JP4230699B2 - 開放可能な耐爆発性の端子ブロックのハウジング - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、安全率を高めた回路と本来の安全率の回路との両方を接続するための端子ブロックに関する。より詳細には、本発明は、安全率を高めた回路と本来の安全率の回路との両方を接続するハウジング内の端子ブロックに関する。さらに詳細には、本発明は、本来の安全率の回路でのアーク発生を防止するように安全率を高めた回路をハウジングにおけるエンクロージャ内に物理的に収容することによりハウジングが開放可能であるようにした端子ブロックに関する。
【０００２】
【技術的課題】
電子回路が危険性のある環境で用いられるのは一般的なことである。危険性のある環境は電子回路からの火花あるいは熱により発火するような揮発性の物質を含む環境である。揮発性の物質の例として水素のような気体がある。このような環境で電子回路が用いられなければならないので、米国のＵＬ、欧州のセネレク（ＳＥＮＥＬＥＣ）、カナダのＣＳＡ、日本のＴＩＩＳのような所轄官庁がこのような危険な環境での使用するための電子回路を定格している。電子回路の定格は電子回路が揮発性物質を発火させるのを防止することを回路の周囲のハウジングに要求する。
【０００３】
電子回路のこのような定格の１つに本来の安全率がある。本来の安全率の回路とはある程度のエネルギーレベルにおいて動作する回路である。このある程度のエネルギーレベルは回路が火花を生じたり揮発性物質を発火させるだけの熱を生じたりしないようにするのに十分に低いものである。
【０００４】
第２の定格は高められた安全率である。安全率を高めた回路は本来の安全率の回路より高いエネルギーレベルで動作する。しかしながら、安全率を高めた回路は回路におけるアーク発生を防止するための多くの安全上の特徴を有する。
【０００５】
異なる定格を有する回路が同じ環境で用いられる時に回路が定格を維持するように分離されなければならないことが問題となる。例えば、安全率を高めた回路が本来の安全率の回路と同じ危険性のある環境で用いられる場合に、安全率を高めた回路は本来の安全率の定格のために本来の安全率の回路から物理的に分離されなければならない。本来の安全率の回路がより防護性の低いハウジングに保持されるようにするために安全率の定格の維持が重要となろう。
【０００６】
１つの危険性のある環境に２つの異なる定格の回路があるシステムの１つにコリオリ流量計がある。コリオリ流量計は１９８５年１月１日にＪ．Ｅ．スミスらに発行された米国特許第４４９１０２５号及び１９８２年２月１１日にＪ．Ｅ．スミスに発行された再発行特許第３１４５０号に記載されるようにして配管を通って流れる物質の質量流量及び他の情報を測定する。コリオリ質量流量計は曲線状あるいは直線状の１本または複数本の流管を有する。コリオリ質量流量計における各流管の形状は、単純な曲げ、捩れ、半径方向あるいは結合した型の１組の固有振動モードを有する。各流管はこれらの固有モードの１つで共振振動するように駆動される。振動する物質が充填されたシステムの固有振動モードは流管と流管内の物質との結合した質量により部分的に決定される。物質は連結された配管から流量計の入口側に流入する。それから物質は１本または複数本の流管を通って出口側に連結された配管に向かって流量計から出ていく。
【０００７】
駆動源が流管に振動力を与える。この力により流管が振動する。流量計を通って流れる物質がない時に、流管に沿った全ての点が同じ位相で振動する。物質が流管を通って流れ始めると、コリオリ加速度により流管に沿った各点が流管に沿った他の点に対して異なる位相を有するようになる。流管の入口側の位相が駆動源より遅れ、出口側の位相は駆動源より進む。流管上の２つの異なる点に検出器が配置されてこの２つの点における流管の運動を表す波形信号を生ずる。検出器から受け取った２つの信号の位相差が時間単位でされる。２つの検出器の信号の間の位相差は１本または複数本の流管を通って流れる物質計算の質量流量に比例する。
【０００８】
検出器は波形信号を信号調整器に伝える。信号調整器は流量計を通って流れる物質の特性を示すパラメータ信号を生ずる。信号調整器はまた流管を振動させるように駆動源に供給される駆動信号を生ずる。それからパラメータ信号はユーザーに所望の特性を与えるホストシステムに伝えられる。
【０００９】
このシステムにおいて、ホストシステムに供給される電力は非常に大きいので、この電力を受け取る回路は安全率を高めざるを得ない。しかしながら、処理回路及び信号調整器は本来の安全率のものとして定格されるのに十分に小さい電力で動作するであろう。それゆえ、電力回路及び二次処理回路をホストシステムに接続する端子ブロックは電力回路を他の回路から物理的に分離する必要がある。
【００１０】
【解決策】
前述した、また他の問題は本発明の端子プロックのハウジングにより解決され、技術的進歩が達せられる。本発明の１つの利点は、安全率を高めた回路が本来の安全率の回路から分離されることである。第２の利点は、安全率を高めた回路はハウジングが開かれた時に物理的分離状態を維持するように被覆されているので、ハウジングを開いてもよいことである。本発明の第３の利点は、安全率を高めた回路の端子のカバーを端子の検査のために開放してもよいことである。
【００１１】
本発明によれば、本来の安全率の回路と感度を高めた回路とを接続するための耐爆発性の端子ブロックのハウジングが次のようにして形成される。ハウジングはある領域を取り囲む。ハウジングの内側にハウジングの第１の端部における第１の面を通る開口がある。本来の安全率の回路を接続するための第１の組の導線がハウジング内の端子に接続され開口を通り抜ける。
【００１２】
安全率を高めた回路を接続するための第２の組の導線がハウジング内の端子に接続され第１の面における開口を通り抜ける。ハウジングの２つの側の間で第１の面から上方に延びる壁部が第１の組の導線の端子を第２の組の導線の端子から分離する。第２の組の導線を覆うカバーが壁部の上側から実質的にハウジングの１つの側まで延びていて閉じた領域内の第２の組の導線を被覆する。壁部及びカバーはハウジングが開かれるように安全率を高めた回路を物理的に収容する。
【００１３】
端子ブロックのハウジングはまたハウジングの第２の端部における開口とこの開口に付設されてハウジングを閉じる蓋とを含むようにしてもよい。蓋及びハウジング内の側部は蓋を開口に取り付けるように蓋にねじ部を有していてもよい。このねじ部により耐爆発性を維持するように閉じられた時に炎の通路を保持しながらハウジングが開かれるようになる。
【００１４】
カバーは壁部の上側に連結された第１の縁部を有していてもよい。連結部によりカバーが第２の組の導線を露出するように移動させられる。係止機構により第２の組の導線を収容された状態に保持するようにカバーが移動しないようにされる。連結部はカバーを壁部に取り付けるためのカバーの第１の縁部及び壁部の上側におけるヒンジでもよい。係止機構はカバーの開口に嵌挿されてカバーを所定位置に係止するようにカバーの下側の開口に取り付けられる把持ピンでもよい。ハウジングの第１の面はまたこれから外方に延びて３つの側の第１の組の導線の各々を収容するＵ形の壁部を有していてもよい。
【００１５】
本発明の他の面において、ハウジング内の端子ブロックはＵ形の壁部及び第１の面から外方に延びる壁部をなす成形体を有する第１の面と、ハウジングの第１の端部の第１の面上にある第２の面と、第１及び第２の組の導線が通り抜ける台部の開口と、第２の組の導線を収容するハウジングを形成するように第１の面の第１の端部から壁部の第２の端部まで外方に延びる側壁とを備えた台部を有する成形体を有する。
【００１６】
台部はまた第１の組の導線の開口の周りの、成形体の第２の面における第１の凹部を含むようにしてもよい。また第２の組の導線の開口の周りの、成形体の第２の面における第２の凹部を有していてもよい。導線への炎の通路を制限するために第１及び第２の凹部に密封材が注入されよう。密封材はＯリングあるいは注入されたエポキシでもよい。
本発明の前述した、また他の特徴は以下の詳細な説明及び図面から理解されよう。
【００１７】
【実施例の説明】
本発明の実施例を示した添付の図面を参照して、以下に本発明についてより詳細に説明する。本発明は多様な形で実施されるものであり、ここに示した実施例に限定されると解すべきではなく、実施例は説明を完全なものにして発明の範囲が十分に理解されるようにするために示されていることがわかるであろう。図面において、同じ参照番号は全体として同じ要素を示している。
【００１８】
図１は本発明による耐爆発性の端子ブロックのハウジングシステム１００を示している。ハウジング１０１は耐爆発性の定格のハウジングである。耐爆発性の定格は、ハウジング１０１がハウジング内での揮発物質の爆発があっても外側に漏出させてハウジングを破壊させないようにすることを意味する。耐爆発性の仕様はアンダーライターズ・ラボラトリーズ（ＵＬ）やカナディアン・スタンダード・アソシエーション（ＣＳＡ）等の種々の所轄官庁により与えられている。ハウジング１０１はチャンバ１１５を取り囲んでいる。チャンバ１１５は導線１０４及び１０５によりハウジング１０２内の回路に接続される端子１０７及び１２５（図２参照）を収容している。本発明では接続される回路についての説明は重要でない。
【００１９】
ハウジング１０１のチャンバ１１５の内側にエンクロージャの第１の端部における第１の面１０２がある。第１の面１０２を通ってハウジングの他のチャンバに達し、あるいはハウジングの端部を通り抜ける開口１０３がある。導線１０４及び１０５が開口１０３を通り抜けて面１０２の１つの側の回路を面１０２の第２の側の回路に接続する。
【００２０】
導線１０４は面１０２の１つの側における本来の安全率の回路を面１０２の第２の側における本来の安全率の回路に接続する第１の組の導線である。端子１０７が導線１０４の上部にあってリード線を各導線に接続できるようにする。導線１０５が面１０２の１つの側における安全率の回路を面１０２の第２の側における安全率を高めた回路に接続する第２の組の導線である。導線１０５は面１０２から突出する隆起した部材１３６を通して形成された開口１０３を通り抜ける。隆起した部材１３６は本発明を実施する上で必要とされるものではないことが当業者にはわかるであろう。
【００２１】
壁部１０６は導線１０４と１０５との間で第１の面１０２から突出する障壁となっている。壁部１０６は本来の安全率を維持するのに必要な間隔を維持するための第１及び第２の組の導線の物理的間隔になっている。カバー１０８が壁部１０６の上側とチャンバ１１５の側部との間で導線１０５上に延びている。カバー１０８でチャンバ１１５内の導線１０４及び１０６を完全に分離するように導線１０５のエンクロージャが完全なものになる。このエンクロージャ全体は、導線１０５がチャンバ１１５の開口で露出することがないので、チャンバ１１５を開放可能にする。
【００２２】
チャンバ１１５を閉じるために、ハウジング１０１の第２の側に蓋１０９が取り付けられている。蓋１０９はチャンバ１１５のその側のねじ部１１０に取り付けられるねじ状の側１１１を有している。ねじ部１１０−１１１はハウジング１０１が耐爆発性であるようにするのに十分な長さの炎の通路を与える。安全性の高められた導線１０５の端子が被覆されるので、蓋１０９は本来の安全率の導線１０４に接続された端子が露出されるように取り外されてもよい。これによりユーザーはリード線を端子に物理的に接続することが可能になる。
【００２３】
図２は本発明の好ましい実施例においてチャンバ１１５内に挿入される成形体２００の破断した上側から見た図である。成形体２００は第１の、上方側部２０２を備えた台部２０１を有している。壁部１０６は開口２０５を開口２０６から分離するように第１の側から実質的に垂直に外方に延びている。開口２０５及び２０６は面１０２における開口１０３に対応している。開口２０５は第１の組の導線１０４を受け入れ、開口２０６は第２の組の導線１０５を受け入れる。端子のハウジング１２５は短絡した場合に導線１０５間のアーク発生を防止するように開口２０６を閉じる壁部１０６における凹部である。
【００２４】
また面２０２から外方に延びるＵ形の壁部２２１が成形体２００の一部となるようにしてもよい。Ｕ形の壁部２２１が第１の組の導線１０４の端子のハウジング２０５を３つの側で実質的に取り囲んで短絡の場合に端子間でのアーク発生を防止する。Ｕ形の壁部２２１は第１の組の導線１０４の各々の端子を収容する。Ｕ形の壁部２２１はまた弛緩したリード線が相互に接触するのを防止する。
【００２５】
好ましい実施例において導線１０４及び１０５の各々はピン２１０である。各々のピン２１０は頭部２１１を有し、頭部２１１の一端から軸２１２が延びている。各々の頭部２１１におけるねじ部のある開口２１３がねじ（図示せず）を受け入れてリード線を各々のピン２１０に取り付ける。
【００２６】
カバー１０８が壁部１０６から延びていて端子のハウジング１２５を被覆する。カバー１０８は第２の組の導線１０５にリード線を接続するようにカバー１０８が開かれるようにする連結部によって壁部１０６に取り付けられている。典型的には、設置の時に第２の組の導線１０５にリード線が接続され、それからカバー１０８が開かれないようにしてカバーが係止される。好ましい実施例においてカバー１０８は、バー２２５で形成されたヒンジ及び受け入れ切欠部１２４によって壁部１０６に取り付けられている。バー及び切欠部は交換してもよいこと、また他の形態が可能であることがわかるであろう。
【００２７】
カバー１０８は開口１２９を有する。把持ピン１２０が開口１２９を通り図１の面１０２におけるねじ部を有する開口１４１に嵌挿されてカバー１０８を閉じた位置に係止する。
【００２８】
図３は成形体２００の底部ないし第２の面２０３を示している。第２の面２０３はエポキシ等により第１の面１０２に取り付けられる。第２の面２０３は第１の組の導線１０４のための開口２０５の周りにおける第１の空所と第２の組の導線１０５のための開口２０６における第２の空所２３１とを有する。端子ブロックを通って導線１０４及び１０５に達する炎の通路を減少させるように第１及び第２の空所２３０及び２３１に密封材が設けられる。好ましい実施例において、密封材はＯリング１１６及び１１７である。
【００２９】
前述したのは本発明による耐爆発性の端子のハウジングについての説明である。文言上あるいは均等論的に本発明の範囲内にある他の耐爆発性の端子のハウジングを形成し得ることがわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による耐爆発性の端子のハウジングの上側の破断した図である。
【図２】 本発明の耐爆発性の端子のハウジングにおける台部としての成形体の上側の破断した図である。
【図３】 台部としての成形体の下側から見た図である。

Claims (12)

1. 本来の安全率の回路と安全率を高めた回路とを接続するための端子ブロック（１００）であって、
   閉じた領域を形成するハウジング（１０１）と、
   該ハウジング（１０１）の第１の端部における第１の面（１０２）と、
   該第１の面（１０２）を通る開口（１０３）と、
   該開口を通り抜け上記閉じた領域における端子を有する上記本来の安全率の回路を接続するための第１の組の導線（１０４）と、
   上記開口を通り抜け上記閉じた領域における端子を有する安全率を高めた回路を接続するための第２の組の導線（１０５）と、
   からなり、
   上記第１の組の導線（１０４）の端子を上記第２の組の導線（１０５）の端子から分離するための壁部であって、上記第１の面（１０２）に対して実質的に垂直に延びる上記第１の面（１０２）における壁部（１０６）と、
   上記ハウジング（１０１）の第１の端部の第１の面（１０２）における壁部（１０６）の上側に取り付けられるカバーであって、上記ハウジング（１０１）の実質的に側方に延びていて上記第２の組の導線（１０５）を上記閉じた領域内に収容するような形状のカバー（１０８）と、
   を有することを特徴とする端子ブロック（１００）。
2. 上記ハウジング（１０１）の第２の端部（１４０）における開口と、
   該開口に上記カバー（１０８）を覆うように取り付けられて上記ハウジング（１０１）を閉じる蓋（１０９）と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の端子ブロック（１００）。
3. 上記蓋（１０９）を上記第２の端部（１４０）における開口に取り付けるための上記第２の端部（１４０）におけるねじ部（１１０）及び上記蓋（１０９）におけるねじ部（１１１）をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の端子ブロック（１００）。
4. 上記第２の組の導線（１０５）を露出するように上記カバーを移動可能にする上記壁部（１０６）の上側と上記カバー（１０８）の第１の縁部との間の連結部（１２４，２２５）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の端子ブロック（１００）。
5. 上記第２の組の導線（１０５）を閉じた状態にしておくため上記カバー（１０８）が移動するのを防止する係止機構（１２０）をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の端子ブロック（１００）。
6. 上記係止機構（１２０）が上記カバー（１０８）における開口（１２９）に嵌挿され上記ハウジング（１０１）の第１の端部の第１の面（１０２）におけるねじ部有する開口に取り付けられて上記カバーを所定位置に係止する把持ピン（１２０）からなることを特徴とする請求項１に記載の端子ブロック（１００）。
7. 上記第１の組の導線（１０４）の各々を収容するように上記ハウジング（１０１）の上記第１の端部の上記第１の面（１０２）から外方に突出するＵ形の壁部（２０５）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の端子ブロック（１００）。
8. 上記Ｕ形の壁部（２１１）をなす成形体を有する第１の成形体の面（２０２）を有する台部を有する成形体（２０１）と、
   上記ハウジング（１０１）の第１の端部の第１の面（１０２）上にある第２の成形体の面（２０３）と、
   上記第１及び第２の組の導線（１０４，１０５）が通り抜ける上記台部を通る開口（２０５）と、
   上記第ハウジングの第１の端部の第１の面に上記壁部を形成するように上記第２の成形体の面から実質的に垂直に延びる上記成形体における壁部と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の端子ブロック（１００）。
9. 上記カバーを上記成形体における壁部に取り付けるように上記成形体（２０１）の壁部の上側と上記カバー（１０８）の第１の縁部とにおけるヒンジ（１２４，２２５）をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の端子ブロック（１００）。
10. 上記第１の組の導線（１０４）のための上記台部における開口（２０５）の周りにおける上記成形体（２０１）の第２の成形体の面（２０３）における第１の空所（２３０）と、
    該空所に注入される密封体と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の端子ブロック（１００）。
11. 上記第２の組の導線（１０５）のための上記台部における開口（２０５）の周囲における上記成形体（２０１）の第２の成形体の面（２０３）における第２の空所（２３１）と、
    該第２の空所に注入される密封体と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の端子ブロック。
12. 上記密封体がＯリングからなることを特徴とする請求項１１に記載の端子ブロック。

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