(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側を端子部とし他端側を検出電極部とした電極軸と、貫通孔を有し、該貫通孔内に合成樹脂製の絶縁体を介して前記電極軸を保持する金属製の容器取付部とを備え、前記電極軸が前記容器取付部により、金属製容器の孔部を貫通した状態で且つ、前記絶縁体により前記金属製容器に対して電気的絶縁された状態で前記金属製容器に取り付けられる電極保持器であって、前記容器取付部の前記貫通孔内に、該貫通孔により形成される前記容器取付部の内周壁から突出する略リング状の座部が設けられ、前記電極軸の外周に、前記座部に対して前記電極軸の軸方向の内側または外側の少なくとも一方に、前記座部から距離を隔てて前記座部の孔径より大径の係止突部が設けられていることを特徴とする電極保持器。
【請求項２】
前記係止突部は、前記座部に対して前記電極軸の軸方向の内側及び外側の両方に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電極保持器。
【請求項３】
前記電極軸と前記絶縁体との接触面に回り止め部が設けられ、且つ前記容器取付部と前記絶縁体との接触面に回り止め部が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の電極保持器。
【請求項４】
前記容器取付部の前記貫通孔内及び前記電極軸の外周には、前記電極軸の軸方向へ膨張あるい収縮する前記絶縁体の移動を受けるために、前記移動する絶縁体の移動方向と直交あるいは鋭角に接する受面を有する突起が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項，第２項又は第３項に記載の電極保持器。
【請求項５】
前記絶縁体は、前記電極軸に接して被覆している内側絶縁層と、前記金属製容器に取り付けられたときに前記金属製容器内で露出する部分の内側絶縁層の外周を被覆している外側絶縁層とからなり、前記内側絶縁層は、耐熱性、耐高圧性、及び耐薬品性のエンジニアリングプラスチックで形成され、前記外側絶縁層は、撥水性の良好な樹脂で形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項，第２項，第３項又は第４項に記載の電極保持器。
【請求項６】
前記エンジニアリングプラスチックはポリエーテルエーテルケトンであり、前記撥水性の良好な樹脂はフッ化エチレン−フロロアルコキシエチレン共重合体であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の電極保持器。
【請求項７】
前記外側絶縁層は、前記容器取付部の端部に形成された係止溝に前記電極軸の軸方向へ移動しないように係合し、前記電極軸の検出電極部に形成された係止溝に前記電極軸の軸方向へ移動しないように係合していることを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項に記載の電極保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製容器内に収容した液体の液位や液体の電気伝導度等を検出するための電極を前記金属製容器に絶縁状態で取り付ける電極保持器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、ボイラの缶体内や給水タンク内等における液位を知るための液位検出手段として、またボイラの缶水等の電気伝導度を知るための電気伝導度検出手段として、ボイラの缶体内や給水タンク内と連通する検出用の金属製容器に電極保持器が絶縁状態で取り付けられ、電源の一方を電極保持器の電極と接続し、電源の他方を金属製容器に接続して通電し、前記電極保持器の電極と金属製容器との間の導通状態に基づいて、液位や電気伝導度等の液体の状態を検出している。
【０００３】
前記金属製容器に取り付けられる電極保持器としては、一端側を端子部とし他端側を検出電極部とした電極軸と、貫通孔を有し、該貫通孔内に合成樹脂製の絶縁体を介して前記電極軸を保持する金属製の容器取付部とを備え、前記電極軸が前記容器取付部により、金属製容器の孔部を貫通した状態で且つ、前記絶縁体により前記金属製容器に対して電気的絶縁された状態で前記金属製容器に取り付けられる構造のものが知られている（日本特開２０００−４６６２８号公報参照。）。
【０００４】
前記電極保持器にあっては、例えば、ボイラの缶体のように内部が高温の状態にあるとき、これと連通する金属製容器内も高温状態となり、金属製容器に取り付けられている前記電極保持器の前記金属製容器内に露出する絶縁体が高温に耐えきれずに破壊されてしまうおそれがある。
【０００５】
このように絶縁体が破壊された場合、容器取付部に保持されていた電極軸が容器取付部から抜け金属製容器内へ落下するおそれがある。特に、金属製容器内が負圧であると、金属製容器内に吸い込まれるように落下し、金属製容器を破損させるおそれがある。また、ボイラの缶体のように内部が高圧である場合、金属製容器内も高圧となり、絶縁体の破壊により容器取付部に保持されていた電極軸が容器取付部から抜け金属製容器の外部へ飛び出し、また、電極軸と容器取付部の間に空いた隙間から金属製容器内の液体が吹き出すおそれがある。
【０００６】
また、電極軸と容器取付部が金属で絶縁体が合成樹脂であるため、電極軸と絶縁体との間や容器取付部と絶縁体との間が滑りやすく、金属製の電極軸や容器取付部と合成樹脂製の絶縁体の線膨張係数の差や合成樹脂の成形収縮率の大きさから、また、電極軸や容器取付部に捻りトルクが加わった場合に、電極軸と絶縁体との間や容器取付部と絶縁体との間に剥離が生じ、金属製容器内の液体が剥離した隙間から漏れてしまうおそれがある。
【発明の開示】
本発明の目的は、絶縁体の破壊があっても、電極軸が金属製容器の外部または内部へ飛び出すのを防止できるとともに、絶縁体の破壊により電極軸と容器取付部の間に空いた隙間から金属製容器内の液体の漏れを極力抑えられるようにした電極保持器を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、電極軸と絶縁体との間や容器取付部と絶縁体との間の剥離の発生を防止し、金属製容器内の液体の漏れを防止できるようにした電極保持器を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、絶縁体の耐熱性と撥水性を強化し、耐久性と絶縁性を向上させた電極保持器を提供することにある。
【０００９】
上記の本発明の目的は、一端側を端子部とし他端側を検出電極部とした電極軸と、貫通孔を有し、該貫通孔内に合成樹脂製の絶縁体を介して前記電極軸を保持する金属製の容器取付部とを備え、前記電極軸が前記容器取付部により、金属製容器の孔部を貫通した状態で且つ、前記絶縁体により前記金属製容器に対して電気的絶縁された状態で前記金属製容器に取り付けられる電極保持器であって、前記容器取付部の前記貫通孔内に、該貫通孔により形成される前記容器取付部の内周壁から突出する略リング状の座部が設けられ、前記電極軸の外周に、前記座部に対して前記電極軸の軸方向の内側または外側の少なくとも一方に、前記座部から距離を隔てて前記座部の孔径より大径の係止突部が設けられていることを特徴とする電極保持器により達成される。
【００１０】
このように構成すると、例えば、金属製容器内が高温状態となり、前記電極保持器の金属製容器内に露出する絶縁体が高温に耐えきれずに破壊され、前記電極軸が前記容器取付部から金属製容器の外部または内部へ飛び出そうとしたとき、前記係止突部が前記座部と係止し、前記電極軸が金属製容器の外部または内部へ飛び出すのを防止することができる。また、前記絶縁体の破壊で前記電極軸と前記容器取付部の間に空いた隙間は、前記座部と前記係止突部とが係止することにより塞がれるので、前記絶縁体が破壊されても金属製容器内の液体の漏れを極力抑えることができる。
【００１１】
前記係止突部は、前記座部に対して前記電極軸の軸方向の内側及び外側の両方に設けられている。
【００１２】
このように構成すると、前記電極保持器の金属製容器内に露出する絶縁体が破壊され、前記電極軸が前記容器取付部から金属製容器の外部または内部のいずれへ飛び出そうとしても、前記係止突部が前記座部と係止し、前記電極軸が金属製容器の外部または内部のいずれへも飛び出すことを防止することができる。
【００１３】
前記電極軸と前記絶縁体との接触面には、回り止め部が設けられ、且つ前記容器取付部と前記絶縁体との接触面には、回り止め部が設けられている。
【００１４】
このように構成すると、前記電極軸と前記絶縁体との間や前記絶縁体と前記容器取付部との間に捻りトルクが加わった場合に、前記各回り止め部が前記電極軸と前記絶縁体との間や前記容器取付部と前記絶縁体との間の滑りを阻止し、前記電極軸と前記絶縁体との間や前記容器取付部と前記絶縁体との間の剥離を防止するので、金属製容器内の液体の漏れを防止することができる。
【００１５】
前記容器取付部の前記貫通孔内及び前記電極軸の外周には、前記電極軸の軸方向へ膨張あるい収縮する前記絶縁体の移動を受けるために、前記移動する絶縁体の移動方向と直交あるいは鋭角に接する受面を有する突起が設けられている。
【００１６】
このように構成すると、金属製の前記電極軸や前記容器取付部よりも大きく膨張あるいは収縮して軸方向へ移動する絶縁体は、前記突起の受面に受けられる。そして、前記突起の受面は、前記移動する絶縁体の移動方向と直交あるいは鋭角に接する面となっていることから、移動する絶縁体と前記受面とは緊密に接触し、両者間のシール性が高くなり、前記電極軸と前記絶縁体との間や前記容器取付部と前記絶縁体との間に剥離が生じても、前記絶縁体と前記受面によるシールにより、金属製容器内の液体の漏れを防止することができる。
【００１７】
前記絶縁体は、前記電極軸に接して被覆している内側絶縁層と、金属製容器に取り付けられたときに金属製容器内で露出する部分の内側絶縁層の外周を被覆している外側絶縁層とからなり、前記内側絶縁層は、耐熱性、耐高圧性、及び耐薬品性のエンジニアリングプラスチックで形成され、前記外側絶縁層は、撥水性の良好な樹脂で形成されている。
【００１８】
このように構成すると、前記内側絶縁層となるエンジニアリングプラスチックは、耐熱性、耐高圧性、及び耐薬品性が高く、金属製容器内が高温状態であっても高温に耐えることができる。しかし、エンジニアリングプラスチックは、１５０℃前後で組織変化し（ガラス繊維温度が変化し）、撥水性がなくなり絶縁が劣化するが、その外周を被覆している前記外側絶縁層となる撥水性の良好な樹脂、例えば、フッ素系樹脂は高温になっても撥水性は落ちず、前記絶縁体の絶縁性を維持させることができる。即ち、前記内側絶縁層がエンジニアリングプラスチックで形成されているので、前記絶縁体が高温により破壊されることが防止されると共に、前記外側絶縁層が撥水性の良好な樹脂で形成されているので、前記絶縁体の撥水性が維持される。
【００１９】
前記エンジニアリングプラスチックはポリエーテルエーテルケトンであり、前記撥水性の良好な樹脂はフッ化エチレン−フロロアルコキシエチレン共重合体である。
【００２０】
このように構成すると、ポリエーテルエーテルケトンの耐熱性により高温による前記絶縁体の破壊が防止されると共に、フッ化エチレン−フロロアルコキシエチレン共重合体の撥水性により前記絶縁体の絶縁性が維持される。
【００２１】
前記外側絶縁層は、前記容器取付部の端部に形成された係止溝に前記電極軸の軸方向へ移動しないように係合し、前記電極軸の検出電極部に形成された係止溝に前記電極軸の軸方向へ移動しないように係合している。
【００２２】
このように構成すると、前記外側絶縁層の収縮による軸方向への移動が阻止され、前記外側絶縁層と前記容器取付部の端部との間及び前記外側絶縁層と前記検出電極部との間に隙間が生ぜず、前記絶縁体の絶縁性が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
図１は、本発明に係る電極保持器の形態の一例を示す縦断面図。
【００２４】
図２は、図１のＸ−Ｘ線一部省略断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
【００２６】
図１及び図２は本発明に係る電極保持器の形態の一例を示すものであり、図１は本例の電極保持器の縦断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線一部省略断面図である。
【００２７】
本例の電極保持器１は、金属製容器２に取り付けられて電極（後述）と金属製容器２の導通状態に基づいて金属製容器２内における液体の液位や電気伝導度等を検出するものである。前記金属製容器２は、ボイラの缶体や給水タンク等に連通して取り付けられ、ボイラの缶体や給水タンク内の液体の液位や電気伝導度等を検出するために使用される。
【００２８】
前記電極保持器１は一端側を端子部３ａとし他端側を検出電極部３ｂとした電極軸３と、貫通孔４を有してこの貫通孔４内に合成樹脂製の絶縁体５を介して前記電極軸３を保持する金属製の容器取付部６とを備え、前記電極軸３が前記金属製容器２の孔部７を貫通した状態で、前記絶縁体５により前記金属製容器２に対して電気的絶縁されて前記容器取付部６にて前記金属製容器２に取り付けられる構造となっている。
【００２９】
前記容器取付部６にあっては、上部に大径の六角頭部６ａが形成され、下部外周には前記孔部７に形成された雌ネジ部に螺合する雄ネジ部６ｂが形成されている。
【００３０】
この容器取付部６の軸心には前記貫通孔４が形成されており、該貫通孔４内には、該貫通孔４により形成される前記容器取付部６の内周壁から突出する略リング状の座部８が設けられている。
【００３１】
更に、前記貫通孔４により形成される前記容器取付部６の内周壁、即ち、前記絶縁体５との接触面には、前記容器取付部６と前記絶縁体５との間に捻りトルクが加わった場合に、前記容器取付部６と前記絶縁体５との間で滑りによる回転を阻止するための回り止め部１０が設けられている。この回り止め部１０は、前記容器取付部６と前記絶縁体５との間の滑りを阻止し、或いは前記容器取付部６と前記絶縁体５との接触抵抗を大きくするものであれば、その形状は特に限定されるものではない。本例では、前記貫通孔４内に突出する座部８の座面に、前記貫通孔４の軸心と交叉する方向に溝９が形成され、この溝９を前記回り止め部１０としている。そして、前記溝９内に前記絶縁体５が入り込むことにより、前記容器取付部６と前記絶縁体５が一体化し、前記容器取付部６と前記絶縁体５との間の滑りが阻止されるようになっている。
【００３２】
更に、前記貫通孔４により形成される前記容器取付部６の内周壁、即ち、前記絶縁体５との接触面には、前記容器取付部６よりも大きく膨張あるいは収縮して前記貫通孔４の軸方向へ移動する前記絶縁体５の移動を受けるために、前記移動する絶縁体５の移動方向と直交あるいは鋭角に接する受面１１を有する突起１２が設けられている。本例では、前記座部８が突起１２を兼ねており、前記座部８の座面が受面１１を構成するものとなっている。この受面１１は、本例では移動する前記絶縁体５と鋭角に接するように傾斜して形成されている。
【００３３】
また、前記電極軸３にあっては、所定の長さを有し、耐食性、耐熱性を有する金属で形成されている。そして、その一端側が端子部３ａとなり、他端側が検出電極部３ｂとなっている。この電極軸３は、前記端子部３ａと前記検出電極部３ｂを残し前記絶縁体５で被覆され、前記容器取付部６と絶縁されている。
【００３４】
この電極軸３の外周には、前記座部８に対して、軸方向の内側（前記検出電極部３ｂ側）と外側（前記端子部３ａ側）に所定の距離を隔てて前記座部８の孔径より大径の係止突部１３，１４がそれぞれ設けられている。
【００３５】
本例では、前記のように、前記電極軸３の外周に係止突部１３，１４が、前記座部８に対して、それぞれ軸方向の内側（前記検出電極部３ｂ側）と外側（前記端子部３ａ側）に設けられているが、これに限られるものではない。本例の電極保持器１が取り付けられる金属製容器２内が高圧である場合には、前記電極軸３の外周に、前記座部８に対して、軸方向の内側（前記検出電極部３ｂ側）の係止突部１３が設けられていればよい。また、金属製容器２内が負圧である場合には、前記電極軸３の外周に、前記座部８に対して、軸方向の外側（前記端子部３ａ側）の係止突部１４が設けられていればよい。
更に、前記電極軸３の外周、即ち、前記絶縁体５との接触面には、前記電極軸３と前記絶縁体５との間に捻りトルクが加わった場合に、前記電極軸３と前記絶縁体５との間で滑りによる回転を阻止するための回り止め部１５が設けられている。
【００３６】
この回り止め部１５は、前記電極軸３と前記絶縁体５との間の滑りを阻止し、或いは前記電極軸３と前記絶縁体５との接触抵抗を大きくするものであれば、その形状は特に限定されるものではない。本例では、前記電極軸３に軸方向と直交する方向へ貫通する貫通穴１６が形成され、この貫通穴１６を回り止め部１５としている。そして、前記貫通穴１６に前記絶縁体５が入り込むことにより、前記電極軸３と前記絶縁体５が一体化し、前記電極軸３と前記絶縁体５との間の滑りが阻止されるようになっている。
【００３７】
更に、前記電極軸３の外周、即ち、前記絶縁体５との接触面には、前記電極軸３よりも大きく膨張あるいは収縮して軸方向へ移動する前記絶縁体５の移動を受けるために、前記移動する絶縁体５の移動方向と直交あるいは鋭角に接する受面１７を有する突起１８が設けられている。本例では、前記各係止突部１３，１４もそれぞれ突起１８を兼ねており、前記係止突部１３，１４の前記電極軸３の軸心と直交するそれぞれの面が受面１７を構成するものとなっている。この受面１７は、本例では移動する前記絶縁体５の移動方向と直交した状態で接するように形成されている。
【００３８】
また、本例では、前記電極軸３の検出電極部３ｂに、先端に開口させてネジ孔１９が形成されており、このネジ孔１９に検出電極２０が螺合して接続されているが、前記検出電極部３ｂが検出電極２０を構成してもよい。
また、前記絶縁体５にあっては、本例では、前記電極軸３と接して被覆している内側絶縁層５ａと、前記電極保持器１が前記金属製容器２に取り付けられたときに前記金属製容器２内で露出する部分の内側絶縁層５ａの外周を被覆している外側絶縁層５ｂとで構成されている。
【００３９】
前記内側絶縁層５ａは、耐熱性、耐高圧性、及び耐薬品性のエンジニアリングプラスチックで形成されている。このエンジニアリングプラスチックとしては、ポリエーテルエーテルケトンが好ましい。ポリエーテルエーテルケトンは耐熱性、耐高圧性、及び耐薬品性に加え、成形性に優れている。また、前記外側絶縁層５ｂは、撥水性が良好な樹脂、例えば、フッ素系樹脂で形成されている。このフッ素系樹脂としては、フッ化エチレン−フロロアルコキシエチレン共重合体が好ましい。
【００４０】
更に、本例では、前記外側絶縁層５ｂは、前記容器取付部６の端部に形成された係止溝２１と前記電極軸３の軸方向へ移動しないように係合し、前記検出電極部３ｂに形成された係止溝２２と前記電極軸３の軸方向へ移動しないように係合している。
【００４１】
上記のように構成された電極保持器１は、前記容器取付部６の貫通孔４内に、前記座部８が設けられ、そして前記電極軸３の外周には、前記座部８に対して前記電極軸３の軸方向の内側と外側に距離を隔てて前記座部８の孔径より大径の係止突部１３，１４が設けられているので、例えば、前記電極保持器１を取り付けた前記金属製容器２内が高温状態となり、前記電極保持器１の前記金属製容器２内に露出する前記絶縁体５が高温に耐えきれずに破壊され、前記電極軸３が前記容器取付部６から前記金属製容器２の外部または内部へ飛び出そうとしたとき、前記係止突部１３または前記係止突部１４が前記座部８と係止し、前記電極軸３が前記金属製容器２の外部または内部へ飛び出すのを防止することができる。
【００４２】
また、前記絶縁体５の破壊で前記電極軸３と前記容器取付部６の間に空いた隙間は、前記座部８と前記係止突部１３または前記係止突部１４とが係止することにより塞がれるので、前記絶縁体５が破壊されても前記金属製容器２内の液体の漏れを極力抑えることができる。
【００４３】
また、前記貫通孔４により形成される前記容器取付部６の内周壁、即ち、前記絶縁体５との接触面に、前記回り止め部１０が設けられ、また、前記電極軸３の外周、即ち、前記絶縁体５との接触面に、前記回り止め部１５が設けられているので、前記電極軸３と前記絶縁体５との間や前記容器取付部６と前記絶縁体５との間に捻りトルクが加わった場合に、前記各回り止め部１０，１５が前記電極軸３と前記絶縁体５との間や前記容器取付部６と前記絶縁体５との間の滑りを阻止し、前記電極軸３と前記絶縁体５との間や前記容器取付部６と前記絶縁体５との間の剥離を防止するので、前記金属製容器２内の液体の漏れを防止することができる。
【００４４】
また、前記貫通孔４により形成される前記容器取付部６の内周壁、即ち、前記絶縁体５との接触面には、前記容器取付部６よりも大きく膨張あるいは収縮して軸方向へ移動する絶縁体５の移動を受けるために、前記移動する絶縁体５の移動方向と直交あるいは鋭角に接する受面１１を有する突起１２が設けられ、また、前記電極軸３の外周、即ち、前記絶縁体５との接触面には、前記電極軸３よりも大きく膨張あるいは収縮して軸方向へ移動する絶縁体５の移動を受けるために、前記移動する絶縁体５の移動方向と直交あるいは鋭角に接する受面１７を有する突起１８が設けられているので、膨張あるいは収縮により移動する絶縁体５と前記各受面１１，１７とはそれぞれ緊密に接触し、両者間のシール性が高くなり、前記電極軸３と前記絶縁体５との間や前記容器取付部６と前記絶縁体５との間に剥離が生じても、前記絶縁体５と前記各受面１１，１７によるシールにより、前記金属製容器２内の液体の漏れを防止することができる。
【００４５】
また、前記絶縁体５は、前記電極軸３に接して被覆している内側絶縁層５ａと、前記電極保持器１が前記金属製容器２に取り付けられたときに前記金属製容器２内で露出する部分の内側絶縁層５ａの外周を被覆している前記外側絶縁層５ｂとで構成されており、前記内側絶縁層５ａは、耐熱性、耐高圧性、及び耐薬品性のエンジニアリングプラスチックで形成され、前記外側絶縁層５ｂは、フッ素系樹脂で形成されている。前記内側絶縁層５ａとなるエンジニアリングプラスチックは、耐熱性、耐高圧性、及び耐薬品性が高く、前記金属製容器２内が高温状態であっても高温に耐えることができるが、エンジニアリングプラスチックは、１５０℃前後で組織変化し（ガラス繊維温度が変化し）、撥水性がなくなり絶縁が劣化する。しかし、その外周を被覆している前記外側絶縁層５ｂとなるフッ素系樹脂は、高温になっても撥水性は落ちず、前記絶縁体５の絶縁性を維持させることができる。即ち、前記内側絶縁層５ａがエンジニアリングプラスチックで形成されているので、前記絶縁体５が高温により破壊されることが防止されると共に、前記外側絶縁層５ｂがフッ素系樹脂で形成されているので、前記絶縁体５の撥水性が維持されるものとなる。
【００４６】
また、前記外側絶縁層５ｂは、前記容器取付部６の端部に形成された係止溝２１と前記電極軸３の軸方向へ移動しないように係合し、前記電極軸３の検出電極部３ｂに形成された係止溝２２と前記電極軸３の軸方向へ移動しないように係合しているので、前記外側絶縁層５ｂの膨張あるいは収縮による軸方向への移動が阻止され、前記外側絶縁層５ｂと前記容器取付部６の端部との間及び前記外側絶縁層５ｂと前記検出電極部３ｂとの間に隙間が生ぜず、前記絶縁体５の絶縁性が維持されるものとなる。
【図１】
0004419155.tif 000002
【図２】
0004419155.tif 000003