(57)【要約】【課題】流体からの熱が筐体を介して基板に伝達することを抑制することが可能なセンサを提供する。【解決手段】センサ１０は、検出素子６０を含む検出ユニット５０と、検出ユニット５０を保持するとともに、マウント部３５を有する筐体２０とを備えている。第２基板８０は、一方向における先端側が筐体２０のマウント部３５に保持されている。支持部材４３は、筐体２０から一方向に延び出しており、第２基板８０から一方向に直交する方向に離間して配置されるとともに、第２基板８０の一方向における基端側に固定されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出素子を含む検出ユニットと、
前記検出ユニットを保持するとともに、マウント部を有する筐体と、
一方向における先端側が前記筐体の前記マウント部に保持される第２基板と、
前記筐体から前記一方向に延び出し、前記第２基板から前記一方向に直交する方向に離間して配置されるとともに、前記第２基板の前記一方向における基端側に固定される支持部材とを備えたことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記第２基板は、支持板部と、前記支持板部に直交するように連結された補助支持板部とを有し、前記支持部材は、前記補助支持板部において前記第２基板に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記支持部材は、少なくとも一対設けられ、前記少なくとも一対の支持部材の間にスペースが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記補助支持板部に発光素子が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のセンサ。
【請求項５】
前記マウント部に溝が形成され、前記第２基板の側縁が前記溝に挿入されることにより、前記第２基板が前記マウント部に保持されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項６】
前記筐体に保持された第１基板をさらに備え、前記第１基板と前記第２基板とは、前記一方向に直交する方向に沿って互いにずれており、前記一方向に直交する方向から見て互いに部分的に重なり合っていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項７】
前記筐体の少なくとも一部がセラミックスからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の特性を検出するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の特性を検出するセンサには、所定の試料位置に採取した試料をセットして検出を行うもののほかに、例えば流体が流れる管路やタンク等の被装着体に装着されるものや、管路やタンク等に挿入可能な携帯式のもの等がある。この種のセンサは、流体の状態変化に対する応答性が求められることが多い。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された流体温度検出用センサは、被装着体に装着されるセンサハウジングを有する。センサハウジングは保護筒を有し、この保護筒には、熱伝導性ペーストを介して温度検出素子が収容されている。また、センサハウジングの外周には雄ねじが形成されている。流体温度検出用センサを被装着体に装着する際は、保護筒を測定媒体に向けた状態で、センサハウジングの雄ねじを、被装着体の挿通孔に形成された雌ねじに螺合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４８６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した流体温度検出用センサは、温度検出素子が測定媒体に接触しないが、検出素子が流体に接触することによって検出を行うセンサも存在する。このようなセンサにおいては、流体が加熱された際、流体からの熱が検出素子を介して回路基板に伝わり、この熱によって回路基板が劣化してしまうおそれがある。これに対して、回路基板の電子部品を耐熱部品とすることも考えられる。しかしながら、一般に耐熱部品は高価であるため、耐熱部品を用いることによってセンサのコストが上昇してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであって、その目的は、流体からの熱が筐体を介して基板に伝達することを抑えることが可能なセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、検出素子を含む検出ユニットと、前記検出ユニットを保持するとともに、マウント部を有する筐体と、一方向における先端側が前記筐体の前記マウント部に保持される第２基板と、前記筐体から前記一方向に延び出し、前記第２基板から前記一方向に直交する方向に離間して配置されるとともに、前記第２基板の前記一方向における基端側に固定される支持部材とを備えたことを特徴とするセンサである。
【０００８】
前記センサにおいて、前記第２基板は、支持板部と、前記支持板部に直交するように連結された補助支持板部とを有し、前記支持部材は、前記補助支持板部において前記第２基板に連結されていても良い。
【０００９】
前記センサにおいて、前記支持部材は、少なくとも一対設けられ、前記少なくとも一対の支持部材の間にスペースが形成されていても良い。
【００１０】
前記センサにおいて、前記補助支持板部に発光素子が設けられていても良い。
【００１１】
前記センサにおいて、前記マウント部に溝が形成され、前記第２基板の側縁が前記溝に挿入されることにより、前記第２基板が前記マウント部に保持されていても良い。
【００１２】
前記センサにおいて、前記筐体に保持された第１基板をさらに備え、前記第１基板と前記第２基板とは、前記一方向に直交する方向に沿って互いにずれており、前記一方向に直交する方向から見て互いに部分的に重なり合っていても良い。
【００１３】
前記センサにおいて、前記筐体の少なくとも一部がセラミックスからなっても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、流体からの熱が筐体を介して基板に伝達することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、センサの使用状態を説明するための図である。
【図２】図２は、図１に示されたセンサを示す斜視図である。
【図３】図３は、図２とは異なる方向から、図２に示されたセンサを示す斜視図である。
【図４】図４は、カバーを取り外した状態で、図３に示されたセンサを示す斜視図である。
【図５】図５は、図２に示されたセンサを示す縦断面図である。
【図６】図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を示す図である。
【図７】図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面を示す図である。
【図８】図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面を示す図である。
【図９】図９は、図２に示されたセンサを示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は、センサに組み込まれ得る検出素子の一例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１７】
図１〜図１１は、本発明の一実施の形態に係るセンサ１０を示している。このうち図１は、センサ１０の使用状態を示している。センサ１０は、監視対象となる流体や雰囲気の特性や状態を計測するための機器である。図１に示すように、以下に説明する一具体例では、センサ１０は、油（例えば、作動油）を用いた装置（例えば、油圧機器）１００の配管１０１に取り付けられ、油に溶け込んだ水分量を評価する指標となる水分活性値ａｗを計測する。すなわち、以下に説明する一例において、センサ１０の監視対象は、装置内の液体、より具体的には油であり、センサ１０の監視項目は、油中の水分活性値ａｗとなる。水分活性値ａｗは、油中の水蒸気圧を油の飽和水蒸気圧で除して得られる値であり、油内相対湿度〔単位：％〕を１００で除した数値と同一となる。
【００１８】
以下に説明する一実施の形態では、監視項目や監視対象に応じたセンサ１０を安価に提供するための工夫がなされている。以下で提案される工夫は、油以外の液体、流体、雰囲気等を監視対象とするセンサや、水分活性値ｓｗ以外の項目を監視項目として計測するセンサに対しても、広く適用することが可能である。
【００１９】
図５に示すように、センサ１０は、筐体２０、検出ユニット５０、第１基板７０及び第２基板８０を有している。筐体２０は、検出ユニット５０、第１基板７０及び第２基板８０を保持している。検出ユニット５０は、監視対象たる油雰囲気に配置され、監視項目たる水分活性値ａｗに対応した電気信号を送出する。第１基板７０及び第２基板８０は、外部からの電力を受けて検出ユニット５０に供給するための回路や、検出ユニット５０からの電気信号を処理する回路を含んでいる。第１基板７０及び第２基板８０は、別体であり、上述した回路が適宜区分けされて、第１基板７０又は第２基板８０に実装されている。回路の区分けは、第１基板７０及び第２基板８０の少なくとも一方に汎用性を付与するよう、実施される。そして、第１基板７０及び第２基板８０の少なくとも一方が、汎用性を有し、監視対象及び監視項目の少なくとも一方が異なるセンサ間で共用されることで、センサ１０の製造コストを安価にすることが実現される。
【００２０】
以下、センサ１０の各構成要素について、順に詳述していく。
【００２１】
まず、筐体２０について説明する。図１〜図９から理解されるように、筐体２０は、筐体本体２５及びカバー４５を有している。筐体本体２５及びカバー４５は、第１基板７０及び第２基板８０を収容する内部空間２１を形成している。また、筐体２０は、筐体本体２５に装着される保護部材２３を、さらに有している。
【００２２】
筐体本体２５は、図２に示すように、一方向ｄａにおける一側に、検出ユニット５０を保持している。検出ユニット５０の検出素子６０は、筐体本体２５から一方向ｄａにおける一側に延び出している。保護部材２３は、筐体本体２５との間で、検出素子６０を収容する空間を形成している。図１に示すように、保護部材２３は、検出素子６０とともに、監視対象となる油中に浸漬される。保護部材２３には、多数の連通穴２４が形成されている。油は、この連通穴２４を通過して、筐体本体２５と保護部材２３との間に形成された検出素子６０を収容する空間に流入することができる。保護部材２３は、筐体本体２５とは反対側となる一方の開口を閉鎖された略円筒状の部材である。保護部材２３は、油中に浮遊する摩耗粉等の異物から検出素子６０を保護する。保護部材２３は、監視対象たる油に対して優れた耐性を有する材料から形成されることが好ましい。また、筐体本体２５も監視対象たる油に対して優れた耐性を有する材料から形成されることが好ましい。
【００２３】
なお、図示された例において、センサ１０は、全体として長手となる軸線を有しており、一方向ｄａは、この軸線に一致している。以下において、一方向ｄａを、軸線方向ｄａとも呼ぶ。また、一方向ｄａにおける一側を、軸線方向ｄａにおける先端側と呼び、一方向ｄａにおける他側を、軸線方向ｄａにおける基端側と呼ぶ。
【００２４】
図５及び図６に示すように、筐体２０は、筐体本体２５と、筐体本体２５に着脱可能に装着されるカバー４５と、を有している。筐体本体２５は、軸線方向ｄａにおける先端側で検出ユニット５０を保持する。カバー４５は、概ね、一方の開口を塞がれた円筒状の外形状となっている。カバー４５は、軸線方向ｄａにおける他側から筐体本体２５に取り付けられる。本実施の形態において、筐体２０の少なくとも一部、例えば筐体本体２５がセラミックスからなっていても良い。この場合、監視対象となる油からの熱が筐体本体２５を介して第２基板８０に伝達しにくくすることができる。
【００２５】
図４〜図６に示すように、筐体本体２５は、軸状部３０と、ナット部３３と、マウント部３５と、を有している。軸状部３０、ナット部３３及びマウント部３５は、軸線方向ｄａに沿って先端側から基端側へ、この順で設けられている。
【００２６】
図５及び図６に示すように、軸状部３０は、検出ユニット５０を保持している。また、軸状部３０は、取り付け用係合部３１及び保持用係合部３２を有している。このうち、保持用係合部３２は、保護部材２３を保持する部分である。保持用係合部３２は、保護部材２３に設けられた雌ねじと螺合する雄ねじを有している。図１に示すように、取り付け用係合部３１は、センサ１０の装置１００への据え付けに用いられる部分である。取り付け用係合部３１は、装置１００の保持穴１０２に設けられた雌ねじと螺合する雄ねじを有している。
【００２７】
図５及び図６に示すように、ナット部３３は、軸状部３０よりも太い幅を有している。言い換えると、ナット部３３は、軸線方向ｄａに直交する方向の寸法において、軸状部３０よりも太くなっている。ナット部３３は、ナット状に形成されている。スパナ等の工具によってナット部３３を把持し、センサ１０の軸線を中心としてセンサ全体を回転させることにより、装置１００の保持穴１０２に対してセンサ１０を固定することができる。
【００２８】
図５及び図６に示すように、マウント部３５は、軸状部３０及びナット部３３よりもさらに太い幅を有している。言い換えると、マウント部３５は、軸線方向ｄａに直交する方向の寸法において、軸状部３０及びナット部３３よりもさらに太くなっている。マウント部３５は、カバー４５を取り外し可能に保持する部位である。マウント部３５には、カバー４５と係合する段部３６が、形成されている。図４に示すように、段部３６において、マウント部３５の幅は、軸線方向ｄａにおける先端側で基端側よりも太くなっている。図５及び図６に示すように、段部３６は、軸線方向ｄａに沿ってカバー４５を筐体本体２５に対して位置決めする。マウント部３５のカバー４５によって覆われる部位には、螺子穴３７及び封止部材３８が設けられている。螺子穴３７は、カバー４５を筐体本体２５に固定する際に用いられる。封止部材３８は、例えばＯリングである。封止部材３８は、筐体本体２５とカバー４５との間の隙間を塞ぎ、筐体本体２５とカバー４５とによって形成される筐体２０の内部空間２１を密閉する。
【００２９】
図５及び図６に示すように、筐体本体２５には、軸線方向ｄａに延びる中空部分が形成されている。筐体本体２５は、全体として、軸線方向ｄａに延びる筒状の部材として形成されている。ただし、筐体本体２５の中空部分は、軸線方向ｄａにおける先端側において、壁部２２によって塞がれている。この壁部２２には、検出ユニット５０が保持されている。また、筐体本体２５の中空部分は、軸線方向ｄａにおける基端側の開口から、第１基板７０を挿入されている。すなわち、筐体本体２５の中空部分は、第１基板７０を収容する収容空間２６として、機能する。また、カバー４５は、筐体本体２５を軸線方向ｄａにおける基端側から覆っている。そして、筐体本体２５の中空部分は、筐体２０の内部空間２１の一部分を形成している。
【００３０】
図５及び図６に示すように、収容空間２６をなす筐体本体２５の中空部分は、軸線方向ｄａにおける基端側において幅広となっている。図９に示すように、収容空間２６の軸線方向ｄａにおける基端側部分は、軸線方向ｄａにおける基端側に向けて開口したくぼみ４０によって形成されている。くぼみ４０は、マウント部３５に形成されている。図８に示すように、くぼみ４０は、軸線方向ｄａに直交する面上において、横方向（図８の紙面における左右方向）に幅広となった略長方形形状となっている。図４及び図９に示すように、くぼみ４０をなす一対の側壁部の各々には、溝４１が形成されている。一対の溝４１は、横方向に対向して配置されている。図４に示すように、一対の溝４１には、第２基板８０の側縁８０ａが挿入されている。したがって、筐体本体２５の中空部分の一部分をなすくぼみ４０は、第２基板８０を収容する収容空間２６として、機能する。
【００３１】
図５及び図６に示すように、カバー４５は、軸線方向ｄａに延びる筒状の外形状を有している。ただし、筒状の外形状の軸線方向ｄａにおける基端側は、閉鎖されている。図３に示すように、カバー４５の基端側端面には、接続部４６が設けられている。接続部４６は、外部と、筐体２０内に配置される第１基板７０及び第２基板８０との電気的接続を確保するための端子として機能する。また、図３に示すように、カバー４５の基端側端面には、第２基板８０のランプ８５を露出させる穴が形成されている。
【００３２】
図５及び図６に示すように、カバー４５は、軸線方向ｄａにおける先端側に開口している。図５に示すように、カバー４５の先端側開口を形成する周縁部４７が、マウント部３５に形成された段部３６に係合する。カバー４５には、マウント部３５の螺子穴３７に対面する位置に、螺子受け穴４８が形成されている。螺子受け穴４８を貫通した螺子２７が螺子穴３７に螺合することで、カバー４５が筐体本体２５に固定される。カバー４５の内部空間と、筐体本体２５の収容空間２６とによって、第１基板７０及び第２基板８０を収容する筐体２０の内部空間２１が形成される。
【００３３】
なお、螺子２７を外すことで、カバー４５を筐体本体２５から取り外すことができる。すなわち、カバー４５は、筐体本体２５に対して着脱可能となっている。とりわけ図示された例において、カバー４５が装着されるマウント部３５は、保持用係合部３２が設けられた軸状部３０よりも軸線方向ｄａにおける基端側に位置している。すなわち、図１に示すように、軸線方向ｄａに沿って、マウント部３５と検出素子６０との間に、センサ１０を装置１００に据え付けるための取り付け用係合部３１が位置している。したがって、センサ１０を装置１００に取り付けた状態において、カバー４５は筐体本体２５へ着脱可能である。
【００３４】
図９によく示されているように、筐体２０の筐体本体２５のマウント部３５に、支持部材４３が固定されている。この支持部材４３は、第２基板８０の補助支持板部８２（後述）に連結されることにより、第２基板８０の基端側を支持するものである。支持部材４３は、棒状または筒状の部材として、マウント部３５から軸線方向ｄａに沿って基端側へ向けて延び出している。より詳細には、支持部材４３は、マウント部３５の基端側の面のうち、第２基板８０よりも下側（第１基板７０の反対側）の領域から延びている。また図示された例において、一対の支持部材４３が、横方向（第２基板８０の幅方向に平行な方向）に互いから離間して、設けられている。この場合、一対の支持部材４３は、同一の部材からなり、その軸線が互いに平行となるよう配置されている。本実施の形態において、支持部材４３は、断面六角形状の棒状または筒状の部材からなっているが、これに限らず、断面円形状、三角形状、四角形状等の棒状体または筒状体、あるいは平板状の部材としても良い。なお、支持部材４３は、１又は３以上設けても良い。
【００３５】
次に、検出ユニット５０について説明する。図９に示すように、検出ユニット５０は、検出素子６０と、検出素子６０に電気的に接続した端子部５２と、を有している。筐体本体２５の先端側壁部２２を貫通し、筐体本体２５の中空部分に延び入っている。すなわち、図５及び図６に示すように、検出ユニット５０が筐体２０に保持された状態において、検出素子６０は、内部空間２１の外部に位置し、検出素子６０と接続した端子部５２は、先端側壁部を貫通して、内部空間２１の外部から内部まで延びている。図示された例において、端子部５２は、一対の金属製の棒状部材となっている。
【００３６】
なお、棒状部材からなる端子部５２を先端側壁部２２に取り外し可能とすることで、検出ユニット５０を筐体２０（筐体本体２５）から着脱可能としてもよい。この例によれば、検出素子６０の交換を、軸線方向ｄａに沿った取り外しおよび挿入といった単純な作業によって、短時間で実施することができる。
【００３７】
検出素子６０は、筐体２０に保持されて、センサ１０の監視対象に晒される。検出素子６０は、監視項目に対応した電気信号を出力する。本実施の形態では、連通穴２４を介しして、保護部材２３及び筐体本体２５の先端によって画成された空間に油が流入し、当該空間内に保持された検出素子６０が、油中に保持される。そして、検出素子６０は、当該油の水分活性値ａｗに対応した電気信号、例えば水分活性値ａｗに対応した電圧を出力する。
【００３８】
ここで、図１０及び図１１を参照して、水分活性値ａｗを計測するための検出素子６０の一具体例について説明する。図１０及び図１１に示された例において、検出素子６０は、支持板部６１と、支持板部６１に支持された第１電極６２、第２電極６３及び感応膜６４と、を有している。第１電極６２、感応膜６４及び第２電極６３は、この順で、支持板部６１上に積層されている。第１電極６２は、第１端子６６を介し、一対の端子部５２の一方に電気的に接続している。第２電極６３は、第２端子６７を介し、一対の端子部５２の他方に電気的に接続している。第１電極６２及び第２電極６３は、例えばクロム等の金属材料からなり、感応膜６４は、例えばポリイミド等の水分子を脱吸着する有機絶縁物からなる。
【００３９】
第１電極６２及び第２電極６３は、感応膜６４によって、互いから非接触な状態に保持されている。具体的な構成として、感応膜６４は、第１電極６２及び第２電極６３よりも若干大きい平面視形状を有している。感応膜６４の周縁は、第１電極６２及び第２電極６３からはみ出しており、第１電極６２及び感応膜６４は、直接接触していない。
【００４０】
このような検出素子６０では、感応膜６４への水分子の吸着及び脱離が、第２電極６３からはみ出した露出部分及び第２電極６３を介して行われる。検出素子６０の周辺における油の水分量が安定すると、感応膜６４への水分子の吸着は油との間で平衡化する。例えば油に含まれる水分子が増加すれば、感応膜６４に吸着される水分子の量も増加し、油に含まれる水分子が減少すれば、感応膜６４に吸着される水分子の量も減少する。感応膜６４への水分子の吸着及び脱離により、第１電極６２及び第２電極６３の間の静電容量が変化する。第１電極６２及び第２電極６３の間の静電容量に基づき、油に含まれる水分量を検出することができる。
【００４１】
次に、第１基板７０について説明する。図４によく示されているように、第１基板７０は、筐体本体２５の収容空間２６内に保持される。とりわけ本実施の形態において、第１基板７０は、軸線方向ｄａに沿って基端側から先端側へ向けて筐体本体２５の収容空間２６に挿入されることにより、筐体本体２５に保持される。ただし、第１基板７０は、カバー４５を取り外された筐体本体２５に対して、着脱可能となっている。図４〜図６に示すように、第１基板７０が筐体本体２５に保持された状態で、軸線方向ｄａにおける基端側に位置する当該第１基板７０の端部分は、筐体本体２５からカバー４５内の空間へ軸線方向ｄａにおいて基端側に延び出している。この延び出した部分を把持することで、第１基板７０の筐体本体２５への着脱を容易に行うことができる。
【００４２】
図９によく示されているように、第１基板７０は、第１支持板部７１と、第１支持板部７１によって支持された第１回路７２、端子部７３及びコネクタ端子７４と、を有している。このうち第１回路７２については、後述する。第１支持板部７１は、板状の部材であり、第１回路７２等を支持するための支持部材として機能する。第１支持板部７１は、例えば絶縁性の樹脂板からなる。なお、第１基板７０の筐体本体２５に対する着脱及び位置決めを容易化するため、軸線方向ｄａに延びる溝が、筐体本体２５の収容空間２６を形成する内壁に、設けられていることが好ましい。この溝に、第１支持板部７１の側縁が係合することで、収容空間２６内において第１基板７０を所定の位置に安定して配置することが可能となる。
【００４３】
図５に示すように、端子部７３は、検出ユニット５０の端子部５２と接触して、第１基板７０と検出ユニット５０との電気的な接続を確保する。図５及び図９に示すように、端子部７３は、軸線方向ｄａにおける先端側向けて開口したソケット状に形成されている。端子部７３は、軸線方向ｄａにおける基端側に向けて延びる検出ユニット５０の端子部５２を受け入れることにより、端子部５２と電気的に接続する。とりわけ図示された例では、第１基板７０の端子部７３と検出ユニット５０の端子部５２は、軸線方向ｄａに沿って基端側から先端側へ向けて筐体本体２５の収容空間２６内に第１基板７０を挿入することにより、自動的に電気的に接続する。このとき、第１基板７０は、軸線方向ｄａにおいて位置決めされ、さらに、ソケット状端子部７３と端子部５２との係合によって、第１基板７０と検出素子６０とが固定される。これにより、第１基板７０は、検出ユニット５０とともに、筐体本体２５に対して固定された状態となる。
【００４４】
なお、ソケット状端子部７３と端子部５２との係合は、軸線方向ｄａに沿って先端側から基端側へ第１基板７０を引き抜こうとする外力を負荷することで、解除される。すなわち、第１基板７０は、検出ユニット５０に着脱可能であり、検出ユニット５０を保持した第１基板７０に対しても取り外し可能に固定される。
【００４５】
図４に示すように、第１コネクタ９１の一方の端部が、コネクタ端子７４と着脱可能となっている。第１コネクタ９１の他方の端部は、第２基板８０の第１コネクタ端子８６と着脱可能となっている。すなわち、第１コネクタ９１は、第１基板７０のコネクタ端子７４と電気的に接続した第１回路７２と、第２基板８０の第１コネクタ端子８６と電気的に接続した第２回路８４と、の間の電気的な接続を確保することができる。図示された例において、コネクタ端子７４は、第１支持板部７１のうちの、筐体本体２５からカバー４５内の空間へ軸線方向ｄａにおいて基端側に延び出した部分に、設けられている。したがって、第１基板７０が筐体本体２５に対して所定の位置に保持された状態で、第１コネクタ９１のコネクタ端子７４への着脱を容易に行うことができる。
【００４６】
なお、第１コネクタ９１、並びに、後述する第２コネクタ９２及び第３コネクタ９３は、図４に模式的に示し、その他の図においては図示を省略している。
【００４７】
次に、第２基板８０について説明する。図５及び図６に示すように、第２基板８０は、第１基板７０と同様に、筐体本体２５及びカバー４５によって画成される筐体２０の内部空間２１内に保持される。上述したように、第２基板８０の側縁８０ａが、筐体本体２５のマウント部３５に形成された溝４１に嵌まることで、第２基板８０は、筐体本体２５に取り外し可能に保持される（図４及び図９参照）。このとき、図４に示すように、第２基板８０の大部分が、筐体本体２５の収容空間２６の外部に位置し、筐体本体２５から軸線方向ｄａに沿って基端側へ延び出している。
【００４８】
図示された例において、第２基板８０は、溝４１と係合する側縁８０ａを含む第２支持板部８１と、接続部材８３を介して第２支持板部８１と連結された補助支持板部８２と、を有している。第２支持板部８１及び補助支持板部８２は、共に、絶縁性の材料からなる板状の部材である。図４及び図５に示すように、接続部材８３は、第２支持板部８１の板面と補助支持板部８２の板面とが直交するよう、第２支持板部８１と補助支持板部８２とを連結する。これにより第２支持板部８１と補助支持板部８２とは、側方から見て（図５５参照）略Ｌ字形状をなす。補助支持板部８２は、支持部材４３の軸線方向ｄａにおける基端側となる端面に対面する位置に穴を形成されており、この穴を介して、螺子９５が支持部材４３に螺合している。この結果、第２基板８０は、その基端部において螺子９５を介して支持部材４３に固定され、且つ、その先端部において溝４１を介して筐体本体２５に固定されている。軸線方向ｄａにおける両端において第２基板８０を筐体２０に対して固定することで、筐体２０の内部空間２１における所定の位置に第２基板８０を安定して保持することができる。なお、螺子９５を外した後に、第２基板８０を軸線方向ｄａにおける基端側へ引くことで、第２基板８０を筐体本体２５から取り外すことができる。すなわち、第２基板８０は、カバー４５を筐体本体２５から取り外した状態で、第２基板８０を筐体２０から取り外し可能である。
【００４９】
図４に示すように、第２支持板部８１には、第２回路８４、第１コネクタ端子８６、第２コネクタ端子８７及び第３コネクタ端子８８が、設けられている。一方、補助支持板部８２には、ランプ（発光素子）８５が設けられている。第２回路８４については、第１回路７２とともに、後述する。第１コネクタ端子８６は、上述したように、第１コネクタ９１と着脱可能に接続する。第１コネクタ９１は、第１基板７０及び第２基板８０の間での電気的接続を確保する。
【００５０】
また、図４に示すように、第２コネクタ９２の一方の端部が、第２回路８４に電気的に接続した第２コネクタ端子８７と、着脱可能となっている。第２コネクタ９２の他方の端部は、カバー４５の接続部４６と着脱可能となっている。すなわち、第２コネクタ９２は、第２基板８０と外部との間の電気的な接続を確保することができる。なお、第２コネクタ端子８７は、第２回路８４を介して第１コネクタ端子８６と接続されていてもよいし、或いは、第２回路８４を介すことなく第１コネクタ端子８６と接続されていてもよい。後者の場合、第２コネクタ９２及び第１コネクタ９１は、第２回路８４を介すことなく、第１回路７２を直接外部に接続することができる。
【００５１】
さらに、第３コネクタ９３の一方の端部が、第３コネクタ端子８８と着脱可能となっている。第３コネクタ９３の他方の端部は、補助支持板部８２に支持されたランプ８５と着脱可能となっている。第３コネクタ端子８８は、第２回路８４、第１コネクタ端子８６及び第２コネクタ端子８７の一以上と電気的に接続している。したがって、ランプ８５の点灯、点滅、消灯等を、第１回路７２又は第２回路８４によって、制御することができる。図示された例において、三つのランプ８５が設けられている。例えば、センサ１０の監視対象である油の水分活性値ａｗが正常値であることを検出している場合には、第１のランプ８５が点灯し、油の水分活性値ａｗが予め設定した所定値以上となった場合に、第２のランプ８５が点灯し、油の水分活性値ａｗが予め設定したより大きな所定値以上となった場合に、第３のランプ８５が点灯するようにしてもよい。すなわち、ランプ８５は、油に含有されるおおよその水分量をユーザに報知するためのものであり、検出素子６０により検出された水分活性値ａｗの実測値は、接続部４６に接続した外部出力装置にて確認することができる。さらに、センサ１０自体に異常が発生した場合には、三つのランプ８５が点灯することによって故障を報知するようにしてもよい。ランプ８５は、例えば、発光ダイオードからなる。なお、本実施の形態において、ランプ８５は補助支持板部８２に設けられているが、これに限らず、第２支持板部８１の側縁８０ａ側に支持板を別途設け、この支持板にランプ８５を設けても良い。
【００５２】
ところで、図５及び図８に示すように、第２回路８４を支持する第２支持板部８１は、軸線方向ｄａに直交する縦方向（図５及び図８の紙面における上下方向）に、支持部材４３から離間して配置されている。第２支持板部８１は、軸線方向ｄａにおける先端側端部においてのみ、筐体２０に接触している。すなわち、第２支持板部８１は、溝４１のみで筐体２０に直接接触している。さらに、第２支持板部８１の基端側端部に補助支持板部８２が設けられ、この補助支持板部８２に支持部材４３が連結されている。一般に、センサ１０が取り付けられる装置１００や監視対象となる油に温度変化が生じた場合、装置１００や油に接触した筐体２０は、温度変化を来たしやすい。第２支持板部８１がこの筐体２０と大面積で直接接触していないことから、第２回路８４の急激な温度変化が生じにくくなっている。したがって、第２回路８４が意図された機能を安定して発揮することができる。
【００５３】
また、図８及び図９によく示されているように、支持部材４３は、横方向（図８及び図９の紙面における左右方向）に離間して配置された一対の棒状または筒状の部材である。したがって、一対の支持部材４３の間のスペースを有効に利用することができる。図示された例において、ランプ８５は、軸線方向ｄａに直交する横方向において一対の支持部材４３の間に位置している。そして、ランプ８５に電気的に接続する第３コネクタ９３は、一対の支持部材４３の間を通過して、補助支持板部８２を貫通したランプ８５に電気的に接続している。この結果、センサ１０の小型化を実現することができる。
【００５４】
さらに、図４〜図６に示すように、軸線方向ｄａに沿った一部の領域において、第１基板７０及び第２基板８０の両方が配置されている。具体的には、マウント部３５と、マウント部３５の基端側となる一部の領域とにおいて、第１基板７０及び第２基板８０の両方が配置されている。図７及び図８に示すように、この領域において、第１基板７０及び第２基板８０は、互いに干渉しないよう、軸線方向ｄａに直交する縦方向（図７及び図８の紙面における上下方向）に沿って互いからずれるとともに、上記縦方向から見て互いに部分的に重なり合っている（図５および図６参照）。すなわち、図示された例においては、第１基板７０及び第２基板８０を縦方向にずらして配置することで、第１基板７０及び第２基板８０を縦方向と直交する軸線方向ｄａにおいて少なくとも部分的に重複する領域に配置することができる。このような第１基板７０及び第２基板８０の配置によれば、縦方向のスペースを利用して、センサ１０の軸線方向ｄａの寸法を小型化することができる。
【００５５】
次に、第１回路７２及び第２回路８４について説明する。
【００５６】
センサ１０は、当該センサ１０による監視項目に応じて選択された検出素子６０、すなわち監視すべき特性や状態に応じて選択された検出素子６０を有している。そして、センサ１０は、検出素子６０を有効に機能させて当該検出素子６０から監視項目（図示された例では、水分活性値ａｗ）の評価指標となる電気的出力値を出力するための回路を有している。第１基板７０及び第２基板８０に含まれる回路としては、組み合わせて用いられる検出素子６０に応じて変更されるべき回路と、所定の異なる検出素子６０に対して共通して用いられ得る回路とが、存在する。検出素子６０に応じて変更されるべき回路として、検出素子６０からの出力を、センサ１０による監視項目に対応した電気的出力値、例えば電流値に変換する回路を例示することができる。一方、所定の異なる検出素子６０に対して共通して用いられ得る回路としては、外部の電力源から供給された電力のノイズを除去する回路や、外部の電力源からの電圧を変換する変圧回路等を、例示することができる。
【００５７】
また、同一の監視項目に対応した検出素子６０を有するセンサ１０間であっても、監視対象が異なれば、第１基板７０及び第２基板８０に含まれる回路を一部変更した方が好ましいこともある。例えば、監視項目となる特性値または状態値の絶対値が監視対象に応じて大きく異なる場合、電気的出力値のレンジを変更して出力することが好ましい。この例では、検出素子６０からの出力を増幅する回路を、センサ１０の監視対象に応じて変更することが好ましい。さらに、監視対象が異なれば、すなわちセンサ１０をどのような装置１００に対して設置するかに依存して、センサ１０の用途や目的も大きく変化する。したがって、同一のセンサ１０を用いる場合においても、センサ１０に含まれた警告灯や警報ブザーが点灯又は鳴動する条件を、当該センサ１０の設置対象、用途、目的等に応じて調節する必要も生じる。
【００５８】
すなわち、センサ１０に組み込まれて検出素子６０と電気的に接続した回路７２、８４は、センサ１０の監視項目や監視対象に依存して、設計されるべきである。その一方で、回路７２、８４の一部については、センサ１０の監視項目や監視対象に依存することなく、共通して用いることができる。したがって、第１回路７２及び第２回路８４の区分け如何によって、第１基板７０および第２基板８０のうちの一方を、監視項目や監視対象が異なるセンサ間で、共通して使用することができる。すなわち、第１回路７２及び第２回路８４の区分けを、第１基板７０及び第２基板８０の少なくとも一方に汎用性をもたらすよう、実施することができる。第１基板７０及び第２基板８０の少なくとも一方が、汎用性を有する場合、この汎用性を有した一方の基板を、監視対象及び監視項目の少なくとも一方が異なるセンサ１０間で、共用することが可能となり、センサ１０の製造コストを低減することができる。
【００５９】
ここで、図示された例に則して、より具体的に説明する。図示された例において、センサ１０は、監視対象となる油圧機器等の装置１００の油について、水分活性値ａｗを監視項目として計測する。このようなセンサ１０は、一例として、以下の回路を含む。
・回路（Ａ）：接続部４６を介して外部電源から受けた電力を、検出素子６０の駆動電力に応じて変換する、回路。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路。
・回路（Ｂ）：接続部４６を介して外部電源から受けた電力に含まれるノイズを除去する回路。
・回路（Ｃ）：検出素子６０から出力された電気信号を、監視項目となる水分活性値ａｗに対応した指標としての電気的出力値に変換する回路。例えば、検出素子６０からの出力電圧を、所定のレンジの電流値に変換する回路。
・回路（Ｄ）：回路（Ｃ）で生成された電気的出力値に基づき、ランプ８５の発光状態を制御する回路。
【００６０】
以上に例示した回路のうち、回路（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、汎用性が低い回路であって、水分活性値ａｗとは異なる監視項目（特性や状態）を計測することを目的とした検出素子との組み合わせでは使用することができないことが予想される。一方、回路（Ｂ）は、汎用性が高い回路であり、検出素子６０の種類や精度によらず、共通して使用することを期待することができる。したがって、第１基板７０及び第２基板８０のうちの一方に、回路（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｄ）が実装され、第１基板７０及び第２基板８０のうちの他方に、回路（Ｂ）が実装されるようにした場合、回路（Ｂ）を含む基板を、監視項目や監視対象が異なるセンサ間で、共通して使用することができる可能性がある。
【００６１】
また、水分活性値ａｗを計測する検出素子６０を有したセンサ１０であっても、当該センサ１０の監視対象の相違に基づき、検出素子６０の精度やセンサ１０設置の目的等が異なれば、回路（Ａ）及び（Ｄ）を流用できないことも予想される。したがって、第１基板７０及び第２基板８０のうちの一方に、回路（Ａ）及び（Ｄ）が実装され、第１基板７０及び第２基板８０のうちの他方に、回路（Ｂ）及び（Ｃ）が実装されるようにした場合、回路（Ｂ）及び（Ｃ）を含む基板を、監視対象等が異なる水分活性値計測用のセンサの間で、共用することができる。
【００６２】
そして、監視項目、監視対象、及び、監視目的の少なくとも一以上が異なるセンサ間で、回路の少なくとも一部分を共通に使用することができれば、センサ１０の製造原価を低減することが可能となる。
【００６３】
次に、以上の構成からなるセンサ１０の使用時の作用について説明する。
【００６４】
まず、監視対象となる装置１００の配管１０１等に、センサ１０を設置する。配管１０１には、保持穴１０２が形成されている。この保持穴１０２内に、先端側からセンサ１０をその軸線方向ｄａに沿って挿入する。次に、工具でナット部３３を把持して、センサ１０を保持穴１０２内で回転させる。このとき、保持穴１０２内に形成された雌ねじに対し、取り付け用係合部３１の雄ねじが噛み合い、取り付け用係合部３１が保持穴１０２に螺合する。これにより、センサ１０の装置１００の配管１０１への取り付けが完了する。
【００６５】
配管１０１内では、監視対象となる油が、連通穴２４を介して保護部材２３内に流入する。保護部材２３内で油に浸漬された検出素子６０は、油の水分活性値ａｗに応じた電気信号を出力する。検出素子６０からの電気信号は、第１基板７０の第１回路７２及び第２基板８０の第２回路８４で電気的出力値に変換される。電気的出力値に基づき油の水分活性値ａｗを評価する。水分活性値ａｗの評価結果に基づいてランプ８５が制御され、ランプ８５が、点灯、消灯、又は、点滅する。また、接続部４６を介して電気的に接続した外部装置に油の水分活性値ａｗが表示される。
【００６６】
ところで、センサ１０を用いて配管１０１内の油を監視している間、油が加熱されたとき、この油からの熱は、筐体２０の保護部材２３から、筐体本体２５およびマウント部３５を順次介して支持部材４３に伝達される。本実施の形態において、第２基板８０は、軸線方向ｄａの先端側でマウント部３５の溝４１に保持されており、かつ軸線方向ｄａの基端側で支持部材４３に固定されている。また支持部材４３は、第２基板８０から軸線方向ｄａに直交する方向（第２支持板部８１の法線方向）に離間して配置されており、第２支持板部８１と支持部材４３との間に空間が形成されている。このように、第２基板８０と筐体２０および支持部材４３との接触面積が最小限に抑えられているので、上記油からの熱が、筐体２０および支持部材４３から第２基板８０に伝わることを抑制し、熱によって第２基板８０の電子部品等が劣化する不具合を防止することができる。
【００６７】
また、図１に示すように、センサ１０が配管１０１に取り付けられた状態において、筐体本体２５とカバー４５との接続箇所は、配管１０１の外部に位置している。したがって、筐体本体２５を配管１０１に固定した状態で、言い換えると筐体本体２５が配管１０１の保持穴１０２を塞いだ状態で、カバー４５を筐体本体２５から取り外すことができる。そして、カバー４５を取り外した状態で、螺子９５を取り外すことにより、第１基板７０を筐体本体２５から取り外すこと、及び、第１基板７０を筐体本体２５に取り付けることが、可能となる。同様に、カバー４５を取り外した状態で、第２基板８０を筐体本体２５から取り外すこと、及び、第２基板８０を筐体本体２５に取り付けることが可能となる。第１基板７０及び第２基板８０は、故障や、監視条件の追加や変更に伴って第１回路７２又は第２回路８４での処理を変更することに対応して、交換される。
【００６８】
とりわけ本実施の形態では、センサ１０に含まれる回路が、第１回路７２及び第２回路８４に区分けされている。したがって、交換が必要となる回路を含んだ基板のみを交換すれば良く、交換にともなう費用を安価に抑えることができる。加えて、本実施の形態では、筐体本体２５が配管１０１の保持穴１０２を塞いだ状態で、第１基板７０又は第２基板８０の交換が実施され得る。したがって、配管１０１内からの油の抜き取り及び配管１０１内への油の再充填を行う必要がない。これに対して、回路が筐体から着脱可能となっていないセンサを用いる場合、配管から油を抜き取った後に、センサを配管から取り外して代わりの新しいセンサを配管に取り付け、さらに、配管に油を再充填することになる。したがって、本実施の形態によれば、回路の交換時に伴う作業及び費用を大幅に削減することができる。
【００６９】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、第２基板８０は、軸線方向ｄａにおける先端側で筐体２０のマウント部３５に保持されている。また、支持部材４３は、筐体２０から軸線方向ｄａの基端側に延び出しており、第２基板８０から軸線方向ｄａに直交する縦方向（図５及び図８の紙面における上下方向）に離間して配置されている。さらに支持部材４３は、第２基板８０の軸線方向ｄａにおける基端側に固定されている。これにより、第２基板８０と、筐体２０又は支持部材４３との接触面積が最小限に抑えられるので、監視対象である油からの熱が、筐体２０や支持部材４３から第２基板８０に伝わることを抑えることができる。この結果、熱によって第２基板８０の電子部品等が劣化する不具合を防止することができる。この場合、第２基板８０の電子部品として高価な耐熱部品を用いる必要がないので、耐熱部品を用いることによってセンサ１０のコストが上昇するおそれもない。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、第２基板８０は、第２支持板部８１と、第２支持板部８１に直交するように連結された補助支持板部８２とを有し、支持部材４３は、補助支持板部８２において第２基板８０に連結されている。これにより、第２基板８０の軸線方向ｄａに沿った長さを抑え、センサ１０の軸線方向ｄａに沿った長さを短くしてセンサ１０を小型化することができる。
【００７１】
また、本実施の形態によれば、一対の支持部材４３の間にスペースが形成されているので、第２基板８０周囲における伝熱をさらに抑制することができる。また、このスペースの内部に第３コネクタ９３等の配線を通過させることができる。これにより、筐体２０の内部空間２１を効率良く用いることができ、センサ１０を小型化することができる。
【００７２】
また、本実施の形態によれば、補助支持板部８２にランプ８５が設けられているので、ランプ８５によって油に関する情報（水分量）やセンサ１０の状態等をユーザに報知することができる。また、ランプ８５をセンサ１０に効率良く配置することができ、省スペース化を図ることができる。
【００７３】
また、本実施の形態によれば、マウント部３５に溝４１が形成され、第２基板８０の側縁８０ａが溝４１に取り外し可能に挿入されることにより、第２基板８０がマウント部３５に保持されている。これにより、第２基板８０とマウント部３５との接触面積を最小限に抑え、油からの熱が、マウント部３５から第２基板８０に伝わることを抑制することができる。また、例えば監視対象となる油等からの熱伝達等によって、筐体２０の温度が変化し、さらには、筐体２０の内部空間２１に温度条件の変化が生じることも予想され得る。この環境条件の変化にともない、第２基板８０の温度分布が不均一となって第２基板８０に熱応力が生じ、第２基板８０は、この熱応力に起因して反り返る等の変形を来すことになる。この点、本実施の形態によれば、溝４１と側縁８０ａとの係合により、第２基板８０を筐体２０内で所定の位置に安定して保持することができる。とりわけ図示された例では、マウント部３５に一対の溝４１が形成され、第２基板８０の両側縁８０ａがマウント部３５によって保持されるようになっている。したがって、筐体本体２５によって、第２基板８０をより安定して保持することができる。結果として、第２基板８０の変形を効果的に防止することができ、第２基板８０の変形にともなった第２回路８４の損傷を効果的に防止することができる。これにより、センサ１０の動作の信頼性を向上させることができる。さらに、第２基板８０をマウント部３５に確実に保持することができるとともに、第２基板８０の筐体本体２５への取り付け、並びに、第２基板８０の筐体本体２５からの取り外しを、極めて容易且つ短時間で実施することができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態によれば、第１基板７０と第２基板８０とは、軸線方向ｄａに直交する縦方向（図５及び図８の紙面における上下方向）に沿って互いにずれており、当該縦方向から見て互いに部分的に重なり合っている。これにより、第１基板７０と第２基板８０とを筐体２０内で効率良く配置することができるので、センサ１０の軸線方向ｄａに沿った長さを短くしてセンサ１０を小型化することができる。
【００７５】
さらにまた、本実施の形態によれば、筐体２０の少なくとも一部がセラミックスからなっていても良く、この場合、油からの熱が第２基板８０に伝わることをより確実に抑制することができる。
【００７６】
なお、上述した一実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。以下の説明では、上述の一実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の一実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
【００７７】
上述した一実施の形態において、検出ユニット５０、第１基板７０及び第２基板８０のすべてが、筐体２０に着脱可能となっている例を説明したが、この例に限られない。検出ユニット５０、第１基板７０及び第２基板８０の一以上が、筐体２０に固着されていてもよい。なお、第１基板７０及び第２基板８０の一方が筐体２０に固着される場合、汎用性の高い回路を含む基板が、筐体２０が固着され、汎用性の低い方の基板を交換可能とすることが好ましい。
【００７８】
また、上述した実施の形態において、第１コネクタ９１の両端が、着脱可能となっている例を示したが、この例に限られず、第１コネクタ９１の一方の端部が、第１コネクタ端子８６又はコネクタ端子７４に固着されていてもよい。また、上述した実施の形態において、第２コネクタ９２の両端が、着脱可能となっている例を示したが、この例に限られず、第２コネクタ９２の一方の端部が、第２コネクタ端子８７又は接続部４６に固着されていてもよい。
【００７９】
さらに、上述の実施形態ではセンサ１０が被装着体である装置１００に固定的に装着される例について説明したが、センサ１０は他の態様によって測定対象の流体の特性を計測してもよい。例えば、ユーザがセンサ１０を手で把持しながら監視対象の流体に差し込むことで計測が行われてもよいし、管路やタンクから採取した流体試料を測定対象として計測が行われてもよい。
【００８０】
さらに、上述の実施形態では油などを監視対象流体とする例について説明したが、油以外の流体を監視対象としてもよく、任意の液状体（液体及びゾル等）及び気体の特性を検出するセンサに対して本発明を適用することができる。液状体の監視対象として、例えば排水、飲食品、薬品、河川の水、海水、インク、洗剤及び光造形剤等が挙げられる。
【００８１】
さらに、上述の実施形態では水分量を監視項目とする例について説明したが、水分量以外の流体の特性を計測すべき監視項目としてもよい。検出素子６０は、例えば流体の圧力、温度、流量、液面、或いは流速等を検出するものであってもよいし、流体中における特定の含有物質の有無や含有物質の濃度を検出するものであってもよいし、流体中の含有物質を検出及び特定するものであってもよい。
【００８２】
さらに、検出素子６０の検出方式は、静電容量式以外の方式であってもよく、例えば光学素子を有する検出素子や熱伝導式の検出素子を検出素子６０として使用することも可能である。ただし、検出素子６０の検出方式は、監視対象の流体及び監視項目の種類に応じて適切な方式が選択されることが好ましい。また、検出素子６０の構成及び材料も、監視対象の流体及び監視項目の種類に応じて適切な構成及び材料が選択されることが好ましい。
【００８３】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０        センサ
２０        筐体
２５        筐体本体
３５        マウント部
４０        くぼみ
４１        溝
４３        支持部材
４５        カバー
５０        検出ユニット
５１        保持ベース
６０        検出素子
７０        第１基板
７１        第１支持板部
８０        第２基板
８１        第２支持板部
８２        補助支持板部
８５        ランプ
【図１】
2017090377.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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