赤外線センサ装置およびこれを備えた誘導加熱調理器
【課題】 周囲の磁界の影響をさらに抑制することができる赤外線センサ装置および非接触で高精度に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器を提供すること。
【解決手段】 赤外線センサ装置１が、少なくとも一つの感熱素子２Ａ，２Ｂと感熱素子に接続された配線部とを備えた赤外線センサ３と、該赤外線センサ３に直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイル５とを備えている。また、誘導加熱調理器が、赤外線センサ装置１と、電磁コイルおよび赤外線センサ装置に電気的に接続され電磁コイルの出力に応じて反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えている。
【解決手段】 赤外線センサ装置１が、少なくとも一つの感熱素子２Ａ，２Ｂと感熱素子に接続された配線部とを備えた赤外線センサ３と、該赤外線センサ３に直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイル５とを備えている。また、誘導加熱調理器が、赤外線センサ装置１と、電磁コイルおよび赤外線センサ装置に電気的に接続され電磁コイルの出力に応じて反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲の磁界の影響を抑制可能な赤外線センサ装置およびトッププレート上の鍋等の被加熱物を電磁誘導加熱（ＩＨ）で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トッププレート上の鍋等の被加熱物を加熱コイルによる電磁誘導加熱で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器が知られている。例えば、特許文献１には、トッププレートの下に赤外線を検出するセンサ（放射温度検出手段）を設置し、検出した赤外線量により鍋底温度を推定する誘導加熱調理器が記載されている。
【０００３】
誘導加熱調理器では、加熱コイルからの誘導磁界（電磁波）によりセンサの電極などに渦電流が発生し、これにより発熱が生じて赤外線検出に影響が生じてしまう。このため、特許文献１の誘導加熱調理器では、アルミニウムなどの低磁性体やフェライトなどの高磁性材料で形成した円筒体でセンサを覆う防磁手段を設けることで、センサへの誘導磁界を遮蔽してセンサが誘導磁界によって発熱することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２７９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載の誘導加熱調理器では、センサを金属円筒体で覆う防磁手段を設けることで、センサ周囲の磁界を減少させることができるが、十分に磁界を遮蔽することができず、少なからずセンサの電極等の金属部分に渦電流が生じて赤外線検出に影響が生じてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、周囲の磁界の影響をさらに抑制することができる赤外線センサ装置および非接触で高精度に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明の赤外線センサ装置は、少なくとも一つの感熱素子と前記感熱素子に接続された配線部とを備えた赤外線センサと、該赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルとを備えていることを特徴とする。
この赤外線センサ装置では、赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルを備えているので、赤外線センサ周囲に磁界が生じる環境において、反磁界発生コイルにより周囲の磁界と同じ大きさの逆の磁界を発生することで、赤外線センサ周囲の磁界を相殺することができる。これにより、配線部や赤外線センサの他の金属部分に渦電流を生じさせる磁界を抑制して赤外線検出への影響を大幅に低減可能になる。
【０００８】
また、第２の発明の赤外線センサ装置は、第１の発明において、前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、第２の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜を備えているので、第１の感熱素子は赤外線が照射されて赤外線吸収した絶縁性フィルムの部分的な温度を測定するのに対し、第２の感熱素子は赤外線反射膜によって赤外線が反射されて赤外線吸収が大幅に抑制された絶縁性フィルムの部分的な温度を測定する。したがって、第１の感熱素子に対して赤外線の影響を抑制して高いリファレンスが得られる赤外線反射膜下の第２の感熱素子と、薄く熱伝導性の低い絶縁性フィルムとによって、第１の感熱素子と第２の感熱素子との良好な温度差分を得ることができる。
【０００９】
さらに、第３の発明の赤外線センサ装置は、第２の発明において、前記赤外線反射膜が、金属箔で形成され、前記反磁界発生コイルが、前記赤外線反射膜の直下に設置されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、反磁界発生コイルが、金属箔で形成された赤外線反射膜の直下に設置されているので、金属箔の赤外線反射膜に対して直下の反磁界発生コイルで周囲の磁界と逆の磁界を発生させることで、赤外線反射膜における渦電流の発生を抑制することができる。
【００１０】
また、第４の発明の赤外線センサ装置は、第３の発明において、前記赤外線センサが実装される回路基板を備え、前記赤外線センサが、前記絶縁性フィルムの一方の面に固定されて該絶縁性フィルムを支持する筐体を備えていると共に、該筐体の裏面を実装面として前記回路基板の表面に固定され、前記反磁界発生コイルが、前記回路基板の裏面に設置されたボビン部と、該ボビン部に巻き線を巻回させて構成されたコイル部と、前記ボビン部の下面に設置されたアルミニウム板とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、ボビン部の下面にアルミニウム板を備えているので、厚い回路基板が介在していてもコイル部で発生させた磁界を直上の赤外線反射膜に垂直に通過させることが可能になり、赤外線反射膜において効果的に周囲の磁界を相殺することができる。
【００１１】
また、第５の発明の赤外線センサ装置は、第３の発明において、前記反磁界発生コイルが、絶縁性のコイル用フィルムと、該コイル用フィルムに金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、コイル用フィルムに金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部を備えているので、反磁界発生コイルの薄型化が可能になり、赤外線センサに直接貼り付けて一体化すること可能になる。
【００１２】
さらに、第６の発明の赤外線センサ装置は、第５の発明において、前記絶縁性フィルムが、第１の絶縁性フィルムと第２の絶縁性フィルムとの積層で構成され、前記赤外線反射膜が、前記第１の絶縁性フィルムの他方の面に形成されていると共に、前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、前記第２の絶縁性フィルムの一方の面に形成され、前記パターンコイル部が、前記第１の絶縁性フィルムまたは前記第２の絶縁性フィルムを前記コイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルムの対向面の一方にパターン形成されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、パターンコイル部が、積層された第１の絶縁性フィルムまたは第２の絶縁性フィルムをコイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルムの対向面の一方にパターン形成されているので、赤外線反射膜の極近傍で周囲の磁界と逆の磁界を発生させることができる。
【００１３】
第７の発明の誘導加熱調理器は、被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された温度センサである第１の発明から第６の発明のいずれかの赤外線センサ装置と、前記電磁コイルおよび前記赤外線センサ装置に電気的に接続され前記電磁コイルの出力に応じて前記反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された温度センサである第１の発明から第６の発明のいずれかの赤外線センサ装置と、電磁コイルの出力に応じて反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えているので、赤外線センサの周囲に生じる電磁コイルからの誘導磁界と逆の磁界を電磁コイルの出力に応じて反磁界発生コイルにより発生させることで、誘導磁界の影響を抑制して鍋底温度を正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る赤外線センサ装置によれば、赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルを備えているので、赤外線センサ周囲の磁界を相殺することができ、赤外線検出への影響を大幅に低減可能になる。したがって、本発明の赤外線センサ装置を備えた誘導加熱調理器によれば、赤外線センサの周囲に生じる電磁コイルからの誘導磁界の影響を抑制し、鍋底温度を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第１実施形態において、赤外線センサ装置を示す断面図である。
【図２】第１実施形態において、反磁界発生コイルを示す下面図である。
【図３】第１実施形態において、赤外線センサを示す斜視図である。
【図４】第１実施形態において、筐体を除いた赤外線センサを示す斜視図である。
【図５】第１実施形態において、赤外線センサを示す断面図である。
【図６】第１実施形態において、誘導加熱調理器を示す概略的な断面図である。
【図７】本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第２実施形態において、赤外線センサ装置を示す断面図である。
【図８】第２実施形態において、反磁界発生コイルを示す平面図である。
【図９】本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第３実施形態において、赤外線センサ装置を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態において、赤外線反射膜および反磁界発生コイルを形成した第１の樹脂フィルムを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第１実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本実施形態の赤外線センサ装置１は、図１に示すように、感熱素子２Ａ，２Ｂとこれら感熱素子２Ａ，２Ｂに接続された配線部（配線膜７Ａ，７Ｂ）とを備えた赤外線センサ３と、該赤外線センサ３が実装される回路基板４と、該赤外線センサ３に回路基板４を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイル５とを備えている。
【００１８】
上記赤外線センサ３は、図２から図５に示すように、絶縁性フィルム６と、該絶縁性フィルム６の一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂと、絶縁性フィルム６の一方の面に形成され第１の感熱素子２Ａに接続された導電性の第１の配線膜７Ａ及び第２の感熱素子２Ｂに接続された導電性の第２の配線膜７Ｂと、第１の感熱素子２Ａに対向して絶縁性フィルム６の他方の面（上面）に設けられた赤外線吸収膜８と、第２の感熱素子２Ｂに対向して絶縁性フィルム６の他方の面（上面）に設けられた赤外線反射膜９と、絶縁性フィルム６の一方の面（下面）に固定されて該絶縁性フィルム６を支持する筐体１０とを備えている。
【００１９】
すなわち、上記赤外線吸収膜８は、第１の感熱素子２Ａの直上に配されていると共に、上記赤外線反射膜９は、第２の感熱素子２Ｂの直上に配されている。
上記絶縁性フィルム６は、赤外線透過性フィルムで形成されている。なお、本実施形態では、絶縁性フィルム６がポリイミド樹脂シートで形成されている。
【００２０】
上記第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂは、図４に示すように、両端部に端子電極２ａが形成されたチップサーミスタである。このサーミスタとしては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂとして、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。なお、これら第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂは、各端子電極２ａを配線膜７Ａ，７Ｂ上に接合させて絶縁性フィルム６に実装されている。
【００２１】
特に、本実施形態では、第１の感熱素子２Ａおよび第２の感熱素子２Ｂとして、Ｍｎ，ＣｏおよびＦｅの金属酸化物を含有するセラミックス焼結体、すなわちＭｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料で形成されたサーミスタ素子を採用している。さらに、このセラミックス焼結体は、立方晶スピネル相を主相とする結晶構造を有していることが好ましい。特に、セラミックス焼結体としては、立方晶スピネル相からなる単相の結晶構造が最も望ましい。
【００２２】
上記赤外線吸収膜８は、絶縁性フィルム６よりも高い赤外線吸収率を有する材料で形成され、例えば、カーボンブラック等の赤外線吸収材料を含むフィルムや赤外線吸収性ガラス膜（二酸化珪素を７１％含有するホーケー酸ガラス膜など）で形成されている。すなわち、この赤外線吸収膜８によって測定対象物からの輻射による赤外線を吸収する。そして、赤外線を吸収し発熱した赤外線吸収膜８から絶縁性フィルム６を介した熱伝導によって、直下の第１の感熱素子２Ａの温度が変化するようになっている。この赤外線吸収膜８は、第１の感熱素子２Ａよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
【００２３】
上記赤外線反射膜９は、絶縁性フィルム６よりも高い赤外線放射率を有する材料で形成され、例えば、鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等の金属箔で形成されている。この赤外線反射膜９は、第２の感熱素子２Ｂよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
【００２４】
上記筐体１０は、例えば樹脂製であり、絶縁性フィルム６の熱を必要以上に放熱しないように絶縁性フィルム６よりも熱伝導性の低い材料であることが好ましい。
この筐体１０には、図３に示すように、第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂをそれぞれ個別に収納する第１の収納部１０ａ及び第２の収納部１０ｂが設けられている。これら第１の収納部１０ａ及び第２の収納部１０ｂは、第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂの位置にそれぞれ対応して形成された断面矩形状の孔部であり、内部に空気を密封した状態で開口部が絶縁性フィルム６で閉塞されている。なお、第１の収納部１０ａ及び第２の収納部１０ｂの内部には、絶縁性フィルム６よりも熱伝導率の低い発泡樹脂を封入させても構わない。
【００２５】
また、この赤外線センサ３は、筐体１０の側面に設けられ第１の配線膜７Ａまたは第２の配線膜７Ｂに上端が接続されていると共に筐体１０の底部まで延在された複数の側面電極部１１と、筐体１０の側面下部において側面電極部１１の下端に接続されて設けられ回路基板４上に接続させる複数の実装用外部端子１２とを備えた表面実装型とされている。すなわち、この赤外線センサ３は、筐体１０の裏面を実装面として回路基板４上に実装用外部端子１２を接合させて回路基板４の表面に固定されている。
【００２６】
上記反磁界発生コイル５は、図１および図２に示すように、回路基板４の裏面に設置されたボビン部１３と、該ボビン部１３に巻き線を巻回させて構成されたコイル部１４と、ボビン部１３の下面に設置されたアルミニウム板１５とを備えている。この反磁界発生コイル５は、赤外線反射膜９の直下に設置されている。
【００２７】
上記ボビン部１３は、比透磁率１の材料であって例えばＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等で形成され、実装側の外縁部分にコイル部１４に接続された一対の実装端子１４ａが設けられている。すなわち、反磁界発生コイル５は、一対の実装端子１４ａを回路基板４に接合させて回路基板４の裏面に固定される。
【００２８】
次に、上記赤外線センサ装置１を備えた本実施形態の誘導加熱調理器について、図６を参照して説明する。
【００２９】
本実施形態の誘導加熱調理器１０１は、図６に示すように、被加熱物Ｎを載置するトッププレート１０２と、該トッププレート１０２の下部に設置され被加熱物Ｎを電磁誘導加熱により加熱する電磁コイル１０３と、トッププレート１０２の下方に該トッププレート１０２から離間して設置された温度センサである上記赤外線センサ装置１と、電磁コイル１０３および赤外線センサ装置１に電気的に接続され電磁コイル１０３の出力に応じて反磁界発生コイル５の出力を制御する制御部Ｃと、これらが設置された本体ケース１０４とを備えている。
【００３０】
なお、トッププレート１０２の下面には、該下面を覆うと共に一部が赤外線透過窓（図示略）として開けられた赤外線遮蔽層（図示略）が設けられている。
該赤外線遮蔽層は、例えばトッププレート１０２下面に貼り付けられたカーボンブラックを含む結晶化ガラスの吹付材などの赤外線遮蔽シートである。なお、この赤外線遮蔽層は、赤外線遮蔽シート以外にも赤外線遮蔽効果のある塗料をトッププレート１０２の下面に塗って形成しても構わない。また、上記赤外線透過窓は、赤外線センサ３の直上に位置する部分のみ赤外線遮蔽層に開口部を設けてトッププレート１０２を露出させて形成したものである。
【００３１】
上記被加熱物Ｎは、磁性体（鉄等）または非磁性体（アルミニウム等）で形成された鍋等である。
上記トッププレート１０２は、結晶化ガラス等で形成されて高い耐熱性を有しており、本体ケース１０４の上部に取り付けられている。
上記電磁コイル１０３は、トッププレート１０２の下方かつ本体ケース１０４内に円環形状または渦巻き形状に配置され、交流電流による電力が供給されると高周波磁界を発生させてトッププレート１０２上の被加熱物Ｎを誘導加熱する加熱コイルである。
また、赤外線センサ３は、電磁コイル１０３の中心軸上に設置されている。
【００３２】
上記制御部Ｃは、第１の感熱素子２Ａおよび第２の感熱素子２Ｂの出力に基づいて被加熱物Ｎの温度を算出する回路を有している。すなわち、制御部Ｃは、第１の感熱素子２Ａと第２の感熱素子２Ｂとで検出された赤外線の差分（出力の差分）を演算処理し、第２の感熱素子２Ｂをリファレンスとして第１の感熱素子２Ａで検出された温度を算出する機能を有している。また、制御部Ｃは、得られた被加熱物Ｎの温度に基づいて、電磁コイル１０３に供給する電力を制御するインバータ回路等を有している。
【００３３】
上記赤外線センサ装置１の周囲には、内面にアルミ膜１０５が形成された樹脂製の断熱用筒部材１０６と、該断熱用筒部材１０６の外周に間隔を空けて中心軸を同じくして設置された金属製の反磁界発生用筒部材１０７とが設けられている。なお、赤外線センサ装置１は、回路基板４の端部が断熱用筒部材１０６の内側に固定されて断熱用筒部材１０６内に設置されている。
【００３４】
上記反磁界発生用筒部材１０７は、例えば銅やアルミニウム等の金属で形成されるが、特に銅で形成することが好ましい。
この反磁界発生用筒部材１０７は、外側の電磁コイル１０３による誘導磁界によって渦電流が発生することで、内側の赤外線センサ３の周囲において電磁コイル１０３による誘導磁界と逆の磁界を発生させる機能を有している。
【００３５】
上記断熱用筒部材１０６は、外周からの空気の流れを遮断する風防の機能を有していると共に周囲の熱を断熱性の高い樹脂材により内側に伝え難くする断熱機能を有している。なお、断熱用筒部材１０６の上部と下部とは開口しており、トッププレート１０２からの赤外線が上部開口から入射されて内側の赤外線センサ３へ到達可能になっている。すなわち、断熱用筒部材１０６内が導光路として機能している。
【００３６】
上記アルミ膜１０５には、縦向きにスリット（図示略）が複数形成されており、アルミ膜１０５の渦電流の発生を抑制するようになっている。
また、アルミ膜１０５は、樹脂製の断熱用筒部材１０６からの輻射熱を遮断して内側の赤外線センサ３の赤外線検出に影響を与えることを抑制する機能も有している。
なお、本体ケース１０４の底部には、シールド用のアルミニウム板が採用される。
【００３７】
このように本実施形態の赤外線センサ装置１では、赤外線センサ３に回路基板４を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイル５を備えているので、反磁界発生コイル５により周囲の磁界と同じ大きさの逆の磁界を発生することで、赤外線センサ３周囲の磁界を相殺することができる。これにより、配線膜７Ａ，７Ｂや赤外線センサ３の他の金属部分に渦電流を生じさせる磁界を抑制して赤外線検出への影響を大幅に低減可能になる。
【００３８】
また、第２の感熱素子２Ａに対向して絶縁性フィルム６の他方の面に設けられた赤外線反射膜９を備えているので、第１の感熱素子２Ａは赤外線が照射されて赤外線吸収した絶縁性フィルム６の部分的な温度を測定するのに対し、第２の感熱素子２Ｂは赤外線反射膜９によって赤外線が反射されて赤外線吸収が大幅に抑制された絶縁性フィルム６の部分的な温度を測定する。
【００３９】
したがって、第１の感熱素子２Ａに対して赤外線の影響を抑制して高いリファレンスが得られる赤外線反射膜９下の第２の感熱素子２Ｂと、薄く熱伝導性の低い絶縁性フィルム６とによって、第１の感熱素子２Ａと第２の感熱素子２Ｂとの良好な温度差分を得ることができる。
なお、赤外線吸収膜８を削除しても構わないが、第１の感熱素子２Ａの直上に赤外線吸収膜８を形成することで、第１の感熱素子２Ａにおける赤外線吸収効果が向上して、第１の感熱素子２Ａと第２の感熱素子２Ｂとのより良好な温度差分を得ることができる。
【００４０】
さらに、反磁界発生コイル５が、金属箔で形成された赤外線反射膜９の直下に設置されているので、金属箔の赤外線反射膜９に対して直下の反磁界発生コイル５で周囲の磁界と逆の磁界を発生させることで、赤外線反射膜９における渦電流の発生を抑制することができる。
また、ボビン部１３の下面にアルミニウム板１５を備えているので、厚い回路基板４が介在していてもコイル部１４で発生させた磁界を直上の赤外線反射膜９に垂直に通過させることが可能になり、赤外線反射膜９において効果的に周囲の磁界を相殺することができる。
【００４１】
したがって、本実施形態の誘導加熱調理器１０１では、トッププレート１０２の下方に該トッププレート１０２から離間して設置された温度センサである上記赤外線センサ装置１と、電磁コイル１０３の出力に応じて反磁界発生コイル５の出力を制御する制御部Ｃとを備えているので、赤外線センサ３の周囲に生じる電磁コイル１０３からの誘導磁界と逆の磁界を電磁コイル１０３の出力に応じて反磁界発生コイル５により発生させることで、誘導磁界の影響を抑制して被加熱物Ｎの温度（鍋底温度）を正確に測定することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第２および第３実施形態について、図７から図１０を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ボビン部１３を有する反磁界発生コイル５が回路基板４を介して赤外線センサ３の下面側に取り付けられているのに対し、第２実施形態の赤外線センサ装置２１は、図７および図８に示すように、反磁界発生コイル２５が、絶縁性のコイル用フィルム２２と、該コイル用フィルム２２に金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部２３とを備え、筐体１０の裏面に接着剤（図示略）で接着されている点である。
【００４４】
上記コイル用フィルム２２は、絶縁性フィルム６と同様のフィルムで形成され、このコイル用フィルム２２の下面に、図８に示すように、渦巻き形状のパターンコイル部２３が銅箔等により赤外線反射膜９の直下にパターン形成されている。すなわち、本実施形態の反磁界発生コイル２５は、プリントコイルである。このパターンコイル部２３の両端には、それぞれコイル電極部２３ａがパターン形成されており、これらコイル電極部２３ａは、赤外線センサ装置２１が回路基板４に実装された状態で、図示しない接続端子により回路基板４に電気的に接続されている。なお、コイル用フィルム２２の下面には、回路基板４に実装可能な絶縁性の実装用板部材２４が貼り付けられている。
【００４５】
このように第２実施形態の赤外線センサ装置２１では、コイル用フィルム２２に金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部２３を備えているので、反磁界発生コイル２５の薄型化が可能になり、赤外線センサ３に直接貼り付けて一体化すること可能になる。
【００４６】
次に、第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態の反磁界発生コイル２５が筐体１０の裏面に設置されているのに対し、第３実施形態の赤外線センサ装置３１では、図９および図１０に示すように、反磁界発生コイル３５が絶縁性フィルム側に設けられている点である。すなわち、第３実施形態では、絶縁性フィルムが、第１の絶縁性フィルム６Ａと第２の絶縁性フィルム６Ｂとの積層で構成され、赤外線反射膜９が、第１の絶縁性フィルム６Ａの他方の面（上面）に形成されていると共に、第１の感熱素子２Ａおよび第２の感熱素子２Ｂが、第２の絶縁性フィルム６Ｂの一方の面（下面）に形成されている。
【００４７】
また、パターンコイル部２３が、第１の絶縁性フィルム６Ａまたは第２の絶縁性フィルム６Ｂをコイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルム６Ａ，６Ｂの対向面の一方にパターン形成されている。すなわち、パターンコイル部２３は、第１の絶縁性フィルム６Ａと第２の絶縁性フィルム６Ｂとの中間層として設けられている。本実施形態では、第１の絶縁性フィルム６Ａの一方の面（下面）にパターンコイル部２３がパターン形成されている。なお、第２実施形態では、赤外線吸収膜８を設けていない。また、第１の絶縁性フィルム６Ａと第２の絶縁性フィルム６Ｂとは、互いに接着剤３９で接着されている。
【００４８】
このように第３実施形態の赤外線センサ装置３１では、パターンコイル部２３が、積層された第１の絶縁性フィルム６Ａまたは第２の絶縁性フィルム６Ｂをコイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルム６Ａ，６Ｂの対向面の一方にパターン形成されているので、赤外線反射膜９の極近傍で周囲の磁界と逆の磁界を発生させることができる。
【００４９】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５０】
例えば、上記各実施形態では、チップサーミスタの第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しているが、薄膜サーミスタで形成された第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しても構わない。
なお、感熱素子としては、上述したように薄膜サーミスタやチップサーミスタが用いられるが、サーミスタ以外に焦電素子等も採用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１，２１，３１…赤外線センサ装置、２Ａ…第１の感熱素子、２Ｂ…第２の感熱素子、３…赤外線センサ、４…回路基板、５，２５，３５…反磁界発生コイル、６…絶縁性フィルム、６Ａ…第１の絶縁性フィルム、６Ｂ…第２の絶縁性フィルム、７Ａ…第１の配線膜、７Ｂ…第２の配線膜、８…赤外線吸収膜、９…赤外線反射膜、１３…ボビン部、１４…コイル部、１５…アルミニウム板、２２…コイル用フィルム、２３，３３…パターンコイル部、１０１…誘導加熱調理器、１０２…トッププレート、１０３…電磁コイル、Ｃ…制御部、Ｎ…被加熱物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲の磁界の影響を抑制可能な赤外線センサ装置およびトッププレート上の鍋等の被加熱物を電磁誘導加熱（ＩＨ）で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トッププレート上の鍋等の被加熱物を加熱コイルによる電磁誘導加熱で加熱すると共に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器が知られている。例えば、特許文献１には、トッププレートの下に赤外線を検出するセンサ（放射温度検出手段）を設置し、検出した赤外線量により鍋底温度を推定する誘導加熱調理器が記載されている。
【０００３】
誘導加熱調理器では、加熱コイルからの誘導磁界（電磁波）によりセンサの電極などに渦電流が発生し、これにより発熱が生じて赤外線検出に影響が生じてしまう。このため、特許文献１の誘導加熱調理器では、アルミニウムなどの低磁性体やフェライトなどの高磁性材料で形成した円筒体でセンサを覆う防磁手段を設けることで、センサへの誘導磁界を遮蔽してセンサが誘導磁界によって発熱することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２７９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載の誘導加熱調理器では、センサを金属円筒体で覆う防磁手段を設けることで、センサ周囲の磁界を減少させることができるが、十分に磁界を遮蔽することができず、少なからずセンサの電極等の金属部分に渦電流が生じて赤外線検出に影響が生じてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、周囲の磁界の影響をさらに抑制することができる赤外線センサ装置および非接触で高精度に鍋底温度を検出可能な誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明の赤外線センサ装置は、少なくとも一つの感熱素子と前記感熱素子に接続された配線部とを備えた赤外線センサと、該赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルとを備えていることを特徴とする。
この赤外線センサ装置では、赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルを備えているので、赤外線センサ周囲に磁界が生じる環境において、反磁界発生コイルにより周囲の磁界と同じ大きさの逆の磁界を発生することで、赤外線センサ周囲の磁界を相殺することができる。これにより、配線部や赤外線センサの他の金属部分に渦電流を生じさせる磁界を抑制して赤外線検出への影響を大幅に低減可能になる。
【０００８】
また、第２の発明の赤外線センサ装置は、第１の発明において、前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、第２の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜を備えているので、第１の感熱素子は赤外線が照射されて赤外線吸収した絶縁性フィルムの部分的な温度を測定するのに対し、第２の感熱素子は赤外線反射膜によって赤外線が反射されて赤外線吸収が大幅に抑制された絶縁性フィルムの部分的な温度を測定する。したがって、第１の感熱素子に対して赤外線の影響を抑制して高いリファレンスが得られる赤外線反射膜下の第２の感熱素子と、薄く熱伝導性の低い絶縁性フィルムとによって、第１の感熱素子と第２の感熱素子との良好な温度差分を得ることができる。
【０００９】
さらに、第３の発明の赤外線センサ装置は、第２の発明において、前記赤外線反射膜が、金属箔で形成され、前記反磁界発生コイルが、前記赤外線反射膜の直下に設置されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、反磁界発生コイルが、金属箔で形成された赤外線反射膜の直下に設置されているので、金属箔の赤外線反射膜に対して直下の反磁界発生コイルで周囲の磁界と逆の磁界を発生させることで、赤外線反射膜における渦電流の発生を抑制することができる。
【００１０】
また、第４の発明の赤外線センサ装置は、第３の発明において、前記赤外線センサが実装される回路基板を備え、前記赤外線センサが、前記絶縁性フィルムの一方の面に固定されて該絶縁性フィルムを支持する筐体を備えていると共に、該筐体の裏面を実装面として前記回路基板の表面に固定され、前記反磁界発生コイルが、前記回路基板の裏面に設置されたボビン部と、該ボビン部に巻き線を巻回させて構成されたコイル部と、前記ボビン部の下面に設置されたアルミニウム板とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、ボビン部の下面にアルミニウム板を備えているので、厚い回路基板が介在していてもコイル部で発生させた磁界を直上の赤外線反射膜に垂直に通過させることが可能になり、赤外線反射膜において効果的に周囲の磁界を相殺することができる。
【００１１】
また、第５の発明の赤外線センサ装置は、第３の発明において、前記反磁界発生コイルが、絶縁性のコイル用フィルムと、該コイル用フィルムに金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、コイル用フィルムに金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部を備えているので、反磁界発生コイルの薄型化が可能になり、赤外線センサに直接貼り付けて一体化すること可能になる。
【００１２】
さらに、第６の発明の赤外線センサ装置は、第５の発明において、前記絶縁性フィルムが、第１の絶縁性フィルムと第２の絶縁性フィルムとの積層で構成され、前記赤外線反射膜が、前記第１の絶縁性フィルムの他方の面に形成されていると共に、前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、前記第２の絶縁性フィルムの一方の面に形成され、前記パターンコイル部が、前記第１の絶縁性フィルムまたは前記第２の絶縁性フィルムを前記コイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルムの対向面の一方にパターン形成されていることを特徴とする。
すなわち、この赤外線センサ装置では、パターンコイル部が、積層された第１の絶縁性フィルムまたは第２の絶縁性フィルムをコイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルムの対向面の一方にパターン形成されているので、赤外線反射膜の極近傍で周囲の磁界と逆の磁界を発生させることができる。
【００１３】
第７の発明の誘導加熱調理器は、被加熱物を載置するトッププレートと、該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された温度センサである第１の発明から第６の発明のいずれかの赤外線センサ装置と、前記電磁コイルおよび前記赤外線センサ装置に電気的に接続され前記電磁コイルの出力に応じて前記反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この誘導加熱調理器では、トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された温度センサである第１の発明から第６の発明のいずれかの赤外線センサ装置と、電磁コイルの出力に応じて反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えているので、赤外線センサの周囲に生じる電磁コイルからの誘導磁界と逆の磁界を電磁コイルの出力に応じて反磁界発生コイルにより発生させることで、誘導磁界の影響を抑制して鍋底温度を正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る赤外線センサ装置によれば、赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルを備えているので、赤外線センサ周囲の磁界を相殺することができ、赤外線検出への影響を大幅に低減可能になる。したがって、本発明の赤外線センサ装置を備えた誘導加熱調理器によれば、赤外線センサの周囲に生じる電磁コイルからの誘導磁界の影響を抑制し、鍋底温度を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第１実施形態において、赤外線センサ装置を示す断面図である。
【図２】第１実施形態において、反磁界発生コイルを示す下面図である。
【図３】第１実施形態において、赤外線センサを示す斜視図である。
【図４】第１実施形態において、筐体を除いた赤外線センサを示す斜視図である。
【図５】第１実施形態において、赤外線センサを示す断面図である。
【図６】第１実施形態において、誘導加熱調理器を示す概略的な断面図である。
【図７】本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第２実施形態において、赤外線センサ装置を示す断面図である。
【図８】第２実施形態において、反磁界発生コイルを示す平面図である。
【図９】本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第３実施形態において、赤外線センサ装置を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態において、赤外線反射膜および反磁界発生コイルを形成した第１の樹脂フィルムを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第１実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１７】
本実施形態の赤外線センサ装置１は、図１に示すように、感熱素子２Ａ，２Ｂとこれら感熱素子２Ａ，２Ｂに接続された配線部（配線膜７Ａ，７Ｂ）とを備えた赤外線センサ３と、該赤外線センサ３が実装される回路基板４と、該赤外線センサ３に回路基板４を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイル５とを備えている。
【００１８】
上記赤外線センサ３は、図２から図５に示すように、絶縁性フィルム６と、該絶縁性フィルム６の一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂと、絶縁性フィルム６の一方の面に形成され第１の感熱素子２Ａに接続された導電性の第１の配線膜７Ａ及び第２の感熱素子２Ｂに接続された導電性の第２の配線膜７Ｂと、第１の感熱素子２Ａに対向して絶縁性フィルム６の他方の面（上面）に設けられた赤外線吸収膜８と、第２の感熱素子２Ｂに対向して絶縁性フィルム６の他方の面（上面）に設けられた赤外線反射膜９と、絶縁性フィルム６の一方の面（下面）に固定されて該絶縁性フィルム６を支持する筐体１０とを備えている。
【００１９】
すなわち、上記赤外線吸収膜８は、第１の感熱素子２Ａの直上に配されていると共に、上記赤外線反射膜９は、第２の感熱素子２Ｂの直上に配されている。
上記絶縁性フィルム６は、赤外線透過性フィルムで形成されている。なお、本実施形態では、絶縁性フィルム６がポリイミド樹脂シートで形成されている。
【００２０】
上記第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂは、図４に示すように、両端部に端子電極２ａが形成されたチップサーミスタである。このサーミスタとしては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂとして、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。なお、これら第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂは、各端子電極２ａを配線膜７Ａ，７Ｂ上に接合させて絶縁性フィルム６に実装されている。
【００２１】
特に、本実施形態では、第１の感熱素子２Ａおよび第２の感熱素子２Ｂとして、Ｍｎ，ＣｏおよびＦｅの金属酸化物を含有するセラミックス焼結体、すなわちＭｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料で形成されたサーミスタ素子を採用している。さらに、このセラミックス焼結体は、立方晶スピネル相を主相とする結晶構造を有していることが好ましい。特に、セラミックス焼結体としては、立方晶スピネル相からなる単相の結晶構造が最も望ましい。
【００２２】
上記赤外線吸収膜８は、絶縁性フィルム６よりも高い赤外線吸収率を有する材料で形成され、例えば、カーボンブラック等の赤外線吸収材料を含むフィルムや赤外線吸収性ガラス膜（二酸化珪素を７１％含有するホーケー酸ガラス膜など）で形成されている。すなわち、この赤外線吸収膜８によって測定対象物からの輻射による赤外線を吸収する。そして、赤外線を吸収し発熱した赤外線吸収膜８から絶縁性フィルム６を介した熱伝導によって、直下の第１の感熱素子２Ａの温度が変化するようになっている。この赤外線吸収膜８は、第１の感熱素子２Ａよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
【００２３】
上記赤外線反射膜９は、絶縁性フィルム６よりも高い赤外線放射率を有する材料で形成され、例えば、鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等の金属箔で形成されている。この赤外線反射膜９は、第２の感熱素子２Ｂよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。
【００２４】
上記筐体１０は、例えば樹脂製であり、絶縁性フィルム６の熱を必要以上に放熱しないように絶縁性フィルム６よりも熱伝導性の低い材料であることが好ましい。
この筐体１０には、図３に示すように、第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂをそれぞれ個別に収納する第１の収納部１０ａ及び第２の収納部１０ｂが設けられている。これら第１の収納部１０ａ及び第２の収納部１０ｂは、第１の感熱素子２Ａ及び第２の感熱素子２Ｂの位置にそれぞれ対応して形成された断面矩形状の孔部であり、内部に空気を密封した状態で開口部が絶縁性フィルム６で閉塞されている。なお、第１の収納部１０ａ及び第２の収納部１０ｂの内部には、絶縁性フィルム６よりも熱伝導率の低い発泡樹脂を封入させても構わない。
【００２５】
また、この赤外線センサ３は、筐体１０の側面に設けられ第１の配線膜７Ａまたは第２の配線膜７Ｂに上端が接続されていると共に筐体１０の底部まで延在された複数の側面電極部１１と、筐体１０の側面下部において側面電極部１１の下端に接続されて設けられ回路基板４上に接続させる複数の実装用外部端子１２とを備えた表面実装型とされている。すなわち、この赤外線センサ３は、筐体１０の裏面を実装面として回路基板４上に実装用外部端子１２を接合させて回路基板４の表面に固定されている。
【００２６】
上記反磁界発生コイル５は、図１および図２に示すように、回路基板４の裏面に設置されたボビン部１３と、該ボビン部１３に巻き線を巻回させて構成されたコイル部１４と、ボビン部１３の下面に設置されたアルミニウム板１５とを備えている。この反磁界発生コイル５は、赤外線反射膜９の直下に設置されている。
【００２７】
上記ボビン部１３は、比透磁率１の材料であって例えばＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等で形成され、実装側の外縁部分にコイル部１４に接続された一対の実装端子１４ａが設けられている。すなわち、反磁界発生コイル５は、一対の実装端子１４ａを回路基板４に接合させて回路基板４の裏面に固定される。
【００２８】
次に、上記赤外線センサ装置１を備えた本実施形態の誘導加熱調理器について、図６を参照して説明する。
【００２９】
本実施形態の誘導加熱調理器１０１は、図６に示すように、被加熱物Ｎを載置するトッププレート１０２と、該トッププレート１０２の下部に設置され被加熱物Ｎを電磁誘導加熱により加熱する電磁コイル１０３と、トッププレート１０２の下方に該トッププレート１０２から離間して設置された温度センサである上記赤外線センサ装置１と、電磁コイル１０３および赤外線センサ装置１に電気的に接続され電磁コイル１０３の出力に応じて反磁界発生コイル５の出力を制御する制御部Ｃと、これらが設置された本体ケース１０４とを備えている。
【００３０】
なお、トッププレート１０２の下面には、該下面を覆うと共に一部が赤外線透過窓（図示略）として開けられた赤外線遮蔽層（図示略）が設けられている。
該赤外線遮蔽層は、例えばトッププレート１０２下面に貼り付けられたカーボンブラックを含む結晶化ガラスの吹付材などの赤外線遮蔽シートである。なお、この赤外線遮蔽層は、赤外線遮蔽シート以外にも赤外線遮蔽効果のある塗料をトッププレート１０２の下面に塗って形成しても構わない。また、上記赤外線透過窓は、赤外線センサ３の直上に位置する部分のみ赤外線遮蔽層に開口部を設けてトッププレート１０２を露出させて形成したものである。
【００３１】
上記被加熱物Ｎは、磁性体（鉄等）または非磁性体（アルミニウム等）で形成された鍋等である。
上記トッププレート１０２は、結晶化ガラス等で形成されて高い耐熱性を有しており、本体ケース１０４の上部に取り付けられている。
上記電磁コイル１０３は、トッププレート１０２の下方かつ本体ケース１０４内に円環形状または渦巻き形状に配置され、交流電流による電力が供給されると高周波磁界を発生させてトッププレート１０２上の被加熱物Ｎを誘導加熱する加熱コイルである。
また、赤外線センサ３は、電磁コイル１０３の中心軸上に設置されている。
【００３２】
上記制御部Ｃは、第１の感熱素子２Ａおよび第２の感熱素子２Ｂの出力に基づいて被加熱物Ｎの温度を算出する回路を有している。すなわち、制御部Ｃは、第１の感熱素子２Ａと第２の感熱素子２Ｂとで検出された赤外線の差分（出力の差分）を演算処理し、第２の感熱素子２Ｂをリファレンスとして第１の感熱素子２Ａで検出された温度を算出する機能を有している。また、制御部Ｃは、得られた被加熱物Ｎの温度に基づいて、電磁コイル１０３に供給する電力を制御するインバータ回路等を有している。
【００３３】
上記赤外線センサ装置１の周囲には、内面にアルミ膜１０５が形成された樹脂製の断熱用筒部材１０６と、該断熱用筒部材１０６の外周に間隔を空けて中心軸を同じくして設置された金属製の反磁界発生用筒部材１０７とが設けられている。なお、赤外線センサ装置１は、回路基板４の端部が断熱用筒部材１０６の内側に固定されて断熱用筒部材１０６内に設置されている。
【００３４】
上記反磁界発生用筒部材１０７は、例えば銅やアルミニウム等の金属で形成されるが、特に銅で形成することが好ましい。
この反磁界発生用筒部材１０７は、外側の電磁コイル１０３による誘導磁界によって渦電流が発生することで、内側の赤外線センサ３の周囲において電磁コイル１０３による誘導磁界と逆の磁界を発生させる機能を有している。
【００３５】
上記断熱用筒部材１０６は、外周からの空気の流れを遮断する風防の機能を有していると共に周囲の熱を断熱性の高い樹脂材により内側に伝え難くする断熱機能を有している。なお、断熱用筒部材１０６の上部と下部とは開口しており、トッププレート１０２からの赤外線が上部開口から入射されて内側の赤外線センサ３へ到達可能になっている。すなわち、断熱用筒部材１０６内が導光路として機能している。
【００３６】
上記アルミ膜１０５には、縦向きにスリット（図示略）が複数形成されており、アルミ膜１０５の渦電流の発生を抑制するようになっている。
また、アルミ膜１０５は、樹脂製の断熱用筒部材１０６からの輻射熱を遮断して内側の赤外線センサ３の赤外線検出に影響を与えることを抑制する機能も有している。
なお、本体ケース１０４の底部には、シールド用のアルミニウム板が採用される。
【００３７】
このように本実施形態の赤外線センサ装置１では、赤外線センサ３に回路基板４を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイル５を備えているので、反磁界発生コイル５により周囲の磁界と同じ大きさの逆の磁界を発生することで、赤外線センサ３周囲の磁界を相殺することができる。これにより、配線膜７Ａ，７Ｂや赤外線センサ３の他の金属部分に渦電流を生じさせる磁界を抑制して赤外線検出への影響を大幅に低減可能になる。
【００３８】
また、第２の感熱素子２Ａに対向して絶縁性フィルム６の他方の面に設けられた赤外線反射膜９を備えているので、第１の感熱素子２Ａは赤外線が照射されて赤外線吸収した絶縁性フィルム６の部分的な温度を測定するのに対し、第２の感熱素子２Ｂは赤外線反射膜９によって赤外線が反射されて赤外線吸収が大幅に抑制された絶縁性フィルム６の部分的な温度を測定する。
【００３９】
したがって、第１の感熱素子２Ａに対して赤外線の影響を抑制して高いリファレンスが得られる赤外線反射膜９下の第２の感熱素子２Ｂと、薄く熱伝導性の低い絶縁性フィルム６とによって、第１の感熱素子２Ａと第２の感熱素子２Ｂとの良好な温度差分を得ることができる。
なお、赤外線吸収膜８を削除しても構わないが、第１の感熱素子２Ａの直上に赤外線吸収膜８を形成することで、第１の感熱素子２Ａにおける赤外線吸収効果が向上して、第１の感熱素子２Ａと第２の感熱素子２Ｂとのより良好な温度差分を得ることができる。
【００４０】
さらに、反磁界発生コイル５が、金属箔で形成された赤外線反射膜９の直下に設置されているので、金属箔の赤外線反射膜９に対して直下の反磁界発生コイル５で周囲の磁界と逆の磁界を発生させることで、赤外線反射膜９における渦電流の発生を抑制することができる。
また、ボビン部１３の下面にアルミニウム板１５を備えているので、厚い回路基板４が介在していてもコイル部１４で発生させた磁界を直上の赤外線反射膜９に垂直に通過させることが可能になり、赤外線反射膜９において効果的に周囲の磁界を相殺することができる。
【００４１】
したがって、本実施形態の誘導加熱調理器１０１では、トッププレート１０２の下方に該トッププレート１０２から離間して設置された温度センサである上記赤外線センサ装置１と、電磁コイル１０３の出力に応じて反磁界発生コイル５の出力を制御する制御部Ｃとを備えているので、赤外線センサ３の周囲に生じる電磁コイル１０３からの誘導磁界と逆の磁界を電磁コイル１０３の出力に応じて反磁界発生コイル５により発生させることで、誘導磁界の影響を抑制して被加熱物Ｎの温度（鍋底温度）を正確に測定することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る赤外線センサ装置および誘導加熱調理器の第２および第３実施形態について、図７から図１０を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ボビン部１３を有する反磁界発生コイル５が回路基板４を介して赤外線センサ３の下面側に取り付けられているのに対し、第２実施形態の赤外線センサ装置２１は、図７および図８に示すように、反磁界発生コイル２５が、絶縁性のコイル用フィルム２２と、該コイル用フィルム２２に金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部２３とを備え、筐体１０の裏面に接着剤（図示略）で接着されている点である。
【００４４】
上記コイル用フィルム２２は、絶縁性フィルム６と同様のフィルムで形成され、このコイル用フィルム２２の下面に、図８に示すように、渦巻き形状のパターンコイル部２３が銅箔等により赤外線反射膜９の直下にパターン形成されている。すなわち、本実施形態の反磁界発生コイル２５は、プリントコイルである。このパターンコイル部２３の両端には、それぞれコイル電極部２３ａがパターン形成されており、これらコイル電極部２３ａは、赤外線センサ装置２１が回路基板４に実装された状態で、図示しない接続端子により回路基板４に電気的に接続されている。なお、コイル用フィルム２２の下面には、回路基板４に実装可能な絶縁性の実装用板部材２４が貼り付けられている。
【００４５】
このように第２実施形態の赤外線センサ装置２１では、コイル用フィルム２２に金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部２３を備えているので、反磁界発生コイル２５の薄型化が可能になり、赤外線センサ３に直接貼り付けて一体化すること可能になる。
【００４６】
次に、第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態の反磁界発生コイル２５が筐体１０の裏面に設置されているのに対し、第３実施形態の赤外線センサ装置３１では、図９および図１０に示すように、反磁界発生コイル３５が絶縁性フィルム側に設けられている点である。すなわち、第３実施形態では、絶縁性フィルムが、第１の絶縁性フィルム６Ａと第２の絶縁性フィルム６Ｂとの積層で構成され、赤外線反射膜９が、第１の絶縁性フィルム６Ａの他方の面（上面）に形成されていると共に、第１の感熱素子２Ａおよび第２の感熱素子２Ｂが、第２の絶縁性フィルム６Ｂの一方の面（下面）に形成されている。
【００４７】
また、パターンコイル部２３が、第１の絶縁性フィルム６Ａまたは第２の絶縁性フィルム６Ｂをコイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルム６Ａ，６Ｂの対向面の一方にパターン形成されている。すなわち、パターンコイル部２３は、第１の絶縁性フィルム６Ａと第２の絶縁性フィルム６Ｂとの中間層として設けられている。本実施形態では、第１の絶縁性フィルム６Ａの一方の面（下面）にパターンコイル部２３がパターン形成されている。なお、第２実施形態では、赤外線吸収膜８を設けていない。また、第１の絶縁性フィルム６Ａと第２の絶縁性フィルム６Ｂとは、互いに接着剤３９で接着されている。
【００４８】
このように第３実施形態の赤外線センサ装置３１では、パターンコイル部２３が、積層された第１の絶縁性フィルム６Ａまたは第２の絶縁性フィルム６Ｂをコイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルム６Ａ，６Ｂの対向面の一方にパターン形成されているので、赤外線反射膜９の極近傍で周囲の磁界と逆の磁界を発生させることができる。
【００４９】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５０】
例えば、上記各実施形態では、チップサーミスタの第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しているが、薄膜サーミスタで形成された第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しても構わない。
なお、感熱素子としては、上述したように薄膜サーミスタやチップサーミスタが用いられるが、サーミスタ以外に焦電素子等も採用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１，２１，３１…赤外線センサ装置、２Ａ…第１の感熱素子、２Ｂ…第２の感熱素子、３…赤外線センサ、４…回路基板、５，２５，３５…反磁界発生コイル、６…絶縁性フィルム、６Ａ…第１の絶縁性フィルム、６Ｂ…第２の絶縁性フィルム、７Ａ…第１の配線膜、７Ｂ…第２の配線膜、８…赤外線吸収膜、９…赤外線反射膜、１３…ボビン部、１４…コイル部、１５…アルミニウム板、２２…コイル用フィルム、２３，３３…パターンコイル部、１０１…誘導加熱調理器、１０２…トッププレート、１０３…電磁コイル、Ｃ…制御部、Ｎ…被加熱物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの感熱素子と前記感熱素子に接続された配線部とを備えた赤外線センサと、
該赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルとを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線センサ装置において、
前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、
該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、
前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、
前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の赤外線センサ装置において、
前記赤外線反射膜が、金属箔で形成され、
前記反磁界発生コイルが、前記赤外線反射膜の直下に設置されていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の赤外線センサ装置において、
前記赤外線センサが実装される回路基板を備え、
前記赤外線センサが、前記絶縁性フィルムの一方の面に固定されて該絶縁性フィルムを支持する筐体を備えていると共に、該筐体の裏面を実装面として前記回路基板の表面に固定され、
前記反磁界発生コイルが、前記回路基板の裏面に設置されたボビン部と、該ボビン部に巻き線を巻回させて構成されたコイル部と、前記ボビン部の下面に設置されたアルミニウム板とを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項５】
請求項３に記載の赤外線センサ装置において、
前記反磁界発生コイルが、絶縁性のコイル用フィルムと、該コイル用フィルムに金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部とを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の赤外線センサ装置において、
前記絶縁性フィルムが、第１の絶縁性フィルムと第２の絶縁性フィルムとの積層で構成され、
前記赤外線反射膜が、前記第１の絶縁性フィルムの他方の面に形成されていると共に、前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、前記第２の絶縁性フィルムの一方の面に形成され、
前記パターンコイル部が、前記第１の絶縁性フィルムまたは前記第２の絶縁性フィルムを前記コイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルムの対向面の一方にパターン形成されていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項７】
被加熱物を載置するトッププレートと、
該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、
前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された温度センサである請求項１から６のいずれか一項に記載の赤外線センサ装置と、
前記電磁コイルおよび前記赤外線センサ装置に電気的に接続され前記電磁コイルの出力に応じて前記反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項１】
少なくとも一つの感熱素子と前記感熱素子に接続された配線部とを備えた赤外線センサと、
該赤外線センサに直接また他の部材を介して設置され周囲の磁界と逆の磁界を発生させる反磁界発生コイルとを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の赤外線センサ装置において、
前記赤外線センサが、絶縁性フィルムと、
該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、
前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、
前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の赤外線センサ装置において、
前記赤外線反射膜が、金属箔で形成され、
前記反磁界発生コイルが、前記赤外線反射膜の直下に設置されていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の赤外線センサ装置において、
前記赤外線センサが実装される回路基板を備え、
前記赤外線センサが、前記絶縁性フィルムの一方の面に固定されて該絶縁性フィルムを支持する筐体を備えていると共に、該筐体の裏面を実装面として前記回路基板の表面に固定され、
前記反磁界発生コイルが、前記回路基板の裏面に設置されたボビン部と、該ボビン部に巻き線を巻回させて構成されたコイル部と、前記ボビン部の下面に設置されたアルミニウム板とを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項５】
請求項３に記載の赤外線センサ装置において、
前記反磁界発生コイルが、絶縁性のコイル用フィルムと、該コイル用フィルムに金属膜で渦巻状にパターン形成されたパターンコイル部とを備えていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の赤外線センサ装置において、
前記絶縁性フィルムが、第１の絶縁性フィルムと第２の絶縁性フィルムとの積層で構成され、
前記赤外線反射膜が、前記第１の絶縁性フィルムの他方の面に形成されていると共に、前記第１の感熱素子および前記第２の感熱素子が、前記第２の絶縁性フィルムの一方の面に形成され、
前記パターンコイル部が、前記第１の絶縁性フィルムまたは前記第２の絶縁性フィルムを前記コイル用フィルムとしてこれら絶縁性フィルムの対向面の一方にパターン形成されていることを特徴とする赤外線センサ装置。
【請求項７】
被加熱物を載置するトッププレートと、
該トッププレートの下部に設置され前記被加熱物を電磁誘導加熱により加熱する電磁コイルと、
前記トッププレートの下方に該トッププレートから離間して設置された温度センサである請求項１から６のいずれか一項に記載の赤外線センサ装置と、
前記電磁コイルおよび前記赤外線センサ装置に電気的に接続され前記電磁コイルの出力に応じて前記反磁界発生コイルの出力を制御する制御部とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８１９７３（Ｐ２０１２−１８１９７３Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３４０４（Ｐ２０１１−４３４０４）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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