JP3758483B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火傷を防止すべく加熱手段あるいは被加熱物を載置する天板が高温の場合に報知する高温表示手段を有する誘導加熱調理器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通電開始後、あるいは通電停止後において、抵抗発熱体が発熱して被加熱物を加熱するヒータ、あるいは高周波磁界を発生して金属製の被加熱物にジュール熱を発生して加熱する誘導加熱コイルなどの加熱手段近傍、もしくは被加熱物を載置する天板温度をモニターして、それらが所定の温度を越えると高温である旨の表示をし、前記所定の温度以下となると、前記表示を停止する様に構成して、使用者が不用意に触れて火傷をしないように警告する高温表示機能を有する加熱調理器がある。
【０００３】
以下に上記の高温表示機能を有する従来の誘導加熱調理器について説明する。図３において、負荷鍋３を載置するセラミックプレート１の下部に加熱コイル２が設けられている。周波数変換装置５は加熱コイル２を備え、商用電源４を入力して整流後、高周波電流に変換して加熱コイル２に供給する。制御回路６は、操作入力手段７の加熱命令を受けてインバータ回路ブロック５ａのスイッチング素子を駆動して、加熱コイル２に高周波電流を発生し、所定の加熱出力を得るように制御する。温度検知素子であるサーミスタ８は、温度検知部がトッププレート１の裏面に圧接され、温度検知手段９に接続されている。温度検知手段９の出力信号は制御回路６に出力され、制御回路６は負荷３の温度を制御すべく、周波数変換装置５にインバータ回路ブロック５ａのスイッチング素子の駆動信号を出力する。加熱開始後、図４に示すように、制御回路６はサーミスタ８の温度が時点t1で温度T1（約７０℃）に到達すると、高温表示手段１０に対して、高温である旨をＬＥＤで報知開始するよう命令する。また、時点t2で加熱停止した場合、時点t3でサーミスタ８の温度が時点t3で温度T1（約７０℃）にまで下降すると、制御回路６は高温表示手段１０に対して高温である旨の報知停止を命令する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、サーミスタ８の検知温度において、報知開始温度が、報知終了温度と等しいあるいはそれより高くなるように設定されていたので、加熱停止後の高温表示期間を短縮するために、報知終了温度を高く設定すると、報知開始温度を同時に高くせざるを得ず、この場合、高温表示開始タイミングが遅れるという課題があった。すなわち、設定温度負荷鍋３の鍋底が誘導加熱され、高温となった鍋底の熱がトッププレート１を介してサーミスタ８に伝達し、サーミスタ８の抵抗変化を温度検知手段９が観測して温度を測定するので、負荷鍋３の温度上昇に対するサーミスタ８の追随性が悪くなる。特に、トッププレート１と負荷鍋３が室温と同温で、高出力で誘導加熱を開始した場合、負荷鍋３に入れられた湯が沸騰しているのに、高温報知がなされず、使用者は故障ではないかと不信感を抱く恐れがあった。
【０００５】
一方、前記の課題を解決するために、報知開始温度を低下させると、加熱停止時の報知継続時間が不必要に長期化する恐れがある。例えば、図４の報知検知温度T1の設定を低下させ、例えば４０℃とすると、報知終了温度が報知開始温度と同一であるため調理停止後、天板が４０℃まで低下するまで高温報知動作を継続し、高温報知停止タイミングが遅れ、使用者にとって煩わしいものとなる。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被加熱物の温度上昇に対する高温報知動作の遅れを緩和もしくは解消し、かつ加熱動作停止後の高温報知動作の遅延を最小限に抑制する誘導加熱調理器を提供することを第１の目的とし、天板の温度が高温である場合には、高温報知継続時間を短縮し、高温報知が長く続くことに対する使用者の煩わしさを軽減するとともに、天板の温度が低温である場合には、加熱停止した瞬間に、あるいはごく短時間に高温表示動作を停止してしまう不自然さをなくすことを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の第１の手段に係る誘導加熱調理器は、加熱コイルによる加熱時における報知開始温度を、前記加熱コイルによる加熱停止時における前記報知終了温度より低く設定したものであり、本発明の第２の手段に係る誘導加熱調理器は、加熱を停止した時点、加熱停止後所定時間経過した時点、又はピーク温度に到達した時点の温度検知手段の検出温度が、所定温度を越える場合には、所定温度を越えない場合よりも報知終了温度が高くなるように変更するものである。
【０００８】
第１の手段に係る発明の構成によって、加熱終了後は、被加熱物の温度と温度検知手段の検知温度の差が縮小するあるいはほぼ等しくなるので、報知終了温度を例えば火傷を防止する範囲でできるだけ高く設定して、高温報知継続時間を最小限とすると同時に、誘導加熱時における報知開始温度を、前記加熱停止時の報知終了温度より低く設定するので、誘導加熱により加熱された被加熱物の熱が天板を介して温度検知手段に伝達されることで生じる、温度検知手段の検知温度と被加熱物温度の差を補正し、加熱時、被加熱物の温度が上昇しているのに高温報知がなされず、使用者に不信感を与えるのを防止することができるとともに、加熱停止時の高温報知動作を早期に停止して、火傷を防止できる範囲で使用者に違和感や煩わしさを与えないようにすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、加熱コイルに高周波電流を供給する周波数変換装置と、被加熱物を載置する天板と、前記天板あるいは前記被加熱物の温度を前記天板の裏面から熱が伝達されることにより検知する温度検知手段と、前記温度検知手段で検出される温度が報知開始温度を超えると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることを報知し、前記温度検知手段で検出される温度が報知終了温度以下になると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることの報知を終了する高温報知手段を備え、前記加熱コイルによる加熱時における報知開始温度を、前記加熱コイルによる加熱停止時における前記報知終了温度より低く設定した誘導加熱調理器としたものであり、誘導加熱により加熱された被加熱物の熱が天板を介して温度検知手段に伝達されることに起因する温度検知手段の被加熱物の温度検知遅れを補正し、加熱時、被加熱物の温度が上昇しているのに、高温表示手段で高温である旨の報知が遅延し、使用者に高温表示機能の精度に対する不信感を与えるのを防止することができる。また、加熱停止後においては、時間の経過とともに被加熱物と温度検知手段の検知温度の差が減少するので被加熱物あるいは天板の温度を精度良く検知可能で火傷を起こさない範囲で高温報知終了温度が報知開始温度より高くなるよう設定することにより、高温報知継続時間を最小限とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、加熱コイルに高周波電流を供給する周波数変換装置と、被加熱物を載置する天板と、前記天板あるいは前記被加熱物の温度を前記天板の裏面から熱が伝達されることにより検知する温度検知手段と、前記温度検知手段で検出される温度が報知開始温度を超えると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることを報知し、前記温度検知手段で検出される温度が報知終了温度以下になると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることの報知を終了する高温報知手段を備え、加熱停止時、前記温度検知手段の検出温度に応じて前記報知終了温度を変更する誘導加熱調理器としたものであり、加熱停止時、加熱停止後所定時間経過した時点、又はピーク温度に到達した時点の前記温度検知手段の検出温度が、所定温度を越える場合には、前記所定温度を越えない場合よりも報知終了温度が高くなるように変更することにより、加熱停止時、被加熱物あるいは天板の温度が所定の温度より高温である場合には、火傷を生じない範囲で報知終了温度を高く設定し、高温報知継続時間を短縮し、高温報知が長く続くことに対する使用者の煩わしさを軽減することができる。また、被加熱物あるいは天板の温度が、加熱停止時、所定の温度より低い温度である場合には報知温度を低く設定して、逆に、加熱停止した瞬間に、あるいはごく短時間に高温表示動作を停止してしまう不自然さをなくすことができる。
【００１１】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例における誘導加熱調理器の回路ブロック図を示すものである。図１において、商用電源２１の一端に電源スイッチ２２の一端が接続され、電源スイッチ２２の他端は全波整流器（以降整流器と呼ぶ）２５の入力端子に接続されている。整流器２５のもう一方の入力端子は商用電源２１の他端に接続されている。整流器２５の出力端子は周波数変換装置の一種であるインバータ２６に接続されている。インバータ２６には高周波磁界を発生する加熱コイル２６ａとスイッチング半導体の一種であるＩＧＢＴ２６ｂが含まれている。
【００１３】
制御回路２７入力電流を測定するためのカレントトランス３３の出力信号を入力し、ＩＧＢＴ２６ｂのゲートの駆動信号とリレー２３と高温表示手段３２に駆動信号を出力する。電源投入検知手段２９の入力端子は、整流器２５の入力端子間に接続された抵抗３７と抵抗３８の直列回路の接続点に接続され、制御回路２７に信号を出力する。３４はサーミスタで負荷鍋３６を載置するセラミック製のトッププレート３５裏面の負荷鍋載置部の中央下部にバネと保持部材（図示せず）で圧接固定され、リード線により温度検知手段３１に接続される。温度検知手段３１の検知温度に関する情報は制御回路２７に出力される。入力手段３０はキー入力手段を具備して、加熱開始あるいは加熱出力の変更等の使用者の制御命令を入力し、出力信号を制御回路２７に出力する。
【００１４】
制御電源２８の入力端子はダイオード２４，ダイオード３９，およびダイオード４０のカソードに接続され、ダイオード２４のアノードはリレー２３の負荷側端子に、ダイオード３９のアノードは電源スイッチ２２の負荷側端子に、ダイオード４０のアノードは商用電源２１の一端（電源スイッチ２２の接続されてない側）に接続されている。制御電源２８は電源スイッチ２２がオンの場合は、ダイオード３９とダイオード４０を介して商用電源の全波整流波形を入力し、電源スイッチ２２がオフの場合にはダイオード２４を介して商用電源の半端整流波形を入力して、降圧・平滑した直流電圧を制御電源電圧として、制御回路２７、電源投入検知手段２９、温度検知手段３１、高温表示手段３２、入力手段３０等の回路ブロックに供給し、各ブロックのコモン電位はＩＧＢＴ２６ｂのエミッタと同電位になっている。制御回路２７と周辺回路ブロックの一部あるいは全部はマイクロコンピュータで構成されている。
【００１５】
以上のように構成された加熱調理器についてその動作、作用を説明する。電源スイッチ２２をオンすると、制御電源２８に全波整流の直流が供給されるので、制御電源から制御回路２７に供給され制御動作を開始する。電源投入検知手段２９は電源スイッチ２２がオンされると、抵抗３７と抵抗３８と整流器２５の作用で全波整流波形を入力する。電源投入検知手段２９は全波整流波形を識別する機能を有しており、電源スイッチ２２がオンしたという情報を制御回路２７に出力する。電源投入検知手段２９より電源が投入された旨の信号を入力すると、制御回路２７はリレー２３の駆動信号を出力し、リレー２３の接点がオンする。
【００１６】
入力手段３０のキー操作で、加熱開始命令が入力されると制御回路２７はＩＧＢＴ２６ｂのゲートを約２０〜３０ｋＨｚの周波数で駆動して、インバータ２６を発振させ、加熱コイル２６ａに高周波電流を供給する。出力はカレントトランス３３により入力電流を監視して制御する。
【００１７】
加熱開始後、負荷鍋３６の底面に渦電流が誘起されジュール熱により発熱する。この底面の熱がトッププレート３５に伝わり、トッププレート３５の熱がサーミスタ３４に伝達して、サーミスタ３４の温度がT1（約５０℃）に到達すると、制御回路２７はサーミスタ３４の温度を検知する温度検知手段３１より温度情報を入力しているので、高温表示手段３２に点灯命令を出力する。高温表示手段３２は点灯命令を入力すると高温表示ＬＥＤ（図示せず）を点灯する。また、電源スイッチ２２がオフされると、電源投入検知手段２９には、商用電源の全波整流波形が入力されなくなるので、制御回路２７に電源スイッチ２２がオフされた旨の信号を出力する。制御電源２８は引き続きオンするリレー２３とダイオード２４の作用により商用電源の半波整流波形を入力して、制御電源電圧を出力する。この場合加熱時ではないので、ＩＧＢＴの駆動あるいは加熱時のモードを示す表示等に必要な制御電流がないあるいは少ないので、制御電源２８は半波整流波形を入力して制御電源として必要な電力を各回路ブロックに供給できる。
【００１８】
加熱開始し、高温表示ＬＥＤが上記のように点灯し、電源スイッチ２２がオフされた場合について説明する。図２において、サーミスタ３４の検知温度が、温度T1（約６０℃）を越え、温度T2（約７０℃）に到達する前の、時点t5において電源スイッチ２２がオフされ、その後の検知温度もT2を越えない場合の温度曲線をＡで示し、同図２にその場合の高温表示ＬＥＤの表示モードを示す。この場合には、温度T1にまで温度が上昇した時点t4から時点t5まで連続点灯（以降単に点灯と呼ぶ）し、時点t5から時点t6まで、すなわち電源スイッチ２２のオフ時点からサーミスタ３４の温度が温度T1にまで下降するまで点滅し、それ以降（t6以降）は消灯する。
【００１９】
図２の曲線Ｂは、加熱開始後サーミスタ３４の温度が温度T2に到達してから時点t7で電源スイッチ２２がオフされた場合の温度上昇曲線を示している。この場合には時点t4から時点t7まで点灯し、時点t7からサーミスタ３４の検知温度がT2まで下降する時点t8まで点滅し、時点t8以降消灯する。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、図２の曲線Ｂで示すように、加熱コイル２６ａによる誘導加熱動作がなされている時の検知温度における報知開始温度T1を、加熱コイル２６ａによる加熱動作停止時の検知温度における報知終了温度T2より低く設定しているので、報知終了温度を火傷の生じる温度、あるいは瞬時的に触れただけでは火傷をする恐れは少ないが非常に熱く感じる温度とし、報知開始温度T1を、前記の報知終了温度T2より約１０℃低く設定することで加熱中の負荷鍋３６の温度と、セラミックプレート３５を介して温度検知を行うサーミスタ３４の受感部との温度差による高温表示開始遅れを改善して早期に高温表示動作を開始することができ、かつ、誘導加熱停止後においては、時間の経過とともに負荷鍋３６とサーミスタ３４の受感部の温度差が少なくなっていくので、サーミスタ１８により正確にトッププレート３５の表面温度が測定でき、報知終了温度T2を可能な限り高く設定することで、火傷をしない範囲で、高温表示動作が長く継続するのを抑制することができる。
【００２１】
また、加熱停止時、温度検知手段３１の検出温度に応じて報知終了温度を変更しているので、すなわち、図２の曲線Ｂに示すように、加熱停止以降のサーミスタ３４の検知温度が温度T2を越えない場合には報知終了温度をT1とし、同図の曲線Ｂに示すように加熱停止時の検知温度が温度T2を越える場合には報知終了温度をT1より高いT2としているので、曲線Ａの場合、加熱時高温表示していたのに、加熱停止した瞬間高温表示動作が停止してしまうという結果となり、使用者が高温表示動作が正常に機能していないと判断するのを防止し、暫く高温動作を継続してから高温表示動作が停止するという自然な動作とすることができる。
【００２２】
また、本実施例においては、電源スイッチ２２とダイオード３９の直列回路と、リレー２３とダイオード２４の直列回路の並列回路を商用電源の一端と電源回路２８の入力端子間に挿入し、電源スイッチ２２のオフ後、高温表示手段３２での表示をする必要が無くなれば、任意の時間にリレー２３をオフして制御回路全体の電源を遮断できる構成としたことにより、前記した、加熱停止後の高温報知終了温度T2を高温報知開始時間T1より高くして、高温報知動作開始タイミングを遅延することなく、高温報知終了時間を短くできるのでリレー２３を早期にオフすることができ、制御回路２７の動作時間を短縮し待機電力を節約し、電子部品の長寿命化をはかることができる。
【００２３】
なお、上記実施例において、加熱終了時の報知終了温度T2はそのままで、加熱時の報知開始温度T1を意図的に更に下げ、（但し、負荷鍋３６が温度上昇していないのに報知することの無いように、製品が使用される室温として考慮すべき温度以上で、できるだけ低い温度）例えば約４５℃とすれば、負荷鍋３６の温度上昇を更に早期に報知することにより、火傷に対する注意を早期に喚起するとともに、機器の加熱動作が正常に行われ負荷鍋の温度上昇が起こり始めていることを使用者に知らせることができる。また、加熱終了時の報知終了温度T2をさらに高くし、瞬時的に触れて火傷をしない温度（約９０℃〜約１５０℃）としてもよい。
【００２４】
また、上記実施例において、温度検知手段３１の検知温度により報知終了温度T1を変更したが、変更するための条件として、検知温度は加熱停止した時点での温度で判断しても良いし、加熱停止後所定時間経過した時点の温度、或いは到達したピーク温度で判断しても良く、さらに温度変化の度合いなどの他の条件を付加しても良い。また、報知開始あるいは報知終了動作についても、報知開始温度T1あるいは報知終了温度T2についての上記条件に、遅延時間を設けたり、他の条件を付加しても良い。また高温報知手段は視覚的、聴覚的いずれでも良い。
【００２５】
また、上記実施例において、加熱停止後の検知温度により、報知終了温度をT2とT1のいずれかを選択して変更したが、変更せず、報知終了温度をT2のみとしてもよい。この場合、図２の曲線Ａの場合、加熱時高温報知を行っているが、加熱停止と同時に高温報知動作を停止する。不自然さは残るが、この場合は検知温度が温度T2以下の場合であり、負荷鍋３６あるいは天板３５の温度は瞬時的に触れて火傷をする温度には至っておらず安全性は確保され、加熱時に早期に使用者に負荷鍋３６が高温になっているのを報知し、電源スイッチ２２オフ後の高温表示期間を短縮し、待機電力の節約、制御回路の長寿命化を図ることができるという効果がある。
【００２６】
【発明の効果】
上記のように、請求項１に係る発明によれば、誘導加熱動作時の被加熱物の温度上昇を早期に報知し、例えば被加熱物内の湯が沸騰を開始しているのに、高温である旨の報知をしないという不自然さをなくすことができるとともに、加熱停止時の高温報知動作を早期に停止して、火傷を防止できる範囲で使用者に違和感や煩わしさを与えない高温報知動作の可能な誘導加熱調理器を提供することができる。また、請求項２に係る発明によれば、加熱停止時、被加熱物あるいは天板の温度が所定の温度より高温である場合には、高温報知継続時間を短縮し、高温報知が長く続くことに対する使用者の煩わしさを軽減することができ、被加熱物あるいは天板の温度が、加熱停止時、所定の温度より低い温度である場合には、加熱停止した瞬間に、あるいはごく短時間に高温表示動作を停止してしまう不自然さをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例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１の実施例における誘導加熱調理器の動作説明図
【図３】従来の誘導加熱調理器の回路ブロック図
【図４】従来の誘導加熱調理器の動作説明図
【符号の説明】
２６ インバータ（周波数変換装置）
２６ａ 加熱コイル
２７ 制御回路（高温報知手段）
３１ 温度検知手段
３２ 高温表示手段
３４ サーミスタ（温度検知手段）
３５ トッププレート（天板）
３６ 負荷鍋（被加熱物）

Claims (2)

1. 加熱コイルに高周波電流を供給する周波数変換装置と、被加熱物を載置する天板と、前記天板あるいは前記被加熱物の温度を前記天板の裏面から熱が伝達されることにより検知する温度検知手段と、前記温度検知手段で検出される温度が報知開始温度を超えると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることを報知し、前記温度検知手段で検出される温度が報知終了温度以下になると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることの報知を終了する高温報知手段を備え、前記加熱コイルによる加熱時における前記報知開始温度を、前記加熱コイルによる加熱停止時における前記報知終了温度より低く設定した誘導加熱調理器。
2. 加熱コイルに高周波電流を供給する周波数変換装置と、被加熱物を載置する天板と、前記天板あるいは前記被加熱物の温度を前記天板の裏面から熱が伝達されることにより検知する温度検知手段と、前記温度検知手段で検出される温度が報知開始温度を超えると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることを報知し、前記温度検知手段で検出される温度が報知終了温度以下になると、前記天板あるいは前記被加熱物が高温であることの報知を終了する高温報知手段を備え、加熱を停止した時点、加熱停止後所定時間経過した時点、又はピーク温度に到達した時点の前記温度検知手段の検出温度が、所定温度を越える場合には、前記所定温度を越えない場合よりも前記報知終了温度が高くなるように変更する誘導加熱調理器。

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