(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御対象物の温度を検知する熱電対に接続される接続端子と、
前記接続端子の温度を検知する感温素子と、
前記感温素子が取り付けられており、前記接続端子から入力される温度および前記感温素子により検知した温度を基に、測定温度の補償を行なう回路基板と、
前記接続端子および前記接続端子と前記回路基板とを接触させる接触部が取り付けられる端子台と、
前記感温素子が配置される領域とその外部領域とを離隔するように仕切る仕切り部とを備え、
前記感温素子が配置される領域は、前記回路基板の一部と前記仕切り部で隔離されており、
前記回路基板は、前記接続部における接続状態、および前記仕切り部による離隔状態を維持するように前記端子台に固定され、
前記仕切り部は、前記端子台の一部によって構成されている、温度制御装置。
【請求項２】
前記仕切り部によって仕切られ、前記感温素子が配置される領域に、前記接続端子が配置される、請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記仕切り部は、断熱性を有する部材で構成されている、請求項１または２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記仕切り部によって仕切られ、前記感温素子が配置される領域は、密封された空間である、請求項１〜３のいずれかに記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記仕切り部によって仕切られ、前記感温素子が配置される領域は、断熱性を有する部材によって、少なくともその一部が埋められている、請求項１〜４のいずれかに記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記回路基板に電気を供給する電源を備え、
前記電源は、前記外部領域に設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温度制御装置に関するものであり、特に、測定した温度を補償する冷接点補償素子を備える温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の温度制御装置においては、測定する温度の精度向上のため、熱電対が接続される接続端子の温度を検知する冷接点補償素子、いわゆる感温素子を備えるものがある。このような温度制御装置に関する技術が、実開平２−６９７３５号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
特許文献１によると、温度制御装置は、測定対象の温度を検知する熱電対と、熱電対が接続される接続端子の温度を検知する感温素子と、感温素子によって熱電対の測定温度を補償する入力回路とを備える構成である。従来の温度制御装置では、この感温素子を用いて接続端子の温度を検知し、温度制御対象物の温度補償を行って、測定温度の精度を向上することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−６９７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に代表される従来の温度制御装置の構成の一例について、簡単に説明する。図６は、従来の温度制御装置の外観を示す斜視図である。図７は、図６に示す従来の温度制御装置を分解して示す分解斜視図である。ここでは、理解の容易の観点から、温度制御装置のうち、後述するフロント部が配置される側を温度制御装置の前側とし、後述する端子台が配置される側を温度制御装置の後側とする。具体的には、図６および図７に示す斜視図において、紙面右側が前側となり、紙面左側が後側となる。
【０００６】
図６および図７を参照して、従来の温度制御装置１０１は、測定した温度を表示する表示部１０２や設定を入力させる操作部１０３等をその前面に配置させた薄板状のフロント部１０４と、表示部１０２の制御や操作部１０３における入力の処理、および測定温度の補償等を行なう３枚の回路基板１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、内方側に空間を有し、回路基板１０５ａ〜１０５ｃの外方側を覆う筐体としてのリアケース１０６と、リアケース１０６の後側に取り付けられ、熱電対（図示せず）と接続する導線や他の装置に接続する導線が接続される複数の接続端子（図示せず）および接続端子と回路基板１０５ｃとを接触させる端子金具（図示せず）を取り付ける土台となる端子台１０７とを備える。なお、フロント部１０４側から見て最も左端に配置される回路基板１０５ａには、電源１０８が取り付けられている。また、フロント部１０４側から見て最も右端に配置される回路基板１０５ｃには、温度制御対象物の温度補償を行なう際に用いられる感温素子（図示せず）が設けられている。
【０００７】
フロント部１０４と３枚の回路基板１０５ａ〜１０５ｃとは、一体化されている。具体的には、矩形状の回路基板１０５ａ〜１０５ｃをそれぞれ平行に配置して、回路基板１０５ａ〜１０５ｃの前側の一辺をフロント部１０４の後側となる背面に取り付けるようにして一体化されている。また、リアケース１０６と端子台１０７についても一体化されている。
【０００８】
ここで、上記した温度制御装置１０１においては、フロント部１０４は、リアケース１０６から着脱可能に設けられている。具体的には、フロント部１０４およびリアケース１０６の相互間において係合を可能にする係合部がそれぞれに設けられている。そして、フロント部１０４を前面側に引き出すようにして、リアケース１０６側からフロント部１０４側を脱離することが可能なように構成されている。フロント部１０４を脱離した状態が図７に示す状態であり、フロント部１０４を装着した状態が、図６に示す状態である。このような構成は、いわゆるドローアウト形式と呼ばれ、例えば、リアケース１０６側を測定機器や制御機器に固定したまま、前面側からフロント部１０４を引き出して、他の仕様のフロント部１０４を装着することが可能であり、フロント部１０４の交換やメンテナンス等を容易とするものである。
【０００９】
ここで、このようなドローアウトの構成を採用すると、以下の問題が発生するおそれがある。フロント部１０４がリアケース１０６に差し込まれて、リアケース１０６側に装着された状態においては、回路基板１０５ａ〜１０５ｃの一部と端子台１０７に取り付けられた端子金具の一部とを接触させる必要がある。これは、接続端子と回路基板との導通を確保するためである。
【００１０】
図８は、端子台１０７の一部を示す拡大断面図である。なお、図８は、フロント部１０４を装着した状態である。図６〜図８を参照して、端子台１０７には、導線が接続される金属製の接続端子１１１と、接続端子１１１および回路基板１０５ｃを接続する端子金具１１２とが設けられている。端子金具１１２の一部は、板バネ状であり、図８中の矢印Ｘ１の方向またはその逆方向で示す紙面左右方向に弾性変形が可能である。なお、回路基板１０５ｃは、図８中の矢印Ｘ２の方向またはその逆方向で示す紙面上下方向に抜き差し可能である。
【００１１】
回路基板１０５ｃは、リアケース１０６側に差し込まれた際に、回路基板１０５ｃの一方側の面１１３ａの接触部１１４において、板バネ状の端子金具１１２と接触する。このような構成の温度制御装置１０１は、いわゆるカードエッジタイプと呼ばれる。なお、回路基板１０５ｃの他方側の面１１３ｂには、感温素子１１５が設けられている。
【００１２】
ここで、接続端子１１１と回路基板１０５ｃとの確実な導通を確保するためには、回路基板１０５ｃの装着時における回路基板１０５ｃと端子金具１１２との良好な接触を維持する必要がある。そうすると、端子金具１１２の板バネ部のバネ圧力や接触部１１４における接触角度等、接圧状態の確実な維持を図る必要がある。また、回路基板１０５ｃの接触部１１４における金メッキの塗布等を施す必要もある。すなわち、このようなドローアウト機構を採用すると、回路基板１０５ｃの装着時における端子金具１１２と回路基板１０５ｃとの適切な接触状態を維持するために、装置自体が高価な構成になってしまう。
【００１３】
また、以下のような問題も発生する。回路基板１０５ｃには、感温素子１１５が設けられているが、接続端子１１１の温度を厳密に検知するためにも、感温素子１１５は、できる限り外部からの熱による影響を受けないようにすることが望ましい。さらに、感温素子１１５は、できるだけ接続端子１１１の近傍に設けるのがよい。したがって、温度制御装置１０１においては、感温素子１１５は、リアケース１０６側にフロント部１０４が差し込まれた際に、接続端子１１１と同じ収容空間となる収容領域１１６に配置されるように構成されている。収容領域１１６は、端子台１０７に設けられたバリアと呼ばれる複数の壁部１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃによって構成されている。
【００１４】
ここで、回路基板１０５ｃの装着時において、感温素子１１５の収容領域１１６への確実な配置を確保しながら、回路基板１０５ｃの抜き差しを可能とするためには、収容領域１１６を構成する壁部１１７ａにおいて、感温素子１１５が通過する開口領域１１８を広く確保する必要がある。このように広い開口領域１１８を設けた状態においては、回路基板１０５ｃ側の熱を感温素子１１５が配置された収容領域１１６に伝えてしまうことになり、好ましくない。特に、使用時に高温を発する電源１０８が内部空間１１９に存在するため、できるだけ収容領域１１６と内部空間１１９とを遮断することが望ましい。しかし、感温素子１１５の確実な収容領域１１６への配置を考慮すると、開口領域１１８を狭くするにも自ずから限界がある。このような状況下においては、厳密な温度補償を行なうことができないおそれがある。
【００１５】
この発明の目的は、安価な構成で、精度の高い温度制御を行なうことができる温度制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る温度制御装置は、温度制御対象物の温度を検知する熱電対に接続される接続端子と、接続端子の温度を検知する感温素子と、感温素子が取り付けられており、接続端子から入力される温度および感温素子により検知した温度を基に、測定温度の補償を行なう回路基板と、接続端子および接続端子と回路基板とを接触させる接触部が取り付けられる端子台と、感温素子が配置される領域とその外部領域とを離隔するように仕切る仕切り部とを備える。ここで、回路基板は、接続部における接続状態、および仕切り部による離隔状態を維持するように端子台に固定されている。
【００１７】
このような構成の温度制御装置は、仕切り部によって感温素子が配置される領域とその外部領域とを離隔するように仕切られているため、感温素子に対して、外部領域の温度による影響を大きく低減することができる。この場合、回路基板は、離隔状態を維持するように端子台に固定されているため、より確実に外部領域の温度による影響を低減することができる。そうすると、接続端子の温度をより正確に検知することができる。したがって、温度制御の精度を高めることができる。また、端子台と回路基板とは、接続端子との接触状態を維持するように固定されているため、複雑な機構を設ける必要がない。したがって、安価な構成とすることができる。
【００１８】
なお、ここでいう固定とは、完全にがっちりと固定するだけのものではなく、接続部における接続状態および仕切り部による離隔状態が維持できれば、回路基板と端子台との相対的な多少の動きを許容できる程度の固定をいう。
【００１９】
好ましくは、仕切り部によって仕切られ、感温素子が配置される領域に、接続端子が配置される。こうすることにより、より正確に接続端子の温度を検知して、温度制御の精度を高めることができる。
【００２０】
なお、仕切り部は、端子台の一部によって構成されていてもよい。
【００２１】
好ましい一実施形態として、仕切り部は、断熱性を有する部材で構成されている。こうすることによっても、より正確に接続端子の温度を検知して、温度制御の精度を高めることができる。
【００２２】
さらに好ましくは、仕切り部によって仕切られ、感温素子が配置される領域は、密封された空間である。こうすることにより、より確実に、外部からの温度の影響を小さくすることができる。
【００２３】
また、仕切り部によって仕切られ、感温素子が配置される領域は、断熱性を有する部材によって、少なくともその一部が埋められているよう構成してもよい。
【００２４】
さらに好ましくは、回路基板に電気を供給する電源を備え、電源は、外部領域に設けられている。こうすることにより、比較的高い温度を発する電源からの熱の影響を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
このような温度制御装置によると、仕切り部によって感温素子が配置される領域とその外部領域とを離隔するように仕切られているため、感温素子に対して、外部領域の温度による影響を大きく低減することができる。この場合、回路基板は、離隔状態を維持するように端子台に固定されているため、より確実に外部領域の温度による影響を低減することができる。そうすると、接続端子の温度をより正確に検知することができる。したがって、温度制御の精度を高めることができる。また、端子台と回路基板とは、接続端子との接触状態を維持するように固定されているため、複雑な機構を設ける必要がない。したがって、安価な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態に係る温度制御装置の概略的な構成を示す機能ブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る温度制御装置の外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示す温度制御装置において、リアケースを取り除いた状態を示す斜視図である。
【図４】図２に示す温度制御装置を切断した場合の断面図である。
【図５】図２に示す温度制御装置を切断した場合の拡大断面図である。
【図６】従来の温度制御装置の外観を示す斜視図である。
【図７】従来の温度制御装置を分解して示す分解斜視図である。
【図８】従来の温度制御装置に備えられる端子を拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る温度制御装置１１の概略的な構成を示すブロック図である。図２は、この発明の一実施形態に係る温度制御装置の外観を示す斜視図である。図３は、図２に示す温度制御装置１１の一部を示す斜視図である。図４は、温度制御装置１１を図３中のＩＶ−ＩＶ断面で切断した場合の断面図である。図５は、温度制御装置１１を図４中のＶ−Ｖ断面で切断した場合の拡大断面図である。なお、理解の容易の観点から、図２〜図４において、紙面右側を前側とし、紙面左側を後側とする。すなわち、図２〜図５で示す矢印Ａ１で示す方向が、前側となる。
【００２８】
図１〜図５を参照して、この発明の一実施形態に係る温度制御装置１１は、例えば、機械装置部品等の温度制御対象物１２における温度制御を行なう場合に用いられる。温度制御装置１１における温度制御の一例について簡単に説明すると、まず、温度制御対象物１２に熱電対１３を取り付ける。取り付けられた熱電対１３により、温度制御対象物１２の温度を検知する。そして、後述する感温素子および回路基板等を用いて、接続端子の温度を基に温度補償を行う。最後に、温度補償後の温度データの表示等を行なう。
【００２９】
なお、必要に応じて、温度制御装置１１は、熱電対１３を備える構成であってもよいし、通電により温度制御対象物１２の昇温を可能とするヒータ１４を備える構成であってもよい。さらに、温度制御装置１１は、例えば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御を用い、測定した温度を基に、温度制御対象物１２付近に設けられたヒータ１４に供給する電源のオン、オフ等を行なって、温度制御対象物１２を設定された温度範囲内に調節する温度調節機構を備えることとしてもよい。
【００３０】
この発明の一実施形態に係る温度制御装置１１は、略直方体形状である。この実施形態においては、前後方向に長い形状である。温度制御装置１１は、測定した温度を表示する表示部１５および設定温度や測定条件等を入力させる押しボタン等を備える操作部１６と、温度の補償等を行なう回路基板１７と、回路基板１７に電気を供給する電源１８と、温度制御対象物１２の温度を検知する熱電対１３に導線（図示せず）を介して接続される接続端子１９と、接続端子１９と回路基板１７とを接触させる接触部としての端子金具２０と、接続端子１９の温度を検知する感温素子２１とを備える。なお、この実施形態においては、回路基板１７は、２つ設けられている。接続端子１９についても、複数設けられており、接続端子１９の数に応じて、端子金具２０も複数設けられている。接続端子１９および端子金具２０は、金属製である。例えば、接続端子１９を金属製のビスとし、接続端子１９と端子金具２０との間に導線を挟みこんでねじ止めするようにして、接続端子１９に導線を接続する。
【００３１】
また、温度制御装置１１は、表示部１５および操作部１６がその前面に設けられたフロント部２２と、２枚の回路基板１７ａ、１７ｂの外方側を覆うリアケース２３と、複数の接続端子１９および端子金具２０を取り付ける端子台２４とを備える。
【００３２】
フロント部２２は、略矩形であって、薄板状である。フロント部２２の前面の上方側に、表示部１５が配置され、フロント部２２の前面の下方側に、操作部１６が配置される。表示部１５においては、測定した温度を、デジタル表示で表示する。操作部１６においては、温度表示領域の上げ下げ等の情報を入力させる複数の押しボタンが設けられている。
【００３３】
リアケース２３は、その外形形状が略四角柱状であって、筒状、すなわち、内方側に空間を有する構成である。この内方側の空間において、２枚の回路基板１７ａ、１７ｂを収容する構成である。リアケース２３には、各面において、外方側から内方側へ貫通する複数の孔が設けられている。孔の開口は、矩形状であって、前後方向に延びるように設けられている。リアケース２３に設けられた複数の孔により、温度制御装置１１において、回路基板１７等で発生した熱を外部に逃がすと共に、温度制御装置１１内の通気性を向上させることとしている。リアケース２３は、フロント部２２に設けられた係合部２５にその一部を係合させることによって、フロント部２２側に取り付けられている。なお、図３は、リアケース２３をフロント部２２から取り外した状態である。
【００３４】
端子台２４は、樹脂製である。端子台２４については、上下方向に複数の接続端子１９および端子金具２０を配列させて配置可能な構成である。
【００３５】
ここで、フロント部２２と、２枚の回路基板１７ａ、１７ｂと、端子台２４とは、一体となるように構成されている。具体的には、２枚の回路基板１７ａ、１７ｂが、前後方向に沿うようにして、略平行に設けられている。そして、２枚の回路基板１７ａ、１７ｂの前側の一辺が、フロント部２２の後側となる背面に取り付けられ、固定されている。また、２枚の回路基板１７ａ、１７ｂの後側の一辺が、端子台２４の前側となる前面に取り付けられ、固定されている。フロント部２２、回路基板１７ａ、１７ｂ、および端子台２４は、このようにしてそれぞれが相互に取り付けられ、固定されている。この実施形態においては、フロント部２２側から見て、左側に電源１８が設けられた回路基板１７ａが取り付けられており、右側に感温素子２１が設けられた回路基板１７ｂが取り付けられている。なお、リアケース２３については、端子台２４から装入するようにして、フロント部２２の係合部２５に係合させ、取り付けられる構成である。
【００３６】
感温素子２１は、回路基板１７ｂの内方側となる面２８ｂに設けられている。そして、回路基板１７ｂの外方側となる面２８ａにおいて、端子金具２０と回路基板１７ｂとが接触するように設けられている。回路基板１７ｂと端子台２４とが固定される際に、面２８ａと端子金具２０とが、接続部２７において接触するように固定される。すなわち、接続端子１９は、端子金具２０を介して、接続部２７において電気的に接続される。この端子金具２０と回路基板１７ｂとの接続部２７における接続は、例えば、半田付けにより接続される。
【００３７】
そして、端子台２４には、回路基板１７ｂに設けられた感温素子２１が配置される領域と、その外部領域となるリアケース２３の内部領域３０とを離隔するように仕切る仕切り部２６が設けられている。この実施形態においては、仕切り部２６は、３つの薄板状の壁部２９ａ、２９ｂ、２９ｃによって形成されている。３つの壁部２９ａ〜２９ｃは、端子台２４の一部によって構成されている。
【００３８】
３つの壁部２９ａ〜２９ｃによって形成される収容空間となる収容領域３１に、感温素子２１が配置される。そして、感温素子２１が配置される収容領域３１には、端子金具２０と共に接続端子１９も配置される。すなわち、接続端子１９、端子金具２０、および感温素子２１が同じ収容領域３１に配置されている。感温素子２１は、接続端子１９に近接した位置に設けられている。３つの壁部２９ａ〜２９ｃおよび回路基板１７ｂによって、収容領域３１と内部領域３０とは、完全に離隔された状態である。そして、この離隔状態は、端子台２４および回路基板１７ｂの固定によって維持された状態である。
【００３９】
すなわち、このような温度制御装置１１は、仕切り部２６によって感温素子２１が配置される領域とその外部領域となるリアケース２３の内部領域３０とを離隔するように仕切られているため、感温素子２１に対して、外部領域の温度による影響を大きく低減することができる。この場合、回路基板１７ｂは、離隔状態を維持するように端子台２４に固定されているため、より確実に外部領域の温度による影響を低減することができる。そうすると、接続端子１９の温度をより正確に検知することができる。したがって、温度制御の精度を高めることができる。また、端子台２４と回路基板１７ｂとは、接続端子１９との接触状態を維持するように固定されているため、複雑な機構を設ける必要がない。したがって、安価な構成とすることができる。
【００４０】
この場合、収容領域を完全な密封状態とすることができる。したがって、より正確に接続端子の温度を検知することができ、温度制御の精度を向上させることができる。
【００４１】
なお、上記の実施の形態においては、収容領域については、特に何も封入しない状態、すなわち、大気で満たされている状態としたが、これに限らず、収容領域の一部を、断熱性を有する部材によって埋めることとしてもよい。こうすることにより、より外部領域の温度の影響をさらに低減させて、接続端子の温度をさらに厳密に検知することができる。さらに、収容領域の全領域について、断熱性を有する部材によって埋めることとしてもよい。
【００４２】
また、上記の実施の形態においては、収容領域を完全に密封状態にすることとしたが、これに限らず、多少の開口が設けられていてもよい。この場合もちろん開口の大きさは、感温素子の大きさに起因しない点で、上記した従来のドローアウト形式の温度制御装置と大きく異なる。
【００４３】
なお、上記の実施の形態においては、仕切り部は、端子台の一部によって構成されていることとしたが、これに限らず、別部材で構成されていてもよい。
【００４４】
また、上記の実施の形態においては、２枚の回路基板を備える構成としたが、これに限らず、さらに複数枚の回路基板を備える構成としてもよい。この場合、スペースの効率化の観点から、２枚の回路基板の間に平行となるように配置すればよい。すなわち、電源を設ける回路基板１７ａと、感温素子を設ける回路基板１７ｂとを、最も離れた位置とする構成が望ましい。
【００４５】
なお、上記の実施の形態においては、リアケースを脱離可能な構成としたが、これに限らず、リアケースをフロント部および端子台に固定し、リアケースを脱離不能とするように構成してもよい。
【００４６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明に係る温度制御装置は、厳密な温度制御が要求される場合に、有効に利用される。
【符号の説明】
【００４８】
１１  温度制御装置、１２  温度制御対象物、１３  熱電対、１４  ヒータ、１５  表示部、１６  操作部、１７，１７ａ，１７ｂ  回路基板、１８  電源、１９  接続端子、２０  端子金具、２１  感温素子、２２  フロント部、２３  リアケース、２４  端子台、２５  係合部、２６  仕切り部、２７  接続部、２８ａ，２８ｂ  面、２９ａ，２９ｂ，２９ｃ  壁部、３０  内部領域、３１  収容領域。
【図１】
0005413259.tif 000002
【図２】
0005413259.tif 000003
【図３】
0005413259.tif 000004
【図４】
0005413259.tif 000005
【図５】
0005413259.tif 000006
【図６】
0005413259.tif 000007
【図７】
0005413259.tif 000008
【図８】
0005413259.tif 000009