JP5389114B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents
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Description
上記特許文献2は、二重に配置された環状の内側誘導加熱コイルと外側誘導加熱コイルとの間に温度検知器を設けることを開示しているものの、上記特許文献1に記載のように独立駆動される中央コイルとその周辺に配設された複数の周辺コイルとを有するものにおける温度検知器の配置を開示するものではない。
このため、1つの加熱口に対し、独立駆動される中央コイルとその周辺に配設された複数の周辺コイルとを有する誘導加熱調理器において、鍋の温度や鍋の位置の検知精度を高めることが望まれていた。
本実施の形態1では、厨房家具に形成された設置口に設置されるいわゆるビルトイン型の誘導加熱調理器に本発明を適用した場合を例に説明する。
図1は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す上面図である。
図2は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。なお、図1、図2及び後述の各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
第一加熱部3aの加熱手段は、加熱口のほぼ中央に配置された中央コイル4と、中央コイル4の周辺に配置された複数の周辺コイル5とを備える。中央コイル4と周辺コイル5の形状及び配置の例については後述する。中央コイル4と周辺コイル5は、コイル支持台(図示せず)によって保持されている。
なお、以降の説明において、中央コイル4と周辺コイル5を、「加熱コイル」と総称する場合がある。
なお、本実施の形態1では、報知部16は、表示部7や、図示しないブザー、音声出力装置等により構成されているが、使用者に対して視覚的あるいは聴覚的に情報を報知できる装置であれば具体的構成は問わない。
負荷検知部14の具体的構成としては、例えば、中央コイル4及び周辺コイル5のそれぞれに流れる電流量を検出するための電流検出回路を設けることで、検知を行うことができる。一般に、加熱コイルのインピーダンスは、加熱コイルの上方に載置された被加熱物9の有無、大きさ(面積)、及び材質に依存して変化し、これに伴って駆動回路10を構成するインバータ回路に流れる電流量も変化する。そこで、中央コイル4及び周辺コイル5に流れる電流量を検出することによって各加熱コイルのインピーダンス値を検出し、これによって各加熱コイル上への被加熱物9の載置状態を判別する。なお、負荷検知部14の具体的構成はこれに限定されるものではない。
図4は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
中央コイル4と周辺コイル5は、円形の平面形状を有し、絶縁被膜された任意の金属からなる導電線が円周方向に巻回されることにより構成されている。本実施の形態1では、中央コイル4の方が周辺コイル5よりも径が大きく、また、導電線の巻数も多いが、これに限定するものではない。
図5は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの周囲に生じる磁界Hの状態を示す説明図である。図5において記号P1で示すように、中央コイル4の周辺コイル5aと近接する巻き線には、紙面奥から手前へ向かう方向に電流が流れ、また、記号Q1で示すように、周辺コイル5aの中央コイル4と近接する巻き線には、紙面奥から手前へ向かう方向に電流が流れる。これにより、矢印P2、Q2で示す方向に磁界Hが発生し、中央コイル4と周辺コイル5aとが近接する部位では、互いから生じる磁界Hが打ち消し合って磁界分布が弱まる。
また、複数の温度センサ20のうち少なくとも1つ以上は、なるべく加熱コイルの近くに配置するのが好ましい。温度センサ20と加熱コイルとが離れすぎていると、温度検出位置と加熱位置とが離れすぎることとなり、被加熱物の温度を精度よく検出することができないためである。
次に、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。図6は、実施の形態1に係る誘導加熱調理器の加熱動作を説明するフローチャートである。
使用者が、天板2上に被加熱物9を載置し、操作部8により所望の火力で調理を行うよう火力を設定し、加熱開始のスイッチ等を押下すると、制御部13は、操作部8から火力設定に関する情報と加熱開始指示の信号を受ける(S1)。
ステップS5にて、最大値Tmaxと最小値Tminの差分が所定のしきい値Aを超えていない場合、すなわち、鍋ずれが生じていないと判断した場合には(S5;No)、制御部13は、ステップS2に戻って設定された火力を得るための制御を継続する。
鍋ずれを判断するに際して検出温度を参照する温度センサ20を、ステップS2での負荷検知結果に基づいて選定してもよい。例えば、複数の温度センサ20のうち、ステップS2にて負荷なし加熱コイルと判断された加熱コイル近傍の温度センサ20については、その検出温度を参照しないようにする。このように、加熱コイル上への被加熱物9への載置の有無に基づいて参照する温度センサ20を選定することで、鍋ずれ判断の誤差を低減することができる。
温度センサ20の検出値の最大値Tmaxと最小値Tminの差分を判断するしきい値を、ステップS2での負荷検知結果に基づいて異なる値としてもよい。例えば、最小値Tminを検出した温度センサ20が、負荷なし加熱コイルの近傍のものである場合には、鍋ずれ判断に用いるしきい値を、負荷あり加熱コイルの近傍のものを用いる場合よりも、大きい値とする。本実施の形態1では、中央コイル4と複数の周辺コイル5は独立して駆動可能であり、例えば1つ以上の負荷なし加熱コイルがある場合でも効率よく加熱調理が可能な点が特長の1つである。このような状態で加熱している場合には、負荷なし加熱コイル近傍の温度センサ20の検知温度はほとんど上昇が見込めないため、鍋ずれ判断のしきい値が小さいと、加熱可能であるにもかかわらず鍋ずれと判断してしまい、被加熱物9の形状、大きさ、載置位置の自由度が高いという本実施の形態1の加熱部の特長を生かすことができず、使用者の使いにくさにつながりうる。このため、負荷なし加熱コイルの近傍の温度センサ20の検出値を参照する場合には、しきい値を大きい値に設定することで、被加熱物9の自由度が高いという特長を生かしつつ、鍋ずれの判断も行うことができる。
(1)火力制限の動作例
火力制限を行う場合には、駆動中の加熱コイルのすべてについて、投入電力を低下または停止させてもよい。このようにすることで、被加熱物9や加熱コイル全体の急激な温度上昇を抑制することができる。
また、複数の周辺コイル5のうち、最小値Tminを検出した温度センサ20の近傍に配置されている加熱コイルへの投入電力を、選択的に低下または停止させてもよい。また、最小値Tminを検出した温度センサ20の方向(加熱コイルの中央を基準とした方向)に配置されている加熱コイルへの投入電力を、選択的に低下または停止させてもよい。すなわち、温度センサ20の検出温度に基づいて、被加熱物9が載置されていない、あるいは載置面積が小さい可能性の高い加熱コイルを判定し、その加熱コイルについて選択的に投入電力を低下または停止させるのである。このようにすることで、被加熱物9の加熱に寄与しない無駄な電力を削減でき、また、加熱コイルの過度な温度上昇を抑制することができる。
鍋ずれの検知に伴って火力制限を行う前に、報知部16により、火力制限を行う旨の報知を行ってもよい。このようにすることで、使用者に対して鍋ずれの解消を促すことができる。そして、火力制限を行う旨の報知を行った後、再び温度センサ20の検出値の最大値Tmaxと最小値Tminの差分としきい値Aとの比較を行い、差分がしきい値Aを下回っていれば、報知部16による報知を停止するとともに、火力制限を行わないこととする。鍋ずれが解消されれば、火力制限が行われないため、使用者にとっての調理感を損なうこともなく、使い勝手のよい誘導加熱調理器とすることができる。なお、火力制限を行う旨の報知を行った後においても、最大値Tmaxと最小値Tminの差分がしきい値よりも大きい場合には火力制限を行うものとする。
図6では、ステップS5にて鍋ずれが検知された場合、ステップS6にて鍋ずれの報知を行った後、所定時間αが経過してから火力制限を行うものとして説明した。しかし、制御部13は、ステップS5にて鍋ずれを検知した場合、鍋ずれの報知と火力制限を、同時に行うこととしてもよい。このようにすることで、より早期に火力制限が行え、被加熱物9や加熱コイルの過度な温度上昇を抑制することができる。
本実施の形態2では、加熱コイルと温度センサの他の配置例を説明する。なお、本実施の形態2では、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
図8は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
図9は、実施の形態2に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの他の配置を説明する図である。
図9に示す中央コイル40は、導電線が円周方向に巻回されて構成され円形の平面形状を有する内側中央コイル40aと、内側中央コイル40aよりも径方向外側において導電線が円周方向に巻回されて構成され環状の平面形状を有する外側中央コイル40bとを有する。内側中央コイル40aと外側中央コイル40bとの間には、環状の隙間が設けられている。内側中央コイル40aと外側中央コイル40bは、本実施の形態2では直列に接続されており、単一の駆動回路10(インバータ回路)で駆動される。なお、内側中央コイル40aと外側中央コイル40bとを並列接続してもよく、この場合は、それぞれ独立した駆動回路(インバータ回路)を用いて駆動することができる。
本実施の形態3では、加熱コイルと温度センサの他の配置例を説明する。なお、本実施の形態3では、実施の形態2との相違点を中心に説明する。
図10は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
図11は、実施の形態3に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの他の配置を説明する図である。
本実施の形態4では、加熱コイルと温度センサの他の構成例を説明する。なお、本実施の形態4では、実施の形態2との相違点を中心に説明する。
図12は、実施の形態4に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
図13は、実施の形態4に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの他の配置を説明する図である。
本実施の形態5では、加熱コイルと温度センサの他の配置例を説明する。なお、本実施の形態5では、実施の形態2との相違点を中心に説明する。
図14は、実施の形態5に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
また、温度センサ20は、中央コイル4、周辺コイル5a、及び周辺コイル5fの外周から実質的に等しい距離をおいた位置(図14の地点X2)に配置されている。図14で示す例では、地点X2は、中央コイル4と周辺コイル5aの互いに平行な外接線を両加熱コイルから等距離となるよう平行移動させた線L5と、中央コイル4と周辺コイル5fの互いに平行な外接線を両加熱コイル外周部から等距離となるよう平行移動させた線L6と、周辺コイル5aと周辺コイル5fの互いに平行な外接線を両加熱コイルから等距離となるよう平行移動させた線L7とが交わる箇所にて定義されている。周辺コイル5aと周辺コイル5fに着目すると、周辺コイル5aと周辺コイル5fの隣り合う部分には逆方向に電流が流れるために、両者の間においては磁界分布が強まるという作用が生じる。しかし、中央コイル4と周辺コイル5a、及び、中央コイル4と周辺コイル5fに着目すると、中央コイル4と周辺コイル5aとの間、及び中央コイル4と周辺コイル5fとの間においては、互いから生じる磁界が打ち消し合って磁界分布が弱まるという作用が生じる。
また、地点X2は、3つの加熱コイル(中央コイル4、周辺コイル5a、5f)のいずれからもほぼ等しく近い領域である。このため、温度センサ20は、これら加熱コイルの駆動による被加熱物9の温度変化を検出しやすい。すなわち、1つの温度センサ20によって、中央コイル4、周辺コイル5a、及び周辺コイル5fによる被加熱物9の温度変化を検出でき、少ない温度センサ20で広範囲の温度検出を行うことができる。
図15は、実施の形態5に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの他の配置を説明する図である。なお、図15では、加熱コイルのうち、中央コイル40と周辺コイル50a、50dのみ図示している。
また、地点X2は、3つの加熱コイル(中央コイル40、周辺コイル50a、50d)のいずれからもほぼ等しく近い領域である。このため、温度センサ20は、これら加熱コイルの駆動による被加熱物9の温度変化を検出しやすい。すなわち、1つの温度センサ20によって、中央コイル40、周辺コイル50a、及び周辺コイル50dによる被加熱物9の温度変化を検出でき、少ない温度センサ20で広範囲の温度検出を行うことができる。
本実施の形態6では、加熱コイルと温度センサの他の構成例を説明する。なお、本実施の形態6は、中央コイル及び中央コイル近傍に設ける温度センサの配置に特徴を有するものであり、この点を中心に説明する。
図16は、実施の形態6に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
本実施の形態7では、加熱コイルと温度センサの他の構成例を説明する。なお、本実施の形態7では、実施の形態2との相違点を中心に説明する。
図17は、実施の形態7に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
この温度センサ31は、防磁手段15の外側に配置されている。
温度センサ31は、防磁手段15の外側であって、凹部15aの内部に配置されている。
本実施の形態8では、加熱コイルと温度センサの他の構成例を説明する。なお、本実施の形態8では、実施の形態2との相違点を中心に説明する。
図18は、実施の形態8に係る誘導加熱調理器の加熱コイルと温度センサの配置を説明する図である。
実施の形態1〜8で示したように複数の温度センサ20、30、31を配置する場合には、第一加熱部3a(加熱口)の中心に対して同心円状に配置することができる。このようにすることで、第一加熱部3a(加熱口)の中心に対する鍋ずれ判断の偏りを小さくすることができる。
また、上記説明では、第一加熱部3a、第二加熱部3b、及び第三加熱部3cのうちいずれかの加熱手段を、例えば輻射によって加熱するタイプの電気ヒータ(例えばニクロム線やハロゲンヒータ、ラジエントヒータ)で構成してもよい。
Claims (19)
- 被加熱物が載置される天板と、
加熱口に対応して前記天板の下方に配置され、前記天板に載置された被加熱物を誘導加熱する加熱コイル群と、
前記加熱コイル群を構成する複数の加熱コイルのそれぞれに、独立して高周波電流を供給する複数の駆動部と、
前記加熱口に対応して設けられた複数の温度検知装置と、
前記複数の温度検知装置の検出値の差異に基づいて、前記加熱口における前記被加熱物の載置位置を判断する載置位置検知部と、
前記載置位置検知部により検知された前記被加熱物の載置位置に基づいて、前記複数の加熱コイルに供給する高周波電流を可変するよう前記駆動部を制御する制御部とを備え、
前記加熱コイル群を構成する前記加熱コイルとして、中央コイルと、前記中央コイルの周辺に配置された複数の周辺コイルとを備え、
前記中央コイルと前記周辺コイルは、隣り合う部分において同じ方向に電流が流れるよう、前記駆動部により高周波電流が供給され、
前記温度検知装置として、前記中央コイルと前記周辺コイルとの間に配置された複数の第一温度検知装置を備えた
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 - 前記第一温度検知装置は、
前記中央コイルと前記周辺コイルとが最も近接する部位同士を結ぶ線上に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記第一温度検知装置は、
前記周辺コイルの外周部の接線のうち前記中央コイルの略中央を通る二本の接線の間に挟まれた領域内に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記第一温度検知装置は、
前記中央コイルの中心部と前記周辺コイルの中心部とを結ぶ線上に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記第一温度検知装置は、
前記中央コイルと2つの前記周辺コイルのそれぞれの外周から実質的に等しい距離をおいて配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。 - 前記中央コイルは、内側中央コイルと、前記内側中央コイルの外側に隙間を設けて配置された環状の外側中央コイルとを備え、
前記内側中央コイルと前記外側中央コイルは、同じ方向に電流が流れるように前記駆動部により高周波電源が供給され、
前記温度検知装置として、前記内側中央コイルと前記外側中央コイルとの間の隙間に設けられた第二温度検知装置を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記加熱コイル群の外周を囲う防磁手段を備え、
前記温度検知装置として、前記防磁手段の外側に設けられた第三温度検知装置を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記載置位置検知部により、前記被加熱物が予め定められた領域から外れて載置された状態である鍋ずれと判断された場合には、
前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記制御部は、
前記載置位置検知部により、前記鍋ずれと判断された場合には、
前記温度検知装置のうち最小値を検出した温度検知装置の最も近くに配置された前記加熱コイルへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項8記載の誘導加熱調理器。 - 前記各加熱コイル上への前記被加熱物の載置状態を検知するコイル負荷検知部を備え、
前記載置位置検知部は、前記コイル負荷検知部によって上方に前記被加熱物が載置されていないと検知された前記加熱コイルとの配置関係に基づいて選択した前記複数の温度検知装置の検出値に基づいて、前記加熱口における前記被加熱物の載置位置を判断する
ことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記載置位置検知部は、
前記コイル負荷検知部によって上方に前記被加熱物が載置されていないと検知された前記加熱コイルの最も近くに配置された前記温度検知装置を除く前記温度検知装置の検出値に基づいて、前記加熱口における前記被加熱物の載置位置を判断する
ことを特徴とする請求項10記載の誘導加熱調理器。 - 前記載置位置検知部は、
前記複数の温度検知装置による検出値の最小値と最大値との差異が、所定のしきい値を超えたか否かにより、前記被加熱物が予め定められた領域から外れて載置された状態である鍋ずれを判断するものであって、
前記コイル負荷検知部によって上方に前記被加熱物が載置されていないと検知された前記加熱コイルと、前記最小値を検出した前記温度検知装置との配置関係に基づいて、前記鍋ずれを判断する際の前記所定のしきい値を異なる値とする
ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の誘導加熱調理器。 - 前記載置位置検知部は、
前記コイル負荷検知部によって上方に前記被加熱物が載置されていないと検知された前記加熱コイルの最も近くに配置された前記温度検知装置が、前記最小値を検出した場合には、他の前記温度検知装置が前記最小値を検出した場合よりも大きい値のしきい値を用いて、前記鍋ずれを判断する
ことを特徴とする請求項12記載の誘導加熱調理器。 - 前記載置位置検知部により判断された前記被加熱物の載置位置に関する情報を報知する報知部を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記加熱コイルへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させる前に、高周波電流の供給を低下もしくは停止させる旨の報知を行う報知部を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記載置位置検知部が、前記被加熱物が予め定められた領域から外れて載置された状態である鍋ずれと判断すると、
報知部により鍋ずれが生じている旨の報知を行い、
当該報知後、前記載置位置検知部は、再び、前記加熱口における前記被加熱物の載置位置を判断する
ことを特徴とする請求項1〜請求項15のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記載置位置検知部が、前記被加熱物が予め定められた領域から外れて載置された状態である鍋ずれと判断すると、
前記制御部が、前記複数の加熱コイルのうち少なくともいずれかへの高周波電流の供給を選択的に低下もしくは停止させるよう、前記駆動部を制御するとともに、
報知部により鍋ずれが生じている旨の報知を行う
ことを特徴とする請求項1〜請求項16のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記複数の温度検知装置は、前記中央コイルの中心部を中心とする同心円上に配置されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項17のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。 - 前記中央コイルは、中心部に空間を有する平面視環状に形成されており、
前記温度検知装置として、前記中央コイルの中心部の空間に設けられた第四温度検知装置を備えた
ことを特徴とする請求項1〜請求項18のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
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