(57)【要約】【課題】  センサ精度を低下させることなく被取付部に簡単、かつ確実に取り付けできるようにする。【解決手段】  一端側が開口されたハウジング９と、該ハウジング９の開口端を塞いで取り付けられた蓋体１３と、蓋体１３の内面に固定してハウジング９内に配設された歪みゲージＡとを備え、蓋体１３の一部に、ハウジング９の開口部外周より外側へ向かって延び、かつ、先端側がハウジング９の閉端側方向へ向かって斜めに反り返されている取付け部１４を有し、蓋体１３の反り返っていない内側部分１３ａの外表面をアーム８の表面に当接させ、かつ、反り返っている取付け部１４の反り返しを戻して、この取付け部１３ｂを、アーム８の表面にスポット溶接して取り付けるようにする。【選択図】  図３
2006200940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空室の少なくとも一側端を開口したハウジングと、
このハウジングの開口端を緊密に塞ぐ蓋体と、
前記蓋体の前面もしくは後面に止着された歪みゲージと、
前記ハウジングに設けられた歪みゲージ接続配線端部と、
前記ハウジングの開口部の外周に設けられ、前記蓋体の前面に接着材を挟んで、その蓋体を被測定部に加圧しつつ、ハウジングを被測定部材に止着する取付部
とを備えてなることを特徴とする歪み測定センサ。
【請求項２】
ハウジングが、一端を開口した有底円筒体である、請求項１記載の歪み測定センサ。
【請求項３】
蓋体が、有底円筒体の開口端に、鼓膜状に張設された板材である、請求項１または２記載の歪み測定センサ。
【請求項４】
蓋体が、有底円筒体の開口端を塞ぐように、ハウジング内前端に充填された弾性樹脂材である、請求項１または２記載の歪み測定センサ。
【請求項５】
蓋体が、中央部を前方へ若干凸状として、ハウジングに固設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項６】
歪みゲージが、歪み検出方向を相補的として配置された４個の歪み検出抵抗パターンを、ブリッヂ回路とした１枚の歪みゲージである、請求項１〜５のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項７】
歪みゲージが、ブリッヂ回路を構成した際に、歪み検出方向に対して、相補的に外乱成分を減少するべく、４個の歪みゲージを配置したものである、請求項１〜５のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項８】
歪みゲージ接続配線端部が、ブリッヂ回路の平衡出力を検出し得るように、歪みゲージに接続されたコネクタである請求項１〜７のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項９】
ブリッヂ回路が、ハウジング内に設けたブリッヂ回路の平衡調整用の可変抵抗器を備えてなる、請求項５〜８のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項１０】
取付部が、蓋体の一部を延長して、ハウジングの外周へ突出させてなる請求項１〜９のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項１１】
取付部が、ハウジングの開口端部に設けた蓋体取付けフランジの延長部である請求項１〜９のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項１２】
取付部が、前記ハウジングの前面開口部外周より外側へ、開口面に沿って延び、かつ、延びた先端側を、前記ハウジングの後方向へ向かって斜めに反り返してなる請求項１〜１１のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項１３】
取付部が、周方向に不連続となっている請求項１〜１２のいずれかに記載の歪み測定センサ。
【請求項１４】
中空室の少なくとも一側端を開口したハウジングと、
このハウジングの開口端を緊密に塞ぐ蓋体と、
前記蓋体の前面もしくは後面に止着されて、ブリッヂ回路を形成している複数の歪みゲージと、
前記複数の歪みゲージによるブリッヂ回路の平衡状態を測定するべく、ブリッヂ回路に接続された接続配線端部と、
前記ハウジングの開口部外周に設けられ、前記蓋体の中央部を、接着材を挟んで被測定弁のステムアームに圧着しつつ、ハウジングをステムアームに止着する取付部と、
前記ハウジングの中に設けられ、前記取付け部をステムアームに取り付けてから、被測定弁を全開もしくは全閉いずれかの状態として、接続配線端部におけるブリッヂ回路の平衡を調整するようにしたブリッヂ回路調整手段
とを備えてなることを特徴とする弁開閉検出用センサ。
【請求項１５】
ハウジングもしくは蓋体のいずれか一方もしくは両方を、金属材で形成するとともに、その金属材のいずれか一方もしくは両方を、ハウジングの外周へ突出させてなる、請求項１４記載の弁開閉検出用センサ。
【請求項１６】
取付け部が、スポット溶接によって、ステムアームに止着されている請求項１４記載の弁開閉検出用センサ。
【請求項１７】
取付け部が、接着材によって、ステムアームに止着されている請求項１３〜１６のいずれかに記載の弁開閉検出用センサ。
【請求項１８】
接着材が、蓋体をステムアームに固着する接着材よりも、硬化速度の速い接着材である請求項１７記載の弁開閉検出用センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械などの構造体に、外力が加わって生じる歪みを検出する歪み測定センサ、及びその歪み測定センサを専ら用いて、弁の開閉状態を、ステムアームの歪みをもって検出するようにした、弁開閉検出用センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントや、火力若しくは原子力発電所等においては、多数の弁が使用されている。
【０００３】
それらの弁には、手動で操作されるものと、自動式に操作されるものとがある。この中、手動ハンドルを閉弁方向に回転させて、弁体を全閉位置に保持させるものでは、全閉位置での締め付け力は、作業者によって相異する。
【０００４】
締め付け力が弱いと、閉動作が不完全になり、反対に強過ぎると、弁の摩耗や弁を構成している各部が疲労を起こす等、悪い影響がある。そのため、手動操作を行う作業者には、格別の熟練が要求される。
【０００５】
そこで、弁を閉じると、弁体に閉止圧が生じ、この閉止圧の反力が、弁棒を押し上げる力となって、ステム等を歪ませるという事実に着目し、ステム等に生じる歪みを検出するセンサを設け、このセンサから出力される閉信号をもつてランプを点灯させることにより、作業者に弁が閉じられたことを認識させる方法が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−５２２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている歪みセンサを備える弁は、弁と一体的に上下に動くステム内に、歪みセンサを組み込んであるだけで、センサの検出精度を向上させるための配慮はされていない。
【０００７】
また、従来の一般的な歪みセンサ、例えばストレインゲージによるものは、被取付部に接着材を用いて取り付けられているが被取付部の形状は複雑であるため、歪みゲージを被取付部に適正に密着させ難いことが多い。
【０００８】
特に、歪みゲージを接着するには、接着強度を保つために、硬化時間の長い接着材が使用され、かつ密着度を高めるために、硬化が済むまで、接着面を加圧し続けられるのが一般的である。
【０００９】
従って、例えば、作業性の悪い現場で歪みゲージが接着されて、歪みゲージが密着されていない場合には、歪みゲージ即ちセンサ側の精度が高くても、実際に取り付けて使用した場合での精度は低く、特に、長時間経過後の再現性が低いというのが現状である。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の課題を解決するためになされたものであって、センサ精度を低下させることなく、被取付部に簡単かつ、確実に取り付けができるようにした歪み測定センサ、及び弁開閉検出用センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）歪み測定センサにおいては、中空室の少なくとも一側端を開口したハウジングと、このハウジングの開口端を緊密に塞ぐ蓋体と、前記蓋体の前面もしくは後面に止着された歪みゲージと、前記ハウジングに設けられた歪みゲージ接続配線端部と、前記ハウジングの開口部の外周に設けられ、前記蓋体の前面に接着材を挟んで、その蓋体を被測定部に加圧しつつ、ハウジングを被測定部材に止着する取付部とを備えてなる。
【００１２】
（２）上記(１)項において、ハウジングが、一端を開口した有底円筒体である。
【００１３】
（３）上記(１)または(２)項において、蓋体が、有底円筒体の開口端に、鼓膜状に張設された板材である。
【００１４】
（４）上記(１)または(２)項において、蓋体が、有底円筒体の開口端を塞ぐように、ハウジング内前端に充填された弾性樹脂材である。
【００１５】
（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、蓋体が、中央部を後方へ若干凸状として、ハウジングに張設されている。
【００１６】
（６）上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、歪みゲージが、歪み検出方向を相補的として配置された４個の歪み検出抵抗パターンを、ブリッヂ回路とした１枚の歪みゲージである。
【００１７】
（７）上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、歪みゲージが、ブリッヂ回路を構成した際に、歪み検出方向に対して、相補的に外乱成分を減少するべく、４個の歪みゲージを配置したものである。
【００１８】
（８）上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、歪みゲージ接続配線端部が、ブリッヂ回路の平衡出力を検出し得るように、歪みゲージに接続されたコネクタである。
【００１９】
（９）上記(５)〜(８)項のいずれかにおいて、ブリッヂ回路が、ハウジング内に設けたブリッヂ回路の平衡調整用の可変抵抗器を備える。
【００２０】
（１０）上記(１)〜(９)項のいずれかにおいて、取付部が、蓋体の一部を延長して、ハウジングの外周へ突出させる。
【００２１】
（１１）上記(１)〜(９)項のいずれかにおいて、取付部が、ハウジングの開口端部に設けた蓋体取付けフランジの延長部である。
【００２２】
（１２）上記(１)〜(１１)項のいずれかにおいて、取付部が、前記ハウジングの前面開口部外周より外側へ、開口面に沿って延び、かつ、延びた先端側を、前記ハウジングの後方向へ向かって斜めに反り返る。
【００２３】
（１３）上記(１)〜(１２)項のいずれかにおいて、取付部が、周方向に不連続となっている。
【００２４】
（１４）弁開閉検出用センサにおいては、中空室の少なくとも一側端を開口したハウジングと、このハウジングの開口端を緊密に塞ぐ蓋体と、前記蓋体の前面もしくは後面に止着されて、ブリッヂ回路を形成している複数の歪みゲージと、前記複数の歪みゲージによるブリッヂ回路の平衡状態を測定するべく、ブリッヂ回路に接続された接続配線端部と、前記ハウジングの開口部外周に設けられ、前記蓋体の中央部を、接着材を挟んで被測定弁のステムアームに圧着しつつ、ハウジングをステムアームに止着する取付部と、前記ハウジングの中に設けられ、前記取付け部をステムアームに取り付けてから、被測定弁を全開もしくは全閉いずれかの状態として、接続配線端部におけるブリッヂ回路の平衡を調整するようにしたブリッヂ回路調整手段とを備える。
【００２５】
（１５）上記(１４)項において、ハウジングもしくは蓋体のいずれか一方もしくは両方を、金属材で形成するとともに、その金属材のいずれか一方もしくは両方を、ハウジングの外周へ突出させる。
【００２６】
（１６）上記(１４)項において、取付け部が、スポット溶接によって、ステムアームに止着される。
【００２７】
（１７）上記(１４)〜(１６)項のいずれかにおいて、取付け部が、接着材によって、ステムアームに止着される。
【００２８】
（１８）上記(１７)項において、接着材が、蓋体をステムアームに固着する接着材よりも、硬化速度の速い接着材である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、次のような効果が奏せられる。
（ａ）請求項１記載の発明によれば、被測定部の取付面に、前面もしくは後面に歪みゲージを止着してなる蓋体の前面を、接着材を挟んで加圧しつつ当接させ、蓋体を緊密に止着してなるハウジングを、被測定部所近くに止着するため、被測定部所と蓋体との間の接着材は、加圧された状態で、接着力を強固なものにして固化されるとともに、その接着部は、歪み測定において、長期間経時変化の小さい測定を可能とし、かつ、ハウジングと被測定部所との固定は、蓋体と被測定部所を接着する接着材の固化時間を経過すると、止着強度は余り要求されなくなるが、振動などの加速度の加わる状況においては、ハウジングと被測定個所の止着強度は強固となることにより、蓋体と被測定個所との接着面を保護する働きが得られる。
また、歪みゲージの接続部が納められているハウジングの中は、緊密に封止されるので、センサー部分の経時変化も小さい。
さらに、歪み測定センサーの取付けに際しては、高度の技量や熟練を要しないため、誰でも簡単に取り付け作業を行え、取付け作業の個人差の無い歪み測定がを可能となる。
被測定部所は、ほぼ常温における機械構造の広範囲の部所に適用でき、極微小の歪みを、高精度に測定できる。
【００３０】
（ｂ）請求項２記載の発明によれば、密閉したハウジングを簡単に作ることができる。
【００３１】
（ｃ）請求項３記載の発明によれば、蓋体が、あらゆる方向に均一に変形して、歪み方向の外乱や誤差を小さくすることができる。
【００３２】
（ｄ）請求項４記載の発明によれば、被測定面の表面が、不規則な平面をなす場合においても、歪みゲージの部分が弾性的蓋体によって支持されているので、歪みゲージは、ケーシングの傾きには係わらず、測定面の傾きに整合した状態で接着される。また、弾性的蓋体は断熱性に富むので、歪みゲージの温度外乱を防止して安定な歪み検出を行うことができる。
【００３３】
（ｅ）請求項５記載の発明によれば、蓋体の中央部が凸状になっているので、被測定部所と蓋体との間に挟まれる接着材を、中央から周辺に向けて押し出すように加圧するとともに、接着材を均一に薄く延ばして、薄い接着層を形成し、被測定部に生じる歪みを、蓋体に正確に伝達して、測定精度を高めることができる。
【００３４】
（ｆ）請求項６記載の発明によれば、歪みゲージの製造時に、均質な４個の抵抗体を作るので、温度係数や縦横の変化率が均質となり、縦方向と横方向の歪みに係る外乱成分を、相保的に打ち消し合って、雑音成分を効果的に除去することができる。
【００３５】
（ｇ）請求項７記載の発明によれば、縦方向と横方向の歪みに係る外乱成分を、相保的に打ち消し合って、雑音成分を効果的に除去することができる。
【００３６】
（ｈ）請求項８記載の発明によれば、歪みゲージ接続配線端部をコネクターとしてあるので、このコネクターに測定器を接続するだけで、容易に歪みゲージの平衡状態を測定することができる。
【００３７】
（ｉ）請求項９記載の発明によれば、蓋体に止着した歪みゲージが、被測定箇所に止着されるに際して、蓋体の前面を、接着材を挟んで被測定個所に加圧されるため、蓋体自体に初期的なオフセットの歪みを生じ、この歪みによるブリッヂ回路の不平衡成分を、可変抵抗器により除去し、もって、初期設定におけるをブリッヂ回路の平衡状態を、常に平衡させた状態として設定できる。特に、手動弁の開閉状態を検出する弁解閉検出センサにおいては、完全平衡状態を弁体の最適な全閉状態として初期設定することにより、手動弁を開いた後、再度最適な全閉状態に再現するに際して、ブリッヂ回路を平衡した状態に弁を閉めることにより、再現性の高い弁の閉止作業を行うことができる。
【００３８】
（ｊ）請求項１０記載の発明によれば、蓋体の周辺を延長して、取付け部を形成するので、構造が簡素で、かつハウジングの開口部と密着性の高い歪み測定ゲージができる。
【００３９】
（ｋ）請求項１１記載の発明によれば、ハウジングの開口部に設けた蓋体取付けフランジを延長して、取付け部を形成するので、構造が簡素で、かつ蓋体と密着性の高い歪み測定ゲージができるとともに、蓋体の前面より取付けを要する被測定部の表面との間に隙間ができるので、その隙間分を、蓋体の前面と被測定部の間に挟んだ接着材を加圧するための締め代として、機能させることができる。
【００４０】
（ｌ）請求項１２記載の発明によれば、取付け部の先端を後方に反らせることにより、蓋体の前面と被測定部の間に挟んだ接着材を加圧するための締め代が形成され、取付け部を被測定部所に止着することにより、接着材の部分が自然に加圧される。
【００４１】
（ｍ）請求項１３記載の発明によれば、取付け部を周方向に対して不連続にすることにより、取付け部が前方に撓みやすくなり、蓋体の前面と被測定部の間に挟んだ接着材に、過大の圧力を加えることがなくなる。
【００４２】
（ｎ）請求項１４記載の発明によれば、開閉を検出する弁のステムアームに、裏面に歪みゲージを緊密に固着している板状の蓋の外表面を、接着材を挟んで加圧しつつ当接させ、蓋体を緊密に止着してなるハウジングを、一旦強固に止着するため、ステムアームと蓋体との間の接着材は、加圧された状態で固化されると、接着力が強固なものになるとともに、その接着部は、接着部の接着材が薄くて強固であるため、弁の開閉検出において長期間経時変化の少ない測定を可能とし、かつ、ハウジングとステムアームとの固定は、蓋体と被測定部所を接着する接着材の固化時間を経過すると、止着強度は余り要求されなくなるので、瞬間接着剤による固定も可能となる。しかし、振動などの加速度の加わる状況においては、ハウジングとステムアームの止着強度は強固なほどよく、その箇所が強固に固定されると、蓋体とステムアームの接着面を保護する働きをする。また、歪みゲージの納められているハウジングの中は、緊密に封止されるので、センサー部分の経時変化も少なくなっている。
さらに、弁開閉検出センサーの取付けに際しては、高度の技量や熟練を要しないため、誰でも簡単に取り付け作業を行え、取付け作業の個人差のない弁開閉検出が可能となり、かつ熟練者が閉じた適正な全閉状態を、ブリッヂ回路の平衡状態とした初期設定で固定でき、以後の弁の閉止作業を、熟練を要しないで、誰でも容易に再現できる。
弁開閉の検出には、純抵抗性の歪み検出素子によるブリッヂ回路が適用しうるので、広範囲の温度雰囲気においても、検出誤差の小さい開閉測定精度が得られる。
【００４３】
（ｏ）請求項１５記載の発明によれば、ステムアームとハウジングの止着を、電気抵抗溶接によって容易に行うことができるので、取付け作業が短時間で容易に行える。
【００４４】
（ｐ）請求項１６記載の発明によれば、接着部に離れようとする外力が加わっているので、加圧しつつ溶着し、かつ接着作業の速いスポット溶接が、作業性を高めることができる。
【００４５】
（ｑ）請求項１７記載の発明によれば、蓋体又はハウジングいずれか一方もしくは両方を、絶縁性の材料で構成することができる。
【００４６】
（ｒ）請求項１８記載の発明によれば、接着部に離れようとする外力が加わっているので、瞬間接着剤による接着が、作業性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４８】
図１は、本発明の一実施形態に係る歪み測定センサを手動弁に取り付けた状態を示す要部切欠側面図である。
【００４９】
図１に示すように、手動弁(１)は、その全開時または全閉時に、弁棒(２)に加わる力を検出して、手動弁(１)の開閉状態を検出する弁開閉検出用センサとしての歪み測定センサ（以下センサと略称）(３)を備えている。なお、このセンサ(３)については、以下の説明では、手動弁(１)の開閉状態を検出するためのものして使用する場合について説明するが、その用途は、手動弁(１)に限ることなく、物理的に生じる各種の歪みを検出する歪み測定センサとしても使用できるものである。
【００５０】
手動弁(１)は、弁棒(２)の下部に、図示を省略した弁体を具備し、この弁体を収容する弁箱(４)の上方には、弁棒(２)のおねじ(５)に螺合されているステムナット(６)が上端の支持環(７)に固着されているステムアーム(８)が突出している。ステムアーム(８)の外側面適所には、センサ(３)が、後述するようにして固着されている。
【００５１】
図２〜図７は、センサ(３)を示すもので、図２は、手動弁(１)に取り付ける前の斜視図、図３は、ステムアーム(８)に取り付ける前の状態における図２のＡ−Ａ線拡大縦断面図、図４は、ステムアーム(８)に取り付けた状態における図２のＡ−Ａ線拡大縦断面図、図５は、歪みゲージにおける抵抗素子の配置構成を示す図、図６及び図７は、歪みゲージの電気的接続状態の異なる例を示す回路図である。
【００５２】
図２〜図７に示すように、センサ(３)は、ハウジング(９)、コネクタ(10)、電気回路基板(11)、可変抵抗器(12)、蓋体(13)、取付け部(14)、歪みゲージ(Ａ)等で構成されている。
【００５３】
ハウジング(９)は、有底円筒状をなし、金属板をプレス成形して作られている。
ハウジング(９)の前面（図３における左側）である開口端には、外側方に向かってほぼ直角に折り曲げられた取付け用フランジ(9a)が一体的に設けられている。
【００５４】
ハウジング(９)の後端における、底壁部(9b)の中心にはフランジ付き孔(9c)が設けられ、かつこのフランジ付き孔と隣接して、操作孔(9d)が設けられている。
【００５５】
歪みゲージ接続配線の端部をなすコネクタ(10)は、金属製の外筒にねじ軸(10b)を挿入してなり、かつ外周面のほぼ中程には、位置決め用鍔(10a)が設けられている。
コネクタ(10)は、開口端側からハウジング(９)内に挿入し、フランジ付き孔(9c)の内面に位置決め用鍔(10a)を当接されて取り付けられている。
【００５６】
挿入後、コネクタ(10)とフランジ付き孔(9c)とを、半田付けするか、または接着剤等によって、気密または水密性とするのが好ましい。
【００５７】
ねじ軸(10b)の端面には、図２に明示するように、凹入孔(15)が設けられ、個の凹入孔(15)内に、コネクタ用の端子(16)が複数設けられている。
【００５８】
ねじ軸(10b)に外部コネクタ(17)を取り付け、端子(16)と外部コネクタ(17)側の端子(不図示)とを電気接続することにより、センサ(３)内のブリッヂ回路におけるの平衡検出信号を取り出すことができるようになっている。
【００５９】
端子(16)は、コネクタ(10)の前端まで通じており、ハウジング(９)内で、電気回路基板(11)上の回路と電気結線しうるようになっている。このコネクタ(10)の端子(16)に接続する結線を、端子(16)を介さずに、直接ハウジング(９)の外部に導出することもできる。
【００６０】
なお、コネクタ(10)の内部には、接続部となる部分を除いて、樹脂材を充填し、気密または水密とし、かつハウジング(９)の外周には、熱的外乱を防止する断熱性のウレタンゴムや発泡材による断熱カバー(23)を被すのが、好ましい。
【００６１】
電気回路基板(11)は、歪みゲージ(Ａ)の各抵抗素子を、ブリッヂ回路に接続する電気回路を搭載してなり、ハウジング(９)内に、歪みゲージ接続配線端部をなすコネクタ(10)に固定して取り付けられている。
【００６２】
電気回路基板(11)の後面には、前記ブリッヂ回路の平衡調整手段をなす可変抵抗器(12)が取り付けられている。
【００６３】
可変抵抗器(12)の後面から突出している回転軸(12a)の後面の溝(12b)に工具を差し込み、回転軸(12a)を回転させることにより、抗値を連続的に設定することができる。
【００６４】
回転軸(12a)の位置は、操作孔(9d)と対応しており、操作孔(9d)から工具を差し込んで調整することができるようになっている。
【００６５】
この第１の実施例における蓋体(13)は、金属製で、弾性に富み、比較的薄い板材を、プレス成形して円板状に作られている。
【００６６】
蓋体(13)は、ハウジング(９)のフランジ(9a)より大径であり、フランジ(9a)に当接してスポット溶接(Ｐ1)されている。
【００６７】
蓋体(13)のフランジ(9a)と対応する部分の内側部分(13a)は、ほぼ平面、もしくは、中央部を若干前向きに凸とされ、かつフランジ(9a)よりも外側の部分は、取付け部(14)として、後方へ向かって傾斜されている。
【００６８】
歪みゲージ(Ａ)は、蓋体(13)をハウジング(９)に取り付ける前に、蓋体(13)の後面に取り付けられる。
【００６９】
図５の（ａ）または（ｂ）に示すように、歪みゲージ(Ａ)は、ゲージベース(18)上に、歪みに応じて抵抗値が変化する４個の細長い抵抗素子(19a)(19b)(19c)(19d)を、交差方向に配置してなるものである。
【００７０】
図５（ａ）は、歪みゲージ(Ａ)の４個の抵抗素子(19a)(19b)(19c)(19d)を、抵抗パターンを直接にゲージベース(18)に形成したもの、同（ｂ）は、抵抗パターンを別々のベース材に形成して、個々に作られた単独の各抵抗素子(19a)(19b)(19c)(19d)を、ゲージベース(18)に接着して形成したものである。この（ｂ）の場合には、ゲージベース(18)を省略して、直接的に蓋体(13)の前方をなす外面に接着することもできる。
【００７１】
各抵抗素子(19a)(19b)(19c)(19d)は、直角方向に延びるか、または縮む方向に応じて感度が異なるが、本例では、この点を考慮し、抵抗素子(19a)と(19b)、(19b)と(19c)、(19c)と(19d)、(19d)と(19a)の間で、その縦方向の向きと横方向の向きとを交互に変えて、互いに向きが直交するようにして、縦横の歪み成分が、計測を要する方向の外乱成分を相補的に相殺するように配置してある。
【００７２】
ゲージベース(18)の素材としては、例えばベークライト等、可撓性があって、電気的絶縁性に優れたものが用いられる。
【００７３】
上記歪みゲージ(Ａ)は、ゲージベース(18)の前面に接着材(20)を塗布して、蓋体(13)の後面のほぼ中心に接着固定される。
この際の接着作業は、工場内の完備された状況で行われ、十分に強固な接着がなされる。
【００７４】
歪みゲージ(Ａ)の各抵抗素子(19a)(19b)(19c)(19d)は、電気回路基板(11)上の電気回路とリード線(21)を用いて、ブリッヂ回路に取付け部が、接着材によって、ステムアームに止着され電気結線される。
【００７５】
図６および図７は、ブリッヂ回路の電気結線の例を示す。
【００７６】
図６の電気結線では、平衡調節用の可変抵抗器(12)を、いずれか１つの抵抗素子、例えば抵抗素子(19b)と並列に設けて、ブリッヂ回路の平衡を調節するようになっている。
【００７７】
図７の電気結線では、ブリッヂ回路の平衡検出端を、可変抵抗器(12)の摺動端子として、ブリッヂ回路の平衡を調節するようになっている。
【００７８】
このようにして、歪みゲージ(Ａ)を蓋体(13)の後面に取り付け、かつ各抵抗素子(19a)(19b)(19c)(19d)を電気回路基板(11)に結線し終えたら、蓋体(13)をもって、ハウジング(９)の開口を塞ぎ、フランジ(9a)と蓋体(13)とを溶接する。
【００７９】
これにより、ハウジング(９)の開口端が蓋体(13)で密閉されたカプセル形のセンサ(３)が完成される。図１及び図２は、この状態を示す。なお、この状態では、未だ操作孔(9d)は閉じられていない。また、蓋体(13)の取付け部(14)は、後方へ反り返ったままの状態にある。
【００８０】
次に、センサ(３)をステム(７)の取付面であるステムアーム(８)に取り付ける要領について説明する。
【００８１】
まず、蓋体(13)の前面(13a)に接着材(20)を塗布し、この前面(13a)を、ステムアーム(８)の外表面に当接させて位置決めする。次いで、外側に反り返っている取付け部(14)を、前方、すなわちステムアーム(８)側に押し付けて反りを戻し、取付け部(14)をステムアーム(８)の表面に密着させる。
【００８２】
その状態で、所定の箇所にスポット溶接をし、蓋体(13)をステムアーム(８)に固定すると、ステムアーム(８)に取り付けることができる。なお、蓋体(13)とステムアーム(８)との間に塗布した接着材(20)は、蓋体(13)とステムアーム(８)とが既に固定されているので、完全に固化していなくても動くことはない。
【００８３】
さらに、接着材(20)は、固化するまでの間、反り返りのある取付け部(14)の反力により、加圧されており、所要の硬化時間（約１２時間）を経過した後は、強力な接着力を発揮し、その接着力は長期間維持されてる。
【００８４】
なお、取付け部(14)とステムアーム(８)の止着は、スポット溶接に限るものではなく、接着材による接着でもよい。この場合、取付け部(14)とステムアーム(８)を接着する接着材として、硬化時間の極短い瞬間接着材を用いることができる。
【００８５】
この瞬間接着材の接着強度は、蓋体(13)とステムアーム(８)との間の接着材(20)が硬化するまでの間、維持されればよいので、長期間の接着力の維持は要しない。
【００８６】
続いて、コネクタ(10)のコネクタ部である凹入孔(15)の部分に、検査用回路の外部コネクタ(17)を取り付け、可変抵抗器(12)で抵抗を調整しながら、ブリッヂ回路を平衡するように調整し、手動弁(１)の開閉検出に先立つ初期設定を行う。
この際、手動弁(１)は、熟練者による適度の全閉閉止力により、全閉状態としておく。
【００８７】
この、設定が済んだら、操作孔(9d)に樹脂材(22)を充填して塞ぐと、完全に密閉されたカプセル形のセンサ(３)が形成され、組み付けは完了する。
【００８８】
集中監視又は外部監視を要する手動弁(１)においては、コネクタ(10)のコネクタ部に監視測定用の外部コネクタ(17)を取り付けると、組み付けが完了する。
【００８９】
単独使用の手動弁(１)においては、通常は、コネクタ(10)に適当な保護キャップをしておき、保守点検作業により開弁操作を生じたあと、閉弁操作するに際して、検査用回路の外部コネクタ(17)を取り付け、手動弁(１)の閉弁操作によってブリッヂ回路の平衡を取ることにより、熟練者の行った閉弁力と同じ閉弁操作を、未熟練者においても行うことができる。
【００９０】
上述の、実施形態の構造では、支持環(７)の取付面、すなわちステムアーム(８)の表面に、蓋体(13)の前面(13a)を当接させ、さらに蓋体(13)の外周をなす取付け部(14)の反り返しを戻し、この取付け部(13b)を、ステムアーム(８)の表面に当接させてスポット溶接すると、蓋体(13)の前面をステムアーム(８)の表面に密着当接させた状態で、センサ(３)を取り付けることができる。
【００９１】
蓋体(13)の前面(13a)を、ステムアーム(８)の表面の形状に合わせて変形させることもできるので、センサ精度を低下させることなく、確実に固定して取り付けることができる。
【実施例２】
【００９２】
図８は、別の実施形態を示す図３と同様の縦断面図である。
この実施形態においては、蓋体13)を、前記実施例と同様の薄板状となすとともに、この円盤状の蓋体(13)をハウジング(９)に取り付けるための、(取付け用フランジ(9a)を延長して、この延長部を、ハウジング(９)の取付け部(14A)とした例である。
【００９３】
この場合、蓋体(13)とハウジング(９)共に金属材で構成し、蓋体(13)の径を、フランジ(9a)の径とほぼ等しいまで大とし、取付け部(14A)の部分を２枚重ねの構造としても、また、蓋体(13)の径を、ハウジング(９)の開口部を塞ぐ程度の大きさにして、フランジ(9a)のみを取付け部(14A)としてもよい。それらいずれの場合にも、測定部所をなすステムアーム(８)にスポット溶接できる。
【実施例３】
【００９４】
図９は、前記図８の実施例における取付け部(14B)を、周方向に非連続とした実施形態を示すものである。
この取付け部(14B)の目的は、ハウジング(９)を長期に亘り被測定部所に固定すること、およびハウジング(９)の内部を密閉するためではなく、蓋体(13)の前面を被測定部に接着剤(20)が固化するまで、圧接することが目的である。
【００９５】
そのため、中央部をバランス良く被測定部所に圧接するように、実施例図の如く、４本足、もしくは図示を省略した３本足をなすように、周方向に非連続的に突出部を形成することもできる。
【実施例４】
【００９６】
図１０と図１１は、前記薄板状の蓋体(13)の部分を、ゴム状の弾性樹脂材の蓋体(13A)とした例である。
【００９７】
ハウジング(９)は、図８と同様に、開口端部にフランジ(9a)と取付け部(14A)を備え、ハウジング(９)の開口端部に、前記図８に示す薄板状の蓋体(13)と同様の、仮蓋部材(24)を仮止めする。
【００９８】
その際、仮蓋部材(24)の後面に、ゲージベース(18)を省略した歪みゲージ(Ａ)のみを、剥離容易に止着しておく。
【００９９】
その後、ハウジング(９)の前方開口部に、隙間充填材に用いられるシリコン樹脂などの、硬化後に適度の硬さ持ち、変形を容易とし、かつ補形性に富む弾力性を示す弾性樹脂材を充填し、その弾性樹脂剤を硬化させて、ハウジング(９)の開口部に蓋体(13A)を形成し、仮蓋部材(24)を取り省く。
【０１００】
このように形成された蓋体(13A)の前方には、歪みゲージ(Ａ)が止着されている。
【０１０１】
図１１は、この歪みゲージ(Ａ)の前面に接着剤(20)を挟んで、ハウジング(９)をステムアーム(８)へ取り付けた状態を示している。
【０１０２】
この実施例においては、被測定面をなすステムアーム(８)の表面が、不規則な平面をなす場合においても、歪みゲージ(Ａ)の部分が弾性的蓋体(13A)によって支持されているので、歪みゲージ(Ａ)は、ケーシング(９)の傾きには係わらず、測定面の傾きに整合した状態で接着される。
【０１０３】
なお、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態に種々の変形や変更を施すことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明における第１の実施形態に係るセンサを取り付けた状態を示す手動弁の要部切欠側面図である。
【図２】手動弁に取り付ける前の状態で示すセンサの外観斜視図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う拡大縦断側面図である。
【図４】手動弁に取り付けた後の図３と同様の縦断側面図である。
【図５】歪みゲージにおけるの抵抗素子の配置構成を示す図である。
【図６】歪みゲージの電気的接続状態を示す回路図である。
【図７】歪みゲージの電気的接続状態を示す別の回路図である。
【図８】本発明における第２の実施形態を示す、図３同様の中央縦断面図である。
【図９】本発明における第３の実施形態を示す、センサの背面図である。
【図１０】本発明における第４の実施形態を示す、図３同様の中央縦断面図である。
【図１１】図１０の実施形態のセンサを、手動弁に取り付けた状態を示す、図２を同様の縦断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
(１)手動弁
(２)弁棒
(３)センサ
(４)弁箱
(５)おねじ
(６)ステムナット
(７)支持環
(８)ステムアーム
(９)ハウジング
(9a)フランジ
(9b)底壁
(9c)フランジ付き孔
(9d)操作孔
(10)コネクタ
(10a)位置決め用鍔
(10b)ねじ軸
(11)電気回路基板
(12)可変抵抗器
(12a)回転軸
(12b)溝
(13)(13A)蓋体
(13a)前面
(14)取付け部
(15)凹入孔
(16)端子
(17)外部コネクタ
(18)ゲージベース
(19a)抵抗素子
(19b)抵抗素子
(19c)抵抗素子
(19d)抵抗素子
(20)接着材
(21)リード線
(22)樹脂材
(23)断熱カバー
(24)仮蓋部材
(Ａ)歪みゲージ
(P1)スポット溶接箇所
【図１】
2006200940.tif 000003
【図２】
2006200940.tif 000004
【図３】
2006200940.tif 000005
【図４】
2006200940.tif 000006
【図５】
2006200940.tif 000007
【図６】
2006200940.tif 000008
【図７】
2006200940.tif 000009
【図８】
2006200940.tif 000010
【図９】
2006200940.tif 000011
【図１０】
2006200940.tif 000012
【図１１】
2006200940.tif 000013