JP4934168B2

JP4934168B2 - 温度センサ

Info

Publication number: JP4934168B2
Application number: JP2009149216A
Authority: JP
Inventors: 雅一榎本; 哲也高橋
Original assignee: Shibaura Electronics Co Ltd
Current assignee: Shibaura Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: JP2011007537A

Description

この発明は、鍋等の炊事具をＩＨ（Induction Heating）クッキングヒータ等の上に搭載した状態で、炊事具の底面の温度を検出するための温度センサに関する。

ＩＨクッキングヒータ等の誘導加熱式の調理器においては、調理器の天板上に炊事具である鍋等を載せた状態で炊事具を加熱することで調理を行う。このとき、調理器に備えた温度センサによって鍋底の温度を検出し、その温度をコントローラで監視することで、調理中に鍋の内部が調理に適当な温度状態になっているか否か、あるいは、鍋底が異常な高温になっていないか、等をモニタリングし、加熱度合いの調整や、加熱の停止等を制御することが行われている。
このような目的に用いられる温度センサは、サーミスタ式が主流となっていて、従来から、種々の形式のものが提案されている。

ところで、ガスコンロのように鍋を載せる五徳のないＩＨクッキングヒータにおいては、鍋を置く位置の目安として、天板の加熱コイルに対応した位置に円形の線が描かれているものの、線から鍋がずれたとしても、ガスコンロのように五徳から鍋が落ちそうになって不安定になることもない。このため、鍋が天板の円形の線から大きくずれたままとなることがある。すると、温度センサで鍋底の温度を検出することができなくなり、その結果、いくら鍋を加熱しても、温度センサでの検出温度が上がらないために加熱し続けてしまい、鍋を加熱し過ぎてしまう可能性がある。
そこで、近年、ＩＨクッキングヒータにおいて、温度センサを複数箇所に設け、鍋の温度を確実に検出することが行われつつある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００９−４２１２号公報

ここで、サーミスタを用いた温度センサの場合、サーミスタ素子の両極に接続される配線（デュメット線）を、リード線に接続し、このリード線を、コネクタ等を介してコイルの加熱制御を行うコントローラに接続する。このため、温度センサには、導体からなる接続板（一般的に金属板）が設けられ、サーミスタ素子に接続された配線の端部と、リード線の端部とが、それぞれ溶接等の接合法により接合されている。

図７に示すように、温度センサ１は、鍋底の温度を検出するため、ＩＨクッキングヒータ２の天板３の下面に押し付けられるようにして設けられる。温度センサ１を複数備える場合、コイル４の中心の他、コイル４の内周側や外周側等に、周方向に間隔を隔てて温度センサ１を配置するが、コイル４の内周側や外周側の温度センサ１は、コイル４上に位置することとなる。すると、導体からなる接続板５を、コイル４の発生する磁界の磁力線が通過し、渦電流が発生して接続板５が加熱されてしまう。接続板５が加熱されると、温度センサ１のサーミスタで検出する鍋底の温度に影響が生じ、正確な温度検出ができなくなるという問題がある。特にこれは、磁束密度が高くなるコイル４の内周側において、より顕著となる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、温度の検出精度を高めることのできる温度センサを提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明は、通電されることにより磁場を発生することで調理容器を加熱するための環状のコイルを備えた誘導加熱調理器に用いられる温度センサであって、絶縁材料から形成され、一定幅を有してその長手方向の中間部において屈曲した側面視Ｌ字状で、屈曲部に対して一方の部分と当該一方の部分に直交する他方の部分を有するベース部材と、ベース部材の一方の部分に設けられ、コイルで加熱される調理容器の温度を検出する温度検出素子と、クッション性を有し、温度検出素子を調理機器の天板に押し付ける緩衝層と、ベース部材の他方の部分に設けられ、温度検出素子の両極に接続された配線を外部に導出するためのリード線を配線に接続するための導電性材料からなる接続板と、を備えることを特徴とする。
このような温度センサは、一方の部分を、コイルの内周側で生じる磁力線の方向に直交する面内に配置し、他方の部分を、コイルの内周側または外周側において、コイルの内周側で生じる磁力線の方向に平行な面内に配置することで、接続板を通過する磁力線を抑えることができる。
また、温度検出素子の配線は、一方の部分から他方の部分に導かれ、他方の部分にインサート成形された接続板に電気的に接続するのが好ましい。
このとき、接続板は、コイルに対し、コイルの一方の側にオフセットして設けるのが好ましい。

また、このような温度センサを複数備える場合、これら温度センサの温度検出素子に接続されたリード線を、一つのコネクタに接続するのが好ましい。これにより、リード線の接続の手間を軽減するとともに、誤配線を防止できる。

本発明の温度センサによれば、接続板を、コイルの内周側または外周側において磁場の方向に平行な面内に配置することで、接続板を通過する磁力線を抑え、接続板が加熱されるのを防ぐことができる。その結果、温度の検出精度を高めることが可能となる。

本実施の形態における調理器の構成を示す断面図である。センターセンサの断面図である。外周センサのベース部材を示す斜視図である。（ａ）は外周センサの背面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。外周センサの平面図である。複数の外周センサを接続したコネクタを示す図である。従来の温度センサを調理器に配置した状態を示す断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における温度センサ１０の構成を説明するための図である。
図１に示すように、ＩＨクッキングヒータ（誘導加熱調理器）１００には、その上面を形成する天板１０１の下面側に近接して、環状に形成されて天板１０１と平行な面内に位置するコイル１１０が設けられている。

温度センサ１０は、コイル１１０の内方の中央部に設けられたセンターセンサ２０と、センターセンサ２０に対して外周側であって、コイル１１０の内周縁部に位置する外周センサ３０と、から構成されている。本実施形態において、外周センサ３０は、例えば４個設けられている。もちろん、その数はこれに限るものではない。

図２に示すように、センターセンサ２０は、例えば、セラミックス製の保護管２１の内部に、サーミスタ素子２２が収容され、サーミスタ素子２２の両極には、デュメット線２３、２３が接続された構成を有している。デュメット線２３、２３は、絶縁チューブ２４内において、接続子２６、２６を介してリード線２７、２７の一端に接続されている。リード線２７、２７の他端は、ＩＨクッキングヒータ１００のコントローラに接続するためのコネクタ（図示無し）に接続されている。

このセンターセンサ２０は、保護管２１が、ＩＨクッキングヒータ１００の図示しないフレームにブラケット等を介して取付・固定される。

図３、図４に示すように、外周センサ３０は、一定幅を有し、その長手方向の中間部において屈曲した側面視Ｌ字状で、樹脂等の絶縁材料からなるベース部材３１を有し、ベース部材３１の屈曲部３１ａに対して一方の面（一方の部分）３１ｂの先端部側に温度検出部３２が設けられ、屈曲部３１ａに対して他方の面（他方の部分）３１ｃに、配線接続部４０が設けられている。図４（ｂ）に示したように、この外周センサ３０は、ベース部材３１の一方の面３１ｂが、コイル１１０の内周縁部の上方に位置してＩＨクッキングヒータ１００の天板１０１側に対向し、温度検出部３２が天板１０１の下面に押し付けられるよう配置される。

図５に示すように、温度検出部３２は、クッション性を有するセラミックペーパ（セラミック系材料を繊維状としたもの）等からなる緩衝層３３と、サーミスタ素子（温度検出素子）３４と、サーミスタ素子３４を覆うように設けられ、例えばゴム系材料からなる感熱層３５と、これら緩衝層３３、サーミスタ素子３４、感熱層３５を覆う保護層３６と、が積層されることで形成されている。
前記のサーミスタ素子３４の両極にはデュメット線（配線）３７、３７の一端が接続されている。デュメット線３７、３７は、ベース部材３１に形成された溝３１ｄを通し、サーミスタ素子３４が配置された一方の面３１ｂから他方の面３１ｃに導かれている。
緩衝層３３は、そのクッション性により、外周センサ３０をＩＨクッキングヒータ１００に取り付けたときに、サーミスタ素子３４を天板１０１の下面に押しつけるためのものである。感熱層３５は、天板１０１の下面側の熱を吸収することで、サーミスタ素子３４における感温性能を向上させる。保護層３６は、粘着テープによって形成することができ、この粘着テープをベース部材３１に貼り付けることで形成できる。

図４に示したように、配線接続部４０として、ベース部材３１において、導電性材料（金属）からなる接続板４１、４１が、前記の他方の面３１ｃにインサート成形されている。これら接続板４１、４１は、コイル１１０に対し、コイル１１０で発生する磁場方向に対して平行な面内、すなわち天板１０１に直交する面内に位置するよう設けられている。さらに、接続板４１、４１は、コイル１１０に対し、その一方の側（天板１０１と反対側）にオフセットするよう設けられている。

ベース部材３１には、接続板４１に対応する位置に、サーミスタ接続孔４２、４２と、リード線接続孔４３、４３とが形成されている。このサーミスタ接続孔４２、４２には、前記のデュメット線３７、３７の他端が挿通され、リード線接続孔４３、４３には、リード線３９、３９の一端が挿通され、それぞれ、接続板４１、４１に溶接されている。これによってデュメット線３７、３７とリード線３９、３９が、接続板４１、４１を介して電気的に接続されている。

図６に示すように、このような外周センサ３０は、前述したように複数設けられているが、これら複数の外周センサ３０のリード線３９、３９は、一つのコネクタ５０に接続されている。そして、このコネクタ５０が、ＩＨクッキングヒータ１００の図示しないコントローラ側のコネクタに接続される。

このような構成によれば、温度センサ１０は、コイル１１０の中央部に配したセンターセンサ２０と、コイル１１０の内周縁部に配した複数の外周センサ３０の温度検出部３２と、を、それぞれＩＨクッキングヒータ１００の天板１０１の下面に対向させた状態で設置される。ＩＨクッキングヒータ１００のコントローラでは、センターセンサ２０、外周センサ３０のサーミスタ素子２２、３４を、天板１０１の下面に押し付けて温度を検出することで、ＩＨクッキングヒータ１００の天板１０１上の調理容器の底の温度を検出し、加熱温度の制御を行う。

上述した温度センサ１０は、外周センサ３０が、側面視Ｌ字状とされて、温度検出部３２が設けられた面３１ｂが、コイル１１０と天板１０１との間に配置され、デュメット線３７、３７とリード線３９、３９とを接続する接続板４１、４１が、コイル１１０の内周側において、コイル１１０で発生する磁場の方向に平行な面内に位置するよう配置された構成とされている。
これにより、コイル１１０上に磁場の方向に直交する面内に接続板４１、４１を配した場合に比較して、磁束密度が高くなるコイル１１０の内周側においても、接続板４１、４１を通過する磁力線を大幅に少なくすることができ、接続板４１、４１の加熱を抑えることができる。
その結果、外周センサ３０における温度検出精度を向上させることができる。しかも、複雑な構造や、新たな付加物を設ける必要もなく、ベース部材３１の形状によって上記接続板４１、４１の配置を実現できるので、低コストで上記効果を得ることができる。

また、複数の外周センサ３０のリード線３９、３９が、一つのコネクタ５０に接続されているので、温度センサ１０の組付け時に誤配線を防ぐことができる。

なお、上記実施の形態では、温度センサ１０の各部の構成を詳細に説明したが、外周センサ３０の数等は、適宜他の構成とすることができる。
また、上記実施形態では、センターセンサ２０と外周センサ３０とで異なる構成のものを用いたが、センターセンサ２０についても外周センサ３０と同様の構造のものを用いるようにしても良い。
さらに、外周センサ３０の温度検出部３２や、センターセンサ２０における温度検出方式も、適宜他の方式とすることも可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の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することが可能である。

１０…温度センサ、２０…センターセンサ、２２…サーミスタ素子、３０…外周センサ、３１…ベース部材、３１ａ…屈曲部、３１ｂ…面（一方の部分）、３１ｃ…面（他方の部分）、３２…温度検出部、３４…サーミスタ素子（温度検出素子）、３７…デュメット線（配線）、３９…リード線、４０…配線接続部、４１…接続板、５０…コネクタ、１００…クッキングヒータ（誘導加熱調理器）、１０１…天板、１１０…コイル

Claims

通電されることにより磁場を発生することで調理容器を加熱するための環状のコイルを備えた誘導加熱調理器に用いられる温度センサであって、
絶縁材料から形成され、一定幅を有してその長手方向の中間部において屈曲した側面視Ｌ字状で、屈曲部に対して一方の部分と当該一方の部分に直交する他方の部分を有するベース部材と、
前記ベース部材の前記一方の部分に設けられ、前記コイルで加熱される前記調理容器の温度を検出する温度検出素子と、
クッション性を有し、前記温度検出素子を前記調理機器の天板に押し付ける緩衝層と、
前記ベース部材の前記他方の部分に設けられ、前記温度検出素子の両極に接続された配線を外部に導出するためのリード線を前記配線に接続するための導電性材料からなる接続板と、を備え、
前記一方の部分は、前記コイルの内周側で生じる磁力線の方向に直交する面内に配置され、
前記他方の部分は、前記コイルの内周側または外周側において、前記コイルの内周側で生じる前記磁力線の方向に平行な面内に配置されることを特徴とする温度センサ。
前記温度検出素子の前記配線が、前記一方の部分から前記他方の部分に導かれ、
前記他方の部分にインサート成形された前記接続板に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
前記接続板は、前記コイルに対し、前記コイルの一方の側にオフセットして設けられていることを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
前記センサが複数備えられ、これら前記センサの前記温度検出素子に接続された前記リード線が、一つのコネクタに接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の温度センサユニット。