JPS6191896A - 誘導加熱調理器 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、加熱コイルから高周波磁界を発生させ、そ
れを負荷であるところの鍋に与えることによりその鍋に
渦電流を生じさせ、渦電流損に基づく鍋の自己発熱によ
り加熱調理を行なう誘導加熱調理器に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近、鉄や１８−８ステンレスの鍋は勿論、アルミニウ
ムや銅の鍋に対する加熱をも可能とする誘導加熱調理器
が開発され、すでに実用化されている。

ところで、誘導加熱調理器において、調理時、鍋に生じ
る電流は加熱コイルに流れる電流に対して反対方向とな
る。このため、鋼と加熱コイルとの間に反発力が働き１
、鍋（食品を含む）が軽い場合にはその鍋がトッププレ
ートから浮いてしまうという問題がある。

ただし、鋼の材質が高透磁率の鉄である場合、鍋と加熱
コイルとの闇の磁気力が大きく、よってそこに強い吸引
力が働くため、上記のような反発力が生じてもそれによ
って鍋が浮いてしまうようなことはない。

ところが、鍋の材質がアルミニウムや銅のように低透磁
率でしかも低抵抗の場合、加熱コイルの入力抵抗を鉄の
鋼の場合と同等まで高めるべく鍋に大きな電流を流すた
め、鍋と加熱コイルとの間の反発力が非常に大きくなる
。しかも、アルミニウムや銅は非磁性体であるため、鍋
と加熱コイルとの間に磁気力による吸引力が働くことも
ない。

したがって、アルミニウムや銅を材質とする軽い鋼の場
合、その鋼がトッププレートから浮いてしまい、トップ
プレートが少しでも傾いている場合にはそのトッププレ
ート上を鍋が移動し、危険である。しかも、トッププレ
ート上の鍋が正しいセット位置からずれると、適正な加
熱ができなくなり、調理の出来具合に悪影響を及ぼして
しまう。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、負荷が正しいセット位置から
移動すると直ちに調理を停止することができ、これによ
り安全性の向上が図れ、さらには常に適正な加熱のみを
可能とする信頼性にすぐれた誘導加熱調理器を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

この発明は、加熱コイルの近傍に複数個の磁気センサを
設けるとともに、これら磁気センサの出力の差を検出す
る検出手段を設け、この検出手段で検出される差の変化
によって加熱コイルに対する負荷の移動を検出し、負荷
が移動したときにはインバータ回路の動作を停止するも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

まず、第２図は加熱コイルおよびその周辺部を上方から
見たものである。第２図において、１は加熱コイルで、
この加熱コイル１の近傍たとえば周囲には複数個の磁気
センサたとえばサーチコイル２，３．４が互いに等間隔
で配設されている。

なお、加熱コイル１の上方所定間隔の位置には負荷たと
えば後述する１５を載画するためのトッププレート（図
示しない）が設けられている。

第１図は制御回路である。

６は商用交流電源で、この電＋１１６には電源スィッチ
７およびリレー接点５５ｂを直列に介してダイオードブ
リッジ８および平滑コンデンサ９からなる整流回路が接
続されている。この整流回路の出力端には高周波インバ
ータ回路１０が接続され、この高周波インバータ回路１
０には加熱コイル１が接続されている。ここで、高周波
インバータ回路１０は、加熱コイル１と共に共振回路を
形成する共振用コンデンサを有しており、その共振回路
をスイッチング素子のオン、オフによって励起すること
により加熱コイル１に高周波電流を流すようになってい
る。また、＾周波インバータ回路１０は、加熱コイル１
に流れる高周波電流の位相を検知し、その位相に応じて
スイッチング素子のオン、オフタイミングを修正するこ
とにより共振回路の安定発振を行なわせる機能を有して
いる。

さらに、電）１１６には上記電源スィッチ７および降圧
トランス１１を介して鍋移動検出回路２０が接続されて
いる。この鍋移動検出回路２０は、上記サーチコイル２
，３．４の出力の差の変化に応じて加熱コイル１に対す
る鋼５の移動を検出し、かつこの検出結果に応じて高周
波インバータ回路１０の動作を制御するものである。

ここで、鋼移動検出回路２０の具体例を第３図に示す。

第３図に示すように、サーチコイル２の出力はダイオー
ド２１．抵抗２２．およびコンデンサ２３からなる平均
値回路２４で半波整流および平滑され、作動増幅回路２
５の一方の入力端に供給されるようになっている。サー
チコイル３の出力は平均値回路３４で半波整流および平
滑され、作動増幅回路３５の一方の入力端に供給される
ようになっている。サーチコイル４の出力は平均値回路
４４で半波整流および平滑され、作動増幅回路４５の一
方の入力端に供給されるようになっている。

そして、平均値回路２４の出力は作動増幅回路４５の他
方の入力端にも供給され、平均値回路３４の出力は作動
増幅回路２５の他方の入力端にも供給され、平均値回路
４４の出力は作動増幅回路３５の他方の入力端にも供給
されるようになってい６一 る。ここで、平均値回路３４．３５は平均値回路２４と
同じ構成である。また、作動増幅回路３５゜４５は作動
増幅回路２５と同じ構成である。つまり、サーチコイル
２の出力とサーチコイル３の出力との差に対応するレベ
ルの電圧が作動増幅回路２５が出力されるようになって
いる。また、サーチコイル３の出力とサーチコイル４の
出力との差に対応するレベルの電圧が作動増幅回路３５
から出力されるようになっている。さらに、サーチコイ
ル４の出力とサーチコイル２の出力との差に対応するレ
ベルの電圧が作動増幅回路４５が出力されるようになっ
ている。

しかして、作動増幅回路２５の出力はコンデンサ２６を
介して絶対値回路２７に供給されるようになっている。

この絶対値回路２７は、入力側に上記コンデンサ２６と
共に微分回路を構成する抵抗２７ｒを有しており、その
抵抗２６「に生じる電圧が変化すると、それを正負レベ
ルにかかわらず同じゲインで増幅し、出力するものであ
る。そして、絶対値回路２７の出力電圧は比較器２８の
非反転入力端（＋）供給されるようになっている。

比較器２８の反転入力端（−）には抵抗２９．３０の相
互接続点に生じる基準電圧が供給されるようになってい
る。また、作動増幅回路３５の出力はコンデンサ３６を
介して絶対値回路３７に供給されるようになっている。

この絶対値回路３７の出力電圧は比較器３８の非反転入
力端（＋）供給されるようになっている。比較器２８の
反転入力端（−）には抵抗３９．４０の相互接続点に生
じる基準電圧が供給されるようになっている。さらに、
作動増幅回路４５の出力はコンデンサ４６を介して絶対
値回路４７に供給されるようになっている。この絶対値
回路４７の出力電圧は比較器４８の非反転入力端（＋）
供給されるようになっている。比較器４８の反転入力端
（−）には抵抗４９．５０の相互接続点に生じる基準電
圧が供給されるようになっている。ここで、絶対値回路
３７゜４７は絶対値回路２７と同じ構成のものである。

比較器２８．３８．４８の出力はオア回路５１に供給さ
れ、このオア回路５１の出力はアンド回路５２の一方の
入力端に供給されるようになっている。アンド回路５２
の他方の入力端にはタイマ５３の出力が供給されるよう
になっている。このタイマ５３は、電源６の投入から一
定時間（コンデンサ２６と抵抗２７ｒとの時定数よりも
長い時間）後に論理“１″信号を発するものである。そ
して、上記アンド回路５２の出力はフリップ７０ツブ回
路５４のセット入力端Ｓに供給されるようになっている
。

一方、５５はリレーで、このリレー５５にはＮＰＮ形ト
ランジスタ５６のコレクタ・エミッタ間を介して直流電
圧Ｖｃｃが印加されるようになっている。そして、トラ
ンジスタ５６のベースには上記フリップ７０ツブ５４の
Ｑ出力が供給されるようになっている。なお、リレー５
５には逆起電力防止用のダイオード５７が並列に接続さ
れている。

つぎに、上記のような構成において動作を説明する。

トッププレート上に鍋５を載置し、電源スィッチ７をオ
ンする。すると、高周波インバータ回路１０が動作し、
加熱コイル１に高周波電流が流れる。こうして、加熱コ
イル１から高周波磁界が発せられ、それが鍋５に与えら
れ、鍋５が自己発熱する。つまり、調理が開始される。

このとき、鍋５が低透磁率かつ低抵抗のアルミニウムあ
るいは同で、しかも軽い場合、鍋５に生じる電流と加熱
コイル１に流れる電流とによる反発力によって鍋５がト
ッププレートから浮いてしまい、もしトッププレートに
傾きがあれば鍋５がトッププレート上を移動してしまう
。しかして、鍋５がサーチコイル２側に移動してサーチ
コイル３．４から離れると、サーチコイル３，４の周辺
の磁束密度が大きくなり、サーチコイル３，４の出力電
圧が高くなる。つまり、サーチコイル２の出力電圧とサ
ーチコイル３の出力電圧との差が太き（なる。また、サ
ーチコイル２の出力電圧とサーチコイル４の出力電圧と
の差が大きくなる。すると、その電圧差に対応するレベ
ルの電圧が差動増幅回路２５．４５からそれぞれ出力さ
れ、絶対値回路２７．４７から高レベルの電圧が出力さ
れる。こうして、オア回路５１から論理“１″信号が出
力される。

一方、電源スィッチ７をオンしてから一定時間が経過す
ると、タイマ５３が論理″゛１″１″信号する。したが
って、このとき、オア回路５１の出力が論理“１”であ
れば、アンド回路５２の出力が論理“１″となり、フリ
ップフロップ回路５４がセットされる。すると、トラン
ジスタ５６がオンし、リレー５５が動作する。リレー５
５が動作すると、接点５５ｂが開放し、高周波インバー
タ回路１０への通電が停止し、その高周波インバータ回
路１０の動作が停止する。つまり、調理が停止する。

このように、トッププレート上の鋼５が正しいセット位
置から移動すると、直ちにそれを検出して調理を停止す
るようにしたので、たとえば鍋５がトッププレートの端
まで移動して使用者に触れても火傷するようなことはな
く、また鍋５がトッププレートからおちそうな状態での
加熱を禁止することができ、安全である。しかも、鍋５
が正しいセット位置からずれた状態で調理を継続すると
、適正な加熱ができないため調理の出来具合に悪影響を
及ぼすことになるが、そのような不都合をも未然に防ぐ
ことができ、信頼性の向上が図れる。

また、タイマ５３およびアンド回路５２により、電源ス
ィッチ７のオンから一定時間はオア回路５１の出力にか
かわらずフリップフロップ５４のセット状態を維持する
ようにしたので、電源スィッチ７のオン時つまり電源投
入時、サーチコイル２゜３．４の出力に差が生じてオア
回路５１の出力が論理“１”となっても、不要にリレー
５５を動作させてしまうことはない。つまり、電源投入
時の誤動作を防ぐことができる。

なお、上記実施例では磁気センサとしてサーチコイルを
用いたが、それに限らずホール素子を用いるようにして
もよい。その−例を第４図に示す。

すなわち、６２．６３．６４はホール素子で、加熱コイ
ル１の周囲に等間隔で配設される。ホール素子６２．６
３．６４は、端子ａ、ｂ間に電圧が印加されると磁束密
度に応じたホール電圧を端子Ｃ９ｄ間に生じるもので、
そのホール素子６２．６３゜６４の出力は次段の平均値
回路７４，８４．９４でそれぞれ半波整流および増幅さ
れるようになっている。そして、平均値回路７４の出力
と平均値回路９４の出力とが差動増幅回路２５で差動増
幅され、コンデンサ２６を介して絶対値回路２７に供給
されるようになっている。また、平均値回路８４の出力
と平均値回路９４の出力とが差動増幅回路３５で差動増
幅され、コンデンサ３６を介して絶対値回路３７に供給
されるようになっている。

さらに、平均値回路９４の出力と平均値回路７４の出力
とが差動増幅回路４５で差動増幅され、コンデンサ４６
を介して絶対値回路４７に供給されるようになっている
。したがって、この場合も鍋５が移動するとそれがホー
ル素子６２．６３．６４の出力の差として捕えられ、高
周波インバータ回路１０の動作が制御される。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、加熱コイルの近傍
に複数個の磁気センサを設けるとともに、これら磁気セ
ンサの出力の差を検出する検出手段を設け、この検出手
段で検出される差の変化に応じてインバータ回路の動作
を制御するようにしたので、負荷が正しいセット位置か
ら移動すると直ちに調理を停止することができ、これに
より安全性の向上が図れ、さらには常に適正な加熱のみ
を可能とする信頼性にすぐれた誘導加熱調理器を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における制御回路の構成図
、第２図は同実施例における加熱コイルおよびその周辺
部を上方から見た図、第３図は第１図の要部の具体的な
構成図、第４図はこの発明の他の実施例を示す制御回路
の要部の構成図である。 １・・・加熱コイル、２，３．４・・・サーチコイル（
磁気センサ）、５・・・鍋（負荷）、２０・・・鍋移動
検出回路、５５・・・リレー。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱コイルと、この加熱コイルに高周波電流を供
   給するインバータ回路と、前記加熱コイルの近傍に設け
   られた複数個の磁気センサと、これら磁気センサの出力
   の差を検出する検出手段と、この検出手段で検出される
   差の変化に応じて前記インバータ回路の動作を制御する
   制御手段とを具備し、各磁気センサの出力の差の変化に
   より前記加熱コイルに対する負荷の移動を検出すること
   を特徴とする誘導加熱調理器。
2. （２）制御手段は、検出結果に応じたインバータ回路の
   動作制御を電源投入から一定時間後に行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の誘導加熱調理器。