JP3117881B2

JP3117881B2 - 挿入形検出器

Info

Publication number: JP3117881B2
Application number: JP06230029A
Authority: JP
Inventors: 浩一関根
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 2000-12-18
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: JPH0894449A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工業用の電子式温湿
度計等の挿入形検出器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空調ダクト、百葉箱等内の温度や湿度を
測定する場合、この種の挿入形検出器が用いられてい
る。図６は、実開昭５８−１４１１９号公報に示された
挿入形検出器の使用例を示す。図において、１は挿入形
検出器であり、この挿入形検出器１は検出器本体（ケー
シング内に電子回路等を組み込んだもの）２に保護管３
を突設し、保護管３の先端部３ａ内にセンサ（図示略）
を収容した構造をなしている。また、５はダクトの壁面
を構成するパネル、５ａはパネルに形成された挿入孔、
６はダクトの内部の測定対象空間、７はダクトの外部環
境、１０は挿入形検出器１を固定するためのブラケット
である。ブラケット１０はフランジ１１とボス部１２を
有し、フランジ１１とボス部１２の中心に、挿入形検出
器１の保護管３を挿入するための貫通孔１３があいてい
る。また、ボス部１２に設けたネジ孔１４に止めネジ１
５をねじ込むことにより、止めネジ１５の先端で保護管
３を押圧して固定するようになっている。ブラケット１
０は、フランジ１１をネジ止めすることでパネル５の外
面に固定されており、挿入形検出器１は、保護管３がブ
ラケット１０の貫通孔１３およびパネル５の挿入孔５ａ
を通してダクト内の測定対象空間６内に挿入され、その
状態で止めネジ１５によって押さえ付けられることによ
り、パネル５に固定されている。

【０００３】このように測定対象空間６内に挿入されて
用いられる挿入形検出器１では、保護管３の先端部３ａ
に検出手段としてのセンサが内蔵され、そのセンサでダ
クト内を流れる気流の温度や湿度を測定している。この
ため、センサを気流によって運ばれてくるダストや水滴
から保護するように、通常、その周囲に保護フィルタが
配されている。そのため、保護フィルタに要求される性
能は、空気の透過性が大きく、ダストや水滴の透過性が
小さいことである。

【０００４】従来、この種の保護フィルタを取付けた例
として、図７，図８に示すものが知られている。図７
は、縦断面図，図８は図７のＡ−Ａ線に沿う横断面図で
ある。図において、３０は保護管の先端部であり、この
保護管の先端部３０の周壁には通気窓３２があいてい
る。保護管３０の内部には、保護フィルタとして、テフ
ロン（四ふっ化エチレン樹脂ｐｏｌｙｔｅｔｏｒｏ
ｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）シート３４が円筒状
に丸められて挿入されている。このテフロンシート３４
は補強材がラミネートされたものであり、円筒状に丸め
られた上で、その合わせ目が溶着されると共に、保護管
３０の内周面に密着させて適当な位置で溶着固定されて
いる。また、保護管３０の先端開口を塞ぐ封止栓３６に
よって、テフロンシート３４の先端縁全周が挟まれ、そ
れにより先端部が封止された状態で保護管３に固定され
ている。

【０００５】ここで使用されているテフロンシートは、
撥水性を具えると共にφ０．１〜３μ程度の微細孔を多
数具えており、その厚み方向に空気は透過するが水滴や
ダストは透過しにくいというフィルタ性能を具えたもの
である。

【０００６】また、図９は保護フィルタの更に他の取付
け例を示す。この例では、黄銅やステンレス等の金属の
粉末焼結体により円筒キャップ状の保護フィルタ４２が
形成されており、保護フィルタ４２自体が保護管３０の
一部として先端部に装着されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、テフロンシ
ートのフィルタ性能は微細孔の分布状態によって決ま
り、この分布状態はその厚さによって決まってしまうの
で、最適なフィルタ性能を得ようとすると、きわめて薄
い（５０μ程度）シートを使わざるを得ない。図７に示
した従来の保護フィルタ３４は、そのため、補強材をラ
ミネートして強度アップを図っているが、ラミネート
（１００μ程度）した補強材の性能によりフィルタ性能
が左右されてしまう。また、テフロンシート層のこすれ
等に対しては全く強度アップがはかれず、結果的に十分
な強度を得られず自己形状保持ができず設計の自由度が
低かった。また、合わせ目を溶着する上、保護フィルタ
の先端部を封止栓で挟んで固定するので、製作が面倒
で、テフロンシートの交換が難しいという問題があっ
た。

【０００８】さらに、図８においてテフロンシート３４
はそれ自体で形状を保持できないため、構造のスリット
との間を密着させる必要がある。表面に付着した水滴が
気流によって隅部Ｂに吹き寄せられて多量の液溜りが発
生し、気流の風圧によってテフロンシート３４を透過し
て徐々に内部へ侵入してしまうという問題点がある。さ
らにまた、気流との摩擦によってテフロンがこすれて磨
耗し、ダストが吸着されやすくなってフィルタ寿命が短
くなるという問題点もある。

【０００９】また、図９に示した他の従来の保護フィル
タ４２は、黄銅またはステンレス等の金属の粉末焼結体
により構成されていたので、重量が大きく保護管の先端
に装着すると保護管全体が振動しやすくなって機械的強
度に問題が生じる上、熱容量が大きいため、温度変化に
より通過した水蒸気が内部で結露して機能を損なう可能
性があった。また、黄銅はさびの発生があるステンレス
はコストが黄銅の２〜３倍する。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、軽量で熱容量が小さく、十分な
通気性、防滴性、強度を確保することができ、しかも保
護フィルタの交換性に優れ、組付容易な挿入形検出器を
得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る挿
入形検出器は、円筒キャップ状に形成された多孔質樹脂
成形体よりなる保護フィルタを備えたものである。

【００１２】請求項２の発明に係る挿入形検出器は、多
孔質樹脂の粉末焼結体よりなる保護フィルタを備えたも
のである。

【００１３】請求項３の発明に係る挿入形検出器は、多
孔質樹脂成形体の微細孔径が２〜２０μｍに設定され、
厚さが０．５ｍｍ以上に設定された保護フィルタを備え
たものである。

【００１４】請求項４の発明に係る挿入形検出器は、保
護管の先端部内に、該先端部の周壁内面との間に隙間を
もって挿入された保護フィルタを備えたものである。

【００１５】請求項５の発明に係る挿入形検出器は、多
孔質樹脂成形体の材料中に炭素が混入された保護フィル
タを備えたものである。

【００１６】

【作用】請求項１の発明の挿入形検出器が備えた保護フ
ィルタは、多孔質樹脂成形体よりなるので、軽量で熱容
量が小さい上、その微細孔径の調整により、十分な通気
性を確保することができる。また、一端が塞がれた円筒
キャップ状をなしているから使用性が良く、しかも強度
が高い。特に成形時に厚さ調整が可能であるから、高風
速に十分耐える強度を持たせることができる。円筒キャ
ップ状に形成されているから、保護管の先端部に挿入す
るだけで、装着を完了することができ、簡単に交換でき
る。

【００１７】請求項２の発明の挿入形検出器が備えた保
護フィルタは、多孔質樹脂成形体の粉末焼結体よりなる
ので、防滴性、通気性を維持しつつ強度を得ることがで
きる。

【００１８】請求項３の発明の挿入形検出器が備えた保
護フィルタは、微細孔径が２〜２０μｍの多孔質樹脂成
形体よりなるので、挿入形検出器のフィルタとして最適
な通気性と防滴性を維持しつつ高風速に対する強度も有
する。

【００１９】請求項４の発明の挿入形検出器が備えた保
護フィルタは、保護管の先端部内に隙間をもって挿入さ
れているので、保護フィルタの外周部に水滴が凝縮して
も、テフロンの特性である撥水性を生かせ、水は球状に
なり表面をころがってとんでいく。その水滴が隙間を通
って流れる。

【００２０】請求項５の発明の挿入形検出器が備えた保
護フィルタは、炭素の混入された材料により構成されて
いるので、帯電を防止することで、ほこりの付着を防止
でき、フィルター通気性を維持できる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１は実施例の保護フィルタを装着した挿入
形検出器の保護管の先端部の構造を示す分解図、図２は
挿入形検出器の全体構成を示す外観図、図３は保護管の
先端部の内部構造を示す断面図である。

【００２２】この挿入形検出器５０は、図２に示すよう
に、検出器本体５１と、検出器本体５１に突設された保
護管５２とを有する。保護管５２は、図１に示すよう
に、基端管５２Ａと、その先端部にネジ５２ａ、５３ａ
により着脱可能に連結された保護キャップ５３（保護管
の先端部）とからなる。保護キャップ５３の周壁には、
縦長のスロット状の通気窓５３ｂが周方向に間隔をおい
て複数あいており、端面は端壁５３ｃにより塞がれてい
る。

【００２３】保護キャップ５３の内部には図３（ａ）に
示すように、センサ基板６０が収容されており、センサ
基板６０には湿度センサ６１、温度センサ６２、温度補
正用抵抗６３等が取付けられている。このセンサ基板６
０は、保護管５２の基端管５２Ａ内に配設した発振回路
板６５と一体化されている。発振回路板６５には、湿度
補正用調整ボリューム６６等が取付けられている。発振
回路板６５は、基端管５２Ａの先端部に嵌合した支持部
材６７により動かないよう保持されており、センサ基板
６０が保護キャップ５３内に延びている。

【００２４】保護キャップ５３の内部には、保護フィル
タ５５が挿入されている。保護フィルタ５５は、一端が
塞がれた円筒キャップ状をなし、円筒状の周壁５５ａと
端壁５５ｂとからなる。保護フィルタ５３は、端壁５５
ｂを保護キャップ５３の先端側に向けて保護キャップ５
３内に挿入されており、フランジ状の基端開口縁５５ｃ
を、保護管５２の基端管５２Ａの端縁に配したゴム製の
シール材６４に密着させた状態で保持されている。この
とき、保護キャップ５３を半締め状態に装着したのが図
３（ｂ）であり、保護キャップをさらに締め込んでゆく
と図３（ａ）の状態となり、シール材６４の鍔部６４ａ
が保護フィルタ５５の端部鍔部５５ａで押圧され、円周
方向へ拡がり変形して保護キャップ５３の内壁面に密着
し、ボリューム穴５５ｄへの湿度、水等の流通を遮断す
る。また、保護管５２と保護キャップ５３の対向面には
Ｏリング６８を介在させている。したがって、保護フィ
ルタ５５の内部空間はダストや水滴の入らない状態にあ
る。そして、その内部空間に、センサ基板６０が保護フ
ィルタ５５に接触しないようにして挿入されている。ま
た、保護フィルタ５５の外径は保護キャップ５３の内径
よりも小さく形成され、保護キャップ５３内に収容され
た状態で、保護フィルタ５５の外周面と保護キャップ５
３の内周面との間に、隙間５８が確保されている。この
隙間５８は、図３（ｃ）、図４に示すように保護フィル
タ５５の全周に連続して確保されている。

【００２５】保護フィルタ５５は、多孔質テフロン（四
ふっ化エチレン樹脂）のみ、または他の樹脂を混入した
多孔質樹脂成形体により構成されている。ここでは、特
に粉末焼結体により構成されている。この保護フィルタ
５５の製造フローを図５に示す。保護フィルタ５５を製
造するには、まずテフロン粉末を用意し、それを金型に
充填し、圧力（１００〜２００ｋｇｆ／平方ｍｍ）をか
けて所定形状に圧縮成形する。ついで、成形品を金型か
ら取り出して所定温度（約３８０℃）で所定時間かけて
燃成し、必要に応じて焼結品を切削加工して所定形状の
保護フィルタ５５を得る。

【００２６】ここでは、保護フィルタ５５の微細孔径が
２〜２０μｍになるように、テフロン粉末の粒径や焼結
条件等が設定されている。また、周壁５５ａ、端壁５５
ｂの厚さが０．５ｍｍ以上に加工されている。これは保
護フィルタ５５の通気性、防滴性、機械的強度を得る上
で必要な値である。また、テフロンシートに比べると孔
径が大きいが、孔が厚み方向に迷路状に連通しているの
で十分な防塵、防滴性が得られるものである。特に防塵
においては内部に入るまでに経路が長いので、フィルタ
ーに付着しやすくセンサー素子自体をいためにくい。な
お、帯電防止のために材料中に炭素粉末を混入したもの
を成形、焼結してもよい。また、保護フィルタの厚さを
厚くして機械的強度を増加させたい場合には、原料樹脂
粉末の粒度分布や焼結条件により微細粒径をより大きく
したものを用いれば、フィルタ性能を低下させることが
ない。このように、テフロンシートに比べて設計の自由
度が高い。

【００２７】次に作用を説明する。ダクトの壁面を構成
するパネルに挿入形検出器１を固定して、保護管５２の
先端部を測定対象空間内に挿入すると、ダクト内を流れ
る気流が、図４中の矢印で示すように保護キャップ５３
の通気窓５３ｂから入って保護キャップ５３内を通過
し、通気窓５３ｂから出ていく。その際、気流の一部は
保護フィルタ５５の微細孔から、保護フィルタ５５の内
部空間に入り、センサ６１，６２に触れて出ていく。そ
して、センサ６１，６２により気流の温度や湿度が測定
される。

【００２８】この場合、保護フィルタ５５は樹脂製であ
るので、軽量で熱容量が小さい。よって、挿入形検出器
５０の保護キャップ５３内に装着した場合、振動に強い
上、温度変化による結露の可能性が低くなる。また、水
滴が飛んできた場合には結露した場合には、保護フィル
タ５５の外周の隙間５８を通って水滴が流れ落ちるの
で、保護フィルタ５５の外周部に水滴が滞留せず、過圧
による内部への進入が起こらない。また常に清潔な表面
状態を維持することができ、埃等がこびりつきにくく、
長期間にわたり高い通気性を確保することができる。

【００２９】また、保護フィルタ５５は、粉末焼結体に
より構成されているから、微細孔径の調整や厚さの調整
が任意にでき、必要十分な通気性、防滴性、強度を確保
することが簡単にでき、センサの検出性能に合わせて必
要性能を選定することができる。特に、形状が円筒キャ
ップ状をなしているから強度が高く、磨耗性、自己形状
維持に優れ高風速に十分耐え得るので、完全防滴性を容
易に確保できる。

【００３０】この場合、保護管の材質に導電性のものを
用いてフィルタと導通させればさらに良い結果が得られ
る。保護管の材質としては金属の他、原料樹脂に炭素粉
末を混合して射出成形したものも使える。保護フィルタ
５５から保護管５２に内蔵された基板にアースを取るこ
ともできる。そのため、静電気の蓄積による放電現象が
防止され、ノイズ等からセンサを保護できる。また、交
換する場合は、保護キャップ５３を取り外して古い保護
フィルタ５５を取り外し、新しい保護フィルタ５５を保
護キャップ５３の中に挿入して、保護キャップ５３を保
護管５２の基端管５２Ａに連結するだけで装着を完了す
ることができるので、簡単に交換できる。なお、保護フ
ィルタ５５の材料中に炭素を混入させた場合は、保護フ
ィルタ５５の帯電を防止することができるので、埃の付
着を防止して、目詰まりを減少し、更に耐久性の向上を
図ることができる。

【００３１】なお、上記実施例では、粉末焼結により多
孔質テフロンの保護フィルタ５５を構成したが、別の方
法（例えば、樹脂粉末を接着性のあるバインダーと混合
して成形した後、バインダーを硬化させる−もちろんバ
インダーが多すぎると気孔が形成されないが）により多
孔質化してもよい。また、実施例のように多孔質テフロ
ンを用いれば特に優れた防滴性能を発揮するが、もちろ
ん他の樹脂を用いることも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、一端が塞がれた円筒キャップ状の多孔質樹脂成形体
により保護フィルタが構成されているので、軽量で振動
に強い上、十分な通気性、防滴性、強度を確保でき、セ
ンサの性能を高めることができる。また、保護管の先端
部に挿入するだけでよいので、交換性が向上し、熱容量
が小さいので、温度変化による結露の可能性も低くなる
等の効果が得られる。

【００３３】請求項２の発明によれば、四ふっ化エチレ
ン樹脂の粉末焼結体により保護フィルタが構成されてい
るので、通気性と強度を十分高く維持でき、センサの検
出性能を高めることができる。また、組付製作が簡単で
ある。

【００３４】請求項３の発明によれば、保護フィルタを
構成する多孔質体の微細孔径と厚さを特定したので、気
流中に挿入した場合の通気性と防滴性と強度とを必要十
分な値に維持することができる。

【００３５】請求項４の発明によれば、保護管と保護フ
ィルタとの間に隙間を確保しているので、保護フィルタ
の外周に水滴が凝縮することがなく、水滴がその隙間を
通って流れ落ちるようになり、保護フィルタの外周部に
水滴が滞留しないため、風圧による加圧により内部に浸
透することはない。また、常に清潔な表面状態を維持す
ることができ、ほこり等がこびりつきにくく、長期間高
い通気性を確保することができる。

【００３６】請求項５の発明によれば、保護フィルタの
材料中に炭素を混入したので、保護フィルタの帯電を防
止することができ、それにより埃の電気的な付着を防止
して、目詰まりを減らし、耐久性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による保護フィルタを装着
した挿入形検出器の保護管の先端部の分解斜視図であ
る。

【図２】この発明の一実施例による保護フィルタを装着
した挿入形検出器の全体図である。

【図３】（ａ）は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、
（ｂ）は組付け途中における図２のＩＩＩ−ＩＩＩ斜視
断面図、（ｃ）は、（ａ）図のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に
沿う断面図である。

【図４】気流の通過状態を示す図２のＩＶ−ＩＶ矢視断
面図である。

【図５】この発明の一実施例の保護フィルタの製作手順
を示すフロー図である。

【図６】従来の挿入形検出器の使用状況を示す概略側面
図である。

【図７】従来の保護フィルタの取付け例を示す断面図で
ある。

【図８】図７の保護フィルタの他の取付け例を示す断面
図である。

【図９】従来の保護フィルタの更に他の取付け例を示す
断面図である。

【符号の説明】

５０挿入形検出器５２保護管５３保護キャップ（保護管の先端部）５３ｂ通気窓５５保護フィルタ５８隙間６１湿度センサ６２温度センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】周壁に通気窓を有し内部にセンサを収容
した保護管の先端部内に装着され、前記保護管が測定対
象空間内に配置された際に前記センサを保護する挿入形
保護フィルタを備えた検出器において、円筒キャップ状
に形成された多孔質樹脂成形体よりなることを特徴とす
る保護フィルタを備えた挿入形検出器。
【請求項２】前記多孔質樹脂成形体が四ふっ化エチレ
ン樹脂の粉末焼結体よりなる請求項１記載の保護フィル
タを備えた挿入形検出器。
【請求項３】前記多孔質樹脂成形体の微細孔径が２〜
２０μｍに設定され、厚さが０．５ｍｍ以上に設定され
ている請求項１又は２記載の保護フィルタを備えた挿入
形検出器。
【請求項４】前記保護管の先端部内に、該先端部の周
壁内面との間に隙間をもって挿入されていることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の保護フィルタを
備えた挿入形検出器。
【請求項５】前記多孔質樹脂成形体の材料中に炭素が
混入されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の保護フィルタを備えた挿入形検出器。