JP2010277791A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも加熱容器又は加熱容器に収容された被加熱物の温度を略一定に制御可能にした誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】天板１３と、天板１３の下方に設けられ、鍋３１及び被加熱物３２を加熱する誘導加熱装置（１、２２）と、鍋３１又は被加熱物３２の温度を検知する赤外線センサ１７と、検知温度に基づき誘導加熱装置による加熱容器３１の発熱を制御する制御手段２４、鍋３１又は被加熱物３２の加熱調理工程を設定入力する操作部１６とを備える。加熱調理工程は、少なくとも温度維持工程を含み、温度維持工程は、１００℃を超えない温度帯において略一定の温度に維持する。
【選択図】図９

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関し、特にその火力調整に関する。

従来、誘導加熱調理器においては、その調理に際しては使用者が調理の様子を見ながら火力を手動にて調整していた。或いは自動温度調整がなされる場合もあった（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−０３４２２８号公報（図１、図３）

従来の誘導加熱調理器においては、上述のように、使用者が調理の様子を見ながら火力を手動にて調整していたため、調理として適切な温度管理がなされず、おいしさや栄養を損なう場合があり、経験や勘に頼っているために同じ料理でも日によって仕上がりが違う場合があった。また、自動温度調整がなされる場合であっても（特許文献１）、極めて限定された用途（例えば焦げ付き防止等）でしかなかった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、少なくとも加熱容器又は加熱容器に収容された被加熱物の温度を略一定に制御可能にした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、加熱容器を載置する載置手段と、該載置手段の下方に設けられ、前記加熱容器及び前記加熱容器に収容された被加熱物を加熱する誘導加熱装置と、前記加熱容器又は前記被加熱物の温度を検知する温度検知装置と、温度検知装置により検知された温度に基づき前記誘導加熱装置による加熱容器の発熱を制御する制御装置と、前記被加熱物の加熱調理工程を設定入力する操作部とを備え、加熱調理工程は、少なくとも温度維持工程を含み、前記温度維持工程は、１００℃を超えない温度帯において略一定の温度に維持する工程である。

本発明によれば、加熱調理工程おいては少なくとも温度維持工程を含み、温度維持工程は１００℃を超えない温度帯において略一定の温度に維持することが可能になっている。このため、調理として適切な温度管理がなされており、従来のようにおいしさや栄養を損なったり、同じ料理でも日によって仕上がりが違うような事態が起きるのを抑制することができる。また、加熱容器又は被加熱物の温度を基準として火力を自動的に調整するので、ユーザーの作業負荷の低減を図ることができる。このように火力調整が自動的になされるので、ユーザーが調理器の傍から離れることも可能になっている。

本発明の実施の形態１に係る加熱調理器の斜視図である。 図１の誘導加熱調理器の制御ブロック図である。 赤外線センサによるセンサ検知領域の側面図である。 操作部の構成例を示した図である。 温度と卵白及び卵黄の状態との関係を示した図である。 温度と肉の柔らかさとの関係を示した図である。 温度と野菜（ダイコン）の柔らかさとの関係を示した図である。 制御手段の処理を示したフローチャートである。 調理時の温度推移を示したフローチャートである。 調理メニューと設定温度等との関係を示した図である。 複数の温度下降工程が含まれている例を示したタイミングチャートである。 温度計測の他の例を示した模式図である。

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斜視図である。
図１の誘導加熱調理器１００は、上部が開口した調理器本体１１、調理器本体１１の上部に設けられた天板枠１２、天板枠１２に取り付けられ、鍋を載置する天板１３、調理器本体１１の正面側に設けられたグリル部１４を備えている。天板枠１２の内、奥側には吸・排気部１５が設けられており、手前側には操作部１６が設けられている。操作部１６は、ユーザーに操作され、誘導加熱調理器１００の火力や温度等を設定する。吸・排気部１５の両側には赤外線センサ１７がそれぞれ取り付けられている。この赤外線センサ１７は、鍋（加熱容器）の側面を検知するべく視野が鍋設置位置の略中央に向けられている。また、天板１３の手前側には表示部１８が設けられている。表示部１８は、操作部１６による入力情報や被加熱物の加熱状態等の運転状況を表示する。なお、上記の天板１３は本発明の載置手段に相当する。

図２は、図１の誘導加熱調理器の制御ブロック図である。
図１の天板１３の下方には、加熱コイル２１が配置されており、この加熱コイル２１にはインバータ２２から高周波電流が供給される。天板１３の下面にはサーミスタ２３が取り付けられており、この出力は、上記の赤外線センサ１７の出力とともに制御手段２４に供給される。制御手段２４は、例えばマイコンから構成されており、後述の各種の演算処理をする。この制御手段２４には、記憶装置２５、計時手段２６、音声出力手段２７、操作部１６及び表示部１８が接続されている。記憶装置２５には、例えば、後述の放射率を関数に含む温度換算式や、後述の複数の調理メニューの加熱調理工程のデータ（温度、時間）等が格納されている。加熱コイル２１は、天板１３の下方に配置されているが、その鉛直上に例えば鍋（加熱容器）３１が載置されるように構成されており、鍋３１には液体を含む被加熱物（被調理物）３２が収容される。なお、上記の加熱コイル２１及びインバータ２２は、本発明の誘導加熱装置を構成している。

図３は、赤外線センサ１７によるセンサ検知領域の側面図である。
赤外線センサ１７は、物体の赤外線量を検知するものであり、縦方向に隣接した複数箇所を検知できる複数素子からなる非接触赤外温度センサ（１×８方式：サーモパイル式赤外線センサ）から構成されている。この赤外線センサ１７の素子１〜素子８は、図３に示されるように、天板１３上において鍋載置位置の周辺を視野に持つように配置されている。したがって、鍋３１が多少位置ずれして置かれた状態においても、いずれかの素子は必ず鍋底や鍋肌を検知できるような位置関係になっている。

赤外線センサ１７によって鍋側面の温度を検知した場合には、通常、最も高い温度を返すのは鍋底と天板１３が接している部分である。これは鍋３１と天板１３との間で赤外線の多重反射が起こり、結果として赤外線センサ１７側に放射される赤外線量が大きくなることに由来する。図３の例では素子５が最も高い温度を示す（すなわち信号として大きく取れるため、温度判定がしやすい）とともに、水位の影響を受けずに温度変化を読み取れる利点がある。このように通常は素子５（鍋底と天板１３の接触部）がＭＡＸ温度を示すが、鍋３１の設置位置により、最高温度を示す素子がずれる可能性がある。その際には、８素子中の最大温度を示す素子を採用すれば、自動的にそれは鍋底端部の温度を意味する。このようにＭＡＸ温度を常に採用することで、鍋３１がいずれにおかれても、鍋底と天板１３の接触部を検知することが可能となり、ひいては検知温度が大きいデータを参照することが可能となるため、精度のよい温度検知が可能となる。

赤外線センサ１７によって検知される温度は、ステファンボルツマンの法則により、次式により求められる。なお、次式に含まれる放射率εは適宜設定される（例えば一律に０．６に設定する等）。実際には周囲温度Ｔａと対象物の放射率εによる補正が必要となる。通常、赤外線センサ１７内には視野温度とは別に周囲温度（Ｔａ）を検知する素子が内蔵されているため、事実上、放射率εの補正が重要となる。

図４（ａ）（ｂ）は、図１の操作部１６の詳細を示した説明図である。
図４（ａ）の操作部１６の形態は、本発明の手動モードに相当するものである。操作部１６は、同図（ａ）に示されるように、例えば操作ダイヤル１６ａにより鍋３１（又は被加熱物３２）の温度及び時間（温度維持工程の時間、図９参照）を設定してそれを表示するように構成されている。例えば或る料理についておいしく調理できたとき、そのときの温度及び時間をそれぞれメモしておいて、後日、その料理をするときにはその温度及び時間に設定することにより、同品質の料理が得られる。なお、ここでは、温度及び時間の双方を設定できるようにしたが何れか一方であってもよい。

図４（ｂ）の操作部１６の形態は、本発明の自動モードに相当するものである。同図（ｂ）に示されるように、自動煮込みメニューとして、例えば「こってり角煮」、「あっさり角煮」、「温泉卵」、「しゃっきり野菜」、「やわらか野菜」のような調理モードに対応した選択ボタン１６ｂが設けられる。その選択ボタン１６ｂを押下することにより該当する調理メニューが選択される。なお、この選択ボタン１６ｂは、通常の機械的なボタンでもよいが、液晶パネル上にタッチパネルを設け、自動煮込みメニューを液晶パネルに表示させ、タッチパネルの押下位置により調理モードを選択するようにしても良い。また、図４（ｂ）の例ではメニューの名称に調理素材が含まれているが、その表示方法は適宜変更し得るものである。例えば調理素材が含まれない調理メニューの表記であっても良いし、或いは調理素材だけを表記するようにしても良い。自動モードの場合には、後述のように、調理メニューに対応して温度及び時間が自動的に設定されるので、最適な温度で調理を仕上げられるとともに、日によってミスをしておいしくできなかった等の弊害を抑制することができる。なお、上記の調理メニューの温度及び時間については、記憶装置２５に格納される。

ここで、上記の調理メニューについて説明する。
まず、「温泉卵」について説明する。
図５は、卵の温度と、卵白の状態及び卵黄の状態との関係を示したものである（家庭科教育学会誌 １．２１−２６（１９６０）に基づいて作成）。卵白と卵黄の温度による性状の違いについては，図５に示されるとおりであり、卵白、卵黄とも同時に半熟である状態をつくるには６５℃〜７０℃という極めて狭い温度領域に制御する必要があり、本実施の形態においては温度範囲を６８℃±２℃に設定する。一定温度に制御する際には入力のＯＮ／ＯＦＦ（あるいは強弱）を検知温度によって繰り返すことにより実施するが、その温度精度（温度変動幅）は検知温度の分解能とＯＮ／ＯＦＦのタイミングで変わってくる。ここでは、変動幅４℃程度の精度が必要となるが、赤外線センサ１７のデータサンプリング時間２００ｍｓ程度、温度分解能は０．１℃以下であり、非接触式のため温度変動は即座に検知可能なことから、当該変動幅内におさめて制御することは十分に可能である。

次に、「こってり角煮」及び「あっさり角煮」について説明する。
図７は、加熱温度と肉（豚）のやわらかさとの関係をした図である（「おいしさを作る熱科学」柴田書店、に基づいて作成）。図７によれば、肉のかたさは温度によって違いがでることが示されている。図７の（ａ）及び（ｃ）の温度領域で加熱すれば肉はやわらかくなる傾向があるため、（調理種にもよるが）一般に好まれる「肉を軟らかく煮る」ことに関しては、（ａ）又は（ｃ）の温度領域で一定温度に制御して煮ることで軟らかくすることが可能である。また、同図（ｃ）の温度領域では、肉が軟らかくなるのに加えて、成分（コラーゲンや油分など）が溶出する。したがって、「脂っこい肉は嫌」「カロリーを減らしたい」という要望がある場合には、同図（ｃ）の温度領域を活用する。同図（ｂ）の温度領域においてはかための仕上がりになる。
このような肉の性質に着目し、狙い目（１）の温度では肉がやわらかく、成分の溶け出しが少なく、これを「こってり角煮」としてその温度範囲を５０℃±５℃に設定する。狙い目（２）の温度では成分が溶け出しあっさりとした仕上がりになり、沸騰によるぐちゃぐちゃ感がないが、硬すぎなく、これを「あっさり角煮」としてその温度範囲を８５℃±５℃に設定する。

なお、一定温度に制御する際には、入力のＯＮ／ＯＦＦ（あるいは強弱）を検知温度によって繰り返すことにより実施するが，その温度精度（温度変動幅）は検知温度の分解能とＯＮ／ＯＦＦのタイミングで変わってくる。ここではおおまかに変動幅１０℃程度の精度で定温制御すれば十分に肉の仕上がりを変化させることは可能である。

次に、「野菜しゃっきり」及び「野菜やわらか」について説明する。
図８は、加熱時間と野菜（ダイコン）のかたさとの関係を示した図（日本食品工業学会誌３６、９７−１０２（１９８９）に基づいて作成）である。
図８に示されるように、湯温５０℃〜６０℃の近辺で煮ると野菜は硬くなる（通常，調理時にこの温度では止めないため、顕在化していないが，当該温度帯では組織を硬くなる方向に酵素が働く）。この特性を利用すれば，サラダ用レタスは５０℃に漬置くとしゃっきりするといわれている。一方、当該温度帯を超え９０℃前後で煮れば、野菜はやわらかく仕上がる。沸騰温度（１００℃）で煮すぎると沸騰の泡の影響などから「煮くずれ」という課題が出てくるため、沸騰まで温度を上げた状態で長時間放置することは好ましくないが，９０℃で維持すれば煮崩れがなく、また長時間煮ることが可能となるため味が十分にしみこんだ煮物を実現することが可能となる。このようなことからサラダ用生野菜のような場合を「野菜しゃっきり」とし、その温度範囲を５０℃±５℃に設定し、野菜を利用した煮物の場合を「野菜やわらか」とし、その温度範囲を９０℃±５℃に設定する。

次に、上記の料理メニューの内、「温泉卵」を選択した場合の動作を説明する。
図８は、温泉卵を選択したときの制御手段の制御動作を示したフローチャートである。
図９は、その制御動作における加熱調理器又は被加熱物の温度及び誘導加熱装置への投入電力の推移を示したフローチャートである。なお、温泉卵の場合には、ターゲット温度Ｔｔ＝６８℃、温度変動幅ΔＴｔ＝２℃、温度維持工程時間２０分に設定される。但し、温泉卵１個である。なお、この温度維持工程時間は、料理対象物の量に応じて経験則を加味して決められる。

（Ｓ１１、Ｓ１２）
制御手段２４は、インバータ２２を駆動して加熱コイル２１に高周波電流を供給し、鍋３１を加熱し（Ｓ１１）、赤外線センサ１７の出力に基づいて検知温度を算出し、検知温度が６８℃に到達したかどうかを判定し、６８℃に達したならば次の処理に移行する（Ｓ１２）。
（Ｓ１３〜Ｓ１５）
制御手段２４は、計時手段２６による計時をスタートさせる（Ｓ１３）。そして、検知温度が７０℃以上にであるかどうかを判定し（検知温度≧７０℃）（Ｓ１３）、７０℃以上である場合には加熱コイル２１に対して高周波電流を供給するのを停止し（Ｓ１５）、処理（Ｓ１３）に戻る。

（Ｓ１６、Ｓ１７）
制御手段２４は、検知温度が７０℃以上ではない場合には、検知温度が６６℃以下であるかどうかを判定し（検知温度≦６６℃）（Ｓ１６）、検知温度が６６℃以下である場合にはインバータ２２を駆動して加熱コイル２１に高周波電流を供給し（Ｓ１７）、処理（Ｓ１３）に戻る。
（Ｓ１８〜Ｓ２０）
以上のような処理を繰り返して鍋３１の温度が６６℃〜７０℃の範囲になるように制御し、予め設定された調理時間（ｔ＝１２００）に達したかどうかを判定し（ｔ≧１２００）（Ｓ１８）、予め設定された調理時間に達した場合には、加熱コイル２１に対して高周波電流を供給するのを停止し（Ｓ１９）、調理の終了を報知する（Ｓ２０）。この報知に際して、表示部１８による表示又は音声出力手段２７による報知音によって行う。

図１０は、上記の温泉卵を含めた各種の調理メニューにおける制御定数を纏めた図である。温泉卵以外の料理モードにおいても、ターゲット温度Ｔｔ、温度変動幅Δｔ、温度維持工程時間が相違するだけで、図８と同様な処理がなされ、図９と同様な温度推移状態が得られる。なお、図１０に示されたものは一例であり、例えば温度維持工程時間は、上記のように調理対象物の量等によって決まれるものであり、図１１に示された量以外のものについての温度維持工程時間については、その量に応じて適宜設定される。

以上のように本実施の形態おいては、調理内容に応じて鍋３１又は被加熱物３２の温度を手動により又は自動的に設定するようにしており、このため、料理が本来必要としている鍋３１又は被加熱物３２の温度を基準として火力が調整されている。即ち、従来は調理を実施する際に「火力（＝誘導加熱への投入電力）」をベースに調整を行うため、仕上がり・栄養・旨みなどに影響を与える「温度」をベースとしていなかった。調理としては火力の違いは温度勾配の違いに他ならず、本来必要としている被加熱物の温度に対しては二次的な要因でしかなかった。しかし、本実施の形態おいては、上記のように温度を基準として火力調整を行っているので、料理の仕上がり・栄養・旨み等が適切に調整できる。
また、その温度（１００℃を超えない）を略一定に保持するように火力を自動的に調整しており、被加熱物の状態を確認しながら火加減を操作する手間がなくなるため、ユーザーの作業負荷低減を図ることができる。また、このように火力調整が自動的になされるのでユーザーが調理器の傍から離れることも可能となる。
更に、本実施の形態おいては、調理の仕上がりを自動で好みに応じたものにすることが可能でかつ多種多様な調理を提供することができるため、多様なユーザーの要求に応えることが可能になっている。

実施の形態２．
上記の実施の形態においては、調理の過程において温度維持工程を１回設けた例であったが、温度維持工程を複数回設けるとともに、その間に、複数回の温度降下工程を設けるようにしても良い。
図１１は、「ブリダイコン」「カレー・シチュー」などの調理（味しみこみモード）の際の加熱温度の遷移を示したタイミングチャートである。図示のように、温度維持工程により長時間煮ることに加えて、温度低下工程が複数回挿入されている（加熱による食材の体積膨張と冷却による体積収縮を繰り返す）。温度を上げたり下げたりすることで、被加熱物の味のしみこみがよくなる。但し、その温度は上記のように食材や仕上がりの目標によって異なるため、「複数回繰り返す」ことによってその実現を図っている。

実施の形態３．
なお、上記の実施の形態においては、鍋３１又は被加熱物３２の温度を計測するために赤外線センサ１７が鍋３１の側面を計測する例について説明したが、その計測部位はその例に限定されるものではなく、温度計測が可能な部位であれば特に限定されない。
また、本発明の温度検知装置は、赤外線センサ１７に限定されるものではなく、温度プローブ等の他の手段によっても良い。

図１２は、温度プローブによる計測例を示した図である。
温度プローブ３５は、対象物に直接接触させて温度を計測する接触温度センサを含んでおり、被加熱物３２内に直接投入して温度を計測する（被加熱物が固形物の場合差し込んでもよい）。この計測方法は、現存する温度検知・管理方法の中で最も正確な方法であり、温泉卵等を調理する際にも茹で湯に温度プローブ３５を差し込んでおけば十分に実現可能である。なお、温度プローブ３５の先端は熱電対でもよいし、光の屈折率で計測する光ファイバー温度計でも良い（方式は問わない）。

１１ 調理器本体、１２ 天板枠、１３ 天板、１４ グリル部、１５ 吸・排気部、１６ 操作部、１６ａ 操作ダイヤル、１６ｂ 選択ボタン、１７ 赤外線センサ、１８ 表示部、２１ 加熱コイル、２２ インバータ、２３ サーミスタ、２４ 制御手段、２５ 記憶装置、２６ 計時手段、２７ 音声出力手段、３１ 鍋、３２ 被加熱物、３５ 温度プローブ、１００ 誘導加熱調理器。

Claims (12)

1. 加熱容器を載置する載置手段と、
   該載置手段の下方に設けられ、前記加熱容器及び前記加熱容器に収容された被加熱物を加熱する誘導加熱装置と、
   前記加熱容器又は前記被加熱物の温度を検知する温度検知装置と、
   該温度検知装置により検知された温度に基づき誘導加熱装置による前記加熱容器の発熱を制御する制御装置と、
   前記被加熱物の加熱調理工程を設定入力する操作部と、
   を備え、
   前記加熱調理工程は、少なくとも温度維持工程を含み、
   前記温度維持工程は、１００℃を超えない温度帯において略一定の温度に維持する工程であることを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記温度維持工程は、時間及び温度のうち少なくとも一つを前記操作部にて設定入力可能であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 複数の加熱調理工程を記憶する記憶装置を備え、
   前記複数の加熱調理工程を前記操作部にて選択入力可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記操作部には、前記複数の加熱調理工程に対応した調理メニュー又は調理素材が表記されていることを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱調理器。
5. 前記調理メニュー又は調理素材に肉が含まれており、且つ前記温度維持工程の維持温度は５０℃±５℃の範囲である加熱調理工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
6. 前記調理メニュー又は調理素材に肉が含まれており、且つ前記温度維持工程の維持温度は８５℃±５℃の範囲である加熱調理工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
7. 前記調理メニュー又は調理素材に卵が含まれており、かつ前記温度維持工程の維持温度は６８℃±２℃の範囲である加熱調理工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
8. 前記調理メニュー又は調理素材に野菜が含まれており、且つ前記温度維持工程の維持温度は５０℃±５℃の範囲である加熱調理工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
9. 前記調理メニュー又は調理素材に野菜が含まれており、且つ前記温度維持工程の維持温度は９０ ℃±５℃の範囲である加熱調理工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
10. 前記加熱調理工程中に温度下降工程が複数回含まれていることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の誘導加熱調理器。
11. 前記温度検知装置は、前記加熱容器から放射される赤外線量を基に温度に換算して検知する非接触赤外線温度センサを含むことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の誘導加熱調理器。
12. 前記温度検知装置は、対象物に直接接触させて温度を計測する接触温度センサを含む温度プローブを備え、前記温度プローブを前記加熱容器内に直接設置することで前記被加熱物の温度を計測することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の誘導加熱調理器。

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