JP2022071435A - 温度センサおよび調理機器 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって測定対象検出機能を担保できる温度センサを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の温度センサ１は、測定対象の温度を検出する感熱部１０と、感熱部１０の移動に応じて前記測定対象の有無を検出する検出部６０と、を有する。検出部６０は、周囲に対して磁界を発生させる磁界発生体６３と、磁界発生体６３からの磁界の及ぶ領域と磁界の及ばない領域との間を移動する磁界検出素子７３と、を備える。磁界検出素子７３は、感熱部１０の一対の電線３０Ａ，３０Ｂに電気的に接続される。
【選択図】図３

Description

本発明は、温度測定対象との接触状態を維持するための可動体を有する温度センサに関し、一例として、加熱される調理器の底面に接触して調理器の温度を測定する温度センサに関する。

例えばガスコンロ、電気炊飯器などの調理機器には、温度センサが設けられている。この温度センサは、例えば鍋、フライパンなどの調理器の底面に接触して、これらの調理器の温度を測定するためのもので、調理器の底面に接する集熱体が上下方向に往復移動ができるように設けられる。この集熱体にはコイルばねにより弾性力が上方に向けて加えられている。この集熱体には感熱素子として例えばサーミスタ素子が接触または近接して設けられており、この集熱体から伝達される熱をサーミスタ素子が受けることにより調理器の温度を測定する。なお、ここでいうサーミスタ素子とは、感熱体としてのサーミスタとサーミスタに電気的に接続されるリード線とを含むものとする。

この温度センサは、例えばガスコンロの場合には五徳の中央領域に設けられ、この五徳に調理器が載せられると調理器が集熱体に接触して集熱体を押し下げる。集熱体には、上方に向けて弾性力が加えられているので、調理の最中は弾性力により調理器と集熱体の接触状態が維持される。調理が終了して調理器が五徳から持ち上げられると、集熱体は当初の位置まで弾性力により押し上げられる。このように、この種の温度センサは往復移動する可動体としての集熱体を有している。

これらの温度センサは、例えば特許文献１に開示されるように、鍋、釜などの調理器の底面に接触しているか否かを検出する測定対象の検出機能を備えている。この温度測定対象である調理器の検出は、永久磁石から生じる磁界を検出することで行われる。一例として、特許文献１は永久磁石（硬質磁性体）とリードスイッチとの間を往復移動する軟質磁性体を設ける。軟質磁性体が永久磁石とリードスイッチの間に置かれていると、永久磁石からの磁界が軟質磁性体の内部を通過することで、リードスイッチが磁界を受けないので、測定対象である調理器が存在しないものと判断できる。一方、軟質磁性体が永久磁石とリードスイッチの間から抜け出ると、リードスイッチが磁界を受けることで、調理器の存在を検出できる。この軟質磁性体は、可動体である前述した集熱体が往復移動するのに連動して往復移動するように設けられている。

国際公開第２０２０／１２１３９２号

以上説明した物体検出機能付きの温度センサは、長期にわたって測定対象の検出機能を担保する必要がある。そこで、本発明は長期にわたって測定対象検出機能を担保できる温度センサを提供することを目的とする。

本願発明に係る測定対象の有無および温度を検出するための温度センサは、記測定対象の温度を検出する感熱体と、感熱体と電気的に繋がる一対の電線と、を備える感熱部と、感熱部の移動に応じて測定対象の有無を検出する検出部と、を有する。
本発明における検出部は、周囲に対して磁界を発生させる磁界発生体と、磁界発生体からの磁界の及ぶ領域と磁界の及ばない領域との間を移動する磁界検出素子と、を備える。
磁界検出素子は、感熱部の一対の電線に電気的に接続される。

本発明における磁界検出素子は、好ましくは、一対の電線に跨って接続される。
この温度センサは、磁界検出素子が磁界の及ぶ領域にあれば、磁界検出素子が電気的に通じることで、磁界検出素子が一対の電線を短絡させる。
また、磁界検出素子が磁界の及ばない領域にあれば、磁界検出素子が電気的に通じないことで、一対の電線が感熱体を介した電気的な導通状態をなす。

本発明における磁界検出素子は、好ましくは、一対の電線の一方に直列に接続される。
この温度センサは、磁界検出素子が磁界の及ばない領域にあれば、一方の電線は導通状態が解かれる。
また、磁界検出素子が磁界の及ぶ領域にあれば、磁界検出素子が電気的に通じることで、一方の電線は磁界検出素子を介して電気的な導通状態をなす。

本発明における温度センサは、好ましくは、対象機器に位置が固定され、一対の電線を内部に収容する、非磁性体からなる保護管と、感熱体を支持するとともに保護管に対して保護管の軸線方行に移動可能に設けられる可動体と、を有する保持部を備える。一対の電線と磁界検出素子は、保護管の内部に収容される。

本発明における温度センサは、好ましくは、保護管の内側に、保護管に摺動するように設けられ、一対の電線と磁界検出素子を内部に収容する素子収容体を備える。

本発明における温度センサは、好ましくは、磁界発生体は、保護管の所定位置に固定され、磁界検出素子は、磁界発生体からの磁界の及ぶ領域と、磁界発生体からの磁界の及ばない領域と、の間を移動する。

本発明は、測定対象の有無および温度を検出するための温度センサを備える調理機器は、以上のいずれかの温度センサを備えることが好ましい。

本発明の温度センサは、永久磁石からの磁界がリードスイッチに到達するのを遮る軟質磁性体を用いることなく、検出部が構成される。したがって、本発明によれば、軟質磁性体の磁気特性の劣化による測定対象検出機能の逸失がないので、軟質磁性体を用いる温度センサに比べて、長期にわたり測定対象検出機能を担保できる。

本発明の実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）縦断面図である。 本実施形態に係る温度センサの感熱素子を示す図である。 本実施形態に係る温度センサの検出部を示す縦断面図である。 本実施形態に係る温度センサの可動体の動作を示し、（ａ）は調理器が載っていない無負荷のときの位置（非搭載位置）を示し、（ｂ）は調理器が載っているために可動体が移動したときの位置（搭載位置）を示している。 本実施形態の検出部を示し、（ａ）は調理器が載っておらず、永久磁石に対向する位置にリードスイッチがある磁気検出位置を示し、（ｂ）は調理器が載せられており、永久磁石からリードスイッチが離れた磁界非検出位置を示している。 本実施形態の磁界検出器における検査電流の流れを網掛けで示す図であり、（ａ）は磁界照射位置に対応する図、（ｂ）は磁界非照射位置に対応する図である。 本実施形態の変形例に係る温度センサの検出部を示す縦断面図である。 変形例の検出部を示し、（ａ）は調理器が載っておらず、永久磁石からリードスイッチが離れた磁界非検出位置を示し、（ｂ）は調理器が載せられており、永久磁石に対向する位置にリードスイッチがある磁気検出位置を示している。 本実施形態による温度センサを備えるガスコンロの要部を示す図である。 本実施形態による温度センサを備える炊飯器の要部を示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る温度センサ１は、永久磁石からの磁界を検出する磁界検出器が、磁界を受ける位置（磁界照射位置）と、磁界を受けない位置（磁界非照射位置）と、往復移動する。温度センサ１は、磁界非照射位置において永久磁石からの磁界を遮る軟質磁性体を用いていない。

［温度センサ１の全体構成：図１，図３，図９］
温度センサ１は、一例として、図９に示すように、調理機器としてのガスコンロ１００において、鍋などの調理器１０７の底面１０８に接触してその温度を検出する。温度センサ１は、調理器１０７が載せられる五徳１０６，１０６の間の中央またはその近傍する位置に設けられる。
温度センサ１は、図１および図３に示すように、温度検出の主たる要素である感熱素子１０と、感熱素子１０のリード線１３と電気的に接続される継線３０と、感熱素子１０を保持するセンサ保持体４０と、を備えている。そして、図９に示すように、温度センサ１は、後述する集熱体４２の接触面４２Ａが五徳１０６，１０６の上方（Ｕ）の端部よりも上方（Ｕ）の側へ突出するように、保護管５１を介してガスコンロ１００に取り付けられている。
以下、温度センサ１の各構成要素を順に説明し、その後に温度センサ１の動作を説明する。

［感熱素子１０：図２］
感熱素子１０は、図２に示すように、感熱体１１と、感熱体１１の対向する二面（図中の左右）のそれぞれに形成される電極１２，１２と、電極１２，１２を介して感熱体１１に電気的に接続される一対のリード線１３，１３と、感熱体１１を封止する保護層１６とを備えている。

感熱体１１は、温度変化によって電気抵抗値が変化する特性を有する金属酸化物または金属が用いられる。感熱体１１に一対のリード線１３，１３を介して一定の電流を流し、測定器で感熱体１１の電極１２，１２の間の電圧を測定し、オームの法則（Ｅ＝ＩＲ）から抵抗値を求め、温度を検出する。
金属酸化物としてはサーミスタ（Thermistor：Thermally Sensitive Resistor）が好適に用いられ、典型的には負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）が用いられる。金属としては白金（例えば、Ｐｔ１００；ＪＩＳ－Ｃ１６０４）が好適に用いられる。

電極１２は、感熱体１１とリード線１３を電気的に接続するものであり、好ましくは金、白金などの貴金属で構成される。
リード線１３は感熱体１１に一定の電流を流す導線であり、芯線１４と、芯線１４を覆う絶縁被覆１５と、からなる。芯線１４には電気伝導度の高い金属材料、典型的には銅が用いられる。リード線１３の芯線１４は単線からなる。

保護層１６としてガラスが用いられる場合には、芯線１４にはジュメット線（Dumet Wire）が好適に用いられる。ジュメット線とは、鉄－ニッケル合金からなる内層と銅からなる外層とをクラッドした複合線をいう。内層を構成する鉄－ニッケル合金の線膨張係数がガラスに近似する。したがって、保護層１６がガラスからなる場合であっても、ジュメット線を用いることにより芯線１４の熱膨張による保護層１６の破損が防止される。
絶縁被覆１５は、芯線１４の外周面を覆う絶縁体である。
リード線１３は感熱体１１に一定の電流を流す電線である点で後述する継線３０と同じ役割を有するが、感熱体１１に直接的に接続される電線をリード線１３と称し、リード線１３を介して感熱体１１に間接的に接続される電線を継線３０と区別する。

保護層１６は、感熱体１１を封止して気密状態に維持することによって、感熱体１１に化学的な変化及び物理的な変化が生ずるのを避けるために設けられる。保護層１６としてはガラスが用いられるのが好ましいが、温度センサ１を使用する環境によっては樹脂材料を用いることもできる。

［継線３０：図３］
図３に示す継線３０は、感熱素子１０と図示しない後段の電気回路等とを電気的に接続するための電線で、芯線３１と、芯線３１を覆う絶縁被覆３３と、を備えている。
芯線３１は、複数、例えば７本、１２本の導線を撚り合わせて作製された撚線である。撚線を構成するそれぞれの導線にはリード線１３の芯線１４よりも線径が小さい導線が用いられる。
継線３０は、保護管５１に挿通され、その一端がリード線１３の端部と、例えば溶接により電気的に接続され、他端が図示しない後段の電気回路等に接続される。この継線３０には、保護管５１よりも十分細い線径を有し、かつ可動体４１の接触面４２Ａを介して調理器１０７から押圧力が加わっても変形しない程度の強度を有する電線が用いられる。また、この継線３０は、保護管５１の内側に、可動体４１が移動したときに、この移動に応じて保護管５１の軸方向に移動可能に配置されている。

［センサ保持体４０：図１，図９］
センサ保持体４０は、図１および図９に示すように、調理器１０７の底面１０８に当接すると下方Ｌへ移動可能に設けられた可動体４１と、可動体４１を支持する保護管５１と、を備えている。

［可動体４１：図１，図９］
可動体４１は、図１および図９に示すように、調理器１０７の底面１０８におもて面が当接される板状の集熱体４２と、集熱体４２のうら面側に設けられ、感熱体１１を収容して保持する収容筒４３と、集熱体４２を上端部４４Ａで支持する筒状のホルダ４４と、ホルダ４４の上端部４４Ａから下端部４４Ｂの付近までを同心状に覆う筒状の保護管４５と、コイルばね４６とを備えている。集熱体４２、収容筒４３、ホルダ４４、保護管４５およびコイルばね４６は、耐熱性、耐酸化性を有する金属材料、例えばステンレス鋼により構成されることが好ましい。

集熱体４２は、調理器１０７の底面１０８に面接触するように、おもて面に平坦な接触面４２Ａを備えている。
収容筒４３は、フランジ状に形成された上端部４３Ａを備える。この上端部４３Ａが集熱体４２のうら面４２Ｂに、例えば溶接により接合されることで、収容筒４３は、上端部４３Ａの側が閉じられている。収容筒４３の下端部４３Ｂは開口している。収容筒４３の内部には感熱素子１０の感熱体１１が収容される。感熱体１１はその上端部が集熱体４２のうら面４２Ｂに接触するように収容筒４３に収容される。収容筒４３の内部には感熱体１１との隙間を埋める充填材を充填することが好ましい。この充填材には、耐熱性の無機接着剤、特に金属酸化物フィラー、例えばＡｌ_２Ｏ_３フィラーを含むものを用いるのが好ましい。

ホルダ４４は、収容筒４３よりも径の大きな筒状の部材であり、径の異なる上端部４４Ａと下端部４４Ｂとから構成されている。上端部４４Ａの内部には、収容筒４３、感熱素子１０および絶縁チューブ４７が収容される。
ホルダ４４の上端部４４Ａはフランジ状に形成されており、集熱体４２の周縁部がホルダ４４の上端部４４Ａの全周縁に亘って折り込まれている。これにより、ホルダ４４は、上端部４４Ａ側が集熱体４２により密閉されるので、調理器から煮こぼれがあってもこぼれた汁が内部に浸入しないようになっている。
ホルダ４４の上端部４４Ａの下方Ｌの側には、段差部４４Ｃを介して上端部４４Ａよりも径の細い下端部４４Ｂが形成される。下端部４４Ｂの下方Ｌ側には開口部４４Ｅが形成されており、この開口部４４Ｅから保護管５１がホルダ４４の外部へ突出している。そして、段差部４４Ｃが、保護管５１の内側に形成された座金５４に接触することで、可動体４１の位置が規定される。このときの可動体４１の位置は、保護管５１に対して可動体４１が最も上方Ｕ側へ移動した位置であり、集熱体４２に荷重が加わらないとき、すなわち、調理器１０７が五徳１０６，１０６に載せられていないときは、可動体４１はこの位置に留まる。以下、この集熱体４２に荷重が加わっていないとき（無負荷）の集熱体４２の位置を非搭載位置と称する。

保護管４５の上端部４５Ａは閉じられており、その内側が円筒状の空隙４５Ｂをなしている。また、保護管４５の下端部４５Ｃは開放されている。
ホルダ４４と集熱板４２はかしめられているために、両者の間は液密状態とされる。また、ホルダ４４と保護管４５は、ホルダ４４の段差部４４Ｃにおいて圧入されているが、保護管４５の上端部４５Ａにおいては微小な隙間が空けられている。

コイルばね４６は、保護管５１に対して集熱体４２、ホルダ４４および保護管４５を上方Ｕ側に向けて付勢するための弾性体である。コイルばね４６は、ホルダ４４の内部に収容され、その上端部４６Ａが集熱体４２のうら面４２Ｂ側で支持され、下端部４６Ｂは保護管５１の上端部に固定される座金５４で支持される。

図９に示すように、非搭載位置において、集熱体４２の接触面４２Ａは、五徳１０６，１０６の上端から上方Ｕ側へ突出している。したがって、調理器１０７をガスコンロ１００の五徳１０６，１０６に載せるときには、集熱体４２の接触面４２Ａが調理器１０７の底面１０８と当接し、集熱体４２は調理器１０７の自重により下方Ｌ側へ押し下げられる。そして、五徳１０６，１０６の上に調理器１０７が載ると、集熱体４２の接触面４２Ａは、図９中の下方Ｌの実線で示す位置まで押し下げられる。したがって、コイルばね４６には、この五徳１０６，１０６に調理器１０７が載せられたときに調理器１０７の底面１０８への集熱体４２の接触を維持できる程度の弾性力を有しているものが用いられる。以下、この調理器１０７がガスコンロ１００に載せられたあとの集熱体４２の位置を搭載位置と称する。図９において、非搭載位置における集熱体４２はその頂部だけが一点鎖線で示されており、搭載位置における集熱体４２はその全体が実線で示されている。
絶縁チューブ４７は、一対のリード線１３，１３を保護するための電気的な絶縁性のチューブである。絶縁チューブ４７には、感熱体１１の一対のリード線１３，１３が挿通され、これらの端部が後述する保護管５１の内部で継線３０に電気的に接続される。

［保護管５１］
保護管５１は、図１に示すように、上方Ｕ側にフランジ状に突き出す上端部５３Ａが形成されており、この上端部５３Ａの下面には座金５４が配置される。座金５４は、保護管５１の外周に嵌合される円筒状の部材である。座金５４は、可動体４１の上方Ｕ側へのホルダ４４の移動量を規制する。ホルダ４４の段差部４４Ｃがこの座金５４に突き当たることで、可動体４１の上方Ｕ側への移動が規制される。
保護管５１および座金５４は、ホルダ４４と同様の金属材料で構成されるのが好ましい。

［検出部６０］
保護管５１の下端の側には、図３に示すように、検出部６０が設けられている。検出部６０は、調理機器に調理器が載せられていることを検出するために設けられている。検出部６０は、この載せられていることの検出の裏腹として、調理機器に調理器が載せられていないことを検出できる。
検出部６０は、磁界を生じさせる磁界発生器６１と、磁界発生器６１からの磁界を検出する磁界検出経路７１と、を備えている。磁界発生器６１は、保護管５１に取り付けられ、保護管５１に対して位置が固定される。磁界検出経路７１は、調理器の有無に応じて、保護管５１の内部を昇降する。昇降による磁界発生器６１と磁界検出経路７１との関係については後述する。

［磁界発生器６１］
磁界発生器６１は、図３に示すように、保護管５１の外周に固定されている。磁界発生器６１からの磁界は、磁界検出経路７１の位置に応じて、磁界検出経路７１に作用する。
磁界発生器６１は、磁界発生を担う永久磁石６３と、永久磁石６３を保護管５１の所定位置に保持する磁石ホルダ６５と、を備える。

永久磁石６３は、磁界検出経路７１に磁界が達する磁力を有している限り、その材質は任意である。例えば、フェライト永久磁石の他に、Ｓｍ－Ｃｏ系、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系などの希土類磁石を用いることができる。調理機器に用いられる磁界発生器６１は１５０℃程度まで加熱されるので、キュリー点を考慮する必要がある。ただし、フェライト永久磁石（４５０℃）、Ｓｍ－Ｃｏ系（７５０℃）、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系（８５０℃）などの希土類磁石のキュリー点は１５０℃を凌駕する。
また、磁界発生器６１は焼結体からなる永久磁石に限らず、磁石粉を樹脂に分散させたボンド磁石を用いることもできる。さらに、磁界発生器６１において、磁界の発生を担うことができれば、永久磁石に限らず、電磁石を用いることもできる。

磁界発生器６１は、例えば樹脂材料からなる磁石ホルダ６５に収容された状態で、保護管５１に固定される。前述したように、保護管５１は非磁性体であるオーステナイト系のステンレス鋼（ＪＩＳ ＳＵＳ３０４）で構成されているので、磁界発生器６１からの磁界は、磁石ホルダ６５および保護管５１を通過して磁界検出経路７１の位置によって磁界検出経路７１まで達する。

［磁界検出経路７１］
磁界検出経路７１は、磁界発生器６１からの磁界を受けることで電気回路のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う。このＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって、調理器の有無を検出することができる。
図３に示すように、磁界検出経路７１は、検出素子７３と、検出素子７３に電気的に接続される一対のリード線７５Ａ，７５Ｂと、検出素子７３およびリード線７５Ａ，７５Ｂを内部に収容する素子収容管７７と、を備えている。これらの要素を備える磁界検出経路７１は、前述した保護管５１の内部に収容される。

検出素子７３として、好適な一例として、リードスイッチが適用される。リードスイッチは、一対の強磁性体リードが所定の接点間隔を持って、ガラス管の中に封入されている。一対の強磁性体リードは、検出素子７３の径方向に磁界発生器６１からの磁界を受けると磁化され、それぞれの自由端が互いに接触することで、磁気的な回路が閉ざされる（ＯＮ）。また、磁界を消去すればそれぞれのリードの弾性により、接触が解かれることで、磁気的な回路は開かれる（ＯＦＦ）。
検出素子７３は、継線３０Ａ，３０Ｂの間に挟み込まれており、継線３０Ａ，３０Ｂにより水平方向Ｈに支持されている。
ここでは、磁界検出経路７１としてリードスイッチを例に説明したが、磁界発生器６１からの磁界を検出できるものであれば、本実施形態に適用できる。例えば、ホール素子、磁気抵抗効果素子などがこれに該当する。

リード線７５Ａ，７５Ｂは、それぞれの一端が検出素子７３の一対の強磁性体リードと電気的に接続され、それぞれの他端が継線３０Ａ，３０Ｂと電気的に接続される。したがって、継線３０Ａと継線３０Ｂの間に、リード線７５Ａ、検出素子７３およびリード線７５Ｂを備える電気的な経路が跨って構成される。この構成によれば、検出素子７３は感熱体１１と電気的に並列に接続される。この磁界検出に関わる電気的経路（以下、磁界検出経路）において、継線３０Ａ、感熱素子１０および継線３０Ｂからなる温度検出に関わる電気的経路（以下、温度検出経路）を電気的に繋ぐ。

継線３０Ａ，３０Ｂは、感熱体１１における電気抵抗値を検出するための、図示が省略される検出器と感熱体１１とを電気的に接続するための線路である。本実施形態においては、この検出器が検出素子７３によるＯＮ／ＯＦＦの動作により調理器１０７が五徳１０６上に載せられているか否かを検出できる。すなわち、この検出器は、検出素子７３が開かれ非導通（ＯＦＦ）であるときには五徳１０６に調理器１０７が載せられており、検出素子７３が閉じられ導通（ＯＮ）しているときには五徳１０６上に調理器１０７が載せられていないことを検出できる。調理器１０７の検出有無の具体的な手法は後述される。

次に、素子収容管７７は、検出素子７３およびリード線７５Ａ，７５Ｂを内部に収容した状態で、保護管５１の内部を昇降する。この素子収容管７７の昇降は、本実施形態においては、調理器１０７が五徳１０６から除かれるときと調理器１０７が五徳１０６に載せられるときに生ずる。

素子収容管７７は、保護管５１の内部であってかつ鉛直方向Ｖの所定領域において、保護管５１に摺動可能に保持されている。素子収容管７７は、検出素子７３およびリード線７５Ａ，７５Ｂを収容したままで、この摺動を伴う昇降運動を行う。
素子収容管７７の内部において、継線３０Ａと継線３０Ｂは、検出素子７３を挟持するだけの間隔を隔てて配置される。継線３０Ａとリード線７５Ａは鉛直方向Ｖの上方において接続端子７９Ａで接続され、継線３０Ｂとリード線７５Ｂは鉛直方向Ｖの下方において接続端子７９Ｂで接続される。それぞれの接続端子７９Ａ，７９Ｂは、対応する素子収容管７７の内壁面に押し付けられている。また、図３の図面上では現わされていないが、検出素子７３を挟む継線３０Ａ，３０Ｂも、対応する素子収容管７７の内壁面に押し付けられることもある。このように、継線３０Ａ，３０Ｂ、検出素子７３、リード線７５Ａ，７５Ｂは、素子収容管７７の内部に支持されており、素子収容管７７とその収容物である検出素子７３などとは、同期して昇降する。

［温度センサ１の動作］
以上の構成を備える温度センサ１の動作、作用について図４、図５および図９を参照して説明する。
この温度センサ１が取り付けられたガスコンロ１００の五徳１０６上に調理器１０７が載せられていないときは、可動体４１は、図９の一点鎖線で示す非搭載位置に位置する。
図４（ａ），（ｂ）および図９に示すように、ガスコンロ１００の五徳１０６の上に調理器１０７が載せられると、調理器１０７の底面に集熱体４２が当接し、可動体４１が下方Ｌへ移動する。このとき、図４（ｂ）に示すように、ホルダ４４および保護管４５も集熱体４２とともにコイルばね４６の弾性力に抗して移動する。そして、可動体４１にはコイルばね４６からの弾性力が上方Ｕ方向に加わっているので、五徳１０６上に調理器１０７が載ると、接触面４２Ａが調理器１０７に当接した状態を維持しつつ、図９中の実線で示す搭載位置で停止する。調理の終了に伴って調理器１０７が五徳１０６から取り除かれると、集熱体４２、ホルダ４４および保護管４５は、コイルばね４６の弾性力により上方Ｕへ移動する。集熱体４２などは、図４（ａ）に示すように、ホルダ４４の段差部４４Ｃが座金５４に接する非搭載位置で止まる。このように、温度センサ１においては、感熱体１１を保持する可動体４１が、非搭載位置と搭載位置との間で往復移動する。

可動体４１の移動は継線３０の移動を伴うので、継線３０に固定された磁界検出経路７１もまた可動体４１の移動に伴って移動する。

図５（ａ）は、可動体４１が非搭載位置に留まっているときの、磁界検出経路７１の位置を示している。このとき、磁界検出経路７１の検出素子７３は、磁界発生器６１の永久磁石６３と対峙しており、永久磁石６３からの磁界の中に位置している。以下、このときの磁界検出経路７１の位置を磁界照射位置と称す。
磁界検出経路７１が磁界照射位置にあるとき、検出素子７３は永久磁石６３からの磁界を受けることで、磁気的な回路が閉じている（ＯＮ）。このとき、継線３０Ａ、感熱素子１０および継線３０Ｂで構成される温度検出経路に加えて、継線３０Ａと継線３０Ｂとは、リード線７５Ａ、検出素子７３およびリード線７５Ｂ、つまり磁界検出経路７１からなる磁界検出回路により電気的に繋がる。

図５（ｂ）は、可動体４１が搭載位置に留まっているときの、磁界検出経路７１の位置を示している。このときの磁界検出経路７１の位置を磁界非照射位置と称す。
このとき、磁界検出経路７１の検出素子７３は磁界発生器６１から鉛直方向Ｖに離れた位置に移動しており、検出素子７３は磁界発生器６１から生じる磁界の範囲の外側に位置するので、検出素子７３は磁気的な回路が開いている（ＯＦＦ）。したがって、継線３０Ａと継線３０Ｂは、磁界検出経路７１による電気的な繋がりは解かれる。

継線３０Ａと継線３０Ｂとの磁界検出経路７１による電気的な繋がりの有無による、調理器１０７が載せられているか否かの検出は以下のように行われる。
図６（ａ）に示すように、磁界検出経路７１が磁界照射位置にあるときには、継線３０Ａと継線３０Ｂとは磁界検出経路７１により電気的に繋がる。図示を省略する検出器から継線３０Ａに検査電流を供給し、継線３０Ｂから感熱素子１０を経た検査電流を検出器で受けるものとする。ところが、継線３０Ａと継線３０Ｂとが磁界検出経路７１により電気的に繋がっているために、継線３０Ａと継線３０Ｂとの間に短絡が生じる。したがって、検出器は感熱素子１０を経た検査電流を受けることができない。これにより、検出器は、可動体４１が非搭載位置に留まっている、つまり調理器１０７が載せられていないことを検出できる。
一方、図６（ｂ）に示すように、磁界検出経路７１が磁界非照射位置にあるときには、検出素子７３が開いている（ＯＦＦ）ので、継線３０Ａに供給された検査電流は、感熱素子１０を経た検査電流を継線３０Ｂから検出器で受ける。これにより、検出器は、調理器１０７の温度に加えて調理器１０７が載せられていることを検出できる。

［温度センサ１の作用・効果］
次に、本実施形態に係る温度センサ１の作用・効果について述べる。
［磁界検出の担保］
温度センサ１は、磁界非照射位置において、検出素子７３が永久磁石６３からの磁界が及ばない領域に離れることによって、永久磁石６３からの磁界を受けない構成を採用する。つまり、温度センサ１によれば、永久磁石６３からの磁界を避けるために軟質磁性体を用いる場合に生じうる軟質磁性体の特性の劣化の影響を受けない。これにより、温度センサ１によれば、調理器１０７の有無に関する検出を長期間によって担保できる。

［構成要素の削減］
温度センサ１は、永久磁石６３からの磁界の影響を避けるために用いられてきた軟質磁性体を使用しないので、磁界検出器としての構成要素を減らすことができる。これにより、温度センサ１のコストを低減できる。
特に、温度センサ１は、継線３０Ａと継線３０Ｂに跨って磁界検出経路７１を設けることにより、温度検出経路に繋がる検出器で検査電流を受けることで、調理器１０７の有無の検出と感熱素子１０による温度検出を両立できる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりできる。

［リード線７５Ａ，７５Ｂの接続形態の変更］
以上で説明した磁界検出経路７１は、リード線７５Ａと継線３０Ａを接続し、リード線７５Ｂと継線３０Ａを接続したが、本発明はこれに限らず、図７に示すように、リード線７５Ａ，７５Ｂの双方を一方の継線３０Ａに直列接続することができる。これは、リード線７５Ａ、検出素子７３およびリード線７５Ｂが継線３０Ａの途中に介在することを意味し、継線３０Ｂには磁界検出経路７１が関与しない。また、この構成によれば、検出素子７３と感熱体１１は電気的に直列に接続される。

図７に示す変形例に係る磁界検出経路１７１の動作を、図８を参照して説明する。
変形例においては、図８（ａ）に示すように、調理器１０７が載せられていない状態において、検出素子７３が磁界発生器６１の永久磁石６３から鉛直方向Ｖに離れており、検出素子７３は永久磁石６３からの磁界の及ばない領域に位置する。つまり、変形例においては、調理器１０７が載せられていない状態において、検出素子７３が磁界非照射位置に置かれる。
次に、変形例においては、図８（ｂ）に示すように、調理器１０７が載せられている状態において、検出素子７３が磁界発生器６１の永久磁石６３からの磁界の及ぶ領域に位置する。つまり、変形例においては、調理器１０７が載せられている状態において、検出素子７３が磁界照射位置に置かれる。

以上のように、変形例は、調理器１０７が載せられているか否かと検出素子７３が磁界を受けるか否かの対応関係が、先に説明した実施形態と逆の関係にある。この変形例は、調理器１０７が載せられていなければ（図８（ａ））、検出素子７３が開いている（ＯＦＦ）ので、継線３０Ａと継線３０Ｂとの間に短絡が生じ、調理器１０７の不存在を検出できる。また、この変形例は、調理器１０７が載せられていれば（図８（ｂ））、検出素子７３が閉じている（ＯＮ）ので、継線３０Ａ、感熱素子１０および継線３０Ｂを介して検出器が検査電流を受ける。これにより、温度検出に加えて調理器１０７の存在を検出できる。
なお、図７および図８の変形例において、仮に検出素子７３が永久磁石６３の上端の位置まで下降して移動すると、検出素子７３が開いて（ＯＦＦ）しまう。これでは調理器１０７の存在、不存在を検出できなくなる。したがって、検出素子７３がそこまで下降しないように、可動体４１が非搭載位置および搭載位置の間で往復移動するストローク（ＬＳ）とリード線７５Ｂの長さ（ＬＢ）との関係を、以下のように調整することが好ましい。リード線７５Ａの長さＬＡは本実施形態においては、リード線７５Ｂの長さＬＢと等しくしているが、リード線７５Ｂのような制約はなく、任意である。
ストロークＬＳ＜リード線７５Ｂの長さＬＢ

［保護管５１、素子収容管７７を構成する材料］
本実施形態に係る温度センサ１は、ステンレス鋼からなる保護管５１および素子収容管７７を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本実施形態において非磁性であることが前提である保護管５１および素子収容管７７は、樹脂、ゴムで構成することができる。
以上の実施形態においては素子収容管７７を示したが、例えば熱収縮性の材料で素子収容管７７に相当する部材を作製することができる。この場合、収縮後の当該部材は、素子収容管というよりは素子収容体と表現する方が適している。もっとも、素子収容管は本発明における素子収容体の一例である。

［検出部６０の構成］
本実施形態に係る温度センサ１は、磁界検出経路７１の検出素子７３としてリードスイッチを例示したが、本発明はこれに限定されず、コイル、ホール素子、磁気抵抗素子などの他の磁器検出手段を用いることができる。
コイルは、その中を通過する磁界が変化すると、電磁誘導による電圧が発生し、この電圧を検出することで磁気を検出する。
また、ホール素子は、半導体薄膜などに電流を流すと、ホール効果によって磁界密度や向きに応じた電圧が発生し、この電圧を検出することで磁気を検出する。
磁気抵抗素子は、磁界が印加されると電気抵抗が変化する材料から構成され、この電気抵抗の変動を検出することで磁界を検出する。
以上の他に、磁気インピーダンス素子、超伝導量子干渉素子などを用いることができる。また、磁気に限らず他の検出手法、例えば光を検出するなどの手法により、７３を構成してもよい。

本実施形態に係る温度センサ１は、検出素子７３が磁界の及ぶ領域と磁界の及ばない領域との間を往復移動する例を示しているが、本発明はこれに限らない。例えば、一つの磁界の及ぶ領域と、一つの磁界の及ぶ領域の一方の側に設けられる磁界の及ばない領域Ａと、一つの磁界の及ぶ領域の他方の側に設けられる磁界の及ばない領域Ｂと、を設ける。そして、検出素子７３は、例えば、磁界の及ばない領域Ａ→磁界の及ぶ領域→磁界の及ばない領域Ｂ→磁界の及ぶ領域→磁界の及ばない領域Ａ→磁界の及ぶ領域→磁界の及ばない領域Ｂ…というようにして、磁界の及ぶ領域と磁界の及ばない領域との間を移動することもできる。

［温度センサ１の用途］
さらに、温度センサ１の用途として示したガスコンロ１００はあくまで本発明の一例にすぎず、加熱対象物と接触して温度を測定する機器に広く適用できる。例えば、電磁調理器、電気炊飯器、ポット、コーヒーメーカなどが掲げられる。
電気炊飯器２００に適用される例を図１０に示す。電気炊飯器２００は、内部に炊飯用の飯器２０３を収納し得るように構成され且つ空間部２０４を有する二重構造の筐体２０１と、筐体２０１の上部開口を開閉自在に覆蓋する蓋体２０２と、を備えている。
筐体２０１は、合成樹脂の一体成形品からなる外ケース２０５と、合成樹脂製の有底筒状の保護枠２０６と、底壁を構成する合成樹脂製の皿形状の底ケース２０７とによって構成されている。
保護枠２０６の底面中央部には、飯器温度を測定するための温度センサ１がセンサ保持孔２０８に保持されている。

また、温度センサ１の構造もあくまで本発明の一例であり、固定体に対して往復移動する可動体を備える温度センサに広く適用される。固定体および可動体を構成する部材の材料も、実施形態に示した以外の材料を用いることもできる。例えば、金属材料を用いるとした部材について、測定温度が低ければ樹脂からなる成形品を用いることもできる。

１ 温度センサ
１０ 感熱素子（感熱部）
１１ 感熱体
３０，３０Ａ，３０Ｂ 継線
４０ センサ保持体（保持部）
４１ 可動体
４２ 集熱体
４５ 保護管
６０ 検出部
６１ 磁界発生器
６３ 永久磁石
６５ 磁石ホルダ
７１ 磁界検出経路
７３ 検出素子
７５Ａ，７５Ｂ リード線
７７ 素子収容管（素子収容体）
７９Ａ，７９Ｂ 接続端子
１００ ガスコンロ（調理機器，対象機器）
１０６ 五徳
１０７ 調理器（温度測定対象）
１０８ 底面
２００ 電気炊飯器
２０１ 筐体
２０２ 蓋体
２０３ 飯器
２０４ 空間部
２０５ 外ケース
２０６ 保護枠
２０７ 底ケース
２０８ センサ保持孔

Claims (9)

1. 測定対象の有無および温度を検出するための温度センサであって、
   前記測定対象の温度を検出する感熱体と、前記感熱体と電気的に繋がる一対の電線と、を備える感熱部と、
   前記感熱部の移動に応じて前記測定対象の有無を検出する検出部と、を有し、
   前記検出部は、
   周囲に対して磁界を発生させる磁界発生体と、
   前記磁界発生体からの前記磁界の及ぶ領域と前記磁界の及ばない領域との間を移動する磁界検出素子と、を備え、
   前記磁界検出素子は、
   前記感熱部の一対の前記電線に電気的に接続される、
   ことを特徴とする温度センサ。
   
2. 前記磁界検出素子は、
   一対の前記電線に跨って接続される、
   請求項１に記載の温度センサ。
   
3. 前記磁界検出素子が前記磁界の及ぶ領域にあれば、
   前記磁界検出素子が電気的に通じることで、前記磁界検出素子が一対の前記電線を短絡させ、
   前記磁界検出素子が前記磁界の及ばない領域にあれば、
   前記磁界検出素子が電気的に通じないことで、一対の前記電線が前記感熱体を介した電気的な導通状態をなす、
   請求項２に記載の温度センサ。
   
4. 前記磁界検出素子は、
   一対の前記電線の一方に直列に接続される、
   請求項１に記載の温度センサ。
   
5. 前記磁界検出素子が前記磁界の及ばない領域にあれば、
   一方の前記電線は導通状態が解かれ、
   前記磁界検出素子が前記磁界の及ぶ領域にあれば、
   前記磁界検出素子が電気的に通じることで、一方の前記電線は前記磁界検出素子を介して電気的な導通状態をなす、
   請求項４に記載の温度センサ。
   
6. 対象機器に位置が固定され、一対の前記電線を内部に収容する、非磁性体からなる保護管と、前記感熱体を支持するとともに前記保護管に対して前記保護管の軸線方行に移動可能に設けられる可動体と、を有する保持部を備え、
   一対の前記電線と前記磁界検出素子は、
   前記保護管の内部に収容される、
   請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の温度センサ。
   
7. 前記保護管の内側に、前記保護管に摺動するように設けられ、
   一対の前記電線と前記磁界検出素子を内部に収容する素子収容体を備える、
   請求項６に記載の温度センサ。
   
8. 前記磁界発生体は、
   前記保護管の所定位置に固定され、
   前記磁界検出素子は、
   前記磁界発生体からの磁界の及ぶ領域と、前記磁界発生体からの磁界の及ばない領域と、の間を移動する、
   請求項７に記載の温度センサ。
   
9. 測定対象の有無および温度を検出するための温度センサを備える調理機器であって、
   前記温度センサは、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の温度センサである、
   ことを特徴とする調理機器。

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