JP6173248B2

JP6173248B2 - 加熱調理器

Info

Publication number: JP6173248B2
Application number: JP2014069423A
Authority: JP
Inventors: 洋介小倉
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP2015190714A

Description

本発明は、主として一般家庭で使用される加熱調理器に関するものである。

従来の加熱調理器において、被加熱物毎の特性差異を是正する温度補正手段を備えたものがある（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の加熱調理器は、材質判定手段と、温度検知手段と、温度補正手段と、を備え、材質判定手段により検知した被加熱物の材質に応じて温度検知手段の検知温度を温度補正手段により補正している。

特許第４１２０５３６号公報（たとえば、請求項１参照）

しかし、特許文献１に記載の加熱調理器は、被加熱物の材質に応じて検知温度を補正しているが、その補正は温度検知手段がばらつきの無い理想的な状態であることを前提としている。そのため、温度検知手段の検知温度が理想値になっていない（つまり、ばらつきがある）場合、温度補正手段により検知温度を補正することによって、かえって誤差を助長してしまう恐れがあった。
また、温度検知手段のばらつきを是正する手段として可変抵抗器を用いた調整手段などが存在するが、部品とそれを調整する作業が必要となるため、コストと手間がかかるという課題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、検知温度を適切な値に補正することができる加熱調理器を提供することを目的としている。

本発明に係る加熱調理器は、調理器本体と、前記調理器本体に設けられ、被加熱物を加熱する加熱部と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段が検知した温度を補正する検知温度補正手段と、基準となる特性を備える校正用調理器本体により求められた標準検知温度が記憶される記憶部と、を備え、前記検知温度補正手段は、少なくとも負荷、火力、および時間について前記標準検知温度を求めたときと同一の条件で前記負荷を前記加熱部により加熱した際に前記温度検知手段によって検知された前記負荷の検知温度と、前記標準検知温度とを比較し、その結果に応じて求められた検知温度補正係数を用いて補正するものであり、前記検知温度補正係数を被加熱物の条件毎に有し、被加熱物の条件毎の相関関係を備え、一つの被加熱物を加熱する火力を段階的に変化させることで、その他の被加熱物の前記検知温度補正係数が求められるものである。

本発明に係る加熱調理器によれば、負荷、火力、時間について前記標準検知温度を求めたときと同一の条件で前記負荷を前記加熱部により加熱した際に前記温度検知手段によって検知された前記負荷の検知温度と、前記標準検知温度とを比較し、その結果に応じて求められた検知温度補正係数を用いて補正するため、検知温度を適切な値に補正することができる。

本発明の実施の形態に係る加熱調理器を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る加熱調理器の温度検知回路を示す図である。本発明の実施の形態に係る加熱調理器のブロック図である。本発明の実施の形態に係る加熱調理器の検知温度の補正について示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る加熱調理器に用いられる材質の異なる被加熱物の温度と検知温度との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器１を示す斜視図である。
この図１に基づいて、本実施の形態に係る加熱調理器１について説明する。
図１に示すように、加熱調理器１は、上面が開口した箱状の調理器本体２と、調理器本体２の上面に載置された天板３とを備えている。

天板３において、手前側（矢印Ｙ１方向）には、各種の操作入力を行う操作部４が設けられており、奥側（矢印Ｙ２方向）には、吸排気口を覆う吸排気口カバー５が設置されている。そして、天板３において、手前側と奥側との間には、鍋などの被加熱物が載置される載置部６が、たとえば３個設けられている。

また、調理器本体２において、載置部６の下方には、被加熱物を加熱する誘導加熱コイルである加熱部７（後述する図３に図示）が設置されている。
加熱部７は、インバータ回路１４（後述する図３に図示）から出力される高周波の交流電圧によって、加熱部７の誘導加熱コイルに流れる電流により発生する高周波磁界により、加熱部７の上方に載置される被加熱物を誘導加熱するものである。そして、操作部４が操作されることにより、加熱部７の火力が調整される。
また、調理器本体２には、たとえばグリル部８も設けられている。

図２は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器１の温度検知回路１０を示す図である。
次に、加熱調理器１の温度検知回路１０について説明する。
図２に示すように、温度検知回路１０は、温度検知素子１１、電圧増幅回路１２、演算素子１３を備えている。

温度検知素子１１は、加熱部７の近傍に設けられ、たとえば赤外線センサ１１ａと抵抗型サーミスタ１１ｂとで構成されており、赤外線センサ１１ａは、物体の温度変化に応じて赤外線のエネルギー量が変化する特性を利用して温度を検知し、抵抗型サーミスタ１１ｂは、自身の温度変化に応じて抵抗値が変化する特性を利用して温度を検知する。

電圧増幅回路１２は、温度検知素子１１の赤外線センサ１１ａ側に接続されており、赤外線センサ１１ａ側から入力された微小な電圧を増幅させた後、演算素子１３に出力する。演算素子１３は、温度検知素子１１の赤外線センサ１１ａ側および抵抗型サーミスタ１１ｂ側から入力された電圧値に基づいて温度を算出する。なお、温度検知素子１１の構成は上記に限定されるものではなく、熱電対や白金測温抵抗体素子などを用いてもよい。

図３は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器１のブロック図である。
次に、温度制御部２１について詳細に説明する。
図３に示すように、温度制御部２１は、検知温度補正手段２２を備えている。また、加熱調理器１には記憶部２６が設けられており、この記憶部２６には標準検知温度が記憶されている。標準検知温度とは、基準となる特性を備える校正用調理器本体（図示せず）の検知手段によって求められるものである。また、校正用調理器本体とは、それを構成する電気部品の電気定数（抵抗値、キャパシタンス値など）や寸法、取り付け位置などがノミナル値を有するものである。

そして、加熱に供される校正用の基準となる負荷（たとえば、揚げ物用の付属鍋にその容量の半分の水を入れたもの）に、所定火力（たとえば、設定可能最大火力）を所定時間（たとえば、５分間）印加した際に、校正用調理器本体の温度検知手段で検知された負荷の検知温度を標準検知温度として用いる。

また、記憶部２６には、検知温度補正係数αが記憶されている。検知温度補正係数αは、たとえば工場出荷時の各加熱調理器に対し、校正用調理器本体を用いて標準検知温度を求めたときと同じ条件で、基準となる負荷に所定火力を所定時間印加した際に、温度検知回路１０により構成される温度検知手段１６によって検知された負荷の検知温度と、記憶部２６に記憶された標準検知温度とを比較し、それらの差が閾値以上である場合に、標準検知温度を検知温度で除算して求められるものである。

そして、温度制御部２１に備えられた検知温度補正手段２２は、この記憶部２６に記憶された検知温度補正係数αを用いて、温度検知手段１６によって検知された検知温度を補正する。ここで、標準検知温度をＴｓｔｄ、検知温度値をＴｔとすると、検知温度補正係数αは、下記式（１）から求められる。

α＝Ｔｓｔｄ／Ｔｔ・・・・・・（１）

たとえば、操作部４より所定の温度が設定された場合、温度検知手段１６により被加熱物の温度を検知し、その検知温度Ｔｄが温度制御部２１の検知温度補正手段２２によって記憶部２６に記憶されている検知温度補正係数αを用いて補正された補正後の検知温度Ｔｃとし、補正後の検知温度Ｔｃに応じて設定された温度となるようにインバータ回路１４を介して加熱部７が制御される。また、補正された値は、温度表示部（図示せず）に表示される。
ここで、補正後の検知温度Ｔｃは次式から求められる。

Ｔｃ＝α×Ｔｄ・・・・・・（２）

なお、検知温度補正係数αを求める式は上記式（１）に限定されず、他の式を用いて求めてもよい。

図４は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器１の検知温度の補正について示すフローチャートである。
次に、検知温度の補正について詳細に説明する。
本実施の形態に係る加熱調理器１は「温度補正モード」を備え、たとえば操作部４より「温度補正モード」を選択し、「温度補正モード」が開始されたら温度検知工程を実施する（Ｓ１）。温度検知工程は、基準となる負荷に所定火力を所定時間印加して行われるが、その際の負荷、所定火力、および所定時間は、標準検知温度を求めたときと同様の条件とする。

温度検知工程を実施し、温度検知手段１６によって検知された負荷の検知温度と、記憶部２６に記憶された標準検知温度とを比較し、それらの差が閾値以上かどうかの判定を行う（Ｓ２）。そして、それらの差が閾値未満なら（Ｓ２のＮＯ）、温度補正なしとして（Ｓ３）、たとえば天板３に設けられた表示部（図示せず）に補正結果を表示し（Ｓ４）、「温度補正モード」を終了する。その際に、「温度補正モード」を終了したことを音声などの報知手段で報知するようにしてもよい。

一方、それらの差が閾値以上なら（Ｓ２のＹＥＳ）、検知温度補正係数αを上記式（１）から求める（Ｓ５）。そして、求めた検知温度補正係数αを記憶部２６に記憶し（Ｓ６）、表示部（図示せず）に補正結果を表示し（Ｓ４）、「温度補正モード」を終了する。
なお、Ｓ２において温度検知手段１６によって検知された負荷の検知温度が所定の範囲外だった場合は、音声などのエラー報知手段でエラー報知を行うようにしてもよい。

また、検知温度補正係数αは、被加熱物の条件毎に複数有するようにしてもよい。
被加熱物は、その種類（鍋やフライパンなど）、材質（鉄やアルミなど）、寸法、厚さなどによって、検知温度と調理対象物との温度差や、温度検知素子１１近傍の温度が異なる。そこで、被加熱物の種類などの条件毎に検知温度補正係数αを複数有し、検知温度補正係数αを使い分けることによって、さらに検知温度を適切な値に補正することができる。

なお、検知温度補正係数αを条件毎に複数有する場合は、「温度補正モード」が開始されたら、温度検知工程を実施する前にどの条件の被加熱物を用いて実施するのかを、たとえば操作部４により設定できるようにするとよい。
ここで、操作部４は本発明の「設定手段」に相当する。

図５は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器１に用いられる材質の異なる被加熱物の温度と検知温度との関係を示すグラフである。
温度検知手段１６の検知温度は被加熱物の温度と比例関係にあるが、被加熱物の材質によって検知温度と被加熱物の温度に誤差が発生してしまう。図５では被加熱物の温度が１００℃の例を示しているが、温度検知手段１６の検知温度は被加熱物の材質が鉄、ステンレス、アルミの場合で、被加熱物の実際の温度は９０℃、１００℃、１１０℃となっている。この誤差は、被加熱物の材質によって放射率が異なるために発生してしまう。

温度検知手段１６と被加熱物の温度との相関関係を、ステンレスを基準に決定すると、アルミは放射率が低いので温度検知手段１６の検知温度は実際の被加熱物の温度より低く検知してしまう。また、鉄は放射率が高いので温度検知手段１６の検知温度は実際の被加熱物の温度より高く検知してしまう。
そこで、上記の例では基準であるステンレスの検知温度補正係数αをβとしたとき、鉄の検知温度補正係数αを１．１β、アルミの検知温度補正係数αを０．９βとし、温度検知手段１６により検知された検知温度に適用することによって、検知温度を適切な値に補正することができる。

以上のように、同条件の負荷、所定火力、および所定時間によって求められた校正用調理器本体の検知手段による負荷の標準検知温度と、加熱調理器１の温度検知手段１６による負荷の検知温度とを比較し、それらの差が閾値以上かどうかの判定を行い、それらの差が閾値以上なら検知温度補正係数αを求める。そして、検知温度補正係数αを温度検知手段１６により検知された検知温度に適用することによって、検知温度を適切な値に補正することができる。
また、被加熱物の種類などの条件毎に検知温度補正係数αを複数有し、検知温度補正係数αを使い分けることによって、さらに検知温度を適切な値に補正することができる。

なお、本実施の形態では、検知温度補正係数αを上記式（１）から求めたが、温度補正テーブルを用意し、その温度補正テーブルに基づいて検知温度補正係数αを求めるようにしてもよい。

たとえば、温度補正テーブルを記憶部２６に記憶させておき、標準検知温度と加熱調理器１の検知温度とから温度補正テーブルの参照先を決定し、参照先に記載された値を検知温度補正係数αとする。そうすることで、たとえば校正用調理器本体の設置されている温度環境と加熱調理器１が設置されている温度環境が異なるような場合、その温度環境を考慮して温度補正テーブルを作成することで、上記（１）に基づいて求めるよりも正確な検知温度補正係数αを求めることができる。

また、本実施の形態では、基準となる負荷に所定火力を所定時間印加した際の負荷の検知温度に基づいて求めているが、負荷に所定火力を所定時間印加した際の負荷の検知温度の変化量（温度勾配）に基づいて求めてもよい。

たとえば、揚げ物用の付属鍋にその容量の半分の水を入れたものの温度が１０℃として、設定可能最大火力を１分間印加した際の温度が２０℃だとしたら、検知温度の変化量は１０℃となる。この検知温度の変化量を校正用調理器本体と加熱調理器１とで求め、上記（１）または温度補正テーブルに基づいて検知温度補正係数αを求めることができる。

検知温度補正係数αを、基準となる負荷に所定火力を所定時間印加した際の負荷の検知温度に基づいて求める場合は、温度値を安定させるため（外気温の影響を受けなくするため）に負荷を十分な時間加熱させる必要がある。そのため、温度検知工程に時間がかかってしまう。しかし、検知温度補正係数αを、基準となる負荷に所定火力を所定時間印加した際の検知温度の変化量に基づいて求めることで、温度値を安定させるために負荷を十分な時間加熱させる必要がないため、時間を短縮することができる。

また、検知温度補正係数αを条件毎に複数有するようにする際、条件毎の相関関係を予め用意しておくことで、１つの条件における検知温度補正係数αを求めれば、複数の検知温度補正係数αを求めることができる。

たとえば、材質がアルミ、銅、鉄の被加熱物がある場合、それらの相関関係を記憶部２６に記憶させておくことにより、銅の被加熱物の検知温度補正係数αを求めることにより、相関関係を参照してアルミと鉄の被加熱物の検知温度補正係数αもそれぞれ求めることができる。

また、本実施の形態では、温度検知手段１６による検知温度として、温度検知素子１１の赤外線センサ１１ａ側および抵抗型サーミスタ１１ｂ側から入力された電圧値に基づいて演算素子１３によって算出された値を用いているが、たとえば補正時には温度検知素子１１の赤外線センサ１１ａのみに基づいた値を用いてもよいし、温度検知素子１１の抵抗型サーミスタ１１ｂのみに基づいた値を用いてもよい。そうすることで、赤外線センサ１１ａおよび抵抗型サーミスタ１１ｂのいずれかのばらつきが大きい場合でも、温度補正の精度を高めることができる。

また、被加熱物の種類などに応じて温度上昇率や飽和温度が変わるため、その相関関係を予め用意しておくことで、１つの被加熱物で複数の検知温度補正係数αを求めることができる。

たとえば、アルミの被加熱物を設定可能最大火力の９０％で加熱した際の時間に対する温度特性と、ステンレスの被加熱物を設定可能最大火力で加熱した際の時間に対する温度特性と、が同じであり、アルミの被加熱物を設定可能最大火力の８０％で加熱した際の時間に対する温度特性と、鉄の被加熱物を設定可能最大火力で加熱した際の時間に対する温度特性と、が同じであるような場合、アルミの非加熱物に対する火力を段階的に切り替えて検査を行うことで、複数の被加熱物の検知温度補正係数αを求めることができる。

また、温度検知素子１１近傍の温度や加熱動作の有無が検知結果に及ぼす影響が小さい場合、つまり温度検知素子１１が加熱部７の温度上昇を検知しなければ、一定温度の熱源を使用することで、試験時間を短縮することができる。

たとえば、他の装置であるフラットヒーターなどで１００℃にした熱源を加熱部７に載置することで、検知温度補正係数αを求めることができる。そのため、実際に火力を投入することなく温度検知工程を実施することができ、「温度補正モード」の時間を短縮するができる。また、加熱部７によって被加熱物を加熱する必要がないため、校正用調理器本体および加熱調理器１の所定の定格電圧よりも低い電圧しか供給されないような環境でも、温度検知工程を実施することができる。また、熱源の温度が他の装置によって担保されているため、より正確な検知温度補正係数αを求めることができる。

１加熱調理器、２調理器本体、３天板、４操作部、５吸排気口カバー、６載置部、７加熱部、８グリル部、１０温度検知回路、１１温度検知素子、１１ａ赤外線センサ、１１ｂ抵抗型サーミスタ、１２電圧増幅回路、１３演算素子、１４インバータ回路、１６温度検知手段、２１温度制御部、２２検知温度補正手段、２６記憶部。

Claims

調理器本体と、
前記調理器本体に設けられ、被加熱物を加熱する加熱部と、
前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段が検知した温度を補正する検知温度補正手段と、
基準となる特性を備える校正用調理器本体により求められた標準検知温度が記憶される記憶部と、を備え、
前記検知温度補正手段は、
少なくとも負荷、火力、および時間について前記標準検知温度を求めたときと同一の条件で前記負荷を前記加熱部により加熱した際に前記温度検知手段によって検知された前記負荷の検知温度と、前記標準検知温度とを比較し、その結果に応じて求められた検知温度補正係数を用いて補正するものであり、
前記検知温度補正係数を被加熱物の条件毎に有し、
被加熱物の条件毎の相関関係を備え、
一つの被加熱物を加熱する火力を段階的に変化させることで、
その他の被加熱物の前記検知温度補正係数が求められる
ことを特徴とする加熱調理器。
前記検知温度補正係数は、
前記温度検知手段によって検知された前記負荷の検知温度の変化量と、前記標準検知温度の変化量とを比較し、その結果に応じて求められる
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
前記検知温度補正係数は、前記標準検知温度またはその変化量を、前記検知温度またはその変化量で割ることにより求められる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱調理器。
前記記憶部に記憶される温度補正テーブルを備え、
前記検知温度補正係数は、前記標準検知温度またはその変化量、および前記検知温度またはその変化量に応じて前記温度補正テーブルを参照することにより求められる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱調理器。
条件の異なる複数の被加熱物のうち、どの条件の被加熱物の前記検知温度補正係数を求めるのかを設定する設定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加熱調理器。
被加熱物の条件毎の相関関係を備え、
一つの被加熱物の前記検知温度補正係数と前記相関関係とから、
その他の被加熱物の前記検知温度補正係数が求められる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加熱調理器。
被加熱物の条件毎の相関関係を備え、
一つの被加熱物を加熱する火力を段階的に変化させることで、
その他の被加熱物の前記検知温度補正係数が求められる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加熱調理器。
報知手段を備え、
前記検知温度補正係数を求める処理を行った結果または前記検知温度補正係数の内容を前記報知手段により報知する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の加熱調理器。
エラー報知手段を備え、
前記検知温度が予め設定された範囲外であれば前記エラー報知手段によりエラーを報知する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の加熱調理器。
前記検知温度補正係数を用いて補正された値に応じて前記加熱部が制御される
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の加熱調理器。