JP2015506555A - 近接スイッチ - Google Patents
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Abstract
好適には、交換または定期保守を必要とするであろういかなる部材をも有さずに、水面下および原子力施設等の過酷環境および相当な圧力下で使用され得る気密的に封止されたユニットで提供される、近接スイッチが開示される。近接スイッチは、好適には、磁気力の変更に応答して接触の物的運動によって作動されるスイッチである。本スイッチは、好適には、胴体管の開端を封止する気密封止アセンブリ、および/または胴体管内でスイッチに取り付けられた電気線がスイッチから引き離されるのを阻止する口輪を随意的に含む胴体管内に配置される。さらに、本スイッチは、好適には、接触不連続なく10gの加速度震度試験に耐えるのに十分な、電気接触間の接触圧力を維持する。【選択図】図2
Description
本開示は、概して、近接スイッチに関する。
磁気近接スイッチは、スイッチへの一部の対象の近接度に応じて、変更する電気信号を提供するように多くの多様な動作的な環境で使用される。磁気近接スイッチは、大部分の無数の異なるアプリケーションにおいて使用され得る。1つの共通のアプリケーションにおいて、例えば、磁気近接スイッチは、弁が開放の、または閉鎖の位置にあるとき、感知するように弁と併せて使用され得る。
1つの一般的な磁気近接スイッチは、極めて基本的な配設において、第1の回路または第2の回路のいずれかを完了するように、2つの異なる接触間で移動可能な共通の電気接触を含む。共通の接触は、別の磁石または鉄鋼の構造等の、対象が、感知部材のある距離内、または感知部材の感知範囲で、接近するとき、第1の方向に移す鉄鋼のまたは磁気感知部材に取り付けられるか、または鉄鋼のまたは磁気感知部材を含む。一般的に、感知部材および/または共通の接触はまた、対象が感知範囲を超えて感知部材から離れて後退すると、反対側の第2の方向に移すように付勢される。
近接スイッチは、ごみ、、金属削り屑、および/または苛性化学物質等の、研磨剤が存在する、水面下および汚染環境等の極めて過酷な動作環境でしばしば使用される。いくつかの例示的な過酷な動作環境の例として、これに限定されないが、遠洋石油およびガス採掘、化学物質および石油化学精製所、製鋼工場および重製造および機械動作等の重工業プラント、砂砂漠環境等が挙げられる。
加えて、近接スイッチは、原子力発電プラント等の、フェールセーフ動作がその環境での最優先事項である環境でしばしば使用され、かかる環境で使用されるいずれの機械設備も、極度の動作状況下であっても機能不全を阻止するために、高度化された動作仕様を満たさねばならない。原子力アプリケーションにおいて、例えば、一部のかかる仕様は、高度化された震度加速度負荷下の構成要素の機能不全を阻止するように意図される。
1つの態様に従って、近接スイッチは、止まり穴、閉端、および開端を有する胴体管、止まり穴内に配置される磁気近接スイッチアセンブリ、磁気近接スイッチアセンブリと開端との間の止まり穴を被覆する気密封止部、気密封止部と開端との間の止まり穴の表面に画定される環状の肩部に対して配置される圧潰リング、止まり穴の開端内へねじ込まれる雄ねじ山付き栓体を有し、圧潰リングと封止的に係合する圧潰リング圧縮デバイス、圧潰リング圧縮デバイスと気密封止部との間のいかなるスペースをも充填するポッティング材、を有し、気密封止部、ポッティング材、および圧潰リング圧縮デバイスは、加圧および浸水試験中、止まり穴を封止し、磁気近接スイッチを保護する。圧潰リングは、随意的に、円形の長手方向軸を有する中空管の形成であり得る。気密封止部が、止まり穴に相補的にサイズ決めされ、成形されるディスクと、ディスクを通って延在する管と、を備え得、管が、磁気近接スイッチに隣接する第1の端を有し、その内部で電気接触を受け取り、ディスクの環状外周が、止まり穴の内部表面に対して封止される。第2の管は、ディスクを通って延在し得、第2の管がその内部で第2の電気接触を受け取り得る。別のオプションで、電気ケーブルは、磁気近接スイッチアセンブリに電気的に接続され、気密封止部から、電気ケーブルが電気的に管に連結される、圧潰リング圧縮デバイスを通って延在する。圧潰リング圧縮デバイスは、随意的に、電気ケーブルが中央穴を通って延在する、中央穴を有する。中央穴はまた、円筒状部と、円筒状部から圧潰リングに対して係合される栓体の第1の端まで延在する、第1のテーパ状部を備えてもよく、圧潰リング圧縮デバイスがポッティング材を中央穴内へ圧縮する。
別の態様に従って、近接スイッチは、開端を備える穴を有する胴体管と、穴内に配置される磁気近接スイッチアセンブリと、開端内に適合し、穴の環状壁に対して係止する胴体を有する栓であって、栓体はそこを通る第2の穴を有し、近接スイッチアセンブリに電気的に連結され、第2の穴を通って延在する電気リードと、電気リードを包囲し、第2の穴内に配置される口輪と、栓に連結され、第2の穴との封止接触内へ口輪を促進し、第2の穴内で電気リードを適合された位置に係止する薄ナットと、を備える。1つのオプションで、口輪は、第2の穴内に割り込まれるテーパ状鼻部を有する。栓が、第2の穴がニップルを通って延在するテーパ状部を有し、口輪がテーパ状部内へ薄ナットによって割り込まれる、近接スイッチアセンブリの反対側で、栓体の外端から軸方向に延在するニップルを備える。別のオプションで、ニップルは、雄ねじ山を有し、薄ナットは、雄ねじ山上にねじ止めする。テーパ状部は、円錐形の穴を形成し得る。1つの配設において、口輪は、随意的に、少なくとも部分的にポリエーテルエーテルケトンで製造される。別のオプションで、口輪が、第2の穴および電気リードと封止的に係合し、それによって第2の穴の中の電気リードの周りに封止を形成する。薄ナットは、随意的に、口輪と係合する内側半径方向フランジを有し得る。
さらに別の態様に従って、近接スイッチアセンブリは、一次磁石、一次磁石から間隔を置かれるピストンヘッドと、ピストンヘッドと一次磁石とを接続するピストン棒とを含むプランジャー、ピストンヘッドによって担持され、ピストンヘッドの運動に際して電気回路を開放および/または閉鎖するように配設される電気接触、一次スイッチとピストンヘッドとの間でピストン棒に隣接して位置される付勢用磁石、とを備える。付勢用磁石が、付勢用磁石方向に向かって、または付勢用磁石から離れてのいずれかで、ピストン棒に沿って軸方向に一次磁石を付勢するように配設され、プランジャーおよび一次磁石が、付勢用磁石に対して軸方向に移動するように配設され、一次磁石と付勢用磁石との間に磁束スリーブを配置しない。1つのオプションで、一次磁石が、ピストン棒に取り付けられる保持具によって担持され、付勢用磁石が、付勢用磁石と保持具との間に配置される壁を備える保持具体内に担持され、スペーサは、壁と保持具との間に配置されない。
追加の態様に従って、本明細書に示され記載される全ての機能的に可能な異なる構成装置および特性の組み合わせは、本開示の追加の態様として明確に含まれ、図面に明確に示されない多様な配設で組み合わされ得る、分離可能で個別の技術的な開発として見なされる。本開示の他の態様および利点は、以下の説明の考慮すべき事柄に際して、明らかになる。
本開示の一部の態様に従う近接スイッチは、好適には、交換を必要とするであろういかなる使用可能部材をも有することなく、水面下ならびに原子力施設等の、過酷環境および相当な圧力下で使用され得る気密的に封止されたユニットにおいて提供される。さらに、本開示の他の態様に従う近接スイッチは、好適には、第1および第2の両位置で、接触不連続なく10gの加速度震度試験に耐える接触圧力を維持する。各近接スイッチは、好適には、第1の回路を完了する通常の第1の位置でスイッチを維持するように内部磁気付勢を作製するように、スイッチの表付近に配置される一連の磁石を含むスイッチアセンブリを含む。第1の回路は、スイッチアセンブリがいかに配線されているかに応じて、通常的に開放の、または通常的に閉鎖の回路のいずれかであり得る。内部磁気付勢が、鉄鋼金属でまたは好適には、スイッチの表のある距離内へ移動された磁化材料で製造された対象等によって、中断されるまたは過電力されるとき、付勢における変更は、対象がある距離内にある限り、第2の回路を完了する第2の位置へ電気接触一式を移させる。対象が、スイッチの表から除去されると、一連の磁石は、スイッチを第1の位置に戻させ、それによって第1の回路に再度スイッチバックする。結果として、各近接スイッチは、第1の位置と第2の位置との間で、陽電気でパチンと閉まって、それによってフラッタを最小化する、または除去する。他の種のスイッチアセンブリは、本教義の一部の態様に従って、使用され得る。
今図面に向かうと、図1および2は、本開示の原則に従って、一実施形態における近接スイッチ20を示す。近接スイッチ20は、胴体管22と、胴体管内に受容されるスイッチアセンブリ24と、胴体管内でスイッチアセンブリを気密的に封止する随意の端封止アセンブリ26とを含む。
胴体管22は、止まり内部穴28が閉端30から開端32へ延在する細長い中空管状部材である。胴体管22および内部穴28は、好適には、閉端から延在する第1の区間28aと、第1の区間から延在する第2の区間28bと、第2の区間から開端32まで延在する第3の区間28cとを有する。第1の区間28aは、スイッチアセンブリ24を受容するようにサイズ決めされた第1の内径を有し、第2の区間28bは、第1の径より大きい第2の内径を有し、第3の区間28cは、第2の径より大きい第3の径を有する。以下に詳細に説明されるように、第2のおよび第3の径は、端封止アセンブリ26の異なる部分を受容するようにサイズ決めされる。胴体管22の外表面は、好適には、各々が区間28a〜cのうちの1つに対応する、ねじ山付きシャフトとヘッドとの間の中央部分を有する突起の形状を有する。好適には、第1の区間28aに沿う外表面は、例えば、弁体、円筒ヘッド、または当業者には明らかであろうように近接スイッチを使用するように適合される任意の他の品目の穴内にねじ式に受容されるように、ねじ山状である。第2の区間32bに沿う外表面は、図面に示されるように、概して、円筒状であり得、または他の形状を有し得る。第3の区間28cに沿う外表面は、好適には、標準的な六角頭ボルトヘッド等の、ボルトヘッドの形状を有する。胴体管22は、特定の使用環境の要件に応じて、異なるサイズおよび径を有し得る。図面に描写される配設において、胴体管は、端壁30から開端32まで4インチの軸長を有し、ステンレス鋼等の、過酷動作環境で耐久するために十分な金属で製造される。
スイッチアセンブリ24は、組み立てられ、内部穴28の第1の区間28a内に適合されるとき、概して、円筒状の形状因子を有する。スイッチアセンブリ24は、円筒状の形状因子の第1の端に配設される一次磁石34を含む。一次磁石34は、好適には、端壁36bを備える中空円筒36aの形状においてある、保持具36によって担持される。一次磁石34は、円筒36a内に受容され、接着剤等の、任意の便宜的締結具によって端壁36bに取り付けられる。付勢用磁石38は、保持具36に隣接する円筒状ケーシング42の第1の端内および一次磁石34の磁気束域内で、第1の空隙40に配置される。付勢用磁石38は、円筒状ケーシング42の端壁44によって保持具36の端壁から分離される。好適な配設として、各一次磁石34および付勢用磁石38は、永久磁石であって、相互に引き合うように相互に面する両極(つまり、N極からS極)を有し、円筒状ケーシング42は、プラスチック等の、電気的絶縁材で製造される。
押し/引き型プランジャーアセンブリ46は、円筒状ケーシング42内で第2の空隙48に摺動可能に配置される。円筒状ケーシング42の導流壁50は、第2の空隙48を第1の空隙40から分離する。押し/引き型プランジャーアセンブリ46は、ピストンヘッドアセンブリ52と、導流壁50に隣接するピストンヘッドアセンブリ52の第1の端から延在する軸シャフト54を含む。シャフト54は、導流壁50、付勢用磁石38、および端壁44を通る中央軸穴53を通って延在し、一次磁石34およびピストンヘッドアセンブリ52が共に移動するように、保持具36の端壁36aに接続される。ピストンヘッドアセンブリ52は、摺動等によって、第2の空隙48内で軸方向に移すように配設される。ピストンヘッドアセンブリ52は、プラスチック等の、電気的絶縁材で製造される円筒状体58内に被包される第2の付勢用磁石56を含む。第2の付勢用磁石56は、好適には、相互に反発し離れるように磁気的に付勢されるように、付勢用磁石38の対向する極(つまり、N極とN極、またはS極とS極)に面する同極を有するように配設される。
薄い電気的導電片の形態である、共通接触60、例えば、銅は、共通接触60がピストンヘッドアセンブリ52と共に移動するように、ピストンヘッドアセンブリ52の第2の端に、スクリュー62等の、任意の便宜的手段によって接続される。共通接触60は、片側上の第1の端60a(図2の左側)から反対側上の第2の端60b(図2の右側)まで、ピストンヘッドアセンブリ52の第2の端にわたって横方向に延在する。共通接触の第1の端60aは、第1の回路接触64と第2の回路接触66との間に、軸方向に配置される。第1の回路接触64は、共通接触60の第1の端60aの厚さの合計に実質的に等しい距離と、一次磁石34および内部穴28内の押し/引き型プランジャーアセンブリ46と第2の空隙48のストローク長Sが、それぞれ、第2の回路接触66からスイッチアセンブリ24の長手方向軸68に沿って間隔を置かれる。好適には、内部穴および第2の空隙48の各第1の区間28aは、共通接触60が、第1の回路接触64との接続から第2の回路接触66との接続までの距離を正確に移動し、戻る、ことを十分可能にする、ストローク長Sに等しい距離を軸方向に前後に移動するように、一次磁石34およびピストンヘッドアセンブリ46用に、間隔をもたせる、長手方向軸68に沿って長さを有する。
電気的絶縁材で形成されるヘッダーアセンブリ70は、円筒状ケーシング42の第2の端を気密的に覆う。ヘッダーアセンブリ70は、円筒状でディスク成形の栓72と、栓72を通って延在する電気的に導電である第1、第2、および第3のピン74、76、78を含む。栓72は、第2の部分28bに隣接する胴体管22の内部穴28の第1の部分28a内に位置する、円筒状ケーシング42の第2の端内に受容され、円筒状ケーシング42の第2の端を塞ぐようにサイズ決めされる。よって、スイッチアセンブリ24全体は、好適には、内部穴28の第1の部分28a内に含有される。第1のピン74は、第1の回路接触64に電気的に接続される。第2のピン76は、第2の回路接触66に電気的に接続される。好適な配設として、第1の回路接触64は、第1のピン74の遠位端であり、第2の回路接触66は、第2のピン76の遠位端である。各ピン74、76は、実施的に、長手方向軸68に軸方向に揃う。各ピン74、76の遠位端は、直角のように、長手方向軸68へ横方向に延在し、前述の通り軸方向に間隔を置かれる、接触部分を形成するように曲げられるまたは角度付けされる。第3のピン78は、共通接触60にもまた接続される、ピグテール80等の、可撓性コネクタに接続される。各ピン74、76、および78の反対の、または近接の端は、栓72の端壁を通って胴体管22の開端32に向かって延在する。好適には、封止栓82は、栓72を通って中央に軸方向に揃う穴84に、気密的に配置される。一部のアプリケーションで、穴84を開放して残すまたは穴84を排除するように封止栓82を排除することが望ましい場合があり得る。
ピグテール80は、第1と第2の回路接触64、66との間で共通接触60が軸方向に前後に移動することを可能にするように十分な可撓性の量の、任意の電気的に導電な材料で製造されてもよい。好適な実施形態で、ピグテールは、可撓性の金網で製造される。他の可能な材料は、例えば、炭素繊維補強織物またはプラスチックを含んでもよい。好適には、必ずしも必要ではないが、ピグテール80は、第1のまたは第2の回路接触64、66のいずれかに向かってピストンヘッドアセンブリ52のいかなる機械的付勢をも最小化するのに十分な可撓性の量であり、そのため押し/引き型プランジャーアセンブリ46の移動が、磁石34、38、と、56との間で多様な磁力によってのみ、実質的に制御される。
動作において、磁石34、38、および56は、共通接触60が第1の回路接触64に反対して接触するように付勢され、第2の回路接触66に接触しない、ヘッダーアセンブリ70に向かって通常の第1の位置内へ押し/引き型プランジャーアセンブリ46を付勢するように動作する。好適には、磁石34、38、および56は、最大10Gの震度加速度負荷中に共通接触60と第1の回路接触64との間で不断の接触を維持するように、選択され配設される。対象の磁石(示されず)が、胴体管22の閉端30の選択される最小距離内へ移動されると、対象の磁石は、付勢用磁石38、56の付勢力を克服し、一次磁石34、および実質的に押し/引き型プランジャーアセンブリ46全体を、閉端30に向かう第2の位置へ引き寄せる。第2の位置において、共通接触60は、第2の回路接触66に反対して接触するように付勢され、第1の回路接触64に接触しない。好適には、一次磁石34と付勢用磁石38との間の空間は、端壁44および2つの磁石の間に配置される保持具36の端壁のみを有することによって最小化され、したがって、磁石34、38間で最大10Gの震度加速度で第1の接触64との不断の接触で共通接触60を維持することを助けるように、十分に強力な磁気引き寄せを提供する、シャフト54の長さが最小化される。
好適な配設で端封止アセンブリ26は、電気的に接触60、64、66に連結または接続した電気リード線が配線を制御するような接続、および多様な回路に沿う多様な接続を危険にさらし得る様式で電気リード線が抜かれるまた移動されることから保護することのため、アクセスされることが可能である間に、胴体管22の開端32のため、、湿気および/または他の危険な材料をスイッチアセンブリ24から締め出すように気密的な封止を提供する。、。端封止アセンブリ26は、全てが、好適には、内部穴の第2のおよび第3の部分28b、28cに配置される、気密封止部90、中空管圧潰リング92、圧潰リング圧縮デバイス94、口輪96、薄ナット98、およびポッティング材100を含む。
気密封止部90は、3つの穴がそれを通って延在する円形ディスク102および各穴を通って配置される中空管104を含む。各中空管104は、スイッチアセンブリ24に面するディスクの内側上に配置される第1の端104aと、開端32に向かって面するディスクの外側上に配置される第1の端104bと、を有する。各中空管104は、配設され、摩擦適合でピン74、76、および78のうちの1つの近接の端を受容するようにサイズ決めされた内径を有する。随意的に、第4の中空管106は、円形ディスク102を通る第4の穴を通って配置され、後続の封止に先立って圧力試験を実施するように開放状態で残され得る。管106は、好適には、他の3つの管104より大きい内径を有する。ディスク102は、特定の圧力または他の状況に封止的に耐えるのに十分な封止リング108によって、内部穴28の第2の部分28bの内表面に取り付けられる。封止リング108は、はんだリング、接着剤、溶接、または特定の圧力および/または他の状況に耐えるのに好適な別の封止材料であってもよい。ピン74、76、および78は、好適には、例えば、はんだ付けまたは溶接によって、ディスク102の内側上の管104のうちのそれぞれ1つに取り付けられる。
ケーブル110は、3つの別個の電気線、110a、110b、および110cを含む。各線110a、110b、110cは、例えば、管内に受容され、はんだで取り付けられる端ピン111によって、管104のうちのそれぞれ1つに接続される。ケーブル110は、接触60、64、66、ピン74、76、および78、ならびに管104によって任意の十分な様式で形態される、第1および第2の回路を完了することによって、他所の制御および/または感知回路に接続されるように配設される。本開示の目的のための具体的な関連性は、ケーブル110が、管104から胴体管22の開端32への、および胴体管22の開端32からの、内部穴28の第2および第3の部分28b、28cに沿って延在することである。
圧潰リング圧縮デバイス94は、例えば、内部穴28の第3の部分28c内へねじ込むことによって、内部穴28内へ係止する栓であって、ケーブル110が通って延在する中央開放112を有する。好適には、圧潰リング圧縮デバイス94は、雄ねじ山116が、内部穴28の第3の部分28cの内部環状表面上で補完の雌ねじ山118と係合する円筒栓体114を有する。ニップル120は、好適には、栓体114より小さい径の短円筒状区間の形態で、栓体114の外部側の中央部分から開端32に向かって軸方向に突出し、雄ねじ山を有する。中央開放112は、内部テーパ状部分124は、円筒状穴区間の内部端から栓体114の内部端まで延在する内部円錐形の穴区間の形態で、外部テーパ状部分126は、好適には、円筒状穴区間の外部端からニップル120の外部端まで延在する形態で、ニップル120内で短円筒状穴区間122を画定する。
圧潰リング92は、圧潰リング圧縮デバイス94の内部端と、内部穴28の第2の部分28bと第3の部分28cとを接続する、胴体管22の半径方向に突出する内部環状棚128との間でガスケット封止部として機能する。圧潰リング92は、近接スイッチ20の意図される使用環境のために適切な封止する材料で製造され、1つの実施形態で、危険で高温の、および/かつ原子力環境のために、好適には、円形の長手方向軸で中空管の形態を有する中空ステンレス鋼リングの形態を製造される。圧潰リング92は、好適には、内部穴28の第3の部分28cの内径に実質的に等しい外径を有する。
ポッティング材100は、圧潰リング圧縮デバイス94と気密封止部90との間のいかなる空間をも完全に充填する。好適には、ポッティング材100はまた、例えば、管106中を流れることによって、気密封止部90とヘッダーアセンブリ70の栓体72の端壁との間の空間に浸出し充填する。ポッティング材100は、好適には、内部穴28で水密の気密封止部を形成して、少なくとも液体および危険な微粒子がスイッチアセンブリ24に侵入するのを阻止するように、全ての空間および裂け目へ流入し得るおよび/または圧縮され得る、封止材料の形態を成される。好適な配設で、ポッティング材100は、エポキシ材または類似の流動性材料等の、剛体質量に後で固定するまたは硬化する、流動性樹脂Iである。
好適なアセンブリの方法で、ポッティング材100は、スイッチアセンブリ24および気密封止部90が上に記載の通り導入された後で、流体状態である間に、開端32を通って内部穴28内に挿入される。好適には、内部穴28は、圧潰リング圧縮デバイス94と気密封止部90との間のいかなる空間をも完全に充填するように十分なポッティング材100で充填される。1つの方法で、ポッティング材は、圧潰リング92が内部穴28内へ挿入された後で開端32から最も遠方のねじ山118へ充填され、圧潰リング圧縮デバイス94は、ねじ山116と118との間ならびにケーブル110と中央開放112との間等の、圧潰リング圧縮デバイス94の周りの全ての裂け目および開放を封止的に充填するように、ポッティング材100を圧縮する。好適には、ポッティング材100は、固体剛体封止部または栓を形成するように、圧潰リング圧縮デバイスと気密封止部90との間の胴体管22の開端32で、後で固定するまたは硬化する。
口輪96は、ケーブル110の周りに密接に適合する細長い管状部材であり、外部テーパ状穴区間126内に割り込む。好適な配設において、口輪96は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)で製造され、銃弾形に成形され、円筒状体132、円筒状体132の1つの軸端で半径方向内向きのテーパ状鼻部134、円筒状体132の反対の軸端で半径方向内向きのテーパ状環状の肩部136、および反対の軸端を通って延在する穴138を通る軸を有する。
薄ナット98は、外部テーパ状穴区間126内に割り込んで係止される位置で口輪96を保持する。薄ナット98は、好適には、係止フランジ144、146を円筒状管の反対の軸端で有する、円筒状管142で形成される。各係止フランジ144、146は、円筒状管142のそれぞれの軸端から半径方向内向きに突出する。係止フランジ144は、ニップル120上の雄ねじ山と係合する、環状の雌ねじ山を含み、係止フランジ146は、口輪96の環状の肩部136と係合するようにサイズ決めされる。薄ナット140は、口輪96上および周りに適合し、係止フランジ146は、係止フランジ144がニップル120上にねじ止めされるにつれて、口輪96を外部テーパ状穴区間126に対する割り込み係合へと促進するように、環状の肩部136に対して押し付けられる。同時に、外部テーパ状穴区間126からの口輪96上の半径方向内向きの割り込み力もまた、ケーブル110の周りで口輪96を締結し、それによってケーブル110の周りにさらに封止を形成する。口輪96および薄ナット98はまた、近接スイッチ20の外側でケーブルに準用された運動または力が、ポッティング材100に、またはスイッチアセンブリ24との多様な電気的接続に、例えば、電気回路の一体性を悪化させ得る、管104に、転送されることを阻止するように、ケーブル110を中央開放112内で適合された位置に係止するようにアセンブリとして共に機能する。
好適な配設において、円筒状ケーシング42は、ウィンドウ150等の、1つ以上の開放、および、スイッチアセンブリ24の組み立て中、プランジャーアセンブリ46およびヘッダー70の目視検査を可能にするように配設されるケーシングの側壁を通って、好適には、2つの対するウィンドウ150を有する。絶縁スリーブ152は、ウィンドウ150を被覆するように円筒状筐体42の外部周りに密接に適合し、接触60、64、66と胴体管22との間で電気アーキングを減少するまたは阻止する。絶縁スリーブは、好適には、E.I. du Pont de Nemours and CompanyによるKapton(登録商標)フィルムまたは類似の材料等の、電気的絶縁材で製造され、組み立てで補助するように長手方向スリット154を有する。円筒状ケーシング42上に適合された後で、スリット154に沿って延在するスリーブの反対の縁は、接着パッチ156によって、好適には、E.I. du Pont de Nemours and CompanyによるKapton(登録商標)テープまたは類似の材料によってもまた、共に接続される。
図3に今戻ると、近接スイッチ20は、随意の磁束スリーブ160が追加されて示され、好適には、中空金属円筒の形態で、一次磁石34と円筒状スリーブ42の端壁44との間に配置される。磁束スリーブ160は、好適には、鉄鋼材で製造され、両者は、磁石間での引き合う磁力引き寄せ(attractive magnetic pull)を減少するように、付勢用磁石38から一次磁石34を分離し、磁石の磁束界に集中させる。磁束スリーブ160は、好適には、雄ねじ山突起162が端壁44から一次磁石34に向かって延在するねじ止め接続によって、円筒状スリーブ42に取り付けられる。磁束スリーブ160は、雄ねじ山突起162上にねじ止めされてもよい。一次磁石34と付勢用磁石38との間の引力は、磁束スリーブ160の軸の長さ、および/または磁束スリーブの材料、および/または突起162の長さによって力の範囲内で調整され得る。加えて、図3の近接スイッチ20におけるピストン棒54は、磁束スリーブ160用に要求される追加の空間を収容するために、図1および2の近接スイッチ20におけるピストン棒54より長い。図3の近接スイッチ20ではまた、端封止アセンブリ26を含まないというオプションが示される。むしろ、ヘッダーアセンブリ70および電気ケーブル110は、胴体管22の開端32に、ポッティング材100または、エポキシ樹脂またはプラスチック等の、他の封止材のみで被包される。胴体管22はまた、随意的な雄ねじ山、および内部穴28のテーパ状または円錐形の第2の部分28bがない状態で示される。図3に示される近接スイッチの他の部分は、実質的に図1および2に関連して先に示され説明された通りであり、その説明はここに繰り返されない。
本明細書に開示される近接スイッチ20が、ボルトの様な形状を概してされ、胴体管22が、共通のねじ用円筒状の穴へねじ込まれ易くするように、円形円筒状の外形の形状因子を概して有する一方、近接スイッチ20が、円形円筒状であるとは限られない。むしろ、本明細書に記載されるように、近接スイッチ20の構成装置は、共通接触60が第1の接触64から第2の接触66まで前後するように、一次磁石34および押し/引き型プランジャーアセンブリ46が口輪または磁気対象に向かって、および離れて軸方向に移動できる限り、ほぼ全ての断面成形をも有し得る。
本明細書に開示される近接スイッチは、工業上の処理制御システムにおいて役立つものであり、一部の配設においては、原子力アプリケーション、水面下、および他の苛性のおよび/または危険な動作環境においての使用のために、特に良好に適合される。本明細書に開示される近接スイッチへの数多くの変更は、前述の点から見て当業者には明らかであろう。したがって、本説明は、例示的なものとしてのみ見なされ、当業者が近接スイッチを作製および使用することを可能にし、それを行う最大限の方法を教示する目的で提示される。全ての特許請求の範囲内に属する全ての変更への専有権は、留保される。本前述において特定される全ての特許、特許出願、および他の印刷出版物は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
Claims (22)
- 近接スイッチであって、
止まり穴、閉端、および開端を有する胴体管と、
前記止まり穴内に配置される磁気近接スイッチアセンブリと、
前記磁気近接スイッチアセンブリと前記開端との間の前記止まり穴を被覆する気密封止部と、
前記気密封止部と前記開端との間の前記止まり穴の表面で画定される環状の肩部に対して配置される圧潰リングと、
前記止まり穴の前記開端内へねじ込まれて、前記圧潰リングと封止的に係合する雄ねじ山付き栓体を有する圧潰リング圧縮デバイスと、
前記圧潰リング圧縮デバイスと前記気密封止部との間のいかなる空間をも充填するポッティング材と、を備え、
前記気密封止部、前記ポッティング材、および前記圧潰リング圧縮デバイスが、前記止まり穴を封止し、加圧および浸水試験中、前記磁気近接スイッチを保護する、近接スイッチ。 - 前記圧潰リング圧縮デバイスが、前記ポッティング材および前記圧潰リングを圧縮する、請求項1に記載の近接スイッチ。
- 前記圧潰リングが、円形の長手方向軸を有する中空管を備える、請求項1または2のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 電気ケーブルが、前記磁気近接スイッチアセンブリと電気的に接続され、前記圧潰リング圧縮デバイスが、中央穴を有し、前記電気ケーブルは、前記気密封止部から前記圧潰リング圧縮デバイスの前記中央穴を通って延在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記中央穴で前記電気ケーブルを係止するように配設される口輪をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記中央内に前記口輪を係止するように配設される薄ナットをさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記気密封止部が、前記止まり穴に相補的にサイズ決めされ、成形されるディスクと、前記ディスクを通って延在する管と、を備え、前記管が、前記磁気近接スイッチに隣接する第1の端を有し、その内部で電気接触を受け取り、前記ディスクの環状外周が、前記止まり穴の内部表面に対して封止される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記電気ケーブルが、前記管に電気的に連結される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記ディスクを通って延在する第2の管であって、この場合、で第2の電気接触を受け取る、第2の管をさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記中央穴が、円筒状部と、前記円筒状部から前記圧潰リングに対して係合される前記栓体の第1の端まで延在する第1のテーパ状部とを備え、前記圧潰リング圧縮デバイスが、前記ポッティング材を前記中央穴内へ圧縮する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記中央穴が、第2のテーパ状部を備え、前記口輪が、前記第2のテーパ状部内に割り込まれる、請求項5〜10のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 近接スイッチであって、
開端を備える第1の穴を有する胴体管と、
前記穴内に配置される近接スイッチアセンブリと、
前記開端内に適合し、前記穴の環状壁に対して係止する胴体を有する栓であって、そこを通る第2の穴を有する、栓と、
前記近接スイッチアセンブリに電気的に連結され、前記第2の穴を通って延在する、電気リードと、
前記電気リードを包囲し、前記第2の穴内に配置される、口輪と、
前記栓に連結され、前記第2の穴との封止接触内へ前記口輪を促進し、前記第2の穴内で前記電気リードを適合された位置に係止する、薄ナットと、を備える、近接スイッチ。 - 前記口輪が、前記第2の穴内に割り込まれるテーパ状鼻部を有する、請求項12に記載の近接スイッチ。
- 前記栓が、前記近接スイッチアセンブリの反対側で、前記栓体の外端から軸方向に延在するニップルを備え、前記第2の穴が、前記ニップルを通って延在するテーパ状部を有し、前記口輪が、前記テーパ状部内へ前記薄ナットによって割り込まれる、請求項1〜13のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記ニップルが、雄ねじ山を有し、前記薄ナットが、前記雄ねじ山上にねじ止めされる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記テーパ状部が、円錐形の穴を形成する、請求項1〜15のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記口輪が、ポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記口輪が、前記第2の穴および前記電気リードと封止的に係合し、それによって前記第2の穴の中の前記電気リードの周りに封止を形成する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 前記薄ナットが、前記口輪と係合する第1の内側半径方向フランジと、随意的に、前記栓と係合するねじ山を備える第2の内側半径方向フランジと、を備える、請求項1〜18のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
- 近接スイッチアセンブリであって、
一次磁石と、
前記一次磁石から間隔を置かれるピストンヘッドと、前記ピストンヘッドと前記一次磁石とを接続するピストン棒と、を含む、プランジャーと、
前記ピストンヘッドによって担持され、前記ピストンヘッドの運動に際して電気回路を開放および/または閉鎖するように配設される電気接触と、
前記一次スイッチと前記ピストンヘッドとの間で前記ピストン棒に隣接して位置される付勢用磁石と、を備え、
前記付勢用磁石が、前記付勢用磁石に向かって、または前記付勢用磁石から離れてのいずれかで、前記ピストン棒に沿って軸方向に前記一次磁石を付勢するように配設され、前記プランジャーおよび前記一次磁石が、前記付勢用磁石に対して軸方向に移動するように配設され、前記一次磁石と前記付勢用磁石との間に磁束スリーブを配置しない、近接スイッチ。 - 前記一次磁石が、前記ピストン棒に取り付けられる保持具によって担持され、前記付勢用磁石が、前記付勢用磁石と前記保持具との間に配置される壁を備える保持具体内に担持され、スペーサは、前記壁と前記保持具との間に配置されない、請求項20に記載の近接スイッチ。
- 前記一次磁石が、前記ピストン棒に取り付けられる保持具によって担持され、前記付勢用磁石が、前記付勢用磁石と前記保持具との間に配置される壁を備える保持具体内に担持され、鉄鋼材料は、前記壁と前記保持具との間に配置されない、請求項1〜21のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160906 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170905 |