JP4091177B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱コイル自体に作用する電磁反発力等に応じて高周波電力を制御する誘導加熱調理器に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
誘導加熱調理器においては、周知のように、調理容器を載せるトッププレートの下方部に加熱コイルを配設しており、この加熱コイルに高周波電力を供給することにより、トッププレート上に載せた調理容器に対し、電磁誘導により渦電流を発生させ、もって、調理容器にジュール熱を発生させるようにしている。このとき、加熱コイルの電流と調理容器の渦電流とは互いに逆方向に流れることから、調理容器と加熱コイルとの間には電磁反発力が発生する。この場合、調理容器がアルミニウム製であるとき、非磁性材であって固有抵抗が小さいことから、鉄製の場合に比して反発力が大きくなる。
【0003】
そして、アルミニウム製の調理容器の場合、重量自体が軽いことから、上記反発力によってトッププレートから浮き気味となったり移動したりする虞がある。特に調理容器がアルミニウム製のフライパンであって、なおかつ食品重量がきわめて軽いような状況では、上述の浮き現象あるいは移動現象がみられることがあった。このような浮き現象あるいは移動現象がみられる状況では、良好な誘導加熱作用が得られず、調理失敗を来すことがあった。そしてこの場合、調理容器の材質が検出できれば、使用者側で出力調整(高周波電力調整)することにより、あるいは自動的に出力調整することにより、これらの現象を防止することも可能となる。
【0004】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できるようにするところにある。
第2の目的は、調理容器の材質を自動的に検出できて、材質に応じた高周波電力の調整が可能となるようにするところにある。
第3の目的は、調理容器の浮きあるいは移動を自動的に検出でき、これにより、浮きや移動を起こさないような高周波電力の調整が可能となるようにするところにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の目的を達成するために、請求項1の発明は、
調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段により検出された反発力が一旦大きくなってから減少したときに前記高周波電力を減少させるように制御する電力制御手段と
を備えたところに特徴を有する。
【0006】
この請求項1の発明は次の点に着目してなされている。すなわち、加熱コイルと調理容器との間に作用する反発力が小さい場合には、調理容器の材質が鉄のような磁性体であると予測できる。また、反発力が大きいと、アルミニウムのような非磁性体であると予測できる。そして、このように反発力が大きい範囲内で変化があれば、調理容器が浮き沈みしたり移動したりしている状況であることが予測できる。つまり、調理容器が浮くと、瞬間的に反発力がなくなり調理容器が載置状態に戻る。そして再度反発力が大きくなる。このような変動をもって調理容器の浮き状態あるいは移動を検出することが可能となる。
【0007】
この構成においては、反発力検出手段により、加熱コイルと調理容器との間に作用する反発力が小さいか、あるいは、大きいか、もしくは変動するか等を検出できるものである。そして、上記構成では、電力制御手段が、この反発力検出手段により検出された反発力が一旦大きくなってから減少したときに前記高周波電力を減少させるように制御するから、調理容器の材質や浮き具合等に応じて高周波電力を調整できるようになり、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できるようになる。
【0008】
同じく第1の目的を達成するために、請求項2の発明は、
ばねにより支承され調理容器と対向する方向に変位可能で該加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルの変位を検出する変位検出手段と、
この変位検出手段により検出された変位が一旦大きくなってから減少したときに前記高周波電力を減少させるように制御する電力制御手段と
を備えたところに特徴を有する。
【0009】
この請求項2の発明は、次の点に着目してなされている。すなわち、加熱コイルを、調理容器と対向する方向に変位可能とした場合、加熱コイルと調理容器との間の反発力は、その調理容器の変位とほぼ等価である。従って、その変位が検出できれば、上記反発力に応じた制御が可能となる。つまり、加熱コイルと調理容器との間に作用する反発力が小さい場合には上記変位も小さく、調理容器の材質が鉄のような磁性体であると予測できる。また、反発力が大きいと変位も大きく、アルミニウムのような非磁性体であると予測できる。そして、このように変位が大きい範囲内で変化があれば、調理容器が浮き沈みしたり移動したりしている状況であることが予測できる。
【0010】
しかして、この構成においては、変位検出手段により加熱コイルの変位を検出し、電力制御手段により、この変位検出手段により検出された変位が一旦大きくなってから減少したときに前記高周波電力を減少させるように制御するから、調理容器の材質や浮き具合等に応じて高周波電力を調整できるようになり、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できるようになる。
【0014】
第1の目的を達成するために、請求項3の発明は、
調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段の検出結果の値と、前記加熱コイル及び調理容器が完全固定状態の時の高周波電力と相関関係を持つ最大反発力とを比較して、前記検出結果の値が、高周波電力に応じた前記最大反発力に対して小さいときには、高周波電力を、前記検出結果の値を前記相関関係の最大反発力の値に置き換えて求めた高周波電力の値に減少させるように制御する電力制御手段と
を備えたところに特徴を有する。
【0015】
この請求項3の発明は、次の点に着目してなされている。すなわち、調理容器が浮き気味となる状況において、この浮きを解消するには加熱コイルに供給する高周波電力を低減すれば良い。しかし、過度に低減すると誘導加熱作用が得られなくなる。適正な低減度は、加熱コイルと調理容器との間の反発力と、その時の高周波電力の値とにより予測可能である。
しかして、上記構成においては、電力制御手段は、この反発力検出手段の検出結果の値と、前記加熱コイル及び調理容器が完全固定状態の時の高周波電力と相関関係を持つ最大反発力とを比較して、前記検出結果の値が、高周波電力に応じた前記最大反発力に対して小さいときには、高周波電力を、前記検出結果の値を前記相関関係の最大反発力の値に置き換えて求めた高周波電力の値に減少させるように制御するから、高周波電力を適正な最終値に短時間で制御できる。
【0016】
第2の目的を達成するために請求項4の発明は、
調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段の検出結果に応じて前記調理容器の材質を判定する材質判定手段と
を備えたところに特徴を有する。
【0017】
既述したように、加熱コイルと調理容器との間に作用する反発力が小さい場合には、調理容器の材質が鉄のような磁性体であると予測できるものである。
しかして、上記構成においては、加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、この反発力検出手段の検出結果に応じて前記調理容器の材質を判定する材質判定手段とを設けているから、調理容器の材質を正確に検出することができ、もって、材質に応じた高周波電力の調整が可能となるものである。
【0018】
この場合、加熱コイルの変位を検出する変位検出手段と、この変位検出手段の検出結果に応じて調理容器の材質を判定する材質判定手段とを設ける構成としても良く(請求項5の発明)、また、加熱コイルの変位時の加速度を検出する加速度検出手段と、この加速度検出手段の検出結果に応じて調理容器の材質を判定する材質判定手段とを設ける構成としても良い(請求項6の発明)。
【0019】
第3の目的を達成するために、請求項7の発明は、
調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段により検出された反発力が一旦大きくなってから減少したことをもって前記調理容器の浮きあるいは移動を判別する容器ずれ判別手段と
を備えたところに特徴を有する。
【0020】
既述したように、調理容器が浮くと、瞬間的に反発力がなくなり調理容器が載置状態に戻る。そして再度反発力が大きくなる。このような変動をもって調理容器の浮き状態あるいは移動を検出することが可能となるものである。
しかして上記構成においては、加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、この反発力検出手段により検出された反発力が一旦大きくなってから減少したことをもって前記調理容器の浮きあるいは移動を判別する容器ずれ判別手段とを設けているから、調理容器の浮きあるいは移動を自動的に検出できる。従って、浮きや移動を起こさないような高周波電力の調整が可能となる。
【0021】
この場合、加熱コイルの変位を検出する変位検出手段と、この変位検出手段により検出された変位が一旦大きくなってから減少したことをもって前記調理容器の浮きあるいは移動を判別する容器ずれ判別手段とを設ける構成としても良い(請求項8の発明)。
【0022】
請求項9の発明は、請求項7又は8の発明において、容器ずれ判別手段により調理容器の浮きあるいは移動が判別されたときには、その浮きあるいは移動がなくなるまで高周波電力を順次小さくなるように制御する容器ずれ防止制御手段を備えたところに特徴を有する。
この構成においては、高周波電力を適正値に変更できて、調理容器の浮きあるいは移動を防止しつつ加熱を良好に行なうことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施例(請求項1、4、7、9の発明に対応する実施例)につき図1ないし図3を参照しながら説明する。まず、図2には、概略的な縦断面を示している。本体1の上部には、調理容器を載せるためのトッププレート2が配設されており、このトッププレート2下方部には、加熱コイル3が配設されている。
この加熱コイル3の配設構成について述べる。本体1の内底部の例えば3箇所には脚部4(二つを図示)が設けられており、各脚部4には支持ガイド軸4aが立設状態に形成されている。一方、コイル支持部材5の上面には前記加熱コイル3が取付けられていると共に、ストッパ5aが適宜箇所に突設されており、このコイル支持部材5の周辺3箇所には、軸挿通孔5aが形成されている。
【0024】
そして、このコイル支持部材5は、その軸挿通孔5aが前記支持ガイド軸4aに挿通されており、この場合、二つの支持ガイド軸4a部分に、脚部4上端とコイル支持部材5との間に介在するようにそれぞれ圧縮コイルばね6が配設され、また残り一つの支持ガイド軸4a部分には、脚部4上端とコイル支持部材5との間に介在するように圧電素子7が配設されている。従って、コイル支持部材5は、これら二つのばね6と圧電素子7とでトッププレート2下面に押圧付勢されており、この場合、ストッパ5aによりトッププレート2との離間距離が一定に規制されている。従って、加熱コイル3がトッププレート2上面(調理容器載置面)と一定距離に保持されている。
【0025】
また、本体1の内部には駆動ユニット8が設けられていると共に、前部(図示左部)上面には操作部9が設けられており、この操作部9に対応して制御ユニット10が設けられている。上記駆動ユニット8には加熱コイル3に高周波電力を供給するための回路が設けられ、操作部9には後述のスイッチ等が設けられている。
【0026】
次に電気的構成を示す図1において、商用交流電源11はダイオードブリッジで構成される整流回路12の入力端子に接続されており、この整流回路12の出力端子は、平滑回路13に接続されている。この平滑回路13の出力側には直流母線14、15を介して、正側及び負側のスイッチング素子16及び17からなるアームが接続されており、もってハーフブリッジ型のインバータ主回路18を構成している。上記各スイッチング素子16及び17のコレクタ−エミッタ間には、フリーホイールダイオード19及び20がそれぞれ接続されている。
【0027】
前記インバータ主回路18の出力端子18aには、前記加熱コイル3の一端が接続されており、この加熱コイル3の他端と直流母線15との間には、共振コンデンサ21が接続されている。上記加熱コイル3及びこの共振コンデンサ21は共振回路22を構成している。
【0028】
前記交流電源11からダイオードブリッジ12への給電路にはカレントトランス23が設けられており、これは入力電流に応じた電流を発生するものであり、その出力電流は入力電流検出回路23aによりA/D変換されて制御回路25に入力電流検出値として与えられるようになっている。このカレントトランス23と入力電流検出回路23aとにより入力電流検出手段24が構成されている。また、前記圧電素子7は加熱コイル3と調理容器との間に作用する反発力を検出するものであり、その検出出力(電圧)は反発力検出回路26によりA/D変換されて反発力検出値fとして制御回路25に与えられるようになっている。上記圧電素子7とこの反発力検出回路26とで反発力検出手段27が構成されている。
【0029】
インバータ駆動回路28は、前記スイッチング素子16、17をオンオフさせるものであり、このインバータ駆動回路27と、スイッチング素子16、17と、前記整流回路12、平滑回路13、共振回路22とで、駆動手段29を構成している。
【0030】
出力設定スイッチ30、スタートスイッチ31及び停止スイッチ32は、前記操作部9に設けられていて、それぞれのスイッチ入力は制御回路25に与えられるようになっている。出力設定スイッチ30は加熱出力を例えば2kW〜0.5kWの間の値に設定するものであり、スタートスイッチ31は加熱開始のためのもので、停止スイッチ32は加熱を停止するためのものである。
【0031】
上記制御回路25はマイクロコンピュータを含んで構成されており、出力設定スイッチ30によって設定された出力となるように、入力電流検出手段24による入力電流検出値に基づいて、インバータ駆動回路28にスイッチング素子オンオフ制御信号を出力する。インバータ駆動回路28はこのスイッチング素子オンオフ制御信号に基づいて各スイッチング素子16、17をオンオフ制御し、もって、所定の共振周波数の高周波電力を共振回路22に発生させ、つまり、加熱コイル3に高周波電力(高周波電流)を供給する。この場合、各スイッチング素子16、17のオン期間を調整することにより高周波電力を調整するようになっている。
【0032】
そして、この制御回路25は、反発力検出手段27による反発力検出値に応じて高周波電力を制御するもので、電力制御手段、材質検出手段、容器ずれ判別手段及び容器ずれ防止制御手段として機能する。以下、これら各手段としての機能も含めて作用について説明する。
図3には、制御回路25が含むマイクロコンピュータの制御プログラムの制御内容のフローチャートを概略的に示している。この制御は電源プラグが電源に接続されたときにスタートする。
ステップP1においてはスイッチ入力待ちの状態にある。このステップP1で、出力設定スイッチ30からのスイッチ入力あるいはスタートスイッチ31からのスイッチ入力を待機しており、出力設定スイッチ30からのスイッチ入力があって(なくても良い)、スタートスイッチ31からのスイッチ入力があると、ステップP2に移行し、インバータ駆動回路28を制御して加熱コイル3に高周波電力を供給する。
【0033】
この場合、出力設定スイッチ30からのスイッチ入力があったときには、つまり出力設定があった時にはその出力となるように高周波電力を供給し、出力設定がない時には一義的に定められた出力例えば2kWに初期設定し、この初期設定となるように高周波電力を供給する。これにて、加熱コイル3により高周波磁界が発生して調理容器が誘導加熱される。この場合この加熱コイル3と調理容器との間に電磁反発力が発生する。この反発力は、反発力検出手段27により検出される。
【0034】
次のステップP3では、上記反発力検出手段27の反発力検出回路26から与えられる反発力検出値fを読取り、ステップP4では、この反発力検出値fが、予め定められた基準値f1よりも大きいか否かを判断する。この場合の基準値f1は、調理容器の材質がアルミニウムであるか鉄であるかを判別するための基準値である。
【0035】
反発力検出値fが、基準値f1よりも大きくなければ、つまり反発力がある程度小さければ、調理容器の材質が鉄であると判断してステップP5に移行する。このステップP5では、高周波電力の供給をその出力設定値のまま継続する。この趣旨は、調理容器が鉄製の場合には、反発力が小さくて調理容器が浮いたり移動したりすることがなく、高周波電力の供給を継続しても何等支障がないからである。なおステップP6では、加熱終了指令つまり停止スイッチ32からのスイッチ入力があったか否かを判断しており、終了指令があれば、ステップP7に移行し、インバータ駆動回路28に停止指令を出力して高周波電力の供給を停止する。
【0036】
ここで、前記ステップP4において、反発力検出値fが、基準値f1よりも大きいことが判断されると、調理容器の材質がアルミニウムであると判断して、ステップP8に移行する。このステップP8では、再度、反発力検出値fを読取る。そして、ステップP9に移行して、反発力検出値fが前回よりも減少したかを判断する。減少していなければ、調理容器に浮きや移動が発生していないとしてステップP10に移行し、減少していれば、ステップP13に移行する。
【0037】
すなわち、反発力検出値fが前回よりも減少しないということは、調理容器がトッププレート2に静止状態で載置されたままとなっているということであり、反発力検出値fが前回よりも減少したということは、調理容器に浮きや移動があって加熱コイル3とこの調理容器との間の電磁反発力が一時弱くなったということであり、これをもって、調理容器に浮きや移動が発生する状況であることが判定されるものである。
【0038】
しかして、前記ステップP9において、反発力検出値fが前回よりも減少しないことが判断されると、ステップP10において、高周波電力の供給をその出力設定値のまま継続する。これにより、調理容器が良好に誘導加熱されてゆく。そして、ステップP11において、終了指令があれば、ステップP12に移行し、インバータ駆動回路28に停止指令を出力して高周波電力の供給を停止する。
【0039】
また、前記ステップP9において、反発力検出値fが前回よりも減少したことが判断されると、既述したように、調理容器に浮きや移動が発生しているもしくは発生しやすい状況であると判断して、高周波電力を現時点でのそれよりも10%減少させる。そして、再度ステップP8及びステップP9に移行する。このステップP9においては、再度反発力検出値fが前回よりも減少したことが判断されると、未だに調理容器に浮きや移動が発生しているもしくは発生しやすい状況にあると判断して、再度ステップP13に移行して高周波電力をまた10%減少させる。このように電力を減少してゆくと、いずれは、ステップP9にて、反発力検出値fが前回よりも減少しないことが判断され、つまり、浮きや移動の発生が解消され、ステップP10にて高周波電力をこの時の電力値で継続することになる。
【0040】
このような本実施例によれば、反発力検出手段27により、加熱コイル3と調理容器との間に作用する反発力が小さいか、あるいは、大きいか、もしくは変動するか等を検出できる。そして、本実施例によれば、制御回路25における電力制御手段により、この反発力検出手段27の検出結果に応じて高周波電力を制御するから、調理容器の材質や浮き具合等に応じて高周波電力を調整できる。よって、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できるようになる。
【0041】
また、本実施例によれば、反発力検出値fが基準値f1より大きいか否かをもって、調理容器の材質が鉄であるかアルミニウムであるかを自動的にしかも正確に検出できる。
さらにまた、本実施例によれば、反発力検出値fが前回よりも減少するか否かを判断することにより、調理容器の浮きあるいは移動を自動的に検出できる。
【0042】
そして、本実施例によれば、調理容器の浮きあるいは移動が判別されたとき(反発力検出値fが前回よりも減少することが判断されたとき)には、その浮きあるいは移動がなくなるまで高周波電力を順次小さくなるように制御するから(これは容器ずれ防止制御手段としての機能)、高周波電力を適正値に変更できて、調理容器の浮きあるいは移動を防止しつつ加熱を良好に行なうことができるものである。
【0043】
図4ないし図7は本発明の第2の実施例(請求項2、5、8、9に対応する)を示している。この実施例においては、主に、反発力検出手段27に代えて、変位検出手段の一部を構成する距離センサ41を設けた点が前記第1の実施例と異なる。すなわち、図5に示すように、本体1の内底部に距離センサ41を設けている。この距離センサ41は図6に示すように、所定の角度で光を放射する発光素子42と、反射光を受光する多数の受光素子43(1)〜43(n)とを備えて構成される。そして、この距離センサ41の距離測定方法は、検出対象物この場合支持部材5の高さが変位すると、その反射光の経路が変化することから、多数の受光素子43(1)〜43(n)のうちのこれを受光する受光素子が変化する。これをもって高さすなわち距離を測定するものである。各受光素子43(1)〜43(n)からの信号は制御回路25に与えられる。制御回路25はこの信号に基づいて加熱コイル3の元位置Pa(図5に示す位置)から下方への変位距離dを演算する。従って、この演算機能と前記距離センサ41とで変位検出手段44が構成されている。
【0044】
また上記支持部材5は、すべてばね45により支承されており、上下変位可能となっており、従って加熱コイル3は調理容器と対向する方向に変位可能である。この場合、加熱コイル3と調理容器との間に作用する反発力に応じて変位するようになっており、反発力と変位距離dは相関関係にある。
【0045】
しかして、制御回路25には、距離センサ41から距離検出値dが与えられるようになっており、制御回路25は、図7に示すように制御する。この図7においては、ステップQ3、ステップQ4、ステップQ8、ステップQ9が第1の実施例の図3とは異なるが、他については同じである。すなわち、ステップQ3では、上記距離センサ41から与えられる信号を読み取って変位距離dを演算し、ステップQ4では、この変位距離dが、予め定められた基準値d1よりも大きいか否かを判断する。この場合の基準値d1は、調理容器の材質がアルミニウムであるか鉄であるかを判別するための基準値である。つまり、鉄製の調理容器の場合は、アルミニウム製の調理容器の場合よりも電磁反発力が小さく、従って変位距離値dも短い。
【0046】
しかして、変位距離dが、基準値d1よりも大きくなければ、調理容器の材質が鉄であると判断してステップQ5以降に移行する。このステップQ5以降の制御内容は、第1の実施例のステップP5以降と同じである。
【0047】
ここで、前記ステップQ4において、変位距離dが、基準値d1よりも大きいことが判断されると、調理容器の材質がアルミニウムであると判断して、ステップQ8に移行する。このステップQ8では、再度、距離センサ41から与えられる信号を読み取って変位距離dを演算する。そして、ステップQ9に移行して、0位距離dが前回よりも減少したかを判断する。減少していなければ、調理容器に浮きや移動が発生していないとしてステップQ10に移行し、減少していれば、ステップQ13に移行する。
【0048】
すなわち、変位距離dが前回よりも減少しないということは、調理容器がトッププレート2に静止状態で載置されたままとなっているということであり、変位距離dが前回よりも減少したということは、調理容器に浮きや移動があって加熱コイル3とこの調理容器との間の電磁反発力が一時弱くなったということであり、これをもって、調理容器に浮きや移動が発生する状況であることが判定されるものである。
【0049】
しかして、前記ステップQ9において、変位距離dが前回よりも減少しないことが判断されると、高周波電力の供給をその出力設定値のまま継続する(ステップQ10)。
また、前記ステップQ9において、変位距離dが前回よりも減少したことが判断されると、既述したように、調理容器に浮きや移動が発生しているもしくは発生しやすい状況であると判断して、高周波電力を現時点でのそれよりも10%減少させる。そして、再度ステップQ8、ステップQ9に移行する。このステップQ9において再度変位距離dが前回よりも減少したことが判断されると、未だに調理容器に浮きや移動が発生しているもしくは発生しやすい状況にあると判断して、再度ステップQ13に移行して高周波電力をまた10%減少させる。このように電力を減少してゆくと、いずれは、ステップQ9にて、変位距離dが前回よりも減少しないことが判断され、つまり、浮きや移動の発生が解消され、ステップQ10にて高周波電力をこの時の電力値で継続することになる。
【0050】
この第2の実施例によれば、変位検出手段44により、加熱コイル3の変位を検出すると共に、この変位距離dが小さいか、あるいは、大きいか、もしくは変動するか等を検出する。そして、本実施例によれば、制御回路25における電力制御手段により、この変位距離dに応じて高周波電力を制御するから、調理容器の材質や浮き具合等に応じて高周波電力を調整できる。よって、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できる。
【0051】
また、本実施例によれば、変位距離dが基準値d1より大きいか否かをもって、調理容器の材質が鉄であるかアルミニウムであるかを自動的にしかも正確に検出できる。
さらにまた、本実施例によれば、変位距離dが前回よりも減少するか否かを判断することにより、調理容器の浮きあるいは移動を自動的に検出できる。
【0052】
そして、本実施例によれば、調理容器の浮きあるいは移動が判別されたとき(変位距離dが前回よりも減少することが判断されたとき)には、その浮きあるいは移動がなくなるまで高周波電力を順次小さくなるように制御するから(これは容器ずれ防止制御手段としての機能)、高周波電力を適正値に変更できて、調理容器の浮きあるいは移動を防止しつつ加熱を良好に行なうことができるものである。
【0053】
図8は本発明の第3の実施例を示しており、この実施例においては、上記第2の実施例と次の点で異なる。上記第2の実施例では変位距離dを検出し、これに基づいて各種の制御を行なったが、この第3の実施例では、制御回路25は距離センサ41による上記変位距離dから加速度αを検出し、この加速度αに基づいて、第2の実施例同様の制御を行なうものである。しかして、制御回路25と距離センサ41とにより加速度検出手段を構成している。
【0054】
すなわち、制御について特徴的な部分について述べる。ステップR3では時間t0(高周波電力供給直後、反発力が発生する直前)において、変位距離dを演算し、ステップR4において所定時間後t1において、変位距離dを演算を演算する。そして、ステップR5においては、上記時間t0からt1での距離変化、つまり加速度αを検出する。次のステップR6では、この加速度αが、予め定められた基準値α1よりも大きいか否かを判断する。この場合の基準値α1は、調理容器の材質がアルミニウムであるか鉄であるかを判別するための基準値である。つまり、鉄製の調理容器の場合は、アルミニウム製の調理容器の場合よりも電磁反発力が小さく、従って加速度αも小さい。
【0055】
しかして、加速度αが、基準値α1よりも大きくなければ、調理容器の材質が鉄であると判断してステップR7以降に移行する。このステップR7以降の制御内容は、第2の実施例のステップQ5以降と同じである。
【0056】
ここで、前記ステップR6において、加速度αが、基準値α1よりも大きいことが判断されると、調理容器の材質がアルミニウムであると判断して、ステップR10に移行する。このステップR10ないしステップR12では、再度、距離センサ41から与えられる信号を読み取って加速度αを演算する。そして、ステップR13に移行して、加速度αが「0」であるか否か、つまり、加速度が発生しているか否かを判断する。加速度が発生していなければ、調理容器に浮きや移動が発生していないとしてステップR14に移行し、加速度がまだ発生していれば、ステップR17に移行する。
【0057】
すなわち、加速度αが「0」ということは、調理容器がトッププレート2に静止状態で載置されたままとなっているということであり、加速度αが「0」以外であるということは、調理容器に浮きや移動があって加熱コイル3とこの調理容器との間の電磁反発力が一時弱くなった(変化があった)ということであり、これをもって、調理容器に浮きや移動が発生する状況であることが判定されるものである。
【0058】
しかして、前記ステップR14において、加速度αが「0」であることが判断されると、高周波電力の供給をその出力設定値のまま継続する(ステップR14)。
また、前記ステップR13において、加速度αが「0」でないことが判断されると、既述したように、調理容器に浮きや移動が発生しているもしくは発生しやすい状況であると判断して、高周波電力を現時点でのそれよりも10%減少させる(ステップR17)。そして、再度ステップR10ないしステップR13に移行する。このステップR13において再度加速度αが「0」でないことが判断されると、未だに調理容器に浮きや移動が発生しているもしくは発生しやすい状況にあると判断して、再度ステップR17に移行して高周波電力をまた10%減少させる。このように電力を減少してゆくと、いずれは、ステップR13にて、加速度αが「0」となることが判断され、つまり、浮きや移動の発生が解消され、ステップR14にて高周波電力をこの時の電力値で継続することになる。
【0059】
この第3の実施例によれば、加速度検出手段51により、加熱コイル3の変位時の加速度αを検出すると共に、この加速度αが小さいか、あるいは、大きいか、もしくは変動するか等を検出する。そして、この第3の実施例によれば、制御回路25における電力制御手段により、この加速度αに応じて高周波電力を制御するから、調理容器の材質や浮き具合等に応じて高周波電力を調整できる。よって、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できる。
【0060】
また、本実施例によれば、加速度αが基準値α1より大きいか否かをもって、調理容器の材質が鉄であるかアルミニウムであるかを自動的にしかも正確に検出できる。
さらにまた、本実施例によれば、加速度αが「0」であるか否かを判断することにより、調理容器の浮きあるいは移動を自動的に検出できる。
【0061】
そして、本実施例によれば、調理容器の浮きあるいは移動が判別されたとき(加速度αが「0」でないと判断されたとき)には、その浮きあるいは移動がなくなるまで高周波電力を順次小さくなるように制御するから(これは容器ずれ防止制御手段としての機能)、高周波電力を適正値に変更できて、調理容器の浮きあるいは移動を防止しつつ加熱を良好に行なうことができる。
【0062】
図9及び図10は本発明の第4の実施例(請求項3に対応)を示しており、この実施例においては、次の点が第1の実施例と異なる。すなわち、図9のステップS8部分に特徴がある。つまり、ステップS4にて「YES」のとき(調理容器の材質がアルミニウムであると判断されたとき)、ステップS8に移行するが、このステップS8では、現時点で設定されている高周波電力と反発力検出値fとに基づいて以後の高周波電力を設定する。この設定は、図10に示すデータに基づいて行なう。この図10には、各高周波電力と、アルミニウム製の調理容器と加熱コイルとの間の最大反発力との関係を示している。
今、最大反発力をy[gf]とし、高周波電力をx[kW]とすると、
y=250×x2 となる。
【0063】
このデータは次のようにして求めている。つまり、加熱コイル3が完全固定状態でしかも調理容器もトッププレート2に完全固定状態としたとき、両者間の最大反発力は、その時の電力と相関関係にある。この関係が図10に示されている。例えば、高周波電力(入力電力)が2kWの場合、最大反発力は1000[gf、重力加速度]である。これに対して調理容器の総重量Wが1000g未満であると、その調理容器をトッププレート2に載置したときには、これが浮いていると予測される。そして、浮いている状態では、総重量Wと反発力とは等しいから、その時の反発力から総重量を検出することが可能となる。
【0064】
しかして、ステップS8では、この時点での高周波電力と反発力とによって、以後の高周波電力を決定する。この決定のしかたは下記の要領で行なう。
現時点での高周波電力xと反発力検出値fとの関係が
f=250×x2であれば、調理容器が浮いていないと判断して、このままの高周波電力を継続する。例えば、電力が2kWのとき1000gfのときにはこの電力を継続する。
【0065】
f<250×x2であれば、調理容器が浮いていると判断して、この反発力検出値fに対応する高周波電力を図10のデータからアクセスして決定する。例えば電力2kWで反発力検出値fが500gfのときには1.41kWを設定する。また、反発力検出値fが250gfのときには1.00kWを設定する。さらにまた、反発力検出値fが200gfのときには0.89kWを設定する。
ここまでの記載から分かるように、反発力検出手段の検出結果の値である前記反発検出値fと、前記加熱コイル3及び調理容器が完全固定状態の時の高周波電力と相関関係を持つ最大反発力[y=250×x 2 ]とを比較して、前記反発検出値fが、高周波電力に応じた前記最大反発力に対して小さいときには(f<250×x 2 であれば)、高周波電力を、図10から、反発検出値fを前記相関関係の最大反発力の値に置き換えて求めた高周波電力の値に減少させるように制御する。
この第4の実施例によれば、反発力検出値fと、図10から求めた高周波電力の値とに応じて、以後の高周波電力を決定するから、高周波電力を適正な最終値に短時間で制御できる。
【0066】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、次の効果を得ることができる。
請求項1及び2の発明によれば、調理容器の材質や浮き具合等に応じて高周波電力を調整でき、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できる。
請求項3の発明によれば、調理容器の材質や浮き具合等に応じて高周波電力を適正な最終値に短時間で決定でき、調理容器に対して良好に誘導加熱作用を与えることができて調理失敗を防止できる。
【0067】
請求項4ないし6の発明によれば、調理容器の材質を正確に検出することができ、もって、材質に応じた高周波電力の調整が可能となる。
請求項7及び8の発明によれば、調理容器の浮きあるいは移動を自動的に検出でき、従って、浮きや移動を起こさないような高周波電力の調整が可能となる。
請求項9の発明によれば、容器ずれ判別手段により調理容器の浮きあるいは移動が判別されたときには、高周波電力を適正値に変更できて、調理容器の浮きあるいは移動を防止しつつ加熱を良好に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す電気回路図
【図2】全体の概略的縦断側面図
【図3】制御内容を示すフローチャート
【図4】本発明の第2の実施例を示す電気回路図
【図5】全体の概略的縦断側面図
【図6】距離センサの動作原理を説明するための概略的側面図
【図7】制御内容を示すフローチャート
【図8】本発明の第3の実施例に関わる、制御内容を示すフローチャート
【図9】本発明の第4の実施例に関わる、制御内容を示すフローチャート
【図10】データ内容を示すための高周波電力と反発力との関係図
【符号の説明】
3は加熱コイル、7は圧電素子、18はインバータ主回路、24は入力電流検出手段、27は反発力検出手段、25は制御回路(電力制御手段、材質検出手段、容器ずれ判断手段、ずれ防止制御手段)、27は反発力検出手段、29は駆動手段、41は距離センサ、44は変位検出手段を示す。
Claims (9)
- 調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段により検出された反発力が一旦大きくなってから減少したときに前記高周波電力を減少させるように制御する電力制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - ばねにより支承され調理容器と対向する方向に変位可能で該加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルの変位を検出する変位検出手段と、
この変位検出手段により検出された変位が一旦大きくなってから減少したときに前記高周波電力を減少させるように制御する電力制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段の検出結果の値と、前記加熱コイル及び調理容器が完全固定状態の時の高周波電力と相関関係を持つ最大反発力とを比較して、前記検出結果の値が、高周波電力に応じた前記最大反発力に対して小さいときには、高周波電力を、前記検出結果の値を前記相関関係の最大反発力の値に置き換えて求めた高周波電力の値に減少させるように制御する電力制御手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段の検出結果に応じて前記調理容器の材質を判定する材質判定手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - ばねにより支承され調理容器と対向する方向に変位可能で該加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルの変位を検出する変位検出手段と、
この変位検出手段の検出結果に応じて前記調理容器の材質を判定する材質判定手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - ばねにより支承され調理容器と対向する方向に変位可能で該加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルの変位時の加速度を検出する加速度検出手段と、
この加速度検出手段の検出結果に応じて前記調理容器の材質を判定する材質判定手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 調理容器を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルに対する高周波電力の供給時における該加熱コイルに作用する反発力を検出する反発力検出手段と、
この反発力検出手段により検出された反発力が一旦大きくなってから減少したことをもって前記調理容器の浮きあるいは移動を判別する容器ずれ判別手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - ばねにより支承され調理容器と対向する方向に変位可能で該加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
この加熱コイルに高周波電力を供給する駆動手段と、
前記加熱コイルの変位を検出する変位検出手段と、
この変位検出手段により検出された変位が一旦大きくなってから減少したことをもって前記調理容器の浮きあるいは移動を判別する容器ずれ判別手段と
を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 容器ずれ判別手段により調理容器の浮きあるいは移動が判別されたときには、その浮きあるいは移動がなくなるまで高周波電力を順次小さくなるように制御する容器ずれ防止制御手段を備えたことを特徴とする請求項7又は8に記載の誘導加熱調理器。
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