JP2012202824A - 流路挿入型センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ダクトなどの流路内にセンサ部が配置される挿入型センサのシール性能の低下を抑制することを可能とする挿入型センサを提供する。
【解決手段】流路挿入型センサは、壁面で囲まれる流路(50)内に配置される検出部(30)と、流路の壁面に取り付けられる筐体部(10)と、検出部と筐体部とを結合する支持部材(20)と、筐体の開口部を貫通して検出部と外部回路とを電気的に接続するケーブル(40)と、筐体の開口部とケーブルとの隙間を埋設する充填剤(12)と、ケーブルと充填剤との間にケーブルの外周に接して一周するように設けられるエラストマ部材(14)と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の状態をモニタするため流路に配置される流路挿入型のセンサに関し、特に、センサの流路の壁を貫通してセンサ部と外部回路とを接続するケーブルのシール構造に関する。

例えば、建物の屋内の空調状態をモニタするため、空調ダクト内に取り付けられた湿度・温度センサと空調ダクト外に配置された外部回路とがケーブルによって接続される。ケーブルは空調ダクトの壁に設けられた穴を貫通するが、空調ダクト外部への水分、油分、空気などの漏れを防止する必要がある。このため、例えば、特開平８−１２２２９３号公報に記載の空調ダクト挿入型湿度・温度センサではその図２に示されるように空調ダクト内に配置される湿度・温度センサ、ケーブルを長手筒状の保護管内部に収納している（特許文献１）。

特開平８−１２２２９３号公報

後述するように、上述したダクト挿入型センサにおいて保護管を用いない構造とした場合には、電線とダクト挿入筐体部との間でシールが取られておらず、ダクト内部の空気が電線とダクト挿入筐体部の隙間から外に漏れたり、ダクト外部で結露した水が電線とダクト挿入筐体部の隙間を通り、ダクト内のセンサに付着する等の不具合が考えられる。この対策として、例えば、ダクト挿入筐体部内をポリウレタンやポリスチレン、エポキシなどの充填材で充填し、ケーブルとの隙間を除くことができる。

しかしながら、ケーブルの表面を保護する保護被膜層としてのシース（例えば、塩化ビニル系材料や耐燃性ポリエチレンなど）には、例えば、フタル酸系（例えば、フタル酸エステルなど）、トリメット酸系などの可塑剤が含まれている。この可塑剤と充填剤（例えば、ポリスチレン）とが反応し、可塑剤が揮発して充填剤（ポリスチレン）に移行してシースの径が細くなったり、充填剤が劣化したりすることがある。例えば、特開平１１−４４６４８号公報には可塑剤に起因するケーブルのシース（被覆材）の劣化判別手法が示されている。

また、シースと充填剤との組合せによってもシースが劣化する場合がある。例えば、シースの材料がＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）で充填剤がポリウレタンである場合、ポリウレタン中に含まれるアミンがビニルと接触することでビニル樹脂の脱塩素反応を促進させてシースを劣化させ、シール性能を低下させることが知られている。

また、シースの素材がＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の接着性の悪い材料である場合にも、シースと充填剤の界面に剥離が起き、シール性能を低下させることが考えられる。

このような種々の原因によって時間が経過するとケーブル（シース）と充填剤との界面に剥離が起き、微小な隙間が生じて水分や油分などに対するシール性能が低下する。

よって、本発明の目的はダクトなどの流路内にセンサ部が配置される挿入型センサのシール性能の低下を抑制することを可能とする挿入型センサのシール構造を提供することである。

上記課題を達成する本発明の流路挿入型センサの態様の一つは、壁面で囲まれる流路内に配置される検出部と、上記流路の壁面に取り付けられる筐体部と、上記検出部と上記筐体部とを結合する支持部材と、上記筐体の開口部を貫通して上記検出部と外部回路とを電気的に接続するケーブルと、上記筐体の開口部と上記ケーブルとの隙間を埋設する充填剤と、上記ケーブルと上記充填剤との間に上記ケーブルの外周に接して一周するように設けられるエラストマ部材と、を備える。

かかる構成とすることによって、シール部分から外部への流体のもれや、外部の結露などの内部へのもれをぼうしすることが可能となる。

好ましくは、上記エラストマ部材は収縮力によって上記ケーブルと密着する。それにより、ケーブル被覆に縮径が生じた場合であってもシール性を確保することが可能となる。

好ましくは、上記ケーブルの表面のシースには可塑剤が含まれる。本発明の構成によれば、可塑剤がシースから抜けて縮径が生じた場合であってもシール性を確保することが可能となる。

好ましくは、上記エラストマ部材は上記ケーブルの延在方向に複数配置される。それにより、水分などの移動（侵入）がより困難になりシール性が向上する。

本発明の流路挿入型センサによれば、シース（ケーブル外表面）とエラストマ部材との間はエラストマの弾性による圧縮力でシールを取っているため、シースとの接着性の低下や、可塑材が抜けることによるシース径の縮小が生じても、エラストマ部材の圧縮力が残っていればシールを取ることが可能で具合が良い。

本発明のシール構造を持つダクト挿入型センサの例を説明する説明図である。 ダクト挿入型センサのシール構造を説明する説明図である。

以下、図面を参照して本発明のダクト挿入型センサのシール構造について説明する。
図１は、空調ダクト５０に設けられたダクト挿入型センサ１（以下、「センサ１」という。）の例を示している。センサ１は流体である空気の流路（空調ダクト）における制御パラメータ（例えば、温度、湿度、圧力など）を検出する。

センサ１は大別して筐体１０、支持部材２０、センサ部３０、ケーブル４０等によって構成されている。筐体１０はセンサ１をダクト５０にネジなどによって固定する役割、支持部材２０の一端部を固定する役割、ダクトを貫通するケーブルをシールする役割などを担っている。支持部材２０はセンサ部３０を筐体１０に結合してダクト５０内の一定位置に保持するための金属などの棒であり、一端部が筐体に他端部がセンサ部３０に螺合（ネジ）、溶接、嵌合などによって固定されている。センサ部３０は、ケース内部に温度センサ、湿度センサなどのセンサ類を内蔵している。センサ部３０の内部構造例が、例えば、特開平８−１２２２９３号公報に詳細に説明されているが、センサ部３０は特定のものに限定されるものではない。

ケーブル４０はダクト５０の内部に配置されたセンサ部３０とダクト５０の外部に配置されている図示しない外部回路とを接続する。ケーブル４０は複数の電源線、信号線（銅線、光ファイバ）、絶縁体、シース（保護被覆）などを含んでいる。例えば、絶縁体には、塩化ビニル系、ポリエチレン系、エチレンプロピレン系などの材料が使用されるがこれ等に限定されるものではない。

ケーブル４０は筐体１０の凹状部の底部に開口されて貫通孔を通って外部に延伸している。この凹状部は充填剤１２で埋設されてケーブル４０との隙間が除去（シール）されている。実施例では、充填剤１２とケーブル４０との間にシールを補強するエラストマ部材１４が配置されている。

図２は、筐体１０のシール構造部分を示している。同図において、図１と対応する部分には同一符号を付している。

同図に示すように、筐体１０の凹部（図２の左右方向において凹状に形成されている。）において、ケーブル４０が凹部の底部中央を貫通している。この凹部内においてケーブル４０に密着してケーブルを一周する環状（あるいはＯリング状）のエラストマ部材１４が設けられている。これは環状のエラストマ部材１４をケーブル４０が挿通しているともいえる。実施例では、エラストマ部材１４は一つであるが、これを適当な間隔で複数設けることができる。この凹部の内壁とケーブル４０、エラストマ部材１４との相互間の空間が充填剤１２によって埋設されている。

エラストマ部材１４は弾力性のある部材であり、その伸縮性によってケーブル４０を締め付けるように作用する。それにより、シース内の可塑剤が離脱してケーブル４０の径が減少した場合であってもシースに密着するエラストマ部材１４でシールを確保するものである。

エラストマ部材１４は、例えば、シリコンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、などの熱硬化性エラストマ（これ等に限定されない）の弾力性のある樹脂が適宜選択されて使用される。

充填剤１２は、製造工程の容易性などから熱硬化性樹脂を用いると都合がよい。充填剤としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂など（これ等のものに限定されない。）が適宜選択される。

また、ケーブル４０のシース材料としては、ポリエチレン、塩化ビニルなど（これ等のものに限定されない。）が使用される。

なお、エラストマ部材の選択に当たっては、シールの耐久時間を向上するため、シース材料、可塑剤、充填剤などとの相性（反応性）を考慮して適宜に組合せを選択することが望ましい。また、エラストマ部材は、水分などの侵入経路を長くするためにフィン状の部分を備えて表面積を増大した構造としても良い。また、材質はプラスチックのみに限定されるものではなく複合材料によって構成しても良い。

また、実施例のシール構造は、ダクト（流路）挿入型センサの他、近接スイッチ、光ファイバーユニットなどのシール性向上のために使用することが出来る。

以上説明したように、実施例のセンサのシール構造では、ケーブルのシースに接着性の良いエラストマ部材を被せる。シースとエラストマとの間はエラストマの弾性による圧縮力でシールを図るので、エラストマと充填剤の界面は剥離することなくシール性能の低下を防止することが可能である。

本発明の流路（あるいはダクト）挿入型センサによれば、先行例（例えば、特開平８−１２２２９３号公報）のようにケーブルを保護管内に収納してセンサ部を流路内に配置するという構成を取らずとも、シールからの流体などの漏れを回避することが可能である。

１０ 筐体、１２ 充填剤、１４ エラストマ部材、２０ 支持部材、３０ センサ部、４０ ケーブル、５０ 空調ダクト

Claims (4)

1. 壁面で囲まれる流路内に配置される検出部と、
   前記流路の壁面に取り付けられる筐体部と、
   前記検出部と前記筐体部とを結合する支持部材と、
   前記筐体の開口部を貫通して前記検出部と外部回路とを電気的に接続するケーブルと、
   前記筐体の開口部と前記ケーブルとの隙間を埋設する充填剤と、
   前記ケーブルと前記充填剤との間に前記ケーブルの外周に接して一周するように設けられるエラストマ部材と、
   を備える流路挿入型センサ。
2. 前記エラストマ部材は収縮力によって前記ケーブルと密着する請求項１に記載の流路挿入型センサ。
3. 前記ケーブルの表面のシースには可塑剤が含まれる請求項１又は２に記載の流路挿入型センサ。
4. 前記エラストマ部材は前記ケーブルの延在方向に複数配置される請求項１乃至３のいずれかに記載の流路挿入型センサ。