JP5234043B2 - 温度センサ取付具 - Google Patents

Description

本発明は温度センサ取付具に関する。さらに詳しくは、例えば空気調和装置の熱交換器内を流れる冷媒の温度を間接的に検出する温度センサの取付具に関する。

空気調和装置の圧縮機の運転を制御する際の重要な判断パラメータとして、当該圧縮機の吸入側圧力がある。この吸入側圧力は、圧縮機の吸入側配管に圧力センサを取り付けることで検出することができるが、圧力センサは高価であるので、コストを削減するために他の方法で吸入側圧力を求めることが考えられる。

例えば、冷房運転時には、室内側熱交換器において液状の冷媒が室内空気との熱交換により気化されてガス状の冷媒になり、このガス状の冷媒が圧縮機に送り込まれる。冷媒は、室内側熱交換器を構成する細いチューブ内を複数回折り返しながら入口から出口へ移動し、その間に液相から気相への相変化が行われるが、その経路の大部分において、液状の冷媒とガス状の冷媒とが混在する湿り状態である。そして、湿り状態の冷媒の温度（飽和温度）は一定である。この飽和温度が分かれば、冷媒の物性値として飽和圧力を求めることができ、また、室内側熱交換器の出口から圧縮機の吸入口までの配管の圧力損失は所定の誤差内で想定可能であるので、熱交換器内の湿り状態の冷媒の温度が分かれば、飽和圧力が分かり、さらには圧縮機の吸入側圧力を推定することができる。

熱交換器を構成するチューブは銅などの熱伝導率の大きい金属で作製されているので、かかるチューブの入口と出口の間の部分（中間部分）の表面温度を検出することで間接的にチューブ内を流れる湿り状態の冷媒の温度である飽和温度を検出することができ、この飽和温度を求めることで、前述したように、圧縮機の吸入側圧力を推定することができる。

冷媒配管の温度を検出するために、取付具を用いて当該冷媒配管にサーミスタを密接して取り付けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、図１０に示されるように、りん青銅などの薄金板で作製され、チューブ１０１の端部のＵ字管１０３に弾力的に広がって挿着される略コの字形の断面形状を有する装着具本体１０２からなる、エアコンなどのＵ字管用サーミスタ取付装置が開示されている。この装着具本体１０２は、一方を平坦下縁１０４に形成し、他方を平坦上縁１０５に形成している。そして、前記平坦下縁１０４の先端部を外開き状の屈曲縁１０６に形成し、前記平坦上縁１０５の先端部を外側に彎曲させてサーミスタ端子の挿入筒１０９を一体的に形成している。

特許文献１記載の取付装置では、挿入筒１０９内にサーミスタ端子を挿入し、カシメ部１１０を工具でカシめて固定し、これをチューブ１０１の端のＵ字管１０３に装着する。その際、Ｕ字管１０３が屈曲縁１０６の中間に形成された抜止突起１０７を乗り越えるように、装着具本体１０２が当該Ｕ字管１０３に装着される。

特開平１０−９７２９号公報

しかしながら、特許文献１記載のサーミスタ取付装置は、装着に際しガイドとなるものがないので、チューブ１０１の端のＵ字管１０３を平坦下縁１０４と平坦上縁１０５との間の空間の適所に挿入するのが容易ではなく、挿入作業に熟練を要する。チューブ１０１が前記抜止突起１０７に乗り上げてしまうなど、取付装置が所定の位置に挿入されていないと、使用している間に取付装置がチューブからはずれてしまう恐れがある。

また、平坦下縁１０４と平坦上縁１０５がチューブ１０１に当接するので、図１０においてＡで示す方向の取付装置の回転は規制されるが、同図においてＢで示す方向の回転は規制するものがないので、サーミスタ接続用のハーネスが引っ張られるなどして回転が生じる恐れがある。回転によって取付装置の位置がずれると、サーミスタの位置もずれるので、冷媒配管温度の検出精度が低下する。
さらに、取付装置が回転することによって、抜止突起１０７とチューブ１０１との相対位置がずれることで、当該取付装置がチューブ１０１から抜けやすくなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、冷媒配管の曲管部への取付作業を簡単且つ正確に行うことができ、取付後における回転を防止することで結果として当該曲管部からの抜けを防ぐことができる温度センサ取付具を提供することを目的としている。

（１）本発明の温度センサ取付具は、互いに平行な２本の直管部と、両直管部の端部を接続する円弧状の曲管部とからなるＵ字状の冷媒配管の前記曲管部に温度センサを取り付けるための取付具であって、
前記曲管部と、この曲管部と前記直管部との境界近傍の直管部分とを収容可能な配管収容部と、
前記温度センサを収容可能なセンサ保持部と、
前記取付具を冷媒配管の曲管部に取り付けた状態において、前記直管部の外周面に近接して配置される回転防止手段と
を備えており、
前記直管部の管軸と同一方向を第１方向とし、前記直管部の両管軸を含む平面に垂直な方向を第２方向とし、且つ、前記第１方向及び第２方向に垂直な方向を第３方向としたときに、
前記配管収容部は、前記取付具を冷媒配管の曲管部に取り付けた状態において、前記第３方向に平行な軸を有する第１半円筒体と、この第１半円筒体の一側縁から延設された矩形状の板部とを有しており、
前記板部の中央部には、前記曲管部および前記直管部分の形状に対応した内方にへこむ凹所が形成されており、
前記回転防止手段は、前記取付具の、前記直管部の両管軸を含む平面内方向の回転を規制するよう構成されており、
前記センサ保持部は、前記第１半円筒体の他側縁から延設された第２半円筒体からなっており、この第２半円筒体の端部であって、温度センサが挿入される側の端部は、前記第１半円筒体よりも外方に延設された延長部とされていることを特徴としている。

本発明の温度センサ取付具では、取付具を冷媒配管の曲管部に取り付けた状態において、Ｕ字状の冷媒配管の直管部の外周面に近接して配置される回転防止手段が設けられている。このため、前記直管部の両管軸を含む平面内方向に前記取付具が回転しようとしても前記回転防止手段が直管部の外周面に当接するので、当該取付具の回転が規制される。したがって、温度センサ取付具が装着状態からずれるのを防ぐことができ、結果として、当該温度センサ取付具が冷媒配管の曲管部から抜けるのを防止することができる。
また、前記回転防止手段は、前記取付具を冷媒配管の曲管部に取り付けた状態において、前記直管部の外周面に近接して配置されるように設けられているので、この回転防止手段を、取付具を冷媒配管の曲管部に装着するときのガイドとして用いることができ、取付具の装着を簡単且つ正確に行うことができる。

（２）前記（１）の温度センサ取付具において、前記センサ保持部は、前記第３方向に平行な軸を有する第２半円筒体からなり、
前記回転防止手段は、前記板部の対向する辺にそれぞれ設けられた一対の内方折り曲げ片からなるものとすることができる。この場合、一対の内方折り曲げ片によって、直管部の両管軸を含む平面内方向おける取付具の回転を規制することができる。また、一対の内方折り曲げ片の間に冷媒配管の両直管部を挟み込むように取付具を冷媒配管に取り付けることで、これら内方折り曲げ片を取付時のガイドとして機能させることができ、取付具を簡単且つ正確に冷媒配管の曲管部に取り付けることができる。

（３）前記（２）の温度センサ取付具において、前記センサ保持部（２）は、前記第３方向（Ｚ）に平行な軸を有する第２半円筒体（８）からなり、
前記第２半円筒体（８）の一側縁であって、前記第１半円筒体（３）と反対側の側縁には、前記配管収容部（１）の板部（４）と対向するガイド板（１１）が延設されており、
前記回転防止手段（６）は、前記ガイド板（１１）の対向する辺にそれぞれ設けられた一対の内方折り曲げ片（６´）からなるものとすることができる。この場合、一対の内方折り曲げ片によって、直管部の両管軸を含む平面内方向おける取付具の回転を規制することができる。また、一対の内方折り曲げ片の間に冷媒配管の両直管部を挟み込むように取付具を冷媒配管に取り付けることで、これら内方折り曲げ片を取付時のガイドとして機能させることができ、取付具を簡単且つ正確に冷媒配管の曲管部に取り付けることができる。さらに、板部とガイド板とによって、両直管部を挟み込むように取付具を冷媒配管に取り付けることで、これら板部及びガイド板をガイドとして機能させることができ、取付具を簡単且つ正確に冷媒配管の曲管部に取り付けることができる。また、板部とガイド板とによって、前記直管部の両管軸を含む平面に垂直な平面であって前記第２方向を含む平面内での取付具の回転を効果的に防ぐことができる。

（４）前記（３）の温度センサ取付具において、前記配管収容部の板部、前記ガイド板及び前記一対の内方折り曲げ片の各縁部であって冷媒配管の曲管部が挿入される側の縁部が、外方に折り返されていることが好ましい。この場合、取付具を冷媒配管の曲管部に装着する際に取付具の縁部ないし角部が冷媒配管にあたり当該冷媒配管を傷つけるのを防ぐことができる。

本発明の温度センサ取付具によれば、冷媒配管の曲管部への取付作業を簡単且つ正確に行うことができ、取付後における回転を防止することで結果として当該曲管部からの抜けを防ぐことができることができる。

本発明の温度センサ取付具の一実施の形態の斜視図である。 図１に示される温度センサ取付具の正面図である。 図１に示される温度センサ取付具の平面図である。 （ａ）は図１に示される温度センサ取付具の右側面図、（ｂ）は同左側面図である。 図１に示される温度センサ取付具の背面図である。 図１に示される温度センサ取付具を用いてサーミスタを冷媒配管に取り付けた状態を側面から見た説明図である。 同下方から見た説明図である。 図１に示される温度センサ取付具を用いてサーミスタを熱交換器の冷媒配管の曲管部に取り付けた状態を示す斜視説明図である。 本発明の温度センサ取付具の他の実施の形態の斜視図である。 従来の温度センサ取付具の斜視説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の温度センサ取付具の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る温度センサ取付具Ｔの斜視説明図であり、図２は、図１に示される温度センサ取付具Ｔの正面図であり、図３は同平面図であり、図４の（ａ）は同右側面図であり、（ｂ）は同左側面図であり、図５は同背面図である。

本発明の温度センサ取付具Ｔは、図６〜８に示されるように、空気調和装置の熱交換器ＨにおけるＵ字管などのＵ字状の冷媒配管２０にサーミスタなどの温度センサを取り付けるのに用いられ、配管収容部１と、センサ保持部２と、回転防止手段とを備えている。Ｕ字状の冷媒配管２０は、互いに平行な２本の直管部２１ａ、２１ｂと、両直管部２１ａ、２１ｂの端部を接続する円弧状の曲管部２２とからなっている。なお、本明細書において「接続」とは、直管部と曲管部とが別々に作製され、両者が溶接などで接続される場合だけでなく、１本の配管を曲げ加工することで直管部と曲管部が形成される場合も含まれる。

温度センサ取付具Ｔは、ＳＵＳ３０４などの金属製の薄板にプレス加工や折り曲げ加工などを施して作製されたものであり、横断面がＵ字形状を呈している。前記薄板の厚さは０．４ｍｍ程度であるので、少し力を加えれば冷媒配管２０への装着時に温度センサ取付具Ｔを弾性変形させることができる。このため、温度センサ取付具Ｔの開口部Ｏ（図１において下方に形成される）を広げる方向に当該温度センサ取付具Ｔを変形させた状態で冷媒配管２０に取り付けることで、取付後に、その弾性力によって温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０に固定することができる。

冷媒配管２０の直管部２１ａ、２１ｂの管軸と同一方向を第１方向Ｘ（図６参照）とし、前記直管部２１ａ、２１ｂの両管軸を含む平面に垂直な方向を第２方向Ｙ（図６参照）とし、前記第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに垂直な方向を第３方向Ｚ（図７参照）としたときに、配管収容部１は、温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０の曲管部２２に取り付けた状態において、前記第３方向Ｚに平行な軸を有する第１半円筒体３と、この第１半円筒体３の一側縁から延設された矩形状の板部４とを有している。

第１半円筒体３は、横断面が半円状であり、その内周面に冷媒配管２０の曲管部２２の先端部２２ａ（図６参照）が当接する。したがって、冷媒配管２０の曲管部２２への装着性を高めるために、第１半円筒体３の内径は、前記曲管部２２の外径と同一になるように形成されている。

板部４は、第３方向Ｚに沿う辺の長さが他の辺の長さよりも長い矩形状であり、その中央部には、内方にへこむ凹所５が形成されている。この凹所５の形状は、冷媒配管２０の曲管部２２と、この曲管部２２と直管部２１ａ、２１ｂとの境界近傍の直管部分（曲管部２２に接続される直管部２１ａ、２１ｂの端の部分のこと）の形状に対応しており、半長円形状を呈している。図１〜２において、４ａで示される部分に直管部２１ａの端部が収容され、４ｂで示される部分に直管部２１ｂの端部が収容される。

したがって、温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０の曲管部２２に取り付けた状態において、前記配管収容部１によって、曲管部２２と、この曲管部２２と直管部２１ａ、２１ｂとの境界近傍の直管部分とを密接して収容することができる。これにより、冷媒配管２０の曲管部２２に取り付けられた温度センサ取付具Ｔのズレや回転を抑制することができる。

板部４の縁部であって、冷媒配管２０の曲管部２２が挿入される側の縁部は、外方に折り曲げられて折り曲げ部４ｃを構成している。

また、板部４の対向する辺４ｄ、４ｅ（第３方向Ｚに沿って位置する２辺）には、それぞれ内方に折り曲げられた内方折り曲げ片６が設けられている。この内方折り曲げ片６は、温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０の曲管部２２に取り付けた状態において、前記直管部２１ａ、２１ｂの外周面に近接して配置され、前記直管部２１ａ、２１ｂの両管軸を含む平面内方向における当該温度センサ取付具Ｔの回転を規制する回転防止手段として機能する。また、かかる一対の内方折り曲げ片６の間に冷媒配管２０の両直管部２１ａ、２１ｂを挟み込むように温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０に取り付けることで、これら内方折り曲げ片６を取付時のガイドとして機能させることができ、温度センサ取付具Ｔを簡単且つ正確に冷媒配管２０の曲管部２２に取り付けることができる。

内方折り曲げ片６の縁部であって、冷媒配管２０の曲管部２２が挿入される側の縁部も、外方に折り曲げられて折り曲げ部６ｃを構成している。

センサ保持部２は、内部にサーミスタ（温度センサ）７を収容して保持する部分であり、前記配管収容部１の第１半円筒体３の他側縁（板部４が延設された側と反対側の側縁）から延設された第２半円筒体８からなっている。サーミスタ７は円柱形状を呈しており、その先端側（第２半円筒体８の内部に最初に挿入される側）の内部には、例えば金属酸化物系の半導体からなる感温素子（図示せず）が配置され、後端側端面からはリード線９が引き出されている。第２半円筒体８の内径は、サーミスタ７を第２半円筒体８内に挿入した状態において、当該サーミスタ７が第２半円筒体８の弾性力により保持・固定されるように、当該サーミスタ７の外径と同じか又はこれよりもやや小さくなるように設定されている。

第２半円筒体８の一端（サーミスタ７が挿入される側の端部と反対側端部）には、径内方向に突出する小片からなるストッパ１０が形成されている。このストッパ１０も形成することで、第２半円筒体８内にサーミスタなどの温度センサを挿入したときに当該温度センサの先端をストッパ１０に係止させて当該温度センサを所定の位置に配置することができる。
また、第２半円筒体８の他端は、前記第１半円筒体３よりも外方に延設された延長部８ａとされている。このような延長部８ａを設けることで、第２半円筒体８がサーミスタ７と接触する面積を増やすことができ、当該サーミスタ７への熱伝達をよくすることができる。その結果、サーミスタ７による配管温度の検出精度を向上させることができる。

第２半円筒体８の一側縁であって、前記第１半円筒体３と反対側の側縁には、前記配管収容部１の板部４と対向するガイド板１１が延設されている。板部４とガイド板１１とによって、両直管部２１ａ、２１ｂを挟み込むように温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０に取り付けることで、これら板部４及びガイド板１１をガイドとして機能させることができ、温度センサ取付具Ｔを簡単且つ正確に冷媒配管２０の曲管部２２に取り付けることができる。また、板部４及びガイド板１１によって、前記直管部２１ａ、２１ｂの両管軸を含む平面に垂直な平面であって前記第２方向を含む平面内での温度センサ取付具Ｔの回転を効果的に防ぐことができる。

ガイド板１１の縁部であって、冷媒配管２０の曲管部２２が挿入される側の縁部も、外方に折り曲げられて折り曲げ部１１ｃを構成している。

つぎに本実施の形態に係る温度センサ取付具Ｔを用いてサーミスタ７を冷媒配管２０の曲管部２２に取り付ける方法について説明する。
まず、サーミスタ７をセンサ保持部２を構成する第２半円筒体８の内部に、当該サーミスタ７の先端が第２半円筒体８の一端に形成されたストッパ１０に当接するまで挿入する。

ついで、サーミスタ７を保持させた温度センサ取付具Ｔを、前記板部４の折り曲げ部４ｃ、内方折り曲げ片６の折り曲げ部６ｃ、及びガイド板１１の折り曲げ部１１ｃにより画定される開口部Ｏ内に冷媒配管２０の曲管部２２を挿入するようにして、当該曲管部２２に装着する。この場合、本実施の形態では、曲管部２２が挿入される温度センサ取付具Ｔの開口周縁の部材の端部を外方に折り曲げているので、装着時に温度センサ取付具Ｔの前記端部が冷媒配管２０にあたって当該冷媒配管２０を傷つけるのを防ぐことができる。なお、前記外方に折り曲げた箇所は、丸みをもつように曲線状に折り曲げられているので、冷媒配管２０の損傷を確実に防止することができる。

また、温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０に装着するときに、配管収容部１に形成された内方折り曲げ片６、並びに板部４及びガイド板１１がガイドの機能を果たすので、簡単且つ正確に温度センサ取付具Ｔを冷媒配管２０に装着することができる。

図８は、温度センサ取付具Ｔを空気調和装置の熱交換器Ｈの冷媒配管に取り付けた状態を示している。この状態において、図７に示されるように、前記内方折り曲げ片６は、直管部２１ａ、２１ｂの外周面に近接して配設されるので、前記直管部２１ａ、２１ｂの両管軸を含む平面内方向に温度センサ取付具Ｔが回転しようとしても前記内方折り曲げ片６が直管部２１ａ、２１ｂの外周面に当接するので、当該温度センサ取付具Ｔの回転が規制される。したがって、温度センサ取付具Ｔが装着状態からずれるのを防ぐことができ、結果として、当該温度センサ取付具Ｔが冷媒配管２０の曲管部２２から抜けるのを防止することができる。

〔他の変形例〕
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、前述した実施の形態では、配管収容部の板部の対向する辺にそれぞれ設けられた一対の内方折り曲げ片を回転防止手段としているが、図９に示されるように、センサ保持部２の第２半円筒体８の一側縁に延設されたガイド板１１の対向する辺にそれぞれ設けられた内方折り曲げ辺６´を回転防止手段とすることもできる。この場合でも、一対の内方折り曲げ片６´によって、直管部の両管軸を含む平面内方向おける取付具の回転を規制することができる。また、一対の内方折り曲げ片６´の間に冷媒配管の両直管部を挟み込むように取付具を冷媒配管に取り付けることで、これら内方折り曲げ片６´を取付時のガイドとして機能させることができ、取付具を簡単且つ正確に冷媒配管の曲管部に取り付けることができる。なお、図９において、図１と共通する要素については同一の参照符号を付し、簡単のためにそれらの説明は省略する。

また、前述した実施の形態では、配管収容部とセンサ保持部とが一枚の薄板金属から一体に形成されているが、配管収容部とセンサ保持部とを別々に作製し、両者を溶着などで一体化することも可能である。
また、前述した実施の形態では、第１半円筒体の一側縁から第２半円筒体が直接延設されているが、例えば前記一側縁から矩形状に板部を延設し、この板部の一側縁から更に第２半円筒部を延設することもできる。

１ 配管収容部
２ センサ保持部
３ 第１半円筒体
４ 板部
４ｃ 折り曲げ部
５ 凹所
６ 内方折り曲げ片（回転防止手段）
６´ 内方折り曲げ片（回転防止手段）
７ サーミスタ（温度センサ）
８ 第２半円筒体
１０ ストッパ
１１ ガイド板
２０ 冷媒配管
２１ａ、
２１ｂ 直管部
２２ 曲管部

Claims (4)

1. 互いに平行な２本の直管部（２１ａ、２１ｂ）と、両直管部（２１ａ、２１ｂ）の端部を接続する円弧状の曲管部（２２）とからなるＵ字状の冷媒配管（２０）の前記曲管部（２２）に温度センサ（７）を取り付けるための取付具（Ｔ）であって、
   前記曲管部（２２）と、この曲管部（２２）と前記直管部（２１ａ、２１ｂ）との境界近傍の直管部分とを収容可能な配管収容部（１）と、
   前記温度センサ（７）を収容可能なセンサ保持部（２）と、
   前記取付具（Ｔ）を冷媒配管（２０）の曲管部（２２）に取り付けた状態において、前記直管部（２１ａ、２１ｂ）の外周面に近接して配置される回転防止手段（６）と
   を備えており、
   前記直管部（２１ａ、２１ｂ）の管軸と同一方向を第１方向（Ｘ）とし、前記直管部（２１ａ、２１ｂ）の両管軸を含む平面に垂直な方向を第２方向（Ｙ）とし、且つ、前記第１方向（Ｘ）及び第２方向（Ｙ）に垂直な方向を第３方向（Ｚ）としたときに、
   前記配管収容部（１）は、前記取付具（Ｔ）を冷媒配管（２０）の曲管部（２２）に取り付けた状態において、前記第３方向（Ｚ）に平行な軸を有する第１半円筒体（３）と、この第１半円筒体（３）の一側縁から延設された矩形状の板部（４）とを有しており、
   前記板部（４）の中央部には、前記曲管部（２２）および前記直管部分の形状に対応した内方にへこむ凹所（５）が形成されており、
   前記回転防止手段（６）は、前記取付具（Ｔ）の、前記直管部（２１ａ、２１ｂ）の両管軸を含む平面内方向の回転を規制するよう構成されており、
   前記センサ保持部（２）は、前記第１半円筒体（３）の他側縁から延設された第２半円筒体（８）からなっており、この第２半円筒体（８）の端部であって、温度センサ（７）が挿入される側の端部は、前記第１半円筒体（３）よりも外方に延設された延長部８ａとされていることを特徴とする温度センサ取付具（Ｔ）。
2. 前記センサ保持部（２）は、前記第３方向（Ｚ）に平行な軸を有する第２半円筒体（８）からなり、
   前記回転防止手段（６）は、前記板部（４）の対向する辺（４ｄ、４ｅ）にそれぞれ設けられた一対の内方折り曲げ片（６）からなる、請求項１に記載の温度センサ取付具（Ｔ）。
3. 前記センサ保持部（２）は、前記第３方向（Ｚ）に平行な軸を有する第２半円筒体（８）からなり、
   前記第２半円筒体（８）の一側縁であって、前記第１半円筒体（３）と反対側の側縁には、前記配管収容部（１）の板部（４）と対向するガイド板（１１）が延設されており、
   前記回転防止手段（６）は、前記ガイド板（１１）の対向する辺にそれぞれ設けられた一対の内方折り曲げ片（６´）からなる、請求項１に記載の温度センサ取付具（Ｔ）。
4. 前記配管収容部（１）の板部（４）、前記ガイド板（１１）及び前記一対の内方折り曲げ片（６）の各縁部であって冷媒配管（２０）の曲管部（２２）が挿入される側の縁部が、外方に折り返されている、請求項３に記載の温度センサ取付具（Ｔ）。

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