(57)【要約】【課題】長さ調整を容易とすることができるレベル計用電極棒を提供することである。【解決手段】実施形態のレベル計用電極棒は、主軸部と、キャップ部と、を持つ。主軸部は、樹脂により被覆された金属材料により形成された芯材を有する。主軸部は、一端部が他端部と液密に嵌合可能な形状に形成されている。キャップ部は、金属材料により形成された電極部を有する。キャップ部は、主軸部の一端部に液密に嵌合可能に形成されている。芯材は、主軸部の両端で樹脂から露出している。芯材は、主軸部の一端部と主軸部の他端部とが嵌合された状態で互いに接触可能とされている。電極部は、主軸部の一端部において露出した芯材と接触可能とされている。電極部は、一部が外側に露出している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂により被覆された金属材料により形成された芯材を有し、一端部が他端部と液密に嵌合可能な形状に形成された主軸部と、
金属材料により形成された電極部を有し、前記主軸部の前記一端部に液密に嵌合可能に形成されたキャップ部と、を備え、
前記芯材は、前記主軸部の両端で前記樹脂から露出し、前記主軸部の前記一端部と前記主軸部の前記他端部とが嵌合された状態で互いに接触可能とされ、
前記電極部は、前記主軸部の前記一端部において露出した前記芯材と接触可能とされるとともに、一部が外側に露出する、
レベル計用電極棒。
【請求項２】
前記主軸部の前記一端部は、前記主軸部の前記他端部、および前記キャップ部に対して、螺着可能に形成された、
請求項１に記載のレベル計用電極棒。
【請求項３】
前記主軸部の前記他端部は、呼び径がＭ６のおねじである、
請求項２に記載のレベル計用電極棒。
【請求項４】
前記芯材は、拡径形成された端部を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のレベル計用電極棒。
【請求項５】
前記芯材の両端部は、互いに嵌合可能な凹凸形状に形成された、
請求項１から４のいずれか１項に記載のレベル計用電極棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レベル計用電極棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の液位を検出するレベル計（液位計）として、電極式レベル計がある。電極式レベル計は、複数本の電極棒を備えている。電極棒の少なくとも一部が測定対象の液体に浸漬することで、液体に浸漬した一対の電極棒間が導通する。これにより、電極式レベル計は、導通した一対の電極棒の下端部よりも上方に液位が位置することを検出できる。
ところで、電極式レベル計の設置時等に、電極棒の長さを変更する必要が生じることがある。しかしながら、電極棒の材質によっては、切断が困難となる場合がある。また、電極棒の構造上、長さを延長することが困難となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９２４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、長さ調整を容易とすることができるレベル計用電極棒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のレベル計用電極棒は、主軸部と、キャップ部と、を持つ。主軸部は、樹脂により被覆された金属材料により形成された芯材を有する。主軸部は、一端部が他端部と液密に嵌合可能な形状に形成されている。キャップ部は、金属材料により形成された電極部を有する。キャップ部は、主軸部の一端部に液密に嵌合可能に形成されている。芯材は、主軸部の両端で樹脂から露出している。芯材は、主軸部の一端部と主軸部の他端部とが嵌合された状態で互いに接触可能とされている。電極部は、主軸部の一端部において露出した芯材と接触可能とされている。電極部は、一部が外側に露出している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る電極棒を用いたレベル計を示す概略図。
【図２】実施形態に係る電極棒の斜視図。
【図３】実施形態に係る電極棒の中心軸に沿う縦断面図。
【図４】実施形態の第１変形例に係る電極棒の部分縦断面図。
【図５】実施形態の第２変形例に係る電極棒の部分縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のレベル計用電極棒を、図面を参照して説明する。
本実施形態では、レベル計用電極棒を備える電極式レベル計が液位を測定する測定対象として、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を例に挙げて説明する。なお、以下では、電極式レベル計を単に「レベル計」といい、レベル計用電極棒を単に「電極棒」という。
【０００８】
図１は、実施形態に係る電極棒を用いたレベル計を示す概略図である。
図１に示すように、レベル計１は、複数（本実施形態では４本）の電極棒１０と、複数の電極棒１０を保持するホルダ３と、各電極棒１０に接続された制御部５と、を備えている。レベル計１は、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が貯留されたタンク７内に、各電極棒１０がホルダ３から懸下された状態で配置されている。
【０００９】
図２は、実施形態に係る電極棒の斜視図である。図３は、実施形態に係る電極棒の中心軸に沿う縦断面図である。
図２および図３に示すように、電極棒１０は、上下方向に並んで連結された複数の主軸部２０と、複数の主軸部２０のうち下端に位置する主軸部２０Ａに連結されたキャップ部３０と、を備えている。
【００１０】
図２に示すように、主軸部２０は、上下方向に沿って延びる円柱状に形成されている。主軸部２０は、金属材料により形成された芯材２１と、樹脂材料により形成され、芯材２１を被覆する被覆体２３と、を有する。芯材２１を形成する材料としては、例えばステンレス鋼や銅等を用いることができる。芯材２１は、主軸部２０の中心軸上を上下方向に沿って延びている。図３に示すように、芯材２１は、主軸部２０の上端面および下端面のそれぞれにおいて、被覆体２３と面一の状態で、被覆体２３から露出している。被覆体２３を形成する材料としては、例えばポリプロピレンやポリエチレン等を用いることができる。
【００１１】
主軸部２０の下端部２０ａは、他の主軸部２０の上端部２０ｂに対して、着脱自在に、液密に螺着可能（嵌合可能）な形状に形成されている。これにより、複数の主軸部２０は、互いに連結可能となっている。主軸部２０の上端部２０ｂは、呼び径がＭ６のおねじになっている。主軸部２０の下端部２０ａは、呼び径がＭ６のめねじになっている。互いに螺着された主軸部２０は、被覆体２３から露出した芯材２１同士を接触させている。図示の例では、芯材２１の外径は、主軸部２０の上端部２０ｂのおねじ、および下端部２０ａのめねじよりも小径となっている。
なお、主軸部２０の製造方法は、特に限定されないが、例えばインサート成形により芯材２１を被覆体２３にインサートして形成してもよいし、筒状に形成された被覆体２３に芯材２１を圧入して形成してもよい。
【００１２】
図２に示すように、キャップ部３０は、主軸部２０と同径の円柱状に形成され、主軸部２０と同軸に配置されている。キャップ部３０は、金属材料により形成された電極部３１と、樹脂材料により形成され、電極部３１を被覆する樹脂部３３と、を有する。電極部３１を形成する材料としては、導電性を有し、かつ測定対象の液体（本実施形態では次亜塩素酸ナトリウム水溶液）に対して耐食性を有することが望ましく、例えばチタン等が好適である。電極部３１は、キャップ部３０の中心軸と同軸の円柱状に形成されている。図３に示すように、電極部３１は、キャップ部３０の上端面および下端面のそれぞれにおいて、樹脂部３３と面一の状態で、樹脂部３３から露出している。
【００１３】
キャップ部３０は、その上側に配置された主軸部２０Ａの下端部２０ａに対して、着脱自在に、液密に螺着可能（嵌合可能）に形成されている。これにより、主軸部２０とキャップ部３０とは、互いに連結可能となっている。キャップ部３０の上端部は、Ｍ６のおねじに形成されている。螺着されたキャップ部３０および主軸部２０は、電極部３１と、被覆体２３から露出した芯材２１と、を接触させている。電極部３１の外径は、主軸部２０の芯材２１の外径よりも大径であって、キャップ部３０の上端部のおねじよりも小径となっている。
【００１４】
このように構成された電極棒１０は、下端に位置するキャップ部３０と、キャップ部３０から上方に向かって延びるように配置された複数の主軸部２０と、が一体化した、上下方向に沿って延在する棒状に形成されている。キャップ部３０の電極部３１は、電極棒１０の下端面において外側に露出している。電極部３１および各芯材２１は、電極棒１０の下端から上端に亘って導通可能となっている。各芯材２１は、主軸部２０同士、および主軸部２０とキャップ部３０とが液密に螺着されることで、測定対象の液体との接触が防止された状態になっている。
【００１５】
図１および図２に示すように、ホルダ３の下面には、電極棒１０の本数に応じて、電極棒１０の上端部が取り付けられる図示しない保持部が形成されている。保持部は、呼び径がＭ６のめねじになっている。電極棒１０の上端部は、主軸部２０の上端部２０ｂであって、呼び径がＭ６のおねじになっている。ホルダ３の保持部は、電極棒１０が螺着可能となっている。
【００１６】
複数の電極棒１０は、それぞれ異なる長さに形成されている。以下では、便宜上複数の電極棒１０を長い順に電極棒１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと符号を付す。電極棒１０Ａは、コモン電極として使用される。電極棒１０Ｂ〜１０Ｄは、検知用電極として使用される。タンク７内の液位がいずれかの電極棒１０の下端部よりも上側に位置するとき、液体は電極棒１０の下端面に露出した電極部３１に接触する。これら電極棒１０Ａ〜１０Ｄは、各電極棒１０を構成する主軸部２０の連結本数や、主軸部２０の長さを適宜調整することで、それぞれ異なる長さに形成されている。
【００１７】
制御部５は、制御盤等であって、リード線等を介して、各電極棒１０の上端面に露出した芯材２１と接続されている。制御部５は、電極棒１０Ａ（コモン電極）と各電極棒１０Ｂ〜１０Ｄ（検出電極）との間の導通をリレー回路等により検出している。例えば、制御部５が、電極棒１０Ａと各電極棒１０Ｂ〜１０Ｄとの間の導通を検出しない場合、タンク７内の液体の液位は、電極棒１０Ｂの下端部よりも下側に位置している。また、例えば制御部５が、電極棒１０Ａと電極棒１０Ｂ，１０Ｃとの間の導通を検出した場合、タンク７内の液体の液位は、電極棒１０Ｃの下端部よりも上側、かつ電極棒１０Ｄの下端部よりも下側に位置している。
このようにして、レベル計１は、長さの異なる複数の電極棒１０を用いて、液位を検出する。
【００１８】
以上詳述したように、本実施形態では、主軸部２０の下端部２０ａは、主軸部２０の上端部２０ｂと液密に嵌合可能な形状に形成され、キャップ部３０は、電極部３１を有し、主軸部２０の下端部２０ａに液密に嵌合可能に形成され、芯材２１は、主軸部２０の下端部２０ａと上端部２０ｂとが嵌合された状態で互いに接触可能とされ、電極部３１は、主軸部２０の下端部２０ａにおいて露出した芯材２１と接触可能とされた構成とした。
この構成によれば、芯材２１同士を接触させて導通可能とした状態で、主軸部２０同士を連結することができる。また、芯材２１および電極部３１を接触させて導通可能とした状態で、主軸部２０とキャップ部３０とを連結することができる。このため、互いに連結される主軸部２０の本数を調整することで、少なくとも１つの主軸部２０とキャップ部３０とが連結して一体化された電極棒１０の長さを調整することができる。したがって、長さ調整を容易とすることができる電極棒１０を提供できる。
【００１９】
しかも、主軸部２０同士、および主軸部２０の下端部２０ａとキャップ部３０とは、それぞれ液密に嵌合されるので、測定対象の液体に接触しないように芯材２１を設けることができる。このため、芯材２１を形成する金属材料を、測定対象の液体に対する耐食性を考慮せずに選択することができる。よって、芯材２１を形成する金属材料の選択肢が多くなり、電極棒１０を安価に製造することが可能となる。
【００２０】
また、主軸部２０の下端部２０ａは、主軸部２０の上端部２０ｂ、およびキャップ部３０に対して、螺着可能に形成されているので、主軸部２０同士、および主軸部２０の下端部２０ａとキャップ部３０とを、容易に着脱することが可能となる。したがって、電極棒１０の使い勝手を向上させることができる。
【００２１】
また、一般に流通するレベル計では、電極棒の上端部に呼び径がＭ６のおねじが形成され、電極棒を保持するホルダには、呼び径がＭ６のめねじが形成されている。そして、ホルダに電極棒の上端部が螺着されることで、電極棒がホルダに保持される。
本実施形態では、主軸部２０の上端部２０ｂは、呼び径がＭ６のおねじであるので、一般に流通しているレベル計のホルダに対して、電極棒１０を取り付けることができる。よって、既設のレベル計に対しても使用できる、汎用性の高い電極棒１０とすることができる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、芯材２１の両端面は、被覆体２３と面一になっているが、これに限定されない。例えば、芯材２１の両端面は、被覆体２３から僅かに突出していてもよい。これにより、主軸部２０同士を連結した際に、その連結部において、芯材２１同士をより接触させやすくすることができるので、芯材２１同士をより確実に導通させることが可能となる。
【００２３】
次に、実施形態の第１変形例について説明する。
図４は、実施形態の第１変形例に係る電極棒の説明図であって、主軸部同士の連結部における部分縦断面図である。
図３に示す実施形態では、芯材２１は、一様に延在している。これに対して図４に示す実施形態の第１変形例では、芯材１２１は、拡径形成された端部を有している点で、実施形態と異なっている。図示の例では、芯材１２１の両端部は、主軸部２０のおねじおよびめねじと略同径になっている。
【００２４】
この構成によれば、芯材１２１の端面の面積が大きくなるので、連結された一対の主軸部２０の芯材１２１同士をより確実に接触させることが可能となる。これにより、複数の芯材１２１を確実に電気的に一体化することができる。したがって、電極棒１０の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
なお、図示しないが、キャップ部３０の電極部の上端部も、芯材１２１の上端部と同様に、拡径形成されていてもよい。これにより、芯材１２１と電極部とをより確実に接触させることが可能となり、芯材１２１とキャップ部３０とを確実に電気的に一体化することができる。
【００２６】
次に、実施形態の第２変形例について説明する。
図５は、実施形態の第２変形例に係る電極棒の説明図であって、主軸部同士の連結部における部分縦断面図である。
図３に示す実施形態では、芯材２１の両端部は、平面状に形成されている。これに対して図５に示す実施形態の第２変形例では、芯材２２１の両端部は、互いに嵌合可能な凹凸形状に形成されている点で、実施形態と異なっている。図示の例では、芯材２２１の上端部に、主軸部２０と同軸の円柱状の凸部２２１ａが形成され、芯材２２１の下端部に、凸部２２１ａが嵌合する凹部２２１ｂが形成されている。
【００２７】
この構成によれば、連結された一対の主軸部２０の芯材２２１同士の接触面積をより広くすることができるので、連結された一対の主軸部２０の芯材２２１同士をより確実に接触させることが可能となる。これにより、複数の芯材２２１を確実に電気的に一体化することができる。したがって、電極棒１０の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
なお、図示しないが、キャップ部３０の電極部の上端部にも、芯材２２１の上端部と同様に、芯材２２１の凹部２２１ｂに嵌合する凸部が形成されていてもよい。これにより、芯材２２１と電極部とをより確実に接触させることが可能となり、芯材２２１とキャップ部３０とを確実に電気的に一体化することができる。
【００２９】
また、本変形例では、芯材２２１の上端部に凸部２２１ａが形成され、下端部に凹部２２１ｂが形成されているが、これに限らず、芯材の上端部に凹部が形成され、下端部に凸部が形成されていてもよい。
【００３０】
なお、上記実施形態では、レベル計１の測定対象として、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を例に挙げて説明したが、これに限定されず、種々の液体の液位を測定するレベル計に広く適用可能である。
【００３１】
また、上記実施形態では、電極棒１０は主軸部２０を複数備えているが、これに限定されず、電極棒１０は、主軸部２０を１個備える構成であってもよい。
また、上記実施形態では、キャップ部３０は、電極部３１と、電極部３１を被覆する樹脂部３３と、を有するが、これに限定されない。キャップ部は、その全体が金属材料により形成された電極部となっていてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、主軸部２０同士、および主軸部２０の下端部２０ａとキャップ部３０とは、それぞれ螺着可能とされているが、これに限定されるものではない。主軸部同士、および主軸部の下端部とキャップ部とは、嵌合可能であればよく、例えば圧入やスナップフィット等により嵌合される構成であってもよい。
【００３３】
また、主軸部２０同士の間や、主軸部２０とキャップ部３０との間に、Ｏリング等のシール部材を介在してもよい。これにより、主軸部２０同士、および主軸部２０の下端部２０ａとキャップ部３０とを、より液密に嵌合させることが可能となり、電極棒の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、主軸部の下端部は、主軸部の上端部と液密に嵌合可能な形状に形成され、キャップ部は、電極部を有し、主軸部の下端部に液密に嵌合可能に形成され、芯材は、主軸部の下端部と上端部とが嵌合された状態で互いに接触可能とされ、電極部は、主軸部の下端部において露出した芯材と接触可能とされている。これにより、芯材同士を接触させて導通可能とした状態で、主軸部同士を連結することができる。また、芯材および電極部を接触させて導通可能とした状態で、主軸部とキャップ部とを連結することができる。このため、互いに連結される主軸部の本数を調整することで、少なくとも１つの主軸部とキャップ部とが連結して一体化された電極棒の長さを調整することができる。したがって、長さ調整を容易とすることができる電極棒を提供することができる。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…電極棒（レベル計用電極棒）、２０…主軸部、２０ａ…主軸部の下端部（一端部）、２０ｂ…主軸部の上端部（他端部）、２１，１２１，２２１…芯材、２３…被覆体（樹脂）、３０…キャップ部、３１…電極部
【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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