JP2005216588A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱コイルの中心部で、調理容器の底面温度を安定に検出できるようにした誘導加熱調理器を提供することを目的としている。
【解決手段】赤外線センサ２５は、その平面形状を、一部に切欠部２５ａを有する切欠円形状とし、プレート温度検出手段２４は平面的にみて赤外線センサ２５の切欠部２５ａに位置させ、これら赤外線センサ２５およびプレート温度検出手段２４を加熱コイル２３の中心部に配置したものである。これによって、加熱コイル２３の中心部に赤外線センサ２５とプレート温度検出手段２４を配置することができ、調理容器２１の中心部の底面温度を安定して検出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用する誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は、調理容器の側面に赤外線センサを設けて、調理容器の側面温度を検出して加熱量を制御しているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

これは、図７に示すように、調理容器１が載置されるトッププレート２と、このトッププレート２の下方に配設された加熱コイル３と、前記調理容器１の側面に対向して配置した赤外線センサ４と、加熱をオンまたはオフを操作する操作手段５と、前記加熱コイル３に高周波電流を流して調理容器１を誘導加熱する制御手段６と、インバータ特性により調理容器１の材質を特定する負荷検知手段７と、前記赤外線センサ４の温度信号と負荷検知手段７の信号により調理容器１の放射率を補正するデータベース８とを備えている。

そして、操作手段５の電源または操作のスイッチが押されて加熱が開始されると、制御手段６からの信号により加熱コイル３から高周波磁界が発生される。この高周波磁界によって調理容器１が加熱され温度が上昇する。前記負荷検知手段７は、インバータ特性情報により調理容器１が鉄系の鍋かまたは非磁性のステンレス製鍋か、あるいは加熱できない鍋かを検知している。調理容器１の放射率は、鉄系では０．８と高く、また非磁性ステンレス製では０．１と低いため、前記赤外線センサ４の温度値に誤差が生じている。この誤差を無くすためにデータベース８を用いて、前記調理容器１の放射率を補正している。ここでは、負荷検知手段７により調理容器１の放射率を求めて、赤外線センサ４の温度を補正して調理容器１の温度を検出している。

また、調理容器の下方に赤外線センサを設けて、調理容器の底面温度を検出して加熱量を制御しているものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

この誘導加熱調理器は、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する赤外線センサを備えて、異なる波長域の赤外線強度から調理容器の放射率を求めて調理容器の温度を検出するようにしているものである。
特開２００３−２６４０５５号公報 特開２００３−１０９７３６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、調理容器の側面に赤外線センサを設けて、調理容器の側面温度検出しているものであり、調理物の量によっては調理容器の底面温度と側面温度に差が生じるものであった。また、異なる波長の赤外線を検出するものでは、加熱コイルの中心部に設けるためには、赤外線センサのより小型化が必要であるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱コイルの中心部で、調理容器の底面温度を安定に検出できるようにした誘導加熱調理器を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、赤外線センサは、その平面形状を、一部に切欠部を有する切欠円形状とし、プレート温度検出手段は平面的にみて赤外線センサの切欠部に位置させ、これら赤外線センサおよびプレート温度検出手段を加熱コイルの中心部に配置したものである。

これによって、加熱コイルの中心部に赤外線センサとプレート温度検出手段を配置することができ、調理容器の中心部の底面温度を安定して検出することができる。

本発明の誘導加熱調理器は、調理容器の中心部の底面温度を安定して検出することができるものである。

第１の発明は、調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートに接して前記調理容器の温度を検出するプレート温度検出手段と、前記トッププレートを介して調理容器の温度を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサと前記プレート温度検出手段の温度情報により前記加熱コイルの高周波電流を制御して加熱電力を制御する加熱制御手段とを備え、前記赤外線センサは、その平面形状を、一部に切欠部を有する切欠円形状とし、前記プレート温度検出手段は平面的にみて赤外線センサの切欠部に位置させ、これら赤外線センサおよびプレート温度検出手段を前記加熱コイルの中心部に配置した誘導加熱調理器とすることにより、加熱コイルの中心部に赤外線センサとプレート温度検出手段を配置することができ、調理容器の中心部の底面温度を安定して検出することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、赤外線センサは、加熱コイルから放射される誘導磁界または電界を低減する防磁筒と、前記防磁筒と接続されその内部に位置する赤外線集光用の鏡筒とを備えたことにより、赤外線センサによる温度検知誤差が生じることを防止することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明において、防磁筒と鏡筒とは、加熱コイルより下方位置で接続したことにより、赤外線センサは、加熱コイルから放射される誘導磁界または電界の影響を低減でき、調理容器の温度を安定に検出することができる。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明において、防磁筒は、通気用の凹部を縦方向に設けたことにより、凹部の作用により通気性を良くして温度上昇を低減するため、赤外線センサによる温度検知誤差が生じることを防止することができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、加熱コイルと赤外線センサとの少なくとも一方に位置決め用のリブを設けたことにより、赤外センサが加熱コイルに確実に位置決めされて取付けることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、調理物を収容加熱する調理容器２１と、調理容器２１を載置するトッププレート２２と、前記調理容器２１を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルよりなる加熱コイル２３と、前記トッププレート２２に接して前記調理容器２１の温度を検出するサーミスタからなるプレート温度検出手段２４と、前記トッププレート２２を介して調理容器２１の温度を検出するフォトダイオードからなる赤外線センサ２５と、前記赤外線センサ２５と前記プレート温度検出手段２４の温度情報により前記加熱コイル２３の高周波電流を制御して加熱電力を制御する加熱制御手段２６とを備えている。

そして、図２に示すように、前記赤外線センサ２５は、その全体の平面形状を、一部に切欠部２５ａを有する切欠円形状とし、その中央部にセンサ素子２５ｂを配置して構成し、赤外線センサユニットとしている。前記プレート温度検出手段２４は、平面的にみて赤外線センサ２５の切欠部２５ａに位置させている。これら赤外線センサ２５およびプレート温度検出手段２４は前記配置構成で前記加熱コイル２３の中心部に配置しているものである。これにより、赤外線センサ２５およびプレート温度検出手段２４で、調理容器２１の中心部の温度を検出している。なお、本実施の形態においては、赤外線センサ２５の切欠部２５ａが直線的に形成されているが、これに限られるものではない。

前記トッププレート２２は、リシア系セラミック材料で形成している。このトッププレート２２の赤外線の透過率は、２．５μｍ以下の波長は良く透過し、２．５μｍ〜４μｍ以下の波長は数十％透過する。また、４μｍ以上はほとんど透過しないものである。

また、赤外線センサ２５のセンサ素子２５ｂは、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）のフォトダイオードからなり、受光感度波長は略０．７μｍ〜略２．７μｍである。なお、センサ素子２５ｂは、フォトダイオードを用いているが、ＰＩＮフォトダイオードやＰｂＳ（硫化鉛）やＰｂＳｅ（セレン化鉛）若しくはＧｅ（ゲルマニウム）でも同様な動作ができるものである。また、赤外線センサ２５は、サーモパイルや焦電型素子などの熱型赤外線検出素子を用いても良く、トッププレート２２に赤外線が透過する透過窓を用いても同様な効果が得られるものである。

さらに、前記赤外線センサ２５は、トッププレート２２に調理容器２１が載置される中心部に設けているが、調理容器２１の温度が検出できればよく、本実施の形態に限られるものではない。また、前記赤外線センサ２５を複数個設けて、調理容器２１の温度を検出できる構成にすれば、調理容器２１の温度分布を検出してより高精度に調理容器２１の温度が制御できるものである。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図示していない電源を投入し、スイッチで加熱が開始されると、加熱制御手段２６が加熱コイル２３に高周波電流を供給する。加熱コイル２３に高周波電流が供給されると、加熱コイル２３から誘導磁界が発せられ、トッププレート２２に載置された調理容器２１が誘導加熱される。この誘導加熱によって調理容器２１の温度が上昇し、調理容器２１内の調理物が調理される。このとき、加熱制御手段２６は、赤外線センサ２５からの温度情報によって、調理物の調理の進行状態を把握でき、調理の進行状態に応じて加熱コイル２３に供給する電力を調整するものである。こうして、調理容器２１内の調理物は加熱調理されるものである。

赤外線センサ２５は、フォトダイオードからなるセンサ素子２５ｂを備え、調理容器２１の底面から放射される熱エネルギーを、トッププレート２２を透過させて検出している。前記赤外線センサ２５は、前記熱エネルギーである光量を電流または電圧に変化して調理容器２１の温度を算出している。このように、赤外線センサ２５は調理容器２１の底面を非接触に検知して、調理容器２１温度を演算して求めているため、応答性が速く調理容器２１の温度を正確に検知することができるものである。このため、加熱制御手段２６の加熱コイル２３に対する電力制御も、調理容器２１の温度変化に即応したものとなっている。前記赤外線センサ２５の受光感度は、前記トッププレート２２の透過率とが重なっており、調理容器２１から放射される光エネルギーを検出して調理容器２１の底面温度が検出できるものである。

また、プレート温度検出手段２４は、トッププレート２２に密着するように設けられ、調理容器２１の底面温度を、トッププレート２２を介して検出している。前記プレート温度検出手段２４の温度信号は、加熱制御手段２６に送られ、前記温度信号に基づいて加熱コイル２３の電力量を制御している。つまり、プレート温度検出手段２４と赤外線センサ２５は、加熱コイル２３の中心部に配置されており、調理容器２１に加熱される中心部の温度が検出できる。加熱コイル２３の中心である調理容器２１の中心温度は、誘導加熱の影響が少なく調理容器２１内の調理物の温度に近い温度を示すもので、プレート温度検出手段２４と赤外線センサ２５により、この中心部の温度を検出することで調理物の温度が適切に制御できるものである。

以上のように、本実施の形態においては、加熱コイル２３の中心部に、プレート温度検出手段２５と赤外線センサ２５を配置し、正確に調理容器２１の中心部の底面温度を安定して検出することができる誘導加熱調理器を実現するものである。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の赤外線センサを示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態における実施の形態１との相違点は、赤外線センサ２５が、加熱コイル２３から放射される誘導磁界または電界を低減する防磁筒２７と、前記防磁筒２７と部材２７ａで接続され防磁筒２７内部に位置する赤外線集光用の鏡筒２８とを備え、防磁筒２７の熱影響を低減して、赤外線センサ２５による温度検知誤差が生じることを防止していることである。

前記防磁筒２７は、アルミ材料で形成して加熱コイル２３からの誘導磁界や電界を低減している。なお、防磁筒２７は、フェライトなどの磁性材料で形成したり、磁性材料を組みあわせたりして誘導磁界や電界を低減することができる。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

防磁筒２７は、加熱コイル２３から発せられる誘導磁界または電界により発熱するものである。この防磁筒２７の温度が鏡筒２８に伝達することを低減する必要がある。鏡筒２８は、内部のセンサ素子２５ｂに赤外線を集光するために、内面を鏡面仕上げされたものであり、この鏡筒２８の温度変化が赤外線センサ２５の温度検出誤差となる。前記鏡筒２８の温度変化を低減するために、防磁筒２７との接続部は熱抵抗を大きくするために比較的断面の小さい部材２７ａで接続するようにしている。この構成により、赤外線センサ２５は、防磁筒２７の温度による影響を低減して、安定に調理容器２１の底面温度が検出できるものである。

以上のように、本実施の形態においては、防磁筒２７とこれと接続された鏡筒２８とを備えたことで、防磁筒２７からの熱影響を低減して、赤外線センサ２５が安定して調理容器２１の温度を検出することができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の赤外線センサを示すものである。実施の形態１、２と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態における実施の形態２との相違点は、防磁筒２７と鏡筒２８とは、加熱コイル２３の下面より下方位置において部材２７ａで接続したことである。これにより、赤外線センサ２５は、加熱コイル２３から放射される誘導磁界または電界の影響を低減でき、調理容器２１の温度を安定に検出することができる。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

鏡筒２８は、機械的保持のために防磁筒２７と接続されており、防磁筒２７と同様に加熱コイル２３から放射される誘導磁界や電界を受けて発熱する。防磁筒２７は、鏡筒２８との接続が部材２７ａにより加熱コイル２３の下方位置であることで、加熱コイル２３の誘導磁界や電界による発熱を低減している。誘導磁界の影響は、加熱コイル２３から距離を離すことで誘導磁界が減衰して、影響が少なくなる。この特性を活かして、加熱コイル２３の下方位置で防磁筒２７と鏡筒２８とを接続したことで、赤外線センサ２５は、誘導磁界の影響を低減することができる。

以上のように、本実施の形態においては、防磁筒２７と鏡筒２８とは、加熱コイル２３より下方位置において接続したことにより、加熱コイル２３から放射される誘導磁界または電界を低減するようにして、赤外線センサ２５が安定して調理容器２１の温度を検出することができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の赤外線センサを示すものである。実施の形態１〜３と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態における実施の形態３との相違点は、防磁筒２７は、鏡筒２８との接続部に通気用の凹部２７ｂを縦方向に設けたことにより、凹部２７ｂの作用により通気性を良くして温度上昇を低減させたことである。これにより、赤外線センサ２５による温度検知誤差が生じることを防止することができる。本実施の形態においては、図示のように、接続用の部材を用いることなく防磁筒２７と鏡筒２８の両者を直接接続している。

なお、本実施の形態においては、防磁筒２７の凹部２７ｂを、プレート温度検出手段２４側に設けているが、通気性が向上できれば良く、これに限られるものではない。また、例えば、凹部２７ｂを複数設けることでより性能が向上できるものである。

以上のように、本実施の形態においては、防磁筒２７に通気用の凹部２７ｂを縦方向に設けたことにより、通気性を良くして温度上昇を低減させることができる。これにより、することで、赤外線センサ２５が安定して調理容器２１の温度を検出することができる。

（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における誘導加熱調理器を示すものである。実施の形態１〜４と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態における実施の形態１〜４との相違点は、加熱コイル２３と赤外線センサ２５との少なくとも一方に位置決め用のリブ２３ａを設けたことである。これにより、赤外センサ２５が加熱コイル２３に確実に位置決めされて取付けることができるようになっている。

本実施の形態では、加熱コイル２３を保持するコイルベースの下面に凸状のリブ２３ａを設けて、赤外線センサ２５のユニットを取付ける際、赤外線センサ２５の位置決めを行うようにしたものである。このように、赤外線センサ２５が、加熱コイル２３への取付け位置が機械的に固定されることで、取付けによる赤外線センサ２５の温度検出誤差を少なくすることができる。

なお、加熱コイル２３の凸状のリブ２３ａは、赤外線センサ２５との組み合わせの位置が規制できれば良く、例えば、コイルベースに凹部を設け、赤外線センサ２５の凸部が組み合わさる構成、あるいは両者にリブを設ける構成も考えられる。

以上のように、本実施の形態においては、リブによって赤外線センサ２５の位置決めを行うので、赤外線センサ２５の取付けによる温度検出誤差を低減できるものである。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、誘導加熱以外にラジェントヒータなどの電気式ヒータが組み合わされた加熱調理器においても、電気式ヒータから放射される赤外線の影響を防止して、赤外線センサで調理容器の温度が安定に検出が可能となるので、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用する誘導加熱調理器全般に適用できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示す断面図 同誘導加熱調理器の赤外線センサの構成を示す断面図 本発明の実施の形態２における赤外線センサの構成を示す断面図 本発明の実施の形態３における赤外線センサの構成を示す縦断面図 本発明の実施の形態４における赤外線センサの構成を示す断面図 本発明の実施の形態５における誘導加熱調理器の構成を示す断面図 従来例の誘導加熱調理器の構成を示す断面図

符号の説明

２１ 調理容器
２２ トッププレート
２３ 加熱コイル
２４ プレート温度検出手段
２５ 赤外線センサ
２５ａ 切欠部
２５ｂ センサ素子
２６ 加熱制御手段
２７ 防磁筒
２８ 鏡筒

Claims (5)

1. 調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートに接して前記調理容器の温度を検出するプレート温度検出手段と、前記トッププレートを介して調理容器の温度を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサと前記プレート温度検出手段の温度情報により前記加熱コイルの高周波電流を制御して加熱電力を制御する加熱制御手段とを備え、前記赤外線センサは、その平面形状を、一部に切欠部を有する切欠円形状とし、前記プレート温度検出手段は平面的にみて赤外線センサの切欠部に位置させ、これら赤外線センサおよびプレート温度検出手段を前記加熱コイルの中心部に配置した誘導加熱調理器。
2. 赤外線センサは、加熱コイルから放射される誘導磁界または電界を低減する防磁筒と、前記防磁筒と接続されその内部に位置する赤外線集光用の鏡筒とを備えた請求項１に記載した誘導加熱調理器。
3. 防磁筒と鏡筒とは、加熱コイルより下方位置で接続した請求項２に記載した誘導加熱調理器。
4. 防磁筒は、通気用の凹部を縦方向に設けた請求項２または３に記載した誘導加熱調理器。
5. 加熱コイルと赤外線センサとの少なくとも一方に位置決め用のリブを設けた請求項１から４のいずれか１項に記載した誘導加熱調理器。

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