JP4381921B2

JP4381921B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4381921B2
Application number: JP2004226084A
Authority: JP
Inventors: 秀和鈴木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-08-02
Also published as: JP2006049016A

Description

本発明は、誘導加熱に適した調理用容器を備えた誘導加熱調理器に関するものであり、特に高精度の温度制御を必要とする誘導加熱用の圧力鍋を備えた誘導加熱調理器に関するものである。

誘導加熱調理器は、磁性材で作られた鍋などの調理用容器を電磁誘導により直接発熱させることから高い加熱効率が得られるとともに、ガスのように炎が出ないことから安全性に優れた加熱調理器である。
従来例の誘導加熱調理器とこれに用いる鍋の例を図５を参照して説明する。
図５は要部のみを図示した誘導加熱調理器１００に、調理用容器の一種である圧力鍋１２０を掛けて加熱調理をしている状態を示す断面図である。図５に示す誘導加熱調理器１００はどのような種類の鍋にも使用できるが、特に蓋１２８に調圧弁１２９を有する圧力鍋１２０を用いて加熱調理を行うのに適した構成になされている。図において、誘導加熱調理器１００は、筐体１０４内の上部に加熱コイル１０６を有し、加熱コイル１０６に高周波電力を供給する駆動回路１０８が筐体１０４の下部に設けられている。筐体１０４の上部開口には、ガラスなどの非磁性かつ高耐熱性を有する材料で作られたトッププレート１１０が設けられている。トッププレート１１０の中央部には温度センサ１１１を設置するための孔１１０ａが形成されている。サーミスタ等で構成された温度センサ１１１の検出部１１１ａはこの孔１１０ａからトッププレート１１０の上方に突出するようになされている。温度センサ１１１は図示を省略した弾性部材により若干上下に移動できるように支持されている。トッププレート１１０の上面に圧力鍋１２０を置くと、検出部１１１ａは圧力鍋１２０の底面１２０ａに押されて若干降下する。これにより、検出部１１１ａは圧力鍋１２０の底面１２０ａに押し当てられ、検出部１１１ａと底面１２０ａとが密着して良好な接触状態が保たれる。温度センサ１１１は圧力鍋１２０の底面１２０ａの温度を検出し、検出出力を駆動回路１０８に入力する。

圧力鍋１２０は内部の被調理物１３０の温度（以下内部温度という）を１００℃から１２０℃の範囲で所定値に保って調理を行うようになされているが、内部温度をほぼ一定に保つことが良好な調理結果を得る上で望ましい。内部温度を一定に保つために前記の温度センサ１１１の検出出力を駆動回路１０８に入力し、当技術分野ではよく知られているので詳しい説明は省略する制御方法により加熱コイル１０６に供給する高周波電力を制御する。加熱コイル１０６に供給する高周波電力を制御することにより圧力鍋１２０に与えられる熱エネルギーを加減して内部の気圧を一定に保つことで内部温度をほぼ一定に保つことができる。
内部温度をほぼ一定に保つためには、まず圧力鍋１２０の内部温度を正確に検出し、その検出値に応じて加熱コイル１０６に供給する高周波電力を加減する必要がある。誘導加熱により加熱している圧力鍋１２０では、底面１２０ａの温度は内部温度すなわち被調理物１３０の温度に極めて近い。そのため図５のように温度センサ１１１の検出部１１１ａを底面１２０ａに押し当てることにより被加熱物１３０の温度をかなり正確に検出することができる。
実用新案登録第２５２１２７６号公報

図５に示す誘導加熱調理器１００はトッププレート１１０に温度センサ１１１用の孔１１０ａを有している。この孔１１０ａから吹きこぼれた煮汁などが誘導加熱調理器１００の筐体内１０４に入ると内部の電気部品が腐食するおそれがあるので、孔１１０ａと温度センサ１１１との隙間にはシリコンゴム等の弾性のあるシール材１１０ｂを設けて筐体１０４内に煮汁等が入らないようにしている。しかしシリコンゴムは耐熱性が劣るため、長期の使用中に劣化してシール材としての機能を失い煮汁等が筐体１０４内に入ることがある。
またトッププレート１１０の中央部に突出している温度センサ１１１の検出部１１１ａは使用上邪魔になり、使い勝手が悪い点でユーザに不評である。

上記の欠点を解決するため、温度センサをトッププレート１１０の下面に取り付け、圧力鍋１２０の底面１２０ａの温度をトッププレート１１０を介して検出する方法が考えられる。この検出方法では、圧力鍋１２０の底面１２０ａが、温度センサが取り付けられている部分のトッププレート１１０の表面に密着している場合にはかなり正確な検出結果が得られる。しかし、圧力鍋１２０の底面１２０ａが歪んで平面でない場合には底面１２０ａとトッププレート１１０との間に隙間が生じるため、温度センサの検出出力にかなりの誤差が生じる。そのためトッププレート１１０の下面に温度センサを取り付ける構成は、正確な温度検出が要求される圧力鍋１２０等の調理用容器の温度制御には適用できなかった。
本発明は、トッププレートの下面に温度センサを取り付けた誘導加熱調理器であって加熱調理を行うとき正確な温度検出を行うことができる加熱調理用の容器を有する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明の誘導加熱調理器は、底板が磁性材の金属板で形成され内側に向かって山状に凹ませた加熱調理用の容器、所定の周波数の高周波電力を出力する駆動回路、前記の高周波電力が供給されて高周波磁界を発生する環状の加熱コイル、前記加熱コイルの環状の面に対向するように設けられた高耐熱性ガラスまたはセラミック製非磁性の板状部材であり前記加熱調理用の容器を載置する位置決めのためのマークを付したトッププレート、及び前記トッププレートの前記加熱コイルに近い方の面である下面に取り付けられた少なくとも１つの温度センサ、を有し、前記温度センサの検出出力に基づいて前記駆動回路が前記高周波電力を制御する誘導加熱調理器であって、前記加熱調理用の容器は、底面の外周部に設けた環状の第１の凸部と、前記第１の凸部の内側に前記第１の凸部と同心で設けた環状の第２の凸部とを有し、前記温度センサは、前記加熱調理用の容器が前記トッププレートの上面に前記位置決めに合わせて載置されたとき、前記第１の凸部と前記第２の凸部の間に形成され前記底面と前記トッププレートの上面との間に所定の隙間を保つ環状の凹部に前記トッププレートを介して対向して配置されることを特徴とする。
本発明によれば、加熱調理用の容器の底面に環状の凹部を形成し、トッププレートとの間に所定の隙間を保つようにしているので、底面から前記隙間とトッププレートを介して、トッププレートの下面に取り付けられた温度センサに伝わる熱量はほぼ一定に保たれる。そのため、温度センサの温度検出の精度が常に安定しており、温度センサの検出値に基づく加熱調理用容器の温度制御において安定した精度を保つことができる。

本発明によれば、加熱調理用の容器の底面に凹部を形成し、トッププレートとの間に常に一定の隙間を保つようにしているため鍋の底面が経時変化により多少変形しても、前記の隙間は保たれる。温度センサはこの隙間に対向するトッププレートの下面に設けられているので、その検出精度は常に一定であり、底面の変形の影響を受けて変化することがない。その結果、温度センサの検出結果に基づく高周波電力の制御が安定して行われ、加熱調理の温度制御において安定した精度が保たれる。

本発明の、誘導加熱調理器の好適な実施例を図１から図４を参照して説明する。

《第１実施例》
本発明の第１実施例の加熱調理用容器を図１及び図３を参照して説明する。
図１の（ａ）は本発明の第１実施例の加熱調理用容器２（以下、単に鍋２という）の断面図であり、蓋を取り外した本体のみを示している。図１の（ｂ）は鍋２の底面図である。
図３は本実施例の鍋２を誘導加熱調理器２０に掛けて加熱調理をしている状態を示す断面図である。
図１の（ａ）及び（ｂ）において、鍋２は、例えばステンレス鋼であるＳＵＳ４３０等の厚さが１ｍｍから１．５ｍｍの磁性材で作られている。鍋２の底面２ａには、直径の異なる２つの環状の凸部３及び５が同心で形成されており、凸部３及び５の間に環状の凹部４が形成される。凸部３及び５の幅Ｗは、凹部４の幅Ｖの４分の１から８分の１と比較的狭くなされており、図１の例では約６分の１である。幅Ｖを幅Ｗより数倍大きくすることにより、鍋２をトッププレート２１の上に置くときの位置ずれの許容範囲が広くなる。底面２ａの中央部には凹部６が形成されている。凹部４及び６の深さは、鍋２の大きさ（サイズ）に関係なく０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲にあり、好ましい深さは約０．３ｍｍである。凹部４及び６は例えばプレス加工により形成することができる。凹部４のラジアル方向の中央部４ａと鍋２の中心Ｃとの間の距離をＬで示す。

図３は鍋２を誘導加熱調理器２０に掛けて加熱調理を行っている状態を示す断面図である。誘導加熱調理器２０は、筐体２４内の上部に円環状の加熱コイル２６を設け、加熱コイル２６に高周波電力を供給する駆動回路２８を筐体２４内の下部に設けた、当技術分野では従来から知られている基本構成を有する。筐体２４の上部開口は、ガラスやセラミックなど非磁性かつ高耐熱性の板状部材であるトッププレート２１によって覆われている。
本実施例の誘導加熱調理器２０が従来の誘導加熱調理器と異なる点は、トッププレート２１の、加熱コイル２６に対向する面（以下、下面という）２１ａに距離Ｌの間隔を隔てて２つの温度センサ３０及び３１が設けられている点である。温度センサ３０、３１は、検出素子に例えばサーミスタを用いており、図示を省略した弾性部材によりトッププレート２１の下面２１ａに押し当てて密着させている。

トッププレート２１の前記下面に対向する上面に、図３に示すように鍋２を置くときは、温度センサ３０が図１の（ｂ）に示す凹部４のラジアル方向の中央部４ａの近傍に対向し、温度センサ３１が鍋２の底面の中心Ｃの近傍に対向するように鍋２を位置決めする。このために、トッププレート２１の上面には、鍋２を置くべき位置が鍋の各種のサイズに対応する複数の同心円のマークによって示されている。使用者がこのマークに合わせて鍋２を置けば、温度センサ３０及び３１は、それぞれ底面２ａの中央部４ａ及び中心Ｃにほぼ対向する。トッププレート２１の上に鍋２を置くと、底面２ａにある凸部３及び５がトッププレート２１の上面に接し、凹部４とトッププレート２１との間には隙間２２が出来る。また凹部６とトッププレート２１との間に隙間２３が出来る。

図３を参照して本実施例の加熱調理用容器を用いて誘導加熱調理器２０で加熱調理を行うときの動作を説明する。駆動回路２８から加熱コイル２６に高周波電力が供給されると、電磁誘導により鍋２の主として底板２ｂが発熱する。底板２ｂの発熱により鍋２内の被調理物１０は加熱される。底板２ｂの熱の一部は、鍋２の底面２ａの凸部３及び５を通ってトッププレート２１に伝導するが、凸部３及び５の幅Ｗは狭いのでその熱量はそれほど多くはない。凹部４及び６では、底板２ｂの熱は、それぞれの隙間２２及び２３を経てトッププレート２１に伝わり、トッププレート２１の温度が上昇する。トッププレート２１の温度は下面に取り付けられた温度センサ３０及び３１により検出される。底板２ｂの熱は、隙間２２及び２３とトッププレート２１を経てそれぞれの温度センサ３０及び３１に伝わるので、温度が変化するときには底板２ｂの温度と、温度センサ３０及び３１の検出温度には若干の時間的ずれ（時間遅れ）が生じる。しかし発明者の実験によると、隙間２２及び２３を約０．３ｍｍにすることにより、前記時間遅れは実際の加熱調理においてほとんど無視し得るほどに短くすることができた。

温度センサ３０及び３１の検出出力は駆動回路２８に入力され、駆動回路２８から出力される高周波電力は、この検出出力に基づいて制御され加熱コイル２６に供給される。加熱コイル２６に供給される高周波電力により加熱される鍋２の被調理物１０の温度を２つの温度センサ３０及び３１により検出してもよい。しかし通常は鍋の種類に応じて温度センサ３０及び３１のいずれか一方を用いればよい。例えば半径が図１の（ｂ）のＬより小さい鍋の場合は中央部の温度センサ３１のみを用いる。鍋２が比較的大きい圧力鍋の場合は、外側の温度センサ３０を用いるのが望ましい。その理由は以下の通りである。

一般に金属板で作られた鍋２の底板２ｂは、長期間の使用により鍋２の外側（図１の（ａ）では下方）に向かって山状に突出するように変形することが知られている。突出量は底板２ｂの中央部で最も大きく、平面から０．３ｍｍないし０．６ｍｍ突出する。この変形を見越して、新品の鍋は底板２６をあらかじめ内側に向かって山状に突出させている。すなわち、底板２６を外側から見ると凹んでいる。この凹み量は底板２６の中央部で平面から０．５ｍｍ程度である。この凹み量はそれほど大きな値ではないが、隙間２２及び２３が約０．３ｍｍであることを考慮すると無視できない値である。そのため鍋２を図３のようにトッププレート２１上に置いたとき、中央部の隙間２３が特に大きくなり、温度センサ３１の温度検出の時間遅れが大きくなる。これに対して鍋２の外周部にある隙間２２はそれほど増加しないので、温度センサ３０の温度検出の遅れはほとんど増加しない。そのため底板２６が凹んだ鍋２を用いても温度の検出精度が悪化することはない。また、誘導加熱調理器では、加熱コイル２６が円環状であるので、図３に示すように圧力鍋２をトッププレート２１上に載せて加熱コイル２６に対向させたとき、加熱コイル２６に近い凹部４の底面２ａの領域で最も発熱量が多い。そのため凹部４にトッププレート２１をはさんで対向する温度センサ３０の検出出力を温度制御に用いることにより、加熱調理用容器の調理物の温度をより正確に反映した制御が可能になる。

以上のように、本実施例では、底面２ａの外周部の凹部４により形成される隙間２２に対向する温度センサ３０の検出出力を、高精度の温度制御が必要な圧力鍋２の制御に用いることにより、圧力鍋２が新品か、使い古したものかにかかわらず安定した制御機能を保ちつつ加熱調理を行うことができる。
本実施例では誘導加熱調理器に圧力鍋２を用いる例について説明したが、圧力鍋２以外の通常の鍋などあらゆる加熱調理用容器を用いることができるのは言うまでもない。

《第２実施例》
本発明の加熱調理用容器の第２実施例を図２を参照して説明する。図２は本実施例の加熱調理用容器である鍋１２の底面図である。鍋１２の底面１２ａには、４つの環状の凸部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄが形成されている。環状の凸部１３ａ〜１３ｄの数は４つに限定されるものではなく１つ以上であればよい。環状の凸部１３ａ〜１３ｄの内部にはそれぞれ凹部１４ａ〜１４ｄが形成されている。凹部１４ａ〜１４ｄの深さは、鍋１２のサイズに関係なく０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲にあり、好ましい深さは約０．３ｍｍである。

本実施例２の鍋１２の特徴は以下の通りである。一般に鍋は、新品のとき底板を平面になるように製作すると、長期の使用により外側に向かって山状に変形することが知られている。図１に示す鍋２のように、底面２ａに同心円の凹部４及び凸部５を有するものでは底板２ｂが変形しやすい。本実施例の鍋１２では、底面１２ａに設けた複数の環状の凸部１３ａ〜１３ｄが補強材として働き底板の強度を高くする。そのため底板の変形が大幅に軽減される。
本実施例の鍋１２を、図３に示すように誘導加熱調理器２０に掛けて使用するときは、凹部１４ａ〜１４ｄのいずれかが、温度センサ３０に対向するように、トッププレート２１上で鍋１２を位置決めする必要がある。この位置決めのためには、例えば、トッププレート２１の上面に鍋１２の置き方を指示するマーク等を付しておけばよい。通常の鍋は前記のように、使用中の底板の変形を見越してあらかじめ内側に凹ませているが、本実施例の鍋は底板の強度が高いので前記の凹みを減らすことができる。そのため各凹部１４ａ〜１４ｂとトッププレート２１との間の隙間を常に一定に保つことができる。その結果高精度かつ安定した温度検出が可能となる。

《第３実施例》
本発明の第３実施例の加熱調理用容器である圧力鍋３０を図４を参照して説明する。図４は本実施例の圧力鍋３０の断面図であり、蓋を取り外した状態を示す。圧力鍋３０として使うときは図３に示すように圧力調節弁１２９を有する蓋１２８を用いる。本実施例の圧力鍋３０は以下の特徴を有する。圧力鍋３０の容器３１は例えば、ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４の厚さ約１．０ｍｍの板材をプレス成形して作られている。容器３１の外側の底面に厚さ２ｍｍから５ｍｍの純アルミニウムの導熱板３２を圧接等により張り付ける。導熱板３２を含む底面を覆うように、厚さ約１．５ｍｍの磁性材のステンレス鋼であるＳＵＳ４３０の底板３８を溶接等により容器３１に取り付ける。底板３８には、図１に示す前記第１実施例の鍋２の底面２ａに形成した凸部３及び５、及び凹部４及び６と同様の形状及び寸法の、凸部３３及び３５及び凹部３４及び３６があらかじめ形成されている。底面４０は、容器３１の中側に向かって山状になるように曲げられている。山状に曲げた結果、底面４０の中央部は外周部より約０．４ｍｍだけくぼんでいる。

本実施例の圧力鍋３０は底部３０ｂに熱伝導体のよい純アルミニウムの導熱板３２を設け、導熱板３２を覆うように磁性材のＳＵＳ４３０の底板３８を設けている。この構成により、圧力鍋３０を図３に示す誘導加熱調理器２０に掛けたとき底板３８が発熱し、その熱が導熱板３２を伝導して容器３１内の被調理物を高い熱効率で加熱することができる。また底板３８の熱は、凹部３４とトッププレート２１との隙間を経てトッププレート２１に伝わり、底板３８の温度がトッププレート２１の下面の温度センサ３０により検出される。トッププレート２１の、温度センサ３０が取り付けられた領域は、底板３８の凹部３４によって底板３８との間に常に一定の隙間が保たれている。そのため底板３８が多少変形してもこの隙間が大幅に変わることはなく、温度センサ３０による安定した温度検出が実現できる。その結果圧力鍋３０内の被調理物の温度をほぼ一定に保ちつつ加熱調理を行うことが出来るので、良好な調理結果が得られる。

本発明は高精度の温度制御を必要とする誘導加熱調理器に利用可能である。

（ａ）は本発明の第１実施例の、誘導加熱調理器の加熱調理用容器の断面図、（ｂ）は同底面図本発明の第２実施例の、誘導加熱調理器の加熱調理容器底面図本発明の第１実施例の誘導加熱調理器を示す断面図本発明の第３実施例の、誘導加熱調理器の加熱調理容器の断面図従来の誘導加熱調理器の断面図

符号の説明

２加熱調理用容器、２ａ底面、２ｂ底部
３、５凸部
４、６凹部
１０被調理物
２０誘導加熱調理器
２１トッププレート、２１ａ下面
２２、２３隙間
２４筐体
２６加熱コイル
２８駆動回路
３０圧力鍋
３１圧力鍋３０の容器
３２純アルミニウムの導熱板
１２８蓋
１２９調圧弁

Claims

底板が磁性材の金属板で形成され内側に向かって山状に突出させた加熱調理用の容器、
所定の周波数の高周波電力を出力する駆動回路、
前記の高周波電力が供給されて高周波磁界を発生する環状の加熱コイル、
前記加熱コイルの環状の面に対向するように設けられた高耐熱性ガラスまたはセラミック製の板状部材であり前記加熱調理用の容器を載置する位置決めのためのマークを付したトッププレート、及び
前記トッププレートの前記加熱コイルに近い方の面である下面に取り付けられた少なくとも１つの温度センサ、
を有し、前記温度センサの検出出力に基づいて前記駆動回路が前記高周波電力を制御する誘導加熱調理器であって、
前記加熱調理用の容器は、底面の外周部に設けた環状の第１の凸部と、前記第１の凸部の内側に前記第１の凸部と同心で設けた環状の第２の凸部とを有し、前記温度センサは、前記加熱調理用の容器が前記トッププレートの上面に前記位置決めに合わせて載置されたとき、前記第１の凸部と前記第２の凸部の間に形成され前記底面と前記トッププレートの上面との間に所定の隙間を保つ環状の凹部に前記トッププレートを介して対向して配置されることを特徴とする誘導加熱調理器。
前記加熱調理用の容器は、前記凹部の深さが０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
前記加熱調理用の容器は、前記底面の外周部に設けた環状の第１の凸部と、前記第１の凸部の内側に前記第１の凸部と同心で設けた環状の第２の凸部とを有し、前記温度センサは、前記加熱調理用の容器が前記トッププレートの上面に前記位置決めに合わせて載置されたとき、前記第１の凸部と前記第２の凸部の間に形成され前記底面と前記トッププレートの上面との間に所定の隙間を保つ環状の凹部に前記トッププレートを介して対向して配置される構成とすることに代え、前記底面に設けられた複数の環状の凸部の内側にそれぞれ形成された複数の凹部を有し、前記温度センサは、前記加熱調理用の容器が前記トップ
プレートの上面に前記位置決めに合わせて載置されたとき、前記環状の凸部の内部に形成され前記底面と前記トッププレートの上面との間に所定の隙間を保つ凹部のいずれかに前記トッププレートを介して対向して配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。
前記加熱調理用の容器は、前記底板が磁性材の金属板で形成されることに代え、前記底板が前記容器を構成するステンレス鋼板の底面にアルミニウム材を挟んで磁性材のステンレス鋼板を取り付けて形成されることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。