JP2005235643A - 耐圧防爆用筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】光学特性を低下を防止するとともに、部品点数の増加、運搬作業時や設置作業時の作業性の低下を防止しつつ、収納すべき光電発光素子及び光電受光素子の数の変化に容易に対応できるようにし、製造コストの低廉化を実現する。
【解決手段】中空押出材１００の前面に開口部１１及び凹部１２を形成するとともに上下面に嵌合部１０３を形成して本体１とし、無端状のパッキン４１ａ及び４１ｂを前後面に貼付した板ガラス４を開口部１１及び凹部１２に配置した状態で、凹部１２に固着剤４２を充填し、板ガラス４を支持板５によって堅牢に固定する。本体１の内部に光電発光器４０又は光電受光器５０を取付板２２，３２を介して固定した後、本体１の上下の嵌合部１０３に蓋体２及び底体３を装着する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、人や物の通過を光学的に検出するエリアセンサ等を収納する筐体に関し、特に、引火性のガス雰囲気中で使用される耐圧防爆構造の電気機器用の筐体に関する。

一般に、人や物の通過を検出する装置として、複数の光電発光素子と光電受光素子とを対向して直線上に配置したエリアセンサが用いられている。このエリアセンサを引火性のガス雰囲気中で使用する場合には、光電発光素子及び光電受光素子のそれぞれを耐圧防爆構造の筐体内に収納する必要がある。

耐圧防爆構造のエリアセンサ用筐体として、従来より、収納すべき複数の光電発光素子又は光電受光素子の配列方向に直交する方向に２分割にした本体と蓋体とからなるボックス方式のエリアセンサ用筐体が知られている。ボックス方式のエリアセンサ用筐体は、本体に複数の光電発光素子又は光電受光素子を収納した後、ガラスを嵌め込んだ蓋体を多数のボルトを締め付けて本体に固定する。

ところが、ボックス方式のエリアセンサ用筐体では、本体及び蓋体は所定の強度を得るべく鋳造されており、また、本体と蓋体とを所定の耐圧防爆用の間隙を設けて固定すべく本体及び蓋体のそれぞれの開口部に全周にわたってフランジ面を形成しなければならず、また、その面自体を高い精度に仕上げる必要がある。このため、ボックス方式のエリアセンサ用筐体は、製造コストが高騰するとともに、重量が大きくなって運搬作業や設置作業が難しくなる。

また、エリアセンサの検出範囲に応じて筐体内に収納すべき光電発光素子及び光電受光素子の数が増減するが、本体及び蓋体を光電発光素子及び光電受光素子の配列方向に直交する方向に２分割にしたボックス方式のエリアセンサ用筐体では、収納すべき光電発光素子及び光電受光素子の数の変化に対応することができない。このため、光電発光素子及び光電受光素子の収納数毎に異なるサイズの本体及び蓋体が必要となり、各サイズの本体及び蓋体を鋳造するための型も個別に必要になる。

そこで、円筒形の硬質ガラス管の内部にエリアセンサを構成する光電発光素子又は光電受光素子を複数収納し、補強部材を介して硬質ガラス管の長手方向の両端を蓋体によって密閉したガラス管方式のエリアセンサ用筐体が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３３１７０１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているようなガラス管方式のエリアセンサ用筐体では、一方の筐体に収納されている光電発光素子から照射された光が湾曲したガラスを２度透過して他方の筐体に収納されている光電受光素子に受光されるため、エリアセンサの光学特性が低下して光の拡散等により、測定距離の減少等を生じ易い問題がある。また、硬質ガラス管によって本体が構成されているが、破損防止のために補強部材を備える必要があり、部品点数の増加によるコストの高騰を招くとともに、運搬作業時や設置作業時に慎重な取扱が必要となって作業性が低下する問題がある。さらに、硬質ガラス管を任意の長さに切断することは容易でなく、検出範囲に応じた光電発光素子及び光電受光素子の収納数の変化に容易に対応することができない問題がある。

この発明の目的は、平板状の透光部材を用いることによって光学特性を低下を防止できるとともに、部品点数の増加、運搬作業時や設置作業時の作業性の低下を招くことがなく、かつ、収納すべき光電発光素子及び光電受光素子の数等による装置の長さの変化に容易に対応することができ、製造コストの低廉化を実現することができる耐圧防爆用筐体を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、
中空押出材を所定の長さに切断した後に長手方向に平行な一方の側面に長手方向の開口部を形成した本体と、本体の長手方向における両端面のそれぞれに耐圧防爆用の間隙を設けて取り付けられる蓋体及び底体と、本体の開口部に配置される平板状の透光部材と、を備えたことを特徴とする。

この構成においては、中空押出材を所定の長さに切断した後に一方の側面に長手方向の開口部を形成した本体の長手方向における両端面のそれぞれに耐圧防爆用の間隙を設けて蓋体及び底体を取り付け、本体の開口部に平板状の透光部材を配置して耐圧防爆用筐体が構成される。したがって、例えば、エリアセンサ用筐体として用いた場合に、一方の本体に収納された光電発光素子から照射された光は平板状の透光部材を通過し、その光学特性が大きく変化することなく対向する光電受光素子に受光される。また、本体が押出材によって構成されるとともに、蓋体及び底体は本体の長さに拘らず同じものが使用でき、収納すべき光電発光素子又は光電受光素子の数等の変化に応じた本体の長さの変更が容易になる。

また、前記透光部材は、本体の開口部が形成された側面に取り付けられる支持板であって、透光部材の両側に本体の長手方向に沿って外側に延出した延出片を有する支持板を介して本体の開口部に配置されるものとすることができる。

この構成においては、透光部材が、透光部材の両側に本体の長手方向に沿って外側に延出した延出片を有する支持板を介して本体の開口部に配置される。したがって、外部光が支持板の延出片に遮られて本体内に収納されている光電受光素子に受光されることがない。

この発明の耐圧防爆用筐体は、例えば、エリアセンサ用筐体として用いた場合に、一方の本体に収納された光電発光素子から照射された光が平板状の透光部材を通過し、その光学特性が大きく変化することなく対向する光電受光素子に受光されるため、測定距離の減少を確実に防止することができる。また、本体を押出材によって構成するとともに、本体の長さに拘らず同じ蓋体及び底体を使用でき、収納すべき光電発光素子又は光電受光素子の数等の変化に応じて本体の長さを容易に変更することができる。このため、収納すべき光電発光素子又は光電受光素子の数等に応じた装置の長さ毎に異なる型を準備する必要がなく、製造コストを低廉化できる。また、本体と蓋体との間及び本体と底体との間の耐圧防爆用の隙間部分の仕上げ面積が少なく、しかも円筒切削加工によって簡便に仕上げることができるため、製造コストをさらに削減できる。さらに、本体に充分な強度を与えることができるため、補強部材を用いる必要がなく、部品点数の増加によるコストの高騰を防止できる。

また、透光部材を、透光部材の両側に本体の長手方向に沿って外側に延出した延出片を有する支持板を介して本体の開口部に配置することにより、外部光が支持板の延出片に遮られて本体内に収納されている光電受光素子に受光されることがなく、外部光による誤検出を防止できる。また、透光部材の機械的損傷も防止できる。

図１は、この発明の実施形態に係る耐圧防爆用筐体であるエリアセンサ用筐体を示す図である。図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は側面図、図１（Ｃ）は平面図である。エリアセンサ用筐体１０は、本体１、蓋体２、底体３、板ガラス（この発明の透光部材である。）４及び支持板５からなり、取付部材２０，２０を介して設置場所に取り付けられる。

エリアセンサ用筐体１０は、２本１組で使用され、一方のエリアセンサ用筐体１０は所定数の光電発光素子を駆動回路とともに収納し、他方のエリアセンサ用筐体１０は同数の光電受光素子を検出回路とともに収納する。２本のエリアセンサ用筐体１０，１０は、正面を互いに対向させた状態で、所定の間隔を設けて配置され、光電発光素子のそれぞれから光電受光素子のそれぞれに向けて光が照射される。複数の光電発光素子の何れかから照射された光が２本のエリアセンサ用筐体１０，１０の間を通過する人又は物によって遮られ、複数の光電受光素子の何れかが光を受光しなくなることにより、人又は物の通過が検出される。

本体１は、例えばアルミニウム製の中空押出材を所定の長さに切断したものである。本体１の内部には、エリアセンサを構成する複数の光電発光素子又は光電受光素子が収納される。本体１の正面には、長手方向の開口部１１が形成されている。この開口部１１に板ガラス４が嵌め込まれており、本体１の正面における開口部１１の周囲に対向して支持板５が取り付けられている。

支持板５は、例えば冷間圧延鋼板を素材としてプレス加工によって成形されている。支持板５は、正面側に向って延出する長手方向の延出片５１，５１を備え、左右の延出片５１，５１の間に形成される開口５２において板ガラス４が本体１の正面側に露出する。板ガラス４の正面側の周縁部には支持板５の裏面が当接する。支持板５は、複数の止めネジ５３によって本体１の正面に固定される。

蓋体２及び底体３は、例えばアルミニウムの鋳物である。蓋体２は、本体１の上面を完全に閉塞する。底体３には貫通孔３１が形成されており、この貫通孔３１に光電発光素子又は光電受光素子に接続すべき駆動電源用及び検出信号用のケーブル３０が貫通する。

図２は、上記エリアセンサ用筐体の要部の断面図である。図２（Ａ）はエリアセンサ用筐体の上端部近傍の断面図であり、図２（Ｂ）はエリアセンサ用筐体の下端部近傍の断面図であり、図２（Ｃ）は図１（Ｂ）におけるＸ−Ｘ部の断面図である。また、図３は、上記エリアセンサ用筐体の本体の素材となる中空押出材の断面図である。図３（Ａ）は押出成形直後の中空押出材の横断面図であり、図３（Ｂ）は切削加工後の中空押出材の横断面図である。さらに、図４は、上記エリアセンサ用筐体の本体の上端部近傍の縦断面図である。

上記エリアセンサ用筐体１０を構成する本体１の素材となる中空押出材１００は、図３（Ａ）におけるハッチング部分が開口した押出成形用ダイスを介して、同図に示すように略中心部に空間１０２を有する一様な断面形状に押し出される。その後、内部に収納すべき光電発光素子又は光電受光素子の数に応じて所定の長さに切断される。所定の長さに切断された中空押出材１００の前面には、図３（Ｂ）に示すように、切削加工によって空間１０２に連通する開口部１１が形成された後、開口部１１の周縁部に凹部１２が形成され、開口部１１の周囲に後述する支持板５が取り付けられる段部１３が形成され、段部１３内に図示しないネジ穴が形成される。

さらに、中空押出材１００の上面及び底面には、図４に示すように、蓋体２及び底体３が装着されるべき嵌合部１０３が形成されて、エリアセンサ用筐体１０の本体１として使用される。嵌合部１０３は、一例として円柱状にくり抜かれ、円周面１０３ａにおいて蓋体２及び底体３との間に所定の耐圧防爆用の間隙を構成する。

例えば、エリアセンサ用筐体１０をグループがIIＢランクの耐圧防爆構造とする場合、円周面１０３ａは、接合面の最大すきま０．１５ｍｍ、接合面の奥行き１３〜１５ｍｍ、表面粗さ６．３μｍＲａとなるように表面加工される。なお、図４は、本体１の上面に形成される嵌合部１０３を示すが、本体１の底面にも同一形状の嵌合部１０３が形成される。また、本体１の内部に収納すべき光電発光素子又は光電受光素子の数が変化した場合でも、内部の容積が一定値以内であれば、本体１の上下方向の長さのみが変化し、本体１の横断面形状は変化しないため、耐圧防爆性能が変化しない限り、嵌合部１０３の形状は一定にできる。このため、本体１の内部に収納すべき光電発光素子又は光電受光素子の数に拘らず、単一形状の蓋体２及び底体３を使用することができるために部品の共通化が図られ、また、嵌合部１０３を形成する際の作業工程及び工具も一定にでき、コストダウンを実現できる。

上述の中空押出材１００を素材とする本体１に形成された開口部１１及び凹部１２には、図２（Ｃ）に示すように、前面及び背面に無端状のパッキン４１ａ，４１ｂが貼付された板ガラス４が収納される。これによって、開口部１１は、板ガラス４によって閉塞される。次いで、凹部１２に例えばエポキシ樹脂等の固着剤４２が充填され、ネジ穴に螺合する取付ネジ５３を介して段部１３に支持板５が取り付けられる。支持板５は、凹部１２との間に板ガラス１４、パッキン４１ａ及びパッキン４１ｂを挟持する。板ガラス１４、パッキン４１ａ及びパッキン４１ｂの外周部と凹部１２との間には硬化した固着剤４２が充填されているため、板ガラス４による開口部１１の閉塞状態が堅牢に維持される。

本体１の素材である中空押出材１００に形成されている空間１０２には、所定数の光電発光素子及び駆動回路を備えた光電発光器４０、又は、所定数の光電受光素子及び検出回路を備えた光電受光器５０が収納される。光電発光器４０及び光電受光器５０は、本体１の上下の端部における嵌合部１０３内に配置された取付板２２，３２によって本体１に対する上下位置を固定されている。取付板２２，３２は、嵌合部１０３の水平面にネジ止めされる。

エリアセンサの使用形態に応じて、光電発光器４０に備えられる光電発光素子数、及び、光電受光器５０に備えられる光電受光素子数は増減し、光電発光器４０及び光電受光器５０の長さが変化する。これに応じて、本体１の素材となる中空押出材１００、板ガラス４及び支持板５の長さが変更される。但し、中空押出材１００は、押出成形用ダイスを変更することなく押出長さを自由に変更でき、板ガラス４及び支持板４の長さの変更も容易であることから、エリアセンサの使用形態に応じた光電発光器４０及び光電受光器５０の長さの変化に容易に対応することができる。

なお、蓋体２及び底体３は、本体１の上下の端部における嵌合部１０３に対して、Ｏリング２１，３１を挟んで装着される。また、底体３には、貫通孔３５が形成されており、この貫通孔３５にパッキン３３及びケーブルグランド３４を介してケーブル３０が貫通している。これによって、耐圧防爆構造を得ている。

さらに、支持体５には前面側に延出片５１，５１が延出しており、支持体５における延出片５１，５１の間の開口５２に板ガラス４を挟んで光電発光器４０の光電発光素子又は光電受光器５０の光電受光素子が対向している。このため、本体１の内部に外部光が入射し難く、特に、光電受光器５０の光電受光素子が外部光を受光することによる誤検出が防止される。

以上、耐圧防爆用筐体としてエリアセンサ用筐体を例に挙げて説明したが、これに限らず、光電スイッチや各種表示装置等にもこの発明を適用することができる。

この発明の実施形態に係るエリアセンサ用筐体を示す図であり、同図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は側面図、同図（Ｃ）は平面図である。 上記エリアセンサ用筐体の要部の断面図であり、同図（Ａ）はエリアセンサ用筐体の上端部近傍の断面図、同図（Ｂ）はエリアセンサ用筐体の下端部近傍の断面図、同図（Ｃ）は図１（Ｂ）におけるＸ−Ｘ部の断面図である。 上記エリアセンサ用筐体の本体の素材となる中空押出材の断面図であり、同図（Ａ）は押出成形直後の中空押出材の横断面図、同図（Ｂ）は切削加工後の中空押出材の横断面図である。 上記エリアセンサ用筐体の本体の上端部近傍の縦断面図である。

符号の説明

１−本体
２−蓋体
３−底体
４−板ガラス
５−支持板
１０−ラインセンサ用筐体
３０−ケーブル
４０−光電発光器
５０−光電受光器

Claims (2)

1. 中空押出材を所定の長さに切断した後に長手方向に平行な一方の側面に長手方向の開口部を形成した本体と、本体の長手方向における両端面のそれぞれに耐圧防爆用の間隙を設けて取り付けられる蓋体及び底体と、本体の開口部に配置される平板状の透光部材と、を備えたことを特徴とする耐圧防爆用筐体。
2. 前記透光部材は、本体の開口部が形成された側面に耐圧防爆用の間隙を設けて取り付けられる支持板であって、透光部材の両側に本体の長手方向に沿って外側に延出した延出片を有する支持板を介して本体の開口部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の耐圧防爆用筐体。

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