JP5340479B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本願発明は、誘導加熱調理機器に関し、特に鍋などの被加熱体の表面温度を正確に推定するとともに、被加熱体を適正な温度で加熱することができる誘導加熱調理機器に関するものである。

これまでの誘導加熱調理機器において、鍋の表面温度を正確に測定し、これに基づいて加熱コイルに適正な電力を供給することにより、最適な調理方法の実現に対する市場の強い要請があった。そして従来の誘導加熱調理機器の多くは、一般に、トッププレートの下面に直接的に接触させたサーミスタや熱電対など感熱素子（接触式温度センサ）を用いてトッププレートの温度を測定し、熱平衡状態にあるときのトッププレートの温度と鍋の表面温度が一定の関係を有することに基づいて、トッププレートの温度から鍋の表面温度を検知するものであった。

これに対し、たとえば特許文献１に記載の誘導加熱調理機器のように、トッププレートの下方に配置された赤外線センサなどの光センサ（光学式温度センサ）を用いて、トッププレートを介して通過する赤外線などの放射エネルギを測定することにより、鍋の表面温度を検知するものも提案されている。
特開２００４−２２７９７６号公報（図１）

しかしながら、接触式温度センサを用いて測定されたトッププレートの温度は、耐熱ガラスなどで作製されたトッププレートの熱抵抗および熱容量が大きいため、鍋の表面温度をリアルタイムで反映するものではなく、とりわけ加熱開始直後において、トッププレートの温度から検知された鍋の表面温度が実際の鍋の表面温度に遅れて上昇するため、加熱コイルへの給電を適正に制御することはできなかった。

一方、光学式温度センサは、高温物体からの放射エネルギが表面温度の４乗に比例することを利用するものであるところ、特に、通常の実用調理時に鍋の表面が達する温度（約１５０℃）以下の比較的に低い温度においては、鍋の表面からの放射エネルギは非常に小さいため、鍋の表面温度を正確に検知することができなかった。すなわち、光学式温度センサを用いて検知された鍋の表面温度は、とりわけ実用調理温度より低いとき（加熱開始直後）、温度検知精度が低く、接触式温度センサを用いた場合と同様、加熱コイルへの給電を適確に制御することはできなかった。また、光学式温度センサを用いて温度を検知することは、たとえば鍋の表面状態（汚れ、光沢の有無など）により検知精度が損なわれやすく、その他火力や、内容物、周囲環境などにより影響を受けやすく、鍋の表面温度の正確な検知をより困難なものとしていた。

本願発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、被加熱体が所定の間隔（δ_ａ）を隔てて載置されるトッププレートと、前記トッププレートの下方に配置された、前記被加熱体を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、前記トッププレートの下方に配置された、該トッププレートの温度（Ｔ_ｇ）を検出する温度センサと、前記温度センサで検出された前記トッププレートの温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）を算出するとともに、前記間隔（δ_ａ）および該時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）に基づいて、前記被加熱体の表面温度（Ｔ_ｐ）を推定する温度推定回路と、前記温度推定回路で推定された推定温度（Ｔ_ｐ）を用いて前記駆動回路を制御する制御部とを備えた誘導加熱調理器を提供するものである。

本願発明に係る誘導加熱調理器によれば、被加熱体である鍋の表面温度を正確に、かつ応答性よく（リアルタイムで）検知することにより、加熱コイルに適正な高周波電流供給することができる。

本願発明に係る誘導加熱調理器の全体を概略的に図示する斜視図である。 図１の誘導加熱調理器のII−II線から見た拡大断面図である。 図２の破線で示す領域を拡大した拡大部分断面図である。 鍋の実測温度に対し、本願発明によりトッププレートの実測温度に基づいて推定される鍋の推定温度の時間的推移を示すグラフである。 図２の一点鎖線で示す領域を拡大した拡大部分断面図である。 実施の形態１による誘導加熱調理器の回路ブロック図である。 煮沸テストにおいて、鍋の実測温度、食材の実測温度、トッププレートの実測温度、および異なる間隔で推定した鍋の推定温度の時間的推移を示すグラフである。 実施の形態３による誘導加熱調理器１の回路ブロック図である。 実施の形態３による誘導加熱調理器１の図１と同様の概略斜視図であって、変位検知領域を示すものである。 実施の形態３による誘導加熱調理器１の図６と同様の回路ブロック図である。 サーミスタを用いた温度センサの一例である。

１…誘導加熱調理器、２…筐体、３…トッププレート、４…ＩＨ加熱部、５…ラジエント加熱部、６…グリル部、７…操作パネル、８…火力調整ダイヤル、９…液晶表示部、２０…加熱コイル、２５…突出部、２６，２７…突起部、２８…隙間規定用スペーサ（間隔維持手段）、３０…温度センサ、４０…温度推定回路、５０…制御回路、６０…駆動回路、７０…設定機器、８０…警告機器、９０…変位センサ、９２…変位検知領域、９４…保護管（外乱抑制容器または防磁パイプ）、１００…サーミスタ、１０１…高伝熱構造体、１０２…フォルダ、１０３…バネ、１０４…絶縁体、１０５…リブ、Ｐ…被加熱体（鍋、フライパン）、Ｂ…被加熱体の底板、Ａ…空気層。

以下、添付図面を参照して本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態を説明する。各実施の形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（たとえば「上方」および「下方」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものでない。また以下の添付図面において、同様の構成部品については同様の符号を用いて参照する。

実施の形態１．
図１〜図６を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態１について以下詳細に説明する。図１は、本願発明に係る誘導加熱調理器１の全体を概略的に図示する斜視図である。図１に示す誘導加熱調理器１は、概略、筐体２、その上側表面のほぼ全体を覆う耐熱性ガラスなどで形成されたトッププレート３、左右対称的に配置された誘導加熱式の一対のＩＨ加熱部４ａ，４ｂ、輻射加熱式のラジエント加熱部５、および魚などの調理に適したグリル部６を有する。なお各ＩＨ加熱部４ａ，４ｂは、トッププレート３と平行に螺旋状に捲回されてなる加熱コイル２０（図２）を有する。

なお、以下の実施形態において、グリル部６が筐体２の左側に偏って配置された、いわゆるサイドグリル構造を有する誘導加熱調理器１について例示的に説明するが、本願発明は、これに限定されず、グリル部６が筐体２のほぼ中央に配置されたセンタグリル構造を有する誘導加熱調理器、またはグリル部６を具備しない誘導加熱調理器にも同等に適用することができる。
またラジエント加熱部５は、ＩＨ加熱部でもよく、ＩＨ加熱部４ａ，４ｂと同様の構成を有するものであってもよい。

また誘導加熱調理器１は、ユーザがＩＨ加熱部４ａ，４ｂ、ラジエント加熱部５、およびグリル部６を操作するために用いられる操作パネル７および火力調整ダイヤル８ａ，８ｂ，８ｃ、ならびにこれらの制御状態を表示するための液晶表示部９を備える。さらに誘導加熱調理器１は、筐体２の後壁に隣接してトッププレート３上に設けられた吸気孔１０および排気孔１１とを有する。

図２は、図１の誘導加熱調理器１のII−II線から見た拡大断面図であって、被加熱体Ｐ（以下、単に「鍋」という。）がトッププレート３上に載置された状態を示すものである。本願発明に係る誘導加熱調理器１は、トッププレート３の下側表面に当接するように配置されたサーミスタなどの温度センサ３０を有し、トッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）を測定することができる。

なお詳細後述するが、誘導加熱調理器１は、各ＩＨ加熱部４の加熱コイル２０に高周波電流を供給するための駆動回路（インバータ回路）６０と、温度センサ３０で測定されたトッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）から推定された鍋Ｐの表面温度、および火力調整ダイヤル８などによりユーザが設定した「火力」（加熱コイル２０の負荷発熱量）に基づいて、加熱コイル２０に適正な高周波電流を供給するように駆動回路６０を制御する制御回路５０を有する（図６）。

次に図３を参照しながら、本願発明に係る、温度センサ３０で測定されたトッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）から被加熱体Ｐの表面温度の推定する方法（推定原理）について説明する。図３は図２の破線で示す領域を拡大した拡大部分断面図である。
制御回路５０は、ユーザが操作パネル７および火力調整ダイヤル８などを用いて設定した所望の火力に従って駆動回路６０を駆動し、鍋Ｐの下方に設けられた加熱コイル２０に高周波電流を供給すると、加熱コイル２０の周囲における鍋Ｐの底板Ｂを含む交流磁場（閉磁路）が形成される。このとき鍋Ｐの底板Ｂの表面近傍に渦電流が形成され、そのジュール熱により鍋Ｐの底板Ｂが加熱される。すなわち被加熱体である鍋Ｐが直接的に誘導加熱される。

鍋Ｐの底板Ｂが加熱されて生じた熱量は、鍋Ｐに収容された水分など食材Ｆを調理加熱するとともに、底板Ｂの下方にあるトッププレート３にも伝わる。このとき、とりわけ鍋Ｐの底板Ｂ（およびトッププレート３）は、完全に平坦に形成すること（平坦度をゼロとする）ことはできず、微小な湾曲形状を有するため、トッププレート３との間には所定の間隔または隙間（δ_ａ）を有する空気層Ａが形成される。

ここで鍋Ｐの底板Ｂの下面からトッププレート３に伝導する熱量Ｑ_１（すなわち鍋Ｐの底板Ｂの下面とトッププレート３との間に形成される空気層Ａを伝導する熱量Ｑ_１）について考える。このとき熱量Ｑ_１は、一般に、鍋Ｐの底板Ｂの温度（Ｔ_ｐ）とトッププレート３の表面の温度（Ｔ_ａ）との温度差（Ｔ_ｐ−Ｔ_ａ）が大きいほど、両者が対向する面積（Ｓ）が大きいほど、また隙間（δ_ａ）が小さいほど大きい。また熱量Ｑ_１は、空気層Ａの熱伝導率（λ_ａ）にも依存する。したがって、鍋Ｐの底板Ｂの下面からトッププレート３に単位時間あたりに伝導する熱量Ｑ_１は、次式で表される。

さらにトッププレート３に伝導する熱量Ｑ_２は、トッププレート３の上面から下面に伝わる。このとき、耐熱ガラスなどで形成されたトッププレート３を顕熱蓄熱材として見ると、その蓄熱量Ｑ_２は、トッププレート３の質量（Ｍ）、比熱（ｃ_ｇ）および温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）を用いて次式で表される。

ここで、トッププレート３の熱伝導率（λ_ｇ）が無限大である（すなわちＴ_ａとＴ_ｇとが等しい。Ｔ_ａ＝Ｔ_ｇ）と仮定すると、上式（１）および（２）の左辺の熱量Ｑ_１，Ｑ_２（Ｑ_１＝Ｑ_２）が等しいので、これらを連立させて整理すると次式を得ることができる。

Ｔ_ｐ：鍋Ｐの推定温度
Ｔ_ｇ：温度センサで測定されたトッププレートの温度
δ_ａ：鍋Ｐとトッププレートとの間の間隔
ρ_ｇ：トッププレートの密度
ｃ_ｇ：トッププレートの比熱
δ_ｇ：トッププレートの厚み
λ_ａ：空気の熱伝導率
すなわち、上記係数Ｃはトッププレート３により一意的に決まる定数であるので、鍋Ｐの底板Ｂの温度Ｔ_ｐは、鍋Ｐの底板Ｂの下面とトッププレート３との間に形成される空気層Ａの間隔（δ_ａ）、および温度センサ３０が測定するトッププレート３の温度Ｔ_ｇとその時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）を用いて表すことができる。

上述のように、トッププレート３の熱伝導率（λ_ｇ）が無限大であると仮定しても、上式（３）に示す関係が成り立つことを検証するために以下の評価実験を行った。
すなわち、鍋Ｐを加熱コイル２０により誘導加熱した際に、
ｉ）温度センサ３０で測定したトッププレート３の実測温度（Ｔ_ｇ）と、
ii）別の温度センサ（図示せず）で測定した鍋Ｐの実測温度と、
iii)上式（３）で求められた鍋Ｐの推定温度とを比較した。
図４は、上記ｉ）〜iii)の時間的推移をプロットして得たグラフである。このとき空気層Ａの間隔（δ_ａ）が１．５ｍｍに規定されるように、鍋Ｐとトッププレート３との間にスペーサ（厚み１．５ｍｍ）を配置し、加熱コイル２０に２５０秒間高周波電流を供給して鍋Ｐを加熱した後、加熱コイル２０への給電を停止した。

図４のグラフから明らかなように、加熱開始２５０秒経過した時、鍋Ｐの実測温度が２００℃以上に達しているのに対し、温度センサ３０で測定したトッププレート３の実測温度（Ｔ_ｇ）は約７０℃であり、両者において約１３０℃以上の温度差があり、応答性が非常に悪い。
一方、上式（３）で求められた鍋Ｐの推定温度は、加熱開始直後から全般的に鍋Ｐの実測温度に追従性よく近似（推定）している。したがって、上式（３）で規定される本願発明に係る被加熱体温度の推定方法によれば、トッププレート３の実測温度（Ｔ_ｇ）から鍋Ｐの表面温度を極めて精緻に追従性よく推定できることが図４のグラフから確認された。

このようにトッププレート３の構成材料であるガラスの実際の熱伝導率（λ_ｇ）は、約１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるにもかかわらず、これを無限大であると仮定して上式（３）を導出したが、上式（３）に基づいて得られた鍋Ｐの推定温度は、鍋Ｐの実測温度を正確に近似するものであることが確認された。
換言すると、トッププレート３を構成するガラスの密度、比熱、および厚みは、設計事項であり既知である（上記係数Ｃが一意的に決まる）ので、鍋Ｐとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）、トッププレート３の実測温度（Ｔ_ｇ）およびその時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）に基づいて、上式（３）を用いて鍋Ｐの温度を追従性よく（リアルタイムで）正確に推定することができる。

図５は図２の一点鎖線２４で示す領域を拡大した拡大部分断面図である。鍋Ｐの底板Ｂとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）が鍋Ｐの底板Ｂの全体領域においてばらつきが大きいとき、加熱コイル２０の領域（部位）により生じるジュール熱のばらつきも大きくなる。そして鍋Ｐの載置位置により間隔（δ_ａ）が変動すると、上式（３）で得られる鍋Ｐの推定温度も変動することになる。したがって、鍋Ｐの底板Ｂおよびトッププレート３は、高い平坦度を有するように加工することが好ましく、かつ、間隔（δ_ａ）ができるだけ一定となるように維持または規定しておくことが好ましい。

そこで図５に示すように、間隔（δ_ａ）を一定に規定するために、トッププレート３および鍋Ｐの底板を平坦度の高い形状に加工するとともに、鍋Ｐの底板Ｂの周縁部に複数の突出部２５（図５（ａ））または突起部２６（図５（ｂ））を形成してもよい。
択一的には、トッププレート３が複数の位置に突起部２７（図５（ｃ））を設けてもよい。このとき、トッププレート３上に載置される鍋Ｐが位置や、鍋Ｐの大きさは異なるので、トッププレート３上の突起部２７は半径方向のさまざまな位置に配置しておくことが好ましい。またＩＨ加熱部４の中心から放射状に延びるリッジ状のもの（図示せず）であってもよい。

さらに択一的には、鍋Ｐをトッププレート３に載置する際、隙間規定用スペーサ（間隔維持手段）として、一定の厚みを有する平板やリング板２８（図５（ｄ））を鍋Ｐとトッププレート３の間に介在させてもよい。なお、隙間規定用スペーサ２８は、剛性を有する材料または柔軟な材質を用いて構成してもよい。
上記のように鍋Ｐ、トッププレート３、または隙間規定用スペーサ２８（間隔維持手段）を構成することにより、鍋Ｐの底板Ｂとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）を既知の一定の値に規定することができる。

図６は本願発明に係る実施の形態１による誘導加熱調理器１の回路ブロック図である。誘導加熱調理器１は、上述のように、加熱コイル２０に高周波電流を供給するための駆動回路（インバータ回路）６０と、トッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）を測定するサーミスタなどの温度センサ３０と、トッププレート３の実測温度（Ｔ_ｇ）から鍋Ｐの表面温度を推定する温度推定回路４０とを有する。また誘導加熱調理器１は、火力調整ダイヤル８などの設定機器７０によりユーザが設定した「火力」（負荷発熱量）に基づいて、加熱コイル２０に適正な高周波電流が供給されるように駆動回路６０を制御する制御回路５０を有する。本願発明に係る制御回路５０は、上述のように精緻に追従性よく推定された鍋Ｐの温度（Ｔ_ｐ）に関する情報を温度推定回路４０から受け、より適確な高周波電流が供給されるように駆動回路６０を制御するものである。
なお誘導加熱調理器１は、好適には、詳細後述するが、鍋Ｐの推定温度が異常に高温に達した場合など、基準値を越える異常な使用状態であることを検知した場合、制御回路５０からの警告信号を受け、警告をユーザに与えるための警告音を発するビーパーまたは警告表示などを表示する液晶表示部９などの警告機器８０を有する。

図６を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器１の動作について説明する。ユーザにより鍋またはフライパンなどの被加熱体Ｐがトッププレート３上に載置され、操作パネル７および火力調整ダイヤル８などの設定機器７０により火力が設定されると、これに応じて制御回路５０が駆動回路６０を制御して、加熱コイル２０に高周波電流を供給する。加熱コイル２０に高周波電流が供給されると、加熱コイル２０の周りに高周波磁界が発生し、鍋Ｐの底板Ｂに渦電流が発生して、そのジュール熱により鍋Ｐが加熱される。誘導加熱により鍋Ｐの底板Ｂに生じた熱は、鍋Ｐから食材Ｆへ伝達され、食材Ｆが加熱調理される。

一方、鍋Ｐの底板Ｂに生じた熱は、その下方に形成された空気層Ａを介して、トッププレート３に伝わり、トッププレート３を昇温させる。トッププレート３の下方に設けられた温度センサ３０は、継続的にトッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）を測定するとともに、その測定信号を温度推定回路４０に送信する。
そして温度推定回路４０は、上述のように温度センサ３０からの測定信号に基づいて、温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率を算出するとともに、鍋Ｐとトッププレート３との間の既知の間隔（δ_ａ）を用いて鍋Ｐの表面温度を推定し、その信号を制御回路５０に送信する。

制御回路５０は、設定機器７０で設定された入力信号に応じて、制御回路５０に内蔵されたメモリ（図示せず）に記憶された駆動プログラム（デフォルト値）を呼び出し、この駆動プログラムに基づいて駆動回路６０に駆動信号を送信するとともに、必要ならば警告機器８０に警告信号を供給して警告をユーザに与える。

駆動回路６０は、制御回路５０からの駆動信号により、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子を駆動して、適正な高周波電流を加熱コイル２０へ供給して、設定機器７０で設定された入力信号に応じて鍋Ｐへの火力を調整する。また警告機器８０は、制御回路５０からの警告信号に基づいてユーザに警告を与える。

以上のように、本願発明に係る制御回路５０は、上記一連の動作において、設定機器７０からの設定信号および温度センサ３０からの測定信号を反復的にモニタすることにより、ユーザが所望する調理状態を維持するように駆動回路６０を制御することができる。

従来技術によれば、図４のグラフに示すように、トッププレートの実測温度（Ｔ_ｇ）が鍋Ｐの実測温度に応答性よく推移しないので、正確な鍋Ｐの温度をリアルタイムで検知することができず、ユーザが所望する調理状態を必ずしも実現するものでなかった。たとえば鍋Ｐの実際の温度は十分高く、食材Ｆは沸騰しているにも拘わらず、鍋Ｐをさらに過剰に加熱して、吹きこぼれが生じるおそれがあった。

しかしながら本願発明によれば、トッププレートの実測温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）を新たなパラメータとして用いることにより、鍋Ｐの推定温度の応答性を高め、かつ実際の鍋Ｐの温度により近似して推定することができるので、ユーザは所望する調理状態を追随性よく把握することができる。

なおトッププレート３は、一般には、透光性を有するガラス板が用いられるが、本願発明においてサーミスタなどの接触式の温度センサを用いる場合、非透光性のガラス板を用いてもよく、同様に鍋Ｐの温度を正確に応答性よく検知することができる。したがって、本願発明によれば、トッププレート３の表面に非透光性の皮膜（塗料）を形成して、デザイン性を向上させることができ、またトッププレート３を着色ガラス材料、樹脂材料、セラミック材料およびクラッド材（たとえば表面はガラスで背面は樹脂などで形成された積層構造体、ガラス基材樹脂積層板）などを用いて作製し、耐熱性および耐衝撃性を改善することもできる。

特に樹脂材料およびセラミック材料は、その耐衝撃性および成形性が優れており、トッププレート３の割れ（破砕）を抑制することができ、さまざまな形状（凹形状、凸形状、角部に湾曲形状など）を有するトッププレート３を容易に作製することができ、さらにトッププレート３の周縁部（図示せず）に設けた枠部材と一体に形成することができるので、部品点数を削減し、製造コストを低減することもできる。

また成形性が優れた材料を用いてトッププレート３を作製することにより、トッププレート３の表面上において、鍋Ｐの適正な載置位置を示すためのガイドや、食材Ｆが吹きこぼれた際に水分を誘導するためのガイドまたは流路などを構成する凹凸を容易に形成することができる。さらに、トッププレート３上に点字を形成することにより、視覚障害者でも利用しやすい誘導加熱調理器１を提供することができる。

ここで鍋などの被加熱体Ｐに収容される食材とは、水、だし汁、油、野菜、肉、魚などの食品をいう。また被加熱体Ｐとは、誘導加熱により発熱することができる鍋、フライパン、やかんなど、上記食材を収容するためのものをいう。

設定機器７０とは、上述の操作パネル７および火力調整ダイヤル８の他、電源のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、調理モード、火力モードまたは鍋温度の選択スイッチなど、ユーザが誘導加熱調理器１の駆動状態を設定するための信号を制御回路５０に入力するものをいう。

たとえば調理モードの選択スイッチを用いて、制御回路５０のメモリ内に事前に記憶された数多くのメニュの中から炊飯調理モードを選択入力したとき、本願発明による温度推定回路４０により推定された鍋Ｐの温度（Ｔ_ｐ）に基づいて、同様にメモリ内に格納された炊飯調理モードの調理プログラムに応じて火力調整するようにしてもよい。また調理モードの選択スイッチで揚げ物調理モードを選択し、さらに鍋温度の選択スイッチを用いて鍋温度を「１８０」℃に設定して、油の温度が一定に維持されるように火力調整することもできる。

また誘導加熱調理器１は、設定機器７０として、電子記憶媒体（ＳＤカード、ＵＳＢ）を受容するスロットや、外部のＰＣや携帯電話等との通信を可能にする通信手段（通信ケーブル、赤外線センサ）を有するものであってもよい。

警告機器８０とは、上記液晶表示部９の他、合成音声、ビープ音、メロディなどのサウンドを利用して、あるいはライトの点灯／点滅など光を利用して、安全基準を逸脱した場合の警告や調理状況をユーザに通知するものをいう。また、ユーザが設定機器７０で設定した鍋Ｐの温度と比較できるように、液晶表示部９において実際の鍋Ｐの温度をリアルタイムで表示するようにしてもよい。さらに、液晶表示部９で調理の進捗状況を表示するようにしてもよい。

本願発明に係る温度センサ３０として、サーミスタ（半導体の電気抵抗が温度により変化する特性を利用して温度を推定するもの）の他、トッププレート３の温度を測定できるものであれば任意のもの（接触式温度センサおよび光学式温度センサ）を利用することができる。接触式温度センサは、たとえば熱電対（性質の異なる２種類の金属線の一端を接合した温度センサで接合部に温度を加えると両端の温度差に応じて発生する微弱な熱起電力を利用して温度を推定するもの）、測温抵抗体（物質が金属の場合、温度に比例して電気抵抗が大きくなる特性を利用して温度を推定するもの）、放射温度計（物体が放射している赤外線エネルギを赤外線センサで受け、基準温度補正、放射率補正などをほどこして温度を推定するもの）などであってもよい。また光学式温度センサの放射温度計を用いて，鍋Ｐの温度を測定する場合には、トッププレート３の下面に赤外光の透過を抑制する皮膜（塗装など）を形成してもよい。

実施の形態２．
図７を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態２について以下詳細に説明する。実施の形態１に係る誘導加熱調理器１は、間隔（δ_ａ）を規定するために既知の厚みを有する突出部２５、突起部２６，２７または隙間規定用スペーサ２８を鍋Ｐとトッププレート３との間に介在させるものであったが、実施の形態２の誘導加熱調理器１は、使用される鍋Ｐごとに煮沸テストを行って適正な間隔（δ_ａ）を計測して、記憶しておく点を除き、実施の形態１の電磁調理器１と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。

上述のように、実施の形態２の誘導加熱調理器１は、新規の鍋Ｐを実際に使用する前に、あらかじめ煮沸テストを行い、適正な間隔（δ_ａ）を計測し、記憶しておくように構成されている。

まず煮沸テストについて以下説明する。鍋Ｐに水を入れて一定の火力で鍋Ｐを加熱する。鍋Ｐに収容された水の温度は徐々に上昇して１００℃に達した後においては、水は沸騰状態（１００℃）に維持され、鍋Ｐの底板Ｂで生じるジュール熱はすべて水の気化熱として消費されるので、鍋Ｐの底板Ｂの温度も一定の値に収束する。

図７は、水を入れた鍋Ｐを約１２分間一定の火力で加熱したときの水の実測温度、温度センサ３０で実測したトッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）、別の温度センサ（図示せず）で実測した鍋Ｐの温度の時間的推移をプロットしたグラフである。また図７は、３種類の推定温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の推移をプロットしている。

図７のグラフにおいて、水の温度は１３０秒後に１００℃の沸騰状態に達し、同様に鍋Ｐの実測温度も１３０秒までは急峻に上昇した後、熱平衡状態となってほぼ一定の温度（約１３５℃）に維持される。トッププレートの実測温度（Ｔ_ｇ）は、図４のグラフと同様、緩やかに上昇するが、約１２分後には鍋Ｐの実測温度（約１３５℃）に達する。

一方、３種類の推定温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、トッププレート３の実測温度（Ｔ_ｇ）およびその時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）に基づいて、上式（３）を用いて鍋Ｐの温度を推定したものであるが、鍋Ｐとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）について互いに異なる値を用いたものである。すなわち推定温度Ｔ１は、実際より大きい間隔（δ_ａ）を用いて推定されたものであって、ピーク（極大点）を越えた後、実質的な時間が経過した後、鍋Ｐの実測温度に収束し、推定温度Ｔ２は、実際より小さい間隔（δ_ａ）を用いて推定されたものであって、鍋Ｐの実測温度に漸近するまでに相当の時間を要した。

これに対し、推定温度Ｔ３は、実際の間隔（δ_ａ）に最も合致した値を用いて推定されたものであって、最も速やかに（１３０秒後に）鍋Ｐの実測温度に収束している。

換言すると、煮沸テストにおいて、上式（３）による推定温度が最短時間で所定の温度（平衡状態にある鍋Ｐの実測温度）に収束するときの間隔（δ_ａ）が、鍋Ｐとトッププレート３との間の実際の間隔を表すものと考えられる。
具体的には、温度推定回路４０は、推定温度（Ｔ_ｐ）が所定の温度に収束すると判断されるまでの時間（たとえば推定温度の１０秒間の変動が所定の温度に対してプラスマイナス１℃の範囲で推移すると判断されるまでの時間）が最も短くなるような間隔（δ_ａ）を決定し、これを鍋Ｐの固有の特性として、鍋Ｐに関連付けて温度推定回路４０に内蔵するメモリ（図示せず）に記憶する。

こうして一旦鍋Ｐに関連付けられ、メモリに記録された間隔（δ_ａ）は、煮沸テスト後の使用に際して、設定機器７０により鍋Ｐが特定されると、温度推定回路４０に呼び出される。そして温度推定回路４０は、煮沸テストで鍋Ｐに対して個々に計測された間隔（δ_ａ）、トッププレート３の実測温度（Ｔ_ｇ）およびその時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）に基づいて、上式（３）を用いて鍋Ｐの表面温度を精緻に推定することができる。

再び図７を参照すると、鍋Ｐに収容された水は、約１３０秒までは大きな温度勾配で温度上昇していたが、約１３０秒以降は温度勾配が０となり、その温度は１００℃（沸騰）で維持されている。本願発明に係る適正な間隔（δ_ａ）を用いた推定温度は、約１１０〜約１３０秒において緩やかな温度上昇勾配で温度変化するものの、鍋Ｐの実測温度に呼応して変化している。

また、鍋Ｐの温度は約１００秒までは大きな温度勾配で温度上昇していたが、約１００秒以降は温度勾配がほぼ０で、その温度は１３５℃で収束している。これらは、約８０〜約１００秒までサブクール沸騰が発生し、約１００秒以降では飽和沸騰になったことを示しており、時間のずれはあるものの鍋Ｐの実測温度、水の実測温度、および本願発明に係る鍋Ｐの推定温度は、沸騰が開始したとき温度勾配が０になる。したがって本願発明によれば、推定される温度の温度勾配が急変した場合または温度勾配がほぼ０になったときに沸騰開始として検知することができる。

こうして上記沸騰検知により、実調理、湯沸し、煮沸消毒などにおいて沸騰状態を検知し、制御回路５０により加熱コイル２０を最適に駆動して火力調節することにより、過剰な加熱を防止し、省エネ性を向上させることができ、吹きこぼれや液飛散などを抑制することができる。

上述のように、本願発明によれば、煮沸テストにおいて、水を満たした鍋Ｐをトッププレート３上に載置し、加熱コイル２０により加熱し、温度センサ３０で検知された温度をもとに鍋Ｐの底板Ｂとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）を推定し、鍋Ｐの特性として記憶するので、煮沸テスト後の実際の調理において、係る鍋Ｐの適正な間隔（δ_ａ）を利用して、鍋Ｐの表面温度を正確に推定することができる。

また図７に示す３つの異なる間隔（δ_ａ）をもとに予測した過渡温度変化より、適正な間隔（δ_ａ）を用いた場合は、沸騰開始後の温度上昇勾配は０になり一定の温度を示すが、実際より大きな隙間を用いた場合は、オーバーシュート後に下に凸の曲線にて低下しつつ鍋Ｐの実測温度に漸近する。逆に実際より小さな隙間を用いた場合には、沸騰前後の温度上昇の勾配変化が緩やかになり、上に凸の曲線にて上昇しつつ鍋Ｐの実測温度に漸近する。このように、適正でない隙間を用いた場合、沸騰後においても温度変化することから、この関係を用いて隙間を補正することができる。

このように、それぞれの鍋Ｐに対して、あらかじめ煮沸テストを行うことにより、鍋Ｐに固有の間隔（δ_ａ）を計測し、記憶することにより、実際に料理するときにその記憶データを用いて鍋Ｐの温度を精度よく計測することができる。また、定期的に計測し、記憶データを更新することにより、鍋Ｐの変形や汚れの付着など鍋Ｐの経時変化による誤差を小さくすることができる。

また、通常の鍋Ｐの底板Ｂとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）は、０．３から０．８ｍｍ程度で、規定値（デフォルト値）として０．５ｍｍと設定することにより、実際の使用に適した温度検知が可能である。鍋Ｐの底板Ｂが当初から変形している場合（反り鍋など）や使用により変形した場合には、たとえば設定機器７０に設けた校正用ボタン（図示せず）を押し、特定の鍋Ｐだけ上記煮沸テストにより校正してもよい。この操作を鍋ａ，鍋ｂ，鍋ｃなどについて記憶し、実際に使用したい鍋Ｂの設定を設定機器より読み出すことにより、それぞれの鍋Ｐに適した温度検知を行うことができる。
なお、上記手法は、煮沸テストとして予め校正する手法として記載したが、実調理時にも実施することができ、随時間隔（δ_ａ）を最適化してもよい。

また、上記煮沸テストによれば、図７に示すように、鍋Ｐに収容された内容物が沸騰するまでの時間、すなわち水を煮沸させるために鍋Ｐに加えた熱量全体（規定加熱量Ｑ_０）、および内容物と鍋Ｐの底板Ｂの温度との差（ΔＴ_ｐ０）、すなわち規定加熱量（Ｑ_０）に対する底板Ｂの過熱度（ΔＴ_Ｐ０）を知ることができる。このとき、鍋Ｐに加えた任意の加熱量（Ｑ）に対する底板Ｂの過熱度（ΔＴ_Ｐ）を次式により推定することができる。

ここで指数（ｎ）は、０．５〜０．９の値であり、好ましくは０．６〜０．８の値であって、煮沸テストにより予め決定することができる。
したがって、上式（４）におけるパラメータである規定加熱量（Ｑ_０）、底板Ｂの過熱度（ΔＴ_Ｐ０）、指数（ｎ）を図示しないメモリに予め記憶しておくことにより、任意の加熱量（Ｑ）を加えたときの底板Ｂの温度（ΔＴ_Ｐ）を、上式（４）より推定することができる。こうして鍋Ｐの底板Ｂの温度ではなく、食材Ｆの温度としてユーザに伝達するようにしてもよい。

さらに、上記煮沸テストにおいて、鍋Ｐの底板Ｂとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）を推定するのではなく、実際より大きな任意の隙間を仮定して、鍋Ｐの温度を推定し、図７に示すように推定温度が低下（オーバーシュート）し始めたときに、鍋Ｐに収容された内容物が沸騰し始めたものと判断することができる。この推定温度の低下により、沸騰開始を推定することができ、さまざまな制御の判断基準として利用することができる。
また、トッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）が極大値を示したことを、沸騰開始の推定基準としてもよい。なお、時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）の精度が重要であることから、平均化処理を施した方が好ましい。特に、トッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）を平均化して、時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）を算出することにより、予測精度を向上させることができる。

実施の形態３．
図８を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態３について以下詳細に説明する。実施の形態２に係る誘導加熱調理器１は、煮沸テストにより個々の鍋Ｐに対する間隔（δ_ａ）を計測するものであったが、実施の形態３の誘導加熱調理器１は、間隔（δ_ａ）を計測する変位センサ９０をトッププレート３の下方に別途設ける点を除き、実施の形態１の電磁調理器１と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。

図８は本願発明に係る実施の形態３による誘導加熱調理器１の回路ブロック図である。図示のように、実施の形態３による誘導加熱調理器１は、トッププレート３の下方において、鍋Ｐの底板Ｂとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）を計測する変位センサ９０を有し、計測された間隔信号は温度推定回路４０に入力される。すなわち実施の形態３の誘導加熱調理器１によれば、変位センサ９０を用いて調理開始前または調理中に間隔（δ_ａ）を直接的に計測し、鍋Ｐの温度を正確に推定することができる。したがって、実施の形態２とは異なり、煮沸テストを事前に行う必要もなく、トッププレート３との間の間隔（δ_ａ）が未知のすべての鍋Ｐについて、上式（３）を用いて鍋Ｐの温度を精緻に推定することができる。

なお本願発明に係る変位センサ９０は、鍋Ｐとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）を推定できるものであれば任意のものを採用することができ、たとえば渦電流式、共焦点測定方式、三角測距方式、オートコリメート方式、レーザ非接触式、超音波式、静電容量式の変位センサ９０であってもよい。これらの各方式による変位センサについて概略的に以下説明する。

渦電流式の変位センサは、センサヘッド内部のコイルに高周波電流を流し、発生した高周波磁界を発生し、この磁界内に対象物（鍋Ｐ）があると、対象物表面に磁界の通過と垂直方向の渦電流が流れ、対象物との距離に依存して、この渦電流によるエネルギ損失が変化し、この渦電流損失による発信状態の変化を検出して、距離を推定するものである。

共焦点測定方式の変位センサによれば、レーザ光が音叉により高速に上下する対物レンズを通過し、対象物上で焦点を結び、その反射光がピンホールの位置で一点に集光され受光素子に入光し、その瞬間の対物レンズの位置をセンサで測定することにより、距離を推定することができる。

三角測距方式の変位センサは、投光されたレーザ光が対象物の表面で拡散反射し、その反射光の一部を受光レンズで集光してＣＣＤ上に結像させ、対象物が変位すると、拡散反射光の集光する角度が変化し、ＣＣＤ上の結像位置が移動するが、その結像位置を検知することにより距離を推定するものである。

オートコリメート方式の変位センサにおいては、レーザ発光素子から照射後、コリメータレンズで平行に変換された平行レーザ光が、対象物に反射し、受光レンズで集光され、そのレンズの焦点距離上にあるＣＣＤ素子に結像する。このときの結像位置は、照射レーザ光と対象物の構成角によって変化するため、対象物の傾きが変化するとＣＣＤ上の結像位置も変化する。そして、この変化量を角度換算して距離を推定することができる。

レーザ非接触式の変位センサにおいては、レーザ光源から出た広波長帯域の光がヘッド内部の参照面で一部反射し、透過した光が対象物で正反射してヘッド内に返る。このとき２つの反射光は互いに干渉し、各波長の干渉光強度は参照面と対象物間の距離によって定まっており、波長の整数倍のとき極大となる。干渉光を分光器で波長ごとに分光することにより、波長の光強度分布が得られ、これを波形解析することにより、距離を推定することができる。

超音波式の変位センサは、センサヘッドから超音波を発信し、対象物で反射してくる超音波を再度センサヘッドで受信し、この音波の発信から受信までの時間を計測し距離を推定するものである。

静電容量式の変位センサは、対象物に電場を印加すると距離の逆数にて静電容量が変化するので、この静電容量の変化を利用して距離を推定するものである。

なお、上記変位センサの中でも、トッププレート３上の汚れや液こぼれなどの影響がない、非光学系の変位センサを採用することが好ましい。
また、誘導加熱調理器１では、渦電流センサまたは静電容量センサに相当する加熱コイル２０が搭載されているので、加熱コイル２０をそれら変位センサとして利用してもよい。さらに、多重配置の加熱コイル２０の１つの加熱コイル２０を、上記変位センサ９０および加熱コイル２０を兼用させるように使用してもよい。

温度センサ３０は、温度検知精度を改善するためには、変位センサ９０で間隔（δ_ａ）を測定した位置に、すなわち変位センサ９０に近接して配置することが好ましい。
また鍋Ｐには、加熱コイル２０に対する載置位置などにより、食材（特に水分）が沸騰しやすい領域（沸騰領域）と、沸騰しにくい領域（非沸騰領域）が形成され、沸騰領域の方が非沸騰領域より多くの気化熱が奪われて低温になるので、鍋Ｐの底板Ｂの全体において、温度分布にばらつきが生じることがある。そこで温度センサ３０は、加熱コイル２０に対向する複数の位置において数多く（複数）設けておくことが好ましい。

さらに変位センサおよび温度センサ３０は、加熱コイル２０の内径より内側に設けられることが好ましい。一般に使用される鍋Ｐはさまざまな大きさ（直径）を有するが、小さな直径の鍋Ｐでも精度よく温度検知するために、変位センサおよび温度センサ３０は、好適には加熱コイル２０の中心から半径６０ｍｍ以内に配置し、より好適には加熱コイル２０のほぼ中心に配置する。

択一的には、変位センサ９０を加熱コイル２０の内径より内側に設けるのではなく、図９に示すように、ＩＨ加熱部４（およびラジエント加熱部５）の外側に配置してもよい。
この誘導加熱調理器１は、鍋Ｐとトッププレート３との間の間隔（δ_ａ）を測定するための変位検知領域９２を有し、変位センサ９０が変位検知領域９２のほぼ中央であってトッププレート３の下方に配置されている。ユーザは、鍋Ｐを用いて調理加熱する前に鍋Ｐを変位検知領域９２に載置し、図示しない計測スイッチを押下することにより間隔（δ_ａ）を自動計測し、誘導加熱調理器１は温度推定回路４０または制御回路５０のメモリ内に間隔（δ_ａ）を記憶する。その後、ユーザは鍋ＰをＩＨ加熱部４の上に移動させて調理加熱を開始し、誘導加熱調理器１はメモリ内に記憶された間隔（δ_ａ）を用いて鍋Ｐの温度を推定する。

このように変位センサ９０を比較的に低温に維持される変位検知領域９２の下方に配置したので、耐熱温度のより低い（より安価な）変位センサを利用することができる。また複数のＩＨ加熱部４を有する誘導加熱調理器１であっても、単一の変位センサ９０を共有化することができ、筐体２内のスペースを有効活用し、加熱コイル２０より内側に設けた場合に比して煩雑な回路配線を回避することができる。
なお、この場合、ユーザが変位検知領域９２内に鍋Ｐを載置しやすくするために、トッププレート３に変位検知領域９２を示す図形などのマーキングを表示することが好ましい。

一方、温度センサ３０および変位センサ９０は、とりわけ加熱コイル２０の内径より内側に設ける場合、加熱コイル２０による強磁場および高温雰囲気に曝されるので、図１０に示すように保護管（外乱抑制容器または防磁パイプ）９４で包囲して、強磁場および高温雰囲気から保護することが好ましい。温度センサ３０および変位センサ９０は別個の保護管９４に収容してもよいが、隣接して配置される場合は単一の保護管９４で保護するようにしてもよい。保護管９４は、加熱コイル２０からの高周波磁場を抑制して、温度センサ３０および変位センサ９０を保護するためのものであるので、防磁効果があり誘導加熱されにくい銅、アルミニウム、フェライトなどを用いて形成される円筒管であることが好ましい。
なお、保護管９４は継ぎ目のない銅管であることが好適であり、その厚みは０．８ｍｍ以上で、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。また、保護管９４は強磁場また加熱コイル２０からの輻射熱により高い温度に曝されるため、温度センサ３０および変異センサ９０との間に空隙を設けることが好ましい。たとえば、保護管９４の内面にスペーサやリブなどを介してセンサと接触し、可能な限り接触面積を小さくすることが好ましい。

また、温度センサ３０および変位センサ９０から温度推定回路４０へ信号を送信する配線は、寄り線または被覆付き配線を採用し、またはフェライト棒に複数回捲回することにより、高周波磁場に起因するノイズ（外乱）を抑制して、より正確に測定されたトッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）および間隔（δ_ａ）に基づいて鍋Ｐの温度を推定することが好ましい。

さらに、サーミスタなどの接触式温度センサ３０は、通常、トッププレート３との間の接触熱抵抗を極力低減するために、できるだけ広い接触面積でトッププレート３と接触する高伝熱構造体（たとえばアルミニウム）の中に埋め込まれるように構成されているが、高伝熱構造体に代わって、高周波磁場により誘導加熱されない材料（たとえばセラミック、樹脂など）の中に埋設されることが好ましい。これにより、温度センサ３０が高温になることを防止し、トッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）をより正確に測定することができる。

ここで、温度センサ３０としてサーミスタ１００を用いた一例を図１１に示す。図１１（ａ）はサーミスタ１００とその周辺部分の側方断面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＢ−Ｂ断面図を示し、図１１（ｃ）は図１１（ａ）中のＣ−Ｃ断面図を示す。図１１（ａ）に示すように、サーミスタ１００は高伝熱構造体１０１に収容され、高伝熱構造体１０１は樹脂製のフォルダ１０２を用いてコイルベースに取り付けられている。またフォルダ１０２はフォルダ鍔１０２ａを有し、高伝熱構造体１０１をトッププレート３に押圧するために、フォルダ鍔１０２ａを上方に付勢するばね１０３が設けられている。本発明に係る一態様によれば、フォルダ１０２の外径より大きな内径を有する保護管９４が設けられている。なお、保護管９４と高伝熱構造体１０１との間を絶縁するために絶縁体１０４（例えば、マイカ板など）を設けることが好ましく、また図１１（ｂ）および（ｃ）に示すように、フォルダ外壁１０２ｂおよびフォルダ鍔１０２ａに複数のリブ１０５を設け、保護管９４とフォルダ１０２との間に空隙を設けるとともに、保護管９４とフォルダ１０２の接触面積を小さくすることが好ましい。

また温度センサ３０は、とりわけ加熱コイル２０に近接して配置される場合、加熱コイル２０からの輻射熱により昇温する。そこで、上記保護管９４に加えて、またはこれに代わって、温度センサ３０の周りに加熱コイル２０からの伝熱を遮断するための断熱材（図示せず）を配設してもよい。この場合、温度センサ３０と断熱材の間に隙間を設け、隙間に空気（風）を流すことにより冷却するようにしてもよい。

本願発明に係る誘導加熱調理器１によれば、温度推定回路４０により正確に応答性よく推定された鍋Ｐの表面温度に基づいて、制御回路５０は、さまざまな異常モード（発火、油煙、突沸、吹きこぼれ、空焚き、焦げつきなど）を検知し、駆動回路６０を非常停止または火力低下（段階的低下も含む）を行うことができるので、調理時の安全性を向上させることができる。

たとえば揚げ物調理に際して、鍋Ｐの温度が所定の温度を越えると、油が発火する。特に油量が少ない場合に温度上昇しやすく、発火しやすい。したがって、このとき温度推定回路４０で求められたトッププレート３の温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）が所定の正の閾値を越えたとき、制御回路５０は、油が発火する可能性があると判断して、駆動回路６０を非常停止させる。

また吹きこぼれが発生すると、トッププレート３の温度は急激に下がる。このとき同様に、温度推定回路４０で求められた時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）が所定の負の閾値を越えたとき、制御回路５０は、吹きこぼれがあったと判断して、加熱コイル２０に供給される高周波電流を抑制するように駆動回路６０を制御する。

さらに焦げ付きが発生した場合、鍋Ｐの底板Ｂに食材Ｆの炭化物による皮膜が形成され、食材Ｆに熱が伝わりにくくなり、鍋Ｐの温度が徐々に上昇する。制御回路５０は、推定された鍋Ｐの温度が所定の温度より高くなったとき、または温度上昇し続けるとき、制御回路５０は、加熱コイル２０への給電を停止または抑制する。

また本願発明に係る誘導加熱調理器１によれば、上記異常モードが検知された場合に、上記警告機器８０を用いて、ユーザに警告を与えることができる。ユーザが誘導加熱調理器１から離れた場合に特に有用である。

たとえば上記異常モードを検知したとき、制御回路５０はさまざまな警告機器８０を制御して、ビープ音を発し、合成音声を出力し、警告灯を点灯または点滅させ、あるいは液晶表示部９に警告表示させることができる。これにより制御回路５０は、異常モードが検知された際には、速やかにユーザに通知して注意を喚起するとともに、加熱コイル２０への給電を停止または抑制してより高い安全性を実現することができる。

さらに本願発明に係る誘導加熱調理器１によれば、制御回路は、火力調整ダイヤル８などで設定された鍋Ｐの温度と、上式（３）で精緻に推定された鍋Ｐの温度を比較した上で、最適な火力で加熱するように駆動回路６０を制御することができる。また液晶表示部９上には、従来技術のように設定された鍋Ｐの温度ではなく、実際の温度をリアルタイムで表示することができるので、ユーザの希望する調理方法に即した火力調節を実現し、より容易においしい料理の完成を支援することができる。

たとえば、揚げ物調理においてじっくり火を通したい場合は１６０℃に設定し、表面をこんがりと揚げたい場合は２００℃に調節し、ミルクやお茶などを加熱する場合は一旦沸騰させた後、約７０〜９０℃になるように調節する。まち煮込み料理時においては煮込み具材が６０℃に維持されるように調節し、みそ汁などを加熱する場合には沸騰させない程度の温度に調節する。このように、ユーザはそれぞれの調理方法に適した温度を設定することができ、従来のユーザの感覚に頼った火力調整する必要が無く、美味しい調理を行うことができる。また従前、鍋Ｐに収容された食材Ｆの内容量により火力調整しなければならなかったが、鍋Ｐの温度を正確に推定し、これに基づいて火力調節することができるので、食材Ｆの内容量に応じた火力調整は不要であり、より容易に調理することができる。

また、卵焼き、目玉焼き、ハンバーグ、クレープ、餃子などを調理する場合、予熱したフライパンＰに食材を入れるとき、事前にフライパンＰの温度を設定することにより、異常温度に達する空焚きを未然防止しつつ、フライパンＰを適正かつ安全な予熱温度に維持することができる。

さらに、おでんなどの煮込み料理を調理する場合、または熱燗やミルクなど低温で加熱保温した場合においても鍋Ｐの温度を正確に推定できるので、確実に所望する温度に設定することができる。

加熱開始当初、食材Ｆが沸騰していない状態（非沸騰状態）にあるとき、鍋Ｐと食材Ｆの温度上昇率（ｄＴ／ｄｔ）は、これらの熱容量Ｃと投入加熱量Ｑにより、次式で表される。

そこで推定された鍋Ｐの温度の時間変化率（ｄＴ／ｄｔ）および投入された電力に基づいて、鍋Ｐと食材Ｆの熱容量を推定する回路を設けることにより、沸騰状態になるまでの時間を推測して表示することができ、ユーザは、食材Ｆを鍋Ｐに入れるタイミングや、調理完了時間を知ることができ、効率よく調理を行うことができる。また、最適な加熱制御により、調理時間の制御し短縮することもできる。

また誘導加熱調理器１は、炊飯などの特定のメニュを選択可能にしたメニュ選択機器（図示せず）を設け、選択されたメニュに対して調理時間および火力が設定された調理プログラムを制御回路５０の内臓メモリ内に記憶しておき、この調理プログラムに従って調理時間および火力を自動的に制御する（「おまかせ調理」を行う）ものであってもよい。

さらに誘導加熱調理器１は、外部メモリを着脱可能にした増設メモリスロット（ともに図示せず）を有し、外部メモリに格納された調理プログラムに従って「おまかせ調理」を行うものであってもよい。この場合、外部メモリに格納された調理プログラムは、ＰＣまたは適当な電子記憶媒体から自在に変更または更新することができ、最新の調理方法や、プロの調理方法、自分好みの調理方法を容易に再現することができる。

必要ならば、合成音声出力機器または動画表示機器（ともに図示せず）を設けることにより、ユーザは、事前に記憶された調理プログラムの調理手法および手順の案内について指示を受けながら、実際の調理を楽しむこともできる。同様にユーザは、これらの機器を利用して、調理中に好きな音楽を聴きながら調理することもできる。

なお、沸騰熱伝達による過熱度（伝熱壁と水の沸点との温度差）は熱流束（単位面積当たりの伝達熱量）により関連付けられる。すなわち、任意の火力時の鍋Ｐの温度（水の沸点に上記過熱度を加算した温度）は既知であり、上記説明してきた鍋Ｐの温度は火力に関連付けられた過熱度を考慮することにより、鍋Ｐに収容された食材Ｆの温度にすることができ、上述してきた鍋Ｐの温度は食材Ｆの温度として表示、設定、制御することができる。

なお、上記した温度推定法に関して、推定値に補正項を考慮してもよい。補正項としては、送風による冷却項（例えば、関数ｆ（Ｔ_ｇ，Ｔ_air）、ここでＴ_airは冷却風の温度）、誘導加熱コイルからの輻射項（例えば、関数ｆ（Ｔ_ｇ，Ｔ_ｃ）、ここでＴ_ｃは誘導加熱コイルの温度）、温度センサと天板の接触熱抵抗（例えば、関数ｆ（Ｔ_ｇ，Q））などである。したがって、冷却風の温度（Ｔ_air）および誘導加熱コイルの温度（Ｔ_ｃ）を計測する手段を有する方が好ましい。

Claims (14)

1. 被加熱体が所定の間隔（δ_ａ）を隔てて載置されるトッププレートと、
   前記トッププレートの下方に配置された、前記被加熱体を誘導加熱する加熱コイルと、
   前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動回路と、
   前記トッププレートの下方に配置された、該トッププレートの温度（Ｔ_ｇ）を検出する温度センサと、
   前記温度センサで検出された前記トッププレートの温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）を算出するとともに、前記間隔（δ_ａ）および該時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）に基づいて、前記被加熱体の表面温度（Ｔ_ｐ）を推定する温度推定回路と、
   前記温度推定回路で推定された推定温度（Ｔ_ｐ）を用いて前記駆動回路を制御する制御部とを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 温度推定回路は、次式により被加熱体の表面温度（Ｔ_ｐ）を推定することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
   

   

   Ｔ_ｐ：温度推定回路で推定された被加熱体推定温度
   Ｔ_ｇ：温度センサで検出されたトッププレートの温度
   δ_ａ：被加熱体とトッププレートとの間の間隔
   ρ_ｇ：トッププレートの密度
   ｃ_ｇ：トッププレートの比熱
   δ_ｇ：トッププレートの厚み
   λ_ａ：空気の熱伝導率
3. 温度推定回路は、水を収容した被加熱体を加熱した際に推定した被加熱体の推定温度（Ｔ_ｐ）が最短時間で所定の値に収束するときの間隔を、被加熱体とトッププレートとの間の間隔（δ_ａ）と推定することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 温度推定回路は、推定された間隔（δ_ａ）を被加熱体に関連付けて記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱調理器。
5. 加熱コイルからの高周波磁場を抑制するための保護管を温度センサの周囲に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の誘導加熱調理器。
6. 温度センサの周囲に断熱部材が配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の誘導加熱調理器。
7. 被加熱体とトッププレートとの間の間隔を一定に維持する間隔維持手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の誘導加熱調理器。
8. トッププレートの下方に配置され、被加熱体と該トッププレートとの間の間隔（δ_ａ）を計測する変位センサを有することを特徴とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
9. 変位センサが加熱コイルの中心から半径６０ｍｍ以内の範囲に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の誘導加熱調理器。
10. 変位センサは、トッププレートの下方であって加熱コイルが配置されない変位検知領域内に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載の誘導加熱調理器。
11. 保護管が銅製であり、厚みが０．８ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱調理器。
12. 任意の間隔（δ_ａ）を仮定し、上式（６）を用いて推定した温度（Ｔ_ｐ）が極大値を示した以降において沸騰したと判断し、所定の制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱調理器。
13. 絶縁板に対して所定の間隔（δ_ａ）を隔てて配置された被加熱体を加熱するステップと、
    絶縁板を介して被加熱体に対向する温度センサを用いて、絶縁板の温度（Ｔ_ｇ）を検出するステップと、
    温度センサで検出された絶縁板の温度（Ｔ_ｇ）の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）を算出するステップと、
    間隔（δ_ａ）および温度の時間変化率（∂Ｔ_ｇ／∂ｔ）に基づいて、被加熱体の表面温度（Ｔ_ｐ）を推定するステップと、
    温度推定回路で推定された推定温度（Ｔ_ｐ）を用いて被加熱体への加熱を制御するステップとを有することを特徴とする加熱制御方法。
14. 次式により被加熱体の表面温度（Ｔ_ｐ）を推定するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の加熱制御方法。
    

    

    Ｔ_ｐ：被加熱体の推定温度
    Ｔ_ｇ：温度センサで検出された絶縁板の温度
    δ_ａ：被加熱体と絶縁板との間の間隔
    ρ_ｇ：絶縁板の密度
    ｃ_ｇ：絶縁板の比熱
    δ_ｇ：絶縁板の厚み
    λ_ａ：空気の熱伝導率

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