JP3216513B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱調理器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高周波磁界により負荷鍋底に渦電
流を誘起して加熱する誘導加熱調理器は、清潔で安全
で、高熱効率な調理手段として注目されている。

【０００３】以下、図６を参照しながら従来の誘導加熱
調理器について説明する。図６に示すように、１は商用
電源、２は商用電源を高周波電流に変換するインバー
タ、３はインバータ２等の制御を行う制御回路、４は制
御回路に電源を供給する電源回路、５は電流ヒューズ、
６は第１の温度検知手段、７は第２の温度検知手段、８
は負荷である。

【０００４】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、以下その動作について説明する。制御回路３で
インバータ２を駆動して商用電源１を高周波電流に変換
し負荷８を誘導加熱している。電源回路４では商用電源
１を直流電源に変換し制御回路３に供給している。イン
バータ２が短絡故障した場合には、電流ヒューズ５が溶
断しインバータ２に過電流が流れ続けることを防止して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、電流ヒューズ５が溶断した場合にはインバ
ータ２および電源回路４に商用電源１が接続されず、誘
導加熱調理器が動作しないという故障モードとなって、
故障原因がわからないという課題があった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、電流
ヒューズが溶断した場合にその旨を表示できる誘導加熱
調理器を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために本発明は、商用電源を高周波電流に変換す
るインバータと、前記インバータ等の制御を行う制御回
路と、前記インバータが短絡故障した場合に電流保護を
行う電流ヒューズと、前記電流ヒューズが溶断したこと
を検知するヒューズ溶断検知手段と、前記ヒューズ溶断
検知手段で前記電流ヒューズが溶断したことを検知した
ときに異常を表示する異常表示手段と、前記制御回路と
前記ヒューズ溶断検知手段に電源を供給する電源回路と
を有し、前記電源回路の一次側を前記電流ヒューズより
も商用電源側に接続する構成としたものである。

【０００８】また、本発明は、特に、インバータは、ス
イッチング素子を有し、制御回路は前記スイッチング素
子のオン時間を設定するオン時間設定手段と前記インバ
ータへの入力を検知する入力検知手段を有し、ヒューズ
溶断検知手段は、前記オン時間設定手段で設定したオン
時間と前記入力検知手段で検知した入力に応じて前記 電
流ヒューズが溶断したと判断する構成としたものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、制御回路
とヒューズ溶断検知手段に電源を供給する電源回路の一
次側を電流ヒューズよりも商用電源側に接続する構成と
したことで、電流ヒューズが溶断しても電源回路が商用
電源に接続でき制御回路とヒューズ溶断検知手段に電源
を供給することができる。また、ヒューズ溶断検知手段
を備えたことで電流ヒューズの溶断を検知することがで
き、異常表示手段を備えたことで電流ヒューズが溶断し
たことを異常表示することができるもである。

【００１０】請求項２記載の発明は、オン時間設定手段
で設定したオン時間と入力検知手段で検知した入力に応
じて電流ヒューズが溶断したと判断するヒューズ溶断検
知手段を備えたことで、誘導加熱調理器の一般的な構成
要素で電流ヒューズの溶断を検知することができる。

【００１１】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。 （実施の形態１） 本発明の第１の実施の形態について図１を参照しながら
説明する。図１に示すように、１１は商用電源、１２は
商用電源を直流に変換する整流器、１３は整流器１２で
整流した直流を高周波電流に変換するインバータ、１４
はインバータ１３の制御を行う制御回路、１５は商用電
源１１を直流電源に変換して制御回路１４に供給する電
源回路、１６は電流ヒューズ、１７は電流ヒューズ１６
の溶断を検知するヒューズ溶断検知手段、１８は電流ヒ
ューズ１６が溶断したした場合に異常を表示する異常表
示手段である。

【００１２】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、以下その動作について説明する。制御回路１４
でインバータ１３を駆動し商用電源１１を整流器１２で
整流した直流を高周波電流に変換し鍋等の負荷を加熱し
ている。また、一次側を電流ヒューズ１６よりも商用電
源１１側に接続した電源回路１５で商用電源１１を直流
電源に変換し制御回路１４およびヒューズ溶断検知手段
１７に供給している。インバータ１３が短絡故障した場
合には電流ヒューズ１６が溶断しインバータ１３に過電
流が流れ続けることを防止している。従って、このとき
整流器１２の出力は０Ｖとなる。ヒューズ溶断検知手段
１７では整流器１２の出力電圧と電源回路１５の出力電
圧を検知し、電源回路１５の出力電圧が正常電圧である
にもかかわらず整流器１２の出力電圧が５０Ｖ以下であ
る状態が３秒以上連続して継続した場合に電流ヒューズ
１６が溶断したと判断し異常表示手段１８で異常表示を
行っている。

【００１３】以上のように本実施の形態によれば、電源
回路１５の一次側を電流ヒューズ１６よりも商用電源１
１側に接続したことで、電流ヒューズ１６が溶断しても
制御回路１４及びヒューズ溶断検知手段１７に直流電源
を供給することができる。また、ヒューズ溶断検知手段
１７で整流器１２の出力電圧と電源回路１５の出力電圧
を検知することで電流ヒューズ１６の溶断を検知できる
とともに、異常表示手段１８を備えたことで異常表示を
行うことができる。

【００１４】（実施の形態２） 次に、本発明の第２の実施の形態について図２を参照し
ながら説明する。図２に示すように、１１は商用電源、
１２は商用電源を直流に変換する整流器、１３は整流器
１２で整流した直流をスイッチング素子１３ａをオンオ
フさせて高周波電流に変換するインバータ、１４はイン
バータ１３の制御を行う制御回路でスイッチング素子１
３ａを駆動する駆動手段１４ａとスイッチング素子１３
ａのオン時間を設定するオン時間設定手段１４ｂとイン
バータ１３への入力を検知する入力検知手段１４ｃ等か
ら構成している。１５は商用電源１１を直流電源に変換
して制御回路１４に供給する電源回路、１６は電流ヒュ
ーズ、１７は電流ヒューズ１６の溶断を検知するヒュー
ズ溶断検知手段、１８は電流ヒューズ１６が溶断したし
た場合に異常を表示する異常表示手段である。

【００１５】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、以下その動作について説明する。駆動手段１４
ａがオン時間設定手段１４ｂで設定したオン時間でスイ
ッチング素子１３ａを駆動し商用電源１１を整流器１２
で整流した直流を高周波電流に変換し鍋等の負荷を加熱
している。また、このインバータ１３はスイッチング素
子１３ａのオン時間が長いほどインバータ１３への入力
が大きくなる特性を有しているので、オン時間設定手段
１４ｂではスイッチング素子１３ａのオン時間が短い状
態から設定を開始して入力検知手段１４ｃで検知する入
力が所望の入力となるまでオン時間を徐々に長くしてい
き、ほとんどの負荷ではオン時間設定手段１４ｂで設定
可能なオン時間の最大値となる前に所望の入力に到達す
る。負荷の材質等によってはオン時間が最大値に到達す
るものもあるが、ほぼ所望の入力に近い入力を得ること
ができる。また、一次側を電流ヒューズ１６よりも商用
電源１１側に接続した電源回路１５で商用電源１１を直
流電源に変換し制御回路１４に供給している。インバー
タ１３が短絡故障した場合には電流ヒューズ１６が溶断
しインバータ１３に過電流が流れ続けることを防止して
いる。電流ヒューズ１６が溶断した後はインバータ１３
に電源が供給されないため、駆動手段１４ａでスイッチ
ング素子１３ａを駆動させてもインバータ１３への入力
は０Ｗであるので入力検知手段１４ｃで検知する入力も
０Ｗとなる。オン時間設定手段１４ｂでは入力検知手段
１４ｃで検知した入力が所望の入力になるまでオン時間
を長くしていくので当然オン時間は最大値に到達する。
ヒューズ溶断検知手段１７では、オン時間が最大値に到
達したときにインバータ１３への入力が２００Ｗ以下の
状態が３秒以上連続して継続した場合に、電流ヒューズ
１６が溶断したと判断し異常表示手段１８で異常表示を
行っている。

【００１６】また、電流ヒューズ１６が溶断せずスイッ
チング素子１３ａが断線破壊した場合にも、同様の動作
でオン時間が最大値でインバータ１３への入力が０Ｗの
状態となるので異常を表示することができる。このよう
に誘導加熱調理器の一般的な構成要素であるオン時間設
定手段１４ｂと入力検知手段１４ｃを利用して電流ヒュ
ーズ１６の溶断あるいはスイッチング素子１３ａの断線
破壊等を簡単に検知することができる。

【００１７】以上のように本実施の形態によれば、電源
回路１５の一次側を電流ヒューズ１６よりも商用電源１
１側に接続したことで、電流ヒューズ１６が溶断しても
制御回路１４に直流電源を供給することができる。ま
た、ヒューズ溶断検知手段１７でスイッチング素子１３
ａのオン時間設定値とインバータ１３への入力をチェッ
クすることによって、電流ヒューズ１６の溶断あるいは
スイッチング素子１３ａの断線破壊等を検知でき異常表
示することができる。

【００１８】（実施の形態３） 次に、本発明の第３の実施の形態について図３を参照し
ながら説明する。図３に示すように、１１は商用電源、
１２は商用電源を直流に変換する整流器、１３は整流器
１２で整流した直流をスイッチング素子１３ａをオンオ
フさせて高周波電流に変換するインバータ、２１はスイ
ッチング素子１３ａを駆動する駆動手段、２２はスイッ
チング素子１３ａのオン時間を設定するオン時間設定手
段、２３はインバータ１３への入力を検知する入力検知
手段、２４は負荷、２５は負荷２４の温度を検知する第
１の温度検知手段、２６は第１の温度検知手段２５で検
知した温度に応じてインバータ１３への入力を増減する
温度制御手段、２７は負荷２４の温度を検知する第２の
温度検知手段、２８は第２の温度検知手段２７で検知し
た温度が所定の温度を越えた場合にオン時間設定手段２
２の出力信号を停止あるいは最小オン時間に変換する温
度過昇防止手段、２９はオン時間設定値とインバータ１
３への入力とで温度異常を検知する温度異常検知手段で
ある。

【００１９】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、以下その動作について説明する。駆動手段２１
がオン時間設定手段２２で設定したオン時間でスイッチ
ング素子１３ａを駆動し商用電源１１を整流器１２で整
流した直流を高周波電流に変換し鍋等の負荷２４を加熱
している。また、このインバータ１３はスイッチング素
子１３ａのオン時間が長いほどインバータ１３への入力
が大きくなる特性を有しているので、オン時間設定手段
２２ではスイッチング素子１３ａのオン時間が短い状態
から設定を開始して入力検知手段２３で検知する入力が
所望の入力となるまでオン時間を徐々に長くしていき、
ほとんどの負荷ではオン時間設定手段２２で設定可能な
オン時間の最大値となる前に所望の入力に到達する。負
荷２４の材質等によってはオン時間が最大値に到達する
ものもあるが、ほぼ所望の入力に近い入力を得ることが
できる。

【００２０】また、第１の温度検知手段２５で負荷２４
の温度を検知し、第１の温度検知手段２５で検知した温
度が２３０℃を越えると温度制御手段２６からオン時間
設定手段２２に加熱停止信号を出力し、オン時間設定手
段２２でオン時間零つまりスイッチング素子１３ａの駆
動を停止する信号を駆動手段２１に出力し、負荷２４の
加熱が停止される。第１の温度検知手段２５で検知した
温度が２３０℃以下となると温度制御手段２６からオン
時間設定手段２２に出力していた加熱停止信号が解除さ
れ負荷２４の加熱が再開される。第１の温度検知手段２
５あるいは温度制御手段２６が故障し負荷２４の温度が
上昇した場合には、第２の温度検知手段２７で検知した
温度が２６０℃を越えると温度過昇防止手段２８でオン
時間設定手段２２から駆動手段２１へ出力しているオン
時間設定信号を負荷２４の加熱を停止する信号に変換
し、負荷２４の温度過昇防止を行っている。

【００２１】このとき、インバータ１３への入力は０Ｗ
となるので入力検知手段２３で検知した入力も当然０Ｗ
となる。従って、インバータ１３への入力が所望の入力
に達しないためオン時間設定手段２２で設定するオン時
間は最大値に到達する。温度異常検知手段２９では、オ
ン時間が最大値に到達したときにインバータ１３への入
力が２００Ｗ以下の状態が３秒以上連続して継続した場
合に、温度過昇防止手段２８が動作した、言い換えれば
第１の温度検知手段２５あるいは温度制御手段２６が故
障したと判断し異常表示を行っている。このように誘導
加熱調理器の一般的な構成要素であるオン時間設定手段
２２と入力検知手段２３を利用して第１の温度検知手段
２５あるいは温度制御手段２６の故障を簡単に検知する
ことができる。

【００２２】以上のように本実施の形態によれば、第２
の温度検知手段２７と温度過昇防止手段２８を備えたこ
とで第１の温度検知手段２５あるいは温度制御手段２６
が故障しても負荷２４の温度過昇防止が行えるととも
に、温度異常検知手段２９を備えてオン時間設定手段２
２で設定しているオン時間とインバータ１３への入力を
チェックすることによって、第１の温度検知手段２５あ
るいは温度制御手段２６の故障を検知でき異常表示を行
うことができる。

【００２３】尚、本実施の形態と実施の形態２とを組み
合わせれば、オン時間設定手段で設定しているオン時間
とインバータへの入力をチェックすることによって、電
流ヒューズの溶断、スイッチング素子の断線、第１の温
度検知手段あるいは温度制御手段の故障等を全て検知で
きることは言うまでもない。

【００２４】（実施の形態４） 次に、本発明の第４の実施の形態について図４を参照し
ながら説明する。図４に示すように、１１は商用電源、
１２は商用電源を直流に変換する整流器、１３は整流器
１２で整流した直流をスイッチング素子１３ａをオンオ
フさせて高周波電流に変換するインバータ、２１はスイ
ッチング素子１３ａを駆動する駆動手段、２２はスイッ
チング素子１３ａのオン時間を設定するオン時間設定手
段、２３はインバータ１３への入力を検知する入力検知
手段、２４は負荷、２５は負荷２４の温度を検知する第
１の温度検知手段、２６は第１の温度検知手段２５で検
知した温度に応じてインバータ１３への入力を増減する
温度制御手段、２７は負荷２４の温度を検知する第２の
温度検知手段、２８は第２の温度検知手段２７で検知し
た温度が所定の温度を越えた場合にオン時間設定手段２
２の出力信号を停止あるいは最小オン時間に変換する温
度過昇防止手段、２９はオン時間設定値とインバータ１
３への入力とで温度異常を検知する温度異常検知手段、
３０は温度制御手段２６からインバータ１３への入力を
停止する信号を出力している時に負荷２４の有無を検知
する負荷検知手段である。

【００２５】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、以下その動作について図５を用いながら説明す
る。駆動手段２１がオン時間設定手段２２で設定したオ
ン時間でスイッチング素子１３ａを駆動し商用電源１１
を整流器１２で整流した直流を高周波電流に変換し鍋等
の負荷２４を加熱している。また、このインバータ１３
はスイッチング素子１３ａのオン時間が長いほどインバ
ータ１３への入力が大きくなる特性を有しているので、
オン時間設定手段２２ではスイッチング素子１３ａのオ
ン時間が短い状態から設定を開始して入力検知手段２３
で検知する入力が所望の入力（本実施の形態では２ｋ
Ｗ）となるまでオン時間を徐々に長くしていき、ほとん
どの負荷ではオン時間設定手段２２で設定可能なオン時
間の最大値となる前に２ｋＷに到達する。負荷２４の材
質等によっては２ｋＷ未満でオン時間が最大値に到達す
るものもあるが、ほぼ２ｋＷに近い入力を得ることがで
きる。

【００２６】また、第１の温度検知手段２５で負荷２４
の温度を検知し、第１の温度検知手段２５で検知した温
度が２３０℃を越えるとオン時間設定手段２２に加熱停
止信号を出力し、オン時間設定手段２２でオン時間零つ
まりスイッチング素子１３ａの駆動を停止する信号を駆
動手段２１に出力し、負荷２４の加熱が停止される。誘
導加熱調理器では加熱を行わないと負荷２４の有無が検
知できないため、負荷２４の温度が高く温度制御手段２
６にて加熱を停止している間は、図５に示すように１５
秒加熱停止が続けば２秒間５００Ｗで加熱を行う負荷検
知動作の指示を負荷検知手段３０からオン時間設定手段
２２に送ることで負荷の有無を検知している。第１の温
度検知手段２５で検知した温度が２３０℃以下となると
温度制御手段２６からオン時間設定手段２２に出力して
いた加熱停止信号が解除され負荷２４の加熱が再開され
る。

【００２７】第１の温度検知手段２５あるいは温度制御
手段２６が故障し負荷２４の温度が上昇した場合には、
第２の温度検知手段２７で検知した温度が２６０℃を越
えると温度過昇防止手段２８でオン時間設定手段２２か
ら駆動手段２１へ出力しているオン時間設定信号を負荷
２４の加熱を停止する信号に変換し、負荷２４の温度過
昇防止を行っている。このとき、インバータ１３への入
力は０Ｗとなるので入力検知手段２３で検知した入力も
当然０Ｗとなる。従って、インバータ１３への入力が所
望の入力に達しないためオン時間設定手段２２で設定す
るオン時間は最大値に到達する。しかしながら、図５に
示すように第１の温度検知手段２５および温度制御手段
２６が正常であっても、負荷２４の温度と第１及び第２
の温度検知手段２５、２７の検知温度に温度伝達遅れに
よる温度差が存在するため、温度制御手段２６にて加熱
を停止後も第１及び第２の温度検知手段２５、２７の検
知温度はオーバーシュートして上昇し、温度過昇防止手
段２８が動作する状態が起こりうる。このとき負荷検知
手段３０で負荷２４の有無を検知するため加熱を行おう
としても、温度過昇防止手段２８で加熱停止しているた
めに２秒間はオン時間が最大値でインバータ１３ａへの
入力が０Ｗの状態が発生する。

【００２８】そこで、温度異常検知手段２９では、オン
時間が最大値に到達したときにインバータ１３への入力
が２００Ｗ以下の状態が負荷検知手段３０の加熱時間で
ある２秒よりも長い３秒以上連続して継続した場合に、
第１の温度検知手段２５あるいは温度制御手段２６が故
障して温度過昇防止手段２８が動作したと判断し異常表
示を行っている。このように誘導加熱調理器の一般的な
構成要素であるオン時間設定手段２２と入力検知手段２
３を利用して第１の温度検知手段２５あるいは温度制御
手段２６の故障を簡単に検知することができる。

【００２９】以上のように本実施の形態によれば、負荷
検知手段３０を備えたことで、負荷２４の温度が高く加
熱を停止しているときでも負荷２４の有無を検知するこ
とができる。また、第２の温度検知手段２７と温度過昇
防止手段２８を備えたことで第１の温度検知手段２５あ
るいは温度制御手段２６が故障しても負荷２４の温度過
昇防止が行えるとともに、温度異常検知手段２９を備え
てオン時間設定手段２２で設定しているオン時間とイン
バータ１３への入力を負荷検知動作の時間よりも長くチ
ェックすることによって、第１の温度検知手段２５ある
いは温度制御手段２６の故障を検知でき異常表示を行う
ことができる。

【００３０】尚、負荷検知手段は一定の加熱繰り返し周
期で一定の加熱時間とする必要はなく、間欠的に加熱動
作をすればよく任意に繰り返し周期あるいは加熱時間を
変えてもよい。この場合には、温度異常検知手段ではオ
ン時間と入力を負荷検知手段で設定する最大の加熱時間
以上連続してチェックすることによって第１の温度検知
手段あるいは温度制御手段の故障を検知し異常表示を行
えばよい。

【００３１】また、本実施の形態と実施の形態２とを組
み合わせれば、オン時間設定手段で設定しているオン時
間とインバータへの入力をチェックすることによって、
電流ヒューズの溶断、スイッチング素子の断線、第１の
温度検知手段あるいは温度制御手段の故障等を全て検知
できることは言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、制御回路とヒューズ溶断検知手段に電源を供給す
る電源回路の一次側を電流ヒューズよりも商用電源側に
接続する構成としたことで、電流ヒューズが溶断しても
電源回路が商用電源に接続でき制御回路とヒューズ溶断
検知手段に電源を供給することができ、また、ヒューズ
溶断検知手段を備えたことで電流ヒューズの溶断を検知
することができ、異常表示手段を備えたことで電流ヒュ
ーズが溶断したことを異常表示することができる自己診
断機能の備わった誘導加熱調理器を提供できる。

【００３３】また、請求項２記載の発明によれば、オン
時間設定手段で設定したオン時間と入力検知手段で検知
した入力に応じて電流ヒューズが溶断したと判断するヒ
ューズ溶断検知手段を備えたことで、専用の検知回路を
設けずして誘導加熱調理器の一般的な構成要素で電流ヒ
ューズの溶断を検知することができる合理的な誘導加熱
調理器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調
理器の回路ブロック図

【図２】本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調
理器の回路ブロック図

【図３】本発明の第３の実施の形態における誘導加熱調
理器の回路ブロック図

【図４】本発明の第４の実施の形態における誘導加熱調
理器の回路ブロック図

【図５】同、誘導加熱調理器の時間に対する特性図

【図６】従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図

【符号の説明】

１３ インバータ １３ａ スイッチング素子 １４ 制御回路 １５ 電源回路 １６ 電流ヒューズ １７ ヒューズ溶断検知手段 １８ 異常表示手段 １４ａ、２１ 駆動手段 １４ｂ、２２ オン時間設定手段 １４ｃ、２３ 入力検知手段 ２５ 第１の温度検知手段 ２６ 温度制御手段 ２７ 第２の温度検知手段 ２８ 温度過昇防止手段 ２９ 温度異常検知手段 ３０ 負荷検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長久 哲朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 服部 憲二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 川邉 勝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−163151（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−61869（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−132075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 6/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源を高周波電流に変換するインバ
   ータと、前記インバータ等の制御を行う制御回路と、前
   記インバータが短絡故障した場合に電流保護を行う電流
   ヒューズと、前記電流ヒューズが溶断したことを検知す
   るヒューズ溶断検知手段と、前記ヒューズ溶断検知手段
   で前記電流ヒューズが溶断したことを検知したときに異
   常を表示する異常表示手段と、前記制御回路と前記ヒュ
   ーズ溶断検知手段に電源を供給する電源回路とを有し、
   前記電源回路の一次側を前記電流ヒューズよりも商用電
   源側に接続する構成とした誘導加熱調理器。
2. 【請求項２】 インバータは、スイッチング素子を有
   し、制御回路は前記スイッチング素子のオン時間を設定
   するオン時間設定手段と前記インバータへの入力を検知
   する入力検知手段を有し、ヒューズ溶断検知手段は、前
   記オン時間設定手段で設定したオン時間と前記入力検知
   手段で検知した入力に応じて前記電流ヒューズが溶断し
   たと判断する請求項１記載の誘導加熱調理器。