JP4104330B2 - アースリングの取付構造、及びアースリングを備えるセンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品や半導体等のプラントで使用する配管路に取付けられる流量等を測定するセンサに係り、特に、センサを接地するためのアースリングと、アースリングの取付構造及びアースリングを備えるセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のセンサとして、プラスチック等の絶縁性配管内の液体の流量を測定する電磁流量センサがある。この電磁流量センサは、センサ本体内に内蔵されたコイルにより、測定したい液体中に磁場を発生させる。そして、液体中に２つの電極を対向させ、電極間を磁場と直交する向きに流体が流れると、流速に比例した起電力が発生することを利用し、この起電力から流速を算出して、流量を測定している。この電磁流量センサは、前記のように電極間の微少な起電力を測定して流量を測定するため、アースを確実に取ることにより、正確で安定した流量測定が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記構造の電磁流量センサを金属製の配管に接続する場合は、流量センサのアース端子を金属製配管に接続することで容易にアースを取ることができるが、絶縁性の配管に接続される場合には、例えば金属製の継手を絶縁性配管の途中に挿入し、この金属製継手とアース端子を接続してアースを取っている。このため、アースをとるための構成が複雑となり、接地作業が煩雑となり、コスト的にも不利となる問題点があった。
【０００４】
本発明の目的は、絶縁性配管への取付けが容易で、確実にアースが取れるアースリングを絶縁性配管に容易に取付けできる取付構造、及びこのアースリングを備えることにより、アースが確実に取れて正確な測定ができるセンサを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のアースリングの取付構造は、導電材で形成され、リング状部と、該リング状部の内周に連続する円筒状部と、前記リング状部の外周から延出するリード部と、前記リング状部は、一方の端面に防水リングを挿入する円周溝を備えてなるアースリングを一対の絶縁性配管の端部に挟んで取付けるアースリングの取付構造であって、
一方の配管は端部に外ねじ部を形成し、該外ねじ部のねじ山を除去して前記配管の軸方向に沿う凹溝を形成すると共に、端面に防水リングを備え、
他方の配管は前記アースリングのリング状部が対向する端面を備えると共に、前記外ねじ部に螺合する内ねじを形成したユニオンナットを備え、
前記アースリングのリード部を前記凹溝に挿入し、前記円筒状部を前記一方の配管内に挿入し、
前記円周溝に防水リングを挿入して該防水リングを前記他方の配管の端面に対接させ、
前記ユニオンナットを前記外ねじ部に螺合させて締付けることを特徴としている。
【０００６】
この構成によれば、円筒状部を絶縁性配管の内部に挿入し、リード部にアース線を接続し、リング状部の端面の円周溝に防水リングを挿入できるので、配管への取付けが容易にでき、アース線の接続も容易に行え、流体との接触面積を大きくすることができる。
【０００８】
凹溝に電気伝導体で形成した端子片を埋め込み、該端子片はユニオンナット締付時に該ユニオンナットから露出し、アースリングと端子片が接触するようにしてもよい。
【０００９】
この構成によれば、アースリングのリード部を凹溝に挿入し、円筒状部を一方の配管内に挿入し、円周溝に防水リングを挿入して防水リングを他方の配管の端面に対接させ、ユニオンナットの内ねじを配管の外ねじ部に螺合させて締付けることにより、絶縁性配管のユニオン継手部分にアースリングを容易に取付でき、アースリングのリード部にアース線を容易に接続できる。凹溝に電気伝導体で形成した端子片を埋め込み、アースリングのリード部と接触させることによって、アースリングを金属板材で形成するとき、材料を節約できる。
【００１０】
さらに、本発明に係るアースリングを備えるセンサは、アース端子を有するセンサ本体と、このセンサ本体を絶縁性配管に接続する本管を有するフィッティングとを備え、配管と本管との間に前記のアースリングを備えるセンサであって、本管は端部に外ねじ部を形成すると共に、該外ねじ部のねじ山を除去して配管の軸方向に沿う凹溝を形成すると共に、端面に防水リングを備え、配管はアースリングのリング状部が対向する端面を備えると共に、外ねじ部に螺合する内ねじを形成したユニオンナットを備え、アースリングのリード部を凹溝に挿入し、円筒状部を本管内に挿入し、円周溝に防水リングを挿入して該防水リングを配管の端面に対接させてユニオンナットを外ねじ部に螺合させて締付けし、センサ本体のアース端子とアースリングのリード部とを接続することを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、アースリングのリード部を凹溝に挿入し、円筒状部を本管内に挿入し、円周溝に防水リングを挿入して該防水リングを配管の端面に対接させ、ユニオンナットを外ねじ部に螺合させて締付けし、センサ本体のアース端子とリード部とを容易に接続できる。アースリングの円筒状部は配管内において、広い面積で流体と接触できるためアースが確実となり、センサの出力は正確で安定する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアースリングの取付構造を使用する流量センサの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る流量センサの一部破断した正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図、図３は、図１に示す流量センサを外した状態のフィッティングと配管との関係を示す断面図、図４は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１４】
図１〜４において、流量センサ１はセンサ本体２と、センサ本体２の下方に位置し絶縁性配管間に接続するフィッティング１０を備えている。センサ本体２は上部に操作部及び表示部３が配置され、センサ本体２の側面にアース端子４を有する。センサ本体２は中間部に接続ねじ部５を有し、下方はフィッティング１０に挿入されるセンサプローブ６となっている。センサプローブ１０内には、図示していない磁場発生手段と、磁場中を流れる流体により発生する起電力を検出する電極等が設けてある。
【００１５】
フィッティング１０は、接続される配管間に連結される本管１１と、この本管の中央部から直角に突出するように連結された取付管１２とを備え、略Ｔ字状をしている。本管１１の両端には配管２０，２５と接続するユニオン継手の外ねじ部１３，１４が形成され、取付管１２の上端には流量センサ１を取付ける取付けナット１５が装着されている。外ねじ部１３，１４の両端の端面には、防水リング１６が嵌め込まれる円周溝１７，１８が形成されている。
【００１６】
後述するアースリング３０は一方の配管２５と接続するユニオン継手部分に取付けられ、アースリングを取付ける側の外ねじ部１４の外周には、ねじ山を除去して配管の軸方向に沿う凹溝１４ａを形成してある。なお、本例では本管１１に対し取付管１２をねじ止めにより連結する構成を示したが、本管に対し一体的に分岐する枝管を備え、この枝管にセンサを取付けるようにしてもよい。
【００１７】
フィッティング１０の本管１１に接続される配管２０，２５は、フィッティングの円周溝１７，１８に嵌め込まれた防水リング１６が対向する端面を備え、フィッティングの外ねじ部１３，１４に螺合する内ねじを形成したユニオンナット２１，２６を備えている。ユニオンナット２１，２６は配管の端部外周に形成された溝部にセットリング２２，２７を外嵌させることにより、軸方向に移動可能に、配管から脱落不能に取付けられる。
【００１８】
次に、図３，５を参照してアースリング３０について説明する。アースリング３０は、金属材や導電プラスチック等の導電材で形成され、厚肉のリング状部３１と、このリング状部の内周に連続する薄肉の円筒状部３２と、リング状部の外周から軸方向に延出するリード部３３とを備え、リング状部３１には接続配管側の一方の端面に、防水リング１６を嵌め込む円周溝３４を形成してある。円筒状部３２は本管１１の内壁に密着するように直径が設定されている。リード部３３は外ねじ部１４の軸方向の長さより軸方向の長さが大きく設定してあり、取付時にユニオンナット２６から先端部が突出するように構成されている。
【００１９】
図５のアースリング３０は、例えば金属材を切削加工し、リード部３３を溶接等により接合するが、カーボン等の導電体粒子を含有した導電プラスチックを射出成形して形成してもよい。なお、アースリング３０は、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、リード部３３の代わりに、リング状部３１にリード線３５を接続したものでもよく、（ｃ）に示すように、プレス等により薄肉の金属板材を切断し、押圧してリング状部３１、円筒状部３２、リード部３３及び円周溝３４を形成してもよい。
【００２０】
前記の如く構成された本実施形態の流量センサ１の取付動作について、図３，４，７を参照して説明する。配管２０，２５に流量センサ１を取付けるときは、フィッティング１０の本管１１の一方側端面に形成した円周溝１７に防水リング１６を嵌め込み、防水リング１６と一方の配管２０の端面とを対接させてユニオンナット２１を外ねじ部１３に螺合させて締め込んで固定する。つぎに、フィッティング１０の本管１１の他方側端面に形成した円周溝１８に防水リング１６を嵌め込む。そして、アースリング３０の円周溝３４に防水リング１６を嵌め込み、円筒状部３２を本管１０内に密着して挿入し、リード部３３を外ねじ部１４の凹溝１４ａに挿入してアースリング３０をフィッティング１０に取付ける。この後、アースリング３０の防水リング１６と他方の配管２５の端面とを対接させてユニオンナット２６を外ねじ部１４に螺合させて締め込んで固定する。固定時に図７に示すように、ユニオンナット２６からリード部３３が突出しており、このリード部３３とセンサ本体２のアース端子４とを接続線３６で接続する。
【００２１】
アースリング３０は円筒状部３２を備えており、流速を測定しようとする流体との接触面積が大きくとれ、アースが確実に取れる。またアースリング３０は本管１１の内壁に密着しており、流体の抵抗が極度に大きくならないように配慮されている。アースリング３０の円周溝３４に漏水防止の防水リング１６を挿入できるため、アースリング３０の取付けが容易に行え、リード部３３によりアース線の接続が容易に行える。
【００２２】
上記実施形態では、アースリング３０の取付構造として、流量センサ１のフィッティング１０の本管１１にユニオン継手を用いて取付ける構成を示したが、以下に示すように、単に配管の途中にユニオン継手を使用してアースリング３０を取付けるように構成することもできる。
【００２３】
図８はアースリングが取付けられたユニオン継手を示す半縦断面図、図９は図８のユニオン継手を構成している一部材を示す正面図および左側面図、図１０は図８におけるアースリングを示す縦断面図である。
【００２４】
図８に示すように、ユニオン継手１００は、第１の継手部材１１０と、第２の継手部材１２０と、この両継手部材１１０，１２０を連結するユニオンナット１３０と、両継手部材１１０，１２０の端面間に挟持されているアースリング３０とから構成されている。
【００２５】
第１の継手部材１１０の一端部１１１は接着方式の受口とされ、他端部１１２の外周面には雄ねじ１１３が設けられている。この雄ねじ１１３の一部には、図９に示すように、継手部材１１０の軸方向に沿って凹溝１１４が設けられている。他端部１１２の開口端面１１５には装着溝１１６が設けられ、この装着溝１１６にシール用のＯリング１１７が装着されている。
第２の継手部材１２０の一端部１２１は接着方式の受口とされ、他端部１２２の外周面には周方向に沿って係止突条１２３が突設されている。
【００２６】
アースリング３０は、上記実施形態と同様に、金属材や導電プラスチック等の導電材で形成されたものである。図１０に示すように、アースリング３０は厚肉のリング状部３１と、このリング状部３１の内周に連続する薄肉の円筒状部３２と、リング状部の外周から軸方向に延出するリード部３３とを備えている。円筒状部３２とは反対側のリング状部３１の片面には合成ゴム製のシートリング３７が接着されている。円筒状部３２の外径は、継手部材１１０の他端部１１２の内径とほぼ等しくされている。リード部３３の長さは、継手部材１１０の凹溝１１４の長さよりも長くしている。なお、図８に示す装着状態において、ユニオンナット１３０からリード部３３の先端部が突出するようになっておればよい。
【００２７】
つぎに、ユニオン継手１００内にアースリング３０を取り付ける手順について説明する。
まず、第１の継手部材１１０の他端部１１２側から、アースリング３０のリード部３３が凹溝１１４に対応するように位置合わせを行い、アースリング３０の円筒状部３２を継手部材１１０の他端部１１２内に挿入して装着する。その際、継手部材１１０の他端部１１２の装着溝１１６には、あらかじめシール用のＯリング１１７を装着している。
【００２８】
つぎに、アースリング３０を装着した第１の継手部材１１０の他端部１１２の端面側と、第２の継手部材１２０の他端部１２２の端面側とを突き合わせ、第２の継手部材１２０の一端部１２１側からユニオンナット１３０を外挿して第２の継手部材１２０の外周に配置する。そして、ユニオンナット１３０の雌ねじを第１の継手部材１１０の雄ねじ１１３に螺合して両継手部材１１０，１２０同士を連結する。
【００２９】
このようにして、図８に示すように、アースリング３０が取付けられたユニオン継手１００が得られる。なお、リード線３５の一端はアースリング３０のリード部３３先端と接続され、また、他端はセンサ本体２のアース端子４と接続されている。
【００３０】
この実施形態の場合、アースリング３０を構成しているリング状部３１の片面に合成ゴム製のシートリング３７が設けられているので、ユニオンナット１３０の締め付けにより、第２の継手部材１２０の他端部１２２の端面と、アースリング３０のリング状部３１の片面との間の水密性は良好に保持される。
【００３１】
上記図８の実施形態では、アースリング３０として、リング状部３１の内周に連続する薄肉の円筒状部３２を備えたものとしたが、図１１に示すように、円筒状部３２をなくしたものとしてもよい。
【００３２】
また、図１２に示すように、シートリング３７と反対側のリング状部３１の片面にも、リング状の突起を備えた合成ゴム製のシートリング３８を接着してもよい。このように、リング状部３１の片面にシートリング３８を設けることによって、第１の継手部材１１０の他端部１１２の装着溝１１６に、あらかじめシール用のＯリング１１７を装着する必要がなくなると共に、ユニオン継手１００の組立て作業も短縮できる。
【００３３】
本発明の他の実施形態を図１３に基づき詳細に説明する。図１３は本発明に係るアースリングの取付構造の他の実施形態の断面図である。なお、この実施形態は前記した実施形態に対し、フィッティング１０の本管１１の代わりに配管４０を使用し、配管４０の外ねじ部４１に形成した凹溝４１ａに電気伝導体である端子片４２を埋め込み、アースリングには配管の端子片４２と接触して導通する突起部を有することを特徴とする。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３４】
図１３において、配管４０と４５はユニオン継手で接続されるもので、一方の配管４０には、端部に外ねじ部４１が形成されており、該外ねじ部４１の外周に前記配管の軸方向に沿って凹溝４１ａを形成すると共に、端面に防水リング１６を嵌め込む円周溝４３を備えている。そして、凹溝４１ａに電気伝導体で形成した端子片４２を埋め込んでいる。端子片４２は金属板材で形成され、ユニオンナットの締付け時に、図１３において左端部がユニオンナットから突出するように形成されている。端子片４２は凹溝４１ａに圧入状態に嵌め込まれるものでもよく、インサートされたものでもよい。なお、二点鎖線で示すように、左端部を上方に屈曲した端子片４８でアース端子との接続を容易とするように構成してもよい。
【００３５】
他方の配管４５には、ユニオン継手のユニオンナット４６が装着され、ユニオンナットは外ねじ部４１と螺合可能になっている。ユニオンナット４６は、前記の実施形態と同様に、端部に形成した溝部にセットリング４７を外嵌することにより、軸方向に移動可能に、配管４５から脱落不能に装着されている。この実施形態においては、アースリング５０は前記の実施形態と同様に、リング状部５１と、円筒状部５２と、リード部５３及び円周溝５４を備えており、リード部５３は凹溝４１ａに埋め込んだ端子片４２と接触するように僅かに突出して形成されている。円周溝５４はＯリング等の防水リング１６が嵌め込まれる。この例によれば、アースリング５０を、金属板材を使用してプレスで形成するとき、大きく突出するリード部分を省略できるので、材料を節約できる。
【００３６】
なお、配管のユニオン継手として、図１４に示すような配管５５の一端にユニオンナット５６を有し、他端にフランジ継手５７を有するものでもよい。また、センサとして電磁式の流量センサの例を示したが、これに限られるものでなく、本発明は流体の温度を測定する温度センサや、単に流体の流速を測定する速度センサにも適用できることは勿論であり、絶縁性の配管において、これらのセンサは流体とのアースを安定して取れるため、出力が安定するものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明のアースリングの取付構造によれば、配管のユニオン継手部分にアースリングを容易に取付けることができ、アースリングのリード部にアース線を容易に接続でき、又、流体との接触面積が大きく流量センサ等に用いると出力を安定させることができる。
【００３９】
本発明のセンサによれば、アースリングは広い面積で流体と接触でき、アースが確実となって正確で安定した測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアースリングの取付構造を使用する流量センサの一実施形態の一部破断した正面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】図１の流量センサを分解した状態のフィッティングと配管との関係を示す断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】（ａ）はアースリングの１例の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。
【図６】（ａ）はアースリングの他の例の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）はアースリングのさらに他の例の断面図である。
【図７】本発明のアースリングを取付けた状態の要部断面図である。
【図８】アースリングが取付けられたユニオン継手を示す半縦断面図である。
【図９】図８の第１の継手部材を示す正面図および左側面図である。
【図１０】図８におけるアースリングを示す縦断面図である。
【図１１】図１０のアースリングの変形例を示す縦断面図である。
【図１２】図１０のアースリングの他の変形例を示す縦断面図である。
【図１３】本発明に係るアースリングの取付構造の他の実施形態を示す断面図である。
【図１４】配管の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 流量センサ
２ センサ本体
４ アース端子
１０ フィッティング
１４ 外ねじ部
１４ａ 凹溝
２０，２５ 配管
２６ ユニオンナット
１６ 防水リング
３０，５０ アースリング
３１，５１ リング状部
３２，５２ 円筒状部
３３，５３ リード部
３４，５４ 円周溝
３７，３８ シートリング
４０，４５，５５ 配管
４１ 外ねじ部
４１ａ 凹溝
４２ 端子片
４６，５６ ユニオンナット
１００ ユニオン継手
１１０ 第１の継手部材
１１３ 雄ねじ
１１４ 凹溝
１２０ 第２の継手部材
１３０ ユニオンナット

Claims (3)

1. 導電材で形成され、リング状部と、該リング状部の内周に連続する円筒状部と、前記リング状部の外周から延出するリード部と、前記リング状部は、一方の端面に防水リングを挿入する円周溝を備えてなるアースリングを一対の絶縁性配管の端部に挟んで取付けるアースリングの取付構造であって、
   一方の配管は端部に外ねじ部を形成し、
   該外ねじ部のねじ山を除去して前記配管の軸方向に沿う凹溝を形成すると共に、端面に防水リングを備え、
   他方の配管は前記アースリングのリング状部が対向する端面を備えると共に、前記外ねじ部に螺合する内ねじを形成したユニオンナットを備え、
   前記アースリングのリード部を前記凹溝に挿入し、前記円筒状部を前記一方の配管内に挿入し、
   前記円周溝に防水リングを挿入して該防水リングを前記他方の配管の端面に対接させ、
   前記ユニオンナットを前記外ねじ部に螺合させて締付けること
   を特徴とするアースリングの取付構造。
2. 前記凹溝に電気伝導体で形成した端子片を埋め込み、
   該端子片は前記ユニオンナット締付時に該ユニオンナットから露出し、
   前記アースリングと前記端子片が接触すること
   を特徴とする請求項１に記載のアースリングの取付構造。
3. アース端子を有するセンサ本体と、
   該センサ本体を絶縁性配管に接続する本管を有するフィッティングとを備え、
   前記配管と前記本管との間に、導電材で形成され、リング状部と、該リング状部の内周に連続する円筒状部と、前記リング状部の外周から延出するリード部と、前記リング状部は、一方の端面に防水リングを挿入する円周溝を備えてなるアースリングを備えるセンサであって、
   前記本管は、端部に外ねじ部を形成すると共に、該外ねじ部のねじ山を除去して前記配管の軸方向に沿う凹溝を形成すると共に、端面に防水リングを備え、
   前記配管は、前記アースリングのリング状部が対向する端面を備えると共に、前記外ねじ部に螺合する内ねじを形成したユニオンナットを備え、
   前記アースリングのリード部を前記凹溝に挿入し、
   前記円筒状部を前記本管内に挿入し、
   前記円周溝に防水リングを挿入して該防水リングを前記配管の端面に対接させて前記ユニオンナットを前記外ねじ部に螺合させて締付けし、
   前記センサ本体のアース端子と前記アースリングのリード部とを接続すること
   を特徴とするセンサ。

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