(57)【要約】本発明は、全長に渡って均一な外側直径を備える円筒形部分（２０）と、円筒形部分の外側直径と等しい最大直径を備えるテーパー部分（１８）とを有する絶縁体を含む。１つ又はそれ以上の開口部が、円筒形部分及びテーパー部分を通る中心軸に実質的に平行に、セラミック絶縁体を通って延びる。一つの側面として、本発明は、テーパー部分と円筒形部分とを有するセラミック絶縁体を備える熱電対アセンブリを包含する。１つ又はそれ以上の開口部が、実質的に円筒形部分及びテーパー部分の中心軸に沿って、セラミック絶縁体を通って延びる。本発明は、追加的に熱電対及び絶縁体の製造方法を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック絶縁体であって、
所定の長さを有し、全長に渡って均一な外側直径を有する円筒形部分と、
第１の端部表面と、
テーパー付きの表面及び前記円筒形部分の前記外側直径と等しい最大直径を持つテーパー部分と、
前記第１の端部表面と対向する第２の端部表面と、
実質的に前記円筒形部分及び前記テーパー部分の共通の中心軸に沿って前記セラミック絶縁体を貫通して延びる開口部とを備えることを特徴とするセラミック絶縁体。
【請求項２】
前記テーパー付きの表面は切子面であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
【請求項３】
前記テーパー部分は円錐形状を有することを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
【請求項４】
前記テーパー部分は切頭円錐形状を有することを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
【請求項５】
前記第１の端部表面は、前記円筒形部分の前記外側直径と等しい直径を備えることを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
【請求項６】
前記テーパー部分は、第１のテーパー部分であり、更に前記セラミック絶縁体は、前記円筒形部分により前記第１のテーパー部分から離間された第２のテーパー部分を備え、前記第１のテーパー部分は所定のテーパー方向を備え、前記第２のテーパー部分は逆方向のテーパー方向を備えることを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
【請求項７】
前記第１及び第２のテーパー部分は、互いに対して等しいテーパー角を有することを特徴とする請求項６に記載の絶縁体。
【請求項８】
前記第１及び第２のテーパー部分は、互いに対して異なるテーパー角を有することを特徴とする請求項６に記載の絶縁体。
【請求項９】
前記円筒形部分は前記第１の端部表面まで延びることを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
【請求項１０】
前記絶縁体は、アルミナ、ムライト、クォーツ、サファイア及びステアタイトからなる群から選択される絶縁体材料を有することを特徴とする請求項１に記載の絶縁体。
【請求項１１】
熱電対であって、少なくとも１つの請求項１に記載の絶縁体を有することを特徴とする熱電対。
【請求項１２】
絶縁体であって、
第１の直径を有する第１の端部表面を備える第１の端部と、
前記第１の端部表面から前記絶縁体の中心軸に沿って第１の位置まで第１の距離だけ延びる第１の切頭円錐形状部分と、
前記第１の端部表面から前記絶縁体の中心軸に沿って第２の位置まで第２の距離だけ延びる第２の切頭円錐形状部分と、を備えることを特徴とする絶縁体。
【請求項１３】
前記第１及び第２の切頭円錐形状部分は、共通の底面を共有し、逆方向のテーパーを持つことを特徴とする請求項１２に記載の絶縁体。
【請求項１４】
前記第１及び第２の面取りされた円錐形状部分は、同方向のテーパーを持つことを特徴とする請求項１２に記載の絶縁体。
【請求項１５】
前記第１の切頭円錐形状部分は第１のテーパー角を備え、前記第２の切頭円錐形状部分は第２のテーパー角を備え、前記第２のテーパー角は前記第１のテーパー角と異なることを特徴とする請求項１４に記載の絶縁体。
【請求項１６】
熱電対であって、少なくとも１つの請求項１２に記載の絶縁体を有することを特徴とする熱電対。
【請求項１７】
絶縁体であって、
前記絶縁体の全長に沿って中心に位置する長手方向軸と、
前記長手方向軸の第１の端部から、前記長手方向軸の第１の長さに沿って、前記長手方向軸に沿う第１の位置まで延びる第１の部分とを有し、前記第１の部分は、前記第１の位置における最大円周から前記長手方向軸の前記第１の端部における最小円周まで、前記第１の長さの全体に渡って減少する円周を備え、
前記絶縁体は更に、前記第１の位置から第２の位置まで、前記長手方向軸に沿って第２の長さで延びる第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記第２の長さの全体に沿って均一の円周を備え、前記均一な円周は前記第１の部分の最大円周と等しいことを特徴とする絶縁体。
【請求項１８】
前記第１の部分は円錐形状を有することを特徴とする請求項１７に記載の絶縁体。
【請求項１９】
前記第１の部分は面取りされた球体形状を有することを特徴とする請求項１７に記載の絶縁体。
【請求項２０】
前記第１の部分は面取りされた球体であることを特徴とする請求項１９に記載の絶縁体。
【請求項２１】
前記第１の部分は外部表面の第１の部分を有し、前記第２の部分は外部表面の第２の部分を有し、前記外部表面の第１及び第２の部分は切子面であることを特徴とする請求項１７に記載の絶縁体。
【請求項２２】
前記第２の点は前記長手方向軸の第２の端部に配置されることを特徴とする請求項１７に記載の絶縁体。
【請求項２３】
更に、前記長手方向軸上の第２の位置から、前記長手方向軸の第２の端部まで第３の長さで延びる第３の部分を有し、前記第３の部分は、前記第２の位置における最大円周から前記長手方向軸の前記第２の端部における最小円周まで、前記第３の長さの全体に沿って減少する円周を備えることを特徴とする請求項１７に記載の絶縁体。
【請求項２４】
前記第３の部分は、前記第１の部分の３次元の鏡像の形状を有することを特徴とする請求項２３に記載の絶縁体。
【請求項２５】
前記第３の部分は、前記第１の部分の鏡像と異なる形状であることを特徴とする請求項２３に記載の絶縁体。
【請求項２６】
熱電対であって、少なくとも１つの請求項１７に記載の絶縁体を有することを特徴とする熱電対。
【請求項２７】
絶縁体であって、
前記絶縁体の全長に沿って中心に位置する長手方向軸と、
前記長手方向軸の第１の端部から、前記長手方向軸の第１の長さに沿って、前記長手方向軸に沿う第１の位置まで延びる第１の部分とを有し、前記第１の部分は、前記第１の位置における最大円周から、前記長手方向軸の前記第１の端部における最小円周まで前記第１の長さの全体に沿って減少する円周を備え、
前記絶縁体は更に、前記第１の位置から前記長手方向軸の第２の端部まで、第２の長さで延びる第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記第１の位置における最大円周から、前記長手方向軸の第２の端部における最小円周まで第３の長さの全体に沿って減少する円周を備え、少なくとも前記第１及び第２の部分の一方は、半球体形状ではないことを特徴とする絶縁体。
【請求項２８】
前記第１及び第２の距離は等しいことを特徴とする請求項２７に記載の絶縁体。
【請求項２９】
前記第１及び第２の距離は異なることを特徴とする請求項２７に記載の絶縁体。
【請求項３０】
前記第１及び第２の部分は互いに３次元の鏡像となることを特徴とする請求項２７に記載の絶縁体。
【請求項３１】
前記第１の部分は、円錐体、切頭円錐体、面取りされた球体、放物体及び面取りされた楕円体から選択される形状であることを特徴とする請求項２７に記載の絶縁体。
【請求項３２】
熱電対であって、少なくとも１つの請求項２７に記載の絶縁体を有することを特徴とする熱電対。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミック絶縁体及び熱電対アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電対は温度を測定又は検知するために用いられる装置であり、接触する２つの異なる金属からなる。異なる金属の結合部は測定可能な電位を生じさせ、この電位は結合部の温度により変化する。炉のような応用においては、熱電対は温度表示装置の操作及び／又は熱制御装置に用いられる。
【０００３】
炉の熱検知への応用に用いられる従来の熱電対アセンブリにおいて、熱電対ワイヤは典型的には、セラミックビードのような絶縁体を用いて互いに絶縁される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例示の従来技術による熱電対アセンブリ及びビードの構成を図１及び図２を参照しながら説明する。まず、図１を参照すると、熱電対アセンブリ１００の一部が示されており、熱電対アセンブリ１００は、ワイヤ１０２が挿入されている連続する個別のセラミック絶縁体ビード１０を含む。図１に示されているように、セラミックビード１０は対向する第１の端部１２と第２の端部１４とを備え、ワイヤを他方のワイヤから絶縁するために、ワイヤ１０２に沿って一列に並べられる。セラミックビード１０は、追加的に熱電対ワイヤの支持を提供することができる。図１に示されているように、端部１２、１４の表面は平坦であるために隣接するビードは互いに接触し、ビード間のワイヤ１０２の露出を最小限にすることができる。しかし、ビード間の互いに面する平坦な表面を備える図１に示される構成は、結果として、可撓性を制限し、熱電対のアセンブリの初期の設置、取り外し又は交換を困難にする。
【０００５】
図２に他の従来技術によるビードの構成が示されている。上述の前後の平坦面１２、１４を備えている構成と異なり、図２に示されるビード１０は、突出部１３及び対向する凹部又は開口部１５を備え、熱電対アセンブリのワイヤに沿って一列に並べたときに、突出部１３は凹部１５に挿入嵌めされる。図２のビードの構成は、図１に示される構成と比べて、可撓性を増大することができることもあるが、図２の挿入可能なビードを有する絶縁されたワイヤ（図示せず）は、十分に硬く、また可撓性が十分ではなく、特に閉鎖された空間において、熱電対アセンブリの設置及び／又は交換を困難にし得る。設置時におけるワイヤの曲がりや伸びは熱電対ワイヤを弱くし、使用中の短絡の発生を増加させ、その結果、熱電対の信頼性及び使用寿命を低下させる。
【０００６】
他の絶縁体及び熱電対アセンブリの構成を開発することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの側面として、本発明は、所定の長さを有し且つ全長に渡って均一な外側直径を備える円筒形部分を有するセラミック絶縁体を含む。このセラミック絶縁体は、第１の端部表面とテーパー部分とを有し、テーパー部分は、テーパー表面及び円筒形部分の外側直径を等しい最大直径を備える。このセラミック絶縁体は、追加的に、第１の端部表面と対向する第２の端部表面及び開口部を有し、開口部は、実質的に円筒形部分とテーパー部分との共通の中心軸に沿って、セラミック絶縁体を貫通して延びる。
【０００８】
一つの側面として、本発明は、絶縁体の全長に沿って中心に位置する長手方向軸と、長手方向軸の第１の端部から、長手方向軸の第１の長さに沿って、長手方向軸に沿う第１の位置まで延びる第１の部分とを有する絶縁体を含む。この絶縁体の第１の部分は、第１の位置における最大円周から長手方向軸の第１の端部における最小円周まで、減少する円周を備える。この絶縁体は追加的に、第１の位置から第２の位置まで、長手方向軸に沿って第２の長さで延びる第２の部分を有する。第２の部分は、第２の長さの全体に渡って均一の円周を備え、均一な円周は第１の部分の最大円周と等しい。
【０００９】
一つの側面として、本発明は、均一な外側直径を備える第１の端部表面、テーパー部分及び円筒形部分を有する絶縁体を備える熱電対アセンブリを含む。テーパー部分は、円筒形部分の外側直径と等しい最大外側直径を備える。１つあるいはそれ以上の開口部は、実質的に円筒形部分及びテーパー部分の中心軸に沿って、セラミック絶縁体を貫通して延びる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しながら以下に説明する。
本発明は、熱電対の可撓性を提供する熱電対用の絶縁体の構成及び可撓性の熱電対アセンブリを含む。本発明による絶縁体又は「絶縁体ビード」を使用すれば、熱電対を１つあるいはそれ以上の位置、あるいは絶縁された熱電対ワイヤの長さに沿った一列の位置において節で繋げることができる。その結果、可撓性により、熱電対アセンブリの設置又は交換の困難さを低減することができ、熱電対ワイヤが伸びることを低減又は回避することができ、ワイヤの曲がり、よじれ及び／又はねじれを最小限にすることができる。熱電対ワイヤの伸び、よじれ又はねじれは、短絡した結合部を生じさせ、伸びた又はよじれたあるいはねじれた部位において短絡が生じる可能性を増加させる。従って、これらの欠点を最小化あるいは回避する本発明の絶縁体の構成及び熱電対は、熱電対アセンブリの信頼性を維持し、熱電対の使用寿命の増大に寄与する。
【００１１】
概ね、本発明の絶縁体の構成は、従来の構成と比べて、熱電対ワイヤに沿った列において絶縁体ビード間の表面接触を低減又は最小化する。低減された接触面積により、絶縁体は変位又は枢動することができ、結果として可撓性を増加させる。以下に議論される幾何学的形状及び構成は例示でり、本発明はこれらの特定の絶縁体に限定されないことを理解されたい。
【００１２】
本発明による絶縁体の構成を、概ね図３乃至８を参照しながら説明する。まず、図３を参照すると、同図は、第１の端部１２、第２の端部１４及び外部表面１６を有する絶縁体すなわち「ビード」１０を示している。絶縁体１０は、実質的に絶縁体１０の全長を横切る中心に位置する長手方向軸「ａ」を備える。特定の例として、長手方向軸「ａ」は対称軸であることが好ましい。絶縁体１０は、第１の部分１８及び第２の部分２０を備えるものと説明される。第１の部分１８は、第１の端部１２から長手方向軸「ａ」に沿って第１の位置まで延びる第１の距離「ｄ１」を含むことができる。第２の部分２０は、第１の点が位置する第１の部分１８との境界面から、長手方向軸「ａ」に沿って、第２の点まで延びる長手方向軸「ａ」に沿って測定される距離「ｄ２」を有する。
【００１３】
ｄ１及びｄ２の長さ、及びこれらの相対的な長さは、特定の値に限定されない。ｄ１で測定される部分１８の長さを、熱電対アセンブリのユニットの望ましい可撓性の程度に応じて変更することができる。図３に示されているように、ｄ２の値はｄ１の値よりも大きく、特定の領域２０が絶縁体の体積の大部分を占める。
【００１４】
絶縁体１０は、１つ又はそれ以上の穴又は開口部２２（あるいは孔という）を備えることができる。図示されているように、単一の開口部２２は、実質的に絶縁体１０の中心を通って、中心軸「ａ」に沿って、第１の端部１２から第２の端部１４まで延びている。図示された開口部２２の相対的な寸法は例示であり、例えば、特定の熱電対の応用に用いられるワイヤの厚さに応じて変更することができることを理解されたい。
【００１５】
孔又は穴２２の数は特定の数に限定されず、例えば、従来の絶縁体に存在する任意の数とすることができる。特定の応用の絶縁体１０は１０個の孔を備えることができる。さらに、絶縁体を通る孔のパターンや位置は限定されない。単一の孔が存在する場合、図３に示されるように、孔は実質的に長手方向軸に沿っており、あるいは代替的に、絶縁体を通って互い違いに配置してもよい。孔の例示的な構成として複数の孔を用いる場合、絶縁体の外側直径と同軸の環状構成とすることができる。代替的な複数の孔の配置を、非環状のパターン、複数の環を有する孔のパターン及びランダム又は不規則な孔の配置とすることができる。
【００１６】
図４を参照すると、同図は、図３の線４−４に沿って切断された絶縁体１０の断面図を示している。従って、この図４に示される断面は、絶縁体１０の第２の部分２０の断面を示している。第２の部分２０の形状の代替形態も考えられるが、特定の応用では第２の部分２０は、図４に示されているように実質的に円筒形とすることができる。絶縁体の第２の部分２０は、好ましくはこの部分の全長に沿って均一な円周２４を備える。換言すれば、第２の部分２０は、距離ｄ２に渡って均一な直径を有することが好ましい。
【００１７】
図面において第２の部分２０はなめらかな円形の外周を備えるように示されているが、本発明は、例えば切子面のような代替的な表面をも考慮していることを理解されたい。
再び図３を参照すると、絶縁体１０の第１の部分１８は、概ね、長手方向軸「ａ」の距離ｄ１に沿って連続的に減少する円周を備えると説明できる。図示されているように、第１の部分１８は、第１の部分１８と第２の部分２０との境界面において、最大円周及び最大直径を備え、第１の端部１２において最小の直径及び円周を備えることができる。特定の例においては、第１の部分１８は、絶縁体１０のテーパー部分であるということができる。図３に示される第１の部分１８の例示の形状は、円錐形状であるということができる。本明細書において用いられる「円錐」との語は、実質的に純粋な円錐形状を指し、また、開口部２２を形成することによって円錐の頂点が置換された形状を含む。
【００１８】
図３において、テーパー角は「α」で示されており、長手方向軸「ａ」と第１の部分１８に包含される外部表面１６の部分との間に形成される角度であると定義される。αの値は特定の値に限定されず、０°より大きく９０°より小さい範囲とすることができる。幾つかの応用においては、αは約７５°から８７°の値とすることができ、特定の例では約８５°とすることができる。
【００１９】
図面には絶縁体の全体の周囲において均一に示されているが、αの値は、長手方向軸の周囲の１つあるいはそれ以上の位置において異なる値とすることができることを理解されたい。αの値の変位は中心の長手方向軸の周りに対称あるいは非対称にすることができる。
【００２０】
次に図５を参照すると、同図には絶縁体１０の代替形状の構成が示されている。絶縁体の第１の部分は、第１のテーパー角α及び第２のテーパー角θを有する２つの副部分１８ａ及び１８ｂを備えることができる。ここで、第２のテーパー角θは、絶縁体の長手方向軸と副領域１８ｂの表面部分との間に形成される角度であると定義される。θの値は特定の値に限定されず、０°より大きく９０°より小さい値とすることができる。図５に示されているように、θはαよりも小さな値とすることができる。代替的に、θの値はαの値よりも大きくすることができる（図示せず）。副部分１８ａ及び１８ｂは、代替的に、円錐形状の副部分１８ａ及び切頭円錐形状の副部分１８ｂであると説明することができる。副部分１８ａ及び１８ｂの相対的な体積は特定の値に限定されない。本発明は、長さｄ１内の任意の位置に生ずる、境界面１８ａ及び１８ｂ（副領域１８ａの外部表面及び副領域１８ｂの外部表面の交差位置を通じる長手方向軸「ａ」に垂直な平面により画定される）を考慮している。
【００２１】
第１の部分１８の形状は図３乃至５を参照して説明したような円錐形状あるいは混成円錐形状に限定されない。図６Ａ乃至Ｆは、第１の部分１８の構成の幾つかの例示的な形状を示す。しかし、これらの例示の外観は、第１の部分１８の形状をこれらの特定の形状に限定することを意図するものではない。
【００２２】
図６は第１の部分１８の例示的な形状を示しており、この第１の部分１８は面取りされた球体形状であるといえる。この球形の部分１８は、特定の球形の領域に限定されず、領域２０の直径及び第１の領域１８の長さｄ１に依存させることができる。特定の例では、第１の部分１８は半球体形状である（図示せず）。図６Ｂを参照すると、第１の部分１８は、代替的に放物形状であり、この体積は可変であり、領域２０の直径、距離ｄ１の値及び放物曲線により決定される。
【００２３】
前述した構成のように、幾つかの例においては、端部１２の接触表面積を最小化することが好ましいが、本発明は、隣接する相対的に小さな前述のほぼ点状の接触領域を持つビード間に、追加的に、幾分大きな接触領域を備えることを考慮している。
【００２４】
図６Ｃを参照すると、同図は、前述の形状である点状又は点状に近い接触面積よりも大きな端部表面１２を示している。図６Ｃに示される第１の部分１８は、切頭円錐形状であるということができ、この切頭円錐形状は、端部１２において最小の直径を有し、端部表面１２から絶縁体の長手方向軸に沿って距離ｄ１の位置において最大の直径を有する。切頭円錐部分１８を形成するための円錐形の面取りの程度は、特定の量に限定されないが、熱電対アッセンブリの可撓性を大きくできるように、表面１２の領域を最小化することが好ましい。
【００２５】
図６Ｄに示される代替形体の構成は、切頭円錐形の組合せであるということができる。第１の切頭円錐形は、第１のテーパー角αを備える端部表面１２を有する。第２の切頭円錐形は、第２の領域２０と等しい最大直径を有し、テーパー角θを備える。記述の実施形態において説明したように、絶縁体１０の第１の部分１８の第１の切頭円錐形及び第２の切頭円錐形の体積と同様に、α及びθの値は変更可能である。
【００２６】
本発明は、追加的に、前述した様々な形状の組み合わせからなる第１の部分１８の形状の構成を考慮している。例えば、図６Ｅを参照すると、第１の部分１８は、第１の端部１２において面取りされた球体形状を有し、領域２０の強化面において切頭円錐体形状を有する。図６Ｆは、代替的な組合せを示しており、端部１２において切頭円錐体形状を有し、絶縁体１０の部分１８及び２０の間の境界面において面取りされた球体形状を有する。更に、本発明は、例えば、面取りされた楕円体や特に図示していない形状の組合せのような、第１の部分１８の代替的な形状や組合せを考慮していることを理解されたい。更に、全体として長手方向軸に沿って、端部１２に向かって断面積が減少する形状である限り、第１の部分１８を、平面及び／又は段部を有する表面１６のような形状とすることができる。
【００２７】
図７を参照すると、同図は本発明の追加的な側面を示している。図示されているように、絶縁体１０は、第１の部分１８及び第２の部分２０に加えて、第３の部分２６を備えている。第３の部分２６は、部分２０及び２６の間の境界面から端部表面１４の終端部まで延びている。換言すれば、領域２６は、端部表面１４から長手方向軸に沿って距離ｄ３だけ延びている。第３の部分の形状は、図７に示されているような面取りされた球体形状とすることができ、あるいは、代替的に第１の部分１８について前述したような任意の形状とすることもできる。熱電対ワイヤに沿って一列の絶縁体の隣接する絶縁体間の接触表面を減少及び／又は最小化するために輪郭形成された第３の部分を提供することは有利である。このような構成は熱電対アセンブリの可撓性をさらに増加させることができ、曲げやねじれを最小化でき、結果的に短絡の発生を回避又は最小化できる。
【００２８】
図７に示されているように、形状及び寸法（体積及び／又はｄ１及びｄ３の相対的な値）を変更してもよい。代替的に、領域１８及び２６を、絶縁体１０の第１の部分及び第３の部分が３次元的に互いに鏡像になるような形状及び寸法とすることができる（図示せず）。
【００２９】
図８を参照すると、同図は、絶縁体１０の第２の部分２０の代替形状の構成を示している。図示されているように、領域２０からなる外部表面１６の部分は、丸みをおびており、領域２０の直径及び円周は領域２０の長さに沿って異なっている。図８Ａは表面１６を対称の円弧形状として示しているが、本発明は、非対称の湾曲形状、段付き形状、凹形状やこれらの組合せ形状などの代替形状も考慮している。
【００３０】
本発明は更に、図８Ｂに示されているよな第２の部分２０が無い絶縁体を考慮している。図８Ｂに示されているように、第１の部分１８は、対向する第３の部分と直接に整合している。図示されているように、２つの部分の寸法及び／又は形状は異なる。代替的に、第１の部分１８及び第３の部分２６は、互いに３次元的な鏡像の形状とすることができる（図示せず）。第１の部分１８及び第３の部分２６は、これらの部分に関して前述したような任意の形状を備えることができる。
【００３１】
前述の構成は、第１の表面において、中心あるいは実質的に中心の接触点又は枢動点を示しているが、本発明は、絶縁体の外部直径と同軸でない代替的な枢動点も考慮している。さらに、上述の考え方は、図示されているような均一な円あるいは、実質的に円形の外形以外のビード形状に適用できる。外形の例示的な代替形状は、矩形、長円形、多角形及びこれらの組合せ形状を含むことができる。更に、全体的な外形は、絶縁体の長さに沿って変えることができる。
【００３２】
本発明による熱電対アセンブリは概ね図９を参照して説明される。熱電対アセンブリ１００の一部は、第１の端部１２から第２の端部１４まで（又は前方から後方まで）熱電対ワイヤ１０２に沿って繋ぎ合わされた、一列の絶縁体ビード１０を有する。絶縁体１０は、前述した任意の絶縁体の構成とすることができる。図９に示されているように、絶縁体１０の各々は、同一の構成を有している。代替的に、ワイヤに沿った一列のビードは、前述した任意の構成を任意の並べ方又は組合せで構成したビードの組合せとすることができる。
【００３３】
更に、本発明の絶縁体の構成を、従来の熱電対アセンブリに用いられる構成のビードと組合せて使用することができる。例えば、従来の絶縁体を熱電対ワイヤの一部に沿って使用し、本発明による絶縁体を特定の位置において使用することで、熱電対アセンブリの所望の位置又は部位において、可撓性の程度を増加させることができる。図９に示されている前方から後方のビード配列に加えて、本発明は、ビードの幾つかあるいは全部が、隣接するビードが前方から前方に配列されるように繋ぎ合わされたビード配列（１番目のビードの端部１２が、隣接する２番目のビードの端部１２と互いに向かい合う配列、図示せず）を考慮している。
【００３４】
図９においてはビード間の配列は実質的に同軸であるが、本発明は、一列のビードにおける隣接する１つ又はそれ以上の第１の面が、隣接するビードの第１又は第２の側面と、非同軸に互いに向かい合う配列を考慮している。
【００３５】
本発明に包含される絶縁体は、従来の絶縁体の製造方法、あるいは今後開発される技術による絶縁体の製造方法により形成することができる。このような技術は、例えば、所望の形状を得るための加工方法を備えることができる。
【００３６】
本発明の絶縁体の組成は、特定の絶縁材料に限定されない。例示的な材料として、熱電対アセンブリに従来から用いられてきた絶縁材料を用いることができ、あるいは、今後開発される絶縁体材料を用いてもよい。好ましい絶縁材料はアルミナ、ムライト、クォーツ、サファイア又はステアタイトを含むセラミック材料であるが、これらに限定されない。
【００３７】
本発明により形成された絶縁体を備える熱電対アセンブリは、可撓性が改良され、絶縁体の取り外しを容易にし、また、熱電対又はその一部の取り換えを容易にする。これは、熱電対アセンブリの取り外しや設置のためのアクセス空間が限られている炉処理などの応用において特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来技術によるセラミック絶縁体ビード形式の熱電対の一部を示す側面図である。
【図２】従来技術の他の絶縁体ビードの構成を示す側面図である。
【図３】本発明による絶縁体の例示の構成を示す側面図である。
【図４】図３に示す絶縁体の線４−４に沿った断面図である。
【図５】本発明による他の絶縁体の構成を示す側面図である。
【図６Ａ】図５に示す絶縁体の一部の、本発明による代替形体を示す図である。
【図６Ｂ】図５に示す絶縁体の一部の、本発明による代替形体を示す図である。
【図６Ｃ】図５に示す絶縁体の一部の、本発明による代替形体を示す図である。
【図６Ｄ】図５に示す絶縁体の一部の、本発明による代替形体を示す図である。
【図６Ｅ】図５に示す絶縁体の一部の、本発明による代替形体を示す図である。
【図６Ｆ】図５に示す絶縁体の一部の、本発明による代替形体を示す図である。
【図７】本発明による他の絶縁体形状を示す側面図である。
【図８Ａ】本発明による追加的な他の絶縁体形状を示す図である。
【図８Ｂ】本発明による追加的な他の絶縁体形状を示す図である。
【図９】本発明による熱電対の一部を示す側面図である。
【図１】
2008515159.tif 000003
【図２】
2008515159.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2008515159.tif 000009
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月2日(2007.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック絶縁体ビードであって、
所定の長さを有し、全長に渡って均一な外側直径を有する円筒形部分と、
第１の端部表面と、
前記第１の端部表面と対向する第２の端部表面と、
前記第２の端部表面から延びるテーパー部分であって、前記テーパー部分は、テーパー付きの表面及び前記円筒形部分の前記外側直径と等しい最大直径を持ち、前記テーパー部分の少なくとも一部が、円錐形状又は切頭円錐形状を備えるテーパー部分と、
実質的に前記円筒形部分及び前記テーパー部分の共通の中心軸に沿って前記セラミック絶縁体を貫通して延びる開口部とを備えることを特徴とするセラミック絶縁体。
【請求項２】
請求項１に記載の絶縁体を少なくとも１つ有することを特徴とする熱電対アセンブリ。
【請求項３】
絶縁体ビードであって、
第１の直径を有する第１の端部表面を備える第１の端部と、
前記第１の端部表面から前記絶縁体の中心軸に沿って第１の位置まで第１の距離だけ延びる第１の切頭円錐形状部分と、
前記第１の端部表面から前記絶縁体の中心軸に沿って第２の位置まで第２の距離だけ延びる第２の切頭円錐形状部分と、を備えることを特徴とする絶縁体。
【請求項４】
請求項３に記載の絶縁体を少なくとも１つ有することを特徴とする熱電対アセンブリ。
【請求項５】
絶縁体ビードであって、
前記絶縁体の全長に沿って中心に位置する長手方向軸と、
前記長手方向軸の第１の端部から、前記長手方向軸の第１の長さに沿って、前記長手方向軸に沿う第１の位置まで延びる第１の部分とを有し、前記第１の部分は、前記第１の位置における最大円周から前記長手方向軸の前記第１の端部における最小円周まで、前記第１の長さの全体に渡って減少する円周を備え、
前記絶縁体は更に、前記第１の位置から第２の位置まで、前記長手方向軸に沿って、前記第１の長さよりも短い又は等しい第２の長さで延びる第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記第２の長さの全体に沿って均一の円周を備え、前記均一な円周は前記第１の部分の最大円周と等しいことを特徴とする絶縁体。
【請求項６】
請求項５に記載の絶縁体を少なくとも１つ有することを特徴とする熱電対アセンブリ。
【請求項７】
絶縁体ビードであって、
前記絶縁体の全長に沿って中心に位置する長手方向軸と、
前記長手方向軸の第１の端部から、前記長手方向軸の第１の長さに沿って、前記長手方向軸に沿う第１の位置まで延びる第１の部分とを有し、前記第１の部分は、前記第１の位置における最大円周から、前記長手方向軸の前記第１の端部における最小円周まで前記第１の長さの全体に沿って減少する円周を備え、
前記絶縁体は更に、前記第１の位置から前記長手方向軸の第２の端部まで、第２の長さで延びる第２の部分を有し、前記第２の部分は、前記第１の位置における最大円周から、前記長手方向軸の第２の端部における最小円周まで第２の長さの全体に沿って減少する円周を備え、少なくとも前記第１及び第２の部分の一方は、半球体形状ではないことを特徴とする絶縁体。
【請求項８】
請求項７に記載の絶縁体を少なくとも１つ有することを特徴とする熱電対アセンブリ。
【国際調査報告】
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