JP5473753B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

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Description

本発明は、内加熱コイルと内加熱コイルの外周を巻回してなる環状の外加熱コイルにより鍋を加熱する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として、鍋径の大きさに応じて内加熱コイルのみ通電、あるいは内加熱コイルと外加熱コイルに通電して、鍋を加熱するものがある(例えば、特許文献1参照)。
揚げ物メニューによる揚げ物調理の場合、鍋内にある油の温度を設定温度に上げるための予熱工程と、油の温度が設定温度に到達したときに自動的に予熱工程を終了して、油の温度を設定温度に保つ保温工程とがあるが、これらの予熱工程および保温工程における加熱動作は、鍋径が大きいために内加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電している。
特開2007−265877号公報(第10−13頁、図12−13)
前述した従来の誘導加熱調理器において、例えば冷凍コロッケを揚げる場合、内加熱コイルと外加熱コイルとに通電して加熱が行われている。冷凍コロッケを鍋内の油に投入した場合、揚げ始めは鍋底に沈んで油の温度を急激に低下させるので、油の温度が設定温度になるように内加熱コイルと外加熱コイルによって鍋を加熱する。この時、鍋底に沈んでいる冷凍コロッケは加熱されて温度が急激に上昇し、鍋底に接触しているため接触面が焦げてしまうという課題があった。
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あり、冷凍コロッケのように負荷的に重く油の温度低下が大きい食品には、第1の加熱コイルによる加熱は行わず、第2の加熱コイルのみによる加熱を行って焦げを防止する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
本発明に係る誘導加熱調理器は、鍋が載置されるトッププレートと、トッププレートの下方に配置された第1の加熱コイルおよび前記第1の加熱コイルの外周に巻回された環状の第2の加熱コイルと、第1および第2の加熱コイルあるいは何れか一方に高周波電流を供給し、トッププレート上の鍋を加熱するインバーター回路と、トッププレート上の鍋の温度を検出する温度検出手段と、インバーター回路を制御する制御手段とを備え、制御手段は、揚げ物調理時に鍋の温度が設定温度より低くなったとき、第1および第2の加熱コイルの合計火力が所定火力まで上がるようにインバーター回路を制御し、その火力が所定火力になったときには設定温度から鍋の温度を減算して温度差を算出し、かつ鍋の温度が設定温度に達するまでの時間をカウントし、温度差が所定温度以下で、カウントが所定時間以下かどうかを判定し、その条件を満たしていないときには第2の加熱コイルのみで所定火力になるようにインバーター回路を制御する。
本発明によれば、揚げ物調理時に鍋の温度が設定温度より低くなったとき、第1および第2の加熱コイルの合計火力が所定火力まで上がるようにインバーター回路を制御し、その火力が所定火力になったときには設定温度から鍋の温度を減算して温度差を算出し、かつ鍋の温度が設定温度に達するまでの時間をカウントする。そして、その温度差が所定温度以下で、カウントが所定時間以下かどうかを判定し、その条件を満たしていないときには第2の加熱コイルのみで所定火力になるようにインバーター回路を制御する。これにより、第1の加熱コイルの真上の鍋底の温度を上昇させることなく、鍋底の周辺から加熱することができる。このため、負荷的に重く油の温度を著しく低下させるような冷凍コロッケなどの食品に対しては、急激に加熱することがなく、焦げを防止できる。
実施の形態に係る誘導加熱調理器の外観を示す斜視図である。 実施の形態の誘導加熱調理器における加熱コイルの制御ブロック図である。 実施の形態の誘導加熱調理器における加熱コイルの回路構成図である。 実施の形態の誘導加熱調理器における揚げ物調理のときの動作を示すフローチャートである。 実施の形態の誘導加熱調理器における鍋温度と火力の相関を示す図である。 実施の形態の誘導加熱調理器における揚げ物調理時の温度ΔSと時間ΔTによる内外加熱コイルの加熱切換を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図1〜図6に基づいて説明する。
図1は実施の形態に係る誘導加熱調理器の外観を示す斜視図である。
図1において、誘導加熱調理器1の筐体2の上部には、枠体4によって固定されたトッププレート3が設けられ、筐体2の前面には、ロースターの扉7が設けられている。トッププレート3は、非磁性材からなる耐熱ガラスにより構成され、上面には鍋の加熱位置を示す円形の加熱口5、6が表示されている。手前側の2つの加熱口5の下方には、後述する加熱コイル50が配置されており、奧の中央に配置された加熱口6の下方には、例えばラジエントヒーターが配置されている。なお、ラジエントヒーターに代えて加熱コイルでもよい。前述したロースターは、筐体2の中に収納された調理庫を備え、その調理庫内の上下には例えばシーズヒーターが配置されている。これにより、調理物の両面焼きが可能になっている。
トッププレート3の手前側の上面には、2つの加熱口5およびロースターの火力を設定するキースイッチや、揚げ物調理を行うときに選択するキースイッチなどが設けられた上面操作部8と、各加熱口5における機能表示や使用時の動作状態などを表示する上面表示部9と、加熱口6の機能表示や使用時の動作状態などを表示するヒーター表示部10aと、加熱口6の火力を表示するヒーター火力表示部10bとが配置されている。
上面表示部9は、液晶表示部9aと、加熱口5の火力設定に応じて点灯する火力表示部9bとからなっている。また、筐体2の前面には、ロースターの扉7に隣接して前面操作部11が設けられている。前面操作部11には、本調理器1の電源スイッチや液晶表示部12、各加熱口5、6の火力を調節するための火力調節ダイヤルなどが配置されている。前述の液晶表示部12は、ロースターの機能表示や使用時の動作状態などを表示する。
図2は実施の形態の誘導加熱調理器における加熱コイルの制御ブロック図である。
トッププレート3の下面に配置された温度検出素子15a、15bは、例えばサーミスタからなり、加熱口5内のトッププレート3に接触している。温度検出素子15a、15bは、加熱コイル50により加熱される鍋13の温度に応じて信号を出力する。温度検出回路16は、温度検出素子15a、15bからの信号に基づいて鍋13の温度を検出する。前述した温度検出素子15a、15bおよび温度検出回路16により温度検出手段が構成されている。
制御回路17は、本調理器1全体を制御する主要部材で、本発明に関わる制御手段を備えている。例えば、制御回路17は、揚げ物調理時に鍋13の温度が設定温度より低くなったとき、加熱コイル50である第1および第2の加熱コイルの合計火力が所定火力(例えば1500W)になるまで段階的に上がるようにインバーター回路40を制御する。制御回路17は、その火力が所定火力になったときには設定温度から鍋13の温度を減算して温度差を算出し、かつ鍋13の温度が設定温度に達するまでの時間をカウントする。この時間のカウントは、計時部18により測定された時間を基に行っている。その後、制御回路17は、温度差が所定温度以下で、時間のカウントが所定時間以下かどうかを判定し、温度差が所定温度を超え、かつ鍋13の温度が設定温度に達するまでに時間のカウントが所定時間を超えたときには、第2の加熱コイルのみで所定火力になるようにインバーター回路40を制御する。
図3は実施の形態の誘導加熱調理器における加熱コイルの回路構成図である。
図3において、商用電源31に接続される直流電源回路32は、商用電源31の交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ回路32aと、整流ダイオードブリッジ回路32aにより整流された電力を平滑して直流電力に変換するリアクトル32bおよび平滑コンデンサ32Cとで構成されている。インバーター回路40は、直流電源回路32の直流母線間にそれぞれ接続された3本のアーム(V相アーム41、W相アーム42、U相アーム43)により構成されている。前記の加熱コイル50は、前述したようにトッププレート3の加熱口5の下方に配置され、加熱口5の軸心を略中心とする加熱口5の径より小さい第1の加熱コイル51(以下、「内加熱コイル51」という)と、内加熱コイル51の外周に巻回された環状の第2の加熱コイル52(以下、「外加熱コイル52」という)とで構成されている。
インバーター回路40の3本のアームのうちV相アーム41は、前述の直流母線間に直列に接続された2つのスイッチング素子41a、41bと、各スイッチング素子41a、41bにそれぞれ逆並列に接続されたダイオード41c、41dとから構成されている。W相アーム42は、直流母線間に直列に接続された2つのスイッチング素子42a、42bと、各スイッチング素子42a、42bにそれぞれ逆並列に接続されたダイオード42c、42dとから構成されている。また、U相アーム43は、直流母線間に直列に接続された2つのスイッチング素子43a、43bと、各スイッチング素子43a、43bにそれぞれ逆並列に接続されたダイオード43c、43dとからなっている。
V相アーム41のスイッチング素子41a、41bの接続点は、共振コンデンサ33を介して内加熱コイル51の一端と接続され、W相アーム42のスイッチング素子42a、42bの接続点は、共振コンデンサ34を介して外加熱コイル52の一端と接続されている。また、U相アーム43のスイッチング素子43a、43bの接続点は、内加熱コイル51と外加熱コイル52の他端と接続されている。これにより、V相アーム41とU相アーム43とで、内加熱コイル51と共振コンデンサ33の直列共振回路に高周波電流を供給するフルブリッジ型インバーターが構成され、W相アーム42とU相アーム43とで、外加熱コイル52と共振コンデンサ34の直列共振回路に高周波電流を供給するフルブリッジ型インバーターが構成されている。
インバーター駆動回路39aは、V相アーム41の各スイッチング素子41a、41bを交互に高周波でオン・オフする駆動信号を出力し、インバーター駆動回路39bは、W相アーム42の各スイッチング素子42a、42bを交互に高周波でオン・オフする駆動信号を出力する。また、インバーター駆動回路39cは、U相アーム43の各スイッチング素子43a、43bを交互に高周波でオン・オフする駆動信号を出力する。これらインバーター駆動回路39a、39b、39cは、制御回路17からの制御信号に基づいて駆動信号を生成している。各アーム41、42、43のスイッチング素子41b、42b、43bにそれぞれ並列に接続されたスナバコンデンサ35a、35b、35cは、各アーム41、42、43におけるスイッチング損失を低減するために設けられている。
直流電源回路32の入力側に設けられた電流検出部36は、加熱コイル50への通電時に入力される交流電流を検出する。電圧検出部37は、加熱コイル50への通電時に印加される交流電圧を検出する。電流検出部38aは、内加熱コイル51に流れる電流を検出する。電流検出部38bは、外加熱コイル5bに流れる電流を検出する。前述した制御回路17は、加熱コイル50により鍋13を加熱しているとき、電流検出部36により検出された交流電流と電圧検出部37により検出された交流電圧とから入力電力を算出し、かつ、その入力電力が上面操作部8あるいは前面操作部11の操作で設定された火力(設定火力)になるように各インバーター駆動回路39a、39b、39cを制御する。また、制御回路17は、上面操作部8に設けられた揚げ物調理用のキースイッチがONされたときには、動作説明の際に詳述するが、油14の温度を設定温度にする予熱工程および予熱工程終了時に油14の温度を設定温度に保つ保温工程を実施する。
次に、前記のように構成された誘導加熱調理器において揚げ物調理を行うときの動作を図4〜図6を用いて説明する。
図4は実施の形態の誘導加熱調理器における揚げ物調理のときの動作を示すフローチャート、図5は実施の形態の誘導加熱調理器における鍋温度と火力の相関を示す図、図6は実施の形態の誘導加熱調理器における揚げ物調理時の温度ΔSと時間ΔTによる内外加熱コイルの加熱切換を示す図である。
使用者が、油14の入った鍋13をトッププレート3上の2つの加熱口5のうち何れか一方に載置し、上面操作部8の揚げ物調理用のキースイッチをONすると、制御回路17は、油14の温度を設定温度まで上昇させるための予熱工程を開始する(S1)。この時、制御回路17は、内加熱コイル51と外加熱コイル52の合計火力が1200Wになるようにインバーター駆動回路39a、39b、39cをそれぞれ制御し、各アーム41、42、43から高周波電流を内加熱コイル51と外加熱コイル52に供給させる(S2)。また、制御回路17は、温度検出素子15a、15bの検出温度THを温度検出回路16から読み込んで、何れか一方の検出温度THが設定温度Taに達したかどうかを判定する(S3)。
制御回路17は、検出温度THが設定温度Taに達していないときには、電流検出部36により検出された交流電流と電圧検出部37により検出された交流電圧を読み込んで電力を算出し、予熱工程時の1200Wと比較する。そして、制御回路17は、算出した電力と1200Wとに差があるときには電力が1200Wになるようにインバーター駆動回路39a、39b、39cをそれぞれ制御する。制御回路17は、その火力制御により検出温度THが設定温度Taに達したことを検知すると、報知回路19を起動して予熱工程終了のブザー音を発生させると共に、上面表示部9の液晶表示部9aにその旨の情報を表示して使用者に知らせる(S4)。
その後、制御回路17は、油14の温度を設定温度Taに保つ保温工程を開始する(S5)。この時、制御回路17は、温度検出素子15a、15bの検出温度THを温度検出回路16から読み込んで、何れか一方の検出温度THが設定温度Taより低くなったかどうかを判定する(S6)。制御回路17は、検出温度THが設定温度Taを超えているときにはインバーター駆動回路39a、39b、39cの制御を停止して内加熱コイル51と外加熱コイル52による加熱をOFFし(S8)、この状態を検出温度THが設定温度Taより低くなるまで維持する。
制御回路17は、S6、S8の動作を繰り返し行っているうちに、S6において検出温度THが設定温度Taより低くなったことを検知すると、内加熱コイル51と外加熱コイル52の合計火力が1000Wになるようにインバーター駆動回路39a、39b、39cをそれぞれ制御し(S7)、S9に移行して合計火力が1500Wかどうかを判定する。この場合、制御回路17は、合計火力が1000Wであるため、S6に戻って検出温度THが設定温度Taより低くいかどうかを判定する。制御回路17は、検出温度THが設定温度Taを超えた場合には内加熱コイル51と外加熱コイル52による加熱をOFFにするが(S8)、検出温度THが設定温度Taより低いときには1000Wの火力による加熱を維持する。
制御回路17は、1000Wによる加熱をA秒間(例えば8秒)維持しても検出温度THが設定温度Taより低いときには合計火力を1000Wから1200Wに切り換えて、その火力で鍋13が加熱されるようにインバーター駆動回路39a、39b、39cをそれぞれ制御する(S7)。制御回路17は、その火力(1200W)をB秒間(例えば3秒)維持しても検出温度THが設定温度Taより低いときには合計火力を1200Wから1500Wに切り換えて、その火力で鍋13が加熱されるようにインバーター駆動回路39a、39b、39cをそれぞれ制御する(S7)。そして、制御回路17は、合計火力が1500Wに達したかどうかを判定し(S9)、この場合1500Wであるため、S10に移行して設定温度Taから検出温度THを減算して設定温度Taとの差である温度ΔSを算出すると共に、低下した検出温度THが設定温度Taに達するまでの時間ΔTのカウントを開始する(図5参照)。
この時、制御回路17は、図6に示すように、時間ΔTが20秒以下で、算出した温度ΔSが10℃以下かどうかを判定する(S11)。時間ΔTのカウント開始の際には20秒より短い10秒以下で、2つの条件を満たしていないので、制御回路17は、検出温度THが設定温度Taを超えたかどうかを判定する(S13)。検出温度THが設定温度Taを超えていたときにはS15に移行するが、検出温度THが設定温度Taより低いときには時間ΔTをカウントする(S10)。制御回路17は、S10、S11、S13の動作を繰り返し行っているうちに、S13において検出温度THが設定温度Taを超えたときには内加熱コイル51と外加熱コイル52による加熱をOFFし(S15)、S6に戻って検出温度THが設定温度Taより低くなったかどうかを判定する。
また、制御回路17は、検出温度THが設定温度Taに達する前に時間ΔTが20秒を超え、算出した温度ΔSが10℃を超えていた場合には、例えば複数個の冷凍コロッケなどの食品が油14の中に投入されていると判定して、外加熱コイル52のみで1500Wになるように、インバーター駆動回路39b、39cをそれぞれ制御する(S12)。冷凍コロッケなどの食品が油14の中に投入された場合、例えば図5(a)に示すように、検出温度THが急激に低下し、設定温度Taとの温度差である温度ΔSが10℃を超え、検出温度THが設定温度Taに達する前に時間ΔTが20秒を超えるような状態となる。
制御回路17は、外加熱コイル52のみによる加熱制御を行った後、検出温度THが設定温度Taを超えたかどうかを判定し(S14)、検出温度THが設定温度Taより低いときには検出温度THが設定温度Taを超えるまで待機する。制御回路17は、検出温度THが設定温度Taを超えたときには、外加熱コイル52のみによる加熱をOFFし(S15)、S6に戻って前述した一連の動作を繰り返す。
また、図5(b)に示すような温度曲線は、油14の温度が急激に低下しないような食品が投入された場合で、時間ΔTが20秒以下で、算出した温度ΔSが10℃以下となる。この場合、制御回路17は、S13において検出温度THが設定温度Taを超えたと判定したときにS15に移行して、内加熱コイル51と外加熱コイル52による加熱をOFFし、S6に戻る。また、図5(c)に示すような温度曲線は、油14にとって負荷となるような食品が投入されていない状態で、前記と同様に時間ΔTが20秒以下で、算出した温度ΔSが10℃以下となる。この場合も、制御回路17は、S13において検出温度THが設定温度Taを超えたと判定したときにS15に移行して、内加熱コイル51と外加熱コイル52による加熱をOFFし、S6に戻る。その後、制御回路17は、検出温度THが設定温度Taより低くなるまで内加熱コイル51と外加熱コイル52のOFF状態を維持し(S8)、出温度THが設定温度Taを低下したときには、前述したように内加熱コイル51と外加熱コイル52の合計火力が所定火力1500Wになるまで段階的に上げていく(S7)。
以上のように実施の形態によれば、検出温度TH(鍋13の温度)が設定温度Taより低くなったとき、内加熱コイル51と外加熱コイル52の合計火力が1500Wになるまで段階的に上がるようにインバーター回路40を制御し、その合計火力が1500Wになったときには設定温度Taから検出温度THを減算して温度ΔSを算出し、かつ検出温度THが設定温度Taに達するまでの時間ΔTをカウントする。そして、その温度ΔSが10℃以下で、時間ΔTが20秒以下かどうかを判定し、その条件を満たしていないときには外加熱コイル52のみで1500Wになるようにインバーター回路40を制御する。これにより、内加熱コイル51の真上の鍋底の温度を上昇させることなく、鍋底の周辺から加熱することができる。このため、負荷的に重く油の温度を著しく低下させるような冷凍コロッケなどの食品に対しては、急激に加熱することがなく、焦げを防止できる。
なお、本実施の形態では、温度ΔSが10℃を超え、時間ΔTが20秒を超えたときには外加熱コイル52のみで1500Wになるようにインバーター回路40を制御するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、設定温度Taと検出温度TH(鍋13の温度)との温度差である温度ΔSが10℃を超えていたとき、あるいは検出温度THが設定温度Taに達する前に時間のカウントである時間ΔTが20秒を超えたときには、外加熱コイル52のみで1500Wになるようにインバーター回路40を制御するようにしてもよい。
1:誘導加熱調理器、2:筐体、3:トッププレート、4:枠体、5:加熱口、50:加熱コイル、51:内加熱コイル、52:外加熱コイル、6:加熱口、7:ロースターの扉、8:上面操作部、9:上面表示部、9a:液晶表示部、9b:火力表示部、10a:ヒーター表示部、10b:ヒーター火力表示部、11:前面操作部、12:液晶表示部、13:鍋、14:油、15a、15b:温度検出素子、16:温度検出回路、17:制御回路、18:計時部、19:報知回路、32:直流電源回路、33、34:共振コンデンサ、35a〜35c:スナバコンデンサ、39a〜39c:インバーター駆動回路、40:インバーター回路、41:V相アーム、42:W相アーム、43:U相アーム。

Claims (4)

  1. 鍋が載置されるトッププレートと、
    前記トッププレートの下方に配置された第1の加熱コイルおよび前記第1の加熱コイルの外周に巻回された環状の第2の加熱コイルと、
    前記第1および第2の加熱コイルの両方あるいは何れか一方に高周波電流を供給し、前記トッププレート上の鍋を加熱するインバーター回路と、
    前記トッププレート上の鍋の温度を検出する温度検出手段と、
    前記インバーター回路を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、揚げ物調理時に鍋の温度が設定温度より低くなったとき、前記第1および第2の加熱コイルの合計火力が所定火力まで上がるように前記インバーター回路を制御し、その火力が所定火力になったときには前記設定温度から鍋の温度を減算して温度差を算出し、かつ鍋の温度が設定温度に達するまでの時間をカウントし、前記温度差が所定温度以下で、カウントした時間が所定時間以下かどうかを判定し、その条件を満たしていないときには前記第2の加熱コイルのみで前記所定火力になるように前記インバーター回路を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
  2. 前記制御手段は、前記設定温度と鍋の温度との温度差が前記所定温度を超え、かつ鍋の温度が設定温度に達する前にカウントした時間が前記所定時間を超えたときには、前記第2の加熱コイルのみで前記所定火力になるように前記インバーター回路を制御することを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。
  3. 前記制御手段は、前記設定温度と鍋の温度との温度差が前記所定温度を超えていたとき、あるいは鍋の温度が設定温度に達する前にカウントした時間が前記所定時間を超えたときには、前記第2の加熱コイルのみで前記所定火力になるように前記インバーター回路を制御することを特徴とする請求項1記載の誘導加熱調理器。
  4. 前記制御手段は、前記第1および第2の加熱コイルの合計火力が所定火力になるまで段階的に上がるように前記インバーター回路を制御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。
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