(57)【要約】【課題】特に揚げ物調理において、仮反り量および仮負荷量の算出結果から、被加熱物の底の反り量および鍋内部の負荷量を確定する定量算出手段を設ける構成とすることで、直線的に実際の反り量と油量を算出し、特に揚げ物調理における鍋の反り判定および負荷量判定を定量的行うことができるとともに、算出結果に基づく制御手段を任意に細かくすることで判定以後の制御を行うための判定誤差を小さくする。【解決手段】サーミスタ１９の出力に基づき、温度勾配算出手段３２と温度差算出手段３３から算出された仮反り量および仮負荷量から定量算出手段３４、すなわち定数の異なる連続した算出式として実際の値を直線的に検出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体天面に被加熱物を据え置くためのトッププレートと、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の火力を設定する操作部と、設定内容や条件を表示する表示部と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力に基づいて前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記被加熱物の加熱電力量を制御する温度制御手段と、前記温度検知手段の検出値の時間変化量を算出する温度勾配算出手段と、前記検出値を記憶している記憶手段を備え、前記温度勾配算出手段は、所定時間経過後と現在の温度差の変化量を前記被加熱物の底の仮反り量として算出し、前記仮反り量検知後、前記温度勾配算出手段は、所定時間経過ごとに更新される温度変化量で前記被加熱物の仮負荷量として算出する構成において、前記仮反り量および前記仮負荷量の算出結果から、前記被加熱物の底の反り量および前記被加熱物内の負荷量を確定する定量算出手段を設けた誘導加熱調理器。
【請求項２】
調理条件を揚げ物モードとする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
所定時間経過後と現在の温度差の変化量に制限を設けた請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
所定時間経過ごとに更新される温度変化量に制限を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
定量算出手段に補正手段を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
定量算出手段から求まった値を表示部に表示する請求項１〜５のいずれか１項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、特にキッチンなどのキャビネットに組み込んで使用する誘導加熱手段を有した誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導加熱調理器では、図９に示すように本体４０天面に被加熱物を据え置くためのトッププレート４１と、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイル４２と、前記加熱コイル４２に高周波電流を供給するインバータ回路４３と、加熱コイル４２の中央部に温度検知用のサーミスタ４４を配置し、トッププレート４１に置かれた鍋４５の底面からの熱伝導と、前記熱伝導を受けたサーミスタ４４からの出力に応じて鍋４５の底面温度を算出する温度算出手段から２階微分値で鍋の反り量を推定し、平坦鍋、反り１鍋、反り２鍋のように分け、また熱伝達方程式を用いて鍋の熱容量と鍋底の温度から油量を推定し、少量油、中量油、多量油のように分け、それらの結果に基づいてインバータ回路４３の出力を制御するものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３５１７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、揚げ物調理においては、鍋底の反りのばらつきによって反りの設定閾値近辺で反り量が検出される場合、また設定閾値近辺に油量が検出される場合には、判定時の境界ゾーンが粗いため、誤検知することが生じ、誤検知が生じた場合にはその後の制御レベルが大きくずれていき、温度の微調整や油量の検知を高精度で行うことが困難で、たとえば反った鍋を平坦鍋と誤検知すれば平坦鍋の制御温度に実際のサーミスタの検知が追随できず油温が高温側となることもあり、また調理物投入後の火力復帰時間が遅れるなど、調理レベルも低下する。また、少量の油を多量の油と判定した場合には少量の油に対し、入力電力を大きくして長時間入力するので、保護センサなどの安全手段がなければ発火温度に達する恐れも否めないという課題を有していた。
【０００４】
本発明は前記従来技術の課題を解決するもので、特に揚げ物調理において所定時間経過後と現在の温度差の変化量を鍋底の仮反り量として算出し、仮反り量検知後、前記温度勾配算出手段は、所定時間経過ごとに更新される温度変化量で鍋の仮負荷量として算出する構成で、仮反り量および仮負荷量の算出結果から、被加熱物の底の反り量および鍋内部の負荷量を確定する定量算出手段を設けた構成とすることで、リニアに実際の反り量と油量を算出し、特に揚げ物調理における鍋の反り判定および負荷量判定を定量的行うことができるとともに、算出結果に基づく制御手段を任意に細かくすることで判定以後の制御を行うための判定誤差を小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために本発明の加熱調理器は、本体天面に被加熱物を据え置くためのトッププレートと、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の火力を設定する操作部と、設定内容や条件を表示する表示部と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力に基づいて前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記被加熱物の加熱電力量を制御する温度制御手段と、前記温度検知手段の検出値の時間変化量を算出する温度勾配算出手段と、前記検出値を記憶している記憶手段を備え、前記温度勾配算出手段は、所定時間経過後と現在の温度差の変化量を前記被加熱物の底の仮反り量として算出し、前記仮反り量検知後、前記温度勾配算出手段は、所定時間経過ごとに更新される温度変化量で前記被加熱物の仮負荷量として算出する構成において、前記仮反り量および前記仮負荷量の算出結果から、前記被加熱物の底の反り量および前記被加熱物内の負荷量を確定する定量算出手段を設けた構成において、特に揚げ物調理における鍋の反り判定および負荷量判定を定量的に行うことができるとともに、判定誤差を小さくすることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の加熱調理器は、特に揚げ物調理において温度検知手段にて検知した結果から仮の反り量および仮の負荷量を求めるとともに予め設定された定量算出手段から実際の推定反り量および負荷量を求めることができ、算出結果の範囲を用いて判定結果の誤差を小さくでき、火力制御を適切に行うことができる。また、仮反り量の結果および仮負荷量の結果に制限を設けることで、被加熱物の鍋底の反り量が大きすぎる場合や、負荷量が極少量である場合には事前に検知を行うことができる。また、定量算出手段に補手段を設けることで筐体の内部構成の変更などで条件が変化した場合にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、本体天面に被加熱物を据え置くためのトッププレートと、前記被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の火力を設定する操作部と、設定内容や条件を表示する表示部と、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の出力に基づいて前記加熱コイルの高周波電流を制御して前記被加熱物の加熱電力量を制御する温度制御手段と、前記温度検知手段の検出値の時間変化量を算出する温度勾配算出手段と、前記検出値を記憶している記憶手段を備え、前記温度勾配算出手段は、所定時間経過後と現在の温度差の変化量を前記被加熱物の底の仮反り量として算出し、前記仮反り量検知後、前記温度勾配算出手段は、所定時間経過ごとに更新される温度変化量で前記被加熱物の仮負荷量として算出する構成において、前記仮反り量および前記仮負荷量の算出結果から、前記被加熱物の底の反り量および前記被加熱物内の負荷量を確定する定量算出手段を設けたものである。
【０００８】
これにより、仮反り量および仮負荷量の算出結果から、被加熱物の底の反り量および鍋内部の負荷量を確定する定量算出手段を用いて実際の反り量と油量を推定することで、リニアに反り量と負荷量を算出でき、算出結果に基づいた制御を行うことで鍋の反り判定および負荷量判定を定量的に行うことができるとともに、判定誤差を小さくすることができる。
【０００９】
第２の発明は、特に第１の発明において、調理条件を揚げ物モードとするものである。
【００１０】
これにより、特に鍋の反り量または油量の判定誤検知によって、温度検知手段が正確に行われない場合には油発火の危険性を否めない揚げ物調理における鍋の反り判定および負荷量判定を定量的行うことができるとともに、判定誤差を小さくすることができるので安全性を向上することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に第１または２の発明において、所定時間経過後と現在の温度差の変化量に制限を設けるものである。
【００１２】
これにより、鍋の反り量が正確に算出困難な鍋を使用した場合、温度差の変化量が閾値に対して小さい場合には定量算出手段によらず使用不適合鍋とみなして加熱停止のように制限することで安全性を高めることができる。
【００１３】
第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明において、所定時間経過ごとに更新される温度変化量に制限を設けるものである。
【００１４】
これにより、油量が正確に算出困難な程の少量油を使用した場合、所定時間経過ごとに更新される温度変化量が閾値に対して大きい場合には定量算出手段によらず少量の油を使用しているとみなして設定制御温度を低めに行う制御を行わせることで、安全性および調理性能を維持することができる。
【００１５】
第５の発明は、特に第１〜４のいずれか１つの発明において、定量算出手段に補正手段を設けるものである。
【００１６】
これにより、筐体の内部構成の変更などで条件が変化した場合にも定量算出手段の係数を補正するだけで対応することができるので効率的である。
【００１７】
第６の発明は、特に第１〜４のいずれか１つの発明において、定量算出手段から求まった値を表示部に表示するものである。
【００１８】
これにより、使用している鍋の反り量および負荷量（油量）を使用者が目視で認識することができるのでより安全で正確に調理することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１から図８は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器の平面図を示すものである。
【００２１】
図１において、調理器本体１はキッチンキャビネットのワークトップ２に上から落とし込んで組み込まれている。本体１の上面は結晶化ガラスを素材としたトッププレート３の周囲をプレート枠４で囲んで覆われている。また、図１に示すように、トッププレート３には誘導加熱部５ａ、５ｂ、および電気抵抗発熱式加熱手段６（以下、ラジェントヒーター部６とする）を配置し、トッププレート３を構成する部材内前部には誘導加熱部５ａ、５ｂおよびラジェントヒーター部６に対応する誘導加熱操作部７、８、およびラジェント操作部９が配置されている。操作部７、８、９はトッププレート３に印刷された電極部を触れることで電気的容量が変化することに反応する静電容量検知式のタッチキーとし、天面に凹凸がないため手入れなどの取扱いがし易い平面接触式を実現している。なお、本実施の形態の操作部は静電容量検知式に限定するものではなく、タクト式などの押しボタン式操作部でも効果は同じものである。また、中央部の加熱手段はラジェントヒーター部６に限定するものではなく、誘導加熱式の加熱手段でも良い。また、本体１側面には、本体１側面左内部に配置するグリル部１０と、グリル部１０を操作するためのタクト式スイッチの収納可能なグリル操作部１１が配されている。なお、天面中央部に配するラジェントヒーター部６の操作部は、操作部９に限定せず、グリル操作部１１にまとめても良いものとする。
【００２２】
誘導加熱部５ａ、５ｂ、およびラジェントヒーター部６に対応する本体内部には誘導加熱手段を構成する加熱コイルと、加熱コイル後方に電気抵抗発熱式加熱手段であるラジェントヒーターが配されている。加熱コイルの電源回路である通電制御回路（図示せず）が加熱コイルの下方に配され、回路ユニット（図示せず）に対応した前方で操作回路ユニット下の位置にそれぞれ冷却ファン（図示せず）を配置し、その下方の本体１奥行きには吸気口（図示せず）がある。
【００２３】
また、誘導加熱部５ａ、５ｂに対応する操作部は、図２に示すように、例えば左加熱部に関して通電するための加熱入切キー７ａや、揚げ物調理を行うための揚げ物キー７ｅの他、加熱部の火力を調節するための火力アップキー７ｂおよび火力ダウンキー７ｃや、調理時間を設定するためのタイマ時間設定キー、またオート調理キー等を配置する。表示部７ｄはＬＣＤやＬＥＤにより入力状態やタイマ時間、設定火力、設定温度などを表示するものである。右誘導加熱およびラジェントヒーター部、またグリル操作部においても同様に操作キーを配置するものとする。報知手段は使用者に加熱調理器の状態を報知するためのブザーあるいは音声などを報知できるスピーカ、アンプと音声情報から構成するものである。また、本実施の形態における加熱調理器の制御手段はマイコンを用いて実現する。
【００２４】
温度検知手段は、図３に示すように加熱コイル１６中心近傍にサーミスタ１９を設け被加熱物である天ぷら鍋１８からトッププレート３を介しての伝熱をサーミスタ１９が温度を検出する。また、サーミスタ１９は加熱コイル１６からの磁束の影響を受けにくくするため、加熱コイル１６中心近傍に配置されている。
【００２５】
図４に示す制御ブロック図から検知動作について説明する。商用電源２５は整流平滑部２６に入力される。整流平滑部２６にはブリッジダイオードで構成される全波整流器とその直流出力端子間にチョークコイルと平滑コンデンサで構成されるローパスフィルタが接続される。整流平滑部２６の出力にはインバータ回路２３が接続され、インバータ回路２３に加熱コイル１６が接続される。インバータ回路２３と加熱コイル１６は高周波インバータを構成する。インバータ回路２３には、スイッチング素子２７（本実施の形態ではＩＧＢＴ）が設けられる。ダイオード２８がスイッチング素子２７に逆並列に接続されている。加熱コイル１６に並列に共振コンデンサ２９が接続されている。インバータ回路２３は出力制御手段３０からの信号によりスイッチング素子２７の通電率を制御することにより加熱コイル１６に流れる電流を制御し、被加熱物１８（以後、天ぷら鍋１８とする）を加熱する火力の強弱を制御する。サーミスタ１９の検出値は温度制御手段３１に伝達される。温度制御手段３１は、天ぷら鍋１８からの伝熱を検知し、サーミスタ１９の出力に基づいて加熱コイル１６の高周波電流を制御して天ぷら鍋１８の加熱電力量を制御する。また、温度制御手段３１はサーミスタ１９の検出値と記憶回路３５に記憶された制御温度と比較し検出値が制御温度を上回れば出力制御手段３０に出力を低下させるか停止する信号を伝達する。温度差算出手段３３は温度検知手段（図示せず）の検出値の温度差（たとえば６０秒前の温度と現在温度の差）を算出する。温度勾配算出手段３２は温度検知手段の検出値の所定時間ごとの温度勾配を算出する。定量算出手段３４は温度差算出手段３３と温度勾配算出手段３２の算出結果から決定し出力制御手段３０に伝達し、出力制御手段３０はスイッチング素子２７の通電率を制御し天ぷら鍋１８を確定した火力で加熱する。通常、温度差算出手段３３の算出結果が小さく、かつ温度勾配算出手段３２の算出結果が大きいほど火力は小さくなるように決定される。
【００２６】
次に定量算出手段３４について、その動作、作用を図５〜図８により説明する。
【００２７】
図５は天ぷら鍋１８に油を入れて一定入力電力で任意時間加熱した場合の温度検知手段の検出値から算出した温度差の変化量（ここでは、仮反り量ΔＴＳとする）を示す図である。また、図６は図５で算出された反り量のレベルに基づき、一定入力電力で任意時間加熱した場合の温度検知手段の検出値から算出した温度差（ここでは、仮負荷量ΔＱとする）を示す図である。図５において、一定の入力電力を数十秒（たとえば、３０〜４０秒程度）入力した時の温度差の変化量、すなわち加熱開始後の所定時間経過後の温度差ΔＴＳ１と経過後の温度差ΔＴＳ２の差ΔＴＳ＝ΔＴＳ２−ΔＴＳ１を天ぷら鍋の仮反り量とする。次に、図７に示すように、前述したΔＴＳの鍋の反り量に対する実際の各種反り鍋から求めた基本データを基に予め設定した定量算出手段、例えば実際の反り量をＳ１あるいはＳ２として、Ｓ１＝ｓｂ１−ｓａ１×ΔＴ（ｓａ１、ｓｂ１は前述した基本データに基づく定数）から算出され、基本データの傾向に応じてＳ２、Ｓ３のように定数の異なる連続した算出式として仮反り量の範囲に応じて各種切り替えられるものとし、実際の各種反り量から求めた反り量算出の近似式とする。次に、図６に示すように反り量確定後、一定の入力電力をサーミスタ１９が所定の温度Ｔｐに達するまで入力（例えば、サーミスタ温度が１２０℃に達するまで入力）した時の温度差（例えば、６０秒の温度差）を仮負荷量（以後、負荷量は油量と記す）ΔＴＱとする。次に、図８に示すように前述したΔＴＱの仮油量に対する実際の各種油量から求めた基本データを基に予め設定した定量算出手段、例えば実際の油量をＱ１あるいはＱ２として、Ｑ１＝ｑｂ１−ｑａ１×ΔＴＱ（ｑａ１、ｑｂ１は基本データに基づく定数）から算出され、基本データの傾向に応じてＱ２、Ｑ３のように定数の異なる連続した算出式として仮油量の範囲に応じて切り替えられるものとし、実際の各種油量から求めた油量算出の近似式とする。
【００２８】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を図２および図３により説明する。
【００２９】
まず、図３に示すように加熱調理器上の天ぷら鍋１８を図２の操作部１１の揚げ物キー７ｅによって、加熱開始する。加熱を開始するとインバータ回路２３は加熱コイル１６に高周波電流を供給して、天ぷら鍋１８は加熱コイル１６からの磁束より自己発熱する。発熱した天ぷら鍋１８からの熱をサーミスタ１９で検知し、図４で前述した動作を経て、温度制御を行っている。温度検知手段（図示せず）は、図５〜図８で前述した動作を経て、反り量および油量の判定を行っている。
【００３０】
以上のように、本実施の形態においては、仮反り量および仮油量の推定する算出結果から、被加熱物の底の反り量および鍋内部の油量を確定する定量算出手段を用いて実際の反り量と油量を、例えば、反り量Ｓ＝０．２５ｍｍ、油量Ｑ＝７６５ｇというように、リニアに算出することができ、鍋の反り判定および油量判定を定量的に求めることができるとともに、判定後は算出結果に基づいた細かい制御を行うこと制御誤差を小さくすることができる。
【００３１】
また、仮反り量を求めるための所定時間経過後と現在の温度差の変化量に制限を設けるようにした場合、（たとえば、ΔＴＳ≦２５のように制限を設ける）定量算出手段にて計算する前に反り量が大きすぎる鍋あるいは使用不適合鍋と判定し、加熱を停止するなどの動作制限を行うことでサーミスタ１９では検知しにくい鍋を判別し、油の発火レベルまで加熱されないように制御することができ、安全性を高めることができる。
【００３２】
また、所定時間経過ごとに更新される温度変化量に制限を設けるようにした場合、（たとえば、ΔＴＱ≧７００のように制限を設ける）定量算出手段にて計算する前に、油量が正確に算出困難な程の少量油を使用した場合、所定時間経過ごとに更新される温度変化量が閾値に対して大きい値を検出した場合には定量算出手段によらず少量の油を使用しているとみなして設定制御温度を低めに行う制御を行わせることで、安全性および調理性能を維持することができる。
【００３３】
また、定量算出手段に補正手段を設けるようにした場合、筐体の内部構成の変更などで内部の冷却構成が変化した場合にも定量算出手段の係数を補正するだけで対応することができるので効率的である。
【００３４】
また、定量算出手段から求まった値を表示部に表示するようにした場合、使用している鍋の反り量および油量を使用者が目視で認識することができるのでより安全で正確に調理することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、特に揚げ物調理時における使用鍋の反り量と油量の判定誤差を小さくして温度調整の制御を行うことができるとともに反り量の大きな鍋を使用した場合や、極少量の油を使用した場合にも適切な制御が行え、安全性と使い勝手を向上することができるので、負荷を誘導加熱して温度制御する組み込み式の加熱調理器等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱調理器の平面図
【図２】本発明の実施の形態１における加熱調理器の部分拡大図
【図３】本発明の実施の形態１における加熱調理器の構成略図
【図４】本発明の実施の形態１における加熱調理器の制御ブロック図
【図５】本発明の実施の形態１における加熱調理器の仮反り量検知手段の検出値とサーミスタの時間変化を示す図（１）
【図６】本発明の実施の形態１における加熱調理器の仮油量検知手段の検出値とサーミスタの時間変化を示す図（２）
【図７】本発明の実施の形態１における加熱調理器の仮反り量検知値と定量算出手段の算出値の変化を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における加熱調理器の仮油量検知値と定量算出手段の算出値の変化を示す図
【図９】従来例における加熱調理器の構成図
【符号の説明】
【００３７】
１、１５  本体
３  トッププレート
１６  加熱コイル
１８  天ぷら鍋（被加熱物）
１９  サーミスタ（温度検知手段）
２３  インバータ回路
３１  温度制御手段
３２  温度勾配算出手段
３３  温度差算出手段
３４  定量算出手段
３５  記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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