JP2015021936A - センサ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサの取り付けにかかる加工コストを削減できる簡素な構造を持ち、且つセンサの交換及び補修が容易となるセンサ取付構造の提供。【解決手段】 内外を貫通する取付孔を備えたパイプと、前記取付孔に先端部を挿入した状態で固定され中間部にストッパを備える棒状の検知部を備えたセンサと、前記検知部の前部が貫通する保持孔を備え前記ストッパの前端に接するスペーサと、前記検知部の後部が貫通する支持孔を備え前記パイプの弾性挟持を以って前記ストッパの後端を加圧するフレキシブルクリップと、前記検知部の前部周面及び前記スペーサの前端に密着し且つ前記取付孔の周縁部に密着する前ガスケットと、前記フレキシブルクリップの開口を規制する繋ぎ機構を備えるセンサ取付構造。【選択図】 図１

Description

本発明は、センサの取付構造に関し、特に、管路を流通する流体を検知するセンサの取付構造に関する。

管路を流通する流体を検知するセンサには、例えば、給湯器の給湯温度を感知するサーミスタ素子等が挙げられる。
センサの取付手法としては、例えば、管路を構成するパイプに検知部挿入用の孔を開け、当該孔の周辺であって当該パイプの外面にセンサ固定の為の治具を蝋付け等で固定する手法（下記特許文献１参照）や、センサを前記パイプの外面にクリップやネジ等で固定する手法（下記特許文献２及び特許文献３参照）など、前記パイプの内外など取付位置の選択やその際の具体的構造が相異した手法が様々紹介されている。

特開平５−２９６８５２号公報 特開２００３−１４８８３９号公報 特開２００４−６１０６６号公報

しかしながら、前記手法をはじめとするセンサ取付構造は、センサの取り付けに際して加工工程を複数経なければならない構造や、パイプやセンサの仕様（サイズ等）に応じてそれに適した治具等を用いねばならない構造であって、いずれもセンサの交換が容易にできない構造、又は汎用性のない構造であることは否めなかった。
殊に、前者にあっては、一旦取り付けてしまうと、それを取り外すことが困難となる工程や、パイプに無用な孔をいくつも開けねばならない工程が伴うことともなり、センサの交換及び修繕に、パイプ自体の交換及び修繕が伴う場合もあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、管路を流通する流体を検知するセンサの取付構造において、センサの取り付けにかかる加工コストを削減できる簡素な構造を持ち、且つセンサの交換及び補修が容易となるセンサ取付構造の提供を目的とする。

上記課題を解決する為になされた本発明によるセンサ取付構造は、内外を貫通する取付孔を備えたパイプと、前記取付孔に先端部を挿入した状態で固定され中間部にストッパを備える棒状の検知部を備えたセンサと、前記検知部の後部が貫通する支持孔を備え前記パイプの弾性挟持を以って前記ストッパの後端を加圧するフレキシブルクリップと、前記検知部の前部周面及び前記ストッパの前端に密着し且つ前記取付孔の周縁部に密着する前ガスケットと、前記フレキシブルクリップの開口を規制する繋ぎ機構を備えることを特徴とする。

上記課題を解決する為になされた本発明による他のセンサ取付構造は、内外を貫通する取付孔を備えたパイプと、前記取付孔に先端部を挿入した状態で固定され中間部にストッパを備える棒状の検知部を備えたセンサと、前記検知部の前部が貫通する保持孔を備え前記ストッパの前端に接するスペーサと、前記検知部の後部が貫通する支持孔を備え前記パイプの弾性挟持を以って前記ストッパの後端を加圧するフレキシブルクリップと、前記検知部の前部周面及び前記スペーサの前端に密着し且つ前記取付孔の周縁部に密着する前ガスケットと、前記フレキシブルクリップの開口を規制する繋ぎ機構を備えることを特徴とする。

上記課題を解決する為になされた本発明による他のセンサ取付構造は、前記スペーサを前記検知部の後方に配置したものであって、内外を貫通する取付孔を備えたパイプと、前記取付孔に先端部を挿入した状態で固定され中間部にストッパを備える棒状の検知部を備えたセンサと、前記検知部の後部が貫通する保持孔を備え前記ストッパの後端に接するスペーサと、前記検知部の後部が貫通する支持孔を備え前記パイプの弾性挟持を以って前記スペーサに圧力を加えるフレキシブルクリップと、前記検知部の前部周面及び前記ストッパの前端に密着し且つ前記取付孔の周縁部に密着する前ガスケットと、前記フレキシブルクリップの開口を規制する繋ぎ機構を備えることを特徴とする。

尚、前記スペーサに圧力を加えるとは、前記フレキシブルクリップが前記スペーサに対し別体となって加圧するか、一体となって圧力を伝えるかを問わない。前記スペーサを前記フレキシブルクリップと別体として備える場合には、前記検知部の後部周面及び前記スペーサの後端に密着する後ガスケットを備えるセンサ取付構造としてもよい。
また、前記繋ぎ機構は、前記フレキシブルクリップの開口部に引っ掛かる弾性ヒンジであってもよい。
前記フレキシブルクリップにあっては、前記スペーサを側方から弾性的に保持する挟持部を備える構造としても良い。

本発明によるセンサ取付構造によれば、パイプに、その内外を貫通する適当な取付孔を開けるだけでセンサを装着できることとなり、しかも、センサの交換や保守点検時にあっては、容易に取り外し、又再装着することができることとなり、パイプにセンサを装着する際のコストや労力を削減することができる。

また、フレキシブルクリップと弾性ヒンジとを対にした構成の採用によって、同じフレキシブルクリップが適用できるパイプの径の幅が広まり、スペーサ、ガスケット、及び弾性ヒンジのサイズをセンサやパイプのサイズに応じて適宜変更するだけで対応することが可能となる。
その結果、パイプの径などに応じたセンサ取付部材の管理維持が容易となり、仕様変更や耐用期間等に応じた切替えや補修が容易となる。

本発明によるセンサ取付構造の一例を示す分解断面図である。 本発明によるセンサ取付構造に用いるフレキシブルクリップの一例を示す平面図、Ａ−Ａ矢視断面図、及び側面図である。 本発明によるセンサ取付構造に用いる弾性ヒンジの一例を示す平面図、正面図、及び左側面図である。 本発明によるセンサ取付構造に用いるスペーサの一例を示す平面図及びＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明によるセンサ取付構造に用いるガスケットの一例を示す平面図及びＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明によるセンサ取付構造の実施態様例を示す断面図である。 本発明によるセンサ取付構造の実施態様例を示す断面図である。 本発明によるセンサ取付構造の一例を示す断面図である。 本発明によるセンサ取付構造の一例を示す断面図である。 本発明によるセンサ取付構造の一例を示す断面図である。

以下、本発明によるセンサ取付構造の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１に示すセンサ取付構造は、給湯器等の管路を構成するパイプ１の内部にセンサの検知部２を挿入し、当該センサからパイプ１内を流通する流体の存否、量、又は流体の温度等の物理量を検出するためのものである。

＜センサ取付構造＞
この例は、給湯器が具備する管路の内外に貫通する取付孔３を備えたパイプ１と、前記取付孔３に先端部を挿入した状態で固定され中間部にフランジ４をストッパーとして備える棒状の検知部２を備えたセンサと、前記検知部２の前部が貫通する保持孔５を備え前記フランジ４の前端に接するスペーサ６と、前記検知部２の後部が貫通する支持孔７を備えると共に、前記パイプ１を弾性挟持することを以って前記フランジ４の後端を加圧するフレキシブルクリップ８と、前記検知部２の周面及び前記スペーサ６の前端に密着し且つ前記取付孔３の周縁部に密着する前ガスケット９と、前記検知部２の周面及び前記スペーサ６の後端に密着する後ガスケット１０と、前記フレキシブルクリップ８の開口を規制する弾性ヒンジ１１とで構成されるセンサ取付構造である。

＜センサ取付方法＞
このセンサ取付構造は、以下の工程を経て形成される。
即ち、先ず、前記パイプ１の側壁に、前記センサの棒状の検知部２をその内空部の適切な位置に挿入できる必要最小限の径で丸い取付孔３を穿設する。
次に、前記前ガスケット９、前記スペーサ６及び前記後ガスケット１０を、前記棒状の検知部２の前部から前記フランジ４の位置に至るまで挿入し、続いて、当該棒状の検知部２の先端部を前記パイプ１の前記取付孔３に挿入し、前記パイプ１の定位置にセンサを配置する。

以上の工程を経て前記パイプ１に対するセンサの配置を完了した後、前記棒状の検知部２の後部を前記フランジ４の位置に至るまで前記フレキシブルクリップ８の支持孔７に挿通しつつ、前記パイプ１が完全に挟持され且つ保持されるに至るまで、当該フレキシブルクリップ８の開口部を当該パイプ１に向けて加圧する。
前記パイプ１が、前記フレキシブルクリップ８に完全に挟持され且つ保持されたことが確認できると、当該フレキシブルクリップ８の開口部の拡幅を規制する弾性ヒンジ１１を、側面を開放したキャップの如く当該開口部へスナップ的に装着しセンサ取付作業を終了する。

＜センサ取付構造の構成要素＞
以下、この例におけるセンサ取付構造の構成要素を詳細に説明する。
[パイプ]
この例に用いられるパイプ１は、上記の通り取付孔３を備えたものであるが、当該取付孔３の周縁部の気密性を高めるべく、前記取付孔３を穿設する前に、前記前ガスケット９が定着するに足る領域のみを平らに加圧成形（以下平坦部１２と記す。）した後に取付孔３を穿設したものでもよい（図６参照）。

[センサ]
前記センサは、前記スペーサ６の取り付け若しくはその位置決め又は前記フレキシブルクリップ８から加圧を受ける便宜上、中間部に、例えば前記フランジ４や突出片（図示省略）等の形でストッパを有する棒状の検知部２を持った構成を採られていることを要する。
この例に用いられているセンサは、中空円筒キャップ状のステンレス製保護管ａを外壁として備え、その先端部側にサーミスタ素子ｂを装填し、その二本のリード線ｃの絶縁をチューブｄ等を介在すること等によって維持しつつ、各々からリード線ｅを引き出し、それらと前記保護管ａとの隙間にシリコン樹脂やウレタン樹脂等の絶縁材ｆを充填した前記棒状の検知部２を備える温度センサである（図１参照）。
当該センサにおいて、前記フランジ４は、前記棒状の検知部２の保護管ａの中間部の表面に環状の突条を設けたものである。

[スペーサ及びガスケット]
前記スペーサ６は、前記棒状の検知部２のパイプ内への侵入量に基づいて調整された高さを有する円柱状の部材であって、その中心に前記棒状の検知部２が挿通し且つフランジ４を留まらせる径を持った前記保持孔５を備える。
図４に示す例は、前記パイプ１に平坦部１２を設けない場合に適用するスペーサ６の例であって、その前端に、前記パイプ１の側曲面に倣う曲面ｇを備える。
前記前ガスケット９は、当該曲面ｇに倣って変形し、前記パイプとそれに挿し入れられた前記棒状の検知部２との間隙に介在し適切な気密性を維持確保することとなる。

また、前記前ガスケット９の受圧に伴う偏平化を調整すべく、当該スペーサ６の前端に適正な厚みを維持するに適した深さの座繰りｈを設けても良い（後ガスケット１０を装着する場合など必要に応じて後端にも設ける場合がある。）。

前記（前後）ガスケット９，１０は、計測する温度に応じて、テフロン（登録商標）製又はシリコンゴム製等のＯリングを採用する（図５参照）。

[フレキシブルクリップ]
当該例における前記フレキシブルクリップ８は、方形（帯状）に裁断した金属板（ステンレス等）を、中央に加圧板Ａを有し且つその両側に対照的に保持腕Ｂ，Ｂ及び掛け代Ｃ，Ｃを有するΩ字状に曲げ成形し、前記パイプ１とスペーサ６の側方を囲い、且つ前記加圧板Ａから前記スペーサ６の後端に加わった圧力が、当該スペーサ前端を介して前記パイプ１の前記取付孔３の周縁部に加わった状態で当該パイプ１を確実に保持し得る形状と弾性を与えられた装着対象たる前記パイプ１を挟むためのクリップ部材である。尚、前記フレキシブルクリップ８の素材は、フレキシブル性を有する限りにおいて、他の金属、樹脂、又はゴム等を成形して構成しても良い（図２参照）。

当該例では、前記掛け代Ｃ，Ｃを左右対称な先広がりに傾斜して成形し、その前面を前記パイプ１を保持腕Ｂ，Ｂの間隙内に誘導するための案内面Ｄ，Ｄとし、前記保持腕Ｂ，Ｂの先部を先窄まりに成形することによって、装着の容易化と、前記パイプの確実な保持を可能とする。

更に、当該例は、左右保持腕Ｂ，Ｂの中央部から後向きの挟持爪（挟持部）Ｅを切り出し、当該挟持爪Ｅを内側に曲げ入れることによって、前記スペーサ６の側面支持を図っている。
当該挟持爪Ｅの先端に直線的な支持辺を設けると共に、前記スペーサ６の側面がなす曲面の湾曲方向二方向を対照的に切欠し一対の平行平面ｉ，ｉを形成すれば（図４参照）、装着対象たる前記パイプ１に前記フレキシブルクリップ８を装着することを以って、自動的に前記スペーサ６の前端に形成した曲面が当該パイプ１の前記取付孔３周辺の曲面に倣う様に前記スペーサ６の向きを合わせることができる。

[弾性ヒンジ]
前記弾性ヒンジ１１は、前記フレキシブルクリップ８の開口部を形作る一対の掛け代Ｃ，Ｃに引っ掛かるフック部Ｆ，Ｆと、当該開口部を封じる規制部Ｇを備えた板バネである。
当該例では、一方のフック部Ｆの先端に掛け爪Ｈを備え、他方のフック部Ｆの先端に掛け代Ｃへの掛け外しを助ける操作片Ｉを延設することによって略ムの字状を呈する（図３参照）。

即ち、上記例は、前記規制部Ｇの両端から鋭角に曲げ成形されることにより両フック部Ｆ，Ｆは先窄まりに成形され、一方のフック部Ｆが他方のフック部Ｆよりも長く成形されている。長い方のフック部Ｆの先端から延出する操作片Ｉは、当該フック部Ｆの先端から外側に屈曲し、当該弾性ヒンジ１１を外す際の手掛かりとなる。一方、短い方のフック部Ｆの先端から延出する掛け爪Ｈは、当該フック部Ｆの先端から内側へかぎ状に屈曲する。
一方、前記掛け代Ｃは、前記一方のフック部Ｆの掛け爪Ｈを引っ掛ける掛孔Ｊを備える（図２参照）。

＜弾性ヒンジの取付方法＞
前記掛け孔Ｊ，Ｊに前記弾性ヒンジ１１の掛け爪Ｈを掛け、そこを支点として前記操作片Ｉを操作し揺動させながら他方の掛け代Ｃへ前記他方のフック部Ｆを押し当てれば、前記操作片Ｉの内面に案内された掛け代Ｃが当該他方のフック部Ｆの内側に嵌め入れられる(図１参照)。

＜センサ取付構造＞
図８に示す例は、給湯器が具備する管路の内外に貫通する取付孔３を備えたパイプ１と、前記取付孔３に先端部を挿入した状態で固定され中間部にフランジ４をストッパーとして備える棒状の検知部２を備えたセンサと、前記検知部２の後部が貫通する保持孔５を備え前記フランジ４の後端に接するスペーサ６と、前記検知部２の後部が貫通する支持孔７を備えると共に、前記パイプ１を弾性挟持することを以って前記スペーサ６の後端を加圧するフレキシブルクリップ８と、前記検知部２の周面及び前記フランジ４の前端に密着し且つ前記取付孔３の周縁部に密着する前ガスケット９と、前記フレキシブルクリップ８の開口を規制する弾性ヒンジ１１とで構成されるセンサ取付構造である。前記検知部２の周面及び前記スペーサ６の後端及び前記取付孔３の裏面周縁部に密着する後ガスケット１０を付設してもよい。

＜センサ取付方法＞
このセンサ取付構造は、以下の工程を経て形成される。
即ち、先ず、前記パイプ１の側壁に、前記センサの棒状の検知部２をその内空部の適切な位置に挿入できる必要最小限の径で丸い取付孔３を穿設する。
次に、前記前ガスケット９を前記棒状の検知部２の前部から前記フランジ４の位置に至るまで挿入し、前記スペーサ６を、前記棒状の検知部２の後部から前記フランジ４の位置に至るまで挿入し、続いて、当該棒状の検知部２の先端部を前記パイプ１の前記取付孔３に挿入し、前記パイプ１の定位置にセンサを配置する。

以上の工程を経て前記パイプ１に対するセンサの配置を完了した後、前記棒状の検知部２の後部を前記スペーサ６の後端位置に至るまで前記フレキシブルクリップ８の支持孔７に挿通しつつ、当該フレキシブルクリップ８に前記パイプ１が完全に挟持され且つ保持されるに至るまで、当該フレキシブルクリップ８の開口部を当該パイプ１に向けて加圧する。
前記パイプ１が、前記フレキシブルクリップ８に完全に挟持され且つ保持されたことが確認できると、当該フレキシブルクリップ８の開口部の拡幅を規制する弾性ヒンジ１１を、側面を開放したキャップの如く当該開口部へスナップ的に装着しセンサ取付作業を終了する。

＜センサ取付構造の構成要素＞
以下、この例におけるセンサ取付構造の構成要素を詳細に説明する。
[パイプ、センサ]
この例に用いられるパイプ１及びセンサは、前記実施例１と同様の構造を有する。

[スペーサ及びガスケット]
図８に示す例は、前記パイプ１に平坦部１２を設けた場合に適用するスペーサ６の例であって、前記棒状の検知部２の先端部を所定の位置に留まらせる長さを有するパイプである。
前記前ガスケット９は、前記パイプとそれに挿し入れられた前記棒状の検知部２との間隙に介在し適切な気密性を維持確保することとなる。
また、前記前ガスケット９の受圧に伴う偏平化を調整すべく、当該スペーサ６の前端に適正な厚みを維持するに適した深さの座繰り（図示省略）を設けても良い（後ガスケットを装着する場合など必要に応じて後端にも設ける場合がある。）。

[フレキシブルクリップ、弾性ヒンジ]
当該例における前記フレキシブルクリップ８及び前記弾性ヒンジ１１の形態及び素材並びに前記フレキシブルクリップ８への弾性ヒンジ１１の取付方法は、前記実施例１と同様である。

図９に示す実施例３は、前記実施例２において、前記スペーサ６と前記フレキシブルクリップ８とを、前記スペーサ６の後端と前記フレキシブルクリップ８における前記取付孔３の裏面周縁を連続させることによって一体化した構造を有するものである。

＜センサ取付構造＞
図１０に示す実施例４は、前記実施例１及び前記実施例２において、前記スペーサ６と前記棒状の検知部２を比較的長いフランジ４として一体化し、前記ストッパと前記スペーサ６としての機能を前記棒状の検知部２に課したものである。

＜センサ取付方法＞
このセンサ取付構造は、以下の工程を経て形成される。
即ち、先ず、前記パイプ１の側壁に、前記センサの棒状の検知部２をその内空部の適切な位置に挿入できる必要最小限の径で丸い取付孔３を穿設する。
次に、前記前ガスケット９を前記棒状の検知部２の前部から前記フランジ４の位置に至るまで挿入し、続いて、当該棒状の検知部２の先端部を前記パイプ１の前記取付孔３に挿入し、前記パイプ１の定位置にセンサを配置する。

以上の工程を経て前記パイプ１に対するセンサの配置を完了した後、前記棒状の検知部２の後部を前記フランジ４の位置に至るまで前記フレキシブルクリップ８の支持孔７に挿通しつつ、前記パイプ１が完全に挟持され且つ保持されるに至るまで、当該フレキシブルクリップ８の開口部を当該パイプ１に向けて加圧する。
前記パイプ１が、前記フレキシブルクリップ８に完全に挟持され且つ保持されたことが確認できると、当該フレキシブルクリップ８の開口部の拡幅を規制する弾性ヒンジ１１を、側面を開放したキャップの如く当該開口部へスナップ的に装着しセンサ取付作業を終了する。

＜センサ取付構造の構成要素＞
以下、この例におけるセンサ取付構造の構成要素の構造は、前記センサの検知部又はスペーサの形態を除き、前記実施例１又は実施例２と同様である。

本発明によるセンサ取付構造は、以上の如く構成され、前記パイプ１の径の多少の相違は、前記フレキシブルクリップ８の弾性を以って対応でき、異なるパイプ径に応じて変化した当該フレキシブルクリップ８の開口部の広さに応じた前記規制部Ｇを持つ前記弾性ヒンジ１１や、前記検知部２の挿入深度を決める前記スペーサ６やガスケット９，１０の厚さを適宜採用するだけで対応することができる（図６及び図７参照）。

ａ 保護管，ｂ サーミスタ素子，ｃ リード線，ｄ チューブ，
ｅ リード線，ｆ 絶縁材，ｇ 曲面，ｈ 座繰り，ｉ 平面，
Ａ 加圧板，Ｂ 保持腕，Ｃ 掛け代，Ｄ 案内面，Ｅ 挟持爪，
Ｆ フック部，Ｇ 規制部，Ｈ 掛け爪，Ｉ 操作片，Ｊ 掛孔
１ パイプ，２ 検知部，３ 取付孔，４ フランジ，５ 保持孔，６ スペーサ，
７ 支持孔，８ フレキシブルクリップ，９ 前ガスケット，１０ 後ガスケット，
１１ 弾性ヒンジ，１２ 平坦部，

Claims (6)

1. 内外を貫通する取付孔を備えたパイプと、
   前記取付孔に先端部を挿入した状態で固定され中間部にストッパを備える棒状の検知部を備えたセンサと、
   前記検知部の後部が貫通する支持孔を備え前記パイプの弾性挟持を以って前記ストッパの後端を加圧するフレキシブルクリップと、
   前記検知部の前部周面及び前記ストッパの前端に密着し且つ前記取付孔の周縁部に密着する前ガスケットと、
   前記フレキシブルクリップの開口を規制する繋ぎ機構を備えることを特徴とするセンサ取付構造。
2. 内外を貫通する取付孔を備えたパイプと、
   前記取付孔に先端部を挿入した状態で固定され中間部にストッパを備える棒状の検知部を備えたセンサと、
   前記検知部の前部が貫通する保持孔を備え前記ストッパの前端に接するスペーサと、
   前記検知部の後部が貫通する支持孔を備え前記パイプの弾性挟持を以って前記ストッパの後端を加圧するフレキシブルクリップと、
   前記検知部の前部周面及び前記スペーサの前端に密着し且つ前記取付孔の周縁部に密着する前ガスケットと、
   前記フレキシブルクリップの開口を規制する繋ぎ機構を備えることを特徴とするセンサ取付構造。
3. 内外を貫通する取付孔を備えたパイプと、
   前記取付孔に先端部を挿入した状態で固定され中間部にストッパを備える棒状の検知部を備えたセンサと、
   前記検知部の前部が貫通する保持孔を備え前記ストッパの後端に接するスペーサと、
   前記検知部の後部が貫通する支持孔を備え前記パイプの弾性挟持を以って前記スペーサに圧力を加えるフレキシブルクリップと、
   前記検知部の前部周面及び前記ストッパの前端に密着し且つ前記取付孔の周縁部に密着する前ガスケットと、
   前記フレキシブルクリップの開口を規制する繋ぎ機構を備えることを特徴とするセンサ取付構造。
4. 前記検知部の後部周面及び前記ストッパ又は前記スペーサの後端に密着する後ガスケットを備えることを特徴とする前記請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のセンサ取付構造。
5. 前記繋ぎ機構は、前記フレキシブルクリップの開口部に引っ掛かる弾性ヒンジであることを特徴とする前記請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセンサ取付構造。
6. 前記フレキシブルクリップは、前記ストッパ又は前記スペーサを側方から弾性的に保持する挟持部を備えることを特徴とする前記請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のセンサ取付構造。

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