JP6841795B2 - 物理量測定装置 - Google Patents
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Description
この物理量測定装置には、工業処理設備におけるプロセスを検知、測定、管理かつ制御するために、密閉されたハウジングを備えるものが知られている。
このタイプの装置の従来例には、筒状のハウジング本体と、ハウジング本体の両端部に係合するステンレス製の第1及び第2のカバーと、ハウジング本体の周面にそれぞれ設けられた導管及びネックとを備えた工業プロセストランスミッタがある(特許文献1)。
フィールド線をF端子回路に接続する作業において、ネックが短いと、ネックの根本にある配管等が作業の邪魔となる。
配管等が作業の邪魔にならないようにするために、ネックを長くすると、装置の支持が安定しない。
従って、本発明では、蓋は、検出部とは外ケース及び内ケースを挟んで反対側にあるので、蓋を外した状態では、外ケースが被取付部とは反対側に向かって開口されている。そのため、ケーブルの端子への接続作業を行う際に、外ケースの開口の周辺には、被取付部等、作業を邪魔するものがない。さらに、内ケースが合成樹脂製であるため、射出成型等の手段によって、端子台の位置を外ケースの開口に容易に近づけて形成することができるから、この点からも、ケーブルの接続作業を容易に行うことができる。さらに、ケース側ねじ部を有する内ケースが合成樹脂製であり、蓋側ねじ部を有する蓋が内ケースとは硬度が異なるため、蓋を内ケースにねじ込む際に、かじることが少ない。そのため、蓋を閉める際のかじりの伴う不都合が回避されるので、この点からも、ケーブルの端子への接続作業を容易に行える。
この構成では、ケーブル取出部が先端に向けて下り傾斜しているので、ケーブル取出部の先端開口から水が外ケースの内部に入りにくくなるから、外ケースへの水の浸入を防止できる。
この構成では、結露により生じた水、あるいは、誤って入ってきた水が内ケースと外ケースとの間の隙間を通って外ケースの底部に溜まることがあっても、底部には連通孔を囲うようにシール部材が配置されているから、連通孔から底部側接続部への水の浸入を防止できる。
この構成では、底部側接続部への水の浸入を防止するという効果を、ガスケットという簡易な構成で確実に実現することができる。
この構成では、ケーブルをケーブル取出部から内部に押し込むと、ケーブルの一端がガイド部に案内されて端子に送られるので、ケーブルの端子への接続作業が容易となる。
この構成では、継手を介して被取付部に物理量測定装置を取り付ける。この状態で、被測定流体が継手の導入孔を通りセンサ部に導入されると、センサ部で被測定流体の物理量を検出する。センサ部から出力される物理量の検出信号は、回路基板を介して端子に送られ、端子からケーブルを通じて外部に送られる。
本発明では、筒状ケースに継手、センサ部及び回路基板を設けたので、検出部の構成をコンパクトなものにできる。
この構成では、装置内部が金属製部品で覆われるので、堅牢となる。蓋と内ケースとの間にOリングが設けられているので、防水構造となる。
ここで、溶接は、レーザ溶接、電子ビーム溶接、ティグ溶接、ロウ付け、半田付け等の溶接である。
この構成では、蓋本体がケーブル取出部とチェーンで接続されていることにより、蓋本体の脱落を防止できる。
この構成では、ケーブルを端子へ接続するために、蓋を一方向に回して内ケースに取り付け、あるいは、逆方向に回して内ケースから取り外す。この際、チェーンの他端部の第一係合部に係合されたリング部が蓋本体の頂部ではなく周方向に設けられているので、蓋を手のひら全体で把持することが可能となる。しかも、リング部を構成する円弧状部は、蓋本体の周方向に形成された溝に係合されているから、蓋を回す際に、円弧状部が弾性力に抗して溝に対し空回りするので、チェーンが絡むことが少ない。そのため、蓋の内ケースへの取り付け、取り外しを容易に行うことができる。
[物理量測定装置の構成]
図1から図3には本実施形態にかかる物理量測定装置の全体構成が示されている。
図1から図3において、物理量測定装置は、外ケース1と、外ケース1の内部に設けられた合成樹脂製の内ケース2と、外ケース1に設けられた検出部3と、内ケース2の内部に設けられた端子台4と、外ケース1の開口部を覆う蓋5と、端子台4に設けられた端子6と、端子6に一端が接続されるケーブルCと、ケーブルCの他端側を取り出す筒状のケーブル取出部7と、を備えている。
物理量測定装置は、検出部3が下になり蓋5が上となるように、図示しない配管等の被取付部に取り付けられている。
底部11の中心部には、連通孔11Aが形成されている。連通孔11Aは、内ケース2の内部と検出部3の内部とを連通するものであり、コードLが挿通されている。
コードLは、検出部3と端子6とを電気的に接続するものであり、その一端部に検出部3と電気的に接続するコネクタL1と、その他端部に端子6と電気的に接続するコネクタL2とを有する。
基端部121は、底部11から離れるに従って口径が大きくなるように傾斜する傾斜部121Bを有する。
傾斜部121Bは、外ケース1の軸芯を挟んで2箇所配置されており、そのうち、一方の傾斜部121Bには取付孔121A(図4参照)が形成され、この取付孔121Aにケーブル取出部7の基端が嵌合されている。ケーブル取出部7はステンレス等の金属製であり、基端部121とは、溶接は、レーザ溶接、電子ビーム溶接、ティグ溶接、ロウ付け、半田付け等の溶接で接合されている。
他方の傾斜部121Bにはアース用継手123が設けられている。アース用継手123は検出部3のアースを取るためのものである。
図1、図3及び図4に示される通り、内ケース2は、ケース本体21と、ケース本体21の上端に形成されたケース側ねじ部22と、ケース本体21の内周面に一体形成された端子台設置部23とを有する。
ケース本体21のケース側ねじ部22に近接した位置に段部21Aが外周に沿って形成されている。ケース本体21の段部21Aの下方側と筒状本体部12の内周部との間にはOリングO1が設けられている。OリングO1は、外ケース1と内ケース2との開口端側から水が底部に流入することを阻止するものである。
ケース本体21の周面にはケーブル取出部7の基端に対応した位置に開口21Bが形成されている。
ケース側ねじ部22は、雄ねじである。
端子台設置部23は、端子台4を設置するものであり、下端が底部11に支持される支持部231と、支持部231に一体に形成されたガイド部232とを有する。
支持部231は、板部231Aと、板部231Aの下部に設けられた複数の円筒状のリブ231Bとを有する。
板部231Aは、底部11に形成された取付部110にボルトBで取り付けられている。
複数の円筒状のリブ231Bのうちの一部には板部231Aの上下の間の空気の流通を許容するとともに水の流通を阻止するベントシール26が先端に設けられ、残りのリブ231Bには図示しないスタッドが先端に設けられている(図5参照)。
板部231Aと底部11との間には連通孔11Aの開口を囲うようにシール部材25が配置される。
ガスケット251は、結露によりケース本体21の外周面と筒状本体部12の内周面との隙間Sに水が生じたとしても、後述する底部側接続部32へ水が流入することを阻止するものである。
ガスケット251は、複数のリブ231Bのそれぞれの周囲を覆うリング部252と、これらのリング部252を接続する接続部253とを有する。
板部41は、支持部231を介して底部11に形成された取付部110にボルトBで取り付けられている。
板部41にはコネクタL2が設けられている。
端子台本体42は、合成樹脂から階段状に形成されており、その段部に端子6が取り付けられる。
端子6には接続用チューブ61が設けられ、接続用チューブ61を介して端子6とケーブルCとが接続されている。
ガイド部232は、ケーブルCの一端をケーブル取出部7の内部から端子6に案内するための傾斜板部であり、板部231Aの端部に一体に形成されている。板部231Aの下端はケーブル取出部7の開口下縁に隣接している。
筒状ケース31は、ケース本体311と、ケース本体311の下端に設けられたリング状部312とを有する。
筒状ケース31、底部側接続部32及び継手33は、金属製、例えば、ステンレス製であり、底部11と底部側接続部32との間、底部側接続部32と筒状ケース31との間、筒状ケース31と継手33との間は、それぞれ、レーザ溶接、電子ビーム溶接、ティグ溶接、ロウ付け、半田付け等の溶接によって接合されている。
継手33は、軸芯に被測定流体が導入される導入孔33Aが形成された軸部331と、軸部331の外周に形成されたフランジ部332とを有する。
回路基板35は、1枚あるいは2枚の基板本体351と、基板本体351に設けられた図示しない電子部品とを有する。基板本体351にはコネクタL1が設けられている。これにより、センサ部34で検出された圧力の検出信号は、回路基板35、コネクタL1、コードL及びコネクタL2を通って端子6に送られる。
ホルダ36は、回路基板35の両側部を所定の弾性力で保持する合成樹脂製部材であり、ケース本体311の内部に収納される。
ホルダ36には、回路基板35を係止する図示しない係止部材が設けられている。
ホルダ36の下端部は、リング状部312に支持される。
蓋側ねじ部52は、ケース側ねじ部22と螺合する雌ねじである。
蓋本体51は、頂部が上方に突出して形成されている。なお、頂部は平らな形状としてもよい。蓋本体51の大きさは、特に制限はないが、例えば、手のひらで頂部を覆う程度の大きさとしてもよい。先端部53の内周部と内ケース2のケース本体21との間にはOリングO2が設けられている。
チェーン8は、一端部がケーブル取出部7の基端部に係合される環状係合部81と、環状係合部81に一端が接続されるチェーン本体82と、チェーン本体82の他端部に接続される第一係合部83と、第一係合部83に接続されるリング部84とを備えている。
チェーン本体82は、複数の球体を直列に接続したものであり、その一端部側に位置する球体が保持部82Aで保持され、他端部側に位置する球体が保持部82Bで保持された構成である。保持部82Aは環状係合部81に係合リング体82Cを介して接続されている。
第一係合部83は保持部82Bに係合されている。第一係合部83は、螺旋状に巻き付けられた1本の弾性線材であり、軸方向に隣合う部分が重なっている。なお、係合リング体82Cを第一係合部83のように形成してもよい。
リング部84は、蓋本体51の周方向に沿って形成された溝51Aに係合可能な弾性の円弧状部85と、円弧状部85の開口端側にそれぞれ設けられ第一係合部83に係合可能な第二係合部86とを有する。リング部84は1本の線材を折り曲げて形成されている。
第二係合部86は、円弧状部85の開口端から折れ曲がって形成された直線部861と、直線部861の先端に一体形成された円環部862とを有する。
2つの円環部862は、円弧状部85の弾性力に抗して重ね合わせることが可能であり、重ね合わされた円環部862に第一係合部83が係合される。第一係合部83を円環部862に係合するには、第一係合部83の端部とこの端部と重なっている部分との間に円環部862を押し込む。
次に、物理量測定装置にケーブルCを接続する方法を説明する。
まず、内ケース2から蓋5を取り外しておく。内ケース2から外された蓋5は、ケーブル取出部7とはチェーン8で接続されているので、紛失しない。
この状態で、ケーブルCの一端をケーブル取出部7の内部に押し込む。ケーブル取出部7の内部で押し込まれたケーブルCの一端は、ガイド部232に当たり、ガイド部232の傾斜面に沿って端子6の近傍に案内される。
ケーブルCの一端が端子6の近傍に位置すると、端子台4に設けられた端子6に接続する。
その後、OリングO2を保持した内ケース2に蓋5を取り付けるため、蓋5を手のひら全体で把持し、時計方向に回して内ケース2のケース側ねじ部22に蓋5の蓋側ねじ部52をねじ込む。
なお、保守点検のために、蓋5を内ケース2に対して反時計方向に回して取り外すことがある。蓋5を回しても、チェーン8の円弧状部85が蓋本体51の溝51Aに対して滑ることになり、チェーン8が外ケース1に絡まることが少ない。
本実施形態では、次の効果を奏することができる。
(1)蓋5は、検出部3とは外ケース1及び内ケース2を挟んで反対側に配置されているから、蓋5を外した状態では、外ケース1が被取付部とは反対側に向かって開口されている。そのため、ケーブルCの端子6への接続作業を行う際に、外ケース1の開口の周辺には、被取付部等、作業を邪魔するものがないから、ケーブルCの接続作業を容易に行うことができる。
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、検出部3は、圧力を検出するものであったが、本発明の検出部3は、圧力以外の物理量、例えば、差圧、流量、温度等を検出するものでもよい。
例えば、本発明では、継手に別々の被測定流体を導入する2つの導入孔を形成し、検出部を、これらの導入孔で導入される被測定流体の圧力の差を検出する構成とし、圧力の差を検出信号として回路基板に送る差圧測定装置としてもよく、検出部を、温度を検知するバイメタルを有する構成とし、温度変化を検出信号として回路基板に送る温度測定装置としてもよい。
さらに、ケース側ねじ部22を雌ねじとし、蓋側ねじ部52を雄ねじとしてもよい。
また、蓋5は、内ケース2とは硬度が異なればよく、内ケース2の硬度が蓋5の硬度より大きいものでもよい。
さらに、ガスケット251の形状は、連通孔11Aの開口を覆う構成であれば、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、単純な環状形状であってもよい。
Claims (9)
- 底部及び前記底部の外周部に設けられた筒状本体部を有する外ケースと、前記外ケースの内部に設けられた合成樹脂製の内ケースと、前記底部に設けられ物理量を検出する検出部と、前記検出部からの信号を外部に送るための端子が設けられた端子台と、前記外ケースの開口部を覆い前記内ケースとは異なる硬度の蓋と、前記端子に一端が接続されるケーブルと、前記ケーブルの他端側を取り出し前記外ケースの周面に突出して設けられた筒状のケーブル取出部と、を備え、
前記内ケースは、ケース側ねじ部と、前記端子台を設置する端子台設置部とを有し、
前記検出部は、前記底部に接続する底部側接続部と、被取付部に取り付けるための継手とを有し、
前記蓋は、前記端子台設置部を覆う蓋本体と、前記蓋本体に設けられ前記ケース側ねじ部と螺合する蓋側ねじ部とを有する
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1に記載された物理量測定装置において、
前記検出部は、前記継手が下方になり前記底部側接続部が上方となるように、前記被取付部に取り付けられ、
前記ケーブル取出部は、基端から先端に向かうに従って下り傾斜するように前記外ケースに取り付けられている
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された物理量測定装置において、
前記内ケースと前記外ケースとの間には隙間が形成され、
前記底部に形成された前記底部側接続部と連通する連通孔を囲うようにシール部材が配置される
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項3に記載された物理量測定装置において、
前記シール部材は、前記連通孔に近接配置される環状のガスケットを有する
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載された物理量測定装置において、
前記内ケースは、前記ケーブルの一端を前記ケーブル取出部の内部から前記端子に案内するガイド部を有する
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載された物理量測定装置において、
前記検出部は、一端が前記底部側接続部に設けられ他端が前記継手に設けられた筒状ケースと、前記継手に設けられ前記継手に形成された導入孔から導入される被測定流体の物理量を検出するセンサ部と、前記筒状ケースの内部に設けられ前記センサ部からの検出信号を受けて前記端子に送る回路基板と、を有する
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項6に記載された物理量測定装置において、
前記外ケース、前記ケーブル取出部及び前記筒状ケースは、金属製であり、前記蓋と前記内ケースとの間にはOリングが設けられ、前記外ケースと前記筒状ケースとは溶接で接合され、前記外ケースと前記ケーブル取出部とは溶接で接合されている
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載された物理量測定装置において、
前記蓋本体と前記ケーブル取出部とはチェーンで接続されている
ことを特徴とする物理量測定装置。 - 請求項8に記載された物理量測定装置において、
前記チェーンは、一端部が前記ケーブル取出部に接続されたチェーン本体と、前記チェーン本体の他端部に接続された第一係合部と、前記第一係合部に接続されるリング部とを備え、
前記リング部は、前記蓋本体の周方向に沿って形成された溝に係合可能な弾性の円弧状部と、前記円弧状部の開口端側にそれぞれ設けられ前記第一係合部に係合可能な第二係合部とを有する
ことを特徴とする物理量測定装置。
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