JP2016072172A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】鍋材質が底面中心部と外周部とで異なる場合でも回路を保護する誘導加熱調理器を提供する。【解決手段】調理容器を載置する天板の下方に配設される内加熱コイルと外加熱コイルと、各加熱コイルに高周波電流を供給する第１、第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、各インバーター回路への入力電流値を検出する第１、第２の入力電流検出手段と、各加熱コイルに流れる出力電流値を検出する第１、第２の出力電流検出手段と、入力電流値と出力電流値に基づき各加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１、第２の判定手段とを備え、制御手段は、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定する。【選択図】図７

Description

本発明は、複数の加熱コイルを備え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においては、例えば、「鍋を載置するための載置プレートと、前記載置プレートの下方に配置された誘導コイルと、前記誘導コイルに対して通電制御するための制御装置と、前記誘導コイルに対する通電制御指令を前記制御装置に発令するための操作部とを備えてなる誘導加熱調理器であって、前記誘導コイルが内コイルと外コイルとからなり、前記内コイル及び前記外コイルは個別に通電制御され、前記内コイル及び前記外コイルを利用して鍋底の大きさを判定する鍋底判定手段と、前記鍋底判定手段の判定結果に基づき前記内コイル及び／又は前記外コイルに対する通電を制御するコイル通電手段とをさらに備える」ものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１２７８２１号公報（請求項１）

特許文献１に記載の誘導加熱調理器は、鍋底の大きさを検出し、鍋底の大きさに合わせて通電するコイルを選択するので、効率のよい加熱を可能とするとともに回路の安全性を高めることができる。
しかし、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋、特に、アルミを基材とする鍋の中心部に鉄又はステンレスなどの磁性金属を溶射または貼り付けた貼り付け鍋を加熱する場合、内コイルは磁性金属で構成される外側底面中心部と対向し、外コイルはアルミで構成される外側底面外周部と対向する。内コイルと外コイルには、通常同じ直流電圧をインバーターにより高周波電圧に変換した高周波電圧が供給されるので、インピーダンスの小さいアルミ部と対向する外コイルを含む負荷回路に流れる電流は、内コイルを含む負荷回路に流れる電流よりも大幅に大きくなる。したがって、外コイルに高周波電流を供給するインバーターのスイッチング素子に大きな電流が流れてスイッチング素子が破壊される虞があるという課題があった。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋を使用する場合でも、回路の安全性を高めた誘導加熱調理器を提供するものである。

本発明の誘導加熱調理器は、被加熱物である調理容器を載置する天板と、天板の下方に配設される内加熱コイルと、内加熱コイルの外周の外側に配設される外加熱コイルと、内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、第１のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第１の入力電流検出手段と、第２のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第２の入力電流検出手段と、内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、第１の入力電流検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、第２の入力電流検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、制御手段は、第１の判定手段の判定結果と第２の判定手段の判定結果に応じて第１のインバーター回路および前記第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するものである。

本発明の誘導加熱調理器によれば、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、回路の安全性を高めることができる。

本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイル構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の鍋（鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで同じ場合）と加熱コイルの位置関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の鍋（大鍋であって、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる場合）と加熱コイルの位置関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の内コイル上方の鍋の有無や材質判定方法を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の外コイル上方の鍋の有無や材質の判定方法を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の負荷判定のフローチャート図である。 本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の加熱コイル構成例を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。 本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。

実施の形態１
天板上に被加熱物を載置する誘導加熱調理器を例にとり説明するが、本発明は誘導加熱調理器に限らず、複数の加熱コイルを有する誘導加熱式の炊飯器にも適用できる。

図１から図７を用いて、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成と動作を説明する。各図において同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。

図１は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。
図２は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイル構成例を示す図である。

図１において、誘導加熱調理器は、交流電源１に接続されており、交流電源１から供給される電力は直流電源回路２ａ、２ｂで直流電力に変換され、第１のインバーター回路８ａ、第２のインバーター回路８ｂに供給される。直流電源回路２ａ、２ｂはそれぞれ同一の構成であり、第１のインバーター回路８ａ、第２のインバーター回路８ｂもそれぞれ同一の構成である。

直流電源回路２ａ、２ｂは、それぞれ、交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ３ａ、３ｂとリアクトル４ａ、４ｂおよび平滑コンデンサ５ａ、５ｂにより構成されている。直流電源回路２ａ、２ｂで変換された直流電力は、第１のインバーター回路８ａ、第２のインバーター回路８ｂへ供給される。そして第１のインバーター回路８ａ、第２のインバーター回路８ｂへ入力される入力電力は、第１の入力電流検出手段６ａが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）、第２の入力電流検出手段６ｂが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）と第１の入力電圧検出手段７ａが検出する入力電圧の大きさ（入力電圧値）、第２の入力電圧検出手段７ｂが検出する入力電圧の大きさ（入力電圧値）とによって検出される。第１の入力電流検出手段６ａ、第２の入力電流検出手段６ｂとしては、例えば、電流トランスが用いられる。

第１のインバーター回路８ａ、第２のインバーター回路８ｂは、それぞれハーフブリッジ形インバーター回路であり、直流電源回路２ａ、２ｂから出力された直流母線間に直列に接続された、高電位側のスイッチング素子（以下、上スイッチ９ａ、９ｂと呼ぶ）と低電位側のスイッチング素子（以下、下スイッチ１０ａ、１０ｂと呼ぶ）と、上スイッチ９ａ、９ｂに逆並列に接続された上ダイオード１１ａ、１１ｂと、下スイッチ１０ａ、１０ｂに逆並列に接続された下ダイオード１２ａ、１２ｂとで構成されている。前記上スイッチ９ａ、９ｂと下スイッチ１０ａ、１０ｂは、それぞれ、駆動回路１３ａ、１３ｂにより交互にオン／オフされて高周波電圧を発生している。

第１のインバーター回路８ａ、第２のインバーター回路８ｂの出力点には、それぞれ、負荷回路１４ａ、１４ｂが接続されている。負荷回路１４ａ、１４ｂは、内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂと共振コンデンサ１６ａ、１６ｂの直列回路と、共振コンデンサ１６ａ、１６ｂと並列に接続されたクランプダイオード１７ａ、１７ｂとで構成されている。内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂは、後述するように、被加熱物である調理容器（鍋など）を載置する天板２２の下方に配設される。さらに、図２に示すように、外加熱コイル１５ｂは、内加熱コイル１５ａと略同心で、外加熱コイル１５ｂが内加熱コイル１５ａの外周の外側に配設され、内加熱コイル１５ａの外周に囲まれる内部が外加熱コイル１５ｂの外周により囲まれる内部に含まれるように配設される。

クランプダイオード１７ａ、１７ｂは、内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂと共振コンデンサ１６ａ、１６ｂの接続点電位を直流電源の低電位側母線電位にクランプする。このクランプダイオード１７ａ、１７ｂの働きにより、下スイッチ１０ａ、１０ｂが導通した状態では、内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂに流れる電流は転流しない。なお、内加熱コイル１５ａは被加熱物である鍋２３（後述する小鍋２３１、大鍋２３３）の鍋底中心部を加熱する加熱コイルであり、外加熱コイル１５ｂは被加熱物の鍋底外周部を加熱する加熱コイルであり、それぞれの加熱コイルに流れる出力電流は、第１の出力電流検出手段１８ａ、第２の出力電流検出手段１８ｂにより検出される。第１の出力電流検出手段１８ａ、第２の出力電流検出手段１８ｂとしては、例えば、電流トランスが用いられる。

後述するように、第１の入力電流検出手段６ａが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）と第１の出力電流検出手段１８ａが検出する出力電流の大きさ（出力電流値）とを用いて内加熱コイル１５ａ上方の調理容器（鍋）の材質を判定する制御手段が第１の判定手段に相当する。また、第２の入力電流検出手段６ｂが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）と第２の出力電流検出手段１８ｂが検出する出力電流の大きさ（出力電流値）とを用いて外加熱コイル１５ｂ上方の調理容器（鍋）の材質を判定する制御手段が第２の判定手段に相当する。

制御手段１９はマイクロコンピュータにより構成され、第１のインバーター回路８ａ及び第２のインバーター回路８ｂをそれぞれ独立して駆動制御を行うとともに、誘導加熱調理器全体を制御する機能を果たすものである。制御手段１９は、操作部２０においてユーザが設定した火力指示に基づき、第１の入力電流検出手段６ａ、第２の入力電流検出手段６ｂと第１の入力電圧検出手段７ａ、第２の入力電圧検出手段７ｂとからの検出値を使用して検出した内加熱コイル１５ａおよび外加熱コイル１５ｂのそれぞれの電力を制御するようになっている。内加熱コイル１５ａの電力制御は、上スイッチ９ａと下スイッチ１０ａのスイッチング周波数を可変して制御する。外加熱コイル１５ｂの電力制御も同様に、上スイッチ９ｂと下スイッチ１０ｂのスイッチング周波数を可変して制御する。なお、上スイッチ、下スイッチのスイッチング周波数を一定にし、ｄｕｔｙを調整して制御する方法を併用してもよい。

図３は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の鍋（鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで同じ場合）と加熱コイルの位置関係を示す図である。
図４は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の鍋（大鍋であって、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる場合）と加熱コイルの位置関係を示す図である。

図３において、（ａ）は加熱コイル上方の天板２２上に内加熱コイル１５ａ外径程度以下の小鍋２３１を載置した場合、（ｂ）は加熱コイル上方の天板２２上に外加熱コイル１５ｂ外径と同半径または大きい大鍋２３３を載置した場合を示す。ここで、大鍋２３３は、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで同じ鍋（普通鍋）である。

図４において、（ａ）は図３（ｂ）と同じ大鍋２３３を載置した場合を示す。（ｂ）は加熱コイル上方の天板２２上に外加熱コイル１５ｂ外径と同半径または大きい大鍋２３４を載置した場合を示す。ここで、大鍋２３４は、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる鍋（貼り付け鍋）である。大鍋２３４は、アルミを機材として構成され、鍋底面中心部に、鉄やステンレスなどの磁性金属Ａを溶射または貼り付けたものである。

図５は、内加熱コイル１５ａ上方の鍋２３の有無や材質判定方法を説明する図である。
図６は、外加熱コイル１５ｂ上方の鍋２３の有無や材質判定方法を説明する図である。
図５において、横軸は第１の入力電流検出手段６ａが検出する入力電流を示す。縦軸は第１の出力電流検出手段１８ａが検出する出力電流を示す。入力電流値と出力電流値に基づき、内加熱コイル１５ａの上方に鍋が載置されていない場合（無負荷）、載置されている鍋２３が誘導加熱に適する（鍋に火力が入りやすい）磁性金属で構成された適切鍋、または、鍋２３が誘導加熱に適さない（鍋に火力が入りにくい）アルミや銅で構成された不適切鍋かを判定する。

図６において、横軸は第２の入力電流検出手段６ｂが検出する入力電流を示す。縦軸は第２の出力電流検出手段１８ｂが検出する出力電流を示す。入力電流値と出力電流値に基づき、外加熱コイル１５ｂの上方に鍋が載置されていない場合（小鍋２３１）、載置されている鍋２３が誘導加熱に適する（鍋に火力が入りやすい）磁性金属で構成された大鍋の通常鍋２３２か、または、鍋２３が大鍋の貼り付け鍋２３３かを判定する。

図７は、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の負荷判定のフローチャート図である。鍋２３に大きな火力を入れて調理を開始する前に、鍋２３に小さな火力を入れて鍋の大きさや材質を判定する初期負荷検知処理の動作を示す。

ステップＳ１では、制御手段１９は駆動回路１３ａに対し、上スイッチ９ａ、下スイッチ１０ａを交互にオン／オフさせるよう指令し、第１のインバーター回路１４ａに高周波電圧を供給する。制御手段１９は駆動回路１３ｂに対しては、上スイッチ９ｂ、下スイッチ１０ｂを交互にオン／オフさせるよう指令せず、第２のインバーター回路１４ｂに高周波電圧を供給しない。つまり、内加熱コイル１５ａのみに高周波電圧を供給する。この状態で、第１の入力電流検出手段６ａが入力電流値を検出し、第１の出力電流検出手段１８ａが内加熱コイル１５ａに流れる出力電流値を検出する。そして、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、検出した入力電流値、出力電流値を用いて、図５の判定基準に基づき、内加熱コイル１５ａの上方の鍋２３が加熱に適する鍋か否かを判定する。ステップＳ２で加熱に適する鍋でないと判定した場合（Ｓ２でＮｏの場合）、ステップＳ３へ進む。すなわち、内加熱コイル１５ａの上方に鍋が載置されていないか（無負荷）、または、鍋が誘導加熱に適さない（鍋に火力が入りにくい）アルミや銅（不適切鍋）と判定する場合であり、この鍋判定情報を制御手段１９の記憶部（図示せず）に記憶する。そして、初期負荷検知処理を終了する。
ステップＳ２で加熱に適する鍋であると判定した場合（Ｓ２でＹｅｓの場合）、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、制御手段１９は駆動回路１３ｂに対し、上スイッチ９ｂ、下スイッチ１０ｂを交互にオン／オフさせるよう指令し、第２のインバーター回路１４ｂに高周波電圧を供給する。制御手段１９は駆動回路１３ａに対しては、上スイッチ９ａ、下スイッチ１０ａを交互にオン／オフさせるよう指令せず、第１のインバーター回路１４ａに高周波電圧を供給しない。つまり、外加熱コイル１５ｂのみに高周波電圧を供給する。この状態で、第２の入力電流検出手段６ｂが入力電流値を検出し、第２の出力電流検出手段１８ｂが外加熱コイル１５ｂに流れる出力電流値を検出する。そして、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、検出した入力電流値、出力電流値を用いて、図６の判定基準に基づき、外加熱コイル１５ｂの上方の鍋２３が加熱に適する鍋か否かを判定する。ステップＳ４で加熱に適する鍋でないと判定した場合（Ｓ５でＮｏの場合）、ステップＳ６へ進む。すなわち、外加熱コイル１５ｂの上方に鍋が載置されておらず、スプーンなど（小物）が載置されていると判定する場合であり、この鍋判定情報を制御手段１９の記憶部（図示せず）に記憶する。そして、初期負荷検知処理を終了する。
ステップＳ５で加熱に適する鍋であると判定した場合（Ｓ５でＹｅｓの場合）、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、鍋が大鍋か否かを判定する。外加熱コイル１５ｂの上方に鍋がなく、大鍋でない場合（Ｓ７でＮｏの場合）、鍋２３は小鍋２３１と判定し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、鍋が小鍋と判定した情報を制御手段１９の記憶部（図示せず）に記憶する。そして、初期負荷検知処理を終了する。
ステップＳ７で大鍋と判定した場合（Ｓ７でＹｅｓの場合）、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、制御手段１９が、外加熱コイル１５ｂに流れる出力電流値に対する内加熱コイル１５ａに流れる出力電流値の比率を算出する。この比率が所定値Ｂ以上の場合、ステップＳ１０へ進み、所定値Ｂ未満の場合はステップＳ１１へ進む。ここで、所定値Ｂは、０．１から０．５程度の値である。

ステップＳ１０では、鍋２３が大鍋であり、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで同じ鍋（通常鍋）であると判定し、この鍋判定情報を制御手段１９の記憶部（図示せず）に記憶する。そして、初期負荷検知処理を終了する。

ステップＳ１１では、鍋２３が大鍋であり、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる鍋（貼り付け鍋）であると判定し、この鍋判定情報を制御手段１９の記憶部（図示せず）に記憶する。そして、初期負荷検知処理を終了する。

初期負荷検知処理を終えると、制御手段１９は、記憶部に記憶された鍋判定情報に基づき、加熱処理に進んで調理を開始するか否かを判定する。つまり、鍋判定情報が、無負荷、不適切鍋、または、小物である場合は、その旨報知し、加熱処理に移行しない。

加熱処理に進む場合は、
（１）鍋判定情報が小鍋の場合、制御手段１９は第１のインバーター回路８ａのみに高周波電圧を供給し、内加熱コイル１５ａのみを通電する。制御手段１９は第２のインバーター回路８ｂには高周波電圧を供給しない。
（２）鍋判定情報が通常鍋の場合、制御手段１９は第１のインバーター回路８ａ及び第２のインバーター回路８ｂにそれぞれ高周波電圧を供給し、内加熱コイル１５ａ及び外加熱コイル１５ｂを通電する。そして、制御手段１９は、第１のインバーター回路８ａ及び第２のインバーター回路８ｂの出力電流値が通常鍋用の同一の基準電流値を超えないように、駆動回路１３ａ、１３ｂを制御する。つまり、出力電流値が基準電流値を超えた場合は、出力電流値を低減するように制御する。
（３）鍋判定情報が貼り付け鍋の場合、抵抗値の小さい鍋の外側底面外周部と対向する外加熱コイル１５ｂに、抵抗値の大きい鍋の外側底面中心部と対向する内加熱コイル１５ａよりも大きな電流が流れやすい。制御手段１９は第１のインバーター回路８ａ及び第２のインバーター回路８ｂにそれぞれ高周波電圧を供給し、内加熱コイル１５ａ及び外加熱コイル１５ｂを通電する。そして、制御手段１９は、第２のインバーター回路８ｂの上スイッチ１０ｂ、下スイッチ１１ｂに大きな電流が流れることにより破壊されるのを防止するため、第２のインバーター回路８ｂの出力電流値が貼り付け鍋用の基準電流値（通常鍋用の基準電流値より低い値）を超えないように、駆動回路１３ｂを制御する。つまり、出力電流値が基準電流値を超えた場合は、出力電流値を低減するように制御する。貼り付け鍋用の基準電流値を通常鍋用の基準電流値より低い値とすることにより、外加熱コイル１５ｂに急激に大きな電流が流れようとしても、早い段階で出力電流値を低減するように制御するので、第２のインバーター回路８ｂの上スイッチ１０ｂ、下スイッチ１１ｂの破壊を効果的に防止でき、回路の安全性を高めることができる。

通常鍋と貼り付け鍋の場合の、加熱処理中の入力電力、入力電流、内加熱コイル電流、外加熱コイル電流の例を示す。
通常鍋 貼り付け鍋
入力電力： ３０００Ｗ １５００Ｗ
入力電流： １５Ａ ８Ａ
内加熱コイル電流： １４Ａ １Ａ
外加熱コイル電流： １０Ａ ２０Ａ
駆動周波数： ２４ＫＨｚ ２５ＫＨｚ

このように、実施の形態１の誘導加熱調理器によれば、被加熱物である調理容器を載置する天板と、天板の下方に配設される内加熱コイルと、内加熱コイルの外周の外側に配設される外加熱コイルと、内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、第１のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第１の入力電流検出手段と、第２のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第２の入力電流検出手段と、内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、第１の入力電流検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、第２の入力電流検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、制御手段は、第１の判定手段の判定結果と第２の判定手段の判定結果に応じて第１のインバーター回路および第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、回路の安全性を高めることができる。

また、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋、特に、アルミ材質を基本とする鍋の中心部に鉄又はステンレスなどの磁性金属を溶射または貼り付けた貼り付け鍋を加熱する場合、抵抗値の小さい鍋の外側底面外周部と対向する外加熱コイルに、抵抗値の大きい鍋の外側底面中心部と対向する内加熱コイル１５ａよりも大きな電流が流れやすいが、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、貼り付け鍋を使用する場合も、回路の安全性を高めることができる。

実施の形態２
実施の形態１の誘導加熱調理器との違いは、第１のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段と、第２のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段とを備え、第１の判定手段が第１の電力検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定し、第２の判定手段が第２の電力検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定した点である。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図１において、第１のインバーター回路８ａへの入力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段は、第１の入力電流検出手段６ａが検出する入力電流値と、第１の入力電圧検出手段７ａが検出する入力電圧値とを用いて、第１のインバーター回路８ａへの入力電力の大きさを演算して検出する制御手段１９が該当する。また、第２のインバーター回路８ｂへの入力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段は、第２の入力電流検出手段６ｂが検出する入力電流値と、第２の入力電圧検出手段７ｂが検出する入力電圧値とを用いて、第２のインバーター回路８ｂへの入力電力の大きさを検出する制御手段１９が該当する。
なお、第１の電力検出手段及び第２の電力検出手段は、後述する第１の出力電力検出手段２５ａ及び第２の出力電力検出手段２６ｂのように、入力電流と入力電圧とをハード的に乗算して検出するように構成してもよい。

実施の形態２に係る内加熱コイル１５ａ上方の鍋２３の有無や材質判定方法については、図５の横軸を、入力電流から入力電力に読み替えればよい。同様に、外加熱コイル１５ｂ上方の鍋２３の有無や材質判定方法については、図６の横軸を、入力電流から入力電力に読み替えればよい。

実施の形態２に係る誘導加熱調理器の負荷判定のフローチャートについては、図７において、ステップＳ１及びステップＳ４の入力電流の検出を、それぞれ入力電力の検出に読み替えればよい。

このように、実施の形態２の誘導加熱調理器によれば、被加熱物である調理容器を載置する天板と、天板の下方に配設される内加熱コイルと、内加熱コイルの外周の外側に配設される外加熱コイルと、内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、第１のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段と、第２のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段と、内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、第１の電力検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、第２の電力検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、制御手段は、第１の判定手段の判定結果と第２の判定手段の判定結果に応じて第１のインバーター回路および第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、回路の安全性を高めることができる。

また、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋、特に、アルミ材質を基本とする鍋の中心部に鉄又はステンレスなどの磁性金属を溶射または貼り付けた貼り付け鍋を加熱する場合、抵抗値の小さい鍋の外側底面外周部と対向する外加熱コイルに、抵抗値の大きい鍋の外側底面中心部と対向する内加熱コイル１５ａよりも大きな電流が流れやすいが、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、貼り付け鍋を使用する場合も、回路の安全性を高めることができる。

実施の形態３
実施の形態２の誘導加熱調理器との違いは、第１のインバーター回路からの出力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段と、第２のインバーター回路からの出力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段とを備え、第１の判定手段が第１の電力検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定し、第２の判定手段が第２の電力検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定した点である。その他の構成は、実施の形態２と同様である。

図８は、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。
図８において、第１のインバーター回路１４ａにおける下スイッチ１０ａの端子間の出力電圧の大きさ（出力電圧値）を検出する第１の出力電圧検出手段２４ａと、この出力電圧値と第１の出力電流検出手段１８ａが検出する出力電流の大きさ（出力電流値）とをハード的に乗算して、第１のインバーター回路１４ａからの出力電力を検出する第１の電力検出手段２５ａを備え、第２のインバーター回路１４ｂにおける下スイッチ１０ｂの端子間の出力電圧の大きさ（出力電圧値）を検出する第２の出力電圧検出手段２４ｂと、この出力電圧値と第２の出力電流検出手段１８ｂが検出する出力電流の大きさ（出力電流値）とをハード的に乗算して、第２のインバーター回路１４ｂからの出力電力を検出する第２の電力検出手段２５ｂを備え、第１の判定手段が第１の電力検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定し、第２の判定手段が第２の電力検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定した点である。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
なお、第１の電力検出手段及び第２の電力検出手段は、実施の形態１のように、出力電圧と出力電流とを制御手段が演算して検出するようにしてもよい。

実施の形態３に係る内加熱コイル１５ａ上方の鍋２３の有無や材質判定方法については、図５の横軸を、入力電流から出力電力に読み替えればよい。同様に、外加熱コイル１５ｂ上方の鍋２３の有無や材質判定方法については、図６の横軸を、入力電流から出力電力に読み替えればよい。

実施の形態３に係る誘導加熱調理器の負荷判定のフローチャートについては、図７において、ステップＳ１及びステップＳ４の入力電流の検出を、それぞれ出力電力の検出に読み替えればよい。

このように、実施の形態３の誘導加熱調理器によれば、被加熱物である調理容器を載置する天板と、天板の下方に配設される内加熱コイルと、内加熱コイルの外周の外側に配設される外加熱コイルと、内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、第１のインバーター回路からの出力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段と、第２のインバーター回路からの出力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段と、内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、第１の電力検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、第２の電力検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、制御手段は、第１の判定手段の判定結果と第２の判定手段の判定結果に応じて第１のインバーター回路および第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、回路の安全性を高めることができる。

また、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋、特に、アルミ材質を基本とする鍋の中心部に鉄又はステンレスなどの磁性金属を溶射または貼り付けた貼り付け鍋を加熱する場合、抵抗値の小さい鍋の外側底面外周部と対向する外加熱コイルに、抵抗値の大きい鍋の外側底面中心部と対向する内加熱コイル１５ａよりも大きな電流が流れやすいが、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、貼り付け鍋を使用する場合も、回路の安全性を高めることができる。

実施の形態４
実施の形態１の誘導加熱調理器との違いは、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を、共通アームを有するフルブリッジ形インバーター回路で構成し、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路へ直流電力を供給する直流電源回路、入力電流検出手段を共通化した点である。つまり、第１の入力電流検出手段と第２の入力電流検出手段は、それぞれ共通化した入力電流検出手段に相当する。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図９は、本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。
図９において、誘導加熱調理器は、交流電源１に接続されており、交流電源１から供給される電力は直流電源回路２ｃで直流電力に変換され、共通アーム３０及び内加熱コイル１６ａ加熱用の第１のアーム４１から構成される第１のインバーター回路４０、共通アーム３０及び外加熱コイル１６ｂ加熱用の第２のアーム５１から構成される第２のインバーター回路５０に供給される。

直流電源回路２ｃは、交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ３ｃとリアクトル４ｃおよび平滑コンデンサ５ｃにより構成されている。直流電源回路２ｃで変換された直流電力は、共通アーム３０及び内加熱コイル１６ａ加熱用の第１のアーム４１から構成される第１のインバーター回路４０、共通アーム３０及び外加熱コイル１６ｂ加熱用の第２のアーム５１から構成される第２のインバーター回路５０に供給される。そして第１のインバーター回路４０、第２のインバーター回路５０へ入力される入力電力は、入力電流検出手段６ｃが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）と交流電源１の電源電圧の乗算によって検出される。入力電流検出手段６ｃとしては、例えば、電流トランスが用いられる。

第１のインバーター回路４０、第２のインバーター回路５０は、フルブリッジ形インバーター回路であり、直流電源回路２ｃの出力母線間に直列に接続された２個のスイッチング素子と、そのスイッチング素子にそれぞれ逆並列に接続されたダイオードとによって構成されるアーム３組３０、４１、５１からなっている。また、各アーム３０、４１、５１の高電位母線側のスイッチング素子を、それぞれ上スイッチ３２、４２、５２、低電位母線側のスイッチング素子を下スイッチ３３、４３、５３と呼び、各アーム３０、４１、５１の高電位母線側の逆並列ダイオードを上ダイオード３２ａ、４２ａ、５２ａ、低電位母線側の逆並列ダイオードを下ダイオード３３ａ、４３ａ、５３ａと呼ぶ。

共通アーム３０は、後述する内加熱コイル負荷回路４４及び外加熱コイル負荷回路５４に接続されたアームで、上スイッチ３２および下スイッチ３３と、これらスイッチ３２、３３にそれぞれ逆並列に接続された上ダイオード３２ａおよび下ダイオード３３ａとで構成され、上スイッチ３２および下スイッチ３３の接続点が共通アーム３０の出力点となっている。下スイッチ３３にはスナバコンデンサ３５が並列に接続されている。

内加熱コイル用の第１のアーム４１は、内加熱コイル負荷回路４４が接続されたアームである。上スイッチ４２および下スイッチ４３と、これらスイッチ４２、４３に逆並列に接続された上ダイオード４２ａおよび下ダイオード４３ａとから構成されており、下スイッチ４３にはスナバコンデンサ４５が並列に接続されている。

外加熱コイル用の第２のアーム５１は、外加熱コイル負荷回路５４が接続されたアームで、上スイッチ５２および下スイッチ５３と、これらスイッチ５２、５３にそれぞれ逆並列に接続された上ダイオード５２ａおよび下ダイオード５３ａとで構成されており、下スイッチ５３にはスナバコンデンサ５５が並列に接続されている。

共通アーム３０の上スイッチ３２と下スイッチ３３は、共通アーム駆動回路３６から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。内加熱コイル用の第１のアーム４１の上スイッチ４２と下スイッチ４２は第１のアーム駆動回路４６から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。外加熱コイル用の第２のアーム５１の上スイッチ５２と下スイッチ５３は第２のアーム駆動回路５６から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。

共通アーム駆動回路３６は、共通アーム３０の上スイッチ３２をオンさせている間は下スイッチ３３をオフ状態にし、上スイッチ３２をオフさせている間は下スイッチ３３をオン状態にする。交互にオンオフする駆動信号を出力する内加熱コイル用の第１アーム駆動回路４６も同様に、第１のアーム４１の上スイッチ４２と下スイッチ４３を交互にオンオフする駆動信号を出力する。外加熱コイル用の第２のアーム駆動回路５６も同様に、第２のアーム５１の上スイッチ５２と下スイッチ５３を交互にオンオフする駆動信号を出力する。

なお、スナバコンデンサ３５、４５、５５はそれぞれ、共通アーム３０、内加熱コイル用の第１のアーム４１、外加熱コイル用の第２のアーム５１の各スイッチ３２、３３、４２、４３、５２、５３において、ターンオフ時の出力電圧の変動を遅延させてスイッチング素子のターンオフ損失を低減するために設けられている。

内加熱コイル負荷回路４４は、内加熱コイル１５ａと共振コンデンサ１６ａとで構成される直列共振回路であり、共通アーム３０の出力点（上スイッチ３２と下スイッチ３３の接続点）と内加熱コイル用の第１のアーム４１の出力点（上スイッチ４２と下スイッチ４３の接続点）との間に接続される。外加熱コイル負荷回路５４は、外加熱コイル１５ｂと共振コンデンサ１６ｂとで構成される直列共振回路であり、共通アーム３０の出力点と外加熱コイル用の第２のアーム５１の出力点（上スイッチ５２と下スイッチ５３の接続点）との間に接続されている。内加熱コイル１５ａ及び外加熱コイル１５ｂの構成は、実施の形態１に記載の構成と同様である。内加熱コイル１５ａに流れる電流は第１の出力電流検出手段１８ａにより検出され、外加熱コイル１５ｂに流れる電流は第１の出力電流検出手段１８ｂにより検出により検出される。

制御回路６０は、誘導加熱調理器全体を制御するもので、内部に加熱制御手段６１を有する。加熱制御手段６１は、共通アーム３０への駆動信号と内加熱コイル用の第１のアーム４１への駆動信号との位相差、および、共通アーム３０への駆動信号と外加熱コイル用の第２のアーム５１への駆動信号との位相差を調整することにより、入力電流検出回路６ｃの検出値に基づく電力を操作部２０からの入力指示により設定された電力になるようにするとともに、第１の出力電流検出手段１８ａの検出値と第２の出力電流検出手段１８ｂの検出値が略同等となるように制御する。なお、各アーム３０、４１、５１に出力される駆動信号は、内加熱コイル負荷回路４４および外加熱コイル負荷回路５４の共振周波数よりも高い駆動周波数として、負荷回路に流れる電流が負荷回路に印加される電圧と比較して遅れ位相で流れるように制御する。

実施の形態４に係る内加熱コイル１５ａ上方の鍋２３の有無や材質判定方法、外加熱コイル１５ｂ上方の鍋２３の有無や材質判定方法については、図５、図６に示した判定基準に基づき判定する。また、実施の形態４に係る誘導加熱調理器の負荷判定については、図７に示したフローチャート図に基づき判定し、ステップＳ１の入力電流検出を入力電流検出手段６ｃを用いて行い、ステップＳ４の入力電流検出も入力電流検出手段６ｃを用いて行う。

このように、実施の形態４の誘導加熱調理器によれば、被加熱物である調理容器を載置する天板と、天板の下方に配設される内加熱コイルと、内加熱コイルの外周の外側に配設される外加熱コイルと、内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、第１のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第１の入力電流検出手段と、第２のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第２の入力電流検出手段と、内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、第１の入力電流検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、第２の入力電流検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、制御手段は、第１の判定手段の判定結果と第２の判定手段の判定結果に応じて第１のインバーター回路および第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、回路の安全性を高めることができる。

また、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋、特に、アルミ材質を基本とする鍋の中心部に鉄又はステンレスなどの磁性金属を溶射または貼り付けた貼り付け鍋を加熱する場合、抵抗値の小さい鍋の外側底面外周部と対向する外加熱コイルに、抵抗値の大きい鍋の外側底面中心部と対向する内加熱コイル１５ａよりも大きな電流が流れやすいが、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、貼り付け鍋を使用する場合も、回路の安全性を高めることができる。

実施の形態５
実施の形態１との違いは、図１０に示すように、外加熱コイルが内加熱コイルの外周の外側に複数配設され、内加熱コイルの外周に囲まれる内部が各外加熱コイルの外周により囲まれる内部に含まれないように構成し、各外加熱コイルは直列に接続されて通電制御した点である。なお、外加熱コイルは１個であってもよい。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

実施の形態５に係る内加熱コイル１５ａ上方の鍋２３の有無や材質判定方法や、外加熱コイル１５ｂ１〜１６ｂ４上方の鍋２３の有無や材質判定方法については、実施の形態１と同様である。また、誘導加熱調理器の負荷判定のフローチャートについても実施の形態１と同様である。

このように、実施の形態２の誘導加熱調理器によれば、被加熱物である調理容器を載置する天板と、天板の下方に配設される内加熱コイルと、内加熱コイルの外周の外側に複数直列に接続されて配設される外加熱コイルと、内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、第１のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段と、第２のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段と、内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、第１の電力検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、第２の電力検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、制御手段は、第１の判定手段の判定結果と第２の判定手段の判定結果に応じて第１のインバーター回路および第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、回路の安全性を高めることができる。

また、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋、特に、アルミ材質を基本とする鍋の中心部に鉄又はステンレスなどの磁性金属を溶射または貼り付けた貼り付け鍋を加熱する場合、抵抗値の小さい鍋の外側底面外周部と対向する外加熱コイルに、抵抗値の大きい鍋の外側底面中心部と対向する内加熱コイル１５ａよりも大きな電流が流れやすいが、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、貼り付け鍋を使用する場合も、回路の安全性を高めることができる。

実施の形態６
実施の形態１の誘導加熱調理器との違いは、図１０に示すように、外加熱コイルが内加熱コイルの外周の外側に複数配設され、内加熱コイルの外周に囲まれる内部が各外加熱コイルの外周により囲まれる内部に含まれないように構成し、それぞれの外加熱コイルを独立して通電制御した点である。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図１０は、本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の加熱コイル構成例を示す図である。内加熱コイル１５ａの外周の外側に、４個の外加熱コイル１５ｂ１、１５ｂ２、１５ｂ３及び１５ｂ４が配置される。各外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４は、内加熱コイル１５ａの外周に囲まれる内部が各外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４の外周により囲まれる内部に含まれないように配設される。

図１１は本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の回路構成例を示す図である。
図１１において、誘導加熱調理器は、交流電源１に接続されており、交流電源１から供給される電力は直流電源回路２ａ、２ｂ１〜２ｂ４で直流電力に変換され、第１のインバーター回路８ａ、４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４に供給される。直流電源回路２ａ、２ｂ１〜２ｂ４はそれぞれ同一の構成であり、第１のインバーター回路８ａ、４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４もそれぞれ同一の構成である。

直流電源回路２ａ、２ｂ１〜２ｂ４は、それぞれ、交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ３ａ、３ｂ１〜３ｂ４とリアクトル４ａ、４ｂ１〜４ｂ４および平滑コンデンサ５ａ、５ｂ１〜５ｂ４により構成されている。直流電源回路２ａ、２ｂ１〜２ｂ４で変換された直流電力は、第１のインバーター回路８ａ、４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４へ供給される。そして第１のインバーター回路８ａ、４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４へ入力される入力電力は、第１の入力電流検出手段６ａが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）、４つの第２の入力電流検出手段６ｂ１〜６ｂ４が検出する入力電流の大きさ（入力電流値）と第１の入力電圧検出手段７ａが検出する入力電圧の大きさ（入力電圧値）、４つの第２の入力電圧検出手段７ｂ１〜７ｂ４が検出する入力電圧の大きさ（入力電圧値）とによって検出される。第１の入力電流検出手段６ａ、４つの第２の入力電流検出手段６ｂ１〜６ｂ４としては、例えば、電流トランスが用いられる。

第１のインバーター回路８ａ、４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４は、それぞれハーフブリッジ形インバーター回路であり、直流電源回路２ａ、２ｂ１〜２ｂ４から出力された直流母線間に直列に接続された、高電位側のスイッチング素子（以下、上スイッチ９ａ、９ｂ１〜９ｂ４と呼ぶ）と低電位側のスイッチング素子（以下、下スイッチ１０ａ、１０ｂ１〜１０ｂ４と呼ぶ）と、上スイッチ９ａ、９ｂ１〜９ｂ４に逆並列に接続された上ダイオード１１ａ、１１ｂ１〜１１ｂ４と、下スイッチ１０ａ９、１０ｂ１〜１０ｂ４に逆並列に接続された下ダイオード１２ａ、１２ｂ１〜１２ｂ４とで構成されている。前記上スイッチ９ａ、９ｂ１〜９ｂ４と下スイッチ１０ａ、１０ｂ１〜１０ｂ４は、それぞれ、駆動回路１３ａ、１３ｂ１〜１３ｂ４により交互にオン／オフされて高周波電圧を発生している。

第１のインバーター回路８ａ、４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４の出力点には、それぞれ、負荷回路１４ａ、１４ｂ１〜１４ｂ４が接続されている。負荷回路１４ａ、１４ｂ１〜１４ｂ４は、内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４と共振コンデンサ１６ａ、１６ｂ１〜１６ｂ４の直列回路と、共振コンデンサ１６ａ、１６ｂ１〜１６ｂ４と並列に接続されたクランプダイオード１７ａ、１７ｂ１〜１７ｂ４とで構成されている。内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４は、被加熱物である調理容器（鍋など）を載置する天板２２の下方に配設される。クランプダイオード１７ａ、１７ｂ１〜１７ｂ４は、内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４と共振コンデンサ１６ａ、１６ｂ１〜１６ｂ４の接続点電位を直流電源の低電位側母線電位にクランプする。このクランプダイオード１７ａ、１７ｂ１〜１７ｂ４の働きにより、下スイッチ１０ａ、１０ｂ１〜１０ｂ４が導通した状態では、内加熱コイル１５ａ、外加熱コイル１５ｂ１〜１６ｂ４に流れる電流は転流しない。なお、内加熱コイル１５ａは被加熱物である鍋２３（小鍋２３１、大鍋２３３）の鍋底中心部を加熱する加熱コイルであり、外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４は被加熱物の鍋底外周部を加熱する加熱コイルであり、それぞれの加熱コイルに流れる出力電流は、第１の出力電流検出手段１８ａ、第２の出力電流検出手段１８ｂ１〜１８ｂ４により検出される。第１の出力電流検出手段１８ａ、第２の出力電流検出手段１８ｂ１〜１８ｂ４としては、例えば、電流トランスが用いられる。

第１の入力電流検出手段６ａが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）と第１の出力電流検出手段１８ａが検出する入力電流の大きさ（入力電流値）とを用いて内加熱コイル１５ａ上方の調理容器（鍋）の材質を判定する制御手段が第１の判定手段に相当する。また、第２の入力電流検出手段６ｂ１〜６ｂ４が検出する入力電流の大きさ（入力電流値）と第２の出力電流検出手段１８ｂ１〜１８ｂ４が検出する入力電流の大きさ（入力電流値）とを用いて外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４上方の調理容器（鍋）の材質を判定する制御手段が第２の判定手段に相当する。

制御手段１９はマイクロコンピュータにより構成され、第１のインバーター回路８ａ及び４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４をそれぞれ独立して駆動制御を行うとともに、誘導加熱調理器全体を制御する機能を果たすものである。制御手段１９は、操作部２０においてユーザが設定した火力指示に基づき、第１の入力電流検出手段６ａ、第２の入力電流検出手段６ｂ１〜６ｂ４と第１の入力電圧検出手段７ａ、第２の入力電圧検出手段７ｂ１〜７ｂ４とからの検出値を使用して検出した内加熱コイル１５ａおよび外加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４のそれぞれの電力を制御するようになっている。内加熱コイル１５ａの電力制御は、上スイッチ９ａと下スイッチ１０ａのスイッチング周波数を固定とし、さらに、上スイッチ９ａと下スイッチ１０ａのｄｕｔｙを調整することにより制御する。内加熱コイル１５ｂ１〜１５ｂ４の電力制御も同様に、上スイッチ９ｂ１〜９ｂ４と下スイッチ１０ｂ１〜１９ｂ４のスイッチング周波数を固定とし、さらに、上スイッチ９ｂ１〜９ｂ４と下スイッチ１０ｂ１〜１０ｂ４のｄｕｔｙを調整することにより制御する。このように、第１のインバーター回路８ａ、４つの第２のインバーター回路８ｂ１〜８ｂ４のスイッチング周波数を調整しない電力制御方法が望ましい。スイッチング周波数を調整する電力制御方法では、負荷回路１４ａ、１４ｂ１〜１４ｂ４のインピーダンスがスイッチング周波数とともに変化し、内コイル１５ａと外コイル１５ｂ１〜１５ｂ４の電力配分が煩雑になるからである。

実施の形態５に係る内加熱コイル１５ａ上方の鍋２３の有無や材質判定方法や、外加熱コイル１５ｂ１〜１６ｂ４上方の鍋２３の有無や材質判定方法については、実施の形態１と同様である。また、誘導加熱調理器の負荷判定のフローチャートについても実施の形態１と同様である。

このように、実施の形態５の誘導加熱調理器によれば、被加熱物である調理容器を載置する天板と、天板の下方に配設される内加熱コイルと、内加熱コイルの外周の外側に複数配設される外加熱コイルと、内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、各外加熱コイルにそれぞれ高周波電流を供給する複数の第２のインバーター回路と、第１のインバーター回路及び第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、第１のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段と、第２のインバーター回路への入力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段と、内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、第１の電力検出手段と第１の出力電流検出手段の検出値に基づき内加熱コイルの上方の調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、第２の電力検出手段と第２の出力電流検出手段の検出値に基づき外加熱コイルの上方の調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、制御手段は、第１の判定手段の判定結果と第２の判定手段の判定結果に応じて第１のインバーター回路および第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、回路の安全性を高めることができる。

また、鍋の外側底面の材質が中心部と外周部とで異なる特殊鍋、特に、アルミ材質を基本とする鍋の中心部に鉄又はステンレスなどの磁性金属を溶射または貼り付けた貼り付け鍋を加熱する場合、抵抗値の小さい鍋の外側底面外周部と対向する外加熱コイルに、抵抗値の大きい鍋の外側底面中心部と対向する内加熱コイル１５ａよりも大きな電流が流れやすいが、調理開始前の初期負荷検知時に外加熱コイルに流れる電流値に対する内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、所定値を上回る場合よりも調理開始後の外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定するので、貼り付け鍋を使用する場合も、回路の安全性を高めることができる。

また、内加熱コイル及び複数の外加熱コイルを独立して通電制御するので、加熱コイルを切り替えて通電することにより調理容器を加熱する部分を切り替えることができ、時に煮込み調理などを行う場合には調理容器内の対流の流れを変えることが可能となるので、加熱ムラが抑制され、効率よく調理することができる。

なお、実施の形態１から実施の形態６は、単独で実施する他、適宜組み合わせて実施してもよい。

実施の形態１から実施の形態６では、調理を開始する前の初期負荷検知において、内加熱コイルと外加熱コイルに流れる電流値の比率により鍋の材質を判定したが、内加熱コイルと外加熱コイルの温度、内加熱コイルと外加熱コイルを駆動するインバーター回路のそれぞれスイッチング素子の温度、そのスイッチング素子を冷却する放熱フィンの温度を測定し、その両者の温度の比率により鍋の材質を判定するようにしてもよい。

１ 交流電源、
２ａ、２ｂ、２ｂ１〜２ｂ４、２ｃ 直流電源回路、
３ａ、３ｂ、３ｂ１〜３ｂ４、３ｃ 整流ダイオードブリッジ、
４ａ、４ｂ、４ｂ１〜４ｂ４、４ｃ リアクトル、
５ａ、５ｂ、５ｂ１〜５ｂ４、５ｃ 平滑コンデンサ、
６ａ 第１の入力電流検出手段、
６ｂ、６ｂ１〜６ｂ４ 第２の入力電流検出手段、
６ｃ 入力電流検出手段、
７ａ 第１の入力電圧検出手段、
７ｂ、７ｂ１〜７ｂ４ 第２の入力電圧検出手段、
８ａ 第１のインバーター回路、
８ｂ、８ｂ１〜８ｂ４ 第２のインバーター回路、
９ａ、９ｂ、９ｂ１〜９ｂ４ 上スイッチ、
１０ａ、１０ｂ、１０ｂ１〜１０ｂ４ 下スイッチ、
１１ａ、１１ｂ、１１ｂ１〜１１ｂ４ 上ダイオード、
１２ａ、１２ｂ、１２ｂ１〜１２ｂ４ 下ダイオード、
１３ａ、１３ｂ、１３ｂ１〜１３ｂ４ 駆動回路、
１４ａ、１４ｂ、１４ｂ１〜１４ｂ４ 負荷回路、
１５ａ 内加熱コイル、
１５ｂ、１５ｂ１〜１５ｂ４ 外加熱コイル、
１６ａ、１６ｂ、１６ｂ１〜１６ｂ４ 共振コンデンサ、
１７ａ、１７ｂ、１７ｂ１〜１７ｂ４ クランプダイオード、
１８ａ 第１の出力電流検出手段、
１８ｂ、１８ｂ１〜１８ｂ４ 第２の出力電流検出手段、
１９ 制御手段、
２０ 操作部、
２２ 天板、
２３ 鍋、
２３１ 小鍋、
２３３ 大鍋（通常鍋）、
２３４ 大鍋（貼り付け鍋）、
２４ａ 第１の出力電圧検出手段、
２４ｂ 第２の出力電圧検出手段、
２５ａ 第１の出力電力検出手段、
２５ｂ 第２の出力電力検出手段、
３０ 共通アーム、
３２、４２、５２ 上スイッチ、
３３、４３、５３ 下スイッチ、
３２ａ、４２ａ、５２ａ 上ダイオード、
３３ａ、４３ａ、５３ａ 下ダイオード、
３５、４５、５５ スナバコンデンサ、
３６ 共通アーム駆動回路、
４０ 第１のインバーター回路、
４１ 第１のアーム、
４４ 内加熱コイル負荷回路、
４６ 第１のアーム駆動回路、
５０ 第２のインバーター回路、
５１ 第２のアーム、
５４ 外加熱コイル負荷回路、
５６ 第２のアーム駆動回路、
６０ 制御回路、
６１ 加熱制御手段、
Ａ 磁性金属。

Claims (4)

1. 被加熱物である調理容器を載置する天板と、
   前記天板の下方に配設される内加熱コイルと、
   前記内加熱コイルの外周の外側に配設される外加熱コイルと、
   前記内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、
   前記外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、
   前記第１のインバーター回路及び前記第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、
   前記第１のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第１の入力電流検出手段と、
   前記第２のインバーター回路への入力電流の大きさを検出する第２の入力電流検出手段と、
   前記内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、
   前記外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、
   前記第１の入力電流検出手段と前記第１の出力電流検出手段の検出値に基づき前記内加熱コイルの上方の前記調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、
   前記第２の入力電流検出手段と前記第２の出力電流検出手段の検出値に基づき前記外加熱コイルの上方の前記調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１の判定手段の判定結果と前記第２の判定手段の判定結果に応じて前記第１のインバーター回路および前記第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に前記外加熱コイルに流れる電流値に対する前記内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の前記外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定する誘導加熱調理器。
2. 被加熱物である調理容器を載置する天板と、
   前記天板の下方に配設される内加熱コイルと、
   前記内加熱コイルの外周の外側に配設される外加熱コイルと、
   前記内加熱コイルに高周波電流を供給する第１のインバーター回路と、
   前記外加熱コイルに高周波電流を供給する第２のインバーター回路と、
   前記第１のインバーター回路及び前記第２のインバーター回路を独立して制御する制御手段と、
   前記第１のインバーター回路への入力電力の大きさまたは前記第１のインバーター回路からの出力電力の大きさを検出する第１の電力検出手段と、
   前記第２のインバーター回路への入力電力の大きさまたは前記第２のインバーター回路からの出力電力の大きさを検出する第２の電力検出手段と、
   前記内加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第１の出力電流検出手段と、
   前記外加熱コイルに流れる電流の大きさを検出する第２の出力電流検出手段と、
   前記第１の電力検出手段と前記第１の出力電流検出手段の検出値に基づき前記内加熱コイルの上方の前記調理容器の材質を判定する第１の判定手段と、
   前記第２の電力検出手段と前記第２の出力電流検出手段の検出値に基づき前記外加熱コイルの上方の前記調理容器の材質または有無を判定する第２の判定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１の判定手段の判定結果と前記第２の判定手段の判定結果に応じて前記第１のインバーター回路および前記第２のインバーター回路を制御するとともに、調理開始前の初期負荷検知時に前記外加熱コイルに流れる電流値に対する前記内加熱コイルに流れる電流値の比が所定値未満の場合、この所定値を上回る場合よりも調理開始後の前記外加熱コイルに流れる電流の制限値を低く設定する誘導加熱調理器。
3. 前記外加熱コイルが前記内加熱コイルの外周の外側に配設され、前記内加熱コイルの外周に囲まれる内部が前記外加熱コイルの外周により囲まれる内部に含まれるように配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記外加熱コイルが前記内加熱コイルの外周の外側に配設され、前記内加熱コイルの外周に囲まれる内部が前記外加熱コイルの外周により囲まれる内部に含まれないように配設されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器。

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