(57)【要約】【課題】ポッティング材が容易に収縮できる構成を採ることによりポッティング材中に気泡や剥離、ひび割れ等が生じることがない耐圧防爆機器の製造方法を提供する。【解決手段】本体２２に取り付けられるとともに凸部３４が形成されたカバー２５を有する蓋部材２３を備えた耐圧防爆機器の製造方法である。凸部３４の環状溝３７に第２のＯリング３８を装着する装着ステップと、ガラスパネル２６を凸部３４の一端面に対向した状態で一定の間隔を保つようにＯリングに当接させて載置するパネル配置ステップとを有する。ガラスパネル２６の外周とカバー２５の内周面との間にポッティング材４１を充填する充填ステップと、充填ステップ完了後、ポッティング材４１を加熱硬化させる加熱硬化ステップとを有する。加熱硬化ステップ終了から所定時間経過後のガラスパネル２６と凸部３４の一端面３６との距離が加熱硬化ステップ前のガラスパネル２６と凸部３４の一端面３６との距離よりも短縮されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、一端が前記本体に取り付けられ、他端に軸線に向かって突出した凸部が形成された筒状のカバーを有する蓋部材とを備えた耐圧防爆機器の製造方法であって、
前記凸部の前記一端側に位置する一端面に形成された環状の凹部にＯリングを装着する装着ステップと、
板状のガラスパネルを前記凸部の一端面に対向した状態で一定の間隔を保つように前記Ｏリングに当接させて載置するパネル配置ステップと、
前記ガラスパネルの外周と前記カバーの内周面との間にポッティング材を充填する充填ステップと、
前記充填ステップ完了後、前記ポッティング材を加熱硬化させる加熱硬化ステップとを有し、
前記加熱硬化ステップ終了から所定時間経過後の前記ガラスパネルと前記凸部の一端面との距離が前記加熱硬化ステップ前の前記ガラスパネルと前記凸部の一端面との距離よりも短縮されていること
を特徴とする耐圧防爆機器の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の耐圧防爆機器の製造方法において、
前記パネル配置ステップ以降の工程では、前記ガラスパネルを前記Ｏリングへ押圧する如何なる部材も使用しないこと
を特徴とする耐圧防爆機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部視認用の窓部を有する蓋部材と窓部内のガラスパネルとの間にポッティング材を充填するステップを有する耐圧防爆機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可燃性ガスや引火性液体などを取り扱う工場や事業所等に設置される機器においては、防爆構造とすることが要求されている。この種の耐圧防爆機器としては、たとえば差圧発信器、ゲージ圧発信器、絶対圧発信器などがある。防爆構造は、これらの機器の測定結果を表示する表示部にも要求されている。
【０００３】
従来の耐圧防爆機器の表示部としては、たとえば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に開示された表示部の防爆構造は、図１０に示すように構成されている。
図１０に示す表示部１は、計測機器の本体２の内部視認用の穴３と、この穴３に取付けられた蓋部材４とによって構成されている。蓋部材４は、円筒状に形成されたカバー５にガラスパネル６やばね部材７などの部品を組付けることによって形成されている。
【０００４】
カバー５は、一端が本体２の穴３の中に挿入された状態で本体２に取付けられている。カバー５の他端には、円筒状のカバー５の軸線Ｃ１に向かって突出する内フランジ状の凸部８が形成されている。
ガラスパネル６は、円板状に形成されており、凸部８の一端側（図１０においては上側）の面に載置されている。このガラスパネル６と凸部８との間はＯリング９によってシールされている。このＯリング９は、凸部８に形成された環状溝１０に挿入されて保持されている。また、カバー５の内周面とガラスパネル６の外周部との間にはポッティング層１１が設けられている。ポッティング層１１は、液状のポッティング材（図示せず）をカバー５とガラスパネル６との間に充填し、加熱して硬化させることによって形成されている。
【０００５】
ポッティング材の充填は、ガラスパネル６を凸部８に向けて押圧した状態で行われる。詳述すると、ポッティング材は、図１１に示すように、ガラスパネル６が凸部８に向けて押されてＯリングが変形し、ガラスパネル６における凸部８と対向する端面６ａが凸部８の一端面８ａ（ガラスパネル６と対向する面）に当接した状態で充填されている。
従来の耐圧防爆機器の表示部１は、気密性を高くするために、ポッティング材の充填範囲がガラスパネル６の端面６ａに沿って径方向の内側に延びるように構成されている。すなわち、凸部８における環状溝１０より径方向外側の外周部８ｂが環状溝１０より径方向内側の内周部８ｃと較べてガラスパネル６との間隔が広くなるように形成され、この外周部８ｂとガラスパネル６の端面６ａとによって挟まれた円環状空間１２にもポッティング材が充填されている。
【０００６】
蓋部材４を組み立てるためには、先ず、Ｏリング９を凸部８の環状溝１０に挿入し、このＯリング９の上にガラスパネル６を載置する。そして、ガラスパネル６を押圧してガラスパネル６の端面６ａが凸部８の上述した内周部８ｃに当接している状態でポッティング材を注入する。その後、ポッティング材を加熱してポッティング層１１として硬化させ、ばね部材７をカバー５に取付ける。ばね部材７は、板ばねからなり、ガラスパネル６を凸部８に向けて付勢する状態でカバー５の内周部に保持されている。
【０００７】
特許文献１に示す表示部１においては、Ｏリング９とポッティング材とによってカバー５の内部と外部とが隔離されるから、防爆構造の要求を満たすこととなる。ポッティング材からなる封止部分は、防爆要件により、気泡や剥離、ひび割れなどが存在しない完全充填の状態でなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１２６４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されている製造方法では、硬化後のポッティング材中に完全に気泡等が残ることがないようにポッティング材の充填を行うことができず、不良品が発生するという問題があった。気泡や剥離、ひび割れは、ガラスパネル６と凸部８との間の円環状空間１２に充填されたポッティング材中に顕著に現れることが分かった。
気泡や剥離、ひび割れは、図１２に示すように生じる。図１２において、符号１３は、気泡や剥離が生じている部分を示し、符号１４は、ひび割れが生じている部分を示す。
このような気泡や剥離、ひび割れが生じる原因は、ポッティング材の体積が硬化時に減少するからであると考えられる。ポッティング材は、硬化時に体積が約２％減少することが知られている。
【００１０】
ポッティング材の体積は、室温の状態から加熱されて硬化するまでの間に図１３（Ａ）〜(Ｄ）に示すように変化する。図１３（Ａ）は、ポッティング材１５が液状を維持する室温の状態を示し、図１３（Ｂ）は、液体のポッティング材１５が室温から硬化温度まで加熱された状態を示す。図１３（Ｃ）は、ポッティング材が硬化温度に達してから約１時間保持されてポッティング層１１として固化した状態を示す。図１３（Ｄ）は、ポッティング層１１が固化した後に硬化温度から室温まで冷却された後の状態を示す。
図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ポッティング材１５の体積は、硬化温度に達することにより増大し、硬化した後に温度が室温まで低下することにより減少する。
【００１１】
上述した円環状空間１２の壁の一部を構成するガラスパネル６は、図１１に示すように、端面６ａが凸部８の内周部８ｃに接触しているために、凸部８との間隔が狭くなる方向に変位することができない。このため、円環状空間１２に充填されたポッティング材が硬化するときは、体積の減少が妨げられ、ポッティング材内で過大な応力が生じる。この応力を模式的に表現すると図１４に示すようになる。図１４においては、ポッティング材内に生じる過大な応力を矢印によって示している。このような過大な応力が気泡や剥離、ひび割れの原因であると考えられる。
【００１２】
本発明は、このように気泡や剥離、ひび割れ等の発生原因を究明してなされたもので、ポッティング材が容易に収縮できる構成を採ることによりポッティング層中に気泡や剥離、ひび割れ等が生じることがない耐圧防爆機器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために、本発明に係る耐圧防爆機器の製造方法は、本体と、一端が前記本体に取り付けられ、他端に軸線に向かって突出した凸部が形成された筒状のカバーを有する蓋部材とを備えた耐圧防爆機器の製造方法であって、前記凸部の前記一端側に位置する一端面に形成された環状の凹部にＯリングを装着する装着ステップと、板状のガラスパネルを前記凸部の一端面に対向した状態で一定の間隔を保つように前記Ｏリングに当接させて載置するパネル配置ステップと、前記ガラスパネルの外周と前記カバーの内周面との間にポッティング材を充填する充填ステップと、前記充填ステップ完了後、ポッティング材を加熱硬化させる加熱硬化ステップとを有し、前記加熱硬化ステップ終了から所定時間経過後の前記ガラスパネルと前記凸部の一端面との距離が前記加熱硬化ステップ前の前記ガラスパネルと前記凸部の一端面との距離よりも短縮されている方法である。
本発明は、前記耐圧防爆機器の製造方法において、前記パネル配置ステップ以降の工程では、前記ガラスパネルを前記Ｏリングへ押圧する如何なる部材も使用しない方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る耐圧防爆機器の製造方法は、ポッティング材がガラスパネルと凸部の一端面との間で硬化するときの体積減少を許容する方法であるから、硬化時にポッティング材中に過大な応力が生じることはない。
したがって、本発明によれば、ポッティング材中に気泡や剥離、ひび割れ等が生じることがない耐圧防爆機器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る耐圧防爆機器の製造方法によって製造される耐圧防爆機器の表示部を示す断面図である。
【図２】表示部の一部を拡大して示す断面図である。図２は、ポッティング材が充填される以前の状態を示している。
【図３】本発明に係る耐圧防爆機器の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】装着ステップを説明するための断面図である。
【図５】パネル配置ステップを説明するための断面図である。
【図６】充填ステップを説明するための断面図である。
【図７】加熱硬化ステップを説明するための断面図である。
【図８】硬化ステップ終了後の状態を説明するための要部の断面図である。
【図９】ばね部材をカバーに組み付けるステップを説明するための断面図である。
【図１０】従来の耐圧防爆機器の製造方法によって製造される耐圧防爆機器の表示部を示す断面図である。
【図１１】表示部の一部を拡大して示す断面図である。
【図１２】ポッティング材の内部の顕微鏡写真である。
【図１３】ポッティング材の体積変化を説明するための模式図で、同図（Ａ）は室温の状態を示し、同図（Ｂ）は硬化温度に上昇した状態を示し、同図（Ｃ）は硬化温度で所定時間保持された状態を示し、同図（Ｄ）は硬化温度から室温に低下した状態を示す。
【図１４】冷却時にポッティング材内で応力が生じている状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る耐圧防爆機器の製造方法の一実施の形態を図１〜図９によって詳細に説明する。
［耐圧防爆機器の構成］
この実施の形態で説明する耐圧防爆機器は、可燃性ガスや引火性液体などを取り扱う工場や事業所等に設置されるものである。この種の耐圧防爆機器としては、例えば防爆型の差圧発信器、ゲージ圧発信器、絶対圧発信器などが挙げられる。
図１に示す耐圧防爆機器２１は、本体２２と、この本体２２に取付けられた蓋部材２３とを備えている。本体２２の内部には、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)からなる表示素子２４が設けられている。蓋部材２３は、この表示素子２４の表示を機器外部から視認できるようにするためのもので、詳細は後述するが、防爆構造が採られており、本体２２を気密に封止している。
【００１７】
蓋部材２３は、円筒状に形成されて一端（図１においては上端）が本体２２に取付けられたカバー２５と、このカバー２５の中空部に装着されたガラスパネル２６およびばね部材２７と、カバー２５とガラスパネル２６との間に充填されたポッティング層２８などを備えている。なお、以下においてカバー２５の軸線Ｃ２に沿う方向を特定するにあたっては、便宜上、図１において上側となる本体２２側を上側とし、これとは反対側を下側として説明する。
【００１８】
カバー２５の上端部であって外周部分には、本体２２に螺着される雄ねじ３１が形成されている。この雄ねじ３１よりカバー２５の下側には第１のＯリング３２が装着されている。この第１のＯリング３２は、蓋部材２３と本体２２との間をシールするためのものである。
カバー２５の上端部であって内周部分には、ばね部材２７が係合する凹部３３が形成されている。ばね部材２７は、ガラスパネル２６をカバー２５の下側に向けて押圧する状態で凹部３３に係合している。
【００１９】
カバー２５の下端部であって内周部分には、カバー２５の軸線Ｃ２に向かって突出する内フランジ状の凸部３４が設けられている。この凸部３４の軸心部には円形の穴３５が形成されている。
凸部３４の上側は、図２に示すように、ガラスパネル２６を指向する一端面３６と、この一端面３６に形成された環状溝３７などによって構成されている。この実施の形態においては、環状溝３７が本発明でいう「環状の凹部」に相当する。
【００２０】
一端面３６は、カバー２５の軸線Ｃ２と直交する平坦面によって形成されている。
環状溝３７は、第２のＯリング３８を保持するためのもので、カバー２５と同一軸線上に位置付けられており、ガラスパネル２６に向けて開口している。第２のＯリング３８は、凸部３４とガラスパネル２６との間をシールするためのものである。この実施の形態による一端面３６は、環状溝３７より径方向の内側に位置する内側端面３６ａと、環状溝３７より径方向の外側に位置する外側端面３６ｂとを有している。外側端面３６ｂは、内側端面３６ａより所定寸法だけ下側に位置付けられている。この外側端面３６ｂとガラスパネル２６との間には、カバー２５の内周面から径方向の内側に延びる円環状空間３９が形成されている。
この実施の形態によるカバー２５は、アルミダイカスト、もしくはステンレス鋼などの金属によって形成されている。
【００２１】
ガラスパネル２６は、外径がカバー２５の内径よりも小さな円板状に形成されている。このようなガラスパネル２６は、例えば、強化ガラスによって形成することができる。
ポッティング層２８は、加熱されることにより硬化するポッティング材４１(図６参照）を使用して形成されている。このポッティング材４１の材料としては、例えばシリコーン樹脂などの公知のポッティング材料を使用することができる。
【００２２】
［耐圧防爆機器の製造方法］
次に、本発明に係る耐圧防爆機器の製造方法を図３によって説明する。
この耐圧防爆機器の製造方法を実施するにあたっては、先ず、前準備として、ポッティング材４１内に含まれる気泡を取り除くために、ポッティング材４１を脱気する（ステップＳ１）。この脱気は、図示してはいないが、例えば、真空チャンバ内にポッティング材４１を配置し、真空ポンプで真空チャンバ内を真空状態とすることにより行うことができる。
そして、カバー２５と、ガラスパネル２６と、ばね部材２７と、第１および第２の０リング３２，３８の表面から油分を取り除く脱脂処理を行う（ステップＳ２）。
【００２３】
次に、ステップＳ３において、図４に示すように、凸部３４の上面に形成された環状溝３７に第２のＯリング３８を装着する。このステップＳ３が本発明でいう「装着ステップ」に相当する。そして、図５に示すように、ガラスパネル２６を、凸部３４の一端面に対向した状態で一定の間隔を保つように、第２のＯリング３８に当接させて載置する（ステップＳ４）。ガラスパネル２６を第２のＯリング３８に載せるにあたっては、例えば図示していない治具によってガラスパネル２６を保持し、カバー５と同一軸線上に配置する。このステップＳ４が本発明でいう「パネル配置ステップ」に相当する。
【００２４】
このようにガラスパネル２６が配置された後、図６に示すように、ガラスパネル２６の外周とカバー２５の内周面との間に、ステップＳ１で脱気されたポッティング材４１を充填する（ステップＳ５）。このとき、ポッティング材４１は、ガラスパネル２６の外周面とカバー２５の内周面とを伝って流れ下り、円環状空間３９に流入する。このステップＳ５が本発明でいう「充填ステップ」に相当する。
【００２５】
ポッティング材４１の充填が終了した後、ポッティング材４１の未充填部分が残存することを防ぐために、カバー２５を真空引きする（ステップＳ６）。この真空引きは、ステップＳ１でポッティング材４１を脱気した場合と同様、カバー２５を収容した真空チャンバ内を真空ポンプで真空状態とすることにより行われる。ここでは、５分以上の真空引きと大気開放とが２回以上繰り返される。この真空引きは、ガラスパネル２６が第２のＯリング３８の上に載置されている状態、すなわち、第２のＯリング３８がガラスパネル２６の重量のみで押されるような状態で行われる。
この真空引きにより、ポッティング材４１の未充填部分をなくすことができる。
【００２６】
次に、ガラスパネル２６に付着したポッティング材４１を拭き取り（ステップＳ７）、更に真空引きを１時間以上行う（ステップＳ８）。真空引きが終了した後、ポッティング材４１に気泡が存在するか否か確認する（ステップＳ９）。
ポッティング材４１に気泡が存在する場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ポッティング材４１を再注入し（ステップＳ１０）、ステップＳ８の処理に戻る。
【００２７】
一方、ポッティング材４１に気泡が存在しない場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ポッティング材４１を加熱して硬化させる（ステップＳ１１）。これにより、図７に示すように、ポッティング層２８が形成される。なお、ポッティング材４１の硬化は、例えば、ポッティング材４１が充填されたカバー２５を加熱炉（図示せず）に入れて加熱することにより行うことができる。このステップＳ１１が本発明でいう「加熱硬化ステップ」に相当する。
このステップＳ１１が終了するまで、ステップＳ４（パネル配置ステップ）以降の工程では、ガラスパネル２６を第２のＯリング３８へ押圧する如何なる部材も使用していない。
【００２８】
ポッティング層２８が形成された後、このポッティング層２８の状態を確認する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２（確認ステップ）においては、先ず、ステップＳ１１（加熱硬化ステップ）が終了して加熱炉から取り出されたカバー２５を予め定めた時間だけ室温で保持する。そして、ユーザが目視により、ポッティング材４１が固まっているか、気泡が存在していないか、ポッティング材４１が剥がれていないかなどについて確認する。
【００２９】
ポッティング材４１は、硬化温度まで加熱されることにより固化し、硬化温度から室温まで低下する過程で体積が減少する。この実施の形態においては、ステップＳ１２（確認ステップ）において予め定めた時間だけポッティング層２８を室温で保持しているので、体積の減少が完了した状態で上記の確認を行うことができる。ここで、ポッティング材４１の体積が減少するときのカバー２５内の状態を図８によって説明する。
【００３０】
ポッティング材４１が加熱されて硬化した直後は、図８中に二点鎖線で示すように、ガラスパネル２６が凸部３４の内側端面３６ａから上側に距離Ａだけ離間した位置にある。この状態においては、第２のＯリング３８は殆ど弾性変形していない。一方、固化したポッティング材４１（ポッティング層２８）が冷却されて体積が減少すると、図８中に実線で示すように、ガラスパネル２６が収縮前の位置から距離Ｂだけ下がり、凸部３４の内側端面３６ａから上側に距離Ｃだけ離間した位置に移動する。
【００３１】
すなわち、加熱硬化ステップ終了から所定時間経過後のガラスパネル２６と凸部３４の一端面３６（内側端面３６ａ）との距離Ｃは、加熱硬化ステップ前のガラスパネル２６と凸部３４の一端面（内側端面３６ａ）との距離Ａよりも短縮される。例えば、距離Ａが０．２ｍｍ程度であった場合、距離Ｂは０．０８ｍｍ程度である。このガラスパネル２６の移動に伴い、第２のＯリング３８がガラスパネル２６によって押されて圧縮される。
【００３２】
このようにポッティング層２８の状態を確認した後、ばね部材２７に潤滑材を散布し（ステップＳ１３）、図９に示すように、ばね部材２７をカバー２５に組み付ける（ステップＳ１４）。このばね部材２７の組み付けは、ばね部材２７をカバー２５の上端側からカバー２５の内部に入れた後、ばね部材２７の縁部をばね部材２７のばね力に抗してカバー２５の凹部３３に嵌め込むことにより行われる。これにより、ばね部材２７がガラスパネル２６を下側に向けて押圧するので、ガラスパネル２６は、カバー２５の内部に固定されることとなる。
【００３３】
ばね部材２７が組み付けられた後、ばね部材２７が適切な状態で組み付けられているか否かを確認する（ステップＳ１５）。この確認は、例えば、ユーザの目視により行われる。
ばね部材２７が適切な状態で組み付けられていない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ユーザは、ばね部材２７の組み付けられた状態を修正する（ステップＳ１６）。
ばね部材２７が適切な状態で組み付けられている場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、または、ばね部材２７の組み付けられている状態を修正すると、ユーザは、ステップＳ１７において、蓋部材２３について最終確認を行う。これにより、蓋部材２３が組み立てられることとなる。
【００３４】
以上説明したように、この実施の形態による耐圧防爆機器の製造方法は、ポッティング材４１がガラスパネル２６と凸部３４の一端面３６との間で硬化するときの体積減少を許容する方法であるから、硬化時にポッティング材４１中に過大な応力が生じることはない。
したがって、この実施の形態によれば、ポッティング材中に気泡や剥離、ひび割れ等が生じることがない耐圧防爆機器の製造方法を提供することができる。
【００３５】
この実施の形態による耐圧防爆機器の製造方法は、ステップＳ４（パネル配置ステップ）以降の工程では、ガラスパネル２６を第２のＯリング３８へ押圧する如何なる部材も使用しない方法である。このため、ガラスパネル２６とカバー２５の凸部３４との間に形成されるポッティング材充填用の円環状空間３９を可及的広く保つことができるから、この円環状空間３９に充填されたポッティング材４１から気泡が排出されるときの排出経路を広くすることができる。したがって、この実施の形態によれば、ポッティング材中の気泡が排出され易い耐圧防爆機器の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…表示部、２２…本体、２３…蓋部材、２５…カバー、２６…ガラスパネル、３４…凸部、３６…一端面、３７…環状溝（環状の凹部）、３８…第２のＯリング（Ｏリング）、４１…ポッティング材、Ｓ３…装着ステップ、Ｓ４…パネル配置ステップ、Ｓ５…充填ステップ、Ｓ１１…加熱硬化ステップ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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