JP5492690B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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Description
本発明は、トッププレート上に載置された鍋の温度を赤外線センサで検出する誘導加熱調理器に関するものである。 The present invention relates to an induction heating cooker that detects the temperature of a pan placed on a top plate with an infrared sensor.
本体の上面に設けたトッププレートに調理容器(鍋)が載置され、調理容器から放射される赤外線を受光して温度を測定する赤外線センサの受光面上(光センサ窓)に鍋が載置されているのかを検出するために、トッププレートの下部から発光手段によって赤外線を発し、トッププレート上に載置された鍋底で反射した前記発した赤外線を受光する赤外線センサを備えた誘導加熱調理器として特許文献1に記載されたものが知られている。 A cooking vessel (pan) is placed on the top plate provided on the top surface of the main body, and the pan is placed on the light receiving surface (light sensor window) of the infrared sensor that receives the infrared rays emitted from the cooking vessel and measures the temperature. Induction heating cooker equipped with an infrared sensor that emits infrared rays from the lower part of the top plate by a light emitting means and receives the emitted infrared rays reflected from the bottom of the pan placed on the top plate in order to detect whether or not Is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-228707.
また、トッププレート上に載置された鍋の有無を検出するために、本体内のトッププレートの下部から発光素子によって赤外線を発し、トッププレート上に載置された鍋の鍋底で反射した前記発した赤外線を受光する受光素子を備えた誘導加熱調理器として特許文献2に記載されたものが知られている。 In addition, in order to detect the presence or absence of the pan placed on the top plate, infrared rays are emitted from the lower part of the top plate in the main body by a light emitting element, and reflected by the pan bottom of the pan placed on the top plate. What was described in patent document 2 is known as an induction heating cooking appliance provided with the light receiving element which receives the infrared rays which did.
しかしながら、上記の従来技術の誘導加熱調理器においては、鍋がトッププレートに載置され赤外線センサの受光面上に正確に載置された場合でも、鍋の鍋底の材質,色,傷などによって発せられた赤外線を反射する反射率に違いが生じ、反射される赤外線量に大きなバラツキが生じる。 However, in the above-described prior art induction heating cooker, even if the pan is placed on the top plate and accurately placed on the light receiving surface of the infrared sensor, it can be caused by the material, color, scratches, etc. of the pan bottom of the pan. A difference occurs in the reflectance for reflecting the infrared rays, and the amount of reflected infrared rays varies greatly.
そのため、反射された赤外線量だけでは鍋の有無を判断できないという特許文献1と特許文献2に共通の課題がある。
Therefore, there is a common problem in
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、鍋を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられ、内側加熱コイルと外側加熱コイルの間に隙間を設けた加熱コイルと、該加熱コイルに電力を供給するインバータ手段と、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底より放射される赤外線を受光し鍋底温度を検知する赤外線センサと、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底の温度を検出する温度センサと、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底に向けて赤外線を発光する赤外線発光手段と、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底で反射した赤外線を受光する赤外線受光手段と、前記鍋底より放射される赤外線と前記赤外線発光手段により鍋底に向けて発光する赤外線と前記発光した赤外線が前記鍋の鍋底で反射して透過する前記トッププレートに設けた光センサ窓と、該赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋の有無を判定するための信号に変換する鍋有無検出手段と、前記赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋底の反射率を測定する反射率計測手段と、前記鍋有無検出手段の出力値が事前に組み込まれた値と比較して、前記鍋の有無が検出不可能な場合は、前記加熱コイルに弱い火力の電力を供給するように前記インバータ手段を制御し、前記温度センサが温度上昇を示す変化を示したら、前記鍋が前記光センサ窓を覆っていると判断する制御手段を備え、前記赤外線センサ、前記赤外線発光手段、および、前記赤外線受光手段を、前記加熱コイルの隙間の下方に近接して設けたものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is provided with a top plate on which a pan is placed, and a lower space provided between the inner heating coil and the outer heating coil . A heating coil; inverter means for supplying power to the heating coil; an infrared sensor provided below the top plate for receiving infrared radiation radiated from the pan bottom of the pan; and detecting the pan bottom temperature; and below the top plate A temperature sensor for detecting the temperature of the pan bottom of the pan, infrared light emitting means for emitting infrared rays toward the pan bottom of the pan, provided below the top plate, and the pan provided below the top plate Infrared light receiving means for receiving infrared light reflected from the bottom of the pot, infrared light emitted from the bottom of the pot and red light emitted toward the bottom of the pot by the infrared light emitting means An optical sensor window provided on the top plate through which the line and the emitted infrared light are reflected and transmitted by the pan bottom of the pan, and converted into a signal for determining the presence or absence of the pan based on the output of the infrared light receiving means Compared with the value in which the output value of the pan presence / absence detecting means is incorporated in advance, the reflectance measuring means for measuring the reflectance of the pan bottom based on the output of the infrared receiving means, the presence / absence detecting means of the pan, When it is impossible to detect the presence or absence of a pan, the inverter means is controlled to supply weak heating power to the heating coil, and when the temperature sensor shows a change indicating a temperature rise, the pan Control means for determining that the window is covered is provided , and the infrared sensor, the infrared light emitting means, and the infrared light receiving means are provided close to the lower portion of the gap of the heating coil .
また、前記鍋有無検出手段の出力値が事前に組み込まれた値と比較して、前記鍋の有無が検出不可能な場合は、前記加熱コイルに弱い火力の電力を供給するように前記インバータ手段を制御し、前記温度センサが一定時間内に温度上昇を示す変化を示さない時は、前記鍋が前記光センサ窓より外れていると判断し、前記加熱コイルへの電力の供給を絶つ制御手段を備えたものである。 Further, the inverter means is configured to supply weak heating power to the heating coil when the presence / absence of the pan is undetectable as compared with the output value of the pan presence / absence detecting means. When the temperature sensor does not show a change indicating a temperature rise within a certain time, it is determined that the pan is out of the light sensor window, and control means for cutting off the supply of power to the heating coil It is equipped with.
本発明の誘導加熱調理器によれば、トッププレートに載置した鍋の有無を正確に判断することができる。 According to the induction heating cooker of the present invention, it is possible to accurately determine the presence or absence of a pan placed on the top plate.
以下、本発明の一実施例について、図1〜図4を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の実施例を示す誘導加熱調理器の外観斜視図である。図1において、誘導加熱調理器の本体1の上面にはトッププレート2が水平に配置されている。
FIG. 1 is an external perspective view of an induction heating cooker showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the top plate 2 is horizontally arrange | positioned on the upper surface of the
トッププレート2は、耐熱性の高い結晶化ガラス製の厚さ約4mmのもので構成され、鍋30を載置する。
The top plate 2 is made of crystallized glass with a high heat resistance and has a thickness of about 4 mm, and the
トッププレート2下方で本体1内上部の左右及び中央後部には、環状に形成された加熱コイル3が夫々配置されており、トッププレート2に載置された鍋30等を誘導加熱する。
Below the top plate 2, the
トッププレート2の前面側上面には、夫々の加熱コイル3に対応した上面操作部7a,7b,7cが設けられていて、加熱コイル3の通電状態の設定や操作を行う。また、各上面操作部7a,7b,7cに対応して上面表示部8a,8b,8cが上面操作部7a,7b,7cの近傍に設けられており、夫々の加熱コイル3の通電状態等を表示する。
Upper
上面操作部7aは、本体1右側の加熱コイル3の火力等の入力を行い、上面操作部7bは本体1中央後部の加熱コイル3の火力等の入力を行い、上面操作部7cは本体1左側の加熱コイル3の火力等の入力を行う。
The upper
16は光センサ窓で、鍋30の底から放射される赤外線を透過するところである。本来トッププレート2は、本体1の内部が見えないように全体を特定の意匠で塗装を施されている。光センサ窓16は、鍋30の鍋底から放射される赤外線をトッププレート2の下部へ透過するために、前記塗装を一部施さずトッププレート2の素材の状態(透明)や赤外線を透過する塗料を施したところである。本実施例では左右の加熱コイル3に夫々赤外線センサ17が設けられているので、光センサ窓16も後述する夫々の赤外線センサ17の受光面上に設けられている(図1では、右側の加熱コイル3に設けた光センサ窓16は鍋30によって覆われ隠れて見えなくなっている)。
本体1の後部右側には上方に向けて開口した吸気口4が設けられており、本体1内に設けられたファン(図示せず)により、吸気口4から吸気した冷却風を本体1内に設けられた制御基板(図示せず)や加熱コイル3等に流して冷却する。本体1の後部左側には、本体1内部を冷却した冷却風を排気する排気口5が設けられている。
An intake port 4 that opens upward is provided on the right side of the rear portion of the
本体1の前面左部には、魚やピザ等を焼くグリル加熱手段6が設けられており、グリル加熱手段6は、前面が開口した箱型をしていて、内部の調理庫内にシーズヒータ等の発熱体と内部の温度を検出するサーミスタが設けられ、前面部はハンドル6aが取り付けられたグリルドア6bにより塞がれている。グリルドア6bは、その裏側に受け皿が取り付けられており、調理庫内に前面開口部から出し入れ自在に収納され、受皿の上に載置された焼網の上に魚やピザ等の食材を載せて調理する。
A grill heating means 6 for grilling fish, pizza or the like is provided on the left side of the front surface of the
本体1の前面右部には、本体1へ供給する電源の主電源スイッチ9と、グリル加熱手段6の加熱調理条件等を入力する前面操作部10が設けられている。前面操作部10は、下方に設けられた回動軸を中心として操作パネル11の上方が前面側に倒れ、操作キー12が上方側に向かって露出する所謂カンガルーポケット形態のものである。
A main power switch 9 for supplying power to the
図2は誘導加熱調理器のトッププレート2を除いた上面図、図3は誘導加熱調理器の左右の加熱コイル3を主体とした構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a top view of the induction heating cooker excluding the top plate 2, and FIG. 3 is a block diagram showing a configuration mainly including the left and
左右及び中央後部に配設された加熱コイル3は、夫々環状の内側加熱コイル3aと、その外側に環状の隙間3bを設けて配置された環状の外側加熱コイル3cとで構成されている。
The
加熱コイル3に隙間3bを設ける理由は、内側加熱コイル3aと外側加熱コイル3cとで発生する磁束を分散させて鍋30の温度を均一化するためである。
The reason why the
なお、各加熱コイル3は隙間3bを設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば内側加熱コイル3aと外側加熱コイル3cを隙間無く巻回した隙間3bの無い加熱コイル3とする構成であってもよい。
In addition, although each
図3に示すように加熱コイル3は、コイルベース13上に設置されている。また、ギャップスペーサー14が、コイルベース13の外周縁部に取り付けられた支持部材16によりコイルベース13の外周から中心側に向けて適宜間隔を保持して設けられており、コイルベース13が複数のバネ(図示せず)によりトッププレート2方向に付勢されることにより、加熱コイル3がトッププレート2に対し略並行となり、かつ、トッププレート2に載置される鍋30と加熱コイル3とのギャップが一定に保持されている。
As shown in FIG. 3, the
加熱コイル3は、表皮効果を抑制するためリッツ線を採用していて、後述するインバータ手段100により数十kHzの高周波で数百Vの電圧が印加され、鍋30に対して高周波磁界を印加して鍋30に渦電流を発生させ、鍋30を自己発熱させて加熱する。
The
左右に配設された加熱コイル3の中心部近傍には、サーミスタで構成された複数の温度センサ15の中の内側温度センサ15aがトッププレート2の下面に密着して設けられており、加熱コイル3の上方に載せられた鍋30の温度をトッププレート2を介して検知する。
Near the center of the
また、同様に加熱コイル3の隙間3bには、加熱コイル3の中心から等距離で、かつ120度の等間隔でサーミスタによって構成された外側温度センサ15b,15c,15d(図2)がギャップスペーサー14に緩衝材(図示せず)を介して設けられ、トッププレート2の下面に密着することにより、加熱コイル3の上方に載せられた鍋30の温度を検知する。
Similarly, in the
なお、外側温度センサ15b,15c,15dは、加熱コイル3の隙間3bに設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば外側加熱コイル3cの外周近傍や、または、内側加熱コイル3aと外側加熱コイル3cを隙間無く巻回した隙間3bの無い加熱コイル3とした構成の外周近傍に設ける構成であってもよい。
The
また、外側温度センサ15b,15c,15dは3個に限定されることはなく、1個又は2個であっても、3個以上であってもよい。
Further, the
左右に配設された加熱コイル3の隙間3b近傍の下方には、鍋30の底面から放射される赤外線をトッププレート2を通して受光し、その受光した赤外線のエネルギーから温度を検知する赤外線センサ17が設けられている。
Below the
赤外線センサ17は、熱型検出素子を使用した方式のセンサであり、その受光面17aは、加熱コイル3の隙間3bの位置で、加熱コイル3下方のトッププレート2に設けた光センサ窓16の下部に設けられている。
The
また、受光面17aには検知する赤外線の視野角を制限するレンズや導光筒等(図示せず)が設けられている。
The
左右に配設された加熱コイル3の隙間3bには、赤外線センサ17に近接して反射型フォトインタラプタ18がトッププレート2の下面から離れた位置に設けられている。
In the
図4は反射型フォトインタラプタ18を説明する図である。図に示すように反射型フォトインタラプタ18は、赤外線発光手段としての赤外線LED18aと、赤外線受光手段としての赤外線フォトトランジスタ18bとを同一プラスチック部材に並べてモールド18cしている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the
赤外線LED18aの発光面上にはプラスチックによるレンズが構成され、細いビームの赤外光をトッププレート2に設けた光センサ窓16より上方に照射する。また、赤外線フォトトランジスタ18bの受光面上には可視光阻止のプラスチックによるレンズが構成され、先の照射した赤外光が光センサ窓16を覆う物体(鍋底面)にて反射した赤外光を受光し、その受光量に比例した電流を出力する。
A plastic lens is formed on the light emitting surface of the
この反射型フォトインタラプタ18の赤外線フォトトランジスタ18bの出力から反射率計測手段19と鍋有無検出手段20へと入力される。
The output of the
鍋30の温度を検出するためには、同じ温度の鍋30でも鍋底の材質や色,傷などの違いによって底から放射される赤外線量が異なるため、赤外線センサ17で検出した赤外線量から鍋30の温度を一義的に求めることはできない。そこで、放射率を知ることで検出した赤外線量から正確な鍋30の温度を検出することができる。
In order to detect the temperature of the
放射率は、金属物質の表面から放射される赤外線エネルギ(E=εσT4)の放射率εと表面の反射率ρの間に成立するキルヒホフの法則による式(ε+ρ=1)より(但し、透過率α=0とする)、鍋30の反射率ρを知ることができれば、鍋30の放射率εを算出できることができる。
The emissivity is based on Kirchhoff's law (ε + ρ = 1) established between the emissivity ε of infrared energy (E = εσT4) radiated from the surface of the metal material and the reflectivity ρ of the surface (however, the transmittance) If the reflectance ρ of the
反射率計測手段19では、その鍋30の放射率を検出するためのものであり、トッププレート2上に置かれた鍋30底面の反射率を計測し、制御手段118に入力する。
The reflectance measuring means 19 is for detecting the emissivity of the
鍋有無検出手段20は、反射型フォトインタラプタ18内の赤外線LED18aの発光した赤外線が鍋30の底に当たって反射した赤外線を赤外線フォトトランジスタ18bによって受光し、受光した赤外線量に応じて赤外線フォトトランジスタ18bの出力として発生した電流を後述する制御手段118で検出できるように電圧に変換して、制御手段118に入力する。
The pan presence /
上面操作部7aは、火力を設定する火力設定手段72と調理メニューを選択するメニュー設定手段71とを備えている。
The upper
インバータ手段100は、数十kHzの高周波で数百Vの電圧を生成し加熱コイル3に供給するものである。
The inverter means 100 generates a voltage of several hundred volts at a high frequency of several tens of kHz and supplies it to the
制御手段118は、火力設定手段72より設定された火力で鍋30を加熱できるようにインバータ手段100を制御したり、メニュー設定手段71で事前に組み込まれた自動メニューの中から選ばれたメニューに基づいてインバータ手段100を制御したり、鍋30の温度を正確に検出するために反射率計測手段19の信号から放射率を求め赤外線センサ17からの信号を補正したり、鍋30の温度を決められた温度に維持するため前記補正した信号に基づいてインバータ手段100から加熱コイル3に供給する電力を制御したり、また、温度センサ15の信号に基づいてインバータ手段100から加熱コイル3に供給する電力を制御するものである。
The control means 118 controls the inverter means 100 so that the
また制御手段118は、鍋有無検出手段20の電圧と比較して判定するための電圧を、製造段階で事前に確認した電圧を予め組み込まれている。 In addition, the control means 118 is preinstalled with a voltage that has been confirmed in advance at the manufacturing stage as a voltage for comparison with the voltage of the pan presence / absence detection means 20.
以上のように構成された誘導加熱調理器において、使用者が本体1右側の加熱コイル3を使って揚げもの調理する場合について説明する。
The case where a user cooks fried food using the
最初に油を入れた鍋30を本体1右側の加熱コイル3の中央に置き、主電源スイッチ9をオンして電源を入れ、上面表示部8aを見ながら上面操作部7aのメニュー設定手段71を操作して「揚げもの」を選択し、次に鍋30温度(油温)を設定する。揚げもの調理に適した油温は約150〜200℃であるが、ここでは、油温を200℃に設定する。次に、切・スタートキー(図示無し)を操作して揚げもの調理を開始する。
First, the
揚げもの調理を開始すると、鍋30の温度を測定できるように光センサ窓16を鍋30が覆っているかを検出するために反射型フォトインタラプタ18内の赤外線LED18aを発光させ、赤外線フォトトランジスタ18bで発生した電流を鍋有無検出手段20で電圧に変換し、制御手段118によって事前に確認し組み込まれた電圧と前記変換した電圧と比較して鍋の有無を検出する。
When fried food cooking is started, the
事前に確認された電圧は、鍋底の材質,色,傷などの違いによって広く分布し、確実に鍋30が存在すると判断できる電圧域と鍋30の有無が明確に判断されない電圧域との二つの領域に分けられる。
The voltage confirmed in advance is widely distributed depending on the difference in the material, color, scratches, etc. of the pan, and there are two voltage ranges: a voltage range in which it can be determined that the
制御手段118は、鍋有無検出手段20から入力された値が、鍋30が有ると判断できると、前記設定された「揚げもの」で油温200℃に加熱するのに適した火力になるようにインバータ手段100を制御して加熱コイル3へ電力を供給する。
When the
また、鍋有無検出手段20から入力された値が鍋30の有無が明確に判断されない領域の場合は、火力が弱火となるようにインバータ手段100を制御して加熱コイル3に電力を供給し、温度センサ15の信号を監視し、前記信号が温度上昇を示す変化をしたら、加熱コイル3にて鍋30が加熱され鍋30が温度上昇していると判断でき、赤外線センサ17は鍋30から放射されている赤外線を捕らえられると判断して、前記設定された「揚げもの」で油温200℃に加熱するのに適した火力になるようにインバータ手段100を制御して加熱コイル3へ電力を供給する。
Further, in the case where the value input from the pan presence / absence detection means 20 is a region where the presence / absence of the
もし、約30秒間の間、温度センサ15の信号の監視を続けても前記信号が温度上昇を示す変化が無い場合は、鍋30が光センサ窓16から外れて載置されているものと判断して加熱を停止する。
If the signal from the temperature sensor 15 continues to be monitored for about 30 seconds and the signal does not change indicating an increase in temperature, it is determined that the
上記した本実施例によれば、トッププレートに載置した鍋から放射される赤外線を透過する光センサ窓から外れて鍋が載置された場合は確実に加熱を停止でき、使い勝手を向上することができる。 According to the above-described embodiment, when the pan is placed out of the optical sensor window that transmits infrared rays radiated from the pan placed on the top plate, the heating can be surely stopped and the usability is improved. Can do.
2 トッププレート
3 加熱コイル
15 温度センサ
16 光センサ窓
17 赤外線センサ
18a 赤外線LED
18b 赤外線フォトトランジスタ
19 反射率計測手段
20 鍋有無検出手段
118 制御手段
2
Claims (2)
該トッププレートの下方に設けられ、内側加熱コイルと外側加熱コイルの間に隙間を設けた加熱コイルと、
該加熱コイルに電力を供給するインバータ手段と、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底より放射される赤外線を受光し鍋底温度を検知する赤外線センサと、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底の温度を検出する温度センサと、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底に向けて赤外線を発光する赤外線発光手段と、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底で反射した赤外線を受光する赤外線受光手段と、
前記鍋底より放射される赤外線と前記赤外線発光手段により鍋底に向けて発光する赤外線と前記発光した赤外線が前記鍋の鍋底で反射して透過する前記トッププレートに設けた光センサ窓と、
該赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋の有無を判定するための信号に変換する鍋有無検出手段と、
前記赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋底の反射率を測定する反射率計測手段と、
前記鍋有無検出手段の出力値が事前に組み込まれた値と比較して、前記鍋の有無が検出不可能な場合は、前記加熱コイルに弱い火力の電力を供給するように前記インバータ手段を制御し、前記温度センサが温度上昇を示す変化を示したら、前記鍋が前記光センサ窓を覆っていると判断する制御手段を備え、
前記赤外線センサ、前記赤外線発光手段、および、前記赤外線受光手段を、前記加熱コイルの前記隙間の下方に近接して設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。 A top plate on which the pan is placed;
A heating coil provided below the top plate and provided with a gap between the inner heating coil and the outer heating coil ;
Inverter means for supplying power to the heating coil;
An infrared sensor that is provided below the top plate and receives infrared radiation emitted from the pan bottom of the pan to detect the pan bottom temperature;
A temperature sensor that is provided below the top plate and detects the temperature of the pan bottom of the pan;
Infrared light emitting means that emits infrared light toward the pan bottom of the pan provided below the top plate;
Infrared light receiving means for receiving infrared light that is provided below the top plate and reflected from the bottom of the pan;
An infrared ray radiated from the bottom of the pan, an infrared ray emitted toward the pan bottom by the infrared light emitting means, and an optical sensor window provided on the top plate that reflects and transmits the emitted infrared ray at the pan bottom of the pan;
A pan presence / absence detecting means for converting the signal into a signal for determining the presence / absence of the pan based on the output of the infrared light receiving means;
Reflectance measuring means for measuring the reflectance of the pan bottom based on the output of the infrared light receiving means;
When the presence / absence of the pan is not detectable, the inverter means is controlled so as to supply weak heating power to the heating coil when the output value of the pan presence / absence detection means is not detected. And when the temperature sensor shows a change indicating a temperature rise, comprising a control means for determining that the pan covers the light sensor window ,
An induction heating cooker, wherein the infrared sensor, the infrared light emitting means, and the infrared light receiving means are provided close to the lower portion of the gap of the heating coil .
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