JP3515198B2 - 加熱調理器の温度センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、テーブルこんろ等の加
熱調理器の温度センサに関し、詳しくは調理鍋の鍋底温
度を検出する温度センサに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、天ぷら油火災、こげつき等を
防止するために、調理鍋の鍋底温度をサーミスタによっ
て検出し、その検出温度が所定温度以上である場合には
燃焼を停止する加熱調理器が知られている。例えば、図
４に示す加熱調理器は、温度検出するサーミスタ３を備
えた温度センサ７を設け、このサーミスタ３により、調
理鍋１の鍋底温度を検出し、検出温度が所定温度以上か
否かをコントローラ２７で判定し、その判定結果から、
ガス通路の開閉を制御している。また、温度センサ７に
は、調理鍋１の鍋底面に当接する受熱部２と一体になっ
て円筒を形成するホルダー９が設けられ、この受熱部２
を鍋底当接方向に付勢するコイルバネ８が同軸上に設け
られる。調理鍋１が載置されると調理鍋１の重量によっ
てコイルバネ８が圧縮され、ホルダー９は受熱部２を調
理鍋１に当接しながら、器体に固定された円筒状の支柱
１０の外周面を下方にスライドする。また、受熱部２の
中央部裏面には、伝熱された鍋底温度を検出するサーミ
スタ３が設けられ、検出温度をコントローラ２７へ伝え
る。また、ホルダー９と支柱１０とのスライド部には隙
間が設けられ、ホルダー９は支柱１０に対して多少の首
振りができ、鍋底面と受熱部２とが面と面とで接触しや
すくしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加熱調理器の温度センサは、調理鍋の鍋底面に対する傾
きの矯正力が弱く、傾いたまま当接する場合があって、
鍋底温度を低めに検出する問題があった。例えば、調理
鍋の鍋底形状は平底鍋ばかりでなく中華鍋の丸底鍋であ
ったり、あるいは、調理鍋が傾いて載置される場合があ
る。また、調理鍋の鍋底表面が「こげ」等によって滑り
難くなっているために、温度センサが傾いて調理鍋の鍋
底面に当接する場合もある。このように調理鍋と温度セ
ンサとが傾いて当接すると、いわゆる片当たりとなって
しまい、鍋底面から受熱部へ熱が伝達され難くなってサ
ーミスタは鍋底温度を低めに検出することになる。その
結果、コントローラは鍋底温度を正常に判定できない事
態になる。本発明の加熱調理器の温度センサは上記課題
を解決し、温度センサが傾いて調理鍋の鍋底面に片当た
りとならないように、調理鍋の鍋底面に対する傾きを確
実に矯正し、面接触して温度検出ができる温度センサの
提供を目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の加熱調理器は、調理鍋の鍋底に当接する受熱部と、
上記受熱部を鍋底当接方向に付勢するコイルバネと、上
記受熱部の中央部裏面に設けられ、伝熱された鍋底温度
を検出する感温素子とを備えた加熱調理器の温度センサ
において、上記コイルバネのコイル径を上記受熱部の外
径に対して１／２以下に設定したことを要旨とする。 【０００５】 【作用】上記構成を有する本発明の加熱調理器の温度セ
ンサは、コイルバネのコイル径を受熱部の外径に対して
１／２以下に設定する。受熱部に対して鍋底が傾いて当
接すると、鍋底と受熱部との当接点が支点となり、コイ
ルバネは受熱部面を鍋底面へ当接するように回転力を生
じる。そして、受熱部が回転を始めると、受熱部はコイ
ルバネに対して傾き、バネ力が受熱部へ片ぎきして作用
する。つまり、受熱部が回転を始めるとコイルバネに対
して斜めになり、コイルバネは受熱部への片ぎき部分で
バネの作動長さが規制されることになり、片ぎき部を除
くコイルバネ部分では受熱部へのバネ力が期待できなく
なる。従って、コイルバネ力は受熱部の片ぎきする部分
にだけ作用する（この片ぎきする点を作用点と呼ぶ）。
回転力はそもそも回転支点から作用点までの回転半径
と、回転方向に働く力の大きさに比例する。つまり、バ
ネ力が同じであっても回転方向に働く分力が大きいほ
ど、バネ力が有効に回転力として作用する。従って、作
用点位置を決定するコイルバネのコイル径を、当接点位
置を決定する受熱部の外径に対して１／２以下に設定す
ることによって、バネ力を接線方向の分力として効果的
に働かせ、受熱部に充分な回転力を生じさせることがで
きる。その結果、鍋底面と受熱面とが確実に面接触し、
調理鍋の鍋底温度は鍋底から受熱部へ伝熱ロス少なく伝
熱され、感温素子は鍋底と同等温度を受熱部より検出で
きる。つまり、温度センサによって検出された鍋底温度
は、載置される調理鍋の傾きによって影響されない。 【０００６】 【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の加熱調理器における温度
センサの好適な実施例について説明する。図４は加熱調
理器の概略構成図を示す。加熱調理器には、燃料ガスと
一次空気との混合気を導くバーナ本体２２が設けられ、
そのバーナ本体２２の頭部同軸上に環状のバーナヘッド
２１が着脱自在に載置される。バーナヘッド２１の中央
部には、調理鍋１の鍋底面に当接して鍋底の温度を検出
する温度センサ７を設ける。そして、この温度センサ７
には、検出温度に応じて電気抵抗値を増減するサーミス
タ３を設ける。サーミスタ３は燃焼制御を行うコントロ
ーラ２７に電気的に接続され、コントローラ２７はサー
ミスタ３による検出温度が所定温度以上か否かを監視す
る。また、コントローラ２７は、ガス流路を開閉する主
電磁弁２５および元電磁弁２６へ電気的に接続され、検
出温度が所定温度以上であると判定した場合には、主電
磁弁２５および元電磁弁２６へ閉弁指令を出して燃焼を
停止する。 【０００７】図１は、本実施例の温度センサ７について
の拡大図を示す。温度センサ７には、調理鍋１の鍋底面
に当接する部分に受熱部２を設け、この受熱部２の裏面
中央に鍋底面からの伝熱温度を検知するサーミスタ３を
設ける。また、受熱部２と一体になって円筒を形成する
ホルダー９を設け、このホルダー９の円筒内の同軸上
に、器体に固定された円筒状の支柱１０を設ける。この
ホルダー９は支柱１０の端部に設けられた拡管部１１外
周面を摺動して上下にスライドする。また、支柱１０の
拡管部１１の内側には、ホルダー９を鍋底当接方向に付
勢するコイルバネ８が同軸となって設けられる。また、
ホルダー９の円筒内面下部には支柱１０の拡管部１１外
径より小さい内径をもったストッパー部１３が設けら
れ、ストッパー部１３と支柱１０の拡管部１１とが当接
することによって、コイルバネ８で付勢されたホルダー
９の抜け止め規制をする。また、調理鍋１が載置される
と、調理鍋１の重量によってコイルバネ８が圧縮され、
受熱部２を調理鍋１に当接しながらホルダー９は支柱１
０を下方にスライドする。また、受熱部２が調理鍋１の
鍋底面に面接触するように、ホルダー９は支柱１０に対
してわざと首振りするように設ける。つまり、ホルダー
９の内径と支柱１０の拡管部１１外径との隙間、および
ホルダー９のストッパー部１３内径と支柱１０の外径と
の隙間が設けられ、ホルダー９の首振り角度がこの隙間
によって決定される。 【０００８】受熱部２が鍋底面に片当たりになった際
に、確実に面接触するように傾きを矯正するためには、
鍋底面と受熱部２との当接点を回転中心にする回転力
（以下、モーメントと呼ぶ）が受熱部２に働かなければ
ならない。従って、受熱部２を鍋底当接方向に付勢する
コイルバネ８の働きが重要である。コイルバネ８は、コ
イル径に対して自由長を長く、いわゆる縦横比（コイル
径に対する自由長の比）を大きくして首振りを容易に
し、かつ、傾いたときの矯正力を保持するために充分な
たわみ代をもたせて設定されることが必要である。 【０００９】また、受熱部２に大きなモーメントが働く
ように、コイルバネ８と受熱部２との関係位置が重要で
ある。例えば、図３に示す従来例では、受熱部２に大き
なモーメントが働きにくい。なぜなら、温度センサ７の
受熱部２の外径（半径Ｒ０）に対してコイルバネ８のコ
イル径（半径Ｒ２０）がほぼ同等の大きさに設けられて
いるからである。調理鍋１が斜めに載置されたり、ある
いは温度センサ７が傾いたまま調理鍋１が載置された場
合には、受熱部２面の端部が調理鍋１に当接する（以
下、当接する点を当接点３６と呼ぶ）（図３（イ））。
そして、鍋底と受熱部２との当接点３６が支点となり、
コイルバネ８は受熱部面を鍋底面へ当接するように回転
力を生じる。一方、コイルバネ８に対して受熱部２は傾
くので，コイルバネ８力（Ｆ０）は（Ｇ）点に片ぎぎし
て受熱部２へ作用する。即ち、当接点３６に最も近いコ
イルバネ８の部分Ｇ点でコイルバネ８の作動長さを規制
することになり、コイルバネ８の他の部分ではバネ力が
期待できなくなる。従って、回転力はコイルバネ８のＧ
点（以下、作用点Ｇと呼ぶ）に作用し、コイルバネ力
（Ｆ０）の分力（Ｆ３０）が回転方向に働く（ロ）。そ
の際の回転力の大きさは、作用点における回転半径の大
きさと接線方向の分力の大きさに比例する。つまり、当
接点３６とコイルバネ８の作用点（Ｇ）とが図の水平方
向で近付き過ぎることによって（Ｈ２０）接線方向に働
く分力が小さく（Ｆ３０）、モーメントが小さくなる
（モーメント＝Ｆ３０×Ｌ２０）。従って、受熱部２と
鍋底面とが面接触するように、コイルバネ８力が効果的
に受熱部２に対して働いているとはいえず、受熱部２と
鍋底面間に隙間（Ｅ）ができたままになってしまう
（ハ）。 【００１０】そこで、コイルバネ８のコイル径（半径Ｒ
２）を受熱部２の外径（半径Ｒ０）に対して１／２以下
の大きさに設定する。例えば、コイル径が異なるコイル
バネを用意して、受熱部２と鍋底面とが面接触できる程
度を実験的に確認したところ、コイルバネ８のコイル径
（半径Ｒ２）を受熱部２の外径（半径Ｒ０）に対して１
／２以下の大きさに設定した場合に効果的な結果が得ら
れた。この実験結果は次のように説明できる。図２に示
すように、調理鍋１が載置されると鍋底面と受熱部２と
は、まず当接点６で当接する。当接点６は、受熱部２の
中心位置から半径Ｒ１の位置で、コイルバネ８の半径Ｒ
２より（Ｈ寸法）大きい（イ）。従って、回転力はコイ
ルバネ８の作用点（Ｇ）に作用し、コイルバネ力（Ｆ
０）の分力（Ｆ３）が回転方向に働く（ロ）。この回転
力（Ｆ３）は、同一のコイルバネ力として比較した従来
例（図３（ロ））の回転力（Ｆ３０）より大きい。ま
た、当接点６から作用点Ｇまでの距離Ｌ１も従来例（図
３（イ））でのＬ２０より大きい。即ち、本実施例の図
２では、当接点６とコイルバネ８の作用点（Ｇ）とが図
の水平方向で（Ｈ寸法）離れるので、モーメントが大き
くなる（本実施例のモーメント＝Ｆ３×Ｌ１＞従来例の
モーメント＝Ｆ３０×Ｌ２０）。従って、受熱部２と鍋
底面とが面接触するように、コイルバネ８力（Ｆ０）が
効果的に受熱部２に対して働いているといえる（図２
（ハ））。 【００１１】つまり、受熱部２の外径とコイルバネ８の
コイル径との差（Ｈ寸法）を大きくし、更には、（Ｄ寸
法）を小さくすることによって、コイルバネ８力を大き
なモーメントとして働かせることができる。従って、温
度センサ７が傾いて鍋底面に当接した場合には、鍋底面
に対する受熱部２の傾きは、コイルバネ８のモーメント
により矯正されて面接触し、受熱部２は鍋底温度とほぼ
同等の温度をサーミスタ３に伝えることができる。その
結果、コントローラ２７は所定温度以上の鍋底温度にな
ると異常事態を素速く判定して燃焼制御ができる。 【００１２】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に何等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において、種々な
る態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施
例の加熱調理器は、説明を判りやすくするために、温度
センサ７による検出温度をコントローラ２７によって電
気的に監視し、ガス通路に設けた主電磁弁２５および元
電磁弁２６の開閉を制御する加熱調理器として説明した
が、手動によってマグネット安全弁を開弁し、検出温度
が所定温度以上の場合には電気抵抗を増して熱電対の発
生起電力を低下させ、開弁保持力を消失してマグネット
安全弁を閉弁するとしても良い。 【００１３】また、温度センサ７は所定温度に達する
と、所定のストロークを発生させてガス流路を閉弁する
温度センサであっても良い。例えば、温度によって吸
着、離脱するもの・膨張するもの・変形するもの、即
ち、磁石、サーモエレメント、バイメタル、形状記憶合
金を利用したものでも良い。また、コントローラ２７に
おいて、温度センサ７からの情報を判断処理する監視部
および制御部は、マイクロコンピュータを主要部として
構成されても良く、あるいはディスクリート回路で構成
されていても良い。また、加熱調理器は調理物の加熱温
度を火力の自動調節により所定の温度範囲内に保持する
温度調節機能を備えたもので構成しても良い。例えば、
所定温度を検出した場合の制御は、燃焼を停止すること
だけに限定されず、加熱温度を一定温度に保つために間
欠的に点火・消火をする制御を行なっても良く、あるい
は、燃焼炎を更に弱火にする制御を行なっても良い。 【００１４】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明の温度セン
サによれば、載置される調理鍋の傾きに影響されず、鍋
底面に対する温度センサの受熱部の傾きがコイルバネ力
によって確実に矯正されて面接触し、的確に調理鍋の温
度検出ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例に係る温度センサの拡大図であ
る。 【図２】本発明の実施例に係る受熱部および鍋底面と押
付コイルバネとの関係を示す図である。 【図３】従来の加熱調理器に係る受熱部および鍋底面と
押付けコイルバネと関係を示す図である。 【図４】加熱調理器の概略構成図である。 【符号の説明】 １ 鍋底面 ２ 受熱部 ３ サーミスタ ６ 当接点 ７ 温度センサ ８ コイルバネ ９ ホルダー １０ 支柱 １３ ストッパー部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 調理鍋の鍋底に当接する受熱部と、 上記受熱部を鍋底当接方向に付勢するコイルバネと、 上記受熱部の中央部裏面に設けられ、伝熱された鍋底温
   度を検出する感温素子とを備えた加熱調理器の温度セン
   サにおいて、 上記コイルバネのコイル径を上記受熱部の外径に対して
   １／２以下に設定したことを特徴とする加熱調理器の温
   度センサ。