JP2014038725A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱コイルから漏洩する磁束を電力に変換して回収し、バックアップ用の電力として再利用できるようにする。
【解決手段】高周波磁界を発生し被加熱物１を誘導加熱する加熱コイル２から発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収コイル１０を設け、漏洩磁束回収コイル１０に流れる電流を電力変換手段１１によって電力に変換し、その電力を制御部５のバックアップ用電源である２次電池１２に供給、充電させることで、加熱コイル２の漏洩磁束を回収し、有効利用できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関する。

従来より、加熱調理器、例えば炊飯器において、被加熱物である炊飯釜の底部及び底部外周に加熱コイルを配置し、この加熱コイルには、駆動部によって高周波電力を供給して、炊飯釜を誘導加熱するものがある。また、このような誘導加熱調理器においては、一般に、例えば「現在時刻」「過去選択メニュー履歴」などの情報を記憶保持する記憶保持手段やこれらの情報をユーザーに知らせることができる報知手段（例えばスピーカー、ＬＥＤ、液晶表示装置など）が設けられている。そしてこれら記憶保持手段や報知手段は、内部電源（１次電池）に接続されて駆動されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１４２９７９号公報（図１）

しかしながら、加熱コイルに高周波電力を供給して、被加熱物である炊飯釜を誘導加熱するものにあっては、加熱コイルの周辺に、導電性のある金属部品が存在すると、前記加熱コイルの漏洩磁束によって前記金属部品に誘導電流が発生し、電力損失の要因となっていた。

また、情報の記憶保持や表示のために使用される内部電源（１次電池）は、使用時間によって電力が喪失し、交換が必要になるという煩わしさがある。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、加熱コイルから漏洩する磁束を電力に変換して回収し、バックアップ用の電力として再利用できるようにすることを目的としている。

本発明に係る誘導加熱調理器は、高周波磁界を発生し、被加熱物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駆動部と、駆動部を制御する制御部と、外部電源に接続されて制御部に制御用電源を供給する電源部と、制御部のバックアップ用電源である２次電池と、被加熱物とは加熱コイルを挟んで反対側に配置された金属部品と、加熱コイルからみて金属部品よりも手前に配置され、加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収コイルと、漏洩磁束回収コイルに流れる電流を電力に変換し、その電力を２次電池に供給、充電させる電力変換手段とを備えたものである。

本発明によれば、加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収コイルに流れる電流を電力変換手段によって電力に変換し、その電力を制御部のバックアップ用電源である２次電池に供給、充電させるようにしているので、加熱コイルの漏洩磁束を回収して有効利用することができ、省エネ化が図れる。また、２次電池は、加熱コイルを使用する度に充電されるので、電池が切れることはなく、交換などの煩わしさがなくなる。

実施形態に係る誘導加熱調理器の制御部の構成図である。 実施形態に係る誘導加熱調理器の全体構成を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る誘導加熱調理器を、誘導加熱方式を利用して炊飯釜を加熱する炊飯器に適用した場合を例に説明する。なお、以下に示す図面の形態によって本発明が限定されるものではない。
なお、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」など）や位置を表す用語（例えば「前」、「後」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものではない。

図１は実施形態に係る誘導加熱調理器の制御部の構成図であり、図中の実線矢印は電源線、破線矢印は信号線を表している。図２は実施形態に係る誘導加熱調理器の全体構成を示す縦断面図である。
実施形態に係る誘導加熱調理器すなわち炊飯器１００は、図１及び図２に示すように、本体が、下部筐体５０と、上部筐体５１と、上部筐体５１にヒンジ結合された開閉部筐体（以下、蓋体という）５２とによって構成される。また、炊飯器１００は、上部筐体５１に着脱自在に収容される炊飯釜１と、加熱コイル２と、駆動部３とを備えている。また、炊飯器１００は、液晶表示装置４ａやブザー４ｂ等の報知手段４と、例えば「現在時刻」「過去選択メニュー履歴」などの情報を記憶保持する記憶保持手段１３を備えている。また、炊飯器１００は、制御部５と、金属部品であるコードリールケース６と、冷却ファン８と、電源部９と、漏洩磁束回収コイル１０と、電力変換手段１１と、２次電池１２とを備えている。コードリールケース６と冷却ファン８と漏洩磁束回収コイル１０とは、下部筐体５０内に収容されており、下部筐体５０には、その前後部に排気口１５ａと吸気口１５ｂが形成されている。２次電池１２とブザー４ｂと駆動部３とは、冷却ファン８の直上に配置された電源基板４０に搭載されている。また、液晶表示装置４ａと記憶保持手段１３と制御部５とは、蓋体５２の上面に配置されている。

これを更に詳述すると、被加熱物である炊飯釜１の底部及び底部外周には、炊飯釜１を誘導加熱するための加熱コイル２が配置されている。この加熱コイル２は、駆動部３によって高周波電力が供給され炊飯釜１を誘導加熱する。すなわち、駆動部３は、商用交流電源からの交流電圧を、図示しない整流部により一旦直流に変換し、その後、スイッチング素子のスイッチングにより高周波に変換し、この高周波電流を加熱コイル２に供給する。

報知手段４は、動作状態や使用者に対するメッセージ等を表示するものであり、２次電池１２への充電量も報知できるようになっている。図示しない操作部からの設定に基づく信号は、制御部５に入力される。マイクロコンピュータや制御回路を備えた制御部５は、操作部からの信号に基づいて所定の制御シーケンスに従って駆動部３を駆動制御する。

加熱コイル２の下側には、商用交流電源と接続するための電源コードを収納するコードリールケース６が設けられている。コードリールケース６は、板金（鉄等）で構成されており、炊飯釜１とは加熱コイル２を挟んで反対側に位置している。

冷却ファン８は、誘導加熱調理器の筐体内の部材を冷却するもので、例えば軸流ファンであり、加熱コイル２や駆動部３に設けられた電子部品など、動作によって温度が上昇する部材に冷却風を送るように構成されている。

電源部９は、駆動部３、報知手段４、制御部５、及び冷却ファン８を駆動する電源や、２次電池１２を充電するための電源を、商用の交流電源から生成する。

また、炊飯器１００は、加熱コイル２とコードリールケース６との間に、漏洩磁束回収コイル１０を備えている。漏洩磁束回収コイル１０は、導線を円盤状に複数回巻いたものであり、電力変換手段１１を介して２次電池１２と接続されている。漏洩磁束回収コイル１０のコイルの両端から引き出されるケーブル１０ａの引き出し口は、電力変換手段１１の入力部（図示せず）と略対面する位置に設けられている。

電力変換手段１１は、漏洩磁束回収コイル１０により生成された交流電圧を直流電圧に変換する図示しない整流ダイオードと、変換された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサとを備えている。また、電力変換手段１１は、平滑コンデンサによって平滑化された直流電圧すなわち電力を２次電池１２へ供給するか否かを切り換える第１の切換手段を備えている。

電源部９は、商用交流電源から受けた交流電圧を、制御部５や報知手段４、冷却ファン８を駆動するために直流電圧に変換する電力変換回路を構成している（詳細は図示せず）。また、電源部９は、２次電池１２へ電力供給するか否かを切り換える第２の切換手段を備えており、第２の切換手段を電力供給側へ切り換えることで、２次電池１２を充電できるようになっている。また、電源部９は、２次電池１２からの電力を報知手段４へ供給するか否かを切り換える第３の切換手段を備えている。

制御部５は、２次電池１２の充電量を検出する充電量検出手段を兼ねており、検出された２次電池１２の充電量や加熱コイル２への供給電力によって、電力変換手段１１の第１の切換手段や電源部９の第２の切換手段を制御し、２次電池１２への電力供給／電力停止の制御を行うようになっている。

すなわち、制御部５は、加熱コイル２へ入力される電力が所定電力以上のときに、電力変換手段１１の第１の切換手段を電力供給側へ切り換えさせ、漏洩磁束回収コイル１０及び電力変換手段１１によって回収された電力を２次電池１２に供給して充電させる。

また、制御部５は、２次電池１２の充電量が所定充電量を超えたときに、電力変換手段１１の第１の切換手段を電力停止側へ切り換えさせ、回収電力による２次電池１２への充電を停止させる。

また、制御部５は、電力変換手段１１からの回収電力による充電終了後に、２次電池１２の充電量が所定値以下で、かつ電源部９が外部電源（商用交流電源）と接続状態であるときには、電源部９の第２の切換手段を電力供給側へ切り換えさせ、外部電源による電力を２次電池１２に供給して、充電させる。

記憶保持手段１３は、２次電池１２から常に電力が供給される。

また、２次電池１２に充電された電力は、報知手段４を駆動させるためにも使用される。すなわち、制御部５は、電源部９が外部電源（商用交流電源）から遮断された（例えば、炊飯器のコードのプラグがコンセントから引き抜かれた）ときには、電源部９の第３の切換手段を電力供給側へ切り換えさせ、２次電池１２からの電力を報知手段４へ供給して、駆動させる。

次に、本実施形態に係る誘導加熱調理器の動作について説明する。

使用者により操作部からの設定に基づく炊飯指示等の加熱開始の指示がなされると、制御部５は、駆動部３の制御を開始する。駆動部３は、商用交流電源からの交流電圧を、整流部により一旦直流に変換し、その後、スイッチング素子のスイッチングにより高周波に変換し、この高周波電流が加熱コイル２に供給される。加熱コイル２に高周波電流が流れると、加熱コイル２からは交番磁界が発生し、これにより被加熱物である炊飯釜１に磁束が与えられる。これにより炊飯釜１には渦電流が発生し、この渦電流と炊飯釜１の電気抵抗によりジュール熱が発生し、炊飯釜１が加熱される。

このように加熱コイル２に高周波電流が供給されると、加熱コイル２から磁束が発生し、この磁束により炊飯釜１を加熱する。しかし、加熱コイル２から発生するすべての磁束が炊飯釜１への誘導加熱に利用されるわけではなく、発生した磁束の一部は炊飯釜１の加熱に寄与せず、いわゆる漏洩磁束となり、周囲に放射される。このとき、加熱コイル２の周辺に、導電性のある金属部品すなわちコードリールケース６が存在すると、これが加熱コイル２の発生する磁束の流れる磁路を形成する。したがって、加熱コイル２からみてコードリールケース６よりも手前に漏洩磁束回収コイル１０を配置することで、加熱コイル２からの漏洩磁束が遮蔽されることなく漏洩磁束回収コイル１０と鎖交させることができる。漏洩磁束回収コイル１０に漏洩磁束が鎖交すると、漏洩磁束回収コイル１０により交流電圧が生成される。この漏洩磁束回収コイル１０により生成された交流電圧は、電力変換手段１１により直流電圧に変換される。このとき、加熱コイル２へ入力される電力が所定電力以上であれば、電力変換手段１１の第１の切換手段が電力供給側へ切り換えられ、電力変換手段１１により変換された直流電圧すなわち電力が２次電池１２へ供給され、充電される。

このように加熱コイル２から発生する漏洩磁束を漏洩磁束回収コイル１０と電力変換手段１１により電力として回収して、制御部のバックアップ用電源である２次電池１２へ供給し、充電するようにしているので、加熱コイル２の漏洩磁束を有効利用することができ、省エネ化が図れる。また、２次電池１２は、加熱コイル２を使用する度に充電されるので、電池が切れることはなく、交換などの煩わしさがなくなる。

また、２次電池１２の充電量が所定充電量を超えると、電力変換手段１１の第１の切換手段が電力停止側へ切り換えられ、回収電力による２次電池１２への充電が停止される。これにより、過充電が防止される。

また、電力変換手段１１からの回収電力による充電終了後に、２次電池１２の充電量が所定値以下で、かつ電源部９が外部電源（商用交流電源）と接続状態であるときには、電源部９の第２の切換手段が電力供給側へ切り換えられ、外部電源による電力を２次電池１２に供給して、充電させる。このため、電池が切れることはなく、信頼性が向上する。

また、記憶保持手段１３には、２次電池１２から常に電力が供給されているので、突然の停電などが発生しても、「現在時刻」「過去選択メニュー履歴」などの情報が消えることがなく、信頼性が向上する。

また、電源部９が外部電源（商用交流電源）から遮断されたときには、電源部９の第３の切換手段が電力供給側へ切り換えられ、２次電池１２からの電力を報知手段４へ供給して、駆動させる。このため、例えば、２次電池１２の充電量が少ないときに、使用者が炊飯器のコードのプラグをコンセントから引き抜いた場合でも、２次電池１２の充電量が少ないことを使用者へ知らせることができる。

また、２次電池１２に充電された電力による報知手段４の駆動は、外部電源が遮断されたときに行われる。このため、２次電池１２の容量が小さくて済み、コストを削減することができる。

１ 炊飯釜、２ 加熱コイル、３ 駆動部、４ 報知手段、４ａ 液晶表示装置、４ｂ ブザー、５ 制御部、６ コードリールケース（金属部品）、８ 冷却ファン、９ 電源部、１０ 漏洩磁束回収コイル、１０ａ ケーブル、１１ 電力変換手段、１２ ２次電池、１３ 記憶保持手段、１５ａ 排気口、１５ｂ 吸気口、４０ 電源基板、５０ 下部筐体、５１ 上部筐体、５２ 開閉部筐体（蓋体）、１００ 炊飯器。

Claims (8)

1. 高周波磁界を発生し、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駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   外部電源に接続されて前記制御部に制御用電源を供給する電源部と、
   制御部のバックアップ用電源である２次電池と、
   前記被加熱物とは前記加熱コイルを挟んで反対側に配置された金属部品と、
   前記加熱コイルからみて前記金属部品よりも手前に配置され、前記加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収コイルと、
   前記漏洩磁束回収コイルに流れる電流を電力に変換し、その電力を前記２次電池に供給、充電させる電力変換手段とを備えた
   ことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記電力変換手段は、前記２次電池へ電力供給するか否かを切り換える第１の切換手段を有しており、
   前記制御部は、前記加熱コイルへの入力が所定電力以上のときに、前記第１の切換手段を電力供給側へ切り換えさせ、前記２次電池に充電させるように前記電力変換手段を制御することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記制御部は、前記２次電池の充電量を検出する充電量検出手段を有しており、該充電量検出手段により検出された前記２次電池の充電量が所定充電量を超えたときに、前記第１の切換手段を電力停止側へ切り換えさせ、前記２次電池への充電を停止させるように前記電力変換手段を制御することを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記電源部は、前記２次電池へ電力供給するか否かを切り換える第２の切換手段を有しており、
   前記制御部は、前記電力変換手段からの充電終了後に、前記充電量検出手段により検出された前記２次電池の充電量が所定値以下で、かつ前記電源部が外部電源と接続状態であるときに、前記第２の切換手段を電力供給側へ切り換えさせ、前記２次電池に充電させるように前記電源部を制御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. 少なくとも前記２次電池への充電量を報知できる報知手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
6. 前記２次電池の電力は、前記報知手段を駆動させるために使用されることを特徴とする請求項５記載の誘導加熱調理器。
7. 調理器の状態を記憶保持する記憶保持手段を有し、前記２次電池の電力は、前記記憶保持のために使用されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
8. 前記２次電池に充電された電力による前記報知手段の駆動は、外部電源が遮断されたときに行われることを特徴とする請求項６記載の誘導加熱調理器。

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