JP7054822B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、調理容器などの被加熱物を誘導加熱する誘導加熱調理器に関する。

誘導加熱調理器は、加熱調理時において調理容器が載置されたトッププレート（天板）を介して渦電流が誘導され、加熱する調理容器の底面の温度を検出し、検出温度が目標温度と一致するように、加熱コイルに流す高周波電流を制御する構成を有する。調理容器の底面温度を検出する手段としては、サーミスタなどの感熱素子などが用いられている。温度検出手段として感熱素子を用いた場合には、調理容器が載置されたトッププレートの温度を検出して、調理容器の底面温度を検知する構成であるため、調理容器の底面温度が急激に上昇したときには、調理容器の底面温度を感熱素子がすぐに検出できず、感熱素子の検出温度が実際の調理容器の底面温度を示していないという問題を有する。即ち、このような感熱素子を用いた検出温度は、調理容器の底面温度を常に正確に示すものではなかった。

また、調理容器の底面温度を検出する手段としては、赤外線センサを用いたものがある（特許文献１参照）。赤外線センサは、調理容器の底面から放射され、トッププレートを透過した赤外線を受光して、受光した赤外線量に基づいて調理容器の底面温度を検知する構成である。

特許第５３１３１７５号公報

誘導加熱調理器において温度検出手段として赤外線センサを用いた構成においては、加熱コイルの直下に配設されて、トッププレートを透過した調理容器の底面から放射された赤外線を受光する構成である。誘導加熱調理器は、赤外線センサが受光した波長に基づいて当該調理容器の底面温度を検知している。

誘導加熱調理器は、調理容器を誘導加熱により加熱調理する構成であり、火力調整を火炎の目視により行うガス調理とは異なり、特に、調理容器が異常高温となる状況であっても目視により判断することができないという課題を有する。また、誘導加熱調理器においては、誘導加熱する調理容器として鉄鍋、ステンレス鍋の他に、表面加工した鍋や、多層鍋などがあり、更には、アルミ鍋、銅鍋などの非磁性金属鍋などがあり、このような多種多様な調理容器が存在する。このため、そのような調理容器においては耐熱温度を超える異常高温となることは絶対に避けるべき状況である。

しかしながら、従来の誘導加熱調理器においては、調理容器が異常高温となったときにはその異常高温を確実に検知することができる構成、特に調理容器が所定の加熱領域から位置ずれ状態で誘導加熱されて、当該調理容器が異常高温になったときには、そのような異常高温を検知できない場合が起こる構成であった。

本発明は、誘導加熱された被加熱物（調理容器）が異常高温になったときには、その異常高温を確実に検知し、加熱コイルの電流を制御して被加熱物の温度上昇を抑えることができる安全性および信頼性の高い誘導加熱調理器の提供を目的とする。

本発明に係る一態様の誘導加熱調理器は、
被加熱物が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートの直下に配置され、前記トッププレートに載置された被加熱物を誘導加熱するための加熱コイルと、
前記トッププレートに載置された被加熱物の温度を検知する複数の赤外線センサと、を備えている。

本発明によれば、誘導加熱された被加熱物が異常高温になったときには、その異常高温を確実に検知できる安全性および信頼性の高い誘導加熱調理器を提供することができる。

本発明に係る実施の形態１の誘導加熱調理器の斜視図 実施の形態１の誘導加熱調理器におけるトッププレートの平面図 実施の形態１の誘導加熱調理器における本体内に配設された第１の加熱コイル、第２の加熱コイル、および第３の加熱コイルの配置を示す平面図 実施の形態１の誘導加熱調理器における第１の中温検知センサおよび高温検知センサの特性の一例を示すグラフ 物体の熱放射エネルギーに対する第１の中温検知センサおよび高温検知センサの受光感度の一例を示すグラフ 第１の加熱領域の直下に設けられた第１の加熱コイルに対する、第１の中温検知センサと高温検知センサの配置を示す平面図 第２の加熱領域の直下に設けられた第２の加熱コイルに対する、中温検知センサと高温検知センサの配置を示す平面図 実施の形態１の誘導加熱調理器における第１のコイル部と第５の高温検知センサとの位置関係を示す縦断面図

以下、本発明の誘導加熱調理器に係る実施形態として添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明の誘導加熱調理器は、以下の実施の形態に記載した誘導加熱調理器の構成に限定されるものではなく、以下の実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想に基づいて、誘導加熱を用いる各種加熱装置の構成にも適用可能である。

先ず始めに、本発明の誘導加熱調理器における各種態様を例示する。
本発明に係る第１の態様の誘導加熱調理器は、
被加熱物が載置されるトッププレート、
前記トッププレートの直下に配置され、前記トッププレートに載置された被加熱物を誘導加熱するための加熱コイル、および
前記トッププレートに載置された被加熱物の温度を検知する複数の赤外線センサ、を備えている。

本発明に係る第２の態様の誘導加熱調理器は、前記の第１の態様において、前記赤外線センサが前記加熱コイルにより誘導加熱する加熱領域の中心を含む線分により２分割した前記加熱領域の両側の領域直下に配置されてもよい。

本発明に係る第３の態様の誘導加熱調理器は、前記の第１または第２の態様において、前記赤外線センサは検知できる温度帯が異なる複数種類の赤外線センサで構成してもよい。

本発明に係る第４の態様の誘導加熱調理器は、前記の第１から第３の態様のいずれかの態様において、前記トッププレートが非結晶化ガラスで形成されてもよい。

本発明に係る第５の態様の誘導加熱調理器は、前記の第４の態様において、前記トッププレートの表面圧縮応力値が、１ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下で形成されてもよい。

本発明に係る第６の態様の誘導加熱調理器は、前記の第５の態様において、前記トッププレートは、ホウケイ酸ガラスで形成されてもよい。

本発明に係る第７の態様の誘導加熱調理器は、前記の第１から第６の態様のいずれかの態様において、前記赤外線センサが、低い検出温度範囲を検知する第１の赤外線センサと、高い検出温度範囲を検知する第２の赤外線センサと、を有し、
加熱領域の直下において第１の赤外線センサが第２の赤外線センサより中心側に配置されてもよい。

本発明に係る第８の態様の誘導加熱調理器は、前記の第７の態様において、前記第２の赤外線センサが、複数設けられ、加熱領域の直下において略同心円上に配置されてもよい。

本発明に係る第９の態様の誘導加熱調理器は、前記の第７または第８の態様において、前記第１の赤外線センサと前記第２の赤外線センサが、平面視において前記加熱コイルを構成するコイル部群を挟んで配置されてもよい。

本発明に係る第１０の態様の誘導加熱調理器は、前記の第７から第９の態様のいずれかの態様において、前記第２の赤外線センサが平面視において前記加熱コイルの最外周コイルより内側に配置されてもよい。

本発明に係る第１１の態様の誘導加熱調理器は、前記の第７から第１０の態様のいずれかの態様において、前記トッププレートが、載置された被加熱物から放射された光を前記第１の赤外線センサに入射するための低い温度帯用の透過窓と、前記第２の赤外線センサに入射するための高い温度帯用の透過窓と、を有してもよい。

本発明に係る第１２の態様の誘導加熱調理器は、前記の第１１の態様において、前記低い温度帯用の透過窓は、前記高い温度帯用の透過窓に比して透過度が高く構成してもよい。

本発明に係る第１３の態様の誘導加熱調理器は、前記の第１１または第１２の態様において、前記トッププレートにおける前記高い温度帯用の透過窓が着色されてもよい。

本発明に係る第１４の態様の誘導加熱調理器は、前記の第７から第１３の態様のいずれかの態様において、前記第２の赤外線センサによる検知温度帯が、起動時における前記加熱コイルの到達温度より高く設定されてもよい。

本発明に係る第１５の態様の誘導加熱調理器は、前記の第７から第１４の態様において、前記第２の赤外線センサにおける少なくとも１つの赤外線センサが、前記加熱コイルのコイル部群におけるコイル線間のスリットの直下に設けられてもよい。

本発明に係る第１６の態様の誘導加熱調理器は、前記の第１から第１５の態様のいずれかの態様において、前記トッププレートに載置された被加熱物の温度を検知するために、加熱領域の直下に感熱素子が設けられてもよい。

（実施の形態１）
以下に、本発明に係る実施の形態１の誘導加熱調理器について添付の図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器１の斜視図である。なお、図１において、Ｘ軸方向は誘導加熱調理器１の幅方向（長手方向）を示し、Ｙ軸方向は奥行き方向（短手方向）を示し、Ｚ軸方向は高さ方向を示す。また、Ｘ軸の正の方向を右方、負の方向を左方とする。また、Ｙ軸の正の方向を後方、負の方向を前方とし、Ｚ軸の正の方向を上方、負の方向を下方とする。

図１に示す誘導加熱調理器１は、本体３の上部にトッププレート５を備えた構成であり、トッププレート５には３つの加熱領域Ａ、Ｂ、Ｃが表示されている。加熱領域Ａ、Ｂ、Ｃは、リング状のマーカ１１、１２、１３がトッププレート５に印刷されて表示されている。トッププレート５における加熱領域Ａ、Ｂ、Ｃの直下となる本体３内部には加熱部として後述する加熱コイル（７、８、９：図３参照）がそれぞれ配置されている。実施の形態１に係る誘導加熱調理器１においては、３つの加熱領域Ａ、Ｂ、Ｃの全てで誘導加熱を行う構成で説明するが、本発明の誘導加熱調理器の構成としては、実施の形態１の構成に限定されるものではなく、少なくとも１つの加熱領域が誘導加熱を行うものであれば含まれる。本発明の誘導加熱調理器は、１つの加熱部が誘導加熱を行う、所謂１口形式の誘導加熱調理器の構成の他に、２口形式以上の誘導加熱調理器の構成における他の加熱部としては、抵抗加熱手段、例えばラジエントヒータ、ハロゲンヒータなどを設けた構成を含むものである。

図２は、誘導加熱調理器１におけるトッププレート５の平面視を示す図（平面図）である。図２に示すように、実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、トッププレート５における第１の加熱領域Ａ、第２の加熱領域Ｂ、および第３の加熱領域Ｃを、ユーザが認識できるように、円形の第１のマーカ１１、第２のマーカ１２、および第３のマーカ１３が表示されている。また、ユーザが鍋やフライパンなどの被加熱物を第１の加熱領域Ａあるいは第２の加熱領域Ｂに載置し、第１の加熱領域Ａあるいは第２の加熱領域Ｂで被加熱物を加熱調理中は、第１のマーカ１１および第２のマーカ１２の周りにリング状に設けている第１の発光部１５あるいは第２の発光部１６（図１参照）がそれぞれの加熱領域に対応して光る。ユーザが被加熱物を第１の加熱領域Ａおよび第２の加熱領域Ｂの両方に載置し、被加熱物を加熱調理しているときは、第１の発光部１５および第２の発光部１６の両方が光る。第１の発光部１５および第２の発光部１６は、トッププレート５の直下にある第１の加熱コイル７および第２の加熱コイル８のそれぞれの周りに配設された発光体、例えばＬＥＤ発光基板により構成される。第１の発光部１５および第２の発光部１６は、対応する第１の加熱コイル７および／または第２の加熱コイル８に電流が流れているときに発光する構成である。

また、実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、トッププレート５の奥側に配置された第３の加熱領域Ｃをユーザが認識できるように、円形の第３のマーカ１３のユーザ側（手前側）に起動時に円弧状に光る第３の発光部１７が形成されている。

トッププレート５におけるユーザ側である手前側には、それぞれの加熱領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）の火力および加熱時間などを設定操作するための操作部１９が設けられている。操作部１９には電源スイッチ２１が含まれる。また、トッププレート５においては、操作部１９の近くに表示部２０が設けられており、それぞれの加熱領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）における火力および加熱時間などが表示される。

トッププレート５は、矩形状のガラスプレートで構成されている。トッププレート５は、表面圧縮応力値が１ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下の非結晶化ガラスで形成されている。表面圧縮応力値が１ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下の非結晶化ガラスは、結晶化ガラスよりも物理的強度が高く、割れにくい特性を有する。

トッププレート５は、例えば、熱で強化されたホウケイ酸ガラスなどのガラスで形成されている。ホウケイ酸ガラスは、結晶化ガラスよりも物理的強度が強く、クリア（透明）であり光透過率が非常に高い特性を有する。したがって、トッププレート５の裏面に種々の色のインクを印刷した場合には、トッププレート５を上方から見ると、インク自体の色を綺麗に発色させることができる。このため、トッププレート５をホウケイ酸ガラスで構成することによって、種々の色を用いることが可能となり、外観のデザイン性を向上させつつ、視認性、および安全性を向上させた誘導加熱調理器を構築することができる。

ホウケイ酸ガラスは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３，Ｂ_２Ｏ_２、及びＮａ_２Ｏ_３などによって組成され、これらの組成成分率が所定の範囲を有するガラスである。ホウケイ酸ガラスは、所定の熱処理を施して、表面圧縮応力を強化する。例えば、ホウケイ酸ガラスを最大７００℃程度の温度で焼成し、急冷させる処理を行うことによって、物理強化処理を施すことができる。

実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、トッププレート５に形成された第１の加熱領域Ａおよび第３の加熱領域Ｃが、被加熱物としての調理容器として鉄鍋、ステンレス鍋などの「磁性金属鍋」を誘導加熱する構成を有し、第２の加熱領域Ｂが調理容器として銅鍋、アルミ鍋などの「非磁性金属鍋」も誘導加熱する構成を有する。

図３は、実施の形態１の誘導加熱調理器１における本体３内に配設された第１の加熱コイル７、第２の加熱コイル８、および第３の加熱コイル９の配置を示す平面図である。即ち、図３は、トッププレート５を取り除いた場合の第１の加熱コイル７、第２の加熱コイル８、および第３の加熱コイル９の配置を平面視で示している。トッププレート５における第１の加熱領域Ａの直下に対応して第１の加熱コイル７が配設され、第２の加熱領域Ｂの直下に対応して第２の加熱コイル８が配設され、第３の加熱領域Ｃの直下に対応して第３の加熱コイル９が配設される。

図３に示すように、第１の加熱コイル７と第３の加熱コイル９は、コイル径が異なり消費電力が異なるが、基本的には同様の構成を有しており、「磁性金属鍋」を誘導加熱する構成である。第１の加熱コイル７と第３の加熱コイル９は、絶縁処理が施された複数の細線、例えば銅線、アルミニウム線などを撚ることにより作製されたコイル線を略同心円状に巻回されて構成されている。第１の加熱コイル７は、内コイル部７ａ、中コイル部７ｂ、および外コイル部７ｃの３つのコイル部群で構成され、略同心円状に３分割されている。内コイル部７ａ、中コイル部７ｂ、および外コイル部７ｃの３つのコイル部群は、直列接続されて第１の加熱コイル７が構成されている。

第２の加熱コイル８は、第１の加熱コイル７とは異なるコイル構成を有しており、「非磁性金属鍋」も誘導加熱可能な構成である。第２の加熱コイル８は、「非磁性金属鍋」を誘導加熱するために巻回数（ターン数）を多くした構成を有している。実施の形態１における第２の加熱コイル８は、絶縁処理が施された複数の細線、例えば銅線、アルミニウム線などを撚ることにより作製されたコイル線を、更に高さ方向（Ｚ軸方向：図１参照）に一列に複数段に重ねて帯状形成された帯状コイル線が用いられている。具体的には、実施の形態１における第２の加熱コイル８は、複数の細線の撚り線で作製されたコイル線を帯状となるように、例えば高さ方向に一列に５段重ねて帯状コイル線を形成し、その帯状コイル線を複数回、例えば９回、巻回して形成されている。

実施の形態１における第２の加熱コイル８は、第２の加熱領域Ｂを２つのコイル部（８ａ、８ｂ）で誘導加熱する構成である。第１のコイル部８ａおよび第２のコイル部８ｂは、それぞれが平面視でＤ字形状を有しており、それぞれが背中合わせに配置されて略円形形状となるように配設されている。実施の形態１の第２の加熱コイル８は、上記のように２分割された構成で説明するが、本発明は、この構成に限定されず、分割されない略同心円状に巻回された構成や、３分割以上の複数のコイル部を有する構成を含むものである。

［温度検出部］
上記のように構成された実施の形態１の誘導加熱調理器１は、トッププレート５の所定の加熱領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）に載置された被加熱物である調理容器に対する温度検出部として複数の赤外線センサが設けられている。

（第１の加熱領域Ａに対する温度検出部）
以下、第１の加熱領域Ａに対する温度検出部の構成および配置について説明する。第１の加熱領域Ａに対する温度検出部としては、４つの赤外線センサが設けられている。４つの赤外線センサとしては、第１の赤外線センサとして１つの中温検知センサ２４が設けられており、第２の赤外線センサとして３つの高温検知センサ（２５、２６、２７）が設けられている。なお、実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、温度検出部として感熱素子として第１のサーミスタ３４が設けられている。

第１の中温検知センサ２４は、第１の加熱領域Ａに載置された調理容器の底面の温度を検出して、当該調理容器における現在の調理状態を判断するために用いられる。第１の赤外線センサとしての第１の中温検知センサ２４による検出温度範囲としては、例えば、約１２０℃～３００℃の中間温度領域を検知するよう設定されている。第１の中温検知センサ２４としては、例えば、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードで構成された赤外線センサが用いられ、特に約１４０℃～２８０℃の中間温度領域を高精度に検知できる構成であり、揚げ物や焼き物などの調理時の温度制御に用いるのに適している。

第２の赤外線センサとしての３つの高温検知センサ（２５、２６、２７）は、同様の仕様を有し、第１の加熱領域Ａに載置された調理容器の底面において分散された３カ所の温度が、異常温度である高温度となったことを検知する赤外線センサである。高温検知センサ（２５、２６、２７）としては、例えば、Ｓｉフォトダイオードで構成された赤外線センサが用いられている。高温検知センサ（２５、２６、２７）は、例えば、約３００℃～４５０℃の高温度領域を高精度に検知できる構成であり、異常な温度上昇を検知するのに適している。従って、第１の赤外線センサとしての第１の中温検知センサ２４が低い検出温度範囲を検知し、第２の赤外線センサとしての３つの高温検知センサ（２５、２６、２７）が高い検出温度範囲を検知している。

図４は、第１の中温検知センサ２４および高温検知センサ（２５、２６、２７）の特性の一例を示すグラフである。図４のグラフにおいて、縦軸が赤外線センサの出力［Ｖ］を示し、横軸が温度検出対象である調理容器の底面温度［℃］を示す。図４において、第１の中温検知センサ２４の特性例を破線で示し、高温検知センサ（２５、２６、２７）の特性例を実線で示す。

それぞれの赤外線センサ（２４、２５、２６、２７）においては、フォトダイオードにおいて発生した電流を増幅して温度検出対象（調理容器）の温度を示す赤外線検出信号として出力する。図４のグラフで示すように、第１の中温検知センサ２４および高温検知センサは、増幅率を切り替えることにより、検知温度帯に適した感度としており、感度１、感度２、または感度３に切り替えて、温度検出対象（調理容器）に対する温度検知を高精度に行うことができる。

図５は、物体の熱放射エネルギーに対する第１の中温検知センサ２４および高温検知センサ（２５、２６、２７）の受光感度の一例を示すグラフである。図５のグラフにおいて、縦軸が赤外線センサの受光感度と、物体の熱放射エネルギーとを示し、横軸が波長［ｎｍ］を示している。

図５において破線で示す第１の中温検知センサ２４の受光感度は、ピーク波長が約１５００ｎｍ程度であるため、約１４０℃からの温度検知が可能であることが理解できる。一方、実線で示す高温検知センサ（２５、２６、２７）の受光感度は、ピーク波長が約９００ｎｍ程度であるため、約３００℃からの温度検知が可能であることが理解できる。

図６は、第１の加熱領域Ａの直下に設けられた第１の加熱コイル７に対する、第１の中温検知センサ２４と３つの高温検知センサ（２５、２６、２７）の配置を平面視で示す図である。図６においては、理解を容易とするために、第１の加熱コイル７、第１の中温検知センサ２４、および３つの高温検知センサ（２５、２６、２７）のみを示し、第１の加熱コイル７を模式的に記載している。図６に示すように、実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、第１の加熱コイル７が、最内周部分に配置された内コイル部７ａ、中間部分に配置された中コイル部７ｂ、および最外周部分に配置された外コイル部７ｃの略同心円状に３分割されたコイル部群で構成されている。

図６に示すように、３つの高温検知センサである第１の高温検知センサ２５、第２の高温検知センサ２６、および第３の高温検知センサ２７は、第１の加熱コイル７の配置領域の直下において略同心円上となるように配設されている。具体的には、第１の高温検知センサ２５、第２の高温検知センサ２６、および第３の高温検知センサ２７は、中コイル部７ｂの外側であり、外コイル部７ｃの内側となる位置の直下に配設されている。即ち、第１の高温検知センサ２５と第２の高温検知センサ２６と第３の高温検知センサ２７との３つの赤外線センサは、第１の加熱コイル７の中コイル部７ｂと外コイル部７ｃとコイル部群間に形成された第１のコイル部間開口３６の直下に配設されている。

第１の高温検知センサ２５は第１の加熱コイル７の巻回中心である加熱領域中心Ｐ１より左側（Ｘ軸の負の方向側）に設けられている。第２の高温検知センサ２６は第１の加熱コイル７の加熱領域中心Ｐ１より奥行き側に設けられており、第３の高温検知センサ２７は第１の加熱コイル７の加熱領域中心Ｐ１より右側（Ｘ軸の正の方向側）に設けられている。なお、実施の形態１において、左側／右側とは当該誘導加熱調理器１を使用するユーザから見ての左側／右側を表し、Ｘ軸における負の方向側が左側であり、正の方向側が右側である。

実施の形態１の誘導加熱調理器１の構成においては、第１の高温検知センサ２５と第３の高温検知センサ２７の各センサ位置は、加熱領域中心Ｐ１を挟んだ両側の位置に配置されている。第１の高温検知センサ２５のセンサ位置と、加熱領域中心Ｐ１の位置と、第３の高温検知センサ２７のセンサ位置とは実質的に同一直線上に配設されている。また、第２の高温検知センサ２６は、第２の高温検知センサ２６のセンサ位置と加熱領域中心Ｐ１の位置とを結ぶ線分（Ｒ）が、第１の高温検知センサ２５のセンサ位置と加熱領域中心Ｐ１の位置と第３の高温検知センサ２７のセンサ位置とを結ぶ線分（Ｑ）と略直交するように、配置されている。

上記のように、誘導加熱調理器１においては、３つの高温検知センサである第１の高温検知センサ２５、第２の高温検知センサ２６、および第３の高温検知センサ２７が、第１の加熱コイル７の配置領域の直下において分散されて配置されており、第１の加熱コイル７に対応する第１の加熱領域Ａに載置された調理容器の底面温度を確実に検出できる構成である。特に、被加熱物である調理容器が、第１の加熱領域Ａに対して位置ずれの状態で載置されたとしても調理容器の底面温度を確実に検出できる構成である。

誘導加熱調理器１においては、高温検知センサ（２５、２６、２７）の他に第１の中温検知センサ２４が第１の加熱コイル７の配置領域に設けられている。図６に示したように、第１の中温検知センサ２４は、第１の加熱コイル７の内コイル部７ａと中コイル部７ｂのコイル部群間に形成された第２のコイル部間開口３７の直下に設けられている。このように配設された第１の中温検知センサ２４は、第１の加熱領域Ａに対して底面直径が小さい調理容器が載置されたとしても、確実に当該調理容器の底面温度を検出することができ、加熱調理中における加熱制御を適切に行うことが可能となる。

前述のように、高温検知センサ（２５、２６、２７）は、異常温度である高温度（例えば、２８０℃以上）を検知する目的で設けられており、調理中の温度帯（例えば、１４０℃～２８０℃）を検出するために設けられた第１の中温検知センサ２４とは検出する波長帯が異なっている。トッププレート５においては、高温検知センサ（２５、２６、２７）に対して被加熱物である調理容器の底面から放射された光が入射するように、高温検知センサ（２５、２６、２７）の直上に高温検知センサ（２５、２６、２７）用の透過窓４３が形成されている。また、トッププレート５においては、中温検知センサ２４に対して調理容器の底面から放射された光が入射するように、中温検知センサ２４の直上に中温検知センサ２４用の透過窓４２が形成されている。

次に、透過窓４２および透過窓４３の構成について説明する。ユーザが調理中は、中温検知センサ２４で検知した温度に基づいて揚げ物などの調理が行われており、例えば１０℃刻みの細かい温度制御に対応するためには、第１の中温検知センサ２４は、高精度な温度検知が必要とされる。そのため、第１の中温検知センサ２４用の透過窓４２は、検出すべき波長の光が確実に透過するように透明度を高くする必要がある。本実施の形態の透過窓４２は、ものづくり上のばらつきを抑えるために、透過窓４２には着色を施さない構成としている。それによって、第１の中温検知センサ２４で被加熱物から放射される光を確実に検出することができ、高精度な温度検知を実現することができる。一方、高温検知センサ（２５、２６、２７）用の透過窓４３は、検出すべき波長が高温度（例えば、２８０℃以上）の被加熱物から放射される光であり、その光がトッププレート５を透過すればよい。そのため、トッププレート５に着色されているインクに近い色に透過窓４３を着色することができ、それによってトッププレート５の全体としてユーザに美感を起こさせることができる。

このように第１の中温検知センサ２４と高温検知センサ（２５、２６、２７）とは特性が異なっているため、前述の図２に示したトッププレート５に形成された透過窓（４２、４３）の構成（透明度）が異なっている。即ち、中温検知センサ２４用の透過窓４２は、高温検知センサ（２５、２６、２７）用の透過窓４３に比べて透明度が高くなっている。

上記のように、実施の形態１におけるトッププレート５は、載置された調理容器の底面から放射された光を第１の赤外線センサである中温検知センサ２４に入射するための低い温度帯用の透過窓４２と、第２の赤外線センサである高温検知センサ（２５、２６、２７）に入射するための高い温度帯用の透過窓４３と、を有する。低い温度帯用の透過窓４２は、高い温度帯用の透過窓４３に比して透過度が高く、高い温度帯用の透過窓４３においてはトッププレート５の全体としてユーザに美感を起こさせる着色を施すことができる。

なお、実施の形態１においては、１つの第１の中温検知センサ２４と３つの高温検知センサ（２５、２６、２７）とを配設した構成について説明したが、本発明においては、このような構成に限定されるものではなく、例えば、更に高温検知センサを加熱領域中心Ｐ１の位置より手前側設けて、４つの高温検知センサを略同心円上に等間隔に配置してもよい。また、中温検知センサを複数設けて、加熱調理中における調理容器の底面温度をより確実に検出する構成としてもよい。

また、実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、トッププレート５の第１の加熱領域Ａに載置された調理容器に対する温度検出部として、第１のサーミスタ３４が設けられている。第１のサーミスタ３４は、第１の加熱コイル７の内コイル部７ａと中コイル部７ｂとのコイル部群間に形成された第２のコイル部間開口３７に配設されている。第２のサーミスタ３４の配設位置は、第１の中温検知センサ２４の配設位置に対して第１の加熱コイル７の巻回中心である加熱領域中心Ｐ１を挟んで反対側の位置である。

（第２の加熱領域Ｂに対する温度検出部）
以下、被加熱物の調理容器として「非磁性金属鍋」も誘導加熱可能な第２の加熱領域Ｂに対する温度検出部の構成および配置について説明する。第２の加熱領域Ｂに対する温度検出部としては、前述の第１の加熱領域Ａに対する温度検出部と同様に、４つの赤外線センサと１つのサーミスタが設けられている。４つの赤外線センサとしては、１つの中温検知センサ２８、および３つの高温検知センサ（２９、３０、３１）である。

第２の加熱領域Ｂに対する温度検出部としての第２の中温検知センサ２８および高温検知センサ（２９、３０、３１）は、第１の加熱領域Ａに対する温度検出部において説明した第１の中温検知センサ２４および高温検知センサ（２５、２６、２７）と同じ仕様、特性を有するため、ここではその説明を省略する。

図７は、第２の加熱領域Ｂの直下に設けられた第２の加熱コイル８に対する、第２の中温検知センサ２８と３つの高温検知センサ（２９、３０、３１）の配置を平面視で示す図である。図７においては、理解を容易とするために、第２の加熱コイル８、第２の中温検知センサ２８、および３つの高温検知センサ（２９、３０、３１）のみを示している。図７に示すように、実施の形態１の誘導加熱調理器１における第２の加熱コイル８は、平面視でＤ字形状を有する第１のコイル部８ａおよび第２のコイル部８ｂが、背中合わせに配置されて略円形形状となるように配設されている。実施の形態１の構成においては、第１のコイル部８ａが奥側に配置され、第２のコイル部８ｂが手前側に配置されている。第１のコイル部８ａおよび第２のコイル部８ｂに流す電流は、インバータ回路（図示省略）の駆動を制御することにより、それぞれに供給する構成を有している。なお、第１のコイル部８ａおよび第２のコイル部８ｂが背中合わせに配置されて略円形形状となる第２の加熱コイル８の中心を加熱領域中心Ｐ２（図７参照）として、以後の説明に用いる。即ち、第２の加熱コイル８の加熱領域中心Ｐ２は、第２の加熱コイル８の配置領域の中心位置であり、配置領域を厚みが同じ平板な板材で構成した場合の重心位置となる。また、加熱領域中心Ｐ２を通り、第１のコイル部８ａと第２のコイル部８ｂとを２分割する線分を分割線Ｑ（図７参照）として、以後の説明において用いる。

図７に示すように、分割線Ｑの奥側に配置された略Ｄ字形状に巻回された第１のコイル部８ａには、その巻回中央に略Ｄ字形状の開口である第１のコイル部中央開口３８が形成されている。同様に、分割線Ｑの手前側（ユーザ側）に配置された略Ｄ字形状に巻回された第２のコイル部８ｂには、その巻回中央に略Ｄ字形状の開口である第２のコイル部中央開口３９が形成されている。第２の加熱コイル８における第２の中温検知センサ２８は、第２のコイル部８ｂの第２のコイル部中央開口３９の直下に設けられている。具体的には、第２の中温検知センサ２８のセンサ位置は、第２のコイル部８ｂにおける第２のコイル部中央開口３９の略中心位置の直下に配設されており、第２の加熱コイル８の加熱領域中心Ｐ２から手前側に延びるＹ軸の線分の直下である。このように配設された第２の中温検知センサ２８は、第２の加熱領域Ｂに対して底面直径が小さい小型調理容器が載置されたとしても、確実に当該調理容器の底面温度を検出することができ、加熱調理中における加熱制御を適切に行うことが可能となる。

第２の加熱領域Ｂに対する第２の加熱コイル８においても、第４の高温検知センサ２９、第５の高温検知センサ３０、および第６の高温検知センサ３１の３つの高温検知センサが、第２の加熱コイル８の配置領域の直下において略同心円上となるように配設されている。

第４の高温検知センサ２９は、第１のコイル部８ａと第２のコイル部８ｂの間における左側の開口部分に配置されており、前述の分割線Ｑの略線上に設けられている。第６の高温検知センサ３１は、第２の加熱コイル８の加熱領域中心Ｐ２を挟んで第４の高温検知センサ２９と対向するように配置されており、分割線Ｑの略線上において、第１のコイル部８ａと第２のコイル部８ｂの間における右側の開口部分に配置されている。実施の形態１の構成においては、第４の高温検知センサ２９のセンサ位置と、加熱領域中心Ｐ２の位置と、第６の高温検知センサ３１の位置とは、実質的に同一直線上に配設されている。

図７に示すように、第５の高温検知センサ３０は、第２の加熱コイル８の奥側に配置された第１のコイル部８ａの直下に設けられている。図８は、第１のコイル部８ａと第５の高温検知センサ３０との位置関係を示す縦断面図である。図８においては、それぞれの位置関係を明確に示すために、第１のコイル部８ａおよび第５の高温検知センサ３０のみを示しており、第１のコイル部８ａと第５の高温検知センサ３０とを装置に固定するための固定部材などは図示を省略している。

図７および図８に示すように、第１のコイル部８ａは高さ方向（Ｚ軸方向）に一列に複数段（例えば、５段）に重ねた帯状の帯状コイル線を巻回した構成であり、隣接する帯状コイル線間には高さ方向に光が通り抜けることが可能なスリットを有する構成である。特に、第１のコイル部８ａにおいては、奥側で隣接して配置された帯状コイル線のコイル部群４０（図７参照）には温度検知用のスリット４１（以下単にスリット４１と称する）が形成されている。スリット４１の形成位置は、第５の高温検知センサ３０のセンサ位置に対応している。第５の高温検知センサ３０のセンサ位置は、加熱領域中心Ｐ２を通り、分割線Ｑとは直交する線分（Ｒ）の直下である。スリット４１の幅としては、第５の高温検知センサ３０に対して調理容器からの光が入射可能な間隔があればよく、帯状コイル線の巻回状態に応じて適宜設定されるが、例えば、他のコイル部群におけるスリットに比して２倍～４倍の幅があればよい。

上記のように、第５の高温検知センサ３０は、第１のコイル部８ａにおいて隣接する帯状コイル線間のスリット４１の直下に配設されており、被加熱物である調理容器の底面からの光をガイドするような構成は設けられていない。第５の高温検知センサ３０が高温度（例えば、２８０℃以上）となった異常温度の加熱コイルの巻き線が密な部分の上方の温度上昇が大きい調理容器底面から放射された光を検知する構成であり、第１のコイル部８ａにおいてはそのような高温度まで上昇しないためである。このように、第２の赤外線センサである高温検知センサ３０による検知温度帯としては、起動時において第２の加熱コイル８の到達温度より高く設定されている。従って、第５の高温検知センサ３０は、光ガイドなどの特別の部材を設けることなく簡単な構成で、調理容器の底面が異常温度となったときを確実に検出することが可能となる。

上記のように、第２の加熱領域Ｂに対して、１つの中温検知センサ（２８）、３つの高温検知センサ（２９、３０、３１）が分散されて配置されており、第２の加熱領域Ｂに載置された被加熱物であり調理容器の底面温度を確実に検出できる構成である。特に、調理容器が、第２の加熱領域Ｂに対して位置ずれ状態で載置されたとしても、いずれかのセンサが調理容器の底面温度を確実に検出できる構成である。また、調理中の温度制御に用いられる中温検知センサ（２８）が第２の加熱領域Ｂにおける加熱領域中心Ｐ２の近くに配設されているため、第２の加熱領域Ｂに底面直径が小さい小型調理容器が載置されたとしても、確実に当該調理容器の底面温度を検出することができ、加熱調理中における加熱制御を適切に行うことが可能となる。

なお、実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、第２の加熱領域Ｂに載置された調理容器に対する温度検出部として、感熱素子の第２のサーミスタ３５が設けられている。第２のサーミスタ３５は、第２の加熱コイル８の第１のコイル部８ａにおける第１のコイル部中央開口３８に配設されている。第２のサーミスタ３５の配設位置は、第２の中温検知センサ２８の配設位置に対して加熱領域中心Ｐ２を挟んで反対側の位置である。

なお、実施の形態１の誘導加熱調理器１には第３の加熱コイル９がトッププレート５の奥側に設けられた構成であり、第３の加熱コイル９は第１の加熱コイル７と基本的には同様の「磁性金属鍋」を誘導加熱する構成ある。実施の形態１の構成においては、第３の加熱コイル９は第１の加熱コイル７に比して消費電力が小さく、小型であるため、２つの高温検知センサ（３２、３３）を設けた構成である。２つの高温検知センサ（３２、３３）は、略同心円状の２つのコイル部群間の間に設けており、第３の加熱コイル９の中心においてＺ軸の方向に延びる線分の直下に配置されている（図３参照）。但し、本発明としては、第３の加熱コイル９は、第１の加熱コイル７と同様の構成を有して、複数の温度検知センサを設けた構成としてもよい。

実施の形態１の誘導加熱調理器１には、温度検出部として赤外線センサの他に感熱素子（例えば、サーミスタ）が設けられた構成について説明したが、これらの感熱素子は、被加熱物が載置されたトッププレートの温度を検出して、他の温度センサの温度検知の補助として用いられる。

以上のように、実施の形態１の誘導加熱調理器１においては、複数の赤外線センサが設けられており、特性（検出波長、検出温度）が異なる赤外線センサが用いられている。１つの加熱領域に関して、低い温度を検知する調理温度制御用の赤外線センサ（２４、２８）が、高い温度を検知する異常温度検知用の赤外線センサ（２５、２６、２７、２９、３０、３１）より内側に設けられている。調理温度制御用の赤外線センサが加熱領域における手前側（ユーザ側）となる位置に配設され、異常温度検知用の赤外線センサは加熱領域において左右対称の位置に配設されている。加熱領域における異常温度検知用の複数の赤外線センサは、略同心円上に配置され、最外周の加熱コイルより内側となる位置に配置されている。さらに、異常温度検知用の赤外線センサは、調理温度制御用の赤外線センサとの間に加熱コイルのコイル部群が配置された構成である。このように構成された、実施の形態１の誘導加熱調理器１は、複数の赤外線センサが加熱領域に分散配置された構成となり、加熱領域に載置された被加熱物に対する温度検知を確実に行える構成となる。

実施の形態１の誘導加熱調理器１において、複数の赤外線センサを用いた構成であり、赤外線センサとしては、例えば、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード、またはＳｉフォトダイオードで構成した例で説明したが、熱型や量子型のその他の赤外線センサを用いて構成してもよい。

以上のように、本発明の誘導加熱調理器においては、それぞれの加熱領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）に複数の温度検知センサ（赤外線センサ）が分散して配置されており、特に、主となる加熱領域である第１の加熱領域Ａおよび第２の加熱領域Ｂに対して、加熱領域中心（Ｐ１、Ｐ２）を含む線により２つに分割したいずれの加熱領域においても、実質的に温度検知センサ（赤外線センサ）が配置される構成となる。この結果、被加熱物である調理容器が加熱領域に対して位置ずれ状態が生じていても、当該調理容器の底面温度を確実に検出できる構成となる。このため、被加熱物である調理容器において異常温度（例えば、２８０℃以上）の状態が発生したときには、瞬時に確実に検出することが可能となり、安全性および信頼性の高い調理機器となる。

本発明をある程度の詳細さをもって実施の形態および変形例において説明したが、実施の形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、実施の形態における要素の置換、組合せ、および順序の変更は請求された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

本発明は、トッププレートにおいて載置された被加熱物における異常温度を確実に検出できる構成を有するため、調理器具として安全性および信頼性が高く、市場価値が高い構成である。

１ 誘導加熱調理器
３ 本体
５ トッププレート
７ 第１の加熱コイル
８ 第２の加熱コイル
９ 第３の加熱コイル
１９ 操作部
２０ 表示部
２４ 第１の中温検知センサ（第１の赤外線センサ）
２５ 第１の高温検知センサ（第２の赤外線センサ）
２６ 第２の高温検知センサ（第２の赤外線センサ）
２７ 第３の高温検知センサ（第２の赤外線センサ）
２８ 第２の中温検知センサ（第１の赤外線センサ）
２９ 第４の高温検知センサ（第２の赤外線センサ）
３０ 第５の高温検知センサ（第２の赤外線センサ）
３１ 第６の高温検知センサ（第２の赤外線センサ）
４０ コイル部群
４１ 温度検知用のスリット
４２ 中温検知用の透過窓
４３ 高温検知用の透過窓
Ａ 第１の加熱領域
Ｂ 第２の加熱領域
Ｃ 第３の加熱領域
Ｐ１、Ｐ２ 加熱領域中心

Claims (14)

1. 被加熱物が載置されるトッププレート、
   前記トッププレートの直下に配置され、前記トッププレートに載置された被加熱物を誘導加熱するための加熱コイル、および
   前記トッププレートに載置された被加熱物の温度を検知する複数の赤外線センサ、
   を備え、
   前記複数の赤外線センサは、低い検出温度範囲を検知する第１の赤外線センサと、高い検出温度範囲を検知する第２の赤外線センサと、を含み、
   前記加熱コイルは、それぞれコイル線が巻回された内側コイル部群と、前記内側コイル部群を囲むように配置された外側コイル部群とを含み、
   前記内側コイル部群と前記外側コイル部群は、互いに密接する領域と離間する領域を有し、
   前記内側コイル部群と前記外側コイル部群とが互いに密接する領域において、前記外側コイル群の前記コイル線間のスリットの直下に、前記第２の赤外線センサが設けられている誘導加熱調理器。
   
2. 前記第１および第２の赤外線センサは、前記加熱コイルにより誘導加熱する加熱領域の中心を含む線分により２分割した前記加熱領域の両側の領域直下に配置された、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
   
3. 前記トッププレートは、非結晶化ガラスで形成された、請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
   
4. 前記トッププレートの表面圧縮応力値が、１ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下で形成された請求項３に記載の誘導加熱調理器。
   
5. 前記トッププレートは、ホウケイ酸ガラスで形成された請求項４に記載の誘導加熱調理器。
   
6. 加熱領域の直下において第１の赤外線センサが第２の赤外線センサより中心側に配置された、請求項１から５のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
   
7. 前記第２の赤外線センサは、複数設けられ、加熱領域の直下において略同心円上に配置された、請求項６に記載の誘導加熱調理器。
   
8. 前記第１の赤外線センサは、平面視において前記内側コイル部群内に配置された、請求項６または７に記載の誘導加熱調理器。
   
9. 前記第２の赤外線センサは、平面視において前記加熱コイルの最外周コイルより内側に配置された、請求項６から８のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
   
10. 前記トッププレートは、載置された被加熱物から放射された光を前記第１の赤外線センサに入射するための低い温度帯用の透過窓と、前記第２の赤外線センサに入射するための高い温度帯用の透過窓と、を有する、請求項６から９のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
    
11. 前記低い温度帯用の透過窓は、前記高い温度帯用の透過窓に比して透過度が高く構成された、請求項１０に記載の誘導加熱調理器。
    
12. 前記トッププレートにおける前記高い温度帯用の透過窓が着色された、請求項１０または１１に記載の誘導加熱調理器。
    
13. 前記第２の赤外線センサによる検知温度帯が、起動時における前記加熱コイルの到達温度より高く設定された、請求項６から１２のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
    
14. 前記トッププレートに載置された被加熱物の温度を検知するために、加熱領域の直下に感熱素子が設けられた、請求項１から１３のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。

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