(57)【要約】【課題】接触板と被測温体との接触面積の減少を抑制し、応答速度の低下を抑制しながら、被測温体の温度を高精度で測定することを可能にした接触式温度計を提供する。【解決手段】筐体２０と、筐体２０から被測温体２に向かって突出して、被測温体２に直に接触する接触部３１を有する金属製の接触板３０と、接触部３１のＸ方向中央部の非接触面３１ａに接合される熱電対１０と、非接触面３１ａをＺ方向の一方向に常時押圧する押圧機構５０と、を備える接触式温度計１は、接触板３０の少なくとも一方の端部に連結される張力維持機構４０を備え、張力維持機構４０が、接触板３０をその延在方向に引っ張って又は押し広げて、接触部３１を常時張った状態に維持する機構である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、この筐体から被測温体に向かって突出して被測温体に直に接触する接触部を有する金属製の接触板と、その接触部の延在方向の中央部の被測温体に接触しない面に接合される熱電対と、その接触しない面を前記筐体から被測温体に向かう一方向に常時押圧する押圧機構と、を備える接触式温度計において、
前記接触板の少なくとも一方の端部に連結される張力維持機構を備え、この張力維持機構は、前記接触板を引っ張って又は押し広げて、前記接触部を常時張った状態に維持する機構であることを特徴とする接触式温度計。
【請求項２】
前記張力維持機構は、弾性体を有し、この弾性体が前記接触板の端部に接合されてその端部を引っ張る又は押し広げるように常時付勢する構成である請求項１に記載の接触式温度計。
【請求項３】
前記張力維持機構は、前記弾性体として前記延在方向に互いに対向する一対の板バネを有し、この一対の板バネが前記接触部の両端部を互いに離間する方向に前記接触板を常時引っ張る又は押し広げる構成である請求項２に記載の接触式温度計。
【請求項４】
前記接触板は、前記接触部に対して連接して被測温体に非接触の非接触部を有し、前記接触部及び前記非接触部の連接部位が滑車に巻回されてなり、
前記張力維持機構は、前記弾性体が前記接触板の端部である前記非接触部の端部を引っ張り、前記非接触部を介して前記接触部を常時張った状態に維持する構成である請求項２に記載の接触式温度計。
【請求項５】
前記押圧機構は、前記接触しない面に向かって突出する金属製の突出片を複数有し、この突出片のそれぞれが前記熱電対に対して非接触に配置される請求項１〜４のいずれか１項に記載の接触式温度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触式温度計に関し、更に詳しくは、被測温体の温度を高精度で測定することを可能にした接触式温度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測温体に当接する接触板と、接触板の温度を測定する熱電対と、接触板を被測温体に向けて押圧する複数の押圧棒と、を備えた接触式温度計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の接触式温度計は、押圧棒が接触板を被測温体に向って押圧して、接触板と被測温体とを面接触させることで、測定精度を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９１３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の接触式温度計において、被測温体に直に接触する接触板は均熱性に優れた金属材料で構成される。しかし、金属製の接触板は、高温環境下になると熱膨張によりその延在方向に延びる性質がある。それ故、特許文献１に記載の接触式温度計では、高温環境下で接触板が熱膨張により延在方向に延びると、その延びにより接触板が撓む。また、被測温体の表面に凹凸が存在する場合に、高温環境下で焼き鈍された状態になった接触板がその凹凸と接触すると、接触板の被測温体との接触面に凹凸による窪み、反り、うねりなどの局所的な変形が生じる。このような局所的な変形は被測温体との接触が解除された後に解消されることなく残る。
【０００５】
このように、高温環境下において生じる接触板の熱膨張による撓みや被測温体の凹凸による局所的な変形は、接触板と被測温体との接触面積が減少する要因となり、温度測定の応答速度が遅くなると共に精度が悪くなるという問題を生じさせていた。
【０００６】
本発明の目的は、接触板と被測温体との接触面積の減少を抑制し、温度測定の応答速度の低下を抑制しつつ、被測温体の温度を高精度で測定する接触式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】
【０００７】
上記目的を達成するための接触式温度計は、筐体と、この筐体から被測温体に向かって突出して被測温体に直に接触する接触部を有する金属製の接触板と、その接触部の延在方向の中央部の被測温体に接触しない面に接合される熱電対と、その接触しない面を前記筐体から被測温体に向かう一方向に常時押圧する押圧機構と、を備える接触式温度計において、前記接触板の少なくとも一方の端部に連結される張力維持機構を備え、この張力維持機構は、前記接触板を引っ張って又は押し広げて、前記接触部を常時張った状態に維持する機構であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、高温環境下での温度測定中に接触部が熱膨張によりその延在方向に伸びたとしても、張力維持機構により接触部を常時張った状態に維持する。それ故、本発明によれば、高温環境下において接触板に熱膨張による延びが生じたとしても、接触板を張った状態に維持することで、熱膨張による撓みの発生を回避できる。また、本発明によれば、高
温環境下で焼き鈍された状態になった接触板が被測温体の表面の凹凸と接触して、接触板に局所的な変形が生じたとしても、接触板を張った状態に維持することで、生じた局所的な変形を元の状態に戻すことができる。
【０００９】
これにより、本発明によれば、接触板と被測温体との接触面積の減少を抑制するには有利になり、被測温体に対する面接触により接触部を十分に均熱させて、温度測定の応答速度の低下を抑制しつつ、被測温体の温度を高精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の接触式温度計の第一実施形態を例示する斜視図である。
【図２】図１の接触式温度計の無負荷時の状態を例示する縦断面図である。
【図３】図１の接触式温度計の測温時の状態を例示する縦断面図である。
【図４】図１の接触式温度計の高温測温時の状態を例示する縦断面図である。
【図５】本発明の接触式温度計の第二実施形態を例示する斜視図である。
【図６】図５の接触式温度計の無負荷時の状態を例示する縦断面図である。
【図７】図５の接触式温度計の高温測温時の状態を例示する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、接触式温度計の実施形態について説明する。なお、本明細書においては、図中のＸ方向を接触部３１の延在方向とし、Ｙ方向をＸ方向に直交する接触部３１の幅方向とし、Ｚ方向を接触部３１の厚さ方向とする。図面に関しては、構成が分かり易いように寸法を変化させており、各部材の厚さや幅、長さ等の比率と、実際に製造するものの比率とは必ずしも一致させていない。
【００１２】
図１に例示するように、第一実施形態の接触式温度計１は、熱電対１０により科学的原理を応用して被検知体の温度を電機信号に変換して計測する装置である。接触式温度計１は、熱電対１０、筐体２０、接触板３０、張力維持機構４０、押圧機構５０を備える。
【００１３】
図２〜図４に例示するように、熱電対１０は、薄い帯状に形成されて、異種金属が接合されて形成された測温部１１と測温部１１から導出される信号線１２とを有する。熱電対１０は、測温部１１が接触板３０の接触部３１のＸ方向中央部の被測温体に接触しない面（以下、非接触面という）３１ａに接合され、信号線１２が筐体２０の末端から導出される。熱電対１０としては、その形状が特に限定されるものでは無く、丸線状のものでもよく、信号線１２が被覆材で被覆されてもよい。
【００１４】
熱電対１０において、測温部１１からＸ方向外側に向かって導出される信号線１２の各々は互いに反対方向に向けて接触部３１の非接触面３１ａに沿わせることが好ましく、その非接触面３１ａに沿わせる長さの総計は熱電対１０のＺ方向の厚さの２０倍以上にすることが好ましい。つまり、接触部３１のＸ方向の長さも熱電対１０のＺ方向の厚さの２０倍よりも長くすることが好ましい。
【００１５】
二本の信号線１２は、非接触面３１ａに沿わせた後に、後述する抜止部２７のＸ方向端部の外側を通過させて、支点部材４３に形成される信号線用貫通孔４５に挿通される。次いで、二本の信号線１２は、信号線用貫通孔４５を通過させた後に、少なくとも一回以上互いに交差させた交差部１３が形成される。次いで、二本の信号線１２は、取手部２２の末端から外側に導出される。二本の信号線１２に形成した交差部１３により、信号線１２に遊びを設けることができる。これにより、接触板３０がＺ方向に動いても信号線１２を常時弛んだ状態に維持するには有利になり、信号線１２が張った状態になったときに生じる断線を防止することができる。なお、この実施形態で、測温部１１から導出される信号線１２は、互いにＸ方向において反対側の方向に向かって非接触面３１ａに沿うように導
出されるが、同一方向に向かって非接触面３１ａに沿うように導出されてもよい。
【００１６】
筐体２０は、ステンレス鋼などの金属で構成される。筐体２０は、頭部２１及び取手部２２を有し、頭部２１が外装体２３及び内装体２４から構成される。外装体２３は、Ｚ方向に筒軸方向が向いた筒状を成し、先端側（計測時の被測温体２側）に筒径方向（例えば、図中のＸ方向）に対向する切欠き２５が形成さる。内装体２４は、外装体２３の内部に設置され、Ｙ方向に見てＴ字状を成し、その内部に熱電対１０、接触板３０、張力維持機構４０、及び押圧機構５０のそれぞれが設置される。
【００１７】
内装体２４は、Ｔ字の上辺部位（Ｘ方向に延在する部位）の両端が外装体２３に形成される切欠き２５に嵌合し、外装体２３の内部に収納される。内装体２４は、Ｔ字の上辺部位の上端に開口部が形成され、その開口部から接触板３０の接触部３１が被測温体２に向かって突出する。
【００１８】
内装体２４は、Ｔ字の上辺部位のＸ方向の両端部のそれぞれに蓄熱部２６が形成される。蓄熱部２６は、その蓄熱容量が内装体２４の内部に設置される各種装置のうちの少なくとも張力維持機構４０及び押圧機構５０に対する環境温度による影響を抑制可能な容量であることが好ましい。また、蓄熱部２６は、総体積がＸ方向で近接する張力維持機構４０の弾性体４１の総体積よりも大きいことがより好ましい。このような蓄熱部２６を設けることで、蓄熱部２６が測温時に外部から受け取る熱を蓄熱して、内装体２４の内部に設置される各種装置に外部の熱を伝わりにくくするには有利になり、外部の熱に起因する影響を抑制することができる。特に、蓄熱部２６が弾性体４１の近傍に配置されることで、外部の熱に起因して弾性体４１の弾性力が変化することを防止するには有利になる。なお、Ｔ字の上辺部位のＹ方向の両端部にも蓄熱部を設けてもよい。
【００１９】
内装体２４は、Ｔ字の上辺部位の内部のＸ方向中央部に抜止部２７が形成される。抜止部２７は、接触板３０が筐体２０から被測温体に向かって脱落しないようにその接触板３０を間接的に支持するように機能する。具体的に、抜止部２７は、接触板３０に接合されて一体化した張力維持機構４０に接触して、張力維持機構４０を介して接触板３０を支持するように機能する。抜止部２７はＸ方向中央部に押圧用貫通孔２８が形成される。押圧用貫通孔２８は、後述する押圧機構５０の支持部５２が挿通可能に構成される。抜止部２７は、Ｘ方向の両端と張力維持機構４０の弾性体４１との間に間隙が形成されることが好ましく、形成されるその間隙を通って熱電対１０の信号線１２が導出される。
【００２０】
接触板３０は、筐体２０から被測温体に向かって突出して、被測温体に直に接触する金属製の帯状の板である。接触板３０を構成する金属としては、ステンレス鋼やニッケル基の合金が例示される。接触板３０は、一つの接触部３１及びその接触部３１の両端のそれぞれに隣接する二つの非接触部３２を有し、Ｙ方向に見て、コの字状を成す。非接触部３２は、接触部３１から略垂直に立設される。非接触部３２のＺ方向の長さは、後述する張力維持機構４０の弾性体４１と接合可能であればよい。なお、この実施形態における接触板３０の端部とは、非接触部３２のことである。
【００２１】
張力維持機構４０は、接触板３０の両端部である非接触部３２のそれぞれに連結されて、接触板３０をＸ方向に押し広げて、接触部３１を常時張った状態に維持する機構である。張力維持機構４０は、一対の板バネで構成された弾性体４１を有し、この弾性体４１が、非接触部３２に接合されて、その非接触部３２を介して接触部３１の両端部を互いに離間する方向（Ｘ方向）に押し広げるように常時付勢する機構である。張力維持機構４０は、弾性体４１に加えて力点部材４２及び支点部材４３を有し、接触板３０の接触部３１が熱膨張によりＸ方向に伸びようとする場合に、非接触部３２のそれぞれをＸ方向中央部から外側に向かう方向に押し広げることで、接触部３１を張った状態にする機構である。
【００２２】
弾性体４１は、Ｘ方向に互いに対向する一対の金属製の板バネで構成されて、Ｚ方向の一端部４１ａが接触板３０の端部である非接触部３２に直に接合され、Ｚ方向の他端部４１ｂが力点部材４２により間接的に支点部材４３に固定される。弾性体４１は非接触部３２に対してＸ方向内側に配置されて接合される。なお、弾性体４１が非接触部３２に対してＸ方向外側に配置されてもよく、その場合に、張力維持機構４０は接触部３１を引っ張って常時張った状態に維持する機構となる。
【００２３】
また、弾性体４１は、Ｙ方向に見て、他端部４１ｂのＸ方向の位置が一端部４１ａのＸ方向の位置より接触部３１におけるＸ方向中央部側の位置に配置される。加えて、弾性体４１は、一端部４１ａ及び他端部４１ｂの間の中途部位が支点部材４３のＸ方向の端部に接触した状態で固定される。
【００２４】
つまり、弾性体４１は、Ｙ方向に見て、Ｘ方向外側に凸の円弧状を成すように曲げられて弾性変形した状態で、一端部４１ａが接触板３０の端部に接合される。このように構成されることで、弾性体４１は、他端部４１ｂを力点、支点部材４３の端部を支点、一端部４１ａを作用点として非接触部３２にＸ方向中央部から外側に向かう付勢力を常時作用させる。
【００２５】
弾性体４１を構成する金属としては、ニッケル基の合金が例示され、板バネとしては、それぞれが弾力性のある複数枚の薄い板材をＸ方向に積層して形成される重ね板バネが例示される。板バネは薄板バネも例示されるが、板バネの枚数を増減して所望の弾性力になるよう調整し易いという利点から、板バネとしては重ね板バネが望ましい。
【００２６】
力点部材４２は、一対の略Ｌ字形状を成す金属製の部材で構成される。力点部材４２は、弾性体４１の力点である他端部４１ｂに力を加えることで、弾性体４１を弾性変形させることが可能な構成であればよい。この実施形態で、力点部材４２は、弾性体４１の他端部４１ｂを支点部材４３に対して間接的に固定することで、弾性体４１の他端部４１ｂに力を加える部材である。力点部材４２を構成する金属としては、弾性体４１と同様にニッケル基の合金が例示される。
【００２７】
支点部材４３は、接触部３１に対して平行に配置されて、Ｘ方向に延在する金属製の板材で構成される。支点部材４３は、弾性体４１の中途部位に接するＸ方向の両端が支点となる。支点部材４３は、Ｘ方向中央部に押圧用貫通孔４４が、Ｘ方向外側に信号線用貫通孔４５がそれぞれ形成される。押圧用貫通孔４４は、後述する押圧機構５０の押圧棒が挿通可能に形成され、信号線用貫通項４５は、熱電対１０の信号線１２が挿通可能に形成される。支点部材４３の両端は、弾性体４１と非接合の状態で接する。支点部材４３を構成する金属としては、ニッケル基の合金が例示される。
【００２８】
張力維持機構４０は、接触板３０の両端部である非接触部３２のそれぞれに板バネで構成される弾性体４１の一端部４１ａが接合され、他端部４１ｂが力点部材４２を介して支点部材４３に間接的に接合されることで、接触板３０と一体化する。つまり、張力維持機構４０は、接触板３０と一体的にＺ方向に移動可能に構成され、内装体２４に形成される抜止部２７によりＺ方向のうちの被測温体２に向かう方向の移動が規制される。
【００２９】
押圧機構５０は、常時、接触部３１の非接触面３１ａをＺ方向のうちの筐体２０から被測温体２に向かう一方向（図中Ｚ方向下方）に押圧する機構である。押圧機構５０は、押圧部５１、支持部５２、及び付勢部５３を有する。
【００３０】
押圧部５１は、接触部３１を直に押圧する部位であり、非接触面３１ａに向かって突出
する金属製の突出片５４を複数有する。複数の突出片５４は、非接触面３１ａのＹ方向の中央部に配置される熱電対１０に対して非接触となるように、非接触面３１ａのＹ方向の両端縁部のそれぞれに配置されることが好ましい。また、複数の突出片５４は、互いに間隔を空けて配置されることが好ましく、それぞれが均等に非接触面３１ａを押圧可能に配置されることがより好ましい。実施形態で、複数の突出片５４は非接触面３１ａの両端縁のそれぞれに三つずつ、合計六つ配置される。
【００３１】
押圧部５１は、複数の突出片５４により接触板３０と接触する。このように、複数の突出片５４で囲われた非接触面３１ａの押圧可能な領域に比して、複数の突出片５４の接触面積の総計を小さくすることで、非接触面３１ａから押圧部５１への熱伝導を抑制するには有利になる。これにより、高温環境下で被測温体２の温度を測定する際に生じる熱伝導による温度低下を回避して、高精度に被測温体２の温度を測定することが可能になる。
【００３２】
支持部５２は、内装体２４の内部でＺ方向に延在する柱状の部位であり、被測温体側の端部に押圧部５１が接合され、反対側の端部が付勢部５３と常時、接触する。支持部５２は、上述したとおり、抜止部２７に形成される押圧用貫通孔２８と、支点部材４３に形成される押圧用貫通孔４４との両方に挿通された状態である。
【００３３】
付勢部５３は、内装体２４の下辺部位（Ｚ方向に延在する部位）に設置され、支持部５２の端部を常時、Ｚ方向のうちの被測温体に向かう方向に付勢可能な重ね板ばねで構成される。付勢部５３としては、支持部５２を常時被測温体に向かう方向に付勢可能な構成であればよく、重ね板バネの他に板バネ、皿ばね、及び、円錐ばねが例示される。
【００３４】
押圧機構５０の付勢部５３は、接触部３１に対して可能な限り離間させることが好ましく、内装体２４のＴ字の上辺部位に配置される接触部３１に対して内装体２４のＴ字の下辺部位の中途位置に配置されることがより好ましい。付勢部５３を接触部３１から離間させることで、高温環境下における付勢部５３の劣化の抑制には有利になり、接触部３１を押圧する押圧力を常時確保することが可能になる。
【００３５】
図２に例示するように、測定者が取手部２２を把持して、接触部３１を被測温体２に押圧していない状態（無負荷時）において、接触部３１は頭部２１から被測温体２の側に押圧機構５０の押圧により押し出されて突出する。このとき、張力維持機構４０の支点部材４３と内装体２４に形成される抜止部２７とが当接し、支点部材４３の移動が制限されることで、頭部２１からの接触部３１の突出量（Ｚ方向の高さ）は所定の突出量に制限される。
【００３６】
図３に例示するように、使用温度範囲として接触板３０における熱膨張の延びが比較的短い環境下で、測定者が取手部２２を把持して、接触部３１を被測温体２に対して押圧した状態（測温時）において、接触部３１は被測温体２に当接し、測定者からの押圧力が押圧機構５０の押圧力よりも大きくなった場合に、頭部２１に引っ込む。このとき、張力維持機構４０の支点部材４３と内装体２４に形成される抜止部２７とが離間する。また、接触部３１は、被測温体２に面接触する。なお、測温時に頭部２１が被測温体２に当接すると、接触部３１の頭部２１への引っ込みも停止する。つまり、無負荷時の接触部３１の突出量としては、測温時に頭部２１が被測温体２に当接可能な値であればよい。熱膨張の延びが比較的短い環境下は、接触部３１が張った状態を維持可能な環境下でもある。
【００３７】
図４に例示するように、使用温度範囲として接触板３０における熱膨張の延びが比較的長くなる高温環境下で、測定者が取手部２２を把持して、接触部３１を被測温体２に対して押圧した状態（高温測温時）において、接触部３１は被測温体２に当接して頭部２１に引っ込むと共に、熱膨張によりＸ方向（接触部３１の延在方向）に伸びる。このとき、張
力維持機構４０は、弾性体４１が、他端部４１ｂを力点、支点部材４３の端部を支点、一端部４１ａを作用点として接触板３０の端部である非接触部３２にＸ方向中央部から外側に向かう付勢力を作用させる。換言すると、張力維持機構４０は、弾性体４１により非接触部３２を介して接触部３１の両端部を互いに離間する方向に押し広げる。このとき、接触部３１は、Ｘ方向に熱膨張による伸び分長くなるが、張力維持機構４０により撓みや緩みの無い張った状態が維持される。
【００３８】
なお、本明細書において、接触部３１が張った状態とは、張力維持機構４０により接触部３１に張力が作用することで、Ｙ方向から視て、接触部３１の上端面又下端面が平坦になる状態である。つまり、接触部３１が張った状態とは、接触部３１が熱膨張により延びても、撓みや緩みが無い状態を示す。また、被測温体２の表面に凹凸が存在し、その凹凸により接触部３１に撓み、反り、うねりなどの局所的な変形が一時的に生じても、その局所的な変形が解消されて元に戻る状態を示す。元に戻る状態には、局所的な変形が完全に解消された状態の他に、元の状態に近づく状態も含むものとする。
【００３９】
以上のように、接触式温度計１によれば、高温環境下での温度測定中に接触部３１が熱膨張によりその延在方向に伸びたとしても、張力維持機構４０が接触板３０の端部である非接触部３２に弾性体４１の付勢力を常時作用させることで、接触部３１を常時張った状態に維持する。それ故、接触式温度計１によれば、高温環境下において接触部３１に熱膨張による延びが生じたとしても、接触部３１を張った状態に維持することで、熱膨張による撓みの発生を回避できる。また、接触式温度計１によれば、高温環境下で焼き鈍された状態になった接触部３１が被測温体２の表面の凹凸と接触して、接触部３１に局所的な変形が生じたとしても、接触部３１を張った状態に維持することで、生じた局所的な変形を元の状態に戻すことができる。
【００４０】
これにより、接触式温度計１によれば、接触部３１と被測温体２との接触面積の減少を抑制するには有利になり、被測温体に対する面接触により接触部３１を十分に均熱させて、温度測定の応答速度の低下を抑制しつつ、被測温体２の温度を高精度で測定することができる。
【００４１】
接触式温度計１は、張力維持機構４０が弾性体４１により接触部３１を常時付勢することで、環境温度の変化に応じて熱膨張の伸びが進行するたびに、その進行に合わせて接触部３１を押し広げることができる。これにより、接触部３１の撓みや緩みを一切生じさせずに張った状態を常時維持するには有利になり、環境温度の変化による熱膨張を起因とする接触板３０の撓みの発生を回避することができる。また、副次的に、接触部３１の経年劣化による伸びにも対応することが可能になり、耐久性の向上にも有利になる。
【００４２】
接触式温度計１は、押圧部５１及び非接触面３１ａの接触面積を小さくすることで、非接触面３１ａから押圧機構５０への伝熱量を低減することができる。これにより、温度測定時の被測温体２の温度変化を抑制するには有利になる。
【００４３】
また、接触式温度計１は、押圧機構５０の付勢部５３を接触部３１から離間した位置に配置することで、高温環境下の影響による付勢部５３の劣化による押圧力の低下を回避するには有利になる。
【００４４】
加えて、接触式温度計１は、張力維持機構４０の弾性体４１の近傍に、内装体２４の蓄熱部２６を配置することで、蓄熱部２６が測温時に外部から受け取る熱を蓄熱して、内装体２４の内部に設置される各種装置に外部の熱を伝わりにくくするには有利になり、外部の熱に起因する影響を抑制することができる。特に、蓄熱部２６が弾性体４１の近傍に配置されることで、外部の熱に起因して弾性体４１の弾性力が変化することを防止するには
有利になる。
【００４５】
総じて、接触式温度計１は、高温環境下における測定精度の低下の要因の発生を抑制することで、高精度に被測温体２の温度を測定することが可能になる。
【００４６】
図５に例示するように、第二実施形態の接触式温度計１は、第一実施形態に対してＸ方向左側から右側に向かって移動する被測温体３の温度を測定する温度計である。本明細書の表面が移動する被測温体３としては、製造過程の鉄板などが例示される。
【００４７】
図６及び図７に例示するように、熱電対１０は、測温部１１が接触板３０の接触部３１のＸ方向中央部の非接触面３１ａに接合され、信号線１２が互いにＸ方向における同一方向に向かって非接触面３１ａに沿うように導出される。熱電対１０は、第一実施形態と同様に、信号線１２の非接触面３１ａに沿わせる長さの合計が熱電対１０のＺ方向の厚さの２０倍以上にすることが好ましい。
【００４８】
筐体２０は、第一実施形態と同様にステンレス鋼などの金属で構成されて、頭部２１及び図示しない取手部を有して構成される。頭部２１は、Ｙ方向に見てＴ字状を成し、一対の蓄熱部２６がＹ方向に離間して配置され、蓄熱部２６どうしの間に接触板３０が配置される構成であり、Ｘ方向に視て上方に開口したコの字状に形成される。頭部２１は、蓄熱部２６の被測温体３の側の面に摩擦抵抗の少ないフッ素樹脂で構成されるガード部材が設けられてもよい。また、頭部２１は、Ｘ方向への被測温体３の滑りを円滑にするために、頭部２１の四隅となる位置の外側面に被測温体３の側に一部を突出させたローラが取り付けられてもよい。
【００４９】
この実施形態の頭部２１は、固定部材６１、第一滑車６２、第二滑車６３、及び第三滑車６４を有する。固定部材６１及び第一滑車６２は被測温体３の移動方向に関して上流側に配置され、第二滑車６３及び第三滑車６４は下流側に配置される。また、第一滑車６２及び第二滑車６３は頭部２１のＴ字の上辺部位の先端側に配置され、固定部材６１は第一滑車６２よりもＴ字の上辺部位の末端側に、第三滑車６４は第二滑車６３よりもＴ字の上辺部位の末端側にそれぞれ配置される。
【００５０】
固定部材６１は、蓄熱部２６どうしの互いに対向する内壁面に懸架されて、接触板３０の一端３０ａを頭部２１に固定する部材である。固定部材６１は、頭部２１と一体的に形成されてもよい。
【００５１】
第一滑車６２及び第二滑車６３は、互いにＸ方向に離間配置されて、接触板３０における接触部３１と非接触部３２との連接部位が掛け回される滑車である。第一滑車６２及び第二滑車６３は、接触板３０の非接触面３１ａを含む内側の面と接触する。第一滑車６２及び第二滑車６３は、回転軸が蓄熱部２６の内壁面に形成される長孔６５に軸支される。長孔６５は、Ｚ方向に長手方向を向けて延在する。第一滑車６２及び第二滑車６３は、回転軸が長孔６５に軸支されることで、Ｚ方向に移動可能に構成される。第一滑車６２は、頭部２１のＸ方向端部のうちの熱電対１０の信号線１２が存在している側の端部に配置され、第二滑車６３は、その反対側の端部に配置される。
【００５２】
第三滑車６４は、位置が固定されて、接触板３０の他端３０ｂを有する非接触部３２が掛け回される滑車であり、接触板３０の外側の面と接触する。第三滑車６４は、掛け回された非接触部３２の他端３０ｂまでの部位の向きを変えて、その部位をＺ方向に延在させるアイドラとしての機能を有する。第三滑車６４により他端３０ｂを含む非接触部３２をＺ方向に延在させることで、他端３０ｂに連結される張力維持機構４０を頭部２１のＴ字の下辺部位に収めることが可能になる。
【００５３】
第一滑車６２、第二滑車６３、及び第三滑車６４のそれぞれは、滑車を構成する部材のうちの少なくとも接触板３０と接する索輪が金属以外で且つ高温環境下に融解しない材料で構成されることが好ましい。このような材料としては、シリコンナイトライドなどのセラミックスが例示される。第一滑車６２、第二滑車６３、及び第三滑車６４のそれぞれがセラミックスで構成されることで、高温環境下で使用しても、各滑車が融解することを防止するには有利になる。これにより、各滑車と接触板３０とが融解接合により互いに固着することを防ぐことが可能になる。なお、滑車を構成する部材のうちの回転軸は、接触板３０と接触することが無いことからステンレス鋼などの金属で構成してもよい。
【００５４】
第一滑車６２は、Ｙ方向中央部に信号線１２が配置される溝６６が形成される。溝６６は、第一滑車６２の索輪の全周に渡って、索輪のＹ方向中央部をその径方向外側から内側に向かって窪ませて形成される。溝６６は、熱電対１０の信号線１２が掛け回される構造であればよい。
【００５５】
接触板３０は、一端３０ａが固定部材６１を介して頭部２１に固定され、接触部３１及び非接触部３２の連接部位が第一滑車６２及び第二滑車６３に掛け回され、第三滑車６４を経由した他端３０ｂが張力維持機構４０に連結される。換言すると、接触板３０は、被測温体３の移動方向に関して、上流側の一端３０ａが頭部２１に固定されて、下流側の他端３０ｂが張力維持機構４０に連結される。
【００５６】
張力維持機構４０は、頭部２１のＴ字の下辺部位に配置されて、接触板３０の他端３０ｂに連結されて、接触部３１を引っ張って常時張った状態に維持する機構である。張力維持機構４０は、円錐ばね（竹の子ばねともいう）で構成された弾性体４１を有し、この弾性体４１が、連結部材４６を介して他端３０ｂが存在する非接触部３２に接合されて、その非接触部３２をＺ方向に引っ張るように常時付勢する機構である。張力維持機構４０は、接触板３０の接触部３１が熱膨張によりＸ方向に伸びようとする場合に、他端３０ｂが存在する非接触部３２をＺ方向下方から上方に向かう方向に引っ張ることで、接触部３１を張った状態にする機構である。
【００５７】
弾性体４１は、金属製の板材をＺ方向下方の底部から上方の頂部に向かって円錐状に巻いて形成される円錐ばねで構成されて、底部が頭部２１に固定され、頂部が連結部材４６の一端に接合される。連結部材４６は、弾性体４１及び接触板３０を連結可能であればよく、その形状や構造は特に限定されない。この実施形態で、連結部材４６は、弾性体４１が円錐ばねで構成されることから、円錐ばねの底部から頂部に向かって挿通された状態で頂部に接合すること可能な柱状に形成される。なお、弾性体４１としては、Ｚ方向に伸縮するばねであればよく、引張コイルばねで構成してもよい。また、弾性体４１を構成する金属としては、ニッケル基の合金が例示される。
【００５８】
押圧機構５０は、第一実施形態と同様に、常時、接触部３１の非接触面３１ａをＺ方向のうちの筐体２０から被測温体３に向かう一方向（図中Ｚ方向下方）に押圧する機構である。この実施形態の押圧機構５０は、少なくとも押圧部５１が金属以外で且つ高温環境下に融解しない材料（例えば、シリコンナイトライドなどのセラミックス）で構成されることが好ましい。押圧部５１がセラミックスで構成されることで、高温環境下で使用しても、押圧部５１が融解することを防止するには有利になる。これにより、押圧部５１と接触板３０とが融解接合により互いに固着することを防ぐことが可能になる。
【００５９】
図６に例示するように、測定者が図示しない取手部を把持して、接触部３１を被測温体２に押圧していない状態（無負荷時）において、接触部３１は頭部２１から被測温体３の側に押圧機構５０の押圧により押し出されて突出する。このとき、第一滑車６２及び第二
滑車６３の各回転軸が長孔６５の一端（図６における下端）まで移動する。
【００６０】
図７に例示するように、使用温度範囲として高温環境下で、測定者が図示しない取手部を把持して、接触部３１を被測温体３に対して押圧した状態（高温測温時）において、接触部３１は被測温体３に当接し、測定者からの押圧力が押圧機構５０の押圧力よりも大きくなった場合に、頭部２１に引っ込むと共に、熱膨張によりＸ方向（接触部３１の延在方向）に伸びる。被測温体３が図中のＸ方向左側から右側に向かって移動することに伴って、接触部３１は熱膨張によりＸ方向左側から右側に向かう方向に延びる。このとき、張力維持機構４０により作用する付勢力によって、連結部材４６を介して接触板３０の他端３０ｂがＺ方向下方から上方に向かって引き上げられる。換言すると、張力維持機構４０により非接触部３２を介して接触部３１の被測温体３の移動方向に関する下流側の端部が引っ張られる。接触部３１はＺ方向に熱膨張による伸び分長くなろうとするが、張力維持機構４０によりその伸び分接触板３０の他端３０ｂが引き上げられることで、撓みや緩みの無い張った状態が維持される。例えば、熱膨張が発生していない状況における接触部３１の任意の部位の位置をＰ１、熱膨張が発生している状況におけるその部位の位置をＰ２とすると、位置Ｐ２は、位置Ｐ１に比して図中のＸ方向右側に移動している。この移動分が熱膨張による接触部３１の伸び分である。
【００６１】
以上のように、接触式温度計１によれば、第一実施形態と同様に高温環境下においても接触部３１を被測温体２に対して面接触させるには有利になり、接触部３１を十分に均熱させて、温度測定の応答速度の低下を抑制しつつ、被測温体２の温度を高精度で測定することができる。
【００６２】
接触式温度計１は、接触板３０の端部に連結される張力維持機構４０以外で接触板３０に接する部材を、金属以外で且つ高温環境下に融解しない材料で構成することで、高温測温時に接触板３０とその接触板３０に接する部材とが融解接合することを回避するには有利になる。
【００６３】
また、接触式温度計１は、接触板３０の被測温体３の移動方向に関して上流側に位置する端部を頭部２１に固定し、下流側に位置する端部のみに張力維持機構４０の付勢力を作用させる構成である。それ故、被測温体３の移動により接触部３１の熱膨張の伸びが一方向に限定される場合に、その伸びる方向に逆らわずに構成することで、接触部３１の熱膨張の伸びを阻害せずに接触部３１を張った状態に維持することができる。
【００６４】
第二実施形態の接触式温度計１にように、張力維持機構４０が接触板３０を引っ張る機構で構成される場合に、複数の滑車を用いて接触板３０の各部位が延在する方向を調節することで、設計の自由度の向上には有利になる。特に、接触式温度計１のように、Ｚ方向以外の方向に各装置の設置スペースを確保し難い場合に好適である。
【００６５】
既述した実施形態の接触式温度計１は、接触部３１が熱膨張により延在方向に伸びても、接触部３１を張った状態に維持する構成である。具体的に、図１〜図４に例示する第一実施形態の接触式温度計１は、張力維持機構４０が接触部３１を押し広げる構成であり、図５〜図７に例示する第二実施形態の接触式温度計１は、張力維持機構４０が接触部３１を引っ張る構成である。本明細において接触部３１を押し広げる構成は、張力維持機構４０が接触板３０に対して押し広げるように付勢力を作用させる構成である。また、接触部３１を引っ張る構成は、張力維持機構４０が接触板３０に対して引っ張るように付勢力を作用させる構成である。つまり、第一実施形態又は第二実施形態のどちらの構成でも、接触部３１にはＸ方向中央部から外側に向かう方向に張力が作用することになり、接触部３１を常時、張った状態に維持可能になる。
【００６６】
張力維持機構４０は、接触部３１を常時張った状態にできればよく、記述した実施形態の構成に限定されなり。例えば、第一実施形態の弾性体４１を一方の非接触部３２から他方の非接触部３２までの間に介在する圧縮コイルばねで構成してもよく、内装体２４と非接触部３２との間に介在する引張コイルばねで構成してもよい。また、第二実施形態の接触板３０の一端３０ａを同様の張力維持機構４０で引っ張ってもよい。
【００６７】
既述した実施形態では、筐体２０の形状は特に限定されるものではなく、例えば、取手部２２を直線状に形成してもよく、或いは、取手部２２の中途位置で屈曲させてもよい。また、第一実施形態において頭部２１の外装体２３を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  接触式温度計
１０  熱電対
２０  筐体
３０  接触板
４０  張力維持機構
５０  押圧機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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