(57)【要約】【課題】経時変化による指針のずれを抑え、正確に圧力を計測できる圧力計を提供する。【解決手段】ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４における軸１２６の軸心と第２の自由支点１３２とを結ぶ第１の仮想直線ＦＬ１と、リンク１２０における第１の自由支点１１８と第２の自由支点１３２とを結ぶ第２の仮想直線ＦＬ２との成す角度θを８０°〜１００°の範囲内に設定する。ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４のゲイン調整腕部１２８を塑性変形させてゲインを調整した後、ゲイン調整腕部１２８が内部応力によって変形してゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４における軸１２６の軸心から第２の自由支点１３２までの距離Ｌ１が変化しても、指針１１０に及ぼす影響を極めて小さくすることができ、より正確に圧力を測定することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材に対して一方の固定端部が固定され、内部に測定圧が導入され、圧力変化によって弾性変形して自由端側が変位するブルドン管と、
前記ベース部材に設けられる第１の固定支点と、
前記第１の固定支点周りに回転自在に設けられる圧力表示用の指針と、
前記指針に連結され、回転中心が前記第１の支点と同軸的に配置される第１のギアと、
前記ベース部材に設けられ前記第１の支点から離間した位置に配置される第２の固定支点と、
一端部が、前記ベース部材から離間した第１の自由支点を介して前記ブルドン管の自由端側に連結されるリンクと、
前記第２の固定支点から前記リンク側に形成され前記第２の固定支点と前記リンクの他端とを前記ベース部材から離間した第２の自由支点を介して連結すると共に前記第２の固定支点と前記第２の自由支点との距離を塑性変形により変更可能なゲイン調整腕部、及び前記ゲイン調整腕部と連結され前記第２の固定支点から前記第１の固定支点側に形成されて前記第１のギアと噛み合わされる第２のギアを備え、前記第２の固定支点周りに回動自在に設けられる指針駆動部材と、
を備え、
前記第２の固定支点と前記第２の自由支点とを結ぶ第１の仮想直線と、前記第１の自由支点と前記第２の自由支点とを結ぶ第２の仮想直線との成す角度θが、８０°〜１００°の範囲内に設定されている、ことを特徴とする圧力計。
【請求項２】
前記角度θが、８５°〜９５°の範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の圧力計。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルドン管を用いた圧力計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブルドン管を用いた圧力計としては、例えば、図２に示すような構造のものが一般的である（同様の構成のものとして、例えば、特許文献１参照。）。
図２に示す圧力計１００は、略Ｃ字状のブルドン管１０２を収容するゲージ本体１０４を備えている。
【０００３】
圧力計１００においては、圧力増大に伴いブルドン管１０２の曲率半径が弾性変形で漸増し、自由端（管先）１０２Ａが変位する。この変位は微小変位であるため、この変位を以下に示す変位拡大機構１０６を介して機械的に拡大し、指針軸１０８に取付けた指針１１０で文字板の目盛り１１２を拡大指示するようになっている。
【０００４】
変位拡大機構１０６は、ゲージ本体１０４に固定された圧力導入管１１４に一方の端部（固定端）が固定されたブルドン管１０２と、ブルドン管１０２の自由端１０２Ａに固着された固定片（管先）１１６の先端側に設けられた第１の自由支点１１８を介してされた直線状のリンク１２０を備えている。
変位拡大機構１０６は、ゲージ本体１０４の中央に設けられた第１の軸受け（図示せず）に指針軸１０８が回動自在に挿入されている。
指針軸１０８には、ピニオン１２２が固定されている。
【０００５】
また、変位拡大機構１０６は、ゲージ本体１０４に設けられ、前述した第１の軸受けから離間した位置に配置された第２の軸受け（図示せず）にゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４を固定した軸１２６が回動自在に挿入されている。
ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４は、軸１２６からリンク１２０側に形成される略Ｕ字状に湾曲形成された塑性変形可能なゲイン調整腕部１２８と、このゲイン調整腕部１２８と一体的に連結され軸１２６から指針軸１０８側に形成されたセクターギア１３０とを備えている。
【０００６】
ここで、ゲイン調整腕部１２８の先端は、第２の自由支点１３２を介してリンク１２０の第１の自由支点１１８側とは反対側の端部に連結されている。また、セクターギア１３０は、指針軸１０８に固定されたピニオン１２２にかみ合っている。
【０００７】
セクターギア１３０の基準円直径は、ピニオン１２２の基準円直径よりも大きく設定されている。また、セクターギア１３０の基準円半径（基準円直径の半分の寸法）は、軸１２６の軸心から第２の自由支点１３２までの距離Ｌ１よりも大きく設定されている。
したがって、ギア比、及びセクターギア１３０の基準円半径寸法と軸１２６の軸心から第２の自由支点１３２までの距離Ｌ１との比によって、ブルドン管１０２の自由端１０２Ａの変位量が拡大されて、指針軸１０８の回転角が拡大されるようになっている。
【０００８】
このような変位拡大機構１０６を有する圧力計１００では、各部品の寸法精度のばらつき等があるため、組立後に指針表示の校正を行っている。
例えば、無圧状態において、指針１１０が零を指すように指針１１０を指針軸１０８に取付けた後、最大圧力を加圧して運針した指針目盛りを読み取る。
【０００９】
指針１１０が最大圧力値よりも低い値を示す場合はゲインが低く、指針１１０が最大圧力値を超えた値を示す場合はゲインが高いことになる。
そのため、ゲイン調整腕部１２８をラジオペンチ等で塑性変形させ、指針１１０が最大圧力値に合致するように軸１２６の軸心から第２の自由支点１３２までの距離Ｌ１を調整する。
【特許文献１】特開２００２―１３１１５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような圧力計１００では、時間の経過と共に、例えば、無圧時に、指針１１０が零を示さなくなる場合があった。
発明者が種々調査検討した結果、以下のようなことが判明した。
先ず、ゲイン調整のためにゲイン調整腕部１２８を塑性変形させると、ゲイン調整腕部１２８の内部に応力が残し、塑性変形させたゲイン調整腕部１２８が若干元の状態に戻るため（所謂スプリングバック）、軸１２６の軸心から第２の自由支点１３２までの距離Ｌ１が時間の経過と共に微妙に変化（いわゆる経時変化）することが分かった。
【００１１】
そして、従来の圧力計１００では、図３に示すように、軸１２６の軸心と第２の自由支点１３２とを結ぶ第１の仮想直線ＦＬ１と、第１の自由支点１１８と第２の自由支点１３２とを結ぶ第２の仮想直線ＦＬ２との成す角度θが、例えば７０°程度であったため、上記の調整した距離がゲイン調整腕部１２８の内部応力で変化することによって指針１１０の指示する向きがずれることが判明した。
【００１２】
例えば、図３に示すように、第１の仮想直線ＦＬ１と第２の仮想直線ＦＬ２との成す角度θが、例えば７０°である圧力計１００の場合で、ゲイン調整を行ってしばらくして距離Ｌ１がＬ１−ΔＬに変化した場合、第２の自由支点１３２はＰ１の位置になり、ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４の向きがΔθ１変化する（なお、距離Ｌ１がＬ１−ΔＬに変化した場合、リンク１２０は第１の自由支点１１８を中心として揺動する。）。ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４の向きがΔθ１変化すると、Δθ１がギア比で拡大されて指針１１０の向きが大きくプラス側へずれることになる。
【００１３】
また、図３に示すように、距離Ｌ１がＬ１＋ΔＬに変化した場合、第２の自由支点１３２はＰ２の位置になり、ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４の向きがΔθ２変化する。ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４の向きがΔθ２変化すると、Δθ２がギア比で拡大されて指針１１０の向きが大きくマイナス側へずれることになる。
【００１４】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、経時変化による指針のずれを抑え、正確に圧力を計測できる圧力計を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明者が、従来品について種々調査検討した結果、図４に示すように、第１の仮想直線ＦＬ１と第２の仮想直線ＦＬ２との成す角度θを、例えば９０°付近、具体的には８０°〜１００°に設定することで、経時変化による指針のずれを抑えることを見出した。
【００１６】
例えば、図４に示すように、第１の仮想直線ＦＬ１と第２の仮想直線ＦＬ２との成す角度θが、例えば９０°である場合で、ゲイン調整を行ってしばらくしてゲイン調整腕部１２８が変形して距離Ｌ１がＬ１−ΔＬに変化した場合、第２の自由支点１３２はＰ１の位置になり、ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４の向きがΔθ３変化するが、図４と図３とを対比して分かるように、Δθ３はΔθ１に対して大幅に小さくなっている。
【００１７】
また、図５に示すように、ゲイン調整を行ってしばらくしてゲイン調整腕部１２８が変形して距離Ｌ１がＬ１＋ΔＬに変化した場合、第２の自由支点１３２はＰ２の位置になり、ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４の向きがΔθ４変化するが、図５と図３とを対比して分かるように、Δθ４はΔθ２に対して大幅に小さくなっている。
【００１８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、請求項１に記載の圧力計は、ベース部材と、前記ベース部材に対して一方の固定端部が固定され、内部に測定圧が導入され、圧力変化によって弾性変形して自由端側が変位するブルドン管と、前記ベース部材に設けられる第１の固定支点と、前記第１の固定支点周りに回転自在に設けられる圧力表示用の指針と、前記指針に連結され、回転中心が前記第１の支点と同軸的に配置される第１のギアと、前記ベース部材に設けられ前記第１の支点から離間した位置に配置される第２の固定支点と、一端部が、前記ベース部材から離間した第１の自由支点を介して前記ブルドン管の自由端側に連結されるリンクと、前記第２の固定支点から前記リンク側に形成され前記第２の固定支点と前記リンクの他端とを前記ベース部材から離間した第２の自由支点を介して連結すると共に前記第２の固定支点と前記第２の自由支点との距離を塑性変形により変更可能なゲイン調整腕部、及び前記ゲイン調整腕部と連結され前記第２の固定支点から前記第１の固定支点側に形成されて前記第１のギアと噛み合わされる第２のギアを備え、前記第２の固定支点周りに回動自在に設けられる指針駆動部材と、を備え、前記第２の固定支点と前記第２の自由支点とを結ぶ第１の仮想直線と、前記第１の自由支点と前記第２の自由支点とを結ぶ第２の仮想直線との成す角度θが、８０°〜１００°の範囲内に設定されている、ことを特徴としている。
【００１９】
次に、請求項１に記載の圧力計の作用を説明する。
ブルドン管の内部に測定圧が導入されると、ブルドン管が弾性変形して自由端が変位する。
ブルドン管の自由端の変位は、リンクを介して指針駆動部材を回動させ、指針駆動部材の第２のギアが指針の第１のギアを回転させ、ブルドン管の変位に応じて指針が回転する。即ち、ブルドン管の自由端の変位が指針の変位（回転）として表される。なお、ブルドン管の自由端の変位量は微小であるが、この変位は指針駆動部材、第１のギアによって拡大させることができる。
【００２０】
この変位の拡大量（ゲイン）は、ゲイン調整腕部を塑性変形させ、第２の固定支点と第２の自由支点との距離を変更することで調整することができる。
ここで、圧力計では、ゲインの調整が必要である。
例えば、無圧状態おいて、指針が零を示すように指針を組み付け、その後、最大圧力を付与して運針した指針目盛りを読み取る。
【００２１】
指針が目盛りの最大圧力値を示さない場合には、ゲインが低いことになり、指針が目盛りの最大圧力値を超える場合には、ゲインが高いことになるので、指針が目盛りの最大圧力値を示すように、ゲイン調整腕部を塑性変形させて第２の固定支点と第２の自由支点との距離を調整（即ち、ゲインの調整）する。
【００２２】
ここで、ゲイン調整腕部を塑性変形させると、ゲイン調整腕部の内部に応力が残るため、塑性変形させたゲイン調整腕部の第２の固定支点から第２の自由支点までの距離が時間の経過と共に元の距離に戻ろうとする場合（いわゆるスプリングバック）がある。
【００２３】
しかしながら、この圧力計では、第２の固定支点と第２の自由支点とを結ぶ第１の仮想直線と、第１の自由支点と第２の自由支点とを結ぶ第２の仮想直線との成す角度θを８０°〜１００°の範囲内に設定しているので、第２の固定支点から第２の自由支点までの距離が変化しても、指針駆動部材の回転方向の変化は殆どなく、例えば、組立直後に無圧状態で零を示していた指針が、時間の経過と共に零以外の異なる値を示すというような経時変化を抑制できる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧力計において、前記角度θが、８５°〜９５°の範囲内に設定されている、ことを特徴としている。
【００２５】
角度θを８５°〜９５°の範囲内に設定することで、経時変化に指針のずれを更に抑制できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明の圧力計によれば、ゲイン調整後、経時変化による指針のずれを抑え、正確に圧力を計測できることができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図１を参照して本発明の一実施形態に係る圧力計１０を説明する。なお、図２に示す従来の圧力計１００と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
本発明の圧力計１０は、従来の圧力計１００と同様の部品で構成されているが、第１の仮想直線ＦＬ１と第２の仮想直線ＦＬ２との成す角度θが８０°〜１００°の範囲内に設定されている。
【００２８】
ブルドン管１０２を変形させる、支点の位置を変える、リンク１２０の長さＬを変更する、ゲイン調整部付き変位拡大リンク１２４の寸法を変更する等の方法で、第１の仮想直線ＦＬ１と第２の仮想直線ＦＬ２との成す角度θを８０°〜１００°の範囲内に設定することができる。
【００２９】
なお、角度θを８５°〜９５°の範囲内に設定することが更に好ましい。また、指針１１０が常用される圧力値を示している状態において、上記角度θを９０°に設定することが好ましい（本実施形態では、１００ｋＰａにて角度θを９０°に設定。）。常用される圧力値が特に無い場合には、目盛り１１２の最大値の半分の値を指針１１０が示している状態において、上記角度θを９０°に設定することが好ましい。
【００３０】
このように、角度θを設定することで、ゲイン調整後にゲイン調整腕部１２８がスプリングバックにより変形して距離Ｌ１が変化しても、指針１１０に及ぼす影響を極めて小さくすることができ、より正確に圧力を測定することが可能となる。
【００３１】
上記実施形態では、ブルドン管１０２の形状が略Ｃ字状であったが、ブルドン管１０２はスパイラル状、ヘリカル状等の他の形状であっても良い。
【００３２】
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の圧力計と、本発明の圧力計を用意し、各々について測定圧を付与し、ゲイン調整直後と、ゲイン調整して所定時間経過した後における針の読みを比較した。
【００３３】
【表１】
2009031160.tif 000003
試験の結果、本発明の圧力計は、従来の圧力計に対し、経時変化による指示の変化が大幅に抑えられていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧力計の内部構成を示す正面図である。
【図２】従来の圧力計の内部構成を示す正面図である。
【図３】従来の圧力計の指針の指示誤差を説明するための説明図である。
【図４】本発明の圧力計の指針の指示誤差を説明するための説明図である。
【図５】本発明の圧力計の指針の指示誤差を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０      圧力計
１０２    ブルドン管
１０２Ａ  自由端
１０４    ゲージ本体（ベース部材）
１０６    変位拡大機構
１０８    指針軸（第１の固定支点）
１１０    指針
１１４    圧力導入管
１１６    固定片
１１８    第１の自由支点
１２０    リンク
１２２    ピニオン（第１のギア）
１２４    ゲイン調整部付き変位拡大リンク（指針駆動部材）
１２６    軸（第２の固定支点）
１２８    ゲイン調整腕部
１３０    セクターギア（第２のギア）
１３２    第２の自由支点
ＦＬ１    第１の仮想直線
ＦＬ２    第２の仮想直線
Ｌ１      距離
θ        角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009031160.tif 000006
【図４】
2009031160.tif 000007
【図５】
2009031160.tif 000008