JP4304062B2 - 調理システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば誘導加熱調理器に組み込まれたロースターに係わり、さらに詳しくは、ロースターを誘導加熱調理器から分離してなる調理器、及びロースターが分離された誘導加熱調理器並びに調理器と誘導加熱調理器とからなる調理システムに関するものである。

従来より知られている誘導加熱調理器には、加熱室内の上部と下部とにヒータが設けられたロースターが組み込まれている。鍋を使った料理は、天板に鍋を載せて、天板の下に設置された加熱コイルを用いて鍋を加熱し、魚や肉を焼くときは、誘導加熱調理器に組み込まれたロースターの加熱室に収納し、上部及び下部の各ヒータを用いて加熱している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１９６１５３号公報（第３頁、図１−２）

しかしながら、前述した従来のロースターは、誘導加熱調理器の駆動回路などの制約で寸法を大きくすることができず、また、ロースターが誘導加熱調理器に組み込まれているので、誘導加熱調理器を薄型化にできなかった。
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、寸法が大きく誘導加熱調理器の効率を落とさずに加熱調理が可能な調理器を提供することであり、第２の目的は、高さの寸法が薄い誘導加熱調理器を得ることであり、第３の目的は、使い勝手の良い調理システムを提供することである。

本発明に係る調理システムは、天板に置かれた鍋を加熱するための加熱コイル、加熱コイルの出力を設定する火力設定手段、及び火力設定手段により設定された火力が加熱コイルから出力されるようにスイッチング回路を制御する火力制御手段を有する誘導加熱調理器と、被加熱物を収納するための加熱庫、誘導加熱調理器の加熱コイルに天板を介して磁気的に結合された際に電力を発生する発電用コイル、及び発電用コイルに発生した電力によって発熱し加熱庫内の被加熱物を加熱するヒータを備えた調理器とで構築される調理システムにおいて、調理器は、加熱庫内の温度を設定するための温度設定手段と、加熱庫内の温度を検出する温度検出手段と、温度設定手段により温度が設定されたときに、温度検出手段の検出温度を読み込んで、前記温度設定手段の設定温度と共に制御データとしてコードレスで送信するデータ送信制御手段とを備え、誘導加熱調理器は、制御データが受信されたときに、その制御データの検出温度と設定温度とを比較し、比較結果に基づいて検出温度が設定温度になるようにスイッチング回路を火力制御手段に代えて制御する調理器制御手段を備えている。

本発明によれば、調理器は、温度設定手段により温度が設定されたときに、温度検出手段の検出温度を読み込んで、温度設定手段の設定温度と共に制御データとしてコードレスで送信し、一方、誘導加熱調理器は、制御データが受信されたときに、その制御データの検出温度と設定温度とを比較し、比較結果に基づいて検出温度が設定温度になるようにスイッチング回路を火力制御手段に代えて制御するようにしているので、調理器と誘導加熱調理器との間の配線が不要になり、このため、調理器を誘導加熱調理器の天板上に置くだけで良く、使い勝手が向上する。また、誘導加熱調理器は、制御データが受信されなかったとき、火力設定手段により設定された火力が加熱コイルから出力されるようにスイッチング回路を制御するので、特別な切り換え操作が不要となり、より使い勝手が向上する。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における調理器と誘導加熱調理器を示す回路図である。
調理器１（ロースター）は、底部に渦状に巻回された発電用コイル１ａと、発電用コイル１ａにリード線１ｄ（電力供給線）を介して接続された加熱ヒータ１ｂと、底部に加熱ヒータ１ｂが設けられ、被加熱物を収納するための加熱庫１ｃとで構成されている。誘導加熱調理器は、商用電源２と接続される整流回路３と、整流回路３と直列に接続されたスイッチング素子４，５と、スイッチング素子５に並列に接続された直列の加熱コイル６及びコンデンサ７と、制御回路９と、天板８とを備えている。

次に、誘導加熱調理器を用いた調理器の動作について説明する。なお、最初に誘導加熱調理器の動作を説明し、次に調理器の動作を説明する。
所定のスイッチ操作（図示せず）により、誘導加熱調理器の整流回路３に商用電源が印加されると、整流回路３は商用電源の交流電圧を全波整流する。この時、制御回路９はスイッチング素子４，５に高周波信号を出力し、スイッチング素子４，５は、その高周波信号の入力に基づいて交互に繰り返し駆動し、全波整流された電圧を高周波電圧に変換し、加熱コイル６及びコンデンサ７に高周波電流を流す。この高周波電流により、加熱コイル６から磁束が発生し、天板８の上に置かれた鍋（図示せず）の底部に磁束を交差させて渦電流を発生させ鍋を加熱する。この鍋に代えて調理器１を天板８の上に置いた場合は、加熱コイル６からの磁束が発電用コイル１ａと交わり、トランスと同じ原理で発電用コイル１ａに電力が発生する。この電力により加熱ヒータ１ｂが発熱し、加熱庫１ｃ内に収納された被加熱物を加熱する。

図２は本発明の実施の形態１における調理器と誘導加熱調理器の関係を電気的に示した等価回路図である。
この等価回路において、スイッチング素子４，５の駆動による高周波電流を電源としてＥで表し、誘導加熱調理器の加熱コイル６のインダクタンスをＬ２ 、加熱コイル６の抵抗成分をｒ２ 、加熱コイル６に流れる電流をＩ２ とし、調理器１の発電用コイル１ａのインダクタンスをＬ１ 、加熱ヒータ１ｂの抵抗をｒ１ 、加熱ヒータ１ｂに流れる電流をＩ１ とし、加熱コイル６と発電用コイル１ａの相互インダクタンスをＭとしたとき、
誘導加熱調理器側の電圧平衡式は、
Ｅ＝ｒ₂Ｉ₂＋ｊωＬ₂Ｉ₂＋ｊωＭＩ₁ …（１）
で表せ、
また、調理器１側の電圧平衡式は、
０＝ｒ₁Ｉ₁＋ｊωＬ₁Ｉ₁＋ｊωＭＩ₂ …（２）
で表せる。
前記の２式から誘導加熱調理器側から見た式は、次の（３）式で表せる。
Ｉ₂ ＝（ｒ₂＋ｒ₁ω²Ｍ² ／ｒ₁ ²＋ω²Ｌ₁ ²）Ｅ＋ｊω（Ｌ₂−Ｌ₁ω²Ｍ² ／ｒ₁ ²＋ω²Ｌ₁ ²）Ｅ …（３）
即ち、誘導加熱調理器側から見たインダクタンス値Ｌは、次の（４）式から求められ、
Ｌ＝（Ｌ₂−Ｌ₁ω²Ｍ² ／ｒ₁ ²＋ω²Ｌ₁ ²） …（４）
抵抗値Ｒは、次の（５）式から求められる。
Ｒ＝（ｒ₂＋ｒ₁ω²Ｍ² ／ｒ₁ ²＋ω²Ｌ₁ ²） …（５）

誘導加熱調理器に例えば鉄鍋、アルミ鍋、ステンレス鍋を載せた状態では、誘導加熱調理器側から見たインダクタンス値Ｌは１０μヘンリー〜５００μヘンリー、抵抗値Ｒが０．１Ω〜１０Ωの値を取り、この値のときに最も効率よく誘導加熱調理器が動作するような設計となっている。本発明の調理器１を誘導加熱調理器の上に置いたときに、誘導加熱調理器側から見たインダクタンス値Ｌが１０μヘンリー〜５００μヘンリー、抵抗値Ｒが０．１Ω〜１０Ωの範囲内に入るように調理器１の発電用コイル１ａのインダクタンスＬ１ と加熱ヒータ１ｂの抵抗ｒ１ の値とする。

以上のように実施の形態１によれば、誘導加熱調理器の加熱コイル６から発生する磁束で調理器１（ロースター）を加熱するようにしたので、誘導加熱調理器の内部にロースターを設けた場合に比べ、スペース的な制約を受けることなくロースターの調理器１を大きくすることができる。さらに、誘導加熱調理器側もその調理器を内蔵しなくてもよいので、誘導加熱調理器の高さ寸法を薄くできる。
また、前述した如く加熱コイル６の磁束で調理器１を加熱するようにしているので、調理器１と誘導加熱調理器の間の配線が不要になり、調理器１を誘導加熱調理器の上に置くだけであるため、使い勝手が良い。さらに、調理器１を誘導加熱調理器の上に置いて加熱する場合においても、誘導加熱調理器から見たインダクタンス値Ｌと抵抗値Ｒが鍋を置いた状態と同じであるので、誘導加熱調理器の効率を落とさずに調理器１を加熱させることができる。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２における調理器の説明図である。
この図に示す実施の形態２の調理器１は、発電用コイル１ａ及び加熱ヒータ１ｂと、発電用コイル１ａ及び加熱ヒータ１ｂを電気的に接続するリード線１ｄとを、破線で示すように耐熱性、耐水性のある樹脂１ｅでモールドしたものである。
以上のような構成とすることで、調理器１を丸ごと水洗いができるようになり使い勝手が向上する。

なお、前記の実施の形態２では、発電用コイル１ａ、加熱ヒータ１ｂ及びリード線１ｄを耐熱性、耐水性のある樹脂１ｅでモールドしたことを述べたが、アルミや銅などの透磁率が低く、誘導加熱を起こしにくい金属の箱で発電用コイル１ａ及び加熱ヒータ１ｂと、発電用コイル１ａ及び加熱ヒータ１ｂを電気的に接続するリード線１ｄとを密閉するようにしてもよい。

実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３における調理システムの調理器と誘導加熱調理器の回路図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図中に示す調理器１は、発電用コイル１ａ、加熱ヒータ１ｂ及び加熱庫１ｃに加えて、制御電源生成回路１ｅと、データ送信制御部１ｆと、加熱庫１ｃの内部温度（庫内温度）を検出する温度検出部１ｇと、加熱庫１ｃ内の温度を設定するための温度設定部１ｈと、送信部１ｊとを備えている。前述した制御電源生成回路１ｅは、発電用コイル１ａに発生する電力から各部の制御電源を生成するものであり、データ送信制御部１ｆは、温度設定部１ｈにより設定された設定温度が入力されたときに、温度検出部１ｇによって検出された庫内温度を読み込んで、設定温度と共に制御データとして送信部１ｊに出力する。この送信部１ｊは、入力された制御データを基に所定の搬送波を変調し、図示せぬアンテナから電波で送信する。なお、データ送信制御部１ｆは、温度設定部１ｈによって温度が設定されなかった場合、前述した動作を行わないようになっている。また、前記の電波に代えて、赤外線で制御データを送信するようにしてもよい。

誘導加熱調理器は、図１で述べた各部品に加えて、受信部１０と、加熱コイル６の出力を設定するための火力設定部１１とを備えている。また、制御回路９には、後述するが、調理器制御手段と火力制御手段とが付加されている。前記の受信部１０は、調理器１の送信部１ｊから送信された電波を受信し、制御データを検波して制御回路９に出力する。この制御回路９は、制御データが入力されたとき、そのデータの設定温度と庫内温度とを比較し、比較結果に基づいてスイッチング回路のスイッチング素子４，５を駆動する高周波信号の周波数を制御する。庫内温度が設定温度より低い場合は、加熱コイル６から出る磁束が増えるように、高周波信号の周波数を共振周波数付近になるように制御し、また、庫内温度が設定温度より高い場合は、加熱コイル６から出る磁束が減るように、高周波信号の周波数を共振周波数から離れるように制御する。さらに、制御データが受信されなかったときは、火力設定部１１により設定された火力に基づいてスイッチング素子４，５を制御する。

次に、実施の形態３の動作を説明する。なお、最初に誘導加熱調理器の動作を説明し、次に調理器の動作を説明する。
所定のスイッチ操作（図示せず）により、誘導加熱調理器の整流回路３に商用電源が印加されると、整流回路３は商用電源の交流電圧を全波整流する。この時、制御回路９は、火力設定部１１により設定された火力に基づいてスイッチング素子４，５に高周波信号を出力する。例えば、火力が大きい場合は、加熱コイル６とコンデンサ７で決まる共振周波数付近の高周波信号をスイッチング素子４，５に出力し、火力が低い場合は、共振周波数から離れた周波数の高周波信号をスイッチング素子４，５に出力する。スイッチング素子４，５は、その高周波信号の入力に基づいて交互に繰り返し駆動し、全波整流された電圧を高周波電圧に変換し、加熱コイル６及びコンデンサ７に高周波電流を流す。この高周波電流により、加熱コイル６から磁束が発生し、天板８の上に置かれた鍋（図示せず）の底部に磁束を交差させて渦電流を発生させ鍋を加熱する。

例えば、共振周波数付近の高周波信号でスイッチング素子４，５を駆動した場合は、加熱コイル６には大きな電流が流れて磁束が大きくなり、鍋の底部に発生する渦電流も大きくなって鍋の発熱が高くなる。また、共振周波数から離れた周波数の高周波信号でスイッチング素子４，５を駆動した場合は、加熱コイル６には小さな電流が流れて磁束が小さくなり、これに伴い渦電流も小さくなって鍋の発熱が低くなる。

この鍋に代えて調理器１を天板８の上に置いた場合は、加熱コイル６からの磁束が発電用コイル１ａと交わり、トランスと同じ原理で発電用コイル１ａに電力が発生する。この電力により加熱ヒータ１ｂが発熱し、加熱庫１ｃ内に収納された被加熱物を加熱する。一方、制御電源生成回路１ｅは、発電用コイル１ａからの電力を受けて、データ送信制御部１ｆ、送信部１ｇ、温度設定部１ｈを動作させる制御電源を生成する。データ送信制御部１ｆは、温度設定部１ｈにより温度が設定されたとき、温度検出部１ｇからの庫内温度を読み込んで、設定温度と共に制御データとして送信部１ｊから送信させる。

この制御データを誘導加熱調理器の受信部１０が受信すると、制御回路９は、そのデータの設定温度と庫内温度とを比較し、庫内温度が設定温度より低い場合は、加熱コイル６から出る磁束が増えるように、高周波信号の周波数を共振周波数付近になるように制御し、また、庫内温度が設定温度より高い場合は、加熱コイル６から出る磁束が減るように、高周波信号の周波数を共振周波数から離れるように制御する。これらの動作を繰り返すことにより、庫内温度が設定温度と等しくなる。また、この制御回路９は、受信部１０が調理器１からの制御データを受信しなかった場合、火力設定部１１にて設定された火力になるように、スイッチング素子４，５を駆動する高周波信号の周波数を制御する。

以上のように実施の形態３によれば、調理器１の温度設定部１ｈによって温度を設定した場合、その加熱庫１ｃ内の被加熱物が設定温度で加熱されるので、適切な調理が行える。また、無線又は赤外線を用いて誘導加熱調理器を制御するようにしているので、誘導加熱調理器と調理器１との間の配線が不要になり、また、調理器１を誘導加熱調理器の上に置くだけでよいため、使い勝手が向上する。さらに、誘導加熱調理器が制御データ（設定温度と庫内温度）を受信しなかった場合、自動的に火力設定部１１によって設定された火力になるように制御するので、特別な切り換え操作が不要となり、使い勝手が向上する。

実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４における調理器と誘導加熱調理器の斜視図である。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態４においては、点線１４で囲んだ誘導加熱調理器の天板８に、鍋の設置位置を示す円形の線１２と、調理器１の設置位置を示す四角形の線１３とを印刷で表したものである。この四角形の線１３は、円形の線１２の中心軸を中心として配置されている。調理器１を四角形の線１３に合わせて載せたときに、発電用コイル１ａの中心と、天板８の下に配置されている加熱コイル６の中心とが一致するようになっている。

使用者は、通常の鍋を使用する場合は、円形の線１２に合わせて鍋を置き、調理器１を使用する場合は、四角形の線１３に合わせて調理器１を置けば、鍋を使用する場合も、調理器１を使用する場合も、誘導加熱調理器の加熱コイル６から発生する磁束を効率よく受けることができるので、効率の良い調理が行える。

本発明の実施の形態１における調理器と誘導加熱調理器を示す回路図である。 本発明の実施の形態１における調理器と誘導加熱調理器の関係を電気的に示した等価回路図である。 本発明の実施の形態２における調理器の説明図である。 本発明の実施の形態３における調理システムの調理器と誘導加熱調理器の回路図である。 本発明の実施の形態４における調理器と誘導加熱調理器の斜視図である。

符号の説明

１ 調理器、１ａ 発電用コイル、１ｂ 加熱ヒータ、１ｃ 加熱庫、１ｄ リード線、１ｅ 制御電源生成回路、１ｆ データ送信制御部、１ｇ 温度検出部、１ｈ 送信部、２ 商用電源、３ 整流回路、４，５ スイッチング素子、６ 加熱コイル、７ コンデンサ、８ 天板、９ 制御回路、１０ 受信部、１１ 火力設定部。

Claims (1)

1. 天板に置かれた鍋を加熱するための加熱コイル、該加熱コイルの出力を設定する火力設定手段、及び該火力設定手段により設定された火力が加熱コイルから出力されるようにスイッチング回路を制御する火力制御手段を有する誘導加熱調理器と、
   被加熱物を収納するための加熱庫、前記誘導加熱調理器の加熱コイルに天板を介して磁気的に結合された際に電力を発生する発電用コイル、及び該発電用コイルに発生した電力によって発熱し前記加熱庫内の被加熱物を加熱するヒータを備えた調理器とで構築される調理システムにおいて、
   前記調理器は、
   前記加熱庫内の温度を設定するための温度設定手段と、
   前記加熱庫内の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度設定手段により温度が設定されたときに、前記温度検出手段の検出温度を読み込んで、前記温度設定手段の設定温度と共に制御データとしてコードレスで送信するデータ送信制御手段とを備え、
   前記誘導加熱調理器は、
   前記制御データが受信されたときに、その制御データの検出温度と設定温度とを比較し、比較結果に基づいて検出温度が設定温度になるようにスイッチング回路を前記火力制御手段に代えて制御する調理器制御手段を備えていることを特徴とする調理システム。

Images