JP2009070715A

JP2009070715A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2009070715A
Application number: JP2007238796A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sagane; 寛砂金; Masashi Kinoshita; 雅志木下
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】送風機の風量を増加させるためにモーターの回転数を上げていく際に、モーターの回転振動周波数と送風ファンの固有周波数が近接すると共振による振動・騒音の増加が起こらないようにすること。
【解決手段】ＤＣモーター１１の回転数を制御する制御回路４は、本体１内部の温度を検知する温度検知部２１の温度の上昇に応じて、ＤＣモーター１１の回転数を所定の変化幅で段階的に上昇させ、その際に、ファンブレード上１３、ファンブレード下１４及びモーターホルダー１５の固有周波数の近傍では、変化幅を所定の変化幅よりも大きくすることで共振を発生させることを回避することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は一般家庭で使用する誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は温度検知部の温度が上昇するのを検知して、送風機を駆動または風量を増大させることにより、通常は過剰な風量で送風機を駆動することなく機器内部の余分な消費電力や騒音を抑制しつつ、必要に応じて送風機を動作させることで各部品の温度が上昇しないようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

図７及び図８は、同公報に記載された従来の誘導加熱調理器の斜視図及び断面図である。

図７、図８において、筐体の上面に設けた電気絶縁性を有する板状部材のトッププレート３１と、被加熱物を加熱する加熱部３２と、トッププレート３１上の操作部３３及び表示部３４と、冷却風を送る送風機３５と本体内部の温度を検知する温度検知部３６と、加熱部の出力の制御及び送風機の送風を制御する制御部３７とを有し、制御部３７は温度検知部３６の温度が一定以上に上昇したときに送風機３５を駆動または風量を増大させることにより、通常は過剰な風量で送風機３５を駆動することなく機器内部の余分な消費電力及び騒音を抑制しつつ各部品の温度が上昇しないようにするものであった。
特開２００５−３０２６３２号公報

しかし、前記従来の構成では、送風機の風量を増加させるためにモーターの回転数を上げていく際に、モーターの回転振動周波数と送風ファンの固有周波数が近接すると共振による振動・騒音の増加が起こることがあった。

そこで、本発明は、送風機の風量を増加させるためにモーターの回転数を上げていく際に、モーターの回転振動周波数と送風ファンの固有周波数が近接すると共振による振動・騒音の増加が起こらないようにすることを目的とする。

この目的を達成する為に、モーター回転数制御部は、温度検知部の温度の上昇に応じて、ＤＣモーターの回転数を所定の変化幅で段階的に上昇させ、その際に、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数の近傍では、変化幅を所定の変化幅よりも大きくしたものである。

これにより、ＤＣモーターの回転振動周波数と、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数が近接して共振による振動・騒音の増加が起こらないようにすることができる。

第１の発明は、本体上部のトッププレート上に載置される被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する制御部と、ファンブレードと前記ファンブレードを駆動するＤＣモーター及び前記ＤＣモーターを保持するモーターホルダーとを有する送風機と、前記本体内部の温度を測定する温度検知部と、前記ＤＣモーターの回転数を制御するモーター回転数制御部とを備え、前記モーター回転数制御部は、前記温度検知部の温度の上昇に応じて、前記ＤＣモーターの回転数を所定の変化幅で段階的に上昇させ、その際に、前記ファンブレード及び前記モーターホルダーの固有周波数の近傍では、変化幅を前記所定の変化幅よりも大きくし、前記ＤＣモーターの回転振動周波数と、前記ファンブレード及び前記モーターホルダーの固有周波数が近接して共振による振動・騒音の増加が起こらないようにすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、モーター回転数制御部を、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数の近傍では、変化幅を所定の変化幅よりも大きくする際に、ＤＣモーターの現状の回転数に応じて、変化幅を大きくする割合を変えるようにすることにより、ＤＣモーターの回転数バラツキを考慮して変化幅を変えることでより確実に共振の発生を回避することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、モーター回転数制御部を、ＤＣモーターの回転振動周波数が、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数に近接して共振による振動、騒音の増加が起きた際に、前記ＤＣモーターの電流値の上昇を検知して、回転数を所定の変化幅よりも大きくするようにすることにより、共振を回避することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３の発明において、モーター回転制御部を、前回運転時に、ＤＣモーターの回転振動周波数が、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数に近接して共振による振動、騒音の増加が起きた回転数を記憶し、その回転数近傍ではＤＣモーターの回転数の変化幅を所定の変化幅よりも大きくすることにより、共振を発生させることを回避することができる。

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、図２は、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器を示すものである。

この誘導加熱調理器は、一例として、システムキッチンのキャビネットに組み込んで使用する構成のものを示している。

図１に示すように、本実施の形態における誘導加熱調理器は、外郭を構成する本体１と、本体１の上部に設けた鍋、フライパンなどの被加熱物を載置するトッププレート２と、トッププレート２の下部に設けた被加熱物を誘導加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３へ電流を供給し駆動制御する制御回路４と、加熱コイル３と制御回路４を冷却すべく送風する送風機５と、本体外郭１の前面に設けた動作状態の表示・操作部６を備えている。

本体１は、その内部の左下方にロースター７を備えており、その右側に制御回路４が樹脂製のベースにより固定され配置されている。左右の加熱コイル３の中央奥にはラジェントヒーター８が配置されている。

そして、本体１の上方のトッププレート２の右後方に吸気開口部１０を配し、左後方には排気開口部１１を設けている。吸気開口部１０の下方でかつ制御回路４の後方に、本体１内部へ送風する送風機５は配置されている。

次に、本実施の形態における誘導加熱調理器の送風機の構成について図２を用いて説明する。

ＤＣモーター１１は、上方、及び下方にシャフト１２を有し、ファンブレード上１３、ファンブレード下１４をシャフト１２へ固定している。ＤＣモーター１１は、モーターホルダー１５に取付けられており、モーターホルダー１５は防振ゴム１６を介してケーシング中１７へ固定されている。ケーシング上１８、及びケーシング下１９はそれぞれファンブレード１３、１４を覆う渦室を形成し、中央にケーシング中１７を挟み込む形で固定している。

次に、本実施の形態における誘導加熱調理器の送風機の冷却風の流れについて、図３を用いて説明する。

まず、ＤＣモーター１１が駆動されるとファンブレード上１３、及び、ファンブレード下１４が回転し、トッププレート２の後方に設けられた吸気開口部９から外気が入り、送風機５から吐出した空気は、制御回路４へ向けて吹きつけ、特に、制御回路４にある放熱板２２に取付けられたスイッチング素子２０を冷却する構成をとっている。また、風の一部は、加熱コイル３へ吹き付けられ冷却する構成をとっている。制御回路４、加熱コイル３を冷却し暖かくなった風は、排気開口部１０より排出される。

制御回路４は、本体内部の温度を測定する温度検知部２１の温度の上昇に応じて、ＤＣモーターの回転数を所定の変化幅で段階的に上昇させ、スイッチング素子の温度が所定の温度を超えないようにしている。図４に、温度検知部の温度とＤＣファンモーターの回転数の関係を表すグラフを示す。

次に、ＤＣモーター１１の回転振動周波数がＤＣモーターと接触している、ファンブレード上１３、ファンブレード下１４、及び、モーターホルダー１５と共振して振動、騒音が増大する原理について説明する。

本実施の形態におけるＤＣモーター５は、３相６極ブラシレスモーターで、１８ステップで１回転する構成となっている。ここで、たとえばＤＣモーター５の回転数が１０００ｒ／ｍｉｎの場合、回転周波数ｎは１０００／６０＝１６．６Ｈｚであり、回転振動周波数は１６．６×１８＝３００Ｈｚとなる。

一方、本実施の形態におけるファンブレード上１３、及び、ファンブレード下１４の固有周波数は６６０Ｈｚ、また、モーターホルダー５の固有周波数は４８０Ｈｚであることが測定されている。

そのため、ＤＣモーター５の回転数が６６０×６０／１８＝２２００ｒ／ｍｉｎの時にファンブレード上１３、及びファンブレード下１４との共振が発生し、振動、騒音が増大する。また、ＤＣモーター５の回転数が４８０×６０／１８＝１６００ｒ／ｍｉｎの時にモーターホルダー１５との共振が発生し、振動、騒音が増大することになる。

そこで、図５に示すように、ＤＣモーターの回転数を１６００ｒ／ｍｉｎ、及び２２００ｒ／ｍｉｎ付近では変化幅を大きくとることにより、共振が発生し、振動、騒音が増大するのを防ぐことができる。

（実施の形態２）
図５において、ＤＣモーターの回転数を１６００ｒ／ｍｉｎ、及び２２００ｒ／ｍｉｎ付近では変化幅を大きくとる際に、ＤＣモーターの回転数バラツキを考慮して変化幅を変えるようにする。たとえば、ＤＣモーターの回転数バラツキが±５％である場合には、１６００ｒ／ｍｉｎ付近においては、１６０ｒ／ｍｉｎの変化幅とし、２２００ｒ／ｍｉｎ付近においては２２０ｒ／ｍｉｎの変化幅とすることにより、より確実に共振の発生を回避することができる。

（実施の形態３）
ＤＣモーターの電流を検知する電流検知手段を備え、電流検知手段により得られた電流値により、図６にＤＣモーターの回転数と電流値の関係を示す。ＤＣモーターの電流値はファンブレード及び、モーターホルダーとの共振が発生した場合、トルクの上昇により回転数の上昇カーブに変化が生じる。この変化より、ＤＣモーターとファンブレードまたはモーターホルダーが共振していることを検知し、ＤＣモーターの回転数の変化幅を大きく取ることにより、共振を回避することができる。

（実施の形態４）
実施の形態３において、制御回路４には、不揮発性の記憶手段を有し、ＤＣモーターとファンブレード及びモーターホルダーの共振が発生した回転数を記憶しておき、次回運転時にはその回転数近傍では変化幅を大きくとるようにすることにより、共振を発生させることを回避することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、ＤＣモーターの回転振動周波数と、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数が近接して共振による振動・騒音の増加が起こらないようにしているので、送風機を備えるビルトイン型、及び、卓上、据置型の誘導加熱調理器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示す分解斜視図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の送風機を示す断面図本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の断面図本発明の実施の形態１におけるＤＣモーター回転数と温度検知部温度の関係グラフ本発明の実施の形態１におけるＤＣモーター回転数と温度検知部温度の関係グラフ本発明の実施の形態３におけるＤＣモーター回転数と電流値の関係グラフ従来の誘導加熱調理機を示す斜視図従来の誘導加熱調理器の要部構成を示す断面図

符号の説明

１本体
２トッププレート
３加熱コイル
４制御回路
５送風機
９吸気開口部
１０排気開口部
１１ＤＣモーター
１３ファンブレード上
１４ファンブレード下
１５モーターホルダー
２１温度検知部

Claims

本体上部のトッププレート上に載置される被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する制御部と、ファンブレードと前記ファンブレードを駆動するＤＣモーター及び前記ＤＣモーターを保持するモーターホルダーとを有する送風機と、前記本体内部の温度を測定する温度検知部と、前記ＤＣモーターの回転数を制御するモーター回転数制御部とを備え、前記モーター回転数制御部は、前記温度検知部の温度の上昇に応じて、前記ＤＣモーターの回転数を所定の変化幅で段階的に上昇させ、その際に、前記ファンブレード及び前記モーターホルダーの固有周波数の近傍では、変化幅を前記所定の変化幅よりも大きくし、前記ＤＣモーターの回転振動周波数と、前記ファンブレード及び前記モーターホルダーの固有周波数が近接して共振による振動・騒音の増加が起こらないようにした誘導加熱調理器。
モーター回転数制御部は、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数の近傍では、変化幅を所定の変化幅よりも大きくする際に、ＤＣモーターの現状の回転数に応じて、変化幅を大きくする割合を変えるようにした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
モーター回転数制御部は、ＤＣモーターの回転振動周波数が、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数に近接して共振による振動、騒音の増加が起きた際に、前記ＤＣモーターの電流値の上昇を検知して、回転数を所定の変化幅よりも大きくするようにした請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
モーター回転制御部は、前回運転時に、ＤＣモーターの回転振動周波数が、ファンブレード及びモーターホルダーの固有周波数に近接して共振による振動、騒音の増加が起きた回転数を記憶し、その回転数近傍ではＤＣモーターの回転数の変化幅を所定の変化幅よりも大きくするようにした請求項１〜３に記載の誘導加熱調理器。