JP3815115B2 - 鍋材質識別器具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱調理器に使用される鍋の適否を、誘導加熱調理器を使用せずに識別できる鍋材質識別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘導加熱調理器を使用せずに、誘導加熱調理器に使用される鍋の適否を識別することのできる鍋材質識別装置が提案されている。
【０００３】
特開平８−８０５３号公報に鍋材質識別装置が提案されている。図９は、この従来の構成を示す回路図で、図１０はその構成部品であるトランジスタ４のコレクタ−エミッタ間の印加電圧波形を示す。サーチコイル１と共振コンデンサ２の共振回路を直流電源３に接続し、スイッチ５を投入すると駆動回路６がスイッチング素子４を時点ｔ１でオン、時点ｔ２でオフすることによって、共振電流を発生させる。実線Ａは鉄製鍋のように減衰量が大きく誘導加熱調理器に適した鍋で、スイッチング素子４のオフ後、所定時間Ｔ１経過後の時点ｔ３で、スイッチング素子４に印加する電圧Ｖ１を検知して、あらかじめ設定している所定値Ｖ０と比較して、Ｖ１＜Ｖ０ならば、「適正鍋」と判定して、ＬＥＤを点灯し、破線Ｂは陶器製の鍋のように減衰量が小さく誘導加熱調理器に適さない鍋で上記と同様に判定してＶ０＜Ｖ１であるので「不適正鍋」と判定してＬＥＤを点灯しないようにした鍋材質識別装置の構成が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の鍋材質識別装置において、鍋の材質によっては、鍋とサーチコイル１が磁気結合した場合の共振電流の振動周波数が変動する場合がある。この場合、図１１のように、鍋によってピーク位相が変わる。破線Ｃはアルミ製鍋のように減衰量が小さく誘導加熱調理器には不適切な鍋で負荷検知回路が動作して加熱を停止し調理が不可能で、実線Ａは鉄製鍋のように減衰量が大きく誘導加熱調理器に適した鍋での電圧波形である。この図で示されるように、図１０と同様に時点ｔ３で測定すると、実線Ａと破線ＣではともにＶ０より小さく、「適正鍋」と判定してしまうので鍋の適否の正しい判定は不可能である。
【０００５】
本発明は、鉄鍋とアルミ鍋のように、サーチコイルと磁気結合し、共振コンデンサと共振して減衰振動を発生した時に振動周波数が変わる鍋においても、その鍋材質が誘導加熱調理器で十分な加熱出力を得られるかどうかを識別できる鍋材質識別器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、スイッチング素子を駆動して直流電源のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに減衰振動を発生する制御手段を備え、前記減衰振動により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記減衰振動を観測して前記減衰振動が所定量に最後に到達するまで、あるいは略終了するまでの継続時間の長短を識別する継続時間測定手段と、前記減衰振動の周波数を観測して鍋材質が磁性である場合と非磁性である場合の前記減衰振動の周波数差を検知する周波数検知手段を備え、前記継続時間測定手段と前記周波数検知手段の測定結果を誘導加熱調理器で加熱できる鍋について材質を細分化して分類すべく組み合わせることにより、前記鍋を誘導加熱調理器に使用した場合の誘導加熱調理器の出力レベルを推定する演算手段と、前記演算手段の出力に応じて表示する表示手段を有する鍋材質識別器具を構成したものである。
【０００７】
減衰振動は、スイッチング素子を短期間駆動するだけで、鍋と磁気結合したサーチコイルと共振コンデンサからなる共振回路に直流電源から微小のエネルギーを供給して、発生させることができるので、直流電源から供給するエネルギー消費量を低レベルに抑制できる。また、導電率の大きい非磁性ステンレス鍋や、非磁性ステンレスとアルミの合板鍋などと、磁性鍋とを識別でき、減衰率だけで誘導加熱調理器による加熱出力の大小を判断するのが困難な鍋に対しても加熱出力の大小を判別して表示できる鍋材質識別器具を提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、スイッチング素子を駆動して、直流電源のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに減衰振動を発生する制御手段を備え、前記減衰振動により前記サーチコイルから発生する交流磁界と鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記減衰振動を観測して前記減衰振動が所定量に最後に到達するまで、あるいは略終了するまでの継続時間の長短を識別する継続時間測定手段と、前記減衰振動の周波数を観測して鍋材質が磁性である場合と非磁性である場合の前記減衰振動の周波数差を検知する周波数検知手段を備え、前記継続時間測定手段と前記周波数検知手段の出力する測定結果を誘導加熱調理器で加熱できる鍋について材質を細分化して分類すべく組み合わせることにより、前記鍋を誘導加熱調理器に使用した場合の誘導加熱調理器の出力レベルを推定する演算手段と、前記演算手段の出力に応じて表示する表示手段を有する鍋材質識別器具としているので、複数の特性（例えば、継続時間と周波数差）を観測して、その結果を演算（もしくは組み合わせる）ことにより、より鍋材質を細分化して分類することができ、これにより単に誘導加熱調理器で加熱できるか否かだけではなく、加熱出力がどの程度得られるかまで識別表示できる。したがって、使用者が鍋を選択する場合に、より多くの情報を使用者に与えられる鍋材質識別器具を提供できるという作用がある。
【００１４】
請求項２記載の発明は、直流電源と、サーチコイルと、共振コンデンサと、スイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動して、前記直流電源のエネルギーで前記サーチコイルと共振コンデンサに共振電流を発生する制御手段と、前記直流電源からの電源供給を行うあるいは遮断する電源スイッチとを備え、前記共振電流により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記共振電流を観測して鍋材質を識別する識別手段と、前記識別手段の出力結果に応じて鍋材質を分類表示する表示手段を備え、前記電源スイッチの投入後、前記制御手段は所定の待機時間後鍋材質識別のための共振電流を発生させ、前記電源スイッチは、投入動作を停止すると接点を自己遮断する自己遮断型スイッチとする鍋材質識別器具としているので、電源スイッチの動作だけで電源投入と識別動作と電源遮断を行え、操作が簡単になるとともに、電源スイッチ投入後、共振電流を発生するまでに、所定の待機時間を設けて、電源スイッチ投入時のチャタリングの影響をなくしたり、識別動作開始までに測定手段や識別手段のリセット動作を完了することができ、識別動作を正確に行うことができる。さらに、電源スイッチが投入動作終了後自己遮断する自己遮断型であることで、直流電源として電池を使用している場合には、電源スイッチを投入したまま放置して、電気回路での消費電力により電池が消耗してしまうような恐れをなくすことができるという作用がある。
【００１５】
請求項３記載の発明は、直流電源と、サーチコイルと、共振コンデンサと、スイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動して、前記直流電源のエネルギーで前記サーチコイルと共振コンデンサに共振電流を発生する制御手段とを備え、前記共振電流により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記共振電流を観測して鍋材質を識別する識別手段と、前記識別手段の出力結果に応じて、鍋材質を分類表示する表示手段を備え、第１のスイッチは投入動作を停止すると接点を自己遮断する自己遮断型スイッチとし、前記第１のスイッチが遮断することで前記直流電源は前記表示手段から遮断され、前記第１のスイッチを投入した状態で、第２のスイッチを投入すると、前記制御手段は共振電流を発生させ、前記識別手段は識別動作を開始し、前記表示手段は前記識別手段の出力結果に応じて、表示を変更する鍋材質識別器具としており、表示手段は直流電源の電圧レベルに応じて表示を変更するので、第１のスイッチを投入することで、電池などが消耗していないかなど、直流電源が正常の範囲内にあるかどうかが確認できる。また、第１のスイッチを投入した状態で第２のスイッチを投入すると、識別手段が識別動作を開始し、その識別結果に応じて表示手段の表示モードが変更されることで、第２のスイッチのみ投入されるだけでは、制御手段による共振電流の発生動作や、識別手段による識別動作や、表示手段による表示の変更がおこなわれないので、第２のスイッチを誤って投入し続けて、電力を消費し続けるのを防止するようにできる。また、前記第１のスイッチは接点を自己遮断する自己遮断型スイッチとし、第１のスイッチ手段が遮断されることで直流電源は、表示手段と遮断されるので、第１のスイッチ手段を切り忘れて前記表示手段でエネルギーが消費されないようにすることができ、直流電源として電池を使用する場合にはその寿命を長くすることができるという作用を有するものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、スイッチング素子を駆動して、直流電源のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに減衰振動を発生する制御手段とを備え、前記減衰振動により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記減衰振動を観測して鍋材質を識別する識別手段と、識別手段の出力結果に応じて鍋材質を分類表示する表示手段を備え、前記減衰振動を、その変動範囲内に設定した基準レベルと比較して矩形波パルスに変換する比較器を有し、前記識別手段は減衰率が大きく誘導加熱調理器に適すると判断する鍋で得られる前記減衰振動が略終了する以降のタイミングであって、前記減衰振動の減衰率がともに小さく誘導加熱調理器で使用することができないと判断すべき鍋でありかつ振動周波数が相互に異なる鍋であるアルミ製鍋と陶器製鍋で得られる前記比較器の出力パルスが重なる第１のタイミングで前記比較器の出力信号のＨｉ、Ｌｏを検知し、その検知結果をもとに使用可能な鍋材質か、使用できない鍋材質であるアルミ製と陶器製のいずれかであるかを判別する鍋材質識別器具の構成としているので、陶器製鍋、磁性鍋、非磁性ステンレス鍋、アルミ製鍋など、振動周波数の異なる各種鍋材質に対して、減衰振動の継続時間の長短の識別を同一タイミングで行うことが可能で、また瞬時に誘導加熱調理器に対する適否を識別し、消費電力も少なくすることができ、測定タイミングを減らすことで、簡単な構成とでき、安価な鍋材質識別器具を提供できるという作用を有するものである。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の構成とすると共に、減衰振動発生後、前記減衰振動の鍋材質がともに使用可能な鉄である場合と非磁性ステンレスである場合の周波数に差があることを比較器の出力信号のＨｉ、Ｌｏで判別できる位相に設定した第２のタイミングで、比較器の出力信号を検知し、この検知結果と第１のタイミングで検知した検知結果とを組み合わすべく演算することにより、鍋材質が誘導加熱調理器に使用可能な材質か、使用できないアルミ製と陶器製のいずれかの材質であるかに加え、使用可能な鍋材質が鉄である場合と非磁性ステンレスである場合に得られる加熱出力の大小を判別する鍋材質識別器具としているので、前記第２のタイミングで比較器の出力レベルを読み込み、非磁性ステンレス鍋や非磁性ステンレス−アルミの合板鍋などと、鉄製の鍋とを識別し、この識別結果と第１のタイミングで検知した減衰量の大小の識別結果を演算して（組み合わせて）、誘導加熱調理器に負荷鍋として使用可能か否かだけでなく、使用可能な場合において、加熱出力の大小を分類表示可能な鍋材質識別器具を提供できるという作用を有するものである。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の構成において、減衰振動を、その変動範囲内に設定された基準レベルと比較する比較器と、継続時間測定手段に代えて、比較器の出力電圧を所定期間積分する積分手段あるいは前記比較器の出力パルスをカウントするパルス計数手段を有し、前記継続時間測定手段出力に代え、前記積分手段あるいは前記パルス計数手段の出力に応じて、鍋材質を分類表示する表示手段を有する鍋材質識別器具としているので、比較器の出力信号を所定期間積分する積分手段あるいはパルス計数手段の出力は、減衰振動の継続時間と略比例関係にあり、これから鍋材質を推定して分類表示することのできる鍋材質識別器具を提供できるという作用を有するものである。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項２記載の構成とすると共に、電池と、サーチコイルと、共振コンデンサと、スイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動して、前記電池のエネルギーで前記サーチコイルと前記共振コンデンサに共振電流を発生する制御手段をケース内に設け、前記サーチコイルを前記ケース底部の外部または内部に設けるとともに、前記ケース上部に電源スイッチを設け、前記ケース底部を鍋底に当接し、前記電源スイッチを操作して前記鍋の材質を分類表示する鍋材質識別器具としているので、鍋底に鍋材質識別器具を載置あるいは、手で持って押し当てることでサーチコイルと負荷鍋との距離を近接させ、所望の値に確実に設定でき、上面から電源スイッチを操作するようにしているので、電源スイッチの操作時にケース底部を押し当てる力が働き、ケース底面と鍋底が密着し、ケース底部内部あるいは外部に設けられたサーチコイルと鍋の距離が設定値より広がって、正確な識別ができなくなるのを防止することができ、識別誤差を少なくするとともに、片手で保持して操作できるようにして、操作性の良い鍋材質識別器具を提供することができるという作用を有するものである。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項４記載の構成とすると共に、表示手段は、識別手段が検知した材質であり所定の形状の鍋を誘導加熱調理器で加熱したときに得られる最大加熱出力電力あるいは最大消費電力の、前記誘導加熱調理器の加熱手段の定格出力電力あるいは定格消費電力に対する比率の推定値を表示するようにした鍋材質識別器具としているので、最大出力の異なる誘導加熱調理器の機種毎の、出力レベルを切り替えて表示する必要がなく、また、逆に、この鍋材質識別器具で一定の基準を設定しておけば、これに合わせて、出力抑制手段や過電流・過電圧抑制手段、あるいは鍋材質検知手段などのリミット値を標準化して、誘導加熱調理器の各種材質における鍋での使用可否や、出力レベルが大幅に異ならないようにして、機種の差で使用できる鍋と使用できない鍋があったり、出力レベルが大幅に異なるというようなことの起こるのを防止することができるという作用を有するものである。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項４又は８に記載の構成とすると共に、表示手段は、識別手段が検知した鍋材質が、誘導加熱調理器の負荷検知装置が動作して加熱調理が不可能となる範囲と、使用可能範囲の境界付近であることを表示するようにした鍋材質識別器具としているので、鍋底の大きさや、平坦さなど、鍋底の形状や、合板鍋などの場合には材質の均一さの状況や、誘導加熱調理器の機種や、加熱部へ載置する場合の位置や、あるいは、使用による経年変化により、使用不可能となったり、使用可能となったりする可能性が強いことを使用者に報知することができるという作用を有するものである。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の第１の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１において電池１１の正極に電源スイッチ１２の一端が接続され、電源スイッチ１２の負荷側端子と、電池１１の負極間にコイル１３と共振回路ブロック１４が直列に接続されている。共振回路ブロック１４は、サーチコイル１５とトランジスタ１６の直列回路が平滑コンデンサ１９に並列に接続され、トランジスタ１６には、共振コンデンサ１８が並列に、ダイオード１７が逆並列に、それぞれ接続されている。サーチコイル１５のインダクタンスと共振コンデンサ１８の容量は共振周波数が約２０〜３０ｋＨｚになるように設定されている。電源スイッチ１２の負荷側端子と、電池１１の負極間にはまた、抵抗２０とコンデンサ２１の直列回路、リセット手段２２、トランジスタ１６を駆動する制御手段２３、継続時間測定手段４４と識別手段４５と表示手段４６に接続され制御電圧を供給する。
【００２５】
継続時間測定手段４４において、抵抗２０とコンデンサ２１の接続点は、リセット手段２２に入力され、リセット手段２２の出力信号は、制御手段２３と識別手段４４に出力される。制御手段２３の出力端子はトランジスタ１６のベースに接続される。識別手段４５は比較器２８とフリップフロップ３０とタイマー３１とタイマー３２とタイマー３３を具備しており、比較器２８の＋入力は抵抗２４と抵抗２５の直列回路の接続点と接続され、比較器２８の−入力端子は抵抗２６と抵抗２７の直列回路の接続点と接続されている。抵抗２７には誤動作防止用コンデンサ２７ａが接続される。抵抗２４の接続された入力端子Ｖｃはサーチコイル１５とコイル１３の接続点に接続され、抵抗２６の接続された入力端子Ｖａはサーチコイル１５とトランジスタ１６のコレクタとの接続点に接続されている。比較器２８の出力端子は抵抗２９でプルアップされ、フリップフロップ３０のクロック入力端子（ＣＫ）に接続されている。フリップフロップ３０のデータ入力端子（Ｄ）は、制御電源（ＶＤＤ）に、セット入力端子（Ｓ）はコモン電位に接続され、リセット手段２２の出力信号はフリップフロップ３０のリセット入力端子（Ｒ）と、タイマー３１とタイマー３２とタイマー３３に入力される。
【００２６】
識別手段４５において、フリップフロップ３４，３５のデータ入力端子（Ｄ）とフリップフロップ３６のクロック入力端子（ＣＫ）は、タイマー３１〜３３の出力信号をそれぞれ入力する。フリップフロップ３４，３５の出力端子（Ｑ）と、フリップフロップ３６の反転出力端子（反転Ｑ）は表示手段４６に出力される。フリップフロップ３５，３６のリセット入力端子（Ｒ）とフリップフロップ３４のセット入力端子（Ｓ）はリセット手段２２の出力信号を入力し、フリップフロップ３４，３５のクロック入力端子（ＣＫ）とフリップフロップ３６のデータ入力端子（Ｄ）には比較器２８の出力端子が接続される。
【００２７】
表示手段４６はトランジスタ３７とコレクタ抵抗とＬＥＤ４０とＬＥＤ４１とＬＥＤ４２の直列回路が制御電源とコモン電位間に接続され、トランジスタ３７のベースにはフリップフロップ３４の出力端子（Ｑ）が抵抗を介して接続される。ＬＥＤ４０のカソードとＬＥＤ４１のアノードの接続点には、トランジスタ３８のコレクタが接続され、そのエミッタ端子はコモン電位に、ベースは抵抗を介してフリップフロップ３５の出力端子（Ｑ）に接続され、ＬＥＤ４１のカソードとＬＥＤ４２のアノードの接続点には、トランジスタ３９のコレクタが接続され、そのエミッタはコモン電位に、ベースは抵抗を介してフリップフロップ３６の反転出力端子（反転Ｑ）に接続される。
【００２８】
図２に図１の回路部品を装着した鍋材質識別器具５０と、識別される鍋５４の断面構造を示している。鍋５４は鍋底を上にして、鍋材質識別器具５０がその上に載置される。鍋材質識別器具５０は樹脂製の下ケース５１に上ケース５２がはめ込まれネジ（図示されていない）で固定されている。下ケース５１底部には支柱５１ａが一体成形により設けられ、支柱５１ａには印刷配線板５３がネジ（図示されていない）で固定されている。サーチコイル１５は鍋との結合を良くするため、円盤状に巻かれ、下ケース５１の底坂上に載置固定される。底坂の板厚は約１ｍｍにしているが、樹脂の強度が弱くなると反ったり変形する可能性が大きく鍋５４とサーチコイル１５の結合が悪くならないようにするため、０．５ｍｍ〜約５ｍｍ程度が適当である。電池１１は、サーチコイル１５の発生する磁界が鎖交しにくいようにサーチコイルコイル１５の横に設けられ、また、サーチコイル１５の上部には、高透磁率の磁性部材であるフェライト板５５が配置されている。
【００２９】
上ケース５２には電源スイッチ１２が設けられ、緑色に発光する３個のＬＥＤ４０〜ＬＥＤ４２と赤色に発光するＬＥＤ４８に対応した窓５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが設けられ、図３に示すように、その窓近傍表面には「弱」，「中」，「強」，「使用不可」の文字表示が順に付されている。また、同図に示すように「強」は定格出力の約７０〜１００％の出力が得られ、「中」は定格出力の約６０〜８５％の出力が得られ、「弱」は定格出力の約３０〜７０％の出力が得られることを示す文字表示がある。また、「弱」出力の場合には、形状や大きさで、加熱できない場合のあることを示す表記がある。また、破線で示す円形のパターン１５ａが、サーチコイル１５ａを上面に投影した位置に描かれており、「破線下部底面が鍋底に接触当たること」の表示がある。
【００３０】
印刷配線板５３には、ＬＥＤ４０〜ＬＥＤ４２とＬＥＤ４８を含む表示手段４６と図１のリセット手段２２、共振回路ブロック１４、制御手段２３、継続時間測定手段４４、識別手段４５を含む回路を構成する電子部品がはんだ付けされ固定される。電源スイッチ１２はバネ１２ａがあり、投入動作（この場合は押す動作）が終われば自動的に初期状態に戻る自己遮断型のスイッチである。
【００３１】
以上のように構成された鍋材質識別器具についてその動作を説明する。電源スイッチ１２を投入する（押す）と、共振ブロック１４を始めとして、すべての回路に、電池１１から直流が供給される。電源スイッチ１２投入後、コンデンサ２１と抵抗２０の時定数で、コンデンサ２１の印加電圧が上昇する。この電圧がリセット手段２２のリセット解除電圧に到達するまで、リセット手段２２はリセット信号を制御手段２３と継続時間測定手段４４と識別手段４５にリセット信号（Ｈｉ）を出力し、タイマー３１，３２，３３の計時値がリセットされ、フリップフロップ３０の出力がリセットされ（Ｈｉとなり）、フリップフロップ３４の出力がＨｉとなる。この結果、赤色のＬＥＤ４８が点灯する。
【００３２】
電源スイッチ１２投入後、約１秒経過して印加電圧が、リセット手段２２のリセット解除電圧を超えると、リセット手段２２は制御手段２３と継続時間測定手段４４と識別手段４５に出力していたリセット信号を解除（Ｌｏを出力）し、少しの遅延時間後トランジスタ１６のベースに１〜２μ秒駆動信号を出力する。トランジスタ１６がこの駆動信号のオン信号に対応した時間導通した後、オフすると、共振回路ブロック１４に、減衰振動が発生し、トランジスタ１６のエミッタとコレクタ間の電圧（Ｖｃ）は、従来例で示した図１０と同様の波形となる。減衰振動が発生したとき、図２で示すように、高透磁率のフェライト板５５がサーチコイル１５の上部に配置されているので、サーチコイル１５から発生する磁界が印刷配線板５３の銅箔や、電子部品に及ばなくなり、あるいはその量が減り、減衰振動の振る舞いに与える影響を抑制し、また、鍋に鎖交する磁束が増えるので、鍋との磁気結合が強くなり、識別感度を高くすることができる。
【００３３】
比較器２８の＋入力端子は、トランジスタ１６のコレクタ電圧（Ｖｃ）を抵抗２４と抵抗２５で分割した波形とサーチコイル１５と平滑コンデンサ１９の接続点（Ｖａ）を比較しているが、本実施例の場合分割比は前者を後者より少し大きくしているので、加熱コイル１５に流れる減衰振動の電流あるいは電圧が、その中心値（収斂値）より少し小さくした値以上かどうかを判別した矩形波を出力する。この出力波形を図４に示す。図４（ｃ）は鉄鍋、同（ｄ）は非磁性ステンレス製で厚みが約２ｍｍの鍋、同（ｅ）は同じく非磁性ステンレス製で厚みが約１ｍｍの鍋、図（ｆ）はアルミ製鍋、同（ｈ）は陶器（セラミック）製鍋、同（ｉ）は最外層が非磁性ステンレス層でアルミ層とステンレスからなる７層合板鍋、同（ｊ）は非磁性ステンレスに銅メッキ処理をした鍋の場合を示す。出力パルス波形の最後と初期とで、デューティー比が異なるのは、上記で説明した様に二つの比較器の入力の抵抗分割比が異なるため減衰振動の振動中心と基準電圧がずれているからである。
【００３４】
フリップフロップ３０のクロック入力端子（ＣＫ）は、この比較器２８の矩形波出力信号を入力する。フリップフロップ３０は、リセット入力端子（Ｒ）がリセット解除されＬｏとなっており、セット入力端子（Ｓ）がＬｏにセットされているので、クロック入力端子（ＣＫ）の立ち上がりで、データ端子（Ｄ）のレベルを読み込んで出力端子に出力する。したがって、出力端子（Ｑ）は、図４の時点ｔ１でＨｉにセットされる。
【００３５】
Ｈｉにセットされたフリップフロップ３０の出力信号を、時点t1でタイマー３１，３２，３３が読み込み、時間のカウント動作を開始する。タイマー３１は図４（ｂ）のように、時点t1から時間T4経過後の時点t4でタイムアップ信号をフリップフロップ３４のデータ入力端子（Ｄ）に出力し、タイマー３２は図４（ａ）のように、時点t1から時間T3経過後の時点t3でタイムアップ信号をフリップフロップ３５のデータ入力端子（Ｄ）に出力し、タイマー３３は図４（ｇ）のように、時点t1から時間T2経過後の時点t2でタイムアップ信号をフリップフロップ３６のクロック入力端子（ＣＫ）に出力する。
【００３６】
フリップフロップ３４において、セット入力端子（Ｓ）とリセット入力端子（Ｒ）はともにＬｏとなっており、クロック入力端子（ＣＫ）の立ち上がりで、データ入力端子（Ｄ）のレベルを読み込む。被検査鍋が鉄鍋の場合には、図４（ｃ）に示すようにクロック入力端子（ＣＫ）の入力する矩形波パルスの終了する時点（最終立ち上がりエッジが生起する時点）は、図４（ｂ）に示すデータ入力端子（Ｄ）の入力信号が立ち上がる時点t4より、早く生起しており、データ入力端子はＬｏになっているので、出力端子（Ｑ）はＬｏにプルダウンされ、表示手段４６の赤色ＬＥＤ４８を消灯すると同時に、トランジスタ３７を導通しこの状態を保持する。
【００３７】
フリップフロップ３５においても、セット入力端子（Ｓ）とリセット入力端子（Ｒ）はともにＬｏとなっており、クロック入力端子（ＣＫ）の立ち上がりで、データ入力端子（Ｄ）のレベルを読み込む。同じく被検査鍋が鉄鍋の場合において、図４（ｃ）に示すようにクロック入力端子（ＣＫ）の入力する矩形波パルスの終了する時点（最終立ち上がりエッジが生起する時点）は、図４（ａ）に示すデータ入力端子（Ｄ）の波形の立ち上がる時点t3より、早く生起しており、データ入力端子はＬｏとなっているので、出力端子（Ｑ）はＬｏにプルダウンされ、トランジスタ３８はオフしたままこの状態が保持される。
【００３８】
フリップフロップ３６においても、セット入力端子（Ｓ）とリセット入力端子（Ｒ）はともにＬｏとなっており、クロック入力端子（ＣＫ）の立ち上がりで、データ入力端子（Ｄ）のレベルを読み込む。フリップフロップ３４，３５の場合と異なり、図４（ｇ）に示すタイマー３３の出力信号がフリップフロップ３６のクロック入力端子（ＣＫ）に出力されており、比較器２８の出力信号がフリップフロップ３６のデータ入力端子（Ｄ）に出力されているので、同じく被検査鍋が鉄鍋の場合には、図４（ｇ）に示すクロック入力端子（ＣＫ）の信号の立ち上がる時点t2で、図４（ｃ）に示すデータ入力端子（Ｄ）の矩形波は位相の関係で、Ｈｉとなっているので、反転出力端子（反転Ｑ）はＬｏにプルダウンされ、トランジスタ３９はオフを保持する。
【００３９】
このように、鉄製の鍋の鍋底に、鍋材質識別器具５０を載置して、電源スイッチ１２を押すと、赤色の「使用不可」表示用ＬＥＤ４８が一時（約１秒）点灯した後、消灯すると同時に緑色の「弱」表示用ＬＥＤ４０，「中」表示用ＬＥＤ４１，「強」表示用ＬＥＤ４２が３個とも点灯し、電源スイッチ１２の投入状態が続くかぎりこの状態が保持されるので、この鉄鍋は、誘導加熱調理器に使用可能であり、かつ強い加熱出力（定格の約７０％〜１００％）を得ることができるということを使用者に報知することができる。そして、電源スイッチ１２を押すのをやめると、電源スイッチ１２は自己遮断するのですべての回路が電池１１から遮断される。
【００４０】
次に、アルミ鍋を被識別鍋として、上記と同様にセットして、電源スイッチ１２を投入すると、電源スイッチ１２投入後、リセット手段２２がリセット信号を出力している間は、赤色ＬＥＤ４８は上記と同様点灯する。約１秒後リセット信号が解除されると、共振回路ブロック１４は減衰振動を発生して比較器２８は図４（ｆ）に示す矩形波パルスを発生し、矩形波パルスの終了する時点（最終立ち上がりエッジが生起する時点）は図４（ｂ）の信号が立ち上がる時点ｔ４より遅いので、時点ｔ４でフリップフロップ３４のデータ入力端子（Ｄ）はＨｉとなっており、フリップフロップ３４の出力端子（Ｑ）はプルアップされＨｉとなり、トランジスタ３７がオフして緑色のＬＥＤ４０，４１，４２をすべて消灯し、赤色の「使用不可」表示用ＬＥＤ４８の点灯を、電源スイッチ１２の投入動作が停止するまで継続するので、アルミ鍋が使用できないことを使用者に報知することができる。
【００４１】
次に、厚みが２ｍｍの非磁性ステンレス製の鍋を被識別鍋として、上記と同様にセットして、電源スイッチ１２を投入すると、リセット手段２２がリセット信号を出力している間は、赤色ＬＥＤ４８は上記と同様点灯する。約１秒後リセット信号が解除されると、共振回路ブロック１４は減衰振動を発生して比較器２８は図４（ｄ）に示す矩形波パルスを発生し、矩形波パルスの終了する時点（最終立ち上がりエッジが生起する時点）は図４（ｂ）の信号が立ち上がる時点ｔ４より早く、かつ図４（ａ）の信号が立ち上がる時点ｔ３より遅いので、時点ｔ４でフリップフロップ３４のデータ入力端子（Ｄ）はＬｏとなっており、フリップフロップ３４の出力端子（Ｑ）はプルダウンされＬｏとなる。また、時点ｔ３でフリップフロップ３５のデータ入力端子（Ｄ）はＨｉとなっており、フリップフロップ３５の出力端子（Ｑ）はプルアップされＨｉとなり、トランジスタ３７，３８がオンしてＬＥＤ４１，４２が消灯し、ＬＥＤ４０のみ点灯してこの状態が電源スイッチ１２がオフされるまで保持される。
【００４２】
このように、厚みが２ｍｍの非磁性ステンレス製の鍋の場合には、赤色の「使用不可」表示用ＬＥＤ４８が一時点灯した後、消灯すると同時に、緑色の「弱」表示用ＬＥＤ４０のみが点灯し、電源スイッチ１２の投入状態が続くかぎりこの状態が保持されるので、この鍋は、誘導加熱調理器に使用可能であるものの、弱い加熱出力（定格の約３０〜７０％）しか得ることがないということを使用者に報知することができる。そして、電源スイッチ１２を押すのをやめると、電源スイッチ１２は自己遮断するのですべての回路が電池１１から遮断される。
【００４３】
次に、厚みが１ｍｍの非磁性ステンレス製の鍋を被識別鍋として、上記と同様にセットして、電源スイッチ１２を投入すると、上記と同様にして比較器２８から図４（ｅ）の矩形波パルスが出力されるので、矩形波パルスの終了する時点（最終立ち上がりエッジが生起する時点）は図４（ｂ）の信号が立ち上がる時点ｔ４よりおよび、図４（ａ）の信号が立ち上がる時点ｔ３より早いので、上記と同様の作用でフリップフロップ３４の出力端子（Ｑ）およびフリップフロップ３５の出力端子（Ｑ）はともにプルダウンされ、トランジスタ３７がオンし、ＬＥＤ４８が消灯し、トランジスタ３８がオフする。一方図４（ｇ）に示すフリップフロップ３６のクロック入力端子（ＣＫ）の信号の立ち上がる時点ｔ２で、図４（ｅ）に示すデータ入力端子（Ｄ）の矩形波パルスは位相の関係で、Ｌｏとなっているので、反転出力端子（反転Ｑ）はＨｉにプルアップされ、トランジスタ３９はオンとなりＬＥＤ４２は消灯しこの状態を保持する。
【００４４】
このように、厚みが１ｍｍの非磁性ステンレス製の鍋の場合には、赤色の「使用不可」表示用ＬＥＤ４８が一時点灯した後、消灯すると同時に、緑色の「弱」と、「中」表示用ＬＥＤ４０、４１の２個が点灯し、電源スイッチ１２の投入状態が続くかぎりこの状態が保持されるので、この鍋は、誘導加熱調理器に使用可能であるものの、十分な出力が得られず中位（定格の約６０〜８５％）の加熱出力が得られるということを使用者に報知することができる。そして、電源スイッチ１２を押すのをやめると、電源スイッチ１２は自己遮断するのですべての回路が電池１１から遮断される。
【００４５】
図４（ｈ）の陶器（セラミック）製鍋の場合と、図４（ｊ）の銅メッキ非磁性ステンレス鍋の場合は、上記の図４（ｆ）のアルミ鍋の場合と同様の識別結果が得られ、図（ｉ）の７層合板鍋は上記の図４（ｄ）の厚みが２ｍｍの非磁性ステンレス鍋と同様の識別結果が得られるのは、上記の理由で明らかであるので説明を省略する。
【００４６】
一例として、２石式クランプインバータで構成された入力電圧が２００ＶＡＣで定格が２ｋＷの誘導加熱調理器で得られる出力を示すと、図４（ｃ）の鉄鍋で約２ｋＷ、図４（ｄ）の２ｍｍの厚みの非磁性ステンレス製の鍋で約１２００Ｗ、図４（ｅ）の１ｍｍの厚みの非磁性ステンレス製の鍋で約１６００Ｗ、図４（ｆ）のアルミ鍋と、図４（ｈ）の陶器（セラミック）製鍋と図４（ｊ）の銅メッキ非磁性ステンレス鍋では保護回路が動作して、異常表示して使用不可能、図４（ｉ）の７層合板鍋で約１３００Ｗという測定結果が得られた。したがって、上記の識別結果とほぼ符合していることが確認された。
【００４７】
以上のように、本実施例によれば、鍋と磁気結合したサーチコイル１５と共振コンデンサ１８を含む共振回路ブロック１４に、スイッチング素子１６を短期間駆動して、電池１１から微小のエネルギーを供給して、減衰振動を一回だけ発生させて識別するので、電池から供給するエネルギー消費量を低レベルに抑制して電池の寿命を長くすることができる。また、電源スイッチ１２投入後、減衰振動発生前に、減衰振動の変動状態を検知する継続時間測定手段４４と識別手段４５からなる変動検知手段を待機状態に設定するリセット手段２２があるので、フリップフロップ３０，３４，３６とタイマー３１，３２，３３をリセットして、減衰振動測定準備を完了し、このときのフリップフロップの出力で、ＬＥＤ４８を点灯し、電池１１が正常電圧であるということを使用者に表示できる。（電池１１が異常であればリセット手段２２がトランジスタ４９で消灯あるいは点滅する）。また、上記変動検知手段は減衰振動の変動状態に応じて出力を変更し、最後の変更を識別結果としており、少なくとも減衰振動終了以降、識別結果の変更が生じる入力がなくなるので出力を保持することができる。従って、減衰振動が終了以降も、表示手段４６は変動検知手段の出力に従い継続表示することができる。
【００４８】
また、タイマー３１とフリップフロップ３４により減衰振動の継続時間がT4を越える場合には、表示手段４６のＬＥＤ４８を点灯して使用不可能であることを表示し、越えない場合にはＬＥＤ４８を消灯してＬＥＤ４０〜４２のひとつ以上を点灯して、使用可能であることを表示するので、鍋材質により、減衰振動の周波数が変わっても、所定レベル以上の出力が得られるか否かの識別を１秒以内で瞬時に行うことができるとともに、小型・軽量で安価な鍋材質識別器具を得ることができる。
【００４９】
また、識別手段４５において、比較器２８はサーチコイル１５の両端から入力した電圧を分割して比較し、サーチコイル１５の印加電圧が所定値以下となるかどうかを検知して矩形波パルスを出力する構成であり、比較器２８の＋入力は、減衰振動を入力し、比較器２８の−入力は減衰振動の中心より少し低レベル側に設定された基準レベルを入力して両者を比較することになる。したがって、電池１１の電圧変動による減衰振動の振幅の変動や、分割抵抗のばらつきなどによる基準レベル変動の影響は、特に減衰振動後半の矩形波パルスのデューティー比の変化となって現れるが、繰り返し周期や発生パルスの数に与える影響を緩和するので、電池１１の電圧が変動したり、抵抗２４〜２７の値がばらついても、減衰振動の継続時間や、周波数や、周波数差の識別結果のばらつきが緩和され、識別結果のばらつきを少なくすることができる。
【００５０】
また、減衰振動の継続時間がT4以上か否かを測定して使用可能か否かを識別するタイマー３１とフリップフロップ３４、減衰振動の継続時間がT3以上か否かを測定して加熱出力が「弱」か否かを識別するタイマー３２とフリップフロップ３５、時点t2での位相を検知して導電率の高い非磁性金属か否かを識別するタイマー３３とフリップフロップ３６、の３組の減衰振動測定手段の出力を組み合わせ論理演算する機能を持たせたトランジスタ３７と、トランジスタ３８と、トランジスタ３９と、４個のＬＥＤ４０，４１，４２，４８により、使用可否のみならず、使用可の場合においては、得られる加熱出力を３段階で表示して、きめの細かな識別表示をすることができる。
【００５１】
また、電源スイッチ１２投入後、リセット手段２２により、識別手段４４の内容をリセットし、コンデンサ２１と抵抗２０の時定数で決まる待機時間後、前記リセットを解除して共振回路ブロック１４に減衰振動を発生させ、この減衰振動の発生をフリップフロップ３０が検知して識別動作を開始し、その結果を表示手段４６で表示するとともに、電源スイッチ１２の投入が継続している間は、表示手段４６での表示を継続し、電源スイッチ１２の投入動作が終了すると、電源スイッチ１２は自己遮断型であり、すべての回路と電池１１を遮断するので、電源スイッチ１２ひとつで電源投入と、識別動作の開始命令を与え識別表示をさせることと、電源遮断をすることができ、操作が簡単で、電力消費を節約でき、電源スイッチの切り忘れによる電池の消耗を防止することができ、さらに電源スイッチ１２投入後、減衰振動発生までに待機時間を設けているので、電源スイッチ１２投入後のチャタリングの影響を防止したり、識別手段４５や継続時間測定手段４４のリセットをその間に完了することができるので、識別動作を正確に行うことができる。
【００５２】
また、高透磁率のフェライト板５５がサーチコイル１５の上部に配置されているので、サーチコイルから発生する磁界が印刷配線板５３の銅箔や、電子部品に及ばなくなり、あるいはその量が減り、減衰振動の振る舞いに与える影響を抑制し、また、鍋に鎖交する磁束が増えるので、鍋との磁気結合が強くなり、識別感度を高くすることができる。
【００５３】
また、ＬＥＤ４０〜ＬＥＤ４２の点灯状態により、識別手段４５が検知した材質であって、標準の鍋形状すなわちこの場合には、鍋底径が１８ｃｍの、鍋底が平坦な形状の鍋を誘導加熱調理器で加熱したときに得られる最大加熱出力電力あるいは最大消費電力が、誘導加熱調理器の加熱手段の定格出力電力あるいは定格消費電力に対してどれくらいの比率（この場合には％）で得られるかを推定値して表示するようにしているので、複数の機種に対して複数の出力表示をする必要がなく、また、逆にこの鍋材質識別器具での基準（得られる加熱出力の定格に対しる比率の基準や使用の可否基準など）に合わせて、誘導加熱調理器の複数の機種において、出力抑制手段や過電流・過電圧抑制手段、あるいは鍋材質検知手段などのリミット値を標準化して、各種材質の鍋での使用可否や、出力レベルが大幅に異ならないようにして、機種の差で使用できる鍋と使用できない鍋があったり、出力レベルが大幅に異なるというようなことの起こるのを防止することができる。
【００５４】
また、ＬＥＤ４０は底径が十分大きければ出力が「弱」、すなわち、定格出力の約３０〜７０％の出力が得られるが、誘導加熱調理器の鍋検知機能が動作して保護回路が働き、出力がほとんど入らなくなる可能性の大きい鍋であり、鍋形状や鍋底の均一性により、使用できなくなる旨の表示があるので、使用者が購入後、使用して初めて使用できないことに気が付いたり、形状や材質の経年変化で使用できなくなったりしてとまどうのを防止することができる。この実施例では、「弱」表示と、使用可能な範囲と使用不可能な範囲の境界線付近にある表示を同じＬＥＤ４０の点灯で示したが、「弱」の文字表示を省いて「使用限界付近」、「使用可能性微妙」などの注意を促す文字表示を付加してもよいし、ＬＥＤ４０のみ点灯する場合には、警告の意を示すために点滅表示をしたり、色を変えてもよい。
【００５５】
また、上面に、底面部のサーチコイル１５の開口面を投影した位置に対応して破線のサークルパターン１５ａが描かれており、「破線下部底面が鍋底の当たること」という表示があるので、サーチコイル１５の開口面全面を正しく鍋底の平坦な部分に、対向させることができ、測定誤差や、測定ミスを防止することができる。なお、サークルの代わりにサーチコイル１５のセンターを表示したりするなど他の方法で、鍋底を当接すべき位置を示してもよい。
【００５６】
なお、上記の実施例で、比較器２８の矩形波パルスの立ち上がりが最後に生起するタイミングが時点t4より早く生起するか、遅く生起するかにより、赤色ＬＥＤ４８を消灯（適判定）したり、点灯（不適判定）したが、これに限らず、所定の時間（例えば振動周波数から導かれる時間間隔）以上矩形波パルスが発生しないと出力するパルスの出力タイミングや、前記矩形波出力の立ち下がりが最後に発生するタイミングや、所定のパルス幅以下のパルス幅が生じたタイミングなど、減衰振動の継続時間が略終了したと判断できるタイミングと、上記のタイミングt4と比較して、どちらが早く発生するかを識別することにより上記の実施例と同様の効果を得ることができる。また、タイミングt4は、対象となる誘導加熱調理器に対応して任意に決めればよく、場合によっては、機種に応じて使用者がt4のタイミングを変更できるスイッチなどの変更手段を鍋材質識別器具に設けておいても良い。
【００５７】
（実施例２）
以下本発明の第２の実施例について、図面を参照しながら説明する。図５において、電池６０にスイッチ６１の一端が接続され、スイッチ６１の他端に、第１の実施例と同様の減衰振動を発生する共振回路ブロック６４（サーチコイル６４ａ，トランジスタ６４ｃ，共振コンデンサや平滑コンデンサなどを含むその他の共振回路部品からなる回路ブロック６４ｂで構成される）と、図示はされていないが他の回路ブロックの制御電源供給線が接続され、このスイッチ６１が遮断すると、電池６１はすべての回路から遮断される。また、各回路ブロックのコモン電位は電池６０の負極電位と接続されているが図５では省略されている。
【００５８】
スイッチ６２を介してスイッチ６１の負荷側端子と、リセット手段６３が接続されている。リセット手段６３の出力信号は制御手段６５と、パルスカウンター６７，周波数検知手段６８，演算手段６９，比較器６６からなる識別手段７１に出力され、また、リセット手段６３は、制御電源の電圧検出機能を有し、この検出結果に対応する出力信号は表示手段７０に出力される。比較器６６は共振回路ブロック６４にあるサーチコイル６４ａに発生する減衰振動電流を検知する回路の出力波形と、前記電流の収束する値である零レベル付近に設定された基準電圧を比較して矩形波パルスを出力し、パルスカウンター６７と周波数検知手段６８に出力される。演算手段６９はパルスカウンター６７の出力と周波数検知手段６８の出力を演算して、表示手段７０の表示内容を変更する。表示手段７０には赤色のＬＥＤ７０ａと緑色のＬＥＤ７０ｂ，ＬＥＤ７０ｃ，ＬＥＤ７０ｄを表示素子として具備している。スイッチ６１とスイッチ６２は押したときだけ導通し、押すのをやめると自己遮断する自己遮断型スイッチである。ＬＥＤ７０ａの近傍には「電源／不適」の文字表示があり、ＬＥＤ７０ｂ，ＬＥＤ７０ｃ，ＬＥＤ７０ｄの近傍にはそれぞれ「弱」，「中」，「強」の文字表示がある。
【００５９】
以上のように構成された鍋材質識別器具についてその動作を説明する。スイッチ６１を投入するとすべての回路ブロックに制御電源が供給され、リセット手段６３から、リセット信号が出力されるので、パルスカウンター６７と周波数検知手段６８と演算手段６９が内部情報を所定の待機状態にリセットし、演算手段６９は表示手段７０の赤色ＬＥＤ７０ａを点灯する。電池が消耗しているなどあらかじめ設定された範囲内に電圧がなければ、リセット手段６３がこれを検知して、表示手段７０に信号を出力してすべての表示を禁止する。したがって、電源スイッチ６１を投入することにより、ＬＥＤ７０ａの点灯の有無で電池の使用可否を使用者に報知することができる。
【００６０】
サーチコイル６４ａを被識別鍋に近づけ、スイッチ６１を投入したままで、スイッチ６２を投入すると、リセット手段６３が出力しているリセット信号を解除し、制御手段６５がトランジスタ６４ｃを所定時間駆動してオフする。この結果共振回路ブロック６４に減衰振動が発生し、比較器６６から鍋の材質に応じて、図４と同様の矩形波パルスが出力され、パルスカウンター６７がこの矩形波パルスの数をカウントする。パルスカウンター６７でカウントされた数は演算手段６９に出力され、演算手段６９は、その数値が７であれば、ＬＥＤ７０ｂの点灯命令を、前記数値が６以下であればＬＥＤ７０ｄの点灯命令を、前記数値が８以上であればＬＥＤ７０ａを点灯する命令を表示手段７０に出力する。
【００６１】
また、周波数検知手段６８は周波数が所定の周波数より大か小かを判定し、演算手段６９にその結果を出力する。演算手段６９は、周波数が所定の周波数より大との判定結果を入力すると、パルスカウンター６７でカウントされた数値が６以下の場合に、ＬＥＤ７０ｃの点灯命令を表示手段７０に出力する。
【００６２】
以上のように、本実施例によれば、共振回路ブロック６４のサーチコイル６４ａに発生する電流を、前記電流の変動範囲内に設定した基準値と比較する比較器６６の出力する矩形波パルスの数をカウントするパルスカウンター６７の出力と、周波数検知手段６８の出力を組み合わせて演算する演算手段６９を有し、その演算結果に基づき表示する表示手段７０を有するので、誘導加熱調理器に使用可能な鍋か否かを判断するとともに、出力がどのようになるかを分類表示することのできる鍋材質識別器具を提供することができる。
【００６３】
また、スイッチ６１を投入すると全回路に電池６０の電圧が供給され、電池６０が所定の範囲内の電圧を出力していれば、表示手段７０はＬＥＤ７０ａを点灯するので、ＬＥＤ７０ａの点灯の有無で電池６０が消耗しているかいないかを確認することができる。また、スイッチ６１を投入した状態で、スイッチ６２を投入すると、負荷鍋に近接させたサーチコイル６４ａに減衰振動を発生して識別動作を開始し、比較器６６とパルスカウンター６７と周波数検知手段６８と演算手段６９からなる識別手段７１の出力結果が「使用可能」となれば、表示手段７０はＬＥＤ７０ａを消灯して、ＬＥＤ７０ｂ〜７０ｄの何れかを点灯して、誘導加熱調理器に使用可能であるとともに、その場合の加熱出力を三段階に分類して表示することができる。また、スイッチ６１は投入動作が終われば接点を自己遮断する自己遮断型スイッチとし、スイッチ６１が遮断することで電池６１は全ての回路と遮断されるので、使用後の電池の消費電力を最小限に抑制することができ、スイッチ６１切り忘れによる電池の消耗を防止する事ができる。
【００６４】
なお、上記実施例２で、パルスカウンター６７により比較器６６の矩形波パルスの発生パルス数をカウントしたがパルス幅を積分してその積分値を、識別条件に使用しても、同様に識別することができる。
【００６５】
なお、上記実施例では、消費電力を節約するために減衰振動を１回だけ発生させる構成としたが、必要に応じて複数回発生させてもよい。例えば、一定周期で、減衰振動を発生させ、その結果に応じて、識別手段４５の出力を変更する構成とすれば、電源スイッチ１２を投入し直すことなく、再測定をして表示することができる。
【００６６】
（実施例３）
以下本発明の第３の実施例について、図面を参照しながら説明する。図６において、識別タイミング発生手段８０は、端子Ｖｃ’から減衰振動に略比例する電圧波形を読み込み、Ｖａ’から基準電圧を入力して減衰振動発生後、図７（ａ）あるいは図７（ｂ）に示すようなあらかじめ決められた二つのタイミングt2，t3におけるタイミングパルスと、減衰振動から得られた矩形波パルスを識別手段９５に出力する。識別手段９５はタイミングt2，t3において矩形波パルスのＨｉ，Ｌｏのレベルを読み込み、その読み込み結果に対応した信号を表示手段９６に出力する。表示手段９６はこの結果を論理演算して３個のＬＥＤのどれを点灯するかを決定する。
【００６７】
以上のように構成された鍋材質識別器具についてその動作を説明する。図７（ａ）に示すような、減衰振動波形がＶｃ’から入力され、減衰振動の収束レベルに相当する直流電源からＶａ’を入力し、それぞれの入力は抵抗８１〜８５で分割され、比較器８３に入力される。比較器８３は、図７（ａ）で示すように、減衰振動と、減衰振動の中心に対して少し、低レベルとなるようにした基準レベルＶｏとを比較し、図７（ｂ）に示すような矩形波パルスを出力する。ただし、これは、実施例１と同様にして、サーチコイル（図示していない）を鉄ホーロー鍋に、磁気結合させて得られた減衰振動を入力した場合である。
【００６８】
フリップフロップ８８は、Ｖｒ端子からリセット信号Ｈｉを入力すると、出力ＱをＬｏとし、タイマー８８，８９と、フリップフロップ９０，９１をリセットする。このため、フリップフロップ９０の反転出力端子（反転Ｑ）はＨｉとなるので赤色ＬＥＤ９９のみ点灯する。Ｖｒ端子のリセット解除信号Ｌｏを入力した後、減衰振動が発生すると比較器８３は矩形波パルスを出力するので、フリップフロップ８７はクロック入力端子（ＣＫ）で入力した最初の立ち上がりエッジ（時点t1）で、データ入力端子（Ｄ）のレベルを読み込み、出力端子（Ｑ）にＨｉを出力するので、タイマー８８，８９が計時動作を開始する。タイマー８８はT3時間経過するとタイムアップし、時点t3でフリップフロップ９０のクロック入力端子（ＣＫ）に図８（ｇ）で示すように、タイムアップ信号を出力する。同様に、タイマー８９はT2時間経過するとタイムアップし、時点t2でフリップフロップ９１のクロック入力端子（ＣＫ）に図８（ｆ）で示すように、タイムアップ信号を出力する。
【００６９】
図７（ｂ）あるいは図８（ａ）で示すように、鉄ホーロー鍋の場合には、減衰率が大であり、時点t3においては、減衰振動の振幅は微小になっているので、基準レベルＶｏに到達しない。従って、フリップフロップ９０のデータ入力端子（Ｄ）のレベルはＨｉであり、フリップフロップ９０の反転出力端子（反転Ｑ）の出力はＬｏとなる。一方時点t2を減衰振動の振幅が十分大きく、比較器８３の出力がＨｉとなる位相に設定しており、フリップフロップ９１のデータ入力端子（Ｄ）のレベルがＨｉとなり、フリップフロップ９１の反転出力端子（反転Ｑ）はＬｏとなる。この結果、赤色ＬＥＤ９９が消灯し、二つの緑色ＬＥＤ９７，９８が点灯し、ほぼ定格出力に近い十分な出力が得られることを表示する。
【００７０】
次に、他の材質の鍋とサーチコイルを磁気結合させた場合について説明する。図８は、各種材質における、比較器８３の出力する矩形波パルス波形を示す。ただし、この図では、減衰振動発生初期の部分が省略されている。例えば、鉄ホーロー鍋の場合を示す図８（ａ）は図７（ｂ）の初期の部分が省略されたものである。図８（ｂ）は厚みが約１ｍｍの非磁性ＳＵＳ鍋の場合の、比較器８３の出力する矩形波パルスである。この場合、減衰率が大きいので比較器８３の出力する矩形波パルスは時点t3においてＨｉとなり、フリップフロップ９０の反転出力端子（反転Ｑ）はＬｏとなる。一方、この鍋の場合図８（ａ）の鉄ホーロー鍋と振動周波数において差があり、鉄ホーロー鍋の場合と比較して、振動周波数が高くなる。これを考慮に入れて、時点t2を比較器８３の矩形波出力パルスが、この場合にＬｏで、鉄鍋の場合にＨｉとなる位相に設定しており、フリップフロップ９１の反転出力端子（反転Ｑ）はＬｏとなって、フリップフロップ９１の反転出力端子（反転Ｑ）はＨｉとなり、緑色ＬＥＤ９７のみ点灯して、使用可能であるが火力が定格出力の８０％以下となることを表示する。
【００７１】
また、図８（ｃ）で示すアルミ製鍋の場合と、図８（ｄ）で示す陶器（セラミック）製鍋の場合は、減衰率が小であるので、パルスの継続時間が長く、時点t3をともにＬｏとなる時点に設定して、フリップフロップ９０の反転出力端子（反転Ｑ）がＨｉとなるようにしている。この結果赤色ＬＥＤ９９が点灯し、緑色ＬＥＤ９７，９８はともに消灯して、使用不可能であることを表示する。
【００７２】
また、図８（ｅ）で示す非磁性ステンレスとアルミ等の７層の合板製鍋の場合は、減衰率は図８（ａ）の鉄ホーロー鍋より小さくパルスの継続時間は長いが、時点t3を最後のパルスの発生後に設定しているので、比較器８３の出力は時点t3ではＨｉとなり、フリップフロップ９０の反転出力（反転Ｑ）はＬｏとなる。また、時点t2は比較器８３の矩形波出力がＬｏとなる位相に設定されているのでフリップフロップ９１の反転出力（反転Ｑ）はＨｉとなる。従って、緑色ＬＥＤ９７のみが点灯して、使用可能であるが、定格出力の約８０％以下の加熱出力が得られることを表示する。
【００７３】
以上のように、本実施例によれば、減衰振動を電圧波形に変換して読み込み、減衰振動をその変動範囲内に設定した基準レベル（Ｖｏ）と比較する比較器８３を有し、前記減衰振動発生後、減衰振動の減衰量を識別できるタイミング（図８の時点t3）で、フリップフロップ９０が、前記比較器８３の出力信号を検知し、その検知結果に応じて使用可否の信号を表示手段９６に出力して保持するので、表示手段９６のＬＥＤ９９の点灯、消灯により、誘導加熱調理器で使用可能な鍋材質か否かを判別するとともに、リセット端子Ｖｒからリセット信号を入力するまであるいは電源が遮断されるまで、表示を継続する鍋材質識別器具を提供することができる。
【００７４】
また、図８の（ｃ）と（ｄ）で示すアルミ製鍋と陶器製鍋の場合はともに減衰量が小さく誘導加熱調理器には使用できないが、前記識別手段９５は、比較器８３の出力パルスが両者で重なるタイミング（時点t3）で前記比較器の出力信号のＨｉ，Ｌｏを検知しているので、この両者の振動周波数が異なる鍋材質であっても、誘導加熱調理器で使用可能な他の材質の鍋とを識別することができる。
【００７５】
なお、図８の（ａ），（ｂ），（ｅ）のように、使用可能と判断する鍋について、振幅が十分大きくて減衰振動の鍋材質による周波数差を判別できる他のタイミング（図８の時点t2）で、フリップフロップ９１が前記比較器８３の出力信号を検知し、その検知結果に応じて、出力レベル表示に関する信号を出力表示手段９６に出力して保持し、この出力信号と、フリップフロップ９０の出力信号とを、表示手段９６のトランジスタ１０１とトランジスタ９４が論理演算するので、緑色ＬＥＤ９７，９８で出力レベルの大小を表示できる鍋材質識別器具を提供することができる。
【００７６】
また、実施例１〜３は、比較器、フリップフロップ、タイマー、トランジスタなどで構成したが、これらの一部あるいは全部をマイクロコンピュータに置き換えて構成してもよく、部品点数を減らし、さらに小型化を図ったり、周波数を精度よく検知して、識別精度を高めることが可能となる。
【００７７】
また、実施例１〜３における被識別鍋は、液体を入れる容器に限らず、焼き物に使用する板状の負荷など、誘導加熱により加熱調理するために使用する負荷であればよく、形状や調理用途を限定するものではない。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、鍋材質をより細分化して分類することができ、単に誘導加熱調理器に使用できるか否かだけではなく、出力レベルがどのようになるかまで識別表示でき、使用者が鍋を選択する場合に、より多くの情報を使用者に与えられる鍋材質識別器具を提供できる。
【００８４】
請求項２記載の発明によれば、一つのスイッチで電源投入と識別動作をおこない、投入動作終了とともに電源を遮断するので、操作が簡単になるとともに、直流電源として電池を使用している場合には、電源スイッチを投入したまま放置して、制御回路での消費電力により電池が消耗してしまうような恐れをなくすことができるという効果が得られる。
【００８５】
請求項３記載の発明によれば、第１のスイッチを投入した時の表示モードで直流電源が正常であるかどうかや事前の注意を行うことができ、第１のスイッチを投入した状態で第２のスイッチを投入すれば識別結果に応じて表示モードが変更されることで、使用者は鍋材質に関する情報を得ることができ、また第１のスイッチを自己遮断型としていることで、測定後のスイッチの切り忘れによる電力消費を防止できるという効果が得られる。
【００８６】
請求項４記載の発明によれば、ひとつのタイミングにおける比較器の出力パルスを測定することによって、使用できない鍋であるアルミ製鍋と陶器製鍋の減衰振動の周波数が異なっていてもアルミ製鍋と陶器製鍋のいずれに対しても、使用できる鍋と減衰量の大小を識別することが可能で、測定タイミングを減らすことで、簡単な回路構成にでき、安価な瞬時に識別し、消費電力の少ない鍋材質識別器具を提供できるという作用を有するものである。
【００８７】
請求項５記載の発明によれば、非磁性ステンレス鍋や非磁性ステンレス−アルミの合板鍋と、鉄製の鍋とを識別するなど、減衰率だけで誘導加熱調理器による加熱出力の大小を判断するのは困難な鍋に対しても加熱出力の大小を判別することができる鍋材質識別器具を提供できるという効果が得られる。
【００８８】
請求項６記載の発明によれば、減衰振動を比較器でのデジタル的な出力に変換して、誘導加熱調理器に適する鍋か否か、あるいはその出力レベルが、どのような範囲にあるかをマイクロコンピュータなどの演算素子を使用して推測でき、簡単な構成で小形の識別精度の良い鍋材質識別器具を提供できるという効果が得られる。
【００８９】
請求項７記載の発明によれば、電源スイッチの操作時にケース底面を押し当てる力が働き、ケース底面に設けられたサーチコイルと鍋が密着するので、操作時にサーチコイルと鍋底との間に隙間が生じ、正確な識別ができなくなるのを防止することができ識別誤差の少ない鍋材質識別器具を提供することができるという効果が得られるという効果が得られる。
【００９１】
請求項８記載の発明によれば、識別手段が検知した材質であり所定の形状の鍋を誘導加熱調理器で加熱したときに得られる最大加熱出力電力あるいは最大消費電力の、誘導加熱調理器の加熱手段の定格出力電力あるいは定格消費電力に対する比率の推定値を表示するようにした鍋材質識別器具としているので、最大出力の異なる誘導加熱調理器の機種毎の、出力レベルを切り替えて表示する必要がなく、また、逆に、この鍋材質識別器具で一定の基準を設定しておけば、これに合わせて、出力抑制手段や過電流・過電圧抑制手段、あるいは鍋材質検知手段などのリミット値を標準化して、誘導加熱調理器の各種材質における鍋での使用可否や、出力レベルが大幅に異ならないようにして、機種の差で使用できる鍋と使用できない鍋があったり、出力レベルが大幅に異なるというようなことの起こるのを防止し、使用者が誘導加熱調理器の機種にかかわらず、鍋を安心して選択できる鍋材質識別器具を提供できるという効果が得られる。
【００９２】
請求項９記載の発明によれば、誘導加熱調理器の負荷検知装置が動作して加熱調理が不可能となる範囲と、使用可能範囲の境界付近の鍋材質であることを表示するようにしているので、鍋底の形状や、材質の均一さの状況や、誘導加熱調理器の機種や、加熱部へ載置する場合の位置や、あるいは、使用による経年変化により、使用不可能となったり、使用可能となったりする可能性が強いことを使用者に報知し、鍋入手後のトラブルを防止する鍋材質識別器具を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における鍋材質識別器具の回路ブロック図
【図２】同、鍋材質識別器具の断面図
【図３】同、鍋材質識別器具の平面図
【図４】同、鍋材質識別器具の動作を示す波形図
【図５】本発明の第２の実施例における鍋材質識別器具の回路ブロック図
【図６】本発明の第３の実施例における鍋材質識別器具の回路ブロック図
【図７】同、鍋材質識別器具の動作を示す波形図
【図８】同、鍋材質識別器具の他の種類の鍋における動作を示す波形図
【図９】従来の実施例における鍋材質識別器具の回路ブロック図
【図１０】同、鍋材質識別器具の動作を示す波形図
【図１１】同、鍋材質識別器具の他の種類の鍋における動作を示す波形図
【符号の説明】
１１ 電池（直流電源）
１２ スイッチ
１５ サーチコイル
１６ トランジスタ（スイッチング素子）
１８ 共振コンデンサ
２１ コンデンサ（遅延手段）
２２ リセット手段
２３ 制御手段
２８ 比較器
４０，４１，４２，４８ ＬＥＤ（表示手段）
４４ 継続時間測定手段
４５ 識別手段
４６ 表示手段
５１ 下ケース
５２ 上ケース
５４ 鍋
５５ フェライト板（磁気遮蔽部材）
８０ 識別タイミング発生手段（識別手段）
８３ 比較器
８７，９０，９１ フリップフロップ（識別手段）
９４，１０１ トランジスタ（演算手段）
９７，９８，９９ ＬＥＤ（表示手段）

Claims (9)

1. スイッチング素子を駆動して直流電源のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに減衰振動を発生する制御手段を備え、前記減衰振動により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記減衰振動を観測して前記減衰振動が所定量に最後に到達するまで、あるいは略終了するまでの継続時間の長短を識別する継続時間測定手段と、前記減衰振動の周波数を観測して鍋材質が磁性である場合と非磁性である場合の前記減衰振動の周波数差を検知する周波数検知手段を備え、前記継続時間測定手段と前記周波数検知手段の測定結果を誘導加熱調理器で加熱できる鍋について材質を細分化して分類すべく組み合わせることにより、前記鍋を誘導加熱調理器に使用した場合の誘導加熱調理器の出力レベルを推定する演算手段と、前記演算手段の出力に応じて表示する表示手段を有する鍋材質識別器具。
2. スイッチング素子を駆動して直流電源のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに共振電流を発生する制御手段と、前記直流電源からの電源供給を行うあるいは遮断する電源スイッチとを備え、前記共振電流により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記共振電流を観測して鍋材質を識別する識別手段と、前記識別手段の出力結果に応じて鍋材質を分類表示する表示手段を備え、前記電源スイッチ投入後、前記制御手段は所定の待機時間後、鍋材質識別のための共振電流を発生させ、前記電源スイッチは投入動作を停止すると接点を自己遮断する自己遮断型スイッチとした鍋材質識別器具。
3. スイッチング素子を駆動して直流電源のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに共振電流を発生する制御手段とを備え、前記共振電流により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記共振電流を観測して鍋材質を識別する識別手段と、前記識別手段の出力結果に応じて、鍋材質を分類表示する表示手段を備え、第１のスイッチは投入動作を停止すると接点を自己遮断する自己遮断型スイッチとし、前記第１のスイッチが遮断することで前記直流電源は前記表示手段から遮断され、前記第１のスイッチを投入した状態で、第２のスイッチを投入すると、前記制御手段は共振電流を発生させ、前記識別手段は識別動作を開始し、前記表示手段は前記識別手段の出力結果に応じて、表示を変更する鍋材質識別器具。
4. スイッチング素子を駆動して直流電源のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに減衰振動を発生する制御手段とを備え、前記減衰振動により前記サーチコイルから発生する交流磁界で前記サーチコイルと鍋を磁気結合させる鍋材質識別器具であって、前記減衰振動を観測して鍋材質を識別する識別手段と、識別手段の出力結果に応じて鍋材質を分類表示する表示手段を備え、前記減衰振動を、その変動範囲内に設定した基準レベルと比較して矩形波パルスに変換する比較器を有し、前記識別手段は減衰率が大きく誘導加熱調理器に適すると判断する鍋で得られる前記減衰振動が略終了する以降のタイミングであって、前記減衰振動の減衰率がともに小さく誘導加熱調理器に使用することができないと判断すべき鍋でありかつ振動周波数が相互に異なる鍋であるアルミ製鍋と陶器製鍋で得られる前記比較器の出力パルスが重なる第１のタイミングで前記比較器の出力信号のＨｉ、Ｌｏを検知し、その検知結果をもとに使用可能な鍋材質か、使用できない鍋材質であるアルミ製と陶器製のいずれかであるかを判別する鍋材質識別器具。
5. 減衰振動発生後、前記減衰振動の鍋材質がともに使用可能な鉄である場合と非磁性ステンレスである場合の周波数に差があることを比較器の出力信号のＨｉ、Ｌｏで判別できる位相に設定した第２のタイミングで比較器の出力信号を検知し、この検知結果と第１のタイミングで検知した検知結果とを組み合わすべく演算することにより、鍋材質が誘導加熱調理器に使用可能な材質か、使用できないアルミ製と陶器製のいずれかの材質であるかに加え、使用可能な鍋材質が鉄である場合と非磁性ステンレスである場合に得られる加熱出力の大小を判別する請求項４に記載の鍋材質識別器具。
6. 減衰振動を、その変動範囲内に設定された基準レベルと比較する比較器と、継続時間測定手段に代え、前記比較器の出力信号を所定期間積分する積分手段あるいは前記比較器の出力パルスをカウントするパルス計数手段を有し、前記継続時間測定手段の出力に代え、前記積分手段あるいは前記パルス計数手段の出力に応じて、鍋材質を分類表示する表示手段を有する請求項１に記載の鍋材質識別器具。
7. スイッチング素子を駆動して電池のエネルギーでサーチコイルと共振コンデンサに共振電流を発生する制御手段をケース内に設け、前記サーチコイルを前記ケース底部の外側または内側に設けるとともに、前記ケース上部に電源スイッチを設け、前記ケース底部を鍋底に当接し、前記電源スイッチを操作して前記鍋の材質を分類表示する請求項２に記載の鍋材質識別器具。
8. 表示手段は、識別手段が検知した材質であり所定の形状の鍋を誘導加熱調理器で加熱したときに得られる最大加熱出力電力あるいは最大消費電力の、前記誘導加熱調理器の加熱手段の定格出力電力あるいは定格消費電力に対する比率の推定値を表示するようにした請求項４に記載の鍋材質識別器具。
9. 表示手段は、識別手段が検知した鍋材質が、誘導加熱調理器の負荷検知装置が動作して加熱調理が不可能となる範囲と、使用可能範囲の境界付近であることを表示するようにした請求項４又は８に記載の鍋材質識別器具。

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