JP3104265U - 隙間層をもつ温度プローブおよびその体温計 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で応答する温度プローブ、およびこれらの温度プローブをもつ温度計を提供する。
【解決手段】プローブ本体１３０を含む温度プローブ１００、プローブ本体に装着され、熱接触面の外側壁として中空キャビティの内側壁を囲んで、外側壁３０ａと内側壁３０ｂの間に隙間層を形成する中空チップ２０、隙間層内に設置され、その接触面の外側壁温度を迅速に計測し、温度信号を産み出す温度センサー４０、温度センサーに接続され、温度信号を伝達するケーブル９０からなる。また、ケーブルの少なくとも一部が隙間層内に設置され、ケーブルが迅速に熱均衡に達するようにする。
【選択図】図３

Description

本考案は、体温計に関するものであり、特に温度プローブを利用して、患者の体温を測る体温計に関するもので、かつその他の温度計測の分野にも適用することができる。

健康管理の応用分野において、電子体温計は従来のガラス体温計に比べ、多くの長所がある。例えば、ガラス体温計のような殺菌手順が必要ない、体温計を落とした際に割れる危険がない、デジタルで温度を表示する方法のため、温度を読み取る際の誤りを避けられる、適切な回路設計によって、正確さを向上させることができ、華氏０．１度まで計測し表示することができる（アメリカ特許第４１８３２４８号参照。）。

応答時間の遅さが電子温度計に従来から存在してきた問題であるが、その主な原因は温度プローブがもつ質量と熱容量のため温度プローブがすぐに室温から人体の温度に変えることができないことであり、一般的にいって、温度プローブが最終的に安定した温度値に計測されるまで約１．５分から２分必要である。

応答時間を加速するため、従来の技術では、プローブの先端に金属チップを使用して、熱伝導率を向上させることが提出されており、従来のデジタル体温計プローブには、温度センサー２つとそのチップを熱隔離して長びく加熱時間の遅延を避けるために用いられた加熱コイル１つを施したものがあり、その体温計は１６秒しか計測時間が必要ないと称している（アメリカ特許第４１８３２４８号参照。）。

ヒーターを利用して金属チップの温度を上げ、マイクロプロセッサを利用して予測アルゴリズムによって最終温度を決定するものもあり、その体温計は４〜１５秒しか計測時間が必要ないと称している（アメリカ特許第５６３２５５５号参照。）。

しかし、上述の体温計は、ヒーターまたはマイクロプロセッサを内蔵しているため、回路が複雑で、コストが高く、エネルギーを多く消費するという問題がある。

上述の問題を解決するため、円錐形の鼻のある中空の金属チップで患者の皮膚に接触する医療用体温計があり、温度センサーが円錐形の鼻にとりつけられていて中空金属チップの温度を表す信号を産み出し、その中空金属チップの長さと直径の比は少なくとも３：１である。ヒーターを使用せずに小さな熱容量と熱隔離の機能をもたらすため、その体温計は２０〜３０秒の計測時間しか必要としないと称している（アメリカ特許第６４１９３８８号参照。）。

しかし、アメリカ特許第６４１９３８８号には、温度を伝達する信号の信号線が中空金属チップ内の空気中に曝されており、この熱の流れの道筋を無視したため、体温計は依然として２０〜３０秒の計測時間が必要であるという問題がある。
米国特許第４１８３２４８号明細書 米国特許第５６３２５５５号明細書 米国特許第６４１９３８８号明細書

本考案の目的は、上述の従来の技術の問題を克服することであり、そのために短時間で応答する温度プローブ、およびこれらの温度プローブをもつ体温計を提供する。

図１は従来の医療用体温計１であり、金属チップ２、プラスチックプローブ本体１３があり、この金属チップ２は、粘着剤１６によってプラスチックプローブ本体１３にとりつけられている。

金属チップ２は、主に管状の薄い金属材料からなり、末端部１５で密閉されていて、末端部１５には円錐部１７があり、平坦な円形平面１８で密閉されている。

円錐部１７の内側では、導熱のり７によって温度センサー４が装着されている。金属チップ２のその他の空間には、導熱のりは含ませず、空気によって組成させることが望ましい。

ケーブル９は、温度センサー４と温度センサーが計った温度を計算し表示する回路を接続している。

金属チップには、中空キャビティ８を囲んだ接触面３があり、患者の皮膚に接触することに用いられる。

図２は、温度プローブ本体１３の金属チップ２付近での熱の流れの道筋で、そこで熱が道筋２０にそって患者の皮膚から金属チップ２に移る。

また、熱は道筋２１に沿って、金属チップ２に流れ、道筋２２に沿ってケーブル９に流れる。

そこで、患者の皮膚が金属チップ２全体を覆うため、患者の皮膚を覆う金属チップ全体はヒーターのようになり、道筋２１に沿った熱の流れは相対的に微小で、また末端部１５とプローブ本体１３の間の金属チップが熱隔離区のようになる。

いかなる処理も行っていないケーブル９は、熱反応抵抗４と回路基板を電気的に接続しており、その熱の流れは無視することができる。

上述の従来の体温計は、温度信号を伝える信号線に用いられ、中空金属チップ内の空気中に曝され、この熱の流れの道筋を無視しているため、体温計は２０〜３０秒の計測時間が必要である。

熱エネルギーが中空キャビティに流れこむことを軽減または防止し、温度センサーおよび信号ケーブルが迅速にバランスの取れた温度に達するようにするための比較的よい方法は、中空チップを内外側壁によって構成し、その温度センサーまたはケーブルの一部を内外側壁によって形成された層の隙間に設置することである。この層の隙間は狭くて密閉した熱隔離区を形成しているため、外側壁から伝導されて入ってきた熱エネルギーを導くことができると同時に、内側壁でその熱エネルギーが中空キャビティに流れ込むことを軽減し、隔絶することができる。

上述の目的を実現するために、本考案は、プローブ本体を含む温度プローブ、プローブ本体に装着され、熱接触面の外側壁として中空キャビティの内側壁を囲んで、外側壁と内側壁の間に隙間層を形成する中空チップ、隙間層内に設置され、その接触面の外側壁温度を迅速に計測し、温度信号を産み出す温度センサー、温度センサーに接続され、温度信号を伝達するケーブルからなる。

また、ケーブルの少なくとも一部が隙間層内に設置され、ケーブルが迅速に熱均衡に達するようにする。

図６は、温度プローブ本体１３０の金属中空チップ２０の付近の熱の流れの道筋であり、熱が道筋２００に沿って患者の皮膚から中空チップ２０の外側壁に入る。

また、熱は道筋２１０に沿って、金属中空チップ２０を通り、道筋２２０に沿ってケーブル９０ａに流れる。そこで、患者の皮膚が中空チップ２０全体を覆うため、患者の皮膚を覆う金属チップ全体はヒーターのようになり、道筋２１０に沿った熱の流れは相対的に微小である。

本考案の比較的よい方法は、中空チップ２０を内側壁３０ｂと外側壁３０ａによって構成し、その温度センサー４０またはケーブルの一部９０ａを内外側壁によって形成された層の隙間８０ｂに設置することである。この層の隙間は、狭くて密閉した熱隔離区を形成しているため、外側壁３０ａから伝導されて入ってきた熱エネルギーを導くことができると同時に、内側壁３０ｂでその熱エネルギーが中空キャビティに流れ込むことを軽減し、隔絶することができ、熱容値も内側壁によって中空キャビティの空気が隔離され下げられているやめ、温度センサーに接続された信号ケーブルの熱の流れを発生させないようにしており、またはその信号ケーブルが迅速に均衡温度に達して、迅速に温度センサーが熱飽和に達するようにし、応答時間を短縮し、体温計が温度計測に必要な時間も大幅に減少させることができる。

本考案の上述およびその他の目的を達成し、特徴と長所を分かりやすくするため、下に適切な実施例を挙げ、図面と合わせ、詳細に説明する。

図３は、温度プローブを例にした本考案の技術の説明である。

図３は、温度プローブ１００であり、プローブ本体１３０およびこのプローブ本体１３０に装着された中空チップ２０が含まれる。

この中空チップ２０には、熱接触面としての外側壁３０ａと中空キャビティ８０を囲うのに用いられる内側壁３０ｂがあり、外側壁３０ａと内側壁３０ｂの間には隙間層８０ｂが形成されている。

温度センサーは、前端部１２０の位置を選んで設置することができ、例えば、隙間層８０ｂ内に設置して、この熱接触面としての外側壁３０ａの温度を感知し、温度信号を発生することができる。ケーブル９０は、温度センサー４０に接続され、温度信号を伝達し、このケーブル９０は、少なくとも一部９０ａを隙間層８０ｂ内に設置することができる。この隙間層８０ｂは、狭くて密閉した熱隔離区を形成しているため、その熱容値を最小にすることができ、迅速に外側壁３０ａから伝導されて入ってくる熱エネルギーを導くと同時に、内側壁３０ｂによって、この熱エネルギーが中空キャビティ８０に流れ込むことを軽減し隔絶することができる。また、また、内側壁３０ｂには開口部８０ａがあり、ケーブル９０はこの開口部８０ａを通って中空キャビティ８０に入ることができ、ケーブル９０ａは、導熱のり７０によって隙間層８０ｂ内に装着され、内側壁３０ｂはチップの場所で外側壁３０ａに向けて縮ませることができる。

図４は、温度プローブのある体温計であり、これを例に本考案の技術を説明する。

図４は、温度プローブの体温計１０であり、整合されて分離することのできない本体１４０および中空チップ２０によって構成されており、そのうち中空チップ２０は、図中で局部を拡大され、はっきりと描写されている。そのうち、この本体１４０には、プローブ部１４０ａおよび表示部１４０ｂがある。中空チップ２０は、実施例１と実質同じであるため、ここでは詳しく述べない。

表示装置５０は、表示部１４０ｂにとりつけられており、表示器４８および接続する回路４５があり、この回路４５はケーブル９０に接続され、温度信号を得て、表示器４８に対応する温度を表示させる。そのうち、電源スイッチ２５０は、表示装置５０の切り換え操作に用いられるスイッチである（オンとオフ）。

図５は、温度プローブをもつ体温計であり、この例によって本考案の技術を説明する。

図５は、温度プローブの体温計１０であり、分離可能な本体１５０と中空チップ２０で構成されており、そのうち中空チップ２０は、図中で局部を拡大され、はっきりと描写されている。そのうち分離可能な本体１５０には、独立したプローブ本体１５２と独立した表示本体１５４があり、中空チップ２０は、プローブ本体１５２に装着されている。そのうち、上述した中空チップ２０は、実施例１と実質同じであるため、ここでは詳しく述べない。

また、独立した上述のプローブ本体１５２におけるケーブル９０を接続するのに用いられる第一連接装置９１は、例えば比較的よい選択はオスのコネクタの信号端子であり、表示本体１５４には第一連接装置９１を接続する第二連接装置９２があり、例えば比較的よい選択はメスのコネクタのスロットであり、上述の組み合わせによってオスのコネクタの信号端子とする。表示本体１５４においては、別途ケーブル９３を利用して、スロット９２から回路４５まで電気的に接続する。

表示装置５０は、独立した表示本体１５４にとりつけられ、表示器４８と接続された回路４５からなり、この回路４５は接続ケーブル９３で温度信号を得て、表示器４８に対応する温度を表示させる。そのうち、電源スイッチ２５０は、表示装置５０の切り換え操作に用いられるスイッチである（オンとオフ）。

上述した各実施例において、中空チップ２０の外側壁３０ａの比較的よい選択は金属材料であり、例えばステンレス、銀、またはプラチナなどの高い導熱率をもつ材料であり、その形状は、管状、前端部が半球形になったもの、鐘形、楕円球形にすることができる。内側壁３０ｂは、金属材料または断熱材料を選ぶことができる。

また、温度センサー４０の比較的よい選択は、熱反応抵抗であり、ケーブル９０ａとともに、導熱のりによって中空チップの外側壁内側に装着することができ、導熱のりはエポキシなどの絶縁で良好な導熱性をもった材料を選ぶことができる。そのうち、上述のケーブル９０は、１ペア信号以上の信号線で構成することができる。

また、図７は、信号線９０ａを螺旋状の方式で隙間層内に装着して導熱効果を加速することができ、温度センサー４０を迅速に熱飽和に達成させ、計測時間を短縮することができる。

従来の医療用体温計を示す断面構成図である。 従来の医療用体温計を示す断面構成図である。 本考案の温度プローブを示す断面構成図である。 本考案の温度プローブを有する体温計を示す断面構成図である。 本考案の温度プローブを有する体温計を示す断面構成図である。 本考案の温度プローブを示す断面構成図である。 本考案の温度プローブを示す断面構成図である。

符号の説明

１０ 温度プローブの体温計
２０ 中空チップ
３０ａ 外側壁
３０ｂ 内側壁
４０ 温度センサー
４５ 接続回路
４８ 表示器
５０ 表示装置
７０ 導熱のり
８０ 中空キャビティ
８０ａ 開口部
８０ｂ 隙間層
９０、９０ａ ケーブル
９１ 第一連接装置
９２ 第二連接装置
９３ ケーブル
１００ 温度プローブ
１３０ プローブ本体
１４０ 分離不可能な本体
１４０ａ、１４０ｂ プローブ部
１２０ 前端部
１５０ 分離可能な本体
１５２ 独立したプローブ本体
１５４ 独立した表示本体
２５０ 電源スイッチ

Claims (3)

1. プローブ本体、そのプローブ本体に装着され、熱接触面としての外側壁をもち、中空キャビティの内側壁を囲み、その外側壁および内側壁の間に隙間層を形成して熱隔離区とする中空チップ、その隙間層内に設けられ、その熱接触面としての外側壁の温度を測定し、温度信号を発生させる温度センサー、およびその温度センサーに接続され温度信号を伝達するケーブルのある温度プローブ。
2. ケーブルが螺旋方式でその隙間層内に設けられている請求項１記載の温度プローブ。
3. プローブ本体、そのプローブ本体に装着され、熱接触面としての外側壁をもち、中空キャビティの内側壁を囲み、その外側壁および内側壁の間に隙間層を形成して熱隔離区とする中空チップ、その中空チップ内に設けられ、その熱接触面としての外側壁の温度を測定し、温度信号を発生させる温度センサー、およびその温度センサーに接続され温度信号を伝達するケーブルのある温度プローブであって、ケーブルの少なくとも一部がその隙間層内に設けられ、ケーブルが迅速に熱均衡を達成するよう構成した温度プローブ。

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