(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トッププレートの下面側に誘導加熱コイルを配設し、この誘導加熱コイルからの磁束によりトッププレート上の適正位置を示す加熱部にセットした調理容器を加熱するとともに、この調理容器の温度を検知する温度センサを備えたものにおいて、
前記温度センサは、前記トッププレートの上面に導電性の薄膜からなるパターニングを施すとともに、前記加熱部の略中心部で折り返すＵ字状の薄膜パターンを形成し、この薄膜パターンの導電率に基づき温度を検出する構成とし、且つ該薄膜パターンの端部と電気的に接続する接続具を、前記トッププレートのフレーム内に封止材により封止した構成としたことを特徴とする加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱コイルを用いて調理容器を誘導加熱する加熱調理器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種加熱調理器として、図９にその要部の概略構成を示すように、耐熱ガラス等で形成されたトッププレート１の下面側に、リッツ線をスパイラル状に巻回してなる誘導加熱コイル２を配設し、トッププレート１の上面には調理容器として電気抵抗の大きい材質からなる鍋３が載置状態にセットされ、前記誘導加熱コイル２と対応した位置に配置される。そして、誘導加熱コイル２の略中心部に相当するトッププレート１の下面に、温度センサとして一般的にサーミスタ４を用いて、これを圧接支持した構成としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成において加熱調理するには、図示しないインバータ電源回路等を介して変換した高周波電流を誘導加熱コイル２に流し、その磁束変化に伴い鍋３内に生ずる渦電流に基づき発生するジュール熱を利用して、トッププレート１上の鍋３が加熱される。そして、この鍋３の温度を、トッププレート１を介してサーミスタ４により検出し、この温度情報に基づき所定の温度制御が行われ、例えば調理に応じた加熱制御や、鍋３の空炊きによる異常温度上昇防止、更には保温機能などの種々の温度制御に利用される。
【０００４】
しかしながら、上記のようにサーミスタ４が、トッププレート１を挟んで鍋３の温度を測定する構成であるため、温度の測定誤差が大きく、且つ応答性も悪くなることから鍋３の加熱に過不足を生じ易く、それだけ適正な温度制御がむつかしく常に良好な調理の仕上がり状態が得られないとか、延いては使用者の調理作業上の使い勝手とか安全性においても不利であった。
【０００５】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、調理容器の温度を直接検出できる温度センサを設け、より測定精度の向上を図り得て、良好な調理の仕上がりや使い勝手が期待できる加熱調理器を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の加熱調理器は、トッププレートの下面側に誘導加熱コイルを配設し、この誘導加熱コイルからの磁束によりトッププレート上の適正位置を示す加熱部にセットした調理容器を加熱するとともに、この調理容器の温度を検知する温度センサを備えたものにおいて、前記温度センサは、前記トッププレートの上面に導電性の薄膜からなるパターニングを施すとともに、前記加熱部の略中心部で折り返すＵ字状の薄膜パターンを形成し、この薄膜パターンの導電率に基づき温度を検出する構成とし、且つ該薄膜パターンの端部と電気的に接続する接続具を、前記トッププレートのフレーム内に封止材により封止した構成としたことを特徴とする。
【０００７】
斯かる構成によれば、温度センサとしての薄膜パターンをトッププレートの上面に、加熱部の略中心で折り返すＵ字状に設けたので、この上面に載置セットされる調理容器との接触も有効で温度を直接的に検出することができる。従って、正確で応答性に優れ精度の高い温度測定ができて、加熱調理の仕上がりが良好で、従来の如き加熱の過不足から生じる不具合を解消でき、調理作業する上で使い勝手も良好となる。しかも、薄膜パターンの端部を電気的に接続する接続具をフレーム内に封止したので、トッププレート上面から下方への接続配線が容易にできるとともに、絶縁性に優れ液体のしみ込みなどを回避できる加熱調理器を提供できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明をビルトインタイプの加熱調理器に適用した第１実施例について、図１ないし図６を参照して説明する。
そのうち図２は、所謂３口タイプの加熱調理器１１をキッチン１２内部に組み込んだ全体構成を示す外観斜視図で、まず、該図面に基づき大略的構成につき述べる。図示するように、加熱調理器１１はキッチン１２内部に組み込まれ、そのカウンタートップ１２ａと略同一面上に耐熱ガラス製のトッププレート１３を配設し、このトッププレート１３の上面には、３口たる３個所（左，右，中央）に環状枠で表示（或は着色表示でも可）した加熱部１４，１５，１６が形成してある。
【００１５】
これら加熱部１４〜１６は、加熱源としては後述するが夫々トッププレート１３の下面側に設けられ、後述する平底な鍋３０（図３参照）などの調理容器を適正位置にセットするための機能を備えたものである。また、夫々の加熱部１４，１５，１６に対応して、破線で示す火力表示部としての左，右，中央火力表示部１７，１８，１９がトッププレート１３の下面側に設けられ、具体的な説明は略すがこれは例えば発光素子のＬＥＤ（或はランプでも可）を用いて、点灯時にトッププレート１３の上方から容易に視認できる構成としている。
【００１６】
そして、トッププレート１３の下方にあって、キッチン１２の前面側に臨む略左半部に、図示しないロースタ用加熱源を具備してなるロースタ部２０を有し、その前面に扉２０ａを備えている。一方、残りの略右半部には操作部２１が設けられていて、この操作部２１は、前記した左，右，中央加熱部１４，１５，１６、およびロースタ部２０に夫々対応して操作できるように例えば４つの操作ダイヤルを備えている。本実施例では、図示する左側から順に左加熱ダイヤル２２，ロースタダイヤル２３，中央加熱ダイヤル２４、および右加熱ダイヤル２５を設けており、その具体的な機能については後述する。
尚、図２中、トッププレート１３の最後部には、該トッププレート１３の下面内方と連通した吸，排気口２６が形成されていて、図示しない内蔵する冷却ファンによる冷却用空気の出入口を区分して形成している。
【００１７】
しかして、このような３口タイプの加熱調理器１１の加熱源は、トッププレート１３の加熱部たる左，右，中央加熱部１４，１５，１６の下面側内方に設けられており、以下その概略構成につき図１および図３に基づき説明する。
そのうち、図１はトッププレート１３の平面図で、特には各加熱源等との配置構成を開示したもので、まず、本実施例では、左，右加熱部１４，１５に対応して、いずれも共通の構成にて同等の機能を発揮する加熱源として、リッツ線をスパイラル状に巻回してなる誘導加熱コイル２７，２８（破線で示す）を夫々配設している。
【００１８】
一方、中央加熱部１６の加熱源としては、例えば図示しないニクロム線ヒータを構成するラジエントコイル２９（破線で示す）を用いて、やはりトッププレート１３の下面に近接して設けている。
ところで、図３は、前記誘導加熱コイル２７，２８が同一構成であるため、そのうちの左加熱部１４側の誘導加熱コイル２７を利用して、使用状態における概略構成を開示したもので、この誘導加熱コイル２７に対応するトッププレート１３上には調理容器としての鍋３０がセットされた状態を示している。
【００１９】
そしてまた、図１において、トッププレート１３の上面にあって前記左，右加熱部１４，１５に臨んで、導電性を有する薄膜をパターニングしてなる薄膜パターン３１，３２がコーティング形成されている。この薄膜パターン３１，３２は、酸化スズ（ＳｎＯ2）からなる合金薄膜をパターニングしたもので、本実施例では幅５〔ｍｍ〕で厚さ１０〔μｍ〕にて各加熱部１４，１５の中心部で折り返す細長の逆Ｕ字状をなしている。
【００２０】
更に、具体的に述べると、例えば薄膜パターン３１について述べると、今、図３に示す鍋３０がセットされて使用状態にある場合、即ち、図１において二点鎖線で示すように鍋３０が左加熱部１４にセットされているとき、該鍋３０に生ずる渦電流の流れる方向（回転方向）を示す矢印Ａ方向に対し、これと略直交するようにパターニングして形成したものである。これは、右加熱部１５に設けられた薄膜パターン３２にあっても、上記と同様の形態にて形成される。
【００２１】
そして、斯かる構成の導電性を有する薄膜パターン３１，３２は、図４に示す要部の断面図に、一方の薄膜パターン３１を例示するように電気的に接続されている。
即ち、前記トッププレート１３の外周端部は、ホーロー処理された断面コ字状をなすフレーム３３にて把持された構成にあって、特に本実施例ではフレーム３３内にて薄膜パターン３１の端部が、耐熱性や電気絶縁性に優れたシリコーンコーキングによる封止材３４にて封止された構成にある。そして、このフレーム３３内の薄膜パターン３１の両端部（一端のみ図示）には、これをトッププレート１３とともに弾性的に挟持する如くコ字状の接続具３５，３５（一方のみ図示）が夫々圧接固定されていて、接続具３５，３５から下方に延出された各端子部３５ａ，３５ａは操作部２１や後述する制御回路３６等に図示しないリード線を介して電気的に接続されている。従って、他方の薄膜パターン３２も、上記と同様の構成にて操作部２１等に接続配線されている。
【００２２】
しかして、この導電性を有する薄膜パターン３１，３２の導電率に基づき温度情報を得るようにしたもので、図３の使用例では薄膜パターン３１の両端間の抵抗値を直接或は間接的に検出することで鍋３０の温度を求めることができる。
因みに、図６は酸化スズからなる薄膜パターンの抵抗値［Ω］と温度［°Ｃ］との関係を表した実験データに基づく特性図で、この場合の薄膜パターンの構成条件として、幅を５［ｍｍ］とし、長さを４００［ｍｍ］で、厚さは平均で１０［μｍ］に形成したものである。
【００２３】
この図６から明らかなように、温度［°Ｃ］が高くなるに伴い抵抗値［Ω］が指数的に上昇する傾向にある。従って、薄膜パターン３１，３２は、この抵抗値の温度依存性を利用して当該温度を検出するようにしたもので、この場合、鍋３０が上記薄膜パターン３１または３２の上面にセットされた状態にて、該鍋３０の温度を直接的に検出する所謂温度センサとして機能するものである。
但し、上記酸化スズに対し、特に耐熱性を必要としない場合には、他の材質の酸化インジウムや酸化チタン、或は窒化チタンでも採用可能である。
【００２４】
一方、図１，２で示した中央加熱部１６のラジエントコイル２９の通電発熱による出力、所謂火力は比較的弱く（小さく）、その中央火力表示部１９は、例えば強・弱の２段階の表示を行なうようにしている。これに対し、左，右加熱部１４，１５の誘導加熱コイル２７，２８による火力は大きく、且つ火力調整が多段階に容易にできることも相俟って、その左，右火力表示部１７，１８にあっては、多段階の火力表示を可能としている。従って、本実施例では、火力が大きく多段階の火力調整を行なうため左，右加熱部１４，１５に対する温度センサとして、上記の薄膜パターン３１，３２を夫々配設している。
【００２５】
また、本実施例では図２にて開示したように４つのダイヤル２２〜２５のうち、左，右加熱ダイヤル２２，２５は、他のダイヤル２３，２４より径大な大きさに設定して形状的にも識別化可能（加熱源が誘導加熱コイル２７，２８である）として、操作性の向上を図っている。
そして、機能的には、例えば各ダイヤル２２〜２５はプッシュするとオン動作し、もう一度プッシュすることでオフ動作する図示しないスイッチ機構を有し、また、火力調節にはそのうちロースタダイヤル２３を除くダイヤル２２，２４，２５を時計方向に回動操作すると火力が強まり、反時計方向に回動することで火力が弱まる構成としており、その火力の設定表示は夫々の火力表示部１７，１８，１９が点灯表示することにより確認でき、特に左右の火力表示部１７，１８では、火力が強くなるほど多数点灯して表示する構成としている。
【００２６】
次いで、図５は加熱調理器１１の概略的な電気回路図で、前記制御回路３６は所定の加熱制御プログラムが組み込まれたマイクロコンピュータから構成され、トッププレート１３の下部内方に配設されている。この制御回路３６には、前記操作部２１からの火力設定等各種の操作情報や、前記温度センサとしての薄膜パターン３１，３２からの検出温度情報、更には入力検知部３７からはインバータ回路３８の出力を設定するための入力検知情報や、負荷検知部３９から誘導加熱コイル２７または２８に対応したトッププレート１３上に負荷である鍋３０がセットされているかどうかの負荷検知情報が夫々入力される。
【００２７】
一方、上記の入力情報等に基づき制御回路３６は、ブザー４０による天ぷら調理時の適温報知や湯沸し完了や異常報知などの報知情報、火力表示部１７〜１９による加熱出力として設定された火力の表示情報、および出力設定部４１にあっては駆動部４２を通してインバータ回路３８を動作させるための出力設定情報を夫々出力する。
【００２８】
次に、上記構成とした加熱調理器１１の作用につき述べる。
まず、湯沸し用の水とか調理材料等を収容した鍋３０を、トッププレート１３の上面の複数のうちの、例えば図１，図３に示す如く誘導加熱コイル２７を用いた左加熱部１４にセットして利用する場合につき述べる。鍋３０を所定位置にセットした後、操作部２１の左加熱ダイヤル２２をプッシュしてオン操作するとともに、回動操作することにより所望の火力調節を行なう。
【００２９】
この場合、図２に示す左火力表示部１７に、火力の大きさ（強弱）に応じた複数個の発光素子をトッププレート１３を介して点灯表示して知らせるとともに、例えばオン操作のみでは左火力表示部１７が点滅して使用者に火力調節することを促す。尚、この火力表示部１７は、鍋３０などが規制の左加熱部１４への置き方が適正でなかったり、或は適正な材質でなかったりした場合には、図５に示した負荷検知部３９からの入力情報をもとに制御回路３６の制御プログラムに基づき点滅させるなどして、警報用に用いることも可能である。また、斯かる操作部２１には、図示しないが一般にタイマ機構を具備し、必要に応じ適宜時限設定される。
【００３０】
斯くして、左加熱部１４上の所定位置にセットされた鍋３０は、操作部２１や入力検知部３７等を入力情報とする制御回路３６に基づき加熱制御される。そして、所定位置の鍋３０は、温度センサたる薄膜パターン３１の上面に載置された状態にあることから、鍋３０の温度は該鍋３０が接触状態にある薄膜パターン３１に直接的に伝わり、その両端の抵抗値の測定により温度情報が検出される。従って、その温度情報は制御回路３６に対し正確で迅速な情報として入力でき、タイミング良く適正な加熱制御が行われる。
【００３１】
このことは、もう一方の右加熱部１５における誘導加熱コイル２８を利用する場合も、実質的に上記操作手順と同様に実行可能で同じ作用を有する。また、３口タイプの加熱調理器１１であるが、操作部２１における左，右加熱ダイヤル２２，２５は、径大で且つ外側に配置しているので、他のロースタダイヤル２３および中央加熱ダイヤル２４との差別化ができ、誤操作を軽減できて使用者による使い勝手（操作性）を良くしている。
【００３２】
斯くして、本実施例によれば次の効果を有する。
まず、加熱調理器１１は、トッププレート１３の下面側に誘導加熱コイル２７，２８を配設し、これら誘導加熱コイル２７，２８に対応する左加熱部１４または右加熱部１５に載置状態にセットした調理容器たる鍋３０を、各誘導加熱コイル２７，２８からの磁束により生成された渦電流にて加熱する構成にあって、この鍋３０の温度を検知する温度センサとして、トッププレート１３の上面に導電性の薄膜からなる逆Ｕ字状にパターニングを施した薄膜パターン３１，３２を形成し、その各両端間の抵抗値に基づき温度を検出する構成とした。
【００３３】
これにより、薄膜パターン３１または３２の上面に載置セットされる鍋３０の温度を直接的に検出することができる。従って、正確で応答性に優れ精度の高い温度測定ができて、加熱調理の仕上がりが良好で従来の如き加熱の過不足から生じる不具合を解消でき、調理作業する上で安全で使い勝手も良好な加熱調理器１１を提供できる。
【００３４】
また、薄膜パターン３１，３２は、その材質によっては自身が磁束によって加熱することも考えられ、この場合には、鍋３０の正確な温度測定が期待できない。しかるに、本実施例では図１に示すように、磁束に伴い鍋３０に生ずる渦電流の流れ方向（図中矢印Ａ方向）と略直交するようにパターニングしたことにより、薄膜パターン３１，３２が渦電流の流れ方向に対し鍋３０とは局部的な接触域で済むので、該薄膜パターン３１，３２自身が発熱するのを防止でき、従って、その材質に係わらず常に正確な温度測定ができる。
【００３５】
そして、特に本実施例では、薄膜パターン３１，３２の材質を酸化スズとしたので、耐熱性に優れ、温度変化に対して抵抗値が指数的に変化する温度依存性が高く、従って、加熱された鍋３０の温度測定に好適する加熱調理器１１の温度センサとして提供できる。
しかも、このようなコーティング形成した薄膜パターン３１，３２の電気的接続を行なう言わば電極として、トッププレート１３とともに接続具３５にて圧接把持し、該接続具３５には下方に延出する端子部３５ａを設ける構成とした。従って、この接続具３５を介して操作部２１等にリード線を介して電気的に接続配線するのが容易にできる。
【００３６】
加えて、上記構成の接続具３５を、フレーム３３内にシリコーンコーキングによる封止材３４にて封止する構成とした。従って、耐熱性や電気絶縁性に優れた構成にできるとともに、液体がしみ込むおそれも回避できる。
尚、上記実施例では、導電性を有する薄膜パターン３１，３２は、図１にて開示したようにトッププレート１３上の左、右加熱部１４，１５の中心位置から前方にわたって形成したが、これは側方に延びて形成するようにしても良いし、また必ずしも中心位置でなくても鍋３０との接触が有効に行われる配置構成であれば良い。
【００３７】
上記実施例に対し、図７および図８は本発明の第２および第３実施例を示すもので、上記第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、異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
（第２の実施の形態）
まず、図７は、本発明の第２実施例を示す図１相当図で、上記実施例に対し、温度センサとしての薄膜パターン４３，４４が異なるのみで、他は全て共通の構成とするものである。
即ち、この実施例に示す薄膜パターン４３，４４は、セット状態の鍋３０に確実に接触する部位、例えば各左，右加熱部１４，１５の中心部まで延びた各折り返し部４３ａ，４４ａの一部分のみ温度依存性の高い酸化スズにて形成し、他の導電性部位４３ｂ，４４ｂを例えば銅または金などの抵抗値が高くて変化が少ない材質でコーティング形成したものである。
【００３９】
従って、斯かる構成においても、鍋３０が直接接触する部分の温度を正確に測定でき良好な加熱調理ができるなど、上記実施例と略同様の作用効果が期待できる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
次いで、図８は本発明の第３実施例を示す要部の概略構成を示す拡大断面図で、この実施例ではトッププレート１３上に薄膜パターン３１を形成した後、シリカをコーティングしてなるシリカコート４５を形成したもので、これ以外は上記第１実施例と共通とするものである。
【００４１】
上記構成によれば、薄膜パターン３１を耐磨耗性のシリカコート４５にて保護でき、鍋３０の着脱に伴う損耗を防止できて安定した温度測定ができるなど、薄膜パターン３１の長期にわたる耐久性に富んだ構成とすることができ、更にはトッププレート１３の全面、若しくは鍋３０を載置する部位に施すことでトッププレート１３自身の保護にも活用できる。
【００４２】
尚、本発明は上記し且つ図面に示された実施例に限定されるものではなく、例えば加熱調理器は３口タイプに限らず、これは１口タイプでも良いし卓上型にあっても良いもので、要は誘導加熱コイルにより調理容器を誘導加熱する構成であれば良いなど、実施に際し具体的に種々変更が可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の加熱調理器は、調理容器の温度情報を、トッププレート上に施し加熱部の略中心で折り返すＵ字状の薄膜パターンにより直接的に検出できるようにしたので、正確で応答性に優れ精度の高い温度測定ができて、加熱調理の仕上がりが良好で、従来の如き加熱の過不足から生じる不具合を解消でき、調理作業する上で使い勝手も良好となる。しかも、薄膜パターンの端部を電気的に接続する接続具をフレーム内に封止したので、トッププレート上面から下方への接続配線が容易にできるとともに、絶縁性に優れ液体のしみ込みなどを回避できる加熱調理器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をビルトインタイプの加熱調理器に適用した第１実施例を示すトッププレートの平面図
【図２】キッチンに組み込んだ状態の全体構成を示す外観斜視図
【図３】要部の概略構成を示す断面図
【図４】異なる要部の概略構成を示す断面図
【図５】概略的に示す電気回路図
【図６】実験データを示す特性図
【図７】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図８】本発明の第３実施例を示す要部の拡大断面図
【図９】従来例を示す図３相当図
【符号の説明】
図中、１１は加熱調理器、１２はキッチン、１３はトッププレート、１４は左加熱部（加熱部）、１５は右加熱部（加熱部）、１６は中央加熱部（加熱部）、１７は左火力表示部（火力表示部）、１８は右火力表示部（火力表示部）、１９は中央火力表示部（火力表示部）、２１は操作部、２７，２８は誘導加熱コイル、２９はラジエントコイル、３０は鍋（調理容器）、３１，３２，４３，４４は薄膜パターン（温度センサ）、３４は封止材、３５は接続具、３６は制御回路、および４５はシリカコートを示す。
【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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