JP6270906B2 - 温度検知装置および加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、被加熱物が収容される容器の温度を検知する温度検知装置および温度検知装置と連携動作を行う加熱調理器に関するものである。

従来の加熱調理器において、食材などが収容される鍋などの容器の温度を検知し、検知された温度に基づいて自動的に加熱制御を行うことが知られている。例えば、特許文献１に記載される加熱調理器では、トッププレート下面に赤外線センサを備え、鍋底面から放射される赤外線を検出して鍋底面温度を算出し、加熱制御を行う構成となっている。また、特許文献２および特許文献３には、鍋底の内部、または鍋の側面内部の高さ方向に温度センサを配置し、検知された温度情報を加熱調理器に送信して加熱制御を行う構成が記載されている。さらに、特許文献４には、鍋本体に取り付けられる鍋底部およびハンドルを備え、鍋底部に温度センサを配置し、当該温度センサによって検知された温度情報をハンドルに設けられた通信回路を介して送信する構成が記載されている。

特開２００３−２４９３４１号公報（請求項１参照） 特開２００７−５３０３８号公報（図１参照） 特許第４９３６８１４号公報（図１参照） 特表２０１２−５１４４９５号公報（図１２参照）

特許文献１に記載される構成の場合、鍋底から放射される赤外線の一部がトッププレートによって遮蔽（吸収および反射）されること、および容器の底の材質および表面処理によって、赤外線の放射率が異なることなどの要因により、精確な温度を検知することは困難である。

また、特許文献２および特許文献３に記載される構成の場合、トッププレートによる温度検知への影響がなくなるため、温度検知の追従性や精度向上が可能となる。しかしながら、内部に温度センサを備えた特定の鍋しか用いることができない。さらに、特許文献４に記載される構成の場合も、鍋底部およびハンドルを取り付ける必要があるため、鍋の形状に制約があり、どんな形状の鍋にでも対応できるものではない。また、鍋またはハンドルに温度センサまたは通信回路などの部品を設けることにより、鍋の大型化および重量化を招き、使い勝手が悪くなってしまう。

本発明は、上記のような課題を背景になされたもので、様々な形状の容器の温度を高精度に検知することができる温度検知装置および加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明に係る温度検知装置は、被加熱物が収容される容器が載置される、平板状の載置部と、載置部から上方に突出し、容器と接触する複数の突起部と、複数の突起部内にそれぞれ配置され、容器の温度を検知する複数の温度センサと、複数の温度センサの下方に配置される断熱層と、載置部に接続され、複数の温度センサにより検知された温度を送信する第１通信部と、複数の温度センサをそれぞれ第１通信部に接続する複数のリード線と、を備え、複数のリード線は、複数の温度センサから載置部の外郭に向かって放射状に延びるよう配置される。

本発明の温度検知装置によれば、容器が載置される載置部に温度センサを配置することで、様々な形状の容器の温度を検知できるとともに、容器との接触度を向上させることができる。さらに、温度センサの下方に断熱層を設けることで、温度検知装置が加熱調理器のトッププレートに載置された場合のトッププレートの温度の影響が抑制され、温度センサによる容器の検知精度が向上する。

実施の形態１における加熱調理器の斜視図である。 実施の形態１における加熱調理器の主要部の構成および機能を説明する図である。 実施の形態１における加熱調理器の操作表示部を説明する図である。 実施の形態１における温度検知装置の斜視図である。 実施の形態１における温度検知装置の平面図である。 実施の形態１における温度検知装置の内部構成を説明する図である。 トッププレートから容器の底部までの距離と加熱効率との関係を示すグラフである。 実施の形態２における温度検知装置の平面図である。 実施の形態３における温度検知装置の平面図である。 実施の形態３における温度検知装置の側面模式図である。 実施の形態４における温度検知装置の断面模式図である。 実施の形態５における温度検知装置の断面模式図である。 実施の形態５の変形例における温度検知装置の断面模式図である。 変形例の温度検知装置における突起部の配置の一例を示す図である。

以下、本発明における温度検知装置および加熱調理器の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、細かい構造および重複または類似する説明については、適宜簡略化または省略している。以下の実施の形態では、加熱調理器の一例として誘導加熱調理器について説明する。

実施の形態１．
（加熱調理器の構成）
図１は、本発明の実施の形態１における加熱調理器１００の斜視図である。加熱調理器１００は、本体１と、本体１の上面に配置され、耐熱ガラスで形成されたトッププレート２とを有し、トッププレート２の上に載置される鍋やフライパン等の容器１０を、本体１の内部に設けられた加熱部により加熱する。本実施の形態では、トッププレート２の左側手前、右側手前、および中央側奥の３箇所に、それぞれ加熱口６が設けられている。

本体１には、魚等の調理物の調理を行うためのグリル９が収容されている。グリル９の内部には、グリル９に載置された調理物を加熱するための熱源となるグリルヒータ（図示せず）が設けられている。また、グリル９の隣には、例えばダイヤルスイッチによって構成され、加熱条件や加熱指示の入力操作を受け付ける前面操作表示部４と、加熱調理器１００の電源をＯＮ／ＯＦＦするために操作される電源スイッチ４ａが配置されている。

トッププレート２の手前側には、加熱条件や加熱指示の入力操作を受け付けるとともに、加熱状況を表示する操作表示部３が配置されている。操作表示部３は、例えば静電容量スイッチおよび液晶パネルなどで構成される。また、各加熱口６の手前側には、火力表示部５が設けられる。火力表示部５は、火力を複数段階に表示するものであり、火力に応じて表示態様が切り替わる。火力表示部５は、例えば複数のＬＥＤを有し、これらＬＥＤの点灯状態（点灯、消灯、点滅等）を切り替える、あるいは点灯色を切り替えることにより、火力を表現する。これにより、使用者が直感的に分かりやすい火力の報知を行うことができる。

使用者が、被加熱物を収容した容器１０をトッププレート２上に載置し、加熱口６に対応する操作表示部３または前面操作表示部４を操作して加熱条件等の設定を行い、設定された内容に従って、容器１０が加熱部により加熱される。加熱の進行状況や調理モードなどの設定に関する情報は、操作表示部３に表示され、加熱の火力は各加熱口に対応して配置された火力表示部５に表示される。

また、トッププレート２の加熱口６に対応する部分には、容器１０を載置する箇所を示す例えば円形の表示が印刷等によって設けられており、使用者は容器１０を載置すべき場所がわかるようになっている。

本体１内において加熱口６の下側には、加熱コイル１４が設けられている。加熱コイル１４が、本発明の「加熱部」に相当する。なお、図１では、加熱コイル１４の配置を破線にて図示している。加熱コイル１４に高周波電流を流すことでトッププレート２上に載置された容器１０に渦電流が発生し、発生した渦電流と容器１０との抵抗により容器１０が発熱する。これにより、容器１０を直接加熱する加熱効率の良い調理を実現できる。なお、加熱調理器１００の加熱口６の加熱部として電気ヒータ等の他の加熱部を設けてもよい。

また、トッププレート２の奥側には、複数の排気口７が設けられている。排気口７は、本体１の内部と連通するように配置される。本体１の内部に取り込まれた空気は、排気口７から排気される。排気口７の上部には、本体１の内部への埃その他の異物が侵入するのを防止する通気性を有するカバー（図示せず）を設けてもよい。

また、排気口７の手前には、後述する温度検知装置３０との間で、無線通信を行うための通信ポート８が設けられている。通信ポート８は、例えばガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）樹脂等の電波透過性の高い材質で構成される。図１では、通信ポート８は、トッププレート２の上面に載置される容器１０によって無線電波が遮蔽されないように、加熱口６と排気口７との間に配置されている。しかしながら、通信ポート８の位置はこれに限定されるものではなく、例えば、各加熱口６との距離が均等となる位置に配置されてもよい。または、通信ポート８を操作表示部３の一部として設けてもよい。

図２は、本実施の形態における加熱調理器１００の主要部の構成と機能とを説明する図である。なお、図２では、１つの加熱口６に対応する構成のみ図示しており、また、例えば水や食材等の被加熱物が収容された容器１０と、容器１０の温度を検知する温度検知装置３０とを併せて図示している。温度検知装置３０は、加熱調理器１００とは別体に設けられ、容器１０の底部の温度を検知し、検知した温度の情報を加熱調理器１００へ送信するものである。温度検知装置３０の詳細については後述する。

図２に示すように、トッププレート２に設けられた加熱口６の下部には、加熱コイル１４が配置されている。本実施の形態では、加熱コイル１４は、略環状の内側加熱コイル１４ａと、その外側に設けられた略環状の外側加熱コイル１４ｂとを備えた二重環形状である。

本体１の内部には、温度検知装置３０と通信する機器側通信部２１と、駆動部２３を制御する機器側制御部２２と、高周波インバータ２４を駆動する駆動部２３と、加熱コイル１４に高周波電流を供給する高周波インバータ２４と、が配置されている。機器側制御部２２は、操作表示部３による設定内容と、温度検知装置３０からの温度の情報に基づいて、駆動部２３に対して高周波電力指令（火力情報）を送信する。機器側制御部２２は、その機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアを用いて構成されるか、またはマイコンやＣＰＵ等の演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとで構成される。駆動部２３は、機器側制御部２２からの指令に基づき、高周波インバータ２４を制御して加熱コイル１４に流れる高周波電流を調整する。これにより、容器１０の加熱制御が行われる。また、機器側制御部２２は、温度検知装置３０の状態を確認するための信号を生成し、その信号を、機器側通信部２１から通信ポート８を介して温度検知装置３０へ送信する。

また、加熱調理器１００のトッププレート２の下方には、赤外線温度センサ２７が配置されている。赤外線温度センサ２７は、加熱コイル１４上のトッププレート２に載置された容器１０の底部から放射される赤外線を検知する。なお、赤外線温度センサ２７の直上部は、赤外線が遮蔽されない構造（例えば空洞または透過素材）とすることが望ましい。赤外線温度センサ２７によって検知された信号は、赤外線温度検知部２７０へ出力される。赤外線温度検知部２７０は、赤外線温度センサ２７による検知信号をＡ／Ｄ変換し、温度に換算する。赤外線温度検知部２７０によって換算された温度情報は、機器側制御部２２へ出力される。

また、加熱調理器１００のトッププレート２の裏面の加熱コイル１４と対向する面には、サーミスタなどの接触式温度センサ２８がトッププレート２の裏面に接触するように配置されている。接触式温度センサ２８は、容器１０からトッププレート２へ伝わる熱を検知する。接触式温度センサ２８によって検知された信号は、接触式温度検知部２８０へ出力される。接触式温度検知部２８０は、接触式温度センサ２８による検知信号をＡ／Ｄ変換し、温度に換算する。接触式温度検知部２８０によって換算された温度情報は、機器側制御部２２へ出力される。

なお、機器側通信部２１は、本発明における「第２通信部」に相当する。また、機器側制御部２２は、本発明における「制御部」に相当する。

次に、加熱調理器１００の操作表示部３の構成について説明する。図３は、本実施の形態における加熱調理器１００の操作表示部３を説明する図である。図３に示すように、操作表示部３は、各加熱口６の動作状況を示す状況表示部３ａと、自動調理メニューを設定するための自動メニューキー３ｂと、火力を設定するための火力設定キー３ｃと、加熱時間を設定するタイマー設定キー３ｄとを備える。

状況表示部３ａは、各加熱口６に対応する表示を有し、各加熱口６の動作状態に応じて表示態様が切り替わる。状況表示部３ａの表示により、どの加熱口６が動作中であるかを使用者に示すことができる。自動メニューキー３ｂは、「煮込み」キー、「麺ゆで」キー、「湯沸し」キー、「焼き物」キー、「揚げ物」キー、「温度」設定キーからなる。これらのキーが押下されると、各メニューに対して予め設定され記憶部（図示せず）に記憶された制御シーケンスに従って、機器側制御部２２が加熱制御を行う。

火力設定キー３ｃは、「弱」火キー、「中」火キーおよび「強」火キーからなり、使用者は、これらのキーを用いて３段階の火力の何れかを設定することができるようになっている。火力に応じて個別にキーを設けることで、使用者は、必要な火力の設定を一回の操作で入力できるようになっている。タイマー設定キー３ｄは、タイマー設定部とタイマー表示部とからなり、使用者は、タイマー設定部を操作することで、加熱時間を設定し、設定された時間がタイマー表示部に表示され、時間の経過とともに表示が変更される。機器側制御部２２は、タイマー設定キー３ｄによって設定された時間に従って、加熱制御を行う。

なお、図３には図示しないが、例えば「予熱中」や「適温到達」等の火力や経過状況、設定されているメニューの内容等に関する情報を表示する、液晶画面等で構成される表示部を別途設けてもよい。

（温度検知装置の構成）
次に、本実施の形態の温度検知装置３０の構成について説明する。図４は本実施の形態の温度検知装置３０の斜視図であり、図５は温度検知装置３０の平面図である。また、図６は、温度検知装置３０の内部構成を説明する図である。図４および図５に示すように、温度検知装置３０は、鍋敷きのような平面的な形状を有し、容器１０が載置される載置部３１と、機器側通信部２１と通信する通信部３３とを備える。

載置部３１は、弾力性および耐熱性を有するシリコーンゴム等で構成される。また、載置部３１の容器１０が載置される面には、複数のドーム状の突起部３１１が形成される。図５に示すように、複数の突起部３１１は、直径Ｄの円周上に等間隔で配置される。突起部３１１が配置される円の直径Ｄは、載置される容器１０の最小径などから定められる。または、直径Ｄは、温度検知装置３０が加熱コイル１４の内側に配置された場合に、加熱コイル１４の特性上、容器１０の底部の発熱部で最も高い温度になる位置を基にして定められてもよく、例えば中心部から４０ｍｍの位置に設けられる。

また、図６に示すように、複数の突起部３１１の内部にはそれぞれ温度センサ３４が配置される。温度センサ３４は、接触式の温度センサであり、載置部３１に載置される容器１０の底部の温度を検知する。温度センサ３４は、例えばサーミスタまたは熱電対により構成される。

容器１０が載置部３１に載置されると、容器１０の底部が突起部３１１と接触する。突起部３１１を、弾力性を有するシリコーンゴム等で形成することで、容器１０の底部と突起部３１１とが密着し、接触面積が増加する。また、容器１０の底部に密着する突起部３１１内に温度センサ３４を設けることで、温度センサ３４が容器１０の底部に接触し、容器１０の温度を高精度で検知することができる。

なお、本実施の形態では、４つの突起部３１１が形成され、各突起部３１１に温度センサ３４が配置される構成となっているが、これに限定されるものではない。例えば、３つの突起部３１１の何れか１つに温度センサ３４を備える構成としてもよく、または２つ以下もしくは４つ以上の突起部３１１に１つ以上の温度センサ３４を備える構成としても良い。ただし、突起部３１１の数を３つ以上とすることで、容器１０を安定して支持することができる。また、温度センサ３４を複数設けることで、断線等が生じた場合にも温度検知を継続することができる。

また、図６に示す載置部３１の厚みｔは、突起部３１１を含む最大厚みで５ｍｍ未満とする。載置部３１の厚みｔを５ｍｍとした場合、温度検知装置３０に載置される容器１０は、加熱調理器１００のトッププレート２から約５ｍｍ離れることになる。ここで、容器１０が加熱コイル１４から離れると、磁束は距離の二乗に反比例して減衰する。そのため、一般的に容器１０を加熱コイル１４から離すことにより、加熱効率も低下すると考えられる。しかしながら、実際には、トッププレート２と容器１０とが接触している場合、容器１０の熱の一部がトッププレート２に逃げてしまう。

図７は、トッププレート２から容器１０の底部までの距離と加熱効率との関係を示すグラフである。図７では、トッププレート２と容器１０との間に絶縁物を配置し、トッププレート２と容器１０との間に空気層を形成する。そして、絶縁物の大きさを変えてトッププレート２から容器１０までの距離を変更し、各距離における湯沸しの加熱効率を測定した実験より得られた結果である。図７に示すように、トッププレート２から容器１０までの距離が０ｍｍの場合よりも、トッププレート２から容器１０までの距離が約２ｍｍの場合の方が、加熱効率が高くなり、特に鍋底部の放射率が低い鏡面の鍋等の場合には約２％程度効率が高くなる。ここで、トッププレート２に一般的に用いられるネオセラムガラスの熱伝導率Ｋは、１．６であり、空気の熱伝導率Ｋは０．０２４１である。そのため、容器１０とトッププレート２が接触している場合よりも、空気層が形成される場合の方が、熱伝導が少なくなり、加熱効率が良くなる。

ただし、図７に示すように、トッププレート２から容器１０までの距離が５ｍｍ以上になると、トッププレート２から容器１０までの距離が０ｍｍの場合よりも、加熱効率が低下する。そのため、トッププレート２から容器１０までの距離を５ｍｍ未満とすることで、トッププレート２と容器１０との間の隙間量が０ｍｍの場合の加熱効率と略同等もしくはそれ以上の加熱効率を実現することができる。なお、載置部３１に用いられるシリコーンゴムの熱伝導率Ｋは、０．２であり、空気の熱伝導率よりは高いものの、突起部３１１上に容器１０を載置することで、容器１０との接触面積が限定され、熱伝導が抑制される。

また、突起部３１１の高さは、容器１０の底部の反りを考慮して、１〜２ｍｍとする。詳しくは、容器１０として用いられる鍋またはフライパンの中には、加熱による変形を考慮して、底部を予め上側（凸状）に反らせているものがある。例えば、容器１０の底部の中心における反りの最大値が３ｍｍであると想定した場合、容器１０の径方向の外側に向かって次第に反りが小さくなり、突起部３１１が配置される直径８０ｍｍの位置（すなわち中心から半径４０ｍｍの位置）では、１〜２ｍｍ程度の反りとなる。そのため、突起部３１１を１〜２ｍｍ以上とすることで、容器１０の底部が予め反っている場合でも、突起部３１１を確実に容器１０の底部に接触させることができる。

図５および図６に戻って、複数の温度センサ３４による検知温度は、通信部３３へ出力される。通信部３３は、載置部３１に載置される容器１０と接触しないように、使用時の平面視で載置部３１の外側に配置される。より詳しくは、載置部３１は、加熱コイル１４の外径よりも若干大きい外径を有し、温度検知装置３０が加熱口６上に配置された状態において、通信部３３および載置部３１の外郭は加熱コイル１４よりも外側に配置される。

図６に示すように、通信部３３は、センサ側通信部３３１、センサ側制御部３３２および電源部３３３を備えている。上記各部は、円筒形状の筐体３３０内に収容され、水密状態で封止されている。筐体３３０は、耐熱性および耐衝撃性を有し、かつ電波を遮蔽しない構造を有する。詳しくは、筐体３３０の上面３３０ａは、耐衝撃性および防磁効果を有する材料（例えばアルミなど）で形成される。また、本体３３０ｂは、電波を遮蔽せず、耐熱性および摩擦係数が高い材料（例えばＰＰＳ、ＰＣ、シリコーンゴム、セラミックスなど）で形成され、表面をシリコーンゴムで皮膜される。なお、本体３３０ｂの少なくとも一部に金属以外の電波を透過する材料を用いてもよい。また、筐体３３０には、図示しない電源スイッチが設けられる。この電源スイッチが操作されることにより、温度検知装置３０がオン状態とされる。

センサ側通信部３３１は、センサ側制御部３３２による制御の下、加熱調理器１００の本体１に配置された機器側通信部２１と、双方向の情報通信を行う。センサ側通信部３３１と機器側通信部２１との情報通信は、例えば、２．４ＧＨｚ帯域の無線通信モジュールを用いて行われる。無線モジュールを用いる事で、温度検知装置３０の外部にコネクタ部分を設ける必要がなくなり、温度検知装置３０内部への浸水により回路がショートすることを軽減することができる。また、配線レスとなり容器１０の取っ手等に配線が引っかかることを防止でき、例えば奥側の加熱口６で使いやすくなり、使い勝手も向上する。また、宅内に設けた２．４ＧＨｚのＷｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１規格）モジュールへと情報伝送する事が可能となり、外部無線通信機器との拡張性を有する。なお、センサ側通信部３３１は、本発明における「第１通信部」に相当する。

なお、周波数帯に関しては、２．４ＧＨｚ帯に限らず９００ＭＨｚ帯や３００〜５００ＭＨｚ帯以下の周波数帯の通信周波数帯を用いた特定小電力無線局通信モジュールを使用してもよい。例えば、誘導加熱調理器（ＩＨクッキングヒータ）における誘導電流の周波数は２０〜３０ｋＨｚ帯の周波数帯を用いており、電子レンジにおける電磁波の周波数は２．４５ＧＨｚ帯の周波数帯を用いている。このため、９００ＭＨｚや３００〜５００ＭＨｚ帯の周波数であれば、他の調理機器と干渉を起こすことなく通信が可能となる。

さらに、上記以外にもＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）などを用いて情報通信を行ってもよい。ただし、ＲＦＩＤを用いる場合は、センサ側通信部３３１と機器側通信部２１とを位置決めする必要があるため、トッププレート２の上面に通信部３３の配置位置を示す表示を行う。また、センサ側通信部３３１と機器側通信部２１との情報通信は無線通信に限定されるものではなく、ケーブルを用いた有線通信であってもよい。

センサ側制御部３３２は、温度検知装置３０の各構成部を制御する。センサ側制御部３３２は、その機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアを用いて構成されるか、またはマイコンやＣＰＵ等の演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとで構成される。センサ側制御部３３２は、温度センサ３４によって検知された温度情報を、センサ側通信部３３１を介して機器側通信部２１へ送信する。具体的には、複数の温度センサ３４によって検知された温度のうち最も高い温度が、温度情報として送信される。なお、別の実施の形態では、複数の温度センサ３４によって検知された温度の平均値を温度情報として送信してもよい。また、センサ側制御部３３２は、機器側制御部２２から状態確認の信号を受信した場合、センサ側通信部３３１を介して、機器側制御部２２へ電源がオン状態であることを示す信号を送信する。電源部３３３は、各構成部に電力を供給するための電池である。

次に、本実施の形態における温度検知装置３０の温度センサ３４およびその配線について説明する。図５および図６に示すように、本実施の形態の複数の温度センサ３４は、それぞれ銅線などから形成されるリード線３１２を介して通信部３３に接続される。ここで、上記のように、温度センサ３４として、例えばサーミスタが用いられる。サーミスタは、温度接触部の温度により抵抗値が変化する素子であり、通信部３３内に備えた分圧回路（図示せず）により出力される電圧値から温度を検出する。また、温度センサ３４は、リード線３１２との結線やサーミスタ素子の劣化を防ぐため、耐熱性を有するガラスなどによって被膜される。

温度センサ３４およびリード線３１２は、シリコーンゴムで形成される載置部３１の内部に配置され、加熱調理器１００の加熱コイル１４の上に載置される。そして、温度センサ３４で検出された信号が、通信部３３内に設けたセンサ側制御部３３２でＡ／Ｄ変換され、センサ側通信部３３１から加熱調理器１００の機器側通信部２１へ送信される。ここで、加熱調理器１００の駆動時には、加熱コイル１４に、２０〜３０ｋＨｚ程度の高周波電流が通電され、電流に鎖交する向きに磁界が発生する。これにより、加熱コイル１４の直上に配置された金属などからなる容器１０に渦電流が発生し、当該電流による抵抗発熱で容器１０が加熱される。

このとき、温度検知装置３０は、容器１０の底面と加熱コイル１４との間に配置されているため、電気的に高周波磁界にさらされた状態となる。また、加熱コイル１４に投入される電力や周波数は、自動調理メニューなどに応じて可変に制御される。そのため、温度検知装置３０の載置部３１内のリード線３１２において、温度センサ３４の検出結果に電磁ノイズが重畳してしまう恐れがある。

そこで、本実施の形態では、使用時の平面視において、温度センサ３４から載置部３１の外郭に向かって延びるように、リード線３１２が配置される。具体的には、図５に示すように、リード線３１２は、温度センサ３４から載置部３１の外郭に向かって放射状に延びるように配置される。これにより、載置部３１が加熱口６に載置された状態において、リード線３１２が、加熱コイル１４の巻回方向Ｒに対して略直交して配置される。その結果、リード線３１２が磁界の影響を受ける面積が小さくなり、電磁ノイズによる影響も小さくなる。このような電磁ノイズの低下は、実験を行った結果からも明らかになっている。なお、載置部３１の外郭は加熱コイル１４の外側に位置するよう配置されるため、加熱コイル１４の巻回方向Ｒに対して直交する方向に引き出されたリード線３１２は、載置部３１の外郭に沿って引き回され、通信部３３に接続される。また、図５に示すように、リード線３１２は、加熱コイル１４の巻回方向Ｒに対して直交する方向になるように引き回すことが望ましいが、加熱コイル１４の巻回方向Ｒに対して平行とならないように加熱コイル１４とリード線３１２が交差すればよい。

また、図示しないが、リード線３１２は、被膜を備えるものであってもよく、または金属部を露出するものであってもよい。ただし、載置部３１は、シリコーンゴムで形成されるため、柔軟性を有している。そのため、温度検知装置３０を使用する際または持ち運びをする際に変形して、リード線３１２同士が接触し導通してしまうこともある。そこで、リード線３１２の少なくともどちらか一方を、フッ素やポリカーボネイトなどの耐熱性と絶縁性を有した被膜で覆い、変形時にも短絡することを防いでもよい。

（加熱調理動作）
次に、本実施の形態における加熱調理器１００の加熱動作を説明する。加熱調理器１００の機器側制御部２２は、目標温度が設定された自動調理モードを有している。自動調理モードでは、温度検知装置３０から取得した温度が目標温度となるように加熱コイル１４の加熱制御が行われる。自動調理モードは、操作表示部３の自動メニューキー３ｂによって設定される。

自動調理モードにおいて、温度検知装置３０と加熱調理器１００とを連動させて加熱制御を行う場合、温度検知装置３０が加熱される加熱口６上に配置されていないと、加熱される容器１０の温度を検知できず、誤った加熱制御が行われてしまう。そこで、本実施の形態の機器側制御部２２は、自動調理モードを実行する前に、加熱対象の加熱口６上に温度検知装置３０が配置されているか否かを判定するセンサ判定処理を行う。詳しくは、機器側制御部２２は、加熱開始後、所定時間が経過した際の温度検知装置３０の温度変化が所定の許容範囲内に入っている場合、加熱されている加熱口６の上に温度検知装置３０が配置されていると判定し、自動調理モードによる加熱制御を実行する。一方、温度検知装置３０の温度変化が許容範囲内に入っていない場合、機器側制御部２２は、加熱されている加熱口６の上に温度検知装置３０が配置されていないと判定し、加熱を停止する。

自動調理モードによる加熱制御において、温度検知装置３０のセンサ側制御部３３２は、例えば１秒周期にて、温度センサ３４によって検知した温度情報を、センサ側通信部３３１に送信させる。本体１の機器側通信部２１は、温度検知装置３０からの温度情報を受信し、機器側制御部２２は、機器側通信部２１が受信した温度情報を取得する。機器側制御部２２は、予め設定されている目標温度に向けて高周波インバータ２４を制御し、温度情報が目標温度になるよう、加熱の停止と開始とを繰り返す。

以上のように、本実施の形態では、温度検知装置３０によって容器１０の温度を直接検知することで、検知精度および検知の追従性の向上を図ることができる。その結果、自動調理モードにおける高精度な温度制御が可能となり、温度の上げ過ぎによる調理の失敗を抑制でき、使用者が火力変更動作をすることなく食材に適した調理が可能となる。よって、利便性の向上や吹き零れや空焼きなどによる温度上昇を抑える事が可能となり、無駄な加熱を抑えることができる。

また、載置部３１と通信部３３とが一体型に形成された温度検知装置３０を用いることで、容器１０に温度センサおよび通信部を設ける必要がなく、どのような形状の鍋にも用いることができる。さらに、機器側制御部２２にてセンサ判定処理を行うことで、加熱口６に温度検知装置３０が配置されていない場合の誤った加熱制御を防ぐことができる。また、平板状の温度検知装置３０を容器１０とトッププレート２との間に設けることで、トッププレート２の焦げ付きも抑制される。

さらに、温度検知装置３０内の温度センサ３４とセンサ側制御部３３２とを接続するリード線３１２を、使用時の平面視において、加熱コイル１４の巻回方向と交差させる（例えば巻回方向に対して直交する方向に配置させる）ことで、電磁ノイズによる影響を抑制し、検知精度を向上させることができる。リード線における電磁ノイズの重畳を抑制し、高精度に安定した容器の温度検知および通信が可能となる。その結果、調理物の温度制御を適切に行うことが可能となる。

なお、リード線３１２を、使用時の平面視において、加熱コイル１４の巻回方向に対して直交する方向に配置させることに替えて、または加えて、温度検知装置３０における温度検知のタイミングを調整することで、電磁ノイズによる影響を抑制してもよい。

具体的には、加熱コイル１４の通電を所定のタイミングで停止させ、加熱コイル１４の通電が停止されている期間に、温度検知装置３０による温度検知および検知結果の送信を行うことで、電磁ノイズの影響を緩和することができる。または、加熱コイル１４を所定の電力で統一して駆動させ、ノイズの影響度を一定として、温度検知装置３０の検知結果をその影響度で補正して、温度換算してもよい。これらの場合は、機器側制御部２２と、センサ側制御部３３２によってタイミングの通知が行われる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態の温度検知装置３０Ａは、載置部３１の外郭を保持するフレーム３１３を備える点において、実施の形態１と相違する。温度検知装置３０Ａのその他の構成および加熱調理器１００の構成については、実施の形態１と同様であり、同一の符号を付する。

図８は、実施の形態２における温度検知装置３０Ａの平面図である。温度検知装置３０Ａの載置部３１は、実施の形態１と同様にシリコーンゴムによって構成される。ここで、シリコーンゴムは柔軟性があり、使用時や持ち運びをする際に変形することで温度センサ３４のリード線３１２の断線または短絡を引き起こす恐れがある。このような断線または短絡の発生を抑制するため、本実施の形態の温度検知装置３０Ａは、載置部３１を形成するシリコーンゴムの外郭に、フレーム３１３を備える。

フレーム３１３は、電気抵抗の小さいアルミまたは銅などの金属、もしくはセラミックスを用いて形成される。また、フレーム３１３は、一部を切り欠いた円環筒形状を有し、リード線３１２は、載置部３１の外郭に添わせるようにして、フレーム３１３内に配置される。

本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加え、フレーム３１３によってシリコーンゴムで形成される載置部３１の変形が抑制されるとともに、リード線３１２をフレーム３１３内に固定することで、断線のリスクを低減することができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態の温度検知装置３０Ｂは、載置部３１の下面に支持部３１４を備える点において、実施の形態１と相違する。温度検知装置３０Ｂのその他の構成および加熱調理器１００の構成については、実施の形態１と同様であり、同一の符号を付する。

図９は、実施の形態３における温度検知装置３０Ｂの平面図であり、図１０は、温度検知装置３０Ｂの側面模式図である。図９および図１０に示すように、本実施の形態の温度検知装置３０Ｂの底面には、支持部３１４が設けられる。支持部３１４は、電気抵抗の小さいアルミまたは銅などの金属、もしくはセラミックスで形成され、各温度センサ３４およびリード線３１２に対応して、４つの支持部３１４が設けられる。また、図９に示すように、支持部３１４は、使用時の平面視において、温度センサ３４およびリード線３１２を含む領域を覆う扇形を有している。

本実施の形態では、支持部３１４を設けることにより、実施の形態１の効果に加え、温度センサ３４とリード線３１２との接合部分、特に温度センサ３４を皮膜するガラスとのエッジ部などの、最も断線の可能性が高く、リード線３１２同士が接近し、短絡のリスクが高い箇所の断線または短絡のリスクを低減させることができる。

なお、支持部３１４の配置は、載置部３１の下面に限定されるものではなく、載置部３１の内部、または上面に配置されてもよい。また、支持部３１４の形状は、扇形に限定されるものではなく、温度センサ３４およびリード線３１２を支持する形状であればよい。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態の温度検知装置３０Ｃは、突起部３１１の表面に保護部３１５を設ける点において、実施の形態１と相違する。温度検知装置３０Ｃのその他の構成および加熱調理器１００の構成については、実施の形態１と同様であり、同一の符号を付する。

図１１は、実施の形態４における温度検知装置３０Ｃの断面模式図である。温度検知装置３０Ｃの載置部３１に載置される容器１０は、複数の突起部３１１によって支持される。そのため、突起部３１１の表面は、容器１０との擦れにより摩耗してしまう。そこで、本実施の形態の温度検知装置３０Ｃでは、突起部３１１の表面、すなわち容器１０と接触する面に、保護部３１５が形成される。

保護部３１５は、例えば突起部３１１の表面にアルミを蒸着または貼付して形成される。または、突起部３１１の表面にガラス塗料を塗布して保護部３１５を形成してもよい。保護部３１５は、複数の突起部３１１の全ての表面に形成されてもよく、または複数の突起部３１１の内の何れか（例えば温度センサ３４が配置される突起部３１１）の表面に形成されてもよい。また、保護部３１５は、突起部３１１のドーム状の表面全てを覆うように形成されてもよく、容器１０と接触する一部のみに形成されてもよい。本実施の形態では、突起部３１１の表面に保護部３１５を設けることにより、突起部３１１の摩耗強度を向上させることができる。

なお、載置部３１の上面の全域に保護部３１５を形成すると、加熱コイル１４から発生する磁束を弱めてしまい加熱効率が低下してしまう。そのため、最も摩耗する突起部３１１の表面にのみ保護部３１５が設けられる。また、本実施の形態の変形例として、突起部３１１を耐熱性と耐摩耗性の高いフッ素ゴム、シリコーンゴムよりも熱伝導性の高い材料（カーボンまたは金属）、またはガラスなどのセラミック材で形成してもよい。この場合、突起部３１１に用いる金属は、誘導加熱されにくい非磁性材料であることが望ましい。また、フッ素ゴムを用いる場合は、温度が２５０℃以下となるように制御する。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。本実施の形態の温度検知装置３０Ｄは、温度センサ３４の下方に断熱層を設ける点において、実施の形態１と相違する。温度検知装置３０Ｄのその他の構成および加熱調理器１００の構成については、実施の形態１と同様であり、同一の符号を付する。

図１２は、実施の形態５における温度検知装置３０Ｄの断面模式図である。加熱調理器１００において加熱調理を行う際、加熱コイル１４により発生する磁束によって、容器１０が誘導加熱される。そのため、容器１０の底面温度とトッププレート２の温度との間には温度差が生じる。また、本実施の形態では、容器１０の底面とトッププレート２との間に温度検知装置３０Ｄを介在させる。そのため、トッププレート２の温度は、容器１０の底部の温度と比べると低くなる。これにより、温度センサ３４による検知温度が、容器１０の底面温度だけでなく、トッププレート２の温度の影響を受けてしまうことがある。

そこで、本実施の形態の温度検知装置３０Ｄでは、温度センサ３４の下方に断熱層を設ける。具体的には、載置部３１の下面、すなわちトッププレート２と接触する面の、温度センサ３４の下方に、突起部３１１の突出方向に凹となる凹部３１６が形成される。これにより、温度検知装置３０Ｄがトッププレート２に載置された状態において、トッププレート２と温度センサ３４との間に空気層が形成され、断熱層として機能する。その結果、トッププレート２の温度の影響が抑制され、温度センサ３４による容器１０の底面温度の検知精度が向上する。なお、凹部３１６は、突起部３１１と同様のドーム形状であってもよく、空気層を形成するものであれば、その他の形状であってもよい。

図１３は、実施の形態５の変形例における温度検知装置３０Ｅの断面模式図である。本変形例では、凹部３１６に断熱材３１７が充填されることで、温度センサ３４の下方に断熱層が形成される。凹部３１６に充填される断熱材３１７は、載置部３１の材料であるシリコーンゴムよりも熱容量の大きい材料（例えばセラミックなど）が用いられる。このように、トッププレート２と温度センサ３４との間に、断熱材３１７による断熱層を形成することで、トッププレート２の温度の影響がさらに抑制され、温度センサ３４による容器１０の底面温度の検知精度がより向上する。なお、図１３の例では、凹部３１６に断熱材３１７を充填し、トッププレート２と断熱層とが接する構成となっているが、凹部３１６を形成することなく、突起部３１１の内部の温度センサ３４の下方に断熱材３１７を配置して断熱層を形成してもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して説明したが、本発明の具体的な構成はこれに限られるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、上記実施の形態における温度検知装置３０は、載置部３１および通信部３３からなる構成としたが、載置部３１と通信部３３とを接続する接続部を備える構成としてもよい。この場合、接続部の長さを調整することで、通信部３３を任意の位置に配置することができる。また、載置部３１の形状は、円形に限定されるものではなく、楕円、矩形、多角径など、様々な形状とすることができる。

また、上記実施の形態１〜５における構成は、適宜組み合わせることが可能である。例えば、実施の形態３の温度検知装置３０Ｂに、実施の形態２のフレーム３１３を備える構成としてもよい。また、実施の形態４における突起部３１１の保護部３１５と、実施の形態５における断熱層との両方を備える構成としてもよい。

また、複数の突起部３１１の配置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、容器１０の底面温度の検知に適した配置とされる。例えば、複数の突起部３１１は、加熱コイル１４の外径に応じて配置されてもよい。図１４は、本変形例の温度検知装置３０Ｆにおける突起部３１１の配置の一例を示す図である。図１４は、温度検知装置３０Ｆが加熱コイル１４上に載置された状態を平面視したものであり、温度検知装置３０Ｆの下方に配置される内側加熱コイル１４ａを一点鎖線、外側加熱コイル１４ｂを二点鎖線、接触式温度センサ２８を破線でそれぞれ示している。

加熱調理器１００に使用される加熱コイル１４の多くは、上記実施の形態のように、略環状の内側加熱コイル１４ａと、その外側に設けられた略環状の外側加熱コイル１４ｂとを備えた二重環形状である。また、内側加熱コイル１４ａと外側加熱コイル１４ｂとで通電を切り替えて加熱を行っているものもある。そのため、内側加熱コイル１４ａのみで加熱された場合でも、温度検知が可能な様に、温度センサ３４が配置される突起部３１１は、内側加熱コイル１４ａよりも内側、または加熱コイル１４の内側加熱コイル１４ａと外側加熱コイル１４ｂとの間に配置されることが望ましい。

具体的には、温度検知装置３０Ｆを加熱コイル１４上に載置した場合に、加熱コイル１４の中心から、加熱コイル１４の外径の略２／３までの領域を、突起部３１１を配置する突起部配置領域Ｄ２とする（図１４）。また、温度検知装置３０Ｆの載置部３１の外径は、加熱コイル１４の外径よりも若干大きいものである。そのため、言い換えると、突起部配置領域Ｄ２は、載置部３１の中心から載置部３１の外径の略２／３までの領域である。このように突起部３１１を配置することにより、小径の容器１０が使用された場合にも温度検知を行うことができる。

また、加熱調理器１００の接触式温度センサ２８は、加熱コイル１４の内側加熱コイル１４ａと外側加熱コイル１４ｂとの間、または内側加熱コイル１４ａよりも内側に配置される。そして、接触式温度センサ２８を用いてトッププレート２の温度影響分を補完する計算をおこなってもよい。これにより、温度センサ３４の検知温度がトッププレート２の温度影響を受ける場合にも、接触式温度センサ２８と温度センサ３４との値を演算することで、より精度の高い温度検知が可能となる。

１ 本体、２ トッププレート、３ 操作表示部、３ａ 状況表示部、３ｂ 自動メニューキー、３ｃ 火力設定キー、３ｄ タイマー設定キー、４ 前面操作表示部、４ａ 電源スイッチ、５ 火力表示部、６ 加熱口、７ 排気口、８ 通信ポート、９ グリル、１０ 容器、１４ 加熱コイル、１４ａ 内側加熱コイル、１４ｂ 外側加熱コイル、２１ 機器側通信部、２２ 機器側制御部、２３ 駆動部、２４ 高周波インバータ、２７ 赤外線温度センサ、２８ 接触式温度センサ、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ 温度検知装置、３１ 載置部、３３ 通信部、３４ 温度センサ、１００ 加熱調理器、２７０ 赤外線温度検知部、２８０ 接触式温度検知部、３１１ 突起部、３１２ リード線、３１３ フレーム、３１４ 支持部、３１５ 保護部、３１６ 凹部、３１７ 断熱材、３３０ 筐体、３３０ａ 上面、３３０ｂ 本体、３３１ センサ側通信部、３３２ センサ側制御部、３３３ 電源部。

Claims (18)

1. 被加熱物が収容される容器が載置される、平板状の載置部と、
   前記載置部から上方に突出し、前記容器と接触する複数の突起部と、
   前記複数の突起部内にそれぞれ配置され、前記容器の温度を検知する複数の温度センサと、
   前記複数の温度センサの下方に配置される断熱層と、
   前記載置部に接続され、前記複数の温度センサにより検知された温度を送信する第１通信部と、
   前記複数の温度センサをそれぞれ前記第１通信部に接続する複数のリード線と、を備え、
   前記複数のリード線は、前記複数の温度センサから前記載置部の外郭に向かって放射状に延びるよう配置されることを特徴とする温度検知装置。
2. 前記載置部の外郭は、シリコーンゴムで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の温度検知装置。
3. 前記載置部の外郭を保持するフレームをさらに備え、
   前記フレームは、金属またはセラミックスで形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の温度検知装置。
4. 前記フレームは、一部が切り欠かれた筒形状を有し、
   前記複数のリード線は、前記載置部の外郭において前記フレーム内に配置されることを特徴とする請求項３に記載の温度検知装置。
5. 前記複数の温度センサおよび前記複数のリード線を支持する支持部をさらに備え、
   前記支持部は、金属またはセラミックスで形成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の温度検知装置。
6. 前記複数の温度センサまたは前記複数のリード線の少なくとも一部は、耐熱性を有する被膜で覆われていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の温度検知装置。
7. 前記複数の温度センサは、サーミスタまたは熱電対であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の温度検知装置。
8. 前記複数の温度センサの下方には、前記突起部の突出方向に凹となる凹部が設けられることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の温度検知装置。
9. 前記断熱層は、前記凹部によって形成される空気層であることを特徴とする請求項８に記載の温度検知装置。
10. 前記断熱層は、前記載置部の材料よりも熱容量の大きい材料によって形成され、
    前記載置部の材料よりも熱容量の大きい材料は、前記凹部に充填されることを特徴とする請求項８に記載の温度検知装置。
11. 前記複数の突起部の表面に保護部が設けられることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の温度検知装置。
12. 前記載置部は、耐熱性を有する樹脂材を用いて形成されており、
    前記保護部は、アルミを蒸着または貼付して形成されることを特徴とする請求項１１に記載の温度検知装置。
13. 前記複数の突起部は、耐熱性と耐摩耗性を有する樹脂、または前記載置部よりも熱伝導性の高い材料で形成されることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の温度検知装置。
14. 前記複数の突起部は、前記載置部の中心から前記載置部の外径の２/３までの領域内に配置されることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の温度検知装置。
15. 被加熱物が収容される容器が載置される、平板状の載置部と、
    前記載置部から上方に突出し、前記容器と接触する突起部と、
    前記突起部内に配置され、前記容器の温度を検知する温度センサと、
    前記温度センサの下方に配置される断熱層と、
    前記載置部に接続され、前記温度センサにより検知された温度を送信する第１通信部と、
    前記温度センサと、前記第１通信部とを接続するリード線と、
    前記載置部の外郭を保持するフレームと、を備え、
    前記フレームは、金属またはセラミックスで形成され、一部が切り欠かれた筒形状を有し、
    前記リード線は、前記温度センサから前記載置部の外郭に向かって延びるよう配置され、前記載置部の外郭において、前記フレーム内に配置されることを特徴とする温度検知装置。
16. 請求項１〜１５の何れか一項に記載の温度検知装置と、
    前記容器および前記温度検知装置が載置されるトッププレートと、
    前記容器を加熱する加熱部と、
    前記温度検知装置から送信される温度情報を受信する第２通信部と、
    前記第２通信部で受信した前記温度情報に基づいて前記加熱部を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする加熱調理器。
17. 被加熱物が収容される容器が載置されるトッププレートと、
    前記容器を加熱する加熱部と、
    前記容器と前記トッププレートとの間に配置される温度検知装置であって、前記容器の温度を検知する温度センサおよび前記温度センサにより検知された温度を送信する第１通信部を有する温度検知装置と、
    前記温度検知装置から送信される温度情報を受信する第２通信部と、
    前記第２通信部で受信した前記温度情報に基づいて前記加熱部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記温度検知装置は、前記加熱部への通電が停止される期間、または前記加熱部が所定の電力で一定駆動されている期間に、前記容器の温度を検知して送信することを特徴とする加熱調理器。
18. 前記加熱部は、前記容器を誘導加熱する加熱コイルであることを特徴とする請求項１６または１７に記載の加熱調理器。

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