(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキューバダイビング用タンクの空気圧が設定された所定の圧力に減じた際に、光を用いて検出することで信号を出力するセンサー部と、該センサー部の検出信号によって作動する残圧警告手段とを暗所でも作動させる電気回路が設けられたスキューバダイビング用圧力ゲージであって、
前記電気回路の電源のＯＮ・ＯＦＦ機構が、
機械式圧力エレメントに連動して指針を回動させる指針軸と、
前記指針に用いられる目盛板に対して内部側に設けられ、光を受けた際には前記電気回路をＯＮ状態にし、光が遮蔽された際には前記電気回路をＯＦＦ状態にする受光素子と、
該受光素子によって発生させた前記ＯＮ状態を外光が入らない暗所においても維持するように、一旦発生させた前記ＯＮ状態において光を発するように設けられ、該光を前記受光素子が受光できるように配された発光素子と、
前記指針軸と連動して回動するように設けられ、前記機械式圧力エレメントにかかる空気圧が前記タンクに接続されていないときを含めて前記残圧警告手段が作動する所定の圧力よりも小さい場合で且つ前記受光素子を覆うように位置した際に、該受光素子への外光及び前記発光素子による光を遮蔽することで前記電気回路をＯＦＦ状態にする遮蔽部材と、
該遮蔽部材が前記受光素子を覆わないときに該受光素子が外光を受けて前記電気回路をＯＮ状態にできるように、前記指針用の目盛板における前記受光素子の真上に設けられた光取入れ穴とを具備することを特徴とするスキューバダイビング用圧力ゲージ。
【請求項２】
前記発光素子を、前記ＯＮ状態を維持できる光量を確保しながら、点滅状態で発光させるように、前記電気回路に発振回路が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスキューバダイビング用圧力ゲージ。
【請求項３】
前記受光素子は、前記ＯＮ状態を維持すべく、前記発光素子によって発せられて前記指針用の目盛板における裏面で反射された光を受光するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のスキューバダイビング用圧力ゲージ。
【請求項４】
前記センサー部が、前記遮蔽部材が設定された所定の圧力の位置に来た際に検出信号を出力するように、発光素子部と受光素子部とが対になって配置され、前記発光素子部から発せられて前記遮蔽部材で反射された光を前記受光素子部で受光することで前記検出信号を出力するように設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のスキューバダイビング用圧力ゲージ。
【請求項５】
前記残圧警告手段が、警告用発光素子の点滅や点灯、警告音等を発する回路から構成されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のスキューバダイビング用圧力ゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触型のスイッチ機構によって作動する残圧警告手段等の電気回路を備える圧力計及びスキューバダイビング用圧力ゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
スキューバダイビングにおける事故のうちの多くは、タンクのエアー切れによる窒息が挙げられる。これは、水中では特に深度が増した場合、いわゆる窒素酔いという、判断力が低下する現象に見舞われることや、撮影や観察といった集中を要する作業を水中で行った場合、エアー残圧の確認を怠ったがために起こる。このような場合、浮上するだけのエアーが残っておらず、規定以上の速度で浮上する事を余儀なくされ、潜水病にかかる、あるいは最悪の場合エアー切れで窒息死するなどの事故が後を経たない。
【０００３】
先行技術として、タンクの空気圧が少なくなったら、光や音で警告する圧力計が開示されている（特許文献１参照）。これによれば、圧力を指す指針に小型の磁石が貼り付けられ、それが予めセットされたリードスイッチ或いは磁力センサー近傍を通過すると、回路のスイッチが入って警告が発せられる構成になっている。
しかしながら、この方式においては、磁石によってリードスイッチ等を作動させるため、所定以上の磁力を有する物理的に一定以上の大きさの磁石を用いないと適切に作動しない。このため、圧力計をさらに小型化することが難しく、設計上の自由度が制限される。
【０００４】
また、光センサーを使って指針の位置を検出し、一定位置になったら警告を出す手法も容易に考えられる（特許文献２参照）。しかし、その場合は、不使用時に待機電力を消費しないように、別途回路のスイッチを設ける必要がある。このため、スイッチを入れ忘れた場合や、スイッチ部からの漏水の可能性、及び待機電力の消費などの解決すべき問題があり、スキューバダイビング用の圧力ゲージには使用されるに至っていなかった。
【特許文献１】実開昭６３−１６７２３２号公報（第１頁、図３）
【特許文献２】特開昭６１−１９３０４３号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧力計及びスキューバダイビング用圧力ゲージに関して解決しようとする問題点は、磁石とリードスイッチを用いる場合は設計の自由度が制限されてしまい、また、単純に光センサーを使って指針の位置を検出する場合は、別途回路のスイッチが必要となる点にある。
そこで本発明の目的は、設計の自由度が高く、外部通電スイッチを設けずに圧力源との接続による空気等の流体圧を受けて圧力計の指針が動くことで自動的に回路が通電してその状態を維持できる圧力計及びスキューバダイビング用圧力ゲージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる圧力計の一形態によれば、非接触型の電気スイッチ機構によって作動する残圧警告手段等の電気回路を備える空気等の流体圧の圧力計であって、機械式圧力エレメントに連動して指針を回動させる指針軸と、光を受けた際には前記電気回路をＯＮ状態にし、光が遮蔽された際には前記電気回路をＯＦＦ状態にする受光素子と、該受光素子によって発生させた前記ＯＮ状態を外光が入らない暗所においても維持するように、一旦発生させた前記ＯＮ状態において光を発するように設けられ、該光を前記受光素子が受光できるように配された発光素子と、前記指針軸と連動して回動するように設けられ、前記受光素子を覆うように位置した際に、該受光素子への外光及び前記発光素子による光を遮蔽することで前記電気回路をＯＦＦ状態にする遮蔽部材とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記発光素子を、前記ＯＮ状態を維持できる光量を確保しながら、点滅状態で発光させるように、前記電気回路に発振回路が設けられていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記受光素子は、前記ＯＮ状態を維持すべく、前記発光素子によって発せられて前記指針用の目盛板における裏面で反射された光を受光するように設けられていることを特徴とすることができる。
【０００８】
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記電気回路に、該電気回路が前記ＯＮ状態になった後で、変動する流体の圧力が設定された所定の圧力となった際に、前記電気回路に設けられた警告手段の機能等を作動させるべく検出信号を出力するセンサー部を備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記センサー部が、流体の圧力の変動で設定された所定の位置に前記遮蔽部材が来た際に検出信号を出力するように、発光素子部と受光素子部とが対になって配置されていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記センサー部が、前記発光素子部から発せられて前記遮蔽部材で反射された光を前記受光素子部で受光することで前記検出信号を出力するように設けられていることを特徴とすることができる。
【０００９】
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記警告手段が、警告用発光素子の点滅や点灯、警告音等を発する回路から構成されていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記電気回路に、前記指針が指し示す目盛板を明るくする照明手段が設けられていることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、非接触の状態で充電できるように、非接触充電手段を備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧力計の一形態によれば、前記の圧力計の構成を備え、且つ防水手段を備えることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧力計及びスキューバダイビング用圧力ゲージによれば、設計の自由度が高く、外部通電スイッチを設けずに圧力源との接続による空気等の流体圧を受けて圧力計の指針が動くことで自動的に回路が通電してその状態を維持できるという特別有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る圧力計の一例であるスキューバダイビング用圧力ゲージの最良の形態例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るスキューバダイビング用圧力ゲージを示す正面図（ａ）および側面から見た断面図（ｂ）である。図２は、図１の形態例に係る受光素子及び発光素子によるスイッチ動作を説明する断面図であり、（ａ）がＯＦＦの状態を示し、（ｂ）がＯＮの状態を示す。また、図３は、図１の形態例に設けられた残圧警告手段の電気回路を示す回路図である。
このスキューバダイビング用圧力ゲージは、非接触型の電気スイッチ機構によって作動する残圧警告手段等の電気回路５０（図３参照）を備える空気等の流体圧の圧力計である。
【００１３】
２０は指針軸であり、機械式圧力エレメント（ブルドン管）１２の動作に連動し、圧力を表示する指針を回動させる。
８はフォトダイオードであり、光を受けた際には電気回路５０（図３参照）をＯＮ状態にし、光が遮蔽された際には電気回路５０をＯＦＦ状態にする受光素子の形態例である。
７は赤外ＬＥＤであり、前記受光素子（フォトダイオード８）によって発生させた前記ＯＮ状態を外光が入らない暗所においても維持するように、一旦発生させた前記ＯＮ状態において光を発するように設けられ、該光を前記受光素子が受光できるように配された発光素子（図２（ｂ）参照）の形態例である。
【００１４】
９は遮蔽板であり、指針軸２０と連動して回動するように設けられ、前記受光素子（フォトダイオード８）を覆うように位置した際（図２（ａ）参照）に、その受光素子への外光及び前記発光素子（赤外ＬＥＤ７）による光を遮蔽することで電気回路５０をＯＦＦ状態にする遮蔽部材の形態例である。
これにより、外部通電スイッチを設けずに圧力源との接続による空気等の流体圧を受けて圧力計の指針５が動くことで自動的に回路が通電してその状態を維持できる。
５１は発振回路（図３参照）であり、前記発光素子（赤外ＬＥＤ７）を、前記ＯＮ状態を維持できる光量を確保しながら、点滅状態で発光させるように、前記電気回路に設けられている。これにより、待機電力を節電でき、電池の交換時間を延長できる。
【００１５】
１１はフォトインタラプタであり、電気回路５０に備えられ、その電気回路５０が前記ＯＮ状態になった後で、変動する流体の圧力が設定された所定の圧力となった際に、前記電気回路に設けられた警告手段の機能等を作動させるべく検出信号を出力するセンサー部の形態例である。これにより、所要の設定圧で警告等を好適に発することができる。
このセンサー部は、流体の圧力の変動で設定された所定の位置に遮蔽部材（遮蔽板９）が来た際に検出信号を出力するように、発光素子部と受光素子部とが対になって配置されたフォトインタラプタ１１となっている。これは、非接触型のスイッチ手段であり、信頼性や耐久性の高い回路を構成できる。
このセンサー部（フォトインタラプタ１１）によれば、前記発光素子部から発せられて前記遮蔽部材で反射された光を前記受光素子部で受光することで前記検出信号を出力する。
これによれば、センサー部及び遮蔽板の形状を特別とすることなく、簡易に設けることができ、小型化にも適切に対応できる。
【００１６】
また、前記受光素子は、前記ＯＮ状態を維持すべく、前記発光素子によって発せられて前記指針用の目盛板における裏面で反射された光を受光するように設けることもできる（図５参照）。
また、前記警告手段は、警告用発光素子（警告用ＬＥＤ４）の点滅や点灯、警告音等を発する回路（図３参照）よって構成することができる。
さらに、電気回路５０に、前記指針が指し示す目盛板を明るくする照明手段を設けてもよい（図４参照）。
さらにまた、非接触の状態で充電できるように、非接触充電手段を備えてもよい（図４参照）。
【実施例１】
【００１７】
次に、図１〜３に基づいて、本発明に係るスキューバダイビング用圧力ゲージの一実施例について説明する。
１はタンクに接続された１ｓｔステージレギュレーターからのホースを接続する接続口、２はゲージ本体ケースである。これに透明カバー１６をＯ-リングなどの防水パッキンを適した形で配置して防水筐体とする。この防水筐体の内部には、機械式の圧力エレメント１２が入っており、印加圧力に応じて指針軸２０に固定された指針５が回転（回動）できるように設けられている。指針５は、目盛板３上で回動し、使用者は圧力値をアナログ表示で読むことができる。
【００１８】
６は回路基板であり、この上に図３に示す回路部品が配置される。具体的には、警告用ＬＥＤ４、赤外ＬＥＤ７、フォトダイオード８、フォトインタラプタ１１が、図１の示すような配列で配置される。
フォトダイオード８は、圧力エレメント１２に圧力がかかっていないときの指針５の位置に対応して目盛ゼロの近傍に配されている。また、フォトインタラプタ１１は、指針５が目盛ゼロから所定の角度を回動した状態の位置であって、警報を発すべき圧力の目盛の近傍に配されている。また、赤外ＬＥＤ７は、フォトダイオード８へ光を照射可能に、そのフォトダイオード８に隣接して設けられている。
【００１９】
９は遮蔽板であり、回路基板６上で且つ目盛板３の裏の空間を通過できるように指針軸２０に固定されて配され、指針５と同期して回動できる。さらに詳細には、遮蔽板９が、フォトダイオード８、フォトインタラプタ１１の上方近傍を通過できるように位置されている。なお、フォトインタラプタ１１は、常に外光が照射されない目盛板３の裏に位置している。
また、圧力エレメント１２に圧力がかかっていない段階では、遮蔽板９が、図１及び図２（ａ）に示すように、フォトダイオード８を覆って外光が入射することを阻止するように位置している。この位置では、遮蔽板９の先端がフォトダイオード８を覆うように曲げられて形成されているため、赤外ＬＥＤ７からの光も遮蔽できる。
このように遮蔽板９によってフォトダイオード８への光の照射が阻止されている状態では、電気回路５０（図３参照）には通電されておらず、ＯＦＦ状態となっている。
【００２０】
１３はバッテリーであり、バッテリー押え板１４により回路基板６に固定される。１５はバッテリー交換を容易にするための交換口の蓋であって、目盛板３と同じ面に形成されている。
【００２１】
次に、以上の構成から成る圧力ゲージの動作について説明する。
タンクが１ｓｔステージレギュレーターに接続されて圧力がかかると、圧力エレメント１２が指針軸２０等を介して指針５を回動させる。この指針５の動作と一緒に遮蔽板９が回動し、フォトダイオード８上から離れる。このとき、目盛板６にはフォトダイオード８の真上に位置するように光取入れ穴１０が設けられているため、その光取入れ穴１０から外光が入ってフォトダイオード８が受光する。
【００２２】
すると、フォトダイオード８の発電作用によって図３に示すトランジスタＴｒ１がＯＮし、回路が通電する。一旦回路が通電すると、フォトダイオード８に隣接された赤外ＬＥＤ７が点灯し、フォトダイオード８を照射するので、回路はＯＮしたままとなる。
【００２３】
圧力が増加または減少して遮蔽板９がフォトインタラプタ１１の上方に来ると、フォトインタラプタ１１から発せられる赤外線を、その遮蔽板９が反射する。つまり、遮蔽板９の裏面（下面）でフォトインタラプタ１１の発光素子部から発せられた光が反射される。その光をフォトインタラプタ１１の受光素子部で受光して検出信号（電流）を発する。これにより。図３に示すトランジスタＴｒ３がＯＮし、警告用ＬＥＤ４が点滅する。なお、点滅することで消費電力を低減できる。
【００２４】
そして、さらに圧力が減少してゼロ近傍になると、遮蔽板９は、光取入れ穴１０からの光を遮ると同時に赤外ＬＥＤ７からの光を遮り、フォトダイオード８は外光及び赤外ＬＥＤ７のいずれからも受光できなくなる。これにより電気回路５０はＯＦＦする。
【実施例２】
【００２５】
次に、図４に基づいて、本発明に係るスキューバダイビング用圧力ゲージの他の実施例について説明する。図４は、本発明に係るスキューバダイビング用圧力ゲージを示す正面図（ａ）および側面から見た断面図（ｂ）である。なお、実施例１に示した構成と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
この実施例２は、電池３３をゲージ本体ケース２内から取り外すことなく、充電することができる点で実施例１と異なる。
【００２６】
この実施例２によれば、充電台３４とゲージ本体２の充電用ポート４０とにおいて、非接触に電力の受け渡しをできるように構成されている。この非接触充電方法自体は既存の技術であるが、スキューバダイビング用圧力ゲージという、特に防水・耐圧構造が要求される分野の製品においては、大変有効な手段である。
具体的には、ゲージ側コイル３６と充電台側コイル３８の間で交流磁界により電力の受け渡しが行われる。３５は充電台へ電源を供給するプラグである。
また、３９は照明用発光素子であり、電気回路５０がＯＮ状態になったとき通電されて発光するように設けることができる。この照明用発光素子３９は、発光ダイオードで構成できる。
【実施例３】
【００２７】
次に、図５に基づいて、遮蔽板及び発光素子等の他の形態例を示す。図５は、受光素子及び発光素子と遮蔽板によるスイッチ動作を説明する断面図であり、（ａ）がＯＦＦの状態を示し、（ｂ）がＯＮの状態を示す。
この形態例によれば、赤外ＬＥＤ２１が受光素子８ａと並列配置された状態に設けられ、いわゆるフォトインタラプタが形成されており、遮蔽板９ａの先端部の裏面には赤外線吸収部２２を設けてある。また、目盛板３の裏面で穴１０の近傍には反射部２３を設けてある。なお、赤外線吸収部２２は、例えば、赤外線吸収塗料を塗布することで容易に設けることができる。
【００２８】
これにより、電気回路５０のＯＦＦ状態或いはＯＮからＯＦＦへの切り替えにおいては、遮蔽板９ａが、赤外ＬＥＤ２１による光及び外光を好適に遮ることができる（図５（ａ）参照）。
また、電気回路５０のＯＮ状態においては、反射部２３によって反射された赤外ＬＥＤ２１の光を受光素子８ａが受光し、そのＯＮ状態を保つことができる。（図５（ｂ）参照）。
この構成によれば、発光素子（赤外ＬＥＤ２１）と受光素子８ａとが同一方向を向いて並列され、コンパクトに設けられているため、圧力ゲージの薄型化にも対応できる。また、市販のフォトインタラプタを利用でき、コストを低減できる利点もある。
【００２９】
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る圧力計の一形態例を示す正面図および断面図である。
【図２】受光素子及び発光素子によるスイッチ動作を説明する断面図である。
【図３】図１の形態例に設けられた警告手段の電気回路を示す回路図である。
【図４】本発明に係る圧力計の他の形態例を示す正面図および断面図である。
【図５】受光素子及び発光素子による他のスイッチ動作を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
４  警告用ＬＥＤ
５  指針
７  赤外ＬＥＤ
８  フォトダイオード
９  遮蔽板
１１  ファトインタラプタ
１２  圧力エレメント
２０  指針軸
【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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