JP2020095808A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】異常加熱温度を広範囲かつ正確に検出し電力制御する誘導加熱調理器を提供すること。【解決手段】被加熱物を載置する載置部を有したプレートと、前記プレートの下方に設けられ前記被加熱物を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと対向した前記プレートの下面に、温度に応じて導体抵抗が変化する線状の導電材料からなる温度検知部と、電力制御部と、を備え、前記電力制御部は、前記温度検知部の抵抗変化率に基づいて温度を算出し、前記温度に基づいて電力制御するものである。【選択図】図７

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関する。

特許文献１には、プレートの下面に設ける導電材料からなる８個の温度センサの抵抗上昇を比較し、抵抗値の大小差異を判別して異常加熱の発生を検出する方法が公開されている。

特開２０１８−２９０１０号公報

特許文献１に記載の誘導加熱調理器では、異常加熱温度を検出するために、プレートの下面に設ける導電材料からなる８個の温度センサの抵抗変化を検出している。しかし、何らかの影響で部分的に異常加熱している温度センサと他の温度センサの抵抗変化を比較して検出を行っているため、異常加熱しているプレートの実温度を正確に検出しているわけではなく、検出精度が正確でない課題が有る。本発明は、誘導加熱調理器の異常加熱温度を正確に検出することを特徴とする。

本発明の誘導加熱調理器は、上記の課題を解決するためになされたものであり、被加熱物を載置する載置部を有したプレートと、プレートの下方に設けられ被加熱物を加熱する加熱コイルと、加熱コイルと対向したプレートの下面に、温度に応じて導体抵抗が変化する線状の導電材料からなる温度検知部と、電力制御部と、を備え、電力制御部は、温度検知部の抵抗変化率に基づいて温度を算出し、温度に基づいて電力制御する。

本発明によれば、誘導加熱調理器の異常加熱温度を正確に検出することができる。

一実施例の誘導加熱調理器をシステムキッチンに組込んだ外観斜視図。 誘導加熱調理器の分解斜視図。 誘導加熱調理器のプレート組を外した本体の上面図。 誘導加熱調理器のプレート組の下面図。 誘導加熱調理器のプレートを透過して見た温度センサの配置図。 図５の右側の温度センサの拡大図。 誘導加熱調理器の異常加熱を検出したときの電力制御を示すフロー図。

以下、図面等を用いて、本発明の実施例について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではない。本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能であり、下記の実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

図１は、一実施例の加熱調理器であるクッキングヒータを、システムキッチン１に設置した状態の斜視図であり、図２は、クッキングヒータの分解した図である。また、図３はプレート３を外した本体２内部の上面図である。

図１、図２において、１はシステムキッチン、２はクッキングヒータの本体で、図ではシステムキッチン１の天板１ａに設けられた開口部からクッキングヒータ本体２を落とし込んで据え付けている状態を示す。３はこの本体２の上面部に配置されるプレートで、被加熱物が載置されるもので、耐熱性が高いガラスやセラミックで形成されている。本実施例では、上面３ｂに載置した鍋を誘導加熱し、発熱した鍋底の温度をプレート３を介して検出する。

４はプレート３の外周端面四辺を保持し保護するプレート枠である。６は被加熱物である鍋（図示無し）を載置する位置を示す載置部で、この載置部６のプレート３を挟んで対応した位置に三口の前記鍋を誘導加熱する加熱コイル６０が設置されている。ちなみに、載置部６は、プレート３の上面手前の右に載置部右６ａ、左に載置部左６ｂが配置され、これら両載置部６ａ、６ｂ間の奥（中央後部）に載置部中央６ｃが配置されている。

前記した渦電流は、右加熱コイル６０ａ、左加熱コイル６０ｂ、中加熱コイル６０ｃに例えば２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ程度の高周波電流を流して磁束を時間的に変化させることで発生する。右加熱コイル６０ａ（６０ａ１、６０ａ２）（図３）、左加熱コイル６０ｂ（６０ｂ１、６０ｂ２）（図３）、中加熱コイル６０ｃ（６０ｃ１、６０ｃ２）（図３）は、インバータ回路の駆動によって高周波電流が流れる加熱コイルで、加熱コイル６０の外周には加熱コイル６０外周に磁束が漏れるのを防止するシールドリング６１が設けられている。このシールドリング６１と載置部６を示す位置とは略一致する位置関係にある。また、コイルベース３１に載置されている。加熱コイル６０の中心付近にプレート３の下面３ａ(図４参照)に接触してプレート３越しに鍋底の温度を検出する温度センサ３４が設置されている。図２では、各加熱コイル６０に一個の温度センサ３４を図示しているが、他に後述する隙間６０ａ３、隙間６０ｂ３、隙間６０ｃ３(図３参照)に図示していない複数の温度センサ３４を設けている。

コイルベース３１は、３つの支持部３２（例えば、バネ）で支持され、この支持部３２によって上向きの付勢力が与えられている。これによって、加熱コイル６０はプレート３の下面３ａ（図４）に押し付けられ、被加熱物と加熱コイル６０との距離が一定に保たれる。

そして、本体２には後述のオーブン１１を覆う仕切板２ｂの上方に設られた基板台７３ａ、７３ｂ上に載置した、本発明の電力制御部５００である右基板７ａと左基板７ｂと、右基板７ａ、左基板７ｂを覆うように設けられる右基板カバー６６ａ、左基板カバー６６ｂと、ファン装置Ｆとを備えている。なお、電力制御部５００は右基板７ａと左基板７ｂの両方を含んでも、片方のみでもどちらでも良い。

９はプレート３の前側に設けられた上面操作部で、前記鍋を加熱する加熱コイル６０の火力や加熱時間の設定を行う。１０は上面操作部９の奥側に位置する上面表示部で、上面操作部９にて設定された情報の表示を行う。

２ａは本体２の後方に設けられた吸気口で、本体２の内部に備わる加熱コイル６０や加熱コイル６０に電源を供給するインバータ基板、制御基板内の発熱する電子部品を冷却するのに使用される外気を吸引するところである。８は本体２の後方のバックフレーム２３に設けられた排気口である。ファン装置Ｆにより吸気口２ａより吸気された外気が発熱部品である加熱コイル６０や電子部品を冷却した後の廃熱を排気口８より本体２外に排出される。

１１は魚や肉、ピザ等の被加熱物を焼くオーブンで、１１ａはオーブンのドアである。なお、オーブン１１で発生した排熱も排気口８から排出される。５は主にオーブン１１の調理条件を設定するために設けられた前面操作部である。

本体２に、収めて設置された基板や表示部等や、加熱コイル６０のさらに上から蓋をするようにプレート３が設置されている。

図２に示すように、本体２の上面開口部に配置されるプレート組１４は、プレート３と、プレート３の外周を保護するプレート枠４と、プレート３の下面３ａ（図４）外周を保持する保持部材１５（図４）と、プレート３の下面に保持される操作表示基板１７（図４）とで構成される。

プレート枠４は、プレート３の左右の辺を保護するサイドフレーム２１と、プレート３の前辺を保護するフロントフレーム２２と、プレート３の後辺を保護するバックフレーム２３から構成される。なお、サイドフレーム２１はプレート３の右側の辺を保護するサイドフレーム右用とプレート３の左側の辺を保護するサイドフレーム左用があるが、ここではサイドフレーム２１として同じ番号で図示し説明する。

図３で加熱コイル６０について説明する。

本体２の右基板７ａ、左基板７ｂを覆う右基板カバー６６ａ、左基板カバー６６ｂの上にコイルベース３１で支持して加熱コイル６０が設けられている。以下では、代表で右加熱コイル６０ａについて説明する。

右加熱コイル６０ａは、同心円状の同一平面上に設けられた内側加熱コイル６０ａ１と外側加熱コイル６０ａ２で構成され通常二重加熱コイルと呼ばれ、内側加熱コイル６０ａ１の外端と外側加熱コイル６０ａ２の内端が電気的に接続されている。内側加熱コイル６０ａ１と外側加熱コイル６０ａ２との間には隙間６０ａ３を設けて配置している。内側加熱コイル６０ａ１の内側の径は内径Ｍ、外側加熱コイル６０ａ２の外側の径は外径Ｌである。図３に示すように、左加熱コイル６０ｂ、中加熱コイル６０ｃともに同様の構造となっている。また図３に示すように、隙間６０ａ３、隙間６０ｂ３には、非接触タイプの赤外線センサＲを設けている。左加熱コイル６０ｂにも同様に赤外線センサＲを設けている。

図４は、プレート組１４を裏返した状態を示し、プレート３の下面３ａを示す図である。プレート組１４はプレート３の下面３ａにプレート３の外周を保持する保持部材１５と、プレート３の外周を保護するプレート枠４と、プレート３の下面３ａの手前に保持される操作表示基板１７とで構成する。プレート３の下面３ａの外周には保持部材１５がシリコン等の接着剤で貼り付けている。

保持部材１５は、鋼板１枚よりプレス加工して作製したものである。保持部材１５の前縁部１５ａには操作表示基板１７を支持する複数の支持部１５ｃを備えた基板支持部１５ｂを一体に構成している。支持部１５ｃは操作表示基板１７の左右端部を支持する部分と、左右に渡る複数個所（約７箇所）を支えるものである。

図４に示すように、プレート３の下面３ａには印刷１６が施され、ベース１６ｇ（図１４に示す主色塗料１６ａ）で外観を装飾し、且つ、本体２内部の構成部品をプレート３上面から見えないようにしている。また、印刷１６を施さない窓１６ｆを設け、本体２内部に配置する液晶や発光体などによる火力表示などをプレート３の上面３ｂから視認できる上面表示部１０を構成する。

プレート３の上面３ｂは、場合により載置部６周囲に鍋の横滑り防止のため直径約１ｍｍのドット柄１６ｅ（図１４）が印刷されているものがある、ここでは図示を省略する。 下面３ａには、図２で示した載置部６を示す載置部表示をベース１６ｇ（主色塗料１６ａ）と異なる色で明瞭に印刷される。また、プレート３の手前には、横一列に操作キーの枠と名称などを示す入力部の表示が配置される。

次に、図５、図６を用いて、プレート３の下面３ａに設ける温度センサ７０について説明する。プレート３の下面３ａに設けられた温度センサ７０（４１、４２、４３、４４、４５）は、加熱される鍋（被加熱物）の鍋底の温度検出を行うものである。この温度センサ７０は、温度に応じて導体抵抗が変化する銀ペースト、銅ペースト等の導電材料を線状に塗布したものであり、プレート３を介して熱伝導した鍋底温度をその抵抗変化に基づいて検出するものである。本実施例では、加熱コイル６０に対向したプレート３の面（下面３ａ）に導体４０を印刷し、導体４０の温度に依存して変化する抵抗変化を捉えて、抵抗変化を温度に変換する。これにより、プレート３の実温度を正確に測定することができ、プレート３の異常加熱を精度よく検出できる。

次に、温度センサ７０（導体４０）について説明する。温度センサ７０は、温度検知部４０ａと引き出し線４０ｂと端子部４０ｃとの３の構成から成っている。図６で例えば、導体４３ａ（温度センサ７０）で説明すると、温度検知部４３ａ１と引き出し線４３ａ２と端子部４３ａ３と折返線４３ａ４である。

また温度センサ７０は、一端側の端子部４０ｃから他端側の端子部４０ｃまで交わる事が無く途切れる事の無い同じ太さの導体４０を平行線で構成している（端子部４０ｃへの引き回し部を除く）。例えば導体４３ａ（温度センサ７０）で説明する。往路は一端側の端子部４３ａ３から折返線４３ａ４、一端側の引き出し線４３ａ２そして一端側の温度検知部４３ａ１を経て、この温度検知部４３ａ１の先端部４３ａ５で折り返して、復路は、他端側の温度検知部４３ａ１から他端側の引き出し線４３ａ２、折返線４３ａ４、そして他端側の端子部４３ａ３へと交わる事が無く途切れる事の無い同じ太さの線状の導体４０を平行線で描いた構成となっている。

導体４０を平行線（略導体の幅一本分の間隔をあけた状態）で構成し、隣接する導体４０に流れる電流の向きが相反する向きとすることで、加熱時の加熱コイル６０の磁束の影響を軽減している。

また、導体４０を折り返して平行線を構成する事で、導体４０の往路と復路の長さが同じにすることで加熱時の加熱コイル６０の磁束の影響を軽減している。

さらに、温度センサ７０の導体４０は、径方向に振れる矩形波状を周方向に並べて配置し、加熱コイル６０の周方向の巻回と直交して配置することで、加熱時の加熱コイル６０の磁束の影響を軽減している。加えて、温度センサ７０の導体４０には交流の電流を流すことで、平行線で近接する導体間に発生するマイグレーション現象を防止している。

次に、温度センサ７０（導体４０）の引き回しについて説明する。温度センサ７０は、鍋を載置部６に載置して加熱した時に、鍋底の温度が高くなる位置の温度を効率よく検知できるように、右加熱コイル６０ａと略対向するプレート３の下面３ａの位置に導体４３と導体４４を設けている。左加熱コイル６０ｂも同様の導体４１と導体４２を設け、中加熱コイル６０ｃでは外側加熱コイル６０ｃ２側のみに対向面に導体４５を設けている。以下温度センサ７０の説明は代表して右加熱コイル６０ａ側に設けた温度センサ７０について説明する。

加熱コイル６０に対向した下面３ａに設けた温度センサ７０は、加熱コイル６０のコイル形状に沿って、円周方向に複数個の独立した温度センサ７０からなっている。例えば、図６に示すように右加熱コイル６０ａに対向するプレート３の下面３ａに設けた温度センサ７０（導体４３、４４）は、導体４３ａ〜導体４３ｆと導体４４ａ〜導体４４ｂの８個の独立した温度センサから成る。二種類の導体４３と４４の違いについて説明する。導体４４は加熱コイル６０ａの後方側に配置し、導体４４は導体４３より加熱コイルの中心寄りまで配置し、加熱コイルの中心部の温度を検知できるように配置されている。加熱コイル６０ｂに設けた導体４２も同様に、導体４２は導体４１より加熱コイルの中心寄りまで配置し、加熱コイルの中心部の温度を検知できるように配置されている。

また、最低限、同一加熱コイル６０に対向したプレート３の下面３ａに設けられる複数の独立した温度センサ７０の導体４０の全長は同じ長さに定め、前記複数の導体４０の温度検知部４０ａの導体の長さも同じに設けられている。例えば、右加熱コイル６０ａの場合は、右加熱コイル６０ａに対向するプレート３の下面３ａに独立して設けられた８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）の全長は、導体４３ａ〜４３ｆと導体４４ａ〜４４ｂは全て同じである。また、各導体の温度検知部４３ａ１〜４３ｆ１と温度検知部４４ａ１と温度検知部４４ｂ１の長さは全て同じ長さとなっている。理由は、加熱している時の鍋底の極小部の異常加熱を検出するために、同一鍋の鍋底の温度を検出している８個の温度センサ７０である８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）は、単位長当たりの温度変化による抵抗変化を同じに設定している。そして、８個の温度センサ７０が検出する温度変化から温度変化率を監視し、複数の温度センサが示す温度変化率に対して急激に温度変化率が大きい値を示す温度センサ７０を配置した位置に対応する鍋底の温度が異常加熱していると判断できる。なお、温度センサ７０の全長は同じ長さである必要は無く、全長が異なる場合はそれぞれの導体の長さに基づいた補正値を用いることで、単位長当たりの温度変化による抵抗変化を同じに設定できる。

導体４０の導電材料の抵抗変化と温度とは比例関係である。よって、温度変化により上昇する抵抗変化率を、実温度に変換することで、プレート３の絶対温度を求めることができる。この絶対温度により、鍋底が異常加熱されていることを判断できる。また、ただ絶対温度に基づいて異常加熱を判断するのではなく、プレート３の耐熱温度やその周囲の温度を所定の閾値として、閾値以上の温度を検出した際に、異常加熱されていると判断しても良い。もしくは、特定の温度変化率以上に大きな変化率を示した時に異常と判断しても良い。各温度センサ７０の全長（抵抗値）が異なる場合はソフトで補正することも可能である。すべての導体４０の太さ、長さ、抵抗値を略統一している。

温度センサ７０は、鍋の温度変化を捉えて抵抗変化するため、導体４０の引き出し線４０ｂの長さは短い方が良い。また、最低限の長さに全数の導体４０の長さをそろえる必要がある。そこで、全数の導体４０を最短距離で描ける引き回しにおいて、一番線長が長くなる導体４０の線長に全数の導体４０の長さを揃えるものである。そのため、温度検出部４０ａから引き出した引き出し線４０ｂを最短距離で加熱コイル６０とシールドリング６１を直交した後、一カ所に集められた端子部４０ｃに引き出し線４０ｂを最短距離となるように引き回すと良い。この場合、先に決めた導体４０の長さでは引き出し線４０ｂの長さが長い場合が発生するので、引き出し線４０ｂには引き出し線４０ｂを折り返して長さを調整する調整部４０ｄを設けている。この調整部４０ｄは加熱している鍋の温度の影響を受けにくい場所に設けると最適である。しかし、スペースや導体４０の長さの関係で調整部４０ｄを鍋の温度の影響を受けにくい場所に設けられない場合は、調整部４０ｄをシールドリング６１の外側に設けることでも良い。シールドリング６１の外側では加熱コイル６０の磁束の影響を受けにくくなるので、鍋底がシールドリング６１の外側に出ている箇所では加熱時に異常加熱されることは無く、シールドリング６１の外側に出ている鍋底の温度は加熱コイル６０上方の加熱されている鍋底からの熱伝導によって加熱された熱によって温度上昇し、その熱がプレート３を介して引き出し線４０ｂに熱が伝わる。その場合、シールドリング６１の外側の引き出し線４０ｂに鍋底の温度の影響が無い場合と比べて、導体４０の抵抗値は異なるが温度変化率はほぼ同じになる。そのため、複数の導体４０の示す温度変化率に対して急激に温度変化率が大きい値を検出した時に鍋底の異常加熱を検出するシステムでは特に問題は無い。もちろん調整部４０ｄの隣接する導体４０の引き回しは平行である。

次に、温度検知部の導体４０の配置について説明する。

初めに、本実施例で説明する誘導加熱調理器に使用される加熱コイル６０は、被加熱物である鍋底を均一に加熱するため、略帯状の円形形状で構成し、また鍋の径の大小にも対応できるコイル幅を備えている。

加熱コイル６０の種類は、全コイルを同一ピッチで巻いた一重コイル形状と、巻回の途中でピッチを広めた箇所を一カ所設けた二重コイル、ピッチを広めた箇所を二カ所設けた三重コイルなどが有る。本実施例で説明する加熱コイル６０は、内側加熱コイル６０ａ１（コイル幅Ｈ１）と外側加熱コイル６０ａ２（コイル幅Ｈ２）と隙間から成る二重コイルの例である。

そして、異常加熱の発生は、鍋を誘導加熱するために発生する磁束の強い位置に特に多く発生する。その位置は、加熱コイル６０が一重の場合はコイル幅の略中心の位置、二重コイルの場合は外側加熱コイル６０ａ２（コイル幅Ｈ２）の略３０％の加熱コイル６０中心寄りの位置となる。また、異常加熱の発生する場所は、被加熱物の状態（鍋の径の大きさ、鍋底の凹み、鍋の中身など）に応じて加熱コイル６０の内径Ｍ側、もしくは外周部側へと、その半径方向で移動する。

この磁束の強い位置、また異常加熱の発生する場所は、正常時の鍋底の温度の高い個所として温度ムラとして発生する場所でもある。

導体４０で異常温度を検出する方法は、同一の加熱コイル６０に複数の導体４０（温度検知部４０ａ）を備え、正常時は全ての温度検知部４０ａの検知温度の変化が略同じに推移し、異常温度が発生した時は、その異常温度が発生した鍋底に対向して配置してある温度検知部４０ａ（一カ所、もしくは二カ所といった少数の温度検知部４０ａ）が他の温度検知部４０ａの温度変化と比べ、著しく高い温度を検出した時に異常と判断できるように配置するものである。

以上説明したように、温度センサ７０は、加熱コイル６０によって加熱される被加熱物（鍋）の鍋底の温度検出できるように、加熱コイル６０と対向するプレート３の下面３ａに略加熱コイル６０の形状に合わせ、コイル形状の円周に対向して独立した複数の温度センサ７０（導体４０）を設けたものである。正常時は同一加熱コイル６０上に設けた独立した各温度センサ７０は、加熱時にほぼ同じ温度上昇を示す。何かの理由で鍋底の一部分が異常加熱した時は、異常加熱した鍋底の位置と対向する箇所に配置した温度センサ７０が加熱されて導体４０の抵抗が急激に変化することで異常加熱の発生を検出する事ができる。また、異常温度の検出時に異常加熱の発生で上昇した抵抗変化率の値から絶対温度を算出することで、部分的に異常加熱していることを正確に検出することができる。そして、この絶対温度がある閾値の温度を超えた場合には電力を制限することで、各温度センサ７０の剥離や、プレート３の破損に至ることを防ぐことができる。

図７は、誘導加熱調理器の異常加熱を検出したときの電力制御を示すフロー図である。図７を用いて、異常加熱を検出する方法について詳細に説明する。なお、本フロー図では８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）を用いて説明するが、導体４０の数は８個に限られない。プレート３の下面３ａに設けられた温度センサ７０（導体４３、４４）の数次第である。

導体４０は温度に応じて導体抵抗が変化する導電材料を線状に塗布したものであるため、抵抗変化は温度に依存し上昇する。そのため、導体４０の抵抗変化率と温度は比例の関係となる。そのため、導体４０の抵抗変化率を温度帯域に分けて測定する。導体４０における抵抗変化率と温度の関係を以下に示す。
ΔＴ(温度上昇)℃＝４４０×抵抗変化率 （式１）

＜Ｓ９１＞加熱を開始すると、温度監視９１を行う。

＜Ｓ９２＞加熱開始後、鍋底の温度が上昇すると導体４０の抵抗値が上昇する。よって、電力制御部５００は、加熱開始時の導体４０の初期抵抗値から上昇した抵抗値を用いて、抵抗変化率を算出する。そして、抵抗変化率を算出したあとに、前述の（式１）により、導体４０の抵抗変化率に定数４４０を乗算することで、異常加熱が発生しているプレート３を介した鍋底温度の温度上昇値ΔＴを算出できる。なお、温度上昇値ΔＴにおける初期温度の基準は、抵抗変化率を算出するための初期抵抗値に起因する。例として、鍋底温度が３０℃で加熱を開始したときの導体４０の抵抗値を初期抵抗値とし、鍋底温度が１００℃まで上昇したときの抵抗値の上昇分が、抵抗変化率となる。なお、温度上昇値ΔＴの基準となる初期温度は、加熱コイル６０の隙間に設けられたサーミスタ等の温度センサ３４より取得する。

＜Ｓ９３＞温度上昇値ΔＴを算出したことにより、プレート３において異常加熱が発生している箇所の温度上昇値を測定可能となる。温度上昇値ΔＴに加熱開始時の温度センサ３４から取得した初期温度を加算することで、異常加熱が発生しているプレート３の下面の導体４０の絶対温度を検出可能となる。以降、導体４０の抵抗変化率から算出した絶対温度を導体温度７１と呼ぶ。

なお、抵抗変化率から算出可能となる導体温度７１は、８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）すべてにおいて算出可能となるため、何らかの理由で鍋底に異常加熱が発生した導体４０だけでなく、異常加熱が発生していないその他の導体４０の導体温度７１も算出可能となる。

導体温度７１の算出値は、加熱を開始したときの温度センサ３４より取得する絶対温度、および加熱を開始したときの初期抵抗値に大きく起因する。例として、鍋底温度が３０℃で加熱を開始したときの導体４０の抵抗値を初期抵抗値とし、鍋底温度が１２０℃まで上昇したときの抵抗変化率と、鍋底温度が１００℃で加熱を開始したときの導体４０の抵抗値を初期抵抗値とし、鍋底温度が１２０℃まで上昇したときの抵抗変化率では、抵抗変化率の結果に差異が生じる。その場合、温度上昇値ΔＴを算出するために用いる抵抗変化率の値も変わるため、鍋底温度が１２０℃時点の導体温度７１の値が、加熱開始時の鍋底温度によって変動してしまう。

そのため、加熱開始時の鍋底温度の違いによる抵抗変化率の誤差をなくすために、抵抗変化率を算出するための初期抵抗値を補正する。本実施例では、鍋底温度が常温である３０℃未満で加熱を開始したときの導体４０の抵抗値を初期抵抗値と記憶させることで、加熱開始時の鍋底温度の差による導体４０の抵抗変化率の誤差を解消した。前述の方法をとれば、鍋底温度が１００℃で加熱を開始したとしても、過去に鍋底温度が３０℃未満で加熱したときの抵抗値を初期抵抗値として用いることができるため、導体温度７１の算出値の誤差を解消できる。つまり、電力制御部５００は所定の抵抗値（常温の抵抗値や０℃における抵抗値など）に基づいて、抵抗変化率を求めている。

次に、本実施例における８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）から算出する導体温度７１と、加熱コイル６０の隙間に設けられたサーミスタ等の温度センサ３４の違いについて説明する。まず、導体温度７１の算出方法である、抵抗変化率からの絶対温度を算出する基本構成は、温度センサ３４と同じ原理である。しかし、温度センサ３４での異常加熱の検出は完全でない。なぜなら、温度センサ３４は、各加熱コイル６０の隙間６０ａ３、６０ｂ３、６０ｃ３（図３参照）に複数設けているが、直径２００ｍｍほどある加熱コイル６０に対し、温度センサ３４は直径３０ｍｍ程度の範囲しか検出できない。そのため、温度センサ３４で加熱コイル６０上面全範囲の異常加熱を検出するためには、約４５個の温度センサ３４を加熱コイル６０に配置しなくてはいけなくなるため、構造上困難である。また、異常加熱の温度がもっとも高温となるのは、外側加熱コイル６０ａ２、６０ｂ２、６０ｃ２の上面であるため、直径３０ｍｍを検出可能とする温度センサ３４を外側加熱コイル６０ａ２、６０ｂ２、６０ｃ２の上面に配置するのは構造上困難である。

それに対し、本実施例における８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）から算出する導体温度７１は、図６の導体４０の形状の通り、直径２００ｍｍほどある加熱コイル６０の上面を全範囲覆うように８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）に分けられている。これにより、導体温度７１なら、温度センサ３４とは異なり、広範囲の絶対温度を検出することが可能となり、異常加熱の検出面積が加熱コイル６０の上面全て検出可能となる。

＜Ｓ９４＞次に、導体温度７１を算出後の制御方法について説明する。まず、異常加熱されるプレート３の温度は、プレート３の耐熱温度に尤度をもたせた温度で制御しなくてはならない。なぜなら、異常加熱の温度がプレート３の耐熱温度を超えた場合、温度センサ７０の剥離や、プレート３の破損に至る可能性があるためである。本実施例では、プレート３の耐熱温度に尤度をもたせた、所定の閾値である制御温度を設定し、導体温度７１が制御温度以上か否かを判断している。そして、導体温度７１がプレート３の耐熱温度に尤度をもたせた制御温度から４０℃、３０℃、２０℃、１０℃、０℃と近づくにつれ、異常加熱の検出を目的とした電力制御を強めていく。

＜Ｓ９７＞導体温度７１がプレート３の耐熱温度に尤度をもたせた制御温度以上に到達したときには、電力出力を０と制御する。または電力出力を低下させる。

＜Ｓ９８＞導体温度７１がプレート３の耐熱温度に尤度をもたせた制御温度よりも５０℃以上低いときは、異常加熱の検出を目的とした電力制御は実施しない。

＜Ｓ９９＞Ｓ９７で電力制御をして電力出力０となった場合は、異常加熱を検出する。

以上説明した通り、熱温度に尤度をもたせた制御温度を大きく超えないよう制御することで、導体温度７１を用いて異常加熱を安全に防止することができる。

＜Ｓ９５＞本実施例では、加熱コイル６０の上面を全範囲覆うように８個の導体４０（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）に分けられている。つまり、温度検知部４０ａは複数領域に分けられており、本実施例では８つの領域（４３ａ１、４３ｂ１、４３ｃ１、４３ｄ１、４３ｅ１、４３ｆ１、４４ａ１、４４ｂ１）に分けられている。また、導体４０も前述の通り８個の領域に分けられている。よって、導体温度７１における絶対温度で異常加熱を検出する他に、８つの領域や８個の導体をそれぞれ比較して、温度ムラで異常加熱を検出しても良い。温度ムラによる比較で異常加熱の発生を検出するには、異常加熱した鍋底の位置と対向する箇所に配置した温度センサ７０の温度上昇を、同一加熱コイル６０の上に配置した他の温度センサ７０の温度上昇と比較して、その差異が十分判別可能でなくてはならない。

＜Ｓ９６＞次に、プレート３上で右加熱コイル６０ａの上面３ｂに設けた載置部右６ａに鍋を置いて右加熱コイル６０ａに対向する下面３ａに設けた導体（４３、４４）の温度上昇を比較する。導体（４３ａ〜４３ｆ、４４ａ、４４ｂ）でなる８個の導体（４３、４４）を比較する。この８個の導体（４３、４４）の中で抵抗変化率の大小差異が生じ、この生じた差異を判別して異常加熱の発生を検出する。

しかし、抵抗変化率の大小差異から異常加熱を検出する方法だと、仮に、鍋底の異常加熱の面積が広範囲に渡っているときなど、８個の導体（４３、４４）の全域や複数の領域に接する場合、抵抗上昇がどれも一律で急上昇する。つまり、抵抗変化の比較が困難になる。異常加熱は発生しているが大小差異は生じない。そのため、８個の導体（４３、４４）の抵抗変化率を比較して、異常加熱を検出する方法は完全でない。

そこで、前述した、導体４０における抵抗変化率から算出した導体温度７１での電力制御の方法に加え、８個の導体（４３、４４）の抵抗変化率を比較して異常加熱を検出する方法を組合わせて同時に検出する方法が考えられる。つまり、Ｓ９４とＳ９６において両方Ｙｅｓと判断された場合に、Ｓ９７の電力制御を実施する。これにより、異常加熱の検出性能が大きく向上し、温度センサ７０の剥離や、プレート３の破損に至る可能性が減少する。

なお、前述した、導体４０における抵抗変化率から算出した導体温度７１での電力制御の方法と、８個の導体（４３、４４）を比較して温度ムラで異常加熱を検出する方法を組合わせれば、異常加熱の検出性能はより向上するが、前記２つの検出方法をそれぞれ個別に活用しても良い。

以上説明したように、本実施例によれば、誘導加熱調理器の異常加熱温度を広範囲かつ正確に検出することができ、プレートの耐熱温度に尤度をもたせて電力制御することができる。

２ 本体、３ プレート、３ａ 下面、６ 載置部、４０ 導体、４０ａ 温度検知部、４０ｂ 引き出し線、４０ｄ 調整部、４３、４４ 導体、６０ 加熱コイル、７０ 温度センサ、７１ 導体温度、５００ 電力制御部

Claims (5)

1. 被加熱物を載置する載置部を有したプレートと、
   前記プレートの下方に設けられ前記被加熱物を加熱する加熱コイルと、
   前記加熱コイルと対向した前記プレートの下面に、温度に応じて導体抵抗が変化する線状の導電材料からなる温度検知部と、
   電力制御部と、を備え、
   前記電力制御部は、前記温度検知部の抵抗変化率に基づいて温度を算出し、前記温度に基づいて電力制御する、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、
   前記温度検知部は複数領域に分けられており、
   前記電力制御部は前記複数領域ごとに前記温度を算出し、
   前記温度を前記複数領域の間で比較することで前記プレート上の異常加熱領域を求める、誘導加熱調理器。
3. 請求項１または２に記載の誘導加熱調理器において、
   前記電力制御部は所定の抵抗値を用いて前記抵抗変化率を求める、誘導加熱調理器。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器において、
   前記電力制御部は前記温度と所定の閾値とを比較し、前記温度の方が前記閾値以上の場合に、電力出力を低下させる、誘導加熱調理器。
5. 請求項４に記載の誘導加熱調理器において、
   前記複数領域間における前記温度差が所定の第１の閾値以上であり、かつある領域における前記温度が所定の第２の閾値以上の場合に、電力出力を低下させる、誘導加熱調理器。

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