JP2004349099A

JP2004349099A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2004349099A
Application number: JP2003144460A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamashita; 佳洋山下; Hiroshi Tominaga; 博富永; Chika Kawazoe; 知香河添
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-22
Also published as: JP3991920B2

Abstract

【課題】鍋が操作部に近接していることを検知し、入力機能制限、加熱手段の出力抑制、または鍋と操作部が近接している旨の報知等を行う。
【解決手段】トッププレート８と同一面に操作部９を設けた構成において、鍋近接検知手段１４が、鍋１を介して導かれた加熱手段３の発生する漏洩磁界を測定して鍋１が操作部９に近接していることを検知し、制御手段１８が、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき、誘導加熱中の鍋１と操作部９が近接している場合は、操作部９の入力機能制限、加熱手段３の出力抑制、または鍋１と操作部９が近接している旨の報知等を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭において使用される誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機器に搭載の静電容量式タッチキーとして、平板状パネルに電極を設けてコンデンサを形成し、パネルに人が指で触れたことに起因する前記コンデンサの静電容量変化を直流電圧の変化に変換し検知するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−２９２８３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、鍋を設置する載置台と同一面にタッチキーを設けた場合、誘導加熱中に鍋をタッチキー上までずらす、または鍋内から吹きこぼれた調理物で鍋とタッチキーが繋がると、前記直流電圧に、鍋を介して導かれた加熱手段の発生する漏洩磁界に起因するリップル電圧がが重畳してしまい、指でキー操作しても安定した電圧変化を検知できずにキー押下と検知できなかったり、指でキー操作していないのに誤ってキー押下と検知してしまう、または鍋とキーを離して前記漏洩磁界の影響がなくなるのを前記直流電圧が変化したと判断し誤ってキー押下と検知してしまう場合があるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、鍋が操作部に近接していることを検知し、入力機能制限、加熱手段の出力抑制、または鍋と操作部が近接している旨の報知等を行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、トッププレートと同一面に設けた操作部からの入力信号に基づき加熱手段を通電制御する制御手段と、鍋を介して導かれた前記加熱手段の発生する漏洩磁界を測定し、前記鍋が前記操作部に近接していることを検知する鍋近接検知手段を備えたものである。
【０００７】
これにより、誘導加熱中の鍋と操作部が近接している場合は、入力機能制限、加熱手段の出力抑制、または鍋と操作部が近接している旨の報知等を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、鍋を誘導加熱する加熱手段と、前記加熱手段の上部に設けて前記鍋を設置可能なトッププレートと、前記トッププレートと同一面に設けた操作部と、前記操作部からの入力信号に基づき前記加熱手段を通電制御する制御手段と、前記鍋を介して導かれた前記加熱手段の発生する漏洩磁界を測定し、前記鍋が前記操作部に近接していることを検知する鍋近接検知手段を備えたことにより、鍋近接検知手段が、誘導加熱中の鍋と操作部が近接していることを検知し、制御手段は、操作部による入力機能を制限、加熱手段の出力を抑制、または機器を使用する者に鍋と操作部が近接していて入力操作できない旨の報知等を行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の操作部は、トッププレートに設けた電極部と、前記電極部に指が触れたことで変化する静電容量を電圧変化に変換して検知する入力手段を備え、鍋近接検知手段は、前記入力手段で検知する電圧のリップル成分振幅に基づき鍋が前記操作部に近接していることを検知するようにして、鍋近接検知手段は、操作部で形成する信号を基に鍋が操作部に近接していることを検知して、簡素な構成にて鍋近接検知手段を実現することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項２に記載の発明に対し、加熱手段へ電源供給される商用電源の零電圧点近傍を検知する零電圧検知手段を備えて、鍋近接検知手段は、前記零電圧検知手段より入力する信号に基づき、前記商用電源の零電圧点およびピーク電圧点近傍のタイミングにて入力手段で入力し、それぞれ検知した電圧の差に基づきリップル成分振幅を測定するようにして、鍋近接検知手段は、最小限の入力データにて鍋が操作部に近接していることを検知して、鍋近接検知手段の構成を更に簡素化、または鍋と操作部の近接検知精度や速度を向上することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、特に、請求項１〜３に記載の制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき操作部による入力機能を制限するようにして、制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき鍋と操作部が近接している間は電圧変化の検知を禁止し、鍋と操作部が近接する、または鍋を操作部から離して前記漏洩磁界の影響がなくなると誤って操作と検知してしまうのを防ぐことができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、特に、請求項１〜４に記載の発明に対し、報知手段を備えて、制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき鍋が操作部に近接している旨の報知を行うよう前記報知手段を制御するようにして、制御手段は、機器を使用する者に鍋と操作部を離すように促して、操作部による入力操作が正常に行える状態に戻すことができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、特に、請求項１〜５に記載の制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき加熱手段の出力を抑制するようにして、制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき鍋と操作部が近接している間は加熱手段の出力を停止または低出力に制限し、操作部の誤検知を引き起こす要因を排除して機器の安全性を高めることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における誘導加熱調理器のブロック図を示したものである。図１おいて、１は鍋、２は商用電源、３は加熱手段で、整流器４、加熱コイル５、スイッチング素子６、およびインバータ回路７で構成されている。８はトッププレート、９は操作部で、電極部１０および１１、入力手段１２で構成されている。１３はタイマ手段、１４は鍋近接検知手段、１５は報知手段で、発光ダイオード（ＬＥＤ）や液晶表示素子（ＬＣＤ）等で構成された表示手段１６、およびブザー等で構成された音響手段１７にて構成される。１８は制御手段で、操作部９からの入力信号に基づき加熱手段３を通電制御し、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき鍋１と操作部９が近接していることを検知する。
【００１６】
加熱手段３では、スイッチング素子６を約２３ｋＨｚでオンオフさせて加熱コイル５に高周波電流を供給し、加熱コイル５と磁気結合する鍋１を加熱する。
【００１７】
操作部９では、電極部１０および１１でコンデンサを形成し、入力手段１２は、電極部１１に４００ｋＨｚの高周波電圧を印加し、電極１０および１１で形成されるコンデンサを経由して得た信号を整流・平滑して直流電圧に変換し出力する。そして、電極部１０に指が触れると電極部１０および１１で形成されるコンデンサの静電容量が変化し、入力手段１２はこれを電圧変化に変換して出力する。
【００１８】
タイマ手段１３では、１ｍｓ（ミリ秒）を計時し、前記１ｍｓ計時する毎に信号出力する。
【００１９】
鍋近接検知手段１４では、タイマ手段１３より入力する信号に基づき、入力手段１２の出力する信号を入力し、１０回入力データの最大値と最小値との差が所定値以上であることより鍋１と操作部９が近接していることを検知する。
【００２０】
制御手段１８では、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき鍋１と操作部９が近接していることを検知して、操作部９から入力する信号の受付を禁止する。
【００２１】
また、図２は、本発明の実施例１における誘導加熱調理器の外観図である。図２に示すように、機器上面にトッププレート８が配置されて加熱コイル５上部に鍋１を設置可能とし、操作部９はトッププレート８と同一面上にて機器を使用する者が操作し易いように鍋１が設置される部位よりも手前に配置されている。
【００２２】
また、図３は、本発明の実施例１における入力手段１２の回路構成図である。図３に示すように、発振器１２１の出力する４００ｋＨｚ高周波信号を基に高周波電圧を形成して電極部１１に印加する。機器を使用する者が電極部１０に指で触れていない場合は、電極部１１に印加される高周波電圧はコンデンサＣ１２２を経由して抵抗器Ｒ１２５以降の回路に伝達され、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは所定の直流電圧となる。しかし、機器を使用する者が電極部１０に指で触れた場合は、電極部１１に印加される高周波電圧の一部は電極部１１、トッププレート８、電極部１０、指を介してアースに流れて抵抗器Ｒ１２５以降の回路に伝達される電圧振幅は減衰し、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは低下する。
【００２３】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、図４〜５を用いてその動作を説明する。図４は、指が操作部９に触れたときの動作を示す図である。
【００２４】
まず、操作部９に指が触れていないときは、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは約３．２０Ｖの直流電圧になる。そして、制御手段１８は、入力手段１２の出力電圧Ｖｏを入力し、基準電圧Ｖｒｅｆとして保持する。
【００２５】
その後、操作部９に指が触れると、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは約２．８０Ｖの直流電圧まで低下する。そして、制御手段１８は、入力手段１２の出力電圧Ｖｏを入力し、基準電圧Ｖｒｅｆとの差（３．２０Ｖ−２．８０Ｖ＝０．４０Ｖ）が０．３４Ｖ以上であることより、機器を使用する者が指で操作部９を操作したと検知する。
【００２６】
また、図５は、鍋１と操作部９が近接したときの動作を示す図である。まず、鍋１と操作部９が近接していないときは、図４の指が触れていないときと同様に、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは約３．２０Ｖの直流電圧になる。
【００２７】
しかし、例えば、調理中に鍋１が操作部９に接触する、または吹きこぼれた鍋１内の調理物で鍋１と操作部９が繋がる等で鍋１と操作部９が近接すると、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは、約３．２０Ｖの直流成分に商用電源２に同期したリップル成分が重畳した電圧となり、加熱手段３の出力が２ｋＷでは鍋１と操作部９との近接度合いによって、前記リップル電圧振幅は０．４Ｖ以上となる。
【００２８】
このとき、鍋近接検知手段１４は、タイマ手段１３からの入力信号に基づき、入力手段１２の出力電圧Ｖｏを１ｍｓ毎に１０回入力し、１０回入力データの最小値をＶｍｉｎ、最大値をＶｍａｘとして保持する。そして、鍋近接検知手段１４は、２つの電圧差（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）が０．０６Ｖ以上であると鍋１と操作部９が近接状態にあると検知する。
【００２９】
そして、制御手段１８は、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき、鍋１と操作部９が近接状態にあることを検知すると、入力手段１２の出力電圧Ｖｏを基準電圧Ｖｒｅｆに採用するのを禁止し、かつ基準電圧Ｖｒｅｆとの差が０．３４Ｖ以上であっても機器を使用する者が指で操作部９を操作したと判断しないようにして、操作部９による入力操作を禁止する。
【００３０】
以上の構成により、調理中に鍋１と操作部９が接触、または吹きこぼれが鍋１内の調理物で鍋１と操作部９が繋がる等で鍋１と操作部９が近接しても誤って操作部９による入力操作と検知するのを防ぎ、鍋１と操作部９の近接状態が解消された後は操作部９による入力操作を正常に受け付けることができる。
【００３１】
なお、タイマ手段１３が計時するサンプリング周期＝１ｍｓと、鍋近接検知手段１４が入力手段１２の出力信号を入力し最小値／最大値を決定するための入力データ数＝１０の値は、サンプリング周期×入力データ数が商用電源２の電源半周期分（６０Ｈｚで８．３３ｍｓ、５０Ｈｚで１０ｍｓ）以上になるような関係であれば変更可能である。
【００３２】
（実施例２）
図１は本発明の実施例２における誘導加熱調理器のブロック図であり、実施例１で示したものと同一の構成手段である。
【００３３】
実施例１と異なる点は、制御手段１８は、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき鍋１と操作部９が近接していることを検知すると、操作部９から入力する信号の受付を禁止するとともに、報知手段１５を構成する表示手段１６および音響手段１７を制御して、機器を使用する者に鍋１と操作部９が近接していて入力操作できない旨を視覚的および聴覚的に報知するようにしたことである。
【００３４】
以上の構成により、鍋１と操作部９が近接すると、機器を使用する者に鍋１と操作部９を離すように促して、操作部９による入力操作が正常に行える状態に戻すことができる。
【００３５】
（実施例３）
図１は本発明の実施例３における誘導加熱調理器のブロック図であり、実施例２で示したものと同一の構成手段である。
【００３６】
実施例２と異なる点は、制御手段１８は、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき鍋１と操作部９が近接していることを検知すると、操作部９から入力する信号の受付を禁止し、報知手段１５にて機器を使用する者に鍋１と操作部９が近接していて入力操作できない旨の報知を行うとともに、加熱手段３の出力を停止するようにしたことである。
【００３７】
以上の構成により、鍋１と操作部９が近接すると、加熱手段３の出力を停止して、鍋１を介して導かれた加熱手段３の発生する漏洩磁界が操作部９に与える悪影響を排除し、機器の安全性を高めることができる。
【００３８】
なお、制御手段１８は、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき加熱手段３の出力を停止するまではいかなくとも、加熱手段３の出力を抑制するだけでも漏洩磁界が操作部９に与える悪影響を低減し効果はある。
【００３９】
（実施例４）
図６は本発明の実施例４における誘導加熱調理器のブロック図である。実施例３を示す図１と異なる点は、タイマ手段１３に代わり、商用電源２の零電圧点を検知する零電圧検知手段２０を設けて、鍋近接検知手段１４は、零電圧検知手段２０より入力する信号に基づき、入力手段１２の出力する信号を商用電源２の零電圧点近傍およびピーク電圧点近傍にてそれぞれ入力し、この入力値の差が所定値以上であることより鍋１と操作部９が近接していることを検知するようにしたことである。
【００４０】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、図７を用いてその動作を説明する。図７は、鍋１と操作部９が近接したときの動作を示す図である。
【００４１】
まず、鍋１と操作部９が近接していないときは、実施例１の図４で示した指が触れていないときと同様であり、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは約３．２０Ｖの直流電圧になる。
【００４２】
しかし、例えば、調理中に鍋１が操作部９に接触する、または吹きこぼれた鍋１内の調理物で鍋１と操作部９が繋がる等で鍋１と操作部９が近接すると、入力手段１２の出力電圧Ｖｏは、約３．２０Ｖの直流成分に商用電源２に同期したリップル成分が重畳した電圧となり、加熱手段３の出力が２ｋＷでは鍋１と操作部９との近接度合いによって、前記リップル電圧振幅は０．４Ｖ以上となる。
【００４３】
このとき、鍋近接検知手段１４は、零電圧検知手段２０からの入力信号に基づき、商用電源２の零電圧点近傍傍にて入力手段１２の出力電圧をＶｍｉｎとして入力し、商用電源２の１／４周期だけ待機した後にピーク電圧点近傍にて入力手段１２の出力電圧をＶｍａｘとして入力する。そして、鍋近接検知手段１４は、２つの電圧差（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）が０．０６Ｖ以上であると鍋１と操作部９が近接状態にあると検知する。
【００４４】
そして、制御手段１８は、鍋近接検知手段１４からの入力信号に基づき、鍋１と操作部９が近接状態にあることを検知し、操作部９による入力操作を禁止、加熱手段３を出力停止、および報知手段１５を構成する表示手段１６および音響手段１７を制御して、機器を使用する者に鍋１と操作部９が近接していて入力操作できない旨を視覚的および聴覚的に報知する。
【００４５】
以上の構成により、鍋近接検知手段１４は、最小限の入力データ数で鍋１と操作部９の近接状態を検知することができ、鍋近接検知手段１４の構成を簡略化することができる。
【００４６】
また、鍋近接検知手段１４は、商用電源２の零電圧点近傍およびピーク電圧点近傍で入力手段１２の出力信号を入力することができ、リップル成分の最小値／最大値を商用電源２の電源半周期にて確実に検知して、検知精度や速度を向上することができる。
【００４７】
なお、実施例１〜４では、鍋近接検知手段１４は、入力手段１２の出力信号に基づき鍋１と操作部９の近接度合いを検知することで比較的簡単な構成としているが、鍋１を介して導かれた加熱手段３の発生する漏洩磁界を測定するための手段を別途設けた構成とすることもできる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜６に記載の発明によれば、鍋と操作部が接触、または鍋内の調理物の吹きこぼれにより鍋と操作部が電気的な近接状態になると、操作部による入力操作の禁止、加熱手段の出力抑制、または鍋と操作部が近接している旨を報知して機器を使用する者に鍋と操作部を離すよう促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１〜３における誘導加熱調理器のブロック図
【図２】本発明の実施例１における誘導加熱調理器の外観図
【図３】同、入力手段の回路構成図
【図４】同、指が操作部に触れたときの動作を示す図
【図５】同、鍋と操作部が近接したときの動作を示す図
【図６】本発明の実施例４における誘導加熱調理器のブロック図
【図７】同、鍋と操作部が近接したときの動作を示す図
【符号の説明】
１鍋
２商用電源
３加熱手段
８トッププレート
９操作部
１０、１１電極部
１２入力手段
１４鍋近接検知手段
１５報知手段
１８制御手段
２０零電圧検知手段

Claims

鍋を誘導加熱する加熱手段と、前記加熱手段の上部に設けて前記鍋を設置可能なトッププレートと、前記トッププレートと同一面に設けた操作部と、前記操作部からの入力信号に基づき前記加熱手段を通電制御する制御手段と、前記鍋を介して導かれた前記加熱手段の発生する漏洩磁界を検出し、前記鍋が前記操作部に近接していることを検知する鍋近接検知手段を備えた誘導加熱調理器。
操作部は、トッププレートに設けた電極部と、前記電極部に指が触れたことで変化する静電容量を電圧変化に変換して検知する入力手段を備え、鍋近接検知手段は、前記入力手段で検知する電圧のリップル成分振幅をもとに鍋が前記操作部に近接していることを検知する構成とした請求項１記載の誘導加熱調理器。
加熱手段へ電源供給する商用電源の零電圧点近傍を検知する零電圧検知手段を備え、鍋近接検知手段は、前記零電圧検知手段より入力する信号に基づき、前記商用電源の零電圧点およびピーク電圧点近傍のタイミングにて入力手段の検知入力を行い入力したそれぞれの電圧の差に基づきリップル成分振幅を測定する構成とした請求項２記載の誘導加熱調理器。
制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき操作部による入力機能を制限する構成とした請求項１〜３のいづれか１項に記載の誘導加熱調理器。
報知手段を備えて、制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき鍋が操作部に近接している旨の報知を行うよう前記報知手段を制御する構成とした請求項１〜４のいづれか１項に記載の誘導加熱調理器。
制御手段は、鍋近接検知手段からの入力信号に基づき加熱手段の出力を抑制する構成とした請求項１〜５のいづれか１項に記載の誘導加熱調理器。