(57)【要約】  本発明に係る温度センサ１は、検知対象に接触する感熱体１１と、感熱体に接続される一対のリード線１３，１３と、リード線１３，１３のそれぞれに接続される継線３０，３０と、を有するセンサ要素と、対象器具に位置が固定される固定体５１と、センサ要素の感熱体１１を支持するとともに固定体５１に対して往復移動する可動体４１と、を有するセンサ保持体４０と、を備える。リード線１３は、単線からなる芯線１４と、芯線１４を覆う絶縁被覆１５と、を備え、継線は、撚線からなる芯線３１と、芯線３１を覆う絶縁被覆３３と、を備える。リード線１３の撚線を構成する導線はリード線１３を構成する単線より線径が小さい。
2019239579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象に接触する感熱体と、前記感熱体に接続される一対のリード線と、前記リード線のそれぞれに接続される継線と、を有するセンサ要素と、
対象器具に位置が固定される固定体と、前記センサ要素の前記感熱体を支持するとともに前記固定体に対して第一位置と第二位置との間で往復移動する可動体と、を有する保持要素と、を備え、
前記リード線は、単線からなる第一芯線を備え、
前記継線は、撚線からなる第二芯線と、前記第二芯線を覆う第二絶縁被覆と、を備え、  前記撚線を構成する導線は前記単線より線径が小さい、
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記継線の前記第二芯線は、前記リード線の前記第一芯線より強度が低い変形領域を備える、
請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記リード線と前記継線は、前記第一芯線の剥き出しとされた第一露出部と前記第二芯線の剥き出しとされた第二露出部との接続部分を介して接続されており、
前記変形領域は、前記第二露出部に備えられる、
請求項２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記第二芯線の変形量を規制する、電気絶縁性材料からなる変形規制要素を備える、
請求項３に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記変形規制要素は、
前記第一露出部、前記接続部分および前記第二露出部を所定の間隙を有して周囲から覆う、
請求項４に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記リード線と前記継線は、前記第一芯線の剥き出しとされた第一露出部と前記第二芯線の剥き出しとされた第二露出部との接続部分を介して接続されており、
前記変形領域は、前記第二絶縁被覆に覆われる前記第二芯線に備えられる、
請求項２に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記継線は、
前記第二芯線と前記第二絶縁被覆は軸線方向への相対的な移動が可能に接している、
請求項６に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記可動体に対して前記第一位置に向けて弾性力を加える弾性体を備える、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の温度センサを備えることを特徴とする調理器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知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。
【背景技術】
【０００２】
調理器、例えば鍋、フライパンなどの底面に接触して温度を測定する温度センサは、例えば特許文献１、特許文献２に記載されるように、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とともに、集熱体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。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、集熱体から伝達される熱を受けることにより調理器の温度を検知する。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。【０００３】
この温度センサは、調理器具、例えばガスコンロに設けられており、コンロの五徳に調理器を載せる過程で調理器が集熱体に接触して集熱体が押し下げられる。集熱体には、上方に向けて弾性力が加えられているので、調理の最中に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を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集熱体のように往復移動する可動体を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４７８３号公報
【特許文献２】特許第４４５１２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
集熱体は調理器から押し下げられるときに荷重を受ける。この荷重は集熱体を介して感熱素子に伝わるので、感熱体とリード線の接合部分には圧縮荷重が加わる。また、調理器が五徳から持ち上げられると集熱体は弾性力により押し上げられるが、この際に感熱体とリード線の接合部分に引張荷重が加わる。調理器が集熱体に衝撃荷重となって接触したり、圧縮荷重および引張荷重が長期にわたって繰り返されたりすると、感熱体とリード線の接合部分に断線が生ずるおそれがある。
そこで本発明は、集熱体が衝撃荷重を受けたり長期にわたって使用されたりしても感熱体とリード線の接続状態を維持できる温度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは感熱体とリード線の接合部分の断線に与える集熱体への荷重の影響を確認したところ、以下のことを知見した。
調理器が集熱体に接触し、または、調理器が持ち上げられると集熱体は荷重を受けるが、この荷重は感熱体およびリード線に伝わり、さらにリード線に接続される継線にも伝わる。集熱体が受けた荷重は感熱素子に比べて総延長の長いこれら電線類の部分で緩和され得る。ところが、荷重が緩やかであれば電線類における荷重の緩和が成り立つが、急激に衝撃荷重が加わると成り立たなくなり、集熱体が受けた衝撃荷重は専ら感熱素子の部分に加わる。その結果、感熱体とリード線の相対的な位置ずれが生ずるように力が加わり断線に至ることがある。【０００７】
以上の知見に基づいてなされた本願発明の温度センサは、検知対象に接触する感熱体と、感熱体に接続される一対のリード線と、リード線のそれぞれに接続される継線と、を有するセンサ要素と、対象器具に位置が固定される固定体と、センサ要素の感熱体を支持するとともに固定体に対して第一位置と第二位置との間で往復移動する可動体と、を有する保持要素と、を備える。
本発明におけるリード線は、単線からなる第一芯線を備える。本発明における継線は、撚線からなる第二芯線と、第二芯線を覆う第二絶縁被覆と、を備える。
本発明の温度センサは、撚線を構成する導線は単線より線径が小さいこと、を特徴とする。【０００８】
本発明の温度センサにおいて、好ましくは、継線の第二芯線は、リード線の第一芯線より強度が低い変形領域を備える。【０００９】
本発明の温度センサにおけるリード線と継線は、好ましくは、第一芯線の剥き出しとされた第一露出部と第二芯線の剥き出しとされた第二露出部との接続部分を介して接続されており、変形領域は、第二露出部に備えられる。【００１０】
変形領域が第二露出部に備えられる本発明の第一形態は、好ましくは、第二芯線の変形量を規制する、電気絶縁性材料からなる変形規制要素を備える。
本発明における変形規制要素は、好ましくは、第一露出部、接続部分および第二露出部を所定の間隙を有して周囲から覆う。【００１１】
本発明におけるリード線と継線は、好ましくは、第一芯線の剥き出しとされた第一露出部と第二芯線の剥き出しとされた第二露出部との接続部分を介して接続されており、変形領域は、第二絶縁被覆に覆われる第二芯線に備えられる。【００１２】
変形領域が第二絶縁被覆に覆われる第二芯線に備えられる本発明の第二形態において、継線は、好ましくは、第二芯線と第二絶縁被覆は軸線方向への相対的な移動が可能に接している。本発明の第二形態においては、第二絶縁被覆が変形規制要素を兼ねる。【００１３】
本発明の温度センサにおいて、典型的には、可動体に対して第一位置に向けて弾性力を加える弾性体を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る温度センサにおいて、継線は、撚線からなる第二芯線と、第二芯線を覆う第二絶縁被覆と、を備え、撚線を構成する導線は単線より線径が小さいために、第二芯線の方が第一芯線よりも強度が低い。これにより、集熱体が衝撃荷重を受けたとしても、芯線が先行して弾性変形できる。したがって、本願発明に係る温度センサによれば、衝撃荷重を受けたとしても、感熱体からの芯線の断線を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１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。
【図２】第１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状態を示し、（ｂ）は調理器が載っているために可動体が後退している状態を示している。
【図３】第１実施形態に係る温度センサの感熱素子を示し、（ａ）は正常な状態を示し、（ｂ）は断線が生じた状態を示す。
【図４】第１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）は調理器が載っていない無負荷の状態を示し、（ｂ）は調理器を調理器具に載せたときに衝撃荷重が加えられた状態を示している。
【図５】図４（ｂ）の部分拡大図である。
【図６】本発明の第２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。
【図７】第２実施形態に係る温度センサのリード線と接続電線の接合部分の近傍の動作を示し、（ａ）は調理器が載っていない無負荷の状態を示し、（ｂ）は（ａ）の部分拡大断面図、（ｃ）は調理器が調理器具に載ることにより衝撃荷重が加えられたときの（ｂ）に対応する断面図、（ｄ）は（ｂ）に対応する第１実施形態に係る接続電線の断面図である。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。以下では、第１実施形態と第２実施形態の二つを順に説明する。第１実施形態および第２実施形態は、集熱体に衝撃荷重が加わったときに、感熱素子のリード線に接続される接続電線の芯線が弾性変形することによって加わった荷重を緩和する。この芯線の弾性変形する部分はリード線よりも強度が低いために、リード線が感熱体から断線するよりも先行して芯線が弾性変形することにより、感熱体とリード線の接続状態を維持する。
【００１７】
第１実施形態と第２実施形態はともに接続電線の芯線が弾性変形することにより衝撃荷重を緩和する点では同じである。ところが、第１実施形態は剥き出しとされた芯線に弾性変形を生じさせるのに対して、第２実施形態は絶縁被覆で覆われた芯線に弾性変形を生じさせる。また、第１実施形態における弾性変形はいわゆる座屈に類似するように局所的に生ずると言えるのに対して、第２実施形態における弾性変形は第１実施形態に比べて広い範囲で蛇行するように生ずる。
【００１８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について、図１〜図４および図８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または前方、下側を下方Ｌまたは後方として説明する。
温度センサ１は、図８に示すように、一例としてガスコンロなどの調理器具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。
【００１９】
［感熱素子１０］
感熱素子１０は、図３（ａ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、図１および図２に示すように、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。後述する継線３０の芯線３１も同様の金属材料で構成される。芯線１４が本願発明の第一芯線に該当する。リード線１３の芯線１４は単線からなる。
【００２２】
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。
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と区別している。
【００２３】
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、化学的な変化及び物理的な変化が感熱体１１に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。
【００２４】
［継線３０］
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はリード線１３の芯線１４よりも線径が小さい。一例として、芯線１４の直径が０.３ｍｍであるのに対して、芯線３１を構成する導線の直径は０.１ｍｍである。
芯線３１が本願発明の第二芯線に該当し、絶縁被覆３３が本願発明の第二絶縁被覆に該当する。
【００２５】
第１実施形態における継線３０は押し出し法で作製されており、第２実施形態の継線３０と製法が異なる。押し出し法で作製された継線３０は、その作製過程で絶縁被覆３３が溶融しているために、図７（ｄ）に示すように、溶融した絶縁材が芯線３１の外周の凹凸に入り込む。したがって、継線３０は、芯線３１に対して絶縁被覆３３が軸線方向に容易に位置ずれすることはない。
【００２６】
［リード線１３と継線３０の接合部分１８］
次に、リード線１３と継線３０の接続部分１８の周囲について図４および図５を参照して説明する。
リード線１３の芯線１４と継線３０の芯線３１は、例えば溶接による接続部分１８により電気的に接続される。以下、接続部分１８より感熱体１１の側を前とし、その反対側を後とする定義に基づいた説明することがある。
【００２７】
接続部分１８を含む前後の所定範囲はリード線１３の絶縁被覆１５および継線３０の絶縁被覆３３が剥がされている。つまり、この所定範囲については、芯線１４および芯線３１は剥き出しとされる。この所定範囲で剥き出しにされた部分の軸線方向の寸法は、衝撃荷重を受けたときに、衝撃荷重を緩和するために十分な長さに設定されている。これについて詳しくは後述する。
【００２８】
［センサ保持体４０］
次に、センサ保持体４０は、図１および図２に示すように、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へ後退可能に設けられた可動体４１と、可動体４１を支持する固定体５１と、を備えている。センサ保持体４０は、本願発明における保持要素に該当する。
【００２９】
［可動体４１］
可動体４１は、図１および図２に示すように、例えば、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、を備えている。集熱体４２、収容筒４３、ホルダ４４およびカバー４５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。
また、可動体４１は、ホルダ４４の内部に収容され、固定体５１に対して集熱体４２、ホルダ４４およびカバー４５を上方Ｕに向けて弾性力を付与するコイルばね４６を備えている。コイルばね４６は、ステンレス鋼のなかで弾性係数の大きい材料で構成されることが好ましい。
【００３０】
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側は閉じられ、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。充填材は、耐熱性の接着剤、特に金属フィラーを含むものが好ましい。
【００３１】
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、収容筒４３、感熱素子１０を内部に収容する。
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の側が集熱体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は、段差部４４Ｃよりも下方Ｌに径の細い下端部４４Ｂが形成される。この段差部４４Ｃが座金５４に接触することで、可動体４１の前端位置が規定される。ここでいう前端位置とは、固定体５１に対して可動体４１が最も前進している第一位置であり、集熱体４２に荷重が加わらなければ可動体４１はこの第一位置に位置する。
【００３２】
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。
【００３３】
コイルばね４６は、その上端部４６Ａが集熱体４２のうら面側を支持し、下端部４４Ｂが固定体５１をなす外筒５３の上端部を支持する。コイルばね４６は、固定体５１と可動体４１の間に鉛直方向の弾性力を加える。
コイルばね４６は、調理器を調理器具に載せたときに、集熱体４２が下方Ｌへ後退するとともに調理器の底面への集熱体４２の接触を維持できる程度の弾性力を有している。
【００３４】
［固定体５１］
次に固定体５１について図１、図２および図４を参照して説明する。
固定体５１は、温度センサ１を調理器具に取り付けた後には、調理器を載せたとしてもその位置が固定される。
固定体５１は、図１（ｂ）および図４（ａ）に示すように、外筒５３と、外筒５３の内側に設けられ、接続部分１８に臨むリード線１３の芯線１４が剥き出しとされる部分と継線３０の芯線３１が剥き出しとされる部分を取り囲む内筒５５と、を備えている。芯線１４が剥き出しとされる部分が本願発明における第一露出部に該当する、芯線３１が剥き出しとされる部分が本願発明における第二露出部に該当する。また、内筒５５が本発明における変形規制要素に該当する。
【００３５】
外筒５３は、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、外筒５３の外周に嵌合される円筒状の部材である。座金５４は、ホルダ４４の段差部４４Ｃが突き当たることで、可動体４１の前方（上方Ｕ）へのそれ以上の移動を規制する。
外筒５３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。
【００３６】
内筒５５は、集熱体４２が衝撃荷重を受けた時に芯線３１が変形する量を規制する。
内筒５５は、図１（ｂ）、図４および図５に示すように、軸線方向Ｃに貫通するそれぞれが円柱状に形成された収容室５６を備える、いわゆる２孔チューブからなる。この一対の収容室５６，５６は、径が互いに等しく設定されており、その径の直径Ｄは、リード線１３と継線３０の周囲に間隙が空くように定められている。この一対の収容室５６，５６のそれぞれには、接続部分１８を含むリード線１３と継線３０が収容される。
内筒５５は、電気絶縁性の樹脂材料から構成される。したがって、剥き出しとされた芯線１４および芯線３１が接触したとしても、内筒５５との間に短絡が生じることがない。また、内筒５５には、収容室５６と収容室５６の間に芯線１４と芯線３１が接触して短絡するのを防ぐための区画壁５７が設けられている。
【００３７】
［温度センサ１の動作］
次に、この温度センサ１の動作、作用について図２、図４、図５および図８を参照して説明する。
図２（ａ），（ｂ）および図８に示すように、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、つまり後退する。このとき、図２（ｂ）に示すように、集熱体４２とともにホルダ４４およびカバー４５もコイルばね４６の弾性力に抗して後退して停止する。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、つまり前進する。集熱体４２などは、図２（ａ）に示すように、ホルダ４４の段差部４４Ｃが座金５４に接すると前進が止まる。このように、温度センサ１は、感熱体１１を保持する可動体４１が、調理器具であるガスコンロ１００に対して位置が固定するように配置される固定体５１に対して往復移動する。
【００３８】
この往復移動は、第一位置と第二位置の間で行われる。第一位置とは、調理器１０７が五徳１０６に載っていないためにコイルばね４６に負荷か加わらないときの可動体４１の位置である。第二位置とは、調理器１０７が五徳１０６に載っているためにコイルばね４６に負荷か加わっているときの可動体４１の位置である。コイルばね４６は、可動体４１を第二位置から第一位置に向けて弾性力を加える弾性体である。なお、第一位置に向けた可動体４１の相対的な移動を前進といい、第二位置に向けた可動体４１の相対的な移動を後退と称している。
【００３９】
集熱体４２には急激な衝撃荷重が加わり、この衝撃荷重を感熱素子１０で受けると、感熱体１１とリード線１３の電気的な接続が解かれる断線が生じるおそれがある。図３（ｂ）はその一例を示しており、リード線１３の芯線１４に矢印で示すように引張力が作用することにより、電極１２による芯線１４の感熱体１１との接続が解かれることがある。感熱素子１０は保護層１６を備えるが、保護層１６による電極１２による芯線１４の接続を保持する力は衝撃荷重による引張力に比べると小さい。したがって、保護層１６に断線の防止を期待することはできない。
【００４０】
そこで、温度センサ１は、感熱素子１０の感熱体１１と芯線１４の接合部分で衝撃荷重を受け止めるのではなく、継線３０の芯線３１で衝撃荷重を緩和する要件を備えている。この要件は、接続部分１８よりも後方において芯線３１が相当の長さに亘って剥き出しとされること、および、芯線１４よりも芯線３１の強度が小さいことである。この要件を備えるので、芯線１４が感熱体１１から断線するのに先行して、芯線３１が弾性変形することにより芯線１４の断線を防止することができる。
【００４１】
図４（ａ），（ｂ）および図５を参照して衝撃荷重を受ける継線３０の芯線３１の動作を説明する。
図４（ａ）に示す無負荷の状態から集熱体４２に衝撃荷重が加わると、図４（ｂ），図５に示すようにリード線１３が瞬間的に後退する。そうすると、接続部分１８よりも下方Ｌの芯線３１が弾性変形して外側に向けて膨らみ変形部Ｅが形成されるので、芯線３１が衝撃荷重を緩和する。絶縁被覆３３が芯線３１で覆われている部分は、剥き出しとなっている芯線３１よりも強度が大きいので、弾性変形が生ずることはない。
【００４２】
ここで、集熱体４２を介してリード線１３および継線３０に加えられる衝撃荷重は、リード線１３および継線３０の軸線方向に加わる圧縮荷重となる。したがって、衝撃荷重を受ける初期においてはリード線１３および継線３０は圧縮変形するが、受ける荷重が過大になると変形部Ｅとなって径方向の外側に向けてたわむ。これは、柱の座屈として知られている現象とみなされる。第１実施形態は、衝撃荷重を剥き出しとされた芯線３１に座屈に類する変形に変換することで、衝撃荷重が緩和される。
【００４３】
ここで、圧縮荷重を受ける部材の荷重方向の寸法が大きいことが座屈の前提である。したがって、第１実施形態において、剥き出しとされる芯線３１の軸線方向Ｃの寸法を長くしている。本発明者らの知見によると、強度の高い接続部分１８より後方における剥き出しの寸法Ｄが５ｍｍ以上であれば変形部Ｅが生じやすく、１０ｍｍ以上であればより変形部Ｅが生じやすい。
【００４４】
また、変形部Ｅは、図４（ｂ）および図５に示すように、剥き出しの寸法Ｄのほぼ中央に生じる傾向が強い。したがって、寸法Ｄのほぼ中央の近傍が本発明における変形領域に該当する。
【００４５】
継線３０は撚線から構成されているので、上述した弾性変形は撚線を構成するそれぞれの導線に生じる。それぞれの導線はリード線１３の芯線１４よりも線径が小さい。一方で、座屈は材料が持つ強度より遥かに小さな力で生じるので、撚線を構成する導線は芯線１４よりも容易に変形部Ｅが生じる。
【００４６】
ここで、収容室５６の直径Ｄ（図４）が小さいと変形部Ｅの変形量が小さくなり、衝撃荷重を十分に緩和できなくなる。一方、収容室５６の直径Ｄが必要以上に大きすぎると、弾性域を超えて塑性変形が生じ、撚線を構成する導線が脆性破壊するおそれがある。これらを考慮すると、収容室５６の直径Ｄは、好ましくは芯線３１の直径の１．５〜４倍、より好ましくは２〜３倍の範囲とされる。
【００４７】
調理が継続している間、すなわち、五徳１０６の上に調理器１０７が置かれている間は、集熱体４２を介して加えられる調理器の荷重がリード線１３および継線３０に継続して加えられているので、芯線３１の弾性変形した状態は維持されるが、調理が終了して調理器が五徳１０６上から取り除かれると、変形部分は弾性復帰して図４（ａ）に示すように芯線３１はもとの真直な状態に戻る。ここでは、弾性変形と説明したが、撚線である芯線３１を構成する複数の導線の中の一部が塑性変形するのを否定しない。
【００４８】
［温度センサ１の効果］
温度センサ１は、感熱素子１０から継線３０の間に、剥き出しとされることで最も強度の小さい領域を芯線３１に設ける。これにより、集熱体４２に衝撃荷重を受けたとしても、芯線３１が先行して弾性変形する。したがって、温度センサ１によれば、衝撃荷重を受けたとしても、感熱素子１０の感熱体１１からの芯線１４の断線を防止できる。
【００４９】
しかも、温度センサ１は芯線３１の変形量を規制する内筒５５を備えている。これにより、芯線３１が塑性変形に至るのを防ぐとともに、内筒５５の区画壁５７が芯線３１どうしの接触による短絡を防ぐ。
【００５０】
さらに、温度センサ１は、芯線３１の変形量を規制し、かつ芯線３１どうしの短絡を防ぐために内筒５５を設けること以外に新たな部材を設ける必要がない。しかも、芯線３１の剥き出しとなる寸法を長くする必要はあるが、加工工数は剥き出しが短い場合と変わらない。よって、第１実施形態によれば、コストをほとんどかけることなく、耐衝撃性の温度センサ１を提供できる。
【００５１】
［第１実施形態の変形例］
以上、本発明に係る第１実施形態を説明したが、本発明は第１実施形態に限るものではなく、種々の変形を許容する。
はじめに、温度センサ１は芯線３１の変形を規制するための要素として２孔チューブからなる内筒５５を用いたが、本発明における芯線３１の変形を規制する要素はこれに限らない。
例えば、芯線３１の外周面を覆うように設けられるシリコーンゴムからなる被覆は本発明における芯線３１の変形を規制する要素を構成する。芯線３１の周囲にこの被覆が隙間なく設けられていたとしても、シリコーンゴムは柔軟性に富むため、芯線３１の変形に伴って当該被覆が径方向に膨張しつつ芯線３１の変形を規制する。
また、本発明における芯線３１の変形を規制する要素は、芯線３１の周囲を取り囲む以上の形態に限らない。例えば、芯線３１は撚線からなるので、撚線をなす複数の導線の間に介在される粘着剤を本発明における芯線３１の変形を規制する要素として用いることができる。
【００５２】
次に、第１実施形態は継線３０の芯線３１の強度がリード線１３の芯線１４の強度よりも小さい例を示したが、リード線１３の芯線１４の強度を継線３０の芯線３１の強度よりも小さくしてもよい。この場合、芯線１４の直径をより小さくして撚線をなす芯線３１よりも強度を小さくすればよい。この場合、剥き出しとされた芯線１４の部分が弾性変形することになる。
また、芯線１４の強度と芯線３１の強度を調整することにより、衝撃荷重を受けたときに芯線１４および芯線３１の両方において変形を生じさせることもできる。
【００５３】
次に、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器具に広く適用できる。例えば、電磁調理器、炊飯器、ポット、コーヒーメーカなどが掲げられる。
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、第１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。
以上のことは第２実施形態についても同様に当てはまる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る温度センサ２を説明する。
温度センサ２は、絶縁被覆６３で被覆された範囲で芯線６１を弾性変形させる点で第１実施形態の温度センサ１と相違する。以下、第１実施形態との相違点を中心に温度センサ２を説明する。なお、温度センサ２において、温度センサ１と同じ構成要素には同じ符号を付ける。また、第２実施形態において、芯線６１が本願発明の第二芯線に該当し、絶縁被覆６３が本願発明の第二絶縁被覆に該当するが、絶縁被覆６３は本願発明の変形規制要素を兼ねる。
【００５５】
［温度センサ２の構成］
はじめに、温度センサ２は、図６（ａ）に示すように温度センサ１と同じ外観を有しているが、図６（ｂ），図７（ａ）に示すように、芯線１４と継線６０の接続部分１８の周りの形態が異なる。つまり、温度センサ２は、絶縁被覆１５および絶縁被覆６３が接続部分１８の間際まで設けられており、剥き出しとされる芯線１４および芯線６１の範囲が接続に必要な最小限の範囲に抑えられている。
【００５６】
次に、温度センサ２の継線６０は、温度センサ１の継線３０とは異なり、テープラッピング法により製造される。テープラッピング法とは、導線の外周に樹脂材料製のテープを巻き回した後に、テープの外周を溶融、固化することにより絶縁被覆を形成する継線の製造方法である。テープの内周は溶融されないので、テープラッピング法による継線６０は、芯線６１の外周面と絶縁被覆６３の内周面の機械的な結合はほとんどない。しかも、撚線からなる芯線６１の外周は凹凸があるため、芯線６１と絶縁被覆６３の間には微小な隙間が存在する。したがって、芯線６１と絶縁被覆６３は軸線方向への相対的な変位が可能であるとともに、絶縁被覆６３の内部において芯線６１は軸線方向Ｃへの相対的な移動および径方向への変形が可能である。第２実施形態は、この継線６０の特質を利用して衝撃荷重を緩和する。
【００５７】
ここで、第１実施形態で用いた押し出し法による継線３０は、絶縁被覆３３を構成する樹脂材料が溶融した状態で芯線３１に径方向の外側から内側に向けた圧力を受けながら押し出し機から押し出される。これにより、図７（ｄ）に示すように、芯線３１の外周の凹凸には絶縁被覆３３が食い込むので、押し出し法による継線３０はテープラッピング法による継線６０に比べて、芯線３１と絶縁被覆３３の機械的な結合力が強い。
【００５８】
［温度センサ２の作用］
以上のように継線６０は接続部分１８の近傍の短い範囲でしか芯線６１が剥き出しとされておらず、衝撃荷重を受けたときにこの短い範囲で弾性変形することは難しい。ところが、図７（ｂ），（ｃ）を参照して以下に説明するように、絶縁被覆６３で覆われている部分で芯線６１が弾性変形する。
【００５９】
無負荷の図７（ｂ）の状態から集熱体４２に衝撃荷重が作用すると図７（ｃ）に示すように絶縁被覆６３の内部の芯線６１が蛇行するように変形することにより、芯線６１が衝撃荷重を緩和する。芯線６１に生じる蛇行変形は絶縁被覆６３の径を押し拡げるように作用するが、絶縁被覆６３はこの蛇行変形を拘束する。
ここで、絶縁被覆６３で覆われていない芯線６１の部分の軸線方向の寸法が短いのでこの部分に座屈に類する変形は生じにくい。一方で、絶縁被覆６３で覆われている芯線６１に第１実施形態のように座屈に類する変形が生じないのは、芯線６１と絶縁被覆６３の間の隙間が狭いために変形量が頭打ちとなり、頭打ちとなった分が蛇行変形としてあらわれるものと推察される。
【００６０】
調理が継続している間、弾性変形は維持されるが、調理が終了して調理器が取り除かれると、変形部分は弾性復帰して図７（ｂ）に示すように芯線６１はもとの真直な状態に戻る。
【００６１】
［第２実施形態の効果］
第２実施形態に係る温度センサ２も第１実施形態に係る温度センサ１と同様の効果を奏するのに加えて、以下の効果を奏する。
温度センサ２は、芯線６１が相当の長さに亘って蛇行することにより衝撃荷重の緩和をすることができる。したがって、芯線３１の局所的に変形することにより衝撃荷重の緩和をする温度センサ１に比べて、芯線６１の耐久性が優れる。ただし、押し出し法による電線の方がテープラッピング法による電線よりも製造コストが低い。
【符号の説明】
【００６２】
１，２  温度センサ
１０    感熱素子
１１    感熱体
１２    電極
１３    リード線
１４    芯線
１５    絶縁被覆
１６    保護層
１８    接続部分
３０    継線
３１    芯線
３３    絶縁被覆
４０    センサ保持体
４１    可動体
４２    集熱体
４２Ａ  接触面
４３    収容筒
４４    ホルダ
４５    カバー
４６    コイルばね
５１    固定体
５３    外筒
５４    座金
５５    内筒
５６    収容室
５７    区画壁
６０    継線
６１    芯線
６３    絶縁被覆
１００  ガスコンロ
１０６  五徳
１０７  鍋
１０８  底面
Ｃ      軸線方向
Ｅ      変形部
【図１】
2019239579.tif 000003
【図２】
2019239579.tif 000004
【図３】
2019239579.tif 000005
【図４】
2019239579.tif 000006
【図５】
2019239579.tif 000007
【図６】
2019239579.tif 000008
【図７】
2019239579.tif 000009
【図８】
2019239579.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月27日(2020.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象に接触する感熱体と、前記感熱体に接続される一対のリード線と、前記リード線のそれぞれに接続される継線と、を有するセンサ要素と、
対象器具に位置が固定される固定体と、前記センサ要素の前記感熱体を支持するとともに前記固定体に対して第一位置と第二位置との間で往復移動する可動体と、を有する保持要素と、を備え、
前記リード線は、単線からなる第一芯線を有し、
前記継線は、撚線からなる第二芯線と、前記第二芯線を覆う第二絶縁被覆と、を備え、
前記撚線を構成する導線は前記単線より線径が小さく、
前記継線は、前記第二絶縁被覆から剥き出しとなった前記第二芯線を含む変形領域を備える、
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記継線の前記第二芯線は、前記リード線の前記第一芯線より強度が低い、
請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記リード線と前記継線は、前記第一芯線の剥き出しとされた第一露出部と前記第二芯線の剥き出しとされた第二露出部との接続部分を介して接続されており、
前記変形領域は、前記第二露出部に備えられる、
請求項２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記第二芯線の変形量を規制する、電気絶縁性材料からなる変形規制要素を備える、
請求項３に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記変形規制要素は、
前記第一露出部、前記接続部分および前記第二露出部を所定の間隙を有して周囲から覆う、
請求項４に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記リード線と前記継線は、前記第一芯線の剥き出しとされた第一露出部と前記第二芯線の剥き出しとされた第二露出部との接続部分を介して接続されており、
前記変形領域は、前記第二絶縁被覆に覆われる前記第二芯線に備えられる、
請求項２に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記継線は、
前記第二芯線と前記第二絶縁被覆は軸線方向への相対的な移動が可能に接している、
請求項６に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記可動体に対して前記第一位置に向けて弾性力を加える弾性体を備える、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の温度センサを備えることを特徴とする調理器具。
【国際調査報告】
2019239579.tif 000011
2019239579.tif 000012