JPS6319729B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダイアフラムユニツトに関するもの
である。

更に詳述すれば、ベースにダイアフラムが取付
けられてベースとダイアフラムとで受圧室を構成
し、ダイアフラムの中央部に設けられた出力軸か
ら入力圧に対応した出力を出力するように構成さ
れたダイアフラムユニツトに関するものである。

流体圧を受圧する受圧素子としてはベローズや
ダイアフラムが用いられるが、二つの流体圧、あ
るいは、力と空気圧の演算を行う場合にはベロー
ズを使用するのが一般的である。

これは、ダイアフラムの軸方向のばね定数が大
きいこと、横剛性が大きいこと、演算ビームとの
接続方法に簡便な、誤差要因とならない適当な手
段がないことが原因と考えられる。

一方、ベローズはダイアフラムに比して形状が
複雑で高価となる欠点を有する。

図において、第１図は従来より一般に使用され
ている従来例の構成説明図で、空気演算機構とし
て用いられた場合を示す。

図において、１はベース、２はベース１に設け
られたダイアフラムで、ベース１と受圧室１１を
構成する。２１はダイアフラム２の中央部に設け
られた出力軸である。３は十字フレクシヤ４によ
りその途中が支点０を中心に支持されたビーム
で、出力軸２１に対応した位置にピボツト３１が
設けられている。５はベース１に設けられたノズ
ルで、ビーム３の一端とノズル−フラツパ機構を
構成する。

このようなものにおいては、出力軸２１とピボ
ツト３１の位置合わせがむつかしく、また、出力
軸２１がピボツト３１に接触する位置が、過大入
力圧、あるいは、入力が完全零時にずれて、精度
のよい動作ができない。

次に、第２図は、他の従来例で、第１図従来例
の出力軸２１とピボツト３１による出力の伝達を
やめ、出力軸２１に設けられたねじ部にナツト３
２を取付けて出力軸２１とビーム３を剛的に接続
したものである。

このようなものにおいては、出力軸２１は第３
図に示す如く、支点０を中心とする回転変位をな
さねばならず出力軸２１の軸方向に対して直角方
向の変位が必要となる。ダイアフラム２の出力軸
２１の軸方向に直角方向の剛性は大きいので、充
分なオープンループゲインを得て測定系を組むこ
とは困難である。

本発明は、これらの問題点を解決するものであ
る。

本発明の目的は、ベローズに比して安価なダイ
アフラムを使用して、特性が良好で、組立の簡単
なダイアフラムユニツトを提供するにある。

この目的を達成するために、本発明は、ベース
と、該ベースに取付けられ該ベースと受圧室を構
成するダイアフラムと、該ダイアフラムの中央部
に設けられた出力軸とを具備するダイアフラムユ
ニツトにおいて、前記出力軸を可撓性を有し棒状
をなし一端が前記ダイアフラムの中央部に取付け
られ他端が支点を中心に揺動するビームの途中に
固着された出力軸で構成したことを特徴とするダ
イアフラムユニツトで構成したものである。

以上の構成において、出力軸の出力側がビーム
等に取付けられて、動作時にわずか傾斜した場合
において、出力軸は可撓性を有するので、一端は
ビーム等に直交し、他端はダイアフラムに直交す
る。

第４図は、本発明の一実施例の要部構成説明図
である。

図において、第１図と同一記号は同一機能を示
す。以下第１図と相違部分のみ説明する。

２２は円盤状の軸端で、出力軸２１′の一端に
固定され、フレクシヤ２の中央部に取付けられて
いる。２３はつば付きのピンで、出力軸２１の他
端に固定され、ビーム３に係止されている。而し
て、出力軸２１′は可撓性を有している。

以上の構成において、第５図に示す如く、ビー
ム３がわずか傾斜した場合に、出力軸２１′は、
可撓性を有するのでわずか曲り、一端はビーム３
に直交し、他端はダイアフラム２に直交する。即
ち、ダイアフラム２は横変位を生ずる必要はなく
わずかに傾斜すればよい。ダイアフラム２を傾斜
させる場合の回転ばね定数は比較的小さい。この
ようにして、ビーム３とダイアフラム２の相互傾
斜は、出力軸２１′によつて吸収され、測定にか
かわるダイアフラム２の軸方向の力は、出力軸２
１′によつて伝達される。出力軸２１′は測定にか
かわる力の座くつに耐える程度に細く作つておけ
ば、大きなばね定数にはならず、測定系の動作に
影響を与えない。

本願発明者の実験によれば、有効面積３cm²のダ
イアフラムに、ベリリウム銅製のφ0.6mm、長さ５
mmのピンフレクシヤを用いて好特性が得られた。

以上の如く、本発明は、従来困難であつた、
ダイアフラムを用いて特性の良好な測定系を構成
する課題を、可撓性を有する出力軸２１′を用い
ることにより解決することができた。、ベロー
ズを使用したものにおいては、ベローズの形状の
制約から薄くすることができなかつたが、本願に
おいては、本質的に薄型形状をなすダイアフラム
を使用したので、装置全体をきわめて薄くするこ
とができ、小型化が実現できる。ベローズに比
し、安価なダイアフラムが使用できるので安価に
することができる。出力軸２１′とビーム３の
接続部分の位置の不一致も小さなものは、出力軸
２１′が吸収でき加工精度、組立精度を高める必
要がなく、安価にできる。

なお、前述の実施例においては、軸端２２、ピ
ン２３が出力軸２１′と別体のものについて説明
したが一体型、あるいは、必要に応じてなくても
よいことは勿論である。

以上説明したように、本発明は、ベースと、該
ベースに取付けられ該ベースと受圧室を構成する
ダイアフラムと、該ダイアフラムの中央部に設け
られた出力軸とを具備するダイアフラムユニツト
において、前記出力軸を可撓性を有し棒状をなし
一端が前記ダイアフラムの中央部に取付けられ他
端が支点を中心に揺動するビームの途中に固着さ
れた出力軸で構成したことを特徴とするダイアフ
ラムユニツトを構成したので、従来困難であつ
た、ダイアフラムを用いて特性の良好な測定系を
構成する課題を、可撓性を有する出力軸を用いる
ことにより解決することができた。、ベローズ
を使用したものにおいては、ベローズの形状の制
約から薄くすることができなかつたが、本発明に
おいては、本質的に薄型形状をなすダイアフラム
を使用したので、装置全体をきわめて薄くするこ
とができ、小型化が実現できる。ベローズに比
し、安価なダイアフラムが使用できるので安価に
することができる。出力軸とビームの接続部分
の位置の不一致も小さなものは、出力軸が吸収で
き加工精度、組立精度を高める必要がなく、安価
にできる。

したがつて、本発明によれば、ベローズに比し
て安価なダイアフラムを使用して、特性が良好
で、組立の簡単なダイアフラムユニツトを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来より一般に使用されてい
る従来例の構成説明図、第３図は第２図の動作説
明図、第４図は本発明の一実施例の要部構成説明
図、第５図は第４図の動作説明図である。 １……ベース、１１……受圧室、２……ダイア
フラム、２１′……出力軸、２２……軸端、２３
……ピン、３……ビーム、４……フレクシヤ、５
……ノズル、０……支点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベースと、該ベースに取付けられ該ベースと
   受圧室を構成するダイアフラムと、該ダイアフラ
   ムの中央部に設けられた出力軸とを具備するダイ
   アフラムユニツトにおいて、前記出力軸を可撓性
   を有し棒状をなし一端が前記ダイアフラムの中央
   部に取付けられ他端が支点を中心に揺動するビー
   ムの途中に固着された出力軸で構成したことを特
   徴とするダイアフラムユニツト。