JP2016038351A - センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検出部を保護しつつ応答性の向上を図ることができるセンサを提供する。【解決手段】油中の水分量を検出するセンサは、検出素子２０と、検出素子２０を内側に収容する筒状のカバー１２と、を備えている。カバー１２には、検出素子２０の大きさよりも小さい複数の第２導入孔２６が周方向に形成されている。第２導入孔２６は、互いに対向しない位置に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、流体の特性を検出するセンサに関する。

流体の特性を検出するセンサには、所定の試料位置に採取した試料をセットして検出を行うもののほかに、例えば流体が流れる管路やタンク等の被装着体に装着されるものや、管路やタンク等に挿入可能な携帯式のもの等がある。この種のセンサは、流体の状態変化に対する応答性が求められることが多い。

例えば、特許文献１に記載された流体温度検出用センサは、被装着体に装着されるセンサハウジングを有する。センサハウジングは保護筒を有し、この保護筒には、熱伝導性ペーストを介して温度検出素子が収容されている。また、センサハウジングの外周には雄ねじが形成されている。流体温度検出用センサを被装着体に装着する際は、保護筒を測定媒体に向けた状態で、センサハウジングの雄ねじを、被装着体の挿通孔に形成された雌ねじに螺合する。

特開２００２−４８６５４号公報

上述した流体温度検出用センサは、温度検出素子が測定媒体に接触しないが、検出部が流体に接触することによって検出を行うセンサもある。このようなセンサにおいては、過酷な使用状況等の予期されない要因により検出部が脱落すると、流体に検出部が異物として混入するおそれがある。このため、検出部を流体に接触可能な状態としつつ保護筒等で覆うことが好ましい。

しかし、検出部が保護筒等で覆われると、保護筒等で覆われない場合に比べ、検出部周辺の流体の流動性が低下することは否めない。このため、検出対象とする流体の状態変化が、保護筒内の流体の状態は直ちに反映されないので、センサの応答性が低下するおそれがある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出部を保護しつつ応答性の向上を図ることができるセンサを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するセンサは、流体の特性を検出する検出部と、前記検出部を内側に収容する筒状のカバーと、を備え、前記カバーには、前記検出部の大きさよりも小さい複数の導入孔が当該カバーの周方向に形成され、前記複数の導入孔は、当該カバーの中心軸を挟んで互いに対向しない位置に形成されている。

上記構成によれば、検出部の大きさよりも小さい複数の孔がカバーに形成されているため、検出部がカバーの外へ脱落することを抑制しつつ、流体を検出部に接触させることができる。また、カバーの複数の孔が互いに対向しない位置に形成されているので、カバー内の流体の流動性の向上等により、センサの応答性の向上を図ることができる。

このセンサについて、前記複数の導入孔の少なくとも一部は、前記検出部に対向する位置に設けられることが好ましい。
上記構成によれば、複数の導入孔の少なくとも一部が検出部と対向する位置に設けられるので、導入孔を介して流入した流体が検出部に到達するまでの時間を短くすることができる。

このセンサについて、前記カバーは、複数の前記導入孔からなる導入孔列を有し、前記導入孔列を構成する前記導入孔の周方向における位置は、隣接する前記導入孔列の前記導入孔の周方向の位置に対して異なることが好ましい。

上記構成によれば、導入孔の周方向の位置が隣接する導入孔列の間で異なるので、カバー内における流体の流動性の向上を図ることができる。
このセンサについて、前記カバーは、複数の前記導入孔からなる導入孔列を有し、前記導入孔列を構成する前記導入孔の周方向における位置は、他の前記導入孔列の前記導入孔の周方向の位置に対して異なることが好ましい。

上記構成によれば、導入孔の周方向の位置が他の導入孔列の間で異なるので、カバー内における流体の流動性の向上を図ることができる。
このセンサについて、前記導入孔は、前記カバーの軸方向における一方の端部から他方の端部にかけて螺旋状に形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、導入孔が螺旋状にカバーに形成されているので、カバー内における流体の流動性の向上を図ることができる。
このセンサについて、前記カバーは、複数の前記導入孔からなる導入孔列を有し、前記導入孔列を構成する前記各導入孔の間隔が異なることが好ましい。

上記構成によれば、同じ導入孔列を構成する導入孔の間隔が互いに異なるので、カバー内における流体の流動性の向上を図ることができる。
このセンサについて、前記カバーの軸方向における一方の端部には壁部が設けられ、当該壁部には、流体を取り込む先端側導入孔が形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、カバーには、周方向に形成された導入孔と、端部に設けられた壁部に形成された先端側導入孔とが形成されているので、カバー内における流体の流動性の向上を図ることができる。

このセンサについて、前記検出部は、第１電極と、前記第１電極に対向して配置され水分子を透過する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の間に挟まれた感応膜とを備え、前記第２電極を透過した水分子を前記感応膜が吸脱着することによる静電容量の変化に基づいて流体に含有される水分量を検出することが好ましい。

上記構成によれば、検出部は静電容量式の素子であるため、電極間の水分量による抵抗変化を検出する抵抗式のセンサに比べ、検出素子自体の応答性を高めることができる。
上記課題を解決するセンサは、流体の特性を検出する検出部と、前記検出部を収容する筒状のカバーと、を備え、前記カバーには、前記検出部の大きさよりも小さい複数の導入孔が周方向に形成され、互いに対向する前記導入孔が異なる内径を有する。

上記構成によれば、検出部の大きさよりも小さい複数の孔がカバーに形成されているため、検出部の脱落を抑制しつつ、検出部と流体とを接触させることができる。また、互いに対向する導入孔が異なる径を有する。このため、カバー内の流体の流動性の向上等により、センサの応答性の向上を図ることができる。

本発明によれば、センサの検出部を保護しつつ、センサの応答性の向上を図ることができる。

センサの第１実施形態において、当該センサを一方の側面側からみた斜視図。 同実施形態のセンサの平面図。 同実施形態におけるセンサに設けられる検出素子の斜視図。 同実施形態のセンサを他方の側面側からみた斜視図。 同実施形態のセンサのカバーの正面図。 （ａ）は図５の６ａ−６ａ線における断面図、（ｂ）は６ｂ−６ｂ線における断面図、（ｃ）は６ｃ−６ｃ線における断面図。 同実施形態の検出素子の模式図。 図７における８−８線における断面図。 同実施形態のセンサの取付状態を示す図。 センサの第２実施形態におけるカバーの正面図。 （ａ）は図１０の１１ａ−１１ａ線における断面図、（ｂ）は１１ｂ−１１ｂ線における断面図、（ｃ）は１１ｃ−１１ｃ線における断面図。 センサの第３実施形態におけるカバーの正面図。 （ａ）は図１２の１３ａ−１３ａ線における断面図、（ｂ）は１３ｂ−１３ｂ線における断面図、（ｃ）は１３ｃ−１３ｃ線における断面図。 センサの第４実施形態におけるカバーの正面図。 （ａ）は図１４の１５ａ−１５ａ線における断面図、（ｂ）は１５ｂ−１５ｂ線における断面図、（ｃ）は１５ｃ−１５ｃ線における断面図。 センサの第５実施形態におけるカバーの正面図。 （ａ）は図１６の１７ａ−１７ａ線における断面図、（ｂ）は１７ｂ−１７ｂ線における断面図、（ｃ）は１７ｃ−１７ｃ線における断面図。 センサの第５実施形態におけるカバーの正面図。 （ａ）は図１８の１９ａ−１９ａ線における断面図、（ｂ）は１９ｂ−１９ｂ線における断面図、（ｃ）は１９ｃ−１９ｃ線における断面図。 センサの実施例１及び比較例１〜２の応答性を示す図。 センサの変形例におけるカバーの正面図。 センサの変形例におけるカバーの正面図。 センサの変形例におけるカバーの断面図。

（第１実施形態）
図１〜図９を参照して、センサの第１実施形態を説明する。本実施形態では、センサを、機械の潤滑油等、流体としての油に含まれる水分量を検出するセンサに具体化して説明する。また、このセンサは、油が流れる管路や、油が貯められるタンク等の被装着体に装着される。

まず図１〜図４を参照して、センサ１０の概略構成について説明する。
図１に示すように、センサ１０は、ハウジング１１とカバー１２とを備える。ハウジング１１は、大径部１３と小径部１４とを有する。大径部１３と小径部１４とは、ナット等の締結部１５によって締結されている。

カバー１２の内側には、小径部１４の先端に設けられた検出部としての検出素子２０が収容されている。カバー１２は、鉱物油、絶縁油等の検出対象の油に対して耐食性を有する金属材から形成され、円筒状をなしている。軸方向に沿った一方の端部には側壁部２２が設けられ、他方の端部は開口している。カバー１２の側壁部２２には第１導入孔２４が貫通形成されているカバー１２の周壁部２５には第２導入孔２６が貫通形成されている。第１導入孔２４及び第２導入孔２６は、カバー１２内部に油を導入するための貫通孔であって、同じ形状及び内径を有している。第１導入孔２４は、側壁部２２の中央部に１つ形成されている。

図２に示すように、ハウジング１１の小径部１４は、雄螺子がそれぞれ形成された第１螺合部１６と第２螺合部１７とを備えている。第２螺合部１７の先端には、一対のピン２１が固定されている。第２螺合部１７側とピン２１とは、はんだ付け等によって強固に固定されている。これらのピン２１の先端には、ピン２１と電気的に接続する検出素子２０が設けられている。

図３に示すように、上述した第１導入孔２４及び第２導入孔２６の内径Ｄ（図２参照）は、この検出素子２０の幅Ｗ、高さＨ及び厚みＴよりも小さい。
カバー１２の内周面であって開口端２３側には、カバー螺合部２７が形成されている。カバー螺合部２７は、小径部１４の第２螺合部１７と螺合することにより、内側に検出素子２０を収容した状態で小径部１４に装着される。なお、カバー１２と検出素子２０との周方向における相対位置は、特に限定されない。

またカバー１２の周壁部２５のうち、第２導入孔２６が形成された領域Ｚ１は、カバー１２が小径部１４に装着された状態で、カバー１２の軸方向において検出素子２０が配置された位置を含む。即ち、第２導入孔２６の少なくとも一部が、検出素子２０と対向する。このため、第２導入孔２６から流入した油は、検出素子２０に到達しやすくなる。ここで、領域Ｚ１は、カバー１２の軸方向において、開口端２３側の第２導入孔２６から側壁部２２側の第２導入孔２６までを含む領域である。

図４に示すように、大径部１３の端面のうち小径部１４と反対側の端面１８ａには、接続部１８と、報知部１９とが設けられている。この接続部１８には、電力供給線及び信号線が接続される。接続部１８に接続された電力供給線は、大径部１３に収容された駆動回路、報知部１９に電力を供給する。接続部１８に接続された信号線は、検出素子２０から出力された検出信号を外部の出力装置等へ送信する。

報知部１９は、３つのランプ１９ａ〜１９ｃを有している。各ランプ１９ａ〜１９ｃは、大径部１３に収容された上記駆動回路によって点灯が制御される。また、各ランプ１９ａ〜１９ｃは、点灯することによって異なる色の光を出射するものであってもよい。

例えば油に含有される水分量が予め設定された低い範囲内である場合には、奥側のランプ１９ａが点灯される。また、油に含有される水分量が予め設定された中程度の範囲内の場合には、中央のランプ１９ｂが点灯される。さらに、油に含有される水分量が予め設定された高い範囲内の場合には、手前のランプ１９ｃが点灯される。即ち、報知部１９は、油に含有されるおおよその水分量をユーザに報知するためのものであり、検出素子２０により検出された水分量の実測値は、信号線を介して接続された上記出力装置にて確認することができる。また、センサ１０自体に異常が発生した場合には、全てのランプ１９ａ〜１９ｃが点灯することによって故障を報知する。

次に、図５及び図６を参照して、第２導入孔２６の形成パターンについて説明する。
図５に示すように、カバー１２には、軸方向の同じ位置に形成された複数の第２導入孔２６からなる導入孔列が形成されている。本実施形態では、導入孔列が軸方向に沿って４列形成されている。導入孔列Ｌ１〜Ｌ４は、各々３個の第２導入孔２６を有している。

各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４を構成する第２導入孔２６は、隣接する導入孔列の第２導入孔２６に対して、周方向の位置がそれぞれ異なる。即ち、第１導入孔列Ｌ１を構成する第２導入孔２６の周方向の位置は、第２導入孔列Ｌ２を構成する第２導入孔２６の周方向の位置に対して異なる。また、第２導入孔列Ｌ２を構成する第２導入孔２６の周方向の位置は、第１導入孔列Ｌ１を構成する第２導入孔２６の周方向の位置、第３導入孔列Ｌ３を構成する第２導入孔２６の周方向の位置に対して異なる。なお、第１導入孔列Ｌ１を構成する第２導入孔２６の周方向の位置は、第３導入孔列Ｌ３を構成する第２導入孔２６の周方向の位置と同じである。また、第２導入孔列Ｌ２を構成する第２導入孔２６の周方向の位置は、第４導入孔列Ｌ４を構成する第２導入孔２６の周方向の位置と同じである。

図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４を構成する第２導入孔２６は、カバー１２の中心軸Ｘ１を挟んで互いに対向しない位置、即ち正面同士にならない位置にそれぞれ形成されている。なお、中心軸Ｘ１は、第１導入孔２４の中心を通る。図６（ａ）に示す第１導入孔列Ｌ１の第２導入孔２６は、図中上方の第２導入孔２６の位置を基準として時計回りに、「０°」、「１２０°」、「２４０°」の位置にそれぞれ形成されている。図６（ｂ）に示す第２導入孔列Ｌ２の第２導入孔２６は、「６０°」、「１８０°」、「３００°」の位置にそれぞれ形成されている。図６（ｃ）に示す第３導入孔列Ｌ３の第２導入孔２６は、「０°」、「１２０°」、「２４０°」の位置にそれぞれ形成されている。図示は省略するが、第４導入孔列Ｌ４の第２導入孔２６は、第２導入孔列Ｌ２の第２導入孔２６と同様に、「６０°」、「１８０°」、「３００°」の位置にそれぞれ形成されている。

次に図７及び図８を参照して、検出素子２０の構成について説明する。この検出素子２０は、静電容量式で油に含有される水分量を検出するものである。
図７に示すように、検出素子２０は、基板３０と、基板３０上に設置された第１電極３１を備えている。第１電極３１の上には、感応膜３３が形成され、感応膜３３の上には第２電極３２が形成されている。

第１電極３１は、金を含有するクロム等の金属材料からなる。第１電極３１には、第１電極端子３４が接続されている。第２電極３２は、クロム等の金属材料からなり、水分子が透過可能である。また、第２電極３２には、第２電極端子３５が接続されている。第１電極端子３４及び第２電極端子３５は、基板３０の一辺から引き出され、ピン２１を介して、大径部１３に収容される上記駆動回路に接続される。また感応膜３３は、ポリイミド等の水分子を脱吸着する有機絶縁物からなる。感応膜３３は、第１電極３１及び第２電極３２よりも若干大きく形成され、第１電極３１及び第２電極３２からその端部がはみ出すように積層されている。

図８に示すように、第１電極３１は、感応膜３３によって覆われている。第１電極３１及び第２電極３２は、感応膜３３を介して対向している。感応膜３３への水分子の吸着及び脱離は、第２電極３２からはみ出した露出部分及び第２電極３２を介して行われる。

検出素子２０の周辺における油の水分量が安定すると、感応膜３３への水分子の吸着は油との間で平衡化する。例えば油に含まれる水分子が増加すれば、感応膜３３に吸着される水分子の量も増加し、油に含まれる水分子が減少すれば、感応膜３３に吸着される水分子の量も減少する。

感応膜３３への水分子の吸着及び脱離により、第１電極３１及び第２電極３２の間の静電容量が変化する。第１電極３１及び第２電極３２の間の静電容量の変化を、第１電極端子３４及び第２電極端子３５に接続された駆動回路で演算することによって、油に含まれる水分量が検出される。このように、油に含まれる水分量を検出するには、感応膜３３への水分子の吸着が平衡化する時間等が最小限必要となる。

次に図９を参照して、センサ１０の被装着体１００への装着状態について説明する。被装着体１００の管路やタンク等の壁部には、センサ１０を装着するための挿通孔１０１が形成されている。この挿通孔１０１の内周面には、雌螺子が形成されている。センサ１０は、カバー１２を被装着体１００の内側に差し込んで、第１螺合部１６を挿通孔１０１の雌螺子に螺合させることにより装着される。

センサ１０は、被装着体１００内で油１０２が流動している状態で水分量の検出を行うことが好ましい。これは、被装着体１００内で、油１０２の含有水分量を均一化するためであるが、センサ１０の検出前に油１０２の含有水分量が均一化されているか、又は均一化の必要がない場合（偏った状態での検出を目的としている場合等）には、油１０２が流動する必要はない。

油１０２は、第２導入孔２６及び第１導入孔２４を介してカバー１２内に流入し、検出素子２０に接触する。検出素子２０は、水分子の吸着量に応じた電気信号を上記駆動回路に出力する。駆動回路は、センサ１０に接続された信号線を介して、含有水分量に応じた信号を、上述した出力装置に送信する。また駆動回路は、ランプ１９ａ〜１９ｃのうち含有水分量に応じたランプを点灯させて、含有水分量のレベルをユーザに報知する。

次に図９を参照して、センサ１０のカバー１２の作用を説明する。検出素子２０はカバー１２に覆われ、カバー１２に形成された第１導入孔２４及び第２導入孔２６の内径よりも大きい。このため、使用環境等の意図しない要因により、検出素子２０が第２螺合部１７から外れたとしても、カバー１２の外側へ脱落することはない。このため、油が流動する管路やタンクに検出素子２０が混入することが防がれる。

センサ１０の応答性は、第２導入孔２６が互いに対向する位置に形成された場合よりも、応答性が向上することが発明者による実験等を通じてわかっている。ここでいう応答性とは、検出素子２０自体の応答性ではなく、被装着体１００を流れる油１０２の水分含有量が何らかの要因により変化した際に、変化した時点からその変化がセンサ１０によって検出されるまでの遅れ時間を指す。

センサ１０の応答性の向上は未だ明らかとなっていないが、以下の理由によるものと推定される。
カバー１２に形成された第２導入孔２６が互いに対向する位置に形成されている場合には、対向した一対の第２導入孔２６のうち、一方から導入された油１０２は、他方の第２導入孔２６から排出されやすくなる。

一方、本実施形態のように第２導入孔２６が互いに対向する位置に形成されていない場合には、第２導入孔２６から導入された油１０２は、向かい合う第２導入孔２６が無いため、カバー１２の内周面等に衝突する。また第１導入孔２４からの油１０２の流入も加わり、第２導入孔２６が対向する位置に形成されている場合に比べ、例えば油内のせん断力が生じやすくなったり、乱流が起こりやすくなったりして、カバー１２内における流れが複雑化する。

また、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４は、隣接する導入孔列に対して、第２導入孔２６の周方向の位置がそれぞれ異なる。このため、各導入孔列の間で第２導入孔２６の周方向の位置が同じである場合に比べ、カバー１２内に導入される油１０２の流れの向きが多様化する。このため、カバー１２内の油の流れをより複雑な流れとすることができる。その結果、カバー１２内の油は、カバー１２の隅部に滞留することなく、短時間でよく混合された後、いずれかの第２導入孔２６又は第１導入孔２４を介して排出される。このため、カバー１２の内側に存在する油１０２の含有水分量が、カバー１２の外側に存在する油１０２の含有水分量と短時間で同じとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）検出素子２０の大きさよりも小さい複数の第２導入孔２６がカバー１２に形成されているため、検出素子２０のカバー１２からの脱落を抑制しつつ、検出素子２０と油とを接触させることができる。また、第２導入孔２６は、互いに対向しない位置に形成されているので、センサ１０の応答性を高めることができる。

（２）第２導入孔２６の一部が検出素子２０と対向する位置に設けられるので、第２導入孔２６を介して流入した油が検出素子２０に到達するまでの時間を短くすることができる。

（３）周方向に形成された第２導入孔２６と、側壁部２２に形成された第１導入孔２４とがカバー１２に形成されている。このため、油を、カバー１２の周壁部２５から径方向中心に向かう方向だけでなく、側壁部２２から開口端２３に向かう軸方向にも流入させることができる。このため、カバー１２内における油の流れ方向を多くすることで、カバー１２の隅部における油の滞留を抑制することができる。

（４）検出素子２０は静電容量式の素子であり、第１電極３１及び第２電極３２の間の水分量の変化に基づく静電容量変化を検出する。このため、電極間の水分量による抵抗変化を検出する抵抗式のセンサに比べ、検出素子２０自体の応答性を高めることができる。

（５）導入孔列を構成する第２導入孔２６の周方向の位置が隣接する導入孔列の間で異なる。このため、カバー１２内における油の流れ方向を多様化して、カバー１２内における油の流動性の向上を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、図１０及び図１１を参照して、センサの第２実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態のセンサは、導入孔列の第２導入孔の周方向位置が一致している点が第１の実施形態と異なっている。なお、本実施形態にかかるセンサも、その基本的な構成は第１実施形態と同等であり、図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

図１０に示すように、本実施形態のセンサ１０のカバー１２は、３つの導入孔列Ｌ１〜Ｌ３を有する。これらの導入孔列Ｌ１〜Ｌ３が形成された領域Ｚ２は、カバー１２の軸方向において、第１実施形態と同様に検出素子２０の位置を含む。

図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３は、１２０°毎に形成された３つの第２導入孔２６を有する。各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３の第２導入孔２６は、周方向の位置が一致している。また、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３の第２導入孔２６は、中心軸Ｘ１を挟んで互いに対向しない位置に配置されている。

このため、カバー１２内における油の滞留を抑制し、流動性を高めることができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
次に、図１２及び図１３を参照して、センサの第３実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態にかかるセンサも、その基本的な構成は第１実施形態と同等であり、図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

図１２に示すように、本実施形態のセンサ１０のカバー１２は、４つの導入孔列Ｌ１〜Ｌ４を有する。これらの導入孔列Ｌ１〜Ｌ４が形成された領域Ｚ３は、カバー１２の軸方向において、第１実施形態と同様に検出素子２０の位置を含む。

図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４は、７２°毎に形成された５つの第２導入孔２６を有する。各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４の第２導入孔２６は、中心軸Ｘ１を挟んで互いに対向しない位置に配置される。また、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４の第２導入孔２６は、周方向の位置が他の導入孔列に対して異なる。即ち、第２導入孔２６は、他の第２導入孔２６に対して、軸方向の位置及び周方向の位置がそれぞれ異なる。また、本実施形態では、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４の第２導入孔２６は、隣接する導入孔列のうち最も近い第２導入孔２６に対して周方向の位置が１８°ずれている。

例えば、図１３（ｃ）に示すように、第４導入孔列Ｌ４の５つの第２導入孔２６が、時計回り方向に「０°」、「７２°」、「１４４°」、「２１６°」、「２８８°」の位置に形成されていたとする。

図１３（ｂ）に示すように、このとき第３導入孔列Ｌ３の５つの第２導入孔２６は、「５４°」、「１２６°」、「１９８°」、「２７０°」、「３４２°」の位置にそれぞれ形成されている。

図１３（ａ）に示すように、このとき第２導入孔列Ｌ２の第２導入孔２６は、「３６°」、「１０８°」、「１８０°」、「２５２°」、「３２４°」の位置にそれぞれ形成されている。

導入孔列Ｌ１〜Ｌ４は５つの第２導入孔２６を有するため、開口率を高めることができる。また、第１実施形態のカバー１２に比べて、油がカバー１２に導入される方向をより多様化することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果と同様の効果が得られる。
（６）導入孔列Ｌ１〜Ｌ４を構成する第２導入孔２６の周方向の位置が他の導入孔列の間で異なる。このため、カバー１２内における油の流れを複雑化させ、流動性の向上を図ることができる。

（第４実施形態）
次に、図１４及び図１５を参照して、センサの第４実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態にかかるセンサも、その基本的な構成は第１実施形態と同等であり、図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

図１４に示すように、カバー１２には、側壁部２２から開口端２３にかけて、第２導入孔２６が螺旋状に形成されている。即ち、第２導入孔２６は、軸方向の位置及び周方向の位置が互いにずれている。これらの第２導入孔２６が形成された領域Ｚ４は、カバー１２の軸方向において、第１実施形態と同様に検出素子２０の位置を含む。

図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２導入孔２６は、中心軸を挟んで互いに対向しない位置に配置される。また、第２導入孔２６の軸方向における位置はずれているので、他の第２導入孔２６と対向していない。このため、カバー１２内における油の流動性の向上を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果と同様の効果が得られる。
（７）第２導入孔２６が螺旋状にカバー１２に形成されているので、カバー１２内における油の流動性の向上を図ることができる。

（第５実施形態）
次に、図１６及び図１７を参照して、センサの第５実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態にかかるセンサも、その基本的な構成は第１実施形態と同等であり、図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

図１６に示すように、本実施形態のセンサ１０のカバー１２は、３つの導入孔列Ｌ１〜Ｌ３を有する。これらの導入孔列Ｌ１〜Ｌ４が形成された領域Ｚ５は、カバー１２の軸方向において、第１実施形態と同様に検出素子２０の位置を含む。

図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３を構成する第２導入孔２６は、中心軸Ｘ１を挟んで互いに対向しない位置に配置されている。各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３を構成する第２導入孔２６の間隔は、互いに異なる間隔になっている。

図１７（ａ）に示すように、第１導入孔列Ｌ１における第２導入孔２６の間隔θ１１〜θ１３は、例えば「１３４°」、「１２０°」、「１０６°」のようにそれぞれ異なる。また、図１７（ｂ）に示すように、第２導入孔列Ｌ２における第２導入孔２６の間隔θ２１〜θ２３は、「１３３°」、「１１５°」、「１１２°」のようにそれぞれ異なる。さらに、図１７（ｃ）に示すように、第３導入孔列Ｌ３における第２導入孔２６の間隔θ３１〜θ３３は、「１１５°」、「１２３°」、「１２２°」のようにそれぞれ異なる。なお、これらの間隔は一例であり、これ以外の間隔であってもよい。

このように第２導入孔２６は、他の第２導入孔２６と対向していない。また第２導入孔２６の間隔は互いに異なるので、例えば、油の滞留が生じやすい箇所に、第２導入孔２６を多く設けることもできる。このため、カバー１２内における油の流動性の向上を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果と同様の効果に加え、以下の効果が得られる。
（８）各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３を構成する第２導入孔２６の間隔が互いに異なるので、カバー１２内に導入される油の流れ方向が多様化される。このため、カバー１２内における油の流動性の向上を図ることができる。

（第６実施形態）
次に、図１８及び図１９を参照して、センサの第５実施形態を、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態にかかるセンサも、その基本的な構成は第１実施形態と同等であり、図面においても第１実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。

図１８に示すように、本実施形態のセンサ１０のカバー１２は、３つの導入孔列Ｌ１〜Ｌ３を有する。これらの導入孔列Ｌ１〜Ｌ３が形成された領域は、カバー１２の軸方向において、第１実施形態と同様に検出素子２０の位置を含む。なお、図１７では、便宜上、検出素子２０の位置の図示を省略している。

図１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、各導入孔列Ｌ１〜Ｌ４は、９０°毎に形成された４つの第２導入孔２６を有する。各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３の第２導入孔２６は、互いに対向している。各導入孔列Ｌ１〜Ｌ３は、相対的に小さい内径を有する第２導入孔２６ａと、相対的に大きい内径を有する第２導入孔２６ｂとから構成されている。第２導入孔２６ａ，２６ｂは、中心軸Ｘ１を挟んで互いに対向する位置に設けられている。

次に、本実施形態のセンサ１０の作用について説明する。カバー１２の対向する一対の第２導入孔２６は、異なる内径を有している。カバー１２の外側から第２導入孔２６に流入する際には、カバー１２内で縮流が生じる。例えば、大径の第２導入孔２６ｂから出た縮流のうち一部は、対向する小径の第２導入孔２６ｂから排出されやすくなるが、他はカバー１２の内周面に衝突しやすくなる。このため、カバー１２内の油の流れを複雑化することで、カバー１２内に油が滞留することを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の（２）〜（４）の効果と同様の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（９）カバー１２には、検出素子２０の大きさよりも小さい複数の第２導入孔２６が形成されているため、検出素子２０の脱落を抑制しつつ、検出素子２０と油とを接触させることができる。また、互いに対向する第２導入孔２６は、異なる内径を有するため、カバー１２内の油の流動性の向上等により、センサの応答性を高めることができる。

（実施例）
以下、図２０を参照して、カバー１２の第２導入孔２６の位置と、センサ１０の応答性との関係について、実施例及び比較例の比較を通じて説明する。

（実施例１）
第１実施形態のカバー１２を備えたセンサ１０を用いて、油に含まれる水分量を検出した。第１導入孔２４及び第２導入孔２６は、直径５．５ｍｍの円形状に形成した。

また、試験槽に鉱物油系油を満たし、７０度の温度に調整した。さらに油を撹拌機により一定の速度で撹拌し、試験槽の内周面に沿った流れを発生させた状態で、センサ１０のうちカバー１２の部分を油に浸した。

次に油に含まれる水分量が変化する場合のセンサ１０の応答性を確認するために、油を撹拌しながら、試験槽の特定の箇所から、油中の水分活性値が０．１ａｗから１．０ａｗ以上となるまで水滴を滴下した。滴下速度は、センサ１０の必要最小限の応答速度を大きく上回らないようにした。また、センサ１０にテスターを接続し、センサ１０の出力値（Ｖ）を検出した。

（比較例１）
実施例１のセンサ１０のカバー１２を外した以外は、実施例１と同様の条件で、センサ１０の出力値（Ｖ）を検出した。

（比較例２）
センサ１０の第２導入孔２６の数、形状、及び直径を実施例１と同じとし、形成位置だけを実施例１と相違させた。比較例２のカバー１２は、９０°毎に形成された４つの第２導入孔２６からなる導入孔列を３つ形成し、１対の第２導入孔２６が互いに向かい合うようにした。即ち、実施例１とカバー１２の開口率は同一である。

図２０に、油の水分量の変化に伴う、実施例１、比較例１及び比較例２の出力値の変化のグラフを示す。このセンサ１０では、上記した試験条件の下、水分活性値が１．０ａｗに到達した後は、センサ１０の出力値は「５Ｖ」で一定となる。

カバー１２の無い比較例２のセンサ１０では、水分活性値が１．０ａｗに到達したときの出力値（５Ｖ）に達するまでに要する時間が５２秒である。この時間は、検出素子２０自体の応答性等に基づくものである。

これに対し、実施例１のセンサ１０では、水分活性値が１．０ａｗに到達したときの出力値（５Ｖ）に達するまでに要する時間が９５秒である。比較例２のセンサ１０では、水分活性値が１．０ａｗに到達したときの出力値（５Ｖ）に達するまでに要する時間が１１５秒である。即ち、実施例１のセンサ１０の応答時間は、比較例３における応答時間に対し１７％以上短縮されており、実施例１のセンサ１０のほうが比較例３よりも応答性が良好であるといえる。

（他実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・図２１に示すように、第２導入孔２６は、矩形状に形成されていてもよい。各導入孔列を構成する第２導入孔２６は、互いに対向しない位置に形成されていてもよい。又は、各導入孔列を構成する第２導入孔２６は、対向する第２導入孔２６と異なる内径を有していてもよい。

・図２２に示すように、第２導入孔２６は、検出素子２０の長さ、幅及び厚みよりも小さければ、周方向に延びる細長状（スリット状）に形成されていてもよい。例えば、第２導入孔２６は、軸方向における異なる位置に形成され、例えば周方向の４５°の範囲に延びている。このため、第２導入孔２６は、互いに対向しない位置に設けられる。

・図２３に示すように、カバー１２の内周面であって、第２導入孔２６の近傍に油を整流する整流部４０を設けてもよい。この整流部４０により、カバー１２の隅部の油も流動させることができる。

・第１〜第５実施形態では、カバー１２に形成された第２導入孔２６を、同じ内径に形成したが、第２導入孔２６の内径を、２種類以上の異なる内径にしてもよい。また、第２導入孔２６の内径と第１導入孔２４の内径とを同じ内径にしたが、異なる内径にしてもよい。

・第４実施形態では、第２導入孔２６を１本の螺旋状に配置したが、螺旋状の第２導入孔２６の列は複数であってもよい。この際、軸方向の同じ位置に第２導入孔２６が位置しても、それらの第２導入孔２６が対向しない位置に形成されることが好ましい。

・検出素子２０の構成は、上述した構成以外のものであってもよい。例えば、感応膜３３は、有機絶縁物から構成したが、絶縁性を有する無機物から構成してもよい。
・上記各実施形態において、第２導入孔２６は、カバー１２から検出素子２０が脱落しない程度に増やすことも可能であり、その数及び大きさ、カバー１２の開口率は特に限定されない。

・上記各実施形態において、複数の導入孔からなる導入孔列は、検出部の大きさやカバーの大きさ、要求されるセンサの応答性等に応じて適宜変更することも可能である。即ち、導入孔列は、１列でもよい。また、導入孔列は、２列以外の複数でもよい。

・上記各実施形態では、検出部を静電容量式の素子としたが、これ以外の方式により流体内の水分量を検出するものであってもよい。例えば、光学素子を有する検出部であってもよく、熱伝導式の検出素子であってもよい。

・上記各実施形態では、センサ１０を、被装着体１００に装着されるタイプのセンサとしたが、これ以外の方式で使用されるものであってもよい。例えば、センサ１０を手で支持しながらタンクの開口等から油内に差し込むものであってもよい。また、被装着体１００に装着したり、管路やタンク等に差し込んだりする方式に限定されず、管路やタンクから採取した試料を検出対象としてもよい。

・上記各実施形態では、センサの検出対象を、機械に用いられる油の水分量としたが、油以外の流体であってもよく、水分量以外の流体の特性を検出してもよい。例えば、検出対象を、油以外の液状体にしてもよい。液状体は、液体や、液体を媒体とするゾル等であって、例えば、排水、飲食品、薬品、河川の水、海水、インク、洗剤、光造形剤等である。また、検出対象を、気体にしてもよい。さらに、センサは、流体の圧力、温度、流量、液面、流速等を計測するものであってもよく、特定の含有物質の有無、含有物質の濃度を測定するものであってもよく、含有物質を特定するものであってもよい。センサの検出方式は、静電容量式以外の方式でもよく、測定対象等によって選択される。また、センサを構成する部材の材料は、測定対象に応じて選択される。

１０…センサ、１１…ハウジング、１２…カバー、１３…大径部、１４…小径部、１５…締結部、１６…第１螺合部、１７…第２螺合部、１８…接続部、１８ａ…端面、１９…報知部、１９ａ〜１９ｃ…ランプ、２０…検出部としての検出素子、２１…ピン、２２…先端側導入孔が形成された壁部としての側壁部、２３…開口端、２４…先端側導入孔としての第１導入孔、２５…周壁部、２６…第２導入孔、２６ａ…第２導入孔、２６ｂ…第２導入孔、２７…カバー螺合部、３０…基板、３１…第１電極、３２…第２電極、３３…感応膜、３４…第１電極端子、３５…第２電極端子、４０…整流部、１００…被装着体、１０１…挿通孔、１０２…流体としての油、Ｌ１…第１導入孔列、Ｌ２…第２導入孔列、Ｌ３…第３導入孔列、Ｌ４…第４導入孔列。

Claims (9)

1. 流体の特性を検出する検出部と、
   前記検出部を内側に収容する筒状のカバーと、を備え、
   前記カバーには、前記検出部の大きさよりも小さい複数の導入孔が当該カバーの周方向に形成され、前記導入孔は、当該カバーの中心軸を挟んで互いに対向しない位置に形成されている
   センサ。
2. 前記複数の導入孔の少なくとも一部は、前記検出部に対向する位置に設けられる
   請求項１に記載のセンサ。
3. 前記カバーは、複数の前記導入孔からなる導入孔列を有し、
   前記導入孔列を構成する前記導入孔の周方向における位置は、隣接する前記導入孔列の前記導入孔の周方向の位置に対して異なる
   請求項１又は２に記載のセンサ。
4. 前記カバーは、複数の前記導入孔からなる導入孔列を有し、
   前記導入孔列を構成する前記導入孔の周方向における位置は、他の前記導入孔列の前記導入孔の周方向の位置に対して異なる
   請求項１又は２に記載のセンサ。
5. 前記導入孔は、前記カバーの軸方向における一方の端部から他方の端部にかけて螺旋状に形成されている
   請求項１又は２に記載のセンサ。
6. 前記カバーは、複数の前記導入孔からなる導入孔列を有し、
   前記導入孔列を構成する前記各導入孔の間隔が異なる
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサ。
7. 前記カバーの軸方向における一方の端部には壁部が設けられ、当該壁部には、流体を取り込む先端側導入孔が形成されている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ。
8. 前記検出部は、第１電極と、前記第１電極に対向して配置され水分子を透過する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極の間に挟まれた感応膜とを備え、前記第２電極を透過した水分子を前記感応膜が吸脱着することによる静電容量の変化に基づいて流体に含有される水分量を検出する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサ。
9. 流体の特性を検出する検出部と、
   前記検出部を収容する筒状のカバーと、を備え、
   前記カバーには、前記検出部の大きさよりも小さい複数の導入孔が周方向に形成され、互いに対向する前記導入孔が異なる内径を有する
   センサ。

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