(57)【要約】      （修正有）【課題】温度検出素子のセンサ線を保持体に簡単かつ確実に固定でき、製造コストを低減できる温度センサを得る。【解決手段】温度センサは、保護管2内に収容された受熱板3と、受熱板3に実装され測温部9から延びたセンサ線12a,12bを有する温度検出素子4と、受熱板3および温度検出素子4を保護管2内の定位置に保持する保持体5とを備えている。保持体5は、保護管2の長手方向に延びるとともに保護管2の径方向に配列された一対の棒状部材15a,15bと、棒状部材の間に跨って固定され受熱板の一端部を受ける支持部材16と、支持部材と隣り合う位置で棒状部材の間に介在され、棒状部材の長手方向に間隔を存して配列された少なくとも三つの線ガイド30a,30b,30cとを含む。センサ線は、線ガイドの間に跨るように線ガイドに交互に掛け渡されて蛇行状に配線されている。【選択図】図２
2015194352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を検出すべき雰囲気の中に設置される保護管と、
前記保護管内に収容された受熱板と、
前記受熱板に実装され、測温部から延びたセンサ線を有する温度検出素子と、
前記保護管の内部に固定され、前記受熱板および前記温度検出素子を前記保護管内の定位置に保持するように構成された保持体と、を備えた温度センサであって、
前記保持体は、
前記保護管内で前記保護管の長手方向に延びるとともに前記保護管の径方向に間隔を存して配列された一対の棒状部材と、
前記棒状部材の間に跨って固定され、前記受熱板の一端部を受ける支持部材と、
前記支持部材と隣り合う位置で前記棒状部材の間に介在され、前記棒状部材の長手方向に間隔を存して配列された少なくとも三つの線ガイドと、を含み、
前記センサ線は、前記線ガイドの間に跨るように前記線ガイドに交互に掛け渡されて、前記支持部材と隣り合った位置で蛇行状に配線された温度センサ。
【請求項２】
前記線ガイドは、一方の棒状部材から他方の棒状部材に向けて突出されているとともに、各線ガイドの先端と前記他方の棒状部材との間に前記センサ線を通す隙間が設けられた請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記線ガイドは、前記棒状部材の間に跨って固定された請求項１に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記受熱板の一端部が前記支持部材に移動可能に保持された請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記受熱板の一端部が前記支持部材に固定された請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記支持部材は、前記受熱板に向けて突出された凸部を有し、前記受熱板は、前記凸部が嵌り合う嵌合孔を有する請求項５に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記凸部は、球面状に湾曲された表面を有する請求項６に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記支持部材および前記受熱板の一端部を連続して貫通する固定ピンをさらに備え、当該固定ピンが前記受熱板から前記保護管の内面に向けて突出された請求項５に記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハを加熱処理する熱処理装置に用いられる温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置のような熱処理装置は、半導体ウエハが収容された処理容器内の雰囲気温度を測定する温度センサを備えている。従来の温度センサは、例えば特許文献１に開示されているように、処理容器内に設置される保護管と、保護管の内部に収容された複数の受熱板と、各受熱板に実装された熱電対と、を有している。受熱板および熱電対は、支持機構を介して保護管の内部の定位置に保持されている。
【０００３】
支持機構は、複数の連結細管および支持細管を有している。連結細管は、支持機構の骨格を構成する要素であって、連結ワイヤを介して一体的に結合されている。結合された連結細管は、その途中の連結ワイヤの箇所で折り曲げてから保護管内に挿入されている。
【０００４】
言い換えると、隣り合う連結細管の間で連結ワイヤを折り曲げることで一対の棒状の連結部が形成され、当該連結部が保護管の径方向に互いに間隔を存して配列されている。支持細管は、連結部の間に介在されている。支持細管は、連結部に締結されて当該連結部の間隔を一定に保持している。
【０００５】
受熱板は、連結部の間に跨るとともに、その両側部の複数個所がワイヤを介して連結部に縛り付けられている。さらに、熱電対は、二本の金属線を有するとともに、当該金属線の測温用の接合点が受熱板の表面に接着されている。
【０００６】
従来の温度センサによると、熱電対の金属線は、金属線に張力が加わった場合でも、当該張力が熱電対と受熱板との接着部分に及ぶことがないように、支持機構の連結部にワイヤで縛り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１６４３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の温度センサによると、受熱板を連結部に縛り付ける作業および熱電対の金属線を連結部に縛り付ける作業は、いずれも人為的な手作業により行われている。このため、連結部にワイヤを巻き付ける作業に多大な手間と労力を要するのを避けられず、温度センサの製造コストの増大を招く一つの要因となる。
【０００９】
さらに、ワイヤを用いて受熱板あるいは熱電対の金属線を連結部に縛り付ける作業は、熟練を要する。このため、熟練の域に達していない作業者では、受熱板あるいは熱電対の金属線を連結部にしっかりと固定することが容易でないといった問題が生じてくる。
【００１０】
本発明の目的は、何人でも温度検出素子のセンサ線を保持体に簡単かつ確実に固定することができ、製造コストを低減できる温度センサを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る温度センサは、温度を検出すべき雰囲気の中に設置される保護管と、前記保護管内に収容された受熱板と、前記受熱板に実装され、測温部から延びたセンサ線を有する温度検出素子と、前記保護管の内部に固定され、前記受熱板および前記温度検出素子を前記保護管内の定位置に保持するように構成された保持体と、を備えている。
【００１２】
前記保持体は、前記保護管内で前記保護管の長手方向に延びるとともに前記保護管の径方向に間隔を存して配列された一対の棒状部材と、前記棒状部材の間に跨って固定され、前記受熱板の一端部を受ける支持部材と、前記支持部材と隣り合う位置で前記棒状部材の間に介在され、前記棒状部材の長手方向に間隔を存して配列された少なくとも三つの線ガイドと、を含む。前記センサ線は、前記線ガイドの間に跨るように前記線ガイドに交互に掛け渡されて、前記支持部材と隣り合った位置で蛇行状に配線されている。
【００１３】
本発明の好ましい形態によると、前記線ガイドは、一方の棒状部材から他方の棒状部材に向けて突出されているとともに、各線ガイドの先端と前記他方の棒状部材との間に前記センサ線を通す隙間が設けられている。
【００１４】
本発明の好ましい形態によると、前記受熱板の一端部が前記支持部材に移動可能に保持されている。
【００１５】
本発明の好ましい形態によると、前記支持部材は、前記受熱板に向けて突出された凸部を有し、前記受熱板は、前記凸部が嵌り合う嵌合孔を有している。
【００１６】
本発明の好ましい形態によると、前記支持部材および前記受熱板の一端部を連続して貫通する固定ピンをさらに備え、当該固定ピンが前記受熱板から前記保護管の内面に向けて突出されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、温度検出素子のセンサ線は、単に線ガイドの間を蛇行状に通すことで、保持体に対する自由な移動が制限されるので、センサ線を保持体の所望の位置に簡単かつ確実に固定することができる。したがって、温度センサの生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る温度センサの外観を示す正面図である。
【図２】（Ａ）は、図１のＡ部の詳細を示す温度センサの断面図である。（Ｂ）は、図２（Ａ）を矢印Ｆ２の方向から見た温度センサの断面図である。
【図３】図２（Ａ）のＦ３−Ｆ３線に沿う温度センサの断面図である。
【図４】図１のＢ部の詳細を示す温度センサの断面図である。
【図５】図４のＦ５−Ｆ５線に沿う温度センサの断面図である。
【図６】図４のＦ６−Ｆ６線に沿う温度センサの断面図である。
【図７】棒状部材が溶着された中継ブロックと筒状部材との位置関係を概略的に示す斜視図である。
【図８】保護管の開口端部に固定されたエンドキャップの構成を示す断面図である。
【図９】センサ線がフェルールを貫通する部分でセンサ線を破断した断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る温度センサの断面図である。
【図１１】（Ａ）は、第３の実施形態に係る温度センサの断面図である。（Ｂ）は、図１１（Ａ）を矢印Ｆ１１の方向から見た温度センサの断面図である。
【図１２】（Ａ）は、第４の実施形態に係る温度センサの断面図である。（Ｂ）は、図１２（Ａ）を矢印Ｆ１２の方向から見た温度センサの断面図である。
【図１３】図１２（Ａ）のＦ１３−Ｆ１３線に沿う温度センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[第１の実施形態]
以下本発明の第１の実施形態を図１ないし図９に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、例えば半導体製造装置のような熱処理装置に用いる多点型温度センサ１の外観を示している。温度センサ１は、半導体ウエハが収容された処理容器内の雰囲気温度を測定するための要素であって、図１に示す処理容器内の高温雰囲気Ｈの中に設置される。
【００２１】
温度センサ１は、保護管２、複数の受熱板３、複数の熱電対４、保持体５およびエンドキャップ６を主要な要素として備えている。保護管２としては、例えば円筒状の石英管を用いることができる。保護管２は、石英管に限らず、例えばＳｉＣ管あるいはアルミナ管のような耐熱性に優れた他の材料で構成してもよい。
【００２２】
保護管２は、第１の直管部７ａと、第１の直管部７ａよりも短い第２の直管部７ｂと、を有している。第１の直管部７ａは、処理容器内で垂直に起立されるとともに、その上端が気密に封止されている。第２の直管部７ｂは、第１の直管部７ａの下端から直角に折り曲げられて水平に延びている。
【００２３】
図２に示すように、受熱板３は、保護管２の第１の直管部７ａの内部に収容されている。受熱板３は、例えばシリコン基板、石英、炭化ケイ素、カーボン等で構成されており、高温雰囲気Ｈの熱を受けることで、高温雰囲気Ｈと同等の温度に加熱される。受熱板３は、測温対象物となる半導体ウエハの位置に合致するように、第１の直管部７ａの長手方向に間隔を存して配列されている。受熱板３は、例えば厚さが０．７ｍｍ程度の薄い板であって、平坦な実装面３ａを有している。
【００２４】
熱電対４は、温度検出素子の一例である。熱電対４は、二本の異種の金属線８ａ，８ｂと、金属線８ａ，８ｂの先端部を接合した点状の測温部９と、を有している。測温部９は、受熱板３の実装面３ａの中央部に実装されている。本実施形態では、測温部９は、封止剤１０を用いて実装面３ａに接着されており、受熱板３に熱的に接続された状態に保たれている。
【００２５】
さらに、金属線８ａ，８ｂは、夫々絶縁スリーブ１１で被覆されている。絶縁スリーブ１１としては、例えばアルミナ又はセラミックファイバーで構成された織布を用いている。これにより、絶縁スリーブ１１で被覆された金属線８ａ，８ｂは、耐熱性および柔軟性を兼ね備えた二本のセンサ線１２ａ，１２ｂを構成している。センサ線１２ａ，１２ｂは、第１の直管部７ａから第２の直管部７ｂに導かれている。
【００２６】
保持体５は、熱電対４が実装された受熱板３を第１の直管部７ａの定位置に保持するように、第１の直管部７ａに収容されている。具体的には、熱電対４は、測温対象物である半導体ウエハの温度変化を精度よく検出する必要があるため、保持体５は、熱電対４が実装された受熱板３が測温対象物と対向するように受熱板３の位置を正確に規定するように構成されている。
【００２７】
複数の受熱板３を保持する構成は互いに共通であるので、第１の直管部７ａの最も上部に位置された受熱板３を代表して説明する。図２および図３は、第１の直管部７ａの上端部である図１のＡ部の詳細を示している。
【００２８】
図１ないし図７に示すように、保持体５は、一対の棒状部材１５ａ，１５ｂ、複数の支持部材１６および中継ブロック１７を備えている。棒状部材１５ａ，１５ｂとしては、例えば石英ガラス製のソリッドな丸棒を用いている。棒状部材１５ａ，１５ｂは、保護管２の第１の直管部７ａの長手方向に真っ直ぐに延びているとともに、第１の直管部７ａの径方向に間隔を存して平行に配列されている。
【００２９】
支持部材１６は、例えば石英ガラス製の板材で構成され、測温対象物である半導体ウエハと対向するように、第１の直管部７ａの長手方向に間隔を存して配置されている。支持部材１６は、棒状部材１５ａ，１５ｂに面したフラットな第１の面１８ａと、第１の面１８ａの反対側で第１の直管部７ａの内面と向かい合う第２の面１８ｂと、第２の面１８ｂの両側縁から第１の面１８ａの両側縁に向けて延びた一対の第３の面１８ｃ，１８ｄと、を有している。第３の面１８ｃ，１８ｄは、第２の面１８ｂの両側縁から第１の面１８ａの両側縁に向けて互いに遠ざかるように傾いている。このため、支持部材１６は、第１の直管部７ａの内面との干渉を避けるように、第１の面１８ａから第２の面１８ｂに向けて先細り状に形成されている。
【００３０】
支持部材１６は、第１の面１８ａを棒状部材１５ａ，１５ｂに向けた姿勢で棒状部材１５ａ，１５ｂと平行に置かれており、当該支持部材１６の端部が棒状部材１５ａ，１５ｂの外周面に熱的に溶着されている。
【００３１】
具体的に述べると、支持部材１６の両側端部と棒状部材１５ａ，１５ｂとの対向部分がバーナーから噴出する火炎により溶融されて、支持部材１６の両側端部から棒状部材１５ａ，１５ｂの外周面に至る溶着部２０が形成されている。この結果、支持部材１６が棒状部材１５ａ，１５ｂの間に跨るように固定され、支持部材１６の第１の面１８ａと棒状部材１５ａ，１５ｂの外周面との間に隙間２１が形成されている。隙間２１は、受熱板３の厚さｔよりも僅かに大きく形成されている。
【００３２】
中継ブロック１７は、例えば石英ガラスで構成され、棒状部材１５ａ，１５ｂの先端に突き合わせて溶着されている。図４に示すように、中継ブロック１７は、第１の直管部７ａと第２の直管部７ｂとで規定された保護管２の角部２２に位置されている。
【００３３】
中継ブロック１７は、棒状部材１５ａ，１５ｂの反対側で棒状部材１５ａ，１５ｂと直交する方向に延びた先端面２３と、先端面２３と直交するとともに第２の直管部７ｂに面した支持面２４と、支持面２４の反対側に位置された表面２５と、を有している。中継ブロック１７の先端面２３は、第１の直管部７ａの軸線Ｏ１の上で保護管２の角部２２の内面に突き当てられている。これにより、第１の直管部７ａに対する保持体５の位置が規定されている。
【００３４】
さらに、一対のワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂが中継ブロック１７に形成されている。ワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂは、第２の直管部７ｂの長手方向に延びているとともに、第２の直管部７ｂの径方向に間隔を存して並んでいる。ワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂは、中継ブロック１７の支持面２４および表面２５に開口されている。
【００３５】
耐熱性を有する連結ワイヤ２７がワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂに挿通されている。連結ワイヤ２７は、ワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂの間に跨るように中継ブロック１７の表面２５を横切るとともに、ワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂを貫通して第２の直管部７ｂに導かれている。
【００３６】
図２および図３に示すように、受熱板３は、棒状部材１５ａ，１５ｂと支持部材１６との間の隙間２１に挿入されている。本実施形態では、受熱板３は、棒状部材１５ａ，１５ｂの外周面に沿うとともに、受熱板３の挿入方向に沿う先端側の縁３ｂが溶着部２０に突き当てられている。
【００３７】
この際、隙間２１の寸法は、受熱板３の厚さｔよりも大きいので、受熱板３の一端部は、ある程度自由に動き得るように支持部材１６で受け止められている。さらに、熱電対４が接着された受熱板３の実装面３ａは、支持部材１６の反対側に位置されている。そのため、熱電対４の測温部９は、棒状部材１５ａ，１５ｂの間に位置されている。それとともに、センサ線１２ａ，１２ｂは、棒状部材１５ａ，１５ｂの間を通して配線されている。
【００３８】
図２に示すように、保持体５は、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃをさらに備えている。第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、保持体５に対するセンサ線１２ａ，１２ｂの位置を固定的に定めるための要素であって、例えば石英ガラス製の丸棒で構成されている。第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、支持部材１６と隣り合う位置で棒状部材１５ａ，１５ｂの間に介在されているとともに、棒状部材１５ａ，１５ｂの長手方向に間隔を存して配列されている。
【００３９】
具体的に述べると、第１の線ガイド３０ａは、支持部材１６の下方で一方の棒状部材１５ｂに溶着されている。第１の線ガイド３０ａは、一方の棒状部材１５ｂから他方の棒状部材１５ａに向けて突出されている。第２の線ガイド３０ｂは、第１の線ガイド３０ａの直下で他方の棒状部材１５ａに溶着されている。第２の線ガイド３０ｂは、他方の棒状部材１５ａから一方の棒状部材１５ｂに向けて突出されている。さらに、第３の線ガイド３０ｃは、第２の線ガイド３０ｂの直下で一方の棒状部材１５ｂに溶着されている。第３の線ガイド３０ｃは、一方の棒状部材１５ｂから他方の棒状部材１５ａに向けて突出されている。
【００４０】
本実施形態によると、第１の線ガイド３０ａの突出端と他方の棒状部材１５ａとの間、第２の線ガイド３０ｂの突出端と一方の棒状部材１５ｂとの間、および第３の線ガイド３０ｃと他方の棒状部材１５ａとの間には、夫々熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂを通すための隙間３１が形成されている。
【００４１】
図２（Ａ）に最もよく示されるように、熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂは、支持部材１６の背後を通して第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃに導かれている。すなわち、センサ線１２ａ，１２ｂは、第１の線ガイド３０ａの背後から第２の線ガイド３０ｂと棒状部材１５ｂとの間の隙間３１を通して第２の線ガイド３０ｂの前方に引き回されている。さらに、センサ線１２ａ，１２ｂは、第３の線ガイド３０ｃと棒状部材１５ａとの間の隙間３１を通して第３の線ガイド３０ｃの背後に引き回されている。
【００４２】
このため、センサ線１２ａ，１２ｂは、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの間に跨るように、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの外周面に交互に掛け渡されている。これにより、受熱板３から延びたセンサ線１２ａ，１２ｂは、支持部材１６と隣り合った位置で蛇行状に折れ曲がるように配線されており、自由な動きが拘束された状態で棒状部材１５ａ，１５ｂの間に保持されている。
【００４３】
この結果、熱電対４が接着された受熱板３は、隙間２１から抜け出ることがないようにセンサ線１２ａ，１２ｂを介して保持体５に保持されている。
【００４４】
図４ないし図７に示すように、保護管２の第２の直管部７ｂの内部に一対の筒状部材３３ａ，３３ｂが収容されている。筒状部材３３ａ，３３ｂは、例えば磁性管で構成されている。筒状部材３３ａ，３３ｂは、第２の直管部７ｂの長手方向に延びているとともに、第２の直管部７ｂの径方向に間隔を存して配列されている。
【００４５】
筒状部材３３ａ，３３ｂの一端は、中継ブロック１７のワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂと合致するように中継ブロック１７の支持面２４に突き合わされている。ワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂに通された連結ワイヤ２７は、筒状部材３３ａ，３３ｂに挿入されており、当該連結ワイヤ２７を介して中継ブロック１７と筒状部材３３ａ，３３ｂとが互いに連結されている。
【００４６】
図８に示すように、連結ワイヤ２７が通された筒状部材３３ａ，３３ｂは、第２の直管部７ｂの開口端部３４から保護管２の外に突出されている。さらに、複数の熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂは、一つの束となって第２の直管部７ｂの開口端部３４から保護管２の外に引き出されている。図８では、図面が煩雑化するのを防ぐために、一本のセンサ線１２ａのみを代表して示している。
【００４７】
図８に示すように、エンドキャップ６は、保護管２の第２の直管部７ｂの開口端部３４に固定されている。エンドキャップ６は、継手パイプ４０、継手キャップ４１およびフェルール４２を主要な要素として備えている。
【００４８】
継手パイプ４０は、例えばステンレスのような金属材料で構成されている。継手パイプ４０は、第２の直管部７ｂの開口端部３４に接着等の手段で同軸状に固定された本体部４３と、本体部４３の先端から同軸状に突出された円筒状の連結部４４と、を備えている。連結部４４は、本体部４３よりも径が小さいとともに、当該連結部４４の外周面に雄ねじ部４５が形成されている。
【００４９】
さらに、継手パイプ４０は、第１の中空部４７および第２の中空部４８を有している。第１の中空部４７は、保護管２の第２の直管部７ｂに通じている。第２の直管部７ｂの開口端部３４から突出された筒状部材３３ａ，３３ｂは、第１のスペーサリング４９を介して第１の中空部４７の底に突き当てられている。そのため、筒状部材３３ａ，３３ｂは、中継ブロック１７と継手パイプ４０との間に介在されて、中継ブロック１７を第２の直管部７ｂの方向から支えている。
【００５０】
第２の中空部４８は、小径部４８ａおよび大径部４８ｂを含んでいる。小径部４８ａは、第１の中空部４７の底に同軸状に開口されている。大径部４８ｂは、連結部４４の先端面に開口されている。小径部４８ａと大径部４８ｂとの境界部分にテーパ部５０が形成されている。テーパ部５０は、小径部４８ａから大径部４８ｂに向けて拡開するように傾斜された押圧面５１を有している。
【００５１】
継手キャップ４１は、例えばステンレスのような金属材料で構成されている。継手キャップ４１は、継手パイプ４０の連結部４４が入り込む凹部５２と、凹部５２の底に開口された通孔５３と、を有している。雌ねじ部５４が凹部５２の内周面に形成されている。継手キャップ４１の雌ねじ部５４は、継手パイプ４０の雄ねじ部４５にねじ込まれている。このねじ込みにより、継手パイプ４０と継手キャップ４１とが同軸状に連結されている。
【００５２】
フェルール４２は、継手キャップ４１の第２の中空部４８に収容されている。フェルール４２は、円筒状であり、例えば弾性変形が可能なゴム状弾性体で構成されている。フェルール４２は、第２のスペーサリング５７とテーパ部５０の押圧面５１との間に介在されている。第２のスペーサリング５７は、継手キャップ４１の凹部５２の底に支持されて、第２の中空部４８の大径部４８ｂに入り込んでいる。
【００５３】
図８に一本のセンサ線１２ａを代表して示すように、第２の直管部７ｂの開口端部３４から束になって引き出された複数のセンサ線１２ａ，１２ｂは、第１のスペーサリング４９、第２の中空部４８の小径部４８ａ、フェルール４２、第２のスペーサリング５７および継手キャップ４１の通孔５３を貫通してエンドキャップ６の外に導出されている。
【００５４】
本実施形態によると、少なくともフェルール４２および第２のスペーサリング５７に対応した位置では、図９に示すように、センサ線１２ａから絶縁スリーブ１１が除去されて、絶縁スリーブ１１よりも下層のポリイミド製の絶縁チューブ５８が露出されている。
【００５５】
さらに、図示を省略するが、筒状部材３３ａ，３３ｂに通された連結ワイヤ２７にしても、センサ線１２ａ，１２ｂと同様に第１のスペーサリング４９、第２の中空部４８の小径部４８ａ、フェルール４２、第２のスペーサリング５７および継手キャップ４１の通孔５３を貫通してエンドキャップ６の外に導出されている。
【００５６】
エンドキャップ６の外に導出されたセンサ線１２ａ，１２ｂおよび連結ワイヤ２７は、テフロン（登録商標）を用いた保護チューブ６０、第１の熱収縮チューブ６１および第２の熱収縮チューブ６２を用いて継手キャップ４１に封止されている。
【００５７】
このようなエンドキャップ６において、継手キャップ４１を締め付けると、継手キャップ４１が継手パイプ４０に近づく方向に移動する。これにより、第２のスペーサリング５７がフェルール４２をテーパ部５０に向けて押し込み、フェルール４２がテーパ部５０の押圧面５１に押し付けられる。
【００５８】
この結果、フェルール４２は内径を縮小するように強制的に弾性変形され、フェルール４２の内側に挿通されたセンサ線１２ａ，１２ｂおよび連結ワイヤ２７がフェルール４２によって締め付けられる。
【００５９】
特に本実施形態では、フェルール４２に対応した位置では、センサ線１２ａ，１２ｂから絶縁スリーブ１１が除去されて、ポリイミド製の絶縁チューブ５８が露出されている。ポリイミド製の絶縁チューブ５８は、織布を用いた絶縁スリーブ１１よりもフェルール４２に馴染み易いので、フェルール４２と絶縁チューブ５８との密着性が良好となる。
【００６０】
したがって、保護管２から引き出されたセンサ線１２ａ，１２ｂをエンドキャップ６の位置で緊密に固定することができ、たとえセンサ線１２ａ，１２ｂを保護管２の外に引き出そうとする張力がセンサ線１２ａ，１２ｂに加わったとしても、当該張力が熱電対４の測温部９と受熱板３との接着部分に及ぶことはない。
【００６１】
よって、熱電対４の測温部９が受熱板３から剥がれたり、測温部９や受熱板３がダメージを受けるのを防止できる。
【００６２】
次に、温度センサ１を組み立てる手順について簡単に説明する。
【００６３】
熱電対４が接着された受熱板３および保持体５が保護管２に収容される以前の段階では、保護管２の第１の直管部７ａの端部（上端）は、開口された状態にある。この状態で、受熱板３が保持された保持体５を、中継ブロック１７を先頭にした姿勢で第１の直管部７ａの開口端から第１の直管部７ａに挿入する。この際、中継ブロック１７のワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂには、予め連結ワイヤ２７が通されている。
【００６４】
中継ブロック１７が保護管２の角部２２に達すると、ワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂから引き出された連結ワイヤ２７および束となった複数のセンサ線１２ａ，１２ｂが第２の直管部７ｂの開口端部３４を通じて保護管２の外に引き出される。
【００６５】
この後、二本の筒状部材３３ａ，３３ｂを第２の直管部７ｂの開口端部３４から第２の直管部７ｂの内側に挿入し、筒状部材３３ａ，３３ｂを中継ブロック１７の支持面２４に突き当てる。筒状部材３３ａ，３３ｂを第２の直管部７ｂに挿入する際に、ワイヤ挿通孔２６ａ，２６ｂから引き出された連結ワイヤ２７を筒状部材３３ａ，３３ｂに通す。
【００６６】
この後、第１の直管部７ａの端部（上端）を加熱して半球状に封止するとともに、第２の直管部７ｂの開口端部３４にエンドキャップ６の継手パイプ４０を接着する。これにより、筒状部材３３ａ，３３ｂが保持体５の中継ブロック１７とエンドキャップ６の第１のスペーサリング４９との間で挟み込まれ、保護管２に対する保持体５の位置が定まる。
【００６７】
この後、エンドキャップ６の継手キャップ４１を締め付け、フェルール４２を強制的に弾性変形させる。これにより、束となった複数のセンサ線１２ａ，１２ｂおよび連結ワイヤ２７がフェルール４２によって締め付け固定され、一連の温度センサ１の組み立て作業が完了する。
【００６８】
第１の実施形態によれば、受熱板３から延びた熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂを単に第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの間を通して蛇行させることで、センサ線１２ａ，１２ｂの自由な動きを拘束することができる。このため、センサ線１２ａ，１２ｂを専用のワイヤで棒状部材１５ａ，１５ｂに縛り付ける面倒で手間のかかる作業が不要となり、センサ線１２ａ，１２ｂを保持体１５の所望の位置に簡単かつ確実に固定することができる。
【００６９】
しかも、第１の実施形態では、第２の線ガイド３０ｂと棒状部材１５ｂとの間、および第３の線ガイド３０ｃと棒状部材１５ａとの間に夫々隙間３１が存在するので、当該隙間３１にセンサ線１２ａ，１２ｂを通すことで、第２の線ガイド３０ｂの外周面および第３の線ガイド３０ｂの外周面にセンサ線１２ａ，１２ｂを導くことができる。そのため、センサ線１２ａ，１２ｂを蛇行状に配線する際の作業を容易に行なうことができる。したがって、温度センサ１の生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００７０】
それとともに、センサ線１２ａ，１２ｂを蛇行させる第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、保持体５と一体構造物であるので、センサ線１２ａ，１２ｂを保持体５に固定するワイヤあるいはクリップのような保持体５とは別の構成要素を省略することができる。この結果、温度センサ１の部品点数を削減することが可能となり、この点でも温度センサ１のコストの低減に寄与するといった利点がある。
【００７１】
加えて、第１の実施形態によると、熱電対４が接着された受熱板３は、センサ線１２ａ，１２ｂを介して支持部材１６と棒状部材１５ａ，１５ｂとの間の隙間２１に脱落不能に保持され、受熱板３自体が支持部材１６に固定されていない。
【００７２】
言い換えると、センサ線１２ａ，１２ｂが高温雰囲気Ｈの熱影響を受けて膨張した場合、受熱板３は、センサ線１２ａ，１２ｂの熱膨張を吸収するように、支持部材１６に対しある程度自由に動き得るような状況に保たれている。
【００７３】
このため、センサ線１２ａ，１２ｂが熱膨張したとしても、測温部９と受熱板３との接着部分に応力が生じるのを防止できる。よって、測温部９が受熱板３から剥離したり、測温部９や受熱板３がダメージを受けるのを回避することができ、品質の良い温度センサ１を得ることができる。
【００７４】
[第２の実施形態]
図１０は、第２の実施形態を開示している。
【００７５】
第２の実施形態は、センサ線１２ａ，１２ｂを蛇行させる第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃに関する事項が第１の実施形態と相違している。それ以外の温度センサ１の構成は、第１の実施形態と同様である。このため、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００７６】
図１０に示すように、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、棒状部材１５ａ，１５ｂの間に跨って固定されている。すなわち、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一端が一方の棒状部材１５ｂに突き合わせて溶着され、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの他端が他方の棒状部材１５ａに突き合わせて溶着されている。
【００７７】
第２の実施形態では、受熱板３から引き出された熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂは、支持部材１６の背後を通して第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃに導かれている。すなわち、センサ線１２ａ，１２ｂは、第１の線ガイド３０ａ、第２の線ガイド３０ｂおよび棒状部材１５ａ，１５ｂで囲まれた四角い領域を通して第２の線ガイド３０ｂの前方に引き回されている。さらに、センサ線１２ａ，１２ｂは、第２の線ガイド３０ｂ、第３の線ガイド３０ｃおよび棒状部材１５ａ，１５ｂで囲まれた四角い領域を通して第３の線ガイド３０ｃの背後に引き回されている。
【００７８】
このため、センサ線１２ａ，１２ｂは、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの間に跨るように、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの外周面に交互に掛け渡されている。これにより、受熱板３から延びたセンサ線１２ａ，１２ｂは、支持部材１６と隣り合った位置で蛇行状に折れ曲がるように配線されており、自由な動きが拘束された状態で棒状部材１５ａ，１５ｂの間に保持されている。
【００７９】
このような第２の実施形態によると、受熱板３から延びた熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂを単に第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの間を通して蛇行させることで、センサ線１２ａ，１２ｂの自由な動きを拘束することができる。したがって、センサ線１２ａ，１２ｂを保持体１５の所望の位置に簡単かつ確実に固定することができ、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
[第３の実施形態]
図１１は、第３の実施形態を開示している。
【００８１】
第３の実施形態は、受熱板３を支持部材１６に固定した点が第１の実施形態と相違している。それ以外の温度センサ１の構成は、第１の実施形態と同様である。そのため、第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
図１１に示すように、支持部材１６は、溶着部２０を外れた位置に凸部７１を有している。凸部７１は、支持部材１６から棒状部材１５ａ，１５ｂの間に向けて突出されている。さらに、凸部７１は、半球状に湾曲された表面７２を有している。
【００８３】
一方、受熱板３は、円形の嵌合孔７３を有している。嵌合孔７３は、受熱板３のうち支持部材１６と重なる位置に設けられている。このため、受熱板３を棒状部材１５ａ，１５ｂと支持部材１６との間の隙間２１に挿入すると、受熱板３の縁３ｂが溶着部２０に突き当たった時点で凸部７１の表面７２が受熱板３の嵌合孔７３に嵌り込むようになっている。これにより、受熱板３は、隙間２１から抜け出ることがないように支持部材１６に固定されている。
【００８４】
第３の実施形態によると、熱電対４が接着された受熱板３そのものが支持部材１６に固定されている。そのため、センサ線１２ａ，１２ｂが高温雰囲気Ｈの熱影響を受けて膨張した場合、受熱板３がセンサ線１２ａ，１２ｂの熱膨張を吸収するように動くことができない。
【００８５】
しかるに、熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂは、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの間を通して蛇行させることで保持体５に保持されているので、センサ線１２ａ，１２ｂが熱膨張した場合、センサ線１２ａ，１２ｂは、熱膨張分を吸収するように蛇行した領域で撓むことができる。
【００８６】
したがって、受熱板３が支持部材１６に固定されていても、センサ線１２ａ，１２ｂを蛇行させたことで熱電対４の測温部９と受熱板３との接着部分に応力が発生するのを防止できる。このため、測温部９が受熱板３から剥離したり、測温部９および受熱板３がダメージを受けるのを回避することができ、品質の良い温度センサ１を得ることができる。
【００８７】
[第４の実施形態]
図１２および図１３は、第４の実施形態を開示している。
【００８８】
第４の実施形態は、受熱板３を支持部材１６に固定するための構成が第３の実施形態と相違している。それ以外の温度センサ１の構成は、第１の実施形態と同様である。そのため、第４の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００８９】
図１２および図１３に示すように、支持部材１６は、溶着部２０を外れた位置に第１のピン孔８１を有している。それとともに、受熱板３は、第２のピン孔８２を有している。第２のピン孔８２は、受熱板３を棒状部材１５ａ，１５ｂと支持部材１６との間の隙間２１に挿入して、受熱板３の縁３ｂが溶着部２０に突き当たった時に、第１のピン孔８１と合致するようになっている。
【００９０】
固定ピン８３が第１のピン孔８１と第２のピン孔８２との間に跨って挿通されている。固定ピン８３は、第１のピン孔８１および第２のピン孔８２に緊密に嵌合されて、支持部材１６および受熱板３の双方に保持されている。このため、受熱板３は、隙間２１から抜け出ることがないように固定ピン８３を介して支持部材１６に固定されている。
【００９１】
さらに、固定ピン８３は、受熱板３の背後に突出された突出部８４を有している。突出部８４は、センサ線１２ａ，１２ｂの間を貫通するとともに、その先端が保護管２の第１の直管部７ａの内面に近接されている。そのため、固定ピン８３は、第１の直管部７ａの内径よりも僅かに小さい全長を有している。
【００９２】
第４の実施形態によると、熱電対４が接着された受熱板３そのものが固定ピン８３を介して支持部材１６に固定されている。そのため、センサ線１２ａ，１２ｂが高温雰囲気Ｈの熱影響を受けて膨張した場合、受熱板３がセンサ線１２ａ，１２ｂの熱膨張を吸収するように動くことができない。
【００９３】
しかるに、熱電対４のセンサ線１２ａ，１２ｂは、第１ないし第３の線ガイド３０ａ，３０ｂ，３０ｃの間を通して蛇行させることで保持体５に保持されているので、センサ線１２ａ，１２ｂが熱膨張した場合、センサ線１２ａ，１２ｂは、熱膨張分を吸収するように蛇行した領域で撓むことができる。
【００９４】
したがって、受熱板３が支持部材１６に固定されていても、センサ線１２ａ，１２ｂを蛇行させたことで熱電対４の測温部９と受熱板３との接着部分に応力が発生するのを防止できる。このため、測温部９が受熱板３から剥離したり、測温部９および受熱板３がダメージを受けるのを回避することができ、品質の良い温度センサ１を得ることができる。
【００９５】
さらに、固定ピン８３は、受熱板３の背後に突出された突出部８４を有し、当該突出部８４の先端が第１の直管部７ａの内面に近接した状態に保たれている。このため、例えば固定ピン８３が軸方向に動こうとしても、固定ピン８３の先端が第１の直管部７ａの内面に突き当たり、固定ピン８３の移動が制限される。したがって、固定ピン８３が支持部材１６および受熱板３から脱落するのを回避でき、受熱板３と支持部材１６との固定状態を確実に維持することができる。
【００９６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００９７】
例えば、センサ線を蛇行させる線ガイドの数は三つに限らず、棒状部材の長さに応じて四つ又はそれ以上としてもよい。
【００９８】
さらに、保持体を構成する棒状部材にしてもソリッドな丸棒に特定されるものではなく、例えばソリッドな角棒あるいは中空のパイプ材で構成してもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１…温度センサ、２…保護管、３…受熱板、４…温度検出素子（熱電対）、５…保持体、９…測温部、１２ａ，１２ｂ…センサ線、１５ａ，１５ｂ…棒状部材、１６…支持部材、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…第１ないし第３の線ガイド
【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】
2015194352.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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