特許 7365352 安全回路装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-11

(45)【発行日】2023-10-19

(54)【発明の名称】安全回路装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 5/00 20060101AFI20231012BHJP

   H05K 5/06 20060101ALI20231012BHJP

   B65D 88/26 20060101ALI20231012BHJP

   B65D 90/22 20060101ALN20231012BHJP

【ＦＩ】

H05K5/00 A

H05K5/06 E

B65D88/26 Z

B65D90/22 Z

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2020547323

(86)(22)【出願日】2018-11-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-15

(86)【国際出願番号】 GB2018053405

(87)【国際公開番号】W WO2019106346

(87)【国際公開日】2019-06-06

【審査請求日】2021-11-12

(31)【優先権主張番号】1719841.7

(32)【優先日】2017-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】517102994

【氏名又は名称】エルピーダブリュ テクノロジー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＬＰＷ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100091443

【弁理士】

【氏名又は名称】西浦 ▲嗣▼晴

(74)【代理人】

【識別番号】100130720

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼見 良貴

(74)【代理人】

【識別番号】100130432

【弁理士】

【氏名又は名称】出山 匡

(72)【発明者】

【氏名】ヒーリー，カラム

【審査官】五貫 昭一

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５０－１４３０８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００２－２２１７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６７６８６４２（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ５／００

Ｈ０５Ｋ ５／０６

Ｂ６５Ｄ ８８／２６

Ｂ６５Ｄ ９０／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

危険環境にある第１の電子回路を第２の電子回路と電子的に相互接続する一方で、前記第２の電子回路を前記危険環境から分離する安全回路配置を含む装置であって、
ａ）一端が前記危険環境と通じた通路を画定する本体と、
ｂ）前記通路を横切って延び且つ前記通路を閉じるように、前記本体に取り付けられたＰＣＢとを備え、前記ＰＣＢは、前記通路の前記一端から離れる方向に面した前記ＰＣＢの側面上に配置された絶縁材料からなる絶縁層内に入れられており、前記ＰＣＢ及び前記絶縁層は、前記通路を横切る気密バリアを形成しており、
ｃ）前記ＰＣＢは、前記危険環境内に配置された前記第１の電子回路と接続された少なくとも１つの第１のコネクタと、前記絶縁層を通って延び、前記第２の電子回路と接続された少なくとも１つの第２のコネクタを備えており、
ｄ）前記少なくとも１つの第１のコネクタと前記少なくとも１つの第２のコネクタは、前記ＰＣＢ及び前記絶縁層を通って、前記第１の電子回路が前記第２の電子回路に電子的に接続されるように電子的に結合されている装置。

【請求項2】

危険環境内の１以上の特性を監視するためのセンサ・アレンジメントを備えており、前記第１の電子回路は、前記危険環境の１以上のパラメータを監視するための少なくとも１以上のセンサを備えており、前記第２の電子回路は、前記センサ・アレンジメントの他の構成要素を備えている請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記装置は、少なくとも使用時に、前記通路の前記一端と流体接続する内容積部を有するコンテナに取り付けられてモジュールの一部を形成し、前記通路が前記一端において前記内容積部と流体接続される請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記モジュールは、前記コンテナに対して、分離可能に取り付け可能である請求項３に記載の装置。

【請求項5】

内容積部及び電子モジュールを備えたコンテナを備えた装置であって、前記電子モジュールは、前記コンテナの前記内容積部と一端が接続された通路を画定する本体を有しており、
ａ）前記通路を横切って延び且つ前記通路を閉じるように、前記本体に取り付けられたＰＣＢを備え、前記ＰＣＢは、前記通路の前記一端と近い方の第１の側面と、前記通路の前記一端と遠い方の第２の側面を有しており、前記ＰＣＢは、前記ＰＣＢの前記第２の側面上の前記通路を横切って延びる絶縁材料からなる絶縁層内に入れられており、前記ＰＣＢ及び前記絶縁層は、気密バリアを形成しており、前記気密バリアは、前記装置を、前記通路の前記一端と近い前記気密バリアの側の危険領域と、前記通路の前記一端と遠い前記気密バリアの側の非危険領域とに分けるようになっており、前記危険領域と前記非危険領域は、前記気密バリアによって互いに流体分離されており、
ｂ）前記ＰＣＢは、前記危険領域内に配置された第１の電子回路と接続された少なくとも１つの第１のコネクタと、前記絶縁層を通って延び、前記非危険領域内に配置された第２の電子回路と接続された少なくとも１つの第２のコネクタを備えており、
ｃ）前記少なくとも１つの第１のコネクタと前記少なくとも１つの第２のコネクタは、前記ＰＣＢ及び前記絶縁層を通って、前記第１の電子回路が前記第２の電子回路に電子的に接続されるように電子的に結合されている装置。

【請求項6】

前記コンテナは、加圧コンテナであり、前記コンテナの内容積部は、所定量の加圧ガス及び所定量の粉体を収容する圧力チャンバであってもよい請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記電子モジュールは、前記コンテナの前記内容積部の１以上のパラメータを監視するためのセンサ・アレンジメントを備えており、前記第１の電子回路は、前記内容積部の１以上のパラメータを監視するための少なくとも１以上のセンサを備えており、前記第２の電子回路は、前記センサ・アレンジメントの他の構成要素を備えている請求項５または６に記載の装置。

【請求項8】

粉体コンテナの内容積部の１以上のパラメータを監視するためのセンサ・モジュールを備えた装置であって、前記センサ・モジュールは、通路を画定し、前記通路が前記コンテナの内容積部と一端で接続されるように加圧粉体コンテナに取り付け可能な本体を有しており、
ａ）前記通路を横切って延び且つ前記通路を閉じるように、前記本体に取り付けられたＰＣＢを備え、前記ＰＣＢは、前記通路の前記一端と近い方の第１の側面と、前記通路の前記一端と遠い方の第２の側面を有しており、前記ＰＣＢは、前記ＰＣＢの前記第２の側面上の前記通路を横切って延びる絶縁材料からなる絶縁層内に入れられており、前記ＰＣＢ及び前記絶縁層は、気密バリアを形成しており、前記気密バリアは、前記装置を、前記通路の前記一端と近い前記気密バリアの側の危険領域と、前記通路の前記一端と遠い前記気密バリアの側の非危険領域とに分けるようになっており、前記危険領域と前記非危険領域は、前記気密バリアによって互いに流体分離されており、
ｂ）前記ＰＣＢは、前記危険領域内に配置された第１の電子回路と接続された少なくとも１つの第１のコネクタと、前記絶縁層を通って延び、前記非危険領域に配置された第２の電子回路と接続された少なくとも１つの第２のコネクタを備えており、
ｃ）前記少なくとも１つの第１のコネクタと前記少なくとも１つの第２のコネクタは、前記ＰＣＢ及び前記絶縁層を通って、前記第１の電子回路が前記第２の電子回路に電子的に接続されるように電子的に結合されている装置。

【請求項9】

前記粉体コンテナの前記内容積部の前記１以上のパラメータを監視するセンサ・アレンジメントを備え、
前記第１の電子回路は、使用時の前記内容積部の１以上のパラメータを監視するための少なくとも１以上のセンサを備えており、前記第２の電子回路は、前記センサ・アレンジメントの他の構成要素を備えている請求項８に記載の装置。

【請求項10】

少なくとも前記通路を画定する前記本体の部分は、金属材料から作られている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。

【請求項11】

前記絶縁層は、注封化合物、溶融ガラス、または、ろう付けセラミックを含むグループの中から選択される請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。

【請求項12】

前記通路は、前記本体内に画定された段付きボアを備えており、前記段付きボアは、隣接する第１の部分と第２の部分を有しており、前記第１の部分は、前記第２の部分よりも大きな径を有しており、前記本体は、前記段付きボアの前記第１の部分と前記第２の部分が交わる部分に、前記通路の前記一端から離れる方向に向いたショルダ部を画定しており、前記ＰＣＢは、前記段付きボアの前記第１の部分内の前記ショルダ部に取り付けられている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置。

【請求項13】

前記ＰＣＢ及び前記ショルダ部の間に、シール部を有する請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記段付きボアは、前記第２の部分の前記第１の部分とは反対側の端部で前記第２の部分と隣接する第３の部分を有しており、前記第３の部分は、前記第２の部分よりも大きな径を有しており、前記本体は、前記段付きボアの前記第２の部分と前記第３の部分が交わる部分に、前記通路の前記一端に向いた第２のショルダ部を画定しており、前記第１の電子回路は、前記段付きボアの前記第３の部分内の前記第２のショルダ部に取り付けられ、且つ、前記ＰＣＢに電子的に結合された別のＰＣＢを含む請求項１２または１３に記載の装置。

【請求項15】

前記本体は、少なくとも第２の電子回路の一部が収納されたハウジングを画定している請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の装置。

【請求項16】

前記少なくとも１つのセンサは、酸素センサ、湿度センサ、静電気センサ、温度センサ、及び、圧力センサを含むグループの中から選択される１以上のセンサである請求項２，７または９のいずれか１項に記載の装置。

【請求項17】

前記センサ・アレンジメントの他の構成要素は、電池、ＥＣＵ（ＰＩＣでもよい）、通信ユニット、及び、アンテナを含むグループの中から選択される１以上のものである請求項２，７または９のいずれか１項に記載の装置。

【請求項18】

前記一端から前記通路に流体が進入することをフィルタするためにフィルタを備えている請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の装置。

【請求項19】

前記通路の前記一端の開口部を囲うために、前記通路を画定している前記本体にフィルタ・カバーが取り付けられており、前記フィルタ・カバーは、使用時に、前記通路に入るために通過しなければならないフィルタ付き孔部を有している請求項１８に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、安全回路配置（safety circuit arrangement）を組み込んだ装置に関するものである。本発明は、特に、ただしこれに限定されないが、コンテナ、特に粉体（powder）および他の粒子状物質（particulate material）の貯蔵及び／または輸送のための加圧コンテナ（pressurised container）とともに使用するための安全回路配置を組み込んだセンサ・モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

粒子状物質を、所定量の不活性ガス（inert gas）を用いて加圧されたコンテナに貯蔵し、輸送することが知られている。このような加圧コンテナは、アディティブ・レイヤー・マニュファクチャリング（additive layer manufacturing ［ＡＬＭ］）またはアディティブ・マニュファクチャリング（additive manufacturing ［ＡＭ］）（積層造形）で使用されるものなど、特に特殊な粉体の貯蔵及び輸送に使用されている。特に重要なのは、粉体がその使用場所に配送されたときに、使用可能な状態であることを確実にすることである。

【0003】

この問題に対処するため、我々は、国際公開２０１６／０４６５３９号（特許文献１）において、コンテナ内の状態を能動的に監視するためのシステムを有する加圧粉体コンテナ（pressurised powder container）を提案した。このコンテナは、粉体が所定量の加圧ガスと一緒に保持される圧力チャンバ（pressure chamber）を有する。監視システムには、圧力チャンバ内のさまざまなパラメータを検出するためのいくつかのセンサが含まれている。複数のセンサは、センサの読み取り値を記録し（records）、及び、ログを残す（logs）、チャンバの外部に配置された制御ユニットに接続されており、センサの読み取り値、または、ログファイル（log files）を遠隔監視ステーションに中継するようになっている通信モジュールを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開２０１６／０４６５３９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

圧力チャンバの内部は、点火されると爆発の危険をもたらす可能性がある潜在的に危険な環境である。そのようなコンテナは、水と接触すると水素を発生する可能性がある、爆発性粉体またはアルミニウム粉体を貯蔵及び輸送するためによく使用される。そのため、安全に操作できるように、加圧ガス／粉体と接する、監視システムの複数のセンサやその他のパーツは、通常の使用中に発火源（ignition source）となってはならない。爆発の危険がある環境で安全に使用できる電子機器および回路には、「本質的に安全（intrinsically safe）」と指定された機器および回路が含まれる。これらは、通常の使用で発火源を生成するリスクを最小限に抑えるように設計されている。圧力チャンバ内での使用が安全でない監視システムの構成要素または部品は、チャンバ外に配置され、チャンバ内部から流体分離（fluidly isolated）されているが、危険環境（hazardous environment）内にある、安全な構成要素と電子的に接続する必要がある。

【0006】

電子システムの安全な部品を爆発性の危険環境内に配置し、これらを危険環境から隔離する必要がある電子システムの他の部品と接続する必要がある他の多くの用途がある。これらは、例えば、他のセンシング・アレンジメントまたは制御システムを含み得る。

【0007】

そこで、危険環境での使用に適した第１の電子回路を、危険環境での使用に適さない可能性のある第２の電子回路から分離する一方で、第１の電子回路と第２の電子回路の間の電気的接続を維持し、既知の装置の欠点を克服する、または、少なくとも軽減する、安全回路配置を備えた、改善された、または、代替の装置が必要である。

【0008】

コンテナ、及び、危険環境での使用に適した第１の電子回路を、危険環境での使用に適さない可能性のある第２の電子回路から分離する一方で、第１の電子回路と第２の電子回路の間の電気的接続を維持し、既知の装置の欠点を克服する、または、少なくとも軽減する、改善された、または、代替の安全回路配置を組み込んだ、電子モジュールを備えた装置の必要性もある。

【0009】

加圧粉体コンテナの内部等の危険環境を監視するための、既知の装置の欠点を克服する、または、少なくとも軽減する、改善された、または、代替のセンサ・モジュールの必要性が特にある。

【0010】

コンテナ内部の環境を監視可能な監視システムであり、且つ、使用時に発火リスクを伴うシステムの構成要素がコンテナ内の内容物から効果的に隔離された監視システムを備えたガス加圧粉体コンテナがさらに必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の態様によれば、危険環境にある第１の電子回路を第２の電子回路と電子的に相互接続する一方で、第２の電子回路を危険環境から分離する安全回路配置を含む装置（apparatus）であって、
ａ）一端が危険環境と通じた通路（passage）を画定する本体（body）と、
ｂ）通路を横切って延び且つ通路を閉じるように、本体に取り付けられたＰＣＢとを備え、ＰＣＢは、通路の一端から離れる方向に面したＰＣＢの側面上に配置された絶縁材料からなる絶縁層（layer of insulating material）内に入れられており（encased）、ＰＣＢ及び絶縁層は、通路を横切る気密バリア（gas tight barrier）を形成しており、
ｃ）ＰＣＢは、危険環境内に配置された第１の電子回路と接続された少なくとも１つの第１のコネクタと、絶縁層を通って延び、第２の電子回路と接続された少なくとも１つの第２のコネクタを備えており、
ｄ）少なくとも１つの第１のコネクタと少なくとも１つの第２のコネクタは、ＰＣＢ及び絶縁層を通って、第１の電子回路が第２の電子回路に電子的に接続されるように電子的に結合されている装置を提供する。

【0012】

少なくとも通路を画定する本体の部分は、金属材料から作られていてもよい。

【0013】

第１の電子回路は、危険環境において使用するのに適しており、本質的に安全（intrinsically safe）であってもよい。

【0014】

通路は、一端が危険環境と流体接続（fluidly connected）していてもよく、使用時に一端が危険環境にアクセスできるようになっていてもよい。

【0015】

実施の形態によれば、装置は、危険環境内の１以上の特性（characteristics）を監視するためのセンサ・アレンジメント（sensor arrangement）を備えており、第１の電子回路は、危険環境の１以上のパラメータを監視するための少なくとも１以上のセンサを備えており、第２の電子回路は、センサ・アレンジメントの他の構成要素を備えている。

【0016】

装置は、少なくとも使用時に、通路の一端と流体接続する内容積部（interior volume）を有するコンテナに取り付けられるモジュールの一部を形成してもよい。モジュールは、コンテナに対して、分離可能に取り付け可能であってもよい。

【0017】

本発明の第２の態様によれば、内容積部及び電子モジュールを備えたコンテナを備えた装置であって、電子モジュールは、コンテナの内容積部と一端が接続された通路を画定する本体を有しており、
ａ）通路を横切って延び且つ通路を閉じるように、本体に取り付けられたＰＣＢを備え、ＰＣＢは、通路の一端と近い方の第１の側面と、通路の一端と遠い方の第２の側面を有しており、ＰＣＢは、ＰＣＢの第２の側面上の通路を横切って延びる絶縁材料からなる絶縁層内に入れられており、ＰＣＢ及び絶縁層は、気密バリアを形成しており、気密バリアは、装置を、通路の一端と近い気密バリアの側の危険領域（hazardous region）と、通路の一端と遠い気密バリアの側の非危険領域（non-hazardous regions）とに分けるようになっており、危険領域と非危険領域は、気密バリアによって互いに流体分離されており、
ｂ）ＰＣＢは、危険領域に配置された第１の電子回路と接続された少なくとも１つの第１のコネクタと、絶縁層を通って延び、非危険領域に配置された第２の電子回路と接続された少なくとも１つの第２のコネクタを備えており、
ｃ）少なくとも１つの第１のコネクタと少なくとも１つの第２のコネクタは、ＰＣＢ及び絶縁層を通って、第１の電子回路が第２の電子回路に電子的に接続されるように電子的に結合されている装置を提供する。

【0018】

少なくとも通路を画定する本体の部分は、金属材料から作られていてもよい。

【0019】

コンテナは、加圧コンテナであってもよい。コンテナの内容積部は、所定量の加圧ガス及び所定量の粉体を収容する圧力チャンバであってもよい。

【0020】

電子モジュールは、コンテナの内容積部の１以上のパラメータを監視するためのセンサ・アレンジメントを備えていてもよい。第１の電子回路は、内容積部の１以上のパラメータを監視するための少なくとも１以上のセンサを備えており、第２の電子回路は、センサ・アレンジメントの他の構成要素を備えていてもよい。

【0021】

本発明の第３の態様によれば、加圧粉体コンテナの内容積部の１以上のパラメータを監視するためのセンサ・モジュールを備えた装置であって、センサ・モジュールは、通路を画定し、通路がコンテナの内容積部と一端で接続されるように加圧粉体コンテナに取り付け可能な本体を有しており、
ａ）通路を横切って延び且つ通路を閉じるように、本体に取り付けられたＰＣＢを備え、ＰＣＢは、通路の一端と近い方の第１の側面と、通路の一端と遠い方の第２の側面を有しており、ＰＣＢは、ＰＣＢの第２の側面上の通路を横切って延びる絶縁材料からなる絶縁層内に入れられており、ＰＣＢ及び絶縁層は、気密バリアを形成しており、気密バリアは、装置を、通路の一端と近い気密バリアの側の危険領域と、通路の一端と遠い気密バリアの側の非危険領域とに分けるようになっており、危険領域と非危険領域は、気密バリアによって互いに流体分離されており、
ｂ）ＰＣＢは、危険領域に配置された第１の電子回路と接続された少なくとも１つの第１のコネクタと、絶縁層を通って延び、非危険領域に配置された第２の電子回路と接続された少なくとも１つの第２のコネクタを備えており、
ｃ）少なくとも１つの第１のコネクタと少なくとも１つの第２のコネクタは、ＰＣＢ及び絶縁層を通って、第１の電子回路が第２の電子回路に電子的に接続されるように電子的に結合されている装置を提供する。

【0022】

少なくとも通路を画定する本体の部分は、金属材料から作られていてもよい。

【0023】

コンテナは、ＡＭ及び／またはＡＬＭに使用する金属粉体の貯蔵及び輸送のためのホッパ（hopper）であってもよい。ホッパは、ＡＭ及び／またはＡＬＭ装置に粉体を分配するようになっていてもよい。

【0024】

実施の形態によれば、装置は、第１の電子回路は、使用時の内容積部の１以上のパラメータを監視するための少なくとも１以上のセンサを備えており、第２の電子回路は、センサ・アレンジメントの他の構成要素を備えている。

【0025】

上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置では、絶縁層は、注封化合物（potting compound）、溶融ガラス（melted glass）、または、ろう付けセラミック（brazed ceramics）を含むグループの中から選択されてもよい。絶縁層は、Ｇｌａｓｓｂｏｎｄ Ｓａｕｅｒｅｉｓｅｎ（ＲＴＭ）によって製造されたＥｌｅｃｔｒｏｔｅｍｐ Ｃｅｍｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｎｏ．１０を含んでもよい。

【0026】

上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置では、通路は、本体内に画定された段付きボア（stepped bore）を備えており、段付きボアは、隣接する第１の部分と第２の部分を有しており、第１の部分は、第２の部分よりも大きな径を有しており、本体は、段付きボアの第１の部分と第２の部分が交わる部分に、通路の一端から離れる方向に向いたショルダ部（shoulder）を画定しており、ＰＣＢは、段付きボアの第１の部分内のショルダ部に取り付けられている。ＰＣＢ及びショルダ部の間に、シール部（seal）を有してもよい。段付きボアは、第２の部分の第１の部分とは反対側の端部で第２の部分と隣接する第３の部分を有しており、第３の部分は、第２の部分よりも大きな径を有しており、本体は、段付きボアの第２の部分と第３の部分が交わる部分に、通路の一端に向いた第２のショルダ部を画定しており、第１の電子回路は、段付きボアの第３の部分内の第２のショルダ部に取り付けられ、且つ、ＰＣＢ（first PCB）に電子的に結合された別のＰＣＢ（further PCB）を含む。

【0027】

上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置では、本体は、第２の電子回路の少なくとも一部が収納されたハウジング（housing）を画定してもよい。本体は、ベース部（base）と、ベース部から延び、ベース部と共に、少なくとも第２の電気回路（electric circuitry）の一部が配置される内容積部を画定する周壁部を含む、ハウジング本体部分（main housing body portion）を備えていてもよい。本体は、本体部分に取り外し可能に取り付けられ、且つ、ベース部から離れた側の周壁部の端部に係合可能な封止手段（closure member）も備えていてもよい。周壁部は、円筒状であってもよく、封止手段の外面は、ドーム形（dome shaped）をしていてもよい。封止手段は、複数の取り外し可能な留め具（fastener）によって本体部分の所定の位置に保持されていてもよい。封止手段は、外面に、１以上の留め具が配置される１以上の凹部（recesses）を有していてもよく、封止手段は、対応する数のインサート（insert）を有し、各インサートは、封止手段が本体部分に取り付けられた後、１つまたは複数の留め具を覆うように対応する凹部にインサートが可能である。実施の形態においては、封止手段は、留め具と対応する形状をした円形のインサートが配置される円形の凹部を有している。封止手段の外面がドーム形の場合、インサートの１つまたはそれぞれの外面は、封止手段の外面のドーム形の輪郭に一致する輪郭を有していてもよい。ベース部は、通路が、例えば、上述の段付きボアとして画定された中央ボス部（central boss）を備えていてもよい。

【0028】

上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置では、第１の電子回路は、少なくとも１つのセンサを備えている。少なくとも１つのセンサは、酸素センサ（oxygen sensor）、湿度センサ（humidity sensor）、静電気センサ（electrostatic sensor）、温度センサ（temperature sensor）、及び、圧力センサ（pressure sensor）を含むグループの中から選択される１以上のセンサであってもよい。

【0029】

上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置では、第２の電子回路は、センサ・アレンジメントの他の構成要素を備えている。センサ・アレンジメントの他の構成要素は、電池（battery）、ＥＣＵ（ＰＩＣでもよい）、通信ユニット（communications unit）、及び、アンテナ（antenna）を含むグループの中から選択される１以上のものであってもよい。

【0030】

上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置では、一端から通路に流体が進入することをフィルタするためにフィルタ（filter）を備えていてもよい。実施の形態においては、通路の一端の開口部を囲うために、通路を画定している本体にフィルタ・カバー（filter cover）が取り付けられており、フィルタ・カバーは、使用時に、通路に入るために通過するフィルタ付き孔部（filtered aperture）を有している。フィルタは、ＰＴＦＥフィルタであってもよい。

【0031】

本発明の第４の態様によれば、「安全でない」電子回路（“un-safe” electronic circuitry）を、危険環境における使用に適した「安全な」電子回路（“safe” electronic circuitry）から流体分離しながら、その間に電気的な接続を維持する方法を提供する。方法は、一端が危険環境に流体接続しているまたは接続可能になっている通路内に、通路を横切って延びるＰＣＢによって、そして、ＰＣＢの少なくとも絶縁層が通路を完全に横切る一方の側を絶縁材料の層に入れることによって気密バリアを形成し、安全な電子回路と安全でない電子回路の間の電気的接続を確立するためにＰＣＢを用いることからなる。

【0032】

本発明の第４の態様による方法は、上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置を用いて実行してもよい。

【0033】

本発明の第５の実施の形態によれば、「安全でない」電子回路を、危険環境における使用に適した「安全な」電子回路から流体分離しながら、その間に電気的な接続を維持する安全回路装置を提供する。装置は、一端が危険環境に流体接続しているまたは接続可能になっている通路内に気密バリアを備えており、気密バリアは、通路を横切って延び、且つ、少なくとも絶縁層が通路を完全に横切る一方の側が絶縁材料の層に入ったＰＣＢを備え、安全な電子回路と安全でない電子回路はＰＣＢを介して電子的に接続されている。

【0034】

ＰＣＢは、絶縁層を通って延びる少なくとも１つの電子コネクタによって、安全でない電子回路及び安全な電子回路の少なくとも１つと結合されていてもよい。

【0035】

本発明の第５の態様による装置は、上記の段落に記載の第１の態様、第２の態様、または、第３の態様のいずれか１つの装置の特徴のいずれをも有することができる。

【0036】

本発明をはっきりと理解するために、１以上の本発明の実施の態様を、例として、添付の図を参照して示す：

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の一態様によるコンテナの実施の形態の概略図である。

【図2】図１のコンテナの一部として用いるセンサ・モジュールの側面図である。

【図3】図２のセンサ・モジュールのやや概略的な断面図である。

【図4】図３のセンサ・モジュールの一部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１に模式的に図示したように、粉体（特に積層造形（ＡＭ）で使用される金属粉体）を貯蔵及び／または輸送するためのコンテナ・アセンブリ１０は、コンテナ１１を含んでいる。コンテナ１１は、粉体１６（または他の粒子状物質）及び所定量の加圧ガス１８を収容する圧力チャンバ１４を画定する第１の本体１２を有している。コンテナの第１の本体１２は、部分的に円錐形状の本体部分（main body portion）１２ａと、取り外し可能な蓋１２ｂを含んでいる。本体部分１２ａの円錐領域は、出口部（outlet）２０に通じている。チャンバ１４内の粉体１６は、出口部２０を通じて、分配（dispenced）可能である。出口部２０は、出口バルブ２２によって、選択的に開閉される。

【0039】

出口部２０は、フランジ部２４を有している。このフランジ部２４によって、同時係属中の国際公開２０１６／０４６５３９号に開示した方法により、ＡＭ装置の入口孔（inlet port）に接続可能である。コンテナ１１をＡＭ装置に接続する装置及び方法は、本発明の一部を形成しないため、ここでは詳細には説明しない。読者は、必要に応じて、詳細について、国際公開２０１６／０４６５３９号を参照すべきである。特にコンテナ１１をＡＭ装置に接続するための構成に関する国際公開２０１６／０４６５３９号の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0040】

コンテナ・アセンブリ１０はまた、圧力チャンバ１４内の環境を監視するための監視システム（monitoring system）またはセンサ・システム（概して符号３０で示してある）を含む。監視システム３０は、図１に模式的に図示してあり、コンテナ内のガス１８及び／または粉体１６の様々なパラメータを監視するようになっているセンサ３２，３４，３６を備えている。センサ３２，３４，３６は、圧力チャンバ１４内のガスに曝されるように配置され、したがって、それ自体がチャンバ内に配置されてもよく、または、圧力チャンバ内と流体接触するようになっていてもよい。センサ３２，３４，３６は、例えば、温度センサ、及び／または、湿度センサ、及び／または、酸素レベル・センサ、及び／または、静電気センサ、及び／または、圧力センサを含んでもよい。

【0041】

監視システム３０は、圧力チャンバ１４から流体分離された制御ユニット（sensor module）３８を有している。制御ユニット３８は、センサ読み取り値を、連続的に、または、周期的に、記録する、及び、ログを残すようになっており、また、センサの読み取り値、または、ログファイルを遠隔監視ステーションに中継するための通信モジュール（communication module）を有している。

【0042】

都合の良いことに、監視システム３０は、コンテナの本体１２に取り外し可能に取り付けられ、センサ３２，３４，３６及び制御ユニット３８のうち少なくともいくつかを収容しているセンサ・モジュールを含んでいる。図２乃至図４に、コンテナ１１と共に使用するのに適したセンサ・モジュール４０を図示してある。

【0043】

センサ・モジュール４０は、内容積部４４を有するハウジングを画定する第２のセンサ・モジュール本体４２を有している。センサ・モジュール本体４２は、センサ・モジュール本体部分４２ａ及び取り外し可能なエンド・キャップ４２ｂを含んでいる。センサ・モジュール本体部分４２ａは、略円筒状の周壁部４５と、センサ・モジュール本体部分の内側端部（inner end）を部分的に閉じるベース部４６を有している。センサ・モジュール全体に関連して使用する「内側端部（inner end）」の語は、コンテナの第１の本体１２に取り付けられる側の端部を意味し、反対側の端部は、「外側端部（outer end）」とする。少なくともセンサ・モジュール本体部分４２ａは、例えば、スチール（steel）（ステンレス・スチール（stainless steel）を含む）、アルミニウム、及び、アルミニウム合金等の金属材料から作られている。

【0044】

ベース部４６の小さなボス部５０が、フランジ部４８を越えて内側に向かって突出するように、内側端部近辺の周壁部４５から径方向外側に向かってフランジ部４８が突出している。使用時には、センサ・モジュール４０は、対応するフランジ部を有するコンテナ本体１２の接続ポートに取り付けられ、シール接続（sealed connection）を形成するために、トリクランプ（tri-clamp）及びガスケット（gasket）が用いられる。

【0045】

エンド・キャップ４２ｂは、周壁部４５の外側端部と係合する（engage）ように、本体部分１２ａに取り外し可能に取り付けられている。エンド・キャップ４２ｂは、平面からみた場合、略円形であり、エンド・キャップ４２ｂの外面５２は、湾曲し、ドーム形を形成している。このことは、上部に積もる可能性のある粉体を集めないようにするため、利点がある。エンド・キャップ４２ｂは、任意の適切な方法によって、センサ本体１２ａのベース部４６に取り外し可能に固定されている。

【0046】

センサ・モジュールの本体部分１２ａのベース部４６の中央領域は、円形のボス部５４を含んでいる。ボス部５４を通って、段付きボア５６が延びており、通路が画定されている。センサ・モジュールがコンテナ１１に取り付けられている場合、通路は、一端（内側端部）が圧力チャンバ１４の内部と流体接続している。

【0047】

ボア５６は、外側端部に第１の部分５６ａを有している。第１の部分５６ａは、より小さい直径を有する隣接する第２の部分５６ｂに通じている。次に、第２の部分は、第２の部分５６ｂの直径よりも大きな直径を有するボアの第３の部分５６ｃに向かって開口している。ボアの第３の部分５６ｃは、ベース部の内側に開口しており、上述の通路の他端を形成している。通路の他端は、圧力チャンバ１４の内部と流体接続している。通路の他端における開口部は、センサ・モジュール本体４２を外に向かって開くため、外側開口部（external opening）と呼ぶことがある。

【0048】

第１のプリント回路基板（printed circuit board 〔ＰＣＢ〕）５８は、ボアの第１の部分５６ａに取り付けられている。第１のＰＣＢ５８は円形であり、ボアの第１の部分５６ａの外径よりわずかに小さい外径を有する。第１のＰＣＢは、ボア５６の第１の部分５６ａと、隣接するより小さな直径の第２の部分５６ｂとの間の本体部に画定されたショルダ部６０上に位置している。第１のＰＣＢは、共通する円周上に間隔を開けて配置され、ショルダ部６０の対応するねじ孔と係合する複数のねじ６２を用いてショルダ部６０に対して固定されている。複数のねじの半径方向内側の第１のＰＣＢとショルダ部の間には、シール・リング（seal ring）６４が配置されている。第１のＰＣＢ５８は、小径の第２の部分５６ｂへの入口でボアを横切って延び、ボア５６を閉鎖する物理的バリアを形成している。第１のＰＣＢは、ボアの大径の第１の部分５６ａ内の絶縁材料からなる層６６の層内に埋め込まれている。絶縁材料からなる層６６は、注封化合物であってもよく、例えば、溶融ガラスまたはろう付けセラミックであってもよい。一実施の形態では、絶縁材料からなる層６６は、Ｇｌａｓｓｂｏｎｄ Ｓａｕｅｒｅｉｓｅｎ（ＲＴＭ）によって製造されたＥｌｅｃｔｒｏｔｅｍｐ Ｃｅｍｅｎｔ Ｐｏｗｄｅｒ Ｎｏ．１０である。所定の位置に第１のＰＣＢ５８を首尾よく取り付けた後、絶縁材料からなる層６６は、典型的には、粉末、ペースト、または粘性材料としてボア５６ａ内、そして、第１のＰＣＢ上に導入され、その後硬化される。

【0049】

絶縁材料からなる層６６は、ボアの第１の部分５６ａを完全に横切って広がっているので、硬化後、第１のＰＣＢおよび絶縁材料からなる層６６は、センサ・モジュール４０を、通路の一端に最も近いバリアの側（ＰＣＢ側）の、概して符号６８を付した第１の領域（危険領域）と、通路の一端から最も遠いバリアの側（絶縁層側）の、概して符号７０を付した第２の領域（非危険領域）とに仕切る物理的バリアを形成する。第１のＰＣＢ５８及び絶縁材料からなる層６６によって形成されたバリアは気密であり、そのため、ボス部５４の外側のセンサ・モジュールのハウジングの内部を含む第２の領域７０は、第１の領域６８である危険領域、及び、センサ・モジュールがコンテナ１１に固定されている場合の圧力チャンバ１４の内部から流体分離されている。

【0050】

センサ・モジュール４０は、爆発の危険性を有する環境における使用に適した、概して符号７２を付した第１の電子回路と、爆発の危険性を有する環境における使用に適さない、概して符号７４を付した第２の電子回路とに分かれる電子回路を含んでいる。第１の電子回路７２は、圧力チャンバ１４の内部に露出した（流体接続した）センサ・モジュールの第１の領域６８内に配置されている。第１の電子回路は、「本質的に安全」であってもよく、典型的には、センサ３２，３４，３６のうち少なくともいくつかを含む。第２の電子回路７４は、センサ・アレンジメントの他の構成要素を含み、そのうち少なくともいくつかは、潜在的に爆発の危険性を有する環境で使用するのは安全でない可能性がある。第２の電子回路７４の大部分は、圧力チャンバ１４の内部から流体分離された、第１のＰＣＢ５８及び絶縁材料の層６６によって形成されたバリアの遠位側のセンサ・モジュールのハウジング４２内の第２の領域（非危険領域）７０に配置されている。実際には、第１の領域６８に配置しなければならない監視システムの電子機器の部品のみが第１の電子回路７２に含まれており、これらはその環境において安全に使用できるように構成されている。監視システムの電子機器の他の全ての部品は、圧力チャンバ１４の内部から隔離され、流体分離されるように、第２の電子回路７４に組み込まれている。

【0051】

第１の電子回路７２と第２の電子回路７４の詳細な特徴（precise nature）は、その最も広い意味で本発明には関係がなく、任意の所与の用途の要件に応じて変えることができる。しかしながら、本実施の形態では、第２の電子回路７４は、典型的には、同時係属中の国際公開２０１６／０４６５３９号に記載した制御ユニット３８を含む。制御ユニット３８は、センサの読み取り値を連続的に（continuously）または間欠的に（at intervals）記録及びログを残すようにされたモジュール（例えば、ＰＩＣとメモリ・デバイス）、ＧＳＭモジュール、ＧＰＳユニット、アンテナ及び電池パックのような電源を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含むことができる。

【0052】

センサ・アレンジメントは、圧力チャンバ１４内に配置されていない、または、センサ・モジュールのハウジング４２自体内に配置されていないが、制御ユニット３８と電子的に接続されている更なるセンサや他の電子的な構成要素を含んでもよい。これには、圧力容器（pressure vessel）の内容物の重量を監視及び／若しくはログを残すためのひずみゲージ（strain gauge）若しくは計量装置、並びに／または、コンテナの動き（特に、例えば、振動や衝撃）を監視及び／若しくはログを残すようになっている加速度計、振動センサもしくはジャイロスコープが含まれる場合がある。そのような構成要素は、圧力チャンバ１４の外のコンテナ１１に取り付けられ、マルチピン・コネクタ７６またはＵＳＢコネクタなどの適切な手段によって、センサ・モジュール内の制御ユニット３８及び／または他の電子機器に接続されてもよい。

【0053】

第１の電子回路７２及び第２の電子回路７４を電子的に相互接続するために、第１のＰＣＢ５８は、ボアの第２の部分５６ｂに面する側に、第１の電子回路７２に接続される少なくとも１つの第１のコネクタ７８と、第１のＰＣＢの他方の面に、絶縁材料の層６６を通って延びる第２の電子回路７４と接続される少なくとも１つの第２のコネクタ８０とを有している。本実施の形態において、第２のコネクタ８０は、ピン・コネクタの形態である。第１のコネクタ７８及び第２のコネクタ８０は、第１のＰＣＢ５８を通って第１の電子回路７２が第２の電子回路７２と電子的に接続されるように、導電性トラック（conductive tracks）によって第１のＰＣＢ５８を通って電子的に結合されている。１以上の第１のコネクタ７８があってもよく、及び／または、１以上の第２のコネクタ８０があってもよく、それぞれが第１の電子回路及び第２の電子回路のそれぞれの部分に接続され、必要に応じて第１のＰＣＢを通って様々に結合されていてもよい。第１のＰＣＢ５８上には、他のコンポーネントがなくてもよく、代替的に第１のプリント配線基板（printed wiring board）と呼ぶことができる。

【0054】

本実施の形態においては、第１の電子回路７２は、センサ３２，３４，３６が取り付けられた第２のＰＣＢ８２を含んでいる。第２のＰＣＢ８２は、第１のＰＣＢ５８の第１のコネクタ７８のそれぞれと結合された１以上のコネクタ８４を有している。

【0055】

ベース部４６の内面（すなわち、使用時に、圧力チャンバ１４の内部に向いた面）には、ボア５６の開口部を覆って、フィルタ・ハウジング８６が取り付けられている。フィルタ・ハウジングは、使用時に、圧力チャンバ１４からボア５６に入るために通過しなければならないフィルタ付き孔部（filtered aperture）を有している。フィルタは、ＰＴＦＥフィルタであってもよい。フィルタは、圧力チャンバ１４からボア５６に粉体材料が入ることを防止する、または、少なくとも抵抗する。

【0056】

使用時には、第１のＰＣＢ５８と絶縁材料の層６６によって形成されたバリアによって、第１の電子回路７４を圧力チャンバ１４内の危険環境から流体分離し、第２の電子回路の発火源によって引き起こされる爆発のリスクを減らす。さらに、バリアは、第１の電子回路７２が第２の電子回路の構成要素（例えば、電池）により過熱状態（overheating）にならないよう断熱する（insulate）。

【0057】

上記の実施形態は、例としてのみ説明されている。添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変形が可能である。例えば、本発明の実施の形態は、加圧された金属粉体のコンテナ１１用のセンサ・モジュール４０に関連して説明したが、センサ・モジュールは、危険領域を監視する必要がある他のタイプの装置での使用に適合され得ることが理解される。上記のセンサ・モジュール４０は、金属粉体以外の材料を貯蔵及び／または輸送するために、加圧またはその他のコンテナと共に使用するように適合させることができる。これには、非金属粉体、及び、気体や液体などの他の非粉体材料を貯蔵及び／または輸送するためのコンテナが含まれる。センサ・モジュール４０はまた、例えば、粉体ふるい（powder sieve）等の危険環境の監視が必要とされる、他のタイプの材料取扱い及び処理装置での使用にも適合させることができる。実際、危険環境での使用に適した「安全な」電子回路を、「安全でない」電子回路から分割または流体分離する一方で、ＰＣＢ及び絶縁材料の層を用いて、且つ、安全な電子回路と安全でない電子回路の間に電気的な接続を確立するためにＰＣＢを用いて、通路に作成された気密バリアによって、安全な電子回路と安全でない電子回路の間に電気的な接続を維持する、という基本概念は、危険環境から安全でない部品を効果的に隔離することで、電子システムの安全な部品を危険環境に配置し、且つ、回路の安全でない部品と電子的に接続する必要がある幅広い応用例（application）で採用できる。そのような応用例は、潜在的に危険な物質の保管及び／または輸送のための幅広いプロセス機器（process equipment）及び機器を含むことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】