JP2008123804A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】被加熱調理器具の材質を問わず加熱することができ、低透磁率で電気伝導度が高い材料で構成される被加熱調理器具であっても効率良く加熱することができる誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】トッププレート３と密着するように板状加熱体７が設けられており、板状加熱体７は４個の単位加熱体から構成されている。単位加熱体は２枚のセラミック基板に通電発熱体を挟み込むように形成されており、セラミック基板は窒化アルミから形成されている。板状加熱体７は分割構成されており、当該板状加熱体７を構成するセラミック基板は窒化アルミから形成されているので、板状加熱体７を高温にして加熱調理を行う場合であっても板状加熱体７が破損することが防止でき、トッププレート３との密着を維持することができるので、鍋の材質を問わず加熱することができ、低透磁率で電気伝導度が高い材料の鍋であっても効率の良い加熱調理が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、調理器本体の上面を構成するトッププレート上に載置される被加熱調理器具を加熱するための誘導加熱コイルを備えた誘導加熱調理器に関する。

誘導加熱調理器においては、被加熱調理器具の材質を問わず加熱できるようにするために、アルミニウムや銅などの低透磁率で電気伝導度が高い材料で構成される被加熱調理器具を如何にしてトッププレートの上面から反発移動する「鍋浮き」現象が発生しないように、且つ、効果的に加熱するかが課題となっている。この課題を解決するための従来技術として、特許文献１には、誘導加熱コイルとトッププレートとの間にアルミニウムから形成される発熱体を挿入し、誘導加熱コイルにより発熱体に誘導電流を誘起させてジュール熱を発生させること（以下、誘導加熱と称す）により被加熱調理器具を加熱する構成が開示されている。
特許第３４６５７１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、発熱体を誘導加熱コイルで誘導加熱することで被加熱調理器具を加熱するため、加熱効率が悪いという問題点があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、被加熱調理器具の材質を問わず加熱することができ、低透磁率で電気伝導度が高い材料で構成される被加熱調理器具であっても効率良く加熱することができる誘導加熱調理器を提供することにある。

請求項１記載の誘導加熱調理器は、調理器本体と、この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、このトッププレートの下方に配置され、高周波電流の供給により前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に設けられ、通電されると発熱して前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を加熱する板状加熱体とを具備し、前記板状加熱体は、窒化アルミからなるセラミック基板と、このセラミック基板に重ねられた通電発熱体とを備えていることを特徴とする。

請求項２記載の誘導加熱調理器は、調理器本体と、この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、このトッププレートの下方に配置され、高周波電流の供給により前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に設けられ、通電されると発熱して前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を加熱する板状加熱体とを具備し、前記板状加熱体は、窒化ケイ素からなるセラミック基板と、このセラミック基板に重ねられた通電発熱体とを備えていることを特徴とする。

請求項１及び２記載の誘導加熱調理器によれば、誘導加熱コイルの他に、通電されると発熱する板状加熱体を備えているので、被加熱調理器具の材質を問わず加熱することができる。その上、板状加熱体は通電されると発熱するので、誘導加熱コイルに通電することによって発熱体を誘導加熱し、そして、その発熱体の発する熱で被加熱調理器具を加熱する場合に比べ、効率良く加熱することができる。

そして、請求項１記載の誘導加熱調理器では、セラミック基板が窒化アルミから形成されているので、当該セラミック基板がアルミナで形成される場合と比較すると、熱伝導率が高く、板状加熱体の表面において温度分布差が発生し難い。従って、低透磁率で電気伝導度が高い材料で構成される被加熱調理器具を高温で加熱する場合でも、熱応力の限界を上回ることによる板状加熱体の破損を防止することができる。

更に、請求項２記載の誘導加熱調理器では、セラミック基板が窒化ケイ素から形成されており、窒化ケイ素は窒化アルミと比較しても曲げ強度が強いので、被加熱調理器具を高温で加熱する場合でも、熱応力の限界を上回ることによる板状加熱体の破損を効果的に防止することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図７を参照して説明する。
図１は、システムキッチンに組み込まれた誘導加熱調理器を示す。図１に示すように、調理器本体１は、本体ケース２と、この本体ケース２の上方に配置されたトッププレート３とを備えており、トッププレート３が調理器本体１の上面を構成している。

上記トッププレート３は、例えば２箇所に被加熱調理器具を載置する載置部４を有しており、これら載置部の下方に夫々誘導加熱コイル５が配設されている。なお、図２には、被加熱調理器具としての鍋６が示されている。また、トッププレート３の載置部４の下方には、当該トッププレート３と誘導加熱コイル５との間に位置する２個の板状加熱体７が配設されており、各載置部４の中心部の直下位置に当たるトッププレート３の下面には、サーミスタなどで構成される温度検知部８が設けられている

本体ケース２の前面には、操作パネル９とオーブン扉１０が設けられており、使用者は、操作パネル９によって鍋６への加熱に関する各種操作を行うことができるようになっている。また、オーブン扉１０の後方（本体ケース２の内部）には、図示しないオーブンが連なっている。
調理器本体１の内部であって、本体ケース２の上方に２個のコイルベース１１が設けられており、このコイルベース１１の上面側に前記誘導加熱コイル５が設けられている。この誘導加熱コイル５は、載置部４の直下となる位置にトッププレート３と対向して設けられており、鍋６を誘導加熱することができる構成となっている。

また、図２にも示すように、誘導加熱コイル５が支持される面（上面）と反対となるコイルベース１１の面（下面）には、各誘導加熱コイル５の磁束の磁路を形成するための円形のフェライト１２が、同じく円形の誘導加熱コイル５と同心となるように配置されている。尚、フェライト１２は、誘導加熱コイル５と略同じ大きさに形成されている。

各誘導加熱コイル５の上方には、脚１３を介してコイルベース１１に取り付けられた板状加熱体支え１４が夫々設けられており、これらの板状加熱体支え１４の上面に板状加熱体７が、断熱体１５を介して支持されている。板状加熱体７は、誘導加熱コイル５と同等の大きさになっている。
これらの板状加熱体支え１４によって支えられた板状加熱体７は、誘導加熱コイル５とトッププレート３との間に位置されており、本実施形態では、各コイルベース１１が複数本の圧縮コイルばね１６を介して本体ケース２に支持されていることにより、その圧縮コイルばね１６の弾発力によってトッププレート３の下面に接触するように配置されている。

ここで、図３ないし図５も参照して板状加熱体７の構成および板状加熱体７の板状加熱体支え１４への取り付け構成について説明する。図３は、コイルベース１１に取り付けられた状態の誘導加熱コイル５、板状加熱体７、断熱体１５を分解して示す斜視図である。
板状加熱体７は、図３に示すように、４個の単位加熱体１７からなる四分割型のもので、図４に示すように、全体としてほぼ円形状をなしている。４個の単位加熱体１７は、同一構成のもので、ほぼ四分の一円の形状をなしている。各単位加熱体１７は、図５に示すように、２枚のセラミック基板１８、１９を併せて構成される。

これらセラミック基板１８、１９は、窒化アルミからなり、焼成前の一方のセラミック基板１８の片面には、通電発熱体２０がパターン印刷によって付着される。そして、通電発熱体２０を挟むようにして２枚のセラミック基板１８、１９を重ね合わせて焼成することにより、それらセラミック基板１８、１９が硬化すると共に互いに固着一体化される。これにより、通電発熱体２０が２枚のセラミック基板１８、１９の間に重ね合わされた状態で一体化された単位加熱体１７が形成される。

ここで、通電発熱体２０は、例えばタングステンなどの非磁性の抵抗発熱材（通電されるとジュール熱を発する）からなり、図５に示すように、セラミック基板１８に蛇行する線状に形成される。この通電発熱体２０の形成領域は、板状加熱体７として構成されたとき、直径２０ｃｍの領域内に収まる領域に定められている。なお、通電発熱体２０の両端には、リード線２１が接続される。

一方、断熱体１５は、繊維状セラミックの集成シートから構成され、板状加熱体７と同様に、４個の単位断熱体２２からなる四分割型のもので、各単位断熱体２２は、単位加熱体１７と同一形状をなしている。また、板状加熱体７を受ける板状加熱体支え１４は、板状加熱体７を構成する各単位加熱体１７がずれ動かないようにするために、浅い４つの凹部２３が形成されている。
そして、４個の各単位加熱体１７は、各単位断熱体２２の上に重ねられて板状加熱体支え１４の各凹部２３内に収容される。この場合、単位断熱体２２は、凹部２３から若干突出しており、トッププレート３の下面に直接接触できるようになっている。

図６は、誘導加熱調理器の制御系の電気的構成を示す機能ブロック図である。加熱制御手段としての加熱制御装置２４は、誘導加熱コイル５および板状加熱体７の加熱制御を行うもので、鍋６の材質判定手段としても機能し、前記本体ケース２の内部に設けられ、図示しないマイクロコンピュータによって構成されている。この加熱制御装置２４には、調理器本体１の操作パネル９から操作信号が入力されるとともに、前記温度検知部８から温度検知信号が入力される構成となっている。

そして、インバータ（高周波電流供給手段に相当）２５には、商用交流電源２６からの交流入力が整流回路（整流部に相当）２７を介して直流に変換したものが駆動用電源として供給されている。前記加熱制御装置２４は、これらの入力および予め記憶された制御プログラムに基づいて、インバータ２５を制御し、このインバータ２５を介して誘導加熱コイル５に高周波電流を供給して加熱制御する構成となっている。
また、誘導加熱コイル５には共振コンデンサ２８が直列に接続されている。これらの誘導加熱コイル５または共振コンデンサ２８は、鍋６などの材質に応じて出力調整を行なうため、誘導加熱コイル５の巻数が可変となるように構成し（例えば、多段コイル構成）、或は共振コンデンサ２８の容量が可変となるように構成しても良い。

一方、商用交流電源からの交流入力がトライアック等のスイッチング素子からなる板状加熱体通電制御部２９にも供給される。この板状加熱体通電制御部２９は、板状加熱体７への交流電源の供給を制御するもので、その通電量は、加熱制御装置２４からの指令により調整されている。
また、整流回路２７の入力側と、インバータ２５の出力側とには、夫々電流トランス３０、３１が配置されており、それらの検知信号は加熱制御装置２４に与えられている。そして、加熱制御装置２４は、誘導加熱調理器への入力電流とインバータ２５の出力電流（コイル電流）とを検出するようになっている。

加熱制御装置２４における材質判定手段としては、鍋６等の被加熱調理器具が高抵抗金属材料か否かを判定するもので、詳細は省略するが例えば一定の高周波電流を誘導加熱コイル５に供給して入力電流とインバータ２５の出力電流であるコイル電流との関係に基づいて判定を行う。例えば、鉄などの磁性体の場合、誘導加熱コイル５が発生した磁束は鍋６を介して流れ易くなり、表皮効果（鍋６底の誘導加熱コイル５側に渦電流が集中する効果）も大きいので誘導加熱コイル５の等価抵抗も大きくなる。

一方、アルミや銅のように非磁性で低抵抗が小さい材料の場合、誘導加熱コイル５が発生した磁束は鍋６に届き難くなり、漏れ磁束が多くなる。そして、比抵抗が小さく表皮効果も小さいので等価抵抗も小さくなる。この結果、入力電流と出力電流との大小の変化に基づき、材質を判定するとともに、予め設定された入力電力設定値に基づき誘導加熱コイル５による誘導加熱及び板状加熱体７による加熱を実行可能な構成となっている。

次に、上記構成の誘導加熱調理器の作用について説明する。
被調理物を収容した鍋６をトッププレート３の例えば載置部４に載置し、操作パネル９から必要な入力操作が行われることで加熱調理が開始される。このとき、加熱制御装置２４が有する材質判定手段に基づき、鍋６の材質が高抵抗金属材料であると判断された場合、誘導加熱コイル５による加熱調理が行われる。

一方、鍋６の材質が高抵抗金属材料でない場合、加熱制御装置２４は、材質がアルミや銅或いは非磁性ＳＵＳのような低抵抗の非磁性金属材料か、或いは土鍋のような非金属材料（若しくは無負荷）かを判断する。そして、低抵抗金属材料であれば、加熱制御装置２４は、鍋６の底がトッププレート３より反発移動する「鍋浮き」現象を生じないように、予め設定された火力調整に基づく誘導加熱調理が実行される。

上記火力調整した加熱電力が通常の入力電力設定値より小さくなった場合には、加熱制御装置２４は、その差の電力分が板状加熱体７に供給されるように板状加熱体通電制御部２９を制御する。つまり、板状加熱体通電制御部２９が、通電発熱体２０に商用交流電源２６から通電発熱体２０に設けられた端子を介して電力を供給して、四分割構成された板状加熱体７の通電発熱体２０からジュール熱を発生させる。

この通電発熱体２０で発生したジュール熱は、板状加熱体７を構成する窒化アルミから形成されるセラミック基板１８、１９を介することにより、トッププレート３及び鍋６に対して均一に伝導され、熱伝導により鍋６を間接的に加熱する。
さらに、材質が非金属材料か或いは無負荷の場合は、誘導加熱コイル５による誘導加熱は行なわず、非金属材料である場合には、通常の入力電力設定値に等しい電力を板状加熱体通電制御部２９に供給して板状加熱体７のみによる加熱を行なう。

この場合、非金属材料か無負荷かの判別が必要となる。そこで、温度検知部８によって、板状加熱体７の加熱開始からの温度上昇度合いを検出し、例えば緩やかな温度上昇であれば土鍋などが設置されていると判別するが、比較的急激な温度上昇であれば無負荷であると判別し、板状加熱体７への通電も行われない。このように、鍋６の材質に応じて誘導加熱コイル５、或いは板状加熱体７による加熱調理、更には両者による加熱調理が実行される。

このような実施例によれば、以下の効果を奏する。
板状加熱体７のセラミック基板１８、１９は窒化アルミから形成されており、窒化アルミはアルミナと比較すると熱伝導率が高いので、通電発熱体２０の熱が板状加熱体７全体に伝わり易くなる。このため、セラミック基板１８、１９表面において温度分布差が生じ難く、熱応力による割れを生じ難い。

ちなみに、熱伝導率は、アルミナが３５Ｗ／ｍｋであるのに対し、窒化アルミが１５０Ｗ／ｍｋで、窒化アルミの方が相当高い。
図７は、セラミック基板１８、１９を窒化アルミから構成した単位加熱体（本発明品）１７と、セラミック基板１８、１９をアルミナから構成した単位加熱体（比較例品）１７とを発熱させた場合、セラミック基板１８、１９が自身の熱応力によって割れなかった上限温度を示したものである。この図７から明らかなように、セラミック基板１８、１９を窒化アルミで構成した本発明品の方が、高い温度まで割れず、耐熱性に優れていることが理解される。
従って、誘導加熱調理器の板状加熱体７を加熱して、高温の加熱調理を行う場合であっても、板状加熱体７のセラミック基板１８、１９を形成する窒化アルミの熱応力の限界を超えて、当該セラミック基板１８、１９が破損することを防止できる。

板状加熱体７の通電発熱体２０がタングステン等の非磁性材料から構成されているので、誘導加熱コイル５から発生する磁束を吸収し難く、効果的な誘導加熱ができる。
板状加熱体７と板状加熱体支え１４との間に繊維状セラミックの集成シートから形成される断熱体１５が設けられているので、板状加熱体７から発生する熱で誘導加熱コイル５が加熱されることを効果的に防止できる。従って、誘導加熱コイル５をトッププレート３に近い位置に設けることができて、誘導加熱コイル５と鍋６との磁気結合を高めることができ、効果的な加熱調理を行うことが可能となる。また、断熱体１５を形成する繊維状セラミックの集成シートは、クッション性に優れ、誘導加熱調理器の搬送時等において板状加熱体７が振動により破損することを防止できる。

一般的に使用されている鍋６の底面の直径は２０ｃｍ以内に形成されているものが多いため、板状加熱体７の通電発熱体２０が直径２０ｃｍ以内の領域に形成されていることで、載置部４に置かれた鍋６を板状加熱体７で加熱する場合に、鍋６を効果的に加熱することができる。

一般的に使用されている鍋６の底面は円形状に形成されているものが多いため、板状加熱体７の通電発熱体２０の外周が円形状に形成されていることで、載置部４に置かれた鍋６を板状加熱体７で加熱する場合に、鍋６の底面の形状と通電発熱体２０の外周の形状を合致させることで、鍋６を効果的に加熱することができる。

板状加熱体７が複数に分割、例えば四分割になっているので、当該板状加熱体７のセラミック基板１８、１９を焼成する際に歪み難く、平面度を高くすることができる。従って、板状加熱体７とトッププレート３との密着を高めることができるので、熱伝達の効率が良く、効率の良い加熱調理が可能となる。

また、板状加熱体７の通電発熱体２０を高温に発熱させることで加熱調理を行う場合に、セラミック基板１８、１９の内部に生じる熱応力が軽減され、高い温度の加熱調理においてもセラミック基板１８、１９が破損することを防止でき、より高い温度での加熱調理が可能となる。
板状加熱体通電制御部２９が、トライアック等のスイッチング素子から構成されているので、板状加体へ供給する電力量を制御することができる。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について図８を参照しながら説明する。本実施形態の誘導加熱調理器が第１の実施形態と相違するところは、断熱体１５と板状加熱体支え１４との間に更に別の断熱体３２が設けられた点において異なっている。

即ち、図８は、載置部４の縦断正面図であり、図２と同一部分には、同一の符号を付しているが、断熱体１５と板状加熱体支え１４との間に、断熱体（第一の断熱体と称す）１５と同様に四分割構成された別の断熱体（第二の断熱体と称す）３２が設けられており、この第二の断熱体３２は、線膨張係数が低い無機質材料例えばペタライトから形成されている。尚、第二の断熱体３２は、板状加熱体７と第一の断熱体１５との間に設けられていても良い。

本実施形態によれば、第一の断熱体１５に無機質材料から形成される第二の断熱体３２が密着して設けられているので、断熱効果がより高まり、誘導加熱コイル５をトッププレート３により近い位置に設けることで、効果的な加熱調理が行えるとともに、板状加熱体支え１４をプラスチック部材等で構成できるのでコストの低減を図ることができる。また、第二の断熱体３２は線膨張係数が低い無機質材料から形成されているので、板状加熱体７を高温にすることで加熱調理を行う場合でも、第二の断熱体３２が膨張して板状加熱体支え１４を破損することを防止できる。

（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態について図９を参照しながら説明する。本実施形態の誘導加熱調理器が第１の実施形態と異なるところは、板状加熱体３３の各単位加熱体３４が円形状に形成されているところにある。図９は、円形状の単位加熱体３４から構成される板状加熱体３３の平面図であり、板状加熱体３３は、９個の単位加熱体３４から構成されており、各単位加熱体３４は、円形状に形成されている。

この板状加熱体３３は、中心に設けられた単位加熱体３４の外周面に接するように、８個の円形状の単位加熱体３４が設けられていることで一体に構成されている。この各単位加熱体３４には、通電発熱体２０がパターン印刷によって付着されており、この通電発熱体２０の形成領域は、板状加熱体３３として構成されたとき、直径２０ｃｍの領域内に収まる領域に定められている。
本実施形態によれば、板状加熱体３３を構成する複数の各単位加熱体３４が円形状に形成されているので、熱応力が集中し易い角部分をなくすことができ、割れ難くすることができる。

（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態について図１０を参照しながら説明する。本実施形態の誘導加熱調理器が第１の実施形態と異なるところは、例えば１２分割型の板状加熱体３５に温度検知素子（温度検知手段に相当）３６が備えられているところにある。
図１０は、温度検知素子３６が備えられた板状加熱体３５の平面図であり、板状加熱体３５は、１２個の単位加熱体３７からなる１２分割型のもので、全体として略円形状をなしている。１２個の単位加熱体３７は、互いに同一構成のもので、各単位加熱体３７は、第１の実施形態における単位加熱体１７と同様に構成されており、単位加熱体３７毎には、通電発熱体２０がパターン印刷によって付着されている。

単位加熱体３７の内、対角に位置する４個の単位加熱体３７は、誘導加熱コイル５よりも外側に突出した突出部３８を有している。そして、各突出部３８には、温度検知手段として例えばサーミスタからなる温度検知素子３６が備えられている。つまり、４個の温度検知素子３６は、板状加熱体３５の中心からそれぞれが対称となる位置に備えられる。

次に、上記構成の誘導加熱調理器の作用について説明する。
板状加熱体３５による加熱調理が行われる場合、４個の温度検知素子３６で検知される板状加熱体３５の温度に基づいて、加熱制御装置２４は、通電発熱体２０に対する電力の供給量を制御する。つまり、温度検知素子３６による検知温度がセラミック基板１８、１９を形成する窒化アルミの限界温度に近づくと、加熱制御装置２４は、通電発熱体２０に供給する電力量を減らす制御を行う。

板状加熱体３５による加熱調理中に、温度検知素子３６毎で検知された温度において所定温度以上の差が生じた場合、加熱制御装置２４は、鍋６が載置部４上でずれて置かれていると判断する。この場合、他の温度検知素子３６での検知温度よりも検知温度が高かった温度検知素子３６が備えられる単位加熱体３７の上方には、鍋６が位置していないと判断して、加熱制御装置２４は、他の温度検知素子３６での検知温度よりも検知温度が高かった温度検知素子３６が備えられる単位加熱体３７の通電発熱体２０に対して、供給する電力量を減らす制御を行う。或いは、報知手段としてのブザー等による報知を行う。

本実施形態によれば、板状加熱体３５に温度検知素子３６が設けられており、この温度検知素子３６によって検知された板状加熱体３５の温度に基づいて、加熱制御装置２４が通電発熱体２０に通電する電力量を制御しているので、板状加熱体３５を形成するセラミック基板１８、１９の限界温度を上回らないように加熱調理を行うことができる。従って、セラミック基板１８、１９を形成する材質が破損する限界温度の付近まで板状加熱体３５を加熱することができるので、高温による効果的な加熱調理が可能となる。

また、各単位加熱体３７での検知温度に基づいて、鍋６のずれを検知することができるので、載置部４上でずれて載置された鍋６を加熱調理する際に、加熱制御装置２４が各単位加熱体３７に対して供給する電力量を制御するので、無駄のない、効率の良い加熱調理が可能となる。
さらに、温度検知素子３６が、誘導加熱コイル５よりも外側に位置する突出部３８に備えられているので、誘導加熱コイル５から発生する磁束の影響を受け難く、温度検知精度が低下することを防止できる。

（第５の実施形態）
次に本発明の第５の実施形態について図１１を参照しながら説明する。本実施形態の誘導加熱調理器は、板状加熱体７が誘導加熱コイル５と共通の整流回路２７を介して、商用交流電源２６に接続されているところが異なっている。図１１は、誘導加熱調理器の電気回路図であり、第１の実施形態と同一の構成には、同一の符号を付している。

商用交流電源２６に全波整流回路からなる整流回路２７の交流入力端子が接続されており、整流回路２７の直流出力端子に板状加熱体７側のリアクタ３９および平滑コンデンサ４０の平滑回路４１と、誘導加熱コイル５側のリアクタ４２および平滑コンデンサ４３の平滑回路４４が並列に接続されている。板状加熱体７側の平滑コンデンサ４０の両端子には、板状加熱体７と板状加熱体通電制御部２９とが直列に接続されている。

板状加熱体通電制御部２９は、スイッチング素子としてのｎチャネル型のＩＧＢＴ４８から構成されている。誘導加熱コイル５側の平滑コンデンサ４３の両端子には、インバータ２５が接続されており、このインバータ２５には、誘導加熱コイル５と共振コンデンサ２８とが直列に接続されている。

次に、上記構成の誘導加熱調理器の作用について説明する。
板状加熱体７による加熱調理を行う場合、商用交流電源２６から供給される交流入力が整流回路２７で直流出力に変換されて、その直流出力が平滑回路４１に供給される。平滑回路４１に供給された直流入力は平滑されて、板状加熱体７に供給される。この際、加熱制御装置２４からのオンオフ信号によって板状加熱体通電制御部２９のオンオフ制御が行われることで、板状加熱体７への通断電制御が行われる。加熱制御装置２４が、板状加熱体通電制御部２９のオン時間を長く（オンデューティを大きく）すれば、板状加熱体７に供給される電力量が増え、オン時間を短くすれば、板状加熱体７に供給される電力量が減る。

本実施形態によれば、板状加熱体７には、整流回路２７で変換された直流入力が供給されているので、加熱制御装置２４による板状加熱体通電制御部２９のオンオフ制御によって、板状加熱体７に対する電力量制御を容易に行うことができる。従って、加熱調理時の火力調整が容易にできる。
また、誘導加熱コイル５と板状加熱体７に、共通の整流回路２７を介して電力が供給されるので、製造コストの低減、制御回路の簡略化を図ることができる。

（第６の実施形態）
次に本発明の第６の実施形態について図１２ないし１５を参照しながら説明する。本実施形態の誘導加熱調理器は、板状加熱体７がチョッパ回路（電圧制御手段に相当）４５によって電圧制御されるところが異なっている。図１２は、誘導加熱調理器の電気回路図であり、第５の実施形態と同一部分には、同一の符号を付している。

整流回路２７の直流出力端子が、チョッパ回路４５を介して、板状加熱体７側の平滑回路４１と直列に接続されている。このチョッパ回路４５は、ＩＧＢＴ４６とダイオード４７から構成されており、ＩＧＢＴ４６には加熱制御装置２４が接続されており、ダイオード４７は図示の極性で接続されている。

次に、上記構成の誘導加熱調理器の作用について図１３ないし図１５も参照しながら説明する。チョッパ回路４５のＩＧＢＴ４６をオンオフ制御する場合、そのオンデューティを変えることにより、平滑回路４１の出力電圧Ｖ１を図１３に示すように高低変化させることができる。そこで、板状加熱体７による加熱調理を行う場合、加熱制御装置２４は、チョッパ回路４５のＩＧＢＴ４６のオンデューティを低から高へと徐々に変化させることによって平滑回路４１の出力電圧Ｖ１を、図１４に示すように、加熱開始当初は低くし、以後、定常電圧となるまで徐々に上昇させる。加えて、板状加熱体通電制御部２９のＩＧＢＴ４８をオンオフ制御することによって、図１６に示すように、板状加熱体７への印加電圧の実効値を更に変化させることができ、板状加熱体７の発熱量制御をより細かく行い得るようになる。

また、板状加熱体７に供給する直流電圧を、チョッパ回路４５と板状加熱体通電制御部２９によるオンオフ制御によって電圧制御するので、誘導加熱調理器の立ち上がり時の電圧を徐々に上げることで、板状加熱体７のセラミック基板１８、１９が破損することを防止できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記し且つ図面に記載した各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第１の実施形態において、板状加熱体７のセラミック基板１８、１９は、窒化ケイ素から形成されており、窒化アルミの曲げ強度が約３００ＭＰａなのに対して、窒化ケイ素のでは６００ＭＰａ以上である。
これによれば、板状加熱体７のセラミック基板１８、１９が、窒化ケイ素から形成されているので、窒化アルミで形成されるセラミック基板１８、１９よりも曲げ強度が強く、急激な温度上昇が起きた場合であっても破損を防止することができる。従って、板状加熱体７を急激に加熱して、高温で加熱調理を行うことが可能となる。

上記一実施形態では、通電発熱体２０が２枚のセラミック基板１８、１９の間に重ね合わされた状態で一体化されて単位加熱体１７が形成されているとしたが、セラミック基板１８、１９のどちらか一方に通電発熱体２０をパターン印刷して、当該通電発熱体２０が露出した状態で単位加熱体１７が形成されるものでも良い。
これによれば、セラミック基板が一枚で単位加熱体１７を形成することができるので、製造コストの低減が可能となる。

本発明の第一の実施例を示す誘導加熱調理器本体の縦断面図 載置部の縦断正面図 誘導加熱コイル、板状加熱体、断熱体の分解斜視図 板状加熱体の平面図 板状加熱体の分解斜視図 誘導加熱調理器の制御系の電気的構成を示す機能ブロック図 アルミナと窒化アルミの耐熱温度を示す図 本発明の第２の実施形態を示す図２相当図 本発明の第３の実施形態を示す図４相当図 本発明の第４の実施形態を示す図４相当図 本発明の第５の実施形態を示す誘導加熱調理器の電気的構成図 本発明の第６の実施形態を示す図１１相当図 チョッパ回路による平滑回路の出力電圧変化図 チョッパ回路による平滑回路の出力電圧制御図 スイッチング素子による板状加熱体への印加電力図

符号の説明

図面中、１は調理器本体、３はトッププレート、５は誘導加熱コイル、６は鍋（被加熱調理器具）、７、３３、３５は板状加熱体、１５は断熱体、１８、１９はセラミック基板、２０は通電発熱体、２４は加熱制御装置（加熱制御手段）、２５はインバータ（高周波電流供給手段）、２６は商用交流電源、２７は整流回路（整流部）、２９は板状加熱体通電制御部（電圧制御手段）、３２は第二の断熱体（別の断熱体）、３６は温度検知素子（温度検知手段）、４５はチョッパ回路、４８はＩＧＢＴ（スイッチング素子）を示す。

Claims (15)

1. 調理器本体と、
   この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、
   このトッププレートの下方に配置され、高周波電流の供給により前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を誘導加熱する誘導加熱コイルと、
   前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に設けられ、通電されると発熱して前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を加熱する板状加熱体とを具備し、
   前記板状加熱体は、窒化アルミからなるセラミック基板と、このセラミック基板に重ねられた通電発熱体とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 調理器本体と、
   この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、
   このトッププレートの下方に配置され、高周波電流の供給により前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を誘導加熱する誘導加熱コイルと、
   前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に設けられ、通電されると発熱して前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を加熱する板状加熱体とを具備し、
   前記板状加熱体は、窒化ケイ素からなるセラミック基板と、このセラミック基板に重ねられた通電発熱体とを備えていることを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 前記板状加熱体の前記通電発熱体は、非磁性の金属から形成されることを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記誘導加熱コイルと前記板状加熱体との間には、繊維状セラミックの集成シートから形成される断熱体が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
5. 前記断熱体には、線膨張係数が低い無機質材料から形成される別の断熱体が重ねられていることを特徴とする請求項４記載の誘導加熱調理器。
6. 前記板状加熱体は、前記通電発熱体の配置範囲が直径２０ｃｍ以内の領域に収まって構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
7. 前記板状加熱体は、略円形状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の誘導加熱調理器。
8. 前記板状加熱体は、複数に分割されて構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
9. 複数に分割された前記板状加熱体は、少なくとも一つが略円形状に形成されていることを特徴とする請求項８記載の誘導加熱調理器。
10. 前記板状加熱体に設けられ、当該板状加熱体の温度を検出する温度検知手段と、
    前記温度検出手段の検出温度に応じて前記板状加熱体の通電を制御する加熱制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
11. 前記温度検知手段は、前記誘導加熱コイルから発生する磁束が通る範囲の外側となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１０記載の誘導加熱調理器。
12. 前記板状加熱体に対する通電開始時に前記板状加熱体に印加する電圧を徐々に上昇させる電圧制御手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
13. 前記板状加熱体は、スイッチング素子により通電制御されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
14. 前記板状加熱体は、チョッパ回路により電圧制御されることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
15. 商用交流電源を整流して得た駆動用電源を基に、前記誘導加熱コイルに供給する高周波電流を出力する高周波電流供給手段が設けられていると共に、
    商用交流電源を整流して得た駆動用電源を基にして前記板状加熱体に通電する通電手段が設けられ、
    前記高周波電流供給手段の整流部と、前記通電手段の整流部とは、共通の整流部として構成されていることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。

Images