(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来技術では、水を輸送する配管の漏れなどの圧力低下が緩慢な場合には、配管の漏れの有無を検出することはできるが、複数台のタイヤ空気充填機、空気圧シリンダなどの圧縮空気によって動作する各種の圧縮空気消費機器が接続される圧縮空気輸送用の配管の圧力低下を継続的に監視するためには用いることができない。
【0006】
配管に接続される各圧縮空気消費機器が動作するタイミングが不定期的であり、同時に複数台の圧縮空気消費機器が動作する場合もあり、圧縮空気消費機器ごとに圧縮空気の消費量も異なるので、時間経過に伴う圧力変化の程度、すなわち圧力変化量の変化率によって判定することは困難である。
【0007】
また、上記従来技術では、各圧縮空気消費機器は、工場内で設置される場所も異なり、配管内の圧縮空気の圧力を、工場内に設置された各圧縮空気消費機器に応じた希望する場所で測定して、配管内の圧力が基準値よりも低下したときに報知して、その近傍に設置される圧縮空気消費機器の運転状況の調整を作業者に促すことができない。
【0008】
本発明の目的は、配管内の圧縮空気の圧力を任意の場所で容易に監視することができる圧力低下監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、圧縮空気を輸送する配管に接続され、配管内の空気の圧力が予め定める基準圧力以下に低下したとき、警報を発生する圧力低下監視装置であって、
四角形の板状体から成る第1〜第6壁部によって中空の直方体状に形成されるケース本体と、
計測圧力および前記予め定める基準圧力を表示する圧力表示部を有し、該圧力表示部を前記第1壁部から外部に臨ませて該第1壁部に設けられる圧力計測部と、
第2壁部に設けられた接続部であって、予め定める管体によって前記配管に接続可能な接続プラグを有し、前記圧力計に接続された配管接続部と、
第3壁部に設けられ、前記計測圧力が前記予め定める基準圧力以下であるとき、発光する発光部と、
第4壁部に設けられ、前記計測圧力が前記予め定める基準圧力以下であるとき、警報音を発生する放音部と、を含み、
前記発光部は、
基板と、
前記基板上の仮想円周上に等間隔に配設される複数の発光素子と、
前記仮想円の中心軸線上であって、前記複数の発光素子と対向した状態で配設される逆円錐台状の反射面を有する反射部材とを有し、
前記発光部は、赤色で発光する発光素子と、黄色で発光する発光素子と有し、前記計測圧力が前記基準圧力以下になったとき、前記赤色の発光素子を点灯させ
るとともに、前記放音部に警報音を発生させ、前記計測圧力が前記基準圧力以下になったときから予め定める時間が経過しても前記計測圧力が前記基準圧力を超過しないとき、前記赤色の発光素子の発光を停止させ、前記黄色の発光素子を点灯させ
るとともに、前記放音部の放音動作を停止させ、その後に計測圧力が基準圧力を超えていれば、前記黄色の発光素子の発光を消灯させ、測定圧力が基準圧力を超えていなければ、電源をオフにして、全ての動作を終了させることを特徴とする圧力低下監視装置
である。
【0010】
また本発明は、前記第5壁部に設けられた、強磁性体から成る吸着片を有する磁気吸着体を、さらに含むことを特徴とする。
【0011】
また本発明は、前記ケース本体は、アルミニウム合金から成り、
前記ケース本体の外表面は、硬質アルマイト層によって被覆されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ケース本体の第1壁部に圧力計測部が設けられ、第2壁部に配管接続部が設けられ、第3壁部に発光部が設けられ、第4壁部に放音部が設けられるので、工場内などで作業者が発光部から発生される光または放音部から発生される音を確認し易い希望する位置および向きに、圧力低下監視装置を容易に設置することができ、取付け位置および取付け方向の設置上に自由度が高く、複数の圧力低下監視装置を任意の場所に容易に設置して、配管内の空気の圧力が基準圧力以下に低下したことを、作業者に確実に報知することができる。
【0013】
また本発明によれば、第5壁部に磁気吸着体が設けられるので、工場内の鉄骨などの既存の建物設備あるいは既存の構造物などの、磁気吸着が可能な強磁性体から成る物体を利用して、容易に圧力低下監視装置を設置することができ、取付け性を向上することができる。
【0014】
また本発明によれば、ケース本体の外表面が硬質アルマイト層によって被覆されているので、腐食および機材の当接などによる外力の作用に対して高い耐性を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1は、本発明の一実施形態の圧力低下監視装置1を示す正面図であり、
図2は圧力低下監視装置1の右側面図であり、
図3は圧力低下監視装置1の左側面図である。
図4は、圧力低下監視装置1の背面図であり、
図5は圧力低下監視装置1の平面図であり、
図6は圧力低下監視装置1の底面図である。
【0017】
本実施形態の圧力低下監視装置1は、工場内において圧縮空気を輸送する配管2に接続され、配管2内の空気の圧力が予め定める基準圧力P0以下であるとき、警報を発生する圧力低下監視装置として、工場の壁または柱などに設置して用いられる。
【0018】
圧力低下監視装置1は、四角形の板状体から成る第1〜第6壁部3a〜3fによって中空の直方体状に形成されるケース本体4と、計測した空気の計測圧力Pを表示するとともに基準圧力P0を表示および設定可能な圧力表示部5を有し、圧力表示部5を第1壁部3aから外部に臨ませて第1壁部3aに設けられる圧力計測部6と、第2壁部3bに設けられた配管接続部7であって、圧力ホースなどの予め定める管体8によって配管2にソケットなどの管継手によって接続可能な接続プラグ9を有し、圧力計測部6に接続された配管接続部7と、第3壁部3cに設けられ、計測圧力Pが基準圧力P0以下であるとき、発光する発光部11と、第4壁部3dに設けられ、計測圧力Pが基準圧力P0以下であるとき、警報音を発生する放音部12と、を備える。ケース本体4は、本実施形態において、第1壁部3aを正面壁、第2壁部3bを左側壁、第3壁部3cを底壁、第4壁部3dを右側壁、第5壁部3eを背後壁、および第6壁部3fを天井壁として構成される。
【0019】
圧力計測部6は、いわゆる接点付圧力計であって、設定針6aを操作軸6bによって回動させて、任意の圧力を設定圧力として設定することができるように構成されている。放音部12による警報音の具体的発生パターンは、たとえば周波数が約4000Hz、音圧が約90dB(at1m)の音響が断続的に鳴動する、「ピピピ・・・」といった断続音である。このような放音部12は、たとえば圧電素子を備える圧電ブザーによって実現されてもよい。
【0020】
ケース本体4は、アルミニウム合金から成り、その外表面には硬質アルマイトによって被覆層が形成され、高い耐衝撃性および耐腐食性を有する。被覆層は、たとえば膜厚50μmにおいて、荷重200Gを10秒間作用させたときの表面硬度が、ビッカース硬度Hvが390程度である。このような被覆層は、硬質アルマイトめっきによって形成することができる。
【0021】
図7は、磁気吸着体13の拡大断面図である。第5壁部3eには、強磁性体から成る吸着片15を有する複数(本実施形態では4)の磁気吸着体13が四隅近傍に設けられる。吸着片15は、たとえば直径が15〜30mm、厚さ5〜7mmのネオジウム磁石から成り、軸線方向に磁化され、9kgf程度の吸着力を有する。
【0022】
このような磁気吸着体13が複数、第5壁部3eに設けられるので、工場内の鉄骨などの既存の建物設備あるいは既存の構造物などの、磁気吸着が可能な強磁性体から成る物体を利用して、容易に圧力低下監視装置1を設置することができ、取付け位置に対する自由度が高く、取付け性に優れている。
【0023】
図8は、発光部11の簡素化した平面図であり、
図9は発光部11の内部構造を示す簡素化した正面図である。なお、
図9は、
図8の発光部11を下方から見た図を示す。発光部11は、基板16上の内周側に周方向に等角度間隔で配設された6個の発光素子17と、基板16上の外周側に周方向に等角度間隔で配設された12個の発光素子18と、各発光素子17,18と中心軸線上で対向する円錐台状の反射面19aを有する反射部材19とを有する。各発光素子17,18は、発光ダイオード(略称LED;Light Emitting Diode)によって実現される。
【0024】
図10は、圧力低下監視装置1の電気的構成を示す系統図である。発光部11および放音部12には、電源スイッチSWが投入されると、電源30からの電力が圧力計測部6に内蔵される接点a〜hのオン・オフによってリレー31に供給または遮断される。圧力計測部6は、スイッチング機能を有し、計測圧力Pが基準圧力P0以下であると、コイル32を励磁する励磁電流を発生し、計測圧力Pが基準圧力P0を超えると、励磁電流を発生しない非励磁状態を維持するように構成される。電源30としては、たとえば交流電圧が約100Vの商用交流電源が用いられる。
【0025】
図11は、リレー31の動作を説明するためのタイミングチャートである。リレー31は、第1〜第8接点a〜hを有するオンディレータイマによって実現される。電源スイッチSWが投入された状態で、時刻t1で圧力計測部6の計測圧力Pが基準圧力P0以下になると、
図11(1)に示すように、接点aと接点bとが導通し、接点aと接点bとの間に直列に接続されたコンデンサ33が充電され、
図11(2)に示すように、共通接点cと一方の個別接点eとが接続される。共通接点cと個別接点eとが接続した状態は、時刻t2まで継続し、時刻t1から時刻t2まで発光部11が、赤色の回転発光を行い、時刻t2で、充電されたコンデンサ33の放電によって、コイル32に励磁電流が流れ、共通接点cと他方の個別接点dとが接続される。これによって発光部11の赤色回転発光動作が停止するとともに、
図11(3)に示すように発光部11の黄色発光動作が開始される。これとともに共通接点fと一方の個別接点hとが接続され、放音部12が時刻t1から時刻t2まで上記の警報音を放音する。時刻t2で、共通接点fと他方の個別接点gとが接続した状態に切換わると、報音部12の報音が停止される。このような時刻t1〜t3の発光・放音動作は、圧力計測部6の計測圧力Pが基準圧力P0を超えるまで継続される。
【0026】
このようなオンディレータイマは、接点a,bのタイマ回路が導通し、タイマの設定時間経過後(この場合、時刻t2)にリレーが動作し、2つの接点を同時に切換えるように設定される。一度切換えた後は、接点a,bの導通が切れる(時刻t3)まで接点c,d間および接点f,g間の接続状態は、元に戻らない
図11(2)のNC接点(ノーマルクローズ)、
図11(3)のNO接点(ノーマルオープン)によって構成される。なお、圧力低下監視装置1の動作として、
図11の時刻t1で赤色回転発光+報音、時刻t2で赤色回転点灯停止+黄色発光+報音停止、時刻t3で全て停止となる。
【0027】
発光部11は、発光素子18のうち対向する2つの発光素子が赤色発光し、発光する素子が時計まわりに順次切り替わることによって、回転灯のように見え、視認性を向上させている。また、発光素子17は、全てが黄色に点灯する。
【0028】
図12は、圧力低下監視装置1の動作を説明するためのフローチャートであり、
図13は圧力計測部6の圧力判定機能を示すグラフである。ステップS1で圧力低下監視装置1の電源30が電源スイッチSWによって投入されると、ステップS2で配管2内の空気の圧力の測定が圧力計測部6によって開始されてステップS3へ移り、圧力計測部6において、計測圧力Pが基準圧力P0以下であるか否かによって、内蔵された接点スイッチのオン・オフが切り換えられる。
【0029】
時刻t1で、圧力計測部6は計測圧力Pが基準圧力P0以下であると、圧力計測部6に内蔵された接点がオンになり、ステップS4で発光部11が赤色で回転発光するとともに、放音部12が警報音を発生し、作業者に圧力が低下したことが報知される。リレー31は、上記のようにNC接点、NO接点を一定時間オフ/オン状態に維持した後、オン/オフ状態に切換えるオンディレータイマ動作を実行する。
【0030】
ステップS5で、リレー31が予め定める時間、たとえば30sec以内に計測圧力Pが基準圧力P0を超えて上昇すると、ステップS9へ移り、発光部11の発光動作および放音部12の放音動作を停止させる。また、一定時間経過しても計測圧力Pが基準圧力P0を超過しない場合には、リレー31のNC接点およびNO接点が切換わり、ステップS6で発光部11を黄色の発光素子17を全て点灯させるとともに、放音部12の放音動作を停止させた後、ステップS7で計測圧力Pが基準圧力P0を超えていれば、ステップS10で発光部11を全て消灯し、測定圧力Pが基準圧力P0を超えていなければ、ステップS8で電源スイッチSWをオフにし、全ての動作を終了する。
【0031】
以上のように本実施形態によれば、ケース本体の第1壁部3aに圧力計測部6が設けられ、第2壁部3bに配管接続部7が設けられ、第3壁部3cに発光部11が設けられ、第4壁部3dに放音部12が設けられるので、工場内などで作業者が発光部11から発生される光または放音部12から発生される音を確認し易い希望する位置および向きに、圧力低下監視装置1を容易に設置することができ、取付け位置および取付け方向の設置上に自由度が高く、複数の圧力低下監視装置1を任意の場所に容易に設置して、配管2内の空気の圧力が基準圧力P0以下に低下したことを、作業者に確実に報知することができる。
【0032】
また、第5壁部3eに磁気吸着体13が設けられるので、工場内の鉄骨などの既存の建物設備あるいは既存の構造物などの、磁気吸着が可能な強磁性体から成る物体を利用して、容易に圧力低下監視装置1を設置することができ、取付け性を向上することができる。
【0033】
また、ケース本体4の基材の外表面が硬質アルマイト層によって被覆されているので、腐食および機材の当接などによる外力の作用に対して、高い耐性を得ることができる。
【0034】
図14は、本発明の他の実施形態の圧力低下監視装置1Aを示す正面図であり、
図15は圧力低下監視装置1Aの右側面図であり、
図16は圧力低下監視装置1Aの左側面図である。
図17は圧力低下監視装置1Aの背面図であり、
図18は圧力低下監視装置1Aの平面図であり、
図19は圧力低下監視装置1Aの底面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には、同一の参照符を付す。
【0035】
本実施形態の圧力低下監視装置1Aは、
図1〜
図13に示される前述の実施形態の圧力低下監視装置1と同様に、工場内において圧縮空気を輸送する配管2に接続され、配管2内の空気の圧力が予め定める基準圧力P0以下であるとき、警報を発生する圧力低下監視装置として、工場の壁または柱などに設置して用いられる。前述の実施形態では、第1壁部3aを正面壁、第2壁部3bを左側壁、第3壁部3cを底壁、第4壁部3dを右側壁、第5壁部3eを背後壁、および第6壁部3fを天井壁として、ケース本体4が構成されたが、本発明の他の実施形態では、第1壁部3aを正面壁、第2壁部3bを背後壁、第3壁部3cを天井壁、第4壁部3dを左側壁、第5壁部3eを右側壁、および第6壁部3fを底壁として、ケース本体4が構成される。このようなケース本体4もまた、前述の実施形態と同様に、外表面に硬質アルマイトめっきによって被覆層が形成され、外力に対する高い耐性を有している。
【0036】
このような圧力低下監視装置1Aは、四角形の板状体から成る第1〜第6壁部3a〜3fによって中空の直方体状に形成されるケース本体4と、計測した空気の計測圧力Pを表示するとともに基準圧力P0を表示および設定可能な圧力表示部5を有し、圧力表示部5を第1壁部3aから外部に臨ませて第1壁部3aに設けられる圧力計測部6と、第2壁部3bに設けられた配管接続部7であって、圧力ホースなどの予め定める管体8によって配管2にソケットなどの管継手によって接続可能な接続プラグ9を有し、圧力計測部6に接続された配管接続部7と、第3壁部3cに設けられ、計測圧力Pが基準圧力P0以下であるとき、発光する発光部11と、第4壁部3dに設けられ、計測圧力Pが基準圧力P0以下であるとき、警報音を発生する放音部12と、を備える。
【0037】
放音部12による警報音の具体的発生パターンは、たとえば周波数が約4000Hz、音圧が約90dB(at1m)の音響が断続的に鳴動する、「ピピピ・・・」といった断続音が設定されるが、緊急性および設置環境に応じて最適な周波数に設定されてもよく、複数の周波数を適切に組合せた音響が設定されてもよい。
【0038】
ケース本体4は、アルミニウム合金から成り、その外表面には前述の実施形態と同様に、硬質アルマイトによって被覆層が形成され、高い耐衝撃性および耐腐食性を有する。
【0039】
図20は、圧力低下監視装置1Aの電気的構成を示す配線系統図であり、
図21はオンディレータイマ31A1によるオンディレー動作およびオフディテータイマ31A2によるオフディレー動作を説明するための図である。圧力低下監視装置1Aは、オンディレータイマ31A1およびオフディレータイマ31A2を備える。オンディレータイマ31A1は、複数の接点a〜eと、接点a,b間に直列に接続されたコイル32およびコンデンサ33から成る自己保持回路40とを有する。接点aは圧力計測部6に接続され、接点bは電源30および放音部12に接続され、接点eは放音部12に接続される。
【0040】
オフディレータイマ31A2は、複数の接点S1〜S11を有する。接点S1と接点S3,S4とは、接点切換スイッチSW1によって、共通接点としての接点S1に個別接点としての接点S3,S4のいずれかが接続されるように導通/遮断状態が切換えられる。接点S2は、圧力計測部6と接点S1とに接続される。また接点S6は、オンディレータイマ31A1の接点aに接続され、接点S7,S10は接点bおよび発光部11に接続される。
【0041】
発光部11および放音部12には、電源スイッチSWが投入されると、電源30からの電力が圧力計測部6に内蔵される接点a〜eを有するオンディレータイマ31A1およびオフディレータイマ31A2によって、電力が供給または遮断される。オンディレータイマ31A1とオフディレータイマ31A2とによって、タイマ回路31Aを構成する。
【0042】
圧力計測部6は、スイッチング機能を有し、計測圧力Pが基準圧力P0以下であると、コイル32を励磁する励磁電流を発生し、計測圧力Pが基準圧力P0を超えると、励磁電流を発生しない非励磁状態を維持するように構成される。
【0043】
図22は、オンディレータイマ31A1のオンディレー動作を説明するためのタイミングチャートであり、
図23はオフディレータイマ31A2のオフディレー動作を説明するためのタイミングチャートである。設定時間内に計測圧力Pが基準圧力P0を超過した場合、
図22(1)および
図23(1)に示すように、電源スイッチSWが投入され、
図22(4)および
図23(4)に示すように、オンディレータイマ回路31Aの接点a,bおよびオフディレータイマ31A2の接点S2,S10に電源電圧が印加された状態で、時刻t1で圧力計測部6の計測圧力Pが基準圧力P0以下になると、スイッチSW1によって、オフディレータイマ回路31A2の接点S1と接点S3とが導通し、接点S3とオンディレータイマ31A1の接点cとが導通し、さらにオンディレータイマ31A1の接点cと接点eとが接続されて、放音部12から警報音が発せられる。また、同時に接点S3から発光部11に電力が供給され、発光部11が赤色で回転発光する。
【0044】
時刻t2で接点S6,S7への入力が無くなると、この時刻t2から任意の設定時間、たとえば1分間を計時し、1分間が経過したときの時刻t3でオフディレータイマ31A2の接点S1,S4がスイッチSW1によって接続され、これによって発光部11の発光動作および放音部12の放音動作が停止される。
【0045】
一方、設定時間内に計測圧力Pが基準圧力P0を超過しなかった場合、
図23(2)〜
図23(5)に示すように時刻t4において、オフディレータイマ31A1の接点c,dが導通し、放音部12による放音動作だけが停止される。このような時刻t4は、計測圧力Pが基準圧力P0以下となった時刻t1にのみ関連し、時刻t3とは独立して設定され、例えば時刻t1の5分後に時刻t4が設定される。
【0046】
以上のように本実施形態によれば、ケース本体4の第1壁部3aに圧力計測部6が設けられ、第2壁部3bに配管接続部7が設けられ、第3壁部3cに発光部11が設けられ、第4壁部3dに放音部12が設けられるので、工場内などで作業者が発光部11から発生される光または放音部12から発生される音を確認し易いに希望する位置および向きに、圧力低下監視装置1を容易に設置することができ、取付け位置および取付け方向の設置上に自由度が高く、複数の圧力低下監視装置1Aを任意の場所に容易に設置して、配管2内の空気の圧力が基準圧力P0以下に低下したことを、作業者に確実に報知することができる。
【0047】
また、第5壁部3eに磁気吸着体13が設けられるので、工場内の鉄骨などの既存の建物設備あるいは既存の構造物などの、磁気吸着が可能な強磁性体から成る物体を利用して、容易に圧力低下監視装置1を設置することができ、取付け性を向上することができる。
【0048】
また、ケース本体4Aの外表面が硬質アルマイト層によって被覆されているので、腐食および機材の当接などによる外力の作用に対して、高い耐性を得ることができる。