(57)【要約】【課題】微小な動作を機械的に増幅し指針を所定の角度で旋回させる変位増幅装置を提供する。【解決手段】変位増幅装置３は、梃腕１に接続された第１のギア４と、第１のギア４に噛合わされた第１のピニオン５と、第１のピニオン５に連結された第２のギア６と、第２のギア６に噛合わされ指針軸２に連結された第２のピニオン７とを備える。パイプ等の流路に導入される流体１４の圧力でダイヤフラム１５を撓ませ、梃腕１とダイヤフラム１５とを、金属棒から成る連結部材１６を介して接続する。ダイヤフラム１５の撓み量が０〜０．５ｍｍであるのに対して、指針１３が０〜２７０°の範囲で旋回するように、変位増幅装置３のギア比を設定しても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力が入力される梃腕を有し、前記梃腕の変位に基づき指針軸を回動させる変位増幅装置であって、
前記梃腕に連結された第１のギアと、前記第１のギアに噛合わされた第１のピニオンと、前記第１のピニオンに連結された第２のギアと、前記第２のギアに噛合わされ前記指針軸に連結された第２のピニオンとを備えることを特徴とする変位増幅装置。
【請求項２】
前記梃腕が、前記第１のギアを回動自在に支持する支軸から延出し、流体の圧力を受けて撓むダイヤフラムを連結部材を介して前記梃腕に接続し、前記ダイヤフラムの撓みに従わせて前記梃腕を変位させることを特徴とする請求項１に記載の変位増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計器の指針軸を回動させる変位増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力計は、ブルドン管の袋端の変位を、セクタギアとピニオンとを噛合わせた歯車列を用いて、指針軸の回転運動に変換する内機を備える。圧力計の規格として、ブルドン管の袋端がその内部に供給される圧力に基づき０〜４ｍｍの範囲で変位するのに従って、指針軸と共に指針が０〜２７０°の範囲で旋回する。特許文献１は圧力計を開示している。特許文献２は、ダイヤフラムを流体の圧力で撓ませ、その撓み量を感圧素子が電気信号として検出するダイヤフラム式圧力計を開示している。
【特許文献１】特開２００３−１０６９１７号公報
【特許文献２】特開２００１−０９１３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ダイヤフラム式圧力計の需要は高いが、感圧素子の電源、及び電気信号を圧力値に換算し表示する等を担う制御装置の電源が不可欠である。このため、電気を供給できない施設、又はそのような環境下では、感圧素子の使用ができないことがある。また、ダイヤフラムの撓み量の上限は０．５ｍｍ程度であるため、このように微小な動作を上記の内機によって回転運動に変換しても、指針の旋回できる最大角度を２７０°に到達させることには無理がある。
【０００４】
そこで、本発明は、微小な動作を機械的に増幅し指針を所定の角度で旋回させる変位増幅装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る変位増幅装置は、外力が入力される梃腕を有し、前記梃腕の変位に基づき指針軸を回動させるものであって、前記梃腕に連結された第１のギアと、前記第１のギアに噛合わされた第１のピニオンと、前記第１のピニオンに連結された第２のギアと、前記第２のギアに噛合わされ前記指針軸に連結された第２のピニオンとを備えることを特徴とする。
【０００６】
更に、本発明に係る変位増幅装置は、前記梃腕が、前記第１のギアを回動自在に支持する支軸から延出し、流体の圧力を受けて撓むダイヤフラムを連結部材を介して前記梃腕に接続し、前記ダイヤフラムの撓みに従わせて前記梃腕を変位させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る変位増幅装置は、梃腕が変位することにより第１のギアが回動し、第１のギアから第１のピニオンに回転力が伝達される。このとき、第１のギアが回動する角度よりも第１のピニオンの回転する角度が大きくなる。更に、第１のピニオンと共に回転する第２のギアから第２のピニオンに回転力が伝達されるとき、第２のギアの回転する角度よりも第２のピニオンの回転する角度は大きくなる。
【０００８】
このように、梃腕の変位が歯車列によって２段階に増幅されるので、当該変位増幅装置によれば、例えば流体の圧力を受けるダイヤフラムの撓みを増幅し、指針軸に取付けられた指針を所定の角度で旋回させることができる。また、第１のギアから指針軸まで回転力が伝達される過程で当該変位増幅装置の歯車列には滑りが生じないので、流体の圧力が昇降を繰り返す等してダイヤフラムが激しく振動しても、梃腕の変位する距離に比例して指針軸が回転する角度が狂わないという利点がある。
【０００９】
更に、本発明に係る変位増幅装置によれば、ダイヤフラムが流体の圧力を受けて撓むことにより連結部材と共に梃腕が変位する。このように梃腕が変位することにより、当該変位増幅装置は上記の効果を達成することができる。しかも、当該変位増幅装置は、機械的に動作するため電源が不要であり、電気を供給できない施設、又はそのような環境下でも正常に作動できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、梃腕１の変位に基づき指針軸２を回動させる変位増幅装置３を示している。変位増幅装置３は、梃腕１に接続された第１のギア４と、第１のギア４に噛合わされた第１のピニオン５と、第１のピニオン５に連結された第２のギア６と、第２のギア６に噛合わされ指針軸２に連結された第２のピニオン７とを備える。
【００１１】
第１のギア４は、金属板４１の先端に扇形のセクタギア４２が形成されたものであり、支軸８に、金属板４１の後端を回転自在に支持されている。図中にドットを付した部位は歯車の歯に相当する。梃腕１は、金属板４１の後端に固定されている。また、梃腕１の形状は、限定されるものではなく、支軸８からその軸径方向へ延出すれば良い。第１のピニオン５は、支軸９に回転自在に支持されている。
【００１２】
第２のギア６は、金属板６１の先端に扇形のセクタギア６２が形成されたものであり、金属板６１の後端は、支軸９に回転自在に支持されている。第２のピニオン７は、指針軸２に固定されている。支軸８，９は、筐体を構成する裏板１０に各々取付けられ、指針軸２は裏板１０に回転自在に軸受されている。指針軸２の軸方向の途中には発条１１が掛止めされている。図２に示すよに、裏板１０の正面にはＴ字形前板１２が重ねられ、裏板１０とＴ字形前板１２との間に、以上に述べた要素が納められている。発条１１は、指針軸２の先端に取付けられる指針１３が、図に表れていない目盛のゼロ点に向けて旋回するよう指針軸２を付勢するものである。
【００１３】
次に、図３に示すように、パイプ等の流路に導入される流体１４の圧力でダイヤフラム１５を撓ませ、梃腕１とダイヤフラム１５とを、金属棒から成る連結部材１６を介して接続した例を説明する。ダイヤフラム１５の流体１４と反対側の面は大気に接しており、流路と大気とはダイヤフラム１５によって気密に遮られている。
【００１４】
流体１４の圧力が上昇すると、ダイヤフラム１５は矢印ａ方向へ撓むので、連結部材１６も同方向へ変位する。これにより、梃腕１と共に第１のギア４が支軸８を中心に矢印ａ’方向へ旋回するのと同時に、第１のピニオン５と共に第２のギア６が支軸９を中心に矢印ａ”方向へ旋回するので、指針軸２は図中を時計回りに回転する。反対に、流体１４の圧力が下降すると、ダイヤフラム１５は矢印ｂ方向へ撓むので、連結部材１６も同方向へ変位する。これにより、梃腕１と共に第１のギア４が支軸８を中心に矢印ｂ’方向へ旋回するのと同時に、第１のピニオン５と共に第２のギア６が支軸９を中心に矢印ｂ”方向へ旋回するので、指針軸２は図中を反時計回りに回転する。
【００１５】
また、第１のギア４から第１のピニオン５に回転力が伝達されるとき、第１のギア４が回動する角度よりも、第１のピニオン５の回転する角度が大きくなる。更に、第１のピニオン５と共に回転する第２のギア６から第２のピニオン７に回転力が伝達されるとき、第２のギア６の回転する角度よりも、第２のピニオン７の回転する角度が大きくなる。このように、変位増幅装置３によれば、梃腕１の変位を機械的に２段階に増幅することができる。例えば、ダイヤフラム１５の撓み量が０〜０．５ｍｍであるのに対して、指針軸２が指針１３と共に０〜２７０°の範囲で旋回するようギア比を設定しても良い。
【００１６】
また、第１のギア４から指針軸２まで回転力が伝達される過程で、第１のギア４と第１のピニオン５との間、及び第２のギア６と第２のピニオン７との間には滑りが生じない。このため、流体１４の圧力が変動する等してダイヤフラム１５が激しく振動しても、変位増幅装置３は、梃腕１の変位する０〜０．５ｍｍの距離に比例して指針軸２が回転する０〜２７０°の角度が狂わないという利点がある。しかも、変位増幅装置３は、電源が不要であるため、電気を供給できない施設、又はそのような環境下でも正常に作動できるという利点がある。
【００１７】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できる。連結部材１６として、比較的伸縮し難い材質のワイヤ等を適用しても良い。ダイヤフラム１５に代えて、ブルドン管の袋端をリンクを介して梃腕１に接続しても良い。また、変位増幅装置３を構成する要素の材質は、何ら限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、気体又は液体の圧力測定に加え、梃腕に入力される外力の強弱に関わらず、梃腕の変位に基づき指針軸を回動させる構造のあらゆる計器に応用することのできる技術である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る変位増幅装置の分解斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係る変位増幅装置の正面図。
【図３】本発明の実施形態に係る変位増幅装置の使用例を示す正面図。
【符号の説明】
【００２０】
１：梃腕
２：指針軸
３：変位増幅装置
４：第１のギア
５：第１のピニオン
６：第２のギア
８：支軸
７：第２のピニオン
１４：流体
１５：ダイヤフラム
１６：連結部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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