JP2878917B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱コイルにより鍋を
誘導加熱するように構成して成る誘導加熱調理器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の誘導加熱調理器は、加熱コイ
ル、共振コンデンサ、スイッチング素子及びこのスイッ
チング素子に逆並列接続されたダンパーダイオードから
構成されたインバータを備えると共に、スイッチング素
子をオンオフすることによりインバータを制御する制御
手段を備える構成となっている。この構成では、従来よ
り、鍋の有無を検出する無負荷検知を行うと共に、鍋の
材質を検出する材質検知を行っている。

【０００３】この材質検知を行う理由は、鍋の材質によ
ってスイッチング素子の損失が大きく変動するためであ
る。即ち、スイッチング素子の損失をほぼ一定に保つた
めに、インバータの発振周波数が鍋の材質に適した値に
設定されるようにスイッチング素子の導通時間を制御す
るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、鍋の材質が同じであっても、鍋の大きさ
（鍋の直径）が標準タイプのものよりもかなり大きい場
合や、かなり小さい場合には、加熱調理が良好に行われ
ないことがあった。そこで、本発明者は、この原因を追
及してみたところ、次の事実を発見した。

【０００５】即ち、鍋の材質が同じであっても、鍋の大
きさが変わると、それに応じてスイッチング素子の損失
がかなり変動し、加熱出力の大きさがかなり変動するこ
とがわかった。即ち、鍋の大きさによっては、調理する
のに必要な加熱出力を得ることができない場合が生じる
ことがあるため、加熱調理が良好に行われないのであ
る。

【０００６】そこで、本発明の目的は、鍋の材質及び大
きさを検出すると共に、鍋の材質及び大きさに適した加
熱条件で加熱制御を行うことにより、鍋の大きさが変わ
った場合においても加熱調理を良好に行うことができる
誘導加熱調理器を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の誘導加熱調理器
は、鍋を誘導加熱する加熱コイル、共振コンデンサ、ス
イッチング素子及びこのスイッチング素子に逆並列接続
されたダンパーダイオードからなるインバータを備える
と共に、このインバータの入力電流を検出する入力電流
検出手段を備え、前記ダンパーダイオードに流れる電流
を検出するダンパーダイオード電流検出手段を備え、前
記スイッチング素子をオンオフすることにより前記イン
バータを制御する制御手段を備えて成る誘導加熱調理器
において、前記入力電流検出手段から出力される入力電
流検出信号と前記ダンパーダイオード電流検出手段から
出力されるダンパーダイオード電流検出信号とに基づい
て前記鍋の材質及び大きさを判別するための判別データ
を記憶する記憶手段を備え、そして、前記制御手段は、
前記判別データによって判別した鍋の材質及び大きさに
適した加熱条件で加熱制御を行うところに特徴を有す
る。

【０００８】この場合、前記制御手段は、前記インバー
タの発振開始時に、前記スイッチング素子の導通時間を
一定時間に設定した状態を所定時間保持し、この間に、
前記ダンパーダイオード電流検出信号と前記判別データ
とによって前記鍋の材質を判別すると共に、前記入力電
流検出信号と前記判別データとによって前記鍋の大きさ
を判別するように構成することが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明者は、鍋の大きさを検出するために種々
の実験を行い、インバータの入力電流の大きさと、ダン
パーダイオードに流れる電流の大きさと、鍋の材質及び
大きさとの間に、次のような関係（下記の表１）がある
ことを見出した。ここでは、スイッチング素子の導通時
間を一定時間に設定し、インバータの入力電流の大きさ
は入力電流検出手段である第１の変流器により検出して
該入力電流の大きさを電圧レベル（ＣＴＶ１）で示し、
ダンパーダイオードに流れる電流の大きさはダンパーダ
イオード電流検出手段である第２の変流器により検出し
て該ダンパーダイオード電流の大きさを電圧レベル（Ｃ
ＴＶ２）で示している。尚、入力電流の大きさについて
は、電流値（単位Ａ）でも示している。

【００１０】

【表１】 この表１から、鍋の材質によって、例えばアルミ鍋であ
るか、鉄鍋であるか、非磁性ステンレス鍋であるかによ
って、電圧レベル（ＣＴＶ２）即ちダンパーダイオード
電流の大きさが大きく変動することがわかる。このた
め、ダンパーダイオード電流の大きさと、判断データと
した例えば材質を判断するためのしきい値とに基づい
て、鍋の材質を判断することができる。

【００１１】また、表１から、鍋の大きさによって、例
えば鉄鍋の場合で直径が１２ｃｍのものと直径が１８ｃ
ｍのものとを比較したとき、電圧レベル（ＣＴＶ１）即
ち入力電流の大きさが大きく変動することがわかる。そ
して、例えば非磁性ステンレス鍋の場合も、その直径が
１４ｃｍのものと直径が１８ｃｍのものとを比較したと
き、電圧レベル（ＣＴＶ１）即ち入力電流の大きさが大
きく変動することがわかる。このため、入力電流の大き
さと、判断データとして例えば鍋の材質に応じた鍋の大
きさを判断するためのしきい値とに基づいて、鍋の大き
さを判断することができることがわかる。

【００１２】従って、上記手段によれば、入力電流検出
手段から出力される入力電流検出信号とダンパーダイオ
ード電流検出手段から出力されるダンパーダイオード電
流検出信号とに基づいて鍋の材質及び大きさを判別する
ための判別データ（各種のしきい値からなるデータテー
ブル）を、記憶手段に記憶させておくと共に、制御手段
は、上記判別データによって判別した鍋の材質及び大き
さに適した加熱条件で加熱制御を行う構成であるので、
鍋の大きさが変わった場合にもスイッチング素子の損失
をほぼ一定にし得、加熱調理を良好に行うことができ
る。

【００１３】また、この場合、制御手段が、インバータ
の発振開始時にスイッチング素子の導通時間を一定時間
に設定した状態を所定時間保持し、この間に、ダンパー
ダイオード電流検出信号と判別データとによって鍋の材
質を判別すると共に、入力電流検出信号と判別データと
によって鍋の大きさを判別するように構成すれば、判別
がより一層正確で確実なものとなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。まず、誘導加熱調理器の電気的構成
を示す図１において、差込みプラグ１は、１００Ｖの商
用交流電源のコンセント（図示しない）に差込み接続さ
れるものである。この差込みプラグ１の一方の端子は電
源スイッチ２及びヒューズ３を介して交流電源線４に接
続され、他方の端子は交流電源線５に接続されている。

【００１５】上記交流電源線４、５は、ダイオードをブ
リッジ接続してなる全波整流回路６の交流入力端子へ接
続されている。この全波整流回路６の正及び負直流端子
間には、チョークコイル７及び平滑コンデンサ８からな
る直列回路が接続されている。そして、平滑コンデンサ
８の両端子には、直流電源線９及び１０が接続されてい
る。

【００１６】これら直流電源線９及び１０間には、加熱
コイル１１及びこの加熱コイル１１の両端子に並列接続
された共振コンデンサ１２からなる並列回路と、スイッ
チング素子である例えばＮＰＮ形のトランジスタ１３の
コレクタ及びエミッタ間とが直列に接続されている。そ
して、トランジスタ１３のコレクタと、エミッタとの間
には、ダンパーダイオード１４が逆並列に接続されてい
る。この場合、上記した全波整流回路６、チョークコイ
ル７、平滑コンデンサ８、加熱コイル１１、共振コンデ
ンサ１２、トランジスタ１３、ダンパーダイオード１４
から共振形のインバータ１５が構成されている。

【００１７】また、前記交流電源線５には、入力電流検
出手段である例えば第１の変流器１６が設けられてい
る。この第１の変流器１６は、交流電源線５に流れる電
流の大きさ即ちインバータ１５の入力電流の大きさを検
出して、入力電流検出信号を出力する。この入力電流検
出信号は、第１の電流−電圧変換回路１７により電圧信
号に変換されて、その変換された電圧信号ＣＴＶ１が制
御手段である例えばマイクロコンピュータ１８へ与えら
れるようになっている。上記第１の電流−電圧変換回路
１７は、ダイオードをブリッジ接続してなる全波整流器
１９、抵抗２０、感度調整用可変抵抗２１及びコンデン
サ２２から構成されている。

【００１８】また、ダンパーダイオード１４の通電路に
は、ダンパーダイオード電流検出手段である例えば第２
の変流器２３が設けられている。この第２の変流器２３
は、ダンパーダイオード１４に流れる電流の大きさを検
出して、ダンパーダイオード電流検出信号を出力する。
このダンパーダイオード電流検出信号は、第２の電流−
電圧変換回路２４により電圧信号に変換されて、その変
換された電圧信号ＣＴＶ２が前記マイクロコンピュータ
１８へ与えられるようになっている。上記第２の電流−
電圧変換回路２４は、ダイオード２５、抵抗２６、２
７、２８及びコンデンサ２９から構成されている。

【００１９】さて、上記マイクロコンピュータ１８は、
内部のメモリに誘導加熱調理器の加熱運転全般を制御す
るための制御プログラム、並びに、鍋の材質及び大きさ
を判断するための判別データを記憶している。この場
合、マイクロコンピュータ１８が記憶手段の機能を有し
ている。そして、マイクロコンピュータ１８は、トラン
ジスタ１３のベースへ駆動回路３０を介して駆動制御信
号を与えることにより、該トランジスタ１３をオンオフ
制御する構成となっている。ここで、マイクロコンピュ
ータ１８は、駆動回路３０へ２本の接続線を通じて２種
類の駆動制御信号を与えるようになっている。

【００２０】これら２種類の駆動制御信号の一つはトラ
ンジスタ１３の導通時間を設定するためのオンオフ制御
信号であり、他方は上記オンオフ制御信号の出力を有効
化（オン）するか無効化（オフ）するかを選択制御する
信号である。また、マイクロコンピュータ１８は、操作
パネルに設けられた各種スイッチ（いずれも図示しな
い）を有する入力設定手段３１から各種のスイッチ信号
を受けるように構成されている。

【００２１】次に、上記構成の作用を図２及び図３も参
照して説明する。図２及び図３は、マイクロコンピュー
タ１８に記憶された制御プログラムのうちの鍋の材質及
び大きさを判別する制御部分の内容を示すフローチャー
トである。

【００２２】まず、図１に示すように、電源スイッチ２
がオン操作されると、初期化処理が行われ、加熱出力の
設定操作や加熱運転のスタート操作等の操作の受け付け
が可能な状態になる（ステップＳ１）。この状態で、加
熱運転のスタート操作が行われると、ステップＳ２にて
「ＹＥＳ」へ進み、まず、マイクロコンピュータ１８
は、トランジスタ１３の導通時間を設定するためのオン
オフ制御信号の出力（発振ON/OFF出力）を無効化（オ
フ）する（ステップＳ３）。続いて、マイクロコンピュ
ータ１８は、トランジスタ１３の導通時間を１５μｓに
設定するためのオンオフ制御信号を駆動回路３０へ出力
し、上記導通時間を１５μｓに設定する（ステップＳ
４）。

【００２３】そして、回路が安定するまで、例えば０．
２秒間が経過するのを待つ。この後、０．２秒間が経過
したら、ステップＳ５にて「ＹＥＳ」へ進み、トランジ
スタ１３の導通時間を設定するためのオンオフ制御信号
の出力（発振ON/OFF出力）を有効化（オン）する（ステ
ップＳ６）。これにより、トランジスタ１３の導通時間
が１５μｓの条件で、インバータ１５の発振が開始され
る。

【００２４】続いて、例えば０．２秒間が経過するのを
待つ。この後、インバータ１５の発振開始から０．２秒
間が経過したら、ステップＳ７にて「ＹＥＳ」へ進み、
第１の変流器１６からの入力電流検出信号と第２の変流
器２３からのダンパーダイオード電流検出信号とを読み
込み始める（ステップＳ８）。この場合、具体的には、
マイクロコンピュータ１８は、第１の電流−電圧変換回
路１７により電圧信号に変換された電圧信号ＣＴＶ１
と、第２の電流−電圧変換回路２４により電圧信号に変
換された電圧信号ＣＴＶ２とを読み込む。

【００２５】そして、上記電圧信号ＣＴＶ１と電圧信号
ＣＴＶ２とを、１ｍｓ毎に１００回読み込んだデータを
平均した値を電圧ＣＴＶ１及び電圧ＣＴＶ２とし、以下
の制御で用いる（ステップＳ９）。続いて、例えば０．
１秒間が経過するのを待つ。この後、０．１秒間が経過
したら、ステップＳ１０にて「ＹＥＳ」へ進み、鍋がア
ルミ鍋であるか否かの判断を行う（ステップＳ１１）。
具体的には、上記電圧ＣＴＶ２が３．０Ｖ以上であるか
否かの判断を行い、３．０Ｖ以上であるときには、アル
ミ鍋であると判断する。この場合、上記３．０Ｖという
値が判別データとしてのしきい値である。

【００２６】上記判断において、アルミ鍋であると判断
されたときには、ステップＳ１１にて「ＹＥＳ」へ進
み、インバータ１５の発振動作を停止する。具体的に
は、トランジスタ１３の導通時間を０にしてオフした
後、３秒間が経過するのを待つ（ステップＳ１２）。こ
の後、ステップＳ３へ移行させ、トランジスタ１３の導
通時間を設定するためのオンオフ制御信号の出力（発振
ON/OFF出力）を無効化（オフ）する制御ルーチンへ戻
す。

【００２７】一方、上記ステップＳ１１の判断におい
て、アルミ鍋でないと判断されたときには、ステップＳ
１１にて「ＮＯ」へ進み、鍋が無いか否かの判断を行う
（ステップＳ１３）。具体的には、上記電圧ＣＴＶ１が
０．３Ｖ以上であるか否かの判断を行い、０．３Ｖ以上
でないときには、鍋が無いと判断する。この場合、上記
０．３Ｖという値が判別データとしてのしきい値であ
る。上記判断において、鍋が無いと判断されたときに
は、ステップＳ１３にて「ＮＯ」へ進み、インバータ１
５の発振動作を停止する（ステップＳ１２）。

【００２８】これに対して、ステップＳ１３の判断にお
いて、電圧ＣＴＶ１が０．３Ｖ以上であって、鍋がある
と判断されたときには、ステップＳ１３にて「ＹＥＳ」
へ進み、鍋の材質が鉄であるか非磁性ステンレスである
かを判断する（ステップＳ１４）。具体的には、前記電
圧ＣＴＶ２が０．９Ｖ以上であるか否かの判断を行い、
０．９Ｖ以上であるときには非磁性ステンレス鍋である
と判断し、０．９Ｖ以下であるときには鉄系鍋であると
判断する。この場合、上記０．９Ｖという値が判別デー
タとしてのしきい値である。

【００２９】上記判断において、鉄系鍋であると判断さ
れたときには、ステップＳ１４にて「ＮＯ」へ進み、続
いて、鉄系鍋の大きさの判断を行う（ステップＳ１５、
Ｓ１６）。具体的には、前記電圧ＣＴＶ１が０．７Ｖ以
下であれば、鉄系製の小鍋（鍋の直径寸法が１２〜１４
ｃｍ）であると判断し、電圧ＣＴＶ１が０．７Ｖ以上
１．０Ｖ以下であれば、鉄系製の中鍋（鍋の直径寸法が
１４〜１６ｃｍ）であると判断し、１．０Ｖ以上であれ
ば、鉄系製の大鍋（鍋の直径寸法が１６ｃｍ以上）であ
ると判断するようになっている。この場合、上記０．７
Ｖや１．０Ｖという各値が判別データとしてのしきい値
である。

【００３０】そして、ステップＳ１５において、小鍋
（鍋の直径寸法が１２〜１４ｃｍ）であると判断された
ときには、ステップＳ１５にて「ＹＥＳ」へ進み、小鍋
用の入力制御ルーチンへ移行し、小鍋に適した入力制御
が行われる（ステップＳ１７）。また、ステップＳ１６
において、中鍋（鍋の直径寸法が１４〜１６ｃｍ）であ
ると判断されたときには、ステップＳ１６にて「ＹＥ
Ｓ」へ進み、中鍋用の入力制御ルーチンへ移行し、中鍋
に適した入力制御が行われる（ステップＳ１８）。更
に、ステップＳ１６において、大鍋（鍋の直径寸法が１
６ｃｍ以上）であると判断されたときには、ステップＳ
１６にて「ＮＯ」へ進み、大鍋用の入力制御ルーチンへ
移行し、大鍋に適した入力制御が行われる（ステップＳ
１９）。

【００３１】一方、ステップＳ１４において、非磁性ス
テンレス鍋であると判断されたときには、ステップＳ１
４にて「ＹＥＳ」へ進み、続いて、非磁性ステンレス鍋
の大きさの判断を行う（ステップＳ２１、Ｓ２２）。具
体的には、前記電圧ＣＴＶ１が１．４Ｖ以下であれば、
非磁性ステンレス製の小鍋（鍋の直径寸法が１２〜１４
ｃｍ）であると判断し、電圧ＣＴＶ１が１．４Ｖ以上
１．６Ｖ以下であれば、非磁性ステンレス製の中鍋（鍋
の直径寸法が１４〜１６ｃｍ）であると判断し、１．６
Ｖ以上であれば、非磁性ステンレス製の大鍋（鍋の直径
寸法が１６ｃｍ以上）であると判断するようになってい
る。この場合、上記１．４Ｖや１．６Ｖという各値が判
別データとしてのしきい値である。

【００３２】そして、ステップＳ２１において、小鍋
（鍋の直径寸法が１２〜１４ｃｍ）であると判断された
ときには、ステップＳ２１にて「ＹＥＳ」へ進み、小鍋
用の入力制御ルーチンへ移行し、小鍋に適した入力制御
が行われる（ステップＳ２３）。また、ステップＳ２２
において、中鍋（鍋の直径寸法が１４〜１６ｃｍ）であ
ると判断されたときには、ステップＳ２２にて「ＹＥ
Ｓ」へ進み、中鍋用の入力制御ルーチンへ移行し、中鍋
に適した入力制御が行われる（ステップＳ２４）。更
に、ステップＳ２２において、大鍋（鍋の直径寸法が１
６ｃｍ以上）であると判断されたときには、ステップＳ
２２にて「ＮＯ」へ進み、大鍋用の入力制御ルーチンへ
移行し、大鍋に適した入力制御が行われる（ステップＳ
２５）。

【００３３】そして、各材質及び各大きさの鍋用の入力
制御ルーチンにおいては、各材質及び各大きさ並びに設
定された加熱出力に応じて、下記の表２に示すような入
力（加熱出力即ち電力）が設定されるようにトランジス
タ１３の導通時間が制御されるようになっている。

【００３４】

【表２】 この場合、上記表２に示される入力（電力）が設定され
るような、トランジスタ１３の標準的な導通時間のデー
タテーブルがマイクロコンピュータ１８に記憶されてい
る。そして、マイクロコンピュータ１８は、上記データ
テーブルの中の標準的な導通時間に基づいてインバータ
１５を発振駆動し、更に、電源電圧検出手段（図示しな
い）により電源電圧の大きさを検出すると共に、インバ
ータ１５の入力電流の大きさ即ち前記電圧ＣＴＶ１を監
視しながら、トランジスタ１３の導通時間をフィードバ
ック制御することにより、上記表２に示される入力（電
力）が設定されるように電力制御を行う構成となってい
る。

【００３５】このような構成の本実施例によれば、第１
の変流器１６から出力される入力電流検出信号（電圧信
号ＣＴＶ１）と、第２の変流器２３から出力されるダン
パーダイオード電流検出信号（電圧信号ＣＴＶ２）と、
鍋の材質及び大きさを判別するための判別データ（各種
のしきい値からなるデータテーブル）とに基づいて、マ
イクロコンピュータ１８は、鍋の材質及び大きさを自動
的に判別し、判別した鍋の材質及び大きさに適した加熱
条件（表２に示す入力条件）で加熱制御を行う構成であ
るので、鍋の大きさが変わった場合にも、トランジスタ
１３やダンパーダイオード１４の損失をほぼ一定に保つ
ことができ、加熱出力の大きさが変動しないように設定
することができる。このため、従来構成とは異なり、鍋
の大きさが変わった場合にも加熱調理を良好に行うこと
ができる。

【００３６】尚、上記実施例では、インバータ１５の発
振開始時にトランジスタ１３の導通時間を１５μｓに設
定した状態を所定時間保持し、この間に、鍋の材質及び
大きさを判別するように構成したが、上記トランジスタ
１３の導通時間は１５μｓに限られるものではなく、適
宜設定すれば良い。今、トランジスタ１３の導通時間は
例えば１０μｓに設定した場合において、インバータの
入力電流の大きさと、ダンパーダイオードに流れる電流
の大きさと、鍋の材質及び大きさとの間の関係を下記の
表３に示す。

【００３７】

【表３】 この表３から明らかなように、トランジスタ１３の導通
時間を１０μｓに設定しても、鍋の材質及び大きさを十
分判別可能なことがわかる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りであるの
で、次の効果を得ることができる。

【００３９】請求項１記載の誘導加熱調理器において
は、入力電流検出手段から出力される入力電流検出信号
とダンパーダイオード電流検出手段から出力されるダン
パーダイオード電流検出信号とに基づいて鍋の材質及び
大きさを判別するための判別データを記憶する記憶手段
を備え、そして、制御手段は、判別データによって判別
した鍋の材質及び大きさに適した加熱条件で加熱制御を
行う構成としたので、鍋の大きさが変わった場合にも加
熱調理を良好に行うことができる。

【００４０】請求項２記載の誘導加熱調理器において
は、制御手段は、インバータの発振開始時に、スイッチ
ング素子の導通時間を一定時間に設定した状態を所定時
間保持し、この間に、ダンパーダイオード電流検出信号
と判別データとによって鍋の材質を判別すると共に、入
力電流検出信号と判別データとによって鍋の大きさを判
別するように構成したので、判別がより一層正確で確実
なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気回路図

【図２】フローチャート（その１）

【図３】フローチャート（その２）

【符号の説明】

２は電源スイッチ、４、５は交流電源線、６は全波整流
回路、９、１０は直流電源線、１１は加熱コイル、１２
は共振コンデンサ、１３はトランジスタ（スイッチング
素子）、１４はダンパーダイオード、１５はインバー
タ、１６は第１の変流器（入力電流検出手段）、１８は
マイクロコンピュータ（制御手段、記憶手段）、２３は
第２の変流器（ダンパーダイオード電流検出手段）を示
す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍋を誘導加熱する加熱コイル、共振コン
   デンサ、スイッチング素子及びこのスイッチング素子に
   逆並列接続されたダンパーダイオードからなるインバー
   タと、このインバータの入力電流を検出する入力電流検
   出手段と、前記ダンパーダイオードに流れる電流を検出
   するダンパーダイオード電流検出手段と、前記スイッチ
   ング素子をオンオフすることにより前記インバータを制
   御する制御手段とを備えて成る誘導加熱調理器におい
   て、 前記入力電流検出手段から出力される入力電流検出信号
   と前記ダンパーダイオード電流検出手段から出力される
   ダンパーダイオード電流検出信号とに基づいて前記鍋の
   材質及び大きさを判別するための判別データを記憶する
   記憶手段を備え、前記制御手段は、前記判別データによ
   って判別した鍋の材質及び大きさに適した加熱条件で加
   熱制御を行うことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記インバータの発振
   開始時に、前記スイッチング素子の導通時間を一定時間
   に設定した状態を所定時間保持し、この間に、前記ダン
   パーダイオード電流検出信号と前記判別データとによっ
   て前記鍋の材質を判別すると共に、前記入力電流検出信
   号と前記判別データとによって前記鍋の大きさを判別す
   ることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。