JP6096706B2 - センサケース構造、及びそのセンサケース構造を備えた加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、トッププレート上に載置された被加熱物の温度を検出するセンサのセンサケース構造及び、そのセンサケース構造を備えた加熱調理器に関する。

加熱調理器のトッププレート上に載置された被加熱物である鍋の温度を検出する方法として、接触式の温度センサであるサーミスタをトッププレートに接触させてトッププレートを介して鍋から伝達される温度を検出するサーミスタ方式と、鍋から放射される赤外線放射エネルギーをトッププレートを介して検出する赤外線センサ方式がある。
赤外線センサ方式は、加熱コイルの中央空間部や内側コイルと外側コイルとの空間部の下方に赤外線センサを配置し、トッププレート上に載置された鍋から放射される赤外線放射エネルギーを空間部を通して検出し、そのエネルギー量で鍋の温度を検出するものである。

このような赤外線センサでは、赤外線センサの周囲にトッププレート等から放射される輻射熱や加熱コイルから放射される電磁波、筐体内冷却のための冷却風などにより赤外線センサの出力が安定しなくなってしまうことを防止するため、熱容量の大きい樹脂のケース内部に赤外線センサを格納し、その外側には非磁性金属からなるケースを具備し、当該センサケースの赤外線センサの視野部上方にトッププレートと同素材のガラスフィルタを用いて封止するものが知られている（特許文献１を参照）。

特開２０１３−９７９３５号公報

しかしながら、このような従来のセンサケースでは、光学部品である赤外線センサを正確な位置に位置決めする際に正確な形状加工が必要となるため、また、センサケースの変形を防止するために樹脂製を採用する必要があった。このため、赤外線センサの検出値に影響を与える輻射熱、電磁波、冷却風のうち、特に影響の大きい電磁波への耐性が十分ではなかった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、赤外線センサを用いてトッププレートの上方に載置された被加熱物の温度を正確に検出するために、大きなノイズの要因である加熱コイルから発生する電磁波の影響に対して強い耐性を備え、また、赤外線センサを正確な位置に位置決めすることが可能なセンサケース構造、及びそのセンサケース構造を備えた加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明に係わるセンサケース構造は、金属部材と、樹脂部材と、を有し、前記金属部材内にセンサ部を収納するセンサケース構造であって、前記センサ部は、前記樹脂部材を介して前記金属部材に取り付けられ、前記金属部材には、前記樹脂部材が部分的に接合され、前記金属部材は、上面が開口し底面部と側面部とを有する本体と、前記上面の開口を閉塞する上面部とにより形成され、前記樹脂部材には、少なくとも前記上面部に形成され、前記センサ部を前記底面部側に付勢する付勢部材を含むことを特徴とする。

本発明に係るセンサケース構造によれば、金属部材によるコンパクトで簡易な構造で、センサに対する電磁波の影響を抑えるとともに、放熱性や強度に優れたセンサケースを得ることができる。また、樹脂部材を金属部材の表面に対して部分的に使用することで、低コストでありながらセンサを正確な位置に位置決めすることが可能となる。

実施の形態１に係る誘導加熱調理器の上面図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の構成と機能を説明するブロック図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の左側の加熱コイルに対応して設けられた操作部及び火力表示部を説明する図である。 実施の形態１に係るセンサケースの長手方向の縦断面図である。 実施の形態１に係るセンサケースの短手方向の縦断面図である。 実施の形態１に係るセンサケースの上部水平方向（Ａ−Ａ）断面図である。 実施の形態１に係るセンサケースの下部水平方向（Ｂ−Ｂ）断面図である。 実施の形態１に係るセンサケースの斜視図である。 実施の形態１に係るセンサケースの金属部材の展開図である。 実施の形態１に係るセンサケースの上面部の説明図（下面図及び側面図）である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器のトッププレートの分光透過特性を示すグラフである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器のトッププレートの分光透過特性と各温度での分光放射輝度曲線との関係を示すグラフである。 黒体の分光放射輝度曲線を温度毎に示したグラフである。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の電力システムを示す構成図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の地震対応時のフローチャートである。

以下、本発明に係る加熱調理器について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成や制御内容等は、一例であり、本発明に係る加熱調理器は、そのような構成や制御内容等に限定されない。
また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。
また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。

以下の実施の形態１及び２では、加熱調理器の一例として誘導加熱調理器について説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の上面図である。
誘導加熱調理器１００は、本体１と、本体１の上面に配置され、耐熱ガラスで形成されたトッププレート２とを有し、トッププレート２の上に載置される鍋１０やフライパン等の被加熱物を、本体１の内部に設けられた誘導加熱手段により加熱する。本実施の形態１では、トッププレート２の左側手前、右側手前、及び中央側奥に、それぞれ加熱口６が設けられている。なお、以降の説明では、被加熱物のことを「鍋１０」と称する場合がある。

本体１の上面には、加熱条件や加熱指示の入力操作を受け付ける操作部３が、各加熱口６に対応して配置されている。使用者がトッププレート２上に被加熱物である鍋１０やフライパンを載置し、各加熱口６に対応した操作部３に設けられた操作キーに操作入力を行うと、操作入力にしたがって誘導加熱手段により被加熱物が加熱される。加熱の進行状況や調理モードなどの設定に関する情報は、トッププレート２の上面に各加熱口６に対応して配置された液晶等を有する表示部４に表示され、加熱の火力は火力表示部５に表示される。

本体１の後方には、本体１内を冷却するための風を取り込む吸気口９ａ、９ｂ（以下、吸気口９と総称する場合がある）と、本体１内の空気を排気する排気口８が設けている。本体１内に設けられた図示しない送風手段が動作すると、外部の空気が冷却風として吸気口９から本体１内に流入し、当該冷却風が本体内部の図示しない基板、素子、誘導加熱手段である加熱コイル１４、トッププレート２の下面等を冷却する。本体１の内部を冷却した後の冷却風は、排気口８から外部へと排出される。

トッププレート２の加熱口６に対応する部分には、鍋１０を載置する箇所を示す例えば円形の表示が印刷等によって設けられており、使用者は鍋１０を載置すべき場所がわかるようになっている。

本体１内において加熱口６の下側には、加熱手段である加熱コイル１４が設けられている。なお、図１では、加熱コイル１４の配置を破線にて図示している。加熱コイル１４に高周波電流を流すことでトッププレート２上に載置された鍋１０に渦電流が発生し、この発生する渦電流と鍋１０自身の抵抗により鍋底自身が発熱するので、鍋底を直接加熱する加熱効率の良い調理を実現できる。なお、誘導加熱調理器１００の加熱口６の加熱手段として電気ヒータ等の他の加熱手段を設けてもよい。

図２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の構成と機能を説明するブロック図である。図２では、一つの加熱口６に対応する構成のみ図示しており、また、被加熱物としての鍋１０も併せて図示している。
トッププレート２に設けられた加熱口６の下部には、加熱コイル１４が配置されている。本実施の形態１では、加熱コイル１４は、略環状の内側加熱コイル１４ａと、その外側に設けられた略環状の外側加熱コイル１４ｂとを備えた二重環形状である。内側加熱コイル１４ａと外側加熱コイル１４ｂとの間には略環状の隙間が設けられており、この隙間を、隙間１５と称する。加熱コイル１４は、加熱コイル１４を収容する加熱コイル支持部１６により、トッププレート２の下面との間に所定距離をおいて保持されている。

内側加熱コイル１４ａと外側加熱コイル１４ｂとの隙間１５であって、加熱コイル１４の上面よりも下方には、赤外線を検出すると検出した赤外線量に応じた出力を行う赤外線センサ１２が設けられている。赤外線センサ１２からの出力は、本体１に具備された赤外線温度検知部２４に入力される。赤外線温度検知部２４は、赤外線センサ１２からの出力に基づいて、温度を算出する。より具体的には、記憶部２１には、赤外線センサ１２の出力量と、その出力量及び所定の放射率に基づいて算出された温度データとが対応付けられた温度換算表が、予め記憶されており、赤外線温度検知部２４は、赤外線センサ１２からの出力を受けるとこの温度換算表を参照して、温度を算出する。

赤外線センサ１２は、加熱コイル１４の近傍を流れる冷却風が直接当たらないように、周囲をセンサケース２００で覆われている。赤外線センサ１２の周囲の雰囲気温度が一様となるように、赤外線センサ１２はセンサケース２００に空間距離を保ちながら保持されている。センサケース２００は、加熱コイル支持部１６にタッピングネジなどで止められる、あるいは加熱コイル支持部１６と一部が一体で形成されるなどしており、トッププレート２と赤外線センサ１２との間の距離が一定に保たれている。

本実施の形態１では、トッププレート２を透過する鍋１０の赤外線を検出するため、赤外線センサ１２の上面部の透過窓部７には塗装１３がないことが望ましい。しかしながら、透過窓部７に塗装を施さないと、トッププレート２の上面から内部の加熱コイル１４や配線などが見えてしまう場合があり、意匠上望ましくない。このため、透過窓部７に塗装１３を施さない場合には、加熱コイル１４を保持する加熱コイル支持部１６やセンサケース２００に、トッププレート２の方向に向かって筒や板を設けるようにすればよく、このようにすることで加熱コイル１４や配線などを外部から見えにくくすることができる。また、透過窓部７の全面を塗装１３で覆うのではなく、透過窓部７に対して塗装１３をドット状やストライプ状に施して塗装されていない開口部の割合を管理するようにしてもよく、このようにすることで意匠性と機能性とを担保することが可能となる。

また、トッププレート２の下面には、サーミスタ等の接触式の温度検知手段である接触式温度センサ１７が２つ設けられている（図２には一つの接触式温度センサ１７のみ図示している）。２つの接触式温度センサ１７は、加熱コイル１４の中心部を基準に１８０度ずらした位置にそれぞれ設けられている。接触式温度センサ１７は、トッププレート２の下面に密着するように設けられており、トッププレート２の下面の温度に応じた信号を出力する。接触式温度センサ１７の出力信号は、本体１に具備されたトッププレート温度検知部２５に入力される。トッププレート温度検知部２５は、接触式温度センサ１７からの信号に基づいて、トッププレート２の温度を検知する。本実施の形態１では、接触式温度センサ１７とトッププレート温度検知部２５とにより、本発明のトッププレート温度検知手段を構成している。なお、トッププレート２の温度をより正確に時間の遅れが少なく検出可能な手段であれば、サーミスタ等の接触式温度センサ１７に限らず任意のものをトッププレート温度検知手段として採用することができる。

なお、本実施の形態１では、接触式温度センサ１７を内側加熱コイル１４ａと外側加熱コイル１４ｂとの隙間１５に設ける構成としたが、接触式温度センサ１７の配置はこれに限定されない。例えば、接触式温度センサ１７を、外側加熱コイル１４ｂの外周近傍に配置してもよいし、加熱コイル１４の中心に配置してもよい。また、接触式温度センサ１７の数は２個に限定されることはなく、１個又は２個以上であってもよい。

接触式温度センサ１７の出力は、赤外線センサ１２により検出された赤外線量に基づいて鍋１０の温度を算出する際に用いられる。このため、より精度よく鍋１０の温度を検出するために、接触式温度センサ１７は、赤外線センサ１２の近傍に設置されるのが望ましい。
なお、トッププレート２のどのような位置に被加熱物である鍋１０が載置されるかは不定であり、また鍋１０の形状も不定であるため、より広い範囲の温度を検出し、かつ低コストで実現することを優先させて、接触式温度センサ１７と赤外線センサ１２とを離して配置しても構わない。

接触式温度センサ１７は、設置数が少ないと、トッププレート２に載置される被加熱物の位置や形状の違いによって、取得温度にばらつきが生じ得る。このため、複数設けられた接触式温度センサ１７の検出値の平均値や、複数の接触式温度センサ１７のうち最も高い温度を出力したものの検出値を、鍋１０の温度検出に用いるようにしてもよい。このようにすることで、接触式温度センサ１７の設置数が少ない場合でも、ばらつきに強い温度検出が可能となる。

本体１に設けられている記憶部２１には、操作部３にて設定した情報や、赤外線温度検知部２４、トッププレート温度検知部２５からの出力が入力されて記憶される。
演算部２２は、例えばマイコン等で構成され、鍋１０の温度を算出する各種演算処理を行う。

制御部２３は、操作部３の設定内容と、赤外線センサ１２及び接触式温度センサ１７が検出した物理的情報に基づいて、赤外線センサ１２の検出温度からトッププレート温度の影響分を差し引いて鍋１０の温度を推定し、高周波インバータ２６を制御して加熱コイル１４に流れる高周波電流を調整する。このようにすることで、被加熱物の加熱制御を行う。

次に、誘導加熱調理器１００の操作部３及び火力表示部５の構成について説明する。
図３は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の左側の加熱コイルに対応して設けられた操作部及び火力表示部を説明する図である。誘導加熱調理器１００の左側、右側、及び中央に設けられた加熱コイル１４にそれぞれ対応する操作部３及び火力表示部５は、すべて同様の構成であるので、ここでは、左側の加熱コイル１４に対応して設けられた操作部３及び火力表示部５を例に説明する。

操作部３は、被加熱物を加熱する火力を設定するための火力設定キー３１と、調理メニューを設定するためのメニューキー３２とを備える。
火力設定キー３１は、「弱火」キー、「中火」キー、「強火」キー、及び「３ｋＷ」キーで構成されており、使用者は、これらのキーを用いて４段階の火力のいずれかを設定することができるようになっている。火力に応じて個別にキーを設けることで、使用者は、必要な火力の設定を一回の操作で入力できるようになっている。

メニューキー３２は、「揚げ物」キー、「予熱」キー、「煮込み」キー、及び「タイマー」キーを備える。これらのキーが押下されると、各メニューに対して予め設定され記憶部２１に記憶された制御シーケンスにしたがって、制御部２３が加熱制御を行う。

火力表示部５は、火力設定キー３１で入力された火力や、メニューキー３２で設定されたメニューに基づいて火力を複数段階に表示するものであり、火力に応じて表示態様が切り替わる。火力表示部５の表示により、動作中であることを使用者に示すことが可能である。火力表示部５は、例えば複数のＬＥＤを有し、これらＬＥＤの点灯状態（点灯、消灯、点滅等）を切り替える、あるいは点灯色を切り替えることにより、火力を表現する。このようにすることで、使用者が直感的に分かりやすい報知を行うことができる。

なお、図３には図示しないが、液晶画面等で構成された表示部４（図１参照）には、例えば「予熱中」や「適温到達」等の火力や経過状況、設定されているメニューの内容等に関する情報が表示される。

このような構成の誘導加熱調理器１００において、例えば揚げ物調理を行う場合には、まず使用者は鍋１０内に揚げ物を行うための油を入れ、鍋１０をトッププレート２の加熱口６に載置する。次に使用者が、操作部３にて加熱開始のための操作入力を行うと、制御部２３は、操作部３からの信号と鍋１０の推定温度とに基づいて加熱コイル１４に高周波電流を流し、予め設定され記憶部２１に記憶された制御シーケンスにしたがって加熱調理を行う。

ここで、赤外線センサ１２とセンサケース２００の構成例を説明する。
図４は、実施の形態１に係るセンサケースの長手方向の縦断面図である。
図５は、実施の形態１に係るセンサケースの短手方向の縦断面図である。
図６は、実施の形態１に係るセンサケースの上部水平方向（Ａ−Ａ）断面図である。
図７は、実施の形態１に係るセンサケースの下部水平方向（Ｂ−Ｂ）断面図である。
図８は、実施の形態１に係るセンサケースの斜視図である。
図９は、実施の形態１に係るセンサケースの金属部材の展開図である。
図１０は、実施の形態１に係るセンサケースの上面部の説明図（下面図及び側面図）である。

赤外線センサ１２は、例えばサーモパイルセンサのような赤外線領域に対して広い波長に感度を有するものを用いる。
図４、図５に示す赤外線センサ１２の本体は、凸形状の集光レンズ１２１を上面に備え、内部にサーモパイルチップ（図示しない）及び自己温度検出サーミスタ（図示しない）を封入した例えば円筒形状の封入部材１２２をプリント基板１２３上に載置してパッケージ化したものである。集光レンズ１２１を凸形状とすることで、赤外線センサ１２の視野範囲１２ａを絞り、外乱光の影響を抑制している。なお封入部材１２２の形状は円筒形状に限定されない。

集光レンズ１２１の基材としては、シリコンを用いることができる。シリコンは、赤外線領域において透過率が約５０〜６０％と波長依存性が小さく、また、赤外線領域での光の透過以外は反射率が大きく熱吸収率が小さいため、温度上昇しにくい。また、熱拡散性が高いことから、集光レンズ１２１が赤外線を吸収し温度上昇したとしても、熱拡散することで、赤外線量の検知に影響を与えにくい。

このように、集光レンズ１２１の基材としてシリコン基材を用いることで、トッププレート２の近傍に設けられるような使用環境においても、赤外線センサ１２の集光レンズ１２１の温度が上昇することによる赤外線量の検知への影響が生じにくい。なお、集光レンズ１２１の基材は、シリコンに限定されず、同様の透過特性や熱拡散性を有する材料であればそれを採用することができる。また、赤外線センサ１２の具体的構成は図４に例示したものに限定されない。

次に、赤外線センサ１２を覆うセンサケース２００について図４〜図１０を用いて説明する。
センサケース２００は、加熱コイル１４からの電磁ノイズの影響を防ぐための金属部材と、赤外線センサ１２を適所に保持するための樹脂部材とを用いて構成されている。
金属部材と樹脂部材は、接合され一体成形品となっている。
金属部材としては、例えば、板状のアルミニウム、銅、ステンレス、鉄などを採用することができるが、耐磁気性能を考慮し非磁性金属であるアルミニウムや銅を使用することが望ましい。尚、金属部材は板状以外のものであってもよく、例えば、金属を立体形状に加工したものを使用することも可能である。
樹脂部材としては、例えば耐熱性能の高いポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等を用いることができる。

金属部材と樹脂部材を接合するには、様々な工法があるが例えば、金属部材の表面を溶剤に浸漬し、または化学エッチングを行って金属部材の表面が凹凸形状となる表面処理を行い、この金属表面に直接樹脂を射出成形や押し出し成形を行って金属部材と樹脂部材とを接合し一体成形品を構成することが可能である。
溶剤は、例えば金属部材が銅であれば亜塩素酸ナトリウムを含む水溶液を使用し、金属部材がアルミニウムであればアンモニア、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液を使用することができる。または機械加工を行うことで金属部材の表面が凹凸形状となる表面処理を行ってもよい。
また、金属部材と樹脂部材とを接着剤を用いて接合し一体成形品とすることも可能である。

金属部材で構成されたセンサケース２００の形状は中空の略直方体形状であり、矩形形状の側面部２０１と、底面部２０２と、上面部２０３と、により構成されている。
４枚の側面部２０１と底面部２０２は、図９に示す展開図のように１枚の板状の金属部材から構成されており、これを折り曲げることで図８に示す直方体の箱形形状を形成する。センサケース２００の対向する側面部２０１には、側面開口２０１ａが開口している。
また、上面部２０３には、図１０に示すように一対の上面開口２０３ｂと赤外線センサ１２の視野範囲１２ａに対応した位置に円形の視野開口２０３ａが設けられている。

次に、センサケース２００を構成する金属部材に接合される樹脂部材について説明する。
図４〜図１０に示すハッチング部分は樹脂部材を示している。
センサケース２００の側面開口２０１ａには、センサケース２００を取り付けるための取付片３０１が側面開口２０１ａを貫通して形成される。
取付片３０１は、直方体形状であり、ねじタッピングを挿通するための開口部３０１ａが開口している。

センサケース２００の底面部２０２の上面周囲には、図７に示すようにプリント基板１２３を載置する基板支持部材３０２が配置されている。基板支持部材３０２は、断面がＬ字形状となっており、図４や図５に示すようにその段差部分にプリント基板１２３の周囲が載置されるように側面部２０１に接して設置される。このようにプリント基板１２３を部分的に載置することで、プリント基板１２３の下面と底面部２０２との間に間隙を設け、センサケース２００の金属部材とプリント基板１２３の裏面とが接触することを防止し絶縁距離を確保している。
実施の形態１に係るセンサケース２００では、底面部２０２の周囲の４辺に４つ配置されているがこの形状に限定されるわけではなく、底面部２０２の４つの角部に配置してもよいし、プリント基板１２３が動かないように支持できれば４つ以上を小さい形状で分散配置等してもよい。

センサケース２００の側面部２０１同士を接合する４本の辺には、三角柱形状の接合部材３０３がセンサケース２００の内部側から取り付けられている。本実施の形態１では、接合部材３０３を三角柱形状としたが、２面を接合できれば例えば直方体形状等を採用することも可能である。

センサケース２００の対向する側面部２０１の上部には、上面部２０３の上面開口２０３ｂに挿入され側面部２０１と上面部２０３とを係合する一対の係合爪部材３０４が形成されている。係合爪部材３０４は、図４に示すように上端側に略三角錐形状の爪部３０４ａを備えており、長方形の上面開口２０３ｂに挿入され弾性変形後、形状が復旧することで爪部３０４ａが上面部２０３に引っ掛かり、側面部２０１と上面部２０３とを係合する。なお、爪部３０４ａは三角錐形状としたが、上面部２０３と係合する形状であればこの形状に限定されない。

底面部２０２には、プリント基板１２３に開口した位置決め孔１２３ａに挿入される位置決め突起部３０５が２つ形成されている。位置決め突起部３０５は、プリント基板１２３の下面に当接する円形の載置面と、載置面の中央に立設され位置決め孔１２３ａに挿入される挿入部とで断面凸形状となっている。なお、位置決め突起部３０５は円柱形状に限定されず、載置面と挿入部が形成されていれば、直方体形状等を採用することができる。また、個数についても２つに限定されない。

上面部２０３には、プリント基板１２３の上面に当接し、プリント基板１２３を下方に付勢する円筒形状の付勢部材３０６が４本形成されている。この付勢部材３０６は、センサケース２００の上面部２０３を側面部２０１に係合した際にプリント基板１２３を押さえる長さに設定されている。なお、付勢部材３０６は、円柱形状に限定されず、また、本数も４本に限定されない。

このようにセンサケース２００を金属部材と樹脂部材との一体成形品とすることで、金属による防磁性能と、樹脂による成形の自由度や成形精度の高さを両立することができる。すなわち、赤外線センサ１２に対する加熱コイル１４からの電磁波の影響を抑えるとともに金属製による放熱性や強度に優れたセンサケース２００を得ることができる。また、樹脂を金属部材の表面に対して部分的に接合して使用することで、赤外線センサ１２を正確な位置に位置決めすることが可能となる。そして、一体成形によるセンサケース２００の小型化を図ることができるとともに、高価な高耐熱樹脂の使用量を減少させることができるため、センサケース２００のコストを削減することができる。さらに、金属部材に対して樹脂部材を介して赤外線センサ１２のプリント基板１２３を支持するため絶縁距離を確保することができる。

また、センサケース２００は、表面が反射率の高い金属部材であるため、トッププレート２からの輻射熱を反射させ、赤外線センサ１２への輻射熱の影響を抑制する。さらに、視野開口２０３ａ以外にセンサケース２００には開口が無いため、冷却風が赤外線センサ１２の周囲を吹き抜けることがない。

よって、簡単な構造で、赤外線センサ１２に対する電磁波の影響、輻射熱の影響、及び冷却風の影響を抑えることができるため、誘導加熱調理器１００内の様々なノイズに対して耐性の高い赤外線センサ１２を提供することができる。

なお、実施の形態１では、赤外線センサ１２（サーモパイル式）を収納するセンサケース２００を例として説明したが、このセンサケース２００を外乱光の影響を受けるフォトダイオード式による赤外線センサに適用し、外乱光を遮蔽することができる。
さらに、例えばセンサケース２００を発振子が高温となる超音波距離センサやドップラー式距離センサに適用し、放熱性能を高めることができる。また、磁気式距離センサに採用することで、磁界の影響を遮断することが可能となり、また、光（レーザー）式センサに採用することで、外乱光の遮断性や放熱性を確保することが可能となる。

次に、トッププレート２の分光透過特性について説明する。
図１１は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器のトッププレートの分光透過特性を示すグラフである。
図１１のグラフは、厚さ約４ｍｍの耐熱性の高い結晶化ガラスで構成されたトッププレート２の透過率τを一例として示している。
また、図１２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器のトッププレートの分光透過特性と各温度での分光放射輝度曲線との関係を示すグラフである。
図１２では、鍋の温度が１５０℃、２００℃、２５０℃である場合の分光放射輝度曲線とトッププレート２の透過率τとを示している。

図１１からわかるようにトッププレート２における透過率の高い波長帯域は、０．６μｍ〜２．６μｍであり、次に、３．２μｍ〜４．２μｍとなっている。また、図１２を参照すると、鍋１０の温度が１５０℃、２００℃、２５０℃の分光放射輝度曲線は、２．０μｍ付近から増加している。したがって、透過率（％）と分光放射輝度との積で求められる鍋１０底から赤外線センサ１２に到達する赤外線エネルギー量の値は、３．２μｍ〜４．２μｍの波長帯域で大きくなり、鍋底の温度を検出するためには、この波長帯域の赤外線を検知する必要がある。この３．２μｍ〜４．２μｍの波長帯域を検出することによって、トッププレート２による減衰の影響を受けにくい鍋底の温度が１４０℃以上の温度域を正確に測定することが可能となる。

赤外線センサ１２は、鍋底から放射される赤外線エネルギーと、トッププレート２が熱伝導により加熱されることによってトッププレート２の下面から放射される赤外線エネルギーとを検出することとなる。
トッププレート２から放射される赤外線エネルギーは、トッププレート２の透過率が低い領域である４．５μｍよりも長い波長帯域において高い割合で放射される。ガラスの放射率εは一般的に０．８４〜０．９程度であり、高い放射率を有している。
図１３は、黒体の分光放射輝度曲線を温度毎に示したグラフである。
誘導加熱調理器１００にて加熱される調理物（鍋１０）の温度は湯沸しから揚げ物までの概ね２３０℃よりも低い温度帯が使用される。

図１３によれば、２５０℃までの分光放射輝度は、波長帯域として２０μｍ程度まで検出されている。
このため、トッププレート２から放射される赤外線エネルギー量は、赤外線センサ１２で本来検出したい３．２μｍ〜４．２μｍの波長帯域に対してノイズとして高い影響を与える。
このような長い波長帯域までセンサケース２００の金属部材の反射率を高めることで、トッププレート２が発する波長の長い輻射に対して、赤外線センサ１２は耐性を有することとなる。
よって、金属部材は、特に０．１μｍ〜２０μｍの赤外線の領域に対して高い反射率を有するように表面処理を行うことが望ましい。表面処理は、メッキ加工や表面研磨等にて行い、反射率を調整することが可能である。

センサケース２００の金属部材の放射特性は、キルヒホッフの法則［放射率（ε）＋透過率（τ）＋反射率（ρ）＝１］により示される。金属表面など熱が透過しない物体では透過率（τ）＝０となり、放射率（ε）＝１−反射率（ρ）となる。すなわち、反射率（ρ）が大きくなれば放射率（ε）は小さくなる。
よって、センサケース２００の金属部材の両面の反射率を高くすることでトッププレート２からの輻射を金属部材の外面で反射させるとともに、金属部材の内面からの２次輻射を抑制することが可能である。
このように金属部材の両面の反射率を高くすることがトッププレート２からの輻射に対して耐性上望ましいが、上面と下面のどちらか一方の反射率を高くしてもセンサケース２００や赤外線センサ１２への輻射熱の放射を抑制する一定の効果がある。

実施の形態２．
実施の形態２に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を備え、さらに、宅内の電力システムや情報機器コントローラとの連携を図ることで、災害時の不測の事態に備え、加熱調理の再開もしくは停止を選択し得る制御を備えたものである。
誘導加熱調理器１００が備えた無線通信受信機等を宅内に設けられた電力システム（エネルギーマネージメントシステム）や、インターネットと接続し、災害情報を取得する制御システムを構築している。

図１４は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の電力システムを示す構成図である。
実施の形態２に係る誘導加熱調理器の電源は、系統電源（商用電源）４００と系統電源４００とは別の外部電源（蓄電池）４１０とを住宅内に引き込んで構成されている。この外部電源４１０はリチウムイオン蓄電池等に充電された直流電源を住宅内で使用可能な交流電源に変換して住宅内に供給するものである。

切替分電盤４２０は住宅内の各コンセント（図示せず）に供給する交流電源を系統電源４００と外部電源４１０から選択するように機能する。宅内コントローラ４３０は、例えば無線等で誘導加熱調理器１００等の機器（図示せず）と通信を行い、住宅内のエネルギーマネジメントを行うものである。

図１５は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の地震対応時のフローチャートである。
実施の形態２に係る誘導加熱調理器は、例えば電力システム（エネルギーマネージメントシステム）やインターネット上の各地の地震情報等が受信している。地震情報には、誘導加熱調理器の使用場所での震度や、地震の到達時間などが含まれている。
そこで、一例として、揚げ物自動調理機能などの高温となる調理を行っている場合に、災害情報の一つの地震情報を受信した場合の動作を以下に示す。

はじめに、ステップＳ１にて使用者が操作部３のメニューキー３２の「揚げ物」キーを押下し、ステップＳ２にて制御部２３が予め設定され記憶部２１に記憶された制御シーケンスにしたがった設定温度（例えば揚げ物の場合１４０℃〜２００℃程度である）となるよう加熱運転を開始する。
ステップＳ３にて、制御部２３は、温度センサ情報（Ｔｔｐ＝赤外線温度検知部２４の出力温度、Ｔｔｈ＝トッププレート温度検知部２５の出力温度）を読み込む。
ステップＳ４に進み、Ｔｔｐ、Ｔｔｈの出力値を用いて鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）を演算する。
ステップＳ５では、演算した鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が目標温度となるように予熱制御を行う。
ステップＳ６では、本体１内に搭載の受信機が宅内コントローラ４３０より地震情報を受信し、地震情報の有無を確認する。

ステップＳ６にて、地震情報が無い場合には、通常揚げ物制御フローとなり、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第１目標温度に到達したか否かを判断する。到達した場合にはステップＳ８に進み、予熱制御を終了し、ステップＳ９にて鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第１目標温度に維持されるよう温度維持制御へ移行する。また、到達していない場合には、ステップＳ６に戻る。
ステップＳ１０では、通常揚げ物調理制御を行い、記憶部２１に記憶された制御シーケンスにしたがって、制御部２３が加熱制御を行う。
そして、ステップＳ１１では、調理開始から加熱最大利用可能時間（例えば４５分を設定）が経過したか否かを判断し、経過した場合にはステップＳ１２に進み、揚げ物機能による加熱調理を終了する。経過していない場合は、ステップＳ９に戻る。

次に、ステップＳ６にて地震情報があった場合を説明する。
ステップＳ６にて地震情報があるとステップＳ２１に進み、地震告知モードとなる。 制御部２３は、音声や表示部４への表示等で地震情報が入っていることを使用者に報知する。
ステップＳ２２にて、鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第１目標温度に到達しているか否かを確認する。到達している場合にはステップＳ２３に進み、加熱を停止するか否かを使用者に音声や表示部４への表示等で確認する。使用者が加熱停止を指示した場合、もしくは入力なしの場合にはステップＳ１２に進み、強制的に加熱を停止する。但し、入力なしの場合には所定時間経過後、加熱停止前に再報知をしてもよい。この地震情報による加熱運転の停止中は、例えば表示部４にその旨の表示を行う。
ステップＳ２３にて、使用者が加熱続行を指示した場合にはステップＳ２４に進み、鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第１目標温度に維持されるよう温度維持制御を行い、ステップＳ２５に進んで通常揚げ物調理制御を行う。

ステップＳ２２にて、鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第１目標温度に到達していない場合にはステップＳ３１に進み、第１目標温度よりも低い第２目標温度に目標温度を下げて予熱制御を行う。第２目標温度は、例えば１００℃程度とし、再加熱時に時間をかけず第１目標温度に復帰できるような温度に設定する。
ステップＳ３２では、加熱を停止するか否かを使用者に音声や表示部４への表示等で確認する。使用者が加熱停止を指示した場合、もしくは入力なしの場合にはステップＳ１２に進み、強制的に加熱を停止する。但し、入力なしの場合には所定時間経過後、加熱停止前に再報知をしてもよい。この地震情報による加熱運転の停止中は、例えば表示部４にその旨の表示を行う。

ステップＳ３２にて、使用者が加熱続行を指示した場合にはステップＳ３３に進み、鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第２目標温度に維持されるよう予熱制御を継続する。
ステップＳ３４にて、鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第２目標温度に到達しているか否かを確認する。到達していなければステップＳ３２に戻り、到達していればステップＳ３５に進んで使用者に音声または表示部４への表示にて通常揚げ物調理制御に戻すか否かを確認する。通常揚げ物調理制御に戻さない入力があった場合にはステップＳ３２に戻り、通常揚げ物調理制御に戻す入力があった場合には、ステップＳ３６に進んで通常揚げ物調理制御を行う。

なお、上記地震対応フロー時に制御部２３が地震情報により地震の予測無しの確定報告を受信した場合には、その旨の報知を音声もしくは表示部４に表示した後に通常加熱制御に戻す制御を行う。
また、ステップＳ２２にて、鍋温度推定値（Ｔｏｂｊ）が第１目標温度に到達していない場合にはステップＳ３１に進み、第１目標温度よりも低い第２目標温度に目標温度を下げて予熱制御を行っているが、例えば地震の規模を地震情報から判断して大きい震度であれば予熱制御の目標温度を低下させる制御を採用してもよい。

以上、誘導加熱調理器の地震対応制御を行う時には、被加熱物の検出温度が正確であることが重要であり、誘導加熱調理器１００内でのノイズに対して赤外線センサ１２の耐性を高くすることが必要である。実施の形態２に係る誘導加熱調理器では、実施の形態１に係る赤外線センサ１２のセンサケース２００の構成を採用したことで赤外線の測定精度が向上し、例えば揚げ物自動調理制御などのように被加熱物が１４０℃以上の高温域にて加熱を行う際の災害時に不測の事態に備えた制御を行い、使用者の保護と利便性とを提供することが可能となる。
なお、実施の形態２では、一例として揚げ物自動調理機能による加熱運転を行う場合を説明したが、この機能に限定されることはなく、様々な加熱運転制御中に災害情報を受信した場合の加熱調理器の対応として適用することが可能である。

以上、実施の形態１、２について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態の全て又は一部を組み合わせることも可能である。

１ 本体、２ トッププレート、３ 操作部、４ 表示部、５ 火力表示部、６ 加熱口、７ 透過窓部、８ 排気口、９ 吸気口、９ａ 吸気口、９ｂ 吸気口、１０ 鍋、１２ 赤外線センサ、１２ａ 視野範囲、１３ 塗装、１４ 加熱コイル、１４ａ 内側加熱コイル、１４ｂ 外側加熱コイル、１５ 隙間、１６ 加熱コイル支持部、１７ 接触式温度センサ、２１ 記憶部、２２ 演算部、２３ 制御部、２４ 赤外線温度検知部、２５ トッププレート温度検知部、２６ 高周波インバータ、３１ 火力設定キー、３２ メニューキー、１００ 誘導加熱調理器、１２１ 集光レンズ、１２２ 封入部材、１２３ プリント基板、１２３ａ 位置決め孔、２００ センサケース、２０１ 側面部、２０１ａ 側面開口、２０２ 底面部、２０３ 上面部、２０３ａ 視野開口、２０３ｂ 上面開口、３０１ 取付片、３０１ａ 開口部、３０２ 基板支持部材、３０３ 接合部材、３０４ 係合爪部材、３０４ａ 爪部、３０５ 位置決め突起部、３０６ 付勢部材、４００ 系統電源、４１０ 外部電源、４２０ 切替分電盤、４３０ 宅内コントローラ。

Claims (14)

1. 金属部材と、樹脂部材と、を有し、前記金属部材内にセンサ部を収納するセンサケース構造であって、
   前記センサ部は、前記樹脂部材を介して前記金属部材に取り付けられ、
   前記金属部材には、前記樹脂部材が部分的に接合され、
   前記金属部材は、
   上面が開口し底面部と側面部とを有する本体と、前記上面の開口を閉塞する上面部とにより形成され、
   前記樹脂部材には、少なくとも前記上面部に形成され、前記センサ部を前記底面部側に付勢する付勢部材を含むことを特徴とするセンサケース構造。
2. 前記金属部材を折り曲げ加工することにより前記金属部材が中空構造となることを特徴とする請求項１に記載のセンサケース構造。
3. 前記樹脂部材は、少なくとも前記センサ部を前記金属部材に取り付ける際に位置決めする位置決め突起部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のセンサケース構造。
4. 前記樹脂部材は、少なくとも前記底面部上に形成され、前記センサ部が載置される支持部材を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセンサケース構造。
5. 前記樹脂部材は、少なくとも前記本体と前記上面部とを係合する係合部材を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のセンサケース構造。
6. 前記金属部材と、前記樹脂部材とを接着する際に、前記金属部材の表面に凹凸加工を施し、前記樹脂部材は、前記凹凸加工後の表面上に射出成形されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサケース構造。
7. 前記金属部材は、非磁性金属であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサケース構造。
8. 前記樹脂部材は、ポリブチレンテレフタレート樹脂、または、ポリフェニレンサルファイド樹脂であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサケース構造。
9. 前記センサ部は、赤外線を検出する赤外線センサ部であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のセンサケース構造。
10. 請求項９に記載のセンサケース構造と、トッププレートと、加熱手段と、制御手段と、を備え、
    前記赤外線センサ部は、前記トッププレートを介して前記トッププレート上の被加熱物が発する赤外線を検出し、
    前記制御手段は、前記赤外線センサ部の検出する値に基づいて前記加熱手段の容量制御を行うことを特徴とする加熱調理器。
11. 外部から災害情報を受信する受信手段を備え、
    前記制御手段は、加熱運転中に前記受信手段が災害情報を受信したときには、災害情報を受信したことを使用者に報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の加熱調理器。
12. 前記制御手段は、前記受信手段が災害情報を受信したときに、加熱運転を継続するか否かを選択させる報知を前記報知手段にて行い、加熱運転を継続する入力があった場合には加熱運転を継続し、加熱運転を停止する入力があった場合には加熱運転を停止することを特徴とする請求項１１に記載の加熱調理器。
13. 前記制御手段は、前記加熱運転を継続するか否かを選択させる報知を前記報知手段にて行った際に前記入力がなかった場合には加熱運転を停止することを特徴とする請求項１２に記載の加熱調理器。
14. 前記制御手段は、前記災害情報を受信したときには、被加熱対象物の加熱目標温度を低下させることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の加熱調理器。

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