JP4998062B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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本発明は、一般家庭、レストランおよびオフィスなどで使用される誘導加熱調理器に関するものである。
近年、鍋やフライパンなどの調理容器を加熱コイルにより誘導加熱する誘導加熱調理器
が広く普及している。この誘導加熱調理器は、調理容器の温度を検出するために、サーミスタなどの感熱素子や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を備えている。
また、赤外線センサを構成する電子部品が断線や短絡などの異常状態であるかどうか、すなわち赤外線センサが故障しているかどうかを検知するために、加熱中に、赤外線センサの出力値(検出情報)が所定値以上か否かに基づいて、赤外線センサが異常かどうかを検出する異常検出手段を設けており、異常検出手段が、赤外線センサが異常であると判断したときに、加熱を停止または異常であることを報知する誘導加熱調理器が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−150013号公報
しかしながら、前記従来の構成では、常時、応答速度が速い赤外線センサに基づいて加熱制御を行っているため、鍋の温度変化に追従した加熱制御を行うことができるが、赤外線センサの出力値(検出情報)が異常なときは加熱を停止してしまう。このため、赤外線センサが元の状態に戻る、あるいは修理するまでの間、誘導加熱調理器を使用することができないという課題があった。また、赤外線センサの出力値(検出情報)が異常な時に、異常を報知するだけで加熱を停止せずに調理を続けた場合は、油が発火温度に到達したことを検知できないため、安全性に課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、例えば、温度検出手段が動作保証外の温度まで異常に上昇しても、それを検出して他の温度検出手段に切替えることで安全に加熱調理が継続できる誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。
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、調理容器を載置するトッププレートと、前記トッププレートを介して調理容器の温度を検出する第1、第2の温度検出手段と、前記第1の温度検出手段の状態を検出する状態検出手段と、前記調理容器を加熱する誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記第1および第2の温度検出手段の検出情報に基づいて加熱コイルに印加する高周波電流を制御する加熱制御手段と、前記状態検出手段の検出情報に基づいて前記第1、第2の温度検出手段を切替える加熱制御切替手段とを備えたものである。
これによって、第1の温度検出手段が情報検出に不都合な状態、例えば、第1の温度検出手段が動作保証外の温度まで異常に上昇しても、それを状態検出手段により検出し、第2の温度検出手段に切替えることで安全に加熱調理が継続できる。
本発明の誘導加熱調理器は、例えば、温度検出手段が動作保証外の温度まで異常に上昇しても、それを検出して他の温度検出手段に切替えることで安全に加熱調理が継続できる。
第1の発明は、調理容器を載置するトッププレートと、前記トッププレートを介して調理容器の温度を検出する第1、第2の温度検出手段と、前記第1の温度検出手段の温度を検出する第3の温度検出手段と、前記調理容器を加熱する誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記第1および第2の温度検出手段の検出情報に基づいて加熱コイルに印加する高周波電流を制御する加熱制御手段と、前記第3の温度検出手段の検出情報に基づいて前記
第1、第2の温度検出手段を切替える加熱制御切替手段と、第1の温度検出手段の検出情報または検出情報の時間変化に基づいて調理容器の異常加熱を検出する異常加熱検出手段と、前記第3の温度検出手段の検出情報が所定温度より高い場合には前記第1の温度検出手段の検出情報の時間変化のみに基づくよう切替える異常加熱検出切替手段とを備えた誘導加熱調理器とするものである。これによって、第1の温度検出手段が情報検出に不都合な状態、例えば、第1の温度検出手段が動作保証外の温度まで異常に上昇しても、それを状態検出手段により検出し、第2の温度検出手段に切替えることで安全に加熱調理が継続できる。
第1の温度検出手段の赤外線センサはその素子温度によって同じエネルギーの赤外線を受光していても出力値(検出情報)が変化するため、素子温度が高い場合に、素子温度が低い場合と同じ方法で調理容器の温度を検出することが難しい。しかし、調理容器の温度が一定の時は赤外線センサの検出情報も一定となり時間変化は殆んど無いという特徴があり、これは素子温度が高い場合であっても素子温度が高い場合であっても(検出情報は異なるが)その時間変化は殆んど無い。
本発明ではこの特徴を利用して、検出した第1の温度検出手段における検出情報の時間変化が、想定される第1の温度検出手段における検出情報の時間変化より大きい場合に異常加熱と判定することで、素子温度による出力値(検出情報)の変化を考慮せずに異常加熱の検知を行うことができる。
第2の発明は、特に、第1の発明において、第1の温度検出手段は、トッププレートを介して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であることにより、調理容器の温度変化に追従した加熱制御を行うことができ、調理性能を向上することができる。
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、第2の温度検出手段は、トッププレートを介して調理容器から熱伝導で伝わる熱を検出する感熱素子であることにより、例えば、赤外線センサである第1の温度検出手段がトッププレートの汚れにより赤外線が透過せず、調理容器から放射された赤外線を検出できない場合であっても、第2の温度検出手段である感熱素子により熱伝導によってトッププレートを介して調理容器の温度を検出できる。また、赤外線センサに比べ、サーミスタなどの感熱素子は安価であり、温度検出手段を安価な構成とすることができる。
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2は、本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器を示している。
図1に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、被加熱物を収納し加熱する鍋やフライパンなどの調理容器101と、外郭ケース102と、外郭ケース102の上部に備えられ調理容器101を載置するトッププレート103と、トッププレート103を介して調理容器101の温度を検出する赤外線センサよりなる第1の温度検出手段104および感熱素子よりなる第2の温度検出手段105と、第1の温度検出手段104の状態を熱伝導で検出する感熱素子よりなる状態検出手段106とを備えている。加えて、調理容器101を加熱する誘導磁界を発生させる加熱コイル107と、第1の温度検出手段104および第2の温度検出手段105の検出情報に基づいて加熱コイル107に印加する高周波電流を制御する加熱制御手段108と、状態検出手段106の検出情報に基づいて第1の温度検出手段104と第2の温度検出手段105を切替える加熱制御切替手段109と、状態検出手段106の検出情報に基づいて第1の温度検出手段104の検出情報
に補正を行う温度補正手段110とを備えている。
ここで、検出情報とは、検出温度そのもの、受光した赤外線のエネルギーによって決まる電圧、電流、周波数などの出力値、またはその出力値を温度に変換した情報である。
なお、調理容器101にはフライパンを、外郭ケース102には金属箱を、トッププレート103にはガラス板を、第1の温度検出手段104にはフォトダイオードを、第2の温度検出手段105と状態検出手段106にはサーミスタを、加熱制御手段108と加熱制御切替手段109と温度補正手段110にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。
図2は、上記した誘導加熱調理器における動作シーケンスを示している。
ユーザは被加熱物を調理容器101の中に収納し、加熱調理開始手段(図は省略)を動作させる。
加熱制御手段108は加熱調理開始手段の動作を受け付けると(S101)、加熱コイル107に高周波電流の供給を開始する。すると加熱コイル107から高周波磁界が発生し、調理容器101に電磁誘導による渦電流が流れ、そのジュール熱により調理容器101が加熱される(S102)。
その後に、加熱制御手段108は加熱制御切替手段109に検出情報の取得を要求する。すると加熱制御切替手段109は状態検出手段106から検出情報、すなわち第1の温度検出手段104の素子温度を取得する(S103)。加熱制御切替手段109は状態検出手段106からの検出情報に基づいて第1の温度検出手段104の素子温度がA℃以下かどうか判定を行う(S104)。ここでA℃は第1の温度検出手段104の動作保証温度であり、予め加熱制御切替手段109に記憶させておく。
第1の温度検出手段104の素子温度がA℃以下の場合、第1の温度検出手段104は使用可能であり、加熱制御切替手段109は温度補正手段110を動作させ、温度補正手段110は第1の温度検出手段104から検出情報、すなわち調理容器101の温度を取得する(S105)。同時に状態検出手段106から検出情報、すなわち第1の温度検出手段104の素子温度を取得する(S106)。温度補正手段110は状態検出手段106からの検出情報に基づいて第1の温度検出手段104の素子温度がB℃以上かどうか判定を行う(S107)。第1の温度検出手段104はその素子温度によって同じエネルギーの赤外線を受光していても出力値(検出情報)が変化する。B℃は第1の温度検出手段104の検出情報に補正が必要となる際の素子温度であり、予め温度補正手段110に記憶させておく。
第1の温度検出手段104の素子温度がB℃以上の場合、第1の温度検出手段104の検出情報は補正が必要であり、温度補正手段110を動作させて、第1の温度検出手段104の素子温度がB℃以下の場合の検出情報に合わせるよう補正を行い(S108)、加熱制御切替手段109に補正された第1の温度検出手段104の検出情報を送る。
S107で第1の温度検出手段104の素子温度がB℃以下の場合、第1の温度検出手段104の検出情報は補正が不要であり、温度補正手段110は検出情報の補正を行わず、加熱制御切替手段109に補正されていない第1の温度検出手段104の検出情報を送る。
加熱制御切替手段109は受け取った第1の温度検出手段104の検出情報を加熱制御
手段108へ送る。
加熱制御手段108は受け取った第1の温度検出手段104の検出情報がC℃以下かどうか判定し(S109)、C℃以下であれば加熱制御手段108は加熱コイル107に高周波電流の供給し調理容器101を加熱し(S110)、C℃以上であれば加熱制御手段108は加熱コイル107に高周波電流の供給を停止し調理容器101の加熱を停止する(S111)。これにより調理容器101の温度をC℃に保つことができる。
S104で第1の温度検出手段104の素子温度がA℃以上の場合、第1の温度検出手段104は使用不可能であり、加熱制御切替手段109は第2の温度検出手段105から検出情報、すなわち調理容器101の温度を取得し、それを加熱制御手段108へ送る(S112)。
加熱制御手段108は受け取った第2の温度検出手段105の検出情報がC℃以下かどうか判定し(S113)、C℃以下であれば加熱制御手段108は加熱コイル107に高周波電流の供給し調理容器101を加熱し(S114)、C℃以上であれば加熱制御手段108は加熱コイル107に高周波電流の供給を停止し調理容器101の加熱を停止する(S115)。これにより調理容器101の温度をC℃に保つことができる。
その後、加熱制御手段108はS101からの経過時間が時間Aを経過しているかどうかを判定し(S116)、経過するまでS103〜S116を繰り返す。ここで時間Aは加熱コイル107による加熱調理の調理時間である。
経過時間が時間Aを経過すると加熱制御手段108は加熱コイル107に高周波電流の供給を停止し調理容器101の加熱を停止し(S117)、加熱調理を終了する(S118)。
なお、A℃は、動作保証温度以下であるが第1の温度検出手段104の動作が不安定(出力値が大きくバラつくなど)になるような温度としても有用である。
なお、第1の温度検出手段104には赤外線センサ以外に、フォトトランジスタ、サーモパイル、焦電素子などを用いても構わない。
なお、S104でA℃以下と判定した場合、ユーザに異常を報知するよう構成してもよい。
このように、本実施の形態においては、第1の温度検出手段が情報検出に不都合な状態、例えば、第1の温度検出手段が動作保証外の温度まで異常に上昇しても、それを状態検出手段により検出し、第2の温度検出手段に切替えることで安全に加熱調理が継続できるものである。
(実施の形態2)
図3、図4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。
図3に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、第1の温度検出手段104の検出情報および検出情報の時間変化に基づいて調理容器101の異常加熱を検出する異常加熱検出手段201と、状態検出手段106の検出情報が所定温度より高い場合には第1の温度検出手段104の検出情報の時間変化のみに基づくよう切替える異常加熱検出切替手段202と、第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化を演算する時間変化演算手段203で構成している。他の手段については実施の形態1と同じなので詳
細な説明は省く。
なお、異常加熱検出手段201と異常加熱検出切替手段202と時間変化演算手段203にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。
図4は、上記した誘導加熱調理器における動作シーケンスを示している。
まず、実施の形態1と同様にS101〜S104の処理を順次行う。
S104で第1の温度検出手段104の素子温度がA℃以下の場合、第1の温度検出手段104は使用可能であり、異常加熱検出手段201は異常加熱検出切替手段202を動作させ、異常加熱検出切替手段202は第1の温度検出手段104から検出情報、すなわち調理容器101の温度を取得する(S201)。同時に状態検出手段106から検出情報、すなわち第1の温度検出手段104の素子温度を取得する(S202)。異常加熱検出切替手段202は状態検出手段106からの検出情報に基づいて第1の温度検出手段104の素子温度がB℃以上かどうか判定を行う(S203)。第1の温度検出手段104はその素子温度によって同じエネルギーの赤外線を受光していても出力値(検出情報)が変化する。B℃は常温時(あるいは通常使用時)と比べ、第1の温度検出手段104の検出情報に大きな差が生じる際の素子温度であり、予め異常加熱検出切替手段202に記憶させておく。
第1の温度検出手段104の素子温度がB℃以下の場合、第1の温度検出手段104の検出情報は常温時(あるいは通常使用時)と比べ、同等(あるいは差が僅か)であるので、第1の温度検出手段104の検出情報をそのまま用いて異常加熱を検出する。つまり、異常加熱検出切替手段202は異常加熱検出手段201にS201で取得した第1の温度検出手段104の検出情報を送信する。そして異常加熱検出手段201は第1の温度検出手段104の検出情報がC℃以下かどうかを判定する(S204)。ここでC℃は調理容器101の温度が通常使用時には上がり得ない危険な温度(例えば300℃)とし、予め異常加熱検出手段201に記憶させておく。
そして、C℃以下であれば異常加熱検出手段201は加熱制御手段108を動作させて加熱コイル107に高周波電流の供給し調理容器101を加熱し(S205)、C℃以上であれば異常加熱検出手段201は加熱制御手段108を動作させて加熱コイル107に高周波電流の供給を停止し調理容器101の加熱を停止する(S206)。
S203で第1の温度検出手段104の素子温度がB℃以上の場合、第1の温度検出手段104の検出情報は常温時(あるいは通常使用時)と比べ差が大きく、第1の温度検出手段104の検出情報をそのまま用いて異常加熱を検出することが難しい。しかし調理容器101の温度が一定の時は第1の温度検出手段104の検出情報も一定となり時間変化は殆んど無いので、この特徴を利用して異常加熱を検出する。つまり、異常加熱検出切替手段202は時間変化演算手段203を動作させて、時間変化演算手段203は第1の温度検出手段104の検出情報を複数回取得し、第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化を演算する(S207)。
その後、時間変化演算手段203は異常加熱検出切替手段202へ第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化を送信し、異常加熱検出切替手段202は異常加熱検出手段201へ第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化を送信する。そして異常加熱検出手段201は第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化がD以下かどうかを判定する(S208)。
ここでDは調理容器101の温度が想定されるより急上昇する際の、第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化とし、予め異常加熱検出手段201に記憶させておく。
そして、D以下であれば異常加熱検出手段201は加熱制御手段108を動作させて加熱コイル107に高周波電流の供給し調理容器101を加熱し(S209)、D以上であれば異常加熱検出手段201は加熱制御手段108を動作させて加熱コイル107に高周波電流の供給を停止し調理容器101の加熱を停止する(S210)。
S104で第1の温度検出手段104の素子温度がA℃以上の場合、実施の形態1と同様にS112〜S115の処理を行う。
その後、実施の形態1と同様にS116〜S118の処理を行い、加熱調理を終了する。
なお、時間変化演算手段203は以前取得した第1の温度検出手段104の検出情報を記憶し、取得した最新の第1の温度検出手段104における検出情報と比較して第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化を演算するよう構成してもよい。
なお、異常加熱検出手段201は所定時間、第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化が所定以上である状態が続いた時に異常加熱と判定するよう構成してもよい。
なお、S104でA℃以下と判定した場合、ユーザに異常を報知するよう構成してもよい。
このように、本実施の形態においては、検出した第1の温度検出手段における検出情報の時間変化が、想定される第1の温度検出手段における検出情報の時間変化より大きい場合に異常加熱と判定することで、素子温度による出力値(検出情報)の変化を考慮せずに異常加熱の検知を行うことができる。
(実施の形態3)
図5、図6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。
図3に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、第1の温度検出手段104の検出情報に基づく揚げ物や湯沸かしなどの自動調理モードを実現するシーケンスや異常加熱を検出するアルゴリズムなどを記憶する第1の温度検出手段用の記憶手段301と、第2の温度検出手段105の検出情報に基づく揚げ物や湯沸かしなどの自動調理モードを実現するシーケンスや異常加熱を検出するアルゴリズムなどを記憶する第2の温度検出手段用の記憶手段302と、トッププレート103の汚れによって温度検出が不可能であることを検出する汚れ検出手段である状態検出手段303で構成している。他の手段については実施の形態1と同じなので詳細な説明は省く。
なお、第1の温度検出手段用の記憶手段301と第2の温度検出手段用の記憶手段302にはROM(Read Only Memory)を、汚れ検出手段である状態検出手段303にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。
図6は、上記した誘導加熱調理器における動作シーケンスを示している。
まず、実施の形態1と同様にS101の処理を行う。
S101の後、加熱制御手段108は加熱制御切替手段109を動作させ、加熱制御切替手段109は状態検出手段303を起動させる。状態検出手段303は第1の温度検出手段104から検出情報を取得する(S301)とともに、第2の温度検出手段105から検出情報を取得し(S302)、トッププレート103が汚れているかどうかを判定する(S303)。例えば、本来、第1の温度検出手段104は赤外線センサで調理容器101の温度を直接検出できるのに対して、第2の温度検出手段105はトッププレート103を介して熱伝導で調理容器101の温度を検出するので、第1の温度検出手段104の検出情報は時間変化が大きく、第2の温度検出手段105における検出情報の時間変化は小さい。しかし、第1の温度検出手段104における検出情報の時間変化が小さく、第2の温度検出手段105が検出した調理容器101の温度変化が大きい場合、トッププレート103が汚れていると判定する。
トッププレート103の汚れを検出しなかった場合、第1の温度検出手段104によって調理容器101の温度を検出することが可能であり、第1の温度検出手段104用のシーケンス/アルゴリズムにて制御を行う。つまり、加熱制御切替手段109は第1の温度検出手段用の記憶手段301よりシーケンス/アルゴリズムの制御情報を取得し(S304)、第1の温度検出手段104から検出情報を取得し(S305)、それらを加熱制御手段108に送る。加熱制御手段108は受け取った情報に基づき第1の温度検出手段用のシーケンス/アルゴリズムにて制御を行う(S306)。
トッププレート103の汚れを検出した場合、第1の温度検出手段104によって調理容器101の温度を検出することは難しく、第2の温度検出手段用のシーケンス/アルゴリズムにて制御を行う。つまり、加熱制御切替手段109は第2の温度検出手段用の記憶手段302よりシーケンス/アルゴリズムの制御情報を取得し(S307)、第2の温度検出手段105から検出情報を取得し(S308)、それらを加熱制御手段108に送る。加熱制御手段108は受け取った情報に基づき第2の温度検出手段用のシーケンス/アルゴリズムにて制御を行う(S309)。
全てのシーケンス/アルゴリズムが終了すると加熱調理を終了する(S310)。
なお、S303で状態検出手段303がトッププレート103の汚れを検出した場合、ユーザに対して異常を報知するよう構成してもよい。
このように、本実施の形態においては、第1の温度検出手段が温度検出に不都合な状態、例えば、第1の温度検出手段が動作保証外の温度まで異常に上昇しても、それを汚れ検出手段である状態検出手段により検出し、第2の温度検出手段に切替えることで正常にシーケンス/アルゴリズムを動作させ安全に加熱調理を継続できる。
なお、上記各実施の形態1〜3で説明した各手段は、CPU(またはマイクロコンピュータ)、RAM、ROM、記憶・記録装置、I/Oなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバなどのハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。
また、状態検出手段106、303で検出する状態は、第1の温度検出手段104の温度、トッププレート103の汚れによる温度検出不可状態以外にも、外乱光による温度検出不可状態、調理容器の載置位置ズレによる温度検出不可状態、調理容器の反りによる温度検出不可状態、断線状態などを検出するよう構成しても有効である。
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、例えば、温度検出手段が動作保証外の温度まで異常に上昇しても、それを検出して他の温度検出手段に切替えることで安全に加熱調理が継続できるので、一般家庭、レストランおよびオフィスなどで使用される誘導加熱調理器に有用である。
本発明の実施の形態1における誘導加熱調理器を示す構成図 同誘導加熱調理器における動作シーケンスを示す図 本発明の実施の形態2における誘導加熱調理器を示す構成図 同誘導加熱調理器における動作シーケンスを示す図 本発明の実施の形態3における誘導加熱調理器を示す構成図 同誘導加熱調理器における動作シーケンスを示す図
101 調理容器
103 トッププレート
104 第1の温度検出手段
105 第2の温度検出手段
106、303 状態検出手段
107 加熱コイル
108 加熱制御手段
109 加熱制御切替手段
110 温度補正手段
201 異常加熱検出手段
202 異常加熱検出切替手段
301 第1の温度検出手段用の記憶手段
302 第2の温度検出手段用の記憶手段

Claims (3)

  1. 調理容器を載置するトッププレートと、前記トッププレートを介して調理容器の温度を検出する第1、第2の温度検出手段と、前記第1の温度検出手段の温度を検出する第3の温度検出手段と、前記調理容器を加熱する誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記第1および第2の温度検出手段の検出情報に基づいて加熱コイルに印加する高周波電流を制御する加熱制御手段と、前記第3の温度検出手段の検出情報に基づいて前記第1、第2の温度検出手段を切替える加熱制御切替手段と、第1の温度検出手段の検出情報または検出情報の時間変化に基づいて調理容器の異常加熱を検出する異常加熱検出手段と、前記第3の温度検出手段の検出情報が所定温度より高い場合には前記第1の温度検出手段の検出情報の時間変化のみに基づくよう切替える異常加熱検出切替手段とを備えた誘導加熱調理器。
  2. 第1の温度検出手段は、トッププレートを介して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である請求項1に記載の誘導加熱調理器。
  3. 第2の温度検出手段は、トッププレートを介して調理容器から熱伝導で伝わる熱を検出する感熱素子である請求項1または2に記載の誘導加熱調理器。
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