JP2010113846A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】温度測定精度の高い誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】被加熱物４を誘導加熱する加熱手段と、被加熱物４を載置する天板２と、被加熱物４の温度を非接触で測定する温度測定手段８と、温度測定手段８の測定結果に基づき加熱手段の動作を制御する制御部６と、を備え、天板２の上面のうち被加熱物４を載置する領域を、放射率が１に略等しい黒体部材１０で覆った。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関するものである。

従来、誘導加熱調理器に関し、『電磁誘導を利用して正確に加熱調理を行う誘導加熱調理器を得る』ことを目的とした技術として、『本体１１の上面にプレート１２を配置し、本体１１内に通電コイル１７に通電する高周波電流の交番電流の大きさを制御し、容器１４に流れる渦電流の大きさを制御する制御手段１６を設け、本体１１にプレート１２の上面を臨むように配置された単眼型赤外線センサ１８を設け、赤外線センサ１８の受光面の前方に汚れ防止フィルター１９を設けるように構成した。赤外線センサ１８は容器１４の側面下部から放射される赤外線を受光する方向に向けて配置される。』というものが提案されている（特許文献１）。

また、誘導加熱調理器に関し、『フレームレスのトッププレートに対し、衝撃による破損を効果的に阻止できるフィルム状の薄膜を被着する。』ことを目的とした技術として、『上面に装着されたトッププレート４とを備えたケース本体３を、キッチン等の天板２に落とし込みにより収容して、前記トッププレート４の外周縁部を前記天板２上に重ね配置する組込み構成にあって、前記トッププレート４は、耐熱ガラス若しくはセラミックにより一体に形成するとともに、このトッププレート４の載置面の周端部に上面から側面にかけて非金属材料からなる耐熱性フィルム状の薄膜２５を被着した構成とする。』というものが提案されている（特許文献２）。

特開２００３−９２１７７号公報（要約） 特開２００７−２９２３８４号公報（要約）

上記特許文献１や特許文献２に記載の技術において、セラミックのような放射率が１．０にほぼ等しい材質でトッププレートを構成した場合、トッププレート上面の領域のうち赤外線温度センサの測定範囲外の領域から放射された赤外線が、温度測定に影響を及ぼして、測定精度が低下する可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、温度測定精度の高い誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、前記被加熱物を載置する天板と、前記被加熱物の温度を非接触で測定する温度測定手段と、前記温度測定手段の測定結果に基づき前記加熱手段の動作を制御する制御部と、を備え、前記天板の上面のうち前記被加熱物を載置する領域を、放射率が１に略等しい黒体部材で覆ったものである。

本発明に係る誘導加熱調理器によれば、天板の上面のうち被加熱物を載置する領域を黒体部材で覆ったので、温度測定手段の測定範囲から放射された赤外線が温度測定に直接的に影響し、測定精度を向上させることができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の側断面図である。
本実施の形態１に係る誘導加熱調理器は、本体筐体１、天板２、操作パネル３、表示部５、制御部６、加熱コイル７、赤外線温度センサ８、フィルター９、黒体１０を備える。天板２の上面には、被加熱物である容器４が載置される。

天板２は、耐熱性材料で構成され、本体筐体１の上面に配置されている。
操作パネル３は、本体筐体１の上面の一部分に配置されており、誘導加熱調理器の電源ＯＮ／ＯＦＦ、加熱温度の設定などの操作を行うための各操作部を備える。
表示部５は、操作パネル３の近傍に配置されており、誘導加熱調理器の電源ＯＮ／ＯＦＦ、加熱温度の設定などの状態を表示する。

制御部６は、図示しないインバータ等の高周波電流供給手段の動作を制御することにより、加熱コイル７に供給する高周波電流を制御し、これにより容器４に誘導される渦電流の大きさを制御して加熱出力を制御する。また、赤外線温度センサ８の測定結果に基づき、加熱出力を調整する。
加熱コイル７は、高周波電流の供給を受けて、容器４を誘導加熱する。

赤外線温度センサ８は、天板２の上面に配置され、容器４の温度を測定してその結果を制御部６に出力する。
フィルター９は、赤外線温度センサ８の受光面の前方に設けられ、赤外線温度センサ８の汚れを防止する。

黒体１０は、放射率を１．０とみなすことができる材質、例えば、つや消し黒塗料で構成されている。

赤外線温度センサ８は、天板２上面の定位置に容器４を設置した状態で、容器４の側面下部から放射される赤外線を受光することのできる方向に向けられている。容器４の側面下部とは、黒体１０と容器４の接触面を含むものである。以下の説明でも同様である。
また、赤外線温度センサ８は、容器４の側面下部が赤外線の受光可能エリア内に十分に収まる位置に定められている。

赤外線温度センサ８は、複数の受光素子の受光方向を同一面に向けて配置した、赤外線アレーセンサで構成することもできる。この場合、制御部６が、各受光素子が受光する赤外線量の中で最も多いものに基づき、容器４の温度を算定する。

表示部５は、例えば液晶ディスプレイのような表示装置で構成することができる。
制御部６は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンやＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のような演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。

本発明における「加熱手段」は、制御部６、加熱コイル７、図示しないインバータ等がこれに相当する。
また、「温度測定手段」は、赤外線温度センサ８がこれに相当する。

以上、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を説明した。
次に、赤外線温度センサ８が容器４の温度を測定する原理について説明する。

図２は、容器４と黒体１０の接触面近傍を拡大した図である。
赤外線温度センサ８は、容器４から放射される放射熱のみを捉え、周辺物体から放射される放射熱は捉えないことを前提とする。
容器４の一部の面積Ｓｍから周囲に放射される全放射熱量Ｑｍは、ステファン・ボルツマン定数σを乗じて、下記（式１）で表される。

Ｑｍ＝Ｓｍ・σ・εｍ・Ｔｍ⁴ ・・・（式１）
εｍ：容器４の放射率、Ｔｍ：容器４の温度

上記（式１）の全放射熱量Ｑｍの中で、赤外線温度センサ８に到達する熱量Ｑ１は、形態係数をＦｍとすると、下記（式２）となる。
なお、形態係数Ｆｍとは、容器４から放射される赤外線の全エネルギーの中で、赤外線温度センサ８に到達するエネルギーの割合を示す係数である。

Ｑ１＝Ｆｍ・Ｑｍ
＝Ｆｍ・Ｓｍ・σ・εｍ・Ｔｍ⁴ ・・・（式２）

また、赤外線温度センサ８や容器４を取り囲む物体、すなわち天板２上の黒体１０の一部面積Ｓｂから容器４の一部面積Ｓｍへ到達する全放射熱量Ｑｂは、形態係数をＦｂとすると、下記（式３）となる。
なお、形態係数Ｆｂとは、天板２上の黒体１０から放射される全放射熱量のうち、容器４へ到達する放射熱量の割合を示す係数である。

Ｑｂ＝Ｆｂ・Ｓｂ・σ・εｂ・Ｔｂ⁴ ・・・（式３）
εｂ：天板２上の黒体１０の放射率、Ｔｂ：天板２上の黒体１０の温度

上記（式３）における全放射熱量Ｑｂのうち、（１−εｍ）の比率分が容器４で反射されて赤外線温度センサ８へ到達する。この熱量をＱ３とすると、Ｑ３は下記（式４）で表される。

Ｑ３＝Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｑｂ
＝Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｆｂ・Ｓｂ・σ・εｂ・Ｔｂ⁴ ・・・（式４）

赤外線温度センサ８に到達する全放射熱量Ｑは、上記（式２）のＱ１と（式４）のＱ３を合計した、下記（式５）となる。

Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ３
＝ Ｆｍ・Ｓｍ・σ・εｍ・Ｔｍ⁴
＋Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｆｂ・Ｓｂ・σ・εｂ・Ｔｂ⁴
＝Ｆｍ・σ・（Ｓｍ・εｍ・Ｔｍ⁴＋（１−εｍ）・Ｆｂ・Ｓｂ・εｂ・Ｔｂ⁴）
・・・（式５）

通常はＴｍ＞Ｔｂであり、熱量が温度の４乗式となるため、上記（式５）で表されるＱの値は、Ｔｍ⁴の項に大きく依拠する。したがって、εｍが大きいほど、赤外線温度センサ８へ到達する全放射熱量Ｑは大きい値となる。

次に、上述の形態係数Ｆｂについて検討する。
物体ＳｍとＳｂの間の距離λが限りなくゼロに近づいたとき、物体Ｓｂから放射される熱量が物体Ｓｍへ到達する割合は、下記（式６）で表される。

ｌｉｍ｛Ｆｂ｝＝Ｓｍ／Ｓｂ ・・・（式６）

（式６）で表されるＦｂを（式５）に代入すると、下記（式７）が得られる。

Ｑ＝Ｆｍ・σ・
（
Ｓｍ・εｍ・Ｔｍ⁴
＋（Ｓｍ／Ｓｂ）・Ｓｂ・εｂ・Ｔｂ⁴
−εｍ・（Ｓｍ／Ｓｂ）・Ｓｂ・εｂ・Ｔｂ⁴
）
＝Ｆｍ・σ・Ｓｍ・（εｍ・Ｔｍ⁴＋εｂ・Ｔｂ⁴−εｍ・εｂ・Ｔｂ⁴）
・・・（式７）

εｂ≒１、Ｔｍ⁴＝Ｔｂ⁴のときは、上記（式７）は下記（式８）となる。

Ｑ＝Ｆｍ・σ・Ｓｍ・εｂ・Ｔｂ⁴ ・・・（式８）

（式８）では、容器４の放射率εｍに係る項が消えており、天板２上の黒体１０の一部面積Ｓｂから放射される熱量が赤外線温度センサ８へ到達することが示されている。
したがって、図２に示すように容器４の底部が天板２上の黒体１０に接触し、両者間の距離λ≒０とみなすことができる状態であれば、容器４の底部から放射される熱量を算出する上では、上記（式８）を用いることができる。
すなわち、本実施の形態１のように黒体１０を配置することにより、容器４の放射率εｍとは無関係に、容器４底部から放射される熱量を測定することができるのである。

以上、赤外線温度センサ８が容器４の温度を測定する原理について説明した。
次に、黒体１０の配置領域について説明する。

図３は、天板２の上面図である。
黒体１０は、天板２の上面のうち、容器４を載置する領域と、一部赤外線温度センサ８の前側の領域のみに限定して配置する。
あるいは、容器４を載置する領域のうち、赤外線温度センサ８の測定範囲にさらに限定して、黒体１０を配置してもよい。

図４は、容器４を天板２上に載置した状態の上面図である。
図３のように黒体１０を、赤外線温度センサ８の測定範囲にさらに限定して配置することにより、黒体１０の量を少なく抑えることができてコスト面で有利である。
この場合、図４に示すように、赤外線温度センサ８の測定範囲内に容器４が載置されることになるため、温度測定を行うために必要十分な赤外線量が赤外線温度センサ８に供給されるため、温度測定に何ら支障がない。
また、赤外線温度センサ８の測定範囲をユーザへ視覚的に提示することができるので、ユーザにとっても便宜である。

以上のように、本実施の形態１では、天板２の上面のうち容器４を載置する領域を黒体１０で覆っているので、黒体１０で覆っていない領域から赤外線が放射されることはない。
したがって、温度測定に必要十分な赤外線放射を、赤外線温度センサ８に供給することができ、測定精度が向上する。換言すると、赤外線温度センサ８の測定範囲から放射された赤外線が温度測定に直接的に影響することになるので、測定精度を向上させることができるのである。

また、本実施の形態１において、図３のように黒体１０を配置する領域を、赤外線温度センサ８の受光可能エリア内に限定することにより、黒体１０の量を少なく抑えることができるとともに、温度測定に直接的に影響する赤外線のみを赤外線温度センサ８に供給し、測定精度を向上させることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の天板２の上面図である。
本実施の形態２において、天板２の上面は、赤外線温度センサ８の測定範囲３１以外の領域が、放射率の小さい（赤外線を放射しにくい）、例えば０．１８程度の反射率の白体３２で覆われている。また、白体の材質としては、例えば、ステンレス、または、ＳＵＳ３０４などが適している。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図６は、容器４を天板２上に載置した状態の上面図である。
図５のように白体３２を配置することにより、測定範囲３１以外の領域からは赤外線が放射されにくくなるため、温度測定に必要ない領域の赤外線を赤外線温度センサ８が受光することがなくなり、測定精度が向上する。
また、赤外線温度センサ８の測定範囲をユーザへ視覚的に提示することができるので、ユーザにとっても便宜である。

なお、本実施の形態２で説明した白体３２を配置する構成に加えて、実施の形態１で説明したように、黒体１０を測定範囲３１に配置する構成を併せて用いてもよい。その他の実施の形態においても同様である。
これにより、温度測定に必要十分な赤外線を、赤外線温度センサ８へ確実に供給することができ、測定精度がより向上する。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の側断面図である。
本実施の形態３に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１で説明した黒体１０に代えて、天板２の下面を、例えば、０．９程度の反射率の大きい白体１１で覆っている。また、白体の材質としては、アルミ板などが適している。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

ここで、白体１１の効果について説明するため、天板２をガラスのような透過率の高い材質で構成し、白体１１で覆っていない場合において、赤外線温度センサ８が容器４の温度を測定する原理を説明する。

図８は、例えば特許文献１に記載のような、従来の誘導加熱調理器の側断面図である。
図８において、天板２はラスのような透過率の高い材質で構成されている。また、天板２の上下面は、黒体１０や白体１１で覆われていない。その他の構成は、実施の形態１で説明した図１と同様である。

図９は、赤外線温度センサ８周辺の拡大図である。図９では、赤外線温度センサ８を赤外線アレーセンサで構成した場合の例を示した。図９の場合、赤外線温度センサ８は、発光点ａ１〜ａ８に対応した複数の受光素子を備え、制御部６は、各受光素子が受光した赤外線量のうち最も大きいものに基づき、容器４の温度を算定する。
各発光点は、図１２のａ１〜ａ８に示すような領域となる。

図１０は、容器４と天板２の接触面近傍を拡大した図である。実施の形態１で説明した図２との差異点は、黒体１０がないことである。
赤外線温度センサ８は、容器４から放射される放射熱のみを捉え、周辺物体から放射される放射熱は捉えないことを前提とする。
容器４の一部の面積Ｓｍから周囲に放射される全放射熱量Ｑｍは、上述の（式１）で表される。

上記（式１）の全放射熱量Ｑｍの中で、赤外線温度センサ８に到達する熱量Ｑ１は、形態係数を用いて、上述の（式２）で表される。

また、赤外線温度センサ８や容器４を取り囲む物体、すなわち天板２の一部面積Ｓｇから容器４の一部面積Ｓｍへ到達する全放射熱量Ｑｇは、形態係数をＦｇとすると、下記（式９）となる。
なお、形態係数Ｆｇとは、天板２から放射される全放射熱量のうち、容器４へ到達する放射熱量の割合を示す係数である。

Ｑｇ＝Ｆｇ・Ｓｇ・σ・εｇ・Ｔｇ⁴ ・・・（式９）
εｇ：天板２の放射率、Ｔｇ：天板２の温度

上記（式９）における全放射熱量Ｑｇのうち、（１−εｍ）の比率分が容器４で反射されて赤外線温度センサ８へ到達する。この熱量をＱ２とすると、Ｑ２は下記（式１０）で表される。

Ｑ２＝Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｑｇ
＝Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｆｇ・Ｓｇ・σ・εｇ・Ｔｇ⁴ ・・・（式１０）

赤外線温度センサ８に到達する全放射熱量Ｑは、上記（式２）のＱ１と（式１０）のＱ２を合計した、下記（式１１）となる。

Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２
＝ Ｆｍ・Ｓｍ・σ・εｍ・Ｔｍ⁴
＋Ｆｍ・（１−εｍ）・Ｆｇ・Ｓｇ・σ・εｇ・Ｔｇ⁴
＝Ｆｍ・σ・（Ｓｍ・εｍ・Ｔｍ⁴＋（１−εｍ）・Ｆｇ・Ｓｇ・εｇ・Ｔｇ⁴）
・・・（式１１）

通常はＴｍ＞Ｔｇであり、熱量が温度の４乗式となるため、上記（式１１）で表されるＱの値は、Ｔｍ⁴の項に大きく依拠する。したがって、εｍが大きいほど、赤外線温度センサ８へ到達する全放射熱量Ｑは大きい値となる。

次に、上述の形態係数Ｆｇについて検討する。
物体ＳｍとＳｇの間の距離λが限りなくゼロに近づいたとき、物体Ｓｇから放射される熱量が物体Ｓｍへ到達する割合は、下記（式１２）で表される。

ｌｉｍ｛Ｆｇ｝＝Ｓｍ／Ｓｇ ・・・（式１２）

（式１２）を（式１１）に代入すると、下記（式１３）が得られる。

Ｑ＝Ｆｍ・σ・
（
Ｓｍ・εｍ・Ｔｍ⁴
＋（Ｓｍ／Ｓｇ）・Ｓｇ・εｇ・Ｔｇ⁴
−εｍ・（Ｓｍ／Ｓｇ）・Ｓｇ・εｇ・Ｔｇ⁴
）
＝Ｆｍ・σ・Ｓｍ・（εｍ・Ｔｍ⁴＋εｇ・Ｔｇ⁴−εｍ・εｇ・Ｔｇ⁴）
・・・（式１３）

εｇ≒１、Ｔｍ⁴＝Ｔｇ⁴のときは、上記（式１３）は下記（式１４）となる。

Ｑ＝Ｆｍ・σ・Ｓｍ・εｇ・Ｔｇ⁴ ・・・（式１４）

（式１４）では、容器４の放射率εｍに係る項が消えており、天板２の一部面積Ｓｇから放射される熱量が赤外線温度センサ８へ到達することが示されている。
したがって、図１０に示すように容器４の底部が天板２に接触し、両者間の距離λ≒０とみなすことができる状態であれば、容器４の底部から放射される熱量を算出する上では、上記（式１４）を用いることができる。
すなわち、容器４の放射率εｍとは無関係に、容器４底部から放射される熱量を測定することができるのである。

以上、赤外線温度センサ８が容器４の温度を測定する原理の概略を説明した。
以上の説明では、天板２と容器４の関係についてのみ説明したが、天板２をガラス等の透過率の高い材質で構成した場合、これに起因する課題が生じる。以下、この課題について説明する。

図１１は、ガラスの透過率と赤外線波長の関係を示す図である。また、黒体の熱放射エネルギーを併記した。
図１１下図に示すように、赤外線波長が３μｍ以上の領域では、透過率がゼロとなり、ガラスで構成された天板２は、黒体とみなすことができる。
しかし、赤外線波長が０．４〜３μｍの領域では、透過率が０．８以上となり、黒体とみなすことはできない。また、図１１上図に示すように、容器４の温度が５０℃を超える領域では、放射率が０．２以下となる。

この領域では、εｇ≒１とみなすことはできないため、上述の（式１４）は用いることができない。したがって、Ｔｍ⁴＝Ｔｇ⁴のみ仮定して、上記（式１３）より以下の（式１５）を導く。

Ｑ＝Ｆｍ・σ・Ｓｍ・（εｍ・Ｔｍ⁴＋εｇ・Ｔｇ⁴−εｍ・εｇ・Ｔｇ⁴）
＝Ｆｍ・σ・Ｓｍ・（εｍ＋εｇ−εｍ・εｇ）・Ｔｇ⁴ ・・・（式１５）

上記（式１５）では、容器４の放射率εｍに係る項が残存しており、上述の（式１４）を用いる場合と比較して、容器４の温度を正確に検出することができず、加熱動作が不安定になるという課題がある。
即ち、天板２をガラスのような透過率の高い材質で構成したことに起因して、温度測定精度が不安定になるのである。

また、天板２をガラスで構成した場合、赤外線の波長によっては、天板２下部の熱源等から放射された赤外線が天板２を透過し、赤外線温度センサ８の温度検出に影響を及ぼして、測定精度が低下する可能性がある。
同様に、天板２下部の熱源等から放射された赤外線が天板２を透過し、さらに容器４に反射して赤外線温度センサ８に到達し、測定精度が低下する可能性もある。

そこで、本実施の形態３では、天板２の下面を反射率の高い白体１１で覆った。
本体筐体１の内部で発生した熱による赤外線は、白体１１で反射されて赤外線温度センサ８には到達しない。これにより、内部で発生した赤外線は赤外線温度センサ８の温度測定に影響を与えないので、測定精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態３で説明した、天板２下面を白体１１で覆う構成に加えて、実施の形態１で説明したような、黒体１０を測定範囲３１に配置する構成を併せて用いてもよい。さらには、実施の形態２で説明した白体３２を用いる構成を併せて用いてもよい。
これにより、温度測定に必要十分な赤外線を、赤外線温度センサ８へ確実に供給することができ、測定精度がより向上する。

実施の形態４．
本実施の形態４において、天板２の上面は、実施の形態２と同様に、赤外線温度センサ８の測定範囲３１以外の領域が、白体３２で覆われている。
また、赤外線温度センサ８は、複数の受光素子の受光方向を同一面に向けて配置した、赤外線アレーセンサで構成されている。
図中ａ４からａ８はそれぞれの受光素子の天板２上の測定範囲を示す。ａ１からａ３は天板２上に測定範囲がなく、容器４が載置された場合に容器４の温度を測定する。ただし境界は固定ではない。
その他の構成は、実施の形態１〜３と同様である。

本実施の形態４においても、実施の形態１〜３と同様に、温度測定に必要十分な赤外線を赤外線温度センサ８へ確実に供給することができ、測定精度が向上する。
また、赤外線温度センサ８の測定範囲をユーザへ視覚的に提示することができるので、ユーザにとっても便宜である。

実施の形態５．
以上の実施の形態１〜４では、天板２およびその周辺構成に起因して、測定温度が不安定になることを説明した。
本発明の実施の形態５では、被加熱物と赤外線温度センサ８との間に別の容器が載置された場合に、正しく被加熱物の測定温度が測定できないこと、およびその状況の下で測定精度を向上させる手法を説明する。
なお、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器の構成は、制御部６の動作を除き、従来の誘導加熱調理器、または実施の形態１〜４に係る誘導加熱調理器と同様である。

図１３は、本実施の形態５に係る誘導加熱調理器の側断面図である。黒体１０、白体１１および３２は記載を省略した。
図１３において、天板２の上面には容器４が載置され、加熱動作を行っている。また、加熱動作を行っている最中に、赤外線温度センサ８と容器４の間に別の容器１２が載置されたものと仮定する。
このとき、容器４から放射される赤外線が、容器１２で遮断されて赤外線温度センサ８に到達しないため、容器４の正確な温度測定を行うことができない。

図１４は、容器１２の温度が容器４の温度よりも低い場合における、赤外線温度センサ８の測定温度の経時変化を示す図である。図１４の各データ系列は、赤外線温度センサ８を構成する８個の受光素子それぞれに対応した測定結果を示す。
容器１２の温度が容器４の温度よりも低い場合は、容器１２を天板２上に載置すると、図１４のように赤外線温度センサ８の測定温度が下降する。

図１５は、容器１２の温度が容器４の温度よりも高い場合における、赤外線温度センサ８の測定温度の経時変化を示す図である。図１５の各データ系列は、赤外線温度センサ８を構成する８個の受光素子それぞれに対応した測定結果を示す。
容器１２の温度が容器４の温度よりも高い場合は、容器１２を天板２上に載置すると、図１５のように赤外線温度センサ８の測定温度が上昇する。

本実施の形態５において、制御部６は、図１４〜図１５で示したような一時的な測定温度の変化を利用して、容器１２が載置されたものと判断し、赤外線温度センサ８の測定結果を用いることを中断する。

図１６は、本実施の形態５における制御部６の温度測定動作を示すフローである。以下図１６の各ステップについて説明する。

（Ｓ１６００）
制御部６は、加熱動作の開始に伴って、本温度測定動作フローを開始する。
（Ｓ１６０１）
制御部６は、赤外線温度センサ８の測定結果を取得する。

（Ｓ１６０２）
制御部６は、赤外線温度センサ８の複数の受光素子の測定温度が、前回測定時よりも所定閾値以上上昇しているか否かを判定する。所定閾値以上上昇していればステップＳ１６０４へ進み、所定閾値以上上昇していなければステップＳ１６０３へ進む。
ここでいう「複数の受光素子」の個数は、赤外線温度センサ８を構成する全ての受光素子としてもよいし、例えば半数以上などとしてもよい。即ち、図１５で示すような容器１２等に起因する急激な温度上昇があったか否かを判定できる程度の個数であればよい。

（Ｓ１６０３）
制御部６は、赤外線温度センサ８の複数の受光素子の測定温度が、前回測定時よりも所定閾値以上降下しているか否かを判定する。所定閾値以上降下していればステップＳ１６０４へ進み、所定閾値以上降下していなければステップＳ１６０１へ戻って同様の処理を繰り返す。この繰り返しは、所定時間間隔（例えば１秒毎）に行う。
ここでいう「複数の受光素子」の個数は、ステップＳ１６０２と同様に、図１４で示すような容器１２等に起因する急激な温度降下があったか否かを判定できる程度の個数であればよい。

（Ｓ１６０４）
制御部６は、温度測定エラーが発生した旨を、表示部５に表示させる。さらに、安全のため加熱動作を強制停止するなどの措置を実施してもよい。

なお、図１４や図１５で示すような、容器１２を載置したことに起因する急激な温度変化を検出するためには、例えば以下のような手法が考えられる。

（温度変化検出手法１）
制御部６は、赤外線温度センサ８の測定結果を０．５秒に１回取得する。２秒間で温度が３度以上上昇した場合、図１５のような急激な温度上昇があったものとみなす。
（温度変化検出手法２）
制御部６は、赤外線温度センサ８の測定結果を０．５秒に１回取得する。２秒間で温度が３度以上降下した場合、図１４のような急激な温度降下があったものとみなす。
（補足）
上記数値は、説明の便宜上のものであり、実際の数値はこれらに限られない。

以上のように、本実施の形態５によれば、容器４と赤外線温度センサ８の間に容器１２が載置されて容器４が放射する赤外線が遮断されても、温度測定結果を継続的に監視して図１４や図１５のような温度変化を検出するので、容器４の温度が変化したものと誤認識することがない。
そのため、誤った測定結果に基づき容器４の加熱動作を継続することがなく、測定精度を向上させることができる。

実施の形態６．
本発明の実施の形態６では、実施の形態５と同様に、被加熱物の載置位置と数に起因して、測定温度が不安定になること、およびその状況の下で測定精度を向上させる手法を説明する。
なお、本実施の形態６に係る誘導加熱調理器の構成は、制御部６の動作を除き、従来の誘導加熱調理器、または実施の形態１〜５に係る誘導加熱調理器と同様である。

実施の形態５の図１３で説明したように、加熱動作を開始した直後、即ち容器４の温度が常温に近い時点で、容器４と赤外線温度センサ８の間に容器４と近い温度の容器１２が載置された場合を想定する。
このように、容器４の温度が常温に近い時点で容器４と近い温度の容器１２を載置した場合、その時点では実施の形態５の図１４〜図１５で説明したような急激な温度変化は生じないため、図１６の動作フローでは温度測定エラーとはならず、加熱動作は継続する。

もし、容器１２が温度上昇しにくい材質で構成されているような場合、容器４の温度が時間に伴って上昇しても、容器１２の温度はあまり上昇しない。さらには、容器１２が赤外線を遮断しているので、赤外線温度センサ８は容器４の温度上昇を検知することができない。

以上から、容器１２を載置した時点、その後に加熱動作を継続した後の双方で、容器４の温度が上昇しても容器１２の温度が上昇しないので、赤外線温度センサ８の測定温度が上昇せず、加熱動作の継続にともなって容器４が過熱して発火等してしまう可能性がある。
そこで、本実施の形態６では、制御部６は、本来上昇すべき測定温度が上昇しないことを検知し、温度測定エラーとする。

図１７は、本実施の形態６における制御部６の温度測定動作を示すフローである。以下図１７の各ステップについて説明する。

（Ｓ１７００）
制御部６は、加熱動作の開始に伴って、本温度測定動作フローを開始する。
（Ｓ１７０１）
制御部６は、赤外線温度センサ８の測定結果を取得する。

（Ｓ１７０２）
制御部６は、赤外線温度センサ８の複数の受光素子の測定温度が、前回測定時よりも所定閾値以上上昇しているか否かを判定する。所定閾値以上上昇していなければ、ステップＳ１７０３へ進む。所定閾値以上上昇していればステップＳ１７０１へ戻って同様の処理を繰り返す。この繰り返しは、所定時間間隔（例えば１秒毎）に行う。
本ステップは、加熱動作の継続に伴って本来上昇すべき測定温度が上昇していないときに、例えば上述のような何らかの測定異常が生じているものと判断する意義がある。

（Ｓ１７０３）
制御部６は、温度測定エラーが発生した旨を、表示部５に表示させる。さらに、安全のため加熱動作を強制停止するなどの措置を実施してもよい。

なお、容器１２を載置しても温度変化が生じないことを検出するためには、例えば以下のような手法が考えられる。

（温度変化が生じないことを検出する手法）
制御部６は、赤外線温度センサ８の測定結果を１秒に１回取得する。３０秒間で温度が３度以上上昇しない場合、温度測定エラーとみなす。
（補足）
上記数値は、説明の便宜上のものであり、実際の数値はこれらに限られない。

また、本実施の形態６で説明した手法は、実施の形態５で説明した手法と併用することもできる。
例えば、図１６のステップＳ１６０２とＳ１６０３の間に図１７のステップＳ１７０２を挿入し、測定温度の上昇幅が極端に大きいときは図１６のステップＳ１６０２で「ＹＥＳ」と判定し、極端に少ないときはステップＳ１７０２で「ＹＥＳ」と判定する、という手法が考えられる。

以上のように、本実施の形態６によれば、制御部６は、加熱動作の開始後に測定温度を監視し、温度が十分上昇しないときは、温度測定エラーが生じたものと判定する。
そのため、誤った測定結果に基づき容器４の加熱動作を継続することがなく、測定精度を向上させることができる。

なお、本発明の実施の形態５および６では、複数の赤外線受光素子を搭載した赤外線アレイセンサによる場合を説明したが、単一の赤外線受光センサを使用した場合でも、同様の効果が得られる。この場合、図１６のＳ１６０２、Ｓ１６０３、および図１７のＳ１７０２において、複数の受光素子とあるものを、単一の受光素子と置き換えるものとする。

実施の形態１に係る誘導加熱調理器の側断面図である。 容器４と黒体１０の接触面近傍を拡大した図である。 天板２の上面図である。 容器４を天板２上に載置した状態の上面図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の天板２の上面図である。 容器４を天板２上に載置した状態の上面図である。 実施の形態３に係る誘導加熱調理器の側断面図である。 従来の誘導加熱調理器の側断面図である。 赤外線温度センサ８周辺の拡大図である。 容器４と天板２の接触面近傍を拡大した図である。 ガラスの透過率と赤外線波長の関係を示す図である。 実施の形態４に係る誘導加熱調理器の天板２の上面図である。 実施の形態５に係る誘導加熱調理器の側断面図である。 容器１２の温度が容器４の温度よりも低い場合における、赤外線温度センサ８の測定温度の経時変化を示す図である。 容器１２の温度が容器４の温度よりも高い場合における、赤外線温度センサ８の測定温度の経時変化を示す図である。 実施の形態５における制御部６の温度測定動作を示すフローである。 実施の形態６における制御部６の温度測定動作を示すフローである。

符号の説明

１ 本体筐体、２ 天板、３ 操作パネル、４ 容器、５ 表示部、６ 制御部、７ 加熱コイル、８ 赤外線温度センサ、９ フィルター、１０ 黒体、１１ 白体、３１ 測定範囲、３２ 白体。

Claims (12)

1. 被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、
   前記被加熱物を載置する天板と、
   前記被加熱物の温度を非接触で測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段の測定結果に基づき前記加熱手段の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記天板の上面のうち前記被加熱物を載置する領域を、
   放射率が１に略等しい黒体部材で覆った
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、
   前記被加熱物を載置する天板と、
   前記被加熱物の温度を非接触で測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段の測定結果に基づき前記加熱手段の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記天板の上面のうち前記温度測定手段の測定範囲を前記黒体部材で覆った
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 前記天板の上面のうち前記温度測定手段の測定範囲以外の領域を、
   放射率の低い白体部材で覆った
   ことを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、
   前記被加熱物を載置する天板と、
   前記被加熱物の温度を非接触で測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段の測定結果に基づき前記加熱手段の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記天板の下面を赤外線反射率の高い部材で覆った
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
5. 被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、
   前記被加熱物を載置する天板と、
   前記被加熱物の温度を非接触で測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段の測定結果に基づき前記加熱手段の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記赤外線受光素子のうち所定個数の測定温度が所定時間内に一様に上昇したときは、
   前記温度測定手段を使用することができないと判断してその使用を中断する
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
6. 被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、
   前記被加熱物を載置する天板と、
   前記被加熱物の温度を非接触で測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段の測定結果に基づき前記加熱手段の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記赤外線受光素子のうち所定個数の測定温度が所定時間内に一様に低下したときは、
   前記温度測定手段を使用することができないと判断してその使用を中断する
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
7. 被加熱物を誘導加熱する加熱手段と、
   前記被加熱物を載置する天板と、
   前記被加熱物の温度を非接触で測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段の測定結果に基づき前記加熱手段の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記被加熱物の加熱を開始してから所定時間が経過しても、
   各前記赤外線受光素子の測定温度が上昇しないときは、
   前記温度測定手段を使用することができないと判断してその使用を中断する
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
8. 前記制御部は、
   前記温度測定手段を使用することができないと判断したときは、
   前記被加熱物の加熱を中止する
   ことを特徴とする請求項６または請求項７記載の誘導加熱調理器。
9. 前記温度測定手段は、
   複数の赤外線受光素子の受光方向を同一面に向けてアレイ状に配置した赤外線センサアレイで構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
10. 前記天板には、各前記赤外線受光素子毎の測定範囲を視覚的に表示した
    ことを特徴とする請求項９記載の誘導加熱調理器。
11. 前記温度測定手段は、
    単一の赤外線受光素子を可動させて受光方向を可変する赤外線センサで構成されている
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
12. 前記天板には、前記赤外線受光素子の測定範囲を視覚的に表示した
    ことを特徴とする請求項１１記載の誘導加熱調理器。

Images