JPH05264044A - 調理器用温度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は調理器用温度センサーに関するもの
で、このセンサーの熱応答性を向上させることにより、
使い勝手がよく安全な調理器具を提供することを目的と
する。 【構成】 本発明の調理器用温度センサー２は外面が被
加熱物３と接する良熱伝導性のアルミナからなるセンサ
ーヘッド１２と、このセンサーヘッド１２を支持する支
持体４と、前記センサーヘッドの内面に当接して設けら
れた温度感熱体７とよりなる構成とした。この構成では
構成材料の熱伝導が良いため被加熱物３の温度が迅速に
温度感熱体７に伝熱される。すなわち、熱応答がはや
い。したがって、この調理器用温度センサー２を用いる
ことによって被加熱物３の温度を迅速に検知し加熱源を
制御することができる。このため、調理の失敗のない使
い勝手の良い安全な調理器具１とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭等で使用されてい
る調理器具で被加熱物に接触して被加熱物の温度を感知
し、調理器具を制御する温度センサーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の調理方法を図７に示す。
図７において調理器具１は調理器用温度センサー２を用
いて被加熱物３の温度を測定する構成となっている。

【０００３】従来のこの種の前記調理器用温度センサー
２は、図８に示すように筒状の支持体４の先端に金属で
構成されたヘッド５を設けていた。ヘッド５に電気的な
絶縁体６をロー付け等により接着し、絶縁体６に温度感
熱体７を設けていた。８は前記温度感熱体７に取付けた
電気端子である。温度感熱体７はアルミナ基板の片面に
蒸着・スパッタ等の手段により温度感熱膜を設けたもの
である。したがって、温度感熱体７のヘッド５への取付
けは前記温度感熱膜側を前記絶縁体６に取付ける場合
と、アルミナ側を前記絶縁体６に取付ける場合とがあ
る。アルミナは熱伝導率が良好なのでいづれの場合でも
温度検出に要する時間はほぼ同一である。前記のように
絶縁体６に温度感熱体７を当接した後、図８に示すよう
に電気絶縁体１１、例えばガラスによって封口接着させ
るか、バネ等の機械的な力を当接するか等によって固定
する。

【０００４】また、ヘッド５と支持体４との固定は支持
体４の先端にフランジ９を設けてフランジ９にヘッド５
の外周部１０を当接して溶接して構成していた。この調
理器用温度センサー２の温度感熱体７が被加熱物３の温
度を感知して調理器具１の制御をするようになってい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、被加熱物３と温度感熱体７とがほぼ同温
になるのに時間がかかる。これは１つには、被加熱物３
から温度感熱体７へ熱が伝熱する径路の中で、熱伝導率
があまり良くない絶縁体６が含まれているからである。
この絶縁体６は金属性のヘッド５と温度感熱膜とが電気
的に接触するのを防ぐと共に、ヘッド５と絶縁体６との
間および絶縁体６と温度感熱体７との間の隙間をなくし
熱伝導をよくしようとしたものである。しかしながら、
前記絶縁体６の熱伝導が良くなく、しかも製造工程のバ
ラツキを考えるとその厚みを０.3mm以上にする必要があ
った。したがって、被加熱物の温度が感熱体に充分に伝
熱されるまでには相当の時間を要した。

【０００６】また、絶縁体６を除き、ヘッド５と温度感
熱体７の温度感熱膜のない面とを直接ロー付け等により
接着することも考えられるが、ヘッド５と支持体４とを
溶接により接合する構成では被加熱物との接触をよくす
るために、ヘッド５を外面に対して凸状にする必要があ
る。したがって内面が凹状となり、この凹状部に温度感
熱体７を取り付けるのは、ヘッド５と温度感熱体７との
接合面が異種材料なので接合がむづかしく工数がかかる
ものであり、かつ自動化しにくい工程となる。このよう
な理由で、ヘッド５と温度感熱体７とは絶縁体６を介し
て接合する方法がとられてきた。したがって調理器用温
度センサー２の熱応答性はあまりよくなかった。

【０００７】調理器用温度センサーの熱応答性が良くな
い場合下記のようなことが起る。すなわち、被加熱物３
でお湯を沸かす時、お湯が沸いたら調理器具１の動作を
停止するようにしていてもお湯が沸騰して吹きこぼれて
いるにもかかわらず停止しない状態が生じるのである。
又、天プラ料理のときには調理器用温度センサー２の被
加熱物３に対する熱の応答性が悪いため、天プラ油が異
常に加熱されて発火するという危険が生じるのである。
以上から、この調理器用温度センサー２を用いて被加熱
物３の温度をもって調理器具１を制御しようとした場
合、被加熱物３の温度が正確に捕らえられないため、適
切な制御ができないという課題を有していた。

【０００８】また、製造面からみると、ヘッド５と支持
体４のフランジ９を溶接する時、フランジ９とヘッド５
の外周部１０の当接面は溶接面であるため平滑面が要求
されるために精度のよい加工が要求された後に溶接され
る。従って、フランジ９とヘッド５の平滑面を得る加工
にコストがかかるという課題を有していた。

【０００９】本発明はかかる従来の課題を解消するもの
で、温度センサーの被加熱物に対する熱応答性を向上さ
せて、調理の失敗がなく容易にでき、且つ、安全に使い
勝手よく、かつ製造がしやすく、コストの安い調理器具
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の調理器用温度センサーは下記構成とした。

【００１１】すなわち、外面が被加熱物と接する良熱伝
導性の電気絶縁体からなるセンサーヘッドとこのセンサ
ーヘッドを支持する支持体とからなり、前記センサーヘ
ッドの内面に温度感熱膜を設けた構成とした。

【００１２】また、外面が被加熱物と接する良熱伝導性
の電気絶縁体からなるセンサーヘッドと、このセンサー
ヘッドを支持する支持体と、前記センサーヘッドの内面
に当接して設けられた温度感熱体とよりなる構成とし
た。

【００１３】また、センサーヘッドと温度感熱体との間
に前記センサーヘッドから前記感熱体への熱移動が容易
に行なわれるようにするための熱伝導促進膜を設ける構
成とした。

【００１４】また、良熱伝導性の電気絶縁体からなるセ
ンサーヘッドを金属性の支持体にロー付した構成とし
た。

【００１５】また、良熱伝導性の電気絶縁体からなるセ
ンサーヘッドを金属製の支持体に前記センサーヘッド側
にタングステンまたはモリブデンの膜を形成し、前記支
持体側に高温ロー材を用いてロー付けする構成とした。

【００１６】また、良熱伝導性の電気絶縁体からなるセ
ンサーヘッドを金属製の支持体に銀＋銅＋チタンの低温
ロー材を用いてロー付けする構成とした。

【００１７】また、センサーヘッドと支持体とをその間
に他の部品を介して接合する構成をもちいた。すなわ
ち、金属板に設けられた孔とこの孔を覆うように取付け
られたセンサーヘッドとからなるセンサーヘッド部と嵌
合体と支持体とよりなり、前記センサーヘッド部の外周
部と前記嵌合体との間でカシメ加工を行なうと共に、前
記嵌合体を前記支持体に圧入加工する構成とした。

【００１８】金属板または絶縁体に設けられた孔とこの
孔を覆うように取付けられたセンサーヘッドとからなる
センサーヘッド部と支持体とよりなり、前記センサーヘ
ッド部の外周部と前記支持体のフランジ部とを取付ける
構成とした。

【００１９】

【作用】本発明は前記の構成によって、以下の作用を有
するものである。

【００２０】すなわち、良熱伝導性の電気絶縁体からな
るセンサーヘッドに直接温度感熱膜を設けるか、温度感
熱体を当接するかしているので、被加熱物の熱を容易に
センサーの感熱部に伝熱することができる。

【００２１】また、センサーヘッドと温度感熱体との間
に熱伝導促進膜を設けることによりこれらの表面の凹凸
による空隙を除くことができ熱伝導はさらに良好なもの
となる。

【００２２】また、センサーヘッドと温度感熱体とは同
一材料とすることができるので、ロー付け等による両者
の接合は非常に簡単なものとなる。

【００２３】さらに、電気絶縁体のセンサーヘッドと金
属とを、あるいは金属と金属とをロー付けにより接合す
るので、接合が容易となる。

【００２４】また、センサーヘッド部と嵌合体とをカシ
メルことにより両者を接合すると、自動化をしやすいも
のとすることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。なお、従来例と同一機能を有する部分につ
いては、同一番号を符して説明は省略する。なお、調理
器具への用い方は図７に示した場合と同じである。

【００２６】実施例１ 図１は本発明の一実施例の調理器用温度センサー２を示
す。図１において、センサーヘッド１２は良熱伝導性の
電気絶縁体からなっている。さらに外面は被加熱物３と
接するため熱的機械的強度に優れた材料であることが要
求される。このような材料としてアルミナ、マグネシ
ア、窒化アルミニウムなどがあるが、コスト面等を含め
実用的にはアルミナが用いられる。１３は温度感熱膜で
蒸着やスパッタ等により直接センサーヘッドの内面に設
けられる。８は温度感熱膜１３に取付けられた電気端子
である。本実施例では前記構成のセンサーヘッド部を支
持体４にロー材１４によりロー付けして取り付ける。こ
の後、支持体４の内部に発條体およびこの発條体を保持
する保持機構（いづれも図示せず）を設けて被加熱物３
とセンサーヘッドとが密着しやすいようにしてもよい。
また、必要に応じて温度感熱膜１３をガラスなどの絶縁
材によって封口処理をしてもよい。

【００２７】本実施例において、被加熱物３の熱が温度
感熱膜１３へ伝熱する径路は、その中間に熱伝導のよい
センサーヘッドがあるのみなので、被加熱物３の温度を
短時間で正確に検知することができた。

【００２８】また、本実施例で得られた調理器用温度セ
ンサー２を図７に示す調理器具１に取り付け調理を行な
った。被加熱物３でお湯を沸かした場合、お湯が沸騰し
たら直ちに調理器具１の動作が停止しお湯が吹きこぼれ
るようなことがなかった。さらに、天ぷら調理で油温を
２２０℃に設定した場合、油温が２２０℃になると調理
器具１が制御され油温が２２０℃以上になることはなか
った。

【００２９】以上に示したように本発明の調理器用温度
センサー２を用いた場合、熱応答性がよいので安心して
調理を行なうことができる。

【００３０】実施例２ 図２は本発明の他の実施例の調理器用温度センサー２を
示す。本実施例においてはセンサーヘッド１２に温度感
熱体１５を当接した事を特徴としている。他の構成は実
施例１と同様である。本実施例では温度感熱体１５を当
接した後ガラスなどの絶縁材によって封口しセンサーヘ
ッド１２と温度感熱体１４とを密着保持している。ま
た、バネ等を用いて密着保持をしてもよい。

【００３１】本実施例で得られた調理器用温度センサー
２を調理器具１に取付け、実施例１と同様な調理を行な
ったところ、実施例１と同等の結果が得られた。

【００３２】また、本実施例の温度感熱体１４は前記良
熱伝導性の電気絶縁体からなる基板上に温度感熱膜を設
けたものであり、実施例１のセンサーヘッド１２に温度
感熱膜１３を設ける場合に比し、基板の形状が小さく、
かつ基板全面に温度感熱膜を設ければ良いので、同一設
備で多量にかつ容易に温度感熱膜を設けることができ
る。

【００３３】実施例３ 図３は本発明の他の実施例の調理器用温度センサー２を
示す。本実施例においてはセンサーヘッド１２に温度感
熱体１５を熱伝導促進膜１６を介して当接したものであ
る。他の構成は実施例１と同様である。

【００３４】熱伝導促進膜１６はセンサーヘッド１２と
温度感熱体１５との当接面が粗く当接した場合に空隙が
生ずる恐れのある場合に設ける。当接面における空隙は
断熱作用を有するからである。したがって、熱伝導促進
膜１６の厚みは前記空隙を除去する程度の厚みであり、
電気絶縁を考慮する必要のない本実施例では数１０ミク
ロンあれば充分である。余り厚みが厚くなると一段にこ
の膜の熱伝導がよくないために、逆に熱伝達が低下す
る。この傾向はこの膜の熱伝導率にもよるが１００ミク
ロンを越えると熱伝導は極端に低下し熱応答が悪くな
る。

【００３５】熱伝導促進膜１６としては空隙の大きさに
より形状や厚みが自由に変化できるものがよい。このよ
うな材料としてシリコーングリースやワックス等が用い
られる。また、熱伝導度をよくするため、アルミナやシ
リカなどの熱伝導性が良いセラミック粉末を加えてもよ
い。

【００３６】また、本実施例で得られた調理器用温度セ
ンサー２を調理器具１に取付け、実施例１と同様な調理
を行なったところ、実施例１と同等の結果が得られた。

【００３７】実施例４ 本実施例においては図４に示すように、センサーヘッド
１２に温度感熱体１５をロー材１７によりロー付けによ
り接着したことを特徴としている。センサーヘッド１２
と温度感熱体１５の基板は同じ材質なので容易に接着す
ることができる。また、容易に自動化できる。

【００３８】本実施例で得られた調理器用温度センサー
を調理器具１に取付け、実施例１と同様な調理を行なっ
たところ、実施例１と同等の結果が得られた。

【００３９】以上の実施例においてはセンサーヘッドと
温度感熱体または温度感熱膜とのかかわりについて述べ
たが、以下にセンサーヘッドと支持体との接合について
実施例で説明する。

【００４０】実施例５ 図１ないし図４においてセンサーヘッド１２を支持体４
をロー材１４によりロー付けしている。本発明の調理器
用温度センサー２は前述のようにセンサーヘッドとして
良熱伝導性の絶縁体を用いているために従来のような溶
接による接着は困難であった。そこで種々の接合方法を
検討した結果、気密保持性、耐熱性、機械的強度および
量産性を含めてロー付が最適であるという結論を得るに
到った。

【００４１】本実施例においては調理器用温度センサー
２が高温で使用される場合のロー付け構成を示す。良熱
伝導性の電気絶縁体例えばアルミナで製作されたセンサ
ーヘッド１２にタングステンまたはモリブデン膜を形成
し、支持体４と前記タングステンまたはモリブデン膜の
間に高温ロー材例えば銀ロー、ニッケルローまたはタン
タルロー等を用いてロー付けした構成とした。この構成
による調理器用温度センサーは２５０℃以上で用いても
何ら問題を生じなかった。

【００４２】実施例６ 実施例５と同一構成でセンサーヘッド１２と支持体４と
を銀＋銅＋チタンの低温ロー材を用いてロー付けした構
成とした。この構成によれば、センサーヘッド１２と支
持体４との固定を１回のロー付け工程の１工程で作業が
終了し量産性に優れた物を提供できる。

【００４３】実施例７ 調理器用温度センサー２は実施例１で記述したように実
用的には支持体４の内部に発條体１８とこの発條体１８
を保持する保持機構１９を有する構成とすることが多
い。これは発條体１８の力によりセンサーヘッドと被加
熱物３とが密着しやすいようにするためである。

【００４４】また、被加熱物３の底面（鍋底）は一般に
凸状になっていることが多い。センサーヘッドの面積
と、センサーヘッドと前記被加熱物３の底面との接触面
積とが同程度である方が被加熱物３の温度を正確に測定
できる。すなわち、センサーヘッドの面積が小さい程前
記目的にかなう。しかるに、センサーヘッドの面積が小
さくなると、温度感熱体１５の電気端子８および電気端
子８に接続されているリード線と支持体４との距離が短
かくなる。このような状態で図５に示すような発條体１
８を挿入すると、発條体１８と電気端子８等の絶縁距離
が充分確保されず、振動や製造工程のバラツキにより発
條体１８と電気端子８とが電気的に短絡する恐れがあ
る。本実施例はこの課題を解決する構成を提供するもの
である。

【００４５】図５においてドーナツ状に加工された金属
板２０の中央孔を覆うようにセンサーヘッド１２をロー
付けし、このセンサーヘッドに温度感熱体７を設ける。
前記金属板２０の外周部と別体の嵌合体２１との間でカ
シメ加工を行ない、さらにこの嵌合体２１を支持体４に
圧入加工する構成とした。この構成により電気端子８と
発條体１８との距離を充分確保することができ、前記短
絡事故を防ぐことができる。また、被加熱物３との接触
を良くするためにセンサーヘッド１２面はカシメ加工を
行なった部分より突出した凸状になるように構成すると
よい。

【００４６】なお、本実施例では金属板２０としてドー
ナツ状の形状をした場合につき述べたが、本実施例の目
的を達成する形状であれば金属板２０に孔をあけたどの
ような形状であってもよい。

【００４７】実施例８ 図５においてドーナツ状に加工された金属板２０の中央
孔を覆うようにセンサーヘッド１２をロー付けし、この
センサーヘッドに温度感熱体７を設ける。そして前記金
属板２０の外周部と支持体４のフランジ部とをロー付け
または溶接等により接合する。ただし、溶接の場合は前
記のごとく工数がかかる。この構成により実施例７と同
様の効果が得られる。また、センサーヘッド１２を突出
させる点および金属板２０の形状に関しても実施例７の
場合と同様のことがいえる。

【００４８】実施例９ 実施例８の金属板２０のかわりにセラミック等の電気絶
縁体を用いたところ同等の効果が得られた。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明の調理器用温度セン
サーによれば次の効果が得られる。

【００５０】本発明の調理器用温度センサーは被加熱物
と接する面とその温度を検知する温度感熱膜または温度
感熱体との間に熱伝導の良い電気絶縁体しか設けられて
いないので、熱応答速度が速い。このため、被加熱物の
温度に応じた制御ができるので、調理の失敗がなく、安
全で使い勝手がよい。

【００５１】また、センサーヘッドと支持体とをロー付
けにより接合しているので、構成が簡単で製造の自動化
がしやすい。

【００５２】さらに、調理器具の用途により前記ロー付
けのロー材を変えることができるため経済的である。

【００５３】また、センサーヘッド部を凸とし、このセ
ンサーヘッド部を金属またはセラミック等の絶縁体を介
して支持体と接合しているので、センサーヘッドの面積
を小さくし、しかも温度感熱膜または温度感熱体の電気
端子と支持体の内部に設けられた発條体とが電気的に接
触することを防ぐことができる。したがって測定精度が
高くかつ、安全な調理器用温度センサーを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の調理器用温度センサーの断
面図

【図２】本発明の他の実施例の調理器用温度センサーの
断面図

【図３】本発明の他の実施例の調理器用温度センサーの
断面図

【図４】本発明の他の実施例の調理器用温度センサーの
断面図

【図５】本発明の他の実施例の調理器用温度センサーの
断面図

【図６】本発明の他の実施例の調理器用温度センサーの
断面図

【図７】調理器具の外観図

【図８】従来の調理器用温度センサーの断面図

【符号の説明】

２ 調理器用温度センサー ３ 被加熱物 ４ 支持体 １１ 電気絶縁体 １２ センサーヘッド １３ 温度感熱膜 １４ ロー材 １５ 温度感熱体 １６ 熱伝導促進膜 ２０ 金属板 ２１ 嵌合体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 修治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外面が被加熱物と接する良熱伝導性の電気
   絶縁体からなるセンサーヘッドと、このセンサーヘッド
   を支持する支持体とからなり、前記センサーヘッドの内
   面に温度感熱膜を設けた調理器用温度センサー。
2. 【請求項２】外面が被加熱物と接する良熱伝導性の電気
   絶縁体からなるセンサーヘッドと、このセンサーヘッド
   を支持する支持体と、前記センサーヘッドの内面に当接
   して設けられた温度感熱体とよりなる調理器用温度セン
   サー。
3. 【請求項３】センサーヘッドと温度感熱体との間に前記
   センサーヘッドから前記感熱体への熱移動が容易に行な
   われるようにするための熱伝導促進膜を設けた請求項２
   記載の調理器用温度センサー。
4. 【請求項４】良熱伝導性の電気絶縁体からなるセンサー
   ヘッドを金属性の支持体にロー付した構成の請求項１な
   いし３記載の調理器用温度センサー。
5. 【請求項５】良熱伝導性の電気絶縁体からなるセンサー
   ヘッドを金属製の支持体に前記センサーヘッドにタング
   ステンまたはモリブデンの膜を形成し、前記支持体側に
   高温ロー材を用いてロー付けした請求項４記載の調理器
   用温度センサー。
6. 【請求項６】良熱伝導性の電気絶縁体からなるセンサー
   ヘッドを金属製の支持体に銀＋銅＋チタンの低温ロー材
   を用いてロー付けした請求項４記載の調理器用温度セン
   サー。
7. 【請求項７】金属板に設けられた孔とこの孔を覆うよう
   に取付けられたセンサーヘッドとからなるセンサーヘッ
   ド部と嵌合体と支持体とよりなり、前記センサーヘッド
   部の外周部と前記嵌合体との間でカシメ加工を行なうと
   共に、前記嵌合体を前記支持体に圧入加工する構成とし
   た請求項１ないし４記載の調理器用温度センサー。
8. 【請求項８】金属板または絶縁板に設けられた孔とこの
   孔を覆うように取付けられたセンサーヘッドとからなる
   センサーヘッド部と支持体とよりなり、前記センサーヘ
   ッド部の外周部と前記支持体のフランジ部とを取付ける
   構成とした請求項１ないし４記載の調理器用温度センサ
   ー。