(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシングと、上記ケーシングの先端に挿入される保持部材とを備えると共に、該保持部材の先端に保持される接触板と該接触板に接続される熱電対線とを有する熱電対を備え、上記接触板が測定対象物に接することで該測定対象物の温度を検出するセンサ装置であって、
上記接触板は、後方へ延びて形成され、上記保持部材に保持される取り付け片を有し、
上記保持部材には、上記取り付け片が挿入されて保持される取り付け片用孔および上記熱電対線が挿入される熱電対線用孔が、別々に設けられている
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置において、
上記取り付け片用孔および熱電対線用孔は、上記ケーシングの軸方向に延びて形成されている
ことを特徴とするセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、測定対象物に押し当てて測定対象物の温度を検出するセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、熱電対を測定対象物に押し当てて温度を検出するセンサ装置が知られている。このセンサ装置は、筒状のケーシング（保護管）と、該ケーシングの先端部に挿入された保持部材（断熱管）と、該保持部材の先端に設けられた熱電対とを備えている。熱電対は、接触板と、該接触板に接続された熱電対線とを有している。接触板は、後方へ延びる複数の取り付け片（足）を有し、その取り付け片が保持部材に固定されることで保持される。熱電対線は、後方へ配線されて信号処理回路に接続されている。このセンサ装置では、接触板を測定対象物に押し当てることにより、温度に関する信号が熱電対線を介して信号処理回路に送られて測定対象物の温度が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２７６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したようなセンサ装置では、接触板の取り付け片と熱電対線とが干渉することで、温度の測定精度が低下する虞があった。【０００５】
本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、接触板の取り付け片と熱電対線との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができるセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に開示の技術は、筒状のケーシングと、上記ケーシングの先端に挿入される保持部材とを備えると共に、該保持部材の先端に設けられる接触板と該接触板に接続される熱電対線とを有する熱電対を備え、上記接触板が測定対象物に接することで該測定対象物の温度を検出するセンサ装置を前提としている。そして、上記接触板は、後方へ延びて形成され、上記保持部材に保持される取り付け片を有する。また、上記保持部材には、それぞれ別々に上記ケーシングの軸方向に延びて形成され、上記取り付け片が挿入されて保持される取り付け片用孔および上記熱電対線が挿入される熱電対線用孔が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本願のセンサ装置によれば、保持部材において、接触板の取り付け片が挿入されて保持される取り付け片用孔と、熱電対線が挿入される熱電対線用孔とを別々に形成するようにした。つまり、取り付け片と熱電対線とが別々の孔に挿入される。これにより、接触板の取り付け片と熱電対線とを干渉（接触）させることなく、熱電対を保持部材に取り付けることができる。したがって、接触板の取り付け片と熱電対線との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るセンサ本体の概略構成を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るセンサ本体の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るセンサ本体の要部を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るセンサ本体を先端側から視て示す平面図である。
【図６】図６は、図３におけるＡ−Ａ線の断面図である。
【０００９】
以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。【００１０】
図１に示す本実施形態のセンサ装置１は、図示しない固定器具に連結して測定対象物（例えば、スチームトラップ）に固定し、該測定対象物の振動および温度の２つを検出する、いわゆる固定タイプのセンサである。センサ装置１は、例えば上下方向に延びる状態で測定対象物に固定される。【００１１】
センサ装置１は、センサ本体２と、アンテナ３と、接続軸４とを備えている。接続軸４は、中空軸であり、両端がナット５，６によってセンサ本体２とアンテナ３に連結されている。アンテナ３は、図示しないが、信号処理回路や発信部が内蔵されており、センサ本体２によって検出された測定対象物の振動および温度に関する信号が送られる。【００１２】
図２に示すように、センサ本体２は、ケーシング１０と、振動検出機構２０と、温度検出機構４０と、保持部材５１とを備えている。温度検出機構４０は、本願の請求項に係る熱電対の一例を構成している。【００１３】
ケーシング１０は、略円筒状に形成され、大径部１１、中径部１２および小径部１３を有する。大径部１１の外周面には、上述したナット５が締結される雄ねじ部１１ａが形成されている。小径部１３の外周面には、上述した固定器具に締結される雄ねじ部１３ａが形成されている。【００１４】
振動検出機構２０は、検出針２１と、ホルダー２２と、圧電素子２５，２６と、電極板２７，２８と、ウエイト２９と、皿バネ３１と、キャップ３２とを備え、ケーシング１０に挿入されて測定対象物の振動を検出（測定）するものである。【００１５】
検出針２１は、細長い棒状の部材であり、後方側から順に、大径部２１ａ、中径部２１ｂおよび小径部２１ｃが形成されている。検出針２１は、ケーシング１０と同軸に配置されると共に、先端２１ｄがケーシング１０から突出する状態で配置されている。【００１６】
ホルダー２２は、内側の金属製ホルダー２３と、該金属製ホルダー２３を収容保持する外側の樹脂製ホルダー２４とで構成されている。金属製ホルダー２３および樹脂製ホルダー２４は、何れも、有底の円筒状に形成されており、ケーシング１０と同軸に配置されている。【００１７】
金属製ホルダー２３は、筒状壁の径が異なる大径部２３ａおよび小径部２３ｂが後方側から順に形成されると共に、底壁２３ｃに挿入孔２３ｄが形成されている。金属製ホルダー２３は、底壁２３ｃの挿入孔２３ｄに検出針２１の後端が挿入されて固定されている。具体的に、検出針２１は、大径部２１ａが金属製ホルダー２３の小径部２３ｂ内に位置し、中径部２１ｂの後方側が底壁２３ｃの挿入孔２３ｄに位置している。検出針２１の大径部２１ａは、挿入孔２３ｄよりも大径に形成されており、底壁２３ｃの内面に接している。【００１８】
金属製ホルダー２３の小径部２３ｂには、検出針２１の後方に、２つの圧電素子２５，２６および２つの電極板２７，２８が収容されている。具体的に、検出針２１の大径部２１ａの後方には、前方側から順に、第１圧電素子２５、第１電極板２７、第２圧電素子２６および第２電極板２８が互いに接した状態で配置されている。第１圧電素子２５は、検出針２１の後端（大径部２１ａ）に接した状態で配置されている。なお、金属製ホルダー２３の小径部２３ｂの内面には、圧電素子２５，２６および電極板２７，２８の外周を保持するガイド部２３ｅが形成されている。また、２つの電極板２７，２８は、図示しないが、それぞれ信号線によってアンテナ３の信号処理回路に接続されている。つまり、信号線はセンサ本体２から接続軸４内を通ってアンテナ３内まで配線されている。【００１９】
ウエイト２９、皿バネ３１およびキャップ３２は、金属製ホルダー２３内に収容されて保持されている。本実施形態において、ウエイト２９、皿バネ３１およびキャップ３２は、圧電素子２５，２６および電極板２７，２８をその後方から検出針２１の後端（大径部２１ａ）に押し付ける押付け部材を構成している。【００２０】
ウエイト２９は、金属製ホルダー２３において第２電極板２８の後方に配置されており、金属製ホルダー２３の大径部２３ａと小径部２３ｂとに跨って収容されている。ウエイト２９は、一体形成された頭部２９ａと軸部２９ｂとで構成され、頭部２９ａが金属製ホルダー２３の大径部２３ａに位置し、軸部２９ｂが金属製ホルダー２３の小径部２３ｂに位置して第２電極板２８に接している。ウエイト２９は、自身の重力によって圧電素子２５，２６等を検出針２１に押し付ける。皿バネ３１は、金属製ホルダー２３の大径部２３ａにおいてウエイト２９の後方に配置されている。皿バネ３１は、ウエイト２９を前方へ付勢することによって圧電素子２５，２６等を検出針２１に押し付ける。キャップ３２は、金属製ホルダー２３の大径部２３ａにおいて皿バネ３１の後方に２つ配置されている。キャップ３２は、外周面に雄ネジが形成された円板状の部材であり、金属製ホルダー２３の大径部２３ａの内面と螺合することで金属製ホルダー２３に固定される。キャップ３２は、その締め付け力によって皿バネ３１およびウエイト２９を介して圧電素子２５，２６等を検出針２１に押し付ける。このように、ウエイト２９、皿バネ３１およびキャップ３２は、互いに密接して圧電素子２５，２６等を検出針２１に押し付けている。【００２１】
こうして、圧電素子２５，２６が押付け部材（ウエイト２９、皿バネ３１およびキャップ３２）によって検出針２１に所定の力（初期押付け力）で押し付けられる。これにより、測定対象物以外の振動や力が外乱として圧電素子２５，２６に作用しても、その外乱を吸収することができ、外乱による影響を受けずにすむ。【００２２】
樹脂製ホルダー２４は、金属製ホルダー２３の前方側に配置され、金属製ホルダー２３の小径部２３ｂと大径部２３ａの過半部を収容している。本実施形態では、金属製ホルダー２３はその小径部２３ｂが樹脂製ホルダー２４に圧入されることにより固定されている。樹脂製ホルダー２４は、底壁２４ｃに挿入孔２４ｄが形成されており、その挿入孔２４ｄに検出針２１の中径部２１ｂが嵌合している。【００２３】
センサ本体２は、振動検出機構２０を前方へ付勢するコイルバネ３５（バネ）を備えている。振動検出機構２０は、ケーシング１０の軸方向（即ち、前後方向）に変位可能にケーシング１０に挿入されている。コイルバネ３５は、ケーシング１０の大径部１１に収容され、振動検出機構２０の後方側に配置されている。コイルバネ３５は、その軸がケーシング１０の軸と略同軸となる状態で配置されている。コイルバネ３５の一端（後方側端部）は、スナップリング３６に支持されている。スナップリング３６は、ケーシング１０の大径部１１の内面に形成された溝１１ｂに嵌め込まれており、コイルバネ３５の一端を受けている。コイルバネ３５の他端（前方側端部）は、樹脂製ホルダー２４（ホルダー２２）に接している。そして、コイルバネ３５は、樹脂製ホルダー２４（ホルダー２２）を前方へ付勢することで振動検出機構２０を前方へ付勢し、検出針２１の先端２１ｄをケーシング１０から突出させるように構成されている。【００２４】
樹脂製ホルダー２４は、側壁２４ａの端部（後方端）に厚肉のバネ受け部２４ｂが形成されている。つまり、バネ受け部２４ｂは、ホルダー２２の軸方向途中の筒状壁から外方へ突出して形成されている。なお、バネ受け部２４ｂの外周面はケーシング１０の大径部１１の内面に接している。コイルバネ３５の他端は、樹脂製ホルダー２４のバネ受け部２４ｂの後方側の面に接している。こうして、コイルバネ３５は樹脂製ホルダー２４を前方へ付勢することにより振動検出機構２０を前方へ付勢する。【００２５】
図３〜図６にも示すように、温度検出機構４０（熱電対）は、接触板４１（伝熱板）と、２本の熱電対線４６，４７とを備え、測定対象物の温度を検出（測定）するものである。【００２６】
接触板４１は、円環状の板部材であり、２つの折り曲げ片４３，４４を有している（図３、図５参照）。接触板４１の中央の孔４２は、検出針２１の先端２１ｄが突出する。折り曲げ片４３，４４は、接触板４１の周方向における一部が後方（図３において左側）に折り曲げられて成るものであり、本願の請求項に係る取り付け片の一例を構成している。つまり、接触板４１の折り曲げ片４３，４４は、後方へ延びて形成され保持部材５１に保持される部分である。接触板４１の２つの折り曲げ片４３，４４は、中央の孔４２を間に置いて互いに対向する位置に形成されている。つまり、２つの折り曲げ片４３，４４は互いに１８０°ずれた位置に形成されている。なお、後で詳述するが、接触板４１は保持部材５１の先端に保持される。２本の熱電対線４６，４７は、一端が接触板４１の後方側の面に例えば溶接により接続され（図４参照）、他端がアンテナ３の信号処理回路に接続されている（図示省略）。２本の熱電対線４６，４７は、例えば、一方がアルメル線で、他方がクロメル線である。【００２７】
保持部材５１は、検出針２１と接触板４１を保持するものである。図３〜図６にも示すように、保持部材５１は、略円筒状に形成され、ケーシング１０の小径部１３の先端側に収容（挿入）されている。保持部材５１には、それぞれ軸方向（図３および図４において左右方向）に延びる、１つの検出針用孔５２と、２つの折り曲げ片用孔５３，５４と、２つの熱電対線用孔５５，５６とが別々に形成されている。なお、折り曲げ片用孔５３，５４は、本願の請求項に係る取り付け片用孔の一例を構成している。【００２８】
検出針用孔５２は、保持部材５１の中央に形成された貫通孔であり、検出針２１の小径部２１ｃが挿入されて保持されている。つまり、検出針２１の小径部２１ｃは検出針用孔５２にその軸方向に摺動可能に挿入されている。２つの折り曲げ片用孔５３，５４および２つの熱電対線用孔５５，５６は、検出針用孔５２の周囲に互いに９０°間隔で配列された貫通孔である。２つの折り曲げ片用孔５３，５４は互いに１８０°ずれた位置に形成され、２つの熱電対線用孔５５，５６は互いに１８０°ずれた位置に形成されている。【００２９】
保持部材５１は、先端に平面視環状の段差部５７が形成されており、この段差部５７に温度検出機構４０の接触板４１が嵌め込まれて保持されている。検出針２１は、先端２１ｄが接触板４１の孔４２から突出する状態で保持部材５１（検出針用孔５２）に挿入されている。接触板４１の２つの折り曲げ片４３，４４は、それぞれ折り曲げ片用孔５３，５４に挿入されて保持されている。２本の熱電対線４６，４７は、それぞれ熱電対線用孔５５，５６に挿入されている。つまり、２つの折り曲げ片４３，４４および２つの熱電対線４６，４７は各々が保持部材５１において別々の孔５３，５４，５５，５６に挿入されている。【００３０】
また、図３および図４に示すように、保持部材５１の外周面には２つの突起５８，５９が形成されている。２つの突起５８，５９は、何れも保持部材５１の周方向に亘って形成されている。具体的に、前側突起５８は保持部材５１のやや先端寄りに設けられ、後側突起５９は保持部材５１のやや後端寄りに設けられている。保持部材５１は、前側突起５８が、ケーシング１０の小径部１３の内面に形成された段差部１３ｂに接しており、これにより、ケーシング１０からの抜け出しが防止される。なお、ケーシング１０内には保持部材５１をケーシング１０の先端側へ付勢するコイルバネ６１が設けられており、保持部材５１では後側突起５９がコイルバネ６１の受け部材になっている。【００３１】
上述したセンサ装置１では、検出針２１の先端２１ｄを測定対象物に押し当てて検出針２１を押し込むことによって、測定対象物の機械的振動が検出針２１に伝わり、圧力変動として圧電素子２５，２６に作用する。これに応じて圧電素子２５，２６に電圧変動が生じ、この電圧変動に関する信号が電極板２７，２８から信号線を介してアンテナ３の信号処理回路に送られて測定対象物の振動が検出（測定）される。また、センサ装置１では、検出針２１が押し込まれることによって接触板４１が測定対象物に接する。そうすると、測定対象物の熱が接触板４１に伝わり、２本の熱電対線４６，４７において電位差が生じる。そして、この電位差に関する信号がアンテナ３の信号処理回路に送られて測定対象物の温度が検出（測定）される。以上のようにして検出された測定対象物の振動および温度の数値は、アンテナ３の発信部から別の受信部（図示省略）へ無線送信される。【００３２】
以上のように、上記実施形態のセンサ装置１によれば、保持部材５１において、接触板４１の折り曲げ片４３，４４（取り付け片）が挿入されて保持される折り曲げ片用孔５３，５４（取り付け片用孔）と、熱電対線４６，４７が挿入される熱電対線用孔５５，５６とを別々に形成するようにした。つまり、センサ装置１では、折り曲げ片４３，４４と熱電対線４６，４７とを別々の孔５３，５４，５５，５６に挿入するようにした。これにより、接触板４１の折り曲げ片４３，４４と熱電対線４６，４７とを干渉（接触）させることなく、温度検出機構４０（熱電対）を保持部材５１に取り付けることができる。したがって、接触板４１の折り曲げ片４３，４４と熱電対線４６，４７との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができる。【００３３】
なお、上記実施形態のセンサ装置１において、接触板４１の折り曲げ片の数量は１つまたは３つ以上であってもよい。その場合、折り曲げ片用孔の数量も折り曲げ片の数量に応じて変更される。また、２つの熱電対線４６，４７は互いに共通の熱電対線用孔に挿入するようにしてもよい。【００３４】
また、上記実施形態では、測定対象物に固定して振動等を測定するセンサ装置１について説明したが、本願のセンサ装置１は、作業者が手で持って測定対象物に押し当てて測定するハンディタイプのものについても同様の作用効果を得ることができる。【００３５】
また、本願のセンサ装置１は、振動検出機構２０を省略して、測定対象物の温度のみを検出（測定）するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本願に開示の技術は、測定対象物に押し当てて測定対象物の温度を検出するセンサ装置について有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１        センサ装置
１０      ケーシング
４０      温度検出機構（熱電対）
４１      接触板
４３,４４      折り曲げ片（取り付け片）
４６,４７      熱電対線
５１      保持部材
５３,５４      折り曲げ片用孔（取り付け片用孔）
５５,５６      熱電対線用孔
【要約】
接触板の折り曲げ片と熱電対線との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができるセンサ装置を提供すること。センサ装置１は、筒状のケーシング１０と、ケーシング１０の先端に挿入される保持部材５１とを備えると共に、保持部材５１の先端に保持される接触板４１と接触板４１に接続される熱電対線４６，４７とを有する温度検出機構４０を備え、接触板４１が測定対象物に接することで該測定対象物の温度を検出する。接触板４１は、後方へ延びて形成され、保持部材５１に保持される折り曲げ片４３，４４を有する。保持部材５１には、それぞれ別々にケーシング１０の軸方向に延びて形成され、折り曲げ片４３，４４が挿入されて保持される折り曲げ片用孔５３，５４および熱電対線４６，４７が挿入される熱電対線用孔５５，５６が設けられている。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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