JP2004069408A

JP2004069408A - 表面温度センサ

Info

Publication number: JP2004069408A
Application number: JP2002226984A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ushijima; 牛島　三男; Nobuyoshi Yamauchi; 山内　信義
Original assignee: NEC Kyushu Ltd
Current assignee: NEC Kyushu Ltd
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】凹凸のある被測定物の温度測定において接触板に過度な力が加わって変形するのを防止できる構造を得る。
【解決手段】表面温度センサ１は、被測定物に接触させ被測定物の温度を測定する接触板２を有し、この接触板２には熱電素子が設けられている。そして、その接触板２をガードするために円筒形のケーシング３が、接触板２を取り囲むような構造に作られている。かつ、その接触板２を取り囲む円筒形のケーシング３には、少なくとも一対の刳り貫き窓４を形成している。接触板２の接触部は、ケーシング３から少し外側へ飛び出している。また、ケーシング３の先端部分は、切り欠き部などが無く円周すべてで連結されており、接触板２をガードする構造になっている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測定物に圧接させて表面温度を計側する表面温度センサに関し、特に表面温度センサのケーシングの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面温度計は、被測定物に接触させて温度を感知するセンサ部と、温度を指示する計測器部とから構成されているが、本発明はセンサ部に関する。従来、この種の表面温度センサとして、特開平７−１９８５０４号公報に記載されている技術がある。図４および図５は、特開平７―１９８５０４号公報に記載されている技術の代表図であり、これらの図を用いてその構造を説明する。図４の斜視図に示すように、棒状の表面温度センサ３１の先端部にケーシング３２が取り付けられており、ケーシング３２は図５に示すような構造になっている。即ち、スリット４１、４２がついた帯状の金属でできた接触板３４を横から見て四角になるように折り曲げ、取付部３８でケーシング３２に取り付けている。接触板３４には、熱を電気に変換するための熱電素子３９が設けられている。
【０００３】
ケーシング３２のスリット４１がある第１変形部３６を挟むところは切れ込み４０があって、接触板３４の第１変形部３６を挟み込むように上下から接触板３４を挟む構造になっている。接触板３４の接触部３５はケーシング３２の先端より少し出ており、ケーシング３２といっしょに被測定面に押し当てることにより、接触部３５が被測定物に過度に押し付けられるのを防ぐような構造になっている。接触板３４にはスリットがついた第１変形部３６と第２変形部３７とが有り、ここが少し変形することで、接触部３５が被測定物に密着して、正確な温度を測ることができるようになっている。
【０００４】
また、特開昭６４−３８６１９号公報にも、上記した特開平７−１９８５０４号公報に開示された表面温度センサとスリットがない点を除いて実質的に同じ構成の表面温度センサが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−１９８５０４号公報や特開昭６４−３８６１９号公報に記載された表面温度センサには、次のような問題点があった。即ち、ケーシング３２で接触部３５をカバーして、過度の力が接触部にかからないようにしているが、ケーシング３２の切れ込み４０の部分は接触部３５に対してなにもカバーが無く、この部分に被測定物の凹凸があると接触板３４に過度の力が加わり、接触板３４が変形すると言う問題が発生していた。接触板３４が変形すると接触部３５が被測定物に密着できず、正確な測定ができないと言う問題につながっていた。この正確な温度測定ができないということは、例えば被測定物が半導体装置である場合には、半導体装置の調整ができず、半導体装置製造の歩留まりを低下させるというような品質問題を発生するという重大な欠点となっていた。
【０００６】
なお、特表平９−５０１２２９号公報には、熱電素子を備える屈曲する接触バネ板と、この接触バネ板を収容するハウジングとを有する表面温度プローブが記載されている。しかし、このハウジングも接触バネ板の側部に対向する部分には切れ込みが設けられており、ハウジングの先端部は完全には連結されていない。したがって、上記した特開平７−１９８５０４号公報の表面温度センサと同様の欠点がある。
【０００７】
本発明の目的は、凹凸のある被測定物の温度測定においても接触板に過度の力が加わって変形するのを防止でき、正確に表面温度を測定可能な表面温度センサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱電素子を備え被測定物に接触させて温度を検出する接触板と、この接触板を収容するケーシングとを有する表面温度センサにおいて、前記ケーシングは前記接触板の先端部以外の外周を保護するように覆っていることを特徴とする。前記ケーシングは、円筒形状または四角筒形状をしている。前記ケーシングの側部には、一対の刳り貫き窓が設けられている。前記刳り貫き窓は、前記接触板の側部に対向する位置のケーシング壁に設けられており、その横幅は接触板の幅より大きいことが望ましい。前記接触板の被測定物に接触する先端部は、前記ケーシングの先端部より突出している。前記ケーシングの材料としては、軽量である程度硬度の有するステンレスが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次ぎに本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態である表面温度センサを示す斜視図である。この図面を使って、本発明の表面温度センサの構造を説明する。表面温度センサ１は、被測定物に接触させ、被測定物の温度を測定する接触板２を有し、この接触板２には、図示していないが、熱電素子が設けられている。そして接触板２をガードするために円筒形のケーシング３が、接触板２を取り囲むような構造に作られている。かつ、その接触板２を取り囲む円筒形のケーシング３には、少なくとも一対の刳り貫き窓４を形成している。接触板２は、図２（ａ）に示すように、例えば８角形状に折り曲げられており、接触部２ａはケーシング３から少し外側へ飛び出している。また、ケーシング３の先端部分は、切れ欠き部などが無く円周すべてで連結されており、接触板２をガードする構造になっている。
【００１０】
さらに、刳り貫き窓４はケーシング３に少なくとも一対の対称位置に刳り貫いて、測定中も接触板２の付近の空気が外気と循環するようになっている。この刳り貫き窓４の大きさは、横方向は少なくとも接触板２の横幅よりは大きくなくてはいけない。縦方向は、接触板２の先端の残り寸法が、ケーシング３先端の強度を保てるように残し、できるだけ大きく開けたほうが良い。そして、このケーシング３は、軽量で、ある程度硬度があるステンレス等がよい。
【００１１】
次ぎに、図２を用いて測定動作の説明をする。図２（ａ）は表面温度センサの接触板２の接触部２ａと被測定物６が接触する前、図２（ｂ）は接触した状態の表面温度センサと被測定物の断面図である。接触する前の図２（ａ）の状態では接触板２の接触部２ａは、ケーシング３の先端から少し外にはみ出している。そして図２（ｂ）の接触した状態では、接触板２は縦方向に押されて弾性変形し矢印で示した横方向に広がり、接触板２先端の接触部２ａと被測定物６は密着し、被測定物の表面温度を測定する。このとき被測定物６は、ケーシング３の先端部５に突き当たるので、それ以上過度に接触板２を押し付けることはない。
【００１２】
刳り貫き窓４は、接触板２の側部に対向する位置のケーシング壁を刳り貫いて設けられている。従って、刳り貫き窓４の大きさは接触板２が横に広がった場合に接触しないような大きさで無いといけない。また、この実施形態では接触板がケーシングのところまで横に広がるようになっているが、広がったときにケーシングの内側までしか広がらないようにしても良い。
【００１３】
このように本実施形態の表面温度センサは、ケーシングの先端部分が全周にわたって繋がっており切れ込みのない構造なので、接触板をガードでき、接触板が過度に変形するのを防止できる。したがって、測定の際に被測定物に接触板が密着できるのでいつも正確に表面温度を測定できる。また、少なくとも一対の刳り貫き窓があるので、被測定物に接触している状態でも接触板周囲の空気が循環するので、過剰に温まったりせずに正確な温度を測定することができる。
【００１４】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。図１の実施形態では表面温度センサのケーシング３が円筒形状をしていたが、本実施形態の表面温度センサ１１のケーシング１３は、４角筒形状をしている。すなわち、接触板１２と、これを取り囲む４角筒形のケーシング１３を有し、ケーシング１３には一対の刳り貫き窓１４が設けられている。また、ケーシングの先端部は切れこみがなく全周にわたって繋がっている。このように本実施の形態の表面温度センサも、ケーシングの先端部分が全周にわたって繋がっており切れ込みのない構造なので、接触板をガードでき、接触板が過度に変形するのを防止できる。したがって、測定の際に被測定物に接触板が密着できるのでいつも正確に表面温度を測定できる。また、少なくとも一対の刳り貫き窓があるので、被測定物に接触している状態でも接触板周囲の空気が循環するので、過剰に温まったりせずに正確な温度を測定することができる。
【００１５】
さらに丸型に対する利点としては次のことが考えられる。温度を測定する被測定物は４角に角張ったものが多く、普通被測定物の中央と四隅を測定することが多い。そのような場合に、丸よりも４角の方が周りの四隅の形状に合うので測定しやすい。中央の周りには障害物がないので、４角でも丸でも関係なく測定できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の表面温度センサは、ケーシングの先端部が全周のすべてで繋がっているので、接触板を良くガードでき接触板の変形を防止することができるため、測定の際に被測定物に接触板が密着できるのでいつも正確に表面温度を測定できるという効果がある。
【００１７】
また、少なくとも一対の刳り貫き窓があるので、被測定物に接触している状態でも接触板周囲の空気が循環するので、過剰に温まったりせずに正確な温度を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施形態である表面温度センサで温度を測定する様子を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図４】従来の表面温度センサを示す斜視図である。
【図５】図４に示す表面温度センサの先端部の断面斜視図である。
【符号の説明】
１、１１、３１　　表面温度センサ
２、１２、３４　　接触板
２ａ、３５　　接触部
３、１３、３２　　ケーシング
４、１４　　刳り貫き窓
５　　ケーシング先端部
６　　被測定物
４０　　切れ込み

Claims

熱電素子を備え被測定物に接触させて温度を検出する接触板と、この接触板を収容するケーシングとを有する表面温度センサにおいて、前記ケーシングは前記接触板の先端部以外の外周を保護するように覆っていることを特徴とする表面温度センサ。
前記ケーシングは、円筒形状をしていることを特徴とする請求項１記載の表面温度センサ。
前記ケーシングは、四角筒形状をしていることを特徴とする請求項１記載の表面温度センサ。
前記ケーシングには、一対の刳り貫き窓が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面温度センサ。
前記刳り貫き窓は、前記接触板の側部に対向する位置のケーシング壁に設けられていることを特徴とする請求項４記載の表面温度センサ。
前記刳り貫き窓の横幅は、前記接触板の幅よりも大きいことを特徴とする請求項４または５記載の表面温度センサ。
前記ケーシングの先端部は、切れ込みがなく全周にわたって繋がっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の表面温度センサ。
前記接触板の被測定物に接触する先端部は、前記ケーシングの先端部より突出していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の表面温度センサ。
前記ケーシングは、ステンレスで作られていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の表面温度センサ。