JP6248645B2 - Pipe liquid detection sensor - Google Patents
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Description
本発明は、パイプやチューブ等の円筒形管内の液体の有無を、液体に触れることなく検出するパイプ液体検出センサに関するものである。 The present invention relates to a pipe liquid detection sensor that detects the presence or absence of liquid in a cylindrical tube such as a pipe or tube without touching the liquid.
断面が円形のパイプやチューブ等の円筒形管内に、液体が有るか否かを外部から自動的かつ安定的に検出する液体検出センサは、各種考え出されている。光を透過させる材質で形成された管に、その外側から光出射部で光を照射し、その光出射部の光が管の内壁面に当り、そこで反射された光が光入射部に入射する構成とし、前記光出射部と光入射部の配置関係が、管内壁の反射面の法線方向に対して、各々等しい角度で傾斜させた形となる様にした反射形の液体検出センサがあった(例えば、特許文献1参照)。 Various liquid detection sensors have been devised that automatically and stably detect whether liquid is present in a cylindrical tube such as a pipe or tube having a circular cross section from the outside. A tube made of a material that transmits light is irradiated with light from the outside at the light emitting portion, and the light from the light emitting portion hits the inner wall surface of the tube, and the reflected light enters the light incident portion. There is a reflection-type liquid detection sensor having a configuration in which the light emission portion and the light incidence portion are arranged at an equal angle with respect to the normal direction of the reflection surface of the inner wall of the tube. (For example, see Patent Document 1).
また、光出射部と光入射部の配置関係を変更し、管径が異なる場合でも、最適な状態となる様にすることも考えられていた(例えば、特許文献2参照)。 In addition, it has been considered to change the arrangement relationship between the light emitting portion and the light incident portion so that an optimum state is obtained even when the tube diameters are different (for example, see Patent Document 2).
しかし、液体検出センサの固定方法については、特許文献2に示されている様な、2個のネジで管を挟む格好で取り付けるといったごく普通の形態が採用されているだけで、作業性を含めた細部の検討はなされていなかった。もっぱら、安定的に液体の有無を検出することが、課題となっていた。 However, as for the method of fixing the liquid detection sensor, as shown in Patent Document 2, an ordinary form such as mounting with a pipe sandwiched between two screws is adopted, and workability is included. The details were not examined. It has been a challenge to detect the presence or absence of liquid stably.
円筒形管に物体を固定する場合、U字溝を形成した本体と板材で、管を挟み込み、U字溝を隔てた両側をネジにて締め付ける構成がごく普通の固定方法である。この場合、U字溝の深さは、挟む管の直径の2分の一よりも浅く設定され、2個のネジで同じくらいの力で締め付けることが要求される。本体と板材との隙間を均等に維持しながら2個のネジを交互に少しずつ締め付けるといった作業が必要となり、かなり煩わしい。 When fixing an object to a cylindrical tube, a configuration in which a tube is sandwiched between a main body and a plate material formed with a U-shaped groove and both sides separated by the U-shaped groove are tightened with screws is a very common fixing method. In this case, the depth of the U-shaped groove is set to be shallower than half of the diameter of the sandwiched tube, and it is required to tighten with the same force with two screws. The work of tightening the two screws alternately little by little while maintaining the gap between the main body and the plate material evenly is considerably troublesome.
解決しようとする問題点は、液体検出センサを管に固定する際、少なくとも2箇所のネジ止めが必要であり、作業性が悪く、一人の人間が一方の手で支えながら、他方の手でネジ止めするといったことは難しいという点である。 The problem to be solved is that when fixing the liquid detection sensor to the pipe, it is necessary to screw at least two places, and workability is poor. One person supports one hand while the other hand holds the screw. It is difficult to stop.
本発明は、本体と板材に設けたV字溝で管を挟み込む構成とした。板材の一方には、軸受け長穴を備えた軸受け部を形成し、軸受け長穴を本体側の支持部に設けた支持軸が支える構成として、回転軸が移動可能となる様にした。板材の他方には、ネジ止め機構を設け、板材を貫通したネジが本体側に埋め込んだナットにはめ込まれる構成とし、ナットの両サイド(V字溝に沿う方向)には、シリコンゴム等でできた弾性材を板材側に突出する形に埋め込んでおき、ネジをナット回し込むのに応じて、板材と本体のV字溝と、挟み込んだ管との間に適度な摩擦力が生じる様にした。そのため、1個のネジの締め付けだけで固定される構造となった。 In the present invention, the tube is sandwiched between V-shaped grooves provided in the main body and the plate material. A bearing portion having a long bearing hole is formed on one side of the plate material, and the shaft is supported by a support shaft provided on the support portion on the main body side so that the rotating shaft can be moved. A screw fixing mechanism is provided on the other side of the plate material, and a screw that penetrates the plate material is fitted into a nut embedded in the main body, and both sides of the nut (in the direction along the V-shaped groove) can be made of silicon rubber or the like. The elastic material is embedded in a shape that protrudes toward the plate material side, and an appropriate frictional force is generated between the plate material, the V-shaped groove of the main body, and the sandwiched pipe as the screw is turned around. . For this reason, the structure is fixed only by tightening one screw.
本発明のパイプ液体検出センサは、1個のネジの締め付けだけで固定される構造であるので、一人の人間の作業で簡単に取り付けることができる。1個のネジが、管を挟む方向に締め付けて固定する構造であるので、複数のセンサを並べて設置することができる。しかも、作業性は、単品取り付け時と変わらない。1個のネジが、管を挟む方向に締め付けて固定する構造であるので、作業者の利き腕がどちらであっても、作業性は、変わらないという利点がある。また、軽量なセンサに採用すれば、管に直接固定することができ、センサ本体を、特別な場所に固定する必要がなくなる。管を挟み込む板材は、本体に対し移動可能な回転軸で支持されているので、パイプ液体検出センサを固定することのできる管の直径には、ある程度の幅を持たすことが可能となり、1台のパイプ液体検出センサの適用可能な管の直径の範囲が拡大した。 Since the pipe liquid detection sensor of the present invention has a structure that is fixed only by tightening one screw, it can be easily attached by one person's work. Since one screw has a structure that is fastened and fixed in a direction to sandwich the tube, a plurality of sensors can be installed side by side. Moreover, the workability is the same as when a single product is attached. Since one screw is tightened and fixed in the direction to sandwich the tube, there is an advantage that workability does not change regardless of the operator's dominant arm. Further, if it is used for a lightweight sensor, it can be directly fixed to the pipe, and it is not necessary to fix the sensor body to a special place. Since the plate that sandwiches the tube is supported by a rotating shaft that can move relative to the main body, the diameter of the tube to which the pipe liquid detection sensor can be fixed can have a certain width, and one unit The range of pipe diameters applicable to pipe liquid detection sensors has been expanded.
パイプ液体検出センサをφ1.6mmからφ2.6mmの透明パイプに一人の人間の作業で簡単に取り付けることができる様にするという目的を、最小の部品点数で、パイプに対する固定強度を損なわずに実現した。 The purpose of enabling the pipe liquid detection sensor to be easily attached to a transparent pipe of φ1.6mm to φ2.6mm by one person's work with the minimum number of parts and without compromising the fixing strength to the pipe did.
図1は、本発明のパイプ液体検出センサをパイプに固定した状態を示した説明図である。Sは、パイプ液体検出センサであり、Pは円筒形管(以下パイプと言う)である。パイプPはパイプ液体検出センサSの本体10とケースカバー30の間に挟まれる形で固定されている。26と27は、取付穴であり、壁面などの固定対象面にセンサの背面を接触させ、固定用ネジ(図示省略)を通して固定するためのものである。
FIG. 1 is an explanatory view showing a state in which the pipe liquid detection sensor of the present invention is fixed to a pipe. S is a pipe liquid detection sensor, and P is a cylindrical tube (hereinafter referred to as a pipe). The pipe P is fixed so as to be sandwiched between the
パイプ液体検出センサに向かって右側の側面には、センサの本体10とケースカバー30との接続部が形成されている。接続部は、ケースカバー30の右側に設けた2個の軸受け部(31と32)にそれぞれ形成された2個の軸受け長穴(33と34)が、本体10の支持部Gの上方と下方に突き出す形で形成された2本の支持軸(図2の11と12を参照)によって支持されるようになっている。36は、ケースカバー固定用ネジであり、21は、電源線、信号出力線を内蔵したコードである。センサ本体10とケースカバー30は、共に樹脂成形により製造されている。
A connection portion between the sensor
図2は、パイプ液体検出センサSからケースカバー30を取り除いた状態を示した説明図である。本体10の右側の支持部Gは、センサ本体10の正面側にケースカバー30の厚み分だけ突き出た形をしており、その上方と下方には、支持軸11と支持軸12が形成されている。支持軸11と支持軸12は、正面側に向かって斜めにカットされており、ケースカバー30の軸受け部(31と32)にそれぞれ形成された2個の軸受け長穴(33と34)が、ケースカバー30をセンサ本体10側に密着させる形で押し込むことにより合体されるようにしてある。ケースカバー30の右側に設けた2個の軸受け部(31と32)が、ケースカバー30をセンサ本体10側に密着させる形で押し込む過程で、支持軸11と支持軸12に設けた、正面側に向かって斜めにカットされた面に接触し、上下方向に押し広げられ、それぞれの軸受け部に形成された2個の軸受け長穴(33と34)の縁が支持軸先端を乗り越え、支持軸に合体する。支持部Gにも、支持軸11と支持軸12に設けた、正面側に向かって斜めにカットされた面に続く形で、正面側に向かって斜めにカットした傾斜加工部(13と14)を形成し、ケースカバー30をセンサ本体10側に密着させ合体させる作業が、よりスムーズに実行されるようにしてある。
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the
17は、光出射部であり、18は、光入射部である。光出射部17から出た光がここにセットされたパイプの内壁面に当り、そこで反射された光が光入射部に入射する。光出射部と光入射部の配置関係は、パイプ内壁の反射面の法線方向に対して、各々ほぼ等しい角度で傾斜させた形となる様にしてある。22は、感度調整ボリウムであり、23は、動作表示灯、24は、安定表示灯である。パイプ液体検出センサをパイプに取り付け、パイプ内に液体がない状態で安定表示灯24が点灯するまで感度調整ボリウムを回す。次に、パイプ内に液体を通し、動作表示灯が点灯するかどうかを確認する。安定表示灯24が点灯するときの閾値(光入射部に入射する光の量)と、動作表示灯が点灯するときの閾値(光入射部に入射する光の量)を適切に設定しておけば、以上の動作確認が、パイプ液体検出センサが、安定して機能することの保証となる。パイプ内に液体が存在するときには、パイプ内壁の反射面での反射光の量が、液体側に屈折して出て行く光の量が増加する分だけ減少するので、液体の存在により屈折して出て行く光の量が多くなるような光出射部と光入射部の配置関係他の設定状態に調整しておけば、それだけパイプ液体検出センサの動作は安定する。
19と20は、シリコンゴムでできた円筒型の弾性材であり、この弾性材は、本体10から正面側に向かって突出する形に埋め込まれている。ケースカバー固定用ネジ36をセンサ本体10に内蔵したナット16に回し込むのに応じて縮む。弾性材19と弾性材20は、ケースカバー固定用ネジ36の両側に同じ高さとなる様に配置されているので、ケースカバー固定用ネジ36の締め付けに応じ、ケースカバー30は、本体10との距離を一定に保ちながらほぼ平行に移動する。
次に、ケースカバーがセンサ本体に対し回転軸が移動可能となる様に結合されることについて詳しく説明する。図3は図1のA−A拡大断面図であり、ケースカバーがセンサ本体に結合される状態を示した説明図である。破線で示したものは、パイプ液体検出センサSの本体10から、ケースカバー30が支持軸を中心に回転し開かれた状態のケースカバーである。36は、ケースカバー固定用ネジであり、16は本体10に埋め込まれたナットである。本体10のV字溝15にパイプPを沿わせ、ケースカバー30を本体10側に閉じるように接近させ、ケースカバー30のV字溝35がパイプPに接触する様にする。そして、ケースカバー固定用ネジ36の先端をナット16にはめ込み締め付ける。すると、ケースカバー30は、本体10との距離を一定に保ちながらほぼ平行に移動しケースカバー30のV字溝35とパイプPとの間に力が加わり、摩擦力が発生する。
Next, it will be described in detail that the case cover is coupled to the sensor body so that the rotation shaft can move. FIG. 3 is an AA enlarged sectional view of FIG. 1, and is an explanatory view showing a state in which the case cover is coupled to the sensor body. What is indicated by a broken line is a case cover in a state where the case cover 30 is rotated from the
図3は、φ2mm前後のパイプPを挟み込んだ状態を示しており、ケースカバー支持軸12が、軸受け部32に設けた軸受け長穴34のほぼ中央に位置し、停止している。取り付け対象パイプ径の最小値であるφ1.6mmのパイプPを挟み込んだときは、本体10とケースカバー30とは、密着した状態に近い状態で停止し、ケースカバー支持軸12が、軸受け部32に設けた軸受け長穴34の上側に位置することになる。取り付け対象パイプ径の最大値であるφ2.6mmのパイプPを挟み込んだときは、本体10とケースカバー30とは、図3に示した状態よりも遠い状態で停止し、ケースカバー支持軸12が、軸受け部32に設けた軸受け長穴34の下側に位置することになる。
FIG. 3 shows a state in which a pipe P having a diameter of about 2 mm is sandwiched, and the case
このように、ケースカバーがセンサ本体に対し回転軸が移動可能となる様に結合されているので、挟み込むパイプの直径がφ1.6mmであっても、φ2.6mmであってもほぼ同じ力で本体とケースカバーのV字溝と接触することになり、固定強度が一定に保たれる。そして、光ファイバーFLを経て光源(図示省略)から出た光が、光出射部17からパイプPに向かって出され、光入射部18に入射した光が光ファイバーFRを経て受光素子(図示省略)に達する。
In this way, the case cover is coupled to the sensor body so that the rotation shaft can move. Therefore, even if the diameter of the sandwiched pipe is φ1.6 mm or φ2.6 mm, the force is almost the same. The main body comes into contact with the V-shaped groove of the case cover, and the fixing strength is kept constant. The light emitted from the light source (not shown) through the optical fiber FL is emitted from the
軽量なセンサに採用すれば、細径パイプに直接固定することができ、例えば点滴のチューブにぶら下げる状態で取り付け、点滴液の終了を検知する医療用のセンサにも応用することができる。 If it is adopted as a lightweight sensor, it can be directly fixed to a small-diameter pipe. For example, it can be applied to a medical sensor that is attached to a drip tube in a suspended state and detects the end of the drip solution.
S パイプ液体検出センサ
P パイプ
10 パイプ液体検出センサSの本体
11 支持軸
12 支持軸
13 傾斜加工部
14 傾斜加工部
15 V字溝
17 光出射部
18 光入射部
19 弾性材
20 弾性材
21 コード
22 ボリウム
23 動作表示灯
24 安定表示灯
26 取付穴
27 取付穴
30 パイプ液体検出センサSのケースカバー
31 軸受け部
32 軸受け部
33 軸受け長穴
34 軸受け長穴
35 V字溝
36 ケースカバー固定用ネジ
FL 光ファイバー
FR 光ファイバー
S pipe liquid detection
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