JP3687240B2 - 熱電対の導線被覆構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば炉内の温度を図る目的で使用される熱電対の導線を被覆するための構造に関し、具体的には、石英等からなる保護管の内部に、先端に温接点を備えた少なくとも一対の異種金属導線を挿入してなる熱電対の導線被覆構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記熱電対は、例えば一端部が封止された保護管内に他端部の開口から一対又は複数対の異種金属導線を挿入して、製造することが行われている。
【０００３】
そして、前記異種金属導線を絶縁する目的で碍子等により被覆することが行われている。具体的には、異種金属導線の先端側から多数の碍子を通した後、保護管内に挿入するのである。
【０００４】
ところで、碍子等により被覆された異種金属導線の先端とは反対側には、温度測定装置等に接続するための接続用プラグを備えている。そして、熱電対を例えば炉内に設置する場合には、接続用プラグを温度測定装置等に接続した後、異種金属導線が挿入された保護管を設置箇所まで移動させる、あるいは保護管を設置箇所に取り付けた後、接続用プラグを温度測定装置等に接続することになる。このとき、保護管の移動中に異種金属導線が捩じれたり屈曲したりできるように、あるいは接続用プラグを温度測定装置等に引き廻しながら温度測定装置等に接続する際に接続用プラグの引き廻し力が異種金属導線側に伝わらないように、異種金属導線の基端部に、最基端部に位置する碍子の端部から連続して屈曲変形可能な可撓性を有する絶縁チューブ、例えばテフロンチューブを外嵌していた。
【０００５】
上記のように、テフロンチューブを外嵌することによって、異種金属導線の屈曲を許容したり、接続用プラグの引き廻し力が異種金属導線側に伝わらないようにすることができるものの、熱の影響を受けて異種金属導線やテフロンチューブが伸縮するため、その伸縮時にテフロンチューブの端部とこれに対向位置する碍子の端部との間に隙間が発生する。この隙間が発生している状態で異種金属導線が捩じれたり屈曲する、あるいは接続用プラグを引き廻すと、一対の異種金属導線が短絡してしまう。この結果、熱電対の検出温度が異常値を示し、装置の温度制御に異常を起こすことがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、一対の異種金属導線が短絡してしまうことを回避することによって、長期間に渡って良好な温度検出を行うことができるようにする点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、石英等からなる保護管の内部に、先端に温接点を備えた少なくとも一対の異種金属導線を挿入し、前記異種金属導線の先端側とは反対側、つまり温度測定装置等が接続される基端側を屈曲変形可能な可撓性を有する絶縁チューブで被覆し、且つ、これよりも先端側を碍子で被覆してなる熱電対の導線被覆構造であって、前記絶縁チューブと碍子との境界部分を挟んで先端側及び基端側に位置する異種金属導線部分を被覆できる長さを有し、且つ、屈曲変形可能な可撓性を有する補助絶縁チューブを該異種金属導線部分に被覆するとともに、この異種金属導線部分に被覆された補助絶縁チューブの上から前記絶縁チューブ及び碍子を被覆している。従って、例えば熱の影響を受けて絶縁チューブと碍子との間に隙間が発生し、一対の異種金属導線同士が短絡しようとしても、これら異種金属導線には補助絶縁チューブが被覆されているから、補助絶縁チューブ同士が接触するだけで異種金属導線同士が短絡することはない。
【０００８】
前記保護管の中間部に屈曲部を有している場合には、その屈曲部内に位置する異種金属導線の一部分又は全部を、前記補助絶縁チューブにより被覆した後、前記屈曲部での異種金属導線の屈曲を許容するために寸法の短い多数の短碍子により被覆することによって、異種金属導線の屈曲部が短碍子のエッジ部に接触して傷付けられることを補助絶縁チューブにより阻止することができる。
【０００９】
前記補助絶縁チューブの外面と絶縁チューブの内面との間、又は該補助絶縁チューブの外面と前記碍子の内面との間を、シリコン樹脂にて接着することによって、補助絶縁チューブと絶縁チューブとの位置関係、又は補助絶縁チューブと碍子との位置関係が変化することをシリコン樹脂の接着力で阻止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を、図示した実施例に基づいて説明する。図１は本発明の熱電対１を示したものである。この熱電対１は、透明な石英等からなる保護管２と、この保護管２の内部に設けられた５対の異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂ、６Ａ，６Ｂ、７Ａ，７Ｂとを主要構成部材として構成されている。図では、５対の異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂ、６Ａ，６Ｂ、７Ａ，７Ｂを示しているが、１対の異種金属導線、２対の異種金属導線、３対の異種金属導線、４対の異種金属導線、あるいは６対以上の異種金属導線にも本発明は適応することができる。
【００１１】
前記異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂそれぞれは、前述のように白金−白金ロジウム、クロメル（ニッケル・クロム）−アルメル（ニッケル・アルミ）、鉄−コンスタンタン（ニッケル・銅）等から構成されているが、これらのものに限定されるものではない。
【００１２】
前記異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂ、６Ａ，６Ｂ、７Ａ，７Ｂを、図１〜図４に示すように、導線同士を絶縁するための寸法の異なる２種類の碍子８，９群により被覆している。そして、前記異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂ、６Ａ，６Ｂ、７Ａ，７Ｂの先端側とは反対側、つまり温度測定装置等が接続される基端側を屈曲変形可能な可撓性を有する絶縁チューブの一例であるテフロンチューブ１０により被覆している。前記異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂ、６Ａ，６Ｂ、７Ａ，７Ｂの各先端の結合部、つまり温接点３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ、６Ｃ、７Ｃが保護管２の長手方向に沿って配置され、５箇所での温度測定が行えるようにしている。
【００１３】
前記碍子８，９群は、保護管２の直線部分に配置される長い寸法を有する長碍子８・・・と、保護管２の屈曲部に配置される寸法の短い短碍子９・・・とから構成されている。保護管２が直線状のものであれば、一種類の碍子、例えば長碍子８・・・のみで構成することもできる。前記碍子８，９は、一対の異種金属導線を収容することができる２つの貫通孔を備えた一本の管からなっているが、一対の異種金属導線をそれぞれ収容する２本の管から構成してもよい。
【００１４】
図１に示す１１は、前記保護管２の端部開口を閉塞するためのカバーであり、１２は、温度測定装置に接続するためのプラグである。そして、図に示す１３は、前記長碍子８の端部側外面及びこれに対向位置するテフロンチューブ１０の端部側外面を被覆するシリコン収縮チューブである。
【００１５】
ところで、熱の影響を受けて前記テフロンチューブ１０が収縮することがあり、この場合、前記シリコン収縮チューブ１３で長碍子８とテフロンチューブ１０を覆っているものの、両者の境界部分１４に隙間が発生することを阻止することができないものである。そこで、図３に示すように、前記境界部分１４を挟んで先端側及び基端側に位置する異種金属導線３Ａ，３Ｂ（図では説明を簡単にするために一対の異種金属導線３Ａ，３Ｂのみを示している）をそれぞれ被覆できる長さの補助絶縁チューブとしてのポリイミドチューブ１５，１５を被覆することによって、異種金属導線３Ａ，３Ｂ同士が短絡することを阻止することができるようにしている。前記ポリイミドチューブ１５は、約０．０６ｍｍの厚みを有する非常に薄く、しかも屈曲変形可能な可撓性を有するものでなり、異種金属導線を容易に屈曲できるように構成している。
【００１６】
前記ポリイミドチューブ１５の外面１５Ａとテフロンチューブ１０の内面１０Ａとの間、又はポリイミドチューブ１５の外面１５Ａと碍子８の内面８Ａとの間を、シリコン樹脂にて接着することによって、ポリイミドチューブ１５とテフロンチューブ１０との位置関係、又はポリイミドチューブ１５と碍子８との位置関係が変化することをシリコン樹脂の接着力で阻止することができる。
【００１７】
前記ポリイミドチューブ１５を異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂ、６Ａ，６Ｂ、７Ａ，７Ｂに被覆する時期は、いつでもよく、中間部に屈曲を有する例を説明すれば、例えば図４に示すように、異種金属導線３Ａ，３Ｂ、４Ａ，４Ｂ、５Ａ，５Ｂ、６Ａ，６Ｂ、７Ａ，７Ｂに長碍子８及び短碍子９で被覆、つまり外嵌した後、基端側をシリコン収縮チューブ１６により束ねておく。この状態で、前記保護管２内に挿入するとともに、前記シリコン収縮チューブ１６を取り外し、長碍子８を挿入後、ポリイミドチューブ１５を前記境界部分１４に相当する異種金属導線部分に差し込んだ後、テフロンチューブ１０を前記ポリイミドチューブ１５及び異種金属導線に外嵌する。この後、シリコン収縮チューブ１３及びカバー１１を装着するとともに、プラグ１２を異種金属導線に接続して、作業を終了するのである。前記ポリイミドチューブ１５を異種金属導線部分に差し込んで被覆する他、異種金属導線を製造する過程でポリイミドチューブ１５を外被するようにしてもよい。
【００１８】
前記ポリイミドチューブ１５を前記短碍子９・・・が配設されている異種金属導線部分にも被覆してもよい。具体的には、図５（イ）に示すように、隣合う短碍子９，９同士に発生する隙間Ｓにより異種金属導線の外表面が露呈されることを阻止するために、その箇所にそれぞれポリイミドチューブ１５を被覆することによって、短碍子９の端部のエッジ部９Ａ，９Ａが異種金属導線の外表面に接触することをポリイミドチューブ１５で阻止することができ、異種金属導線を傷付けることを阻止することができる。図５（ロ）では、前記短碍子９・・・が配設されている異種金属導線部分全体を被覆する長さを有するポリイミドチューブ１５で異種金属導線を被覆してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１によれば、一対の異種金属導線を補助絶縁チューブで被覆することによって、異種金属導線が短絡してしまうことを確実に阻止することができるから、長期間に渡って短絡による計測トラブルのない状態で良好な温度測定を行うことができる。
【００２０】
請求項２によれば、屈曲部内に位置する異種金属導線の一部分又は全部に補助絶縁チューブにより被覆することによって、碍子のエッジ部が異種金属導線の外面に接当して異種金属導線が傷付けられることを回避することができ、断線によるトラブル発生の少ないものにすることができる。
【００２１】
請求項３によれば、シリコン樹脂の接着力により、ポリイミドチューブとテフロンチューブとの位置関係、又はポリイミドチューブと碍子との位置関係が変化することがないから、例えばポリイミドチューブの位置が所望位置から多少ずれていたとしても、異種金属導線が短絡してしまうことを長期間に渡って確実に阻止することができるだけでなく、組付け作業を容易迅速に行うことができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱電対の縦断側面図
【図２】熱電対の要部を示す縦断側面図
【図３】異種金属導線の要部の被覆構造を示す縦断面図
【図４】熱電対の組立て前の複数対の異種金属導線を束ねた状態を示す側面図
【図５】（イ）は異種金属導線の他の要部の被覆構造の一例を示す縦断面図、（ロ）は異種金属導線の他の要部の被覆構造の一例を示す縦断面図
【符号の説明】
１ 熱電対
２ 保護管
3A,3B,4A,4B,5A,5B,6A,6B,7A,7B 異種金属導線
3C,4C,5C,6C,7C 温接点
8,9 碍子
8A 内面
10 テフロンチューブ
10A 内面
11 カバー
12 プラグ
13 シリコン収縮チューブ
14 境界部分
15 ポリイミドチューブ( 補助絶縁チューブ)
15A 外面
16 シリコン収縮チューブ
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 石英等からなる保護管の内部に、先端に温接点を備えた少なくとも一対の異種金属導線を挿入し、前記異種金属導線の先端側とは反対側、つまり温度測定装置等が接続される基端側を屈曲変形可能な可撓性を有する絶縁チューブで被覆し、且つ、これよりも先端側を碍子で被覆してなる熱電対の導線被覆構造であって、前記絶縁チューブと碍子との境界部分を挟んで先端側及び基端側に位置する異種金属導線部分を被覆できる長さを有し、且つ、屈曲変形可能な可撓性を有する補助絶縁チューブを該異種金属導線部分に被覆するとともに、この異種金属導線部分に被覆された補助絶縁チューブの上から前記絶縁チューブ及び碍子を被覆してなる熱電対の導線被覆構造。
2. 前記保護管の中間部に屈曲部を有している場合には、その屈曲部内に位置する異種金属導線の一部分又は全部を、前記補助絶縁チューブにより被覆した後、前記屈曲部での異種金属導線の屈曲を許容するために寸法の短い多数の短碍子により被覆してなる請求項１記載の熱電対の導線被覆構造。
3. 前記補助絶縁チューブの外面と絶縁チューブの内面との間、又は該補助絶縁チューブの外面と前記碍子の内面との間を、シリコン樹脂にて接着してなる請求項１又は２記載の熱電対の導線被覆構造。

Images