JP5269139B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

この発明は、加熱コイル周囲に設置された電極と所定電位間の静電容量の変化からふきこぼれを検知する誘導加熱調理器に関するものである。

従来のふきこぼれを検知する誘導加熱調理器の例として、加熱コイル周囲に設置された電極と所定電位間の静電容量の変化からふきこぼれ発生を判定するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１５９４９４号公報（第１図）

従来の技術は、コイル近傍や周辺に局所的に電極を配置する構造であったため、電極の配置されている以外の所からふきこぼれた際にふきこぼれた高温の内容物が操作部周辺に迫ってきたことを検知できず、操作部が高温のふきこぼれ内容物で覆われてしまい、火力停止などの動作が行えなかったり、使用者が無理に停止操作などを行おうとして火傷するなどの危険もあった。

また、誘導加熱調理器の吸気口や排気口側にふきこぼれた際に検出できない可能性もあり、その場合はふきこぼれた内容物が、吸気口や排気口から誘導加熱調理器内に浸入し、場合によっては本体内の送風装置や駆動回路などが故障してしまうという課題があった。

本発明の誘導加熱調理器は、鍋を載置するトッププレートと、前記トッププレートの下に設けられ、前記鍋を加熱する複数の加熱コイルと、交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、前記トッププレート下に設けられ、静電容量を測定する静電容量検知手段と、前記静電容量検知手段の検知結果に基づき前記駆動回路を制御する制御回路と、使用上の注意事項等を表示する注意喚起表示部と、を備え、前記注意喚起表示部は、前記トッププレート上に設けられ、前記静電容量検知手段は、前記加熱コイルと前記注意喚起表示部との間に配置し、前記制御回路は、前記加熱コイルを駆動中に前記静電容量が変化した場合、ふきこぼれが発生したと判定し、前記駆動回路を停止させるか、または、前記加熱コイルに流す高周波電流を減少させるように前記駆動回路を制御するものである。

本発明は、静電容量検知手段を加熱コイルと注意喚起表示部との間に配置するように構成しているので、鍋から内容物がふきこぼれた際に、高温の内容物が注意喚起表示部に到達する前に検知でき、検知結果に基づき駆動回路を制御するようにしている。そのため、注意喚起表示部がふきこぼれた内容物で隠れることがなく、使用者に高温注意表示を行うことが可能になる。

さらに、ふきこぼれを検知するための静電容量検知手段を加熱コイルと吸気口または排気口との間に配置するように構成しているので、火力を停止するなどの制御が可能になるため、ふきこぼれた内容物が吸気口または排気口から本体内に浸入してしまうことを防止可能になるという効果がある。

実施の形態１を示す誘導加熱調理器。 実施の形態１を示す誘導加熱調理器の上面図。 実施の形態１の誘導加熱調理器の各構成の関係を示すブロック図。 実施の形態２を示す誘導加熱調理器の上面図。 実施の形態３を示す誘導加熱調理器の上面図。 実施の形態３の他の例を示す誘導加熱調理器の上面図。 実施の形態４を示す誘導加熱調理器の上面図。 実施の形態５を示す誘導加熱調理器の上面図。 実施の形態５の各構成の説明図。 実施の形態６を示す誘導加熱調理器の上面図。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における誘導加熱調理器を示す説明図である。
図２は誘導加熱調理器の上面図である。
図３は誘導加熱調理器の各構成の関係を示すブロック図である。
図１及び図２において、誘導加熱調理器１は、トッププレート２上に後述する３つの加熱口３a、３b、３c（以下、区別しないときは「加熱口３」と呼ぶ）を有し、トッププレート２の手前側には、各加熱口への投入電力などを設定する操作部４が設けられている。操作部４と加熱口３の間に位置するトッププレート２の下部には静電容量検知部５が配置されている。またトッププレート２後方には、誘導加熱調理器１内部に配置される駆動回路１０（後述）や加熱コイル８（後述）を冷却するための冷却風を取り入れる吸気口６と冷却後の冷却風を排出する排気口７を備えている。

図３において、トッププレート２の下部には加熱コイル８、操作部４、静電容量検知部５を配し、操作部４は使用者がトッププレートにタッチしたことを所定電位との間の静電容量の変化により検知するタッチスイッチ（電極）が配置されている。また静電容量検知部５も同様に静電容量の変化を検知する電極であり、操作部４と静電容量検知部５の検知結果が制御回路１１へ入力され、駆動回路１０によって交流電源４の交流電圧を高周波電圧に変換し加熱コイル８を駆動するものである。なお本実施の形態では図２に示すように、操作部４の横手方向の長さと、静電容量検知部５の横手方向の長さが略同じ長さとなるように配置している。
なお、以下の説明では所定電位はアース電位（以下、ＧＮＤとも呼ぶ）としているが、トッププレート載置物を所定電位としても良い。また、これら以外を所定電位としても良い。
また以下の説明では加熱口３とは、トッププレート２の下方に配置した加熱コイル８の位置に相当する場所であり、加熱コイル８が配置されたトッププレート２の鍋載置面側を指すものとして説明する。なお、説明のため図中では加熱口３を丸印で囲っているが、実際はトッププレート２に必ずしも加熱口３を示す丸印を塗装、印刷する必要はない。

次に、所定電位との間の静電容量を測定する方法とあわせて、本実施の形態の動作について説明する。
面積Ａの静電容量検知部５とＧＮＤとの間の比誘電率（主に空気）をＫとし、その距離をｄとし、真空の誘電率をε0とする。すると静電容量Ｃを求める式は、
Ｃ＝Ｋ×ε0×Ａ／ｄ
となる。静電容量検知部５は７とＧＮＤとの間に制御回路１１は交流電圧を印加する。印加した交流電圧は静電容量が大きいと振幅が小さくなるため、その振幅の減衰量から静電容量を計測する。
ふきこぼれが無い状態では、静電容量検知部５とＧＮＤとの間には主に比誘電率１の空気が存在するが、ふきこぼれが発生すると比誘電率８０の水が入ってくる為、静電容量は急増する。そこで、静電容量の変化を調べることで、ふきこぼれの判定が可能になる。
なお、静電容量検知部５とＧＮＤとの間の静電容量を計測したが、静電容量検知部５を２つの電極で構成し、その電極間の静電容量を計測しても良い。

ふきこぼれが発生したと判定した場合は、制御回路１１により駆動回路１０の動作を停止させるか、または加熱コイル２に流す電流を減らすように駆動回路１０を制御する。

以上のように、本実施の形態では、鍋１２を載置するトッププレート２と、トッププレート２の下に設けられ、鍋１２を加熱する加熱コイル８と、交流電圧を高周波電圧に変換して加熱コイル８に高周波電流を流す駆動回路１０と、加熱コイル８に投入火力などの指令を与えるトッププレート２上に設けられた操作部４と、加熱コイル８と操作部４との間に設けられた静電容量検知部５と、静電容量検知部５と所定電位との間の静電容量を測定し、測定した検知結果に基づき駆動回路１０を制御する制御回路１１とを備え、制御回路１１は、加熱コイル８を駆動中に静電容量が変化した場合、ふきこぼれが発生したと判定し、駆動回路５を停止させるか、または、加熱コイル８に流す高周波電流を減少させるように駆動回路５を制御するように動作する。

以上のように、鍋内容物のふきこぼれにより所定電位との静電容量の変化を検出する静電容量検知部５を加熱コイル８と操作部４との間に配置することによって、加熱中の鍋の内容物がふきこぼれた際に、高温の内容物が操作部４に達する前に検知可能となる。また、ふきこぼれを検知することによって、加熱を停止、若しくは火力を低下させるように動作するため、使用者は安全に操作部４を操作することが可能になり、ふきこぼれた高温の内容物に触れる可能性を低減させることが可能になる。

また、静電容量検知部５の横幅をトッププレート上の操作部横幅と略同じになるよう配置しているので、操作部４と加熱口３の間の何れの場所でふきこぼれが起きても検知可能であり、操作部４を操作する際の安全性を確保することが可能になる。

また、本実施の形態では、静電容量検知部５は一つで説明したが、これに限るものではなく、必要に応じて複数に分割してよい。また加熱コイルと操作部の間に配置されれば、静電容量検知部の形状や数は適宜設定すればよく同様の効果を奏する事は明白である。さらに操作部４も静電容量式のスイッチとして説明したが、これに限らず操作部の方式もタクトスイッチ等別の方式でも同じ効果を得ることが可能になる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２における誘導加熱調理器１の上面図である。
同図において、実施の形態１で説明した同一箇所には同じ番号を付して説明を省略する。トッププレート２の後方に誘導加熱調理器１の本体内の加熱コイル８や駆動回路１０の冷却を行うための冷却風を取り入れる吸気口６と冷却後の冷却風を機外に排出する排気口７を備えたものである。さらにトッププレート２に配置される加熱口３（ａ、ｂ、ｃ）と吸気口６及び排気口７の間には、実施の形態１で説明した静電容量検知部５を配置している。

続いて動作を説明する。静電容量検知部５の静電容量の測定については実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を割愛する。加熱口３ｃで鍋を加熱中にふきこぼれが発生し、ふきこぼれた内容物が下に静電容量検知部５を配置したトッププレート２の位置に到達すると、ふきこぼれ前の静電容量に比べで大きくなるため、ふきこぼれと判定し、駆動回路１０の動作を停止させるか、または加熱コイル８に流す電流を減らすように駆動回路１０を制御する。

以上のように、所定電位との静電容量の変化を検出する静電容量検知部５を加熱コイル８と吸気口６あるいは排気口７との間に配置するようにしているので、加熱中の鍋１２の内容物がふきこぼれた際に、ふきこぼれた内容物が吸気口６や排気口７に達する前に検知可能となり、加熱を停止、若しくは火力を低下させるように動作するため、吸気口６や排気口７に内容物が浸入することなく、内容物の浸入による誘導加熱調理器１への損傷を未然に防ぐことが可能になるという効果がある。更に内容物の誘導加熱調理器１内部への浸入を抑制することが可能になるため、誘導加熱調理器１内部の衛生性を向上させることが出来る。
また本実施の形態では、静電容量検知部５は一つで説明したが、これに限るものではなく、必要に応じて複数に分割してよい。また加熱コイル８と吸気口６あるいは排気口７の間に配置されれば、静電容量検知部５の形状や数は適宜設定すればよく、同様の効果を奏する事は明白である。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３における誘導加熱調理器の上面図である。
同図において、実施の形態１及び実施の形態２で説明した同一箇所には同じ番号を付して説明を省略する。本実施の形態ではトッププレート２上の複数の加熱口３（本形態では加熱口３ａ、３ｂ）の間に、実施の形態１及び実施の形態２で説明した静電容量検知部５を配置している。

続いて動作を説明する。静電容量検知部５の静電容量の測定については実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を割愛する。加熱口３ａで鍋を加熱中にふきこぼれが発生し、ふきこぼれた内容物が下に静電容量検知部５を配置したトッププレート２の位置に到達すると、ふきこぼれ前の静電容量に比べで大きくなるため、ふきこぼれと判定し、駆動回路１０の動作を停止させるか、または加熱コイル８に流す電流を減らすように駆動回路１０を制御する。同様に加熱口３ｂでふきこぼれが発生した場合においても同じ静電容量検知部５で静電容量の変化を検出し、駆動回路１０の動作停止、あるいは加熱コイル８に流す電流を減らすように駆動回路１０を制御する。

以上のように、静電容量検知部５を複数の加熱口の間に配置するように構成しているので、何れの加熱口３でふきこぼれが発生した場合でも一箇所の静電容量検知部５で検知可能であり、検知部４を複数設ける必要がなく、装置を簡素化することが可能になる。
また、本実施の形態では加熱口３ａ、３ｂの間に静電容量検知部５を配置する構成で説明したが、加熱口３a、３c間あるいは３b、３c間に静電容量検知部５を配置しても良く、また、例えば図６に示すように加熱口３ｃまで含むような静電容量検知部５の形状であっても構わない。

実施の形態４．
図７は、実施の形態４における誘導加熱調理器１の上面図である。
同図において、実施の形態１乃至実施の形態３で説明した同一箇所には同じ番号を付して説明を省略する。本実施の形態ではトッププレート２上の複数の加熱口３を有し、トッププレート２の下方側で各加熱口３の外周に実施の形態１で説明した静電容量検知部５（５ａ、５ｂ、５ｃ）を配置している。

続いて動作を説明する。静電容量検知部５の静電容量の測定については実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を割愛する。加熱口３ａで加熱中の鍋１２がふきこぼれを起こした際にはふきこぼれた内容物が、下に静電容量検知部５ａを配置したトッププレート２の位置に到達すると、ふきこぼれ前の静電容量に比べで大きくなるため、ふきこぼれと判定し、駆動回路１０の動作を停止させるか、または加熱コイル８に流す電流を減らすように駆動回路１０を制御する。

以上の説明したように、加熱口３の外周に静電容量検知部５を配置するように構成したので、鍋１２の何れの場所からふきこぼれが発生しても、その外周に静電容量検知部５を配置することによってふきこぼれ検知が可能となり、いち早く駆動回路１０の動作を停止させるか、または加熱コイル８に流す電流を減らすように制御するため、ふきこぼれを最小限に抑えることが可能になる。

実施の形態５．
図８は、実施の形態５における誘導加熱調理器１の上面図である。
同図において、実施の形態１乃至実施の形態４で説明した同一箇所には同じ番号を付して説明を省略する。本実施の形態ではトッププレート２上の加熱口３を有し、加熱口３の周囲に鍋１２の載置を使用者に知らしめる目的で設置された鍋載置位置表示部１３を有し、加熱口３と鍋載置位置表示部１３との間に、実施の形態１で説明した静電容量検知部５を配置する構成としたものである。
また図９は加熱コイル８（加熱口３）と静電容量検知部５と鍋載置位置表示部１３との位置関係を説明するための加熱コイル８付近を横から見た図である。図９において、鍋載置位置表示部１３は、トッププレート２下方にＬＥＤなどの発光素子と導光手段等で構成される照光手段１４を有しており、照光手段１４が対向位置のトッププレート２の部分は照光手段１４からの光がトッププレート２の上方へ照射されるよう透過するように構成されている。

続いて動作を説明する。使用者が誘導加熱調理器１を使用する際に、照光手段１４を発光させることにより使用者に加熱口３の位置、つまりは鍋を置く位置をトッププレート２の鍋載置位置表示部を点灯させることによって表示する。使用者はその表示内に納まるように鍋１２などの被加熱物を置き調理を開始することになる。静電容量検知部５の静電容量の測定については実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を割愛する。加熱口３で加熱中の鍋がふきこぼれを起こした際にはふきこぼれた内容物が下に静電容量検知部５を配置したトッププレート２の位置に到達すると、ふきこぼれ前の静電容量に比べで大きくなるため、ふきこぼれと判定し、駆動回路１０の動作を停止させるか、または加熱コイル８に流す電流を減らすように駆動回路１０を制御する。

以上のように、静電容量検知部５を加熱口３の周囲に設けた鍋載置位置表示部１３と加熱コイル８の間に配置するようにしているので、鍋１２の内容物がふきこぼれた際にも鍋載置位置表示部１３にふきこぼれ内容物が達する前に、動作停止あるいは火力低下させるため、鍋載置位置が内容物で隠れることがなく、ふきこぼれの如何にかかわらず鍋載置位置を適切に表示することが可能になる。また、鍋載置位置にふきこぼれ内容物の付着による汚れを抑制可能で、鍋載置位置が不明瞭になるといった問題がなくなるという効果がある。

本実施の形態では、鍋載置位置表示部１３をトッププレート２下方から照光する方式として説明したが、鍋載置位置表示部１３はトッププレート２上に施した印刷等によって表現されるものでも良く、同様の効果を得ることが可能である。

実施の形態６．
図１０は、実施の形態６における誘導加熱調理器１の上面図である。
同図において、実施の形態１乃至実施の形態５で説明した同一箇所には同じ番号を付して説明を省略する。本実施の形態ではトッププレート２上の加熱口３を有し、トッププレート２の中央にはトッププレート２上の加熱口が使用中及び使用後に高温状態であることを表示する高温注意表示部１５を備えるものである。さらに加熱口３と高温注意表示部１５との間に、実施の形態１で説明した静電容量検知部５を配置する構成としたものである。
また、本実施の形態で高温注意表示部１５は実施の形態５で説明した鍋載置位置表示部１３や照光手段１４と同様の構成によるトッププレート２下方から照光し使用者にトッププレート２が高温である旨を表示するものする。別の方法としてはトッププレート２上に施した印刷による注意喚起でも構わない。

続いて動作を説明する。使用者が加熱口３上に鍋１２を載置して誘導加熱調理器１の使用を開始すると、高温注意表示部１５はトッププレート２が高温状態になっていることを表示する。また加熱停止後においても所定時間あるいはトッププレート２の温度が所定温度以下になるまで、高温注意表示部１５を点灯させる。静電容量検知部５の静電容量の測定については実施の形態１で説明したものと同様であるので説明を割愛する。加熱口３で加熱中の鍋１２がふきこぼれを起こした際には、ふきこぼれた内容物が下に静電容量検知部５を配置したトッププレート２の位置に到達すると、ふきこぼれ前の静電容量に比べで大きくなるため、ふきこぼれと判定し、駆動回路１０の動作を停止させるか、または加熱コイル８に流す電流を減らすように駆動回路１０を制御する。

以上のように、静電容量検知部５を高温注意表示部１５と加熱コイル８の間に配置するようにしているので、鍋１２の内容物がふきこぼれた際にも高温注意表示部１５にふきこぼれた内容物が達する前に動作停止あるいは火力低下させるため、高温注意表示部１４が内容物で隠れることがなく、確実に使用者に高温注意表示を行うことが可能になるという効果がある。

本実施の形態では、注意喚起表示を高温注意表示とした構成で説明したが、トッププレート２上に印刷などで構成される他の注意喚起部分との間に静電容量検知部５を配置しても同様の効果を得ることが可能になる。

なお、本実施の形態１〜６はその実施例の全部、あるいは一部を自由に組み合わせることが可能である。

１ 誘導加熱調理器、２ トッププレート、３ 加熱口、４ 操作部、５ 静電容量検知部、６ 吸気口、７ 排気口、８ 加熱コイル、１０ 駆動回路、１１ 制御回路、１２ 鍋、１３ 鍋載置位置表示部、１４ 照光手段、１５ 高温注意表示部。

Claims (5)

1. 鍋を載置するトッププレートと、
   前記トッププレートの下に設けられ、前記鍋を加熱する複数の加熱コイルと、
   交流電圧を高周波電圧に変換して前記加熱コイルに高周波電流を流す駆動回路と、
   前記トッププレート下に設けられ、静電容量を測定する静電容量検知手段と、
   前記静電容量検知手段の検知結果に基づき前記駆動回路を制御する制御回路と、
   使用上の注意事項等を表示する注意喚起表示部と、
   を備え、
   前記注意喚起表示部は、前記トッププレート上に設けられ、
   前記静電容量検知手段は、前記加熱コイルと前記注意喚起表示部との間に配置し、
   前記制御回路は、前記加熱コイルを駆動中に前記静電容量が変化した場合、ふきこぼれが発生したと判定し、前記駆動回路を停止させるか、または、前記加熱コイルに流す高周波電流を減少させるように前記駆動回路を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記注意喚起表示部は、前記トッププレートが高温状態であることを表示する高温注意表示であることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 前記加熱コイルおよび前記駆動回路を冷却するための送風装置と、
   前記送風装置が冷却風を取り込む吸気口と、
   前記冷却風を機外へ排出する排気口と、
   前記加熱コイルと前記吸気口もしくは前記排気口との間、または、前記加熱コイルと前記吸気口および前記排気口との間に配置され、静電容量を測定する第２の静電容量検知手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記第２の静電容量検知手段の長手方向の長さを、前記吸気口もしくは前記排気口の長手方向の長さ、または、前記吸気口および前記排気口の長手方向の長さと略同一としたことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
5. 前記第２の静電容量検知手段は、前記吸気口または前記排気口の近傍に配置されたことを特徴とする請求項３または４記載の誘導加熱調理器。

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