JP6861489B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、被加熱物が収容される容器の温度を検知する温度検知装置と連携動作を行う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、食材などが収容される鍋などの容器の温度を検知し、検知された温度に基づいて自動的に加熱制御を行うことが知られている。例えば、特許文献１に記載される加熱調理器では、トッププレート下面に赤外線センサを備え、鍋底面から放射される赤外線を検出して鍋底面温度を算出し、加熱制御を行う構成となっている。また、特許文献２および特許文献３には、鍋底の内部、または鍋の側面内部の高さ方向に温度センサを配置し、検知された温度情報を加熱調理器に送信して加熱制御を行う構成が記載されている。さらに、特許文献４には、鍋本体に取り付けられる鍋底部およびハンドルを備え、鍋底部に温度センサを配置し、当該温度センサによって検知された温度情報をハンドルに設けられた通信回路を介して送信する構成が記載されている。

特開２００３−２４９３４１号公報（請求項１参照） 特開２００７−５３０３８号公報（図１参照） 特許第４９３６８１４号公報（図１参照） 特表２０１２−５１４４９５号公報（図１２参照）

特許文献１に記載される構成の場合、鍋底から放射される赤外線の一部がトッププレートによって遮蔽（吸収および反射）されること、および容器の底の材質および表面処理によって、赤外線の放射率が異なることなどの要因により、精確な温度を検知することは困難である。

また、特許文献２および特許文献３に記載される構成の場合、トッププレートによる温度検知への影響がなくなるため、温度検知の追従性や精度向上が可能となる。しかしながら、内部に温度センサを備えた特定の鍋しか用いることができない。さらに、特許文献４に記載される構成の場合も、鍋底部およびハンドルを取り付ける必要があるため、鍋の形状に制約があり、どんな形状の鍋にでも対応できるものではない。また、鍋またはハンドルに温度センサまたは通信回路などの部品を設けることにより、鍋の大型化および重量化を招き、使い勝手および清掃性が悪くなってしまう。

本発明は、上記のような課題を背景になされたもので、様々な形状の容器の温度を高精度に検知することができるとともに、清掃性の良い加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明に係る加熱調理器は、容器が載置される載置部と、載置部に配置され、容器の温度を検知する温度センサと、載置部の外側に配置され、温度センサにより検知された温度を送信する第１通信部および第１通信部に電力を供給する充電部を有する通信部と、を備える温度検知装置と、容器および温度検知装置が載置されるトッププレートと、容器を加熱する加熱部と、温度検知装置から送信される温度情報を受信する第２通信部と、第２通信部で受信した温度情報に基づいて加熱部を制御する第２制御部と、非接触給電を行うための給電コイルと、を備え、載置部と通信部の外郭とは、耐熱性を有する材料によって一体成形され、全周囲の水密性が確保されており、第２制御部は、加熱部による加熱中に、温度情報に異常が検知された場合に、給電コイルによる給電を行うものである。

本発明の加熱調理器によれば、容器が載置される載置部に温度センサを配置することで、容器との接触度を向上させることができ、様々な形状の容器の温度をより高精度に検知できる。また、容器を載置部に載置することで、加熱調理器の汚れを抑制することができる。さらに、載置部と通信部の外郭とを一体成形とすることで、温度検知装置の水密性が確保され、温度検知装置が汚れた場合にも、容易に水洗いを行うことができる。

実施の形態１における加熱調理器の斜視図である。 実施の形態１における加熱調理器の主要部の構成および機能を説明する図である。 実施の形態１における加熱調理器の操作表示部を説明する図である。 実施の形態１における温度検知装置の斜視図である。 実施の形態１における温度検知装置の平面図である。 実施の形態１における温度検知装置の内部構成を説明する図である。 トッププレートから容器の底部までの距離と加熱効率との関係を示すグラフである。 実施の形態１における自動給電モードの流れを示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例における自動給電モードの流れを示すフローチャートである。 実施の形態２における加熱調理器の主要部の構成と機能とを説明する図である。 実施の形態２における加熱調理器の加熱コイルの平面図である。 変形例における温度検知装置の平面図である。

以下、本発明における温度検知装置および加熱調理器の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、細かい構造および重複または類似する説明については、適宜簡略化または省略している。以下の実施の形態では、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．
（加熱調理器の構成）
図１は、本発明の実施の形態１における加熱調理器１００の斜視図である。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やフライパン等の容器１０を、本体１の内部に設けられた加熱部により加熱する。本実施の形態では、トッププレート２の左側手前、右側手前、および中央奥側の３箇所に、それぞれ加熱口６が設けられている。

本体１には、魚等の調理物の調理を行うためのグリル９が収容されている。グリル９の内部には、調理物を加熱するための熱源となるグリルヒータ（図示せず）が設けられている。また、グリル９の隣には、例えばダイヤルスイッチによって構成され、加熱条件および加熱指示の入力操作を受け付ける前面操作表示部４と、加熱調理器１００の電源をＯＮ／ＯＦＦするために操作される電源スイッチ４ａが配置されている。

トッププレート２の手前側には、加熱条件および加熱指示の入力操作を受け付けるとともに、加熱状況を表示する操作表示部３が配置されている。操作表示部３は、例えば静電容量スイッチおよび液晶パネルなどで構成される。また、各加熱口６の手前側には、火力表示部５が設けられる。火力表示部５は、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。これにより、使用者が直感的に分かりやすい火力の報知を行うことができる。

使用者が、被加熱物を収容した容器１０をトッププレート２上に載置し、加熱口６に対応する操作表示部３または前面操作表示部４を操作して加熱条件等の設定を行い、設定された内容に従って、容器１０が加熱部により加熱される。加熱の進行状況または調理モードなどの設定に関する情報は、操作表示部３に表示され、加熱の火力は各加熱口に対応して配置された火力表示部５に表示される。

また、トッププレート２の加熱口６に対応する部分には、容器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、使用者は容器１０を載置すべき場所がわかるようになっている。また、トッププレート２の加熱口６の表示には、後述する温度検知装置３０の通信部３３を載置する箇所を示す円形の載置表示６ａが印刷等によって設けられている。載置表示６ａは、例えば、温度検知装置３０と加熱調理器１００とが良好に無線通信を行えるような位置に設けられる。

本体１内において加熱口６の下側には、加熱コイル１４が設けられている。加熱コイル１４は、例えば銅線またはアルミ線などの導線が巻回してなるコイルであり、加熱コイル１４が、本発明の「加熱部」に相当する。なお、図１では、加熱コイル１４の配置を略円形の破線にて図示している。高周波インバータ２４により加熱コイル１４に高周波電流を流すことでトッププレート２上に載置された容器１０に渦電流が発生し、発生した渦電流と容器１０との抵抗により容器１０が発熱する。これにより、容器１０を直接加熱する加熱効率の良い調理を実現できる。なお、加熱調理器１００の加熱口６の加熱部として電気ヒータ等の他の加熱部を設けてもよい。

また、トッププレート２の奥側には、排気口７が設けられている。排気口７は、本体１の内部と連通するように配置される。本体１の内部に取り込まれた空気は、排気口７から排気される。排気口７の上部に、本体１の内部への埃やその他の異物が侵入するのを防止する通気性を有するカバー（図示せず）を設けてもよい。

また、排気口７の手前には、後述する温度検知装置３０と加熱調理器１００との間で、無線通信を行うための通信ポート８が設けられている。通信ポート８は、例えばガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）樹脂等の電波透過性の高い材質で構成される。図１では、通信ポート８は、トッププレート２の上面に載置される容器１０によって無線電波が遮蔽されないように、加熱口６と排気口７との間に配置されている。しかしながら、通信ポート８の位置はこれに限定されるものではなく、例えば、各加熱口６との距離が均等となる位置に配置されてもよい。または、通信ポート８を操作表示部３の一部として設けてもよい。

図２は、本実施の形態における加熱調理器１００の主要部の構成および機能を説明する図である。なお、図２では、１つの加熱口６に対応する構成のみ図示しており、また、例えば水または食材等の被加熱物が収容された容器１０と、容器１０の温度を検知する温度検知装置３０とを併せて図示している。温度検知装置３０は、加熱調理器１００とは別体に設けられ、容器１０の底部の温度を検知し、検知した温度の情報を加熱調理器１００へ送信する。温度検知装置３０の詳細については後述する。

図２に示すように、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。

本体１の内部には、温度検知装置３０と通信する機器側通信部２１と、駆動部２３を制御する機器側制御部２２と、加熱コイル１４に高周波電流を供給する高周波インバータ２４と、給電コイル２６と、給電コイル２６に高周波電流を供給する高周波インバータ２４と、高周波インバータ２４および高周波インバータ２５を駆動する駆動部２３と、が配置されている。機器側制御部２２は、操作表示部３による設定内容と、温度検知装置３０からの温度の情報に基づいて、駆動部２３に対して高周波電力指令（火力情報）を送信する。機器側制御部２２は、その機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアを用いて構成されるか、またはマイコンまたはＣＰＵ等の演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとで構成される。駆動部２３は、機器側制御部２２からの指令に基づき、高周波インバータ２４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。これにより、容器１０の加熱制御が行われる。

給電コイル２６は、加熱コイル１４と同様に、例えば銅線またはアルミ線などの導線が巻回してなるコイルであり、高周波電流が供給されることで高周波磁界を発生する。図２に示すように、給電コイル２６は、トッププレート２の下方であって、平面視において加熱コイル１４とは異なる位置に配置されている。また、トッププレート２の給電コイル２６と対向する位置には、載置表示６ａ（図１）が設けられており、使用者は温度検知装置３０を載置すべき場所がわかるようになっている。駆動部２３は、機器側制御部２２からの指令に基づき、高周波インバータ２５を制御して、給電コイル２６に流れる高周波電流を調整する。これにより、後述する温度検知装置３０への給電が行われる。なお、別の実施の形態では、加熱コイル１４と給電コイル２６とで、同一の高周波インバータ２４を使用してもよい。

機器側制御部２２は、温度検知装置３０の状態を確認するための信号を生成し、その信号を、機器側通信部２１から通信ポート８を介して温度検知装置３０へ送信する。

また、加熱調理器１００のトッププレート２の下方には、赤外線温度センサ２７が配置されている。赤外線温度センサ２７は、加熱コイル１４上のトッププレート２に載置された容器１０の底部から放射される赤外線を検知する。なお、赤外線温度センサ２７の直上部は、赤外線が遮蔽されない構造（例えば空洞または透過素材）とすることが望ましい。赤外線温度センサ２７によって検知された信号は、赤外線温度検知部２７０へ出力される。赤外線温度検知部２７０は、赤外線温度センサ２７による検知信号を温度に換算する。赤外線温度検知部２７０によって換算された温度情報は、機器側制御部２２へ出力される。

また、加熱調理器１００のトッププレート２の裏面の加熱コイル１４と対向する面には、サーミスタなどの接触式温度センサ２８がトッププレート２の裏面に接触するように配置されている。接触式温度センサ２８は、容器１０からトッププレート２へ伝わる熱を検知する。接触式温度センサ２８によって検知された信号は、接触式温度検知部２８０へ出力される。接触式温度検知部２８０は、接触式温度センサ２８による検知信号を温度に換算する。接触式温度検知部２８０によって換算された温度情報は、機器側制御部２２へ出力される。

なお、機器側通信部２１は、本発明における「第２通信部」に相当する。また、機器側制御部２２は、本発明における「第２制御部」に相当する。

次に、加熱調理器１００の操作表示部３の構成について説明する。図３は、本実施の形態における加熱調理器１００の操作表示部３を説明する図である。図３に示すように、操作表示部３は、各加熱口６の動作状況を示す状況表示部３ａと、自動調理メニューを設定するための自動メニューキー３ｂと、火力を設定するための火力設定キー３ｃと、加熱時間を設定するタイマー設定キー３ｄと、給電キー３ｅとを備える。

状況表示部３ａは、各加熱口６に対応する表示を有し、各加熱口６の動作状態に応じて表示態様が切り替わる。状況表示部３ａの表示により、どの加熱口６が動作中であるかを使用者に示すことができる。自動メニューキー３ｂは、「煮込み」キー、「麺ゆで」キー、「湯沸し」キー、「焼き物」キー、「揚げ物」キー、「温度」設定キーからなる。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（図示せず）に記憶された制御シーケンスに従って、機器側制御部２２が加熱制御を行う。

火力設定キー３ｃは、「弱」火キー、「中」火キーおよび「強」火キーからなり、使用者は、これらのキーを用いて３段階の火力の何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。タイマー設定キー３ｄは、タイマー設定部とタイマー表示部とからなり、使用者は、タイマー設定部を操作することで、加熱時間を設定し、設定された時間がタイマー表示部に表示され、時間の経過とともに表示が変更される。機器側制御部２２は、タイマー設定キー３ｄによって設定された時間に従って、加熱制御を行う。

給電キー３ｅは、温度検知装置３０へ給電を行う給電モードを実行する際に押下される。給電モードについては後ほど詳述する。なお、図３には図示しないが、例えば「予熱中」または「適温到達」等の火力または経過状況、設定されているメニューの内容等に関する情報を表示する、液晶画面等で構成される表示部を別途設けてもよい。

（温度検知装置の構成）
次に、本実施の形態の温度検知装置３０の構成について説明する。図４は本実施の形態の温度検知装置３０の斜視図であり、図５は温度検知装置３０の平面図である。また、図６は、温度検知装置３０の内部構成を説明する図である。図４および図５に示すように、温度検知装置３０は、鍋敷きのような平面的な形状を有し、容器１０が載置される載置部３１と、機器側通信部２１と通信する通信部３３とを備える。

載置部３１は、円形の平板形状を有し、弾力性および断熱性を有するシリコーンゴムまたはフッ素ゴムで形成される。また、載置部３１の表面、すなわち容器１０が載置される面には、複数のドーム状の突起部３１１が設けられている。突起部３１１は、載置部３１の一部を上方に突出させることで、載置部３１と一体に形成される。図５に示すように、複数の突起部３１１は、直径Ｄの円周上に等間隔で配置される。突起部３１１が配置される円の直径Ｄは、載置される容器１０の最小径などから定められる。または、直径Ｄは、温度検知装置３０が加熱コイル１４の上方に配置された場合に、加熱コイル１４の特性上、容器１０の底部の発熱部で最も高い温度になる位置を基にして定められてもよく、例えば中心部から４０ｍｍ（直径Ｄが８０ｍｍ）の位置に設けられる。

また、図６に示すように、複数の突起部３１１の内部にはそれぞれ温度センサ３４が配置される。温度センサ３４は、接触式の温度センサであり、載置部３１に載置される容器１０の底部の温度を検知する。温度センサ３４は、例えばサーミスタや熱電対などにより構成される。本実施の形態では、３つの突起部３１１が形成され、各々の突起部３１１に温度センサ３４が配置される。このように、突起部３１１の数を３つ以上とすることで、容器１０を安定して支持することができる。また、温度センサ３４を複数設けることで、容器１０が傾いて載置された場合、または内部配線に断線等が生じた場合にも温度検知を継続することができる。

容器１０が載置部３１に載置されると、容器１０の底部が突起部３１１と接触する。突起部３１１を、載置部３１と同じ弾力性を有するシリコーンゴム等で形成することで、容器１０の底部と突起部３１１との密着性が高まり、接触面積が増加する。また、容器１０の底部に密着する突起部３１１内に温度センサ３４を設けることで、温度センサ３４が容器１０の底部に接触し、容器１０の温度を高精度で検知することができる。

また、図６に示す載置部３１の厚みｔは、突起部３１１を含む最大厚みで５ｍｍ未満とする。載置部３１の厚みｔを５ｍｍとした場合、温度検知装置３０に載置される容器１０は、加熱調理器１００のトッププレート２から約５ｍｍ離れることになる。ここで、容器１０が加熱コイル１４から離れると、容器１０に鎖交する磁束は距離の二乗に反比例して減衰する。そのため、一般的に容器１０が加熱コイル１４から離れると、加熱効率も低下すると考えられる。しかしながら、実際には、トッププレート２と容器１０とが接触している場合、容器１０の熱の一部がトッププレート２に奪われることで加熱効率が低下することがある。

図７は、トッププレート２から容器１０の底部までの距離と加熱効率との関係を示すグラフである。図７では、トッププレート２と容器１０との間に絶縁物を配置し、トッププレート２と容器１０との間に空気層を形成する。そして、絶縁物の厚さを変えてトッププレート２から容器１０までの距離を変更し、各距離における湯沸しの加熱効率を測定した実験より得られた結果である。図７に示すように、トッププレート２から容器１０までの距離が０ｍｍの場合よりも、トッププレート２から容器１０までの距離が約２ｍｍの場合の方が、加熱効率が高くなり、特に鍋底部の放射率が低い鏡面の鍋等の場合には約２％程度効率が高くなる。ここで、トッププレート２に一般的に用いられるネオセラムガラスの熱伝導率Ｋは、１．６Ｗ／ｍ・Ｋであり、空気の熱伝導率Ｋは０．０２４１Ｗ／ｍ・Ｋである。そのため、容器１０とトッププレート２が接触している場合よりも、空気層が形成される場合の方が、熱伝導が少なくなり、加熱効率が良くなる。

ただし、図７に示すように、トッププレート２から容器１０までの距離が５ｍｍ以上になると、トッププレート２から容器１０までの距離が０ｍｍの場合よりも、加熱効率が低下する。そのため、トッププレート２から容器１０までの距離を５ｍｍ未満とすることで、トッププレート２と容器１０との間の隙間量が０ｍｍの場合の加熱効率と略同等もしくはそれ以上の加熱効率を実現することができる。なお、載置部３１に用いられるシリコーンゴムの熱伝導率Ｋは、０．２Ｗ／ｍ・Ｋであり、空気の熱伝導率よりは高いものの、突起部３１１上に容器１０を載置することで、容器１０との接触面積が限定され、熱伝導が抑制される。

また、突起部３１１の高さは、容器１０の底部の反りを考慮して、１〜２ｍｍとする。詳しくは、容器１０として用いられる鍋またはフライパンの中には、加熱による変形を考慮して、底部を予め上側（凸状）に反らせているものがある。例えば、容器１０の底部の中心における反りの最大値が３ｍｍであると想定した場合、容器１０の径方向の外側に向かって反りが次第に小さくなり、突起部３１１が配置される直径８０ｍｍの位置（すなわち中心から半径４０ｍｍの位置）では、１〜２ｍｍ程度の反りとなる。そのため、突起部３１１を１〜２ｍｍ以上とすることで、容器１０の底部が予め反っている場合でも、突起部３１１を確実に容器１０の底部に接触させることができる。

図４〜図６に戻って、複数の温度センサ３４により検知した温度情報は、通信部３３へ出力される。通信部３３は、円柱形状の外郭を有し、載置部３１に載置される容器１０と接触しないように、使用時の平面視で載置部３１の外側に配置される。すなわち、通信部３３は、温度検知装置３０が加熱口６上に配置された状態において、加熱コイル１４よりも外側に配置される。

また、図４に示すように、載置部３１と通信部３３の外郭とは、シリコーンゴムをインサート成形することで一体成形される。インサート成形では、金型内に温度センサ３４、リード線３１２、通信部３３の受電コイル３３４およびその他の電子部品が予めセットされ、シリコーンゴムが流し込まれる。これにより、載置部３１および通信部３３の外周がシリコーンゴムで覆われ、温度検知装置３０の全周囲で水密性を確保することができる。その結果、温度検知装置３０の防水性が確保され、調理の際に温度検知装置３０が汚れた場合でも直接水洗いが可能となり、清掃性および使い勝手の良い温度検知装置３０を得ることができる。

なお、載置部３１および通信部３３の外郭の材料は、シリコーンゴムに限定されるものではなく、少なくとも耐熱性を有し、一体成形が可能なものであればよい。耐熱性としては、揚げ物調理に対応するために、２５０℃以上の耐熱性があるとよい。また、載置部３１および通信部３３の外郭の材料は、耐熱性だけでなく、加熱コイル１４による誘導加熱の影響を受けないよう絶縁性を有しているとよい。さらに、洗剤を用いての洗浄に耐えるよう、耐薬品性を有していてもよい。具体的には、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを、載置部３１および通信部３３の外郭の材料として用いることができる。

図６に示すように、通信部３３は、センサ側通信部３３１、センサ側制御部３３２、受電コイル３３４および充電部３３５を備えている。上記各部は、通信部３３の外郭内に収容される。また、通信部３３は、図示しない電源スイッチを備える。電源スイッチは、通信部３３の外郭内に配置される例えば押しボタンスイッチであり、電源スイッチが操作されることで、通信部３３の電源がＯＮ状態またはＯＦＦ状態となる。なお、通信部３３は、加熱調理器１００との通信によって電源がＯＮ状態またはＯＦＦ状態となる構成としてもよい。

センサ側通信部３３１は、センサ側制御部３３２による制御により、加熱調理器１００の本体１に配置された機器側通信部２１と、双方向の情報通信を行う。センサ側通信部３３１と機器側通信部２１との情報通信は、例えば、２．４ＧＨｚ帯域の無線通信モジュールを用いて行われる。無線通信モジュールを用いる事で、温度検知装置３０の外部にコネクタ部分を設ける必要がなくなり、温度検知装置３０内部への浸水により回路が短絡することを防止できる。また、配線レスとなり容器１０の取っ手等に配線が引っかかることを防止でき、例えば中央奥側の加熱口６で使いやすくなり、使い勝手も向上する。また、宅内に設けた２．４ＧＨｚのＷｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１規格）モジュールへと情報伝送する事が可能となり、外部無線通信機器との拡張性を有する。なお、センサ側通信部３３１は、本発明における「第１通信部」に相当する。また、センサ側制御部３３２は、本発明における「第１制御部」に相当する。

なお、周波数帯に関しては、２．４ＧＨｚ帯に限らず９００ＭＨｚ帯または３００〜５００ＭＨｚ帯以下の通信周波数を用いた特定小電力無線局通信モジュールを使用してもよい。例えば、誘導加熱調理器（ＩＨクッキングヒータ）における誘導電流の周波数は２０〜１００ｋＨｚ帯の周波数を用いており、電子レンジにおける電磁波の周波数は２．４５ＧＨｚ帯の周波数を用いている。このため、９００ＭＨｚまたは３００〜５００ＭＨｚ帯の周波数であれば、他の調理機器と干渉を起こすことなく通信が可能となる。さらに、上記以外にもＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）またはＮＦＣ（近距離無線通信：Near Field Communication）などを用いて情報通信を行ってもよい。

センサ側制御部３３２は、温度検知装置３０の各構成部を制御する。センサ側制御部３３２は、その機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアを用いて構成されるか、またはマイコンまたはＣＰＵ等の演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとで構成される。センサ側制御部３３２は、温度センサ３４によって検知された温度情報を、センサ側通信部３３１を介して機器側通信部２１へ送信する。具体的には、複数の温度センサ３４によって検知された温度のうち最も高い温度が、温度情報として送信される。なお、別の実施の形態では、複数の温度センサ３４によって検知された温度の平均値を温度情報として送信してもよい。また、センサ側制御部３３２は、機器側制御部２２から状態確認の信号を受信した場合、センサ側通信部３３１を介して、機器側制御部２２へ電源がオン状態であることを示す信号を送信する。

受電コイル３３４は、加熱調理器１００の給電コイル２６で発生する高周波磁界により、電磁誘導で電力を受電する。受電コイル３３４での受電電力は充電部３３５に充電される。受電コイル３３４は、例えば銅線またはアルミ線などの導線が巻回してなるコイルであり、充電部３３５は、リチウムイオン二次電池または電気二重層コンデンサ等の蓄電池である。充電部３３５から、各構成部に電力が供給される。このように、通信部３３の内部を駆動する電源を、受電コイル３３４および充電部３３５で構成し、非接触給電で加熱調理器１００から電源を供給することで、電池交換が不要となる。そのため、載置部３１と通信部３３の外郭とをシリコーンゴムで一体成形することが可能となり、温度検知装置３０の水密性を確保することができる。

次に、本実施の形態における温度検知装置３０の温度センサ３４およびリード線３１２の配置について説明する。図５および図６に示すように、本実施の形態の複数の温度センサ３４は、それぞれ銅線などから形成されるリード線３１２を介して通信部３３に接続される。ここで、上記のように、温度センサ３４として、例えばサーミスタが用いられる。サーミスタは、温度接触部の温度により抵抗値が変化する素子であり、通信部３３内に備えた分圧回路（図示せず）により出力される電圧値から温度を検出する。また、温度センサ３４は、リード線３１２との結線またはサーミスタ素子の劣化を防ぐため、耐熱性を有するガラスなどによって被膜される。

温度センサ３４およびリード線３１２は、シリコーンゴムで形成される載置部３１の内部に配置され、加熱調理器１００の加熱コイル１４の上に載置される。そして、温度センサ３４で検出された信号が、通信部３３内に設けたセンサ側制御部３３２でＡ／Ｄ変換され、センサ側通信部３３１から加熱調理器１００の機器側通信部２１へ送信される。ここで、加熱調理器１００の駆動時には、加熱コイル１４に、２０〜１００ｋＨｚ程度の高周波電流が通電され、高周波電流に鎖交する向きに磁界が発生する。これにより、加熱コイル１４の直上に配置された金属などからなる容器１０に渦電流が発生し、渦電流による抵抗発熱で容器１０が誘導加熱される。

このとき、温度検知装置３０は、容器１０の底面と加熱コイル１４との間に高周波磁界にさらされた状態で配置される。また、加熱コイル１４に投入される電力および周波数は、自動調理メニューなどに応じて可変に制御される。そのため、温度検知装置３０の載置部３１内のリード線３１２に電磁ノイズが重畳され、温度センサ３４の検出結果に誤差が生じる可能性がある。

そこで、本実施の形態では、使用時の平面視において、温度センサ３４から通信部３３に向かって延びるように、リード線３１２が配置される。これにより、載置部３１が加熱口６に載置された状態において、リード線３１２が、加熱コイル１４の巻回方向Ｒと交差するように配置される。その結果、リード線３１２が磁界の影響を受ける面積が小さくなり、電磁ノイズによる影響も小さくなる。このような電磁ノイズの低下は、実験を行った結果からも明らかになっている。

また、図示しないが、リード線３１２は、被膜を備えるものであってもよく、または金属部を露出するものであってもよい。ただし、載置部３１は、シリコーンゴムで形成されるため、柔軟性を有しているため、温度検知装置３０を使用する際または持ち運びをする際に変形して、リード線３１２同士が接触し導通してしまうこともある。そこで、リード線３１２の少なくともどちらか一方を、フッ素またはポリカーボネイトなどの耐熱性と絶縁性を有した被膜で覆い、変形時の導通を防いでもよい。

（温度検知装置の充電）
次に、本実施の形態における温度検知装置３０の充電について説明する。本実施の形態では、温度検知装置３０は、加熱調理器１００の給電コイル２６による非接触給電によって充電される。加熱調理器１００は、設定火力に応じた高周波電流を加熱コイル１４に供給する加熱モードに加え、予め設定された周波数の高周波電流を給電コイル２６に供給する給電モードを実行可能である。給電モードは、任意のタイミングにおいて使用者が手動で選択する手動給電モードと、加熱調理器１００による加熱動作と並行して自動的に実行する自動給電モードがある。

（手動給電モード）
手動給電モードは、操作表示部３の給電キー３ｅが押下されることにより実行される。使用者は、例えば温度検知装置３０を初めて使用するときなどに、給電キー３ｅを押下して給電モードを実行する。給電モードを実行する前に、まず、使用者によって、温度検知装置３０内部の受電コイル３３４と、加熱調理器１００の給電コイル２６とが正対するように、温度検知装置３０の通信部３３がトッププレート２の載置表示６ａ上に配置される。そして、操作表示部３の給電キー３ｅが押下されると、機器側制御部２２が、駆動部２３を制御して、予め設定された周波数の高周波電流を給電コイル２６に供給する。これにより、給電コイル２６には高周波磁界が発生し、温度検知装置３０の受電コイル３３４には電磁誘導による起電力が発生する。そして、受電コイル３３４に流れた高周波電流によって充電部３３５が充電される。

なお、このとき、センサ側制御部３３２が受電コイル３３４の受電状態を検知し、受電状態である旨の情報をセンサ側通信部３３１から機器側通信部２１へ送信してもよい。そして、機器側通信部２１は、センサ側通信部３３１からの受電状態である旨の情報を操作表示部３等に表示させてもよい。一方、機器側通信部２１は、センサ側通信部３３１から受電状態である旨の情報を受信しない場合は、適切に給電が行われていないと判断し、操作表示部３に給電が実行されていないことを報知するメッセージを表示させてもよい。また、機器側制御部２２は、給電コイル２６の上方の載置物が温度検知装置３０であるか否かを判定し、温度検知装置３０であると判定された場合にのみ、給電モードを開始してもよい。

また、センサ側制御部３３２は、充電部３３５の充電量を検知して、所定の充電量を超えた場合には、満充電を示す情報をセンサ側通信部３３１から機器側通信部２１へ送信してもよい。機器側制御部２２は、センサ側通信部３３１から満充電を示す情報を取得した場合、または給電動作の時間が充電時間を超えた場合、駆動部２３の動作を停止させて給電動作を終了する。充電時間は、充電部３３５の容量に応じて予め設定される。なお、温度検知装置３０への給電が終了した旨の情報を操作表示部３に表示させてもよい。

（自動給電モード）
自動給電モードは、加熱調理器１００による自動調理モードと並行して自動的に実行される。自動調理モードでは、温度検知装置３０から取得した温度が目標温度となるように加熱コイル１４の加熱制御が行われる。自動調理モードは、操作表示部３の自動メニューキー３ｂによって設定される。自動調理モードにおいて、温度検知装置３０と加熱調理器１００とを連動させて加熱制御を行う場合、温度検知装置３０が加熱される加熱口６の上方に配置されていないと、加熱される容器１０の温度を検知できず、誤った加熱制御が行われてしまう。そこで、本実施の形態の機器側制御部２２は、自動調理モードを実行する前に、加熱対象の加熱口６の上方に温度検知装置３０が載置されているか否かを判定する。詳しくは、機器側制御部２２は、加熱開始後、所定時間が経過した際の温度検知装置３０の温度変化が所定の許容範囲内に入っている場合、加熱されている加熱口６の上に温度検知装置３０が載置されていると判定し、自動調理モードによる加熱制御を実行する。一方、温度検知装置３０の温度変化が許容範囲内に入っていない場合、機器側制御部２２は、加熱されている加熱口６の上に温度検知装置３０が載置されていないと判定し、加熱を停止する、または操作表示部３に表示する。

自動調理モードによる加熱制御において、温度検知装置３０のセンサ側制御部３３２は、温度センサ３４によって検知した温度情報を、例えば１秒周期でセンサ側通信部３３１から送信する。本体１の機器側通信部２１は、温度検知装置３０からの温度情報を受信し、機器側制御部２２は、機器側通信部２１が受信した温度情報を取得する。機器側制御部２２は、予め設定されている目標温度に向けて高周波インバータ２４を制御し、温度情報が目標温度になるよう、加熱を制御する。

図８は、本実施の形態における自動給電モードの流れを示すフローチャートである。本処理は、加熱調理器１００の機器側制御部２２によって実行される。まず、自動調理モードであるか否かが判断される（Ｓ１）。そして、自動調理モードでない場合は（Ｓ１：ＮＯ）、温度検知装置３０が使用されていないため、給電を行うことなく終了する。一方、自動調理モードである場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、給電が開始される（Ｓ２）。詳しくは、機器側制御部２２によって駆動部２３が制御され、高周波インバータ２５により予め設定された周波数の高周波電流が給電コイル２６に供給される。これにより、温度検知装置３０の充電部３３５が充電される。

そして、充電時間が経過するまで（Ｓ３：ＮＯ）、給電が継続される。充電時間は、充電部３３５の容量などに応じて予め設定される。そして、充電時間が経過した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、機器側制御部２２によって、駆動部２３の動作が停止され、給電が停止される（Ｓ４）。その後、待機時間が経過したか否かが判断される（Ｓ５）。待機時間は、充電部３３５の容量などに応じて予め設定される。そして、待機時間が経過した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ２に戻って再び給電を開始する。このように、自動調理モードと並行して、定期的に温度検知装置３０を充電することで、温度検知装置３０の電池切れを防ぐことができる。

一方、待機時間が経過していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、自動調理モードを終了したか否かが判断される（Ｓ６）。そして、自動調理モードが終了していない場合は（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ５に戻る。一方、自動調理モードが終了した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）は、本処理を終了する。

以上のように、本実施の形態では、温度検知装置３０によって容器１０の温度を直接検知することで、温度検知精度および温度変化の追従性の向上を図ることができる。その結果、自動調理モードにおける高精度な温度制御が可能となり、温度の上げ過ぎまたは下げ過ぎによる調理の失敗を抑制でき、使用者が火力変更動作をすることなく食材に適した自動調理が可能となる。よって、利便性の向上、および吹き零れまたは空焼きなどによる温度上昇を抑える事が可能となり、無駄な加熱を抑えることができる。

また、載置部３１と通信部３３とが一体に形成された温度検知装置３０を用いることで、容器１０に温度センサおよび通信部を設ける必要がなく、どのような形状の鍋にも用いることができる。また、平板状の温度検知装置３０を容器１０とトッププレート２との間に設けることで、調理中に水や油が跳ねた際にもトッププレート２の汚れや焦げ付きを抑制することができる。さらに、温度検知装置３０の電源を非接触給電により駆動させ、載置部３１と通信部３３の外郭とを一体成形したことで、温度検知装置３０内部の水密性が確保される。これにより、温度検知装置３０が汚れた場合でも丸洗いすることができ、浸水による短絡故障等を防止することができる。また、電池交換などのメンテナンスが不要となるため、使用者の利便性も向上する。

なお、自動給電モードにおいては、定期的に給電動作を行うのではなく、温度検知装置３０の状態に応じて給電動作を行ってもよい。図９は、本実施の形態の変形例における自動給電モードの流れを示すフローチャートである。本処理は、加熱調理器１００の機器側制御部２２によって実行される。まず、自動調理モードであるか否かが判断される（Ｓ１１）。そして、自動調理モードでない場合は（Ｓ１１：ＮＯ）、温度検知装置３０が使用されていないため、給電モードを実行することなく終了する。一方、自動調理モードである場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、温度検知装置３０から受信した温度情報に異常が検出されたか否かが判断される（Ｓ１２）。

この場合の異常は、温度検知装置３０から受信した温度情報が急激に変化した場合、または温度検知装置３０から温度情報を受信しなくなった場合など、温度検知装置３０の充電不足が原因と考えられる異常をいう。そして、異常が検出されない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。一方、異常を検知した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、給電を開始する（Ｓ１３）。詳しくは、機器側制御部２２によって駆動部２３を制御し、高周波インバータ２５により予め設定された周波数の高周波電流を給電コイル２６に供給する。これにより、温度検知装置３０の充電部３３５が充電される。

そして、充電時間が経過するまで（Ｓ１４：ＮＯ）、給電が継続される。充電時間は、充電部３３５の容量などに応じて予め設定される。そして、充電時間が経過した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、機器側制御部２２によって駆動部２３の動作が停止され、給電が停止される（Ｓ１５）。その後、自動調理モードが終了したか否かが判断される（Ｓ１６）。そして、自動調理モードが終了していない場合は（Ｓ１６：ＮＯ）、ステップＳ１２に戻る。一方、自動調理モードが終了した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）は、本処理を終了する。

本変形例によると、温度検知装置３０において充電が必要な場合に給電モードを実行することができるため、不要な給電を抑制することができる。さらに、別の変形例として、センサ側制御部３３２は、自動調理モードの実行中に、充電部３３５の充電量を検知して、センサ側通信部３３１から機器側通信部２１へ送信してもよい。そして、機器側通信部２１は、センサ側通信部３３１から受信した充電量に基づいて、充電が必要と判断した場合に、自動的に給電モードを実行してもよい。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、加熱調理器１００Ａの加熱コイル１４によって温度検知装置３０への給電が行われる点において、実施の形態１と相違する。温度検知装置３０の構成および加熱調理器１００Ａのその他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一の符号を付する。

図１０は、本実施の形態における加熱調理器１００Ａの主要部の構成と機能とを説明する図である。また、図１１は、本実施の形態における加熱調理器１００Ａの加熱コイル１４の平面図である。なお、図１０および図１１では、１つの加熱口６に対応する構成のみ図示しており、また、例えば水や食材等の被加熱物が収容された容器１０と、容器１０の温度を検知する温度検知装置３０とを併せて図示している。

図１０に示すように、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。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。加熱コイル１４は、支持部１５に支持され、トッププレート２の背面に配置される。また、加熱コイル１４および支持部１５の外周には、加熱コイル１４の周辺に発生する高周波磁束の漏れを抑制するため、アルミまたは銅で構成される防磁リング１６が設けられている。

図１１に示すように、本実施の形態の防磁リング１６は円環形状を有し、一部が外周側に突出した突出部１６０を有する。また、トッププレート２の突出部１６０と対向する位置には、載置表示６ａ（図１）が設けられており、突出部１６０の上方に温度検知装置３０の受電コイル３３４が配置されるようになっている。これにより、温度検知装置３０の受電コイル３３４に、加熱コイル１４の周辺に発生する高周波磁束を鎖交させることができ、非接触給電を行うことができる。

このように、本実施の形態によると、実施の形態１の効果に加え、給電専用の高周波インバータ２５および給電コイル２６を別途設ける必要がないため、加熱調理器１００Ａの構成を簡素化することができる。

なお、防磁リング１６によって、加熱コイル１４の高周波磁束を完全に防ぐことは難しいため、防磁リング１６に突出部１６０を設けない構成としても、防磁リング１６から漏れる磁束によって、受電コイル３３４に給電を行うことができる。または、防磁リング１６の直径を温度検知装置３０の直径よりも大きくすることで、温度検知装置３０の受電コイル３３４が防磁リング１６の内部に配置することができる。これにより、温度検知装置３０の通信部３３を、載置表示６ａ以外のどの位置においても、加熱コイル１４による給電を行うことができ、使い勝手が向上する。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して説明したが、本発明の具体的な構成はこれらに限られるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、載置部３１の形状は、円形に限定されるものではなく、楕円、矩形、多角形など、様々な形状とすることができる。また、突起部３１１の形状もドーム形状に限定されるものではなく、容器１０と接する面が平面となる、円柱または角柱形状であってもよい。さらに、載置部３１に突起部３１１を備えない構成としてもよい。この場合、温度センサ３４は、載置部３１の容器１０が載置される面に配置される。

また、上記実施の形態では、３つの突起部３１１が形成され、各突起部３１１に温度センサ３４が配置される構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、３つの突起部３１１の何れか１つに温度センサ３４を備える構成としてもよい。図１２は、変形例における温度検知装置３０Ａの平面図である。図１２に示すように、本変形例の温度検知装置３０Ａの載置部３１には、３つの突起部３１１が形成される。そして、３つの突起部３１１のうち、通信部３３に最も近い突起部３１１にのみ温度センサ３４が設けられる。このような構成とすることで、温度検知装置３０の部品点数を削減することができる。さらに、温度センサ３４と通信部３３とを接続するリード線３１２の配線も簡素化されるため、組み立ても容易となる。なお、２つ以下もしくは４つ以上の突起部３１１に１つ以上の温度センサ３４を備える構成としてもよい。

さらに、上記実施の形態では、温度検知装置３０が受電コイル３３４を備え、加熱調理器１００からの非接触給電により充電部３３５を充電する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、温度検知装置３０の通信部３３の外郭表面に太陽電池素子を配置し、照明などの光エネルギーを電力に変換して充電部３３５を充電してもよい。この場合も電池交換が不要となるため、載置部３１と通信部３３の外郭とを一体成形とすることができ、温度検知装置３０の水密性を確保することができる。

また、上記実施の形態では、温度検知装置３０と加熱調理器１００とが双方向通信を行う構成としたが、温度検知装置３０のセンサ側通信部３３１を送信のみとし、加熱調理器１００の機器側通信部２１を受信のみとした、単方向の情報通信を行ってもよい。この場合、センサ側通信部３３１からは温度センサ３４で検知した温度情報を機器側通信部２１に送信し、機器側制御部２２は受信した温度情報に基づき、高周波インバータ２４を駆動する駆動部２３を制御して火力制御を行うことで、容器１０の温度を制御することができる。

単方向の通信方式としては、赤外線通信を用いてもよい。センサ側通信部３３１（送信側）には赤外ＬＥＤを用い、オン／オフの赤外線パルス信号を生成する。そして、機器側通信部２１（受信側）には赤外線を受光する素子（例えばフォトダイオードまたはフォトトランジスタ）を用い、赤外線パルス信号を受信することで、温度情報を通信することができる。

１ 本体、２ トッププレート、３ 操作表示部、３ａ 状況表示部、３ｂ 自動メニューキー、３ｃ 火力設定キー、３ｄ タイマー設定キー、３ｅ 給電キー、４ 前面操作表示部、４ａ 電源スイッチ、５ 火力表示部、６ 加熱口、６ａ 載置表示、７ 排気口、８ 通信ポート、９ グリル、１０ 容器、１４ 加熱コイル、１４ａ 内側加熱コイル、１４ｂ 外側加熱コイル、１５ 支持部、１６ 防磁リング、２１ 機器側通信部、２２ 機器側制御部、２３ 駆動部、２４、２５ 高周波インバータ、２６ 給電コイル、２７ 赤外線温度センサ、２８ 接触式温度センサ、３０、３０Ａ 温度検知装置、３１ 載置部、３３ 通信部、３４ 温度センサ、１００、１００Ａ 加熱調理器、１６０ 突出部、２７０ 赤外線温度検知部、２８０ 接触式温度検知部、３１１ 突起部、３１２ リード線、３３１ センサ側通信部、３３２ センサ側制御部、３３４ 受電コイル、３３５ 充電部。

Claims (9)

1. 容器が載置される載置部と、前記載置部に配置され、前記容器の温度を検知する温度センサと、前記載置部の外側に配置され、前記温度センサにより検知された温度を送信する第１通信部および前記第１通信部に電力を供給する充電部を有する通信部と、を備える温度検知装置と、
   前記容器および前記温度検知装置が載置されるトッププレートと、
   前記容器を加熱する加熱部と、
   前記温度検知装置から送信される温度情報を受信する第２通信部と、
   前記第２通信部で受信した前記温度情報に基づいて前記加熱部を制御する第２制御部と、
   非接触給電を行うための給電コイルと、を備え、
   前記載置部と前記通信部の外郭とは、耐熱性を有する材料によって一体成形され、全周囲の水密性が確保されており、
   前記第２制御部は、前記加熱部による加熱中に、前記温度情報に異常が検知された場合に、前記給電コイルによる給電を行うことを特徴とする加熱調理器。
2. 前記耐熱性を有する材料は、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の加熱調理器。
3. 前記通信部は、受電コイルをさらに有し、
   前記充電部は、前記受電コイルが受電した電力によって充電さ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。
4. 前記通信部は、太陽電池素子をさらに有し、
   前記充電部は、前記太陽電池素子が発電した電力によって充電さ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。
5. 前記通信部は、前記充電部の充電量を検知する第１制御部をさらに有し、
   前記第１通信部は、前記充電量を送信することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の加熱調理器。
6. 前記載置部から上方に突出する突起部をさらに備え、
   前記温度センサは、前記突起部内に配置されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の加熱調理器。
7. 前記載置部は平板形状を有し、最大厚みが５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の加熱調理器。
8. 前記加熱部は、前記容器を誘導加熱する加熱コイルであり、
   前記加熱部の外周には、防磁リングが設けられており、
   前記防磁リングは、一部が外周側に突出した円環形状を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の加熱調理器。
9. 前記加熱部は、前記容器を誘導加熱する加熱コイルであり、
   前記加熱部の外周には、防磁リングが設けられており、
   前記防磁リングは、前記温度検知装置の直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の加熱調理器。

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