(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1では、加熱コイルやトッププレートからの伝熱による導波管(導光筒)の温度上昇を抑制するために、導波管(導光筒)の内側を冷却風で強制冷却しているが、加熱コイルとフェライトを保持する構成のコイルベースと一体の導波管(導光筒)は、加熱コイルの温度上昇と加熱コイルの温度上昇にともない温度上昇するフェライトから導波管(導光筒)の側面へ伝熱して導波管の温度が上昇して、鍋底の温度を精度良く検出できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題は、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、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルユニットと、該加熱コイルユニットの下方に設けられ、前記鍋から放射される赤外線を
窓材を介して受光する赤外線センサモジュールと、前記鍋から放射される赤外線を前記赤外線センサモジュールまで導く導光筒を有するとともに、前記赤外線センサモジュールが取り付けられる取付部材と、
前記赤外線センサモジュールと前記導光筒に冷却風を供給する冷却ファンと、を備えた誘導加熱調理器であって、前記加熱コイルユニットは、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、該加熱コイルを支持するコイルベースと、該加熱コイルから発生する磁束を整える複数のフェライトと、該複数のフェライトを放射状に保持するフェライト保持部と、を有し、前記加熱コイルは内周側加熱コイルと外周側加熱コイルに分割され、前記導光筒は、前記内周側加熱コイルと前記外周側加熱コイルの間、かつ、前記フェライト保持部間に設けられており、前記導光筒は、前記内周側加熱コイルに面する側面、または、前記外周側加熱コイルに面する側面に略垂直方向のリブを設け
るとともに、前記冷却風を筒内側に導く開口部を備えており、
前記冷却風は、前記リブが設けられた筒外側を冷却する流れと、前記開口部から導かれ前記窓材を冷却した後に前記筒内側を冷却する流れによって、前記導光筒を冷却するものであり、前記フェライト保持部は、前記導光筒に対向する位置に略垂直方向のリブを設けた誘導加熱調理器により解決される。
【0006】
また、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、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルユニットと、該加熱コイルユニットの下方に設けられ、前記鍋から放射される赤外線を
窓材を介して受光する赤外線センサモジュールと、前記鍋から放射される赤外線を前記赤外線センサモジュールまで導く導光筒を有するとともに、前記赤外線センサモジュールが取り付けられる取付部材と、
前記赤外線センサモジュールと前記導光筒に冷却風を供給する冷却ファンと、を備えた誘導加熱調理器であって、前記加熱コイルユニットは、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、該加熱コイルを支持するコイルベースと、該加熱コイルから発生する磁束を整える複数のフェライトと、該複数のフェライトを放射状に保持するフェライト保持部と、を有し、前記加熱コイルは内周側加熱コイルと外周側加熱コイルに分割され、前記導光筒は、前記内周側加熱コイルと前記外周側加熱コイルの間、かつ、前記フェライト保持部間に設けられており、前記導光筒は、前記フェライト保持部に面する側面に略垂直方向のリブを設け
るとともに、前記冷却風を筒内側に導く開口部を備えており、
前記冷却風は、前記リブが設けられた筒外側を冷却する流れと、前記開口部から導かれ前記窓材を冷却した後に前記筒内側を冷却する流れによって、前記導光筒を冷却するものであり、前記コイルベースは、前記導光筒に対向する位置に略垂直方向のリブを設けた誘導加熱調理器によって解決される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、鍋底の温度を精度良く検出することができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0010】
図1、
図2において、1は誘導加熱調理器の本体である。2は耐熱性の高い結晶化ガラスよりなるトッププレートで、本体1の上面に水平に配置され、鉄等の磁性体又はアルミ等の非磁性体よりなる鍋501(
図4)等を載置するものである。このトッププレート2は、4μm以下の波長の赤外線を透過し、それより長い波長の赤外線をカットする光学特性を有する。3a〜3cはトッププレート2の下方に配置された3つの加熱部で、トッププレート2上に載置された鍋501を誘導加熱する後述する加熱コイル201を有した加熱コイルユニット200(
図2)を設けている。31a〜31cは鍋底から放射した赤外線をトッププレート2の下方に透過する赤外線透過領域である。尚、ここでは加熱部を3つとしたが、加熱部は1つまたは2つであっても良い。4は吸気口で、本体1の後部において上方に向けて開口しており、本体1内部に冷却風406を取り入れるものである。5は排気口で、本体1の後部において上方に向けて開口しており、本体1内部を冷却した排熱を排出するものである。本実施例では、吸気口4を本体1後部の右側に、排気口5を左側に配置している。6は本体1の前面左部に設けられたグリル加熱部である。7a〜7cは本体1の上面側に設けられた操作部で、加熱部3a〜3cの加熱の設定、操作を行うものである。8a〜8cはトッププレート2の前面側上部に設けられ、操作部7a〜7cの設定状況や加熱部3a〜3cの通電の状態を表示する表示部である。
【0011】
図2は加熱コイルユニット200の説明図である。
【0012】
加熱コイル201は、同心円状の同一平面上に設けられた内周側加熱コイル201aと外周側加熱コイル201bの二重コイルで構成されて、内周側加熱コイル201aの外端と外周側加熱コイル201bの内端が電気的に接続されている。本実施例において、内周側加熱コイル201aはコイル中心からの距離約30〜45mmに設けられているものとし、外周側加熱コイル201bはコイル中心からの距離約55〜90mmに設けられている。
【0013】
また、203は加熱コイル201を保持するコイルベース、202はトッププレート2と加熱コイル201との間に隙間を設けるためのギャップスペーサである。ギャップスペーサ202はトッププレート2に当接して加熱コイル201とトッププレート2との間に隙間を設け、この隙間に加熱コイル201を冷却する冷却風406を通すものである。
【0014】
203aは、コイルベース203の加熱コイル201の下側に放射状にほぼ均等に設けたフェライト保持部で、加熱コイル201の磁束をトッププレート2上面に載置した鍋501へ向けコイルベース203の下側へ流れるのを防止するフェライト209を保持するものである。
【0015】
508は赤外線センサモジュール407(
図3)を取り付ける取付部材40(
図6)と一体に設けた導光筒である。導光筒508は、赤外線センサモジュール407の赤外線センサ12(
図8)は、コイル中心からの距離45〜55mmに設けられ、赤外線センサ12(
図8)の検出エリアを規定し、鍋底から放射される赤外線を、後述する赤外線センサ12(
図8)に導くものである。なお、本実施例では赤外線センサ12の検出エリアの大きさを導光筒508を用いて直径約10mmとしている。導光筒508の上端部508aは加熱コイル201の高さと略同一の高さとなっている。
【0016】
205〜208はトッププレート2の下面の温度を測定するサーミスタ(接触式温度センサ)である。
【0017】
図3は
図1のA−A′面の本体1の断面図である。
図3において、401は冷却ファン、402は冷却ファン401を駆動するモータ、403〜405は加熱コイル201に高周波電力を供給する高周波電力供給回路、406は冷却ファン401により吸引し後述する赤外線センサモジュール407と導光筒508へと送風される冷却風の流れを表す矢印である。尚、ここで表示している冷却風406は、本実施例の冷却風406の流れを分かりやすく簡略して表したもので、実際はダクトなどを用いてコイルベース203、赤外線センサモジュール407と導光筒508へと送風される。
【0018】
加熱コイルユニット200はバネ(図示せず)によりトッププレート2の下面に密着するように支持されている(加熱コイルユニット200のギャップスペーサ202がトッププレート2と当接)。
【0019】
図4は、温度検知と加熱制御システムの機能ブロック図である。
図4において、501は被加熱物である鍋、502は赤外線センサモジュール407とサーミスタ205〜208の出力に基づいて鍋501の温度を算出する温度検出回路、26は赤外線センサモジュール407の出力に基づいて鍋501の放射率を算出する放射率算出回路、503は温度検出回路502が算出した温度を放射率算出回路26の出力に基づいて補正し、補正した温度に応じて高周波電力供給回路405を制御し加熱コイル201に供給する電力を制御する制御回路である。
【0020】
次に、
図5を用いて、導光筒508を一体に設けた取付部材40によって赤外線センサモジュール407を固定するコイルベース203について説明する。
【0021】
導光筒508は、コイルベース203のフェライト保持部203aの間で、内周側加熱コイル201aと外周側加熱コイル201bの間に配置する。そして、内周側加熱コイル201aと外周側加熱コイル201bとの間の隣接するフェライト保持部203aに、周方向へ突出するリブ203dを一対設けている。リブ203dはフェライト保持部203aの上端203a1から下端203a2まで垂直方向にわたって設けている。なお、ここでは、フェライト保持部203aにリブ203dを設けた例を示すが、フェライト保持部203aに対向する導光筒508の側面にリブを設ける構成としても良い。
【0022】
次に、
図6、7、8を用いて、赤外線センサモジュール407と、取付部材40に一体に設けた導光筒508の詳細を説明する。
【0023】
図に示すように、赤外線センサモジュール407は、樹脂ケース16と、樹脂ケース16の上方に設けられた窓部14と、樹脂ケース16の外殻を窓部14を除いて覆う防磁ケース13と、窓部14に設けられた窓材15と、樹脂ケース16の内部に設けられた熱型赤外線検出回路131、反射率検出回路132、プリント配線板27を備えている。
【0024】
防磁ケース13の上下に挟み込んでコイルベース203へ取付けるための取付部材40を備えている。取付部材40の上面40aには導光筒508が一体に設けられている。導光筒508は、上面から見て略台形形状の筒で、同心円状に湾曲した1対の側面508d、508eと、ハの字状に対となった側面508fで形成されている。そして、側面508d、508eには垂直方向のリブ508gが上端部508aより下部へ設けている。他方1対の側面508fは平面を形成している。なお、ここでは、側面508dと508eの両方にリブ508gを設ける例を示すが、何れか一方にのみリブ508gを設ける構成としても良いし、コイルベース203の側面のうち側面508d、508eに対向する位置にリブを設ける構成としても良い。
【0025】
取付部材40はリング状に突起した中に取付穴を備えた固定部40c、40dによってコイルベース203にネジ等により固定する。
【0026】
図7は樹脂ケース16の窓部14は窓材15を透過した図であり、樹脂ケース16の窓部14は窓材15によって封鎖されているので、
図7に示す赤外線センサモジュール407内部の熱型赤外線検出回路131、反射率検出回路132には冷却風406が直接当たることはない。すなわち、この構成により、冷却風406が熱型赤外線検出回路131、反射率検出回路132に与える影響を低減している。
【0027】
次に、赤外線センサモジュール407における信号検出を説明する。鍋501の底面から放射される赤外線は、放射赤外線視野範囲である経路30(トッププレート2、導波管508、窓材15)を介して、熱型赤外線検出回路131に届く。また、反射率検出回路132が発光する赤外線は、経路29の往路(窓材15、導波管508、トッププレート2)を介して鍋501に届き、鍋501で反射した赤外線は、経路29の復路(トッププレート2、導波管508、窓材15)を介して反射率検出回路132に戻る。つまり、熱型赤外線検出回路131と反射率検出回路132ともに、トッププレート2、窓材15の両方を経由した赤外線が届くものである。
【0028】
また、取付部材40と樹脂ケース16を熱伝導率の低い樹脂で構成することによって、赤外線センサモジュール407内部の温度が急激に変化するのを防止している。すなわち、この構成により、熱型赤外線検出回路131、反射率検出回路132の温度が伝熱によって急変化するのを防止している。
【0029】
さらに、窓材15には、高温となったトッププレート2と導光筒508、加熱コイル201などから発せられる昇温効果の高い波長の赤外線(4μm以上)をカットする光学特性を持たせることによって、昇温効果の高い波長の赤外線が赤外線センサモジュール407内部に進入するのを防止している。すなわち、この構成により、熱型赤外線検出回路131、反射率検出回路132の温度が昇温効果の高い波長の赤外線によって急変化するのを防止している。なお、本実施例では、トッププレート2の赤外線透過特性と窓材15の赤外線透過特性を同一とした。
【0030】
さらに、防磁ケース13を非磁性体のアルミ製にすることによって、赤外線センサモジュール407内部に侵入する電磁気的ノイズを低減し、防磁ケース13が受ける輻射熱を放熱しやすい構成とした。
【0031】
このような構成を採ることにより、熱型赤外線検出回路131、反射率検出回路132は、冷却風、周辺温度の急激な変化、昇温効果の高い波長の赤外線の影響、電気的なノイズの悪影響を小さくすることができ、調理温度140℃から300℃の広い温度範囲において、精度の高い信号を出力することができ、鍋501の温度を正確に測定することができる。
【0032】
導光筒508はトッププレート2に略垂直に設けられ、赤外線センサ12の視野を狭め、赤外線を放射する鍋501の検出エリアを定めるものである。また、加熱コイル201からの赤外線が赤外線センサ12の視野に入らないようにしている。
【0033】
そして、導光筒508の下端は赤外線センサモジュール407の防磁ケース13の直ぐ上方に配置され、冷却ファン401によって送風された冷却風406が窓材15の表面と導光筒508の内部を冷却できるように導光筒508の下端の取付部材40の上面40aには風上側に向けたカイド部40bを設け開口部510を設けている。
【0034】
また、導光筒508の上端は加熱コイル201の上端部と略同じ高さに設けられているので、導光筒508の筒内を通過した冷却風406がトッププレート2と加熱コイル201との隙間を抜ける時に、トッププレート2と加熱コイル201も冷却する。特に冷却風406は、導光筒508の筒内を通過した後、トッププレート2に当たって風向きを直角に曲げられ四方に分散するため、トッププレート2に当たる部分は効率よく冷却でき温度測定の精度を更に良くする。
【0035】
そして、コイルベース203のフェライト保持部203aに設けたリブ203dは取付部材40に一体に形成した導光筒508の側面508fの外側に当たる。また、導光筒508の側面508dのリブ508gが内周側加熱コイル201aの外周に、側面508eのリブ508gが外周側加熱コイル201bの内周に当たる。そして、導光筒508の側面508fの外側には、コイルベース203のフェライト保持部203aとの間に冷却風406を通過させる空間部を形成する。しかも、取付部材40の上面40aと導光筒508の側面508fは一体に繋がっていることにより、取付部材40の上面40aから導光筒508の上端部508aにまで冷却風406を導くものである。また、導光筒508の側面508dと側面508eには、加熱コイル201への接触面積をリブ508gにより極力少なくして加熱コイル201からの伝熱を防止する。更にリブ508gによって側面508dと内周側加熱コイル201aの外周との間と、側面508eのリブ508gと外周側加熱コイル201bの内周との間に、空間を形成して冷却風406を通過させる。
【0036】
導光筒508の外側にも冷却風406を通過することにより、導光筒508の温度上昇を抑えて、赤外線センサモジュール407での温度検出精度を向上する。
【0038】
使用者がトッププレート2に鍋501を載置して、操作部7aを操作して加熱を開始すると、制御回路503が高周波電力供給回路405を制御して加熱コイル201に所定の電力を供給する。加熱コイル201に高周波電流が供給されると、加熱コイル201から誘導磁界が発せられ、鍋501に渦電流が発生し誘導加熱される。この誘導加熱によって鍋501の温度が上昇し鍋501内の調理物が調理される。また、同時にモータ402にも電力が供給され冷却ファン401が回転して冷却風406を吸引し、高周波電力供給回路403〜405と加熱コイルユニット200、赤外線センサモジュール407などを冷却する。
【0039】
調理が進むと、鍋501の温度上昇と加熱コイル201の自己発熱によって、トッププレート2と導光筒508、赤外線センサモジュール407(特に窓材15)が温度上昇を開始する。
【0040】
冷却ファン401から送風された冷却風406は、導光筒508と赤外線センサモジュール407に設けた開口部510からガイド部40bへ浸入し、窓材15を冷却した後、導光筒508の筒内側を冷却して上部より排出される。
更に、冷却風406は導光筒508の外側の側面508d、508eに沿ってコイルベース203のフェライト保持部203aとの間の空間部を流れて筒外側を冷却して上端部508a方向へ排出される。これらの排出時は、トッププレート2に当たってトッププレート2を冷却し、四方に分散して加熱コイル201とトッププレート2を冷却しながら、加熱コイル201とトッププレート2との隙間を通り、その後、排気口5から排出される。
【0041】
初めに窓材15を冷却するのは、窓材15の温度上昇が赤外線センサ12で受光する赤外線の誤差に一番悪影響を与えるからであり、窓材15の温度変化を最低限に止めるために、温度の低い冷却風406を用いて初めに窓材15を冷却し、その後、導波管508の筒内側を冷却するものである。
【0042】
そして、筒外側を筒内側の流れとは別に流すことで、導光筒508を積極的に冷却風406によって冷却するものである。
【0043】
コイルベース203にリブ203dを設けて導光筒508の側面508d、508eとの間に空間部を設けたが、コイルベース203に凹み部を設けて導光筒508の側面508d、508eとの間に空間部を設けてもよい。
【0044】
以上で説明した、本実施例の誘導加熱調理器によれば、鍋底の温度を精度良く検出することができる。