JP2016020878A - センサ装置の放熱機構 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ本体とアンテナとが接続軸で連結されたセンサ装置において、センサ装置を無駄に大型化させることなく、測定対象物の温度によってアンテナが高温になるのを抑制し得るセンサ装置の放熱機構を提供する。
【解決手段】放熱機構１０は、測定対象物に固定されて該測定対象物の温度等を検出するセンサ本体２と、センサ本体２の検出温度等に関する信号を無線送信するアンテナ３とが接続軸４によって連結されたセンサ装置１に用いられる。放熱機構１０は、接続軸４の外周面を挟持することで接続軸４に取り付けられる目玉クリップ２０と、目玉クリップ２０に支持される放熱板３０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象物に固定して温度等を測定するセンサ装置に用いられる放熱機構に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、測定対象物に押し当てて温度を検出する、いわゆるハンディタイプのセンサ装置が知られている。このセンサ装置は、ケーシング（プローブ）と、該ケーシングの先端部に挿入された保護管と、該保護管の先端部に挿入された熱電対とを備えている。熱電対は、ケーシング内に配線されて信号処理回路に接続される熱電対線を有している。このセンサ装置では、ケーシングを手で握って熱電対を測定対象物に押し当てることにより、温度に関する信号が熱電対線を介して信号処理回路に送られて測定対象物の温度が検出（測定）される。

特開平７−５５５４８号公報

ところで、特許文献１に開示しているようなセンサ装置には、常時測定対象物に固定し、検出した温度等に関する信号を無線で送信するようにした固定タイプのものがある。このようなセンサ装置１００は、例えば図５に示すように、センサ本体１０１と、アンテナ１０２と、接続軸１０３とを備えている。接続軸１０３は、中空軸であり、両端がナット１０４，１０５によってセンサ本体１０１とアンテナ１０２とに連結されている。センサ本体１０１は、先端の検出部１０１ａが測定対象物に接した状態で固定される。アンテナ１０２は、信号処理回路や発信部が内蔵されており、センサ本体１０１の検出部１０１ａによって検出された測定対象物の温度等に関する信号が送られる。アンテナ１０２に送られた信号は、別の受信部へ無線送信される。

ところが、上述したような固定タイプのセンサ装置１００では、高温によってアンテナ１０２内の信号処理回路等が機能低下ないし機能不全になる虞があった。即ち、センサ装置１００は常時測定対象物に接しているため、測定対象物が高温になるものである場合、その高温熱がセンサ本体１０１および接続軸１０３を通じてアンテナ１０２に伝導し、アンテナ１０２が高温になってしまう虞があった。

そこで、予めアンテナに放熱板（放熱部材）を設けておくことが考えられるが、そうすると、測定対象物が高温にならないものである場合や接続軸の長さ等によって熱伝導が少なくアンテナがそれほど高温にならない場合には、アンテナひいてはセンサ装置が無駄に大型化することになる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサ本体（検出部）とアンテナ（送信部）とが接続軸で連結されたセンサ装置において、センサ装置を無駄に大型化させることなく、測定対象物の温度によってアンテナが高温になるのを抑制し得るセンサ装置の放熱機構を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、放熱板を目玉クリップによってセンサ装置の接続軸に着脱可能に取り付けるようにした。

具体的に、本発明に係る放熱機構は、測定対象物に固定されて該測定対象物の温度または振動を検出するセンサ本体と、該センサ本体の検出温度または検出振動に関する信号を無線送信するアンテナとが接続軸によって連結されたセンサ装置に用いられるセンサ装置の放熱機構を前提としている。そして、本発明の放熱機構は、上記接続軸の外周面を挟持することで該接続軸に取り付けられる目玉クリップと、該目玉クリップに支持される放熱板とを備えているものである。

以上のように、本発明によれば、放熱板を支持する目玉クリップをセンサ装置の接続軸に取り付けることにより、測定対象物からセンサ本体を通じて接続軸に伝導した熱を放熱板によって放熱することができる。そのため、測定対象物の熱がアンテナまで伝導する熱量を低減することができ、その結果、アンテナが高温になるのを抑制することが可能である。また、放熱板は目玉クリップによって着脱可能であるため、測定対象物が高温になるものである場合等で測定対象物から高温熱がアンテナに伝導する虞があるときにだけ、放熱板を取り付けることが可能である。そのため、センサ装置の無駄な大型化を防止することができる。

図１は、実施形態に係るセンサ装置および放熱機構の概略構成を示す正面図である。 図２は、図１におけるＡ−Ａ線の断面図である。 図３は、図１におけるＢ−Ｂ線の断面図である。 図４は、図２におけるＣ−Ｃ線の断面図である。 図５は、従来のセンサ装置の概略構成を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

図１に示す本実施形態のセンサ装置１は、本発明に係る放熱機構１０が設けられるものである。センサ装置１は、図示しない固定器具によって測定対象物に固定し、該測定対象物の振動および温度を測定する、いわゆる固定タイプのセンサである。

センサ装置１は、センサ本体２と、アンテナ３と、接続軸４とを備えている。接続軸４は、両端がナット５，６によってセンサ本体２とアンテナ３とに連結されている。センサ本体２は、先端に測定対象物の温度および振動を検出する検出部２ａを有しており、その検出部２ａが測定対象物に接した状態で固定される。アンテナ３は、図示しないが、信号処理回路や発信部が内蔵されており、センサ本体２の検出部２ａによって検出された測定対象物の温度および振動に関する信号が送られる。アンテナ３は、送られた信号を別の受信部に無線送信する送信部を構成している。

接続軸４は、中空の軸であり、外周面が凹凸状に形成されたジャバラ部材である。接続軸４の内部には、図示しないが、センサ本体２とアンテナ３とに繋がる信号線が通っている。

〈放熱機構の構成および作用〉
上述したセンサ装置１に設けられる放熱機構１０は、図１に示すように、センサ装置１の接続軸４に取り付けられるものであり、目玉クリップ２０と、放熱板３０と、支持棒３５とを備えている。

目玉クリップ２０は、図２に示すように、金属板からなる一対のクリップハーフ２１，２２を有している。一対のクリップハーフ２１，２２は、ヒンジピン２５によって回動自在に連結されており、それぞれの両端に略半円筒状の挟持部２３と目玉形状のピンチ部２４とが形成されている。ヒンジピン２５には、捩じりコイル状のバネ２６が装着されている。バネ２６は、挟持部２３が閉じる方向（挟持する方向）に一対のクリップハーフ２１，２２を付勢している。挟持部２３は、それぞれのピンチ部２４が互いに近づく方向に掴むことによって開く。

放熱板３０は、図３に示すように、平面視が円形の平板状に形成された金属製のものである。放熱板３０は、２本の支持棒３５によって目玉クリップ２０に支持されている。支持棒３５は、細長い金属製の棒であり、一端が目玉クリップ２０のクリップハーフ２１，２２に固定され他端が放熱板３０の板面に固定されている。また、放熱板３０には、放熱機構１０を接続軸４に取り付ける際、接続軸４が差し込まれる切欠き３１が形成されている。切欠き３１は、放熱板３０において円中心部から縁端まで延びている。切欠き３１は、径方向に直線的に延びる平面視略矩形の形状である。切欠き３１は、その幅が接続軸４の外径と略同一に形成され、開放側と反対側の端部が接続軸４の外径と略同一の半円形状に形成されている。

上述した放熱機構１０は、目玉クリップ２０で接続軸４の外周面を挟持することにより、接続軸４に取り付けられる。目玉クリップ２０は、挟持部２３と接続軸４とが概ね同軸となる状態で、接続軸４の外周面を挟持する。こうして放熱機構１０が接続軸４に取り付けられると、放熱板３０の切欠き３１に接続軸４が差し込まれ、放熱板３０と接続軸４とが略同軸に直交した状態となる。なお、２本の支持棒３５は接続軸４と平行に延びた状態となる。

放熱機構１０が取り付けられたセンサ装置１では、測定対象物の高温熱がセンサ本体２を通じて接続軸４に伝導する。接続軸４に伝導した高温熱は、放熱機構１０によって放熱される。つまり、接続軸４の外周面と目玉クリップ２０の挟持部２３とは接しているため、接続軸４に伝導した高温熱は、先ず目玉クリップ２０に伝導し、次いで、支持棒３５を介して放熱板３０に伝導する。これにより、放熱板３０から高温熱が放熱される。

以上のように、上記実施形態の放熱機構１０では、放熱板３０を支持する目玉クリップ２０をセンサ装置１の接続軸４に取り付けることにより、測定対象物からセンサ本体２を通じて接続軸４に伝導した熱を放熱板３０によって放熱することができる。そのため、測定対象物からアンテナ３まで伝導する熱量を低減することができる。また、測定対象物から上方へ向かって流れる熱気を放熱板３０によって遮断または外側へ流すことができる。よって、アンテナ３が高温になるのを抑制することが可能となり、その結果、高温によってアンテナ３の信号処理回路等が機能低下ないし機能不全になるのを防止することができる。

また、上記実施形態の放熱機構１０によれば、目玉クリップ２０で接続軸４を挟持することで放熱板３０を取り付けるようにしたので、放熱板３０が着脱可能となる。そのため、測定対象物が高温になるものである場合等、測定対象物から高温熱がアンテナに伝導する虞があるときにだけ、放熱板３０を容易に取り付けることが可能となる。これにより、センサ装置１の無駄な大型化を防止することができる。

また、上記実施形態の放熱機構１０では、放熱板３０に切欠き３１を形成して接続軸４が差し込まれるようにしたため、放熱板３０を接続軸４の軸心上に配置することができる。そのため、センサ装置１の全体の外形を小さくすることができ、センサ装置１の設置スペースを削減することができる。

また、上記のように放熱板３０の切欠き３１に接続軸４が差し込まれる構成を採ることにより、放熱板３０と接続軸４との接触面積を稼ぐことが可能になる。これにより、接続軸４から直接放熱板３０に熱伝導を行わせることができるため、その分、接続軸４から放熱機構１０への熱伝導を助長することができる。そのため、測定対象物からアンテナ３まで伝導する熱量を一層低減することができ、アンテナ３が高温になるのを一層抑制することが可能になる。

さらに、上記実施形態の放熱機構１０では、目玉クリップ２０の挟持部２３に工夫が施されている。図４に示すように、目玉クリップ２０の挟持部２３は、接続軸４の外周面を挟持する挟持面（内側面）が、接続軸４の外周面の凹凸に沿うように形成されている。具体的に、挟持部２３の挟持面には接続軸４の外周面の凸部４ａが嵌る凹部２３ａが形成されている。この挟持部２３の構成によれば、例えば挟持部の挟持面が平滑な曲面である場合に比べて、挟持部２３と接続軸４の外周面との接触面積を増大させることができる。そのため、接続軸４から目玉クリップ２０への熱伝導を促進することができる。その結果、測定対象物からアンテナ３まで伝導する熱量を一層低減することができ、アンテナ３が高温になるのを一層抑制することが可能である。

なお、上記実施形態の目玉クリップ２０は、接続軸４を挟持可能なものであれば上述した形式に限られない。

また、上記実施形態の放熱板３０は、切欠き３１を形成して接続軸４と交差させるようにしたが、本発明はこれに限らず、切欠きを省略して、接続軸４と交わらない位置に配置するようにしてもよい。

また、上記実施形態の目玉クリップ２０は、挟持部２３の挟持面に凹部２３ａを形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、挟持部２３を波板状に形成することで挟持面が接続軸４の外周面の凹凸に沿うようにしてもよい。

また、本発明は、当然であるが、上記実施形態の目玉クリップ２０における挟持部２３の挟持面は平滑な面であってもよいし、上記実施形態の放熱板３０は円形以外の形状であってもよい。

また、上記実施形態では、センサ装置１が測定対象物の温度および振動を測定するものについて説明したが、本発明は、測定対象物の温度および振動の一方のみを測定するセンサ装置１にも同様に適用することができる。

本発明は、測定対象物に固定して温度等を測定するセンサ装置に設けられる放熱機構について有用である。

１ センサ装置
２ センサ本体
３ アンテナ
４ 接続軸
１０ 放熱機構
２０ 目玉クリップ
３０ 放熱板
３１ 切欠き
３５ 支持棒

Claims (3)

1. 測定対象物に固定されて該測定対象物の温度または振動を検出するセンサ本体と、該センサ本体の検出温度または検出振動に関する信号を無線送信するアンテナとが接続軸によって連結されたセンサ装置に用いられるセンサ装置の放熱機構であって、
   上記接続軸の外周面を挟持することで該接続軸に取り付けられる目玉クリップと、該目玉クリップに支持される放熱板とを備えていることを特徴とするセンサ装置の放熱機構。
2. 請求項１に記載のセンサ装置の放熱機構において、
   上記放熱板は、平板状に構成され、上記接続軸に差し込まれる切欠きが形成されていることを特徴とするセンサ装置の放熱機構。
3. 請求項１または２に記載のセンサ装置の放熱機構において、
   上記接続軸は、外周面が凹凸状に形成されたジャバラ部材であり、
   上記目玉クリップは、上記接続軸の外周面を挟持する挟持面が、上記接続軸の外周面の凹凸に沿うように形成されていることを特徴とするセンサ装置の放熱機構。
   

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