(57)【要約】【課題】芯温センサの抜き取り可能なタイミングが正確に判るようにする。【解決手段】芯温センサ２０における食品Ｆに差し込まれて芯温を検知する差し込み部２２の内部に、同差し込み部２２を加熱するヒータ２４が埋設されたものにおいて、ヒータ２４への通断電を切り替えるヒータスイッチ２７と、ヒータ２４への通電後における差し込み部２２の温度を検知するセンサ素子２３と、センサ素子２３による検知温度Ｔｄ２と、予め定められたプラス温度帯のセンサ温設定温度Ｔｋとを比較して、検知温度Ｔｄ２が設定温度Ｔｋに達したところで昇温確認信号ｓを送出する比較部４２と、昇温確認信号ｓを受けて昇温確認の報知を行う表示ランプ３２とが具備されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却庫内で冷却される食品の内部温度を検知するための芯温センサであって、前記食品に差し込まれる差し込み部の内部に同差し込み部の温度を検知するセンサ素子に加えて、前記差し込み部を加熱するヒータが埋設されたものにおいて、
前記ヒータへの通断電を切り替えるスイッチと、
前記ヒータへの通電後における前記差し込み部の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段による検知温度と、予め定められたプラス温度帯の設定温度とを比較して、前記検知温度が前記設定温度に達したところで昇温確認信号を送出する比較手段と、
前記昇温確認信号を受けて昇温確認の報知を行う報知手段と、が具備されていることを特徴とする芯温センサ。
【請求項２】
前記昇温確認信号を受けて前記スイッチを切断するスイッチ切断手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の芯温センサ。
【請求項３】
前記温度検知手段が前記センサ素子で兼用されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の芯温センサ。
【請求項４】
前記ヒータに通電された場合に点灯してこれを表示する表示ランプが設けられ、前記報知手段は、前記表示ランプが消灯することにより報知することを特徴とする請求項２または請求項３記載の芯温センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速冷却庫等に付設されて食品の内部温度を検知することに用いる芯温センサ、特にヒータを内蔵した芯温センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
急速冷却庫は、加熱調理した食品を細菌が繁殖しない低温まで急速冷却し、その後の保存に供するために使用されるものであって、収納室内に調理後の食品が収納されると、冷却運転が開始されて収納室に冷気が循環供給されることで食品が急速冷却され、一方収納された食品には、芯温センサが差し込まれて同食品の芯温（内部温度）が検知され、検知温度が設定温度まで下がったら、所定の急速冷却が完了したと見なされて冷却運転が停止され、そののち必要に応じて食品を冷却温度に保持する保冷運転が行われるようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ここで冷却された食品は、冷却運転の停止後あるいは保冷運転中の適当なタンイミングで庫外に取り出されるのであるが、その前に食品から芯温センサを抜く必要がある。そのとき、食品が例えば凍結状態に冷却されていると、芯温センサの差し込み部の回りが固まって抜くことができない事態が起きるため、差し込み部にヒータを内蔵し、ヒータにより差し込み部を加熱して回りの食品を融かすことで、抜き取りを可能とするものが提案されている。
【特許文献１】特開平５−１０６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、上記のようにヒータを内蔵した芯温センサであっても、差し込み部の回りの食品が融けたタイミング、すなわち芯温センサが抜き取り可能なタイミングは判別できないから、例えば抜き取るタイミングが早過ぎると、抜き取りの動作を何度も繰り返す必要があったり、逆に遅すぎると、ヒータからの熱が食品に悪影響を及ぼすことも懸念される。  
その対策として、ヒータの通電後に一定時間が経過したら、食品が融けたと見なしてブザー等でそれを報知することが考えられるが、食品が融けるまでの時間は、食品の冷却温度や食品の重量等の条件によって変わるため、正確な抜き取りタイミングは判らず、さらなる改良が切望されていた。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、芯温センサの抜き取り可能なタイミングが正確に判るようにするところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、冷却庫内で冷却される食品の内部温度を検知するための芯温センサであって、前記食品に差し込まれる差し込み部の内部に同差し込み部の温度を検知するセンサ素子に加えて、前記差し込み部を加熱するヒータが埋設されたものにおいて、前記ヒータへの通断電を切り替えるスイッチと、前記ヒータへの通電後における前記差し込み部の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による検知温度と、予め定められたプラス温度帯の設定温度とを比較して、前記検知温度が前記設定温度に達したところで昇温確認信号を送出する比較手段と、前記昇温確認信号を受けて昇温確認の報知を行う報知手段と、が具備されているところに特徴を有する。
【０００６】
芯温センサが差し込まれた食品が凍結状態まで冷却されたのち、同食品を庫外に取り出す場合は、芯温センサを抜き取ることに先立ちスイッチが入れられてヒータに通電され、これにより差し込み部を介して同差し込み部の回りの食品が次第に加熱される。この間、温度検知手段により差し込み部の温度が検知されて、比較手段によりその検知温度と設定温度とが比較され、検知温度が設定温度まで上昇したところで同比較手段から昇温確認信号が出され、同信号を受けて報知手段から昇温確認の報知がなされる。設定温度がプラス温度帯の温度に設定されているから、昇温確認信号が出された時点で差し込み部もプラス温度帯に昇温されており、そうすれば同差し込み部の回りの食品も０℃以上に加熱されて融かされていると考えられる。したがって、昇温確認の報知がなされた後であれば、芯温センサを食品から抜き取ることができる。  
芯温センサにおける差し込み部の温度を見ていて、同温度が差し込み部の回りの食品を融かすことに足る温度に上昇したことを確認してそれを報知するようにしたから、食品の冷却温度や食品の重量等の条件に拘わらず、芯温センサの抜き取り可能なタイミングを正確に知ることができる。
【０００７】
また、以下のような構成としてもよい。  
（１）前記昇温確認信号を受けて前記スイッチを切断するスイッチ切断手段が設けられている。差し込み部の温度が、抜き取り可能な温度まで上昇したところで、スイッチが切られてヒータへの通電が遮断される。例えば、芯温センサを抜き取るタイミングが遅れたような場合でも、食品に対して熱の悪影響が及ぶことが防止される。
【０００８】
（２）前記温度検知手段が前記センサ素子で兼用されている。センサ素子を温度検知手段に兼用したから、芯温センサの構造等がシンプルにまとまり、また安価に対応できる。
（３）前記ヒータに通電された場合に点灯してこれを表示する表示ランプが設けられ、前記報知手段は、前記表示ランプが消灯することにより報知する。昇温報知の報知手段は、ヒータへの通電表示のための表示ランプを用いて構成したから、構造の簡略化等が図れて製造コストの低減に寄与し得る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、芯温センサの抜き取り可能なタイミングを正確に知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図６によって説明する。本実施形態に係る芯温センサは、急速冷却庫に装備されて使用されるようになっている。  
まず急速冷却庫の全体構造を図１によって説明する。機械室１１の上面に断熱箱体製の冷却庫本体１０が載置され、その前面開口部に断熱扉（図示せず）が開閉可能に装着されている。本体１０内の正面から見た右側が、食品Ｆの収納室１２とされ、左側が冷却ユニット１６の設置室１３となっている。収納室１２には、左右一対のトレイＴ受け１５が対向して配設され、食品Ｆを入れたトレイＴが複数段にわたって出し入れ可能に収納されるようになっている。  
冷却ユニット１６は、冷却器１７とその前方に配された２個の冷却ファン１８をケーシング内に収めてユニット化したものである。冷却器１７が、機械室１１内に設置された冷凍装置（図示せず）と冷媒管により循環接続され、周知の冷凍回路が形成されている。
【００１１】
したがって冷凍装置と冷却ファン１８とが駆動されると、収納室１２の空気が、正面（収納室１２に対した面）から冷却ユニット１６内に吸引されて冷却器１７を通過する間に冷気が生成され、背面側から吹き出された冷気が、庫内の左側壁に当たって手前と奥に分かれて同冷却ユニット１６の手前側と奥側の側面に回り込んだのち、一部が右側壁側まで流通しつつ収納室１２に送り込まれるといった循環流を生じるようになっている。  
また、冷却ユニット１６の奥側の側面には、収納室１２の庫内温度を検知する庫内温度センサ１９が設けられているとともに、収納された食品Ｆに差し込まれて同食品Ｆの芯温（内部温度）を検知する芯温センサ２０が設けられている。
【００１２】
本実施形態の急速冷却庫では、運転制御の一例として、上記した庫内温度センサ１９と芯温センサ２０とを用いて、以下に示すような芯温制御モードが実行可能となっている。
この芯温制御モードは、図２を参照して説明すると、庫内温度センサ１９で検知された庫内温度Ｔｄ１と、予め定められた冷却時庫内設定温度Ｔｃとの比較に基づいて冷凍装置の運転を制御することにより、収納室１２をほぼ冷却時庫内設定温度Ｔｃに冷却する冷却運転を行い、その間芯温センサ２０により食品Ｆの芯温Ｔｄ２を検知し、芯温Ｔｄ２が予め定められた芯温設定温度Ｔｓまで低下したところで冷却運転を終了する。さらに冷却運転に続いて、同じく庫内温度センサ１９で検知された庫内温度Ｔｄ１と、予め定められた保冷時庫内設定温度Ｔｈとの比較に基づいて冷却装置の運転を制御することにより、収納室１２をほぼ保冷時庫内設定温度Ｔｈに冷却する保冷運転を行うようになっている。なお、保冷運転時には、冷却運転時と比べて、冷却ファン１８の回転数が低くなるように併せて制御されるようになっている。
【００１３】
ここで、芯温設定温度Ｔｓは、例えば「−３０℃〜３０℃」の範囲で設定可能であって、本例では「−１５℃」に設定されている。冷却時庫内設定温度Ｔｃは、通常上記した芯温設定温度Ｔｓよりも数Ｋ低い温度に設定され、例えば「−４０℃〜３０℃」の範囲で設定可能であって、本例では「−２０℃」に設定されている。保冷時庫内設定温度Ｔｈは、冷却時庫内設定温度Ｔｃ以上の温度に設定され、例えば「−４０℃〜３０℃」の範囲で設定可能であって、本例では、芯温設定温度Ｔｓと同じく「−１５℃」に設定されている。
上記した芯温設定温度Ｔｓ、冷却時庫内設定温度Ｔｃ、保冷時庫内設定温度Ｔｈは、機械室１１の正面上部に配された操作パネル３０から、個別に設定し得るようになっている。
【００１４】
ところで冷却された食品Ｆは、冷却運転終了後さらには保冷運転中の任意のタンイミングで庫外に取り出されるのであるが、その前に食品Ｆから芯温センサ２０を抜く必要がある。ここで上記した運転例のように、食品Ｆが「−１５℃」といった凍結状態に冷却されていると、芯温センサ２０の差し込み部２２分の回りが固まって抜くことができないおそれがあり、そのため本実施形態では、芯温センサ２０としてヒータ内蔵式芯温センサを用いている。そしてさらに、同芯温センサ２０の抜き取り可能なタイミングが正確に判るようにした手段が講じられている。以下、それについて詳述する。
【００１５】
芯温センサ２０は、図３に示すように、合成樹脂製の本体部２１の先端に、食品Ｆに差し込まれる差し込み部２２が同心に突設された構造となっている。差し込み部２２は、ステンレス鋼等の熱良導性の金属を素材としており、本体部２１より小径でかつ先端を尖らせた針状に形成されている。  
差し込み部２２内における軸線上の先端に寄った位置には、温度検知部であるセンサ素子２３が埋設されている。このセンサ素子２３は本来的には、差し込み部２２の温度を検知することにより、同差し込み部２２が差し込まれている食品Ｆの芯温（内部温度）を検知するものである。このセンサ素子２３に接続されたリード線２３Ａは、差し込み部２２さらには本体部２１内を通って同本体部２１の基端側から引き出されており、後記する制御部４０の入力側に接続されている。
【００１６】
また、同じく差し込み部２２内にはヒータ２４が埋設されている。このヒータ２４は例えばコイルヒータであって、上記したセンサ素子２３及びリード線２３Ａの回りを囲むようにして同じく差し込み部２２の軸線に沿って配されている。このヒータ２４に接続されたリード線２４Ａは、同じく本体部２１内を通ってその基端側から引き出されている。  
ヒータ２４の通電回路２５は、図４に示すようであって、電源２６には、可変電圧（例えば１Ｖ〜５Ｖ）式の直流電源が使用され、ヒータスイッチ２７のオン・オフ（閉鎖・開放）によってヒータ２４への通断電が切り替えられるようになっている。ヒータスイッチ２７には、リレー、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタの一種）、フォトカプラ等が適用可能である。  
ヒータ２４への印可電圧が「１Ｖ〜５Ｖ」と比較的低くされているから、ヒータ２４の発熱温度が低く抑えられ、仮にヒータスイッチ２７の溶着事故が起こった場合にも、差し込み部２２が高温になり過ぎるのを防止することに有効となる。また、印可電圧が可変となっているから、ヒータ２４の発熱温度すなわち食品Ｆを融かす能力を調整することができる。
【００１７】
さて本実施形態では、上記したように芯温センサ２０の抜き取り可能なタイミングが正確に判るための制御手段が設けられている。  
そのため図５に示すように、マイクロコンピータ等を備えて所定のプログラム（図６参照）を実行可能とした制御部４０が設けられており、入力側には、芯温センサ２０のヒータ２４に通電する、すなわちヒータスイッチ２７をオンするためのヒータ用の操作ボタン３１（以下、ヒータボタン３１）と、芯温センサ２０のセンサ素子２３とが接続されている。ヒータボタン３１は、図１に示すように、機械室１１の正面上部位置に設けられた操作パネル３０に配されている。  
一方出力側には、ヒータ２４の通電回路２５に設けられたヒータスイッチ２７と、表示ランプ３２の点灯と消灯を切り替えるランプスイッチ３３とが接続されている。表示ランプ３２は、上記の操作パネル３０上におけるヒータボタン３１の側方に配されている。
【００１８】
制御部４０には、記憶部４１、比較部４２、スイッチ切断部４３が設けられている。記憶部４１には、センサ素子２３で検知されるところの芯温センサ２０の差し込み部２２の温度の設定温度Ｔｋ（以下、センサ温設定温度Ｔｋ）が記憶されている。このセンサ温設定温度Ｔｋは、差し込み部２２の温度が当該温度であれば、その回りの食品Ｆの温度が０℃以上となり、すなわち溶けるであろうと考えられる温度であって、例えば「１℃〜６℃」の範囲で設定でき、本例では「５℃」に設定されている。また、芯温センサ２０の差し込み部２２の検知温度は、センサ素子２３で検知されるという点では、上記した芯温の検知温度Ｔｄ２と同じであるから、以下、芯温センサ２０の差し込み部２２の検知温度についても、同じ符号「Ｔｄ２」を使用して説明する。
【００１９】
比較部４２は、ヒータ２４への通電開始後おいて、芯温センサ２０におけるセンサ素子２３の検知温度Ｔｄ２と、記憶部４１に記憶されたセンサ温設定温度Ｔｋ（５℃）とを比較し、検知温度Ｔｄ２が設定温度Ｔｋに達したところで昇温確認信号ｓを送出するようになっている。  
スイッチ切断部４３は、上記の昇温確認信号ｓを受けると、ヒータスイッチ２７とランプスイッチ３３とを共にオフにするように機能する。
【００２０】
続いて、本実施形態の作用を図６のフローチャートを参照して説明する。  
冷却された食品Ｆは、例えば保冷運転に移ってから取り出される。その場合は、まず冷却用制御運転が停止される。そして食品Ｆを取り出す前に芯温センサ２０が抜き取られるのであるが、この例のように食品Ｆの温度が「−１５℃」程度で凍結状態にある場合は、そのままでは芯温センサ２０を抜くことができないので、上記した運転停止操作と併せて、ヒータボタン３１を押圧する。
【００２１】
これにより、図６に示されたプログラムが実行され、まずステップＳ１においてヒータスイッチ２７がオンされて、芯温センサ２０のヒータ２４に通電が開始され、併せてステップＳ２において、ランプスイッチ３３がオンされて表示ランプ３２が点灯し、これを以てヒータ２４への通電中であることが確認される。ヒータ２４に通電されると、芯温センサ２０の差し込み部２２がヒータ２４で加熱されて次第に昇温され、それに伴い、食品Ｆにおける差し込み部２２の回りの部分が次第に加熱される。
【００２２】
この間、ステップＳ３において、センサ素子２３による検知温度Ｔｄ２と、記憶部４１から呼び出されたセンサ温設定温度Ｔｋとが比較され、検知温度Ｔｄ２がセンサ温設定温度Ｔｋまで上昇したら（ステップＳ３が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ４において、ヒータスイッチ２７がオフされて、芯温センサ２０のヒータ２４への通電が遮断され、併せてステップＳ５において、ランプスイッチ３３がオフされて表示ランプ３２が消灯する。
【００２３】
センサ素子２３の検知温度Ｔｄ２がセンサ温設定温度Ｔｋ（５℃）に達したということは、芯温センサ２０の差し込み部２２も５℃程度まで上昇したことを意味し、差し込み部２２が５℃程度まで上昇すれば、差し込み部２２の回りの食品Ｆも０℃以上に加熱されて融かされ、差し込み部２２の引き抜きが可能な状態となっていると考えられる。そして、上記状態となったことが、表示ランプ３２が消灯したことを以て報知される。  
そのため、表示ランプ３２が消灯したことを確認したら、芯温センサ２０を食品Ｆから引き抜いて庫内に設けられた収納部に収納し、引き続いてトレイＴごと食品Ｆを庫外に取り出せばよい。
【００２４】
以上のように本実施形態によれば、ヒータ２４への通電後に芯温センサ２０における差し込み部２２の温度を見ていて、同温度が差し込み部２２の回りの食品Ｆを融かすことに足る温度に上昇したことを確認してそれを報知するようにしたから、食品Ｆの冷却温度や食品Ｆの重量等の条件に拘わらず、芯温センサ２０の抜き取り可能なタイミングを正確に知ることができる。また、差し込み部２２の温度が抜き取り可能な温度まで上昇したところで、併せてヒータ２４への通電を遮断するようにしたから、芯温センサ２０を抜き取るタイミングが多少遅れたような場合でも、食品Ｆに対して熱の悪影響が及ぶことが防止される。
【００２５】
昇温確認の制御用に用いる温度検知手段として、食品Ｆの芯温を検知することに用いるセンサ素子２３を兼用したから、芯温センサ２０の構造等がシンプルにまとまり、また安価に対応できる。  
また、昇温確認の報知手段は、ヒータ２４への通電表示のための表示ランプ３２を消灯することで構成するようにしたから、同じく構造の簡略化等が図れて製造コストの低減に寄与し得る。
【００２６】
＜関連技術＞
本発明の関連技術を説明する。芯温センサ２０は、複数本（例えば４本）を備えるようにしてもよい。これは例えば、一度に急速冷却する食品Ｆの種類が複数あったり、同じ種類でも重量が異なっていると、食品Ｆの冷却速度にばらつきが出るため、どのタイミングで冷却運転を終了して保冷運転に移行してよいかの判断が難しいため、その対応策として、冷却速度が異なると思われるものごとに別個に芯温を検知するためである。
【００２７】
そしてこのような場合、運転制御は、図７に示すように、冷却運転が開始されたのち、全ての芯温センサ２０の検知温度Ｔｄ２が芯温設定温度Ｔｓ以下となったところで冷却運転を停止し、代わって保冷運転を行うようにするとよい。  
すなわち、例えば４本すべての芯温センサ２０が食品Ｆに差し込まれている場合は、冷却速度が一番遅い食品Ｆが所定の冷却温度に冷却されることを待って冷却運転が終了するのであるから、収納された食品Ｆのすべてを所望の冷却温度まで冷却することができる。
【００２８】
なお、例えば４本の芯温センサ２０のうち、２本だけを食品Ｆに差し込んで使用し、あとの２本は、庫内に設けられた収納部に残しておくような使い方をすることも考えられる。このときは、収納部に残された芯温センサ２０は庫内温度を検知することとなって、食品Ｆに差し込まれた芯温センサ２０よりも先に検知温度が芯温設定温度Ｔｓに達することになるが、そのことを以て冷却運転が終了することはなく、結局は食品Ｆに差し込まれた両方の芯温センサ２０の検知温度Ｔｄ２がともに芯温設定温度Ｔｓに達して初めて冷却運転が終了するのであるから、同じく収納された食品Ｆのすべてを所望の冷却温度まで冷却することができる。
【００２９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。  
（１）上記実施形態では、芯温センサの差し込み部の昇温確認信号が出されたところで、併せてヒータスイッチを切るようにしたが、ヒータスイッチを切ることについては別操作で行うようにしてもよい。  
（２）上記実施形態では、昇温確認の制御用に使用する温度検知手段として、食品Ｆの芯温検知用のセンサ素子を兼用したが、これとは別のものを設けてもよい。
【００３０】
（３）昇温確認の報知手段は、上記実施形態に例示したヒータの通電表示用の表示ランプを消灯することで構成することに限らず、専用の表示ランプを備えてそれを点灯したり、さらにはブザーを鳴らす等の他の手段を採用することも可能である。  
（４）ヒータへの印可電圧は、連続通電する関係上、比較的低いことが望ましいが、可変式ではなく固定式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る急速冷却庫の断熱扉を外した状態の正面図
【図２】制御運転中の温度推移を示すタイムチャート
【図３】芯温センサの概略図
【図４】ヒータの通電回路の回路構成図
【図５】芯温センサに係る制御機構部のブロック図
【図６】制御動作を示すフローチャート
【図７】関連技術に係るフローチャート
【符号の説明】
【００３２】
１２…収納室  ２０…芯温センサ  ２２…差し込み部  ２３…センサ素子（温度検知手段）  ２４…ヒータ  ２７…ヒータスイッチ  ３２…表示ランプ（報知手段）  ４０…制御部  ４１…記憶部  ４２…比較部（比較手段）  ４３…スイッチ切断部  Ｆ…食品  ｓ…昇温確認信号
【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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