特許ウォッチ

公開番号2023161389
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-11-07
出願番号2022071749
出願日2022-04-25
発明の名称非接触型温度センサ
出願人個人
代理人
主分類H01C 7/04 20060101AFI20231030BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】従来の非接触型温度センサは、サーミスタの電極面を絶縁基盤の導体部面に塗布された導電性ペースト上(半田、又は金属粒子ペースト)に対向する様に配設し電気的に接続するが、ペーストの塗布量差による熱膨張差、表面張力差、また内包された気泡の膨張、発生するガス等により、絶縁基盤より浮き上がる現象が生じ、その隙間から対流が生まれ入射エネルギ-を感知する精度、速度が落ち、更に金属粒子ペーストにおいては非オーミック接触となり測定値に不安が残る。
【解決手段】絶縁基盤からの浮き上がり防止は、サーミスタにウェイト、棒体又は弾性体等用い、サーミスタを介して継続的な押圧を導電材に加え、絶縁基盤上面とサーミスタの感熱機能の組成物抵抗体層の隙間を調整し、金属粒子ペーストではオーミック接続を高め、他の半田及び金属粒子ペースト共に発熱源からのエネルギを効率よく正確に捉え、測定精度を高めた非接触型温度センサである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
非接触型温度センサは一対の導体部を備えた絶縁基盤と、前記一対の導体部と電気的に接続できる一対の電極部を備えた感熱機能の組成物抵抗体層を具備したサーミスタとからなり、前記一対の導体部と前記一対の電極部を電気的に接続する為に導電材を介在させ対向する形で配設し、前記導電材に継続した押圧を加えて、前記絶縁基盤上面と前記組成物抵抗体層との間隔が、好ましくは２．０ｍｍ以下で有る事を特徴とする非接触型温度センサ。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記絶縁基盤上面と前記組成物抵抗体層の間隔が、最も好ましくは０．７ｍｍ以下の請求項１に記載した非接触型温度センサ。
【請求項３】
請求項１乃至請求項２に記載した前記サーミスタの勾配が、３／１０以下で形成された非接触型温度センサ。
【請求項４】
一対の導体部を備えた絶縁基盤と、前記一対の導体部と対向する形で配設する一対の電極部を備えた感熱機能の組成物抵抗体層を具備したサーミスタと、前記一対の導体部と前記一対の電極部とを電気的に接続する為に介在する導電材とからなり、前記絶縁基盤上面と前記組成物抵抗体層との間隔が、好ましくは２．０ｍｍ以下で有る事を特徴とした非接触型温度センサにおいて、前記導電材の金属粒子ペーストがオーミク接触を備えた事を特徴とする非接触型温度センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁物上に感熱機能の組成物抵抗体層を具備したサーミスタ（図２）と、それを搭載する一対の導体部を備えた絶縁基盤との間隔に関する事と、該サーミスタと該絶縁基盤間に介在する導電材の一種である、金属粒子ペーストのオーミック接触に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
絶縁物上に感熱機能のある組成物抵抗体層を具備したサーミスタの電極部と、絶縁基盤上に備えた一対の導体部とを電気的に接続すると、非接触型温度センサが可能となる。
【０００３】
非接触型温度センサは、測定の対象物が発している放射線エネルギー（遠赤を含む赤外線や紫外線等）を、非接触で温度を感知し、電気的に接続されたリード線等のユニットを介して温度表示や温度制御を行っている。
【０００４】
その非接触型温度センサを利用した製品としては、コピー機、プリンター、オーブンレンジ、体温計、風速センサ等が挙げられる。
【０００５】
大きな特徴を従来型の接触式温度センサと比較すると、従来型ではコピー、プリンター等の定着用熱ローラと接している為にローラに少なからずキズを発生させ印刷物にスジが生じる不具合があるが、非接触型温度センサの場合はローラと接していない為にキズを発生させる事が無く、又オーブンレンジでは的を絞って食品の温度観察ができ解凍等に便利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開番号Ｗ０２０１６／１５２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１に示す一例として挙げた非接触型温度センサは、対象物（８、発熱源）から発せられる放射線エネルギ－（７、遠赤を含む赤外線、紫外線）が、対象物側の絶縁基盤下面（５ａ）から熱伝導によって絶縁基盤上面（５ｂ）へと移動し、移動してきた絶縁基盤上面（５ｂ）の温度をサーミスタの組成物抵抗体層（４）が測定をしているものである。
【０００８】
特許文献１は、絶縁物上に感熱機能のある組成物抵抗体層を具備し、一対の電極を備えたサーミスタを絶縁基盤に配設するが、サーミスタと絶縁基盤との間隔が大きくなったり又はサーミスタ本体の勾配が大きくなったりする場合があり、入射してきたエネルギ－に対する測定が不安定となり、温度に対しての精度は低く不正確な制御に至り、結果として歩留まりは低くなる。
【０００９】
図３及び図７の模式図は歩留まり低下要因の主な状態である。
【００１０】
歩留まり低下のメカニズムは、絶縁物上に電気的に接続された一対の電極部を備えた感熱機能の組成物抵抗体層を具備したサーミスタ（２）は表面実装部品であり、その形状と重さは一例として１．０（長さ）×０．５（幅）×０．３（厚み）［ｍｍ］（以後１００５と記載）の形状では、絶縁物にアルミナを用いると嵩密度が３．５ｇ／ｃｍ
３
であれば、体積×嵩密度より０．５２５ｍｇ、また長さ１．６ｍｍ、幅０．８ｍｍ、厚み０．３ｍｍ（以後１６０８と記載）の形状であれば、１．３４４ｍｇであり、軽い為に組立加工中の振動、加熱過程の風、組立用治工具の熱膨張による歪みが生む振動の影響を容易に受け、最初に正しい配設が行われても図３の様なサーミスタ本体が勾配を形成した状態になってしまう。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許