JP3980041B2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加熱体と誘導加熱コイルとの間にシールド体を設けた誘導加熱装置に関する。

誘導加熱を応用しインバータを用いた誘導加熱装置は、負荷となる鍋等の近傍に温度検知素子等を載置し、鍋温度等を検知し、それに応じて火力の調節や調理時間の調節を行うことにより、優れた加熱応答性及び制御性を有する。誘導加熱装置は、きめ細かな調理を実現すると共に、炎を用いないので室内の空気を汚すことが少なく、熱効率が高く、安全でかつ清潔であるという特性も有する。近年、これらの特性が注目され、誘導加熱装置の需要が急速に伸びてきている。

図１４を用いて従来例１の誘導加熱装置を説明する。従来例１の誘導加熱装置は、鉄のような高透磁率の（磁性体の）被加熱体（又は１８−８ステンレスのような低透磁率で高抵抗の被加熱体）と、アルミニウム又は銅のような低透磁率で（非磁性体で）低抵抗の被加熱体とを加熱できる。図１４は従来例１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。図１４において、１１０は被加熱体（鍋、フライパン等の金属製の容器）、１０１は高周波磁界を発生し被加熱体１１０を加熱する誘導加熱コイル、１２７は商用交流電源入力、１０８はブリッジ１０８ａと平滑コンデンサ１０８ｂで構成され商用交流電源を整流する整流平滑部、１４０２は整流平滑部１０８によって整流された電源を高周波電力に変換し誘導加熱コイル１０１に高周波電流を供給するインバータ回路、１０５はマイクロコンピュータ、１４０９は操作部、１２５は筐体である。１１８は筐体１２５の上部に配置され被加熱体１１０を載せるセラミック製のトッププレートである。

マイクロコンピュータ１０５は制御部１０４を有する。操作部１４０９は設定入力部１１３及び設定表示部１１４を有する。設定入力部１１３は複数のキースイッチ（誘導加熱装置の目標出力を定める出力段階の設定指令を入力するキースイッチと、誘導加熱装置のＯＮ指令を入力するキースイッチと、誘導加熱装置のＯＦＦ指令を入力するキースイッチとを含む。）を有する。
設定表示部１１４は複数の可視ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有し、誘導加熱装置の設定状態を表示する。

制御部１０４は、設定入力部１１３から入力された指令に応じて駆動回路１１１を駆動する。駆動回路１１１はインバータ回路１０２の出力を制御する。制御部１０４は、低透磁率で低抵抗の被加熱体を加熱する場合と、高透磁率の被加熱体（又は低透磁率で高抵抗の被加熱体）を加熱する場合とで、リレー（図示しない。）をＯＮ／ＯＦＦ制御して、インバータ回路１０２が駆動する誘導加熱コイル１０１の巻数を切り換え、誘導加熱コイル１０１に印加される電圧を切り換える。低透磁率で低抵抗の被加熱体を加熱する場合の方が、高透磁率の被加熱体（又は低透磁率で高抵抗の被加熱体）を加熱する場合よりも、誘導加熱コイル１０１の巻数が多く、誘導加熱コイル１０１に印加される電圧が高い。被加熱体１１０が低透磁率でしかも低抵抗のアルミニウムや銅等からなる鍋の時、誘導加熱コイル１０１に印加される電圧が１ｋＶ以上になる。

誘導加熱コイル１０１と被加熱体１１０との間に浮遊容量（等価容量）１４１１が存在する。ユーザが被加熱体１１０に触ると、浮遊容量（等価容量）１４１１及びユーザの身体の内部抵抗（等価抵抗）１４１２を通じて、誘導加熱コイル１０１からグラウンドに電流が流れる。高圧の誘導加熱コイル１０１から人体に所定以上の電流が漏洩することは危険である。

従来例２として、高圧の誘導加熱コイル１０１から人体に電流が漏洩することを防止する誘導加熱調理器がある。（例えば、特許文献１参照）。図１５及び１６を用いて、従来例２の誘導加熱調理器を説明する。図１５は、従来例２の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。図１５において従来例１（図１４）と同一のブロックには同一の符号を付している。従来例２の誘導加熱調理器は、トッププレート１１８の下面に導電性の静電シールド体１５１２と、静電シールド体１５１２を覆う絶縁層１５１３とを設けている点において従来例１と異なる。静電シールド体１５１２は整流平滑回路１０８の低電位部と接続されている。それ以外の点において、従来例２は従来例１と同一である。

図１６は、従来例２の誘導加熱調理器のトッププレート１１８に形成された静電シールド体１５１２のパターンを示す図である。理解の容易のため、図１６は絶縁層１５１３を除き、静電シールド体１５１２のパターンを示す。静電シールド体１５１２は、トッププレート１１８の下面に塗布されて焼付け装着されている。静電シールド体１５１２は環状の形状を有する。整流平滑回路１０８の低電位部からの接続線が、静電シールド体１５１２の電極１５１３に接続されている。

誘導加熱コイル１０１と静電シールド体１５１２との間に浮遊容量（等価容量）１５１４が存在する。浮遊容量（等価容量）１５１４及び静電シールド体１５１２の内部抵抗（等価抵抗）１５１５を通じて、誘導加熱コイル１０１からグラウンドに電流が流れる。導電性の静電シールド体１５１２の内部抵抗（等価抵抗）１５１５のインピーダンスは、浮遊容量（等価容量）１５１４のインピーダンスと比較して十分に小さい（誘導加熱コイル１０１を流れる高周波電流の周波数は２０〜６０ｋＨｚ程度である。）。それ故に静電シールド体１５１２に誘起される電圧は十分低い。
静電シールド体１５１２と被加熱体１１０との間に浮遊容量（等価容量）１５１６が存在する。ユーザが被加熱体１１０に触ると、誘導加熱コイル１０１により静電シールド体１５１２に誘起された電圧により、浮遊容量（等価容量）１５１６及びユーザの身体の内部抵抗（等価抵抗）１４１２を通じて、漏洩電流がグラウンドに流れる。静電シールド体１５１２に誘起される電圧は十分低いので、ユーザの身体の内部抵抗（等価抵抗）１４１２を通じてグラウンドに流れる漏洩電流は非常に小さい。

言いかえれば、静電シールド体１５１２とグラウンドとの間に、静電シールド体１５１２の内部抵抗（等価抵抗）１５１５と、浮遊容量（等価容量）１５１６及びユーザの身体の内部抵抗（等価抵抗）１４１２と、が並列に接続される。静電シールド体１５１２の内部抵抗（等価抵抗）１５１５のインピーダンスは、浮遊容量（等価容量）１５１６及びユーザの身体の内部抵抗（等価抵抗）１４１２のインピーダンスと比較して非常に小さいので、誘導加熱コイル１０１からの漏洩電流はほとんど静電シールド体１５１２を通じてグラウンドに流れる。ユーザの身体にはほとんど電流が漏洩しない。

従来例２の構成において、被加熱体１１０が低透磁率でしかも低抵抗のアルミニウムや銅等からなる鍋のとき、誘導加熱コイル１０１の巻数が増大される。このとき、誘導加熱コイルに印加される電圧が１ｋＶ以上になる。従来例２においては、低電位部に電気的に結合されている静電シールド体が存在し、被加熱体１１０と静電シールド体１５１２との間にはほとんど電位差がない（両者ともにグラウンドレベルに近い電位である。）故に、被加熱体１１０に漏洩電流が誘起されることがない。したがって、被加熱体１１０に人体が触れても安全である。

トッププレートの裏面に導電性の塗料により形成された細いパターン（トッププレートの割れ検知回路）を設けた誘導加熱装置が開示されている。（例えば、特許文献４参照）。このパターンに直流電流を流す。トッププレートが割れてこのパターンを流れる電流が遮断されたことに基づいて、誘導加熱コイルを停止させる。

トッププレートに導電性の細いパターンを設けた誘導加熱調理器が開示されている。（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。誘導加熱コイルを駆動した時に、このパターンに漏洩電流が流れる。漏洩電流が、誘導加熱コイルの出力に比例した基準値より小さくなった時、誘導加熱コイルを停止させる。

特公平４−７５６３４号公報 特開昭６２−２７８７８５号公報 特開昭６２−２７８７８６号公報 特公昭５５−８６９号公報 特開昭５４−１４９９５４号公報 実開昭５６−４９０８９号公報

従来例２の構成において、静電シールド体が十分にその機能を果たしている限りは被加熱体に人体が触れても安全である。しかしながら、静電シールド体が何らかの原因により、例えば、経年変化によりその機能が十分に働かないようになった場合、安全性が必ずしも十分に保証されない（ユーザが被加熱体に触れると、所定以上の漏洩電流が人体を流れる恐れがある）という問題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、漏洩電流が人体に流れることを防止し、静電シールド体がその機能を十分に発揮していないときでも、感電する恐れのない安全性の高い誘導加熱装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、耐熱絶縁性の材料で作製されかつ誘導加熱コイルに載置された固定板と、固定板の上又は中に設けられるか、固定板の下に設けられかつ絶縁層で表面を覆われてなり、２点以上の接続部を有し前記接続部を通じて低電位部に電気的に接続された導電性のシールド体と、誘導加熱コイルが発生する電圧と異なる電圧を前記接続部間に印加し、シールド体の通電状態（導通状態）を検知する検知部を設け、検知部は、シールド体に直流電流を流して、シールド体のインピーダンスが所定の閾値以下であるか否か、シールド体の所定の端子間の電圧が所定の閾値以下であるか否か、又はシールド体を流れる電流が所定の閾値以上であるか否か、を判定して、導通状態の悪化の程度を検知し、制御部は、シールド体のインピーダンスが所定の閾値より大きい、シールド体の所定の端子間の電圧が所定の閾値より高い、又はシールド体を流れる電流が所定の閾値より小さい場合に、誘導加熱コイルの出力を低減し又は停止させるように誘導加熱コイルを駆動する駆動部（インバータ回路）を制御する構成とした。この構成により、シールド体が何らかの原因でその機能を発揮できなくなったとき、検知部がシールド体の導通状態が悪化したことを検知して、誘導加熱コイルの出力を低減または停止することができる。静電シールド体がその機能を十分に発揮していないときでも、感電する恐れのない安全性の高い誘導加熱装置を実現できる。

本発明によれば、静電シールド体がその機能を十分に発揮していないときでも、感電する恐れのない安全性の高いものにすることができる。また、静電シールド体を耐熱絶縁性の材料で作成した固定板の上又は中に設けるか、前記固定板の下に設けて絶縁層で静電シールド体の表面を覆うように構成し、その固定板を加熱コイルに載置することで、シールド体と誘導加熱コイルとを確実に絶縁することができるとともにその開発の労力や期間を削減できる。また、２点以上の接続部を設けることにより、検知部が静電シールド体の導通状態を検知することが容易であるばかりでなく、１本の線の導通が悪くなった場合にも、静電シールド体はシールド効果を奏することが出来る。また、検知部がシールド体に直流電流を流して、その機能低下の程度を検知し、予め定めた基準値（閾値）を超えたら、誘導加熱装置は誘導加熱コイルの出力を低減または停止することにより、検知部は、シールド体の導通状態を容易に且つ確実に検知できる。

本発明による誘導加熱装置は、筐体上部に配置され被加熱体を載置するトッププレートと、前記トッププレートの下方に設けられ高周波磁界を発生し前記被加熱体を加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルを駆動するインバータ回路と、耐熱絶縁性の材料で作製されかつ前記誘導加熱コイルに載置された固定板と、前記固定板の上又は中に設けられるか、前記固定板の下に設けられかつ絶縁層で表面を覆われてなり、２点以上の接続部を有し前記接続部を通じて低電位部に電気的に接続された導電性のシールド体と、前記誘導加熱コイルが発生する電圧と異なる電圧を前記接続部間に印加し、前記シールド体の導通状態を検知する検知部と、前記検知部の検知結果に基づき前記導通状態が悪化したことを検知すると、前記誘導加熱コイルの出力が低減する又は停止するように前記インバータ回路を制御する制御部と、を有する。

固定板は、誘導加熱コイルに載置される。シールド体を有する汎用性のある固定板を機種に応じて誘導加熱コイルに載置することにより、機種毎に個別のシールド体を設計する必要がなくなる。
「シールド体が固定板の中に設けられている」とは、例えば固定板が合わせガラスで形成されており、合わせガラスのガラスとガラスとの間にシールド体が設けられていることである。シールド体が固定板の下に（誘導加熱コイル側に）設けられている場合は、好ましくはシールド体の表面を覆う絶縁層を設け、絶縁層がシールド体と誘導加熱コイルとを確実に絶縁する。

特許文献１に記載された誘導加熱調理器は、シールド体を設けることにより誘導加熱コイルから被加熱物を通じて人体に漏洩電流が流れることを防止する。しかし、シールド体がその機能を発揮できなくなった時、誘導加熱コイルから被加熱物を通じて人体に漏洩電流が流れる恐れがあった。

特許文献２、特許文献３及び特許文献４に記載された誘導加熱装置は、トッププレートの割れを検知して誘導加熱装置を停止する。しかし、トッププレートに設けられたパターンは細く、もっぱらトッププレートの割れ検知用であって、誘導加熱コイルから被加熱体への漏洩電流を防止するシールド効果はほとんどなかった。これらの従来例の発明は、漏洩電流を防止するという着想を有していなかった。例えばアルミニウム等の低透磁率で低抵抗の被加熱体を加熱するために、誘導加熱コイルが高圧を出力した場合、細い導電パターンは漏洩電流を防止するためには不十分であった。トッププレートに設けた導電パターンをシールド体（シールド効果を奏する程度の大きさを有する。）に変更するだけでは、シールド体がその機能を発揮できなくなったことを検知することは困難であった。誘導加熱コイルと被加熱体との間にシールド体を設け、シールド体がその機能を発揮できなくなったことを検知するには、実施の形態に記載したように、信号の検知方法に新たなアイデアを盛り込む必要があった。

本発明は、誘導加熱コイルと被加熱体との間にシールド体を設けて漏洩電流を防止し、シールド体が何らかの原因でその機能を発揮できなくなった時、検知部がシールド体の導通状態が悪化したことを検知して、制御部が誘導加熱コイルの出力を低減し又は停止する安全性の高い誘導加熱装置を実現した。シールド体がその機能を発揮できなくなった場合でも、人が被加熱体に触れた時に、漏洩電流が人体を流れてユーザが感電する恐れがなくなる。
「低電位部」は、誘導加熱コイルにより被加熱体から人体に流れる漏洩電流を十分に低くできる電位であれば、どのような電位でも良い。好ましくは、低電位部は、グラウンド線又はこれに近い電位の部である。
シールド体と低電位部とを、接続線で（直流成分及び交流成分が流れるように）接続しても良く、コンデンサで交流的に接続しても良い。

また、前記検知部は、前記シールド体のインピーダンスが所定の閾値以下であるか否か、前記シールド体の所定の端子間の電圧が所定の閾値以下であるか否か、又は前記シールド体を流れる電流が所定の閾値以上であるか否か、を判定して、前記導通状態の悪化の程度を検知し、前記制御部は、前記シールド体のインピーダンスが所定の閾値より大きい、前記シールド体の所定の端子間の電圧が所定の閾値より高い、又は前記シールド体を流れる電流が所定の閾値より小さい場合に、前記誘導加熱コイルの出力を低減し又は停止させる。

この構成により、シールド体が何らかの原因でその機能が低下した時（シールド体の導通状態が悪化した時）、検知部はシールド体に通電することによりその機能低下の程度を検知し、予め定めた基準値（閾値）を超えたら、誘導加熱装置は誘導加熱コイルの出力を低減または停止することができる。シールド体がその機能を発揮できなくなった場合でも、人が被加熱体に触れた時に、漏洩電流が人体を流れてユーザが感電する恐れがなくなる。

また、前記検知部は前記シールド体に直流電流を流して、その導通状態を検知する。これにより、検知部は、シールド体の導通状態（通電状態）を容易に且つ確実に検知できる。

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》
図１〜４を用いて本発明の実施の形態１の誘導加熱装置を説明する。図１は実施の形態１の誘導加熱装置の概略的な構成を示す図、図３は実施の形態１の誘導加熱装置の回路構成を示す図である。実施の形態１の誘導加熱装置は、鉄のような高透磁率の（磁性体の）被加熱体（又は１８−８ステンレスのような低透磁率で高抵抗の被加熱体）と、アルミニウム又は銅のような低透磁率で（非磁性体で）低抵抗の被加熱体とを加熱できる。
図１及び３において、１１０は被加熱体（鍋、フライパン等の金属製の容器である負荷）、１２５は筐体、１１８は筐体の上面に設けられ被加熱体１１０を載置するトッププレート、１１２はトッププレート上に設けられた静電シールド体、１１７は静電シールド体１１２を被覆する絶縁層、１０１は高周波磁界を発生し被加熱体１１０を加熱する誘導加熱コイル、１２４は誘導加熱コイル１０１を上面に載置する誘導加熱コイル保持部材、１２７は商用交流電源、１２１は商用交流電源を入力するプラグ、１２６は制御基板、１０９は操作部である。

制御基板１２６は、商用交流電源を整流する整流平滑部１０８、整流平滑部１０８によって整流された電源を高周波電力に変換し誘導加熱コイル１０１に高周波電流を供給するインバータ回路１０２、インバータ回路１０２の駆動回路１１１、検知部１０３、マイクロコンピュータ１０５、ＬＥＤ駆動回路１０６、圧電ブザー駆動回路（警告ブザー駆動回路）１０７、設定表示部駆動回路１０８を有する。制御基板１２６上の各ブロックは共通のグラウンド線（グラウンドパターン）を有する。
１１９及び１２０はインバータ回路１０２と誘導加熱コイル１０１とを接続する２本の接続線である。１２２及び１２３は静電シールド体１１２と制御基板１２６とを接続する２本の接続線である。

接続線１１９は、誘導加熱コイル１０１の外周端と共振コンデンサ１０２ｇの１端とを接続し、接続線１２０は誘導加熱コイル１０１の内周端とスイッチング素子１０２ｃのエミッタ及びスイッチング素子１０２ｄのコレクタとを接続する。螺旋状に巻かれた誘導加熱コイル１０１の外終端の電位は、内周端の電位より低い。
マイクロコンピュータ１０５は制御部１０４を有する。制御部１０４の機能はソフトウエアにより処理される。
操作部１０９は、設定入力部１１３、設定表示部１１４、赤色の警告ＬＥＤ１１６、圧電ブザー（警告ブザー）１１５を有する。
設定入力部１１３は、使用者が加熱出力設定指令、又は加熱開始若しくは停止指令を入力するために操作する複数の入力キースイッチを有する。設定入力部１１３が入力した指令は制御部１０４に入力される。

制御部１０４は、駆動回路１１１、ＬＥＤ駆動回路１０６、圧電ブザー駆動回路１０７、設定表示部駆動回路１０８を駆動する。駆動回路１１１はインバータ回路１０２のスイッチング素子１０２ｃ及び１０２ｄを駆動する。設定表示部駆動回路１０８は設定表示部１１４（複数の可視ＬＥＤを有する。）を駆動する。設定表示部１１４は、設定入力部１１３を通じて設定された加熱出力設定内容等を使用者に対して表示する。

制御部１０４は、設定入力部１１３から入力された種々の指令、出力検知部（図示しない。）の出力信号（インバータ回路１０２の電源電流に応じた信号）及び検知部１０３の出力信号に応じて駆動回路１１１を通じてインバータ回路１０２の出力を制御する。加熱出力の変動はスイッチング素子の駆動周波数を制御することにより行われる。被加熱体１１０がアルミニウム又は銅のような低透磁率で（非磁性体で）低抵抗の材料でできている場合に、鉄のような高透磁率の（磁性体の）材料でできている場合（又は１８−８ステンレスのような低透磁率で高抵抗の材料でできている場合）と比較して、誘導加熱コイル１０１は高い周波数で且つ高い電圧で駆動される。被加熱体１１０が低透磁率で低抵抗の材料でできている場合に、リレー（図示しない。）の接点を切り換えて、誘導加熱コイルの巻数を多くしても良い。

商用電源１２７は整流平滑部１０８に入力される。整流平滑部１０８はブリッジダイオードで構成される全波整流器１０８ａと、その直流出力端間に接続された第１の平滑コンデンサ１０８ｂとを有する。
第１の平滑コンデンサ１０８ｂの両端（整流平滑部１０８の出力端子）にインバータ回路１０２の入力端子が接続される。インバータ回路１０２の出力端子に誘導加熱コイル１０１が接続される。インバータ回路１０２と誘導加熱コイル１０１は高周波インバータを構成する。インバータ回路１０２には、第１のスイッチング素子１０２ｃ（本実施の形態ではＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））と、第２のスイッチング素子１０２ｄ（本実施の形態ではＩＧＢＴ）の直列接続体（「直列接続体１０２ｃ及び１０２ｄ」と呼ぶ。）が設けられる。第１のダイオード１０２ｅが第１のスイッチング素子１０２ｃに逆方向且つ並列に、第２のダイオード１０２ｆが第２のスイッチング素子１０２ｄに逆方向且つ並列に接続されている。直列接続体１０２ｃ及び１０２ｄの両端には第２の平滑コンデンサ１０２ｂが接続される。

第１のスイッチング素子１０２ｃと第２のスイッチング素子１０２ｄとの接続点（「直列接続体１０２ｃ及び１０２ｄの中点」と呼ぶ。）と、全波整流器１０８ａの正極端間にはチョークコイル１０２ａが接続される。直列接続体１０２ｃ及び１０２ｄの低電位端子は全波整流器１０８ａの負極端子（実施の形態においてはグラウンド端子）に接続される。直列接続体１０２ｃ及び１０２ｄの中点と全波整流器１０８ａの負極端子間には誘導加熱コイル１０１と共振コンデンサ１０２ｇの直列接続体が接続される。
制御部１０４は、駆動回路１１１を通じて第１のスイッチング素子１０２ｃ及び第２のスイッチング素子１０２ｄを駆動する。

以上のように構成された誘導加熱調理器の動作を説明する。全波整流器１０８ａは商用交流電源１２７を整流する。第１の平滑コンデンサ１０８ｂはインバータ回路１０２と誘導加熱コイル１０１を有する高周波インバータに電源を供給する。
第２のスイッチング素子１０２ｄがオンしている場合には、第２のスイッチング素子１０２ｄ（若しくは第２のダイオード１０２ｆ）と、誘導加熱コイル１０１と、共振コンデンサ１０２ｇとを含む閉回路に共振電流が流れると共に、チョークコイル１０２ａにエネルギが蓄えられる。蓄えられたエネルギは第２のスイッチング素子１０２ｄがオフすると、第１のダイオード１０２ｅを介して第２の平滑コンデンサ１０２ｂに放出される。

第２のスイッチング素子１０２ｄがオフした後、第１のスイッチング素子１０２ｃがオンし、第１のスイッチング素子１０２ｃ及び第１のダイオード１０２ｅに電流が流れる。第１のスイッチング素子１０２ｃ（若しくは第１のダイオード１０２ｅ）と、誘導加熱コイル１０１と、共振コンデンサ１０２ｇと、第２の平滑コンデンサ１０２ｂとを含む閉回路に共振電流が流れる。

第１のスイッチング素子１０２ｃ及び第２のスイッチング素子１０２ｄの駆動周波数は約２０ｋＨｚ近傍で可変される。磁性体の被加熱体（典型的には鉄製の調理容器）を加熱する場合、誘導加熱コイル１０１には約２０ｋＨｚの高周波電流が流れる。第１のスイッチング素子１０２ｃ及び第２のスイッチング素子１０２ｄの駆動時間比率はそれぞれ約１／２近傍で可変される。誘導加熱コイル１０１と共振コンデンサ１０２ｇのインピーダンスは、指定の材質（例えばアルミニウム等の高導電率の非磁性体）で標準的な大きさ（例えば直径が誘導加熱コイルの直径以上）の被加熱体（調理鍋）１１０がトッププレートの指定の場所（例えば加熱部分として示されている場所）に載置された場合、その共振周波数が駆動周波数の約３倍になるように設定されている。従ってこの場合共振周波数は約６０ｋＨｚになるよう設定される。

被加熱体１１０がアルミ製であれば誘導加熱コイル１０１には通常より高い周波数である約６０ｋＨｚの高周波電流が流れるので、調理鍋１１０を効率良く加熱できる。本実施の形態の高周波インバータは、第１のダイオード１０２ｅ、第２のダイオード１０２ｆに流れる回生電流が第１の平滑コンデンサ１０８ｂに流れず、第２の平滑コンデンサ１０２ｂに供給されるので加熱効率が高い。
第２の平滑コンデンサ１０２ｂにより、誘導加熱コイル１０１に供給される高周波電流の包絡線（エンベロープ）が従来の誘導加熱装置より平滑化される。これにより、加熱時に鍋１１０などから振動音を発生する原因となる、誘導加熱コイル１０１に流れる電流ＩＬの商用周波数成分が低減される。

静電シールド体１１２は、誘導加熱コイル１０１と被加熱体１１０との間をシールドして、誘導加熱コイル１０１が誘起した漏洩電流が使用者の身体を流れることを防止する。
図２は実施の形態１の誘導加熱装置のトッププレート１１８に形成された静電シールド体１１８のパターンを示す図である。理解の容易のため、図２は絶縁層１１７を除いて、静電シールド体１１２のパターンを示す。静電シールド体１１２は、トッププレート１１８の上面に導電性のカーボン塗料を塗布して焼付けることにより、形成されている。静電シールド体１１２は、導電性の任意の材料で形成される。例えばトッププレート１１８の上面にアルミニウムを蒸着させても良い。静電シールド体１１２は、誘導加熱コイル１０１と略同程度の外径を有し、スリット２０１により分割され、誘導加熱コイル１０１と同軸で誘導加熱コイル１０１をほぼ覆う略円弧状の形状を有する。静電シールド体１１２は、誘導加熱コイル１０１の中心軸を中に含む閉ループがその上に存在しない形状を有する。静電シールド体１１２は、このパターンの両端に２個の接続部２０２を有する。接続部２０２には、それぞれ接続線１２２、１２３が接続されている。接続線１２２の他端は検知部１０３のグラウンドに接続される。接続線１２３の他端は検知部１０３の入力端子（抵抗１０３ｃの一端）に接続される。

検知部１０３は、静電シールド体１１２と制御基板１２６との導通状態を検知する。検知部１０３は、トランジスタ１０３ａ、抵抗１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄを有する。検知部１０３は、接続線１２２、１２３を通じて、静電シールド体１１２に直流電流（誘導加熱コイル１０１が発生する電圧と異なる電圧）を流して、その導通状態を検知する。
検知部１０３は、静電シールド体１１２を通じて低電位部（実施の形態ではグラウンド）に電流を流す。

通常、静電シールド体１１２と制御基板１２６との導通状態は良好である。この場合、＋５Ｖの直流電源電圧から、抵抗１０３ｂ及びトランジスタ１０３ａ、抵抗１０３ｃ、接続線１２３、静電シールド体１１２、接続線１２３を通じてグラウンド線に直流電流が流れる。ＰＮＰトランジスタ１０３ａのベース電流が流れることにより、トランジスタ１０３ａは導通する。トランジスタ１０３ａのエミッタ及びコレクタ間に電流が流れることにより、トランジスタ１０３ａのコレクタ電位（抵抗１０３ｄの両端電圧）はほぼ＋５Ｖになる。

例えば接続線１２２の一端の接続が外れたならば（静電シールド体１１２と制御基板１２６との導通状態が悪化したならば）、＋５Ｖの直流電源電圧から、抵抗１０３ｂ及びトランジスタ１０３ａ、抵抗１０３ｃ、接続線１２３、静電シールド体１１２、接続線１２３を通じてグラウンド線に直流電流が流れなくなる。ＰＮＰトランジスタ１０３ａのベース電流が流れなくなることにより、トランジスタ１０３ａは遮断する。トランジスタ１０３ａのエミッタ及びコレクタ間に電流が流れなくなることにより、トランジスタ１０３ａのコレクタ電位（抵抗１０３ｄの両端電圧）は０Ｖになる。

制御部１０４（マイクロコンピュータ１０５）は、トランジスタ１０３ａのコレクタ電位を入力する。制御部１０４は、静電シールド体１１２と制御基板１２６との導通状態が悪化した場合に、誘導加熱コイル１０１を停止させ、ＬＥＤ駆動回路１０６を通じて赤色の警告ＬＥＤ１１６を点灯し、圧電ブザー駆動回路１０７を通じて圧電ブザー１１５を鳴らす。使用者は、静電シールド体１１２が異常であることを容易に認識することができる。
警告ＬＥＤ１１６に代えて、液晶ディスプレイを使用しても良い。圧電ブザー１１５に代えて、音声ガイダンス用のスピーカを使用しても良い。

図４は、実施の形態１の誘導加熱装置の制御方法を示すフローチャートである。図４は、ステップ４０１〜４０９を有する。最初に、制御部１０４は、静電シールド体１１２の導通状態が良好か否か（トランジスタ１０３ａのコレクタ電位が＋５Ｖか又は０Ｖか）をチェックする（ステップ４０１）。導通状態が良好であればステップ４０２に進み、導通状態が悪ければステップ４０７に進む。
ステップ４０２において、制御部１０４は、誘導加熱コイル１０１をＯＮする指令が出されているか否かをチェックする。誘導加熱コイル１０１をＯＮする指令が出されていればステップ４０４に進む。誘導加熱コイル１０１をＯＮする指令が出されていなければステップ４０３に進み、インバータ回路１０２を制御して誘導加熱コイル１０１を停止させる。ステップ４０５に進む。

ステップ４０４において（誘導加熱コイルをＯＮする指令が出されている。）、制御部１０４は、インバータ回路１０２を制御して、指令通りの電力を誘導加熱コイル１０１に印加する。ステップ４０５において、警告ＬＥＤ１１６を消灯する。次ぎに、警告ブザー（圧電ブザー）１１５をＯＦＦ状態にする（ステップ４０６）。ステップ４０１に戻って上記の処理を繰り返す。
ステップ４０７において（導通状態が悪い。）、制御部１０４は、インバータ回路１０２を制御して誘導加熱コイル１０１を停止させる。次ぎに、ステップ４０８において、警告ＬＥＤ１１６を点灯する。次ぎに、警告ブザー（圧電ブザー）１１５をＯＮ状態にする（ステップ４０９）。ステップ４０１に戻って上記の処理を繰り返す。

実施の形態１において、静電シールド体１１２と誘導加熱コイル１０１との間の浮遊容量（等価容量）１５１４が大きければ、誘導加熱コイル１０１が通電されている時、検知部１０３の入力電圧には大きなノイズが乗り、検知部１０３は静電シールド体１１２の導通状態を正しく検知できない場合がある。このような場合、誘導加熱コイル１０１が通電されていない時にのみ、検知部１０３は静電シールド体１１２の導通状態を検知する。即ち、誘導加熱コイル１０１をＯＦＦからＯＮに変化させる指令を入力した時に静電シールド体１１２の導通状態が悪ければ、制御部１０４は誘導加熱コイル１０１を導通させない。これにより、検知部１０３は静電シールド体１１２の導通状態を正しく検知できる。一旦誘導加熱コイル１０１が動作状態（通電状態）になった後は、検知部１０３は静電シールド体１１２の導通状態をチェックしない。

インバータ回路１０２（駆動部）を駆動して誘導加熱コイル１０１に高周波電流を流すと、発生する高周波磁界により鍋等の被加熱体１１０に渦電流が生じる。被加熱体１１０が発熱し、これにより調理が行われる。被加熱体１１０が鉄などの高透磁率の鍋であれば、比較的低周波数で低電圧を誘導加熱コイル１０１に印加することにより被加熱体１１０を加熱することができる。しかし、アルミニウムや銅等の低透磁率の鍋を加熱するためには、高い周波数で高い電圧を誘導加熱コイル１０１に印加する必要がある。そのため、例えば誘導加熱コイル１０１の巻き数を多くしなければならない。

図１において、誘導加熱コイル１０１は、１２ターン程度の単層コイルとして記載されている。誘導加熱コイル１０１は複層であっても良く、例えば総巻数が約３０〜６０ターン程度の複層であっても良い。このような巻数の誘導加熱コイル１０１の両端電圧は、１ｋＶを超えるような高電圧になる。従来例１の誘導加熱装置においては、使用者が被加熱体１１０に触れると、誘導加熱コイル１０１と被加熱体１１０との間の等価容量１４１１により被加熱体１１０を通じて人体に漏洩電流が流れる恐れがある。そこで本実施の形態では、静電シールド体１１２を設け、これを低電位部に接続することにより、被加熱体１１０の電位を下げ、漏洩電流が誘起されないようにしている。

静電シールド体１１２の上部に絶縁層１１７を設けている。これは、静電シールド体１１２に誘起された漏洩電流が被加熱体１１０に漏洩するのを防ぐとともに、被加熱体１１０の移動などにより静電シールド体１１２が損傷するのを防いでいる。

本実施の形態は静電シールド体１１２の通電状態を検知することを特徴としている。この検知部１０３は静電シールド体１１２の通電状態を検知することにより、静電シールド体１１２が正常な状態か否かを検知する。例えば、静電シールド体１１２または接続線１２２、１２３が冷熱サイクルなどの熱的な刺激、又は腐食などの経年的な劣化に起因して、電流が流れ難くなること又は断線により流れなくなること等の異常状態が発生した場合、これを検知し制御部１０４（駆動部の一部）に伝達する。制御部１０４はインバータ回路１０２（駆動部の他の一部）の出力を低減し又は停止させる。このようにして静電シールド体１１２の異常により、電流漏洩防止機能が失われた場合にも、漏洩電流が被加熱体１１０を通じて人に漏洩電流が流れるのを防止し、安全を確保できる。

断線などのように異常状態が明確である場合は、通電状態が良好であるか否かの判断は容易である。熱刺激や経年的な劣化などのように通電状態が徐々に悪化する場合がある。この場合は、好ましくは予め実験などにより、通電状態と被加熱体１１０への漏洩電流との関係を求め、通電状態が安全を保証できる基準値を定める。基準値以下になったときインバータ回路１０２の出力低減もしくは出力停止を行う。

静電シールド体１１２のパターンの大きさを誘導加熱コイル１０１と略同程度とし、形状をスリット２０１で分割された略円弧状としている。このパターンの両端の接続部２０２にそれぞれリード線１２２、１２３を接続している。これにより、略円形状の誘導加熱コイル１０１に対して満遍なく静電シールドを施すことができるとともに誘導加熱コイル１０１から発生する電界に対しても安定したシールド効果を生むことができる。検知部１０３が接続部２０２間の通電状態を検知するので、静電シールド体自体が損傷等で断線しても的確に異常状態を検出できる。

検知部１０３は、本体の電源スイッチ（図示せず）を入れると、誘導加熱コイル１０１に通電していない状態においても常時静電シールド体１１２に電流を流して、その導通状態の検知を行っている。誘導加熱コイル１０１に通電していない状態において検知部１７が異常状態を検知した場合は、使用者が加熱を操作する前にインバータ回路１０２の出力を停止することができ、より高い安全性を維持できる。誘導加熱コイル１０１からの漏洩電流があっても検知部１０３が静電シールド体１１２の導通状態を検知できる場合は、検知部１０３は誘導加熱コイル１０１に通電中も動作する。

以上述べたように、本実施の形態では静電シールド体を設け、かつ、静電シールド体の導通状態（通電状態）を常に（誘導加熱コイルの停止時にも）チェックし、導通状態が基準値以下になると、制御部はインバータ回路を制御して、その出力を低減し又は停止させる。これにより漏洩電流が被加熱体を通して人体に流れることがなく安全である。

実施の形態１の誘導加熱装置は、静電シールド体１１２の導通が悪化したことを表示する表示部（警告ＬＥＤ１１６）と、そのことを報知する報知部（圧電ブザー（警告ブザー）１１５）とを有した。表示部及び報知部のいずれか一方のみを有していても良い。

誘導加熱装置は、螺旋状に巻かれた誘導加熱コイル１０１の外終端の電位が内周端の電位より低い構成を有する。底面が大きな被加熱体１１０（例えば大きな直径を有する鍋）を加熱する場合、シールド体１１２の外周側を経由し、誘導加熱コイル１０１と被加熱体１１０とを接続する浮遊容量（等価容量）が発生する。本構成においては、誘導加熱コイル１０１の外終端の電位が低いので、誘導加熱コイル１０１と被加熱体１１０とを接続する浮遊容量（等価容量）に印加される電圧は非常に低い。誘導加熱コイル１０１から被加熱体１１０を通じて使用者に漏洩電流がほとんど流れない。

《参考の形態１》
図５及び６を用いて本発明の参考の形態１の誘導加熱装置を説明する。参考の形態１の誘導加熱装置の概略的な構成は実施の形態１（図１）と同一である。図５は参考の形態１の誘導加熱装置の回路構成を示す図である。参考の形態１の誘導加熱装置は、鉄のような高透磁率の（磁性体の）被加熱体（又は１８−８ステンレスのような低透磁率で高抵抗の被加熱体）と、アルミニウム又は銅のような低透磁率で（非磁性体で）低抵抗の被加熱体とを加熱できる。参考の形態１の誘導加熱装置は、検知部５０３の回路構成、及び静電シールド体１１２の導通状態の検知に関する制御方法において、実施の形態１と異なる。誘導加熱コイル１０１の一端が、インバータ回路１０２のグラウンド線と直接接続されている（共振コンデンサ１０２ｇが、スイッチング素子１０２ｃのエミッタ及びスイッチング素子１０２ｄのコレクタと、誘導加熱コイル１０１との間に配置されている。）。それ以外の点において、参考の形態１は実施の形態１と同一である。本参考の形態の基本構成は実施の形態１と同じなので異なる点を中心に説明する。また、実施の形態１と同じ機能には同じ符号を付しその説明は省略する。

検知部５０３は、比較器５０３ａ、５０３ｂ、抵抗５０３ｃ、５０３ｄ、５０３ｅ、５０３ｆ、５０３ｇ、５０３ｈ、５０３ｊ、５０３ｋ、５０３ｎ、トランジスタ５０３ｉ、５０３ｍを有する。トランジスタ５０３ｉ、５０３ｍ、抵抗５０３ｊ、５０３ｋ、５０３ｎは、検知部５０３に電源を供給する電源スイッチ回路を構成する。制御部１０４は、この電源スイッチ回路をＯＮ／ＯＦＦ制御する（抵抗５０３ｎを通じてトランジスタ５０３のベースに＋５Ｖを入力して電源スイッチ回路をＯＮし、０Ｖを入力して電源スイッチ回路をＯＦＦする。制御部１０４は、時間Ｔ０（例えばＴ０＝１０秒）毎に１回、電源スイッチ回路をＯＮする。電源スイッチ回路がＯＦＦ状態である時、検知部５０３はほとんど電力を消費しない。検知部５０３は、電源スイッチ回路がＯＮになった時だけ、静電シールド体１１２の導通状態を検知する。

電源スイッチ回路をＯＮにした時の検知部５０３の動作を説明する。直流電圧＋５Ｖ（誘導加熱コイル１０１が発生する電圧と別個の電源電圧）が、抵抗５０３ｆ及び５０３ｅを通じて静電シールド体１１２に印加される。静電シールド体１１２に直流電流が流れる。抵抗５０３ｆと５０３ｅとの接続点の電位が、比較器５０３ａの非反転入力端子及び比較器５０３ｂの反転入力端子に入力される。比較器５０３ａの反転入力端子に第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力され、比較器５０３ｂの非反転入力端子に第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力される。参考の形態１において、第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１＜第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２である。制御部１０４は、比較器５０３ａ、５０３ｂの出力信号を入力する。

誘導加熱コイル１０１が停止している時、制御部１０４は、比較器５０３ｂの出力信号を入力してチェックし、比較器５０３ａの出力信号をチェックしない。導通状態が良好な静電シールド体１１２のインピーダンスは低く、比較器５０３ｂの反転入力端子の電位は閾値（第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２）より低い。導通状態が悪化した静電シールド体１１２のインピーダンスは高くなり、比較器５０３ｂの反転入力端子の電位は閾値（第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２）より高くなる。誘導加熱コイル１０１が停止している時、制御部１０４は、比較器５０３ｂの出力信号がハイレベル（＋５Ｖ）であれば、静電シールド体１１２の通電状態は良好であると判断し、誘導加熱コイル１０１の通電を許可する。制御部１０４は、比較器５０３ｂの出力信号がロウレベル（０Ｖ）であれば、静電シールド体１１２の通電状態は悪化していると判断し、誘導加熱コイル１０１を停止状態に保つ（通電を許可しない）。

誘導加熱コイル１０１が動作している時（通電時）、制御部１０４は、比較器５０３ａの出力信号を入力してチェックし、比較器５０３ｂの出力信号をチェックしない。通電状態において、誘導加熱コイル１０１から漏洩電流（動作周波数成分）が大きなノイズとして静電シールド体１１２に流れる。参考の形態１において、誘導加熱コイル１０１が動作すると、その漏洩電流（動作周波数成分）の大きなノイズに起因して、比較器５０３ｂは静電シールド体１１２の通電状態が良好である場合にもロウレベルを出力する。それ故に、誘導加熱コイル１０１の動作時には比較器５０３ｂの出力信号は、静電シールド体１１２の通電状態を判定するためのデータとして役立たない。

通電時には、制御部１０４は、比較器５０３ａの出力信号を利用する。静電シールド体１１２の通電状態が良好である場合には、誘導加熱コイル１０１から大きな漏洩電流がノイズとして静電シールド体に流れる。それ故、比較器５０３ａの非反転入力端子の電位は閾値（第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１）より高くなる。例えば静電シールド体１１２が破損した場合には、誘導加熱コイル１０１から静電シールド体に流れる漏洩電流（ノイズ）が小さくなる。それ故、比較器５０３ａの非反転入力端子の電位は閾値（第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１）より低くなる。比較器５０３ａは、静電シールド体１１２の通電状態が良好である場合、ハイレベルを出力する。誘導加熱コイル１０１が動作している時（通電時）、制御部１０４は、比較器５０３ａの出力信号がハイレベル（＋５Ｖ）であれば、静電シールド体１１２の通電状態は良好であると判断し、誘導加熱コイル１０１の通電を継続する。制御部１０４は、比較器５０３ａの出力信号がロウレベル（０Ｖ）であれば、静電シールド体１１２の通電状態は悪化していると判断し、誘導加熱コイル１０１を停止させる。大きな面積を有する静電シールド体１１２に流れる漏洩電流は大きくレベルが安定しない（ノイズのようなものである。）。このような場合、漏洩電流に基づく検出電圧を誘導加熱コイルの出力レベルに比例した基準電圧と比較するよりも（例えば特開昭６２−２７８７８５）、一定の閾値と比較した方が、検知部５０３は安定に動作する。
上記の構成により、誘導加熱コイルが停止中も動作中も、それぞれ適切な方法により静電シールド体の導通状態を検知し、誘導加熱コイルを適切に制御できる。安全な誘導加熱装置を実現できる。

マイクロコンピュータ１０５は、ソフトウエア処理により制御部１０４の機能を実行する。ソフトウエア処理においては、信号を入力してからその処理結果を出力するまで、最大で処理サイクル期間の遅延が発生する。誘導加熱コイル１０１に通電している時に例えばトッププレートが割れたならば（この場合、静電シールド体１１２の通電状態が悪化する。）、できるだけ早く誘導加熱コイル１０１を停止させることが好ましい。参考の形態１において、誘導加熱コイル１０１に通電している時、マイクロコンピュータ１０５は比較器５０３ａの出力信号（誘導加熱コイル１０１の動作時の検知出力）を外部割込端子に入力する。比較器５０３ａの出力信号がハイレベルからロウレベルに変化するとマイクロコンピュータ１０５は直ちに割込処理を実行し、誘導加熱コイル１０１を停止させる。これにより、高い安全性を実現している。マイクロコンピュータ１０５は、比較器５０３ｂの出力信号（誘導加熱コイル１０１の停止時の検知出力）を通常の入力端子に入力し、処理サイクル期間毎に処理している。

図６は、参考の形態１の誘導加熱装置の制御方法を示すフローチャートである。図６は、ステップ６０１〜６１６を有する。最初に、時間ｔ＝Ｔ０（参考の形態１においてＴ０＝１０秒）とする（ステップ６０１）。次に、制御部１０４は、静電シールド体１１２の導通状態が良好か否か（誘導加熱コイル１０１が停止状態においては比較器５０３ｂの出力が＋５Ｖか又は０Ｖか、誘導加熱コイル１０１が動作状態においては比較器５０３ａの出力が＋５Ｖか又は０Ｖか）をチェックする（ステップ６０２）。ステップ６０２においてのみ、検知部５０３は電力を消費する。導通状態が良好であればステップ６０６に進み、シールドフラグを０にする。導通状態が悪ければステップ６０３に進み、シールドフラグを１にする。ステップ６０７に進む。

ステップ６０７において、制御部１０４は、誘導加熱コイル１０１のＯＮ指令を入力しているか否かをチェックする。誘導加熱コイル１０１のＯＮ指令を入力していなければ（ＯＦＦ指令を入力していれば）、誘導加熱コイル１０１を停止する（ステップ６１３）。ステップ６１０に進む。誘導加熱コイル１０１のＯＮ指令を入力していれば（ステップ６０７）、シールドフラグが１か否かをチェックする（ステップ６０８）。シールドフラグが１であれば（導通状態が悪ければ）、誘導加熱コイル１０１に印加する電圧を所定のレベル以下に下げる（ステップ６１４）。参考の形態１においては、誘導加熱コイル１０１を停止させている。誘導加熱コイル１０１に小さな電力を印加しても良い。シールドフラグが０であれば（導通状態が良ければ）、制御部１０４はインバータ回路１０２が誘導加熱コイル１０１に指令通りの電力を印加するように制御する（ステップ６０９）。ステップ６１０に進む。

ステップ６１０において、シールドフラグが１か否かをチェックする。シールドフラグが１であれば（導通状態が悪ければ）、警告ＬＥＤ１１６を点灯し（ステップ６１５）、警告ブザー１１５をＯＮする（ステップ６１６）。ステップ６０４に進む。シールドフラグが０であれば（導通状態が良ければ）、警告ＬＥＤ１１６を消灯し（ステップ６１１）、警告ブザー１１５をＯＦＦする（ステップ６１２）。ステップ６０４に進む。

ステップ６０４において、ｔ＝０か否かをチェックする（実際には、ステップ６０４、６０５は所定の時間毎に実行される。）。ｔ＝０であればステップ６０１に進み、上記の処理を繰り返す。ｔが０でなければ、ｔの値をデクリメントする（ステップ６０５）。ステップ６０７に進み、上記の処理を繰り返す。

検知部５０３が静電シールド体１１２の導通状態を所定時間毎にチェックするようにして、チェック時以外の時には検知部５０３への電力供給を止めることにより、誘導加熱装置の平均消費電力を低減することができる。
検知部は、負荷検知に応じて静電シールド体の導通状態を、リアルタイムで検知することと、間欠的に検知することを切り換えても良い。これによりノイズの影響を受けにくくなり、安定して正確な検知結果を出力できる。
誘電加熱コイル１０１が通電されている時は、検知部５０３は静電シールド体１１２の導通状態を素早く検知することが好ましい場合がある。誘電加熱コイル１０１が通電されている時は、検知部５０３はリアルタイムで（例えば割込処理により）静電シールド体１１２の導通状態をチェックし、誘電加熱コイル１０１が通電されていない時は、検知部５０３は所定時間毎に静電シールド体１１２の導通状態をチェックしても良い。
参考の形態１において、検知部５０３は、誘導加熱コイル１０１に通電中及び停止中の所定時間Ｔ０毎に、静電シールド体１１２の導通状態を検知した。検知部５０３は、誘導加熱コイル１０１をＯＦＦからＯＮにする時、及び誘導加熱コイル１０１に通電中の所定時間Ｔ０毎に、静電シールド体１１２の導通状態を検知しても良い。

比較器５０３ｂが、静電シールド体１１２のインピーダンスが所定の閾値以下であるか否かを判定し、制御部１０４が、静電シールド体１１２のインピーダンスが所定の閾値より大きい場合に、誘導加熱コイル１０１の出力を低減し又は停止しても良い。
比較器５０３ｂが、静電シールド体１１２の両端電圧が所定の閾値以下であるか否かを判定し、制御部１０４が、静電シールド体１１２の両端電圧が所定の閾値より大きい場合に、誘導加熱コイル１０１の出力を低減し又は停止させても良い。
比較器５０３ｂが、静電シールド体１１２を流れる電流が所定の閾値以上であるか否かを判定し、制御部１０４が、静電シールド体１１２を流れる電流が所定の閾値より小さい場合に、誘導加熱コイル１０１の出力を低減し又は停止させても良い。

本参考の形態においては、誘導加熱コイル１０１の一端が、インバータ回路１０２のグラウンド線と直接接続されている。誘導加熱コイル１０１のグラウンド線と直接接続されている側から被加熱体１１０を通じて使用者に漏洩電流が流れない。誘導加熱コイル１０１の他端側から被加熱体１１０に漏洩電流が流れないようにシールドをすれば良い。本構成においては、誘導加熱コイル１０１と被加熱体１１０とのシールドが容易であり、より高いシールド効果が得られる。

《参考の形態２》
図７を用いて本発明の参考の形態２の誘導加熱装置を説明する。参考の形態２の誘導加熱装置の概略的な構成（図１）及び回路構成（図３）はは実施の形態１と同一である。参考の形態２の誘導加熱装置は、鉄のような高透磁率の（磁性体の）被加熱体（又は１８−８ステンレスのような低透磁率で高抵抗の被加熱体）と、アルミニウム又は銅のような低透磁率で（非磁性体で）低抵抗の被加熱体とを加熱できる。参考の形態２の誘導加熱装置は、静電シールド体１１２の導通状態の検知に関する制御方法においてのみ、実施の形態１と異なる。それ以外の点において、参考の形態２は実施の形態１と同一である。本参考の形態の基本構成は実施の形態１と同じなので異なる点を中心に説明する。また、実施の形態１と同じ機能には同じ符号を付しその説明は省略する。

図７は、参考の形態２の誘導加熱装置の制御方法を示すフローチャートである。図７は、ステップ７０１〜７０９を有する。最初に、制御部１０４は、静電シールド体１１２の導通状態が良好か否か（トランジスタ１０３ａのコレクタ電位が＋５Ｖか又は０Ｖか）をチェックする（ステップ７０１）。導通状態が良好であれば警告ＬＥＤ１１６を消灯し（ステップ７０３）、導通状態が悪ければ警告ＬＥＤ１１６を点灯する（ステップ７０２）。ステップ７０４に進む。

ステップ７０４において、制御部１０４は、誘導加熱コイル１０１をＯＮする指令が出されているか否かをチェックする。誘導加熱コイル１０１をＯＮする指令が出されていればステップ７０５に進む。誘導加熱コイル１０１をＯＮする指令が出されていなければステップ７０８に進む。
ステップ７０８において、誘導加熱コイル１０１を停止させる。ステップ７０１に戻り、上記の処理を繰り返す。

ステップ７０５において、制御部１０４は、誘導加熱コイル１０１の負荷（被加熱体１１０）が磁性体（又は低透磁率で高抵抗の被加熱体）か否かをチェックする。負荷（被加熱体１１０）が磁性体（又は低透磁率で高抵抗の被加熱体）であれば、ステップ７０９に進み、負荷（被加熱体１１０）が磁性体（又は低透磁率で高抵抗の被加熱体）でなければ（低透磁率で（非磁性体で）低抵抗の被加熱体であれば）、ステップ７０６に進む。

ステップ７０６において、制御部１０４は、検知部１０３の出力に基づいて、静電シールド体１１２の導通が良好であるか否かをチェックする。静電シールド体１１２の導通が良好であれば、ステップ７０９に進み、指令通りの電力を誘導加熱コイル１０１に印加する。ステップ７０１に戻り、上記の処理を繰り返す。
ステップ７０６において、静電シールド体１１２の導通が悪化していれば、ステップ７０７に進み、誘導加熱コイル１０１を停止させ、又はその印加電力を下げる。ステップ７０１に戻り、上記の処理を繰り返す。

被加熱体が非磁性体で低抵抗である場合に、誘導加熱コイル１０１から被加熱体１１０を通じて使用者に漏洩電流が流れることが特に問題となる。本構成においては、被加熱体１１０が非磁性体で低抵抗であって、静電シールド体１１２の導通が悪化した場合にのみ、例えば誘導加熱コイル１０１の出力を低減し又は停止させる。静電シールド体１１２が良好な導通状態を有する場合に検知部１０３が誤検知をして使用者に迷惑をかけることが、発生しにくい。適切に安全機能を動作させる誘導加熱装置を実現する。

参考の形態２においては、警告ＬＥＤ１１６及び警告ブザー１１５の動作は実施の形態１と同一であった。これに代えて、静電シールド体１１２の導通状態が悪化し且つ被加熱体１１０が非磁性体で低抵抗である場合のみ、誘導加熱装置を使用できないことを、警告ＬＥＤ１１６を点灯して表示し、及び／又は警告ブザー１１５をＯＮして報知しても良い。被加熱体が非磁性体で低抵抗である場合のみ誘導加熱装置を使用できないことを使用者に的確に知らせることができる。使用者は、誘導加熱装置を適切に使用し、修理できる。

《参考の形態３》
図８を用いて本発明の参考の形態３の誘導加熱装置を説明する。参考の形態３の誘導加熱装置は、静電シールド体１１２の取り付け方法においてのみ、実施の形態１と異なる。それ以外の点において、参考の形態３は実施の形態１と同一である。本参考の形態の基本構成は実施の形態１と同じなので異なる点を中心に説明する。また、実施の形態１と同じ機能には同じ符号を付しその説明は省略する。
図８は、参考の形態３の誘導加熱装置の要部断面図（静電シールド体１１２の取り付け場所近傍のみを示す。）である。図８において、静電シールド体１１２はトッププレート１１８の下面に設けられている。静電シールド体１１２と誘導加熱コイル１０１との間の空間が十分にあれば、静電シールド体１１２を覆う絶縁層１１７を必ずしも設ける必要はない。
シールド体を被加熱体の近くに安定に設けることができ、誘導加熱コイルと被加熱体との間を確実にシールドできる。
静電シールド体１１２を、トッププレート１１８の上面及び下面に設けても良い。

《参考の形態４》
図９を用いて本発明の参考の形態４の誘導加熱装置を説明する。参考の形態４の誘導加熱装置は、トッププレート１１８に代えて、合わせガラスで形成されたトッププレート９１８を有し、静電シールド体１１２の取り付け方法が実施の形態１と異なる。それ以外の点において、参考の形態４は実施の形態１と同一である。本参考の形態の基本構成は実施の形態１と同じなので異なる点を中心に説明する。また、実施の形態１と同じ機能には同じ符号を付しその説明は省略する。
図９は、参考の形態４の誘導加熱装置の要部断面図（静電シールド体１１２の取り付け場所近傍のみを示す。）である。図９において、静電シールド体１１２は、合わせガラスのトッププレート９１８のガラスとガラスとの間に設けられている。静電シールド体１１２は合わせガラスによって確実に保持される。静電シールド体１１２の厚みは非常に薄い故、２枚のガラスの間に実質的に隙間は出来ない。シールド体を被加熱体の近くに安定に設けることができる。シールド体は、絶縁層を設けることなく、被加熱体及び誘導加熱コイルから確実に絶縁される。

《実施の形態２》
図１０を用いて本発明の実施の形態２の誘導加熱装置を説明する。実施の形態２の誘導加熱装置は、誘導加熱コイル１０１と被加熱体１１０との間に固定板１００１を有し、固定板１００１の上面に静電シールド体１１２を設けている。これ以外の点において、実施の形態２は実施の形態１と同一である。本実施の形態の基本構成は実施の形態１と同じなので異なる点を中心に説明する。また、実施の形態１と同じ機能には同じ符号を付しその説明は省略する。
図１０は、実施の形態２の誘導加熱装置の要部断面図（固定板１００１及び静電シールド体１１２の取り付け場所近傍のみを示す。）である。図１０において、固定板１００１は耐熱耐絶縁性のガラス、磁器、マイカ又は耐熱樹脂等からなり、上面に静電シールド体１１２を設けている。固定板１００１は誘導加熱コイル１０１に載置している。固定板１００１は耐熱耐絶縁性の材料で作製されているので、長期間の使用により熱で劣化する恐れはない。

固定板１００１とトッププレート１１８との間に空間が設けられている。冷却ファン１００２によって発生した風が、直接又はエアガイドによって案内されて、この空間を通り抜ける。これにより、誘導加熱コイル１０１を冷却することができる。
上面に静電シールド体１１２を設けた標準の固定板１００１を作り、誘導加熱装置の各機種毎に、それぞれ任意の適切な位置に標準の固定板を自在に設けることができる。機種毎に固定板の取り付け位置を決めれば良く、製品設計の標準化を図ることができる。開発の労力及び期間を削減できる。

《実施の形態３》
図１１を用いて本発明の実施の形態３の誘導加熱装置を説明する。実施の形態３の誘導加熱装置は、固定板１００１と誘導加熱コイル１０１との間に空間が設けられている。それ以外の点において、実施の形態３は実施の形態２と同一である。
図１１は、実施の形態３の誘導加熱装置の要部断面図（固定板１００１及び静電シールド体１１２の取り付け場所近傍のみを示す。）である。図１１において、固定板１００１と誘導加熱コイル１０１との間に空間が設けられている故、実施の形態２と比較して、固定板１００１は絶縁性能が低くても良い。固定板１００１を安価な絶縁材料で形成できる。

実施の形態２と比較して、実施の形態３の誘導加熱コイル１０１の表面の放熱性は高い。冷却ファン１００２によって発生した風が、直接又はエアガイドによって案内されて、固定板１００１と誘導加熱コイル１０１との間に空間を通り抜ける。これにより、更に誘導加熱コイル１０１を冷却できる。

《実施の形態４》
図１２を用いて本発明の実施の形態４の誘導加熱装置を説明する。実施の形態４の誘導加熱装置は、固定板１００１に代えて固定板１２０１を有することと、静電シールド体１１２の取り付け方法とが実施の形態３と異なる。それ以外の点において、実施の形態４は実施の形態３と同一である。
図１２は、実施の形態４の誘導加熱装置の要部断面図（固定板１２０１及び静電シールド体１１２の取り付け場所近傍のみを示す。）である。図１２において、固定板１２０１は、２枚の耐熱耐絶縁性のガラス、磁器、マイカ又は耐熱樹脂等からなる薄板を貼り合わせて形成されている。２枚の薄板の間に静電シールド体１１２を設けている。

《実施の形態５》
図１３を用いて本発明の実施の形態５の誘導加熱装置を説明する。実施の形態５の誘導加熱装置は、固定板１００１の下面に静電シールド体１１２と、静電シールド体１１２を覆う絶縁層１１７とを有する。これ以外の点において、実施の形態５は実施の形態３と同一である。実施の形態５においては絶縁層１１７を設けているが、固定板１００１と誘導加熱コイル１０１との空間距離が十分取れる場合は、静電シールド体１１２を覆う絶縁層１１７を削除しても良い。

上記の実施の形態では被加熱体をトッププレートの上に載置する誘導加熱装置について説明した。これに限定されるものではなく、例えば被加熱体を空中に保持する誘導加熱装置、誘導加熱コイルの上に合成樹脂、磁器またはガラス等の絶縁性の耐熱材料からなる五徳またはカバーなどを設けその上に被加熱体を載置する誘導加熱装置、又は絶縁性の耐熱材料に孔を設け、その孔に被加熱体をはめ込むようにした誘導加熱装置にも、本発明を適用可能である。これらの構成の誘導加熱装置においては、誘導加熱コイルと被加熱体との距離を短くし、加熱効率を高めることができる。

本実施の形態の静電シールド体１１２のパターンは、大きさを誘導加熱コイル１０１と略同程度とし、形状をスリット２０１で分割された略円弧状とした。このような形状が好ましいが、これに限定されるものではなく、静電シールド体、誘導加熱コイル１０１の高電圧部を覆う大きさを有する任意の形状であっても良い。例えばその形状は矩形又はドーナツ状でも良い。

本実施の形態の静電シールド体１１２は、パターン両端にそれぞれ接続部２０２を有する。それぞれの接続部２０２は、リード線１２２、１２３を介して検知部１０３と接続されている。２点以上の接続部を設け、検知部から接続部間に通電し、静電シールド体の導通状態を検知する構成であれば、他の任意の構成をとっても良い。２点以上の接続部を設けることにより、検知部が静電シールド体の導通状態を検知することが容易であるばかりでなく、１本の線の導通が悪くなった場合にも、静電シールド体はシールド効果を奏することが出来る。

静電シールド体と低電位部とを、実施の形態のように接続線で（直流成分及び交流成分が流れるように）接続しても良く、コンデンサで交流的に接続しても良い。静電シールド体と低電位部とをコンデンサで接続した場合には、検知部は、誘導加熱コイルを停止している時、例えば検知部が内蔵する発振回路が出力する交流電圧（誘導加熱コイルが発生する電圧と異なる電圧）を静電シールド体に印加し、静電シールド体の導通状態を検知する。
発明をある程度の詳細さをもって好適な形態について説明したが、この好適形態の現開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各要素の組合せや順序の変化は請求された発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、静電シールド体がその機能を十分に発揮していないときでも、感電する恐れのない安全性の高いものにすることができるので、誘導加熱調理器等の用途にも適用できる。

図１は、本発明の実施の形態１の誘導加熱装置の概略的な構成図 図２は、本発明の実施の形態１の誘導加熱装置の静電シールド体のパターンの一例を示す図 図３は、本発明の実施の形態１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図 図４は、本発明の実施の形態１の誘導加熱装置の制御方法を示すフローチャート 図５は、本発明の参考の形態１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図 図６は、本発明の参考の形態１の誘導加熱装置の制御方法を示すフローチャート 図７は、本発明の参考の形態２の誘導加熱装置の制御方法を示すフローチャート 図８は、本発明の参考の形態３の誘導加熱装置の要部断面図 図９は、本発明の参考の形態４の誘導加熱装置の要部断面図 図１０は、本発明の実施の形態２の誘導加熱装置の要部断面図 図１１は、本発明の実施の形態３の誘導加熱装置の要部断面図 図１２は、本発明の実施の形態４の誘導加熱装置の要部断面図 図１３は、本発明の実施の形態５の誘導加熱装置の要部断面図 図１４は、従来例１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図 図１５は、従来例２の誘導加熱装置の構成を示すブロック図 図１６は、従来例２の誘導加熱装置のトッププレートに形成された静電シールド体のパターンを示す図

符号の説明

１０１ 誘導加熱コイル
１０２ インバータ回路
１０３、５０３ 検知部
１０４ 制御部
１０５ マイクロコンピュータ
１０６ ＬＥＤ駆動回路
１０７ 圧電ブザー駆動回路
１０８ 設定表示部駆動回路
１０９ 操作部
１１０ 被加熱体
１１１ 駆動回路
１１２ 静電シールド体
１１３ 設定入力部
１１４ 設定表示部
１１５ 警告ブザー
１１６ 警告ＬＥＤ
１１７ 絶縁層
１１８、９１８ トッププレート
１１９、１２０、１２２、１２３ 接続線
１２１ プラグ
１２４ 誘導加熱コイル保持部材
１２５ 筐体
１２６ 制御基板
１２７ 商用交流電源
２０１ スリット
２０２ 接続部
１００１、１２０１ 固定板
１００２ 冷却ファン

Claims (1)

1. 筐体上部に配置され被加熱体を載置するトッププレートと、
   前記トッププレートの下方に設けられ高周波磁界を発生し前記被加熱体を加熱する誘導加熱コイルと、
   前記誘導加熱コイルを駆動するインバータ回路と、
   耐熱絶縁性の材料で作製されかつ前記誘導加熱コイルに載置された固定板と、
   前記固定板の上又は中に設けられるか、前記固定板の下に設けられかつ絶縁層で表面を覆われてなり、２点以上の接続部を有し前記接続部を通じて低電位部に電気的に接続された導電性のシールド体と、
   前記誘導加熱コイルが発生する電圧と異なる電圧を前記接続部間に印加し、前記シールド体の導通状態を検知する検知部と、
   前記検知部の検知結果に基づき前記導通状態が悪化したことを検知すると、前記誘導加熱コイルの出力が低減する又は停止するように前記インバータ回路を制御する制御部と、
   を備え、
   前記検知部は、前記シールド体に直流電流を流して、前記シールド体のインピーダンスが所定の閾値以下であるか否か、前記シールド体の所定の端子間の電圧が所定の閾値以下であるか否か、又は前記シールド体を流れる電流が所定の閾値以上であるか否か、を判定して、前記導通状態の悪化の程度を検知し、
   前記制御部は、前記シールド体のインピーダンスが所定の閾値より大きい、前記シールド体の所定の端子間の電圧が所定の閾値より高い、又は前記シールド体を流れる電流が所定の閾値より小さい場合に、前記誘導加熱コイルの出力を低減し又は停止させる誘導加熱装置。

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