JP5716028B2 - シャーシを有するクラッド工業プロセストランスミッタハウジング - Google Patents

Description

本発明は、工業プロセストランスミッタに関し、特に、工業プロセストランスミッタ用のハウジングアセンブリ、およびその製造方法に関する。

工業プロセストランスミッタは、工業処理設備におけるプロセスを検知、測定、管理かつ制御するために使用される。一般に、工業プロセストランスミッタは、密閉された防爆ハウジングを備える。このようなハウジングの形状は、内側も外側も比較的複雑なものとなり得る。先行技術では、このようなハウジングは、通常、ダイカストによく適した材料であるアルミニウムから製造された一体型のダイカスト製品である。次いでダイカスト製品に対して、さらなる機械加工が所望通りに行われ、塗装される。しかし、アルミニウムは比較的高い反応性を備える材料であり、ハウジングが反応性、腐食性等の材料に晒される、特定の応用例には望ましくない。塗装や同様の被膜は、ある応用例においては、ハウジングのアルミニウム材料を保護するのに望ましくなく、または不適切となり得る。ステンレス鋼等の他の材料は、容易にダイカストすることができず、代わりにインベストメント鋳造等のプロセスを必要とする。これは、ダイカストと比べて比較的複雑で、費用のかかるプロセスである。さらに、鋳造プロセスによって比較的粗い面（約１２５Ｒａよりも大）が残りやすく、厳密な清浄または滅菌プロセスを行わなければならない衛生用途には望ましくない。鋳造物のすべての面を機械加工して平滑性を高めることは、時間と費用がかかるため望ましくない。

したがって、代わりとなる工業プロセストランスミッタハウジングアセンブリが望まれる。

本発明による工業プロセストランスミッタ装置は、第１の金属材料のハウジングシャーシと、第２の金属材料のハウジング外板とを備える。ハウジングシャーシは、略円筒形の本体部と、ハウジングシャーシの本体部の第１の端部またはその付近に位置して第１の周方向に延びる支持部材と、ハウジングシャーシの本体部の、第１の端部と反対側の第２の端部またはその付近に位置して第２の周方向に延びる支持部材とを備える。第１の周方向に延びる支持部材は、略円筒形の本体部から半径方向外側に延び、第２の周方向に延びる支持部材は、略円筒形の本体部から半径方向外側に延びる。ハウジング外板は、ハウジングシャーシに嵌合し、ハウジングシャーシの第１および第２の周方向に延びる支持部材の両方に物理的に接触する。ハウジング外板は、第１および第２の周方向に延びる支持部材間でハウジングシャーシから離間している。

工業プロセストランスミッタアセンブリの概略ブロック図である。 本発明による工業プロセストランスミッタの斜視図である。 工業プロセストランスミッタの一実施形態の一部の分解横断面斜視図である。 図３の工業プロセストランスミッタの一部の横断面斜視図である。 導管を示す、工業プロセストランスミッタの別の部分の横断面図である。 ネックを示す、工業プロセストランスミッタの別の部分の分解斜視図である。 図６の工業プロセストランスミッタの一部の斜視図である。 図７の線８−８に沿った工業プロセストランスミッタの横断面斜視図である。 工業プロセストランスミッタおよび選択された内部電気部品の４分の１断面斜視図である。 カバーの一実施形態を含む、工業プロセストランスミッタの一部の横断面斜視図である。 図２の線１１−１１に沿った工業プロセストランスミッタの横断面図である。 カバーの代替実施形態の一部の横断面図である。 本発明による工業プロセストランスミッタの製造方法のフローチャートである。 本発明による工業プロセストランスミッタの代替実施形態の分解斜視図である。 図１４の工業プロセストランスミッタの実施形態の斜視図である。 本発明による工業プロセストランスミッタの別の代替実施形態の横断面図である。

概して、本発明は、ステンレス鋼外板およびアルミニウムシャーシ（またはコア）を備えた工業プロセストランスミッタアセンブリ（フィールドデバイスアセンブリともいう）、およびその製造方法を提供する。図１は、工業プロセストランスミッタ２０の一実施形態の概略ブロック図であり、工業プロセストランスミッタ２０は、センサ２２、信号回路２４、少なくとも１つのフィードスルー２６、およびＦ端子回路２８を備える。工業プロセストランスミッタアセンブリ２０は、電源３０および制御室３２に通信回線３４を通して操作可能に接続される。さらに、工業プロセストランスミッタ２０は、工業プロセス３６を検知、測定、管理かつ／または制御する位置に設置される。

一実施形態では、センサ２２は、工業プロセス３６に作動的に接触して配置された公知の構成の圧力センサである。代替実施形態では、センサ２２を、工業プロセス３６に関連した温度、振動、流れ、または他のほぼあらゆるパラメータを検知または測定するように構成することができる。センサ２２を、検知または測定したいパラメータの種類に適した任意の方法で、工業プロセス３６に対して配置することができる。さらなる代替実施形態では、センサ２２の代わりに、工業プロセス３６を管理、制御するか、または他の方法で工業プロセス３６と相互作用するアクチュエータまたは他のデバイスを使用することができる。

信号回路２４は、センサ２２に作動的に接続される。センサ２２からのデータ信号が信号回路２４に送られる。信号回路２４は、これらのデータ信号により、またはデータ信号を使って所望の動作を行うことができる。例えば、信号回路２４は、特定の用途に合わせて所望通りに、センサ２２からの生データを記憶、フィルタリング、圧縮、変換、要約、分析または他の方法で処理することができる。信号回路は、通常、損傷または不具合の防止を促すために、工業プロセス３６および工業プロセストランスミッタ２０内側の環境から切り離されている。

Ｆ端子回路２８は工業プロセストランスミッタアセンブリ内に位置され、通常、工業プロセス３６および信号回路から切り離されている。少なくとも１つのフィードスルー２６（図９参照）が、Ｆ端子回路２８を信号回路２４に電気的に接続する。一実施形態では、フィードスルー２６が、従来の方法で電磁干渉（ＥＭＩ）フィルタリングを行う。Ｆ端子回路２８は、信号回路２４からのデータまたは他の信号を記憶、フィルタリング、圧縮、変換、要約、分析、または他の方法で処理できる。Ｆ端子回路２８は、通信回線３４を通して制御室３２に作動的に接続され、Ｆ端子回路２８と制御室３２との間の通信を可能にする。このようにして、データまたは他の信号をＦ端子回路２８から制御室３２に送ることができ、指令または他の信号を制御室３２からＦ端子回路２８に送ることができる。通信回線３４には、直接有線接続、インターネット接続、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、無線接続（例えば、網目状ネットワーク）、またはその他の適切な通信を用いることができる。さらに、Ｆ端子回路２８は、電源３０から入力された電力を受けることができ、電源３０は、線間電圧、環境発電装置およびエネルギー貯蔵装置、または他の種類の電源とすることができる。Ｆ端子回路２８によって受ける電力は、工業プロセストランスミッタアセンブリ２０の他の部品により使用されるように分配可能である。

工業プロセストランスミッタ２０は、明記しないさらなる部品を備えることができる点に注目すべきである。例えば、さらなる機能を与える回路を、特定の用途に合わせて所望通りに設けることができる。

図２は、工業プロセストランスミッタ２０の斜視図であり、工業プロセストランスミッタ２０は、ハウジング本体４０、ハウジング本体４０の両端部に係合する第１および第２のカバー４２、４４、ハウジング本体４０から延びる導管４６、およびハウジング本体４０から延びるネック４８を備える。図示した実施形態では、ハウジング本体４０は略円筒形である。導管４６およびネック４８は、ハウジング本体４０から異なる方向に突出する。ネック４８は、少なくとも部分的にセンサ２２を含み、工業プロセスと作動的に相互作用するよう所望の位置に取り付け可能である。ネック４８を取付け位置に固定して、工業プロセストランスミッタ２０の残りの部分を構造的に支持することができる。導管４６は、ハウジング本体４０内の回路を外部機器に電気的に接続することのできるフィールド線を少なくとも部分的に収納することができる。通常の設置では、導管４６は、別の適切な電気導管（図示せず）に接続される。導管４６およびネック４８の特定の構成は、ネック４８が特定の種類のセンサ２２を収容する用途や、導管４６を接続してある種の外部電気接続を提供する用途等の特定の用途に合わせて所望通りに変更することができる。

図３は、組立中の状態を示す、シャーシ（またはハウジングシャーシ）５０および外板（またはハウジング外板）５２を備えたハウジング本体４０の一実施形態の分解横断面斜視図である。図４は、図３のハウジング本体４０を、組み立てられたシャーシ５０および外板５２とともに示す、横断面斜視図である。図３および４に示すように、シャーシ５０は、第１の端部５６と、反対側の第２の端部５８とを有する略円筒形の本体５４を備える。第１の支持部材（またはランド）６０が第１の端部５６またはその付近に位置し、第２の支持部材（またはランド）６２が第２の端部５８またはその付近に位置する。第１および第２の支持部材６０、６２は、それぞれ周方向に延び、本体５４から半径方向外側に突出するとともに、それぞれ本体５４と一体形成することができる。周方向に延びる凹部（または溝）６４が、本体５４の外面で、第１および第２の支持部材６０、６２の間に画定される。第１および第２の開口６６、６８が、凹部６４に本体５４を通って形成される。図示した実施形態では、第１および第２の開口６６、６８が、円形の外周を有する。付加支持部材（またはランド）７０が、第１および第２の開口６６、６８の周りに画定される（第２の開口６８の周りの支持部材７０のみが図３および４に示される）。各付加支持部材７０は、第１または第２の開口６６、６８それぞれの外周に沿って延び、かつ本体５４から半径方向外側に延びる。内側の壁７２が本体５４にわたって延び、シャーシ５０を２つの区画に分割する。図示した実施形態では、壁７２が棚状となっており、第１の開口６６および第２の開口６８の間に配置されて、第１および第２の開口６６、６８がシャーシ５０内で異なる区画に開口するようになっている。さらに、肉厚構造７４が、第１の開口６６を囲むように本体５４の内面に沿って位置する。

シャーシ５０は、アルミニウム、または別の適切な材料から製造することができる。順に説明するように、シャーシ５０を、ダイカストした後に機械加工して、所望の構成を製造することができる。適切な機械加工プロセスを使用して、第１および第２の開口６６、６８、支持部材６０、６２、７０の外面、および他の形状を所望通りに画定または形成することができる。

図示した実施形態では、シール部材７６（例えばＯリング（オーリング））が、シャーシ５０の第１の支持部材６０および第２の支持部材６２の外面内に凹んで設けられる。シール部材７６は任意であり、代替実施形態から省いてもよい。以下で、シール部材７６の機能について説明する。

シャーシ５０の構成は、特定の用途に合わせて所望通りに変更することができる点に注目すべきである。例えば、壁７２を省いてもよく、または、シャーシ５０内に所望の数の内部区画を設けるために、さらなる壁を加えてもよい。さらに、開口６６、６８の数および位置を、特定の用途に合わせて所望通りに変更することができる。さらに、本体５４から延びるさらなる支持部材を、さらなる実施形態において設けてもよい。

外板５２は、全体が円筒形のスリーブとして構成される。図３に示すように、第１および第２の開口７８、８０が、シャーシ５０の第１および第２の開口６６、６８にほぼ合わせた位置で、外板５２に形成される。第１および第２の開口７８、８０の外周縁部が、付加支持部材７０に載置される。図示した実施形態では、第１および第２の開口７８、８０が円形の外周を有し、シャーシ５０の第１および第２の開口６６、６８それぞれよりも大きい直径を有する。図４に示すように、第１および第２のリップ（縁部）８２、８４が、外板５２の両側縁部により形成される。第１のリップ８２は、第１の支持部材６０に隣接するシャーシ５０の第１の端部５６に位置し、第２のリップ８４は、第２の支持部材６２に隣接するシャーシ５０の第２の端部５８に位置する。

外板５２を、ステンレス鋼または別の適切な材料から製造することができる。一実施形態では、外板５２の外面の算術平均表面粗さは、約３２Ｒａ以下である。ステンレス鋼から形成された比較的平滑な外面が、食品および飲料産業等の衛生用途や、海上作業台等の腐食環境での使用によく適している。

シャーシ５０および外板５２が組み立てられると、図４に示すように、外板５２は、全体としてシャーシ５０を囲んで覆うように、第１および第２の支持部材６０、６２および付加支持部材７０それぞれの少なくとも一部に載置される。このようにして、外板５２は、シャーシ５０の第１および第２の支持部材６０、６２それぞれの少なくとも一部と直接物理的に接触する。シャーシ５０の凹部６４と外板５２との間に、空隙またはキャビティが形成されて、外板５２が凹部６４に隣接するシャーシ５０の本体５４から離間するようになっている。第１および第２のリップ８２、８４は、外板５２をシャーシ５０に固定し、特に外板５２およびシャーシ５０間の縦摺動を制限または防止する働きをする。シール部材７６は、シャーシ５０と外板５２との間に流体シールを形成して、凹部６４の空隙に流体が流入する危険性を減らす。外板５２およびシャーシ５０間の空隙に流体があると、ガルバニック効果等により腐食が促進されるおそれがあり望ましくない。

図５は、導管４６およびハウジング本体４０の一部を示す、工業プロセストランスミッタ２０の一部の横断面図である。導管４６は、本体部９０、キャップ部９２、アダプタリング９４、およびシール部材９６、９８（例えば、Ｏリング）を備える。図示した実施形態では、本体部９０は、全体が円筒形で周方向に延びるフランジ１００を有する。本体部９０の中央キャビティにより、電線または他の部品が導管４６を貫通してハウジング本体４０に入る。キャップ部９２は、本体部９０の一端部に固定される。キャップ部９２と反対側の、本体部９０の他方の端部は、開口６６で、ハウジング本体４０のシャーシ５０に係合される。図示した実施形態では、導管４６の本体部９０とハウジング本体４０のシャーシ５０との間に、ねじ係合部が設けられる。アダプタリング９４が、本体部９０の一部を囲み、フランジ１００とハウジング本体４０の外板５２との間でフランジ１００に隣接して配置される。アダプタリング９４は、外板５２に当接して配置された、サドル状内面１０２を有する。外板５２の全体が円筒形であるため、内面１０２のサドル形状により、アダプタリング９４が外板５２の隣接部に密に嵌合する。シール部材９８は、アダプタリング９４と外板５２との間に流体シールを形成する。図示した実施形態では、シール部材９８は、アダプタリング９４の凹部内に配置される。アダプタリング９４の外面１０４は、内面１０２の反対側に位置し、全体的に平面である。本体部９０のフランジ１００は、外面１０４に隣接して配置され、シール部材９６はこれらの間に流体シールを形成する。図示した実施形態では、シール部材９６は、フランジ１００の凹部内に配置される。シール部材９６、９８は、開口６６、７８を通って流体がハウジング本体４０に流入する危険性を減らす働きをする。

図６は、ハウジング本体４０、ネック４８、およびアダプタリング１１０を示す、工業プロセストランスミッタ２０の別の部分の分解斜視図である。図７は、組み立てられた状態を示す、図６の工業プロセストランスミッタ２０の一部の斜視図である。図８は、図７の線８−８に沿った工業プロセストランスミッタ２０の横断面斜視図である。図示した実施形態では、ネック４８の全体が円筒形であり、遠位端１１２および近位端１１４を有する。ネック４８の近位端１１４はねじ切りされる。肩部１１６が、ねじ山に隣接して近位端１１４に形成される。ネック４８は、センサ２２の一部を含むように構成することができる。ネック４８の特定の形状は、特定の種類のセンサまたは他の部品を収容するためなど、特定の用途に合わせて所望通りに変更することができる。ネック４８をステンレス鋼から製造することができる。

本実施形態では、アダプタリング１１０が、ネック４８の肩部１１６に嵌合するように構成されたサドル状内面１１８および反対側の外面１２０を画定する。外面１２０は、略平面形状を有することができる。ハウジング本体４０の外板５２は全体が円筒形であるため、内面１１８のサドル形状により、アダプタリング１１０が外板５２の隣接部に密に嵌合することができる。アダプタリング１１０は、ネック４８の近位端１１４が貫通可能な中央開口をさらに画定する。図示した実施形態では、アダプタリング１１０の外径が、肩部１１６に隣接するネック４８の外径に等しい。アダプタリング１１０はステンレス鋼から製造することができる。

組み立てられると、ネック４８の近位端１１４が、開口６８でハウジング本体４０のシャーシ５０にねじ係合する。ネック４８の一部がアダプタリング１１０を貫通する。アダプタリング１１０は、ハウジング本体４０の外板５２とネック４８の肩部１１６との間に配置され、内面１１８が外板５２に接触し、外面１２０がネック４８の肩部１１６に接触する。溶接接合部１２２が外板５２とアダプタリング１１０との間、およびアダプタリングとネック４８の肩部１１６との間に形成される。溶接接合部１２２は気密シールを形成して、流体が開口６８、８０を通ってハウジング本体４０に流入する危険性を減らすことができる。さらに、アダプタリング１１０の内面１１８のサドル形状により、外板５２の円筒形と密に嵌合することができるとともに、略平面の外面１２０を呈し、ネック４８の回転により、近位端１１４を支障なくシャーシ５０にねじ係合させることができる。

図９は、工業プロセストランスミッタ２０の４分の１断面斜視図である。図示した実施形態に示すように、電気フィードスルー２６が壁７２を通ってねじ係合され、シャーシ５０により画定された別個の区画間を電気接続する。任意の数の電気フィードスルー２６を、特定の用途に合わせて所望通りに設けることができる。密閉された防爆バリアが、フィードスルー２６により架け渡された区画間に存在し、かつ壁を通して区画間の電気的接続を可能にするように、フィードスルーを構成することができる。これにより、１つの区画（例えば信号回路２４）の回路を、別の区画の回路（例えば、Ｆ端子回路２８）に電気接続することができる。

図１０は、ハウジング本体４０がカバー４２の一実施形態に係合する状態を示す、工業プロセストランスミッタ２０の一部の横断面斜視図である。図示した実施形態では、カバー４２が単一の物体として形成される。カバーは、全体が円盤状の中央部１２６とフランジ１２８とを備える。カバー４２をステンレス鋼から製造することができる。図示した実施形態では、フランジ１２８が環状の形であり、中央部１２６の外周から延びている。半径方向外側に面したねじ山１３０がフランジ１２８に形成されて、シャーシ５０と係合する。肩部１３２が、ねじ山１３０に隣接してフランジ１２８に形成される。シール部材１３４（例えば、Ｏリング）がカバー４２の肩部１３２に配置され、カバー４２がハウジング本体４０に完全に固定されると、シール部材１３２がカバー４２の肩部１３２とハウジング本体４０の外板５２のリップ８２との両方に当接するようになっている。これにより、流体シールがカバー４２とハウジング本体４０との間に形成されて、流体がハウジング本体４０に流入する危険性を減らす。図２に示すカバー４４を、カバー４２とほぼ同一に構成することができる点に注目すべきである。

図１１は、図２の線１１−１１に沿った工業プロセストランスミッタ２０の横断面図である。図１１に示すように、工業プロセストランスミッタ２０は完全に組み立てられ、２つのカバー４２、４４がハウジング本体４０の両端部に係合し、センサ２２がネック４８に設置され、信号回路２４およびＦ端子回路２８がハウジング本体４０内の別個の区画に配置される。ネック４８はハウジング本体４０の１つの区画に対して開口し、導管４６は別の区画に対して開口する。動作中に、導管４６に接続された導管内に流体があることにより、流体が導管４６を通ってハウジング本体４０に入ることがある。しかし、壁７２は、信号回路２４およびセンサ２２を、導管４６を通ってハウジング本体４０に導入される流体から切り離す働きをする。

図１２は、カバー１３６の代替実施形態の一部の横断面図である。カバー１３６は、カバー４２、４４と同様の方法でハウジング本体４０に係合するように構成される。しかし、カバー１３６は、単一の物体である状態とは対照的に、カバーシャーシ１３８およびカバー外板１４０を備える。カバーシャーシ１３８は、全体が円盤状の中央部１４２と環状フランジ１４４とを備える。第１の支持部材（またはランド）１４６が、中央部１４２の外径またはその付近に形成され、少なくとも１つの付加支持部材（またはランド）１４８が、中央部１４２の半径方向内側位置に形成される。支持部材１４６、１４８は、通常はカバーシャーシ１３８の角部に隣接して配置されるが、カバー外板１４０を支持することが望ましい他の任意の位置にも配置される。凹部（または溝）１５０が支持部材１４６、１４８に隣接して画定される。カバーシャーシ１３８を、アルミニウムまたは別の適切な材料から製造することができる。

カバー外板１４０の外周に、リップ１５２が形成される。カバー外板１４０を、ステンレス鋼または別の適正な材料から製造することができる。一実施形態では、カバー外板１４０の外面の算術平均表面粗さは、約３２Ｒａ以下である。ステンレス鋼から形成された比較的平滑な外面が、衛生用途や腐食環境での使用によく適している。

カバーシャーシ１３８およびカバー外板１４０が組み立てられると、カバー外板１４０は、全体としてカバーシャーシ１３８を覆い囲むように、支持部材１４６、１４８それぞれの少なくとも一部に載置される。このようにして、カバー外板１４０は、カバーシャーシ１３８の支持部材１４６、１４８それぞれの少なくとも一部と直接物理的に接触する。カバーシャーシ１３８の凹部１５０とカバー外板１４０との間に空隙またはキャビティが形成されて、カバー外板１４０が、凹部１５０に隣接するカバーシャーシ１３８の中央部１４２から離間するようになっている。リップ１５２は、カバー外板１４０をカバーシャーシ１３８に固定する働きをする。

図１３は、ハウジング本体４０およびカバー１３６を使用する実施形態における、工業プロセストランスミッタ２０の一製造方法のフローチャートである。継手（例えば、導管４６およびネック４８）が鋳造され（ステップ２００）、ハウジングシャーシ５０が鋳造され（ステップ２０２）、カバーシャーシ１３８が鋳造される（ステップ２０４）。ステップ２００、２０２および２０４は、所望通りに同時または別の時間に行うことができる。ハウジングシャーシ５０およびカバーシャーシ１３８はそれぞれアルミニウムから、または別の公知の鋳造プロセスを使用してダイカストすることができる。ダイカストはアルミニウムのような材料での使用に適しており、壁７２により形成された複数の内部区画を備えることの多い一般的なハウジングシャーシ５０の比較的複雑な立体形状の鋳造を容易にし、肉厚構造７４等のような特徴を有する。任意の適切なプロセスを使用して継手を鋳造することができる。一部の実施形態では、導管４６およびネック４８のような継手がステンレス鋼から鋳造される。代替実施形態において、ステップ２００、２０２、２０４は、鋳造の代わりに射出成形または機械加工を含むことができる点に注目すべきである。

ハウジングシャーシ５０およびカバーシャーシ１３８は、ステップ２０２、２０４で鋳造された後、それぞれステップ２０６、２０８で機械加工される。ステップ２０６、２０８における機械加工は、ハウジングシャーシ５０およびカバーシャーシ１３８上の支持部材（例えば、支持部材６０、６２、７０、１４６、１４８）を所望の寸法に機械加工することを含む。支持部材があるため、鋳造動作から生じる自然公差の変化を補償するのに必要な機械加工の総量が集中し、最終的に限定される。ねじ山の形成、シール用の受け溝の形成、余分な材料の除去等のさらなる機械加工を、継手、ハウジングシャーシ５０および／またはカバーシャーシ１３８に対して、特定の用途に合わせて所望通りに行うことができる。機械加工の後、シール（例えば、シール部材７６、９６、９８）が配置される（ステップ２１０）。

ハウジング外板５２およびカバー外板１４０は、ステップ２１２、２１４でそれぞれ製造される。外板５２、１４０を、引き抜き加工または任意の他の適切なプロセスにより製造することができる。ハウジング外板５２が製造されると、少なくとも１つの開口（例えば、開口６６、６８）が、機械加工プロセスまたは任意の他の適切なプロセスにより、外板５２に形成される（ステップ２１６）。前記ステップのいずれかの前、同時、または後に、ステップ２１２、２１４、２１６をそれぞれ行うことができる。

次に、ハウジング外板５２をハウジングシャーシ５０に嵌合し（ステップ２１８）、カバー外板１４０をカバーシャーシ１３８に嵌合する（ステップ２２０）。一実施形態では、従来の焼嵌め技術を使用して外板５２、１４０をシャーシ５０、１３８にそれぞれ嵌合させ、外板５２、１４０は支持部材６０、６２、７０、１４６、１４８に密に固定して載置される。ステップ２１８、２２０で行われる嵌合は、ハウジングシャーシ５０に対するハウジング外板５２の所望の位置合わせ、およびカバーシャーシ１３８に対するカバー外板１４０の所望の位置合わせを含み、ハウジング外板５２の開口７８がハウジングシャーシ５０の開口６６にほぼ合うように、かつハウジング外板５２の開口８０がハウジングシャーシ５０の開口６８にほぼ合うようにする。所望の配置が行われると、外板５２、１４０の縁部は、丸められてリップ８２、８４、１５２を形成し（ステップ２２２）、外板５２、１４０をシャーシ５０、１３８にそれぞれ固定する役割をする。

図示した実施形態では、アダプタ（例えば、アダプタ１０４、１１０）がハウジング本体４０の開口（例えば、開口７８、８０）に対して配置され（ステップ２２４）、継手がねじ切りされて、アダプタを通ってハウジング本体４０と係合する（ステップ２２６）。

工業プロセストランスミッタ２０の構造部品を組み立てた後、電気部品を設置できる。回路（例えば、Ｆ端子回路２８、フィードスルー２６、信号回路２４、およびセンサ２２）が設置される（ステップ２２８）。特定の用途に使用される任意の他の内部部品を設置してもよい。その後、シール１３４を設置し（ステップ２３０）、公知の種類のねじ材（例えば、ねじシールテープ、ねじ係止材、またはねじ潤滑剤）を、カバー１３６および／またはハウジング本体４０のねじ山に施す（ステップ２３２）。その後、カバーシャーシ１３８をハウジングシャーシ５０にねじ固定することにより、カバー１３６をハウジング本体４０に係合させて、シール１３４が、カバー１３６とハウジング本体４０との境界面に流体シールを設けるようにする（ステップ２３４）。

代替実施形態において、前述した方法が、明記しないさらなるステップを含むことができる点に注目すべきである。さらに、例えばカバー１３６の代わりにカバー４２、４４を使用することにより、特定のステップを省いてもよい。

本発明による工業プロセストランスミッタのいくつかの代替実施形態が可能である。図１４は、組立中の工業プロセストランスミッタ２０’の代替実施形態の分解斜視図であり、図１５は、工業プロセストランスミッタ２０’の斜視図である。図示した実施形態では、ハウジングシャーシ５０’がネック４８’と一体形成される。ネック４８’およびハウジングシャーシ５０’は、一体構造として共にアルミニウムからダイカストすることができる。他の点では、ハウジングシャーシ５０’およびネック４８’は、前記ハウジングシャーシ５０およびネック４８と同様である。

ハウジング外板５２’を、算術平均表面粗さが約３２Ｒａ以下の、比較的平らなステンレス鋼板から形成し、ネック形状５２Ｎをその上に形成することができる。ネック形状５２Ｎは、ネック４８’の形状に対応する形状を有する中央開口を持つ、全体が円筒形の構成とすることができる。引き抜き作業または任意の他の適切な技術により、ネック形状５２Ｎを形成することができる。次に、ハウジング外板５２’がハウジングシャーシ５０’の周りに配置される。ネック４８’は少なくとも部分的にネック形状５２Ｎに挿入され、ネック形状５２Ｎは全体としてネック４８’を囲んで覆うようにする。ハウジング外板５２’は、ハウジングシャーシ５０’に巻き付けられ、ハウジング外板５２’の両側の第１および第２の端部５２Ｘ、５２Ｙが互いに隣接して配置される。図１５に示すように、溶接接合部３００がハウジング外板５２’の隣接する第１および第２の端部５２Ｘ、５２Ｙ間に形成されて、気密シールを形成する。溶接接合部３００は、タングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接、レーザ溶接、または任意の他の適切なプロセスにより形成することができる。ハウジング外板５２’の両端部を丸めてリップ８２’、８４’を形成し、ネック形状５２Ｎの遠位端を丸めてリップ３０２を形成する。各リップ８２’、８４’、３０２により、ハウジング外板５２’をハウジングシャーシ５０’に固定する。

図１６は、工業プロセストランスミッタ２０”の別の代替実施形態の横断面図である。図示した実施形態では、ハウジングシャーシ５０”が設けられ、その周りにハウジング外板５２”が配置される。ハウジングシャーシ５０”およびハウジング外板５２”は、前記ハウジングシャーシ５０およびハウジング外板５２と同様に構成することができる。ハウジングシャーシ５０”の開口６８”がねじ切りされ、全体が円筒形のネックシャーシ４８”が開口６８”にねじ係合される。ネックシャーシ４８”を、アルミニウムまたは別の適切な材料から製造することができる。ネック外板４００を、算術平均表面粗さが約３２Ｒａ以下のステンレス鋼板から製造することができ、ネック外板４００はネックシャーシ４８”の周りに配置される。ネック外板４００とハウジング外板５２”との間に溶接接合部４０２が形成されて、気密シールを形成する。溶接接合部４０２は、タングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接、レーザ溶接、または任意の他の適切なプロセスにより形成することができる。リップ４０４は、ネック外板４００の遠位端に形成されて、ネック外板４００をネックシャーシ４８”に固定する役割をする。

本発明により多くの効果および利点が得られることが認識されるであろう。例えば、アルミニウムのような材料から製造された工業プロセストランスミッタシャーシを使用すると、比較的簡単で安価なダイカスト技術を使用することができ、シャーシ上の支持部材の構成によって必要とされる鋳造後の機械加工が比較的少なくてすむ。さらに、ステンレス鋼のような材料から製造された、シャーシを覆う外板を使用すると、腐食耐性と衛生用途性能が比較的良好となるとともに、工業プロセストランスミッタの全体的な質量を制限するのを促進する。本発明による工業プロセストランスミッタハウジングアセンブリの外板およびシャーシは、インベストメント鋳造や広範の機械加工により製造される固体ステンレス鋼ハウジングに関連する費用や複雑さを減らすのに役立つ。さらなる特徴および利点は、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。

本発明について例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更を行うことができ、等価物をその要素の代わりに使用することができる点を当業者は理解するであろう。さらに、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に合わせるために、多くの修正を行うことができる。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むことが意図される。

Claims (29)

1. 略円筒形の本体部、前記本体部の第１の端部またはその付近に位置し、前記略円筒形の本体部から半径方向外側に延在する第１の周方向に延びる支持部材、前記本体部の、前記第１の端部と反対側の第２の端部またはその付近に位置し、前記略円筒形の本体部から半径方向外側に延在する第２の周方向に延びる支持部材を備えるとともに、第１の金属材料を含むハウジングシャーシと、
   前記第１の金属材料とは異なる第２の金属材料を含み、前記ハウジングシャーシに嵌合し、前記ハウジングシャーシの前記第１および第２の周方向に延びる支持部材の両方に物理的に接触し、前記第１および第２の周方向に延びる支持部材間で前記ハウジングシャーシから離間しているハウジング外板と、
   前記ハウジングシャーシにねじ係合されたカバーと、
   前記カバーと前記ハウジング外板との間にシール係合するＯリングと、を有し、
   前記カバーが、前記第１の金属材料を含み、ねじ山、および前記ねじ山に隣接して位置する周方向に延びるカバー支持部材とを画定するカバーシャーシと、 ステンレス鋼を含み、前記カバーシャーシに嵌合するとともに前記カバーシャーシの周方向に延びるカバー支持部材に物理的に接触するカバー外板と、を備え、
   前記カバー外板が、前記周方向に延びるカバー支持部材に隣接する前記カバーシャーシに前記カバー外板を固定するための、丸められたリップを備えた工業プロセストランスミッタ装置。
2. 前記ハウジング外板と前記ハウジングシャーシとの間にシール係合する少なくとも１つの追加のＯリングをさらに備え、
   前記追加のＯリングは、前記第１の周方向に延びる支持部材または前記第２の周方向に延びる支持部材のいずれかに形成されたシール凹部内に少なくとも部分的に配置された、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の金属材料がアルミニウムを含み、前記第２の金属材料がステンレス鋼を含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記ハウジング外板の外面の算術平均表面粗さが、約３２Ｒａ以下である、請求項１に記載の装置。
5. 前記ハウジングシャーシが、
   第１の区画と第２の区画とを分離する内壁と、
   前記第１および第２の区画間の前記内壁を貫通する少なくとも１つの電気フィードスルーとをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
6. 前記ハウジングシャーシの前記第１の区画に配置され、前記少なくとも１つの電気フィードスルーの少なくとも１つに作動的に接続された回路を備えた圧力センサと、
   前記第２の区画に配置され、前記１または複数の電気フィードスルーを介して前記圧力センサ回路に作動的に接続された付加回路であって、前記圧力センサからのデータを離れた位置に送信するように構成された付加回路と、をさらに備えた、請求項５に記載の装置。
7. ねじ切りした電気接続導管と、
   前記ハウジング外板に対して反対向きの略円筒形の部分を有する前記ハウジング外板に当接して配置されたアダプタであって、前記電気接続導管の一部が、前記アダプタを貫通して前記ハウジング外板の開口に入るアダプタとをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
8. 前記アダプタと前記ハウジング外板との間に形成された第１の溶接接合部と、
   前記アダプタと前記電気接続導管との間に形成された第２の溶接接合部と、をさらに備えた、請求項７に記載の装置。
9. 前記ハウジング外板の一部が、前記電気接続導管と前記ハウジングシャーシとの間のねじ山に係合する、請求項７に記載の装置。
10. 前記ハウジングシャーシと一体形成され、前記第１の金属材料を含むネックをさらに備え、
    前記ハウジング外板が、一体のネック部と、第１および第２のハウジング外板部間の溶接接合部とをさらに備え、前記溶接接合部が前記ネック部と反対側に位置し、
    前記ネックが前記ハウジング外板の前記ネック部内に少なくとも部分的に配置され、前記ネック部の縁部が丸められて、前記ネック部を前記ネックに対して固定するためのネックリップを画定する、請求項１に記載の装置。
11. 前記ハウジングシャーシに固定された、前記第１の金属材料を含むネックと、
    ステンレス鋼を含むネックスリーブであって、前記ネックが前記ネックスリーブ内に少なくとも部分的に配置され、前記ネックスリーブの縁部が丸められて、前記ネックスリーブを前記ネックに対して固定するためのネックリップを画定するネックスリーブと、
    前記ネックスリーブと前記ハウジング外板との間に形成された溶接接合部とをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
12. 前記ハウジング外板が、前記第１の周方向に延びる支持部材に隣接する前記ハウジングシャーシに前記ハウジング外板を固定するための、第１の丸められたリップと、前記第２の周方向に延びる支持部材に隣接する前記ハウジングシャーシに前記ハウジング外板を固定するための、第２の丸められたリップとを備えた、請求項１に記載の装置。
13. 第１の金属材料からハウジングシャーシを鋳造するステップと、
    前記ハウジングシャーシの両端部の第１および第２の周方向に延びる外側部を機械加工するステップと、
    第２の金属材料を含むハウジング外板を設けるステップと、
    前記ハウジング外板を前記ハウジングシャーシに嵌合させるステップであって、前記ハウジング外板が、前記ハウジングシャーシの前記第１および第２の周方向に延びる外側部の両方に物理的に接触するステップと、
    前記ハウジング外板の両側縁部を丸めて、前記ハウジング外板を前記ハウジングシャーシに固定するためのリップを形成するステップとを含む、工業プロセストランスミッタの製造方法。
14. 前記第１の金属材料がアルミニウムを含み、前記ハウジングシャーシがダイカストされる、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ハウジング外板が略円筒形であり、前記ハウジング外板が、前記嵌合ステップ中に前記ハウジングシャーシ上を軸方向に摺動する、請求項１３に記載の方法。
16. 前記ハウジング外板を前記ハウジングシャーシに嵌合するステップが、焼嵌めを含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記ハウジング外板に１または複数の開口を形成するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
18. 前記ハウジング外板と導管との間に、少なくとも部分的にサドル状のアダプタを配置するステップと、
    前記導管を前記ハウジングシャーシにねじで取り付けるステップとをさらに含み、前記導管の一部が、前記アダプタおよび前記ハウジング外板の前記開口の１つを貫通する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記導管を前記ハウジングシャーシにねじで取り付けるステップにより前記導管と前記ハウジングシャーシとの間に形成されたねじ係合部に、前記ハウジング外板の一部を歪めて入れる、請求項１８に記載の方法。
20. 前記ハウジング外板とネックとの間に、少なくとも部分的にサドル状のアダプタを配置するステップであって、前記ネックと前記アダプタがそれぞれステンレス鋼を含むステップと、
    前記ネックを前記ハウジングシャーシにねじで取り付けるステップであって、前記ネックの一部が、前記アダプタおよび前記ハウジング外板の前記開口の１つを貫通するステップと、
    前記アダプタを前記ハウジング外板に溶接するステップと、
    前記アダプタを前記ネックに溶接するステップとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
21. ネックを前記ハウジングシャーシにねじで取り付けるステップであって、前記ネックの一部が前記ハウジング外板の前記開口の１つを貫通するステップと、
    ステンレス鋼を含むネック外板を前記ネックの周りに配置するステップと、
    前記ネック外板を前記ハウジング外板に溶接するステップと、
    前記ネック外板の縁部を丸めて、前記ネック外板を前記ネックに対して固定するためのネック外板リップを形成するステップとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
22. ねじ切りされたカバーを設けるステップと、
    前記ハウジングシャーシにねじ山を形成するステップと、
    前記カバーと前記外板との間にシールを配置するステップと、
    前記ねじ切りされたカバーを前記ハウジングシャーシの前記ねじ山に係合させて、前記シールを、前記カバーと前記外板の前記リップの１つとの間にシール係合させるステップとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
23. 第１の金属材料からカバーシャーシを鋳造するステップと、
    ステンレス鋼から製造されたカバー外板を設けるステップと、
    前記カバー外板を前記カバーシャーシに嵌合するステップと、
    前記カバー外板の縁部を丸めて、前記カバー外板を前記シャーシに固定するステップと、
    前記カバーシャーシを前記ハウジングシャーシにねじ係合させるステップとをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
24. 前記ハウジングシャーシが、略円筒形のシャーシ本体から延びる一体鋳造されたネックを備え、前記ハウジング外板を設けるステップが、
    実質的に平らなステンレス鋼板を設けるステップと、
    略円筒形のネック孔を、前記実質的に平らなステンレス鋼板の一部から引き抜くステップと、
    前記ハウジングシャーシの前記ネックを前記ネック孔内に配置するステップと、
    前記略円筒形のシャーシ本体の周りに、前記実質的に平らなステンレス鋼板を巻き付けるステップと、
    前記巻き付けたステンレス鋼板の端部同士を互いに溶接するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
25. アルミニウムを含むハウジングシャーシであって、略円筒形の本体部、および第１の区画と第２の区画とを分離する内壁を画定するハウジングシャーシと、
    ステンレス鋼を含むハウジング外板であって、前記ハウジングシャーシに嵌合し、前記ハウジングシャーシの少なくとも一部に物理的に接触し、第１の端部に隣接する前記ハウジングシャーシに前記ハウジング外板を固定するための、第１の丸められたリップ、および反対側の第２の端部に隣接する前記ハウジングシャーシに前記ハウジング外板を固定するための、第２の丸められたリップを備えたハウジング外板と、
    前記ハウジングシャーシにねじ係合されたカバーと、
    前記カバーと前記ハウジング外板との間にシール係合するＯリングと、
    前記ハウジングシャーシの前記第１および第２の区画間の前記内壁を貫通する、少なくとも１つの電気フィードスルーと、
    前記ハウジングシャーシの前記第１の区画に配置され、前記少なくとも１つの電気フィードスルーの少なくとも１つに作動的に接続された回路を備えたセンサと、
    前記第２の区画に配置され、前記少なくとも１つの電気フィードスルーを介して前記センサ回路に作動的に接続された付加回路であって、センサデータを離れた位置に送信するように構成された付加回路と、を備えた工業プロセストランスミッタ装置。
26. 前記カバーが、
    アルミニウムを含み、ねじ山、および前記ねじ山に隣接して位置する周方向に延びるカバー支持部材を画定するカバーシャーシと、
    ステンレス鋼を含み、前記カバーシャーシに嵌合するとともに前記カバーシャーシの周方向に延びるカバー支持部材に物理的に接触するカバー外板とを備え、
    前記カバー外板が、前記周方向に延びるカバー支持部材に隣接する前記カバーシャーシに前記カバー外板を固定するための、丸められたリップを備えた、請求項２５に記載の装置。
27. 前記ハウジングシャーシが、
    略円筒形の本体部と、
    前記ハウジングシャーシの前記本体部の第１の端部またはその付近に位置し、前記略円筒形の本体部から半径方向外側に延在する第１の周方向に延びる支持部材と、
    前記ハウジングシャーシの前記本体部の、前記第１の端部と反対側の第２の端部またはその付近に位置し、前記略円筒形の本体部から半径方向外側に延在する第２の周方向に延びる支持部材と、を備え、
    前記ハウジング外板が、前記ハウジングシャーシの前記第１および第２の周方向に延びる支持部材の両方に物理的に接触し、
    前記ハウジング外板が、少なくとも１つの周方向に延びる凹部で前記ハウジングシャーシから離間している、請求項２５に記載の装置。
28. 略円筒形の本体部、前記本体部の第１の端部またはその付近に位置するとともに前記略円筒形の本体部から半径方向外側に延びている第１の周方向に延びる支持部材、及び前記本体部の前記第１の端部と反対側の第２の端部またはその付近に位置するとともに前記略円筒形の本体部から半径方向外側に延びている第２の周方向に延びる支持部材を備えるとともに、第１の金属材料を含むハウジングシャーシと、
    前記第１の金属材料とは異なる第２の金属材料を含み、前記ハウジングシャーシに嵌合し、前記ハウジングシャーシの前記第１および第２の周方向に延びる支持部材の両方に物理的に接触し、前記ハウジングシャーシに固定され、前記ハウジングシャーシの少なくとも一部を覆うように構成されたハウジング外板と、
    前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置されたセンサと、
    前記ハウジング内に位置し、前記センサに電気的に接続された電子機器アセンブリと、を備え、
    前記ハウジングシャーシは、
    前記第１の金属材料を含み、ねじ山、および前記ねじ山に隣接して位置する周方向に延びるカバー支持部材を画定するカバーシャーシと、
    ステンレス鋼を含み、前記カバーシャーシに嵌合するとともに前記カバーシャーシの周方向に延びるカバー支持部材に物理的に接触し、前記周方向に延びるカバー支持部材に隣接する前記カバーシャーシに対して固定するための丸められたリップを備えるカバー外板と、を有するカバーが係合され、
    前記ハウジング外板は、シール係合するＯリングを介して前記カバーに接続している工業プロセストランスミッタ。
29. 前記ハウジング外板が、算術平均表面粗さが約３２Ｒａ以下であるステンレス鋼を含む、請求項２８に記載の工業プロセストランスミッタ。

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