JP4933988B2

JP4933988B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4933988B2
Application number: JP2007226083A
Authority: JP
Inventors: 敏弘慶島; 貴晶日下
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP2008084854A

Description

本発明は、システムキッチン等に組み込んで使用する誘導加熱調理器に関する。

従来、この種の誘導加熱調理器は、被加熱物が載置されるトッププレートが本体の上面に配設され、トッププレートの下部には被加熱物を誘導加熱する加熱コイルが配設されている。加熱コイルは、内コイルと外コイルに分割されており、内コイルと外コイルは電気的に接続されている。また、加熱コイルの中央部と、内コイルと外コイルの間には、トッププレートの裏面に圧接されたサーミスタ等の感熱素子が設けられており、検知した温度に応じた信号を出力する。このような構成を用いる理由は、加熱コイルを分割することによる均一加熱性の向上と、被加熱物の温度過上昇防止の観点で、加熱コイルの径方向の略中心（一般的に磁束の最も強いところ）に対応する位置に温度センサを配置するのが有効ということにある。

また、誘導加熱調理器には、被加熱物の温度を検知する温度検知手段が設けられており、温度検知手段は、例えば感熱素子の出力から温度状態を検知し、制御手段は温度検知手段から得た情報をもとに加熱コイルへの電力供給を制御する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３４１６８号公報

最近では、加熱コイル後方に設けられたラジェントヒータに代えて第３の加熱コイルを設けたものも提案されているが、第３の加熱コイルを有する三口誘導加熱調理器の場合、前方の加熱コイルの上方に被加熱物が存在すると、その後方に配置された第３の加熱コイル上方の載置位置を正確に認識するのが難しいという問題がある。

本発明は、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、本体後方に加熱コイルを設けた場合でも、当該加熱コイルの上方に被加熱物を適切に配置して被加熱物の温度を正確に検知することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、本体と、該本体の上面を覆い被加熱物が載置されるトッププレートと、該トッププレートの下部に配設され被加熱物を加熱する複数の加熱コイルとを備えた誘導加熱調理器であって、前記複数の加熱コイルが、前記本体の前方に配設された第１及び第２の加熱コイルと、前記本体の後方に配設された第３の加熱コイルを有し、該第３の加熱コイルにより加熱される被加熱物の温度を前記第３の加熱コイルの外周より内側で検知する第１及び第２の温度センサと、該第１及び第２の温度センサの出力から被加熱物の温度を検知する第１及び第２の温度検知手段と、該第１及び第２の温度検知手段の出力に応じて前記第３の加熱コイルの入力制御を行う制御手段とをさらに備え、前記第１の温度センサを前記第３の加熱コイルの中心より前方に配置する一方、前記第２の温度センサを前記第３の加熱コイルの中心より後方であって前記第１の加熱コイル及び前記第２の加熱コイルの加熱領域を示す加熱表示部の外縁より後方に配置し、かつ前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサを、前記第３の加熱コイルの中心を通り、前記第１の加熱コイル及び前記第２の加熱コイルの中心を結ぶ線と直交する線上に配置し、前記第１の温度センサの上方の前記トッププレートに前記第１の温度センサの位置を示す第１のセンサマークを、前記第２の温度センサの上方の前記トッププレートに前記第２の温度センサの位置を示す第２のセンサマークをそれぞれ設けたことを特徴とする。

さらに、請求項２に記載の発明は、前記第１の温度センサが赤外線センサであり、前記第２の温度センサが感熱素子であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記第１の温度検知手段からの出力が入力され、前記第３の加熱コイルの上方に被加熱物があるかどうかを判定する被加熱物判定手段をさらに備え、該被加熱物判定手段により前記第３の加熱コイルの上方に被加熱物がないと判定した場合に前記第３の加熱コイルへの電力供給を停止することを特徴とする。

本発明によれば、本体の前方に第１及び第２の加熱コイルを配設するとともに本体の後方に第３の加熱コイルを配設し、第３の加熱コイルにより加熱される被加熱物の温度を検知する第１及び第２の温度センサを第３の加熱コイルの中心より前方及び後方にそれぞれ配置し、第１の温度センサの上方のトッププレートに第１のセンサマークを設けたので、第１あるいは第２の加熱コイルの上方に被加熱物が載置されていても、第３の加熱コイルに対応するセンサマークを十分認識することができる。したがって、ユーザはセンサマークを被加熱物の底で覆うようにトッププレート上に載置することにより被加熱物を適切な位置に載置することができ、後方に被加熱物がずれたとしても第２の温度センサが被加熱物の温度を正確に検知することができるので、安定した被加熱物の温度制御を行うことができる。

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。
図１は、本発明にかかる誘導加熱調理器を示しており、調理器本体２はキッチンのキャビネットの天面に設けた開口部に上から落とし込んで組み込まれる。本体２の上面は結晶化セラミックを素材としたトッププレート４の周囲をプレート枠６で囲んで覆われている。トッププレート４には複数（本実施の形態では三つ）の加熱部８，１０，１２が印刷により表示されている。トッププレート４の後方で本体２の後部には、外部の空気を本体２内に取り入れるための吸気口１４と、本体２内の加熱された空気を外部に排出するための排気口１６が形成されている。

加熱部８，１０，１２に対応する本体２内部には、誘導加熱手段を構成する第１及び第２の加熱コイル１８，２０が前方に配設され、これら二つの加熱コイル１８，２０の後方に第３の加熱コイル２２が配設されている。また、これら三つの加熱コイル１８，２０，２２はコイルベース２４，２６，２８にそれぞれ載置されている。

第１の加熱コイル（図１の左側の加熱コイル）１８の下方には、本体前面に開口部を有するロースター３０が、魚等を加熱する加熱庫として破線で示されるように形成されており、ロースター３０からの熱を遮蔽する仕切り板としてのロースターカバー３２が第１の加熱コイル１８とロースター３０との間に介装されている。また、ロースターカバー３２とロースター３０の上面には断熱のための隙間が設けられている。

また、ロースター３０の側方における本体前面には、誘導加熱調理器を使用して調理するときに操作する操作部３５が設けられている。さらに、ロースター３０の側方で第２の加熱コイル２０の下方には、第１乃至第３の加熱コイル１８，２０，２２を制御するための電子部品を備えた三つの制御基板３４，３６，３８が上下に積層された状態で配設されており、その後方には本体２外部の空気を吸い込むための複数（例えば、二つ）の遠心型吸気ファン４０，４２が上下に配置されている。

なお、コイルベース２４，２６，２８の各々の下方には複数のばね４４，４６，４８が取り付けられており、これらのばね４４，４６，４８によりコイルベース２４，２６，２８はトッププレート４の裏面（下面）に向かって付勢され、コイルベース２４，２６，２８の外周部に垂直方向に設けられたボス２４ａ，２６ａ，２８ａがトッププレート４の裏面に押圧されることで、第１乃至第３の加熱コイル１８，２０，２２の上面とトッププレート４の裏面間に所定の隙間が設けられている。

次に、誘導加熱調理器の制御系のうち、特に第１乃至第３の加熱コイル１８，２０，２２の制御系につき第３の加熱コイル２２を例に取り説明する。

図２に示されるように、第３の加熱コイル２２は、互いに電気的に接続された内コイル２２ａと外コイル２２ｂの分割巻き構成を有し、上述したようにコイルベース２８上に保持されている。また、コイルベース２８の下面には、加熱コイル２２から被加熱物Ｐへの磁束を集中するためのフェライト５０が取り付けられている。さらに、内コイル２２ａと外コイル２２ｂの間の空隙部の下方には被加熱物Ｐの温度を検知する第１の温度センサとしての赤外線センサ５２が取り付けられており、加熱コイル２２の近傍には、被加熱物Ｐの温度を検知する第２の温度センサとしてのサーミスタ等の感熱素子５４がトッププレート４に密着して取り付けられている。

赤外線センサ５２は、加熱コイル２２からの磁束の影響を受けにくくするため、加熱コイル２２下方への磁束の閉磁路を形成するフェライト５０より下方に配設されており、被加熱物Ｐから放射される赤外線を検知している。被加熱物Ｐから放射された赤外線はトッププレート４を透過し、トッププレート４の裏面に形成された赤外線入射領域４ｂから本体２内に入りコイルベース２８に形成された筒状の導光部２９の上部開口２９ａに入射し、下部開口２９ｂに対向配置された集光レンズ５２ａで集光されて赤外線センサ５２に受光される。

赤外線入射領域４ｂは、トッププレート４の裏面に印刷された有色の印刷膜４ａの一部を円形または長方形に除去した窓として形成されているが、その形状は円形または長方形に限定されるものではない。印刷膜４ａは遮光性を有し、筒状の導光部２９とともに外乱光を遮断し、被加熱物Ｐの底部の対向する部分からの赤外線を支配的に入射させて被加熱物Ｐの高温となる部分の温度を精度良く測定する。赤外線センサ５２の出力は、温度検知手段５６に入力されて、温度検知手段５６により被加熱物Ｐの温度を検知する。温度検知手段５６の出力は、被加熱物判定手段５８及び制御手段６０に入力され、制御手段６０は温度検知手段５６からの信号に応じて加熱コイル２２に高周波電流を供給するインバータ回路６２の出力を制御する。

また、感熱素子５４の出力は、温度検知手段６４に入力されて、温度検知手段６４により被加熱物Ｐの温度を検知する。温度検知手段６４の出力は、制御手段６０に入力され、制御手段６０は温度検知手段６４からの信号に応じて加熱コイル２２に高周波電流を供給するインバータ回路６２の出力を制御する。

なお、赤外線センサ５２は、サーミスタ等の感熱素子５４より温度応答性に優れていることから、本実施の形態においては、例えば炒め物調理のように被加熱物Ｐが高温である場合の被加熱物Ｐの温度制御に用いられ、感熱素子５４は赤外線センサ５２故障時や被加熱物Ｐが加熱部１２の中心からずれて載置された場合など、赤外線センサ５２で被加熱物Ｐの温度が適正に検知できない時のバックアップに加え、炊飯や揚げ物等の自動温度調節用として設けられており、制御手段６０によるインバータ回路６２の出力制御は、赤外線センサ５２の出力または感熱素子のいずれかの信号に応じて被加熱物Ｐの温度を制御するように設定されている。

以上のように構成された加熱コイル２２の動作を以下説明する。
加熱を開始すると、インバータ回路６２は加熱コイル２２に高周波電流を供給して、被加熱物Ｐは加熱コイル２２からの磁束（磁界）で自己発熱する。加熱開始後の被加熱物Ｐの底部温度は、加熱コイル２２からの磁束密度分布の影響から、外コイル２２ｂの内縁近傍が最も高温となり、加熱コイル２２の略中心が最も低温となる。したがって、被加熱物Ｐの高温部で温度を検知するために、赤外線センサ５２を加熱コイル２２の外周より内側で加熱コイル２２の内コイル２２ａと外コイル２２ｂの間の下方に配置し、赤外線センサ５２からの出力を温度検知手段５６により温度に換算して、検知温度が所定温度を超えたり、赤外線センサ５２の出力電圧を演算して被加熱物Ｐの温度が所定の温度以上となったと判断すると、インバータ回路６２はその出力が減少するように制御手段６０により制御される。

また、被加熱物判定手段５８は、赤外線センサ５２の上方の被加熱物Ｐの有無を判定するためのものであって、赤外線センサ５２の上方に被加熱物Ｐがないと判定した場合に、加熱を停止したり加熱を開始しないように構成されている。被加熱物判定手段５８には、赤外線センサ５２のような非接触式温度センサの場合は、被加熱物Ｐが赤外線センサ５２の上にあるときの加熱開始直後の赤外線センサ５２の出力電圧に対する現時点の出力電圧の増加量、すなわち基準出力電圧増加量が設定されており、温度検知手段６４の検知温度が所定の温度以上のとき、温度検知手段５６より出力された電圧の基準出力電圧増加量と予め設定された基準出力電圧とを比較して、基準出力電圧増加量が所定値未満である場合には、被加熱物Ｐが赤外線センサ５２により温度制御が正常に行われる位置に載置されていないと判定する。なお、被加熱物判定手段５８は、前記の方法に代え、ＬＥＤ等の発光素子（図示せず）からの光をトッププレート４下方から被加熱物Ｐに照射し、赤外線センサ５２が被加熱物Ｐで反射される発光素子からの反射光を受光するかしないかにより被加熱物Ｐの有無を判定してもよい。

図３に示されるように、トッププレート４には、赤外線センサ５２と感温素子５４の位置をユーザが認識できるように所定の形状（例えば、円形）のセンサマーク６６，６８が、加熱部１２の中心の前後にそれぞれ印刷されている。なお、トッププレート４における赤外線センサ５２の位置とは、赤外線センサ５２が測定する赤外線の入射領域をいう。例えば、図２においては、赤外線センサ５２の位置は赤外線入射領域４ｂの位置をいい、トッププレート４における感温素子５４の位置とは、感温素子５４が接触している部分をいう。センサマーク６６，６８は、少なくともその表示する部分内に赤外線センサ５２が測定する赤外線の入射領域の全部または一部が存在すればよい。さらに、その近傍には、赤外線センサ５２及び感温素子５４があることをユーザに認識させるための、文字表示も設けてある。センサマーク６６，６８の内側は、周囲のトッププレート４の色と区別してもよい。

上述したように、本実施の形態においては、赤外線センサ５２及び感温素子５４の位置をユーザが認識できるセンサマーク６６，６８をトッププレート４に表示したので、赤外線センサ５２及び感温素子５４の上方の適切な位置に確実に被加熱物Ｐを載置することができる。その結果、温度検知がより正確になるとともに、鍋等の被加熱物Ｐの異常加熱あるいは異常加熱による変形を抑制することができる。

なお、図２の構成は、第１及び第２の加熱コイル１８，２０にも当てはまるものではあるが、第３の加熱コイル２２の赤外線センサ５２及び感温素子５４の位置を認識するセンサマーク６６，６８の場合、上述したように第３の加熱コイル２２の中心の前後に配置するのが最も好ましい。すなわち、第３の加熱コイル２２は、第１及び第２の加熱コイル１８，２０の後方で両者の間に配置されるものであり、第１及び第２の加熱コイル１８，２０の少なくとも一方に対応する加熱部８，１０に被加熱物Ｐが載置されていると、第３の加熱コイル２２に対応する加熱部１２のセンサマーク６６，６８は見にくい場合がある。

そこで、本実施の形態においては、図３に示されるように、第１及び第２の加熱コイル１８，２０の中心を結ぶ線をＸ軸とするとＸ軸は本体２の正面に対して平行となっている。このＸ軸に直交し、かつ第３の加熱コイル２２の中心を通る線（Ｙ軸）上に二つのセンサマーク６６，６８を配置し、赤外線センサ５２の上方のセンサマーク６６を第３の加熱コイル２２の中心より前方に偏心させる一方、感温素子５４の上方のセンサマーク６８を第３の加熱コイル２２の中心より後方に偏心させている。なお、センサマーク６６，６８の第３の加熱コイル２２の中心からの距離を略等しく設定すると、被加熱物Ｐの底面温度が略等しい箇所を赤外線センサ５２と感熱素子５４が測定することになり、いずれも加熱コイル２２中心に対向する被加熱物Ｐの温度よりも高い温度の部分を測定することができ留ので、応答性良く被加熱物の温度を測定することができる。

なお、第２の温度センサである感温素子５４について、図２に示されるように内コイル２２ａの外周より外側に設けて第３の加熱コイル２２の中心より後方に配置することに代え、内コイル２２ａの内周より内側における第３の加熱コイル２２の略中心に設け、必要に応じて対応するセンサマーク７０を図４に示されるように設ける構成としてもよい。この構成とすることにより、第３の加熱コイル２２の中心から全方向に対する被加熱物Ｐの位置ずれに対し、感温素子５４の上に被加熱物Ｐの底面が存在する確率が均等となり被加熱物Ｐの温度を比較的安定して測定することができる。

また、図４に示されるように、第３の加熱コイル２２の加熱部１２（加熱領域を示す加熱表示部、本実施の形態においては円形）の外縁とその後方に位置するプレート枠６の前縁の前後方向の距離Ａよりも第１及び第２の温度センサの前後方向の距離Ｂ（第２の温度センサである感熱素子中心と第１の温度センサである赤外線センサの測定領域の中心との距離）を大きくすると、標準の大きさの被加熱物Ｐ（加熱表示部１２と直径が略等しい被加熱物）の中心位置が加熱表示部１２の中心から後方にずれた場合でも、被加熱物Ｐがプレート枠６により規制されて被加熱物Ｐは少なくとも感熱素子を覆うことができるので、赤外線センサと感熱素子のいずれも被加熱物Ｐの温度を検出できないという事態を避けることができる。

また、第１及び第２の加熱コイル１８，２０の場合、これらの加熱コイル１８，２０に対応する加熱部８，１０に第３の加熱コイル２２のセンサマーク６６，６８と同様のセンサマークが設けられるが、これらのセンサマークは、加熱コイル１８，２０の中心の前後に必ずしも配置する必要はない。

また、センサマーク６６の内側または外側に発光部６９を形成し、ユーザに発光部６９を覆うように指示するようにしてもよい。このようにすることで、センサマーク６６の視認性を高め、その内側にある赤外線センサ５２及びその赤外線測定用の赤外線の入射口をより確実に覆うようにすることができる。

発光部６９を発光させる構成は、例えばＬＥＤ等の発光体を赤外線センサ５２に隣接して設けるとともに、図２に示される導光部２９と同様の別の導光部（以下、第２の導光部という）を導光部２９に隣接して設け、第２の導光部の下部開口に発光体からの光を入射させ上部開口から出射させてトッププレート４の上方から光を視認できるようにすればよい。

また、上記実施の形態においては、第３の加熱コイル２２は、互いに電気的に接続された内コイル２２ａと外コイル２２ｂの分割巻き構成として、第３の加熱コイル２２の巻線の間に赤外線センサ５２の赤外線入射領域４ｂを設けたが、これに限定されるものではなく、赤外線入射領域を加熱コイル２２の内側に設け、被加熱物Ｐの温度として第３の加熱コイル２２に面する範囲内の温度を検知すればよい。例えば、図５に示されるように、第３の加熱コイル７１を分割巻でない構成とし、第３の加熱コイル７１の中央開口部７４を形成する内周縁近傍に赤外線センサ（図示せず）の導光部７２とサーミスタ等の感温素子７３を配置してもよい。この場合の赤外線センサの導光部７２は加熱コイル７１の中心から偏心した位置に設けられているので、加熱中においては加熱コイル７１の中心より高い温度の被加熱物Ｐの温度を測定することができる。

上述したように、本発明にかかる加熱調理器は、後方に配置した加熱コイルの上方に被加熱物を適切に配置して被加熱物の温度を正確に検知することができるので、少なくとも前方に二つの加熱コイルを設け後方に一つの加熱コイルを設けた三口あるいはそれ以上の誘導加熱調理器として有用である。

本発明にかかる誘導加熱調理器の分解斜視図加熱コイルの制御回路を示すブロック図図１の誘導加熱調理器に設けられたトッププレートの平面図第３の加熱コイルに設けた感温素子の位置を加熱コイル中央にした場合の誘導加熱調理器の平面図第３の加熱コイルに設けた感温素子の位置を加熱コイル中央にした場合の第３の加熱コイルの斜視図

符号の説明

２調理器本体、４トッププレート、４ａ印刷膜、４ｂ赤外線入射領域、
６プレート枠、８，１０，１２加熱部、１４吸気口、１６排気口、
１８，２０，２２加熱コイル、２２ａ内コイル、２２ｂ外コイル、
２４，２６，２８コイルベース、２４ａ，２６ａ，２８ａボス、２９導光部、
２９ａ上部開口、２９ｂ下部開口、３０ロースター、
３２ロースターカバー、３４，３６，３８制御基板、３５操作部、
４０，４２吸気ファン、４４，４６，４８ばね、５０フェライト、
５２赤外線センサ、５４感温素子、５６温度検知手段、
５８被加熱物判定手段、６０制御手段、６２インバータ回路、
６４温度検知手段、６６，６８センサマーク、６９発光部、
７０センサマーク、７１加熱コイル、７２導光部、７３感温素子、
Ｐ被加熱物。

Claims

本体と、該本体の上面を覆い被加熱物が載置されるトッププレートと、該トッププレートの下部に配設され被加熱物を加熱する複数の加熱コイルとを備えた誘導加熱調理器であって、
前記複数の加熱コイルが、前記本体の前方に配設された第１及び第２の加熱コイルと、前記本体の後方に配設された第３の加熱コイルを有し、
該第３の加熱コイルにより加熱される被加熱物の温度を前記第３の加熱コイルの外周より内側で検知する第１及び第２の温度センサと、
該第１及び第２の温度センサの出力から被加熱物の温度を検知する第１及び第２の温度検知手段と、
該第１及び第２の温度検知手段の出力に応じて前記第３の加熱コイルの入力制御を行う制御手段とをさらに備え、
前記第１の温度センサを前記第３の加熱コイルの中心より前方に配置する一方、前記第２の温度センサを前記第３の加熱コイルの中心より後方であって前記第１の加熱コイル及び前記第２の加熱コイルの加熱領域を示す加熱表示部の外縁より後方に配置し、かつ前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサを、前記第３の加熱コイルの中心を通り、前記第１の加熱コイル及び前記第２の加熱コイルの中心を結ぶ線と直交する線上に配置し、前記第１の温度センサの上方の前記トッププレートに前記第１の温度センサの位置を示す第１のセンサマークを、前記第２の温度センサの上方の前記トッププレートに前記第２の温度センサの位置を示す第２のセンサマークをそれぞれ設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
前記第１の温度センサが赤外線センサであり、前記第２の温度センサが感熱素子であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
前記第１の温度検知手段からの出力が入力され、前記第３の加熱コイルの上方に被加熱物があるかどうかを判定する被加熱物判定手段をさらに備え、該被加熱物判定手段により前記第３の加熱コイルの上方に被加熱物がないと判定した場合に前記第３の加熱コイルへの電力供給を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導加熱調理器。