JPS61191322A - 電気加熱調理器 - 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〕 本発明は、通電制御により加熱対象物を所定の温度に加
熱するようにした電磁誘導加熱調理器などの電気加熱調
理器に関するものである。

〔従来技術〕

この種の電気加熱調理器の従来例の１つとして、第６図
に示す構成の電磁誘導加熱調理器が知られている。

この電磁誘導加熱調理器は、加熱コイル１を通電制御す
ることによりコイル１に誘導加熱用の磁束を発生させ、
これによりトッププレート２上に載置された鍋３及びこ
れに収容された天ぷら油４などを加熱するように構成し
たものであって、温度制御すなわち加熱コイル１の通電
制御は、トッププレート２下部の感熱部５・６に設けた
サーミスタなどの温度センサ７が検出する検出温度に基
いて行うようにされている。

上記温度制御の方式として、この種の電気加熱調理器で
は、以下に挙げる方式が従来より採用されている。

その方式の１つは、電源投入開始よりフルパワー通電を
行うものであり、そのため第７図に示すように温度セン
サ７の温度上昇カーブＡと加熱対象物の温度（第６図の
例では天ぷら油の油温）上昇カーブＢとの勾配に差が生
じることになる。従って油温は、温度センサ７が所定の
設定温度に達し温度維持制御が暫く行われてから、やっ
と目的の温度に達することになり、電源投入から目的温
度に達するまで時間が掛り過ぎるという欠点を有する。

又、この方式では、温度センサ７の温度が設定温度に達
してからは、第７図にＡで示すように常にその設定温度
に対して一定の温度幅でオン・オフ制御が行われるので
、油温が目的の温度に安定維持されているとき天ぷら調
理物を投入すると、第８図にＢで示すように油温は調理
物を投入した時点１．から一旦温度降下し、その後天ぷ
ら調理が始まることになる。この時の温度センサ７の温
度変化は、第６図に示す感熱部５・６の熱容量によって
も多少異なるが、若干通電率（オン時間とオフ時間の比
率）が上る程度で、全般に亘っては調理中であるか否か
を問わずほぼ一定のオン・オフ制御が繰り返される。設
定温度と調理途中の油温とめ差は、油温の設定温度が１
８０〜２００℃の高温調理において多く見られる現象で
あるが、特に冷凍食品などを調理する場合にその差が大
きく、この場合には油温の上昇復帰時間も長く掛かり、
結局、調理に手間がかかるという不都合を有する。

従来の温度制御方式の他の１つは、入力電流を変化させ
るものであって、その立上り特性を示す第９図のように
、電源投入の開始初期には入力電流Ｃを最大レベルに設
定し、温度センサ７の温度上昇カーブＡが所定の設定温
度に達するまでの途中において、この設定温度より少し
低い２次設定温度に達した時点ｔ、Ｊで、上記入力端子
のレベルを抑え、温度センサ７の温度上昇カーブＡか所
定の設定温度に達した時点ｔ１で入力電流のオン・オフ
制御を開始するようにしたものである。

この方式は、入力電流のレベルを電源投入初期とその他
の時期とで切り替えるものであるから、確かに通電率は
向上するが、全般的には入力電流のレベルを低く抑える
ことになるので、油温が設定温度に達するのに小さい消
費電力でオン・オフ制御を繰り返すことになり、同図に
示す油温の温度上昇カーブＢのように目的の温度に達す
るまでに先の方式の場合と同様、長時間を要するという
欠点を有する。

又、この方式では、油温が目的の温度に安定維持されて
いるとき、調理物が天ぷら油中に投入されると、前記し
たように消費電力を低く抑えられているから、第１０図
のように投入時点ｔ２より油温が大きく降下すると共に
、温度センサ７の温度も降下する。この温度降下を補償
するために、入力電流はフルパワー通電に変化するが、
消費電力が小さいことより油温が回復しないうちに温度
センサ７の温度が回復し、これに伴ない入力電流もすぐ
に元のレベルに戻る。従って調理物を揚げ終った時点ｔ
３から油温が元に戻る時点ｔ４までの入力電流は小さく
、油温の上昇復帰にやはり長時間を要するという欠点を
有する。

前記した天ぷら調理などを効果的に行う上で、以上の説
明からも解るように、加熱調理器として次に挙げるよう
な事項を満足することが不可欠である。

（１）　油温を迅速に目的の温度に到達させること。

（２）　調理中の油温と無投入時の油温との差が少ない
こと。

（３）　調理が完了してから油温が元の温度に戻るまで
の復帰性能が良いこと。

（４）　油が使用されることから、鍋形状その他の条件
のバラツキ及び油量の変化等に対応して安全性が確保さ
れていること。

本件出願人は、上記（４）の事項を満たすものとして、
鍋を載置するトッププレートの裏面に感熱板を貼着する
と共に、この感熱板にサーミスタを取り付けて、鍋底の
凹凸や大きさの違いに起因する油温のバラツキを極力押
えるようにした電磁調理器の温度検出装置（実開昭５９
−７７７９３号公報）を先に提案している。

又、上記（１）の事項に対応するため、本件出願人は別
に、第１１図に示すように温度立上り特性において、立
上りの成る一定時間Δｔだけ温度センサの温度上昇カー
ブＡが設定温度よりレベルΔＴ’Ｃだけ引き上げられる
ように制御して、油温上昇カーブＢが設定温度に到達す
る時間を出来るだけ早くするようにした温度制御方式の
ものも、先に提案している。

ところが、前記した従来例でも明らかなように、上記（
１）〜（３）の事項を包括して満たすような電気加熱調
理器は未だ開発されていない。

ところで、天ぷら鍋の形状、材質その他の条件を変えた
場合の、天ぷら調理における温度と消費電力との関係に
ついて行った第１２図にグラフで示す実験結果から、本
願発明者は次のような知見を得た。第１２図のグラフに
おいて、（１）は通常の平底の天ぷら鍋、（２）は鍋底
に大きい凹部を有する天ぷら鍋でいずれも鉄製メッキ仕
上げの市販のもの、（３）は鋳物製天ぷら鍋で（１）　
　・（２）・　（３）とも油１１を収容して約２０℃の
室温で実験した場合を示し、（１）′は（１）の天ぷら
鍋を使用し室温を０〜３℃に下げて行った場合を示して
いる。

通常、天ぷら調理を行う上で、低温調理から高温調整に
かけての油温は１６０〜２００℃に設定されておれば十
分であるが、この油温の範囲を考慮して第１２図のグラ
フに照らすと、天ぷら調理には最悪条件を考慮しても、
その消費電力として高々約４６０Ｗあれば十分であるこ
とが認められる。

通常の電磁誘導加熱調理器の場合、消費電力として１２
００〜１３００Ｗ程度が設定され、小出力のものでも１
００ＯＷ程度は与えており、上記天ぷら調理の消費電力
４６０Ｗよりはるかに大きいので、天ぷら調理に必要な
油温をオン・オフ制御する場合、油温が安定維持されて
いる状態では第１３図の領域ｔＡで示すように常にオン
時間ｔ　０８＋よりオフ時間ｔ。Ｆｌの方が長くなるこ
とが理解される。一方、油温が安定維持されているとき
調理物を投入すると油温が降下するため、第１３図の領
域ｔＢで示すように温度センサの検出温度に基づくオン
・オフ制御におけるオン時間ｔ　Ｏ，４２はオフ時間ｔ
。Ｆ２に比べて長くなるという逆転現象が生じることに
なる。

〔発明の目的〕

本発明は、前記実験結果に基く知見に着目してなされた
ものであって、加熱対象物を目的の温度に迅速に到達さ
せることが出来、調理中の加熱対象物の温度降下も小さ
く、また調理完了後の加熱対象物の温度上昇復帰も迅速
な電気加熱調理器の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明の電気加熱調理器は、加熱対象物を加熱する電気
加熱手段と、この電気加熱手段の通電路を断接するスイ
ッチング回路と、加熱対象物の温度を検出するための温
度センサと、この温度センサの検出温度に暴き前記スイ
ッチング回路をオン・オフ駆動して加熱対象物を設定温
度にオン・オフ制御する制御手段と、前記スイッチング
回路のオン時間とオフ時間の比率である通電率が所定値
以上になると前記設定温度を一定しベル引き上げる設定
温度シフト手段とを備え、加熱対象物の温度が温度セン
サの検出温度に比べて大きく下まわる加熱の立上り時や
調理途中において、スイッチング回路のオン時間がオフ
時間より長くなるのに応じて、前記設定温度シフト手段
により設定温度を本来の値より所定レベルだけ引き上げ
、それによって加熱対象物の加熱立ち上り時における温
度上昇および調理完了後の温度上昇復帰を早めるように
したことを特徴とするものである。

〔実施例〕

本発明の実施例を、第１図ないし第５図に基き以下に詳
述する。

第１図は本発明を電磁誘導加熱調理器に適用した本実施
例の概要を示すブロック図であって、そのより具体的な
回路構成を第２図に示している。

第２図の回路において、その入力段には投入された商用
電源１６を直流に変換する整流回路１７が組まれ、この
整流回路１７により変換された直流電源をチョークコイ
ル１８と平滑コンデンサ１９とから成る次段の平滑回路
によって平滑化するように構成されている。平滑コンデ
ンサ１９の両端子間には、第１図に示す電気加熱手段１
１をなす加熱コイル２０と共振コンデンサ２１とから成
る共振回路と、第１図に示すスイッチング回路１２とが
互いに直列に接続されている。

上記加熱コイル２０は、鍋２２を載置するトッププレー
ト２３の下部に設けられ、スイッチング回路１２のオン
・オフ動作に伴い共振電流を流されることによって磁束
を発生し、これにより鍋２２を誘導加熱するように構成
されている。

前記スイッチング回路１２を構成するトランジスタ１２
ａのベースには、第１図に示す制御手段１４をなすスイ
ッチング回路２４が駆動回路２５を介して接続され、ス
イッチング制御回路２４は第１図に示す温度センサ１３
の検出温度に応じた制御信号を出力し、駆動回路２４に
よってドライブされた上記制御信号によりスイッチング
回路１２がオン・オフ動作するように構成されている。

上記温度センサ１３はサーミスタ等から成り、前記トッ
ププレート２３の下位置の加熱コイル２０の近傍に配置
され、これにより加熱対象物である鍋２２の温度に出来
るだけ近い温度を検出するように構成されている。

スイッチング制御回路２４には、加熱コイル２０の加熱
出力を可変設定する火力調節用の可変抵抗器２６が接続
され、これにより調理温度を任意に設定できるように構
成されている。

第２図において、２７はスイッチング制御回路２４およ
び駆動回路２５に直流電源を供給する電源回路、２８は
加熱温度その他の情報を外部に表示するための表示回路
である。

第１図に示す設定温度シフト手段１５は、前記スイッチ
ング制御回路２４と共にマイクロコンピュータにより一
体に構成され、第３図にフローチャートで示す動作機能
を付与されている。第３図のフローチャートに示す各符
号の意義は、以下に挙げる通りである。

Ｔｏ　：　温度センサ１３による検出温度’ｒａｇ　　
温度制御レベルの高位ポイントＴ８　＝　温度制御レベ
ルの低位ポイントα　：　ヒステリシス幅≧０、 ＴＡ＝Ｔｌｌ＋α、ＴＡ≧Ｔ。

Ａ、、Ｂ、：　　通常時の温度制御レベルデータ（ＡＯ
は高位ポイント、Ｂｏは低位ポイント） Ａ、、Ｂ、：　　オーバーシュート時の温度制御レベル
データ（Ａ、は高位ポイント、Ｂ１は 低位ポイント） ｊｏｒ　　：　　出力オフの時間 ｔｏＮ　＝　出力オンの時間 ｊｏｙ　　：　　オーバーシュート時間Ｘ　：　オーバ
ーシュート時間データ ０ＵＴｆ　　：　　出力フラグ（出力オン→Ｈ１出力オ
フーＬ） ｏｖｓｒ　　：　　オーバーシュートフラグ上記第３図
のフローチャート及び第４図ないし第６図の動作説明図
を参照して、この電磁誘導加熱調理器で天ぷら調理を行
う場合の温度制御動作について説明すれば以下の通りで
ある。

第３図のフローチャートにおいて、電源投入と同時にス
テップ２９で各データの読み込み、各フラグの初期値設
定が行われる。

次いでステップ３０において、温度センサ１３による検
出温度Ｔ。が入力され、この検出温度Ｔ。

はステップ３１・３２において温度制御レベルの高位ポ
イントＴＡ及び低位ポイントＴ８と比較される。ＴＡ、
ＴＢは、初期設定において通常時の値としてＡＯ、Ｂ、
のデータが与えられている。

検出温度Ｔ０がＴＡより高いとステップ３１からステッ
プ３３に実行が移り、スイッチング回路１２がオフ動作
すると共に出力フラグ○ＵＴｆはＬに設定される。一方
、ステップ３１で検出温度ＴｏがＴＡより低いと判定さ
れるとステップ３２に実行が移り、ここで検出温度Ｔ。

はＴＩｌと比較される。このステップ３２において、検
出温度Ｔ０がＴ［ｌより低い又は等しいと判定されると
、次のステップ３４に実行が移り、スイッチング回路１
２がオン動作すると共に出力フラグ０ＵＴｆはＨに設定
される。

又、ステップ３２において、検出温度Ｔ。がＴ。

より高いと判定された時、換言すると検出温度Ｔ０がＴ
ＡとＴ、の間の値にある時には、ステップ３５に実行が
移り、ここで温度が上昇途上にあるか降下途上にあるか
の判定が行われる。すなわち、出力フラグ０ＵＴｆがＬ
であれば降下途上と判定されてステップ３３側に実行が
移り、逆に出力フラグ０ＵＴｆがＨであれば上昇途上と
判定されてステップ３４側に実行が移る。

ステップ３３の実行が終ると、次のステップ３６におい
て出力オフ時間の計測が行われる。又、ステップ３４の
実行が終ると、次のステップ３７において出力オン時間
の計測が行われる。

以上の実行により加熱コイル２０の通電がオン・オフ制
御されると共に、合わせてこのオン・オフ制御における
出力のオン時間ｔ。Ｈとオフ時間ｔＯＦが計測される。

ステップ３６又はステップ３７の実行が終了すると、次
のステップ３８において現在オーバーシュート温度制御
の状態にあるかどうかが判定される。このオーバーシュ
ート温度制御は、前記温度制御レベルの高位ポイントＴ
Ａ及び低位ポイントＴ３を所定レベルだけ高＜　　（Ｔ
ＡのデータをＡ。

からＡ、に、Ｔ、のデータをＢｏからＢ、に切り替える
）してオン・オフ制御するもので、その判定はオーバー
シュートフラグｏｖｓ　ｒがＨに設定されているかＬに
設定されているかを確認することにより行われる。即ち
初期設定ではオーバーシュートフラグＯＶＳ　ｆはＬに
設定されており、この状態では通常のオン・オフ制御（
Ｔａ　、ＴｓとしてデータＡ０、Ｂｏが与えられる）が
行われ、オーバーシュートフラグＯＶＳ　ｆがＨに設定
されているときはオーバーシュート温度制御が行われる
。

上記ステップ３８において、オーバーシュートフラグ０
ＶＳｆがＦ１即ち通常の温度レベルでのオン・オフ制御
が行われていると判定されると、次のステップ３９に実
行が移り、出力のオン時間（。８とオフ時間ｔ。Ｆの大
小が比較される。ｔＯＦの方が大きいとき、即ち加熱コ
イル２０への通電率が低いときにはそのまま、又ｔ。Ｈ
の方が大きいときにはオーバーシュートフラグ０ＶＳｆ
をＨ，ＴＡのデータをＡ＋　、ＴｇのデータをＢ、にそ
れぞれ入れ替えてステップ３０に戻り、同様の実行が繰
り返される。

一方、ステップ３８において、オーバーシュートフラグ
ＯＶＳ　ｆがＦ１即ちオーバーシュート温度制御の状態
にあると判定されると、実行はステップ４０に移り、こ
こでオーバーシュート時間ｔｏｗが計測され、次のステ
ップ４１において、その計測値ｔ。Ｖと予め与えられた
オーバーシュート時間データＸとが比較される。ｔ６Ｖ
がデータＸより小さいときはそのまま、またデータＸよ
り大きいときはオーバーシュートフラグＯＶＳ　ｆをし
、ＴＡのデータをＡ。、ＴＢのデータをＢｏに入れ替え
てステップ３０に戻り、以下同様の実行が繰り返される
。

第４図のグラフＡは温度センサ１２による検出温度Ｔ０
の変化を、またグラフＢは禍２２の中の油温の変化をそ
れぞれ示しており、通常の温度制御により油温か安定し
ている調理物無投入の状態では、スイッチング回路１２
のオン・オフ動作におけるオン時間ｔ。、４１　とオフ
時間ｔ。Ｆｌ　とは、第４図にグラフＣで示すように常
にｔ。Ｆｌ＞ｔＯＮ＋の関係に保たれている。従ってこ
の間、先述のフローチャートにおいて、オーバーシュー
トフラグＯＶＳ　ｆは第４図にグラフＤで示すようにＬ
に設定されており、通常の温度制御が行われる。

この油温安定状態のもとで、鍋２２に調理物を投入する
と、油温は第４図に符号ａで示すように急激に低下する
。そのため温度センサ１２の温度降下がそれまでより早
まる一方、温度上昇は遅れる傾向を示し、スイッチング
回路１２のオン・オフ動作におけるオン時間ｔ。、２と
オフ時間ｔ。Ｆ２の関係は、第４図のグラフＣのように
ｔ。Ｆ２〈ｔ。お□のように変化する。これにより先述
のフローチャートにおけるオーバーシュートフラグＯＶ
Ｓ「は、第４図にグラフＤで示すようにＬからＨに切り
替わり、温度制御レベルは１段引き上げられ、オーバー
シュート温度制御に移行する。

上記オーバーシュート温度制御は、先述したフローチャ
ートにおけるオーバーシュート時間ｔ。ＶがデータＸの
値に達すると元に復帰して、通常の温度制御に戻る。こ
の動作により、調理終了後の油温の回復が早められるこ
とになる。油温回復後は、調理物投入前と同じオン時間
とオフ時間の関係で通常の温度制御が行われる。

なお、以上の加熱調理において、室温が低い場合、鍋２
２が鋳物製などのため熱容量が大きい場合゛、鍋２２の
油量が多い場合には、加熱の立上りの際、第５図に示す
ように温度センサ１２近傍の温度が所定レベルまでオー
バーシュートを終了しても、この時点で油温はまだ所定
の安定温度に到達できないといった事態が生じやすい。

しかし、本実施例の電磁誘導加熱調理器では、このとき
前記調理物投入の場合と同様に出力のオン時間がオフ時
間より長くなるのを検出して、これにより温度制御レベ
ルを第５図に符号すで示すように１段引き上げたオーバ
ーシュート温度制御に切り替わるので、油温を所定の安
定温度まで早く引き上げることが出来るものである。

本実施例では、オーバーシュート時間ｔ。Ｖを予め与え
られたデータＸにより設定するように構成しているが、
これに限らず、例えば、オーバーシュート温度制御に移
行してからのオン時間とオフ時間の関係を検出し、オフ
時間がオン時間より長くなると自動的に元の通常の温度
制御に切り替るように構成しても良いことは勿論である
。

〔発明の効果〕 本発明の電気加熱調理器は、以上のようにオン・オフ温
度制御におけるオン時間とオフ時間の比率である通電率
の変化を検出し、その変化すなわちオン時間がオフ時間
より長くなるのに伴って温度制御レベルを所定値だけ引
き上げてオン・オフ制御するように構成したから、加熱
の立上り時において温度センサの検出温度は所定のレベ
ルまでオーバーシュートしているのにまだ加熱対象物が
安定温度に到達しない場合や、調理物の投入に伴って加
熱対象物の温度が急激に低下する場合に、温度制御レベ
ルを一時的に引き上げて、加熱対象物の温度の立上りを
早めたり、温度効果の回復を早めることが出来、調理を
能率よく行うことが出来るという効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要を示すブロック図、第
２図はその具体的構成を示す回路図、第３図はその制御
部の動作を示すフローチャート、第４図はその調理投入
時の制御動作を示すための説明図、第５図はその加熱立
上り時の制御動作を示すための説明図、第６図は電磁誘
導加熱調理器の加熱部の構造を示す断面図、第７図は従
来の温度制御方式の１例を示す説明図、第８図はその温
度制御方式における調理物投入時の動作を示す説明図、
第９図は従来の温度制御方式の他の１例を示す説明図、
第１０図はその温度制御方式における調理物投入時の動
作を示す説明図、第１１図は本件出願人による提案例を
示す説明図、第１２図は鍋の形状その他のバラツキに対
する調理温度と消費電力との関係を示すグラフ、第１３
図は加熱対象物の温度変化とこのときのオン・オフ温度
制御の通電率変化の関係を示すグラフである。 １１は電気加熱手段、１２はスイッチング回路、１３は
温度センサ、１４は制御手段、１５は設定温度シフト手
段である。 特許出願人　　　　シャープ株式会社 第４図 時間　−ｍ−÷ 第５図 時間　−一 第６図 第７図 ＦＩｉｆ間　　−ｍ−− ｔＩ　　　　　　　時藺□ 第１１図 峙問 第１３図 時間　−一÷

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱対象物を加熱する電気加熱手段と、この電気加
   熱手段の通電路を断接するスイッチング回路と、加熱対
   象物の温度を検出するための温度センサと、この温度セ
   ンサの検出温度に基き前記スイッチング回路をオン・オ
   フ駆動して加熱対象物を設定温度にオン・オフ制御する
   制御手段と、前記スイッチング回路のオン時間とオフ時
   間の比率である通電率が所定値以上になると前記設定温
   度を一定レベルに引き上げる設定温度シフト手段とを備
   えたことを特徴とする電気加熱調理器。 ２、前記設定温度シフト手段は、設定温度の引上げ時間
   幅を一定に設定したものである特許請求の範囲第１項記
   載の電気加熱調理器。 ３、前記設定温度シフト手段は、設定温度引上げ後の通
   電率が所定値以下になると設定温度を元のレベルに戻す
   ようにしたものである特許請求の範囲第１項記載の電気
   加熱調理器。