(57)【要約】【課題】差圧計において、通常時は電力を消費せず、差圧が所定の値を超えた場合に速やかに警報を発することが可能な差圧監視装置を提供する。【解決手段】２か所の圧力の差である差圧を検出する差圧検出部と、差圧検出部の検出量に応じて回転位置が変化すると共に電圧入力部と導通する指針部及び指針本体と、差圧の値を示す目盛板と、該目盛板に設けられると共に電圧出力部とそれぞれ導通する検知針部及び検知針用孔と、を備え、該検知針部と該指針本体とが当接した際、電気的閉路が構成され、該電圧出力部が警報を出力させるという構成を採用した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２か所の圧力の差である差圧を検出する差圧検出部と、
差圧検出部の検出量に応じて回転位置が変化すると共に電圧入力部と導通する指針部及び指針本体と、
差圧の値を示す目盛板と、
該目盛板に設けられると共に電圧出力部とそれぞれ導通する検知針部及び検知針用孔と、を備え、
該検知針部と該指針本体とが当接した際、電気的閉路が構成され、該電圧出力部が警報を出力させることを特徴とする差圧監視装置。
【請求項２】
前記指針本体は、導電体によって被覆もしくは塗装された弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の差圧監視装置。
【請求項３】
前記検知針部は、棒状であると共に導電体によって被覆もしくは塗装された弾性体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の差圧監視装置。
【請求項４】
前記検知針用孔が複数設けられると共に、少なくとも１つの該検知針用孔に前記検知針部が挿嵌され、
該検知針部は抜き差し可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の差圧監視装置。
【請求項５】
前記目盛板は前記検知針用孔と前記電圧出力部とを繋ぐ電気回路パターンが生成されている基板であり、
前記検知針用孔は導電体によって形成されたスルーホールであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の差圧監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差圧を監視する技術に関し、詳しくは、差圧が所定の値を超えた際の警報を発する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、二点間の圧力差を測定する差圧計は、様々な場所で用いられている。こと、圧縮空気圧回路においては、エアフィルターの目詰まり状態を確認するために用いられることが多い。
【０００３】
エアフィルターにおいて、目詰まりが発生した場合には、上流側と下流側の圧力の差が通常よりも大きくなる。管理者は、圧力の差を差圧計で確認する。圧力の差の程度によって、目詰まりの状態を判断し、必要であれば、フィルターエレメント等を交換する作業を行う。
【０００４】
装置によっては、長時間稼働するものもある。その際、管理者は、定期的に差圧計の値を確認し、監視することになる。目詰まり等で差圧計の値が通常よりも大きくなった際、装置によっては迅速な対応が必要な場合もあるが、そのためには監視を頻繁に行わなければならず、管理者の作業負担が増大することになっていた。
【０００５】
そこで、接点出力によって差圧の自動監視を行うことが考えられる。
差圧の計測方法は、２つに大別され、圧力によるブルドン管やダイヤフラムの状態変化を歯車やリンク機構を用いて指針を動作させる機械式のものと、圧力センサーと電子回路とを用いて数値表示するデジタル式のものとがある。
一般的に、計器部そのものは、機械式に比してデジタル式の方が小型である。
また、どちらの方式を用いても、自動的な警報発報は、差圧が所定閾値を超えた場合に接点を開閉させることによって行われる。
【０００６】
圧力センサー有するデジタル式の差圧計の多くはＤＣ電源を要するので、工場内で容易に得られるＡＣ電源からさらにＤＣ電圧へと変換して使用しなければならない上に、そのようなものの警報用接点の出力もまたＤＣ電圧用であるため、場合によっては再度ＡＣ電圧用へと再変換を要されてしまう。
したがって、デジタル式の利点である装置の小型化を図ろうにも、結局のところ、電源装置の大きさによってそれが阻害されてしまう場合も少なくない。
また、差圧の表示も数値によって行われ、且つその表示機も小型であることが多く、目視点検する際には分かりづらい
【０００７】
他方、機械式の差圧計は、内部に指針を動作させるための種々の機構を有しているので、デジタル式に比して、大きくなりがちではあるものの、目視確認が容易であるため、今日でも多く用いられている。
【０００８】
機械式の指示器における警報発報については、従来からも様々な技術提案がなされている。例えば、特許文献１では、機械式の指示器（速度計）において、角度回転可能な指針軸側に突出した接触部を有する被検出部材と警報領域に検出部材とを設け、該検出部材が断続的に検出部材に接触通電することで警報発報可能な技術が提案され、公知技術となっている。
【０００９】
特許文献１に係る技術提案は、針軸の角度回転によって被検出部材と検出部材とが接触すれば、すなわち、突出部が電極部である検出部を押圧して通電されれば警報発報される。
したがって、電源の種別を選ばず、また、専用の電源を得る必要もなく、通電の有無のみにおいて警報発報可能である。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に係る技術提案は、以下の点で課題が残るものである。
【００１１】
第一に、計器そのものの機構の他に、少なくとも被検出部材と検出部材とを用意しなければならない。
【００１２】
第二に、指針が激しく揺れ動くことについては考慮されていない。
差圧計において、指針が激しく揺れ動く状況は、空気圧回路を使用しまたは使用を停止する場合に、近傍のバルブなどを開弁させ、又は閉弁させた際に起こる圧力変化のオーバーシュートもしくはアンダーシュートによって発生するものや、ドレン（凝縮水）などの他流体が管路に混入した際に特に発生するものがある。
そのような状況下において、指針が激しく揺れ動いた際に被検出部材もしくは検出部材が故障してしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実開昭６２−１４０４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、警報発報のための構造用部材が少なく、かつ、指針が激しく揺れ動いても正常に動作可能な差圧計とすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明に係る差圧監視装置は、２か所の圧力の差である差圧を検出する差圧検出部と、差圧検出部の検出量に応じて回転位置が変化すると共に電圧入力部と導通する指針部及び指針本体と、差圧の値を示す目盛板と、該目盛板に設けられると共に電圧出力部とそれぞれ導通する検知針部及び検知針用孔と、を備え、該検知針部と該指針本体とが当接した際、電気的閉路が構成され、該電圧出力部が警報を出力させる構成を採用する。
【００１６】
好ましきは、  記指針本体は、導電体によって被覆もしくは塗装された弾性体である構成を採用する。
【００１７】
好ましきは、前記検知針部は、棒状であると共に導電体によって被覆もしくは塗装された弾性体である構成を採用する。
【００１８】
好ましきは、前記検知針用孔が複数設けられると共に、少なくとも１つの該検知針用孔に前記検知針部が挿嵌され、該検知針部は抜き差し可能である構成を採用する。
【００１９】
好ましきは、前記目盛板は前記検知針用孔と前記電圧出力部とを繋ぐ電気回路パターンが生成されている基板であり、前記検知針用孔は導電体によって形成されたスルーホールである構成を採用する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る差圧監視装置によれば、通常の差圧計の他に追加する警報用構成部材が極めて少なく、指針が激しく揺れても故障する可能性が極めて低い装置とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る差圧監視装置をエアフィルターに用いた実施例の全体図である。
【図２】本発明に係る差圧監視装置をエアフィルターに用いた実施例の側面一部断面図である。
【図３】本発明に係る差圧監視装置の電気回路を示す模式図である。
【図４】本発明に係る差圧監視装置の目盛板の表面図である。
【図５】本発明に係る差圧監視装置の目盛板の裏面図である。
【図６】本発明に係る差圧監視装置の目盛板の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る差圧監視装置１は、２か所の圧力の差である差圧を検出する差圧検出部１３０と、差圧検出部１３０の検出量に応じて回転位置が変化すると共に電圧入力部５００と導通する指針部２００及び指針本体２１０と、差圧の値を示す目盛板３００と、目盛板３００に設けられると共に電圧出力部６００とそれぞれ導通する検知針部４００及び検知針用孔３２０と、を備え、検知針部４００と該指針本体２１０とが当接した際、電気的閉路が構成され、電圧出力部６００が警報を出力させる構成を最大の特徴とする。
以下、本発明に係る差圧監視装置１の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２３】
なお、本発明に係る差圧監視装置１は、下記に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、即ち、同一の作用効果を発揮できる形状や寸法等の範囲内で変更することができるものである。
【実施例１】
【００２４】
図１乃至図４及び図６に従って、本発明を説明する。
図１は、本発明に係る差圧監視装置１をエアフィルター７００に用いた実施例の全体図である。図２は、本発明に係る差圧監視装置１をエアフィルター７００に用いた実施例の側面一部断面図である。図３は、本発明に係る差圧監視装置１の電気回路を示す模式図である。図４は、本発明に係る差圧監視装置１の実施例を示す目盛板３００の表面図である。図５は、本発明に係る差圧監視装置１の実施例を示す目盛板３００の裏面図である。図６は、本発明に係る差圧監視装置１の実施例を示す目盛板３００の側断面図である。
【００２５】
差圧監視装置１は、２か所の圧力差が所定の値以上となった際に警報を発する装置であって、差圧計部１００、電圧入力部５００、並びに電圧出力部６００とから構成されている。
差圧計部１００は、大まかな構成として、差圧検出部１３０と指針部２００と目盛板３００と検知針部４００から構成されている。検知針部を除いて、全体としては、電気を使用しない通常のアナログ式の差圧計と同様の形状である。
以上を鑑みると、本発明に係る差圧監視装置１は、電気を使用しない通常のアナログ式の差圧計と１つ１つの態様を除外すると、検知針部４００、電圧入力部５００、並びに電圧出力部６００にのみ部品構成上の差異がある。
【００２６】
差圧検出部１３０は、高圧側入力部１１０と低圧側入力部１２０を持ち、低圧側入力部１２０を基準とした高圧側入力部１１０の圧力を検出し、計測する部分である。計測する圧力量は、差圧検出部１３０のタイプによって異なるが、本実施例では、０．２Ｍｐａ（メガパスカル）まで計測できるものとする。高圧側入力部１１０と低圧側入力部１２０は、後述するエアフィルター７００の流入口７１０などから枝配管のように接続される。差圧検出部１３０は、計測量を回転角度に変換して、指針部２００に伝達する。この仕組みは、通常のアナログ式差圧計と同じである。
【００２７】
指針部２００は、ブルドン管方式のものであれば、高圧側入力部１１０からブルドン管（不図示）、リンク機構（不図示）、歯車（不図示）などを介して差圧量により角度回転し、差圧量を示す部分である。指針本体２１０は、回転軸の端部から突出する細長い計針であり、先端は、差圧量が読み取りやすいように細くなっている。
指針部２００全体は、電気を通す導電体である。指針部２００の回転軸部分端部付近には、前述の歯車などがあり、それらを介して、差圧検出部１３０と固定されている。指針部２００と指針本体２１０とは、電気的に導通されている。指針部２００の端部には電線８２０が接続されている（図６）。電線の一方端は、電圧入力部５００に接続されている。電圧入力部５００は原則として外部電源から供給される。ただし、その電源の種別は適当なもので構わない。
指針本体２１０は検知針部４００と当接した際、電気をスムーズに流すために、腐食等が起こりにくい材質であると好適である。
【００２８】
また、差圧の急激な上昇、圧縮空気圧回路中のバルブの解放又は閉鎖、ドレンなど他流体の混入などによる異常な動作時、指針本体２１０が、高速で検知針部４００に当たったり、指針本体２１０が検知針部４００に当接した後も、差圧値に応じた回転力で、指針本体２１０が検知針部４００を押し続けたりすることもある。そのため、指針本体２１０及び／もしくは検知針部４００は、導電体によって被覆もしくは塗装された弾性体であると好ましい。
そのような構成にすると、指針本体２１０及び／もしくは検知針部４００は、激しく指針本体２１０が揺れ動くような状況下においても、自信や検知針部４００を変形さるなどして故障させることがない。
また、ほとんどの弾性体は非導電性の樹脂であるが、導電体によって被覆もしくは塗装すれば、比較的簡単に弾性導電体とすることができる。
そのような処理には、金属の紛体塗装や金属薄膜による被覆処理などが考えられる。
【００２９】
目盛板３００は、差圧の値を読むための文字板である。目盛板３００自体は、電気的に非導電体である。本実施例では、０．２Ｍｐａを上限とする目盛３１０が記入されている（図４）。目盛板３００の中央には、針軸用孔３３０が設けられている。図４において、紙面上、目盛板３００の上部右部分には、検知針用孔３２０が複数設けられている。本実施例では、３つの検知針用孔３２０が設けられているが、さらに多くても良く、あるいは１つでも構わない。検知針用孔３２０の位置は、差圧を測定、監視する際、警報すべき値の位置に設ける。状況や時季等によって、警報すべき値が異なる場合は、それに応じて、検知針用孔３２０を複数設ける。検知針用孔３２０の大きさは、検知針部４００を適切に挿嵌でき、指針本体２１０が当接しても検知針部４００が傾かない程度の大きさが適当である。
【００３０】
図５は、目盛板３００の裏面を示す図である。複数の検知針用孔３２０が設けられている。また、電気伝導路８００であるパターン８１０が形成されている。パターン８１０の一方は検知針用孔３２０に接続され、他方は、１か所にまとめられ、電線８２０に接続している。すなわち、目盛板３００については、ある種の電子基板であると言える。
検知針用孔３２０は、導通可能なビア状のスルーホールとなっている。検知針部４００は、棒状の弾性ピンであり、検知針用孔３２０に挿嵌されることで、検知針部４００と検知針用孔３２０は電気的に接続される。従って、検知針用孔３２０に検知針部４００を入れることで、検知針部４００と電圧出力部６００は、検知針用孔３２０、パターン８１０、電線８２０を介して接続される。このような態様は、電線８２０の本数削減や工数の削減に資するものである。
以上を鑑みると、電気伝導路８００については、パターン８１０であったり電線８２０であったりし、それらから適宜選択すればよい。
【００３１】
検知針部４００は、本発明で、重要な要素の１つである。検知針部４００は、目盛板３００における警報すべき差圧になった際、指針本体２１０が指し示す位置に配置される。その位置に検知針用孔３２０が設けられ、そこへ検知針部４００が挿嵌されている。その際、検知針部４００の一部が、目盛板３００の表面で突出するように固定される（図６）。突出する長さは、指針本体２１０が差圧に応じて回転した際、指針本体２１０と当接可能な長さである。検知針部４００は、電気的に導電体である。検知針部４００の一方は、電線８２０が接続され、電圧出力部６００と電気的に接続されている（図６）。検知針部４００のうち、表面に突出した部分は、指針本体２１０と当接した際、電気をスムーズに流すために、腐食等が起こりにくい材質であると好適である。
また、指針本体２１０が、高速で検知針部４００に当たることも考えられる。そのため、検知針部４００は、衝撃を緩和するために、導電体によって被覆もしくは塗装された弾性体とすることが好ましいのは前々項の説明の通りである。
【００３２】
差圧計部１００は、通常のアナログ式差圧計と同様に、外観としてのケース１４０を持ち、目盛板３００を保護するガラス板１５０を備える。また、ケース１４０からは、電圧入力部５００及び電圧出力部６００と電気的に接続される複数の電線８２０が出ている。
【００３３】
電圧出力部６００は、差圧値が警報すべき値と判断された際に、すなわち、指針本体２１０と検知針部４００とが当接した際に、警報を出す部分である。
当該警報の受信側は、当該電圧によって、リレー又は、フォトカプラ、トランジスタ、もしくはＦＥＴ等の半導電体をオンさせる。当該警報は、何某かの回路制御に用いられたり、ブザーなどの鳴動手段やＬＥＤなどの発光手段を動作させたりして、最終的に作業者の知覚に届けられる。
【００３４】
次に、図１に係る実施例の動作について説明する。
圧力を検出する部分としてエアフィルター７００の例を図１に示す。エアフィルター７００は、フィルタ７３０により気体、液体の不純物を除去するものである。エアフィルター７００の流入口７１０より流体を入れ、エアフィルター７００内のフィルタ７３０で不純物を除去し、流出口７２０から流体が出される。
尚、本実施例では、エアフィルター７００を２つ直列している。
【００３５】
２つのエアフィルター７００が直列に接続されている。上流のエアフィルター７００の流出口７２０と下流のエアフィルター７００の流入口７１０は接続されている。上流のエアフィルター７００の流入口７１０には、差圧計部１００の高圧側入力部１１０が接続され、下流のエアフィルター７００の流入口７１０には、低圧側入力部１２０が接続されている。従って、差圧計部１００で測定する差圧は、上流のエアフィルター７００の流入口７１０と流出口７２０との圧力差である。もし、エアフィルター７００内のフィルタ７３０が詰まるとエアフィルター７００の流入口７１０と流出口７２０のとの圧力差が大きくなる。多くの場合、より上流側のエアフィルター７００は、より出現頻度の高い大きな粒径の異物を処理する目的で濾過口径が大きくなっている。そのため、上流側のエアフィルター７００から差圧が大きくなっていく。
高圧側入力部１１０と低圧側入力部１２０は差圧検出部１３０に接続され、差圧検出部１３０は、指針本体２１０に接続されている。差圧の値は、指針本体２１０の回転による針の位置と目盛板３００の目盛３１０から読み取ることができる。ここまでの動きは、通常のアナログ式差圧計の使用内容と同じである。
【００３６】
目盛板３００には、検知針用孔３２０が設けられている。検知針用孔３２０の位置は、使用するエアフィルター７００において、警報すべき値の最小値を示す位置に設ける。この値を指針本体２１０が指し示した際、指針本体２１０と検知針用孔３２０が当接するようにするためである。検知針用孔３２０の一方には、パターン８１０や電線８２０を介して電圧出力部６００接続されている。同様に、指針部２００及び指針本体２１０の一方にも電圧入力部５００からの電圧が電線８２０を介して印加されている。
【００３７】
ここで、図３の模式図に沿って、電気的な構成を説明する。図面は、指針本体２１０と検知針部４００が当接して、電気的閉路が形成された状態である。指針部２００に接続された電気伝導路８００には電圧入力部５００からの電圧が供給される。この電圧は、指針部２００を介して、指針本体２１０に常に印加されている。
次に、検知針部４００に接続された電気伝導路８００は電圧出力部６００に接続されている。検知針部４００の電圧印加がない場合は、当然に電圧出力部６００は警報を発生させない。換言すると、図３のように、指針本体２１０と検知針部４００が当接し、指針本体２１０からの電圧が検知針部４００に供給されると、当該電圧は電気伝導路８００を介して電圧出力部６００に供給され、電圧出力部６００は、警報を発することとなる。
【００３８】
なお、検知針部４００は、パターン８１０がある場合、電線８２０に直接に接続されていないので、目盛板３００の表面から抜き差し可能である。警報レベルとなる差圧値を変更する際は、差圧計部１００のガラス板１５０を外し、検知針部４００を変更すべき検知針用孔３２０に差し替えればよい。ガラス板１５０を着脱可能とすることは、比較的容易である。
この構造によれば、ケース１４０を開けることなく、容易に警報レベルとなる差圧値を変更することができる。
また、作業は検知針部４００の指し替えのみで足りるため、差圧の測定を継続しながら変更することも容易であり、管理者の作業効率を向上させることができる。
【００３９】
図１に沿って、警報までの動きを説明する。
エアフィルター７００に接続された差圧検出部１３０は、差圧を計測し、通常は、指針本体２１０が０．１Ｍｐａ以下の圧力を示している。フィルタ７３０の目詰まり等の原因で流入口７１０と流出口７２０の圧力差が０．１Ｍｐａを超えると、（この場合０．１１ＭＰａ近傍）指針本体２１０と検知針部４００が当接する。すると電気的閉路が構成され、電圧出力部６００から警報が発せられる。
【００４０】
このように、エアフィルター７００の流入口７１０と流出口７２０の圧力差が警報レベルとなると、自動的に、警報を発することができる。管理者や警報を受信した制御側は、警報を確認したら、直ちに警報の出たエアフィルター７００について対処すればよい。そのため、定期的な巡回等は不要となり、管理者の作業負担の軽減となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
流体による回路、とりわけ圧縮空気圧回路は極めて多くの用途に用いられるものであって、当該回路に本発明に係る「差圧監視装置」は広く適応可能である。
よって、本発明に係る「差圧監視装置」の産業上の利用可能性は大であると思料される。
【符号の説明】
【００４２】
１    差圧監視装置
１００    差圧計部
１１０    高圧側入力部
１２０    低圧側入力部
１３０    差圧検出部
１４０    ケース
１５０    ガラス板
２００    指針部
２１０    指針本体
３００    目盛板
３１０    目盛
３２０    検知針用孔
３３０    針軸用孔
４００    検知針部
５００    電圧入力部
６００    電圧出力部
７００    エアフィルター
７１０    流入口
７２０    流出口
７３０    フィルタ
８００    電気伝導路
８１０    パターン
８２０    電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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