JP2011014418A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱コイルの下方に設けた一つの赤外線センサと一つの照度センサを用いることで、調理容器周辺の外乱光にかかわらず、調理容器の有無やずれを判別し、判別結果に応じた適切な報知や加熱制御を行うことができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【解決手段】鍋を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータと、前記加熱コイルの下方に設けられ、前記鍋から放射される赤外線を前記トッププレートを介して検出する赤外線センサと、加熱コイルの下方に設けられ、前記トッププレートを介して入射する可視光を検出する照度センサと、該照度センサの出力に基づいて照度を計測する照度計測手段と、前記赤外線センサの出力と前記照度計測手段の出力の両方に基づいて前記鍋のずれを判別し前記インバータを制御する制御手段と、を具備する誘導加熱調理器。
【選択図】 図３

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関するものである。

トッププレートの下方に設けた照度センサの出力に基づいて調理容器の有無を検出する誘導加熱調理器が知られている（特許文献１，２）。

特許文献１の実施の形態１では、特に、図１，図２，段落００４０〜００４２に開示されるように、加熱コイルの中心部の下方に設けた照度センサの出力に基づいて調理容器の有無を検出している。しかし、特許文献１の段落００８４でも説明されるように、この構成では、『照度センサの検出した照度が所定の値よりも暗い場合は赤外線センサ４の検知部には外乱光のエネルギが到達していないということがわかる。しかしながら、トッププレート２上に置かれた調理容器１の周辺の外乱光のエネルギが、赤外線センサ４の検出域を調理容器１の底部が覆っているために赤外線センサ４の検知部に到達していないのか、あるいは、調理容器１の周辺に外乱光のエネルギそのものがない状況であるのかは判別することができない。』という問題がある。

この問題を解消するため、特許文献１の実施の形態９では、図６，図７，段落００８５〜００９９に開示されるように、調理容器が載置される領域の下方に設けられた照度センサの出力と、調理容器が載置されない領域の下方に設けられた照度センサの出力の両方を用いることで、調理容器の周辺に外乱光のエネルギそのものがない状況であるのか否かを判別している。

また、特許文献２では、特に、図１，図２，段落００３９〜００５２に開示されるように、加熱コイルの中心部の下方に設けた赤外線センサの出力と加熱コイルの外周よりも更に外側に設けた照度センサの出力の両方に基づいて調理容器の有無を検出している。

特開２００７−１８４１７８号公報 特開２００７−１７２９６１号公報

特許文献１の実施の形態９で開示される発明では、一方の照度センサを調理容器が載置されない領域に設ける必要がある。この照度センサが調理容器によって覆われてしまうと正常な判別を行うことができなくなるため、径の大きな調理容器を載置した場合であっても照度センサが覆われることがない位置に照度センサを設ける必要がある。すなわち、調理容器を載置すべき領域から十分に離れた位置に照度センサを設ける必要がある。しかしながら、このような位置には他の調理容器や食材などが載置される虞があり、これらが載置された場合に正常な判別を行うことができないという問題がある。特許文献２で開示される発明でも、加熱領域から十分に離れた領域に照度センサを設ける必要があり、同様の問題がある。

また、特許文献１の実施の形態９で開示される発明では、複数の照度センサを用いる必要があることから、コストアップやトッププレート下方での配線等の複雑化を招くと共に、判別制御の複雑化も招くことになる。

本発明の第１の目的は、加熱コイルの下方に設けた一つの赤外線センサと一つの照度センサを用いることで、調理容器周辺の外乱光にかかわらず、調理容器の有無やずれを判別し、判別結果に応じた適切な報知や加熱制御を行うことができる誘導加熱調理器を提供することである。

本発明の第２の目的は、加熱コイルの下方に設けた照度センサを用いることで、調理容器の有無やずれを判別し、判別結果に応じた適切な設定温度を用いて、揚げ物調理などの自動調理を行うことができる誘導加熱調理器を提供することである。

上述した課題は、鍋を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータと、前記加熱コイルの下方に設けられ、前記鍋から放射される赤外線を前記トッププレートを介して検出する赤外線センサと、加熱コイルの下方に設けられ、前記トッププレートを介して入射する可視光を検出する照度センサと、該照度センサの出力に基づいて照度を計測する照度計測手段と、前記赤外線センサの出力と前記照度計測手段の出力の両方に基づいて前記鍋のずれを判別し前記インバータを制御する制御手段と、を具備する誘導加熱調理器によって解決される。

また、鍋を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータと、前記トッププレートの下面に設けられ、前記鍋から伝熱する温度を前記トッププレートを介して検出するサーミスタからなる温度センサと、前記加熱コイルの下方に設けられ、前記鍋から放射される赤外線を前記トッププレートを介して検出する赤外線センサと、加熱コイルの下方に設けられ、前記トッププレートを介して入射する可視光を検出する照度センサと、該照度センサの出力に基づいて照度を計測する照度計測手段と、揚げ物調理を行うとき、前記照度計測手段の出力が閾値未満であるときには、前記温度センサで検出される温度が第１の設定温度となるように前記インバータを制御し、前記照度計測手段の出力が前記閾値以上であるときには、前記温度センサで検出される温度が前記第１の設定温度よりも低い第２の設定温度となるように前記インバータを制御する制御手段と、を具備する誘導加熱調理器によっても解決される。

本発明の誘導加熱調理器によれば、加熱コイルの下方に設けた一つの赤外線センサと一つの照度センサを用いることで、調理容器周辺の外乱光にかかわらず、調理容器の有無やずれを判別し、判別結果に応じた適切な報知や加熱制御を行うことができる。

実施例１の誘導加熱調理器の外観斜視図。 実施例１の誘導加熱調理器のトッププレートを除いた上面図。 実施例１の誘導加熱調理器の左右の加熱コイルを主体としたブロック図。 実施例１の照度センサと照度の関係を示すグラフ。 実施例１の誘導加熱調理器の上面操作部と上面表示部を説明する図。 実施例１の誘導加熱調理器のインバータ手段のブロック図。 実施例１の誘導加熱調理器の動作を説明するフローチャート。 実施例２の誘導加熱調理器の動作を説明するフローチャート。 実施例２の誘導加熱調理器の温度制御を説明するグラフ。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

図１は実施例１の誘導加熱調理器の外観斜視図である。図１において、誘導加熱調理器の本体１の上面にはトッププレート２が水平に配置されている。

トッププレート２は、耐熱性の高い結晶化ガラス製の厚さ約４mmのもので構成され、鍋３０を載置する。なお、鍋３０は鉄等の磁性体又はアルミ等の非磁性体の何れでも用いることができるものとする。トッププレート２下方で本体１内上部の左右及び中央後部には、環状に形成された加熱コイル３が夫々配置されており、トッププレート２に載置された鍋３０等を誘導加熱する。トッププレート２の前面側には、夫々の加熱コイル３に対応した上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃが設けられていて、加熱コイル３の通電状態の設定や操作を行う。また、各上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃに対応して上面表示部８ａ，８ｂ，８ｃが上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃの近傍に設けられており、夫々の加熱コイル３の通電状態等を表示する。上面操作部７ａは、本体１右側の加熱コイル３の火力等の入力を行い、上面操作部７ｂは本体１中央後部の加熱コイル３の火力等の入力を行い、上面操作部７ｃは本体１左側の加熱コイル３の火力等の入力を行う。

本体１の後部右側には上方に向けて開口した吸気口４が設けられており、本体１内に設けられたファン（図示せず）により、吸気口４から吸気した冷却風を本体１内に設けられた制御基板（図示せず）や加熱コイル３等に流して冷却する。本体１の後部左側には、本体１内部を冷却した冷却風を排気する排気口５が設けられている。

本体１の前面左部には、魚やピザ等を焼くグリル加熱手段６が設けられており、グリル加熱手段６は、前面が開口した箱型をしていて、内部の調理庫内にシーズヒータ等の発熱体と内部の温度を検出するサーミスタが設けられ、前面部はハンドル６ａが取り付けられたグリルドア６ｂにより塞がれている。グリルドア６ｂは、その裏側に受け皿が取り付けられており、調理庫内に前面開口部から出し入れ自在に収納され、受皿の上に載置された焼網の上に魚やピザ等の食材を載せて調理する。

本体１の前面右部には、本体１へ供給する電源の主電源スイッチ９と、グリル加熱手段６の加熱調理条件等を入力する前面操作部１０が設けられている。前面操作部１０は、下方に設けられた回動軸を中心として操作パネル１１の上方が前面側に倒れ、操作キー１２が上方側に向かって露出する所謂カンガルーポケット形態のものである。

図２は実施例１の誘導加熱調理器のトッププレート２を除いた上面図、図３は実施例１の誘導加熱調理器の左右の加熱コイル３を主体とした断面図およびブロック図である。

図２に示すように、左右及び中央後部に配設された加熱コイル３は、夫々環状の内側加熱コイル３ａと、その外側に環状の隙間３ｂを設けて配置された環状の外側加熱コイル３ｃとで構成されている。加熱コイル３に隙間３ｂを設ける理由は、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃとで発生する磁束を分散させて鍋３０の温度を均一化するためである。なお、各加熱コイル３は隙間３ｂを設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃを隙間無く巻回した隙間３ｂの無い加熱コイル３とする構成であってもよい。

図３に示すように加熱コイル３は、コイルベース１３上に設置されている。また、ギャップスペーサー１４が、コイルベース１３の外周縁部に取り付けられた支持部材１６によりコイルベース１３の外周から中心側に向けて適宜間隔を保持して設けられており、コイルベース１３が複数のバネ（図示せず）によりトッププレート２方向に付勢されることにより、加熱コイル３がトッププレート２に対し略並行となり、かつ、トッププレート２に載置される鍋３０と加熱コイル３とのギャップが一定に保持されている。

加熱コイル３は、表皮効果を抑制するためリッツ線を採用していて、後述するインバータ手段１００により数十ｋＨｚの高周波で数百Ｖの電圧が印加され、鍋３０に対して高周波磁界を印加して鍋３０に渦電流を発生させ、鍋３０を自己発熱させて加熱する。

左右に配設された加熱コイル３の中心部近傍には、サーミスタで構成された内側温度センサ１５ａがトッププレート２の下面に密着して設けられており、加熱コイル３の上方に載せられた鍋３０の温度をトッププレート２を介して検知する。また、加熱コイル３の隙間３ｂには、加熱コイル３の中心から等距離で、かつ１２０度の等間隔でサーミスタで構成された外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄがギャップスペーサー１４に緩衝材（図示せず）を介して設けられ、トッププレート２の下面に密着することにより、加熱コイル３の上方に載せられた鍋３０の温度を検知する。なお、外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、加熱コイル３の隙間３ｂに設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば外側加熱コイル３ｃの外周近傍や、または、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃを隙間無く巻回した隙間３ｂの無い加熱コイル３とした構成の外周近傍に設ける構成であってもよい。また、外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは３個に限定されることはなく、１個又は２個であっても、３個以上であってもよい。

左右に配設された加熱コイル３の隙間３ｂの下方には、鍋３０の底面から放射される赤外線をトッププレート２を通して受光し、その受光した赤外線のエネルギから温度を検知する赤外線センサ１７が設けられている。赤外線センサ１７は、熱型検出素子を使用した方式のセンサであり、その受光面１７ａは、隙間３ｂ下方であってトッププレート２の下面から約３５mm離れた位置に設けられている。また、受光面１７ａには検知する赤外線の視野角を制限するレンズや導光筒等（図示せず）が設けられ、図３に示すようにトッププレート２の下面の位置で１０φから１５φの温度検出スポット１７ｂによって検出するような視野角としている。

なお、複数の温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄや赤外線センサ１７を設ける理由は、鍋３０の温度を検出するのに鍋３０底の変形により温度検出精度が低下するのを防ぐことを目的としており、複数の温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄや赤外線センサ１７の検出する温度の最も高い温度を検出した値を判定用温度として用いる。

左右に配設された加熱コイル３の隙間３ｂには、赤外線センサ１７に近接するようにして反射型フォトインタラプタ１８がトッププレート２の下面から離れた位置に設けられている。反射型フォトインタラプタ１８は、赤外線発光手段としての赤外線ＬＥＤ１８ａと、赤外線受光手段としての赤外線フォトトランジスタ１８ｂとを同一プラスチック部材に並べてモールド１８ｃしている。赤外線ＬＥＤ１８ａの発光面上にはプラスチックによるレンズが構成され、細いビームの赤外光を上方に照射する。赤外線フォトトランジスタ１８ｂの受光面上には可視光阻止のプラスチックによるレンズが構成され、先の照射赤外光の物体（鍋底面）での反射赤外光を狭い視野角で受光し、その受光量に比例した電流を出力する。なお、ここでは反射型フォトインタラプタ１８を赤外線センサ１７に近接させて設けたが、両者を一体化したパッケージにして設置しても良い。この反射型フォトインタラプタ１８の赤外線フォトトランジスタ１８ｂの出力から、反射率計測手段１９でトッププレート２上に置かれた鍋３０底面の反射率を計測し、制御手段１１８に入力する。

左右に配設された加熱コイル３の隙間３ｂには、反射型フォトインタラプタ１８に隣接するようにフォトインタラプタで構成された照度センサ２１がトッププレート２の下面から離れた位置に設けられている。照度センサ２１は入力される可視光のレベルに応じた電圧を出力する。照度センサ２１から出力された電圧は照度計測手段２２に入力され、照度センサ２１の真上のトッププレート上に鍋底が存在するか否かが判断される。

図４を用いて、照度計測手段２２の出力に基づいて鍋の有無を判断する方法を説明する。図４において、実線４１は照度センサ２１の真上に鍋がないときに照度センサ２１の出力を受けた照度計測手段２２が出力する電圧であり、周囲の照度が上昇するにつれ出力電圧も略比例して上昇する。また、実線４２は照度センサ２１の真上に鍋があるときに照度センサ２１の出力を受けた照度計測手段２２が出力する電圧であり、周囲の照度が上昇しても約０.６Ｖの出力を保つ。本実施例の制御手段１１８では、閾値４３を１.０Ｖに設定し、閾値を超えるときは照度センサ２１の真上に鍋が存在しないと判断し、閾値未満のときは照度センサ２１の真上に鍋が存在すると判断することとする。この場合、照度が約８０ルクス以下のときには、鍋が存在しないにもかかわらず、鍋が存在すると判断される問題が生じるが、この問題は、後述するように赤外線センサの出力も合わせて鍋の有無を判断することで解消することができる。なお、ここでは鍋の有無を判断するための閾値を１.０Ｖとしたが、照度センサ２１の特性に応じて閾値を適当に設定することができる。

図５は上面操作部７ａと上面表示部８ａを説明する図である。なお、上面操作部７ｃと上面表示部８ｃの内容は、上面操作部７ａと上面表示部８ａの内容と同じものであるため説明は省略する。

上面表示部８ａは、表示部８１ａと表示部８１ｂに分けられ、表示部８１ａは、火力設定手段７２で入力される火力やメニュー設定手段７１で入力される調理メニュー等が表示される。表示部８１ｂは、メニュー設定手段７１で設定された“揚げもの”や“ステーキ”メニュー等において、鍋３０を予熱して鍋３０の温度が適温に達した時に使用者に食材の投入タイミングを知らせることができるように「予熱中」と、「適温」の表示を行うことができる。

火力設定手段７２で設定できる火力は、“とろ火”キー７２ａ，“弱火”キー７２ｂ，“中火”キー７２ｃ，“強火”キー７２ｄの四段階に分かれ、必要な火力を一回の操作で入力できるように火力に応じて個別にキーが設けられている。矢印調整手段７３は、火力設定手段７２で入力できない火力、例えば“中火”キー７２ｃにより中火に設定した後、さらに中火を上下に微調整する場合に使用する。

メニュー設定手段７１は、自動調理の“炊飯”や、“揚げもの”，“湯沸し”，“炒めもの”，“ステーキ”等を設定するためのもので、メニュー設定手段７１を押すことで表示部８１ａにメニューが表示され、メニュー設定手段７１を押すたびにメニューが切り替わり表示される。これによって使用するメニューを選択する。７４は調理の開始や停止するための切・スタートキーである。

図６はインバータ手段１００のブロック図である。左右の加熱コイル３による鍋３０の加熱制御について図３，図６のブロック図を用いて説明する。なお、グリル加熱部６の制御、および本体１中央後部の加熱コイル３の制御については本発明とは直接関係ないので説明を省略する。

図３に示すように、制御手段１１８には、上面操作部７ａのメニュー設定手段７１や火力設定手段７２の出力、内側温度センサ１５ａ，外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ、赤外線センサ１７、反射率計測手段１９、照度計測手段２２の出力が入力される。

また、制御手段１１８は、上面操作部７ａの設定内容と、各温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの検出温度および赤外線センサ１７の検出温度、反射率計測手段１９で計測した反射率、照度計測手段２２で計測した照度に応じてインバータ手段１００を制御し、加熱コイル３に流れる高周波電流を制御して鍋３０を加熱制御する。

インバータ手段１００の構成は、図６に示すように、交流電源１１７を整流手段１０２で直流電圧に変換し、スイッチング素子１０３，１０５の直列体で構成するスイッチング部に接続する。スイッチング素子１０３，１０５にはそれぞれ逆並列にダイオード１０４，１０６を接続し、スイッチング素子１０３，１０５の接続点と直流電圧の基準点間に加熱コイル３と共振コンデンサ１０７で構成する共振回路部を接続する。また、スイッチング素子１０３，１０５にはそれぞれスナバコンデンサ１０８，１０９を接続する。スイッチング素子１０３，１０５をそれぞれ排他的に高周波でオンオフすることによって、加熱コイル３と共振コンデンサ１０７で構成する共振回路部に高周波共振電流を供給し、加熱コイル３近傍に配置した負荷を加熱する。インバータ制御部１１０は、制御手段１１８から負荷に印加する目標となる電力レベル指示を入力し、インバータ手段１００の出力電力が目標値になるようスイッチング部１０３，１０５を制御する。

入力電流変換手段１１２は交流電源１１７から入力する電流を検出する検出手段１１１の出力信号を適切なレベルに変換してインバータ制御部１１０に出力する。入力電圧検出手段１１３は交流電源１１７の電圧を検出し適切なレベルに変換してインバータ制御部１１０に出力する。インバータ電流検出手段１１５は共振回路部に流れる電流を検出する検出手段１１４の出力信号を適切なレベルに変換してインバータ制御部１１０に出力する。インバータ制御部１１０はこれらの信号を入力し、負荷に投入される電力であるインバータ電力の計算，負荷の状態，加熱の適否等を判断し、スイッチング素子１０３，１０５を排他的にオンオフ制御するための信号を出力し、レベル変換部１１６によってスイッチング素子１０３，１０５に対して適切な駆動レベルに変換し、スイッチング素子１０３，１０５を駆動する。また、インバータ制御部１１０はこれらの状態を制御手段１１８に出力する。

次に、以上で説明した実施例１の誘導加熱調理器における実際の加熱制御について説明する。ここでは、使用者が“強火”キー７２ｄを操作した後に、切・スタートキー７４を操作して調理を開始する状況を説明する。

図７に示すように、調理をスタート（Ｓ７１）すると、最初にフェーズ１（Ｓ７２）の制御が行われる。フェーズ１では、強火相当の火力である２０００Ｗの火力で加熱が開始される。本実施例では、２０００Ｗでの加熱を３秒間経過した後、フェーズ２（Ｓ７３）に移行する。フェーズ２に移行した後は、フェーズ３（Ｓ７４），フェーズ４（Ｓ７５），フェーズ５（Ｓ７６）のいずれかの処理が行われる。図から明らかなように、フェーズ２〜フェーズ５は相互に移行できる。以下では、各々のフェーズにおける処理と、フェーズ移行の条件を説明する。

まず、フェーズ２の説明を行う。フェーズ２では、赤外線センサ１７の出力と、照度計測手段２２の出力が観測される。以下では、赤外線センサ１７の出力電圧が０.５Ｖ以上をＨｉｇｈ、０.５Ｖ未満をＬｏｗと規定し、照度計測手段２２の出力電圧が１.０Ｖ以上をＨｉｇｈ、０.５Ｖ未満をＬｏｗと規定する。赤外線センサ１７の出力電圧Ｈｉｇｈは、赤外線センサ１７へ入力される赤外線量が多いこと、すなわち、鍋底が十分に温度上昇していることを意味し、また、照度計測手段２２の出力電圧Ｌｏｗは、照度センサ２１へ入力される可視光量が少ないこと、すなわち、照度センサ２１の真上のトッププレート２が鍋底によって覆われていることを意味する。赤外線センサ１７の出力電圧Ｈｉｇｈ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｌｏｗという正常な加熱が行われているときは、他のフェーズへの移行をすることなく、使用者が設定した火力での加熱を使用者が異なる操作を設定するまで続行する。一方、赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗである場合、または、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈである場合には、鍋底が十分に温度上昇していない、または、鍋が置かれていない、若しくは、鍋がずれている等の理由により、照度センサ２１の真上のトッププレート２が鍋底に覆われていない、等の不具合が考えられる。しかしながら、赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗや照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈは、鍋３０をあおっているときにも発生しうるので、これらに相当する出力信号を検出したときに直ちに不具合を示すと考えるのは適当ではない。従って、本実施例では、赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗ、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈの何れか（または両方）が所定時間（例えば２０秒）以上継続したときに、他のフェーズに移行することとする。いずれの条件のときに、どのフェーズに移行するかを表１に纏める。

次に、フェーズ３の説明を行う。フェーズ３でも、フェーズ２と同様に、赤外線センサ１７の出力と、照度計測手段２２の出力が観測される。フェーズ３に移行する前には、赤外線センサ１７の出力電圧Ｈｉｇｈ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈの状態が所定時間（例えば２０秒）以上継続しているが、この状態がさらに所定時間（例えば２０秒）継続したときに異常が発生したと判断することとする。赤外線センサ１７の出力電圧Ｈｉｇｈ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈは、赤外線センサ１７で鍋底の温度を観測できるのにもかかわらず、照度センサ２１の真上のトッププレート２が鍋底に覆われていない状態であるので、鍋３０がずれて載置されているものと判断できる。このような配置のまま強火での加熱を続行したのでは過加熱の虞もあるため、使用者に対し「鍋を中心に置いてください。」などの音声報知を行う。更に、火力を例えば１０００Ｗに下げるなどの制御を行っても良い。火力を下げるときには「火力を下げました。」などの報知を行っても良い。使用者が鍋３０の位置を直した場合などには、観測される赤外線センサ１７の出力電圧、照度計測手段２２の出力電圧の組み合わせが変化するので、フェーズ３において、赤外線センサ１７の出力電圧Ｈｉｇｈ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈ以外の状態が所定時間（例えば２０秒）継続したときには、表２に従って他のフェーズに移行する。なお、フェーズ３では、火力を下げるときの火力を１０００Ｗとして説明したが、１６００Ｗ以下の火力であれば任意の火力を設定しても良い。

次に、フェーズ４の説明を行う。フェーズ４でも、フェーズ２，３と同様に、赤外線センサ１７の出力と、照度計測手段２２の出力が観測される。フェーズ４に移行する前には、赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｌｏｗの状態が所定時間（例えば２０秒）以上継続しているが、この状態がさらに所定時間（例えば２０秒）継続したときに異常が発生したと判断することとする。赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｌｏｗは、照度センサ２１の真上のトッププレート２１が鍋底に覆われている状態であるにもかかわらず、赤外線センサ１７で鍋底の温度を観測できない状態であるので、鍋３０がずれて載置されているものと判断できる。このような配置のまま強火での加熱を続行したのでは鍋底の温度を正しく観測することができず過加熱の虞もあるため、使用者に対し「鍋を中心に置いてください。」などの音声報知を行う。更に、火力を例えば１０００Ｗに下げるなどの制御を行っても良い。火力を下げるときには「火力を下げました。」などの報知を行っても良い。使用者が鍋３０の位置を直した場合などには、観測される赤外線センサ１７の出力電圧、照度計測手段２２の出力電圧の組み合わせが変化するので、フェーズ４において、赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｌｏｗ以外の状態が所定時間（例えば２０秒）継続したときには、表３に従って他のフェーズに移行する。なお、フェーズ４では、火力を下げるときの火力を１０００Ｗとして説明したが、１６００Ｗ以下の火力であれば任意の火力を設定しても良い。

以上で説明したように、フェーズ４では、照度センサ２１の出力に加え、赤外線センサ１７の出力電圧も用いて鍋３０が正常に載置されているか判別できるので、周囲の環境が暗い場合であっても、赤外線センサ１７の出力電圧に基づき適切に異常検出を行うことができる。

次に、フェーズ５の説明を行う。フェーズ５でも、フェーズ２〜４と同様に、赤外線センサ１７の出力と、照度計測手段２２の出力が観測される。フェーズ５に移行する前には、赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈの状態が所定時間（例えば２０秒）以上継続しているが、この状態がさらに所定時間（例えば２０秒）継続したときに異常が発生したと判断することとする。赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈは、加熱コイル３の中心部に設けられた赤外線センサ１７で鍋底の温度を観測できない状態であり、かつ、照度センサ２１の真上のトッププレート２１が鍋底に覆われていない状態であるので、赤外線センサ１７，照度センサ２１の何れの真上にも鍋底が存在しないほど大きくずれて鍋３０が載置されているか、鍋３０が載置されていないかのいずれかであると考えられる。このまま加熱コイル３の通電を続行しても鍋３０を加熱することはできないため、本実施例の誘導加熱調理器では、使用者に対し「鍋を中心に置いてください。」などの音声報知を行う。使用者が鍋３０を適切な位置に載置した場合などには、観測される赤外線センサ１７の出力電圧，照度計測手段２２の出力電圧の組み合わせが変化するので、フェーズ５において、赤外線センサ１７の出力電圧Ｌｏｗ、かつ、照度計測手段２２の出力電圧Ｈｉｇｈ以外の状態が所定時間（例えば２０秒）継続したときには、表４に従って他のフェーズに移行する。

以上で説明したように、本実施例の誘導加熱調理器では、異常が検出されたときには、使用者に対し鍋３０を適切に載置するよう報知し、赤外線センサ１７の出力電圧，照度センサ２１の出力電圧の双方が正常となる加熱制御が行われるように促す。または、異常が検出されたときには、火力を下げることによって、鍋３０の過加熱を防止する。このように制御することで、使用者が火力を設定する、いわゆる、手動操作において、適切な加熱制御を行うことができる。

なお、実施例１の照度センサ２１は、加熱コイル３の下方に配置されていることから、ある鍋を加熱中に、その鍋以外の物で照度センサ２１の真上のトッププレート２を覆うことがあるとは考えがたい。従って、照度センサを加熱コイルの外側に設けた場合と異なり、鍋以外の物を照度センサの真上のトッププレートに載置したことによる誤制御を防止しやすい。

次に、メニューに応じた温度になるように自動的に火力を制御する実施例２の誘導加熱調理器について、揚げ物調理を例に説明する。なお、実施例２の誘導加熱調理器の構成は、実施例１の誘導加熱調理器の構成と同等であるので、詳細な説明は省略することとし、実施例１と相違する部分を中心に説明することとする。

メニュー設定手段７１で“揚げもの”を選択すると、次に油温を設定する必要があり、その場合矢印調整手段７３を操作して１５０℃〜２００℃の６段階の温度を設定することができる。例えばメニュー設定手段７１で揚げものを設定し、次に矢印調節手段７３で油温を１８０℃に設定したとき、表示部８１ａは、図５に示すように「１８０」の数字と「揚げもの」の文字が表示される。

以上のように構成された誘導加熱調理器において、使用者が本体１右側の加熱コイル３を使って揚げもの調理する場合を図８のフローチャートを用いて説明する。最初に油を入れた鍋３０を本体１右側の加熱コイル３の中央に置き、主電源スイッチ９をオンして電源を入れ（Ｓ８０１）、表示部８１ａを見ながら上面操作部７ａのメニュー設定手段７１を操作して「揚げもの」を選択し（Ｓ８０２）、矢印調整キー７３を操作して油温を設定する（Ｓ８０３）。揚げもの調理に適した油温は約１５０〜２００℃であるが、ここでは、油温を２００℃に設定し、表示部８１ａには「２００」が表示されるものとする。なお、一般的に油温は鍋底温度よりも２０℃程度低いので、赤外線センサ１７の出力に基づいて検出される鍋底の温度が約２２０℃のときに鍋内の油温が約２００℃となる。また、サーミスタで構成された温度センサ１５が観測する鍋底温度は、実際にはトッププレート２の下面の温度であるので、油温よりも低い温度となる。このため、温度センサ１５の出力に基づいて検出される鍋底の温度が約１９４℃のときに鍋内の湯温が約２００℃となる。

次に、切・スタートキー７４を操作して揚げもの調理を開始する（Ｓ８０４）。なお、本実施例は揚げもの調理時の温度制御に関するものであるので、Ｓ８０２で揚げもの調理を選択しなかった場合の説明は本実施例では省略する。

揚げもの調理を開始すると、照度センサ２１の出力から、照度計測手段２２により照度を計測する（Ｓ８０５）。実施例１で説明したように、制御手段１１８には、鍋の有無を判別するための閾値（例えば１.０Ｖ）が予め記憶されているので、照度計測手段２２の出力電圧と記憶された閾値を比較し（Ｓ８０６）、照度計測手段２２の出力電圧が閾値未満であれば鍋がずれていないと判定する（Ｓ８０７）。このとき温度センサ１５用の設定温度をＴ₁（例えば１９４℃）、赤外線センサ２１用の設定温度をＴ₃（例えば２２０℃）に設定し（Ｓ８０８）、以後の温度制御を行う。ここで、設定温度Ｔ₁の例として１９４℃、設定温度Ｔ₃の例として２２０℃を挙げた理由は、各々のセンサで観測される温度が各々の設定温度になったときに、鍋内の油温が使用者の設定した約２００℃となるからである。

一方、Ｓ８０６において、照度計測手段２２の出力電圧が閾値以上であれば鍋がずれていると判定する（Ｓ８０９）。このとき温度センサ１５用の設定温度をＴ₂に設定し（Ｓ８０８）、以後の温度制御を行う。なお、設定温度Ｔ₂は設定温度Ｔ₁よりも低い温度（例えば１６４℃）とする。照度センサ２１の真上に鍋が無いと判別されたときには、照度センサ２１に近接する赤外線センサ１７の出力の信頼性は低いと考えられるので、赤外線センサ１７の出力に基づく制御は行わないこととする。

次に、図９を用いて設定温度Ｔ₁〜Ｔ₃を用いた揚げもの調理時の温度制御を詳細に説明する。図９（ａ），（ｂ）において、破線９０１，９０４は設定温度Ｔ₁のときに温度センサ１５に基づいて観測する鍋底温度であり、一点鎖線９０２は設定温度Ｔ₃のときに赤外線センサ１７に基づいて観測される鍋底温度であり、実線９０３，９０５は鍋内の油温である。また、図９（ｃ）において、破線９０６は設定温度Ｔ₂のときに温度センサ１５が観測する鍋底温度であり、実線９０７は鍋内の油温である。

まず、図９（ａ）を用いて、鍋３０が中心に置かれている場合を説明する。このとき、設定温度Ｔ₁を１９４℃、設定温度Ｔ₃を２２０℃に設定し、揚げもの調理を開始する。調理開始時の鍋底温度９０１，９０２は常温（約２０℃）であり、鍋内の油の温度９０３も常温（約２０℃）である。揚げもの調理を開始すると鍋底温度９０１，９０２が上昇すると共に、油の温度９０３も上昇する。そして、鍋底温度９０１または９０２が設定温度Ｔ₁（１９４℃），設定温度Ｔ₃（２２０℃）に達したときに、油の温度９０３は使用者が設定した２００℃に達する。この油の温度２００℃は使用者が設定した揚げもの調理に適した温度であり、かつ、油の発火の可能性のない安全な温度である。従って、鍋３０が中心に置かれている場合には安全に揚げもの調理を行うことができる。

なお、このときの加熱コイル３の入力電力も図９（ａ）に示す。ここに示すように、揚げもの調理開始時に最大火力１５００Ｗ、所定時間経過後に１０００Ｗ、観測温度の安定後に間歇的な５００Ｗの入力電力を加熱コイル３に与えて所望の油温を維持することとしたが、上述した温度制御を実現できるのであればこのような入力電圧波形に限られない。

次に、図９（ｂ）および（ｃ）を用いて、鍋が照度センサ２１の真上にない場合、つまり、鍋が赤外線センサ１７の真上にない場合を説明する。上述したように、この場合、赤外線センサ１７の出力に基づく制御は行わないので、赤外線センサ１７に基づいて観測される鍋底温度についての説明は省略する。

まず、図９（ｂ）を用いて、設定温度Ｔ₁（１９４℃）を用いて温度制御を行ったのでは鍋３０内の油を過加熱してしまう理由について説明する。上述したように、鍋が照度センサ２１上に無いときには、照度センサ２１に近接する赤外線センサ１７の出力の信頼性が低いと考えられるため、赤外線センサ１７の出力に基づく制御は行うことができず、温度センサ１５の出力に基づく温度制御を行うことになる。サーミスタで構成される温度センサ１５は、鍋底からトッププレート２の下面に伝熱した熱を測定するものであるが、鍋底の温度がトッププレート２の下面に伝わるには所定の時間を要する。すなわち、トッププレート２の下面で観測される温度が設定温度にＴ₁に達したときには、油温は目標温度である２００℃を大きく超えてしまうというオーバーシュートの問題がある。このオーバーシュートはときには油の発火温度である３６０℃に達する場合もある。また、温度センサ１５の出力に基づいて検出される温度が設定温度にＴ₁に達した後、火力を小さくしても、油温が目標温度２００℃を上回る約２３０℃で安定してしまうという過加熱の問題がある。油温が約２３０℃になってしまったことは使用者は容易に知ることができないため、油温が２００℃であるという前提で調理を行うと調理が失敗する虞もある。

そこで、鍋が照度センサ２１の真上にない場合は、設定温度Ｔ₁（１９４℃）よりも低い設定温度Ｔ₂（例えば１６４℃）を用いるものとする。

図９（ｃ）に示すように、設定温度Ｔ₂を用いた場合であっても、温度センサ１５の出力に基づいて制御をすると、オーバーシュートの問題が発生する。しかし、油温９０７は図９（ｂ）よりも早く設定温度Ｔ₂に達するので、図９（ｂ）よりも早く火力を下げることができる。これによってオーバーシュートの問題の影響を小さくすることができる。また、設定温度Ｔ₁よりも低い設定温度Ｔ₂（例えば１６４℃）を用いると、温度センサ１５に基づいて検出される鍋底温度９０６が１６４℃近傍で安定するときに油温９０７も約２００℃で安定するので、使用者が設定した油温と実際の油温に差があることによる調理の失敗を回避することが可能となる。なお、この油の温度２００℃は使用者が設定した揚げもの調理に適した温度であり、かつ、油の発火の可能性のない安全な温度である。

なお、ここでは、設定温度Ｔ₂を設定温度Ｔ₁よりも３０℃低い温度に設定したが、この温度差を１０〜４０℃の範囲で任意に設定しても良い。

以上で説明したように、実施例２の誘導加熱調理器によれば、加熱コイルの下方に設けた照度センサを用いることで、調理容器の有無やずれを判別し、判別結果に応じた適切な設定温度を用いて、揚げ物調理などの自動調理を行うことができる。

１ 誘導加熱調理器の本体
２ トッププレート
３ 加熱コイル
４ 吸気口
５ 排気口
６ グリル加熱手段
７ａ，７ｂ，７ｃ 上面操作部
８ａ，８ｂ，８ｃ 上面表示部
９ 主電源スイッチ
１０ 前面操作部
１１ 操作パネル
１２ 操作キー
１３ コイルベース
１４ ギャップスペーサー
１５ 温度センサ
１６ 支持部材
１７ 赤外線センサ
１８ 反射型フォトインタラプタ
１９ 反射率計測手段
２１ 照度センサ
２２ 照度計測手段
３０ 鍋
１００ インバータ手段
１１８ 制御手段

Claims (4)

1. 鍋を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、
   該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータと、
   前記加熱コイルの下方に設けられ、前記鍋から放射される赤外線を前記トッププレートを介して検出する赤外線センサと、
   加熱コイルの下方に設けられ、前記トッププレートを介して入射する可視光を検出する照度センサと、
   該照度センサの出力に基づいて照度を計測する照度計測手段と、
   前記赤外線センサの出力と前記照度計測手段の出力の両方に基づいて前記鍋のずれを判別し前記インバータを制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
   前記制御手段は、
   前記照度計測手段の出力が第１の閾値以上であり、かつ、前記赤外線センサの出力が第２の閾値以上である場合、
   前記照度計測手段の出力が第１の閾値未満であり、かつ、前記赤外線センサの出力が第２の閾値未満である場合、または、
   前記照度計測手段の出力が第１の閾値以上であり、かつ、前記赤外線センサの出力が第２の閾値未満である場合、
   には、使用者に異常を報知することを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
   前記制御手段は、
   前記照度計測手段の出力が第１の閾値以上であり、かつ、前記赤外線センサの出力が第２の閾値以上である場合、
   前記照度計測手段の出力が第１の閾値未満であり、かつ、前記赤外線センサの出力が第２の閾値未満である場合、または、
   前記照度計測手段の出力が第１の閾値以上であり、かつ、前記赤外線センサの出力が第２の閾値未満である場合、
   には、火力を下げるよう前記インバータを制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
4. 鍋を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、
   該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータと、
   前記トッププレートの下面に設けられ、前記鍋から伝熱する温度を前記トッププレートを介して検出するサーミスタからなる温度センサと、
   前記加熱コイルの下方に設けられ、前記鍋から放射される赤外線を前記トッププレートを介して検出する赤外線センサと、
   加熱コイルの下方に設けられ、前記トッププレートを介して入射する可視光を検出する照度センサと、
   該照度センサの出力に基づいて照度を計測する照度計測手段と、
   揚げ物調理を行うとき、前記照度計測手段の出力が閾値未満であるときには、前記温度センサで検出される温度が第１の設定温度となるように前記インバータを制御し、前記照度計測手段の出力が前記閾値以上であるときには、前記温度センサで検出される温度が前記第１の設定温度よりも低い第２の設定温度となるように前記インバータを制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする誘導加熱調理器。

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