JP2010135191A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】
揚げ物調理が付属の天ぷら鍋で行われているかどうかを正確に判定することにより揚げ物調理の失敗を防止する。
【解決手段】
トッププレート２と、トッププレート２の下方に設けられた加熱コイル３と、調理容器から放射される赤外線を検知する赤外線センサ１７と、トッププレート２の下面に接して設けられ、調理容器の温度を検出する温度センサ１５と、調理容器の底面に投光する赤外線発光手段と調理容器底面からの反射光を受光する赤外線受光手段と、赤外線受光手段の出力より調理容器の反射率を計測する反射率計測手段１９と、温度センサ１５の出力に基づいて加熱コイル３に供給する電力を制御する制御手段１１８と、調理容器の温度を設定するメニュー設定手段７１とを備え、前記メニュー設定手段７１による揚げ物調理において、前記反射率計測手段の出力から、前記調理容器が揚げ物調理用として誘導加熱調理器に付属する調理鍋３０か否かを判定する。
【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の温度をトッププレートを介して検知する温度検知手段を備えた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、調理メニューに揚げ物メニューを有し、操作部で「揚げ物」キーを選択すると、トッププレート上に載置された調理鍋の温度をトッププレートを介して検知する温度センサの出力から鍋内の油の温度が適温になるように制御している。

前記誘導加熱調理器で使用できる鍋には多くの種類があり、一般的には熱伝導性の良い鉄系鍋と、鉄系鍋よりは熱伝導性は劣るものの磁性体であるＳＵＳ系鍋が使用されている。

しかし、鉄系鍋の中には鍋の厚みやそり具合，大きさ，形状の異なるものがあり、ＳＵＳ系鍋においても鉄系鍋と同様の相違があるほか、熱伝導性の悪いものや鍋底が内側に反ったものがあり、このような鍋を使用すると鍋底の温度を正確に検知できず、油の温度を適温に制御できない恐れがある。

そこで、揚げ物用の調理容器として材質や鍋底の形状，鍋の厚み等を管理した鍋を誘導加熱調理器に付属品としてセットで提供し、さらに、この鍋との組み合わせによる揚げ物メニュー用の制御プログラムを制御回路に組み込み、揚げ物調理が失敗なく美味しくできるようにしている。

そして、揚げ物調理時には加熱コイルに所定の電力を供給し、この時の入力電力モニター回路の出力と、インバータ手段の動作周波数と、トッププレート上に載置された鍋の温度をトッププレートを介して検知する温度センサ（サーミスタ）の出力から、調理容器が付属品の鍋か否かを判定し、付属品の鍋以外の鍋が使用されている場合はその旨報知して加熱動作を停止し、付属品以外の鍋の使用による調理の失敗を防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−７７６４０号公報

しかしながら、上記の従来技術においては、揚げ物調理を行う場合に、調理容器として付属品の鍋を使用しているか否かを検知するために、揚げ物調理の開始時に加熱コイルに所定の電力を供給し、この時の入力電力と加熱コイルに電力を供給するインバータ手段の動作周波数と、鍋の温度を検知するサーミスタの出力から検知するようにしているため、揚げ物調理を開始してからしばらく鍋を加熱しないと付属品の鍋か否かを判定することができず、時間がかかって使い勝手が悪いという欠点がある。

また、似たような材質や大きさの調理容器を付属品の鍋と誤判定することがあり、そのために前記した鍋の判定基準を厳しくすると、鍋の置き方や鍋の変形などにより付属品の鍋を使用していても付属品の鍋ではないと誤判定されてしまうことがあり、やはり、使い勝手が悪いものとなってしまう。

本発明は、上記した従来の課題を解決するためになされたもので、揚げ物調理が付属品の鍋で行われているか否かを正確に判定することができ、揚げ物調理の失敗を防止するものである。

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、調理容器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た加熱コイルと、前記調理容器の温度を検出する温度センサと、前記調理容器の底面に投光する赤外線発光手段と前記調理容器底面からの反射光を受光する赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段の出力より前記調理容器の反射率を計測する反射率計測手段と、前記温度センサの出力に基づいて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記調理容器の温度を設定するメニュー設定手段とを備え、前記メニュー設定手段による揚げ物調理を選択したとき、前記反射率計測手段の出力から、前記調理容器が揚げ物調理用として誘導加熱調理器に付属する調理鍋か否かを判定するものである。

請求項２では、前記調理鍋が誘導加熱調理器に付属する揚げ物調理用の調理鍋と異なると判定したときには、揚げ物調理の運転を停止するとともに、報知するものである

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、揚げ物調理が誘導加熱調理器に付属する調理鍋で行われているか否かを正確に判定し、付属品以外の鍋による揚げ物調理の失敗を防ぐことができる。

また、付属品以外の鍋で揚げ物調理を行った場合には、揚げ物調理の運転を停止するとともに、報知するので、安全で使い易いものとなる。

以下、本発明の一実施例について、図１〜図６を参照して説明する。

図１は本発明の実施例を示す誘導加熱調理器の外観斜視図である。図１において、誘導加熱調理器の本体１の上面にはトッププレート２が水平に配置されている。

トッププレート２は、耐熱性の高い結晶化ガラス製の厚さ約４mmのもので構成され、鉄等の磁性体又はアルミ等の非磁性体よりなる鍋３０等の調理容器を載置する。

トッププレート２下方で本体１内上部の左右及び中央後部には、環状に形成された加熱コイル３が夫々配置されており、トッププレート２に載置された鍋３０等を誘導加熱する。

トッププレート２の前面側上面には、夫々の加熱コイル３に対応した上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃが設けられていて、加熱コイル３の通電状態の設定や操作を行う。また、各上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃに対応して上面表示部８ａ，８ｂ，８ｃが上面操作部７ａ，７ｂ，７ｃの近傍に設けられており、夫々の加熱コイル３の通電状態等を表示する。

上面操作部７ａは、本体１右側の加熱コイル３の火力等の入力を行い、上面操作部７ｂは本体１中央後部の加熱コイル３の火力等の入力を行い、上面操作部７ｃは本体１左側の加熱コイル３の火力等の入力を行う。

本体１の後部右側には上方に向けて開口した吸気口４が設けられており、本体１内に設けられたファン（図示せず）により、吸気口４から吸気した冷却風を本体１内に設けられた制御基板（図示せず）や加熱コイル３等に流して冷却する。

本体１の後部左側には、本体１内部を冷却した冷却風を排気する排気口５が設けられている。

本体１の前面左部には、魚やピザ等を焼くグリル加熱手段６が設けられており、グリル加熱手段６は、前面が開口した箱型をしていて、内部の調理庫内にシーズヒータ等の発熱体と内部の温度を検出するサーミスタが設けられ、前面部はハンドル６ａが取り付けられたグリルドア６ｂにより塞がれている。

グリルドア６ｂは、その裏側に受け皿が取り付けられており、調理庫内に前面開口部から出し入れ自在に収納され、受皿の上に載置された焼網の上に魚やピザ等の食材を載せて調理する。

本体１の前面右部には、本体１へ供給する電源の主電源スイッチ９と、グリル加熱手段６の加熱調理条件等を入力する前面操作部１０が設けられている。

前面操作部１０は、下方に設けられた回動軸を中心として操作パネル１１の上方が前面側に倒れ、操作キー１２が上方側に向かって露出する所謂カンガルーポケット形態のものである。

図２は誘導加熱調理器のトッププレート２を除いた上面図、図３は誘導加熱調理器の左右の加熱コイル３を主体とした構成を示すブロック図である。

左右及び中央後部に配設された加熱コイル３は、夫々環状の内側加熱コイル３ａと、その外側に環状の隙間３ｂを設けて配置された環状の外側加熱コイル３ｃとで構成されている。

加熱コイル３に隙間３ｂを設ける理由は、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃとで発生する磁束を分散させて鍋３０の温度を均一化するためである。

なお、各加熱コイル３は隙間３ｂを設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃを隙間無く巻回した隙間３ｂの無い加熱コイル３とする構成であってもよい。

図３に示すように加熱コイル３は、コイルベース１３上に設置されている。また、ギャップスペーサー１４が、コイルベース１３の外周縁部に取り付けられた支持部材１６によりコイルベース１３の外周から中心側に向けて適宜間隔を保持して設けられており、コイルベース１３が複数のバネ（図示せず）によりトッププレート２方向に付勢されることにより、加熱コイル３がトッププレート２に対し略並行となり、かつ、トッププレート２に載置される鍋３０と加熱コイル３とのギャップが一定に保持されている。

加熱コイル３は、表皮効果を抑制するためリッツ線を採用していて、後述するインバータ手段１００により数十ｋＨｚの高周波で数百Ｖの電圧が印加され、鍋３０に対して高周波磁界を印加して鍋３０に渦電流を発生させ、鍋３０を自己発熱させて加熱する。

左右に配設された加熱コイル３の中心部近傍には、サーミスタで構成された複数の温度センサ１５の中の内側温度センサ１５ａがトッププレート２の下面に密着して設けられており、加熱コイル３の上方に載せられた鍋３０の温度をトッププレート２を介して検知する。

また、同様に加熱コイル３の隙間３ｂには、加熱コイル３の中心から等距離で、かつ１２０度の等間隔でサーミスタで構成された外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄがギャップスペーサー１４に緩衝材（図示せず）を介して設けられ、トッププレート２の下面に密着することにより、加熱コイル３の上方に載せられた鍋３０の温度を検知する。

なお、外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、加熱コイル３の隙間３ｂに設ける構成としたが、特にこれに限定されることはない。例えば外側加熱コイル３ｃの外周近傍や、または、内側加熱コイル３ａと外側加熱コイル３ｃを隙間無く巻回した隙間３ｂの無い加熱コイル３とした構成の外周近傍に設ける構成であってもよい。

また、外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは３個に限定されることはなく、１個又は２個であっても、３個以上であってもよい。

左右に配設された加熱コイル３の中心部近傍の下方には、鍋３０の底面から放射される赤外線をトッププレート２を通して受光し、その受光した赤外線のエネルギーから温度を検知する赤外線センサ１７が設けられている。

赤外線センサ１７は、熱型検出素子を使用した方式のセンサであり、その受光面１７ａは、内側加熱コイル３ａの中心部近傍の位置で、加熱コイル３下方のトッププレート２の下面から約３５mm離れた位置に設けられている。

また、受光面１７ａには検知する赤外線の視野角を制限するレンズや導光筒等（図示せず）が設けられ、図３に示すようにトッププレート２の下面の位置で１０φから１５φの温度検出スポット１７ｂによって検出するような視野角としている。

左右に配設された加熱コイル３の隙間３ｂには、反射型フォトインタラプタ１８がトッププレート２の下面から離れた位置に設けられている。

図４は反射型フォトインタラプタ１８を説明する図である。図に示すように反射型フォトインタラプタ１８は、赤外線発光手段としての赤外線ＬＥＤ１８ａと、赤外線受光手段としての赤外線フォトトランジスタ１８ｂとを同一プラスチック部材に並べてモールド１８ｃしている。

赤外線ＬＥＤ１８ａの発光面上にはプラスチックによるレンズが構成され、細いビームの赤外光を上方に照射する。

赤外線フォトトランジスタ１８ｂの受光面上には可視光阻止のプラスチックによるレンズが構成され、先の照射赤外光の物体（鍋底面）での反射赤外光を狭い視野角で受光し、その受光量に比例した電流を出力する。

この反射型フォトインタラプタ１８の赤外線フォトトランジスタ１８ｂの出力から、反射率計測手段１９でトッププレート２上に置かれた鍋３０底面の反射率を計測する。

図５は上面操作部７ａと上面表示部８ａを説明する図である。

上面操作部７ｃと上面表示部８ｃの内容は、上面操作部７ａと上面表示部８ａの内容と同じものであるため説明は省略する。

上面表示部８ａは、表示部８１ａと表示部８１ｂに分けられ、表示部８１ａは、火力設定手段７２で入力される火力やメニュー設定手段７１で入力される調理メニュー等が表示される。

表示部８１ｂは、メニュー設定手段７１で設定された“揚げ物”や“ステーキ”メニュー等において、鍋３０を予熱して鍋３０の温度が適温に達した時に使用者に食材の投入タイミングを知らせることができるように「予熱中」と、「適温」の表示を行うことができる。

火力設定手段７２で設定できる火力は、“とろ火”キー７２ａ，“弱火”キー７２ｂ，“中火”キー７２ｃ，“強火”キー７２ｄの四段階に分かれ、必要な火力を一回の操作で入力できるように火力に応じて個別にキーが設けられている。

矢印調整手段７３は、火力設定手段７２で入力できない火力、例えば“中火”キー７２ｃにより中火に設定した後、さらに中火を上下に微調整する場合に使用する。

メニュー設定手段７１は、自動調理の“炊飯”や、“揚げ物”，“湯沸し”，“炒めもの”，“ステーキ”等を設定するためのもので、メニュー設定手段７１を押すことで表示部８１ａにメニューが表示され、メニュー設定手段７１を押すたびにメニューが切り替わり表示される。これによって使用するメニューを選択する。

メニュー設定手段７１で“揚げ物”を選択すると、次に油温を設定する必要があり、その場合矢印調整手段７３を操作して１５０℃〜２００℃の６段階の温度を設定することができる。例えばメニュー設定手段７１で揚げ物を設定し、次に矢印調節手段７３で油温を１８０℃に設定したとき、表示部８１ａは、図５に示すように「１８０」の数字と「揚げ物」の文字が表示される。

７４は調理の開始や停止するための切・スタートキーである。

図６はインバータ手段１００のブロック図である。左右の加熱コイル３による鍋３０の加熱制御について図３，図６のブロック図を用いて説明する。

なお、グリル加熱部６の制御、および本体１中央後部の加熱コイル３の制御については本発明とは直接関係ないので説明を省略する。

制御手段１１８は、上面操作部７ａのメニュー設定手段７１や火力設定手段７２の出力，加熱コイル３の近傍に設けられた内側温度センサ１５ａの出力，外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの出力を入力している。

反射率計測手段１９は、反射型フォトインタラプタ１８の出力からトッププレート２上に置かれた鍋３０底面の反射率を計測し、制御手段１１８に入力する。

前記した制御手段１１８は、誘導加熱調理器に付属する調理鍋３０の反射率を予め計測して所定値として記憶しており、この所定値の反射率と反射率計測手段１９で計測された反射率を比較する。

また、制御手段１１８は、上面操作部７ａの設定内容と、各温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの検出温度および赤外線センサ１７の検出温度に応じてインバータ手段１００を制御し、加熱コイル３に流れる高周波電流を制御して鍋３０を加熱制御する。

なお、複数の温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを設ける理由は、鍋３０の温度を検出するのに鍋３０底の変形により温度検出精度が低下するのを防ぐことを目的としており、複数の温度センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの検出する温度の最も高い温度を検出した値を判定用温度として用いる。

インバータ手段１００の構成は、図６に示すように、交流電源１１７を整流手段１０２で直流電圧に変換し、スイッチング素子１０３，１０５の直列体で構成するスイッチング部に接続する。スイッチング素子１０３，１０５にはそれぞれ逆並列にダイオード１０４，１０６を接続し、スイッチング素子１０３，１０５の接続点と直流電圧の基準点間に加熱コイル３と共振コンデンサ１０７で構成する共振回路部を接続する。また、スイッチング素子１０３，１０５にはそれぞれスナバコンデンサ１０８，１０９を接続する。

スイッチング素子１０３，１０５をそれぞれ排他的に高周波でオンオフすることによって、加熱コイル３と共振コンデンサ１０７で構成する共振回路部に高周波共振電流を供給し、加熱コイル３近傍に配置した負荷を加熱する。

制御部１１０は、制御手段１１８から負荷に印加する目標となる電力レベル指示を入力し、インバータ手段１００の出力電力が目標値になるようスイッチング部１０３，１０５を制御する。

入力電流変換手段１１２は交流電源１１７から入力する電流を検出する検出手段１１１の出力信号を適切なレベルに変換して制御部１１０に出力する。

入力電圧検出手段１１３は交流電源１１７の電圧を検出し適切なレベルに変換して制御部１１０に出力する。

インバータ電流検出手段１１５は共振回路部に流れる電流を検出する検出手段１１４の出力信号を適切なレベルに変換して制御部１１０に出力する。

制御部１１０はこれらの信号を入力し、負荷に投入される電力であるインバータ電力の計算，負荷の状態，加熱の適否等を判断し、スイッチング素子１０３，１０５を排他的にオンオフ制御するための信号を出力し、レベル変換部１１６によってスイッチング素子１０３，１０５に対して適切な駆動レベルに変換し、スイッチング素子１０３，１０５を駆動する。

また、制御部１１０はこれらの状態を制御手段１１８に出力する。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、揚げ物調理の動作を図７のフローチャートにより説明する。

使用者が本体１右側の加熱コイル３を使って揚げ物調理する場合について説明すると、最初に主電源スイッチ９をオンして電源を入れ、揚げ物調理をするときに使用する付属品の調理鍋３０に油を入れ、本体１右側の加熱コイル３の中央に置き、表示部８１ａを見ながら上面操作部７ａのメニュー設定手段７１を操作して表示部８１ａに「揚げ物」を表示させ、矢印調整キー７３を操作して油温を設定する。そして、設定温度を１８０℃に設定し、「１８０」を表示部８１ａに表示する。

なお、前記した付属品の調理鍋３０とは、揚げ物調理が失敗無く行えるように材質（鉄，磁性ステンレス）や鍋底の形状，鍋の厚み等を管理したもので、誘導加熱調理器に付属品としてセットで提供され、揚げ物調理のみに使用するものであり、周囲に黒い塗装が施されている。

次に、切・スタートキー７４を操作して温度制御を開始する。

温度制御を開始すると、Ｓ０１で反射型フォトインタラプタ１８の出力から、反射率計測手段１９により調理鍋３０の反射率を計測し、Ｓ０２に移行する。

制御手段１１８には、予め付属品の調理鍋３０の反射率を所定値として記憶しており、Ｓ０２で両者の反射率を比較して、その反射率が前記所定値以内であれば付属品の調理鍋３０が使用されていると判定し、Ｓ０３に移行する。

一方、調理鍋３０の反射率が所定値以外であれば付属品の調理鍋３０が使用されていないと判定し、揚げ物調理の温度制御を終了し運転を停止する。そして、使用者に表示や音で報知する。

以後、付属品の調理鍋３０が使用されていることが確認された場合には、通常の揚げ物モードに沿って調理鍋３０が右側の加熱コイル３により１８０℃になるように制御手段１１８により制御されて調理が行われ、揚げ物調理が終了すれば、主電源スイッチ９をオフする。

なお、この通常の揚げ物及びその他の調理については、特に本実施例には関係ないので説明を省略する。

以上説明したように、本実施例によれば、メニュー設定手段７１によって揚げ物調理を選択した場合、付属の調理鍋３０に油を入れて加熱コイル３のあるトッププレート２上に載置し、切・スタートキー７４を操作して温度制御を開始すると、反射型フォトインタラプタ１８の出力から、反射率計測手段１９により調理鍋３０の反射率を計測し、制御手段１１８により予め付属品の調理鍋３０の反射率を所定値として記憶してある反射率と比較し、その反射率が前記所定値以内であれば付属品の調理鍋３０が使用されていると判定し、所定値以外であれば付属品の調理鍋３０が使用されていないと判定し、揚げ物調理の温度制御を終了し運転を停止するので、調理鍋３０の油温が上がる前に付属品の調理鍋３０か否かを判定することができ、従来のように、揚げ物調理を開始してからしばらく調理鍋を加熱しないと付属品の鍋か否かを判定することができず、時間がかかって使い勝手が悪いという欠点を解決することができる。

また、制御手段１１８に予め付属品の調理鍋３０の反射率を所定値として記憶しておくので、この反射率の値を適宜設定することにより、似たような材質や大きさの調理容器を付属品の鍋と誤判定することがなくなり、さらに、鍋の置き方や鍋の変形などにより付属品の鍋を使用していても付属品の鍋ではないと誤判定されてしまうことがなくなり、使い勝手がよくなるものである。

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。 同じく誘導加熱調理器のトッププレートを除いた上面図である。 同じく誘導加熱調理器の左右の加熱コイルを主体とした構成を示すブロック図である。 反射型フォトインタラプタを説明する図である。 本発明の上面操作部と上面表示部を説明する図である。 本発明のインバータ手段のブロック図である。 本発明の誘導加熱調理器の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

２ トッププレート
３ 加熱コイル
１５ 温度センサ
１７ 赤外線センサ
１８ａ 赤外線ＬＥＤ
１８ｂ 赤外線フォトトランジスタ
１９ 反射率計測手段
７１ メニュー設定手段
１１８ 制御手段

Claims (2)

1. 調理容器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た加熱コイルと、前記調理容器の温度を検出する温度センサと、前記調理容器の底面に投光する赤外線発光手段と前記調理容器底面からの反射光を受光する赤外線受光手段と、前記赤外線受光手段の出力より前記調理容器の反射率を計測する反射率計測手段と、前記温度センサの出力に基づいて前記加熱コイルに供給する電力を制御する制御手段と、前記調理容器の温度を設定するメニュー設定手段とを備え、前記メニュー設定手段による揚げ物調理を選択したとき、前記反射率計測手段の出力から、前記調理容器が揚げ物調理用として誘導加熱調理器に付属する調理鍋か否かを判定することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 請求項１記載の誘導加熱調理器において、前記調理鍋が誘導加熱調理器に付属する揚げ物調理用の調理鍋と異なると判定したときには、揚げ物調理の運転を停止するとともに、報知するように構成したことを特徴とする誘導加熱調理器。

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