(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋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、内側加熱コイルと外側加熱コイルの間に隙間を設けた加熱コイルと、
該加熱コイルに電力を供給するインバータ手段と、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底より放射される赤外線を受光し鍋底温度を検知する赤外線センサと、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底の温度を検出する温度センサと、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底に向けて赤外線を発光する赤外線発光手段と、
前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底で反射した赤外線を受光する赤外線受光手段と、
前記鍋底より放射される赤外線と前記赤外線発光手段により鍋底に向けて発光する赤外線と前記発光した赤外線が前記鍋の鍋底で反射して透過する前記トッププレートに設けた光センサ窓と、
該赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋の有無を判定するための信号に変換する鍋有無検出手段と、
前記赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋底の反射率を測定する反射率計測手段と、
前記鍋有無検出手段の出力値が事前に組み込まれた値と比較して、前記鍋の有無が検出不可能な場合は、前記加熱コイルに弱い火力の電力を供給するように前記インバータ手段を制御し、前記温度センサが温度上昇を示す変化を示したら、前記鍋が前記光センサ窓を覆っていると判断する制御手段を備え、
前記赤外線センサ、前記赤外線発光手段、および、前記赤外線受光手段を、前記加熱コイルの前記隙間の下方に近接して設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記鍋有無検出手段の出力値が事前に組み込まれた値と比較して、前記鍋の有無が検出不可能な場合は、前記加熱コイルに弱い火力の電力を供給するように前記インバータ手段を制御し、前記温度センサが一定時間内に温度上昇を示す変化を示さない時は、前記鍋が前記光センサ窓より外れていると判断し、前記加熱コイルへの電力の供給を絶つ制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トッププレート上に載置された鍋の温度を赤外線センサで検出する誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本体の上面に設けたトッププレートに調理容器（鍋）が載置され、調理容器から放射される赤外線を受光して温度を測定する赤外線センサの受光面上（光センサ窓）に鍋が載置されているのかを検出するために、トッププレートの下部から発光手段によって赤外線を発し、トッププレート上に載置された鍋底で反射した前記発した赤外線を受光する赤外線センサを備えた誘導加熱調理器として特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
また、トッププレート上に載置された鍋の有無を検出するために、本体内のトッププレートの下部から発光素子によって赤外線を発し、トッププレート上に載置された鍋の鍋底で反射した前記発した赤外線を受光する受光素子を備えた誘導加熱調理器として特許文献２に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７７３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１４９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術の誘導加熱調理器においては、鍋がトッププレートに載置され赤外線センサの受光面上に正確に載置された場合でも、鍋の鍋底の材質，色，傷などによって発せられた赤外線を反射する反射率に違いが生じ、反射される赤外線量に大きなバラツキが生じる。
【０００６】
そのため、反射された赤外線量だけでは鍋の有無を判断できないという特許文献１と特許文献２に共通の課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、鍋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、内側加熱コイルと外側加熱コイルの間に隙間を設けた加熱コイルと、該加熱コイルに電力を供給するインバータ手段と、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底より放射される赤外線を受光し鍋底温度を検知する赤外線センサと、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底の温度を検出する温度センサと、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底に向けて赤外線を発光する赤外線発光手段と、前記トッププレートの下方に設けられ前記鍋の鍋底で反射した赤外線を受光する赤外線受光手段と、前記鍋底より放射される赤外線と前記赤外線発光手段により鍋底に向けて発光する赤外線と前記発光した赤外線が前記鍋の鍋底で反射して透過する前記トッププレートに設けた光センサ窓と、該赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋の有無を判定するための信号に変換する鍋有無検出手段と、前記赤外線受光手段の出力に基づいて前記鍋底の反射率を測定する反射率計測手段と、前記鍋有無検出手段の出力値が事前に組み込まれた値と比較して、前記鍋の有無が検出不可能な場合は、前記加熱コイルに弱い火力の電力を供給するように前記インバータ手段を制御し、前記温度センサが温度上昇を示す変化を示したら、前記鍋が前記光センサ窓を覆っていると判断する制御手段を備え、前記赤外線センサ、前記赤外線発光手段、および、前記赤外線受光手段を、前記加熱コイルの隙間の下方に近接して設けたものである。
【０００８】
また、前記鍋有無検出手段の出力値が事前に組み込まれた値と比較して、前記鍋の有無が検出不可能な場合は、前記加熱コイルに弱い火力の電力を供給するように前記インバータ手段を制御し、前記温度センサが一定時間内に温度上昇を示す変化を示さない時は、前記鍋が前記光センサ窓より外れていると判断し、前記加熱コイルへの電力の供給を絶つ制御手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の誘導加熱調理器によれば、トッププレートに載置した鍋の有無を正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施例の誘導加熱調理器の外観斜視図。
【図２】一実施例の誘導加熱調理器のトッププレートを除いた上面図。
【図３】一実施例の誘導加熱調理器の左右の加熱コイルを主体としたブロック図。
【図４】反射型フォトインタラプタの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
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、鍋３０を載置する。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
１６は光センサ窓で、鍋３０の底から放射される赤外線を透過するところである。本来トッププレート２は、本体１の内部が見えないように全体を特定の意匠で塗装を施されている。光センサ窓１６は、鍋３０の鍋底から放射される赤外線をトッププレート２の下部へ透過するために、前記塗装を一部施さずトッププレート２の素材の状態（透明）や赤外線を透過する塗料を施したところである。本実施例では左右の加熱コイル３に夫々赤外線センサ１７が設けられているので、光センサ窓１６も後述する夫々の赤外線センサ１７の受光面上に設けられている（図１では、右側の加熱コイル３に設けた光センサ窓１６は鍋３０によって覆われ隠れて見えなくなっている）。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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によって構成された外側温度センサ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ（図２）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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
左右に配設された加熱コイル３の隙間３ｂ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。
【００３２】
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、加熱コイル３の隙間３ｂの位置で、加熱コイル３下方のトッププレート２に設けた光センサ窓１６の下部に設けられている。
【００３３】
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）が設けられている。
【００３４】
左右に配設された加熱コイル３の隙間３ｂには、赤外線センサ１７に近接して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。
【００３５】
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。
【００３６】
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トッププレート２に設けた光センサ窓１６より上方に照射する。また、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、先の照射した赤外光が光センサ窓１６を覆う物体（鍋底面）にて反射した赤外光を受光し、その受光量に比例した電流を出力する。
【００３７】
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と鍋有無検出手段２０へと入力される。
【００３８】
鍋３０の温度を検出するためには、同じ温度の鍋３０でも鍋底の材質や色，傷などの違いによって底から放射される赤外線量が異なるため、赤外線センサ１７で検出した赤外線量から鍋３０の温度を一義的に求めることはできない。そこで、放射率を知ることで検出した赤外線量から正確な鍋３０の温度を検出することができる。
【００３９】
放射率は、金属物質の表面から放射される赤外線エネルギ（Ｅ＝εσＴ４）の放射率εと表面の反射率ρの間に成立するキルヒホフの法則による式（ε＋ρ＝１）より（但し、透過率α＝０とする）、鍋３０の反射率ρを知ることができれば、鍋３０の放射率εを算出できることができる。
【００４０】
反射率計測手段１９では、その鍋３０の放射率を検出するためのものであり、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。
【００４１】
鍋有無検出手段２０は、反射型フォトインタラプタ１８内の赤外線ＬＥＤ１８ａの発光した赤外線が鍋３０の底に当たって反射した赤外線を赤外線フォトトランジスタ１８ｂによって受光し、受光した赤外線量に応じて赤外線フォトトランジスタ１８ｂの出力として発生した電流を後述する制御手段１１８で検出できるように電圧に変換して、制御手段１１８に入力する。
【００４２】
上面操作部７ａは、火力を設定する火力設定手段７２と調理メニューを選択するメニュー設定手段７１とを備えている。
【００４３】
インバータ手段１００は、数十ｋＨｚの高周波で数百Ｖの電圧を生成し加熱コイル３に供給するものである。
【００４４】
制御手段１１８は、火力設定手段７２より設定された火力で鍋３０を加熱できるようにインバータ手段１００を制御したり、メニュー設定手段７１で事前に組み込まれた自動メニューの中から選ばれたメニューに基づいてインバータ手段１００を制御したり、鍋３０の温度を正確に検出するために反射率計測手段１９の信号から放射率を求め赤外線センサ１７からの信号を補正したり、鍋３０の温度を決められた温度に維持するため前記補正した信号に基づいてインバータ手段１００から加熱コイル３に供給する電力を制御したり、また、温度センサ１５の信号に基づいてインバータ手段１００から加熱コイル３に供給する電力を制御するものである。
【００４５】
また制御手段１１８は、鍋有無検出手段２０の電圧と比較して判定するための電圧を、製造段階で事前に確認した電圧を予め組み込まれている。
【００４６】
以上のように構成された誘導加熱調理器において、使用者が本体１右側の加熱コイル３を使って揚げもの調理する場合について説明する。
【００４７】
最初に油を入れた鍋３０を本体１右側の加熱コイル３の中央に置き、主電源スイッチ９をオンして電源を入れ、上面表示部８ａ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「揚げもの」を選択し、次に鍋３０温度（油温）を設定する。揚げもの調理に適した油温は約１５０〜２００℃であるが、ここでは、油温を２００℃に設定する。次に、切・スタートキー（図示無し）を操作して揚げもの調理を開始する。
【００４８】
揚げもの調理を開始すると、鍋３０の温度を測定できるように光センサ窓１６を鍋３０が覆っているかを検出するために反射型フォトインタラプタ１８内の赤外線ＬＥＤ１８ａを発光させ、赤外線フォトトランジスタ１８ｂで発生した電流を鍋有無検出手段２０で電圧に変換し、制御手段１１８によって事前に確認し組み込まれた電圧と前記変換した電圧と比較して鍋の有無を検出する。
【００４９】
事前に確認された電圧は、鍋底の材質，色，傷などの違いによって広く分布し、確実に鍋３０が存在すると判断できる電圧域と鍋３０の有無が明確に判断されない電圧域との二つの領域に分けられる。
【００５０】
制御手段１１８は、鍋有無検出手段２０から入力された値が、鍋３０が有ると判断できると、前記設定された「揚げもの」で油温２００℃に加熱するのに適した火力になるようにインバータ手段１００を制御して加熱コイル３へ電力を供給する。
【００５１】
また、鍋有無検出手段２０から入力された値が鍋３０の有無が明確に判断されない領域の場合は、火力が弱火となるようにインバータ手段１００を制御して加熱コイル３に電力を供給し、温度センサ１５の信号を監視し、前記信号が温度上昇を示す変化をしたら、加熱コイル３にて鍋３０が加熱され鍋３０が温度上昇していると判断でき、赤外線センサ１７は鍋３０から放射されている赤外線を捕らえられると判断して、前記設定された「揚げもの」で油温２００℃に加熱するのに適した火力になるようにインバータ手段１００を制御して加熱コイル３へ電力を供給する。
【００５２】
もし、約３０秒間の間、温度センサ１５の信号の監視を続けても前記信号が温度上昇を示す変化が無い場合は、鍋３０が光センサ窓１６から外れて載置されているものと判断して加熱を停止する。
【００５３】
上記した本実施例によれば、トッププレートに載置した鍋から放射される赤外線を透過する光センサ窓から外れて鍋が載置された場合は確実に加熱を停止でき、使い勝手を向上することができる。
【符号の説明】
【００５４】
２  トッププレート
３  加熱コイル
１５  温度センサ
１６  光センサ窓
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
２０  鍋有無検出手段
１１８  制御手段
【図１】
0005492690.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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