JP6535587B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱調理器の電力制御に関するものである。

特許文献１に２口の加熱口を有する誘導加熱調理器が示されている。

該誘導加熱調理器は２口の加熱口を備えるために、加熱コイル、インバーター回路、直流電源回路、入力電流検出回路、入力電圧検出回路をそれぞれ２セット備えている。具体的には、１口の誘導加熱調理器を２台備えているのと同じ規模の回路構成となっている。

誘導加熱調理器に用いる誘導加熱部は、加熱コイルに流れる電流を制御することで負荷の加熱を行うものである。商用交流電源を直流電源回路で全波整流してインバーター回路の直流電源とし、インバーター回路は加熱コイルと共振用コンデンサを直列もしくは並列に接続して、前記直流電源から供給される電流を高速で入り切りするスイッチング素子を高速でオンオフすることで、加熱コイルに流れる電流を制御して鍋を誘導加熱するものである。

鍋を加熱する電力の制御は、前記直流電源回路の前段（商用交流電源側）に設置した商用電源に流れる電流を検出する入力電流検出回路からの入力値と、前記直流電源回路の整流ダイオードブリッジの後段（チョークコイル側）に設置した商用交流電源の電圧を検出する入力電圧検出回路からの入力値を制御部で演算することで加熱コイルの消費電力を計算し、使用者が設定した目標電力になるように電力を制御するものである。

しかし、入力電源電圧検出回路や入力電流検出回路などには一般的にカレントトランスを用いた入力電流検出回路ではカレントトランス自体の検出誤差や検出回路を構成する電子部品のバラツキによって検出誤差が発生する。

これらの検出誤差を補正するために、製品組み立て後に個々の加熱コイルの消費電力の調整作業を行っている。

特開２０１０−２５７８４１号公報

前述した２口の誘導加熱調理器は、加熱コイル、インバーター回路、直流電源回路、入力電流検出回路、入力電圧検出回路がそれぞれ独立して２セット有るため、個々の加熱コイルの消費電力を個々に調整する必要が有る。しかし、調整誤差により同じ火力に設定した場合でも、２口の加熱コイル間で消費電力に差が生じる場合がある。

従って、加熱部（加熱コイル）毎に調整誤差が生じると加熱部毎に消費電力が異なり、使用者は加熱部毎に調理手順や調理時間を調整しなければならない。また使用者は同じ火加減に操作の設定をしても加熱部毎に調理手順や調理時間を調整しなければならず使い勝手が悪い。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、負荷を誘導加熱する加熱コイルと該加熱コイルへ電力を供給するインバータ部とで生成する複数の加熱部と、該複数の加熱部へ供給する電源を生成する整流回路と、前記加熱部の合計の入力電流を検出できる合計電流検出回路と、該合計電流検出回路と直列に接続し前記加熱部の入力電流を検出する個別電流検出回路と、前記合計電流検出回路と前記個別電流検出回路とで検出した電流に応じて前記インバータ部を制御して前記加熱コイルの電力を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記個別電流検出回路の電流検知の調整に前記合計電流検出回路の検知結果を用いるものである。

本発明によれば、備えている複数の加熱部の消費電力を等しく調整する誘導加熱調理器を提供する。

本発明に関する誘導加熱調理器をシステムキッチンに組み込んだ状態の外観斜視図。 同誘導加熱調理器の外観斜視図。 同誘導加熱調理器の前面操作部の説明図。 同誘導加熱調理器の上面操作部、上面表示部の説明図。 同誘導加熱調理器の制御回路図。 同誘導加熱調理器の調整作業の説明図。

以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施例を説明する誘導加熱調理器をシステムキッチンに組み込んだ状態の斜視図である。図２は、誘導加熱調理器の斜視図である。

図１、図２において、１は、誘導加熱調理器の本体である。２は、本体１の上面を覆うトッププレートで、耐熱性の高い素材、例えば、結晶化ガラス等が用いられ、その上面には鍋等の被加熱物が載置される。

３は、トッププレート枠であり、トッププレート２の端部を覆うもので、該トッププレート２の間にはシール材が充填されており、これによりトッププレート枠３はトッププレート２に固着されている。そして、トッププレート２の上に液体がこぼれても、シール材により本体１内部への水の浸入が防止され水密構造が実現される。

また、トッププレート枠３は本体１にも固定されていて、本体１をシステムキッチン１３に組み込むときには、トッププレート枠３で本体１を吊り下げて設置される。

４は、鍋位置表示部であり、トッププレート２の上面に設けられ、鍋等の被調理物の載置場所を表示している。

５は、加熱コイルで、トッププレート２に略水平になるように鍋位置表示部４の下方の本体１内に設けられており、加熱コイル５に高周波電流を印加して高周波磁界を発生させ、トッププレート２に載置された鍋等の被調理物を誘導加熱する。加熱コイル５に流れる電流を制御することで、負荷の鍋等の被加熱物の加熱を行うものである。

６は、グリル加熱手段であり、加熱コイル５の下方で本体１の左側または右側（本実施例では左側）の本体１前面部に設けられ、矩形状の箱体で構成されていて、中に入れられた被加熱物を加熱するシーズヒータ等の加熱手段を有している。

７は、グリル加熱手段６の扉で、とって７ａが設けられており、グリル加熱手段６の内部には扉７に伴って出し入れ可能な受け皿（図示せず）が収納されている。

８は、トッププレート枠３の後枠部に開口する吸気部であり、後記するインバータ部や加熱コイル５等を冷却する空気を吸気する。

９は、トッププレート枠３の後枠部に開口する排気部であり、インバータ回路や加熱コイル５等を冷却した空気やグリル加熱手段６からの排煙を排気する。そして、吸気部８、及び排気部９は、トッププレート２上にこぼした液体が開口部から吸気部８や排気部９内に落下しても本体１内部のインバータ回路等に浸入しない構成となっている。

１１は、電源切／入スイッチで、本体１前面に設けられ、本体１の主電源の入切を行う。

１０は、開閉収納式の前面操作部で、主にグリル加熱手段６を操作するものであり、本実施例ではグリル加熱手段６の隣に位置するように本体１の前面右側に設けられている。

また、前面操作部１０は、閉じているときに上部を本体１側に押すことによりロック装置（図示せず）が解除され、前面操作部１０の上部が前面側にバネと制御装置（図示せず）により前面側にゆっくりと回動して飛び出すようになっており、逆に閉じるときは上部を本体１側に向かって押し込むことにより本体１に収納され、ロック装置により保持される構成となっている。

なお、図１は前面操作部１０が開いている状態を示し、図２は前面操作部１０が閉じている状態を示す。

前面操作部１０の前面操作キー１０ａは、グリル加熱手段６のシーズヒータを入切する等の操作を行い、前面操作キー１０ａで操作した内容は前面表示部１０ｂで使用者に判り易く表示される。

２０は、操作表示部で、前面操作部１０、電源切/入スイッチ１１と、上面操作部１２と、上面表示部１４で構成し、操作信号を制御手段１１９（図５）に送る。

図３では、前面操作キー１０ａには、グリル加熱手段６の加熱の開始停止を操作する切／スタートキー８０、調理の仕上がりを設定する仕上がりキー５９が設けられ、仕上がりキー５９は、図３に示すようにダウンキー５９ａ、アップキー５９ｂを備える。

図４では、１２は上面操作部で、トッププレート２の前側に設けられており、夫々の加熱コイル５の出力等を調整するキーを配列し、上面操作部左１２ｂ、上面操作部中央１２ｃ、上面操作部右１２ａから構成され、上面操作部左１２ｂには、加熱コイル５の加熱の開始停止を操作する切／スタートキー５６を設け、上面操作部右１２ａには、加熱コイル５の加熱の開始停止を操作する切／スタートキー４８を設けている。

１４は、上面表示部で、上面操作部１２で設定した内容を表示するＬＣＤ、ＬＥＤを配列して、上面表示部左１４ｂ、上面表示部中央１４ｃ、上面表示部右１４ａから構成されている。

図５は加熱コイル５ａ、５ｂ、５ｃに高周波電流を流し鍋等の加熱を制御する制御回路である。商用交流電源１０１の交流電力を整流回路１０２で全波整流して直流に変換し、インバータ手段の直流電源とし、チョークコイル１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを介してそれぞれのインバータ手段であるインバータ部１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃに入力する。

１１４は、インバータ部で、加熱コイル５へ電力を供給する。

インバータ部１１４ａは整流回路の出力間に直列に接続されたスイッチング素子１０７ａおよび１０８ａとそれぞれに逆並列に接続されたダイオード１０９ａ、１１０ａとスイッチング素子１０８ａに並列に接続された加熱コイル５ａと、スイッチング素子と並列に接続された共振コンデンサ１１２ａ、１１３ａからなる。

スイッチング素子１０７ａ、１０８ａはそれぞれドライバ回路１０５ａ、１０６ａを介して制御手段１１９が駆動する。前記直流電源から供給される電流を高速で入り切りするスイッチング素子を高速でオンオフすることで、加熱コイル５ａに流れる電流を制御し誘導加熱を行うものである。

インバータ部１１４ｂおよび１１４ｃの構成はインバータ部１１４ａと同じなので説明は省略する。

加熱コイル５とインバータ部１１４で加熱部１２０を成す。実施例では、複数（３個）の加熱部１２０より構成する。１１９は制御手段で、インバータ部１１４を制御して加熱コイル５で消費する電力を制御する。１０２は整流回路で、複数の加熱部１２０で共有する。

合計電流検出回路１１５は全ての加熱部１２０であるインバータ部１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの合計の入力電流を検出する。電圧検出回路１１６で商用電源の電源電圧を検出する。

電圧検出回路１１６は分圧抵抗で電源電圧を分圧し、ダイオードで整流し制御手段１１９に入力する。よって電圧検出回路１１６はこれら抵抗素子のバラツキで検出誤差が発生する。

シャント抵抗の両端電圧を増幅する回路で構成される個別電流検出回路１１７ｂ、１１７ｃでインバータ部１１４ｂ、１１４ｃの各入力電流を検出する。シャント抵抗を用いた検出回路もシャント抵抗自体のバラツキとオペアンプによる増幅回路の抵抗素子のバラツキにより検出誤差が発生する。

電流検出回路は一般的にカレントトランスによる検出回路とシャント抵抗とオペアンプによる増幅回路の組み合わせによるものがある。カレントトランスによる電流検出回路はカレントトランス自体の検出誤差や抵抗素子のバラツキによって検出誤差が発生する。

１１７は個別電流検出回路で、特定の一カ所の加熱部１２０に流れる入力電流を検出するもので前記合計電流検出回路１１５と直列に入っている。本実施例では、複数の加熱部１２０のうち一つの加熱部１２０ａを除いて、他の個々の加熱部１２０ｂ，１２０ｃの入力電流Ｊｂ、Ｊｃを検出する。

制御手段１１９は、個別電流検出回路１１７を接続しない一つの加熱部１２０ａであるインバータ回路１１４ａの入力電流Ｋを、合計電流検出回路１１５で検出したインバータ部１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの合計の入力電流Ｈから、個別電流検出回路１１７ｂ、１１７ｃで検出したインバータ部１１４ｂ、１１４ｃの入力電流Ｊｂと入力電流Ｊｃの合計を減算することで算出する。

算出したインバータ部１１４ａの入力電流Ｋと電圧検出回路１１６で検出した電源電圧を演算することで、インバータ部１１４ａの消費電力を算出する。また、インバータ１１４ｂの入力電流Ｊｂと電源電圧を演算することでインバータ部１１４ｂの消費電力を算出する。インバータ１１４ｃの入力電流Ｊｃと電源電圧を演算することでインバータ回路１１４ｃの消費電力を算出する。制御手段１１９はインバータ部１１４ａのドライバ回路１０５ａと１０６ａ、インバータ部１１４ｂのドライバ回路１０５ｂと１０６ｂ、インバータ部１１４ｃのドライバ回路１０５ｃと１０６ｃに駆動信号を出力し、加熱部１２０毎に設定された消費電力となるように各インバータ部１１４の消費電力を制御する。

本実施例は以上の構成からなり、次に電流検出回路および電圧検出回路の調整方法について図５の制御回路図と図６の調整作業の説明図を用いて説明する。

図６は、調整作業の説明図において、本体１に本体電源プラグ１ａを介して電圧および電流を計測可能なパワーメータＧを接続し、電源プラグＧ３を２００Ｖに設定した安定化電源Ｅに接続する。パワーメータＧには、電圧表示Ｇ１、電流表示Ｇ２を表示する。

調整は、制御手段１１９に備える調整用のプログラムを走らせ、３口分の加熱コイルの消費電力を調整するものである。調整には、図４にて説明した上面操作部１２の各入力キーを使用し、表示手段として上面表示部１４を使用するもので、調整用のプログラムを走らせるための入力も上面操作部１２の入力キーを特定の操作によって行うものである。もしくは前面操作部１０を使用しても良い。

調整は、電圧検出回路１１６の電圧調整の１回と合計電流検出回路１１５の電流調整の１回と２個備える個別電流検出回路１１７の電流調節の２回、計４回である。

初めに電圧検出回路１１６の電圧調整について説明する。

電圧調整は、電圧検出回路１１６で検知している電圧値を、本体と接続している電圧表示Ｇ１に表示している電圧値であることを制御手段１１９に記憶させて検知電圧の値を調整する。調整は、商用交流電圧の入力値と電圧検出回路１１６による検知電圧値との関係を制御手段１１９においてソフト的に調整する。

次に、全ての加熱部１２０に入力される電流の検出を行う合計電流検出回路１１５の調整を行う。また合計電流検出回路１１５は、個別電流検出回路１１７を備えていない加熱部１２０ａの駆動時の入力電流の検出に使用される。

電流調整は、加熱コイル５ａの位置する鍋位置表示部４ａに鍋を載置し、この鍋を特定の火力で加熱している時に、本体１と接続している電流表示Ｇ２に表示す電流値が例えば１５Ａを示すように加熱コイル５ａの火力を調整し、電流表示Ｇ２に表示す電流値が１５Ａを示した時に調整を確定する。この調整で、調整確定時に合計電流検出回路１１５で検知している電流値が１５Ａと制御手段１１９は認識して検知誤差は調整される。

合計電流検出回路１１５の調整を経た後に引き続き２個の個別電流検出回路１１７の電流検知の誤差の調整を行う。

個別電流検出回路１１７ｂの電流検知の調整は、個別電流検出回路１１７ｂに接続されている加熱コイル５ｂの位置する鍋位置表示部４ｂに鍋を載置し、この鍋を特定の火力で加熱している時に、本体１と接続している電流表示Ｇ２に表示す電流値が例えば１５Ａを示すように加熱コイル５ａの火力を調整し、電流表示Ｇ２に表示す電流値が１５Ａを示した時に調整を確定する。この調整で、調整確定時に個別電流検出回路１１７ｂで検知している電流値が１５Ａと制御手段１１９は認識して検知誤差は調整される。もし、この確定時に合計電流検出回路１１５で認識していた電流値と異なる場合、制御手段１１９は調整誤差と判断して、確定時に合計電流検出回路１１５で検知していた電流値を個別電流検出回路１１７ｂの検出している電流値と再調整される。この調整誤差を調整することで、設定を同じ火力にした時の加熱コイル５ａと加熱コイル５ｂとの消費電力は略同じになる。

同様に、個別電流検出回路１１７ｃの電流検知の調整も実施する。

また、前述した個別電流検出回路１１７の調整は、調整誤差の調整を含めて２回調整を行ったのに対して、異なる調整方法として、先に調整が終わった合計電流検出回路１１５の入力電流が例えば１５Ａを認識するように加熱コイル５ｂの火力を調整し、合計電流検出回路１１５で入力電流が１５Ａを認識したときに調整を確定し、この調整の確定時に個別電流検出回路１１７ｂで検出している電流値を１５Ａと制御手段１１９に認識させることで、個別電流検出回路１１７ｂの調整を終了する事ができる。この調整方法によって調整毎の誤差の発生も最小限に止める事が可能となる。

このような回路構成と前述した調整をすることで、種々の部品のバラツキは有っても、ひとつの本体１に備えた組み状態として、全ての電流検出回路の検出誤差の値が等しくなり、其々の電流検出回路の検出する電流値が一定となる。どの加熱部１２０例えば右加熱部１２０ａと左加熱部１２０ａを等しい消費電力にすることができる。

そのため、調理において右加熱部１２０ａと左加熱部１２０ａは、同じ火加減の操作で等しい消費電力を得ることができる。左右どの加熱部１２０でも同じ火加減で調理すると、同じ消費電力になるので、同じ火力が被加熱物に与えられて、同じように同じ要領で調理が可能となる。

例えば、使用者は、右加熱部１２０ａで加熱中に、一つ鍋を追加して加熱するときに、右加熱部１２０ａにあった鍋を左加熱部１２０ｂに移動して、別の鍋を右加熱部１２０ａに載せて加熱する。そのときに、右加熱部１２０ａで設定していた火加減と同じに左加熱部１２０ｂを設定すると、左加熱部１２０ｂは右加熱部１２０ａと同じ火力が得られるので、右加熱部１２０ａで連続して加熱していたと同じ加熱ができ、調理の出来栄えが損なわれることなく、使用者の使い勝手がよい。

左、右の加熱部のみに限定することはなく、中央も含めて、３口の加熱部で同じ消費電力としたものでもよい。

５ 加熱コイル
２０ 操作表示部
１０２ 整流回路
１１４ インバータ部（インバータ手段）
１１５ 合計電流検出回路
１１７ 個別電流検出回路
１１９ 制御手段
１２０ 加熱部

Claims (3)

1. 負荷を誘導加熱する加熱コイルと該加熱コイルへ電力を供給するインバータ部とで生成する複数の加熱部と、
   該複数の加熱部へ供給する電源を生成する整流回路と、
   前記加熱部の合計の入力電流を検出できる合計電流検出回路と、
   該合計電流検出回路と直列に接続し前記加熱部の入力電流を検知する個別電流検出回路と、
   前記合計電流検出回路と前記個別電流検出回路とで検出した電流に応じて前記インバータ部を制御して前記加熱コイルの電力を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記個別電流検出回路の電流検知の調整に前記合計電流検出回路の検知結果を用いることを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
   前記制御手段は、前記個別電流検出回路の調整時に前記個別電流検出回路で認識していた値と前記合計電流検出回路で認識していた値とが異なる場合、前記合計電流検出回路で検知していた電流値を前記個別電流検出回路で検知していた電流値とすることを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 請求項１に記載の誘導加熱調理器において、
   前記制御手段は、前記合計電流検出回路の調整時に前記合計電流検出回路が検知していた電流値を、前記個別電流検出回路で検知していた電流値とすることを特徴とする誘導加熱調理器。

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