(57)【要約】【課題】コンパクトで、高感度、高応答性のものを低コストに得ることができる測温抵抗体、および該測温抵抗体を備える温度センサを提供せんとする。【解決手段】金属管２０内に測温抵抗体素子２１を内装してなる複数本の素子ユニット２，…と、素子ユニット２が各々挿着される複数の保持孔３０Ａ／３０Ｂを有し、これら保持孔により前記複数本の素子ユニット２，…を互いに軸方向に交差する横方向に並んだ状態に保持する金属製保持体３Ａ／３Ｂと、前記素子ユニット２の基端側にて各素子ユニット２の基端から延出したリード線２２を接続し、前記複数本の素子ユニット２，…を直列に電気接続する接続部４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管内に測温抵抗体素子を内装してなる複数本の素子ユニットと、
前記素子ユニットが各々挿着される複数の保持孔を有し、これら保持孔により前記複数本の素子ユニットを互いに軸方向に交差する横方向に並んだ状態に保持する金属製保持体と、
前記素子ユニットの基端側にて各素子ユニットの基端から延出したリード線を接続し、前記複数本の素子ユニットを直列に接続する接続部と、
を備えてなることを特徴とする測温抵抗体。
【請求項２】
請求項１記載の測温抵抗体を、金属製ボディ内に収納してなる温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高感度、高応答性が求められる状況で好適に用いることができる測温抵抗体および温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
測温抵抗体は、抵抗線を内蔵した測温抵抗体素子を金属管内に内装した構造のものであり、種々提供されている（例えば、特許文献１〜３等参照。）。とくに液体水素及び液体ヘリウムの極低温領域では、高感度の測温抵抗体が求められる。測温抵抗体素子は抵抗線の抵抗値が大きい程、高感度のものが得られるが、このような素子（例えば、Ｐｔ  １０００Ωの抵抗線を有する素子）は高価であるとともに、測温抵抗体としてのサイズが大きくなり、応答性や設計の自由度にも限界が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１９１０２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５５８２９号公報
【特許文献３】特開２０１５−２１９０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、コンパクトで、高感度、高応答性のものを低コストに得ることができる測温抵抗体、および該測温抵抗体を備える温度センサを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の発明を包含する。
（１）  金属管内に測温抵抗体素子を内装してなる複数本の素子ユニットと、
前記素子ユニットが各々挿着される複数の保持孔を有し、これら保持孔により前記複数本の素子ユニットを互いに軸方向に交差する横方向に並んだ状態に保持する金属製保持体と、前記素子ユニットの基端側にて各素子ユニットの基端から延出したリード線を接続し、前記複数本の素子ユニットを直列に接続する接続部と、を備えてなることを特徴とする測温抵抗体。
【０００６】
（２）  （１）記載の測温抵抗体を、金属製ボディ内に収納してなる温度センサ。
【発明の効果】
【０００７】
以上にしてなる本願発明に係る測温抵抗体および該測温抵抗体を備える温度センサは、個別の金属管に測温抵抗体素子を内蔵した複数本の素子ユニットを、金属製保持体により横に並んだ状態に保持するとともに、互いに直列に電気接続したことで、大きな抵抗値の測温抵抗体素子を備えた従来の測温抵抗体に比べて、同様の高感度を得ることができるとともに、小さな抵抗値の素子を用いることから、低コスト化、およびコンパクト化による応答性の向上や設計自由度の向上が得られる。具体的には、例えば、市販の安価な極細測温抵抗体（Ｐｔ  １００Ωの測温抵抗体素子を内蔵）を上記素子ユニットとして１０本直列にすることで、表面積比が変わらず、極細測温抵抗体と変わらない高い応答速度を維持しつつ、抵抗値の大きな高感度の測温抵抗体が得られ、液体水素及び液体ヘリウムの極低温領域で用いる温度センサに好適なものを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の代表的実施形態にかかる測温抵抗体において金属製保持体の間に素子ユニットを装着する様子を示す説明図。
【図２】同じく測温抵抗体の縦断面図。
【図３】（ａ）は同じく測温抵抗体の横断面図、（ｂ）は変形例を示す横断面図。
【図４】素子ユニットを直列に電気接続した回路を示す概念図。
【図５】同じく測温抵抗体を内蔵した温度センサを示す縦断面図。
【図６】同じく温度センサの外観図。
【図７】図６の一点鎖線で囲む温度センサ先端部の拡大縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係る測温抵抗体１は、図１〜図４に示すように、金属管２０内に測温抵抗体素子２１を内装してなる複数本の素子ユニット２，…と、素子ユニット２が各々挿着される複数の保持孔３０Ａ／３０Ｂを有し、これら保持孔により前記複数本の素子ユニット２，…を互いに軸方向に交差する横方向に並んだ状態に保持する金属製保持体３Ａ／３Ｂと、前記素子ユニット２の基端側にて各素子ユニット２の基端から延出したリード線２２を接続し、前記複数本の素子ユニット２，…を直列に電気接続する接続部４とを備えている。
【００１１】
素子ユニット２を構成する金属管２０は、図２にも示すように先端が閉じられた円筒状のステンレス管であり、測温抵抗体素子２１は、従来から公知の測温抵抗体素子を広く採用することができる。測温抵抗体素子２１から延びるリード線２２は金属管２０基端から延び出ており、金属管２０内部の測温抵抗体素子２１およびリード線２２と金属管２０内周面との間の隙間にはアルミナやマグネシア等の無機絶縁粉末やエポキシ樹脂などの充填材２３が充填され、応答性が高められている。このような素子ユニット２は、従来から公知のシース型測温抵抗体を用いることもできる。
【００１２】
金属製保持体３Ａ，３Ｂは、複数本の素子ユニット２をまとめて一体的に保持するためのものであり、図１及び図３に示すように本例ではいずれも円形の金属プレートで構成され、厚み方向である軸方向に貫通する複数の上記保持孔３０Ａ，３０Ｂが穿設されている。保持孔３０Ａ，３０Ｂは、素子ユニット２の金属管２０を保持できるように金属管２０の外径と略同じ寸法の内径に設定されている。保持孔３０Ａ，３０Ｂに挿入された金属管２０は、各保持孔３０Ａ，３０Ｂの縁部に対して溶接等で固定される。
【００１３】
金属製保持体は、外径よりも厚みの方が寸法が小さい板状の部材で構成したが、厚みが外径と同じあるいは外径よりも大きい寸法のブロック状の部材で構成してもよい。また、金属管の両端を二つの金属製保持体３Ａ，３Ｂで支持しているが、その他の位置で支持させてもよいし、また、三つ以上または一つのみの金属製保持体で支持したものでもよい。金属管２０の全長にわたる長さを有するブロック状の部材で構成してもよい。
【００１４】
二つの金属製保持体３Ａ，３Ｂの間には、連結杆６が渡設されている。このように連結杆６で金属製保持体３Ａ，３Ｂが互いに一体化されることで金属製保持体３Ａ，３Ｂ間に渡設される各素子ユニット２に不要な力が生じることを回避できる。本例では中心に対して均等な位置に３本設けられている。本数は特に限定されず、素子ユニット２だけで強度を保てるときなどは省略することも勿論できる。
【００１５】
複数本の素子ユニット２，…は、少なくとも内蔵の測温抵抗体素子２１の軸方向の位置が互いに同じ位置になるように平行に横並びの状態で保持されている。素子ユニット２の本数は、本例では１０本とされているが必要な仕様に応じて決定することができ、とくに限定されない。
【００１６】
また、保持孔３０Ａ，３０Ｂの位置で決まる素子ユニット２の配置についても、特に限定されず、本例では図３（ａ）に示すように金属製保持体３Ａ，３Ｂの中心に重心を併せた正三角形の領域に均等に配置しているが、例えば、図３（ｂ）のように金属製保持体３Ａ，３Ｂの全体に均等に配置してもよい。その他、金属製保持体３Ａ、３Ｂの端縁部に沿った環状の領域に所定間隔をおいて配置したものも好ましい。
【００１７】
図４は、接続部４による直列接続の回路の様子を示す概念図であり、例えば各素子ユニット２の基端から延出したリード線２２と、温度センサ９の端子部９５から延びるケーブル５の導線５１、５１とが接続され、素子ユニット２のリード線２を互いに直列接続する回路基板などで構成されている。回路基板ではなく直接リード線２２同士、リード線２２と導線５１とを各々接続して同様の直列接続を行い、接点を樹脂などの絶縁材で封止したものでもよい。
【００１８】
接続部４の取り付け構造は、図２に示すように、金属製保持体３Ｂを貫通して金属製保持体３Ａと反対側の基端側に延出した連結杆６の端部に連結されているが、このような構造に何ら限定されず、例えば金属製保持体に設けたものや中間スリーブ９２の内周面に支持されるもの、中間スリーブ９２内に充填される充填材により支持されるものなど、種々の構造が可能である。
【００１９】
次に、図５〜図７に基づき、測温抵抗体１を内蔵した温度センサ９の実施形態について説明する。
【００２０】
温度センサ９は、測温抵抗体１を金属製ボディ９０内に収納したものであり、金属製ボディ９０の先端開放された筒状で、測温抵抗体１先端の金属製保持体３Ａが当該金属製ボディ９０先端に面一な状態で外部に露出している。金属製ボディ９０の外周面には複数の通気孔９１が設けられており、測温抵抗体１の各素子ユニット２の金属管２０外面にも測温対象流体が直接接することができるように構成されている。
【００２１】
金属製保持体３Ａ，３Ｂの外周面は、図７にも示すように、筒状の金属製ボディ９０の内周面９０ｂに密着するように、金属製ボディ９０内径とほぼ同じ外径に設定されており、測温抵抗体１は金属製ボディ９０内に安定した状態に保持されている。
【００２２】
測温抵抗体１の接続部４には、図５に示すように、端子部９５から延びるケーブル５の導線５１、５１が接続され、さらにケーブル５及び接続部４を覆う筒状の中間スリーブ９２がさらに設けられ、内部にエポキシ樹脂等の絶縁材９３が充填されている。中間スリーブ９２の基端部はケーブル５外周面に封止筒９４を介して取り付けられており、中間スリーブ９２の先端部は、金属製保持体３Ｂを貫通して金属製保持体３Ａと反対側の基端側に延出した連結杆６の当該延出部と金属製ボディ９０の内周面との隙間に挿着されている。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２４】
１  測温抵抗体
２  素子ユニット
３Ａ，３Ｂ  金属製保持体
４  接続部
５  ケーブル
６  連結杆
９  温度センサ
２０  金属管
２１  測温抵抗体素子
２２  リード線
２３  充填材
３０Ａ，３０Ｂ  保持孔
５１  導線
９０  金属製ボディ
９０ａ  先端部
９０ｂ  内周面
９１  通気孔
９２  中間スリーブ
９３  充填材
９４  封止筒
９５  端子部
【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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