JP5220452B2 - 温度測定装置における保護構造 - Google Patents

Description

本発明は、熱電対を利用して温度測定を行う温度測定装置において、特に基準接点となる入力用端子とこの入力端子の温度を測定する温度補償用の感温素子を熱的影響から保護する温度測定装置における保護構造に関する。

従来より、ある対象物の温度を測定する温度測定装置は、熱電対（熱電能の異なる二種の金属を接合して、2 つの接合点を異なる温度にすると、一定の方向に電流が流れ、熱起電力が生じる現象（ゼーベック効果）を利用した温度センサを用いて測定される。そして、熱電対を利用した温度測定においては、熱電対を接続する基準接点（冷接点）の温度をダイオードなどの感温素子などで検出して、常に基準接点が０℃になっているように電気的に補償を行っている。

ところで、感温素子などを用いて基準接点の温度補償を行う場合、基準接点は熱電対による温度測定の精度を決定する重要な要素であるので、基準接点となる入力用の端子の温度変化を高い精度で測定する必要がある。

しかしながら、感温素子は温度測定装置や温度調節器のケースに内装されるので、内部の電源回路の各種電子部品やリレーなどからの発熱によって、感温素子の検出温度に誤差が生じてしまうという問題があった。

また、回路基板の部品交換や、仕様変更に応じたＣＰＵの書換えなどを行うパネル計器の場合、前面カバーごとケーシング前面から引出して回路基板のメンテナンス作業に供することが必要であるが、上記のような構造であると、回路基板の引抜き時や収納時に基板に実装される感温素子がケーシングとの接触によりの脱落する虞があった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、内器に実装される温度補償用の感温素子を、その機器内部からの熱的影響を抑制するための温度測定装置における保護構造を提供するものである。

前記目的を達成するために、請求項１記載の温度測定装置における保護構造は、前面開口し、後部内側に熱電対の基準接点と接続される端子部を有するケーシングと、該ケーシングの前面に引出し可能に装着される前面カバーと、該前面カバー後部に取り付けられ、前記前面カバーの嵌め付け時に前記ケーシングの内側壁に沿って収納されて前記ケーシング後部内側に当接することで前記端子部と接続され、且つ収納された際に、前記端子部と近接するように前記端子部の温度を測定する温度補償用の感温素子が実装される回路基板とを備える温度測定装置において、
前記ケーシングの後部の前記感温素子と対向する位置には、前記端子部と前記感温素子とを包囲するための保護ボックス部が設けられ、
前記回路基板を前記ケーシングに収納した際に、前記保護ボックス部に包囲された前記端子部と前記感温素子に対する熱的影響を抑制するように、前記回路基板の後縁と狭持状態に固定される鉤状の係止部が後縁に設けられた保護カバーで、前記保護ボックス部の開口を閉止することを特徴としている。

本発明の温度測定装置における保護構造によれば、基準接点と接続される端子部とこの基準接点の温度を測定する感温素子が受ける熱的影響を極力小さくすることができ、ケーシング内の熱的変動に伴う測定誤差を極力抑えることができる。

また、回路基板の部品交換や、仕様変更に応じたＣＰＵの書換えなどを行うパネル計器に採用した場合であっても、装着時或いは引抜き時におけるリード線の変形や曲りを未然に防止できるとともに、確実にケーシングの保護ボックス部内に感温素子を挿通し、その状態で閉蓋することができる。

以下、本発明の最良の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る保護構造を採用したパネル計器の一例を示す斜視図であり、図２は同パネル計器の内奥部を示す斜視図であり、図３（ａ），（ｂ）は感温素子を設けた回路基板の後端及びこれに取付けられる保護カバーを示す部分拡大斜視図であり、図４（ａ），（ｂ）は保護カバーとケーシング後端内部に設けた保護ボックス部との関係を示す斜視図であり、図５は保護カバー装着状態の部分断面図であり、図６は図５のＡ−Ａ線断面図である。

まず、本例の保護カバーが採用される温度測定装置であるパネル計器の概略構成について説明すると、図１に示すように、パネル計器は、前面開口した箱形のケーシング１と、ケーシング１の前面に引出し可能に装着される前面カバー２とを備え、前面カバー２の後部両側には、ケーシング１の内側壁隅近傍に形成されたガイド溝３に沿って挿通される複数の回路基板４を備えている。

ケーシング１の内部構成について説明すると、図２に示すように、ケーシング１の回路基板４（説明の便宜上、左側の回路基板のみを示す）の後端と対向する位置は後部側壁１ａが一体に形成されている。この側壁１ａには、熱電対の基準接点側と接続されるとともに、回路基板４の後端に設けた後述する雌コネクタ９に嵌合することで回路基板４と電気的に接続される複数の端子部５が、モールド成形などにより縦一列に複数本突出している。また、側壁１ａには、熱電対の基準接点と接続される端子部５を包囲するように先端開口した保護ボックス部６が一体に突出形成されている。

保護ボックス部６の基板挿通位置は切欠かかれ、回路基板４を受入可能としているとともに、その中央には、回路基板４の後端に実装される温度補償用の感温素子７が挿通されると同時に、回路基板４の後端に取り付けた保護カバー８が保護ボックス部６の前面に嵌め付けられることにより、端子部５と感温素子７をケーシング１内の温度環境から隔離している。なお、図２においては、回路基板４の後端は完全に差込まれてた状態ではないため、保護カバー８が保護ボックス部６を完全に閉蓋されていない状態を示している。

図３は、感温素子７及び保護カバー８の回路基板４に対する取付構造を示し、図３（ａ）において、回路基板４の後端には、端子部５の配列間隔に応じた配列で前述の雌コネクタ９が配列されているとともに、保護ボックス部６との対向位置には感温素子７が回路基板４の後端より突出して設けられており、感温素子７のリード線７ａを折曲げた状態で基板に形成されたスルーホール等を通じ、回路基板４の裏面側で半田付けにより基板上に実装される。

雌コネクタ９は、電導性が良好な金属製の略円筒状をなし、且つその長さ方向に沿って所定幅の切欠きを形成することによって径方向に拡縮可能とし、端子部５に対する接続性を確保するようにしたものであり、その取付基部を回路基板４に物理的に固定すると同時に電気的に内部回路に接続したものである。

保護カバー８は、保護ボックス部６の開口形状に応じた外形であって、前面が平坦で、後部には雌コネクタ９が嵌合する開口部８ａを有する横長状（実際には縦配列されているので縦長となる）のものである。開口部８ａの中央部分には、感温素子７のリード線７ａとの干渉を回避するように後部側に向けて延設された１対のアーム８ｂを設けている。このアーム８ｂの後端は一体に連結され、その下部には前方側に向けて鉤形をした係止片８ｃが曲設され、回路基板４の後端エッジを挟み込むようにしている。

さらに、係止片８ｃの上部側は後端に向けて、保護ボックス部６への嵌合をガイドする差し込みガイド片８ｄが一体延設されている。この差し込みガイド片８ｄの下部は、後部側に向けてテーパ状に薄肉化させていることによって、保護ボックス部６に対する挿通作業を確実に行うようにしている。さらにア−ム８ｂの両側における保護カバー８の内底面側には、雌コネクタ９を受入れるための切欠き８ｅが形成されている。

そして、保護カバー８を回路基板４に取付けるには、図３（ａ）の一点鎖線に示すごとく、感温素子７をアーム８ｂの間に挿通し、係止片８ｃを回路基板４のエッジ部分を挟み込んで基板上に設置すれば、取付が完了し、リード線７ａは差し込みガイド片８ｄ上に支持され、また、各切欠き８ｅはその前部に位置する雌コネクタ９の前方下部に対向配置される。

図４は、ケーシング１の後部側から見た差込み手順を示し、図５、６は差込み完了状態における断面形状の一部を示している。

各図において、側壁１ａの外部側は、端子部５の後部にねじ込まれて、外部機器のリード線などを接続するねじ端子Ｂが設けられており、各ねじ端子Ｂは絶縁隔壁１ｂにより仕切られているとともに、保護ボックス部６の後部側には感温素子７を収容する素子収容部６ａが突出している。

従って、図４（ａ）に示すように保護ボックス部６に感温素子７及び保護カバー８の後端が対向している状態から、ガイド溝３に沿ってさらに回路基板４を奧方に押込むことにより、感温素子７及び保護カバー８の差し込みガイド片８ｄが保護ボックス部６の内奥部に差込まれ、差込み完了状態では、図４（ｂ）、及び図５、６に示すように、各雌コネクタ９が端子部５に差込まれ、感温素子７は素子収容部６ａ内に位置するとともに、保護カバー８によって保護ボックス部６の前面開口はほぼ完全に閉蓋される。

このように、上述した温度測定装置における保護構造は、ケーシング１に回路基板４を収納する際に、回路基板４に装着された保護カバー８で端子部５と感温素子７を包囲する保護ボックス部６を閉止することにより、端子部５と感温素子７がケーシング１内の熱的影響を直接受けなくなるため、ケーシング１の内部温度変動による測定誤差を最小にすることができる。また、この取付状態から回路基板４を引抜けば、保護カバー８は感温素子７とともに引抜きできるため、感温素子７の引抜き時に保護カバー８が干渉することがないため、断線なども防止できる。

本発明に係る保護構造を採用したパネル計器の一例を示す斜視図である。 本発明に係る保護構造を採用したパネル計器の内奥部を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ） 感温素子を設けた回路基板の後端及びこれに取付けられる保護カバーを示す部分拡大斜視図である。 （ａ），（ｂ） 保護カバーとケーシング後端内部に設けた保護ボックス部との関係を示す斜視図である。 保護カバー装着状態の部分断面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
１ａ 側壁
１ｂ 絶縁隔壁
２ 前面カバー
３ ガイド溝
４ 回路基板
５ 端子部
６ 保護ボックス部
６ａ 素子収容部
７ 感温素子
７ａ リード線
８ 保護カバー
８ａ 開口部
８ｂ アーム
８ｃ 係止爪
８ｄ 差し込みガイド片
８ｅ 切欠き
９ 雌コネクタ

Claims (1)

1. 前面開口し、後部内側に熱電対の基準接点と接続される端子部を有するケーシングと、該ケーシングの前面に引出し可能に装着される前面カバーと、該前面カバー後部に取り付けられ、前記前面カバーの嵌め付け時に前記ケーシングの内側壁に沿って収納されて前記ケーシング後部内側に当接することで前記端子部と接続され、且つ収納された際に、前記端子部と近接するように前記端子部の温度を測定する温度補償用の感温素子が実装される回路基板とを備える温度測定装置において、
   前記ケーシングの後部の前記感温素子と対向する位置には、前記端子部と前記感温素子とを包囲するための保護ボックス部が設けられ、
   前記回路基板を前記ケーシングに収納した際に、前記保護ボックス部に包囲された前記端子部と前記感温素子に対する熱的影響を抑制するように、前記回路基板の後縁と狭持状態に固定される鉤状の係止部が後縁に設けられた保護カバーで、前記保護ボックス部の開口を閉止することを特徴とする温度測定装置における保護構造。

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