JP2018013471A - 熱流束センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
熱流束を検出する熱流束センサであって、
第1面(201)と、第1面の反対側の第2面(202)とを有し、第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)と、
本体部の第1面側に配置され、空気よりも熱伝導率が高い材料で構成され、第1面側の熱流束センサの最表面(101)を平坦化するための平坦化部材(31、50、50A、70)とを備え、
平坦化部材は、複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填されており、
平坦化部材の表面が最表面の少なくとも一部を構成しており、
最表面の平坦度は、第1面の平坦度よりも高くなっている。
第1面(201)と、第1面の反対側の第2面(202)とを有し、第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)を備える熱流束センサの製造方法であって、
本体部と、空気よりも熱伝導率が高い充填材料(33)とを用意すること(S1)と、
本体部の第1面側に充填材料を配置した状態で、押し当て部材(41)を材料に押し当てること(S3)とを備え、
押し当てることにおいては、押し当て部材として、第1面と比較して平坦度が高い平坦面(41a)を有するものを用いて、平坦面を充填材料に押し当てることにより、複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填され、充填材料で構成された充填部材(31)を形成するとともに、少なくとも充填部材の表面によって構成される熱流束センサの最表面(101)の平坦度を第1面の平坦度よりも高くする。
第1面(201)と、第1面の反対側の第2面(202)とを有し、第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)を備える熱流束センサの製造方法であって、
少なくとも樹脂で構成された本体部と、板状であって、一面(51)とその反対側の他面(52)とを有し、本体部を構成する樹脂よりも熱伝導率が高い材料で構成された板状部材(50)とを用意すること(S11)と、
一面を第1面の方に向けて、本体部の第1面側に板状部材を積層して積層体を形成すること(S12)と、
積層体の積層方向に積層体を加圧すること(S13)とを備え、
用意することにおいては、板状部材として、一面が複数の凹部(55)と複数の凸部(56)とを有する凹凸形状であり、一面における複数の凹部および複数の凸部の密度が第1面における密度と比較して高く、他面の平坦度が第1面の平坦度と比較して高いものを用意し、
加圧することにおいては、第1面の凹凸形状に追従するように一面の複数の凸部を変形させることにより、板状部材の一部(53)を第1面の複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填させる。
第1面(201)と、第1面の反対側の第2面(202)とを有し、第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)を備える熱流束センサの製造方法であって、
少なくとも樹脂で構成された本体部と、板状であって、一面(51)とその反対側の他面(52)とを有し、本体部を構成する樹脂よりも熱伝導率が高い材料で構成された板状部材(50A)と、空気よりも熱伝導率が高く、板状部材と異なる充填材料(71)とを用意すること(S11)と、
一面を第1面の方に向けて、本体部の第1面側に板状部材を積層して積層体を形成すること(S12)と、
積層体の積層方向に積層体を加熱しながら加圧すること(S13)とを備え、
用意することにおいては、他面の平坦度が第1面の平坦度と比較して高い板状部材を用意し、
積層体を形成することにおいては、本体部と板状部材の間に充填材料を配置した状態の積層体を形成し、
加圧することにおいては、複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填され、充填材料で構成された充填部材(70)を形成する。
熱流束センサの製造方法であって、
シート状の絶縁基材(21)と、シート状の第1保護部材(22)と、シート状の第2保護部材(23)と、シート状の充填材料(33)とを用意すること(S21)と、
絶縁基材と、第1保護部材と、第2保護部材と、充填材料とが積層された積層体(230、240)を形成すること(S22)と、
積層体を加熱しながら加圧することにより、絶縁基材と、第1保護部材と、第2保護部材とを一体化させること(S23)とを備え、
用意することにおいては、
絶縁基材として、第1面(21a)とその反対側の第2面(21b)とを有し、絶縁基材の内部に、複数の第1熱電部材(26)のそれぞれと、複数の第2熱電部材(27)のそれぞれとが、交互に配置されたものを用意し、
充填材料として、空気よりも熱伝導率が高いものを用意し、
積層体を形成することにおいては、
絶縁基材の第1面側に、第1保護部材が配置され、
絶縁基材と第1保護部材との間に、複数の第1導体パターン(28)が配置され、
複数の第1導体パターンのそれぞれが、複数の第1熱電部材と複数の第2熱電部材とのうち隣り合う第1熱電部材と第2熱電部材とに接触し、
第1保護部材の絶縁基材側とは反対側に、充填材料が配置され、
絶縁基材の第2面側に、第2保護部材が配置され、
絶縁基材と第2保護部材との間に、複数の第2導体パターン(29)が配置され、
複数の第2導体パターンのそれぞれが、複数の第1熱電部材と複数の第2熱電部材とのうち隣り合う第1熱電部材と第2熱電部材とに接触した状態とし、
加圧することにおいては、
平坦面(81a)を有する押し当て部材(81)を用いて、平坦面を充填材料に押し当てることにより、充填材料を流動させ、かつ、第1保護部材を変形させて、第1保護部材のうち絶縁基材側とは反対側の表面(22b)を、複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状とするとともに、充填材料を流動させて、複数の凹部のうち少なくとも1つの凹部に充填された充填部材(31)を形成し、少なくとも充填部材の表面によって構成される熱流束センサの最表面(101)の平坦度を、第1保護部材のうち絶縁基材側とは反対側の表面の平坦度よりも高くする。
図1に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、熱流束を検出する本体部20と、充填部材30とを備える。本実施形態では、充填部材30のうち後述する第1充填部材31が、熱流束センサ10の最表面101を平坦化するための平坦化部材を構成している。
図8に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20の片面のみに充填部材31が形成されている点が、第1実施形態の熱流束センサ10と異なる。充填部材31は、第1実施形態の第1充填部材31に対応する。
図10に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20と、板状部材50とを備える。本実施形態では、板状部材50が、熱流束センサ10の最表面101を平坦化するための平坦化部材を構成している。
図15A、15Bに示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、第3実施形態の熱流束センサ10に対して、本体部20の凹部203に充填部材60がさらに充填されている。本実施形態では、板状部材50と充填部材60とが、熱流束センサ10の最表面101を平坦化するための平坦化部材を構成している。
図17に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20と、板状部材50Aと、充填部材70とを備える。本実施形態では、板状部材50Aと充填部材70とが、熱流束センサ10の最表面101を平坦化するための平坦化部材を構成している。
図20に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20の第1面201と第2面202の両面のそれぞれに板状部材50が積層されている点が、第3実施形態の熱流束センサ10と異なる。このため、本実施形態では、2つの板状部材50の他面52が、熱流束センサ10の最表面101、102を構成している。
図24Aに示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20の第1面201と第2面202の両面のそれぞれに板状部材50が積層されている点が、第4実施形態の熱流束センサ10と異なる。このため、本実施形態では、2つの板状部材50の他面52が、熱流束センサ10の最表面101、102を構成している。さらに、本実施形態では、第1面201側と同様に、図24Bに示すように、第2面202側においても、凹部205に充填部材60が充填されている。
図26に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20の第1面201と第2面202の両面に板状部材50Aが積層されている点が、第5実施形態の熱流束センサ10と異なる。このため、本実施形態では、2つの板状部材50Aの他面52が、熱流束センサ10の最表面101、102を構成している。また、本実施形態では、第1面201側と同様に、第2面202側においても、凹部205に充填部材70が充填されている。
図30に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20の最外層の材質が第1実施形態の熱流束センサ10と異なる。さらに、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20が絶縁基材21を備えていない点が、第1実施形態の熱流束センサ10と異なる。
図35に示すように、本実施形態の熱流束センサ10は、本体部20の片面のみが凹凸形状である点と、本体部20の片面のみに充填部材31が形成されている点が、第1実施形態の熱流束センサ10と異なる。換言すると、本実施形態の熱流束センサ10は、第2実施形態の熱流束センサ10に対して、本体部20の第2面202を平坦な形状に変更したものである。
本実施形態は、熱流束センサ10の製造方法が第10実施形態と異なる。
本実施形態は、第11実施形態と類似の熱流束センサ10の製造方法によって、第1実施形態の熱流束センサ10を製造する。本実施形態では、第11実施形態の熱流束センサ10の製造方法を、以下のように変更する。
(1)第1、第2実施形態では、第1面201の複数の凹部203の全部に、充填部材30が充填されていたが、これに限定されない。複数の凹部203の少なくとも1つの凹部に充填部材30が充填されていればよい。この場合に、第1実施形態と同様の効果が得られる。
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、熱流束センサは、本体部と、平坦化部材とを備える。平坦化部材は、複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填されている。平坦化部材の表面が最表面の少なくとも一部を構成している。最表面の平坦度は、第1面の平坦度よりも高くなっている。
101 熱流束センサの最表面
20 本体部
201 第1面
203 凹部
30 充填部材
50 板状部材
50A 板状部材
60 充填部材
70 充填部材
Claims (13)
- 熱流束を検出する熱流束センサであって、
第1面(201)と、前記第1面の反対側の第2面(202)とを有し、前記第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)と、
前記本体部の前記第1面側に配置され、空気よりも熱伝導率が高い材料で構成され、前記第1面側の前記熱流束センサの最表面(101)を平坦化するための平坦化部材(31、50、50A、70)とを備え、
前記平坦化部材は、前記複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填されており、
前記平坦化部材の表面が前記最表面の少なくとも一部を構成しており、
前記最表面の平坦度は、前記第1面の平坦度よりも高くなっている熱流束センサ。 - 前記平坦化部材(31)の表面と前記第1面の一部(204)とが前記最表面を構成している請求項1に記載の熱流束センサ。
- 前記平坦化部材(31)は、少なくとも樹脂で構成されている請求項1または2に記載の熱流束センサ。
- 前記本体部は、少なくとも樹脂で構成されており、
前記平坦化部材(50)は、前記樹脂よりも熱伝導率が高い材料で構成され、板状である板状部材を有し、
前記板状部材は、一面(51)とその反対側の他面(52)とを有し、前記一面が前記第1面の方を向いて前記本体部の前記第1面側に積層され、
前記板状部材の一部(53)が前記凹部に充填され、
前記他面が前記最表面を構成している請求項1に記載の熱流束センサ。 - 前記平坦化部材は、さらに、前記凹部の内部において、前記板状部材の前記一部と前記本体部との間の隙間に充填され、空気よりも熱伝導率が高い材料で構成された充填部材(60)を有する請求項4に記載の熱流束センサ。
- 前記本体部は、少なくとも樹脂で構成されており、
前記平坦化部材は、前記樹脂よりも熱伝導率が高い材料で構成され、板状である板状部材(50A)と、前記板状部材と異なる材料で構成された充填部材(70)とを有し、
前記板状部材は、一面(51)とその反対側の他面(52)とを有し、前記一面が前記第1面の方を向いて前記本体部の前記第1面側に積層され、前記他面が前記最表面を構成しており、
前記充填部材は、前記凹部に充填されている請求項1に記載の熱流束センサ。 - 前記板状部材は、少なくとも金属で構成されている請求項4ないし6のいずれか1つに記載の熱流束センサ。
- 第1面(201)と、前記第1面の反対側の第2面(202)とを有し、前記第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)を備える熱流束センサの製造方法であって、
前記本体部と、空気よりも熱伝導率が高い充填材料(33)とを用意すること(S1)と、
前記本体部の前記第1面側に前記充填材料を配置した状態で、押し当て部材(41)を前記充填材料に押し当てること(S3)とを備え、
前記押し当てることにおいては、前記押し当て部材として、前記第1面と比較して平坦度が高い平坦面(41a)を有するものを用いて、前記平坦面を前記充填材料に押し当てることにより、前記複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填され、前記充填材料で構成された充填部材(31)を形成するとともに、少なくとも前記充填部材の表面によって構成される前記熱流束センサの最表面(101)の平坦度を前記第1面の平坦度よりも高くする熱流束センサの製造方法。 - 前記用意することにおいては、少なくとも樹脂で構成されたシート状の前記充填材料を用意し、
前記押し当てることにおいては、前記充填材料を加熱して流動させることにより、前記充填材料を前記凹部に充填させる請求項8に記載の熱流束センサの製造方法。 - 第1面(201)と、前記第1面の反対側の第2面(202)とを有し、前記第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)を備える熱流束センサの製造方法であって、
少なくとも樹脂で構成された前記本体部と、板状であって、一面(51)とその反対側の他面(52)とを有し、前記本体部を構成する樹脂よりも熱伝導率が高い材料で構成された板状部材(50)とを用意すること(S11)と、
前記一面を前記第1面の方に向けて、前記本体部の前記第1面側に前記板状部材を積層して積層体を形成すること(S12)と、
前記積層体の積層方向に前記積層体を加圧すること(S13)とを備え、
前記用意することにおいては、前記板状部材として、前記一面が複数の凹部(55)と複数の凸部(56)とを有する凹凸形状であり、前記一面における前記複数の凹部および前記複数の凸部の密度が前記第1面における前記密度と比較して高く、前記他面の平坦度が前記第1面の平坦度と比較して高いものを用意し、
前記加圧することにおいては、前記第1面の凹凸形状に追従するように前記一面の前記複数の凸部を変形させることにより、前記板状部材の一部(53)を前記第1面の前記複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填させる熱流束センサの製造方法。 - 前記用意することにおいては、さらに、少なくとも樹脂で構成されたシート状の前記充填材料(61)を用意し、
前記積層体を形成することにおいては、前記本体部と前記板状部材との間に前記充填材料を配置した状態の前記積層体を形成し、
前記加圧することにおいては、前記充填材料を加熱して流動させることにより、前記凹部の内部において、前記板状部材の前記一部と前記本体部との間の隙間に充填され、前記充填材料で構成された充填部材(60)を形成する請求項10に記載の熱流束センサの製造方法。 - 第1面(201)と、前記第1面の反対側の第2面(202)とを有し、前記第1面が複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状であり、熱流束を検出する本体部(20)を備える熱流束センサの製造方法であって、
少なくとも樹脂で構成された前記本体部と、板状であって、一面(51)とその反対側の他面(52)とを有し、前記本体部を構成する樹脂よりも熱伝導率が高い材料で構成された板状部材(50A)と、前記空気よりも熱伝導率が高く、前記板状部材と異なる充填材料(71)とを用意すること(S11)と、
前記一面を前記第1面の方に向けて、前記本体部の前記第1面側に前記板状部材を積層して積層体を形成すること(S12)と、
前記積層体の積層方向に前記積層体を加熱しながら加圧すること(S13)とを備え、
前記用意することにおいては、前記他面の平坦度が前記第1面の平坦度と比較して高い前記板状部材を用意し、
前記積層体を形成することにおいては、前記本体部と前記板状部材の間に前記充填材料を配置した状態の前記積層体を形成し、
前記加圧することにおいては、前記複数の凹部の少なくとも1つの凹部に充填され、前記充填材料で構成された充填部材(70)を形成する熱流束センサの製造方法。 - 熱流束センサの製造方法であって、
シート状の絶縁基材(21)と、シート状の第1保護部材(22)と、シート状の第2保護部材(23)と、シート状の充填材料(33)とを用意すること(S21)と、
前記絶縁基材と、前記第1保護部材と、前記第2保護部材と、前記充填材料とが積層された積層体(230、240)を形成すること(S22)と、
前記積層体を加熱しながら加圧することにより、前記絶縁基材と、前記第1保護部材と、前記第2保護部材とを一体化させること(S23)とを備え、
前記用意することにおいては、
前記絶縁基材として、第1面(21a)とその反対側の第2面(21b)とを有し、前記絶縁基材の内部に、複数の第1熱電部材(26)のそれぞれと、複数の第2熱電部材(27)のそれぞれとが、交互に配置されたものを用意し、
前記充填材料として、空気よりも熱伝導率が高いものを用意し、
前記積層体を形成することにおいては、
前記絶縁基材の前記第1面側に、前記第1保護部材が配置され、
前記絶縁基材と前記第1保護部材との間に、複数の第1導体パターン(28)が配置され、
前記複数の第1導体パターンのそれぞれが、前記複数の第1熱電部材と前記複数の第2熱電部材とのうち隣り合う第1熱電部材と第2熱電部材とに接触し、
前記第1保護部材の前記絶縁基材側とは反対側に、前記充填材料が配置され、
前記絶縁基材の前記第2面側に、前記第2保護部材が配置され、
前記絶縁基材と前記第2保護部材との間に、複数の第2導体パターン(29)が配置され、
前記複数の第2導体パターンのそれぞれが、前記複数の第1熱電部材と前記複数の第2熱電部材とのうち隣り合う第1熱電部材と第2熱電部材とに接触した状態とし、
前記加圧することにおいては、
平坦面(81a)を有する押し当て部材(81)を用いて、前記平坦面を前記充填材料に押し当てることにより、前記充填材料を流動させ、かつ、前記第1保護部材を変形させて、前記第1保護部材のうち前記絶縁基材側とは反対側の表面(22b)を、複数の凹部(203)と複数の凸部(204)とを有する凹凸形状とするとともに、前記充填材料を流動させて、前記複数の凹部のうち少なくとも1つの凹部に充填された充填部材(31)を形成し、少なくとも前記充填部材の表面によって構成される前記熱流束センサの最表面(101)の平坦度を、前記第1保護部材のうち前記絶縁基材側とは反対側の表面の平坦度よりも高くする熱流束センサの製造方法。
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