other end.
5はベースで、ベローエンド3が固定されている。5 is a base to which bellow end 3 is fixed.
6は導入口で、入力圧力Pinはこの穴を通して、ベロ
ー1内に導入される。Reference numeral 6 denotes an inlet, and input pressure Pin is introduced into the bellows 1 through this hole.
このようなものにおいて、入力圧力Pinがベロー1に
導入されると、ベロー1にはベロー1の有効面積に応じ
た力がベロー1の軸方向に生ずる。In such a device, when input pressure Pin is introduced into the bellows 1, a force corresponding to the effective area of the bellows 1 is generated in the axial direction of the bellows 1.
この力はベロー1を軸線方向に沖ばそうとするが、ベロ
ーエンド2,3間は連結板4によって軸線より偏心して
相互に連結されているので、ベローエンド2はほぼ連結
板4上の中央の一点を支点にして軸線に対し、偏心方向
に傾く。This force tends to push the bellows 1 off in the axial direction, but since the bellow ends 2 and 3 are connected to each other eccentrically from the axis by the connecting plate 4, the bellow ends 2 are located approximately at the center of the connecting plate 4. Tilt eccentrically with respect to the axis using one point as a fulcrum.
この傾きによる変位を利用すれば圧力→変位変換機構が
得られる。By utilizing the displacement caused by this inclination, a pressure→displacement conversion mechanism can be obtained.
今、ベローの傾斜角をθとすれば、入力圧Pinとの関
係は下式の如くなる。Now, if the angle of inclination of the bellows is θ, the relationship with the input pressure Pin will be as shown in the following equation.
−e
θζ□・Pin
Kf十KB
但し、θ:出力傾斜角
A:ベロー1の有効面積
e:偏心量
Kf :連結板4の回転ばね定数
KB:ベロー1の回転ばね定数
Pin:入力圧力
このようなものでは、ベロー1内において、ベローエン
ド2,3間をベロー1の中心軸より偏心して連結板4で
連結したので、はぼ連結板4上の中央の一点に支点が構
成され、即ち、ベロー1の内側に支点を配置できるよう
にしたので、全体構成を簡単にでき、装置が安価、小型
化できる。-e θζ□・Pin Kf 1KB However, θ: Output inclination angle A: Effective area of bellows 1 e: Eccentricity Kf: Rotation spring constant of connecting plate 4 KB: Rotation spring constant of bellows 1 Pin: Input pressure In the bellows 1, the bellow ends 2 and 3 are connected by a connecting plate 4 eccentrically from the central axis of the bellows 1, so that a fulcrum is formed at a central point on the bellows connecting plate 4, that is, Since the fulcrum can be placed inside the bellows 1, the overall configuration can be simplified and the device can be made inexpensive and compact.
しかしながら、その圧カー変位角特性&ム第2図の如き
特性を系し、直線性が悪い。However, the linearity is poor due to the pressure curve displacement angle characteristics and characteristics as shown in FIG.
これは、出力類射角θが増すにつれて、ベロー1の有効
面積が減少することによる。This is because the effective area of the bellows 1 decreases as the output asperity angle θ increases.
ベローは微小変位においては有効面積の減少は無視でき
る。The reduction in effective area of the bellows can be ignored at minute displacements.
しかし、一般に、ダイアフラムにおいてをよ、変位する
と有効面積は減少することは知られている。However, it is generally known that when the diaphragm is displaced, the effective area decreases.
而して、ベローはダイアフラムのいわば積み重ねともい
えるので、変位が大きくなると、あるいは、高精度を問
題にすると、有効面積の減少の影響を考慮しなげればな
らな(なることによる。Since the bellows can be said to be a stack of diaphragms, if the displacement becomes large or if high accuracy is an issue, the effect of a reduction in the effective area must be taken into consideration.
本発明は、この問題点を解決したものである。The present invention solves this problem.
本発明の目的は、簡単な構成により、精度が良好で、安
価、小型化のはかれる圧力−変位変換機構を提供するに
ある。An object of the present invention is to provide a pressure-displacement converting mechanism that has a simple configuration, has good accuracy, is inexpensive, and can be miniaturized.
以下図面により本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.
第3図は、本発明の一実施例の構成説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of an embodiment of the present invention.
図において、第1図と同一記号は同一機能を表わす。In the figure, the same symbols as in FIG. 1 represent the same functions.
4はベロー1の中心軸方向に凸の弓状をなした板状の弾
性材よりなる連結板である。Reference numeral 4 denotes a connecting plate made of a plate-shaped elastic material and having a convex arc shape in the direction of the central axis of the bellows 1.
連結板4は、ベロー1の中心軸よりわずか(本実施例で
はeだケ)偏心して、一端はベローエンド2に、他端は
ベローエンド3に固定されている。The connecting plate 4 is slightly eccentric (by e in this embodiment) from the central axis of the bellows 1, and is fixed to the bellow end 2 at one end and to the bellow end 3 at the other end.
この連結板4はベロー1に入力圧Pinが導入され内圧
が増加すると、ベロー1の軸方向に坤びる。This connecting plate 4 bends in the axial direction of the bellows 1 when the input pressure Pin is introduced into the bellows 1 and the internal pressure increases.
この結果、弓状部の曲率が小さくなり、連結板に加わる
曲げモーメントが増加する。As a result, the curvature of the arcuate portion becomes smaller, and the bending moment applied to the connecting plate increases.
即ち、第4図Aに示すごとく、第1図、従来例において
は、人力圧Pinの導入によって、ベロー1に作用する
力Fにより連結板4が受ける曲げモーメントMは、連結
板4の全面にわたって等しく、
−F−e
である。That is, as shown in FIG. 4A, in the conventional example shown in FIG. Equally, −F−e.
一方、第4図Bに示す如(、本実施例におし・ては、連
結板4の凸部分に働(曲げモーメントMは、第4図Aの
従来例に比して小さ1.・。On the other hand, as shown in FIG. 4B, in this embodiment, the bending moment M acting on the convex portion of the connecting plate 4 is smaller than that in the conventional example shown in FIG. 4A. .
即ち、連結板4は曲がりに(い。That is, the connecting plate 4 is bent.
次に、力Fにより連結板4の凸部分の曲率が小さくなる
と、第4図Cに示すごとく7部分だけ連結板4に作用す
る曲げモーメン)Mが増加する。Next, when the curvature of the convex portion of the connecting plate 4 decreases due to the force F, the bending moment M acting on the connecting plate 4 increases by 7 parts as shown in FIG. 4C.
即ち、連結板4は曲がりやす(なる。That is, the connecting plate 4 is easily bent.
したがって、今、阪りにベロー1の有効面積が一定とす
れば、圧力−変位角特性は、入力圧Pinの増加に伴っ
て微係数が増大する第5図の如き特性を有する。Therefore, if the effective area of the bellows 1 is now constant, the pressure-displacement angle characteristic has a characteristic as shown in FIG. 5 in which the differential coefficient increases as the input pressure Pin increases.
したがって、ベロー1の有効面積の変化による特性(=
第2図)を考慮に入れると、第6図に示す如く、ベロー
1の有効面積Aの変化(減少)を補正し、非直線性の小
さい、即ち、精度のよい圧力−変位変換機構を得ること
ができる。Therefore, the characteristics due to changes in the effective area of bellows 1 (=
(Fig. 2), as shown in Fig. 6, the change (decrease) in the effective area A of the bellows 1 is corrected, and a pressure-displacement conversion mechanism with small nonlinearity and high precision is obtained. be able to.
したがって、使用される種々のベローに対して、その有
効面積変化の特性を補償するように、連結板4の曲線の
形状、連結板4の材質、連結板4の断面形状等を適切に
選択することにより、全体としての非直線性の小さな、
精度のよいものを得ることができる。Therefore, for the various bellows used, the shape of the curve of the connecting plate 4, the material of the connecting plate 4, the cross-sectional shape of the connecting plate 4, etc. are appropriately selected so as to compensate for the characteristics of changes in the effective area. By this, the overall nonlinearity is small,
You can obtain high precision.
以上説明したように、本発明によれば、精度が良好で、
安価、小型化のはかれる圧力−変位変換機構を実現する
ことができる。As explained above, according to the present invention, accuracy is good and
It is possible to realize a pressure-displacement conversion mechanism that is inexpensive and compact.
第1図は特願昭53−38206装置の構成説明図、第
2図は第1図の特性説明図、第3図は本発明の一実施例
の構成説明図、第4図A、 B、 C1第5図は第3図
の動作説明図、第6図は第3図の特性説明図である。
1・・・ベロー、2,3・・・ベローエンド、4・・・
連結板。FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the device of Japanese Patent Application No. 53-38206, FIG. 2 is an explanatory diagram of the characteristics of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A, B, C1 FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 3, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the characteristics of FIG. 3. 1... bellows, 2, 3... bellow end, 4...
connecting plate.
Claims (1)
該ベローの中心軸より偏心した位置で連結し中心軸方向
に凸の曲線状をなす連結板とを具備してなる圧力−変位
変換機構。1. A pressure-displacement conversion mechanism comprising a bellows and a connecting plate that connects both ends of the bellows at positions eccentric from the central axis of the bellows within the bellows and has a convex curved shape in the direction of the central axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12165679A JPS5945930B2 (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | Pressure-displacement conversion mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12165679A JPS5945930B2 (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | Pressure-displacement conversion mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5644815A JPS5644815A (en) | 1981-04-24 |
| JPS5945930B2 true JPS5945930B2 (en) | 1984-11-09 |
Family
ID=14816642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12165679A Expired JPS5945930B2 (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | Pressure-displacement conversion mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945930B2 (en) |
-
1979
- 1979-09-21 JP JP12165679A patent/JPS5945930B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5644815A (en) | 1981-04-24 |
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