特開 2023-131986 温度センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023131986

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】温度センサ

(51)【国際特許分類】

   G01K 1/14 20210101AFI20230914BHJP

   G01K 7/22 20060101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

G01K1/14 E

G01K7/22 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022037043

(22)【出願日】2022-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000108742

【氏名又は名称】タツタ電線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】土居 聡子

(72)【発明者】

【氏名】荒木 洋

(72)【発明者】

【氏名】小山 亮彦

【テーマコード（参考）】

2F056

【Ｆターム（参考）】

2F056CE01

2F056QF07

(57)【要約】

【課題】対象物の温度を感度よく検出できる温度センサを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、少なくとも一つの感熱素子と、両面が粘着面であるシート状の粘着部材と、粘着部材に重ねられるシート状の基材と、を備え、少なくとも一つの感熱素子は、粘着部材と基材との間に配置される、ことを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つの感熱素子と、
両面が粘着面であるシート状の粘着部材と、
前記粘着部材に重ねられるシート状の基材と、を備え、
前記少なくとも一つの感熱素子は、前記粘着部材と前記基材との間に配置される、温度センサ。

【請求項2】

前記粘着部材の硬さは、前記基材の硬さより小さい、請求項１に記載の温度センサ。

【請求項3】

前記粘着部材は、前記基材より厚い、請求項２に記載の温度センサ。

【請求項4】

前記基材は、フレキシブル基板である、請求項２又は３に記載の温度センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物に貼り付けて該対象物の温度を検出する温度センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、体表に貼り付けて体表の温度（体温）を検出する温度センサが知られている（特許文献１参照）。この温度センサは、＋側導体と－側導体とによって構成される熱電対（感熱素子）と、熱電対を下側で支持すると共に絶縁体からなるベースシートと、ベースシートの下面に設けられた接着層であって接着剤によって構成される接着層と、を備える。

【0003】

この温度センサは、ベースシートの下面に設けられた接着層によって体表に貼り付けられ、積層された複数の層状又はシート状の部材（具体的には、接着層及びベースシート）を介して伝達される体表の温度（対象物の温度）を熱電対によって検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ＷＯ２０１７／１７９２２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、温度センサの感度の向上が求められている。

【0006】

そこで、本発明は、対象物の温度を感度よく検出できる温度センサを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の温度センサは、
少なくとも一つの感熱素子と、
両面が粘着面であるシート状の粘着部材と、
前記粘着部材に重ねられるシート状の基材と、を備え、
前記少なくとも一つの感熱素子は、前記粘着部材と前記基材との間に配置される。

【0008】

かかる構成によれば、粘着部材の一方の粘着面（基材と反対側の面）によって対象物に貼り付けられたときに、対象物と感熱素子との間に粘着部材のみが介在することになるため、対象物からの温度が感熱素子に伝達し易く、これにより、対象物の温度を感度よく検出できる。

【0009】

前記温度センサでは、
前記粘着部材の硬さは、前記基材の硬さより小さいことが好ましい。

【0010】

かかる構成によれば、感熱素子が基材より硬さ（押し込み硬さ）の小さい粘着部材に対して沈み込んだ状態で基材と粘着部材との間に挟み込まれているため（例えば、図２参照）、温度センサの外側の面（対象物と反対側の面）における感熱素子の厚さに起因する突出が抑えられ、これにより、温度センサに対する擦れや接触等したときの対象物からの剥離が抑えられる。

【0011】

この場合、
前記粘着部材は、前記基材より厚いことがより好ましい。

【0012】

このように硬さの小さい粘着部材が厚いことで、感熱素子が基材と粘着部材とに挟み込まれたときの該感熱素子の粘着部材への沈み込み量がより大きくなり、これにより、温度センサの外側の面における感熱素子の厚さに起因する突出がより効果的に抑えられる。

【0013】

また、前記温度センサでは、
前記基材は、フレキシブル基板であってもよい。

【0014】

このように基材としてフレキシブル基板が用いられることで、対象物の表面が湾曲等していても、対象物の表面との間に隙間ができないように該表面に沿って温度センサが貼り付け易く、これにより、表面が平らでない対象物の温度も感度よく検出することができる。

【発明の効果】

【0015】

以上より、本発明によれば、対象物の温度を感度よく検出できる温度センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本実施形態に係る温度センサの構成を示す図である。

【図2】図２は、前記温度センサにおける感熱素子の配置位置の断面図である。

【図3】図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ位置での前記温度センサの積層構造を説明するための図である。

【図4】図４は、前記温度センサが接続された状態の漏液検出装置の構成を示す図である。

【図5】図５は、前記温度センサを穿刺部周辺に貼り付けた状態の図である。

【図6】図６は、比較例としての温度センサにおける感熱素子の配置位置の断面図である。

【図7】図７は、他実施形態に係る温度センサの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態について、図１～図６を参照しつつ説明する。

【0018】

本実施形態の温度センサ１は、例えば、後述する漏液検出装置９に接続され（図４参照）、腕等の体表に貼り付けられて該貼付部位の体温（体表温度）を検出するのに用いられる。

【0019】

この温度センサ１は、図１～図３に示すように、全体がシート状であり、複数（本実施形態の例では、二つ）のシート状の部材が積層されることによって形成されている。具体的に、温度センサ１は、少なくとも一つの感熱素子２と、粘着シート（シート状の粘着部材）３と、粘着シート３に重ねられ且つ導電層４２を有する基材シート（シート状の基材）４と、を備える。本実施形態の温度センサ１は、複数の感熱素子２を備える。また、温度センサ１は、粘着シート３における基材シート４側の面３ａと反対側の面３ｂに重ねられる剥離シート５も備える。

【0020】

基材シート４は、所定の柔軟性を有し、矩形状の第一部位４Ａと、第一部位４Ａから延びる帯状の第二部位４Ｂと、を有する。本実施形態の基材シート４は、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。この基材シート４は、絶縁性を有するベースフィルム４１と、感熱素子２に接続される導電層４２と、導電層４２をベースフィルム４１に固定する接着層４３と、を有する（図３参照）。

【0021】

ベースフィルム４１は、絶縁性を有する高分子化合物によって形成されるシート状の部材であり、厚さは、１２．５～５０μｍである。本実施形態のベースフィルム４１は、ポリイミドフィルムであり、厚さは、２５μｍである。

【0022】

導電層４２は、導電性を有する金属によって形成される部位であり、各感熱素子２に接続されて該感熱素子２からの信号（温度信号）を外部に出力する。具体的に、導電層４２は、ベースフィルム４１上において線状に配置されており、各感熱素子２の配置位置から延びる線状の導電層４２の先端部（第二部位４Ｂの先端側の端部）は、ベースフィルム４１の第二部位４Ｂの先端部において接続端子４２Ａを構成している。本実施形態の導電層４２は、銅によって形成され、厚さ（積層方向の寸法）は、１２μｍである。

【0023】

接着層４３は、導電層４２をベースフィルム４１に接着する部材であり、接着剤によって形成されている。この接着層４３は、アクリル系の接着剤である。本実施形態の接着層４３は、銅張積層板（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）用の絶縁性接着剤によって形成され、厚さは、１０μｍである。

【0024】

複数の感熱素子２のそれぞれは、対象物の温度（本実施形態の例では、体温）を検出し、この検出した温度に対応する信号（温度信号）を出力する。これら複数の感熱素子２は、導電層４２と導通可能に基材シート４に取り付けられた状態で、該基材シート４と粘着シート３とに挟み込まれている（図２参照）。本実施形態の各感熱素子２は、サーミスタであり、複数の感熱素子２は、基材シート４の第一部位４Ａにおいて等間隔の格子状に配置されている。尚、複数の感熱素子２は、基材シート４の第一部位４Ａにおいて中心から不等間隔に配置されてもよい。

【0025】

粘着シート３は、両面が粘着面であるシート状の部材である。即ち、粘着シート３は、二つの粘着面３ａ、３ｂを有する（図３参照）。この粘着シート３は、基材シート４の第一部位（矩形状の部位）４Ａに重ねられている。

【0026】

この粘着シート３は、基材シート４より厚い。また、粘着シート３の硬さは、基材シート４（詳しくは、ベースフィルム４１）の硬さより小さい、即ち、粘着シート３は、基材シート４より柔らかい。これにより、感熱素子２が基材シート４と粘着シート３とに挟み込まれた状態において、基材シート４と粘着シート３との積層方向における粘着シート３への感熱素子２の沈み込み量（図２における記号αで示す寸法：沈み込み深さ）が基材シート４への感熱素子２の沈み込み量より大きくなる。

【0027】

尚、本実施形態において、「基材シート４の硬さ」と「粘着シート３の硬さ」とは、基材シート４の一方の面（感熱素子２と接する面）と粘着シート３の一方の面（感熱素子２と接する面）のそれぞれに同じ物体（例えば、感熱素子２）を同じ大きさの力で法線方向に押し込んだときに生じるくぼみの大きさであり、硬さが大きいほど前記くぼみの大きさ（深さ）が小さい。即ち、粘着シート３の硬さが基材シート４の硬さより小さいとは、基材シート４の一方の面と粘着シート３の一方の面のそれぞれに同じ物体（感熱素子２）を同じ大きさの力で法線方向に押し込んだときに、粘着シート３の一方の面に生じたくぼみの深さが、基材シート４の一方の面に生じたくぼみの深さより大きいことをいう。一方、粘着シート３の硬さが基材シート４の硬さより大きいとは、基材シート４の一方の面と粘着シート３の一方の面のそれぞれに同じ物体（感熱素子２）を同じ大きさの力で法線方向に押し込んだときに、粘着シート３の一方の面に生じたくぼみの深さが、基材シート４の一方の面に生じたくぼみの深さより小さいことをいう。

【0028】

具体的に、粘着シート３は、三つの層によって構成され、中央の層である支持層３１の両面に粘着剤層３２がそれぞれ重ね合わされている（図３参照）。本実施形態の粘着シート３の厚さは、９０μｍであり、支持層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって構成され、厚さは、２５μｍである。

【0029】

剥離シート５は、粘着シート３の一方（基材シート４と反対側）の粘着面３ｂに対して剥離可能に該粘着面３ｂに貼り付け（重ね）られている。

【0030】

以上のように構成される温度センサ１は、図４及び図５に示すように、漏液検出装置９に接続された状態で腕等の体表（対象物の表面）に貼り付けられる。

【0031】

この漏液検出装置９は、腕等の血管Ｂｖ内に注入されるべき抗がん剤などの注射液が血管Ｂｖ外に漏出したこと（以下、「漏液」とも称する。）を検出するために用いられ、当該注射液を血管Ｂｖに注入する点滴装置１００と共に使用される。

【0032】

この漏液検出装置９は、注射液を注射する注射針の穿刺部周辺の体温（体表温度）に基づいて注射液の血管Ｂｖ外への漏出を検出する装置本体９１と、装置本体９１と温度センサ１とを接続するケーブル９２と、を備える。このケーブル９２は、一方の端部にポート９２ａを有し、このポート９２ａに温度センサ１の基材シート４において接続端子４２Ａが配置されている部位（端子部）４５（図１参照）が挿入されることによって、装置本体９１と温度センサ１（詳しくは、各感熱素子２）とを接続する。

【0033】

装置本体９１は、内部に演算部を有し、ケーブル９２を通じて温度センサ１の各感熱素子２からの温度信号（各感熱素子２が検出した体温）に基づき、漏液の検出を行う。また、この装置本体９１は、ケーブル９２を通じて入力された温度信号に基づく各感熱素子２の配置位置における体温情報（体温についての情報）を表示する表示部９１Ａも有する。

【0034】

尚、点滴装置１００は、注射液を収容している容器（不図示）と、容器から輸液ポンプ（不図示）や輸液コントローラ（不図示）等の機器を通して患者へ注射液を運ぶ輸液セット１１０と、を有する。輸液セット１１０は、注射液の流路となる患者ライン１１１（上記機器と患者の間部分）と、患者ライン１１１の先端に接続されている注射器１１２と、を有し、患者の血管Ｂｖに対して注射器１１２の注射針が穿刺されることで注射液を血管Ｂｖ内に注入する。このとき、注射器１１２と患者ライン１１１の先端側の部分とは、テープ１１３によって患者の体表に沿わせるようにして固定されている。

【0035】

温度センサ１は、上記の漏液検出装置９のケーブル９２のポート９２ａに端子部４５が挿入された状態で（図４参照）、剥離シート５が粘着シート３の粘着面３ｂから剥がされ、腕等の体表における注射針の穿刺部周辺に貼り付けられる（図５参照）。

【0036】

この状態で、漏液検出装置９が作動することで、温度センサ１の各感熱素子２が体温（体表の温度）を検出して該体温に対応する体温信号を漏液検出装置９に出力し、これにより、漏液検出装置９は、穿刺部周辺の体温変化に基づいて漏液の検出を行う。

【0037】

以上の温度センサ１によれば、複数の感熱素子２が、粘着シート３と基材シート４との間に配置されている。これにより、温度センサ１が粘着シート３の一方の粘着面（基材シート４と反対側の面）３ｂによって体表（対象物）に貼り付けられたときに、体表（対象物）と各感熱素子２との間に粘着シート３のみが介在することになるため、体表（対象物）からの温度が各感熱素子２に伝達し易く、これにより、体表（対象物）の温度を感度よく検出できる。

【0038】

本実施形態の温度センサ１では、粘着シート３の硬さが基材シート４の硬さより低い。即ち、粘着シート３と基材シート４に対して法線方向に同じ物体が押し込まれたときに、粘着シート３の方が基材シート４より前記物体の沈み込む量が大きい。

【0039】

これにより、感熱素子２が、基材シート４より硬さの小さい粘着シート３に対して沈み込んだ状態で基材シート４と粘着シート３との間に挟み込まれている（図２参照）。このため、温度センサ１の外側の面（体表と反対側の面）における感熱素子２の厚さ（積層方向の寸法）に起因する突出（図２における符号βで示す大きさ）が抑えられ、これにより、温度センサ１に対して擦れや接触等したときの体表（対象物）からの温度センサ１の剥離が抑えられる。

【0040】

ここで、図６に示すように、温度センサ１Ａにおいて感熱素子２の外側（体表と反対側）に配置されるシート状の部材４００が張りのない（柔らかい）素材で構成されている場合、感熱素子２の形状に沿った状態となるため、感熱素子２の厚さに起因する凸部４０１の側面４０１ａが該温度センサ１Ａの貼り付けられた対象物の面に対して急峻な傾斜面となるため、温度センサ１Ａに対して擦れや接触等が発生したときに引っ掛かり易い。このため、体表（対象物）から温度センサ１Ａが剥離し易い。

【0041】

これに対し、本実施形態の基材シート４のベースフィルム４１は、ポリイミドフィルムであるため、所定の張り（曲がり難さ）を有している。これにより、本実施形態の温度センサ１では、感熱素子２の外側に配置される基材シート４（ベースフィルム４１）に生じる感熱素子２の厚さに起因する凸部４７の側面４７ａは、該温度センサ１が貼り付けられた対象物の面（本実施形態の例では、体表）に対して緩やかな（角度の小さな）斜面となる、即ち、基材シート４の外面がなだらかな凹凸形状となる。このため、温度センサ１に対して擦れや接触等が発生しても引っ掛かり難い。その結果、前記引っ掛かりに起因する体表からの剥離が発生し難くなる。

【0042】

また、本実施形態の温度センサ１では、粘着シート３が基材シート４より厚い。このように硬さの小さい（即ち、柔らかい）粘着シート３が厚いことで、感熱素子２が基材シート４と粘着シート３とに挟み込まれたときの該感熱素子２の粘着シート３への沈み込み量がより大きくなる。これにより、温度センサ１の外側の面における感熱素子２の厚さに起因する突出がより効果的に抑えられる。

【0043】

また、本実施形態の温度センサ１では、基材シート４は、フレキシブル基板である。このため、体表（対象物の表面）が湾曲等していても、体表との間に隙間ができないように該体表に沿って温度センサ１が貼り付け易くなる。これにより、本実施形態の温度センサ１によれば、平らでない体表の温度も感度よく検出することができる。

【0044】

尚、本発明の温度センサは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

【0045】

上記実施形態の温度センサ１は、漏液検出装置９に接続されて漏液の検出に用いられるが、この構成に限定されない。温度センサ１は、例えば、体表温度モニタリング装置等に用いられてもよい。即ち、温度センサ１は、該温度センサ１が検出した温度（貼り付けられた対象物の温度）に基づいて所定の処理が行われる装置に用いられればよい。

【0046】

また、上記実施形態の温度センサ１は、複数の感熱素子２を備えているが、この構成に限定されない。温度センサ１は、一つの感熱素子２を備えた構成であってもよい。

【0047】

また、上記実施形態の温度センサ１では、基材シート４がフレキシブル基板であるが、この構成に限定されない。基材シート４は、所定の柔軟性（曲げやすさ）を有するシート状の部材であればよい。

【0048】

また、上記実施形態の温度センサ１では、粘着シート３が基材シート４より厚いがこの構成に限定されない。粘着シート３が、基材シート４と同じ厚さ又は基材シート４より薄くてもよい。

【0049】

また、上記実施形態の温度センサ１では、粘着シート３が、支持層とその両面に重ねられた粘着剤層とを有する三層構造であるが、この構成に限定されない。粘着シート３は、接着剤のみで構成される一層構造であってもよい。

【0050】

また、上記実施形態の温度センサ１では、粘着シート３の粘着面３ｂによる粘着力のみによって対象物に貼り付けられているが、この構成に限定されない。例えば、図７に示すように、温度センサ１は、基材シート４の第一部位４Ａに重ねられるカバーシート（保護部材）６を備えていてもよい。このカバーシート６は、該第一部位４Ａより大きく、該カバーシート６の第一部位４Ａ側の面は、粘着面である。これにより、温度センサ１における対象物と当接する粘着面の面積が大きくなり、その結果、温度センサ１の対象物に対する粘着力がより大きくなる。即ち、温度センサ１が対象物からより剥がれ難くなる。

【0051】

また、上記実施形態の温度センサ１では、感熱素子２はサーミスタであるが、この構成に限定されない。感熱素子２は、熱電対等であってもよい。即ち、感熱素子２は、温度を検出し、この検出した温度に対応する信号を出力する構成であればよい。

【0052】

また、上記実施形態の温度センサ１では、基材シート４において第一部位４Ａが矩形状で第二部位４Ｂが帯状であるが、この構成に限定されない。例えば、基材シート４において第一部位４Ａと第二部位４Ｂとが同一形状であってもよい。この場合、粘着シート３は、第一部位４Ａのみに重ねられてもよく、第一部位４Ａと第二部位４Ｂとの両方に重ねられてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１、１Ａ…温度センサ、２…感熱素子、３…粘着シート（粘着部材）、３ａ、３ｂ…粘着面、３１…支持層、３２…粘着剤層、４…基材シート（基材）、４Ａ…第一部位、４Ｂ…第二部位、４１…ベースフィルム、４２…導電層、４２Ａ…接続端子、４３…接着層、４５…端子部、４７…凸部、４７ａ…側面、５…剥離シート、６…カバーシート、９…漏液検出装置、９１…装置本体、９１Ａ…表示部、９２…ケーブル、９２ａ…ポート、１００…点滴装置、１１０…輸液セット、１１１…患者ライン、１１２…注射器、１１３…テープ、４００…シート状の部材、４０１…凸部、４０１ａ…側面、Ｂｖ…血管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】