JP2013185906A - Float body, liquid level sensor with the same, and manufacturing method for float body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、液体タンクに収容された液体の液面レベルを検出する液面レベルセンサなどで用いられるフロート体、このフロート体を有する液面レベルセンサ、及び、フロート体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a float body used in, for example, a liquid level sensor that detects a liquid level of a liquid contained in a liquid tank, a liquid level sensor having the float body, and a method for manufacturing the float body. It is.
フロート式液面レベルセンサにおいては、液体の液面に浮かべられたフロートの上下動を検知して液面レベルの検出を行う。このようなフロート式液面レベルセンサは、例えば、石油液化ガス(LPG)などの高圧液化ガスなどでの液面レベルの検出に使用されることがあり、フロートには耐圧性や液体の低浸透性が要求され、さらに、このような液化ガスは比重が小さいので、浮力を得るためにフロートには小さい比重が要求される。 In the float type liquid level sensor, the liquid level is detected by detecting the vertical movement of the float floated on the liquid level. Such a float type liquid level sensor may be used for detecting a liquid level in a high pressure liquefied gas such as petroleum liquefied gas (LPG), for example. Furthermore, since the specific gravity of such a liquefied gas is small, a small specific gravity is required for the float to obtain buoyancy.
例えば、中空状の金属体でフロートを構成した場合には、耐圧を確保するために金属の厚みが増し重量が増えて十分な浮力が得られず、また、耐圧性の点から形状が球形に制約されるという問題があった。また、金属よりも小さい比重の樹脂材料でフロートを構成した場合においても、中空体、発泡体問わず、高圧液体中では液体が樹脂材料に浸透してフロート内の空間に液体が浸入してしまい、十分な浮力が得られなくなるという問題があった。そして、このような問題を解決する技術が特許文献1に開示されている。
For example, when a float is formed of a hollow metal body, the thickness of the metal increases to increase the weight and sufficient buoyancy cannot be obtained to ensure pressure resistance, and the shape is spherical from the point of pressure resistance. There was a problem of being constrained. Even when the float is made of a resin material having a specific gravity smaller than that of metal, the liquid penetrates the resin material in the high-pressure liquid regardless of whether it is a hollow body or foam, and the liquid enters the space in the float. There was a problem that sufficient buoyancy could not be obtained. And the technique which solves such a problem is disclosed by
特許文献1に記載されたフロートは、ガラスマイクロバルーンなどの微小中空体を含有した熱可塑性樹脂で構成されている。このようなフロートによれば、中空体や発泡体などのように内部に空間を設けることなく比重を小さくして、浮力を確保することができた。
The float described in
しかしながら、特許文献1のフロートは、押出機によって加熱溶融した樹脂とガラスマイクロバルーンとを混練押出してこれら樹脂とガラスマイクロバルーンとが混合されたペレットを作成したのち、このペレットを用いて射出成型機によって成型されるものであるところ、比重を小さくするためにガラスマイクロバルーンの割合を多くすると、これらガラスマイクロバルーンの間に溶融した樹脂が行きわたらず、そのため、混練押出時や射出成型時にガラスマイクロバルーン同士が擦れて割れてしまい、小さい比重のフロートを得ることが困難であるという問題があった。特に、耐薬品性や剛性の高い高分子量の樹脂を用いた場合、このような樹脂は溶融時の粘度が高いので、ガラスマイクロバルーンの間に溶融した樹脂がより行きわたらず、そのため、上記問題がより顕著であった。
However, the float of
そこで、このような問題を回避するために、熱可塑性の樹脂粉体とガラスマイクロバルーンとをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物を金型に入れて、樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮する圧縮成形によってフロートを製造していた。このようにして製造されたフロートは、樹脂に混合したガラス粒体の破損が抑えられて、比重を小さくすることができた。 Therefore, in order to avoid such problems, a mixture in which the thermoplastic resin powder and the glass microballoon are mixed in advance in a solid state is placed in a mold and heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the resin powder. However, the float was manufactured by the compression molding which compresses by applying pressure. The float manufactured in this way was able to reduce the specific gravity by suppressing the breakage of the glass particles mixed with the resin.
しかしながら、上述した圧縮成形においては、上記混合物が入れられた金型を加熱することによって上記混合物を周囲から加熱するところ、上記混合物にはガラスマイクロバルーンが含まれているので、熱の伝わりが悪く、そのため、所望の浮力を得るためにある程度の大きさのフロートを製造する場合には、上記混合物を内側まで十分に溶融させるために長時間の加熱が必要であり、フロートの製造に長時間を要してしまうという問題があった。 However, in the above-described compression molding, when the mixture is heated from the surroundings by heating the mold in which the mixture is put, since the glass microballoon is included in the mixture, heat transfer is poor. Therefore, when producing a float of a certain size to obtain the desired buoyancy, it is necessary to heat for a long time in order to sufficiently melt the above mixture to the inside. There was a problem that it was necessary.
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなる製造時間の短いフロート体、このフロート体を有する液面レベルセンサ、及び、フロート体の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention aims to solve this problem. That is, the present invention aims to provide a float body made of a thermoplastic resin containing hollow glass particles and having a short production time, a liquid level sensor having the float body, and a method for producing the float body. Yes.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体において、前記フロート体が、互いに並列して配置された複数の部分フロートで構成されていることを特徴とするフロート体である。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記部分フロートのそれぞれが、同一形状に形成されていることを特徴とするものである。
The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in
上記目的を達成するために、請求項3に記載された発明は、フロート体と、前記フロート体が取り付けられたフロートアームと、を有する液面レベルセンサにおいて、前記フロート体が、請求項1又は2に記載のフロート体で構成されていることを特徴とする液面レベルセンサである。 To achieve the above object, the invention described in claim 3 is a liquid level sensor comprising a float body and a float arm to which the float body is attached. 2. A liquid level sensor comprising the float body according to 2.
上記目的を達成するために、請求項4に記載された発明は、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体の製造方法であって、熱可塑性の樹脂粉体と中空状のガラス粒体とをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物を金型に入れて、前記樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮して部分フロートを成形する部分フロート成形工程と、前記部分フロート成形工程で成形された複数の前記部分フロートを互いに並列に配置する配置工程と、を含むことを特徴とするフロート体の製造方法である。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 4 is a method for producing a float body comprising a thermoplastic resin containing hollow glass particles, wherein the thermoplastic resin powder and the hollow A partial float molding step in which a mixture obtained by previously mixing glass particles in a solid state is placed in a mold, and heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the resin powder to compress and form a partial float. An arrangement step of arranging the plurality of partial floats formed in the partial float forming step in parallel with each other.
請求項1に記載された発明によれば、フロート体が、互いに並列して配置された複数の部分フロートで構成されているので、所望の浮力を有する大きさの1個のフロートに対して各部分フロートの形状を小さくすることができるとともに、各部分フロートの浮力を合わせて所望の浮力を得ることができ、そのため、熱可塑性の樹脂粉体と中空状のガラス粒体とをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物を金型に入れて、樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮する圧縮成形による製造方法を用いて製造した場合でも、上記混合物の加熱時間を短くすることができ、そのため、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体を短時間で製造できる。 According to the first aspect of the present invention, since the float body is composed of a plurality of partial floats arranged in parallel to each other, each float has a desired buoyancy. The shape of the partial float can be reduced, and the buoyancy of each partial float can be combined to obtain a desired buoyancy. Therefore, the thermoplastic resin powder and the hollow glass particles are in a solid state. Even when the mixture mixed in advance is put into a mold and is manufactured using a compression molding manufacturing method in which pressure is applied while compressing while heating above the melting temperature of the resin powder, the heating time of the mixture is shortened. Therefore, a float body made of a thermoplastic resin containing hollow glass particles can be produced in a short time.
請求項2に記載された発明によれば、部分フロートのそれぞれが、同一形状に形成されているので、1つの金型で複数の部分フロートを成形する場合において、金型に設けるキャビティの形状が同一形状になるため金型の製造が容易になり、そのため、製造コストをさらに低減できる。また、1つの金型で複数の部分フロートを同時に成形することで、フロート体をより短時間で製造できる。 According to the invention described in claim 2, since each of the partial floats is formed in the same shape, when a plurality of partial floats are molded with one mold, the shape of the cavity provided in the mold is Since it becomes the same shape, manufacture of a metal mold | die becomes easy, Therefore, manufacturing cost can further be reduced. Moreover, a float body can be manufactured in a shorter time by simultaneously molding a plurality of partial floats with one mold.
請求項3に記載された発明によれば、前記フロート体が、請求項1又は2に記載のフロート体で構成されているので、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体を短時間で製造でき、そのため、製造コストを低減できる。 According to the invention described in claim 3, since the float body is constituted by the float body according to claim 1 or 2, a float body made of a thermoplastic resin including hollow glass particles is provided. It can be manufactured in a short time, and the manufacturing cost can be reduced.
請求項4に記載された発明によれば、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体の製造方法であって、熱可塑性の樹脂粉体と中空状のガラス粒体とをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物を金型に入れて、樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮して部分フロートを成形する部分フロート成形工程と、前記部分フロート成形工程で成形された複数の前記部分フロートを互いに並列に配置する配置工程と、を含むので、所望の浮力を有する大きさの1個のフロートに対して各部分フロートの形状を小さくして上記混合物の加熱時間を短くすることができるとともに、複数の部分フロートの浮力を合わせて所望の浮力を得ることができ、そのため、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体を短時間で製造できる。 According to the invention described in claim 4, there is provided a method for producing a float body made of a thermoplastic resin including hollow glass particles, each of the thermoplastic resin powder and the hollow glass particles. In the partial float molding step, the mixture previously mixed in the solid state is put into a mold, and the partial float molding step is performed by applying pressure and compressing while heating above the melting temperature of the resin powder, and the partial float molding step. And arranging the plurality of molded partial floats in parallel with each other, so that the shape of each partial float is reduced with respect to one float having a desired buoyancy, and the mixture is heated. The time can be shortened and the desired buoyancy can be obtained by combining the buoyancy of a plurality of partial floats. Therefore, a flow made of a thermoplastic resin containing hollow glass particles. Body can be manufactured in a short period of time.
(実施形態1)
以下、本発明の一実施形態のフロート体を、図1〜図3を参照して説明する。このフロート体は、例えば、液体タンクに収容された液化石油ガスなどの液体に浮かべられることにより、当該液体の液面レベル(即ち、液面高さであり、液位ともいう)を検出する液面レベルセンサに用いられる。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the float body of one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS. 1-3. For example, the float body is floated on a liquid such as liquefied petroleum gas stored in a liquid tank, thereby detecting a liquid level (that is, a liquid level and also a liquid level) of the liquid. Used for surface level sensors.
フロート体90は、図1(a)、(b)に示すように、複数の部分フロート91を備えており、円筒形状に構成されている。本実施形態において、フロート体90は、3つの部分フロート91を備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
部分フロート91は、中空状のガラス粒体としてのガラスビーズGを含む熱可塑性樹脂を用いて円筒形状に形成されている。部分フロート91は、軸に沿って貫通孔92が設けられている。各部分フロート91は、同一形状に形成されている。また、部分フロート91に用いられる熱可塑性樹脂は、例えば、当該部分フロート91が浮かべられる液体などに対する耐薬品性、耐腐食性などを考慮して決定される。本実施形態においては、熱可塑性樹脂として、高密度ポリエチレン樹脂を用いている。
The
各部分フロート91は、それぞれの貫通孔92に後述するフロートアーム72の一端部72aが挿通されて、互いに接するように同軸に並べて配置される。本実施形態において、フロート体90を構成する各部分フロート91は、互いに接するように並列に配置されているものの互いに結合はされていないものであるが、例えば、接着剤などの結合手段を用いて各部分フロート91を一体に結合してフロート体90を構成しても良い。
The partial floats 91 are arranged coaxially so that one
次に、本発明のフロート体の製造方法の一実施例について、図2、図3を参照して説明する。 Next, an embodiment of the method for manufacturing a float body according to the present invention will be described with reference to FIGS.
従来、このようなフロートは、溶融状態の樹脂にガラス粒体としてのガラスマイクロバルーンを混合したペレットを用いて射出成型により製造していたが、ガラスマイクロバルーンの混合の割合が高くなると成形時などにおいてガラスマイクロバルーンが割れてしまうので、ある値より比重を小さくすることができず、そのため、例えば、液化石油ガス、ジメチルエーテル(DME)、ブタンガス、又は、アンモニアなど、比重の小さい液体に浮かべられるフロートの製造には不適当であった。 Conventionally, such a float has been manufactured by injection molding using a pellet in which glass microballoons as glass particles are mixed with a molten resin. However, when the mixing ratio of the glass microballoons increases, Since the glass microballoon is broken in this case, the specific gravity cannot be reduced below a certain value. For this reason, for example, a float floated on a liquid having a low specific gravity such as liquefied petroleum gas, dimethyl ether (DME), butane gas, or ammonia It was unsuitable for the production of
そして、本実施形態のフロート体90は、熱可塑性の樹脂粉体と中空状のガラス粒体とをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物を金型に入れて、樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮する圧縮成形による製造方法を用いて製造した部分フロートを、互いに並列に配置して構成されている。そのため、製造時のガラス粒体の破損を防ぐことができ、この部分フロート91でフロート体90を構成することにより、比重の小さい液体に浮かべることができる比重の小さいフロート体90を製造することができる。
And the
以下に説明するフロート体の製造方法では、原材料として、熱可塑性の樹脂粉体と、中空状のガラス粒体と、を用いて円筒形状の部分フロート91を成形したのち、複数の部分フロート91を組み合わせて円筒形状のフロート体90(図1)を製造する。勿論、このような形状は、一例であって、例えば、角筒形状や楕円球形状など、本発明の目的に反しない限り、フロート体90の形状は任意である。また、フロート体90が備える部分フロート91の個数についても、複数個であれば、本発明の目的に反しない限り、任意である。また、部分フロート91は、互いに異なる形状であっても良いが、同一形状であることが、コスト削減の観点から望ましい。
In the float body manufacturing method described below, a cylindrical
熱可塑性の樹脂粉体としては、例えば、平均粒径が100μm程度、比重が0.95、溶融温度が128℃のパウダー状のポリエチレン(PE)を用いる。本実施形態では、高密度ポリエチレン樹脂粒子P(サンファインLH−411、旭化成ケミカルズ社製)を用いている。勿論、樹脂の種類について、ポリエチレン以外にも、例えば、ポリプロピレン(PP)、又は、ポリアミド(PA)などのパウダー状の樹脂材料を用いてもよく、また、平均粒径についても、後述するガラス粒体より極端に大きくなく、このガラス粒体と均一に混ざる程度の大きさであればよい。一般的に、樹脂における分子量と溶融粘度には相関があり、同種の樹脂であっても分子量が大きくなるほど溶融粘度が高くなる傾向にあるが、粉体の状態でガラス粒体と混合するので、溶融粘度が混合物の混合程度に影響することがなく、均一に混合することができる。また、樹脂における分子量が大きいと耐薬品性や剛性が高くなるので、耐薬品性に優れた、比重の小さい高耐圧の部分フロート91(即ち、フロート体90)の製造に有利である。 As the thermoplastic resin powder, for example, powdered polyethylene (PE) having an average particle diameter of about 100 μm, a specific gravity of 0.95, and a melting temperature of 128 ° C. is used. In this embodiment, high-density polyethylene resin particles P (Sunfine LH-411, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) are used. Of course, regarding the type of resin, in addition to polyethylene, for example, a powdery resin material such as polypropylene (PP) or polyamide (PA) may be used. What is necessary is just to be a magnitude | size of the grade which is not extremely larger than a body and mixes with this glass grain uniformly. In general, there is a correlation between the molecular weight and the melt viscosity in the resin, and even if it is the same kind of resin, the melt viscosity tends to increase as the molecular weight increases, but since it is mixed with the glass particles in the powder state, The melt viscosity does not affect the degree of mixing of the mixture and can be uniformly mixed. Moreover, since the chemical resistance and rigidity increase when the molecular weight of the resin is large, it is advantageous for the production of a high-pressure partial float 91 (that is, the float body 90) having excellent chemical resistance and low specific gravity.
ガラス粒体としては、例えば、平均粒径が35μm程度で比重が0.34程度の中空球状に形成されたものを用いる。本実施形態では、フィラー用のガラスビーズG(Sphericel 34P30、ポッターズ・バロティーニ社製)を用いている。ガラスビーズGは、その粒径が大きいほど、比重が小さくなるとともに耐圧が低くなる。ガラスビーズGの比重を小さくすることで、それを用いて成型される部分フロート91の比重を小さくすることができるが、ガラスビーズGが製造時に割れやすくなるので、所望の比重の部分フロート91を得ることが難しくなり、また、ガラスビーズGの耐圧により部分フロート91自体の耐圧も決まるので、比重を小さくしすぎると必要な耐圧を得られなくなる。そのため、部分フロート91の成形時に加えられる圧力や部分フロート91を浮かべる液体の性質(比重、圧力など)に応じて、比重と耐圧とのバランスをとるようにしてガラスビーズGの平均粒径等を決定する。
As the glass particles, for example, those formed in a hollow sphere having an average particle size of about 35 μm and a specific gravity of about 0.34 are used. In this embodiment, glass beads G for filler (Sphericel 34P30, manufactured by Potters Barotini) are used. The larger the particle size of the glass beads G, the smaller the specific gravity and the lower the pressure resistance. By reducing the specific gravity of the glass beads G, the specific gravity of the
フロート体90の製造において、まず、所定量の高密度ポリエチレン樹脂粒子PとガラスビーズGとを計量したのち、図2(a)、(b)に示すように、混合機Mに投入して混合し、これら原材料が均一に混ぜ合わされた混合物Rを生成する(混合工程)。
In the production of the
この混合工程では、生成された混合物R中に含まれるガラスビーズの割合(以下、充填率ともいう)が、製造するフロート体90の用途(即ち、フロート体90を浮かべる対象の液体など)に合わせて、41〜73体積%の範囲に含まれるように高密度ポリエチレン樹脂粒子PとガラスビーズGとを混合する。ここでいう「体積%」は、粉体や粒体間の空間を含まない、高密度ポリエチレン樹脂粒子P及びガラスビーズGそのものが占める体積についての値であり、これらの体積(体積%)は、各原材料の比重と重量から換算して求めている。例えば、高密度ポリエチレン樹脂粒子P(比重0.95)を26g、ガラスビーズG(比重0.35)を17g、としたとき、高密度ポリエチレン樹脂粒子Pの体積は27.4cm3(=26/0.95)、ガラスビーズGは50.0cm3(=17/0.34)となり、これらを混合すると、ガラスビーズGの充填率は65体積%(=50.0/(27.4+50.0))となる。
In this mixing step, the ratio of the glass beads contained in the generated mixture R (hereinafter also referred to as the filling rate) matches the application of the
次に、上記混合工程で生成した混合物Rを、図3(a)〜(f)に示すように、金型に充填して高密度ポリエチレン樹脂粒子Pの溶融温度以上に加熱しながら圧縮する(圧縮成型工程)。 Next, as shown in FIGS. 3A to 3F, the mixture R generated in the mixing step is filled in a mold and compressed while being heated to a temperature higher than the melting temperature of the high-density polyethylene resin particles P ( Compression molding process).
この圧縮成型工程で用いる金型Kには、上端が開口された有底円筒状のキャビティCが複数設けられており(図3(a)〜(f)では、1つのキャビティのみ図示している)、このキャビティC内には、例えば、シリコン離型剤やフッ素系離型剤などを塗布する離型処理が予め施されている。このキャビティC内に上記混合物Rを充填するとともにキャビティCから10%程度あふれるまで上記混合物Rを充填する。具体的には、混合物の充填は、複数回に分けて少量ずつ上方からキャビティC内に注ぎ(図3(a)、(c))、混合物を注ぐ度にキャビティC内に充填された混合物を上方から1MPa程度の圧力で圧縮して混合物R内に生じた空隙を小さくしながら(図3(b)、(d))、キャビティCの上部からあふれるまで行う(図3(e))。そして、混合物RがキャビティC内に充填されると、混合物Rを全方向から加熱するように金型K内に配置されたヒータHによって金型Kを180℃まで加熱して混合物R(即ち、樹脂粉体)を溶融させるとともに、1MPa/分の速度で5MPaになるまで少しずつ圧力を高め、圧力5MPaを加えた状態で10分間混合物Rを圧縮する(図3(f))。このとき、金型Kの隙間から混合物R(即ち、溶融した樹脂)が流れ出ていくため、混合物Rに加わる圧力が5MPaを維持するように、圧力を調整しながら行う。 The die K used in this compression molding process is provided with a plurality of bottomed cylindrical cavities C whose upper ends are opened (FIGS. 3A to 3F show only one cavity). In this cavity C, for example, a mold release process for applying a silicon mold release agent, a fluorine-type mold release agent, or the like is performed in advance. The cavity R is filled with the mixture R and filled with the mixture R until it overflows about 10% from the cavity C. Specifically, the filling of the mixture is performed in a plurality of times by pouring into the cavity C from above in small portions (FIGS. 3A and 3C), and the mixture filled in the cavity C is poured every time the mixture is poured. It compresses with the pressure of about 1 Mpa from the top, and it is performed until it overflows from the upper part of the cavity C, making the space | gap produced in the mixture R small (FIG.3 (b), (d)) (FIG.3 (e)). Then, when the mixture R is filled in the cavity C, the mold K is heated to 180 ° C. by the heater H disposed in the mold K so as to heat the mixture R from all directions, and the mixture R (that is, Resin powder) is melted and the pressure is gradually increased to 5 MPa at a rate of 1 MPa / minute, and the mixture R is compressed for 10 minutes in a state where the pressure of 5 MPa is applied (FIG. 3 (f)). At this time, since the mixture R (that is, molten resin) flows out from the gap between the molds K, the pressure is adjusted so that the pressure applied to the mixture R is maintained at 5 MPa.
そして、混合物Rを固めて成形物とするための冷却を行う。即ち、金型Kを保持したままヒータHをオフして、金型温度(即ち、混合物Rの温度)が100℃になるまで自然冷却を行ったのち、さらに、金型Kを保持したまま、金型K内に設けられた図示しない管路に冷却水を循環させて金型温度が40℃になるまで冷却を行う(冷却工程)。上述した混合工程及び圧縮成型工程を含む工程が、請求項中の部分フロート成形工程に相当する。 Then, cooling for solidifying the mixture R into a molded product is performed. That is, the heater H is turned off while holding the mold K, and natural cooling is performed until the mold temperature (that is, the temperature of the mixture R) reaches 100 ° C., and further, the mold K is held. Cooling water is circulated through a pipe line (not shown) provided in the mold K to perform cooling until the mold temperature reaches 40 ° C. (cooling process). The process including the mixing process and the compression molding process described above corresponds to the partial float molding process in the claims.
そして、金型Kから成形物を取り出して、部分フロート91が得られる。そして、このようにして得られた複数の部分フロート91を、互いに接するように同軸に並べて配置して(配置工程)、フロート体90が完成する。
Then, the molded product is taken out from the mold K, and the
高密度ポリエチレン樹脂粒子PへのガラスビーズGの充填率(即ち、混合の割合)と、成形物である部分フロート91の比重との関係の一例を以下に示す。
An example of the relationship between the filling rate (that is, the mixing ratio) of the glass beads G into the high-density polyethylene resin particles P and the specific gravity of the
例えば、平均粒径が100μm(粒径範囲80〜150μm)、比重が0.95、溶融温度が128℃の高密度ポリエチレン樹脂粒子Pと、平均粒径が35μm(粒径範囲10〜50μm)、比重が0.34、耐圧が20MPaのガラスビーズGと、を用いて、これら原材料を固体状態のままで混合する。
For example, the average particle size is 100 μm (particle size range 80 to 150 μm), the specific gravity is 0.95, the high temperature polyethylene resin particles P having a melting temperature of 128 ° C., the average particle size is 35 μm (
そして、(A)ガラスビーズGの充填率が41〜73体積%となる混合物Rを生成し、この混合物Rを金型Kに充填して5MPaの圧力で圧縮成型することで、(1)ジメチルエーテル(液比重0.67)、(2)アンモニア(液比重0.64)、(3)液化ブタンガス(液比重0.58)、のそれぞれに適した比重の部分フロート91(即ち、フロート体90)を製造することができる。
Then, (A) a mixture R in which the filling rate of the glass beads G is 41 to 73% by volume is generated, and the mixture R is filled in a mold K and compression-molded at a pressure of 5 MPa. (1) Dimethyl ether
または、(B)ガラスビーズGの充填率が51〜71体積%となる混合物Rを生成し、この混合物Rを金型に充填して5MPaの圧力で圧縮成型することで、上記(2)、(3)のそれぞれに適した比重のフロート体90を製造することができる。
Alternatively, (B) by producing a mixture R in which the filling ratio of the glass beads G is 51 to 71% by volume, filling the mixture R into a mold and compression molding at a pressure of 5 MPa, (2), A
または、(C)ガラスビーズGの充填率が64〜66体積%となる混合物を生成し、この混合物を金型に充填して5MPaの圧力で圧縮成型することで、上記(3)に適した比重のフロート体90を製造することができる。特に、ガラスビーズGの充填率を65%にすることで、特許文献1に示される従来の製造方法では製造することができなかった0.55〜0.57の比重のフロートを製造することができる。
Alternatively, (C) a mixture in which the filling ratio of the glass beads G is 64 to 66% by volume is generated, and the mixture is filled in a mold and compression-molded at a pressure of 5 MPa, which is suitable for the above (3). A
以上より、本実施形態によれば、フロート体90が、互いに並列して配置された複数の部分フロート91で構成されているので、所望の浮力を有する大きさの1個のフロートに対して各部分フロート91の形状を小さくすることができるとともに、各部分フロート91の浮力を合わせて所望の浮力を得ることができ、そのため、熱可塑性の樹脂粉体(高密度ポリエチレン樹脂粒子P)と中空状のガラス粒体(ガラスビーズG)とをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物Rを金型Kに入れて、樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮する圧縮成形による製造方法を用いて製造した場合でも、上記混合物の加熱時間を短くすることができ、そのため、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体90を短時間で製造できる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また、複数の部分フロート91のそれぞれが、同一形状に形成されているので、1つの金型Kで複数の部分フロート91を成形する場合において、金型Kに設けるキャビティCの形状が同一形状になるため金型Kの製造が容易になり、そのため、製造コストをさらに低減できる。また、1つの金型Kで複数の部分フロート91を同時に成形することで、フロート体90をより短時間で製造できる。
Further, since each of the plurality of
また、上述したフロート体90の製造方法が、熱可塑性の樹脂粉体と中空状のガラス粒体とをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物を金型に入れて、樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮して部分フロート91を成形する工程と、前記工程で成形された複数の前記部分フロートを互いに並列に配置する工程と、を含むので、所望の浮力を有する大きさの1個のフロートに対して各部分フロート91の形状を小さくして上記混合物の加熱時間を短くすることができるとともに、複数の部分フロート91の浮力を合わせて所望の浮力を得ることができ、そのため、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体90を短時間で製造できる。
In addition, the above-described manufacturing method of the
(実施形態2)
次に、本発明の一実施形態の液面レベルセンサを、図4〜図6を参照して説明する。本実施形態の液面レベルセンサは、例えば、液化石油ガスなどの液面レベルを検出などに用いられる。
(Embodiment 2)
Next, a liquid level sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid level sensor of this embodiment is used for detecting a liquid level such as liquefied petroleum gas, for example.
液面レベルセンサ1は、図4〜図6に示すように、ケース10と、指針機構部30と、駆動機構部50と、フロート部70と、を有している。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
ケース10は、例えば、ステンレスなどの耐腐食性を有する金属からなり、上ケース部11と、下ケース部21と、がネジ12によって互いに固定されて構成されている。
The
上ケース部11は、略有底円筒形状の上部分11aと、この上部分11aの底面に同軸に重ねられた当該上部分11aより小径の略円筒形状の下部分11bと、が互いに一体に設けられている。
The
上ケース部11には、上記上部分11aの内側空間として上方に向けて開口された略円柱形状の空間である第1収容室14と、即ち、上記下部分11bの内側空間として下方に向けて開口された略円柱形状の空間である第2収容室15と、が設けられている。第1収容室14には、後述する指針機構部30が収容されている。第2収容室15には、後述する駆動マグネット52が収容されている。
The
下ケース部21は、長尺でかつ上記下部分11bより小径の円筒形状に形成されている。下ケース部21の一端部21aの内側及び他端部21bの内側には、後述する駆動機構部50のシャフト51を回動可能に軸支する軸受部22、23が設けられている。また、下ケース部21の一端部21aには、外周面全周にわたってフランジ24が設けられている。フランジ24の外径は、上ケース部11の一端部11cの外径(即ち、上ケース部11の下部分11bの外径)と同一に形成されている。
The
フランジ24は、上ケース部11の一端部11cに重ねられて、ネジ12によって当該一端部11cに固定される。これにより、第2収容室15の開口が下ケース部21によって塞がれる。
The
指針機構部30は、ベース31と、指針ユニット35と、カバー49と、を備えている。
The
ベース31は、例えば、合成樹脂などを用いて、第1収容室14の径と同一の外径の円板形状に形成されている。ベース31の上面31aの周縁部には、後述の指針ユニット35によって指示される目盛線や数字などの指標31cが形成されている。また、ベース31の上面31aの中央部分には、上方に向けて開口された略円柱形状の空間である指針ユニット収容室32が形成されている。この指針ユニット収容室32の底面32aには、円柱状の凸部33が形成されている。ベース31の下面31bは、第1収容室14の底面と同一形状に形成されており、ベース31が第1収容室14に収容されると、ベース31の下面31bが、第1収容室14の底面と密に重なる。ベース31、指針ユニット収容室32及び凸部33は、互いに同軸になるように配置されている。ベース31は、第1収容室14に固定して収容されている。
The
指針ユニット35は、指針部36と、従動マグネット41と、を備えている。
The
指針部36は、例えば、合成樹脂などを用いて互いに一体に形成された指針部本体37と、指針40と、を備えている。指針部本体37は、指針ユニット収容室32の径より若干小さい外径の略有底円筒形状に形成されている。指針部本体37の底壁37aの中央部分には、指針ユニット収容室32の凸部33が回動自在に嵌め合わされる凹部38が設けられている。また、底壁37aの中心には、後述する止めピン47が挿通される底壁貫通孔39が設けられている。指針40は、指針部本体37の周壁37bの開口側端部に、指針部本体37の半径方向外側に向けて棒状に延設されている。
The
従動マグネット41は、指針部本体37の内径と同一の外径の略円柱形状に形成されており、指針部本体37の内側に固定して収容される。従動マグネット41の中心には、軸方向にマグネット貫通孔42が設けられている。このマグネット貫通孔42は、従動マグネット41が指針部本体37に収容されると、指針部本体37の底壁貫通孔39と重なり互いに連通される。従動マグネット41は、後述する駆動マグネット52と磁気的に結合(磁気カップリング)されている。
The driven magnet 41 is formed in a substantially cylindrical shape having the same outer diameter as the inner diameter of the pointer part
指針ユニット35は、その凹部38の内側に凸部33が位置づけられるようにして指針ユニット収容室32内に収容される。そして、止めピン47をマグネット貫通孔42及び底壁貫通孔39に挿通して当該止めピン47の先端をベース31の凸部33に固定すると、指針ユニット35は、ベース31に回動自在に取り付けられる。また、指針ユニット35の指針40は、ベース31の上面31a上に配置され、回動位置(即ち、計測量)に応じた指標31cを指示する。指針ユニット35は、従動マグネット41と磁気的に結合された駆動マグネット52の回動に伴って回動される。
The
カバー49は、例えば、透明な合成樹脂を用いて、第1収容室14の径と同一の外径の円板状の上壁部49aと、上壁部49aの周縁全周にわたって下方に向けて立設された周壁部49bと、上壁部49aの中央部分に設けられた遮蔽部49cと、を備えている。カバー49は、周壁部49bの先端(即ち、上壁部49aと反対側の端)がベース31を向くようにして第1収容室14に固定して収容されている。カバー49には、上方から見たときにベース31の上面31aに形成された指標31c及び指針ユニット35の指針40が視認され、指針部本体37及び従動マグネット41が視認されないように、遮光塗料で形成された遮蔽部49cが上壁部49aの中央部分に設けられている。
The
駆動機構部50は、シャフト51と、駆動マグネット52と、第1歯車53と、第2歯車54と、を備えている。
The
シャフト51は、例えば、ステンレスなどの耐腐食性を有する金属を用いて、長尺の円柱形状に形成されている。シャフト51は、下ケース部21の軸受部22、23によって、下ケース部21の内側に当該下ケース部21と同軸として回動自在に軸支されている。シャフト51の一端部51aは、下ケース部21の一端部21aから突出して第2収容室15内に位置づけられており、他端部51bは、下ケース部21の他端部21bから突出して下ケース部21外部に位置づけられている。
The
駆動マグネット52は、円板形状(即ち、平たい円柱形状)に形成されており、シャフト51の一端部51aに固定して取り付けられている。駆動マグネット52の中心は、シャフト51の回動軸上に配置されている。
The
第1歯車53は、シャフト51の他端部51bに固定して取り付けられている。第1歯車53の回動軸は、シャフト51の回動軸上に配置されている。第2歯車54は、その回動軸が第1歯車53の回動軸(即ち、シャフト51の回動軸)と直交するようにして、下ケース部21の他端部21bに延設された歯車軸受部25に回動自在に軸支されている。
The
フロート部70は、フロートアーム72及び上述したフロート体90を備えたフロートアーム組立体71と、バランサ73と、を備えている。
The float unit 70 includes a
フロートアーム72は、例えば、ステンレスなどの耐腐食性を有する金属からなり、略L字形の円柱棒状に形成されている。フロートアーム72の一端部72aは、L字形の短辺側の部分に対応しており、フロート体90が取り付けられている。フロートアーム72の他端部72bは、L字形の長辺側の先端付近の部分に対応しており、後述するバランサ73が固定して取り付けられる。
The
フロート体90は、長さがフロートアーム72のL字形の短辺の長さより若干短く形成されている。フロート体90は、その貫通孔92にフロートアーム72の一端部72aが挿通され、そして、当該一端部72aの先端にプッシュナット93が固定して取り付けられることにより、フロート体90は、プッシュナット93及びフロートアーム72のL字型の折り曲げ部分72cとの間に狭持された状態で取り付けられる。勿論、これに限らず、フロート体90は、例えば、接着剤などの固定部材により一端部72aに固定して取り付けられていてもよい。
The
バランサ73は、例えば、ステンレスなどの耐腐食性を有する金属からなり、略円柱形状に形成されているともに、その軸に沿ってフロートアーム72の他端部72bが挿通されるバランサ貫通孔74が設けられている。バランサ73は、その両端をろう77によってフロートアーム72の他端部72bにろう付けして固定されている。
The
上述した液面レベルセンサ1は、液体が収容される液体タンクに取り付けられる。そして、液面レベルセンサ1のフロート体90が、液体タンク内の液体の液面に浮かべられて、液面の上昇及び下降に伴ってフロート体90が上下移動されると、この上下移動が第2歯車54、第1歯車53及びシャフト51に順次伝達されて、フロート体90の移動量、即ち、液体タンク内の液量に応じて駆動マグネット52が回動される。そして、駆動マグネット52の回動によって従動マグネット41が回動されて、これに伴って、指針部36も回動されて、指針部36に設けられた指針40が、液体タンク内の液体の量に応じた指標31cを指示する。
The
以上より、本実施形態によれば、上述したフロート体90を有しているので、中空状のガラス粒体を含む熱可塑性樹脂からなるフロート体90を短時間で製造でき、そのため、液面レベルセンサ1についても短時間で製造でき、製造コストを低減できる。
As mentioned above, according to this embodiment, since it has the
上述した実施形態では、液化石油ガスの液面レベルの検出に用いられるフロート体及びこのフロート体を有する液面レベルセンサについて説明するものであったが、これに限定されるものではなく、液化石油ガス以外にも、亜硫酸やアンモニアなどの腐食性の高い薬液や、プロパンガス、ブタンガスなどの高圧の液化ガスなどに用いてもよく、液面レベル検出対象の液体の種類は任意である。この場合、検出対象の液体に対して耐腐食性を有する材料を用いてフロートアーム組立体を構成する。また、本発明の液面レベルセンサは、例えば、車両などの移動体に搭載されて、燃料タンク内の燃料残量の計測に用いてもよく、本発明の目的に反しない限り、用途は任意である。 In the above-described embodiment, the float body used for detecting the liquid level of the liquefied petroleum gas and the liquid level sensor having the float body are described. However, the present invention is not limited to this, and the liquefied petroleum is not limited thereto. In addition to gas, it may be used for highly corrosive chemicals such as sulfurous acid and ammonia, and high-pressure liquefied gases such as propane gas and butane gas, and the type of liquid whose liquid level is to be detected is arbitrary. In this case, the float arm assembly is configured using a material having corrosion resistance to the liquid to be detected. Further, the liquid level sensor of the present invention may be mounted on a moving body such as a vehicle and used for measuring the remaining amount of fuel in the fuel tank, and the use is arbitrary as long as it does not contradict the purpose of the present invention. It is.
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 液面レベルセンサ
71 フロートアーム組立体
72 フロートアーム
72a 一端部
90 フロート体
91 部分フロート
92 貫通孔
P 高密度ポリエチレン樹脂粒子(熱可塑性の樹脂粉体)
G ガラスビーズ(中空状のガラス粒体)
K 金型
C キャビティ
H ヒータ
R 混合物
DESCRIPTION OF
G Glass beads (hollow glass particles)
K mold C cavity H heater R mixture
Claims (4)
前記フロート体が、互いに並列して配置された複数の部分フロートで構成されている
ことを特徴とするフロート体。 In a float body made of a thermoplastic resin containing hollow glass particles,
The float body is composed of a plurality of partial floats arranged in parallel to each other.
前記フロート体が、請求項1又は2に記載のフロート体で構成されていることを特徴とする液面レベルセンサ。 In a liquid level sensor having a float body and a float arm to which the float body is attached,
The said float body is comprised with the float body of Claim 1 or 2, The liquid level sensor characterized by the above-mentioned.
熱可塑性の樹脂粉体と中空状のガラス粒体とをそれぞれ固体状態のまま予め混合した混合物を金型に入れて、前記樹脂粉体の溶融温度以上に加熱しながら圧力を加えて圧縮して部分フロートを成形する部分フロート成形工程と、
前記部分フロート成形工程で成形された複数の前記部分フロートを互いに並列に配置する配置工程と、を含む
ことを特徴とするフロート体の製造方法。 A method for producing a float body comprising a thermoplastic resin containing hollow glass particles,
A mixture in which the thermoplastic resin powder and the hollow glass particles are mixed in advance in a solid state is placed in a mold, and compressed by applying pressure while heating to a temperature higher than the melting temperature of the resin powder. A partial float forming process for forming a partial float;
And a disposing step of arranging the plurality of partial floats formed in the partial float forming step in parallel with each other.
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