(57)【要約】【課題】オーブン制御を高精度に行うとともに、マイクロ波加熱時の沸騰制御を確実に行える、オーブンレンジ用温度センサ及びオーブンレンジを提供する。【解決手段】開示されるオーブンレンジ用温度センサは、基部に取り付けフランジ６を有するとともに先端が閉じた保護管１内の先端部分にサーミスタ素子２を収容して、絶縁チューブまたは絶縁処理４を施したサーミスタ素子のリード線３を保護管内を経て外部に引き出すとともに、サーミスタ素子とリード線の絶縁チューブまたは絶縁処理とを耐熱性接着剤５によって保護管内に封止した温度センサであって、保護管の取り付けフランジから先端までの長さが外径の４倍以上であるとともに、取り付けフランジによって金属筐体に取り付けたときの熱放散定数が３ｍＷ／℃以下である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部に取り付けフランジを有するとともに先端が閉じた保護管内の先端部分にサーミスタ素子を収容して、絶縁チューブまたは絶縁処理を施した前記サーミスタ素子のリード線を前記保護管内を経て外部に引き出すとともに、前記サーミスタ素子と前記リード線の絶縁チューブまたは絶縁処理とを耐熱性接着剤によって前記保護管内に充填した温度センサであって、前記保護管の前記取り付けフランジから先端までの長さが外径の４倍以上であるとともに、前記取り付けフランジによって金属筐体に取り付けたときの熱放散定数が３ｍＷ／℃以下であることを特徴とするオーブンレンジ用温度センサ。
【請求項２】
請求項１記載のオーブンレンジ用温度センサであって、前記保護管内のサーミスタ素子と前記絶縁チューブまたは絶縁処理との間に、前記リード線を貫通するとともに前記絶縁チューブまたは絶縁処理を固定するためのセラミック体を有することを特徴とするオーブンレンジ用温度センサ。
【請求項３】
外筐内に独立した加熱室を有するオーブンレンジであって、請求項１又は２記載のオーブンレンジ用温度センサを、前記加熱室の天井部に、天井板を貫いて前記保護管部を前記加熱室内に突出するように、前記取り付けフランジによって取り付けられていることを特徴とするオーブンレンジ。
【請求項４】
外筐内に独立した加熱室を有するとともに、前記加熱室に連接して通気ダクトを有するオーブンレンジであって、請求項１又は２記載のオーブンレンジ用温度センサを、前記通気ダクト内に、該通気ダクト壁を貫いて前記保護管部を前記通気ダクト内に突出するように、前記取り付けフランジによって取り付けられていることを特徴とするオーブンレンジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加熱室内雰囲気温度の制御と、被加熱物の沸騰制御とを行うための、オーブンレンジ用温度センサ及びオーブンレンジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年において、電気式のオーブンレンジでは、マグネトロンによるマイクロ波加熱とヒーターによるオーブン加熱（グリル加熱）とを、任意に選択して使用できるようにしたものが、多く用いられるようになっている。
このようなオーブンレンジにおいては、マイクロ波加熱とオーブン加熱とのそれぞれの制御のために、さまざまな方式が提案され、また実際に使用されている。
【０００３】
例えば、マイクロ波加熱では、一定出力のマグネトロンを使用した場合に、所望の加熱状態を得られるようにするために、例えば被加熱物を搭載するターンテーブルの下部に重量センサを設置して、検出された被加熱物の重量に応じて加熱時間を制御する方式が広く用いられている。
また、加熱室の上方側壁に設けられた赤外線センサによって、被加熱物から放射される赤外線を検出して、被加熱物の温度に応じて加熱時間を制御する方法も既に知られているとともに、この際、被加熱物から発生する油汚れや、高熱の影響を防止するためにシャッターを設けて、別部屋に赤外線センサを設置することも行われている。
さらに、被加熱物から放出される水蒸気やこれに基づく湿度の変化を、排気ダクトに取り付けられた蒸気センサや湿度センサによって検出して、加熱時間を制御する方法等も知られている。
【０００４】
また、オーブン加熱の場合は、サーミスタ温度センサを加熱室内に設置して、加熱室内の雰囲気温度に応じて、オーブンの加熱状態を制御する方法が古くから用いられている。
【０００５】
一方、時代の趨勢として、より高性能でかつ、より安価なものが求められるようになっており、電気式のオーブンレンジの場合も、このような要求に応じて、上述した各種の制御方法を複合化して構成したものが提案され、また商品として提供されるようになっている。
例えば特許文献１記載の「電子レンジ」においては、温度検出手段としてガラスコートされたサーミスタ素子を用い、ガラスコート部を露出させて直接、加熱室内又は排気ダクト内の空気に触れるように設置することによって、雰囲気温度の検出を行うとともに、検出された温度信号中の交流成分を抽出することによって、被加熱物の沸騰検出を行えるようにしたものが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２３６２６３号公報（第７〜１６頁、図１〜図３）
【特許文献２】
実用新案登録第３０３５８３４号公報（第８〜９頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、使用されていたオーブンレンジ用の温度センサでは、次のような各種の問題があった。
（１）．加熱室上部に取り付けられているヒーターからの熱が、温度センサを収容した保護管に対して、その取り付けフランジを介して直接、伝導されるため、サーミスタ素子の温度が上昇して、雰囲気温度を正確に検出できない。
（２）．保護管を含む温度センサの熱容量が大きいため、温度センサの熱時定数が大きく、温度検出が遅い。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載された構造の温度センサでは、以下のような各種の問題があった。
（３）．温度検出感度を上げるために、サーミスタ素子のガラスコート部を剥き出しにしているので、温度センサを加熱室内に突出させて取り付けた場合、人の手が触れる可能性があって、安全上、実用的とは言えない。
（４）．  上述のように加熱室内に突出させて使用することが現実的でないため、排気ダクトまたは加熱室に通じる別部屋に温度センサを取り付けるのでは、水蒸気発生源である被加熱物からの距離が遠くなるので、オーブン加熱の際の検出温度が加熱室中心とは異なるようになる。
（５）．  サーミスタ素子のガラスコート部が剥き出しのため、製造・組み立て工程において、取り扱いに細心の注意が必要となり、作業時間が増大してコスト上昇の要因となる。
【０００９】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、上述のような各種の欠点を解決した、加熱室内雰囲気温度及び沸騰の検知のための、高性能で安価な、オーブンレンジ用温度センサ及びオーブンレンジを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明はオーブンレンジ用温度センサに係り、基部に取り付けフランジを有するとともに先端が閉じた保護管内の先端部分にサーミスタ素子を収容して、絶縁チューブまたは絶縁処理を施した上記サーミスタ素子のリード線を上記保護管内を経て外部に引き出すとともに、上記サーミスタ素子と上記リード線の絶縁チューブまたは絶縁処理とを耐熱性接着剤によって上記保護管内に充填した温度センサであって、上記保護管の上記取り付けフランジから先端までの長さが外径の４倍以上であるとともに、上記取り付けフランジによって金属筐体に取り付けたときの熱放散定数が３ｍＷ／℃以下であることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のオーブンレンジ用温度センサに係り、上記保護管内のサーミスタ素子と上記絶縁チューブまたは絶縁処理との間に、上記リード線を貫通するとともに上記絶縁チューブまたは絶縁処理を固定するためのセラミック体を有することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３記載の発明は、オーブンレンジに係り、外筐内に独立した加熱室を有するオーブンレンジであって、請求項１又は２記載のオーブンレンジ用温度センサを、上記加熱室の天井部に、天井板を貫いて上記保護管部を上記加熱室内に突出するように、上記取り付けフランジによって取り付けられていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、オーブンレンジに係り、外筐内に独立した加熱室を有するとともに、上記加熱室に連接して通気ダクトを有するオーブンレンジであって、請求項１又は２記載のオーブンレンジ用温度センサを、上記通気ダクト内に、該通気ダクト壁を貫いて上記保護管部を上記通気ダクト内に突出するように、上記取り付けフランジによって取り付けられていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行なう。
◇第１実施例
図１は、本発明の第１実施例であるオーブンレンジ用温度センサの構成と取り付け態様とを示す図、図２は、本実施例のオーブンレンジ用温度センサに対する温度信号検出回路の構成例を示す図、図３は、保護管の長さＬと外径Ｄの比率と、加熱室内中心温度と温度センサによる測定温度との温度差との関係を示す図、図４は、保護管を有する温度センサの場合における、保護管形状と沸騰検知の可否との関係を示す図、図５は、保護管の長さＬと外径Ｄの比率と、熱放散定数の変化率との関係を示す図である。
【００１５】
この例の温度センサは、図１に示すように、深絞り加工によって形成された円形断面を有するステンレス製の保護管１の内部の先端部分に、ガラスコートされたサーミスタ素子２を収容した構造を有している。サーミスタ素子２のリード線３は、絶縁チューブまたは絶縁処理４を付加されることによって、保護管１との間とリード線相互間の絶縁を確保されている。サーミスタ素子２と、絶縁チューブまたは絶縁処理４とは、耐熱性接着剤５を充填することによって、保護管１内に封止されている。
【００１６】
また、保護管１の基部には、取り付けフランジ６が一体化して絞り加工されている。そして、取り付けフランジ６を、取り付け用ネジ７によって、または板金の折り曲げ加工（不図示）によって、加熱室の天井板１００に設けられた取付孔１０１の部分に取り付けることによって、保護管１の部分のみを加熱室の内部に突出させるとともに、リード線をコントロールパネルの裏面に設けられた制御回路部（不図示）に接続されている。
【００１７】
この例の温度センサに用いられる温度信号検出回路は、図２に示すように、サーミスタ素子ＴＨと、直列抵抗Ｒｓと、コンデンサＣと、並列抵抗Ｒｃと、増幅器Ａとからなる概略構成を有している。
抵抗Ｒｓとサーミスタ素子ＴＨとを、電圧０Ｖと電圧−５Ｖ間に直列に接続することによって、接続点Ｓに、温度変化によるサーミスタ素子ＴＨの抵抗変化に基づく出力電圧を発生するので、この出力電圧をヒーター加熱時の雰囲気の温度信号として制御器に供給する。
また、Ｓ点の出力電圧からコンデンサＣと抵抗Ｒｃとからなるフィルタを介して交流分を抽出し、これを増幅器Ａを経て増幅して、マイクロ波加熱時の沸騰検出信号として制御器に供給する。
【００１８】
次に、図１〜図５を参照して、この例の温度センサの動作を説明する。
最初に、この例の温度センサを、オーブン加熱のために使用する場合の動作を説明する。オーブンとしての動作時には、加熱室内に設けられたヒーターに通電することによって、ヒーターから発せられた熱によって加熱室内に置かれた被加熱物（食品）を加熱する。
この際、温度センサによって加熱室内の雰囲気（空気）の温度を検出し、温度信号検出回路から出力された温度信号に応じて、制御器を介してヒーターに対する通電を制御（例えばオン，オフ制御）することによって、加熱室内の雰囲気温度を一定に保つオーブン制御が行われる。
【００１９】
この場合、ヒーターから発生した熱は、輻射によって直接、被加熱物と加熱室壁に伝達されるとともに、加熱室内の温められた空気の対流を介して被加熱物と加熱室壁に伝達される。さらに一部の熱はヒーターの取付部を介して、伝導によって加熱室壁に伝達される。
しかし、加熱室壁の外側は空気と接していて冷却されるため、加熱室内の温度分布は、加熱室中心が最も高く、加熱室壁側に近づくに従って低い温度となっている。
【００２０】
加熱室温度が上昇すると、加熱室壁温度との差が大きくなる。この際、加熱室壁の熱が加熱室の天井板１００の部分から取り付けフランジ６を介して保護管１に伝導されるため、保護管１の先端に収容されているサーミスタ素子２は、加熱室内の雰囲気温度よりも低い温度を検出することになり、これによって、温度センサの検出温度に基づいて、加熱室内雰囲気温度を所望の温度に維持しようとするオーブン制御が正確に行われなくなる恐れがある。
【００２１】
これに対して、温度センサを形成する保護管１の長さと外径との比率をある限度以上に大きくすることによって、加熱室壁から保護管１を経てサーミスタ素子２に伝達される熱の影響を排除しながら加熱室内雰囲気の温度を正しく検出することができ、従ってオーブン制御によって、加熱室内の雰囲気温度を、より正確に所望の温度に維持することができるようになる。以下、これをさらに詳細に説明する。
【００２２】
加熱室壁から伝導によって温度センサに伝達される熱は、前述のように取り付けフランジ６を経て保護管１に伝導し、保護管壁を経て先端部に伝わり、最後にサーミスタ素子２に伝達される。この場合に熱伝導に寄与する保護管断面積は、π（Ｄ−ｄ）２／４（Ｄは保護管の外径、ｄは保護管の内径）によって定まるが、ある程度の強度を保つ必要上、肉厚（Ｄ−ｄ）／２をあまり小さくすることはできないので、外径が一定の場合、保護管壁を介する熱伝導は、実用上、ほぼ一定と考えられる。一方、保護管の材質としては、耐蝕性や強度の関係から一般にステンレスが使用され、その熱伝導度はほぼ一定と考えられる。
【００２３】
このようなことから、本発明の発明者は、もっぱら保護管の長さと外径との関係に着目して、ヒーター加熱時の熱の移動状況を分析した結果、保護管長を外径の４倍以上とすれば、保護管外壁から対流によって雰囲気中に失われる熱が大きくなるため、温度検出時における、加熱室内雰囲気温度の影響が加熱室壁からの熱伝導の影響よりも強くなるという知見を得た。そしてこれによって、従来の温度センサ使用時と比較して、加熱室内中心温度と、センサ測定温度との差を小さくできることがわかった。
【００２４】
図３は、保護管の長さＬと外径Ｄの比率と、加熱室内中心温度と温度センサによる測定温度との温度差との関係を示す実験例であって、従来のセンサ（１）  （従来のセンサ（１）  はこの例の温度センサと同様な構造を有しているが、外径が２．５ｍｍより大きい。図３の実験例では、保護管形状：外径φ３．５ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２．８５）の場合や、特許文献２記載のセンサ（保護管形状：外径φ４．３ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２．３）の場合は、加熱室内中心の温度とセンサ測定温度との温度差が大きいが、本発明のセンサ（１）  （保護管形状：外径φ２．５ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４．０）の場合や、本発明のセンサ（２）  （保護管形状：外径φ２．５ｍｍ、長さ１５．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝６．２）の場合は、加熱室内中心の温度とセンサ測定温度との温度差が小さいことがわかる。
【００２５】
図３から見られるように、保護管の長さと外径の比率Ｌ／Ｄが４．０の点を境にして、保護管の取り付け部からの影響を受けやすい領域と、このような取付構造の影響を受けにくい領域とに区別され、比率Ｌ／Ｄが４．０以上になると加熱室内中心の温度とセンサ測定温度との温度差が小さくなるとともに、その変化が緩やかになっている。
【００２６】
このように、温度センサにおける保護管の長さＬと外径Ｄの比率が４．０以上である場合、加熱室壁から保護管を経て温度センサのサーミスタ素子に伝達される熱の影響を排除しながら加熱室内雰囲気の温度を検出することができるようになるため、オーブン制御が理想的に行われるようになって、加熱室内の雰囲気温度をより正確に目標値に近づけることが可能になる。
【００２７】
次に、この例の温度センサを、マイクロ波加熱のために使用する場合の動作を説明する。マイクロ波加熱の場合は、通常、加熱室内の雰囲気温度に基づく加熱制御は行わずに、マイクロ波照射時間を予め設定して動作させるか、または被加熱物が水を主体とする液体である場合は、沸騰状態の発生時を検知して加熱制御を行う方法がとられている。
そして沸騰状態に到達したことの検出は、沸騰に基づいて大量に発生した水蒸気が温度センサの表面で結露するために、センサの検出温度が急激に上昇することを利用して行われることが多い。
この例の温度センサは、このような場合の温度検出に対しても適しており、サーミスタ素子が金属保護管内に堅牢に保護されているので、加熱室内に露出して設置しても、結露によって安全性や強度の点で問題を生じることはない。
【００２８】
沸騰検出は、前述のように、沸騰現象の発生によって被加熱物から発生した水蒸気が、温度センサの保護管先端部に付着して生じた僅かな結露によって発生した急激な温度変化を検出することによって行うが、このような急激な温度変化の検出のためには、検出信号の直流成分を除去して、交流成分によって検出を行うのが有効であることが知られており、本発明の場合、図２に示された温度信号検出回路によって、交流増幅を行っている。
【００２９】
図４は、保護管を有する温度センサの場合における、保護管形状と沸騰検知の可否との関係を示す実験例であって、サーミスタ素子を保護管内に耐熱性接着剤によって封止した形式の温度センサを加熱室内に取り付けたときに、沸騰検知ができる場合と、沸騰検知ができない場合とについて、分けて示している。
【００３０】
図４に示されるように、沸騰検知が可能な温度センサは、保護管形状が、外径φ２．５ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４．０の場合と、外径φ２．５ｍｍ、長さ１５．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝６．２の場合と、外径φ２．５ｍｍ、長さ２０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝８．０の場合であって、これらの場合は、すべて熱放散定数が３ｍＷ／℃以下であった。
一方、沸騰検知が不可能な温度センサは、保護管形状が、外径φ４．３ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２．３の場合と、外径φ３．５ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２．９の場合と、外径φ３．５ｍｍ、長さ１５．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４．４の場合であって、これらの場合は、すべて熱放散定数が３ｍＷ／℃以上であった。
【００３１】
このようなことから、保護管収容型温度センサの場合に、沸騰検出が確実に行われるための条件は、熱放散定数が３ｍＷ／℃以下であることの知見が得られた。
なお、熱放散定数が３ｍＷ／℃以下であることの確認は、実測によって行われる。
【００３２】
このように、この例の温度センサは、熱放散定数が３ｍＷ／℃以下であることを条件として、確実に沸騰検出を行うことができる。
この例の温度センサは、図１に示すように加熱室の天井に取り付けて使用できるため、水蒸気発生源である被加熱物に近い位置での測定を行うことができ、繰り返し沸騰検出を行う場合の再現性が良好であるという利点がある。
【００３３】
なお、この例の温度センサにおける熱放散定数の値は、保護管の長さと外径の比率（Ｌ／Ｄ）によっても影響を受けることが実験結果から判明している。
図５は、保護管の長さＬと外径Ｄの比率と、熱放散定数の変化率との関係を示す実験例であって、従来のセンサ（１）  （保護管形状：外径φ３．５ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２．８５）の場合や、特許文献２記載のセンサ（保護管形状：外径φ４．３ｍｍ、長さ１０．００ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２．３）の場合は、熱放散定数の変化率は大きいが、本発明のセンサ（１）  （保護管形状：外径φ２．５ｍｍ、長さ１０．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４．０）の場合や、本発明のセンサ（２）  （保護管形状：外径φ２．５ｍｍ、長さ１５．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝６．２）の場合は、熱放散定数の変化率が小さいことが示されている。
【００３４】
図５のデータから、保護管の長さと外径の比率が４．０以上になると熱放散定数の変化率が小さくなるとともにその変化が緩やかになることが知られ、従って保護管の長さと外径の比率が４．０の点を境にして、保護管の取付構造の影響を受けやすい領域と、保護管の取付構造の影響を受けにくい領域とに区別されることがわかる。
これらのことから、この例の温度センサを沸騰検出に用いる場合には、熱放散定数が３ｍＷ／℃であるとともに、保護管の長さと外径の比率（Ｌ／Ｄ）が４．０以上であることが必要である。
【００３５】
このように、この例の温度センサによれば、図１に示されたような構造の場合に、保護管の長さと外径の比率が４．０以下になるようにすることによって、オーブン制御時の加熱室内雰囲気温度とセンサ測定温度との温度差を小さくすることができるとともに、さらに熱放散定数が３ｍＷ／℃以下となるようにすることによって、マイクロ波加熱時の沸騰制御を確実に行うことができる。
さらにこの例の温度センサは、サーミスタ素子を金属保護管内に密閉して収容しているので、機械的に丈夫であって、製造・組み立て工程での取り扱いが容易であるとともに、使用時にも不用意に触れたために破損する恐れがない。
【００３６】
◇第２実施例
図６は、この発明の第２実施例であるオーブンレンジ用温度センサの構成と取り付け態様とを示す図である。
【００３７】
この例の温度センサは、図６に示すように、保護管１と、サーミスタ素子２と、リード線３と、絶縁チューブまたは絶縁処理４と、耐熱性接着剤５と、取り付けフランジ６と、取り付け用ネジ７と、セラミック体８とからなっているが、これらのうちセラミック体８を除く各部は、図１に示された第１実施例の場合と同様である。また、この例の温度センサのオーブンレンジへの取り付け方法も、図１に示された第１実施例の場合と同様である。
セラミック体８は、特許文献２「サーミスタ温度センサ」に記載されたものと同様のものであって、保護管１の内部に嵌合する外径を有する円柱状のセラミックからなり、リード線３を通すための貫通孔（不図示）を有するとともに、リード線貫通孔の上部には、絶縁チューブまたは絶縁処理４の端部を挿入して接着するための凹部（不図示）が設けられている。
【００３８】
この例の温度センサを、図１に示された第１実施例の場合の温度センサに代えてオーブンレンジに使用した場合のオーブン制御及びマイクロ波加熱による沸騰制御は、第１実施例の場合と全く同様に行うことができるとともに、オーブン制御時に、保護管１の長さと外径の比率を４．０以上とすることによって、オーブン制御を確実に行うことができ、さらに、熱放散定数が３ｍＷ／℃以下となるようにすることによって、マイクロ波加熱時の沸騰制御を確実に行うことができることも第１実施例の場合と同様であった。
【００３９】
このように、この例の温度センサによれば、オーブン制御と沸騰制御とを確実に行うことができる。また、この例の温度センサの使用上の利点も、第１実施例の場合と同様であるが、内部に設けられたセラミック体によって絶縁チューブまたは絶縁処理４を固着するので、リード線の保持がより堅牢になる。
【００４０】
次に、本発明の温度センサの適用例として、本発明の温度センサを用いたオーブンレンジについて説明する。
◇適用例１
図７は、本発明の温度センサの第１の適用例であるオーブンレンジの構成を示す斜視図、図８は、本適用例の場合のオーブン制御の動作例を示す図、図９は、本適用例の場合の沸騰制御の動作例を示す図である。
【００４１】
この例のオーブンレンジは、図７に示すように、方形の外筐１１に対して、その前面に各種の操作器（不図示）を取り付けたコントロールパネル１２と、片側に設けられた蝶番構造によって、筐体１１に対して開閉自由に取り付けられたドア１３とを設けた構成を有している。また、筐体１１の内部には、ドア１３の部分に対応して、ドア１３を開いたとき開口部が現れる加熱室１４が設けられていて、二重構造になっているとともに、コントロールパネル１２の背部は、加熱室１４内とは別の空間１５を形成している。
【００４２】
空間１５内には、送風ファン１６が設けられていて、外筐１１の外部から空間１５内に空気を取り入れて、加熱室１４の側面に設けられた通気孔１７から加熱室１４内に送り込み、加熱室１４と外筐１１とを貫いて、反対側の側面に設けられた別の通気孔１８から外筐１１の外部に放出することによって、加熱室１４の内部に循環する風の流れ１９を形成するようになっている。
【００４３】
空間１５内の加熱室１４の側面には、マイクロ波発生装置２０が取り付けられていて、その内部に設けられたマグネトロン（不図示）からマイクロ波を加熱室４の内部に放射して、加熱室１４の底部に設けられたターンテーブル（不図示）上の被加熱物をマイクロ波加熱できるようになっている。
また、加熱室１４の天井板２１の裏面にはヒーター（不図示）が設けられていて、加熱室１４内部の天井又は空気を加熱して、加熱室１４内の雰囲気温度を上昇させることができるようになっている。さらに、加熱室１４の一方の側の奥の天井板には、温度センサ２２が取り付けられている。
温度センサ２２は、取り付けフランジ２３によって、天井板に設けられた取り付け孔２４の部分から加熱室１４の内部に突出するように取り付けられている。この例の場合の温度センサ２２としては、図１に示された第１実施例の場合の温度センサでもよく、又は図６に示された第２実施例の温度センサでもよい。
【００４４】
図８は、図７に示されたオーブンレンジにおいて、異なる種類の温度センサを用いた場合のオーブン制御の実験例を示したものであって、３種類の温度センサについての、加熱室内中心温度の変化と、加熱室内中心温度とセンサ測定温度の温度差との測定結果が示されている。
図中、実線はこの発明の温度センサを加熱室内に取り付けた場合を示し、点線は前述の特許文献２記載の温度センサを加熱室内に取り付けた場合をそれぞれ示しているが、破線の場合のみは、前述の特許文献１記載のものと同様の構造を有する温度センサを排気ダクト内に取り付けた場合を示している。
【００４５】
図８に示されるように、この例の温度センサの場合、加熱室内中心温度特性のオーバーシュートと時間経過時の制御リップルとが、いずれも他の２種類の温度センサの場合より小さいとともに、加熱室内中心温度とセンサ測定温度との温度差も、他の２種類の温度センサの場合より小さい。
【００４６】
図９は、図７に示されたオーブンレンジにおいて、異なる種類の温度センサを用いた場合の沸騰制御の実験例を示したものであって、３種類の温度センサについての、電源オンからの経過時間に対応する、接続点Ｓの電圧と、被加熱物である１００ｍｌの水の温度との測定結果を示している。
図示のように、特許文献２記載の温度センサを加熱室内に取り付けた場合には、沸騰検出のための出力信号が小さいので沸騰検出ができない。また特許文献１記載のものと同様の構造を有する温度センサでは、沸騰現象の発生を示す出力信号を得られるが、沸騰時以外の状態での雑音出力が大きい。これは、ガラスコートされたサーミスタ素子が剥き出しになっているので、小さい結露でも影響を受けやすいためであると考えられる。
【００４７】
一方、この例の温度センサを加熱室内に取り付けた場合には、沸騰現象の発生を示す出力信号が得られるとともに、沸騰時以外の状態での雑音出力も小さい。これはこの例の温度センサのサーミスタ素子が保護管内に収容されていて、小さな結露の影響を受けにくいためである。
なお、図９中において、（１）  ，（２）  ，（３）  は、それぞれ１回目、２回目，３回目の実験時に、沸騰を検出してマイクロ波加熱が自動停止した位置を示している。
【００４８】
このように、この適用例のオーブンレンジでは、オーブン制御の場合に、加熱室内中心温度とセンサ測定温度との温度差が小さい。また、沸騰制御の場合に確実に沸騰を検出できるとともに、沸騰時以外の状態での雑音出力が小さくなる。
【００４９】
◇適用例２
図１０は、本発明の温度センサの第２の適用例であるオーブンレンジの構成を示す斜視図、図１１は、本適用例の場合のオーブン制御の動作例を示す図、図１２は、本適用例の場合の沸騰制御の動作例を示す図である。
【００５０】
図１０に示されるように、この例のオーブンレンジにおける、方形の外筐１１と、その前面に設けられたコントロールパネル１２と、外筐１１に対して開閉自由に取り付けられたドア１３と、筐体１１の内部に設けられた加熱室１４と、コントロールパネル１２の背部に設けられた空間１５と、空間１５内に設けられた送風ファン１６と、加熱室１４の側面に設けられた通気孔１７と、加熱室１４の側面に設けられたマイクロ波発生装置２０と、加熱室の天井又は天井板２１の裏面に設けられているヒーター（不図示）との構成は、図７に示された適用例１の場合と同様である。
【００５１】
一方、この例のオーブンレンジでは、外筐１１内の加熱室１４の天井板２１上や側面に、外筐１１の背面壁や側面壁に接して通気ダクト２５が設けられている。通気ダクト２５は、天井板２１や加熱室の側面壁と連接して設けられた通気孔２６を経て加熱室１４と通じているとともに、外筐１１の背面壁や側面壁と連接して設けられた通気孔２７を経て筐体外に通じている。その結果、送風ファン１６によって加熱室１４内に送り込まれた空気は、加熱室内を循環する風の流れ１９を形成するとともに、その一部は、通気孔２６を経て通気ダクト２５内に送り込まれた後、通気孔２７を経て筐体外に排出されるようになっている。
【００５２】
さらに、通気ダクト２５の一部、例えばその上部に設けられた取付穴２８の部分には、温度センサ２２が通気ダクト２５の内部に突出するように、取り付けフランジ２３によって取り付けられている。
この例の場合の温度センサ２２としては、図１に示された第１実施例の場合の温度センサでもよく、又は図６に示された第２実施例の温度センサでもよい。
【００５３】
この例のオーブンレンジにおける、オーブンとしての動作と電子レンジとしての動作とは、図７に示された適用例１のオーブンレンジの場合と同様であり、この場合に、通気ダクト２５に取り付けられた温度センサ２２によって、加熱室内の雰囲気温度を測定して、加熱室内の雰囲気温度を所望の状態に保つオーブン制御を行うことと、マイクロ波加熱によって水を主体とする被加熱物を加熱する場合に、沸騰状態の検出によって加熱を自動停止する沸騰制御を行うこととは、適用例１の場合と同様にして実現可能である。
【００５４】
図１１は、この例のオーブンレンジにおいて、異なる種類の温度センサを用いた場合のオーブン制御の実験例を示したものであって、２種類の温度センサを通気ダクト内に取り付けた場合についての、加熱室内中心温度の変化と、加熱室内中心温度とセンサ測定温度の温度差との測定結果を示している。
図中、実線は本発明の温度センサを使用した場合を示し、破線は前述の特許文献１記載のものと同種構造の温度センサを使用した場合を示している。
【００５５】
図１１に示されるように、本発明の温度センサを用いた場合と、特許文献１記載のものと同種構造の温度センサを用いた場合とで、加熱室内中心温度の変化と、加熱室内中心温度とセンサ測定温度の温度差との測定結果において、殆ど差異は見られず、いずれの場合も、加熱室内中心温度とセンサ測定温度との温度差が小さいとともに、時間の経過に伴う加熱室内中心温度特性の制御リップルが小さかった。
【００５６】
図１２は、この例のオーブンレンジにおいて、異なる種類の温度センサを用いた場合の沸騰制御の実験例を示したものであって、２種類の温度センサを通気ダクト内に取り付けた場合についての、電源オンからの経過時間に対応する、接続点Ｓの電圧と、被加熱物である１００ｍｌの水の温度との測定結果を示している。
図１２において、（１）  ，（２）  ，（３）  は、それぞれ１回目、２回目，３回目の実験時に、沸騰を検出してマイクロ波加熱が自動停止した位置を示している。
【００５７】
図１２に示されるように、特許文献１記載のものと同種構造の温度センサを用いた場合も、本発明の温度センサを用いた場合も、沸騰検出を確実に行えることは、同様であるが、本発明の温度センサを用いた場合は、沸騰時以外の状態での雑音出力が小さいのに対して、特許文献１記載の温度センサと同様の構造を有するものは、沸騰時以外の状態での雑音出力が大きい。これは、ガラスコートされたサーミスタ素子が剥き出しになっているので、小さい結露でも影響を受けやすいためであると考えられる。
【００５８】
このように、この適用例のオーブンレンジでは、温度センサを通気ダクト内に取り付けている点において適用例１の場合と異なっているが、適用例１の場合と同様に、オーブン制御と、マイクロ波加熱時の沸騰制御とを確実に行うことができる。
【００５９】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、温度センサの保護管を構成する金属はステンレスに限らず、十分な耐蝕性と強度とがあって、同等乃至それ以下の熱伝導度を有する金属であれば、何でもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明のオーブンレンジ用温度センサによれば、オーブン制御時における加熱室内雰囲気温度とセンサ測定温度との温度差を小さくすることができるとともに、マイクロ波加熱時の沸騰制御を確実に行うことができる。
また、本発明の温度センサは、サーミスタ素子を金属保護管内に密閉して収容しているので、機械的に丈夫であって、製造・組み立て工程での取り扱いが容易であるとともに、使用時にも不用意に触れたために破損する恐れがない。
さらに、本発明のオーブンレンジでは、本発明の温度センサを加熱室内または加熱室に連接する通気ダクト内に取り付けることによって、オーブン制御時における加熱室内雰囲気温度とセンサ測定温度との温度差を小さくすることができるとともに、マイクロ波加熱時の沸騰制御を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるオーブンレンジ用温度センサの構成と取り付け態様とを示す図である。
【図２】同実施例のオーブンレンジ用温度センサに対する温度信号検出回路の構成例を示す図である。
【図３】保護管の長さと外径の比率と、加熱室内中心温度と温度センサによる測定温度との温度差との関係を示す図である。
【図４】保護管を有する温度センサの場合における、保護管形状と沸騰検知の可否との関係を示す図である。
【図５】保護管の長さと外径の比率と、熱放散定数の変化率との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例であるオーブンレンジ用温度センサの構成と取り付け態様とを示す図である。
【図７】本発明の温度センサの第１の適用例であるオーブンレンジの構成を示す斜視図である。
【図８】同適用例の場合のオーブン制御の動作例を示す図である。
【図９】同適用例の場合の沸騰制御の動作例を示す図である。
【図１０】本発明の温度センサの第２の適用例であるオーブンレンジの構成を示す斜視図である。
【図１１】同適用例の場合のオーブン制御の動作例を示す図である。
【図１２】同適用例の場合の沸騰制御の動作例を示す図である。
【符号の説明】
１      保護管
２      サーミスタ素子
３      リード線
４      絶縁チューブまたは絶縁処理
５      耐熱性接着剤
６      取り付けフランジ
７      取り付け用ネジ
８      セラミック体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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