JPH07174640A - 熱電対装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱電対装置の製造方法において、石英管に挿
入された熱電対の温接点部を該石英管の測温部に封入状
に埋入固定せしめるための方法を提供する。 【構成】 石英管に挿入した熱電対の温接点部を該石英
管の測温部に埋入固定せしめるに際し、前記石英管の測
温部を加熱することにより軟化せしめる工程と、外気に
対して石英管の内部を負圧に形成することにより前記軟
化した測温部を温接点部の周囲に膨出せしめる工程とか
ら成る構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱電対装置の製造方法
に関し、特に、石英管に挿入された熱電対の温接点部を
該石英管の測温部に封入状態として埋入固定せしめるた
めの方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱電対を石英管に挿入した熱電対装置に
おいて、接触熱抵抗の低減及び管内の対流熱伝導による
応答時間の遅れを改善するために、熱電対の温接点部を
石英管の測温部に埋入固定せしめることが知られてい
る。

【０００３】例えば、実公昭４１−８６３４号公報（第
一従来例）及び実開昭５３−１４７１８７号公報（第二
従来例）は、熱電対を石英管に挿入した状態で、該石英
管の測温部を加熱し、軟化した測温部をペンチ等の治具
により偏平状に圧潰することにより、該測温部内に熱電
対の温接点部を封入せしめる技術を提案している。

【０００４】また、特公昭６２−３９９２４号公報（第
三従来例）は、石英管の測温部を加熱軟化した状態で、
熱電対を支持管により支持しつつ同行せしめて石英管に
挿入し、支持管の先端に配置した熱電対の温接点部を、
軟化した石英管の測温部に押し込むことにより封入せし
める技術を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記第一従来例及び第
二従来例のように、熱電対の温接点部を挟んで、石英管
の軟化した測温部を圧潰する技術においては、圧潰のた
めの外力により熱電対の温接点部が挟着され細線化され
たり、線径断面を偏平化されるので、圧潰中に断線の虞
れがあり、しかも、製品として供給された後も断線し易
い状態にある。

【０００６】また、前記第三従来例のように、支持管の
先端により熱電対の温接点部を押し込む技術において
は、押し込み中に温接点部を断線する虞れがあり、しか
も、製品として供給された後も断線し易い状態にある。

【０００７】更に、第一ないし第三従来例の何れにおい
ても、熱電対の温接点部が機械的ストレスを受けること
により細線化したり、線径断面を偏平化するので、この
ような熱電対装置を用いて測温を行うと、比較的短寿命
であるという問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決した熱電対装置の製造方法、特に、石英管に挿入され
た熱電対の温接点部を該石英管の測温部に封入状態とし
て埋入固定せしめるための方法を提供するものであり、
その手段として構成したところは、石英管に挿入した熱
電対の温接点部を該石英管の測温部に埋入固定せしめる
に際し、前記石英管の測温部を加熱することにより軟化
せしめる工程と、外気に対して石英管の内部を負圧に形
成することにより前記軟化した測温部を温接点部の周囲
に膨出せしめる工程とを構成した点にある。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳述
する。

【００１０】（第１実施例）図１は、熱電対装置の製造
方法を実施するための機構の１実施例を示しており、連
通管１の先端部にはロータリージョイント２が設けら
れ、石英管３の尾端部をロータリージョイント２を介し
て着脱自在に装着し、該石英管３の内部を連通管１に連
通せしめている。

【００１１】石英管３は、図２に示すように、先端を閉
塞する一方、尾端を開口した有底管状の直管形の石英管
３ａの場合と、図３に示すように、両端を開口した石英
管を折返状に屈曲させたＵ字形の石英管３ｂの場合とが
あり、何れも熱電対４を挿入している。

【００１２】直管形の石英管３ａの場合、先端の閉塞部
により測温部５を構成し、挿入された熱電対４の温接点
部６を前記測温部５に配置せしめられる。

【００１３】Ｕ字形の石英管３ｂの場合、Ｕ字状の屈曲
部により測温部５を構成し、挿通された熱電対４の温接
点部６を前記測温部５に配置せしめられる。

【００１４】図１に示すように、連通管１は、バルブ７
を介して真空ポンプ８に連結されると共に、連通管１の
中途から延びる分岐管９にバルブ１０を介してアルゴン
ガス等の不活性ガス供給源１１を連結している。

【００１５】ロータリージョイント２に装着した石英管
３の測温部５に臨んでバーナー等の加熱手段１２が配置
されており、該加熱手段１２は、測温部５の一側方にの
み設けても良いが、図１に示すように測温部５の両側方
に対向して一対設けても良く、或いは、後述するように
測温部５を周方向から包囲するように多数設けても良
く、更には、図示しないが、測温部５の先端に向けて対
向するように設けても良い。

【００１６】上記の装置により、熱電対４の温接点部６
を石英管３の測温部５に封入状態に埋入固定せしめるに
際しては、バルブ７を開けて真空ポンプ８を作動せし
め、石英管３の内部空気を吸引排気し、該石英管３の内
部を真空化する。この真空化を進行させながら、前記加
熱手段１２により石英管３の測温部５を加熱しつつ軟化
せしめる。このとき、ロータリージョイント２と共に石
英管３を軸回り方向に回転させることにより、測温部５
を周方向に均一に加熱することができる。石英管３の内
部が所定の真空度に達するとバルブ７を閉じる。

【００１７】石英管３の測温部５が軟化を始めると、石
英管３の内外の圧力差により、測温部５には自然な押圧
力が加わり、軟化した測温部５が熱電対４の温接点部６
の周囲に膨出し、該膨出部に温接点部６を封入状態に埋
入固定せしめる。

【００１８】前記作業が終了すると、加熱手段１２によ
る加熱作業を停止することにより測温部５を自然冷却す
ると共に、バルブ７を開いて石英管３の内部を常圧と
し、石英管３をロータリージョイント２から取外すこと
により、熱電対装置の製造を完了する。

【００１９】熱電対４がＲ熱電対やＢ熱電対或いはＳ熱
電対等のように真空下において熱電対の金属蒸発による
組成変化を生じる虞れがある場合は、これを防止するた
め、不活性ガス供給源１１から、前記バルブ１０により
調整しつつアルゴンガス等の不活性ガスを微量だけ石英
管３内に供給する。

【００２０】前記加熱工程及び真空工程は、前述のよう
に、真空工程の進行中に加熱工程を実施しても良いが、
真空工程の完了後に加熱工程を実施しても良く、或い
は、反対に、加熱工程を先に開始し加熱進行中に真空工
程を実施しても良く、その時間的前後を厳格には問わな
い。

【００２１】また、前記ロータリージョイント２の回転
は、作業者が手作業により行うこともできるが、該ロー
タリージョイント２に回転駆動装置を連結し、自動的に
等速で回転させても良い。

【００２２】更に、前記実施例では、石英管３の内部を
真空化せしめる技術だけを説明したが、要するに、石英
管３の内外の圧力差を利用することにより、軟化した測
温部５を温接点部６の周囲に膨出せしめることが可能な
ように、外気に対して石英管３の内部を負圧に形成する
ものであれば良い。

【００２３】（第２実施例）図２は、第２実施例を示し
ており、直管形の石英管３ａを用いた場合の詳細を示し
ている。

【００２４】この第２実施例において、図２（Ｃ）に示
すように、加熱手段１２は、石英管３ａの測温部５を包
囲するリングバーナー１３を構成している。即ち、リン
グバーナー１３は、石英管３ａの軸線回りに環状に設け
られ、測温部５に向けて求心方向に配置された多数のバ
ーナーノズル１４を有する。

【００２５】このため、図１に示したようなロータリー
ジョイント２を用いなくても、測温部５を周方向に均一
に加熱し、好適に軟化せしめることができる。従って、
図２（Ａ）に示すような石英管３ａに熱電対４を挿入し
た状態から、石英管３ａの測温部６を加熱し軟化せし
め、石英管３ａの内部を外気に対して負圧に形成するこ
とにより、図２（Ｂ）に示すように、軟化した測温部６
を熱電対４の温接点部６の周囲に膨出せしめ、該膨出部
に温接点部６を封入状態に埋入固定せしめた封入部１５
を形成することができる。

【００２６】その他の構成は、上述した第１実施例と同
様である。

【００２７】（第３実施例）図３は、第３実施例を示し
ており、Ｕ字形の石英管３ｂを用いた場合の詳細を示し
ている。

【００２８】この第３実施例において、加熱手段１２の
第一例は、図３（Ｃ）に示すように、半割環状とされた
一対の分割バーナー１６ａ、１６ｂを構成し、分割バー
ナー１６ａ、１６ｂを石英管３ｂの軸線回りに配置し、
測温部５に向けて求心方向に配置された多数のバーナー
ノズル１７を有する。従って、図１に示したようなロー
タリージョイント２を用いなくても、測温部５を均一に
加熱し、好適に軟化せしめることができる。

【００２９】また、加熱手段１２の第二例は、図３
（Ｃ）に示すように、前記分割バーナー１６ａ、１６ｂ
を石英管３ｂの軸線と直交する軸線回りに配置すると共
に、全体として環状になるように対向して当接せしめる
ことにより、多数のバーナーノズル１７を測温部６に向
けて求心方向に臨ましめている。この場合、分割バーナ
ー１６ａ、１６ｂは、固定したままでも良いが、石英管
３ｂの軸線と直交する軸線回りに回転させても良く、何
れにしても、測温部５を均一に加熱し、好適に軟化せし
めることができる。

【００３０】このため、図３（Ａ）に示すような石英管
３ｂに熱電対４を挿通した状態から、石英管３ｂの測温
部６を加熱し軟化せしめ、石英管３ｂの内部を外気に対
して負圧に形成することにより、図３（Ｂ）に示すよう
に、軟化した測温部６を管内空間を閉塞するように熱電
対４の温接点部６の周囲に向けて膨出せしめ、該膨出部
に温接点部６を封入状態に埋入固定せしめた封入部１５
を形成することができる。

【００３１】（その他の実施例）上記の各実施例におい
て、加熱工程中の熱電対出力を測定し、その温度値が所
定値に達すればバーナーを駆動源により退避させるよう
に構成しても良い。石英の軟化点は約１６５０度Ｃであ
り、例えばＲ熱電対における白金の融点は１７６９度で
あるから、石英の軟化点を検知した段階でバーナーを退
避させる構成とすることにより、熱電対への過加熱によ
る影響を回避しつつ信頼性の高い熱電対装置を提供する
ことが可能になる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、接触熱抵抗の低減及び
管内の対流熱伝導による応答時間の遅れを改善するため
に、熱電対の温接点部を石英管の測温部に埋入固定せし
めた熱電対装置を製造するに際し、石英管３の測温部５
を加熱することにより軟化せしめる工程と、外気に対し
て石英管３の内部を負圧に形成することにより前記軟化
した測温部５を温接点部６の周囲に膨出せしめる工程と
から成り、従来のような機械的な外力を負荷せしめるも
のではないから、熱電対４に負荷をかけることなく自然
な正常状態で測温部５に封入状に埋入固定せしめること
が可能になる。

【００３３】その結果、従来のように熱電対を細線化し
又は線径断面を偏平化することにより、断線事故の原因
や、温接点部の短寿命化の原因を生成することがなく、
品質に優れ且つ充分な耐用性を有する熱電対装置を提供
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す説明図である。

【図２】本発明の第２実施例を示しており、（Ａ）は直
管形の石英管に熱電対を挿入した状態を示す縦断面図、
（Ｂ）は測温部を加熱軟化し封入部を形成した後の状態
を示す縦断面図、（Ｃ）は加熱手段の一例を示す横断面
図である。

【図３】本発明の第３実施例を示しており、（Ａ）はＵ
字形の石英管に熱電対を挿通した状態を示す縦断面図、
（Ｂ）は測温部を加熱軟化し封入部を形成した後の状態
を示す縦断面図、（Ｃ）は加熱手段の第一例を示す横断
面図、（Ｄ）は加熱手段の第二例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 連通管 ２ ロータリージョイント ３ 石英管 ３ａ 直管形の石英管 ３ｂ Ｕ字形の石英管 ４ 熱電対 ５ 測温部 ６ 温接点部 ８ 真空ポンプ １１ 不活性ガス供給源 １２ 加熱手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石英管に挿入した熱電対の温接点部を該
   石英管の測温部に埋入固定せしめるに際し、前記石英管
   の測温部を加熱することにより軟化せしめる工程と、外
   気に対して石英管の内部を負圧に形成することにより前
   記軟化した測温部を温接点部の周囲に膨出せしめる工程
   とを構成したことを特徴とする熱電対装置の製造方法。