JP2020046355A - 温度センサ、温度検知装置及び温度検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造の温度センサ、温度検知装置及び温度検知システムを提供する。【解決手段】温度センサ１０は、共振回路１１と、共振回路１１の表面を覆う第１の被覆部材１２ａと、共振回路の裏面を覆う第２の被覆部材１２ｂと、共振回路１１に接する第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂを有する。温度検知装置１００は、電磁波を送信する送信部１０１と、電磁波を受信する受信部１０３と、共振周波数検知する検知部１０４と、温度上昇を検知したと判断する判断部１０５と、を有する。温度検知システム２００は、温度センサ１０と温度検知システム１００を有する。【選択図】図９

Description

本発明は温度センサ、温度検知装置及び温度検知システムに関する。

近年、簡易な構造の温度センサ、温度検知装置及び温度検知システムが求められている。

特開2008-164587号公報

本発明の本実施形態は、簡易な構造の温度センサ、温度検知装置及び温度検知システムを
提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本実施形態の温度センサでは、共振回路と、共振回路の表
面を覆う第１の被覆部材と、共振回路の裏面を覆う第２の被覆部材と、共振回路に接する
第１、及び第２の固体有機材料を有する。

本実施形態に係る温度センサの断面図である。 本実施形態に係る温度センサの平面図である。 本実施形態に係る共振回路の平面図である。 本実施形態に係る共振回路の平面図である。 本実施形態に係る共振回路の平面図である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの平面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの平面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの平面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの断面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの平面図の別の例である。 本実施形態に係る温度センサの周波数と信号強度の特性図である。 本実施形態に係る温度検知装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る温度検知システムの構成を示すブロック図である。

以下、発明を実施するための本実施形態について説明する。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面は模式的または
概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさや比率などは、必ずし
も現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互
いの寸法や比率が異なって表される場合もある。

なお、本願明細書と図面において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一
の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）図１ａ、１ｂは、本実施形態に係る温度センサ１０の断面図、平面図
である。図１ａは、図１ｂの破線Ａにおける断面図である。図１ａ、１ｂに示すように、
温度センサ１０は、共振回路１１、共振回路１１の表面を覆う第１の被覆部材１２ａと、
共振回路１１の裏面を覆う第２の被覆部材１２ｂ、第１、及び第２の固体有機材料１３ａ
、１３ｂ、誘電体材料１４を有する。

図２ａ、２ｂ、２ｃは本実施形態に係る共振回路２１の平面図である。図２ａ、２ｂ、２
ｃに示すように、共振回路２１は、正方形または長方形の薄い金属板に貫通した溝を掘っ
たもの、もしくはプリンターで紙やプラスチック、フィルムなどに回路を印刷したもので
ある。上記どちらの場合も、共振回路２１の材料としては、例えば、CuやAl、Feといった
導電性を有する金属を用いることができる。特に、導電性が高いCu、または加工しやすい
Alが好ましい。

共振回路１１が電磁波を受信すると、共振回路１１は少なくとも反射または共振のいずれ
かを起こす。共振回路１１の挙動は受信した電磁波の周波数に依存する。

共振回路１１に対し、あらかじめ設定した範囲の周波数の電磁波を受信し電磁波の周波数
に対する信号強度が極小となる場合、この周波数を共振周波数と定義する。共振回路１１
に用いられる金属板は、形状が変化するだけでなく別の物質に接しても共振周波数は変化
する。

共振回路１１は、第１、及び第２の被覆部材１２ａ、１２ｂの間に位置する。第１、及び
第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂは、共振回路１１と接し、誘電体材料１４は、第１、
及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂに隣接して設けられる。少なくとも第１、及び第
２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかが融解した場合、第１、及び第２の固体有機
材料１３ａ、１３ｂと、第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂに隣接する誘電体
材料１４とが混合し、混合物が共振回路１１に接する。

第１、及び第２の被覆部材１２ａ、１２ｂのうち少なくとも片方は、薄い板状の物質で
あり、材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート（PET）や、ポリテトラフル
オロエチレン（PTFE）、ガラス、エポキシ樹脂、雲母、石英、セロファン、ゴムといった
常温常圧において比誘電率が10以下の物質を用いることができる。

本実施形態では、共振回路１１に別の物質が接する場合、共振周波数が変化する。誘電体
材料１４が共振回路１１に接することで、共振回路１１の共振周波数が変化し、少なくと
も第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかが融解したことを検知できる
。

電磁波を遮蔽するような物質を第１、及び第２の被覆部材１２ａ、１２ｂとして用いた場
合、共振周波数が正しく検知できない恐れがある。そのため、第１、及び第２の被覆部材
１２ａ、１２ｂは薄い板状の物質であり、材料としては、常温常圧において比誘電率が10
以下の物質を用いることが好ましい。

第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂは、共振回路１１と接し、誘電体材料１４
は、第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂに隣接して設けられる。第１、及び第
２の固体有機材料１３ａ、１３ｂは、融点の異なる別の物質を用いることができる。第１
、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂの材料としては、例えば、ペンタデカン，ヘキ
サデカン，1-ヘプタデカンなどの脂肪族炭化水素、ミリスチン酸エチル，ミリスチン酸ブ
チル，カプロン酸メチル，カプリン酸メチル，ラウリン酸エチルなどのエステル類といっ
た、常温常圧において液体または固体である物質を用いることができる。（特に、融点が
定まるよう第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂは不純物のない純物質が好まし
い。）

少なくとも第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかが融解した場合、共
振回路１１に誘電体材料１４が接し、共振回路１１の共振周波数が変化する。融点は物質
固有の値であり、温度センサ１０の温度が少なくとも第１、及び第２の固体有機材料１３
ａ、１３ｂのいずれかの融点超えると融解する。第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、
１３ｂは、融点の異なる別の物質を代わりに用いることで、異なる温度の温度センサ１０
として使用することができる。

少なくとも第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかと誘電体材料１４と
の混合物が共振回路１１と接した場合、共振回路１１の共振周波数が変化する。さらに共
振回路１１と接する混合物に含まれる物質によって共振周波数の変化量が異なる。少なく
とも第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかが融解し誘電体材料１４と
混合したのち共振回路１１に触れる場合、少なくとも第１、及び第２の固体有機材料１３
ａ、１３ｂのいずれかと誘電体材料１４の混合物により、共振回路１１の共振周波数の変
化量が変化する。すなわち共振回路１１の共振周波数を観測することで、第１、及び第２
の固体有機材料１３ａ、１３ｂのうち、どちらか一方のみが融解したのか、または両方が
融解したのかを判断することができる。

第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂが融解しなかった場合、温度センサ１０が
第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂの融点を超える温度まで上昇しなかったこ
とがわかる。第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのうち融点の低い方のみが融
解した場合、温度センサ１０は第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのそれぞれ
の融点の間の温度まで上昇したことがわかる。第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１
３ｂが両方融解した場合、温度センサ１０が第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３
ｂの両方の融点を超えて温度上昇したことがわかる。上記どの場合においても共振回路１
１の共振周波数が変化し、その変化量は異なる。

この時、本実施形態では固体有機材料は２種類だが、３種類、４種などほかの種類数であ
る場合も、固体有機材料の種類に関わらず、用いる固体有機材料それぞれの体積を等しく
する、もしくは既知の量にしておくことが好ましい。

さらに、固体有機材料は、２種類に限らず融点の異なる３種類以上の物質を用いてもよい
。共振周波数が変化し、その変化量が判断できる場合、融点の異なる固体有機材料を選択
することにより、固体有機材料の融点の範囲内で、任意の温度上昇を検知することができ
る。融点の異なる固体有機材料を複数用いる場合、固体有機材料それぞれの融解により変
化する共振周波数の数は、用いる固体有機材料の種類に依存する。

例えば、融点の異なる固体有機材料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用い、それぞれの融点がａ、ｂ、ｃ
、ｄであり、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの場合、固体有機材料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれの融解によっ
て、共振周波数が変化する。実際に検知する温度Ｔをｔとすると、ｔ＜ａの場合、固体有
機材料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄがいずれも融解せず共振周波数が変化しない。ａ＜ｔ＜ｂの場合、
固体有機材料Ａのみが融解し、それに応じて共振周波数が変化する。ｂ＜ｔ＜ｃの場合、
固体有機材料Ａ、Ｂが融解し、それに応じて共振周波数が変化する。ｃ＜ｔ＜ｄの場合、
固体有機材料Ａ、Ｂ、Ｃのみが融解し、それに応じて共振周波数が変化する。ｄ＜ｔの場
合、固体有機材料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが全て融解し、それに応じて共振周波数が変化する。以
上より融点の異なる固体有機材料の種類を増やすほど、広範囲または詳細な温度検知が可
能となる。

すなわち、融点の異なる固体有機材料を複数用いることで、温度検知できる範囲を広げる
ことができる。

誘電体材料１４は、第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂに隣接して設けられる
。誘電体材料１４の材料としては、例えば、水やエタノールといった、常温常圧において
液体または固体であり、常温常圧において比誘電率が10以上の物質を用いることができる
。特に、常温常圧において比誘電率が20以上の物質を用いることが好ましい。

一般に物質の共振周波数は、材質及び形状が大きく影響する。共振回路１１に用いられる
金属板は、形状が変化するだけでなく別の物質に接しても共振周波数は変化する。なお誘
電体と接触する場合、その接触する物質の比誘電率が高いほど共振回路１１の共振周波数
は大きく変化し、比誘電率が高い代表的な物質としては水やエタノールなどが挙げられる
。

共振回路１１及び誘電体材料１４に接する第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂ
は、融点に達すると融解する。あらかじめ誘電体材料１４に（乳化剤などの）界面活性剤
を混合しておくことで、第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂが融解した場合、
第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂと誘電体材料１４が混合しやすくなる。少
なくとも第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかの融解及び、少なくと
も第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかと誘電体材料１４の混合によ
って、混合物が共振回路１１に接することになる。

図８は本実施形態に係る温度検知装置１００の構成を示すブロック図である。図８に示す
ように、温度検知装置１００は、送信部１０１、制御部１０２、受信部１０３、検知部１
０４、判断部１０５を有する。

送信部１０１は、ある範囲の周波数の電磁波を送信する。この場合、一定時間ごとに電
磁波を送信するよう制御部１０２が送信部１０１に指示をする。この電磁波を送信部１０
１が送信することで共振回路１１は少なくとも反射または共振のいずれかを起こす。共振
回路１１から反射された電磁波を受信部１０３が受信する。受信した電磁波は検知部１０
４に伝達され、ある範囲の電磁波の周波数に対する信号強度が極小の値を取る場合、その
周波数が共振周波数であると、検知部１０４が検知する。検知した共振周波数が前回の共
振周波数と比較してあらかじめ定めたしきい値の範囲を超えて変化した場合に、少なくと
も第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかが融解し、共振回路１１に誘
電体材料１４が接したことを検知したと判断部１０５が判断する。少なくとも第１、及び
第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂのいずれかが融解し、共振回路１１に誘電体材料１４
が接したことを検知したと制御部１０２に伝達し、温度検知装置１００の使用者に知らせ
るため、制御部１０２が検知信号を発する。検知信号は、例えば少なくとも光または音ま
たは画面表示または振動のいずれかを用いることができる。

図９は本実施形態に係る温度検知システム２００の構成を示すブロック図である。図９
に示すように、温度検知システム２００は、温度センサ１０と温度検知装置１００を有す
る。この温度センサ１０と温度検知装置１００は電磁波を介して交信することができる。
この場合、一定時間ごとに電磁波を送信するよう温度検知装置１００の制御部１０２が送
信部１０１に指示をする。制御部１０２からの指示に従い、温度検知装置１００の送信部
１０１は、電磁波を送信する。共振回路１１は送信されたある範囲の電磁波の周波数に応
じて少なくとも反射または共振のいずれかを起こす。反射された電磁波を温度検知装置１
００の受信部１０３が受信し、ある範囲の電磁波の周波数に対する信号強度が極小の値を
取る場合、検知部１０４がその周波数を共振周波数と検知する。ある範囲とは、例えば、
共振周波数となりうる周波数の範囲をあらかじめ測定しておき、共振周波数が含まれる範
囲の周波数を指す。検知した共振周波数が前回の共振周波数と比較してあらかじめ定めた
しきい値の範囲を超えて変化した場合に、少なくとも第１、及び第２の固体有機材料１３
ａ、１３ｂのいずれかが融解し、共振回路１１に誘電体材料１４が接したことを検知した
と判断部１０５が判断する。判断部１０５は少なくとも第１、及び第２の固体有機材料１
３ａ、１３ｂのいずれかが融解し、共振回路１１に誘電体材料１４が接したことを検知し
たと制御部１０２に伝達し、制御部１０２は、温度検知装置１００の使用者に知らせるた
め、制御部１０２が検知信号を発する。検知信号は、例えば少なくとも光または音または
画面表示または振動のいずれかを用いることができる。

共振回路１１が電磁波を受信した場合、共振回路１１は少なくとも反射または共振のいず
れかを起こす。共振回路１１の挙動は受信した電磁波の周波数に依存する。共振回路１１
に対し送信部１０１から周波数の異なる電磁波を送信する。共振回路１１に送信した電磁
波が反射し、その反射した電磁波の周波数に対する信号強度を受信部１０３にて受信する
。共振回路１１から反射した電磁波の周波数が共振周波数の場合、受信部１０３にて受信
する電磁波の周波数に対する信号強度は減少する。共振周波数の電磁波を送信した後も周
波数の異なる電磁波を送信し続けると、再び共振回路１１に送信した電磁波の周波数に対
する信号強度は増加する。すなわち、共振回路１１に対し送信部１０１から周波数の異な
る電磁波を送信した場合、電磁波の周波数に対する信号強度は、その周波数が共振周波数
において減少するため、電磁波の周波数に対する信号強度を観測することで共振回路１１
の共振周波数を特定することができる。

図７は本実施形態に係る温度センサ１０の周波数と信号強度の特性図である。図７に共振
回路１１に送信した電磁波の周波数に対する信号強度の関係を示す。実線は共振回路１１
に誘電体材料１４が接してないときの関係、破線は共振回路１１に誘電体材料１４が接し
ているときの特性を示したものである。どちらの場合も共振周波数において電磁波の周波
数に対する信号強度は減少する。共振回路１１に誘電体材料１４が接しているときの共振
周波数と、共振回路１１に誘電体材料１４が接してないときの共振周波数は異なっている
。従って、共振周波数を観測することによって共振回路１１に誘電体材料１４が接してい
るかどうかを判断することができる。

本実施形態によれば、共振回路１１を用いて、共振周波数を観測することで共振回路１１
に誘電体材料１４が接触の有無を判断することができる。すなわち、温度上昇を検知でき
る。また温度センサ１０の共振回路１１に外部機器へ通信するための電源等を使用しない
ことから、簡易な構造の温度センサ１０を提供することができる。

（第２の実施形態）第１の実施形態では、２種類の固体有機材料を用いた温度センサ３０
を説明したが、第２の実施形態では、４種類の固体有機材料を用いた温度センサ３０を説
明する。図３ａ、３ｂ、３ｃは本実施形態に係る温度センサ３０の断面図、平面図の別の
例である。図３ａは、図３ｃの破線Ｂにおける断面図であり、図３ｂは、図３ｃの破線Ｃ
における断面図である。

図３ａ、３ｂ、３ｃに示すように、温度センサ３０は、共振回路３１、第１、及び第２の
被覆部材３２ａ、３２ｂ、第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、誘電体材料３４を有する。共振回路３１、第１、及び第２の被
覆部材３２ａ、３２ｂ、第１、及び第２の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、誘電体材料３４
については、第１の実施形態の共振回路１１、第１、及び第２の被覆部材１２ａ、１２ｂ
、第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３ｂ、誘電体材料１４と同様である。第１の
実施形態に係る温度センサ１０と異なる点は、本実施形態の温度センサ３０が第３、及び
第４の固体有機材料３３ｃ、３３ｄを有することである。第１、及び第２、及び第３、及
び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、共振回路１１と接して設けら
れる。

本実施形態における温度センサ３０において、共振回路３１に用いられる金属板は、形状
が変化するだけでなく別の物質に接しても共振周波数は変化する。なお誘電体と接触する
場合、その接触する物質の比誘電率が高いほど共振回路１１の共振周波数は大きく変化す
る。少なくとも第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３
３ｃ、３３ｄのいずれかが融解し、誘電体材料３４と混合した場合、混合物によって共振
周波数の変化量が異なり、共振回路３１と接する混合物の比誘電率が大きいほど共振周波
数の変化量は大きい。

第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄそ
れぞれと誘電体材料３４が混合した場合の混合物の比誘電率は、第１、及び第２、及び第
３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、誘電体材料３４それぞれ
の比誘電率だけでなく混合物の混合比によっても変化する。

第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに
融点の異なる物質を用いて温度センサ３０を用いる場合、第１、及び第２、及び第３、及
び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが誘電体材料３４と混合する量、
すなわち第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、
３３ｄのそれぞれの体積を等しくする、もしくは既知の量にしておくことが好ましい。

この時、本実施形態では固体有機材料は４種類だが、３種類、５種などほかの種類数であ
る場合も、固体有機材料の種類に関わらず、用いる固体有機材料それぞれの体積を等しく
する、もしくは既知の量にしておくことが好ましい。

本実施形態では、第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、
３３ｃ、３３ｄは融点の異なる物質を用いることができる。少なくとも第１、及び第２、
及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのいずれかが融解し
た場合、第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、
３３ｄと、第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ
、３３ｄに隣接する誘電体材料３４とが混合し、混合物が共振回路３１に接する。共振回
路３１に別の物質が接する場合、共振周波数が変化する。混合物が共振回路３１に接する
ことで、共振回路３１の共振周波数が変化し、少なくとも第１、及び第２、及び第３、及
び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのいずれかが融解したことを検知
できる。

さらに第１、及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３
３ｄが融解し、それぞれが誘電体材料と混合し、それぞれの混合物が共振回路と接した場
合の共振周波数の変化量は異なる。共振回路３１の共振周波数を観測することで、第１、
及び第２、及び第３、及び第４の固体有機材料３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのうち、
どれがまたは複数が融解したのかを判断することができる。

本実施形態における温度センサ３０において、共振周波数が変化し、その変化量が判断で
きる範囲において、固体有機材料の種類に応じて検知できる温度の領域が増え、より詳し
く広範囲に温度の領域を検知することができる。

（第３の実施形態）図４ａ、４ｂ、４ｃは本実施形態に係る温度センサ４０の断面図、平
面図の別の例である。図４ａは、図４ｃの破線Ｄにおける断面図であり、図４ｂは、図４
ｃの破線Ｅにおける断面図である。

本実施形態では、固体有機材料の種類は第１の実施形態と同じ２種類だが、配置が異なっ
ている。図４ａ、４ｂ、４ｃに示すように、温度センサ４０は、共振回路４１、第１、及
び第２の被覆部材４２ａ、４２ｂ、第１、及び第２の固体有機材料４３ａ、４３ｂ、誘電
体材料４４を有する。共振回路４１、第１、及び第２の被覆部材４２ａ、４２ｂ、第１、
及び第２の固体有機材料４３ａ、４３ｂ、誘電体材料４４については、第１の実施形態の
共振回路１１、第１、及び第２の被覆部材１２ａ、１２ｂ、第１、及び第２の固体有機材
料１３ａ、１３ｂ、誘電体材料１４と同様である。本実施形態の温度センサ４０が、第１
の実施形態に係る温度センサ１０と異なる点は、第１、及び第２の固体有機材料４３ａ、
４３ｂが交互または対角線上に位置することである。少なくとも第１、及び第２の固体有
機材料４３ａ、４３ｂのいずれかが融解した場合、少なくとも第１、及び第２の固体有機
材料４３ａ、４３ｂのいずれかと、第１、及び第２の固体有機材料４３ａ、４３ｂと隣接
する誘電体材料４４とが混合し、混合物が共振回路４１に接する。

本実施形態の温度センサ４０は、混合物と共振回路４１が触れることで共振周波数が変化
し、温度上昇を検知することができる。

温度センサ４０を用いる場合、融解した固体有機材料が誘電体材料と混合し、その混合物
が共振回路に接する。この場合、固体有機材料の位置に関わらず混合物が共振回路４１に
触れやすくなるよう、温度センサ４０が地面に対し平行になるよう設置するのが好ましい
。温度センサ４０が地面に対し平行に設置して用いることが難しい場合、例えば、温度セ
ンサ４０が地面に対し垂直となる場合においても、第１、及び第２の固体有機材料４３ａ
、４３ｂが交互または対角線上に位置することで、固体有機材料の位置に関わらず混合物
が共振回路４１に触れやすくなる。すなわち、温度センサ４０を使用する際の平面に対す
る傾きの依存性が解消され、検出の精度が向上する。

（第４の実施形態）図５ａ、５ｂ、５ｃは本実施形態に係る温度センサ５０の断面図、平
面図の別の例である。図５ａは、図５ｃの破線Ｆにおける断面図であり、図５ｂは、図５
ｃの破線Ｇにおける断面図である。

図５ａ、５ｂ、５ｃに示すように、温度センサ５０は、共振回路５１、第１、及び第２の
被覆部材５２ａ、５２ｂ、第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂ、誘電体材料５
４、第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄを有
する。共振回路５１、第１、及び第２の被覆部材５２ａ、５２ｂ、第１、及び第２の固体
有機材料５３ａ、５３ｂ、誘電体材料５４については、第１の実施形態の共振回路１１、
第１、及び第２の被覆部材１２ａ、１２ｂ、第１、及び第２の固体有機材料１３ａ、１３
ｂ、誘電体材料１４と同様である。第１の実施形態に係る温度センサ１０と異なる点は、
本実施形態の温度センサ５０が第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器５５ａ、５
５ｂ、５５ｃ、５５ｄを有することである。

第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄは、第１
、及び第２の被覆部材５２ａ、５２ｂの間に位置する。さらに第１の分離器５５ａは、共
振回路５１と第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂの間に位置し、第２の分離器
５５ｂは、第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂと誘電体材料５４の間に位置し
、第３の分離器５５ｃは、誘電体材料５４と接する。第４の分離器５５ｄは、第１、及び
第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂの間に位置する。第１、及び第２の分離器５５ａ、５
５ｂは共振回路５１から取り外すことができる。第１、及び第２、及び第３、及び第４の
分離器５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄは、材料としては、例えば、ポリエチレンテレフ
タラート（PET）や、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ガラス、エポキシ樹脂、雲
母、石英、セロファン、ゴムといった常温常圧において比誘電率が10以下の物質を用いる
ことができる。

本実施形態では、共振回路５１に別の物質が接する場合、共振周波数が変化する。誘電体
材料５４が共振回路５１に接することで、共振回路５１の共振周波数が変化し、少なくと
も第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかが融解したことを検知できる
。

電磁波を遮蔽するような物質を第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器５５ａ、５
５ｂ、５５ｃ、５５ｄとして用いた場合、共振周波数が正しく検知できない恐れがある。
そのため、第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５
ｄは、材料としては、常温常圧において比誘電率が10以下の物質を用いることが好ましい
。

本実施形態の温度センサ５０は、温度が少なくとも第１、及び第２の固体有機材料５３ａ
、５３ｂのいずれかの融点に達することで少なくとも第１、及び第２の固体有機材料５３
ａ、５３ｂのいずれかが融解し、温度センサ５０がしきい値を超えた温度上昇を検知した
と判断する。

温度センサ５０を使用する場合、使用する環境の温度に合わせて少なくとも第１、及び第
２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかを選択するため、常温常圧において液体を用
いる場合がある。第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器５５ａ、５５ｂ、５５ｃ
、５５ｄを有さない温度センサ５０を使用する場合、常に第１、及び第２の固体有機材料
５３ａ、５３ｂの融点以下の温度を保ち続けながら保存する必要があり、手間と時間がか
かる状態は好ましいとはいえない。さらに、使用する前に一度でも少なくとも第１、及び
第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかの融点以上の温度になった場合、少なくと
も第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかが融解し共振回路５１と誘電
体材料５４が接するため、温度センサ５０として使用することができなくなる。これらを
防ぐために、本実施形態では、温度センサ５０を使用する前では、共振回路５１、第１、
及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂ、誘電体材料５４が互いに触れないよう第１、及
び第２、及び第４の分離器５５ａ、５５ｂ、５５ｄがこれらの間に位置する。少なくとも
第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかが常温常圧において液体を用い
る場合においても、第１、及び第２の分離器５５ａ、５５ｂの存在により、常温常圧にお
いて液体の第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂは共振回路５１及び誘電体材料
５４とは接さず、互いにも混合しない。すなわち、温度センサ５０を使用する前に第１、
及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂの融点以下の温度を保ち続けながら保存する必要
がなく、使用する直前に第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂの融点以下の温度
に冷却し、冷却後に第１、及び第２の分離器５５ａ、５５ｂを取り外すことで使用するこ
とができる。第１、及び第２の分離器５５ａ、５５ｂを取り外した場合、共振回路５１、
第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂ、誘電体材料５４は、互いに接することが
可能となる。第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂの融点以下の温度では、共振
回路５１と誘電体材料５４の間に存在する第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂ
によって、共振回路５１と誘電体材料５４が互いに接しない。少なくとも第１、及び第２
の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかの融点以上の温度では少なくとも第１、及び第
２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかが融解し、共振回路５１と誘電体材料５４は
接することが可能となる。さらにあらかじめ誘電体材料５４に（乳化剤などの）界面活性
剤を混合しておくことで、少なくとも第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのい
ずれかが融解した場合、少なくとも第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいず
れかと誘電体材料５４が混合しやすくなる。以上により、少なくとも第１、及び第２の固
体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかの融解及び、少なくとも第１、及び第２の固体有機
材料５３ａ、５３ｂのいずれかと誘電体材料５４の混合によって、誘電体材料５４が共振
回路５１に接し、温度センサ５０として使用することができる。

例えば、冷凍食品や医療用医薬品等は、ある一定の温度以下で保存、運搬する必要な場合
がある。しかし、なんらかの原因により温度が上昇し上記製品の品質に影響があったとし
ても、再度冷却された場合途中で温度上昇があった製品と、一定温度以下を保ち続けた製
品を外観から判別するのは容易ではない場合がある。

本実施形態の温度センサ５０は、少なくとも第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３
ｂのいずれかが融解すると、誘電体材料５４と混合し共振回路５１に誘電体材料５４が接
するため、再度冷却し少なくとも第１、及び第２の固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれ
かの融点を下回っても共振回路５１の共振周波数は変化前の値には戻らない。そのため、
温度センサ５０の共振周波数を観測することで、しきい値を超えた温度上昇があったかど
うかを容易に判断することができる。

さらに、本実施形態の温度閾値センサ５０は、第１、及び第２、及び第３、及び第４の分
離器５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄを有することにより、少なくとも第１、及び第２の
固体有機材料５３ａ、５３ｂのいずれかが常温常圧において液体の場合においても、保存
する環境を選ばずに温度閾値センサ５０を用いることができる。

さらに、本実施形態では、外部機器へ通信するための電源等が必要ないため、コンパクト
な形状にすることが可能であり、様々な製品に対して温度センサ５０を用いて温度の管理
をすることができる。

（第５の実施形態）図６ａ、６ｂ、６ｃは本実施形態に係る温度センサ６０の断面図、平
面図の別の例である。図６ａは、図６ｃの破線Ｈにおける断面図であり、図６ｂは、図６
ｃの破線Ｉにおける断面図である。

図６ａ、６ｂ、６ｃに示すように、温度センサ６０は、共振回路６１、第１、及び第２の
被覆部材６２ａ、６２ｂ、第１、及び第２の固体有機材料６３ａ、６３ｂ、誘電体材料６
４、第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄを有
する。共振回路６１、第１、及び第２の被覆部材６２ａ、６２ｂについては、第１の実施
形態の共振回路１１、第１、及び第２の被覆部材１２ａ、１２ｂと同様である。第１の実
施形態に係る温度センサ１０と異なる点は、本実施形態の温度センサ６０が第１、及び第
２、及び第３、及び第４の分離器６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄを有し、第１、及び第
２の固体有機材料６３ａ、６３ｂ、誘電体材料６４が共振回路６１全体を囲っておらず、
一部のみに位置していることである。

本実施形態における温度センサ６０において、共振周波数が変化したとき共振回路６１に
誘電体材料６４が接していると判断するため、第１、及び第２の固体有機材料６３ａ、６
３ｂに隣接する誘電体材料６４の量が、共振回路６１表面に接するだけの十分な量がなく
ても、共振回路６１側面に誘電体材料６４が接することができれば温度上昇が検知できる
ほど十分に共振周波数が変化する。

従って、必ずしも第１、及び第２の固体有機材料６３ａ、６３ｂ、誘電体材料６４が共振
回路６１全体を囲っておらず、一部のみに位置していればよい。

以上のように本発明の本実施形態は、簡易な構造の温度センサ１０、３０、４０、５０、
６０、温度検知装置１００及び温度検知システム２００を提供することができる。

なお、本発明は、上述の本実施形態のみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明のいくつかの本実施形態を説明したが、これらの本実施形態は、例として提示し
たものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な本実施形態は
、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら本実施形態やその変形は、発明
の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に
含まれる。

１１、２１、３１、４１、５１、６１・・・共振回路
１２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ・・・第１の被覆部材
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ・・・第２の被覆部材
１３ａ、３３ａ、４３ａ、５３ａ、６３ａ・・・第１の固体有機材料
１３ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂ・・・第２の固体有機材料
３３ｃ・・・第３の固体有機材料
３３ｄ・・・第４の固体有機材料
１４、３４、４４、５４、６４・・・誘電体材料
５５ａ、６５ａ・・・第１の分離器
５５ｂ、６５ｂ・・・第２の分離器
５５ｃ、６５ｃ・・・第３の分離器
５５ｄ、６５ｄ・・・第４の分離器
１０１・・・送信部
１０２・・・制御部
１０３・・・受信部
１０４・・・検知部
１０５・・・判断部
１０、３０、４０、５０、６０・・・温度センサ
１００・・・温度検知装置
２００・・・温度検知システム

Claims (10)

1. 共振回路と、
   前記共振回路の表面を覆う第１の被覆部材と、
   前記共振回路の裏面を覆う第２の被覆部材と、
   前記共振回路に接する第１、及び第２の固体有機材料と、
   を有する温度センサ。
2. 誘電体材料を有し、
   前記誘電体材料は、前記第１、及び第２の被覆部材の間に位置し、
   前記誘電体材料は、前記第１、及び第２の固体有機材料と接し、
   前記誘電体材料は、前記第１、及び第２の固体有機材料が共振回路と接している面と異な
   る面で接する
   請求項１記載の温度センサ。
3. 第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器を有し、
   前記第１、及び第２、及び第３、及び第４の分離器は、前記第１、及び第２の被覆部材の
   間に位置し、
   さらに前記第１の分離器は、前記共振回路と前記第１、及び第２の固体有機材料の間に位
   置し、
   前記第２の分離器は、前記第１、及び第２の固体有機材料と前記誘電体材料の間に位置し
   、
   前記第１、及び第２の分離器は、取り外せる構造を有し、
   前記第３の分離器は、前記誘電体材料と接し、
   前記第４の分離器は、前記第１、及び第２の固体有機材料の間に位置する
   請求項１または２記載の温度センサ。
4. 前記第１、及び第２の固体有機材料は、常温常圧において液体または固体である
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載の温度センサ。
5. 前記誘電体材料は、常温常圧において比誘電率が20以上の物質である
   請求項１ないし４のいずれか一項に記載の温度センサ。
6. 電磁波を送信する送信部と、
   請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の温度センサの共振回路から反射された電
   磁波を受信する受信部と、
   受信した電磁波の周波数に対する信号強度が極小の値を取る周波数を共振周波数とする検
   知部と、
   前記共振周波数があらかじめ定めたしきい値の範囲を超えて変化した場合に、温度が上昇
   したと判断する判断部と、
   を備える温度検知装置。
7. 一定時間ごとに電磁波を送信するよう前記送信部に指示をする制御部を有し、
   前記判断部は、受信した電磁波の共振周波数が前回に受信した電磁波の共振周波数と比較
   して、あらかじめ定めたしきい値より大きく変化した場合に、温度が上昇したと判断し、
   温度が上昇したことを前記制御部に伝達する、
   請求項６に記載の温度検知装置。
8. 前記判断部が、温度が上昇したと判断した場合に、前記制御部が検知信号を発する
   請求項７に記載の温度検知装置。
9. 前記検知信号は、光または音または画面表示のいずれかである
   請求項８に記載の温度検知装置。
10. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の温度センサと、
    請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の温度検知装置と、
    を有する温度検知システム。

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