(57)【要約】【課題】差圧／圧力伝送器のダイアフラムが反応する過大圧の設定値を任意に設定する。【解決手段】高圧側受圧部及び低圧側受圧部を有する本体１と、本体１に設置された圧力センサ２と、高圧側受圧部に設けられた高圧側センターダイアフラム１９と、凸形状の面を有する高圧側固定金具７と、低圧側受圧部に設けられた低圧側センターダイアフラム２０と、凸形状の面を有する低圧側固定金具８とを含む差圧／圧力伝送器において、高圧側固定金具７の凸形状の面を高圧側センターダイアフラム１９に押し当てて螺合機構により押し当て量を変化させることを可能とし、低圧側固定金具８の凸形状の面を低圧側センターダイアフラム２０に押し当てて螺合機構により押し当て量を変化させることを可能とした構成とする。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側受圧部及び低圧側受圧部を有する本体と、この本体に設置された圧力センサと、前記高圧側受圧部に設けられた高圧側センターダイアフラムと、凸形状の面を有する高圧側固定金具と、この高圧側固定金具を覆う高圧側シールダイアフラムと、前記低圧側受圧部に設けられた低圧側センターダイアフラムと、凸形状の面を有する低圧側固定金具と、この低圧側固定金具を覆う低圧側シールダイアフラムとを備え、前記本体と前記高圧側センターダイアフラムとの間に高圧側センターダイアフラム室を形成し、前記高圧側固定金具と前記高圧側シールダイアフラムとの間に高圧側シールダイアフラム室を形成し、前記本体と前記低圧側センターダイアフラムとの間に低圧側センターダイアフラム室を形成し、前記低圧側固定金具と前記低圧側シールダイアフラムとの間に低圧側シールダイアフラム室を形成し、前記高圧側センターダイアフラム室と前記低圧側シールダイアフラム室との間を連通する高圧側封入液通路と、前記低圧側センターダイアフラム室と前記高圧側シールダイアフラム室との間を連通する低圧側封入液通路と、前記低圧側シールダイアフラム室と前記圧力センサの低圧側感圧部との間を連通する低圧側圧力伝達通路とを有し、前記高圧側固定金具及び前記低圧側固定金具は、前記本体に螺合され、前記高圧側固定金具の凸形状の面は、前記高圧側センターダイアフラムに押し当てられ、前記低圧側固定金具の凸形状の面は、前記低圧側センターダイアフラムに押し当てられていることを特徴とする差圧／圧力伝送器。
【請求項２】
前記高圧側センターダイアフラムは、前記高圧側固定金具によって変形し、前記低圧側センターダイアフラムは、前記低圧側固定金具によって変形していることを特徴とする請求項１記載の差圧／圧力伝送器。
【請求項３】
前記高圧側センターダイアフラム及び前記低圧側センターダイアフラムは、変位する過大圧を任意に設定できることを特徴とする請求項１又は２に記載の差圧／圧力伝送器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の差圧／圧力伝送器の製造方法であって、前記本体に前記高圧側センターダイアフラム及び前記低圧側センターダイアフラムを溶接し、前記高圧側固定金具の凸形状の面を前記高圧側センターダイアフラムに押し当てて本体に螺合し、前記低圧側固定金具の凸形状の面を前記低圧側センターダイアフラムに押し当てて本体に螺合することを特徴とする差圧／圧力伝送器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業計測に用いられる差圧／圧力伝送器に関し、過大な圧力が印加されてもセンサに圧力が伝達されず、センサ破損を防止する差圧／圧力伝送器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の差圧／圧力伝送器は、特許文献１及び特許文献２に記載のように、予め凸形状に形成された予加重ダイアフラムを接液面へ押圧接触させて配置し、過大圧力以下では常に本体ボディーに密着している状態にあり、過大圧力が印加されたときに初めて本体ボディーから離れ、過大圧力を吸収する構成になっている。
【０００３】
また、特許文献３には、保護ダイアフラムの外周部の平面と受圧部本体の対応する外周面（外周接座面）とを当接させることによって、周設後に受圧部材（固定金具）によって予加重を与える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１７０８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６２１４号公報
【特許文献３】特開２００９−１９２２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、差圧／圧力伝送器において、予め凸形状に変形したダイアフラムをその形状を維持したまま溶接した場合、ダイアフラムが反応する過大圧のばらつき（誤差）が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、差圧／圧力伝送器のダイアフラムが反応する過大圧の設定値を任意に設定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の差圧／圧力伝送器においては、本体に高圧側センターダイアフラム及び低圧側センターダイアフラムを溶接し、本体に螺合した高圧側固定金具の凸形状の面を高圧側センターダイアフラムに押し当てて固定し、本体に螺合した低圧側固定金具の凸形状の面を低圧側センターダイアフラムに押し当てて固定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、保護ダイアフラムが変位する過大圧力の値を任意に設定することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、保護ダイアフラムの溶接を平板状のダイアフラムと同様の方法で溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】実施例の差圧／圧力伝送器の構成を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの低圧側固定金具８を示す部分拡大断面図である。
【図２】従来の差圧／圧力伝送器の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を用いて詳しく説明する。
【００１２】
図１Ａは、実施例の差圧／圧力伝送器の構成を示す断面図である。
【００１３】
本図において、差圧／圧力伝送器は、本体１に半導体センサ２（圧力センサ）、高圧側シールダイアフラム３、低圧側シールダイアフラム４、高圧側センターダイアフラム５、低圧側センターダイアフラム６、高圧側固定金具７及び低圧側固定金具８を設けたものである。高圧側シールダイアフラム３とこれを付設した高圧側固定金具７との間には高圧側シールダイアフラム室１１が形成され、低圧側シールダイアフラム４とこれを付設した低圧側固定金具８との間には低圧側シールダイアフラム室１２が形成されている。また、本体１と高圧側センターダイアフラム５との間には高圧側センターダイアフラム室１９が形成され、本体１と低圧側センターダイアフラム６との間には低圧側センターダイアフラム室２０が形成されている。
【００１４】
本体１の内部には、高圧側封入液通路１７、低圧側封入液通路１８及び低圧側圧力伝達通路２１が設けてある。高圧側センターダイアフラム室５、低圧側センターダイアフラム６、高圧側シールダイアフラム室１１、低圧側シールダイアフラム室１２、高圧側封入液通路１７、低圧側封入液通路１８及び低圧側圧力伝達通路２１には、封入液が充填されている。高圧側封入液通路１７は、高圧側センターダイアフラム室５と低圧側シールダイアフラム室１２との間を連通している。低圧側封入液通路１８は、低圧側センターダイアフラム室６と高圧側シールダイアフラム室１１との間を連通している。低圧側圧力伝達通路２１は、低圧側シールダイアフラム室１２と半導体センサ２の低圧側感圧部との間を連通している。
【００１５】
高圧側固定金具７には高圧側シールダイアフラム封入液通路１５が設けてあり、低圧側固定金具８には低圧側シールダイアフラム封入液通路１６が設けてある。
【００１６】
高圧側シールダイアフラム３は、圧力による可動範囲を増やすために波板状になっているが、全体としては略平板状であり、高圧側の圧力を受ける部位（高圧側受圧部）となっている。一方、低圧側シールダイアフラム４も同様の形状を有し、低圧側の圧力を受ける部位（低圧側受圧部）となっている。
【００１７】
高圧側固定金具７は、高圧側センターダイアフラム５に接する高圧側圧接座面１３を凸状に形成してあり、高圧側センターダイアフラム５を本体１に押し当てている。一方、低圧側固定金具８は、低圧側センターダイアフラム６に接する低圧側圧接座面１４を凸状に形成してあり、低圧側センターダイアフラム６を本体１に押し当てている。また、高圧側固定金具７は、高圧側シールダイアフラム３を保持し、低圧側固定金具８は、低圧側シールダイアフラム４を保持している。
【００１８】
高圧側センターダイアフラム室１９は、本体１に設けられた高圧側封入液通路１７を介して、低圧側固定金具８に設けられている低圧側シールダイアフラム封入液通路１６に繋がり、さらに、低圧側固定金具８に設けられている低圧側シールダイアフラム室連結通路３２に繋がり、低圧側シールダイアフラム室１２に繋がっている。なお、高圧側封入液通路１７は、低圧側センターダイアフラム６の外周端部の外側位置に接続され、低圧側シールダイアフラム室連結通路３２を介して低圧側シールダイアフラム封入液通路１６に連通している。また、低圧側シールダイアフラム封入液通路１６の一端は、低圧側センターダイアフラム６の中心部に対向した位置に設けてあり、他端は、低圧側シールダイアフラム４の中心部に対向した位置に設けてある。
【００１９】
低圧側センターダイアフラム室２０は、本体１に設けられた低圧側封入液通路１８を介して、高圧側固定金具７に設けられている高圧側シールダイアフラム封入液通路１５に繋がり、同じく高圧側固定金具７に設けられた高圧側シールダイアフラム室連結通路３１に繋がり、高圧側シールダイアフラム室１１に繋がっている。なお、低圧側封入液通路１８は、高圧側センターダイアフラム５の外周端部の外側位置に接続され、高圧側シールダイアフラム室連結通路３１を介して高圧側シールダイアフラム封入液通路１５に連通している。また、高圧側シールダイアフラム封入液通路１５の一端は、高圧側センターダイアフラム５の中心部に対向した位置に設けてあり、他端は、高圧側シールダイアフラム３の中心部に対向した位置に設けてある。
【００２０】
高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６は、円板形状であり、中央部分に設けられた中央平坦部と、中央平坦部の周囲を囲んで外側に設けられた同心円状の波部と、この波部の周囲を囲んで外側に設けられた外周平坦部とを有する。
【００２１】
なお、高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６の波部は、一重でもよく、または二重以上でもよい。
【００２２】
以上の構成において、高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６は、過大圧が印加されて初めて動作するダイアフラムであり、過大圧以下では、常に高圧側固定金具７又は低圧側固定金具８に密着するよう組立てられている。即ち、高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６は、片側にのみ動作するダイアフラムであり、高圧側固定金具７又は低圧側固定金具８にて圧接された圧力以上の過大圧が印加されるたときに初めて変形して、過大圧を吸収する。
【００２３】
なお、差圧測定装置において使用する圧力レンジに対応して、過大圧に対して高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６が動作する圧力（以下、「動作圧力」と呼ぶ。）は任意に設定できるようにする必要がある。このため、図１Ｂに示すように、高圧側固定金具７及び低圧側固定金具８の位置を螺合機構１０１（ねじ）により調節し、高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６にかかる圧力を変化させることにより、動作圧力を任意に設定できるようにする。高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６の凸形状は、動作圧力が変化しても、動作圧力までは常に高圧側固定金具７又は低圧側固定金具８の高圧側圧接座面１３又は低圧側圧接座面１４に接しているようにする。この結果、良好な特性を得ることができる。
【００２４】
高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６と本体１との接合には、通常、溶接等が用いられる。
【００２５】
図２は、従来の差圧／圧力伝送器の例を示す断面図である。
【００２６】
本体１０１の内部に充填された封入液１２１の通路及び半導体センサ１０２の構成は、原理的には、実施例と同様である。
【００２７】
本図においては、図１Ａに示す高圧側固定金具７又は低圧側固定金具８を設けていない。高圧側シールダイアフラム１０３と高圧側センターダイアフラム１０５との間には高圧側シールダイアフラム室１１１が設けてあり、低圧側シールダイアフラム１０４と低圧側センターダイアフラム１０６との間には低圧側シールダイアフラム室１１２が設けてある。
【００２８】
本図の構成の場合、固定金具がないため、高圧側センターダイアフラム１０５及び低圧側センターダイアフラム１０６を設置する際、凸形状に変形させた後、本体１に溶接する。このため、高圧側センターダイアフラム１０５及び低圧側センターダイアフラム１０６の動作圧力のばらつきが生じやすい。また、溶接の際、高圧側センターダイアフラム１０５及び低圧側センターダイアフラム１０６の凸形状を維持するための治具等が必要となり、溶接作業手順が複雑になる。
【００２９】
これに対して、図１Ａ及び１Ｂに示す実施例の場合、高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６を高圧側固定金具７又は低圧側固定金具８で固定し、螺合機構１０１により高圧側固定金具７及び低圧側固定金具８が高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６に作用する圧力を調節できるようにし、動作圧力を任意に設定することができ、信頼性も向上する。また、高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６を略平板状としたまま溶接することができ、その後、高圧側固定金具７又は低圧側固定金具８を本体に螺合するとともに凸形状に変形するため、溶接の際に治具等で固定する必要がなくなり、溶接作業手順を簡略化することができる。また、高圧側センターダイアフラム５及び低圧側センターダイアフラム６の外周部分に取付平坦部が設けられているため、溶接の際の固定及び位置決めが容易となり、均一且つ強固な溶接等の固定が可能となる。
【００３０】
以下、さらに、本発明の効果について説明する。
【００３１】
本発明の差圧／圧力伝送器は、固定金具圧接座面によりあらかじめ凸形形状に押し当てられたセンターダイアフラム（保護ダイアフラム）が、過大圧が印加されて初めて移動する。したがって、計測範囲内においては保護ダイアフラムが移動しない。
【００３２】
また、従来、シールダイアフラムに印加された圧力は、保護ダイアフラムを介してセンサへ伝播されていた。このため、保護ダイアフラムが過大圧以下の圧力でも移動し、応答に遅れが生じていた。しかし、本発明によれば、過大圧以下の圧力で保護ダイアフラムの移動がないため、シールダイアフラムへの圧力が直ちにセンサに伝播されることとなり、入力圧力への応答性が向上する。
【００３３】
また、固定金具に螺合機構を設け、固定金具の位置を調節できるようにし、固定金具が保護ダイアフラムに作用する圧力を変化させることにより、動作圧力点を差圧測定装置の使用する圧力レンジに対応して任意に設定することができる。
【００３４】
また、圧力は、固定金具側から加えられるため、荷重は平坦部が受けることになり、センターダイアフラムの繰り返し作動によって接合が外れる等の不具合が生じるおそれは少ない。
【符号の説明】
【００３５】
１：本体、２：半導体センサ、３：高圧側シールダイアフラム、４：低圧側シールダイアフラム、５：高圧側センターダイアフラム、６：低圧側センターダイアフラム、７：高圧側固定金具、８：低圧側固定金具、１１：高圧側シールダイアフラム室、１２：低圧側シールダイアフラム室、１３：高圧側圧接座面、１４：低圧側圧接座面、１５：高圧側シールダイアフラム封入液通路、１６：低圧側シールダイアフラム封入液通路、１７：高圧側封入液通路、１８：低圧側封入液通路、１９：高圧側センターダイアフラム室、２０：低圧側センターダイアフラム室、２１：低圧側圧力伝達通路、３１：高圧側シールダイアフラム室連結通路、３２：低圧側シールダイアフラム室連結通路、１０１：螺合機構。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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