特許 6819163 絶縁型信号伝達装置、電子機器

(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】6819163

(24)【登録日】2021年1月6日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】絶縁型信号伝達装置、電子機器

(51)【国際特許分類】

   G08C 23/00 20060101AFI20210114BHJP

   G01K 1/16 20060101ALI20210114BHJP

   H03K 17/945 20060101ALI20210114BHJP

   H02M 1/00 20070101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   G08C23/00

   G01K1/16

   H03K17/945 L

   H03K17/945 F

   H02M1/00 Z

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-177606(P2016-177606)

(22)【出願日】2016年9月12日

(65)【公開番号】特開2018-45293(P2018-45293A)

(43)【公開日】2018年3月22日

【審査請求日】2019年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】特許業務法人 サトー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮川 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】神谷 昌宏

【審査官】 吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８１５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−３４２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３８６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１４０２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−１６０４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１５４４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２５２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４２０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−６８３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６４−１０６７６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｃ １３／００−２５／０４

Ｈ０２Ｍ １／００−１／４４

Ｈ０３Ｋ １７／９４５−１７／９５５

Ｇ０１Ｋ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力される信号に応じた電流が印加されることにより発熱する抵抗素子と、
前記抵抗素子と電気的に絶縁した状態で設けられ、前記抵抗素子が発熱した際に自身に流れる熱量を検出するとともに、検出した熱量に応じた信号を出力する熱流センサと、
前記熱流センサを挟んで前記抵抗素子とは反対となる側に設けられている金属部材と、
を備える絶縁型信号伝達装置。

【請求項2】

前記抵抗素子と前記熱流センサとの間に絶縁材料で形成されている基板が介在している請求項１記載の絶縁型信号伝達装置。

【請求項3】

前記抵抗素子は、前記基板の表面に実装されており、
前記熱流センサは、前記基板の内部に、前記抵抗素子の実装位置に対応して埋め込まれている請求項２記載の絶縁型信号伝達装置。

【請求項4】

前記基板には、複数の前記抵抗素子および前記熱流センサが設けられ、
隣り合う前記熱流センサ間に位置して、前記金属部材を分離する分離領域を設けた請求項２または３記載の絶縁型信号伝達装置。

【請求項5】

前記金属部材は、前記基板に設けられているグランドパターンである請求項２から４のいずれか一項記載の絶縁型信号伝達装置。

【請求項6】

入力される信号に応じた電流が印加されることにより発熱する抵抗素子と、前記抵抗素子と電気的に絶縁した状態で設けられ、前記抵抗素子が発熱した際に自身に流れる熱量を検出するとともに、検出した熱量に応じた信号を出力する熱流センサと、前記熱流センサを挟んで前記抵抗素子とは反対となる側に設けられている金属部材とを有する絶縁型信号伝達装置を備える電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号を絶縁して伝達する絶縁型信号伝達装置、電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えばプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣと称する）等の産業用機器を筆頭に多くの電子機器は、スイッチやセンサ等の外部機器から与えられた信号を内部回路に伝達するための信号伝達装置、平易に言えば入力回路を備えている。また、電子機器の多く、ここでは産業用機器を例として挙げるが、内部回路との電気的な絶縁が必要となることがあり、例えば特許文献１ではフォトカプラで構成された絶縁型信号伝達装置を採用している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−１８１０３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、産業用機器の場合、各種の安全規格を満足することが求められる。例えば、絶縁型信号伝達装置であれば、内部回路との絶縁を確保するために、絶縁体が介在しない部位には回路パターンを設けない領域を設定すること等が求められている。このため、フォトカプラを使った絶縁型伝達装置では、必要とする基板表面のスペースが大きくなりがちであった。その結果、基板の大型化を招いたり、スペースが足らないことから新たな機能の追加が制限されたりする等のおそれがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化することができる絶縁型信号伝達装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１に記載した発明では、入力される信号に応じた電流が印加されることにより発熱する抵抗素子と、抵抗素子とは電気的に絶縁した状態で設けられ、抵抗素子が発熱した際に自身に流れる熱量を検出するとともに、検出した熱量に応じた信号を出力する熱流センサと、を備える。
つまり、絶縁型信号伝達装置は、一般的には温度検出を目的として使用される熱流センサを出力段に用いることにより、入力側となる抵抗素子と出力側となる熱流センサとの間において、熱伝導により電気的に絶縁した状態で信号を伝達することができる。

【0006】

これにより、フォトカプラでは不可能あるいは極めて困難であった例えば基板の表面から裏面への信号の伝達が可能となる。
このとき、抵抗素子は、通電によって発熱することから、フォトカプラの駆動回路のような複数の回路部品を必要としない。そのため、基板に実装する際に必要なスペースを削減できる。
また、信号伝達を熱により行うことから、光で行うように外乱を遮断するパッケージ内に発信源を収納する必要もないことから、その点でも小型化できる。

【0007】

さらに、熱による信号伝達は、基板に使われる部材の材質や厚み等が元々熱伝達し易いものである事を考慮すれば、フォトカプラのような光による信号伝達と比較しても、伝達速度および伝達精度のいずれについても遜色ない性能を示す。そのため、電子機器の絶縁回路を熱を媒介する構成に形成する事は、電子部品としての絶縁回路の性能低下を招くことなく、小型化を図ることができる。
したがって、絶縁型信号伝達装置を小型化することができる。

【0008】

請求項２に記載した発明では、抵抗素子と熱流センサとの間に絶縁材料で形成されている基板が介在している。つまり、抵抗素子と熱流センサとの間は、基板によって絶縁されている。基板は、抵抗素子や熱流センサなどの電子部品を実装するために必要となるものである。そして、その基板を抵抗素子と熱流センサとの間に介在させることにより、追加部品を要することなく抵抗素子と熱流センサとの間を電気的に絶縁することができる。したがって、回路の大型化を招くことがない。

【0009】

請求項３に記載した発明では、絶縁型信号伝達装置は、抵抗素子が基板の表面に実装されており、熱流センサが、絶縁材料で形成されている基板の内部に、抵抗素子の実装位置に対応して埋め込まれている。
これにより、基板の表面には、熱流センサを実装するスペースを設ける必要が無くなる。したがって、絶縁型信号伝達装置が占めるスペースを削減でき、基板を小型化することができる。

【0010】

また、絶縁型信号伝達装置が占めるスペースを削減できるということは、基板の大きさが同じであれば他の回路部品を実装するためのスペースを確保できることを意味している。そのため、機能を追加するために他の回路部品を設けることが可能となる。
したがって、絶縁型信号伝達装置の小型化あるいは多機能化を図ることができる。勿論、抵抗素子と熱流センサとの間には、絶縁体である基板が介在することから、電気的に絶縁される。

【0011】

請求項４に記載した発明では、絶縁型信号伝達装置は、熱流センサを挟んで抵抗素子とは反対となる側に金属部材を備える。
伝熱によって信号を伝達する場合、熱が熱流センサに向かって流れるようにすることにより、信号を伝達する際の精度を高めることができると考えられる。その一方で、電気的な絶縁を確保するためには、抵抗素子と熱流センサとの間に熱伝導を促すために金属部品等を配置することは好ましくない。

【0012】

そこで、熱流センサを挟んで抵抗素子とは反対となる側に、基板に比べて相対的に熱伝導性が高くなる金属部材を設けることにより、基板内に、抵抗素子から金属部材に向かう熱の流れ、つまりは、抵抗素子から熱流センサを経由して金属部材に到達する熱の流れを形成する。これにより、抵抗素子に生じた熱を熱流センサに集中させることが可能となり、抵抗素子の発熱による熱流を精度よく検出することができる。そして、熱流を精度よく検出することができれば、信号を伝達する際の精度つまりはＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【0013】

請求項５に記載した発明では、絶縁型信号伝達装置は、基板に複数の抵抗素子および熱流センサが設けられ、隣り合う熱流センサ間に位置して、金属部材を分離する分離領域（Ｓ）が設けられている。
複数の入力に対処すべく絶縁型信号伝達装置を複数設ける場合、省スペース化のために抵抗素子および熱流センサが隣り合うように配置されると考えられる。そして、抵抗素子が発熱した場合には、その熱は、発熱した抵抗素子を中心として周方向に広がると考えられる。つまり、熱流センサには、対となる抵抗素子だけでなく、近傍に位置するとなりの抵抗素子からの熱が伝達される可能性がある。

【0014】

このとき、熱流センサが対となる抵抗素子以外の抵抗素子からの熱流を検出してしまうと、他のチャンネルからの信号が混入することになる。そこで、金属部材を分離する分離領域を設けることにより、近傍に位置する他の抵抗素子からの熱が紛れ込むこと、つまりは、他のチャンネルからの信号が混入することを抑制できる。

【0015】

請求項６に記載した発明では、絶縁型信号伝達装置は、金属部材として、基板に設けられているグランドパターンを利用している。
熱流センサは、自身に生じる温度差に基づいた電圧を出力する。このとき、自身に生じる温度差が少ない場合には、出力する電圧も低くなる。つまり、熱流センサの周囲が同一温度になった場合には、その温度自体は高くても、出力される電圧は低くなる。

【0016】

一方、グランドパターンは、電流が環流する回路パターンであることから、いわゆるベタパターンとして広い面積で、あるいは、パターン幅が太く形成されている。そのため、グランドパターンに熱が伝わった場合には、直ぐには熱が飽和しにくくなっている。また、グランドパターンは、基板表面に設けられていることも多く、伝わった熱を放出し易いと考えられる。

【0017】

そこで、金属部材としてグランドパターンを利用することにより、熱流センサを通過した熱をグランドパターンから効率的に放出することが可能となるため、熱流センサを通過する熱の流れが促され、熱流センサにおいて、抵抗素子側とグランドパターン側とに十分な温度差を生じさせることができる。したがって、信号を伝達する際の精度を高めることができる。

【0018】

請求項７に記載した発明では、電子機器は、入力される信号に応じた電流が印加されることにより発熱する抵抗素子と、抵抗素子が発熱した際に自身に流れる熱量を検出するとともに検出した熱量に応じた信号を出力する熱流センサと、を有する絶縁型信号伝達装置を備えている。この場合、絶縁型信号伝達装置は、上記したように小型化することができることから、基板の小型化あるいは他の回路の実装が可能となる。したがって、産業用機器の小型化や多機能化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態による伝達装置の電気的構成を模式的に示す図

【図2】産業用機器としてのＰＬＣの電気的構成を模式的に示す図

【図3】伝達装置の基板への実装態様を模式的に示す図

【図4】伝達装置の基板への他の実装態様を模式的に示す図その１

【図5】伝達装置の基板への他の実装態様を模式的に示す図その２

【図6】伝達装置の基板への他の実装態様を模式的に示す図その３

【図7】伝達装置の他の電気的構成を模式的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、実施形態について、図１から図７を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の絶縁型信号伝達装置（以下、単に伝達装置１と称する）は、抵抗素子２と熱流センサ３とを備えている。この伝達装置１は、接続端子６（図２参照）から入力された信号を絶縁して内部回路７（図２参照）に伝達する。本実施形態では、入力される信号として交流信号を想定している。

【0021】

抵抗素子２は、図１にＩＮ＋、ＩＮ−として示す入力信号の端子間に直列に設けられている。また、抵抗素子２と直列にコンデンサ４が設けられている。このため、交流信号が入力されると、抵抗素子２に電流が流れ、その電流によって抵抗素子２が発熱する。つまり、伝達装置１は、入力される信号に応じた電流が印加されることにより発熱する抵抗素子２を備えている。本実施形態では、抵抗素子２は、表面実装型のものを採用している。

【0022】

熱流センサ３は、例えば樹脂材料により薄い長方形のフィルム状に形成されており、自身に流れる熱流を検出する。具体的には、熱流センサ３は、内部に異なる種類の金属が互いに接続されて配置されている。そして、熱流センサ３は、本実施形態では厚み方向への熱流が生じると、表面と裏面とに温度差が生じ、ゼーベック効果によってその温度差が電圧に変換される。そして、熱流センサ３は、熱量によって生じた温度差に応じた電圧を出力する。

【0023】

この熱量センサは、詳細は後述する図３にて説明するが、抵抗素子２の近傍であって、且つ、抵抗素子２からは電気的に絶縁された状態で設けられている。そのため、抵抗素子２が発熱すると、その熱が熱量センサを通過する。その結果、熱量センサは、抵抗素子２の発熱に応じた電圧を出力することになる。なお、熱流センサ３は、検出領域の面積に応じた電圧を出力することから、検出領域の面積が判明していれば、単位面積当たりに流れる熱量を示す熱流束を検出することができる。そのため、熱流センサ３は、熱流束センサとも称される。

【0024】

この場合、抵抗素子２は、交流信号が入力されている状態では電流が流れ続けることから、例えば１００度付近の温度で発熱し続ける。このとき、熱流センサ３に流れる熱量が大きくなることから、相対的に大きな電圧値が出力される。一方、抵抗素子２は、交流信号が入力されなくなると、電流が流れないため周囲温度に近い温度となる。このとき、熱流センサ３は、自身に流れる熱量が小さくなる、あるいは無くなることから、相対的に小さな電圧値を出力する。

【0025】

このため、例えば伝達装置１の出力電圧に対して閾値を設定することにより、交流信号が入力されている状態をオン状態、交流信号が入力されていない状態をオフ状態とすれば、例えばスイッチ等のオンオフ状態を伝達することが可能となる。あるいは、交流信号を断続して入力することによって抵抗素子２の発熱量を調整することにより、外部装置の状態を、オンオフの２段階だけでなく複数段階あるいは連続的に伝達することも可能となる。つまり、本実施形態の伝達装置１は、交流−直流変換装置として機能することにより、信号を伝達する。

【0026】

この伝達装置１は、図２に示すように、基板５に複数が実装されている。この基板５は、例えばガラスエポキシなどの絶縁材料によって形成されている。また、基板５は、一般的には概ね１．６ｍｍ程度の厚みに形成されている。そのため、基板５は、その内部に熱が伝達し易い構造となっている。この基板５には、外部装置と接続され、各種の信号が入出力されるコネクタや端子台等の接続端子６、ならびに、図示しない電源回路やマイクロコンピュータ等を含んで構成されている内部回路７が実装されている。

【0027】

本実施形態では、基板５は、産業用機器としてのプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣ８と称する）の本体内に設けられている。このような産業用機器は、例えばロボットコントローラやモータコントローラ等に用いられる。

【0028】

次に、上記した構成の作用について説明する。
前述のように、フォトカプラを採用した従来の絶縁型信号伝達装置（以下、便宜的に従来装置と称する）の場合、安全規格を満足させるために回路パターンを設けない領域を設定すること等が求められている。このため、従来装置では、必要とするスペースが大きくなりがちであり、基板の大型化を招いたり、基板上のスペースが足らないことから新たな機能の追加が制限されたりする等のおそれがあった。

【0029】

そこで、本実施形態では、以下のようにして伝達装置１の小型化を図っている。
伝達装置１の抵抗素子２は、図３に示すように、基板５の一方の面に表面実装されている。以下、便宜的に、抵抗素子２が実装されている側を基板５の上面と称し、その反対側の面を基板５の下面として説明する。

【0030】

一方、熱流センサ３は、絶縁材料で形成されている基板５の内部に、抵抗素子２の実装位置に対応して埋め込まれている。より具体的には、熱流センサ３は、抵抗素子２の実装位置の下方側であって、基板５の上面側からの透過視において少なくとも一部が抵抗素子２に重なった位置に設けられている。また、熱流センサ３は、抵抗素子２との間に基板５という絶縁体が介在する状態であって、且つ、抵抗素子２からの距離が基板５の厚み以下となる位置つまりは抵抗素子２の近傍に設けられている。

【0031】

これにより、基板５の上面において必要となるスペースは、概ね抵抗素子２の大きさに一致することになる。このとき、伝達装置１では、抵抗素子２を発熱させるために必要となるのが１つのコンデンサ４であるため、従来装置のフォトカプラの駆動回路に比べると、回路規模が大幅に小さくなる。

【0032】

そして、絶縁材料で形成されている基板５であっても熱は伝達することから、抵抗素子２が発熱した場合には、その熱は、矢印Ｆにて示すように熱流センサ３内を流れる。このとき、熱流センサ３は、抵抗素子２の近傍に設けられている。これにより、抵抗素子２の発熱に起因する熱流を精度よく熱流センサ３で検出することが可能となる。

【0033】

そして、熱流センサ３からは検出した熱量に応じた電圧が内部回路７に対して出力されることから、内部回路７は、抵抗素子２が発熱しているか否か、つまりは、本実施形態で言えば交流信号が印加されているか否かを検出することができる。すなわち、伝達装置１は、従来装置のような光による絶縁ではなく、熱伝導による絶縁を実現しており、基板５を熱の伝達経路として利用することによって、伝達装置１に入力された信号を電気的に絶縁した状態で内部回路７側に伝達することができる。

【0034】

また、本実施形態の場合、基板５には、熱流センサ３を挟んで抵抗素子２とは反対となる側つまりは基板５の裏面側に金属部材が設けられている。この金属部材は、本実施形態では熱流センサ３に接触した状態で設けられている。また、金属部材は、本実施形態では基板５の裏面に形成されるグランドパターン９を採用している。なお、このグランドパターン９は、グランド電位を安定させるためのものであり、いわゆるベタパターンとして広い面積で、あるいは、線幅が太い配線パターンで基板５に設けられている金属部材である。つまり、本実施形態の金属部材は、薄板状つまりは基板５の表面や内部に設けることが可能且つ容易な層状に形成されている。

【0035】

つまり、抵抗素子２から熱流センサ３への向きにおいて、熱流センサ３の先に、基板５よりも熱を伝えやすい金属部材が配置されている。これにより、熱流が抵抗素子２から熱流センサ３へ向きに誘導され、抵抗素子２の発熱をより検知しやすくなる。

【0036】

また、グランドパターン９は、その表面が露出した状態で設けられている。これにより、グランドパターン９の表面からの放熱が促され、熱流センサ３の厚み方向における両面間の温度差が大きくなる。そして、温度差が大きくなれば、出力される電圧も大きくなる。したがって、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、より精度の高い信号伝達が可能となる。

【0037】

また、本実施形態では、上記したように、基板５に複数の伝達装置１を設けている。この場合、金属部材をグランドパターン９とすると、隣り合う抵抗素子２からの熱流が検出されるおそれがある。そのため、図４に示すように、隣り合う熱流センサ３間に、グランドパターン９を分離する分離領域（Ｓ）を設けている。

【0038】

本実施形態の場合、分離領域（Ｓ）は、基板５の下面に広く形成されているグランドパターン９において、互いに隣り合うように配置されている熱流センサ３間に、熱流センサ３の隣り合う辺の長さと概ね同程度となる溝状に形成されている。これにより、基板５上に配置されている抵抗素子２ａからの熱は、熱流センサ３ａを通ってグランドパターン９ａ部分から放熱される流れとなる。そして、抵抗素子２ａに隣り合う抵抗素子２ｂからの熱は、熱流センサ３ｂを通ってグランドパターン９ｂ部分から放熱される流れとなる。

【0039】

これにより、複数の熱流センサ３を設けた場合であっても、各熱流センサ３に、それぞれ対応する抵抗素子２からの熱の流れを集中させることが可能となる。したがって、例えば隣り合った抵抗素子２等、熱流センサ３の近傍に位置する他の抵抗素子２からの熱が紛れ込むこと、つまりは、他のチャンネルからの信号が混入することを抑制できる。この場合、上記したように共通のグランドパターン９に分離領域（Ｓ）を設けることもできるが、電気的に接続されていない個別のベタパターンや比較的太い回路パターンを金属部材として採用することで、分離領域（Ｓ）が存在する構造としてもよい。

【0040】

以上説明した構成によれば、次のような効果を得ることができる。
伝達装置１は、入力される信号に応じた電流が印加されることにより発熱する抵抗素子２と、抵抗素子２とは電気的に絶縁した状態で設けられ、抵抗素子２が発熱した際に自身に流れる熱量を検出するとともに、検出した熱量に応じた信号を出力する熱流センサ３と、を備える。つまり、抵抗素子２は絶縁回路として伝達装置１における入力回路を構成しており、熱流センサ３は入力回路とは電気的に絶縁された出力回路を構成している。

【0041】

これにより、伝達装置１における入力側となる抵抗素子２と出力側となる熱流センサ３との間では、熱伝導によって、つまりは、電気的に絶縁した状態で信号を伝達することができる。すなわち、一般的には温度を検出することが想定される熱流センサ３を、熱伝導による信号伝達素子として用いることにより、例えば基板５の表面から裏面への信号の伝達等、フォトカプラでは不可能あるいは極めて困難であった経路での信号の伝達が可能となる。

【0042】

さらに、熱による信号伝達は、基板に使われる部材の材質や厚み等が元々熱伝達し易いものである事を考慮すれば、フォトカプラのような光による信号伝達と比較しても、伝達速度および伝達精度のいずれについても遜色ない性能を示す。そのため、電子機器の絶縁回路を熱を媒介する構成に形成する事は、電子部品としての絶縁回路の性能低下を招くことなく、小型化を図ることができる。

【0043】

そして、抵抗素子２は、通電されると、つまりは、電流が流れると発熱するため、フォトカプラとは異なり、複数の回路部品で構成された駆動回路を基本的に必要としない。そのため、基板５に必要なスペースを削減できる。したがって、伝達装置１を小型化することができる。

【0044】

伝達装置１では、抵抗素子２は、基板５の表面に実装されており、熱流センサ３は、絶縁材料で形成されている基板５内に抵抗素子２の実装位置に対応して埋め込まれている。これにより、熱流センサ３を実装するスペースを基板５の表面つまりは上記した上面および下面に設ける必要が無くなる。これにより、伝達装置１が占めるスペースを削減でき、基板５を小型化することが可能となる。

【0045】

また、伝達装置１が占めるスペースを削減できるということは、他の回路部品を実装するためのスペースを確保できることでもあるため、機能を追加することが容易となる。したがって、伝達装置１の小型化あるいは多機能化を図ることができる。勿論、抵抗素子２と熱流センサ３との間には、絶縁体である基板５が介在することから、電気的に絶縁される。

【0046】

伝達装置１は、熱流センサ３を挟んで抵抗素子２とは反対となる側に金属部材を備える。伝熱によって信号を伝達する場合、熱が熱流センサ３に向かうようにすることにより、信号を伝達する際の精度を高めることができると考えられる。その一方で、電気的な絶縁を確保するためには、抵抗素子２と熱流センサ３との間に熱伝導性の高い金属部品等を配置することは好ましくない。

【0047】

そこで、熱流センサ３を挟んで抵抗素子２とは反対となる側に、基板５に比べて相対的に熱伝導性が高くなる金属部材を設けている。これにより、基板５内に、抵抗素子２から金属部材に向かう熱の流れ、つまりは、抵抗素子２から熱流センサ３を経由して金属部材に到達する熱の流れを形成することができる。したがって、熱流センサ３によって抵抗素子２の発熱を精度よく検出することが可能となり、信号を伝達する際の精度つまりはＳ／Ｎ比の向上を図ることができる。
また、本実施形態では金属部材を熱流センサ３に接触する状態で設けているため、熱流センサ３から金属部材への熱の伝達が促され、熱流センサ３の入口側と出口側との温度差が生じやすくなり、伝達精度を向上させることができる。

【0048】

伝達装置１は、基板５に複数の抵抗素子２および熱流センサ３が設けられ、隣り合う熱流センサ３間に位置して、金属部材を分離する分離領域（Ｓ）が設けられている。複数の入力に対処すべく伝達装置１を複数設ける場合、省スペースのために、抵抗素子２および熱流センサ３は隣り合うように配置されると考えられる。

【0049】

このとき、抵抗素子２が発熱した場合、その熱は、抵抗素子２を中心として周方向に広がると考えられる。そのため、熱流センサ３には、対となる抵抗素子２だけでなく、近傍に位置するとなりの抵抗素子２からの熱が伝達される可能性がある。そして、熱流センサ３が対となる抵抗素子２以外の抵抗素子２からの熱流を検出してしまうと、他のチャンネルからの信号が混入することになる。

【0050】

そこで、金属部材を分離する分離領域（Ｓ）を設けることにより、近傍に位置する他の抵抗素子２からの熱が紛れ込むこと、つまりは、他のチャンネルからの信号が混入することを抑制できる。

【0051】

伝達装置１は、金属部材として、基板５に設けられているグランドパターン９を利用している。熱流センサ３は、上記したように本実施形態では厚み方向への温度差に基づいた電圧を出力することから、温度差が少ない場合には、出力が低くなる。つまり、熱流センサ３の周囲が同じ温度になると、温度自体は高くても、出力される電圧値は低くなる。

【0052】

一方、グランドパターン９は、電流が環流する回路パターンとして、上記したようにベタパターンとして広い面積で、あるいは、線幅が太く形成されている。そのため、熱が伝わったとしても飽和しにくく、また、基板５の表面に設けられていることも多いことから伝わった熱を基板５外に放出し易くなっていると考えられる。
また、グランドパターン９は、熱流センサ３だけでなく他の電子部品が配置されている部分まで延びている。そのため、他の電子部品から発する熱はグランドパターン９に流れることから、熱流センサ３が抵抗素子２から受ける熱に他の電子部品からの熱が混じり難い。よって熱流センサ３の検出精度つまりは信号の伝達精度を向上させることができる。

【0053】

そこで、金属部材としてグランドパターン９９を利用することにより、熱流センサ３を通過した熱をグランドパターン９から効率的に放出することが可能となる。これにより、熱流センサ３を通過する熱の流れが促され、熱流センサ３において、抵抗素子２側とグランドパターン９側とに十分な温度差を生じさせることができる。したがって、信号を伝達する際の精度を高めることができる。

【0054】

また、入力される信号に応じた電流が印加されることにより発熱する抵抗素子２と、抵抗素子２が発熱した際に自身に流れる熱量を検出するとともに検出した熱量に応じた信号を出力する熱流センサ３と、を有する伝達装置１を備える電子機器例えば実施形態で示したＰＬＣ８などの産業用機器は、上記した効果を得ることができ、小型化や多機能化を図ることができる。

【0055】

本発明は上記した、または図面に記載した例にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形又は拡張することができる。
例えば、実施形態では基板５の下面にグランドパターン９を設けた例を示したが、これに限定されない。グランドパターン９は、例えば図５に示すように、基板５の下面に埋め込む形で設けることができる。このような構成によっても、実施形態と同様の効果を得ることができ、伝達装置１を小型化することができる。

【0056】

あるいは、グランドパターン９は、例えば図６に示すように、基板５内に埋め込んでもよい。この場合であっても、グランドパターン９の方が基板５よりも伝熱性が高いことから、抵抗素子２から熱流センサ３の向きへの熱の流れを促すことが可能となり、実施形態と同様の効果を得ることができ、伝達装置１を小型化することができる。

【0057】

また、抵抗素子２と熱流センサ３との間に基板５が介在しているという状態は、基板５の上面に例えば抵抗素子２を実装し、基板５の下面に熱流センサ３を実装する態様も夫君できる。つまり、熱流センサ３は、必ずしも基板５に埋め込む必要は無く、基板５の表面に実装されていてもよい。

【0058】

この場合、例えばいわゆるヒートシンクを設けることで、抵抗素子２とは反対側に金属部材を設けてもよい。すなわち、金属部材とは、実施形態で例示したグランドパターン９のような層状の部材だけでなく、熱流センサ３からの放熱を促す放熱部材として機能するものであれば、ブロック状やフィン状のものも利用することができる。

【0059】

また、実施形態では入力される信号として交流信号を想定したが、直流信号であってもよい。その場合、例えば図７に示すように、コンデンサ４の代わりに抵抗素子１０を熱流センサ３に直列に設けることで、直流信号に応じた電流を抵抗素子２に通電することができる。つまり、図７に示す伝達装置１は、直流−直流変換装置として機能することにより、信号を伝達する。したがって、実施形態と同様の効果を得ることができ、伝達装置１を小型化することができる。この場合、抵抗素子２と抵抗素子１０の抵抗値を調整し、抵抗素子１０を電流制限抵抗として用いることができる。

【0060】

実施形態では熱流センサ３を基板５内に埋め込んだ例を示したが、熱流センサ３は、必ずしも基板５内に設けられる必要は無く、抵抗素子２が実装されている面とは反対側の面に実装することもできる。この場合であっても、伝熱により、絶縁した状態で信号を伝達することができる

【符号の説明】

【0061】

図面中、１は伝達装置（絶縁型信号伝達装置）２、２ａ、２ｂは抵抗素子、３、３ａ、３ｂは熱流センサ、５は基板、７は内部回路、８はＰＬＣ（産業用機器。電子機器）、９はグランドパターン９（金属部材）、Ｆは熱流を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】