(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度センサの放熱面における熱抵抗と第２の温度センサの放熱面における熱抵抗の１でない比Ｋを求める工程と、
前記第１の温度センサの吸熱面及び前記第２の温度センサの吸熱面を測定対象物の被測定面に熱的に接触させる工程と、
定常状態において前記第１の温度センサの温度である第１の温度Ｔ１と前記第２の温度センサの温度である第２の温度Ｔ２を測定する工程と、
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの周囲の温度である環境温度Ｔｅを測定する工程と、
定常状態における前記第１の温度Ｔ１、前記第２の温度Ｔ２、前記環境温度Ｔｅ及び前記比Ｋより前記測定対象物の内部温度ＴＢを算出する工程と、を有する内部温度測定方法。
【請求項２】
前記内部温度ＴＢを算出する工程は、次式
【数１】
0005956063.tif 000006
により内部温度ＴＢを算出する請求項１記載の内部温度測定方法。
【請求項３】
測定対象物の被測定面に接触する第１の接触面と熱的に結合される吸熱面と、周囲に熱を放散する放熱面を有する第１の温度センサと、
前記測定対象物の前記被測定面に接触する第２の接触面と熱的に結合される吸熱面と、周囲に熱を放散する放熱面を有し、放熱について
の熱抵抗が前記第１の温度センサと異なる第２の温度センサと、
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの周囲の温度である環境温度を測定する環境温度センサと、
前記第１の温度センサの放熱面における熱抵抗と第２の温度センサの放熱面における熱抵抗又はその比を記憶する熱抵抗比記憶部と、を有する接触式内部温度計。
【請求項４】
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方の放熱面には、凹凸構造、放熱板、放熱フィン、断熱材の少なくともいずれかが設けられる請求項３に記載の接触式内部温度計。
【請求項５】
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記吸熱面においてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）に実装され、前記ＦＰＣに設けられ、前記吸熱面の一部分を露出する開口に充填された伝熱性接着剤を介して前記第１の接触面及び前記第２の接触面のいずれかに熱的に結合される請求項３又は４に記載の接触式内部温度計。
【請求項６】
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記吸熱面と直交する面において当該面と平行に配置されたＦＰＣに実装され、前記吸熱面は直接又は伝熱性接着剤を介して前記第１の接触面及び前記第２の接触面のいずれかに熱的に結合される請求項３又は４に記載の接触式内部温度計。
【請求項７】
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記吸熱面と平行に配置されたＦＰＣに設けられた開口に挿入され、前記吸熱面と直交する面において前記ＦＰＣに実装され、前記吸熱面は直接又は伝熱性接着剤を介して前記第１の接触面及び前記第２の接触面のいずれかに熱的に結合される請求項３又は４に記載の接触式内部温度計。
【請求項８】
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記放熱面においてＦＰＣに実装され、前記ＦＰＣには前記放熱面の一部分を露出する開口が設けられる請求項３又は４に記載の接触式内部温度計。
【請求項９】
前記第１の温度センサ、前記第２のセンサ及び前記環境温度センサは外光及び外部気流を遮蔽する共通の遮蔽空間内に配置され、
前記遮蔽空間を強制的に換気する換気機構を有する請求項３乃至８のいずれかに記載の接触式内部温度計。
【請求項１０】
前記換気機構は、気流制御構造を含み、
前記気流制御構造は、前記第１の温度センサに作用する気流の量と前記第２の温度センサに作用する気流の量を異ならしめる構造である請求項９に記載の接触式内部温度計。
【請求項１１】
さらに、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサを備えた接触式内部温度計の姿勢を検知する工程を有し、
前記測定対象物の内部温度ＴＢを算出する工程は、さらに検知された前記姿勢に基いて内部温度ＴＢを算出する請求項１又は２に記載の内部温度測定方法。
【請求項１２】
前記比Ｋを求める工程は、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサを備えた前記接触式内部温度計の姿勢に応じた前記比Ｋの値又は前記比Ｋの値に対する係数を求める工程を含む請求項１１に記載の内部温度測定方法。
【請求項１３】
さらに、姿勢センサを有し、
前記熱抵抗比記憶部は、姿勢センサにより検出された姿勢の値に応じた前記熱抵抗比の値又は、前記熱抵抗比の値に対する係数を記憶する請求項３〜８のいずれかに記載の接触式内部温度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部温度測定方法及び接触式内部温度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な状況において、測定対象物の表面温度ではなく、その内部温度を迅速・正確かつ簡便（すなわち、非侵襲）に測定したいとの要求が存在している。そのような要求の代表的なものとして、人体を含む生体の体温測定が挙げられる。しかしながら、生体の内部温度（深部体温などと称されることもある）、すなわち、血流により概ね恒温に保たれていると考えられる程度の生体内部の温度を測定するのは通常困難である。測定対象が人体の場合、一般的には、舌下や脇の下など熱が外部に逃げにくい場所に温度計を保持し、温度計と人体とが熱平衡状態となってからの温度計の読みを体温として採用することが多いが、熱平衡状態が得られるまでに５分から１０分程度と長時間を要し、また得られる体温は必ずしもその内部温度と一致するとは限らない。このため、かかる方式は、乳幼児やある種の傷病患者等、長時間の体温測定が困難な対象への適用が困難な場合があり、また、精密な体温管理を行うに足る精度の高い体温を得るのは難しい。【０００３】
そこで、人体の内部温度を迅速・正確に測定するための温度計として、体表面に接触する第１の温度センサと、第１の温度センサに対し断熱材を挟んで配置される第２の温度センサからなるセンサの組を少なくとも二組備えた体温計が提案されている。このような体温計では、定常状態における各温度センサにおける温度測定結果から連立熱伝導方程式を解き、内部温度を求めるため、各組を通過する熱流束の大きさが異なるものとなるよう工夫されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、それぞれのセンサの組における断熱材の熱抵抗値を異なるものとした体温計が開示されている。【０００５】
また、特許文献２には、第２の温度センサ（中間センサ）と外気との間にさらに断熱材を配置し、かかる断熱材の熱抵抗値をセンサの組毎に異なるものとした体温計が開示されている。【０００６】
さらに、特許文献３には、第２の温度センサ（温度測定手段２１，２２）と外気との間にセンサの組毎に面積の異なる放熱板を配置した体温計が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２１２４０７号公報
【特許文献２】特許第４７９８２８０号公報
【特許文献３】特開２００８−７６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の技術では、測定精度を十分なものとするためには、適宜の素材の断熱材を高精度に成形するとともに、かかる断熱材に正確に温度センサを取り付ける必要があり、製造上の手間やコストが増大する原因となる。【０００９】
さらに、上述の技術では、各センサの組が定常状態となるまで内部温度を求めることはできないが、断熱材を介して第２の温度センサに熱が十分に伝わり、定常状態となるまでには相当の時間、例えば数分程度を要するため、温度測定の高速性という点において十分とは言えない。そこで、定常状態となるまでの時間を短縮するため、各センサの組の熱容量を小さくする、すなわち、各温度センサに小型のものを用いると、各温度センサ間の温度差が小さくなるため測定精度が悪化する。【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、簡易かつ低コストの構造を用いて、測定の高速性と精度を両立させ得る内部温度測定方法、及び、かかる内部温度測定方法を用いた接触式内部温度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下のとおりである。【００１２】
（１）第１の温度センサの放熱面における熱抵抗と第２の温度センサの放熱面における熱抵抗の１でない比Ｋを求める工程と、前記第１の温度センサの吸熱面及び前記第２の温度センサの吸熱面を測定対象物の被測定面に熱的に接触させる工程と、定常状態において前記第１の温度センサの温度である第１の温度Ｔ１と前記第２の温度センサの温度である第２の温度Ｔ２を測定する工程と、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの周囲の温度である環境温度Ｔｅを測定する工程と、定常状態における前記第１の温度Ｔ１、前記第２の温度Ｔ２、前記環境温度Ｔｅ及び前記比Ｋより前記測定対象物の内部温度ＴＢを算出する工程と、を有する内部温度測定方法。【００１３】
（２）（１）において、前記内部温度ＴＢを算出する工程は、次式【００１４】
【数１】
0005956063.tif 000002
により内部温度ＴＢを算出する内部温度測定方法。【００１５】
（３）測定対象物の被測定面に接触する第１の接触面と熱的に結合される吸熱面と、周囲に熱を放散する放熱面を有する第１の温度センサと、前記測定対象物の前記被測定面に接触する第２の接触面と熱的に結合される吸熱面と、周囲に熱を放散する放熱面を有し、放熱についての熱抵抗が前記第１の温度センサと異なる第２の温度センサと、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの周囲の温度である環境温度を測定する環境温度センサと、前記第１の温度センサの放熱面における熱抵抗と第２の温度センサの放熱面における熱抵抗又はその比を記憶する熱抵抗比記憶部と、を有する接触式内部温度計。【００１６】
（４）（３）において、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方の放熱面には、凹凸構造、放熱板、放熱フィン、断熱材の少なくともいずれかが設けられる接触式内部温度計。【００１７】
（５）（３）又は（４）において、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記吸熱面においてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）に実装され、前記ＦＰＣに設けられ、前記吸熱面の一部分を露出する開口に充填された伝熱性接着剤を介して前記第１の接触面及び前記第２の接触面のいずれかに熱的に結合される接触式内部温度計。【００１８】
（６）（３）又は（４）において、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記吸熱面と直交する面において当該面と平行に配置されたＦＰＣに実装され、前記吸熱面は直接又は伝熱性接着剤を介して前記第１の接触面及び前記第２の接触面のいずれかに熱的に結合される接触式内部温度計。【００１９】
（７）（３）又は（４）において、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記吸熱面と平行に配置されたＦＰＣに設けられた開口に挿入され、前記吸熱面と直交する面において前記ＦＰＣに実装され、前記吸熱面は直接又は伝熱性接着剤を介して前記第１の接触面及び前記第２の接触面のいずれかに熱的に結合される接触式内部温度計。【００２０】
（８）（３）又は（４）において、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの少なくとも一方は、前記放熱面においてＦＰＣに実装され、前記ＦＰＣには前記放熱面の一部分を露出する開口が設けられる接触式内部温度計。【００２１】
（９）（３）乃至（８）のいずれかにおいて、前記第１の温度センサ、前記第２のセンサ及び前記環境温度センサは外気および外光を遮蔽する共通の遮蔽空間内に配置され、前記遮蔽空間を強制的に換気する換気機構を有す接触式内部温度計。【００２２】
（１０）（９）において、前記換気機構は、気流制御構造を含み、前記気流制御構造は、前記第１の温度センサに作用する気流の量と前記第２の温度センサに作用する気流の量を異ならしめる構造である接触式内部温度計。【００２３】
（１１）（１）又は（２）において、さらに、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサを備えた接触式内部温度計の姿勢を検知する工程を有し、前記測定対象物の内部温度ＴＢを算出する工程は、さらに検知された前記姿勢に基いて内部温度ＴＢを算出する内部温度測定方法。
【００２４】
（１２）（１１）において、前記比Ｋを求める工程は、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサを備えた前記接触式内部温度計の姿勢に応じた前記比Ｋの値又は前記比Ｋの値に対する係数を求める工程を含む内部温度測定方法。
【００２５】
（１３）（３）〜（８）のいずれかにおいて、さらに、姿勢センサを有し、前記熱抵抗比記憶部は、姿勢センサにより検出された姿勢の値に応じた前記熱抵抗比の値又は、前記熱抵抗比の値に対する係数を記憶する接触式内部温度計。
【発明の効果】
【００２６】
上記（１）又は（２）の側面によれば、簡易かつ低コストの構造を用いて、測定の高速性と精度を両立させつつ測定対象物の内部温度を測定できる。【００２７】
上記（３）又は（４）の側面によれば、簡易かつ低コストの構造を用いて、測定の高速性と精度を両立させつつ測定対象物の内部温度を測定できる接触式内部温度計が得られる。【００２８】
上記（５）の側面によれば、伝熱性接着剤の厚みを容易に一定に制御することができる。また、ＦＰＣにより温度センサを通過する熱流速が妨げられることがない。【００２９】
上記（６）乃至（８）のいずれかの側面によれば、ＦＰＣにより温度センサを通過する熱流速が妨げられることがない。【００３０】
上記（９）の側面によれば、外光や外部の気流による測定誤差を排除するとともに、連続測定時にも測定精度を維持することができる。【００３１】
上記（１０）の側面によれば、換気により第１の温度センサと第２の温度センサの放熱についての熱抵抗を異なるものとすることができる。【００３２】
上記（１１）又は（１２）の側面によれば、測定対象物の内部温度を測定する際に、測定時の姿勢によらずに精度の高い測定ができる。【００３３】
上記（１３）の側面によれば、測定時の接触式内部温度計の姿勢によらずに精度の高い測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る接触式内部温度計を背面側から見た外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る接触式内部温度計を測定面側から見た外観図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による接触式内部温度計の概略断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る接触式内部温度計の測定ヘッドに設けられた測定部の等価熱回路を示す図である。
【図５Ａ】第１の温度センサの一例を示す外観斜視図である。
【図５Ｂ】第１の温度センサの別の一例を示す外観斜視図である。
【図５Ｃ】第１の温度センサのさらに別の一例を示す外観斜視図である。
【図６Ａ】第２の温度センサの一例を示す外観斜視図である。
【図６Ｂ】第２の温度センサの別の一例を示す外観斜視図である。
【図７Ａ】第１の温度センサ又は第２の温度センサをＦＰＣに実装している様子の一例を示す外観斜視図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線における断面図である。
【図８Ａ】第１の温度センサ又は第２の温度センサをＦＰＣに実装している様子の他の一例を示す外観斜視図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線における断面図である。
【図９Ａ】第１の温度センサ又は第２の温度センサをＦＰＣに実装している様子のさらに他の一例を示す外観斜視図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線における断面図である。
【図１０Ａ】第１の温度センサ又は第２の温度センサをＦＰＣに実装している様子のさらに他の一例を示す外観斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線における断面図である。
【図１１】第１の温度センサと第２の温度センサの放熱面における熱抵抗を異なるものとする換気機構の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る接触式内部温度計の概略断面図である。
【図１３Ａ】接触式内部温度計の測定面の法線方向が鉛直下方向（重力方向）と一致している場合を示す図である。
【図１３Ｂ】接触式内部温度計の測定面の法線方向が水平方向となっている場合を示す図である。
【図１４】接触式内部温度計の姿勢を角度（θ、δ）により表す説明図である。
【図１５】角度（θ、δ）とＫとの関係を示す２次元テーブルの例である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る接触式内部温度計１００を背面側から見た外観図、図２は同実施形態に係る接触式内部温度計１００を測定面側から見た外観図である。なお、本明細書にて接触式内部温度計とは、温度計であって、測定対象表面に接触させることにより内部温度を測定する温度計を意味している。また、内部温度とは、測定対象の表面温度でなく、その内部であって、実質的に恒温熱源と考えられる部位の温度を意味している。ここで、実質的に恒温熱源と考えられるとは、測定対象内部の熱容量が大きい場合や、測定対象内部に常に熱が供給される結果、接触式内部温度計による測定がその温度に実用上の影響を及ぼさないと考えられることを意味している。たとえば、測定対象が生体である場合には、血流により体幹より常に熱が供給されることとなるので、後者に該当する。
【００３７】
本実施形態で示す接触式内部温度計１００は、図示の通り携帯式であり、ケース１の先端に測定ヘッド２が取り付けられている。測定ヘッド２はケース１から突き出すように設けられており、その先端はおおむね平坦な測定面２０となっている。そして、かかる測定面２０を測定対象物の被測定面、例えば皮膚に押し付けることによりその内部温度を計測する。測定面２０の表面には、略円形の第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１が図２に示すように、接触式内部温度計１００の長手方向に沿って直列に配置されている。なお、これら第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１の配置は任意であり、その配置方向は必ずしも接触式内部温度計１００の長手方向に沿ったものでなくともよい。
【００３８】
ケース１の測定面２０の反対側の面である背面１０には、ランプ１１、表示部１２、ブザー１３が設けられている。以降、本明細書では、測定面２０が向く方向を測定面側、その反対方向である背面１０が向く方向を背面側と称する。また、ケース１は長く伸び丸みを帯びた形状をしており、使用者が手に持つグリップ１４を形成している。図２に見られるように、ケース１のグリップ１４の測定面側には電池蓋１５が設けられ、内部に接触式内部温度計１００の電源となる電池を収容するようになっている。また、ケース１の適宜の位置、ここでは図２に示した位置に吸気穴１６が、測定ヘッド２の側面に排気穴２１が設けられ、それぞれの内部空間が外気と連通するようになされている。ケース１と測定ヘッド２は、支持環３により接続されている。
【００３９】
なお、図１及び図２に示した接触式内部温度計１００のデザインは一例である。かかるデザインは、その主たる用途や市場性等を考慮の上適宜変更して差し支えない。また、各構成部品の配置は、その機能を損なわない範囲で任意に選択してよい。
【００４０】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による接触式内部温度計１００の概略断面図である。ケース１は、好ましくはＡＢＳ樹脂等任意の合成樹脂製の中空の成形品であり、接触式内部温度計１００を構成する各種部品をその内部に一体に収容する。グリップ１４内には、電池４及び回路基板５が収容されている。回路基板５上には、その上にコントローラ５０、不揮発性メモリ５１を始めとする各種の電子部品が実装されており、電池４からの電力供給を受けて、電力を必要とする全ての部品への電力を供給するとともにその動作を制御している。電池４は、図示のものは市販の単４型（米国ではＡＡＡと称される）乾電池であるが、その形式は任意のものであってよく、ボタン型、角型等の形状や、１次電池・２次電池の別も任意であってよい。なお、各部品と回路基板５とを電気的に接続する配線は、図示が煩雑となるため省略している。また、コントローラ５０は、適宜の情報処理装置であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及びメモリ等からなるコンピュータやいわゆるマイクロコントローラ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等のＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）等を用いてよい。
【００４１】
ランプ１１は、好ましくは多色発光可能な発光ダイオードであり、接触式内部温度計１００の状態を使用者に通知するために点灯するものである。表示部１２は、本実施形態では液晶表示装置であり、接触式内部温度計１００の測定結果を図１に示すような態様で使用者に通知するためのものである。もちろん、表示部１２にはこのほかにも任意の情報、例えば、電池４の残量等を表示するようにしてよい。あるいは、接触式内部温度計１００の状態を併せて表示するようにして、ランプ１１を省略してもよい。ブザー１３は、本実施形態では一般的な電子ブザーであり、ビープ音により接触式内部温度計１００の状態を使用者に通知するためのものである。なお、ブザー１３の形式も又任意であり、スピーカを備えるようにして、音声あるいはメロディ等による通知をするようにしてもよい。あるいは、ランプ１１及び／又は表示部１２による通知のみとして、ブザー１３を省略してもよい。
【００４２】
また、ケース１内部には隔壁１８が設けられており、ケース１内部をグリップ空間１９ａとヘッド空間１９ｂとに仕切っている。隔壁１８には開口が設けられており、かかる開口を塞ぐようにブロア７が取り付けられている。ブロア７の機能については後述する。
【００４３】
ケース１の先端部には、支持環３を介して測定ヘッド２が取り付けられる。支持環３は、好ましくはシリコンゴム或いはその発泡体等の弾力を有し且つ断熱性に優れた材料で形成され、測定ヘッド２のケース１に対する若干の動きを許容するとともに、測定ヘッド２からケース１への伝熱を遮断するようになっている。これは、測定面２０を測定対象物に押し付ける際に、測定面２０の特に第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１が確実に測定対象物に密着するようにするためと、測定ヘッド２からケース１へと熱が流出することによる測定誤差の発生を防止するためである。しかしながら、支持環３は必須の構成でなく、測定面２０と測定対象物との密着に問題がなく、また測定ヘッド２が十分に熱伝導率の低い材質であり実用上問題ない場合には、これを省略し、測定ヘッド２を直接ケース１に固定する又は両者を一体に形成するなどしてもよい。また、支持環３の形状も環状に限定されるものでなく、任意の形状のものを用いてよい。
【００４４】
測定ヘッド２は、形状が安定しており、熱伝導率が低く、かつ比熱の小さい材質で形成することが好ましく、例えば、硬質発泡ウレタンや硬質発泡塩化ビニルが好適に用いられる。しかしながら、この点についても実用上の問題がなければ材質は特に限定されるものでなく、任意でよい。
【００４５】
測定ヘッド２の測定面２０には第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１に対応する位置に開口が設けられており、各プローブが測定面２０からわずかに突出するように取り付けられている。そのため、測定面２０を被測定面に押し付けると、第１のプローブ３０の測定面側の面である第１の接触面と、第２のプローブ３１の測定面側の面である第２の接触面がそれぞれ被測定面に密着するように接触し、両者の間で熱の授受が行われる。なおここで、接触面とは、被測定面と接触して主として熱の授受を行う面を指すものとする。各プローブは、熱伝導率の高い材質であることが好ましく、本実施形態では金属製である。なお、第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１の材質は耐腐食性を備えていることが好ましく、金属材料では、アルミニウムやステンレスが好適である。なお、上述の通り、測定ヘッド２自体は熱伝導率が低い材質から構成されるため、第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１は、互いに熱的に隔離されることとなる。
【００４６】
第１のプローブ３０の背面側の面には、第１の温度センサ３２が設けられており、両者は互いに熱的に結合している。また、第２のプローブ３１の背面側の面には、第２の温度センサ３３が設けられており、両者は互いに熱的に結合している。また、第１の温度センサ３２、第２の温度センサ３３から離れた背面側の任意の位置に、周囲の温度を測定する環境温度センサ３４が設けられる。環境温度センサ３４の支持構造は図３には示されていないが、これは任意の構造を用いてよい。例えば、測定ヘッド２又はケース１に梁などの適宜の構造を設け、環境温度センサ３４を固定するようにしてもよいし、第１の温度センサ３２及び／又は第２の温度センサ３３が実装されるＦＰＣの適宜の位置に環境温度センサ３４を実装することにより、環境温度センサ３４がヘッド空間１９ｂ内の適当な位置に配置されるようにしてもよい。ヘッド空間１９ｂは、接触式内部温度計１００の外部の光（外光）や気流（外部気流）を遮蔽する遮蔽空間であり、第１の温度センサ３２、第２の温度センサ３３及び環境温度センサ３４は共通の遮蔽空間であるヘッド空間１９ｂ内に配置される。
【００４７】
かかる構造では、測定面２０を測定対象物に接触させると、測定対象物からの熱は第１のプローブ３０の接触面及び第２のプローブ３１の接触面に伝達され、さらにその熱は第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３に伝達され、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３を背面側へと通過した後、ヘッド空間１９ｂ内に放散されることになる。ここで、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の測定面２０側の面を吸熱面と呼ぶこととすると、第１の温度センサ３２の吸熱面は、第１のプローブ３０と熱的に結合する結果、その接触面と熱的に結合することになる。また、第２の温度センサ３３の吸熱面は、同様に、第２のプローブ３１の接触面と熱的に結合することになる。それぞれの接触面に伝達された測定対象物の熱は、吸熱面から第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３へと流入する。また、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の背面側の面は、ヘッド空間１９ｂ内に熱を放散する面であるから、これらの面を放熱面と呼ぶこととする。
【００４８】
なお、各温度センサにはどのようなものを用いてもよいが、本実施形態ではサーミスタである。それぞれの温度センサは、回路基板５に図示しない配線、本実施形態ではＦＰＣにより接続されており、コントローラ５０により各温度センサにおける温度を検知できるようになっている。
【００４９】
ここで、第１の温度センサ３２の放熱面における熱抵抗と、第２の温度センサ３３の放熱面における熱抵抗は異なるものとなっている。したがって、この２つの熱抵抗の比の値は当然に１でない。第１の温度センサ３２の放熱面における熱抵抗と、第２の温度センサ３３の放熱面における熱抵抗を異ならしめる構造については後述する。なお、第１の温度センサ３２と第２の温度センサ３３の寸法や形状は同じものであってもよい。
【００５０】
ここで、本実施形態の接触式内部温度計１００による内部温度の測定原理を図４を参照して説明する。
【００５１】
図４は、本実施形態に係る接触式内部温度計１００の測定ヘッド２に設けられた測定部の等価熱回路を示す図である。同図を図４を参照しつつ説明すると、ＴＢは測定対象の内部温度、Ｔ１は第１の温度センサ３２の温度、Ｔ２は第２の温度センサ３３の温度、Ｔｅは環境温度センサ３４の温度である。また、熱抵抗ＲＢは測定対象の内部の恒温熱源から第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１、さらに第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の吸熱面を通って第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３に熱が伝わる際の熱抵抗である。また、Ｔｅは環境温度センサ３４の温度であり、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の周囲の環境の温度を示している。熱抵抗Ｒ１は第１の温度センサ３２の放熱面から周囲の環境へと熱が放散される際の熱抵抗、熱抵抗Ｒ２は第２の温度センサ３３の放熱面から周囲の環境へと熱が放散される際の熱抵抗である。また、ＴＢ＞Ｔ１＞Ｔｅ及び、ＴＢ＞Ｔ２＞Ｔｅが成立している。
【００５２】
ここで、図に示した系が定常状態にある場合を考えると、ＴＢよりＴ１へと流れる熱流束は一定であるから、次式が成立する。
【００５３】
【数２】
0005956063.tif 000003
同様に、ＴＢよりＴ２へと流れる熱流束を考えると、
【００５４】
【数３】
0005956063.tif 000004
が成立する。この数２及び数３をＴＢについて解くと、
【００５５】
【数４】
0005956063.tif 000005
として求められる。ここで、Ｋは熱抵抗Ｒ１と熱抵抗Ｒ２の比であり、１でない定数となるので、あらかじめ実験等によりこれを求めておく。数４においては、比ＫはＲ２／Ｒ１である。
【００５６】
以上の方法により内部温度を測定する場合には、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３として断熱材を介して積層した構造物を用いる必要がないため、製造が容易でかつ低コストとなる。また、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３は温度センサとしての素子単体で良いことから熱容量も小さく、定常状態となるまでの時間は短いものとなる。さらに、後述する各種の構造を適用して第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の定常状態における温度差を容易に制御できるため、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３に小型のものを採用して計測の高速化を図った際にも計測精度を保ちやすい。
【００５７】
続いて、本実施形態に係る接触式内部温度計１００を用いて内部温度を測定する手順を説明する。
【００５８】
手順１：熱抵抗Ｒ１と熱抵抗Ｒ２の比Ｋを求め、熱抵抗比記憶部である不揮発性メモリ５１に記憶させる。比Ｋは、例えば恒温槽内で第１のプローブ３０及び第２のプローブ３１を温度のわかっている恒温熱源に接触させる等して、温度Ｔ１、Ｔ２及びＴｅを実際に測定することにより、上述の式２及び式３より容易に求めることができる。なお、不揮発性メモリ５１に記憶される値は、比Ｋそのものであっても、熱抵抗Ｒ１及びＲ２であってもよい。この手順は接触式内部温度計１００の製造後１度だけ実施すればよいものなので、例えば出荷前に工場において実施しておくとよい。接触式内部温度計１００の使用者は、個々の測定にあたってはこの手順１を実行する必要はなく、次の手順２以降を実行すればよい。
【００５９】
手順２：接触式内部温度計１００の測定面２０を測定対象物に接触させ、測定を開始する。なお、この測定の開始は、第１の温度センサ３２又は第２の温度センサ３３により測定される温度の上昇を検知することにより自動的に行ってもよいし、図示しない押ボタン等のスイッチを使用者が操作することにより行ってもよい。このとき、コントローラ５０はブザー１３によるビープ音により測定を開始したことを使用者に通知する。同時に、ランプ１１を任意の色、例えば赤色に点灯し、使用者に測定面２０を測定対象物に接触させたまま維持するよう促す。
【００６０】
手順３：ヘッド空間１９ｂを換気する。コントローラ５０は、測定開始後、ブロア７を作動させ、ヘッド空間１９ｂの換気を行う。これは、測定対象物から伝わった熱により、第１の温度センサ３２又は第２の温度センサ３３の周囲の温度が局所的に上昇して互いに異なるものとなったり、環境感度センサの温度Ｔｅと異なるものとなったりすることにより誤差が生じるのを防止するためである。
【００６１】
本実施形態では、ブロア７は図１のグリップ空間１９ａからヘッド空間１９ｂへと流れる気流を強制的に発生させる。そのため、ブロア７により誘起される空気の流れは、図中矢印に示すように、吸気穴１６から吸い込まれ、ブロア７を通過し、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の近傍を通過して排気穴２１から排出されるものとなる。従って、本実施形態のブロア７、吸気穴１６及び排気穴２１は協働してヘッド空間１９ｂを換気する換気機構を構成することになる。
【００６２】
なお、換気機構の構成はどのようなものであってもよく、ブロア７、吸気穴１６及び排気穴２１の配置は任意である。また、吸排気の向きを逆にしてもよい。また、ブロア７の形式は特に限定されず、一般的なファンであってもよいし、圧電素子を利用したマイクロブロアであってもよい。あるいは、自然対流による換気により十分な測定精度が得られる場合や、さらには、ヘッド空間１９ｂの熱容量に対して、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３を通して流入する熱量が十分小さく無視できる場合には、この換気機構そのものを廃し、手順３を省略しても差し支えない。
【００６３】
手順４：コントローラ５０は、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３が定常状態に達した後に測定対象物の内部温度ＴＢを算出し、表示する。すなわち、コントローラ５０は、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の出力を監視し、これら温度センサの温度変化があらかじめ定められた閾値以下となった時点における出力を用いて、上述の数４から内部温度ＴＢを求める。数４より明らかなように、コントローラ５０は、定常状態における第１の温度センサ３２の温度Ｔ１、第２の温度センサ３３の温度Ｔ２、環境温度センサ３４の温度Ｔｅ、及び不揮発性メモリ５１に記憶された比Ｋより測定対象の内部温度ＴＢを算出する。算出された内部温度ＴＢは、図１に示したように表示部１２に表示される。また、ブザー１３によるビープ音の発生、並びに、ランプ１１を先ほどの色とは異なる任意の色、例えば緑色に点灯することにより、使用者に測定が終了したことを通知する。なお、算出された内部温度ＴＢは、本実施形態では表示部１２に表示することにより使用者に通知することとしているが、これに限られず、接触式内部温度計１００に設けたメモリに蓄積したり、接触式内部温度計１００の外部の機器に有線又は無線にて出力したりしてもよい。この場合には、表示部１２は必ずしも必須の構成ではない。
【００６４】
なお、以上の説明では、使用者への測定開始及び測定終了の各種通知をいずれもブザー１３によるビープ音及びランプ１１の点灯により行ったが、これらの通知の方法はここで例示したものに限定されない。特に、ビープ音についてはこれを省略し、或いは使用者の設定によりこれを発声しないこととしてもよい。音声を用いず、ランプ１１の点灯のみにより使用者に各種の通知を行うようにすると、例えば測定対象が就寝中の乳児である場合に、乳児の睡眠を妨げることなく測定が可能である等好ましい場合がある。もちろん、ランプ１１の点灯をどのようにするか、例えば発光色をどのように選択するかは任意である。また、発色光によらず、ランプ１１を点滅させたり、発光光の強度を変化させたり、あるいはランプ１１を複数設けておき、その点灯数や位置を違えることにより使用者に各種通知を行うようにしてもよい。さらに前述したように、ランプ１１でなく、表示部１２により使用者に各種通知を行ってもよい。
【００６５】
続いて、本実施形態の第１の温度センサ３２と第２の温度センサ３３の放熱面における熱抵抗を異なるものとするための構造を説明する。以降の説明では、一例として、第１の温度センサ３２における熱抵抗Ｒ１の方が、第２の温度センサ３３における熱抵抗Ｒ２よりも小さいものとするが、これを逆にしても差し支えない。
【００６６】
図５Ａは、第１の温度センサ３２の一例を示す外観斜視図である。図示の例では、第１の温度センサ３２の底面が吸熱面３６となっており、その反対側の上面が放熱面３７となっている。また、対向する側面には端子３５が設けられている。同図に示すように、第１の温度センサ３２の放熱面３７にはフィン状の凹凸構造が設けられており、放熱面３７の表面積を増大させ、熱抵抗Ｒ１を小さいものとしている。このような凹凸構造は、第１の温度センサ３２の一の面を例えばダイシングソーで切削する等により部分的に除去したり、グリーンシートを積層する等の第１の温度センサ３２を製造する過程で作り込んだりすることにより得られる。また、凹凸構造は、ここで示したフィン状の形状に限定されず、他にも例えばピン状の構造等であってもよい。
【００６７】
図５Ｂは、第１の温度センサ３２の別の一例を示す外観斜視図である。図示の例では、第１の温度センサ３２の放熱面３７に、金属など熱伝導性の良い放熱板３８が取り付けられている。このようにしても放熱面３７の熱抵抗Ｒ１を小さくすることができる。
【００６８】
図５Ｃは、第１の温度センサ３２のさらに別の一例を示す外観斜視図である。図示の例では、第１の温度センサ３２の放熱面３７に、金属など熱伝導性の良い材質の放熱フィン３９が取り付けられている。このようにしても放熱面３７の熱抵抗Ｒ１を小さくすることができる。
【００６９】
図６Ａは、第２の温度センサ３３の一例を示す外観斜視図である。図示の例では、第２の温度センサ３３の底面が吸熱面３６となっており、その反対側の上面が放熱面３７となっている。また、対向する側面には端子３５が設けられている。そして、第２の温度センサ３３の放熱面３７は適宜の断熱材４０により覆われており、熱抵抗Ｒ２を増大させている。断熱材４０の材質や厚みは、第２の温度センサ３３を通過する熱流束を著しく妨げない程度のものとすることが好ましく、たとえば適宜のフォトレジスト材等の有機材料によるコーティングを行うとよい。
【００７０】
図６Ｂは、第２の温度センサ３３の別の一例を示す外観斜視図である。図示の例では、第２の温度センサ３３の放熱面３７に、部分的に断熱材４１が設けられている。この場合、断熱材４１は断熱性能の高い材料、例えば各種合成樹脂の発泡体を用いてよい。断熱材４１の断熱性能が十分に高い場合には、熱抵抗Ｒ２の値を、放熱面３７に占める断熱材４１の被覆面積により制御することができる。大まかにいって、熱抵抗Ｒ２の値は、放熱面３７の面積を断熱材４１により覆う割合に反比例する。
【００７１】
第１の温度センサ３２、第２の温度センサ３３は、そのいずれか一方または両方において、放熱面３７に図５Ａ乃至５Ｃ及び図６Ａ及び図６Ｂに示した構造を適宜採用して、その熱抵抗の比Ｋを１でない値とすればよい。
【００７２】
ところで、本実施形態では、第１の温度センサ３２、第２の温度センサ３３はサーミスタである。サーミスタのような小型の温度センサは、その外形が概ね扁平な直方体であり、対向する最も面積の小さい面が端子となっていることが多い。そして、本実施形態に係る接触式内部温度計１００のように、温度センサの一の面を吸熱面として、また他の面を放熱面として用いる場合には、吸熱面、放熱面における熱抵抗が小さくなるよう、対向する最も面積の大きい面をそれぞれ吸熱面、放熱面として用いることが望ましい。
【００７３】
すなわち、直方体形状の温度センサの相対する面の一方を第１のプローブ３０又は第２のプローブ３１に熱的に結合させ、相対する面の他方を大気へと熱を放散する放熱面とする必要がある。そのため、温度センサの最も面積の大きい面の一つを単純に用いてＦＰＣに実装することができず、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３を実装するにあたっては若干の工夫が必要である。
【００７４】
図７Ａは、第１の温度センサ３２又は第２の温度センサ３３をＦＰＣ４２に実装している様子の一例を示す外観斜視図である。なお、同図に示す温度センサは第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３のいずれでもよいが、以降の説明では第１の温度センサ３２により代表して説明することとする。また、この図では放熱面３７における適宜の放熱構造や断熱構造は図示を省略している。この例では、第１の温度センサ３２は、吸熱面３６がＦＰＣ４２に接するように実装されており、端子３５の吸熱面３６側の辺において半田４３によりＦＰＣ４２と電気的な接続がとられている。ＦＰＣ４２は、吸熱面３６と平行に配置される。
【００７５】
図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線における断面図である。同図に表れているように、ＦＰＣ４２の吸熱面３６に対向する面には、吸熱面３６よりもやや小さい開口４２ａが設けられており、吸熱面３６の一部分、この場合は大部分が測定面側に露出するようになっている。そして、吸熱面３６と第１のプローブ３０（又は第２のプローブ３１。以降は第１のプローブ３０で代表する）の間には伝熱性接着材４４が充填され、かかる伝熱性接着材４４を介して吸熱面３６と第１のプローブ３０は熱的に結合される。
【００７６】
このように、ＦＰＣ４２に開口４２ａを設け、吸熱面３６を部分的に覆い、その一部分を露出するようにすることで、ＦＰＣ４２が吸熱面３６における熱流束を妨げることがないような構成とすることができる。さらに、ＦＰＣ４２が吸熱面３６と第１のプローブ３０の背面との間隙を決定するスペーサとして働くため、伝熱性接着材４４の厚さを容易に一定に保つことができる。
【００７７】
図８Ａは、第１の温度センサ３２（又は第２の温度センサ３３）をＦＰＣ４２に実装している様子の他の一例を示す外観斜視図である。この図においても放熱面３７における適宜の放熱構造や断熱構造は図示を省略している。この例では、第１の温度センサ３２は、ＦＰＣ４２に設けられた開口４２ａに挿入され、吸熱面３６と直交する面に設けられた端子３５とは、その面の中途において半田４３によりＦＰＣ４２と電気的な接続がとられている。ＦＰＣ４２は、吸熱面３６と平行に配置される。
【００７８】
図８Ｂは、図８ＡのＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線における断面図である。同図に表れているように、ＦＰＣ４２に設けられた開口４２ａは第１の温度センサ３２の外径よりやや大きくなっている。また、吸熱面３６と第１のプローブ３０（又は第２のプローブ３１）の間には伝熱性接着材４４が充填され、かかる伝熱性接着材４４を介して吸熱面３６と第１のプローブ３０は熱的に結合される。このようにしても、ＦＰＣ４２が吸熱面３６における熱流束を妨げることがないような構成とすることができる。
【００７９】
図９Ａは、第１の温度センサ３２（又は第２の温度センサ３３）をＦＰＣ４２に実装している様子のさらに他の一例を示す外観斜視図である。この図においても放熱面３７における適宜の放熱構造や断熱構造は図示を省略している。この例では、第１の温度センサ３２は、吸熱面３６に直交する面がＦＰＣ４２に接するように実装されており、端子３５の吸熱面３６と直交する辺（図中奥側の辺）において半田４３によりＦＰＣ４２と電気的な接続がとられている。
【００８０】
図９Ｂは、図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線における断面図である。同図に表れているように、ＦＰＣ４２は放熱面３７、吸熱面３６に直交しており、第１のプローブ３０（又は第２のプローブ３１）に突き当たることがないような配置となっている。また、吸熱面３６と第１のプローブ３０の間には伝熱性接着材４４が充填され、かかる伝熱性接着材４４を介して吸熱面３６と第１のプローブ３０は熱的に結合される。このようにしても、ＦＰＣ４２が吸熱面３６における熱流束を妨げることがないような構成とすることができる。
【００８１】
図１０Ａは、第１の温度センサ３２（又は第２の温度センサ３３）をＦＰＣ４２に実装している様子のさらに他の一例を示す外観斜視図である。この図においても放熱面３７における適宜の放熱構造や断熱構造は図示を省略している。この例では、第１の温度センサ３２は、放熱面３７がＦＰＣ４２に接するように実装されている。端子３５とＦＰＣ４２との電気的な接続は、ＦＰＣ４２の測定面側の面においてなされる。また、ＦＰＣ４２の放熱面３７に対向する面には、放熱面３７よりもやや小さい開口４２ａが設けられており、放熱面３７の一部分、この場合は大部分が背面側に露出するようになっている。ＦＰＣ４２は、放熱面３７と平行に配置される。
【００８２】
図１０Ｂは、図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線における断面図である。同図に表れているように、ＦＰＣ４２はその背面側において、端子３５と半田４３により電気的に接続されている。また、吸熱面３６と第１のプローブ３０（又は第２のプローブ３１）の間には伝熱性接着材４４が充填され、かかる伝熱性接着材４４を介して吸熱面３６と第１のプローブ３０は熱的に結合される。このような構造では、ＦＰＣ４２が放熱面３７における熱流束を妨げることがないような構成とすることができる。
【００８３】
以上の説明では、第１の温度センサ３２と第２の温度センサ３３の放熱面における熱抵抗を異なるものとする方法として、それぞれの温度センサの両方若しくは一方に図５Ａ乃至５Ｃ及び図６Ａ及び図６Ｂに示した構造等を用いるものとした。しかしながら、かかる構造に換えて、或いはかかる構造に加えて、前述した換気機構を用いて第１の温度センサ３２と第２の温度センサ３３の放熱面における熱抵抗を異なるものとすることも可能である。
【００８４】
図１１は、第１の温度センサ３２と第２の温度センサ３３の放熱面における熱抵抗を異なるものとする換気機構の一例を示す図である。同図は、すでに説明した図３に対応する接触式内部温度計１００の断面図であり、同図中付された符号番号は、すでに説明したものと同じものを示している。
【００８５】
図１１に示した例における換気機構においては、測定ヘッド２に設けられた排気穴２１の数が第１の温度センサ３２側と、第２の温度センサ３３側とで異なっている。図示の通りだと、第１の温度センサ３２側には排気穴２１が３列設けられているのに対し、第２の温度センサ３３側では排気穴２１が１列のみとなっている。そのため、ブロア７による強制換気を行った際に、図中太矢印で示したように、気流は第１の温度センサ３２側に多く流れ、第２の温度センサ３３側は気流が比較的少なくなる。なお、図中の太矢印の太さは、気流の量を模式的に示している。このような状況においては、第１の温度センサ３２側において強制対流熱伝達が強く起るため、放熱面における熱伝達率がより増大する結果、その熱抵抗は第２の温度センサ３３における熱抵抗よりも小さくなる。
【００８６】
以上のように、換気機構を用いることによっても、第１の温度センサ３２と第２の温度センサ３３の放熱面における熱抵抗を異なるものとすることができる。より具体的には、換気機構に、第１の温度センサ３２側へと向かう気流と第２の温度センサ３３側へと向かう気流の量を制御するための気流制御構造を設け、第１の温度センサ３２側に作用する気流の量と第２の温度センサ３３に作用する気流の量を異ならしめればよい。図１１に示した例では、第１の温度センサ３２側と第２の温度センサ３３側とで非対称に設けられた排気穴２１が気流制御構造に相当しているが、これ以外にも、ルーバーを設けたり、第１の温度センサ３２側と第２の温度センサ３３側に向かう気流流路の圧損を異なるものとするなど種々の気流制御構造を用いてよい。
【００８７】
ところで、前述したように、換気機構を省略し、ヘッド空間１９ｂを閉鎖空間又は半閉鎖空間とし、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３からヘッド空間１９ｂ内への熱の流入を自然対流にて行う場合を考えると、一般に自然対流の場合は暖められた空気が鉛直上方に流動することによる熱交換が行われるため、接触式内部温度計１００の姿勢が測定精度に影響を与える可能性がある。すなわち、接触式内部温度計１００による温度測定時の姿勢によって、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３から立ち上る気流の相対的な向きが変化するため、ヘッド空間１９ｂ内における対流の様相が異なるものとなるため、前述の数４におけるＫの値に姿勢（すなわち、角度）依存性が生じるのである。
【００８８】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る接触式内部温度計２００の概略断面図である。同図は、先の実施形態における図３に対応する断面を示したものであり、また、接触式内部温度計２００の外観は先の実施形態のものと同じであるため、図１及び図２は本実施形態に係るものとしてこれを援用する。また、接触式内部温度計２００における内部温度の測定原理も先の実施形態のものと同様である。また、接触式内部温度計２００を構成する部材において、先の実施形態と同様のものについては同符号を付し、その重複する説明は省略するものとする。
【００８９】
同図に示すように、接触式内部温度計２００では、隔壁１８はグリップ空間１９ａとヘッド空間１９ｂを完全に区画するものとなっており、また、先の実施形態にみられた排気穴、吸気穴及びブロアは設けられていないため、ヘッド空間１９ｂは閉鎖空間となっている。
【００９０】
なお、ここで閉鎖空間とは、当該空間内部の気体が外気との交換が実質的に不可能となるように外部空間から区画された空間をいう。また、半閉鎖空間とは、当該空間内部の気体と外気との交換は行われるものの、当該空間内部の気体の挙動が外気の流動の影響を受けることが無く、内部気体の熱対流によるものに支配されるように外部空間から区画された空間をいう。半閉鎖空間は、例えば、外気と流通する換気用の開口を小径のものとしたり、多孔質体を挿入したり、或いはいわゆるラビリンス構造としたりすることによって、外気との間の流動抵抗を大きなものとすることにより容易に実現できる。本実施形態のヘッド空間１９ｂは閉鎖空間であるが、これを半閉鎖空間としてもよい。
【００９１】
また、回路基板５上には、姿勢センサ５２が設けられている。この姿勢センサ５２は、接触式内部温度２００の鉛直方向に対する傾きを検出するものである。姿勢センサ５２として用いるセンサの種類については特に限定はないが、例えば加速度センサを用いて重力加速度方向を検出することにより、あるいは地磁気センサを用いて地磁気方向を検出することにより接触式内部温度２００の鉛直方向に対する傾きを検出することができる。また、姿勢センサ５２を設ける位置についても必ずしも回路基板５上でなくともよく、接触式内部温度２００の任意の位置であってよい。
【００９２】
ここで、図１３Ａに示すように、接触式内部温度計２００の測定面２０の法線方向が鉛直下方向（重力方向）と一致している場合には、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３から立ち上る気流は図中太矢で示したように流動し、互いに殆ど干渉し合うことはない。これに対し、図１３Ｂに示すように、接触式内部温度計２００の測定面２０の法線方向が水平方向となっている場合には、第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３から立ち上る気流は図中太矢で示したように流動すると考えられる。同図で示した例では、第２の温度センサ３３から立ち上る気流が第１の温度センサ３２の近傍へと流動する結果、第１の温度センサ３２から立ち上る気流の流動を妨げる等するため、第１の温度センサ３２から外気への熱伝達率が低下し、図４における熱抵抗Ｒ１の見かけの値が増大し、数４におけるＫの実効値が変化するのである。
【００９３】
この第１の温度センサ３２から外気への熱伝達率及び第２の温度センサ３３から外気への熱伝達率の変化、すなわち、Ｋの値の変化は、ヘッド空間１９ｂが閉鎖空間又は半閉鎖空間であり、熱対流のみを考慮すればよいことから、接触式内部温度計２００の姿勢に依存すると考えられる。しかしながら、このＫの値の変化は、ヘッド空間１９ｂの形状や第１の温度センサ３２及び第２の温度センサ３３の配置に依存するため、かかる変化を一般式等を用いて事前に予測することは通常困難である。
【００９４】
そこで、接触式内部温度計２００では、あらかじめ、接触式内部温度計２００の姿勢とＫの値との関係を測定しておき、当該特定値をテーブルとして不揮発性メモリ５１に記憶させておく。そして、コントローラ５０は、先の実施形態における手順４にて、数４から内部温度ＴＢを求める際に、姿勢センサ５２に接触式内部温度計２００の姿勢を検出させ、検出された姿勢に対応するＫの値を不揮発性メモリ５１より読み出し、かかるＫを用いて内部温度ＴＢを求める。このようにすることで、接触式内部温度計２００の姿勢の変化による測定誤差を補正し、いかなる姿勢においてもより正確な内部温度ＴＢの測定ができるのである。
【００９５】
なお、姿勢センサ５２により検出される姿勢は、一般に２つの角度の値からなるベクトルとして表現できる。例えば、接触式内部温度計２００の姿勢を重力加速度方向に対する角度として検出する場合を考え、接触式内部温度計２００に依存する直交座標をＸ，Ｙ，Ｚ方向としてとり、検出された重力加速度方向をｇ方向とし、Ｚ方向を測定面２０の法線方向に採った場合には、図１４に示すように、接触式内部温度計２００の姿勢はｇ方向を示す角度（θ、δ）により表すことができる。ここで、θはベクトルｇをＸＹ平面に投影した際のＸ軸との間の角度、δはベクトルｇとＸＹ平面との角度である。
【００９６】
そこで、接触式内部温度計２００の姿勢とＫの値との関係は、この２つの角度の値（θ、δ）に対するＫ（又は、第１の温度センサ３２から外気への熱伝達率及び第２の温度センサ３３から外気への熱伝達率）の値を示す２次元テーブルとして表現することができる。そのような表の一例を図１５に示した。かかる表中、Ｋθ，δとして表されているのは、当該姿勢におけるＫの実測値である。また、θ、δの単位は度となっている。なお、図１５に示した表において、θ、δの測定間隔は５°となっているが、これをどのようにするかは任意である。また、表中に記憶する値は、Ｋθ，δの直接の値ではなく、任意のＫ、例えば、θ＝δ＝０°におけるＫの値に対する係数であってもよい。この場合、コントローラ５０は、かかる係数の値を不揮発性メモリ５１から読み出し、Ｋの値に乗じて内部温度ＴＢを求めることになる。
【００９７】
以上説明した実施形態に示した具体的な構成は例示として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定するものではない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形、例えば、各部材あるいはその部分の形状や数、配置等を適宜変更してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。
【図１】
0005956063.tif 000007
【図２】
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【図３】
0005956063.tif 000009
【図４】
0005956063.tif 000010
【図５Ａ】
0005956063.tif 000011
【図５Ｂ】
0005956063.tif 000012
【図５Ｃ】
0005956063.tif 000013
【図６Ａ】
0005956063.tif 000014
【図６Ｂ】
0005956063.tif 000015
【図７Ａ】
0005956063.tif 000016
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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