(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋等の被加熱物を載置する天板と、該天板の裏面に密着された受熱部を介し前記天板の温度を検出する感熱素子と、該感熱素子に接合部を介して接続されたリード部と、前記天板の下方に配された平板環状に巻回された加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電源と、前記感熱素子の出力をもとに該高周波電源の出力を制御する加熱制御部と、前記加熱コイルの下方に配された板状高透磁率磁性材と、前記加熱コイルの内側に配され該板状高透磁率磁性材と協働して磁路を形成する筒状高透磁率磁性材と、前記筒状高透磁率磁性材の内側に配置された筒状導電材とを備え、
前記受熱部は非導電材より形成され、前記感熱素子と前記接合部を覆う凹部を具備し、前記筒状高透磁率磁性材の内側に配置された前記筒状導電材の内部に、前記受熱部と前記感熱素子と前記接合部と前記リード部を配するように構成したことを特徴とする誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱物の温度を検出する機能を有する誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は例えば特開平６―３０２３７８号公報に開示された従来の誘導加熱調理器の概略断面図である。
図において１は被加熱物である鍋、２は鍋１を載置する天板、３は天板２の下方に配設された平板環状に巻回された加熱コイル、４は天板２の裏面に取り付けられた温度センサである。
【０００３】
温度センサ４は受熱部である感熱板４ａとサーミスタなどの感熱素子４ｂから構成されている。感熱板４ａは加熱コイル３を流れる高周波電流によって生じる磁束により誘導加熱されないように非導電材で形成され、天板２の温度を感熱素子４ｂに伝えるため天板２に密着させられている。
【０００４】
また、天板２上で鍋１の載置位置が多少ずれた場合や、鍋１の外径が小さい場合であっても鍋１の温度が検出できるように、温度センサ４は加熱コイル３の中心部に配されている。感熱素子４ｂによって検出された温度は、図示されていない制御部に入力され、加熱コイル３に流れる高周波電流を制御する。
【０００５】
ところでサーミスタのリード線として用いられるデュメット線は、鉄とニッケルの合金からなる強磁性材であるため、磁束によって誘導加熱される。また温度センサ４が取り付けられる加熱コイル３中心部は、発生した磁束が集中する箇所である。このため高出力時には温度センサ４の位置における磁束密度が高くなり、温度センサ４の感熱素子４ｂやリード線が誘導加熱され、検出温度に誤差を生じる。特にサーミスタとデュメット線が接合している部位に発生する誤差は大きく、検出温度に悪影響を与えている。
【０００６】
この点につき実験データをもとに説明する。図１２は上記構成を具備した誘導加熱調理器の上に１．５リットルの水を入れた鍋１を載置し、２．５ｋＷの加熱出力で沸騰させた時の鍋底温度と検出温度の時間的変化を示したものである。ここで鍋底温度は水と接している鍋底面に熱電対を密着させて得られたデータであり、真値を示している。沸騰時における両者の温度を比較すると、天板２を介して検出した温度の方が実際の鍋底温度より約５０℃程高く、誘導加熱により大きな誤差が生じていることが分かる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘導加熱調理器は以上のように、温度センサを磁束が最も集中する箇所である加熱コイルの中心部に配設するため、高出力時において温度センサ自体が誘導加熱されて被加熱物の検出温度に大きな誤差を生ずる課題があった。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、温度センサ自体に対する誘導加熱の影響を抑え、正確な被加熱物温度検出が可能な温度センサを備える誘導加熱調理器を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる誘導加熱調理器は、鍋等の被加熱物を載置する天板と、天板の裏面に密着された受熱部を介し天板の温度を検出する感熱素子と、感熱素子に接合部を介して接続されたリード部と、天板の下方に配された平板環状に巻回された加熱コイルと、加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電源と、感熱素子の出力をもとに高周波電源の出力を制御する加熱制御部と、加熱コイルの下方に配された板状高透磁率磁性材と、加熱コイルの内側に配され板状高透磁率磁性材と協働して磁路を形成する筒状高透磁率磁性材と、筒状高透磁率磁性材の内側に配置された筒状導電材とを備え、受熱部は非導電材より形成され、感熱素子と接合部を覆う凹部を具備し、筒状高透磁率磁性材の内側に配置された筒状導電材の内部に、受熱部と感熱素子と接合部とリード部を配するように構成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイル中心部の断面図である。従来例と同一もしくは相当部分には同じ符号を付し、異なる点につき説明する。図において５は加熱コイル３の下方に配設された高透磁率磁性材よりなる平板形状の下面フェライト、６は加熱コイル３の内側に配置された筒状フェライト、７は加熱コイル３を載置した加熱コイル台、４４はセラミックキャップサーミスタ、８はセラミックキャップサーミスタ４４の支持部材である。なお、下面フェライト５、筒状フェライト６及び支持部材８は予め加熱コイルとともに一体化されている。セラミックキャップサ−ミスタ４４は、天板２上に載置される被加熱物の温度を検出するために、筒状フェライト６内壁との間に間隙を保ちながら支持部材８により天板２の裏面に密着するように配されている。また９は加熱コイル３に高周波電流を供給する高周波電源、１０はセラミックキャップサーミスタ４４の抵抗値を読み取って鍋温度を検出し、高周波電源９を制御する加熱制御部である。
【００１２】
図２はセラミックキャップサ−ミスタ４４の構造図であり、セラミックキャップサ−ミスタ４４は、非導電性を有し感熱板４ａとして機能するセラミックキャップ４４ａと感熱素子４４ｂとデュメット線リード部４４ｃから構成されている。またセラミックキャップサ−ミスタ４４は、天板２の裏面と当接する平坦な面と、少なくとも感熱素子４４ｂとデュメット線リード部４４ｃの接合部まで覆う凹部とを具備した形状をしている。
図３は加熱コイル３、下面フェライト５、筒状フェライト６、セラミックキャップサーミスタ４４の配置関係を示す配置図である。板状の下面フェライト５は、加熱コイル３内側の筒状フェライト６を中心に放射状に配されている。
また図４は加熱コイル３の周囲に生ずる磁界の方向と磁束密度をそれぞれ破線と矢印の太さで示した説明図であり、矢印Ａは加熱コイル３に流れる電流のある瞬間の向きを表している。
【００１３】
図１〜４をもとに動作を説明する。
図示されていない操作部から目標温度が設定されると、加熱制御部１０はセラミックキャップサーミスタ４４の抵抗値から鍋１の温度を検出し、検出された温度が目標温度と一致するように、加熱コイル３に高周波電流を供給する高周波電源９を制御する。
【００１４】
電流の向きに対して右回転の方向に磁界が発生するため、図４に示すように、加熱コイル３中心部分の垂直方向の磁束は、加熱コイル３の左右両側３ａ、３ｂを流れる電流に対して同一になり、加算されて大きくなる。また、筒状フェライト６と下面フェライト５は協働して磁路を形成している。この磁路によって磁束の大部分は中心部に配されている高透磁率磁性材からなる筒状フェライト６のフェライト部を通過する。これにより、筒状フェライト６内側を通過する磁束は低いレベルとなる。併せて筒状フェライト６内側に配設されたセラミックキャップサ−ミスタ４４では、受熱部として機能し非導電性を有するセラミックキャップ４４ａが感熱素子４４ｂ全体を覆う形状となっているため、受熱部では磁束による渦電流は発生せず、また感熱素子４４ｂを通過する磁束もさらに弱められる。特に、セラミックキャップ４４ａは感熱素子４４ｂとデュメット線リード部４４ｃが接合している部位まで覆うようにしているので、この部位を通過する磁束は小さくなり、誤差は大きく低減される。
【００１５】
この点につき実験データをもとに説明する。図５は上記構成を具備した誘導加熱調理器に対し、図１２と同じ条件（１．５リットルの水を２．５ｋＷの加熱出力で沸騰させる）のもとで、鍋底温度と検出温度の時間的変化を測定したものである。沸騰時における両者の温度を比較すると、天板２を介して検出した温度の方が実際の鍋底温度より１０℃程高いことが分かる。この値は従来例における差異５０℃と比べると、ずっと小さく誘導加熱の影響が低減されていることが分かる。
【００１６】
なお、本実施の形態では、セラミックキャップサ−ミスタ４４が筒状フェライト６内壁との間で、間隙を保ちながら保持される構造について説明したが、図６に示すようにセラミックキャップサ−ミスタ４４が断熱部材１１によって保持される構造であっても同じである。
【００１７】
実施の形態２．
図７は実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱コイル中心部の断面図である。従来例もしくは実施の形態１と同一あるいは相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。図において１２はアルミ管などの管状導電材であり、筒状フェライト６と支持部材８との間に位置するよう配設されている。セラミックキャップサーミスタ４４は、管状導電材１２の内壁との間に間隙を保ちながら支持部材８によって天板２の裏面に密着するように保持されている。そして、管状導電材はデュメット線リード部４４ｃを含めた温度センサの側面全てを覆っている。
また図８は加熱コイル３の周囲に発生する磁界の方向と磁束密度をそれぞれ破線と矢印の太さで示した説明図である。図中、矢印Ｂは矢印Ａと同じで、ある瞬間における電流の向きを表している。
【００１８】
図７、８をもとに動作を説明する。
実施の形態１と同様、加熱コイル３に高周波電流が供給されて発生する磁束は、加熱コイル３の内側部分では大部分が筒状フェライト６を通り、少量が筒状フェライト６の内側へ漏れる。この漏れ磁束は、管状導電材１２の電磁シールド効果によって管状導電材１２内部には達しない。このため、デュメット線リード部４４ｃを含む感熱素子４４ｂは、加熱コイル３を流れる高周波電流による誘導加熱の影響を全く受けなくなる。
【００１９】
この点につき実験データをもとに説明する。図９は上記構成を具備した誘導加熱調理器に対し、図１２と同じ条件（１．５リットルの水を２．５ｋＷの加熱出力で沸騰させる）のもとで、鍋底温度と検出温度の時間的変化を測定したものである。沸騰時における鍋底温度と検出温度を比較すると、両者はよく一致しており、誘導加熱の影響をほとんど受けていないことが分かる。
【００２０】
ここで、筒状導電材１２としては、アルミ管や銅管以外に非磁性高伝導率材質のものを用いてもよい。また感熱素子４ｂ位置に侵入する磁束を抑えるため、管状導電材１２を図１０（ａ）、（ｂ）に示すように途中から径が絞られた形状としてもよい。また管状導電材１２の放熱効果を高めるため、一部に冷却風が当たるようにしてもよい。さらに、筒状フェライト６に発生した熱を効率よく放散させるため、筒状導電材１２を筒状フェライト６に接触させて放熱フィンの代わりにしても良い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の誘導加熱調理器は以上のように構成されており、以下に示すような効果を奏する。
【００２２】
平板環状に巻回された加熱コイルの内側に配された筒状高透磁率磁性材の内側に筒状導電材を設け、さらにその内側に非導電材より形成された受熱部とこれに覆われる感熱素子およびそのリード部の接合部とリード部を配し、受熱部から感熱素子のリード部までの側面全体を筒状導電材で覆う構造としたので、感熱素子は加熱コイルを流れる高周波電流による影響を受けなくなり、被加熱物の温度を高い精度で検出できる誘導加熱調理器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイルユニット中心部の断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器に使用されるセラミックキャップサーミスタの構造図である。
【図３】  本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイル、フェライト、温度センサの配置関係を示した配置図である。
【図４】  本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイル周囲に生じる磁束の状態を説明した図である。
【図５】  本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器において水を入れた鍋を加熱した場合の鍋底温度と検出温度の時間的変化を示した図である。
【図６】  本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器に使用されるセラミックキャップサーミスタのもう一つの保持構造を示す断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の断面図である。
【図８】  本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの周囲に生ずる磁束状態を示す図である。
【図９】  本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器に水を入れた鍋を載置し、加熱した場合の鍋底温度と検出温度の時間的変化を示した図である。
【図１０】  本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器に使用される筒状導電材の他の形状例を示した図である。
【図１１】  従来の誘導加熱調理器の概略断面図である。
【図１２】  従来の誘導加熱調理器に水を入れた鍋を載置し、加熱した場合の鍋底温度と検出温度の時間的変化を示した図である。
【符号の説明】
１  鍋、２  天板、３  加熱コイル、４  温度センサ、４ａ  感熱板、４ｂ  感熱素子、４ｃ  デュメット線リード部、４４  セラミックキャップサーミスタ、４４ａ  セラミックキャップ、４４ｂ  感熱素子、４４ｃ  デュメット線リード部、５  下面フェライト、６  筒状フェライト、７  加熱コイル台、８  支持部材、９  高周波電源、１０  加熱制御部、１１  断熱材、１２  管状導電材、１２ｂ  管状導電材、１２ｃ  管状導電材
【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】
0003785569.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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