JP4920720B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

この発明は、被加熱物内の内容物の粘性を推定し、粘性に応じた加熱制御を行う誘導加熱調理器に関するものである。

鍋等の被加熱物内で調理される内容物には、水などの比較的粘性が低いものだけではなく、ポタージュスープやカレーなどの様に粘性の高い食材も多い。粘性の高い食材は加熱調理時に対流が起きにくいため、鍋側面に近い部分の内容物の温度は上昇しやすいが、鍋側面から離れた部分の温度が上がりにくい。したがって、鍋側面近くの内容物のみが異常に加熱され、焦げ付きが発生する。

そこで、従来より内容物の粘性を考慮した加熱制御を行う誘導加熱調理器が提案されている。例えば、「被調理物を入れる鍋を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルを用いて誘導加熱を行うための高周波電力供給手段と、加熱コイルにより被加熱物が直接加熱されない位置の被加熱物下部温度を検出する第１の温度検出手段と、加熱コイルにより被加熱物が直接加熱される位置の被加熱物下部温度を検出する第２の温度検出手段と、第１の温度検出手段および第２の温度検出手段の検出値の差を基に被加熱物内の被調理物の粘性を判定する粘性判定手段と、加熱制御を行うための制御手段とを備え、粘性判定手段で被加熱物内の被調理物の粘性を判断し、加熱量に反映することで被調理物の粘性に応じた加熱制御を行うことを特徴とする加熱調理器。」がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１４０７６２号公報（請求項１、第１図）

上記特許文献１では、被加熱物の２箇所の温度を検出し、その検出値の差を基に被加熱物内の被調理物の粘性を判定しているため、二つの温度検出手段を設ける必要があり、この結果、コストが増大し、また、誘導加熱調理器の他の各種部品類のレイアウト上の制約が増すという問題があった。

この発明はこのような点に鑑みなされたもので、低コストで各種部品のレイアウト上の制約を低減することが可能な誘導加熱調理器を得ることを目的とする。

この発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を載置する天板と、天板の下に設けられ、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、交流電圧を高周波電圧に変換して加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、被加熱物の表面の温度を検出する温度検出手段と、天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段と、駆動回路を制御する制御回路とを備え、制御回路は、重量検知手段の検知重量が重いほど、小さい値となるように粘性しきい値を設定すると共に、所定時間、所定入力電力となるように駆動回路を制御し、その間の温度検出手段による検出温度の温度上昇値又は温度上昇率を算出し、算出した温度上昇値又は温度上昇率が、粘性しきい値よりも大きい場合、粘性高と推定し、算出した温度上昇値又は温度上昇率が、粘性しきい値以下の場合、粘性低と推定し、推定結果に応じて駆動回路を制御するものである。

この発明によれば、制御回路が所定時間、所定入力電力となるように駆動回路を制御し、その間の温度検出手段による検出温度の温度上昇値又は温度上昇率を算出し、その算出結果に基づいて被加熱物内の内容物の粘性推定を行うようにしたため、温度検出手段を複数個設ける必要がなくなり、誘導加熱調理器のコストを低減するとともに、その各種部品のレイアウト上の制約を低減することができる。

実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 実施の形態１の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１における時間ｔと目標温度Ｔｏｂｊとの関係式ｆ_T（ｔ） を示す図である。 実施の形態２の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 実施の形態３の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 合計重量Ｊに応じた粘性しきい値を算出するための関係式ｆ_α（Ｊ） を示す図である。 実施の形態４の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 単位重量当たりの温度上昇値α／Ｊと係数Ｋとの関係式ｆ_K（α／Ｊ）を示す図である。 実施の形態５の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 鍋と内容物の合計重量Ｊに応じた最大積算電力量Ｐｏｂｊを算出するための関係式ｆ_P（Ｊ） を示す図である。 実施の形態６の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 実施の形態７の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。 実施の形態８における時間ｔと目標温度Ｔｏｂｊとの関係式ｆ_T（ｔ） を示す図である。 実施の形態９に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 実施の形態１０に係る加熱コイルの形状および駆動回路の構成を示す図である。 図１に示す誘導加熱調理器の他の第１の態様を示すブロック図である。 図１に示す誘導加熱調理器の他の第２の態様を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。
誘導加熱調理器は、被加熱物である鍋１を載置する天板２と、天板２の下に配設した加熱コイル３と、鍋側面から放射される赤外線に基づき鍋側面温度を非接触で検出する温度検出手段である赤外線センサー４とを備えている。また、誘導加熱調理器は、商用交流電源５から供給される商用電力を高周波電力に変換して加熱コイル３に高周波電流を流す駆動回路６と、入力電流検出回路７と、入力電圧検出回路８と、制御回路９とを備えている。赤外線センサー４、入力電流検出回路７および入力電圧検出回路８のそれぞれの検出値は制御回路９に出力される。加熱コイル３、駆動回路６、制御回路９、入力電流検出回路７および入力電圧検出回路８は筐体１０内に収納されている。なお、鍋１に投入される内容物１１としては、ポタージュスープ、カレー、味噌汁、水などがある。

制御回路９はマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等を備えており、ＲＯＭには制御プログラムと、内容物１１の粘性の高低を推定するための後述の粘性しきい値と、後述の各関係式等が記憶されている。制御回路９は、制御プログラムにしたがって誘導加熱調理器全体を制御する。また、制御回路９は、鍋１内で調理される内容物１１の粘性を推定する粘性推定機能を備えており、その推定結果に基づき駆動回路６を制御して入力電力を制御する。

制御回路９は、入力電流検出回路７からの入力電流と、入力電圧検出回路８からの入力電圧とから入力電力を演算し、所定時間、所定の入力電力を維持するように駆動回路６を制御する。そして、このときの鍋側面の温度上昇値又は温度上昇率を赤外線センサー４の検出温度に基づいて演算し、温度上昇値又は温度上昇率に基づいて内容物１１の粘性推定を行う。そして、制御回路９は、粘性が高いと判定した場合、粘性が高い場合用の制御（後述）を行う。粘性が高い場合用の制御とは、具体的には鍋側面の温度上昇率を、予め設定した所定の温度上昇率に抑え、粘性が低い場合に比べてゆっくりと加熱する制御である。

図２は実施の形態１の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。以下、図２を参照して実施の形態１の誘導加熱調理器の動作を説明する。
操作入力部（図示せず）から加熱動作の開始が入力され、火力レベルが設定されると、制御回路９は、内蔵のタイマー（図示せず）の計測時間ｔを初期値としてゼロに設定する（Ｓ１０）。次に、制御回路９は、赤外線センサー４から鍋側面の初期温度Ｔｏを読み込む（Ｓ１１）。そして、制御回路９は駆動回路６の駆動を開始する。制御回路９は、入力電流検出回路７および入力電圧検出回路８からの検出値により入力電力を把握しており、その入力電力が所定電力を所定時間ｔ０継続するように（例えば、入力電力５００Ｗで２０秒間継続するように）、駆動回路６を制御する（Ｓ１２）。これにより、加熱コイル３に高周波電流が流され、鍋１が誘導加熱される。

そして、所定入力電力で所定時間駆動後、赤外線センサー４で鍋側面温度Ｔａを読み込み、鍋側面温度ＴａとＳ１１で読み込んだ初期温度Ｔｏとから、所定時間内での鍋側面の温度上昇値αを演算する（Ｓ１３）。
以上のＳ１１〜Ｓ１４の処理により、所定入力電力で所定時間駆動した場合の鍋側面の温度上昇値が演算される。

ここで、内容物１１の粘性が高い場合は、鍋１内で対流が発生せず、内容物１１は鍋１と接する部分しか加熱されない。このため、温度上昇値αは大きい値を示す。一方、粘性が低い場合は、鍋１内で対流が発生し、鍋１の熱は内容物１１中心部まで伝わるため、温度上昇値αは小さい値を示す。したがって、制御回路９は温度上昇値αと予め設定された粘性しきい値とを比較し（Ｓ１５）、温度上昇値αが粘性しきい値以下であれば内容物１１の粘性が低いと判定し、使用者による設定火力にするための通常の電力制御を行う（Ｓ２３）。一方、温度上昇値αが粘性しきい値未満であれば内容物１１の粘性が高いと判定し、粘性が高い場合用の制御（Ｓ１６〜Ｓ２２）を行う。Ｓ１６〜Ｓ２２については後述する。

ここで、粘性しきい値について説明する。誘導加熱調理器の加熱効率は約９０％であるため、例えば１ＫＷを５秒間投入した場合、鍋１に与えられる合計電力量は０．９×１ＫＷ×５秒＝４５００Ｗ秒となる。また、鍋の重量をＷ（g）、鍋の比熱Ａ（cal／(g・℃)）、鍋内部の水の量をＭ（g）、水の比熱＝１とすると、鍋と水を１℃上昇するのに必要な熱量は、次の（１）式で求められる。
４．１８×（１×Ｍ＋Ｗ×Ａ） ・・・（１）
なお、１cal＝４．１８J

したがって、正常な対流が発生していれば内容物１１全体が一律に温度上昇し、温度上昇値は次の（２）式で求められる。
４５００／（４．１８×（１×Ｍ＋Ｗ×Ａ）） ・・・（２）

対流が発生する場合において最も上昇値が大きくなるのは、軽い鍋で少ない水を加熱した場合である。そこで、例えば水の量Ｍ＝２００、鍋の重量Ｗ＝８００、鍋の比熱Ａ＝０．１３とした場合、上記（１）式より、おおよそ３．５℃の上昇値となる。したがって、これよりも温度上昇値が大きい場合は、正常に対流が発生しておらず、内容物１１の粘性が高いといえる。以上より、軽い鍋で少ない水を加熱した場合の温度上昇値を予め算出し、この値を粘性しきい値とする。なお、粘性しきい値を算出するにあたっての鍋の重量Ｗ、鍋の比熱Ａ、鍋内部の水の量Ｍは、上記の数値に限られたものではない。

図２のフローチャートの説明に戻る。制御回路９は、Ｓ１５において温度上昇値αが粘性しきい値より高く、内容物１１の粘性が高いと判定した場合、粘性が高い場合用の制御（Ｓ１６〜Ｓ２２）を行う。粘性が高い場合用の制御とは、上述したように、鍋側面の温度上昇率を、予め設定した所定の温度上昇率に抑え、粘性が低い場合に比べてゆっくりと加熱する制御である。

以下、Ｓ１６〜Ｓ２２の処理について詳細に説明する。図３はＳ１６〜Ｓ２２の処理に用いる時間ｔと目標温度Ｔｏｂｊとの関係式ｆ_T（ｔ） を示す図で、この関係式ｆ_T（ｔ）の傾きが所定の温度上昇率に相当する。なお、図３において途中傾きが０になっているが、これは最終目標温度（使用者により設定された火力に対応する温度）に到達した場合を示している。
まず、制御回路９は、所定の単位時間（図３では例えば１秒）をカウントする（Ｓ１６）。これによりＳ１７〜Ｓ２２の処理は1秒毎に実行されることになる。そして、タイマーｔをカウントアップし（Ｓ１７）、図３の関係式ｆ_T（ｔ） から現時間（ｔ＝１）に対応した目標温度Ｔｏｂｊを決定する（Ｓ１８）。なお、関係式ｆ_T（ｔ） を用いるのに代えて、時間ｔと目標温度Ｔｏｂｊとを対応付けたテーブルを用いて目標温度Ｔｏｂｊを決定するようにしてもよい。

そして、赤外線センサー４により鍋側面温度Ｔａを読み込み（Ｓ１９）、鍋側面温度Ｔａが目標温度Ｔｏｂｊに等しくなるように駆動回路６にて加熱コイル３を制御する（Ｓ２０〜Ｓ２２）。すなわち、鍋側面温度Ｔａが目標温度Ｔｏｂｊ未満であれば加熱コイル電流を増加するように駆動回路６を制御し（Ｓ２２）、鍋側面温度Ｔａが目標温度Ｔｏｂｊ以上であれば、加熱コイル電流が停止するように駆動回路６を制御する。そして、Ｓ１６に戻って同様の処理を１秒毎に繰り返す。以上のＳ１６〜Ｓ２２の処理により、鍋側面の温度は図３で示すような所定の傾き（温度上昇率）にしたがって温度上昇する。そして、使用者による設定火力に対応した温度（最終目標温度）となると、その温度を維持する制御を行う。なお、最終目標温度は使用者による設定火力により異なるものであり、例えばさらに強い火力が設定された場合は、図３点線に示すように同じを保ったままさらに上昇し、対応の最終目標温度で傾き０となる関係式となる。

以上説明したように実施の形態１によれば、所定時間、所定電力で誘導加熱を行い、その間の赤外線センサー４が検出した温度上昇値に基づいて内容物１１の粘性を推定するようにしたことにより、温度センサーを複数個設ける必要がなくなる。よって、誘導加熱調理器のコストを低減するとともに、その各種部品のレイアウト上の制約を低減することができる。

また、鍋側面の温度上昇値に基づいて粘性推定を行うようにしたので、反り鍋などの場合でも正確に温度検出を行うことができ、ポタージュスープやカレーなどの様に粘性の高い食材を正確に検知することが可能である。

また、天板２を介して天板２の下方から鍋１の温度を検出する温度センサーの場合、温度検出が可能となるまでに天板２の温度上昇に伴う遅延が生じるが、赤外線センサーではこのような遅延無く鍋１の温度検出が可能である。したがって、調理開始後最初の粘性推定を早期に行うことができる。

また、粘性が高いと推定した場合、鍋側面の温度上昇率を所定の温度上昇率に抑え、ゆっくりと加熱するようにしたので、内容物１１の対流に頼らず、熱伝導中心に内容物１１を均一に加熱することができる。これにより、鍋表面近傍の部分的な異常加熱による焦げ付きを回避できる。また、鍋表面近傍の食材のみが高温に加熱されて爆発的に沸騰する突沸現象を防止できる。さらに、鍋温度が所定温度に到達すると加熱を停止して仕上がり報知する機能においては、内部が充分に加熱されていない状態での仕上がり報知が動作してしまうことを回避できる。

また、粘性推定を行うに際し、所定時間、所定電力で鍋１を誘導加熱し、そのときの鍋側面の温度上昇値を用いるようにしたので、内容物１１の粘性を正確に判断することが可能となる。すなわち、鍋側面の温度上昇値は、鍋１内の内容物１１の粘性高の場合と低の場合とで確実に差が生じる。このため、鍋１を所定時間、所定電力で誘導加熱して差が生じる状態を作り出した上で粘性推定を行うことにより、内容物１１の粘性を正確に判断することが可能となる。

なお、上記の説明では鍋１の種類（材質）を考慮せずに粘性しきい値を設定しているが、鍋１の種類（材質）を考慮して最適な粘性しきい値を設定しても良い。この場合、従来既存の方法で鍋１の材質を判定し、その判定結果に対応した粘性しきい値を用いて粘性推定を行うようにすればよい。この場合、さらに正確な粘性推定が可能となる。

また、温度検出手段として、赤外線センサーを用いているため、天板２の下面に接触させてこの天板２の板厚分を経由して鍋１の温度を検出することになるサーミスターに比較して、遅延なく温度を検出することができる。このため、より正確に内容物の１１の粘性を推定することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では加熱開始後に１回だけ粘性推定を行っていたが、実施の形態２では加熱中に繰り返し粘性推定を行うようにしたものである。

実施の形態２の誘導加熱調理器のブロック構成は実施の形態１の図１と同じであり、実施の形態１とはその動作が異なるのみである。図４は実施の形態２の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。なお、図４においてＳ１０〜Ｓ２３までは実施の形態１と同じであり、実施の形態２ではＳ２４とＳ２５が追加されている点が異なる。以下、実施の形態２の誘導加熱調理器の動作を、実施の形態１と異なる点を中心に図４を参照して説明する。

Ｓ１５の粘性推定を行った後、鍋側面の温度を所定の温度上昇率αで上昇させるための制御（Ｓ１７〜Ｓ２２）を行う。そして、前回の粘性推定から所定時間ｔｓ（例えば３分）経過したかを判定し（Ｓ２４）、前回の粘性推定から所定時間ｔｓ経過していなければＳ１６に戻り、所定時間ｔｓ経過していればＳ１１に戻る。すなわち、所定時間ｔｓ経過していれば、再度、所定時間ｔ０、所定電力で加熱コイル３を駆動し、このときの鍋側面の温度上昇値を演算して粘性推定を行う。

以上説明したように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の作用効果が得られると共に、加熱中も繰り返し粘性推定を行うようにしたので、調理途中で粘性が変化した場合、その変化に対応した加熱制御が可能である。例えば、調理途中でカレールー等を投入して粘性が増加した場合等に対応可能となる。また、加熱開始時は粘性が高く、温度上昇に伴い粘性が低下するような場合には、加熱開始当初は温度上昇率を抑えた制御となり、その後、粘性が低下すると、使用者による火力設定に応じた通常の電力制御に切り替わる。このように、調理開始から調理終了に渡って粘性の変化に応じた適切な制御に切り替わるため、使い勝手の良い誘導加熱調理器を提供できる。

実施の形態３．
実施の形態１では粘性しきい値を固定値としていたが、実施の形態３では鍋１と内容物１１との合計重量Ｊに応じて可変としたものである。すなわち、実施の形態１では、軽い鍋１で少量の水を加熱した場合を温度上昇値が最も大きくなる場合とみなし、水の量Ｍおよび鍋の重量Ｗをある値に固定して粘性しきい値（温度上昇値）を固定値として決定していた。しかしながら、鍋１が大きい場合や内容物１１の量が多い場合は、熱容量が大きいため、内容物１１の粘性が高かったとしても、所定時間、所定電力を投入した際の温度上昇値は小さくなる。このため、粘性が低い場合との区別が困難で、粘性が低いと見誤る可能性がある。そこで、実施の形態３では合計重量Ｊが重いほど、粘性しきい値が小さくなるように設定し、その粘性しきい値に基づいて粘性の高低を判断することで、さらに粘性推定の精度を向上するようにしたものである。

図５は実施の形態３における誘導加熱調理器のブロック構成を示す図である。図５において、図１と同一部分には同一符号を付す。
実施の形態３の誘導加熱調理器において、キッチン台１３の開口部に筐体１０部分が挿入され、天板２の外周部がキッチン台１３上に係止し、筐体１０と天板２とで構成される誘導加熱調理器本体がキッチン台１３に載置されている。また、天板２の四隅とキッチン台１３の上面との間には重量検知手段１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（図示せず）、１２ｄ（図示せず））が配置されている。重量検知手段１２は、具体的には例えば歪みセンサーで構成される。

各重量検知手段１２は、天板２上に鍋１が載置されると、誘導加熱調理器本体（天板２と筐体１０）と、鍋１と、内容物１１との合計重量に応じた信号をそれぞれ出力する。制御回路９は、各重量検知手段１２の出力より求めた重量から予め記憶されている本体重量を差し引き、鍋１と内容物１１の重量を算出する。

図６は実施の形態３の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。なお、図６は、図２に示した実施の形態１のフローチャートにおいてＳ１１に代えてＳ１１ａを行い、Ｓ１５に代えてＳ１５ａを行うようにした点のみが異なり、その他は実施の形態１と同じである。また、図７は、合計重量Ｊに応じた粘性しきい値を算出するための関係式ｆ_α（Ｊ） を示す図である。以下、実施の形態３の誘導加熱調理器の動作を、実施の形態１と異なる点を中心に図６を参照して説明する。

実施の形態３では、赤外線センサー４の初期温度Ｔｏの読み込みと同時に各重量検知手段１２の出力から鍋１と内容物１１の合計重量Ｊを算出する（Ｓ１１ａ）。そして、Ｓ１５ａの粘性推定では、Ｓ１１ａで算出した合計重量Ｊに応じた粘性しきい値を図７に示す関係式ｆ_α（Ｊ） から決定する。この関係式ｆ_α（Ｊ） は予め制御回路９のメモリ内に記憶されている。なお、関係式ｆ_α（Ｊ） を用いるのに代えて、合計重量Ｊと粘性しきい値とを対応付けたテーブルを用いて粘性しきい値を決定するようにしてもよい。

そして、関係式ｆ_α（Ｊ） により決定した粘性しきい値と鍋側面の温度上昇値αとを比較し（Ｓ１５ａ）、温度上昇値αが粘性しきい値以下であれば内容物１１の粘性が低いと判定し、使用者による設定火力にするための通常の電力制御を行う（Ｓ２３）。一方、温度上昇値αが粘性しきい値未満であれば内容物１１の粘性が高いと判定し、粘性が高い場合用の制御（Ｓ１６〜Ｓ２２）を行う。Ｓ１６〜Ｓ２２は実施の形態１と同様であり、鍋側面の温度上昇を所定の温度上昇率に抑えながら加熱する制御を行う。

以上説明したように実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の作用効果が得られると共に、鍋１と内容物１１との合計重量Ｊが重いほど、粘性しきい値が小さくなるように設定するようにしたので、実際の多様な使用状況に見合った粘性推定が可能となる。すなわち、例えば粘性の高い内容物１１を多量に調理する場合でも、粘性が低いと見誤ることなく粘性が高いと正確に推定することが可能となる。

なお、上記では合計重量Ｊから関係式ｆ_α（Ｊ） により一意に粘性しきい値を決定するようにしていたが、さらに正確を期す場合は次のようにする。鍋１の重量Ｗと、内容物１１の重量Ｍとをそれぞれ測定する。そして、これらの測定値を用いて所定時間ｔ０、所定電力を投入した場合の温度上昇値αを例えば上記（２）を用いて演算し、これを粘性しきい値とする。なお、Ａは鍋１の比熱であり、内容物１１の比熱は１と仮定して演算する。また、鍋１に内容物１１を投入した後など、鍋１と内容物１１の合計重量しか測定できない場合には、鍋１の重量を代表的な重量値に固定し、合計重量から差し引いた値を内容物１１の重量と見なして演算するようにしてもよい。例えば、鍋と内容物の合計重量が３ｋｇの場合、鍋１部分の重量Ｗを1ｋｇの固定値とし、内容物１１の重量Ｍの部分を２ｋｇとして温度上昇値を求め、この値を粘性しきい値とする。

上記実施の形態３では鍋１の大きさや内容物１１の量の変化に対応するため、合計重量Ｊに応じて粘性しきい値を変更するようにしていたが、この方法に代えて以下のようにしてもよい。鍋１の側面温度がある一定温度Ｔ_α 上昇するのに必要な合計電力量を鍋１と内容物１１の重量を用いて計算し、その計算上の必要電力量と実際に要した積算電力量との比較により粘性推定を行うようにする。すなわち、鍋１と内容物１１の重量を測定して、対流が生じている場合に、鍋１の温度がある一定温度Ｔ_α 上昇するのに必要な合計電力量を、４．１８×（１×Ｍ＋Ｗ×Ａ）×Ｔ_α で求め、この合計電力量が入力されるように実際に電力投入を開始する。そして、その合計電力量に到達する前に一定温度Ｔ_α 上昇した場合には粘性高と推定する。

具体例で説明すると、温度Ｔ_α を３．５℃とした時、鍋１の重量Ｍ＝２００、内容物１１の重量Ｗ＝８００、鍋１の比熱Ａ＝０．１３であれば、約４５００Ｗ秒を投入すれば温度Ｔ_α に到達するはずであるが、それよりも少ない電力量で３．５℃上昇した場合、粘性が高いと推定する。この方法では、いわば上記式で計算された合計電力値が粘性推定のしきい値となり、鍋１や内容物１１の重量に応じて異なる値となる。この方法においても、重量に応じて粘性しきい値を変えるため、重量の軽重にかかわらず粘性推定が行える。

実施の形態４．
上記各実施の形態では、粘性が高いと推定した場合、粘性低の場合に比べて低い温度上昇率に抑えて鍋側面の温度を目標温度まで上昇させる加熱制御を行っているが、実施の形態４では、粘性推定時の粘性の程度に応じて、その温度上昇率を可変としたものである。具体的には粘性が高いほど温度上昇率を低く設定し、ゆっくりと加熱するようにしたものである。

実施の形態４の誘導加熱調理器のブロック構成は実施の形態３の図５と同様であり、実施の形態３とはその動作が異なるのみである。図８は実施の形態４の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。なお、図８のフローチャートは、図６に示した実施の形態３のＳ１５ａの直後に新たにＳ１５ｂを追加するとともに、Ｓ１８に代えてＳ１８ａとした点のみが異なり、その他は実施の形態３と同様である。また、図９は単位重量当たりの温度上昇値α／Ｊと係数Ｋとの関係式ｆ_K（α／Ｊ）を示す図である。係数Ｋは、単位時間（図９のフローチャートでは１秒（Ｓ１６参照））毎の目標温度Ｔｏｂｊを算出する際の係数であり、いわば温度上昇率を決定する係数である。以下、実施の形態４の誘導加熱調理器の動作を、実施の形態３と異なる点を中心に図８を参照して説明する。

Ｓ１５で粘性推定を行い、粘性高と推定した場合、制御回路９はＳ１４で演算した温度上昇値αを鍋１と内容物１１の合計重量Ｊで割って、単位重量当たりの温度上昇値を演算する。そして、図９の関係式ｆ_K（α／Ｊ）から係数Ｋを算出する。なお、関係式ｆ_K（α／Ｊ）を用いるのに代えて、単位重量当たりの温度上昇値α／Ｊと係数Ｋとを対応付けたテーブルを用いて係数Ｋを決定するようにしてもよい。

そして、鍋側面の温度上昇率を粘性が低い場合に比べて抑える制御（Ｓ１６〜Ｓ２２）に入る。まず制御回路９は、所定時間（ここでは例えば１秒）をカウントする（Ｓ１６）。これによりＳ１７〜Ｓ２２の処理は1秒毎に実行されることになる。そして、タイマーｔをカウントアップし（Ｓ１７）、ｆ_T（ｔ）×Ｋを演算して現時間（ｔ＝１）に対応した目標温度Ｔｏｂｊを決定する（Ｓ１８ａ）。ここで、図９に示したように、単位重量当たりの温度上昇値が大きい場合、即ち、粘性が大きいと推定される場合は係数Ｋが小さくなる。このため、鍋側面温度Ｔａを最終目標温度まで上昇させる際の温度上昇率が小さくなる。即ち、推定粘性の高いものほどよりゆっくりと加熱されることになる。これ以降の動作は実施の形態３と同様である。

以上説明したように実施の形態４によれば、推定粘性の高い物ほどよりゆっくりと加熱するようにしたので、内容物１１の鍋１への焦げ付きや、鍋表面近傍の食材のみが高温に加熱されて爆発的に沸騰する突沸現象を防止できる。また、比較的粘性の低い食材については、温度上昇を速くするので、使い勝手の良い誘導加熱調理器を提供できる。

実施の形態５．
上記各実施の形態では、粘性高と推定した場合に、温度上昇率を低く抑えて前記被加熱物の温度を目標温度まで上昇させるように制御しており、この点は実施の形態５も同様である。実施の形態５では、使用者による設定火力に応じた温度（最終の目標温度）への到達、未到達にかかわらず、入力積算電力量が、鍋１と内容物１１の合計重量Ｊに応じて決定した最大積算電力量Ｐｏｂｊを超えた場合は、加熱を停止するようにしたものである。

実施の形態５の誘導加熱調理器のブロック構成は実施の形態３の図５と同じであり、実施の形態３とはその動作が異なるのみである。図１０は実施の形態５の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。なお、図１０は、図６に示した実施の形態３のフローチャートにおいてＳ１０に代えてＳ１０ａ、Ｓ１１に代えてＳ１１ａを行い、さらにＳ２７〜Ｓ３０が新たに加えた点のみが異なり、その他は実施の形態３と同じである。また、図１１は、鍋１と内容物１１の合計重量Ｊに応じた最大積算電力量Ｐｏｂｊを算出するための関係式ｆ_P（Ｊ） を示す図である。なお、図１１は検出した重量物をおおよそ１００℃にする為に必要な積算電力量となっている。以下、実施の形態５の誘導加熱調理器の動作を、実施の形態３と異なる点を中心に図１０を参照して説明する。

操作入力部（図示せず）から加熱動作の開始が入力され、火力レベルが設定されると、制御回路９は、内蔵のタイマー（図示せず）の計測時間ｔを初期値としてゼロに設定するとともに、積算電力量Ｐをゼロに設定する（Ｓ１０ａ）。その後、Ｓ２３までは実施の形態６と同様である。そして、入力電圧と入力電流を読み込んで入力電力Ｗを計算し（Ｓ２７）、積算電力量Ｐに入力電力Ｗを加算して積算電力量Ｐを更新する（Ｓ２８）。Ｓ２８はＳ１６の処理にて1秒毎に実行される為、Ｐ＋Ｗ×1秒によりワット・秒の積算電力量がＰに加算されていく。そして、積算電力量Ｐが最大積算電力量Ｐｏｂｊを超えない間はＳ１６に戻って所定の温度上昇率に抑えた加熱制御を行い、最大積算電力量Ｐｏｂｊを超えた場合、加熱を停止する（Ｓ３０）。最大積算電力量Ｐｏｂｊは、鍋１の側面温度をここではおよそ１００℃にするために必要な積算電力量であるため、最大積算電力量Ｐｏｂｊを超える場合とは、およそ１００℃に到達した場合となる。実施の形態５は、鍋１の温度を、使用者による設定火力に応じた温度（最終の目標温度）へ最終的に導くことにこだわらず、粘性が高い場合の突沸現象の防止を優先した制御である。

以上説明したように実施の形態５によれば、粘性の高い食材の場合は、温度上昇率を抑えて加熱速度をゆっくりとすることで、鍋１の中央部も含めて内容物１１の温度を全体的に一様に上昇させる。加えて、投入電力量が最大積算電力量Ｐｏｂｊを超えた場合、加熱を停止する。このように二重の制御を行うようにしたため、より確実に内容物の鍋への焦げ付きや、鍋表面近傍の食材のみが高温に加熱され、爆発的に沸騰する突沸現象を防止できる。

なお、関係式ｆ_P（Ｊ） を用いるのに代えて、合計重量Ｊと最大積算電力量Ｐｏｂｊとを対応付けたテーブルを用いて最大積算電力量Ｐｏｂｊを決定するようにしてもよい。

また、上記では合計重量Ｊから関係式ｆ_P（Ｊ） により一意に最大積算電力量Ｐｏｂｊを決定するようにしていたが、さらに正確を期す場合は次のようにする。鍋１の重量Ｗと、内容物１１の重量Ｍとをそれぞれ測定する。そして、これらの測定値を用いて４．１８×（１×Ｍ＋Ｗ×Ａ）×Ｔｏｂｊを演算して最大積算電力量Ｐｏｂｊを決定する。例えば、Ｍ＝２００、Ｗ＝８００、Ａ＝０．１３、最終的な目標温度を１００℃とすると４．１８×（１×２００＋８００×０．１３）×１００＝１２７ＫＷ秒となる。

実施の形態６．
実施の形態６は、いわば実施の形態２（調理中の繰り返し粘性推定）と実施の形態３（合計重量Ｊに応じた粘性しきい値設定）とを組み合わせた形態に相当するものである。

実施の形態６の誘導加熱調理器のブロック構成は実施の形態３の図５と同じである。図１２は実施の形態６の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。なお、図１２は、図６に示した実施の形態３のフローチャートに対してＳ２４とＳ２５とが追加されている点のみが異なり、その他は実施の形態３と同様である。以下、実施の形態６の誘導加熱調理器の動作の要点を図１２を参照して説明する。

実施の形態６では、実施の形態３と同様に所定時間、所定電力で動作させて、鍋側面の温度上昇値αの演算と、鍋１および内容物１１の合計重量Ｊの検出を行う（Ｓ１０〜Ｓ１４）。そして、合計重量Ｊに応じた粘性しきい値ｆ_α（Ｊ）と温度上昇値αとの比較により粘度推定を行う。実施の形態６では、この粘度推定を実施の形態２と同様に所定時間Ｔｓ（例えば３分）毎に粘性推定を行う。

以上説明したように実施の形態６によれば、実施の形態２および実施の形態３と同様の作用効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。すなわち、調理途中でカレールー等を投入して粘性が増加したり、内容物１１を新たに投入して重量が増加したり、また、蒸発により重量の減少が生じた場合でも、粘性変化や重量変化を加味した正確な粘性推定が可能となる。よって、調理開始から調理終了に渡って、内容物１１の鍋１への焦げ付きや突沸現象を防止できる。

実施の形態７．
実施の形態７は、内容物１１の粘性が高いと推定し、温度上昇率を抑えた制御を行っている最中に使用者による内容物１１のかきまぜ行為があった場合にはそのかきまぜ行為を検出する。そして、かきまぜ行為終了後に再度粘性推定を行い、その粘性推定結果に応じて加熱制御を行うようにしたものである。

実施の形態７の誘導加熱調理器のブロック構成は実施の形態３の図５と同じであり、実施の形態３とはその動作が異なるのみである。図１３は実施の形態７の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャートである。図１３は、実施の形態４の動作を示す図８のフローチャートに対して、Ｓ３１〜Ｓ３５が追加されている点が異なる。以下、実施の形態７の誘導加熱調理器の動作を、実施の形態４と異なる点を中心に図１３を参照して説明する。

実施の形態７では、粘性が高いと推定した場合（Ｓ１５ａ）、実施の形態４と同様に鍋側面の温度上昇率を予め設定した温度上昇率に抑える制御（Ｓ１６〜Ｓ２２）を行い、その制御中に以下のＳ３１〜Ｓ３４の処理を行う。すなわち、制御回路９は鍋１と内容物１１の合計重量ＪをＪｏｌｄに格納し（Ｓ３１）、続いて鍋１と内容物１１の合計重量Ｊを新たに読み込み（Ｓ３２）、ΔＪ＝│Ｊ−Ｊｏｌｄ│を演算する（Ｓ３３）。これらの処理により、1秒前のＪｏｌｄと今回のＪとの重量差がΔＪとして演算される。使用者によりかきまぜが行われた場合、そのかきまぜ行為による内容物１１の動きによって重量検知手段１２による検出値が変化するため、ΔＪは所定値よりも大きな値となる。したがって、ΔＪが所定値を超える場合（Ｓ３４）、かきまぜ行為有と判定する。そして、そのかきまぜ行為が終了すると（Ｓ３５）、Ｓ１１ａに戻り、鍋側面の温度上昇値αの演算と重量Ｊの検出を行って再度粘性推定を行う。よって、かきまぜ行為によって粘性が低下し、Ｓ１５ａの粘性推定結果が粘性低となった場合には、粘性高の場合の制御から、通常の加熱制御に切り替えられる。一方、ΔＪが所定値未満の場合（Ｓ３４）、かきまぜ行為無と判定してＳ１６に戻り、粘性高の場合の制御を継続して行う。

以上説明したように実施の形態７では、実施の形態４と同様の作用効果が得られるとともに、以下の効果が得られる。すなわち、粘性高の場合の温度上昇率を抑えた制御を行っている最中に使用者による内容物１１のかきまぜ行為があり、そのかきまぜ行為によって粘性が低下した場合には、使用者による火力設定に応じた通常の電力制御に切り替えられる。よって、実際の調理作業に見合った加熱制御が可能となり、使い勝手の良い誘導加熱調理器を提供できる。

実施の形態８．
図１４は実施の形態８における時間ｔと目標温度Ｔｏｂｊとの関係式ｆ_T（ｔ） を示す。上記実施の形態1〜７では、図３に示すように時間ｔと目標温度Ｔｏｂｊとの関係式が直線的に上昇する関数となっているが、図１４では、加熱開始当初の低温時に比べて高温時の関係式の傾きが小さく（すなわち温度上昇率が低く）なっている。これにより、高温時にはさらにゆっくりと加熱する制御となる。なお、図１４の関係式ｆ_T（ｔ）についても、時間ｔと目標温度Ｔｏｂｊとを対応付けたテーブルに代えてもよい。また、図１４では、温度上昇率をいわば２段階に設定した例を示したが、さらに多段としてもよい。要は、この実施の形態８は、最初の粘性推定で粘性高と判定した場合、その後の鍋側面の検知温度が高くなるにつれ、鍋側面の温度上昇率が低下するように制御する形態を含むものである。このように制御することにより、内容物１１の鍋１への焦げ付きや、鍋表面近傍の食材のみが高温に加熱されて爆発的に沸騰する突沸現象をより確実に防止できる。

実施の形態９．
図１５は実施の形態９における誘導加熱調理器を示すものである。図１５において、図５に示した実施の形態３と同一部分には同一符号を付す。
実施の形態９の誘導加熱調理器は、実施の形態３の誘導加熱調理器に、さらに使用者に音声で報知するための音声出力装置１４と、使用者に表示で報知するための表示装置１５とを備えたものである。その他は実施の形態３と同様である。

実施の形態９の制御回路９は、内容物１１の粘性が高いと推定した場合、音声出力装置１４および表示装置１５の一方又は両方にてかきまぜを行なうように報知させる。これにより、使用者によるかきまぜが行なわれるため、局部的な異常温度上昇が解消できるので、内容物１１の鍋１への焦げ付きや、鍋表面近傍の食材のみが高温に加熱されて爆発的に沸騰する突沸現象を防止できる。

実施の形態１０．
実施の形態１０における誘導加熱調理器のブロック構成は図1又は図５で示されるが、加熱コイル３の形状および駆動回路６の構成が図１６に示される構成となっている。図１６に示すように加熱コイル３は内側加熱コイル３ａと、外側加熱コイル３ｂとに分かれて構成されており、駆動回路６は内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｂとを同時又は個別に駆動できる。

実施の形態１０の制御回路９は、内容物１１の粘性が高いと推定した場合、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｂとを所定間隔で交互に駆動させる。これにより、局部的な異常温度上昇が解消できるので、内容物１１の鍋１への焦げ付きや、鍋表面近傍の食材のみが高温に加熱されて爆発的に沸騰する突沸現象を防止できる。

上記各実施の形態では、一部の実施の形態を除きそれぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態それぞれの特徴部分を適宜組み合わせた構成としてもよい。例えば、実施の形態４（粘性が高くなるにつれて温度上昇率を低く設定）と実施の形態２（調理中の繰り返し粘性推定）とを組み合わせた構成としてもよい。また、実施の形態１と実施の形態９とを組み合わせた構成としてもよい。この場合、制御回路９は粘性が高いと推定すると、粘性低の場合に比べて低い温度上昇率に抑えて鍋１の側面温度を目標温度まで上昇させるとともに、かきまぜを行なうように報知する制御を行う。

なお、上記各実施の形態では粘性推定に際し、所定時間ｔ０経過前後の温度上昇値αに基づき粘性推定を行うようにしたが、温度上昇値αを所定時間ｔ０で除算した温度上昇率に基づき粘性推定を行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態１においては、赤外線センサー４が、天板２の上側に配置されているが、図１７及び図１８に示すように、天板２の下側に設けて、天板２を通して鍋１の底面の温度を検出するようにしてもよい。

なお、図１７は、加熱コイル３が図１６に示した所謂、分割タイプのもので、赤外線センサー４を内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｂの間の隙間の下方に配置したものである。また、図１８は、赤外線センサー４を加熱コイル３の中心付近下方に配置したものである。図１７及び図１８に示す実施形態においては、天板２の上方に赤外線センサー４自体やその支持部材を配置することが不要になり、天板２上全面を平らにすることができる。その結果、視覚的にすっきりしたデザインで、天板２上の掃除もし易い誘導加熱調理器を提供することができる。

また、実施の形態２乃至１０においても、図１７及び図１８と同様に赤外線センサーを配置するようにしてもよいのは勿論である。

１ 鍋、２ 天板、３ 加熱コイル、３ａ 内側加熱コイル、３ｂ 外側加熱コイル、４ 赤外線センサー、５ 商用交流電源、６ 駆動回路、７ 入力電流検出回路、８ 入力電圧検出回路、９ 制御回路、１０ 筐体、１１ 内容物、１２ 重量検知手段、１３ キッチン台、１４ 音声出力装置、１５ 表示装置。

Claims (13)

1. 被加熱物を載置する天板と、
   該天板の下に設けられ、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
   交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、
   前記被加熱物の表面の温度を検出する温度検出手段と、
   前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段と、
   前記駆動回路を制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、前記重量検知手段の検知重量が重いほど、小さい値となるように粘性しきい値を設定すると共に、所定時間、所定入力電力となるように前記駆動回路を制御し、その間の前記温度検出手段による検出温度の温度上昇値又は温度上昇率を算出し、前記算出した温度上昇値又は温度上昇率が、前記粘性しきい値よりも大きい場合、粘性高と推定し、前記算出した温度上昇値又は温度上昇率が、前記粘性しきい値以下の場合、粘性低と推定し、推定結果に応じて前記駆動回路を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 被加熱物を載置する天板と、
   該天板の下に設けられ、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
   交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、
   前記被加熱物の表面の温度を検出する温度検出手段と、
   前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段と、
   前記駆動回路を制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、被加熱物を一定温度上昇させるのに必要な電力量を前記重量検知手段で検知した前記被加熱物の検知重量を用いて計算し、前記計算上の必要電力量を目標積算電力量として前記駆動回路を制御し、実際の積算電力量が前記目標積算電力量に達する前に前記温度検出手段による検出温度が前記一定温度上昇した場合、粘性高と推定し、実際の積算電力量が前記目標積算電力量に達した以降に前記温度検出手段による検出温度が前記一定温度上昇した場合、粘性低と推定し、推定結果に応じて前記駆動回路を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 前記制御回路は粘性高と推定した場合、粘性低の場合に比べて低い温度上昇率に抑えて前記被加熱物の温度を目標温度まで上昇させるように前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記制御回路は粘性高と推定した場合、その粘度が高いほど、低い温度上昇率に抑えて前記被加熱物の温度を目標温度まで上昇させるように前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
5. 前記制御回路は、前記粘性推定の結果が粘性高の場合、その後の前記温度検出手段の検知温度が高くなるにつれ、被加熱物の温度上昇率が低下するように前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の誘導加熱調理器。
6. 前記制御回路は、前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段が検知した検知重量に応じて最大積算電力量を決定し、その最大積算電力量を超えた場合、目標温度への到達、未到達にかかわらず加熱を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の誘導加熱調理器。
7. 前記制御回路は、加熱途中で前記粘性推定を繰り返し行い、最新の推定結果に基づいて前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の誘導加熱調理器。
8. 前記制御回路は、前記天板に載置された被加熱物の重量を検知する重量検知手段が検知した検知重量の変動からかきまぜ行為が行われたこと検出すると、かきまぜ行為終了後に粘性推定をし直し、最新の推定結果に基づいて前記駆動回路を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の誘導加熱調理器。
9. 粘性が高い場合にかきまぜを行うように外部に報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の誘導加熱調理器。
10. 前記加熱コイルは少なくとも内側と外側とに分割されて個別駆動可能に構成され、前記制御回路は、粘性が高いと推定した場合、内側と外側の加熱コイルを交互に駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の誘導加熱調理器。
11. 前記温度検出手段は、前記天板より上側に設けられ、前記被加熱物の側面の温度を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の誘導加熱調理器。
12. 前記温度検出手段は、前記天板より下側に設けられ、前記被加熱物の底面の温度を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の誘導加熱調理器。
13. 前記温度検出手段は、赤外線センサーであることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れかに記載の誘導加熱調理器。

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