(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度の変化に応じて電気的な物理量が変化する測温素子と、絶縁性の被覆材によって覆われ、前記測温素子に接続されたリード線とを含む熱電対と、
前記被覆材と同一材料からなる封止材が充填されている凹部を備えるヒータブロックと、を用い、
前記測温素子を、前記ヒータブロックの凹部に挿入し、その後、
前記ヒータブロックの加熱により、前記被覆材と前記封止材とを熱溶着し、
前記熱溶着が行われた前記測温素子を前記凹部から引き抜くことにより、前記封止剤で覆われた前記測温素子を得る、温度センサの製造方法。
【請求項２】
前記被覆材および封止材の材料は、フッ素樹脂である請求項１に記載の温度センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサおよび温度センサの製造方法に関する。特に、本発明は、被験者の体温測定に適した温度センサおよび温度センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
体温計は、水銀体温計の時代から略棒状の形態を有する。そして、人体の体温測定は、体温計の先端を腋の下あるいは舌下に挟み、一定時間を経て体温計の先端部の温度を人体の体温とほぼ一致させることで行われている。
【０００３】
このような体温計の使用方法は、一般的に定着しており、サーミスタ温度計を用いた電子体温計に、体温計の技術が進化しても、体温計の使用方法自体は、変わらない。従来の電子体温計の使用方法を記載する文献として、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１４８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
体温計は、被験者が疾病等により体温が上昇したとき、被験者の病状の把握の一つとして使用されることが一般的である。よって、被験者が病気のとき、病状の進行あるいは回復を常時モニタする必要性が高いので、日に幾度も被験者の体温の測定をする場合がある。しかし、この場合、体温計を腋の下等に挟んで測定するので、被験者の体温測定のたびに体温計を腋の下から出し入れすることが面倒なこと、および、体温測定時の姿勢の維持が、被験者である病人にとっては苦痛であること等、従来の体温計の使用には様々な不都合を内包する。特に、被験者が幼児の場合、体温計を腋の下に挟むこと自体、困難な場合も多い。
【０００６】
ところで、本件発明者は、長年、被測定物の温度を連続的にモニタできる工業用の超小径の被覆熱電対等の開発に取り組んでいる。そして、かかる経験から、このような超小径の被覆熱電対を被験者の体温測定に適用すると、従来の体温計の使用方法における不都合を一挙に解決できることに気がついた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被験者の皮膚に装着した状態で、被験者の体温を連続的にモニタできる温度センサを提供することを目的とする。また、本発明は、このような温度センサの製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、温度の変化に応じて電気的な物理量が変化する測温素子と、絶縁性の被覆材によって覆われ、前記測温素子に接続されたリード線とを含む熱電対と、
前記被覆材と同一材料からなり、前記被覆材の端部から延びて測温素子の全体を覆っている封止材と、
を備える温度センサを提供する。
【０００９】
かかる構成により、本発明の温度センサは、本温度センサを被験者の体温測定に用いる場合、被験者の皮膚に装着した状態で、被験者の体温を連続的にモニタできる。このため、本発明の温度センサを用いることにより、従来の体温計の使用に内包された様々な不都合を解消できる。特に、被験者が幼児の場合、体温計を腋の下に挟むこと自体、困難な場合も多いので、本発明の温度センサは、幼児の体温測定において極めて有益である。
【００１０】
また、本発明の温度センサでは、前記被覆材および封止材の材料は、フッ素樹脂であってもよい。
【００１１】
かかる構成により、本発明の温度センサは、熱電対の先端の細い金属部分が直接、被験者の肌に触れないよう、これらの金属部分をフッ素樹脂からなる封止材で覆うように構成できる。また、本温度センサは、温度センサの封止材が、測温素子の保温部材としての機能を果たすようにも構成でき、その結果、温度センサが被験者の体内温度を適切に測定できる。
【００１２】
また、本発明の温度センサは、前記封止材の外形よりも大きい絆創膏を更に備えてもよい。そして、前記絆創膏を用いて、前記封止材の全体を覆い、かつ前記封止材が被験者の皮膚に密着するように前記温度センサを前記被験者に固定してもよい。
【００１３】
かかる構成により、安価かつ入手容易な絆創膏を用いて被験者の腋の下の皮膚に温度センサを装着できる。
【００１４】
また、本発明は、温度の変化に応じて電気的な物理量が変化する測温素子と、絶縁性の被覆材によって覆われ、前記測温素子に接続されたリード線とを含む熱電対と、
前記被覆材と同一材料からなる封止材が充填されている凹部を備えるヒータブロックと、を用い、
前記測温素子を、前記ヒータブロックの凹部に挿入し、その後、
前記ヒータブロックの加熱により、前記被覆材と前記封止材とを熱溶着し、
前記熱溶着が行われた前記測温素子を前記凹部から引き抜く、温度センサの製造方法を提供する。
【００１５】
以上のヒータブロックの加熱により、被覆材と封止材とが、同一材料で構成されているので、外被覆材と封止材とを容易に熱溶着することができ、ひいては、温度センサを簡易に製造できる。
【００１６】
また、本発明の温度センサの製造方法では、前記被覆材および封止材の材料は、フッ素樹脂であってもよい。
【００１７】
よって、フッ素樹脂を適温に加熱することにより、被覆材と封止材とを熱溶着できるので都合がよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被験者の皮膚に装着した状態で、被験者の体温を連続的にモニタできる温度センサが得られる。また、このような温度センサの製造方法も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態による温度センサの構成例を示した模式図である。
【図２】図２は、図１の温度センサの適所の断面図である。図２（ａ）には、図１の温度センサのＡ−Ａ部分の断面が示され、図２（ｂ）は、図１の温度センサのＢ−Ｂ部分の断面が示されている。
【図３】図３は、本発明の実施形態による温度センサの製造方法の一例を示した図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による温度センサの使用方法の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
なお、全ての図面を通じて、同一ないし相当する構成要素には同じ参照番号を付し、以下の具体的な説明では、このような構成要素の重複的説明を省略する場合がある。
【００２２】
また、以下の具体的な説明は、本発明の「温度センサ」および「温度センサの製造方法」の特徴を例示しているに過ぎない。よって、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
（実施形態）
［温度センサの構成］
まず、温度センサ１００の構成例について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態による温度センサの構成例を示した模式図である。また、図２は、図１の温度センサの適所の断面図である。図２（ａ）には、図１の温度センサ１００のＡ−Ａ部分の断面が示され、図２（ｂ）は、図１の温度センサ１００のＢ−Ｂ部分の断面が示されている。
【００２４】
なお、図１では、温度センサ１００の構成を理解し易くするために、封止材１４によって覆われた温度センサ１００の構成を便宜上、実線により図示している。
【００２５】
図１に示すように、温度センサ１００は、被覆熱電対５０を備える。
【００２６】
また、図２（ａ）に示すように、被覆熱電対５０の導線１２Ａ、１３Ａはそれぞれ、フッ素樹脂からなる絶縁被覆材１２Ｂ、１３Ｂによって被覆され、これにより、超小径（例えば、直径が０．１〜０．２ｍｍ程度）の一対の熱電対線１２、１３が形成されている。
【００２７】
そして、これらの熱電対線１２、１３は、絶縁被覆材１２Ｂ、１３Ｂと同一材料（フッ素樹脂）からなる外被覆材１１によって更に被覆されている。これにより、超小径（例えば、短径が０．４ｍｍ程度、長径が０．５〜０．６ｍｍ程度）のリード線１６が形成されている。
【００２８】
リード線１６の先端は、図１に示すように、外被覆材１１が剥ぎ取られ、熱電対線１２、１３が露出している。また、熱電対線１２、１３の先端もそれぞれ、絶縁被覆材１２Ｂ、１３Ｂが剥ぎ取られ、一対の導線１２Ａ、１３Ａが露出している。そして、絶縁被覆材１２Ｂ、１３Ｂが剥ぎ取られた導体１２Ａ、１３Ａの電気的な接合部分が、被覆熱電対５０の測温接点１５Ａとなっている。
【００２９】
以上により、被覆熱電対５０の測温素子１５が形成されている。
【００３０】
ここで、被覆熱電対５０としてＫ型の熱電対が用いられる場合、導線１２Ａとしては、ニッケル及びクロムを主とした合金（クロメル）が用いられる。また、導線１３Ａとしては、ニッケルを主とした合金（アルメル）が用いられる。この場合、測温接点１５Ａは、アルメルとクロメルとが溶接されてなる。
【００３１】
また、温度センサ１００の使用時には、測温素子１５は、被測定物に配置され、被覆熱電対５０のリード線１６の基端側は、適宜の制御器（図示せず）に接続される。測温素子１５は、種類が異なる一対の導線１２Ａ、１３Ａによって、温度の変化に応じて電気的な物理量（熱起電力）が変化するので、この熱起電力を制御器により計測することにより、被測定物の温度を知ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、温度センサ１００を体温計として用いることを意図しており、この具体的な使用方法の詳細は後述する。
【００３３】
また、図１および図２（ｂ）に示すように、温度センサ１００は、外被覆材１１および絶縁封止材１２Ｂ、１３Ｂと同一材料（フッ素樹脂）からなる封止材１４を備える。封止材１４は、外被覆材１１が剥ぎ取られていないリード線１６の周囲に熱溶着されている（熱溶着の詳細は後述）。また、封止材１４は、外被覆材１１の端部から延びて測温素子１５の全体を覆っている。つまり、封止材１４は、リード線１６の外被覆材１１および絶縁被覆材１２Ｂ、１３Ｂが剥ぎ取られた部分の全体を封止し、これにより、測温素子１５の全体を覆うように構成されている。
【００３４】
なお、上記フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体等を用いることができる。ここで、市販されている入手容易なポリテトラフルオロエチレンとしては、テフロン（Ｒ）ＰＴＦＥがある。また、市販されている入手容易なテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体としては、テフロン（Ｒ）ＰＦＡがある。更に、市販されている入手容易なテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体としては、テフロン（Ｒ）ＦＥＰがある。これらのフッ素樹脂は、化学的、熱的、機械的、電気的に優れた特性を有する。
［温度センサの製造方法］
次に、温度センサ１００の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態による温度センサの製造方法の一例を示した図である。
【００３６】
図３に示すように、本実施形態の温度センサ１００の製造には、上記被覆熱電対５０と、被覆熱電対５０の外被覆材１１および絶縁被覆材１２Ｂ、１３Ｂと同一材料（フッ素樹脂）からなる封止材１４Ａが充填されている凹部２１を備える金属製（アルミ製）のヒータブロック２０と、ヒータブロック２０の周囲に配されたバンドヒータ２２と、が用いられる。
【００３７】
まず、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、被覆熱電対５０の測温素子１５の全体がヒータブロック２０の凹部２１に入るように、この測温素子１５をこの凹部２１に挿入する。このとき、図３（ｂ）に示すように、被覆熱電対５０の外被覆材１１の端部も、凹部２１内に入れる必要がある。
【００３８】
次いで、この状態で、バンドヒータ２２を用いて、ヒータブロック２０を約３００℃に加熱する。すると、外被覆材１１と封止材１４Ａとが、同一材料で構成されているので、ヒータブロック２０の加熱により、外被覆材１１と封止材１４Ａとを容易に熱溶着することができる。
【００３９】
その後、図３（ｃ）に示すように、上記熱溶着が行われた被覆熱電対５０の測温素子１５を凹部２１から引き抜くことにより、温度センサ１００が得られ、これにより、温度センサ１００を簡易に製造できる。
［温度センサの使用方法］
次に、温度センサ１００の使用方法について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図４は、本発明の実施形態による温度センサの使用方法の一例を示した図である。
【００４１】
図４に示すように、温度センサ１００を被験者（例えば、幼児３５）用の体温計として用いる場合、温度センサ１００は、温度センサ１００の封止材１４の外形よりも大きい絆創膏３０を更に備えるとよい。
【００４２】
すると、図４に示すように、絆創膏３０を用いて、温度センサ１００の封止材１４の全体を絆創膏３０のガーゼにより完全に覆い、かつ封止材１４が幼児３５の脇の下の皮膚に密着するように温度センサ１００を幼児３５に固定できる。
【００４３】
このとき、温度センサ１００は、図１に示した被覆熱電対５０の先端の細い金属部分（導線１２Ａ、１３Ａや測温接点１５Ａ）が直接、幼児３５の肌に触れないよう、これらの金属部分をフッ素樹脂からなる封止材１４で覆うように構成されている。また、温度センサ１００は、温度センサ１００の封止材１４が、測温素子１５の保温部材としての機能を果たすようにも構成され、その結果、温度センサ１４が、測温素子１５を用いて幼児３５の体内温度を適切に測定できる。更に、温度センサ１００の直径は、１ｍｍ以下の超小径なので、本温度センサ１００は、安価かつ入手容易な絆創膏３０を用いて幼児の腋の下の皮膚に装着できる。
【００４４】
以上により、本実施形態の温度センサ１００は、被験者（特に、幼児３５）の体温測定に適したセンサとなっている。
【００４５】
このように、本実施形態の温度センサ１００は、温度センサ１００を被験者の皮膚に装着した状態で、被験者の体温を連続的に適切にモニタできる。よって、本実施形態の温度センサ１００を用いることにより、従来の体温計の使用に内包された様々な不都合を解消できる。特に、被験者が幼児の場合、体温計を腋の下に挟むこと自体、困難な場合も多いので、本実施形態の温度センサ１００は、幼児の体温測定において極めて有益である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、被験者の皮膚に装着した状態で、被験者の体温を連続的にモニタできる温度センサが得られる。よって、本発明は、例えば、被験者の体温を連続的にモニタできる体温計として利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１１  外被覆材
１２、１３  熱電対線
１２Ａ、１３Ａ  導線
１２Ｂ、１３Ｂ  絶縁被覆材
１４  封止材
１５  測温素子
１５Ａ  測温接点
１６  リード線
２０  ヒータブロック
２１  凹部
２２  バンドヒータ
３０  絆創膏
３５  被験者（幼児）
５０  被覆熱電対
１００  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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