JP7002279B2 - 加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、加熱調理器に関する。特に、本発明は、天板の周囲から天板上への人の手や腕の侵入を検知可能な加熱調理器に関する。

一般に、コンロバーナ、誘導加熱コイル、ヒータなどの加熱部を有する加熱調理器は加熱量を調節する操作部を備えており、使用者は調理に合わせて所望の加熱量となるように操作部を操作する。しかしながら、例えば、加熱部上に載置された調理器具から吹きこぼれが生じたりすると、使用者は操作部で加熱量を調節することなく、調理器具を把持したり、移動させたりすることがある。そのため、調理器具から吹きこぼれる被調理物に使用者の手が触れる虞がある。また、例えば、加熱部であるコンロバーナの火力が調理器具に比べて大きいと、調理器具の周囲から炎や熱気が溢れるため、使用者が不注意でコンロバーナに手を近づけると、炎や熱気に手が触れる可能性がある。

上記のような問題を解決するため、天板に窓穴を形成するとともに、窓穴の下方の加熱調理器本体内に赤外線を照射及び受光するジェスチャーセンサを設け、ジェスチャーセンサの検知エリアに侵入物が侵入すると、加熱量を低減させることが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６－１８８７１４号公報

しかしながら、天板には煮こぼれなどの汚れが付着する。そのため、窓穴上に汚れが付着すると、汚れによって赤外線が反射して、誤検知が生じやすい。また、特許文献１では、ジェスチャーセンサを加熱部に並設させているため、ジェスチャーセンサが設けられている位置と異なる方向から侵入物が侵入すると、検知が遅れる可能性がある。さらに、ジェスチャーセンサを加熱部に並設させている場合、検知エリアに入る距離まで人の手が加熱部に近づかないと侵入が検知されないから、上記のような吹きこぼれが生じて急な動作が行われたとき、使用者が調理器具に触れる前に加熱量が低減されない虞がある。

本発明は上記課題を解決するものであり、本発明の目的は、高い安全性を有する加熱調理器を提供することにある。

本発明の一局面によれば、
加熱部が収容され、上方開放部を有する導電性の本体ケースと、
本体ケースの上方開放部を覆う非導電性の天板と、
天板の周縁部と天板の周縁部に対向する本体ケースの対向部との間の少なくとも一部に配設された静電容量センサと、を備え、
本体ケースは、天板の周縁部に対向する対向部に上方開放部から外方に張り出す外周フランジ部を有し、
静電容量センサは、天板の周縁部の下面または外周フランジ部の上面の少なくともいずれか一方に設けられた凹部に収容されており、
静電容量センサは、天板側から本体ケース側に向かって順に、近接する検知対象物との間の静電容量を検知する検知電極と、第１絶縁部材と、検知電極の下方の静電容量の検知をシールドするシールド電極と、第２絶縁部材とを有する加熱調理器が提供される。

上記加熱調理器によれば、天板の周縁部と天板の周縁部に対向する本体ケースの対向部との間の少なくとも一部に静電容量センサが配設されているから、検知電極の上方に人の手や腕の検知対象物が近づくと、検知電極と検知対象物との間でコンデンサが形成され、静電容量が変化する。また、第１絶縁部材の下方に、検知電極の下方の静電容量の検知をシールドするシールド電極と、第２絶縁部材とを有するから、本体ケースが振動したり、本体ケースに電気部品のアース電極が接続されている場合でも、検知電極が検知する静電容量への影響が抑えられる。さらに、上記加熱調理器によれば、検知電極と検知対象物との間には非導電性の天板が配設されているから、天板による検知電極で検知される静電容量への影響も防止できる。従って、検知電極によって検知される静電容量に基づき、天板の周囲から天板上に人の手や腕が侵入したかどうかを確実に検知することができる。

また、上記加熱調理器によれば、検知電極に加えられる圧力が変化すると静電容量が変化するが、上記加熱調理器によれば、静電容量センサは、天板の周縁部の下面または外周フランジ部の上面の少なくともいずれか一方に設けられた凹部に収容されているから、圧力による静電容量への影響が抑えられ、天板の周囲から天板上に人の手や腕が侵入したかどうかを確実に検知することができる。

本発明の他の局面によれば、
加熱部が収容され、上方開放部を有する導電性の本体ケースと、
本体ケースの上方開放部を覆う非導電性の天板と、
天板の周縁部と天板の周縁部に対向する本体ケースの対向部との間の少なくとも一部に配設された静電容量センサと、を備え、
本体ケースは、天板の周縁部に対向する対向部に上方開放部から外方に張り出す外周フランジ部を有し、
静電容量センサは、天板の周縁部の下面または外周フランジ部の上面の少なくともいずれか一方に設けられた凹部に収容されており、
静電容量センサは、天板側から本体ケース側に向かって順に、近接する検知対象物との間の静電容量を検知する検知電極と、第１絶縁部材とを有し、
本体ケースが検知電極の下方の静電容量の検知をシールドするシールド電極を構成する加熱調理器が提供される。

上記加熱調理器によれば、天板の周縁部と天板の周縁部に対向する本体ケースの対向部との間の少なくとも一部に静電容量センサが配設されているから、検知電極の上方に人の手や腕の検知対象物が近づくと、検知電極と検知対象物との間でコンデンサが形成され、静電容量が変化する。また、回路接続することにより本体ケースをシールド電極として機能させることができる。さらに、上記加熱調理器によれば、検知電極と検知対象物との間には非導電性の天板が配設されているから、天板による検知電極で検知される静電容量への影響も防止できる。従って、検知電極によって検知される静電容量に基づき、天板の周囲から天板上に人の手や腕が侵入したかどうかを確実に検知することができる。

また、上記加熱調理器によれば、検知電極に加えられる圧力が変化すると静電容量が変化するが、上記加熱調理器によれば、静電容量センサは、天板の周縁部の下面または外周フランジ部の上面の少なくともいずれか一方に設けられた凹部に収容されているから、圧力による静電容量への影響が抑えられ、天板の周囲から天板上に人の手や腕が侵入したかどうかを確実に検知することができる。

好ましくは、上記加熱調理器において、
シールド電極は、上方から見たとき、シールド電極の内方に検知電極が配置されるように、検知電極よりも大面積を有する。

上記加熱調理器によれば、シールド電極の内方に検知電極が配置されるように、シールド電極は検知電極よりも大面積を有するから、下方に位置する導電性の本体ケースの影響がさらに抑えられ、天板の周囲から天板上に人の手や腕が侵入したかどうかを確実に検知することができる。

好ましくは、上記加熱調理器は、複数に分割して配設された静電容量センサを有する。

上記加熱調理器は複数の分割された静電容量センサを有するから、天板の周囲のいずれの方向から天板上に人の手や腕が侵入しているかを検知することができる。

以上のように、本発明によれば、加熱部から離れた天板の周縁部と天板の周縁部に対向する本体ケースの対向部との間の少なくとも一部に静電容量センサを配設することにより、天板の周囲から天板上に侵入する人の手や腕を高精度で検知することができる。このため、静電容量センサでの検知に基づき、加熱部の加熱量を調節すれば、高い安全性を有する加熱調理器を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器の一例を示す概略分解斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器の一例を示す要部概略断面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器の一例を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る加熱調理器における制御動作の一例を示すフローチャートの一部である。 図５は、本発明の他の実施の形態に係る加熱調理器の一例を示す要部概略断面図である。

以下、図面を参照しながら本実施の形態に係る加熱調理器を具体的に説明する。
図１は、システムキッチンに収容されるビルトインコンロタイプのガスコンロに適用した本実施の形態の加熱調理器の一例を示す概略分解斜視図であり、図２は、その要部概略断面図である。ガスコンロは、カウンタトップＣＴの上面に開設された開口部Ｋ（図２参照）へ落とし込み状態で収容されており、図１に示すように、コンロ本体３は、外郭を構成する本体ケース５を備える。本体ケース５の上方開放部５０は、天板１によって被覆される。コンロ本体３の内部には、複数のコンロバーナ３１，３２，３３やグリル庫２が設けられている。また、コンロ本体３の前方には、運転状態や調理モード、さらに調理条件等を表示する液晶表示部９０が配設されており、天板１に設けられた窓穴から表示盤が視認できるように構成されている。なお、本明細書では、ガスコンロの前面を正面とし、奥行方向を前後方向、幅方向を左右方向、高さ方向を上下方向という。

コンロ本体３の正面右側のコンロ操作部には、電源スイッチ２９と、コンロバーナ３１，３２，３３の点・消火と火力設定機能を兼備した点消火操作部４１，４２，４３とが配設されており、正面左側のグリル操作部には、図示しないグリルバーナの点・消火と火力設定機能を兼備した点消火操作部４４が配設されている。点消火操作部４１，４２，４３，４４はそれぞれ、押し込み操作の繰り返しによってコンロ操作部及びグリル操作部から突出した使用状態と、コンロ操作部及びグリル操作部と面一になった不使用状態との２状態に変化するように設けられている。

図示しないが、コンロバーナ３１，３２，３３の炎孔近傍には、火花放電させる点火電極及び燃焼炎を検知する熱電対が配置されている。これら点火電極及び熱電対のアース電極はそれぞれ、本体ケース５の所定箇所に接続されている。

天板１は、略矩形状のガラス板からなり、天板１の周縁には、天板枠が装着されている。天板１には、コンロバーナ３１，３２，３３と対応させて円形状の３つの開口部１１，１２．１３が開口されている。ガラス製（例えば、耐熱ガラスや強化ガラス）やセラミック製の非導電性の天板１を用いることにより、後述する検知電極で検知される静電容量への影響が抑えられる。

本体ケース５は、所定形状に成形された複数枚の板金が溶接やカシメなどの接合手段で固定されて構成されている。また、コンロ本体３をシステムキッチンのカウンタトップＣＴに開設された開口部Ｋに落とし込んだ際に、開口周縁のカウンタトップＣＴに吊持され、コンロ本体３を落とし込み状態で保持するための前方、左右の両側方及び後方の外周フランジ部５１，５２，５３，５４が上方開放部５０の周縁から外方に略水平に張り出すように形成されている。これらの外周フランジ部５１，５２，５３，５４は、上方開放部５０が天板１によって被覆されると、天板１の周縁部に対向する。

前方及び左右の外周フランジ部５１,５２，５３には、左右一対のＬ字状の凹部６０ａ，６０ｂが形成されており、凹部６０ａ，６０ｂ内には左右一対のＬ字状の静電容量センサ７ａ，７ｂが収容されている。

図２は、凹部６０ａ近傍を示す要部概略断面図である。なお、凹部６０ｂも同様の構成を有するため説明を省略し、以下では凹部６０ａを主として説明する。凹部６０ａ内に収容されている静電容量センサ７ａは、天板１側から本体ケース５側に向かって順に、上方の検知対象物との間の静電容量を検知する検知電極７０ａと、第１絶縁シート（第１絶縁部材）７１ａと、検知電極７０ａの下方の静電容量の検知をシールドするシールド電極７２ａと、第２絶縁シート（第２絶縁部材）７３ａとが積層されて構成されている。

凹部６０ａの深さは、静電容量センサ７ａが凹部６０ａ内に収容された状態で上方開放部５０を天板１で被覆したときに、天板１の下面に検知電極７０ａが略接触するが、天板１側から検知電極７０ａに応力が加わらないように設定されている。これにより、天板１の下面と検知電極７０ａとの間に介在する絶縁体である空気による静電容量の変化や、天板１からの圧力による静電容量の変化を低減することができる。

検知電極７０ａ及びシールド電極７２ａは、例えば、銅などの導電性金属からなる金属箔や導電性ポリマなどからなる導電性シートを用いることができる。第１及び第２絶縁シート７１ａ，７３ａは、例えば、絶縁性のゴム、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂またはセラミックなどからなる絶縁シートを用いることができる。また、静電容量センサ７ａには、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性の樹脂からなる基板上に銅などの導電性金属からなるパターンが形成されたプリント配線基板が用いられてもよい。この場合、基板が第１及び第２絶縁シート７１ａ，７３ａとして機能し、基板上に形成された導電性金属のパターンが検知電極７０ａ及びシールド電極７２ａとして機能する。

図示しないが、シールド電極７２ａは検知電極７０ａよりも大面積を有しており、上方から見たとき、検知電極７０ａはシールド電極７２ａの内方に配置されている。これにより、検知電極７０ａの下方に導電性の本体ケース５が位置しているが、検知電極７０ａはシールド電極７２ａによってカバーされるため、本体ケース５に振動が生じた場合や本体ケース５に点火電極及び熱電対などの電気部品のアース電極が接続されている場合でも、検知電極７０ａへの影響が抑えられる。従って、検知電極７０ａの誤検知を確実に防止できる。なお、第１及び第２絶縁シート７１ａ，７３ａの面積はそれぞれ、検知電極７０ａ及びシールド電極７２ａのそれよりも大きければよい。

本実施の形態の静電容量センサ７ａは、上記のように構成することにより、人の手や腕が天板１の周囲から天板１上に侵入したときに検知電極７０ａとこれらの検知対象物との間でコンデンサが形成され、人の手や腕が検出電極７０ａに近づくほど静電容量が増加する。従って、検知電極７０ａで静電容量の変化を検知することにより、簡易な構成で高精度に人の手や腕の侵入を検知することができる。

図３は、本実施の形態の加熱調理器のブロック図である。なお、コンロバーナ３２，３３も同様の構成を有するため説明を省略し、以下ではコンロバーナ３１を主として説明する。

図３に示すように、本体ケース５の内部には、コンロバーナ３１へのガスの供給量を調節するコンロバーナ３１用のバルブユニット７１が組み込まれている。図示しないが、コンロバーナ３１用のバルブユニット７１は、点消火操作部４１で点火操作がなされれば開弁し、熱電対９１の出力値が所定の点火検知レベル未満になれば閉じる電磁開閉弁、点消火操作部４１で点火操作がなされれば開弁し、消火操作がなされれば閉弁する主弁、点消火操作部４１の火力設定操作に合わせて開度調節されるニードル弁、制御回路１００からの火力変更の指示に応じて開度が切り替わる火力切替弁などを備え、これら各弁体によってコンロバーナ３１へのガスの供給量が適宜調節される。

本体ケース５の内部には、ガスコンロ全体の動作を制御する制御回路１００が組み込まれている。検知電極７０ａ及びシールド電極７２ａは、静電容量検知回路１０１を介して制御回路１００と接続されている。静電容量検知回路１０１は、例えば、検知電極７０ａと検知対象物との間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成するとともに、平滑化して静電容量を示す検知信号を出力し、出力された検知信号が示す静電容量値に応じて、検知対象物の天板１上への侵入を判定して、判定結果を制御回路１００に出力する。なお、検知電極７０ａとシールド電極７２ａとを同電位で駆動することにより、本体ケース５の影響を小さくすることができる。

制御回路１００及び静電容量検知回路１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する電子回路ユニットである。バルブユニット７１、鍋底温度センサ６１、点火電極８１、熱電対９１、静電容量検知回路１０１、スピーカ８０、液晶表示部９０、電源スイッチ２９、点消火操作部４１、コンロバーナ３１上の調理器具の有無によってオンオフするリードスイッチ（図示せず）はそれぞれ、電気配線を通じて制御回路１００に接続されている。制御回路１００は、これらの入力データを使用して、予め実装されたプログラムを実行することで機器を制御する。

次に、本実施の形態のガスコンロでコンロバーナ３１を使用して調理する場合の制御動作の一例について図４を参照して説明する。
ガスコンロの電源スイッチ２９がオン操作された後、使用者が調理器具をコンロバーナ３１上に載置すると、鍋底温度センサ６１が下方に押し下げられて、リードスイッチがオン状態となる。そして、点消火操作部４１で点火操作がなされると、コンロバーナ３１に所定の点火ガス量の燃料ガスが供給され、点火電極８１からの火花放電によりコンロバーナ３１が点火される（ステップＳ１）。

熱電対９１でコンロバーナ３１の点火が確認されると、検知電極７０ａで検知される静電容量の監視が開始される。そして、検知電極７０ａで検知される静電容量に基づき、検知対象物の天板１上への侵入が検知されると、検知電極７０ａに最も近接するコンロバーナ３１の火力を低減（例えば、最小火力）させるべく、火力切替弁の開度が調節される。また、液晶表示部９０及びコンロ本体３内に内蔵されたスピーカ８０から所定の警告を報知させる（ステップＳ２～Ｓ４）。検知対象物の天板１上への侵入が検知されなくなると、火力切替弁の開度が調節されてコンロバーナ３１の火力を元の火力に復帰させる（ステップＳ５～Ｓ６）。なお、侵入が検知された場合、コンロバーナ３１を消火させてもよい。

以上詳細に説明したように、上記ガスコンロによれば、天板１の周縁部と天板１の周縁部に対向する本体ケース５の対向部との間に静電容量センサ７ａが配設されているから、天板１の周囲から天板１上に人の手や腕が侵入したかどうかを検知することができる。従って、天板１上に煮こぼれなどの汚れが付着しても、高精度で人の手や腕の侵入を検知することができる。

また、上記ガスコンロによれば、静電容量センサ７ａはコンロバーナ３１から離れた天板１の周縁部と天板１の周縁部に対向する本体ケース５の対向部との間に配設されているから、調理器具から煮こぼれが生じて、使用者が点消火操作部４１を操作することなく調理器具を把持しようとした場合でも、調理器具に触れる前にコンロバーナ３１の火力を低減させることができる。

また、上記ガスコンロによれば、左右に分割して静電容量センサ７ａ，７ｂが設けられ、例えば、一方の静電容量センサ７ａの検知電極７０ａで天板１上への検知対象物の侵入が検知されると、その侵入が検知された検知電極７０ａに最も近接するコンロバーナ３１の火力を低減させるから、天板１上への検知対象物の侵入方向に応じて、使用者が触れる可能性があるコンロバーナ３１の火力を低減させることができる。

従って、本実施の形態によれば、天板１の周囲から天板１上への人の手や腕の侵入を高精度に検知でき、侵入が検知されると、コンロバーナ３１の火力を低減させることができるから、高い安全性を有するガスコンロを提供することができる。

図５は、本発明の他の実施の形態に係る加熱調理器を示す要部概略断面図である。このガスコンロは、凹部６０ａ内に検知電極７０ａ及び第１絶縁シート７１ａのみを有する静電容量センサ７ｃが収容され、図示しない凹部６０ｂ内にも同様に検知電極及び第１絶縁シートのみを有する他の静電容量センサが収容されており、本体ケース５をシールド電極として機能させている以外は、上記実施の形態と同様である。このため、同一の構成については、同一の引用番号を使用して、説明を省略する。

図５に示すように、凹部６０ａ内には、天板１側から本体ケース５側に向かって順に、検知電極７０ａと第１絶縁シート７１ａとが積層されている。導電性の本体ケース５を静電容量検知回路１０１と電気的に接続させ、検知電極７０ａと本体ケース５との間に第１絶縁シート７１ａを配設することにより、本体ケース５をシールド電極として機能させることができる。従って、シールド電極を別に設けることなく、検知電極７０ａにより天板１上への検知対象物の侵入を検知することができる。

（その他の実施の形態）
（１）上記実施の形態では、システムキッチンに収容されるビルトインコンロが用いられているが、テーブルコンロであってもよい。また、上記実施の形態では、コンロバーナが収容されたガスコンロが用いられているが、加熱部として電磁誘導コイルやヒータを有する加熱調理器であってもよい。
（２）上記実施の形態では、静電容量センサは、本体ケースの外周フランジ部の上面に設けられた凹部内に収容されているが、検知電極に作用する圧力を低減できれば、天板の下面に凹部を形成してもよいし、天板の下面及び外周フランジ部の上面の両方に凹部を形成してもよい。
（３）上記実施の形態では、左右に分割された２つの静電容量センサが用いられているが、３つ以上の静電容量センサを用いてもよいし、連続する単一の静電容量センサを用いてもよい。また、上記実施の形態では、左右及び前方の外周フランジ部に静電容量センサが設けられているが、アイランド型キッチンのように後方側からも侵入が可能な加熱調理器では、後方の外周フランジ部に静電容量センサを設けてもよい。

３１，３２，３３ コンロバーナ（加熱部）
７ａ，７ｂ，７ｃ 静電容量センサ
７０ａ 検知電極
７１ａ 第１絶縁シート（第１絶縁部材）
７２ａ シールド電極
７３ａ 第２絶縁シート（第２絶縁部材）
６０ａ，６０ｂ 凹部

Claims (4)

1. 加熱部が収容され、上方開放部を有する導電性の本体ケースと、
   本体ケースの上方開放部を覆う非導電性の天板と、
   天板の周縁部と天板の周縁部に対向する本体ケースの対向部との間の少なくとも一部に配設された静電容量センサと、を備え、
   本体ケースは、天板の周縁部に対向する対向部に上方開放部から外方に張り出す外周フランジ部を有し、
   静電容量センサは、天板の周縁部の下面または外周フランジ部の上面の少なくともいずれか一方に設けられた凹部に収容されており、
   静電容量センサは、天板側から本体ケース側に向かって順に、近接する検知対象物との間の静電容量を検知する検知電極と、第１絶縁部材と、検知電極の下方の静電容量の検知をシールドするシールド電極と、第２絶縁部材とを有する加熱調理器。
2. 加熱部が収容され、上方開放部を有する導電性の本体ケースと、
   本体ケースの上方開放部を覆う非導電性の天板と、
   天板の周縁部と天板の周縁部に対向する本体ケースの対向部との間の少なくとも一部に配設された静電容量センサと、を備え、
   本体ケースは、天板の周縁部に対向する対向部に上方開放部から外方に張り出す外周フランジ部を有し、
   静電容量センサは、天板の周縁部の下面または外周フランジ部の上面の少なくともいずれか一方に設けられた凹部に収容されており、
   静電容量センサは、天板側から本体ケース側に向かって順に、近接する検知対象物との間の静電容量を検知する検知電極と、第１絶縁部材とを有し、
   本体ケースが検知電極の下方の静電容量の検知をシールドするシールド電極を構成する加熱調理器。
3. 請求項１または２に記載の加熱調理器において、
   シールド電極は、上方から見たとき、シールド電極の内方に検知電極が配置されるように、検知電極よりも大面積を有する加熱調理器。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の加熱調理器において、
   複数に分割して配設された静電容量センサを有する加熱調理器。

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