(57)【要約】【課題】本発明の解決する課題は、短時間に金属キャップの温度と感温素子の温度を平衡にさせて測定時間を短縮し、且つ、電気絶縁性の良好な測温用プローブを提供することにある。【解決手段】筒状ハウジングの先端部に金属キャップを嵌着し、前記金属キャップ内に感温素子を固定した測温用プローブにおいて、前記金属キャップ内の壁面に絶縁基板上に載置した感温素子からなる温度センサを前記絶縁基板の裏面を密着するように固定することによって解決する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ハウジングの先端部に金属キャップを嵌着し、前記金属キャップ内に感温素子を固定した測温用プローブにおいて、前記金属キャップ内の壁面に絶縁基板上に載置した感温素子からなる温度センサを前記絶縁基板の裏面を密着するように固定したことを特徴とする測温用プローブ。
【請求項２】
前記絶縁基板が、フレキシブル絶縁基板からなり、前記フレキシブル絶縁基板上には、引出線を電気的に接続する引出線接続部と、感温素子を電気的に接続する感温素子接続部と、前記引出線接続部と前記感温素子接続部とを電気的に接続し、且つ熱的に絶縁する連接部とを備えた一対の金属パターンからなることを特徴とする請求項１に記載の測温用プローブ。
【請求項３】
前記感温素子が、前記金属キャップ内の底面に位置するように固定したことを特徴とする請求項１，２に記載の測温用プローブ。
【請求項４】
前記連接部の幅が、前記引出線接続部と前記感温素子接続部の幅と比して幅狭になるように形成したことを特徴とする請求項２に記載の測温用プローブ。
【請求項５】
前記連接部の幅が、５０μｍ乃至２００μｍの範囲になるように形成したことを特徴とする請求項２，４に記載の測温用プローブ。
【請求項６】
前記感温素子が、チップサーミスタ、或いは薄膜サーミスタからなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の測温用プローブ。
【請求項７】
前記絶縁基板が、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ＰＰＳ、フッ素、シリコーンの何れかの材料からなる樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１，２に記載の測温用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、被検知体の温度を測温するための測温計に関し、特に電子体温計の測定時間を短縮し、且つ電気絶縁性を改良した測温用プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子体温計の測温用プローブのひとつの例としては、図３に示すように、筒状ハウジング１０２と、温度センサＳと、熱伝導の高いステンレス製の金属キャップ１０３と、金属キャップ１０３へ温度センサＳを固定するための充填材１０４とで構成されたものがある。温度センサＳは、サーミスタチップ１０５に形成された電極１０６へ引出線１０７がはんだ１０８によって電気的に接続され、サーミスタチップ１０５の表面が樹脂１０９で覆われた構造である。この測温用プローブは、温度センサＳを金属キャップ１０３へ挿入させ、金属キャップ１０３内に充填材１０４を充填させて温度センサＳを固定させ、筒状ハウジング１０２に設けられた空洞部へ引出線１０７を挿入させ、金属キャップ１０３を筒状ハウジング１０２へ被冠させたものであった。
【０００３】
ところが金属キャップ１０３内へ温度センサＳを固定するために充填された充填材１０４は、感熱部の熱容量を大きくさせるために温度センサＳの温度が金属キャップ１０３の温度と等しくなるまでの時間を要し、結果として測定時間（検温時間）が長くなってしまう問題があった。またサーミスタチップ１０５に接続されている引出線１０７は、作業性などの関係で、サーミスタチップの大きさに比べて比較的太い形状のものが使われるために、サーミスタチップ１０５で吸収された熱が引出線１０７を通って放散されるため、精度の良い温度測定ができない欠点があった。
【０００４】
そこで、上述した欠点を解消するために発明された測温用プローブの一例がある（特許文献１を参照）。
【０００５】
この測温用プローブは、図４に示すように円筒状の測温用プローブ１の電子体温計本体２と、先細でかつ熱伝導の高いステンレス製の金属キャップ３と、ポリイミド樹脂フィルムで作られた基板５と、基板５の先端部位５ａに実装されたサーミスタからなる感温素子６と、基板５を矢印Ｓ方向に案内する電子体温計本体２内の空洞部４に形成された突状の案内リブ７，８と、感温素子６と金属キャップ３とを固定するための熱伝導性を有したアルミフィラー入りのポッティング材９とで構成され、電子体温計本体２に設けられた空間部４において、ほぼ中心を通るように基板５を電子体温計本体２の後方２ｂより挿入し、挿入が進むと同時に案内リブ７，８に挟まれる空間部４の位置４ａで屈曲させ、電子体温計本体２より外方に露出した矢印Ｓ方向に延びる基板５の先端部位５ａへ熱伝導性を有したアルミフィラー入りのポッティング材９を塗布し、この塗布状態で電子体温計本体２の先端部２ａに金属キャップ３を被せたものであった。
【０００６】
この測温用プローブ１は、感温素子６を金属キャップ３の内側面に押し当てるように固定した構造とすることで、短時間に金属キャップ３の温度と感温素子６の温度を平衡にさせることができ、測定時間を短縮させることができるものであった。
【０００７】
（特許文献１；特開平１−３１２４３２号公報）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような測温用プローブの構造では、金属キャップの内側面へ基板の弾性力を利用して基板に実装された感温素子を押し当てているために、金属キャップと感温素子との電気絶縁性が保たれず、温度検知異常を起こしてしまう問題があり、感温素子に絶縁被覆を施せば、熱容量が大きくなって熱時定数が長くなってしまう欠点があった。
【０００９】
また、金属キャップへポリイミド樹脂で作られた基板を十分に押し当てるには、弾性力を確保するため十分な基板厚みを必要とするか、または十分な基板幅を必要とする。ところが前者の場合には、基板厚みを厚くすれば絶縁基板の熱容量が大きくなって金属キャップからの熱が感温素子から基板へと放散され、感温素子の温度が金属キャップの温度と等しくなるまで時間がかかる。後者の場合には、基板幅を広くすれば、金属キャップの内側面が曲面であるために感温素子が内壁面から離れてしまい正確な温度検知ができなくなる問題が生ずる。
【００１０】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、短時間に金属キャップの温度と感温素子の温度を平衡にさせて測定時間を短縮し、且つ電気絶縁性の良好な測温用プローブを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、筒状ハウジングの先端部に金属キャップを嵌着し、前記金属キャップ内に感温素子を固定した測温用プローブにおいて、前記金属キャップ内の壁面に絶縁基板上に載置した感温素子からなる温度センサを前記絶縁基板の裏面を密着するように固定したことを特徴とする測温用プローブである。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた請求項２に記載の発明は、前記絶縁基板が、フレキシブル絶縁基板からなり、前記フレキシブル絶縁基板上には、引出線を電気的に接続する引出線接続部と、感温素子を電気的に接続する感温素子接続部と、前記引出線接続部と前記感温素子接続部とを電気的に接続し、且つ熱的に絶縁する連接部とを備えた一対の金属パターンからなることを特徴とする請求項１に記載の測温用プローブである。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項３に記載の発明は、前記感温素子が、前記金属キャップ内の底面に位置するように固定したことを特徴とする請求項１，２に記載の測温用プローブである。
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項４に記載の発明は、前記連接部の幅が、前記引出線接続部と前記感温素子接続部の幅と比して幅狭になるように形成したことを特徴とする請求項２に記載の測温用プローブである。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項５に記載の発明は、前記連接部の幅が、５０μｍ乃至２００μｍの範囲になるように形成したことを特徴とする請求項２，４に記載の測温用プローブ。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項６に記載の発明は、前記感温素子が、チップサーミスタ、或いは薄膜サーミスタからなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の測温用プローブである。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた請求項７に記載の発明は、前記絶縁基板が、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ＰＰＳ、フッ素、シリコーンの何れかの材料からなる樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１，２に記載の測温用プローブである。
【００１８】
【実施例】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施例を詳細に説明する。図１は、本実施例による電子体温計の測温用プローブの構成を示す一部断面側面図であり、図２は、絶縁基板の形状、および絶縁基板上に形成された金属パターン形状を説明する説明図である。
【００１９】
図１、および図２において、測温用プローブＰ１は、筒状ハウジング１２と、金属キャップ１３と、金属キャップ１３の内底面１３ａおよび内側面１３ｂに密着固定された絶縁基板１５と金属キャップ１３の内底面１３ａの略中央に位置するように絶縁基板１５上に形成された一対の金属パターン１６と一対の金属パターン間１６に電気的に接続された感温素子１４とからなる温度センサと、一対の金属パターン１６に電気的に接続された引出線１７とで構成されている。
【００２０】
金属キャップ１３は、熱伝導性が良好なステンレスの材質からなり、有底空洞（内径，肉厚，長さ；２．５ｍｍ，０．１５ｍｍ，８ｍｍ）の形状である。
【００２１】
絶縁基板１５は、金属キャップ１３の内底面１３ａに沿って湾曲可能なポリイミド樹脂などからなるフレキシブル絶縁基板である（厚み，幅，長さ；２０μｍ，０．８ｍｍ，８ｍｍ）。この絶縁基板１５上には、引出線１７を電気的に接続する引出線接続部１６ｂと、感温素子１４を電気的に接続する感温素子接続部１６ａと、前記引出線接続部１６ｂと前記感温素子接続部１６ａとを電気的に接続し、且つ熱的に絶縁するために感温素子接続部１６ａや引出線接続部１６ｂより幅狭な連接部１６ｃとからなる銅製の金属パターン１６が形成されている。連接部１６ｃは、感温素子１４と引出線１７との熱絶縁を良好なものとするため５０μｍ乃至２００μｍの範囲で形成するのが好ましく、本実施例は、１００μｍの幅で形成されている。
【００２２】
また、本実施例においては、ポリイミド樹脂からなるフレキシブル絶縁基板を使用したが、これに限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ＰＰＳ、フッ素、シリコーンなどの絶縁樹脂材料からなるフレキシブル絶縁基板を用いても良い。
【００２３】
感温素子１４は、電極を側面に形成させたチップサーミスタからなる。このチップサーミスタは、マンガン、コバルト、ニッケルなどの遷移金属酸化物を適宜配合し、混合分散させた後、金型でほぼ円板に形成し、１２００℃前後で６０分程度焼結したものを０．３ｍｍの厚さに研磨して、銀電極を該円板の上下面に印刷塗布後、７００℃、１０分で焼き付け、ダイヤモンド刃でほぼ直方体形状（幅，長さ，厚さ；０．５ｍｍ，０．５ｍｍ，０．３ｍｍ）に切り出したものである。
【００２４】
また、本実施例においては、チップサーミスタからなる感温素子を使用したが、これに限定されるものではなく、アルミナ基板上へ公知のスパッタ法を用いて一対のＰｔなどからなる電極と、電極間にマンガン、コバルト、ニッケルなどの遷移金属を蒸着させて形成した薄膜サーミスタを用いても良い。
【００２５】
引出線１７は、直径が８０μｍで、電気絶縁性、熱絶縁性が良好なウレタン被覆された銅被覆鋼線である。
【００２６】
次に、本実施例における測温用プローブＰ１の組み立て方法について図１、および図２を参照して説明する。
【００２７】
まず初めに、対をなす感温素子接続部１６ａ間の絶縁基板１５上には、感温素子１４がエポキシなどの接着剤などによって固定される。
【００２８】
次に感温素子１４の電極１４ａと感温素子接続部１６ａとがはんだ付けされ、感温素子１４と感温素子接続部１６ａとが電気的に接続される。
【００２９】
同様に引出線１７と引出線接続部１６ｂとがはんだ付けされ、引出線１７と引出線接続部１６ｂとが電気的に接続され、温度センサが完成する。これら電気的接続には、導電性接着剤などを使用しても良い。
【００３０】
次に、電気的に接続された感温素子１４と引出線７とを有する絶縁基板１５は、金属キャップ１３の内部へ挿入され、内底面１３ａ、および内側面１３ｂへ密着させる。ここで金属キャップ１３の内側面１３ｂに当接する箇所の絶縁基板１５の表面には、金属キャップ１３へ固定させるために少量のエポキシ樹脂を塗布させてある。なお、金属キャップ１３の内面へ絶縁基板１５を固定する方法として、金属キャップ１３の内底面１３ａへ熱伝導性の良好な樹脂を極少量滴下し、前記絶縁基板１５を挿入させて固定させても良い。
【００３１】
次に、エポキシ樹脂が塗布された絶縁基板１５は、１００℃の高温雰囲気中で金属キャップ１３の内底面１３ａおよび内側面１３ｂへ固定される。
【００３２】
最後に金属キャップ１３は、筒状ハウジング１２の被冠部１２ａへ被冠されてエポキシなどの樹脂によって固定され、測温用プローブＰ１が完成する。また、固定用のエポキシ樹脂にかえて、接着剤などを使用しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明における測温用プローブは、感温素子と引出線とを幅狭の連接部によって熱的に絶縁した構造とすることで、感温素子で吸収した熱が連接部を通って引出線から放散されにくくなり、精度の良い温度測定が可能であるとともに、測定時間を短縮することができる。
【００３４】
本発明における測温用プローブは、薄い絶縁基板の裏面全体を金属キャップ内底面へ密着させることができるために、金属キャップの熱を短時間で感温素子へ伝達させることができ、測定時間が短縮できる。
【００３５】
本発明における測温用プローブは、一定厚みを有する絶縁基板を金属キャップ内底面へ密着させることによって、金属キャップから感温素子への熱伝達が絶縁基板の厚みによって支配されることから、金属キャップから感温素子への熱伝導のバラツキを小さくでき、結果として測温用プローブ毎の測定時間のバラツキを小さくできる。
【００３６】
本発明における測温用プローブは、感温素子と金属キャップの間に絶縁基板を介在させることによって、金属キャップと感温素子の間の電気絶縁性が確保でき、誤検知がない温度計測が実現できる。
【００３７】
本発明における測温用プローブは、感温素子の電極部と引出線を金属製パターンによって電気的に接続させることによって、引出線の機械的ストレスが感温素子の電極部に掛かり難くなり、感温素子の経時変化を小さくでき、測温用プローブの信頼性が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例による電子体温計の測温用プローブの構成を示す一部断面側面図である。
【図２】本実施例による絶縁基板の形状、および絶縁基板上に形成された金属パターン形状を説明する説明図である
【図３】従来の人体温測定用の電子体温計の測温用プローブのひとつの例を示す一部断面側面図である。
【図４】従来の人体温測定用の電子体温計の測温用プローブのひとつの例を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
Ｐ１  測温用プローブ
１２  筒状ハウジング
１３  金属キャップ
１４  感温素子
１５  絶縁基板
１６  金属パターン
１７  引出線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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