(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に内径が漸次大きくなるテーパ面が形成された円筒部材と、
外周面に軸方向に延びる溝が形成され、上記円筒部材に挿入される円柱状または円筒状の挿入部材と、
上記円筒部材のテーパ面と上記挿入部材の外周面との間の環状隙間に嵌め込まれることにより弾性変形して内周側の一部が上記挿入部材の溝に入り込むＯリングとを備えている
ことを特徴とするシール機構。
【請求項２】
請求項１に記載のシール機構において、
上記Ｏリングは、上記円筒部材の軸方向に複数重ねられて上記環状隙間に嵌め込まれている
ことを特徴とするシール機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、Ｏリングで部材間の隙間をシールするシール機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｏリングを用いたシール機構として、例えば特許文献１に開示されているように、円筒部材と、該円筒部材に挿入された挿入部材（ベアリング）との間をＯリングでシールするものが知られている。この特許文献１のものでは、円筒部材の内周面に形成された周方向の溝にＯリングが装着され、Ｏリングの内周側が挿入部材の外周面に接することで、円筒部材の内周面と挿入部材の外周面との間がＯリングによってシールされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２３６３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、円筒部材に挿入される挿入部材の外周面において、例えば電線の配線スペースとして軸方向に延びる溝（縦溝）を設ける場合がある。その場合、上述したようなシール機構では、挿入部材の外周面に設けられた溝まではシールすることが困難であった。
【０００５】
本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外周面に軸方向の溝が設けられた挿入部材が円筒部材に挿入された構造において、円筒部材の内周面と挿入部材の外周面との間だけでなく挿入部材の溝もＯリングによってシールすることが可能なシール機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願のシール機構は、円筒部材と、挿入部材と、Ｏリングとを備えている。上記円筒部材は、その内周面に内径が漸次大きくなるテーパ面が形成されているものである。上記挿入部材は、その外周面に軸方向に延びる溝が形成され、上記円筒部材に挿入される円柱状または円筒状のものである。上記Ｏリングは、上記円筒部材のテーパ面と上記挿入部材の外周面との間の環状隙間に嵌め込まれることにより弾性変形して内周側の一部が上記挿入部材の溝に入り込むものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本願のシール機構によれば、円筒部材の内周面にテーパ面を形成し、円筒部材のテーパ面と挿入部材の外周面との間の環状隙間にＯリングを嵌め込むようにした。これにより、円筒部材の内周面（テーパ面）と挿入部材の外周面との間をＯリングによってシールすることができる。そして、Ｏリングを環状隙間に嵌め込むことにより弾性変形させてＯリングの内周側の一部を挿入部材の溝に入り込ませるようにした。つまり、円筒部材のテーパ面と挿入部材の外周面との間の環状隙間においてその隙間が狭くなる方向にＯリングを押し込むことにより、Ｏリングの弾性変形量を増大させ、Ｏリングの内周側の一部が挿入部材の溝に膨出するようにした。こうして、Ｏリングの一部が挿入部材の溝に入り込む（膨出する）ことにより、挿入部材の溝をＯリングの一部によってシールすることができる。以上より、本願のシール機構によれば、円筒部材の内周面と挿入部材の外周面との間だけでなく挿入部材の溝もＯリングによってシールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るシール機構の概略構成を示す断面図である。
【図３】図３は、図２におけるＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るシール機構の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１０】
図１に示す本実施形態のセンサ装置１は、図示しない固定器具に連結して測定対象物（例えば、スチームトラップ）に固定し、該測定対象物の振動および温度の２つを検出する、いわゆる固定タイプのセンサである。センサ装置１は、例えば上下方向に延びる状態で測定対象物に固定される。
【００１１】
センサ装置１は、ケーシング１０と、振動検出機構２０と、保持部材３５と、温度検出機構４０とを備えており、本願の請求項に係るシール機構５０が設けられている。
【００１２】
ケーシング１０は、略円筒状に形成され、大径部１１および小径部１２を有する。大径部１１の外周面には、信号処理回路や発信部が内蔵された機器（図示省略）に締結される雄ねじ部（符号省略）が形成されている。小径部１２の外周面には、上述した固定器具に締結される雄ねじ部（符号省略）が形成されている。
【００１３】
振動検出機構２０は、検出針２１と、振動伝達板２２と、圧電素子２３，２４と、電極板２５，２６と、ウエイト２７，２８とを備え、ケーシング１０に挿入されて測定対象物の振動を検出（測定）するものである。
【００１４】
検出針２１は、概ね細長い棒状（円柱状）の部材であり、上方から順に、ねじ部２１ｃ、大径部２１ａおよび小径部２１ｂが形成されている。ねじ部２１ｃは、大径部２１ａよりも小径に形成され、外周面に雄ねじが形成されている。検出針２１は、ケーシング１０にそれと同軸となる状態で挿入されている。検出針２１の先端２１ｄは、先細形状になっている。
【００１５】
振動伝達板２２は、雌ねじが形成されており、検出針２１のねじ部２１ｃに締結されている。検出針２１のねじ部２１ｃには、振動伝達板２２に次いで、第１圧電素子２３、第１電極板２５、第２圧電素子２４、第２電極板２６および２つのウエイト２７，２８が順に挿入されている。検出針２１のねじ部２１ｃでは、ナット２９を締め付けることによって、振動伝達板２２や電極板２５，２６等が互いに密接して固定されている。そして、検出針２１のねじ部２１ｃの上部にはバネ部材３１が取り付けられ、検出針２１はバネ部材３１によって下方へ付勢されている。なお、バネ部材３１はストッパー３２によってケーシング１０から上方への抜けだしが防止されている。
【００１６】
保持部材３５は、振動検出機構２０の検出針２１と、後述する温度検出機構４０の接触部材４１を保持する。保持部材３５は、略円筒状に形成されており、上方から順に、主軸部３６および先端部３７を有している。保持部材３５は、ケーシング１０にそれと同軸となる状態で挿入されている。また、主軸部３６には２つの窓３６ａ，３６ｂが形成されている。検出針２１は、保持部材３５に挿入され上下方向に変位可能（移動可能）に保持されている。
【００１７】
温度検出機構４０は、接触部材４１と、２本の熱電対線４２（図４参照）とを備え、測定対象物の温度を検出（測定）するものである。
【００１８】
接触部材４１は、保持部材３５の先端部３７に保持され、ケーシング１０の先端（下端）から突出した状態で設けられている。接触部材４１は、測定対象物に押し付けられて接触する部材である。２本の熱電対線は、図１では省略しているが、それぞれ、一端が接触部材４１に接続され、他端が上述した信号処理回路に接続されている。２本の熱電対線は、一方がアルメル線で、他方がクロメル線である。
【００１９】
センサ装置１では、ケーシング１０の先端を測定対象物（例えば、スチームトラップの表面）に押し付けて固定されることにより、検出針２１の先端２１ｄが押し込まれる。これにより、測定対象物の機械的振動が検出針２１を通して振動伝達板２２に伝わり、圧力変動として圧電素子２３，２４に作用する。これに応じて圧電素子２３，２４に電圧変動が生じ、この電圧変動に関する信号が電極板２５，２６から信号処理回路に送られて測定対象物の振動が検出（測定）される。また、センサ装置１では、上述したように検出針２１の先端２１ｄが押し込まれることにより、接触部材４１の下面が測定対象物に接触する。そうすると、２本の熱電対線において電位差が生じ、この電位差に関する信号が信号処理回路に送られて測定対象物の温度が検出される。
【００２０】
〈シール機構の構成〉
シール機構５０は、ケーシング１０と保持部材３５との間をシールするものである。図２および図３にも示すように、ケーシング１０における小径部１２の内周面１４には、上部にテーパ面１５が形成されている。テーパ面１５は、下方から上方へいくに従って小径部１２の内径が漸次大きくなるものである。
【００２１】
保持部材３５の主軸部３６には、外周面３８に縦溝３９が１つ設けられている。縦溝３９は、主軸部３６の外周面３８において上下方向（主軸部３６の軸方向）に延びており、横断面が矩形に形成されている（図４参照）。縦溝３９は、保持部材３５の主軸部３６において窓３６ａから上端に亘って形成されている。縦溝３９は、温度検出機構４０の２本の熱電対線を配線するための溝である。
【００２２】
また、保持部材３５の主軸部３６には、環状の鍔３６ｃが設けられている。鍔３６ｃは、主軸部３６の外周面３８から外方に突出しており、主軸部３６の全周に亘って設けられている。鍔３６ｃは、ケーシング１０の小径部１２の内径よりも大径に形成されている。保持部材３５は、鍔３６ｃがケーシング１０における大径部１１と小径部１２との段差部１６に接することにより、ケーシング１０から下方への抜け出しが防止される。
【００２３】
こうして構成されたセンサ装置１では、ケーシング１０における小径部１２のテーパ面１５と保持部材３５における主軸部３６の外周面３８との間に環状隙間５１が形成される。この環状隙間５１には、弾性材料により構成された２つのＯリング４３，４４が嵌め込まれている。２つのＯリング４３，４４は、上下方向（ケーシング１０の軸方向）に互いに重ねられて設けられている。こうして、Ｏリング４３，４４が環状隙間５１に嵌め込まれることにより、ケーシング１０のテーパ面１５（内周面１４）と保持部材３５の外周面３８との間がシールされる。
【００２４】
そして、Ｏリング４３，４４は、それぞれ、環状隙間５１に嵌め込まれることにより、弾性変形して内周側の一部が保持部材３５の縦溝３９に入り込むように構成されている（図３および図４参照）。つまり、シール機構５０では、ケーシング１０のテーパ面１５と保持部材３５の外周面３８との間の環状隙間５１においてその隙間が狭くなる方向（下方）にＯリング４３，４４を押し込むことにより、Ｏリング４３，４４の弾性変形量を増大させ、Ｏリング４３，４４の内周側の一部が保持部材３５の縦溝３９に膨出するように構成されている。
【００２５】
図４に示すように、Ｏリング４３，４４の内周側の一部が縦溝３９に入り込むことで、縦溝３９において２本の熱電対線４２以外の隙間がＯリング４３，４４の一部によって閉塞される。つまり、２本の熱電対線４２は縦溝３９において両隅に配線されており、Ｏリング４３，４４の内周側の一部が縦溝３９における底面３９ａおよび両側面３９ｂに接するまで弾性変形（膨出）する。これにより、保持部材３５における主軸部３６の縦溝３９がＯリング４３，４４によってシールされる。
【００２６】
また、２つのＯリング４３，４４は、互いに大きさ（内径および外径）が同じである。そうすると、上側のＯリング４４が位置する環状隙間５１は下側のＯリング４３が位置する環状隙間５１よりも広いため、上側のＯリング４４は下側のＯリング４３よりも弾性変形量が小さくなるが、保持部材３５の縦溝３９に入り込む量（縦溝３９への膨出量）が縦溝３９を閉塞し得る十分な量となるように上側のＯリング４４の大きさは設定されている。したがって、２つのＯリング４３，４４によって縦溝３９を確実にシールすることができる。
【００２７】
このように、シール機構５０は、テーパ面１５が形成されたケーシング１０と、縦溝３９が形成された保持部材３５と、Ｏリング４３，４４とを備え、テーパ面１５と保持部材３５の外周面３８との間の環状隙間５１と、保持部材３５の縦溝３９とをシールするものである。なお、本実施形態のシール機構５０において、ケーシング１０の小径部１２および保持部材３５の主軸部３６は、それぞれ、本願の請求項に係る円筒部材および挿入部材に相当する。
【００２８】
また、本実施形態のセンサ装置１には、上述したシール機構５０とは別のシール機構が設けられている。具体的には、図１に示すように、ケーシング１０の大径部１１において、保持部材３５の鍔３６ｃよりも上方空間にＯリング４５が設けられている。Ｏリング４５は、保持部材３５における主軸部３６の外周に嵌め込まれた規制部材４６と、ケーシング１０の大径部１１との間に嵌め込まれている。つまり、Ｏリング４５は、内周側が規制部材４６の外周面と接し、外周側が大径部１１の内周面１３と接して、規制部材４６と大径部１１との間をシールする。なお、規制部材４６の上方には該規制部材４６を下方へ付勢するバネ部材４７が設けられている。
【００２９】
以上のように、本実施形態のシール機構５０によれば、ケーシング１０（小径部１２）の内周面１４にテーパ面１５を形成し、該テーパ面１５と保持部材３５（主軸部３６）の外周面３８との間の環状隙間５１にＯリング４３，４４を嵌め込むようにした。これにより、ケーシング１０の内周面１４（テーパ面１５）と保持部材３５の外周面３８との間をＯリング４３，４４によってシールすることができる。そして、本実施形態のシール機構５０では、Ｏリング４３，４４を環状隙間５１に嵌め込むことにより弾性変形させてＯリング４３，４４の内周側の一部を保持部材３５（主軸部３６）の縦溝３９に入り込ませる（膨出させる）ようにした。こうして、Ｏリング４３，４４の一部が縦溝３９に入り込む（膨出する）ことにより、縦溝３９をＯリング４３，４４の一部によってシールすることができる。
【００３０】
以上より、本実施形態のシール機構５０によれば、ケーシング１０の内周面１４と保持部材３５の外周面３８との間だけでなく、保持部材３５の縦溝３９もＯリング４３，４４によってシールすることができる。これにより、ケーシング１０の先端（下端）から侵入した水分が縦溝３９を介してケーシング１０の上部（大径部１１）へ流れるのを防止することができる。これにより、水分によって引き起こされる圧電素子２３，２４や電極板２５，２６等の動作不良を防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態のシール機構５０では、複数（本実施形態では、２つ）のＯリング４３，４４を互いに重ねて環状隙間５１に嵌め込むようにしたため、保持部材３５が上方へ変位（移動）した場合でも、保持部材３５の縦溝３９におけるシール性を十分に確保することができる。仮に、環状隙間５１に嵌め込まれるＯリングが１つだけの場合、保持部材３５が上方へ変位すると、それに伴ってＯリングが上方へ変位する。Ｏリングは、上方へ変位する（即ち、環状隙間５１が広くなる方へ変位する）と、弾性変形量が小さくなるため、保持部材３５の縦溝３９に入り込む量（縦溝３９への膨出量）が少なくなる。そのため、縦溝３９のシール性が不十分となる虞がある。
【００３２】
これに対し、本実施形態では、保持部材３５が上方へ変位するに伴って、２つのＯリング４３，４４は何れも、上方へ変位して弾性変形量が一時的に小さくなる。ところが、２つのＯリング４３，４４は上方へ変位することで大きさが少し回復するため、上側のＯリング４４では大きさが回復した下側のＯリング４３によって上方へ押される。つまり、２つのＯリング４３，４４が上方へ変位すると、上側のＯリング４４には下側のＯリング４３の回復動作が外力として作用する。そのため、上側のＯリング４４では結果として弾性変形量が維持される。したがって、保持部材３５の縦溝３９は上側のＯリング４４によって十分にシールすることができる。
【００３３】
なお、上記実施形態のシール機構５０では、環状隙間５１に嵌め込むＯリングは１つであってもよい。
【００３４】
また、上記実施形態のシール機構５０において、上側のＯリング４４は下側のＯリング４３よりも外径が大きいものであってもよい。こうすることで、２つのＯリング４３，４４の弾性変形量を同等にすることができる。そのため、上側のＯリング４４において縦溝３９に入り込む量を下側のＯリング４３と同等の十分な量にすることができる。したがって、２つのＯリング４３，４４によって縦溝３９をより確実にシールすることができる。
【００３５】
また、上記実施形態のシール機構５０は、センサ装置１に用いた形態について説明したが、本願の請求項に係るシール機構はセンサ装置１以外の機器や装置に用いるようにしてもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本願に開示の技術は、部材間の隙間をＯリングでシールするシール機構について有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１０      ケーシング
１２      小径部（円筒部材）
１４      内周面
１５      テーパ面
３５      保持部材
３６      主軸部（挿入部材）
３８      外周面
３９      縦溝
４３      Ｏリング
４４      Ｏリング
５０      シール機構
５１      環状隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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