(57)【要約】【課題】検出された温度と実際の鍋の温度との間に生じる差を小さくすることで、鍋の温度と検出された温度との差を小さくし、追従性に優れた誘導加熱調理器を提供する。【解決手段】調理容器５を上面に置くトッププレート２と、前記トッププレート２の下に設けた巻線状の誘導加熱コイル６と、前記誘導加熱コイル６に電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段により前記誘導加熱コイル６へ供給される電力量を制御する供給電力制御手段と、測温接点３１を有する熱電対３０と、を具備し、前記熱電対３０の測温接点３１を、前記トッププレート２の下面であって、前記誘導加熱コイル６の巻線面の上方に位置するように設けた誘導加熱調理器である。【選択図】図２
2009283205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調理容器を上面に置く天板と、
前記天板の下に設けた巻線状の誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段により前記誘導加熱コイルへ供給される電力量を制御する供給電力制御手段と、
測温接点を有する熱電対と、を具備し、
前記熱電対の測温接点は、前記天板の下面であって、前記誘導加熱コイルの巻線面の上方に位置するように設けられていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記天板の下面に設けられた熱電対の測温接点は、誘導加熱コイルの巻線面の半径方向中央部の上方に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記熱電対の測温接点は、種類の異なる２本の金属線を撚り合わせて接合した接合点であって、前記２本の金属線は、耐熱絶縁皮膜で被覆されるとともに、前記誘導加熱コイルの巻線方向と直交する方向に引き出されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記熱電対の測温接点は、種類の異なる、平行な２本の金属線を接合した接合点であって、前記２本の金属線は、耐熱絶縁皮膜で被覆されるとともに、前記誘導加熱コイルの巻線方向と直交する方向に引き出されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記熱電対の熱起電力に基づいて前記調理容器の温度を検出する温度検出手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記供給電力制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記電力供給手段により前記誘導加熱コイルへ供給する電力量を制御することを特徴とする請求項５に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記電力供給手段によって前記誘導加熱コイルへ供給される電流の周波数は、２０〜１００ｋＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記熱電対は、クロメルとアルメルの金属線からなるＫ型の熱電対若しくは銅とコンスタンタンの金属線からなるＴ型の熱電対であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記熱電対の金属線の線径は、０.２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
調理容器を上面に置く天板と、
前記天板の下に設けた誘導加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段により前記誘導加熱コイルへ供給される電力量を制御する供給電力制御手段と、
測温接点を有する２本の熱電対と、を具備し、
前記一の熱電対の測温接点は、前記天板の下面であって、前記誘導加熱コイルの巻線面の中心部の上方に位置するように設けられるとともに、
前記他の熱電対の測温接点は、前記天板の下面であって、前記誘導加熱コイルの巻線面の上方に位置するように設けられていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記他の熱電対の測温接点は、前記誘導加熱コイルの巻線面の中心から等距離であって、コイルの巻線方向に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１２】
前記熱電対の熱起電力から温度を検出する複数の温度検出手段を備え、
前記温度検出手段により検出される前記誘導加熱コイルの巻線面の上方に位置する測温接点の温度と前記誘導加熱コイルの巻線面の中心部の上方に位置する測温接点の温度との差分から前記調理容器の状態を判断する容器状態判断手段を設けたことを特徴とする請求項１０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、誘導加熱調理器に関し、特に測温接点を有する熱電対を用いた誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、誘導加熱調理器における調理容器（鍋等）の温度を検出する方法としては、鍋を載置するトッププレートの裏に接触させたサーミスタ等の感温抵抗素子によって、鍋（鍋底）の温度を間接的に検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の検出方法としては、赤外線センサで、トッププレート越しに鍋底から放射される赤外線を観測して検出するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。詳細に言えば、トッププレート上の鍋底が放射する赤外線を、トッププレート下に設けた赤外線センサで受光し、受光した赤外線のエネルギーに基づいて鍋の温度を検出するものである。なお、鍋底が放射する赤外線のエネルギーは、鍋底の材質に基づく赤外線放射率に依存することが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１―２２５８８１号公報
【特許文献２】特開２００３―２４９３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に開示された温度の検出方法は、ガラスなどでできたトッププレートを介して鍋の温度を間接的に検出するため、検出された温度と実際の鍋の温度との差が大きくなる。鍋底の温度とトッププレートの温度とが一致すれば、鍋底の温度が正確に検出されることになるが、トッププレートを介することで鍋底の温度と検出された温度とが一致するまでのタイムラグが生じ、鍋底の温度を正確に検出することができない。
【０００６】
また、サーミスタ等の感温抵抗素子は、誘導加熱コイルが発生する高密度の磁束で加熱されるため、感温抵抗素子をトッププレート下に設置する場合には、誘導加熱コイルの巻線面の上方に設置することができないという問題がある。例えば、感温抵抗素子であるＮＴＣサーミスタは、酸化雰囲気で酸化され易く変性しやすいため、ガラス等に密封し、ガラスと熱膨張率がおよそ等しいジュメット線の端子を外部へ引き出す構造である。しかし、ジュメット線は、鉄を主成分とする金属線のため誘導加熱され易く、この加熱された熱が伝導してサーミスタの抵抗値を変化させてしまうため、正確に温度を検出することができない。つまり、感温抵抗素子を用いる場合は、磁束の密度が低い誘導加熱コイルの中央部分の上方に設置しなければならないという場所的な制限がある。
【０００７】
一方、鍋底の中央が反っている形状の鍋を用いる場合には、鍋底とトッププレートの間に空気層が存在するため、鍋底の温度がトッププレートに十分に伝わらない。このため、誘導加熱コイルの中央部分の上方に設置された感温抵抗素子では、鍋底の温度を正確に検出することができないという問題が生じる。また、鍋底の大きさが小さい鍋を用いると、鍋の置き方によっては、トッププレート上の鍋底の位置が、誘導加熱コイルの中央部の上方に配置された感温抵抗素子と対向する位置から外れてしまい、鍋底の温度を正確に検出することができない場合もある。
【０００８】
上記特許文献２に開示された温度の検出方法では、鍋底の赤外線放射率は、鍋の材質、色、加工状態（鍋底の塗装や鍋底の刻印、ヘアライン加工、リング加工、打ち込み加工等の状態）により鍋底が放射する赤外線エネルギーが異なる。このため、実際には同温度の鍋底であっても、赤外線センサで受光する赤外線量が異なってしまい、異なる温度が検出されるという問題が生じる。
【０００９】
ここで、ステファン・ボルツマンの法則によると、例えば、加熱調理時の温度範囲（約３０℃〜２３０℃）における単位時間当たりの鍋底の総放射エネルギー量（Ｗ／ｍ２）は、１．１μｍ〜３０μｍの波長帯域にあり、そのピークは４μｍ〜１０μｍにある。一方、トッププレートに用いられる結晶化ガラスにおいては、０．５μｍ〜２．６μｍの波長の光は８０％以上透過し、３〜４μｍの波長の光は３０％程度透過する。また、０．５μｍよりも短い波長の光及び４μｍよりも長い波長は、ほとんど透過しないという性質を有している。すなわち、鍋底の温度変化に伴って鍋底が放射する赤外線の波長が変化すると、結晶化ガラスの赤外線透過率は大きく変化する。このため、赤外線センサが受光する赤外線エネルギーが大きく変動するため、赤外線センサが検出する温度も大きく変化してしまう。これらの問題を解消するには、材質等に依存する鍋底の赤外線放射率のバラツキの影響を補正したり、赤外線の波長に依存する結晶化ガラス透過率の変化の影響を補正したりすればよいが、実際にはこれらの補正は困難であるため、赤外線センサを用いる方法では、鍋底の温度を正確に検出することは困難であった。
【００１０】
さらに、赤外線センサは、誘導加熱コイルの巻線で光線が遮られない誘導加熱コイルの巻線面の中央部分の上方にしか設置できないという設計上の制約がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記のような問題点を考慮し、検出された温度と実際の鍋の温度との間に生じる差を小さくすることで、実際の鍋底の温度と検出された温度との差を小さくし、追従性に優れた誘導加熱調理器を提供することにある。また、鍋の形状や材質に依存することなく、正確に鍋の温度を検出することができる誘導加熱調理器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記のような目的を達成するためになされたものであり、その第１の側面は、調理容器を上面に置く天板と、前記天板の下に設けた巻線状の誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段により前記誘導加熱コイルへ供給される電力量を制御する供給電力制御手段と、測温接点を有する熱電対と、を具備し、前記熱電対の測温接点を、前記天板の下面であって、前記誘導加熱コイルの巻線面の上方に位置するように設けられていることを特徴とする誘導加熱調理器である。
【００１３】
ここで、誘導加熱コイルの巻線面とは、誘導加熱コイルを構成する巻回されたコイルの上部が形成する平面をいう。
【００１４】
本発明の第１の側面に係る誘導加熱調理器では、熱電対の測温接点を用いるので、誘導加熱コイルで発生する磁束から受ける影響を小さくすることができる。これにより、トッププレート上に置かれた調理容器の温度を正確に検出することができる。また、誘導加熱コイルで発生する磁束の影響が小さいので、誘導加熱コイルの中心部の上方に限ることなく、誘導加熱コイルの巻線面の上方に測温接点を設けることができる。
【００１５】
また、本発明の第１の側面によれば、天板の下面に設けられた熱電対の測温接点は、誘導加熱コイルの巻線面の半径方向中央部の上方に位置するように設けられるので、鍋の温度を正確に検出することができる。
【００１６】
また、熱電対の測温接点は、種類の異なる２本の金属線を撚り合わせて接合した接合点であって、前記２本の金属線は、耐熱絶縁皮膜で被覆されるとともに、前記誘導加熱コイルの巻線方向と直交する方向に引き出されているので、磁界中の磁束の影響を打ち消すことにより、正確に温度を測定することができる。
【００１７】
また、熱電対の測温接点は、種類の異なる、平行な２本の金属線を接合した接合点であって、前記２本の金属線は、耐熱絶縁皮膜で被覆されるとともに、前記誘導加熱コイルの巻線方向と直交する方向に引き出されているので、磁界中の磁束の影響が少なく、正確に温度を測定することができる。
【００１８】
また、熱電対の熱起電力に基づいて前記調理容器の温度を検出する温度検出手段を具備するようにしてもよい。
【００１９】
また、供給電力制御手段により、前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記電力供給手段により前記誘導加熱コイルへ供給する電力量を制御するようにしてもよい。
【００２０】
また、電力供給手段によって前記誘導加熱コイルへ供給される電流の周波数を、２０〜１００ｋＨｚに設定してもよい。
【００２１】
また、熱電対は、クロメルとアルメルの金属線からなるＫ型の熱電対若しくは銅とコンスタンタンの金属線からなるＴ型の熱電対を用いてもよい。
【００２２】
また、熱電対の金属線の線径を、０.２ｍｍ以下に設定してもよい。
【００２３】
本発明の第２の側面は、調理容器を上面に置く天板と、前記天板の下に設けた誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段により前記誘導加熱コイルへ供給される電力量を制御する供給電力制御手段と、測温接点を有する２本の熱電対と、を具備し、前記一の熱電対の測温接点は、前記天板の下面であって、前記誘導加熱コイルの巻線面の中心部の上方に位置するように設けられるとともに、前記他の熱電対の測温接点は、前記天板の下面であって、前記誘導加熱コイルの巻線面の上方に位置するように設けられていることを特徴とする誘導加熱調理器である。
【００２４】
本発明の第２の側面に係る誘導加熱調理器では、熱電対の測温接点を用いるので、誘導加熱コイルで発生する磁束から受ける影響を小さくすることができる。これにより、複数の熱電対をトッププレートの下面に設置することができるので、トッププレート上に置かれた調理容器の温度を正確に検出することができる。また、誘導加熱コイルで発生する磁束の影響が小さいので、誘導加熱コイルの中心部の上方に限ることなく、誘導加熱コイルの巻線面の上方に複数の測温接点を設けることができるので、トッププレート上の調理容器の形状や置き方によらず、温度を正確に検出することができる。
【００２５】
また、他の熱電対の測温接点は、前記誘導加熱コイルの巻線面の中心から等距離であって、コイルの巻線方向に等間隔で配置するようにしてもよい。
【００２６】
また、本発明の第２の側面によれば、熱電対の熱起電力から温度を検出する複数の温度検出手段を備え、前記温度検出手段により検出される前記誘導加熱コイルの巻線面の上方に位置する測温接点の温度と前記誘導加熱コイルの巻線面の中心部の上方に位置する測温接点の温度との差分から前記調理容器の状態を判断する容器状態判断手段を設けるので、トッププレート上の調理容器の形状や置き方によらず、温度を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の誘導加熱調理器によれば、誘導加熱の影響を受けにくい測温接点を有する熱電対を用いるので、測温接点を、誘導加熱コイルで高温に加熱される誘導加熱コイルの巻線面の上方に配置することができる。これにより、検出される温度と実際の調理容器の温度との差を小さくし、調理容器の温度を正確に検出することができる。
【００２８】
また、本発明の誘導加熱調理器によれば、誘導加熱コイルの中心部および誘導加熱コイルの巻線面の上方に、複数の熱電対の測温接点を配置しているので、調理容器の形状や材質に関わらず、調理容器の温度を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る誘導加熱調理器を実施するための一実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る誘導加熱調理器の斜視図であり、図２は、図１中に示された一点鎖線ＡＡ′で示される部分に調理容器を載せたときの縦断面図である。を示したものである。
【００３１】
以下の実施形態では、誘導加熱が可能な鍋の置き場所が２口であり、ラジエントヒータやハロゲンヒータ等のヒーター（加熱源）の放射熱で加熱可能な鍋の置き場所が１口である誘導加熱調理器を例に挙げて説明を行うが、本発明の適用対象はこれに限られず、例えば誘導加熱が可能な鍋の置き場所を３口とした誘導加熱調理器であってもよい。なお、鍋は、誘導加熱に適した鉄製の鍋（磁性体）とするが、非磁性体のアルミ鍋や銅鍋を用いてもよい。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態に係る誘導加熱調理器１は、枠体からなる調理器本体１ａを有している。調理器本体１ａの上部には、非磁性体（結晶化ガラス等）によって形成されたトッププレート２が装着されている。トッププレート２の上面には、鍋の置き場である誘導加熱口４Ｌ，４Ｒおよびヒータ加熱口４Ｈが形成されており、各口には、鍋の置き場所を示すための円印が印刷されている。誘導加熱口４Ｌ，４Ｒの下方には、円の大きさに合致する範囲で、導線を所定の巻き数で巻回した誘導加熱コイルが設けられている。また、トッププレート２の手前には、各誘導加熱口の加熱の開始あるいは加熱のコースを指示するスイッチおよび加熱状態（温度等）を表示する表示器が配置される操作部３が装着されている。作業者は、トッププレート２の上面の各誘導加熱口４Ｌ，４Ｒに鍋を置き、操作表示部３を操作して加熱調理を行う。
【００３３】
図２に示すように、トッププレート２上の誘導加熱口４には、調理容器である鍋５が載置されている。トッププレート２の下方には、誘導加熱コイル６を収納するためのコイルベース９が設けられている。コイルベース９は、耐熱プラスチックで構成されている。コイルベース９は、円筒形状であって、中央部には、空間を有する凹部９ａが形成されている。誘導加熱コイル６は、コイルベース９の円筒部の中に収納配置されている。誘導加熱コイル６の下側に位置するコイルベース９の内部には、棒状のフェライト１０が配置されている。このフェライト１０によって、誘導加熱コイル６で発生する磁束は、トッププレート２上の鍋５に効率良く導かれる。コイルベース９は、調理器本体１ａに固定されているコイルベース受け１１に設けられたバネ１２によって、トッププレート２側へ付勢されている。
【００３４】
図示しないインバータ回路から誘導加熱コイル６に高周波電流を供給すると、誘導加熱コイル６には、図中の破線で示すような高周波磁界（磁束）８が発生する。この高周波磁界８が、トッププレート２上に置かれた鍋５と鎖交すると、鍋５に渦電流が発生する。そして、発生した渦電流のジュール熱により鍋５が発熱し、鍋５内の調理物が加熱調理される。同時に、鍋５から伝わる熱によってトッププレート２も高温に加熱される。
【００３５】
コイルベース９の上部には、収納した誘導加熱コイル６の上部をまたがるように耐熱プラスチックで構成された熱電対ベース３２が固定されている。本実施の形態では、３個の熱電対ベース３２が固定されている。各熱電対ベース３２には、測温接点３１を有する熱電対３０が設置されている。測温接点３１は、誘導加熱コイル６の巻幅６ａの中央上部に位置するように配置されている。すなわち、測温接点３１は、誘導加熱コイル６の巻線面の半径方向中央部の上方に位置している。また、測温接点３１は、コイルベース９に加えられる付勢力によって、トッププレート２の下面に押し当てられる。
【００３６】
一方、コイルベース９の中央に設けられた凹部９ａには、中央熱電対ベース３７が設けられている。中央熱電対ベース３７には、測温接点３１′を有する熱電対３０′が固定されている。すなわち、測温接点３１′は、誘導加熱コイル６の巻線面の中心部の上方に位置している。また、測温接点３１′は、トッププレート２の下面に押し当てられている。
【００３７】
図３は、誘導加熱コイル６を収納したコイルベース９を上方から見た場合の平面図である。
図３に示すように、コイルベース９内には、円形に巻回されたコイルからなる誘導加熱コイル６が配置される。誘導加熱コイル６の上面は巻線面を形成しており、巻線面の半径方向に所定の巻幅６ａを有している。巻線面の上方には、熱電対３０を有する３個の熱電対ベース３２が、巻幅６ａにまたがるように配置されている。熱電対ベース３２は、熱電対３０の各測温接点３１が誘導加熱コイル６の巻幅６ａの中央に位置するように、コイルベース９に固定されている。すなわち、各測温接点３１は、誘導加熱コイル６の巻線面の半径方向中央部の上方に位置している。
【００３８】
また、図３に示すように、測温接点３１は、誘導加熱コイル６の巻線面の中心６ｂから等距離であって、誘導加熱コイル６の巻線方向に等間隔で配置されている。すなわち、本実施形態では、測温接点３１を誘導加熱コイル６の巻幅６ａのほぼ中央にほぼ等距離に配置するため、３個の電熱対ベース３２は、互いに１２０度の角度を持つようにしてコイルベース９の上部に取り付けられている。また、コイルベース９の内部に設けられた棒状のフェライト１０は、等間隔で放射状に配置されている。
【００３９】
各熱電対３０の金属線３０ａは、誘導加熱コイル６の最外周の外へ引き出されている。このとき、金属線３０ａは、誘導加熱コイル６の巻線の巻線方向と直交する方向に引き出される。
【００４０】
一方、中央熱電対ベース３７に固定した熱電対３０′は、その測温接点３１′が誘導加熱コイル６の中心６ｂに位置するように配置されている。すなわち、測温接点３１′は、誘導加熱コイル６の巻線面の中心部の上方に位置するように設けられている。
【００４１】
図４は、本実施形態で使用する熱電対ベース３２の平面図および正面図である。
図４に示すように、熱電対ベース３２は、細長い楔形状を有しており、上部には平面部３２ａが形成されている。平面部３２ａには、熱電対ベース３２の長手方向に沿って凹溝部３５が形成されている。熱電対ベース３２の平面部３２ａの中央付近には、シリコンゴム材３３が設けられている。なお、熱電対ベース３２は、耐熱プラスチックで構成される。
【００４２】
熱電対３０は、熱電対ベース３２の長手方向に沿って、平面部３２ａに載置される。熱電対３０の測温接点３１は、シリコンゴム材３３に載せられている。すなわち、測温接点３１は、熱電対ベース３２のほぼ中央に配置される。ここで、測温接点３１をシリコンゴム材３３に載せるのは、測温接点３１をトッププレート２の下面に適度な力で押し当てる際に、シリコンゴムをクッション材として用いるためである。
【００４３】
測温接点３１は、ＰＴＦＥ等の耐熱テープ３６で表面を覆われ、熱電対ベース３２に巻きつけられている。耐熱テープ３６は、金属球状である測温接点３１がトッププレート２に押し付けられた際に、トッププレート２の下面を傷つけることを防止する。また、耐熱テープ３６は、別途設けられた冷却装置（図示せず）が発生する誘導加熱コイル６を冷却する風が、測温接点３１に直接あたることを防止する。さらに、この冷却風による影響を小さくするために、測温接点３１の周りに熱伝導の良いシリコングリースを塗布した後に、耐熱テープ３６を巻きつけてもよい。
【００４４】
熱電対３０の金属線３０ａは、耐熱絶縁皮覆３４、例えばＰＴＦＥ等で被膜されている。また、金属線３０ａは、熱電対ベース３２上に形成された凹溝３５に沿うように配置されており、熱電対ベース３２の端部から引き出されている。
【００４５】
図５は、本実施形態で使用する中央熱電対ベース３７の平面図および正面図である。
図５に示すように、中央熱電対ベース３７は、円柱状の軸部３７ａと、その上部に設けられた平板状の台座部３７ｂとから構成されている。中央熱電対ベース３７は、耐熱プラスチックで構成される。台座部３７ｂには、シリコンゴム材３３が載せられている。熱電対３０′の測温接点３１′は、シリコンゴム材３３に載せられた後に、耐熱テープ３６で覆うようにして、台座部３７ｂに取り付けられる。測温接点３１′は、台座部３７ｂのほぼ中央に配置される。熱電対３０′の金属線３０ａ′は、中央熱電対ベース３７の台座部３７ｂから垂直下方へ引き出される。
【００４６】
耐熱テープ３６は、トッププレート２に押し付けられた際に、金属球状である測温接点３１′がトッププレート２の下面を傷つけるのを防止する。また、耐熱テープ３６は、別途設けられた冷却装置が発生する誘導加熱コイル６を冷却する風が、測温接点３１′にあたるのを防止する。さらに、この風による影響を小さくするために、測温接点３１′の周りに熱伝導の良いシリコングリースを塗布した後、耐熱テープ３６を巻きつけてもよい。また、測温接点３１′をシリコンゴム材３３に載せるのは、測温接点３１′をトッププレート２の下面に適度な力で押し当てる際に、シリコンゴムをクッション材として用いるためである。
【００４７】
図６は、本発明の実施の形態で用いる熱電対３０の概略図である。
図６に示すように、熱電対３０は、絶縁被覆された種類の異なる２本の金属線３０ａの１端をスポット溶接等で接合した接合点である測温接点３１を有している。この測温接点３１を被測定点に接するように配置し、金属線の他端におけるゼーベック効果による熱起電力を利用して、被測定点の温度を計測する。
ここで、ゼーベック効果とは、種類の異なる２本の均質な導体の両端を電気的に接続して閉回路を作成し、この両端に温度差を与えると、回路中に電流が発生する現象をいう。
【００４８】
金属線３０ａの組み合わせとしては、クロメル・アルメル、銅・コンスタンタンが安価で一般的である。クロメル・アルメルの組み合わせはＫ型熱電対、銅・コンスタンタンの組み合わせはＴ型熱電対と呼ばれる。また、熱起電力を測る電圧計との接続点も異なる金属の接合点３１ａとなる。この接合点３１ａは、冷接点あるいは基準接点とも呼ばれる。そして、熱電対３０で計測される熱起電力Ｖは、測温接点３１で測定される温度Ｔ１と基準接点３１ａで測定される温度Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）に比例する。
【００４９】
本実施形態で使用する熱電対は、以下に説明する（１）〜（４）の特性を有している。
（１）測温接点あるいは冷接点の温度と金属線の温度が異なっても、熱起電力はあくまで測温接点と冷接点の温度差に比例する。つまり、測温接点と冷接点との間に存在する金属線が誘導加熱されて高温になっても温度計測には影響しない。
（２）熱電対は、ニッケル・クロム合金（クロメル）、ニッケル・アルミ合金（アルメル）、ニッケル・銅合金（クロメル）等の金属で構成することもできので、安価に製造することができる。また、比透磁率も低く（アルミ、銅の比透磁率は１）、また比抵抗率も低く誘導加熱されにくい。
（３）従来のＮＴＣサーミスタのように非線形でなく、熱起電力と温度はほぼ直線１次式の関係にあるので、熱起電力から温度への換算は容易である。
（４）接合点をスポット溶接で作成することができるため、堅牢で高温に耐えることができ、雰囲気等で変性することが少ない。このため、裸で使用できるほど信頼性の高いものである。
【００５０】
図７は、本発明の実施形態で使用するＫ型熱電対およびＴ型熱電対の熱起電力と温度との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は起電力（ｍＶ）を示し、グラフの横軸は温度（℃）を示す。ここでは、冷接点３１ａを氷点温度とした場合で計測する。
【００５１】
本実施形態では、熱電対３０を高温となるトッププレート２の下面に接して配置するため、金属線３０ａの絶縁被覆に使用する材料は、高温に耐えうるＰＴＦＥ被膜等を用いている。また、この２本の金属線３０ａは、誘導加熱コイル６の巻線面上の高磁界中に配置される。このため、熱電対３０による測温に対して、磁界中の鎖交磁束による誘導起電圧が影響しないように、２本の金属線３０ａは、間隔（線間面積）が狭い平行線、あるいは鎖交磁束を打ち消す撚り線に構成されている。
【００５２】
ここでは、誘導加熱コイル６の巻幅６ａの中央部の上方に熱電対３０の測温接点３１を配置した。なお、誘導加熱コイルとして、４０ターン巻きのリッツ線を用い、誘導加熱コイルに９０ｋＨｚ、１５Ａｒｍｓの高周波電流を流した場合であっても、誘導加熱による磁場の影響は多少存在する。これは、測温接点および金属線が誘導加熱されてしまい、その熱が測温接点へ伝熱するためである。
【００５３】
金属線の線径が０．２ｍｍのＫ型熱電対では、被測定点の温度が５０℃以下の場合には、１０〜１５℃の測温誤差を生じ、被測定点の温度が１５０℃の場合には、５〜８℃の測温誤差を生じる。すなわち、被測定点の温度が高温になるほど、磁場の影響が少なくなる。一方、Ｔ型熱電対における磁場の影響は、Ｋ型熱電対の約半分程度である。さらに、金属線３０ａの線径が０．０８ｍｍ以下の熱電対では、ほとんど磁場の影響を受けない。また、誘導加熱コイルへ流す電流の周波数が２３ｋＨｚの場合には、線径０．２ｍｍのＫ型熱電対であっても、高周波磁界の影響をほとんど受けない。このように、熱電対３０による誘導加熱コイル６の巻線面上方での測温において、誘導加熱調理器の調理温度１００〜２５０℃に設定した場合には、磁場の影響による問題が生じないことを確認した。また、実験結果から、金属線３０ａの線径は、直径０．２ｍｍ以下とするのが望ましい。
【００５４】
一方、従来のガラス封じ型のＮＴＣサーミスタでは、上記の条件で測定すると、実際の被測定点温度が６０℃にも達していないにもかかわらず、検出された温度が一気に３００℃にも達する。これは、サーミスタのリード線を構成するジュメット線は、磁性体である鉄を主成分にした金属であるため、高周波磁界で高温に加熱され、サーミスタが一気に加熱されてしまうためである。このため、従来のサーミスタは、誘導加熱コイル６の巻線面の上方に配置することができない。
【００５５】
図８は、本実施形態の誘導加熱調理器の制御ブロック図を示す。
本実施形態では、マイクロコンピュータ１５が誘導加熱調理器１の動作を制御する。
以下、記号Ｒは、図１に示した誘導加熱口４Ｒに関するブロックを表し、記号Ｌは、誘導加熱口４Ｌに関するブロックを表す。
【００５６】
電力供給手段である２つのインバータ回路７Ｒおよび７Ｌは、誘導加熱コイル６Ｒ及び６Ｌに高周波電流を供給する。供給電力制御手段としての周波数制御回路１６Ｒ、１６Ｌ及び電力制御回路１７Ｒ、１７Ｌは、インバータ回路７Ｒ、７Ｌの動作周波数及び誘導加熱コイル６への供給電力を調整する。動作周波数を変化させるのは、鍋を構成する金属の種類に応じて高周波電流の周波数を異ならせて、誘導加熱の効率を変化させるためである。一般に、鉄の鍋では、２０ｋＨｚの周波数が用いられる。また、鉄より抵抗率の低い銅やアルミの鍋では、７０ｋＨｚ以上の周波数が用いられる。周波数の切り替えは、図示しない鍋の種類判別手段の判断に基づき、マイクロコンピュータ１５が周波数制御回路１６Ｒ、１６Ｌを制御することにより行う。
【００５７】
各インバータ回路７Ｒ、７Ｌには、整流回路１８から直流電圧が供給される。整流回路１８には、電源スイッチ１９を介して商用電源２０が接続されている。ラジエントヒータ２１には、ラジエントヒータ回路２２を介して商用電源２０が接続されている。ラジエントヒータ回路２２は、ラジエントヒータ２１に供給される電力を制御する。
【００５８】
マイクロコンピュータ１５には、操作部の操作スイッチ２３、表示回路２４が接続されている。操作スイッチ２３は、使用者の操作指示を受け付け、表示回路２４は、機器の動作状態の表示を行う。また、マイクロコンピュータ１５には、ブザー２５が接続されており、使用者が操作ボタンを押したことやエラー等の警告などを報知する。マイクロコンピュータ１５は、使用者の指示に従い、周波数制御回路１６Ｒ、１６Ｌ、電力制御回路１７Ｒ、１７Ｌ及びラジエントヒータ回路２２を制御して、トッププレート２上の鍋５を加熱する。マイクロコンピュータ１５は、温度検出手段としての鍋温度検出回路４０Ｒ，４０Ｌが検出した鍋の温度を監視して、使用者が指示した温度となるように鍋の温度を保つ。
【００５９】
鍋温度検出回路４０は、４つの温度検出回路４１−１、４１−２、４１−３、４１−４から構成されている。各温度検出回路４１−１、４１−２、４１−３、４１−４は、誘導加熱コイル６の巻線面の上方に配置された３個の熱電対３０および誘導加熱コイル６の巻線面の中心の上方に配置された１個の熱電対３０′の熱起電力を増幅し、温度に比例する電圧値に変換して出力する。ここでは、各温度検出回路４１−１、４１−２、４１−３、４１−４に対応する各熱電対３０を３０−１、３０−２、３０−３、３０−４の記号で示す。各熱電対３０が有する２本の金属線３０ａは、各温度検出回路４１に接続されている。
【００６０】
図９は、本実施形態で使用する温度検出回路４１の概略図である。
図９に示すように、熱電対３０の測温接点３１から引き出される金属線３０ａは、ねじによって端子台５０の端子５１、５２に接続される。温度検出回路４１は、端子５１、５２間に生じる熱起電力を増幅する。端子５１、５２には、温度検出回路４１からの銅線が接続されており、この銅線と熱電対３０の金属線３０ａとがねじで接合される。すなわち、この部分にも異種の金属による接合点が形成される。
【００６１】
熱電対３０は、端子５１、５２間に熱起電力を生じる。この熱起電力は、トッププレート２に接する測温接点３１の温度Ｔ１と端子接合点の温度Ｔ２との間に生じる温度差に比例する。端子接合点は、冷接点あるいは基準接点と呼ばれ、一定の温度に保つ必要がある。通常は、この接点を氷水に投入して０℃（氷点）に保ち、これを基準として接合点の温度Ｔ１を計測する。しかし、普通の機器では、氷水を用いるのが困難であるため、本実施形態の回路のように、端子台５０の近傍に配置したダイオード５３の順方向電圧の温度特性を利用して、電子的に端子接合点の温度を一定に保つ。このとき、ダイオード５３には順方向の電流を流し、この順方向の電圧を抵抗５４、５５で分圧して、端子接合点の一つである端子５１を印加する。また、端子台の端子５１、５２およびダイオード５３を一つのケースで囲み、風が当たらないようにして、同一の温度を保持するようにするのが望ましい。
【００６２】
ここで、ダイオード５３は、順方向電圧を２ｍＶ/℃の特性をもっており、例えばこれを１/５００に分圧すると、上述したＫ型熱電対の熱起電力（０℃基準）における４０μＶ/℃に相当する電圧を作成できる。作成した電圧を端子接合点に印加すれば、電子的に冷接点を作成できる。これは、測温接点つまり端子間に現れる熱起電力（４０μＶ×測温接点温度Ｔ１）から、端子台接合での熱起電力（４０μＶ×端子台温度Ｔ２）を減算することに相当する。従って、等価的に端子台を氷点に置いたことになり、端子間電圧を増幅した出力は、測温接点の温度、つまり通常の０℃を基準とした温度を示すことになる。
【００６３】
例えば、端子台５０の温度が室温である場合に、熱電対３０の測温接点３１を氷点（０℃）に置く。つぎに、ＯＰアンプ５６のバイアス電圧を作成する可変抵抗５７を調整して、ＯＰアンプ５６の出力である出力端子５８の電圧が０．５Ｖになるようにする。こうすれば、出力端子電圧の０．５Ｖが０℃（氷点）に相当し、端子台５０の温度が変化しても変わらない。例えば、ＯＰアンプ５６の増幅度を２５０倍とすれば、１００℃は０．５Ｖ＋４０μＶ×１００×２５０＝１．５Ｖとなる。つまり、温度検出回路４１の出力が１．５Ｖのときは、１００℃に相当する。
【００６４】
図１０は、温度検出回路４１を使用したＫ型熱電対における測温接点３１の温度と出力端子５８の出力電圧との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は出力電圧（Ｖ）を表し、グラフの横軸は温度（℃）を表す。
端子間電圧は、ＯＰアンプ５６による直流増幅器で増幅され、その出力電圧は出力端子５８からマイクロコンピュータ１５のＡＤ入力端子に印加される。マイクロコンピュータ１５は、この電圧値から測温接点３１の温度Ｔ１を認識する。
【００６５】
図１１には、鍋温度検出回路４０の他の実施形態を示す。なお、図１１において、図９と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
本実施形態の鍋温度検出回路４０は、４本の熱電対３０−１、３０−２、３０−３、３０−４に対して、１つの温度計測回路４１を備え、温度計測回路４１への熱電対３０の接続を時分割で切り替えて、温度を計測するものである。４本の熱電対３０−１、３０−２、３０−３、３０−４を接続する端子台５０には、ダイオード５３と、電子的な冷接点電圧を各熱電対の（＋）金属線端子に共通で与える抵抗５４、５５とを配置し、（−）金属線端子とＯＰアンプ５６入力との接続を選択回路５９で切り替える。この切り替えは、マイクロコンピュータ１５が、熱電対選択端子６０に選択信号を与えることにより行う。例えば、１秒毎に熱電対３０−１、３０−２、３０−３、３０―４、３０−１、３０−２、…と順次切り替えながら測温を行う。この構成によれば、鍋温度検出回路４０を低価格にすることができるとともに、マイクロコンピュータ１５のＡＤ入力端子数を削減することができる。
【００６７】
なお、上述した実施形態では、冷接点温度の補償をダイオード５３の順方向電圧を利用して回路的に行ったが、これに限定されるものではない。例えば、ダイオード５３に替えてサーミスタ等の測温素子を端子台５０に設ける構成でもよい。また測温素子により端子台５０の温度を検出し、ソフトウエアで出力電圧の示す温度から端子台５０の温度を減算して、これを熱電対測温接合の温度としてもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、熱電対３０の金属線３０ａを端子５１、５２へねじ止めで接続するとしたが、これに限定されるものではなく、コネクタを使用して金属線を端子に接続してもよい。この場合には、コネクタのメス端子に熱電対の金属線をカシメで接続し、これをコネクタのオス端子に挿入して接続するようにしてもよい。あるいは、金属線３０ａをオス端子にワイヤラッピングで巻きつけて接続するようにしてもよい。また、半田付けによって、金属線を端子に接続するようにしてもよい。
【００６９】
図１２は、温度データを収集する際のフローチャートである。
図１２に示すように、誘導加熱が開始されると、マイクロコンピュータ１５は、温度検出回路４１−１、４１−２、４１−３、４１−４が出力する電圧を、ＡＤ入力端子から読み込む（ステップＳ１）。温度検出回路４１−１、４１−２、４１−３、４１−４には、各熱電対３０−１、３０−２、３０−３、３０−４の各測温接点３１−１、３１−２、３１−３、３１−４が接続されている。つぎに、読み込んだ各電圧を、各測温接点の温度Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３、Ｔｃとして変換する（ステップＳ２）。
【００７０】
Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３は、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置された測温接点３１−１，３１−２，３１−３の検出温度であり、Ｔｃは、誘導加熱コイル６の中心上に配置された測温接点３１−４(３１′)の検出温度である。温度の読み込みは、例えば２秒毎に行われ、読み込みと同時に２秒前の温度との差ΔＴａ１、ΔＴａ２、ΔＴａ３、ΔＴｃを算出する（ステップＳ３）。そして、各温度Ｔにおける温度差を温度変化率ΔＴとして算出し、この温度変化率ΔＴをマイクロコンピュータ１５内のレジスタに格納する（ステップＳ４）。なお、各ステップの処理は、タイマー割り込みで処理される。
【００７１】
図１３は、本実施形態における鍋の温度を制御する際のフローチャートである。
本実施形態では、鍋の温度制御および鍋の設置異常、鍋の変形、鍋の大小判断処理は、上述した割り込み処理で得た温度差（温度変化率ΔＴ）を用いて行う。なお、本実施形態の例は、標準の鍋を用いた場合の処理フローである。小型の鍋を用いる場合には、必要に応じて他のフローを追加する。
【００７２】
誘導加熱を開始してから、所定時間（例えば２０秒）が経過したことを検知すると（ステップＳ１０）、先のレジスタから収集したデータの読み込みを行う（ステップＳ１１）。つぎに、Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３及び差ΔＴａ１、ΔＴａ２、ΔＴａ３における差を算出する（ステップＳ１２）。そして、各温度差および温度変化率差をチェックし、所定の範囲Ｔｈａ、ΔＴｈａ（例えば３℃以内）ならば、ほぼ同一温度、同一温度変化率にあると判断して、誘導加熱コイル上の測温接点は、すべて鍋底面の下方にあると判断し、フラグ＝１をセットする（ステップＳ１３）。なお、この場合は、後述する図１６（ａ）の状態である可能性が高い。
【００７３】
続いて、Ｔａ１、Ｔａ２、Ｔａ３の平均温度Ｔａを算出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において、平均温度の差が所定の範囲外であれば、範囲外の接点がいくつ存在するかを判断する。この判断は、各温度の差に基づいて行う。例えば、Ｔａ１≒Ｔａ２＞Ｔａ３であれば、Ｔａ３の一つが範囲外にあると判断し、フラグ＝２をセットする（ステップＳ１３）。すなわち、この場合には、後述する図１６（ｂ）の状態である可能性が高い。ΔＴａについても同様であって、ΔＴａ１≒ΔＴａ２＞ΔＴａ３であることを再確認する。
【００７４】
続いて、Ｔａ１とＴａ２の平均をＴａとして算出する（ステップＳ１４）。例えば、Ｔａ１＞Ｔａ２≒Ｔａ３であれば、Ｔａ２、Ｔａ３の二つが範囲外となり、鍋の状態は、後述する図１６（ｃ）の状態である可能性が高い（フラグ＝３をセットする）。ΔＴａについても同様であって、ΔＴａ１＞ΔＴａ２≒ΔＴａ３であることを再確認する（ステップＳ１３）。続いて、この場合は最も高い温度Ｔａ１を平均温度Ｔａとする（ステップＳ１４）。
【００７５】
つぎに、平均温度ＴａとＴｃの比較を行う（ステップＳ１５）。通常、鍋底が平坦であればＴａとＴｃの差は３０℃程度ある。ここで、ＴａとＴｃの差を算出して、所定の差Ｔｈａｃ（３０℃）であれば、鍋の配置状態は、後述する図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示した状態あることを確認できる。もし、所定の差（３０℃）以上であれば、図１６（ａ）で鍋の底面が凹に変形していると判断する。図１６（ｂ）に示す状態であって、差が４０℃であれば、鍋の底面が凹状に変形していると判断する。また、図１６（ｃ）に示す状態であって、差が５０℃であれば、鍋の底面が凹状に変形していると判断し、フラグ＝４、５、６をそれぞれセットする（ステップＳ１５）。一方、Ｔｃがほとんど温度上昇せず、室温のままであれば、図１６（ｃ）に示す状態よりも鍋がずれてしまい、鍋底の一部が誘導加熱コイル上の測温接点の一つのみに載っていると判断し、フラグ＝７セットする（ステップＳ１５）。この場合には、後述する図１６（ｄ）の状態である可能性が高い。
【００７６】
また、平均温度Ｔａを所定の閾値Ｔｈｋ（例えば２６０℃）と比較して（ステップＳ１６）、閾値を超えた場合には、異常加熱と判断して誘導加熱を停止し（ステップＳ１７）、警告のアラームを発生する（ステップＳ１８）。
【００７７】
以上の判断に基づいて、マイクロコンピュータ１５は、誘導加熱を継続するか、あるいは加熱を停止して、鍋の異常警告を行う。すなわち、フラグがセットされていれば(ステップＳ１９)、誘導加熱を停止して（ステップＳ１７）、表示器あるいはブザーを用いて使用者に警告をする（ステップＳ１８）。
【００７８】
フラグがセットされていなければ、ＴａとＴｃの平均Ｔｔを算出し（ステップＳ２０）、平均温度Ｔｔを鍋の検出温度として制御を行う。検出温度が使用者の設定温度に到達していたら（ステップＳ２１）、フラグ＝８（温度到達フラグ）をセットする。これ以降、設定時間の間は、この温度を維持するように、電力制御回路により誘導加熱電力を制御する（ステップＳ２２）。そして、設定時間が過ぎた時点で誘導加熱を終了する（ステップＳ２３）。
【００７９】
すなわち、本実施の形態では、容器状態判断手段であるマイクロコンピュータ１５が、各測温接点３１の差分から、トッププレート２上に置かれた鍋の状態を判断する。
【００８０】
図１４は、トッププレート２上に置かれた鍋の底面の温度分布の一例を示すグラフである。グラフの縦軸は鍋底の温度を表す、グラフの横軸は鍋底の中心からの距離を表す。ここでは、誘導加熱コイル６の中心とトッププレート２上に置かれた鍋の鍋底の中心とが一致している場合に、誘導加熱コイル６の配置位置と、誘導加熱コイル６で加熱された鍋底面の半径方向の温度分布との関係を示す。
【００８１】
前述したように、誘導加熱コイル６に高周波電流を流すと磁束８が発生し、その磁束８の密度は、誘導加熱コイル６の巻幅６ａの中央で最も高い。そのため、図に示すように、誘導加熱される鍋底の温度は、誘導加熱コイル６の巻幅６ａの中央上に位置する場所の温度が高くなり、磁束の少ない誘導加熱コイル６の中心上に位置する場所の温度が低い。この温度分布は、鉄鍋を空焚きした場合であって、鍋の種類（鉄、ＳＵＳ、アルミ、銅）が異なる場合には、熱伝導率が違うため、図とは異なる場合がある。一般に熱伝導率が良好な場合には、鍋底の径方向の温度差は小さくなる。また、鍋に水や油、調理物が投入されている場合にも、鍋底の径方向の温度差は小さくなる。
【００８２】
鍋底が変形している場合には、トッププレート２と鍋底の間に空気の断熱層がはさまることになり、鍋底の径方向の温度差は大きくなる。たとえば、図中に破線で示したものは、鍋底の中央部が凹状にへこんでいる鍋を測定したものである。この場合、誘導加熱コイル６の中心部の上部に位置する場所の温度はさらに低くなる。
【００８３】
トッププレート２上に置かれた鍋底の中心と誘導加熱コイル６の中心とがずれた場合にも、誘導加熱コイル６の巻幅６ａの中央直上が最も高温に加熱されるのは明らかである。
本実施形態では、熱電対３０の測温接点３１を誘導加熱コイル６の巻幅６ａの中央直上のトッププレート２下面に接するように配置するので、鍋底の最も高温に加熱される部位を正確に測温することができる。すなわち、鍋底の変形、鍋の空焚き等に起因する異常過熱が発生した場合であっても、即時に異常を検出することができる。
【００８４】
図１５は、底が平坦な鍋を誘導加熱した場合において、誘導加熱コイル６の巻線面上の測温接点３１の温度変化および誘導加熱コイル６の中心上の測温接点３１′の温度変化を模式的に示したグラフである。グラフの縦軸は測温接点３１の温度を表し、グラフの横軸は経過時間を表す。
【００８５】
ここで、図中の実線ａは、鍋が適切な位置におかれている場合の誘導加熱コイル６の巻線面上に配置された測温接点３１の温度変化を示し、破線ａは、鍋が不適切な位置におかれている場合の測温接点３１の温度変化を示す。また、実線ｂは、鍋が適切な位置に置かれている場合の誘導加熱コイル６の中心上部に配置された測温接点３１′の温度変化を示し、一点鎖線ｂは、鍋が不適切な位置におかれている場合の温度変化を示す。
【００８６】
誘導加熱が開始されると、誘導加熱コイル６の巻線面の中央上に該当する鍋底面の温度が急激に上昇する。この温度は、トッププレート２を縦方向に伝わり、図中の実線ａに示すように、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置された測温接点３１が検出する温度は、最も高くなり、上昇率も大きい。
【００８７】
誘導加熱コイル６の中心部に対向する位置にある鍋底面は、誘導加熱コイル６が発生した磁束８の影響が弱いため、誘導加熱されにくい。したがって、図中の実線ｂに示すように、誘導加熱コイル６の中心上に配置された測温接点３１′が検出する温度は、実線ａよりも低くなり、その上昇率も低い。
【００８８】
一方、ガラスの熱伝導率は、金属の熱伝導率に比べ１桁以上低いため、トッププレート２の横方向の長い距離を熱が伝達するのには、時間と損失を伴う。このため、鍋５が不適切な位置におかれている場合には、図中の破線ａ及び一点鎖線ｂで示すように、それぞれの測温接点３１、３１′で検出される温度は低くなり、その上昇率も低くなる。
【００８９】
また、鍋底が変形している鍋を使用する場合には、鍋で生じた熱は、良好な断熱材である空気層とトッププレートガラスを通過して伝達するため、測温接点３１、３１′の温度変化は、鍋底が平坦の鍋を使用する場合に比べて、測温接点３１、３１′で検出される温度は低くなり、その上昇率も低くなる。
【００９０】
以下、本実施形態において、鍋の設置異常や、鍋の変形、鍋の大小を判断する際の動作の説明をする。ここでは、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置した３点の測温接点３１−１、３１−２、３１−３と誘導コイル６の中心上に配置した１点の測温接点３１′の計４点で計測する温度、温度変化率を用いる。
【００９１】
まず、電源を投入し、操作部３により、鍋５を置いた誘導加熱口４の温度および調理時間を設定し、調理開始を指示する。マイクロコンピュータ１５は、対応する電力制御回路１７、周波数制御回路１６、インバータ回路７を制御して誘導加熱コイル６に電力を供給する。誘導加熱コイル６に電力が供給されると、誘導加熱コイル６から誘導磁界が発せられ、トッププレート２上の鍋５が誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋５の温度が上昇し、鍋５内の被加熱物の調理が開始される。
【００９２】
このとき、マイクロコンピュータ１５は、温度検出回路４１の出力電圧を順次４つ読み込み、これを温度に変換して鍋温度情報を得ることにより、被加熱物の調理の進行状態を把握する。所定の温度に到達したら、誘導加熱コイル６に供給する電力を電力制御回路１７で調整し、所定の温度を保持する。そして、所定の調理時間が経過したら、調理終了をブザーで使用者に報知して、誘導加熱コイル６への電力投入を停止する。もし、シチューなどの保温モードが指示されていた場合には、誘導加熱コイル６への電力投入を低くし、例えば６０℃の一定温度に保つ保温モードに移行する。こうして、鍋５内の被調理物は調理される。
【００９３】
さて、誘導加熱コイル６の中心とトッププレート２上の鍋５の中心とが一致している場合には、誘導加熱コイル６の巻線面の中心部の上方に設置されている熱電対３１′（３０−４）が接続されている温度検出回路４１−４の出力する温度Ｔ―４が最も低くなる。一方、誘導加熱コイル６の巻線面の上方に設置されている熱電対３０−１、３０−２、３０−３が接続されている温度検出回路４１−１、４１−２、４１−３が出力する温度Ｔ―１、Ｔ−２、Ｔ−３は、ほぼ同じとなり、最も高くなる。したがって、マイクロコンピュータ１５は、Ｔ−１、Ｔ−２、Ｔ−３の平均温度Ｔａを算出し、続いて更にＴａとＴ−４の平均温度Ｔｔを算出して、これを鍋温度として誘導加熱コイル６に供給する電力を制御する。
これにより、従来の誘導加熱コイルの中心上の検出温度のみで制御を行っていた場合に比べ、本実施形態では、鍋が高温に加熱される誘導加熱コイルの巻線面上の検出温度を反映させるため、より正確な鍋の温度検出が可能となり、最適な温度の制御が可能になる。
【００９４】
図１６は、標準サイズの鍋をトッププレート２上の誘導加熱口４に載せた場合の模式図である。ここでは、鍋５の鍋底の載置位置と、誘導加熱コイル６の配置位置と、測温接点３１、３１′の配置位置との関係を模式的に示す。また、トッププレート２上の誘導加熱口４の位置を網線４ａで示し、鍋底の外周位置を実線５ａで示す。また、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置されている測温接点３１−１、３１−２、３１−３及び誘導加熱コイル６の中心上に配置されている測温接点３１′の位置は黒点で示し、トッププレート２の下部に配置されている誘導加熱コイル６の位置を点線６ｃで示している。
【００９５】
図１６（ａ）は、トッププレート２上の鍋５の鍋底の中心位置と、誘導加熱コイル６の中心位置とが一致している場合を示す。
図１６（ｂ）は、トッププレート２上の鍋５の鍋底の中心位置が、誘導加熱コイル６の中心位置から少しずれている場合を示す。
図１６（ｃ）は、図１６（ｂ）の場合よりも、トッププレート２上の鍋５の鍋底の中心位置が、誘導加熱コイル６の中心位置からずれている場合を示す。
図１６（ｄ）は、図１６（ｃ）の場合よりも、トッププレート２上の鍋５の鍋底の中心位置が、誘導加熱コイル６の中心位置からずれている場合を示す。
なお、本実施形態では、標準サイズの鍋５として、鍋底の直径が約２６ｃｍのものを使用する。また、誘導加熱口４の直径は、誘導加熱コイル６の最外周の直径に一致する。
【００９６】
図１６（ａ）は、すべての測温接点３１、３１′が、鍋５の鍋底下に位置している場合である。図１６（ｂ）は、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置された１つの測温接点３１−２が、鍋５の底面から外れている場合である。図１６（ｃ）は、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置された２つの測温接点３１−２、３１−３が、鍋５の底面から外れている場合である。図１６（ｄ）は、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置された２つの測温接点３１−２、３１−３、および誘導加熱コイル６の中心上に配置された測温接点３１′が、鍋５の底面から外れている場合である。
【００９７】
なお、トッププレート２上には、誘導加熱口４が円で表示されているが、例えば、使用者が誘導加熱調理器に不慣れの場合には、図１６（ｃ）および図１６（ｄ）に示すような状態が起こり得る。
【００９８】
本実施形態の場合では、図１６（ｄ）に示す場合であっても、必ず測温接点３１の１つが鍋底の下に位置する構成となっている。すなわち、従来の誘導加熱コイルの中心上に設けられた１つの測温点で測温する構成では、図１６（ｄ）の場合には鍋の温度を検出することができなかったが、本実施形態では、測温接点３１−１により、鍋の温度を検出することが可能となる。また、測温接点３１−１は、誘導加熱コイル６の巻線面の上方に位置するように設けられているので、鍋の最も高温に加熱されている部分の温度を検出することが可能となる。これにより、鍋への異常加熱を検出した場合には、直ちに加熱を停止することができる。なお、この場合には、誘導加熱の効率が大きく低下しているため、誘導加熱を停止するとともに、鍋の置き方が不適切であることを警告することが好ましい。
【００９９】
ここで、図１６（ｂ）の場合には、誘導加熱コイル６の巻線面の約７０％が、鍋底下にあるので、誘導加熱の効率は多少下がる程度である。従って、誘導加熱を継続しても、あまり問題が生じない。しかし、図１６（ｃ）の場合は、鍋底の下には、誘導加熱コイル６の巻線面が５０％程度しかなく、誘導加熱の効率は大きく低下する。従って、この場合には、誘導加熱を停止し、鍋の置き方が不適切であるとの警告をするのが望ましい。
【０１００】
本実施形態では、標準サイズの鍋を用いた場合であって、図１６（ａ）〜図１６（ｃ）の状態においては、少なくとも２つ以上の測温接点３１、３１′を用いて、鍋の温度を検出することができる。したがって、誘導加熱コイルの中心上の測温点だけで検出する従来のもののように、タイムラグを設けるために鍋の温度を低めに検出する必要がなくなるので、鍋の温度を正確かつ迅速に検出することができる。また、少なくとも、誘導加熱コイルの巻線面上に設けた１以上の測温接点を用いて、鍋の温度を検出するので、従来のものでは検出することができなかった、例えば図１６（ｄ）のような鍋の状態も検出することができる。
【０１０１】
また、図１６（ｃ）に示すように、鍋の底面の大部分が誘導加熱コイル６の上方から外れているような場合には、加熱誘導コイル６の中心上の測温接点３１′と、鍋底からはずれた誘導加熱コイルの巻線面上の１つの測温接点３１−２、３１−３との温度変化率が大きくなる。従って、この変化率を検出すれば、トッププレート２上の鍋５が、図１６（ｃ）に示した状態に載置されていることを判別できる。なお、この場合には、誘導加熱コイル６による誘導加熱を停止して、表示器やブザーを用いて使用者に警告するようにしてもよい。
【０１０２】
図１７は、小型の鍋５をトッププレート２上の誘導加熱口４に載せた場合の関係を示す模式図である。
ここでは、鍋５の鍋底の載置位置と、誘導加熱コイル６の配置位置と、測温接点３１、３１′の配置位置との関係を模式的に示す。トッププレート２上の誘導加熱口４の位置を網線４ａで示し、鍋底の外周位置を実線５ａで示す。また、誘導加熱コイル６の巻線面上に配置されている測温接点３１−１、３１−２、３１−３及び誘導加熱コイル６の中心上に配置されている測温接点３１′の位置は黒点で示し、トッププレート２の下部に配置されている誘導加熱コイル６の位置を点線６ｃで示している。
【０１０３】
図１７（ａ）は、トッププレート２上の鍋５の鍋底の中心位置と、誘導加熱コイル６の中心位置とが一致している場合を示す。
図１７（ｂ）は、トッププレート２上の鍋５の鍋底の中心位置が、誘導加熱コイル６の中心位置から少しずれている場合を示す。
図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）の場合よりも、トッププレート２上の鍋５の鍋底の中心位置が、誘導加熱コイル６の中心位置からずれている場合を示す。
なお、本実施形態では、小型の鍋５として、鍋底の直径が約１３ｃｍのものを使用する。また、誘導加熱口４の直径は、誘導加熱コイル６の最外周の直径に一致する。
【０１０４】
小型の鍋を使用する場合には、図１７（ａ）に示すように、適切な位置にトッププレート２に置いた場合であっても、鍋底が、誘導加熱コイル６の巻線面上の測温接点３１−１、３１−２、３１−３から外れる場合がある。この場合には、鍋底の下には、誘導加熱コイル６の巻線面の３０％程度しか存在しないため、加熱効率が大きく低下する。このため、誘導加熱を停止して、鍋が小さすぎて不適切であると警告する。図１７（ｂ）の状態では、鍋を誘導加熱口４の中に置いたとしても、誘導加熱コイルの巻線面上の測温接点３１−２、３１−３が、鍋底から外れている。図１７（ｃ）の状態では、鍋底の大部分が誘導加熱口４の中であるのにもかかわらず、誘導加熱コイル６の巻線面上の２つの測温接点３１−２、３１−３及び誘導加熱コイル６の中心上の測温接点３１′が鍋底から外れている。図１７（ｃ）の状態の場合には、誘導加熱コイルの中心上の１点で測温する従来のものでは、鍋の温度を検出することは不可能に近い。
【０１０５】
本実施形態の誘導加熱調理器１では、小型の鍋を使用した場合であっても、図１７に示すように、少なくとも１つ以上の測温接点３１が鍋底にかかるので、鍋の温度を検出することができる。また、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）の状態においては、測温接点３１−１により、高温に加熱される部分の温度を検出することができるので、鍋への異常加熱を検出して加熱の停止を行うことができる。
【０１０６】
また、図１７（ａ）、１７（ｃ）のような状態を除けば、常に２以上の測温接点で鍋の温度を検出することができる。したがって、誘導加熱コイル６の中心上の１点だけで検出を行う従来のものに比べ、正確かつ迅速に鍋の温度を検出することができる。また、少なくとも１以上の誘導加熱コイル６の巻線面上の測温接点３１で鍋の温度を検出するため、従来のものに比べ、鍋の状態を速やかに検出することができる。
【０１０７】
以上、本実施の形態では、誘導加熱コイル６の中心にも熱電対３０を配置しているが、これに限ることはなく、誘導加熱コイル６の中心上は磁界の影響が少ないため、例えばＮＴＣサーミスタを配置するようにしても良い。
【０１０８】
また、誘導加熱コイル６の巻線面の上に配置した熱電対３０は３個としたが、これに限ることはなく、３個以上の熱電対を配置してもよい。すなわち、種類の異なる２本の金属線を接合してその接合点を測温接点とするＮ個（Ｎは４以上）の熱電対を備えたものであって、このＮ−１個の測温接点３１をトッププレート２の下面に接するように前記誘導加熱コイル６の巻線面の上方に設け、１個の測温接点３１′を前記トッププレート２に接するように前記誘導加熱コイル６の中心部の上方に設ける構成であればよい。
【０１０９】
以上、本発明の誘導加熱調理器によれば、誘導加熱コイル６の巻線面上に設置した３点の測温接点３１の温度およびその変化率と、誘導加熱コイル６の中心上に設置した測温接点３１′の温度およびその変化率と、を組み合わせて、鍋の温度の検出を行うので、誘導加熱が効率的に行えないような置き方をした鍋の状態を検出することができる。また、使用に適していない小型鍋の検出、変形した鍋底面の検出、鍋が異常に加熱されたことの検出が可能となり、調理の効率向上や安全性向上が図れる。
【０１１０】
また、本発明の誘導加熱調理器によれば、鍋温度検出回路４０からの温度情報を受けたマイクロコンピュータ１５によって、鍋底の形状の影響をあまり受けることなく、トッププレート２に置かれた鍋の位置や大きさ検出することができる。このため、鍋５の温度の変化を正確に捉えることができる。また、鍋５の温度変化に即応して、マイクロコンピュータ１５を用いた誘導加熱コイル６に対する電力の制御を行うことができる。この結果、使用者は、巧く調理を行うことができる。また、鍋の大きさに起因した異常加熱や、鍋底の変形による異常加熱を防止することができるので、誘導加熱調理器１の安全性を向上させることができる。
【０１１１】
なお、本発明の誘導加熱調理器は、上述の各形態に限定されるものではなく、その他材料、構成等において本発明の構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に使用するコイルベースを上方から見た場合の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態で使用する熱電対ベース部材の平面図および正面図である。
【図５】本発明の一実施形態で使用する中央熱電対ベース部材の平面図および正面図である。
【図６】本発明の一実施形態で使用する熱電対の概略構成図である
【図７】本発明の一実施形態で使用するＫ型熱電対およびＴ型熱電対の熱起電力と温度との関係を示すグラフである
【図８】本発明の一実施形態に係る誘導加熱調理器の制御ブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態で使用する温度検出回路の概略図である。
【図１０】温度検出回路を使用したＫ型熱電対における測温接点の温度と出力端子の出力電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態で使用する鍋温度検出回路の他の実施形態の例を示す。
【図１２】本発明の一実施形態における温度データを収集する際のフローチャートである。
【図１３】本実施形態における鍋の温度を制御する際のフローチャートである。
【図１４】トッププレート上に置かれた鍋の底面の温度分布の一例を示すグラフである。
【図１５】底が平坦な鍋を誘導加熱した場合において、誘導加熱コイルの巻線面上の測温接点の温度変化および誘導加熱コイルの中心上部の測温接点の温度変化を模式的に示したグラフである。
【図１６】標準サイズの鍋をトッププレート上の誘導加熱口に載せた場合の関係を示す模倣図である。
【図１７】小型の鍋をトッププレート上の誘導加熱口に載せた場合の関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・誘導加熱調理器
１ａ・・調理器本体
２…トッププレート
３…操作部
４Ｌ、４Ｒ・・誘導加熱口、４Ｈ・・ヒータ加熱口
５…鍋（調理容器）
６…誘導加熱コイル
６ａ・・巻幅、６ｂ・・誘導加熱コイルの中心
７…インバータ回路
８…磁束
９…コイルベース
９ａ・・凹部
１０…フェライト
１５…マイクロコンピュータ
１６…周波数制御回路
１７…電力制御回路
１９…電源スイッチ
２０…商用電源
２１・・ラジエントヒータ
２２・・ラジエントヒータ回路
２３・・操作スイッチ
２４・・表示回路
２５・・ブザー
３０、３０′…熱電対
３０ａ・・金属線
３１、３１′…測温接点
３１ａ・・冷接点
３２…熱電対ベース
３３…シリコンゴム材
３４…耐熱絶縁皮覆
３５…凹溝
３６…耐熱テープ
３７…中央熱電対ベース
４０…鍋温度検出回路
４１…温度検出回路
５０…端子台
５１，５２…端子
５３…ダイオード
５４，５５…抵抗
５６…ＯＰアンプ
５７…可変抵抗
５８…出力端子
５９…選択回路
６０…熱電対選択端子
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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