JP2010025420A - ガス調理器用センサ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で耐熱性が高く、熱による性能の低下が少なく、コストも安価に設定可能なガス調理器用センサを提供する。
【解決手段】調理具２８に当接し調理具２８の載置により後退可能に弾性付勢された当接部１０と、当接部１０に接続され当接部１０を突没自在に支持した支持シャフト２６と、支持シャフト２６に挿通され当接部１０と連結された連動部材であるケーブル２０を備える。ケーブル２０の所定位置に固定された磁性体筒３４と、磁性体３４が当接部１０の動きに連動して移動する範囲のうち、当接部１０の突出時に磁性体３４と対面するように配置された希土類製の耐熱性を有する永久磁石３２を有する。永久磁石３２と対向し、感動値と開放値の応差が３ＡＴ以下の値のリードスイッチを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ガステーブルやガスコンロのガスバーナ上に、鍋などの調理具が載置されていることを検出するガス調理器用センサに関する。

従来、ガステーブルやガスコンロには、鍋などの調理具が載置されていることを検出するセンサが設けられている。ガス調理器用センサとしては、例えば、特許文献１、２に開示されているようなセンサ装置がある。このセンサ装置は、リードスイッチと磁性体、及び永久磁石の組み合わせにより構成され、ガステーブルなどのガスバーナ中央に、突出状態に弾性付勢された当接部が位置している。そして、使用時に、ガスバーナ部に鍋などを載置すると、当接部が鍋等の底に当接して下降し、その当接部に接続されたケーブルとともに磁性体が移動可能に設けられている。磁性体は、リードスイッチと磁石の間に位置して、磁石の磁界を遮蔽しており、当接部の下降とともに磁性体が移動すると、磁石の磁界がリードスイッチに伝わり、リードスイッチがオンして鍋等を検出するものである。

特許文献１に開示されたものは、サーミスタによる温度検出装置が取り付けられたガス調理器についてもので、調理具の載置により押し下げられる当接部にサーミスタが配置され、サーミスタケーブルにリードスイッチや磁気遮蔽部材等を配置し、その移動範囲の所定位置に磁石を設けて、調理具の載置による当接部の移動をリードスイッチにより検知している。検知動作は、当接部の移動により磁気遮蔽部材である磁性体がリードスイッチに掛かる磁界を制御することにより、リードスイッチがオン・オフするものである。

特許文献２も、加熱調理器の鍋等が載っているか否かを検出するとともに、載っている鍋等の底板の温度を検出する装置であり、加熱調理器に鍋等の検出装置である。この検出装置は、外筒の蓋の内側に感熱素子が固定され、その感熱素子から伸びるリード線束によって近接スイッチが支持されている。内筒は外筒の内側に挿入されて外筒を上下動可能に案内しており、リード線束と近接スイッチが外筒の上下動に追従して内筒の内側を上下動するように貫通している。そして、外筒が上昇したときの近接スイッチに近接する位置に、磁石が設けられ、鍋を検知可能にしている。
特開２００６−３４７８３号公報 特開２００５−２１４４７３号公報

上記従来の技術では、リードスイッチをオン・オフさせる磁石には、フェライト磁石が使用されていた。しかし、ガスバーナから伝わる熱によりフェライト磁石が加熱されると磁力が低下し、リードスイッチがオンする位置がずれてくる。従って、特許文献１のリードスイッチは、ガスバーナの熱の影響を受けないように離れた位置に配置されている。

また、引用文献１では磁性体をリード線上に固定しており、引用文献２では近接スイッチをリード線上に固定しており、これらの構造の場合、磁石との相対的位置精度が不安定であった。さらに、リードスイッチや磁石の位置決め精度も個々のバラツキが大きいため、個々の製品毎に位置決め調整が必要となり、製造コストが高くなる原因となっていた。

さらに、熱の影響を避けるためにリードスイッチや磁石等をガスバーナから離れた位置に設置しようとすると、この検知装置の占有空間が大きくなり、ガス調理器の設計の自由度を奪い、小型化薄型化の妨げとなっていた。

この発明は、上記背景技術の問題点に鑑みて成されたもので、簡単な構造で耐熱性が高く、熱による性能の低下が少なく、コストも低く設定可能なガス調理器用センサを提供することを目的とする。

この発明は、ガス調理器に調理具が載置されたことを検出するために突出方向に弾性的に付勢され前記調理具に当接して前記調理具の載置により退避する当接部と、前記当接部に接続され前記当接部を突没自在に支持した支持シャフトと、前記支持シャフトに挿通され前記当接部と連結された連動部材と、前記連動部材の所定位置に固定された磁性体と、前記磁性体が前記当接部の動きに連動して移動する範囲のうち前記当接部の突出時の前記磁性体と対面する位置に配置されたサマリウムコバルト等の希土類製の耐熱性を有する永久磁石と、この永久磁石と対向し感動値と開放値の応差が３ＡＴ以下、好ましくは２．０〜１．５ＡＴの値を有するリードスイッチとを備えたガス調理器用センサである。

前記連動部材は、前記当接部に設けられた温度センサから延びたケーブルである。または、前記連動部材は、前記当接部を保持したホルダに係止され前記支持シャフトに同軸に嵌合して移動可能に設けられた連動筒部材である。さらに、前記磁性体は、筒状に形成されて前記連動筒部材の端面に同軸的に一体に設けられ、前記連動部材の動きに連動して、前記支持シャフト内で長手方向に移動するものである。

さらにこの発明のガス調理器用センサは、前記当接部から前記支持シャフトに固定された希土類製の永久磁石とリードスイッチまでが、直線的に設けられたものである。

前記永久磁石は、前記支持シャフト側面に固定されたケースに収容されている。また、前記リードスイッチは、前記支持シャフト側面に固定されたケースに収容されているものである。

前記永久磁石の形状の収容部を有した一方のケースに前記永久磁石が収容され、前記リードスイッチの形状の収容部を有した他方のケースに前記リードスイッチが収容され、前記各ケースは、互いに対向させて筒状に形成され、前記支持シャフトの端面部側面に同心的に一体に固定されているものである。

前記磁性体は、前記支持シャフトの側面に形成されたスリットから突出し、前記連動部材の動きに連動して前記支持シャフトの長手方向に移動する板体でもよい。

この発明のガス調理器用センサによれば、リードスイッチの位置をガスバーナから大きく離す必要がなく、ガスコンロの小型化に寄与するものである。さらに、構造が簡単でコストが低く、調整等も容易なものである。また、熱による検出精度の変化が生じないため、高精度で安定して調理具等の検知や温度の検出を行うことができる。

特に、リードスイッチのオン・オフ位置のヒステリシスを極小に抑えることで、製造工程でのバラツキによる仕様外れ品が発生しなくなる。さらに、各部品の位置が正確に設定され、そのため製造工程での位置調整等が不要となり、製造工数の削減を図ることができる。

また、耐熱性能が高いことから、バーナの炎の直下にセンサ部を配置することができ、センサ装置全体が小型化され、ガス調理器内部の設計自由度が向上するものである。

以下、この発明のガス調理器用センサの第一実施形態について、図１〜図４を基にして説明する。この実施形態のガス調理器用センサの上部にある当接部１０の構造は、例えば図２に示すような構造となっている。上端部には金属を加工して形成した円盤状の集熱板１２が設けられ、集熱板１２の裏面には温度センサであるサーミスタ１４が嵌合している。集熱板１２には、円筒状のホルダ１６の上端部が固定されている。

ホルダ１６には、上端部に位置したサーミスタ１４から延びたケーブル２０が挿通され、ケーブル２０の外側にコイルバネ２２が同心状に収納されている。コイルバネ２２は、上端部が集熱板１２の裏面に当接し、下端部は、ホルダ１６を相対的に摺動可能にガイドし位置決めするストッパ２４に当接している。ストッパ２４は、図示しないガス調理器本体に固定された支持シャフト２６の上端部に固定されている。そして、コイルバネ２２により付勢されたホルダ１６は、その下方に位置した係止段部１６ａがストッパ２４に弾性的に当接して停止し、下方に摺動可能に設けられている。ストッパ２４は環状に形成され、中央の貫通孔には管状の支持シャフト２６の先端部が固定され、支持シャフト２６がホルダ１６内へ進退自在に挿入されている。支持シャフト２６内には、サーミスタ１４から延びたケーブル２０が挿通されている。また、ホルダ１６には、円筒状のカバー１８が一体に取り付けられている。

支持シャフト２６の下方には、図１、図３に示すように、サマリウムコバルト等の希土類製の耐熱性のある永久磁石３０が固定され、支持シャフト２６を挟んで永久磁石３０の反対側には、リードスイッチ３２が固定されている。希土類製の永久磁石３０は、３００℃の環境下でもリードスイッチ３２のオン・オフが可能な耐熱性能を有したものである。さらに、永久磁石３０は、高温での減磁をキャンセルするために、予め３００℃でエージングしたものを用いる。

また、リードスイッチ３２は、永久磁石３０と対向し、感動値と開放値の差である応差が３ＡＴ以下の値、好ましくは２．０〜１．５ＡＴの値のものである。リードスイッチ３２の動作におけるヒステリシスを小さくするには、応差は小さいほど良く、現実的には１ＡＴ以下も可能であるが、歩留まりが非常に悪く、コストが高くなるという問題がある。従って、量産性を考慮すると、３ＡＴ以下で、上記の範囲が妥当であると言える。ここで、リードスイッチの感動値とは、コイル励磁により接点を動作させるのに必要な電流値とコイル巻き数の積である。開放値は、コイル励磁で動作状態の接点が復帰する電流値とコイル巻数の積であり、感動値と相関がある。これらの単位は、動作時の電流（Ａ）と標準コイル巻き数（５０００Ｔ）の積であることから（ＡＴ）で表される。

当接部１０のサーミスタ１４から延びたケーブル２０は、当接部１０と連動する連動部材として機能し、ケーブル２０の途中には、図３に示すように、永久磁石３０とリードスイッチ３２の間で、支持シャフト２６内をケーブル２０とともに移動可能な強磁性体金属等の磁性体筒３４が固定され、当接部１０とともに進退する。磁性体筒３４の位置は、当接部１０がガス調理器から突出した状態で、永久磁石３０とリードスイッチ３２の間に位置し、永久磁石３０の磁気を遮蔽しリードスイッチ３２がオフ状態を維持する位置である。そして、鍋等がコンロに載せられて当接部１０が下方に移動すると、磁性体筒３４も下方に移動し、永久磁石３０の磁界によりリードスイッチ３２が作動するものである。リードスイッチ３２の両端の端子３２ａには、一対のフレキシブルなリード線３３が接続され、サーミスタ１４からのケーブル２０と平行に延出している。

次に、このガス調理器用センサの動作について説明する。図２に示すように、図示しないガス調理器に鍋等の調理具２８を載置すると、調理具２８の底面が当接部１０の集熱板１２に当接して当接部１０を下方へ摺動させる。これにより、当接部１０と連動するケーブル２０が下方へ移動し、ケーブル２０とともに磁性体筒３４も下方へ移動する。

磁性体筒３４は、当接部１０の突出状態で永久磁石３０とリードスイッチ３２の間に位置して、永久磁石３０の磁気を遮蔽しリードスイッチ３２がオンしないようにしている。そして、鍋等の調理具２８がコンロに載せられて当接部１０が下方に移動すると、磁性体筒３４が下方に移動し、永久磁石３０の磁界がリードスイッチ３２に作用する状態となる。これにより、リードスイッチ３２がオンし、鍋等がコンロに載せられたことを検知する。

この実施形態のガス調理器用センサによれば、永久磁石３０が耐熱性の希土類製であり、高温環境下でも磁界の磁束密度は落ちず、良好な磁界をリードスイッチ３２に及ぼすことができる。従って、永久磁石３０とリードスイッチ３２をコンロのバーナから遠くへ離す必要が無く、装置の小型化に寄与する。

また、リードスイッチ３２の感動値と開放値の応差を３ＡＴ以下としたので、リードスイッチの接点のオン・オフ動作に差が少なく、これによってもリードスイッチ３２のヒステリシスを小さくすることができる。

さらに、小型化により、ガス調理器のバーナの真下に直線的な形状で調理器具の検出センサを配置することが出来、従来のＬ字状のものと比べ大幅に、例えば７２％の空間で配置することが出来る。

次に、この発明のガス調理器用センサの第二実施形態について、図５〜図１０を元にして説明する。ここで、上記実施形態と同様の部材は同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態のガス調理器用センサの上部にある当接部４０の構造は、図５、図６に示すように、上端部には金属を加工して形成した円盤状の集熱板１２が設けられ、集熱板１２の裏面に形成された凹部１２ａには温度センサであるサーミスタ１４が嵌合している。集熱板１２は、円筒状のホルダ４２上部の細径の筒状部４４の先端に固定されている。

ホルダ４２の筒状部４４には、上端部に位置したサーミスタ１４から延びたケーブル２０が挿通され、ホルダ４２内を通過して支持シャフト２６に挿入されている。ホルダ４２内には、ケーブル２２が挿通され連動部材でもある連動筒部材４８が同心状に設けられている。連動筒部材４８は、上端部に鍔部４８ａが固定され、ホルダ４２と筒状部４４との境界の肩部４２ａに当接し、鍔部４８ａより上方に位置した連動筒部材４８が筒状部４４内に嵌合している。連動筒部材４８の鍔部４８ａよりも下方には、円錐台状に巻かれたコイルバネ４６が挿通され、コイルバネ４６の細径の端部が鍔部４８ａに当接し、大径の端部が、ホルダ４２内の支持シャフト２６先端のフランジ部２６ａに当接している。さらに、連動筒部材４８の下端部である支持シャフト２６側の端部には、支持シャフト２６内に挿入された磁性体筒５０が一体に同軸に溶接されている。支持シャフト２６の基端部は、図示しないガス調理器本体に固定された取付部材６０に固定されている。

磁性体筒５０が挿入された支持シャフト２６の先端部には、耐熱性樹脂等により形成された半円筒状の一対のケース部材５２ａ，５２ｂが固定されている。ケース部材５２ａは図７、図８に示すように、中央部の内側に矩形の凹部である収容部５４が形成され、希土類製の永久磁石３０が収容されている。ケース部材５２ｂは、図９，図１０に示すように、中央部に円柱状の凹部である収容部５６が形成され、収容部５６の両端には溝５６ａ，５６ｂが形成され、溝５６ｂはＵ字状に湾曲して、収容部５６と平行に形成されたスリット５７に連通している。スリット５７は溝５６ａが形成された端面に開口している。収容部５６にはリードスイッチ３２が収容され、リードスイッチ３２の一対の端子３２ａが溝５６ａ，５６ｂに収容され、溝５６ａに挿入された端子３２ａは、ケース部材５２Ｂの端面から突出し、リード線３３の一方に接続される。また、溝５６ｂから端子３２ａが折り返されてスリット５７に挿入され、リード線３３の他方に接続され、ケース５２ｂの端面から一対のリード線３３が延出している。

ケース部材５２ａ，５２ｂは永久磁石３０とリードスイッチ３２を収容した状態で、支持シャフト２６の先端部に嵌合され、図示しない固定部材で固定される。支持シャフト２６と連動筒部材４８は、コイルバネ４６によりホルダ４２から離間する方向に付勢され、ホルダ４２の可端開口部に設けられたストッパ４５により係止されている。この状態で、磁性体筒５０が支持シャフト２６の先端部に挿入した位置で停止し、永久磁石３０とリードスイッチ３２の間に正確に位置決めされている。

この実施形態のガス調理器用センサも上記実施形態と同様の動作をするものであり、鍋等の調理器具がガス調理器のコンロに載せられると、当接部４０が下方へ退避し、ホルダ４２が下がる。すると、連動筒部材４８が下方に摺動し、下端部の磁性体筒５０が支持シャフト２６内で下方に摺動する。これにより、永久磁石３０の磁界がリードスイッチ３２に作用しリードスイッチ３２をオンし、調理器具を検知することが出来る。

この実施形態のガス調理器用センサも上記実施形態と同様の効果を奏するものであり、さらに、当接部４０の動きが筒状の連動筒部材４８に伝達され、動きの遊びが小さく、磁性体筒５０がより正確に移動し、確実に調理器具を検知することが出来る。また、ケース部材５２ａ，５２ｂを用いることにより、リードスイッチ３２と永久磁石３０の相対位置の高精度化を簡単に実現することができる。さらに、組立時のリードスイッチ３２と永久磁石３０、磁性体筒５０の相対位置精度を高めることができ、作動位置を安定化させることができ、製造過程での無調整化を図ることが出来る。

なお、この発明のガス調理器用センサは上記実施形態に限定されるものではなく、図１１（ａ）に示すように、支持シャフト２６の長手方向にスリット２６ａを設けて、このスリット２６ａに磁性体筒３６の側面から突出した板体３６ａを挿通させても良い。この動作は、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、板体３６ａが永久磁石３０とリードスイッチ３２の間に位置した状態から、板体３６ａが退避することにより調理具を検知する。この場合、板体３６ａを挟んで永久磁石３０とリードスイッチ３２を設ければよいので、この両者を板体３６ａの厚みより僅かに広い程度に近接させることができ、より磁界の強い位置で動作することができるので、希土類製の永久磁石３２をより小さいものとすることができる。

さらに、磁性体の形状やリードスイッチは適宜選択可能なものであり、各部材の形状や素材など適宜変更可能である。

以下、この発明の一実施例のリードスイッチ及び永久磁石の測定値について説明する。まず、リードスイッチ３２の感動値と開放値の応差とヒステリシスの関係について測定した結果を表１と図１２のグラフで示す。

表１及びグラフより、感動値と開放値の応差が低くなるにつれて、ヒステリシスは低くなることが分かる。

また、この実施例のサマリウムコバルト製の永久磁石３０を常温から３００℃まで上昇させた場合の、リードスイッチ３２がオンする磁性体筒３４の位置のずれは、０．８ｍｍであった。これに対して、従来のフェライト磁石を用いた場合、常温から２４０℃に上昇させた段階で、リードスイッチがオンする磁性体の位置の、室温時とのずれは４．１ｍｍとなり、温度変化による位置ずれの許容範囲を超えてしまうものであった。さらに、フェライト磁石を３００℃にすると、大きく減磁しリードスイッチ３２をオンすることができなかった。

この発明の第一実施形態のガス調理器用センサを示す概略側面図である。 この実施形態のガス調理器用センサの当接部の拡大縦断面図である。 この実施形態のガス調理器用センサのリードスイッチと磁石と磁性体を示す概略図である。 この実施形態のガス調理器用センサのリードスイッチと磁石と磁性体を示す概略横断面図である。 この発明の第二実施形態のガス調理器用センサを示す概略側面図である。 この発明の第二実施形態のガス調理器用センサの当接部の拡大縦断面図である。 この発明の第二実施形態のガス調理器用センサの一方のケース部材の側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 図７のＡ−Ａ断面図（ａ）と、Ｂ−Ｂ断面図（ｂ）である。 この発明の第二実施形態のガス調理器用センサの他方のケース部材の側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。 図８のＡ−Ａ断面図（ａ）と、Ｂ−Ｂ断面図（ｂ）である。 この発明のガス調理器用センサのその他の実施形態のリードスイッチと磁石と磁性体を示す概略横断面図（ａ）、検知前の状態を示す部分側面図（ｂ）、検知後の状態を示す部分側面図（ｃ）である。 この発明の一実施例のガス調理器用センサに用いるリードスイッチの応差とヒステリシスの測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１０ 当接部
１２ 集熱板
１４ サーミスタ
２０ ケーブル
２２ コイルバネ
２６ 支持シャフト
２８ 調理具
３０ 永久磁石
３２ リードスイッチ
３２ａ リード片
３４ 磁性体筒

Claims (9)

1. ガス調理器に調理具が載置されたことを検出するために突出方向に弾性的に付勢され前記調理具に当接して前記調理具の載置により退避する当接部と、前記当接部に接続され前記当接部を突没自在に支持した支持シャフトと、前記支持シャフトに挿通され前記当接部と連結された連動部材と、前記連動部材の所定位置に固定された磁性体と、前記磁性体が前記当接部の動きに連動して移動する範囲のうち前記当接部の突出時の前記磁性体と対面する位置に配置された希土類製の耐熱性を有する永久磁石と、この永久磁石と対向し感動値と開放値の応差が３ＡＴ以下の値のリードスイッチとを備えたことを特徴とするガス調理器用センサ。
2. 前記連動部材は、前記当接部に設けられた温度センサから延びたケーブルである請求項１記載のガス調理器用センサ。
3. 前記連動部材は、前記当接部を保持したホルダに係止され、前記支持シャフトに同軸に嵌合して移動可能に設けられた連動筒部材である請求項１記載のガス調理器用センサ。
4. 前記磁性体は、筒状に形成されて前記連動筒部材の端面に同軸的に一体に設けられ、前記連動部材の動きに連動して、前記支持シャフト内で長手方向に移動するものである請求項３記載のガス調理器用センサ。
5. 前記当接部から前記支持シャフトに固定された希土類製の永久磁石とリードスイッチまでが、直線的に設けられたものである請求項１、２または３記載のガス調理器用センサ。
6. 前記永久磁石は、前記支持シャフト側面に固定されたケースに収容されている請求項１記載のガス調理器用センサ。
7. 前記リードスイッチは、前記支持シャフト側面に固定されたケースに収容されている請求項１記載のガス調理器用センサ。
8. 前記永久磁石の形状の収容部を有した一方のケースに前記永久磁石が収容され、前記リードスイッチの形状の収容部を有した他方のケースに前記リードスイッチが収容され、前記各ケースは、互いに対向させて筒状に形成され、前記支持シャフトの端面部側面に同心的に一体に固定されている請求項１記載のガス調理器用センサ。
9. 前記磁性体は、前記支持シャフトの側面に形成されたスリットから突出し、前記連動部材の動きに連動して前記支持シャフトの長手方向に移動する板体である請求項１記載のガス調理器用センサ。
   

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