JPWO2009001540A1 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

赤外線センサの故障を精度よく検知する誘導加熱調理器を提供する。誘導加熱調理器は、鍋の底面から放射され天板を透過した赤外線を入射する赤外線入射部（６ａ）を備え、赤外線入射部に入射した赤外線を検出する赤外線検出部（６）と、赤外線検出部の出力から鍋の底面温度を算出する赤外線温度算出部（７）と、天板下方に設けられ、第１の輝度で発光することにより、赤外線入射部（６ａ）の位置を示す発光部（８）と、発光部の出力に基づいた赤外線温度算出部の出力変化量により、赤外線検出部の故障を検知する故障検知部（９）と、を備える。故障検知部（９）は、第１の輝度より高輝度の第２の輝度で発光部を発光させ、温度算出部の出力増加量が予め決められた範囲内にあるか否かにより、赤外線検出部の故障を検知する。

Description

本発明は、一般家庭やレストランなどで使用される、赤外線センサを用いた誘導加熱調理器に関する。

従来の誘導加熱調理器では、鍋を載置するトッププレートにサーミスタなどの感温素子を接触させて、鍋底の温度を間接的に検出する方法が一般的に用いられている。また、より応答性のよい検知方法として、鍋底から出力される赤外線強度を赤外線センサで検知する方法も用いられている。赤外線センサを用いた場合、以下のように正確な温度を検出できなくなる場合がある。

例えば、赤外線センサが汚れていると、正確な温度を検出できない。そのため、赤外線ＬＥＤとフォトトランジスタの組み合わせで汚れ検知部を構成し、赤外線が赤外線センサの汚れにより吸収されて、天板の表面の層で反射する光量が低下することにより、赤外線センサの汚れを判別する方法が考案されている。さらに、赤外線センサから検出された温度と被加熱物と熱的に接触した感温素子から検出される温度とを用い、赤外線の受光部の汚れを検知して、実際の被加熱物の放射温度を補正する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、赤外線センサが故障していると、正確な温度を検出できない。そのため、赤外線センサの出力値が所定の範囲を超えると、異常と判定し、加熱を停止する、または、火力を低下させる方法がある。また、赤外線センサの素子温度または周囲温度を検出するサーミスタなどの感温素子を備え、感温素子の温度が所定の範囲を超えると異常と判定する方法が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２４１２１８号公報 特開２００５−２１６５８５号公報

しかしながら、従来の技術においては、天板の明るさ、鍋が天板の上にあるか否か、鍋底の温度により、赤外線センサに入射する光量が変化し、うまく故障を検知できないという課題を有していた。また、赤外線センサとは別に、赤外線ＬＥＤとフォトトランジスタを加える構成では、価格が上昇し、さらに、実装する面積が大きくとられ、加熱コイルの形状に制約ができ、加熱性能を低下させてしまうということになった。

感温素子を用いて赤外線センサを補正する場合には、鍋底の温度が低温である場合、温度に応じて検出できる赤外線量の差が小さいため、実際に被加熱物を加熱し高温状態にしなければ感温素子を用いた補正と赤外線センサの受光部の汚れの検出ができないという課題も有していた。また、鍋底が大きく変形している場合等、感温素子による補正を行っても鍋底の温度を正確に検出するのが困難であるという課題も有していた。さらに、外乱光による影響により、赤外線センサの出力範囲を限定することは、非常に困難であるという課題も有していた。

このように、従来の方法では、精度よく赤外線センサの故障を検知することができなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、精度よく赤外線センサの故障を検知する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

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、赤外線を透過する材料で形成された天板と、天板上に載置された鍋を加熱する加熱コイルと、加熱コイルに供給する電力を制御する制御部と、鍋の底面から放射され天板を透過した赤外線を入射する赤外線入射部を天板下方に備え、赤外線入射部に入射した赤外線を検出する赤外線検出部と、赤外線検出部の出力から鍋の底面温度を算出する温度算出部と、天板下方から天板裏面に光を照射して、天板上方から見て赤外線入射部の近傍で、第１の輝度で発光して赤外線入射部の位置を示す発光部と、発光部の出力に基づいた温度算出部の出力変化量により、赤外線検出部の故障を検知する故障検知部と、を備える。発光部は、発光の輝度を変更する輝度変更部を備え、故障検知部は、第１の輝度より高輝度の第２の輝度で発光部を発光させ、温度算出部の出力増加量が予め決められた範囲内にあるか否かにより、赤外線検出部の故障を検知する。

故障検知部が、輝度変更部により高輝度で発光部を発光させて、故障検知を行うことにより、故障検知の検知精度を高めることができる。

また、発光部を鍋で覆うと赤外線入射部を覆う構成、例えば、加熱コイル中心と発光部を結ぶ直線上で且つ加熱コイル中心と発光部の間に赤外線入射部を設ける構成としておくことにより、鍋が赤外線入射部の上部に位置していない場合に、使用者は、発光部の発光により、鍋が赤外線入射部の上部に位置していないことを認識し易くなる。すなわち、発光部の発光が、鍋が赤外線入射部の上に載置されるように使用者に促すように作用することになる。よって、加熱開始前に高輝度の発光による故障検知を行うことにより、鍋が正しい位置に載置されるように作用することになり、加熱開始後の赤外線検出部による赤外線の検出をより確かなものとすることができる。

故障検知部は、発光部を消灯させて、故障検知を行ってもよい。

故障検知部は、複数回、発光部を点滅発光させて、故障検知を行ってもよい。これにより、精度よく故障検知が行えると共に、視覚効果を高めることができる。

故障検知部は、発光部の所定の発光量に基づく赤外線温度検知部の複数の出力値を取得し、赤外線温度検知部の出力値が所定の範囲内である場合にのみ、故障検知を行ってもよい。これにより、誤検知を少なくすることができる。例えば、人が移動して外乱光が変化する状態での誤った故障検知を防ぐことができる。

誘導加熱調理器は、故障検知部が故障検知を行う間、天板から赤外線入射部に入射する赤外線を遮断する遮蔽部をさらに備えてもよい。

故障検知部は、制御部が加熱を開始する直前に、故障検知を行ってもよい。これにより、調理器の使用直前において、常に故障を検知できるため、安全性が向上する。

故障検知部が、赤外線検出部が故障していると判定すると、制御部は加熱を停止してもよい。これにより、安全性の向上を図ることができる。

故障検知部が赤外線検出部が故障していると判定したときに、赤外線検出部の故障を報知する報知部をさらに備えてもよい。例えば、ＬＣＤ、ブザー、音声報知により、赤外線検出部が故障していることを使用者に通知する。これにより、安全性が向上する。

本発明の誘導加熱調理器によれば、発光部の出力に基づいた温度算出部の出力変化量により、赤外線検出部の故障を検知しているため、精度よく赤外線検出部の故障を検知することができる。

本発明の実施形態における誘導加熱調理器のブロック図 本発明の実施形態における天板の上面図 本発明の実施形態における故障検知の動作を示すタイミングチャート

符号の説明

１ 鍋
２ 天板
３ 加熱コイル
４ インバータ
５ 加熱制御部
６ 赤外線検出部
６ａ 赤外線入射部
７ 赤外線温度算出部
８ 発光部
８ａ 発光体
８ｂ 導光体
９ 故障検知部
１０ 感温素子
１１ 感熱温度算出部
１２ 温度制御部
１３ 操作部
１４ 報知部

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

１．誘導加熱調理器の構成
図１は、本実施形態の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。本実施形態の誘導加熱調理器は、鍋１を載せる天板２と、鍋１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３に高周波電流を供給することにより、鍋１を電磁誘導で発熱させるインバータ４と、インバータ４を制御する加熱制御部（制御部）５を有している。

天板２は、２．５μｍ以下の波長域の赤外線を効率よく透過するガラスセラミックなどにより形成される。誘導加熱調理器は、鍋１の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出部６を有する。赤外線検出部６は、例えば２．５μｍ以下の波長を検出することができるフォトダイオードなどで構成される赤外線センサである。赤外線検出部６は、鍋１の底面から放射され天板２を透過した赤外線を入射する赤外線入射部６ａを備えている。赤外線入射部６ａは、天板２の下方に設けられる。赤外線検出部６の内部には貫通穴が設けられており、貫通穴の上部開口が赤外線入射部６ａに相当する。赤外線検出部６は、内部に設けられた貫通穴の下部開口に赤外線受光素子を備えている。赤外線検出部６は、赤外線入射部６ａから入射した赤外線を赤外線受光素子に導くことにより、赤外線受光素子の視野を狭くする。このように、赤外線検出部６は、鍋１底面の狭い範囲から放射される赤外線を集光して、鍋１以外からの赤外線又は外乱光を遮断する構造を有する。赤外線検出部６の出力は、赤外線温度算出部７により演算され、鍋の底面温度に変換される。

天板２の下方には、赤外線入射部６ａの位置を示す発光部８が設けられている。発光部８は、例えばＬＥＤ等の発光体８ａと、発光体８ａの光を下面から入射して上端の発光面から光を天板２の裏面に向かって放射する導光体８ｂと、を有する。発光部８が発光することにより、赤外線入射部６ａの位置が使用者に知らされる。発光体８ａの放射する光の一部は、多くはないが側方にも到達し、赤外線検出部６がこれを検知できるように構成されている。発光部８は、輝度を変更する輝度変更部（図示せず）を備え、消灯、低輝度発光、及び高輝度発光を行う。本実施形態において、誘導加熱調理器の電源が投入されている間、発光部８は低輝度発光することにより、赤外線入射部６ａの位置を示している。なお、低輝度発光をさらに複数段階に分けても良い。この場合、調理中でないと判断できる時には、複数段階の低輝度発光のうちのより低い段階で発光させてもよい。これにより、発光体８ａの寿命の低下を抑制することができる。

本実施形態の誘導加熱調理器は、発光部８の出力に基づいた赤外線温度算出部７の出力変化量により、赤外線検出部６の故障を検知する故障検知部９をさらに有する。本実施形態においては、故障検知部９は、発光部８が消灯と高輝度発光している状態でのそれぞれの赤外線温度算出部７の検知温度を比較して、故障を検知する。

本実施形態の誘導加熱調理器は、故障検知部９が赤外線検出部９が故障していると判定したときに、赤外線検出部６の故障を報知する報知部１４をさらに備える。本実施形態では、報知部１４は、ＬＣＤやＬＥＤ等の表示素子であり、天板１４に設けられている。なお、報知部１４は、音声再生装置であってもよい。

また、天板２の使用者側には、操作部１３が設けられる。操作部１３は、複数のキースイッチにより構成される。

本実施形態の誘導加熱調理器は、さらに、天板２の温度を検出するサーミスタ等の感温素子１０と、感温素子１０の出力により温度を算出する感熱温度算出部１１と、赤外線温度算出部７の算出した温度と感熱温度算出部１１の算出した温度とにより、炒め物、天ぷら、湯沸し、炊飯等の調理に適した温度制御を行い、さらに、異常高温を検知したときに加熱を停止させるように働く温度制御部１２を有している。温度制御部１２は、赤外線温度による保護機能と同様に、感熱温度検知部１２の出力が所定の温度（例えば、１８０℃）以上になると、加熱を停止、または電力を制限する保護機能を備えている。

図２は、天板２の外観図である。操作部１３は、メニュースイッチ１３ａ、ダウンスイッチ１３ｂ、アップスイッチ１３ｃ、切／入スイッチを含む。報知部１４は、メニュー表示部１４ａと、火力表示部１４ｂ、時間または温度表示部１４ｃを含む。また、報知部４は、ＬＣＤ表示素子を利用して、使用者に赤外線検出部６が故障したことを知らせる故障表示部１４ｄを含む。

２．誘導加熱調理器の動作
２．１ 加熱動作
誘導加熱調理器において、図示していない電源を投入し、メニュースイッチ１３ａにより、炒め物、天ぷら、湯沸し、炊飯のいずれかのメニューを選択し、切／入スイッチ１３ｄを押して調理を開始すると、加熱制御部５の制御によりインバータ４が加熱コイル３に電力を供給する。加熱コイル３に電力が供給されると加熱コイル３に誘導磁界が発生し、天板２上の鍋１が加熱される。鍋１の温度は、誘導加熱によって上昇する。

鍋１の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が鍋１から放射される。鍋１から放射された赤外線は、天板２を通って、赤外線検出部６に入射する。赤外線検出部６により、鍋１の底面の温度を精度よく検出することができる。これにより、加熱制御部５は、少量の油でも発火に至る前に、加熱を停止または火力を低下させることができる。

２．２ 故障検知
本実施形態の誘導加熱調理器は、加熱の開始前に赤外線検出部６の故障検知を行う。故障検知部９の動作を図３（ａ）〜（ｅ）のタイミングチャートを用いて説明する。図３（ａ）は工程、図３（ｂ）は加熱制御、図３（ｃ）は低輝度発光、図３（ｄ）は高輝度発光、図３（ｅ）は赤外線センサの出力をそれぞれ示している。工程１は、加熱を開始する前の加熱停止工程であり、工程４は加熱工程である。本実施形態においては、故障検知は、加熱停止の工程１と加熱の工程４との間（工程２ａ、３ａ、２ｂ、及び３ｂ）に２回行われる。工程２ａ、３ａ、２ｂ、及び３ｂは、本実施形態において、それぞれ０．１秒間で行われる。

工程２ａで発光部８は、発光をオフする。故障検知部９は、発光がオフしてから０．１秒経過後の時点ｔ２１で、赤外線温度算出部７の出力を記憶する。工程３ａで発光部８は、高輝度で発光する。故障検知部９は、高輝度の発光が開始してから０．１秒経過後の時点ｔ２２での赤外線温度算出部７の出力と、時点ｔ２１で記憶した赤外線温度算出部７の出力とを比較し、その差が所定の値以上かどうかを判断する。故障検知部９は、差が所定値以上であれば、赤外線検出部６が故障していると判定する。

時点ｔ２２で発光部８は、発光をオフする。故障検知部９は、発光をオフしてから０．１秒経過後の時点ｔ２３で赤外線温度算出部７の出力を記憶する。工程３ｂで発光部８は、高輝度で発光する。故障検知部９は、高輝度での発光が開始してから０．１秒経過後の時点ｔ２４での赤外線温度算出部７の出力値と、時点ｔ２３で記憶した赤外線温度算出部７の出力値との差が所定値以上かどうかを判断する。故障検知部９は、差が所定値以上であれば、赤外線検出部６が故障していると判定する。

図３では、時点ｔ２２と時点ｔ２４における故障検知で、赤外線検出部６が故障していると判定していない場合を示している。そのため、時点ｔ２４以降、加熱が開始される。時点ｔ２２と時点ｔ２４で、ともに、故障検知部９が故障と判定した場合は、加熱制御部５は、加熱を開始せず、報知部１４により、赤外線検出部６が故障であることを使用者に通知する。

上記のように、本実施形態では、発光部８の消灯と高輝度発光とに基づく赤外線温度算出部７の出力変化量により、赤外線検出部６の故障を検知しているため、精度よく赤外線検出部の故障を検知することができる。

また、加熱を開始する直前に、赤外線検出部６の故障を検知することにより、発光部８が通常より高輝度で発光するため、赤外線入射部６ａが覆われているかどうかの確認をすることを使用者に強く促すことができる。また、例えば、上方から見て発光部８と加熱コイル３の中心とを結ぶ直線上で、且つ発光部８と加熱コイル３の中心の間に赤外線入射部６ａを配置した場合には、鍋１の鍋底で発光部を覆うと赤外線入射部６ａを覆う確率が高くなる。すなわち、鍋１が適切な位置に置かれている場合は発光部８による高輝度の発光が見えず、鍋１が適切な位置に置かれていない場合は発光部８による高輝度の発光が見える。これにより、使用者が不用意に適切でない位置に鍋１を置いて加熱を開始することを防止することができ、赤外線検出部６による鍋１の温度制御を安定して行うことが可能となる。なお、上方から見て発光部８と加熱コイル３の中心とを結ぶ直線上で、発光部８と加熱コイル３の中心の間に赤外線入射部６ａを配置した場合において、発光部８と加熱コイル３の中心とを結ぶ直線を、機器前面と垂直にしかつ発光部８の位置を加熱コイル中心より機器正面側に配置すると、鍋１の鍋底で発光部８を覆う場合に、発光部８が鍋１に隠れにくく、発光部８を鍋１の底面で覆う作業がさらに容易になる。

また、発光部８の輝度を通常の発光より、大きくすることにより、故障の検知精度を高めることができる。また、輝度を大きくしても故障検知に必要な時間は短いため、発光部８の寿命に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

また、赤外線検出部６が故障している場合には、加熱を開始しないようにすることができる。これにより、例えば、加熱を開始して調理中に油の発火することなどを抑えることができる。さらに、赤外線検出部６が故障していることを報知部１４により使用者に知らせている。よって、安全性が向上すると共に利便性が高くなる。また、発光部８を点滅表示させることにより、赤外線入射部６ａの位置が使用者にとってよりわかりやすくなり、いっそう使い勝手がよくなる。

３． 変形例
本実施形態では、２回、故障検知を行い、２回連続して故障と判定した場合のみ、故障していると決定して加熱を開始しない（加熱を停止したままにする）ようにしているが、故障判定の回数は本実施形態に限定されない。例えば、所定の検知回数（例えば５回）の中で、連続して２回以上正常であると判定したときに故障していないと判定し、それ以外のときに故障していると判定してもよい。これにより、より精度よく故障検知を行うことができる。

発光部８は、同じ発光状態（例えば、消灯又は高輝度点灯）における赤外線温度算出部７の複数の連続した値を比較し（時点ｔ２１の値と時点ｔ２３の値との比較、又は時点ｔ２２の値と時点ｔ２４の値との比較）、比較した結果が所定の範囲内である場合のみ、故障検知の判断を行うようにしてもよい。これによって、太陽光や照明光が、人や物の移動により遮られたことに起因する誤検知を防ぐことができる

故障検知部９が故障検知を行う間、天板２の上面方向から赤外線検出部６への赤外線の入射を遮断する遮蔽部をさらに備えてもよい。これにより、発光部８の発光量に基づく赤外線の放射量のみで、故障検知が行われることになり、故障検知の精度が向上する。遮蔽部は、天板２からの赤外線を赤外線検出部６に入射しない構成であればよい。例えば、天板２の下面と赤外線入射部６ａとの間に設けられた、可動式の遮蔽板であってもよい。また、赤外線検出部６の向きを可変とすることによって、遮蔽部を実現することもできる。

なお、本実施形態においては、加熱コイル３を有する誘導加熱調理器で説明したが、故障検知は、赤外線検出部６と赤外線温度算出部７を有する調理器であれば、他の調理器にも適用できる。例えば、高周波加熱調理器、ハロゲン調理器に適用できる。

本発明の誘導加熱調理器は、精度よく赤外線検出部の故障を検知できるため、一般家庭やレストランなどで使用される調理器に有用である。

本発明は、一般家庭やレストランなどで使用される、赤外線センサを用いた誘導加熱調理器に関する。

従来の誘導加熱調理器では、鍋を載置するトッププレートにサーミスタなどの感温素子を接触させて、鍋底の温度を間接的に検出する方法が一般的に用いられている。また、より応答性のよい検知方法として、鍋底から出力される赤外線強度を赤外線センサで検知する方法も用いられている。赤外線センサを用いた場合、以下のように正確な温度を検出できなくなる場合がある。

例えば、赤外線センサが汚れていると、正確な温度を検出できない。そのため、赤外線ＬＥＤとフォトトランジスタの組み合わせで汚れ検知部を構成し、赤外線が赤外線センサの汚れにより吸収されて、天板の表面の層で反射する光量が低下することにより、赤外線センサの汚れを判別する方法が考案されている。さらに、赤外線センサから検出された温度と被加熱物と熱的に接触した感温素子から検出される温度とを用い、赤外線の受光部の汚れを検知して、実際の被加熱物の放射温度を補正する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、赤外線センサが故障していると、正確な温度を検出できない。そのため、赤外線センサの出力値が所定の範囲を超えると、異常と判定し、加熱を停止する、または、火力を低下させる方法がある。また、赤外線センサの素子温度または周囲温度を検出するサーミスタなどの感温素子を備え、感温素子の温度が所定の範囲を超えると異常と判定する方法が考案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２４１２１８号公報 特開２００５−２１６５８５号公報

しかしながら、従来の技術においては、天板の明るさ、鍋が天板の上にあるか否か、鍋底の温度により、赤外線センサに入射する光量が変化し、うまく故障を検知できないという課題を有していた。また、赤外線センサとは別に、赤外線ＬＥＤとフォトトランジスタを加える構成では、価格が上昇し、さらに、実装する面積が大きくとられ、加熱コイルの形状に制約ができ、加熱性能を低下させてしまうということになった。

感温素子を用いて赤外線センサを補正する場合には、鍋底の温度が低温である場合、温度に応じて検出できる赤外線量の差が小さいため、実際に被加熱物を加熱し高温状態にしなければ感温素子を用いた補正と赤外線センサの受光部の汚れの検出ができないという課題も有していた。また、鍋底が大きく変形している場合等、感温素子による補正を行っても鍋底の温度を正確に検出するのが困難であるという課題も有していた。さらに、外乱光による影響により、赤外線センサの出力範囲を限定することは、非常に困難であるという課題も有していた。

このように、従来の方法では、精度よく赤外線センサの故障を検知することができなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、精度よく赤外線センサの故障を検知する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

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、赤外線を透過する材料で形成された天板と、天板上に載置された鍋を加熱する加熱コイルと、加熱コイルに供給する電力を制御する制御部と、鍋の底面から放射され天板を透過した赤外線を入射する赤外線入射部を天板下方に備え、赤外線入射部に入射した赤外線を検出する赤外線検出部と、赤外線検出部の出力から鍋の底面温度を算出する温度算出部と、天板下方から天板裏面に光を照射して、天板上方から見て赤外線入射部の近傍で、第１の輝度で発光して赤外線入射部の位置を示す発光部と、発光部の出力に基づいた温度算出部の出力変化量により、赤外線検出部の故障を検知する故障検知部と、を備える。発光部は、発光の輝度を変更する輝度変更部を備え、故障検知部は、第１の輝度より高輝度の第２の輝度で発光部を発光させ、温度算出部の出力増加量が予め決められた範囲内にあるか否かにより、赤外線検出部の故障を検知する。

故障検知部が、輝度変更部により高輝度で発光部を発光させて、故障検知を行うことにより、故障検知の検知精度を高めることができる。

また、発光部を鍋で覆うと赤外線入射部を覆う構成、例えば、加熱コイル中心と発光部を結ぶ直線上で且つ加熱コイル中心と発光部の間に赤外線入射部を設ける構成としておくことにより、鍋が赤外線入射部の上部に位置していない場合に、使用者は、発光部の発光により、鍋が赤外線入射部の上部に位置していないことを認識し易くなる。すなわち、発光部の発光が、鍋が赤外線入射部の上に載置されるように使用者に促すように作用することになる。よって、加熱開始前に高輝度の発光による故障検知を行うことにより、鍋が正しい位置に載置されるように作用することになり、加熱開始後の赤外線検出部による赤外線の検出をより確かなものとすることができる。

故障検知部は、発光部を消灯させて、故障検知を行ってもよい。

故障検知部は、複数回、発光部を点滅発光させて、故障検知を行ってもよい。これにより、精度よく故障検知が行えると共に、視覚効果を高めることができる。

故障検知部は、発光部の所定の発光量に基づく赤外線温度検知部の複数の出力値を取得し、赤外線温度検知部の出力値が所定の範囲内である場合にのみ、故障検知を行ってもよい。これにより、誤検知を少なくすることができる。例えば、人が移動して外乱光が変化する状態での誤った故障検知を防ぐことができる。

誘導加熱調理器は、故障検知部が故障検知を行う間、天板から赤外線入射部に入射する赤外線を遮断する遮蔽部をさらに備えてもよい。

故障検知部は、制御部が加熱を開始する直前に、故障検知を行ってもよい。これにより、調理器の使用直前において、常に故障を検知できるため、安全性が向上する。

故障検知部が、赤外線検出部が故障していると判定すると、制御部は加熱を停止してもよい。これにより、安全性の向上を図ることができる。

故障検知部が赤外線検出部が故障していると判定したときに、赤外線検出部の故障を報知する報知部をさらに備えてもよい。例えば、ＬＣＤ、ブザー、音声報知により、赤外線検出部が故障していることを使用者に通知する。これにより、安全性が向上する。

本発明の誘導加熱調理器によれば、発光部の出力に基づいた温度算出部の出力変化量により、赤外線検出部の故障を検知しているため、精度よく赤外線検出部の故障を検知することができる。

本発明の実施形態における誘導加熱調理器のブロック図 本発明の実施形態における天板の上面図 本発明の実施形態における故障検知の動作を示すタイミングチャート

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

１．誘導加熱調理器の構成
図１は、本実施形態の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。本実施形態の誘導加熱調理器は、鍋１を載せる天板２と、鍋１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３に高周波電流を供給することにより、鍋１を電磁誘導で発熱させるインバータ４と、インバータ４を制御する加熱制御部（制御部）５を有している。

天板２は、２．５μｍ以下の波長域の赤外線を効率よく透過するガラスセラミックなどにより形成される。誘導加熱調理器は、鍋１の底面から放射される赤外線を検出する赤外線検出部６を有する。赤外線検出部６は、例えば２．５μｍ以下の波長を検出することができるフォトダイオードなどで構成される赤外線センサである。赤外線検出部６は、鍋１の底面から放射され天板２を透過した赤外線を入射する赤外線入射部６ａを備えている。赤外線入射部６ａは、天板２の下方に設けられる。赤外線検出部６の内部には貫通穴が設けられており、貫通穴の上部開口が赤外線入射部６ａに相当する。赤外線検出部６は、内部に設けられた貫通穴の下部開口に赤外線受光素子を備えている。赤外線検出部６は、赤外線入射部６ａから入射した赤外線を赤外線受光素子に導くことにより、赤外線受光素子の視野を狭くする。このように、赤外線検出部６は、鍋１底面の狭い範囲から放射される赤外線を集光して、鍋１以外からの赤外線又は外乱光を遮断する構造を有する。赤外線検出部６の出力は、赤外線温度算出部７により演算され、鍋の底面温度に変換される。

天板２の下方には、赤外線入射部６ａの位置を示す発光部８が設けられている。発光部８は、例えばＬＥＤ等の発光体８ａと、発光体８ａの光を下面から入射して上端の発光面から光を天板２の裏面に向かって放射する導光体８ｂと、を有する。発光部８が発光することにより、赤外線入射部６ａの位置が使用者に知らされる。発光体８ａの放射する光の一部は、多くはないが側方にも到達し、赤外線検出部６がこれを検知できるように構成されている。発光部８は、輝度を変更する輝度変更部（図示せず）を備え、消灯、低輝度発光、及び高輝度発光を行う。本実施形態において、誘導加熱調理器の電源が投入されている間、発光部８は低輝度発光することにより、赤外線入射部６ａの位置を示している。なお、低輝度発光をさらに複数段階に分けても良い。この場合、調理中でないと判断できる時には、複数段階の低輝度発光のうちのより低い段階で発光させてもよい。これにより、発光体８ａの寿命の低下を抑制することができる。

本実施形態の誘導加熱調理器は、発光部８の出力に基づいた赤外線温度算出部７の出力変化量により、赤外線検出部６の故障を検知する故障検知部９をさらに有する。本実施形態においては、故障検知部９は、発光部８が消灯と高輝度発光している状態でのそれぞれの赤外線温度算出部７の検知温度を比較して、故障を検知する。

本実施形態の誘導加熱調理器は、故障検知部９が赤外線検出部９が故障していると判定したときに、赤外線検出部６の故障を報知する報知部１４をさらに備える。本実施形態では、報知部１４は、ＬＣＤやＬＥＤ等の表示素子であり、天板１４に設けられている。なお、報知部１４は、音声再生装置であってもよい。

また、天板２の使用者側には、操作部１３が設けられる。操作部１３は、複数のキースイッチにより構成される。

本実施形態の誘導加熱調理器は、さらに、天板２の温度を検出するサーミスタ等の感温素子１０と、感温素子１０の出力により温度を算出する感熱温度算出部１１と、赤外線温度算出部７の算出した温度と感熱温度算出部１１の算出した温度とにより、炒め物、天ぷら、湯沸し、炊飯等の調理に適した温度制御を行い、さらに、異常高温を検知したときに加熱を停止させるように働く温度制御部１２を有している。温度制御部１２は、赤外線温度による保護機能と同様に、感熱温度検知部１２の出力が所定の温度（例えば、１８０℃）以上になると、加熱を停止、または電力を制限する保護機能を備えている。

図２は、天板２の外観図である。操作部１３は、メニュースイッチ１３ａ、ダウンスイッチ１３ｂ、アップスイッチ１３ｃ、切／入スイッチを含む。報知部１４は、メニュー表示部１４ａと、火力表示部１４ｂ、時間または温度表示部１４ｃを含む。また、報知部４は、ＬＣＤ表示素子を利用して、使用者に赤外線検出部６が故障したことを知らせる故障表示部１４ｄを含む。

２．誘導加熱調理器の動作
２．１ 加熱動作
誘導加熱調理器において、図示していない電源を投入し、メニュースイッチ１３ａにより、炒め物、天ぷら、湯沸し、炊飯のいずれかのメニューを選択し、切／入スイッチ１３ｄを押して調理を開始すると、加熱制御部５の制御によりインバータ４が加熱コイル３に電力を供給する。加熱コイル３に電力が供給されると加熱コイル３に誘導磁界が発生し、天板２上の鍋１が加熱される。鍋１の温度は、誘導加熱によって上昇する。

鍋１の温度が上昇すると、その温度にあわせた赤外線が鍋１から放射される。鍋１から放射された赤外線は、天板２を通って、赤外線検出部６に入射する。赤外線検出部６により、鍋１の底面の温度を精度よく検出することができる。これにより、加熱制御部５は、少量の油でも発火に至る前に、加熱を停止または火力を低下させることができる。

２．２ 故障検知
本実施形態の誘導加熱調理器は、加熱の開始前に赤外線検出部６の故障検知を行う。故障検知部９の動作を図３（ａ）〜（ｅ）のタイミングチャートを用いて説明する。図３（ａ）は工程、図３（ｂ）は加熱制御、図３（ｃ）は低輝度発光、図３（ｄ）は高輝度発光、図３（ｅ）は赤外線センサの出力をそれぞれ示している。工程１は、加熱を開始する前の加熱停止工程であり、工程４は加熱工程である。本実施形態においては、故障検知は、加熱停止の工程１と加熱の工程４との間（工程２ａ、３ａ、２ｂ、及び３ｂ）に２回行われる。工程２ａ、３ａ、２ｂ、及び３ｂは、本実施形態において、それぞれ０．１秒間で行われる。

工程２ａで発光部８は、発光をオフする。故障検知部９は、発光がオフしてから０．１秒経過後の時点ｔ２１で、赤外線温度算出部７の出力を記憶する。工程３ａで発光部８は、高輝度で発光する。故障検知部９は、高輝度の発光が開始してから０．１秒経過後の時点ｔ２２での赤外線温度算出部７の出力と、時点ｔ２１で記憶した赤外線温度算出部７の出力とを比較し、その差が所定の値以上かどうかを判断する。故障検知部９は、差が所定値以上であれば、赤外線検出部６が故障していると判定する。

時点ｔ２２で発光部８は、発光をオフする。故障検知部９は、発光をオフしてから０．１秒経過後の時点ｔ２３で赤外線温度算出部７の出力を記憶する。工程３ｂで発光部８は、高輝度で発光する。故障検知部９は、高輝度での発光が開始してから０．１秒経過後の時点ｔ２４での赤外線温度算出部７の出力値と、時点ｔ２３で記憶した赤外線温度算出部７の出力値との差が所定値以上かどうかを判断する。故障検知部９は、差が所定値以上であれば、赤外線検出部６が故障していると判定する。

図３では、時点ｔ２２と時点ｔ２４における故障検知で、赤外線検出部６が故障していると判定していない場合を示している。そのため、時点ｔ２４以降、加熱が開始される。時点ｔ２２と時点ｔ２４で、ともに、故障検知部９が故障と判定した場合は、加熱制御部５は、加熱を開始せず、報知部１４により、赤外線検出部６が故障であることを使用者に通知する。

上記のように、本実施形態では、発光部８の消灯と高輝度発光とに基づく赤外線温度算出部７の出力変化量により、赤外線検出部６の故障を検知しているため、精度よく赤外線検出部の故障を検知することができる。

また、加熱を開始する直前に、赤外線検出部６の故障を検知することにより、発光部８が通常より高輝度で発光するため、赤外線入射部６ａが覆われているかどうかの確認をすることを使用者に強く促すことができる。また、例えば、上方から見て発光部８と加熱コイル３の中心とを結ぶ直線上で、且つ発光部８と加熱コイル３の中心の間に赤外線入射部６ａを配置した場合には、鍋１の鍋底で発光部を覆うと赤外線入射部６ａを覆う確率が高くなる。すなわち、鍋１が適切な位置に置かれている場合は発光部８による高輝度の発光が見えず、鍋１が適切な位置に置かれていない場合は発光部８による高輝度の発光が見える。これにより、使用者が不用意に適切でない位置に鍋１を置いて加熱を開始することを防止することができ、赤外線検出部６による鍋１の温度制御を安定して行うことが可能となる。なお、上方から見て発光部８と加熱コイル３の中心とを結ぶ直線上で、発光部８と加熱コイル３の中心の間に赤外線入射部６ａを配置した場合において、発光部８と加熱コイル３の中心とを結ぶ直線を、機器前面と垂直にしかつ発光部８の位置を加熱コイル中心より機器正面側に配置すると、鍋１の鍋底で発光部８を覆う場合に、発光部８が鍋１に隠れにくく、発光部８を鍋１の底面で覆う作業がさらに容易になる。

また、発光部８の輝度を通常の発光より、大きくすることにより、故障の検知精度を高めることができる。また、輝度を大きくしても故障検知に必要な時間は短いため、発光部８の寿命に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

また、赤外線検出部６が故障している場合には、加熱を開始しないようにすることができる。これにより、例えば、加熱を開始して調理中に油の発火することなどを抑えることができる。さらに、赤外線検出部６が故障していることを報知部１４により使用者に知らせている。よって、安全性が向上すると共に利便性が高くなる。また、発光部８を点滅表示させることにより、赤外線入射部６ａの位置が使用者にとってよりわかりやすくなり、いっそう使い勝手がよくなる。

３． 変形例
本実施形態では、２回、故障検知を行い、２回連続して故障と判定した場合のみ、故障していると決定して加熱を開始しない（加熱を停止したままにする）ようにしているが、故障判定の回数は本実施形態に限定されない。例えば、所定の検知回数（例えば５回）の中で、連続して２回以上正常であると判定したときに故障していないと判定し、それ以外のときに故障していると判定してもよい。これにより、より精度よく故障検知を行うことができる。

発光部８は、同じ発光状態（例えば、消灯又は高輝度点灯）における赤外線温度算出部７の複数の連続した値を比較し（時点ｔ２１の値と時点ｔ２３の値との比較、又は時点ｔ２２の値と時点ｔ２４の値との比較）、比較した結果が所定の範囲内である場合のみ、故障検知の判断を行うようにしてもよい。これによって、太陽光や照明光が、人や物の移動により遮られたことに起因する誤検知を防ぐことができる

故障検知部９が故障検知を行う間、天板２の上面方向から赤外線検出部６への赤外線の入射を遮断する遮蔽部をさらに備えてもよい。これにより、発光部８の発光量に基づく赤外線の放射量のみで、故障検知が行われることになり、故障検知の精度が向上する。遮蔽部は、天板２からの赤外線を赤外線検出部６に入射しない構成であればよい。例えば、天板２の下面と赤外線入射部６ａとの間に設けられた、可動式の遮蔽板であってもよい。また、赤外線検出部６の向きを可変とすることによって、遮蔽部を実現することもできる。

なお、本実施形態においては、加熱コイル３を有する誘導加熱調理器で説明したが、故障検知は、赤外線検出部６と赤外線温度算出部７を有する調理器であれば、他の調理器にも適用できる。例えば、高周波加熱調理器、ハロゲン調理器に適用できる。

本発明の誘導加熱調理器は、精度よく赤外線検出部の故障を検知できるため、一般家庭やレストランなどで使用される調理器に有用である。

１ 鍋
２ 天板
３ 加熱コイル
４ インバータ
５ 加熱制御部
６ 赤外線検出部
６ａ 赤外線入射部
７ 赤外線温度算出部
８ 発光部
８ａ 発光体
８ｂ 導光体
９ 故障検知部
１０ 感温素子
１１ 感熱温度算出部
１２ 温度制御部
１３ 操作部
１４ 報知部

Claims (8)

1. 赤外線を透過する材料で形成された天板と、
   前記天板上に載置された鍋を加熱する加熱コイルと、
   前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御部と、
   前記鍋の底面から放射され前記天板を透過した赤外線を入射する赤外線入射部を前記天板下方に備え、前記赤外線入射部に入射した赤外線を検出する赤外線検出部と、
   前記赤外線検出部の出力から前記鍋の底面温度を算出する温度算出部と、
   前記天板下方から前記天板裏面に光を照射して、前記天板上方から見て前記赤外線入射部の近傍で、第１の輝度で発光して前記赤外線入射部の位置を示す発光部と、
   前記発光部の出力に基づいた前記温度算出部の出力変化量により、前記赤外線検出部の故障を検知する故障検知部と、
   を備え、
   前記発光部は、発光の輝度を変更する輝度変更部を備え、
   前記故障検知部は、前記第１の輝度より高輝度の第２の輝度で前記発光部を発光させ、前記温度算出部の出力増加量が予め決められた範囲内にあるか否かにより、前記赤外線検出部の故障を検知する、ことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記故障検知部は、前記発光部を消灯させて故障検知を行う、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記故障検知部は、複数回、前記発光部を点滅発光させて故障検知を行う、請求項１又は請求項２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記故障検知部は、前記発光部の所定の発光量に基づく前記赤外線温度検知部の複数の出力値を取得し、前記赤外線温度検知部の出力値が所定の範囲内である場合にのみ、故障検知を行う、請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の誘導加熱調理器。
5. 前記故障検知部が故障検知を行う間、前記天板から前記赤外線入射部に入射する赤外線を遮断する遮蔽部をさらに備える請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の誘導加熱調理器。
6. 前記故障検知部は、前記制御部が加熱を開始する直前に故障検知を行う、請求項１から請求項５のいずれかの請求項に記載の誘導加熱調理器。
7. 前記故障検知部が、前記赤外線検出部が故障していると判定すると、前記制御部は加熱を停止する、請求項１から請求項６のいずれかの請求項に記載の誘導加熱調理器。
8. 前記故障検知部が前記赤外線検出部が故障していると判定したときに、前記赤外線検出部の故障を報知する報知部をさらに備える、請求項１から請求項７のいずれかの請求項に記載の誘導加熱調理器。

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