JP2816887B2 - 表面温度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被測温体の表面に接触してその温度を測定す
る表面温度計、特に狭小ないしは微小な表面を有する被
測温体の温度を測定するのに適した表面温度計に関す
る。

〔従来の技術〕

被測温体の表面に接触してその温度を測定する表面温
度計としては、例えば、次の公報等で提案されている。

（１） 実公昭58−28195号公報 （２） 実開昭57−201940号公報 （３） 実開昭54−62877号公報 前記（１）は、耐熱絶縁材料からなる中空円筒の先端
部に熱の良導体からなる材料で成形されたキャップ状の
接触板を嵌着し、この接触板の裏面に熱電対線を固定し
たものである。

この考案の表面温度計の接触板はボールペンのキャッ
プのような形状のもので、表面が平坦な薄板から構成さ
れている。従って弾力をもって被測温体の形状に合わせ
て変形できるものではないので、測温に際しては表面温
度計を被測温体の表面に正確にあてる必要がある。

特に、この接触板が何らかの理由で凹状に変形した際
には自動的に復元しないので、直ちに測定誤差を生じる
という問題がある。また、押圧する姿勢に測定値が左右
されるために、測定者の熟練度によって測定値にかなり
の幅を生ずるという問題がある。

前記（２）は、中空パイプの内部に長い足部を有する
Ｕ形の補助ばねの端部を支持し、この補助ばねの先端の
接触部の裏面の中央部に熱電対を固定したものである。
従って、測温に際しては補助ばねの接触部が被測温体に
接触するとこの接触部の後退に伴なって前記足部が横に
張り出してくる。このような足部が横方向に張り出さな
ければならないので、細い穴の内部やパイプの内部に検
出端を挿入して測温することができないという問題があ
る。

更に、足部が外側に曲がって横に張り出すとこの足部
の変形に連られて接触部が凹形に変形して熱電対が固定
されている接触部の中央部分が後退することになる。す
ると被測温体の表面と熱電対との間に微妙な空隙が発生
し、正確な温度を測定することができないという問題が
ある。

前記（３）は、四角形の測温片の両側部を金属線を四
角形のリングに成形したリンクによって２枚の板バネの
先端部に支持し、更に前記測温片の裏面中央部に押しピ
ンをコイルバネによって押し出して接触させて前記測温
片に接触圧を与えた構造のものである。

しかし、この構造の表面温度計は極めて複雑なもので
あって、測温部の横幅を小径とすることは極めて困難で
あり、微小部分を測定する温度計を製造することは実質
的に困難である。

前記のように従来の構造の表面温度計においては、
横幅を縮小する装置とすることは極めて困難な構造であ
ること、また、測定する際の姿勢によって測定される
温度に誤差を生ずること、更にまた、測定圧を発生さ
せた状態では、接触板が被測温体の表面より後退するよ
うに凹形に変形しやすいこと、等の各種の欠点を有して
おり、そのために測定誤差を発生し易いという問題があ
ったのである。

本発明は、前記従来の表面温度計の有する各種の問題
点を解消するために得られたものであって、その目的と
するところは、接触面の小さな温度計であって、測温時
の接触板の変形は必ず凸形に変形し、従って温度センサ
ーが固定されている接触板の中央部は必ず被測温体の表
面に接触するように変形する装置を提供することにあ
る。

更に、微小な部品を使用して簡単に組立てることがで
きる表面温度計を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するための本発明に係る表面温度計
は、接触部と、この接触部の両端より延長された２枚の
腕部をＵ字形に成形した接触板と、前記腕部に係合さ
れ、前記接触部の背後に中央部に位置している支持ピン
上に回転可能に係合される２個の連結腕と、前記接触部
の裏面に固定されたセンサから構成されている。

〔作 用〕

接触板の接触部が被測温体の表面に接触してこの接触
板が後退した場合には、接触板の腕部と支持ピンの間を
連結している連結腕が傾斜してこの連結腕が前記腕部を
中央部に引き込むことになり、その結果、接触部は常に
凸形に変形して被測温体の表面にセンサを正確に接触さ
せることができ、正確な温度を測定することができる。

〔実 施 例〕

次に図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は表面温度計Ｔの要部を示す斜視図であって、
表面温度計Ｔは測温部１とこの測温部１を図示されてい
ない握り部に支持する接続管２より構成されている。

測温部１は、ベース３上に植立した支持ピン４を中心
として各部材を組上げたものであって、この支持ピン４
に連結腕5,5の一端を回動可能に支持し、この連結腕５
によってＵ字形に成形された接触板６の腕部6a,6aを支
持している。

この接触板６はステンレススティール等の耐蝕性材料
からなる薄板が使用され、第２図に示すように接触部6b
の両端を直角に曲げて前記腕部6a,6aを延長し、この腕
部6a,6aにそれぞれ切欠部6c,6cが形成されている。

この接触板６の先端部を構成している接触部6bの背面
の中央部にはセンサ７が固定され、このセンサ７よりリ
ード線８が前記腕部6a,6aの背面に沿って延長されてい
る。そして前記腕部6a,6aに形成された切欠部6c,6cに連
結腕5,5をそれぞれ係合させている。

連結腕５は連結部5aと、これの両端より直角に延長さ
れた腕部5b,5bと、この腕部5bの先端を拡大して形成さ
れたメガネ部5c,5cより構成されている。このネガネ部5
cは前記支持ピン４に嵌合する部分であって、第２図の
矢印Ａの方向に連結腕５を接触板６の切欠板6cに係合さ
せて２枚の連結腕５のメガネ部5cを重ねた上で、支持ピ
ン４にこのメガネ部5cに設けた穴を嵌合させて第１図の
ように組み上げる。

また、前記ベース３上であって、支持ピン４の根本の
部分には断面がコ字形の姿勢固定板９が嵌合されてい
る。この姿勢固定板９はベース部分9aの両側を直 に延
長して爪部9bを形成したもので、この姿勢固定板９はベ
ース部分9aに設けた穴を支持ピン４に嵌合し、その上で
前記接触板６と連結腕５との組立体を支持ピン４に嵌合
する。

この組立状態においては、第４図（ａ）に示すよう
に、接触板６の腕部6aの内面に姿勢固定板９の爪部9bが
位置され、連結腕５の腕部5bの近傍にこの爪部9bの縁部
が接触して接触板６を所定の形状に保持している。

次に、本発明にかかる表面温度計の使用状態のついて
第４図（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

第４図（ａ）は、測温部１の先端部の接触板６が軽く
被測温体15の表面に接触した状態を示すものである。こ
の接触板６は、初期状態において第２図に示すように２
本の腕部6a,6aの先端が拡開されたＵ字形をしており、
組立時にこの腕部6aの切欠部6cに連結腕５を引っ掛け、
そして両腕部6a,6aの間隔を狭めて支持ピン４に係合さ
せたものである。

第２図の形状の接触板６を第４図（ａ）のように変形
させると、その接触部6bは外側に凸形になっており、こ
の接触部6bには曲げ応力が発生している。

前記状態においては両腕部6a,6bが外側に拡開する力
が発生しており、この腕部6a,6aに係合されている連結
腕5,5は直線に近いＶ形ないしは姿勢を直線にする力が
発生している。従って、前記力の分力によってこの連結
腕5,5は姿勢固定板９の爪部9bの縁部に接触して接触板
６を所定の位置と形状に保持している。

次に、第４図（ｂ）のように測温部１を矢印Ｃのよう
に被測温体15の表面に押圧すると、接触板６の接触部6b
はこの被測温体15に強く押圧されることになる。

前記第４図（ｂ）の状態においては連結腕5,5は支持
ピン４を中心として矢印Ｄのように回転して姿勢固定板
９の爪部9b,9bより離れ、前記第４図（ａ）の場合より
も角度の小さいＶ形に変形する。

このように支持ピン４を中心として連結腕5,5が矢印
Ｄのように回転すると、この連結腕5,5に接続されてい
る腕部6a,6aは矢印Ｅの方向に移動して両者の間の距離
を縮める。そして接触部6bはこの腕部6a,6aが変形され
た分だけ曲げ応力が発生することになる。

第４図（ｃ）は、第４図（ｂ）よりも更に測温部１を
被測温体15の表面に矢印Ｃ方向に押圧した状態を示すも
のであって、この状態においては連結腕5,5は更に矢印
Ｄ方向に回転し、両腕部6a,6aは更に矢印Ｅの方向に移
動して互いに接近し、それに応じてこの腕部6aには曲げ
応力が発生することになる。この腕部6a,6aに発生する
曲げ応力によって両腕部6aの先端に連結されている接触
部6bには強い曲げ応力が発生することになる。

第４図（ｃ）においては、この強い曲げ応力が発生し
ている接触部6bは被測温体15の表面に強く押圧している
状態を示しており、この接触部6bは平坦になっている
が、センサ７が固定されている接触部6bの中央部は被測
温体15に正確に接触している。

なお、第４図（ｃ）の状態においては接触部6bは外側
に凸形になる曲げ応力が発生しているが、これを押し戻
した状態になっているので接触部6bと被測温体15との間
には浮き上がりがなく、センサ７は正確に被測温体15の
表面温度を測定することになる。

第４図（ａ）の測温開始前の状態においては接触板６
の両腕部6a,6aの距離は「ｌ」であり、この接触板６を
支持するベース３の幅もこれに近い幅となっている。

そして第４図（ｂ）、更には第４図（ｃ）のように測
温部１を被測温体15の表面に押圧して接触部6bの接圧を
増加すると、連結腕5,5は支持ピン４を中心として上方
に回転する関係上、両腕部6a,6aは互いに接近すること
になる。従って、両腕部6a,6aの間の前記距離は次第に
減少することになる。

このように両腕部6a,6aの距離が減少するに連れて接
触部6bを外側に凸形に曲げる応力（曲げモーメント）は
増加するので、センサ７を固定している接触部6bの中央
部分は被測温体15の表面側に押し出される。従って、接
触部6bが被測温体15の表面より浮き上がることがなく、
正確に接触することになる。

なお、実際の装置において各部の寸法は次の通りであ
る。

接触板６の腕部6aの幅ｌ……５ミリ、 接触板６の高さＨ……10ミリ、 連結腕５の連結部5aとメガネ部5cの穴のセンターとの
間の距離ｍ……2.5ミリ 接触部6bの幅……3.0リ 連結腕５の幅……1.0ミリ 前記のように実施例は構成されている結果、小型化さ
れた微小面積を測定できる優れた表面温度計を得ること
が可能であるが、更に次のような実施例上の効果を奏す
ることができる。

（ａ） 連結腕５は「コ」字形に形成されているのでそ
の間に間隙が形成されており、この間隙にリード線８を
保護された状態で通すことができ、結線の作業が容易と
なる （ｂ） 接触板６の一部を折曲げてリード線８を挟持さ
せて固定できるために、このリード線８を接触板６の内
面に沿わせて配線することができ、測温に際してリード
線８と接触板６とが離れることなく運動するために、良
好な温度測定を行うことができる。

（ｃ） 連結腕5,接触板６及び姿勢固定板９が支持ピン
４を中心として組み立てられるため、簡単に、精度良
く、しかも正確に組立てることができる。

（ｄ） 接触板６は「コ」字形をして上方が大きく開口
され、しかも端部は固定されていないので測温に際して
の動きがスムーズである。

〔発明の効果〕

本発明にかかる表面温度計は、接触部6bと、この接触
部6bの両端より延長された２枚の腕部6aをＵ字形に成形
した接触板６と、前記腕部6aに係合され、前記接触部6b
の背後の中央部に位置している支持ピン４上に回転可能
に係合される２個の連結腕５と、前記接触部6bの裏面に
固定されたセンサ７から構成されており、次の効果を奏
することができる。

イ）接触部6bの背後にセンサ７を固定し、全体をＵ字形
に成形された接触板６は、その測温動作においてこの接
触部6bから伸びる腕部6aが互いに接近するように運動す
るので、前記接触部6bには常に曲げ応力が発生してい
る。

従ってこの接触部6bは外方に凸形に変形しようとする
力が作用しており、この接触部6bの背後に固定されたセ
ンサ７を被測温体15の表面に押圧し、正確な温度を測定
することが可能である。

ロ）接触部6bが被測温体15の表面に押圧されると、接触
部6bの両側より伸びている腕部6aが支持ピン４にその一
端が回動可能に支持されている連結腕５に引かれ、その
間隔を縮めるので、Ｕ字形の接触板６は従来の装置のよ
うに間隔を広げることがない。従って、狭幅の被測温体
の表面温度を正確に測定することができる。

ハ）第１図ないし第３図より明らかなように、接触板
６、連結腕５等の主要部品は板材を直角に折り曲げて成
形することができ、その構造は著しく単純なものであ
る。従って、かなり小型の表面温度計を製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は表面
温度計の要部を分解して示す斜視図、第２図は測温部を
構成する各部品を示す斜視図、第３図は測温部の斜視図
である。 第４図（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る表面温度計の測
温時における各部を動きの説明図である。 Ｔ……表面温度計、１……測温部 ２……接続管、３……ベース ４……支持ピン、５……連結腕 5a……連結部、5b……腕部 5c……メガネ部 ６……接触板、6a……腕部 6b……接触部、6c……切欠部 ７……センサ、８……リード線 ９……姿勢固定板、9a……ベース部分 9b……爪部、15……被測温体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01K 7/22 G01K 7/18 G01K 7/02 G01K 1/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接触部と、この接触部の両端より延長され
   た２枚の腕部をＵ字形に成形した接触板と、前記腕部に
   係合され、前記接触部の背後の中央部に位置している支
   持ピン上に回転可能に係合される２個の連結腕と、前記
   接触部の裏面に固定されたセンサからなる表面温度計。