(57)【要約】      （修正有）【課題】過酷な条件下における角度センサの信頼性を低コストで確保できるようにした耐水角度センサを提供する。【解決手段】保護ケース（１１、１４）の内部に角度センサ２０を納めたものであって、保護ケースは、金属で成形したケース本体１１と、該ケース本体の開口１２を封密に閉じる金属製の蓋体１４とを備えてなり、角度センサ２０は、ケース本体１１の内部に充填した防水樹脂材３０を介して外周面を被覆させる。角度センサを、防水樹脂材を介して外周面を被覆した状態で封入させるので、角度センサそのものの防水性を殊更に高める必要はなく、防水機能をもたない角度センサであっても使用可能となる。このため、製品コストを抑えつつ高い防水性を実現できる。振動や衝撃に耐える機能も確実に高まる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
保護ケースの内部に角度センサを納めたものであって、
前記保護ケースは、
金属で成形したケース本体と、
該ケース本体の開口を封密に閉じる金属製の蓋体とを備えてなり、
前記角度センサは、
前記ケース本体の内部に充填した防水樹脂材を介して外周面を被覆させたことを特徴とする耐水角度センサ。
【請求項２】
角度センサは、ロータリーポテンショメータであることを特徴とする請求項１記載の耐水角度センサ。
【請求項３】
防水樹脂材は、
硬化時の発熱量が少ない低発熱性のもので、
硬化後も柔軟性を保つ解体可能型レジンであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の耐水角度センサ。
【請求項４】
保護ケースは、
内部の角度センサと外部制御装置とを連絡する電源信号用のコネクタを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３記載の耐水角度センサ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、角度センサに係り、特に、高い耐水性能が求められる条件下で使用する角度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転角を電圧に変換する角度センサ（傾斜角検出センサ）は、例えば土木機器や精密機器の広い分野において使用される。例えば回転角度を検出するロータリーポテンショメータ等である。
【０００３】
使用目的によっては高い防水性能が要求されるので、従来から、防水性を高めた角度センサの技術が提案されている（特許文献１、２）。これらは、いずれも角度センサの本体、例えばプリント基板まわりを樹脂材等によって被覆することによって防水性を高めるようになっている。
【０００４】
角度センサに高い防水性が求められる使用環境としては、外気に長期間晒されるような場所、例えば、樋門ゲートの角度検出や土木機械のムーブの角度検出などがある。
【０００５】
樋門ゲートを例にとって説明すると、従来、樋門ゲートは、ゲート本体を上下駆動する形式が主流であったが、近時、管理上のしやすさ等の理由から、図６に示すように、ゲート本体１を上端部で回動可能に軸支し、排水路２の流水水位Ｘ１が河川の水位Ｘ２より上にあるときはゲート本体１を常時開放し、河川の水位Ｘ２が排水路２の流水水位Ｘ１を上回ったときは、図７に示すように、水圧によってゲート本体１が閉じる形式に変わりつつある。３は、強制的にゲート本体１を開閉駆動する油圧シリンダ、４は、当該油圧シリンダ３を介してゲート本体１を開閉駆動する連結アーム、５は、ゲート本体１に設けたフロート、６は、ゲート本体１を当接させる排水開口の外周部である。
【０００６】
このような樋門ゲート（フラップゲート）は、河川の水位Ｘ２が上昇すると油圧シリンダ３を操作しなくてもゲート本体１は自動的に閉じる。従って、このような樋門ゲート（フラップゲート）には、従来、角度センサを設ける必要はないと考えられた。
【０００７】
しかしながら、実際には、ゲート本体１の下端部に流木や大型ゴミが挟まるなどして、河川の水位Ｘ２が上昇したときにも完全にゲート本体１が閉まらず、河川水が排水路２に流入する可能性がある。
【０００８】
このため、近時、ゲート本体１が完全に閉じているか否かを角度センサを使って監視する必要性が指摘されるようになった。津波発生時や降雨による洪水氾濫時の安全確保のためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１５３４０４
【特許文献２】特開２０１０−１６９５７８
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１０】
問題は、過酷な条件下における信頼性と製品コストの確保である。
【００１１】
例えば、河川の樋門ゲートが完全に閉じているか否かを確認するために使用する角度センサのように、長期間外気に晒され条件で使用する角度センサは、管理コストとの関係で、頻繁な点検やメンテナンスが出来ない。そのような条件下で、製品コストを安価に抑えつつ、長期間放置されたままでも高い信頼性と防水性を維持できる角度センサを提供するのは、従来、困難であった。
【００１２】
なぜなら、前記特許文献１、２のように、角度センサの本体（基板プリント等）そのものを防水するのは精密技術を要するため、製品コストが必然的に高くなるし、また、メンテナンスなしに長期間放置したままでは、寒暖差、陽光、雨水、積雪、結露等によって、信頼性（センサ精度）の確保が困難になるからである。
【００１３】
このようは事情は、樋門ゲートへの角度センサの適用に限らず、固定式クレーン、移動式クレーンにおける角度検出、その他の各種土木機器における角度検出等においても同じである。
【００１４】
そこで、本考案の目的は、過酷な条件下における角度センサの信頼性を低コストで確保できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本考案に係る耐水角度センサは、保護ケースの内部に角度センサを納めたものであって、前記保護ケースは、金属で成形したケース本体と、該ケース本体の開口を封密に閉じる金属製の蓋体とを備えてなり、前記角度センサは、前記ケース本体の内部に充填した防水樹脂材を介して外周面を被覆させる（請求項１）。
【００１６】
金属で成形した保護ケースに入れた角度センサを、防水樹脂材を介して外周面を被覆した状態で封入させるので、角度センサそのものの防水性を殊更に高める必要はなく、防水機能をもたない角度センサであっても使用可能となる。このため、製品コストを抑えつつ高い防水性を実現できる。角度センサを被覆する防水樹脂を肉厚に設ければ、振動や衝撃に耐える機能も確実に高まる。
【００１７】
角度センサは、ロータリーポテンショメータを用いる場合がある（請求項２）。
【００１８】
角度を検出するセンサの原理には各種のものがある（例えばレゾルバ、ロータリー・エンコーダ等）が、ロータリーポテンショメータは、可変抵抗器と同様の原理を用いた単純構成の装置であり、コストを抑え、少ない消費電力で駆動できる利点がある。
【００１９】
防水樹脂材は、硬化時の発熱量が少ない低発熱性のもので、硬化後も柔軟性を保つ解体可能型レジンである場合がある（請求項３）。
【００２０】
角度センサを被覆する防水樹脂が、硬化時に発熱すると角度センサに影響がある可能性があるため、防水樹脂は硬化時の発熱量が少ないものを使用することが望ましい。また、防水樹脂が硬化後も柔軟性を保っていれば、衝撃や振動に起因する角度センサの誤作動を最小限に防止できる。
【００２１】
保護ケースは、内部の角度センサと外部制御装置とを連絡する電源信号用のコネクタを備える場合がある（請求項４）。
【００２２】
内部の角度センサと外部制御装置との連絡は、保護ケースに設けた開口を介して通常の電源ケーブルや信号ケーブルを挿通させ、開口周囲を防水処理しても良いのであるが、コーキング材の劣化等、防水性能の長期保証には難がある。このため、保護ケースの内部に封入した角度センサと外部制御装置は、保護ケースに設けた電源信号用のコネクタを介して行うことが望ましい。
【考案の効果】
【００２３】
本考案に係る防水角度センサによれば、過酷な条件下における角度センサの信頼性を低コストで確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る防水角度センサを例示する斜視図である。
【図２】図１に示す防水角度センサの内部にある検出計を例示する図である。
【図３】図１に示す保護ケースと角度センサとの関係を例示する図である。
【図４】図１に示す防水角度センサを断面で例示する図である。
【図５】本考案に係る防水角度センサを樋門ゲートに適用する場合を例示する図である。
【図６】本考案に係る防水角度センサを適用できる樋門ゲートを例示する図である。
【図７】図６に示す樋門ゲートが閉じた状態を例示する図である。
【考案を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本考案に係る防水角度センサの一例を示す図である。
【００２６】
この防水角度センサ１０は、金属で成形したケース本体１１と、該ケース本体１１の開口１２を封密に閉じる金属製の蓋体１４とによって構成される保護ケース（１１、１４）を備え、ケース本体１１の中に角度センサ２０を収納するとともに、ケース本体１１に防水樹脂材３０を入れて充填し、角度センサ２０の外周部を当該防水樹脂材３０によって被覆するものである。
【００２７】
１５は、蓋体１４に設けたネジ孔、１６は、蓋体１４を装着するためのネジ、１７は、ケース本体１１の上部に設けたネジ１６の受け具、１８は、角度の検出対象物に対して保護ケース（１１、１４）を固定するためのＬ字状のフランジ、１９は、このフランジ１８に設けたネジ孔、２７は、角度センサ２０と外部の制御装置とを電気的に接続する電源信号用のコネクタ、２８は、電源／信号用の端子である。
【００２８】
保護ケース（１１、１４）は金属、とくに難錆金属、例えばステンレスを用いて成形することが望ましい。長期間風雨に晒されても内部の角度センサ２０を長期にわたって保護出来るようにするためである。鋼板等、発錆しやすい金属を用いても構わないが、その場合は、少なくとも保護ケース（１１、１４）の表面に防錆処理を施すことが望ましい。ネジ１６、フランジ１８も同様である。
【００２９】
角度センサ２０は、好ましくはロータリーポテンショメータを用いることが出来る。ロータリーポテンショメータは（２０）、図２に示すように、センサケース２１内に設けた角度検出計２２を上端で回動可能に軸支し、センサケース２１の角度変化に伴う角度検出計２２の角度変化を、接点端子２３と接触させることによって電気的に計測する。矢印Ａは、角度検出計２２の角度変化を例示するものである。接点端子２３は、検出可能な角度範囲に複数設けてある。
【００３０】
図３に示すように、ロータリーポテンショメータの角度検出計２２は、常に鉛直Ｓを示すように軸支してある。従って、角度の検出対象物Ｋ（例えば保護ケース１１、１４）が軸点Ｐを中心として回動したときには、鉛直Ｓを示す角度検出計２２の先端部と接触できる接点端子２３を介して、角度のズレを検出することができる。
【００３１】
角度検出計２２の先端は、回動に伴って円弧軌道を描く。このため、ロータリーポテンショ型の角度センサ２０のセンサケース２１は、角度検出計２２の円弧軌道に沿った形状を呈するようになっており、センサケース２１の外見をみれば、角度検出計２２の回動方向（角度検出方向）が簡単にわかるようになっている。
【００３２】
角度検出に際しては、センサケース２１の円弧状を呈する面が常に下を向くように設置する。
【００３３】
図１の例で云えば、保護ケース（１１、１４）を構成するケース本体１１に角度センサ２０の角度検出計（２２）が下向きになるように納めており、フランジ１８のネジ孔１９が下向きになっている。しかしながら、検出対象物Ｋに固定する際の角度を変更するときは、角度センサ２０を９０度ねかせた状態で納めるか、或いは、フランジ１８の取り付け角度を変え、ネジ孔１９の向きを水平方向に変更する。いずれにせよ、角度センサ２０は、角度検出計（２２）が常に下向きになる状態（鉛直Ｓを示す状態）で検出対象物Ｋに固定する。
【００３４】
防水樹脂材３０は、硬化時の発熱量が少ない低発熱性のものであることが望ましい。精密な角度センサ２０に対する好ましくない影響を最小限に抑えるためである。
【００３５】
また、防水樹脂材３０は、硬化後もある程度の弾力性を保つものであることが望ましい。保護ケース（１１、１４）に加わる外部からの振動や衝撃から、振動吸収性能によって内部の角度センサ２０を護るためである。低発熱性と弾力性とを兼ね備える防水樹脂材としては、例えば、解体可能型レジンとして市販されている各種の樹脂材を用いることが出来る。解体可能型レジンは、硬化後も、手を使って割ることの出来る程度の柔らかさを保つ。このような解体可能型レジンとしては、例えば、３Ｍ? 解体可能型レジン4441J（住友スリーエム株式会社）等がある。解体可能型レジンは、回線変更の多いケーブル接続部や端子板の防湿に用いることが多い。
【００３６】
従って、かかる構成によれば、図４に示すように、保護ケース（１１、１４）に納めた角度センサ２０は、防水樹脂材３０によって外周部を被覆される。保護ケース（１１、１４）のケース本体１１および蓋体１４は難錆の金属製であり、ネジ１６によって蓋体１４が封密（水密）を保つので、ケース本体１１の内部には湿気や水気が侵入しにくい。その上で、角度センサ２０は、防水樹脂材３０によって外周部を被覆されているので、角度センサ２０そのものの防水機能を高めるまでもなく、角度センサ２０は湿気や水気から完全に遮断される状態を長期に維持する。
【００３７】
このため、角度センサ２０そのもののに精密で高額な防水機能をもたせるまでもなく、優れた防水性能のない角度センサ２０を用いても、きわめて高い防水性能をもった角度センサ装置を実現することが出来、樋門ゲート、土木機械等の角度検出を低コストで実現することが出来る。樋門ゲートに適用する場合は、図５に示すように、ゲート本体１の傾斜角度を検出できる箇所（例えば連結アーム４；図６参照）に角度センサ（２０）を固定し、フレキシブルな電源信号線Ｃを介して外部の表示計器Ｄに検出角度を表示させる。なお、６０は排水路、６１は築堤部、６２は計測機器や電源機器等を納めた機械室、６３は河川である。
【００３８】
防水樹脂材３０として、低発熱性で硬化後も柔軟性を保つ解体可能型の樹脂材を用いることにより、振動や衝撃から角度センサ２０のダメージを低減するので、長期間の放置による所謂メンテナンスフリーの状態であっても、保護ケース（１１、１４）内の角度センサ２０は長期間にわたって初期精度を維持することができ、高い信頼性を保証できる。
【００３９】
なお、本考案に係る防水角度センサは前記実施形態で説明したものに限定されない。
【００４０】
例えば、保護ケース（１１、１４）の形状は直方体に限定されない。角度センサ（２０）を収納できる限り適宜の形状をとって構わない。角度センサはポテンショ型に限らず適宜タイプのものを使用できる。防水樹脂によって被覆するので、角度センサそのものを防水したり耐震性を高める必要はないからである。コネクタ２７は、防水機能とケーブルを保護する強度があれば種類を問わない。防水処理を施せば、管材を使用することも出来る。ネジ１６の使用本数は限定されない。
【符号の説明】
【００４１】
１０  防水角度センサ
１１  ケース本体
１２  開口
１４  蓋体
１５、１９  ネジ孔
１６  ネジ
１７  受け具
１８  フランジ
２０  角度センサ
２１  センサケース
２２  角度検出計
２３  接点端子
２７  コネクタ
２８  電源／信号用の端子
３０  防水樹脂材
６０  排水路
６１  築堤部
６２  機械室
６３  河川
Ａ  角度検出計の角度変化
Ｃ  電源信号線
Ｄ  表示計器
Ｋ  検出対象物
Ｐ  軸点
Ｓ  鉛直
【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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