CN107430035B - 磁吸附式温度传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过磁力吸附于测定对象的温度传感器，其通过磁吸附式温度传感器来谋求减少部件数量且简化安装作业。该磁吸附式温度传感器具备：盘式接触部件(14)；热电偶部分与盘式接触部件(14)的内表面侧连接的热电偶电缆(13)；以使盘式接触部件(14)的底面部露出的方式保持盘式接触部件(14)的下侧主体壳体(11B)；磁铁(12)；以及与下侧主体壳体(11B)嵌合并在其与下侧主体壳体(11B)之间在内部保持磁铁(12)的上侧主体壳体(11A)。

Description

磁吸附式温度传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及通过磁力吸附于测定对象的温度传感器。

背景技术

用于测定温度的温度传感器有各种各样的温度传感器，根据传感器的类别不同，测定方法也不同，但是在测定某对象的温度的情况下，一般而言，使温度传感器与被测定物接触的测定方法的精度更好。

当使温度传感器与被测定物接触且被测定物是强磁性体时，通过使用磁铁，能够很容易地将温度传感器安装在被测定物上或从被测定物上取下，因此使用通过磁力进行吸附的温度传感器。

专利文献1公开了这样的使用磁铁的温度传感器的相关技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-315591号公报

发明内容

发明所要解决的课题

图11-图13示出了现有的磁吸附式温度传感器。图11是分解立体图，图12的(a)、(b)是表示接触板101和热电偶102部分的形成工序的图，图13的(a)～(c)是表示磁吸附式温度传感器100的组装工序的图。

如图13的(c)所示，现有的磁吸附式温度传感器100是如下所述的磁吸附式温度传感器，即，在头顶部具有背面连接有热电偶102的接触板101，在内部具备磁铁103，由此，通过磁力吸附于强磁性体的被测定物，即，在背面连接有热电偶的接触板101与被测定物接触。

在这样的磁吸附式温度传感器100中，如图12的(a)所示，对于板簧状的接触板101，需要进行通过焊接W将其与热电偶102连接并对此进行弯曲加工(图12的(b))这样的繁杂作业。

此外，如图13的(b)所示，将磁铁103配置在如图12的(b)那样通过弯曲加工形成的部件的内侧，为避免热电偶102和磁铁103接触，而需要将图13的(b)中的距离x设为一定距离以上。这是为了避免热电偶102和磁铁103接触，如果两者接触，则温度测定精度可能会降低。其结果是，被测定物与磁铁103之间的距离变长，因而引力变弱。虽然现有的磁吸附式温度传感器100为了弥补这样的磁力不足，通过设置磁轭部件105来使磁力集中，但由此却产生了部件数量增加的问题，而且，从图13的(a)～(c)可以看出，还产生了各部件的组装作业变得繁杂的问题。即，如图13的(a)所示，需要将磁铁103载置于磁轭部件105内，并且如图13的(b)所示，还需要将接触板101和磁铁103一同插入磁轭部件105内这样的繁杂作业。此外，还需要对连接于热电偶102而被拉出的线材108进行处理这样的繁杂作业。

鉴于上述事项，本发明的目的是提供一种磁吸附式温度传感器及其制造方法，其实现了部件数量的减少、组装作业的简化，其中，所述吸附式温度传感器通过磁力吸附于测定对象。

用于解决问题的技术方案

(方案1)

一种磁吸附式温度传感器，其可通过磁力吸附于测定对象，其特征在于，具备：用于与所述测定对象接触的盘式接触部件；热电偶部分与所述盘式接触部件的内表面侧连接的热电偶电缆；磁铁；以及保持所述磁铁且以所述盘式接触部件的底面部露出的方式保持所述盘式接触部件的主体壳体。

(方案2)

根据方案1所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，其具有用于在所述盘式接触部件与所述磁铁之间形成规定间隔的间隔形成部件。

(方案3)

根据方案1或方案2所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，所述主体壳体具备：下侧主体壳体，所述下侧主体壳体以使所述盘式接触部件的底面部露出的方式保持所述盘式接触部件；以及上侧主体壳体，所述上侧主体壳体与所述下侧主体壳体嵌合且在所述上侧主体壳体与下侧主体壳体之间在内部保持所述磁铁。

(方案4)

根据方案3所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，在所述上侧主体壳体上形成有间隔形成部件和用于保持所述磁铁的卡合部件。

(方案5)

根据方案1至方案4中任一项所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，在所述热电偶电缆上形成有被卡合部，在所述主体壳体或者所述盘式接触部件中的任意一个形成有用于与所述被卡合部卡合的卡合部。

(方案6)

根据方案1至方案5中任一项所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，在所述主体壳体形成有用于拉出所述热电偶电缆的开口部，在所述主体壳体具备改变被拉出的所述热电偶电缆的拉出方向且保持的电缆保持部。

(方案7)

一种磁吸附式温度传感器的制造方法，其中，所述磁吸附式温度传感器通过磁力吸附于测定对象，所述制造方法的特征在于，包括以下工序：将热电偶电缆的热电偶部分连接到盘式接触部件的内表面侧的工序；以连接有所述热电偶电缆的盘式接触部件的底面部露出的方式安装到下侧主体壳体，并使所述下侧主体壳体所具备的卡合部与所述热电偶电缆所具备的被卡合部卡合的工序；将磁铁嵌入上侧主体壳体的工序；以及将内置有所述磁铁的上侧主体壳体与所述下侧主体壳体嵌合的工序。

发明效果

根据上述方案的本发明的磁吸附式温度传感器及其制造方法，实现了部件数量的减少、组装作业的简化。

附图说明

图1是表示本发明的磁吸附式温度传感器的图，图1的(a)是下侧立体图，图1的(b)是上侧立体图。

图2是本发明的磁吸附式温度传感器的分解立体图。

图3是表示盘式接触部件的图，图3的(a)是立体图，图3的(b)是俯视图，图3的(c)是侧视图。

图4是表示上侧主体壳体的立体图。

图5是表示上主侧体壳体的图，图5的(a)是俯视图，图5的(b)是侧视图，图5的(c)是仰视图，图5的(d)是其他侧视图。

图6是表示下侧主体壳体的立体图。

图7是表示下侧主体壳体的图，图7的(a)是俯视图，图7的(b)是侧视图，图7的(c)是仰视图，图7的(d)是其他侧视图。

图8是表示本发明的磁吸附式温度传感器的组装工序的图。

图9是用于说明拉出热电偶电缆的图，图9的(a)是表示向侧面方向拉出的图，图9的(b)是表示向顶部方向拉出的图。

图10是表示盘式接触部件的其他例子的图。

图11是表示现有的磁吸附式温度传感器的分解立体图。

图12是说明现有的磁吸附式温度传感器的制造工序的图。

图13是说明现有的磁吸附式温度传感器的制造工序的图。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式，参照附图的同时进行具体说明。此外，以下的实施方式是将本发明具体化时的一个方式，本发明并不限定于该实施方式的范围内。

图1是表示本发明的磁吸附式温度传感器的图，图1的(a)是下侧立体图，图1的(b)是上侧立体图。另外，图2是该磁吸附式温度传感器的分解立体图。

磁吸附式温度传感器1是通过磁力吸附于测定对象的温度传感器，如图1～图2所示，其具备：盘式接触部件14；热电偶部分与盘式接触部件14的内表面侧连接的热电偶电缆13；磁铁12；以及主体壳体11。

主体壳体11包含下侧主体壳体11B和上侧主体壳体11A，所述下侧主体壳体11B以使盘式接触部件14的底面部露出的方式保持所述盘式接触部件14，上侧主体壳体11A与下侧主体壳体11B嵌合并在内部保持磁铁12。

图3是表示盘式接触部件14的图，图3的(a)是立体图，图3的(b)是俯视图，图3的(c)是侧视图。

如图所示，本实施方式的磁吸附式温度传感器1所具备的盘式接触部件14的基本方式是被形成为盘式。即，具备：圆形的底面部141；侧面部142；以及凸缘部143。盘式接触部件14是使用热传导率高的原材料(在本实施方式中是不锈钢)形成的。由于是盘式形状，因此能够通过冲压加工简单地形成。换言之，本实施方式的盘式接触部件14构成为可以通过1次冲压加工形成的形状。

图4～图5是表示本实施方式的磁吸附式温度传感器1所具有的上侧主体壳体11A的图，图4是立体图，图5的(a)是俯视图，图5的(b)是侧视图，图5的(c)是仰视图，图5的(d)是其它侧视图。

上侧主体壳体11A具有：用于保持磁铁12的卡合部11A1；用于与下侧主体壳体11B嵌合的嵌合部11A2；用于改变在侧面处拉出的热电偶电缆13的拉出方向且保持的电缆保持部11A3；以及侧面壁11A4。

在本实施方式中，形成有3个卡合部件11A1，在俯视为圆形形状的上侧主体壳体11A的外围部分配置为呈均等的位置关系(间隔约120°)。卡合部件11A1在其顶端部形成有向内周侧突出的爪，利用该爪来保持磁铁12。此外，如后续说明，该卡合部件11A1还发挥间隔形成部件的功能，该间隔形成部件用于在盘式接触部件14与磁铁12之间形成规定间隔。

在本实施方式中，形成有2个嵌合部件11A2，在俯视为圆形形状的上侧主体壳体11A的外围部分配置为间隔约180°。嵌合部件11A2在其顶端部形成向外周侧突出的爪，利用该爪与下侧主体壳体11B嵌合。

侧面壁11A4形成于与缺口部11B5相对的位置，所述缺口部11B5形成于后续说明的下侧主体11B，所述侧面壁11A4的宽度形成为与热电偶电缆13的宽度大致相同，或者比其稍宽。

电缆保持部11A3形成于形成有侧面壁11A4的位置的侧面，在本实施方式中由截面为大致L字状且对称配置的2个肋形成。

图6～图7是表示本实施方式的磁吸附式温度传感器1所具有的下侧主体壳体11B的图，图6是立体图，图7的(a)是俯视图，图7的(b)是侧视图，图7的(c)是仰视图，图7的(d)是其它侧视图。

下侧主体壳体11B具有：使盘式接触部件14的底面部141露出的孔11B1；以使盘式接触部件14不会脱落的方式支撑盘式接触部件14的凸缘部143的底面边缘部11B2；用于与热电偶电缆13的孔13B卡合的卡合部11B3；用于与上侧主体壳体11A的嵌合部件11A2嵌合的嵌合孔11B4；以及侧面部的一部分被切除的缺口部11B5。

孔11B1用于使盘式接触部件14的底面部141露出，在本实施方式中，由于盘式接触部件14的底面部141是圆形，所以孔11B1形成为具有仅使该底面部141插通的直径的圆形孔。此外，由此形成底面边缘部11B2。即，孔11B1被形成为比盘式接触部件14的底面部141大，比盘式接触部件14的凸缘部143小。

卡合部11B3形成在形成有缺口部11B5的位置，在本实施方式中，所述卡合部11B3是圆筒状的突起，其高度形成为至少比热电偶电缆13的厚度高。

嵌合孔11B4按照形成于上侧主体壳体11A的嵌合部件11A2的前端部的爪卡挂的方式构成。

缺口部11B5是通过切除形成在俯视为圆形形状的下侧主体壳体11B的外周部分的侧面部的一部分而形成的，所述缺口部11B5的宽度被形成为与上侧主体壳体11A的侧面壁11A4的宽度大致相同，或者比其稍宽。

接着，对于具有以上的构成部件的磁吸附式温度传感器1的组装工序进行说明。图8的(a)～(f)是表示磁吸附式温度传感器1的组装工序的图。

首先，在前端部具有热电偶13A的热电偶电缆13形成孔13B，其中所述孔13B作为与下侧主体壳体11B的卡合部11B3卡合的被卡合部(工序(a))。此外，本实施方式的热电偶电缆13的热电偶13A使用线径为100μm以下的细热电偶线。

接着，将位于热电偶电缆13的前端部的热电偶13A通过焊接接合于盘式接触部件14的内表面侧(工序(b))。

接着，以使连接有热电偶电缆13的盘式接触部件14的底面部141露出的方式，将底面部141插通到孔11B1并载置于下侧主体壳体11B，将该下侧主体壳体11B所具有的卡合部11B3与形成于热电偶电缆13的孔13B卡合(工序(c))。由此，即使在热电偶电缆13被拉动时，也能抑制向热电偶13A与盘式接触部件14的接合部分施加力。

接着，将磁铁12嵌入上侧主体壳体11A(工序(d))。如上所述，磁铁12由形成于卡合部件11A1的前端部的爪保持。

接着，将通过上述工序安装了各部件的上侧主体壳体11A和下侧主体壳体11B嵌合(工序(e))。如上所述，将形成于上侧主体壳体11A的嵌合部件11A2的前端部的爪嵌合于下侧主体壳体11B的嵌合孔11B4。

上侧主体壳体11A与下侧主体壳体11B嵌合时，上侧主体壳体11A的卡合部件11A1的前端部与盘式接触部件14的凸缘部143抵接。由此，抑制了盘式接触部件14与磁铁12的接触，因此，卡合部件11A1也作为间隔形成部件发挥作用。

此外，上侧主体壳体11A和下侧主体壳体11B嵌合时，按照填充下侧主体壳体11B的缺口部11B5部分的方式，配置上侧主体壳体11A的侧面壁11A4，在所述侧面壁11A4的下端侧形成仅使热电偶电缆13拉出的空间(开口部)。因此，如图8的(f)所示，热电偶电缆13被朝向主体壳体11的侧面方向拉出。

图9是用于说明拉出热电偶电缆13的图，图9的(a)是表示将热电偶电缆13朝向侧面方向拉出时的图，图9的(b)是表示朝向上方拉出时的图。

上述内容说明了有关朝向侧面方向的拉出(图9的(a))。对此，基于在安装到被测定物时的热电偶电缆13的处理情况等，在打算将热电偶电缆13沿着上方拉出时，通过将热电偶电缆13卡止于电缆保持部11A3，如图9的(b)所示，能够将热电偶电缆13的拉出方向改为上方。

如上所述，根据本实施方式的磁吸附式温度传感器1，可以削减部件数量，能够通过非常简便的作业进行组装。

即，对图2和图11进行比较可以看出，与现有的磁吸附式温度传感器100相比，本实施方式的磁吸附式温度传感器1中的部件数量大幅度减少。

由于本实施方式的磁吸附式温度传感器1能够通过上述方案缩短磁铁12相对于被测定物的距离，因此能够不需要现有的磁吸附式温度传感器100中所必需的磁轭部件105。此外，如上所述，由于成为基本上仅由上主体壳体11A和下主体壳体11B就能够适当保持各部件的结构，因此能够减少部件数量。

即使作为组装作业，与现有的磁吸附式温度传感器100相比，也能够通过非常简便的作业组装本实施方式的磁吸附式温度传感器1。在现有的磁吸附式温度传感器100中，由于从焊接的作业性观点出发，难以在弯曲加工后进行焊接，因此需要通过焊接W在将热电偶102连接到板簧状的接触板101之后再进行弯曲加工(图12的(a)、(b))这样的繁杂作业，而根据本实施方式的磁吸附式温度传感器1，能够在通过冲压加工形成盘式接触部件14之后，容易地焊接热电偶13A。

此外，在现有的磁吸附式温度传感器100中，如图13的(a)所示，必须在磁轭部件105内载置磁铁103，而且，如图13的(b)所示，既需要进行将接触板101和磁铁103同时插入磁轭部件105内这样的繁杂作业，还需要处理与热电偶102连接并被拉出的线材108这样的繁杂作业，而根据本实施方式的磁吸附式温度传感器1，如上所述，基本上仅通过嵌入各部件的作业就能够很容易地进行组装。而且，通过从下侧主体壳体11B的嵌合孔11B4将上侧主体壳体11A的嵌合部11A2的爪部推回等，从而能够容易地分解磁吸附式温度传感器1，因此还能够很容易地更换热电偶(热电偶电缆13)等部件。

另外，如图9的说明，考虑到在安装到被测定物时的热电偶电缆13的处理情况等，能够改变热电偶电缆13的拉出方向，因此便利性更高。

进一步，通过将作为与测定对象接触的部件的盘式接触部件14设为盘式形状，能够增大与测定对象稳定接触的面积，因此能够进行准确的温度测量。

在现有的板簧状的接触板101(图11～图13)的情况下，由于不是接触片其自身支撑的结构(自支撑结构)，因此其自身不能进行稳定的接触，而为了获得稳定的接触，则需要在接触片的周围设置引导装置106等其它结构体(这也会造成部件数量增加)。相对于此，在本实施方式的磁吸附式温度传感器1中，通过将接触片形成为具有自支撑结构特征的盘式形状(盘式接触部件14)，能够增大与测定对象稳定接触的面积，从而减少部件数量，且进行准确的温度测量。

此外，在本实施方式的磁吸附式温度传感器1中，对热电偶13A使用较细的热电偶线(φ(直径)为100μm以下)，因此能够抑制热电偶13A处的放热量。从而，能够进一步减少使测定对象的温度下降的作用，能够进行准确的温度测量。

通过上述的将接触片设为盘式形状、以及使用细热电偶线(φ(直径)为100μm以下)，能够相乘地提高温度测量的精度。也就是说，能够通过盘式接触片结构，在较大的面积上接受来自测定对象的热，从而使盘式接触部件14自身接近测定对象的温度。将该热由热电偶13A进行电转换，但是如果从热电偶13A自身放热，则成为使测定对象的温度降低，温度测量精度降低的要件，通过使用细热电偶线从而能够减少放热。

通过兼具这两者，能够接受更多热量并减少放热，从而能够更加准确地捕捉测定对象的温度。

再者，在本实施方式中，列举说明了主体壳体的基本形态是圆筒形状的例子，但并不限定于此，例如基本形态也可以是四棱柱形状。同样地，盘式接触部件也并不限于圆形形状，例如也可以是四边形。

此外，在本实施方式中，列举了在上侧主体壳体保持磁铁的例子，但也可以在下侧主体壳体保持磁铁。

此外，在本实施方式中，列举了主体壳体分割为上下部分的例子，即，列举了具备上侧主体壳体和下侧主体壳体的主体壳体的例子，但并不限于此，例如也可以分割为左右部分。

在本实施方式中，列举了上侧主体壳体的卡合部件同时还作为间隔形成部件发挥作用的例子，但也可以将间隔形成部件形成为其它部件，例如，也可以是配置于盘式接触部件14与磁铁12之间的间隔件等。间隔形成部件由绝热部件形成。

在本实施方式中，以将热电偶电缆的拉出方向改变为上方的方式说明电缆保持部，但并不限于此，也可以将热电偶电缆的拉出方向改变为除了上方之外的方向且将其保持。

关于盘式接触部件，如图10所示，为了使冲压加工更容易等，也可以在凸缘部143设置切口143a。此外，也可以进一步在侧面部142形成切口。

符号说明

1...磁吸附式温度传感器

11...主体壳体

11A...上侧主体壳体

11A1...卡合部件(间隔形成部件)

11A2...嵌合部件

11A3...电缆保持部

11B...下侧主体壳体

11B1...孔

11B2...底面边缘部

11B3...卡合部

11B4...嵌合孔

11B5...缺口部

12...磁铁

13...热电偶电缆

13A...热电偶

13B...孔(被卡合部)

14...盘式接触部件

141...底面部

142...侧面部

143...凸缘部

Claims (7)

1.一种磁吸附式温度传感器，其通过磁力吸附于测定对象，其特征在于，具备：

盘式接触部件，所述盘式接触部件用于与所述测定对象接触，并具备凸缘部；

热电偶电缆，所述热电偶电缆的热电偶部分与所述盘式接触部件的内表面侧连接；

磁铁；以及

主体壳体，所述主体壳体保持所述磁铁，且具有使所述盘式接触部件的底面部露出的孔以及支撑所述凸缘部的底面边缘部，从而以所述盘式接触部件的底面部露出的方式保持所述盘式接触部件。

2.根据权利要求1所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，

其具有用于在所述盘式接触部件与所述磁铁之间形成规定间隔的间隔形成部件。

3.根据权利要求1所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，

所述主体壳体具备：

下侧主体壳体，所述下侧主体壳体以所述盘式接触部件的底面部露出的方式，保持所述盘式接触部件；以及

上侧主体壳体，所述上侧主体壳体与所述下侧主体壳体嵌合，在所述上侧主体壳体与下侧主体壳体之间在内部保持所述磁铁，

或者，所述主体壳体由左右分割的部件构成。

4.根据权利要求3所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，

在所述上侧主体壳体上形成有间隔形成部件以及用于保持所述磁铁的卡合部件。

5.根据权利要求1所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，

在所述热电偶电缆形成有被卡合部，在所述主体壳体或者所述盘式接触部件中的任意一个形成有用于与所述被卡合部卡合的卡合部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁吸附式温度传感器，其特征在于，

在所述主体壳体形成有用于拉出所述热电偶电缆的开口部，

在所述主体壳体具备用于改变被拉出的所述热电偶电缆的拉出方向且保持的电缆保持部。

7.一种磁吸附式温度传感器的制造方法，所述磁吸附式温度传感器通过磁力吸附于测定对象，所述制造方法的特征在于，包括以下工序：

将热电偶电缆的热电偶部分连接到具备凸缘部的盘式接触部件的内表面侧的工序；

将连接有所述热电偶电缆的盘式接触部件以该盘式接触部件的底面部露出的方式安装到下侧主体壳体上，并使所述下侧主体壳体所具备的卡合部与所述热电偶电缆所具备的被卡合部卡合的工序；

将磁铁嵌入上侧主体壳体的工序；以及

将内置有所述磁铁的上侧主体壳体与所述下侧主体壳体嵌合的工序，

所述下侧主体壳体具有使所述盘式接触部件的底面部露出的孔以及支撑所述凸缘部的底面边缘部。

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