JP2005228478A - 電磁調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】 予備加熱手段を備えた電磁調理器において，予備加熱手段の故障により該電磁調理器全体に電気的な破壊が影響し，該電磁調理器全体の安全性が低下する。
【解決手段】 被加熱器具を載置するプレートと，前記プレートの下部に設けられた加熱コイルと，前記プレートの所定位置の温度を検出する１又は複数の温度検出素子と，前記温度検出素子の検出結果に応じて外部の交流電源から前記加熱コイルへ供給される電力を制御する電力制御手段とを具備してなる電磁調理器において，前記温度検出素子の近傍を予備加熱する１又は複数の予備加熱手段と，前記交流電源から，前記予備加熱手段への電力供給経路に設けられ，前記交流電源と前記予備加熱手段とを電気的に絶縁する絶縁手段とを具備してなることを特徴とする電磁調理器として構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は，プレート上に載置された被加熱器具を前記プレートの下部に設けられた加熱コイルにより電磁加熱する電磁調理器に関するものである。

電磁調理器は通常，プレート上に載置された鍋やフライパンなどの被加熱器具をプレートの下部に設けられた加熱コイルにより電磁加熱して調理をおこなう。このとき，プレート下部に設けられた温度検出素子による検出温度が，所定の設定温度を超えた場合に，異常過熱と判定し，加熱コイルへの通電の停止又は抑制をおこなう異常過熱防止機能を備えるものが一般的である。
前記異常過熱防止機能を備えた電磁調理器が特許文献１および２に示されている。

さらに近年，上記異常過熱防止機能には，加熱ヒータなど（予備加熱手段）で温度検出素子の近傍の温度を比較的高い温度に保持し，異常過熱と判定する設定温度と，前記保持された温度との温度差を少なくすることにより，異常過熱を検知する時間遅れを少なくする手法が用いられる。

上記予備加熱をおこなう予備加熱手段を備えた電磁調理器Ｘが図４に示されている。図４において，電磁調理器Ｘは，筐体１０６に支持されて鍋１０７（被加熱器具）を載置するプレート１０３と，該プレートの下部に設けられ前記プレート上に載置された前記鍋１０７を電磁加熱する加熱コイル１０１と，前記プレート下部の複数の所定位置それぞれに接して設けられ，その所定位置の温度を検出する複数のサーミスタ１０４（温度検出素子）と，該サーミスタ１０４の近傍を予備加熱する予備加熱ヒータ１０５（予備加熱手段）と，前記加熱コイル１０１への電力の供給を制御する電力制御回路を備えた制御部１０２とを具備している。
上記予備加熱ヒータ１０５は，上記加熱コイル１０１への通電の停止状態において，上記サーミスタ１０４の近傍の温度を，所定の予備加熱温度（以下，予熱温度Ｔｐｒという）まで予備加熱する。

この予備加熱の作用効果について，図５及び図６を用いて説明する。
図５及び図６は，電磁調理器Ｘにおいて，それぞれ緩やかな温度変化，及び急な温度変化で加熱が行われた場合の，前記鍋１０７の温度，及び前記サーミスタ１０４の配置位置における前記プレート１０３下部の温度の変化を表すグラフである。
図５及び図６において，太い実線で表すグラフが鍋１０７の温度（以下，鍋温度Ｔnという），細い実線で表すグラフが上記予備加熱ヒータ１０５による予備加熱を行わない場合における上記サーミスタ１０４の配置位置の上記プレート１０３の下部温度（以下，予熱無しプレート温度Ｔｐ１という），太い破線で表すグラフが前記予備加熱ヒータ１０５による予備加熱を行う場合における前記サーミスタ１０４の配置位置の前記プレート１０３の下部温度（以下，予熱有りプレート温度Ｔｐ２という）を表す。

上記制御部１０２により，上記加熱コイル１０１への供給電力を低く抑えて加熱した場合（図５参照），上記鍋温度Ｔnは常温Ｔaから緩やかな勾配で徐々に上昇し，この温度上昇に対して時間遅れをもって上記予熱無しプレート温度Ｔｐ１は常温Ｔaからより緩やかな勾配で徐々に上昇する。
このとき，上記予熱有りプレート温度Ｔｐ２は，上記鍋温度Ｔnの上昇により予備加熱ヒータ１０５の周囲に対する放熱量が減少するため，前記鍋温度Ｔnの上昇に対して時間遅れをもって常温Ｔaよりも高い所定の予熱温度Ｔｐｒから緩やかな勾配で徐々に上昇する。
そして，十分な時間ｔ１の経過後には，上記鍋温度Ｔnと上記予熱無しプレート温度Ｔｐ１及び上記予熱有りプレート温度Ｔｐ２とは，相互にほぼ一定の差を保って推移する。
また，予備加熱がおこなわれている分だけ，上記予熱有りプレート温度Ｔｐ２の方が上記予熱無しプレート温度ＴＰ１よりも高い温度で推移する。
このときの上記鍋温度Ｔnと上記予熱無しプレート温度Ｔｐ１，および上記予熱有りプレート温度Ｔｐ２との各温度差ΔＴｕ，ΔＴｓを，前記鍋温度Ｔｎが異常であるとする過熱温度Ｔｘから差し引いた温度を，それぞれ予備加熱をおこなわない場合の異常過熱と判定する設定温度Ｔu及び予備加熱をおこなう場合の前記設定温度Ｔｓとする。

一方，水が入った上記鍋１０７を上記プレート１０３上に載置し，上記制御部１０２によって上記加熱コイル１０１への供給電力を高くして加熱した場合（図６参照），水が沸騰する時点ｔ２までは図５に示したのと同様に各プレート温度Ｔｐ１，Ｔｐ２は，上記鍋温度Ｔｎの上昇に対して時間遅れをもって緩やかな勾配で徐々に上昇する。
次に，上記水の沸騰中（ｔ２〜ｔ３）は，上記鍋温度Ｔｎは一定温度となり，これにやや遅れて各プレート温度Ｔｐ１，Ｔｐ２も一定となる。この間も，予備加熱が行われている分だけ，上記予熱有りプレート温度Ｔｐ２の方が上記予熱無しプレート温度Ｔｐ１よりも高い温度で推移する。
そして，上記鍋１０７内の全ての水が蒸発した時点ｔ３から，上記鍋温度Ｔｎは急上昇する。いわゆる空焚き状態である。これに対し，各プレート温度Ｔｐ１，Ｔｐ２も時間遅れをもって追従して温度上昇する。
更に，温度上昇が継続し，上記鍋温度Ｔｎが上記過熱温度Ｔｘに到達（ｔ４）すると，これに遅れて上記予熱有りプレート温度Ｔｐ２が上記設定温度Ｔsに到達（ｔ５）し，さらに遅れて上記予熱無しプレート温度Ｔｐ１が上記設定温度Ｔuに到達（ｔ６）する。

すなわち，上記予熱有りプレート温度Ｔｐ２が上記設定温度Ｔｓに到達する時間の方が，上記予熱無しプレート温度Ｔｐ１が上記設定温度Ｔｕに到達する時間よりも短くなる。このように，上記予備加熱の作用効果により上記鍋１０７（被加熱器具）の異常過熱を検知する時間遅れを少なくすることができる。
特許第３０７０２８９号公報 特開平６−２６７６４６号公報

上記のように予備加熱手段を備え，予備加熱をおこなうことで，異常過熱を検知する時間遅れを少なくすることができるが，電磁調理器の多くは外部の交流電源からの電力供給を受けて，被加熱器具の加熱をおこなうものであり，このとき，前記予備加熱手段を電気的に直接前記交流電源と接続していると，前記予備加熱手段の導通不良などの故障，又は動作不具合などが起こった場合に，前記交流電源の大きなエネルギーによる電気的な破壊が該電磁調理器全体に影響し，該電磁調理器全体の安全性が低下するという問題がある。

さらに，加熱コイルが複数設けられ，それに対応して上記予備加熱手段が１又は複数設けられる場合において，前記複数の加熱コイルのいずれかを選択して加熱する場合，前記選択した加熱コイルに対応する予備加熱手段を予備加熱することのみならず，すべての予備加熱手段に通電することは，電力の無駄であって省エネルギーの観点から好ましくない。

したがって，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，
第一に，予備加熱手段を具備し，予備加熱をおこなう電磁調理器において，該電磁調理器全体の安全性を向上させた電磁調理器を提供することにあり，
第二に，加熱コイルが複数設けられ，それに対応して予備加熱手段が１又は複数設けられる場合において，無駄な消費電力を削減することにある。

上記第一の目的を達成するために本発明は，
被加熱器具を載置するプレートと，前記プレートの下部に設けられた加熱コイルと，前記プレートの所定位置の温度を検出する１又は複数の温度検出素子と，前記温度検出素子の検出結果に応じて外部の交流電源から前記加熱コイルへ供給される電力を制御する電力制御手段とを具備してなる電磁調理器において，前記温度検出素子の近傍を予備加熱する１又は複数の予備加熱手段と，前記交流電源から，前記予備加熱手段への電力供給経路に設けられ，前記交流電源と前記予備加熱手段とを電気的に絶縁する絶縁手段とを具備してなることを特徴とする電磁調理器として構成する。

また，上記温度検出素子が正温度係数サーミスタであり，上記予備加熱手段が，前記正温度係数サーミスタに通電して該正温度係数サーミスタを発熱させることにより上記予備加熱をおこなうものであってもよい。

また，上記予備加熱手段へ供給される電力を，交流とすることが望ましい。

また，上記第二の目的を達成するために本発明は，
上記加熱コイルが複数設けられ，それに対応して上記予備加熱手段が１又は複数設けられる場合において，前記予備加熱手段への通電を，前記加熱コイル毎に制御する通電制御手段を具備してなる電磁調理器として構成する。

本発明によれば，
上記交流電源と上記予備加熱手段とが上記絶縁手段により電気的に絶縁されるため，前記予備加熱手段の導通不良などの故障又は動作不具合などが起こった場合に，前記交流電源の大きなエネルギーによる電気的な破壊が該電磁調理器全体に影響することなく，該電磁調理器全体の安全性を向上させることができる。

また，上記温度検出素子が正温度係数サーミスタであり，上記予備加熱手段が，前記正温度係数サーミスタに通電して該正温度係数サーミスタを発熱させることにより上記予備加熱をおこなうものである場合においても，上記絶縁手段を具備することにより，上記温度検出素子に接続され，該温度検出素子の検出結果を判定する温度制御手段も同様に，上記交流電源から電気的に絶縁されるため，上記予備加熱手段の導通不良などの故障または動作不具合などがおこった場合に，前記交流電源の大きなエネルギーによる電気的な破壊が前記温度制御手段に影響することを防止することができ，さらに，前記温度制御手段がＣＰＵに接続される場合には，該ＣＰＵにまで影響して該電磁調理器全体が動作不能になることをも防止できる。

また，上記予備加熱手段へ供給される電力を，交流とすることにより，供給される電力が直流である場合に発生するエレクトロマイグレーション（electro-migration：電界の影響により，金属成分が非金属媒体表面を移動する現象）に起因する導通不良等を防止することができる。
さらに，交流電源から電気的に絶縁された交流回路の構成は，交流電源から電気的に絶縁された直流回路の構成に比べて部品点数が少なく，またコストを低減することができる。

また，上記加熱コイルが複数設けられ，それに対応して上記予備加熱手段が１又は複数設けられる場合において，前記予備加熱手段への通電を，前記加熱コイル毎に制御（通電する，通電を停止する，または通電を抑制するなど）する通電制御手段を具備してなることにより，
前記複数の加熱コイルのいずれかを選択して加熱する場合に，前記通電制御手段が，前記選択した加熱コイルに対応する予備加熱手段のみへの通電をおこなうことで，無駄な消費電力を削減するができる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る電磁調理器Ａの回路を示すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る電磁調理器Ｂの回路を示すブロック図である。

図１のブロック図を用いて，本発明の実施の形態に係る電磁調理器Ａの構造について説明する。
図１に示すように電磁調理器Ａは，被加熱器具（不図示，図４の１０７に相当）と，該被加熱器具を載置するプレート（不図示，図４の１０３に相当）と，該プレートの下部に設けられ，前記被加熱器具を電磁加熱する加熱コイル３と，前記プレート下部の所定位置の温度を検出する正温度係数サーミスタ４（温度検出素子）と，前記正温度係数サーミスタ４に接続され，該正温度係数サーミスタ４の検出結果を判定する温度制御手段５と，前記温度制御手段５による判定検出結果に応じて外部の交流電源１から前記加熱コイル３へ供給される電力を制御する電力制御手段２と，前記正温度係数サーミスタ４の近傍を予備加熱する予備加熱手段６と，前記交流電源１から，前記予備加熱手段６への電力供給経路に設けられ，前記交流電源１と前記予備加熱手段６とを電気的に絶縁する絶縁手段７とを具備して構成されている。
なお，上記正温度係数サーミスタ４はキュリー点を有する正温度係数サーミスタであり，１又は複数の正温度係数サーミスタである。
電力制御手段２は，操作ボタン（不図示）の操作に応じて前記加熱コイル３へ供給される電力を制御（通電する，通電を停止する，または通電を抑制するなど）することにより，加熱調整をおこなう。
また，電力制御手段２は，加熱中に上記正温度係数サーミスタ４による検出温度が，上記温度制御手段５によって所定の設定温度を超えたと判定された場合には，前記加熱コイル３へ供給される電力を制御（通電の停止または抑制）することにより，上記被加熱器具が過熱状態となることを防止する。
また，予備加熱手段６は上記正温度係数サーミスタ４の近傍を所定の温度まで予備加熱する。
このとき，上記予備加熱手段６の予備過熱に用いられる電力は，交流電源１から交流トランス等で構成される絶縁手段７を経て予備加熱手段６へ供給されており，たとえば予備加熱手段６が短絡故障した場合でも，前記交流電源１の大きなエネルギーによる電気的な破壊が該電磁調理器Ａ全体に影響することなく，電磁調理器Ａ全体の安全性を向上させることができる。

また，予備加熱手段６が，正温度係数サーミスタ１４に通電して該正温度係数サーミスタ４を発熱させることにより予備加熱をおこなうこともできる。すなわち，図２に示す電磁調理器Ｂのように，部品点数とコストを削減するために正温度係数サーミスタ１４に，温度検出素子と予備加熱手段とを兼用させることができる。
このとき，温度制御手段５が交流電源１と接続されることになるが，絶縁手段７を設けていることにより，たとえば上記正温度係数サーミスタ１４が短絡故障した場合でも，前記交流電源１の大きなエネルギーによる電気的な破壊が前記温度制御手段５に影響することを防止することができ，さらに，前記温度制御手段５がＣＰＵ（不図示）に接続される場合には，該ＣＰＵにまで影響して該電磁調理器全体が動作不能になることをも防止できる。

また，上記予備加熱手段６（１４）へ供給される電力は，交流とすることが望ましい。これによって，供給される電力が直流である場合に発生する上記エレクトロマイグレーションに起因する導通不良等を防止することができ，さらに，部品点数およびコストを低減することができる。

図３は本発明の別の実施の形態に係る電磁調理器Ｃの回路を示すブロック図である。
図３で示すように，電磁調理器Ｃは，被加熱調理器具（不図示，図４の１０７）を電磁加熱する加熱コイル２３Ａ，２３Ｂと，プレート（不図示，図４の１０３）下部の所定位置の温度を検出する正温度係数サーミスタ２４Ａ，２４Ｂと，該正温度係数サーミスタに接続され，該正温度係数サーミスタの検出結果を判定する温度制御手段２５Ａ，２５Ｂと，前記正温度係数サーミスタ２４Ａ，２４Ｂの検出結果に応じて外部の交流電源２１から前記加熱コイル２３Ａ，２３Ｂへ供給される電力を制御する電力制御手段２２Ａ，２２Ｂと，前記正温度係数サーミスタ２４Ａ，２４Ｂの近傍を予備加熱する予備加熱手段２６Ａ，２６Ｂと，前記交流電源２１から，前記予備加熱手段２６Ａ，２６Ｂへの電力供給経路に設けられ，前記交流電源２１と前記予備加熱手段２６Ａ，２６Ｂとを電気的に絶縁する絶縁手段２７と，前記交流電源２１から前記予備加熱手段２６Ａ，２６Ｂへの通電を前記加熱コイル毎に制御する通電制御手段２８を具備して構成されている。
なお，上記正温度係数サーミスタ２４Ａ，２４Ｂはそれぞれキュリー点を有する正温度係数サーミスタであり，前記正温度係数サーミスタは各加熱コイルに対応して，それぞれ１または複数配置される。
上記プレート上に載置される上記被加熱器具の温度を，前記プレートを介した熱伝達により，前記プレート下部に設けられた正温度係数サーミスタ２４Ａおよび２４Ｂで検出して，その結果をおのおの対応した温度制御手段２５Ａおよび２５Ｂにて判定をおこなう。この判定に基づいて，電力制御手段２２Ａおよび２２Ｂにより該加熱コイルへの電力供給を制御し，過熱防止がおこなわれる。
また予備加熱手段２６Ａおよび２６Ｂは，おのおの対応した正温度係数サーミスタ２４Ａおよび２４Ｂ近傍を予備加熱する。
このとき，該予備加熱手段２６Ａおよび２６Ｂの予備加熱に用いられる電力は，交流電源２１から交流トランス等で構成される絶縁手段２７を経て予備加熱手段２６Ａおよび２６Ｂへ供給される。
また，上記絶縁手段２７と予備加熱手段２６Ａ，２６Ｂの間に介装された通電制御手段２８は，前記予備加熱手段２６Ａおよび２６Ｂへの電力の供給を加熱コイル毎に制御することができ，予備加熱手段２６Ａ，２６Ｂに接続され，別々に作動可能な２個の接点リレー等で構成される。
たとえば，加熱コイル２３Ａのみに通電する場合には，通電制御手段２８は，加熱コイル２３Ａに対応する予備加熱手段２６Ａのみに接続された接点をＯＮにしてこれに通電し，予備加熱手段２６Ｂには通電しないように制御する。前記のように通電をおこなわない加熱コイル２３Ｂに対応する予備加熱手段２６Ｂへの通電を停止することができるので，無駄な消費電力の削減となる。
なお，本実施例では加熱コイルが複数設けられる場合に関して，加熱コイルが二つの場合を示したが，加熱コイルがさらに多く設けられる場合には，より効率的に予備加熱手段を稼動させることができる。

さらに，上記実施例では，予備加熱手段への通電制御手段は，交流電源から予備加熱手段への電力供給経路上の絶縁手段よりも後段に設けていたが，前記絶縁手段の前段に設ける構成としてもよい。該構成であれば，予備加熱手段を稼働しないときに絶縁手段２７で消費される電力も削減することができる。
また，上記実施例では，通電制御手段の例として接点リレーを示したが，通電制御機能を有するものであればこれに限らない。
また，上記実施例では，加熱コイル毎に一つの予備加熱手段を設けていたが，これを複数設けるとした場合には，該予備加熱手段への通電制御手段も複数設ける構成が考えられる。該構成であれば，加熱コイル毎に複数設けられた予備加熱手段のうち，必要に応じて適宜予備加熱をおこなうことで，絶縁手段に用いられるトランス容量を削減することができる。

以上説明した実施の形態および実施例では，絶縁手段の例として交流トランスを示したが，電気的に絶縁する機能を持てばこれに限るものではない。
また，実施の形態および実施例では，温度検出手段の例としてキュリー点を有する正温度係数サーミスタを示したが，これに限るものでなく，キュリー点を有さない正温度係数サーミスタや負温度係数サーミスタを用いても同様の効果を得られる。

本発明は，プレート上の被加熱器具を加熱コイルにより電磁加熱する電磁調理器への利用が可能である。

本発明の実施の形態に係る電磁調理器Ａの回路を示すブロック図。 本発明の実施の形態に係る電磁調理器Ｂの回路を示すブロック図。 本発明の実施例に係る電磁調理器Ｃの回路を示すブロック図。 電磁調理器Ｘの概略断面図。 電磁調理器Ｘにおいて緩やかな温度変化で加熱が行われた場合の被加熱器具温度及びプレート温度の変化を表すグラフ。 電磁調理器Ｘにおいて急な温度変化で加熱が行われた場合の被加熱器具温度及びプレート温度の変化を表すグラフ。

符号の説明

１，２１…交流電源
２，２２Ａ，２２Ｂ…電力制御手段
３，２３Ａ，２３Ｂ…加熱コイル
４，２４Ａ，２４Ｂ…サーミスタ（温度検出素子）
５，２５Ａ，２５Ｂ…温度制御手段
６，２６Ａ，２６Ｂ…予備加熱手段
７，２７…絶縁手段
１７…予備加熱手段を兼ねたサーミスタ（温度検出素子）
２８…通電制御手段
１０１…加熱コイル
１０２…制御部
１０３…プレート
１０４…サーミスタ（温度検出素子）
１０５…予備加熱ヒータ（予備加熱手段）
１０６…筐体
１０７…鍋（被加熱器具）
Ａ…本発明の実施の形態に係る電磁調理器Ａ
Ｂ…本発明の実施の形態に係る電磁調理器Ｂ
Ｃ…本発明の実施例に係る電磁調理器Ｃ
Ｘ…電磁調理器Ｘ

Claims (4)

1. 被加熱器具を載置するプレートと，前記プレートの下部に設けられた加熱コイルと，前記プレートの所定位置の温度を検出する１又は複数の温度検出素子と，前記温度検出素子の検出結果に応じて外部の交流電源から前記加熱コイルへ供給される電力を制御する電力制御手段とを具備してなる電磁調理器において，
   前記温度検出素子の近傍を予備加熱する１又は複数の予備加熱手段と，
   前記交流電源から，前記予備加熱手段への電力供給経路に設けられ，前記交流電源と前記予備加熱手段とを電気的に絶縁する絶縁手段と，
   を具備してなることを特徴とする電磁調理器。
2. 上記温度検出素子が正温度係数サーミスタであり，上記予備加熱手段が，前記正温度係数サーミスタに通電して該正温度係数サーミスタを発熱させることにより上記予備加熱を行うものである請求項１に記載の電磁調理器。
3. 上記予備加熱手段へ供給される電力が，交流である請求項１又は２記載の電磁調理器。
4. 上記加熱コイルが複数設けられ，それに対応して上記予備加熱手段が１又は複数設けられる場合において，前記予備加熱手段への通電を前記加熱コイル毎に制御する通電制御手段を具備してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電磁調理器。

Images