JP5441621B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の加熱口を備えた誘導加熱調理器に関するものである。
従来の誘導加熱調理器には、複数の被加熱物の振動周波数の差により発生する干渉音を抑制するものがある。例えば3つの加熱コイルのうち中央の奧側に配置された加熱コイルに供給する電力の最低周波数を、手前側に配置された2つの加熱コイルに供給する電力の最大周波数より高く設定して、被加熱物間で発生する干渉音を抑えるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−27601号公報(第16−17頁、図14)
前述した従来の誘導加熱調理器では、複数の加熱口を同時に使用した場合には各加熱コイルの動作周波数の差分が被加熱物間で干渉音として発生し、これが原因で使用者にとっては耳障りとなることがあった。
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、各加熱コイルの動作周波数の差分により被加熱物間で発生する干渉音を低減できる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。
本発明に係る誘導加熱調理器は、複数の加熱コイルと、複数の加熱コイルによりそれぞれ誘導加熱される被加熱物の間で発生する干渉音を集音するためのマイクロホンと、スピーカーと、複数の加熱コイルのうち少なくとも2つの加熱コイルが加熱動作しているときにマイクロホンからの電気信号を入力し、その電気信号から干渉音の周波数と位相を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成し、スピーカーに出力して音を発生させる干渉音制御部とを備え、干渉音制御部は、マイクロホンからの電気信号より検出した干渉音の周波数が所定の周波数範囲内にあるときに、干渉音を相殺する電気信号を、スピーカーに出力して音を発生させるとともに、操作ガイドのための音声が出力されているかどうかを判定し、音声が出力されているときには被加熱物を誘導加熱している加熱コイルのうち火力の最も大きい加熱コイルの火力を小さくさせる
本発明においては、複数の加熱コイルのうち少なくとも2つの加熱コイルが加熱動作しているときにマイクロホンからの電気信号を入力し、その電気信号から干渉音の周波数と位相を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成し、スピーカーに出力して音を発生させるようにした。これにより、被加熱物間の干渉音とスピーカーからの発生音とが使用者の耳元で相殺され、耳障りなキー音を解消できる。
本発明の実施の形態1に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る誘導加熱調理器のマイクロホンおよびスピーカーの配置図である。 実施の形態1の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る誘導加熱調理器のトッププレートを上方から見て示す平面図である。 実施の形態2の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。 実施の形態3の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。 実施の形態4の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態5に係る誘導加熱調理器のマイクロホンおよびスピーカーの配置図である。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図、図2は実施の形態1に係る誘導加熱調理器のマイクロホンおよびスピーカーの配置図である。
図1、2において、渦状に巻かれてなる加熱コイル3,4,5は、キッチン22に組み込まれた本体1内に配置され、それぞれ共振コンデンサ6,7,8と直列に接続されている。そのうち、加熱コイル3は、本体1を手前側から見てトッププレート2の上面左側に設けられた左加熱口の下方に設置され、加熱コイル4は、トッププレート2の上面右側に設けられた右加熱口の下方に設置されている。加熱コイル5は、左加熱口と右加熱口のほぼ中央で、かつトッププレート2の上面後部に設けられた中央加熱口の下方に設置されている。トッププレート2上に設けられた各加熱口は、被加熱物21の載置位置を示すためのもので、リング状あるいは円形状に形成されている。
加熱コイル3と共振コンデンサ6を負荷回路とする左インバータ11は、左制御部14からの駆動信号に基づいて直流電圧を高周波電圧に変換し、その負荷回路に高周波電流を供給する。加熱コイル4と共振コンデンサ7を負荷回路とする右インバータ12は、右制御部15からの駆動信号に基づいて直流電圧を高周波電圧に変換し、その負荷回路に高周波電流を供給する。加熱コイル5と共振コンデンサ8を負荷回路とする中央インバータ13は、中央制御部16からの駆動信号に基づいて直流電圧を高周波電圧に変換し、その負荷回路に高周波電流を供給する。
主制御部17は、操作部により選択された加熱口を検知し、次いで、設定された火力を検知すると、検知した加熱口から制御部(左制御部14、右制御部15、中央制御部16)を判別して加熱開始指令を通知し、次いで、設定された火力を通知して加熱動作を行わせる。また、主制御部17は、加熱動作が行われているときにはその情報を読み込んで表示部に動作状態を表示する。この主制御部17には、3つの加熱コイル3,4,5のうち2つの加熱コイルが加熱動作しているときにマイクロホン18からの電気信号を入力し、その電気信号から干渉音の周波数と位相を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成し、スピーカー19に出力して音を発生させる干渉音制御部17aが備えられている。また、干渉音制御部17aは、全ての加熱コイル3,4,5により各被加熱物21が誘導加熱されているとき、マイクロホン18からの電気信号より最も音圧の大きい干渉音の周波数と位相を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成し、スピーカー19に出力して音を発生させる。スピーカー19に出力する電気信号は、マイクロホン18からの電気信号と同一周波数であり、位相が逆位相となっている。
前述したマイクロホン18は、例えば、トッププレート2内に組み込まれ、左加熱口と右加熱口の間で、中央加熱口寄りに配置されている。このマイクロホン18は、2つ以上の加熱コイルによりそれぞれ誘導加熱される被加熱物21の間で発生する干渉音を集音するために設けられている。スピーカー19は、本体1内の前部側に設置され、使用者の耳に音が到達しやすいように上方に向けられている。
次に、実施の形態1の動作について図3のフローチャートを用いて説明する。
図3は実施の形態1の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。
主制御部17の干渉音制御部17aは、本加熱調理器の加熱動作中にマイクロホン18により干渉音が集音されると(S1)、その干渉音の電気信号を読み込んで周波数と位相、音圧を検出する(S2)。次いで、干渉音制御部17aは、3口の加熱口が使用されているかどうかを判定する(S3)。この判定は、操作部によって操作されたスイッチの状態から判定する。干渉音制御部17aは、全ての加熱口が使用されていると判定したときには、マイクロホン18からの電気信号から最も音圧の大きい干渉音の周波数と位相を検出する(S9)。そして、干渉音制御部17aは、検出した周波数と位相から干渉音を相殺する電気信号を生成する(S4)。また、干渉音制御部17aは、2口の加熱口が使用されていると判定したときには、2口の加熱口動作で発生する干渉音の周波数と位相とからこの干渉音を相殺する電気信号を生成する(S4)。
干渉音制御部17aは、生成した電気信号をスピーカー19に出力して音を発生させ(S5)、この音によりマイクロホン18で集音された音圧レベルが低減したかどうかを判定する(S6)。この判定は、S2で検出した音圧と比較して行われる。干渉音制御部17aは、音圧レベルが低減していないと判定したときには、S2に戻って前述した動作を繰り返す。干渉音制御部17aは、S6においてマイクロホン18により集音された音圧レベルが低減したと判定したのち、マイクロホン18からの電気信号(周波数・位相)に変化があるかどうかを監視する(S7)。干渉音制御部17aは、マイクロホン18からの電気信号に変化があったと判定したときには、S2に戻って前述した動作を繰り返し、その電気信号に変化がないと判定したときには、スピーカー音を出力、継続する(S8)。
以上のように実施の形態1によれば、2つの加熱コイルが加熱動作しているときにマイクロホン18からの電気信号を入力し、その電気信号から干渉音の周波数と位相、音圧を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成してスピーカー19に出力するようにしている。これにより、被加熱物21間で発生する干渉音とスピーカー19からの発生音とが使用者の耳元で相殺され、耳障りな干渉音(キーン音)を解消できる。
また、従来行われていた加熱コイルの動作周波数の高周波化(例えば20kHzから50kHzへの変更)により2口の加熱口の差分周波数を大きくすることでの干渉音の低減は、高周波化した加熱コイルの損失増大、インバータの損失増大に繋がる。そのため、冷却が困難で、騒音増大に繋がるというデメリットがあるが、本実施の形態では、これらを回避できる。
また、実施の形態1によれば、全ての加熱コイル3,4,5により各被加熱物21が誘導加熱されているとき、マイクロホン18からの電気信号より最も音圧の大きい干渉音の周波数と位相を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成してスピーカー19に出力するようにしている。これにより、最も音圧の大きい干渉音を低減でき、耳障りな干渉音(キーン音)を解消できる。
実施の形態2.
実施の形態2は、インバータを駆動する駆動信号の周波数から干渉音の周波数を算出するようにしたものである。
図4は本発明の実施の形態2に係る誘導加熱調理器のトッププレートを上方から見て示す平面図である。なお、実施の形態1と同様の部分には同じ符号を付している。
実施の形態2においては、干渉音制御部17aは、3つのインバータ11,12,13のうち少なくとも2つのインバータが各制御部により駆動されているとき、制御部から出力される各駆動信号の周波数を検出して相互の差分周波数を算出し、かつマイクロホン18からの電気信号より干渉音成分の位相を検出し、その差分周波数、及びマイクロホン18で検出の位相から干渉音を相殺する電気信号を生成してスピーカー19に出力し、音を発生させるようにしている。
次に、実施の形態2の動作について図5のフローチャートを用いて説明する。
図5は実施の形態2の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。
干渉音制御部17aは、本加熱調理器の加熱動作中にマイクロホン18により干渉音が集音されると(S11)、その干渉音の電気信号を読み込んで干渉音成分の位相と音圧を検出する(S12)。次いで、干渉音制御部17aは、主制御部17の指令に基づいてインバータを駆動している各加熱口の駆動信号周波数を各制御部から検出する(S13)。干渉音制御部17aは、例えば図4に示すように、左加熱口30、右加熱口40および中央加熱口50上の各被加熱物21が誘導加熱されていた場合には、左インバータ11、右インバータ12および中央インバータ13に出力されている駆動信号の周波数を左制御部14、右制御部15および中央制御部16から検出する。
その後、干渉音制御部17aは、例えば、中央制御部16の駆動信号の周波数fswCから右制御部15の駆動信号の周波数fswRを減算して差分周波数Δfを算出し(S14)、干渉音の周波数とする。次いで、干渉音制御部17aは、左制御部14の駆動信号の周波数fswLから右制御部15の駆動信号の周波数fswRを減算して差分周波数Δfを算出し(S14)、干渉音の周波数とする。そして、干渉音制御部17aは、検出した差分周波数Δfとその周波数の位相から干渉音を相殺する電気信号を生成する(S15)。
干渉音制御部17aは、生成した電気信号をスピーカー19に出力して音を発生させ(S16)、この音によりマイクロホン18で集音された音圧レベルが低減したかどうかを判定する(S17)。この判定は、実施の形態1と同様にS12で検出した音圧と比較して行われる。干渉音制御部17aは、音圧レベルが低減していないと判定したときには、S12に戻って前述した動作を繰り返す。また、干渉音制御部17aは、S17においてマイクロホン18により集音された音圧レベルが低減したと判定したのち、マイクロホン18からの電気信号(位相)に変化があるかどうかを監視する(S18)。干渉音制御部17aは、マイクロホン18からの電気信号に変化があったと判定したときには、S12に戻って前述した動作を繰り返し、その電気信号に変化がないと判定したときには、スピーカー音を出力、継続する(S19)。
以上のように実施の形態2によれば、3つのインバータ11,12,13のうち少なくとも2つのインバータが各制御部により駆動されているとき、制御部から出力される各駆動信号の周波数を検出して相互の差分周波数を算出する。次いで、マイクロホン18からの電気信号より干渉音成分の位相と音圧を検出し、その差分周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成してスピーカー19に出力し、音を発生させるようにしている。これにより、マイクロホン18から集音することで干渉音の周波数を検出して干渉音を相殺する電気信号を生成するのと比べ、精度が向上し、確実に干渉音を低減させることができる。
実施の形態3.
実施の形態3は、例えば実施の形態1の誘導加熱調理器において、所定条件を満たしたときにスピーカー19から干渉音を相殺する音を出さないようにしたものである。
前述の所定条件とは、1つの加熱コイル、つまり1つの加熱口のみが選択されたとき、あるいは2つ又は3つの加熱口に非磁性材(例えばSUS304系)の被加熱物21が載置されたときである。また、マイクロホン18からの電気信号の周波数が所定の周波数範囲(例えば、数百Hz〜約15kHz)から外れたとき、あるいはマイクロホン18からの電気信号の音圧が所定レベル(例えば30dB)より低いときである。これら4つの条件のうち何れか1つでも満たすものがあれば、スピーカー19から音が出ないようにする。前述した数百Hz〜約15kHzの周波数帯は、人間にとって耳障りと感じる音の範囲である。また、音圧の30dBは、人間にとって耳障りと感じない上限値である。
次に、実施の形態3の動作について図6のフローチャートを用いて説明する。
図6は実施の形態3の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。なお、図3に示す実施の形態1のフローチャートと異なる動作(S21,S24,S32)だけを説明する。
主制御部17から加熱開始の指令が出されると、干渉音制御部17aは、先ず、操作部の操作から1つの加熱口(加熱コイル)のみが選択されたかどうかを判定する(S21)。干渉音制御部17aは、例えば2つ以上の加熱口が選択された場合には、その2つの加熱口に載置された被加熱物21が非磁性材かどうかを判定する。この材質の判定は、主制御部17から加熱開始の指令を受けた制御部(左制御部14、右制御部15および中央制御部16)が行う。
例えば、左制御部14と右制御部15は、加熱開始の際に被加熱物21の種類判定用の駆動信号により左インバータおよび右インバータをそれぞれ駆動する。これにより得られる加熱コイル3、4の消費電流、及び誘導加熱調理器本体への入力電流から被加熱物21が非磁性材か磁性材かを判定する。非磁性材の場合は、磁性材と比べ加熱コイル3、4に流れる電流が多くなる。
干渉音制御部17aは、2つ以上の加熱口が選択され、その加熱口に載置された被加熱物21が磁性材であったとき、S22に進むが、選択された加熱口が1つであったときにはスピーカー19から音を出さないようにする(S32)。この場合、1つの加熱コイルで被加熱物21を誘導加熱しても干渉音が発生しないからである。また、干渉音制御部17aは、2つの加熱口に載置された被加熱物21が非磁性材と判定したときには、前述したようにスピーカー19から音を出さないようにする(S32)。非磁性材の被加熱物21が使用された場合は、干渉音が殆ど発生しないからである。
干渉音制御部17aは、S24において、マイクロホン18からの電気信号より検出した干渉音の周波数が数百Hz〜約15kHzから外れているかどうかを判定する。干渉音制御部17aは、干渉音の周波数が数百Hz〜約15kHzの範囲内にあるときには、その電気信号から検出した干渉音の音圧が30dBより低いかどうかを判定する。干渉音制御部17aは、干渉音の周波数が数百Hz〜約15kHzの範囲内で、干渉音の音圧が30dB以上のときにはS25に進むが、何れか一方の条件が満たされていた場合にはスピーカー19から音を出さないようにする(S32)。
以上のように実施の形態3によれば、1つの加熱口のみが使用されているときには干渉音が発生しないので、スピーカー19から音を発しないようにしている。これにより、スピーカー19を使用することによる電力消費の低減に繋がり、また、干渉音の周波数と位相の誤検出から生じるスピーカー19からの不要な音の発生を極力回避できる。
また、2つ以上の加熱口に載置された被加熱物21が非磁性材であったときには、スピーカー19から音を発しないようにしているので、スピーカー19を使用することによる電力消費の低減に繋がり、また、干渉音の周波数と位相の誤検出から生じるスピーカー19からの不要な音の発生を極力回避できる。
また、干渉音の周波数が数百Hz〜約15kHzから外れたとき、即ち耳障りでない音の場合にはスピーカー19から音を発しないようにしているので、スピーカー19を使用することによる電力消費の低減に繋がる。
さらに、干渉音の音圧が30dBより低いとき、即ち耳障りな音でないときスピーカー19から音を発しないようにしているので、スピーカを使用することによる電力消費を低減でき、また、干渉音の周波数と位相の誤検出から生じるスピーカー19からの不要な音の発生を極力回避できる。
実施の形態4.
実施の形態4は、例えば実施の形態3の誘導加熱調理器において、マイクロホン18からの電気信号より検出した干渉音の周波数が所定の周波数範囲(数百Hz〜約15kHz)内にあるときに、操作ガイドのための音声が出力されているときには、被加熱物21を誘導加熱している加熱コイルのうち火力の最も大きい加熱コイルの火力を小さくさせるようにしたものである。
実施の形態4の動作について図7のフローチャートを用いて説明する。
図7は実施の形態4の誘導加熱調理器による干渉音の低減のための動作を示すフローチャートである。なお、図6に示す実施の形態3のフローチャートと異なる動作(S48,S54)だけを説明する。
干渉音制御部17aは、スピーカー19から干渉音を相殺する音を発生させると(S47)、操作ガイドのための音声が本体1内から発せられているかどうかを判定する(S48)。干渉音制御部17aは、音声が発せられていないときにはS49に進むが、本体1内から音声が発せられている場合には、被加熱物21を誘導加熱している加熱コイル(加熱口)のうち火力の最も大きい加熱コイルの火力を主制御部17を介して小さくさせる。これは、例えば被加熱物21内の湯や調理物が沸騰する音により、音声が聞こえ難くなるため、火力を小さくしてその沸騰音を抑えるためであり、また、沸騰音を抑えて干渉音を効率良く(精度良く)低減させるためである。
なお、操作ガイドのための音声が発せられたときに、操作部により火力の最も大きい加熱コイルの火力を小さくする機能の有無を使用者が選択できるようにしても良い。
以上のように実施の形態4によれば、マイクロホン18からの電気信号より検出した干渉音の周波数が数百Hz〜約15kHz内にあるときに、操作ガイドのための音声が出力されているときには、被加熱物21を誘導加熱している加熱コイルのうち火力の最も大きい加熱コイルの火力を小さくさせるようにした。これにより、被加熱物21内の沸騰音を低減でき、音声ガイドが聞こえ易くなると共に、干渉音を効率良く低減することができる。
なお、前述した実施の形態3では、実施の形態1の誘導加熱調理器において、所定条件が満たされている場合、スピーカー19から音が出ないようにしたが、この機能を実施の形態2の誘導加熱調理器に適用しても良い。また、実施の形態4の誘導加熱調理器において、干渉音の周波数が数百Hz〜約15kHz内にあるときに、操作ガイドのための音声が出力されているときには、被加熱物21を誘導加熱している加熱コイルのうち火力の最も大きい加熱コイルの火力を小さくさせるようにしたが、この機能を実施の形態2の誘導加熱調理器に適用しても良い。
実施の形態5.
実施の形態1〜4では、マイクロホン18をトッププレート2に組み込み、スピーカー19を本体1内に設置したが、実施の形態5は、図8に示すように、誘導加熱調理器の上方に設置された換気扇(レンジフード)にマイクロホン18とスピーカー19を設けるようにしても良い。この場合、マイクロホン18をトッププレート2の上面に対向させて設置し、スピーカー19を本体1の前方に音が流れるように斜め下に向けて設置する。干渉音制御部17aは、換気扇の駆動による風切り音の周波数成分をデータとして有し、その周波数成分のみを除去するように構成されている。これにより、干渉音のピックアップ精度が向上する。
このようにマイクロホン18とスピーカー19を換気扇に設けることにより、より一層、使用者の耳の方向への干渉音の集音が容易となり、スピーカー19から発せられる音が使用者に確実に到達することとなり、干渉音低減効果が向上する。
1 本体、2 トッププレート、3〜5 加熱コイル、6〜8 共振コンデンサ、
11 左インバータ、12 右インバータ、13 中央インバータ、14 左制御部、
15 右制御部、16 中央制御部、17 主制御部、17a 干渉音制御部、18 マイクロホン、19 スピーカー、21 被加熱物、22 キッチン、30 左加熱口、
40 右加熱口、50 中央加熱口。

Claims (8)

  1. 複数の加熱コイルと、
    前記複数の加熱コイルによりそれぞれ誘導加熱される被加熱物の間で発生する干渉音を集音するためのマイクロホンと、
    スピーカーと、
    前記複数の加熱コイルのうち少なくとも2つの加熱コイルが加熱動作しているときに前記マイクロホンからの電気信号を入力し、該電気信号から干渉音の周波数と位相を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成し、前記スピーカーに出力して音を発生させる干渉音制御部とを備え、
    前記干渉音制御部は、前記マイクロホンからの電気信号より検出した干渉音の周波数が所定の周波数範囲内にあるときに、干渉音を相殺する前記電気信号を、前記スピーカーに出力して音を発生させるとともに、操作ガイドのための音声が出力されているかどうかを判定し、音声が出力されているときには被加熱物を誘導加熱している加熱コイルのうち火力の最も大きい加熱コイルの火力を小さくさせることを特徴とする誘導加熱調理器。
  2. 前記干渉音制御部は、全ての加熱コイルにより各被加熱物が誘導加熱されているとき、前記マイクロホンからの電気信号より最も音圧の大きい干渉音の周波数と位相を検出し、その周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成し、前記スピーカーに出力して音を発生させることを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。
  3. 複数の加熱コイルと、
    前記各加熱コイルにそれぞれ接続された複数のインバータと、
    前記各インバータに駆動信号を出力して直流電圧を高周波電圧に変換し、前記各加熱コイルにそれぞれ高周波電流を供給する制御部と、
    前記複数の加熱コイルによりそれぞれ誘導加熱される被加熱物の間で発生する干渉音を集音するためのマイクロホンと、
    スピーカーと、
    前記複数のインバータのうち少なくとも2つのインバータが前記制御部により駆動されているとき、前記制御部から出力される各駆動信号の周波数を検出して相互の差分周波数を算出し、かつ前記マイクロホンからの電気信号より干渉音の周波数の位相を検出し、その差分周波数と位相とから干渉音を相殺する電気信号を生成し、前記スピーカーに出力して音を発生させる干渉音制御部とを備え、
    前記干渉音制御部は、前記マイクロホンからの電気信号より検出した干渉音の周波数が所定の周波数範囲内にあるときに、干渉音を相殺する前記電気信号を、前記スピーカーに出力して音を発生させるとともに、操作ガイドのための音声が出力されているかどうかを判定し、音声が出力されているときには被加熱物を誘導加熱している加熱コイルのうち火力の最も大きい加熱コイルの火力を小さくさせることを特徴とする誘導加熱調理器。
  4. 前記干渉音制御部は、前記複数の加熱コイルのうち1つの加熱コイルが選択されたとき、前記スピーカーから音が出ないようにすることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の誘導加熱調理器。
  5. 前記干渉音制御部は、誘導加熱される被加熱物が非磁性材であったとき、前記スピーカーから音が出ないようにすることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の誘導加熱調理器。
  6. 前記干渉音制御部は、前記マイクロホンからの電気信号より検出した干渉音の周波数が所定の周波数範囲から外れているとき、前記スピーカーから音が出ないようにすることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の誘導加熱調理器。
  7. 前記干渉音制御部は、前記マイクロホンからの電気信号より干渉音の音圧を検出し、該音圧が所定レベルより低いときに前記スピーカーから音が出ないようにすることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の誘導加熱調理器。
  8. 前記マイクロホンと前記スピーカーを換気扇装置に設置したことを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の誘導加熱調理器。
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