JP2011009031A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ１つで鍋位置決めと赤外線センサの故障検出を行っていたため、ＬＥＤの色（波長）の制約から波長の異なる方向のＬＥＤ色に変えることが困難であった。
【解決手段】鍋位置決めＬＥＤ２４と赤外線センサ故障検出ＬＥＤ２７を設けることで、鍋位置決めＬＥＤの色（波長）を容易に変更できるようにした。さらに鍋位置決めＬＥＤが断線した場合はマイコン入力の論理が反転するように制御回路を追加し、エラー表示の点灯／消灯を行い、品質の向上を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、調理容器などの被加熱物を加熱する誘導加熱調理器に関する。

近年、鍋やフライパンなどの調理容器を、加熱コイルにより誘導加熱する誘導加熱調理器が、一般家庭や業務用のキッチンなどで広く用いられている。誘導加熱調理器は、サーミスタ、赤外線センサなどの感熱素子をトッププレートの下面に設けて、感熱素子により調理容器の底面の温度を検出し、検出した温度が目標温度と一致するように加熱コイルを制御している。

鍋底の温度を正確に検知するためには的確に鍋の中心周辺を赤外線センサで検知する必要があった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。そこで、赤外線センサ検知位置を目視で確認できるようＬＥＤを設置していている誘導加熱調理器が開示されている（例えば、特許文献３参照）。また、故障検知部の光源を発光させることにより、受光した赤外線エネルギー量に基づいて、赤外線センサが故障しているか否かを検知するものもある（例えば、特許文献４参照）。

特開２００６−３４４４５６号公報 特開２００３−２４３１４１号公報 特開２００８−２５８０４６号公報 特開２００８−１９２５８１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、前記故障検出用ＬＥＤは、赤外線センサの故障検知をおこなうためには、波長ならびに精度について特性の制約があるため、鍋位置決め用として利用して波長の異なるＬＥＤ色に変えることが困難であった。

また、前記故障検知は、前記赤外線センサへの外乱光の影響や、前記赤外線センサが断線している場合は、前記ＬＥＤ自身の断線を検知することができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、前記鍋位置決めＬＥＤの色を自由に選択できるとともに、ＬＥＤ自身の断線検知を行うことができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、赤外線が透過する材料で形成されたトッププレートと、高周波電流を供給されることによって、トッププレート上に載置された調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、インバータ回路の動作モードを設定するための操作部と、動作状態を表示する表示部と、操作部で設定した火力に応じた制御温度を記憶する記憶回路と、商用電源からの入力電流と加熱コイル電流とを測定する電流測定手段と、調理容器の底面から放射され、トッププレートを透過した赤外線を検出する赤外線センサと、赤外線センサの出力に基づいて、インバータ回路の出力を制御する制御部を有し、赤外線センサ入力検
知の故障を検出するＬＥＤと前記トッププレートの鍋位置決めＬＥＤを光センサユニット部に設けたものである。これによって、前記鍋位置決め用ＬＥＤの色（波長）の容易変更と断線検知を有した誘導過熱調理器が実現できる。

本発明の誘導加熱調理器は、前記鍋位置決めＬＥＤの色を自由に選択でき、前記ＬＥＤ自身の断線検知を行うことができ、デザイン性・品質の向上を図り、使い勝手を良くすることができる。

本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の鍋位置決めＬＥＤの断線検知回路図

第１の発明は、赤外線が透過する材料で形成されたトッププレートと、高周波電流を供給されることによって、前記トッププレート上に載置された調理容器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インバータ回路と、前記インバータ回路の動作モードを設定するための操作部と、動作状態を表示する表示部と、前記操作部から加熱を開始すると前記調理容器を加熱し、前記操作部で設定した火力に応じた制御温度を記憶する記憶回路と、商用電源からの入力電流と前記加熱コイル電流とを測定する電流測定手段と、前記調理容器の底面から放射され、前記トッププレートを透過した赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力に基づいて、前記インバータ回路の出力を制御する制御部を有し、前記赤外線センサ入力検知の故障を検出するＬＥＤと前記トッププレートの鍋位置決めＬＥＤを光センサユニット部に設けたとすることにより、前記赤外線センサ故障検出の精度を損なうことなく前記鍋位置決めＬＥＤの色、設置場所を自由に変更することができる。

例えば、前記鍋位置決めＬＥＤを青色で使用すると、前記赤外線センサの感度領域外での波長となり検出精度が低下していた。前記鍋位置決めＬＥＤを単独にすることで、ＬＥＤの色、波長を容易に変更することができ、前記赤外線センサの故障検出用は別ＬＥＤを専用で設け精度良く検出を行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記鍋位置決めＬＥＤの断線検知を赤外線センサの変化量ではなく、前記鍋位置決め用ＬＥＤ自身の断線検知を行う制御回路を設けＬＥＤ単体で検知でき制御するとしたことにより、赤外線センサの変化量に依存することなく断線検知を行うことができ断線検知の品質が向上する。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記鍋位置決めＬＥＤの断線において、断線検知と判定した場合は表示部にエラー表示を行い、加熱を停止させるとしたことにより、使用者は故障原因を正確に知ることにより、適切な対応がしやすく、使い勝手を良くすることができる。

第４の発明は、特に、第３の発明において、前記鍋位置決めＬＥＤの断線異常が解除された場合に、表示部のエラー表示を消灯させ、加熱を再開させるとしたことにより、使用者は継続して使用できるので、使い勝手を良くすることができる。

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は、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。本実施の形態の誘導加熱調理器は、炒め物などの高火力での加熱を行う際に、調理容器の材質や形状によらず安全に最適な火力で調理を行うことができ、熱応答性の良い赤外線センサユニット４による調理容器２の温度に対応した出力信号を用いることによって、加熱時における最適制御を行う。この誘導加熱調理器は、例えば、キッチンなどのキャビネットに組み込んで使用される。

本発明の実施の形態の誘導加熱調理器は、機器上面に設けられたトッププレート１と、高周波磁界を発生させることによって、トッププレート１上の調理容器２を誘導加熱する加熱コイル３（外コイル３ａ及び内コイル３ｂ）とを備える。トッププレート１は、ガラスなどの電気絶縁物からなり、赤外線を透過する。加熱コイル３は、トッププレート１の下方に設けられている。

加熱コイル３は、同心円状に２分割されて外コイル３ａと内コイル３ｂを形成している。外コイル３ａと内コイル３ｂの間に、隙間が設けられている。調理容器２は、加熱コイル３の高周波磁界により発生した渦電流によって発熱する。

トッププレート１の使用者側には、加熱の開始／停止などを使用者が指示するための操作部１４が設けられている。また、操作部１４と調理容器２との間に動作状態を表示する表示部３１（図示せず）が設けられている。

赤外線センサユニット４は、外コイル３ａと内コイル３ｂとの間の隙間の下方に設けられる。この位置は、加熱コイル３の高周波磁界が強いため、調理容器２の底面の略最高温度を検出することができる。

調理容器２の底面から放射された、調理容器２の底面温度に基づく赤外線は、トッププレート１を通って入射し、外コイル３ａと内コイル３ｂとの間の隙間を通って、赤外線センサユニット４により受光される。

赤外線センサユニット４は、受光した赤外線を検出し、検出した赤外線量に基づいた赤外線検出信号５を出力する。

加熱コイル３の下方には、商用電源６から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑部７と、整流平滑部７から直流電圧を供給されて高周波電流を生成し、生成した高周波電流を加熱コイル３に出力するインバータ回路８とが設けられる。

また、商用電源６と整流平滑部７との間に、商用電源６から整流平滑部７に流れる入力電流を検出するための入力電流検出部９が設けられている。

整流平滑部７は、ブリッジダイオードで構成される全波整流器１０と、全波整流器１０の出力端子間に接続された、チョークコイル１６及び平滑コンデンサ１７で構成されるローパスフィルタとを有する。

インバータ回路８は、スイッチング素子１１（本実施形態ではＩＧＢＴ）と、スイッチング素子１１と逆並列に接続されたダイオード１２と、加熱コイル３に並列に接続された共振コンデンサ１３と、を有する。

インバータ回路８のスイッチング素子１１がオン／オフすることによって、高周波電流が発生する。インバータ回路８と加熱コイル３は、高周波インバータを構成する。

本実施の形態の誘導加熱調理器は、さらに、インバータ回路８のスイッチング素子１１のオン／オフを制御することによって、インバータ回路８から加熱コイル３に供給される高周波電流を制御する制御部１５を有する。

制御部１５は、操作部１４から送信される信号及び赤外線センサユニット４が検出した温度に基づいて、スイッチング素子１１のオン／オフを制御する。

制御部１５は、赤外線センサの出力に基づいて加熱コイル３の高周波電流を制御して調理容器２の加熱電力量を制御する第１の温度制御手段と、赤外線センサユニット４の検出値が記憶回路で記憶している制御温度を超えた場合に、インバータ回路８の出力を停止あるいは小さくし、赤外線センサユニット４で検知した温度が記憶回路１８で記憶している制御温度以下となった場合に、インバータ回路８の出力を大きくするように制御する第２の温度制御手段と、所定時間ごとに更新される目標温度との温度差を算出する温度差算出手段と、赤外線センサユニット４で検知した温度の検出値の時間変化量を算出する温度勾配算出手段と、温度勾配算出手段の算出値を記憶する算出値記憶手段と、温度差算出手段と温度勾配算出手段の算出値を入力としてインバータ回路８の火力を決定する火力決定手段を用いた第３の温度制御手段、また入力電力を積算する入力電力積算部（図示せず）とで構成している。

操作部１４は、表示部の手前側（使用者側）に設けられている。また、操作部１４は、複数の静電容量式のスイッチ１４ａ〜１４ｄを備えており、調理に関する指示を入力するためのスイッチであって、加熱部の数に対応させて設けられている。

各スイッチ１４ａ〜１４ｄには、それぞれ特定の機能が割り当てられている。例えば、スイッチ１４ａは、調理の開始及び終了を制御する機能が割り当てられた切／入スイッチである。

スイッチ１４ｄは、「加熱」「予熱加熱」「揚げ物」「湯沸かし」「炊飯」の調理メニューに適した動作モードに切り換える機能が割り当てられたメニュースイッチである。メニュースイッチ１４ｄを押下することによって、「加熱」「予熱加熱」「揚げ物」「湯沸かし」「炊飯」のように文字やイラストが点滅し、動作モードの選択が切り換えられる。

「加熱」「予熱加熱」「揚げ物」「湯沸かし」「炊飯」の動作モードが選択されているときに、切／入スイッチ１４ａが操作されると、選択されている動作モードが決定され、決定された動作モードに対応する表示が点灯し、決定されなかった動作モードに対応する表示が消灯する。

スイッチ１４ｂは、火力を上げる機能が割り当てられた火力設定スイッチである。スイッチ１４ｃは、火力を下げる機能が割り当てられた火力設定スイッチである。「加熱」モードが設定されている場合、火力設定スイッチ１４ｂ及び１４ｃによって、火力の設定が可能となる。

制御部１５は、スイッチ１４ａ〜１４ｄが押下されたことを検知すると、押下されたスイッチに基づいて、インバータ回路８を制御して、加熱コイル３に供給する高周波電流を制御する。

図２は、本発明の実施の形態における誘導加熱調理器の鍋位置決めＬＥＤの断線検知回路図を示す。鍋位置決めＬＥＤ２４はマイコン２５の出力端子１から第１のスイッチング素子２１を制御しＯＮ／ＯＦＦを行っている。

図２において、鍋位置決めＬＥＤ２４は、マイコン２５の出力１により第１のスイッチング素子を介して点灯／消灯をおこなう。第２のスイッチング素子２２は、ツェナーダイオード２３との組合せで鍋位置決めＬＥＤ２４の異常を検出する。

ツェナーダイオード２３と第２のスイッチング素子２２のベース入力端子の直列回路は、鍋位置決めＬＥＤ２４の順方向電圧が印加されるように構成している。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

まず、、鍋位置決めＬＥＤ２４が正常（接続）の場合は、第１のスイッチング素子２１がＯＮの時（鍋位置決めＬＥＤ２４を点灯）でも、信号線２６の電圧がツェナーダイオード２３のツェナー電圧以下になるので、第２のスイッチング素子２２はＯＦＦとなり、マイコン２５は鍋位置決めＬＥＤが正常であることを認識する。

さらに、第１のスイッチング素子２１が、ＯＦＦの場合（鍋位置決めＬＥＤ２４を消灯）でも、信号線２６の電圧は、ツェナー電圧以下になるため第２のスイッチング素子２２はＯＦＦである。

逆に、鍋位置決めＬＥＤが異常（断線）の場合は、第１のスイッチング素子２１がＯＮのときのみ信号線２６の電圧が、ツェナーダイオード２３のツェナー電圧を上回り、第２のスイッチング素子２２はベースに電流が流れＯＮし、マイコン入力端子のレベルが反転しマイコン２５は、鍋位置決めＬＥＤの異常検知を行うことができる。

したがって、マイコン入力レベルがＨレベルのときは正常で、表示部３１のエラー表示は消灯させ、Ｌレベルのときは異常とし、表示部３１にエラー表示を点灯させることとなる。

以上のように、本実施の形態においては、赤外線センサ入力検知の故障を検出するＬＥＤと前記トッププレートの鍋位置決めＬＥＤを光センサユニット部に設けたものである。

これによって、前記鍋位置決め用ＬＥＤの色（波長）を自由に変更できるととともに、且つ、赤外線センサの故障と鍋位置決め用ＬＥＤの故障を検出することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、鍋位置決めＬＥＤの色が自由に選べるため筐体のカラーに合わせたデザイン的な表示を行うことができ、一般家庭やレストランなどで使用される誘導加熱調理器に有効である。

１ トッププレート
２ 調理容器
３ 加熱コイル
４ 赤外線センサユニット（光センサユニット）
８ インバータ回路
１４ 操作部
１５ 制御部
１８ 記憶回路
２４ 鍋位置決めＬＥＤ
２５ マイコン
２６ 信号線
２７ 赤外線センサ故障検出ＬＥＤ（赤外線センサ入力検知の故障を検出するＬＥＤ）
２９ 電流測定手段
３０ 赤外線センサ
３１ 表示部

Claims (4)

1. 赤外線が透過する材料で形成されたトッププレートと、高周波電流を供給されることによって、前記トッププレート上に載置された調理容器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インバータ回路と、前記インバータ回路の動作モードを設定するための操作部と、動作状態を表示する表示部と、前記操作部から加熱を開始すると前記調理容器を加熱し、前記操作部で設定した火力に応じた制御温度を記憶する記憶回路と、商用電源からの入力電流と前記加熱コイル電流とを測定する電流測定手段と、前記調理容器の底面から放射され、前記トッププレートを透過した赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力に基づいて、前記インバータ回路の出力を制御する制御部を有し、前記赤外線センサ入力検知の故障を検出するＬＥＤと前記トッププレートの鍋位置決めＬＥＤを光センサユニット部に設け、前記赤外線センサの故障検出精度を損なうことなく前記鍋位置決めＬＥＤの色（波長）を自由に変更できるとした誘導加熱調理器。
2. 前記鍋位置決めＬＥＤの断線検知を赤外線センサの変化量ではなく、前記鍋位置決め用ＬＥＤ自身の断線検知を行う制御回路を設けＬＥＤ単体で検知でき制御するとした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記鍋位置決めＬＥＤの断線において、断線検知と判定した場合は表示部にエラー表示を行い、加熱を停止させるとした請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記鍋位置決めＬＥＤの断線異常が解除された場合に、表示部のエラー表示を消灯させ、加熱を再開させるとした請求項３の誘導加熱調理器。

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