JP2023055935A - 防爆性のフィードスルー - Google Patents

Abstract

【課題】爆発の影響を受けやすい環境で採用され得る流量計などの電子機器と共に使用するための、フィードスルーを有する防爆性の電子機器の筐体を提供する。【解決手段】本体２０５によって規定される第１の区画２０６と第２の区画２０７を有する防爆性の電子機器の筐体２００であって、隔壁２０８は、第１の区画２０６と第２の区画２０７との間にあり、隔壁２０８内の第１の開口２０９が、第１の区画２０６と第２の区画２０７とを接続する。キャビティ２２５は、第１の開口２０９と連通して、アンダーカットであるテーパ２２６を備える。キャビティ２２５内の埋め込み材料部２３０は、キャビティ２２５の形状に適合し、第１の区画２０６と第２の区画２０７との間に実質的に防爆性の界面を形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器のハウジングに関し、より詳細には、防爆性のフィードスルーを有する防爆性の電子機器の筐体に関する。

産業環境には爆発性の雰囲気を有するものがある。これらの環境で十分なエネルギーのスパークが発生すると、爆発に引火する可能性がある。これらのスパークの潜在的な発生源の１つに、これらの環境で特定の動作を実行及び監視するために使用される回路がある。例えば、工業用測定器などの電子装置の中には、動作中に静電気放電やスパークを発生させるものがある。危険な雰囲気では、そのような回路を防爆区画に封入して、区画内部で発生した火花が区画外部の雰囲気に点火しないようにすることが重要である。

しかし、問題であるのは、防爆性の区画内部のこのような回路から区画外部の端子への接続を延長することである。これらの回路から端子まで接続部を延長するために、フィードスルーコネクタは、区画の完全性を損なうことなく防爆性の区画内の壁を通過しなければならない。防爆性の区画と共に一般的に使用されている２つの主なタイプのフィードスルーコネクタがある。第１のタイプのフィードスルーコネクタは、区画の壁に埋め込まれる複数の導体を備える。第２のタイプは、区画の開口部にねじ込まれるか、又はスリップ嵌めされる円筒形のフィードスルーコネクタである。これらの両方のタイプのフィードスルーコネクタは、それらの使用に関連するいくつかの欠点を有する。

防爆性の区画の壁に導体を埋め込むことの１つの欠点は、導体を適切に埋め込むことが困難なプロセスであることである。一般的にはワイヤである導体は、埋め込み材料が区画の壁に注入され硬化される間、適所に保持されなければならない。埋め込み材料が硬化する前に導体が移動すると、導体が不適切に設定される結果となる。導体が適切に設定されることを確実にするためには、余分な時間と装置が必要である。

区画の壁に導体を埋め込むことのもう１つの欠点は、区画内部の回路と容易に導体を接続できるハウジングの構成が限られていることである。内部回路との接続を容易にするために、導体は、区画の容易にアクセス可能な領域内になければならない。アクセス可能な領域内に導体を配置することは、そのような区画の製造における制限となる要因である。

円筒形のフィードスルーコネクタは、防爆性の区画の嵌合開口部にねじ込まれるか、又はスリップ嵌めされる。円筒形のフィードスルーコネクタのいくつかの欠点は、フィードスルーに使用される導体の種類に起因する。一般的には、円筒形のフィードスルーコネクタにおける導体として、個別ワイヤ又はピンのような中実導体が使用される。

円筒形フィードスルーコネクタの個別ワイヤの欠点は、個別ワイヤでは自動生産技術が容易ならないことである。各個別のワイヤは、防爆性の区画内の端子又は他のタイプのコネクタに取り付けられなければならない。これは、防爆性の区画内に必要とされるハードウェアを追加する。さらに、個別のワイヤを端子に接続することは、労働集約的である。

流量計などの工業用測定器は、爆発の危険性がある場所、すなわち電子機器が通常の空気中ではなく、潜在的に爆発性の雰囲気中にある場所で操作されることが多い。潜在的に爆発性の雰囲気が存在するか、又は生じ得る環境の例は、例えば、燃料補給施設、炭化水素捕捉又は移送施設、又は化学プラントである。

危険区域で使用可能なこのような電子機器は、多数の動作基準に規定された特別な安全規則に従う。これらの規格の主な目的は、爆発を引き起こす可能性のある電気スパークを回避すること、又は密閉空間内で生成されるスパークが外部で爆発を引き起こすことを防止すること、又は既に発達した火炎が、それが開発された空間に限定されることを保証することである。単なる例として、ヨーロッパ規格EN 50014及びEN 50018、又はEN 60079-1は、「防爆性の筐体」(Ex-d)と見なされるのに必要な電子デバイスの要件を記載している。理想的には、回路の故障又は短絡の場合、放出される最大量のエネルギーは、点火を引き起こすことができるスパークを生成するのに十分ではない。これらは、いくつかのヨーロッパ規格の例であり、単なる例として提供されているが、米国、カナダ、日本、及び他の国々には同等の規格が存在する。

特に、Ex-d保護の要件を満たすように構成された電子機器は、防爆性の筐体の一部に配置されなければならない。これは、筐体の内部で発生する爆発が、外部又は別の区画、例えば、電子機器の区画から端子の区画に侵入することを防止する。

コリオリ質量流量計や振動式デンシトメータなどの流量計は、一般的には、流れ材料を含む振動式導管の運動を検出することによって作動する。質量流量、密度等の導管内の材料に関連する特性は、導管に関連する動きトランスデューサから受け取った測定信号を処理することによって決定することができる。振動する材料が充填されたシステムの振動モードは、一般に、収容する導管と導管内に含まれる材料との組合せ質量、剛性及び減衰特性によって影響を受ける。

一般的なコリオリ質量流量計は、パイプライン又は他の輸送システムにおいてインラインで接続され、材料、例えば、流体、スラリー、エマルジョンなどをシステム内に搬送する１つ又は複数の導管を含む。各導管は、例えば、単純曲げ、ねじり、半径方向、及び結合モードを含む一組の固有振動モードを有するとして見られる。一般的なコリオリ質量流量測定の応用においては、材料が導管を流れるときに導管が１つ又は複数の振動モードで励振され、導管の運動が、導管に沿って離れた地点で測定される。励起は、一般的には、導管を周期的に摂動させる、例えばコイル型ドライバのような電気機械デバイスのようなアクチュエータによって提供される。質量流量は、各トランスデューサ位置での運動間の時間遅延又は位相差を測定することによって決定することができる。一般的には、このような２つのトランスデューサ(又はピックオフセンサ)は、流れ導管の振動応答を測定するために使用され、一般的にはアクチュエータの上流側及び下流側の位置に配置される。２つのピックオフセンサは、電子機器に接続されている。電子機器は、とりわけ、質量流量測定値を導出するために、２つのピックオフセンサから信号を受け取り、その信号を処理する。

流量計の場合、一例として、防爆性の物理的バリアは、現場取付け型の送信機ハウジングの区画を分離する。危険な雰囲気での使用のために構成されたプロセス制御送信機は、可燃性ガスの制御不能な爆発を回避するために、防爆性のハウジング及び/又はバリアを
含む、しばしば、防護方法の組合せを利用する。コリオリ流量計の送信器の場合、防爆性の区画内に能動的な電子機器の部品を封入することがよく知られており、その結果、電子機器内の電気エネルギーの結果として起こり得るガスの爆発が、筐体を越えて伝播することがない。さらに、使用者がアクセス可能な電子機器の接続設備が、保護方法としての防爆ではなく、「安全性の向上」を利用することが時々好ましく、接続設備は、火花を発生しないこと、従って、可燃性ガスに点火することができないことが示されている。何れの規格においても、着火を引き起こす可能性のある能動的な電子機器は、区画内に収容され、区画ト内のいかなる着火も、区画から逃げることができない。

２つの区画間の電気的接続性を提供するために、防爆性のフィードスルーが採用される
。一般的な従来技術の防爆性のフィードスルーは、セメントで接合されたブッシュである。セメントで接合されたブッシュでは、導体とブッシュのケーシングとの間にセメントで接合された継手を形成してもよいし、導体絶縁層とブッシュのケーシングとの間にセメントで接合された継手を形成してもよい。セメント以外で接合された継手では、ブッシュのケーシングと区画の壁との間に、ねじ付き、スピゴット、及び他のブッシングのケーシングへの継手インターフェースを含む、公差の小さなインターフェースを使用することができる。耐爆発性として認可されるためには、両方のタイプの継手は、温度指数等級及びセメント継手の化学的適合性、円筒継手の極めて厳しい公差(例えば、０.１又は０.１５ミ
リメートル程度)、ならびにねじ継手のねじ数、深さ、及び公差などの特定の要件を満た
さなければならない。

フィードスルーを有する防爆性の電子機器の筐体は、爆発の影響を受けやすい環境で採用され得る流量計などの電子機器と共に使用するために、実施形態に従って提供される。

要旨
一実施形態により、防爆性の電子機器の筐体が提供される。防爆性のフィードスルーは、本体によって規定される第１の区画と、本体によって規定される第２の区画と、第１の区画と第２の区画との間の隔壁とを備える。隔壁を有する第１の開口は、第１の区画と第２の区画とを接続する。第１の開口と連通するキャビティは、アンダーカットであるテーパを備える。キャビティを有する埋め込み材料部は、キャビティ形状に適合し、第１の区画と第２の区画との間に実質的に防爆性の界面を形成する。

一実施形態により、防爆性の電子機器の筐体を形成する方法が提供される。この方法は、第１の区画及び第２の区画を含むフィードスルー本体を提供することを含む。第１の区画及び第２の区画は、隔壁で分離される。第１の開口は、第１の区画と第２の区画とを接続する隔壁内に配置される。キャビティは、第１の開口と連通して設けられ、キャビティは、アンダーカットであるテーパを含み、アンダーカットであるテーパの最大アンダーカット部分は、第１の区画に近接している。埋め込み材料部は、キャビティの形状に適合するようにキャビティ内に配置され、第１の区画と第２の区画との間に実質的に防爆性の界面を形成する。

態様
一態様によれば、防爆性の電子機器の筐体は、本体によって規定される第１の区画と、本体によって規定される第２の区画と、第１の区画と第２の区画との間の隔壁とを備える。隔壁を有する第１の開口は、第１の区画と第２の区画とを接続する。第１の開口と連通するキャビティは、アンダーカットであるテーパを備える。キャビティを有する埋め込み材料部は、キャビティの形状に適合し、第１の区画と第２の区画との間に実質的に防爆性の界面を形成する。

好ましくは、フィードスルー要素は、第１の界面領域及び第２の界面領域を含み、１つ以上の導体が第１の界面領域と第２の界面領域との間に延在し、第１の界面領域が第１の区画に存在し、第２の界面領域が第２の区画に存在する。埋め込み材料部は、フィードスルー要素をキャビティ内及び第１の開口内に保持する。

好ましくは、フィードスルー要素は、プリント回路基板を含む。
好ましくは、キャビティの断面は蟻継ぎ形状を含む。
好ましくは、キャビティの断面は、円錐台形状を含む。
好ましくは、支持プレートがキャビティ内に配置され、支持プレートは、その中に第２
の開口を含み、支持プレートは、爆発中に埋め込み材料部を保持するのを助ける。
好ましくは、支持プレートは、フィードスルー要素を第１の開口及びキャビティ内の所定の位置に維持するように構成される。
好ましくは、アンダーカットの断面は、１５°と２５°の間のアンダーカット角度を含む。

一態様によれば、防爆性の電子機器の筐体を形成する方法は、第１の区画及び第２の区画を備えるフィードスルー本体を提供するステップを含む。第１の区画及び第２の区画は、隔壁で分離される。第１の区画と第２の区画とを接続する第１の開口は、隔壁内に配置される。キャビティは、第１の開口と連通して設けられ、キャビティは、アンダーカットであるテーパを含み、アンダーカットであるテーパの最大アンダーカット部分は、第１の区画に近接している。埋め込み材料部は、埋め込み材料がキャビティの形状に適合するように空洞内に配置され、第１の区画と第２の区画との間に実質的に防爆性の界面を形成する。

好ましくは、この方法は、フィードスルー要素を第１の開口及びキャビティに挿入するステップを含み、フィードスルー要素は、第１の界面領域及び第２の界面領域を含み、１つ以上の導体は、第１の界面領域と第２の界面領域との間に延在し、第１の界面領域は、第１の区画に存在し、第２の界面領域は、第２の区画に存在する。フィードスルー要素は、埋め込み材料部を用いてキャビティ及び第１の開口内に保持される。

好ましくは、この方法は、蟻継ぎ形状を備えるようにキャビティの断面を成形するステップを含む。
好ましくは、この方法は、キャビティの断面を円錐台形状を含むように成形するステップを含む。
好ましくは、この方法は、支持プレートに第２の開口を形成するステップと、支持プレートをキャビティ内に配置するステップとを含み、支持プレートは、爆発中に埋め込み材料部を保持するのを助ける。
好ましくは、この方法は、支持プレートの第２の開口を通してフィードスルー要素を設置するステップと、支持プレートを用いて第１の開口及びキャビティ内の所定の位置にフィードスルー要素を維持するステップとを含む。
好ましくは、フィードスルー要素は、第２の区画を通って設置される。

全ての図面において、同じ符号は同じ要素を表す。図面は必ずしも寸法通りではない。
本発明の実施形態による振動式流量計を示す。 流量計の一部上に取り付けられた防爆性の電子機器の筐体の実施形態を示す図である。 図２の防爆性の電子機器の筐体を破断した斜視図である。 図３の防爆性の電子機器の筐体を拡大した断面図である。

図１－図４及び以下の説明は特定の実施例を記載して、本発明の最良の形態を創出かつ使用する方法を当業者に教示する。本発明の原理を教示することを目的として、いくつかの従来の態様を簡略化又は省略している。当業者は、これらの実施例の変形例が本明細書の範囲内にあることを理解するだろう。当業者であれば、以下に説明する特徴を様々な方法で組み合わせて、本発明の多数の変形例を形成できることを理解するだろう。結果として、本発明は後述する特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定される。

図１は、本発明による振動式流量計５を示す。本明細書に記載の防爆性のフィードスルーは、そのような振動式流量計５と共に使用することが企図されている。ただし、これは防爆性のフィードスルーの用途の一例に過ぎず、防爆性のフィードスルーは任意の適切なデバイスで利用できるため、決して限定するものではない。振動式流量計５は、流量計アセンブリ１０及びメータ電子機器２０を備える。メータ電子機器２０は、リード１００を介して流量計アセンブリ１０に接続され、密度、質量流量、体積流量、総質量流量、温度、又は他の測定値又は情報の１つ又は複数の測定値を通信経路２６を介して提供するように構成される。振動式流量計５は、ドライバ、ピックオフセンサ、流れ導管、又は振動の動作モードの数に関係なく、任意の方法の振動式流量計を含むことができることは当業者には明らかである。幾つかの実施形態では、振動式流量計５は、コリオリ質量流量計を含むことができる。更に、振動式流量計５はこれに代えて振動式デンシトメータを含むことができる。

流量計アセンブリ１０は、一対のフランジ１０１ａ及び１０１ｂ、マニホールド１０２ａ及び１０２ｂ、ドライバ１０４、ピックオフセンサ１０５ａ及び１０５ｂ、ならびに流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂを含む。ドライバ１０４及びピックオフセンサ１０５ａ、１０５ｂは、流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂに接続されている。

フランジ１０１ａ及び１０１ｂは、マニホールド１０２ａ及び１０２ｂに固定されている。マニホールド１０２ａ及び１０２ｂは、幾つかの実施形態では、スペーサ１０６の両端に取り付けられる。スペーサ１０６は、マニホールド１０２ａ及び１０２ｂの間の間隔を維持して、パイプラインの力が流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂに伝達されるのを防ぐ。流量計アセンブリ１０が、測定される流れ流体を運ぶパイプライン(図示せず)に挿入されると、流れ流体は、フランジ１０１ａを通って流量計アセンブリ１０に入り、入口マニホールド１０２ａを通過し、そこで流れ流体の総量が流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂに入るように向けられ、流れ流体は流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂを通って流れ、出口マニホールド１０２ｂ内に戻る。出口マニホールド１０２ｂで流れ流体はフランジ１０１ｂを通って流量計アセンブリ１０を出る。

流れ流体は液体を含む。流れ流体はガスを含む。流れ流体は、取り込まれたガス及び/
又は取り込まれた固体を含む液体などの多相流体を含む。
流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂは、実質的に同じ質量分布、慣性モーメント及び弾性率を有するように選択され、曲げ軸Ｗａ-Ｗａ及びＷｂ-Ｗｂの周りに夫々入口マニホールド１０２ａ及び出口マニホールド１０２ｂに適切に取り付けられる。流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂは、マニホールド１０２ａ及び１０２ｂから外向きに大凡平行に延びる。

流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂは、ドライバ１０４によって夫々曲げ軸Ｗａ-Ｗａ及び
Ｗｂ-Ｗｂの周りに反対方向に駆動され、これは振動式流量計５の第１の位相外れ曲げモ
ードと呼ばれる。ドライバ１０４は、流れ導管１０３Ａに取り付けられた磁石及び流れ導管１０３Ｂに取り付けられた対向するコイルなど、多くの周知の構成のうちの１つを備える。交流が対向するコイルを通って流されて、両流れ導管を振動させる。適切な駆動信号がリード１１０を介してメータ電子機器２０によってドライバ１０４に印加される。他の駆動デバイスが企図されており、これらは明細書の記載及び特許請求の範囲内にある。

メータ電子機器２０は、夫々リード１１１a及び１１１b上の信号を受信する。メータ電子機器２０は、リード１１０上に駆動信号を生成し、該駆動信号により、ドライバ１０４は、流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂを振動させる。他のセンサデバイスが企図されており、これらは明細書の記載及び特許請求の範囲内にある。
メータ電子機器２０は、とりわけ流量を計算するために、ピックオフセンサ１０５ａ及び１０５ｂからの左右の速度信号を処理する。通信経路２６はメータ電子機器２０がオペ
レータ又は他の電子システムと通信することを可能にする入力手段及び出力手段を提供する。図１の記載は、単にコリオリ流量計の動作の例として提供され、本発明の開示を限定することを意図していない。

一実施形態においてメータ電子機器２０は、流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂを振動させるように構成される。振動は、ドライバ１０４によって実行される。メータ電子機器２０は、ピックオフセンサ１０５ａ及び１０５ｂから結果として生じる振動信号をさらに受信する。振動信号は流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂの振動応答を含む。メータ電子機器２０は、振動応答を処理し、応答周波数及び/又は位相差を決定する。メータ電子機器２０は
、振動応答を処理し、流れ流体の質量流量及び/又は密度を含む、１つ又は複数の流れ測
定値を決定する。他の振動応答特性及び/又は流れ特性値が考えられ、これらは明細書の
記載及び特許請求の範囲内にある。

一実施形態にて、流れ導管１０３Ａ及び１０３Ｂは示されるように略Ｕ字形の導管である。或いは、他の実施形態では、流れ導管は実質的に真っ直ぐな流れ導管を含むことができ、又はＵ字形の流れ導管以外の湾曲した形状の１つ又は複数の流れ導管を含むことができる。更なる流量計の形状及び/又は構成が用いられ、これらは明細書の記載及び特許請
求の範囲内にある。

図２は、本発明の実施形態による防爆性の電子機器の筐体の図である。防爆性の電子機器の筐体２００は、防爆性の電子機器の筐体２００が企図される任意の用途で利用することができるので、防爆性の電子機器の筐体２００は図示の目的のために流量計５に設置される。防爆性の電子機器の筐体２００は、第１のアクセスポイント２０１と第２のアクセスポイント２０２を含む。これらのアクセスポイント２０１、２０２は、防爆性の電子機器の筐体２００の内部空間にアクセスするための手段を提供する。一実施形態にて、アクセスポイント２０１、２０２は、防爆性の電子機器の筐体２００の本体２０５に固定されたキャップ部材２０３を備える。一実施形態にて、少なくとも１つのキャップ部材は、内部の電子機器及び/又はディスプレイが使用者に見えるように、透明であり得る。

図３は、本発明の実施形態による防爆性の電子機器の筐体２００の分解図である。図４は図３の一部を拡大した図である。この実施形態の防爆性の電子機器の筐体２００はフィードスルー要素２１０を含む。一実施形態にて、フィードスルー要素２１０は、実質的に平面の形状を備え、第１の界面領域２１１及び第２の界面領域２１２を含み、１つ又は複数の導体２１７が第１の界面領域２１１と第２の界面領域２１２との間に延びる。

防爆性の電子機器の筐体２００の本体２０５は、第１の区画２０６と第２の区画２０７を規定する。一実施形態において、メータ電子機器２０又は他のタイプの電子機器が第１の区画２０６内に配置され、一方、端子及び/又はインターフェイスが第２の区画２０７
内に配置される。隔壁２０８は第１の区画２０６と第２の区画２０７を分離する。
第１の界面領域２１１と第２の界面領域２１２との間の第１の開口２０９により、第１の区画２０６と第２の区画２０７の間の行き来が可能になる。開口２０９は第１の区画２０６と第２の区画２０７の間のバリア、壁、隔壁又は他の間仕切り間の開口を含む。

界面領域２１１、２１２は電気的コネクタ又は他の電気的要素を含み、規定し又は受け入れる。
フィードスルー要素２１０の第１の界面領域２１１は、少なくとも一部が防爆性の電子機器の筐体２００の第１の区画２０６に延びる。フィードスルー要素２１０の第２の界面領域２１２は、少なくとも一部が防爆性の電子機器の筐体２００の第２の区画２０７に延びる。

幾つかの実施形態にて、フィードスルー要素２１０は大凡平坦な形状を有する。しかし、フィードスルー要素２１０は任意の所望の又は必要な形状に形成され得る。幾つかの実施形態にて、第２の界面領域２１２は第１の界面領域２１１の反対側にある。しかしながら、これは必須ではなく、第２の界面領域２１２は、第１の界面領域２１１に対して任意の位置/向きであり得る。

フィードスルー要素２１０は、第１の界面領域２１１から第２の界面領域２１２まで延びる１つ又は複数の導体２１７を含む。１つ又は複数の導体２１７は、フィードスルー要素２１０の外面上に形成された外部導体を含むことができる。或いは、１つ又は複数の導体２１７は、フィードスルー要素２１０内に部分的に又は全体が形成された１つ又は複数の内部導体を含むことができる。１つ又は複数の導体２１７は、第１の界面領域２１１と第２の界面領域２１２との間で電動信号及び/又は電気信号を伝導することができる。

フィードスルー要素２１０は、電気的絶縁体材料を含む。フィードスルー要素２１０は、不燃性又は難燃性又は耐熱性材料を含む。幾つかの実施形態では、フィードスルー要素２１０は、プリント回路基板(ＰＣＢ)を含む。１つ以上の導体２１７は、フィードスルー要素２１０の外側表面上に形成されてもよく、又はフィードスルー要素２１０の内部に部分的に又は全体的に配置されてもよい。第１の界面領域２１１における１つ又は複数の導体２１７の端部は、電気的に接触又は結合されるように露出される。同様に、第２の界面領域２１２における１つ又は複数の導体２１７の端部は、同様に露出されて、電気的に接触又は結合される。第１の電気コネクタ２２０(又は同様のデバイス)は、第１の界面領域２１１及び第１の界面領域２１１の導体に組み立てられるか、又は固定され得る。第２の電気コネクタ２２１(又は同様のデバイス)は、第２の界面領域２１２及び第２の界面領域２１２の導体に組み立てられるか、又は固定され得る。
幾つかの実施形態では、フィードスルー要素２１０は、少なくとも部分的に可撓性であってもよい。例えば、幾つかの実施形態では、フィードスルー要素２１０は、リボンケーブルと同様の可撓性部材を含むことができる。

また、フィードスルー要素２１０は、１つ以上の導体２１７に対して所定のインピーダンス特性を提供する電気的インターフェースを付与してもよい。個々の導体２１７のインピーダンス特性は、同じであっても異なっていてもよいことを理解されたい。１つ又は複数の導体２１７は、所定の厚さ及び所定の幅で形成される。１つ又は複数の導体２１７は、所定の幾何学的形状又はパターンで形成することができ、接地面又は複数の接地面を含むことができる。１つ以上の導体２１７は、所定の導体合成体から形成されてもよい。さらに、１つ以上の導体２１７は、所定のＤＣ抵抗及び/又は所定のＡＣインピーダンスを
有するように形成されてもよい。これは、フィードスルー要素２１０の一部として、又は後の電気回路の一部として、任意の方法の受動的な及び/又は能動的な電気的構成要素を
含むことができる。さらに、幾つかの実施形態では、防爆性の電子機器の筐体２００は、製造工程中に使用される種々のインピーダンス/抵抗の交換可能なフィードスルー要素２
１０を含んでもよい。その結果、防爆性の電子機器の筐体２００は、複数の可能性のあるインピーダンス/抵抗の中から所望のインピーダンス/抵抗を含むように組み立てられる。

また、フィードスルー要素２１０は、１つ以上の導体２１７に対して所定のインピーダンス特性を提供する電気的インターフェースを付与してもよい。個々の導体２１７のインピーダンス特性は、同じであっても異なっていてもよいことを理解されたい。１つ又は複数の導体２１７は、所定の厚さ及び所定の幅で形成される。１つ又は複数の導体２１７は、所定の幾何学的形状又はパターンで形成することができ、接地面又は複数の接地面を含むことができる。１つ以上の導体２１７は、所定の導体合成体から形成されてもよい。さらに、１つ以上の導体２１７は、所定のＤＣ抵抗及び/又は所定のＡＣインピーダンスを
有するように形成されてもよい。これは、フィードスルー要素２１０の一部として、又は
後の電気回路の一部として、任意の方法の受動的な及び/又は能動的な電気的構成要素を
含むことができる。さらに、幾つかの実施形態では、防爆性の電子機器の筐体２００は、製造工程中に使用される種々のインピーダンス/抵抗の交換可能なフィードスルー要素２
１０を含んでもよい。その結果、防爆性の電子機器の筐体２００は、複数の可能なインピーダンス/抵抗の中から所望のインピーダンス/抵抗を含むように組み立てられる。

幾つかの実施形態では、防炎規格に準拠するには、小さなギャップ、長い火炎経路長、又はその両方を維持する必要があり得る。火炎経路長は、フィードスルー要素２１０と本体２０５との間にギャップが与えられた場合、火炎が、防爆性の電子機器の筐体２００の一方の側から他方の側へ、発火を引き起こすのに十分な熱又はエネルギー含有量を持って伝播しないように選択され得る。
幾つかの実施形態では、ギャップによりガスがギャップを通って漏れ、ガスの点火が可能になるので、ギャップが存在しないことが望ましい。ギャップは、点火生成物が接合部を通って伝播することを可能にし得るので、フィードスルー要素２１０及び第１の開口２０９の両方は、滑らかで規則的であり、すなわち、所定の表面仕上げ内にあってもよい。

埋め込み材料２３０は、キャビティ２２５を密封するエポキシ、プラスチック、又は他の充填材料であり、これにより火炎又は爆発がキャビティ２２５又は第１の開口２０９を通って逃げるのを防止する。
埋め込み材料２３０が爆発に関連する圧力によって外れないようにするために、キャビティ２２５はアンダーカットテーパ２２６を備える。

組立工程の一部として、フィードスルー要素２１０は、フィードスルー要素２１０が第１の開口２０９及びキャビティ２２５を通して挿入されるように、第１の開口２０９内に配置され、ここで、１つ以上の導体２１７は、第１の界面領域２１１と第２の界面領域２１２との間に延在し、第１の界面領域２１１は、第１の区画２０６内に存在し、第２の界面領域２１２は、第２の区画２０７内に存在する。次に、埋め込み材料２３０をキャビティ２２５内に配置し、キャビティ２２５の形状をとり、硬化又は硬化させる。従って、フィードスルー要素２１０は、埋め込み材料２３０によってキャビティ２２５及び第１の開口２０９内に保持される。

一実施形態では、フィードスルー要素２１０は、第１の区画２０６を介して第１の開口２０９及びキャビティ２２５を通して挿入される。一実施形態では、フィードスルー要素２１０は、第２の区画２０７を介して第１の開口２０９及びキャビティ２２５を通して挿入される。

一実施形態によると、フィードスルー要素２１０は、所定の外形の許容範囲に機械加工されてもよく、ここで、フィードスルー要素２１０と第１の開口２０９との間の接合部は、実質的に防爆性の界面を作り出すのに十分な精度で嵌合する。例えば、フィードスルー要素２１０は、所望の厚さよりも厚くなるように製造されてもよく、次いで、フィードスルー要素２１０は、防爆性の電子機器の筐体２００が、所望のサイズ及び形状ならびに所望の均一性を有するフィードスルー要素２１０と第１の開口２０９との間の接合部を備えるまで、平面化され、フライス削りされ、エッチングされ、研削され、又は他の方法で処理されてもよい。フィードスルー要素２１０及び/又は第１の開口２０９は、所定の周囲
サイズ、所定の周囲形状、及び/又は所定の周囲表面の平滑性及び/又は均一性のうちの１つ以上を達成するように製造されてもよい。一実施形態では、フィードスルー要素２１０は、第１の開口２０９の１つの側面上で第１の開口２０９と完全に重なり、覆われていない開口の部分は無く、その結果、フィードスルー要素２１０は、第１の開口２０９内の所定の位置を達成するためのストッパとして作用する。

アンダーカットテーパ２２６は、埋め込み材料２３０が硬化すると、埋め込み材料２３０が永久的に配置されるように設けられる。アンダーカットテーパ２２６は、キャビティ２２５の開口２３２よりも大きな面積を有する低領域２３１を有する埋め込み材料２３０のプラグをもたらす。従って、爆発力によって、埋め込み材料２３０は、キャビティ２２５に捕捉され、その結果、第１の区画２０６と第２の区画２０７との間に防爆性の接合が生じる。

アンダーカットテーパ２２６は、図４に示すように、キャビティ２２５の開口２３２に近接した平坦領域２２７を有する蟻継ぎ形状を有するように設けることができる。別の実施形態では、アンダーカットテーパ２２６は、キャビティ２２５の開口２３２に近接する平坦領域２２７を有さない切頭の円錐形状を有して提供されてもよい。アンダーカットの角度は、約１０°と５０°の間であってもよい。好ましくは、アンダーカットの角度は、約１５°と２５°の間である。図４では、アンダーカットの角度は、約２０°であるように示されているが、これは単に実施形態の一例に過ぎない。

一実施形態にて、第２の開口２４１を有する支持プレート２４０が提供される。支持プレート２４０は、最終的に、キャビティ２２５の低部の第１の開口２０９に近接して配置される。一実施形態では、埋め込み材料２３０をキャビティ２２５に導入し、支持プレート２４０をキャビティ２２５内に下降させる。支持プレート２４０は、降下する際に埋め込み材料２３０を収容するダムとして作用する。支持プレート２４０はまた、硬化工程の間、フィードスルー要素２１０を適切に配置された状態に保つのに役立つ。支持プレート２４０は、キャビティ２２５の底部に単純に嵌合するか、又はキャビティ２２５の底部に近接する凹部２４２内に配置することができ、凹部は、支持プレート２４０を受け入れるサイズ及び寸法である。

一実施形態にて、支持プレート２４０は、キャビティ２２５内に配置され、次いで、フィードスルー要素２１０は、キャビティ２２５、第２の開口２４１及び第１の開口２０９を通過する。一実施形態では、フィードスルー要素２１０は、最初に第２の開口２４１を通過し、次いで、支持プレート２４０及びフィードスルー要素２１０が続いて、キャビティ２２５内に配置される。

幾つかの実施形態では、防爆性の電子機器の筐体２００は、本体の任意の部分とフィードスルー要素２１０との間に１つ又は複数のシール(図示せず)をさらに含む。シール又は複数のシールは、他の構成要素の間に配置することができるＯリング、ガスケット、又は他の構成要素のような固体シール又は複数の固体シールを含む。あるいは、１つ又は複数のシールは、液体、ペースト、グリース、又は所定の形状を有さない他の材料を含み、防爆性の電子機器の筐体２００の１つ又は複数の構成要素に用いられる。１つ又は複数のシールは、実質的に変化しない材料を含む。あるいは、１つ又は複数のシールは、硬化する又は変形する、又は組み立て工程中又は組み立て工程後に変形される材料を含む。

一実施形態において、フィードスルー要素２１０は、フィードスルー要素２１０を本体２０５又は防爆性の電子機器の筐体２００の他の部分に固定する１つ又は複数の留め具２３５を受け入れてもよい。関連する実施形態では、フィードスルー要素２１０は、１つ又は複数のファスナ開口２１３を含むことができる。１つ以上のファスナ開口２１３は、任意の仕様の電導体を受容し得るか、又はコネクタ又は他の構成要素を受容し得る。１つ又は複数のファスナ開口２１３は、任意の方法のパッド、スルーメッキ、又は他の導体結合機構を含むことができる。

上記の実施形態の詳細な説明は、本発明の範囲内にあるべき、本発明者らによって企図されている全ての実施形態の包括的な説明ではない。事実、当業者であれば、上述した実
施形態の特定の要素は、さらなる実施形態を作成するために様々に組み合わせ、又は、なくすことができ、そのようなさらなる実施形態が本出願の範囲及び教示の中に入ることは認識されよう。上述した実施形態は、本発明の範囲及び教示内の追加の実施形態を作成するために全体的に又は部分的に組み合わせることができることも、当業者には諒解されよう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。

Claims (15)

1. 防爆性の電子機器の筐体(２００)であって、
   本体(２０５によって規定される第１の区画(２０６)と、
   本体(２０５)によって規定される第２の区画(２０７)と、
   第１の区画(２０６)と第２の区画(２０７)との間の隔壁(２０８)と、
   隔壁(２０８)を有して、第１の区画(２０６)と第２の区画(２０７)とを接続する第１の開口(２０９)と、
   第１の開口(２０９)と連通して、アンダーカットであるテーパ(２２６)を備えたキャビティ(２２５)と、
   キャビティ(２２５)を有して、キャビティ(２２５)の形状に適合し、第１の区画(２０
   ６)と第２の区画(２０７)との間に実質的に防爆性の界面を形成する埋め込み材料部(２３０)とを備える、防爆性の電子機器の筐体(２００)。
2. 第１の界面領域(２１１)及び第２の界面領域(２１２)を含むフィードスルー要素(２１
   ０)を備え、１つ以上の導体(２１７)が第１の界面領域(２１１)と第２の界面領域(２１２)との間に延在し、第１の界面領域(２１１)が第１の区画(２０６)に存在し、第２の界面
   領域(２１２)が第２の区画(２０７)に存在し、
   前記埋め込み材料部(２３０)は、フィードスルー要素(２１０)をキャビティ(２２５)内及び第１の開口(２０９)内に保持する、請求項１に記載の防爆性の電子機器の筐体(２０
   ０)。
3. 前記フィードスルー要素(２１０)は、プリント回路基板を含む、請求項２に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)。
4. キャビティ(２２５)の断面は蟻継ぎ形状を含む、請求項１に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)。
5. キャビティ(２２５)の断面は、円錐台形状を含む、請求項１に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)。
6. 支持プレート(２４０)がキャビティ(２２５)内に配置され、該支持プレート(２４０)は、その中に第２の開口(２４１)を含み、支持プレート(２４０)は、爆発中に埋め込み材料部(２３０)を保持するのを助ける、請求項１に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)。
7. 前記支持プレート(２４０)は、フィードスルー要素(２１０)を第１の開口(２０９)及びキャビティ(２２５)内の所定の位置に維持するように構成される、請求項６に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)。
8. アンダーカットの断面は、１５°と２５°の間のアンダーカット角度を含む、請求項１に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)。
9. 防爆性の電子機器の筐体(２００)を形成する方法であって、
   第１の区画(２０６)及び第２の区画(２０７)を備えるフィードスルー本体(２０５)を提供するステップと、
   第１の区画(２０６)と第２の区画(２０７)とを、隔壁(２０８)で分離するステップと、
   第１の区画(２０６)と第２の区画(２０７)とを接続する第１の開口(２０９)を隔壁(２
   ０８)内に配置するステップと、
   第１の開口(２０９)と連通するキャビティ(２２５)を付与するステップであって、該キャビティ(２２５)は、アンダーカットであるテーパ(２２６)を含み、アンダーカットであ
   るテーパ(２２６)の最大アンダーカット部分は、第１の区画(２０６)に近接しているステップと、
   キャビティ(２２５)の形状に適合するように埋め込み材料部(２３０)を空洞内に配置して、第１の区画(２０６)と第２の区画(２０７)との間に実質的に防爆性の界面を形成するステップを備える、方法。
10. フィードスルー要素(２１０)を第１の開口(２０９)及びキャビティ(２２５)に挿入するステップを含み、フィードスルー要素(２１０)は、第１の界面領域(２１１)及び第２の界面領域(２１２)を含み、１つ以上の導体(２１７)は、第１の界面領域(２１１)と第２の界面領域(２１２)との間に延在し、第１の界面領域(２１１)は、第１の区画(２０６)に存在し、第２の界面領域(２１２)は、第２の区画(２０７)に存在するステップと、
    埋め込み材料部(２３０)を用いて、フィードスルー要素(２１０)をキャビティ(２２５)及び第１の開口(２０９)内に保持するステップとを含む、請求項９に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)を形成する方法。
11. 蟻継ぎ形状を備えるようにキャビティ(２２５)の断面を成形するステップを含む、請求項９に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)を形成する方法。
12. キャビティ(２２５)の断面を円錐台形状を含むように成形するステップを含む、請求項９に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)を形成する方法。
13. 支持プレート(２４０)に第２の開口(２４１)を形成するステップと、
    該支持プレート(２４０)をキャビティ(２２５)内に配置するステップとを含み、支持プレート(２４０)は、爆発中に埋め込み材料部(２３０)を保持するのを助ける、請求項９に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)を形成する方法。
14. 前記支持プレート(２４０)の第２の開口(２４１)を通してフィードスルー要素(２１０)を設置するステップと、
    前記支持プレート(２４０)を用いて第１の開口(２０９)及びキャビティ(２２５)内の所定の位置にフィードスルー要素(２１０)を維持するステップとを含む、請求項１３に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)を形成する方法。
15. 前記フィードスルー要素(２１０)は、第２の区画(２０７)を通って設置される、請求項１４に記載の防爆性の電子機器の筐体(２００)を形成する方法。

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