特許 6194298 温度検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6194298

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】温度検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01K 7/02 20060101AFI20170828BHJP

【ＦＩ】

   G01K7/02 C

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-183016(P2014-183016)

(22)【出願日】2014年9月9日

(65)【公開番号】特開2016-57142(P2016-57142A)

(43)【公開日】2016年4月21日

【審査請求日】2017年4月28日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390031037

【氏名又は名称】日本フェンオール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100091351

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100084618

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 貞男

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】黒岩 政文

(72)【発明者】

【氏名】栗原 努

【審査官】 平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３３７０４１６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００６−２３４７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平４−１３１７３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１７０３４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｋ １／００−１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

温度を検出すべき雰囲気の中で直立した保護管と、
一対の熱電対素線と、当該熱電対素線の先端部を互いに接合することで構成された球形の測温部と、を有し、前記保護管内に収容されるとともに、前記保護管の下端から引き出された前記熱電対素線が前記保護管と交差する横方向に導かれた熱電対と、
前記熱電対の前記熱電対素線を個々に被覆した柔軟な絶縁スリーブと、
前記保護管内に挿入され、前記保護管の長手方向に延びた支持体と、
前記熱電対の前記熱電対素線が挿通される一対の挿通孔と、前記熱電対の前記測温部が入り込むスリットと、当該スリットにより隔てられて前記測温部を前記保護管の長手方向に移動可能に挟んだ一対の壁部と、を含み、前記支持体に固定された熱電対ホルダと、を具備し、
前記絶縁スリーブで被覆された前記熱電対素線は、前記熱電対ホルダから前記支持体に沿って前記保護管の下方に導かれるとともに、前記保護管の内面に向けて膨らむように撓んだ少なくとも一つの遊び部を有する温度検出装置。

【請求項2】

前記絶縁スリーブで被覆された前記熱電対素線は、前記支持体の長手方向に互いに離間した複数個所に前記支持体に拘束された複数の拘束部を有し、前記支持体の長手方向に隣り合う前記拘束部の間に前記遊び部が形成された請求項１に記載の温度検出装置。

【請求項3】

前記遊び部は、前記支持体を前記保護管の径方向から挟み込むように前記支持体と前記保護管との間に介在された請求項１又は請求項２に記載の温度検出装置。

【請求項4】

前記保護管の下端部が固定された筒状の保持部と、当該保持部の下端から横方向に延びたガイド部と、を有する保護管ホルダをさらに備え、前記絶縁スリーブで覆われた前記熱電対素線が前記ガイド部から前記保護管ホルダの外に引き出された請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の温度検出装置。

【請求項5】

前記保護管ホルダの外に引き出された前記絶縁スリーブを被覆した複数の外皮チューブと、当該外皮チューブを前記保護管ホルダに固定する固定金具と、をさらに備え、
前記固定金具は、前記保護管ホルダに固定された第１の固定板と、当該第１の固定板に取り外し可能に連結され、前記第１の固定板との間で前記外皮チューブを挟み込んで保持する第２の固定板と、を有する請求項４に記載の温度検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保護管の内部に熱電対を収容した温度検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置のような熱処理装置は、処理容器内の雰囲気温度を測定する温度検出装置を備えている。従来の温度検出装置は、例えば特許文献１に開示されているように、処理容器内で直立した保護管と、保護管の下端部に固定された保護管ホルダと、保護管の内部に挿入された絶縁管と、絶縁管に支持された複数の熱電対と、保護管ホルダの内側で絶縁管の下端部を支持する絶縁管ホルダと、を主要な要素として備えている。

【0003】

熱電対は、一対の熱電対素線と、熱電対素線の先端部を互いに接合することで構成された球状の接合部と、を有している。熱電対素線は、絶縁管に設けられた一対の貫通孔に挿入されている。熱電対素線は、貫通孔を通じて保護管ホルダに導かれるとともに、保護管ホルダの内部で略水平方向に向きを変えた後、保護管ホルダから側方に引き出されている。熱電対の接合部は、絶縁管に支持されている。

【0004】

従来の温度検出装置によると、熱電対素線は、絶縁管および絶縁管ホルダに拘束されることなく保護管ホルダの内部に導かれている。さらに、保護管ホルダの内部には、熱電対素線が自由に撓むことができるバッファエリアが確保されている。

【0005】

熱電対素線が熱膨張および熱収縮を繰り返すと、熱電対素線は、保護管ホルダの内部のバッファエリアで何等拘束されることなく自由に変形する。そのため、絶縁管の貫通孔を貫通する熱電対素線は、自重により真っ直ぐな状態を維持する。

【0006】

この結果、熱電対素線が貫通孔の内側で屈曲することはなく、熱電対素線と絶縁管との干渉に基づく熱電対素線の断線を防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３−３６９７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の温度検出装置では、保護管の下端部を支持する保護管ホルダの内部に、熱電対素線の自由な変形を許容し得るバッファエリアを確保する必要がある。バッファエリアは、熱電対素線の自由な動きを妨げない程度のボリュームを必要とするので、その分、保護管ホルダが大型化するのを否めない。

【0009】

しかも、バッファエリアで熱電対素線を撓ませるためには、バッファエリアの出口で熱電対素線を保護管ホルダにしっかりと固定しなくてはならない。このため、保護管ホルダの構成が煩雑となるとともに、温度検出装置の組み立て作業に多大な手間を要し、温度検出装置の製造コストの増大を招く一つの要因となる。

【0010】

本発明の目的は、シンプルかつコンパクトな構成で熱電対素線の熱膨張・熱収縮を吸収することができ、製造コストを低減できる温度検出装置を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る温度検出装置は、(1)温度を検出すべき雰囲気の中で直立した保護管と、(2)一対の熱電対素線と、当該熱電対素線の先端部を互いに接合することで構成された球形の測温部と、を有し、前記保護管内に収容されるとともに、前記保護管の下端から引き出された前記熱電対素線が前記保護管と交差する横方向に導かれた熱電対と、(3)前記熱電対の前記熱電対素線を個々に被覆した柔軟な絶縁スリーブと、(4)前記保護管内に挿入され、前記保護管の長手方向に延びた支持体と、(5)前記熱電対の前記熱電対素線が挿通される一対の挿通孔と、前記熱電対の前記測温部が入り込むスリットと、当該スリットにより隔てられて前記測温部を前記支持体の長手方向に移動可能に挟んだ一対の壁部と、を含み、前記支持体に固定された熱電対ホルダと、を備えている。

【0012】

前記絶縁スリーブで被覆された前記熱電対素線は、前記熱電対ホルダから前記支持体に沿って前記保護管の下方に導かれるとともに、前記保護管の内面に向けて膨らむように撓んだ少なくとも一つの遊び部を有している。

【0013】

本発明の好ましい形態によると、前記絶縁スリーブで被覆された前記熱電対素線は、前記支持体の長手方向に互いに離間した複数個所に前記支持体に拘束された複数の拘束部を有し、前記支持体の長手方向に隣り合う前記拘束部の間に前記遊び部が形成されている。

【0014】

本発明の好ましい形態によると、前記遊び部は、前記支持体を前記保護管の径方向から挟み込むように前記支持体と前記保護管との間に介在されている。

【0015】

本発明の好ましい形態によると、前記保護管の下端部が固定された筒状の保持部と、当該保持部の下端から横方向に延びたガイド部と、を有する保護管ホルダをさらに備えており、前記絶縁スリーブで覆われた前記熱電対素線が前記ガイド部から前記保護管ホルダの外に引き出されている。

【0016】

本発明の好ましい形態によると、前記保護管ホルダから引き出された前記絶縁スリーブを被覆した複数の外皮チューブと、当該外皮チューブを前記保護管ホルダに固定する固定金具と、をさらに備えている。前記固定金具は、前記保護管ホルダに固定された第１の固定板と、当該第１の固定板に取り外し可能に連結され、前記第１の固定板との間で前記外皮チューブを挟み込んで保持する第２の固定板と、を有している。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、遊び部が保護管の内部で変形することにより、熱電対素線の熱膨張・熱収縮を吸収する。このため、シンプルな構成で熱膨張・熱収縮を要因とする熱電対素線の断線を防止することができ、温度検出装置のコンパクト化および製造コストの低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１の実施形態に係る温度検出装置が設置された熱処理装置を概略的に示す断面図である。

【図2】第１の実施形態に係る温度検出装置の断面図である。

【図3】図２のＦ３の方向から見た温度検出装置の断面図である。

【図4】図３のＦ４−Ｆ４線に沿う断面図である。

【図5】図３のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図である。

【図6】（Ａ）は、熱電対ホルダの側面図である。（Ｂ）は、図６（Ａ）のＦ６Ｂ−Ｆ６Ｂ線に沿う断面図である。

【図7】外皮チューブを挟んで保持する固定金具の構成を分解して示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0020】

図１は、例えば半導体製造装置の熱処理用の拡散炉１を概略的に示している。拡散炉１は、半導体ウエハのような被加熱物２が取り出し可能に収容される処理管３と、処理管３を取り囲んだヒータ４と、処理管３とヒータ４との間に介在された均熱管５と、を備えている。均熱管５は、ヒータ４から被加熱物２に向けて輻射される熱を均等化するための要素であって、処理管３およびヒータ４に対し同心状に配置されている。

【0021】

図１に示すように、拡散炉１は、本発明に係る温度検出装置１０を備えている。温度検出装置１０は、ヒータ４から輻射熱を受ける処理管３の雰囲気温度を測定するための要素であって、処理管３と均熱管５との間の高温雰囲気Ｈの中に直立した姿勢で設置されている。

【0022】

図２ないし図４に示すように、温度検出装置１０は、保護管１１、保護管ホルダ１２、支持体１３、第１の熱電対１４ａ、第２の熱電対１４ｂおよび固定金具１５を主要な要素として備えている。

【0023】

保護管１１は、例えば直径が５mm〜８mm程度の真っ直ぐな円筒であり、本実施形態では、炭化ケイ素(SiC)のような耐熱性に優れた材料で構成されている。保護管１１は、高温雰囲気Ｈの高さ方向に沿って一直線状に延びている。保護管１１の上端は気密に閉塞されているとともに、保護管１１の下端は下向きに開口されている。

【0024】

保護管ホルダ１２は、例えばアルミナあるいはステンレスのような耐熱性に優れた材料で構成されている。保護管ホルダ１２は、直立した円筒状の保持部１７と、保持部１７の下端から水平方向に延びた半円筒状のガイド部１８と、を備えている。そのため、保護管ホルダ１２は、Ｌ型に折れ曲がった形状を有している。

【0025】

保護管ホルダ１２の保持部１７は、上向きに開口されている。保持部１７の内側に保護管１１の下端部が嵌合されている。保護管１１の下端部は、例えば接着等の手段により保持部１７に固定されている。

【0026】

支持体１３は、例えば耐熱性および電気絶縁性に優れたアルミナで構成されている。支持体１３は、保護管１１の長手方向に沿って真っ直ぐに延びた棒状の要素であって、保護管１１の長手方向と直交する方向の断面形状が楕円形又は長円形に形成されている。支持体１３は、保護管１１の下端開口から保護管１１の内部に挿入されている。支持体１３の下端部は、保護管１１の下端の開口を貫通して保護管ホルダ１２の保持部１７の内側に突出されている。

【0027】

さらに、支持体１３は、第１の面１３ａと、第１の面１３ａの裏側に位置された第２の面１３ｂと、を有している。第１の面１３ａおよび第２の面１３ｂは、支持体１３の全長に亘って延びている。

【0028】

図２ないし図５に示すように、支持体１３の第１の面１３ａと保護管１１の内面との間には、配線用のスペースＳ１が確保されている。同様に、支持体１３の第２の面１３ｂと保護管１１の内面との間には、配線用のスペースＳ２が確保されている。

【0029】

第１の熱電対１４ａは、前記高温雰囲気Ｈの上部の温度を検出するための要素であって、支持体１３の上端部に第１の熱電対ホルダ２０を介して保持されている。第２の熱電対１４ｂは、前記高温雰囲気Ｈの高さ方向に沿う中間部の温度を検出するための要素であって、支持体１３の長手方向に沿う中間部に第２の熱電対ホルダ２１を介して保持されている。

【0030】

第１の熱電対１４ａは、正極側の熱電対素線２２ａと、負極側の熱電対素線２２ｂと、熱電対素線２２ａ，２２ｂの先端部を互いに接合することで構成された球形の測温部２２ｃと、を備えている。

【0031】

第１の熱電対ホルダ２０は、例えばアルミナで構成されている。図６に最もよく示されるように、第１の熱電対ホルダ２０は、ホルダ本体２４を備えている。ホルダ本体２４は、断面形状が楕円又は長円形の偏平な板状であり、支持体１３の第１の面１３ａの上端部に接着剤を介して固定されている。

【0032】

ホルダ本体２４は、一対の挿通孔２５ａ，２５ｂを有している。挿通孔２５ａ，２５ｂは、第１の熱電対１４ａの熱電対素線２２ａ，２２ｂが個別に挿通される要素である。挿通孔２５ａ，２５ｂは、ホルダ本体２４を支持体１３の長手方向に沿って貫通するとともに、互いに間隔を存して平行に配置されている。

【0033】

ホルダ本体２４の上端部にスリット２６が形成されている。スリット２６は、挿通孔２５ａ，２５ｂの間でホルダ本体２４の上端面から下方に向けて切り込まれている。本実施形態によると、スリット２６に対応した位置では、挿通孔２５ａ，２５ｂの径方向に沿う半分がスリット２６によりカットされている。

【0034】

スリット２６の深さＤは、例えば熱電対素線２２ａ，２２ｂの熱膨張率、ホルダ本体２４の熱膨張率および熱電対素線２２ａ，２２ｂが受ける熱等を考慮して決定することが望ましい。

【0035】

ホルダ本体２４の上端部には、スリット２６によって隔てられた一対の壁部２７，２８が形成されている。壁部２７，２８は、スリット２６を間に挟んで向かい合う側面２７ａ，２８ａを有し、当該側面２７ａ，２８ａに挿通孔２５ａ，２５ｂが連続して開口されている。

【0036】

第１の熱電対１４ａの熱電対素線２２ａ，２２ｂは、ホルダ本体２４の上方から挿通孔２５ａ，２５ｂに挿入されている。熱電対素線２２ａ，２２ｂの大部分は、挿通孔２５ａ，２５ｂを貫通してホルダ本体２４の下方に導かれている。

【0037】

第１の熱電対１４ａの測温部２２ｃは、スリット２６に入り込むとともに、壁部２７，２８とスリット２６の底とで囲まれた領域の底部に収められている。測温部２２ｃは、壁部２７，２８の間で支持体１３の長手方向に沿って移動可能に挟まれている。

【0038】

一方、第２の熱電対１４ｂは、正極側の熱電対素線２２ｄと、負極側の熱電対素線２２ｅと、熱電対素線２２ｄ，２２ｅの先端部を互いに接合することで構成された球形の測温部２２ｆと、を備えている。

【0039】

第２の熱電対ホルダ２１は、前記第１の熱電対ホルダ２０と同一の構成を有している。そのため、第２の熱電対ホルダ２１に関しては、第１の熱電対ホルダ２０と同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

【0040】

第２の熱電対ホルダ２１のホルダ本体２４は、支持体１３の第１の面１３ａの長手方向に沿う中間部に接着剤を介して固定されている。第２の熱電対１４ｂの熱電対素線２２ｄ，２２ｅは、ホルダ本体２４の上方から挿通孔２５ａ，２５ｂに挿入されている。熱電対素線２２ｄ，２２ｅの大部分は、挿通孔２５ａ，２５ｂを貫通してホルダ本体２４の下方に導かれている。

【0041】

第２の熱電対１４ｂの測温部２２ｆは、第２の熱電対ホルダ２１のスリット２６に入り込むとともに、壁部２７，２８とスリット２６の底とで囲まれた領域の底部に収められている。測温部２２ｆは、壁部２７，２８の間で支持体１３の長手方向に沿って移動可能に挟まれている。

【0042】

なお、本実施形態では、二つの測温部２２ｃ，２２ｆの周面がホルダ本体２４の壁部２７，２８の側面２７ａ，２８ａから離れているが、二つの測温部２２ｃ，２２ｆの周面が壁部２７，２８の側面２７ａ，２８ａに摺動可能に接していてもよい。

【0043】

図２ないし図５に示すように、第１の熱電対ホルダ２０から下方に引き出された第１の熱電対１４ａの熱電対素線２２ａ，２２ｂは、個々に絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂで被覆されている。熱電対素線２２ａ，２２ｂを覆った絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂは、支持体１３の第１の面１３ａと保護管１１の内面との間のスペースＳ１を通して配線されている。

【0044】

さらに、熱電対素線２２ａ，２２ｂを覆った絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂは、第２の熱電対ホルダ２１を避けるように支持体１３の第１の面１３ａから第２の面１３ｂに引き回された後、支持体１３の第２の面１３ｂと保護管１１の内面との間のスペースＳ２を通して保護管ホルダ１２の保持部１７の内側に導かれている。

【0045】

第２の熱電対ホルダ２１から下方に引き出された第２の熱電対１４ｂの熱電対素線２２ｄ，２２ｅは、個々に絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄで被覆されている。熱電対素線２２ｄ，２２ｅを覆った絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄは、支持体１３の第１の面１３ａと保護管１１の内面との間のスペースＳ１を通して保護管ホルダ１２の保持部１７の内側に導かれている。

【0046】

そのため、第２の熱電対ホルダ２１よりも下方では、支持体１３の第１の面１３ａと保護管１１の内面との間に熱電対素線２２ｄ，２２ｅを覆った絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄが介在され、支持体１３の第２の面１３ｂと保護管１１の内面との間に熱電対素線２２ａ，２２ｂを覆った絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂが介在されている。本実施形態では、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、例えばアルミナ又はセラミックファイバー製の織布で構成され、耐熱性および柔軟性を兼ね備えている。

【0047】

図２および図７に示すように、熱電対素線２２ａ，２２ｂを覆った絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂおよび熱電対素線２２ｄ，２２ｅを覆った絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄは、保護管ホルダ１２の内部で略水平方向に向きを変えた後、ガイド部１８の開口端から保護管ホルダ１２の外に導かれている。

【0048】

熱電対素線２２ａ，２２ｂを覆った絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂは、保護管ホルダ１２から先の部分が第１の外皮チューブ３１ａで被覆されている。第１の外皮チューブ３１ａは、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂを一つに束ねているとともに、ガイド部１８の開口端から保護管ホルダ１２の外に引き出されている。

【0049】

同様に、熱電対素線２２ｄ，２２ｅを覆った絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄは、保護管ホルダ１２から先の部分が第２の外皮チューブ３１ｂで被覆されている。第２の外皮チューブ３１ｂは、絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄを一つに束ねているとともに、ガイド部１８の開口端から保護管ホルダ１２の外に引き出されている。

【0050】

第１の外皮チューブ３１ａおよび第２の外皮チューブ３１ｂは、例えばアルミナ又はセラミックファイバー製の織布で構成され、耐熱性および柔軟性を兼ね備えている。

【0051】

図２および図７に示すように、固定金具１５は、第１の固定板３３および第２の固定板３４を備えている。第１の固定板３３は、保護管ホルダ１２のガイド部１８の下端開口を塞ぐようにガイド部１８に固定されている。保護管ホルダ１２の内部に導かれた支持体１３の下端は、第１の固定板３３に突き当てられている。そのため、支持体１３は、第１の固定板３３により支持されている。

【0052】

第１の固定板３３は、ガイド部１８の開口端よりもガイド部１８の外側に延出された受け部３５を有している。受け部３５は、複数のねじ挿通孔３６を有している。ねじ挿通孔３６は、互いに間隔を存して一列に並んでいる。本実施形態によると、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂを束ねた第１の外皮チューブ３１ａおよび絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄを束ねた第２の外皮チューブ３１ｂは、第１の固定板３３の上を通して配線されているとともに、第１の固定板３３の受け部３５の上を横切っている。

【0053】

第２の固定板３４は、受け部３５の上に配置されている。第２の固定板３４は、ねじ挿通孔３６と合致する複数の通孔３７を有している。複数のねじ３８が第２の固定板３４の上から通孔３７に挿入されている。ねじ３８は、通孔３７およびねじ挿通孔３６を貫通して受け部３５の下方に突出されているとともに、ねじ３８の突出端にナット３９がねじ込まれている。

【0054】

第１の外皮チューブ３１ａおよび第２の外皮チューブ３１ｂは、第１の固定板３３の受け部３５と第２の固定板３４との間を通過している。そのため、ナット３９を締め付けると、第１の外皮チューブ３１ａおよび第２の外皮チューブ３１ｂが受け部３５と第２の固定板３４との間で挟み込まれる。

【0055】

この結果、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅを覆った絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが第１の外皮チューブ３１ａおよび第２の外皮チューブ３１ｂと共に保護管ホルダ１２に一体的に固定されている。

【0056】

図２および図３に示すように、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂで覆われた熱電対素線２２ａ，２２ｂは、第１の熱電対ホルダ２０と第２の熱電対ホルダ２１との間の領域の複数個所が耐熱ワイヤ４１を介して支持体１３に縛り付けられている。さらに、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂで覆われた熱電対素線２２ａ，２２ｂは、第２の熱電対ホルダ２１よりも下方の領域の複数個所が絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄで覆われた熱電対素線２２ｄ，２２ｅと一緒に耐熱ワイヤ４１を介して支持体１３に縛り付けられている。

【0057】

耐熱ワイヤ４１は、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂで覆われた熱電対素線２２ａ，２２ｂおよび絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄで覆われた熱電対素線２２ｄ，２２ｅを支持体１３に対し移動不能に拘束している。

【0058】

具体的に述べると、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂで覆われた熱電対素線２２ａ，２２ｂおよび絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄで覆われた熱電対素線２２ｄ，２２ｅは、夫々耐熱ワイヤ４１によって動きが拘束された複数の拘束部４２を有している。拘束部４２は、支持体１３の長手方向に間隔を存して並んでいる。

【0059】

図２および図３に示すように、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂで覆われた熱電対素線２２ａ，２２ｂおよび絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄで覆われた熱電対素線２２ｄ，２２ｅは、夫々複数の遊び部４４を有している。遊び部４４は、保護管１１の内側で隣り合う拘束部４２の間に位置されている。さらに、遊び部４４は、支持体１３から保護管１１の内面に向けて膨らむように撓んだ形状を有している。

【0060】

言い換えると、遊び部４４は、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅが熱膨張・熱収縮した時に、保護管１１および支持体１３に何等拘束されることなく自由に変形し得るように滑らかな円弧を描いて湾曲されている。したがって、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂで覆われた熱電対素線２２ａ，２２ｂおよび絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄで覆われた熱電対素線２２ｄ，２２ｅは、保護管１１の内側で支持体１３に沿って蛇行状に配線されている。

【0061】

さらに、図５に最もよく示されるように、第２の熱電対ホルダ２１よりも下方では、前記遊び部４４が支持体１３の第１の面１３ａおよび第２の面１３ｂの双方から保護管１１の内面に向けて張り出している。

【0062】

すなわち、遊び部４４は、支持体１３を保護管１１の径方向から挟み込むように支持体１３と保護管１１との間に介在されて、保護管１１の径方向に沿う支持体１３の動きを規制している。

【0063】

本実施形態の温度検出装置１０によると、第１の熱電対１４ａの熱電対素線２２ａ，２２ｂおよび第２の熱電対１４ｂの熱電対素線２２ｄ，２２ｅは、夫々支持体１３に拘束されることなく自由に変形し得るように滑らかな円弧を描いて湾曲された複数の遊び部４４を有している。

【0064】

このため、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅが熱膨張・熱収縮すると、複数の遊び部４４が保護管１１の内側で撓むように変形し、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの熱膨張・熱収縮を吸収する。

【0065】

さらに、第１の熱電対１４ａの測温部２２ｃおよび第２の熱電対１４ｂの測温部２２ｆは、夫々ホルダ本体２４の壁部２７，２８の間で挟まれている。このため、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの先端部が熱膨張・熱収縮すると、測温部２２ｃ，２２ｆが壁部２７，２８にガイドされた状態でスリット２６の深さＤの範囲内で移動し、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの先端部の熱膨張・熱収縮を吸収する。

【0066】

したがって、本実施形態によれば、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの熱膨張・熱収縮を保護管１１の内部で吸収することができ、熱膨張・熱収縮に基づく熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの断線を防止できる。

【0067】

さらに、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの熱膨張・熱収縮を吸収するための構成を保護管１１の外の保護管ホルダ１２の内部に設ける必要はなく、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの断線を防止するための構造を簡素化することができる。よって、温度検出装置１０のコンパクト化が可能となるとともに、製造コストを低減することができる。

【0068】

さらに、本実施形態では、絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄで覆われた熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅを蛇行状に撓ませて支持体１３に縛り付ければよく、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅの配線作業が煩雑化することもない。そのため、温度検出装置１０の生産性が良好となり、この点でも製造コストの低減に寄与する。

【0069】

それとともに、固定金具１５にしても、第１の固定板３３と第２の固定板３４との間で熱電対素線２２ａ，２２ｂを覆った絶縁スリーブ３０ａ，３０ｂおよび熱電対素線２０ｄ，２０ｅを覆った絶縁スリーブ３０ｃ，３０ｄを挟んで保持するだけのシンプルな構成となっている。そのため、熱電対素線２２ａ，２２ｂ，２０ｄ，２０ｅを保護管ホルダ１２に固定する構造を簡略化することが可能となり、温度検出装置１０の製造コストを低減する上で有利となる。

【0070】

加えて、本実施形態によると、複数の遊び部４４は、支持体１３を保護管１１の径方向から挟み込むように支持体１３と保護管１１との間に介在されて、保護管１１の径方向に沿う支持体１３の動きを規制している。このため、支持体１３は、単にその下端を保護管ホルダ１２に固定された第１の固定板３３に突き当てるだけでよく、支持体１３を起立した姿勢に保持する専用の部品を省略することができる。

【0071】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【0072】

例えば、保護管の内部に収容される熱電対の数は二つに限らず、三つ又はそれ以上として、これら複数の熱電対を支持体の長手方向に間隔を存して配列してもよい。

【0073】

さらに、支持体の断面形状は、楕円又は長円形に特定されるものではなく、例えば断面が円形、方形あるいは多角形の棒状の要素で支持体を構成してもよい。

【0074】

加えて、保護管の材質も炭化ケイ素に制約されず、例えば石英管あるいはアルミナ管のような耐熱性に優れた他の材料で保護管を構成してもよい。

【符号の説明】

【0075】

１０…温度検出装置、１１…保護管、１３…支持体、１４ａ，１４ｂ…熱電対（第１の熱電対、第２の熱電対）、２０，２１…熱電対ホルダ（第１の熱電対ホルダ、第２の熱電対ホルダ）、２２ａ，２２ｂ，２２ｄ，２２ｅ…熱電対素線、２２ｃ，２２ｆ…測温部、２５ａ，２５ｂ…挿通孔、２６…スリット、２７，２８…壁部、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…絶縁スリーブ、４４…遊び部、Ｈ…高温雰囲気。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】