(57)【要約】【課題】センサ素子の温度変化による出力変動を低減できるセンサホルダおよびそのセンサホルダを備えたセンサを提供する。【解決手段】センサホルダ１０１は、測定対象に接触する接触部１０と、接触部１０に接続され、センサ素子を取り付けるためのセンサ素子取付部２０と、測定対象から接触部１０およびセンサ素子取付部２０を介してセンサ素子に伝わる熱を抑制する熱伝導抑制部(接続部３０,断熱部２１)とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に接触する接触部と、
前記接触部に接続され、センサ素子を取り付けるためのセンサ素子取付部と、
前記測定対象から前記接触部および前記センサ素子取付部を介して前記センサ素子に伝わる熱を抑制する熱伝導抑制部と
を備えることを特徴とするセンサホルダ。
【請求項２】
前記熱伝導抑制部は、前記接触部または前記センサ素子取付部のうちの少なくとも一方に設けられた低熱伝導率の物質からなる断熱部を含むことを特徴とする請求項１に記載のセンサホルダ。
【請求項３】
前記熱伝導抑制部は、前記接触部と前記センサ素子取付部とを接続する低熱伝導率の物質からなる接続部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のセンサホルダ。
【請求項４】
前記熱伝導抑制部は、前記接触部と前記センサ素子取付部とを接続する接続部を含み、
前記接触部から前記センサ素子取付部への熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面において、前記接触部または前記センサ素子取付部の少なくとも一方よりも前記接続部の断面積を小さくしたことを特徴とする請求項１または２に記載のセンサホルダ。
【請求項５】
前記接続部は低熱伝導率の物質からなることを特徴とする請求項４に記載のセンサホルダ。
【請求項６】
前記接続部に放熱のためのフィンを設けたことを特徴とする請求項４または５に記載のセンサホルダ。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載されたセンサホルダと、
前記センサホルダの前記センサ素子取付部に取り付けられ、センサ素子を有するセンサ部と
を備えることを特徴とするセンサ。
【請求項８】
前記センサ部は、前記センサホルダから前記センサ素子への熱伝導を抑制する第２の熱伝導抑制部を備えることを特徴とする請求項７に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センサホルダおよびセンサホルダを備えたセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサを測定対象に固定する方法の一つとして、測定対象が磁性体であれば、センサに磁石を取り付けて、この磁石の磁力によりセンサを測定対象に固定する方法がある(例えば、特開平１０−２２７７００号公報(特許文献１)参照)。
【０００３】
また、測定対象が磁性体、非磁性体を問わずに、センサを測定対象に固定する方法として、センサを接着剤や両面テープで、センサを測定対象に固定する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２７７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のセンサにおいてセンサと測定対象との温度が異なると、センサを測定対象に取り付けてから、センサに内蔵されたセンサ素子の温度が測定対象の温度に馴染むまで、センサ素子に温度変化が生じる。センサ素子が温度変化に対して感度がある場合、本来センシングしたい現象以外に、センサ素子の温度変化によって出力に変動が生じるという問題がある。
【０００６】
この発明の課題は、センサ素子の温度変化による出力変動を低減できるセンサホルダおよびそのセンサホルダを備えたセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一態様に係るセンサホルダは、
測定対象に接触する接触部と、
前記接触部に接続され、センサ素子を取り付けるためのセンサ素子取付部と、
前記測定対象から前記接触部および前記センサ素子取付部を介して前記センサ素子に伝わる熱を抑制する熱伝導抑制部と
を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、高温の測定対象に接触部を接触させたとき、測定対象から接触部およびセンサ素子取付部を介してセンサ素子に伝わる熱を熱伝導抑制部により抑制することによって、センサ素子取付部に取り付けられたセンサ素子の温度変化が緩やかになり、温度変化によるセンサの出力変動を低減することができる。あるいは、低温の測定対象に接触部を接触させたとき、センサ素子からセンサ素子取付部および接触部を介して測定対象に奪われる熱を熱伝導抑制部により抑制することによって、センサ素子取付部に取り付けられたセンサ素子の温度変化が緩やかになり、温度変化によるセンサの出力変動を低減することができる。
【０００９】
また、一実施形態のセンサホルダでは、
前記熱伝導抑制部は、前記接触部または前記センサ素子取付部のうちの少なくとも一方に設けられた低熱伝導率の物質からなる断熱部を含む。
【００１０】
上記実施形態によれば、接触部またはセンサ素子取付部のうちの少なくとも一方に低熱伝導率の物質からなる断熱部を設けることによって、測定対象とセンサ素子との間の熱伝導を容易に抑制することができる。
【００１１】
また、一実施形態のセンサホルダでは、
前記熱伝導抑制部は、前記接触部と前記センサ素子取付部とを接続する低熱伝導率の物質からなる接続部を含む。
【００１２】
上記実施形態によれば、接触部とセンサ素子取付部とを低熱伝導率の物質からなる接続部により接続することによって、測定対象とセンサ素子との間の熱伝導を容易に抑制することができる。
【００１３】
また、一実施形態のセンサホルダでは、
前記熱伝導抑制部は、前記接触部と前記センサ素子取付部とを接続する接続部を含み、
前記接触部から前記センサ素子取付部への熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面において、前記接触部または前記センサ素子取付部の少なくとも一方よりも前記接続部の断面積を小さくした。
【００１４】
上記実施形態によれば、接触部からセンサ素子取付部への熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面において、接触部またはセンサ素子取付部の少なくとも一方よりも接続部の断面積を小さくすることによって、測定対象とセンサ素子との間の熱伝導を容易に抑制することができる。
【００１５】
また、一実施形態のセンサホルダでは、
前記接続部は低熱伝導率の物質からなる。
【００１６】
上記実施形態によれば、接続部に低熱伝導率の物質を用いることによって、測定対象とセンサ素子との間の熱伝導をさらに抑制することができる。
【００１７】
また、一実施形態のセンサホルダでは、
前記接続部に放熱のためのフィンを設けた。
【００１８】
上記実施形態によれば、接続部に放熱のためのフィンを設けることによって、測定対象とセンサ素子との間の熱伝導をさらに抑制することができる。
【００１９】
この発明の一態様に係るセンサは、
上記いずれかのセンサホルダと、
前記センサホルダの前記センサ素子取付部に取り付けられ、センサ素子を有するセンサ部と
を備えることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、高温または低温の測定対象に接触部を接触させたとき、センサ部のセンサ素子の温度変化がセンサホルダの熱伝導抑制部によって緩やかになり、温度変化によるセンサの出力変動を低減することができる。
【００２１】
また、一実施形態のセンサでは、
前記センサ部は、前記センサホルダから前記センサ素子への熱伝導を抑制する第２の熱伝導抑制部を備える。
【００２２】
上記実施形態によれば、センサホルダを介して測定対象とセンサ素子との間の熱伝導を抑制する第２の熱伝導抑制部をセンサ部が備えることによって、温度変化によるセンサの出力変動をさらに低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上より明らかなように、この発明によれば、測定対象とセンサ素子の温度が異なっても、測定対象にセンサを取り付けたときにセンサ素子の温度変化が緩やかなため、温度変化によるセンサの出力変動が抑制され、測定対象にセンサを取り付けてすぐに正確なセンシングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１実施形態のセンサホルダの縦断面図である。
【図２】第１実施形態のセンサホルダの斜視図である。
【図３】第１実施形態のセンサホルダに加速度センサ素子を組み合わせたセンサの断面図である。
【図４】第１実施形態のセンサホルダの断熱部または磁石の斜視図である。
【図５】変形例の断熱部または磁石の斜視図である。
【図６】この発明の第２実施形態のセンサホルダの斜視図である。
【図７】変形例のセンサホルダの斜視図である。
【図８】この発明の第３実施形態のセンサホルダの縦断面図である。
【図９】第３実施形態のセンサホルダの斜視図である。
【図１０】第３実施形態のセンサホルダにセンサ素子を組み合わせたセンサの断面図である。
【図１１】この発明の第４実施形態のセンサホルダの縦断面図である。
【図１２】この発明の第５実施形態のセンサホルダの縦断面図である。
【図１３】図１２のセンサホルダにマグネットホルダを組み合わせた縦断面図である。
【図１４】この発明の第６実施形態のセンサの縦断面図である。
【図１５】この発明の第７実施形態のセンサホルダの縦断面図である。
【図１６】この発明の第８実施形態のセンサホルダの縦断面図である。
【図１７】図１６のセンサホルダにマグネットホルダを組み合わせた縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明のセンサホルダおよびセンサを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１は、この発明の第１実施形態に係わるセンサホルダ１０１の縦断面図であり、図２は、センサホルダ１０１の斜視図である。
【００２７】
第１実施形態のセンサホルダ１０１は、図１,図２に示すように、測定対象に接する接触部１０と、センサ素子取付部２０と、接触部１０とセンサ素子取付部２０とを接続する接続部３０とを備える。接触部１０とセンサ素子取付部２０および接続部３０は、ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０(熱伝導率２４．６Ｗ／ｍ・Ｋ)などの磁性を有するステンレス鋼により一体に形成されている。なお、接触部１０とセンサ素子取付部２０および接続部３０は、ステンレス鋼に限らず、磁性体が望ましく、例えば鉄でもよい。
【００２８】
接触部１０は、有底円筒形状をしており、接触部１０内の凹部１０ａに測定対象に吸着するための磁石１１を配置している。磁石１１は、測定対象への接触面積を小さくすると共に熱伝導方向(図中下方から上方)に対して直交する断面の面積を小さくするため、軸方向に貫通する穴１２が中心に設けられている。接触部１０内の凹部１０ａの内径よりも磁石１１の外径が小さく、接触部１０内の凹部１０ａの内周面と磁石１１の外周面との間に、磁気回路を形成するための隙間を設けている。接触部１０の下端面と磁石１１の下端面は、同一平面である。
【００２９】
また、センサ素子取付部２０は、有底円筒形状をしており、センサ素子取付部２０内の凹部２０ａに断熱部２１を配置している。断熱部２１は、熱伝導率の低い材質、例えばセラミックスやエポキシ樹脂などからなる。なお、断熱部２１の熱伝導率は、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０９ＳやＳＵＳ４０５などのステンレス鋼の１３．８〜２７．２Ｗ／ｍ・Ｋに対して、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下が望ましく、より好ましくは２Ｗ／ｍ・Ｋ以下がよい。
【００３０】
また、断熱部２１は、熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、軸方向に貫通する穴２２が中心に設けられている。
【００３１】
センサ素子取付部２０の端面と断熱部２１の端面でセンサ素子を取り付けるための取付面２０ｂを形成している。
【００３２】
また、センサホルダ１０１は、センサ素子取付部２０および接続部３０の一部を貫通するネジ穴２３を設けている。このネジ穴２３および断熱部２１の穴２２を用いて、センサ素子取付部２０の取付面２０ｂにセンサ素子を取り付けるようになっている。
【００３３】
さらに、接続部３０は、接触部１０からセンサ素子取付部２０への熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、接触部１０の外径やセンサ素子取付部２０の外径よりも小径にしている。接続部３０は、ネジ穴２３に連なる穴３２を軸方向に設けている。穴３２により、接続部３０の熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積をさらに小さくしている。接続部３０の熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積は、接触部１０の熱伝導方向への投影面積の８０％以下が望ましく、より好ましくは接触部１０の熱伝導方向への投影面積の２０％以下がよい。
【００３４】
なお、接続部は、接触部の外径またはセンサ素子取付部の外径のいずれか一方よりも小径であってもよい。また、接続部の断面積は小さいほど熱伝導が少なくなるが、センサ素子に加速度センサ素子を用いた場合、接続部の断面積が小さいほど加速度センサ素子の共振周波数が低下し、フラットな応答範囲が狭くなるので、加速度センサ素子の特性を考慮して、接続部の断面形状を決定する。
【００３５】
本実施形態のセンサホルダ１０１によれば、次のような利点がある。
【００３６】
センサ素子が取り付けられたセンサホルダ１０１を、センサ素子と温度が異なる測定対象に取り付けた際、センサホルダ１０１の接触部１０と測定対象の接触面積が小さいため、測定対象からセンサ素子への熱伝達を抑えることができる。
【００３７】
また、センサ素子取付部２０内の穴２２を有する断熱部２１と、穴３２を有する小径の接続部３０とで熱伝導抑制部を構成している。この熱伝導抑制部によって、測定対象とセンサ素子取付部２０に取り付けられたセンサ素子との間の熱伝導を抑制することができる。
【００３８】
上記センサホルダ１０１の熱伝導抑制部によって、センサ素子への熱伝導を抑制することができ、温度変化によるセンサ素子の出力変動を低減させることができる。
【００３９】
例えば、センサホルダ１０１の熱伝達方向に対して直交する平面に沿った断面は、円形に限定されず、矩形、六角形等の多角形を含む様々な形状を適用可能である。
【００４０】
また、上記実施形態では、センサホルダ１０１は、穴２２を有する断熱部２１や、穴３２を有する小径の接続部３０を備えるが、これらの構成は必須ではない。具体的には、十分な断熱効果が得られる場合は、断熱部２１または小径の接続部３０のどちらか一方のみでもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、断熱部２１はセンサ素子取付部２０に配置しているが、接触部１０、あるいは接続部３０に配置してもよい。
【００４２】
図３は、第１実施形態のセンサホルダ１０１に加速度センサ素子４２を組み合わせたセンサ１００の断面図である。
【００４３】
センサ１００は、図３に示すように、センサホルダ１０１と、センサホルダ１０１のセンサ素子取付部２０に取り付けられたセンサ部４０とを備える。
【００４４】
センサ部４０は、基部４１と、基部４１の上端面に配置された加速度センサ素子４２と、基部４１とで加速度センサ素子４２を挟持する錘４３と、基部４１と錘４３との間に加速度センサ素子４２を固定するためのネジ４４と、基部４１と加速度センサ素子４２と錘４３を覆うセンサカバー４５とを備えている。基部４１を中空にすることによって、センサホルダ１０１と加速度センサ素子４２との間の熱伝導を抑制している。なお，基部４１の中空部分に低熱伝導率のエポキシ樹脂を充填してもよい。基部４１は第２の熱伝導抑制部の一例である。また、錘４３は、加速度センサ素子４２に力Ｆを加えるための錘であり、錘４３の質量をｍ、測定対象からの加速度をαとするとき、加速度センサ素子４２に加わる力Ｆは、
Ｆ  ＝  ｍ×α
で表される。
【００４５】
また、センサ部４０の基部４１は、下方に延びるネジ部４１ａを有している。この基部４１のネジ部４１ａを、センサホルダ１０１のネジ穴２３に螺合させることにより、加速度センサ素子４２を有するセンサ部４０をセンサホルダ１０１に取り付けている。
【００４６】
加速度センサ素子４２からの信号は、基部４１の中空部分を介して配線５０により外部に出力される。
【００４７】
なお、上記第１実施形態では、加速度センサ素子４２を備えたセンサ１００について説明したが、センサ素子はこれに限らず、変位、速度、圧力、荷重、力などの物理量を検出するセンサ素子を備えたセンサにこの発明を適用できる。特に、この発明は、温度変化の影響を受けるセンサ素子を備えたセンサに好適である。
【００４８】
また、上記第１実施形態では、図４に示すように、断熱部２１を軸方向に貫通する穴２２を有する円環形状としたが、断熱部は、円盤形状、もしくは図５の複数の穴１２２を有する断熱部１２１の形状でもよい。また、磁石１１も図４の断熱部２１と同様の形状をしている。また、断熱部２１の外形は円形に限定されず、矩形、六角形等の多角形を含む様々な形状を適用可能である。なお、
【００４９】
また、上記第１実施形態では、磁石１１を図４に示す断熱部２１と同じ円環形状としたが、磁石は、円盤形状、もしくは図５に示す複数の穴１２２を有する断熱部１２１と同様の形状でもよい。また、磁石１１の外形は、円形に限定されず、矩形、六角形等の多角形を含む様々な形状を適用可能である。
【００５０】
また、上記第１実施形態では、接続部３０の断面を円形としたが、矩形、楕円形等の多角形を含む様々な形状を適用可能である。
【００５１】
さらに、上記第１実施形態では、接続部３０の穴３２の断面を円形としたが、矩形、楕円形等の多角形を含む様々な形状を適用可能である。
【００５２】
上記構成のセンサホルダ１０１によれば、高温の測定対象に接触部１０を接触させたとき、測定対象から接触部１０およびセンサ素子取付部２０を介して加速度センサ素子４２に伝わる熱を断熱部２１(熱伝導抑制部)および小径の接続部３０(熱伝導抑制部)により抑制することによって、センサ素子取付部２０に取り付けられた加速度センサ素子４２の温度変化が緩やかになり、温度変化によるセンサ１００の出力変動を低減することができる。あるいは、低温の測定対象に接触部１０を接触させたとき、加速度センサ素子４２からセンサ素子取付部２０および接触部１０を介して測定対象に奪われる熱を断熱部２１(熱伝導抑制部)および小径の接続部３０(熱伝導抑制部)により抑制することによって、センサ素子取付部２０に取り付けられた加速度センサ素子４２の温度変化が緩やかになり、温度変化によるセンサ１００の出力変動を低減することができる。
【００５３】
また、上記センサ素子取付部２０に低熱伝導率の物質からなる断熱部２１を設けることによって、測定対象と加速度センサ素子４２との間の熱伝導を容易に抑制することができる。
【００５４】
また、上記接触部１０からセンサ素子取付部２０への熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面において、接触部１０およびセンサ素子取付部２０よりも接続部３０の断面積を小さくすることによって、測定対象と加速度センサ素子４２との間の熱伝導を容易に抑制することができる。
【００５５】
上記構成のセンサ１００によれば、センサ部４０の加速度センサ素子４２の温度変化がセンサホルダ１０１の断熱部２１(熱伝導抑制部)と小径の接続部３０(熱伝導抑制部)によって緩やかになり、温度変化によるセンサ１００の出力変動を低減することができる。
【００５６】
また、上記測定対象と加速度センサ素子４２との間の熱伝導を抑制する基部４１(第２の熱伝導抑制部)をセンサ部４０が備えることによって、温度変化によるセンサ１００の出力変動をさらに低減することができる。
【００５７】
〔第２実施形態〕
図６は、この発明の第２実施形態のセンサホルダ１５１の斜視図である。この第２実施形態のセンサホルダ１５１は、接続部を除いて第１実施形態のセンサホルダ１０１と同様の構成をしている。
【００５８】
上記第１実施形態では、接続部３０を小径にすることで熱伝達方向の断面積を小さくしたが、第２実施形態では、図６に示すように、接続部に相当する部分に熱伝達方向に直交する穴２３４を設けることにより、接続部２３０の熱伝達方向に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくしている。
【００５９】
また、熱伝達方向に直交する穴２３４は円形に限定されず、矩形、楕円形等の多角形を含む様々な形状を適用可能である。
【００６０】
上記第２実施形態のセンサホルダ１５１は、第１実施形態のセンサホルダ１０１およびセンサ１００と同様の効果を有する。
【００６１】
なお、図６の熱伝達方向に直交する穴２３４は、センサホルダ１５１の熱伝達方向に沿った中心軸を通る穴であるが、図７に示すように、接続部に相当する部分に熱伝達方向に沿った中心軸を通らない複数の穴２３５を設けたセンサホルダ１６１としてもよい。
【００６２】
〔第３実施形態〕
図８は、この発明の第３実施形態のセンサホルダ２０１の縦断面図であり、図９は、センサホルダ２０１の斜視図である。この第３実施形態のセンサホルダ２０１は、接続部３０のフィン３３を除いて第１実施形態のセンサホルダ１０１と同様の構成をしている。
【００６３】
センサホルダ２０１は、図８のように、接続部３０に軸方向に間隔をあけて環状のフィン３３を２つ設けている。フィン３３は放熱効果を有する。なお、第３実施形態では、環状のフィン３３を接続部３０に２つ設けたが、接続部に設けるフィンの形状および数は、接続部の形状などに応じて適宜設定すればよく、１または３以上のフィンを接続部に設けてもよい。
【００６４】
図１０は、第３実施形態のセンサホルダ２０１に加速度センサ素子４２を組み合わせたセンサ２００の断面図である。図１０に示すように、センサホルダ２０１のセンサ素子取付部２０にセンサ部４０が取り付けられている。センサ部４０は、第１実施形態の図３と同一の構成をしている。
【００６５】
また、センサ素子として温度センサ素子を備える場合は、接触部１０の穴１２に温度センサ素子を配置すれば、断熱の影響なく、迅速な温度変化を捉えることができる。
【００６６】
上記第３実施形態のセンサホルダ２０１およびセンサ２００は、第１実施形態のセンサホルダ１０１およびセンサ１００と同様の効果を有する。
【００６７】
また、上記接続部３０に放熱のためのフィン３３を設けることによって、測定対象と温度センサ素子との間の熱伝導をさらに抑制することができる。
【００６８】
上記第１〜第３実施形態では、接触部１０に磁石１１を備えるが、これは必須ではない。センサホルダ１０１,１５１,１６１,２０１を接着剤や両面テープなどで測定対象に固定してもよい。また、センサホルダ１０１,１５１,１６１,２０１を接着剤や両面テープやネジなどで別体のマグネットホルダに取り付けて、測定対象に固定してもよい。
【００６９】
〔第４実施形態〕
図１１は、この発明の第４実施形態のセンサホルダ３０１の縦断面図である。この第４実施形態のセンサホルダ３０１は、接触部３１０に断熱部３１１がある点およびセンサ素子取付部３２０に断熱部がない点を除いて第３実施形態のセンサホルダ２０１と同様の構成をしている。
【００７０】
第４実施形態のセンサホルダ３０１は、図１１に示すように、測定対象に接する接触部３１０と、センサ素子取付部３２０と、接触部３１０とセンサ素子取付部３２０とを接続する接続部３３０とを備える。接触部３１０とセンサ素子取付部３２０および接続部３３０は、ステンレス鋼により一体に形成されている。なお、接触部３１０とセンサ素子取付部３２０および接続部３３０は、チタン(熱伝導率１７Ｗ／ｍ・Ｋ)などの非磁性体でよく、黄銅(熱伝導率１１７Ｗ／ｍ・Ｋ)やアルミニウム(熱伝導率１２０Ｗ／ｍ・Ｋ)でも製作可能である。
【００７１】
接触部３１０は、有底円筒形状をしており、接触部３１０内の凹部３１０ａに円環形状の断熱部３１１を配置している。断熱部３１１は、測定対象への接触面積を小さくすると共に熱伝導方向(図中下方から上方)に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、軸方向に貫通する穴３１２が中心に設けられている。また、断熱部３１１は、熱伝導率の低い材質、例えばセラミックスやエポキシ樹脂などからなる。接触部３１０の下端面と断熱部３１１の下端面は、同一平面である。
【００７２】
また、センサ素子取付部３２０は、円柱形状をしており、センサ素子を取り付けるための取付面３２０ｂを有する。
【００７３】
また、センサホルダ３０１は、センサ素子取付部３２０および接続部３３０を貫通するネジ穴３２３が設けられている。このネジ穴３２３を用いて、センサ素子を取り付けるようになっている。
【００７４】
また、接続部３３０は、熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、接触部３１０の外径やセンサ素子取付部３２０の外径よりも小径にしている。接続部３３０は、ネジ穴３２３により、接続部３３０の熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積をさらに小さくしている。
【００７５】
なお、接続部は、接触部の外径またはセンサ素子取付部の外径のいずれか一方よりも小径であってもよい。
【００７６】
さらに、センサホルダ３０１は、接続部３３０に熱伝導方向に間隔をあけて環状のフィン３３３を２つ設けている。フィン３３３は放熱効果を有する。なお、第４実施形態では、環状のフィン３３３を接続部３３０に２つ設けたが、接続部に設けるフィンの形状および数は、接続部の形状などに応じて適宜設定すればよく、１または３以上のフィンを接続部に設けてもよい。
【００７７】
上記第４実施形態のセンサホルダ３０１およびセンサ３００は、第３実施形態のセンサホルダ２０１およびセンサ２００と同様の効果を有する。
【００７８】
〔第５実施形態〕
図１２は、この発明の第５実施形態のセンサホルダ４０１の縦断面図である。この第５実施形態のセンサホルダ４０１は、センサ素子取付部４２０に断熱部４２１がある点を除いて第４実施形態のセンサホルダ３０１と同様の構成をしている。
【００７９】
第５実施形態のセンサホルダ４０１は、図１２に示すように、測定対象に接する接触部４１０と、センサ素子取付部４２０と、接触部４１０とセンサ素子取付部４２０とを接続する接続部４３０とを備える。接触部４１０とセンサ素子取付部４２０および接続部４３０は、ステンレス鋼により一体に形成されている。なお、接触部４１０とセンサ素子取付部４２０および接続部４３０は、チタン(熱伝導率１７Ｗ／ｍ・Ｋ)などの非磁性体でもよい。
【００８０】
接触部４１０は、有底円筒形状をしており、接触部４１０内の凹部４１０ａに円環形状の断熱部４１１を配置している。断熱部４１１は、測定対象への接触面積を小さくすると共に熱伝導方向(図中下方から上方)に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、軸方向に貫通する穴４１２が中心に設けられている。また、断熱部４１１は、熱伝導率の低い材質、例えばセラミックスやエポキシ樹脂などからなる。
【００８１】
また、センサ素子取付部４２０は、有底円筒形状をしており、センサ素子取付部４２０内の凹部４２０ａに円環形状の断熱部４２１を配置している。断熱部４２１は、熱伝導率の低い材質、例えばセラミックスやエポキシ樹脂などからなる。また、断熱部４２１は、熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、軸方向に貫通する穴４２２が中心に設けられている。
【００８２】
センサ素子取付部４２０の端面と断熱部４２１の端面でセンサ素子を取り付けるための取付面４２０ｂを形成している。
【００８３】
また、センサホルダ４０１は、センサ素子取付部４２０および接続部４３０を貫通するネジ穴４２３を設けている。このネジ穴４２３を用いて、センサ素子を取り付けるようになっている。
【００８４】
また、接続部４３０は、熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、接触部４１０の外径やセンサ素子取付部４２０の外径よりも小径にしている。接続部４３０は、ネジ穴４２３により、接続部４３０の熱伝導方向に対して直交する断面の面積をさらに小さくしている。
【００８５】
なお、接続部は、接触部の外径またはセンサ素子取付部の外径のいずれか一方よりも小径であってもよい。
【００８６】
さらに、センサホルダ４０１は、接続部４３０に熱伝導方向に間隔をあけて環状のフィン４３３を２つ設けている。フィン４３３は放熱効果を有する。なお、第５実施形態では、環状のフィン４３３を接続部４３０に２つ設けたが、接続部に設けるフィンの形状および数は、接続部の形状などに応じて適宜設定すればよく、１または３以上のフィンを接続部に設けてもよい。
【００８７】
上記第５実施形態のセンサホルダ４０１は、第３実施形態のセンサホルダ２０１と同様の効果を有する。
【００８８】
図１３は、図１２のセンサホルダ４０１にマグネットホルダ４４０を組み合わせた縦断面図である。
【００８９】
マグネットホルダ４４０は、有底円筒形状をしており、マグネットホルダ４４０内の凹部４４０ａに磁石４４１を配置している。また、マグネットホルダ４４０に軸方向に貫通するネジ穴４４２が設けられている。マグネットホルダ４４０の下端面と磁石４４１の下端面は、同一平面である。
【００９０】
マグネットホルダ４４０のネジ穴４４２およびセンサ素子取付部４２０,接続部４３０を貫通するネジ穴４２３にネジ４５０を螺合させて、センサホルダ４０１とマグネットホルダ４４０とを接続している。
【００９１】
これにより、測定対象が磁性体からなる場合、センサホルダ４０１とマグネットホルダ４４０を用いてセンサを測定対象に磁力により容易に取り付けることができる。
【００９２】
〔第６実施形態〕
図１４は、この発明の第６実施形態のセンサ５００の縦断面図である。
【００９３】
第６実施形態のセンサ５００は、図１４に示すように、センサホルダ５０１と、センサホルダ５０１に取り付けられたセンサ部５４０とを備える。
【００９４】
センサホルダ５０１は、測定対象に接する接触部５１０と、センサ素子取付部５２０と、接触部５１０とセンサ素子取付部５２０とを接続する接続部５３０とを備える。接触部５１０とセンサ素子取付部５２０および接続部５３０は、ステンレス鋼により一体に形成されている。なお、接触部５１０とセンサ素子取付部５２０および接続部５３０は、ステンレス鋼に限らず、磁性体が望ましく、例えば鉄でもよい。
【００９５】
接触部５１０は、有底円筒形状をしており、接触部５１０内の凹部５１０ａに測定対象に吸着するための環状の磁石５１１を配置している。磁石５１１は、測定対象への接触面積を小さくすると共に熱伝導方向(図中下方から上方)に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、軸方向に貫通する穴５１２が中心に設けられている。
【００９６】
また、センサ素子取付部５２０は、中空の形状をしている。
【００９７】
さらに、接続部５３０は、熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、接触部５１０の外径やセンサ素子取付部５２０の外径のよりも小径にしている。接触部５１０とセンサ素子取付部５２０および接続部５３０に、軸方向に貫通する穴５３２を設けている。穴５３２により、接続部５３０の熱伝導方向に対して直交する平面に沿った断面の面積をさらに小さくしている。なお、穴５３２に低熱伝導率のエポキシ樹脂を充填してもよい。
【００９８】
なお、接続部は、接触部の外径またはセンサ素子取付部の外径のいずれか一方よりも小径であってもよい。
【００９９】
接続部５３０に軸方向に間隔をあけて環状のフィン５３３を２つ設けている。フィン５３３は放熱効果を有する。なお、第６実施形態では、環状のフィン５３３を接続部５３０に２つ設けたが、接続部に設けるフィンの形状および数は、接続部の形状などに応じて適宜設定すればよく、１または３以上のフィンを接続部に設けてもよい。
【０１００】
上記小径の接続部５３０と中空のセンサ素子取付部５２０で熱伝導抑制部を構成している。なお、センサ素子取付部５２０内に低熱伝導率のエポキシ樹脂を充填してもよい。
【０１０１】
また、穴５３２内の接触部５１０側に、温度センサ素子５６１を内蔵するセンサ保持部５６０を嵌合している。センサ保持部５６０は、下端が閉じた有底円筒形状をしている。
【０１０２】
接触部５１０の下端面と磁石５１１の下端面およびセンサ保持部５６０の下端面は、同一平面である。
【０１０３】
センサホルダ５０１のセンサ素子取付部５２０にセンサ部５４０が取り付けられている。
【０１０４】
センサ部５４０は、円環形状の断熱部５５１と、断熱部５５１上に取り付けられた下保持部５５２と、下保持部５５２の上端面に配置された加速度センサ素子５４２と、下保持部５５２とで加速度センサ素子５４２を挟持する錘５４３と、錘５４３と下保持部５５２との間に加速度センサ素子５４２を固定するためのネジ５４４と、断熱部５５１と下保持部５５２と加速度センサ素子５４２と錘５４３を覆うセンサカバー５４５とを備えている。断熱部５５１は、第２の熱伝導抑制部の一例である。また、錘５４３は、加速度センサ素子５４２に力Ｆを加えるための錘であり、錘５４３の質量をｍ、測定対象からの加速度をαとするとき、加速度センサ素子５４２に加わる力Ｆは、
Ｆ  ＝  ｍ×α
で表される。
【０１０５】
加速度センサ素子５４２からの信号は、センサ素子取付部５２０の中空部分を介して配線５５０により外部に出力される。また、温度センサ素子５６１からの信号は、センサ素子取付部５２０の中空部分を介して配線５５０により外部に出力される。なお、センサ素子取付部５２０内に低熱伝導率のエポキシ樹脂を充填してもよい。
【０１０６】
また、接触部５１０の穴５１２内に温度センサ素子５６１を配置することによって、断熱の影響なく、温度変化を迅速に捉えることができる。
【０１０７】
上記第６実施形態のセンサホルダ５０１およびセンサ５００は、第３実施形態のセンサホルダ２０１およびセンサ２００と同様の効果を有する。
【０１０８】
〔第７実施形態〕
図１５は、この発明の第７実施形態のセンサホルダ６０１の縦断面図である。
【０１０９】
第７実施形態のセンサホルダ６０１は、図１５に示すように、測定対象に接する接触部６１０と、センサ素子取付部６２０と、接触部６１０とセンサ素子取付部６２０とを接続する接続部６３０とを備える。接触部６１０とセンサ素子取付部６２０は、ステンレス鋼からなる。なお、接触部６１０は、ステンレス鋼に限らず、磁性体が望ましく、例えば鉄でもよい。また、センサ素子取付部６２０は、ステンレス鋼に限らず、チタンなどの非磁性体でもよい。接触部６１０と接続部６３０とは接着剤により接合され、センサ素子取付部６２０と接続部６３０とは、接着剤により接合されている。
【０１１０】
接触部６１０は、有底円筒形状をしており、接触部６１０内の凹部６１０ａに測定対象に吸着するための円柱形状の磁石６１１を配置している。磁石６１１は、測定対象への接触面積を小さくすると共に熱伝導方向(図中下方から上方)に対して直交する平面に沿った断面の面積を小さくするため、円柱形状の磁石６１１の軸方向に貫通する穴６１２が中心に設けられている。接触部６１０の下端面と磁石６１１の下端面は、同一平面である。
【０１１１】
また、センサ素子取付部６２０は、円柱形状をしている。センサ素子取付部６２０を貫通するネジ穴６２２を設けている。このネジ穴６２２を用いて、センサ素子取付部６２０の取付面６２０ｂにセンサ素子を取り付けるようになっている。
【０１１２】
接続部６３０は、接触部６１０およびセンサ素子取付部６２０と同じ外径の円柱形状をしているが、熱伝導率の低い材質、例えばセラミックスやエポキシ樹脂などからなる。接続部６３０は、熱伝導抑制部の一例である。
【０１１３】
上記第７実施形態のセンサホルダ６０１は、第１実施形態のセンサホルダ１０１と同様の効果を有する。
【０１１４】
上記接触部６１０とセンサ素子取付部６２０とを低熱伝導率の物質からなる接続部６３０(熱伝導抑制部)により接続することによって、測定対象とセンサ素子との間の熱伝導を容易に抑制することができる。また、接続部６３０の断面積を小さくせずに剛性を高めて、加速度センサ素子を用いる場合に共振周波数などの影響が少なくなる。
【０１１５】
〔第８実施形態〕
図１６は、この発明の第８実施形態のセンサホルダ７０１の縦断面図である。
【０１１６】
第８実施形態のセンサホルダ７０１は、図１６に示すように、測定対象に接する接触部７１０と、センサ素子取付部７２０と、接触部７１０とセンサ素子取付部７２０とを接続する接続部７３０とを備える。
【０１１７】
接触部７１０は、円柱形状をしている。接触部７１０を貫通するネジ穴７１２を設けている。
【０１１８】
また、センサ素子取付部７２０は、円柱形状をしている。センサ素子取付部７２０を貫通するネジ穴７２２を設けている。このネジ穴７２２を用いて、センサ素子取付部７２０の取付面７２０ｂにセンサ素子を取り付けるようになっている。
【０１１９】
接続部７３０は、接触部７１０およびセンサ素子取付部７２０と同じ外径の円柱形状をしており、熱伝導率の低い材質、例えばセラミックスやエポキシ樹脂などからなる。接続部７３０は、熱伝導抑制部の一例である。
【０１２０】
上記第８実施形態のセンサホルダ７０１は、第１実施形態のセンサホルダ１０１と同様の効果を有する。
【０１２１】
図１７は、図１６のセンサホルダ７０１にマグネットホルダ７４０を組み合わせた縦断面図である。
【０１２２】
マグネットホルダ７４０は、図１７に示すように、有底円筒形状をしており、マグネットホルダ７４０内の凹部７４０ａに磁石７４１を配置している。また、マグネットホルダ７４０に熱伝導方向に貫通するネジ穴７４２が設けられている。マグネットホルダ７４０の下端面と磁石７４１の下端面は、同一平面である。
【０１２３】
マグネットホルダ７４０のネジ穴７４２および接触部７１０を貫通するネジ穴７１２にネジ７５０を螺合させて、センサホルダ７０１とマグネットホルダ７４０とを接続している。
【０１２４】
上記接触部７１０とセンサ素子取付部７２０とを低熱伝導率の物質からなる接続部７３０(熱伝導抑制部)により接続することによって、接触部７１０とセンサ素子取付部７２０との間の熱伝導を容易に抑制することができる。
【０１２５】
上記第１〜第７実施形態では、接続部３０,２３０,３３０,４３０,５３０,６３０,７３０を備えたセンサホルダ１０１,１５１,１６１,２０１,３０１,４０１,５０１,６０１,７０１について説明したが、この発明のセンサホルダは接続部がなくてもよい。例えば、測定対象に接触する接触部と、接触部に接続され、センサ素子を取り付けるためのセンサ素子取付部とを備え、接触部またはセンサ素子取付部のうちの少なくとも一方に低熱伝導率の物質からなる断熱部が設けられたセンサホルダでもよい。
【０１２６】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第８実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０,３１０,４１０,５１０,６１０,７１０…接触部
１１,４４１,５１１,６１１,７４１…磁石
２０,３２０,４２０,５２０,６２０,７２０…センサ素子取付部
２１,１２１,３１１,４１１,４２１…断熱部(熱伝導抑制部)
３０,２３０,３３０,４３０,５３０,６３０,７３０…接続部(熱伝導抑制部)
３３,３３３,４３３,５３３…フィン
４０,５４０…センサ部
４１…基部(第２の熱伝導抑制部)
４２,５４２…加速度センサ素子
４３,５４３…錘
１００,２００,５００…センサ
１０１,１５１,１６１,２０１,３０１,４０１,５０１,６０１,７０１…センサホルダ
５５１…断熱部(第２の熱伝導抑制部)
【図１】
2020012670.tif 000003
【図２】
2020012670.tif 000004
【図３】
2020012670.tif 000005
【図４】
2020012670.tif 000006
【図５】
2020012670.tif 000007
【図６】
2020012670.tif 000008
【図７】
2020012670.tif 000009
【図８】
2020012670.tif 000010
【図９】
2020012670.tif 000011
【図１０】
2020012670.tif 000012
【図１１】
2020012670.tif 000013
【図１２】
2020012670.tif 000014
【図１３】
2020012670.tif 000015
【図１４】
2020012670.tif 000016
【図１５】
2020012670.tif 000017
【図１６】
2020012670.tif 000018
【図１７】
2020012670.tif 000019