JPH08292100A - 非接触温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焦電型赤外線センサを用いた非接触温度計に
関し、組立工数と部品の削減、及び電気的ノイズ対策を
施した非接触温度計を提供することを目的とする。 【構成】 分断されたフレキシブル基板７ａに焦電型赤
外線センサ６等の電子部品を実装し、目的に応じた方向
に屈曲させてセンサホルダ５に取り付け、小径孔７ｂを
センサホルダのボス５ｄに圧入固定することにより部品
削減と組立工数の低減を図る。また、半田メッキ処理鋼
板によるユニットベース２に貫通形磁器コンデンサ９を
固定し、内部回路と外部回路を分断することにより電気
的ノイズ対策を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被検査物体から発する赤
外線を検出し、被検査物体の検知や温度の測定を行う際
に使用される焦電型赤外線センサを用いた非接触温度計
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】焦電型赤外線センサの焦電体は自発分極
を有し、常に表面電荷が発生するが、大気中における定
常状態では大気中の電荷と結びついて電気的に中性を保
っている。これに赤外線が入射すると焦電体の温度が変
化し、これに伴い表面の電荷状態も中性状態が崩れて変
化する。焦電型赤外線センサはこの時、表面に発生する
電荷を検知して赤外線入射量を測定するものであり、温
度計として使用する場合には比較対象となる温度を既知
の物体の赤外線量と比較検知し、その変化量から被測定
物体の温度を測定するものである。

【０００３】図６により上記焦電型赤外線センサを用い
た従来の非接触温度計について説明する。

【０００４】ユニットベース２２に装着された時計方向
および反時計方向に回転可能且つ、一定の回転角度をス
テップ管理できるステッピングモータ２１（以下モータ
２１と称す）と、このモータ２１で回転する開口スリッ
ト２４ａおよび円弧状のカム２４ｂを有した有底円筒状
のチョッピングドラム２４と、このチョッピングドラム
２４内に配置され、上記チョッピングドラム２４のスリ
ット２４ａを通過して入射する被測定物からの赤外線を
検知する焦電型赤外線センサ２６と、上記チョッピング
ドラム２４の温度を検知する検知手段３０と、上記円筒
状のチョッピングドラム２４に設けられたカム部２４ｂ
と摺接するカムフロア２３ｅを有するスイングアーム２
３と、このスイングアーム２３上に取り付けられ上記チ
ョッピングドラム２４の円筒部内に位置するように上記
焦電型赤外線センサ２６を保持するセンサホルダ２５
と、動作基準位置を設定するスイッチ３１と、未使用時
に焦電型赤外線センサ２６と外界とを遮蔽する保護シャ
ッタ２９と、上記部材をカバーするシールドケース２８
とで構成されており、直角フォーミングされたリード端
子２６ａを有する焦電型赤外線センサ２６および電子部
品はプリント基板２７ａに配置固定され、リード線・コ
ネクタにて外部回路と接続され、更に、このプリント基
板２７ａはビスによりセンサホルダ２５に固定されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の非接触温度計では、あらかじめ直角フォーミングされ
たリード端子２６ａを有する焦電型赤外線センサ２６を
センサホルダ２５に挿入し、その後電子部品を実装した
プリント基板２７ａを上記焦電型赤外線センサ２６のリ
ード端子２６ａに挿入して半田付けを行っており、事前
フォーミング、組み立て工数が多く掛かるという課題を
有していた。

【０００６】更に、上記焦電型赤外線センサ２６の微小
入力を約１０００倍に増幅して出力としているため、リ
ード端子２６ａ等を通しての微小ノイズがセンサ検出精
度に大きく影響するという課題を有していた。

【０００７】本発明はこれ等の従来の課題を解決し、安
価で動作・検出共に安定した非接触温度計を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の非接触温度計は、ユニットベースに結合され
たステッピングモータと、外周壁に複数の切欠部を備え
た有底円筒状に形成されてステッピングモータに結合さ
れたチョッピングドラムと、このチョッピングドラム内
に配置された焦電型赤外線センサと、この焦電型赤外線
センサと上記チョッピングドラム内の温度を検知する検
知部と、この両者を比較判定する判定部を実装し、出力
側が上記ユニットベースに接続されたフレキシブル基板
と、上記ユニットベースとチョッピングドラムの間に揺
動自在に組み込まれ、上記焦電型赤外線センサを保持す
るセンサホルダを上部に係合したスイングアームと、こ
れらの部品を覆うように上記ユニットベース上に結合さ
れた窓孔を備えたシールドケースからなる構成とし、さ
らに上記センサホルダにボスを設けると共に、上記ボス
の外径寸法より小さい内径寸法の孔をフレキシブル基板
の銅箔パターン部に設けてフレキシブル基板を上記ボス
に圧入して固定し、さらに半田メッキ処理された鋼板を
用いたユニットベースに貫通形磁器コンデンサを挿通し
て半田付けし、この貫通形磁器コンデンサの一端にフレ
キシブル基板の出力側を接続すると共に、他端を外部回
路と接続する構成としたものである。

【０００９】

【作用】この構成により屈曲性に優れたフレキシブル基
板を採用して電気部品を全て同一面に実装し、方向性の
必要な部品はフレキシブル基板を折り曲げて配置するこ
とによってリード線の事前フォーミングを廃止して組み
立て工数の削減を図ることができる。また、センサホル
ダに設けたボスにフレキシブル基板に設けた孔を圧入す
ることによりフレキシブル基板をセンサホルダに極めて
容易に固定することができる。

【００１０】更に、非接触温度計内部の配線部と外部の
配線部とをユニットベースに挿通して半田付け固定した
貫通形磁器コンデンサで接続することにより外部ノイズ
を除去することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１〜図３
を用いて説明する。

【００１２】図１は同実施例の非接触温度計を示した分
解斜視図であり、図１において１は双方向に回転可能な
ステッピングモータ（以下モータという）であり、ユニ
ットベース２に設けたスリット２ａにモータフランジ１
ａを挟み込む、更にユニットベース２に設けたねじ孔２
ｂとモータフランジのねじ孔１ｂをねじ１ｄにより上記
ユニットベース２に結合されている。

【００１３】３はスイングアームであり、上記ユニット
ベース２と上記モータ１のシャフト１ｃに装着されたチ
ョッピングドラム４の間に配置し、スイングアーム３に
設けた支柱３ａをユニットベース支柱穴２ｃに挿入する
ことにより、この支柱３ａを中心に揺動可能なように挟
持されている。なお、上記チョッピングドラム４は有底
円筒状に形成され、その円筒部の側壁４ｂには複数のス
リット４ａが等間隔に設けられている。また、上記スイ
ングアーム３は、上記ユニットベース２とスイングアー
ム３の間に設けた引張ばね１１により、常時一定方向に
寄せられている。

【００１４】５はセンサホルダで、センサ保持部５ａが
上記チョッピングドラム４の円筒部内に位置するように
設けられ、上記スイングアーム３の上部に上記チョッピ
ングドラム４の上部をまたいだ状態で設けた平板上の爪
部３ｂ・３ｃと、シールドケース窓部８ａと上記焦電型
赤外線センサ６との間に配置されたアパーチャー３ｄに
設けた爪部３ｅとにより挟持される。

【００１５】７は電子回路部で、電子回路用フレキシブ
ル基板７ａ上に焦電型赤外線センサ６のリード線６ａの
装着部と共に装着され、出力側は上記電子回路用フレキ
シブル基板７ａの接続端子部７ｄがユニットベース２に
融着固定された貫通形磁器コンデンサ９のリード線９ａ
に接続されている。更に上記電子回路用フレキシブル基
板７ａには上記センサホルダ５に設けられたフレキシブ
ル基板固定支柱５ｄに圧入する銅箔断面を有する孔７ｂ
が設けられている。

【００１６】８は側面に長孔の窓部８ａを設けると共
に、上記センサホルダ５に設けた支柱５ｃを挿入する際
の案内壁及び支持する支柱穴８ｂを有し、これと対向す
る面が開口部となったシールドケースであり、この開口
部側の凸部を上記ユニットベース２の取り付け孔２ｄお
よび取り付け溝２ｅに装着する。なお、上記シールドケ
ース８の開口部側凸部は複数箇所設けられ、それぞれの
凸部には突起爪８ｃが設けられ、上記ユニットベース２
に装着した時の抜け防止としており、これにより上記ス
イングアーム３、チョッピングドラム４、センサホルダ
５、焦電型赤外線センサ６、および電子回路部品等を上
記シールドケース８内に収納するものである。

【００１７】次に上記実施例における動作について説明
する。まず、モータ１の回動によってチョッピングドラ
ム４が回動し、焦電型赤外線センサ６はスリット４ａを
介して測定対象物の赤外線量とチョッピングドラム４の
側壁４ｂの赤外線量を交互に検知し、その差を電気信号
として上記電子回路部７に出力する。

【００１８】電子回路部７に組み込まれたサーミスタ１
２はチョッピングドラム４内の温度を検知し、上記電子
回路部７に電気信号として出力する。なお上記スイング
アーム３はチョッピングドラム４の回動に連動して揺動
するので、焦電型赤外線センサ６も揺動するものであ
る。

【００１９】また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は上記
チョッピングドラムの回動に連動して揺動するスイング
アームの動きを説明するものであり、チョッピングドラ
ム４が回動することによりこのチョッピングドラム４の
下面に設けた偏心カム４ｃと摺接するカムフロア３ｆに
よりスイングアーム３が揺動することを示している。

【００２０】以上のように構成することにより、図３に
示すように上記チョッピングドラム４の側壁４ｂにスリ
ット４ａを設け、上記チョッピングドラム４を回動させ
上記焦電型赤外線センサ６によって上記測定対象物１０
と上記チョッピングドラム４の側壁４ｂの近似温度を検
出し、更に上記焦電型赤外線センサ６を揺動させること
により測定対象物１０を複数点で測定することができ、
測定対象物１０の温度を非接触で精度よく測定可能な非
接触温度計を提供するものである。

【００２１】次に、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）により
上記電子回路部７を構成するフレキシブル基板７ａにつ
いて詳細に説明する。

【００２２】フレキシブル基板７ａは銅箔を薄膜樹脂に
よりサンドイッチした形で構成されており、屈曲に対し
て自由度を持っている。図４（ａ）に示すように、この
フレキシブル基板７ａの焦電型赤外線センサ６取付部は
スリットにより分断されており、フレキシブル基板７ａ
の厚み方向においていかなる方向に曲げられても支障は
無く、同図（ｂ）に示すように、上記焦電型赤外線セン
サ６のセンサホルダ５に対する装着に際して容易に行え
る。更に、細帯状の接続リード部７ｃが設けられ、ユニ
ットベース２に半田付け固定された外部ノイズ除去用の
貫通形磁器コンデンサ９と接続する端子部７ｄと繋がっ
ている。上記細帯状の接続リード部７ｃはスイングアー
ム３がスイングする度にねじられるが、配線銅箔は薄肉
で且つ樹脂コーティングにより保護されているためにね
じりに対しても十分耐えられるようになっている。

【００２３】また、フレキシブル基板７ａの電子部品実
装面には銅箔部断面でセンサホルダ５に設けられた複数
の取付支柱５ｄの外径より幾分小径の孔部７ｂを有し、
上記取付支柱５ｄに圧入することにより同図（ｃ）に示
すように、上記銅箔部の孔７ｂの周辺が山状に変形し、
取付支柱５ｄの抜け方向に対しクサビ効果により食い込
み固定されるようにしている。

【００２４】また、上記フレキシブル基板７ａに設置さ
れたサーミスタ１２は同図（ｂ）に示すように上記フレ
キシブル基板７ａを山折りし、上記センサホルダ５に設
けた窓孔５ｆ内に配置され、このサーミスタ１２の下部
位置に配置されたチョッピングドラム４近傍の温度を検
知し、上記チョッピングドラム４の温度として代用する
ものである。

【００２５】また、図５は貫通形磁器コンデンサ９の周
辺部を示したものであり、貫通形磁器コンデンサ９を半
田メッキ処理および孔部を筒状に成形された鋼板による
ユニットベース２に直接半田固定し、この貫通形磁器コ
ンデンサ９で焦電型赤外線センサ６および電子回路部７
を有したフレキシブル基板７ａと外部回路へ接続する外
部フレキシブル基板１３とを中継することにより電気的
外部ノイズを遮蔽するようにしたものである。

【００２６】このように構成することにより、部品点数
の徹底した削減と製造工程の簡素化を図り、且つ、モー
タの回転動作を非定速に制御することにより検出精度の
向上を図ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、焦電型赤外線セ
ンサを回路接続する基板としてスリット分断されたフレ
キシブル基板を用いることにより、同センサおよび、サ
ーミスタを含めた電子回路を同時期に同一面半田付け処
理を行うことが可能であると共に、同センサの事前フォ
ーミングが不要となり、工数を削減することができる。

【００２８】更に、フレキシブル基板の小径孔をセンサ
ホルダボスに圧入することによりフレキシブル基板を固
定することができ、取付けビスが削除できる。

【００２９】また、ユニットベースに半田メッキ処理鋼
板を用いることにより、貫通形磁器コンデンサの同ベー
スへの半田付けが容易に且つきれいにでき、貫通形磁器
コンデンサにより非接触温度計内部回路と外部回路（フ
レキシブル基板を含む）を分離することにより、電気的
外部ノイズを遮断することができると共にその接続も容
易に行えるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における非接触温度計の構成
を示す分解斜視図

【図２】同実施例によるスイングアームの揺動動作を示
す要部の平面断面図

【図３】同実施例による非接触温度計の測定方法を示す
斜視図

【図４】同実施例によるフレキシブル基板の詳細を示す
説明図

【図５】同実施例の貫通形磁器コンデンサの取り付け状
態を示す断面図

【図６】従来の非接触温度計の構成を示す分解斜視図

【符号の説明】

１ ステッピングモータ ２ ユニットベース ３ スイングアーム ４ チョッピングドラム ５ センサホルダ ６ 焦電型赤外線センサ ７ 電子回路部 ７ａ 電子回路用フレキシブル基板 ８ シールドケース ９ 貫通形磁器コンデンサ １０ 測定対象物 １１ 引張りばね １２ サーミスタ

フロントページの続き (72)発明者 高津 克己 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 御池 幸司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユニットベースに結合され、所定の角度
   を正・逆交互に回転するステッピングモータと、有底状
   の円筒体の外周壁に複数の切欠部を等間隔で設けると共
   に下面に偏心カムを設け、中心部が上記ステッピングモ
   ータの回転軸に結合されて回転するチョッピングドラム
   と、このチョッピングドラムに設けた切欠部を通過して
   外部から入射する被測定物からの赤外線を検知するため
   に上記チョッピングドラム内に配置された焦電型赤外線
   センサと、この焦電型赤外線センサと上記チョッピング
   ドラム内の温度を検知する検知部と、この両者を比較判
   定する判定部を実装し、出力側が上記ユニットベースに
   接続されたフレキシブル基板と、上記ユニットベースと
   チョッピングドラムの間に底面に設けた支軸を介して揺
   動自在に組み込まれ、一端に上記チョッピングドラムの
   下面に設けた偏心カムと摺接するカムフロアを設けると
   共に、上記チョッピングドラム内に配置された焦電型赤
   外線センサを保持するセンサホルダを上部に係合したス
   イングアームと、上記チョッピングドラムに設けた切欠
   部と連通して被測定物からの赤外線を取り入れる窓孔を
   設け、これらの部品を覆うように上記ユニットベース上
   に結合されたシールドケースからなる非接触温度計。
2. 【請求項２】 フレキシブル基板を面上で支持する支持
   部、ならびにフレキシブル基板を保持するボスをセンサ
   ホルダに設けると共に、上記ボスの外径寸法より小さい
   内径寸法の孔をフレキシブル基板の銅箔パターン部に設
   け、上記センサホルダのボスにフレキシブル基板の孔を
   圧入することによりフレキシブル基板をセンサホルダに
   取り付けるようにした請求項１記載の非接触温度計。
3. 【請求項３】 ユニットベースに半田メッキ処理された
   鋼板を用い、このユニットベースに貫通形磁器コンデン
   サを挿通して半田付けし、この貫通形磁器コンデンサの
   一端にフレキシブル基板の出力側を接続すると共に、他
   端を外部回路と接続するようにした請求項１もしくは請
   求項２記載の非接触温度計。