(57)【要約】好適には、交換または定期保守を必要とするであろういかなる部材をも有さずに、水面下および原子力施設等の過酷環境および相当な圧力下で使用され得る気密的に封止されたユニットで提供される、近接スイッチが開示される。近接スイッチは、好適には、磁気力の変更に応答して接触の物的運動によって作動されるスイッチである。本スイッチは、好適には、胴体管の開端を封止する気密封止アセンブリ、および／または胴体管内でスイッチに取り付けられた電気線がスイッチから引き離されるのを阻止する口輪を随意的に含む胴体管内に配置される。さらに、本スイッチは、好適には、接触不連続なく１０ｇの加速度震度試験に耐えるのに十分な、電気接触間の接触圧力を維持する。【選択図】図２
2015506555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接スイッチであって、
止まり穴、閉端、および開端を有する胴体管と、
前記止まり穴内に配置される磁気近接スイッチアセンブリと、
前記磁気近接スイッチアセンブリと前記開端との間の前記止まり穴を被覆する気密封止部と、
前記気密封止部と前記開端との間の前記止まり穴の表面で画定される環状の肩部に対して配置される圧潰リングと、
前記止まり穴の前記開端内へねじ込まれて、前記圧潰リングと封止的に係合する雄ねじ山付き栓体を有する圧潰リング圧縮デバイスと、
前記圧潰リング圧縮デバイスと前記気密封止部との間のいかなる空間をも充填するポッティング材と、を備え、
前記気密封止部、前記ポッティング材、および前記圧潰リング圧縮デバイスが、前記止まり穴を封止し、加圧および浸水試験中、前記磁気近接スイッチを保護する、近接スイッチ。
【請求項２】
前記圧潰リング圧縮デバイスが、前記ポッティング材および前記圧潰リングを圧縮する、請求項１に記載の近接スイッチ。
【請求項３】
前記圧潰リングが、円形の長手方向軸を有する中空管を備える、請求項１または２のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項４】
電気ケーブルが、前記磁気近接スイッチアセンブリと電気的に接続され、前記圧潰リング圧縮デバイスが、中央穴を有し、前記電気ケーブルは、前記気密封止部から前記圧潰リング圧縮デバイスの前記中央穴を通って延在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項５】
前記中央穴で前記電気ケーブルを係止するように配設される口輪をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項６】
前記中央内に前記口輪を係止するように配設される薄ナットをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項７】
前記気密封止部が、前記止まり穴に相補的にサイズ決めされ、成形されるディスクと、前記ディスクを通って延在する管と、を備え、前記管が、前記磁気近接スイッチに隣接する第１の端を有し、その内部で電気接触を受け取り、前記ディスクの環状外周が、前記止まり穴の内部表面に対して封止される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項８】
前記電気ケーブルが、前記管に電気的に連結される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項９】
前記ディスクを通って延在する第２の管であって、この場合、で第２の電気接触を受け取る、第２の管をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１０】
前記中央穴が、円筒状部と、前記円筒状部から前記圧潰リングに対して係合される前記栓体の第１の端まで延在する第１のテーパ状部とを備え、前記圧潰リング圧縮デバイスが、前記ポッティング材を前記中央穴内へ圧縮する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１１】
前記中央穴が、第２のテーパ状部を備え、前記口輪が、前記第２のテーパ状部内に割り込まれる、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１２】
近接スイッチであって、
開端を備える第１の穴を有する胴体管と、
前記穴内に配置される近接スイッチアセンブリと、
前記開端内に適合し、前記穴の環状壁に対して係止する胴体を有する栓であって、そこを通る第２の穴を有する、栓と、
前記近接スイッチアセンブリに電気的に連結され、前記第２の穴を通って延在する、電気リードと、
前記電気リードを包囲し、前記第２の穴内に配置される、口輪と、
前記栓に連結され、前記第２の穴との封止接触内へ前記口輪を促進し、前記第２の穴内で前記電気リードを適合された位置に係止する、薄ナットと、を備える、近接スイッチ。
【請求項１３】
前記口輪が、前記第２の穴内に割り込まれるテーパ状鼻部を有する、請求項１２に記載の近接スイッチ。
【請求項１４】
前記栓が、前記近接スイッチアセンブリの反対側で、前記栓体の外端から軸方向に延在するニップルを備え、前記第２の穴が、前記ニップルを通って延在するテーパ状部を有し、前記口輪が、前記テーパ状部内へ前記薄ナットによって割り込まれる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１５】
前記ニップルが、雄ねじ山を有し、前記薄ナットが、前記雄ねじ山上にねじ止めされる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１６】
前記テーパ状部が、円錐形の穴を形成する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１７】
前記口輪が、ポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１８】
前記口輪が、前記第２の穴および前記電気リードと封止的に係合し、それによって前記第２の穴の中の前記電気リードの周りに封止を形成する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項１９】
前記薄ナットが、前記口輪と係合する第１の内側半径方向フランジと、随意的に、前記栓と係合するねじ山を備える第２の内側半径方向フランジと、を備える、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【請求項２０】
近接スイッチアセンブリであって、
一次磁石と、
前記一次磁石から間隔を置かれるピストンヘッドと、前記ピストンヘッドと前記一次磁石とを接続するピストン棒と、を含む、プランジャーと、
前記ピストンヘッドによって担持され、前記ピストンヘッドの運動に際して電気回路を開放および／または閉鎖するように配設される電気接触と、
前記一次スイッチと前記ピストンヘッドとの間で前記ピストン棒に隣接して位置される付勢用磁石と、を備え、
前記付勢用磁石が、前記付勢用磁石に向かって、または前記付勢用磁石から離れてのいずれかで、前記ピストン棒に沿って軸方向に前記一次磁石を付勢するように配設され、前記プランジャーおよび前記一次磁石が、前記付勢用磁石に対して軸方向に移動するように配設され、前記一次磁石と前記付勢用磁石との間に磁束スリーブを配置しない、近接スイッチ。
【請求項２１】
前記一次磁石が、前記ピストン棒に取り付けられる保持具によって担持され、前記付勢用磁石が、前記付勢用磁石と前記保持具との間に配置される壁を備える保持具体内に担持され、スペーサは、前記壁と前記保持具との間に配置されない、請求項２０に記載の近接スイッチ。
【請求項２２】
前記一次磁石が、前記ピストン棒に取り付けられる保持具によって担持され、前記付勢用磁石が、前記付勢用磁石と前記保持具との間に配置される壁を備える保持具体内に担持され、鉄鋼材料は、前記壁と前記保持具との間に配置されない、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の近接スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、近接スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気近接スイッチは、スイッチへの一部の対象の近接度に応じて、変更する電気信号を提供するように多くの多様な動作的な環境で使用される。磁気近接スイッチは、大部分の無数の異なるアプリケーションにおいて使用され得る。１つの共通のアプリケーションにおいて、例えば、磁気近接スイッチは、弁が開放の、または閉鎖の位置にあるとき、感知するように弁と併せて使用され得る。
【０００３】
１つの一般的な磁気近接スイッチは、極めて基本的な配設において、第１の回路または第２の回路のいずれかを完了するように、２つの異なる接触間で移動可能な共通の電気接触を含む。共通の接触は、別の磁石または鉄鋼の構造等の、対象が、感知部材のある距離内、または感知部材の感知範囲で、接近するとき、第１の方向に移す鉄鋼のまたは磁気感知部材に取り付けられるか、または鉄鋼のまたは磁気感知部材を含む。一般的に、感知部材および／または共通の接触はまた、対象が感知範囲を超えて感知部材から離れて後退すると、反対側の第２の方向に移すように付勢される。
【０００４】
近接スイッチは、ごみ、、金属削り屑、および／または苛性化学物質等の、研磨剤が存在する、水面下および汚染環境等の極めて過酷な動作環境でしばしば使用される。いくつかの例示的な過酷な動作環境の例として、これに限定されないが、遠洋石油およびガス採掘、化学物質および石油化学精製所、製鋼工場および重製造および機械動作等の重工業プラント、砂砂漠環境等が挙げられる。
【０００５】
加えて、近接スイッチは、原子力発電プラント等の、フェールセーフ動作がその環境での最優先事項である環境でしばしば使用され、かかる環境で使用されるいずれの機械設備も、極度の動作状況下であっても機能不全を阻止するために、高度化された動作仕様を満たさねばならない。原子力アプリケーションにおいて、例えば、一部のかかる仕様は、高度化された震度加速度負荷下の構成要素の機能不全を阻止するように意図される。
【発明の概要】
【０００６】
１つの態様に従って、近接スイッチは、止まり穴、閉端、および開端を有する胴体管、止まり穴内に配置される磁気近接スイッチアセンブリ、磁気近接スイッチアセンブリと開端との間の止まり穴を被覆する気密封止部、気密封止部と開端との間の止まり穴の表面に画定される環状の肩部に対して配置される圧潰リング、止まり穴の開端内へねじ込まれる雄ねじ山付き栓体を有し、圧潰リングと封止的に係合する圧潰リング圧縮デバイス、圧潰リング圧縮デバイスと気密封止部との間のいかなるスペースをも充填するポッティング材、を有し、気密封止部、ポッティング材、および圧潰リング圧縮デバイスは、加圧および浸水試験中、止まり穴を封止し、磁気近接スイッチを保護する。圧潰リングは、随意的に、円形の長手方向軸を有する中空管の形成であり得る。気密封止部が、止まり穴に相補的にサイズ決めされ、成形されるディスクと、ディスクを通って延在する管と、を備え得、管が、磁気近接スイッチに隣接する第１の端を有し、その内部で電気接触を受け取り、ディスクの環状外周が、止まり穴の内部表面に対して封止される。第２の管は、ディスクを通って延在し得、第２の管がその内部で第２の電気接触を受け取り得る。別のオプションで、電気ケーブルは、磁気近接スイッチアセンブリに電気的に接続され、気密封止部から、電気ケーブルが電気的に管に連結される、圧潰リング圧縮デバイスを通って延在する。圧潰リング圧縮デバイスは、随意的に、電気ケーブルが中央穴を通って延在する、中央穴を有する。中央穴はまた、円筒状部と、円筒状部から圧潰リングに対して係合される栓体の第１の端まで延在する、第１のテーパ状部を備えてもよく、圧潰リング圧縮デバイスがポッティング材を中央穴内へ圧縮する。
【０００７】
別の態様に従って、近接スイッチは、開端を備える穴を有する胴体管と、穴内に配置される磁気近接スイッチアセンブリと、開端内に適合し、穴の環状壁に対して係止する胴体を有する栓であって、栓体はそこを通る第２の穴を有し、近接スイッチアセンブリに電気的に連結され、第２の穴を通って延在する電気リードと、電気リードを包囲し、第２の穴内に配置される口輪と、栓に連結され、第２の穴との封止接触内へ口輪を促進し、第２の穴内で電気リードを適合された位置に係止する薄ナットと、を備える。１つのオプションで、口輪は、第２の穴内に割り込まれるテーパ状鼻部を有する。栓が、第２の穴がニップルを通って延在するテーパ状部を有し、口輪がテーパ状部内へ薄ナットによって割り込まれる、近接スイッチアセンブリの反対側で、栓体の外端から軸方向に延在するニップルを備える。別のオプションで、ニップルは、雄ねじ山を有し、薄ナットは、雄ねじ山上にねじ止めする。テーパ状部は、円錐形の穴を形成し得る。１つの配設において、口輪は、随意的に、少なくとも部分的にポリエーテルエーテルケトンで製造される。別のオプションで、口輪が、第２の穴および電気リードと封止的に係合し、それによって第２の穴の中の電気リードの周りに封止を形成する。薄ナットは、随意的に、口輪と係合する内側半径方向フランジを有し得る。
【０００８】
さらに別の態様に従って、近接スイッチアセンブリは、一次磁石、一次磁石から間隔を置かれるピストンヘッドと、ピストンヘッドと一次磁石とを接続するピストン棒とを含むプランジャー、ピストンヘッドによって担持され、ピストンヘッドの運動に際して電気回路を開放および／または閉鎖するように配設される電気接触、一次スイッチとピストンヘッドとの間でピストン棒に隣接して位置される付勢用磁石、とを備える。付勢用磁石が、付勢用磁石方向に向かって、または付勢用磁石から離れてのいずれかで、ピストン棒に沿って軸方向に一次磁石を付勢するように配設され、プランジャーおよび一次磁石が、付勢用磁石に対して軸方向に移動するように配設され、一次磁石と付勢用磁石との間に磁束スリーブを配置しない。１つのオプションで、一次磁石が、ピストン棒に取り付けられる保持具によって担持され、付勢用磁石が、付勢用磁石と保持具との間に配置される壁を備える保持具体内に担持され、スペーサは、壁と保持具との間に配置されない。
【０００９】
追加の態様に従って、本明細書に示され記載される全ての機能的に可能な異なる構成装置および特性の組み合わせは、本開示の追加の態様として明確に含まれ、図面に明確に示されない多様な配設で組み合わされ得る、分離可能で個別の技術的な開発として見なされる。本開示の他の態様および利点は、以下の説明の考慮すべき事柄に際して、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の原理に従う、近接スイッチの等角分解組立図である。
【図２】図１の近接スイッチの長手方向軸に沿う、横断面図である。
【図３】随意的な磁束スリーブおよび随意的な代替的端封止の包含を示す近接スイッチの長手方向軸に沿う、横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の一部の態様に従う近接スイッチは、好適には、交換を必要とするであろういかなる使用可能部材をも有することなく、水面下ならびに原子力施設等の、過酷環境および相当な圧力下で使用され得る気密的に封止されたユニットにおいて提供される。さらに、本開示の他の態様に従う近接スイッチは、好適には、第１および第２の両位置で、接触不連続なく１０ｇの加速度震度試験に耐える接触圧力を維持する。各近接スイッチは、好適には、第１の回路を完了する通常の第１の位置でスイッチを維持するように内部磁気付勢を作製するように、スイッチの表付近に配置される一連の磁石を含むスイッチアセンブリを含む。第１の回路は、スイッチアセンブリがいかに配線されているかに応じて、通常的に開放の、または通常的に閉鎖の回路のいずれかであり得る。内部磁気付勢が、鉄鋼金属でまたは好適には、スイッチの表のある距離内へ移動された磁化材料で製造された対象等によって、中断されるまたは過電力されるとき、付勢における変更は、対象がある距離内にある限り、第２の回路を完了する第２の位置へ電気接触一式を移させる。対象が、スイッチの表から除去されると、一連の磁石は、スイッチを第１の位置に戻させ、それによって第１の回路に再度スイッチバックする。結果として、各近接スイッチは、第１の位置と第２の位置との間で、陽電気でパチンと閉まって、それによってフラッタを最小化する、または除去する。他の種のスイッチアセンブリは、本教義の一部の態様に従って、使用され得る。
【００１２】
今図面に向かうと、図１および２は、本開示の原則に従って、一実施形態における近接スイッチ２０を示す。近接スイッチ２０は、胴体管２２と、胴体管内に受容されるスイッチアセンブリ２４と、胴体管内でスイッチアセンブリを気密的に封止する随意の端封止アセンブリ２６とを含む。
【００１３】
胴体管２２は、止まり内部穴２８が閉端３０から開端３２へ延在する細長い中空管状部材である。胴体管２２および内部穴２８は、好適には、閉端から延在する第１の区間２８ａと、第１の区間から延在する第２の区間２８ｂと、第２の区間から開端３２まで延在する第３の区間２８ｃとを有する。第１の区間２８ａは、スイッチアセンブリ２４を受容するようにサイズ決めされた第１の内径を有し、第２の区間２８ｂは、第１の径より大きい第２の内径を有し、第３の区間２８ｃは、第２の径より大きい第３の径を有する。以下に詳細に説明されるように、第２のおよび第３の径は、端封止アセンブリ２６の異なる部分を受容するようにサイズ決めされる。胴体管２２の外表面は、好適には、各々が区間２８ａ〜ｃのうちの１つに対応する、ねじ山付きシャフトとヘッドとの間の中央部分を有する突起の形状を有する。好適には、第１の区間２８ａに沿う外表面は、例えば、弁体、円筒ヘッド、または当業者には明らかであろうように近接スイッチを使用するように適合される任意の他の品目の穴内にねじ式に受容されるように、ねじ山状である。第２の区間３２ｂに沿う外表面は、図面に示されるように、概して、円筒状であり得、または他の形状を有し得る。第３の区間２８ｃに沿う外表面は、好適には、標準的な六角頭ボルトヘッド等の、ボルトヘッドの形状を有する。胴体管２２は、特定の使用環境の要件に応じて、異なるサイズおよび径を有し得る。図面に描写される配設において、胴体管は、端壁３０から開端３２まで４インチの軸長を有し、ステンレス鋼等の、過酷動作環境で耐久するために十分な金属で製造される。
【００１４】
スイッチアセンブリ２４は、組み立てられ、内部穴２８の第１の区間２８ａ内に適合されるとき、概して、円筒状の形状因子を有する。スイッチアセンブリ２４は、円筒状の形状因子の第１の端に配設される一次磁石３４を含む。一次磁石３４は、好適には、端壁３６ｂを備える中空円筒３６ａの形状においてある、保持具３６によって担持される。一次磁石３４は、円筒３６ａ内に受容され、接着剤等の、任意の便宜的締結具によって端壁３６ｂに取り付けられる。付勢用磁石３８は、保持具３６に隣接する円筒状ケーシング４２の第１の端内および一次磁石３４の磁気束域内で、第１の空隙４０に配置される。付勢用磁石３８は、円筒状ケーシング４２の端壁４４によって保持具３６の端壁から分離される。好適な配設として、各一次磁石３４および付勢用磁石３８は、永久磁石であって、相互に引き合うように相互に面する両極（つまり、Ｎ極からＳ極）を有し、円筒状ケーシング４２は、プラスチック等の、電気的絶縁材で製造される。
【００１５】
押し／引き型プランジャーアセンブリ４６は、円筒状ケーシング４２内で第２の空隙４８に摺動可能に配置される。円筒状ケーシング４２の導流壁５０は、第２の空隙４８を第１の空隙４０から分離する。押し／引き型プランジャーアセンブリ４６は、ピストンヘッドアセンブリ５２と、導流壁５０に隣接するピストンヘッドアセンブリ５２の第１の端から延在する軸シャフト５４を含む。シャフト５４は、導流壁５０、付勢用磁石３８、および端壁４４を通る中央軸穴５３を通って延在し、一次磁石３４およびピストンヘッドアセンブリ５２が共に移動するように、保持具３６の端壁３６ａに接続される。ピストンヘッドアセンブリ５２は、摺動等によって、第２の空隙４８内で軸方向に移すように配設される。ピストンヘッドアセンブリ５２は、プラスチック等の、電気的絶縁材で製造される円筒状体５８内に被包される第２の付勢用磁石５６を含む。第２の付勢用磁石５６は、好適には、相互に反発し離れるように磁気的に付勢されるように、付勢用磁石３８の対向する極（つまり、Ｎ極とＮ極、またはＳ極とＳ極）に面する同極を有するように配設される。
【００１６】
薄い電気的導電片の形態である、共通接触６０、例えば、銅は、共通接触６０がピストンヘッドアセンブリ５２と共に移動するように、ピストンヘッドアセンブリ５２の第２の端に、スクリュー６２等の、任意の便宜的手段によって接続される。共通接触６０は、片側上の第１の端６０ａ（図２の左側）から反対側上の第２の端６０ｂ（図２の右側）まで、ピストンヘッドアセンブリ５２の第２の端にわたって横方向に延在する。共通接触の第１の端６０ａは、第１の回路接触６４と第２の回路接触６６との間に、軸方向に配置される。第１の回路接触６４は、共通接触６０の第１の端６０ａの厚さの合計に実質的に等しい距離と、一次磁石３４および内部穴２８内の押し／引き型プランジャーアセンブリ４６と第２の空隙４８のストローク長Ｓが、それぞれ、第２の回路接触６６からスイッチアセンブリ２４の長手方向軸６８に沿って間隔を置かれる。好適には、内部穴および第２の空隙４８の各第１の区間２８ａは、共通接触６０が、第１の回路接触６４との接続から第２の回路接触６６との接続までの距離を正確に移動し、戻る、ことを十分可能にする、ストローク長Ｓに等しい距離を軸方向に前後に移動するように、一次磁石３４およびピストンヘッドアセンブリ４６用に、間隔をもたせる、長手方向軸６８に沿って長さを有する。
【００１７】
電気的絶縁材で形成されるヘッダーアセンブリ７０は、円筒状ケーシング４２の第２の端を気密的に覆う。ヘッダーアセンブリ７０は、円筒状でディスク成形の栓７２と、栓７２を通って延在する電気的に導電である第１、第２、および第３のピン７４、７６、７８を含む。栓７２は、第２の部分２８ｂに隣接する胴体管２２の内部穴２８の第１の部分２８ａ内に位置する、円筒状ケーシング４２の第２の端内に受容され、円筒状ケーシング４２の第２の端を塞ぐようにサイズ決めされる。よって、スイッチアセンブリ２４全体は、好適には、内部穴２８の第１の部分２８ａ内に含有される。第１のピン７４は、第１の回路接触６４に電気的に接続される。第２のピン７６は、第２の回路接触６６に電気的に接続される。好適な配設として、第１の回路接触６４は、第１のピン７４の遠位端であり、第２の回路接触６６は、第２のピン７６の遠位端である。各ピン７４、７６は、実施的に、長手方向軸６８に軸方向に揃う。各ピン７４、７６の遠位端は、直角のように、長手方向軸６８へ横方向に延在し、前述の通り軸方向に間隔を置かれる、接触部分を形成するように曲げられるまたは角度付けされる。第３のピン７８は、共通接触６０にもまた接続される、ピグテール８０等の、可撓性コネクタに接続される。各ピン７４、７６、および７８の反対の、または近接の端は、栓７２の端壁を通って胴体管２２の開端３２に向かって延在する。好適には、封止栓８２は、栓７２を通って中央に軸方向に揃う穴８４に、気密的に配置される。一部のアプリケーションで、穴８４を開放して残すまたは穴８４を排除するように封止栓８２を排除することが望ましい場合があり得る。
【００１８】
ピグテール８０は、第１と第２の回路接触６４、６６との間で共通接触６０が軸方向に前後に移動することを可能にするように十分な可撓性の量の、任意の電気的に導電な材料で製造されてもよい。好適な実施形態で、ピグテールは、可撓性の金網で製造される。他の可能な材料は、例えば、炭素繊維補強織物またはプラスチックを含んでもよい。好適には、必ずしも必要ではないが、ピグテール８０は、第１のまたは第２の回路接触６４、６６のいずれかに向かってピストンヘッドアセンブリ５２のいかなる機械的付勢をも最小化するのに十分な可撓性の量であり、そのため押し／引き型プランジャーアセンブリ４６の移動が、磁石３４、３８、と、５６との間で多様な磁力によってのみ、実質的に制御される。
【００１９】
動作において、磁石３４、３８、および５６は、共通接触６０が第１の回路接触６４に反対して接触するように付勢され、第２の回路接触６６に接触しない、ヘッダーアセンブリ７０に向かって通常の第１の位置内へ押し／引き型プランジャーアセンブリ４６を付勢するように動作する。好適には、磁石３４、３８、および５６は、最大１０Ｇの震度加速度負荷中に共通接触６０と第１の回路接触６４との間で不断の接触を維持するように、選択され配設される。対象の磁石（示されず）が、胴体管２２の閉端３０の選択される最小距離内へ移動されると、対象の磁石は、付勢用磁石３８、５６の付勢力を克服し、一次磁石３４、および実質的に押し／引き型プランジャーアセンブリ４６全体を、閉端３０に向かう第２の位置へ引き寄せる。第２の位置において、共通接触６０は、第２の回路接触６６に反対して接触するように付勢され、第１の回路接触６４に接触しない。好適には、一次磁石３４と付勢用磁石３８との間の空間は、端壁４４および２つの磁石の間に配置される保持具３６の端壁のみを有することによって最小化され、したがって、磁石３４、３８間で最大１０Ｇの震度加速度で第１の接触６４との不断の接触で共通接触６０を維持することを助けるように、十分に強力な磁気引き寄せを提供する、シャフト５４の長さが最小化される。
【００２０】
好適な配設で端封止アセンブリ２６は、電気的に接触６０、６４、６６に連結または接続した電気リード線が配線を制御するような接続、および多様な回路に沿う多様な接続を危険にさらし得る様式で電気リード線が抜かれるまた移動されることから保護することのため、アクセスされることが可能である間に、胴体管２２の開端３２のため、、湿気および／または他の危険な材料をスイッチアセンブリ２４から締め出すように気密的な封止を提供する。、。端封止アセンブリ２６は、全てが、好適には、内部穴の第２のおよび第３の部分２８ｂ、２８ｃに配置される、気密封止部９０、中空管圧潰リング９２、圧潰リング圧縮デバイス９４、口輪９６、薄ナット９８、およびポッティング材１００を含む。
【００２１】
気密封止部９０は、３つの穴がそれを通って延在する円形ディスク１０２および各穴を通って配置される中空管１０４を含む。各中空管１０４は、スイッチアセンブリ２４に面するディスクの内側上に配置される第１の端１０４ａと、開端３２に向かって面するディスクの外側上に配置される第１の端１０４ｂと、を有する。各中空管１０４は、配設され、摩擦適合でピン７４、７６、および７８のうちの１つの近接の端を受容するようにサイズ決めされた内径を有する。随意的に、第４の中空管１０６は、円形ディスク１０２を通る第４の穴を通って配置され、後続の封止に先立って圧力試験を実施するように開放状態で残され得る。管１０６は、好適には、他の３つの管１０４より大きい内径を有する。ディスク１０２は、特定の圧力または他の状況に封止的に耐えるのに十分な封止リング１０８によって、内部穴２８の第２の部分２８ｂの内表面に取り付けられる。封止リング１０８は、はんだリング、接着剤、溶接、または特定の圧力および／または他の状況に耐えるのに好適な別の封止材料であってもよい。ピン７４、７６、および７８は、好適には、例えば、はんだ付けまたは溶接によって、ディスク１０２の内側上の管１０４のうちのそれぞれ１つに取り付けられる。
【００２２】
ケーブル１１０は、３つの別個の電気線、１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃを含む。各線１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、例えば、管内に受容され、はんだで取り付けられる端ピン１１１によって、管１０４のうちのそれぞれ１つに接続される。ケーブル１１０は、接触６０、６４、６６、ピン７４、７６、および７８、ならびに管１０４によって任意の十分な様式で形態される、第１および第２の回路を完了することによって、他所の制御および／または感知回路に接続されるように配設される。本開示の目的のための具体的な関連性は、ケーブル１１０が、管１０４から胴体管２２の開端３２への、および胴体管２２の開端３２からの、内部穴２８の第２および第３の部分２８ｂ、２８ｃに沿って延在することである。
【００２３】
圧潰リング圧縮デバイス９４は、例えば、内部穴２８の第３の部分２８ｃ内へねじ込むことによって、内部穴２８内へ係止する栓であって、ケーブル１１０が通って延在する中央開放１１２を有する。好適には、圧潰リング圧縮デバイス９４は、雄ねじ山１１６が、内部穴２８の第３の部分２８ｃの内部環状表面上で補完の雌ねじ山１１８と係合する円筒栓体１１４を有する。ニップル１２０は、好適には、栓体１１４より小さい径の短円筒状区間の形態で、栓体１１４の外部側の中央部分から開端３２に向かって軸方向に突出し、雄ねじ山を有する。中央開放１１２は、内部テーパ状部分１２４は、円筒状穴区間の内部端から栓体１１４の内部端まで延在する内部円錐形の穴区間の形態で、外部テーパ状部分１２６は、好適には、円筒状穴区間の外部端からニップル１２０の外部端まで延在する形態で、ニップル１２０内で短円筒状穴区間１２２を画定する。
【００２４】
圧潰リング９２は、圧潰リング圧縮デバイス９４の内部端と、内部穴２８の第２の部分２８ｂと第３の部分２８ｃとを接続する、胴体管２２の半径方向に突出する内部環状棚１２８との間でガスケット封止部として機能する。圧潰リング９２は、近接スイッチ２０の意図される使用環境のために適切な封止する材料で製造され、１つの実施形態で、危険で高温の、および／かつ原子力環境のために、好適には、円形の長手方向軸で中空管の形態を有する中空ステンレス鋼リングの形態を製造される。圧潰リング９２は、好適には、内部穴２８の第３の部分２８ｃの内径に実質的に等しい外径を有する。
【００２５】
ポッティング材１００は、圧潰リング圧縮デバイス９４と気密封止部９０との間のいかなる空間をも完全に充填する。好適には、ポッティング材１００はまた、例えば、管１０６中を流れることによって、気密封止部９０とヘッダーアセンブリ７０の栓体７２の端壁との間の空間に浸出し充填する。ポッティング材１００は、好適には、内部穴２８で水密の気密封止部を形成して、少なくとも液体および危険な微粒子がスイッチアセンブリ２４に侵入するのを阻止するように、全ての空間および裂け目へ流入し得るおよび／または圧縮され得る、封止材料の形態を成される。好適な配設で、ポッティング材１００は、エポキシ材または類似の流動性材料等の、剛体質量に後で固定するまたは硬化する、流動性樹脂Ｉである。
【００２６】
好適なアセンブリの方法で、ポッティング材１００は、スイッチアセンブリ２４および気密封止部９０が上に記載の通り導入された後で、流体状態である間に、開端３２を通って内部穴２８内に挿入される。好適には、内部穴２８は、圧潰リング圧縮デバイス９４と気密封止部９０との間のいかなる空間をも完全に充填するように十分なポッティング材１００で充填される。１つの方法で、ポッティング材は、圧潰リング９２が内部穴２８内へ挿入された後で開端３２から最も遠方のねじ山１１８へ充填され、圧潰リング圧縮デバイス９４は、ねじ山１１６と１１８との間ならびにケーブル１１０と中央開放１１２との間等の、圧潰リング圧縮デバイス９４の周りの全ての裂け目および開放を封止的に充填するように、ポッティング材１００を圧縮する。好適には、ポッティング材１００は、固体剛体封止部または栓を形成するように、圧潰リング圧縮デバイスと気密封止部９０との間の胴体管２２の開端３２で、後で固定するまたは硬化する。
【００２７】
口輪９６は、ケーブル１１０の周りに密接に適合する細長い管状部材であり、外部テーパ状穴区間１２６内に割り込む。好適な配設において、口輪９６は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で製造され、銃弾形に成形され、円筒状体１３２、円筒状体１３２の１つの軸端で半径方向内向きのテーパ状鼻部１３４、円筒状体１３２の反対の軸端で半径方向内向きのテーパ状環状の肩部１３６、および反対の軸端を通って延在する穴１３８を通る軸を有する。
【００２８】
薄ナット９８は、外部テーパ状穴区間１２６内に割り込んで係止される位置で口輪９６を保持する。薄ナット９８は、好適には、係止フランジ１４４、１４６を円筒状管の反対の軸端で有する、円筒状管１４２で形成される。各係止フランジ１４４、１４６は、円筒状管１４２のそれぞれの軸端から半径方向内向きに突出する。係止フランジ１４４は、ニップル１２０上の雄ねじ山と係合する、環状の雌ねじ山を含み、係止フランジ１４６は、口輪９６の環状の肩部１３６と係合するようにサイズ決めされる。薄ナット１４０は、口輪９６上および周りに適合し、係止フランジ１４６は、係止フランジ１４４がニップル１２０上にねじ止めされるにつれて、口輪９６を外部テーパ状穴区間１２６に対する割り込み係合へと促進するように、環状の肩部１３６に対して押し付けられる。同時に、外部テーパ状穴区間１２６からの口輪９６上の半径方向内向きの割り込み力もまた、ケーブル１１０の周りで口輪９６を締結し、それによってケーブル１１０の周りにさらに封止を形成する。口輪９６および薄ナット９８はまた、近接スイッチ２０の外側でケーブルに準用された運動または力が、ポッティング材１００に、またはスイッチアセンブリ２４との多様な電気的接続に、例えば、電気回路の一体性を悪化させ得る、管１０４に、転送されることを阻止するように、ケーブル１１０を中央開放１１２内で適合された位置に係止するようにアセンブリとして共に機能する。
【００２９】
好適な配設において、円筒状ケーシング４２は、ウィンドウ１５０等の、１つ以上の開放、および、スイッチアセンブリ２４の組み立て中、プランジャーアセンブリ４６およびヘッダー７０の目視検査を可能にするように配設されるケーシングの側壁を通って、好適には、２つの対するウィンドウ１５０を有する。絶縁スリーブ１５２は、ウィンドウ１５０を被覆するように円筒状筐体４２の外部周りに密接に適合し、接触６０、６４、６６と胴体管２２との間で電気アーキングを減少するまたは阻止する。絶縁スリーブは、好適には、Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  ＣｏｍｐａｎｙによるＫａｐｔｏｎ（登録商標）フィルムまたは類似の材料等の、電気的絶縁材で製造され、組み立てで補助するように長手方向スリット１５４を有する。円筒状ケーシング４２上に適合された後で、スリット１５４に沿って延在するスリーブの反対の縁は、接着パッチ１５６によって、好適には、Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  ＣｏｍｐａｎｙによるＫａｐｔｏｎ（登録商標）テープまたは類似の材料によってもまた、共に接続される。
【００３０】
図３に今戻ると、近接スイッチ２０は、随意の磁束スリーブ１６０が追加されて示され、好適には、中空金属円筒の形態で、一次磁石３４と円筒状スリーブ４２の端壁４４との間に配置される。磁束スリーブ１６０は、好適には、鉄鋼材で製造され、両者は、磁石間での引き合う磁力引き寄せ（ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐｕｌｌ）を減少するように、付勢用磁石３８から一次磁石３４を分離し、磁石の磁束界に集中させる。磁束スリーブ１６０は、好適には、雄ねじ山突起１６２が端壁４４から一次磁石３４に向かって延在するねじ止め接続によって、円筒状スリーブ４２に取り付けられる。磁束スリーブ１６０は、雄ねじ山突起１６２上にねじ止めされてもよい。一次磁石３４と付勢用磁石３８との間の引力は、磁束スリーブ１６０の軸の長さ、および／または磁束スリーブの材料、および／または突起１６２の長さによって力の範囲内で調整され得る。加えて、図３の近接スイッチ２０におけるピストン棒５４は、磁束スリーブ１６０用に要求される追加の空間を収容するために、図１および２の近接スイッチ２０におけるピストン棒５４より長い。図３の近接スイッチ２０ではまた、端封止アセンブリ２６を含まないというオプションが示される。むしろ、ヘッダーアセンブリ７０および電気ケーブル１１０は、胴体管２２の開端３２に、ポッティング材１００または、エポキシ樹脂またはプラスチック等の、他の封止材のみで被包される。胴体管２２はまた、随意的な雄ねじ山、および内部穴２８のテーパ状または円錐形の第２の部分２８ｂがない状態で示される。図３に示される近接スイッチの他の部分は、実質的に図１および２に関連して先に示され説明された通りであり、その説明はここに繰り返されない。
【００３１】
本明細書に開示される近接スイッチ２０が、ボルトの様な形状を概してされ、胴体管２２が、共通のねじ用円筒状の穴へねじ込まれ易くするように、円形円筒状の外形の形状因子を概して有する一方、近接スイッチ２０が、円形円筒状であるとは限られない。むしろ、本明細書に記載されるように、近接スイッチ２０の構成装置は、共通接触６０が第１の接触６４から第２の接触６６まで前後するように、一次磁石３４および押し／引き型プランジャーアセンブリ４６が口輪または磁気対象に向かって、および離れて軸方向に移動できる限り、ほぼ全ての断面成形をも有し得る。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本明細書に開示される近接スイッチは、工業上の処理制御システムにおいて役立つものであり、一部の配設においては、原子力アプリケーション、水面下、および他の苛性のおよび／または危険な動作環境においての使用のために、特に良好に適合される。本明細書に開示される近接スイッチへの数多くの変更は、前述の点から見て当業者には明らかであろう。したがって、本説明は、例示的なものとしてのみ見なされ、当業者が近接スイッチを作製および使用することを可能にし、それを行う最大限の方法を教示する目的で提示される。全ての特許請求の範囲内に属する全ての変更への専有権は、留保される。本前述において特定される全ての特許、特許出願、および他の印刷出版物は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【図１】
2015506555.tif 000003
【図２】
2015506555.tif 000004
【図３】
2015506555.tif 000005
【国際調査報告】
2015506555.tif 000006
2015506555.tif 000007
2015506555.tif 000008
2015506555.tif 000009
2015506555.tif 000010