JP4872822B2

JP4872822B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4872822B2
Application number: JP2007163499A
Authority: JP
Inventors: 敏弘慶島; 泰史森本; 博富永; 賢治渡辺
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: CN101690387B; JP2009004212A; HK1142474A1; WO2008155922A1; CN101690387A

Description

本発明は、調理容器を誘導加熱するとともに赤外線センサを用いて調理容器の温度を制御する誘導加熱調理器に関する。

近年、火を使わない調理器として誘導加熱調理器が広く普及している。この誘導加熱調理器は、加熱コイルの中央下方に赤外線センサを配置し、赤外線センサからの出力に応じて制御手段によりインバータ回路を制御して加熱コイルの出力を制御している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３８６６０号公報

しかしながら、上記構成の誘導加熱調理器においては、空の（被調理物が収容されていない）鍋等の調理容器を加熱すると、調理容器は、最も磁束密度が高く加熱時の発熱が大きい加熱コイル巻線の最外周と最内周の中間部の上方部分が急激に温度上昇するため、調理容器の高温部分に対する加熱出力制御の応答が遅れ、熱伝導が悪く熱容量の低い薄手のステンレス鍋等を調理容器として使用すると、鍋底が赤熱して鍋が変形したり、あるいは油等の少量の被調理物が高温となる場合があった。

赤外線センサを加熱コイルの中央でなく加熱コイル中間部や、あるいは加熱コイルの巻線内周近傍の調理容器の温度が測定できるように配置すれば上述した課題は解決できるが、赤外線センサは、比較的調理容器の温度が上がりやすいところに配置するので、例えば、空焼き時の調理容器からの輻射熱や、コイルやフェライトなどの周囲の発熱部品からの輻射熱、伝導熱を受け、赤外線センサが耐熱温度的に厳しくなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、赤外線センサへの熱影響を低減した誘導加熱調理器を提供することを目的としている。

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、外郭を構成する本体と、該本体の上部に取り付けられ調理容器を載置するためのトッププレートと、前記トップププレートに対向して前記トッププレートの下方に設けられ交流磁界を発生して調理容器を誘導加熱するための加熱コイルと、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、前記加熱コイルの下方に設けられ調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、調理容器から放射される赤外線が透過できるように前記トッププレートに形成された赤外線入射領域を介して調理容器からの赤外線を前記赤外線センサに導き、前記コイルベースに固定又は一体的に形成された樹脂製の導光部と、前記赤外線センサの出力信号に基づいて前記加熱コイルの出力を制御する制御手段とを備え、前記導光部は、下方に突出して形成された導光筒及び前記導光筒と前記樹脂で一体的に形成された周囲の外壁を有し、前記導光筒と外壁との間に、下方に開口した隙間を設け、前記導光筒は前記隙間の上端で前記外壁と一体となり、前記導光筒の下端開口に対向して前記赤外線センサに前記赤外線を集光するための赤外線集光レンズを配置したものである。

これによって、鍋、コイル、フェライト等周囲の発熱部品からの輻射熱や伝導熱が直接センサに届かないよう、周囲の隙間が断熱層として作用するので、センサが高温になるのを防ぐことができる。また、２重の円筒形状になるので、強度的にも強くなり、センサと導光筒の垂直度も向上し、センサの検知精度が良化することができる。

本発明によれば、下方に突出して形成された導光筒及び前記導光筒と前記樹脂で一体的に形成された周囲の外壁を有し、前記導光筒と外壁との間に、下方に開口した隙間を設け、前記導光筒は前記隙間の上端で前記外壁と一体となり、前記導光筒の下端開口に対向して前記赤外線センサに前記赤外線を集光するための赤外線集光レンズを配置したことにより、鍋、コイル、フェライト等周囲の発熱部品からの輻射熱や伝導熱が直接センサに届かないよう、周囲の隙間が断熱層として作用するので、センサが高温になるのを防ぐことができる。また、２重の円筒形状になるので、強度的にも強くなり、センサと導光筒の垂直度も向上し、センサの検知精度が良化する。

第１の発明は、外郭を構成する本体と、該本体の上部に取り付けられ調理容器を載置するためのトッププレートと、前記トップププレートに対向して前記トッププレートの下方に設けられ交流磁界を発生して調理容器を誘導加熱するための加熱コイルと、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、前記加熱コイルの下方に設けられ調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、調理容器から放射される赤外線が透過できるように前記トッププレートに形成された赤外線入射領域を介して調理容器からの赤外線を前記赤外線センサに導き、前記コイルベースに固定又は一体的に形成された樹脂製の導光部と、前記赤外線センサの出力信号に基づいて前記加熱コイルの出力を制御する制御手段とを備え、前記導光部は、下方に突出して形成された導光筒及び前記導光筒と前記樹脂で一体的
に形成された周囲の外壁を有し、前記導光筒と外壁との間に、下方に開口した隙間を設け、前記導光筒は前記隙間の上端で前記外壁と一体となり、前記導光筒の下端開口に対向して前記赤外線センサに前記赤外線を集光するための赤外線集光レンズを配置したとすることにより、鍋、コイル、フェライト等周囲の発熱部品からの輻射熱や伝導熱が直接センサに届かないよう、周囲の隙間が断熱層として作用するので、センサが高温になるのを防ぐことができる。また、２重の円筒形状になるので、強度的にも強くなり、センサと導光筒の垂直度も向上し、センサの検知精度が良化することができる。

第２の発明は、外郭を構成する本体と、該本体の上部に取り付けられ調理容器を載置するためのトッププレートと、前記トップププレートに対向して前記トッププレートの下方に設けられ交流磁界を発生して調理容器を誘導加熱するための加熱コイルと、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、前記加熱コイルの下方に設けられ調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、調理容器から放射される赤外線が透過できるように前記トッププレートに形成された赤外線入射領域を介して調理容器からの赤外線を前記赤外線センサに導き、前記コイルベースに固定又は一体的に形成された樹脂製の導光部と、前記赤外線センサの出力信号に基づいて前記加熱コイルの出力を制御する制御手段とを備え、前記導光部は、下方に突出して形成された導光筒及び周囲の外壁を有し、前記導光筒と外壁との間に、下方に開口した隙間を設け、前記導光筒の下端開口に対向して前記赤外線センサに前記赤外線を集光するための赤外線集光レンズを配置した誘導加熱調理器であって、前記下端開口に対向するように前記赤外線センサを保持し、前記赤外線センサを囲って収納するセンサケースを備え、前記センサケースは前記下端開口に対向するケース開口を有し、前記ケース開口周囲を導光部の外壁に当接させたとすることにより、開口からセンサケース内に導かれる光は、導光筒を経路とするもののみとなり、外乱光に対して強くなる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記制御手段を、前記赤外線センサが受光する赤外線の出力信号の増加量が所定以上となると前記加熱コイルの出力を抑制したとすることにより、断熱層となる隙間が存在するので、導光筒内や赤外線センサ近傍の温度が急激に変化しにくくなり、センサの動作も安定しやすくなる。

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は本発明の第１の実施の形態の誘導加熱調理器Ｃの概略断面図であり、図１に示されるように、本発明にかかる誘導加熱調理器Ｃは、外郭を構成する本体２と、本体２の上部に取り付けられ鍋等の調理容器Ｐが載置されるトッププレート４と、トッププレート４の下方に設けられ高周波磁界を発生させる略円盤状の加熱コイル６とを備えている。

トッププレート４は光を透過する結晶化セラミック等の絶縁体を材料として板状に形成され、その裏面または表面に加熱コイル６上面に対向した円形状の領域が表示されるように印刷膜７ａ（図６参照）を形成することにより調理容器Ｐを載置する範囲が表示された加熱部５が設けられる（図２参照）。加熱部５の領域を表示する印刷抜き部４ｃは、印刷膜７ａが形成されていない部分により所定幅の線で円形に形成されており、印刷膜７ａの外側（下面）の層には、光透過率が略ゼロの黒色の遮光層７ｂ（図６参照）が印刷により形成されている。なお、線状の印刷抜き部４ｃを周囲と異なる色としても良い。例えば、図２に示すように加熱コイル６上部に印刷膜７ａで形成された円形状の印刷部４ｄ及び加熱コイル６上部以外の印刷部４ｅを銀色とし、印刷抜き部４ｃに透明または半透明の黒色、茶色等の印刷膜を形成してもよい。また、加熱コイル６の外周より外側（横方向）に放射状で所定の長さのスリット部４ｆを複数設け、加熱部５の領域を表示してもよい。スリット部４ｆを光透過可能に形成し、またはトッププレート４の加熱コイル６周囲を光透過可能に構成し、その下方に環状で線状の発光体（図示せず）を設け、スリット部４ｆまたは加熱コイル６周囲で発光させて加熱部５の領域を表示してもよい。印刷部４ｄ、印刷抜き部４ｃ、スリット４ｆの形状は、いずれも加熱部５の範囲を表示するものであり、任意に１つ以上選択して加熱部５の範囲を表示してよい。

加熱部５を表示するトッププレート４裏面の印刷部４ｄの一部には印刷膜７ｄが設けられていない印刷抜き部で赤外線センサ表示窓４ｇ（図２参照）が形成されており、その平面形状は略長方形となっている。赤外線センサ表示窓４ｇは、その範囲内（内側）に後述する第１の導光筒４２ａ（図６参照）の上端の開口部に対向する領域であって調理容器Ｐから放射され赤外線センサ１０が受光する赤外線の入射領域である赤外線入射領域４ａと、後述する発光体１１から出射された光が視認できる範囲である発光領域４ｂとが含まれるように形成されている。なお、赤外線センサ表示窓４ｇは、外側から見て内部が見えにくくするための例えば白色、茶色等の半透明の印刷膜（図示せず）を設けても良い。また、赤外線センサ表示窓４ｇ全体を赤外線が透過できるようにしても良い。また、赤外線センサ表示窓４ｇ内の一部においてトップププレート４下面に遮光層７ｂを設けてもよい。例えば、赤外線入射領域４ａ及び発光体１１から出射された光の発光領域４ｂ以外の赤外線センサ表示窓４ｇの領域内の光の透過を、遮光層７ｂを設けることにより、赤外線センサ１０への外乱光の侵入を抑制することができる。

赤外線センサ表示窓４ｇの領域内において、第２の導光部４２ｂの端部の発光が視認できる領域である発光領域４ｂの手前側には「ＳＥＮＳＯＲ」の文字が表示され、ユーザは赤外線センサ表示窓４ｇが赤外線センサ１０による温度測定用の領域を示す窓であること及び発光領域４ｂが調理容器Ｐで覆うべき領域であることを容易に認識することができる。また、「ＳＥＮＳＯＲ」の文字を覆うようにすればさらに確実に赤外線入射領域４ａを調理容器Ｐの底面で覆うことができ赤外線センサ１０により調理容器Ｐの温度測定の精度を高めることができる。

加熱コイル６は耐熱樹脂等で形成されたコイルベース８に載置され、複数の棒状のコイルホルダ９が加熱コイル６の外周部でコイルベース８に螺着されることでコイルホルダ９の先端部により加熱コイル６の内周部が押さえられて保持されており、コイルベース８の下方には、加熱コイル６の中心から手前側（調理人側から見て、以下同様）に位置する調理容器Ｐ底部の温度を検知する赤外線センサ１０とトッププレート４に向かって光を出射する発光体１１とが設けられ、赤外線センサ１０と発光体１１は基板（印刷配線板）１２上に設置され他の電気部品と電気的に接続している。

トッププレート４の赤外線入射領域４ａ（図６参照）は、加熱コイル６の内縁部の内側近傍において発光領域４ｂに対して加熱コイル６の径方向内側で加熱コイル６の中心とは異なる部位に対向するように設けられており、赤外線センサ１０は赤外線入射領域４ａの真下に位置している。

なお、加熱コイル６を内コイルと外コイルの分割巻き構成とし、赤外線入射領域４ａ及び発光領域４ｂを加熱コイル６の外縁部の内側で、内コイルと外コイルとの間の直下に配置することもできる。

また、赤外線センサ１０の上方には可視光の透過を抑制するための平板状のフィルタ１４が設けられるとともに、赤外線センサ１０の周囲にも可視光の透過を抑制するための側壁１６が設けられている。フィルタ１４は、赤外線センサ１０の周囲を囲繞する側壁１６を介して基板１２上の赤外線センサ１０を覆うように基板１２上に取り付けられており、赤外線センサ１０の真上に位置するフィルタ１４には赤外線センサ１０の視野を絞る、すなわち調理容器Ｐから放射され赤外線入射領域４ａから第１の導光筒４２ａ内面で反射せず直接赤外線センサ１０に入射する赤外線の量を増加させるための凸レンズ１８が一体的に形成されている。

また、基板１２上には赤外線センサ１０からの出力信号を増幅する増幅器（図示せず）等も設けられ、赤外線センサ１０からの出力信号は増幅器で増幅されて、コネクタ２０に接続されたリード線２２と、増幅された赤外線センサ１０の出力信号を調理容器の温度に換算する温度換算手段２４ｂを介して制御手段２４ａに接続されている。制御手段２４ａと温度換算手段２４ｂは制御基板２４上で構成されている。なお、温度換算手段２４ｂは基板１２上に構成してもよい。さらに、制御基板２４の前方には加熱調理器Ｃを操作する操作パネル２８が設けられている。

また、赤外線センサ１０と発光体１１を載置する基板１２はアルミニウム、非磁性ステンレスまたは鉄板等の金属で形成された金属ケース２６に収容されており、金属ケース２６の上面における赤外線センサ１０の受光面と発光体１１の光の出射面に対向する部分には調理容器Ｐからの赤外線を通過させるとともに発光体１１から出射された光を通過させるための開口部２６ｃが形成されている。第１の導光筒（第１の導光部）４２ａの下端は、金属ケース２６の上面より下方に位置し、フィルタ１４に近接するようにして赤外線入射領域４ａからの赤外線が赤外線センサ１０に入射される比率を高めている。また、開口部２６ｃ周囲の金属ケース２６の上面が、金属ケース２６が固定される導光筒保持部材（導光部保持部材）４０の下面に密着して金属ケース２６と導光筒保持部材４０の間の隙間から光が侵入しないようになっている。金属ケース２６は、金属ケース上２６ａと金属ケース下２６ｂとを嵌合させることにより組み立てられる。金属ケース上２６ａと金属ケース下２６ｂは、それぞれ金属板を折り曲げて形成されている。また、金属ケース上２６ａの一部を外側に折り曲げて固定片２６ｄを形成している。また、金属ケース上２６ａの一部が内側に折り曲げられた係止片（図示せず）に、基板１２が螺着され固定されている。

また、発光体１１から出射された光が通過するトッププレート４の一部はユーザが発光体１１の光を視認できる領域である発光領域４ｂ（図６参照）となっており、発光領域４ｂは発光体１１の真上に位置し、ユーザが手前側から斜視すると視差により発光体１１の真上から手前側に位置することになり、赤外線入射領域４ａと隣接して赤外線入射領域４ａの手前側に設けられている。なお、トッププレート４の発光領域４ｂに光拡散層を印刷し、発光体１１からの光を下方から照射してもよい。

操作パネル２８を操作して加熱操作が指示されると、赤外線センサ１０からの出力信号は温度換算手段２４ｂにより調理容器Ｐの温度に換算されるが、温度換算手段２４ｂを設けることなく赤外センサ１０の出力信号を温度情報として制御手段２４ａに直接出力するようにしてもよい。換算された温度または赤外センサ１０の出力信号に基づいて制御手段２４ａは加熱コイル６に高周波電力を供給するインバータ電源３０を制御し、調理容器Ｐの温度を所定の温度または所定の温度以下に調節する。

図２及び図３に示されるように、コイルベース８に載置し保持された加熱コイル６の上方には、上から順に厚みが０．５〜１．５ｍｍ程度のアルミニウム製の板で形成され、アルミニウム製の調理容器Ｐを加熱した場合に調理容器Ｐに働く浮力を低減するための浮力低減板３２と、厚みが略２ｍｍでセラミックファイバー製の断熱材である断熱シート３４と、厚みが略０．５ｍｍの電気絶縁板であるマイカ板３６が載置されており、コイルベース８の下面には、加熱コイル６からその裏面側への磁束を加熱コイル６近傍に集中するための放射状に延びる複数のフェライトコア３８が所定の間隔で取り付けられている。これらのフェライトコア３８の一部（後述）を除く殆どは側面視でＵ字状を呈し、その両端部は上方に折曲され、外端部は加熱コイル６の径方向外側に位置する一方、内端部は加熱コイル６の径方向内側に位置している。

また、コイルベース８の下面には樹脂製の導光筒保持部材４０が取り付けられており、この導光筒保持部材４０に形成された金属ケース固定部４０ｅ（図５参照）に上述した赤外線センサ１０が収容された金属ケース２６の固定片２６ｄを螺着することにより金属ケース２６は導光筒保持部材４０に取り付けられている。このとき、開口部２６ｃに導光筒（導光部）４２の下端を挿入し、導光筒４２の外壁４０ｆの下端と円環部４０ａの下面と、金属ケース２６の上面が密着することにより、開口部２６ｃから金属ケース２６内に導かれる光は導光筒４２を経路とするもののみとなる。

以下、導光筒保持部材４０の構成について図４及び図５を参照しながら説明する。

導光筒保持部材４０は所定の幅で環状に形成され加熱コイル６の下面に上面が当接する円環部４０ａを有している。円環部４０ａの下面の幅中間部には垂直下方に向かって設けられた凸状の補強リブ４０ｈが一体的に形成される。円環部４０ａの前部の内周側には導光筒４２、金属ケース固定部４０ｅ、及び導光筒外壁４０ｆが一体的に形成される。円環部４０ａの前部で導光筒４２の前方には外側径方向に所定の幅で配線係止部４０ｃが突設され、その先端近傍に配線係止片４０ｄが断面Ｌ形に一体的に形成される。円環部４０ａの下面には金属ケース固定部４０ｅが導光筒４２の近傍に下方に向け突設され、また導光筒保持部材固定部４０ｇが３箇所分散して設けられている。円環部４０ａの後部には第１のサーミスタ保持部材４４が垂直方向に一体的に形成されている。また、円環部４０ａの中央部、すなわち導光筒４２と第１のサーミスタ保持部材４４との間で、加熱コイル６の中心部の直下の位置には第２のサーミスタ保持部材５１の下部を覆う第２のサーミスタカバー４６が第２のサーミスタカバー４６と円環部４０ａとを連結する連結部材４８とともに一体的に形成されている。第１及び第２のサーミスタ保持部材４４、４６には第１及び第２のサーミスタ５０、５２がそれぞれソレノイドコイル状に形成されたコイルスプリング５３、５５とともに収容され（図１参照）、第１及び第２のサーミスタ５０、５２は、赤外線センサ１０と同様、コネクタ（図示せず）に接続されたリード線（図示せず）を介して制御手段２４ａに接続されている。

なお、第１及び第２のサーミスタ５０、５２は調理容器Ｐの温度を熱伝導で検知する温度検知手段で、第１及び第２のサーミスタ保持部材４４、５１にそれぞれ収容された第１及び第２のサーミスタ５０、５２はコイルスプリング５３、５５によりトッププレート４に向かって付勢されている。第２のサーミスタ保持部材５１は、コイルベース８及び連結部材４９とともに樹脂で一体に成型され保持されるとともに、第２のサーミスタカバー４６により下部を覆われ、冷却風が第２のサーミスタ保持部材５１の下面のサーミスタ５２の係止部を係止するための穴から第２のサーミスタ保持部材５１内に入り込み第２のサーミスタ５２を冷却しないようにしている。また、赤外線センサ１０の方がサーミスタ５０、５２より過渡的な温度応答性に優れていることから、例えば、炒め物調理のように油量が少ない調理の場合において調理容器Ｐ底面が急激に温度上昇するようなときでも、赤外線センサ１０の出力に応じて調理容器Ｐの底面の温度を高感度に測定でき、加熱コイル６の出力は油発火等が起こる直前に素早く低減されるとともに、野菜などの被調理物が投入され調理容器Ｐの温度が低下すると素早く出力を回復されるように制御される。しかしながら、赤外線センサ１０の上方に調理容器Ｐが載置されていない等の理由で赤外線センサ１０で調理容器Ｐの温度を検知できない場合や、赤外線センサ１０が故障した場合のバックアップとして加熱コイル６の中心より後方の位置にサーミスタ５０は設けられ、揚げ物調理時の油温自動設定の際の温度調整用として加熱コイル６中央のサーミスタ５２は設けられている。

導光筒保持部材４０の円環部４０ａの内縁部には上方に向かって凸状のリブ４０ｂが一体的に形成されており、このリブ４０ｂがコイルベース８の裏面に接着剤によって接着保持された複数のフェライトコア３８の内端面に沿うように挿入され、導光筒保持部材４０の円環部４０ａに複数設けられた導光筒保持部材固定部４０ｇがコイルベース８に螺着されることで、フェライトコア３８の内端部底面及び側面は導光筒保持部材４０により保持及び位置規制されている。したがって、導光筒保持部材４０はフェライトコアの機械的保持部材としての機能も果たしている。

なお、導光筒４２と第１のサーミスタ保持部材４４はその一部がリブ４０ｂの外側に位置しているので、導光筒４２と第１のサーミスタ保持部材４４に対応するフェライトコア３８の内端部は導光筒４２と第１のサーミスタ保持部材４４と干渉しないように切り欠かれており、内端部が切り欠かれたフェライトコア３８は他のフェライトコア３８より短く、側面視でＬ字状を呈している。図３に示されるように、導光筒４２と第１のサーミスタ保持部材４４の上方に位置する浮力低減板３２、断熱シート３４及びマイカ板３６の一部は、少なくとも調理容器Ｐから導光筒４２の上部開口を通り赤外線センサ１０に入射する赤外線を遮断しないように、第１及び第２のサーミスタ５０、５２が貫通してトッププレート４裏面に接触できるように切り欠かれている。

また、導光筒４２は断面外形が楕円形に形成されており、その内部は２分されて、加熱コイル６の中心側に調理容器Ｐから放射される赤外線を赤外線センサ１０に導くための第１の導光筒４２ａが形成されるとともに、第１の導光筒４２ａに対して加熱コイル６の外縁側近傍に位置し、さらに加熱コイル６の中心より手前側に発光体１１から出射される光をトッププレート４に向かって導くための第２の導光筒（第２の導光部）４２ｂが形成されている。したがって、赤外線センサ１０と発光体１１を収容した金属ケース２６は、赤外線センサ１０と発光体１１が第１の導光筒４２ａと第２の導光筒４２ｂの下端開口部にそれぞれ対向するように導光筒保持部材４０に螺着されている。

なお、導光筒４２の上端部には上方に延びる馬蹄形のリブ４２ｃが導光筒４２の上端部外周に沿って形成されその外側に所定幅の段部４２ｄが配設されており、第２の導光筒４２ｂの内部には発光体１１から出射される光をトッププレート４近傍に効率的に導き発光させて視認しやすくするための導光体５６が収容されている。図３に示すマイカ板３６は、加熱コイル６の上に固定される際、マイカ板３６に設けられた穴３６ａにリブ４２ｃが嵌め込まれ図６に示すように段部４２ｄの上に穴３６ａの周囲の縁部が載置される。同様に半球容器状の第２のサーミスタ保持部材５１の上端部において上方に延びる略環状のリブ５１ａとその外側の段部５１ｂが形成されており、マイカ板３６は、穴３６ｂにリブ５１ａが嵌入され、穴３６ｂの周囲の縁部が段部５１ｂに載置される。冷却ファン（図示せず）により送風される冷却風Ａは、図６に示すように加熱コイル６の中央下方から送り込まれマイカ板３６の下面に当たりマイカ板３６の下面に沿って加熱コイル６の上面との間の隙間を放射状に流れる。冷却風Ａは、断熱材３４やトッププレート４に直接触れることなくマイカ板３６の下面と加熱コイル６の上面を通過するので、効率よく加熱コイル６を冷却することができる。また、マイカ板３６が段部４２ｄを含む導光筒４２の上端面に載置されるので、高温の冷却風Ａが第１の導光筒４２ａの内部に送り込まれる経路を遮断する。したがって、冷却風Ａが赤外センサ１０の周辺に吹き付けられることにより赤外線センサ１０の温度を許容温度以上に上昇させるのを防止することができる。

図５及び図６に示されるように、導光体５６は円柱状に形成されており、その下部には第２の導光筒４２ｂの下端部に形成された一対の切欠４２ｆに嵌入し導光体５６を第２の導光筒４２ｂに係止するための一対の係止片５６ａが一体的に形成されている。この導光体５６は、金属ケース２６を導光筒保持部材４０に取り付ける前に第２の導光筒４２ｂに下方から挿入される。

また、図５及び図６、図７に示されるように、導光部４２は下方に突出して形成された導光筒４２ａ及び外壁４０ｆを有し、導光筒４２ａと外壁４０ｆとの間に下方に開口した隙間４２ｇなる断熱層を設け、導光筒４２ａの下端開口に対向して赤外線集光レンズ１８を配置している。

以上のように構成された誘導加熱調理器Ｃについて、以下その動作、作用を説明する。

食材を調理容器Ｐに入れて本発明にかかる誘導加熱調理器Ｃで調理するに際し、誘導加熱調理器Ｃの電源スイッチ（図示せず）を投入すると、発光体１１が発光してその出射光が導光体５６に導かれてトッププレート４の赤外線入射領域４ａの近傍（加熱コイル６の中心より手前側で赤外線入射領域４ａに対して加熱コイル６の径方向外側、本実施の形態では、加熱コイル６の中心を通り本体２の前面と直交する線上）の発光領域４ｂに照射される。したがって、ユーザは赤外線入射領域４ａに対して加熱コイル６の径方向外側に設けられた発光領域４ｂの発光を視認することができ、発光領域４ｂを塞ぐように調理容器Ｐをトッププレート４上に載置すれば赤外線センサ１０が調理容器Ｐの底面から放射される赤外線を確実に受光することができる。

操作パネル２８を操作して加熱開始が指示されると、制御手段２４ａはインバータ電源３０を介して加熱コイル６に高周波電流を供給する。加熱コイル６に高周波電流が供給されると、加熱コイル６は交流磁界を発生し、調理容器Ｐは誘導加熱によって温度が上昇する。調理容器Ｐの温度が上昇すると、ステファン・ボルツマンの法則に示されるように、調理容器Ｐは一般にその絶対温度の４剰に比例した赤外線エネルギーを放射する。調理容器Ｐから放射された赤外線は、赤外線入射領域４ａと第１の導光筒４２ａ内部を通過し、赤外線センサ１０を覆うように設けられ不要な光を除去するためのフィルタ１４を透過して赤外線センサ１０に到達する。

また、調理容器Ｐの温度が高くなると、赤外線エネルギーを受けた赤外線センサ１０の出力信号は大きくなり、上述したように、この出力信号は増幅器により増幅されて温度換算手段２４ｂに入力され、温度換算手段２４ｂで赤外線センサ１０の出力信号を調理容器Ｐの温度に換算する。制御手段２４ａは、換算された調理容器Ｐの温度があらかじめ設定された所定の温度を超えるとインバータ電源３０から加熱コイル６に出力される高周波電流の供給を停止しあるいは高周波電流を低減するように調節する。

赤外線入射領域４ａは加熱コイル６の外縁部の内側で加熱コイル６の中心とは異なる部位に位置するように設けられた、第１の導光筒４２ａ上端の開口面に対向するように形成されるトッププレート４の部分である。第２の導光筒４２ｂで導かれた発光体１１の出射光を赤外線入射領域４ａより加熱コイル６の径方向外側で発光させ視認できるようにしたので、加熱コイル６の中心部上方より高温となる調理容器Ｐの部分が放射する赤外線を、赤外線センサ１０に入射させることができ、かつ調理容器Ｐの中心を加熱コイル６中心に対して、可能なだけ近づけて発光領域４ｂを調理容器Ｐの底面で覆うことができる。これにより、加熱コイル６と加熱容器Ｐの磁気結合を大きくしつつ、すなわち加熱効率を高めつつ赤外線入射領域４ａの上に調理容器Ｐ底面が位置するようにさせることができる。したがって、加熱効率を高くしながら赤外線センサ１０による調理容器Ｐの温度制御を確実に行うことが可能となり、調理容器Ｐの異常な発熱を抑制し安全性が向上するとともに、高温での調理を効率良く行うことができ使い勝手が向上する。

また、トッププレート４は赤外線入射領域４ａの少なくとも一部を取り囲む領域を表示する赤外線センサ表示窓４ｇを備え、発光体１１から出射された光は赤外線センサ表示窓４ｇの取り囲む領域内で視認できるようにしたので、ユーザは、発光体１１の発光領域４ｂでの発光の意味、発光しない赤外線入射領域４ａさらには赤外線センサ１０の存在を、赤外線センサ表示窓４ｇで発光体１１の光による発光部分４ｂと赤外線入射領域４ａを関連付けることにより、容易に認識することができる。

また、赤外線入射領域４ａを加熱コイル６の中心より手前側に位置させるようにしたので、赤外線入射領域４ａの近傍で加熱コイル６外縁側において発光させる発光体１１の光が、その上方に調理容器Ｐが位置していない場合に、調理人側から見て調理容器Ｐの側壁で隠れにくくなり、調理人がより容易に発光部分を視認することができる。

また、赤外線入射領域４ａを加熱コイル６の中心を通り本体前面と直交する線上に位置させるようにしたので、赤外線入射領域４ａの近傍で加熱コイル６外縁側において発光させる発光体１１の光が、その上方に調理容器Ｐが位置していない場合に、調理人側から見て調理容器Ｐの側壁で最も隠れにくくなり、調理人が最も容易に発光部分を視認することができさらに使い勝手を良くすることができる。

また、加熱コイル６の中心に対して赤外線入射領域４ａの反対側にトッププレート４の裏面温度を熱伝導で検知する第１の温度検知手段である第１のサーミスタ５０を設けると、熱コイル６中心上部の調理容器Ｐの温度より高温部を測定する赤外線センサ１０に加え、加熱コイル６中心上部より温度の高くなる調理容器Ｐの部分の温度を第１のサーミスタ５０で測定することになるので、赤外線センサ１０が故障した場合や、調理容器Ｐが赤外線入射領域４ａを適正に覆っていない場合等、赤外線センサ１０で調理容器Ｐの温度を検知できない場合でも、第１のサーミスタ５０で調理容器Ｐの温度を検知できるので、安全性及び使い勝手がさらに向上する。

また、加熱コイル６の略中心にトッププレート４の裏面温度を熱伝導で検知する第２の温度検知手段である第２のサーミスタ５２を設けると、調理容器Ｐの加熱コイル６中心の上方に位置する底面部分に比べより高温となる調理容器Ｐの部分を測定する赤外線センサ１０に加え、調理容器Ｐの温度の加熱コイルの中心に対する調理容器の中心位置のずれに対して最も安定的に調理容器Ｐの底面温度を第２のサーミスタ５２で測定することになるので、赤外線センサ１０に外乱光が入射した場合、赤外線センサ１０や温度換算手段２４ｂ等の赤外線センサ１０による温度測定回路が故障した場合、または調理容器Ｐが赤外線入射領域４ａを覆っていない場合等、赤外線センサ１０で調理容器Ｐの温度を検知できない場合でも、第２のサーミスタ５２で調理容器Ｐの温度を検知できるので、揚げ物調理時の油の温度などの安定温度を精度良く制御することができ、使い勝手がさらに向上する。加熱コイル６の中心に対して赤外線センサ１０の反対側に第１のサーミスタ５０をさらに設けることにより、外乱光が赤外線センサに入射した場合や調理容器の位置ずれが起きた場合の信頼性を高めることができる。

また、第１の導光筒４２ａ及び第２の導光筒４２ｂを樹脂で一体的に形成したので、第１導光筒４２ａと第２の導光筒４２ｂの相対的位置ずれがなく構成が簡素となり作製が容易である。

また、加熱コイル６を保持するための樹脂で形成されたコイルベース８と、第１の導光筒４２ａ及び第２の導光筒４２ｂと一体的に形成された導光筒保持部材４０をさらに備え、導光筒保持部材４０をコイルベース８に固定したので、加熱コイル６と導光筒４２との位置ずれの規制が容易で、コイルベース８を本体に組み込むと同時に第１の導光筒４２ａと第２の導光筒４２ｂを本体に組み込むことができ、赤外線センサ１０による測定及びその位置を示す発光領域４ｂを備えた調理容器Ｐの底面温度の測定構成が容易に実現できる。なお、第１の導光筒４２ａまたは第２の導光筒４２ｂは、コイルベース８と樹脂で一体的に成型してコイルベース８に固定してもよい。

また、導光体５６を第２の導光筒４２ｂに挿入したので、発光体１１からの光を赤外線入射領域４ａの近傍に効率よく導くことができ、かつ組立が容易である。

また、加熱コイル６の下方に設けられた複数のフェライトコア３８の端部を導光筒保持部材４０により保持したので、フェライトコア３８を機械的に保持すると同時に導光筒保持部材４０を加熱コイル６に固定することができ、構成が簡素である。

また、隙間４２ｇを設けているので、鍋、コイル、フェライト等周囲の発熱部品からの輻射熱や伝導熱が直接赤外線センサ１０に届かないよう、周囲の隙間４２ｇが断熱層として作用するので、赤外線センサ１０が高温になるのを防ぐことができる。なお、隙間４２ｇは必ずしも全周に設けなくてもよく、断熱したい必要な箇所にのみ設けても良い。あるいは、冷風で冷却されている箇所については、必ずしも、隙間４２ｇを設けて断熱する必要はない。

また、２重の円筒形状になるので、強度的にも強くなり、赤外線センサ１０との垂直度も出易くなり、センサの検知精度が高まる。

また、開口部２６ｃに導光筒（導光部）４２の下端を挿入し、導光筒４２の外壁４０ｆの下端と円環部４０ａの下面と、金属ケース２６の上面が密着することにより、隙間４２ｃを形成した、外壁４０ｆと円環部４０ａを利用することで、開口部２６ｃから金属ケース２６内に導かれる光は導光筒４２を経路とするもののみとなり、外乱光に対して強くなる。

また、制御手段は、センサが受光する赤外線の出力信号の増加量が所定以上となると加熱コイルの出力を抑制するようになっているが、特にこのような場合、断熱層となる隙間４２ｇが存在するので、導光筒４２ａ内や、赤外線センサ１０近傍の温度が急激に変化しにくくなり、センサの動作も安定しやすくなる。

上述したように、本発明にかかる誘導加熱調理器Ｃは、鍋等の調理容器Ｐから放射される赤外線の赤外線センサ１０への入射領域４ａを加熱コイル６の中心から異なる位置に配置することで、調理容器Ｐの高温部の温度を赤外線センサ１０により測定して感度良く調理容器Ｐの温度を制御することができるとともに、また、導光部は、樹脂製で下方に突出して形成された第１の導光筒を設け、前記導光筒と前記導光筒の周囲の外壁とで、下方に開口した隙間を設け、前記導光筒の下端開口面に対向して赤外線集光レンズを配置したことにより、鍋、コイル、フェライト等周囲の発熱部品からの輻射熱や伝導熱が直接センサに届かないよう、周囲の隙間が断熱層として作用するので、センサが高温になるのを防ぐことができる。また、２重の円筒形状になるので、強度的にも強くなり、センサと導光筒の垂直度も向上し、センサ精度が良化し、家庭用または業務用の誘導加熱調理器として有用である。

本発明に実施の形態１における誘導加熱調理器の概略断面図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器に設けられたトッププレートの部分平面図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の要部分解斜視図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器に設けられた導光筒保持部材の分解斜視図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器に設けられた導光筒保持部材を下から見た場合の分解斜視図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器に設けられた赤外線センサ近傍の部分拡大図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器に設けられた赤外線センサ近傍の部分断面図

符号の説明

２本体
４トッププレート
４ａ赤外線入射領域
４ｂ発光領域
４ｃ印刷抜き部
４ｄ印刷部
４ｆスリット部
４ｇ赤外線センサ表示窓
４ｅ印刷部
５加熱部
６加熱コイル
７ａ印刷膜
７ｂ遮光層
８コイルベース
９コイルホルダ
１０赤外線センサ
１１発光体
１２基板
１４フィルタ
１６側壁
１８レンズ
２０コネクタ
２２リード線
２４制御基板
２４ａ制御手段
２４ｂ温度換算手段
２６金属ケース
２６ａ金属ケース上
２６ｂ金属ケース下
２６ｃ開口部
２８操作パネル
３０インバータ電源
３２浮力低減板
３４断熱シート
３６マイカ板
３６ａ穴
３６ｂ穴
３８フェライトコア
４０導光筒保持部材（導光部保持部材）
４０ａ円環部
４０ｂリブ
４０ｃ配線係止部
４０ｄ配線係止片
４０ｅ金属ケース固定部
４０ｆ導光筒下部外壁
４０ｇ導光筒保持部材固定部
４０ｈ補強リブ
４２導光筒（導光部）
４２ａ第１の導光筒（第１の導光部）
４２ｂ第２の導光筒（第２の導光部）
４２ｃリブ
４２ｄ段部
４２ｆ切欠
４２ｇ隙間
４４第１のサーミスタ保持部材
４６第２のサーミスタカバー
４８連結部材
５０第１のサーミスタ
５１第２のサーミスタ保持部材
５１ａリブ
５１ｂ段部
５２第２のサーミスタ
５６導光体
５６ａ係止片
Ｃ誘導加熱調理器
Ｐ調理容器

Claims

外郭を構成する本体と、該本体の上部に取り付けられ調理容器を載置するためのトッププレートと、前記トップププレートに対向して前記トッププレートの下方に設けられ交流磁界を発生して調理容器を誘導加熱するための加熱コイルと、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、前記加熱コイルの下方に設けられ調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、調理容器から放射される赤外線が透過できるように前記トッププレートに形成された赤外線入射領域を介して調理容器からの赤外線を前記赤外線センサに導き、前記コイルベースに固定又は一体的に形成された樹脂製の導光部と、前記赤外線センサの出力信号に基づいて前記加熱コイルの出力を制御する制御手段とを備え、前記導光部は、下方に突出して形成された導光筒及び前記導光筒と前記樹脂で一体的に形成された周囲の外壁を有し、前記導光筒と外壁との間に、下方に開口した隙間を設け、前記導光筒は前記隙間の上端で前記外壁と一体となり、前記導光筒の下端開口に対向して前記赤外線センサに前記赤外線を集光するための赤外線集光レンズを配置したことを特徴とする誘導加熱調理器。
外郭を構成する本体と、該本体の上部に取り付けられ調理容器を載置するためのトッププレートと、前記トップププレートに対向して前記トッププレートの下方に設けられ交流磁界を発生して調理容器を誘導加熱するための加熱コイルと、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、前記加熱コイルの下方に設けられ調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、調理容器から放射される赤外線が透過できるように前記トッププレートに形成された赤外線入射領域を介して調理容器からの赤外線を前記赤外線センサに導き、前記コイルベースに固定又は一体的に形成された樹脂製の導光部と、前記赤外線センサの出力信号に基づいて前記加熱コイルの出力を制御する制御手段とを備え、前記導光部は、下方に突出して形成された導光筒及び周囲の外壁を有し、前記導光筒と外壁との間に、下方に開口した隙間を設け、前記導光筒の下端開口に対向して前記赤外線センサに前記赤外線を集光するための赤外線集光レンズを配置した誘導加熱調理器であって、前記下端開口に対向するように前記赤外線センサを保持し、前記赤外線センサを囲って収納するセンサケースを備え、前記センサケースは前記下端開口に対向するケース開口を有し、前記ケース開口周囲を導光部の外壁に当接させたことを特徴とする誘導加熱調理器。
前記制御手段は、前記赤外線センサが受光する赤外線の出力信号の増加量が所定以上となると前記加熱コイルの出力を抑制する請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。