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温度検出素子及びその使用方法

国内特許コード P110002420
整理番号 N10080
掲載日 2011年4月18日
出願番号 特願2010-292304
公開番号 特開2012-141161
登録番号 特許第5526391号
出願日 平成22年12月28日(2010.12.28)
公開日 平成24年7月26日(2012.7.26)
登録日 平成26年4月25日(2014.4.25)
発明者
  • 干川 圭吾
  • 大葉 悦子
  • 宮川 千宏
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 温度検出素子及びその使用方法
発明の概要 【課題】 きわめて高温における温度を検知する場合であっても、確実にかつ安定的に温度を検知することができ、熱電対に用いる素線の長寿命化を図り、素線の交換等の操作を容易にする温度検出素子を提供する。
【解決手段】 熱電対として作用する第1の素線12及び第2の素線13と、被測定体に面的に接触する接触面を備える接触体15と、第1の素線12及び第2の素線13の一端を接触体15との間で挟圧して、第1の素線12と第2の素線13とを各別に脱離可能に支持する支持体14とを備え、前記接触体15及び前記支持体14の少なくとも一方は導電性を備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要



サファイア等の単結晶を育成する方法には、縁端限定成長(Edge-defined,Film-fed Growth:EFG)法、チョコラルスキー(Czochralski:CZ)法、カイロポーラス(Kyropulos:KP)法、垂直ブリッジマン(Vertical

Bridgman:VB)法等の種々の方法がある。

図11は、垂直ブリッジマン法による結晶育成方法の一例を示す。図11(e)は、育成炉5の概略構成と育成炉5内における温度勾配を示し、図11(b)~(d)は、結晶を育成する際における育成炉5中におけるるつぼ6の動きを示す。図11(e)に示す温度勾配のグラフと図11(b)~(d)に示するつぼ6の高さ位置とは、高さ方向のスケールを一致させて描いたものである。





図11(a)は、るつぼ6の底に種結晶Aを置き、種結晶Aの上に結晶の原料Bを収容した状態である。図11(b)は、るつぼ6を育成炉5に収容し、下位置から徐々に上昇させながら原料Bを溶融している(融液C)状態である。図11(c)は、原料B全体が溶融して、融液Cに種結晶Cが接触した状態(種子付け)である。種子付けされた時点で、るつぼ6の動きを上昇から下降に切り替え、種結晶Aから結晶を成長させる。るつぼ6を徐々に下降させることにより種結晶Aから結晶が徐々に成長していく。図11(d)のD部分が成長結晶である。るつぼ6を完全に下降させ、融液C全体を結晶化することにより種結晶Aと一体化した単結晶が得られる。





図11は、垂直ブリッジマン法による結晶育成例であるが、垂直ブリッジマン法に限らず、結晶を育成する場合には、育成炉内における温度を正確に検知し、温度制御を的確に行うことが、確実に結晶を育成する上できわめて重要である。垂直ブリッジマン法等では、結晶を育成している際に、るつぼの内部状態を目視したりすることができないから、温度を正確に検知して制御することが、高精度に結晶を育成する上で重要となる。育成炉等の温度を検知する方法としては、熱電対、放射温度計、黒体放射温度計等の機器が用いられている。

産業上の利用分野



本出願は、温度検出素子及び温度検出素子の使用方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
熱電対として作用する第1の素線及び第2の素線と、
被測定体に面的に接触する接触面を備える接触体と、
前記第1の素線及び第2の素線の一端を前記接触体との間で挟圧して、前記第1の素線と第2の素線とを各別に脱離可能に支持する支持体とを備え、
前記接触体及び前記支持体の少なくとも一方は導電性を備える温度検出素子。

【請求項2】
前記接触体と前記支持体は、平板体に形成され、
前記第1の素線と第2の素線とが、前記接触体と支持体の対向面間に挟圧されて支持され、
前記支持体に、前記第1の素線と第2の素線の他端側が引き出される挿通孔が設けられている請求項1記載の温度検出素子。

【請求項3】
前記接触体と前記支持体の少なくとも一方に、前記第1の素線と第2の素線を位置決めするガイド溝が設けられている請求項1または2記載の温度検出素子。

【請求項4】
前記支持体には、前記接触体が嵌入する嵌合孔が設けられ、
前記嵌合孔の内側面と前記接触体の外側面との間に前記第1の素線と第2の素線を介在させ、前記嵌合孔に前記接触体を圧入して、前記嵌合孔の内側面と前記接触体の外側面との間で前記第1の素線と第2の素線とが挟圧されて支持されている請求項1記載の温度検出素子。

【請求項5】
前記嵌合孔は、前記第1の素線と第2の素線が引き出される側が縮径するテーパ孔に形成され、
前記接触体は、前記テーパ孔に嵌合する円錐台状に形成されている請求項4記載の温度検出素子。

【請求項6】
前記嵌合孔の内側面及び前記接触体の外側面の少なくとも一方に、前記第1の素線と第2の素線を位置決めするガイド溝が設けられている請求項4または5記載の温度検出素子。

【請求項7】
前記支持体には、前記接触体が嵌入する嵌合孔が設けられ、
前記接触体には、前記嵌合孔に嵌入する嵌入部が前記支持体に固定されるフランジ部から延設され、
前記第1の素線と第2の素線とが、前記嵌合孔の内側面と前記嵌入部の外側面との間で挟圧されて支持されている請求項1記載の温度検出素子。

【請求項8】
前記嵌入部の外側面に、前記第1の素線と第2の素線を位置決めするガイド溝が設けられている請求項7記載の温度検出素子。

【請求項9】
前記接触体は平板体状に形成され、該接触体に前記第1の素線と第2の素線を各別に挿通する挿通孔が、厚さ方向に貫通して設けられ、
前記接触体に、前記挿通孔に連通する前記支持体の装着孔が設けられ、該装着孔に支持体が嵌入して、前記第1の素線と第2の素線とが挟圧されて支持されている請求項1記載の温度検出素子。

【請求項10】
前記装着孔として前記接触体にねじ孔が設けられ、
前記支持体としてねじが前記ねじ孔に螺入して、前記第1の素線と第2の素線とが前記接触体に支持されている請求項9記載の温度検出素子。

【請求項11】
請求項1~11のいずれか一項記載の温度検出素子を被測定体の温度の検知に使用する方法であって、
前記温度検出素子とは別体に形成したアダプターに、前記接触体の接触面を露出させて温度検出素子を保持し、
前記接触面を被測定体に面的に接触させ、前記アダプターとともに前記温度検出素子を被測定体に装着して温度を検知する温度検出素子の使用方法。

【請求項12】
請求項1~11のいずれか一項記載の温度検出素子を被測定体の温度の検知に使用する方法であって、
前記温度検出素子とは別体に形成した第1のアダプターと第2のアダプターとを組み合わせ、前記接触体の接触面を被測定体に接触させるかわりに、前記第1のアダプターの内底面に前記接触体の接触面を面的に接触させて、アダプターの内部に前記温度検出素子を収容し、
前記第1のアダプターを被測定体に面的に接触させ、
前記第1のアダプター及び第2のアダプターとともに前記温度検出素子を被測定体に装着して温度を検知する温度検出素子の使用方法。

【請求項13】
請求項1~11のいずれか一項記載の温度検出素子を、垂直ブリッジマン法により単結晶を育成する際に、るつぼの温度の検知に使用する方法であって、
前記温度検出素子とは別体に形成したアダプターに、前記接触体の接触面を露出させて温度検出素子を保持し、
前記アダプターとともに前記温度検出素子を前記るつぼの底部に設けた嵌合凹部に嵌入し、該嵌合凹部の内底面に前記接触体の接触面を面的に接触させて温度を検知する温度検出素子の使用方法。

【請求項14】
請求項1~11のいずれか一項記載の温度検出素子を、垂直ブリッジマン法により単結晶を育成する際にるつぼの温度の検知に使用する方法であって、
前記温度検出素子とは別体に形成した第1のアダプターと第2のアダプターとを組み合わせ、前記接触体の接触面を被測定体に接触させるかわりに、前記第1のアダプターの内底面に前記接触体の接触面を面的に接触させて、アダプターの内部に前記温度検出素子を収容し、
前記第1のアダプターに設けた嵌合凸部を前記るつぼの底部に設けた嵌合凹部に嵌入し前記第1のアダプター及び第2のアダプターを介して前記温度検出素子を前記るつぼに装着して温度を検知する温度検出素子の使用方法。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010292304thum.jpg
出願権利状態 登録
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