JP5380172B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、トッププレート上で加熱される被加熱物より輻射される赤外線を検知する赤外線センサと、トッププレートの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関する。

誘導加熱調理器において、被加熱物より輻射される赤外線を検知する赤外線センサと、トッププレートの温度を検知する温度センサとを備えたものは、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、赤外線センサ及び温度センサの検知出力に基づいて鍋などの加熱容器の温度を算出しているが、以下のような問題があった。例えば、フライパンを用いて調理する場合、最初に予熱を行うとフライパンの温度は急上昇するので、それに伴いトッププレート上面の温度も上昇するが、下面側の温度はそれほど上昇しない。これは、トッププレートの材質が、熱伝導率が悪く且つ熱容量が大きいガラスであることに起因する。

この場合、フライパンの材質は光沢のあるステンレス製等であるため、輻射率が悪く、温度が上昇しても赤外線の輻射エネルギーは少ない。一方、トッププレートの上面は鍋底に近接しているため、熱伝導によって温度が上昇する。そして、ガラスの輻射率は大きいので、フライパンよりも多くの赤外線がトッププレートの上面より輻射され、フライパンからの輻射エネルギーと共にトッププレートの分光透過率に従い透過して、下方に位置する赤外線センサに到達する。

フライパンの板厚が薄く熱容量が小さい場合は、空焚き状態になると３０秒〜６０秒程度で温度が急上昇するので、トッププレート上面からの赤外線輻射エネルギーも急激に増加する。例えば特許文献１には、赤外線センサの出力と、接触式温度センサの出力との差分を演算することで、トッププレートの昇温で発生する赤外線を確実にキャンセルでき、鍋の底面温度を正確に検出できる、との記載がある（段落［００４８］）。

特開２００６−３１８９２５号公報

しかしながら、特許文献１のように赤外線センサの出力と、接触式温度センサの出力との差分を演算することは、トッププレートを介して輻射される赤外線のエネルギー分を無視することに等しい。したがって、実際の温度検知精度は極めて悪いと推定される。

以下、問題点をより具体的に説明する。図１２に示すＶpu，Ｖpt，Ｖbは、それぞれトッププレートの下面，上面近傍，フライパン下面からの赤外線輻射エネルギーを示し、赤外線センサに入力されるエネルギーＶtoは（＝Ｖpu＋Ｖpt＋Ｖb）となる。図１２（ｃ）において、エネルギーＶpt，Ｖbは、図１３に示す分光特性を示すトッププレートを透過して赤外線センサに入射するため、エネルギーＶpuより小さい値となる。（Ｖpt＞Ｖb）となるのは、ステンレス製であるフライパンの輻射率が小さいことによる。

図１４（ａ）は、鍋底の板厚が厚い（熱容量大）フライパンと、鍋底の板厚が薄い（熱容量小）フライパンとを加熱した場合の電力変化をＰ１，Ｐ２で示している。また、図１４（ｂ）には、同様に鍋底の板厚が厚いものと薄いものとをそれぞれ加熱した場合の、鍋底（Ｔb1，Ｔb2）及びトッププレート下面（Ｔpu1，Ｔpu2）の温度変化を示す。そして、図１４（ｃ）は、同様の加熱ケースについて、赤外線センサの検知出力の変化をＶto1，Ｖto2として示す。

フライパン調理時に予熱を行う場合などのように鍋底の温度が急上昇する場合、図１２（ａ）に示すようにトッププレート上面の温度は急上昇するが、下面の温度は上昇しない。これは上述のように、トッププレートがガラス製で熱伝導率が悪く、熱容量も大きいことに起因する。一方、フライパンは輻射率が小さいため温度が上昇しても輻射される赤外線は少ないが、トッププレートの上面は鍋底に近接しているので熱伝導により温度が上昇し、上面から輻射される赤外線も急激に増加する。特許文献１のような従来技術では、このようにトッププレートを介した赤外線の輻射エネルギーを考慮していないため、温度検知精度が悪いと言える。

より詳細に説明すると、図１２（ｂ），（ｃ）は、図１２（ａ）におけるケース（２），（５）にそれぞれ対応し、図１４の時刻ｔ１，ｔ５におけるフライパンの鍋底温度Ｔb，トッププレートの上面温度Ｔpt及び下面温度Ｔpu，これらの温度に対応する赤外線センサの検出値Ｖb，Ｖpt，Ｖpuを示す。鍋底温度Ｔbは、何れも２５０℃とする。トッププレートの温度が低い図１２（ｂ）の場合、赤外線センサの総検出値Ｖtoは（２０ｍＶ＋４ｍＶ＋１０ｍＶ＝）３４ｍＶとなるはずだが、従来方式ではＶpu＝１０ｍＶを差し引いているため検出値Ｖo2＝２４ｍＶとなり、これが検出温度２５０℃に相当する。
一方、トッププレートの温度が高い図１２（ｃ）の場合、赤外線センサの総検出値ＶtOは（２０ｍＶ＋５０ｍＶ＋３００ｍＶ＝）３７０ｍＶとなるはずだが、従来方式ではＶpu＝３００ｍＶを差し引くため検出値Ｖo5＝７０ｍＶとなり、これは検出温度３１０℃に相当する。したがって、６０℃の誤差を生じることになる。

また、赤外線センサの総検出値Ｖtoは、トッププレート下面からの輻射エネルギーに対応するＶpuが占める割合が非常に大きい。従来技術では、Ｖpuに相当する値をサーミスタで検知した温度から推定しており、その推定自体が不正確であった。すなわち、誘導加熱では、図１５に示すように、鍋底における誘導電流の分布状態にバラツキがあるため、温度分布のバラツキも大きくなる。すると、トッププレートの温度分布のバラツキも大きくなるから、赤外線センサの検知結果とサーミスタが検知するトッププレート下面の温度とが異なる。更に、トッププレートの下面側では冷却風が循環しているので、トッププレート下面の温度とサーミスタが検知する温度との間にも差が生じる。
そして、検出値Ｖptはトッププレート上面温度Ｔptにより変化し、検出値Ｖbは鍋の輻射率により変化する。つまり、従来は、双方とも誤差が大きい（Ｖto−Ｖpu）に基づいて鍋底温度を検出していることになるから検出誤差が非常に大きい。以下に具体例で説明する。

図１６は、フライパンを空焚き状態にした場合のトッププレート下面温度Ｔpuと赤外線センサの検出値Ｖとの関係を示している。検出値Ｖpuは、下面温度Ｔpuに基づいて指数関数的に上昇する。検出値Ｖgo（＝Ｖpu＋Ｖpt）は、検出値Ｖptが温度Ｔptに上昇に伴い増加するので、それが検出値Ｖpuに上乗せされた特性となる。また、総検出値Ｖtoは、鍋底温度Ｔbが加熱開始初期段階でトッププレートの温度が低い場合でも高温になるから、温度Ｔbに基づいた略一定の検出値Ｖbが検出値Ｖgoに上乗せされた特性となる。

加熱を開始すると、鍋底温度Ｔb，トッププレート上面温度Ｔpt，同下面温度Ｔpuの順に上昇するので、加熱初期には、総検出値ＶtoにＶbが占める割合が大きくなるが、時間が経過してトッププレートの温度が上昇すると、Ｖgoが占める割合が大きくなる。図１２（ｃ）のケースでは、総検出値Ｖtoは３７０ｍＶであり、従来方式では、Ｔpu＝２２０℃に対応して出力されるＶpu＝３００ｍＶを減じてＶo5＝７０ｍＶとなる。この場合に、Ｔpu＝２１０℃と温度を１０℃低く検出したとすると、Ｖpu＝２６０ｍＶとなって、Ｖo5＝１１０ｍＶとなる。この値は、検出温度３００℃に相当する。すなわち、従来方式では、トッププレート下面の温度に１０℃の検出誤差があると、鍋底温度の検出誤差が５０℃となる。

また、フライパンの鍋底が塗装されている場合は、鍋底からの輻射熱が増加するため、光沢があるステンレス製の場合に比較すると、Ｖbは約３倍の６０ｍＶ程度になる。すると、図１２（ｃ）のケースでは、総検出値Ｖtoは４１０ｍＶとなり、従来方式でＶpu＝３００ｍＶを減じるとＶo5＝１１０ｍＶとなる。すなわち、検出温度３００℃に相当するから、やはり鍋底温度の検出誤差が５０℃となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、赤外線センサと温度センサとの双方を用いて鍋底温度を検出する場合に、検出精度を向上させることができる誘導加熱調理器を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の誘導加熱調理器は、被加熱物が載置されるトッププレートと、
前記被加熱物を加熱コイルにより誘導加熱する加熱手段と、
前記トッププレート及び前記被加熱物より輻射される赤外線を検知する赤外線センサと、
前記トッププレートの温度を検知する温度センサと、
温度上昇期間において、前記加熱手段による火力を比例制御するためのデータテーブル又は演算式からなり、前記温度センサの検知出力をパラメータとして温度上昇制御データ系列を設定すると共に、前記赤外線センサの検知出力に応じて、前記設定された温度上昇制御データ系列に従う火力の設定値を決定する制御部とを備え、
前記制御部は、前記温度センサの検知出力が、火力を最大にする温度上昇制御データ系列のパラメータ値を超えると、前記温度センサの検知出力に応じて前記加熱手段による火力を制御するための温度制御データ系列を設定することを特徴とする。
斯様に構成すれば、制御部は、加熱が開始されて温度が上昇する期間では、被加熱物の温度に近い温度センサの検知出力に応じて温度上昇制御データ系列を選択設定する。そして、特許文献１のようにトッププレート下面からの輻射エネルギーに対応する赤外線センサの検知出力を減じることで、当該検知出力に含まれている情報を利用せずに排除することなく、上記検知出力に応じて設定した温度上昇制御データ系列に従う設定値を決定するので、被加熱物の熱容量が小さい場合でも、温度の上昇度合いを高精度に制御できる。

請求項１記載の誘導加熱調理器によれば、トッププレート及び被加熱物より輻射される赤外線を検知する赤外線センサと、トッププレートの温度を検知する温度センサとを用いて、温度上昇期間における加熱制御をより高精度に実行できるので、被加熱物が過昇温度状態になることを確実に防止できる。

第１実施例であり、火力制御装置が行う誘導加熱制御を示すフローチャート 加熱制御に用いるデータ系列の一例を示す図 キッチンキャビネットに加熱調理器が組み込まれた状態の外観斜視図 トッププレートを外した状態で示す調理器本体の平面図 表示部の表示状態を示す図 誘導加熱調理器の縦断側面図 制御系の構成を示す機能ブロック図 第２実施例を示す図１相当図 図２相当図 図９のデータ系列（１０）のバリエーションを示す図 ２つの温度センサより得られる検知出力の取り扱い例を一覧で示す図 従来技術を説明する、（ａ）は加熱調理器のトッププレートの下面，上面の温度分布、（ｂ），（ｃ）はトッププレートの下面，上面，フライパン下面からの赤外線輻射エネルギーを示す図 トッププレートの分光特性を示す図 フライパンの鍋底板厚が厚いものと薄いものとを加熱した場合、（ａ）は火力（電力）変化、（ｂ）は鍋底及びトッププレート下面の温度変化、（ｃ）は赤外線センサの検知出力の変化を示す図 フライパンを誘導加熱する場合の温度分布及び電流分布を示す図 フライパンを空焚き状態にした場合のトッププレート下面温度Ｔpuと赤外線センサの検出値Ｖとの関係を示す図

（第１実施例）
以下、システムキッチンに組み込まれる誘導加熱調理器に適用した第１実施例について、図１〜図７を参照しながら説明する。図３は、キッチンキャビネット１に、加熱調理器２が組み込まれた状態の外観斜視図であり、図４は、トッププレートを外した状態で示す調理器本体３の平面図である。加熱調理器２の調理器本体３は、キャビネット１に設けられた開口４に落とし込み状態に組み込まれている。この調理器本体３の下部には、図３に示すロースタ部５が設けられている。

前記調理器本体３は、図４に示すように、上面が開口しており、内部の手前側に加熱手段としての二つの誘導加熱コイル８、９が設けられ、また中央奥部に別の加熱手段として例えばラジエントヒータからなるヒータ１０が設けられている。また、この調理器本体３内には、表示回路基板１１が配設されており、この表示回路基板１１には、多数の加熱強度表示用の発光ダイオードからなる表示器群１２Ａ、１２Ｂが実装されていると共に、例えば蛍光表示管からなる表示器１５Ａ，１５Ｂが実装されている。
さらに、図３、図５に示すように、前記調理器本体３の上面には、誘導加熱コイル８、９及びヒータ１０を上方から覆うように、耐熱ガラス製の透視可能なトッププレート１６が配置される。このトッププレート１６において、左右の誘導加熱コイル８、９及びヒータ１０の上方に対応する部位はそれぞれ円形模様の調理器載置表示部１７、１８、１９が設けられている。

図５は、以下に述べる表示部から光が放出されて、トッププレート１６上の各表示部が浮かび上がったように光表示されている状態を示している。トッププレート１６の裏面において、調理器載置表示部１７、１８の前側には、前記表示器群１２Ａ、１２Ｂの上方に位置して調理条件表示部１２ＡＨ、１２ＢＨが塗装膜に形成された抜き孔により設けられ、表示器１５Ａ、１５Ｂの上方に位置して調理条件表示部１５ＡＨ、１５ＢＨが同様に抜き孔により設けられている。なお、これらの各調理条件表示部１２ＡＨ、１２ＢＨ，１５ＡＨ、１５ＢＨは、それぞれ対応する表示器によって下方から照明表示されることで、透視可能なトッププレート１６を介してその上面から図５に示すように目視できる。

また、トッププレート１６の前縁部（調理器本体３より前方へ張り出した部分）の下面には、入力案内用表示部２０ＡＨ〜２７ＡＨ、２０ＢＨ〜２７ＢＨが同様に抜き孔により設けられている。これら入力案内用表示部２０ＡＨ〜２７ＡＨ、２０ＢＨ〜２７ＢＨは、本体３の内部に配置される図示しない発光体からの発光により浮かび上がるように光表示される。なお、発光体が消灯しているときには、トッププレート１６上面から内部はほぼ見えない状態（いわゆるブラックアウト状態）となる。

前記右側の入力案内用表示部２０ＡＨ〜２７ＡＨと、左側の入力案内用表示部２０ＢＨ〜２７ＢＨとは、それぞれ基本的に同じ構成であり、また、右側の入力案内用表示部２０ＡＨ〜２７ＡＨ下方部、及び左側の入力案内用表示部２０ＢＨ〜２７ＢＨ下方部に設けられた操作部などの構成についても、基本的に同じであるので、右側の入力案内用表示部２０ＡＨ〜２７ＡＨ下方部の操作部などについて以下説明する。

入力案内用表示部２０ＡＨは加熱調理のスタート／切り用、入力案内用表示部２１ＡＨはメニュー選択用、入力案内用表示部２２ＡＨは加熱強度や加熱時間のアップ設定用、入力案内用表示部２３ＡＨは同ダウン設定用、入力案内用表示部２４ＡＨ〜２７ＡＨは加熱強度設定用である。また、これら入力案内用表示部２０ＡＨ〜２７ＡＨの下方には、ユーザが手指により接触操作したことを静電容量の変化により検出する操作部２０ＡＴ〜２７ＡＴが設けられている（図７参照）。

図６は、加熱調理器２の縦断側面図である。冷却ダクト３０の内部には、シールドケース３１が配置されている。このシールドケース３１は、誘導加熱コイル８の中心部から下方に延びると、吹出口３０ａの直下位置にて水平方向（図６では左方）に折れ曲がった断面ほぼＬ字状の容器となっている。シールドケース３１の奥部には、赤外線センサ３２が受光部（赤外線フィルタ３２ａ）を水平方向（図６では右方）に向けた状態で配置されている。赤外線センサ３２は、前記赤外線フィルタ３２ａ，赤外線検出部３２ｂ，図示しない信号処理回路を一体的に備えたユニットで構成されている。また、シールドケース３１の内部で吹出口３０ａの直下位置に対応する部分には、集光反射部３３が配置されている。集光反射部３３は、赤外線センサ３２と一体となったユニットを構成して、シールドケース３１の内部に配置されている。
シールドケース３１のうち、集光反射部３３の上方に位置する部分には開口部３４が形成されており、例えばフライパンなどの調理器具３５から放射された赤外線が、開口部３４を通って集光反射部３３に向かうようになっている。

トッププレート１６の下面には、例えばチタンなどの金属系材料をスパッタ法により成膜してなる薄膜３６が設けられており、赤外線や可視光が透過しないように構成されている。そして、トッププレート１６の下面で、開口部３４が密着した部分の内部、即ち、赤外線センサ３２の視野面には、薄膜３６が成膜されておらず、透明な赤外線透過窓３７となっている。これにより、調理器具３５から放射された赤外線が効率良く赤外線透過窓３７を透過するようになっている。
このような構成において、集光反射部３３は、トッププレート１６（赤外線透過窓３７）を介して調理器具３５から放射された赤外線をほぼ水平方向に反射して赤外線センサ３２に集光させる（図６中、破線で示す光路参照）。

ところで、このように透明な赤外線透過窓３７を設けると、当該赤外線透過窓３７を通して誘導加熱調理器２の内部が見えてしまう。また、当該赤外線透過窓３７を透過した可視光が赤外線センサ３２に到達してしまい温度検出に影響を及ぼすおそれがある。そこで、開口部３４内部において赤外線透過窓３７に対向する部分に、赤外線透過フィルタ３８が設けられている。赤外線透過フィルタ３６は、赤外線フィルタ３２ａより広い範囲の波長透過領域（帯域Ｗよりも広い範囲の波長領域）を有し、且つ、可視光を透過させない特性を有する部材で構成されている。即ち、調理器具３５から集光反射部３３を介して赤外線センサ３２に至る赤外線の光路の途中に赤外線フィルタが二重に配置された構成となっている。尚、赤外線透過フィルタ３６は、帯域Ｖと帯域Ｗの両方の帯域を含む波長透過領域を有するように構成してもよい。

また、トッププレート１６の下面において、誘導加熱コイル８の内周側と、誘導加熱コイル８が巻回されている部分の上方に位置する部位とには、例えばサーミスタなどで構成される温度センサ３９ａ,３９ｂが配置されている。これらの温度センサ３９ａ,３９ｂは、トッププレート１６下面の温度を検知する。

図７は、制御系の構成を示す機能ブロック図である。火力制御装置（制御部）４１は、調理器本体３の内部に設けられており、マイクロコンピュータによって構成されている。火力制御装置４１には、トッププレート１６の下方に配置されている操作部（操作手段）２０Ｔ〜２７Ｔから操作信号が入力されると共に、赤外線センサ３２，温度センサ３９からの温度検知信号が各センサに対応する検知部３２ｃ，３９ｃを介して入力されている。
そして、火力制御装置４１は、これらの入力並びに予め記憶された制御プログラムに基づいて、表示部１２Ｈ，１５Ｈ，２０Ｈ〜２７Ｈの作動を制御すると共にインバータ（高周波電流供給手段）４２を制御し、誘導加熱コイル８（及び９）にインバータ４２を介して高周波電流を供給して制御する。例えば、ユーザが操作部２０Ｔ〜２７Ｔを操作することで、調理メニューを選択し、調理条件を設定すると、対応する表示部１２Ｈ，１５Ｈ，２０Ｈ〜２７Ｈの表示を制御すると共に対応する加熱制御を行う。

誘導加熱コイル８には、共振コンデンサ４３が直列に接続されている。これらのコイル８またはコンデンサ４３は、調理器具３５の材質に応じて出力調整を行なうため、コイル８の巻数が可変となるように（例えば、多段コイル構成）、又はコンデンサ４３の容量が可変となるように構成しても良い。インバータ４２には、商用交流電源４４を、整流回路４５を介して直流に変換したものが駆動用電源として供給されている。また、商用交流電源４４は、図７では図示を省略しているヒータ１０にも、図示しない通電制御部を介して供給されている。
また、整流回路４５の入力側と、インバータ４２の出力側とには、夫々電流トランス４６，４７が配置されており、それらの検知信号は火力制御装置４１に与えられている。そして、火力制御装置４１は、加熱調理器２への入力電流ｉｐとインバータ４２の出力電流（コイル電流）ｉｃとを検出するようになっている。尚、以上において、誘導加熱コイル８及び９，インバータ４２，共振コンデンサ４３は、加熱手段４８を構成している。

次に、本実施例の作用について図１及び図２を参照して説明する。図２は、火力制御装置４１が内部のメモリにデータテーブルとして記憶保持している、温度上昇制御データ系列（但し、データ系列（１０’）を除く）の一例を示すものである。図２の横軸は、データ系列（１０’）に利用するトッププレート１６の下面温度Ｔpuの目盛り（上軸）と共に、データ系列（１）〜（９）に利用する赤外線センサ３２の出力電圧Ｖto［ｍＶ］の目盛り（下軸）を示しており、縦軸は、誘導加熱の火力出力Ｐ［ｋＷ］である。そして、データ系列（１）〜（９）は、２５℃から２５℃刻みで上昇する下面温度Ｔpuをパラメータとする温度上昇制御データの系列を示している。
この場合、データ系列（１）〜（９）の火力減衰率（直線の傾き）は、光沢があるステンレス製鍋の底の温度が、例えば２５０℃に到達した場合に輻射される赤外線エネルギーに応じて、赤外線センサ３２が出力する電圧Ｖb＝２０ｍＶに相当するように設定されている。尚、データ系列（１）〜（９）は、下面温度Ｔpuについて、大まかな値を離散的に示しているが、実際に使用するデータは、下面温度Ｔpuをより詳細に切り分けたものとなる。

例えば、データ系列（１）では、下面温度Ｔpu＝２５℃の場合、出力電圧Ｖto＝１０ｍＶに達すると火力Ｐを初期値３ｋＷから低下させ、出力電圧Ｖto＝３０ｍＶに達すると、火力Ｐを最低出力である２００Ｗに設定するようになっている。また、データ系列（６）では、下面温度Ｔpu＝１５０℃の場合、出力電圧Ｖto＝１４０ｍＶに達すると火力Ｐを初期値３ｋＷから低下させ、出力電圧Ｖtoが１６０ｍＶに達すると、火力Ｐを最低出力２００Ｗに設定する。そして、下面温度Ｔpuが変化する場合は、それに応じて使用するデータ系列をダイナミックに変更する。

これらのデータ系列の内、データ系列（９）が上限として設定されている。すなわち、出力電圧Ｖtoがデータ系列（９）より大きくなると、データ系列（９）の傾きに従って火力Ｐが減少し、出力電圧Ｖtoが３６０ｍＶになると火力Ｐ（出力）は０ｋＷになる。よって、鍋底温度はそれ以上に上昇することがないのでデータ系列（９）が上限となる。
尚、この上限値の設定方法としては、その他例えば、データ系列（９）よりも右側に位置する図示しないデータ系列を更に設定し、下面温度Ｔpuが、上述したステンレス製鍋の底の温度が２５０℃になっている場合に対応する温度で傾きが垂直となるデータ系列を設定すれば、そのデータ系列が上限となる。この上限は任意に設定可能であり、例えば下面温度Ｔpu＝１５０℃に対応するデータ系列（６）の傾きを垂直に設定すれば、当該データ系列（６）が上限になる。

また、これらのデータ系列（１）〜（９）については、通常の調理手順に従う場合は、フライパン等の調理器具３５の温度を上昇させる期間に使用される。この「温度を上昇させる期間」とは、赤外線センサ３２の検出値が温度上昇データ系列の上限値（データ系列（９））に到達するまでの期間を意味し、例えばデータ系列（１）〜（９）については、フライパン等の調理器具３５の予熱，揚げ物調理における油が適温となるまでの加熱，或いは、揚げ物調理において調理物を投入した際に低下した油の温度の回復など、温度を上昇させる必要がある場合に火力を上昇させて、調理器具３５の温度を素早く短時間で目標温度に到達させる期間である。そして、データ系列（１）〜（９）は、赤外線センサ３２の検知出力に応じて火力Ｐを比例制御するためのデータ系列となっている。

また、データ系列（１０’）［温度制御データ］は、温度センサ３９が検知する温度Ｔpuに応じて加熱調理を行う場合に使用する火力データであり、上記検知出力に応じて火力Ｐを比例制御するためのデータ系列となっている。このデータ系列（１０’）は、調理器具３５の温度が過剰に上昇することを防止するため、火力の上限値を制御するデータであり、データ系列（９）より右側に位置させることで、例えば透明な赤外線透過窓３７が汚れた場合に赤外線がうまく検出できなかった場合などに過剰な温度上昇を防止する機能（過昇温防止機能）をなす。すなわち、データ系列（１０’）の火力上限値を、データ系列（９）の火力上限値よりも高く設定することで、安全な調理が可能となる。

図１は、火力制御装置４１が行う誘導加熱制御を示すフローチャートである。先ず、温度センサ３９の出力電圧に基づきトッププレート１６の下面温度Ｔpuを検出し（ステップＳ１）、続いて、赤外線センサ３２の出力電圧Ｖto（図２の下側横軸）を検出する（ステップＳ２）。そして、温度上昇火力設定値ＰS1を、上記温度Ｔpu及び出力電圧Ｖtoに応じて、図２に示すデータ系列に基づき設定する（ステップＳ３）。すなわち、温度Ｔpuに応じてデータ系列（１）〜（９）の何れかを選択し、選択したデータ系列上で、出力電圧Ｖtoに応じて加熱火力ＰS1を設定する。

例えば、温度Ｔpuを１００℃として検出した場合は、図２中のデータ系列（４）が選択される。そして、赤外線センサ３２の出力電圧Ｖtoが８０ｍＶから８５ｍＶに変化すると、その変化に応じて、データ系列（４）に基づく火力設定値ＰS1が１．５ｋＷから０．８ｋＷに変更される。すなわち、ステップＳ６に示すように、現状の火力Ｐが、ステップＳ３で目標値として設定された火力ＰS1に対して差がある場合は、現状の火力ＰをＰS1に一致させるように制御する。

尚、上述した例は、赤外線センサ３２の出力電圧Ｖtoが変化しても温度Ｔpuが変化しない場合を想定したが、実際には、出力電圧Ｖtoが上昇すれば同時に温度Ｔpuも上昇する。したがって、実際の火力ＰS1は、データ系列（４）において火力１．５ｋＷに相当するデータから若干斜め右下にずれて、出力電圧Ｖto（８５ｍＶ）の延長線上に位置する１．５ｋＷ〜０．８ｋＷの間に設定されることになる。

すなわち、調理器具３５を徐々に加熱して行く通常の調理では、初期段階で調理器具３５の温度が上昇すると、温度Ｔpu及び赤外線センサ３２の出力電圧Ｖtoが上昇する。図２を参照して説明すると、火力設定値ＰS1は、温度Ｔpuが低いデータ系列の火力が大きい位置から、火力が小さい位置、すなわち右斜め下に向かって緩やかに移動する。そして、温度Ｔpuが２２０℃に到達すると、調理器具３５の温度がそれ以上に上昇しないように、火力設定値ＰS1は、上限値として設定されたデータ系列（９）に沿って下降して行く。
一方、調理器具３５を加熱している最中に調理器具３５内に調理物が投入されると、調理器具３５の温度が一気に低下する。この時、トッププレート１６の下面温度Ｔpuはあまり変化しないが、赤外線センサ３２の出力電圧Ｖtoは一気に減少するから、温度Ｔpuに基づくデータ系列に沿って火力設定値が一気に上昇するように制御される。

続いて、温度Ｔpu（図２の上側横軸）が、データ系列（９）に対応する２２０℃以上か否かを判断し（ステップＳ４）、温度Ｔpuが２２０℃以上であれば、調理器具３５の過昇温防止機能として作用するデータ系列（１０’）に従って制御される。これば、温度Ｔpuが高くなればデータ系列（１０’）に基づき火力設定値を低下させることで、ステップＳ５に示すｇ（Ｔpu）を関数とするもので比例制御することに対応する。
この動作は、赤外線センサ３２の検出出力に基づきデータ系列（９）において過昇温防止を図る上限値を超えて、トッププレート１６の下面温度Ｔpuがより高く上昇することで、赤外線検出が適切に機能しないケースに対応する。この場合は、温度Ｔpuだけをパラメータとするデータ系列（１０’）により火力を制御する。

以上のように本実施例によれば、火力制御装置４１は、調理器具３５の温度が上昇する期間に、温度センサ３９の検知出力に応じて加熱手段４８による火力を制御するためのデータ系列（１）〜（９）を設定すると共に、赤外線センサ３２の検知出力（トッププレート１６の下面からの輻射エネルギーに対応する赤外線センサ３２の検出出力Ｖpuを排除しない、全体の検出出力Ｖto）に応じて、データ系列（１）〜（９）の内から前記設定されたデータ系列に従う火力設定値を決定するようにした。したがって、特許文献１のように赤外線センサ３２の検知出力を減じて当該検知出力に含まれている情報を利用せずに排除することなく、上記検知出力に応じて設定したデータ系列（１）〜（９）の設定値を変化させるので、調理器具３５の熱容量が小さい場合でも、温度の上昇度合いを高精度に制御でき、過昇温度状態になることを確実に防止できる。

また、火力制御装置４１は、温度センサ３９の検知出力に応じて加熱手段４８による火力を制御するためのデータ系列（１０’）も併せて設定するので、調理器具３５の状況並びに温度センサ３９の検知出力に応じて比例制御を行うことで、制御及び調理性能の信頼性を向上させることができる。

また、火力制御装置４１は、データ系列（９）と、データ系列（１０’）とをそれぞれ上限値に設定したので、赤外線センサ３２の検出出力，及び温度センサ３９の検出出力の双方により過昇温防止機能を作用させることができ、温度監視を２重に行うことができる。特に、温度センサ３９により検知される温度がデータ系列（９）に対応する温度Ｔpu（２２０℃）よりも高い場合はデータ系列（１０’）に移行できるように、前者の火力出力上限値よりも後者の火力出力上限値を高く設定した。これにより、赤外線センサ３２により赤外線が適切に検出できなかった場合でも、次善の過昇温防止機能として温度センサ３９に基づき制御できるから、更に安全な調理が可能となる。

そして、データ系列（１）〜（９）を、それぞれ赤外線センサ３２の検知出力に応じて火力Ｐを比例制御するデータとして設定したので、例えばフライパン調理の際に調理器具３５の温度が急上昇することが想定される場合でも、過昇温防止機能を高い精度で実現できる。

（第２実施例）
図８ないし図１１は第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図９は、火力制御装置４１が内部のメモリにデータテーブルとして記憶保持している、予熱制御データ系列（但し、データ系列（１０）を除く）の一例を示すものである。図９の横軸は、トッププレート１６の下面温度Ｔpuと共に、赤外線センサ３２の出力電圧Ｖto［ｍＶ］の対数目盛を示しており、縦軸は、誘導加熱の火力出力Ｐ［ｋＷ］である。そして、データ系列（１）〜（９）は、２５℃から２５℃刻みで上昇する下面温度Ｔpuをパラメータとする予熱制御データ［温度上昇制御データ］の系列を示している。

この場合、データ系列（１）〜（９）の火力減衰率（直線の傾き）は、光沢があるステンレス製鍋の底の温度が、例えば２５０℃に到達した場合に輻射される赤外線エネルギーに応じて、赤外線センサ３２が出力する電圧Ｖb＝２０ｍＶに相当するように設定されている。尚、データ系列（１）〜（９）は、下面温度Ｔpuについて、大まかな値を離散的に示しているが、実際に使用するデータは、下面温度Ｔpuをより詳細に切り分けたものとなる。

例えば、データ系列（１）では、下面温度Ｔpu＝２５℃の場合、出力電圧Ｖto＝１０ｍＶに達すると火力Ｐを初期値３ｋＷから低下させ、出力電圧Ｖto＝３０ｍＶに達すると、火力Ｐを最低出力である２００Ｗに設定するようになっている。また、データ系列（６）では、下面温度Ｔpu＝１５０℃の場合、出力電圧Ｖto＝１４０ｍＶに達すると火力Ｐを初期値３ｋＷから低下させ、出力電圧Ｖtoが１６０ｍＶに達すると、火力Ｐを最低出力２００Ｗに設定する。そして、予熱中に、下面温度Ｔpuが変化する場合は、それに応じて使用するデータ系列をダイナミックに変更する。

データ系列（９）よりも右側に位置する図示しないデータ系列については、下面温度Ｔpuが、上述したステンレス製鍋の底の温度が２５０℃になっている場合に対応する温度で傾きが垂直に設定されていると、そのデータ系列が上限として設定されることになる。この上限は任意に設定可能であり、例えば下面温度Ｔpu＝１５０℃に対応するデータ系列（６）の傾きを「０」に設定すれば、当該データ系列（６）が上限になる。これらのデータ系列（１）〜（９）については、通常の調理手順に従う場合は、フライパン等の調理器具３５を予熱するため温度を上昇させる期間に使用される。そして、データ系列（１）〜（９）は、赤外線センサ３２の検知出力に応じて火力Ｐを比例制御するためのデータ系列となっている。

また、データ系列（１０）［温度制御データ系列］は、温度センサ３９が検知する温度Ｔpuに応じて加熱調理を行う場合に使用する火力データであり、上記検知出力に応じて火力Ｐを比例制御するためのデータ系列となっている。そして図３は、データ系列（１０）を、ユーザによる調理設定に応じて変化させる場合のバリエーションを示している。すなわち、図９に示すデータ系列（１０）は一例であり（図１０中の（１１ａ）に対応する）、実際にはユーザによる調理メニューの設定に応じて、図１０に示すデータ系列の何れか１つが選択される。

これらは、およそ４つの群に分けられており、データ系列（１〜３）の第１群は、例えば加熱温度が１４０℃〜１６０℃程度となる「とろとろオムレツ」や「ホットケーキ」などの調理に対応する。データ系列（４〜６）の第２群は、例えば加熱温度が１７０℃〜１９０℃程度となる「ハンバーグ」などの調理に対応し、データ系列（７〜１４）の第３群は、例えば加熱温度が２００℃〜２２０℃程度となる「ステーキ」などの調理に対応する。そして、データ系列（１２ａ〜１４ａ）の第４群は、例えば加熱温度が２２０℃〜２７０℃程度となる「野菜炒め」などの調理に対応する。また、「揚げ物」調理の場合は、加熱温度が１４０℃〜２０℃程度となるので、第１群，第２群の双方に跨ることになる。

つまり、予熱が完了して調理器具３５の温度が安定した後に加熱調理を行う場合は、主にデータ系列（１０）等を使用することになるが、加熱調理の途中に具材等が追加投入されて調理器具３５の温度が一時的に低下すると、データ系列（１）〜（９）を用いた制御に戻る場合がある。尚、これらのデータ系列（１）〜（１０）等は、データテーブルとして予め記憶保持するものに限らず、演算式（関数）を用いて算出しても良い。

図８は、火力制御装置４１が行う誘導加熱制御を示すフローチャートである。先ず、温度センサ３９の出力電圧に基づきトッププレート１６の下面温度Ｔpuを検出し（ステップＳ１１）、続いて、赤外線センサ３２の出力電圧Ｖto（図９の下側横軸）を検出する（ステップＳ１２）。そして、予熱火力ＰS1を、上記温度Ｔpu及び出力電圧Ｖtoに応じて、図９に示すデータ系列に基づき設定する（ステップＳ１３）。すなわち、温度Ｔpuに応じてデータ系列（１）〜（９）の何れかを選択し、選択したデータ系列上で、出力電圧Ｖtoに応じて加熱火力ＰS1を設定する。

続いて、温度Ｔpuに応じて、図９に示すデータ系列（１０）に基づき、加熱調理を行うための火力ＰS2を設定する（ステップＳ１４）。それから、実際に出力されている火力Ｐに相当する電力値を検出する（ステップＳ１５）。以降のステップＳ１６〜Ｓ１８は、予熱時並びに加熱時に共通の制御となる。すなわち、ステップＳ１５で検出した火力Ｐと、予熱火力ＰS1又は加熱火力ＰS2との大小を比較し（ステップＳ１６）、［Ｐ＜ＰS1：ＰS2］であれば火力Ｐを増加させ（ステップＳ１７）、［Ｐ＞ＰS1：ＰS2］であれば火力Ｐを減少させる（ステップＳ１８）。そして、［Ｐ＝ＰS1：ＰS2］であれば、そのままステップＳ１に戻る。以上のようにして、図９に示す制御データ系列に応じて予熱制御並びにその後の加熱制御を行うことができる（上述のように、加熱制御から予熱制御に移行する場合がある）。

上述した作用について、図９に示す負荷線Ｌs2，Ｌs4を参照して説明する。これらの負荷線Ｌs2，Ｌs4は、調理器具３５の温度が上昇するのに伴い調理器具３５からの放熱量が増加するので、右上がりの傾きを有している。この場合の「放熱」は、主に例えば野菜などの被調理物に熱を奪われたり、調理器具３５自体の加熱（温度上昇）や、調理器具３５からの放熱等により、調理器具３５の底から熱が奪われることで生じる。したがって、実際の負荷線は２次曲線的に変化するが、図９では近似的に直線で示している。

例えば「野菜炒め」調理を行うことを想定すると、調理の初期段階において野菜に水分が多く含まれている状態では、負荷線の傾きは急峻に立っているが、調理が進むと野菜に含まれる水分が減少し、調理器具３５の底から熱が奪われ難くなる。すると、負荷線はＬs2のようになり、更に調理が進めば負荷線はＬs4のように変化する。そして、火力Ｐは、負荷線とデータ系列（１）〜（１０）との交点で決まる。
負荷線がＬs2の状態では、データ系列（１０）との交点であるＰs2に到達する以前に、下面温度Ｔpu＝１２５℃であればデータ系列（５）とＰs2’で交差するので、赤外線センサ３２の出力電圧Ｖtoの上昇に応じて火力Ｐを低下させる。

一方、負荷線がＬs2の状態において下面温度Ｔpu＝１５０℃である場合でも、データ系列（６）には移行しない。これは、負荷線がＬs2の延長線とデータ系列（６）との交点である火力設定値ＰAが、上限値となるデータ系列（１０）を超えているため、火力設定値がデータ系列（１０）に従う比例制御データに移行されるからである。つまり、図９の横軸（上側）で、温度Ｔpu＝１５０℃に対応したデータ系列（１０）の火力設定値ＰBが動作点となる。

そして、負荷線がＬs2の状態においてデータ系列（１０）との交点であるＰs２に到達すれば、データ系列（１０）は上限値であるから、火力制御はデータ系列（１０）に移行され、図９の横軸（上側）の下面温度Ｔpuに基づいて、データ系列（１０）に従う比例制御が実行される。
負荷線がＬs4に移行し、下面温度Ｔpu＝１５０℃に上昇すると、データ系列（６）とＰs4で交差する。この状態から更に調理が進めば、負荷線の傾きはＬs4より小さくなる。一方、調理器具３５に新たに野菜が追加投入されると、負荷線の傾きは立つように変化する。

以上のように調理の進行状況に応じて負荷線の傾きが変化する過程で、下面温度Ｔpuとの関係により負荷線がデータ系列（１０）と交差する状態になると、加熱制御は、温度センサ３９の検知出力である下面温度Ｔpuのみに応じてデータ系列（１０）に基づき行われるようになる。すなわち、図９中において、データ系列（１０）を境界として右上部の領域となるデータ系列は火力制御に利用されることはなく、全ての制御はデータ系列（１０）を境界とする左下の領域に亘るデータに基づいて行われる。

また、図１１は、ステップＳ１で下面温度Ｔpuを取得する場合に、２つの温度センサ３９ａ,３９ｂより得られる検知出力をどのように取り扱うかを一覧で示している。すなわち、ユーザが選択した調理メニューの種類や調理の進行状況に応じて、それらの処理を変化させる。
例えば調理メニューが「フライパン調理」である場合、予熱を行っている期間は、温度センサ３９ａ,３９ｂの検知出力のうち検知温度が低い方を採用する。そして、予熱後は、サブメニューが例えば「ステーキ」であれば検知温度が低い方を採用し、サブメニューが例えば「カツレツ」であれば検知温度が高い方を採用する。また、調理メニューが「野菜炒め」であれば一貫して検知温度が高い方を採用し、「玉子焼き」であれば一貫して検知温度が低い方を採用する。

すなわち、「フライパン調理：ステーキ」の場合は、一般にフライパンに引く油の量が少なくフライパンの温度が上昇し易いので、予熱時には検知温度が低い方に従ってデータ系列（１）〜（９）を選択設定する。そして、予熱が完了して調理を行う場合には、逆に検知温度が高い方に従ってデータ系列（１０）に基づく制御データを設定する。また、「フライパン調理：カツレツ」の場合は、一般にフライパンに引く油の量が多くフライパンの温度が上昇し難い。故に、予熱時並びに予熱後に調理を行う場合の何れも、検知温度が低い方に従ってデータ系列（１）〜（９）を選択設定し、またデータ系列（１０）に基づく制御データを設定する。

また、「野菜炒め」の場合は、調理が高温で行われるので、予熱時並びに予熱後に調理を行う場合の何れも、検知温度が高い方に従ってデータ系列（１）〜（１０）を選択設定等する。「玉子焼き」の場合は、調理が比較的低温で行われ、且つ調理器具３５の底面全体が均一に加熱される状態が望ましいため、２つの温度センサ３９ａ,３９ｂの検知出力を平均した値を採用する。

以上のように第２実施例によれば、火力制御装置４１は、予熱時のように調理器具３５の温度が上昇する期間に、温度センサ３９の検知出力に応じて加熱手段４８による火力を制御するためのデータ系列（１）〜（９）を設定すると共に、赤外線センサ３２の検知出力（トッププレート１６下面からの輻射エネルギーに対応する赤外線センサ３２の検知出力を減じて排除しない全体の赤外線出力）に応じて、データ系列（１）〜（９）のうち、前記設定されたデータ系列に従う火力設定値を決定するようにした。したがって、特許文献１のように赤外線センサ３２の検知出力を減じて当該検知出力に含まれている情報を利用せずに排除することなく、上記検知出力に応じて設定したデータ系列（１）〜（９）の設定値を変化させるので、調理器具３５の熱容量が小さい場合でも、温度の上昇度合いを高精度に制御でき、過昇温度状態になることを確実に防止できる。

また、火力制御装置４１は、温度センサ３９の検知出力に応じて加熱手段４８による火力を制御するためのデータ系列（１０）も併せて設定するので、予熱が終了し、トッププレート１６の上面，下面の温度が比較的安定した状態で調理を行う場合は、温度センサ３９の検知出力に応じて比例制御を行うことで、制御精度，調理性能を向上させることができる。
また、火力制御装置４１は、データ系列（１）〜（９）と、データ系列（１０）とにそれぞれ上限値を設定する場合に、前者の火力出力Ｐの上限値を後者の上限値以上に設定するので、調理器具３５が例えば光沢のあるステンレス製である場合でも、過昇温防止機能を高い精度で実現できる。

そして、データ系列（１）〜（９）と、データ系列（１０）とを、それぞれ赤外線センサ３２の検知出力，温度センサ３９の検知出力に応じて火力Ｐを比例制御するデータとして設定したので、例えばフライパン調理の予熱時に調理器具３５の温度が急上昇することが想定される場合でも、過昇温防止機能を高い精度で実現できる。また、予熱の終了後、トッププレート１６の上面，下面の温度が比較的安定した状態で調理を行う場合も、温度センサ３９の検知出力に応じて比例制御により制御精度，調理性能を向上させることができる。

さらに、火力制御装置４１は、データ系列（１０）を調理条件に対応させて複数用意し、操作部２０ＡＴ〜２７ＡＴを介して設定された調理条件に応じて何れか１つを選択するので、フライパン調理や揚げ物調理などが選択された場合に、それぞれの調理の形態に応じて最適な比例制御を行うためのデータ系列を設定できる。
加えて、火力制御装置４１は、温度センサ３９ａ，３９ｂより出力される検知結果の平均値を採用するか、又は前記検知結果の何れかを選択したものに応じて、データ系列（１）〜（９）を設定し、また、上記検知結果について温度が最低を示すもの，温度が最高を示すもの，或いは前記検知結果の平均値の何れかに基づいてデータ系列（１０）に従う制御データを決定する。

すなわち、誘導加熱では、図１５に示したように、調理器具３５の鍋底に流れる誘導電流の分布にむらがあるため、鍋底の温度分布にもむらが生じる。また、鍋底の形状に凹凸がある場合には、温度センサ３９の検知結果がばらつくことがある。そこで、温度センサ３９ａ，３９ｂより出力される検知結果について温度が最低を示すものを採用すれば、過昇温を防止する観点では、安全側に制御できる。また、上記検知結果について温度が最高を示すものを採用すれば、データ系列に基づく制御データの変化速度を速くすることができる。例えば「野菜炒め」のように高火力で調理する場合は、より高い火力を設定することができる。また、上記検知結果について平均値を採用すれば、「玉子焼き」のように加熱温度に精度が必要とされる制御に好適である。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
複数の温度センサの検知出力の取り扱いは、図１１に示すものに限らず、個別の設計に応じて適宜変更して良い。
温度センサは、１つのみでも、若しくは３つ以上設けても良い。
誘導加熱コイルについても、１つだけ、若しくは３つ以上設けても良い。
データ系列（１０）について、調理メニューごとにバリエーションを設けることは、必要に応じて行えばよい。また、各データ系列は、必ずしも比例制御を行うデータに限ることはなく、適宜変更して良い。
調理器具３５はフライパンに限ることなく、その他の鍋などである場合も同様に適用できる。

図面中、２は加熱調理器（誘導加熱調理器）、８，９は誘導加熱コイル、１２Ｈ，１５Ｈは調理条件表示部、１６はトッププレート、２０ＡＴ〜２７ＡＴは操作部、３２は赤外線センサ、３５は調理器具（被加熱物）、３９は温度センサ、４１は火力制御装置（制御部）、４２はインバータ、４８は加熱手段を示す。

Claims (4)

1. 被加熱物が載置されるトッププレートと、
   前記被加熱物を加熱コイルにより誘導加熱する加熱手段と、
   前記トッププレート及び前記被加熱物より輻射される赤外線を検知する赤外線センサと、
   前記トッププレートの温度を検知する温度センサと、
   温度上昇期間において、前記加熱手段による火力を比例制御するためのデータテーブル又は演算式からなり、前記温度センサの検知出力をパラメータとして温度上昇制御データ系列を設定すると共に、前記赤外線センサの検知出力に応じて、前記設定された温度上昇制御データ系列に従う火力の設定値を決定する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記温度センサの検知出力が、火力を最大にする温度上昇制御データ系列のパラメータ値を超えると、前記温度センサの検知出力に応じて前記加熱手段による火力を制御するための温度制御データ系列を設定することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 調理条件を設定操作するための操作部と、
   この操作部を介して設定された調理条件を表示する表示部とを備え、
   前記制御部は、前記温度制御データ系列を、前記調理条件に対応させて複数用意し、前記操作部を介して設定された調理条件に応じて何れか１つを選択することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記温度センサを複数個備え、
   前記制御部は、前記複数の温度センサより出力される検知結果について温度が最低を示すもの，温度が最高を示すもの，或いは前記検知結果の平均値の何れかに基づいて、前記温度制御データ系列に従う設定値を決定することを特徴とする請求項１又は２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記温度センサを複数個備え、
   前記制御部は、前記複数の温度センサより出力される検知結果の平均値を採用するか、又は前記検知結果の何れかを選択したものに応じて、前記温度上昇制御データ系列を設定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の誘導加熱調理器。

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