JPS5938527B2 - 使い棄て浸漬式熱電対組み立てのための改良された構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は使い棄て熱電対の製作を簡単化する構造に関す
るもので、使い棄て浸漬式熱電対で、一つのセラミツク
の円筒体部材と、熱電対を支えかつ、耐熱セメントを注
入して熱電対を定位置に固定するための一つの空洞を形
成する一つのプラスチツク製テールピースレグを有し、
該テールピースレグに（１軸方向に延びる弾力的の腕を
備えており、その拡張した端部（』該テールピースレグ
を一時的にセラミツク製円筒体部材に保持するための係
合装置の役目をしているものである。

使い棄て浸漬式熱電対は、アメリカ特許第２９９９１２
１号（Ｍｅａｄ）によつて（１じめて開示された。

それ以来、この装置（Ｊ溶融金属の温度測定用として採
用されといる。この様な装置の普及の結果、毎年世界中
で何百万という使い棄て浸漬式熱電対が使用されている
。この様な普及にかんがみて、この様な装置の組み立て
が容易で、しかも頑丈で長持ちがし、正確でその読み取
り値に信頼がおけることは大切なことである。Ｍｅａｄ
の発明以米、この装置（』種々の多くの設計、構造が提
案された。改良型の代表的なものとしてアメリ力特許第
３２９８８７４号に開示されたものがある。それは一体
的に成型されたプラスチツク製品で、熱電対に接続され
た電導体を支えると共に、この成型品中に形成された空
洞内に耐熱セメントが注入されるまでこの熱電対を機械
的に支えている。耐熱セメントが硬化すると、望ましい
電気および熱絶縁特性を有する一つの固体が形成される
。他の使い棄て浸漬式熱電対（』アメリカ特許第３９５
０９９２号に示してある様な形式のもので、それはセラ
ミツク部材の一端にプラスチツク製のテールピースレグ
が接着されており、このテールピースレグが熱電対に通
する導体を支えているものである。この様な先行技術の
装置（櫨信頼しうるものではあつたが、その製作にはテ
ールピースレグと円筒体部材とを接着させ、そして最終
の組立工程に進む前に（１、接着剤の固まるのを待つと
いう、時間のかかる方法を必要とした。本発明の目的は
、テールピースレグとセラミツク部材とを機械的に組み
立てると、それら力相動的に係合する様にする装置を提
供することによつて、この様な熱電対の組み立てを一層
迅速かつ容易にする改良された構造を提供することにあ
る。

この発明（ま添け図面を参照しつつ下記の説明を読むこ
とによつても最も良く理解されるであろう。第１図に示
したの（１、円筒体部材１０の断面図で、それ（』好ま
しくは、コージーライトの様な、アルミロマグネシアお
よびシリカで構成されたセラミツク材で昨製される。円
筒体部材１０に（』一つの孔が軸方向に貫通してその一
端に第１の不整形の円筒空洞１２が形成され、又その他
端に（』第２の不整形の円筒空洞１４が形成されている
。空洞１２は図示の如く円筒空洞１４よりも大である。
円筒空洞１４と１２との大きさの差によつて、円筒体部
材１０の中には円周方向に一つの段部１６が生ずる。円
筒空洞１４の側壁には１対の、軸方向に走る溝１８，２
０が設けられている。第３，４，５図に示したの（』テ
ールピースレグ２２で、これ（ゴ好ましく（』、弾力性
のあるプラスチツクを成型したものである。このテール
ピースレグ２２（』、プラグ部分２４と、円周ブランチ
２６と、熱電対接触支持部分２８とを具備している。さ
らにテールピースレグ２２に（嘘、拡張された末端部を
有する弾性腕３０，３２の１対を具えている。この拡張
末端部は傾斜面３０ａ，３２ａを有し、後で説明するが
、この面（』テールピースレグ２２を円筒体部材１０の
中に保持する固定手段となつている。テールピースレグ
２２（１１対の、軸方向ｌこ走る孔３４，３６を備えて
いる。

孔３４（Ｊ孔３６より直径が小さいこと、又孔３４（ば
孔３６より、テールピースレグ２２の中心軸から遠く離
れて位置していることが認められる。孔３６の一端（Ｊ
１溝３６ａで終り、テールピースレグ２２の端部から接
触支持部分２８の肩２８ａまで軸方向に延びている。当
業者ならば十分に理解されることであるが、熱電対接触
部材が孔３６に挿入されると、この接触部材の面が肩２
８ａとテールピースレグ２２の端部との間で露出されて
、熱電対の一方の側へ電流が流れる。同じく図に（』示
されていないが、孔３４はテールピースレグ２２の基部
２９がら接触支持部材２８の肩２８ａまで延長する一つ
の溝となつている。この様に他の熱電対接触部材によつ
て、一つの露出接触面があたえられる。第６図に示した
のは熱電対部材３８で、ポリプロピレンの様な弾力性の
あるプラスチツク材で成型された熱電対固定部材４０を
具えている。この固定部材４０の下方部分は、熱電対接
触部材４４を支えるための１対の突起４２，４３と、も
う一つの熱電対接触部材４８を支えるためのさらにｌ対
の突起４５，４６を備えている。固定部材４０に（』又
、熱電対保護チユーブ５４を支えるための一連の突起４
９，５０，５１，５２を備えているが、このチユーブ５
４（』、当業者なら良く知つている様に、一般に石英又
（』溶融シリカで作られている。固定部材４０を構成す
る成型プラスチツク（』弾力性を有しているので、保護
チユーブ５４（ｌ突起４９，５０と５１，５２との間に
パチツとはめこむことが出来る。この保護チユーブ５４
内において、熱電対のワイヤ５６，５８が中間部の端で
接続されて、この部分にジヤンクシヨンが形成される。
次に、ワイヤ５６（１、溶接その他の適当な方法で熱電
対接触部材４４に固定され、又ワイヤ５８（１同様に接
触部材４８に固定される。円筒体部材１０、テールピー
スレグ２２および熱電対部分３８を組み立てて、第７図
に示す一つの完成した装置とするために（』、テールピ
ースレグ２２を円筒体部材１０の底端に設置し、弾性腕
３０，３２を円筒体部材１０中の軸方向溝１８，２０の
下方開口部に挿入する。腕３０，３２は弾力性を有して
いるので、テールピースレグ２２と円筒体部材２０との
間に十分な力を加えるか、又（訳腕３０，３２に手で力
を加えて互いに引きよせてたわむ様にすれば、腕３０，
３２の拡張末端部は強制的に引き寄せることが出来る。
腕がこの様にたわむと、その末端の拡張部分（１、テー
ルピースレグ２２が円筒体部材１０の下方空洞１４中に
挿入される時、溝１８，２０に沿つて進む。円筒体部材
１０とテールピースレグ２２との寸法は、ブランチ２６
が円筒体部材１０の端部に係合する時、腕３０，３２の
拡張末端部分が、円周段部１６を越えて第一の不整形円
筒空洞１２内に進入する様になつている。腕３０，３２
の拡張末端部が空洞１２に進入すると、腕３０，３２は
、材質が弾力性であるため、元のひずまない位置を取ろ
うとする。

腕のこの弾力性によつて、テールピースレグ２２は円筒
体部材１０にしつからとその位置が固定され、ブランチ
２６は円筒体部材１０の底縁にしつかりと固定される。
腕３０，３２の拡張末端部の形状は特定のものを示した
が、勿論所望の結果に応じて、この形状（嘘種々に改変
しうるものである。表面３０ａ，３２ａがそれぞれ腕３
０，３２から直角方向に延びる場合（』、表面３０ｄ，
３２ａと円周段部１６の係合動咋（』、腕３０，３２お
よび円筒体部材１０の材質強度によつて決定されること
（』理解出来るであろう。第３図かられかる様に、表面
３０ａ，３２ａ（１腕３０，３２から直角には延びてい
ないで、傾斜面を成している。

傾斜面による係合洋動（嘘、表面３０ａ，３２ａが腕３
０，３２に対して直角の場合の係合咋動ほど強く（』な
いが、傾斜面には又利点がある。表面３０ａ，３２ａが
傾斜している場合は、ブランチ２６を円筒体部材１０の
底縁に対してしつかりと保持するために、腕３０，３２
の長さを、溝１８，２０と全く同じ長さにする必要（Ｊ
ない。腕３０，３２が溝１８，２０より短い場合（１、
円周段部１６の縁部（』表面３０ａ，３２ａ．の上に載
置され、ブランチ２６は円筒体部材１０の底縁に対して
固定される。この様な配置において（１、腕３０，３２
の弾力性はブランチ２６を円筒体部材１０の底部に対し
てしつかりと保持する。もし表面３０ａ，３２ａが腕３
０，３２に対して直角ならば、空洞１４の長さや、腕３
０，３２の長さに差異があること（』許されないであろ
うということ（』理解出来るであろう。もし溝１８，２
０が、腕３０，３２に比して短かすぎるならば、係合作
用（』全く行われないであろう。又溝１８，２０が腕３
０，３２に比して長すぎるならば、ブランチ２６（』円
筒体部材１０の底部に対して固定されず、相対的に動く
であろう。第７図に示す断面図で（』、円筒体部材１０
とテールピースレグ２２と（』係合用腕３０，３２によ
つて互いに固定されており、円周ブランチ２６（１円筒
体部材１０の底縁にしつかりと位置している。

テールピースレグ２２が円筒体部材１０に組み込まれた
ならば、次の工程（』、熱電対部分３８を円筒体部材１
０に押人して、熱電対接触部４４を孔３６にすべり込ま
せ、又接触部４８を孔３４にすべり込ませることである
。熱電対固定部材４０（Ｊテールピースレグ２２のプラ
グ部分２４の上面に載置され、接触部材４４の下端部（
』、テールピースレグの端と肩２８ａとの間で露出され
、接触部材４８は、肩２８ｄと基部２９との間で露出さ
れる。各部材をこの様に組立ててから、上方空洞１２と
下方空洞１４とに耐熱セメント６０を注入する。セメン
トが乾燥すると、所望の電気、熱絶縁特性を持つた剛性
体が形成され、又このセメノトは、この熱電対装置の各
部を互いに定位置に保持する役目をする。この装置を溶
融金属中に浸漬するためには、この装置（１ボール紙そ
の他適当なもので作つた断熱性チユーブ６２の端部に挿
入する。当業者なら周知の様に、この装置の端部をおお
いそして溶融金属中に浸漬すると短時間で融け去る一つ
の薄い金属キヤツによつて、熱電対（』機械的損傷から
保護することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図（１使い棄て浸漬式熱電対の円筒体部材の断面図
であり、第２図（ゴ第１図に断面として示した円筒体部
材の平面図であり、第３図（１使い棄て浸漬式熱電対の
テールピースレグの側方立面図であり、第４図（』第３
図１ζ示したテールピースレグのの平面図であり、第５
図は第３図のテールピースレグの底部立面図であり、第
６図（」使い棄て浸漬式熱電対装置の、熱電対と導電体
との側方立面図であり、第７図（』本発明によつて完成
された、使い棄て浸漬式熱電対装置の断面図である。 １０・・・・・・円筒体部材、１２・・・・・・空洞、
１４・・・・・・円筒空洞、２２・・・・・・テールピ
ースレグ、２４・・・・・・プラグ部分、２６・・・・
・・円周ブランチ、２８・・・・・・熱電対接触支持部
分、３０，３２・・・・・・弾性腕、３０ａ，３２ａ・
・・・・・傾斜面、３４，３６・・・・・・孔、３８・
・・・・・熱電対部材、４０・・・・・・熱電対固定部
材、４４・・・・・・熱電対接触部材、４５，４６，４
９，５０，５１，５２・・・・・・突起、５４・・・・
・・保護チユーブ、５８・・・・・・ワイヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融金属の温度を測定するための使い棄て浸漬式熱
   電対において、両端の開始した円筒本部材と、熱電対を
   支えるためのプラグ部分を有するテールピースレグと、
   弾力的な接触支持部を提供するための接触部分と、該円
   筒体部材の一端に位置させるフランジ部分とからなり、
   該円筒体部材とテールピースレグとを固定するための係
   合手段を有し、該テールピースレグに弾力的に支持され
   る少なくとも一つの係合要素と、該円筒体部材の内表面
   においてこれと協力するもう一つの係合要素とからなる
   ことを特徴とする浸漬式熱電対の構造。 ２ 前記テールピースレグが成型された弾性プラスチッ
   クで作られており、又一方の係合要素が前述の成型物を
   延長した一つの腕であつて、この腕の末端部が拡張して
   いる特許請求の範囲第１項記載の浸漬式熱電対の構造。 ３ 前記協力する係合要素が前記円筒体部材内の段部で
   あつて、前述の腕の末端の拡張部分と協力している特許
   請求の範囲第２項記載の浸漬式熱電対の構造。 ４ 使い棄て浸漬式熱電対において、円筒体部材と該円
   筒体部材を貫通する一つの孔で、該円筒体部材の一端に
   おいて第１の不整形の円筒空洞を形成し、この空洞の他
   端に第２の不整形の円筒空洞が接続しており、この二つ
   の空洞の接続部に形成された一つの円周段部と、第二の
   空洞の対抗する側壁に軸方向に延びた１対の溝と、第二
   の空洞に適合する大きさのプラグ部分を有し、かつ熱電
   対の導線を支持する孔を有するテールピースレグと、該
   テールピースレグ上に位置し、かつ第二の空洞の端部を
   閉する大きさの円周フランヂと、テールピースレグから
   、該テールピースレグが前記円筒体部材に挿入される時
   、前述の溝を占有する方向に延長している１対の弾力的
   腕で、支持部材が該円筒体部材に挿入されて、前述のフ
   ランヂが該円筒体部材の端部と接触する時、前述の段部
   に係合する拡張された末端部を有するものとの組合せか
   らなることを特徴とする浸漬式熱電対の構造。 ５ 溶融金属の温度を測定するための使い棄て浸漬式熱
   電対において、円筒容器の中を一つの孔が貫通しており
   、この孔の一端は他端よりも大きく、この孔の中に円周
   段部が形成されているものと、この容器の端部において
   その内側壁に１対の正反対位置に対抗する長手方向の溝
   で、比較的小さく、又この溝が容器の端から前述の段部
   の方へ走つているものと、一つのプラグ部分と一つの円
   周フランヂと１対の、拡張末端部を有する軸方向の、１
   対の腕とを有する一つの成型弾性プラスチックで作られ
   たテールピースレグで、この腕が前述の長手溝の中に進
   入しうる大きさとなつており、拡張部分が前述の段部に
   係合して、フランヂを容器の端に固定する力を発生し、
   又前述のプラグ部分と前述の円周フランヂとが、前述の
   孔の端部を閉じているものとからなることを特徴とする
   浸漬式熱電対の構造。