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公開番号2025136245
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024034572
出願日2024-03-07
発明の名称温度センサ、並びに、温度検出回路及び温度検出方法
出願人ルビコン株式会社
代理人個人
主分類G01K 7/16 20060101AFI20250911BHJP(測定;試験)
要約【課題】感度及び精度が高いとともに安価に供給できる温度センサ、並びに、温度検出回路及び温度検出方法を実現する。
【解決手段】本発明に係る温度センサ10は、第1電極11と、第2電極13と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置される電解液12Lと、前記第1電極に導電接続された第1端子14と、前記第2電極に導電接続された第2端子15と、前記第1端子及び前記第2端子を外部に露出する態様で前記第1電極、前記第2電極及び前記電解液の積層構造を有する素子部10Sを密封する収納体16,17と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される電解液と、前記第１電極に導電接続された第１端子と、前記第２電極に導電接続された第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子を外部に露出する態様で前記第１電極、前記第２電極及び前記電解液の積層構造を有する素子部を密封する収納体と、を具備することを特徴とする温度センサ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方の電極の前記電解液側の表面に微細な表面凹凸構造を有する、
請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方の電極の前記電解液側の表層部に絶縁層が形成される、
請求項１に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記絶縁層は、微細な表面凹凸構造を備えた前記表層部に形成される、
請求項３に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記少なくとも一方の電極が弁金属からなり、前記絶縁層は、前記電極の表層部に形成された不働態膜である、
請求項３又は４に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記電解液は電解質と溶媒を含み、前記溶媒は、５［℃］－３５［℃］の温度範囲内において、１０［ｍＰａ・ｓ］－５０００［ｍＰａ・ｓ］の範囲内の粘度を有する、
請求項１－４のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記収納体は、絶縁フィルム層と、導電フィルム層若しくはガス非透過性フィルム層とが積層されたシート材により構成される、
請求項１－４のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記素子部の等価回路は、等価直列抵抗と静電容量を含み、前記等価直列抵抗は負の温度係数を備え、前記静電容量は正の温度係数を備える、
請求項１－４のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項９】
５［℃］－３５［℃］の常温域、或いは、温度検出範囲が定められている場合には当該温度検出範囲において、前記等価直列抵抗Ｒｓ［Ω］と、前記静電容量Ｃ［μＦ］との積が、１０以上である、
請求項８に記載の温度センサ。
【請求項１０】
第１端子と第２端子の間に等価直列抵抗及び静電容量を含む等価回路が構成される素子部を有する温度センサに対して導電接続され、前記温度センサの環境温度を検出するための検出値を出力する温度検出回路であって、
前記等価直列抵抗を通した前記静電容量の充電若しくは放電により前記等価回路における電磁的状態の経時的変化を生じさせる給除電部と、
前記等価直列抵抗と前記静電容量の温度特性に起因する前記等価回路における電磁的状態の前記経時的変化の温度依存性が反映される検出値を出力する検出部と、
を有することを特徴とする温度検出回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は温度センサ、並びに、温度検出回路及び温度検出方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、電気毛布や電気アンカなどの温熱製品には温度センサが用いられており、温度センサの代表例としてサーミスタがある。しかし、厚みがあるなどの理由から、電気毛布などの特定対象物に貼り付けて使用するには不向きである。
【０００３】
一方、高分子感熱抵抗体からなる感熱シートを電極シートで挟み込んだ薄型のシート状の温度センサが知られている（特許文献１－３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
実開昭５０－３５２７３号明細書
実開昭５９－９３０９０号明細書
特公平８－００７１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のシート状温度センサでは、高分子材料などからなる感熱シート（樹脂フィルム）を用いているため、感熱シート自体の温度依存性が低いことから、温度センサとしての感度や精度が悪いという問題がある。また、感熱シートの温度依存性を高めるためには、高価な樹脂フィルムを用いる必要があったり、製造コストの低減が困難であったりするため、安価に供給することが難しいという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題を解決するものであり、その課題は、感度及び精度が高いとともに安価に供給できる温度センサ、並びに、温度検出回路及び温度検出方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る温度センサは、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される電解液と、前記第１電極に導電接続された第１端子と、前記第２電極に導電接続された第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子を外部に露出する態様で前記第１電極、前記第２電極及び前記電解液の積層構造を有する素子部を密封する収納体と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１電極と第２電極の間に配置された電解液を有し、少なくとも一方の電極を絶縁層を介して電解液に接触させることにより、等価直列抵抗や静電容量の温度変化に起因する変化率を、絶縁層や電解液の影響により、従来の樹脂フィルムからなる感熱シートの温度変化に起因する変化率よりも増大させることができるため、第１電極と第２電極の間の温度変化に起因する電磁気的特性の変化に基づいて検出される温度の検出感度を向上できる。特に、電解液の比抵抗の温度係数は、高分子の樹脂フィルムの比抵抗の温度係数よりも大きいため、検出精度も増大できる。また、温度センサに要求される検出特性に応じて電解液の組成を調整できるとともに、この調整した態様で電解液を調製することが容易であるといった利点もある。さらに、電極の間に電解液を介在させるといった電解コンデンサ構造を用いるため、半導体を用いるサーミスタよりも安価に製造することができる。
【０００９】
本発明において、前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方の電極の前記電解液側の表面に微細な表面凹凸構造を有することが好ましい。これによれば、温度センサの面積を増大させることなしに、電極と電解液との対向面積を増大させることができるため、素子部の静電容量を増大させることができる。このため、静電容量の温度係数によるセンサの感度や精度をさらに向上させることが可能になる。上述の微細な表面凹凸構造は、電極材料の表面をエッチング（除去）することや焼結体の形成などの微細な粉体を固着（付着）させることによって形成することができる。
【００１０】
本発明において、前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方の電極の前記電解液側の表層部に絶縁層が形成されることが好ましい。これによれば、電極の表面に絶縁層を形成することにより、静電容量の安定性を高めることができるので、温度検出の感度や精度を確実に高め、安定した検出を実現することが可能になる。この場合において、前記絶縁層は、微細な表面凹凸構造を備えた前記表層部に形成されることが望ましい。これによれば、静電容量を増大させてさらに温度検出の感度や精度を高めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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