JP6938797B2 - 温度センサおよび調理機器 - Google Patents

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。

近年の、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からなる。

この温度センサは、例えば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および特許文献２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物体検出機能を備えている。

この調理器の検出は、永久磁石から生じる磁場を検出することで行われる。具体的な手法は複数存在している。
例えば、永久磁石とリードスイッチの間を往復移動する磁気シールドを設ける。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場を受けることで、調理器の存在を検出する。この磁性体は、集熱体（可動体）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。
また、永久磁石と磁気センサの近傍を往復移動する磁性体を設ける。磁性体が所定の範囲内にいれば磁気センサが磁性体を介して永久磁石の磁場を受けることで、調理器を検出する。この磁性体も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。

特開２０１６−１０１２３７号公報 特開２０１８−４８７６０号公報

以上説明した物体検出機能付きの温度センサは、長期にわたって物体検出機能を担保する必要がある。特に、当該機能を発揮するために磁性体が往復移動する必要があるが、この往復移動は周囲の部材との摺動による摩擦をもたらす。そこで、本発明はこの往復移動に伴う摩擦力を軽減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、測定対象の温度を検出するためのセンサ部と、センサ部を移動自在に保持するための保持部と、センサ部の移動に応じて測定対象の有無を検出するための検出部と、を有する。
本発明における検出部は、センサ部の移動に応じて移動する第１の部材（磁気シールド）を有する。本発明における保持部は、第１の部材の移動を規制してセンサ部の移動に応じて所定方向へ移動するように保持する第２の部材を有する。
本発明の温度センサは、第１の部材と第２の部材は硬度が異なる。

本発明における温度センサは、好ましくは、以下の構成を備える。
センサ部は、感熱体と、感熱体に接続される一対の電線と、を有する。
保持部は、対象機器に位置が固定され、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移動可能に取り付けられた可動体と、を有する。
検出部は、電線に取り付けられる、保護管の内部を移動可能な磁気シールドと、保護管の外側の定位置に設けられる、可動体の移動に連動する磁気シールドの移動に伴う磁場の変化を検出する磁気センサと、保護管の外側の定位置に設けられる、磁場を発生する磁場発生体と、を備える。
この温度センサは、第１の部材としての磁気シールドと第２の部材としての保護管の硬さが異なる。

本発明における磁気シールドは、磁場発生体からの磁場が磁気センサに作用するのをシールドするシールド位置と、磁場発生体からの磁場が磁気センサに作用するのを許容する非シールド位置と、を移動する、ことができる。

本発明において、好ましくは、磁気シールドは、遊びを有して電線の周囲を取り囲むシールド部と、電線を保持するホルダと、シールド部とホルダとを繋ぐ接続片と、を備える。本発明の温度センサは、好ましくは、ホルダは、シールド部を基準にして、感熱体の反対側に配置される。

本発明における磁気センサにおいて、好ましくは、ホルダは、感熱体が設けられる側の前方端である第一位置と、第一位置とは逆側の後方端である第二位置の間を移動する。このホルダは、第一位置よりも第二位置において、磁場発生体と磁気センサの間から遠ざかることが好ましい。

本発明において、好ましくは、磁気シールドはマルテンサイト系のステンレス鋼、または、フェライト系のステンレス鋼から構成され、保護管がオーステナイト系のステンレス鋼から構成され、磁気シールドは保護管よりも硬い。
磁気シールドと保護管の硬さの差は、好ましくは、Ｈｖで５０以上ある。

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備える調理機器を提供する。
本発明における温度センサは、測定対象の温度を検出するためのセンサ部と、センサ部を移動自在に保持するための保持部と、センサ部の移動に応じて測定対象の有無を検出するための検出部と、を有する。
本発明において、検出部は、センサ部の移動に応じて移動する第１の部材を有し、保持部は、第１の部材の移動を規制してセンサ部の移動に応じて所定方向へ移動するように保持する第２の部材を有する。そして、第１の部材と第２の部材は硬度が異なる。

本発明に係る温度センサによれば、第１の部材と第２の部材の硬さに差異があるので、第１の部材と第２の部材とが摺動すると、硬さの低い部材が優先的に摩耗することで摩擦力を軽減できる。

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。 本発明の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。 実施形態に係る温度センサの感熱素子を示す図である。 本発明の実施形態に係る温度センサの磁気シールドを単体で示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 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（第一位置）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（第二位置）を示している。 実施形態に係る温度センサのリード線と継線の接合部分の近傍の動作を示す縦断面図であり、（ａ）は調理器が載っておらず、永久磁石からの磁場がシールドされている状態（シールド位置）を示し、（ｂ）は調理器が載せられており、永久磁石からの磁場がシールドされずにリードスイッチに到達する状態（非シールド位置）を示している。 本実施形態の変形例に係る磁気検出部を示し、（ａ）は調理器が載っておらず、永久磁石からの磁場がシールドされている状態（シールド位置）を示し、（ｂ）は調理器が載せられており、永久磁石からの磁場がシールドされずにリードスイッチに到達する状態（非シールド位置）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、本発明の好適な実施形態を説明する。
本実施形態に係る温度センサ１は、保護管５１の内部を往復移動する磁気シールド６１が、保護管５１よりも硬さが低く作製されている。これにより、磁気シールド６１が保護管５１よりも容易に摩耗することで、摩擦力を軽減できる。

［全体構成］
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以降の説明において、各図の上側を上方Ｕ、下側を下方Ｌとして説明する。
温度センサ１は、図８に示すように、一例として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２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８に示すように、温度センサ１は、後述する集熱体４２の接触面が五徳１０６，１０６の上方Ｕ側の端部よりも上方Ｕ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。

［感熱素子１０］
感熱素子１０は、図３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の破損が阻止される。
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２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。
なお、図２および図６において、継線３０は破断部分において９０°だけ捩じられている。

［センサ保持体４０］
センサ保持体４０は、図１（ａ）および図８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］
可動体４１は、図１および図８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カバー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、カバー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、耐熱性の接着剤、特に金属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、後述する保護管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はこの位置にいる。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の位置を第一位置と称する。

カバー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、カバー４５の下端部４５Ｃは開放されている。
カバー４５は、その上端部４５Ａがホルダ４４の上端部４４Ａの外周に圧入されることで、ホルダ４４に対して固定される。こうして、ホルダ４４とカバー４５は相互に液密状態に固定される。

コイルばね４６は、保護管５１に対して集熱体４２、ホルダ４４およびカバー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が保護管５１の上端部で支持される。
図８に示すように、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８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の位置を第二位置と称する。図８において、第一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、第二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Ｌ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５３Ｂの側には、図２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、保護管５１の内側に配置される継線３０に固定される磁気シールド６１と、保護管５１の外側に配置される永久磁石からなる磁場発生体６９と、磁場発生体６９からの磁場を受けて動作するリードスイッチ７１と、を備えている。

＜磁気シールド６１＞
磁気シールド６１は、磁場発生体６９からの磁場がリードスイッチ７１に達するのを阻止するためのシールド部６３と、磁気シールド６１を継線３０に固定するためのホルダ６５と、シールド部６３とホルダ６５を繋ぐ接続片６７と、を備える。磁気シールド６１は、一例として、強磁性体を示す金属板を機械加工することにより一体形成されている。この金属板の材料には、磁場発生体６９からの磁場（磁束）が漏れなく吸収できる磁気特性（透磁率）を備えることに加えて、保護管５１を構成する材料との所定の硬さの関係を備える材料が用いられる。保護管５１を構成する材料との硬さの関係については後述する。

シールド部６３は、図２および図４に示すように、軸線方向（Ｃ）に所定の寸法を有する円筒形状をなしている。シールド部６３の内側には継線３０が挿通される。このシールド部６３の内径は、継線３０が所定の遊びを有して取り囲まれるように設定される。シールド部６３の外径は、保護管５１の内径よりも小さく設定される。
シールド部６３の軸線方向（Ｃ）の寸法は、磁場発生体６９と対向する位置にあるときに磁場発生体６９からの磁束を漏れなく吸収できる長さ、一例としては、スイッチ部７１の軸線方向（Ｃ）の長さと略同一になるように設定される。なお、このシールド部６３の長さは、五徳１０６，１０６上に調理器１０７が載せられてシールド部６３が移動したときに、磁場発生体６９の磁場がスイッチ部７１へ達するのを阻害しない寸法であればこれに限られない。

また、ここでは、一例として、シールド部６３の形状が円筒状の形態を有している場合を説明しているが、本発明はこれに限定されない。磁気シールドの機能を発揮できる限り、シールド部６３の形状は円筒状にする必要はないからである。例えば、シールド部６３の磁場発生体６９に対向する側だけを覆い、リードスイッチ７１に対向する側は開放される形態や、矩形状としても良い。

ホルダ６５は、図４に示すように、継線３０をかしめる前にはＵ字状の形態をなしているが、継線３０をかしめることで略円筒形状に形成されている。ホルダ６５をかしめることにより、磁気シールド６１は、継線３０に固定され、継線３０の移動に伴って移動する。
シールド部６３とホルダ６５の軸線が一致するように、接続片６７は、当該軸線に向かって傾斜するように加工されている。なお、本実施形態においては、シールド部６３の軸線とホルダ６５の軸線とが一致する場合を例示して説明しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、磁気シールド６１が移動するときにホルダ６５が保護管５１の内壁と摺動しなければ、任意の傾斜や形状等を採用することができる。
ホルダ６５は、シールド部６３を基準にして、感熱体の反対側に配置される。

磁気シールド６１は、継線３０の往復移動にともなって保護管５１の内部を往復移動する。図２に示すように、磁気シールド６１は、シールド部６３が磁場発生体６９に磁気的に吸引される。このため、磁気シールド６１は、保護管５１の内壁であって磁場発生体６９に対向する側に接触する。したがって、継線３０の往復移動に連動してシールド部６３は保護管５１の内壁と摺動し、摩擦が生じる。

＜磁場発生体６９＞
磁場発生体６９は、図２に示すように、保護管５１の径方向（Ｒ）の一方端の外側の所定の位置に設けられている。磁場発生体６９からの磁場は、リードスイッチ７１に作用する。
磁場発生体６９は、リードスイッチ７１に磁場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場発生体６９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、磁場発生体６９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。
また、磁場発生体６９は永久磁石に限らず、電磁石を用いることもできる。

磁場発生体６９は、例えば樹脂材料からなる磁石ホルダ７６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）で構成されていれば、磁場発生体６９からの磁場は、保護管５１を通過してその内部および磁気シールド６１の位置によってはリードスイッチ７１まで達することができる。

＜リードスイッチ７１＞
磁気センサとしてのリードスイッチ７１は、外部からの磁場を用いて図示しない電気回路のオンオフ切り替えを行うためのスイッチである。図２に示すように、リードスイッチ７１は、スイッチ部７３と、スイッチ部７３の図示しない一対の強磁性体リードにそれぞれが繋がるリード線７５Ａ，７５Ｂと、スイッチ部７３およびリード線７５Ａ，７５Ｂを収容するスイッチ保護管７７と、を備えている。
スイッチ部７３は、保護管５１の外側の所定の位置に配置されている。スイッチ部７３には、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、スイッチ部７３の径方向（図中のＲ方向）に磁場発生体６９からの磁場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、磁場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）。

リードスイッチ７１は、スイッチ保護管７７の内部に収容された状態で、保護管５１に固定される。スイッチ部７３は、保護管５１の径方向（Ｒ）の他方端の外側に固定されており、保護管５１を挟んで磁場発生体６９とは反対側の位置に置かれる。

リード線７５Ａ，７５Ｂは、スイッチ部７３と図示しない電気回路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、この電気回路がスイッチ部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するようになっている。すなわち、この電気回路は、スイッチ部７３が非導通（ＯＦＦ）であるときには五徳上に調理器１０７が載せられておらず、導通（ＯＮ）しているときには五徳１０６上に調理器１０７が載せられていると検出するようになっている。

［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５および図８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８の一点鎖線で示す第一位置に位置する。
図５（ａ），（ｂ）および図８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５（ｂ）に示すように、ホルダ４４およびカバー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、当接面４２Ａが調理器１０７に当接した状態を維持しつつ、図８中の実線で示す第二位置で停止する。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およびカバー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５（ａ）に示すように、ホルダ４４の段差部４４Ｃが座金５４に接する第一位置で止まる。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、第一位置と第二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に固定された磁気シールド６１もまた可動体４１の移動に伴って移動する。

図６（ａ）は、可動体４１が第一位置に留まっているときの、磁気シールド６１の位置を示している。このとき、磁気シールド６１は、磁場発生体６９とリードスイッチ７１（スイッチ部７３）との間に位置する。以下、このときの磁気シールド６１の位置をシールド位置と称す。
磁気シールド６１がシールド位置にあるとき、磁気シールド６１のシールド部６３は、磁場発生体６９とリードスイッチ７１のスイッチ部７３との間に位置しているため、磁場発生体６９から生じる磁場はシールド部６３に吸収される。このため、スイッチ部７３は磁場発生体６９からの磁場を受けない。その結果、リードスイッチ７１は磁気的な回路が開かれる（ＯＦＦ）。

図６（ｂ）は、可動体４１が第二位置に留まっているときの、磁気シールド６１の位置を示している。このときの磁気シールド６１の位置を非シールド位置と称す。
このとき、磁気シールド６１のシールド部６３は磁場発生体６９とリードスイッチ７１のスイッチ部７３との間から退避しているため、磁場発生体６９から生じる磁場はシールド部６３で吸収されない。したがって、スイッチ部７３は磁場発生体６９から生じる磁場を受ける。つまり、リードスイッチ７１は磁気的な回路が閉じられて（ＯＮ）、五徳１０６，１０６上に調理器１０７が載せられていることを検出できる。

［保護管５１とシールド部６３の構成材料］
本実施形態においては、一例として、保護管５１はＪＩＳ ＳＵＳ３０４で構成され、シールド部６３はＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ２で構成されている。
ＪＩＳ ＳＵＳ３０４は非磁性のオーステナイト系のステンレス鋼であり、ＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ２は強磁性を有するマルテンサイト系のステンレス鋼である。保護管５１を非磁性のオーステナイト系のステンレス鋼から構成するのは、磁場発生体６９から生じる磁場を通過させるためである。シールド部６３を強磁性のマルテンサイト系のステンレス鋼から構成するのは、シールド位置において、磁場発生体６９からの磁場をシールドし、リードスイッチ７１に到達させないためである。

次に、保護管５１を構成するＪＩＳ ＳＵＳ３０４は、標準的な熱処理である固溶化熱処理（１０１０〜１０５０℃急冷）が施されたときの硬さＨｖが２００以下である。これに対して、シールド部６３を構成するＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ２は、標準的な熱処理である焼き入れ（９２０〜９８０℃油冷）、焼きなまし（８００〜９００℃徐冷）が施されたときの硬さＨｖが２４７以下である。つまり、熱処理の条件を選択することにより、シールド部６３は保護管５１よりも硬くなる。シールド部６３と保護管５１の硬さの差は、Ｈｖ３０以上、好ましくはＨｖ５０以上にできる。

［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。
＜保護管５１とシールド部６３の間の摩擦力軽減＞
本実施形態において、保護管５１とシールド部６３の硬さに差異があり、保護管５１の方がシールド部６３よりも硬さが低い。したがって、保護管５１の中をシールド部６３が摺動すると、硬さの低い保護管５１が優先的に摩耗することで摩擦力を軽減できる。
ここで、仮に保護管５１とシールド部６３の硬さが同じであれば、双方の摺動面の凹凸が噛み合うために、摩擦力が大きくなる。ところが、本実施形態のように、摺動面の硬さを一方よりも他方を高くすれば、硬さの高い方が硬さの低い方を削る動作を繰り返すことにより、摩擦力を軽減できる。

本実施形態で保護管５１とシールド部６３に用いたＪＩＳ ＳＵＳ３０４、ＪＩＳ ＳＵＳ４２０Ｊ２などのステンレス鋼は、以下の理由により摺動環境下でかじりが発生しやすいとされる。しかし、本実施形態の用途において、保護管５１とシールド部６３の摺動の頻度は小さいといえるので、かじりのおそれは極めて小さい。
・摩擦係数が大きく、熱が発生しやすい
・熱伝導率が小さく、熱が逃げにくい

＜磁気シールド６１の構造＞
次に、磁気シールド６１のシールド部６３は、その外径が保護管５１の内径より微小量だけ小さい。これにより、保護管５１の内部におけるシールド部６３の径方向（Ｒ）の移動量が小さい。したがって、シールド部６３の内側に配置される継線３０の径方向（Ｒ）における移動量も小さくて済むので、継線３０に与える負荷を小さく抑えることができる。

次に、ホルダ６５は強磁性体からなるので、磁場発生体６９が発する磁場を少なからずともシールドしてしまう。したがって、ホルダ６５は第一位置および第二位置のいずれにおいても、磁場発生体６９とリードスイッチ７１の間からずれていることが、検出部６０の検出精度を確保するうえで好ましい。そこで、本実施形態は、第一位置に比べて第二位置において、ホルダ６５が磁場発生体６９とリードスイッチ７１の間から遠ざかるように、ホルダ６５をシールド部６３よりも後方に設けている。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は実施形態に限るものではなく、種々の変形を許容する。
＜硬さの関係＞
本実施形態に係る温度センサ１は、保護管５１よりもシールド部６３が硬い例を説明したが、本発明はこれに限定されない。つまり、本実施形態とは逆に、保護管５１よりもシールド部６３よりも保護管５１を硬くしても、以上で説明した保護管５１とシールド部６３の間の摩擦力を抑制する効果が得られる。ただし、本実施形態の検出部６０の構成を前提とすれば、保護管５１は非磁性、シールド部６３は強磁性であることを前提とする。この場合、シールド部６３を例えばフェライト系のステンレス鋼であるＪＩＳ ＳＵＳ４３０を用い、熱処理により低めの硬さに調整すればよい。

＜保護管５１、シールド部６３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およびシールド部６３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は、樹脂、ゴムで構成することができる。また、シールド部６３についても強磁性を有する金属材料からなることに限らない。例えば、強磁性を有する金属粉末が分散された樹脂部材、強磁性を有する金属膜が表面に形成された樹脂部材、金属膜と樹脂とが交互に積層された樹脂部材など、磁気シールドとして機能しうる部材が適用できる。

＜検出部６０の構成＞
本実施形態に係る温度センサ１は、磁場発生体６９から生じる磁場を検出する手段としてリードスイッチ７１を用いたが、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場が変化すると、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場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、磁場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場を検出する。
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知手法、例えば光を検知するなどの手法により、検知部６０を構成してもよい。

また、本実施形態に係る温度センサ１は、調理器１０７が五徳１０６に載せられているときに、磁気回路が閉じる（ＯＮ）検出部６０を用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、磁場発生体６９に隣接してホール素子、磁気抵抗効果素子などからなる磁気センサ７０を設ける。調理器１０７が五徳１０６に載せられていないときには、図７（ａ）に示すように、移動磁気シールド６１が磁場発生体６９の磁場を受ける位置（シールド位置）におり、調理器１０７が五徳１０６に載せられると、図７（ｂ）に示すように、移動磁気シールド６１が磁場発生体６９の磁場を受けない位置（非シールド位置）にいる。
移動磁気シールド６１がシールドにいるときには、移動磁気シールド６１が磁場発生体６９の磁場を吸収することにより、磁気センサ７０に磁場が印加されない。移動磁気シールド６１が非シールド位置にいるときには、移動磁気シールド６１が磁場発生体６９の磁場を吸収しないために、磁場が磁気センサ７０まで広がることにより、磁気センサ７０に磁場が印加される。これにより、調理器１０７が五徳１０６に載せられているか否かを検出できる。

＜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９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
１１ 感熱体
３０ 継線
４０ センサ保持体（保持部）
４１ 可動体
４２ 集熱体
５１ 保護管
６０ 検出部
６１ 磁気シールド
６３ シールド部
６５ ホルダ
６７ 接続片
６９ 磁場発生体
７０ 磁気センサ
７１ リードスイッチ
７３ スイッチ部
７５Ａ，７５Ｂ リード線
７６ 磁石ホルダ
７７ スイッチ保護管
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 (7)

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、
   感熱体と、前記感熱体に接続される一対の電線とを有する、前記測定対象の温度を検出するためのセンサ部と、
   前記センサ部を移動自在に保持するための保持部と、
   前記センサ部の移動に応じて前記測定対象の有無を検出するための検出部と、を有し、
   前記検出部は、
   前記一対の電線に取り付けられ、前記センサ部の移動に応じて移動する第１の部材を有し、
   前記保持部は、
   前記センサ部の移動に応じて前記第１の部材が所定方向へ移動するように前記第１の部材を保持する第２の部材を有し、
   前記第１の部材は、遊びを有して前記電線の周囲を取り囲むシールド部と、前記電線を保持するホルダと、前記シールド部と前記ホルダとを繋ぐ接続片とを備え、
   前記ホルダは、前記シールド部の軸線に向けて傾斜した前記接続片を介して前記シールド部に接続され、かつ、Ｕ字状に形成され円筒形状をなして前記電線にかしめられている、温度センサ。
2. 前記第１の部材は、マルテンサイト系のステンレス鋼、または、フェライト系のステンレス鋼から構成され、
   前記第２の部材は、オーステナイト系のステンレス鋼から構成され、
   前記第１の部材と前記第２の部材は硬さが異なる、
   請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記保持部は、
   対象機器に位置が固定され、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移動可能に取り付けられた可動体と、を有し、
   前記検出部は、
   前記電線に取り付けられる、前記保護管の内部を移動可能な磁気シールドと、
   前記保護管の外側の定位置に設けられる、前記可動体の移動に連動する前記磁気シールドの移動に伴う磁場の変化を検出する磁気センサと、
   前記保護管の外側の定位置に設けられる、前記磁場を発生する磁場発生体と、を備え、
   前記第１の部材としての前記磁気シールドと前記第２の部材としての前記保護管の硬さが異なる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
4. 前記磁気シールドにおいて、
   前記ホルダは、前記シールド部を基準にして、前記感熱体の反対側に配置される、
   請求項３に記載の温度センサ。
5. 前記ホルダは、
   前記感熱体が設けられる側の前方端である第一位置と、前記第一位置とは逆側の後方端である第二位置の間を移動し、かつ、
   前記ホルダは、
   前記第一位置よりも前記第二位置において、磁場発生体と磁気センサの間から遠ざかる、
   請求項４に記載の温度センサ。
6. 前記磁気シールドと前記保護管の硬さの差がＨｖで５０以上ある、
   請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の温度センサ。
7. 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、
   感熱体と、前記感熱体に接続される一対の電線とを有する、前記測定対象の温度を検出するためのセンサ部と、
   前記センサ部を移動自在に保持するための保持部と、
   前記センサ部の移動に応じて前記測定対象の有無を検出するための検出部と、を有し、
   前記検出部は、
   前記一対の電線に取り付けられ、前記センサ部の移動に応じて移動する第１の部材を有し、
   前記保持部は、
   前記センサ部の移動に応じて前記第１の部材が所定方向へ移動するように前記第１の部材を保持する第２の部材を有し、
   前記第１の部材は、遊びを有して前記電線の周囲を取り囲むシールド部と、前記電線を保持するホルダと、前記シールド部と前記ホルダとを繋ぐ接続片とを備え、
   前記ホルダは、前記シールド部の軸線に向けて傾斜した前記接続片を介して前記シールド部に接続され、かつ、Ｕ字状に形成され円筒形状をなして前記電線にかしめられている、調理機器。

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