JP4957269B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、加熱コイルの電磁誘導により、トッププレート上の非導電性材料により形成された容器を加熱する誘導加熱調理器に関するものである。

従来、誘導加熱調理器としては、被加熱物である容器底温度と容器を載置したトッププレート温度との誤差を少なくするために、加熱コイルの中央部および加熱コイルの巻線間の間隔にセンサーを設け、より広い範囲の温度を検知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、土鍋などの非導電性材料により形成された容器において、その外底面に設けた発熱層の発熱量を部分的に変えることにより、発熱層全体の発熱量を均一化しているものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−７８９０２号公報 特開２００６−１１６２９５号公報

ところで、被加熱物が金属製鍋などの容器のように全体が熱伝導性の良い材料で構成されているものは、局所的な温度上昇が発生しても、その熱が容器全体に容易に拡散するため、最も温度の高い部分とセンサーが感知する部分との加熱の偏りが起こりにくい。しかし、土鍋などの非導電性材料により形成された容器で外底部にのみ発熱層が設けられて容器では、発熱層の最も温度の高い部分とセンサーが感知する部分との加熱の偏り問題が顕著となる。このため、前記従来の構成の誘導加熱調理器と発熱量の均一化をはかった土鍋などの容器とを組み合わせて用いても、温度制御の精度を上げることができない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、土鍋などの非導電性材料により形成された容器を誘導加熱する場合において精度の高い温度制御が可能な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、トッププレートと、このトッププレートの下方に配設され巻線間に間隔を有した円盤状の加熱コイルと、加熱コイルの中央部および巻線間の間隔にそれぞれ設けた中央センサーおよびコイル間センサーと、外底面に発熱層を設けトッププレート上に載置される非導電性材料により形成された容器とを備え、容器の外底面に設けた発熱層は、コイル間センサーと対向する部分の厚みを他の部分よりも厚くすることで前記コイル間センサーと対向する部分が最も温度が高くなるように構成したものである。

これによって、容器の発熱層のコイル間センサーと対向する部分が最も温度が高くなり、これをコイル間センサーで制御することで、精度の高い温度制御が可能なものである。すなわち、加熱コイルの巻線間の間隔部分は、巻線部分に比べて温度が低くなるが、容器の発熱層のコイル間センサーと対向する部分の厚みを他の部分よりも厚くしたことにより、最も高い温度をコイル間センサーで制御できるものであり、検知感度が良好なものである。

本発明の誘導加熱調理器は、土鍋などの非導電性材料により形成された容器を誘導加熱する場合でも精度の高い温度制御が可能である。

第１の発明は、トッププレートと、このトッププレートの下方に配設され巻線間に間隔を有した円盤状の加熱コイルと、加熱コイルの中央部および巻線間の間隔にそれぞれ設けた中央センサーおよびコイル間センサーと、外底面に発熱層を設けトッププレート上に載置される非導電性材料により形成された容器とを備え、容器の外底面に設けた発熱層は、コイル間センサーと対向する部分の厚みを他の部分よりも厚くすることで前記コイル間センサーと対向する部分が最も温度が高くなるように構成した誘導加熱調理器とするものである。これによって、容器の発熱層のコイル間センサーと対向する部分が最も温度が高くなり、これをコイル間センサーで制御することで、精度の高い温度制御が可能なものである。すなわち、加熱コイルの巻線間の間隔部分は、巻線部分に比べて温度が低くなるが、容器の発熱層のコイル間センサーと対向する部分の厚みを他の部分よりも厚くしたことにより、最も高い温度をコイル間センサーで制御できるものであり、検知感度が良好なものである。

第２の発明は、特に、第１の発明において、非導電性材料により形成された容器の発熱層は、コイル間センサーと対向する部分に加えて、中央センサーと対向する部分の厚みも厚くするとともに、コイル間センサーと対向する部分の厚みを中央センサーと対向する部分の厚みより大としたことにより、この非導電性材料により形成された容器を、所定の誘導加熱調理器を使用した場合は精度の高い温度制御が可能であることはもちろんのことではあるが、他の誘導加熱調理器と組み合わせて使用しても発熱層の温度がセンサーで検知できる。例えば、容器は、卓上で使用する１００Ｖ誘導加熱調理器で使用される場合、あるいはキッチンにビルトインされた２００Ｖ誘導加熱調理器で使用される場合もある。このような際、加熱コイルに設けたセンサーは中央部の中央センサー１つだけであったり、コイル間センサーがあっても、加熱コイルの中央からコイル間センサーまでの位置が異なった位置にあったりする場合、容器の厚みの厚い発熱層部分の温度を検知するこができない。しかし、中央センサーでは確実に高い温度を制御できるものである。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、非導電性材料により形成された容器のコイル間センサーとの対向部分を下方向に凸形状にしたことにより、発熱層がトッププレートに与える輻射熱はコイル間センサーの部分を最も多くすることができ、容器が空焼き状態で高温になり容器の底面に熱により歪がおこり反りが発生してもコイル間センサーが発熱層の最も温度が高い部分をトッププレートに与える構成が維持でき、熱による危険や故障を防止することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、非導電性材料により形成された容器のコイル間センサーとの対向部分を下方向に凸形状にし、トッププレートの上面と凸形状の隙間を、容器が熱変形しても発熱層がトッププレートに接することのない隙間寸法としたことにより、容器は使用時間が経過すると熱による変形で下側に変形していくが、隙間寸法（実際は０．７〜１．５ｍｍ）の存在により、変形しても発熱層がトッププレートに接することがなく、発熱層の磨耗による損傷をなくし、誘導加熱性能を安定して維持することができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、非導電性材料により形成された容器のコイル間センサーとの対向部分に加えて、中央センサーと対向する部分を下方向に凸形状にしたことにより、この非導電性材料により形成された容器を、所定の誘導加熱調理器を使用せずに他の誘導加熱調理器を使用した場合、容器が空焼き状態で高温になり容器の底面が熱により歪がおこり反りが発生しても、中央センサーが発熱層の温度が高い部分を検知でき、熱による危険や故障を防止することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、非導電性材料により形成された容器の凸形状以外の容器底面とトッププレートの上面との隙間を、凸形状以外の容器底面の発熱層からのトッププレートへの輻射熱を規制する隙間寸法とすることにより、凸形状以外の容器底面の発熱層からのトッププレートへの輻射熱が隙間寸法（実際は２〜４ｍｍ）の存在により制限され、熱による危険や故障を防止することができる。

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。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〜図６は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すものである。

図１に示すように、誘導加熱調理器は、ケース上２とケース下３が上下に合わさって外郭を構成していて、ケース上２の上には耐熱強化ガラス製のトッププレート１が接着されている。図中のトッププレート１は四角形の平面であるが、これは丸型のものや、溝つきのものであっても特に支障はない。また、ケース上２の前方にはトッププレート１から低い面に液晶の表示窓を備えた操作部４が設けられている。

図２は、ケース上２を取り外した状態を上から見ており、ケース下３のほぼ中央に加熱コイル５が設けられている。加熱コイル５は、巻線間に間隔７を有した円盤状であって、内コイル６とその外側の外コイル９を形成するように巻き、連結部８から外コイル９まで一体に巻き上げて構成している。加熱コイル５はコイルベース１０に載置して上からコイルホルダー１１で挟み込んで取り付けている。コイルベース１０には内コイル６の内側で加熱コイル５の中央部に中央センサー１２を設けている。中央センサー１２はサーミスタ１３をサーミスタホルダー１４に内蔵した構成にしている。また、巻線間の間隔７にはコイル間センサー１５を設けている。コイル間センサー１５はサーミスタ１６をサーミスタホルダー１７に内蔵した構成にしている。

ケース下３の加熱コイル５の下には誘導加熱制御部１８が置かれ、前方には操作制御部２０が置かれ、両者は信号線２１でつながっている。また、ケース下３の右後方には電源制御部２２が置かれている。電源部制御部２２には、着脱可能な電源コード２３が接続されている。前記した加熱コイル５および誘導加熱制御部１８などの温度上昇部はファン１９により冷却されるようになっている。

図３に示すように、中央センサー１２を構成するサーミスタ１３と、コイル間センサー１５を構成するサーミスタ１６はトッププレート１の裏面に接触する構成にしている。

図４、図５に示すように、外底面の全面に発熱層３５を設けトッププレート１上に載置される非導電性材料により形成された土鍋などの容器３０は、底面３１とその外周に側面壁３２が構成され、側面壁３２には持ち手３３が備えられている。底面３１には載置する際に載置面と接する脚３４が円周形状に設けてある。ただし、脚３４は円周形状でなく、例えば、３点の凸部形状であっても良い。脚３４の内側には発熱層３５が備えられており、発熱層３５は、コイル間センサー１５と対向する部分の厚みを他の部分よりも厚くした発熱層３６としている。また、容器３０は蓋３７を備えている。

そして、図６に示すように、容器３０をトッププレート１上に載置すると、コイル間センサー１５のサーミスタ１６の上方に発熱層３６が配置されるようになっている。

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

電源コード２３を接続して、操作制御部２０に誘導加熱の動作を始める指示を行うと、信号線２１で信号を伝達して誘導加熱制御部１８が加熱コイル５に誘導電流を流す。これにより、内コイル６および外コイル９に磁界が発生し、容器３０に設けた発熱層３５および発熱層３６が発熱する。

この際、発熱層３５、３６は加熱コイル５に近いほど磁界が強く、間隔７の上部よりも内コイル６および外コイル９の上方の磁界が強く、底が平坦である容器では、間隔７の上方よりも内コイル６および外コイル９の上方の温度が高くなる。ここで容器が金属材料でできていると熱伝導性に優れているので、間隔７の上方と内コイル６および外コイル９の上方間での温度差が少なく、容器底からの輻射熱で温度上昇したトッププレート１の温度も差が少なく、間隔７に設けたコイル間センサー１５で容器の温度上昇を推定できた。

しかし、加熱調理器には載置する容器の材料を選別するキー選択がないので、ホーローや磁性のステンレスでできている容器と、土鍋などの裏面に銀の薄膜を設けた容器と判別が難しい。土鍋などの裏面に薄膜を設けた容器では間隔７の上方と内コイル６および外コイル９の上方とでは温度差が大きく、内コイル６および外コイル９上方の容器底の温度が高くなってもコイル間センサー１５の上方は温度がまだ高くなっていないので、さらに誘導加熱されて、内コイル６および外コイル９上方の容器底の温度が高くなるが、本実施の形態では、間隔７の上方の発熱層３６は発熱層３５よりも温度が上がり易いので、コイル間センサー１５が土鍋などの裏面の温度が上がった際に検知し易くなり、さらに加熱するという異常状態を防止することができる。

（実施の形態２）
図７、図８は、本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器を示している。基本構成については実施の形態１と同様であるので同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態における誘導加熱調理器の容器４０は、土鍋など非導電性材料により形成され、底面４１には載置する際に接する脚４２が設けてある。脚４２の内側には発熱層４３が備えられており、コイル間センサー１５と対向する部分に加えて、中央センサー１２と対向する部分の厚みも厚くした発熱層４４、４５を有している。そして、コイル間センサー１５と対向する部分の発熱層４４厚みを中央センサー１２と対向する部分の発熱層４５厚みより大としているものである。

図８に示すように、容器４０をトッププレート１上に載置すると、コイル間センサー１５のサーミスタ１６の上方に発熱層４４が配置され、中央センサー１２のサーミスタ１３の上方に発熱層４５が配置されるものである。

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

この非導電性材料により形成された容器４０を、所定の誘導加熱調理器を使用した場合はコイル間センサー１５と発熱層４４とにより精度の高い温度制御が可能であることはもちろんのことではあるが、他の誘導加熱調理器と組み合わせて使用しても発熱層の温度がセンサーで検知できる。例えば、容器４０は、卓上で使用する１００Ｖ誘導加熱調理器で使用される場合、あるいはキッチンにビルトインされた２００Ｖ誘導加熱調理器で使用される場合もある。このような際、加熱コイルに設けたセンサーは中央部の中央センサー１つだけであったり、コイル間センサーがあっても、加熱コイルの中央からコイル間センサーまでの位置が異なった位置にあったりする場合、容器４０の厚みの厚い発熱層４４部分の温度を検知することができない。しかし、一般的にどの誘導加熱調理器にも設けてある中央センサーの上方に厚みの厚い発熱層４５を設けることで、感度はコイル間センサー１５より劣るが中央センサー１２でも空焼きなどの異常状態になった際に、確実に温度を制御することができるものである。

（実施の形態３）
図９、図１０は、本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器を示している。基本構成については実施の形態１と同様であるので同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態における誘導加熱調理器の容器５０は、土鍋など非導電性材料により形成され、底面５１には載置する際に接する脚５２が設けてある。脚５２の内側には発熱層５５が備えられており、コイル間センサー１５との対向部分を下方向に凸形状５４にし、ここには他よりも厚みを厚くした発熱層５６を設けている。

図１０に示すように、容器５０をトッププレート１上に載置すると、脚５２がトッププレート１に当接して、発熱層５５および発熱層５６はトッププレート１から浮いている。ここで、発熱層５６とトッププレート１の隙間の距離をＡとし、発熱層５５とトッププレート１の距離をＢとすると、Ａは０．７〜１．５ｍｍとして、Ｂは２〜４ｍｍの範囲の構成としている。

以上のように構成された加熱調理器において、以下その動作、作用を説明する。

容器５０の裏面の発熱層がトッププレート１に与える輻射熱は、コイル間センサー１５の上方の発熱層５６が最も大きい。また、容器５０を空焼きにすると、容器５０の底面が熱により歪がおこり反りが発生するが、それでも発熱層５６が最も温度が高いことを維持でき、コイル間センサー１５で容器５０の異常温度導上昇した場合を検知できて、熱による危険や故障を防止することができる。

ここで、Ａの隙間を０．７〜１．５ｍｍとすると、底面５１が容器５０は使用時間が経過することに熱による変形で下側に変形していくが（使用回数とともに変形する寸法は小さくなる）、変形しても発熱層５６がトッププレート１に接することを防止する。すなわち、Ａの隙間寸法の存在により、変形しても発熱層５６がトッププレート１に接することがなく、発熱層５６の磨耗による損傷をなくし、誘導加熱性能を安定して維持することができる。

また、Ｂの隙間を２〜４ｍｍの範囲の構成としたもので、加熱コイル５からの誘導加熱で加熱することができるとともに、発熱層５５と発熱層５６との発熱層自体の温度差も大きくなることを防止でき、発熱層の容器５０からの剥離を防止して、発熱層の熱は容器５０に伝導させることで、発熱層自体の異常温度上昇を抑えることができる。すなわち、Ｂの隙間寸法の存在により、凸形状部以外の容器底面の発熱層からのトッププレート１への輻射熱が制限（軽減）され、熱による危険や故障を防止することができる。

（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器を示している。基本構成については実施の形態１と同様であるので同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態における誘導加熱調理器の容器６０は、土鍋など非導電性材料により形成され、底面６１に載置する際に載置面に接する脚６２が設けてある。

底面６１は、コイル間センサー１５の上方の部分を下方向に向いた凸形状６３と、中央センサー１２の上方の部分を下方向に向いた凸形状６４とを設けており、それ以外の底面６５よりも厚みを厚くしている。また底面６５には発熱層６６を設け、凸形状６３には発熱層６６より厚い発熱層６７が設けられ、凸形状６４には発熱層６６より厚い発熱層６８が設けてある。

このように、非導電性材料により形成された容器６０のコイル間センサー１５との対向部分に加えて、中央センサー１２と対向する部分を下方向に凸形状６４にしたことにより、この非導電性材料により形成された容器６０を、所定の誘導加熱調理器を使用せずに他の誘導加熱調理器を使用した場合、容器６０が空焼き状態で高温になり容器６０の底面が熱により歪がおこり反りが発生しても、中央センサー１２が発熱層６８の温度が高い部分を検知でき、熱による危険や故障を防止することができる。すなわち、発熱層６７および発熱層６８は発熱層６６よりも厚くて、また加熱コイル５に近いので、温度上昇が起こり、この部分の温度検知を行うことで容器６０の裏面の温度管理を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、土鍋などの非導電性材料により形成された容器を誘導加熱する場合でも精度の高い温度制御が可能であるので、卓上型、キッチン組み込み型あるいは家庭用、業務用にかかわらず誘導加熱調理器全般に適用できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の斜視図 同誘導加熱調理器の内部構成を示す平面図 同誘導加熱調理器の一部を示す側断面図 同誘導加熱調理器における容器を底面側から見た斜視図 同誘導加熱調理器における容器の側断面図 同誘導加熱調理器の全体を示す側断面図 本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の容器を底面側から見た斜視図 同誘導加熱調理器の全体を示す側断面図 本発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の容器の側断面図 同誘導加熱調理器の全体を示す側断面図 本発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の全体を示す側断面図

符号の説明

１ トッププレート
５ 加熱コイル
７ 間隔
１２ 中央センサー
１５ コイル間センサー
１８ 誘導加熱制御部
３０、４０、５０、６０ 容器
３５、３６、４３〜４５、５５、５６、６６〜６８ 発熱層
５４、６３、６４ 凸形状

Claims (6)

1. トッププレートと、このトッププレートの下方に配設され巻線間に間隔を有した円盤状の加熱コイルと、前記加熱コイルの中央部および巻線間の間隔にそれぞれ設けた中央センサーおよびコイル間センサーと、外底面に発熱層を設け前記トッププレート上に載置される非導電性材料により形成された容器とを備え、前記容器の外底面に設けた発熱層は、前記コイル間センサーと対向する部分の厚みを他の部分よりも厚くすることで前記コイル間センサーと対向する部分が最も温度が高くなるように構成した誘導加熱調理器。
2. 非導電性材料により形成された前記容器の発熱層は、前記コイル間センサーと対向する部分に加えて、前記中央センサーと対向する部分の厚みも厚くするとともに、前記コイル間センサーと対向する部分の厚みを前記中央センサーと対向する部分の厚みより大とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 非導電性材料により形成された前記容器の前記コイル間センサーとの対向部分を下方向に凸形状にした請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
4. 非導電性材料により形成された前記容器の前記コイル間センサーとの対向部分を下方向に凸形状にし、前記トッププレートの上面と凸形状の隙間を、前記容器が熱変形しても前記発熱層が前記トッププレートに接することのない隙間寸法とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
5. 非導電性材料により形成された前記容器の前記コイル間センサーとの対向部分に加えて、前記中央センサーと対向する部分を下方向に凸形状にした請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
6. 非導電性材料により形成された前記容器の凸形状以外の容器底面と前記トッププレートの上面との隙間を、凸形状以外の容器底面の前記発熱層からの前記トッププレートへの輻射熱を規制する隙間寸法とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。