JP2014153103A - 定電位電解式ガスセンサおよびその保管方法並びに定電位電解式ガスセンサの保管用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】保管時において各ガス検知電極に係る接続端子を短絡させた状態を容易にかつ確実に得ることのできる定電位電解式ガスセンサ（以下、「ガスセンサ」という。）およびその保管方法並びに保管用治具を提供すること。
【解決手段】このガスセンサは、各々給電用リードを介して作用極および対極に接続された平面状の接続端子がケーシングの一端面において外部に露出されてなり、各接続端子が磁性を有する金属よりなり、保管時において接続端子の各々を短絡させる導電性磁石が導電性磁石の磁力を利用して装着可能に構成されている。このガスセンサは、導電性磁石が装着されて接続端子の各々が導電性磁石によって短絡された状態で保管される。保管用治具は、底面に導電性磁石が固定された凹所よりなるセンサ保持部を具えており、ガスセンサを導電性磁石によって各接続端子が短絡された状態で導電性磁石の磁力によって保持する構成とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、定電位電解式ガスセンサおよびその保管方法並びに定電位電解式ガスセンサの保管用治具に関する。

現在、例えば半導体製造工場などにおいて毒性ガスの検出を行うに際しては、目的とする検知対象ガスの選択性に優れ、高感度で、かつ、高い精度でガス濃度を検出することができるなどの理由から、電解反応を利用した定電位電解式ガスセンサが広く利用されている。

定電位電解式ガスセンサは、検知対象ガスを定電位で電解した時の酸化反応或いは還元反応に伴う電解電流を計測する検知原理上、作用極と対極での反応が安定する平衡状態を保った条件であることが必要とされる。

而して、定電位電解式ガスセンサを最初に使用する場合の初期状態、例えば定電位電解式ガスセンサをガス検知器に搭載した後（センサ交換後を含む。）においては、定電位電解式ガスセンサに安定した出力が得られるまでに、長期間の時間を要するという問題がある。

このような問題に対して、例えば特許文献１には、測定に際して印加電圧を必要としないもの、すなわち、検知対象ガスの電解電位が０ｍＶであるものにおいては、ショートプラグを用いるなどして、例えば参照極を含む各ガス検知電極の表面状態を均一にすることが記載されている。

また、測定に際して印加電圧を必要とするもの、検知対象ガスの電解電位が０ｍＶでないものにおいては、例えば、各ガス検知電極に対して電位を印加可能な専用の治具を用い、各ガス検知電極を例えば互いに同一の電位状態に維持することが行われている。

特開２０１０−１８５８５５号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、使用に際して出力安定化に要する時間を短縮するために、各ガス検知電極に係る接続端子を短絡させた状態を容易にかつ確実に得ることのできる定電位電解式ガスセンサおよびその保管方法並びに定電位電解式ガスセンサの保管用治具を提供することにある。

本発明の定電位電解式ガスセンサは、少なくとも作用極および対極を有し、それぞれ給電用リードを介して当該作用極および当該対極に接続された複数の平面状の接続端子の各々がケーシングの一端面において外部に露出されてなる定電位電解式ガスセンサであって、
前記接続端子の各々は、磁性を有する金属よりなり、
当該定電位電解式ガスセンサの保管時において、当該接続端子の各々を短絡させる導電性磁石が当該導電性磁石の磁力を利用して装着可能に構成されていることを特徴とする。

本発明の定電位電解式ガスセンサにおいては、前記接続端子の各々は、磁性を有するステンレス鋼よりなる構成のものとすることができる。
また、本発明の定電位電解式ガスセンサにおいては、前記ケーシングの一端面には、前記導電性磁石の一部を受容する磁石装着部が形成された構成とされていることが好ましい。

さらにまた、本発明の定電位電解式ガスセンサにおいては、参照極をさらに有し、当該参照極に係る接続端子が前記ケーシングの一端面において外部に露出された構成とすることができる。

本発明の定電位電解式ガスセンサの保管方法は、少なくとも作用極および対極を有し、当該作用極および対極に係る接続端子の各々が磁性を有する金属よりなる定電位電解式ガスセンサに対して、導電性磁石が当該導電性磁石の磁力を利用して装着され、当該接続端子の各々が当該導電性磁石によって短絡された状態で保管されることを特徴とする。

本発明の定電位電解式ガスセンサの保管方法においては、前記導電性磁石として、ネオジム磁石を用いることができる。

また、本発明の定電位電解式ガスセンサの保管方法においては、前記定電位電解式ガスセンサが、参照極をさらに有し、当該参照極に係る接続端子が前記ケーシングの一端面において外部に露出されてなるものであり、
前記作用極、前記対極および当該参照極に係る各接続端子が前記導電性磁石によって短絡された状態とされる。

本発明の定電位電解式ガスセンサの保管用治具は、上記の定電位電解式ガスセンサを受容する凹所よりなるセンサ保持部を具えており、
当該センサ保持部の底面には、導電性磁石が固定されており、当該定電位電解式ガスセンサを当該導電性磁石によって各接続端子が短絡された状態で、当該導電性磁石の磁力によって保持することを特徴とする。

本発明の定電位電解式ガスセンサの保管用治具においては、複数のセンサ保持部を具えた構成とすることができる。
また、本発明の定電位電解式ガスセンサの保管用治具においては、前記導電性磁石をネオジム磁石により構成することができる。

本発明の定電位電解式ガスセンサによれば、ケーシングの一端面に露出された状態で設けられた各ガス検知電極に係る接続端子が磁性を有する金属により構成されていることにより、いわばショートプラグピンとして導電性磁石を用いることができる。従って、定電位電解式センサの保管時において導電性磁石を装着することによって、各接続端子が短絡された状態を極めて容易にかつ確実に得ることができる。

本発明の定電位電解式ガスセンサの保管方法によれば、導電性磁石を当該導電性磁石の磁力を利用して定電位電解式ガスセンサの接続端子に対して装着する、という極めて簡単な作業を行えばよいので、定電位電解式ガスセンサの保管時において、各接続端子が短絡された状態を極めて容易にかつ確実に得ることができ、しかも、定電位電解式ガスセンサの管理自体が容易になる。

本発明の定電位電解式ガスセンサの保管用治具によれば、定電位電解式ガスセンサを、各ガス検知電極の接続端子を導電性磁石により短絡させた状態で、当該当該導電性磁石の磁力を利用して保持する構成とされていることにより、定電位電解式ガスセンサの保管時において、各接続端子が短絡された状態を極めて容易にかつ確実に得ることができる。しかも、保管用治具自体の構造の簡素化を図ることができると共に、定電位電解式ガスセンサの輸送時におけるキャリアとしても利用することができて高い利便性を得ることができる。

本発明の定電位電解式ガスセンサの一例における構成の概略を示す分解斜視図である。 図１に示す定電位電解式ガスセンサの、センサケースの中心軸に沿った断面図である。 本発明の定電位電解式ガスセンサの保管用治具の一例における構成の概略を示す平面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す保管用治具の他の使用状態を示す説明用断面図である。 定電位電解式ガスセンサの保管方法の他の例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

〔定電位電解式ガスセンサ〕
本発明に係る定電位電解式ガスセンサは、例えば、測定に際して印加電圧を必要としないもの、すなわち、検知対象ガスの電解電位が０ｍＶであるものであって、例えば、センサの保管時においては、各ガス検知電極に係る接続端子が短絡（導通）された状態とされるものである。

図１は、本発明の定電位電解式ガスセンサの一例における構成の概略を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す定電位電解式ガスセンサの、センサケースの中心軸に沿った断面図である。
この定電位電解式ガスセンサ１０は、略有底円筒型のケース本体１２と、ケース本体１２の開口部に装着された蓋体１５とよりなるセンサケース１１を具えている。センサケース１１の内部には、電解液が収容される電解液収容空間Ｓが形成されている。

ケース本体１２の底壁の外面（図２において下面）には、周方向の全周にわたって延びるリブ１２ａが外周面が連続するよう軸方向に突出して形成されており、これにより、定電位電解式ガスセンサ１０の保管時に用いられる、後述する導電性磁石７０の一部を受容する凹所よりなる磁石装着部１３が形成されている。

蓋体１５の外面（図２において上面）における中央部には、各々センサケース１１の軸方向に延びる複数のガス透過用貫通孔１６が形成されており、これらのガス透過用貫通孔１６を外面側から覆う状態で、シート状の防塵フィルタ２０が配置されている。さらに、防塵フィルタ２０の外面には、ガス透過性隔膜２１がその周縁部が蓋体１５の外面に固定されて設けられている。

センサケース１１の内部には、蓋体１５のガス透過用貫通孔１６を内面側から覆う状態で、シート状の対極３０が設けられている。対極３０は、その周縁部が例えばリング状の両面粘着テープ２２によって蓋体１５の内面に固定されている。

また、センサケース１１の内部には、作用極４０および参照極５０を保持する保持部２６が一面（図２において上面）に形成された電極ホルダ２５が、例えばＯ−リング２４よりなるシール部材を介して蓋体１５に押圧状態で固定されて設けられている。そして、電極ホルダ２５の一面（図２において上面）と、対極３０の内面（図２において下面）との間には、例えば含水紙よりなるシート状の電解液保持部材２８が介在されて配置されている。

図１および図２における符号３１は、対極３０に係る給電用リード線であって、一端が対極３０に接続されていると共に、他端が電解液収容空間Ｓと並んで形成されたリード線配置用空間Ｌを介してケース本体１２における磁石装着部１３内に導出されて対極３０に係る接続端子３２に接続されている。また、図示されていないが、作用極４０および参照極５０に係る給電用リード線４１、５１についても、それぞれ一端が作用極４０および参照極５０に接続されていると共に、他端がケース本体１２における磁石装着部１３内に導出されて、それぞれ、作用極４０および参照極５０に係る接続端子４２，５２に接続されている。ここに、給電用リード線３１，４１，５１は、例えば白金により構成されている。

作用極４０、対極３０および参照極５０に係る接続端子４２，３２，５２は、例えばランド状の平面端子により構成されており、ケース本体１２の底壁の外面に形成された凹部よりなる端子配置部（図示せず）に対して、例えば圧入されて固定されている。そして、磁石装着部１３内には、例えばセラミック系接着剤が充填されてなる封止部材５６ａが設けられており、各接続端子４２，３２，５２の外面（端子面）４３，３３，５３が外部に露出された状態とされている（図６参照。）。ここに、各接続端子４２，３２，５２の端子面４３，３３，５３は、例えば同一の平面内に位置されている。

各接続端子４２，３２，５２は、磁性を有する磁性を有する金属により構成されており、例えば磁性を有するステンレス鋼、鉄、ニッケルなどを用いることができる。具体的には例えば、ＳＵＳ４３０（フェライト系）などを例示することができるが、マルテンサイト系またはオーステナイト・フェライト系（２相）のステンレス鋼であってもよい。

図１および図２において、符号２３は、位置出し用の目印となる表示用ラベル部材であって、その外面には、例えば検知対象ガス名などが記されている。５７は圧力調整部材、５５は各ガス検知電極に係る給電用リード線４１，３１，５１が電気絶縁性が確保された状態で一体にまとめられてなる電極線アセンブリ、５６ｂは、例えばセラミックス系接着剤よりなる封止部材である。

以下、上記の定電位電解式ガスセンサ１０の保管用治具について説明する。

〔保管用治具〕
図３は、本発明の定電位電解式ガスセンサの保管用治具の一例における構成の概略を示す平面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
この例における保管用治具６０は、一方向に長尺な直方体状であって、各々開口形状が円形状の複数の貫通孔６１が一方向に並んだ位置に形成されている。各貫通孔６１の内部空間は隔壁６２により区画されており、貫通孔６１の中心軸方向における一面側の空間部（図４において上部空間部）により定電位電解式ガスセンサ１０の一部を受容して保持するセンサ保持部６３が形成されている。

各センサ保持部６３における隔壁６２の一面には、導電性磁石７０が配置されている。この例においては、導電性磁石７０として、例えばリング状のネオジム磁石が用いられており、一方の磁石面（平坦面、図３においては便宜上斜線が付してある）７１が隔壁６２の一面より突出する状態で隔壁６２に埋設されて例えば接着剤によって固定されている。図４における符号６２ａは、導電性磁石７０をセンサ保持部６３に対して接着剤により接着する際に、センサの端子側に接着剤のはみ出しが生じないよう他面側に逃がすための接着剤逃げ用貫通孔である。

各センサ保持部６３の内径寸法は、定電位電解式ガスセンサ１０の外径寸法より大きく、例えば定電位電解式ガスセンサ１０の外周面とセンサ保持部６３の内周面との間に空隙が形成される大きさとされることが好ましい。これにより、定電位電解式ガスセンサ１０がセンサ保持部６３内において微小変位することによって寸法誤差が補償されるので、定電位電解式ガスセンサ１０における各接続端子３２，４２，５２の端子面３３，４３，５３を確実に導電性磁石７０の磁石面７１に磁力吸着させることができる。

この保管用治具６０は、図５に示すように、同一構成のものを貫通孔６１の中心軸方向に複数個積重して配置することが可能に形成されており、貫通孔６１の中心軸方向における他面側の空間部（図４において下部空間部）は、他の保管用治具によって保持された定電位電解式ガスセンサ１０の、保管用治具６０の一面より外方に突出する部分の受容部６４として構成されている。

而して、上記の保管用治具６０においては、定電位電解式ガスセンサ１０をセンサ保持部６３に単に挿入して配置するのみで、作用極４０、対極３０および参照極５０の各ガス検知電極に係る各接続端子４２，３２，５２が導電性磁石７０に磁力吸着されて短絡（導通）されることとなる。
すなわち、定電位電解式ガスセンサ１０がセンサ保持部６３に挿入されることにより、定電位電解式ガスセンサ１０の磁石装着部１３に、保管用治具６０のセンサ保持部６３内において突出する導電性磁石７０の一部が受容されると共に各ガス検知電極に係る接続端子３２，４２，５２の端子面３３，４３，５３が導電性磁石７０の磁石面７１に対接されて、導電性磁石７０の磁力によって吸着されて保持される。このとき、定電位電解式ガスセンサ１０の接続端子が３点であることから、導電性磁石７０による導通状態が確保されることとなる。なお、例えば定電位電解式ガスセンサが参照極を有さない構成のもの（２極）であっても、同様である。

以上のように、上記構成の定電位電解式ガスセンサ１０によれば、センサケース１１の一端面に露出された状態で設けられた、作用極４０、対極３０および参照極５０に係る接続端子４２，３２，５２の各々が磁性を有する金属により構成されていることにより、例えば、センサ交換を含むガス検知器等に組み込む前などの、定電位電解式センサ１０の保管時において、導電性磁石をいわば『ショートプラグピン』として用いることができる。従って、定電位電解式ガスセンサ１０の保管時において、定電位電解式ガスセンサ１０における磁石装着部１３に導電性磁石７０が当該導電性磁石７０の磁力によって装着されることにより、各接続端子３２，４２，５２が導電性磁石７０により短絡（導通）された状態を極めて容易にかつ確実に得ることができる。

また、導電性磁石７０を当該導電性磁石７０の磁力を利用して装着する、という極めて簡単な作業を行えばよいので、定電位電解式ガスセンサ１０の管理自体が容易になる。
さらにまた、保管用治具６０自体の構造の簡素化を図ることができると共に、定電位電解式ガスセンサの輸送時におけるキャリアとしても利用することができて高い利便性を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、定電位電解式センサは、参照極を有さない構成のものであってもよい。
また、定電位電解式ガスセンサの保管方法としては、例えば図６に示すように、導電性磁石７０を、定電位電解式ガスセンサ１０における各ガス検知電極に係る接続端子３２，４２，５２に対して磁力吸着させて装着するのみであってもよい。
さらにまた、保管用治具としては、上記の実施例に係る構成のものに限定されず、センサ保持部が縦横に並んで形成されてなるプレート状とされていてもよく、また、一の定電位電解式ガスセンサを保持する構成であってもよい。

１０ 定電位電解式ガスセンサ
１１ センサケース
１２ ケース本体
１２ａ リブ
１３ 磁石装着部
１５ 蓋体
１６ ガス透過用貫通孔
２０ 防塵フィルタ
２１ ガス透過性隔膜
２２ 両面粘着テープ
２３ 表示用ラベル部材
２４ Ｏ−リング
２５ 電極ホルダ
２６ 保持部
２８ 電解液保持部材
３０ 対極
３１ 対極に係る給電用リード線
３２ 対極に係る接続端子
３３ 端子面
４０ 作用極
４１ 作用極に係る給電用リード線
４２ 作用極に係る接続端子
４３ 端子面
５０ 参照極
５１ 参照極に係る給電用リード線
５２ 参照極に係る接続端子
５３ 端子面
５５ 電極線アセンブリ
５６ａ，５６ｂ 封止部材
５７ 圧力調整部材
Ｓ 電解液収容空間
Ｌ リード線配置用空間
６０ 保管用治具
６１ 貫通孔
６２ 隔壁
６２ａ 接着剤逃げ用貫通孔
６３ センサ保持部
６４ 受容部
７０ 導電性磁石
７１ 磁石面

Claims (10)

1. 少なくとも作用極および対極を有し、それぞれ給電用リードを介して当該作用極および当該対極に接続された複数の平面状の接続端子の各々がケーシングの一端面において外部に露出されてなる定電位電解式ガスセンサであって、
   前記接続端子の各々は、磁性を有する金属よりなり、
   当該定電位電解式ガスセンサの保管時において、当該接続端子の各々を短絡させる導電性磁石が当該導電性磁石の磁力を利用して装着可能に構成されていることを特徴とする定電位電解式ガスセンサ。
2. 前記接続端子の各々は、磁性を有するステンレス鋼よりなることを特徴とする請求項１に記載の定電位電解式ガスセンサ。
3. 前記ケーシングの一端面には、前記導電性磁石の一部を受容する磁石装着部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定電位電解式ガスセンサ。
4. 参照極をさらに有し、当該参照極に係る接続端子が前記ケーシングの一端面において外部に露出されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定電位電解式ガスセンサ。
5. 少なくとも作用極および対極を有し、当該作用極および対極に係る接続端子の各々が磁性を有する金属よりなる定電位電解式ガスセンサに対して、導電性磁石が当該導電性磁石の磁力を利用して装着され、当該接続端子の各々が当該導電性磁石によって短絡された状態で保管されることを特徴とする定電位電解式ガスセンサの保管方法。
6. 前記導電性磁石として、ネオジム磁石が用いられることを特徴とする請求項５に記載の定電位電解式ガスセンサの保管方法。
7. 前記定電位電解式ガスセンサが、参照極をさらに有し、当該参照極に係る接続端子が前記ケーシングの一端面において外部に露出されてなるものであり、
   前記作用極、前記対極および当該参照極に係る各接続端子が前記導電性磁石によって短絡された状態とされることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の定電位電解式ガスセンサの保管方法。
8. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定電位電解式ガスセンサを受容する凹所よりなるセンサ保持部を具えており、
   当該センサ保持部の底面には、導電性磁石が固定されており、当該定電位電解式ガスセンサを当該導電性磁石によって各接続端子が短絡された状態で、当該導電性磁石の磁力によって保持することを特徴とする定電位電解式ガスセンサの保管用治具。
9. 複数のセンサ保持部を具えてなることを特徴とする請求項８に記載の定電位電解式ガスセンサの保管用治具。
10. 前記導電性磁石がネオジム磁石よりなることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の定電位電解式ガスセンサの保管用治具。

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