JP2004319111A - 電気クッキングヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで被加熱部の温度を検出すると共に、表示を兼ねる温度情報表示部を設け、トッププレートに設けられた温度情報表示部により調理者へ注意を喚起し、安全に配慮した電気クッキングヒータを提供する。
【解決手段】被加熱物に渦電流を流すような磁力線を発生させる加熱部２と、加熱部２の上面を覆うトッププレート７と、トッププレート７に配置され、温度に感応して表示を変化させる温度情報表示部８と、を備える電気クッキングヒータであって、この温度情報表示部８は、温度変化に感応して変色する示温塗料により形成した表示部である電気クッキングヒータとした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱部の温度に関する温度情報表示機能を有する電気クッキングヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気クッキングヒータは、電磁誘導コイルに高周波電流を流して高周波の磁界を発生させ、負荷として電磁結合している被加熱物（例えば、鍋）に渦電流を流して生じるジュール熱により、被加熱物自体を加熱させて調理するものである。このような電気クッキングヒータは、他のエネルギー源と比べて安全性や衛生面で優位であり、年々需要が伸びてきている。
【０００３】
このような電気クッキングヒータの従来技術の一例として、例えば特許文献１，２により出願公開された発明がある。
特許文献１に記載された発明の電気クッキングヒータについて図を参照しつつ以下に説明する。図５は、従来技術の電気クッキングヒータの外観図である。
電気クッキングヒータは、図５で示すように、本体部１、加熱部２、操作部３、温度表示部４、温度センサ部５を備えるものであり、加熱部２に被加熱物６（図５では具体的には鍋）が設置される。
【０００４】
これらのうち、温度表示部４は、本体部１の上面に多数の発光ダイオードが列状に配置されてなるものであり、温度センサ部５で検知した加熱温度や加熱出力に応じて、発光ダイオードの明るさ・発光する発光ダイオードの個数などを変化させ、被加熱部６の温度状態を視覚的に把握出来るようにしている。これにより、加熱部２の細かい温度調節が可能となり、調理者の加熱操作を行い易くしている。
【０００５】
また、特許文献２に記載された発明の電気クッキングヒータは、電磁誘導加熱部３の上面に結晶化ガラス等からなるフラットプレート５を配置してなるものであり、この電磁誘導加熱部３を構成する誘導加熱コイル６の外周に、誘導加熱コイル６と同時に通電されて発光し、誘導加熱コイル６の出力に応じて明るさが変化する複数の発光ダイオード８を設け、電磁誘導加熱部３の加熱表示や火力表示を行って、温度情報を視覚的に表示するというものである。
【０００６】
【特許文献１】
実開平５−４０７０１号公報（［０００８］〜［０００９］，図１，図２）
【特許文献２】
特開平７−３１２２７９号公報（［０００７］〜［００１１］，図２，図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術の温度表示部は、温度を取り込む熱電対等の温度センサ、または、電磁誘導コイルへの通電に応じて発光する発光ダイオードというような高価な部品を電気クッキングヒータ本体に多数内蔵する必要があり、また、温度情報を各種信号に変換する変換回路や演算回路等も備えなければならず、概してコスト高の要因であった。
【０００８】
さらに、電気クッキングヒータは、耐熱性トッププレートを備えていても、加熱された水や油の入った鍋から熱伝導を完全に遮断出来ず、鍋と共にトッププレートも被加熱部となり、調理中高温状態になる。
しかし、電気クッキングヒータは炎が見えるというものではなく、視覚的に注意が喚起されないという問題点もあった。
【０００９】
そこで本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、低コストで被加熱部の温度を検出すると共に、表示を兼ねる温度情報表示部を設け、トッププレートに設けられた温度情報表示部により調理者へ注意を喚起し、安全に配慮した電気クッキングヒータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の電気クッキングヒータによれば、
被加熱物に渦電流を流すような磁力線を発生させる加熱部と、
加熱部の上面を覆うトッププレートと、
トッププレートに配置され、温度に感応して表示を変化させる温度情報表示部と、
を備える電気クッキングヒータであって、
前記温度情報表示部は、温度変化に感応して変色する示温塗料により形成した表示部であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の電気クッキングヒータによれば、
請求項１記載の電気クッキングヒータにおいて、
前記温度情報表示部は、前記加熱部の周囲に、放射状位置または／および格子状位置に配置されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３記載の電気クッキングヒータによれば、
請求項１または請求項２記載の電気クッキングヒータにおいて、
前記温度情報表示部は、文字形に形成されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４記載の電気クッキングヒータによれば、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気クッキングヒータにおいて、
前記温度情報表示部は、長さが相違する複数の長方形を隣接配置したものであって長方形が順次に色変化することにより段階的な温度変化を表すことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５記載の電気クッキングヒータによれば、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電気クッキングヒータにおいて、
前記温度情報表示部を撮像する撮像部と、
撮像部から出力される撮像信号を画像処理して温度信号を生成する画像処理部と、
画像処理部から出力される温度信号を取り込み、加熱部の電源供給を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６記載の電気クッキングヒータによれば、
請求項５に記載の電気クッキングヒータにおいて、
前記示温塗料は、所定範囲の上限温度を超えると脱色する機能を有し、
前記制御部は、前記示温塗料が脱色した時の色に係る温度信号を検出した場合に、加熱部による加熱を停止することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気クッキングヒータの実施形態について、図に基づき説明する。図１は本発明の電気クッキングヒータの第１実施形態の外観図、図２は同じく内部構造図、図３は温度情報表示部の説明図である。
【００１７】
電気クッキングヒータは、図１で示すように、本体部１、加熱部２、操作部３、温度センサ部５を備える点は従来技術と同様であるが、新たな温度情報表示部８を備えるものである。この温度情報表示部８については後に詳述する。
この電気クッキングヒータの内部構造は、図２で示すように、電磁誘導コイル２ａ，２ｂ（加熱部２の具体的構造である）と、操作部３と、温度センサ部５と、トッププレート７と、温度情報表示部８と、断熱／磁気遮蔽部９と、電源変換部１０と、電源供給部１１と、制御部１２とが設けられている。このトッププレート７上には被加熱物６が配置される。
【００１８】
このような電気クッキングヒータの動作・機能について説明する。
商用電源２０から供給される電力は電源変換部１０へ入力される。電源変換部１０は、例えば信号処理用の電力を制御部１２等へ供給したり、磁界発生用のパワーが大きい電力を電源供給部１１へ供給する
【００１９】
調理者が操作部３を操作すると、制御部１２に操作信号が入力される。制御部１２は、操作信号に応じて電源供給部１１を制御して電磁誘導コイル２ａ，２ｂで磁界を発生させる。この磁界により磁力線が被加熱物６を印加して渦電流が流れる。
【００２０】
この場合、温度センサ部５は、被加熱物６の温度を検出して制御部１２へ温度信号を出力しており、制御部１２は、操作部３で設定された温度になるように、電源供給部１１を制御し、加熱温度を調節する。これにより、設定された温度に到達するようになされている。なお、断熱／磁気遮蔽部９により、加熱部２（電磁誘導コイル２ａ，２ｂ）付近で発生する熱・磁気が遮蔽されており、制御系・電力供給系の回路に影響を与えることはない。
【００２１】
続いて、温度情報表示部８について図を参照しつつ説明する。
図１，図２で示すトッププレート７は、結晶化ガラス等からなり耐熱性と共に透過性を有している。
このトッププレート７の裏面には、図１，図３で示すような、中央表示部８１、警告表示部８２、温度変化表示部８３を含む温度情報表示部８が設けられている。
【００２２】
これら中央表示部８１は、図３で示すように、中心円から放射状に八等配して発光ダイオード８１ａを配置した表示部である。中心円部分は、トッププレート７を介して、上面に載置される調理用鍋（図２参照）と、下面に設けられ電磁誘導コイル２ａ，２ｂからなる加熱部（図２参照）２との位置を表示している。なお、発光ダイオードの回路系などについては、その詳述を省いている。
【００２３】
警告表示部８２は、中央表示部８１の外側面に格子状に示温塗料８２ａをドット状に塗布して乾燥させた表示部である。なお、格子状の配置以外にも、中央表示部８１に併せて放射状（図示せず）に配置することも可能である。
この示温塗料８２ａとは、所定範囲の温度変化に感応し変色を繰り返し、所定範囲の上限温度を超えると脱色する塗料を言う。
【００２４】
本実施形態では、以下に示す色変化特性を有する市販品塗料を使用している。
（１）示温塗料の色変化
黄色（原色）が加熱により橙色へ変化（約５０±２℃で変化）
橙色（高温状態）が冷却により黄色へ変化（約３５〜４０℃で変化）
（２）耐熱温度
保存温度 ８０℃
耐久温度 ９０℃ ６０００ｈ（上塗り剤処理時）
耐久温度 １１０℃ ７００ｈ（上塗り剤処理時）
許容温度 １５０℃
【００２５】
ここでこのような示温塗料８２ａが警告表示部８２に用いることができるか否かについて検討する。
検討のため、示温塗料を裏面に塗布したトッププレートと、電気クッキングヒータと、をそれぞれ別個に準備する。そして、電気クッキングヒータに被加熱物６の一具体例である鍋を配置し、この鍋に▲１▼水を入れた状態▲２▼油を入れた状態▲３▼空焚きの状態でそれぞれ電気クッキングヒータで加熱し、その後に電気クッキングヒータからトッププレート上へ鍋を移動させ、示温塗料の可逆性およびプレート温度の測定を行うことで検証した。
【００２６】
加熱条件の詳細は以下のようになる。
（１）水 ：φ２４０ステンレス鍋（ＹＵＳ−１８０）に水１０００ｃｃ入れ、十分に沸騰させた後に移動
（２）油 ：天ぷら鍋に油８００ｇ入れ、２００℃到達後に移動
（３）空焚き：φ２４０ステンレス鍋（ＹＵＳ−１８０）を空焚きし、空焚き検知動作により電気クッキングヒータが停止後に移動
【００２７】
試験結果としては、次表のようになる。
【００２８】
【表１】

【００２９】
結論としては以下のようになる。
（１）水（１リットル）１００℃の鍋に対しては示温塗料は可逆性を保った。
（２）油（８００ｇ）２００℃の鍋に対しては示温塗料は可逆性を保った。
なお、油の温度２００℃から９０℃まで下降するのに要した時間は１８分であるので、今回のような動作に対して耐久性は２０００回以上と考えられる。
（３）空焚きした鍋に対しては示温塗料は可逆性を保った（数回の使用に耐えられると考えられる）。
このように示温塗料は所定範囲の温度変化には耐えられる。
【００３０】
さらに示温塗料は、加熱された水や油の入った鍋、あるいは空焚きされた鍋から熱伝導によりトッププレートが高温に達すると、示温塗料はもはや温度変化に耐えられず、変色、または成分が分解昇華し脱色して白色化するので、この点でも温度情報表示部として機能する。
【００３１】
このように示温塗料を用いる温度情報表示部８では種々の応用が可能である。例えば、特に図示しないが示温塗料を文字形に塗着し、調理者への不用意なトッププレートへの接触注意を促す高温注意表示部、空焚き等鍋の過熱状態から直ちに運転を止め必要な処置を講ずる警告表示部を形成することができる。このような温度情報表示内容を端的に表示した表示部を、見易い位置に設けることにより、効果を倍増させることも可能となる。
【００３２】
温度変化表示部８３は、図３に示すように、示温塗料８３ａで形成され、電磁誘導コイル２ａ，２ｂの加熱強弱に応じて表示する。電磁誘導コイル２ａ，２ｂと調理用鍋の材質程には効率的に電磁結合しないが、ある程度電磁結合して保温する金属片（銅合金等）に、示温塗料８３ａを塗布して温度変化表示部８３を形成する。この示温塗料８３ａは、先に説明したように所定範囲の温度変化に感応して変色を繰り返し、所定範囲の上限温度を超えると脱色するものである。
【００３３】
これら示温塗料８３ａは、電磁誘導コイル２ａ，２ｂの中心から放射直線状にトッププレート裏面に複数枚配置する。例えば、中心から外側に向かってＮｏ．１〜Ｎｏ．５の温度情報表示部とする。
【００３４】
電磁誘導コイル２ａ，２ｂの加熱が「弱」の場合、電磁誘導コイル２ａ，２ｂと最短に位置するＮｏ．１温度情報表示部が金属片の温度変化に感応して変色する。
引き続き電磁誘導コイル２ａ，２ｂの加熱が「中」「強」と増すにつれて、中心側温度情報表示部が変色を保ちながら、電磁誘導コイル２ａ，２ｂと距離が遠ざかるＮｏ．１〜Ｎｏ．５温度情報表示部が順次金属片の温度変化に感応して変色していく。
【００３５】
電磁結合の程度や保温温度等を勘案して金属片の材質を選定して直線ドット状にトッププレート７の裏面に配置すれば、電磁誘導コイル２ａ，２ｂの加熱が「弱」〜「強」に比例して変色範囲が中心円側から徐々に外側に伸びて、「強」〜「弱」に応じて変色範囲が外側から徐々に中心円側に縮む。そして、トッププレート上一角に設けた５−強、４−強中中間、３−中、２−中弱中間、１−弱、等加熱表と比較して電磁誘導コイルの加熱強弱を把握するようにしている。
【００３６】
なお、塗料としての特長を生かし、示温塗料の他の用途として、「高温注意」、「過熱警告」等直接文字表示すれば、文字表示の感応変色によって調理者へメッセージが伝わり易い。
また、示温塗料に代えて、温度変化に感応し変色を繰り返す等の特性と接着性とを有すれば、テープ、シート、樹脂等に塗着された示温塗料に代替してもよく、示温塗料を塗着して乾燥させた構成に限定されるものではない。
【００３７】
なお、中心円およびその近傍に位置する温度情報表示部８は、発光ダイオードと示温塗料を併用する温度情報表示部に限らず、他の実施形態として、トッププレート裏面に中心円からの距離を配慮して、放射状配置または格子状配置、あるいは、放射状配置と格子状配置を組み合わせた示温塗料のみを塗布した温度情報表示部を形成する等、電気クッキングヒータの構成やトッププレートの熱伝導条件に応じて適宜使い分けてもよい。
【００３８】
以上説明したように、温度センサと温度表示部を一体化した温度情報表示部８（警告表示部８２・温度変化表示部８３）をトッププレート７平面上に備えることにより、温度センサや発光ダイオード等の部品点数を低減し、電気クッキングヒータの低コスト化がはかれ、さらに、定期的、あるいは修理時、トッププレート７の示温塗料塗り替えで簡単に処理が済み、保守・点検費用も低減出来る。
【００３９】
続いて第２の実施形態について図を参照しつつ説明する。図４は本発明の電気クッキングヒータの第２実施形態の外観図である。本実施形態では、さらに撮像部１３、画像処理部１４を追加したものである。
撮像部１３は、例えばＣＣＤカメラなどであり、示温塗料を撮像して撮像信号を出力する。
【００４０】
画像処理部１４は、入力された撮像信号をアナログ／ディジタル変換して二値化処理等により撮像範囲における温度変化した変色部を抽出するデータ演算手段と、データ演算手段からの変色部抽出信号を記憶するデータ記憶手段と、予め撮像範囲における温度変化変色部をパターン分けした分類信号を記憶するデータ収納手段と、変色部抽出信号とパターン分けした分類信号を比較するデータ比較手段と、で形成され、最終的にデータ比較により決定された分類信号に対応する温度を特定し、温度信号を出力する。
【００４１】
そして、制御部１２では、画像処理部１３から温度信号を取り込み、電源供給部１１により制御信号を送信して電磁誘導コイル２ａ，２ｂへの電流供給を増減することにより、加熱の強弱を調整するようにしている。
【００４２】
このような電気クッキングヒータは、撮像範囲における温度変化に感応した変色割合に応じて、電磁誘導コイルの電源供給を制御して加熱の強弱を調整する。さらに、示温塗料が許容温度を超えたときに脱色する点を利用し、脱色を捉えて温度信号に変換し、過熱を検知して電磁誘導コイルの電源供給を停止するように自動制御を行ってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、低コストで被加熱部の温度を検出すると共に、表示を兼ねる温度情報表示部を設け、トッププレートに設けられた温度情報表示部により調理者へ注意を喚起し、安全に配慮した電気クッキングヒータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気クッキングヒータの第１実施形態の外観図である。
【図２】本発明の電気クッキングヒータの第１実施形態の内部構造図である。
【図３】温度情報表示部の説明図である。
【図４】本発明の電気クッキングヒータの第２実施形態の外観図である。
【図５】従来技術の電気クッキングヒータの外観図である。
【符号の説明】
１ 本体部体
２ 加熱部
２ａ，２ｂ 電磁誘導コイル
３ 操作部
４ 温度表示部
５ 温度センサ部
６ 被加熱部
７ トッププレート
８ 温度情報表示部
８１ 中央表示部
８１ａ 発光ダイオード
８２ 警告表示部
８２ａ 示温塗料
８３ 温度変化表示部
８３ａ 示温塗料
９ 断熱／磁気遮蔽部
１０ 電源変換部
１１ 電源供給部
１２ 制御部
１３ 撮像部
１４ 画像処理部
２０ 商用電源

Claims (6)

1. 被加熱物に渦電流を流すような磁力線を発生させる加熱部と、
   加熱部の上面を覆うトッププレートと、
   トッププレートに配置され、温度に感応して表示を変化させる温度情報表示部と、
   を備える電気クッキングヒータであって、
   前記温度情報表示部は、温度変化に感応して変色する示温塗料により形成した表示部であることを特徴とする電気クッキングヒータ。
2. 請求項１記載の電気クッキングヒータにおいて、
   前記温度情報表示部は、前記加熱部の周囲に、放射状位置または／および格子状位置に配置されることを特徴とする電気クッキングヒータ。
3. 請求項１または請求項２記載の電気クッキングヒータにおいて、
   前記温度情報表示部は、文字形に形成されることを特徴とする電気クッキングヒータ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電気クッキングヒータにおいて、
   前記温度情報表示部は、長さが相違する複数の長方形を隣接配置したものであって長方形が順次に色変化することにより段階的な温度変化を表すことを特徴とする電気クッキングヒータ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電気クッキングヒータにおいて、
   前記温度情報表示部を撮像する撮像部と、
   撮像部から出力される撮像信号を画像処理して温度信号を生成する画像処理部と、
   画像処理部から出力される温度信号を取り込み、加熱部の電源供給を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする電気クッキングヒータ。
6. 請求項５に記載の電気クッキングヒータにおいて、
   前記示温塗料は、所定範囲の上限温度を超えると脱色する機能を有し、
   前記制御部は、前記示温塗料が脱色した時の色に係る温度信号を検出した場合に、加熱部による加熱を停止することを特徴とする電気クッキングヒータ。

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