JP4939248B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭、レストラン及びオフィスなどで使用される誘導加熱調理器に関する。

近年、鍋などの調理容器を加熱コイルにより誘導加熱する誘導加熱調理器が広く普及している。この誘導加熱調理器は、鍋の温度を検出するために、サーミスタなどの感熱素子や調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサを備えている。

特許文献１に記載の誘導加熱調理器は、サーミスタと赤外線センサの両方を備えており、サーミスタ又は赤外線センサが検出する温度変化が緩やかなときは、サーミスタにより検出された温度に基づいて加熱制御を行い、赤外線センサが急激な温度低下を検出したときは、赤外線センサにより検出された温度に基づいて加熱制御を行っている。

特許文献２に記載の誘導加熱調理器は、赤外線センサのみを用いて、常時、赤外線センサに基づいて加熱制御を行っている。この誘導加熱調理器は、赤外線センサを構成する電子部品が断線や短絡などの異常状態であるかどうか、すなわち赤外線センサが故障しているかどうかを検知するために、加熱中に、赤外線センサの出力値が所定値以上か否かに基づいて、赤外線センサが異常かどうかを検出する異常検出手段を設けており、異常検出手段が、赤外線センサが異常であると判断したときに、加熱を停止又は異常であることを報知している。
特許第２８９７３０６号公報 特開２００５−１５００１３号公報

特許文献１に記載の誘導加熱調理器は、急激な温度変化が起こらないときの通常の加熱制御をサーミスタに基づいて行っているため、油温の温度変化に対して応答速度が遅いという問題があった。

特許文献２に記載の誘導加熱調理器は、常時、応答速度が速い赤外線センサに基づいて加熱制御を行っているため、鍋の温度変化に追従した加熱制御を行うことができる。しかしながら、赤外線センサの出力値が異常なときは加熱を停止してしまうため、赤外線センサを修理するまでの間、誘導加熱調理器を使用することができないという問題があった。また、赤外線センサの出力値が異常なときに、異常を報知するだけで加熱を停止せずに調理を続けた場合は、油が発火温度に到達したことを検知できないため、安全性に問題があった。

本発明は、鍋の温度変化に対する応答速度が速く、且つ赤外線センサが故障した後も安全に加熱を継続することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明の誘導加熱調理器は、調理容器を載置するトッププレートと、誘導磁界を発生して、調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、トッププレートの下面に接触するように配置された感熱素子と、トッププレートを介して、調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、感熱素子により調理容器の温度を検出すると共に、赤外線センサの受光した赤外線のエネルギ量に基づいて調理容器の温度を検出する温度検出部と、赤外線センサの故障を検知する故障検知部と、故障検知部による故障検知の結果と温度検出部が検出した調理容器の温度とに基づいて、加熱コイルに高周波電流を供給する加熱制御部と、赤外線センサを照射する光源と、揚げ物の調理を指示するためのスイッチを含む操作部と、を有し、故障検知部は加熱開始前に光源を発光させ、赤外線センサによる検出温度が所定値未満の場合に赤外線センサが故障していると判断し、加熱制御部は、故障検知部が赤外線センサが故障していると判断した場合に、感熱素子による検出温度により加熱コイルを制御し、故障検知部が赤外線センサが故障していないと判断した場合に、赤外線センサによる検出温度により加熱コイルを制御し、加熱制御部は、揚げ物の調理を指示するためのスイッチが押下されると、感熱素子に基づく調理容器の温度が所定温度に達するまで、感熱素子による検出温度に基づいて加熱コイルを制御し、調理容器の温度が所定温度に達した後、赤外線センサが故障していない場合、赤外線センサによる検出温度により加熱コイルを制御する。

上記誘導加熱調理器は、赤外線センサが故障していないとき、赤外線センサによる検出温度が調理容器の加熱中に第１の設定値に達しているか否かに基づいて、異常加熱状態かどうかを検知する異常加熱検知部をさらに有し、加熱制御部は、異常加熱検知部の出力に基づいて、加熱コイルを制御しても良い。

赤外線センサが故障しているとき、異常加熱検知部は、調理容器を加熱中に、感熱素子による検出温度が、第１の設定値よりも低い第２の設定値に達しているか否かに基づいて、異常加熱状態かどうかを検知しても良い。

本発明の誘導加熱調理器によれば、鍋の温度変化に対する応答速度が速く、且つ赤外線センサが故障した後も安全に加熱を継続することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［誘導加熱調理器の構成］
図１に、本発明の実施形態の誘導加熱調理器の構成を示す。本実施形態の誘導加熱調理器は、外郭ケース１４と、外郭ケース１４の上部に設けられたトップレート２とを有する。トッププレート２の下方には、誘導加熱により調理容器１を加熱する加熱コイル７が設けられている。トッププレート２の上面の加熱コイル７と対応する位置に調理容器１が載置される。感熱素子であるサーミスタ３はトッププレート２の下面に設けられており、赤外線センサ４は加熱コイル７の下方に設けられている。トッププレート２は赤外線を透過する部材で形成され、赤外線センサ４は調理容器１から放射された赤外線をトッププレート２を介して受光する。

サーミスタ３と赤外線センサ４は温度検出部６に電気的に接続される。温度検出部６はサーミスタ３により、トッププレート１を介して調理容器１の温度を検出すると共に、赤外線センサ４が受光した赤外線のエネルギー量を調理容器１の温度に換算する。サーミスタ３は、トッププレート２の熱影響を受けるため応答速度が遅く、赤外線センサ４はトッププレート２の熱影響を受けないため応答速度が速いという特性を有している。

トッププレート２の手前側（使用者側）には、加熱の切／入や火力の上げ下げなどの制御命令が割り当てられた１以上のスイッチを含む操作部９が設けられている。加熱コイル７の下方に、加熱コイル７に高周波電流を供給するインバータ回路を含む加熱制御部８が設けられており、加熱制御部８は、操作部９を介して入力された制御命令に基づいて、加熱コイル７に高周波電流を供給する。これにより、調理容器１の加熱電力量が制御される。

赤外線センサ４の近傍にＬＥＤなどの光源１１が配置される。光源１１の発光のタイミングは故障検知部５によって制御される。故障検知部５は、光源１１を発光させることにより、赤外線センサ４が故障しているか否かを検知する。具体的には、故障検知部５は、赤外線センサ４が受光した赤外線のエネルギー量に基づいて換算された温度が所定値（例えば、１００℃）以上か否かを判断する。換算された温度が所定値以上であれば、赤外線センサ４は正常であると判断し、換算された温度が所定値未満であれば、赤外線センサ４が故障していると判断し、その結果を加熱制御部８に送信する。故障検知部５は、加熱制御部８が加熱コイル７により加熱を開始する前に少なくとも１回、光源１１を発光させて、赤外線センサ４の故障検知を行う。

加熱制御部８は、故障検知部５から送信される故障の検知結果に基づいて、赤外線センサ４が故障していないときは赤外線センサ４により検出された温度に基づいて、加熱コイル７を制御し、赤外線センサ４が故障しているときはサーミスタ３により検出された温度に基づいて、加熱コイル７を制御する。

本実施形態の誘導加熱調理器は、加熱中に、サーミスタ３又は赤外線センサ４により検出された温度が所定値以上かどうかを判断する異常加熱検知部１０をさらに有する。異常加熱検知部１０は、サーミスタ３又は赤外線センサ４により検出された温度が所定値以上のときは異常加熱であると判断し、所定値未満のときは正常加熱であると判断し、そのことを加熱制御部８に伝送する。温度検出部６の検出温度と比較する上記所定値は、通常の調理時には達しない高い値である。また、サーミスタ３は赤外線センサ４よりも応答速度が遅いため、この所定値はサーミスタ３と赤外線センサ４とにより、値が異なる。赤外線センサ４と比較するときの所定値（以下、「第１の設定値」と言う。）は、サーミスタ３と比較するときの所定値（以下、「第２の設定値」と言う。）より高い。例えば、通常の加熱時の第１の設定値は３００℃、第２の設定値は２５０℃であり、揚げ物の調理時の第１の設定値は２５０℃、第２の設定値は２２０℃である。

図２に、トッププレート２の上面図を示す。トッププレート２の上面又は下面には、調理容器１を載置する場所を示す、少なくとも１つ（図２において、２つ）の加熱部１２が印刷により表示されており、加熱部１２の下方にそれぞれ加熱コイル７が設けられる。

操作部９は、加熱部１２に対応させてそれぞれ設けられる。操作部９は、複数の静電容量式のスイッチ９ａ〜９ｅにより構成される。各スイッチ９ａ〜９ｅは、加熱の切／入を制御する加熱切／入スイッチ９ａ、温度の上げ下げを調節する温度調節スイッチ９ｂ及び９ｃ、揚げ物モードの切／入を制御する揚物切／入スイッチ９ｄ、加熱の調理時間を設定するタイマースイッチ９ｅである。「揚げ物モード」とは、揚げ物に適した温度で加熱コイル７を制御して、調理容器１を加熱するモードである。また、操作部９と加熱部１２との間には、表示部１３が設けられている。図２の表示部１３は、左側の操作部９の揚物切／入スイッチ９ｄを操作して、揚げ物モードにした後、デフォルトの設定温度（例えば、１８０℃）又は温度調節スイッチ９ｂ及び９ｃにより油温を１８０℃に設定された場合の表示を示しており、調理容器１に入れた油温が１８０℃に到達するまでの間は、「揚げ物（予熱中）１８０」と表示する。油温が１８０℃に達すると、「予熱中」の表示が消える。

［誘導加熱調理器の動作］
［加熱モード］
上記のように構成される本実施形態の誘導加熱調理器は、加熱を開始する前に赤外線センサ４が故障しているかどうかを判断し、赤外線センサ４が故障していないときは赤外線センサ４により検出された温度に基づいて、加熱コイル７を制御し、赤外線センサ４が故障しているときはサーミスタ３により検出された温度に基づいて、加熱コイル７を制御する。以下、図３を用いて、本実施形態の誘導加熱調理器の加熱時の動作について説明する。図３は、本実施形態の誘導加熱調理器の加熱制御に関する動作を示すフローチャートである。

使用者が加熱切／入スイッチ９ａを押下することによって、加熱開始の制御命令を入力すると、加熱制御部８は故障検知部５に加熱開始の制御命令が入力されたことを伝達する。これにより、故障検知部５は、光源１１を発光させる。温度検出部６は、光源１１の発光により赤外線センサ４が受光した赤外線のエネルギー量を温度に換算することにより、調理容器１の温度を検出する。故障検知部５は、温度検出部６により検出された温度が所定値（例えば、１００℃）以上か否か、すなわち赤外線センサ４が故障しているか否かを判断する（Ｓ３０１）。

故障検知部５は、検出温度が所定値以上であれば、赤外線センサ４は故障していないと判断し（Ｓ３０１でＮｏ）、その結果を加熱制御部８に送信する。加熱制御部８は、加熱コイル８に高周波電流を供給する。これにより、調理容器１の加熱が開始される（Ｓ３０２）。加熱制御部８は、赤外線センサ４の出力に基づいて、加熱コイル８に供給する高周波電流量を制御することにより、高周波電力量を制御する。調理容器１が加熱され、赤外線センサ４が調理容器１から放射される赤外線を受光すると、温度検出部６は赤外線センサ４の赤外線のエネルギー量に基づいて、調理容器１の温度を検出する。異常加熱検知部１０は、検出温度が第１の設定値（例えば、３００℃）以上か否かを判断する（Ｓ３０３）。検出温度が第１の設定値以上であれば、異常な加熱であると判断し、検出温度が第１の設定値未満であれば、正常な加熱であると判断し、その結果を加熱制御部８に送信する。加熱制御部８は、異常な加熱のとき、加熱コイル７を一時的に停止させる（Ｓ３０５）。加熱制御部８は、正常な加熱のときは、加熱を継続させる（Ｓ３０４）。ここで、加熱を停止中にステップ３０５の加熱の停止が実行されるときは、加熱コイル７への電力供給の停止をそのまま継続することを意味し、加熱の停止中にステップ３０４の加熱の継続が実行されるときは、加熱コイル７への電力供給を再開することを意味する。加熱制御部８は、使用者が加熱切／入スイッチ９ａを押下することによって、加熱停止の制御命令が入力されたか否かを判断する（Ｓ３０６）。加熱切／入スイッチ９ａが押下されていなければ、ステップ３０３に戻り、加熱切／入スイッチ９ａが押下された場合は、調理容器１の加熱を終了する。

ステップ３０１において、温度検出部６により検出された温度が所定値未満であれば、故障検知部５は赤外線センサ４は故障していると判断し（Ｓ３０１でＹｅｓ）、その結果を加熱制御部８に送信する。加熱制御部８は、加熱コイル８に高周波電流を供給する。これにより、調理容器１の加熱が開始される（Ｓ３０７）。加熱制御部８は、感熱素子３の出力に基づいて、加熱コイル８に供給する高周波電流量を制御することにより、高周波電力量を制御する。調理容器１が加熱され、調理容器１の温度が上昇すると、温度検出部６はサーミスタ３によりトッププレート２を介して調理容器１の温度を検出する。異常加熱検知部１０は、検出温度が第２の設定値（例えば、２５０℃）以上か否かを判断する（Ｓ３０８）。検出温度が第２の設定値以上であれば、異常な加熱であると判断し、検出温度が第２の設定値未満であれば、正常な加熱であると判断し、その結果を加熱制御部８に送信する。加熱制御部８は、異常な加熱のとき、加熱コイル７を一時的に停止させる（Ｓ３０９）。加熱制御部８は、正常な加熱のときは、加熱を継続させる（Ｓ３１０）。ここで、加熱を停止中にステップ３０９の加熱の停止が実行されるときは、加熱コイル７への電力供給の停止をそのまま継続することを意味し、加熱の停止中にステップ３０９の加熱の継続が実行されるときは、加熱コイル７への電力供給を再開することを意味する。加熱制御部８は、使用者が加熱切／入スイッチ９ａを押下することによって、加熱停止の制御命令を入力されたか否かを判断する（Ｓ３１１）。加熱切／入スイッチ９ａが押下されていなければ、ステップ３０８に戻り、加熱切／入スイッチ９ａが操作された場合は、調理容器１の加熱を終了する。

［揚げ物モード］
次に、揚げ物の調理時について説明する。使用者が図２に示す揚物切／入スイッチ９ｄを操作した後、温度調節スイッチ９ｃ及び９ｂで設定温度を例えば１８０℃に設定すると、表示部１３には、図２に示すように「揚げ物（予熱中）１８０」と表示される。この予熱中という表示は、調理容器１に入れた油温が設定温度の１８０℃に到達するまでの間、表示される。本実施形態の誘導加熱調理器は、油温が設定温度の１８０℃に達するまでの間、すなわち予熱中、感熱素子３に基づいて、加熱コイル７を制御する。

図４に、揚げ物のように油量が多いときの各温度変化を示す。図４（ａ）は調理容器１に入れた油の温度、図４（ｂ）は調理容器１の温度、図４（ｃ）は赤外線センサ４に基づく検出温度、図４（ｄ）はサーミスタ３に基づく検出温度である。赤外線センサ４は応答速度が速いため、赤外線センサ４の検出温度は、調理容器１の温度とほぼ同じ温度になる（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。一方、サーミスタ３は応答速度が遅いため、調理容器１の温度に対して、温度上昇が緩やかである。しかし、揚げ物のように油量が多い場合、調理容器１に入れた油温の温度変化は調理容器１の温度変化よりも緩やかとなるため、赤外線センサ４の検出温度よりもサーミスタ３の検出温度のほうが実際の油温に近い温度となる。そのため、本実施形態においては、揚物切／入スイッチ９ｄが操作されたときは、油温が設定された温度（例えば、１８０℃）に到達する時間Ｔ１までの予熱中の間、サーミスタ３の検出温度に基づき加熱コイル７の加熱制御を行う。時間Ｔ１以降は、図３に示すフローチャートに従って、赤外線センサ４が故障していないときは赤外線センサ４の検出温度に基づいて加熱制御を行い、赤外線センサ４が故障しているときはサーミスタ３の検出温度に基づいて加熱制御を行う。なお、揚げ物の加熱調理のときは、第１の設定値は２５０℃、第２の設定値は２２０℃に設定される。

以上のように、本実施形態の誘導加熱調理器は、加熱を開始する前に、まず赤外線センサ４が故障しているか否かを判断し、赤外線センサ４が故障していない場合は赤外線センサ４に基づいて加熱コイル７を制御している。赤外線センサ４は応答速度が速いため、赤外線センサ４を用いると、調理容器１の温度変化に追従した加熱制御を行うことができる。また、赤外線センサ４が故障していると判断した場合は感熱素子３に基づいて加熱コイル７を制御することにより、赤外線センサ４が故障している場合も、この誘導加熱調理器を使用することができる。

また、揚げ物を調理するときは、設定温度に達するまでの間、すなわち予熱中は、サーミスタ３の検出温度に基づいて加熱コイル７を制御しているため、実際の油温に近い温度で制御することが可能となる。また、予熱が完了したあと、赤外線センサ４が故障していないときは、赤外線センサ４の検出温度に基づき加熱制御を行うことにより、食材投入による温度変化を素早く検知することができる。

また、異常加熱検知部１０により、加熱が異常かどうかを判断し、異常であるときは加熱を一時的に停止させている。例えば、空焚きの場合は、調理容器１の温度が通常の調理時より高温になる。加熱中の検出温度を通常の調理時には達しない高温の第１の設定値や第２の設定値と比較することにより、空焚きかどうかを検出することができる。これによって、空焚きの状態が続くことを防ぐことができる。また、サーミスタ３と比較する第２の設定値を、赤外線センサ４と比較する第１の設定値よりも低くすることにより、応答速度の遅いサーミスタ３の場合であっても、空焚きの継続を防ぐことができる。さらに、加熱時や揚げ物時のように調理内容によって、設定値を変更することにより、より安全に且つより早く空焚きを防止できる。

［変形例］
なお、本実施形態においては、故障検知部５が光源１１を発光させるタイミングを制御するとしたが、これに代えて、加熱制御部８が光源１１を発光させるタイミングを制御しても良い。また、故障検知は、光源１１の発光に基づくものに限定しない。赤外線センサ４が故障しているかどうかを検出できるものであれば良い。

なお、本実施形態において第１の設定値と第２の設定値の値は、加熱時と揚げ物時について例示したが、これらの値はその他の調理についてさらに設定しても良い。例えば、第１の設定値と第２の設定値はそれぞれ、湯沸かしのときに１５０℃、１３０℃、炊飯のときは、２００℃、１８０℃であっても良い。このように、調理内容に応じて設定値を変更することにより、より安全に且つより早く空焚きを防止することができる。なお、第１の設定値と第２の設定値は、本実施形態の値に限定しない。これらの値は空焚きを検出できるような高温の値であれば良い。また、本実施形態においては、調理内容に応じて設定値を可変にしたが、例えば、第１の設定値を３５０℃、第２の設定値を３００℃のように固定値としても良い。

なお、本実施形態の異常加熱検知部１０は、温度検出部６の温度を第１の設定値や第２の設定値と比較することにより、加熱が異常かどうかを判断したが、異常加熱の検出は本実施形態に限定されない。温度変化とその変化時間を算出し、例えば、１０秒間で５℃以上、温度が変化した場合に、異常加熱であると判断しても良い。また、加熱コイル７に高周波電流を供給するインバータ回路の制御値（例えば、スイッチング素子の導通比やスイッチング素子のスイッチング周波数）の変動が所定値以上の場合に異常加熱と判定しても良い。

なお、本実施形態の誘導加熱調理器は、赤外線センサが故障していることや加熱が異常であることを使用者に報知する報知部をさらに備えても良い。報知部は、例えばブザー、音声、ＬＥＤなどの光源、液晶などで構成されても良い。また、本実施形態においては、異常加熱であると判断した場合に、加熱を停止したが、停止せずに火力を弱めても良い。

さらに、操作部９を構成する複数のスイッチ９ａ〜９ｅは、本実施形態のように静電容量式のスイッチに限らず、タクトスイッチであっても良い。また、複数のスイッチ９ａ〜９ｅに割り当てられた各制御命令は本実施形態に限定されない。例えば、本実施形態において三角形の記号が記されたスイッチ９ｂ及び９ｃは、温度の上げ下げを調節する温度調節スイッチであったが、これらのスイッチは火力を調節する火力調節スイッチであっても良いし、温度調節と火力調節の両方を兼ねたスイッチであっても良い。本実施形態の複数のスイッチ９ａ〜９ｅは単なる例であり、操作部９は他のスイッチを含んでも良い。

本発明の誘導加熱調理器によれば、鍋の温度変化に対する応答速度が早く、且つ赤外線センサが故障した後も安全に加熱を継続することができるという効果を有し、一般家庭などで使用される誘導加熱調理器に有用である。

本発明の実施形態の誘導加熱調理器の構成図 本発明の実施形態の誘導加熱調理器のトッププレートを示す上面図 本発明の実施形態の誘導加熱調理器の動作を示すフローチャート 油量が多いときの油温、調理容器温度、赤外線センサによる検出温度、サーミスタによる検出温度を示す図

符号の説明

１ 調理容器
２ トッププレート
３ サーミスタ
４ 赤外線センサ
５ 故障検知部
６ 温度検出部
７ 加熱コイル
８ 加熱制御部
９ 操作部
９ａ〜９ｅ スイッチ
１０ 異常加熱検知部
１２ 加熱部
１３ 表示部
１４ 外郭ケース

Claims (3)

1. 調理容器を載置するトッププレートと、
   誘導磁界を発生して、前記調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
   前記トッププレートの下面に接触するように配置された感熱素子と、
   前記トッププレートを介して、前記調理容器から放射される赤外線を検出する赤外線センサと、
   前記感熱素子により前記調理容器の温度を検出すると共に、前記赤外線センサの受光した赤外線のエネルギ量に基づいて前記調理容器の温度を検出する温度検出部と、
   前記赤外線センサの故障を検知する故障検知部と、
   前記故障検知部による故障検知の結果と、前記温度検出部が検出した調理容器の温度とに基づいて、前記加熱コイルに高周波電流を供給する加熱制御部と、
   前記赤外線センサを照射する光源と、
   揚げ物の調理を指示するためのスイッチを含む操作部と、
   を有し、
   前記故障検知部は加熱開始前に前記光源を発光させ、前記赤外線センサによる検出温度が所定値未満の場合に前記赤外線センサが故障していると判断し、
   前記加熱制御部は、前記故障検知部が前記赤外線センサが故障していると判断した場合に、前記感熱素子による検出温度により前記加熱コイルを制御し、前記故障検知部が前記赤外線センサが故障していないと判断した場合に、前記赤外線センサによる検出温度により前記加熱コイルを制御し、
   前記加熱制御部は、前記揚げ物の調理を指示するためのスイッチが押下されると、前記感熱素子に基づく前記調理容器の温度が所定温度に達するまで、前記感熱素子による検出温度に基づいて前記加熱コイルを制御し、前記調理容器の温度が前記所定温度に達した後、前記赤外線センサが故障していない場合、前記赤外線センサによる検出温度により前記加熱コイルを制御する、誘導加熱調理器。
2. 前記赤外線センサが故障していないとき、前記赤外線センサによる検出温度が調理容器の加熱中に第１の設定値に達しているか否かに基づいて、異常加熱状態かどうかを検知する異常加熱検知部をさらに有し、
   前記加熱制御部は、前記異常加熱検知部の出力に基づいて、前記加熱コイルを制御する、請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記赤外線センサが故障しているとき、前記異常加熱検知部は、調理容器を加熱中に、前記感熱素子による検出温度が、前記第１の設定値よりも低い第２の設定値に達しているか否かに基づいて、異常加熱状態かどうかを検知する、請求項２に記載の誘導加熱調理器。

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