JP2010027314A

JP2010027314A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2010027314A
Application number: JP2008185464A
Authority: JP
Inventors: Mitsuteru Kawamura; 光輝川村
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-17
Also published as: JP5033728B2

Abstract

【課題】
誘導加熱調理器において、トッププレートを介して鍋の加熱温度を検知する温度センサの検知精度を向上させる。
【解決手段】
負荷を載置するトッププレート２と、該トッププレート２の下方に設けられ前記負荷を誘導加熱する加熱コイル１１と、該加熱コイル１１の近傍に設けられ、前記トッププレート２の下面温度を検知する温度センサ１３，１７とを備えた誘導加熱調理器において、前記温度センサ１３，１７は、磁性体金属を含む引き出し線２７を備え、前記引き出し線２７の線径を０.１mm以下とし、前記引き出し線２７の長さを１５mm以下とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、トッププレート上に載置された鍋等の負荷を本体内に設けた加熱コイルで誘導加熱する誘導加熱調理器に関し、特に負荷の温度を精度良く検知することができる誘導加熱調理器に関するものである。

従来のこの種の誘導加熱調理器は、トッププレート上に載置された鍋等の負荷の温度を検出するため、加熱コイル上か又は加熱コイルの近傍に温度センサを配置し、該温度センサによってトッププレートを介して鍋等の温度を検知し、加熱コイルの出力を制御していた。

前記温度センサは、サーミスタ本体に線径が０.３mmの磁性体金属よりなる引き出し線（ジュメット線）を接続し、前記サーミスタ本体と引き出し線を該引き出し線とほぼ同じ膨張係数を持つガラスで封止したガラス封止サーミスタで構成されており、前記引き出し線をリード線を介して加熱コイルの制御部に接続していた。

このようなガラス封止サーミスタは、磁性体金属よりなるジュメット線が加熱コイルから発生する磁界の影響を受けて誘導加熱され、その熱がサーミスタ本体に伝わるためサーミスタ本体が発熱してしまうという問題が生じる。

この問題は、負荷である鍋等の材質が鉄等の磁性体である場合には、負荷が２１ＫＨｚ程度の高周波磁界で加熱されるため、ジュメット線が誘導加熱の影響を受けることが少なく、サーミスタ本体の温度上昇も温度補正できる許容範囲であり、温度センサは、負荷の温度を正確に測定できる。

しかし、負荷である鍋等の材質がアルミ等の非磁性体である場合には、負荷が６０ＫＨｚ以上の強い高周波磁界で加熱されるため、ジュメット線も誘導加熱の影響を強く受けて発熱し、その熱によりサーミスタ本体の温度を上昇させる。このため、サーミスタ本体は温度補正できる許容範囲を超えてしまい、負荷の温度を正確に測定できないという問題を生じる。

そこで、サーミスタ本体が発熱されないように、該サーミスタ本体を円筒形状にして該円筒形状の中心軸を加熱コイルの発生する磁界と略垂直になるように配置し、誘導加熱されにくいようにしたものが特許文献１に示されている。

特開２００１−２６７０５５号公報

しかしながら、上記特許文献１に示すものは、サーミスタ本体を円筒形状にして該円筒形状の中心軸を加熱コイルの発生する磁界と略垂直になるように配置する必要がある等、サーミスタ本体の形状や配置位置に制限があるため、温度センサを加熱コイル上か又は加熱コイルの近傍で負荷の温度を検出するのに最適な位置に配置するのが難しいという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、温度センサを誘導加熱されにくい構成とし、より正確な温度検出を可能とする誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、請求項１では、負荷を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられ前記負荷を誘導加熱する加熱コイルと、該加熱コイルの近傍に設けられ、前記トッププレートの下面温度を検知する温度センサとを備えた誘導加熱調理器において、前記温度センサは、磁性体金属を含む引き出し線を備え、前記引き出し線の線径を０.１mm以下としたものである。

請求項２では、前記引き出し線の長さを１５mm以下としたものである。

請求項３では、前記温度センサを前記加熱コイルの上面と前記トッププレート下面との間隙部に設け、前記加熱コイルの上面に臨む前記引き出し線の長さを１０mm以下としたものである。

本発明の誘導加熱調理器は、上記のように構成したことにより、温度センサの引き出し線が高周波磁界の影響を受けて加熱されることが少なくなり、その結果、温度センサは誘導加熱の影響を少なくでき、鍋の温度を正確に検知することができる。

また、負荷の温度を検出するのに、より最適な位置に温度センサを配置することができる。

以下、本発明の一実施例を図１〜図１０を用いて説明する。

図１は、誘導加熱調理器の外観斜視図である。図１において、１は、誘導加熱調理器の本体である。２は、耐熱性の高い結晶化ガラスよりなるトッププレートで、本体１の上面に水平に配置され、鉄等の磁性体又はアルミニウム等の非磁性体よりなる鍋５０等の金属負荷を載置するものである。

図３は、加熱部で、後記する加熱コイル１１で構成され、トッププレート２の下方で本体１内の上部右左及び後側の３箇所に配置されており、トッププレート２上に載置された鍋５０を加熱するものである。

トッププレート２の前面側の上面には、夫々の加熱部３に対応した操作部７が設けられ、加熱部３の通電状態の設定や操作を行う。また、操作部７に対応して表示部８が操作部７の近傍に設けられており、夫々の加熱部３の通電状態を表示する。

図４は、吸気口で、本体１の後部において上方に向けて開口しており、本体１内部の制御基板（図示せず）に冷却風を取り入れるための開口部である。

図５は、排気口で、吸気口４と同様本体１の後部において上方に向けて開口された開口部である。本実施例では、吸気口４は本体１後部の右側に、排気口５は左側に配置している。６は本体１の前面左部に設けられたグリル加熱部である。

図２は、加熱コイル１１の上面図、図３は、図２の加熱コイル１１のＡ−Ａ縦断面図である。

図において、加熱部３を構成する加熱コイル１１は、環状に形成され、中心部には空間部１１ｄを有し、外コイル１１ａと内コイル１１ｂの２つに分割されており、外コイル１１ａと内コイル１１ｂの間には間隙部１１ｃを有している。

加熱コイル１１は、トッププレート２下方の本体１内に設けられたコイルベース１６上に設置され、コイルベース１６の下部には、棒状のフェライト１８が放射状に複数本配置されており、加熱コイル１１から発生する磁束がコイルベース１６の下方に広がって、近傍にある金属や電子部品に対し磁力線に起因するノイズの影響を電子部品が受けにくいようにしている。

加熱コイル１１が設置されたコイルベース１６は、複数のバネ（図示せず）によりトッププレート２方向に付勢され、加熱コイル１１がトッププレート２に対して略平行となるように構成されている。

加熱コイル１１の中心部の空間部１１ｄには、第１の温度センサ１３が設けられている。また、外コイル１１ａの巻線上には、ギャップスペーサ１５に取り付けられた第２の温度センサ１７が設けられている。

ギャップスペーサ１５は、トッププレート２の上面に載置される鍋５０と加熱コイル１１との隙間を一定に保持するためのものであり、コイルベース１６の外周縁部に取り付けられた支持部材１５ａにより、コイルベース１６上面の外周から中心側に向けて設けられている。

図４は、第１の温度センサ１３の外観斜視図、図５は、第１の温度センサ１３の縦断面図、図６は、第２の温度センサ１７の外観斜視図、図７は、第２の温度センサ１７の縦断面図である。

図において、第１の温度センサ１３と第２の温度センサ１７は、何れもトッププレート２と接する部分はセラミック素材を用いたケース２０となっており、その内部にサーミスタ素子をガラスで封止して構成されたガラス封止サーミスタ本体２３を収納し、無機系の充填材２４にて固定されている。

サーミスタ本体２３は、サーミスタ素子を封止しているガラスとほぼ同じ熱膨張係数をもつジュメット線２６で構成された引き出し線２７が接続されており、このジュメット線２６には絶縁用の絶縁チューブ２５が取り付けられ、接続子２１にてリード線２２と接続され、本体１内部の制御基板（図示せず）に接続されている。

ジュメット線２６は、鉄−ニッケル製の心線の周囲に銅層又は銅含有合金層を設け、この銅層又は銅含有合金層の表面に亜酸化銅膜を設けた構造である。

第１の温度センサ１３は、円筒状のケース２０の上面をトッププレート２の下面に密接して取り付けられており、加熱コイル１１の中心部上方のトッププレート２下面の温度を測定する。

図３，図５に示すように、第１の温度センサ１３のジュメット線２６は、線径φが０.０７mmで、長さを１５mm以下とし、内コイル１１ｂの中心部の空間部１１ｄに真直ぐ下に伸ばされ、接続端子２１にてリード線２２と接続され、リード線２２により制御基板に接続されている。

図８は、第２の温度センサ１７の拡大図である。図において、第２の温度センサ１７は、環状に形成された外コイル１１ａの内側端部から約１０mm外周側で外コイル１１ａの巻線上にギャップスペーサ１５に取り付けられて設けられている。

第２の温度センサ１７は、コイルベース１６がトッププレート２方向にバネ（図示せず）により付勢されているため、ギャップスペーサ１５に取り付けられた第２の温度センサ１７のケース２０がトッププレート２の下面に密着し、トッププレート２の下面の温度を測定する。

図７，図８に示すように、第２の温度センサ１７のジュメット線２６は、線径φが０.０７mmで、長さを１５mm以下とし、そして、外コイル１１ａの上面とトッププレート２の下面との間の間隙部に配線されたジュメット線２６の外コイル１１ａの上面に臨む部分の長さを１０mm以下とした後、外コイル１１ａと内コイル１１ｂの間の隙間部１１ｃで９０℃下方に折り曲げ、接続子２１にてリード線２２と接続され、リード線２２により制御基板に接続されている。

図９は、図３に示す構成において、第１の温度センサ１３及び第２の温度センサ１７のジュメット線２６の線径φが０.３mmと０.０７mmの場合において、負荷を鉄製の鍋５０として加熱コイル１１に通電したときのジュメット線２６の温度上昇を説明するための特性図を示す。

図１０は、図３に示す構成において、負荷が鉄製の鍋５０の場合と、アルミニウム製の鍋５０の場合について、横軸にジュメット線２６の線径としたときの第１及び第２の温度センサ１３，１７の検出温度上昇を説明するための特性図を示す。

図９に示すように、加熱コイル１１に通電すると、加熱コイル１１から発生する磁界の影響によりジュメット線２６が誘導加熱され、その発熱の影響によりジュメット線２６の温度は上昇する。

そして、ジュメット線２６の温度上昇値はジュメット線２６の線径が０.３mmのものに比べ、０.０７mmのものは温度上昇値が小さい。

このようなジュメット線２６を使用した温度センサは、サーミスタ本体２３がセラミック素材を用いたケース２０と、その内部で、無機系の充填材２４にて固定されているため、ジュメット線２６の誘導加熱による発熱は、充填材２４やケース２０に伝わる。

したがって、実際のサーミスタ本体２３に影響するジュメット線２６の発熱は、図１０に示すように、ジュメット線２６の線径φが０.３mmで負荷が鉄鍋５０の場合は、約８℃となる。この程度の温度上昇値であれば鍋５０の加熱制御の精度から許容可能な温度である。

しかし、アルミニウム製の鍋５０を加熱する場合にあっては、加熱コイル１１の発生する磁界は鉄製鍋５０を加熱する磁界に比べ強いため、この磁界の影響を受けてジュメット線２６の誘導加熱による発熱の量が多くなり、ジュメット線２６の線径が０.３mmでは温度上昇値が大きくなり、鍋５０の温度を正確に検知できない。

したがって、誘導加熱の影響を受ける温度センサを使用する場合は、加熱コイル１１の発生する磁界の強度の弱い場所を選んで設置するようにしないと、精度の高い鍋５０の温度検出ができないため、温度センサの設置場所が制限されることになる。

そこで、図１０に示すように、ジュメット線２６の線径φを０.１mm以下の太さとすることにより、鉄製の鍋５０はもちろんアルミニウム製鍋５０においても、温度センサの温度上昇値は１０℃以下となり、鍋５０の加熱制御の精度から許容可能な温度にすることができ、より正確な温度検出できる。

このように、本実施例では、第１の温度センサ１３及び第２の温度センサ１７の引き出し線であるジュメット線２６の線径φを０.１mm以下、好ましくは自身の抵抗の問題，リード線２２との接続の問題等も考慮して０.１mm〜０.０５mm程度までの太ささにすることにより、加熱コイル１１の近傍に第１の温度センサ１３及び第２の温度センサ１７を設けても、加熱コイル１１の磁界の影響を受けにくくすることができ、それらを実験によっても確認した。

また、ジュメット線２６は、長さが短い程加熱コイル１１の誘導加熱の影響を受けにくくなり、サーミスタ本体２３に伝わる熱も少なくなるが、第１の温度センサ１３の場合には、加熱コイル１１の中心部の空間部１１ｄに円筒状のケース２０の上面をトッププレート２の下面に密接して取り付けられていることから、図５に示すように１５mm以下とすれば、引き出し線が高周波磁界の影響を受けて加熱されることが少なくなり、その結果、温度センサは誘導加熱の影響を少なくでき、鍋の温度を正確に検知することができる。

また、第２の温度センサ１７のジュメット線２６の場合には、図８に示すように、長さを１５mm以下とし、そして、外コイル１１ａの上面とトッププレート２の下面との間の間隙部に配線されたジュメット線２６の外コイル１１ａの上面の磁界の強い部分に臨む長さを１０mm以下とすれば、引き出し線が高周波磁界の影響を受けて加熱されることが少なくなり、その結果、温度センサは誘導加熱の影響を少なくでき、鍋の温度を正確に検知することができる。

これによって、加熱コイル１１の中心部のトッププレート２下面の温度を検出する第１の温度センサ１３と、外コイル１１ａの上面とでトッププレート２下面の温度を検出する第２の温度センサ１７とも負荷である鍋５０の温度を精度良く検出することができる。

特に、従来、精度良く測定することが難しかった、外コイル１１ａの真上の比較的高温になる鍋の温度を精度良く検出することができる。

なお、本実施例では、加熱コイル１１の形状を外コイル１１ａと内コイル１１ｂの２つに分割した構成にしたが、特にこれに限定されることはない。例えば、２つに分割されていない加熱コイルの構成であってもよい。

本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の外観斜視図である。加熱コイルの上面図である。図２の加熱コイルＡ−Ａ縦断面図である。第１の温度センサの外観斜視図である。第１の温度センサの縦断面図である。第２の温度センサの外観斜視図である。第２の温度センサの縦断面図である。第２の温度センサの拡大図である。ジュメット線の温度上昇を説明するための特性図である。温度センサの検出温度上昇を説明するための特性図である。

符号の説明

２トッププレート
１１加熱コイル
１３第１の温度センサ
１７第２の温度センサ
２７引き出し線

Claims

負荷を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられ前記負荷を誘導加熱する加熱コイルと、該加熱コイルの近傍に設けられ、前記トッププレートの下面温度を検知する温度センサとを備えた誘導加熱調理器において、前記温度センサは、磁性体金属を含む引き出し線を備え、前記引き出し線の線径を０.１mm以下としたことを特徴とする誘導加熱調理器。
請求項１記載の誘導加熱調理器において、前記引き出し線の長さを１５mm以下としたことを特徴とする誘導加熱調理器。
請求項１，２記載の誘導加熱調理器において、前記温度センサを前記加熱コイルの上面と前記トッププレート下面との間隙部に設け、前記加熱コイルの上面に臨む前記引き出し線の長さを１０mm以下としたことを特徴とする誘導加熱調理器。