JPH0451488A - 電磁誘導加熱式調理器の空検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は平板状加熱コイルに高周波電流を供給して被
加熱金属物の鍋等を加熱する電磁誘導加熱式調理器の空
検出装置に関し、特に被加熱金属物の空炊き防止のため
の電磁誘導加熱式調理器の空検出装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に電磁誘導加熱式調理器は、電磁誘導作用によって
鍋等の被加熱金属物内に渦電流を発生させ、この金属の
持つ固有抵抗によるジュール熱で加熱調理するものであ
る。この種の電磁誘導加熱式調理器は調理上、空鍋時に
出力を停止するなめに空検出機能を備えることが要求さ
れるが、従来は、平板状加熱コイルの電流を制御する高
周波発生装置側の電流、電圧、位相、周波数等を検出す
る装置によって空検出を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した電磁誘導加熱式調理器の高周波
発生装置側で空検出を行う場合は、空炊き状態をある程
度維持したまま検出を行って空検出の代用としており、
空炊き状態となる直前を検出する本当の意味での空検出
を行うものではながった。従って、このような従来の空
検出装置では、通常の調理動作における電力絞り状態を
以て空炊き状態と見做すため、無駄な加熱や誤検出の危
険性がある。さらに、空炊き状態の検出を受けると鍋の
離脱時にも直ちに電磁誘導加熱式調理器の運転を停止さ
せてしまうため、極めて不便であった。また、この他に
、鍋に投入される加熱電力、鍋の温度、電源電圧、鍋の
形状、大きさおよび材質等によるバラツキが大きく、小
電力域での検出は不可能である。前述したように従来の
空検出方法が通常の調理動作における電力絞り状態を検
出するものであるため、鍋等が加熱しなり、庖丁、スプ
ーン等小物が加熱する等、確実に空検出として機能する
ものではなかった。このため、確実に空検出を行うには
別個に発振器等を備えた複雑かつ高価な空検出装置を必
要とするか、調整か極めて難しく、実用性に乏しいもの
であった。

そこで、本発明の目的は、正確かつ安全に、しかも独立
した空検出を行うことができる機能を、簡単な回路の追
加によって実現できる電磁誘導加熱式調理器の空検出装
置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電磁誘導加熱式調理器の空検出装置は、鍋
等の被加熱金属物を載置する１〜ツブプレー１〜と、該
トッププレー１・の下側に配置した平板状加熱コイルと
、該平板状加熱コイルに高周波電流を供給する高周波発
生装置とを備えた電磁誘導加熱式調理器において、前記
トッププレートを介して載置される被加熱金属物の底を
共通電極としたコンデンサ直列回路を構成し得るよう前
記平板状加熱コイルの少なくとも２箇所に電極を設ける
ことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明に係る電磁誘導加熱式調理器の空検出装置によれ
は、平板状加熱コイルに設けた各電極は、トッププレー
トを介して載置される被加熱金属物の底と各々コンデン
サを形成すると同時に被加熱金属物の底を共通電極とし
たコンデンサ直列回路を構成する。従って、被加熱金属
物がトッププレート上に無い場合はコンデンサが形成さ
れないためコンデンサ電流は流れない。一方、被加熱金
属物がトッププレート上に置かれると、載置される被加
熱金属物の底を共通電極としたコンデンサ直列回路か構
成されるため、このコンデンサ直列回路にコンデンサ電
流が流れる。すなわち、鍋等の被加熱金属物がトッププ
レート上に載置されると、この底部が導体となって平板
状加熱コイルの少なくとも２箇所に設けた電極で構成す
る各コンデンサを自動的に接続するスイッチとして機能
するからであり、この平板状加熱コイルと並列接続され
るコンデンサ電流の変化を検出することによってトップ
プレー１・上の被加熱金属物の有無が検出できる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る電磁誘導加熱式調理器の空検出装置
の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す電磁調理器の空検出
装置の要部側面図、第２図は第１図に示す装置で用いる
平板状加熱コイルの両端に設けた電極を示す平面図およ
び第３図は前記両端に設けた電極部の概略構造を示す外
観図である６尚、第１図乃至第３図において同一構成部
分については同一参照符号を付して説明する。

第１図において、参照符号１ｏは平板状加熱コイルを示
し、平板状加熱コイル１ｏの両端、すなわち巻始め部Ａ
および巻終り部Ｂの２箇所にそれぞれ接続金具１２．１
６を介して電極１４．１８を取り付ける。各電極１４１
８上にはセラミックまたはカラス製のトッププレート２
２を介して被加熱金属物である鍋２４が載置される。ま
た、トッププレート２２の下側の平板状加熱コイル１ｏ
の巻終り部Ｂと電極１８との間に電流検出センサ２゜を
設ける。平板状加熱コイル１ｏは、第２図に示すように
巻始め部Ａを中心に渦巻状に巻かれており、中心位置の
巻始め部Ａおよび最外側位置の巻終り部Ｂにはそれぞれ
第３図に示す接続金具１２　（１６）および電極１４（
１８）を取り付ける。なお、第３図に示すように平板状
加熱コイル１０としては、高周波における表皮効果を減
らずため細い絶縁線をより合わせたリッツ線２６が使用
され、接続部においては絶縁被覆を剥がし前記金具１．
２（１６）と電気的に接続するようにしている。このよ
うに構成される本発明に係る電磁誘導加熱式調理器の空
検出装置について、以下詳細に説明する。

平板状加熱コイル１０の上に配置された１〜ツブプレー
１〜２２上に鍋２４が載置されると、前述したように鍋
底と電極１４との間でコンデンサ■、鍋底と電極１８と
の間でコンデンサ■がそれぞれ形成されると同時に、鍋
底を共通としているため自動的に各コンデンサ■■を直
列接続するスイッチとして機能する。

これによりこのコンデンサ直列回路は前記平板状加熱コ
イル１０の供給電圧を基準とした新たな閉回路を形成し
、一般に該閉回路に次式のようなコンデンサ電流■が流
れる。

Ｉ＝２πｆ・　＜Ｃｌ−１−０２）　・Ｅ　　　・・・
（１）但し、 ｆ　：コンデンサ直列回路供給電源周波数−平板状加熱
コイル供給電源周波数 ０１　：平板状加熱コイル巻始め部電極と鍋底間の静電
容量 Ｃ２：平板状加熱コイル巻終り部電極と鍋底間の静電容
量 Ｅ　：コンデンサ直列回路供給電圧 平板状加熱コイル端子電圧 である。

また、前記各コンデンサＣ１，Ｃ２は、εｏ’Ａ Ｃ＋　＝　Ｃ２＝　　　　　　　　　　　　　・・・（
２）但し、Ｃ１とＣ２は同形状かつ同寸法であり、Ｃ０
＝真空中の誘電率を空気中の誘電率Ａ　：電極面積 ｄ　：電極と鍋底との距離 である。

上記式（ＩＬ　（２）から理解されるように、第１図の
電磁誘導加熱式調理器の構成から、平板状加熱コイル１
０の両端に鍋底との間でそれぞれ形成できるコンデンサ
■、■の極板間距離ｄはトッププレート２２の厚さであ
り大きい上に、電極面積Ａは小さく、しかも周波数ｆも
比較的小さいため、このインピータンスは大きい。従っ
て、コンデンサ■、■のコンデンサ電流■は微弱なもの
となり、また、鍋２４の材質が加熱できる物ならば殆ど
材質と関係なく一定と見なされるため、電源周波数ｆ、
コンデンサ容量Ｃ＋　、　Ｃ２および電源電圧の値に比
例して変化する。

ここでコンデンサ■、■の容ｉｃ、、ｃ２は、鍋２４の
形状が固定化されれば、電極１４１８と鍋底の距離すな
わち近似的にトツブプレー１〜２２の厚さの違いにより
決定することかできる。従って、コンデンサ電流■は、
平板状加熱コイル１０に供給される電源の周波数でおよ
び電圧Ｅに略比例して増加する。なお、このコンデンサ
電流■は、非常に微少であり、しかも本来の加熱目的で
ある鍋底の渦電流加熱とは以下に述べる理由によって干
渉は生じない。

先ず、コンデンサ電流■は平板状加熱コイル１０の供給
電源、すなわち１−次側の電源による電流が鍋底に流れ
る。一方、同鍋底に重畳する渦電流は電磁誘導作用によ
るものであり、トランスを使用した２次電流が流れると
解することができる。すなわち、電磁誘導加熱式調理器
の加熱原理は、図示しない高周波発生装置により平板状
加熱コイル１０に高周波電流を供給して平板状加熱コイ
ル１０の周辺に高周波磁界を発生させ、この磁界によっ
て鍋底に渦電流が流れる結果、鍋２４に使用している金
属の電気抵抗と渦電流とによるジュール熱が発生ずるこ
とで加熱するものである。金属が鉄等の磁性体の場合に
は、ヒステリシス損失（鉄損）も生じるけれども、加熱
電力と比較すると極めて小さいので、加熱の主体はジュ
ール損によるものである。

また、鍋底の加熱具合は従来のニクロム線ヒータ等の加
熱と何ら相違はないが、電磁誘導加熱式調理器において
は被加熱物すなわち鍋底自体がニクロム線の機能を代替
して発熱する。従って、等測的には鍋底がトランスの２
次コイルと負荷抵抗であるとして表現でき、鍋底を１〜
ランスの２次側と特定することができる。一方、前述し
たコンデンサ電流■のスイッチ機能を果たす場合の鍋底
はトランスの１次側と特定できるため、コンデンサ電流
と渦電流との２種類の電流重畳による影響は生ぜず正常
に動作する。

第３図に示すような電！１４．１８か第２図に示すよう
に平板状加熱コイル１０の巻始め部Ａおよび巻終り部Ｂ
にそれぞれ接続されており、この両電極間には図示しな
い加熱コイル供給電圧が印加されるため、鍋２４が１〜
ツブプレー１−２２上に載置されていれば、前記コンデ
ンサ■、■の直列回路にコンデンサ電流■が流れる。こ
の電流は数十マイクロアンペア程度と微少であるか、電
流検出センサ２０により検出し増幅器等で増幅すること
により、高周波発生装置を入切する等の空鍋検出信号と
して使用することかできる。

第４図に、鍋２４の有無による検出信号比較、すなわち
前述したコンデンサ電流■の検出比較を示す。このコン
デンサ電流は、非常に小さいため、第５図に示す鍋検出
増幅回路により増幅される。電流センサ２０の出力を増
幅する鍋検出増幅回路は、整流器２８、抵抗器Ｒと電解
コンデンサＣの並列回路、増幅回路３０、およびリレー
等の駆動を行う増幅回路３２から構成されている。

鍋２４がトッププレート２２上に載置されていない状態
では、第４図に示すようにコンデンサ電流Ｉは流れない
。従って、整流器２８、抵抗器Ｒと電解コンデンサＣの
並列回路にも電流が流れず、鍋検出増幅回路には出力を
生じない。

一方、鍋２４が１−ツブプレート２２上に載置された場
合には、第４図に示すコンデンサ電流■が流れるため、
これを電流センサ２０が検出し、この検出した微弱な電
流変化を増幅器１？’８３０．３２によって増幅すると
共にリレー等を駆動する。これにより、無電圧出力とし
て空検出を行うことができ、より広範な鍋検出装置とし
て使用できる。

なお、本実施例では電ｉ１．４，１．８を平板状コイル
１０の両端位置に限って説明したが、コンデンサ直列回
路を流れる検出可能なコンデンサ電流が生じる程度の電
位差か生じる位置に設ければよく、前記位置に限定され
るものではない。また、百雷＆１４，１．８はトッププ
レー１・２２の下面に固着するよう付設すれば、前記コ
ンデンサ容量Ｃ，，Ｃ２を安定させるのに好適である。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明の電磁誘導
加熱式調理器の空検出装置によれば、トッププレート下
側の平板状加熱コイルの両端に設けた各電極とトッププ
レート上に載置する鍋底とで自動的に形成するコンデン
サ直列回路を流れる電流の有無を用いて検出信号として
いるため、鍋の有無検出信号は平板状加熱コイルの加熱
電力とは独立して単独に検出が可能である。

本願発明に係る空検出装置は、電磁誘導加熱式調理器の
高周波発生装置に内蔵するものではなく、完全に独立し
た検出装置として使用できる。このため、従来のように
空検出の代用に平板状加熱コイルの電流を制御する高周
波発生装置側の電流、電圧、位相、周波数等を検出する
複雑な回路および調整を必要とせずに、空検出を簡単な
回路によって実現することができる。この検出装置は、
高周波発生装置とは独立しているためオプションとして
対応することもできる。

また、鍋に投入される電力、鍋の温度、電源電圧、鍋の
形状、大きさおよび材質等によるバラツキを無視できる
はかりでなく、府下、スプーン等極めて小形のものまで
正確かつ迅速に検出することかでき、信顆性も高い等多
くの効果を奏する。

特に安全性が要求される電磁誘導加熱式調理器に適用す
ることにより、従来のような加熱状態での検出という不
必要な加熱が皆無となり安全性が高まると共に、簡単な
回路および電極の付加程度で空検出が実現できるためコ
スｌ〜低減にも有利である。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を
逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得るこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電磁誘導加熱式調理器の空検出装
置の一実施例を示す要部側面図、第２図は第１図の平板
状加熱コイルの両端に設けた電極を示す平面図、第３図
は平板状加熱コイルの両端に設けた電極部の概略構造を
示す外観図、第４図は本発明に係る空検出装置の検出信
号（コンデンサ電流）比較を示す特性図、第５図は本発
明に係る電磁誘導加熱式調理器の空検出装置の鍋検出増
幅回路ブロック図ある。 １０・・・平板状加熱コイル １２．１６・・・接続金具 ２０・・・電流検出センサ ２４・・・鍋 ２８・・・整流器 １４．１８・・・電極 ２２・・・トッププレート ２６・・・リッツ線 ３０．３２・・・増幅回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鍋等の被加熱金属物を載置するトッププレートと
   、該トッププレートの下側に配置した平板状加熱コイル
   と、該平板状加熱コイルに高周波電流を供給する高周波
   発生装置とを備えた電磁誘導加熱式調理器において、 前記トッププレートを介して載置される被 加熱金属物の底を共通電極としたコンデンサ直列回路を
   構成し得るよう前記平板状加熱コイルの少なくとも２箇
   所に電極を設けることを特徴とする電磁誘導加熱式調理
   器の空検出装置。