JP2009110922A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋であっても、湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の温度制御を極力行い使い勝手を損なわないようにする。
【解決手段】制御回路３は、加熱コイル損失が少なく、浮き上がりが発生しない比較的小さなパワーで鍋を加熱する保温、煮込み等の調理モードでは、アルミ鍋のような非磁性低抵抗鍋であっても温度制御を行うようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋と鉄鍋などの磁性鍋を識別し、各々の鍋に最適な周波数で加熱するとともに、湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを各々の鍋で最適に実現する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器は、非磁性鍋の場合は、温度調節加熱モードへの移行を禁止している（例えば、特許文献１〜４参照）。

特開２００５−２６１２５号公報（段落００１０、００５４、００５６、第３図） 特開２００３−２８２２２８号公報（段落０００９〜００１１、００１８、第４図） 特開２００６−１２８６２号公報（段落００２２、第４図） 特開２００６−２９９０２４号公報（段落０００３、第８図）

前述した誘導加熱調理器は、アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する場合、加熱コイルの損失増大により、加熱コイルから発生する熱の影響により温度センサでの温度検知が正確に行なえない。または、加熱コイルとアルミ鍋に生じる反発力により、鍋が浮き上がり、温度センサでの温度検知が正確に行なえないため、温度制御を禁止するものである。
この場合、加熱コイル損失の増大や浮き上がりが発生するのは大きなパワーでアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する場合のみである。しかしながら、従来誘導加熱調理器は、比較的小さなパワーで鍋を加熱する場合であってもアルミ鍋加熱時は温度制御を禁止してしまうので使い勝手が悪いという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものでアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する場合でも、温度制御を行うようにして使い勝手を確保することを目的とする。

この発明に係る誘導加熱調理器は、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、鍋の材質に応じて共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、鍋の温度を検出する温度検出手段と、切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を加熱コイルに供給するインバータと、インバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の検出結果に基づいて、鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて温度検出手段によって検出された鍋の温度が所定の温度になるようにインバータを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋と判定した場合、油温度を特定の温度に維持する揚げ物調理の調理モードの制御、または揚げ物調理と湯沸しの調理モードの制御を禁止するものである。

この発明に係る誘導加熱調理器において、加熱コイル損失が少なく、浮き上がりが発生しない比較的小さなパワーで鍋を加熱する保温、煮込み等の調理モードでは、アルミ鍋のような非磁性低抵抗鍋であっても温度制御を行うようにしたため、使い勝手を損なうことが無い。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の構成を示す図である。
図において、インバータ２は、商用交流電源１をダイオードブリッジ２ａ、コンデンサ２ｂによって変換して得られる直流電力を、高周波電力に変換して、加熱コイル５に供給するものであり、スイッチング素子２ｃ及び２ｄで構成され、これに共振コンデンサ２ｅ及び２ｆ、共振コンデンサ切り換えリレー２ｇ、電流検出用抵抗２ｈが接続されている。制御回路３は、操作パネル４、加熱コイル５、鍋８を積載するトッププレート６、温度センサ７と接続される。なお、操作パネル４には、開始スイッチ４ａ、終了スイッチ４ｂ、保温スイッチ４ｃ、湯沸かしスイッチ４ｄ、煮込みスイッチ４ｅ、揚げ物スイッチ４ｆ、火力調整ダイヤル４ｇが設けられている。

また、図２はこの発明の実施の形態１における制御回路の動作を示すフローチャートである。
次に、この実施の形態１の動作を図１および図２に基づいて説明する。
図２のステップＳ０１にて操作パネル４の開始スイッチ４ａが押されると、制御回路３は、ステップＳ０２にて鍋材質判定を行なう。このとき制御回路３は、リレー２ｇをオンにし、スイッチング素子２ｃと２ｄを交互に動作させて、交流電源１をダイオードブリッジ２ａとコンデンサ２ｂにより直流に変換した電力を高周波の電力に変換して加熱コイルに供給する（ハーフブリッジ式）。このときのスイッチング素子２ｃと２ｄは、加熱コイル５のインダクタンス値と共振コンデンサ２ｅと２ｆの合成キャパシタンスで決まる共振周波数を避けてそれよりも高い周波数で駆動することで鍋８には大きな電力が入らないようにする。この状態で、制御回路３は、電流検出用抵抗２ｈに流れる電流を検出し、所定値以上の電流が流れれば載置されている鍋は低抵抗非磁性鍋、所定値以下であれば磁性鍋と判定する。

磁性鍋の場合、制御回路３はステップＳ０３〜ステップＳ１８を実施する。この場合、制御回路３は、まずステップＳ０３〜ステップＳ０６で保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、保温スイッチが押されれば、ステップＳ０７にてスイッチが押されたときの温度を目標温度Ｔ０に設定する。煮込みスイッチが押されれば、ステップＳ０８にて目標温度Ｔ０に６０℃を設定する。揚げ物スイッチが押されればステップＳ０９にて目標温度Ｔ０に１６０℃を設定する。湯沸しスイッチが押されれば、ステップＳ１０にて目標温度Ｔ０に１００℃を設定する。どのスイッチも押されなければ、制御回路３は、さらにステップＳ１１にて火力調整ダイヤルのチェックを行い、ステップＳ１２にて火力大方向にダイヤルが回されれば電力を増加させ（ステップＳ１３）、火力小方向にダイヤルが回されれば電力を減少させる（ステップＳ１４）。また、制御回路３は、ステップＳ０７〜ステップＳ１０にて設定された目標温度を、ステップＳ１５で現在の温度と比較を行い、現行温度が目標温度より低ければステップＳ１６にて加熱コイル５と共振コンデンサ２ｅと２ｆで決まる共振周波数に近づけて加熱コイル電流を増加させることで電力を増加させ、現行温度が目標温度より高ければステップＳ１７にて、スイッチング素子の駆動周波数を共振点から遠ざけて電力を減少させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。制御回路３は、ステップＳ０３〜ステップＳ１７までの制御をステップＳ１８にて終了スイッチが押されるまで繰り返し実行する。

ステップＳ０２にて低抵抗非磁性鍋と判定された場合、制御回路３は、リレー２ｇを開放することで、共振コンデンサのキャパシタンス値を下げて共振周波数を上げ、磁性鍋よりも高い周波数で電力を投入できるようにして、ステップＳ１９〜ステップＳ３２を実施する。この場合、制御回路３は、まずステップＳ１９〜ステップＳ２２で保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、保温スイッチが押されれば、ステップＳ２３にてスイッチが押されたときの温度を目標温度Ｔ０に設定する。煮込みスイッチが押されれば、ステップＳ２４にて目標温度Ｔ０に６０℃を設定する。一方、揚げ物スイッチが押された場合、あるいは湯沸しスイッチが押された場合、あるいはどのスイッチも押されなかった場合、制御回路３は、温度制御を行わず、ステップＳ２５にて火力調整ダイヤルのチェックを行い、ステップＳ２６にて火力大方向にダイヤルが回されれば電力を増加させ（ステップＳ２７）、火力小方向にダイヤルが回されれば電力を減少させる（ステップＳ２８）。また、制御回路３は、ステップＳ２３〜ステップＳ２４にて設定された目標温度を、ステップＳ２９で現在の温度と比較を行い、現行温度が目標温度より低ければステップＳ３０にて電力を増加させ、現行温度が目標温度より高ければステップＳ３１にて電力を減少させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。ステップＳ１９〜ステップＳ３１までの制御をステップＳ３２にて終了スイッチが押されるまで繰り返し実行する。

この実施の形態１によれば、以上の制御により、鍋の種類が低抵抗非磁性鍋の場合であっても、制御回路３は、少なくとも煮込み、保温スイッチを押した場合は、温度制御を行い、揚げ物スイッチを押した場合は温度制御は行わない。これにより、加熱コイル損失が少なく、浮き上がりが発生しない比較的小さなパワーで鍋を加熱する保温、煮込みの調理モードでは、アルミ鍋のような非磁性低抵抗鍋であっても温度制御を行うようにしたため、使い勝手を損なわない。

実施の形態２．
実施の形態１では、比較的投入電力の少ない煮込み、保温のみを許可することで浮き上がりを防止した。実施の形態２では、低抵抗非磁性鍋加熱時に損失増による加熱コイル自身の温度上昇が温度センサに与える影響や、鍋の浮き上がりを防止して揚げ物、湯沸しの温度制御を実現する方法について述べる。
実施の形態２における加熱調理器の構成は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図３はこの発明の実施の形態２における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図４はこの発明の実施の形態２における投入電力上限値と調理時間との関係を示すグラフである。
次に、実施の形態２の動作を図１、図３および図４に基づいて説明する。
図３のステップＳ１０１において開始スイッチが押されると、制御回路３は、ステップＳ１０２にて初期処理として、調理時間を示すタイマＴをゼロにクリアする。次に、制御回路３は、ステップＳ１０３において、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態１と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路３は、ステップＳ１０４〜ステップＳ１２３の処理を実施する。この場合、制御回路３は、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０７にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、保温スイッチが押されれば、ステップＳ１０８にてスイッチが押されたときの温度を目標温度Ｔ０に設定する。煮込みスイッチが押されれば、ステップＳ１０９にて目標温度Ｔ０に６０℃を設定する。揚げ物スイッチが押されればステップＳ１１０にて目標温度Ｔ０に１６０℃を設定する。
湯沸しスイッチが押されれば、ステップＳ１１１にて目標温度Ｔ０に１００℃を設定する。ステップＳ１０４〜ステップＳ１０７でいずれのスイッチも押されなければ、ステップＳ１１２〜ステップＳ１１６にて火力調整ダイヤルが火力大方向に回されれば電力を増加させ、火力小方向に回されれば電力を減少させる方向に制御する。また、ステップＳ１１５にて最大火力を２．５ｋＷに制限する。

ステップＳ１１７〜ステップＳ１２２では、制御回路３は、ステップＳ１１７にてタイマＴをカウントアップする。ステップＳ１１８にてタイマＴの値に応じて最大電力Ｗｍａｘを決定する。Ｗｍａｘは図４に示すように初期は１．５ｋＷでタイマＴの値、即ち調理経過時間とともに減るような設定となる。具体的には、下記のような数式によって最大電力Ｗｍａｘを決定する（ステップＳ１１８）。
Ｗｍａｘ＝Ｗ（Ｔ）
ただし、Ｗ（Ｔ）＝１．５（０＜Ｔ＜Ａ）、
Ｗ（Ｔ）＝−ｋＴ＋（ｋＡ＋１．５）（Ａ＜Ｔ＜Ｂ）、
Ｗ（Ｔ）＝ｎ（Ｂ＜Ｔ）
ここで、Ｔはタイマ値、Ａ、Ｂはそれぞれ異なる所定時間、ｋ、ｎは定数である。
あるいは、図４のような調理時間Ｔと最大電力Ｗｍａｘとの関係をテーブルとして図示しない記憶装置に保存しておき、このテーブルを参照することでタイマＴに対応するＷｍａｘを取得するようにしてもよい。
ステップＳ１１９にて目標温度と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度より高いときはステップＳ１２２にて電力を下げる。現行温度が目標温度より低い場合は、ステップＳ１２１にて電力を増加させるが、ステップＳ１２０にて電力が最大電力Ｗｍａｘに達している場合はそれ以上の増加は行わない。この動作をステップＳ１２３にて終了スイッチが押されるまで継続する。

この実施の形態２によれば、以上のような動作により、非磁性低抵抗鍋の場合、温度制御時は投入火力を絞るので加熱コイル損失が少なく温度センサへの影響を抑えられ正確な温度制御ができる。また、比較的小さなパワーに制限することで鍋の浮き上りを押さえることができる。さらに、水分が蒸発して重量が軽くなるのを見越して調理時間に応じて火力の上限値を下げるので調理終了時に鍋重量が軽くなった場合でも鍋の浮き上がりを防止でき、使い勝手を損なわない。
なお、調理時間に応じて火力上限値を下げているが投入電力の積算値に応じて火力上限値を下げても良い。この場合は投入電力を積算し、図１４に示すように、積算電力に応じた投入電力上限値により投入電力を制限することにより同様の効果が得られる。

実施の形態３．
実施の形態３における加熱調理器の構成は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図５はこの発明の実施の形態３における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図６はこの発明の実施の形態３における目標温度と調理時間との関係を示すグラフである。
次に、実施の形態３の動作を図１、図５および図６に基づいて説明する。
図５のステップＳ２０１にて開始スイッチが押されると、制御回路３は、ステップＳ２０２において、初期処理として、調理時間を示すタイマＴをゼロにクリアする。次に、制御回路３は、ステップＳ２０３において、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態１と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップＳ２０３にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路３は、ステップＳ２０４〜ステップＳ２２３を実施する。この場合、制御回路３は、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０７にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップＳ２０８〜ステップＳ２１１にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。ここで目標温度は例えば図６の揚げ物時の目標温度に示すように調理経過時間Ｔに応じて変えていく。調理開始直後は最終目標温度に対して低く、ステップＳ２１７にてカウントするタイマＴに応じて徐々に最終目標に到達するようにする。保温、煮込み、湯沸しの場合についても同様に徐々に最終目標温度に到達するようにする。ステップＳ２１９にて目標温度と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度より高いときはステップＳ２２０にて電力を下げ、現行温度が目標温度より低い場合は、ステップＳ２１９にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。また、ステップＳ２２１とステップＳ２２２にて調理開始から所定時間経過しても最終温度に到達しない場合は強制的に終了する。ステップＳ２１２〜ステップＳ２１６の動作は保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合の処理で実施の形態１のステップＳ２５〜ステップＳ２８の処理と同じであるので説明を省略する。以上の動作をステップＳ２２３にて終了スイッチが押されるまで継続する。

この実施の形態３によれば、以上のように低抵抗非磁性鍋の場合、徐々に最終目標温度制御するように制御するので、瞬間的に大きな火力が投入されることがないので鍋の浮き上りを押さえることができ使い勝手を損なわない。即ち、目標温度を徐々に高くして最終目標に到達するようにするため、火力を必要以上に大きくする必要がなく、浮きが起こらない火力で調理が可能となる。

実施の形態４．
実施の形態４における加熱調理器の構成は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図７は、この発明の実施の形態４における制御回路の動作を示すフローチャートである。
次に、実施の形態３の動作を図１および図７に基づいて説明する。
図７のステップＳ３０１にて開始スイッチが押されると、制御回路３は、ステップＳ３０２において、初期処理として、リトライ回数を示すカウンタＮをゼロにクリアする。次に、制御回路３は、ステップＳ３０３において、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態１と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップＳ３０３にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路３は、ステップＳ３０４〜ステップＳ３２５を実施する。この場合、制御回路３は、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップＳ３０８〜ステップＳ３１１にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。次に、制御回路３は、ステップＳ３１７では鍋の動きを検出する。スイッチング素子２ｃ及び２ｄの駆動周波数が変化していないのにも拘わらず、電流検出用抵抗２ｈで検出した電流が所定値以上変化した場合、制御回路３は、鍋が浮き上がりにより鍋が動いたと判定する。これは、加熱コイル５と鍋８との位置関係が変化して加熱コイル５から見たインピーダンスが変化する為、加熱コイルを流れる電流が変わるからである。

鍋が動いたと判定した場合、制御回路３は、ステップＳ３１８にて最大電力を現行の電力に設定するとともにカウンタＮを１つカウントアップする。ステップＳ３１９では制御回路３はカウンタＮの値をチェックする。カウンタＮの値が所定値以上、即ち鍋が動いた回数が所定回数に到達した場合、制御回路３は調理制御を中止して加熱コイルへの給電を停止する。所定回数以下であれば、制御回路３はステップＳ３２３〜ステップＳ３２５の処理を実施する。制御回路３は、ステップＳ３２３にて目標温度と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度より高いときはステップＳ３２４にて電力を下げ、現行温度が目標温度より低い場合は、ステップＳ３２３にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。但し、ステップＳ３２２にて電力が最大電力Ｗｍａｘに達している場合はそれ以上の増加は行わない。また、ステップＳ３１２〜ステップＳ３１６の動作は保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合の処理で実施の形態１のステップＳ２５〜ステップＳ２８の処理と同じであるので説明を省略する。以上の動作をステップＳ３２５にて終了スイッチが押されるまで継続する。

この実施の形態４によれば、以上の動作により、所定回数以上鍋が動いたと判定した場合、制御回路は調理制御を中止して加熱コイルへの給電を停止する。また、鍋が浮き上がる火力以下で電力制限するので、浮き上がりが発生しない範囲で最大電力を鍋に投入することができるので使い勝手を損なわない。

実施の形態５．
実施の形態５における加熱調理器の構成は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。図８は、この発明の実施の形態５における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図９及び図１０は実施の形態５の動作を説明するものである。なお、図９は、この発明の実施の形態５における鍋と内容物との合計重量と、所定電力積算値投入後の温度上昇との関係を示すグラフであり、或る一定の電力を加熱コイルに供給した場合、鍋と内容物の合計重量が重いほど鍋の温度上昇は小さく、軽いほど温度上昇が大きくなることを示している。また、図１０は、この発明の実施の形態５における最大投入電力と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフであり、鍋と内容物との合計重量に対して、鍋の浮き上がりを発生しない範囲で最大投入できる電力を示している。
次に、実施の形態５の動作を図１、図８〜図１０に基づいて説明する。
図８のステップＳ４０１にて開始スイッチが押されると、制御回路３は、ステップＳ４０２にて、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態１と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップＳ４０２にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路３は、ステップＳ４０３〜ステップＳ４２２を実施する。この場合、制御回路３は、ステップＳ４０３では所定の電力を所定時間投入して温度センサの温度上昇を計測する。鍋と内容物の合計重量が多ければ、比熱も大きくなるので温度上昇と重量の関係は図９のようになる。そこで、制御回路３は、温度上昇値から図９の関係を示す数式または図９の関係を登録した図示しない記憶装置のテーブルを参照することで、鍋と内容物の合計重量を推定する。さらに、制御回路３は、ステップＳ４０４で図１０のグラフに基づき上記と同様にして推定重量から最大電力Ｗｍａｘを決定する。

次に、制御回路３は、ステップＳ４０５〜ステップＳ４０８にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップＳ４０９〜ステップＳ４１２にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。次に、制御回路３は、ステップＳ４１３にて目標温度Ｔ０と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度Ｔ０より高いときはステップＳ４１６にて電力を下げ、現行温度が目標温度Ｔ０より低い場合は、ステップＳ４１５にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度になるように制御する。但し、ステップＳ４１４にて電力が最大電力Ｗｍａｘに達している場合はそれ以上の電力増加を行わない。保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合、制御回路３は、ステップＳ４１７〜ステップＳ４２１にて火力調整ダイヤルが火力大方向に回されれば電力を増加させ（ステップＳ４２０）、火力小方向に回されれば電力を減少させるように制御する（ステップＳ４２１）。また、制御回路３は、ステップＳ４１９にて電力（火力）が最大電力Ｗｍａｘを超えないように制限する。

この実施の形態５によれば、以上の制御により内容物が多く重量が重い低抵抗非磁性鍋でも、内容物が少なく重量が軽い低抵抗非磁性鍋でも、浮き上がりが発生しない範囲で最大の電力を投入できるので使い勝手を損なわない。

実施の形態６．
実施の形態６における加熱調理器の構成は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。また、実施の形態６における鍋＋内容物の重量検知については実施の形態５における図９の説明と同様であるので説明を省略する。図１１は、この発明の実施の形態６における制御回路の動作を示すフローチャートであり、図１２は、この発明の実施の形態５における電力下げ量と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフである。
次に、実施の形態６の動作を図１、図９、図１１および図１２に基づいて説明する。
図１１のステップＳ５０１にて開始スイッチが押されると、制御回路３は、ステップＳ５０２にて、鍋材質を判定する。鍋材質の判定方法と磁性鍋と判定した場合の処理については実施の形態１と同様であるのでフローチャート及び動作説明を省略する。ステップＳ５０２にて非磁性低抵抗鍋と判定した場合、制御回路３は、ステップＳ５０３〜ステップＳ５２２を実施する。この場合、制御回路３は、ステップＳ５０３で所定の電力を所定時間投入して温度センサの温度上昇を計測する。鍋と内容物の合計重量が多ければ、比熱も大きくなるので温度上昇と重量の関係は図９のようになる。そこで、制御回路３は、温度上昇値から図９の関係を表す数式または図９の関係を登録した図示しない記憶装置のテーブルを参照することで、鍋と内容物の合計重量を推定する。さらに、制御回路３は、ステップＳ５０４で図１２のグラフに基づき推定重量から上記と同様にして電力下げ量ΔＷを決定する。

次に、制御回路３は、ステップＳ５０５〜ステップＳ５０８にて保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されたかどうかを判定し、押されたと判定した場合は、ステップＳ５０９〜ステップＳ５１２にてそれぞれのスイッチに対応した目標温度を設定する。次に、制御回路３は、ステップＳ５１３にて目標温度Ｔ０と現行温度の比較を行い、現行温度が目標温度Ｔ０より高いときはステップＳ５１５にて電力を下げ、現行温度が目標温度Ｔ０より低い場合は、ステップＳ４１４にて電力を増加させることで、現行温度が目標温度Ｔ０になるように制御する。次に、制御回路３は、ステップＳ５１６にて鍋が動いたかどうかを判定する。判定方法は図７のステップＳ３１７と同じであるので説明を省略する。鍋が動いたと判定した場合、制御回路３は電力をΔＷだけ下げる。保温スイッチ、煮込みスイッチ、揚げ物スイッチ、湯沸しスイッチが押されない場合、制御回路３は、ステップＳ５１８〜ステップＳ５２１にて火力調整ダイヤルが火力大方向に回されれば電力を増加させ（ステップＳ５２０）、火力小方向に回されれば電力を減少させるように制御する（ステップＳ５２１）。以上の動作をステップＳ５２２にて終了スイッチが押されるまで継続する。

この実施の形態６によれば、以上の動作により重量に応じて鍋浮き上り時の電力を下げるので、下げ幅を最小限に抑えられ電力制御への影響を抑えられ使い勝手を損なわない。

実施の形態７．
実施の形態７における加熱調理器の構成は、上記実施の形態１の図１と同様であるので、ここでの構成図及び説明を省略する。また、実施の形態７における鍋＋内容物の重量検知については図９の実施の形態５と同様であるので説明を省略する。
図１において図示していないが音声出力手段または表示手段をもち、制御回路３は推定した重量を使用者に連絡する機能を有する。

使用者に重量の確認を促すことができ、使い勝手を損なわない。

なお、以上の実施の形態では、誘導加熱コイルと共振コンデンサを直列に接続した場合を前提として説明したが、誘導加熱コイルと共振コンデンサが並列に接続しても良い。

実施の形態８．
実施の形態８における加熱調理器の構成を図１３に示す。図１３では、上記実施の形態１の図１に対してスイッチング素子２ｃに流れる電流を検知する電流検出用抵抗２ｉを追加した。他は同様であるので、説明を省略する。制御回路３は、鍋材質判定を行なう。このとき制御回路３は、リレー２ｇをオンにし、スイッチング素子２ｃと２ｄを交互に動作させて、交流電源1をダイオードブリッジ２ａとコンデンサ２ｂにより直流に変換した電力を高周波の電力に変換して加熱コイルに供給する（ハーフブリッジ式）。加熱コイル５のインダクタンス値をＬ、抵抗分をＲ、共振コンデンサ２ｅと２ｆのキャパシタンス（以下、容量という）をＣ1、スイッチング素子の駆動周波数をｆとすると、

で表され、このときが最も電流が流れやすくなるので、スイッチング素子２ｃと２ｄの駆動周波数は、共振周波数を避けてそれよりも高い周波数で駆動することで鍋８には大きな電力が入らないようにする。この状態で、制御回路３は、電流検出用抵抗２ｈに流れる電流を検出し、所定値以上の電流が流れれば載置されている鍋は低抵抗非磁性鍋、所定値以下であれば磁性鍋と判定する。低抵抗非磁性鍋と判定した場合、リレー２ｇを開放して共振コンデンサ２ｆを切り離す。これにより、共振コンデンサは２ｅのみとなり、容量C1部分が小さくなるので、共振コンデンサ２ｅの容量と加熱コイル５のインダクタンスとで決まる共振周波数は高くなる。制御回路３は共振コンデンサ２ｅの容量と加熱コイル５のインダクタンスとで決まる共振周波数よりも高い周波数でスイッチング素子２ｃと２ｄを交互に動作させて、リレー２ｇが切替ったかどうかを確認する。リレー２ｇの故障により、共振コンデンサ２ｆが切り離されない場合は、共振コンデンサの容量は２ｅの容量と２ｆの容量の合成容量となり、共振周波数は低いままであり、駆動周波数と共振点が離れるため、電流が流れにくくなる。よって、制御回路３は、電流検出用抵抗２ｈもしくは２ｉに流れる電流が所定値以下の場合、リレー２ｇが故障したと判定する。

また、低抵抗非磁性鍋加熱終了後、制御回路３はリレー２ｇをオンして、共振コンデンサ２ｆを回路に接続して、再加熱の際に鍋材質判定を実施する。このとき、リレー２ｇが故障して、共振コンデンサ２ｆが回路に接続されていない状態で鍋判定を行なうと、共振点は共振コンデンサ２ｅの容量と加熱コイル５のインダクタンスとで決まる高い共振点のままとなる。このような状態で鍋材質判定を行なうと、より共振点に近い周波数で鍋材質判定を行なうので、電流検出用抵抗２ｈには大きな電流が流れる。また、共振点により近いものの、この共振点よりも低い周波数で鍋材質判定を行なうことになる。この場合、

の部分がマイナスとなり、スイッチング素子から見たインピーダンスはコンデンサ負荷となり、電流検出用抵抗２ｉにはコンデンサ負荷を充電する大きな突入電流が流れる。よって、制御回路３は、電流検出用抵抗２ｈもしくは２ｉに流れる電流が所定値以上の場合、リレー２ｇが故障したと判定する。

以上のようにリレー２ｇの故障が検出された場合、制御回路３は、図示しない報知手段（音声出力手段、ランプ、表示手段）を介して、音や光、表示などで使用者に故障である事を報知し、スイッチング素子２ｃ，２ｄの駆動を停止して加熱を止める。これにより、回路定数が正常に切り換わらないことにより、異常な状態で使われ続け、回路が異常発熱することを防止できる。

なお、制御回路３は電流検出用抵抗２ｈに流れる電流に基づいて鍋が低抵抗非磁性鍋か磁性鍋かを判定する鍋材質判定手段と、それ以外の機能である制御手段を構成する。また、電流検出用抵抗２ｈ、２ｉは電流検出手段を構成する。

本発明の活用例として、アルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋を加熱する誘導加熱調理器がある。

この発明の実施の形態１〜７における誘導加熱調理器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における投入電力上限値と調理時間との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態３における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３における目標温度と調理時間との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態４における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５〜７における鍋と内容物との合計重量と、所定電力積算値投入後の温度上昇との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態５における最大投入電力と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態６における制御回路の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５における電力下げ量と、鍋と内容物との合計重量との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態８における加熱調理器の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２における投入電力上限値と積算電力との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 商用交流電源、２ インバータ、２ａ ダイオードブリッジ、２ｂ コンデンサ、２ｃ、２ｄ スイッチング素子、２ｅ、２ｆ 共振コンデンサ、２ｇ 共振コンデンサ切り換えリレー、２ｈ、２ｉ 電流検出用抵抗、３ 制御回路、４ 操作パネル、４ａ 開始スイッチ、４ｂ 終了スイッチ、４ｃ 保温ボタン、４ｄ 湯沸かしボタン、４ｅ 煮込みボタン、４ｆ 揚げ物ボタン、４ｇ 火力調整ダイヤル、５ 加熱コイル、６ トッププレート、７ 温度センサ、８ 鍋。

Claims (14)

1. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
   前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
   前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
   前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
   このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
   湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋と判定した場合、油温度を特定の温度に維持する揚げ物調理の調理モードの制御、または揚げ物調理と湯沸しの調理モードの制御を禁止することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
   前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
   前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
   前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
   このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
   湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋と判定した場合、予め決められた値以上の電力投入を禁止するとともに、投入電力の積算値または調理経過時間に応じて投入電力の上限値を下げることを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
   前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
   前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
   前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
   このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
   湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、加熱開始から前記温度検出手段によって検出された温度が所定温度に到達するまでの時間が磁性鍋よりも長くなるように前記インバータを制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
4. 前記制御手段は、所定時間経過しても前記所定温度に到達しない場合は、前記インバータの制御を停止することを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
5. 前記制御手段は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて、鍋移動の有無を検出し、鍋移動を検出した場合は、前記加熱コイルに投入する電力を所定値だけ下げ、以後、投入電力の増加は調理モード終了まで行なわないように前記インバータを制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
6. 前記制御手段は、前記鍋移動の検出回数を数え、この検出回数が所定値に達した場合は、前記インバータの制御を停止することを特徴とする請求項５記載の誘導加熱調理器。
7. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
   前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
   前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
   前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
   このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
   湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、
   鍋と内容物の合計重量を推定する重量推定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、前記重量推定手段によって推定された推定重量に応じて最大投入電力を決定し、選択された調理モードにかかわらず最大投入電力以上の電力供給を禁止することを特徴とする誘導加熱調理器。
8. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
   前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
   前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
   前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
   このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
   湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、
   鍋と内容物の合計重量を推定する重量推定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、前記電流検出手段の検出結果に基づいて鍋移動の有無を検出し、鍋移動を検出した場合は、前記重量推定手段によって推定された推定重量と投入電力積算値から電力下げ量を決定することを特徴とする誘導加熱調理器。
9. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
   前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
   前記鍋の温度を検出する温度検出手段と、
   前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
   このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
   湯沸し、保温、煮込み、揚げ物等の複数の調理モードを持ち、使用者によって選択された調理モードに応じて前記温度検出手段によって検出された前記鍋の温度が所定の温度になるように前記インバータを制御する制御手段と、
   鍋と内容物の合計重量を推定する重量推定手段と、
   音声または表示を行う報知手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記鍋材質識別手段の識別結果が非磁性低抵抗鍋の場合、前記報知手段に音声または表示により報知させ、鍋と内容物の重量の確認を使用者に促すことを特徴とする誘導加熱調理器。
10. 前記重量推定手段は、入力電力の積算値と温度センサの変化率から鍋と内容物の合計重量を推定することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
11. 鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
    この加熱コイルと直列または並列に接続された共振コンデンサと、
    前記鍋の材質に応じて前記共振コンデンサの容量を切り替えて共振周波数を変更する切替手段と、
    前記切替手段によって変更された共振周波数近傍の高周波電流を前記加熱コイルに供給するインバータと、
    このインバータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
    この電流検出手段の検出結果に基づいて、前記鍋がアルミ鍋などの非磁性低抵抗鍋か鉄鍋などの磁性鍋かを識別する鍋材質識別手段と、
    前記インバータを制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記切替手段動作直後または加熱開始時は、前記加熱コイルに流す電流が少なくなるように前記インバータを制御し、このときの前記電流検出手段によって検出された前記加熱コイルへ供給する高周波電流値に基づいて前記切替手段の故障を検知することを特徴とする誘導加熱調理器。
12. 前記制御手段は前記共振コンデンサを非磁性低抵抗鍋加熱から磁性鍋加熱に切替えたにもかかわらず、前記電流検出手段が検出した前記インバータの電流が所定値以上の場合は前記切替手段が故障したと判定することを特徴とする請求項１１記載の誘導加熱調理器。
13. 前記制御手段は前記共振コンデンサを磁性鍋加熱から非磁性低抵抗鍋加熱に切替えたにもかかわらず、前記電流検出手段が検出した前記インバータの電流が所定値以下の場合は前記切替手段が故障したと判定することを特徴とする請求項１１記載の誘導加熱調理器。
14. 報知手段を備え、
    前記制御手段は前記切替手段が故障していると判定した場合は、前記インバータに前記加熱コイルの駆動を禁止させて、前記報知手段に故障である事を報知させることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の誘導加熱調理器。

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