特表 2024-515729 可撓性温度プローブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-10

(54)【発明の名称】可撓性温度プローブ

(51)【国際特許分類】

   G01K 11/12 20210101AFI20240403BHJP

   G01K 11/20 20060101ALI20240403BHJP

   G02B 6/04 20060101ALI20240403BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

G01K11/12 Z

G01K11/20

G02B6/04 B

G02B6/42

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023565179

(86)(22)【出願日】2022-04-22

(85)【翻訳文提出日】2023-12-19

(86)【国際出願番号】 CA2022050617

(87)【国際公開番号】W WO2022221958

(87)【国際公開日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】63/201,328

(32)【優先日】2021-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521346357

【氏名又は名称】フォトン コントロール インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＰＨＯＴＯＮ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100109896

【弁理士】

【氏名又は名称】森 友宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100165803

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100179648

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 咲江

(74)【代理人】

【識別番号】100222885

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 康

(74)【代理人】

【識別番号】100140338

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100227695

【弁理士】

【氏名又は名称】有川 智章

(74)【代理人】

【識別番号】100170896

【弁理士】

【氏名又は名称】寺薗 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100219313

【弁理士】

【氏名又は名称】米口 麻子

(74)【代理人】

【識別番号】100161610

【弁理士】

【氏名又は名称】藤野 香子

(72)【発明者】

【氏名】ボージャ，カレスティーノ アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】アペレス，ジョゼ ジェイ ルーベン ジョーヴェン

(72)【発明者】

【氏名】ジャンゼン，ルイス ヴァーノン ミリノ

(72)【発明者】

【氏名】リウ，エリック

【テーマコード（参考）】

2H137

2H250

【Ｆターム（参考）】

2H137AA14

2H137AB05

2H137AC14

2H137BA15

2H137BB12

2H137CA15A

2H137CA45

2H137CC01

2H137CC10

2H250CA62

2H250CA69

2H250CD00

2H250CZ11

(57)【要約】

可撓性光ファイバ温度プローブを開示する。プローブは、複数の光ファイバ素子と、第１の端部および第２の端部を有する感知部材であって、第１の端部が複数の光ファイバ素子の遠位部分に接続されている、感知部材と、複数の光ファイバ素子を囲む可撓性ジャケットとを含む。可撓性ジャケットは、該可撓性ジャケットと感知部材との間の相対移動を防止するように感知部材に係合されている。
【選択図】図７Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性光ファイバ温度プローブであって、
複数の光ファイバ素子と、
第１の端部および第２の端部を有する感知部材であって、前記第１の端部は前記複数の光ファイバ素子の遠位部分に接続されている、感知部材と、
前記複数の光ファイバ素子を囲み、可撓性ジャケットと前記感知部材との間の相対移動を防止するように前記感知部材に固定された可撓性ジャケットとを含む、可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項2】

前記感知部材の前記第１の端部は、前記複数の光ファイバ素子の前記遠位部分に接着して固定されている、請求項１に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項3】

チャネルの開口部に係合するための部材であって、前記感知部材からチャネル長さだけ離れ、前記可撓性ジャケットと前記感知部材との間の相対移動を防止するように固定された部材をさらに含む、請求項１または２に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項4】

前記感知部材の長さは、１つ以上の湾曲部を有するチャネルの最小半径を前記感知部材が通過することを可能にする、請求項１～３のいずれか１項に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項5】

前記感知部材の厚さは、１つ以上の湾曲部を有するチャネルの最小半径を前記感知部材が通過することを可能にする、請求項１～４のいずれか１項に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項6】

前記感知部材は、
第１の端部および第２の端部を有するフェルールと、
感知素子を有し、前記第２の端部に固定された先端部とをさらに含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項7】

前記先端部は、前記第２の端部に取り外し可能に固定されている、請求項６に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項8】

前記可撓性ジャケットは、摩擦嵌合、圧着、オーバーモールドもしくはディップコート／充填用樹脂、または接着接続の１つ以上によって前記感知部材に固定されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項9】

前記可撓性ジャケットは、前記感知部材の外部部分と内部部分との間に少なくとも部分的に配置され、前記可撓性ジャケットは、前記外部部分または前記内部部分の１つまたは両方に圧着されている、請求項１～５を引用するときの請求項８に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項10】

前記感知部材の前記内部部分は、前記可撓性ジャケットを外面に少なくとも部分的に受け入れることができるクリアランスを含む、請求項９に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項11】

前記感知部材の前記外部部分は、前記感知部材の遠位端部から前記内部部分よりもさらに延び、前記外部部分は、前記外部部分に対する前記内部部分の軸方向の移動を少なくとも部分的に妨げるように、前記可撓性ジャケットと圧着されている、請求項９に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項12】

可撓性光ファイバ温度プローブを組み立てる方法であって、
複数の光ファイバ素子を、可撓性ジャケットによって画定されたチャネル内に挿入するステップと、
前記複数の光ファイバ素子の遠位部分を感知部材に固定するステップと、
前記可撓性ジャケットを前記感知部材に固定するステップとを含む方法。

【請求項13】

前記複数の光ファイバ素子の前記遠位部分を前記感知部材に固定することは、前記複数の光ファイバ素子の前記遠位部分を前記感知部材の内部チャネルを通して挿入することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記感知部材からチャネル長さだけ離れた、前記チャネルの開口部に係合するための部材を固定することをさらに含む、請求項１２または１３に記載の方法。

【請求項15】

前記複数の光ファイバ素子は、前記複数の光ファイバ素子の前記遠位部分を前記感知部材に固定した後に、前記可撓性ジャケットによって画定されたチャネル内に挿入される、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項16】

前記可撓性ジャケットを前記感知部材に固定することは、前記可撓性ジャケットを、前記感知部材の外部部分または内部部分の１つ以上に圧着することを含む、請求項１２～１５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項17】

前記感知部材は、互いに固定された第１の部分と感知素子を含む第２の部分とを含み、前記方法は、前記第１の部分を前記第２の部分に取り付けることをさらに含む、請求項１２～１６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項18】

前記第１の部分および前記第２の部分は、取り外し可能に互いに取り付けられている、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記可撓性ジャケットを前記感知部材に固定することは、前記可撓性ジャケットの一部を、前記感知部材の凹部分に固定することを含む、請求項１２～１８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項20】

温度センサを含む組立体であって、
少なくとも１つの湾曲部を有し、縁部で終わるチャネルを含む本体と、
温度プローブとを含み、
前記温度プローブが、
複数の光ファイバ素子と、
第１の端部および第２の端部を有する感知部材であって、前記第１の端部は前記複数の光ファイバ素子の遠位部分に接続されている、感知部材と、
前記複数の光ファイバ素子を囲み、可撓性ジャケットと前記感知部材との間の相対移動を防止するように前記感知部材に係合された可撓性ジャケットとを含み、
前記温度プローブは、少なくとも前記チャネル内にあり、前記少なくとも１つの湾曲部を通過して、前記感知部材を前記縁部と熱的に連通させる、組立体。

【請求項21】

前記可撓性ジャケットは、ポリテトラフルオロエチレンのジャケットである、請求項２０に記載の組立体。

【請求項22】

可撓性光ファイバ温度プローブであって、
光ファイバ素子のバンドルと、
内部チャネルを有し、前記内部チャネル内で前記バンドルの端部分に固定されたカラーと、
第１の部品および第２の部品を含む感知部材とを含み、
前記第１の部品は、
前記カラーを受け入れるためのチャネルであって、前記第１の部品は前記チャネル内で前記カラーに固定されている、チャネルと、
隣接する壁部に固定することができる突起部とを含み、
前記第２の部品は感知素子を含む、可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項23】

前記第１の部品および前記第２の部品は、取り外し可能に取り付けられている、請求項２２に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項24】

前記第１の部品は、前記カラーに接着して固定されている、請求項２２に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項25】

前記突起部は、前記隣接する壁部にレーザー溶接するための１つ以上の表面を含む、請求項２２～２４のいずれか１項に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【請求項26】

前記第１の部品の少なくとも一部は、前記隣接する壁部によって画定される通路内に挿入することができ、前記突起部は、前記第１の部品の他の部分を前記通路内に挿入することができないようにしている、請求項２２～２５のいずれか１項に記載の可撓性光ファイバ温度プローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２１年４月２３日に出願した米国仮特許出願第６３／２０１，３２８号の優先権を主張し、その内容が言及によって本明細書に援用される。

【0002】

［技術分野］
以下は、一般に光ファイバに基づくプローブに関し、特に、半径周りで曲がって、測定される所望の位置と熱的に連通することができる光ファイバに基づくプローブに関する。

【背景技術】

【0003】

通常、光ファイバ温度プローブは、コネクタ端部と遠位端部とを有する、固く剛性の高いチューブシャフトを含むように設計されている。既存の光ファイバ温度プローブは、シャフトに挿入される、固く剛性の高い光ファイバ棒を含む。シャフトの遠位端部には感知素子または「ボタン」が取り付けられており、光ファイバ棒はボタンと接触して、感知素子から発せられる光に基づいて温度を決定する。また、既存のプローブには、光ファイバ棒をボタンに接触させるように付勢するために、コネクタ端部にばねを含み得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の光ファイバ温度プローブが、届きにくい領域にある標的領域または表面にアクセスするために曲げることが困難であることを認め、以下は、プローブが挿入される曲げ半径に対応できる可撓性温度プローブ設計を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

可撓性温度プローブは、プローブが小さい半径の入口周りで曲がって、測定したい対象に接触するか、または熱的に連通するように、変形が可能であると考えられる。可撓性ポリマーシャフト（この例ではポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）だが、曲げ半径および動作環境温度に応じて他のポリマーを代用し得る）を有し、剛性の高いガラス棒の代わりに可撓性光ファイババンドルを有する、可撓性シャフト温度プローブが開発されている。

【0006】

一態様において、可撓性光ファイバ温度プローブを開示する。プローブは、複数の光ファイバ素子と感知部材とを含む。感知部材は、第１の端部および第２の端部を有し、第１の端部は複数の光ファイバ素子の遠位部分に接続されている。プローブは、複数の光ファイバ素子を囲むとともに、可撓性ジャケットと感知部材との間の相対移動を防止するように感知部材に固定された可撓性ジャケットを含む。

【0007】

例の実施形態において、感知部材の第１の端部は、複数の光ファイバ素子の遠位部分に接着して固定されている。

【0008】

例の実施形態において、可撓性光ファイバ温度プローブは、感知部材からチャネル長さだけ離れた、チャネルの開口部に係合するための部材をさらに含む。上述の部材は、可撓性ジャケットと感知部材との間の相対移動を防止するように固定されている。

【0009】

例の実施形態において、感知部材の長さは、１つ以上の湾曲部を有するチャネルの最小半径を感知部材が通過することを可能にする。

【0010】

例の実施形態において、感知部材の厚さは、１つ以上の湾曲部を有するチャネルの最小半径を感知部材が通過することを可能にする。

【0011】

例の実施形態において、感知部材は、第１の端部および第２の端部を有する第１部分と、感知素子を有する先端部分とをさらに含み、先端部分は第２の端部に固定されている。例の実施形態において、先端部分は第２の端部に取り外し可能に固定されている。

【0012】

例の実施形態において、可撓性ジャケットは、摩擦嵌合、圧着、オーバーモールドもしくはディップコート／充填用樹脂、または接着接続の１つ以上によって感知部材に係合されている。

【0013】

例の実施形態において、可撓性ジャケットは、感知部材の外部部分と内部部分との間に少なくとも部分的に配置され、可撓性ジャケットは、外部部分または内部部分の１つ以上に圧着されている。例の実施形態において、感知部材の内部部分は、可撓性ジャケットを外面に少なくとも部分的に受け入れることができるクリアランスを含む。例の実施形態において、感知部材の外部部分は、感知部材の遠位端部から内部部分よりもさらに延び、外部部分は、外部部分に対する内部部分の軸方向の移動を少なくとも部分的に妨げるように、可撓性ジャケットと圧着されている。

【0014】

他の態様において、可撓性光ファイバ温度プローブを組み立てる方法を開示する。方法は、複数の光ファイバ素子を、可撓性ジャケットによって画定されたチャネル内に挿入するステップと、複数の光ファイバ素子の遠位部分を感知部材に固定するステップとを含む。方法は、可撓性ジャケットを感知部材に固定するステップを含む。

【0015】

例の実施形態において、複数の光ファイバ素子の遠位部分を感知部材に固定することは、複数の光ファイバ素子の遠位部分を感知部材の内部チャネルを通して挿入することをさらに含む。

【0016】

例の実施形態において、方法は、感知部材からチャネル長さだけ離れた、チャネルの開口部に係合するための部材を固定することをさらに含む。

【0017】

例の実施形態において、複数の光ファイバ素子は、該複数の光ファイバ素子の遠位部分を感知部材に固定した後に、可撓性ジャケットによって画定されたチャネル内に挿入される。

【0018】

例の実施形態において、可撓性ジャケットを感知部材に固定することは、可撓性ジャケットを、感知部材の外部部分または内部部分の１つ以上に圧着することを含む。

【0019】

例の実施形態において、感知部材は、互いに固定された第１の部分と感知素子を含む第２の部分とを含み、方法は、第１の部分を第２の部分に取り付けることをさらに含む。例の実施形態において、第１の部分および第２の部分は、取り外し可能に互いに取り付けられている。

【0020】

例の実施形態において、可撓性ジャケットを感知部材に固定することは、可撓性ジャケットの一部を、感知部材の凹部分に固定することを含む。

【0021】

他の態様において、温度センサを含む組立体を開示する。組立体は、少なくとも１つの湾曲部を有するとともに、縁部で終わるチャネルを含む本体を含む。組立体は、複数の光ファイバ素子と、第１の端部および第２の端部を有する感知部材であって、第１の端部は複数の光ファイバ素子の遠位部分に接続されている、感知部材と、複数の光ファイバ素子を囲み、可撓性ジャケットと感知部材との間の相対移動を防止するように感知部材に係合された可撓性ジャケットとを含む、温度プローブを含む。温度プローブは、少なくともチャネル内にあり、少なくとも１つの湾曲部を通過して、感知部材を縁部と熱的に連通させる。

【0022】

例の実施形態において、組立体は、縁部に接触するように感知部材を付勢する機構をさらに含む。

【0023】

他の態様において、可撓性光ファイバ温度プローブを開示する。プローブは、光ファイバ素子のバンドルと、内部チャネルを有し、内部チャネル内でバンドルの端部分に固定されたカラーとを含む。プローブは、第１の部品および第２の部品を含む感知部材を含み、第１の部品は、カラーを受け入れるためのチャネルであって、第１の部品はチャネル内でカラーに固定されている、チャネルと、隣接する壁部に固定することができる突起部とを含む。第２の部品は感知素子を含む。

【0024】

例の実施形態において、第１の部品および第２の部品は取り外し可能に取り付けられている。

【0025】

例の実施形態において、第１の部品はカラーに接着して固定されている。

【0026】

例の実施形態において、突起部は、隣接する壁部にレーザー溶接するための１つ以上の表面を含む。

【0027】

例の実施形態において、第１の部品の少なくとも一部は、隣接する壁部によって画定される通路内に挿入することができ、突起部は、第１の部品の他の部分を通路内に挿入することができないようにしている。

【0028】

さらに他の態様において、蛍光体ボタンのねじ込みを可能にする、チューブの遠位端部におけるフェルールおよび接着方法を開示する。さらに、コネクタナットへの可撓性チューブの取り付けを提供し、コネクタへの可撓性チューブの損傷または分離を引き起こさない、コネクタ端部近傍におけるフェルールを開示する。

【0029】

加えて、蛍光体は、オーバーモールドまたはディップコート/充填用樹脂でファイバに取り付けることができる。

【0030】

次に、実施形態を添付の図面に関して記載する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、チャネルを有する本体の部分的断面図である。

【図2】図２は、図１に示すチャネルの湾曲部の拡大断面図である。

【図3A-3B】図３Ａおよび図３Ｂは、チャネルと相互作用する感知素子の例を示す模式図である。

【図4】図４は、可撓性温度プローブの例を示す斜視図である。

【図5A-5B】図５Ａおよび図５Ｂは、図４の可撓性温度プローブの例を示す模式断面図である。

【図6】図６は、温度プローブの部材の例の拡大模式断面図である。

【図7A-7B】図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ感知部材の例を示す模式断面図である。

【図7C-7D】図７Ｃおよび図７Ｄは、それぞれ感知部材の他の例を示す模式斜視図である。

【図8A-8B】図８Ａおよび図８Ｂは、例の可撓性温度プローブを組み立てる方法の例を示すブロック図である。

【図9A-9E】図９Ａ～図９Ｅは、例の可撓性温度プローブを組み立てる方法を示す一連のイメージである。

【図10】図１０は、可撓性温度プローブの他の実施形態の例を示す。

【図11】図１１は、例の可撓性温度プローブを組み立てる方法の例を示すブロック図である。

【図12】図１２は、例の可撓性温度プローブで所望の領域を測定する方法の例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下では、記載のない限り、センサおよびプローブという用語は、温度を測定するデバイスを少なくとも指すように互換的に使用されるものと理解される。さらに、参照を容易にするため、センサおよびプローブという用語は、本明細書に記載するような、可撓性温度プローブまたはセンサを意味すると理解されるものとする。

【0033】

既存の光学式温度センサは剛性が高く、感知素子に接触するための剛性の高い光学棒を有し、場合によっては剛性の高い光学棒を収容するための剛性の高いシェルを含む。

【0034】

本開示は、可撓性光学プローブに関する。開示するプローブは、センサからの光を伝達する媒体として剛性の高いロッドを使用しない場合に生じる以下の懸念を晴らすまたは軽減する可能性がある。（１）外部の光害、または外的環境による物理的な損傷から媒体を保護すること、（２）湾曲のある設備形状またはアクセス形状にもかかわらず、信号の連続性を確保する手段を提供すること、（３）プローブの性能に影響を与えることなく、確実に、媒体をプローブ先端部に取り付けること、（４）不必要に複雑な製造、または比較的高価なもしくは比較的入手にしにくい構成要素を回避すること。

【0035】

次に図を参照すると、図１はチャネル１０４を有する本体１００の部分図を示す。例の実施形態において、本体１００は半導体処理チャンバのシャワーヘッドである。チャネル１０４は表面１０２を含み、様々な用途において表面１０２の温度を測定することが望ましい（例えば、半導体処理チャンバ内の上述のシャワーヘッド）。表面１０２（または、無線周波数（ＲＦ）ホット部分もしくはゾーンを画定するか、もしくはその内にある本体１００の任意の部分）の温度を測定するために、センサまたはプローブは、表面１０２と係合するか、または実質的に熱的に連通するように配置される（例えば、感知素子が表面１０２の温度変化に対する応答を提供するように近接して配置される）。一部の例の実施形態において、例えば、本体１００の表面１０２における温度は、所望の領域の温度（例えば、本体１００の中央部における温度）の代理として使用することができ、したがって、センサは、表面１０２の温度を測定するように、望ましいように配置することができる。

【0036】

チャネル１０４は、少なくとも１つの湾曲部１０６を含み、チャネル１０４の開口部１０８から所望の位置（例えば、ここでは表面１０２）までプローブが移動する必要がある距離によって画定されるチャネル長さＣを有する。図示するチャネル長さＣは例示であり、チャネル長さＣは、プローブがチャネル１０４の長さを直接的に移動する以外のプローブの配置を含むことが理解される。例えば、チャネル長さＣは、プローブが所望の領域に接触するのに必要なプローブの長さを増加または減少させる屈曲または他の種類の変化を有する場合のチャネル長さを含む。

【0037】

湾曲部１０６は、以下に記載するように、多様なサイズであり得、多様な特徴を含み得る。少なくとも１つの例の実施形態において、本体１００は複数の湾曲部（図示せず）を含むが、簡潔にするため、単一の湾曲部が存在する場合に関して記載するものとする。

【0038】

図２は、湾曲部１０６に可撓性温度プローブを挿入することに関連する困難を強調するための湾曲部１０６の拡大断面図を示す。プローブで本体１００の表面１０２にアクセスすることは、特に、湾曲部１０６が、図示の例では１インチである小さい曲げ半径Ｒ（参照を容易にするために誇張して示す）を含む場合、困難をもたらし得る。

【0039】

同様に、上記で言及したように、湾曲部１０６は、チャネル１０４を通過するプローブを妨げる１つ以上の特徴を含み得る。例えば、図示する湾曲部１０６は、該湾曲部１０６を通過するプローブを妨害し得る変化を含んでいる。様々な変化が本開示によって考慮されている。例えば、図示の実施形態において、変化はチャネル１０４を拡張する単一の連続段差部１１０によって画定され、変化が、該変化以外の領域におけるチャネル１０４の直径Ｄよりも大きい直径Ｄ’によって定義されるようになっている。チャネル１０４を通過するプローブは、段差部１１０によって、チャネル１０４内をさらに通過することを阻止される可能性がある。

【0040】

図３Ａおよび図３Ｂは、チャネル１０４に温度プローブを挿入することに関連する複雑さをさらに示す。図示の実施形態において、プローブ１１２は、チャネル１０４を通るプローブ１１２の通過を妨げ得る厚さｔ（例えば、直径）と高さｈとの両方を有する、剛性の高いまたは実質的に剛性の高い感知部材１１４を含む。

【0041】

次に図４、図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、例の可撓性温度プローブ１１２の様々な図が示されている。プローブ１１２は、感知部材１１４と、複数の光ファイバ素子１１８を囲む可撓性ジャケット１１６とを含む。プローブ１１２は、チャネル１０４の開口部１０８に係合するための部材１２０をさらに含むことができる。図示の実施形態において、部材１２０は、第１の部品１２２（例えば、リテーナ）と第２の部品１２４（例えば、リテーナの第１の部品１２２に係合するナット）の両方を含む。本明細書に記載するように、部材１２０は、プローブ１１２をチャネル長さＣまたはそれと実質的に同様の長さに構成するために使用され得る。

【0042】

ジャケット１１６は、複数の光ファイバ素子１１８を挿入可能なチャネルを含む。例えば、ジャケット１１６は、該ジャケット１１６を形成したときの材料特性の結果として形成されるチャネル１５４（図７Ｂ）を含む。少なくとも一部の例の実施形態において、ジャケット１１６は、複数の光ファイバ素子１１８に接触するためにチャネルの断面積を小さくするように偏っている。ジャケット材料の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、または他の種類のポリマー等から作製されたジャケットを含む。

【0043】

プローブ１１２は、ラベル１２６と、感知部材１１４を表面（例えば、表面１０２）に向けて付勢するための機構１２７（例えば、ばね式機構）とを含むことができる。この機構は、プローブ１１４の接続端部における標準的なストレートチップ（ＳＴ）コネクタの一部であってもよい。

【0044】

また、図５Ａおよび図５Ｂには、複数の光ファイバ素子１１８の略中心に位置する軸Ａが示されている。以下では、「外方」もしくは「内方」という用語、または同様の用語を、軸Ａに対する半径方向を意味するように使用するものとする。例えば、外方の面は、内方の面に比べて軸Ａからさらに離れている。

【0045】

次に図６を参照すると、チャネル１０４の開口部１０８に係合するための例の部材１２０の拡大模式断面図が示されている。本明細書に記載するように、感知部材１１４と同様に、第２の部品１２２は、圧着が予想される半径方向の厚さがより小さいゾーン１２５を含むことができる。

【0046】

次に感知部材１１４を参照すると、感知部材１１４の特性は、プローブ１１２がチャネル１０４を通過することを容易にするように調整することができる。例えば、感知部材１１４は、チャネル１０４における最小の湾曲部１０６の直径Ｄを通過できる厚さｔまたは高さｈを有するように選択することができる。

【0047】

図７Ａ～図７Ｄは、感知部材１１４の別の例の構成を示す。図示の実施形態において、感知部材１１４は、先端部１２８と、先端部１２８に対して内方に配置された別の部分（例えば、フェルール１３０）とを含む。フェルール１３０は、該フェルール１３０の第１の端部と第２の端部との間に、複数の光ファイバ素子１１８を受け入れるためのチャネル１３２を含み、フェルール１３０の第１の端部と第２の端部とは、例の軸Ａに対して軸方向に互いに対向している。フェルール１３０は、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、チャネル１３２内の複数の光ファイバ素子１１８の一部に固定されている。フェルール１３０と複数の光ファイバ素子１１８とは、様々な方法で互いに固定することができる。例えば、複数の光ファイバ素子１１８とフェルール１３０とは、光ファイバ素子１１８の性能を妨げない接着剤で互いに接着することができる。少なくとも一部の例の実施形態において、フェルール１３０は少なくとも部分的に変形可能であり得、フェルール１３０は、複数の光ファイバ素子１１８を固定するように変形させることができる。複数の光ファイバ素子１１８のうちフェルール１３０に固定されている部分は、複数の光ファイバ素子１１８の遠位部分であると理解されるものとする。先端部１２８は代替的に外部部分と呼ばれることがあり、フェルール１３０は内部部分と呼ばれ得ることに留意されたい。

【0048】

先端部１２８とフェルール１３０とは、図示するように、感知素子１４０が素子１１８の遠位端部と光通信するように互いに固定可能である。例の実施形態において、図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、先端部１２８はフェルール１３０にねじ留められている。一部の例の実施形態において、先端部１２８は、オーバーモールド（例えば、溶融加工可能なもしくは焼結したフルオロポリマー）またはディップコート／充填用樹脂を用いて少なくとも部分的にフェルール１３０に固定される。例の実施形態において、先端部１２８とフェルール１３０とは接着剤を介して互いに固定される。またさらなる例の実施形態において、先端部１２８とフェルール１３０とは圧着を介して互いに固定される。例えば、図７Ａおよび図７Ｂにおいて、先端部１２８は、先端部分１３８の内方への変形後、変形した先端部分１３８が先端部１２８に対するフェルール１３０の軸方向の移動を少なくとも部分的に妨げるように、セクションＬに沿って圧着され得る。少なくとも一部の例の実施形態において、先端部１２８とフェルール１３０とは互いに圧着される。例えば、図７Ｃおよび図７Ｄにおいて、フェルール１３０は凹部１４８を含む。先端部１２８は、凹部１４８に重なる位置で圧着され、先端部１２８をフェルール１３０に固定することができる。

【0049】

任意で、図７Ａ～図７Ｂに示すように、フェルール１３０は、可撓性ジャケット１１６を少なくとも部分的に受け入れることができる外面１３６によって画定されたクリアランス１３４を含むことができる。例えば、図７Ａに示すように、クリアランス１３４は、フェルール１３０の厚さと先端部１２８の内面１３８とからもたらされ、これらは共同でクリアランス１３４を画定する。例の実施形態において、クリアランス１３４は、フェルール１３０の他の部分と相対的なフェルール１３０の厚さによって画定される。クリアランス１３４は、図示するように、ジャケット１１６をそこに受け入れることができる。先端部１２８とフェルール１３０とが共に圧着され、クリアランス１３４がある場合、有利なことに、圧着はジャケット１１６を先端部１２８またはフェルール１３０、またはその両方に固定することができる。

【0050】

先端部１２８は感知素子１４０を含む。感知素子１４０は、蛍光体化合物のディスク、または温度測定に適した他の材料から作製することができる。図示の実施形態において、感知素子１４０は先端部１２８内の空隙１４２内に配置されている。感知素子１４０は、例えば、接着剤による接合によって、またはオーバーモールド等によって先端部１２８の内部に固定することができる。

【0051】

先端部１２８の外形状は、例えば、外形１４４および遠位端部外形１４６によって部分的に画定され、チャネル１０４およびその内の湾曲部１０６の予想される特性に基づいて構成または選択され得る。例えば、図７Ｂの感知部材は、図７Ｂの遠位端部外形１４６が図７Ａの感知部材１１４の同様の外形と比較してより細いため、より小さい湾曲部１０６が予想される状況に設置される用途での使用のために選択され得る。

【0052】

同様に、例の実施形態において、フェルール１３０は、先端部１２８の構成と相補的に、チャネル１０４およびその内の湾曲部１０６の予想される特性に基づいて構成され得る。例えば、再び図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、フェルール１３０のヘッド部１４９は（テール部１５０とは対照的に）、先端部１２８に固定されたときにチャネル１０４の予想される直径Ｄを通過できる半径方向の厚さ、または予想される湾曲部１０６の半径Ｒを通過できる長さを有することができる。

【0053】

また、図７Ａにおいて、例えば、ジャケット１１６をテール部１５０に固定するためにジャケット１１６をテール部１５０上にスライドさせたときに、ジャケット１１６とフェルール１３０との間にクリアランス１５２が形成されるように、テール部１５０が半径方向の厚さを有することができることが示される。さらに、部材１２０と同様に、フェルール１３０全体、またはテール部１５０、またはヘッド部１４９は、フェルール１３０の様々な軸方向部分にわたって変化する半径方向の厚さを有することができる。

【0054】

次に図８Ａを参照すると、例の可撓性温度プローブを組み立てる方法の例のブロック図が示される。方法の例を説明するため、図８Ａについて、図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｄを参照して記載する。

【0055】

ブロック８０２において、複数の光ファイバ素子１１８の遠位部分を感知部材１１４（例えば、感知部材１１４のフェルール１３０）に固定する。図９Ａのイメージ１５５は、固定された複数の光ファイバ素子１１８が曲げられた構成を示している。少なくとも１つの例の実施形態において、複数の光ファイバ素子１１８の遠位部分を固定することは、該複数の光ファイバ素子１１８の遠位部分を感知部材１１４の内部チャネル（例えば、チャネル１３２）を通して挿入すること、および該素子１１８をチャネル壁部に固定することを含む。

【0056】

ブロック８０４において、複数の光ファイバ素子１１８を、可撓性ジャケット１１６によって画定されたチャネル（例えば、チャネル１５４）内に挿入する。

【0057】

ブロック８０６において、可撓性ジャケット１１６を感知部材１１４に固定する。例えば、図９Ｄに示されるように、ジャケット１１６は、圧着プロセスを介して図７Ｃおよび図７Ｄの感知部材１１４に固定され得る。図示する圧着は、凹部１４８においてまたは凹部１４８に近い位置で行われ、圧着前に可撓性ジャケット１１６が凹部１４８上に被せられ、圧着により可撓性ジャケット１１６がフェルール１３０に固定される。例の実施形態において、ジャケット１１６が凹部１４８上に被せられ、さらに先端部１２８の一部に被さって、圧着によりジャケット１１６、先端部１２８、およびフェルール１３０を互いに固定するようになっている。

【0058】

例の実施形態において、先端部１２８とフェルール１３０との間の接続と同様に、ジャケット１１６は、オーバーモールド（例えば、溶融加工可能なもしくは焼結したフルオロポリマー）またはディップコート／充填用樹脂を介して感知部材１１４に固定することができる。ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）のようなフルオロポリマーの一部は溶融加工が可能であり、ＰＦＡはジャケット１１６の代替材料となり得る。

【0059】

イメージ１５６は、複数の光ファイバ素子１１８上でジャケット１１６をスライドさせることを含む、複数の光ファイバ素子１１８をジャケット１１６に挿入するプロセスの例を示す。図示の例において、ジャケット１１６は、力を加えることによってフェルール１３０と摩擦嵌合で固定することができる。上述したように、少なくとも一部の例の実施形態において、ジャケット１１６は、接着、圧着、または他の手段の１つ以上の組み合わせを介してフェルール１３０に固定される。

【0060】

本開示は、ブロック８０２、８０４、および８０６が図９Ａに示される順序とは異なる順序で起こることを考慮していることが理解される。例えば、ブロック８０４はブロック８０２の前に起こり得る。

【0061】

次に図８Ｂを参照すると、例の可撓性温度プローブを組み立てる方法の他の例のブロック図が示される。方法の例を説明するため、図８Ｂについて、図９Ｂ～図９Ｅを参照して記載する。図８Ａのブロック８０２～８０６は、図示するような、図８Ｂに示される方法に組み込まれる。

【0062】

ブロック８０８において、ブロック８０２が感知素子のない（すなわち、組み立てられていない）感知部材１１４に素子１１８およびジャケット１１６を取り付けることを含んでいた場合、感知部材１１４の感知素子１４０を有する先端部１２８をフェルール１３０に固定し、感知部材１１４の組み立てが完了する。例の実施形態において、図９Ｂに示すように、先端部１２８は、例えばねじ留め接続を介してフェルール１３０に取り外し可能に取り付けられている。

【0063】

ブロック８１０において、感知部材１１４からチャネル長さだけ離れた、チャネル１０４の開口部１１８に係合するための部材１２０を、ジャケット１１６に固定する。例えば、図９Ｃは、例の部品１２２および１２４（それぞれリテーナおよびナット）が感知素子１１４上を通ってジャケット１１６上でスライドされることを示す。図９Ｅは、部材１２０をジャケット１１６に固定するプロセスの例を示しており、これには圧着と、それに続く部材１２０の変形とが含まれる。

【0064】

本開示全体にわたって、感知部材１１４は別個の部品から構成されるものとして記載してきたが、構成部品の１つ以上、または感知部材１１４全体が単一の部品であってもよいことが理解される。すなわち、感知部材１１４は、記載した構成部品の様々な単位としての組合せを含むことができる。さらに確実を期すために、感知部材１１４は、例えば、一体の先端部１２８およびフェルール１３０から構成することができる。

【0065】

図１０は、可撓性温度プローブ２１２の他の実施形態の例を示す。プローブ２１２は、光ファイバ素子のバンドル２１８と感知部材２１４とを含む。光ファイバ素子のバンドル２１８は、剛性壁部２５０（例えば、通路を画定するためにステンレス鋼本体に機械加工された壁部）によって画定された通路（チャネル１０４に類似）を通過できるように構成または選択される。例えば、バンドル２１８の厚さまたは長さは、所望の用途のために選択することができる。

【0066】

感知素子２１４は、カラー（例えば、内側フェルール２３０）、先端部２２８、および中間部分（例えば、外側フェルール２３４）を含む。内側フェルール２３０は、光ファイバ素子のバンドル２１８を受け入れるための内部チャネル２３２を含む。フェルール１３０と同様に、内側フェルール２３０は、内部チャネル２３２内でバンドル２１８の端部分に固定される。少なくとも一部の例の実施形態において、内側フェルール２３０は感知部材２１４とは別個の部品である。例えば、バンドル２１８の端部分は、内側フェルール２３０を感知素子２１４に固定する前に、（例えば、接着剤を介して）内側フェルール２３０に固定することができる。内側フェルール２３０は、本明細書に記載するように、バンドル２１８の光学性能に関する懸念に少なくとも部分的に対処するために、または放熱についての懸念に対処するために、ガラスとすることができる。

【0067】

少なくとも１つの例の実施形態において、バンドル２１８の端部分は内側フェルール２３０に固定することができ、内側フェルール２３０が、壁部２５０よって画定される通路を通って開口部へと通される。内側フェルール２３０は、その後、外側フェルール２３４に固定され、外側フェルール２３４自体は内側フェルール２３０を受け入れるためのチャネル２３８を含む。外側フェルール２３４は剛性の高い金属部品とすることができ、内側フェルール２３０は、例えば接着剤または他の取付機構を介して外側フェルール２３４に固定することができる。例の実施形態において、例えば、内側フェルール２３０および外側フェルール２３４は、外側フェルール２３４の突起部（本明細書に記載する）から離れた外側フェルール２３４の部分２５２において固定され、これは、上述の突起部が、固定手段に悪影響を及ぼす可能性があり得る熱負荷を受け得るためである。例の実施形態において、部分２５２における外側フェルール２３４は、内側フェルール２３０をチャネル２３８内に受け入れやすくするようにファンネル構成を含む。

【0068】

少なくとも一部の例の実施形態において、外側フェルール２３４は、隣接する壁部（例えば、壁部２５０）に固定することができる１つ以上の突起部２３６を含む。突起部２３６は、例えば、突起部の外側面２４１を隣接する壁部分にレーザー溶接すること、先に示唆した熱を発生させることによって、または接着剤等を介して、壁部２５０の隣接する部分に固定することができる。外側フェルール２３４を壁部２５０の隣接する部分に突起部２３６を介して固定すると、壁部２５０の開口部が閉じられる。このようにして、壁部２５０の通路内の環境は、感知素子２１４の外側の環境から分離される。

【0069】

突起部２３６は、バンドル２１８が通される壁部２５０によって画定される通路内に嵌合することができ、または、図１０に示すように、突起部２３６は、外側フェルール２３４の少なくとも一部分が壁部２５０によって画定される通路内に挿入されることができないようにすることができる。突起部２３６が挿入できない場合、有利なことに、外側フェルール２３４は、組み立てのために壁部２５０の開口部を締め付け得る位置から離れて内側フェルール２３０に固定することができ、固定された内側フェルール２３０と外側フェルール２３４とは、その後、突起部２３６で壁部２５０の開口部を閉じるように配置することができる。

【0070】

先端部２２８は、感知素子２４０を含むことができ、図示するように、感知素子２４０がバンドル２１８の遠位端部と光通信するように中間部分２３４に固定される。部品はさまざまな方法で固定することができる。例えば、感知素子２４０と外側フェルール２３４は、ねじ留め係合を介して、取り外し可能に取り付けられ得、または、接着剤等を介して固定され得る。少なくとも一部の例の実施形態において、感知素子２４０および外側フェルール２３４は単一の単位部品を形成する。

【0071】

次に図１１を参照すると、例の可撓性温度プローブ２１２を組み立てる方法の例のブロック図が示される。

【0072】

ブロック１１０２において、バンドル２１８の遠位部分を内側フェルール２３０に固定する。

【0073】

ブロック１１０４において、内側フェルール２３０を感知素子２１４に固定する。

【0074】

ブロック１１０６において、感知素子を隣接する壁部２５０に固定する。

【0075】

次に図１２を参照すると、例の可撓性温度プローブで所望の領域を測定する方法の例のブロック図が示される。図１２の方法は、説明を容易にするために、プローブ１１２を参照して記載されるものとする。

【0076】

ブロック１２０２において、曲げられた構成内で動作可能な可撓性温度プローブ１１２が提供される。曲げられた構成は、プローブ１１２が設置されているチャネル１０４の最小の湾曲部１０６によって画定することができる。

【0077】

ブロック１２０４において、温度プローブの感知部材１１４は、少なくとも１つの湾曲部（例えば、湾曲部１０６）を有するチャネル（例えば、チャネル１０４）に通されて、感知素子１１４を所望の領域と熱的に連通させる。例の実施形態において、所望の領域は表面（例えば、表面１０２）である。

【0078】

プローブ１１２を通すことは、チャネル１０４に挿入する前に、感知素子１１４を任意の障害物または変化を越えて通すことを含むことができる。例の実施形態において、例えば、図１のイメージの上部に示されているチャネル１０４への開口部１１８の上方に上部プレート（図示せず）が存在する。上述のように、感知素子１１４は、チャネル１０４および湾曲部１０６の特性に基づいて構成または選択することができる（例えば、図３Ａと比較したときの感知素子である図３Ｂの感知素子は、より小さい曲げ半径周りで曲がることができ、障害物および変化を回避しやすくなるため、選択され得る）。

【0079】

説明を簡略化し明確にするため、適切と考えられる場合には、対応または類似する要素を示すために、符号を図間で繰り返すことがある。さらに、本明細書に記載する例を十分に理解するために、多数の特定の詳細を示す。しかしながら、本明細書に記載する例はこれらの特定の詳細がなくても実施され得ることが、当業者によって理解されるであろう。他の場合において、周知の方法、手順、および構成要素は、本明細書に記載する例を不明瞭にしないように、詳細には記載されていない。また、本記載は、本明細書に記載する例の範囲を限定するものとしてみなされるものではない。

【0080】

本明細書で使用される例および対応する模式図は説明のみの目的であることが理解されるであろう。本明細書に示す原則から逸脱することなく、様々な構成および用語を使用することができる。例えば、構成要素およびモジュールは、これらの原則から逸脱することなく、追加、削除、変更、または接続を変えて配置することができる。

【0081】

本明細書に記載するフローチャートおよび模式図のステップまたは操作は、単なる例である。上述した原則から逸脱することなく、これらのステップまたは操作に多くの変形が存在し得る。例えば、ステップを異なる順序で行ってもよく、またはステップを追加、削除、または変更してもよい。

【0082】

上述の原理を特定の具体例を参照して記載しているが、添付の特許請求の範囲に概説されているように、当業者にはその様々な変更が明らかであろう。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】