JP2006079916A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】 感熱素子が磁束の影響を受けず、更に温度検出に時間的な遅れを生じさせず、コストの低減化を図ることを目的とする。
【解決手段】 誘導加熱調理器本体１と、誘導加熱調理器本体の上部開口を覆うトッププレート３と、トッププレートの下方に配設され、同一面内で同心円上に間隔をおいて配された環状の内巻きコイル６及び外巻きコイル７と、内巻きコイル及び外巻きコイルに高周波電流を供給する高周波電源２５と、トッププレートの裏面に接して配設され、トッププレートの温度を測定する温度検出器１１と、温度検出器の出力に基づき高周波電源の出力を制御する加熱制御部２６とを備え、温度検出器を内巻きコイルと外巻きコイルの間に配し、温度検出器は感熱素子１１ａと、感熱素子に接続されたリード線１１ｂと、少なくとも該感熱素子を覆う導電材からなる受熱キャップ１１ｃとで構成したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器本体のトッププレートに載置された調理用鍋の被加熱物の温度を検出する機能を有する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器は、筐体と、前記筐体の上部開口を覆う調理プレートと、前記調理プレートの下方に配設された誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイル上で前記調理プレートの裏面に接して配設された前記調理プレートもしくは調理プレート上の被加熱物の温度を測定する温度検知装置とを備え、前記温度感知装置を独立した二つ以上の感温素子で構成するとともに、前記感温素子を前記誘導加熱コイル上の異なる位置に配設することにより、調理プレートを介して被加熱部の温度コントロールを行う際に、複数箇所の感温素子の温度を調べることにより、被加熱物の調理状況の判断が確実にでき、調理鍋の位置づれなどがあっても確実に調理することを可能にしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−１０１３８４号公報（第１頁、第１図）

しかしながら、従来の誘導加熱調理器は、二つ以上の感温素子を誘導加熱コイル上の磁束の影響を受ける異なる位置で調理プレートの裏面に接して配設されているため、いずれも誘導加熱コイルの磁束の影響を受けることとなり、正確な温度検出ができないという問題があった。
このように感温素子が磁束の影響を受けないようにするため、感温素子を非導電材であるセラミックで形成されたキャップで覆うことが一般に行われている。この場合、磁束の影響を受けることは解消されるが、キャップが非導電材であるセラミックで形成されていることから、温度検出に時間的な遅れが生じ、しかもコストがかかるという問題が新たに生じていた。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、感熱素子が磁束の影響を受けないようにし、さらに温度検出に時間的な遅れを生じさせず、しかもコストの低減化を図ることができる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、誘導加熱調理器本体と、該誘導加熱調理器本体の上部開口を覆うトッププレートと、該トッププレートの下方に配設され、同一面内で同心円上に間隔をおいて配された環状の内巻きコイル及び外巻きコイルと、これら内巻きコイル及び外巻きコイルに高周波電流を供給する高周波電源と、トッププレートの裏面に接して配設され、該トッププレートの温度を測定する温度検出器と、該温度検出器の出力に基づいて前記高周波電源の出力を制御する加熱制御部とを備え、前記温度検出器を前記内巻きコイルと前記外巻きコイルの間に配し、前記温度検出器は、感熱素子と、感熱素子に接続されたリード線と、少なくとも該感熱素子を覆う導電材からなる受熱キャップとからなるものである。

以上のように本発明の誘導加熱調理器によれば、トッププレートの裏面に接して配設され、該トッププレートの温度を測定する温度検出器は、内巻きコイルと前記外巻きコイルの間に配しているので、温度検出器は磁界が打ち消し合う位置に配置されることとなり、誘導加熱の影響を受けずに正確な温度検出をすることができるという効果がある。
また、温度検出器は感熱素子と、感熱素子に接続されたリード線と、少なくとも該感熱素子を覆う導電材からなる受熱キャップとからなるので、その受熱キャップが感熱素子に対して磁気シールド効果を発揮するため、内巻きコイルと外巻きコイルの間に磁界が多少存在したとしても感熱素子は誘導加熱の影響を全く受けることなく、正確な温度検出をすることができるという効果をがある。
さらに、温度検出器の少なくとも感熱素子を覆う受熱キャップは導電材からなるので、従来の受熱キャップが非導電材であるセラミックで形成されているものに比べて温度検出器を安価に製作することができる。

図１は本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器のトッププレート取り外した状態の平面図、図２は同誘導加熱調理器の外観を示す斜視図、図３は同誘導加熱調理器の要部を示す断面図、図４は同誘導加熱調理器の温度検出器の断面図、図５は同誘導加熱調理器の内巻きコイル及び外巻きコイルの周囲に生じる磁束の状態を示す説明図である。
図において、箱状の誘導加熱調理器本体１の上部に、被加熱物である調理用鍋２を載置するトッププレート３が装着されている。
そのトッププレート３の下方で誘導加熱調理器本体１の前方寄りに２つのコイル支持台４と後方寄りに１つのヒータ支持台５が配設されている。２つのコイル支持台４にそれぞれ環状に巻回された内巻きコイル６と外巻きコイル７が載置され、ヒータ支持台５に環状に巻回されたラジエントヒータ８が載置されている。

１つのコイル支持台４に載置される誘導加熱コイルを構成する内巻きコイル６と外巻きコイル７は電気的に直列に接続されており、両コイルの巻数は同じで、電流の流れる方向も同じである。また、これら内巻きコイル６と外巻きコイル７は同一面内で、同心円状に半径方向に間隔を保って配されている。
内巻きコイル６の内側中心部位置にはコイル支持台４に載置されて柱状のフェライトセンタ９が配設され、これら内巻きコイル６と外巻きコイル７の下方位置に加熱コイル支持台４に保持固定されて板状フェライト１０が配設されている。そして、フェライトセンタ９と板状フェライト１０とが協働して磁路を形成している。

２つの温度検出器１１が、１つの誘導加熱コイルを構成する内巻きコイル６と外巻きコイル７との間の中間で、内巻きコイル６の内側中心部を中心とした対称位置、即ちコイル周方向に沿った距離で隣接する該温度検出器同士が等間隔に配置に配設されている。
各温度検出器１１はコイル支持台４に設けられたコイルスプリング１２でトッププレート３の裏面に常時当接するよう付勢されている。
各温度検出器１１は、感熱素子であるサーミスタ１１ａと、サーミスタ１１ａに接続されたデュメット線で形成されているリード線１１ｂと、サーミスタ１１ａ全体とリード線１１ｂの接続部を覆う導電性を有する材料であるアルミで形成された鍔を有する受熱キャップ５ｃと、受熱キャップ５ｃ内に充填され、サーミスタ１１ａ全体とリード線１１ｂの接続部を固定状態に保持させる保持部材であるシリコン部材１１ｄとで構成されている。

また、トッププレート３の表面中央には内巻きコイル６と外巻きコイル７とラジエントヒータ８との外径にそれぞれ対応して調理用鍋２の載置位置を示すサークルライン１３が描かれている。さらに、トッププレート３の表面で誘導加熱調理器本体１の前方寄りに２つの誘導加熱火加減表示窓１４とヒータ加熱火加減表示窓１５が設けられ、後方寄り右側に吸気カバー１６が設けられ、後方寄り左側にロースター排気カバー１７が設けられている。

また、誘導加熱調理器本体１でトッププレート３を支持する支持枠１ａの前側上面に各誘導加熱コイルに対応した誘導加熱火加減ワンタッチキー１８とラジエントヒータに対応したヒータ加熱火加減ワンタッチキー１９が設けられている。さらに、支持枠１ａの前側側面に複数の排気口２０が設けられている。
また、誘導加熱調理器本体１にはその前面左側にロースター扉２１が設けられ、その前面右側に操作部２２が設けられている。その操作部２２には電源スイッチ２２ａと、２つの誘導加熱調節ツマミ２２ｂとヒータ加熱調節ツマミ２２ｃと２つの誘導加熱タイマ２２ｄとヒータタイマ２２ｅとが設けられている。

誘導加熱調理器本体１内には、内巻きコイル６と外巻きコイル７、ラジエントヒータ８とに高周波電流を供給する高周波電源部２５と、高周波電源部２５が出力する高周波電流を各温度検出器１が検出した温度に基づいて制御する加熱制御部２６が設けられている。
さらに、誘導加熱調理器本体１内には、その右側に誘導加熱コイルを冷却する冷却用ファン２７が設けられ、その左側前方で加熱コイル支持台４の下方に魚等を焼くロースター２８が設けられ、その左側後方にロースター２８の煙等を後述のロースター排気口に導く排気するロースター排気ダクト口２９が設けられている。
また、誘導加熱調理器本体１内には、その前側に２つの誘導加熱火加減表示部３０とヒータ加熱火加減表示部３１が設けられ、その後側右側に吸気口３２が設けられ、その後側左側にロースター排気口３３が設けられている。

次に、本発明に係る実施の形態１の誘導加熱調理器の動作について説明する。
誘導加熱調理器本体１の前面に設けられた操作部２２の電源スイッチ２２ａをオンして、例えば一方の誘導加熱調節ツマミ２２ｂを操作して目標温度が設定されると、操作信号により加熱制御部２６が駆動し、誘導加熱調理器本体１の誘導加熱コイルを構成する内巻きコイル６と外巻きコイル７とに高周波電源部２５から高周波電流が供給されて選択的に磁束を発生する。
また、加熱制御部２６は温度検出器１１の感熱素子であるサーミスタ１１ａの抵抗値から調理用鍋２の温度を検出し、検出された温度が目標値と一致するように、内巻きコイル６、外巻きコイル７に流れる高周波電流を供給する高周波電源部２５を制御する。

誘導加熱調理器本体１のトッププレート３の誘導加熱コイルの位置を示すサークルライン１３上に置かれた調理用鍋２は、内巻きコイル６と外巻きコイル７とから発生する磁束により誘導加熱される。
誘導加熱コイルが内巻きコイル６と外巻きコイル７とに分割されているため、磁束の発生箇所が拡がることにより、単一の加熱コイルで加熱した場合に比べると、調理用鍋２に誘導される渦電流の分布が分散されて加熱ムラが低減され、鍋の温度分布は略均一化される。

また、内巻きコイル６の内側中心部位置には配設された高透磁率磁性材からなるフェライトセンタ９と、内巻きコイル６と外巻きコイル７の下方位置に配設された板状フェライト７とで協働して磁路を形成し、内巻きコイル６の中心部の磁気抵抗を軽減しているため、内巻きコイル６の中心部に集中した磁束は広がることなく高密度で保持される。
従って、トッププレート３上に載置された調理用鍋２の温度分布は、この点でも高温部に対する中心部の落ち込みを軽減して従来より均一な温度分布が実現される。

温度検出器１１は内巻きコイル３と外巻きコイル４との間の中間位置に設けられており、内巻きコイル６と外巻きコイル７とが電気的に直列に接続され、両コイルは同じ巻き数で、電流が流れる向き同じ方向であるため、内巻きコイル３と外巻きコイル４との間の中間位置は磁界が打ち消し合う位置にあることなり、その中間位置に設けられた温度検出器１１は内巻きコイル３と外巻きコイル４の誘導加熱の磁界の影響を殆ど受けず、正確な温度検出をすることができる。

また、この温度検出器１１の感熱素子であるサーミスタ１１ａは導電材料であるアルミで形成された受熱キャップ１１ｃで覆われ、その受熱キャップ１１ｃがトッププレート３の裏面に当接しているので、トッププレート３の熱が熱伝導率の良いアルミの受熱キャップ１１を介して効率良く伝えられる。
しかも、アルミの受熱キャップ１１ｃがサーミスタ１１ａとリード線１１ｂの接合部を覆っているので、その周囲に多少の磁界があってもサーミスタ１１ａとリード線１１ｂの接合部は受熱キャップ１１ｃによって磁気シールドされて磁界の影響を受けないため、発熱することがなく、より一層正確な温度検出をすることができる。
また、受熱キャップ１１ｃは安価な導電材料であるアルミで形成されているので、温度検出器１１も安価に製作することができる。

また、２つの温度検出器１１が、１つの誘導加熱コイルを構成する内巻きコイル６と外巻きコイル７との間の中間で、内巻きコイル６の内側中心部を中心とした対称位置に配設されているので、トッププレート３上に載置されている調理用鍋２の鍋底中心位置が内巻きコイル６の内側中心部にあれば、２つの温度検出器１１がそれぞれ調理用鍋２の鍋底の下に位置するため鍋温度を検出することができる。
一方、調理用鍋２の鍋底中心位置が内巻きコイル６の内側中心部からズレた場合は、１つの温度検出器１１は調理用鍋２の鍋底位置から外れるが、もう１つの温度検出器１１は調理用鍋２の鍋底の下に位置して鍋温度を検出することができる。

このように、調理用鍋２の多少の位置ズレがあったとしても、鍋底温度が検出できるようにするためには、少なくとも１つの誘導加熱コイルに対して２個以上の温度検出器１１が必要である。
また、温度検出器１１の数は、多いほどズレに対して有利になるが、配置については、コイル周方向に沿った距離で隣接する温度検出器１１同士の間隔が略均一になるようにするのが望ましい。
また、１つの誘導加熱コイルを構成している内巻きコイル６と外巻きコイル７とを加熱開始後、所定の時間が経過しても２つの温度検出器１１とも一定値以上の温度上昇を検出できない場合には、調理用鍋２の形状が不適切（鍋径不足など）と判断して加熱を停止するように制御すれば、調理用鍋２の加熱を防止することができる。

この実施の形態１では、温度検出器１１の感熱素子であるサーミスタ１１ａとリード線１１ｂの接続部を覆う受熱キャップ１１ｃを導電材であるアルミで形成しているが、導電材であれば、これに限定されうものではなく、鉄、ＳＵＳ、銅、黄銅、真鍮等の金属材であればよい。
なお、導電材のうち、非磁性材であれば、磁束の影響を受けないので、より一層好ましいことはいうまでもない。

さらに、この実施の形態１では、コイル支持台４に載置された内巻きコイル６と外巻きコイル７と電気的に直列に接続され、両コイルとも巻き数が同じで、電流の向きが同じ方向であるが、内巻きコイル６と外巻きコイル７とが接続されていない場合でも、両コイルとも巻き数が同じで、電流の向きが同じ方向であれば、内巻きコイル６と外巻きコイル７との間で中間位置に温度検出器１１を設けるようにしても、実施の形態１と同様にその中間位置は磁界が打ち消し合う位置にあることに変わりはなく、その中間位置に設けられた温度検出器１１は内巻きコイル３と外巻きコイル４の誘導加熱の磁界の影響を殆ど受けず、正確な温度検出をすることができる。

さらに、内巻きコイル６と外巻きコイル７とが接続されていない場合で、両コイルとも巻き数が異なると共に両コイルに流れる高周波電流の大きさが異なり、電流の向きが同じ方向のときは、内巻きコイル６と外巻きコイル７との間で実質的に磁束の影響が偏らない中立位置であれば、その中間位置は磁界が打ち消し合う位置にあるため、その中間位置に設けられた温度検出器１１は内巻きコイル３と外巻きコイル４の誘導加熱の磁界の影響を殆ど受けず、正確な温度検出をすることができる。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器のトッププレート取り外した状態の平面図。 同誘導加熱調理器の外観を示す斜視図。 同誘導加熱調理器の要部を示す断面図。 同誘導加熱調理器の温度検出器の断面図。 同誘導加熱調理器の内・外巻きコイルの周囲に生じる磁束の状態を示す説明図。

符号の説明

１ 誘導加熱調理器本体、２ 調理用鍋、３ トッププレート、４ コイル支持台、５ ヒータ支持台、６ 内巻きコイル、７ 外巻きコイル、８ ラジエントヒータ、１１ 温度検出器、１１ａ サーミスタ（感熱素子）、１１ｂ リード線、１１ｃ 受熱キャップ、１１ｄ 保持部材、２２ 操作部、２５ 高周波電源部、２６ 加熱制御部。

Claims (7)

1. 誘導加熱調理器本体と、該誘導加熱調理器本体の上部開口を覆うトッププレートと、該トッププレートの下方に配設され、同一面内で同心円上に間隔をおいて配された環状の内巻きコイル及び外巻きコイルと、これら内巻きコイル及び外巻きコイルに高周波電流を供給する高周波電源と、トッププレートの裏面に接して配設され、該トッププレートの温度を測定する温度検出器と、該温度検出器の出力に基づいて前記高周波電源の出力を制御する加熱制御部とを備え、
   前記温度検出器を前記内巻きコイルと前記外巻きコイルの間に配し、
   前記温度検出器は、感熱素子と、感熱素子に接続されたリード線と、少なくとも該感熱素子を覆う導電材からなる受熱キャップとからなることを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記温度検出装置の受熱キャップは非磁性の導電材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記内巻きコイルと外巻きコイルは同じ巻数で、両コイルにそれぞれ流れる高周波電流の方向が同じであることを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記内巻きコイルと外巻きコイルは電気的に直列に接続され、両コイルは同じ巻数で高周波電流が流れる方向が同じであることを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
5. 前記内巻きコイルと前記外巻きコイルの間で、実質的に磁束の影響が偏らない中立位置に前記温度検出装置を配置するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱調理器。
6. 前記内巻きコイルと外巻きコイルは巻数及び／又は電流値に対応して前記中立位置に前記温度検出装置を配置するようにしたことを特徴とする請求項５記載の誘導加熱調理器。
7. 前記温度検出器は、コイル周方向に沿って等間隔に複数個配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
   

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