JPH08507184A - 電磁的干渉遮蔽のための内部伝導カバー付きプロセス送信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 送信機（１０）は、ハウジング（２６）、電子アセンブリ（２２），内部カバー（４２）および外部カバー（３８）からなる。前記電子アセンブリはスイッチ（３６）を含み、前記ハウジング（２６）内の端部開放空洞（２４）に嵌め込まれる。前記内部カバー（４２）は、前記電子アセンブリ（２２）を覆うように前記開放端（２４）の上に配置されることができるとともに、前記スイッチ（３６）と整列して前記電子アセンブリ（２２）が付勢されている間に前記開放端からアクセス可能なたわみ可能ボタン（５２）部を有する。前記内部カバー（４２）は電気伝導性であり、かつハウジング（２６）の電気伝導性壁に摩擦係合し、電磁的干渉（ＥＭＩ）から前記電子アセンブリ（２２）を遮蔽するためのスリーブ（４８）を有する。前記内部カバー（４２）は好ましくは薄い金属被覆を有する絶縁性モールドプラスチック部品である。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 電磁的干渉遮蔽のための内部伝導カバー付きプロセス送信機 発明の背景 本発明は、例えば、計測された絶対圧または差圧の関数として、一対の電線を 通じてのアナログまたはデジタル出力を供給する送信機のようなプロセス送信機 に関する。特に、本発明は、ＥＭＩ（電磁的干渉）の大きい環境で使用される送 信機であって、かつゼロ設定またはスパン設定のような回路のパラメータを変更 するための作動可能（actuatable）スイッチを含んだ回路を有するものに関する 。 ハウジング内に配置されて外部カバーで保護された回路を有する送信機は知ら れている。さらに、回路のパラメータを調節するための１またはそれ以上のスイ ッチを含み、該スイッチが、前記外部カバーが取り外された後でしかアクセスで きないことも知られている。本発明は、ハウジングの電気伝導性の壁と摩擦接触 しているスリーブを有する電気伝導性の内部カバーを含んでいて、前記外部カバ ーが取り外されたときのＥＭＩの影響を低減すると同時に、回路が付勢されてい る間、スイッチへのオペレータのアクセスを許容する。ＥＭＩは、例えばオペレ ータが使用する無線通信機から放散される電磁波によってもたらされることがあ る。 発明の要約 本発明において、送信機はハウジング、電子アセンブリ（組立体）、内部カバ ー、および外部カバーを具備する。前記電子アセンブリはスイッチを含み、かつ 前記ハウジング内の端部開放空洞内に嵌合する一方、前記内側カバーは前記電子 アセンブリをカバーするように開放端上に配置可能であり、かつ前記スイッチと 一列に並ぶことができて、前記電子アセンブリが付勢されている間に前記開放端 からアクセスできるように、たわみ可能なボタン部を有する。本発明によれば、 前記内側カバーは電気伝導性であり、かつ前記ハウジングの電気伝導壁と摩擦に よって係合するスリーブを有してＥＭＩから電子アセンブリを遮蔽する。前記外 部カバーは前記内部カバーを覆って前記ハウジングの上にねじ込まれる。前記内 部カバーは好ましくは金属の薄膜被覆を有する絶縁性プラスチックからなる。 図面の簡単な説明 図１は本発明に係る送信機の部分断面側面図である。 図２は図１における送信機頭部の拡大断面図である。 図３は図１の送信機の正面図であり、図１の断面部分が取られた１−１線を示 す。 図４は本発明に係る内側カバーおよび電子アセンブリの分解斜視図である。 図５は本発明に係る内側カバーの背面図である。 図６は本発明に係る内側カバーの部分断面側面図である。 図７は図６の断面部分の拡大図である。 実施例の詳細な説明 図１において、送信機１０は頭部装置（ユニット）１２およびベース１４を含 む。プロセス流体は前記ベース１４の入口１６および１８に通じ、図示しない変 換器が前記入口間の差圧を感知し、該差圧の関数としての送信機出力をリード線 ２０上に供給する。少なくとも一部がハウジング２６の端部開放空洞２４内に配 置された回路アセンブリ２２は、送信機出力を受信して該送信機出力の関数、す なわち、プロセス流体の差圧の関数としての回路出力を発生する。貫通導体２８ ，３０は、ポート３２を通ってハウジング２６に入り込み、端子ブロック３４を 介して該導体２８，３０に接続された一対のリード線（図示しない）を通じて、 送信機１０外部の制御 ユニット（図示しない）に回路出力を伝達する。前記制御ユニットはまた、前記 リード線対に接続された電源を含み、該電源は前記貫通導体２８，３０を介して 回路アセンブリ２２を付勢する。 回路アセンブリ２２は前記回路出力の部分的（local）調節のためのスイッチ ３６を含む。前記スイッチ３６の付勢によって、例えばスイッチ付勢時における 現状の測定条件に対応した回路出力の「ゼロ」または「スパン」レベルを得るよ うに回路アセンブリ２２を再プログラムすることが可能になる。 外部カバー３８は空洞２４の開放端４０を覆って取り外し可能なようにハウジ ング２６にねじ込まれる。所定位置において、外部カバー３８は送信機１０外部 の粉塵から回路アセンブリ２２を保護し、かつスイッチ３６へのアクセスを防止 する。外部カバー３８およびハウジシング２６は、アルミニュームまたはステン レス鋼から構成するのが好ましく、その場合、ハウジング２６上に外部カバー３ ８を配置すると、送信機１０近傍のＥＭＩから電子回路アセンブリ２２を効果的 に遮蔽できる。送信機１０に爆発性の雰囲気が存在しないならば、回路アセンブ リ２２が付勢されている間でも、外部カ バー３８を安全に取り外すことができるであろう。 内部カバー４２は空洞２４の開放端４０を覆って配置でき、ねじ４４ａ，４４ ｂ，４４ｃによってハウジング２６に保持される（図３も参照）。内部カバー４ ２はプレート４６、および該プレートを取り囲み、かつそこから出っ張っている スリーブ４８を含む。本発明によれば、内部カバー４２は電気伝導性であり、ス リーブ４８はハウジング２６の電気伝導性壁５０に摩擦で嵌合するように形成さ れている。スイッチ３６と並んでいるのはプレート４６のたわみ可能なボタン部 ５２である。電気伝導性壁５０と摩擦接触している状態の内部カバー４２は、外 部カバー３８がないときにＥＭＩから回路アセンブリ２２を効果的に遮蔽する。 内部カバー４２は電気伝導性壁５０と共同してファラデーケージ（遮蔽）を形成 している。こうして、スイッチ３６を操作しようとするオペレータは、ＥＭＩの 存在する環境において外部カバー３８を取り外すことができ、そして回路アセン ブリ２２が付勢されている間に、たわみ可能なボタン部５２を押してスイッチ３ ６を操作することができる。 図２は頭部ユニット１２を拡大して示す。回路アセンブリ２２は、基板２２ｃ に固定され、摺動可能に基板２２ａおよ び２２ｂに受入れられているピン２２ｄによって電気的に接続されている回路基 板２２ａ，２２ｂ，２２ｃからなる。貫通導体２８，３０のそれぞれは、外部制 御ユニットに接続された上述のリード線対上に存在するＥＭＩ誘導ノイズを減衰 させる、例えば組合せフェライト／容量スリーブ２９，３１のような無線周波数 抑止部品で取り囲まれているのが望ましい。たわみ可能なボタン部５２は、オペ レータが該ボタン部５２を押したときに、スイッチ３６内の膜構造を押圧するニ ップル５４を含む。 好ましい実施例において、内部カバー４２は電気伝導性被覆が施されている電 気絶縁性プラスチック（例えばニューヨーク州、シラキューズ（Syracuse）のゼ ネラルエレクトリック社（General Electric Company）の商標として知られてい る「ＵＬＴＥＭ（ウルテム）」１０１０ポリエーテルイミド樹脂）からなる。好 ましくは、内部カバー４２の内部表面（ニップル５４およびスリーブ４８の内向 面を含み、回路基板２２ａと対向している）は被覆されないままにしておき、導 体よりもむしろ電気的絶縁物が回路基板２２ａ上の回路構成要素に対向し、内部 カバー４２に対する回路構成要素のスパークまたは短絡の機会を低減するように する。さらに、内部 カバー４２の外部表面（スリーブ４８の外向面を含み、回路基板２２ａから離反 している）は前記ＥＭＩ遮蔽作用を果たすための実質的に連続した電気伝導被覆 を含んでいる。好ましくは、前記被覆は金属性で、２オーム／平方またはそれ以 下の面積抵抗率を有している。前記被覆は、０．０５０ｍｍおよび０．０７５ｍ ｍの間の厚みに適用される、米国インディアナ州、ウエストラファエッテ（West Lafayette）のＥ／Ｍ社から調達できるNo．Ｅ／Ｍ−６３１４プロセスによって 満足に製造できる。 ここでは、「絶縁体」および「電気的絶縁」の用語は、約１メグオーム／平方 以上の、好ましくは約１０メグオーム／平方以上の面積抵抗率を有する材料を指 すものとして使用する。また、「導電体」および「電気伝導体」の用語は、約１ ０オーム／平方以下の、好ましくは約２オーム／平方以下の面積抵抗率を有する 材料を指すのに使用する。さらに、「ＥＭＩ」の用語は、周波数ＯＨｚ（つまり 直流）ないし１０ＧＨｚの間のエネルギーを保有する電磁放射からの障害（干渉 ）に関して使用する。 なお、図２において、内部カバー４２はさらに回路アセンブリ２２の小形（ミ ニチュア）摺動スイッチアセンブリ５８ へのアクセスを許容する開口５６を有する。開口５６はできるだけ寸法が小さく 、該開口５６を通して漏洩することができるＥＭＩの総量を制限するため、最大 直線長さが約１０ｍｍないしそれ以下であるのが好ましい。内部カバー４２はま た、ねじ４４ａ，４４ｂ，４４ｃが外されたときに、ネジ回しのような工具をそ こに差し込み、ハウジング２６に対する前記工具のてこ作用によってハウジング ２６から内部カバー４２をこじ開け、内部カバー４２をハウジング２６から取り 外すことができるように、その一端に切込み５８を有する。切込み５８以外では 、内部カバー４２は実質的にスリーブ４８の全周に沿って電気伝導性壁５０との 間でガルバニック（galvanic）接触を形成している。前記構成により、ＥＭＩか らの回路アセンブリ２２の遮蔽についての内部カバー４２の効果が大幅に向上す る。電気伝導性壁５０への内部カバー４２の付加的なガルバニック接触は、ねじ ４４ａ，４４ｂ，４４ｃを通して得ることができる。すべての３つのねじを代表 させて、図２に示すねじ４４ｂについて説明すると、該ねじの頭は薄い金属のワ ッシャ５９と接触し、このワッシャはさらにプレート４６内の穴６２の肩６０と 接触する。内部カバー４２の外向面上の電気伝導被覆は、初めに述べたように、 穴６２の肩６０にまで連続的に広がっている。ねじ４４ｂのねじ山の端部は、金 属のハウジング２６と接触し、したがって電気伝導性壁５０とも接触する金属製 スタンドオフ（隔離部材）６４に接触している。電気伝導性壁５０とのガルバニ ック接触を形成するスリーブ４８の代わりに、スリーブ４８は、３０００ピコフ ァラッド（ｐＦ）またはそれ以上の容量をもち、約１ＭＨｚ以上の周波数に対し て低い結合インピーダンスを与える静電容量による電気伝導性壁５０との容量結 合に替えることができる。この場合、電気伝導性壁５０と組合わされた内部カバ ー４２は１ＭＨｚ以上の周波数を有するＥＭＩに対するファラデー遮蔽として作 用する。 外部カバー３８が取り外された状態での送信機１０の正面図を図３に示す。内 部カバー４２上の陰影によって、上述の電気伝導被覆を有する表面を識別する。 プレート４６は、たわみ可能なボタン部５２と類似する第２のたわみ可能なボタ ン部６６を有する。図３に示すように、たわみ可能なボタン部５２，６６の前表 面は、ＥＭＩ遮蔽を強化するための電気伝導被覆を有する。細隙５３，６７は好 ましくは２ｍｍ幅より小さく、プレート４６に含まれていて、それぞれたわみ可 能なボタン部５２，６６を部分的に取り囲んでおり、ボタン 部５２，６６の可撓性を増大している。 図４に移ると、回路アセンブリ２２、内部カバー４２、および可撓性の上張り マスク６８が分解図で示されている。可撓性上張りマスク６８はたわみ可能なボ タン部５２，６６と整列するしるしを有し、内部カバー４２に接着されている。 たわみ可能なボタン部５２および６６は、それぞれ、回路アセンブリ２２の「ゼ ロ」および「スパン」設定のプログラムを好適に行う。図３と同様に、内部カバ ー４２の陰影部は電気伝導被覆を有する表面を表す。スリーブ４８には、該スリ ーブ４８の弾性を増大させるための複数のスロット７０が形成される。弾性の増 大によってスリーブ４８を撓ませることができ、空洞寸法がわずかずつ異なる多 数の送信機ハウジング２６に内部カバー４２を合致させることができるという利 点を生ずる。さらに、増大された弾性は、スリーブ４８が、内部カバー４２およ びハウジング２６の周囲温度の差や熱膨脹係数の違いに起因する電気伝導性壁５ ０の相対的な膨脹、収縮に応答してひずみを除去するように働くのを許容する。 回路基板２２ａはたわみ可能なボタン部５２と整列するスイッチ３６、および第 ２のたわみ可能なボタン部６６と整列する第２のスイッチ７２を含む。回路基板 ２２ａ，２２ｂ， ２２ｃは、回路アセンブリ２２が規定の機能を実行するための他の回路構成要素 （図示しない）を含む。 図５は、図４の５−５線に沿って見た内部カバー４２の背面図である。図３お よび図４と同様、陰影部は電気伝導被覆で処理された表面を示す。第２のたわみ 可能なボタン部６６はニップル５４と同様の構造のニップル７４を有し、第２の スイッチ７２と整列している。好ましくは、スロット７０はスリーブ４８の周囲 を一様な間隔で取り巻いている。スロット７０は好ましくはスロット間隔７８の 約５％ないし２５％の外幅７６を有する。切込み５８はスリーブ４８の周囲の約 ５％またはそれ以下に跨がる幅８０を有する。 図６は内部カバー４２の部分断面図を示し、同様に、電気伝導表面として陰影 領域を表す。強度および弾性の最適なバランスとして、スロット７０は好ましく はスリーブの最小厚み８４（図７参照）の３倍以上で、かつ前記厚み８４の１５ 倍以下の奥行（深さ）８２を有する。電気伝導性壁５０に対する確実な摩擦嵌合 のため、およびわずかに寸法が異なる空洞２４との互換性のために、スリーブ４ ８はスリーブ領域８６においてプレート４６からわずかに外側に向ってくさび状 をなしている。スリーブ４８および電気伝導性壁５０間の ガルバニック接触表面領域を増大させ、それによってより低いガルバニック抵抗 およびより少ない摩耗発生率の接触を与えるために、スリーブ４８はプレート４ ６にほぼ垂直な平坦領域８８を有する。 領域８８は電気伝導性壁５０と摩擦接触しているスリーブ４８の部分である。 スリーブ４８は、また、はじめにハウジング２６の開放端４０に内部カバー４２ を嵌め込むときの案内として、内側方向にくさび状に入り込んだスリーブ領域９ ０を有する。 図７は、図６に示した内部カバー４２の断面部分の拡大図である。点線９２は プレート４６に垂直な基準線である。好ましくは、スリーブ領域８６は線９２に 対して２．７度ないし３．５度の角度を形成している。平坦領域８８は好ましく は線９２とほぼ平行に配置され、かつ場所的にはスリーブ端９６に近い。好まし い実施例においては、平坦領域８６はスリーブ長さ９８の２％ないし１０％の奥 行き９４を有する。領域９０は好ましくは線９２に対して約２０度ないし７０度 の角度を形成している。図７において、上述の電気伝導被覆は符号１００で表さ れている。 本発明は、好ましい実施例を参照して説明したが、本発明 の精神および範囲を逸脱することなく、外形や詳細について変更できることを当 業者等は認識することができるであろう。例えば、代替実施例として、内部カバ ー４２は金属または導電プラスチック材料で製作することができる。電気伝導被 覆１００はニッケル、銅、銀、アルミニューム、亜鉛、炭素繊維、ステンレス鋼 繊維等、または黒鉛のような伝導材料からなることができる。回路アセンブリ２ ２は空洞２４内に配置された電池によって付勢され、または遠隔の光源から送信 機１０に結合された紫外線、可視または赤外線光で代替的に付勢されることがで きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョンソン，シオドレ エル. アメリカ合衆国 55426 ミネソタ州、セ ント ルイス パーク、ウエスト 13―１ ／２ ストリート 7737 (72)発明者 ロース，ウィリアム シー. アメリカ合衆国 55438 ミネソタ州、ブ ルーミントン、ワイオミング ロード 10608

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．開放端を有する空洞を取り囲んだ電気伝導性壁を有するハウジングと、 前記空洞内に嵌め込まれるの適合した電子アセンブリであって、さらにスイッ チを包含した電子アセンブリと、 前記開放端の上から前記電子アセンブリを覆うように配置可能な内部カバーで あって、プレートおよびプレートから突き出したスリーブを含み、該プレートは 、前記スイッチと整列し、かつ前記電子アセンブリが付勢されている間に、前記 開放端からアクセス可能であるたわみ可能なボタン部を含む内部カバーと、 前記内部カバーの上から前記ハウジング上に取り外し可能にねじ止めされるよ うに適合された外部カバーとを具備し、 前記内部カバーは電気伝導性で、かつ前記スリーブは前記ハウジングの前記電 気伝導壁と摩擦係合して電磁的干渉から前記電子アセンブリを遮蔽するように寸 法決めされていることを特徴とするスイッチを有する送信機。 ２．前記空洞と通じる付勢端子をさらに具備し、 前記電子アセンブリは、該電子アセンブリが前記空洞内に配置されているとき に、前記付勢端子と電気的接触をするよ うに構成されたことを特徴とする請求項１記載の送信機。 ３．前記内部カバーが金属被覆をした絶縁プラスチックからなることを特徴とす る請求項１記載の送信機。 ４．前記プレートおよびスリーブの外向面の上に前記金属被覆が形成されたこと を特徴とする請求項３記載の送信機。 ５．前記スリーブは該スリーブの弾性を増大させるための複数のスロットを有し ていることを特徴とする請求項１記載の送信機。 ６．前記電気伝導壁は前記ハウジングの内部にあり、かつ前記内部カバーは前記 プレートの端縁部に形成された切込みを有し、該切込みに工具を差し込むことに よって前記ハウジングからの前記内部カバーの取り外しを許容することを特徴と する請求項１記載の送信機。 ７．前記プレートは前記たわみ可能なボタン部を少なくとも部分的に取り囲む貫 通したスロットを有していることを特徴とする請求項１記載の送信機。 ８．前記スリーブは前記プレートから外向きにくさび状になっていて、かつ前記 スリーブは前記プレートにほぼ垂直な平坦部を含んでいることを特徴とする請求 項１記載の送信機。 ９．電子モジュールと、 ハウジング本体およびハウジングカバーを含む金属製ハウジングであって、前 記ハウジング本体は前記電子モジュールを保持するように適合され、かつ前記電 子モジュールにアクセスできるように貫通した開口を有し、前記ハウジングカバ ーは、取り外し可能な状態で前記開口に嵌め込まれ、かつ前記電子モジュールの 電磁遮蔽を提供するハウジングと、 前記電子モジュールの回路パラメータを変更するための、前記電子モジュール の上に配置されたスイッチであって、前記スイッチを付勢するためには前記ハウ ジングカバーを取り外さねばならず、そのために前記電子モジュールが電磁的干 渉にさらされることになるスイッチと、 前記開口の上に配置でき、プレートおよび該プレートを取り囲むスリーブを有 し、前記スリーブは前記ハウジング本体に摩擦係合するように寸法が決められ、 前記プレートは前記スイッチと整列したたわみ可能なボタン部を含み、そのため に前記スイッチの作動を許容する内部カバーとを具備し、 前記内部カバーは電気伝導性であって、前記スリーブに沿って前記ハウジング 本体とガルバニック接触をなし、そのために前記ハウジングカバーが取り外され たときに電磁的干渉から前記電子モジユールを遮蔽することを特徴とする送信機 。