JP2017133780A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】被調理物の加熱による重量変化から状態を推定し、その状態に適応した重量変化から被調理物の芯温を推定して、被調理物を最適な状態に仕上げることができる加熱調理器を提供すること。【解決手段】被調理物を加熱する加熱手段３と、被調理物の重量を計測する重量検知手段７と、使用者が選択した被調理物の種類に対応する情報を記憶した情報記憶部１７と、制御手段４と、を設け、制御手段４は、重量検知手段７で計測した被調理物の第一重量値と、第一重量値を計測後における加熱手段３により加熱時の重量検知手段７で計測した被調理物の第二重量値と、使用者が選択した被調理物の種類に対応する情報記憶部１７に記憶されている情報と、を比較し、加熱中の被調理物の状態を推定するものである。【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭、レストランおよびオフィスなどで使用される加熱調理器に関するものである。

近年、食材を加熱する加熱調理器としては、庫内に熱風や過熱スチームを循環させるオーブンや、システムキッチン等に組み込まれて鍋やフライパン等の調理容器を加熱する加熱調理器が広く普及している。システムキッチンに組み込まれる加熱調理器には、誘導電磁コイルにより誘導加熱する誘導加熱調理器や、ガスの直火によるガス調理器、電熱ヒータ等で加熱するヒータ加熱調理器等がある。

これらの食材を加熱する加熱調理器において、庫内温度や、鍋・フライパン等の調理容器の温度を計測するというのは一般的であるが、被調理物の中心温度（芯温）など、その被調理物の中心の状態を検知する機能を持った機器としては、針のような形態の温度計を装備し、被調理物に直接、差し込んで芯温を測定検知する加熱調理器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献１の構成では、被調理物に直接、検知針を差し込むため、被調理物に穴が開いてしまい、お皿に盛り付けた状態では見た目が悪くなってしまうといった問題がある。

特許文献１の問題を解決するため、直接的に被調理物の中心の状態を測定するのではなく、調理容器の温度と被調理物の重量変化を検知して、非直接的に被調理物の中心の状態を推定するといった発明が開示されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

特許第５１６６０５４号公報 特許第５０４７２１６号公報 独国特許出願公開第１０３５３２９９号明細書

特許文献２、および、特許文献３は、共に、調理器本体内に調理容器と一緒に被調理物の重量を計測する重量検知手段と、調理容器の温度を測定する温度検知手段とを備えた構成である。特許文献２では、まず、被調理物の加熱前の重量を検知し、加熱開始後、加熱によって被調理物中の水分の蒸発による重量減少を検知し、予め記憶している対象調理物の情報から、その初期重量に対して最適な相対重量にまで減少した時点で加熱を終了させるというもので、非接触で被調理物の芯温に変わって仕上がり状態を判断することができる加熱調理器である。しかし、被調理物の加熱側の投影面積に対して、実際に、調理容器に接する加熱面積の割合や、被調理物の厚み、また、例えば、肉類での脂肪分や骨の割合、魚のソテーが切り身の状態であるのか、それとも頭から尾ビレまでの一尾の状態であるのかといった被調理物の筋肉構造を形成するタンパク質と水分以外の割合、といった被調理物の状態によっては内部への熱の伝わり方が違うため、同じ初期重量であっても、焼き上がり方、すなわち、被調理物からの水分の蒸発量は変化し、加熱前の初期重量に対する相対重量は、被調理物の状態によって変わるため、安定した仕上がりの検知をするには充分ではないという問題がある。

一方、特許文献３は、被調理物の時間当たりの重量変化と、供給された加熱エネルギーの継時的な推移から被調理物の化学ポテンシャルを算出し、その化学ポテンシャルの変化を測定することにより被調理物の状態を推定するというもので、この化学ポテンシャルは、調理物の特有の性質であり、計測した時間当たりの重量変化と供給した加熱エネルギーの継時的な推移から算出した化学ポテンシャルと、被調理物の持つ化学ポテンシャルとは一致するとの考えから、算出した値と記憶装置内に収めた食材の化学ポテンシャルの情報を比較すれば、どの食材が調理されているのか推定できると説明されており、ここでも、この化学ポテンシャルを算出することにより、非接触で被調理物の芯温に変わって仕上がり状態を判断しようというものである。

しかし、この場合においても、先述したように、被調理物の状態によっては内部への熱の伝わり方が違うため、加熱による被調理物からの水分の蒸発量が変化し、単位時間当たりの重量変化率に差が生じることとなり、算出した化学ポテンシャルでも安定して被調理物の状態を検知するには充分ではない。

本発明は、上記のような課題を解決するためのもので、加熱による被調理物の重量変化から、被調理物の加熱側投影面積に対する実加熱接触面積の割合や、被調理物の厚み、また、被調理物の筋肉構造を形成するタンパク質と水分以外の割合、といった被調理物の状態を推定し、その被調理物の状態に合わせた加熱条件を制御することで、被調理物の重量変化から精度良く芯温の仕上がり状態を判断することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の加熱調理器は、
被調理物を加熱する加熱手段と、
被調理物の重量を計測する重量検知手段と、
使用者が加熱する被調理物の種類を選択する選択部と、
前記選択部で選択された被調理物の種類に対応する情報を記憶した情報記憶部と、
前記重量検知手段で計測された重量検知結果および前記選択部で選択された被調理物の種類に基づき前記加熱手段を制御する制御手段と、を設け、
前記制御手段は、
前記重量検知手段で計測した被調理物の第一重量値と、
前記第一重量値を計測後における前記加熱手段により加熱時の前記重量検知手段で計測した被調理物の第二重量値と、
使用者が前記選択部で選択した被調理物の種類に対応する前記情報記憶部に記憶されている情報と、を比較し、
加熱中の被調理物の状態を推定するものである。

これによって、被調理物の加熱側投影面積に対する実加熱接触面積の割合や、被調理物の厚み、また、被調理物の筋肉部を形成するタンパク質と水分以外の割合、といった被調理物の状態を推定することで、その被調理物の状態における内部伝熱状態に合わせた加熱条件に制御することができ、被調理物の重量変化から精度良く芯温の仕上がり状態を判断することができる加熱調理器を得ることがきる。

本発明の加熱調理器は、被調理物の加熱による重量変化から被調理物の状態を推定し、その被調理物の状態に適した加熱条件となるように加熱を制御して、重量変化から被調理物の芯温を推定して、被調理物を最適な状態に仕上げることができるものである。

本発明の第１の実施の形態における加熱調理器の概略構成を示す断面図 同加熱調理器の要部を示す概略構成図 同加熱調理器の要部を示す概略構成図 同加熱調理器における情報記憶部に記憶した重量変化と芯温変化の検量線を示す線図 同加熱調理器における各第一記憶状態重量値と重量変化率の勾配を示す線図 同加熱調理器における各第一記憶状態重量値と重量変化率の勾配を示す線図 同加熱調理器における勾配（Ａ）の演算を示す線図 同加熱調理器における勾配（Ａ）と情報記憶部に記憶した第一記憶状態重量値との比較を示した線図 同加熱調理器における情報記憶部に記憶した勾配（ＭＸ）の情報と重量検知から演算した勾配（Ａ）とを比較した線図 同加熱調理器における情報記憶部に記憶した勾配（ＭＸ）の情報と重量検知から演算した勾配（Ｂ）とを比較した線図 同加熱調理器における芯温値の推定を示した線図 本発明の第２の実施の形態における加熱調理器における第一記憶状態重量値と重量変化率の勾配（ＭＸ）を示す線図 同加熱調理器における情報記憶部に記憶した勾配（ＭＸ）の情報と重量検知から演算した勾配（Ａ）とを比較した線図 同加熱調理器における情報記憶部に記憶した勾配（ＭＸ）の情報と重量検知から演算した勾配（Ｂ）とを比較した線図 同加熱調理器における芯温値の推定を示した線図

第１の発明の加熱調理器は、
被調理物を加熱する加熱手段と、
被調理物の重量を計測する重量検知手段と、
使用者が加熱する被調理物の種類を選択する選択部と、
前記選択部で選択された被調理物の種類に対応する情報を記憶した情報記憶部と、
前記重量検知手段で計測された重量検知結果および前記選択部で選択された被調理物の種類に基づき前記加熱手段を制御する制御手段と、を設け、
前記制御手段は、
前記重量検知手段で計測した被調理物の第一重量値と、
前記第一重量値を計測後における前記加熱手段により加熱時の前記重量検知手段で計測した被調理物の第二重量値と、
使用者が前記選択部で選択した被調理物の種類に対応する前記情報記憶部に記憶されている情報と、を比較し、
加熱中の被調理物の状態を推定するものである。

これにより、被調理物の状態の内部伝熱状態に合わせた加熱条件に制御して、被調理物の重量変化から精度良く芯温の仕上がり状態を判断することができるようになる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、
被調理物の第一重量値は、
被調理物の加熱開始時、加熱開始から第一の所定時間到達時、および加熱開始から被調理物が第一の所定温度到達時のうちの少なくとも一方のタイミングにおいて重量検知手段で被調理物を計測した値とし、
被調理物の第二重量値は、
前記第一重量値を計測した時点から第二の所定時間到達時、および第一の所定温度と異なる加熱開始から被調理物が第二の所定温度到達時のうちの少なくとも一方のタイミングに
おいて前記重量検知手段で被調理物を計測した値とするものである。

これにより、加熱時間と加熱による重量変化をより正確に確認することになるため、情報記憶部に記憶させている被調理物の情報と、より精度良く対比させることができるようになる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、
調理中の被調理物の状態は、
被調理物の加熱側投影面積に対する実加熱接触面積の割合、被調理物の厚み、また、被調理物中の筋肉を形成するタンパク質と水分以外の比率の少なくともいずれか１つであるというものである。

これにより、被調理物の内部への伝熱状態の違いを判断することができる。

第４の発明は、第１から第３の何れか一つの発明において、
情報記憶部に記憶されている情報は、
被調理物の種類に対応して被調理物の第一記憶重量値と、
所定の加熱経過時点での第二記憶重量値と、
前記第一記憶重量値と前記第二記憶重量値から推定した被調理物の記憶芯温値と、
を有するものである。

これにより、加熱時間に対する被調理物の重量変化量から、被調理物の芯温の状態を推定することができるものである。

第５の発明は、第１から第４の何れか一つの発明において、
情報記憶部に記憶されている情報は、
被調理物の状態に対応して被調理物の第一記憶状態重量値と、
所定の加熱経過時点での第二記憶状態重量値と、
前記第一記憶状態重量値と前記第二記憶状態重量値から演算された重量変化率と、
前記第一記憶状態重量値と前記第二記憶状態重量値から推定した被調理物の記憶状態芯温値と、
を有するものである。

これにより、加熱時間に対する被調理物の重量変化量を、被調理物の状態に対して比較するため、その状態に適した加熱条件の変更や、また、被調理物の芯温の状態をより精度良く推定することができるものである。

第６の発明は、特に、第５の発明において、
制御手段は、
推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、情報記憶部に記憶された重量変化率となるよう加熱手段を制御するものである。

これにより、被調理物のより最適な仕上がりと、被調理物の芯温の状態をより精度良く推定することができるものである。

第７の発明は、特に、第５の発明において、
制御手段は、
推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、情報記憶部に記憶された重量変化率となるよう加熱手段を制御し、所定の記憶状態芯温値に対応する第二記憶状態重量値と相比例した第二重量値に到達時に、前記加熱手段を停止する、あるいは所定の記憶状態芯温値を
報知することの少なくとも一方を実施するものである。

これにより、被調理物の加熱し過ぎによる焼き焦げや身が硬くなるといった仕上がりの悪化を抑えて、最適な仕上がりで調理を完了させることができる。

第８の発明は、特に、第５の発明において、
加熱調理器に操作表示手段を備え、
制御手段は、
推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、情報記憶部に記憶された重量変化率となるよう加熱手段を制御し、前記操作表示手段に第二重量値、加熱開始前後で測定した第一重量値に対する第二重量値の割合、あるいは、第二記憶状態重量値から推定した被調理物の記憶状態芯温値の少なくとも一方の値を表示するものである。

これにより、被調理物の状態変化を使用者は可視的に認識できるようになるため、途中で加熱条件を自ら変更しても、その変化の状況を逐一、判断することができ、安心して調理を行うことができるようになる。

第９の発明は、特に、第５の発明において、
制御手段は、
推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、情報記憶部に記憶された重量変化率となるよう加熱手段を制御し、所定の記憶状態芯温値に対応する第二記憶状態重量値に到達時に、前記所定の記憶状態芯温値を変更すことができるものである。

これにより、一度、自分好みの仕上がり状態を記憶させれば、次に調理を行う際には、その好みの仕上がりになるまで加熱することになるので、使用性は向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における加熱調理器の概略構成を示す断面図を示すものである。

図１において、加熱調理器は、被調理物を収納し被調理物に熱を伝達して調理するための調理容器１と、調理容器１を載置するためのトッププレート２と、調理容器１を介して被調理物を加熱する加熱手段３と、加熱手段３を制御する制御手段４と、上面をトッププレート２で構成して少なくとも加熱手段３と制御手段４を内蔵する筐体５と、支持部６と、被調理物の重量を計測する重量検知手段７とを備えて構成している。

また、使用者の操作を受け付けたり、加熱調理器からの情報を表示するための操作表示手段８が制御手段４に接続され、使用者から見える位置に配置しており、操作表示手段８には、使用者が加熱する被調理物の種類を選択する選択部と重量検知手段７で計測した重量値等を表示する表示機能とを合わせて設けている。

本実施の形態においては、加熱手段３として、高周波電流の供給により高周波磁界を発生し、調理容器１を誘導加熱する誘導加熱コイルを用いている。また、加熱手段３である誘導加熱コイルから発生する高周波磁界を制御するため、高周波電流の周波数、電流量等を調節するインバータ９とその駆動を制御する駆動制御手段１０を制御手段４の一部に構成している。駆動制御手段１０は、操作表示手段８を介した使用者による操作や、インバータ９の電流、電圧、電力等の情報に基づいてインバータ９の駆動を制御し、インバータ
９から加熱手段３である誘導加熱コイルへ供給する高周波電流を調節し、調理容器１を加熱する電力を変化させているもので、主にマイクロコンピュータとその周辺回路によって構成されている。

筐体５は、下半分をｔ１ｍｍ程度の鋼板１１によって構成されている。この鋼板１１部分は、上面が開放した箱状となっている。箱状となった上端部分は、箱の外側方向に折り曲げられてフランジを形成している。このフランジは、トッププレート２の下面と当接されており、ねじ等でトッププレート２と固定されることで、鋼板１１部分とトッププレート２により略密閉された空間を形成し、筐体５を構成している。加熱手段３と制御手段４は、筐体５で形成された略密閉された空間に内蔵されている。

図２は、支持部６の周辺構成を示した概略構成図の一例である。支持部６は、筐体５の下半分を形成する鋼板１１と略同様の形状であるフランジ６ａを持つ箱状の鋼板で構成され、鋼板１１部分が収納出来るように一回り大きい形となっている。また、支持部６の底面は大きく開口しており、支持部６の強度を確保しつつ、重量を出来るだけ低く抑えるよう配慮されている。支持部６のフランジ６ａは、筐体５を収納した際に、トッププレート２からはみ出さないような幅となっている。また、支持部６の高さは、筐体５を収納した際に、トッププレート２と支持部６のフランジ６ａとの間に１ｍｍ程度の空隙が出来るように設定されている。さらに、支持部６のフランジ６ａ以外の部分は、調理等を行う載置台１２であるキッチン台の開口部１２ａに収納され、フランジ６ａ部分が載置台１２であるキッチン台の開口部端部に吊り下がるような寸法として設置される。つまり、支持部６は、筐体５とともに載置台１２に収納されるとともに、そのフランジ６ａ部分が載置台１２であるキッチン台の開口部１２ａに吊り下がるようにして載置され、支持部６のフランジ６ａとトッププレート２との間には空隙が設けられるような位置関係にある。

このような位置関係で筐体５及び支持部６が載置台１２であるキッチン台に設置された際、載置台１２であるキッチン台の表面から上に出る部分は、トッププレート２の厚み約４ｍｍ、支持部６鋼板厚みの約１ｍｍ、トッププレート２と支持部６のフランジ６ａ間の空隙１ｍｍの合計約６ｍｍとなり、高さを抑えた非常に薄い状態となっている。

図３は、重量検知手段７の周辺構成を示した概略構成図である。重量検知手段７は、重量センサ１３であるロードセルと、筐体５との固定接続部１４と、筐体５や調理容器１等の荷重を支持部６へ伝えるための荷重伝達部１５とを備えている。重量センサ１３であるロードセルは、貫通孔を設けたビーム型と呼ばれるもので、部品高さは約２ｃｍにはなるが非常に精度に優れたものを採用している。また、荷重伝達部１５の先端は凸状のレンズ形状となっており、支持部６の相当する部分に設けられた凹状のレンズ形状の荷重受け部１６に載置されるようになっている。これは、荷重伝達部１５と荷重受け部１６とが点接続され、重量検知手段７に対して出来るだけ鉛直方向に荷重がかかるよう、水平方向からの荷重が発生しないようにするためのものである。

支持部６は、筐体５の鋼板１１部分を収納出来るように一回り大きな形となっており、またその高さは筐体５を収納した際に、トッププレート２と支持部６のフランジ６ａとの間に１ｍｍ程度の空隙が出来るように設定されているため、筐体５と支持部６は、重量検知手段７のみを介して接続されている位置関係にある。つまり、筐体５は、載置台１２であるキッチン台の開口部１２ａの開口面よりも低い位置で重量検知手段７を介して支持部６によって支えられ、重量検知手段７は、筐体５及びトッププレート２上に載置された調理容器１等の被載置物の重量を検知する状態となる。

重量検知手段７は、図２に示すように筐体５の底面四隅に配置され、それぞれに印加される荷重を検知する。検知した出力信号は、図１に示すように信号線を介して制御手段４
に伝達され、重量に換算された後に操作表示手段８に表示される。

また、重量検知手段７は、筐体５における外の底面に配置されることになる。つまり、重量検知手段７は、筐体５と支持部６の間に配置されることになる。このような配置によって、長期間の使用や衝撃等の影響によって重量検知手段７の性能が十分に発揮出来ないような状況となった場合であっても、筐体５ごと交換するのではなく、重量検知手段７だけを交換し、継続して使用することが容易となっている。

制御手段４には、加熱手段３を制御する駆動制御手段１０の他に、操作表示手段８の選択部で選択された被調理物の種類に対応する情報を記憶した情報記憶部１７を設けている。この情報記憶部１７には、被調理物の種類に対応して、所定の被調理物の重量、かつ、所定の温度で加熱した際の加熱開始時の第一記憶重量値と、第一記憶重量値から所定時間加熱後の第二記憶重量値を所定時間の段階的な経過とともに変化する複数の第二記憶重量値の情報と、記憶した第二記憶重量値の各所定時間での被調理物内部の中心温度（芯温）を記憶芯温値として情報を記憶している。

さらに、情報記憶部１７には、この第一記憶重量値、第二記憶重量値、記憶芯温値は、各種の被調理物の状態において、１．被調理物の加熱側の投影面積に対して、実際に、調理容器に接触する加熱接触面積の割合（以下、状態因子１と称す）、２．被調理物の厚み（以下、状態因子２と称す）、３．被調理物中の筋肉構造を形成するタンパク質と水分以外の比率（以下、状態因子３と称す）、の被調理物の伝熱作用に影響を与える状態因子を設定し、各々の状態因子において、その水準を高／中／低の３水準に分け、その状態因子での各水準における第一記憶状態重量値、第二記憶状態重量値、記憶状態芯温値にまで細分化した情報を記憶させている。

ここで、上述した状態因子というのは、例えば、状態因子１は、被調理物である鶏モモ肉の切り身のソテーにおいて見られるように、切り身は、平滑な皮面に対して筋肉面は凹凸した状態であるため、調理容器の加熱面に接するのが凸部分のみとなり、凹部は加熱面から空間ができてしまうため、その分、被調理物への熱供給量が減り、中心部分（芯温）の温度上昇率が減少することになる。この凹凸の度合い、つまり、被調理物の加熱側投影面積に対する実加熱接触面積の割合の程度によって、伝熱速度が変わるという状態因子である。

状態因子２は、被調理物の厚み、すなわち、被調理物の中心までの距離が増えると、加熱による被調理物内部の水分が流出する速度が変化するため、被調理物の中心温度（芯温）の温度上昇率は減少するという状態因子である。これは、加熱による筋細胞の収縮によって結合している内部の水分が押し出される際、筋細胞を構成する筋線維の間を通り、被調理物の表面へと抜け出るため、その経路長が長くなること、また、筋収縮による水分を流出する圧力（速度）の変化等によって、水分の流出率に影響していると考えられる。

状態因子３は、被調理物である牛肉の場合で言えば、脂肪分の割合や、リブステーキに見られるような骨の割合といった筋肉部以外の部位の比率を言い、また、魚の場合で言えば、切り身の状態であれば筋肉部分と皮部分のみとなるが、頭から尾ビレまで１尾の状態で調理する場合、筋肉部、皮部以外に、骨部分が加わるといった筋肉部以外の部位の比率のことである。筋肉部と脂肪部、骨部とでは伝熱速度に違いがあり、例えば、牛肉のリブステーキで全体の重量が３００ｇあったとしても、実質の筋肉部分は２００ｇで残りの１００ｇが骨部分の重量であったとすると、加熱による重量変化が大きいのは筋肉部分であるため、筋肉部以外の重量の割合が多いと重量変化率は減少することになるといった差異が生じることになる。

これらの各状態因子において、一例ではあるが、状態因子１では、被調理物の加熱側投影面積に対する実加熱接触面積の割合が１００％、７５％、５０％の水準（高／中／低）となる被調理物のサンプルを、同じ重量のもので確認し、状態因子２では、被調理物の厚みを３０ｍｍ、２０ｍｍ、１０ｍｍの水準（高／中／低）とした同じ重量のサンプルで確認し、状態因子３では、被調理物の種類に応じて、骨部の割合（３０％、２０％、１０％）または脂肪分の割合（１０％、６％、３％）の水準（高／中／低）を変えて同じ重量のもので確認し、それぞれ各水準における加熱時間と重量変化との間の検量線、および、加熱時間と芯温変化との間の検量線を設定した。

図４に、その一例として、状態因子２における水準（中）における検量線を示す。図４に示したように、検量線は、第一記憶状態重量値と各所定時間における第二記憶状態重量値、および、各所定時間における記憶状態芯温値の一次曲線で示される線形の二つの相関線として情報を記憶しているものである。

さらに、この各状態因子における各水準は、第一記憶状態重量値を、被調理物の種類に応じて、例えば、牛肉ステーキの場合、図５、図６に示すように、１００ｇ、１５０ｇ、２００ｇ、２５０ｇ、３００ｇ、３５０ｇ、４００ｇというように、低い重量値から高い重量値までを等間隔に複数の基準重量値を設定し、各基準重量値における第二記憶状態重量値、記憶状態芯温値の情報を収集し、情報記憶部１７に記憶させている。ここで、図５、図６に示す検量線は、第一記憶状態重量値と第二記憶状態重量値とから得られる検量線のみを示しており、記憶状態芯温値の検量線は示していない。また、図中の勾配（Ｍ１）、勾配（Ｍ２）、〜勾配（Ｍ９）は各状態因子（状態因子１〜３）における各水準（高／中／低）の検量線を示している。このように、各状態因子、かつ、それを細分した各水準の検量線は、互いに一致しない情報である。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

調理を開始する際、トッププレート２上に加熱調理に使うための調理容器１を所定の位置に置き、油等を調理容器１の中に所定量を入れるまでの準備が完了した後、使用者が操作表示手段８の調理メニューから、これから調理を行なう被調理物の種類（牛肉／豚肉／鶏肉／サワラ／サケ…）と、これから行う調理方法の種類（焼き調理／揚げ調理）を選択し、“仕上がり判定調理”の開始を選択する。その時点で、制御手段４は、重量検知手段７から出力される検知出力信号を保持し、これを基準重量として操作表示手段８に「０ｇ」を表示し、加熱手段３によって調理容器１の加熱を開始させる。

この時、加熱温度は、選択した被調理物の種類と調理方法の種類の組合せに対応した基準の温度条件に自動で設定され、加熱が開始される。例えば、被調理部の種類を「牛肉」、調理方法の種類を「焼き調理」と選択すれば、情報記憶部１７に記憶されている芯温値が設定され、加熱開始は基準温度条件の１７０℃でスタートする。

調理容器１の温度は、調理容器加熱位置のトッププレート２直下に配置した温度検知手段（図示せず）により、調理容器１の底面温度を検知しており、その底面温度が基準温度条件の温度に到達すると、使用者に被調理物の投入開始の合図を操作表示手段８に表示して知らせる。

使用者が、調理容器１に被調理物を投入すると、重量検知手段７に負荷が増加した分、検知出力信号が増幅し、制御手段４で、その検知出力信号の増幅分を検出する。被調理物を投入した直後は、重量検知手段７からの検知出力信号に振幅が生じているため、その振幅が０に近づいた時点で、投入した被調理物の重量を第一重量値として記憶する。このとき、例えば、２２０ｇのステーキ肉を投入したとすると、第一重量値として約２２０ｇを
記憶することになる。第一重量値を記憶した時点から約１秒毎に被調理物の重量を第二重量値として記憶し、そして、第一重量値を記憶した時点から約３０秒間の第一重量値と１秒毎の各第二重量値から、図７のように、制御手段４において、平均化した線形の相関線を演算し、単位時間当たりの重量変化率の勾配（Ａ）を演算し導き出す。図７中のプロット点は、約１秒毎に検知した第二重量値の値であり、図中の一次曲線は、プロットされた点をより平均化した相関線であり、演算で得られた相関線の傾きを重量変化率の「勾配」として導き出している。

ここで、被調理物の重量変化は、被調理物の筋細胞を構成する筋原線維タンパク質に水分子が結合しており、筋細胞が加熱されるにつれてタンパク質が凝固し、筋原線維が縮んで内部の水分が押し出される。その流出した水分が加熱面に落ちて蒸発することにより、被調理物の重量減少が起こるというものである。

次に、演算により導き出した勾配（Ａ）と開始時に選択した被調理物の種類と調理方法の組合せに対応して記憶している情報の中から、図８に示すように、投入した被調理部の第一重量値に最も近い第一記憶状態重量値の各状態因子を選択する。先の例で示したステーキ肉（２２０ｇ）では、第一記憶状態重量値が２００ｇの情報群を選択することになる。次に、その各状態因子の第一記憶状態重量値と第二記憶状態重量値から演算された重量変化率の勾配（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…）を情報記憶部１７から読み出し、図９に示すように、勾配（Ａ）と情報記憶部１７から読み出した勾配（ＭＸ）とを、（｜勾配（Ａ）−勾配（ＭＸ）｜）が最小となる勾配（ＭＸ）を比較演算して、各状態因子における水準のもっとも近いものを選択する。ここで、図９中の太線は、先の例で示したステーキ肉（２２０ｇ）の重量変化の検知から演算した線形の相関線であり、このステーキ肉の厚みが２３ｍｍであったため、状態因子２（勾配（Ｍ４）／勾配（Ｍ５）／勾配（Ｍ６））の内、中水準である勾配（Ｍ５）に近い勾配であった状態を示している。したがって、状態因子２の内、中水準である勾配（Ｍ５）を選択する。

次に、選定した被調理物の状態因子の重量変化率の勾配（ＭＸ）と被調理物の勾配（Ａ）とが一致するように加熱条件を制御手段４で制御を行う。もし、勾配（ＭＸ）＞勾配（Ａ）であれば、加熱温度を５℃上げ、勾配（ＭＸ）＜勾配（Ａ）であれば、加熱温度を５℃下げるといった加熱温度の制御である。加熱温度の制御は、制御手段４に含まれる駆動制御手段１０が、インバータ９が加熱手段３である誘導加熱コイルへ出力する高周波電流が徐々に増減するよう、インバータ９の駆動を制御し、駆動制御手段１０は、インバータ９の電圧、電流、電力をモニタし、設定した動作領域であることを確認しつつ、指示された加熱温度になるよう、インバータ９を駆動させている。

図１０に示すように、加熱条件を変更した時点の重量を第一重量値（Ｂ）として、再度、記憶する。加熱開始時に記憶した初期の第一重量値は、後からの演算に用いるため、第一重量値（Ａ）として区別し、演算部にそのまま残している。第一重量値（Ｂ）を検知した時点から、また、約１秒毎に被調理物の重量を第二重量値として記憶を再開する。

第一重量値（Ｂ）を記憶した時点から約１０秒間における、第一重量値（Ｂ）と１秒毎の各第二重量値から、図１０のように、制御手段４において、先ほどと同じように検知したプロット点を平均化した線形の相関線を演算し、単位時間当たりの重量変化率の勾配（Ｂ）を演算し導き出す。導き出した勾配（Ｂ）と選定した状態因子の勾配（ＭＸ）（図１０中には、先ほどの例で選択した勾配（Ｍ５）を表示）とを（式１）に基づき比較演算する。勾配（ＭＸ）との差分が所定の差分範囲として設定された設定値の範囲に収まっていなければ、再度、加熱温度を制御して（式１）に基づき比較演算し、勾配（ＭＸ）との差分が所定の差分範囲として設定された設定値の範囲に収まるまで、加熱制御を繰り返す。

（｜勾配（Ｂ）−勾配（ＭＸ）｜）＜（設定値）・・・（式１）
勾配（ＭＸ）との差分が所定の差分範囲として設定された設定値の範囲に収まると、第二重量値と第二記憶状態重量値とは、ほぼ一定の差分で推移する。その後、図１１に示すように、第二重量値に相対する第二記憶状態重量値と相関する記憶状態芯温値が被調理物の芯温値とほぼ一致すると推定し、推定した被調理物の芯温値が設定した芯温値となった時点で、加熱中の被調理物の仕上がり状態は最適な状態になったと判断して、制御手段４は、加熱を止め、使用者に操作表示手段８を介して調理が完了したことを知らせる。

以上のように本実施の形態においては、加熱による被調理物の重量変化と芯温変化との相関を、より精度良く一致させることができるようになるため、被調理物の加熱側投影面積に対する実加熱接触面積の割合や、被調理物の厚み、また、被調理物の筋肉部を形成するタンパク質と水分以外の割合、といった被調理物の状態が異なっても、
被調理物の状態を推定することで、その調理物の状態における内部伝熱状態に合わせた加熱条件に制御することができ、被調理物の重量変化から精度良く芯温の仕上がり状態を判断することができる。

本実施の形態において、操作表示手段８に、加熱処理開始時に検知した第一重量値（Ａ）に対する第二重量値の割合を表示する構成としてもよい。

被調理物の調理後の相対重量値は、参考値として料理本等に記載されていることがあり、使用者が被調理物の状態の変化を可視的に捉えることができる。

また、本実施の形態において、被調理物の重量変化率の勾配が、選定した被調理物の状態因子の重量変化率の勾配（ＭＸ）とほぼ一致した時点からは、操作表示手段に、第二重量値に相対する第二記憶状態重量値と相関する記憶状態芯温値を割り出し、推定した芯温値を表示してもよい。そうすれば、被調理物の状態を、使用者は、より可視的に捉えることができ、使用者の好みに応じた芯温値の仕上がりを変更するときも、より目安を持って変更することができるようになるため、使用性が向上する。

また、好みの仕上がりの設定を、芯温値で選択するのではなく、牛肉ステーキの場合、芯温値に相当する「レア」、「ミディアム」、「ウェルダン」といった表現で選択できるようにすれば、使用者は、好みの仕上がり状態を選択し易くなる。

また、その好みの芯温値に記憶状態芯温値の設定を変更すれば、次回からは、自動で自分好みの仕上がり状態を知らせてくれるようになる。

さらには、各状態因子に対し、基準の加熱温度条件ではなく、それぞれの状態因子で最適な加熱変化の検量線（第一記憶状態重量値、第二記憶状態重量値、記憶状態芯温値）の情報を合わせて持っており、被調理物の状態として状態因子を選定後、その状態因子における最適な加熱変化の検量線に変更して、この検量線に合わせるように被調理物の加熱制御を行えば、被調理物がどのような状態であっても最適な加熱条件により安定して仕上がり判定を行えるようになる。

また、本実施の形態では、状態因子３を、被調理物中の筋肉構造を形成するタンパク質と水分以外の比率としたが、特に、骨付き肉の場合、国ごとの料理スタイルで見てもその種類は多いため、被調理物の種類の選択に「骨付き肉」を設けて骨付きと骨なしとを区別すれば、骨付き肉もより精度良く芯温を推定できるようになる。

また、本実施の形態では、加熱手段３を誘導加熱コイルとして、調理容器１を誘導加熱する例を挙げたが、例えば、電熱ヒータ等による加熱であってもよいし、ガス等の直火に
よる加熱であってもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同構成となるため、構成が異なる部分について説明する。

情報記憶部１７には、被調理物の種類に対応し、かつ、１．被調理物の加熱側の投影面積に対する実加熱接触面積の割合（以下、状態因子１と称す）、２．被調理物の厚み（以下、状態因子２と称す）、３．被調理物の筋肉構造を形成するタンパク質と水分以外の比率（以下、状態因子３と称す）、の各々の状態因子において、その水準を高／中／低の３水準に分け、その各水準における第一記憶状態重量値と第二記憶状態重量値、および、記憶状態芯温値の情報を記憶させており、各状態因子における第一記憶状態重量値は、被調理物の種類に応じて全て同じ基準重量値で設定している。例えば、ステーキ肉の場合、図１２に示したように、基準重量値を２００ｇで設定し、各状態因子（状態因子１〜３）における各水準（高／中／低）の第一記憶状態重量値と第二記憶状態重量値とから得られる検量線の情報を記憶している。ここで、図１２には、第一記憶状態重量値と第二記憶状態重量値とから得られる検量線のみを図示しており、記憶状態芯温値の検量線は図示していない。

以上のように構成された加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

調理開始において、操作表示手段８の調理メニューから、これから調理を行う被調理物の種類と、これから行う調理方法の種類を選択し、操作表示手段８に「０ｇ」が表示されて加熱が開始され、使用者が被調理物の投入後、被調理物の第一重量値、第二重量値を計測、記憶して、制御手段４において、平均化した線形の相関線から単位時間当たりの重量変化率の勾配（Ａ）を演算するまでのステップは、実施の形態１と同様である。

演算した勾配（Ａ）と開始時に選択した被調理物の種類と調理方法の組合せに対応して記憶している各状態因子の第一記憶状態重量値と第二記憶状態重量値から演算された重量変化率の勾配（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３〜Ｍ９）を情報記憶部１７から読み出し、（｜勾配（Ａ）−勾配（ＭＸ）｜）が最小となる勾配（ＭＸ）を比較演算して、各状態因子における水準のもっとも近いものを選択する。

ここで、図１３に、情報記憶部１７から読み出した重量変化率の勾配（ＭＸ）と比較演算する模式図を示す。図１３中の太線は、被調理物（ステーキ肉：３００ｇ）の重量変化を検知した値から平均化した相関線である。図１３は、演算より導き出した勾配（Ａ）との差分が最も小さい、状態因子２の中水準である勾配（Ｍ５）を選択したことを示している。

次に、選定した被調理物の状態因子の重量変化率の勾配（ＭＸ）と被調理物の重量変化率の勾配（Ａ）の値が一致するように加熱条件を制御手段４で制御を行う。加熱条件を変更した時点の重量を第一重量値（Ｂ）として、再度、記憶する。第一重量値（Ｂ）を検知した時点から、また、約１秒毎に被調理物の重量を第二重量値として記憶を再開する。加熱調理開始時に記憶した第一重量値は、後からの演算に用いるため、第一重量値（Ａ）として区別し、制御手段４にそのまま残している。

第一重量値（Ｂ）を記憶した時点から約１０秒間における、第一重量値（Ｂ）と１秒毎の各第二重量値から、図１４のように、制御手段４において平均化した線形の相関線を演算し、さらに、その相関線から得られる単位時間当たりの重量変化率の勾配（Ｂ）を演算し、導き出した勾配（Ｂ）と選定した状態因子の勾配（ＭＸ）（図１４中には、先ほどの
例で選択した勾配（Ｍ５）を表示）の値との差分を（式１）に基づき比較演算する。勾配（ＭＸ）との差分が所定の差分範囲として設定された設定値の範囲内に収まっていなければ、再度、加熱温度を制御して（式１）に基づき比較演算し、勾配（ＭＸ）と勾配（Ｂ）との差分が所定の差分範囲として設定された設定値の範囲に収まるまで、加熱制御を繰り返す。

勾配（ＭＸ）との差分が所定の差分範囲として設定された設定値の範囲に収まると、第二重量値と第二記憶状態重量値とは、一定割合の相対関係で推移することになる。その状態では、被調理物の重量変化と、選定した状態因子の検量線との間で、水分の蒸発率が一致する点では芯温値もほぼ一致するとの推定ができ、第二重量値は、以下の（式２）より、第二重量値と水分の蒸発率が一致する第二記憶状態重量値を、第一記憶状態重量値と第二記憶状態重量値から算出される重量変化率の相関線から演算し、近似する第二記憶状態重量値に一致する記憶状態芯温値から、現時点の被調理物の芯温値の推定を行う（図１５参照）。

第二記憶状態重量値（Ｂ）＝（第一記憶状態重量値÷第一重量値（Ａ））×第二重量値・・・（式２）
この芯温値推定の比較演算を繰り返し、推定した芯温値が所定の芯温値となった時点で、加熱中の被調理物の仕上がり状態は最適な状態となったと判断して、加熱を止め、使用者に操作表示手段を介して、調理を完了したことを知らせる。

以上のように、本発明にかかる加熱調理器は、被調理物の加熱による重量変化から状態を推定し、その状態に合わせた加熱条件となるように加熱を制御して、重量変化から被調理物の芯温を精度良く推定して、被調理物を最適な状態に仕上げることができるようになる。したがって、種々の加熱調理器の用途にも使用できる。

３ 加熱手段
４ 制御手段
７ 重量検知手段
８ 操作表示手段
１７ 情報記憶部

Claims (9)

1. 被調理物を加熱する加熱手段と、
   被調理物の重量を計測する重量検知手段と、
   使用者が加熱する被調理物の種類を選択する選択部と、
   前記選択部で選択された被調理物の種類に対応する情報を記憶した情報記憶部と、
   前記重量検知手段で計測された重量検知結果および前記選択部で選択された被調理物の種類に基づき前記加熱手段を制御する制御手段と、を設け、
   前記制御手段は、
   前記重量検知手段で計測した被調理物の第一重量値と、
   前記第一重量値を計測後における前記加熱手段により加熱時の前記重量検知手段で計測した被調理物の第二重量値と、
   使用者が前記選択部で選択した被調理物の種類に対応する前記情報記憶部に記憶されている情報と、を比較し、
   加熱中の被調理物の状態を推定することを特徴とした加熱調理器。
2. 被調理物の第一重量値は、
   被調理物の加熱開始時、加熱開始から第一の所定時間到達時、および加熱開始から被調理物が第一の所定温度到達時のうちの少なくとも一方のタイミングにおいて前記重量検知手段で被調理物を計測した値とし、
   被調理物の第二重量値は、
   前記第一重量値を計測した時点から第二の所定時間到達時、および第一の所定温度と異なる加熱開始から被調理物が第二の所定温度到達時のうちの少なくとも一方のタイミングにおいて前記重量検知手段で被調理物を計測した値とすることを特徴とした請求項１記載の加熱調理器。
3. 調理中の被調理物の状態は、
   被調理物の加熱側投影面積に対する実加熱接触面積の割合、被調理物の厚み、また、被調理物中の筋肉を形成するタンパク質と水分以外の比率の少なくともいずれか１つであることを特徴とした請求項１または２に記載の加熱調理器。
4. 前記情報記憶部に記憶されている情報は、
   被調理物の種類に対応して被調理物の第一記憶重量値と、
   所定の加熱経過時点での第二記憶重量値と、
   前記第一記憶重量値と前記第二記憶重量値から推定した被調理物の記憶芯温値と、
   を有することを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱調理器。
5. 前記情報記憶部に記憶されている情報は、
   被調理物の状態に対応して被調理物の第一記憶状態重量値と、
   所定の加熱経過時点での第二記憶状態重量値と、
   前記第一記憶状態重量値と前記第二記憶状態重量値から演算された重量変化率と、
   前記第一記憶状態重量値と前記第二記憶状態重量値から推定した被調理物の記憶状態芯温値と、
   を有することを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱調理器。
6. 前記制御手段は、
   推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、前記情報記憶部に記憶された前記重量変化率となるよう前記加熱手段を制御することを特徴とした請求項５に記載の加熱調理器。
7. 前記制御手段は、
   推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、前記情報記憶部に記憶された前記重量変化率となるよう前記加熱手段を制御し、所定の記憶状態芯温値に対応する前記第二記憶状態重量値と相比例した前記第二重量値に到達時に、前記加熱手段を停止する、あるいは所定の記憶状態芯温値を報知することの少なくとも一方を実施することを特徴とした請求項５に記載の加熱調理器。
8. 前記加熱調理器に操作表示手段を備え、
   前記制御手段は、
   推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、前記情報記憶部に記憶された前記重量変化率となるよう前記加熱手段を制御し、前記操作表示手段に前記第二重量値、加熱開始前後で測定した前記第一重量値に対する前記第二重量値の割合、あるいは、前記第二記憶状態重量値から推定した被調理物の記憶状態芯温値の少なくとも一方の値を表示することを特徴とした請求項５に記載の加熱調理器。
9. 前記制御手段は、
   推定された加熱中の被調理物の状態に対応して、前記情報記憶部に記憶された前記重量変化率となるよう前記加熱手段を制御し、所定の記憶状態芯温値に対応する前記第二記憶状態重量値に到達時に、前記所定の記憶状態芯温値を変更可能とすることを特徴とした請求項５に記載の加熱調理器。

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