JP2011090914A - Inductive heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般家庭、レストラン及びオフィスなどで使用される誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating device used in general homes, restaurants, offices, and the like.
従来、この種の誘導加熱装置は、調理容器や調理容器からふきこぼれた食材等がトッププレート下面に配した電極上を覆うことによって静電容量が変化し、その変化から調理容器の大きさなどを検出する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of induction heating device changes the capacitance by covering the electrode placed on the lower surface of the top plate with a cooking container or food spilled from the cooking container. A detection method is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、前記従来の構成では、調理容器の大きさや載置位置、電極の形状や配置などによって誘導加熱時に発生する電界の影響が異なるという課題を有していた。 However, the conventional configuration has a problem that the influence of the electric field generated during induction heating differs depending on the size and placement position of the cooking container, the shape and arrangement of the electrodes, and the like.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、調理容器の大きさや電極が変わっても電界の影響の受け方を同じとして、ふきこぼれの検出を容易とすることのできる誘導加熱装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides an induction heating device that can easily detect spillage by using the same method of receiving the influence of the electric field even if the size of the cooking container or the electrode changes. With the goal.
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は調理容器を載置するトッププレートと、調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、加熱コイルに供給する高周波電流を制御して調理容器の加熱電力を制御する加熱制御部と、トッププレート下面に配した複数の同一面積の電極と、トッププレート上に被調理物が付着することで電極に生じる静電容量の変化を検出する静電容量検出手段とを備え、静電容量検出手段によって静電容量に変化があったことを検出すると、加熱制御部によって加熱電力を変更させるように制御を行う誘導加熱装置であって、電極と静電容量検出手段を接続する配線長を略同等としたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an induction heating apparatus according to the present invention includes a top plate on which a cooking container is placed, a heating coil that generates an induction magnetic field to heat the cooking container, and a high-frequency current supplied to the heating coil. A heating control unit for controlling the heating power of the cooking container, a plurality of electrodes of the same area arranged on the lower surface of the top plate, and a capacitance generated in the electrode by the object to be cooked adhering to the top plate And an induction heating device that controls the heating power to be changed by the heating control unit when the capacitance detecting unit detects that the capacitance has changed. Thus, the lengths of the wires connecting the electrodes and the capacitance detecting means are substantially equal.
これによって、電極と検出回路部とをつなぐ配線等が、誘導加熱時に発生する電界から受ける影響を略同等とすることによって、検出回路部の検知閾値を電極毎に変更するなどの調整をすることなくふきこぼれを検出することが可能となる。 This makes adjustments such as changing the detection threshold of the detection circuit section for each electrode by making the influence of the electric field generated during induction heating substantially equal to the wiring connecting the electrode and the detection circuit section. It is possible to detect the spillage.
本発明の誘導加熱装置によれば、電極毎の検知感度が同じとして確実に検出することができ、さらには検出感度の調整等を不要とすることができる。 According to the induction heating device of the present invention, detection can be reliably performed with the same detection sensitivity for each electrode, and adjustment of detection sensitivity can be made unnecessary.
第1の発明は、調理容器を載置するトッププレートと、調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記加熱コイルに供給する高周波電流を制御して調理容器の加熱電力を制御する加熱制御部と、前記トッププレート下面に配した複数の同一面積の電極と、前記トッププレート上に被調理物が付着することで前記電極に生じる静電容量の変化を検出する静電容量検出手段とを備え、前記静電容量検出手段によって静電容量に変化があったことを検出すると、前記加熱制御部によって加熱電力を変更させるように制御を行う誘導加熱装置であって、前記電極と前記静電容量検出手段を接続する配線長を略同等とすることにより、誘導加熱時に発生する電界の影響を略同等とし、検出感度の調整を不要とすることができる。 1st invention controls the high frequency electric current supplied to the top plate which mounts a cooking vessel, the induction coil which generates an induction magnetic field in order to heat a cooking vessel, and the heating coil, and the heating electric power of a cooking vessel A heating control unit to be controlled, a plurality of electrodes having the same area disposed on the lower surface of the top plate, and a capacitance for detecting a change in capacitance generated in the electrode when an object to be cooked adheres to the top plate And an induction heating device that controls the heating power to be changed by the heating control unit when the capacitance detecting unit detects a change in capacitance. By making the wiring lengths connecting the capacitance detecting means substantially equal, the influence of the electric field generated during induction heating can be made substantially equal, and adjustment of detection sensitivity can be made unnecessary.
第2の発明は、特に、第1の発明のトッププレート下面に配した複数の電極は、トッププレートに導電性材料を印刷して構成したことにより、電極とトッププレートが一体化するため、安定した検出を行うことができる。 In the second invention, in particular, the plurality of electrodes arranged on the lower surface of the top plate according to the first invention are formed by printing a conductive material on the top plate, so that the electrode and the top plate are integrated. Detection can be performed.
第3の発明は、特に、第1の発明の電極と静電容量検出手段を接続する配線は、トッププレートに導電性材料を印刷して構成することにより、機器内部の省スペース化が図れると共に、静電容量の変動を押さえることができるためにふきこぼれの検出を安定化することができる。 In the third invention, in particular, the wiring connecting the electrode of the first invention and the capacitance detecting means can be configured by printing a conductive material on the top plate, thereby reducing the space inside the device. In addition, since fluctuations in capacitance can be suppressed, detection of spillage can be stabilized.
第4の発明は、調理容器を載置するトッププレートと、調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記加熱コイルに供給する高周波電流を制御して調理容器の加熱電力を制御する加熱制御部と、前記トッププレート下面に配した複数の同一面積の電極と、前記トッププレート上に被調理物が付着することで前記電極に生じる静電容量の変化を検出する静電容量検出手段とを備え、前記静電容量検出手段によって静電容量に変化があったことを検出すると、前記加熱制御部によって加熱電力を変更させるように制御を行う誘導加熱装置であって、前記電極と前記静電容量検出手段を接続する配線長が異なる場合、前記静電容量検出手段が静電容量の変化を検出する閾値を配線長に応じて設定することにより、配線長に依存する電界の影響度合いに応じて閾値を変更することにより、電極毎の感度を同一とすることができる。 4th invention controls the heating power of a cooking vessel by controlling the high frequency current supplied to the top plate which mounts a cooking vessel, the induction coil which generates an induction magnetic field in order to heat a cooking vessel, and the heating coil A heating control unit to be controlled, a plurality of electrodes having the same area disposed on the lower surface of the top plate, and a capacitance for detecting a change in capacitance generated in the electrode when an object to be cooked adheres to the top plate And an induction heating device that controls the heating power to be changed by the heating control unit when the capacitance detecting unit detects a change in capacitance. And the capacitance detecting means, the wiring length depends on the wiring length by setting the threshold value for detecting the change in capacitance according to the wiring length. By changing the threshold according to degree of influence of the electric field that can be the sensitivity of each electrode the same.
第5の発明は、調理容器を載置するトッププレートと、調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記加熱コイルに供給する高周波電流を制御して調理容器の加熱電力を制御する加熱制御部と、前記トッププレート下面に配した複数の電極と、前記トッププレート上に被調理物が付着することで前記電極に生じる静電容量の変化を検出する静電容量検出手段とを備え、前記静電容量検出手段によって静電容量に変化があったことを検出すると、前記加熱制御部によって加熱電力を変更させるように制御を行う誘導加熱装置であって、前記複数の電極の面積が異なる場合、前記静電容量検出手段が静電容量の変化を検出する閾値を電極面積に応じて設定することにより、電極面積に依存する電界の影響度合いに応じて閾値を変更することとなり、電極毎の感度を同一とすることができる。 5th invention controls the high frequency electric current supplied to the top plate which mounts a cooking container, the induction coil which generates an induction magnetic field in order to heat a cooking container, and the said heating coil, and the heating power of a cooking container A heating control unit for controlling, a plurality of electrodes disposed on the lower surface of the top plate, and a capacitance detecting means for detecting a change in capacitance generated in the electrodes due to the food to be cooked on the top plate; An induction heating device that controls the heating power to be changed by the heating control unit when the capacitance detecting means detects that the capacitance has changed. When the areas are different, the threshold value according to the degree of influence of the electric field depending on the electrode area is set by setting the threshold value for detecting the change in the capacitance according to the electrode area. Will be changed, the sensitivity of each electrode can be the same.
第6の発明は、調理容器を載置するトッププレートと、調理容器を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイルと、前記加熱コイルに供給する高周波電流を制御して調理容器の加熱電力を制御する加熱制御部と、前記トッププレート下面に配した複数の電極と、前記トッププレート上に被調理物が付着することで前記電極に生じる静電容量の変化を検出する静電容量検出手段とを備え、前記静電容量検出手段によって静電容量に変化があったことを検出すると、前記加熱制御部によって加熱電力を変更させるように制御を行う誘導加熱装置であって、前記複数の電極の略近傍に金属部を配する構成とすることにより、ふきこぼれた被加熱物が電極と金属部の両方にかかるようにすることによって、静電容量検出手段の検出を容易とすることができる。 6th invention controls the high frequency electric current supplied to the top plate which mounts a cooking vessel, the induction coil which generates an induction magnetic field in order to heat a cooking vessel, and the heating coil, and the heating power of a cooking vessel A heating control unit for controlling, a plurality of electrodes disposed on the lower surface of the top plate, and a capacitance detecting means for detecting a change in capacitance generated in the electrodes due to the food to be cooked on the top plate; An induction heating device that controls the heating power to be changed by the heating control unit when the capacitance detecting means detects that the capacitance has changed. By adopting a configuration in which the metal part is arranged in the vicinity, the capacitance detection means can be easily detected by allowing the heated object to spill over to both the electrode and the metal part. Can.
第7の発明は、特に、第6の発明の金属部は、電極との距離を略同等とすることにより、ふきこぼれた被加熱物が金属部にかかる割合を電極毎に同一とすることで検出の精度を同一とすることができる。 In the seventh aspect of the invention, in particular, the metal part of the sixth aspect of the invention is detected by making the ratio of the spilled heated object to the metal part the same for each electrode by making the distance from the electrode substantially the same. Can be made the same accuracy.
第8の発明は、特に、第6または第7の発明の金属部は、加熱制御部あるいは静電容量検出手段の安定した電位と接続したことにより、静電容量検出手段の検出をより確実にすることができる。 In the eighth aspect of the invention, in particular, the metal part of the sixth or seventh aspect of the invention is connected to the stable potential of the heating control part or the electrostatic capacity detection means, so that the detection of the electrostatic capacity detection means can be performed more reliably. can do.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置のブロック図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of an induction heating apparatus in the first embodiment of the present invention.
図1において、調理物を加熱するための調理容器1を載置するトッププレート2と、調理容器1を加熱するために誘導磁界を発生させる加熱コイル3と、商用電源からの電力を変換して加熱コイル3に高周波電流を供給するインバータ回路7と、インバータ回路7を制御して調理容器1の加熱電力を制御する加熱制御部4とを構成している。
In FIG. 1, a
電極5は、トッププレート2の下面に構成され、電極5が他の導電体との間で構成する静電容量の変化を検出する静電容量検出手段6が加熱制御部4と接続され、加熱制御部4は静電容量検出手段6の結果に応じてインバータ回路7を制御して、加熱コイル3に供給する高周波電流を変化することにより、調理容器1への加熱電力が制御される。
The
調理容器1は、食材などの被調理物を入れる容器であって、鍋、フライパン、やかんなどであり、誘導加熱によって加熱が可能なものである。
The
調理容器1は、誘導加熱装置の外郭の一部を形成するトッププレート2上に載置される。そのとき、調理容器1は加熱コイル3と対向する位置に載置される。トッププレート2は結晶化ガラスを使用することが多いが、それに限定するものではない。
The
加熱コイル3は、加熱制御部4の指示に従って動作するインバータ回路7から高周波電流が供給され、その電流によって高周波磁界を発生させる。高周波磁界を受けた調理容器1には渦電流が発生し、その渦電流によって調理容器1が加熱される。
The
加熱制御部4は、誘導加熱装置の使用者が加熱電力などを指示するための操作部8やインバータ回路7が接続されている。加熱制御部4は、例えば操作部8によって自動調理モードを指示された場合には、その自動調理内容に応じてインバータ回路7を制御する。
The
また、使用者が加熱の開始や停止、あるいは加熱電力の調節を操作部8より行った場合にも、加熱制御部4はインバータ回路7を制御して所望の動作となるように制御するものである。
In addition, even when the user starts or stops heating or adjusts the heating power from the
電極5は、トッププレート2の下面に塗布または接着などによって形成される導電体であって、トッププレート2上の導電体とでコンデンサを形成する。通常はトッププレート2上には何もない状態であるため、空気がその役割を果たす。
The
しかし、調理容器1、指、水、被調理物などの別の物がトッププレート2上にあると、それぞれの比誘電率が空気と異なるため静電容量が変化する。この静電容量の変化を静電容量検出手段6によって検出する。
However, when another object such as the
静電容量検出手段6は、静電容量の変化を直流電圧の変化などに変換して検知するものが多いが、それに限定するものではない。 The electrostatic capacity detection means 6 often detects a change in electrostatic capacity by converting it into a change in DC voltage, but is not limited thereto.
以上のように構成された誘導加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。 About the induction heating apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
使用者が操作部8によって加熱の開始を指示すると、加熱制御部4はインバータ回路7を動作させて加熱コイル3に高周波電流を供給する。これにより、加熱コイル3から高周波磁界が発生し、調理容器1の加熱が開始される。
When the user instructs the start of heating through the
加熱制御部4は、操作部8を操作することによって使用者が設定した火力になるようにインバータ回路7を制御する。具体的には、例えばインバータ回路7の入力電流を検出し、その検出値を加熱制御部4に入力する。
The
加熱制御部4は、使用者が設定した火力とインバータ回路7の入力電流とを比較して、インバータ回路7の動作状態を変更する。このような動作を繰り返すことによって、使用者が設定した火力に制御し、その火力を維持するように加熱制御部4は動作する。
The
このようにして、調理容器1を加熱している際、調理容器1内の被調理物が沸点に到達するなどして被調理物が調理容器1外にふきこぼれる場合がある。
In this way, when the
その際、加熱電力を減少させることなく加熱を継続すると、調理容器1から次々に被調理物がこぼれ、操作部8にかかって操作部8が熱くて操作できない、誘導加熱装置の吸排気口に被調理物が入って清掃することができなくなるなどの不具合が生じる可能性がある。
At that time, if the heating is continued without reducing the heating power, the cooking object spills from the
また、調理容器1からトッププレート2上にふきこぼれた被調理物が、熱が加わることによってトッププレート2にこびりついてしまう場合があった。
In addition, the food to be cooked spilled from the
しかし、静電容量検出手段6の検出した静電容量の変化を検出した場合に加熱電力を減少あるいは加熱を停止ことによって、ふきこぼれが継続することを防止し、被調理物がトッププレート2にこびりついてしまうことがないようにすることができる。
However, when a change in the capacitance detected by the
このような誘導加熱装置を実現する際、誘導加熱時に発生する電界の影響を受けて静電容量検出手段6にエネルギーが注入され、本来検出しようとしている電極5と被調理物とで構成される静電容量を正確に検出できなくなる場合がある。
When realizing such an induction heating device, energy is injected into the
図2は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の静電容量検出手段の静電容量検出結果を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a capacitance detection result of the capacitance detection means of the induction heating apparatus in the first embodiment of the present invention.
図2(a)は電界の影響を受けていないときの例を示したものである。Taで誘導加熱を開始しても、検出値は加熱開始前のAを維持している。そして、Tbでふきこぼれが発生して電極5上を被加熱物が覆ったことによって静電容量が増加し、それを検出する静電容量検出手段6の検出値としては低下している。
FIG. 2 (a) shows an example when it is not affected by the electric field. Even when induction heating is started with Ta, the detected value maintains A before the start of heating. Then, when the spilling occurs at Tb and the heated object covers the
これは、静電容量検出手段6が、電極5の静電容量増加によるインピーダンス変化を抵抗分圧で観測する構成としているためであるが、そのような構成に限定するものではない。
This is because the capacitance detection means 6 is configured to observe the impedance change due to the increase in the capacitance of the
そして、Tc以降はふきこぼれた被加熱物が移動していくにつれて電極5上へのかかり方が異なり、静電容量が変化して検出値も徐々に変化している様子がわかる。
Then, after Tc, as the spilled heated object moves, the manner of application onto the
一方、電界の影響を受ける例が図2(b)である。加熱開始前はAであった検出値が、Taで誘導加熱を開始するとCまで上昇する。これは、電極5に形成された浮遊容量が減少したことによって静電容量検出手段6の検出が増加したのではなく、誘導加熱を開始したことによって発生した電界から電極5を介してエネルギーが注入され、結果として静電容量検出手段6の検出値が増加したものと考えられる。
On the other hand, an example affected by the electric field is shown in FIG. The detection value that was A before heating starts increases to C when induction heating is started with Ta. This is because the detection of the capacitance detection means 6 does not increase because the stray capacitance formed in the
そして、Tbでふきこぼれが発生してふきこぼれた被加熱物が電極5上を覆うと、ふきこぼれた被加熱物がアンテナの役割を果たして、ふきこぼれ前よりも電界の影響を大きく受け、静電容量検出手段6の検出値は大幅に上昇してDとなる。
When the heated object to be spilled by Tb covers the
そして、Tdで誘導加熱を停止させると静電容量検出手段6の検出値は電界の影響を受けなくなり、電極5が形成している静電容量のみの値となる。そのとき、加熱開始前にはなかった被加熱物が電極5上を覆うことによって静電容量が増加しているため、加熱開始前の検出値Aよりも値の小さいEという検出値となっている。
When the induction heating is stopped at Td, the detection value of the capacitance detection means 6 is not affected by the electric field, and only the capacitance formed by the
このように、電界の影響を受けないときは、図2(a)のように電極5の形成する静電容量の変化に対して忠実に静電容量検出手段6の検出値が変動する。
Thus, when not affected by the electric field, the detection value of the capacitance detection means 6 varies faithfully with respect to the change in capacitance formed by the
しかし、図2(b)のように電界の影響を受けるときには電極5の形成する静電容量だけではなく、電界から電極5を介して注入されるエネルギーの大きさによっても静電容量検出手段6の検出値が変動する。
However, as shown in FIG. 2B, the electrostatic capacitance detection means 6 is not only based on the capacitance formed by the
なお、図2はふきこぼれの一例であり、必ず図2のような検出値の変化を示すとは限らない。 Note that FIG. 2 is an example of spillage and does not necessarily indicate the change in the detected value as shown in FIG.
このような電界の影響の受け方は、様々な要因で決まる。その一つに、電極5と静電容量検出手段6とを接続する配線がある。配線の長さやその引き回し方によって、電界の影響が異なる。例えば、配線が円に近い形で引き回されたとすると、その配線はループアンテナとして機能することになるからである。また、配線が長い場合にもアンテナとして機能しやすい。
The influence of such an electric field is determined by various factors. One of them is a wiring for connecting the
そこで、本発明では、電極5と静電容量検出手段6を接続する配線長を略同等とした誘導加熱装置として、電界の影響が複数の電極5で同じレベルになるようにし、ふきこぼれの検出条件を同じとすることができる。
Therefore, in the present invention, as an induction heating apparatus in which the wiring length connecting the
そうすることによって、ふきこぼれを検出する電極毎に感度が異なり、使用者に違和感を与えるといったことを防止することができ、使い勝手の良い誘導加熱装置を提供するこ
とができる。
By doing so, it is possible to prevent the sensitivity from being different for each electrode for detecting the spillage and to give the user a sense of incongruity, and to provide an easy-to-use induction heating device.
図3は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の電極と静電容量検出手段を接続する配線長を同じとしたときのレイアウト図である。 FIG. 3 is a layout diagram when the wiring lengths connecting the electrodes of the induction heating apparatus and the capacitance detection means in the first embodiment of the present invention are the same.
図3において、1つの誘導加熱部に対して3つの同一面積の電極5(5aa、5ab、5ac)を配している。そして、電極5の静電容量を検出する静電容量検出手段6(6aa、6ab、6ac)をそれぞれの電極5の近傍かつ等距離に配したものである。
In FIG. 3, three electrodes 5 (5aa, 5ab, 5ac) having the same area are arranged for one induction heating unit. And the electrostatic capacitance detection means 6 (6aa, 6ab, 6ac) which detects the electrostatic capacitance of the
このような配置では、配線長が3つの電極5で同じであるばかりでなく、配線長自体が短いために電界の影響を受けにくいという利点を有する。但し、静電容量検出手段6が点在するために機器内部のレイアウトが複雑となり、また静電容量検出手段6を別々に構成することによってコストが上がり、結果として高価なものとなってしまうなどの欠点もある。
Such an arrangement not only has the same wiring length for the three
図4は、本発明の第1の実施の形態における誘導加熱装置の静電容量検出手段を1カ所にまとめたときのレイアウト図であり、1つの誘導加熱部のみを示している。 FIG. 4 is a layout diagram when the electrostatic capacity detection means of the induction heating apparatus in the first embodiment of the present invention is collected in one place, and shows only one induction heating unit.
図4では、それぞれの静電容量検出手段6を近傍に配置するようにしたものである。このような配置とすることによって、複数の静電容量検出手段6を集約することができ、機器内部のレイアウトを簡素なものとすることができ、機器内部の冷却が有利となって信頼性の高い誘導加熱装置を実現することができる。
In FIG. 4, each electrostatic capacitance detection means 6 is arranged in the vicinity. With such an arrangement, a plurality of
また、安価に製造することができるため、使用者にも便益を提供するものである。 Moreover, since it can be manufactured at low cost, it also provides benefits to the user.
このようなレイアウトにおいて、電極5と静電容量検出手段6とを最短距離で配線してしまうと電界の影響の受け方が電極毎に異なり、使用者にとって違和感を与えてしまう。そのため、静電容量検出手段6の検出感度を電極5毎に調整する必要が出てくる。
In such a layout, if the
したがって、図4のように配線長がどの電極5に対しても同じとなるようにすることで、電界の影響の受け方が同じになり、ふきこぼれの検出感度あるいは電極5が変わっても同じとすることができ、使用者が安心して利用できる誘導加熱装置を実現することができる。
Therefore, by making the wiring length the same for every
(実施の形態2)
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。実施の形態1と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and only differences will be described.
本実施の形態では、トッププレート2下面に配した複数の電極5は、トッププレート2に導電性材料を印刷して構成したものである。
In the present embodiment, the plurality of
電極5としては、導電性の材料であれば電極として機能するため、例えば金属の板をトッププレート下面に配置すれば良い。しかしながら、電極5に生じる静電容量は極めて小さい。そのため、小さな要因でも静電容量の値が変化する。例えば、金属板とトッププレートの間に隙間ができただけでも静電容量の値が変化する。
Since the
したがって、静電容量の値を安定して取得するために、トッププレート2の裏面に導電性材料を印刷して電極5を構成する。そうすることによって、トッププレート2と電極5の距離が一定に保たれるため、静電容量の値が安定する。
Therefore, in order to stably acquire the capacitance value, the conductive material is printed on the back surface of the
よって、ふきこぼれの検出を安定して行うことができる。また、機器の組立が簡略化されるために安価に製造することができ、使用者に便益をもたらすものである。 Therefore, it is possible to stably detect spillage. Further, since the assembly of the equipment is simplified, it can be manufactured at a low cost, which brings benefits to the user.
(実施の形態3)
次に本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態1と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and only differences will be described.
本実施の形態では、電極5と静電容量検出手段6を接続する配線は、トッププレート2に導電性材料を印刷して構成したものである。
In the present embodiment, the wiring connecting the
電極5と静電容量検出手段6とを接続する配線は、電気的に接続されていれば良いため、ビニール被複線等で接続しても良い。しかし、実際には実施の形態2で説明したように、電極5に生じる静電容量は極めて小さいため、配線長が異なったりその引き回し状態が変わるだけでも静電容量に影響する場合がある。
Since the wiring for connecting the
そのような状態では、ふきこぼれの検出精度にばらつきが出る可能性がある。よって、配線は長さや引き回しが安定した状態であることが望ましい。 In such a state, there is a possibility that the detection accuracy of the spillage varies. Therefore, it is desirable that the wiring has a stable length and routing.
したがって、静電容量の値を安定して取得するため、トッププレート2の裏面に導電性材料を印刷して、電極5と静電容量検出手段6とを電気的に接続することによって静電容量の値が安定する。よって、ふきこぼれの検出を安定して行うことができる。また、機器の組立が簡略化されるために安価に製造することができ、使用者に便益をもたらすものである。
Therefore, in order to stably acquire the capacitance value, a conductive material is printed on the back surface of the
(実施の形態4)
次に本発明の第4の実施の形態について説明する。実施の形態1と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and only differences will be described.
本実施の形態では、電極5と静電容量検出手段6とを電気的に接続する配線長が異なる場合、静電容量検出手段6が静電容量の変化を検出する閾値を配線長に応じて設定する誘導加熱装置としたものである。
In the present embodiment, when the wiring length for electrically connecting the
図5は本実施の形態における誘導加熱装置の電極と静電容量検出手段を接続する配線長の異なるレイアウト図を示す。図5においては、1つの誘導加熱部のみを示している。実施の形態1で説明したように、静電容量検出手段6を図3のように電極毎に点在して配置すると、配線長自体を短くすることができるために電界の影響を受けにくいという利点を有する。 FIG. 5 is a layout diagram showing different wiring lengths for connecting the electrodes of the induction heating apparatus and the capacitance detecting means in the present embodiment. In FIG. 5, only one induction heating unit is shown. As described in the first embodiment, when the electrostatic capacitance detection means 6 are arranged in a scattered manner for each electrode as shown in FIG. 3, the wiring length itself can be shortened, so that it is difficult to be affected by the electric field. Have advantages.
しかし、静電容量検出手段6が点在するために機器内部のレイアウトが複雑となり、また静電容量検出手段6を別々に構成することによってコストが上がり、結果として高価なものとなってしまうなどの欠点がある。 However, since the capacitance detection means 6 are scattered, the layout inside the apparatus is complicated, and the capacitance detection means 6 is separately configured to increase the cost, resulting in an increase in cost. There are disadvantages.
したがって、静電容量検出手段6を図4や図5のようにまとめて配置した方が、機器内部のレイアウトを簡素化すると共に、製造コストを削減して安価に提供することができる。 Therefore, the arrangement of the capacitance detection means 6 as shown in FIG. 4 and FIG. 5 can simplify the layout inside the device and reduce the manufacturing cost and provide it at low cost.
その場合には、電極5と静電容量検出手段6との距離が異なるため、実施の形態1では配線長が同じとなるように構成した。
In that case, since the distance between the
その場合には、電界の影響の受け方が同じとなり、静電容量検出手段6が静電容量の値
の変化を検出する際にそれぞれの電極5で感度が同じであるため、判定閾値を同じとすればよい。
In this case, the influence of the electric field is the same, and the sensitivity is the same for each
しかしながら、図5のように電極5と静電容量検出手段6との配線を最短距離に近い形にすると、電極毎に配線長が異なる。そうすると、電界の影響の受け方が異なり、感度がばらついてしまう。
However, when the wiring between the
図6は本発明の第4の実施の形態における誘導加熱装置のふきこぼれの検知例を示す図ふきこぼれの検知例を示す。図6(a)は、電界の影響を受けないときの静電容量検出手段6の検出値の変化を示す。加熱開始前、検出値はAである。そして、Taで加熱が開始され、Tbでふきこぼれが発生して被加熱物が電極5上を覆うと検出値が減少し、Tcの時には検出値がBまで減少する。
FIG. 6 shows an example of detection of spillage in the induction heating apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6A shows a change in the detection value of the capacitance detection means 6 when not affected by the electric field. The detected value is A before the start of heating. Then, the heating starts at Ta, and when the spilling occurs at Tb and the object to be heated covers the
そして、ふきこぼれた被加熱物が徐々に移動して電極5上の覆い方が変化すると、検出値は徐々に上昇する。このような検出値の変化において、この例ではふきこぼれが発生して被加熱物が電極5上を覆うことによって静電容量が変化し、静電容量検出手段6の検出値としてはAからBまで変化しており、その変化量はEである。
Then, when the spilled heated object gradually moves and the covering method on the
したがって、ふきこぼれ前の値からE以下の変化があればふきこぼれが発生したと判定することができる。具体的には、例えば、閾値をE/2とすると、静電容量検出手段6の検出値が(A−E/2)以下になれば、ふきこぼれと判定できる。 Therefore, if there is a change equal to or less than E from the value before spilling, it can be determined that spilling has occurred. Specifically, for example, assuming that the threshold value is E / 2, if the detection value of the capacitance detection means 6 is equal to or less than (A−E / 2), it can be determined that the spill is over.
次に、図6(b)は、電界の影響を少し受ける場合の例である。加熱開始前の検出値はAであるが、Taで加熱が開始されると検出値が電界からエネルギーを注入されてわずかに上昇する。 Next, FIG. 6B is an example in the case of being slightly affected by the electric field. The detection value before the start of heating is A, but when the heating is started with Ta, the detection value is slightly increased by injecting energy from the electric field.
そしてTbでふきこぼれが発生して被加熱物が電極5上を覆うと検出値が減少し、Tcの時には検出値がCまで減少する。そして、ふきこぼれた被加熱物が徐々に移動して電極5上の覆い方が変化すると、検出値は徐々に上昇する。
When the spilling occurs at Tb and the object to be heated covers the
このような検出値の変化において、この例ではふきこぼれが発生して被加熱物が電極5上を覆うことによって静電容量が変化し、静電容量検出手段6の検出値としてはCまで減少しており、その変化量はFである。
In such a change in the detection value, in this example, the spilling occurs, and the capacitance is changed by the object to be heated covering the
図6(b)では加熱開始後からの変化量としているが、加熱開始前の検出値(A)からの変化量としても良い。判定としては、F以下の変化があればふきこぼれが発生したと判定することができる。 In FIG. 6B, the amount of change after the start of heating is used, but the amount of change from the detected value (A) before the start of heating may be used. As a determination, if there is a change of F or less, it can be determined that a spill has occurred.
図6(a)の変化量Eに比べて、図6(b)の変化量Fの方が小さい。これは、図6(b)では電界の影響を受けているためである。実施の形態1で説明したように、静電容量検出手段6が電極5の静電容量増加によるインピーダンス変化を抵抗分圧で観測する構成としている場合、ふきこぼれが発生して被加熱物が電極5上を覆うと静電容量検出手段6の検出値としては減少するのに対して、電界の影響を受けるとエネルギーを注入されて検出値としては上昇する。
The amount of change F in FIG. 6B is smaller than the amount of change E in FIG. This is because in FIG. 6B, it is affected by the electric field. As described in the first embodiment, when the
Taの時には電界の影響だけを受けて検出値が上昇するのに対して、Tbの時には電界の影響とふきこぼれの発生によって静電容量が増加して検出値が減少する二つの事象が重なるため、変化量としては減少する。 When Ta is detected, the detection value rises only due to the influence of the electric field, whereas when Tb, two events in which the capacitance increases due to the influence of the electric field and the occurrence of spillage and the detection value decreases overlap, The amount of change decreases.
図6(c)は、電界の影響をさらに受ける場合で、変化量としてはさらに減少してGだ
けになる。このように、電界の影響の受け方によって検出値の変化量が異なるため、ふきこぼれの発生を検出する閾値を最適化しなければならない。
FIG. 6C shows a case where the influence of the electric field is further increased, and the amount of change further decreases to G alone. As described above, since the amount of change in the detected value varies depending on how the electric field is affected, the threshold value for detecting the occurrence of spillage must be optimized.
例えば、図6(a)に基づいて閾値をE/2としたときに、図6(c)ではGしか変化しないため、E/2>Gであれば検出できないことになる。 For example, when the threshold is set to E / 2 based on FIG. 6A, only G changes in FIG. 6C, so that it cannot be detected if E / 2> G.
電界の影響の受けるレベルは、本実施の形態においては配線長によって異なる。配線長が長くなると電界の影響を受けやすくなるため、ふきこぼれた際の変化量が小さくなる。よって、配線長と変化量の関係から閾値を決定することによって、確実にふきこぼれを検出することができる。 The level affected by the electric field varies depending on the wiring length in this embodiment. As the wiring length becomes longer, it becomes more susceptible to the influence of the electric field, so the amount of change when spilled is reduced. Therefore, by determining the threshold value from the relationship between the wiring length and the amount of change, it is possible to reliably detect the overflowing.
(実施の形態5)
次に本発明の第5の実施の形態について説明する。実施の形態1と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. Description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and only differences will be described.
本実施の形態では、複数の電極5の面積が異なる場合、静電容量検出手段6が静電容量の変化を検出する閾値を電極面積に応じて設定する誘導加熱装置としたものである。
In this Embodiment, when the area of the some
実施の形態4では、配線長が異なることによって電界の影響の受け方が異なることを説明したが、電極の面積が異なった場合にも同様に電界の影響が異なる。したがって、電極面積と変化量の関係から閾値を決定することによって、確実にふきこぼれを検出することができる。 In the fourth embodiment, it has been described that the influence of the electric field is different depending on the wiring length, but the influence of the electric field is also different when the area of the electrode is different. Accordingly, by determining the threshold value from the relationship between the electrode area and the amount of change, it is possible to reliably detect the spillage.
(実施の形態6)
次に本発明の第6の実施の形態について説明する。実施の形態1と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. Description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and only differences will be described.
本実施の形態では、複数の電極5の略近傍に金属部を配する構成とした誘導加熱装置としたものである。
In the present embodiment, the induction heating apparatus is configured such that the metal portion is disposed in the vicinity of the plurality of
ふきこぼれが発生して被加熱物が電極5上を覆うと、電界の影響を受けて静電容量検出手段6の検出値に影響を及ぼす。その際、ふきこぼれた被加熱物が金属部を覆うと、電界の影響を軽減することができる。
When the spilling occurs and the object to be heated covers the
図7は、本発明の第5の実施の形態における誘導加熱装置の電極の略近傍の金属部のレイアウト例を示す図であり、トッププレート2を裏面から見た図である。
FIG. 7 is a diagram showing a layout example of the metal part in the vicinity of the electrode of the induction heating device in the fifth embodiment of the present invention, and is a view of the
図7において、誘導加熱装置の外郭を形成するトッププレート2の上面は凹凸がなく、掃除がしやすいことが誘導加熱装置の利点となっている。トッププレート2の裏面は、ガラスの固定、強度の補強などのために周囲に金属部を配している。
In FIG. 7, the top surface of the
図8は、本発明の実施の形態6における誘導加熱装置の電極の略近傍の金属部上へのふきこぼれ例を示す図である。図8(a)は金属部9上に被加熱物がこない場合、図8(b)は金属部9上に被加熱物がきた場合である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of spilling on the metal part in the vicinity of the electrode of the induction heating device according to
図8(a)では、ふきこぼれた調理容器1内の被加熱物が電極5上を覆い、調理容器1とも繋がっている。このとき、電極5とふきこぼれた被加熱物でコンデンサを形成しその静電容量を静電容量検出手段6が検出している。
In FIG. 8 (a), the heated object in the spilled
このとき、誘導加熱を行うことによって電界が発生すると、電界から注入されたエネル
ギーが電極5を介して静電容量検出手段6の検出値に重畳され、本来検出するべき静電容量の変化がわかりにくい状態となる。
At this time, when an electric field is generated by performing induction heating, the energy injected from the electric field is superimposed on the detection value of the electrostatic capacitance detection means 6 via the
このとき、電界の影響度合いは、電極の面積や配線長、配線の引き回しなどの様々な要因によって決定される。 At this time, the degree of influence of the electric field is determined by various factors such as the electrode area, the wiring length, and the wiring routing.
しかし、図8(b)は金属部9上にもふきこぼれた被加熱物が覆っている。この場合、電極5とふきこぼれた被加熱物で形成されるとコンデンサだけでなく、金属部9とふきこぼれた被加熱物とで形成されるコンデンサが存在し、さらにそれらは同じふきこぼれた被加熱物で接続された状態となる。
However, in FIG. 8B, the heated object is also covered on the
このような状態において、誘導加熱を行うことによって電界が発生すると、電界から注入されたエネルギーが金属部側に抜け、電極5に接続された静電容量検出手段6の検出値には影響を及ぼすことがない。
In this state, when an electric field is generated by performing induction heating, the energy injected from the electric field is released to the metal part side and affects the detection value of the capacitance detection means 6 connected to the
したがって、電界の影響を受けることなく静電容量の変化を検出することができ、ふきこぼれを正確に検出することができる。 Therefore, it is possible to detect a change in capacitance without being affected by an electric field, and it is possible to accurately detect a spill.
さらにその効果を高めるためには、ふきこぼれた被加熱物が電極5と金属部9の両方に覆う必要があるため、金属部9は電極5の近傍である方が望ましく、さらには複数の電極において、電極5と金属部9が同じ距離に配置されることが望ましい。
In order to further enhance the effect, it is necessary to cover the heated object that has been spilled over both the
また、金属部9は回路のグランド等の変動しない安定した電位と同電位である方がより効果的である。
Further, it is more effective that the
このような構成とすることで、複数の電極で異なるレベルの電界の影響を受けるということがなくなり、より確実にふきこぼれを検出することができる。 By adopting such a configuration, the plurality of electrodes are not affected by different levels of electric fields, and the spillage can be detected more reliably.
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、ふきこぼれを検出する電極の面積や配線長を同じにする、あるいはそれらに応じて検出閾値を設定することによって、確実にふきこぼれた被調理物を検出して調理性能を維持したままふきこぼれが継続することを防止し、清掃もしやすいという効果を有しているので、一般家庭などで使用される誘導加熱装置の用途に有効である。 As described above, the induction heating apparatus according to the present invention ensures that the food to be spilled is reliably spilled by making the electrode area and wiring length for detecting spillage the same, or setting the detection threshold accordingly. Since it has the effect of preventing the spilling from being continued while maintaining the cooking performance, it is effective for cleaning of the induction heating device used in general households.
1 調理容器
2 トッププレート
3 加熱コイル
4 加熱制御部
5 電極
6 静電容量検出手段
9 金属部
10 被加熱物
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