JP4892872B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、赤外線センサを用いた誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器は、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、鍋の温度を検知していたが、トッププレートを介して温度を検知するので、負荷の温度変化に対する応答性がおくれてしまうため、沸騰検知等の過渡的な温度変化を検知する場合は検知遅れが生じてしまうものであり、鍋の温度検知の応答性を向上させるために、鍋から出力される赤外線強度を赤外線センサで検知することにより、鍋の温度を検知していた（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来構成の誘導加熱調理器について図４を参照して説明する。図において、トッププレート４２は負荷鍋４１を載置し、加熱コイル４３は負荷鍋４１を加熱し、赤外線センサ４４は負荷鍋４１からの赤外線放射を検知し、温度算出手段４５は赤外線センサ４４からの出力により負荷鍋４１の温度を算出し、制御手段４６は赤外線センサ４４からの出力に応じて加熱コイル４３への電流供給を制御するものである。

以上のように構成された誘導加熱調理器では、負荷鍋４１の温度を鍋底から放射される赤外線で直接検知していたので、熱応答性に優れた温度検知を行うことが可能であった。
特開平３−１８４２９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、被加熱物がアルミニウムや銅など透磁率が低くかつ低抵抗の鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器では、誘導加熱時に加熱コイルと鍋間に生じる浮力を低減するために加熱コイルの上方に非磁性金属からなる浮力低減板４７を設ける場合に、浮力低減板４７が加熱コイル４３からの磁束を受けて自己発熱により３００〜４００℃程度まで上昇するので、浮力低減板４７から放射される赤外線は、１００〜２００℃の負荷鍋４１の鍋底から放射される赤外線に対して数十倍のエネルギーとなり、浮力低減板４７から放射される赤外線の一部が直接あるいはトッププレート４２を反射して赤外線センサ４４に入射されると、赤外線センサ４４からの信号で温度算出手段４５の正確な温度検知ができなくなり、所望の調理に対して十分な火力が得られなくなり、調理性能が劣化するという課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、アルミニウムなどの非磁性鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器においても、浮力を低減するための金属板からの赤外線放射による影響を低減して、鉄系の鍋の加熱時には赤外線センサにより応答性のよい制御を実現し、かつアルミニウム系鍋を加熱時には赤外線センサの温度制御による火力不足を低減し、調理性能を向上させた誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

前記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、インバータ回路で加熱する鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段を備え、前記鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合に、赤外線センサによる温度検知を無効とする構成とするものである。

これにより、アルミニウム系の非磁性鍋加熱時に自己発熱する浮力低減用の金属板から赤外線センサに入射される赤外線の影響により温度の誤検知をすることなく、赤外線センサの温度制御による火力不足を低減することができる。

本発明の誘導加熱調理器は、鉄系の磁性鍋を加熱する場合は赤外線センサにより応答性のよい調理が可能となり、アルミニウム系の非磁性鍋を加熱する場合は加熱コイル上方に配置された金属製の浮力低減板からの赤外線放射の影響による赤外線センサの温度誤検知を低減することができ、機器の調理性能を向上させることができる。

第１の発明は、加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の鍋を加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路で加熱する前記鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、前記トッププレートと前記加熱コイルとの間に配置され前記アルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる鍋の浮力を低減する非磁性金属製の浮力低減板と、サーミスタにより構成され、前記インバータ回路により加熱される前記鍋の温度を検知する温度検知手段と、前記インバータ回路により加熱される前記鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力より前記鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段での算出温度に応じて前記インバータ回路の出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合に、前記温度算出手段による温度検知を無効とし、前記温度検知手段による検知温度に応じて前記インバータ回路の出力を制御する構成とすることにより、浮力低減板から赤外線センサに入射される赤外線の影響による赤外線センサの温度誤検知を低減することができ、機器の調理性能を向上させることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段を、インバータ回路の出力が所定以下の場合には前記温度算出手段による温度検知を有効とし、温度算出手段での算出温度に応じて前記インバータ回路を制御する構成とすることにより、赤外線センサが浮力低減板から放射される赤外線の影響を受けない範囲の火力では、加熱される鍋の種類によらず常に赤外線センサを活かした高精度の温度制御が可能となる。

第３の発明は、加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の鍋を加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路で加熱する前記鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、前記トッププレートと前記加熱コイルとの間に配置され前記アルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる鍋の浮力を低減する金属製の浮力低減板と、前記インバータ回路により加熱される前記鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力より前記鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段からの算出温度に応じて所定のアルゴリズムにて前記インバータ回路の出力を制御することで自動調理を行う自動調理制御手段と、表示手段と、を備え、前記自動調理制御手段は前記鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合に、自動調理を禁止し、前記表示手段は自動調理を禁止している旨を表示する構成とすることにより、浮力低減板から赤外線センサに入射される赤外線の影響による赤外線センサの温度誤検知でアルゴリズム制御に狂いが生じて、自動調理が失敗するのを低減することができる。

第４の発明は、加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の鍋を加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路で加熱する前記鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、前記トッププレートと前記加熱コイルとの間に配置され前記アルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる鍋の浮力を低減する金属製の浮力低減板と、前記インバータ回路により加熱される鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力より前記鍋温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段からの算出温度に応じて所定のアルゴリズムにて前記インバータ回路の出力を制御することで自動調理を行う自動調理制御手段とを備え、前記自動調理制御手段は前記鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合に、インバータ回路の最大出力を所定以下に制限する構成とすることにより、赤外線センサが浮力低減板から放射される赤外線の影響を受けない範囲の火力にて自動調理ができ、アルミニウム系の非磁性鍋においても赤外線センサの応答性を活かした自動調理を行うことが可能となる。

第５の発明は、特に、第３または第４の発明の自動調理制御手段で、アルミニウム系の非磁性鍋での加熱動作終了してから所定時間自動調理の開始を禁止する構成とすることにより、アルミニウム系の鍋の加熱後に鉄系の磁性鍋で自動調理する場合に、アルミニウム系の非磁性鍋加熱時に上昇した浮力低減板の余熱の影響を受けることなく鉄系の磁性鍋での自動調理が可能となる。

第６の発明は、特に、第５の発明の自動調理制御手段で、鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された状態で加熱動作した時間を計時する計時手段を備え、自動調理制御手段は前記計時手段での計時時間が長い程次の自動調理開始までの禁止時間を長く設定する構成とすることにより、アルミニウム系の鍋を加熱した時間が短く、浮力低減板の温度上昇が少ない場合には、加熱停止してから自動調理を開始するまでの待ち時間を短くすることができ、調理性能を劣化させることなく、自動調理の使い勝手を向上させることができる。

第７の発明は、温度算出手段での検知温度を無効としている場合、および自動調理制御手段での自動調理を禁止している場合に、その旨を表示する表示手段を備える構成とすることにより、使用者が容易に赤外線センサでの温度制御が不可能であることを認識することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における断面図を示すものである。

図１において、トッププレート１２は負荷鍋１１を載置し、加熱コイル１３は負荷鍋１１を加熱し、インバータ回路１４は加熱コイル１３に高周波電流を供給し、非磁性金属材質からなる浮力低減板１５はトッププレート１２と加熱コイル１３の間に配置され、加熱コイル１３から発生する磁束により負荷鍋１１が加熱される際に負荷鍋１１に働く浮力を低減するためものであり、鍋種判定手段１６はインバータ回路１４の出力に応じて負荷鍋１１の材質が鉄系の磁性鍋か、アルミニウム系の非磁性鍋かを判別し、赤外線センサ１７は負荷鍋１１からの赤外線放射を検出し、温度算出手段１８は赤外線センサ１７からの出力により負荷鍋１１の鍋底温度を算出し、温度検知手段１９はサーミスタにて構成され、負荷鍋１１の鍋底温度をトッププレートを介して検出し、制御手段２０は鍋種判定手段１６、温度算出手段１８、温度検知手段１９からの出力に応じてインバータ回路１４の出力を制御するものである。

以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。

加熱コイル１３に高周波電流が供給されると、加熱コイル１３上方に載置された負荷鍋１１が加熱される。負荷鍋１１の鍋底からは鍋の温度に応じた赤外線が放射されており、図２に示すように負荷鍋１１から発した赤外線放射２１はトッププレート１２を透過して赤外線センサ１７に入力される。赤外線センサ１７にはトッププレート１２と加熱コイル１３の間に配置された浮力低減板１５からの赤外線放射２２も入力される。浮力低減板１５からの赤外線放射２２は図２に示すように浮力低減板１５から直接赤外線センサ１７に入力されるものもあれば、図示してないトッププレート１２を反射して赤外線センサ１７に入力されるものもある。赤外線センサ１７からの入力信号により温度算出手段１８は負荷鍋１１の温度を算出し、設定された加熱状態となるように制御手段２０は加熱コイル１３に流れる電流を制御する。

鍋種判定手段１６は加熱コイル１３に高周波電流を供給しているときのインバータ回路１４の出力に応じて鍋種を判定しており、鍋種判定手段１６で鉄系の磁性鍋と判定された場合には、制御手段２０は約２０ｋＨｚの高周波電流を加熱コイル１３に供給する。磁性鍋を加熱する場合は加熱コイル１３に流れる電流は少ないため加熱コイル１３からの磁束により浮力低減板１５はほとんど自己発熱しない。よって赤外線センサ１７での温度検知において、浮力低減板からの赤外線放射２２は負荷鍋１１からの赤外線放射２１の検知に影響を及ぼさないので、制御手段２０は、温度算出手段１８の検知結果および温度検知手段１９の検知結果にから、負荷鍋１１の温度が所定の温度以下となるようにインバータ回路１４の出力を制御する。

一方、鍋種判定手段１６でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合には、制御手段は約６０ｋＨｚの高周波電流を加熱コイル１３に供給する。アルミニウムや銅のように透磁率が低く低抵抗な非磁性鍋を加熱する場合は加熱コイル１３に多大な電流を流して磁束量を増やすため、浮力低減板１５の自己発熱も大きくなる。浮力低減板１５は加熱コイル１３からの磁束による発熱を抑えるために非磁性金属材料で構成されているが、負荷鍋１１が非磁性鍋の場合は浮力低減板１５の温度は３００〜４００℃まで上昇する場合があり、浮力低減板１５からの赤外線放射２２の影響を受けて、赤外線センサ１７による温度検知では実際の負荷鍋１１の温度よりはるかに高い温度と誤検知する可能性があるので、制御手段２０は温度算出手段１８での検知結果を無視して、温度検知手段１９の検知結果から、負荷鍋１１の温度が所定の温度以下となるようにインバータ回路１４の出力を制御する。

鍋種判定手段１６で非磁性鍋と判定された場合でも火力が低い場合は、浮力低減板１５の温度は上述の温度まで上昇しないため、浮力低減板１５からの赤外線放射２２が赤外線センサ１７による温度検知に不具合が生じるほど影響を及ぼさないので、非磁性鍋で赤外線センサ１７による温度検知に不具合が生じない火力設定の場合、制御手段２０は、温度算出手段１８の検知結果および温度検知手段１９の検知結果から、負荷鍋１１の温度が所定の温度以下となるようにインバータ回路１４の出力を制御する。

以上のように、本実施の形態においては鍋種判定手段１６にて負荷鍋１１が非磁性鍋と判定すると赤外センサ１７による温度検知結果を無効とするので、磁性系の鍋では赤外線センサ１７による応答性のよい温度制御が可能となり、非磁性系の鍋では浮力低減板１５の自己発熱の影響による赤外線センサ１７の温度誤検知を低減することができる。

また、非磁性鍋でも所定の火力設定以下では赤外線センサ１７での温度検知を有効とするので、浮力低減板１５からの赤外線放射２２が赤外線センサ１７の温度検知に影響を及ぼさない火力状態では鍋の種類によらず、赤外線センサ１７での応答性のよい温度制御を行うことが可能となる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における断面図を示すものである。

図３において、１１から１９は本発明の第１の実施の形態と同一であり説明を省略する。自動調理制御手段２３は鍋種判定手段１６、温度算出手段１８、温度検知手段１９からの出力に応じて所定のアルゴリズムにてインバータ回路１４の出力を制御し、計時手段２４は鍋種判定手段１６で非磁性鍋と判定された状態で加熱している時間を計時し、表示手段２５は自動調理制御手段２３にて自動調理を禁止していることを表示するものである。

以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。

赤外線センサ１７からの入力信号により温度算出手段１８は負荷鍋１１の温度を算出し、自動調理制御手段２３は温度算出手段１８からの信号により設定された自動調理メニューに対応したアルゴリズムにて加熱コイル１３に流れる電流を制御する。

負荷鍋１１の材質がアルミニウムや銅などの非磁性金属鍋の場合、浮力低減板１５の温度は３００〜４００℃まで上昇する場合があり、図２に示すように浮力低減板１５からの赤外線放射２２の影響を受けて、赤外線センサ１７による温度検知では実際の負荷鍋１１の温度よりはるかに高い温度と誤検知したり、湯沸かしでの沸騰時や炊飯での炊きあげ、揚げ物調理での食材投入といった温度変曲点が見えなくなる可能性があり、その場合火力不足や、検知遅れによる吹きこぼれ焦げつきといった不具合が生じるため、自動調理制御手段２３は、鍋種判定手段１６で非磁性鍋と判定された場合には自動調理を禁止し、その旨を表示手段２５に表示する。

負荷鍋１１の材質が鉄系の磁性金属鍋にて自動調理を行う場合においても、非磁性鍋で加熱調理した直後に自動調理を行うと、非磁性鍋加熱時に自己発熱して温度上昇した浮力低減板１５からの赤外線放射２２により赤外線センサ１７の温度検知が誤検知する可能性があるため、鍋種判定手段１６で非磁性鍋と判定された状態での加熱を終了してから所定時間、または計時手段２４での計時時間に応じた時間、自動調理制御手段２３は次の自動調理の開始を禁止し、表示手段２５にてその旨を表示する。

以上のように、本実施の形態においては鍋種判定手段１６にて負荷鍋１１が非磁性鍋と判定すると自動調理を禁止するので、磁性系の鍋では赤外線センサ１７による応答性に優れた自動調理が可能となり、また、非磁性系の鍋では浮力低減板１５の自己発熱の影響による赤外線センサ１７の温度誤検知による自動調理の失敗を防ぐことができる。

また、非磁性鍋加熱後に自動調理を行う場合においても、非磁性鍋加熱時に自己発熱した浮力低減板１５の余熱による影響を赤外線センサ１７が受けることなく、自動調理を行うことが可能となる。

また、自動調理開始前の非磁性鍋加熱時間に応じて、次の自動調理までの禁止時間を変更するので、非磁性鍋加熱から自動調理開始までの待ち時間を最小限に抑えることができ、調理性能を劣化させることなく自動調理の使い勝手を向上させることができる。

また、表示手段２５にて自動調理禁止状態を視覚的に表示するので、調理不可能な状態であることを使用者が容易に認識することができる。

（実施の形態３）
本発明の第２の実施の形態と同様、図３を用いてその動作を説明する。

赤外線センサ１７からの入力信号により温度算出手段１８は負荷鍋１１の温度を算出し、自動調理制御手段２３は温度算出手段１８からの信号により設定された自動調理メニューに対応したアルゴリズムにて加熱コイル１３に流れる電流を制御する。

負荷鍋１１の材質がアルミニウムや銅などの非磁性金属鍋では、３００〜４００℃まで上昇する浮力低減板１５からの赤外線放射２２の影響を受けて、赤外線センサ１７による温度検知では実際の負荷鍋１１の温度よりはるかに高い温度と誤検知したり、湯沸かしでの沸騰時や炊飯での炊きあげ、揚げ物調理での食材投入といった温度変曲点が見えなくなる場合があるが、非磁性鍋の火力が低い場合は、浮力低減板１５の温度は上述の温度まで上昇しないため、浮力低減板１５からの赤外線放射２２が赤外線センサ１７による温度検知に不具合が生じるほど影響を及ぼさないので、鍋種判定手段１６にて非磁性鍋と判定された場合、自動調理制御手段２３は最大火力を赤外線センサ１７による温度検知に不具合が生じない火力に制限して、温度算出手段１８からの信号により設定された自動調理メニューに対応したアルゴリズムにて加熱コイル１３に流れる電流を制御する。

以上のように、本実施の形態においては非磁性鍋を加熱する場合でも非磁性鍋の最大火力を所定以下に制限するので、非磁性系の鍋においても赤外線センサ１７による応答性に優れた自動調理が可能となる。

なお、本実施の形態１〜３の説明では、サーミスタ（温度検知手段）１９があるものとして構成したが、インバータ回路１４の出力が所定以下の場合には設けなくても同様の作用・効果が得られるものである。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、アルミニウム等の非磁性金属鍋を加熱可能とする誘導加熱調理器で、非磁性鍋加熱時に赤外線センサによる温度検知を無効として、浮力低減板から放射される赤外線の影響をなくすことにより、磁性鍋加熱時は赤外線センサによる応答性のよい高精度な温度制御が可能で、非磁性金属鍋加熱時にも、赤外線センサの温度誤検知による火力不足を生じることなく調理性能を向上させた誘導調理器を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の断面を示す図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の負荷鍋および浮力低減板からの赤外線放射を示す図 本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の断面を示す図 従来の誘導加熱調理器の断面を示す図

符号の説明

１３ 加熱コイル
１４ インバータ回路
１５ 浮力低減板
１６ 鍋種判定手段
１７ 赤外線センサ
１８ 温度算出手段
２０ 制御手段
２３ 自動調理制御手段
２４ 計時手段
２５ 表示手段

Claims (7)

1. 加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の鍋を加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路で加熱する前記鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、前記トッププレートと前記加熱コイルとの間に配置され前記アルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる鍋の浮力を低減する非磁性金属製の浮力低減板と、サーミスタにより構成され、前記インバータ回路により加熱される前記鍋の温度を検知する温度検知手段と、前記インバータ回路により加熱される前記鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力より前記鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段での算出温度に応じて前記インバータ回路の出力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合に、前記温度算出手段による温度検知を無効とし、前記温度検知手段による検知温度に応じて前記インバータ回路の出力を制御する誘導加熱調理器。
2. 制御手段は、インバータ回路の出力が所定以下の場合には前記温度算出手段による温度検知を有効とし、温度算出手段での算出温度に応じて前記インバータ回路を制御する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の鍋を加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路で加熱する前記鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判定する鍋種判定手段と、前記トッププレートと前記加熱コイルとの間に配置され前記アルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる鍋の浮力を低減する金属製の浮力低減板と、前記インバータ回路により加熱される鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力より前記鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段からの算出温度に応じて所定のアルゴリズムにて前記インバータ回路の出力を制御することで自動調理を行う自動調理制御手段と、表示手段と、を備え、前記自動調理制御手段は前記鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合に、自動調理を禁止し、前記表示手段は自動調理を禁止している旨を表示する誘導加熱調理器。
4. 加熱コイルに高周波電流を供給してトッププレート上の鍋を加熱するインバータ回路と、前記インバータ回路で加熱する前記鍋がアルミニウム系の非磁性鍋か鉄系の磁性鍋かを判
   定する鍋種判定手段と、前記トッププレートと前記加熱コイルとの間に配置され前記アルミニウム系の非磁性鍋の加熱時に生じる鍋の浮力を低減する金属製の浮力低減板と、前記インバータ回路により加熱される鍋からの赤外線放射を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力より前記鍋温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段からの算出温度に応じて所定のアルゴリズムにて前記インバータ回路の出力を制御することで自動調理を行う自動調理制御手段とを備え、前記自動調理制御手段は前記鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された場合に、インバータ回路の最大出力を所定以下に制限する誘導加熱調理器。
5. 自動調理制御手段は、アルミニウム系の非磁性鍋での加熱動作を終了してから所定時間自動調理の開始を禁止する請求項３または４に記載の誘導加熱調理器。
6. 鍋種判定手段でアルミニウム系の非磁性鍋と判定された状態で加熱動作した時間を計時する計時手段を備え、自動調理制御手段は前記計時手段での計時時間が長い程次の自動調理開始までの禁止時間を長く設定する請求項５記載の誘導加熱調理器。
7. 温度算出手段での検知温度を無効としている場合、あるいは自動調理制御手段での自動調理を禁止している場合に、その旨を表示する表示手段を備えた請求項１または５または６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。