JP4357938B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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を検出して加熱量を制御しているものである（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器を示すものである。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、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部５と、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回路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、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。

操作部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。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、調理容器１の放射率を補正している点が特徴である。この特許文献１で開示された技術では、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の温度を補正しているものであり、調理容器１の側方に赤外線センサ４を配置して調理容器１の側面温度を検出している。

しかしながら、前記従来の誘導加熱調理器の構成では、赤外線センサが露出しているため、太陽光や照明などの外乱光の影響を受けて検出温度に誤差が生じるという課題を有していた。
特開２００３−２６４０５５号公報

前記従来の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、必要なときのみ赤外線センサの情報を有効とするようにして外乱光の影響を低減し、調理容器の温度を正確に検出するようにした誘導加熱調理器を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、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、調理容器がトッププレートに載置されているかどうかを検出する負荷判定手段と、前記負荷判定手段が前記調理容器があると判断した場合は、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自動調理を進行させ、前記負荷判定手段が前記調理容器がないと判断した場合は、所定時間経過するまでは外乱光が前記赤外線センサに入射できる状態であるとして前記赤外線センサの信号を無効として自動調理を進行させる自動調理制御手段を備え、前記負荷判定手段が、前記調理容器がないと判断した場合において前記所定時間経過しても前記調理容器がないと判断した場合には、使用者が調理を中断したとして自動調理を終了するようにしたものである。

これによって、外乱光の影響を低減し、自動調理を安定に進行させるものである。

本発明の誘導加熱調理器は、太陽光や照明などの外乱光の影響を低減し、自動調理を安定に進行させることができる。

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、調理容器がトッププレートに載置されているかどうかを検出する負
荷判定手段と、前記負荷判定手段が前記調理容器があると判断した場合は、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自動調理を進行させ、前記負荷判定手段が前記調理容器がないと判断した場合は、所定時間経過するまでは外乱光が前記赤外線センサに入射できる状態であるとして前記赤外線センサの信号を無効として自動調理を進行させる自動調理制御手段を備え、前記負荷判定手段が、前記調理容器がないと判断した場合において前記所定時間経過しても前記調理容器がないと判断した場合には、使用者が調理を中断したとして自動調理を終了するようにしたことにより、前記赤外線センサの情報は調理容器がないと負荷判定手段が判定した場合に無効となり、外乱光の影響をより低減し、自動調理を安定に進行させることができる。

本発明の目的は、第１の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、請求項に対応する実施の形態の詳細を、以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。なお、本発明は以下の各実施の形態により限定されるものではない。また、各実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明は行わないものとする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の断面図を示すものである。図１において、調理物を加熱する調理容器２１と、調理容器２１を載置するトッププレート２２と、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、トッププレート２２を介して調理容器２１の温度を検出する赤外線センサ２４と、赤外線センサ２４の温度情報により加熱コイル２３の高周波電流を制御して加熱電力量を制御する加熱制御手段２５と、調理工程の加熱電力量と時間を記憶する自動調理制御手段２６と、加熱制御手段２５が駆動しているかどうかを検出する加熱状態検出手段２７とを備えている。

加熱状態検出手段２７は、加熱制御手段２５が駆動している時のみ赤外線センサ２４の情報を有効とするようにして外乱光の影響を低減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、トッププレート２２における調理容器２１の載置部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、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、操作スイッチで炊飯調理が開始されると、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内の被加熱物が調理
される。このとき、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、被加熱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内の被調理物は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赤外線センサで構成し、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。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の底面から非接触にて温度情報を検知して、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、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。

そして赤外線センサ２４の受光感度は、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。この種の赤外線センサ２４は、光エネルギーが大きく幅広い波長領域である太陽光や照明などの外乱光の影響で温度検出が不正確にならないようにする対策が重要である。

自動調理制御手段２６は、あらかじめ設定された炊飯工程を工程毎の加熱電力量と計数時間によって炊飯工程を進行させる。前記炊飯工程は、大きく分けて前炊きと沸騰と炊き上げとむらしの４つの工程で炊飯が行われる。加熱状態検出手段２７は、加熱制御手段２５が加熱コイル２３に高周波電流を供給している状態を検出している。

加熱制御手段２５は、加熱電力量を制御して、例えば加熱電力量が数百Ｗと小さい場合は、デューテイ制御をしている。この時、加熱状態検出手段２７は加熱制御手段２５がデューテイ制御でオンしている時のみ赤外線センサ２４の情報を有効にしているものである。この加熱制御手段２５のオン時に入力電力や図示していないインバータの細部の電圧情報によって、調理容器２１の加熱状態が判定できるものである。

このように加熱制御手段２５がオンしている時に赤外線センサ２４の温度情報を検出することで、太陽光や照明などの外乱光を低減することができる。特に、デューテイ制御などオン期間が短い場合でも赤外線センサの温度情報が安定して検出できるものである。

なお、本発明の自動調理は、炊飯を示しているが、例えば湯沸かしや煮込み、揚げ物調理など自動で調理ができるコースについても本発明と同様の作用効果が得られるものである。

以上のように本実施の形態においては、加熱制御手段２５が駆動しているかどうかを検出する加熱状態検出手段２７を備えて、加熱制御手段２５が駆動している時のみ赤外線センサ２４の情報を有効とするようにして外乱光の影響を低減することができ、安定に調理容器２１の鍋底温度が検出できるものである。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の断面図である。本実施の形態では、実施の形態１との相違点として、加熱状態検出手段２７が、調理容器２１がトッププレート２２に載置しているかどうかを検出する負荷判定手段２８を設けて、負荷判定手段２８が、調理容器２１がないと判定した場合に赤外線センサ２４の情報を無効とするように構成している。

負荷判定手段２８は、図示していないインバータ回路とマイクロコンピュータで構成して、入力電流とインバータ出力との相関値によって、調理容器２１がトッププレート２２に載置されているかどうかを判定するようにしている。

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。赤外線センサ２４は、調理容器２１がトッププレート２２に載置されていることで、外乱光は入射せず、調理容器２１の底面温度を検出して、自動調理が進行できるものである。

負荷判定手段２８が、図示していない入力電流やインバータ出力との相関値により、調理容器２１がトッププレート２２上に載っていないと判定した場合は、トッププレート２２から調理容器２１が外された時である。この場合、赤外線センサ２４へ太陽光や照明などの外乱光がトッププレート２２を介して入射する状態であり、これらの光エネルギーによって、赤外線センサ２４は高温であると検出してしまうことになる。

これを防止するために加熱状態検出手段２７は、負荷判定手段２８がトッププレート２２上に調理容器２１がないと判定した場合は、赤外線センサ２４の信号を無効として自動調理制御手段２６を動作させることで、自動調理を安定に進行させることができる。

以上のように本実施の形態においては、調理容器２１がトッププレート２２に載置しているかどうかを検出する負荷判定手段２８を備えることにより、負荷判定手段２８がトッププレート２２上に調理容器２１がないと判定した場合に赤外線センサ２４の信号を無効とするようにして、自動調理が安定に進行できる。

また、本実施の形態では、加熱状態検出手段２７は、調理容器２１がトッププレート２２上等にないと負荷判定手段２８が判定した場合に、自動調理制御手段２６の計数時間を停止させるようにしている。

以下、その動作、作用について説明する。負荷判定手段２８が、調理容器２１がトッププレート２２上にないと判断した場合は、使用者が調理容器２１をトッププレート２２から外したり、加熱コイル２３から大きくずらした場合である。また、調味料など他の食材である調理物を追加しようとした際に、調理容器２１が加熱コイル２３からずれることがある。

これらの状態では、調理容器２１への加熱ができないため、自動調理制御手段２６の計数時間を停止させて、自動調理工程を停止させるようにしている。これにより、短時間に調理容器２１がずれた場合などでも、自動調理工程を待つことができる。

以上のように本実施の形態においては、負荷判定手段２８がトッププレート２２上等に調理容器２１がないと判定した場合に自動調理制御手段２６の計数時間を停止させるようにして、短時間の間、調理容器２１がずれた場合などでも自動調理工程を待つことができるため、調理容器２１を元の位置に戻せば、再び自動調理の進行が可能になるものである。

また、本実施例の形態では、加熱状態検出手段２７は、調理容器２１がない状態から調理容器２１があると負荷判定手段２８が判定した場合に自動調理制御手段２６の計数時間を継続させるように構成している。

以下、その動作、作用について説明する。調理中にトッププレート２２上の所定置から調理容器２１が外された後、再度調理容器２１がトッププレート２２上の所定置に戻され
た場合がある。特に調理中に水などの調理物を追加する場合に起こるものである。調理容器２１が戻されたことで、加熱状態検出手段２７の負荷判定手段２８は、自動調理制御手段２６に信号を送り、調理工程に計数時間を復帰して開始することで、自動調理が継続される。このように調理途中で調理容器２１が一時的に外されても、自動調理が進行できるものである。

なお、負荷判定手段２８が、所定時間経過しても調理容器２１がないと判断した場合は、使用者が調理中断したことであり、自動調理を終了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、負荷判定手段２８が調理容器２１のない状態から調理容器２１があると判定した場合に、自動調理制御手段２６の計数時間を継続させるようにして自動調理が継続できるようにしているので、再操作、加熱時間の管理の不必要な非常に使い勝手のよいものにできる。

（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断面図である。本発明の実施の形態は、実施の形態１との相違点として、赤外線センサ２４が、調理中にセンサ出力が所定値以上の場合に赤外線センサ２４の異常を検出するセンサ高温異常検出手段２９を設けて、このセンサ高温異常検出手段２９の異常検出の信号に基き加熱制御手段２５が加熱を停止させる、或いは異常を報知するように構成している。

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。赤外線センサ２４は、赤外線を検出する赤外線検出素子を有し、抵抗とコンデンサとオペアンプの電子部品で光信号を電気信号に変換して出力する構成にしている。そして、これらの電子部品が、断線や短絡するなどセンサが異常の場合、赤外線センサ２４の出力はセンサ電源電圧と同電位になる。

このように前記出力電位が所定値以上になると、センサ高温異常検出手段２９が赤外線センサ２４の異常を判定する。このように出力電位を判定することで赤外線センサ２４の異常が検出でき、かつセンサ異常を検出した場合は、加熱を停止する或いは使用者に異常を報知し、異常に対処するように促すことができる。

以上のように本実施の形態においては、センサ高温異常検出手段２９によって、赤外線センサ２４の異常を検出することができて、加熱を停止でき、または異常に素早く対処ができ、安全に調理ができる。

また、本実施例の形態では、センサ高温異常検出手段２９は、調理開始から所定時間経過した後に判定を開始するようにしている。

以下、その動作、作用について説明する。他の調理の後に、自動調理を行おうとすると、トッププレート２２が高温の場合がある。トッププレート２２は、赤外線センサ２４の感度波長域を良く透過する材料であるが、透過率１００％ではなく約８０〜８５％の透過率である。この透過率の差が放射率であり、赤外線センサ２４はトッププレート２２の温度を含めたエネルギーを検出している。

特にトッププレート２２が高温の場合は、調理容器２１の底面から放射されるエネルギーより、トッププレート２２から放射されるエネルギーの方が大きくなり、このトッププレート２２のエネルギーが調理容器の温度検出誤差となる。また異常にトッププレート２２が高温の場合は、赤外線センサ２４の出力は、センサ電源電圧付近まで高くなり、センサ高温異常検出手段２９が動作してしまうことになる。

トッププレート２２に調理容器２１が載置されると、トッププレート２２の温度は調理容器２１に伝達されて、トッププレート２２の温度は低下する。したがって、センサ高温異常検出手段２９は、調理開始から所定時間経過してから判定することで、赤外線センサ２４は誤差の少ない調理容器２１の鍋底温度を検出できるものである。

以上のように本実施の形態においては、センサ高温異常検出手段２９は、調理開始から所定時間経過した後に判定を開始するようにして、トッププレート２２が高温な時から調理が開始されても、赤外線センサ２４は誤差の少ない調理容器２１の鍋底温度を検出できる。

（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断面図である。本発明の実施の形態は、実施の形態１との相違点として、赤外線センサが、調理中にセンサ出力が所定値以下の場合に赤外線センサ２４の異常を検出するセンサ低温異常検出手段３０を設けて、このセンサ低温異常検出手段３０の異常検出の信号に基き加熱制御手段２５が加熱を停止させる或いは異常を報知するようにしている。

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。赤外線センサ２４の電子部品が断線や短絡するなどして赤外線センサが異常の場合、赤外線センサ２４の出力はセンサ電源のＧＮＤ電圧と同電位になる。また、赤外線検出素子２４の窓材が割れた場合や窓材が著しく汚れた場合でも、同様な現象が起こるものである。この出力電位が所定値以下であれば、センサ低温異常検出手段３０は、赤外線センサ２４の異常と判定する。

このようにセンサ低温異常検出手段３０が赤外線センサ２４の出力電位を判定することで赤外線センサ２４の異常を検出でき、かつセンサ異常を検出した場合は、加熱を停止させる或いは使用者に異常を報知し、異常に対処するように促すことができる。

以上のように本実施の形態においては、センサ低温異常検出手段３０によって、赤外線センサ２４の異常を検出することができて、加熱を停止でき、または異常に対処ができ、安全に調理ができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、赤外線センサへの太陽光や照明などの外乱光の影響を低減することが可能となるので、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等の用途にも適用できる。

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２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３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４における誘導加熱調理器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

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 加熱制御手段
２６ 自動調理制御手段
２７ 加熱状態検出手段
２８ 負荷判定手段
２９ センサ高温異常検出手段
３０ センサ低温異常検出手段

Claims (1)

1. 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、調理容器がトッププレートに載置されているかどうかを検出する負荷判定手段と、
   前記負荷判定手段が前記調理容器があると判断した場合は、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自動調理を進行させ、前記負荷判定手段が前記調理容器がないと判断した場合は、所定時間経過するまでは外乱光が前記赤外線センサに入射できる状態であるとして前記赤外線センサの信号を無効として自動調理を進行させる自動調理制御手段を備え、前記負荷判定手段が、前記調理容器がないと判断した場合において前記所定時間経過しても前記調理容器がないと判断した場合には、使用者が調理を中断したとして自動調理を終了するようにした誘導加熱調理器。

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