JP4345504B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、天板上の鍋の温度を精度良く検出することができる誘導加熱調理器に関するものである。

従来、誘導加熱調理器において、天板上の鍋の温度を検出するために、天板下面に赤外線センサを配置し、鍋からの赤外線を天板越しに検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平３−１８４２９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、加熱コイルからの磁界により赤外線センサが影響を受け、電力のＯＮ／ＯＦＦで出力電圧がドリフトし、安定した温度の検出ができないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、赤外線検出手段により、加熱コイルからの磁界の影響を受けずに天板上の鍋の温度を精度良く検出することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

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、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下方に設置され前記鍋底面から放射される赤外線を加熱コイル中心部において検知する赤外線検出手段と、少なくとも２個以上の上方から見て円弧上の部材によって円筒状に構成して前記加熱コイル中心部の磁束を収束する磁束収束手段と、誘導加熱される材質で形成され前記赤外線検出手段へ鍋からの赤外線を集光する筒形状の反射手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋底面温
度を検出する温度検知手段と、温度検知手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記磁束収束手段の内側に前記赤外線検出手段への前記加熱コイルからの磁界を遮蔽する筒形状の防磁手段を設け、前記防磁手段の内部に前記反射手段を配置するものである。

これにより、赤外線検出手段は、磁束収束手段、防磁手段および反射手段の作用により、加熱コイルからの磁界の影響を受けずに天板上の鍋の温度を精度良く検出することができる。また、磁束収束手段は少なくとも２個以上の部材によって円筒状に構成したことにより、磁束収束手段の温度上昇を抑えることができ、温度検知手段が影響を受けず、安定して鍋の温度が正確に検知できる。

本発明の誘導加熱調理器は、赤外線検出手段により、加熱コイルからの磁界の影響を受けずに天板上の鍋の温度を精度良く検出することができるものである。また、磁束収束手段は少なくとも２個以上の部材によって円筒状に構成したことにより、磁束収束手段の温度上昇を抑えることができ、温度検知手段が影響を受けず、安定して鍋の温度が正確に検知できる。

第１の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下方に設置され前記鍋底面から放射される赤外線を加熱コイル中心部において検知する赤外線検出手段と、少なくとも２個以上の上方から見て円弧上の部材によって円筒状に構成して前記加熱コイル中心部の磁束を収束する磁束収束手段と、誘導加熱される材質で形成され前記赤外線検出手段へ鍋からの赤外線を集光する筒形状の反射手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋底面温度を検出する温度検知手段と、温度検知手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記磁束収束手段の内側に前記赤外線検出手段への前記加熱コイルからの磁界を遮蔽する筒形状の防磁手段を設け、前記防磁手段の内部に前記反射手段を配置することを特徴とする誘導加熱調理器とすることにより、赤外線検出手段は、磁束収束手段、防磁手段および反射手段の作用により、加熱コイルからの磁界の影響を受けずに天板上の鍋の温度を精度良く検出することができる。また、磁束収束手段の温度上昇を抑えることができ、温度検知手段が影響を受けず、安定して鍋の温度が正確に検知できる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、磁束収束手段の内側で反射手段の外側に位置して天板の温度を検知する第二の温度検出手段を設けたとすることにより、磁界の影響を受けることなく、鍋の温度および天板の温度が正確に検知でき、最適な調理が行えるものである。

第３の発明は、特に、第１〜第２のいずれか１つの発明において、防磁手段と反射手段とを一部で接続し一体化したことにより、熱容量が増えるため急激に温度が上昇することが防止でき、より安定して鍋の温度が正確に検知できる。

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、防磁手段と反射手段との間に熱対流防止手段を設けたことにより、赤外線検出手段の雰囲気温度が安定するため、より安定して鍋の温度が正確に検知できる。

第５の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下方に設置され前記鍋底面から放射される赤外線を加熱コイル中心部において検知する赤外線検出手段と、前記加熱コイル中心部の磁束を収束する筒形状の磁束収束手段と、誘導加熱される材質で形成され前記赤外線検出手段へ鍋からの赤外線を集光する
筒形状の反射手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋底面温度を検出する温度検知手段と、温度検知手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記磁束収束手段の内側に前記赤外線検出手段への前記加熱コイルからの磁界を遮蔽する筒形状の防磁手段を設け、前記防磁手段の内部に前記反射手段を配置し、かつ、前記防磁手段と前記反射手段の上部に接して、樹脂製の熱対流防止用の遮蔽手段を設けたことにより、天板や加熱コイルの温度上昇による熱の対流によって防磁手段や反射手段の温度上昇を防ぐことができ、より安定して鍋の温度が正確に検知できる。

第６の発明は、鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下面に設置され前記鍋底面から放射される赤外線を加熱コイル中心部において検知する赤外線検出手段と、前記加熱コイル中心部の磁束を収束する磁束収束手段と、前記赤外線検出手段への前記加熱コイルからの磁界を遮蔽する防磁手段と、前記赤外線検出手段へ鍋からの赤外線を集光する反射手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋底面温度を検出する温度検知手段と、温度検知手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記防磁手段と前記反射手段の上部に遮蔽手段を設け、前記遮蔽手段は前記反射手段に向けて内径が減少する円錐形状としたことにより、外乱の光を防ぐとともに反射手段への熱放射の低減と熱対流を防ぐことができ、より安定して鍋の温度が正確に検知できる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、赤外線検出手段の下部に防風手段を設けたことにより、機器内部で加熱コイルなどの温度上昇を防ぐ冷却風があたつて、赤外線検出手段の温度が変動するということがなく、安定して鍋の温度が検知できる。

第８の発明は、特に、第７の発明において、防風手段には、赤外線検出手段の感度調整と動作確認用の孔部を設けたことにより、孔部の存在により、より安定して精度良く温度検知ができるものである。

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３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、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器は、被加熱物を加熱調理する鍋１と、加熱コイル（後記）の上部で鍋１を載置する天板２と、鍋１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３に高周波電流を供給し鍋１を電磁誘導で発熱させるインバータ４と、前記天板２下面に設置され前記鍋１底面から放射される赤外線を加熱コイル３中心部において検知する赤外線検出手段５と、前記加熱コイル３中心部の磁束を収束する筒形状の磁束収束手段６と、前記磁束収束手段６の内側に位置し赤外線検出手段５への前記加熱コイル３からの磁界を遮蔽する筒形状の防磁手段７と、前記赤外線検出手段５へ鍋１からの赤外線を集光する筒形状の反射手段８と、前記赤外線検出手段５の出力から鍋底面温度を検出する第一の温度検出手段９と、磁束収束手段６の内側に位置して天板２の温度を検知する第二の温度検出手段１０と、第一、第二の温度検出手段９、１０の出力に応じて加熱コイル３に供給する電力を制御する制御手段１１とを備えているものである。

前記誘導加熱調理器において、図示していない電源を投入し、操作スイッチで所定の温度を設定すると、制御手段１１からの制御によりインバータ４から加熱コイル３に電力を供給する。この加熱コイル３に電力が供給されると、加熱コイル３に誘導磁界が発生し、天板２上の鍋１が誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋１の温度が上昇し、鍋１内の
被加熱物が調理されるものである。

ここで、赤外線検出手段５について説明する。鍋１の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が鍋１から放射される。天板２に使用されるガラスセラミックなどは２．５μｍ以下の波長域の赤外線を効率よく透過できるため、赤外線検出手段５は、例えば、２．５μｍ以下の波長を検出することができるＩｎＧａＡｓやＰＩＮフォトダイオードなどで構成されており、天板２を通ったこの波長域の赤外線が赤外線検出手段５に入射される。ここで、赤外線検出手段５の光電流は微少な電流であり、増幅回路により増幅するが、加熱コイル３の磁界の影響を受けやすい。そのため、加熱コイル３の磁界を磁束収束手段６で中心方向には漏れないようにしている。

前記磁束収束手段６は、例えば、フェライトで構成され、加熱コイル３と同じ高さであり、図２のように円筒状の構成にしている。加熱コイル３から発生した磁界は、鍋１底の表面を通り、磁束収束手段６に入り、さらに加熱コイル３の下面に配置された放射状のフェライトへ導かれる。ただし、この磁束収束手段６を通らない磁束や、鍋１と磁束収束手段６とが距離が１０ｍｍ程度はあるため、広がって中心部に漏れる磁束がある。この磁束をさらに防ぐために、磁束収束手段６内部に防磁手段７を構成している。

この防磁手段７は、誘導加熱されにくいアルミニウムなどから構成されている。これらの磁束収束手段６および防磁手段７によって漏れ磁界のほとんどない構成となっている。さらに、この内部に反射率が０．９程度の高い鏡面状態の構成になっている反射手段８を配置している。この反射手段８は磁束がない空間のため、ステンレスやアルミなどの誘導加熱される材質のものでも良く、自己発熱などは起こらない。そのため、反射手段８自身の赤外線放射も少なくできる。よって、この構成で、より多くの鍋１からの赤外線を集光し、赤外線検出手段５に入射できるようにしている。

また、第二の温度検出手段１０であるサーミスタは、磁束収束手段６の内側に配置されて、天板２にシリコンオイルなどを介して接触している。サーミスタも金属のリード線が磁界により影響を受けやすいが、磁束収束手段６によってほとんど影響を受けずに、天板２の温度が正確に検知でき、鍋１や調理物や天板２の温度が安定して検知できる。

以上の構成によって、安定して赤外線検出手段５が動作し、この情報が第一の温度検出手段９に入力され、鍋１の温度変化が正確に検知でき、かつ定常時の安定温度は第二の温度検出手段１０のサーミスタでバックアップしてより正確な温度制御が行え、最適な調理ができるものである。

なお、磁束収束手段６は、図３のように、少なくとも２個以上の円弧状の部材６ａ〜６ｃを配置して円筒状に構成すると、フェライト内部で渦電流が周回することがなく、磁束収束手段６の温度上昇を抑えることができ、第一、第二の温度検出手段９、１０が影響を受けず、安定して鍋１や天板２の温度が正確に検知できる。

（実施の形態２）
図４、図５は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態において、実施の形態１との相違点は、防磁手段７と反射手段８の構成と、第二の温度検出手段１０を用いていないことである。すなわち、防磁手段７と反射手段８とは、その一部を複数本の接続部材１３で接続して一体化し、これにより熱容量を増やし防磁手段７が磁束により加熱されたとしても全体が急激に温度上昇することを防止し、より安定して鍋１の温度が正確に検知できるようにしている。また、赤外線検出手段５の
みの出力により加熱コイル３に供給する電力を制御するようにして制御を簡素化しているものである。

前記防磁手段７と反射手段８は同一の材質、つまり誘導加熱されにくい銅またはアルミニウムで構成されており、加熱コイル３の下面よりも下部で接続部材１３により双方が接続されている。このため、アルミニウムの場合にはダイキャストなどで一体成型が可能である。反射手段８のアルミニウムは内面を鏡面とするため、凹凸がなくなるように研磨する構成としている。防磁手段７と反射手段８との一体化は、急激な温度上昇を防止することに加えて、冷却風に対する表面積も増えるため、冷却および自然放熱しやすくなり、雰囲気温度とほぼ均一にすることができる。この結果、防磁手段７や反射手段９の温度上昇は緩やかであり、鍋１底の温度上昇の変化に対して小さいため、影響は少なく、鍋１の温度を正確に検知できるものである。

また、図５に示すように、防磁手段７と反射手段８との間に熱対流防止手段１４を設けることにより、赤外線検出手段５の雰囲気温度が安定するため、より安定して鍋の温度が正確に検知できる。具体的には、熱対流防止手段１４を樹脂で形成し、これを接続部材１３の下部に設けて、赤外線検出素子５を実装した基板（図示せず）と、防磁手段７と、反射手段８とを固定するとともに、防磁手段７と反射手段８との間を閉じて熱対流を防止している。これにより、赤外線検出手段５への防磁手段７、反射手段８からの対流熱による影響をなくすようにしている。

（実施の形態３）
図６、図７は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。

本実施の形態において、実施の形態１との相違点は、熱対流防止用の遮蔽手段１５を設けたこと、反射手段８に向けて内径が減少する円錐形状とした遮蔽手段１６を設けたこと、赤外線検出手段５の下部に防風手段１７を設けたこと、および防風手段１７には、赤外線検出手段５の感度調整と動作確認用の孔部１８を設けたことである。なお、これらの各構成は、それぞれ独立しているものであり、必ずしもすべての各構成を同時に必要とするものではない。

図６に示す遮蔽手段１５は、防磁手段７と反射手段８の上部に設けているものであり、天板２や加熱コイル３の温度上昇による熱の対流によって防磁手段７や反射手段８の温度上昇を防ぎ、より安定して鍋１の温度が正確に検知できるようにしている。すなわち、鍋１が高温、例えば、天ぷらなどの２００℃や、フライパンでの３００℃などになった場合、天板２の温度も高くなり、その対流熱で防磁手段７や反射手段８が温度上昇するが、これを遮蔽手段１５で防いでいる。なお、遮蔽手段１５は耐熱樹脂、例えば、ＰＥＴやＰＰＳなどからなり、防磁手段７および反射手段８の上部に接して配置されている。

この構成では、遮蔽手段１５で覆われているため、防磁手段７と反射手段８との間の空間に対流は起こらず、天板２からの熱の影響も受けにくい。また、樹脂製であれば熱伝導率も低く、急激に温度上昇することもない。さらに、樹脂の代わりに断熱材を用いてもよい。この結果、防磁手段７や反射手段８の温度上昇は、高温の鍋１が載置された場合でも緩やかであり、鍋底の温度上昇の変化に対して小さいため、影響は少なく、鍋１の温度を正確に検知できるものである。

また、図７に示す遮蔽手段１６は、防磁手段７と反射手段８の上部に設けているが、一方を天板２近傍まで延長し、他方を反射手段８に向けて内径が減少する円錐形状としている。これにより、外乱の光を防ぐとともに反射手段８への熱放射の低減と熱対流を防ぎ、
より安定して鍋１の温度が正確に検知できるようにしている。

さらに、図７に示すように、赤外線検出手段５の下部に、これを覆って防風手段１７を設けることにより、機器内部で加熱コイル３などの温度上昇を防ぐ冷却風があたったり、機器内部の高温部品の影響を受けたりして、赤外線検出手段５の温度が変動するということがなく、安定して鍋１の温度が検知できる。また、防風手段１７には、その一部に赤外線検出手段５の感度調整と動作確認用の孔部１８を設けることにより、孔部１８の存在により、より安定して精度良く温度検知ができるものである。孔部１８の位置や大きさは自由であり、防風手段１７の効果を失わせることなく、かつ赤外線検出手段５の感度調整や、動作確認（故障診断）が行えるものであれば、何ら限定されるものではない。

これら赤外線検出手段５および周囲の温度変化を減らすのは、赤外線検出手段５は自身の温度と対象物の温度との差のエネルギーが相対的に検出されるためであり、自身の温度変化や、反射手段８の温度変化を抑えることで、より精度良くその温度差が検出できることになる。この結果、鍋１を所定の温度になるように制御することも可能となり、被加熱物を加熱調理できるものである。

以上のように、本発明の誘導加熱調理器は、赤外線検出手段により、加熱コイルからの磁界の影響を受けずに天板上の鍋の温度を精度良く検出することができるものであるので、家庭用、業務用などの誘導加熱調理器全般に適当できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すブロック図 同誘導加熱調理器の赤外線検出手段部分を示す平面図 同誘導加熱調理器の赤外線検出手段部分の他構成を示す平面図 本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器を示すブロック図 同誘導加熱調理器の赤外線検出手段部分の他構成を示す断面図 本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器を示すブロック図 同誘導加熱調理器の赤外線検出手段部分の他構成を示す断面図

符号の説明

１ 鍋
２ 天板
３ 加熱コイル
５ 赤外線検出手段
６ 磁束収束手段
７ 防磁手段
８ 反射手段
９、１０、１２ 温度検出手段
１１ 制御手段
１３ 接続部材
１４ 熱対流防止手段
１５、１６ 遮蔽手段
１７ 防風手段
１８ 孔部

Claims (8)

1. 鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下方に設置され前記鍋底面から放射される赤外線を加熱コイル中心部において検知する赤外線検出手段と、少なくとも２個以上の上方から見て円弧上の部材によって円筒状に構成して前記加熱コイル中心部の磁束を収束する磁束収束手段と、誘導加熱される材質で形成され前記赤外線検出手段へ鍋からの赤外線を集光する筒形状の反射手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋底面温度を検出する温度検知手段と、温度検知手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記磁束収束手段の内側に前記赤外線検出手段への前記加熱コイルからの磁界を遮蔽する筒形状の防磁手段を設け、前記防磁手段の内部に前記反射手段を配置することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 磁束収束手段の内側で反射手段の外側に位置して天板の温度を検知する第二の温度検出手段を設けた請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 防磁手段と反射手段とを一部で接続し一体化した請求項１〜２のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
4. 防磁手段と反射手段との間に熱対流防止手段を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
5. 鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下方に設置され前記鍋底面から放射される赤外線を加熱コイル中心部において検知する赤外線検出手段と、前記加熱コイル中心部の磁束を収束する筒形状の磁束収束手段と、誘導加熱される材質で形成され前記赤外線検出手段へ鍋からの赤外線を集光する筒形状の反射手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋底面温度を検出する温度検知手段と、温度検知手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段とを備え、前記磁束収束手段の内側に前記赤外線検出手段への前記加熱コイルからの磁界を遮蔽する筒形状の防磁手段を設け、前記防磁手段の内部に前記反射手段を配置し、かつ、前記防磁手段と前記反射手段の上部に接して、樹脂製の熱対流防止用の遮蔽手段を設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
6. 鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で鍋を載置する天板と、前記天板下面に設置され前記鍋底面から放射される赤外線を加熱コイル中心部において検知する赤外線検出手段と、前記加熱コイル中心部の磁束を収束する磁束収束手段と、前記赤外線検出手段への前記加熱コイルからの磁界を遮蔽する防磁手段と、前記赤外線検出手段へ鍋からの赤外線を集光する反射手段と、前記赤外線検出手段の出力から鍋底面温度を検出する温度検知手段と、温度検知手段の出力に応じて加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記防磁手段と前記反射手段の上部に遮蔽手段を設け、前記遮蔽手段は前記反射手段に向けて内径が減少する円錐形状とした誘導加熱調理器。
7. 赤外線検出手段の下部に防風手段を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
8. 防風手段には、赤外線検出手段の感度調整と動作確認用の孔部を設けた請求項７に記載の誘導加熱調理器。

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