JP4617676B2

JP4617676B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4617676B2
Application number: JP2004017887A
Authority: JP
Inventors: 浩次新山; 直昭石丸; 雅代土師; 弘文乾
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: CA2523054A1; EP1711037A4; HK1077698A1; US20060081607A1; EP1711037A1; US7102109B2; CN100466869C; RU2005116312A; ES2451029T3; JP2005216501A; WO2005072012A1; CA2523054C; RU2303337C2; EP1711037B1; HK1077698B; CN1701639A

Description

本発明は、沸騰検知制御等、負荷鍋の温度情報に基づき自動出力制御ができるようにした誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器においては、負荷鍋の温度に関する情報に応じて加熱出力を制御する際に、負荷鍋を載置した天板の下面に当接させたサーミスタ等の感熱（受熱）素子により鍋の温度を測定しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、天板に赤外線透過部を設け負荷鍋からの赤外線を赤外線センサで検知することにより非接触で負荷の温度を測定するものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３１７９１９号公報特開２００３−３１７９１８号公報

通常、誘導加熱調理器に使用される天板の材質は、セラミックであって、低熱伝導率である。したがって、特許文献１に記載されているような従来の熱伝導により熱を受ける感熱（受熱）素子（サーミスタ等）を採用した検知回路構成では、天板の熱応答の遅れにより、感熱素子で検出した温度と実際の負荷鍋底の温度との間には大きな温度差が発生し、負荷の鍋に入れた水の沸騰検出が精度よく（応答性良く）できないという課題があった。また、特許文献２に記載されているような赤外線センサを採用して負荷鍋内の水の沸騰を検出する場合には、天板及び負荷下方に赤外線センサがあっても、天板が光を透過するものであると、負荷鍋の周囲の天板表面から赤外線が入射して天板内を伝播して赤外線センサがその光（以下「外乱光」と呼ぶ）を受光することにより沸騰検知動作に影響を与えることがあり、沸騰検出が正常に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、負荷鍋の発生する赤外線を検知して精度良く負荷鍋の中の水の沸騰を検知するとともに、外乱光の影響がある場合にも、負荷鍋内の水の沸騰を検出することができるようにして不必要なまたは意図しない加熱が継続しないようにした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、負荷鍋を載置するとともに赤外線を透過する天板と、前記負荷鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記負荷鍋底面から放射される赤外線を検知すべく前記天板下方に配設された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子の出力に基づき前記負荷鍋底面の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記天板下面から熱を受けるべく配設された感熱素子と、前記感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段が検知する温度の時間経過に対する変化が所定値以内である場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第１の調理シーケンスを実行する第１の沸騰検知手段及び加熱開始から第１所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度と前記第１所定時間経過してから第２所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度の温度差を測定し、前記第２所定時間経過後前記温度差が大きいほど短くなるように設定される待機時間加熱を継続する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第２の調理シーケンスを実行する第２の沸騰検知手段を有する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、使用者の選択する同一の調理実行命令に基づき前記第１の調理シーケンスと前記第２の調理シーケンスを並行して実行するとともに、前記第１または第２の調理シーケンスのいずれか一方の調理シーケンスの実行が終了すると他方の調理シーケンスの実行を停止するようにしたものである。

感熱素子は、負荷鍋底面からの熱伝導により負荷の温度を測定するので応答性は良くないが安定時の温度特に温度の絶対値を精度良く測定することができる。赤外線検知素子は、負荷鍋底の発生する赤外線を検知するので応答性良く負荷鍋底の温度変化を測定することができるが、絶対温度を測定する際には測定誤差を生じやすく、かつ外乱光の影響を受ける。本願発明は、この測定原理の異なる温度検知素子の検知情報を組み合わせて使用することにより、負荷鍋底の温度を応答性良くかつ外乱光の影響による加熱出力制御における誤動作を抑制することができる。

本発明の誘導加熱調理器は、通常時において赤外線検知素子により沸騰を精度良く負荷鍋の中に入れられた水の沸騰を検知して加熱出力制御を行い、使い勝手を良くするとともに不要な水の蒸発量を抑え、使用電力量を削減でき、さらに、外乱光によりその赤外線検知素子が影響を受けても、感熱素子が沸騰検知動作をおこなうので不必要な加熱動作が継続するのを防止することができる。

第１の発明は、負荷鍋を載置するとともに赤外線を透過する天板と、前記負荷鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記負荷鍋底面から放射される赤外線を検知すべく前記天板下方に配設された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子の出力に基づき前記負荷鍋底面の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記天板下面から熱を受けるべく配設された感熱素子と、前記感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段が検知する温度の時間経過に対する変化が所定値以内である場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第１の調理シーケンスを実行する第１の沸騰検知手段及び加熱開始から第１所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度と前記第１所定時間経過してから第２所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度の温度差を測定し、前記第２所定時間経過後前記温度差が大きいほど短くなるように設定される待機時間加熱を継続する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第２の調理シーケンスを実行する第２の沸騰検知手段を有する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、使用者の選択する同一の調理実行命令に基づき前記第１の調理シーケンスと前記第２の調理シーケンスを並行して実行するとともに、前記第１または第２の調理シーケンスのいずれか一方の調理シーケンスの実行が終了すると他方の調理シーケンスの実行を停止するもので、赤外線検知素子は、負荷鍋底の発生する赤外線を検知するので非接触で応答性良く負荷鍋底の温度変化を測定することができるが、絶対温度を測定しにくく、かつ小さな温度変化を測定して判定をすることを必要とする場合には外乱光の影響を受けるという特徴があり、一方、感熱素子は、負荷鍋底面からの熱伝導により負荷の温度を測定するので応答性は良くないが安定時の温度を精度良く測定することができるという特徴があり、本発明は、この測定原理の異なる温度検知素子の検知情報を組み合わせて使用することにより、負荷鍋底面の温度をそのそりの影響を少なくして応答性良く測定し、かつ外乱光の影響による赤外線検知素子の誤動作による微妙な温度変化についての判定ができない時でも感熱素子の検知出力により判定を行いインバータの出力電力を抑制しまたは加熱動作を停止することができる。また、通常は加熱制御手段が第１のシーケンスを実行することにより赤外線検知素子の特性を利用して鍋そりの影響を少ない精度良い負荷鍋の出力制御をすることができる。また、第１の出力制御手段の赤外線温度検知手段が、太陽光あるいは天板近傍に置かれた発光体などの外乱光により、正常に動作しない場合においても、外乱光による影響を受けない感熱素子により制御命令を行う第２の出力制御手段が第２のシーケンスを実行するので、当該制御命令を確実に実行することができ、さらに第１または第２の調理シーケンスのいずれかの一方の調理シーケンスの一部または全部の実行が終了すると他方の調理シーケンスの実行を停止するので、双方の調理シーケンスが干渉して使い勝手を低下させることもない。また、通常では、第１の温度検知手段が赤外線検知素子の測定する負荷鍋底から放射される赤外線量の変化から沸騰に伴う温度上昇の傾きの鈍化を応答性良く検知することができるので負荷鍋内の水の沸騰を精度良く検知して、加熱出力を迅速に抑制することができる。また、太陽光あるいは天板近傍に置かれた発光体などの外乱光により、赤外線検知素子が負荷鍋底からの赤外線の放射量の変化を正常に検知できず、第１の沸騰検知手段が正常に動作しない場合には、外乱光による影響を受けない感熱素子により沸騰検知動作を行う第２の沸騰検知手段が沸騰検知を行い、加熱コイルに供給する出力電力を抑制することができる。

第２の発明は、負荷鍋を載置するとともに赤外線を透過する天板と、前記負荷鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記負荷鍋底面から放射される赤外線を検知すべく前記天板下方に配設された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子の出力に基づき前記負荷鍋底面の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記天板下面から熱を受けるべく配設された感熱素子と、前記感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段が検知する温度の時間経過に対する変化が所定値以内である場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定後、沸騰時に前記第１の温度検知手段が検知する温度より所定温度高くなったことを検知する場合に前記負荷鍋に収容された米の炊飯の完了を検知し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第１の調理シーケンスを実行する第１の炊飯完了検知手段及び前記第２の温度検知手段が検知する温度が所定温度を超えたことを検知する場合に前記炊飯の完了を検知し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第２の調理シーケンスを実行する第２の炊飯完了検知手段を有する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、使用者の選択する同一の調理実行命令に基づき前記第１の調理シーケンスと前記第２の調理シーケンスを並行して実行するとともに、前記第１の調理シーケンスにおいて前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定するかまたは前記炊飯の完了を検知すると前記第２の調理シーケンスを停止し、前記第２の調理シーケンスにおいて前記炊飯の完了を検知すると前記第１の調理シーケンスの実行を停止することにより、通常では、第１の温度検知手段が赤外線検知素子の測定する負荷鍋底から放射される赤外線量の変化から炊飯の完了に伴う温度上昇の傾きの変化を応答性良く検知することができるので負荷鍋内の炊飯の完了を精度良く検知して、加熱出力を迅速に抑制することができる。また、太陽光あるいは天板近傍に置かれた発光体などの外乱光により、赤外線検知素子が負荷鍋底からの赤外線の放射量の変化を正常に検知できず、第１の炊飯終了検知手段が正常に動作しない場合には、外乱光による影響を受けない感熱素子により沸騰検知動作を行う第２の沸騰検知手段が炊飯終了検知を行い、加熱コイルに供給する出力電力を抑制することができる。

第３の発明は、特に、赤外線検知素子を加熱コイルの中央近傍下部に配置し、感熱素子を前記加熱コイル上部で赤外線検知素子より前記加熱コイル外周側に配設したことにより、負荷鍋が反っている場合に感熱素子の受熱量を大きくすることができる。負荷鍋の底は、負荷鍋を天板に載置したとき、通常中央部において天板上面からの浮きがもっとも大きく、外周側にいくほど天板に近くなるようになっている。すなわち断面が凹状に反るように製造されるので、感熱素子と負荷鍋底との距離が加熱コイル中央部に感熱素子を設けた場合より近くなり負荷鍋底の温度が感熱素子に伝導しやすく、また、誘導加熱コイルによる負荷鍋における温度分布は、加熱コイル中央より少し外側の温度が高くなるので、赤外線検知素子より前記加熱コイル外周側に配設してなることにより、より感熱素子の受熱量が多くなり負荷鍋の温度の検知感度を高めることができる。一方、赤外線検知素子は、もともと、非接触で負荷鍋底の温度を測定するので、加熱コイル中央に設けても反りの影響を受けにくい。

第４の発明は、負荷鍋を載置するとともに赤外線を透過する天板と、前記負荷鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記負荷鍋底面から放射される赤外線を検知すべく前記天板下方に配設された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子の出力に基づき前記負荷鍋底面の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記天板下面から熱を受けるべく配設された感熱素子と、前記感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記感熱素子の位置より前記加熱コイル外周側であって前記感熱素子の位置より前記加熱コイルの発生する磁界強度の大きい位置に前記天板下面から熱を受けるべく配設された第２の感熱素子と、前記第２の感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第３の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段が検知する温度の時間経過に対する変化が所定値以内である場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第１の調理シーケンスを実行する第１の沸騰検知手段と、加熱開始から第１所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度と前記第１所定時間経過してから第２所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度の温度差を測定し、前記第２所定時間経過後前記温度差が大きいほど短くなるように設定される待機時間加熱を継続する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第２の調理シーケンスを実行する第２の沸騰検知手段と、加熱開始から第１所定時間経過したとき前記第３の温度検知手段が検知する温度と前記第１所定時間経過してから第２所定時間経過したとき前記第３の温度検知手段が検知する温度の温度差である第２の温度差を測定し、前記第２所定時間経過後前記第２の温度差が大きいほど短くなるように設定される第２の待機時間加熱を継続する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第３の調理シーケンスを実行する第３の沸騰検知手段を有加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、使用者の選択する同一の調理実行命令に基づき前記第１の調理シーケンス、前記第２の調理シーケンス及び前記第２の調理シーケンスを並行して実行するとともに、前記第１の調理シーケンス、前記第２の調理シーケンスまたは前記第３の調理シーケンスのいずれかにより前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定すると他の調理シーケンスの実行を停止することにより、負荷鍋の底面が反っている場合において赤外線検知素子の機能が劣化した場合におけるバックアップ機能をより安定して行うことができる。

第５の発明は、特に、第２の沸騰検知手段は、第２所定時間経過後温度差が大きいほど短くなるように設定される待機時間加熱を継続する場合に負荷鍋内の水が沸騰したと判定することに代え、第２の温度検知手段が検知する温度が、前記温度差が大きいほど高くなるように設定される目標温度に到達する場合に負荷鍋内の水が沸騰したと判定することにより、外乱光により、第１の沸騰検知手段で、沸騰が検知できない場合において、第２の沸騰検知手段により、沸騰が検知できるので、水の蒸発量を抑え、使用電力を低減できる。

第６の発明は、特に、第２の沸騰検知手段は、第２の温度検知手段が検知する温度と第３の温度検知手段が検知する温度の差である第３の温度差が大きければ、待機時間を短縮することにより、負荷鍋１の底面が反っている場合にも、より正確に沸騰が検知できる。

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。

（実施の形態１）
以下、図１に基づき、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器について説明する。

図１は本実施の形態における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。この誘導加熱調理器は、以下の構成を具備する。すなわち、水を収容する負荷鍋１を載せる透明で赤外線を透過するセラミック製の天板２と、天板２の下方の筐体内に負荷鍋１を誘導加熱する加熱コイル３（図１において加熱コイル３は２個に分割されているが、これは中央部に開口を有し、ドーナツ状に巻回された一つの加熱コイルの巻線部分の断面を模式的に示したものである）と、加熱コイル３に高周波電流を供給するインバータ４とを有する。また、所定の周波数範囲の赤外線量を検知して対応する電流を出力する赤外線検知素子５が、加熱コイル３の中央で加熱コイル３下方に配設され、上方が開口した反射筒５ａに囲われている。また、赤外線検知素子５の出力電流に基づき負荷鍋１の底面の温度を検知する第１の温度検出手段６の出力を入力して、負荷鍋１内の水の沸騰を検知する第１の沸騰検知手段７を有する。また、天板２の下面に接するように設けられ天板２から熱伝導により受熱することにより天板２の下面温度を検出する感熱素子であるサーミスタ９と、サーミスタ９に接続されサーミスタ９の抵抗値の変化により天板２の下面温度を検知する第２の温度検知手段１０と、第２の温度検知手段１０の出力電圧を入力して負荷鍋１内の水の沸騰を検知する第２の沸騰検知手段１１と、第１の沸騰検知手段６と第２の沸騰検知手段１１の出力信号を入力してインバータ４の加熱出力を制御する加熱制御手段８とを有している。

加熱制御手段８には、使用者の制御命令を操作により入力するための操作スイッチ１２ａ、１２ｂ及び１２ｃを有する操作部１２の出力信号が入力される。操作スイッチ１２ａは加熱動作の開始および停止を行う加熱切り／入りキーであり、操作スイッチ１２ｂは、負荷鍋１内の水の沸騰動作を行い、沸騰を検知すると図示していない報知手段によりその旨を使用者に報知するとともに、インバータ４の加熱出力を所定時間抑制して保温動作を行いさらに所定時間後には加熱動作を停止させる自動湯沸かしシーケンスを開始するための「湯沸かし命令」を入力する湯沸かしキーである。操作スイッチ１２ｃは負荷鍋１内に入れられた水と米を炊きあげる動作をおこない炊きあげ動作の完了を検知するとその旨を使用者に報知するとともに加熱出力を低下させ保温動作をおこなう自動炊飯シーケンスを開始するための「炊飯命令」を入力する自動炊飯キーである。

上記構成の誘導加熱調理器の構成を以下説明する。負荷鍋１に水を入れて天板２上に載置し、図示していない電源スイッチにより電源を投入するとインバータ４及び加熱制御手段８を含む制御回路に電源が供給される。操作スイッチ１２ｂで湯沸かし命令を入力すると、加熱制御手段８の制御動作によりインバータ４が加熱コイル３に高周波電流を供給する。加熱コイル３に高周波電流が供給されると加熱コイル３から高周波数の磁界が発生し、天板２上の負荷鍋１の鍋底に誘導された渦電流によりその鍋底が誘導加熱される。この誘導加熱によって負荷鍋１の温度が上昇し、負荷鍋１内の水に負荷鍋１の熱が伝達されて沸騰する。ここで赤外線検知素子５の動作について説明する。負荷鍋１の鍋底の温度が上昇すると、その温度に対応した赤外線が負荷鍋１の鍋底から放射される。天板２に使用される光透過型のガラスセラミックなどの材料は２．５μｍ以下の波長域の赤外線を効率よく透過できるため、赤外線検知素子５は例えば２．５μｍ以下の波長を検出することができるフォトダイオードなどで構成することにより、天板２を通ったこの波長域の赤外線がフォトダイオードに効率よく入射される。また、赤外線検知素子５は、筒状の内面の反射率の高い鏡面上の反射筒５ａにより囲われているので、負荷鍋１の特定の位置（この場合は加熱コイル３の中央上部）からの赤外線を選択的に集光し、かつ、加熱コイル３からの磁界を遮断することにより、負荷鍋１の鍋底から放射される赤外線量の測定による温度測定精度の向上を図っている。

第１の温度検知手段６は、フォトダイオードにより構成された赤外線検知素子５に入射された赤外線量に対応して当該フォトダイオードに発生する電流を、Ｉ（電流）−Ｖ（電圧）変換した上で、増幅しかつ温度情報に変換して、第１の沸騰検知手段７に出力する。第１の沸騰検知手段７は、この温度情報に基づき負荷鍋１内の水が沸騰したことを検知すると、加熱制御手段８にその旨の信号を出力する。加熱制御手段８は、前記沸騰した旨の信号を入力するとインバータ４を制御して、負荷鍋１の加熱出力を抑制するか又は停止する。

第１の沸騰検知手段７は、第１の温度検知手段６の検知する温度について、所定の時点の温度と、前記所定の時点から所定の時間（例えば１０秒）経過後の温度との温度差を、１秒ごとに測定及び算出し、所定の温度差（例えば±１℃）以内であることを複数回連続的に検知した場合に、負荷鍋１内の水が沸騰したと判定する。

次に、図２に基づいて、第２の沸騰検知手段１１の動作を説明する。湯沸かし命令が操作スイッチ１２ｂにより入力されると加熱開始され、ステップ２１で６０秒間加熱を続けた後、ステップ２２でサーミスタ９（感熱素子）および第２の温度検知手段１０により検出された天板２の下面温度Ｔ１を記憶する。ステップ２３でさらに６０秒間加熱を行い、すなわち加熱開始から１２０秒間経過するまで加熱を続けた後、ステップ２４で第２の温度検知手段１０により検出された天板２の下面温度Ｔ２を記憶する。ステップ２５でＴ１とＴ２の差Ｔ３を算出し、ステップ２６からステップ３０で条件に応じて、所定の時間、加熱を継続した後、沸騰検知したと判定して加熱を停止する。すなわち、Ｔ３が１０度Ｃ以上の場合には、３分加熱を継続後加熱を停止し、Ｔ３が１０度Ｃより小さくかつ５度Ｃ以上の場合には、６分加熱を継続後加熱を停止し、Ｔ３が５度Ｃより小さい場合には、１２分加熱を継続後加熱を停止する。

加熱制御手段８は、第１の沸騰検知手段７と第２の沸騰検知手段１１のいずれかが負荷鍋１内の水の沸騰検知した場合、上記のようにインバータ４の動作を制御して加熱コイル３による負荷鍋１を誘導加熱するための出力電力を抑制または加熱動作を停止するように制御するとともに、他の沸騰検知手段（沸騰検知をしていない第１または第２の沸騰検知手段）のシーケンスの実行を停止する。したがって、太陽光あるいは天板２近傍に置かれた発光体（例えばハロゲンランプを使用したオーブントースター）などから負荷鍋１の周囲の天板表面を介して赤外線が赤外線検知素子５に入射して天板２内を伝播して赤外線検知素子５が外乱光を受光することにより、第１の温度検知手段６で正常な温度が測定できない場合がある。例えば、前記の沸騰と判定する条件、「所定の時点から所定の時間（例えば１０秒）経過後の温度との温度差を、１秒ごとに測定及び算出し、所定の温度差（例えば±１℃）以内であることを複数回連続的に検知する」を満足しない場合がある。このように第１の沸騰検知手段７により、正常に沸騰動作が実行できない場合においては、第２の沸騰検知手段１１により、沸騰検知命令を実行することができる。

また、赤外線検知素子５を加熱コイル３の中央近傍下部に配置し、サーミスタ９を加熱コイル３上部で赤外線検知素子５より加熱コイル３の外周側に配設してなることにより、負荷鍋１が反っている場合にサーミスタ９の受熱量を大きくすることができる。負荷鍋１の底は、負荷鍋１を天板２に載置したとき、通常中央部において天板２上面からの浮きがもっとも大きく、外周側にいくほど天板２に近くなるようになっている。すなわち断面が下方に凹状に反るように製造されるので、サーミスタ９と負荷鍋１の底面との距離が加熱コイル３中央部にサーミスタ９を設けた場合より近くなり負荷鍋１底面の温度がサーミスタ９に伝導しやすく、また、誘導加熱コイル３による負荷鍋１における温度分布は、加熱コイル３中央より少し外側の温度が高くなるので、赤外線検知素子５より加熱コイル３外周側に配設してなることにより、よりサーミスタ９の受熱量が多くなり負荷鍋１の温度の検知感度を高めることができる。一方、赤外線検知素子５は、天板２を透過する赤外線を非接触で測定するので加熱コイル中央に設けても反りの影響を受けにくい。

以上により、通常時において赤外線検知素子５により沸騰を精度良く負荷鍋１の中に入れられた水の沸騰を検知して使い勝手を良くするとともに不要な水の蒸発量を抑え、使用電力量を削減でき、外乱光によりその赤外線検知素子５が影響を受けても、感熱素子であるサーミスタ９が沸騰検知動作をおこなうので不必要なあるいは意図しない加熱動作が継続するのを防止することができる。

（実施の形態２）
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と異なるのは、図２における第２の沸騰検知手段１１の沸騰検知を行うためのシーケンスが異なる点である。図３において、本実施の形態における第２の沸騰検知手段１１の沸騰検知のための動作を説明する。湯沸かし命令が操作スイッチ１２ｂにより入力されると加熱開始され、ステップ２１で６０秒間加熱を続けた後、ステップ２２で第２の温度検知手段１０により検出された天板２の下面温度Ｔ１を記憶する。ステップ２３でさらに６０秒間加熱を行い加熱開始から１２０秒間経過するまで加熱を続けた後、ステップ２４で第２の温度検知手段により検出された天板２の下面温度Ｔ２を記憶する。ステップ２５でＴ１とＴ２の差Ｔ３を算出し、ステップ２６からステップ３０でＴ３に基づき第２の温度検知手段の目標温度を決定し、ステップ３１で、第２の温度検知手段による温度が目標温度に到達すると、沸騰検知したと判定して加熱を停止する。すなわち、Ｔ３が１０度Ｃ以上の場合には、目標温度を現在の天板２の下面温度（Ｔ２）＋３０度Ｃに設定し、当該目標温度に第２の温度検知手段による測定温度が到達すると加熱を停止し、Ｔ３が１０度Ｃより小さくかつ５度Ｃ以上の場合には、目標温度を現在の天板２の下面温度（Ｔ２）＋２０度Ｃに設定し、当該目標温度に第２の温度検知手段１０による測定温度が到達すると加熱を停止し、Ｔ３が５度Ｃより小さい場合には、目標温度を現在の天板２の下面温度（Ｔ２）＋１０度Ｃに設定し、当該目標温度に第２の温度検知手段１０による測定温度が到達すると加熱を停止する。

以上のように、外乱光により、第１の沸騰検知手段７により、沸騰が検知できない場合において、第２の沸騰検知手段１１により、沸騰が検知できるので、水の蒸発量を抑え、使用電力を低減できる。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３の構成を示したもので、本実施の形態と実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

図において、サーミスタ４１（第２の感熱素子）は、加熱コイル３の巻線部上部の天板２下面の熱を熱伝導により受熱すべく、押しつけられるように配置され、第３の温度検知手段４２により、測定温度として温度情報に変換される。サーミスタ４１は、加熱コイル３上部でサーミスタ９（感熱素子）より加熱コイル３外周側であってサーミスタ９の位置より加熱コイル３の発生する磁界強度の大きい位置に配設している。第３の沸騰検知手段４３は、第３の温度検知手段４２の出力する温度情報を入力して図２又は図３に示したシーケンスと同様の動作で負荷鍋１内の水の沸騰を検知する。

加熱制御手段８は、第１の沸騰検知手段７、第２の沸騰検知手段１１、第３の沸騰検知手段４３のいずれかにより沸騰を検知すると、インバータ４の加熱動作を停止、または、加熱電力を低下させるとともに、他の沸騰検知手段の沸騰検知シーケンスを停止する。

負荷鍋１の底は通常中央部が浮き外周側が天板２に接するように（断面が下方凹形状となるように）反る。このように、底面が反っている負荷鍋１を誘導加熱する場合において、サーミスタ４１は、加熱コイル３上部でサーミスタ９（感熱素子）より加熱コイル３の外周側であってサーミスタ９の位置より加熱コイル３の発生する磁界強度の大きい位置に配設していることから、負荷鍋１の底面と天板２の距離（浮き）のより小さくかつ負荷鍋１のより高温となる位置にサーミスタ４１が配置されるので、より高感度に負荷鍋１の温度を測定することができる。

以上によって、外乱光により、赤外線検知素子５を使用した沸騰検知動作をすることができず、かつ負荷鍋１が反っているためサーミスタ５により沸騰動作が十分行えない場合の沸騰検知動作を改善するができるため、使い勝手または安全性が向上する。

（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４の構成を示したもので、実施の形態３との相違点についてのみ説明する。

図５において、鍋反り判定手段４４が設けられており、鍋反り判定手段４４は、第２の温度検知手段１０の出力する温度情報（検知温度）と第３の温度検知手段４２の出力する温度情報（検知温度）を入力して、双方の検知する温度の差に基づき、負荷鍋１の反りを複数段階（例えば３段階）で判定し、第２の沸騰検知手段１１の加熱継続時間に対して補正を行う（変更する）ものである。すなわち、当該温度差が大きければ、負荷鍋１の底面の反りが大きいと判断して、図２の待機時間を短縮する。

以上によって、第２の沸騰検知手段１１は、負荷鍋１の底面が反っている場合にも、より正確に沸騰が検知できる。

（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５の構成を示したもので、実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

図６において、第２の温度検知手段１０により、天板２が第１の所定温度以上で、第１の温度より高い第２の温度以下の比較的低い高温状態であって、使用者が待機可能な時間待機すれば沸騰検知を行える状態（例えば８０℃以上１００℃以下）にある場合、加熱制御手段８は、第１の加熱遅延手段４５の出力を入力し、第２の温度検知手段１０の検出する温度が、所定の温度（例えば６０℃）に低下するまで、操作スイッチ１２ｂによる「湯沸かし命令」の実行を禁止し、低下してから誘導加熱を開始するものである。この場合には、使用者に当該待機中にその旨の報知を行わない。このようにすることで、負荷鍋１に与えた加熱電力に対応した温度変化を適切に測定でき沸騰検知動作を適切に行うとともに、使用者を惑わせるような報知をすることがないので使い勝手を向上させることができる。

また、第２の温度検知手段１０により、天板２が前記第２の温度以上の温度である第３の所定温度以上となり、相当高い高温の状態であり、長時間待機しなければ沸騰検知を行える状態とならないと予想される場合（例えば１２０℃以上）、には、操作スイッチ１２ｂによる「湯沸かし命令」の実行を禁止し、誘導加熱を開始しないようにするとともに、表示部１３により「湯沸かし命令」の実行ができない旨の表示又は音声による報知を行う。これによりしばらく待機してもらう必要があるということを使用者に対して適切に伝達することができる。

以上によって、調理を行った後天板２が高温状態（例えば８０℃以上１００℃以下）にある場合に、湯沸かしを行う場合にも、精度よく沸騰検知が行え、天板２が長期間待機する必要があるような高温状態にある場合（例えば１２０℃以上）には加熱を禁止すると共に使用者に沸騰検知動作を行うことができない旨の表示をすることができるので安全性を確保するとともに使い勝手が向上する。

（実施の形態６）
図７は本発明の実施の形態６の構成を示したもので、実施の形態１との相違点についてのみ説明する。

図において、第２の温度検知手段１０により、天板２が高温状態（例えば８０℃以上）にある場合、第２の加熱遅延手段４６は天板２が高温状態にある旨の信号を出力する。加熱制御手段８は、第２の加熱遅延手段４６が天板２が高温状態にある旨の信号を出力すると、操作スイッチ１２ｂによる「湯沸かし命令」が入力されても所定の時間（例えば６０秒）誘導加熱を停止し、その後「湯沸かし命令」を実行するものである。これにより、停止期間中における第１又は第２の温度検知手段の検知する温度情報により負荷鍋１の水に関する情報を得ることができ、これに基づき沸騰検知シーケンスを補正して沸騰検知動作を行うことができる。

以上によって、調理を行った後、天板の温度が高い場合にも、一定時間後には、湯沸かし検知動作を行うことができ、使い勝手が向上する。

（実施の形態７）
本実施の形態における構成を図８に示す。本実施の形態においては、負荷鍋１内に、水と米を入れて炊飯動作を行うことのできる誘導加熱調理器を示す。本実施の形態において、実施の形態１と異なるのは、第１の沸騰検知手段７（図１）を第１の炊飯完了検知手段１４と、第２の沸騰検知手段１１（図１）を第２の炊飯完了検知手段１５とした点である。

操作スイッチ１２ｃは負荷鍋１内に入れられた水と米を炊きあげる動作をおこない炊きあげ動作の完了を検知するとその旨を使用者に報知するとともに保温動作（出力を所定レベルまで低下させる）をおこなう自動炊飯シーケンスを開始するための「炊飯命令」を入力する自動炊飯キーである。

炊飯動作は、赤外線検知素子５及び第１の炊飯完了検知手段１４による測定値に基づく第１のシーケンスと、サーミスタ９及び第２の炊飯完了検知手段１５による測定値に基づく第２のシーケンスが、上記炊飯命令により開始され実行される。通常は、第１のシーケンスが実質的に働く。第１のシーケンスにおいては、炊飯動作開始から負荷鍋１の温度変化が所定値以内となったことを検知して水が沸騰したと判断される時間が経過したときの負荷鍋１温度を第１の温度検知手段６により測定し（Ｔ４、例えば１００℃）、水がなくなってその温度Ｔ４が上昇し温度Ｔ５（例えば１３０℃）に到達した時点において炊飯が終了したと判定する。

第２のシーケンスにおいては、第２の炊飯完了検知手段１４の測定結果が、所定温度（Ｔ６、例えば１３０℃）を超えると、沸騰していた水がなくなり温度上昇をしていると推定し、炊飯が完了したと判定する。そして、いずれかのシーケンスで水の沸騰状態が検知されると、あるいはその後の出力の抑制動作が行われると他のシーケンス動作は停止される。

以上により、通常時において赤外線検知素子５により炊飯開始後の沸騰および炊飯による水分の蒸発によりなくなったことを精度良く検知するので負荷鍋１の中に入れられた炊飯の完了を検知して使い勝手を良くするとともに、外乱光によりその赤外線検知素子５が影響を受けて、負荷鍋１の温度が安定したということを判定できない場合でも、感熱素子であるサーミスタ９が炊飯完了検知動作をおこなうので不必要な加熱動作が継続するのを防止することができる。

なお、加熱制御手段８が、第１の温度検知手段６の測定する温度と第２の温度検知手段１０の測定する温度とに基づきインバータ４の出力電力を制御する第１及び第２のシーケンスを沸騰検知及び炊飯完了検知手段の実行するシーケンスとして説明したが、これに限定されるものではなく同様に、負荷鍋１の温度を赤外線検知素子と感熱素子により検知してインバータの出力を制御する制御手段として適用することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、赤外線検知素子により、応答性の良い負荷鍋の温度制御ができるとともに、外乱光により、赤外線検知素子による負荷鍋の温度検知ができない場合においても、感熱素子により天板の温度を受熱して負荷鍋の温度制御を行うので、誘導加熱調理器の負荷鍋内の水の沸騰検知制御等さまざまな負荷鍋の温度制御の用途にも利用できる。

本発明の実施の形態１の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１の動作を示すフローチャート本発明の実施の形態２における動作を示すフローチャート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ブロック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ブロック図本発明の実施の形態５における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図本発明の実施の形態６における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図本発明の実施の形態７における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図

符号の説明

１負荷鍋
２天板
３加熱コイル
４インバータ
５赤外線検知素子
６第１の温度検知手段
７第１の沸騰検知手段
８加熱制御手段
９サーミスタ（感熱素子）
１０第２の温度検知手段
１１第２の沸騰検知手段
１４第１の炊飯完了検知手段
１５第２の炊飯完了検知手段
４１第２のサーミスタ（第２の感熱素子）
４２第３の温度検知手段
４３第３の沸騰検知手段（第３の出力制御手段）

Claims

負荷鍋を載置するとともに赤外線を透過する天板と、前記負荷鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記負荷鍋底面から放射される赤外線を検知すべく前記天板下方に配設された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子の出力に基づき前記負荷鍋底面の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記天板下面から熱を受けるべく配設された感熱素子と、前記感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段が検知する温度の時間経過に対する変化が所定値以内である場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第１の調理シーケンスを実行する第１の沸騰検知手段及び加熱開始から第１所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度と前記第１所定時間経過してから第２所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度の温度差を測定し、前記第２所定時間経過後前記温度差が大きいほど短くなるように設定される待機時間加熱を継続する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第２の調理シーケンスを実行する第２の沸騰検知手段を有する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、使用者の選択する同一の調理実行命令に基づき前記第１の調理シーケンスと前記第２の調理シーケンスを並行して実行するとともに、前記第１または第２の調理シーケンスのいずれか一方の調理シーケンスの実行が終了すると他方の調理シーケンスの実行を停止する誘導加熱調理器。
負荷鍋を載置するとともに赤外線を透過する天板と、前記負荷鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記負荷鍋底面から放射される赤外線を検知すべく前記天板下方に配設された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子の出力に基づき前記負荷鍋底面の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記天板下面から熱を受けるべく配設された感熱素子と、前記感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段が検知する温度の時間経過に対する変化が所定値以内である場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定後、沸騰時に前記第１の温度検知手段が検知する温度より所定温度高くなったことを検知する場合に前記負荷鍋に収容された米の炊飯の完了を検知し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第１の調理シーケンスを実行する第１の炊飯完了検知手段及び前記第２の温度検知手段が検知する温度が所定温度を超えたことを検知する場合に前記炊飯の完了を検知し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第２の調理シーケンスを実行する第２の炊飯完了検知手段を有する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、使用者の選択する同一の調理実行命令に基づき前記第１の調理シーケンスと前記第２の調理シーケンスを並行して実行するとともに、前記第１の調理シーケンスにおいて前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定するかまたは前記炊飯の完了を検知すると前記第２の調理シーケンスを停止し、前記第２の調理シーケンスにおいて前記炊飯の完了を検知すると前記第１の調理シーケンスの実行を停止する誘導加熱調理器。
赤外線検知素子を加熱コイルの中央近傍下部に配置し、感熱素子を前記加熱コイル上部で赤外線検知素子より前記加熱コイル外周側に配設した請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
負荷鍋を載置するとともに赤外線を透過する天板と、前記負荷鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記負荷鍋底面から放射される赤外線を検知すべく前記天板下方に配設された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子の出力に基づき前記負荷鍋底面の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記天板下面から熱を受けるべく配設された感熱素子と、前記感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記感熱素子の位置より前記加熱コイル外周側であって前記感熱素子の位置より前記加熱コイルの発生する磁界強度の大きい位置に前記天板下面から熱を受けるべく配設された第２の感熱素子と、前記第２の感熱素子の出力に基づき前記負荷鍋の温度を検知する第３の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段が検知する温度の時間経過に対する変化が所定値以内である場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第１の調理シーケンスを実行する第１の沸騰検知手段、加熱開始から第１所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度と前記第１所定時間経過してから第２所定時間経過したとき前記第２の温度検知手段が検知する温度の温度差を測定し、前記第２所定時間経過後前記温度差が大きいほど短くなるように設定される待機時間加熱を継続する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第２の調理シーケンスを実行する第２の沸騰検知手段及び加熱開始から第１所定時間経過したとき前記第３の温度検知手段が検知する温度と前記第１所定時間経過してから第２所定時間経過したとき前記第３の温度検知手段が検知する温度の温度差である第２の温度差を測定し、前記第２所定時間経過後前記第２の温度差が大きいほど短くなるように設定される第２の待機時間加熱を継続する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定し、前記インバータの出力電力を抑制するかまたは前記インバータの動作を停止する第３の調理シーケンスを実行する第３の沸騰検知手段を有する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、使用者の選択する同一の調理実行命令に基づき前記第１の調理シーケンス、前記第２の調理シーケンス及び前記第３の調理シーケンスを並行して実行するとともに、前記第１の調理シーケンス、前記第２の調理シーケンスまたは前記第３の調理シーケンスのいずれかにより前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定すると他の調理シーケンスの実行を停止する誘導加熱調理器。
第２の沸騰検知手段は、第２所定時間経過後温度差が大きいほど短くなるように設定される待機時間加熱を継続する場合に負荷鍋内の水が沸騰したと判定することに代え、第２の温度検知手段が検知する温度が、前記温度差が大きいほど高くなるように設定される目標温度に到達する場合に前記負荷鍋内の水が沸騰したと判定する請求項１または４に記載の誘導加熱調理器。
第２の沸騰検知手段は、第２の温度検知手段が検知する温度と第３の温度検知手段が検知
する温度の差である第３の温度差が大きければ、待機時間を短縮する請求項４に記載の誘導加熱調理器。