JP2016090370A - 温度センサプローブ、加熱調理器 - Google Patents

温度センサプローブ、加熱調理器 Download PDF

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Abstract

【課題】測定対象物の温度の検知精度及び検知の追従性の向上を図ることができる温度センサプローブ、及びその温度センサプローブを備えた加熱調理器を提供する。【解決手段】測定対象物の温度を検知する温度検知手段55と、温度検知手段55が検知した温度の情報を送信する通信手段と、温度検知手段及び通信手段を収納する筐体31と、を備え、筐体31は、金属材料により形成された金属部41と、樹脂材料により形成された樹脂部40とが接合されて構成され、温度検知手段55は、金属部41に配置され、通信手段は、樹脂部40に配置されたものである。【選択図】図4

Description

本発明は、食品等の測定対象物の温度を測定する温度センサプローブと、その温度センサプローブを備えた加熱調理器に関するものである。
従来の加熱調理器においては、鍋等の被加熱容器が載置されるトッププレートと、トッププレートの下方に配置され、被加熱容器の底面から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、トッププレートの下面に接触してトッププレートの温度を検知する接触式温度センサと、を備え、赤外線センサ及び接触式温度センサの検知結果に基づいて温度制御を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、従来の加熱調理器においては、調理物を入れる容器の内部に温度検知手段を埋め込み、本体の制御手段と通信させて温度検知するものがある(例えば、特許文献2参照)。
また、従来の加熱調理器においては、温度検出装置を鍋に配置し、温度検出装置と本体の制御手段とが無線通信を行うものがある(例えば、特許文献3参照)。
特開2003−249341号公報 特開2007−053038号公報 特開平3−221721号公報
しかしながら、特許文献1に記載の加熱調理器においては、赤外線センサによって容器の温度を検知する場合、容器から放射された赤外線の一部がトッププレートによって遮蔽(吸収、反射)されてしまい、赤外線センサによる温度検出精度が低下する、という課題があった。また、容器の材質又は表面処理等により、容器から放射される赤外線の放射率が変わるため、温度検知精度が低下する、という課題があった。また、接触式温度センサによって容器の温度を検知する場合、トッププレートの温度を検知することで容器の温度を間接的に検知するため、温度検知の追従性が低下する、という課題がある。
特許文献2に記載の加熱調理器においては、鍋等の容器の内部に温度検知手段を埋め込んでいるため、温度検知の追従性及び精度を高めることができるとされている。しかしながら、温度検知手段が埋め込まれている容器のみしか用いることができず、利便性が低下する、という課題があった。
特許文献3に記載の加熱調理器においては、温度検知装置を本体とは別体で設けており、任意の容器を用いることができる。しかしながら、温度検知装置の具体的な構成については何ら開示されていない。
鍋等の容器に入れられた食品等の測定対象物の温度を検知する温度検知装置(以下、温度センサプローブという)は、測定対象物に含まれる様々な成分に対する耐食性と、高温環境下での使用に耐えられる耐熱性の向上が望まれている。また、使用時又は洗浄時における内部への浸水を抑制する水密性の向上が望まれている。さらに、温度センサプローブは、測定対象物が入れられた容器に取り付けて保持するとともに、小型化、軽量化が望まれている。
また、加熱調理器においては、容器に入れられた食品等の測定対象物の量に適した加熱を行うことが望まれている。
本発明は、上記のような課題を背景になされたもので、測定対象物の温度の検知精度及び検知の追従性の向上を図ることができる温度センサプローブ、及びその温度センサプローブを備えた加熱調理器を提供することを目的とする。
また、耐食性と耐熱性を向上することができる温度センサプローブ、及びその温度センサプローブを備えた加熱調理器を提供することを目的とする。
また、内部への浸水を抑制することができる温度センサプローブ、及びその温度センサプローブを備えた加熱調理器を提供することを目的とする。
また、測定対象物が入れられた容器に取り付けて保持することができる温度センサプローブ、及びその温度センサプローブを備えた加熱調理器を提供することを目的とする。
また、容器に入れられた測定対象物の量に適した加熱を行うことができる加熱調理器を提供することを目的とする。
本発明に係る温度センサプローブは、測定対象物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段が検知した温度の情報を送信する通信手段と、前記温度検知手段及び前記通信手段を収納する筐体と、を備え、前記筐体は、金属材料により形成された金属部と、樹脂材料により形成された樹脂部とが接合されて構成され、前記温度検知手段は、前記金属部に配置され、前記通信手段は、前記樹脂部に配置されたものである。
本発明の温度センサプローブにおいては、筐体は、金属材料により形成された金属部と、樹脂材料により形成された樹脂部とが接合されて構成され、温度検知手段は、金属部に配置され、通信手段は、樹脂部に配置されている。このため、耐食性と耐熱性を向上することができる。
実施の形態1に係る加熱調理器の斜視図である。 実施の形態1に係る加熱調理器の主要部の構成と機能を説明する図である。 実施の形態1に係る加熱調理器の操作部及び火力表示部を説明する図である。 実施の形態1に係る温度センサプローブの構成を示す正面図である。 実施の形態1に係る温度センサプローブの構成を示す側面図である。 実施の形態1に係る温度センサプローブの内部構成を説明する図である。 実施の形態1に係る温度センサプローブの構成を示す背面図である。 実施の形態1に係る加熱調理器の動作を説明するフローチャートである。 実施の形態2に係る加熱調理器の斜視図である。 実施の形態2に係る加熱調理器の主要部の構成と機能を説明する図である。 実施の形態3に係る加熱調理器の斜視図である。 実施の形態3に係る加熱調理器の主要部の構成と機能を説明する図である。 実施の形態3に係る温度センサプローブの構成を示す正面図及び側面図である。
以下、本発明に係る加熱調理器について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成や制御内容等は、一例であり、本発明に係る加熱調理器は、そのような構成や制御内容等に限定されない。
また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。
また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
以下の実施の形態1〜3では、加熱調理器の一例として誘導加熱調理器について説明する。
実施の形態1.
(加熱調理器の構成)
図1は、実施の形態1に係る加熱調理器の斜視図である。
加熱調理器100は、本体1と、本体1の上面に配置され、耐熱ガラスで形成されたトッププレート2とを有し、トッププレート2の上に載置される鍋やフライパン等の被加熱物を、本体1の内部に設けられた誘導加熱手段により加熱する。本実施の形態1では、トッププレート2の左側手前、右側手前、及び中央側奥に、それぞれ加熱口6が設けられている。なお、以降の説明では、被加熱物のことを「容器10」と称する場合がある。
本体1の上面には、加熱条件や加熱指示の入力操作を受け付ける操作部3が、各加熱口6に対応して配置されている。また、本体1の全面には、例えばダイヤルスイッチによって構成され、加熱条件や加熱指示の入力操作を受け付ける前面操作部3aが配置されている。
使用者がトッププレート2上に被加熱物である容器10やフライパンを載置し、各加熱口6に対応した操作部3又は前面操作部3aに設けられた操作キーに操作入力を行うと、操作入力にしたがって誘導加熱手段により被加熱物が加熱される。加熱の進行状況や調理モードなどの設定に関する情報は、トッププレート2の上面に各加熱口6に対応して配置された液晶等を有する表示部4に表示され、加熱の火力は火力表示部5に表示される。
トッププレート2の加熱口6に対応する部分には、容器10を載置する箇所を示す例えば円形の表示が印刷等によって設けられており、使用者は容器10を載置すべき場所がわかるようになっている。
本体1内において加熱口6の下側には、加熱手段である加熱コイル14が設けられている。なお、図1では、加熱コイル14の配置を破線にて図示している。加熱コイル14に高周波電流を流すことでトッププレート2上に載置された容器10に渦電流が発生し、この発生する渦電流と容器10自身の抵抗により容器10が発熱するので、容器10を直接加熱する加熱効率の良い調理を実現できる。なお、加熱調理器100の加熱口6の加熱手段として電気ヒータ等の他の加熱手段を設けてもよい。
図2は、実施の形態1に係る加熱調理器の主要部の構成と機能を説明する図である。なお、図2では、一つの加熱口6に対応する構成のみ図示しており、また、例えば水や食材等の測定対象物が入れられた容器10と、測定対象物の温度を測定する温度センサプローブ30とを併せて図示している。
温度センサプローブ30は、本体1とは別体に設けられ、容器10内の測定対象物の温度を測定し、その温度の情報を送信するものである。詳細は後述する。
トッププレート2に設けられた加熱口6の下部には、加熱コイル14が配置されている。本実施の形態1では、加熱コイル14は、略環状の内側加熱コイル14aと、その外側に設けられた略環状の外側加熱コイル14bとを備えた二重環形状である。
本体1の内部には、温度センサプローブ30と通信する機器側通信部21が配置されている。機器側制御部22は、例えばマイコン等で構成され、操作部3の設定内容と、温度センサプローブ30からの温度の情報に基づいて、駆動部23に対して高周波電力指令(火力情報)を送信する。駆動部23は、機器側制御部22からの指令に基づき、高周波インバータ24を制御して加熱コイル14に流れる高周波電流を調整する。このようにすることで、容器10の加熱制御を行う。また、機器側制御部22は、温度センサプローブ30の電源のオンオフや後述する温度検知手段55の増幅率などを切り換える指令情報を生成し、その指令情報を、機器側通信部21を介して温度センサプローブ30へ送信する。
なお、機器側通信部21は、本発明における「第2通信手段」に相当する。
また、機器側制御部22は、本発明における「制御手段」に相当する。
次に、加熱調理器100の操作部3及び火力表示部5の構成について説明する。
図3は、実施の形態1に係る加熱調理器の操作部及び火力表示部を説明する図である。
加熱調理器100の左側、右側、及び中央に設けられた加熱コイル14にそれぞれ対応する操作部3及び火力表示部5は、すべて同様の構成であるので、ここでは、左側の加熱コイル14に対応して設けられた操作部3及び火力表示部5を例に説明する。
操作部3は、被加熱物を加熱する火力を設定するための火力設定キー3bと、調理メニューを設定するためのメニューキー3cとを備える。
火力設定キー3bは、「弱火」キー、「中火」キー、「強火」キー、及び「3kW」キーで構成されており、使用者は、これらのキーを用いて4段階の火力のいずれかを設定することができるようになっている。火力に応じて個別にキーを設けることで、使用者は、必要な火力の設定を一回の操作で入力できるようになっている。
メニューキー3cは、「揚げ物」キー、「予熱」キー、「煮込み」キー、及び「タイマー」キーを備える。これらのキーが押下されると、各メニューに対して予め設定され記憶部に記憶された制御シーケンスにしたがって、機器側制御部22が加熱制御を行う。
火力表示部5は、火力設定キー3bで入力された火力や、メニューキー3cで設定されたメニューに基づいて火力を複数段階に表示するものであり、火力に応じて表示態様が切り替わる。火力表示部5の表示により、動作中であることを使用者に示すことが可能である。火力表示部5は、例えば複数のLEDを有し、これらLEDの点灯状態(点灯、消灯、点滅等)を切り替える、あるいは点灯色を切り替えることにより、火力を表現する。このようにすることで、使用者が直感的に分かりやすい報知を行うことができる。
なお、図3には図示しないが、液晶画面等で構成された表示部4(図1参照)には、例えば「予熱中」や「適温到達」等の火力や経過状況、設定されているメニューの内容等に関する情報が表示される。
このような構成の加熱調理器100において、例えば揚げ物調理を行う場合には、まず使用者は容器10内に揚げ物を行うための油(測定対象物)を入れ、容器10をトッププレート2の加熱口6に載置する。次に使用者は、本体1とは別体に設けられた温度センサプローブ30を、容器10の側面に取り付ける。そして使用者が、操作部3にて加熱開始のための操作入力を行うと、機器側制御部22は、操作部3からの信号と温度センサプローブ30が測定した油(測定対象物)の温度とに基づいて、加熱コイル14に高周波電流を流し、予め記憶された制御シーケンスにしたがって加熱調理を行う。
(温度センサプローブの構成)
次に、温度センサプローブ30の構成の詳細を説明する。
図4は、実施の形態1に係る温度センサプローブの構成を示す正面図である。
図5は、実施の形態1に係る温度センサプローブの構成を示す側面図である。
図6は、実施の形態1に係る温度センサプローブの内部構成を説明する図である。
図4〜図6に示すように、温度センサプローブ30は、筐体31と、この筐体31を容器10の側面に取り付ける保持手段32とを備えている。
筐体31は、金属材料により形成された金属部41と、樹脂材料により形成された樹脂部40とが接合されて構成されている。
筐体31の樹脂部40には、センサ側通信部51、センサ側制御部52、電源部53、電源スイッチ54、電源ランプ56が配置されている。
筐体31の金属部41には、内部に温度検知手段55が配置されている。
なお、センサ側通信部51は、本発明における「通信手段」に相当する。
温度検知手段55は、筐体31の金属部41に伝熱した測定対象物の温度を検知する。温度検知手段55は、例えばサーミスタセンサによって構成されている。温度検知手段55を例えばサーミスタセンサによって構成する場合、分圧抵抗をサーミスタセンサと直列に接続し、電源部53からの電圧を供給する。サーミスタセンサは、温度変化により抵抗値が変化する特性を有するため、分圧抵抗にかかる電圧値を検出することで、温度センサプローブ30とサーミスタセンサとの接触部の温度を検出することができる。
なお、温度検知手段55を複数備える構成としても良い。本実施の形態1においては、3つの温度検知手段55a〜55cを備えている。複数の温度検知手段55a〜55cは、筐体31の長手方向に間隔を空けて配置されている。なお、温度検知手段55の数は3つに限定されず任意の数で良い。
センサ側制御部52は、例えばマイコンなどによって構成され、各構成部を制御する。電源部53と、各構成部に電力を供給する。センサ側通信部51は、本体1に配置された機器側通信部21に対し、温度検知手段55が検知した温度の情報を送信する。なお、センサ側通信部51は、機器側通信部21と双方向で情報通信を行うように構成し、機器側制御部22からの指令情報(電源のオンオフや検出電圧の増幅率などを切り替える指令など)の受信を行うようにしても良い。
ここで、筐体31の金属部41に温度検知手段55を設ける理由について説明する。
温度センサプローブ30は、測定対象物である水や油などの食材に投入して温度の検知を行う。このため、温度センサプローブ30は、例えば高温度の揚げ物調理で200℃程度の加熱に耐え、また、食材の成分に含まれる酸性、アルカリ性といったpH濃度の異なる条件での使用にも長期間耐えうる耐熱性、耐食性を有することが望まれる。
さらに、温度検知手段55は筐体31の内部に配置する。つまり、温度検知手段55は、温度センサプローブ30の外郭温度を内側より検知する。このため、温度検知手段55の検知箇所は、樹脂と比較して熱伝導率の高い金属材料(例えばステンレスやアルミ等)を用いることが望まれる。
本実施の形態1の温度センサプローブ30は、樹脂と比較して熱伝導性が高い金属材料で形成された金属部41に、温度検知手段55を配置するので、測定対象物の温度の検知精度を向上させることができる。また、例えばステンレスもしくはアルミなどの金属材料で形成された金属部41は、耐食性及び耐熱性を有するので、温度センサプローブ30を、油や水などの測定対象物の内部に含浸させて使用することが可能になる。
なお、金属部41に表面処理やフッ素等を塗膜しても良い。これにより、耐食性に加え、撥水性が向上するため、清掃性が向上する。
次に、筐体31の樹脂部40を設ける理由について説明する。
筐体31の全てを金属材料で形成する場合、プレス加工や溶接、ネジ固定などで複数の部材を接合して形成する必要がある。このため、部材同士の接合部の隙間から浸水が生じて水密性が低下する場合がある。また、筐体31の内部に配置する複数の構成部をそれぞれ位置決め固定するために、筐体31に、例えば位置決め用のピンやビスなどの位置決め構造等を設けると、複雑な形状となり、また、大型化してしまう。つまり、筐体31の構成部の位置決めが可能で、小型、軽量化を図るためには、温度検知手段55以外の各構成部は、成型の自由度が高い樹脂部40に位置決め構造を設け、収まりよく配置されることが望ましい。
また、温度センサプローブ30のセンサ側通信部51と本体1の機器側通信部21とが無線通信する場合、金属材料では電波を遮蔽してしまうため、伝送経路の確保のためにもセンサ側通信部51を樹脂部40に設ける事が望ましい。
本実施の形態1の温度センサプローブ30は、樹脂材料で形成された樹脂部40に、センサ側通信部51などを配置するので、小型化、軽量化を図ることができる。また、温度センサプローブ30内部への浸水や各構成部を位置決め固定することで振動による故障を軽減することが可能となる。
また、金属材料と比較して電波透過性の高い樹脂材料で形成した樹脂部40にセンサ側通信部51を配置するので、無線通信における電波の遮蔽を抑制でき、安定した通信を行うことができる。
なお、樹脂部40を形成する樹脂材料としては、例えば、耐熱性、耐食性を有するエンジニアリングプラスチックであるPPSやPBT等の材料を用いる。温度センサプローブ30外層部は金属部41同様に樹脂部40も高温の油や食品に浸かる可能性があるため、樹脂部40の樹脂材料を上記のような耐熱性、耐食性を有する材料を用いる。なお、樹脂材料は上記材料に限らず同様の特性を有する材料であれば限定しない。
(筐体の製造工程)
上述したように、本実施の形態1では、筐体31は樹脂部40と金属部41とが接合されて構成されている。樹脂部40と金属部41とを組み合わせることで、金属部41においては熱伝導性や耐食性を向上し、樹脂部40においては複雑な形状の成型が容易であるなどの利点が有る。
このように、樹脂部40と金属部41を組み合わせる場合、樹脂部40と金属部41との接合部の防水性を確保し、かつ、形状安定性を確保するために、筐体31を次のように製造する。まず、金属部41をプレス加工にて形を形成する。そして、金属部41の表面へ直接、樹脂材料を射出成型することにより、金属部41と樹脂部40とが一体化した筐体31を形成する2色成形法を用いる。
これにより、金属部41と樹脂部40との接合部のシール性を向上させることができる。また、金属部41上に樹脂を成形するので、金属部41の曲がり部分や凹凸部分に発生する隙間を埋めることができるとともに、形状安定性を向上することが可能となる。また、金属部41と樹脂部40との密着度を向上することができ、防水性を向上することができる。
なお、上記製造工程に加えて、金属部41の表面にポーラス状の孔を形成するようにしても良い。この場合、まず、金属部41を溶剤に含浸させ、金属部41の表面にポーラス状の孔が形成されるように処理を施した後、プレス加工にて形を形成する。そして、金属部41の表面へ直接、樹脂材料を射出成型する。これにより、ポーラス状に形成した微細な孔の内部に樹脂材料が入り込み、接着強度が更に強固となり、形状安定性が更に向上することができる(アンカー効果)。
なお、耐食性や耐熱性を考慮する場合、めっき加工などによる対策が一般的であるが、めっきはABS(アルキル・ブダジェン・スチレン)への加工が主であり、耐熱性を有するエンジニアリングプラスチックへの加工は材料に制約があり高価となる場合がある。上記のように金属部41を溶剤に含浸させてポーラス状の孔を形成する場合には、ステンレスやアルミといった金属材料に対する溶剤を選定する事で対応出来るため、樹脂材料の選定も自由度が広がり、かつ安価に構成可能となる。
(保持手段の構成)
次に、保持手段32について説明する。
保持手段32は、図2に示すように、金属部41を樹脂部40よりも下方にした状態で、測定対象物が入れられる容器10の側面に筐体31を保持する。
図4、図5に示すように、保持手段32は、例えば、樹脂部40の、金属部41とは逆の端部に設けた支点部33に取り付けられている。保持手段32は、支点部33を中心に周方向に回転する。また、保持手段32は、支点部33に設けたバネなどの弾性体によって、筐体31方向に付勢されている。保持手段32と筐体31と支点部33の回転方向において重なる状態にすることで、保持手段32は、容器10の側面をクリップの様に挟んで保持する。
このように、温度センサプローブ30の上方(金属部41とは逆側の端部)を起点に、保持手段32を周方向へ回転させて着脱を行う構造とすれば、保持手段32の開き角が小さく抑えられる効果を有する。
また、保持構造をサポートするため、容器10の外側と接触する部分に、すべり止め34を被膜しても良い。すべり止め34は、例えば、摩擦係数が高く耐熱性に優れたシリコーン樹脂を使用し、容器10の表面を傷つけない構造としている。このように、すべり止め34を設けることで、容器10との接着度を向上させ。保持力を向上させることができる。
このような構成により、保持手段32によって、温度センサプローブ30の筐体31を容器10に取り付け保持することができる。よって、加熱調理中における温度センサプローブ30の取り付け位置がずれることを抑制でき、容器10内の測定対象物の温度を精度良く検出することができる。
なお、保持手段32の構成はこれに限定されず、保持手段32は、温度センサプローブ30の筐体31を容器10の側面に保持できる構成であれば良い。例えば、保持手段32を磁石で構成し、磁力によって容器10の側面に取り付けても良い。
(複数の温度検知手段による温度検知)
上述したように、温度検知手段55を複数備える構成としても良い。温度検知手段55を複数備える場合、それぞれの検知温度に基づいて、食材など測定対象物の容量判定を行うようにしても良い。
例えば、図4〜図6に示すように、3つの温度検知手段55a〜55cを、筐体31の長手方向に間隔を空けて配置する。温度センサプローブ30の筐体31は、金属部41と樹脂部40とが長手方向に並んで接合され、金属部41を樹脂部40よりも下方にした状態で保持される。つまり、3つの温度検知手段55a〜55cは、上下方向に並んで配置されるので、食材等の測定対象物の容量によって検知温度が異なることとなる。
センサ側通信部51は、温度検知手段55a〜55cが検知した温度の情報を、それぞれ機器側通信部21へ送信する。本体1の機器側制御部22は、温度センサプローブ30から取得した複数の温度の温度差に基づいて、加熱制御を行う。例えば、複数の温度の温度差を求めることで、容器10の内部に入れられた食材等の測定対象物の温度勾配を検出可能となる。なお、加熱制御動作の詳細は後述する。
このように、温度センサプローブ30の使用状態において平面視で垂直方向に対して複数の温度検知手段55を設けることで、測定対象物の容量(例えば水温検知の場合は水位)を検出することができる。また、測定対象物の容量に応じて、加熱する電力量を調整することで、温度維持を行う場合、設定した温度に対するハンチング温度幅を小さくすることができる。これにより、温度検知対象とする食材などの内容量を把握し、各高さ方向の位置における温度検知性能が向上する。また、水以外の調理に適用した場合、火加減の難しい卵料理(温泉卵65−70℃や茶わん蒸し80−90℃)や野菜を用いた煮込み料理の出来栄えを良くするための下茹にて、煮崩れしにくい温度(ペクチンの硬化温度60−70℃)で保つことが精度よく行えるような温度情報を送信することが可能となる。
(電源部の構成)
次に、電源部53について説明する。
電源部53は、筐体31の樹脂部40に設けられている。電源部53は、ボタン電池や乾電池などの電池が着脱自在に接続され、電池からの電力を各構成部に供給する。
このように、温度センサプローブ30の各構成部の動力として電池からの電力を用いることで、例えば電源ケーブルなどを接続する必要がなくなる。また、上述したように、温度センサプローブ30のセンサ側通信部51と本体1の機器側通信部21とは無線通信するため、通信ケーブルも不要である。つまり、温度センサプローブ30と本体1とを切り離して使用することが可能となる。
電池駆動とする場合には、電力の消費に伴い電池容量が低下していく。例えば、無線通信において、2.4GHzの通信モジュールを用いる場合などは、送信時に300mA、受信時200mA程度の電力を消費する。電池容量が低下した場合に各構成部への電源供給が出来なくなるため、電池交換が出来る構造とする必要がある。また、前述の通り、温度センサプローブ30は食材へ直接投入して使用するため、丸洗いや食器洗い機で洗浄を可能とするなどの防水性を確保する必要がある。
このように、電池交換を可能とし、防水性を確保する電源部53の構成について図7により説明する。
図7は、実施の形態1に係る温度センサプローブの構成を示す背面図である。
図7に示すように、筐体31の樹脂部40の背面には、各構成部に電力を供給する電池53aが着脱自在に収納される収納部45と、収納部45を開閉自在に塞ぎ、収納部45の内部を水密状態(防水状態)にするカバー47とを有している。カバー47は、例えばスライド式で開閉し、防水性を有するように樹脂部40とカバー47との間に、撥水性を有するシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体などで形成されたパッキン46が設けられ、止水構造を形成している。
このような構成により、電源部53での防水性を確保し、洗浄時の丸洗いが可能であり、かつ電池交換のメンテナンスも容易な構造としている。
(電源スイッチの構成)
次に、電源スイッチ54について説明する。
電源スイッチ54は、電源部53から各構成部への電力供給(電源)をオンオフする。使用者は、温度センサプローブ30には使用時以外の場合に、電源スイッチ54を操作して、電源をオフにする。この電源スイッチ54は、防水性を有している。
なお、電源スイッチ54は、例えば、タクタイルスイッチなどのように接点を一度つないだ後に開放されるスイッチを用いると良い。そしてセンサ側制御部52は、一定の時間継続して温度変化が無い場合や通信が無い場合など、使用されていないと判断した場合には、温度センサプローブ30の各機器の電源オフに切り換えることで、電池寿命を長期化することができる。なお例えば、電源スイッチ54として、トグルスイッチ等の様に機械的なスイッチを用いて、使用者の手動の操作によって電源をオフにしても良い。
このような構成により、温度センサプローブ30は、使用者が常に使用する訳ではなく、温度センサプローブ30に設けた電源スイッチ54で使用するときのみ電源を入れる構成を設ける事で、待機電力によるロスが減り、使用可能な期間を延ばすことが可能となる。
また、電源スイッチ54が、例えばプッシュスイッチやタクタイルスイッチ等の様に電子制御でオンオフを行うものであれば、所定時間の間に大幅な温度上昇がない場合や本体1からの通信信号がない場合などにOFFとすることでスイッチの切り忘れによる電池切れを防ぐことが可能となる。
(電源ランプ)
次に、電源ランプ56について説明する。
電源ランプ56は、例えばLED等の発光体によって構成されている。
筐体31は、電源ランプ56と対向する位置に開口が設けられ、電源ランプ56からの光を外部へ投光する構造としている。さらに、防水性を保つために、筐体31における電源ランプ56の表面には、電源ランプ56からの光を透過し、電源ランプ56を水密状態で覆うフィルムやシートなどの防水カバーが設けられている。
電源ランプ56は、使用者に温度センサプローブ30の電源がオン状態であるかオフ状態であるかを判別可能なように、電源のオンオフに連動して動作する。例えば、温度センサプローブ30の電源がオン状態で点滅し、オフ状態で消灯する。
(無線通信の周波数帯)
温度センサプローブ30のセンサ側通信部51と、本体1の機器側通信部21との情報通信は、例えば、2.4GHz帯域の無線通信モジュールを用いて情報通信を行っている。無線モジュールを用いる事で、温度センサプローブ30の外部にコネクタ部分を設ける必要がなくなり、温度センサプローブ30内部への浸水により回路がショートすることを軽減することができる。また、配線レスとなり容器10の取っ手等に配線が引っかかることを防止でき、例えば奥側の加熱口で使いやすくなり、使い勝手も向上する。また、宅内に設けた2.4GHzのWi−Fi(登録商標)(IEEE802.11規格)モジュールへと情報伝送する事が可能となり、外部無線通信機器との拡張性を有する。
なお、周波数帯に関しては、2.4GHz帯に限らず900MHz帯や300〜500MHz帯以下の周波数帯の通信周波数帯を用いた特定小電力無線局通信モジュールを使用してもよい。例えば、誘導加熱調理器(IHクッキングヒータ)における誘導電流の周波数は20〜30kHz帯の周波数帯を用いており、電子レンジにおける電磁波の周波数は2.45GHz帯の周波数帯を用いている。このため、900MHzや500MHz帯の周波数であれば、他の調理機器との干渉を起こすことなく通信を行う事が可能となる。
なお、センサ側通信部51と機器側通信部21との情報通信に、赤外線通信やNFC等の無線モジュールを用いても良い。なお、指向性や距離などの制約を考慮すると900MHzや300〜500MHz帯の周波数を用いて通信を行う方が適している。
(加熱調理動作)
次に、本実施の形態1における加熱調理器100の加熱動作を説明する。
本体1の機器側制御部22は、少なくとも目標温度が設定された1つ又は複数の自動調理モードを有し、自動調理モードにおいて、温度センサプローブ30から取得した温度が目標温度となるように加熱制御を行う。自動調理モードとしては、例えば、湯沸しモード、揚げ物調理モード、煮込み調理モード、麺ゆでモード、温泉卵モード、及び温度一定制御モードがある。各モードは、それぞれ、目標温度及び加熱時間の少なくとも一方が他のモードと異なる。なお、機器側制御部22は、これらのモードのうちの少なくとも1つのモードを実行する構成であれば良い。
以下、具体例を説明する。
(湯沸しモード)
加熱制御の一例として湯沸しモードを選択した場合の温度センサプローブ30と加熱調理器100との機器通信シーケンスと、温度センサプローブ30から送信される温度情報を用いた加熱シーケンスについて、図8のフローチャートを用いて説明を行う。
図8は、実施の形態1に係る加熱調理器の動作を説明するフローチャートである。
以下、図8の各ステップに基づいて説明する。
使用者は、加熱調理器100の電源をオンし(S1)、使用者は、加熱調理器100に備えた操作部3に設けている自動調理モードを押下する(S2)。機器側制御部22は、自動調理モードの選択操作に応じて、表示部4に選択可能な自動メニューの情報を表示させる。使用者は、表示部4に表示された複数の自動メニューのうちから所望のメニューを選択する(S3)。ここでは、水を沸騰温度まで加熱する「湯沸かし」が選択された場合を説明する。
自動メニューが選択されると、機器側通信部21により温度センサプローブ30へ通信状態確認の信号が送信される(S4)。温度センサプローブ30の電源がオン状態である場合には、センサ側通信部51により通信状態確認の信号が受信され、センサ側制御部52は、電源がオン状態であることを示す信号を返信する。
本体1の機器側制御部22は、温度センサプローブ30から、電源がオン状態であることを示す信号の返信があったか否かを判断する(S5)。温度センサプローブ30から、電源がオン状態であることを示す信号の返信があった場合、機器側制御部22は、選択された自動メニューに対応する自動調理モードの加熱動作を開始する(S8)。
一方、温度センサプローブ30から、電源がオン状態であることを示す信号が、一定時間(例えば5秒間)の間に受信できない場合、機器側制御部22は、温度センサプローブ30が通信不良、又は電源がオンされていないと判断し、加熱調理器100に設けた表示部4等により、自動調理モードの動作が不可である旨の報知を行う(S6)。なお、この報知は表示部4による表示に限らず、例えばブザーや音声などで報知しても良い。
機器側制御部22は、報知後、再度、温度センサプローブ30へ状態確認の信号を送付し、返信が得られず、3回繰り返した場合(S7)、自動メニューの終了を報知する(S14)。
このように、加熱制御を開始するよりも先に温度センサプローブ30の状態確認を行う事で、鍋や食材が加熱される前に使用者に温度センサプローブ30が正常使用の状態にないことを伝える事が出来る。
温度センサプローブ30のセンサ側制御部52は、例えば1秒周期にて、温度検知手段55によって検知した温度の情報を、センサ側通信部51に送信させる。本体1の機器側通信部21は、温度センサプローブ30からの温度の情報(T_s℃)を受信し、機器側制御部22は、機器側通信部21が受信した温度の情報を取得する(S9)。機器側制御部22は、湯沸しモードで予め設定している目標温度に向けて加熱を実施し、温度の情報(T_s℃)が目標温度(例えば98℃)になった場合、沸騰を検知して、表示部4等の報知部により、沸騰したことを知らせる報知を行う(S11)。
次に、機器側制御部22は、温度センサプローブ30から取得した温度の情報(T_s℃)が、上記の目標温度よりも低い保温温度(例えば95℃)となるように加熱の停止と開始とを繰り返す(S12)。
保温温度で維持している間に使用者より加熱停止や火力変更の指令が入力された場合は湯沸しモードから抜けて通常モードにて加熱を行う。一方、使用者からの指令が入力されず、一定時間(例えば10分)経過した場合は加熱を停止し、終了の報知を行う(S13、S14)。
以上が湯沸しモードの一例であるが、時間設定や通信のタイミング、設定温度はこの限りではない。
(測定対象物の量の判定)
上述したように、温度センサプローブ30の温度検知手段55を複数備える構成とした場合、センサ側通信部51は、複数の温度検知手段55のそれぞれが検知した温度の情報を送信する。
本体1の機器側制御部22は、温度センサプローブ30から取得した複数の温度を用いて、食材など測定対象物の容量判定を行うようにしても良い。
例えば、図4〜図6に示すように、3つの温度検知手段55a〜55cを備えた場合、最上部に配された温度検知手段55cが検知した温度と、最下部に配された温度検知手段55aが検知した温度との温度差が、予め設定された閾値よりも大きい場合には、最上段まで食材が装填されていないと判断して、測定対象物の容量(水量)は中量と判定する。また、例えば、最下部に配された温度検知手段55aが検知した温度と、それ以外の温度との温度差が、予め設定された閾値よりも大きい場合には、測定対象物の容量(水量)は少量であると判定する。
そして、機器側制御部22は、判定した容量に応じた火力の投入を行う。例えば容量が多いほど火力を強く設定する。このような制御を行うことにより、容器10内の食材などの測定対象物の容量に適した加熱を行うことができる。
さらに、機器側制御部22は、温度センサプローブ30から取得した温度の推移を判定し、温度が急激に上昇した場合には、容器10内の水などの測定対象物が、蒸発して空になった状態であることを判定し、加熱を停止するか、加熱を低下させるようにしても良い。例えば100℃近傍で推移していた状態から、100℃を超えた温度となった場合に空であると判定する。これにより、容器10内の水などの測定対象物が無い状態での加熱(空焼き)を防止することができる。
(その他のモード)
上記の説明では、自動調理モードとして湯沸しモードを一例として示したが、本発明はこれに限定されない。自動調理メニューには、代表的な調理例として湯沸し以外に、揚げ物、煮込み、麺ゆで、温泉卵といった調理例に関しても予め設定温度を変更して設けても良い。また、この他、被調理物の温度を使用者の自由に選択可能な温度設定モードといったモードを設けてもよい。
以下、各モードにおける機器側制御部22の動作の概略を、上記湯沸かしモードとの相違点を中心に説明する。
(揚げ物調理モード)
揚げ物調理モードにおいては、容器10内に油が装填され、この油の温度を温度センサプローブ30より測定し、油の温度が、揚げ物調理モードで設定されている温度(例えば180℃や200℃など)に短時間で上昇させるように、初期温度や油量に適した火力で加熱を実施する。
なお、揚げ物調理モードが選択された場合において、温度センサプローブ30から取得した温度が、100℃近傍の温度で温度傾きの変化がなくなった場合には、内容物が油ではない事を報知し加熱を停止するようにしても良い。また、目標温度に到達すると、揚げ物の調理が可能である旨を報知部にて使用者に報知を行うようにしても良い。また、報知後、温度の低下を検知した場合、食材が投入されているとして、素早く目標温度に復帰するよう火力を投入する復帰モードを備えても良い。
(煮込み調理モード)
煮込み調理モードにおいては、野菜などは煮崩れしにくい温度(ペクチンの硬化温度)である60〜70℃で数分間温度維持したあと、肉等は温度が高くなるほど柔らかくなるため、60〜70℃温度維持して煮崩れ防止を図った後に、100℃近傍温度で肉を加熱する。これにより、野菜が煮崩れせず、肉が柔らかい煮込み料理が火加減自動で調理する事が出来る。また、焦げ付きやすい調理物も食材温度で温度検知できているため、焦げ付く前に加熱制御を行い、調理物を焦がしてしまうことを低減できる。
(麺ゆでモード)
麺ゆでモードにおいては、前述の湯沸しモードと同様に、加熱初期は水量に対して最適な加熱制御が可能となり、また、略90℃を超えた段階で、麺ゆで可能な報知を使用者へ行い、98℃以上の温度で保温状態を維持する。その後、水温低下が得られた場合には98℃程度の温度を維持して加熱を行う。また、同時に麺ゆでの場合は、でんぷん等が湯中に溶け込み気泡が割れにくくなるため吹き零れが発生しやすくなる。当該吹き零れ対策のため、各加熱口6の通電方法を強弱もしくは加熱をオンオフして加熱し、97℃程度の吹き零れがしにくい温度で一定に保つことで吹き零れを抑制する。
なお、温度センサプローブ30に設けた温度検知手段55を容器10に対して高さ方向に設けた場合、麺ゆで後に最上段の温度検知手段55cが温度上昇を検知したら吹き零れが発生しているとして、加熱を抑制する事も可能である。
(温泉卵モード)
温泉卵モードにおいては、温泉卵に最適な水温である68℃で維持するよう加熱を行う。70℃を上回って卵の加熱を行うと温泉卵の特徴である卵黄が半生状態を超えて凝固してしまうため、温度維持の際にオーバーシュートをより小さくするよう、水量や鍋の材質に合わせて加熱パターンを変更し加熱を行う。特に水量や調理する卵の数が少ない場合などは、大きな電力を投入しない様に温度センサプローブ30の検知温度の信号を用いて水量判定等を行い、加熱パターンを決定する。
(温度一定制御モード)
温度一定制御モードにおいては、操作部3に備えたUPキー、DOWNキーを用いて食材温度を任意の温度で一定となる様に加熱制御を行う。温度一定制御モードでは60℃を初期値として、例えばお茶に適した温度にする場合、一例として使用者が目標温度65℃と設定して加熱開始し目標温度到達後に報知し、同温度を維持するよう加熱制御を実施する。加熱停止や目標温度変更の指令があればその指令に従い、加熱制御を実施する。
以上のように本実施の形態1においては、測定対象物の温度を測定する温度センサプローブ30と、測定対象物が入れられる容器10を加熱する加熱コイル14と、温度センサプローブ30から送信された温度の情報を受信する機器側通信部21と、温度の情報に基づいて加熱コイル14への投入火力(電力)を制御する機器側制御部22とを備えている。
このため、容器10の内部に装填した食材等の測定対象物の温度を直接検知することが可能となり、測定対象物の温度の検知精度及び検知の追従性の向上を図ることができる。
また、食材等の測定対象物の温度に最適な温度で加熱制御することができる。また、温度センサプローブ30は食材等の内部に投入して使用するため、洗浄する必要があるが、小型、軽量のため、容易に洗う事が可能であり衛生的に使用する事が出来る。
また、保持手段32によって、温度センサプローブ30を容器10の側面へ取り付けて保持するので、加熱中において測定対象物の温度を精度良く検知し、加熱制御をすることが可能となる。
また、自動調理モードによる高精度な温度制御が可能となり、温度の上げ過ぎによる調理の失敗を抑制でき、使用者が火力変更動作をすることなく食材に適した調理が可能となる。よって、利便性の向上や吹き零れや空焼きなどによる温度上昇を抑える事が可能となり、無駄な加熱を抑える事が可能となる。
また、複数の温度検知手段55が検知した温度の温度差に基づいて、加熱コイル14への投入火力を制御するので、容器10に入れられた測定対象物の量に適した加熱を行うことができる。
実施の形態2.
図9は、実施の形態2に係る加熱調理器の斜視図である。
図10は、実施の形態2に係る加熱調理器の主要部の構成と機能を説明する図である。
以下、本実施の形態2における加熱調理器100の構成を、上記実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、同一部分には同一の符号を付する。
図9において、本実施の形態2における機器側通信部21は、前面操作部3a近傍に配置する。本体1は、前面操作部3aが配置された側面が電波を透過する材料(例えば樹脂)で形成されている。
このような構成により、機器側通信部21とセンサ側通信部51との間の無線通信に、加熱コイル14による高周波の影響を受けてノイズが重畳する可能性を低減することができる。
また、図10に示すように、加熱コイル14の下部に、高周波ノイズを遮蔽する金属製の遮蔽部材15を配置する。つまり、加熱コイル14と機器側通信部21との間に遮蔽部材15を配置する。
このような構成により、更に高周波の影響が軽減され、安定した通信を行う事が可能となる。
なお、本実施の形態2では、機器側通信部21は、前面操作部3a近傍に配置したが本発明はこれに限らない。本体1の側面の少なくとも一部が電波を透過する材料で形成されていればよく、機器側通信部21の位置はこれに限定されない。
実施の形態3.
図11は、実施の形態3に係る加熱調理器の斜視図である。
図12は、実施の形態3に係る加熱調理器の主要部の構成と機能を説明する図である。
図13は、実施の形態3に係る温度センサプローブの構成を示す正面図及び側面図である。なお、図13(a)は正面図を示し、図13(b)は側面図を示す。
以下、本実施の形態3における加熱調理器100の構成を、上記実施の形態1との相違点を中心に説明する。なお、同一部分には同一の符号を付する。
図11、図12に示すように、本実施の形態3における機器側通信部21とセンサ側通信部51とは、通信ケーブル61によって着脱自在に接続されており、有線通信方式で通信する。本体1には通信ケーブル61を着脱自在に接続する外部接続部60が設けられている。外部接続部60は、本体1の外部から通信ケーブル61を接続するように配置されている。温度センサプローブ30には、通信ケーブル61を着脱自在に接続するコネクタ部62が設けられている。例えば、機器側通信部21とセンサ側通信部51とが、USB(ユニバーサル・シリアル・バス)等のシリアル通信で信号を送受信する。なお、通信方式はこれに限らずアナログ信号を用いて送受信を行ってもよい。
また、図13に示すように、温度センサプローブ30のコネクタ部62には、当該コネクタ部62を開閉自在に塞ぎ、コネクタ部62を水密状態(防水状態)にするコネクタカバー63が設けられている。このコネクタカバー63は、例えばシリコーンゴムや樹脂などで形成され、止水構造を形成している。なお、コネクタカバー63は、落下防止ベルトによって筐体31と接続されている。
このような構成により、機器側通信部21とセンサ側通信部51とが通信ケーブル61によって有線通信する場合であっても、コネクタ部62での防水性を確保し、温度センサプローブ30の洗浄時の丸洗いが可能であり、浸水の可能性を低減することができる。
なお、センサ側制御部52は、通信ケーブル61がコネクタ部62から外れていると認識したときは、当該温度センサプローブ30の電源をオフにするようにしても良い。これにより、仮にコネクタ部62に浸水があった場合にも、回路が動作中にショートするし、回路の異常や回路への過電流が流れ込むことを抑制することができる。
なお、上記実施の形態1〜3では、容器10を誘導加熱する加熱調理器100の場合を説明したが、本発明はこれに限らず、ガス式加熱調理器や電気ヒータ式加熱調理器でも同様に加熱制御を実現する事が可能である。
1 本体、2 トッププレート、3 操作部、3a 前面操作部、3b 火力設定キー、3c メニューキー、4 表示部、5 火力表示部、6 加熱口、10 容器、14 加熱コイル、14a 内側加熱コイル、14b 外側加熱コイル、15 遮蔽部材、21 機器側通信部、22 機器側制御部、23 駆動部、24 高周波インバータ、30 温度センサプローブ、31 筐体、32 保持手段、33 支点部、34 すべり止め、40 樹脂部、41 金属部、45 収納部、46 パッキン、47 カバー、51 センサ側通信部、52 センサ側制御部、53 電源部、53a 電池、54 電源スイッチ、55 温度検知手段、55a 温度検知手段、55b 温度検知手段、55c 温度検知手段、56 電源ランプ、60 外部接続部、61 通信ケーブル、62 コネクタ部、63 コネクタカバー、100 加熱調理器。

Claims (17)

  1. 測定対象物の温度を検知する温度検知手段と、
    前記温度検知手段が検知した温度の情報を送信する通信手段と、
    前記温度検知手段及び前記通信手段を収納する筐体と、
    を備え、
    前記筐体は、金属材料により形成された金属部と、樹脂材料により形成された樹脂部とが接合されて構成され、
    前記温度検知手段は、前記金属部に配置され、
    前記通信手段は、前記樹脂部に配置された
    ことを特徴とする温度センサプローブ。
  2. 前記筐体に設けられた保持手段を、更に備え、
    前記筐体は、前記金属部と前記樹脂部とが長手方向に並んで接合され、
    前記保持手段は、
    前記金属部を前記樹脂部よりも下方にした状態で、前記測定対象物が入れられる容器の側面に前記筐体を保持する
    ことを特徴とする請求項1に記載の温度センサプローブ。
  3. 前記温度検知手段を複数備え、
    複数の前記温度検知手段は、前記筐体の長手方向に間隔を空けて配置された
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の温度センサプローブ。
  4. 前記筐体の前記樹脂部に設けられた電源部を、更に備え、
    前記電源部は、
    前記通信手段に電力を供給する電池が、着脱自在に収納される収納部と、
    前記収納部を開閉自在に塞ぎ、前記収納部の内部を水密状態にするカバーと、
    を有する
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の温度センサプローブ。
  5. 前記筐体の前記樹脂部は、
    前記金属部に前記樹脂材料が射出成形され、前記金属部と一体成形された
    ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の温度センサプローブ。
  6. 前記筐体の前記金属部は、
    前記樹脂部との接合部分の少なくとも一部に、ポーラス状の孔が形成された
    ことを特徴とする請求項5に記載の温度センサプローブ。
  7. 前記温度検知手段及び前記通信手段の電源をオンオフする電源スイッチを、更に備えた
    ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の温度センサプローブ。
  8. 発光によって前記電源のオンオフ状態を表示する発光手段と、
    前記発光手段の光を透過し、前記発光手段を水密状態で覆う防水カバーと、
    を、更に備えた
    ことを特徴とする請求項7に記載の温度センサプローブ。
  9. 請求項1〜8の何れか一項に記載の温度センサプローブと、
    前記測定対象物が入れられる容器を加熱する加熱手段と、
    前記温度センサプローブから送信された前記温度の情報を受信する第2通信手段と、
    前記温度の情報に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、
    を備えた
    ことを特徴とする加熱調理器。
  10. 請求項3〜8の何れか一項に記載の温度センサプローブと、
    前記測定対象物が入れられる容器を加熱する加熱手段と、
    前記温度センサプローブから送信された前記温度の情報を受信する第2通信手段と、
    前記加熱手段を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記温度センサプローブの前記通信手段は、
    複数の前記温度検知手段が検知した前記温度の情報を、それぞれ前記第2通信手段へ送信し、
    前記制御手段は、
    複数の前記温度の温度差に基づいて、前記加熱手段を制御する
    ことを特徴とする加熱調理器。
  11. 前記制御手段は、
    複数の前記温度の温度差に基づいて、前記容器内の前記測定対象物の量を判定する
    ことを特徴とする請求項10に記載の加熱調理器。
  12. 前記通信手段と前記第2通信手段とが、無線通信方式で通信する
    ことを特徴とする請求項9又は10に記載の加熱調理器。
  13. 前記加熱手段、前記第2通信手段、及び前記制御手段を収納する本体と、
    前記本体の上に設けられ、前記容器が載置されるトッププレートと、
    前記加熱手段と前記第2通信手段との間に配置され、電波を遮蔽する遮蔽部材と、
    を更に備え、
    前記加熱手段は、
    前記容器を誘導加熱する加熱コイルによって構成され、
    前記本体は、
    側面の少なくとも一部が電波を透過する材料で形成された
    ことを特徴とする請求項12に記載の加熱調理器。
  14. 前記通信手段と前記第2通信手段とを着脱自在に接続する通信ケーブルを、更に備え、
    前記通信手段と前記第2通信手段とが、有線通信方式で通信する
    ことを特徴とする請求項9〜11の何れか一項に記載の加熱調理器。
  15. 前記制御手段は、
    少なくとも目標温度が設定された1つ又は複数の自動調理モードを有し、
    前記自動調理モードにおいて、前記温度センサプローブから取得した前記温度が前記目標温度となるように、前記加熱手段を制御する
    ことを特徴とする請求項9〜14の何れか一項に記載の加熱調理器。
  16. 前記制御手段は、
    前記目標温度及び加熱時間の少なくとも一方が他のモードと異なる、湯沸かしモード、揚げ物調理モード、煮込み調理モード、麺ゆでモード、温泉卵モード、及び温度一定制御モードのうち、少なくとも1つのモードを、前記自動調理モードとして有する
    ことを特徴とする請求項15に記載の加熱調理器。
  17. 報知手段を、更に備え、
    前記制御手段は、
    前記自動調理モードを開始した後、予め設定した時間の間、前記第2通信手段が前記温度の情報を受信しないとき、当該自動調理モードの動作が不可である旨を前記報知手段により報知させる
    ことを特徴とする請求項15又は16に記載の加熱調理器。
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