JP4222216B2

JP4222216B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4222216B2
Application number: JP2004019576A
Authority: JP
Inventors: 弘文乾; 直昭石丸
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2024-01-28
Also published as: JP2005216584A

Description

本発明は、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用する誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は、調理容器の側面に赤外線センサを設けて、調理容器の側面温度検出して加熱量を制御しているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

これは、図５に示すように、調理容器１が載置されるトッププレート２と、このトッププレート２の下方に配設された加熱コイル３と、前記調理容器１の側面に対向して配置した赤外線センサ４と、加熱をオンまたはオフを操作する操作手段５と、前記加熱コイル３に高周波電流を流して調理容器１を誘導加熱する制御手段６と、インバータ特性により調理容器１の材質を特定する負荷検知手段７と、前記赤外線センサ４の温度信号と負荷検知手段７の信号により調理容器１の放射率を補正するデータベース８とを備えている。

そして、操作手段５の電源または操作のスイッチが押されて加熱が開始されると、制御手段６からの信号により加熱コイル３から高周波磁界が発生される。この高周波磁界によって調理容器１が加熱され温度が上昇する。前記負荷検知手段７は、インバータ特性情報により調理容器１が鉄系の鍋かまたは非磁性のステンレス製鍋か、あるいは加熱できない鍋かを検知している。調理容器１の放射率は、鉄系では０．８と高く、また非磁性ステンレス製では０．１と低いため、前記赤外線センサ４の温度値に誤差が生じている。この誤差を無くすためにデータベース８を用いて、前記調理容器１の放射率を補正している。ここでは、負荷検知手段７により調理容器１の放射率を求めて、赤外線センサ４の温度を補正して調理容器１の温度を検出しているものである。

また、調理用の下面に赤外線センサを設けて、調理容器の底面温度を検出して加熱量を制御しているものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

この誘導加熱調理器は、互いに異なる波長域の赤外線強度を検出する赤外線センサを備えて、異なる波長域の赤外線強度から調理容器の放射率を求めて調理容器の温度を検出するようにしているものである。
特開２００３−２６４０５５号公報特開２００３−１０９７３６号公報

しかしながら、前記従来のいずれの構成のものにおいても、赤外線センサの位置が変わると、赤外線センサに入光する赤外線量が変わり、赤外線センサの検出温度に誤差が生じるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、誘導加熱の調理容器の温度が安定に検出できるようにした誘導加熱調理器を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、赤外線センサは、赤外線を検出するセンサ素子と、前記センサ素子を固定するセンサホルダーとを有し、前記センサホルダーのセンサ素子の取付けを規制するボスの高さは、センサ素子の高さと略同じとしたものである。

これによって、センサ素子の取付けを規制して、赤外線センサの取付け位置を固定するとともに、センサ素子とボスの関係で目視により取付け状態が容易に確認できため、誘導加熱の調理容器の温度が安定に検出できる。

本発明の誘導加熱調理器は、センサ素子の取付けによる検出誤差の影響をなくし、赤外線センサが調理容器の温度を安定に検出できる。

第１の発明は、調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートを介して調理容器の温度を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度情報により前記加熱コイルの高周波電流を制御して加熱電力を制御する誘導加熱制御手段とを備え、前記赤外線センサは、赤外線を検出するセンサ素子と、前記センサ素子を固定するセンサホルダーとを有し、前記センサホルダーのセンサ素子の取付けを規制するボスの高さは、センサ素子の高さと略同じとする誘導加熱調理器とすることにより、センサ素子の取付けを規制して、赤外線センサの取付け位置を固定するとともに、センサ素子とボスの関係で目視により取付け状態が容易に確認できため、誘導加熱の調理容器の温度が安定に検出できる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、センサ素子の取付けを規制するボスは、センサ素子と点または線接触としたことにより、ボスからの熱影響を低減して赤外線センサの温度検知誤差が生じることを防止することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、センサ素子の取付けを規制するボスは複数本配置して、センサ素子の取付け位置を規制することにより、よりセンサ素子の取付け位置を確実に規制することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、センサホルダーの下方にセンサ素子の温度を検出する素子温度検出手段を備えたことにより、センサ素子温度或いは周囲温度を検出して補正することにより、赤外線センサが調理容器の温度を安定に検出することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、調理物を加熱する調理容器２１と、前記調理容器２１を載置するトッププレート２２と、前記調理容器２１を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイル２３と、加熱コイル２３の中心部に配置し前記トッププレート２２を介して調理容器２１の温度を検出するフォトダイオードからなる赤外線センサ２４と、前記赤外線センサ２４の温度情報により前記加熱コイル２３の高周波電流を制御して加熱電力を制御する誘導加熱制御手段２５とを備えている。

そして、前記赤外線センサ２４は、図２に示すように、赤外線を検出するセンサ素子２６と、前記センサ素子２６を固定するセンサホルダー２７とを有し、前記センサホルダー２７のセンサ素子２６の取付けを規制するボス２７ａの高さは、センサ素子２６の高さと略同じとするようにしている。

トッププレート２２は、リシア系セラミック材料で形成している。このトッププレート２２の赤外線の透過率は、２．５μｍ以下の波長は良く透過し、２．５μｍ〜４μｍ以下の波長は数十％透過する。また、４μｍ以上はほとんど透過しないものである。

また、赤外線センサ２４のセンサ素子２６は、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）のフォトダイオードからなり、受光感度波長は略０．７μｍ〜略２．７μｍである。

なお、赤外線センサ２４は、フォトダイオードを用いているが、ＰＩＮフォトダイオードやＰｂＳ（硫化鉛）やＰｂＳｅ（セレン化鉛）若しくはＧｅ（ゲルマニウム）でも同様な動作ができるものである。また、赤外線センサ２４は、サーモパイルや焦電型素子などの熱型赤外線検出素子を用いても良く、トッププレート２２に赤外線が透過する透過窓を用いても同様な効果が得られるものである。

さらに、前記赤外線センサ２４は、調理容器２１を載置するトッププレート２２の中心部に設けているが、調理容器２１の温度が検出できればよく、本実施の形態の構成に限られるものではない。また、前記赤外線センサ２４を複数個設けて、調理容器２１の温度を検出できる構成にして、調理容器２１の温度分布を検出してより高精度に調理容器２１の温度が制御できるものである。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図示していない電源を投入し、スイッチで加熱が開始されると、誘導加熱制御手段２５が加熱コイル２３に高周波電流を供給する。加熱コイル２３に高周波電流が供給されると、加熱コイル２３から誘導磁界が発せられ、トッププレート２２に載置された調理容器２１が誘導加熱される。この誘導加熱によって調理容器２１の温度が上昇し、調理容器２１内の調理物が調理される。このとき、誘導加熱制御手段２５は、赤外線センサ２４からの温度情報によって、調理物の調理の進行状態を把握でき、調理の進行状態に応じて加熱コイル２３に供給する電力を調整するものである。こうして、調理容器２１内の調理物は加熱調理されるものである。

赤外線センサ２４は、フォトダイオードからなるセンサ素子２６を有し、調理容器２１の底面から放射される熱エネルギーを、トッププレート２２を透過させて検出している。前記赤外線センサ２４は、前記熱エネルギーである光量を電流または電圧に変化して調理容器２１の温度を算出している。このように、赤外線センサ２４は調理容器２１の底面を非接触に検知して、調理容器２１の温度を演算して求めているため、応答性が速く調理容器２１の温度を正確に検知することができるものである。このため、誘導加熱制御手段２５の加熱コイル２３に対する電力制御も、調理容器２１の温度変化に即応したものとなっている。

前記赤外線センサ２４の受光感度は、前記トッププレート２２の透過率とが重なっており、調理容器２１から放射される光エネルギーを検出して調理容器２１の底面温度が検出できるものである。

ここで、図２を用いて、赤外線センサ２４のセンサ素子２６の取付けについて説明する。センサホルダー２７は、センサ素子２６を固定するものであり、センサ素子２６の取付けを規制するボス２７ａが設けられている。このボス２７ａの内部にセンサ素子２６が収まり位置が規制され固定できる。また、ボス２７ａの高さは、センサ素子２６の高さと略同じにしている。これにより、センサ素子２６をセンサホルダー２７に取付けた際に、センサ素子２６が、例えば、浮いた状態の取付けであれば、これを目視で高さと傾きが判別でき、取付け状態が容易に確認でき、正常にセットできるものである。

つまり、センサ素子２６の取付け状態が容易に確認できることで、センサ素子２６の取付け誤差を少なくして、赤外線センサ２４を安定に組み立てることができるため、取付けによる検出誤差を低減して、赤外線センサ２４が調理容器２１の温度を正確に検出できる。

なお、赤外線センサ２４は、センサ素子２６単体で用いているが、例えば、鏡筒や集光レンズなどを用いて調理容器２１から放射される赤外線を検出しても良く、本実施の形態の構成に限られるものではない。

以上のように、本実施の形態においては、センサ素子２６をセンサホルダー２７に取付けた際に、目視で取付け状態が容易に確認できることで、正確に調理容器２１の温度が検出できる誘導加熱調理器を実現するものである。

（実施の形態２）
次に、図２に基づいて、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器について説明する。

本実施の形態において、実施の形態１との相違点は、センサホルダー２７の、センサ素子２６の取付けを規制するボス２７ａは、センサ素子２６と点または線接触として、ボス２７ａからの熱影響を低減するようにしていることである。本実施の形態においては、センサ素子２６のベース部分２６ａの外周部と接触してボス２７ａが設けられている。

センサホルダー２７は、トッププレート２２や加熱コイル２３からの熱を受け温度が変動する。このセンサホルダー２７は、センサ素子２６に比べて形状が大きく、熱容量が大きい。この熱容量が大きい場合は、周囲温度の変動に対して鈍くなり検出温度誤差を生じてしまう。この熱容量の結合を小さくするために、センサ素子２６と接触する部分は点または線接触とすることで結合を小さくしている。これによって、センサ素子２６内部の赤外線を検出するチップ部の熱容量を大きくしないことで、周囲温度の変動に対して即応することができる。

以上のように、本実施の形態においては、センサホルダー２７は、センサ素子２６の取付けを規制するボス２７ａをセンサ素子２６と点または線接触として、ボス２７ａからの熱影響を低減するようにして、赤外線センサ２４の温度検出誤差を防止している。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の赤外線センサを示している。

本実施の形態において、実施の形態１との相違点は、センサホルダー２７は、センサ素子２６の取付けを規制するボス２７ａをＸＹ軸上に複数本（図では４本）配置して、センサ素子２６の取付け位置を規制するようにしている。

センサホルダー２７は、センサ素子２６の取付けを規制するボス２７ａを複数本配置している。このボス２７ａは、センサ素子２６のベース部分２６ａの側面に当たるように配置されており、取付け位置を規制している。このように、センサ素子２６を複数点で保持することで、確実に取付け位置が規制できるものである。なお、センサホルダー２７は、センサ素子２６の方向を規制するように目印となる模様や新たなボスなどを設けて、センサ素子２６の挿入をより規制するようにしても良い。

以上のように、本実施の形態においては、センサホルダー２７は、センサ素子２６の取付けを規制するボス２７ａを複数本配置して、センサ素子２６の取付け位置を規制することができ、赤外線センサ２４の温度検出誤差を防止して、正確に調理容器２１の温度が検出できるものである。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の赤外線センサを示している。

本実施の形態において、実施の形態１との相違点は、センサホルダー２７は、センサホルダー２７の下方にセンサ素子２６の温度を検出するサーミスタからなる素子温度検出手段２８を備えて、センサ素子２６の温度或いは周囲温度を検出して補正するようにしていることである。

素子温度検出手段２８は、センサ素子２６の下方に設けている。センサ素子２６の出力は、センサ素子２６の自己温度と調理容器２１との相対温度差が出力される。この相対温度から絶対温度を求めるためには、センサ素子２６の自己温度を検出する必要がある。いくつかの赤外線センサでは、センサ素子のチップの近傍にサーミスタを設けて、同一パッケージ内に内蔵したものがあるが、センサ素子の構成が複雑となり高価になりやすい。

本実施の形態では、センサホルダー２７の下方に素子温度検出手段２８を設けて、センサ素子２６の温度或いは周囲温度が検出できる構成としている。

以上のように、本実施の形態においては、センサホルダー２７は、センサホルダー２７の下方にセンサ素子２６の温度を検出する素子温度検出手段２８を設けることで、センサ素子２６の温度或いは周囲温度を検出して、センサ素子２６の出力を補正するようにして、正確に調理容器２１の温度が検出できる誘導加熱調理器を実現している。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、誘導加熱の調理容器の温度が安定に検出が可能となるので、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用する誘導加熱調理器に適用できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示す断面図本発明の実施の形態１、２における赤外線センサの構成を示す断面図本発明の実施の形態３における赤外線センサの構成を示す平面図本発明の実施の形態４における赤外線センサの構成を示す断面図従来例の誘導加熱調理器の構成を示す断面図

符号の説明

２１調理容器
２２トッププレート
２３加熱コイル
２４赤外線センサ
２５誘導加熱制御手段
２６センサ素子
２７センサホルダー
２７ａボス
２８素子温度検出手段

Claims

調理容器を載置するトッププレートと、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記トッププレートを介して調理容器の温度を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの温度情報により前記加熱コイルの高周波電流を制御して加熱電力を制御する誘導加熱制御手段とを備え、前記赤外線センサは、赤外線を検出するセンサ素子と、前記センサ素子を固定するセンサホルダーとを有し、前記センサホルダーのセンサ素子の取付けを規制するボスの高さは、センサ素子の高さと略同じとする誘導加熱調理器。
センサ素子の取付けを規制するボスは、センサ素子と点または線接触とした請求項１に記載した誘導加熱調理器。
センサ素子の取付けを規制するボスは複数本配置して、センサ素子の取付け位置を規制する請求項１または２に記載した誘導加熱調理器。
センサホルダーの下方にセンサ素子の温度を検出する素子温度検出手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載した誘導加熱調理器。