JPH07245181A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品検査や設置の段階で、機器の冷却が適正
に行われているか判定可能で温度過昇を未然に防止でき
る、業務用厨房などで使用される高出力の誘導加熱調理
器を提供する。 【構成】 ２個直列接続された高周波スイッチングトラ
ンジスター５および加熱コイル８近傍にそれぞれそれら
の温度過昇防止温度センサーとして感温素子２２ａ、２
２ｂを設け、制御回路１３に温度表示器または報知器で
なる報知手段２３を接続し、制御回路１３は温度過昇防
止用の動作モードおよび温度表示または報知用の動作モ
ードを有しいずれかの感温素子２２ａ、２２ｂの検出温
度があらかじめ設定した異常温度を超えたら温度過昇防
止動作をするよう制御するとともに、報知手段２３にて
それぞれの検出温度を表示し所定の温度を超えたら警報
表示または報知をさせるよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は製品検査や設置の段階
で、機器の冷却が適正に行われているか判定可能で温度
過昇を未然に防止できる、業務用厨房などで使用される
高出力の誘導加熱調理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の家庭用の誘導加熱調理器では単一
のスイッチング素子と単一の加熱コイルと単一の共振コ
ンデンサーを有したインバーター回路等からなっている
が、例えば特開平４−１３７３８９号公報に示すよう
に、スイッチング素子の温度を測定する素子温度検出手
段と、負荷の温度が所定の温度を超えたことを検知する
異常温度検知手段と、それらの出力が所定の温度を超え
たときに出力を停止させる制御手段と、それぞれ所定の
温度を超えた場合に所定の表示を行う素子温度表示手段
および異常温度表示手段とにより構成され、誘導加熱調
理器を使用中にその出力が停止した際に、スイッチング
素子の過熱を防止するとともに、使用者にその理由や処
置がわかる等使い勝手がよく安全なものがある。

【０００３】しかしながら、単一のスイッチング素子と
単一の加熱コイルと単一の共振コンデンサーのインバー
ター構成では、高出力の誘導加熱調理器とするには加熱
コイルに流す電流を大きくするために、スイッチング素
子に流れる電流が過大となりスイッチング素子の損失が
過大となり、また、スイッチング素子の冷却能力にも限
界があるので、高出力の誘導加熱調理器が実現できなか
った。

【０００４】そこで高出力の誘導加熱調理器として、例
えば特開平４−３１２７８７号公報等に示すように、プ
レート下の本体内部に加熱コイルとスイッチング素子を
２個直列接続された高周波スイッチングトランジスター
とそれらの駆動回路とアルミニウムなどで作られたヒー
トシンクと冷却ファン等を有し、ヒートシンクに高周波
スイッチングトランジスターと温度センサーを取付けた
構成とし、プレート上に鍋を乗せ運転を開始することに
より、２個のスイッチング素子、加熱コイル、駆動回路
等が動作し誘導加熱する発明がある。

【０００５】加熱時に２個のスイッチング素子はスイッ
チング時に発生する損失によって素子温度が上昇する
が、ヒートシンクでその熱を放散し、さらに冷却ファン
にて冷却風を当て強制冷却している。また、加熱コイル
でもコイルの抵抗分による発熱や、鍋底の過熱によって
温度が上昇するが、同じく冷却ファンにて冷却風を当て
強制冷却している。冷却ファンが故障した場合はヒート
シンクが異常過熱するが、温度センサーが異常温度上昇
を検知し駆動回路を停止させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の高出力の誘
導加熱調理器において、冷却に関して以下の問題があげ
られる。特に業務用の場合機器の設置後に使用不能とな
ったり、使用中に突然運転が停止したりすると大問題と
なる。

【０００７】機器の製造工程では、スイッチング素子の
ヒートシンクへの取付け強度がばらつき充分に冷却され
にくい状態に組み立てられるとか、ヒートシンクと素子
との間に介在させるコンパウンド不足による熱抵抗が増
加するとか、冷却通路の組立て不良があり充分に冷却さ
れなくなるとか、冷却ファンなどの冷却部品が不良品で
ある場合等、冷却不良の製品となる。

【０００８】機器の製造過程において、製品組立終了後
に、いわゆるエージングと称する連続通電をおこなわせ
ることがあるが、スイッチング素子の冷却用に放熱用の
グリースなどを塗布するとき作業のばらつきによって充
分塗布されていない場合に素子の冷却が不充分になり、
素子に過大な温度ストレスを加えた状態となる。

【０００９】機器の設置時には、冷却通路、特に強制空
冷時の空気取り入れ口や、吐き出し口の状態が悪いと、
充分に冷却されなくなる。また、製品の設置場所の不具
合によって冷却風が妨げられる場合には、製品にとって
温度ストレスが大きくなり信頼性を低下させることにな
る。

【００１０】一方、厨房などでは埃や油などが多いため
に、空冷用空気取り入れ口にはフィルターを設けて機器
を保護しているが、長時間使用するとフィルターに目づ
まりが生じて、最後には過熱するので、温度センサーが
異常温度上昇を検知し駆動回路を停止させる。製品の稼
働時において突然動作が停止するのは大問題である。

【００１１】本発明は、製品の製造過程での通電テスト
時に、製品の冷却性能が確認できるものとし、製品の設
置後のテスト動作を行わせる際にも冷却性能を確認する
ことで器体の周辺の環境の改善があらかじめ図られるこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、交流商用電源と、交流
商用電源を整流平滑した直流電源を高周波変換し加熱コ
イルに高周波電流を供給するインバーター回路と、イン
バーター回路の制御回路を有し、インバーター回路は２
個直列接続された高周波スイッチングトランジスター、
加熱コイル、共振用コンデンサー、スバナコンデンサー
等からなる高出力の誘導加熱調理器において、２個直列
接続された高周波スイッチングトランジスターおよび加
熱コイル近傍にそれぞれそれらの温度過昇防止温度セン
サーとして感温素子を設け、制御回路に温度表示器また
は報知器でなる報知手段を接続し、制御回路は温度過昇
防止用の動作モードおよび、温度等所定の表示または報
知用の動作モードを有し、いずれかの感温素子の検出温
度があらかじめ設定した異常温度を超えたら温度過昇防
止動作をするよう制御するとともに、それぞれの検出温
度に基づき報知手段に温度の表示または報知をさせ所定
の温度になったら報知手段に所定の表示または報知をさ
せるよう制御するものとした。

【００１３】

【作用】上記のように構成したことにより、制御回路は
使用中にいずれかの感温素子の検出温度があらかじめ設
定した異常温度を超えたら動作を停止させて高周波スイ
ッチングトランジスターや加熱コイルの過昇防止動作を
するよう制御するとともに、それぞれの検出温度に基づ
き報知手段に温度の表示をさせ、製品の製造過程でのエ
ージング等冷却性能の確認時、または製品設置の際の環
境状態確認時、または製品稼働中に感温素子の検出温度
が前記異常温度より低い所定の温度になったら報知手段
に所定の表示または警報をさせるよう制御することによ
り、製造時のばらつきによる製品不良の発見、誤った設
置の防止、使用中の機器動作停止前にフィルターの掃除
や交換の報知などができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面に従って
説明する。図１は本発明の一実施例を施した誘導加熱調
理器のブロック回路図であり、図２は同インバーターの
内部部品配置図であり、図３は同ヒートシンクと高周波
スイッチングトランジスターとその感温素子の実装斜視
図であり、図４は同インバーター本体と加熱コイルとそ
の感温素子の実装斜視図であり、図５は同感温素子の温
度特性図である。

【００１５】図１において、１は交流商用電源であり、
この交流商用電源１を整流用ダイオード２で直流に整流
し、この直流電源を平滑コンデンサー３で平滑してい
る。インバーター回路４は高出力とするため２個直列接
続されたスイッチング素子である高周波スイッチングト
ランジスター５、フライホイールダイオード６、７、加
熱コイル８、共振用コンデンサー９、１０と、高周波ス
イッチングトランジスター５に接続されたスバナコンデ
ンサー１１、インバーター電流検出用カレントトランス
１２等から構成され、図のように接続された電流共振型
であり、前記整流平滑された直流電源を高周波変換す
る。

【００１６】制御回路１３は高周波スイッチングトラン
ジスター５を駆動する駆動信号発生部１４、電源電圧検
出部１５、入力電流検出用カレントトランスの出力を受
ける入力電流検出部１６、インバーター電流検出用カレ
ントトランス１２の出力を受けるインバーター出力電流
検出部１７、制御回路１３用の電源部１８及びインバー
ター回路４の制御を含む全体の制御を行う制御部１９等
で構成されている。

【００１７】２個直列接続された高周波スイッチングト
ランジスター５は最も損失が多く、また、高い信頼性が
要求されるため、温度過昇防止手段を重点的に設ける必
要があり、図２及び図３に示すごとく、高周波スイッチ
ングトランジスター５はヒートシンク２０に取り付けて
発熱を冷却し、このヒートシンク２０の近傍には強制空
冷用の冷却ファン２１を取り付け、冷却風を送りこみ冷
却効果を上げている。さらに、高周波スイッチングトラ
ンジスター５の近傍に温度過昇防止温度センサーとして
感温素子２２ａを取り付けて、温度を測定している。

【００１８】また、高出力の加熱コイル８は鍋からの輻
射による加熱や、加熱コイル８自体の損失によって温度
上昇し、加熱コイル８の絶縁物に熱影響を与える。従っ
て、加熱コイル８そのものの冷却も極めて重要であるた
め、温度過昇防止手段を設ける必要があり、図４に示す
ごとく、加熱コイル８の近傍に温度過昇防止温度センサ
ーとして感温素子２２ｂを取り付けて、温度を測定して
いる。

【００１９】一般にはこれらの感温素子２２ａ、２２ｂ
は価格の点でも安価なサーミスターが用いられている。
従来これらの高周波スイッチングトランジスター５や加
熱コイル８の温度過昇防止には温度過昇防止装置とし
て、バイメタルサーモスタットなどのリミッターとして
の装置が多く用いられていた。

【００２０】この実施例において制御部１９は温度過昇
防止動作モード用の専用プログラムおよび温度表示動作
モード用の専用プログラムを有し、強制空冷用の冷却フ
ァン２１や製品のパネル部に設けた報知手段２３（本実
施例では以下温度表示器とする）に出力するように構成
されている。従って、製品の製造過程でのエージング時
に温度過昇防止のための感温素子２２ａおよび感温素子
２２ｂからの温度データーを、温度表示器２３に表示で
きるので、あらかじめ決められた温度範囲９０℃以下で
あれば動作を継続し、９０℃を超えた場合に動作を停止
し、高周波スイッチングトランジスター５や加熱コイル
８の冷却状態の見直しを促している。

【００２１】上記の構成でインバーター回路４は制御部
１９の出力によって駆動信号発生部１４から発生する駆
動信号を２個直列接続された高周波スイッチングトラン
ジスター５に与えてそれぞれ交互に駆動し、加熱コイル
８に高周波電流を流し、高周波磁束を発生させ、加熱コ
イル８上に載置した鍋等の磁性体からなる負荷に渦電流
を発生させて、それによるジュール熱によって加熱を行
わせる。

【００２２】感温素子２２ａは高周波スイッチングトラ
ンジスター５が動作を開始すると、その損失による温度
上昇に伴い、素子の抵抗値が減少してゆくサーミスター
である。感温素子２２ａから制御部１９に温度検出信号
が送られるが、あらかじめ製品のエージング時に温度表
示用の専用プログラムを起動しておくと、温度表示器２
３に感温素子２２ａの温度が表示される。

【００２３】エージングが進行するにつれて図５に示す
ように、感温素子２２ａの温度は次第に上昇してゆく。
感温素子２２ａの温度は間接的に高周波スイッチングト
ランジスター５の素子温度を検出していて、異常温度検
出時には動作を停止する等の手段により、高周波スイッ
チングトランジスター５の素子の破壊を防止している。
この動作停止温度を９０℃に設定してあり、正常な実装
時には６０℃以内に感温素子２２ａの到達温度を抑える
ことができ、高周波スイッチングトランジスター５の素
子の冷却が正常に行われているので、信頼性が保たれ
る。温度の状態は逐次温度表示器２３にて表示されるの
で、外部から冷却の状態がわかる。

【００２４】一方６０℃を超えるような結果が表示され
た場合には、冷却ファン２１の異常、ヒートシンク２０
の異常、あるいは冷却通路の異常などが考えられること
から、組立ての再点検を行う必要が出てくるので、エー
ジングを停止し点検を促している。製品の設置において
も同様の試験を行うことで、冷却環境をチェックするよ
うになされている。

【００２５】加熱コイル８の近傍に設けた感温素子２２
ｂについても同様にエージングプログラムにて冷却状態
をチェックするようになされている。

【００２６】図５において、動作停止温度は長期間の使
用等によりフィルターの異常目づまりや、冷却ファン２
１の故障によって危険な温度になったときに強制的に動
作を停止させる温度である。曲線はエージング中の感温
素子２２ａ、２２ｂの温度変化曲線を示し、高周波スイ
ッチングトランジスター５等素子の取付け不良や、冷却
用のグリース塗布不良がある場合には冷却不足時の温度
特性となり不良の領域に達していることがわかる。

【００２７】従って、従来の方法であれば冷却に余裕が
ない状態で組み立てられたり設置された製品でも合格品
とされる恐れがあったが、本実施例では冷却不良の製品
はあらかじめ未然に取り除くことができる。

【００２８】また、業務用の場合等、製品の設置に際し
ては周辺の環境、特に冷却風の通路が建物の構造や他の
設備のために、損害を受ける場合があるが、図５のエー
ジング中の特性と同様、従来の方法であれば温度ストレ
スの影響を受けたまま設置されることとなり、頻繁に過
昇防止装置が動作し、通電停止となり使い勝手の点で問
題が多かったが、本実施例では、冷却が充分なされてい
ないことが検出された場合、据付け時等テスト動作中に
異常表示をするので、設置の改善や、装置の保全がで
き、顧客に迷惑をかけずに済むことになる。

【００２９】また、温度過昇防止手段用の温度過昇防止
温度センサーとして感温素子を用いているため、長期間
の使用後フィルターの目づまりや、冷却ファン２１のモ
ーターの回転低下などにより、冷却不足になったとき
も、早めに部品の交換や保守を促す表示をすることで、
突然の動作停止を防止することができる。

【００３０】なお、本実施例では報知手段２３は温度表
示器としたが、警報ランプやブザーや文字や絵による報
知表示器の如き報知器とし、制御部１９は報知用の専用
プログラムを有し、６０℃を超えた場合に、警報ランプ
またはブザーで異常を知らせたり、報知表示器で異常状
況等を報知し、エージングを停止し点検を促すものとし
てもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、２個直列接続された高
周波スイッチングトランジスターおよび加熱コイル近傍
にそれぞれそれらの温度過昇防止温度センサーとして感
温素子を設け、制御回路は温度過昇防止用の動作モード
を有しこれら感温素子の検出温度があらかじめ定めた異
常温度を超えたら温度過昇防止動作をするよう制御する
ものとしたから、高出力の誘導加熱調理器においても高
周波スイッチングトランジスターや加熱コイルの安全性
と性能維持ができるとともに、制御回路に温度表示器ま
たは報知器でなる報知手段を接続し制御回路は温度表示
または報知用の動作モードを有しこれら検出温度に基づ
き報知手段に所定の表示または報知をさせるよう制御す
るものとしたから、製品の製造過程でのエージング等冷
却性能の確認時、または製品設置の際の環境状態確認
時、または製品稼働中に感温素子の検出温度が前記異常
温度より低い所定の温度になったら報知手段に所定の表
示または報知をさせるよう制御することにより、製造時
のばらつきによる製品不良の発見、誤った設置の防止、
使用中の機器動作停止前にフィルターの掃除や交換の報
知などができ、信頼性と使い勝手が著しく向上した誘導
加熱調理器を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器のブロ
ック回路図である。

【図２】同インバーターの内部部品配置図である。

【図３】同ヒートシンクとスイッチングトランジスター
とその感温素子の実装斜視図である。

【図４】同インバーター本体と加熱コイルとその感温素
子の実装斜視図である。

【図５】同感温素子の温度特性図である。

【符号の説明】

５ 高周波スイッチングトランジスター ８ 加熱コイル １３ 制御回路 ２２ａ、２２ｂ 感温素子（温度過昇防止温度センサ
ー） ２３ 報知手段（温度表示器）（報知器）

フロントページの続き (72)発明者 武田 靖之 千葉県柏市新十余二３番地１ 株式会社日 立ホームテック内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流商用電源と、交流商用電源を整流平
   滑した直流電源を高周波変換し加熱コイルに高周波電流
   を供給するインバーター回路と、インバーター回路の制
   御回路を有し、前記インバーター回路は２個直列接続さ
   れた高周波スイッチングトランジスター、加熱コイル、
   共振用コンデンサー、スバナコンデンサー等からなる高
   出力の誘導加熱調理器において、前記２個直列接続され
   た高周波スイッチングトランジスター（５）および加熱
   コイル（８）近傍にそれぞれそれらの温度過昇防止温度
   センサーとして感温素子（２２ａ）、（２２ｂ）を設
   け、前記制御回路（１３）に報知手段（２３）を接続
   し、制御回路（１３）は温度過昇防止用の動作モードを
   有しいずれかの感温素子（２２ａ）、（２２ｂ）の検出
   温度があらかじめ設定した異常温度を超えると温度過昇
   防止動作をするよう制御するとともに、報知用の動作モ
   ードを有し感温素子（２２ａ）、（２２ｂ）の検出温度
   に基づき報知手段（２３）に所定の報知をさせるよう制
   御するものとしたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 【請求項２】 前記報知手段（２３）は温度表示器でな
   るものとし、前記制御回路（１３）はそれぞれの感温素
   子（２２ａ）、（２２ｂ）の検出温度を表示させるよう
   制御するものとした請求項１記載の誘導加熱調理器。
3. 【請求項３】 前記報知手段（２３）は報知器でなるも
   のとした請求項１記載の誘導加熱調理器。
4. 【請求項４】 前記制御回路（１３）が有する報知用の
   動作モードは報知手段（２３）に所定の報知をさせ、さ
   らに検出温度が所定の温度を超えると製品および設置状
   態の良否判定を行わせるものとした請求項１、２または
   ３記載の誘導加熱調理器。