JPS62276787A - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的〕 （産業−にの利用分野） 本発明は、加熱コイルから高周波磁界を発生させ、それ
を被加熱体である鍋若しくはやかん等の被加熱体に与え
ることによりその被加熱体に渦電流を生じさせ、渦電流
損に基づく被加熱体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。

（従来の技術） 従来、誘導加熱調理器では、被加熱体を載せるトッププ
レートの下側に加熱コイルを配設し、この加熱コイルに
インバータによって高周波電流を供給することにより、
被加熱体に高周波磁界を作用させ、以て、被加熱体に渦
電流を生じさせてこれを発熱させる。

このような誘導加熱調理器では、加熱コイルに流れる電
流と被加熱体に生じる渦電流とは略逆位相であることか
ら、被加熱体は反発作用を受ける。

（発明が解決しようとする問題点） ここで、被加熱体が鉄製等の場合には、比透磁率が大き
いから磁気力によって被加熱体は吸引されるものであり
、結局被加熱体に作用する反発ヵは小となる。

しかしながら、被加熱体がアルミニウム製あるいは鋼製
等の場合には、比透磁率及び表皮抵抗が小さいため、磁
気力による吸引力が小さく、しかも、加熱コイルに対す
る入力抵抗を鉄製の被加熱体の場合と同等とするために
は被加熱体に大きな渦電流を生じさせなければならない
ことから被加熱体に対する反発力が大きくなってしまい
、この結果、被加熱調理物を含む被加熱体の総重量が軽
い場合にはその被加熱体がトッププレートから浮き、被
加熱体がトッププレー１・上を移動して非常に危険であ
る。尚：第８図にインバータの出力［Ｗ］と被加熱体に
対する反発力［ｇｌとの関係を示す。この被加熱体はア
ルミニウム製とし、加熱コイルの巻き数は８０ターン、
周波数は５０ｋＨｚとしている。この第８図から分るよ
うに、インバータの出力の大きさに比例して反発力も大
きくなり、出力が大になる程披加熱体がトッププレート
に対して浮上る傾向が強くなるものである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その口
約は、被加熱体の材質と総ｆＩＩ量とに応じてインバー
タ出力を制御し、以て被加熱体がトッププレートから浮
上るような事態の発生をなくし得る誘導加熱調理器を提
供するにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、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と、鍋等の被加熱体の総重量を受
ける重量検出器を有して成る重量検出回路と、前記被加
熱体の材質を検出する材質検出回路と、この材質検出回
路の検出結果と前記重量検出回路の検出結果とに基づき
前記インバータの出力を制御するインバータ出力制御手
段とを有して構成される。

（作用） 被加熱体がトッププレートに対して浮上るか否かは、そ
の材質と総重量とインバータ出力とによって左右される
。而して、インバータ出力制御手段が、材質検出回路の
検出結果と重量検出回路の検出結果とに基づいてインバ
ータの出力を制御するから、被加熱体の浮上りをなくす
ことが可能となる。

（実施例） 以下本発明の第１の実施例につき第１図を参照して説明
する。同図において、商用電源１には全波整流回路及び
平滑コンデンサを有して成る直流電源回路２が接続され
ており、この直流電源回路２の出力端子にはインバータ
３が接続されている。このインバータ３は、トッププレ
ート４の下方部に位置する加熱コイル５と共振用コンデ
ンサ６及び７とから形成された共振回路８を有して成り
、この加熱コイル５は、巻数切換え可能とするために第
１のコイル５ａと第２のコイル５ｂとがら成る。そして
第１のコイル５ａの巻数は例えば２０ターンに定められ
、第２のコイル５ｂの巻数は例えば６０ターンに定めら
れている。而して、インバータ３は、共振回路８を図示
しない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５に高周波電流を流すようになって
いる。祠質険出回路９は出力接点１ｏを有して成り、こ
の出力接点１０は、共振回路８に対し、第１のコイル５
ａ及び第２のコイル５ｂと共振コンデンサ６．７に高周
波電流を流す場合（端子（Ｃ−ａ）開閉路）と、第１の
コイル５ａと共振コンデンサ６とに高周波電流を流す場
合（端子（Ｃ−ｂ）開閉路）とを切換えるものである。

而して、この材質検出回路９は共振回路８に設けられた
カレントトランス１１からの出力が与えられ、この出力
に基づきトッププレート４上に載せられた被加熱体たる
鍋の材質即ち表皮抵抗の大小を電流値にて判定し、その
材質が鉄等のように表皮抵抗が大なるもののときにはロ
ウレベル信号を出力して出力接点１０の端子（ｃ−ｂ）
間を閉路し、アルミニウム等のように表皮抵抗が小とな
るもののときにはハイレベル信号を出力して出力接点１
０の端子（ｃ−ａ）間を閉路する。位相比較回路１２は
、インバータ３の出力電圧と共振コンデンサ６の端子７
ヒ圧との位相差を検出し、その位相差に応じてインバー
タ３のスイッチング素子のオンオフタイミングを制御す
るものであり、これにより鍋の材質の微妙な違いや載置
状態のばらつき等による共振点が移動しないようにして
いる。前記トッププレート４には、これを上下方向に開
通する検出器配置穴部１３が形成されており、この検出
器配置穴部１３には、Ｔｆｉｍ検出回路１４が備えた■
量検出型１５のアクチュエータ１５ａが鍋の重量を受は
得るように上方に突出して配置されている。

このｆｆｌ検出器１５は、ケース１５ｂに、上記アクチ
ュエータ１５ａの他、これを上方へ付勢するばね１６．
アクチュエータ１５ａの下方への移動によって閉路され
る接点１７を備えて成り、この接点１７が開路状態にあ
るときには出力端子１４ａから直流電源ｖｃｃによるハ
イレベル信号を出力し、閉路によりロウレベル信号を出
力する。」二記ばね１６は、アクチュエータ１５ａが受
ける鍋（内容物を角む）の総重量が所定以上の重量例え
ば８００ｇ以」−のときに接点１７を閉路するようにそ
のばね力が設定されている。この重量検出回路１４の出
力端子１４ａから出力される信号はアンド回路１８の一
方の入力端子に与えられるようになっており、そしてこ
のアンド回路１８の他方の入力端子には前記祠質検出回
路９からの検出結果たる出力信号が与えられるようにな
っており、又、このアンド回路１８の出力信号は発振停
止回路１９に与えられる。発振停止回路１９は上記アン
ド回路１８とでインバータ出力制御手段２０を構成する
ものであり、これはアンド回路１８からハイレベル信号
が与えられるとインバータ３の発振動作を停止１−させ
るように動作する。一方、前記トッププレート４には、
前記検出器配置穴部１３におけるトッププレート４載置
面側の開口１３ａをその重量検出器１５ごと覆うように
薄肉なシート２１が装着されている。

次に上記構成の作用を説明する。まず、被加熱体である
鍋が鉄等比透磁率が１０１＜又は固有抵抗が高い材質か
らなる場合はカレントトランス１１の出力値たる電流値
が小さいことがら祠質検出回路９はロウレベル信号を出
力して出力接点１０の端子（ｃ−ｂ）を閉路していると
共に、このロウレベル信号をアンドロ路１８の他方の入
力端子に与゛　　える。これにてアンド回路１８はその
一方の入力端子に重量検出回路１４から与えられる信号
のレベルに関係なくこのアンド回路１８の出力をロウレ
ベルとしている。これによって発振停止回路１９は動作
しておらず、インバータ３は発振動作を機能させている
。上記出力接点１０がその端子（ｃ−ｂ）間を閉路して
いることから、加熱コイル５は巻数２０ターンの第１の
コイル５ａが選択され且つ第１の共振コンデンサ６が選
択されている。そして、インバータ３が動作することに
よって第１のコイル５ａに例えば２’０ｋＨｚの高周波
電流が流れ、鍋が誘導加熱される。

これに対して、出力接点１・０の端子（ｃ−ｂ）間が閉
路状態にあるときに総重量　８００　ｇ以上（内容物を
含む）で且つアルミニウム製の鍋がトッププレート４」
二に載置されると、アルミニウム製であることに基づき
カレントトランス１１の出力が大きくなって材質検出回
路９がハイレベル信号を出力して出力接点１０の端子（
ｃ−ａ）間を閉路すると共に、そのハイレベル信号をア
ンド回路１８の他方の入力端子に与える。このとき、重
量検出器１５は鍋が８００ｇ以］〕であることからその
重量によってその接点１７が閉路されるので、出力端子
１４ａからロウレベル信号をアンド回路１８の一方の入
力端子に与える。この結果、アンド回路１８の出力端子
からは依然としてロウレベル信号を出力するので、発振
停止回路１９は動作せず、換言すればインバータ３は動
作を継続する。

而して、上記出力接点１０の端子（ｃ−ａ）間が閉路す
ることによって、加熱コイル５として第１のコイル５ａ
と第２のコイル５ｂとが選択されその巻数が８０ターン
となると共に、第１の共振コンデンサ６と第２の共振コ
ンデンサ７とが選択されてインバータ３は第１の共振コ
ンデンサ６のみが選択されたときよりも高い５０　ｋ　
Ｈｚの発振周波数にて駆動される。この結果、加熱コイ
ル５の人力抵抗が鉄製鍋の場合と略同等にまで高められ
、以てアルミニウム製鍋を良好に誘導加熱できる。

尚、加熱コイル５の巻数が８０ターンで発振周波数が５
０１ｃ　Ｈｚの条件で加熱コイル５と鍋との間に働く反
発力は出力１，２ｋＷのときに６００ｇ程度であるが、
安全率を見込んで重工検出基準値を前述の８００ｇに設
定している。

又、上記した各加熱調理時において、鍋の内容物の煮汁
等がトッププレート４上にふき零れた場合、重量検出器
１５にその煮汁が付着することが懸念されるが、シート
２１によって検出器配置穴部１３の開口１３ａを重量検
出器１５ごと覆っているので、重量検出器１５にその煮
汁等が付着することを防止できて、重量の誤検出を防止
できると共に、絶縁劣化もなくし得る。

次に鍋がアルミニウム製であって且つその重量が軽い場
合（８００ｇ未満）である場合には、重量検出回路１４
は、その接点１７が開路されるから、出力端子１４ａか
らハイレベル信号が出力されてアンド回路１８の一方の
入力端子に与えられる。この場合アンド回路１８の他方
の入力端子には材質検出回路９からハイレベル信号が与
えられているから、アンド回路１８はハイレベル信号を
出力して発振停止回路、１９に与える。この結果、この
発振停止［−回路１９が動作してインバータ３の発振動
作を停市するように制御する。これにより、インバータ
３の動作が停止されて鍋に対する誘導加熱が停止］−さ
れる。即ち、鍋がアルミニウム製のように低透磁率で低
固有抵抗の材質からなるものであって且つそのＴｌｌ：
Ｃ１１（内容物を含む）が軽くて浮上る状況となること
が予想されるときにはインバータ３の駆動を停止し、こ
れによって、鍋がトッププレート４から浮上った状態で
の加熱調理を禁止し、以て鍋がトッププレート４上を移
動する危険をなくすと共に、鍋がトッププレート４上の
正常な載置位置からずれた状態での加熱を禁止して、常
に適正な加熱調理を行なうことができ、信頼性の向」−
を図ることができる。

第２図は本発明の第２の実施例を示すものであり、この
実施例においては、検出器配置穴部２２及び重量検出回
路２３の構成が第１の実施例の場合と異なる。即ち、検
出器配置穴部２２はトッププレート４の載（８面側に開
口する凹状に形成されている。そして重量検出回路２３
は、受ける圧力（鍋の総重量）によって抵抗値が変化す
る半導体圧力センサからなる重量検出器２４を有し、こ
の重量検出器２４を検出器配置穴部２２に配置し、この
重量検出器２４からの出力に基づき検出電圧発生回路２
５と基準電圧発生回路２６とコンパレータ２７とにより
鍋の重量が所定値以上か未満かを判定するようになって
いる。

尚、１−記実施例において、重量検出回路における検出
重量基塾値は加熱コイルの巻数の設定等に応じて変更し
てもよいものである。又、材質検出回路は共振周波数に
基づいて鍋の材質を検出するようにしてもよい。

次に第３図乃至第５図は本発明の第３の実施例を示すも
のであり、以下、この第３の実施例につき説明する。３
１はダイオード３２．３２とサイリスク３３．３３と平
滑コンデンサ３４とで交流電源４５を直流変換する直流
電源回路、３６は加熱コイル３７及び図示しない共振コ
ンデンサを含んで構成されたインバータ、３８は重量検
出器３９を一釘して成る１ｎ量険出回路で、その重量検
出器３９は第４図に示すようにトッププレート４０の載
置面の略中央部に設けられている。４１はカレントトラ
ンス４２を有して成る材質検出回路、４３はインバータ
出力制御手段たる出力調整回路であり、重量検出回路３
８．材質検出回路４１及び出力調整回路４３について第
５図を参照して述べる。まず、重量検出回路３８におい
て、４４は前記重量検出器３９と抵抗４５，４６．４７
とから成るホイーストンブリッジ回路で、これには直流
定電圧電源４８が与えられており、被加熱体たる例えば
鍋の総ｆｆｌ量を重量検出器３９の抵抗変化に基づき出
力電圧■１で検出する。この重量検出回路３８は重量検
出器３９が受ける重量が大きい程その出力電圧ｖ１を大
とする。この出力電圧ｖ１は抵抗４９．５０，５１．５
２を含んで構成されたオペアンプ５３に人力され、この
オペアンプ５３によって増幅されてＩ　ｍ検出信号Ｖ、
／　として出力される。出力調整回路４３において、５
４はオペアンプで、その非反転入力端子（＋）には前記
重量検出信号Ｖ１′が与えられるようになっており、そ
の出力端子にはカットオフ用のダイオード５５が接続さ
れている。このダイオード５５のアノード側は負帰還が
かけられていると共に、アナログスイッチ５６及び出力
設定回路５７の出力端子５７ａを介してサイリスタトリ
ガ回路６０１；接続されている。この出力設定回路５７
は抵抗５８及び可変抵抗５９の分圧回路から成る。上記
サイリスクトリガ回路６０は、その入力端子に応じてサ
イリスタ３３の通電角を変化させ、以てインバータ３６
の出力を変化させるようになっている。

ここで、」−記アナログスイッチ５６は材質検出回路４
１が鍋の材質として抵抗及び比透磁率の小なる材質（ア
ルミニウム等）を検出したときにのみオンされるように
なっている。又、サイリスタトリガ回路６０はその入力
電圧と通電角との関係を、重量検出信号ｖ１′の電圧レ
ベル即ち鍋の総重量に対し通電角即ちインバータ３６の
出力が、第９図の関係を満たすように設定されている。

この第９図においては、インバータ３６の出力は、鍋の
各ｍ；についてこれが７ｆ上ることのない出力に設定さ
れており、但し」二限出力を１０００［２１以上で１２
００［Ｗ］としている。

」−２構成において、鍋の材質が鉄等の瑞゛杏にはアナ
ログスイッチ５６がオフ状態にあるから、出力調整回路
４３のサイリスタトリガ回路６０の入力電圧は、出力設
定回路５７の可変抵抗５９の抵抗値設定に応じた値（出
力端子５７ａにおける設定電圧Ｖ２）となり、従って、
インバータ３６の出力は再々抵抗５９によって決定され
る。この場合、鍋の材質が鉄等の比透磁率及び抵抗が大
であるから、鍋がトッププレートから浮上るようなこと
はない。

さて、鍋がアルミニウム等のように比透磁率及び抵抗が
小である場合には、アナログスイッチ５６がオンし、重
量検出信号ｖ１′が出力設定回路５７の設定電圧ｖ２よ
り低い場合には、サイリスタトリガ回路６０の入力電圧
はこの重量検出信号ｖ１′に応じた電圧となる。この結
果、サイリスクトリガ回路６０は出力設定回路５７の設
定電圧Ｖ２に関係なく重量検出信号Ｖ１／叩ち内容物（
彼調理物）を含んだ鍋の総重量に応じ第９図に示した関
係に従いインバータ３６の出力を制御する。斯様にして
インバータ３６の出力が出カニＪ！Ｊｖ回路４３によっ
て総重量に応じた最大出力とされる。この結果、鍋は、
浮上ることの無い状態で加熱される。ちなみに、この時
の鍋の総ｆｆ１ｆｆｉを５００［ｇｌとした場合、イン
バータ３６の出力は第９図から分るように、略６００［
Ｗ］　とされる。

このときの鍋に作用する反発力は、第８図から分るよう
に３００［ｇｌであり、従って、鍋が浮上らない程度に
加熱される。尚この場合、重量検出信号Ｖ１′の電圧レ
ベルよりも出力設定回路５７の設定電圧■２のレベルを
下げると、この設定電圧Ｖ２がサイリスタトリガ回路６
０の入力電圧となるから、重量検出結果に応じて決定さ
れるインバータ３６の最大出力以下であれば、インバー
タ３６の出力１調整は出力設定回路５７により自由にで
きる。又この場合、鍋の総重量が略１０００［ｇｌ以」
−であるときにはインバータ３６の゛出力を一義的に１
２００［Ｗ］　としてインバータ３６の出力に上限を与
えている。従って、鍋がアルミニウム等の材質のもので
あって総重量が１０００［ｇｌを下回るときには、イン
バータ３６の出力はその時点の鍋の総重量に応じて最大
出力が決定され、その最大出力を超えない出力で加熱さ
れることになる。

この第３の実施例においては、鍋がアルミニウム等であ
った場合には、インバータ３６の出力についてその総ｒ
ｒｒｓに応じた最大出力を決定するから、該鍋の浮き上
がりを防止しつつ鍋を加熱できる。従って、加熱調理中
に鍋の内容物の重量が軽くなった場合であっても、その
重量変化に応じてインバータ３６の最大出力が決定され
るから、鍋が浮上ることはなく、総じて鍋の総重量に変
動があっても該鍋の浮上りを確実に防止しつつこれを加
熱できるという効果を奏する。

第６図は本発明の第４の実施例を示しており、この実施
例においては、重量検出器３９の個数を４個として夫々
をトッププレート４０の各辺縁部に配置するようにした
点が第３の実施例と異なる。

第７図は本発明の第５の実施例を示しており、この実施
例においては、ｍ量検出回路６１の構成が上記各実施例
の電量検出回路と異なる。この重量検出回路６１は、鍋
の総ｉＩｉ量に応じて離間距離の変化する２枚の電極６
２ａ、６２ｂでコンデンサを構成し、重量に応じて変化
する静電容量をＲＣ発振器６３により周波数に喰換し、
その出力周波数をＦ−Ｖ吹換器４３により電圧変喚する
構成としている。

その池水発明は上記し且つ図面に示した各実施例に限定
されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変
更して実施できるものである。

［発明の効果］ 本発明は以上の記述にて明らかなように、彼加熱体の材
質と総重量とに応じてインバータ出力を制御するから、
比透磁率及び固有抵抗の小さい材質からなる肢加熱体で
あっても該肢加熱体がトッププレートからｉデ上るよう
な事態の発生をなくし得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、トッププ
レート及び重量検出器の構成と電気的構成とを関連して
示す図、第２図は本発明の第２の実施例を示すトッププ
レート及び重量検出器部分の構成図、第３図乃至第５図
は本発明の第３の実施例を示すものであり、第３図は第
１図相当図、第４図はＴｒｉ量検出器の配置図、第５図
は要部の電気回路図である。第６図は本発明の第４の実
施例を示す第４図相当図、第７図は本発明の第５の実施
例を示す重量検出回路の概略的（構成図、第８図はイン
バータ出力と反発力との関係を示す図、第９図は彼加熱
体総重量とこれに応じて設定されたインバータ最大出力
との関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱コイルと、この加熱コイルに高周波電流を供給
   するインバータと、鍋等の被加熱体の総重量を受ける重
   量検出器を有して成る重量検出回路と、前記波加熱体の
   材質を検出する材質検出回路と、この材質検出回路の検
   出結果と前記重量検出回路の検出結果とに基づき前記イ
   ンバータの出力を制御するインバータ出力制御手段とを
   具備して成る誘導加熱調理器。 ２、被加熱体を載置するトッププレートにはその載置面
   側に開口する検出器配置穴が形成され、重量検出器はそ
   の穴に配置され、前記開口は前記重量検出器ごとシート
   により覆われていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の誘導加熱調理器。