JP4231803B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、温度検知構造を改良した誘導加熱調理器に関する。

従来より、誘導加熱調理器においては、図１２に示すように、被加熱調理器具１を載置するトッププレート２の下方に誘導加熱コイル３が設けられ、被加熱調理器具１を誘導加熱するようになっている。又、トッププレート２の下面には、一般的に、温度検知素子４が押え部材５により押し当てて設けられている。

しかしながら、このものの場合、温度検知素子４は被加熱調理器具１の底部の一箇所（温度検知素子４の直上の部分）の温度しか検知できない。このため、被加熱調理器具１の底部が凹部１ａで示すような凹状になっているような場合には、被加熱調理器具１の温度を正確に検知することができない。特に、トッププレート２の材料は一般に耐熱ガラスであり、熱伝導率が小さくて、横方向にはほとんど熱伝導しないため、被加熱調理器具１の底部が平坦で（凹状になっていなくて）トッププレート２に密接していないと、正確な温度検知ができない。このため、被加熱調理器具１の温度が急激に上昇するような場合には、それに対する応答性が悪く、油を引いた予熱時等の空焚きの際には、発火に至る可能性を有していた。

これに対して、特開平６−３０２３７８号公報には、トッププレートの下面に窒化アルミニウム焼結体又はアルミナ磁器から成る感熱板を取付け、この感熱板に、支持台とケースとで挟んだサーミスタを取付けたものが示されている。
特開平６−３０２３７８号公報

上述の特開平６−３０２３７８号公報に記載のものでは、トッププレートに載置した被加熱調理器具の熱が、トッププレートから感熱板、ケースを介してサーミスタに伝わり、検知される。従って、被加熱調理器具の底部が凹状になっていても、その熱がサーミスタに伝わり、温度検知できる。しかしながら、ケースからサーミスタへの熱伝導は、それらの接触にのみ頼ったものであり、その熱抵抗の大きさ故に、精度の良い温度検知ができない。

特に、２００〔Ｖ〕電源の多口誘導加熱調理器は、卓上用の１００〔Ｖ〕電源のものと異なり、本格的な加熱調理を行うために、高火力であり、被加熱調理器具がフライパン等の熱容量の小さなものの場合、それの温度は数十秒で２００〔℃〕以上に上昇する。これに対して、トッププレートやこのトッププレートからサーミスタに熱伝導するまでの部品の熱容量や熱抵抗のために、サーミスタの温度上昇が被加熱調理器具の温度上昇よりも遅れ、オンオフ制御ではサーミスタの温度は１８０〔℃〕となり、この時点で加熱を停止しても、そのときの被加熱調理器具の温度は４００〔℃〕以上にもなることがある。そのために、トッププレートやこのトッププレートからサーミスタに熱伝導するまでの部品の温度は、加熱が停止された後も上昇し続け、サーミスタの温度は３００〔℃〕程度まで上昇することがある。

よって、サーミスタの耐熱温度は３００〔℃〕程度が必要となり、それを満たす耐熱性に優れた円筒形のガラス封止タイプのサーミスタが使用される。このため、ケースに対するサーミスタの接触は円筒形ガラスの周側面が接する線接触となり、ケースからサーミスタに熱が伝導されにくい。よって、この場合も、フライパンに油を引いて予熱する場合や、少量の油を入れて揚げ調理をする場合等には、油が発火する可能性がある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、被加熱調理器具の底部が平坦でなくても正確な温度検知ができ、しかも、トッププレートから温度検知素子に伝導性良く熱が伝導されて精度の良い温度検知ができる誘導加熱調理器を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器においては、調理器本体と、この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具を載置する載置部を有するトッププレートと、前記載置部に載置された被加熱調理器具を加熱する誘導加熱コイルと、前記トッププレートの載置部の下面に設けられ、前記被加熱調理器具の温度を検知する温度検知部と、この温度検知部の検知結果に基づいて前記誘導加熱コイルを制御する制御手段とを具備し、前記温度検知部を、非金属材料から成り、筒部を一体に形成して有する熱伝導部と、それ以外の集熱部とを具える集熱プレートと、この集熱プレートの前記熱伝導部の筒部に収納されて該集熱プレートに密接又は近接する温度検知素子と、前記集熱プレートの前記熱伝導部の筒部に収容されて前記温度検知素子の前記集熱プレートに密接又は近接する部分以外の部分を囲って設けられた熱伝導部材とにより構成したことを特徴とする（請求項１の発明）。

上記第１の手段（請求項１の発明）によれば、被加熱調理器具の底部が平坦でなくても、その熱がトッププレートから集熱プレート、熱伝導部材を介して温度検知素子に伝わり、検知される。又、その場合、集熱プレートは非金属材料から成るため、誘導加熱されることがなく、正確な温度検知ができる。そして、特にトッププレートから温度検知素子へは、集熱プレートを介するだけでなく、集熱プレートの熱伝導部に一体に形成して有する筒部に温度検知素子と共に収容されて温度検知素子の集熱プレートと密接又は近接する部分以外の部分を囲って設けた熱伝導部材を介して熱伝導されるので、伝導性良く熱が伝導されて精度の良い温度検知ができる。

以下、本発明の第１実施例（第１の実施形態）につき、図１ないし図４を参照して説明する。
まず、図２には、トッププレート１１を示している。このトッププレート１１は耐熱ガラスにより構成しており、図１に示す被加熱調理器具（例えば鍋）１２を載置する２つの載置部１３，１４と載置部１５を上面に表示して有しており、前部にはそれらについての火力表示部１６，１７，１８を有している。又、このトッププレート１１の外周にはサッシュ１９を設けていて、これが後部に排気口２０，２１を有している。

次いで、図３には、調理器本体２２を示している。この調理器本体２２は、外殻が本体ケース２３であり、これの上方にトッププレート１１が位置することによって、調理器本体２２の上面をトッププレート１１が構成している。

本体ケース２３の内部には、上記トッププレート１１の載置部１３，１４の直下に位置して誘導加熱コイル２４，２５を配設しており、これらによって、載置部１３，１４に載置した被加熱調理器具１２をそれぞれ誘導加熱するようにしている。なお、トッププレート１１の残りの載置部１５の直下には、例えばニクロム線から成るラジエントヒータ２６（図２参照）を配設しており、これによって、載置部１５に載置した被加熱調理器具（図示せず）を加熱するようにしている。

又、本体ケース２３の前面には、操作パネル２７とオーブン扉２８を設けており、そのうちの操作パネル２７によって、上記誘導加熱コイル２４，２５やラジエントヒータ２６についての操作を使用者が行い得るようにしており、オーブン扉２８の後方（本体ケース２３の内部）には、オーブン（図示せず）が連なっている。

そして又、トッププレート１１の下面中、特に前記載置部１３，１４の中心部の直下位置には、温度検知部２９，３０を設けている。これらの温度検知部２９，３０は同一構造であり、図１には、そのうちの温度検知部２９を代表として詳細に示している。この温度検知部２９（温度検知部３０）は、上記載置部１３（載置部１４）の中心部の直下位置でトッププレート１１の下面に密接させた集熱プレート３１と、この集熱プレート３１に密接又は近接（図示例は密接）した温度検知素子３２と、この温度検知素子３２の上記集熱プレート３１に密接又は近接した部分以外の部分を囲って設けた熱伝導部材３３とにより構成している。

更に詳細には、集熱プレート３１は、非金属材料から成るもので、その非金属材料としては、窒化アルミニウムや、セラミック、特にはアルミニウムの１／３以上の熱伝導率を有するセラミック、窒化アルミニウムを主成分としたもの、もしくは窒化珪素を主成分としたもの等であり、これらの材料で、例えば、誘導加熱コイル２４（誘導加熱コイル２５）の直径の半分以上の直径の円形に形成しており、その中心部一帯の部分からこれの下面に形成した例えば円筒形の筒部までが熱伝導部３１ａであって、それ以外の外周側部分が集熱部３１ｂとなっている。

これに対して、温度検知素子３２は、例えば円筒形のガラス封止のサーミスタであり、これを上記集熱プレート３１の熱伝導部３１ａ内に収納してその内上面（集熱プレート３１の下面）に密接又は近接させている。

そして、熱伝導部材３３は、例えばシリコンや、セラミック、エポキシ樹脂等であり、これを上記温度検知素子３２が収納された集熱プレート３１の熱伝導部３１ａ内に注入したり焼付けたりして該熱伝導部３１ａ内を埋め、もって温度検知素子３２の前記集熱プレート３１（熱伝導部３１ａ）に密接又は近接した部分以外の部分に充填され、該温度検知素子３２の集熱プレート３１に密接又は近接する部分以外の部分を囲っている。なお、この熱伝導部材３３は、温度検知素子３２の集熱プレート３１に密接又は近接する部分以外の部分の大半を囲っていれば良く、全部を囲う必要はない。

加えて、温度検知素子３２は口出し線３４を有しており、この口出し線３４は、上記集熱プレート３１の熱伝導部３１ａ内から、誘導加熱コイル２４（誘導加熱コイル２５）を支持したコイル支え３５を貫通してその下方に導出された基部分３４ａと、これに接続されてコイル支え３５の直下位置を配線された先部分３４ｂとから成っており、そのうちの基部分３４ａを温度検知素子（サーミスタ）３２の封止ガラスの割れを防止すべく該封止ガラスと熱膨張率が同じのジメット線（磁性体）で構成し、他方、誘導加熱コイル２４（誘導加熱コイル２５）近傍の部分である先部分３４ｂの材料を、非磁性体としている。

このほか、図４には、制御装置３６を示している。この制御装置３６は、前記本体ケース２３の内部に設けたもので、制御手段であり、マイクロコンピュータから成っている。又、この制御装置３６には、前記操作パネル２７に存する操作部３７から操作信号が入力されると共に、前記温度検知部２９，３０から温度検知信号が入力されるようにしており、これらの入力並びにあらかじめ記憶された制御プログラムに基づいて、制御装置３６は、前記操作パネル２７に存する表示部３８の作動を制御すると共に、前記誘導加熱コイル２４，２５をインバータ３９を介して制御するようにしている。

なお、制御装置３６は、そのほか、前記ラジエントヒータ２６をも制御するようにしている。又、温度検知素子３２の前記口出し線３４は、制御装置３６に対する温度検知素子３２の接続に供している。
更に、図３には、調理器本体２２の組込みに供したキッチンの調理台４０を示している。

次に、上記構成のものの作用を述べる。
トッププレート１１の載置部１３，１４に被加熱調理器具１２を載置して誘導加熱コイル２４，２５に通電することにより行う誘導加熱調理中、被加熱調理器具１２の熱は、トッププレート１１の載置部１３，１４から集熱プレート３１、熱伝導部材３３を介して温度検知素子３２に伝わり、検知される。従って、被加熱調理器具１２の底部が図１に凹部１２ａで示すような凹状になっていても、その熱は温度検知素子３２に伝わり、温度検知できる。又、その場合、集熱プレート３１は非金属材料から成るため、誘導加熱されることがなく、正確な温度検知ができる。従って、被加熱調理器具１２の温度が急激に上昇するような場合にも、それに対する応答性が良く、油を引いた予熱時等の空焚きの際に、誘導加熱コイル２４，２５の作動を速やかに停止させることができて、発火に至ることのないようにできる。

そして、特にトッププレート１１から温度検知素子３２へは、集熱プレート３１を介するだけでなく、集熱プレート３１の熱伝導部３１ａに一体に形成して有する筒部に温度検知素子３２と共に収容されて温度検知素子３２の集熱プレート３１に密接又は近接する部分以外の部分を囲って設けた熱伝導部材３３を介して熱伝導されるので、伝導性良く熱が伝導されて精度の良い温度検知ができるものであり、これによって、被加熱調理器具１２の温度が急激に上昇するような場合の応答性を一層良くできて、油を引いた予熱時等の空焚きの際や、少量の油を入れて揚げ調理をする場合の、誘導加熱コイル２４，２５の作動停止が一層速やかにできて、一層発火に至ることのないようにできる。

又、この場合、特に本構成のものにおいては、集熱プレート３１を、温度検知素子３２が密接又は近接する熱伝導部３１ａと、それ以外の集熱部３１ｂとから成るものとし、熱伝導部材３３を、温度検知素子３２の上記熱伝導部３１ａに密接又は近接する部分以外の部分に充填してそれを囲うように設けている。これにより、集熱プレート３１から温度検知素子３２への熱伝導を一層良くできて、一層精度の良い温度検知ができる。

更に、本構成のものにおいては、温度検知素子３２が口出し線３４を有し、この口出し線３４の誘導加熱コイル２４，２５近傍の部分（先部分３４ｂ）の材料を非磁性体としている。これにより、その口出し線３４の誘導加熱コイル２４，２５近傍の部分（先部分３４ｂ）が誘導加熱されることがないので、それの発熱に影響されない一層正確且つ精度の良い温度検知ができる。

加えて、本構成のものにおいては、集熱プレート３１の非金属材料を窒化アルミニウムや、セラミック、特にはアルミニウムの１／３以上の熱伝導率を有するセラミック、窒化アルミニウムを主成分としたもの、もしくは窒化珪素を主成分としたものとしている。

そのうち、特にアルミニウムの１／３以上の熱伝導率を有するセラミックに関して、トッププレート１１の下面と誘導加熱コイル２４，２５の上面との間隔は、通常、約３〔ｍｍ〕である。これは、それ以上であると、漏れ磁束が多くなるため、誘導加熱コイル２４，２５の等価インダクタンスが大きくなり、誘導加熱コイル２４，２５の端子電圧が大きくなって、インバータ３９を構成するＩＧＢＴのスイッチング損失が大きくなるからである。又、同時に、誘導加熱コイル２４，２５に流れる電流が大きくなり、インバータ３９に流れる電流も大きくなって、それらの損失が大きくなるため、それらの温度が上昇すると共に、加熱効率が悪くなるからでもある。

一方、トッププレート１１の下面と誘導加熱コイル２４，２５の上面との間隔を小さくしても、被加熱調理器具１２の熱によりトッププレート１１が加熱され、その熱により更に誘導加熱コイル２４，２５が加熱される。又、その状況で、誘導加熱コイル２４，２５を冷却する冷却風が流れにくくなり、誘導加熱コイル２４，２５の温度が過昇状態になる。

この約３〔ｍｍ〕の間隔スペースに集熱プレート３１を配置するには、集熱プレート３１の厚みはそれ以下にしなければならない。従って、非金属材料から成る集熱プレート３１を、通常の１〔ｍｍ〕圧のアルミ板など金属材料から成る集熱プレートと同等の熱伝導性能とするためには、それの１／３以上の熱伝導率が必要となる。よって、集熱プレート３１の非金属材料は、セラミックの場合、アルミニウムの１／３以上の熱伝導率を有するセラミックとした。なお、通常、温度検知素子３２のケース等に用いられるアルミニウムの熱伝導率は、一般のアルミニウムの１／１０以下であるため、集熱プレート３１の材料としては適当ではない。

又、集熱プレート３１の非金属材料としての、窒化アルミニウムや、窒化アルミニウムを主成分としたものは、アルミニウムとほゞ同等の熱伝導率を有し、それ故、誘導加熱されることなく、広範にトッププレート１１の熱を伝導できるものであり、もって応答性良く、精度の良い温度検知をするのに効果を発揮する。
更に、集熱プレート３１の非金属材料としての、窒化珪素を主成分としたものは、熱伝導率がアルミニウムの約４０〔％〕であり、従って、上述同様、誘導加熱されることなく、広範にトッププレート１１の熱を伝導でき、もって応答性良く、精度の良い温度検知をするのに効果を発揮する。又、この窒化珪素を主成分としたものは、機械的強度にも優れている。

以上に対して、図５ないし図１１は第１ないし第３参考例と本発明の第２及び第３実施例（第２及び第３の実施形態）を示すもので、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。

［第１参考例］
図５に示す第１参考例においては、温度検知部２９，３０における集熱プレート３１の熱伝導部３１ｃを、前述の筒部を有する熱伝導部３１ａに代えて、筒部を有さない（集熱部３１ｂと面一な）平板状となし、これの下面に温度検知素子３２を密接又は近接させて、その下に熱伝導部材３３を盛ることにより、熱伝導部材３３が、温度検知素子３２の集熱プレート３１（熱伝導部３１ｃ）に密接又は近接する部分以外の部分に充填されて、その温度検知素子３２の集熱プレート３１に密接又は近接する部分以外の部分を囲うように設けている。なお、この場合も、熱伝導部材３３は、温度検知素子３２の集熱プレート３１に密接又は近接する部分以外の部分の大半を囲っていれば良く、全部を囲う必要はない。
このようにしても、第１実施例同様の優れた熱伝導性能を得ることができる。

［第２参考例］
図６及び図７に示す第２参考例においては、温度検知部４１を、前述の温度検知部２９，３０に代わり、集熱プレート３１同様の非金属材料から成る平坦な集熱プレート４２と、この集熱プレート４２の下面に焼付け又は蒸着した温度検知材料（例えばマンガン−ニッケル系の酸化物や、マンガン−コバルト−ニッケル系の酸化物、炭化珪素など）から成る温度検知素子４３とにより構成している。なお、温度検知素子４３の両側には、制御装置３６との接続に供する口出し部として、非磁性体である銀ペースト等から成る電極４４を焼付けて設けている。

このようにしても、被加熱調理器具１２の底部が平坦でなくても、その熱がトッププレート１１から集熱プレート４２を介して温度検知素子４３に伝わり、検知される。又、その場合、集熱プレート４２は前述同様の非金属材料から成るため、誘導加熱されることがなく、正確な温度検知ができる。そして、特に温度検知素子４３は集熱プレート４２に焼付け又は蒸着しているので、熱伝導性が良く、故に伝導性良く熱が伝導されて精度の良い温度検知ができる。

更に、この場合、温度検知素子４３は集熱プレート４２に焼付け又は蒸着しているので、組立性も良くすることができる。
加えて、温度検知素子４３の両側には、口出し部として、非磁性体から成る電極４４を設けており、それが誘導加熱されることがないので、それの発熱に影響されない一層正確且つ精度の良い温度検知ができる。

［第３参考例］
図８及び図９に示す第３参考例においては、温度検知部５１を、前述の温度検知部２９，３０に代わり、集熱プレート３１同様の非金属材料から成る平坦な集熱プレート５２と、この集熱プレート５２の下面に設けた導電パターンから成る口出し部５３と、この口出し部５３に接続して設けた平板チップ状の温度検知素子５４とにより構成し、口出し部５３を制御装置３６に接続している。

このようにしても、被加熱調理器具１２の底部が平坦でなくても、その熱がトッププレート１１から集熱プレート５２を介して温度検知素子５４に伝わり、検知される。又、その場合、集熱プレート５２は前述同様の非金属材料から成るため、誘導加熱されることがなく、正確な温度検知ができる。そして、特に温度検知素子５４は平板チップ状のものであり、熱容量が小さいので、伝導性良く熱が伝導されて精度の良い温度検知ができる。

更に、この場合、温度検知素子５４の口出し部５３が集熱プレート５２に設けた導電パターンから成るため、それを銅など非磁性体で構成できると共に、薄く構成できるので、誘導加熱されにくく、それの発熱に影響されない一層正確且つ精度の良い温度検知ができる。

［第２実施例］
図１０に示す第２実施例においては、集熱プレート３１を断熱体６１で被っている。

このものでは、誘導加熱コイル２４，２５を冷却する冷却風によって集熱プレート３１の温度が下げられることを防止できて、より正確且つ精度の良い温度検知ができる。
なお、断熱体６１で被う集熱プレートは、第１実施例の集熱プレート３１に限られず、第２参考例の集熱プレート４２、及び第３参考例の集熱プレート５２であっても良い。
［第３実施例］
図１１に示す第３実施例においては、誘導加熱コイルが、前記誘導加熱コイル２４，２５のようなそれぞれ一重のコイルでなくて、内側の誘導加熱コイル７１と外側の誘導加熱コイル７２の二重となっていて、その両コイル７１，７２間に温度検知素子３２が位置するように温度検知部２９（３０）を設けている。
このようにしても、第１実施例同様の作用効果を得ることができる。

なお、この場合、両コイル７１，７２間に位置する温度検知素子は、第１実施例の温度検知部２９，３０の温度検知素子３２に限られず、第２参考例の温度検知部４１の温度検知素子４３、及び第３参考例の温度検知部５１の温度検知素子５４であっても良い。
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

本発明の第１実施例を示す主要部分の縦断面図 全体の平面図 全体の縦断面図 電気的構成のブロック図 第１参考例を示す図１部分相当図 第２参考例を示す図１部分相当図 図１部分相当下面図 第３参考例を示す図１部分相当図 図１部分相当下面図 本発明の第２実施例を示す図１相当図 本発明の第３実施例を示す図１相当図 従来例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１１はトッププレート、１２は被加熱調理器具、１３，１４は載置部、２２は調理器本体、２４，２５は誘導加熱コイル、２９，３０は温度検知部、３１は集熱プレート、３１ａは熱伝導部、３１ｂは集熱部、３１ｃは熱伝導部、３２は温度検知素子、３３は熱伝導部材、３４は口出し線、３４ｂは先部分（誘導加熱コイル近傍の部分）、３６は制御装置（制御手段）、４１は温度検知部、４２は集熱プレート、４３は温度検知素子、５１は温度検知部、５２は集熱プレート、５３は口出し部、５４は温度検知素子、６１は断熱体、７１，７２は誘導加熱コイルを示す。

Claims (3)

1. 調理器本体と、
   この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具を載置する載置部を有するトッププレートと、
   前記載置部に載置された被加熱調理器具を加熱する誘導加熱コイルと、
   前記トッププレートの載置部の下面に設けられ、前記被加熱調理器具の温度を検知する温度検知部と、
   この温度検知部の検知結果に基づいて前記誘導加熱コイルを制御する制御手段と、
   を具備し、
   前記温度検知部を、
   非金属材料から成り、筒部を一体に形成して有する熱伝導部と、それ以外の集熱部とを具える集熱プレートと、
   この集熱プレートの前記熱伝導部の筒部に収納されて該集熱プレートに密接又は近接する温度検知素子と、
   前記集熱プレートの前記熱伝導部の筒部に収容されて前記温度検知素子の前記集熱プレートに密接又は近接する部分以外の部分を囲って設けられた熱伝導部材と、
   により構成したことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 温度検知素子が口出し線を有し、この口出し線の誘導加熱コイル近傍の部分の材料を非磁性体としたことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 集熱プレートを断熱体で被ったことを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱調理器。

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