JP5066864B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用される誘導加熱装置に関するものである。

従来、誘導加熱装置において、調理容器の温度を測定する手段としてはサーミスタが用いられているが、これは調理容器とトッププレートの接触面積の大きさやトッププレートの熱容量などに左右されて調理容器の温度変動に対する応答性が悪い。このため、サーミスに代えて、赤外線センサを用いて調理容器の温度を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３７３３８９２号公報

しかしながら、前記従来の赤外線センサを用いた構成では、調理容器の底部の放射率が異なるために、同じ赤外線のエネルギーであっても調理容器の温度が同じとは限らない。そのため、調理容器の放射率がわからない場合には、算出する温度は誤差が多いという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、調理容器の放射率に依らず精度の高い温度測定が可能となり、調理容器の温度に応じた正確な制御を実現することができるようにした誘導加熱装置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、本発明の誘導加熱装置は、赤外線センサとサーミスタを併用し、温度変化の勾配によって赤外線センサとサーミスタとの優先する方を決定するようにしたものである。

これによって、調理容器の温度が急激に上昇してもそれを赤外線センサによって応答遅れなく正確に測定することができるとともに、放射率の異なる調理容器でも放射率に依らない誤差の少ない温度測定が可能となる。

本発明の誘導加熱装置は、調理容器の温度が急激に上昇しても、また放射率の異なる調理容器でも正確に温度測定が可能となる。

第１の発明は、調理物を加熱する調理容器と、前記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下面に接触するように配したサーミスタと、前記トッププレートを介して調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記サーミスタと前記赤外線センサの受光したエネルギーより前記調理容器の温度を換算する温度検出手段と、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記温度検出手段の温度情報により前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力量を制御する加熱制御手段とを備え、前記温度検出手段は温度勾配が所定の値より大きい場合は前記赤外線センサの受光エネルギーの変化を優先し、所定の値より小さい場合は前記サーミスタの温度を優先する誘導加熱装置としたものである。これにより、調理容器の温度が急激に上昇してもそれを赤外線センサによって応答遅れなく正確に測定することができるとともに、放射率の異なる調理容器でも放射率に依らない誤差の少ない温度測定が可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、赤外線センサの受光エネルギーが所定の勾配以上に変化する場合は加熱電力量を抑制または加熱停止を行うことにより、油の発火や鍋の赤熱や変形を防止することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明において、温度検出手段がサーミスタによって測定される温度が所定の温度勾配以下であることを検出すると、その時の赤外線エネルギーと温度の関係より放射率の補正値を算出することにより、調理容器の放射率が異なる場合でも正確に温度を測定することができる。

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、加熱制御手段に接続された温度設定手段を備え、加熱制御手段は前記温度設定手段によって設定された温度を維持するように加熱コイルの高周波電流を制御することにより、調理容器の底径、大きさ、調理物の量などに影響されることなく調理容器の温度を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、加熱制御手段は、加熱開始時にサーミスタで検出される温度が温度設定手段で設定された温度よりも低い温度になるように制御し、サーミスタで検出される温度が設定された温度よりも低い温度になった後に設定された温度となるように制御することにより、調理容器の放射率を正確に補正することができる。

第６の発明は、特に、第５の発明において、加熱開始時の温度が温度設定手段で設定された温度よりも高い場合には、設定された温度よりも高くなるように制御し、サーミスタで検出される温度が設定された温度よりも高い温度になった後に設定された温度となるように制御することにより、連続調理などで既に調理容器が高温の場合でも放射率を正確に補正することができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、温度検出手段と接続された記憶手段を備え、温度検出手段の算出した放射率の補正値を前記記憶手段に記憶し、以降は赤外線センサの受光エネルギーから温度を算出する際に前記記憶手段に記憶された放射率の補正値による補正を行うことにより、放射率の異なる調理容器でも正確に温度を測定することができる。

第８の発明は、特に、第７の発明において、加熱制御手段は加熱電力量が０となると、温度検出手段に対して記憶手段に記憶された放射率の補正値を消去するように指令し、温度設定手段は記憶手段に記憶された放射率の補正値を消去することにより、調理容器が変更された場合に間違った放射率の補正を行うことを防止することができる。

第９の発明は、特に、第１〜第８のいずれか１つの発明において、温度設定手段によって設定された温度に到達するまで、加熱制御手段は火力を最高火力よりも小とし、設定温度到達後は最高火力まで火力を上げて制御することにより、オーバーシュートして設定温度よりも高くなることを防止すするとともに、食材が投入された際の温度復帰を速くすることができる。

第１０の発明は、特に、第９の発明において、加熱制御手段に接続された自動湯沸かし設定手段を備え、加熱制御手段は自動湯沸かしを設定された場合は火力を最高火力よりも小とする機能を無効とすることにより、自動湯沸かし時は最高火力を入れることによって短時間で湯沸かし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。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における誘導加熱装置を示すものである。

図に示すように、本実施の形態における誘導加熱装置は、調理物を加熱する調理容器１と、調理容器１を載置するトッププレート２と、トッププレート２下面に接触するように配したサーミスタ３と、トッププレート２を介して調理容器１の底部から放射された赤外線を検出する赤外線センサ４と、サーミスタ３と赤外線センサ４の受光したエネルギーより調理容器１の温度を換算する温度検出手段５と、調理容器１を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイル６と、温度検出手段５の温度情報により加熱コイル６の高周波電流を制御して調理容器１の加熱電力量を制御する加熱制御手段７とを備えている。

加えて、温度検出手段５が算出した放射率補正値を記憶する記憶手段９、および誘導加熱装置が自動で湯沸かしに適した火力調節を行う自動湯わかし機能を選択する自動湯わかし設定手段１０も備えている。

そして、温度検出手段５は温度勾配が所定の値より大きい場合は赤外線センサ４の受光エネルギーの変化を優先し、所定の値より小さい場合はサーミスタ３の温度を優先するようにしているものである。

上記の構成において、誘導加熱装置の制御内容について説明する。

図示していないが、加熱制御手段７に接続された操作部などによって誘導加熱装置に加熱開始の指示が発せられると、加熱制御手段７は接続されている加熱コイル６に高周波電流を供給する。調理容器１は、加熱コイル６の上方にあるトッププレート２に載置され、加熱コイル６とは磁気結合している状態にある。高周波電流を供給された加熱コイル６からは高周波磁界が発生し、調理容器１内には電磁誘導による渦電流が流れ、そのジュール熱のために調理容器１が加熱されるものである。

赤外線センサ４は、トッププレート２を介して調理容器１の底部から放射されてくる赤外線を受光し、その情報は温度検出手段５に送られる。温度検出手段５は、赤外線センサ４の受光したエネルギー量とサーミスタ３の抵抗値の変化より調理容器１の温度を演算し、その温度情報を加熱制御手段７に送る。

加熱制御手段７は、使用者の指定した加熱電力量に制御する一方、温度検出手段５から得た温度情報によっては加熱電力量を抑制または加熱停止を行う。例えば、揚げ物調理を行うモードで加熱動作を開始した場合には、調理容器１を所定の温度で維持するように加熱電力量を制御し、通常の加熱を行っていた際に調理容器１が異常な高温になっている場合には加熱電力量を抑制または加熱停止を行い、油発火などがないように安全性を確保している。加熱制御手段７と温度検出手段５は同一のものであってもよく、ＤＳＰやマイコンなどが使用されることが多いがそれに限定するものではなく、カスタムＩＣのようなものであっても構わない。

ここで調理容器１は加熱コイル６と磁気結合するものであり、通常は磁性材料製のものである。非磁性で低抵抗な金属である銅やアルミなどは通常の誘導加熱装置では加熱できないが、最近は低抵抗金属でも加熱できる方式が実用化されており、その方式の誘導加熱装置であれば低抵抗金属製の調理容器であっても構わない。

トッププレート２は誘導加熱装置の外郭を形成する一部であり、調理容器１を載置するところである。トッププレート２は耐熱強化ガラスなどで作られたもので、平面となっていることから掃除のし易さや美観といった面で優れており、誘導加熱装置の長所の一つとなっている。

サーミスタ３は、調理容器１が加熱された熱がトッププレート２に伝熱し、そのトッププレート２の温度を測定するためのものである。サーミスタ３はトッププレート２と接触するように配し、サーミスタ３には熱伝導を上げるためにシリコングリースなどを塗布するのが望ましいが、それに限定するものではない。

調理容器１の温度を測定する手段としてサーミスタ３のみであれば、調理容器１の底部とトッププレート２が接触している部分の熱伝導と輻射熱によってトッププレート２の上部が温められ、その熱がトッププレート２の下部の方に伝導し、その温度を計測することになる。この場合はトッププレート２を介して間接的に調理容器１の底部の温度を測定することになるため、調理容器１とトッププレート２の接触面積の大きさやトッププレート２の熱容量などに左右されて調理容器１の温度変動に対する応答性が悪い。

図２は調理容器温度と温度センサの時間推移を示し、図２（ａ）は調理容器１の温度を示しており、調理容器１の温度は時間Ｔ１までは徐々に上昇しているが、Ｔ１以降は安定した温度となっている。一方、サーミスタ３で検知される温度は図２（ｃ）のように時間Ｔ１以降も温度が上昇し続けており、時間Ｔ２となってようやく温度が安定する。この時間Ｔ１とＴ２の差が、既述した応答性の悪さを示している。

それに対して、赤外線センサ４は、調理容器１から放射されてくる赤外線を受光するものであって、調理容器１からの赤外線を直接赤外線センサ４で受光するため、調理容器１とトッププレート２の接触面積の大きさやトッププレート２の熱容量に左右されることなく、調理容器１の温度変動に対してすぐに反応することができる。したがって、赤外線センサ４によって検出した温度は、図２（ｂ）に示したように、調理容器１の温度である図２（ａ）から遅れることなく時間Ｔ１以降は安定した温度を検出している。

これにより、例えば、調理容器１の中に調理物が入っていない状態で加熱を行った場合、調理容器１は急激に温度が上昇する。その中に油を滴下すると発火する可能性があるため、調理容器１が油の発火点以上とならないような安全装置が必要である。サーミスタ３のみでは調理容器１の温度変動に対して遅れがあるため、通常は十分に余裕を持たせた設計として発火を防止している。しかしながら、その機能がフライパンの予熱などでも機能する場合があり、使い勝手を悪くしている場合があった。しかし、赤外線センサ４を使用した場合には熱応答の遅れに対する余裕を見る必要がないため、このような状況を回避することができる。

赤外線センサ４としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、サーモパイル、焦電素子、ポロメータなどが代表的なものであるが、それ以外のものであってもかまわない。また、実際に赤外線のエネルギーを受光する部分と、そのエネルギーを受けて変換した物理量を増幅する手段などを含めて赤外線センサ４とする。

赤外線センサ４が受光したエネルギーは、そのエネルギーによって決まる電圧あるいは電流あるいは周波数などに変換されて出力される。温度検出手段５ではそれらの物理量から温度に変換し、加熱電力量の制御に必要な情報として利用される。温度検出手段５は赤外線センサ４の物理量を入力する機能と、物理量を温度に換算する演算機能と、換算した温度を出力する機能をもつ。

また、温度検出手段５はサーミスタ３とも接続されており、サーミスタ３の抵抗値から温度を算出する機能を持つ。

既述したとおり、サーミスタ３は、加熱された調理容器１からの熱伝導や輻射熱によって加熱されたトッププレート２の温度を計測するものであり、赤外線センサ４は調理容器１から放射される赤外線エネルギーから調理容器１の温度を計測するものである。誘導加熱装置の制御として本来必要なものは調理容器１の温度であるため、赤外線センサ４で計測された温度があればよい。しかしながら、調理容器１の底部の放射率が異なるために、同じ赤外線のエネルギーであっても調理容器１の温度が同じとは限らない。そのため、調理容器１の放射率がわからない場合には温度検出手段５の算出する温度は誤差が多いことになる。

一方、サーミスタ３は熱応答が悪いというものの、調理容器１の温度が安定するとサーミスタ３の温度も遅れて安定する。安定したサーミスタ３の温度は調理容器１の温度と誤差の少ない温度であり、赤外線センサ４のような放射率の影響を受けることがない。

したがって、本実施の形態においては、温度検出手段５では、調理容器１の温度変化は赤外線センサ４によって検出するため、温度勾配が所定の値より大きい場合は赤外線センサ４から算出される温度を優先し、温度勾配が所定の値より小さい場合はサーミスタ３から算出される温度を優先するようにしている。

こうすることによって、調理容器１に調理物がないまま加熱されて調理容器１の変形や赤熱するような場合や、調理容器１に少量の油が入れられて発火の危険性があるような調理容器１の温度が急激に上昇するような場合には、調理容器１の温度追従性のよい赤外線センサ４によって温度を計測することによって、危険を察知して加熱出力を停止または減少させるように加熱制御手段７が制御することによって安全性を高めることができる。

また、調理容器１で湯沸かしや揚げ物調理などを行う際には調理容器１の温度が安定するため、サーミスタ３から算出される温度が安定した場合には調理容器１の温度との誤差が少ないため、正確に温度を検出することができる。

温度検出手段５としては、ＤＳＰやマイコンなどが使用されることが多いが、それに限定するものではなく、カスタムＩＣのようなものであっても構わない。また、加熱制御手段７と温度検出手段５は同一のものであってもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、赤外線センサ４の受光エネルギーが所定の勾配以上に変化する場合は、加熱電力量を抑制または加熱停止をするよう高周波インバータの出力制御を行うようにしたものである。

実施の形態１で説明したとおり、調理容器１に調理物がなく少量の油しか入れずに加熱を行った場合、調理容器１は急激に温度が上昇する。そのまま加熱を継続すると油の発火や調理容器１の赤熱や変形といった危険な状況となる。通常、誘導加熱装置にはこれらの状況を回避するための安全機能が備わっている。

しかし、サーミスタ３から算出される温度は調理容器１の温度変化に対して追従性が悪いため、それを見越した設計がなされている。そのため、フライパンの予熱や炒め物調理などを行う際にその安全機能が動作してしまい、使用者の意図する調理の妨げになる場合がある。

ところで、図３は通常加熱時と異常加熱時の調理容器１温度の時間推移を示している。通常の調理時に対して異常加熱時は調理容器１の温度上昇が早いため、温度勾配としては大きくなる。よって、温度勾配が所定の値より大きい場合には異常加熱であると判定し、危険な状況を回避するために加熱制御手段７は加熱を停止または高周波インバータの出力が抑制されるように制御を行うことによって安全な誘導加熱装置を提供することができる。すなわち、赤外線センサ４の受光エネルギーが所定の勾配以上に変化する場合は、加熱電力量を抑制または加熱停止をするよう高周波インバータの出力制御を行うことにより、油の発火や鍋の赤熱や変形を防止することができる。

また、通常調理時に安全機能が働いて調理の妨げになることもなく、使い勝手のよい誘導加熱装置とすることができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、温度検出手段５がサーミスタ３によって測定される温度が所定の温度勾配以下であることを検出すると、その時の赤外線エネルギーと温度の関係より放射率の補正値を算出するようにしているものである。

実施の形態１で説明したように、赤外線センサ４によって算出される温度は調理容器１の温度に対して追従性よく検出することができるという利点がある反面、調理容器１の放射率によって赤外線エネルギーの量が異なるため、放射率がわからない場合には測定誤差が大きい。一方、サーミスタ３は追従性が悪い反面、サーミスタ３から算出される温度が安定している場合には測定誤差が少ない。

したがって、温度検出手段５がサーミスタ３から算出される温度が安定しているかどうかを判別するために温度勾配を算出し、温度勾配が所定の値より小さい場合にはサーミスタ３から算出される温度が安定していると判断する。その温度は調理容器１の温度と誤差の少ない温度であるため、赤外線センサ４によって算出される温度とを比較し、その比から調理容器１の放射率を算出して補正値を算出する。この補正値が算出されると、赤外線センサ４によって算出される温度にこの補正値を使用することによって調理容器１の放射率の違いによる誤差を低減でき、赤外線センサ４によって算出される温度は追従性がよく、かつ誤差の少ない温度検出が行えるようになる。これにより、調理容器１の放射率が異なる場合でも正確に温度を測定することができる。

そうすることによって、例えば、揚げ物調理を行う際に使用者が自由に油の温度を設定することができる。また、食材が投入されて油の温度が低下したことを赤外線センサ４によって時間遅れなく検出することが可能となるため、加熱制御手段７が加熱出力を上げて油の温度を早く復帰させるといった制御が可能となり、使い勝手がよく仕上がりのよい調理ができる誘導加熱装置を実現することができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、加熱制御手段７に接続された温度設定手段８を備え、加熱制御手段７は温度設定手段８によって設定された温度を維持するように加熱コイル６の高周波電流を制御するようにしたものである。

これまで誘導加熱装置は、使用者が火力設定ボタンによって火力を設定し、加熱制御手段７はその設定された火力となるように制御を行っていた。使用者は調理内容と調理容器の底径、大きさ、調理物の量などによって必要な火力を推定して火力を設定することとなる。その推定を間違えると、調理容器１の温度が高すぎて焦げ付いたり、逆に低すぎて十分に火が通らなかったりと言ったことになるため、使用者は経験と勘で最適な火力を選択する必要がある。

調理機器としては、調理容器１の形状や調理物の量などに左右される火力設定よりも、調理容器１の温度が所定の温度となるように制御した方が使い易い。しかし、これまでの誘導加熱装置では、揚げ物調理モード選択時にのみ温度を設定することが可能となり、加熱制御手段７はその設定温度を維持するように高周波電流を制御する機能を備えていた。

これは、実施の形態３で説明したように、温度検出手段がサーミスタ３のみであると、調理容器１の温度に対して追従性がよくない。したがって、例えば２００℃と設定したとしても、サーミスタ３が２００℃を検知した際には調理容器１はもっと温度が上昇しているため、油の発火や鍋の変形といった危険な状況になる。また、調理容器１の底に反りがあってトッププレート２と接触しない場合はさらに追従性が悪くなるなど、機能として安全で満足できるものにすることが困難である。

一方、赤外線センサ４を備えた誘導加熱装置の場合には、調理容器１の放射率の違いによって誤差が大きいため、サーミスタ３と同様に機能として安全で満足できるものにすることが困難である。

揚げ物モード選択時に温度設定が可能であった理由としては、油の量を所定以上入れることを前提としており、そのため予熱時の油の温度上昇が緩やかであるためにサーミスタ３が温度変化に対して十分に追従するからである。ただし、サーミスタ３が追従するのは予熱時のみで、食材を入れるなどの急激な温度変化に対しては追従しない。したがって、これまでの誘導加熱装置の揚げ物モードは、使用者が設定した温度になるように加熱制御手段７は高周波電流を制御し、所定の温度となると使用者に報知する。使用者は食材を投入して調理を開始するが、その際、サーミスタ３は調理容器１の温度に対して追従性が悪いためになかなか調理容器１の温度が所定の温度で安定しないものである。

本実施の形態では、実施の形態３で説明したように赤外線センサ４の問題をサーミスタ３によって補完することが可能であるため、揚げ物モード時以外でも調理容器１の温度を維持するように制御することが可能である。

つまり、サーミスタ３から算出される温度が安定している時に調理容器１の放射率を補正する補正値を求めることによって、調理容器１の放射率の違いによって発生する誤差を少なくすることができる。よって、赤外線センサ４によって調理容器１の温度を精度よく検出することができる。

したがって、使用者が温度設定手段８によって必要な温度を設定し、加熱制御手段７はその温度になるように制御することによって、調理容器の底径、大きさ、調理物の量などに影響されることなく調理容器の温度を維持することができ、調理内容に合った最適な加熱制御を実行することができる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、加熱制御手段７は、加熱開始時にサーミスタ３で検出される温度が温度設定手段８で設定された温度よりも低い温度になるように制御し、サーミスタ３で検出される温度が設定された温度よりも低い温度になった後に設定された温度となるように制御するようにしたものである。

図４は、調理容器１温度の時間推移を示している。使用者が温度設定手段８を用いて設定温度Ｃ２として調理容器１の加熱を開始させると、加熱制御手段７はＣ２よりも温度の低いＣ１となるように制御を行う。時間Ｔ１が経過して調理容器１の温度がＣ１となると、加熱制御手段７は調理容器１の温度がＣ２となるように制御を行う。このような制御を行うことによって、時間Ｔ１とＴ２の時にサーミスタ３の温度が安定し、調理容器１の温度を正確に測定することができる。その時間Ｔ１とＴ２の時のサーミスタ３から算出される温度と赤外線センサ４によって算出される温度の関係より調理容器１の放射率を補正する補正値を計算することにより、１点の情報から補正値を計算するよりも正確な補正値を求めることが可能となる。

このような加熱制御手段７による制御により、調理容器の放射率を正確に補正することができる。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、加熱開始時の温度が温度設定手段８で設定された温度よりも高い場合には、設定された温度よりも高くなるように制御し、サーミスタ３で検出される温度が設定された温度よりも高い温度になった後に設定された温度となるように制御するようにしたものである。

連続して加熱調理を行った場合や設定温度を変更した場合、図５に示すように、加熱開始時の温度よりも設定温度が低い場合がある。そのような場合でも、実施の形態５のように２点で調理容器１の放射率を補正する補正値を計算することができるようにするものである。

使用者が温度設定手段８を用いて設定温度Ｃ１として調理容器１の加熱を開始させると、加熱制御手段７はＣ１よりも温度の高いＣ２となるように制御を行う。時間Ｔ１が経過して調理容器１の温度がＣ２となると、加熱制御手段７は調理容器１の温度がＣ１となるように制御を行う。このような制御を行うことによって、時間Ｔ１とＴ２の時にサーミスタ３の温度が安定し、調理容器１の温度を正確に測定することができる。その時間Ｔ１とＴ２の時のサーミスタ３から算出される温度と赤外線センサ４によって算出される温度の関係より調理容器１の放射率を補正する補正値を計算することにより、１点の情報から補正値を計算するよりも正確な補正値を求めることが可能となる。

このような加熱制御手段７による制御により、連続調理などで既に調理容器が高温の場合でも放射率を正確に補正することができる。

（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、温度検出手段５と接続された記憶手段９を備え、温度検出手段５の算出した放射率の補正値を記憶手段９に記憶し、以降は赤外線センサ４の受光エネルギーから温度を算出する際に記憶手段９に記憶された放射率の補正値による補正を行うようにしたものである。

実施の形態５、６で説明したように、調理容器１の放射率によって影響を受ける赤外線センサ４によって算出される温度を補正するため、サーミスタ３から算出される温度より補正値を求める。この補正値は、調理容器１を加熱する間は有効であるため、補正値を再利用できるように記憶手段９に記憶しておき、赤外線センサ４の検出した赤外線エネルギーから温度を算出する際に呼び出して利用することによって誤差の少ない温度を算出することができる。

記憶手段９としては、マイコンやＤＳＰなどの一時的な記憶部であるメモリ空間や、フラッシュメモリやＨＤＤなどの磁気記憶装置、あるいは光ディスクなどであってもよく、これらに限定するものではない。

また、誘導加熱装置に使用する調理容器１の情報を登録する機能を持たせてもよい。例えば、調理容器１を加熱するのに最適な高周波電流の周波数や放射率、外径や底径などの情報を記憶するための設定モードを備え、使用者は利用する調理容器１についてそれらの情報を記憶手段９に記憶させておく。調理容器１を加熱する際には使用者が手動または誘導加熱装置が自動で調理容器１が記憶手段９に記憶されたどの調理容器１であるかを判別して、最適な駆動周波数による高周波インバータの駆動と放射率の違いを補正した赤外線センサ４による温度測定を可能とすることができる。

このように記憶手段９を備えることによって、放射率の異なる調理容器１でも正確に温度を測定することができ、調理内容にあわせた最適な制御をすることができる。

（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、加熱制御手段７は加熱電力量が０となると、温度検出手段５に対して記憶手段９に記憶された放射率の補正値を消去するように指令し、温度設定手段８は記憶手段９に記憶された放射率の補正値を消去するようにするものである。

調理容器１を加熱中に調理容器１を上方に持ち上げたり横方向にずらしたりした場合、加熱電力量は減少して最終的には０となる。一度加熱電力量が０となった後に再度加熱を開始した場合、調理容器１が加熱電力量０となる前と同じ調理容器１であるという保証はない。すなわち、調理容器１が別のものと入れ替わっている可能性がある。調理容器１が異なれば放射率も異なるため、加熱電力量が０になる前の補正値をそのまま使用して赤外線センサ４の温度を算出することはできない。したがって、調理容器１が交換された可能性があることを意味する加熱電力量０になった時点で補正値を破棄するようにしたものである。

ただし、実施の形態７で説明した誘導加熱装置に使用する調理容器１の情報を登録する機能を持たせた場合、記憶手段９に記憶された補正値を消去すると、その調理容器１を再度使用する際に情報がなくなっているため、再度情報を設定し直す必要がある。したがって、このような場合には記憶手段９に記憶された補正値は消去せず、次に加熱を開始する際に再度補正値を読み込み直すなどすればよい。

このように加熱電力量０になった時点で補正値を破棄するようにしたことによって、調理容器が変更された場合に間違った放射率の補正を行うことを防止することができる。

（実施の形態９）
次に、本発明の実施の形態９における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、温度設定手段８によって設定された温度に到達するまで、加熱制御手段７は火力を最高火力よりも小とし、設定温度到達後は最高火力まで火力を上げて制御するようにしたものである。

実施の形態１で説明したように、サーミスタ３から算出される温度は調理容器１の温度に対して時間的な遅れが生じる。その様子を示した図２から、時間遅れはＴ２−Ｔ１として表すことができる。

この時間遅れのＴ２−Ｔ１は、調理容器１の熱容量や形状、調理物の量や火力によって変わる。火力が大きくなると時間遅れの差が大きくなるため、所定の温度に制御しようとしても実際の調理容器１の温度は大きくオーバーシュートして油の発火などの危険な状況となる可能性がある。

したがって、この時間遅れの差を少なくするために火力を最高火力よりも小として、サーミスタ３の検出温度が調理容器１の温度に対して大きな時間遅れが出ないようにして設定温度になるようにする。設定温度に到達後は、調理容器１の放射率を補正する補正値が得られるため、調理容器１の温度との時間遅れのない赤外線センサ４によって温度を正確に検出できるようになる。このため、それ以降は最高火力で調理容器１を加熱しても調理容器１の温度を赤外線センサ４によって追従よく検出できる。したがって、調理容器１の温度が大きくオーバーシュートして油の発火などの危険な状況となることがない。

このような仕様は、揚げ物調理時に特に有効である。調理容器１に油を入れて予熱を行う際、サーミスタ３から算出される温度は時間遅れが大きくなるため、火力を上げすぎると危険な状況となる。したがって、時間遅れが大きくならないように火力を下げて予熱することによってそのような状況を回避することができる。

例えば、予熱が完了して調理容器１に食材が投入されると調理容器１の温度は急激に低下する。これまではサーミスタ３のみで温度を検出していたため、調理容器１の急激な温度低下を検出することができず、調理容器１内の温度は下がったままとなる。しばらくするとサーミスタ３でも調理容器１の温度低下が検出できるために、加熱制御手段７は火力を上げて設定温度となるように制御を行う。しかしながら、調理容器１内の油の温度はなかなか上がらず、結果として食材を調理するのに時間がかかり、食材が油を多く吸収してしまうために脂っこい仕上がりとなってしまう。

このように、補正値が算出されて赤外線センサ４によって正確に温度が算出されると、調理容器１温度が急激に低下しても赤外線センサ４は追従性がよいためすぐに検出することができ、加熱制御手段７が火力を上げてすぐに油の温度を復帰させることができ、食材を短期間で調理することができるので油の吸収が少なく、カラッとヘルシーに調理することができる。すなわち、オーバーシュートして設定温度よりも高くなることを防止すするとともに、食材が投入された際の温度復帰を速くすることができるものである。

（実施の形態１０）
次に、本発明の実施の形態９における誘導加熱装置について説明する。誘導加熱装置の構成は実施の形態１と同一であるためその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施の形態においては、加熱制御手段７に接続された自動湯沸かし設定手段１０を備え、加熱制御手段７は自動湯沸かしを設定された場合は火力を最高火力よりも小とする機能を無効とするようにしたものである。

湯沸かしの場合、調理容器１の温度は１００℃強の温度までしか上昇しないため、調理容器１の変形や油の発火などは起こらない。したがって、実施の形態９で説明したような制御をしなくても危険な状況とはならないため、加熱初期から最高火力とすることによってより早く湯沸かしを行うことができる。

このように自動湯沸かし時は最高火力を入れることによって、短時間で湯沸かしを行うことができる。

なお、上記した各実施の形態１〜１０に示した技術は、必要に応じて適宜組み合わせることができるものであり、各実施の形態そのものに限定されるものではない。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、調理容器の温度が急激に上昇しても、また放射率の異なる調理容器でも正確に温度測定が可能となるので、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用される使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の構成図 同誘導加熱装置における調理容器温度と温度センサの時間推移を示す図 本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の通常加熱時と異常加熱時の調理容器温度の時間推移を示す図 本発明の実施の形態５における誘導加熱装置の調理容器温度の時間推移を示す図 本発明の実施の形態６における誘導加熱装置の調理容器温度の時間推移を示す図

符号の説明

１ 調理容器
２ トッププレート
３ サーミスタ
４ 赤外線センサ
５ 温度検出手段
６ 加熱コイル
７ 加熱制御手段
８ 温度設定手段
９ 記憶手段
１０ 自動湯沸かし設定手段

Claims (5)

1. 調理物を加熱する調理容器と、前記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下面に接触するように配したサーミスタと、前記トッププレートを介して調理容器から放射された赤外線を検出する赤外線センサと、前記サーミスタと前記赤外線センサの受光したエネルギーより前記調理容器の温度を換算する温度検出手段と、前記調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記温度検出手段の温度情報により前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記調理容器の加熱電力を制御する加熱制御手段と、前記温度検出手段と接続された記憶手段とを備え、前記温度検出手段は、温度勾配が所定の値より大きい場合は前記赤外線センサの受光エネルギーの変化を優先し、所定の値より小さい場合は前記サーミスタの温度を優先し、前記サーミスタによって測定される温度が所定の温度勾配以下であることを検出すると、その時の赤外線エネルギーと温度の関係より放射率の補正値を算出して前記記憶手段に記憶し、以降は前記赤外線センサの受光エネルギーから温度を算出する際に前記記憶手段に記憶された放射率の補正値による補正を行い、前記加熱制御手段は、加熱電力が０となると、前記温度検出手段に対して前記記憶手段に記憶された放射率の補正値を消去するように指令する誘導加熱装置。
2. 加熱開始時にサーミスタで検出される温度が前記温度設定手段で設定された温度Ｃ２よりも低い場合、前記加熱制御手段は設定された温度Ｃ２よりも低い温度Ｃ１を設定し、前記サーミスタで検出される温度がＣ１になった後にＣ２となるように制御する請求項１に記載の誘導加熱装置。
3. 加熱開始時に前記サーミスタで検出される温度が前記温度設定手段で設定された温度Ｃ１よりも高い場合、前記加熱制御手段は設定された温度Ｃ１よりも高い温度Ｃ２を設定し、前記サーミスタで検出される温度がＣ２になった後にＣ１となるように制御する請求項２に記載の誘導加熱装置。
4. 前記温度設定手段によって設定された温度に到達するまで、前記加熱制御手段は火力を最高火力よりも小とし、設定温度到達後は必要に応じて最高火力まで火力を上げて制御する請求項１〜３に記載の誘導加熱装置。
5. 前記加熱制御手段に接続された自動湯沸かし設定手段を備え、前記加熱制御手段は自動湯沸かしを設定された場合は火力を最高火力よりも小とする機能を無効とする請求項４に記載の誘導加熱装置。

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