JP6131467B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線センサを有する誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は、図４に示すようなものがある。図４に示すように、本体の外郭ケース２０上面に配設され鍋などの調理容器２１を載置するトッププレート２２と、トッププレート２２の下方に配設され調理容器２１を加熱する加熱コイル２３と、加熱コイル２３を保持するコイルベース３０と、加熱コイル２３の下方に配設され加熱コイル２３からの磁束漏れを低減するフェライトコア２４とを有する。さらに、トッププレート２２の下方に配設され調理容器２１から放射される赤外線を検知する赤外線センサ２５と、赤外線センサを実装するセンサ基板２６と、赤外線センサの出力から調理容器２１の底面温度を算出する温度算出手段２７と、温度算出手段２７の出力に応じて加熱コイル２３の入力制御を行う制御手段２８を備えた構成としている。

前記構成において、赤外線センサ２５およびセンサ基板２６は、加熱コイル２３からの磁界の影響を受けにくくし、センサ自体が誘導加熱するのを防ぐために、加熱コイル２３の下面より下、または、フェライトコア２４より下に配置した構成としている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２７３３０３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、調理容器２１と赤外線センサ２５との距離が比較的大きいことから、赤外線センサ２５は受光角２９を有することとなってしまう。このため、組立バラつきによる赤外線センサ２５の傾きが存在すると、調理容器２１の底面ではこの影響が大きくなり、検知場所のバラつきが大きくなり誤検知し易いという課題を有していた。また、組立バラつきによる赤外線センサ２５の傾きによる影響を低減し、検知性能を上げるためには、受光角２９の小さい赤外線センサ２５を使用する必要があるが、受光角２９が小さいほど赤外線センサ２５のコストが高くなるため、製品のコストアップとなってしまう。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、温度検知性能を向上させ、安定した加熱制御を行うことができる赤外線センサを備えた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、本体の外郭ケースの上面に配設され、被加熱物を載置するトッププレートと、トッププレートの下方に配設され、被加熱物を加熱する加熱コイルと、加熱コイルを保持するコイルベースと、加熱コイルの下方に配設されるフェライトと、被加熱物から放射される赤外線を検知する赤外線センサ、赤外線センサを実装するセンサ基板、赤外線センサとセンサ基板を囲うシールドケースを有する赤外線センサユニットと、赤外線センサの出力に基づいて加熱コイルの入力制御を行う制御手段と、本体内に冷却風を送風する冷却手段と、を備え、赤外線センサユニットは、加熱コイルの内周部の内側に配置され、赤外線センサがフェライトの上面より上
方に配置されかつセンサ基板がフェライトの上面より下方に配置されるよう構成されるとしたものである。

これによって、調理容器と赤外線センサとの距離が近くなり、赤外線センサの傾きバラつきによる検知場所のバラつきを低減できるため、温度検知性能を向上させ、安定した加熱制御を行うことができる。また、加熱コイルの内周部の内側を流れる冷却風によって赤外線センサユニットを効率よく冷却することができる。

また、センサ基板をフェライトコアの上面より下に配置したことにより、加熱コイルからの磁界の影響をより低減できるため、誤動作を防ぐことができる。

本発明の誘導加熱調理器は、温度検知性能を向上させ、安定した加熱制御を行うことができる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示す概略断面図 同誘導加熱調理器の加熱コイルユニットの斜視図 同誘導加熱調理器に設けられた赤外線センサの近傍の部分拡大断面図 従来の誘導加熱調理器の構成を示す概略断面図

第１の発明は、本体の外郭ケースの上面に配設され、被加熱物を載置するトッププレートと、トッププレートの下方に配設され、被加熱物を加熱する加熱コイルと、加熱コイルを保持するコイルベースと、加熱コイルの下方に配設されるフェライトと、被加熱物から放射される赤外線を検知する赤外線センサ、赤外線センサを実装するセンサ基板、赤外線センサとセンサ基板を囲うシールドケースを有する赤外線センサユニットと、赤外線センサの出力に基づいて加熱コイルの入力制御を行う制御手段と、本体内に冷却風を送風する冷却手段と、を備え、赤外線センサユニットは、加熱コイルの内周部の内側に配置され、赤外線センサがフェライトの上面より上方に配置されかつセンサ基板がフェライトの上面より下方に配置されるよう構成されるとしたものである。

これによって、調理容器と赤外線センサとの距離が近くなり、赤外線センサの傾きバラつきによる検知場所のバラつきを低減できるため、温度検知性能を向上させ、安定した加熱制御を行うことができる。また、加熱コイルの内周部の内側を流れる冷却風によって赤外線センサユニットを効率よく冷却することができる。
また、センサ基板をフェライトコアの上面より下に配置したことにより、加熱コイルからの磁界の影響をより低減できるため、誤動作を防ぐことができる。また、より受光角の大きな赤外線センサも使用できるため、コストダウンを図ることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、シールドケースの下面が、フェライトの下面より上方に配置される、すなわちシールドケースを、フェライトの下面より下に突出しないように配置したことにより、加熱コイルユニットの厚みを薄くすることができる。また、加熱コイルの下面に突出した形状が減るため、加熱コイルの下面に冷却風を通しやすくなり加熱コイルの冷却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、赤外線センサユニットが、加熱コイルの内周部との間に隙間を有するように配置される、としたものである。これによって、隙間を流れる冷却風によって赤外線センサユニットを効率よく冷却することができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３の発明において、赤外線センサユニットは、赤外線センサがセンサ基板上であって、加熱コイルの内周部側に配置されるとしたものである。これによって、調理容器等の被加熱物のうち、より温度が高くなる位置で温度を検知することができるため、温度制御の信頼性が向上する。

第５の発明は、特に、第１〜第４の発明において、フェライトは、加熱コイルの中心に対して放射状に配置され、赤外線センサユニットは、少なくともその一部がフェライトの延長線上に配置されるとしたものである。これによって、赤外線センサユニットに対するノイズの影響をより低減することができる。

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は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示す概略断面図、図２は、同誘導加熱調理器の加熱コイルユニットの斜視図、図３は、同誘導加熱調理器に設けられた赤外線センサの近傍の部分拡大断面図を示すものである。

図１において、誘導加熱調理器の構成を説明する。図１に示すように、本体の外郭ケース１の上面に、鍋などの被加熱物である調理容器２を載置するトッププレート３により覆われて配設される。

また、トッププレート３の下部には、調理容器２を加熱する加熱コイル４と、加熱コイル４を保持するコイルベース５と、加熱コイル４の下方に配設され加熱コイル４からの磁束漏れを低減するフェライトコア６（フェライト）とが設けられている。さらに、調理容器２から放射される赤外線を検知する赤外線センサ７と、赤外線センサ７を実装するセンサ基板８が配設されている。

ここで、赤外線センサ７とセンサ基板８は外部からのノイズを低減するためシールドケース９に収納され、これらが赤外線センサユニット１０を構成している。シールドケース９は、赤外線センサ７及びセンサ基板８の少なくとも下方及び側方を覆うようしている。

また、コイルベース５には加熱コイル４とフェライトコア６と赤外線センサユニット１０が固定され、加熱コイルユニット１１を構成している。

さらに、外郭ケース１の内部には、加熱コイル４の入力制御を行う制御手段１３、及び加熱コイル４や制御手段１３といった発熱部品や赤外線センサユニット１０を冷却するための冷却手段１４が設けられる。

また、図１に示すように、赤外線センサユニットは、加熱コイル４の内周部１８の内側に配置される。

次に、図２、図３において、赤外線センサ７近傍の構成を説明する。加熱コイル４は、コイルベース５に設けられた同心円状のリブに導線を巻きつけることで形成される。また、フェライトコア６は加熱コイル４の下方に放射状に複数個配置され、コアホルダー１６を用いてコイルベース５の固定されている。

また、赤外線センサ７は、図３に示すように樹脂モールドされた状態でセンサ基板８の上方約４．５ｍｍの位置に実装されている。赤外線センサ７とセンサ基板８は外部からの
ノイズを低減するため、誘導加熱されない材質（例えばアルミ等の非磁性金属）で形成されたシールドケース９に覆われており、更に、赤外線センサ７は外乱光による感度悪化を低減するために樹脂で形成された略円筒形の筒体１７で覆い、赤外線センサユニット１０を構成している。

なお、赤外線センサユニット１０は、加熱コイル４の内径より内側にコアホルダー１６を介してコイルベース５に固定する構成としているが、この限りではなく、コイルベース５に直接固定しても良い。

また、前記赤外線センサ７はフェライトコア６の上面より上に配置している。さらに、センサ基板８はフェライト上面より下に配置した構成としている。

また、前記シールドケースは、フェライトコア６の下面より上に配置した構成としている。

また、加熱コイルユニット１１の中央には、中央開口部１９が構成されており、冷却手段１４からの冷却風が中央開口部１９の下方側から上方側へ流れるようになっている。

こ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。

本体上面等に設けられた図示しない操作部により、加熱開始の指示が入力されると、制御手段１３によって加熱コイル４の入力が制御され、調理容器２を加熱する。

ここで、赤外線センサ７は、トッププレート３越しに調理容器２の鍋底から放出される赤外線を受光角１５の範囲で検知して温度に応じた信号を出力する。温度算出手段１２は赤外線センサ７の出力から調理容器２の底面温度状態を算出し、制御手段１３が温度算出手段１２の出力に応じて、所望の火力や温度で調理がされるよう、加熱コイル４の入力制御を行う。また、冷却手段１４は本体内の各部品を冷却するために本体外の外気を取り入れ冷却風を送風する。

ここで、本実施の形態では、赤外線センサ７を加熱コイルユニット１１の中央開口部１９であって、フェライトの上面より上方に配置したので、調理容器２の底面と赤外線センサ７との距離が近くなっている。このため、赤外線センサ７の傾きバラつきによる検知場所のバラつきを低減できるため、温度検知性能を向上させ、安定した加熱制御を行うことができる。また、距離が近づいた分だけ検知速度も速くなる。

また、赤外線センサ７とセンサ基板８はシールドケース９によりノイズの影響を受け難くなっているが、センサ基板８をフェライトコア６の上面より下に配置したことにより、加熱コイル４からの磁界の影響をさらに低減できるため、誤動作を防ぎ、安定した制御を行うことができる。

更には、より受光角１５の大きな赤外線センサも使用できるようになり、受光角１５が大きいほど赤外線センサ７のコストは安くなるため、製品のコストダウンも図ることができる。すなわち、本実施の形態では、赤外線センサ７自体はフェライトコアの上面より上方にしつつ、センサ基板８をフェライトコア６の上面よりも下に配置するという、これらの高さ方向の位置の工夫している。これによって、受光角の小さな赤外線センサを用いたとしても、取り付けバラツキによる誤検知を防止することができ、かつノイズの影響を抑制することが可能である。

また、シールドケース９をフェライトコア６の下面より下に突出しないように配置した
ことにより、加熱コイルユニット１１の厚みを薄くすることができ、より本体内部が狭い誘導加熱調理器への搭載も可能となる。

また、加熱コイルユニット１１の下面に突出した形状が減るため、加熱コイル４の下面に冷却風を通しやすくなり、加熱コイル４の冷却性能を向上することができる。

さらに、赤外線センサユニット１０は、加熱コイルユニット１１の中央開口部１９の内部に配置されていることで、狭い空間である中央開口部１９を通過する冷却風によって効率良く冷却が行われる。すなわち、図４の従来図のように、赤外線センサ２５が加熱コイル２３の下面よりも下方に位置している場合、赤外線センサ２５は広い空間を流れる風量の小さな冷却風によってしか冷却することができない。もしくは、赤外線センサ２５を十分に冷却できるよう専用の冷却ダクトが必要となる。

これに対して、本実施の形態の赤外線センサユニット１０は、加熱コイルユニット１１の中央開口部１９の内部にあることで、冷却風が、赤外線センサユニット１０の下方及び脇の隙間１９ａを通り抜けることとなり、この冷却風によって冷却されるものである。すなわち、中央開口部１９の内部は、加熱コイル４やフェライトコア６による、加熱コイルユニット１１の高さ方向の厚みを有するダクトと形成することになり、赤外線センサユニット１０はこのダクトの内部に配置している。従って、専用のダクトを構成せずとも赤外線センサユニット１０を十分に冷却することができるのである。

なお、シールドケース９がアルミで形成されている場合には、放熱効果も大きいため、赤外線センサユニット１０をさらに効率よく冷却することが可能である。

また、本実施の形態では、赤外線センサ７はセンサ基板８上の加熱コイル４の内周部１８に近い側に配置されている。これにより、トッププレート３上に載置された調理容器２のうち、より温度が高くなる位置で温度を検知することができるため、温度制御の信頼性が向上する。

なお、赤外線センサユニット１０は、少なくともその一部が、加熱コイル４の中心に対して放射状に配置されたフェライトコア６の略延長線上に配置されている。これにより、赤外線センサユニット１０がフェライトコア６の延長線上にない位置にあるよりもノイズの影響を低減することができる。

なお、加熱コイル４を内側と外側とに分割して巻くようにした場合には、赤外線センサユニット１０を内側の外側のコイルの内周部の内側すなわち、内側と外側の加熱コイルの間に配置しても良い。この場合も、加熱コイル４の中央開口部に配置したときと同様に、赤外線センサの傾きバラつきによる検知場所のバラつきを低減し、また効果的に冷却を行うことができる。

また、本発明では、加熱コイルユニット１１が１個についての構成を示しているが、複数個備えても良いし、ラジエントヒーターなどの電熱式加熱手段と組み合わせた加熱調理器としても良い。また、赤外線センサ７とサーミスタなどの感温素子とを組み合わせた温度検知構成としても良い。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、温度検知性能を向上させ、安定した加熱制御を行うことができるものであり、家庭用や業務用に関わらず、様々な誘導加熱調理器に適用することができる。

１、２０ 外郭ケース
２、２１ 調理容器
３、２２ トッププレート
４、２３ 加熱コイル
５、３０ コイルベース
６、２４ フェライトコア
７、２５ 赤外線センサ
８、２６ センサ基板
９ シールドケース
１０ 赤外線センサユニット
１１ 加熱コイルユニット
１２、２７ 温度算出手段
１３、２８ 制御手段
１４ 冷却手段
１５、２９ 受光角
１６ コアホルダー
１７ 筒体
１８ 内周部
１９ 中央開口部
１９ａ 隙間

Claims (5)

1. 本体の外郭ケースの上面に配設され、被加熱物を載置するトッププレートと、
   前記トッププレートの下方に配設され、前記被加熱物を加熱する加熱コイルと、
   前記加熱コイルの下方に配設されるフェライトと、
   前記被加熱物から放射される赤外線を検知する赤外線センサ、前記赤外線センサを実装するセンサ基板、及び前記赤外線センサと前記センサ基板を囲うシールドケースを有する赤外線センサユニットと、
   前記赤外線センサの出力に基づいて前記加熱コイルの入力制御を行う制御手段と、
   本体内に冷却風を送風する冷却手段と、
   を備え、
   前記赤外線センサユニットは、前記加熱コイルの内周部の内側に配置され、前記赤外線センサが前記フェライトの上面より上方に配置され、かつ前記センサ基板が前記フェライトの上面より下方に配置されるよう構成された、誘導加熱調理器。
2. 前記シールドケースの下面は、前記フェライトの下面より上方に配置される、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記赤外線センサユニットは、前記加熱コイルの内周部との間に隙間を有するように配置される、請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記赤外線センサユニットは、前記赤外線センサが前記センサ基板上であって、前記加熱コイルの内周部側に配置されるよう構成された、請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
5. 前記フェライトは、前記加熱コイルの中心に対して放射状に配置され、前記赤外線センサユニットは、少なくともその一部が前記フェライトの延長線上に配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。