(57)【要約】【課題】  被測温体表面の温度を高精度に測定する。【解決手段】  接触式温度計１は、２種の金属線が接合部ＭＰで接合された熱電対１１と、熱電対１１の測温部位１１３を平面状の当接部位１３１において支持する支持部材１３と、支持部材１３の一端を係止する筒状体１２と、測温部位１１３を挟んで当接部位１３１と対向する側に貼付されるシート状部材１４とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種の金属線が接合部で接合された熱電対と、
前記熱電対を支持する支持部材とを備え、
前記支持部材は、前記熱電対を被測温体表面に圧接する当接部位を有し、この当接部位に、前記熱電対の接合部から所定長分の範囲である測温部位を位置させて支持することを特徴とする接触式温度計。
【請求項２】
前記熱電対は、各金属線が所定径以下であることを特徴とする請求項１に記載の接触式温度計。
【請求項３】
前記熱電対は、各金属線が低熱伝導率の材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の接触式温度計。
【請求項４】
前記熱電対は、クロメル−アルメルであることを特徴とする請求項３に記載の接触式温度計。
【請求項５】
前記測温部位は、各金属線が渦巻き状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の接触式温度計。
【請求項６】
前記支持部材は、断熱材からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の接触式温度計。
【請求項７】
前記測温部位を挟んで前記当接部位と対向する側に貼付され、高熱伝導性の材料からなるシート状部材を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の接触式温度計。
【請求項８】
前記支持部材及びシート状部材の少なくとも一方は弾性を有することを特徴とする請求項７に記載の接触式温度計。
【請求項９】
前記シート状部材は、シリコーンゴムからなることを特徴とする請求項７に記載の接触式温度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種の金属線が接合部で接合された熱電対によって被測温体表面の温度を測定する接触式温度計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２種の金属線が接合部で接合された熱電対によって被測温体表面の温度を測定する接触式温度計に対して高精度化の要求があり、種々の提案がなされている。例えば、弾性板の両端を接続して形成した環状弾性部材に、両端に支持バーを設けた接触板を固定し、更に前記環状弾性部材と接触板との間に感温部（＝熱電対）を配置し、前記環状弾性部材の前記接触板が取付けられている部分と反対側を支持体に保持させ、更に前記支持バーを、前記接触板が接触する被測温体に平行するようにホルダーに開口した長孔からなるガイド孔内に遊嵌させ、前記環状弾性部材をやや偏平になるように弾性変形させた状態で、前記接触板の背面に弾性力を作用させて支持するようにした接触式温度計が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の接触式温度計では、環状（原形が円形）に形成した弾性部材を押圧してやや偏平になるように弾性変形させた状態で接触板をガイド孔を介して支持させているので、接触板が移動する物体の表面に接触して横移動されようとしても、弾性部材の側部に反向きに形成される曲面に発生する弾性力によってこの接触板を元の位置に保持するように作用し、しかもこの接触板の中央部分を常時、被測温体側に膨出するように凸状に押圧するので、移動する物体の表面に感温部を正確に押付けることができ、その結果、その温度を正確に測定することができる。
【０００４】
しかしながら、被測温体表面と接している感温部（熱電対）等を介して被測温体からの熱伝導による放熱量が無視できないため、接触式温度計を被測温体表面に圧接する際に被測温体表面の温度の低下を招き、測定誤差が発生する場合がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、被測温体表面の温度を高精度に測定する接触式温度計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の接触式温度計は、２種の金属線が接合部で接合された熱電対と、前記熱電対を支持する支持部材とを備え、前記支持部材が、前記熱電対を被測温体表面に圧接する当接部位を有し、この当接部位に、前記熱電対の接合部から所定長分の範囲である測温部位を位置させて支持することを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、熱電対を支持する支持部材が、熱電対を被測温体表面に圧接する当接部位を有し、この当接部位に、熱電対の接合部から所定長分の範囲である測温部位が位置されて支持されるため、測温部位が確実に被測温体表面に圧接され、被測温体表面の温度が高精度に測定される。
【０００８】
請求項２に記載の接触式温度計は、前記熱電対が、各金属線が所定径以下であることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、熱電対の各金属線が所定径以下であるため、熱電対の各金属線を介して被測温体から放熱される熱量が軽減され、被測温体表面の温度が更に高精度に測定される。
【００１０】
請求項３に記載の接触式温度計は、前記熱電対が、各金属線が低熱伝導率の材料からなることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、熱電対の各金属線が低熱伝導率の材料からなるため、熱電対の各金属線を介して被測温体から放熱される熱量が更に軽減され、被測温体表面の温度が更に高精度に測定される。
【００１２】
請求項４に記載の接触式温度計は、前記熱電対が、クロメル−アルメルであることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、熱電対がクロメル−アルメルであるため、各金属線が低熱伝導率である熱電対が実現される。
【００１４】
請求項５に記載の接触式温度計は、前記測温部位の各金属線が渦巻き状に形成されていることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、測温部位の各金属線が渦巻き状に形成されているため、測温部位を支持する当接部位の面積が削減され、接触式温度計が小型化され得る。
【００１６】
請求項６に記載の接触式温度計は、前記支持部材が、断熱材からなることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、支持部材が断熱材からなるため、測温部位を支持する支持部材を介して被測温体から放熱される熱量が更に軽減され、被測温体表面の温度が更に高精度に測定される。
【００１８】
請求項７に記載の接触式温度計は、前記測温部位を挟んで前記当接部位と対向する側に貼付され、高熱伝導性の材料からなるシート状部材を備えることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、高熱伝導性の材料からなるシート状部材が、測温部位を挟んで当接部位と対向する側に貼付されているため、被測温体表面の熱がシート状部材を介して効率的に測温部位に伝達され、被測温体表面の温度が更に高精度に測定される。
【００２０】
請求項８に記載の接触式温度計は、前記支持部材及びシート状部材の少なくとも一方が弾性を有することを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によれば、支持部材及びシート状部材の少なくとも一方が弾性を有するため、被測温体表面とシート状部材との接触面積が増大し、被測温体表面の熱がシート状部材を介して更に効率的に測温部位に伝達され、被測温体表面の温度が更に高精度に測定される。
【００２２】
請求項９に記載の接触式温度計は、前記シート状部材が、シリコーンゴムからなることを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によれば、シート状部材がシリコーンゴムからなるため、高熱伝導性であり、且つ、弾性を有するシート状部材が容易に実現される。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、熱電対を支持する支持部材が、熱電対を被測温体表面に圧接する当接部位を有し、この当接部位に、熱電対の接合部から所定長分の範囲である測温部位が位置されて支持されるため、測温部位が確実に被測温体表面に圧接され、被測温体表面の温度を高精度に測定できる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、熱電対の各金属線が所定径以下であるため、熱電対の各金属線を介して被測温体から放熱される熱量が軽減され、被測温体表面の温度を更に高精度に測定できる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、熱電対の各金属線が低熱伝導率の材料からなるため、熱電対の各金属線を介して被測温体から放熱される熱量が更に軽減され、被測温体表面の温度を更に高精度に測定できる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、熱電対がクロメル−アルメルであるため、各金属線が低熱伝導率である熱電対を実現できる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、測温部位が各金属線が渦巻き状に形成されているため、測温部位を支持する当接部位の面積が削減され、接触式温度計を小型化できる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、支持部材が断熱材からなるため、測温部位を支持する支持部材を介して被測温体から放熱される熱量が更に軽減され、被測温体表面の温度が更に高精度に測定される。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、高熱伝導性の材料からなるシート状部材が、測温部位を挟んで当接部位と対向する側に貼付されているため、被測温体表面の熱がシート状部材を介して効率的に測温部位に伝達され、被測温体表面の温度を更に高精度に測定できる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、支持部材及びシート状部材の少なくとも一方が弾性を有するため、被測温体表面とシート状部材との接触面積が増大し、被測温体表面の熱がシート状部材を介して更に効率的に測温部位に伝達され、被測温体表面の温度を更に高精度に測定できる。
【００３２】
請求項９に記載の発明によれば、シート状部材がシリコーンゴムからなるため、高熱伝導性であり、且つ、弾性を有するシート状部材を容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明に係る接触式温度計の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示す接触式温度計の底面図及び側面図である。以下、図１、２を参照しつつ、接触式温度計の構成を説明する。接触式温度計１は、２種の金属線が接合部ＭＰで接合された熱電対１１と、熱電対１１の測温部位１１３を平面状の当接部位１３１において支持する支持部材１３と、支持部材１３の一端を係止する筒状体１２と、測温部位１１３を挟んで当接部位１３１と対向する側に貼付されるシート状部材１４とを備えている。
【００３４】
熱電対１１は、各金属線１１１、１１２が低熱伝導率の材料からなり（ここでは、クロメル（ＮｉとＣｒとの合金）−アルメル（ＮｉとＡｌとの合金））、各金属線（クロメル線１１１及びアルメル線１１２）が所定径（例えば、直径１ｍｍ）以下（例えば、直径０．５ｍｍ）である。クロメル線１１１及びアルメル線１１２の接合部ＭＰから所定長（例えば、１０ｍｍ）以上（例えば、２０ｍｍ）の範囲である測温部位１１３は、渦巻き状に形成されており、支持部材１３の当接部位１３１によって支持されている。なお、熱電対１１は、図略の電圧計に接続されており、この電圧計によって測定された電圧値に基づいて被測温体表面の温度が測定される。
【００３５】
支持部材１３は、例えば、略円柱形に形成されたガラス繊維等の断熱材からなり、一端部（ここでは、上端部）が筒状体１２に嵌合されて係止され、他端部（ここでは、下端部）である当接部位１３１が熱電対１１の測温部位１１３を支持している。
【００３６】
筒状体１２は、例えば、略円筒形に形成された樹脂等の絶縁材からなり、一端部（ここでは、下端部）に支持部材１３が嵌合されて支持されている。また、支持部材１３に支持された熱電対１１のクロメル線１１１及びアルメル線１１２が筒状体１２を貫通して、図略の電圧計に接続されている。
【００３７】
シート状部材１４は、被測温体表面に当接されて、被測温体表面の温度を熱電対１１の測温部位１１３に伝達するものであって、フィルム状の弾性を有する高熱伝導性の材料（例えば、シリコーンゴム）からなり、熱電対１１の測温部位１１３に対して、支持部材１３の当接部位１３１と対向する側に貼付されるものである。
【００３８】
図３は、本発明に係る接触式温度計１の特性を評価する試験装置の一例を示す側面図である。試験装置は、所定の温度に加熱可能なホットプレート３と、ホットプレート３上に配設される被測温体２と、被測温体２の上面の温度を測定する基準温度計４とを備えている。また、図に示すように、接触式温度計１（又は、従来の接触式温度計１００）は、被測温体２の上面にシート状部材１４（図示省略）が圧接され、基準温度計４の測定値（以下、基準温度という）と比較することによってその精度等が評価される。
【００３９】
被測温体２は、その表面温度が接触式温度計１によって測定される対象物（例えば、プリント配線基板等）であって、ホットプレート３上面に載置され、所定の温度（ここでは、１０７℃）に昇温されるものである。
【００４０】
ホットプレート３は、内部に電熱線が埋設された金属板等からなり、その発熱量を制御することによって、上面に載置された被測温体２を所定の温度に昇温可能なものである。
【００４１】
基準温度計４は、基準温度を測定する熱電対４１と、熱電対４１の接合部を被測温体２の上面に当接するべく接着する金属パテ４２とを有し、熱電対４１は、図略の電圧計に接続されており、この電圧計によって測定された電圧値に基づいて被測温体表面の基準温度が測定されるものである。
【００４２】
図４及び図５は、図３に示す試験装置を用いて測定した接触式温度計１の特性の一例を示すグラフである。図４、５において、横軸は時間ｔであり、縦軸が温度ＴＳである。また、グラフＧ１１、Ｇ２１は、時刻ｔ０のタイミングで接触式温度計１が被測温体２の表面に圧接された場合の、接触式温度計１によって測定された温度の変化を示すグラフであり、グラフＧ１４、Ｇ２４は、基準温度計４によって測定された温度の変化を示すグラフである。図５は、図４の縦軸を拡大したものである。
【００４３】
図６及び図７は、図３に示す試験装置を用いて測定した従来の接触式温度計１００の特性の一例を示すグラフである。図６、７において、横軸は時間ｔであり、縦軸が温度ＴＳである。また、グラフＧ３１、Ｇ４１は、時刻ｔ１のタイミングで従来の接触式温度計１００が被測温体２の表面に圧接された場合の、従来の接触式温度計１００によって測定された温度の変化を示すグラフであり、グラフＧ３４、Ｇ４４は、基準温度計４によって測定された温度の変化を示すグラフである。図７は、図６の縦軸を拡大したものである。
【００４４】
図６及び図７に示すように、従来の接触式温度計１００では、被測温体２表面に圧接されると接触式温度計１００に配設されている熱電対等を介した放熱が大きいため、接触式温度計１００が被測温体２表面に圧接された時点で、基準温度計４にて測定された基準温度の温度降下量ΔＴ４（＝４．５℃）が大きく、且つ、１００秒以上経過しても無視出来ない程度のオフセット量ΔＴ３（＝２〜３℃）が残存している。
【００４５】
これに対して、図４及び図５に示すように、本発明に係る接触式温度計１では、接触式温度計１を介した放熱が小さいため、接触式温度計１が被測温体２表面に圧接された時点での基準温度の温度降下量ΔＴ２（＝２．３℃）が半減し、基準温度に対するオフセットは１０秒程度で略零となる。
【００４６】
このようにして、熱電対１１を支持する支持部材１３が、熱電対１１を被測温体２表面に圧接する当接部位１３１を有し、この当接部位１３１に、熱電対１１の接合部ＭＰから所定長（例えば、２０ｍｍ）の範囲である測温部位１１３が位置されて支持されるため、測温部位１１３が確実に被測温体２表面に圧接され、被測温体２表面の温度が高精度に測定される。
【００４７】
また、熱電対１１の各金属線１１１、１１２が所定径以下（ここでは、０．５ｍｍ）であるため、熱電対１１の各金属線１１１、１１２を介して被測温体２から放熱される熱量が軽減され、被測温体２表面の温度が更に高精度に測定される。
【００４８】
更に、熱電対１１の各金属線１１１、１１２が低熱伝導率の材料（ここでは、クロメル−アルメル）からなるため、熱電対１１の各金属線１１１、１１２を介して被測温体２から放熱される熱量が更に軽減され、被測温体２表面の温度が更に高精度に測定される。
【００４９】
加えて、測温部位１１３の各金属線１１１、１１２が渦巻き状に形成されているため、測温部位１１３を支持する当接部位１３１の面積が削減され、接触式温度計１が小型化され得る。
【００５０】
また、支持部材１３が断熱材からなるため、測温部位１１３を支持する支持部材１３を介して被測温体２から放熱される熱量が更に軽減され、被測温体２表面の温度が更に高精度に測定される。
【００５１】
更に、高熱伝導性の材料からなるシート状部材１４が、測温部位１１３を挟んで当接部位１３１と対向する側に貼付されているため、被測温体２表面の熱がシート状部材１４を介して効率的に測温部位１１３に伝達され、被測温体２表面の温度が更に高精度に測定される。
【００５２】
加えて、シート状部材１４が弾性を有するため、被測温体２表面とシート状部材１４との接触面積が増大し、被測温体２表面の熱がシート状部材１４を介して更に効率的に測温部位１１３に伝達され、被測温体２表面の温度が更に高精度に測定される。
【００５３】
なお、本発明は以下の形態をとることができる。
【００５４】
（Ａ）本実施形態においては、熱電対１１がクロメル−アルメルである場合について説明したが、低熱伝導率の材料であれば、その他の種類のものでもよい。
【００５５】
（Ｂ）本実施形態においては、熱電対１１の各金属線１１１、１１２の線径が直径０．５ｍｍである場合について説明したが、所定径（例えば、直径１ｍｍ）以下であればよい。各金属線１１１、１１２の線径が小さい程、各金属線１１１、１１２を介して放熱される熱量が小さいため、高精度の測定が可能となる。
【００５６】
（Ｃ）本実施形態においては、熱電対１１の測温部位１１３が、接合部ＭＰから２０ｍｍである場合について説明したが、所定長（例えば、１００ｍｍ）以上の適正な寸法長であればよい。測温部位１１３が長い程、測定精度が向上するため、要求される測定精度に応じて測温部位１１３の長さを設定すればよい。
【００５７】
（Ｄ）本実施形態においては、熱電対１１の測温部位１１３が渦巻き状に形成されている場合について説明したが、所定長（例えば、１００ｍｍ）以上の寸法長が確保できればその他の形状に形成されている形態でもよい。例えば、コの字形状、Ｖ字形状、Ｕ字形状等に形成されている形態でもよい。
【００５８】
（Ｅ）本実施形態においては、支持部材１３がガラス繊維からなる場合について説明したが、その他の断熱材からなる形態でもよい。
【００５９】
（Ｆ）本実施形態においては、シート状部材１４がシリコーンゴムからなる場合について説明したが、その他の高熱伝導性の材料からなる形態でもよい。
【００６０】
（Ｇ）本実施形態においては、シート状部材１４が弾性を有する場合について説明したが、支持部材１３及びシート状部材１４の少なくとも一方が弾性を有する形態であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る接触式温度計の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す接触式温度計の底面図及び側面図である。
【図３】本発明に係る接触式温度計の特性を評価する試験装置の一例を示す側面図である。
【図４】図３に示す試験装置を用いて測定した接触式温度計の特性の一例を示すグラフである。
【図５】図３に示す試験装置を用いて測定した接触式温度計の特性の一例を示すグラフ（図４の縦軸を拡大したグラフ）である。
【図６】図３に示す試験装置を用いて測定した従来の接触式温度計の特性の一例を示すグラフである。
【図７】図３に示す試験装置を用いて測定した従来の接触式温度計１００の特性の一例を示すグラフ（図６の縦軸を拡大したグラフ）である。
【符号の説明】
【００６２】
１  接触式温度計
１１  熱電対
１１１  クロメル線（金属線）
１１２  アルメル線（金属線）
１１３  測温部位
１２  筒状体
１３  支持部材
１３１  当接部位
１４  シート状部材
ＭＰ  接合部
【図１】
2007057430.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007057430.tif 000007
【図６】
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【図７】
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