月: 2023年10月

林業ヘルメットとは

林業ヘルメットとは、林業作業者が安全に作業するために使用するヘルメットです。

頭部を保護することが主要な役割です。また、フェイスシールドやメッシュバイザーが取り付けられており、顔面を木の枝から保護できる製品も多く販売されています。イヤーマフによって耳を保護する製品も多く、主に森林伐採や木材加工などの林業作業現場で使用されます。

林業ヘルメットによって木材の伐採や加工中に落下物や枝が頭部に当たることを防ぎ、頭部を保護することが可能です。これにより、重傷や致命的な傷害を予防することができます。また、フェイスシールドなどによって作業者の視界を確保しつつ顔面への怪我を軽減します。

多くの国や地域では、林業作業現場でヘルメットの着用が法的に義務付けられています。

林業ヘルメットの使用用途

林業ヘルメットは、主に林業作業現場で使用されます。伐採作業や木材の運搬、加工などの作業で安全性を向上させる装備です。

林業作業者は、木材を伐採する際にヘルメットを着用します。伐採中に木の枝や断裂した木の部品が頭部に当たるのを防ぎ、頭部の安全を確保することが可能です。イヤーマフ付きの林業ヘルメットであれば、作業員の耳を騒音による軟調から保護することができます。

木材の運搬や積み込み中にも、ヘルメットが使用されます。運搬中は木材が落下したり、積み木の中で不安定な状態になったりすることも多いです。このような木材落下のリスクから、頭部を保護する役割を果たします。

木材を切削、加工、製材する作業中にもヘルメットが使用されます。加工機械の動作中に木の粉塵や木片が飛散しますが、フェイスシールドによって目や口を保護することが可能です。作業によって目を傷め、視力が低下することを防ぎます。

林業ヘルメットの特徴

1. 衝撃吸収性

林業ヘルメットは頭部に衝撃を受けた際、そのエネルギーを吸収する能力を持っています。ヘルメット内部にクッション材料や衝撃吸収ライナーが組み込まれると、実現される機能です。ヘルメットが衝撃を吸収することで、頭部に加わる力を分散し、脳や頭部組織への損傷を軽減します。

2. 耐穿刺性

木の枝や他の鋭利な物体から顔面を保護するために、耐穿刺性を有する場合も多いです。外部シェルやフェイスシールドが付属しており、顔への怪我を防ぎつつ視界を確保します。

3. 防音性

林業作業現場では機械の騒音から耳を保護することも重要であり、イヤーマフが付属する製品も多いです。調整可能なヘッドバンドを備えており、作業者の頭に合わせて調整できます。これにより、快適な装着感を維持しつつ、効果的に耳を保護することが可能です。

4. 通気性

通気性のある素材で作られ、軽量で快適に着用できるように設計されている点も特徴です。一般的には中敷きに発泡スチロールが使用され、外枠に堅牢なASB樹脂を用いることが多いです。長時間の作業中でも快適に着用可能で、有事の際には頭部を保護することができます。

林業ヘルメットの選び方

林業ヘルメットを選ぶ際は、付属品の有無、サイズ、適合規格などを考慮する必要があります。

1. 付属品の有無

付属品の有無は、イヤーマフやフェイスシールドを有するかどうかです。イヤーマフは騒音から作業員を保護することができ、フェイスシールドは目や顔面を保護することが可能です。ヘルメットに組み込まれているか、取り外し可能かなども確認します。

2. サイズ

サイズは作業者の頭部に適合するかを示す指標です。頭のサイズに合った適切なヘルメットを選び、締まりすぎたり緩かったりしないかに注意します。顎紐に調整可能なストラップを備えた製品も多いです。

3. 規格

林業ヘルメットは、特定の安全規格を満たす必要があります。各国や地域には異なる規格があるため、作業場所の規制に従って適切な規格を選ぶことが重要です。具体的な例として、CE規格やANSI規格、JIS規格などが挙げられます。

トレンチャーとは

トレンチャー (英: Trencher) とは、地面に直線的に掘削する機械です。

エンジンなどで駆動する車両型の製品が多く、農業や土木工事などで使用されます。地下に電線管やパイプを埋設したり、灌漑の際に水路を成形したりする際に有用です。

トレンチャーは手作業で行うのに比べて、迅速かつ効率的に掘削作業を進めることができます。これにより、作業完了までの時間が大幅に短縮することが可能です。また、作業者の労力を軽減する役割もあります。

トレンチャーの使用用途

トレンチャーは、さまざまな産業で使用される汎用的な掘削機械です。具体的な使用用途は、以下の通りです。

1. 農業

トレンチャーは農地に水を供給する灌漑水路を成形する際に使用されます。灌漑配管などを地下に埋設することで、植物に必要な水を均一に供給することが可能です。また、水はけの悪い土地での土壌改良に対して、排水溝を掘削する作業を行うこともあります。

2. 土木工事

トレンチャーは道路下の電力・通信ケーブル、下水道などのインフラを埋設するのに使用されます。これにより、道路建設プロジェクトの作業効率を高めることが可能です。また、人力で作業を行うよりも安全性を向上させることができます。

3. 通信インフラ

通信ケーブルの地下埋設などにトレンチャー使用され、高速インターネットやケーブルテレビ放送などの配線敷設を行うことが多いです。また、かつては電話線を地下に埋設し、電話通信ネットワークを構築する際にもトレンチャーが使用されてきました。

4. エネルギー産業

トレンチャーは都市ガスや天然ガスの供給パイプを埋設するために使用され、家庭や企業へのガス供給に寄与します。また、電力会社の高電圧・特別高圧ケーブルを地下に敷設し、電力供給の信頼性を向上させる際にも有利に工事を進めることが可能です。

トレンチャーの原理

トレンチャーは、地下に穴 (トレンチ) を採掘するための機械です。主に切削装置や駆動装置、排土機構などで構成されます。切削装置は土壌または地下の物質を切断するのが役割で、ロータリー刃やチェーン刃などを使用する場合が多いです。デザインは、トレンチャーの種類によって異なります。

また、駆動源には、エンジンや電動モーターが使用されます。エンジンは車両自体を走行させつつ、切削装置を駆動・回転させるのが役割です。駆動源が供給する力は、トレンチャーの進行速度に大きく影響を与える重要な要素です。

また、切り取った土壌や地下物質をトレンチから取り除くための排土機構を備えています。これにより、トレンチ内の清掃が容易に行えます。

トレンチャーの選び方

トレンチャーを選ぶときは、以下の点を考慮する必要があります。

1. 採掘の幅

採掘の幅は、トレンチャーが一度に掘削できる穴の幅を示す指標です。用途や作業ごとに必要な穴の幅が異なります。

幅が狭いトレンチャーは狭いスペースに適しており、狭い通路が必要な場合に有利です。一方、広いトレンチャーは大規模な採掘が必要な場合に適しています。

2. 採掘の高さ

採掘の高さは、トレンチャーが掘削できる最大深さを示す指標です。地下に埋設する対象物の深さに応じて選定します。用途によって必要な深さが異なりますが、深い穴が必要な場合には深掘能力が高いトレンチャーが必要です。

3. 採掘の速度

採掘の速度は、トレンチャーが一定の時間内にどれだけの長さの穴を掘削できるかを示す指標です。納期や効率に影響を与える要因であり、高速のトレンチャーを使用することで生産性を向上させることができます。

4. トラクタの適合性

トレンチャーは、トラクタなどの乗用機械に牽引または搭載する装置です。トレンチャーとトラクタの適合性は非常に重要で、トレンチャーの重量を牽引できるトラクタを選定する必要があります。また、トラクタの出力や油圧システムの力も考慮することが大切です。

クローラー式ローダーとは

クローラー式ローダー (英: crawler type loader) とは、クローラーで走行し、車体前部のバケットにより土砂や骨材などの積み込みと運搬を行う建機です。

コンパクトトラックローダーやクローラー式トラクタショベルとも呼ばれます。クローラー式ローダーは、接地圧が低く軟弱地や不整地での作業が可能なことやその場旋回など小回りができること、豊富なアタッチメントがあることなどが特徴です。

狭い場所での作業に適しており、雪の多い地域ではアタッチメントを変えて、除雪作業などに活用できます。

クローラー式ローダーの使用用途

クローラー式ローダーは、小型のブルドーザーと言われ、小回りの良さで土砂などの積み込みや運搬など広範囲の作業に使われます。使用される場所は、建築工事、土木工事、造園工事などの作業現場です。土砂や骨材の積み込みや短距離の運搬用途に有用で、狭い場所や不整地、ぬかるみなどで威力を発揮します。

クローラー式ローダーは、接地面積が広く、他の機械では作業ができない地面の状態でも移動が可能で、作業を進めることができます。汎用性が高いので、整地、掘削、積み込み、運搬、除雪、清掃などを1台の機械で行うことが可能です。

アーム先端のバケット部と交換できるアタッチメントの種類が多く、農業、林業、畜産、園芸、除雪、清掃など様々な作業に使用できます。不整地での整地・掘削などに使われ、埋め立て地や製鉄所での作業にも対応しています。

クローラー式ローダーの原理

1. ローダー部

クローラー式ローダーの前部に、アームとバケットが装着されています。アームは油圧により上下の動作が可能です。バケットに土砂などをすくい上げ、アームを上げて移動して車両などに積み込みます。バケットは油圧で傾斜角の調整ができます。

積込み方式の分類は、フロントエンド式、サイドダンプ式、バックホー式の3種類があります。また、アームを回転させ、車体の後部まで土砂などを移動させることも可能です。

2. クローラー部

クローラーは金属またはゴムで出来た履帯であり、接地面積が広いので、軟弱地、ぬかるみ、不整地あるいは急斜面などでも走行が可能です。また、スキッドステア方式では、両側のクローラーの回転差で進行方向が変えられ、旋回ができます。ほぼ全長分の幅で旋回する「その場旋回」が可能です。操縦はハンドルではなく、2本のレバーで回転を制御する方式が採用されています。

クローラー式ローダーのその他情報

1. ゴムクローラーの分類

建設機械用ゴムクローラー
建設機械はアスファルトやコンクリート、芝地などで使用する場合、路面の保護が必要です。ゴムクローラーは、鉄クローラーに比べ路面のダメッジが少ないという特徴があります。また、作業者や周囲への騒音・振動を少なくできる点もメリットです。

農業機械用ゴムクローラー
農業機械用のゴムクローラーは、特に接地面積を大きくして、湿田に対応した推進力や排土性能を持たせています。クローラーのラグパターンは多くの種類があり、接地面の凹凸が適したものに設定されています。

運搬・作業機用ゴムクローラー
運搬機用のゴムクローラーは、ぬかるみや凸凹の場所で、路面状況に左右されない安定した走行が出来るように選定されます。また、作業機には、草刈りや高所での作業などに適したゴムクローラーが使われます。

除雪機用ゴムクローラー
除雪機用ゴムクローラーは、高機能で高い耐久性が必要です。低温・氷雪環境で、かつ早朝・夜間の作業が多い場合に使用されます。周囲の環境に配慮して低騒音が要求され、氷雪の下の石や突起物による損傷に耐えるゴムクローラーが選定されます。

2. クローラー式ローダーの騒音・振動

低騒音・低振動の建設機械について、国土交通省が基準値を設けており、型式申請して表示ができます。

低騒音型建設機械
建設省告示第1536号で、機種はトラクタショベルの名称になっており、機関の出力ごとに音響出力の基準値が規定されています。

超低騒音型建設機械
低騒音型建設機械より6dB低い基準値が決められており、型式申請により表示が可能です。

トウモロコシ脱穀機とは

トウモロコシ脱穀機 (英: corn threshing machine) とは、トウモロコシの刈取りや脱穀を行う機械です。

トウモロコシはイネ科の一年生植物であり、人間の食料や家畜の飼料として重要なものです。世界中で栽培され、夏から秋にかけて一斉に収穫されます。近年では、食料以外にデンプンや油や異性化糖、バイオエタノールの原料などの用途が拡大しています。

収穫時に活躍するのが、トウモロコシ脱穀機です。刈取りと脱穀を同時に行う機械や、脱穀のみを行う機械、トウモロコシ専用の機械や小麦・ヒマワリなど他の収穫物も可能な機械、大容量のものから小容量まで、さまざまなタイプがあります。

トウモロコシ脱穀機の使用用途

トウモロコシ脱穀機は、トウモロコシ農園で使用されています。小規模農園では、手作業でトウモロコシの穂部を取り、据え置きのトウモロコシ脱穀機を使用して脱穀します。大規模農園で機械化を図る場合は、牽引型のトウモロコシ脱穀機やコーンヘッダなどをコンバインに取り付けるか、又は自走式の脱穀機により、刈取りと脱穀を行うのが一般的です。

トウモロコシ脱穀機の原理

1. 刈取り

子実用トウモロコシを収穫する機械の例では、コンバインにコーンヘッダを取付けて、刈取りと脱穀を行うものです。コーンヘッダのデバイダにまず茎部を挟み込み、茎葉部分を刈取部のローリングカッタで除去します。そして、雌穂のみを取り出し、次の脱穀部へ送ります。

2. 脱穀

脱穀とは、トウモロコシの実と穂軸とを分離することです。ステンレスのカッターで実に傷がつかないように切ります。また、風により付着ごみを除去して、クリーンにします。

トウモロコシ脱穀機の特徴

1. 効率的な作業が可能

高速刈取りが可能で、トウモロコシの収穫作業の効率が向上します。なお、作業速度は1～2m/s程度です。

2. 刈取りの精度が高い

雌穂部分のみを高精度に分別します。ロスが少なく、雌穂の的確な分離が可能です。

3. 倒伏に対応している

強風や降雨などで倒伏した子実用とうもろこしの刈取りができます。左倒伏刈り、右倒伏刈り、向かい刈りに対応しています。

トウモロコシ脱穀機の種類

1. 移動方式による分類

自走式
コンバインなどにコーンヘッダやリールヘッダを装着し、トウモロコシの刈取りと脱穀を同時に行う機械です。また、トウモロコシ専用の脱穀機もあります。走行は多くはクローラを使います。

牽引式
車輪付きのトウモロコシ脱穀機をトレーラなどで牽引して、刈取りと脱穀を行います。動力はPTOにより脱穀機へ伝えます。

据置き式
人力などで収穫した雌穂を脱穀する機械で、固定式です。小型のものが多いです。

2. ヘッダによる分類

トウモロコシ脱穀機には、コーンヘッダやリールヘッダによる方式が使われます。コーンヘッダは、茎葉部分は刈取部のローリングカッターで除去・裁断して雌穂部分のみを取り出す方式です。収穫効率が高い長所があります。

また、リールヘッダは、米・麦・ソバ・大豆などの刈取りも可能なタイプです。トウモロコシの場合は、リールによる押し倒しや雌穂の脱落が発生しやすい短所があり、茎葉全部を処理するので脱穀負荷が大きく、速度を上げにくいことも短所です。

トウモロコシ脱穀機の選び方

1. 収穫能力

収穫されたトウモロコシの実は水分量が多く、そのままでは、かびや腐敗の恐れがあるため乾燥工程が必要です。収穫能力ばかりでなく、後工程の乾燥能力も考慮します。

2. 費用

すでにコンバインを所有している場合は、コンバインに装着できるトウモロコシ脱穀用のアタッチメントがあれば、費用を大幅に抑えられます。生食用スイートコーンの収穫の場合は、トラクターに装着できるアタッチメントを利用できます。

3. 刈取り方式

トウモロコシ脱穀機のヘッダは、コーンヘッダとリールヘッダから選定します。コーンヘッダはリールヘッダに比べ、作業速度が1.2～1.6倍あるので、大量の処理にはコーンヘッダの方が効率的で、頭部損失率の向上が可能です。

ケーブル探知機とは

ケーブル探知機とは、地中に埋設された電気および通信ケーブルや、壁の中に埋設された電気ケーブルおよび通信ケーブルの位置や深度などを探知する装置です。

ケーブル探知機はさまざまな深度に対応しており、探知が難しい道路上や障害物がある場所の探知が可能な機種もあります。また、ケーブルの位置や深度のほか、破損個所の検出も可能です。ケーブルの位置を検知する手段を応用して、ケーブルの他、鉄筋や水道管、筋交いなどの検出にも対応しています。

ケーブル探知機の使用用途

ケーブル探知機は、主に以下のような用途に使用されます。

1. 電力ケーブルおよび通信ケーブルの探知

ケーブル探知機は、高圧および低圧の電力ケーブルの位置や深度、断線箇所などを調べるために使用されます。このような電力ケーブルの探知は、送電網の整備や保守、故障対応などの点から非常に重要です。

また、電話線や同軸線、LANケーブルなどの位置や深度、接続状況などの調査にも使用されています。通信ケーブルの探知は、通信網の整備や保守、故障対応などに非常に重要です。

2. ガス管・水道管の探知

ケーブル探査機は、ケーブル以外の探知にも使用されています。例えば、金属製のガス管や水道管の位置や深度、漏水箇所などを調べるために有用です。ガス管や水道管の探知は、配管網の整備や保守、漏水対応などの点から非常に重要です。

ケーブル探知機の原理

ケーブル探知機は、主に送信機と受信機と表示装置で構成されています。送信機から目的のケーブルに電気信号を送り、受信機はその信号を受けてケーブルの情報を得る仕組みです。このとき、対象となるケーブルが露出していれば、送信機を直接接続して電気信号を送信可能です。地中や壁に埋設されている場合には、発信機を地上や壁表面に配置し、間接的に電気信号を送信しています。

発信機から送信された電気信号は、ケーブル内を流れます。このとき、ケーブルの周囲には微弱な電磁波が生じ、これを探査信号として受信機で検出すれば、ケーブルの位置や埋設されている深度などを検出可能です。なお、発信機からは特定の周波数と強度の交流信号を送っています。

受信機はアンテナにより構成されており、ケーブルの周囲に生じる微弱な電磁波よりなる探査信号を検出しています。つまり、受信機を移動させることで、目的のケーブルの位置や深度の検出が可能です。その結果は表示装置に表示されます。

ケーブル探知機のその他情報

1. ケーブル探知機が配管を検出できる理由

ケーブル探知機は、金属製のガス管や水道管の検出もできます。金属には導電性があるため、各配管に電流を流せば、ケーブルと同様に周囲に微弱な電磁波が生じます。

この電磁波を探索信号として検出すれば、各配管の位置や深度の検出が可能です。さらに、漏水などがある場合は、その部分は探査信号が変化するため漏水箇所の特定できます。

2. ケーブル探知機の機能

ケーブル探知機にはさまざまな機能があり、以下の2つの機能が代表的な基本機能です。

連続深度測定機能
連続深度機能は、連続して深度を測定する機能です。リアルタイムで表示装置の画面に深さが表示され、深度の推移が分かります。なお、急に浅くなる区間も簡単に発見可能です。

ピークホールド機能
ケーブル探知機で例えば配管の探索をしている場合に、探査信号は探している配管の上が最大値 (ピーク値) です。そこで、ケーブル探知機はこのピーク値を記憶するピークホールド機能を持っています。

ピーク値を記憶しているため、目的の配管を通り過ぎてしまった場合には作業者に通知可能で、慣れない人でも使いやすくなっています。

3. ケーブル探知機のレンタル

ケーブル探知機は専門的な測定器であり、高価な装置です。また、使用頻度や目的によって必要な種類や性能が異なります。そこで、ケーブル探知機のレンタルサービスが展開されており、さまざまな種類や性能のケーブル探知機を低価格で借りられ、使い方や注意点などの説明も受けられるため、多く利用されています。

参考文献
https://www.measuring.jp//
https://sooki.co.jp/irental/product-category/ct05/ct05-02/
https://www.fujitecom.co.jp/products/pl-g/
https://www.eg.aktio.co.jp/

ホイロとは

ホイロとは、製パンにおいて用いる発酵庫・発酵器です。

漢字では「焙炉」と表記し、元々は食材などを緩やかに熱して、加工するための木箱のようなものを指す言葉でした (煎茶の製造など) 。製パンにおいても、古くは棚を備え付けた木製を作り、その中を蒸気などで温めて、パン生地を入れて発酵させていた歴史があります。

今日でも、製パン工程における最終発酵工程のことを「ホイロをとる」もしくは単純に「ホイロ」と呼ぶ場合もあります。装置としてのホイロは、パン生地を収納する棚を備え、温度と湿度が管理できるようになっている機器です。季節・室内環境に関わらず適切な発酵環境を保つことができます。なお、類似した業務用の装置には、ドゥコンディショナーがあります。

ホイロの使用用途

ホイロは、業務用の製パンにおける発酵工程において適切な発酵環境を維持するために用いられます。製パンにおいて一次発酵をフロアタイムと呼び、二次発酵をホイロと呼ぶことから、一次発酵は室温で行われることが主流でした。

ただし、現在の業務用製パンでは、ホイロやドゥコンディショナーなどの温度管理装置を用いて行われることもあります。また、ホイロと呼ばれることは少ないながら家庭における製パンでも、発酵器が用いられることがあります。

ホイロの原理

ホイロは電力でヒーターを作動させ、庫内を設定温度・設定湿度に保つ電気機器です。基本的に冷却機能がないため、管理できる温度帯は常温以上です。最高温度は45℃から50℃程度が多いですが、中には最高温度90℃の機種もあります。

湿度については、加湿用貯水タンクや加湿用ヒーターが備え付けられており、加湿することができます。通常、環境湿度から99％までのことが多く、環境湿度より低くする機能はついていません。庫内は、パン生地を収納しやすいように棚式やキャビネット式が主流です。製品によってはガラス扉を採用したり庫内灯を備えたりして、庫内が見やすいように工夫されています。

電源は、交流電源単相100V消費電力750W程度のものが多いですが、大型の製品では三相200V電源を必要とする機器もあります。

ホイロの種類

ホイロは大きく、業務用と家庭用に分けることができます。家庭用のものはホイロと呼ばれるのはやや少なく、「家庭用発酵器」として販売されている場合が多いです。家庭用の製品は業務用のものに比べて小型で棚数が少ないものの、折り畳める構造だと収納の邪魔になりません。

業務用のホイロは、今日では後述するドゥコンディショナーで代用されるようになった部分もありますが、細かな部分では下記のような種類があります。

1. リターダーホイロ

冷凍パン生地を解凍して、冷蔵保存し、さらに昇温して最終発酵まで行うことのできる機械です。

2. 台下タイプ

麺台 (作業台) の下がホイロになっている形状です。麺台で生地を分割してすぐに番重ごと下のホイロに入れて、ベンチタイムや最終発酵を取ることが可能です。

3. 乾ホイロ

加湿をしないタイプのホイロです。比較的低温低湿度で発酵させる、フランスパンなどのハード系のパンに用いられます。

ホイロのその他情報

ホイロとドゥコンディショナーと違い

ドゥコンディショナーとは、冷凍から発酵 (ホイロ) まで、庫内の温度・湿度を自動制御することができる機械です。ホイロが保温・加湿機能のみであることと異なり、ドゥコンディショナーには保冷やタイマーなどの機能があることが大きな違いです。「ドゥ」とは、英語でパン生地を表す「dough」に由来しています。

ドゥコンディショナーを用いることにより、パン生地の保冷や解凍、最終発酵までパン生地を良好な状態に保ちながら、設定した時間に合わせて一連の工程を自動で行うことが可能です。作業の省力・効率化につながるため、今日ではホイロの上位互換として業務用にドゥコンディショナーが採用されることも多くなっています。

参考文献
https://www.bgst.jp/doukon-hoiro/
https://www.remacom.com/shopdetail/000000000944/

ダイヤル温度計とは

ダイヤル温度計とは、円形の温度表示部と棒状の感温部から構成されている温度計です。

感温部にはバイメタルやブルド管などが用いられ、機械的に指針を動作させる方式で動作します。ガラス温度計水銀温度計やアルコール温度計などの温度計に比べて頑丈であり、保守も容易であることから、工業用に広く用いられています。現在は温度の指針、最大指針、警報指針の3針式の製品が多いです。　

ダイヤル温度計の使用用途

ダイヤル温度計の主な用途は、変圧器の温度の測定です。変圧器内部の中でも特にコイル付近の油温度、回転機の軸受温度の計測に用いられます。

受変電設備等に組み込まれる変圧器 (トランス) は、稼働状況により機器温度が上昇します。過負荷がかかった場合、定格温度以上になる可能性があり故障の原因になりかねないため、温度を確認することが必要です。

ダイヤル温度計自身には警報器の機能はありませんが、多くの製品で任意温度にセットできる警報接点を持っており、ランプやブザーなどを外部接続することで警報装置としての役割をもたせることができます。また、ダイヤル温度計は、変圧器以外にも、温度管理が必要な産業・工業で広く汎用されており、具体的な例として下記の温度管理が挙げられます。

• 冷凍産業
• 食品産業
• バイオテクノロジーや医薬品産業
• 機械製造、組立
• 加熱装置
• 冷却、空調機器
• 換気装置
• 太陽熱集熱器
• 温水タンク
• 熱伝達ステーション

ダイヤル温度計の原理

ダイヤル温度計は、温度を表示する盤面と棒状などの感温部が導管で接続されている構造です。感温部は、バイメタル、ガス又は液体膨張の原理などで動作しています。

1. バイメタル式温度計

バイメタルは、熱膨張率が異なる2種類の金属板を溶接や接着によって貼り合わせたものです。温度変化により湾曲する特性を利用して、表示板の目盛りを指す針を動かす仕組みとなっています。

2. ガス・液体膨張式温度計 (圧力式温度計)

圧力式温度計は、温度によるガスや液体の体積の変化を利用したものです。感温筒、導管、ブルドン管から構成されます。感温筒、導管、ブルドン管は、圧力下で液体やガスで満たされた密閉空間となっています。

温度変化により感温筒内の液体やガスが膨張・収縮し、導管を通してブルドン管内部の圧力が変化し、この圧力の変化を温度として指示する原理です。

ダイヤル温度計の種類

ダイヤル温度計は、前述したようにバイメタル式温度計やガス・液体膨張式などの仕組みの種類があります。変圧器の温度管理や様々な工業・産業における温度管理に汎用されていることから、用途に合わせて細かな点で様々な種類があります。

1. 機能による分類

ダイヤル温度計の製品の中には、最高温度の指針が備えられているものもあります。このような製品では、一時的な最高温度を観測することが可能です。

また、標準指示温度計に温度センサを組み込んだハイブリット型温度計もあり、現場計測での直読の他に遠隔計測や自動制御を行うアナログ出力を行うことができます。耐震型の製品では、グリセリンをケース内に封入することにより、外部からの振動やポンプの脈動などによる指針や計器内部構造の激しい振れを吸収する仕様となっています。　

2. 外装による分類

衛生的な環境を必要とする食品工場や製薬・化学工場などを想定した種類の製品では、電解研磨仕上げのケース外装の製品や、サニタリー用ステンレススチール製製品などがあります。形状は壁掛型の他、ビス止めで測定対象装置前面パネルへの埋め込みを想定したものなどがあります。

温度指示部と感温部は導管で接続されているため、例えばキュービクルに変圧器を収納した場合、温度指示部のみを盤前面に取り付けることが可能です。また、メッキ工場・化学薬品工場などの過酷な条件での使用を想定した製品では、耐薬品性に優れているものもあります。

参考文献
https://connect.nissha.com/filmdevice/filmdevice_column/capacitive_touch_panel
https://www.ebara-keiki.co.jp/publics/index/107/

静電容量タッチセンサとは

静電容量タッチセンサとは、電界において静電容量の変化を利用して検出するタッチセンサです。

静電容量とは、導電体 (コンデンサなど) において、蓄えられている電荷の量を表す物理量です。人体は導体 (電流を流すことができる) であるため、手などの人体の一部分がタッチパネルなどの表面に近づくと、指先などの接触部分とセンサーに用いられている電極の間に静電容量が生じます。静電容量方式のセンサーでは複数の指を用いるマルチタッチジェスチャーが可能であり、スマートフォンを始めとする様々な製品に使用されています。

また、素材の柔軟性から湾曲状でもタッチが可能であることや耐水性に優れることなども長所の1つです。

静電容量タッチセンサの用途

静電容量タッチセンサは、スマートフォンやタブレット、ゲーム機、ATMや券売機などのタッチパネル、ウェアラブル機器に広く使用されています。ワイヤレスイヤホンを耳につけているかどうかを判定するための用途や、高精度のものではアルコールディスペンサーの残量検知を目的とした用途もあります。

キットなどとして一般に販売されているものは、主にスイッチモジュールやフィルムセンサーなどとして用いられる場合が多いです。

静電容量タッチセンサの原理

静電容量タッチセンサは電極を用い、導体である人がタッチした際に生じる静電容量の変化を利用する仕組みです。静電容量タッチセンサでは、主にITO電極が用いられます。

ITO (Indium-Tin Oxide) 電極とは、ガラス基板上にITOを蒸着した電極で、電気化学測定などに汎用される電極です。自己容量方式と相互容量方式の2種類の仕組みに分類されます。

1. 自己容量方式

自己容量方式のセンサは、センサ電極を1種類だけ用います。ITO電極間には電界が形成されており、この電界に導体である人体が指などで触れることで、電界と手の間に擬似的にコンデンサが生じます。このとき起こる静電容量の増加を検知し、センサーとして機能する仕組みです。

高感度で、分厚いカバーをかけた上からでも読み取りができるというメリットがあります。ただし、後述する投影型の場合はXY電極の行や列でタッチ位置を判断するため、マルチタッチ時には触れていない箇所を誤ってタッチ箇所として認識してしまう場合がある点が短所です。

2. 相互容量方式

相互容量方式のセンサでは、電極は送信用と受信用の2種類に分かれています。1つは電界を発生させる電極であり、他方は電気力線を吸収する電極で、この2者はコンデンサー様の関係です。

センサーに手を近づけると、2つの電極の間にある電界の一部が指先に遮られます。電界と手がコンデンサの関係になった結果、電極間の静電容量は減少します。相互容量方式は、このようにして2つの電極間に生じる電界の変化を検出する仕組みです。

静電容量タッチセンサの種類

静電容量タッチセンサの種類には、表面型と投影型の2種類の構造があります。

1. 表面型

表面型では、ガラス基板の4つの角に電極が配置されています。基板の表面には電界が生じており (自己容量方式) 、タッチすることにより静電容量の変化が起こります。静電容量の変化を4つの電極で検知し、タッチした位置を検出する仕組みです。

長所としては、耐久性が高く、水や油など表面の異物の影響を受けにくいことが挙げられます。また、構造がシンプルであるため低コストであり、大画面などに適していることも長所です。短所としては、マルチタッチができないことが挙げられます。

2. 投影型