JP2009224251A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の誘導加熱調理器においては、鍋を置く位置は加熱コイルの真上位置に限られていたため、使用者は鍋を置く位置を気にしなければならず、使い勝手の悪いものであった。また、同時に使用できる鍋の数は、加熱コイルと同数の鍋に限られていた。
【解決手段】誘導加熱調理器において、複数の加熱コイルを設け、操作部及び表示部に近い位置に２つの加熱コイル４ａと４ｂを左右に並べて配置し、操作部及び表示部から遠い位置に３つ以上の加熱コイル４ｃ〜４ｅを配置した構成であり、操作部及び表示部から遠くに配置された前記加熱コイル４ｃ〜４ｅは、近くに配置された加熱コイル４ａ、４ｂよりも径が小さく、かつ、最大許容電力が小さい。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の加熱コイルを有する誘導加熱調理器に関する。

従来の誘導加熱調理器においては、「内部に複数の加熱コイル、該加熱コイルをそれぞれ駆動する駆動回路、冷却ファン等が収容された筐体と、該筐体の上部開口部に取付けられ前記加熱コイルの直上にそれぞれ鍋位置表示部が設けられた天板とを備え、前記複数の加熱コイルのうち少なくとも１個を他の加熱コイルの径と異なる径にすると共に、前記天板に前記加熱コイルの径にそれぞれ対応した大きさの鍋位置表示部を設けた」ものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１８６００２号公報（第３頁、第２図）

従来の誘導加熱調理器においては、鍋を置く位置は加熱コイルの真上位置に限られていたため、使用者は鍋を置く位置を気にしなければならず、使い勝手の悪いものであった。また、同時に使用できる鍋の数は、加熱コイルと同数の鍋に限られていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、天板上に鍋を自由に配置することができ、加熱コイル数よりも多数の鍋を同時に使用することのできる誘導加熱調理器を提供するものである。

この発明に係る誘導加熱調理器は、複数の加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する電力変換回路と、前記加熱コイル上面側に設けられ被加熱物が積載される天板と、加熱コイルの電力を設定する操作部と、前記加熱コイルの電力を表示する表示部とを有し、前記複数の加熱コイルは、前記操作部及び前記表示部に近い位置に２つ左右に並べて配置され、前記操作部及び表示部から遠い位置に３つ以上が配置されており、前記操作部及び前記表示部から遠くに配置された前記加熱コイルは、近くに配置された加熱コイルよりも径が小さく、かつ、最大許容電力が小さいものである。

本発明に係る加熱調理器によれば、大火力で調理する手前側の加熱コイルの径を大きくし、主に保温などの目的で比較的小さな火力で使用する奥側の加熱コイルの径を小さくすることにより、複数の加熱コイルを配置できるようにしたので、多数の鍋を同時に加熱することができる。

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外観斜視図である。図１において、加熱調理器の本体１は、上部を開口した筐体２と、この筐体２の天面を覆う天板３とが設けられている。筐体２の内部には加熱コイル４ａ〜４ｅが、前面には魚焼きなどを行うグリル５が、加熱手段として設けられている。加熱コイル４ａ〜４ｅは、電源を整流した後に高周波でスイッチングして加熱コイルに高周波電流を供給する電力変換回路６に接続されている。また、加熱コイル４ａ〜４ｅとグリル５の電力を設定及び表示するための手段として、操作部７と表示部８が設けられている。

図２は、図１の天板を外した状態を上面から見た説明図である。大径の加熱コイル４ａ、４ｂは操作部７ａ〜７ｆ及び表示部８ａ〜８ｆの近傍に、小径の加熱コイル４ｃ〜４ｄは操作部７ａ〜７ｆ及び表示部８ａ〜８ｆから離れた位置に、それぞれ配置されている。小径の加熱コイル４ｃ〜４ｅは、加熱コイル４ａ及び４ｂと比較してコイルの巻き数が少ないとともに、供給される最大許容電力も小さい。
操作部７ａ〜７ｅは加熱コイルの電力設定を行うためのスイッチであり、それぞれ、加熱コイル４ａ〜４ｅに対応する。表示部８ａ〜８ｅは加熱コイルの電力状態を表示するＬＥＤなどで構成された表示部であり、それぞれ、加熱コイル４ａ〜４ｅに対応する。また、操作部７ｆ及び表示部８ｆは、グリル５に対応するものである。

図３は、前記操作部７及び表示部８の詳細を示した説明図である。操作部７は、電力下げスイッチ７１及び電力上げスイッチ７２とで構成されている。また、表示部８は、４つ又は３つのＬＥＤで構成されており、各加熱コイルの電力量を表示する。大径の加熱コイルにおいては４つのＬＥＤ、小径の加熱コイルにおいては３つのＬＥＤが設けられている。使用者が調理内容に合わせてスイッチ７１又はスイッチ７２を押下して電力調整を行うと、表示部８は、電力量に比例してＬＥＤを点灯又は消灯させる。

上記のように構成した本実施の形態１の誘導加熱調理器において、大きい鍋で調理する場合や大火力で調理する場合には、手前側の加熱コイルの上の鍋を載せて調理を行う。小さい鍋で調理する場合や保温目的の場合には、奥側の加熱コイルの上に鍋を載せて調理を行う。奥側の加熱コイルは、それぞれの径を小さくして搭載数を増やしたので、同時に複数の鍋を使用することができる。

以上のように本実施の形態１によれば、奥側の加熱コイルを小さくすることで、限られた筐体スペースの中に５個の加熱コイルを搭載することが可能となった。これにより、主に保温目的など比較的小さな火力で十分な鍋には奥側の加熱コイルを使用し、大火力が必要な鍋には手前側の加熱コイルを使用することができ、従来よりも同時に使用できる鍋の数を増やすことができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の別の加熱コイル４の構成を示すものである。前述の実施の形態１で示した図２と同様に、図１の天板３を外した状態で上面から見たものである。図２と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
図４において、加熱コイル４１ｄは、正面に向かって加熱コイル４ａ及び４ｂの並び方向における中間に位置している。加熱コイル４ａと４ｂの並び方向における中間部分の奥側のスペースは広いので、この加熱コイル４１ｄは、大きさ及び巻き数が、加熱コイル４ｃ及び４ｅよりも大きく、かつ、加熱コイル４ａ及び４ｂよりも小さくなるよう構成している。したがって、各加熱コイル間の隙間が小さくなり、加熱可能な領域が広くなっている。

以上のように構成した本実施の形態２の誘導加熱調理器において、大きい鍋で調理する場合や大火力で調理する場合には手前側の加熱コイル４ａ、４ｂを使用し、中くらいの鍋で調理する場合には加熱コイル４１ｄを使用し、小さい鍋で調理する場合や保温目的の場合には加熱コイル４ｃ、４ｅを使用して調理を行う。加熱コイルの数を多くすると同時に、大径、中径、小径という３種類の加熱コイルを搭載したので、様々な大きさの鍋を効率的に加熱することができ、使い勝手を向上させることができる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３における誘導加熱調理器の別の加熱コイルの構成を示すものである。前述の実施の形態１で示した図２と同様に、図１の天板３を外した状態で上面から見たものである。図２と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。図５においては、加熱コイル４２ｃ〜４２ｅは、横長形状となるよう巻かれている。本実施の形態３では、加熱コイル４２ｃ〜４２ｅを横長形状とした以外は、前述の実施の形態１と同様の動作を行うものである。

以上のように、本体の奥側に小径かつ横長形状の加熱コイル４２ｃ〜４２ｅを設けたので、加熱コイル間の隙間が少なくなり、加熱可能な領域を広くすることができる。したがって、小さな鍋であれば、加熱コイルにまたがって４つ又はそれ以上の鍋を置くことが可能となる。このように、加熱コイルの数よりも多くの鍋を同時に加熱することができ、使い勝手を向上させることができる。

なお、本実施の形態３においては、奥側の加熱コイル４２ｃ〜４２ｅの大きさが同じ場合の例について説明したが、大きさは同一でなくともよい。前述の実施の形態２で示したように広いスペースが確保できる場合には、大きめの加熱コイルを設けてもよい。

実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の別の加熱コイルの構成を示すものである。前述の実施の形態１で示した図２と同様に、図１の天板３を外した状態で上面から見たものである。図２と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。図６においては、加熱コイル４３ｃ〜４３ｅは、それぞれ左右に２分割してコイル形状を形成している。２分割された加熱コイルは、各々が電力変換回路６（図１）に接続されており、個別に電力調整を行うことができる。

以上のように構成された加熱コイル４３ｃ〜４３ｅにおいて、図６のＡに示す加熱コイル４３ｄと４３ｅとの間に鍋が置かれた場合、加熱コイル４３ｄの右側と加熱コイル４３ｅの左側に高周波電流を流す。したがって、鍋が置かれたＡの領域のみを加熱することができ、また、鍋が置かれていない部分の加熱コイルには電流を流さないので、漏れ磁束が少なく、効率よく加熱することができる。なお、２つ以上の加熱コイルにまたがって鍋が置かれた場合の電力設定及び電力表示については、例えば、右側の加熱コイルの操作部及び表示部に従って行う、などの取り決めを行っておく必要があるが、この取り決め内容は任意である。

以上のように本実施の形態４においては、加熱コイル４３ｃ〜４３ｅを２分割して各々個別に高周波電流を流すようにしたので、加熱コイルの真上以外に鍋を置いた場合でも、漏れ磁束が少なく効率よく加熱することができる。したがって、鍋の置き場所や数が制限されることがなく、使い勝手を向上させることができる。

なお、本実施の形態４においては、加熱コイルを２分割する例について示したが、分割数はこれに限るものではなく、３個以上に分割してこれらを個別に駆動できるようにしてもよい。このようにすることで、よりきめ細かな加熱制御が可能となり、鍋を自由な場所に置くことができ、かつ、漏れ磁束が少なく効率的に加熱することのできる高周波加熱調理器を提供することができる。また、加熱コイル４３ｃ〜４３ｅの大きさも同一でなくてもよく、実施の形態２で示したように広いスペースが確保できる場合には大きめの加熱コイルを設けてもよい。さらにコイル形状は、半円形や半楕円形以外に、長方形、正方形、三角形、台形などとしてもよい。また、加熱コイルを並べる間隔は、概略等間隔としてもよい。これにより、どこに置いても同じ条件で加熱することができる。

実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の本体１を上面から見た図であり、天板３、操作部７、及び表示部８を示している。本体１の内部には、前述の実施の形態１〜４で示したいずれかの加熱コイル４が設けられている。
図７において、天板３の奥側の矩形領域に示す保温ゾーン９は、任意の色又は模様などで区別された印刷が施されており、さらに「保温ゾーン」という文字が印刷されている。この保温ゾーン９の直下には、奥側加熱コイル（例えば加熱コイル４ｃ〜４ｅ）が配置されている。また、天板３の手前側領域、すなわち加熱コイル４ａ、４ｂの直上には、両加熱コイルの径と略同一の円が鍋積載位置１０ａ、１０ｂとして表示されている。
操作部７と表示部８については、加熱コイル４ａ、４ｂに対応した操作部７ａ、７ｂと表示部８ａ、８ｂ、及びグリルに対応した操作部７ｆ、８ｆを設けている。

以上のように構成した誘導加熱調理器において、電源が入れられると、加熱コイル４ｃ〜４ｅには、常に加熱時よりも高い周波数で加熱コイルに微少電流を流しておく。ここで、加熱コイル４ｃ〜４ｅの上に鍋がある場合は、鍋が無い場合と比べて共振周波数が低く、加熱コイル４ｃ〜４ｅの駆動周波数との差が大きくなるため、流れる電流は少なくなる。また、鍋が無い場合は、鍋がある場合と比べて共振周波数が高く、加熱コイル４ｃ〜４ｅの駆動周波数との差が小さくなるため、流れる電流は多くなる。電力変換回路６はこれらの特性から鍋の有無を判定して加熱制御を行う。すなわち、保温ゾーン９のいずれかの位置に鍋が置かれた場合、その真下にある加熱コイルの駆動周波数を下げて加熱を開始する。加熱時の電力については、保温ゾーン９用の電力を予め定めておいてもよく、また、図示しない別の操作部７ｘと表示部８ｘを設けて使用者が設定任意に設定できるようにしてもよい。

以上のように本実施の形態５においては、奥側の加熱コイル上の天板一帯を保温ゾーン９とし、この保温ゾーン９に鍋を置くだけで鍋位置に対応する加熱コイルの加熱を行うようにしたので、使用者が保温ゾーン９のどの位置に鍋を置いても適切に鍋を加熱することができる。したがって、保温ゾーン９で鍋を加熱する場合には、使用者は鍋を置くだけでよく、鍋を置く位置や鍋の数が制限されることのない、使い勝手のよい誘導加熱調理器を得ることができる。

実施の形態６．
図８は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の構成を示すものであり、図１の天板３を外した状態で上面から見たものである。操作部７及び表示部８は、本体１から脱着可能な構成で設けられており、操作部７と表示部８を取り外した状態を示している。なお、本実施の形態６の説明においては、操作部７と表示部８をまとめて取り扱い、「操作表示部７８」と呼ぶ。
図６において、本体１上面で操作表示部７８が設置される位置にはコイル１１ａが、操作表示部７８の背面にはコイル１１ｂがそれぞれ設けられている。コイル１１ａは、電力変換回路６に接続されて電流を制御されるが、コイル１１ｂは、電力変換回路６には接続されていない。
このような構成において、加熱調理器の電源が投入されてコイル１１ａが駆動されると、電磁誘導の原理でコイル１１ｂに電力が発生する。コイル１１ｂはこの電力を利用して、操作表示部７８の制御電源とする。また、操作表示部７８と本体１との制御信号のやりとりは、電波、赤外線、電磁誘導などの無線手段を用いて行う。なお、本実施の形態６に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの構成は、前述の実施の形態１〜４のいずれかをとり、どの実施の形態を用いてもよい。

以上のように本実施の形態６においては、操作部７と表示部８を脱着可能な構成としたので、誘導加熱調理器の用途に応じてデザインを変更することができる。例えば、奥側の加熱コイルを保温ゾーンとして使う使用者と、手前側の加熱コイルと同様に鍋積載位置を表示して使う使用者がいた場合、加熱コイル４等の構成は同一とし、操作部７、表示部８及び天板３の印刷を変更して提供することができる。したがって、低コストでバリエーションに富んだ誘導加熱調理器を得ることができる。
また、本体１から操作部７、表示部８への給電は電磁誘導により行い、制御信号の送受信は電波、赤外線、電磁誘導などの非接触手段を用いるので、防水加工が行える。したがって、水をこぼした場合などにも水の進入による故障を防止でき、故障の少ない誘導加熱調理器を得ることができる。

実施の形態７．
図９は、本発明の実施の形態７に係る誘導加熱調理器の、加熱コイル４ｃ、４ｄ、４ｅの電力変換回路６を示したものである。電力変換回路６は、商用交流電源２１、商用交流電源を全波整流するダイオードブリッジ２２、全波整流した電力を蓄積するコンデンサ２３、スイッチング素子２４ａ〜２４ｆを集積してモジュール化したトランジスタモジュール２４、各加熱コイルに流れる電流を検出する電流検出抵抗２５、２９、３３、共振用コンデンサ２６、３０、３４、加熱コイルの電圧を検出する電圧検出抵抗２７、２８、３１、３２、３５、３６、及び、全体の制御を行う制御回路３７により構成されている。制御回路３７はマイクロコンピュータ等から構成されており、操作部７からの操作信号に基づいて各種演算処理を生成する。なお、本実施の形態７に係る誘導加熱調理器は、電力変換回路６の構成及び動作以外は、前述の実施の形態１〜６と略同じ構成、略同じ動作を行う。

上記のように構成した電力変換回路６の動作を説明する。なお、加熱コイル４ｃ、４ｄ、４ｅを駆動する回路構成及び回路動作は同じであるので、加熱コイル４ｃで代表して説明する。
制御回路３７は、スイッチング素子２４ｅと２６ｆを交互に駆動して、加熱コイル４ｃに高周波電流を流す。制御回路３７は、電流検出抵抗２５から加熱コイル電流Ｉｃを得る。また、電圧検出抵抗２７と２８とから加熱コイル電圧Ｖｃを得る。さらに、電流Ｉｃと電圧Ｖｃのゼロクロス点から位相差θを検出し、電力Ｐ＝Ｉｃ×Ｖｃ×Ｃｏｓθを演算する。加熱コイル４ｃの上に鍋がある場合は、鍋が無い場合と比べて共振周波数が低く、加熱コイル４ｃの駆動周波数との差が大きくなるため、流れる電流は少ない。鍋が無い場合は、鍋がある場合と比べて共振周波数が高く、加熱コイル４ｃの駆動周波数との差が小さくなるため、流れる電流は多くなる。また、鉄鍋は抵抗成分が大きく、アルミ鍋は抵抗成分が少ないため、鉄鍋に比べアルミ鍋はθが大きくなる。制御回路３７は、所定周波数における電流の大小から鍋の有無を、所定周波数におけるθの大きさから鍋材質を判定して制御を行う。例えば、抵抗値の低いアルミ鍋を検出した場合は加熱の禁止を行う。また、鉄鍋であれば加熱を行い、使用者が操作部７ｃで指定した所定の電力になるように駆動周波数を変化させる。例えば、電力を上げる場合は、加熱コイル４ｃと共振用コンデンサ２６で決まる共振周波数に近づけて加熱コイル４ｃに流す電流を増やす。電力を下げる場合は、共振周波数から遠ざけることで加熱コイル４ｃに流す電流を減らす。

このように、スイッチング素子をモジュール化して複数の加熱コイルを駆動するので、加熱コイルの数を増やしても回路を小型化することができる。また、モジュール化した場合、コンデンサ１３両端の母線がモジュール内部で共通化されるため、各加熱コイルに流れる電流を検知することは困難であり、入力電圧、入力電流から各加熱コイル電力を検知することはできなかったが、加熱コイル電流Ｉｃと、加熱コイル電圧Ｖｃと両者の位相差θを検出し、電力Ｐ＝Ｉｃ×Ｖｉｃ×Ｃｏｓθを演算することで、モジュール化した場合においても各加熱コイルの個々の電力を検出でき、個別に電力制御を行うことができる。

なお、上記説明では、操作部と表示部から遠い位置の加熱コイル数が合計５個の場合の例について説明したが、加熱コイルの数はこれに限るものではなく、６個以上であってもよい。また、加熱コイルの径の大きさも、筐体の大きさに合わせて、大径、中径、小径、又はそのほかの径の大きさなど、４種類以上の径の大きさのものを組み合わせて設けてもよい。

この発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の外観斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態１を示す誘導加熱調理器の操作部及び表示部を示す説明図である。 この発明の実施の形態２を示す誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態３を示す誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態４を示す誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態５を示す誘導加熱調理器の上面を示す説明図である。 この発明の実施の形態６を示す誘導加熱調理器の表示部及び操作部の構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態７を示す誘導加熱調理器の電力変換回路を示す説明図である。

符号の説明

１ 本体、２ 筐体、３ 天板、４、４ａ〜４ｅ 加熱コイル、５ グリル、６ 電力変換回路、７、７ａ〜７ｆ 操作部、８、８ａ〜８ｆ 表示部、９ 保温ゾーン、１０ａ、１０ｂ 鍋積載位置、１１ａ、１１ｂ コイル。

Claims (12)

1. 複数の加熱コイルと、
   前記加熱コイルに高周波電流を供給する電力変換回路と、
   前記加熱コイル上面側に設けられ被加熱物が積載される天板と、
   前記加熱コイルの電力を設定する操作部と、
   前記加熱コイルの電力を表示する表示部とを有し、
   前記複数の加熱コイルは、前記操作部及び前記表示部に近い位置に２つ左右に並べて配置され、前記操作部及び表示部から遠い位置に３つ以上が配置されており、
   前記操作部及び前記表示部から遠くに配置された前記加熱コイルは、近くに配置された加熱コイルよりも径が小さく、かつ、最大許容電力が小さい
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記操作部及び表示部から遠くに配置された前記加熱コイルのうち、近くに配置された２つの加熱コイルの並び方向における中間に位置する加熱コイルは、
   遠くに配置された他の加熱コイルよりも径が大きく、かつ、最大許容電力が大きい
   ことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記操作部及び表示部から遠くに配置された前記加熱コイルは、横長形状である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２いずれかに記載の誘導加熱調理器。
4. 前記操作部及び表示部から遠くに配置された前記加熱コイルは、少なくとも２分割され、各々個別に駆動可能とする
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
5. 前記天板において、
   前記操作部及び表示部から近くに配置された前記加熱コイルの直上の部位には、加熱コイルの外径と略同一の円形の第一の被加熱物搭載位置表示がなされ、
   前記操作部及び表示部から遠くに配置された前記加熱コイルの直上の部位には、複数の加熱コイルを含むように第二の被加熱物搭載位置表示がなされた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
6. 前記第二の被加熱物搭載位置表示には、「保温」の文字を含む
   ことを特徴とする請求項５記載の誘導加熱調理器。
7. 前記操作部及び表示部は、誘導加熱調理器本体から着脱可能な構成で設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
8. 前記操作部及び表示部へは電磁誘導により給電し、
   前記操作部及び表示部と前記電力変換回路との制御信号の送受信は無線手段により行う
   ことを特徴とする請求項７記載の誘導加熱調理器。
9. 前記電力変換回路は、複数のスイッチング素子がモジュール化された電力変換回路を含み、当該電力変換回路により前記操作部及び表示部から遠くに配置された複数の加熱コイルに高周波電流を供給する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
10. 前記電力変換回路は、複数のスイッチング素子がモジュール化された１つの素子で複数の加熱コイルを制御する構成とし、
    各々の加熱コイルに対応して電流検出回路、電圧検出回路、及び電流電圧位相差検出回路を有し、これらの検出回路の出力に基づいて前記電力変換回路を制御する
    ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
11. 各々の加熱コイルの電流、電圧、及び電流電圧位相差から加熱コイルへの投入電力を演算して所定の電力となるように制御する
    ことを特徴とする請求項１０記載の誘導加熱調理器。
12. 各々の加熱コイルの電流、電圧、及び電流電圧位相差から被加熱物の材質及び大きさの判定を行う
    ことを特徴とする請求項１０又は請求項１１いずれかに記載の誘導加熱調理器。

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