JP2017208183A

JP2017208183A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2017208183A
Application number: JP2016098369A
Authority: JP
Inventors: 博紀駒▲崎▼; Hiroki Komazaki; 清秋下妻; Kiyoaki Shimotsuma; 伸明荒金; Nobuaki Arakane; 一秀富崎; Kazuhide Tomizaki; 照彦花坂; Teruhiko Hanasaka; 雄樹西脇; Yuki Nishiwaki
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2017-11-24

Abstract

【課題】赤外線センサに入射する鍋底からの赤外線エネルギーを増やして温度検出を向上する。【解決手段】トッププレート２の下方に設けられる加熱コイル２０１と、加熱コイル２０１を保持するコイルベース２０３と、コイルベース２０３の下方に設けられ鍋５０１からの赤外線を検出するシリコンレンズを有した赤外線センサ１２と該赤外線センサ１２の出力を増幅する増幅器１２４を有した赤外線センサユニット１７０と、赤外線センサユニット１７０の検出結果に基づいて加熱コイル２０１の電力制御を行う制御回路５０３とを備え、増幅器１２４は、調理時の鍋５０１の異常温度を検出できるように前記増幅を行う一段目の増幅器と、調理時の鍋５０１の温度制御ができるように前記一段目の増幅器の出力を増幅する二段目の増幅器とを設け、制御回路５０３は、前記一段目の増幅器の出力を基に前記鍋の異常監視と、前記二段目の増幅器の出力を基に前記鍋の温度制御を行うものである。【選択図】図１１

Description

本発明は、赤外線センサを設けた誘導加熱調理器に関するものである。

特許文献１には、鍋底の温度を検出する赤外線センサのガラス凸レンズに５μｍショートパス特性を備え、測定対象物以外の放射する赤外線外乱を除去して温度検出精度を向上した誘導加熱調理器が開示されている。

特開２０１３−１０１８３５

誘導加熱調理器における従来技術の赤外線センサを使用する場合、前記赤外線センサは入力の黒体温度を上昇させると、その出力される電圧は二次関数的に上昇する。また前記電圧を検出するマイコンは、アナログ入力（例えば１０ビットのＡ−Ｄコンバータ）で検出する。そのため、前記赤外線センサの検出する低い温度域では前記赤外線センサの出力電圧の変化が少なく、検出温度の分解能が悪くなる課題がある。また、この課題を解決するために、前記赤外線センサの出力の増幅率を高く設定する必要があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本体の上面に設け被加熱物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る加熱コイルと、該加熱コイルを保持するコイルベースと、該コイルベースの下方に設けられ前記被加熱物からの赤外線を検出するシリコンレンズを有した赤外線センサと該赤外線センサの出力を増幅する増幅器を有した赤外線センサユニットと、該赤外線センサユニットの検出結果に基づいて前記加熱コイルの電力制御を行う制御回路とを備え、前記増幅器は、調理時の前記被加熱物の異常温度を検出できるように前記増幅を行う一段目の増幅器と、調理時の前記被加熱物の温度制御ができるように前記一段目の増幅器の出力を増幅する二段目の増幅器とを設け、前記制御回路は、前記一段目の増幅器の出力を基に前記被加熱物の異常監視と、前記二段目の増幅器の出力を基に前記被加熱物の温度制御を行うものである。

本発明によれば、赤外線センサに入射する被加熱物からの赤外線エネルギーを増やして温度検出を向上する。

本発明の誘導加熱調理器の外観斜視図。図１のＡ-Ａ断面図。本発明の誘導加熱調理器の温度検知と加熱制御システムの機能ブロック図。同誘導加熱調理器の基板を平面状に配置した場合のトッププレートを外した本体上面図。同誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを説明する上面斜視図。同加熱コイルユニットを説明する上面図。同加熱コイルユニットを説明する底面斜視図。同加熱コイルユニットを説明する底面図。同加熱コイルユニットを説明する（ａ）フェライトなし部分の側断面図（図６Ｂ-Ｂ断面）、（ｂ）フェライトあり部分の側断面図（図６Ｃ-Ｃ断面）。同誘導加熱調理器の赤外線センサユニットを説明する上面斜視図。同赤外線センサユニットを加熱コイルユニットに取り付けた側断面図。（図６Ｅ-Ｅ断面）同赤外線センサユニットの詳細を示す図。（（ａ）図１０Ｆ-Ｆ断面、（ｂ）図１０Ｇ-Ｇ断面）同赤外線センサユニットの上面概略図。（（ａ）上部材を外した内部（ｂ）防磁ケース（ｃ）導光筒と絞り部）同誘導加熱調理器のトッププレートの材料の結晶化ガラスの波長と赤外線透過率を示し、黒体の温度別の波長と放射エネルギーを示す説明図。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１において、１は誘導加熱調理器の本体である。２は耐熱性の高い結晶化ガラスよりなるトッププレートで、本体１の上面を覆い水平に配置され、鉄等の磁性体又はアルミ等の非磁性体よりなる鍋５０１（図２）等を載置するものである。

このトッププレート２は、４μｍ以下の波長の赤外線を透過し、それより長い波長の赤外線をカットする光学特性を有し、詳しくは０．５から２．６μｍの波長では赤外線透過率が略８０％以上、３.７μｍの波長では透過率が略５０％の特性を有する結晶化ガラスである（図１４）。

図１４において、３μｍ以上にひとつ山ができている。点線で示す他の耐熱ガラスの例の波長と赤外線透過率と比べて、結晶化ガラスでは、３μｍ以上のひとつ山が大きい。黒体の温度別に示した線との重なりでみると、黒体放射エネルギーは温度別に、図１４のように波長に対して放射エネルギーが右上がりの曲線である。

それによって、黒体放射エネルギーの温度別の線より下と、赤外線透過率の線より下の重なった部分が赤外線センサ１２に入射して赤外線センサ１２で検出する出力になる。この面積が大きいほど、赤外線センサ１２への入射エネルギーが大きく、赤外線センサ１２の出力が大きくなる。

そのため、３μｍ以下は３００℃と２００℃の温度では、放射エネルギーと赤外線透過率の重なる部分の面積は、他の耐熱ガラスと結晶化ガラスはほとんど変わらない。しかし、３μｍ以上で、１００℃、２５℃の低い温度において、放射エネルギーと赤外線透過率が重なる部分の面積が他の耐熱ガラスの例は小さく、結晶化ガラスは大きい。

そのため、結晶化ガラスは、赤外線センサ１２にとって、赤外線センサ１２に赤外線エネルギーを入射させるには好都合な材料で、赤外線エネルギーを検出するには重要な構成要素のひとつである。

３ａ〜３ｃは、トッププレート２の下方に配置された３つの加熱部で、トッププレート２の上面に載置された鍋５０１を誘導加熱する加熱コイルユニット２００（図２）を有している。３１ａ〜３１ｃは鍋底から放射した赤外線をトッププレート２の下方に透過する赤外線透過領域である。尚、ここでは加熱部を３つとしたが、加熱部は１つまたは２つであっても良い。加熱部３ｃの下には加熱コイルユニット２００の代わりにラジエントヒータでもよい。６は本体１の前面左部に設けられたグリル加熱部である。７ａ〜７ｃは本体１の上面側に設けられた操作部で、加熱部３ａ〜３ｃの加熱の設定、操作を行うものである。８ａ〜８ｃはトッププレート２の前面側上部に設けられ、操作部７ａ〜７ｃの設定状況や加熱部３ａ〜３ｃの通電の状態を表示する表示部である。

５は、排気口で、本体１の後部において上方に向けて開口しており、本体１内部を冷却した排熱を排出するものである。本実施例では、本体１後部に排気口５を配置している。

図２において、５７は吸気口で、本体１の後部に開口してシステムキッチン１００内部の空気を吸気し、本体１内部に冷却風を取り入れるものである。

４０１は、冷却ファンで、本体１内に配置されて加熱コイル２０１（図３）等を冷却する。４０３、４０４は加熱コイル２０１に高周波電力を供給する高周波電力供給回路、４０５は操作部７などの入力により高周波電力供給回路での電力を制御する制御基板である。高周波電力供給回路４０３、４０４と制御基板４０５は基板ケース７４に収められている。

図２では、高周波電力供給回路４０３、４０４、制御基板４０５は、積み重ねた配置の例を示すが、図４に示す如く積み重ねずに本体１の全体に平面状に広げて配置して、高周波電力供給回路４０３、４０４、制御基板４０５を備える右基板４２７ａと左基板４２７ｂの上側から基板ケース７４（右基板カバー７４ａ，左基板カバー７４ｂ）で覆ってもよい。

また、４０６は冷却ファン４０１により吸引し後述する赤外線センサユニット１７０へと送風される冷却風の流れを表す矢印である。尚、ここで表示している冷却風は、本実施例の冷却風の流れを分かりやすく簡略して表したもので、実際はダクトなどを用いて加熱コイルユニット２００のコイルベース２０３、赤外線センサセンサユニット１７０と導光筒５０８へと送風されて冷却される。

加熱コイルユニット２００はバネ２２０によりトッププレート２の下面に密着するように押付けて支持されて、加熱コイルユニット２００のギャップスペーサ２０２（図５）がトッププレート２と当接している。

図３は、温度検知と加熱制御システムの機能ブロック図である。図３において、５０１は被加熱物である鍋である。５０２は温度検出回路で、赤外線センサモジュール４０７とサーミスタ２０５（図５）、２０６（図５）、２０８の出力に基づいて鍋５０１の温度を算出する。２６は放射率演算回路で、赤外線センサモジュール４０７の出力に基づいて鍋５０１の放射率を算出する。５０３は制御回路で、温度検出回路５０２が算出した温度を放射率演算回路２６の出力に基づいて補正し、補正した温度に応じて高周波電力供給回路４０３を制御し加熱コイル２０１に供給する電力を制御する。

図４は、加熱コイルユニット２００と赤外線センサユニット１７０の構成を説明するために、本体１の上部を覆うトッププレート２を外した図である。

ここでは、右加熱コイルユニット２００ａ、左加熱コイルユニット２００ｂ、中加熱コイルユニット２００ｃの前方下から冷却ファン４０１の冷却風が供給される。

図５から図９は加熱コイルユニット２００の説明図である。

加熱コイル２０１は、同心円状の同一平面上に設けられた内側コイル２０１ａと外側コイル２０１ｂで構成されて、内側コイル２０１ａの外端と外側コイル２０１ｂの内端が電気的に接続されている。内側コイル２０１ａと内側コイル２０１ａの外側に隙間２１０ａを設けて配置する外側コイル２０１ｂで構成する。

また、２０３は、加熱コイル２０１を保持するコイルベースである。２０２はトッププレート２と加熱コイル２０１との間に隙間を設けるためのギャップスペーサである。ギャップスペーサ２０２はトッププレート２に当接して加熱コイル２０１とトッププレート２との間に隙間を設け、この隙間に加熱コイル２０１を冷却する冷却風を通すものである。

コイルベース２０３は、内周部２０３ｅと外周部２０３ｆ及び内周部２０３ｅから外周部２０３ｆに延びた放射状のリブ２０３ａで構成する。

リブ２０３ａは、コイルベース２０３の加熱コイル２０１の下側に放射状に設けられ、リブ２０３ａにはフェライト２０９が設けられている。図はリブ２０３ａにフェライト２０９がインサート成形によって保持されている状態を示し、リブ２０３ａにフェライト２０９がシリコンによって貼り付けてもよい。リブ２０３ａに設けられたフェライト２０９は、フェライト底面２０９ｃを露出して冷却風を直接当たるようにして冷却を犠牲にすることなく保持されている。

フェライト２０９を扇形または三角形状とすることで、加熱コイル２０１の中心側にフェライト２０９の頂点２０９ａ側を配置することで、内側コイル２０１ａの内径２０１ｄを小さくすることが可能となり、内側コイル２０１ａの内径２０１ｄを小さくしても加熱効率を悪化させることはない。

また、フェライト２０９の頂点２０９ａを寄せ集めてなる直径２０９ｂを内側コイル２０１ａの巻始めの内径２０１ｄよりわずかに小さく設けている。コイルベース２０３の内周部２０３ａの位置にあるフェライト２０９の頂点２０９ａを寄せ集めてなる直径２０９ｂが小径とすることが可能となり、内側コイル２０１ａの巻始めの内径２０１ｄも小径とすることができる。

扇形または三角形状のフェライト２０９を用いた場合、長方形フェライトの場合と比べて、内側コイル２０１ａの下面から冷却風を当てることのできる円弧状底面部２０１ｆの面積がより大きくなり、効率良く内側コイル２０１ａの冷却ができる。

２１２は、コイルベース２０３の外周を略３等分の位置に設けられ、コイルベース２０３を支える受け部である。夫々の受け部２１２には同心円上に設けられボス２１２ａと穴２１１が設けられている。ボス２１２ａは、バネ２２０（図２）のコイル内周側に嵌るものである。

２１０は、導光筒５０８（図２）を挿入する開口部で、内側コイル２０１ａと外側コイル２０１ｂとの間隙とコイルベース２０３の中心から放射状に配置したリブ２０３ａによって構成される。

２０５、２０６、２０８は、トッププレート２の下面の温度を測定するサーミスタ（接触式温度センサ）である。

コイルベース２０３の外周部２０３ｆに加熱コイル２０１より発生する漏洩磁束を相殺する略環状の電磁シールド部材２６０を載置する。

図７、８に示す端子台Ｔは加熱コイル２０１と基板側との接続部で、フェライト２０９を備えたリブ２０３ａの間に配置して、コイルベース２０３の底面と同面とすることによって、加熱コイルユニット２００の薄形化を図っている。

図１０から図１４によって赤外線センサユニット１７０を説明する。図１０は赤外線センサユニット１７０を説明する上面斜視図、図１１は加熱コイルユニット２００に取り付けた赤外線センサユニット１７０の側断面図、図１２は、赤外線センサユニット１７０の詳細を説明する図、図１３は赤外線センサユニット１７０の上面概略図である。

上部材４０ｅは、上面に導光筒５０８を一体に成形している。導光筒５０８は、赤外線センサ１２の検出エリアを規定し、鍋底から放射される赤外線を後述する赤外線センサ１２に導くものである。

図６に示す加熱コイルユニット２００の開口部２１０に導光筒５０８を挿入して本体１の中に組まれるので、赤外線センサ１２は、コイル中心からの距離４５〜５５mmに設けられるものである。

導光筒５０８の詳細を説明する。導光筒５０８は、上面から見て略台形形状の筒で、同心円状に湾曲した１対の側面５０８ｄ、５０８ｅと、ハの字状に対となった側面５０８ｆで形成されている。

赤外線センサユニット１７０の詳細を説明する。

図１０、１３に示すように、赤外線センサユニット１７０は、樹脂ケース１６と、樹脂ケース１６の上方に設けられた窓部１４と、樹脂ケース１６の外殻には窓部１４を除くように開口する開口部１３ａを備えて覆う防磁ケース１３と、窓部１４に設けられた窓材１５と、樹脂ケース１６の内部に設けられた熱型赤外線検出回路１３１、反射率検出回路１３２、プリント配線板２７を備えている。熱型赤外線検出回路１３１はサーモパイルからなる赤外線センサ１２を備えている。そして、プリント配線基板２７は、赤外線センサ１２と、赤外線センサ１２の出力を２段階で１０００の位の４桁の倍率の出力増幅率で増幅してＤＣ５Ｖ回路で制御できるようにする増幅器１２４と、を搭載している。

樹脂ケース１６の窓部１４は窓材１５によって封鎖されているので、赤外線センサユニット１７０内部の熱型赤外線検出回路１３１、反射率検出回路１３２には冷却風が直接当たることはない。すなわち、この構成により、冷却風が熱型赤外線検出回路１３１、反射率検出回路１３２に与える影響を低減している。

次に、赤外線センサユニット１７０における信号検出を説明する。

鍋５０１の底面から放射される赤外線は、放射赤外線視野範囲である経路３０（トッププレート２、導光筒５０８、窓材１５）を介して、熱型赤外線検出回路１３１の赤外線センサ１２で検出する。

また、反射率検出回路１３２が発光する赤外線は、経路２９の往路（窓材１５、導光筒５０８、トッププレート２）を介して鍋５０１に届き、鍋５０１で反射した赤外線は、経路２９の復路（トッププレート２、導光筒５０８、窓材１５）を介して反射率検出回路１３２に戻る。つまり、熱型赤外線検出回路１３１と反射率検出回路１３２ともに、トッププレート２、窓材１５の両方を経由した赤外線が届くものである。

また、上部材４０ｅと樹脂ケース１６を熱伝導率の低い樹脂で構成することによって、赤外線センサユニット１７０内部の温度が急激に変化するのを防止している。すなわち、この構成により、熱型赤外線検出回路１３１、反射率検出回路１３２の温度が伝熱によって急変化するのを防止している。

さらに、窓材１５には、高温となったトッププレート２と導光筒５０８、加熱コイル２０１などから発せられる昇温効果の高い波長の赤外線（４μｍ以上）をカットする光学特性を持たせることによって、昇温効果の高い波長の赤外線が赤外線センサユニット１７０内部に進入するのを防止している。すなわち、この構成により、熱型赤外線検出回路１３１、反射率検出回路１３２の温度が昇温効果の高い波長の赤外線によって急変化するのを防止している。なお、本実施例では、トッププレート２の赤外線透過特性と窓材１５の赤外線透過特性を同一とするためトッププレート２と同一材質の窓材１５とする。そして窓材１５は赤外線センサ１２の直上に設けられ、赤外線センサユニット１７０の上部に窓材１５を保持されてコイルベース２０３に取り付けることで窓材１５をコイルベース２０３の直下に近づけて配置するものである。

窓材１５は、取付部材４０でコイルベース２０３の直下に取り付けられている。それによって、例えばトッププレート２の上面からプリント配線基板２７の距離を略２８ｍｍに近づけている。

さらに、防磁ケース１３を非磁性体のアルミ製にすることによって、赤外線センサユニット１７０内部に侵入する電磁気的ノイズを低減し、防磁ケース１３が受ける輻射熱を放熱しやすい構成とした。この防磁ケース１３の上面は、赤外線センサ１２の視野角よりも大きく開口して、防磁ケース１３の開口部１３ａによって赤外線センサ１２に到達する赤外線を遮蔽することがないようにしている。防磁ケース１３は、磁気シールドのみの役割を果たしている。

こうする配置により、赤外線センサ１２に入る赤外線を上部の絞り部５０９で絞って、防磁ケース１３によっては赤外線を絞らず磁気シールドのみを最大限の効果を果たすように、開口部１３ａを設けている。

さらに、導光筒５０８は上方開口部５０８ａと下端開口部５０８ｂを有している。赤外線センサ１２の上方に位置する導光筒５０８の上方開口部５０８ａには赤外線の光量を制限する絞り部５０９を設けている。なお、導光筒５０８の上方開口部５０８ａは、内側コイル２０１ａと外側コイル２０１ｂの下方に位置する。赤外線センサ１２において、絞り部５０９で視野角を規制することで赤外線センサ１２が検出する視野範囲を赤外線透過窓５０９ａに制限する。これにより、赤外線透過窓５０９ａ以外のトッププレート２や加熱コイルユニット２００からの熱外乱を低減できる。

一方、本実施例構造は、導光筒５０８の上方開口部５０８ａに設けられた後述する絞り部５０９の位置は加熱コイル２０１の底面より下方に配置することで、絞り部５０９に加熱コイル２０１の熱を直接伝わらない構成としている。また、加熱コイル２０１の温度に熱せられた周囲の空気は上昇するので熱伝達の影響も軽減している。また、加熱コイル２０１の底面側を冷却する冷却風により絞り部５０９を直接に冷却が可能で、導光筒５０８の冷却も効率よく行われることで絞り部５０９の冷却の効率も良くなり、絞り部５０９の温度上昇を低く抑える事が可能となり絞り部５０９からの熱外乱の発生を抑える事ができる。また、前述した加熱コイル２０１からの熱伝導の影響を少なくするために導光筒５０８はコイルベース２０３とも独立した部品としている。但し絞り部５０９は、導光筒５０８を介して取付部材４０に一体成型で設けられている。この取付部材４０はコイルベース２０３に設けられたボスにネジで固定されている。固定部４０ａとコイルベース２０３との接触を最小とするためボスに固定し、取付部材４０に設けた固定部４０ａは絞り部５０９より遠い位置に設けている。絞り部５０９は導光筒５０８の上部先端の上方開口部５０８ａに設け、取付部材４０は熱伝導の悪い樹脂で成型されている。

前述した遠い位置とは、絞り部５０９側から見た取付部材４０は略四角形に成型し、絞り部５０９を角側に設け、残りの角側となる２〜３カ所にネジの固定部４０ａを設けている（図１０では前記固定部４０ａを３カ所設けている。）。すなわち、導光筒５０８から取付部材４０の端部までの距離が長い方向に固定部４０ａが設けられるとともに、その反対方向には固定部４０ａが設けられていない。これにより、固定部４０ａを介した導光筒５０８への熱伝導を抑制することができる。

また、本実施例ではトッププレート２に設けた赤外線透過領域３１（図１）は加熱コイル２０１の円周方向に略楕円形状（長方形）としている。理由は、赤外線センサ１２の配置位置は加熱コイル２０１の内側コイル２０１ａと外側コイル２０１ｂとに分けた位置に設けている。そのため使用者にトッププレート２に設けた赤外線透過領域３１から加熱コイル２０１が見えると商品価値の低下になることから加熱コイル２０１の径方向に狭く円周方向に広く設けられているためである。

さらに、導光筒５０８に設けた絞り部５０９の赤外線透過窓５０９ａも前記赤外線透過窓５０９ａと略同じ形状としている。理由は内側コイル２０１ａの外周側と外側コイル２０１ｂの内周側に赤外線センサ１２の視野が入らないように加熱コイル２０１の径方向に対しては視野を絞り、加熱コイル２０１の円周方向には赤外線センサ１２の視野をほぼ１００％としている。また、トッププレート２に設けた赤外線透過領域３１から透過する赤外線を検出するためである。結果、導光筒５０８の上方開口部５０８ａは一方側は反射率検出回路１３２が発光する赤外線の経路２９を確保した開口部、他方側に赤外線センサ１２の視野を内側コイル２０１ａの外周側と外側コイル２０１ｂの内周側を絞るために前記開口部と連通した略楕円の赤外線透過窓５０９ａを設けた絞り部５０９を設けている。ここでは、ネジの固定部４０ａ側に反射率検出回路１３２が発光する赤外線の経路２９を確保して、導光筒５０８の上方開口部５０８ａを開口する事で、絞り部５０９へのネジ部からの熱伝導の熱抵抗を大きくしている。

導光筒５０８の役割として、前述したように固定部４０ａから絞り部５０９までの熱抵抗を大きくしながら絞り部５０９の冷却効率を良くしている。また、赤外線センサ１２と鍋底との距離の関係において、鍋底から放射される赤外線量をより多く赤外線センサ１２で検出できる位置としている。絞り部５０９を赤外線センサ１２に近づけると赤外線透過窓５０９ａは小さくなり検出できる赤外線量が少なくなり、鍋側に近づけると加熱コイル２０１の熱の影響を受けてしまう。

赤外線センサユニットを構成する取付部材４０は固定部４０ａと絞り部５０９とを一体に構成した事で赤外線センサ１２の視野を正確に規制している。

プリント配線基板２７に搭載する増幅器１２４は２つのオペアンプによって構成する。赤外線センサ１２の元出力が発せられる出力は、増幅器１２４で１０００の位の４桁の倍率例えば略３８００倍の増幅率で増幅された増幅後出力で、ＤＣ５Ｖ回路で制御できるほどに高出力が得られる。理由としてトッププレート２には、赤外線の透過率に優れた結晶化ガラスを用いる。また、結晶化ガラス製のトッププフレート２と同一材料の窓材１５を用いている。

この結晶化ガラスの波長と赤外線透過率、そして波長と温度の前述の関係によって、トッププレート２の上面の鍋５０１の鍋底の発する赤外線を検出して大きな出力を得る。

さらに、赤外線センサユニット１７０は底部に配置するプリント配線基板２７に略円柱状の赤外線センサ１２を配置し、その赤外線センサ１２の直ぐ上部に樹脂ケース１３で支える窓材１５を配置する。その窓材１５の上から覆う上部材４０ｅで、コイルベース２０３に赤外線センサユニット１７０を固定する。そして、コイルベース２０３には、加熱コイル２００を載せてギャップスペーサ２０２でトッププレート２に突き当てて固定する。それによってトッププレート２の上面からプリント配線基板２７までは略２８ｍｍにして、トッププレート２から赤外線センサ１２までを近づけている。

これらによって、赤外線センサ１２は鍋底の赤外線を検出して出力する元出力が、大きい値となっていて、増幅器１２４では増幅率が１０００の位の４桁の倍率で増幅出力として、ＤＣ５Ｖ回路で制御できる出力に増幅される。

赤外線センサ１２で検出する温度には大別して二種類あり、ひとつは鍋の異常温度の検出。もうひとつは調理時の鍋の温度制御と該温度制御に至る温度変化の検出である。それぞれに検出する温度の目的に応じて増幅器１２４の増幅を決めている。

異常温度の検出は、特定の温度に対して検出温度が高いか低いかを検出出来ればよく途中経過の鍋温度を細かく検出する必要は無い。そのため、鍋の空焼き検出（例えば２９０℃）や鍋の異常温度（例えば３３０℃）が検出できる約３６０℃までの広範囲（例えば８０〜３６０℃）の温度変化を、制御回路５０３で使用しているマイコン等のアナログ入力（例えば１０ビットのＡ−Ｄコンバータ）で検出できる程度に、前記３６０℃をアナログ入力の最大値となるように増幅器１２４の一段目の増幅器の増幅（本実施では約７５０倍、但し使用する赤外線センサ１２などによって異なる）を決定している。

また、調理に必要な鍋の温度制御（例えば８０〜２６０℃）と該温度制御に至る温度変化の検出に必要な温度検出は、前記一段目の増幅後の出力から約２８０℃以下の温度範囲を制御回路５０３で使用しているマイコン等のアナログ入力（例えば１０ビットのＡ−Ｄコンバータ）で検出できるように、前記２８０℃をアナログ入力の最大値となるように増幅器１２４の２段目の増幅器の増幅（本実施では約５倍、但し使用する赤外線センサ１２などによって異なる）を決定している。そして、鍋の温度制御、該温度に至るまでの温度変化を精度良く検出できるようにしている。

制御回路５０３は、前記二段目の増幅器の出力値を基に鍋の温度を検出し、操作部７ａにて設定された温度となるように加熱コイル２０１に供給する電力を制御する。そして、前記二段目の増幅器の出力値が最大の２８０℃に到達した後、前記一段目の増幅器の出力値を基に鍋の異常温度を監視し、異常温度（例えば３３０℃）を検出した時は加熱コイル２０１への電力の供給を停止する。また前述した温度変化を検出することで負荷の量などを判定している。

また、赤外線センサユニット１７０の温度は前述の構成で、周囲温度の影響を少なくすることで、赤外線センサ１２の備えている集光レンズ１２ａには、赤外線透過率が全域波長で約５０％のフラットなシリコンレンズを用いる事で、検出温度が約２００℃以下で前記マイコンの検出できる分解能（コード／℃）が良くしている。

次に、本実施例の動作を説明する。

使用者がトッププレート２に鍋５０１を載置して、操作部７ａを操作して１８０℃の揚げ物の温度を設定する。加熱を開始すると、制御回路５０３が高周波電力供給回路４０３を制御して加熱コイル２０１に所定の電力を供給する。加熱コイル２０１に高周波電流が供給されると、加熱コイル２０１から誘導磁界が発せられ、鍋５０１に渦電流が発生し誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋５０１の温度が上昇し鍋５０１内の油の温度が上がる。また、同時に冷却ファン４０１にも電力が供給されて冷却風４０６を送風し、高周波電力供給回路４０３〜４０４と加熱コイルユニット２００、赤外線センサユニット１７０などを冷却する。排出時は、トッププレート２に当たってトッププレート２を冷却し、四方に分散して加熱コイル２０１とトッププレート２を冷却しながら、加熱コイル２０１とトッププレート２との隙間を通り、その後、排気口５から排出される。

加熱コイルユニット２００のコイルベース２０３に載置される加熱コイル２０１の内側コイル２０１ａにも下から冷却風４０６が当たって冷却される。内側コイルと外側コイル２０１ｂの隙間２１０ａからトッププレート２へ流れて、加熱コイル２０１が冷却される。

鍋５０１の温度を赤外線センサユニット１７０で検出して、赤外線センサ１２の元出力を増幅器１２４のオペアンプで、約７５０倍に増幅して、次のオペアンプで約５.１倍に増幅する。赤外線センサ１２の元出力を約３８００倍に増幅してプリント配線基板２７で出力されてＤＣ５Ｖ回路で温度制御をする。

鍋５０１の温度を赤外線センサ１２で検出して予熱温度に到達すると、報知して食材の投入ができることを知らせる。鍋５０１の温度を赤外線センサ１２で検出して鍋５０１を加熱する加熱コイル２０１の火力を制御して、鍋５０１の温度を制御する。

上記した本実施例によれば、赤外線センサ１２に入射する鍋底からの赤外線エネルギーを増やして、鍋５０１の温度制御するに必要な出力とするための出力増幅率を小さくして、増幅後出力での変動を軽減することができて、温度検出の精度を向上することができる。

１本体
２トッププレート
１２赤外線センサ
１５窓材
２７プリント配線基板
１２４増幅器
１７０赤外線センサユニット
２０１加熱コイル
２０３コイルベース
５０１鍋

Claims

本体の上面に設け被加熱物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る加熱コイルと、
該加熱コイルを保持するコイルベースと、
該コイルベースの下方に設けられ前記被加熱物からの赤外線を検出するシリコンレンズを有した赤外線センサと該赤外線センサの出力を増幅する増幅器を有した赤外線センサユニットと、
該赤外線センサユニットの検出結果に基づいて前記加熱コイルの電力制御を行う制御回路とを備え、
前記増幅器は、
調理時の前記被加熱物の異常温度を検出できるように前記増幅を行う一段目の増幅器と、
調理時の前記被加熱物の温度制御ができるように前記一段目の増幅器の出力を増幅する二段目の増幅器とを設け、
前記制御回路は、
前記一段目の増幅器の出力を基に前記被加熱物の異常監視と、
前記二段目の増幅器の出力を基に前記被加熱物の温度制御を行うことを特徴とする誘導加熱調理器。