JPS6269484A - 誘導加熱調理装置 - 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） この発明は誘導加熱調理装置に関し、特に測温によって
調理鍋内の被調理物の加熱状態を制御する誘導加熱調理
装置に関する。

（従来技術） この種の誘導加熱調理装置が、たとえば、昭和５９年５
月２６日付で公開された特開昭５９−９１６８９号公報
に開示されている。これは、サーミスタによって計測さ
れた温度が所定温度に達しても、一定時間だけ最大出力
で加熱し続けるようにして、加熱時の立ち上がり特性を
改善したものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の従来技術では、調理鍋に一定以上の星の被調理物
がある場合には所期の目的を達成できるが、被調理物が
少ないときは逆に異常な温度上昇を来たし、たとえば、
被調理物が天ぷら油などのときは、場合によって発火す
る危険性があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、被調理物の量に
拘わらず、加熱特性がよく、しかも異常な温度上昇を起
こすことのない、誘導加熱調理装置を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段） この発明は、簡単にいえば、調理鍋を誘導加熱するため
の加熱コイル、調理鍋に入れられた被調理物の温度を検
出するための温度検出手段、温度検出手段によって検出
した温度から被調理物の一定時間内の温度上昇率を求め
る温度上界率計算手段、および温度上昇率計算手段で求
めた温度上昇率に基づいて加熱コイルの出力を制御する
ための出力制御手段を備える、誘導加熱調理装置である
（作用） 被調理物が入れられた調理鍋は、加熱コイルによって誘
導加熱される。被調理物の温度は、温度検出手段によっ
て検出され、検出した温度から温度上昇率計算手段によ
って、被調理物の一定時間内の温度上昇率が求められる
。この求めた温度上昇率に基づいて、加熱コイルの出力
が、出力制御手段で、たとえば温度上昇率が大きいとき
には停止されるなどして、制御される。

（発明の効果） この発明によれば、温度上昇率に基づいて加熱コイルの
出力を制御するので、温度検出手段たとえばサーミスタ
などの特性、追従性などに影響されず、被調理物の温度
制御が正確に行なえる。したがって、調理鍋に一定以上
の量の被調理物が入れられたときは、被調理物の温度上
昇率が小さくなるので、たとえば高出力で加熱して急速
に適温まで上昇させることができ、被調理物の量が少な
いときは、温度上昇率が大きくなるので、たとえば出力
を低減するなどして適温まで上昇させることができ、加
熱特性特に加熱の立ち上がりが良好である。また、実施
例のように、被調理物の温度上昇率が大きいとき出力を
停止するなどすれば異常な温度上昇を生じず、被調理物
がたとえ少量の天ぷら油であったとしても、従来の調理
装置のように発火することはなく、安全である。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 第２図はこの発明の一実施例の回路図である。

誘導加熱調理装置は、調理鍋１０を載置する天板１２を
含む。天板１２には、調理鍋１０に入れられた被調理物
の温度を検出するためのサーミスタ１４が設けられる。

また、天板１２の直下には、インバータの一部を構成し
かつ高周波電流によって高周波交番磁界を発生する加熱
コイル１６が設けられる。この加熱コイル１６には共振
用のコンデンサ２０が接続されて共振回路が構成され、
この共振回路には全波整流器１８からの直流電圧が印加
される。コンデンサ２０には、フライホイールダイオー
ド２２およびスイッチングトランジスタ２４が並列接続
される。トランジスタ２４のベースには、このスイッチ
ングトランジスタ２４のオン、オフを制御するための駆
動回路２６が接続される。駆動回路２６は、後述の制御
回路４２からの信号を所定の大きさのスイッチング電圧
に増幅するための回路である。

サーミスタ１４の一方端には電源＋Ｖｃｃが接続され、
他方端は抵抗２８を通して接地される。サーミスタ１４
と抵抗２８との協働によって得られる分圧出力がＡ／Ｄ
変換器３０に入力される。Ａ／Ｄ変換器３０には、さら
に、出力調整用の、すなわち被調理物の温度設定用の可
変抵抗器３４からの電圧が与えられる。詳しくいうと、
可変抵抗器３４には、協働して電圧＋Ｖｃｃを分圧する
ための固定抵抗が直列接続され、その摺動子３４ａがＡ
／Ｄ変換器３０に接続される。

Ａ／Ｄ変換器３０からの出力は、マイクロコンピュータ
３６の入力ボートに与えられる。マイクロコンピュータ
３６には、制御用のプログラムなどを格納しておくため
のＲＯＭや、ＣＰＵによる制御の際にデータの一時格納
を行ない、かつ制御に必要な種々のフラグのための領域
やカウンタの領域を有するＲＡＭが含まれる。マイクロ
コンピュータ３６の出力ボートの出力端Ａ、ＢおよびＣ
からの信号は、それぞれ、トランジスタ３８．４０およ
び制御回路４２に与えられる。

上述の可変抵抗器３４と連動する可変抵抗器４４には、
協働して電圧＋Ｖｃｃを分圧するための固定抵抗４６お
よび４８が直列接続され、その摺動子４４ａからの電圧
が制御回路４２に与えられる。可変抵抗器４４と固定抵
抗４８との接続点には、抵抗５０および５２が共通接続
され、これら抵抗５０および５２は、さらにトランジス
タ３８および４０のエミッタにそれぞれ接続される。ト
ランジスタ３８および４０は、それぞれ、ｐｎｐ型のも
のとして構成され、そのベース入力すなわち出力端Ａお
よびＢからの信号がローレベルになるとオンする。逆に
、出力端ＡおよびＢからの信号がハイレベルのとき、ト
ランジスタ３８および４０はオフ状態となる。トランジ
スタ３８および４０のオンまたはオフによって、抵抗５
０および５２から抵抗４８への流入電流が変化するため
、摺動子４４ａの出力電圧もそれに応じて変化する。

したがって、摺動子４４ａが一定の位置に設定されてい
ても、トランジスタ３８および４０の状態すなわち出力
端ＡおよびＢの信号に応じて、摺動子４４ａには、異な
る電圧が出力される。

第３図は第２図に示す制御回路の一例を示す回路図であ
る。制御回路４２は、周波数制御回路５４およびデユー
ティ制御回路５６を含む。

第２図に示す可変抵抗器４４の摺動子４４ａが比較器５
８のプラス端子に接続され、マイクロコンピュータ３６
の出力端Ｃがインバータ６０の入力に接続される。また
、スイッチングトランジスタ２４のコレクタ電圧は、共
振電圧検知回路６２に与えられるとともに、デユーティ
制御回路５６のトランジスタ６４のコレクタに印加され
る。共振電圧検知回路６２は、トランジスタ２４のコレ
クタ電圧を検知し、この電圧が所定レベル以下になった
ときハイレベルの信号を出力する回路である。

インバータ６０の出力は、オアゲート６６を介して周波
数制御回路５４を停止させるためのリセット回路６８に
与えられるとともに、デユーティ制御回路５６の禁止回
路９６の能動化信号として与えられる。

周波数制御回路５４は比較器５８および７０を含む。前
述の比較器５８のマイナス端子には、ダイオードなどを
介して端子ｔ１およびｔ２が接続され、この端子ｔ１お
よびｔ２には、加熱コイル１６の電流を検知するための
変流器（図示せず）が接続される。比較器５８の出力端
子には、抵抗を通して、出力電圧を保持するためのコン
デンサ７２が接続される。コンデンサ７２には、リセッ
ト回路６８からのハイレベル信号に応じて充電電荷を放
電させるためのトランジスタ７４が接続される。また、
比較器５８の出力端子は、また、比較器７０のマイナス
端子に接続され、比較器７０のプラス端子は、所定の時
定数に設定された抵抗７６およびコンデンサ７８の直列
接続点に接続される。コンデンサ７８には、共振電圧検
知回路６２からのハイレベルの信号に応じて充電電荷の
放電を行なうためのトランジスタ８０が並列接続される
。比較器７０からの出力は、共振電圧検知回路６２の出
力およびリセット回路６８の出力とともに、ノアゲート
８２に入力される。

デユーティ制御回路５６は、比較器８４．８６およびフ
リップフロップ１００などを含む。比較器８４の出力端
子には、抵抗８８および９０ならびにコンデンサ９２を
含む発振回路９４が接続される。比較器８４のプラス端
子には、マイクロコンピュータ３６の出力端Ｃからのハ
イレベルの信号に応じて発振回路９４の動作を停止させ
るための禁止回路９６が接続される。比較器８６のプラ
ス端子は、前述の周波数制御回路５４に含まれる比較器
５８のプラス端子に接続され、マイナス端子には発振回
路９４のコンデンサ９２がの端子電圧が与えられる。比
較器８６の出力端子には、零ボルト検知信号の検知タイ
ミングで出力を通過させるためのゲート回路９８が接続
される。ゲート回路９８は２つのナントゲートを含み、
それぞれの出力は、フリップフロップ１００の対応の入
力に与えられる。フリップフロップ１００の出力には遅
延回路１０２を通してオアゲート６６の入力に与えられ
る。また、遅延回路１０２の出力は、遅延期間中にコン
デンサ２０　（第２図）の電荷をトランジスタ６４を通
して放電させるための放電回路１０４に与えられる。

第３図回路の動作において、電源スィッチがオンされる
と、デユーティ制゛御回路５６の発振回路９４が発振を
開始し、コンデンサ９２は充放電を繰り返す。このコン
デンサ９２の電圧は、比較器８６のマイナス端子に与え
られる。一方、プラス端子には、可変抵抗器４４の摺動
子４４ａの電圧が与えられていて、比較器８６は、マイ
ナス端子の電圧がプラス端子の電圧より高くなると、ロ
ーレベルを出力し、低くなるとハイレベルを出力する。

この比較器８６の出力は、ゲート回路９８を介して、フ
リップフロップ１００に供給されてこのフリップフロッ
プ１００をセットし、またはリセットする。このフリッ
プフロップ１００からの信号が遅延回路１０２およびノ
アゲート６６を介してリセ・ノド回路６８に入力される
。このようにして、このデユーティ制御回路５６では可
変抵抗器４４の摺動子４４ａの位置すなわち設定温度に
応じて、加熱コイル１６を含むインバータのデユーティ
比を制御する。

一方、周波数制御回路５４では、比較器５８のマイナス
端子に、加熱コイル１６の検知電流が電圧に変換されて
入力される。このマイナス端子の電圧がそのプラス端子
の電圧すなわち摺動子４４ａの電圧より高いときは、比
較器５８はハイレベルを出力し、低いときはローレベル
を出力する。

したがって、コンデンサ７２には、摺動子４４ａの位置
に応じた周期で充電電圧が供給される。この充電電圧は
、比較器７０のマイナス端子に入力される。比較器７０
のプラス端子には、トランジスタ８０のオン、オフに応
じて充放電を繰り返すコンデンサ７８の電圧が供給され
る。トランジスタ８０は、共振電圧検知回路６２がトラ
ンジスタ２４のコレクタ電圧が所定電圧以下になったこ
とを検出したときオンし、それ以外はオフしている。比
較器７０は、プラス端子がマイナス端子より低くなった
とき、ハイレベルを出力し、高くなったときローレベル
を出力する。そして、さらに比較器７０の出力は、共振
電圧検知回路６２の出力ならびにリセット回路６８の出
力とともにノアゲート８２に供給される。したがって、
ノアゲート８２は、共振電圧検知回路６２．比較器７０
およびリセット回路６８のいずれもがローレベルのとき
のみ、駆動回路２６にハイレベルの駆動信号を供給する
。駆動回路２６は、その駆動信号を増幅してトランジス
タ２４にスイッチング電圧を与え、それをオンさせる。

このようにして、加熱コイル１６は、デユーティ制御回
路５６で規定されたオン期間に、周波数制御回路５４で
決定された周波数で高周波交番磁界を発生するすること
になる後述の加熱コイル１６の出力Ｐ＋、Ｐ２またはＰ
３の変更は、このようにマイクロコンピュータ３６でデ
ユーティ制御回路５６および周波数制御回路５４を制御
することにより行なわれる。

次に、第２図を参照して、第４Ａ図および第４Ｂ図に示
すフロー図に基づいて、この実施例の動作について説明
する。

まず、所望の被調理物を入れた調理鍋１０が天板１２に
載置される。そして、被調理物の種類に合わせて、たと
えば、第１図に示す温度Ｃ℃が、連動する可変抵抗器３
４および４４によって設定される。その後、電源スィッ
チがオンされる。

最初のステップＳ１では、マイクロコンピュータ３６は
、その出力端ＡおよびＢからともにローレベルの信号を
出力する。応じて、加熱コイル１６の出力は最大出力Ｐ
１に設定される。

次のステップＳ３では、マイクロコンピュータ３６によ
ってサーミスタ１４の温度がａ’ｃ（第１図）に到達し
たかどうかが判別される。このステップＳ３は、Ａ／Ｄ
変換器３０からの温度データを参照することによって実
行され得る。

サーミスタ１４の温度がａ　”Ｃに到達すれば、次のス
テップＳ５において、マイクロコンピュータ３６は、Ｒ
ＡＭ　（図示せず）のタイマ領域に時間τを設定する。

この時間τは、第１図に示すように、温度上昇率を求め
るための時間間隔である。

そして、次のステップＳ７で、タイマのディクリメント
が開始される。

その後、ステップＳ９において、マイクロコンピュータ
３６は、タイマが“０”になったかどうか、すなわち時
間τがカウントされたかどうかが判断される。そして、
もし、タイムアツプしたのであれば、マイクロコンピュ
ータ３６は、そのときの温度ａ”Ｃを取り込み、この温
度ａ′℃と先の温度Ａ　”Ｃとに基づいてタイミングＴ
、から時間τにおける被調理物の温度上昇率αを計算す
る。

次のステップＳ１３において、マイクロコンピュータ３
６は、求めた温度上昇率αがＲＯＭ　（図示せず）に予
め設定された温度上昇率の上限値に１以上かどうかを判
断する。

温度上昇率αが上限値に１以上であれば、そのまま出力
ＰＩで加熱を続ければ異常な温度上昇を来たす恐れがあ
るので、ステップＳ１５において、マイクロコンピュー
タ３６は、その出力端Ｃにローレベルの信号を出力する
。応じて、このステップＳ１５において、加熱コイル１
６の出力が停止される。

すなわち、マイクロコンピュータ３６の出力端Ｃに出力
されたローレベルの信号は、インバータ６０で反転され
てハイレベルの信号として、オアゲート６６を介してリ
セット回路６８に与えられるとともに、デユーティ制御
回路５６の禁止回路９６に与えられる。リセット回路６
８からハイレベルが出力されるため、ノアゲート８２の
出力はローレベルとなって、駆動回路２６からスイッチ
ング電圧が供給されなくなる。そのため、トランジスタ
２４がオフし続け、加熱コイル１６からの出力すなわち
交番磁界の発生が停止される。したがって、異常な温度
上昇が完全に防止できる。

先のステップＳｌｌにおいて求められた温度上昇率αが
上限値に８以上でなければ、さらにステップ５１７で、
温度上昇率αが予め設定している下限値に２以上かどう
かが判断される。温度上昇率αが上限値に１より小さく
かつ下限値に２以上であれば、次のステップＳ１９にお
いて、加熱コイル１６の出力は、第１図に示すように、
Ｐ２に変更される。

すなわち、温度上昇率αが下限値に２以上と判断されれ
ば、マイクロコンピュータ３６はその出力端Ａからロー
レベルの信号を出力する。そうすると、トランジスタ３
８がオンして抵抗５０に電流が流れる。そのため、抵抗
４８へは抵抗５０からの電流も流入するため、この抵抗
４８−の電圧も上昇する。そうすると、摺動子４４ａの
電圧は、先の出力Ｐ、のときと同一位置であったでも増
加する。したがって、比較器５８および８６（第３図）
の設定電圧（プラス端子）がともに大きくなり、周波数
制御回路５４はインバータの発振周波数を低下させると
ともに、デユーティ制御回路５６はデユーティ比を小さ
くする。したがって、次のステップＳ２１において、加
熱コイル１６の出力はＰ、からＰ２に変更される。その
ため、被調理物の量に応じた最適の加熱特性となる。

温度上昇率αが下限値に２以上でなければ、次のステッ
プＳ２３において、加熱コイル１６は出力Ｐ、が維持さ
れて運転される。したがって、加熱特性すなわち加熱の
立ち上がりが十分急峻になる。

次のステップＳ２５において、サーミスタ１４の温度が
ｂ’ｃに到達したかどうかが判断される。

サーミスタ１４の温度がｂ’ｃに到達すれば、次のステ
ップ３２７でＲＡＭのタイマに再び時間でか設定される
。そして、次のステップ３２９で、タイマのディクリメ
ントが開始される。次いでステップＳ３１において、タ
イマが“０″になったかどうか、すなわちタイミングＴ
３から時間τがカウントされたかどうかが判断される。

そして、もしタイムアンプしたのであれば、マイクロコ
ンピュータ３６は、次のステップＳ３３において、また
、そのときのサーミスタ１４の温度ｂ′″Ｃのデ−夕を
取り込み、温度ｂ　”Ｃとｂ′℃とに基づいて時間τに
おける温度上昇率βを計算する。

次のステップＳ３５において、マイクロコンピュータ３
６は、求めた温度上昇率βが所定の上限値に１以上かど
うかを判断する。温度上昇率βが上限値に１以上であれ
ば、次のステップＳ３７において、先のステップＳ１５
と同様にして、出力が停止される。

温度上昇率βが上限値に１以上でなければ、さらに、次
のステップＳ３９で温度上昇率βが下限値に２以上かど
うかが判断される。温度上昇率βが下限値に２以上であ
れば、次のステップＳ４１において、加熱コイル１６の
出力はＰｌに変更される。

すなわち、ステップＳ３９で温度上昇率βが下限値に２
以上と判断されれば、マイクロコンピュータ３６は出力
端ＡおよびＢにローレベルを出力する。そうすると、ト
ランジスタ３８および４゜が同時にオンし、摺動子４４
ａの電圧は、抵抗５０および５２を介して抵抗４８へ流
入する電流によって大きく増加する。したがって、比較
器５８および８６の設定電圧は大きくなる。そうすると
、周波数制御回路５４による出力周波数は大きく低下す
るとともに、デユーティ制御回路５６のデユーティ比は
大幅に小さくなる。したがって、次のステップＳ４３に
おいて、加熱コイル１６は出力Ｐ３で運転されることに
なる。

温度上昇率βが下限値に２以上でなければ、次のステッ
プ３４５において、出力Ｐ、またはＰ２が維持されて運
転される。

次のステップＳ４７において、サーミスタ１４の温度が
設定された温度ｃ’ｃに到達したかどうがか判断される
。サーミスタ１４の温度がｃ’ｃに到達すれば、次のス
テップＳ４９において、第１図に示すように、出力Ｐ＋
、ＰｚまたはＰ３のいずれかで、デユーティ運転が行な
われる。

すなわち、Ａ／Ｄ変換器３０からの温度データによって
ｃ’ｃに到達したことが判断されると、マイクロコンピ
ュータ３６はその出力端Ｃにローレベルの信号を出力す
る。このローレベルの信号によって、求めた温度上界率
が上限値に１の場合と同様に、デユーティ制御回路５６
および周波数制御回路５４が停止され、したがって加熱
コイル１６からの出力が停止する。

出力が停止すると、被調理物の温度は低下する。この温
度低下はサーミスタ１４によって検知される。被調理物
の温度が低下してサーミスタ１４の温度がｄ　”Ｃにな
ると、マイクロコンピュータ３６はその出力端Ｃに再び
ハイレベルを出力し、したがって先と同し出力Ｐ１．Ｐ
２またはＰ３で運転される。このように、被調理物の温
度が設定値に到達すると、デユーティ運転が行われ、被
調理物はほぼ一定温度に保たれる。

なお、上述の実施例では、出力はＰ、、Ｐ２またはＰ、
の３段階であったが、さらにより多くの段階による出力
の制御も可能であろう。

また、上述の実施例では、出力を変更するために、周波
数とデユーティ比とを同時に制御するようにした。しか
しながら、このような方法に限らず、これらの要素を個
別に制御して出力を変化させでもよいことはもちろんで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の動作を説明するための時
間に対する温度および出力の状態を示すグラフである。 第２図はこの発明の一実施例の回路構成を示す回路図で
ある。 第３図は第２図の制御回路の一例を示す回路図である。 第４Ａ図および第４Ｂ図はこの実施例の動作を説明する
ためのフロー図である。 図において、１０は調理鍋、１４はサーミスタ、１６は
加熱コイル、３４．４４は可変抵抗器、３６はマイクロ
コンピュータ、３８．４０はトランジスタ、４２は制御
回路、４６．４８，５０゜５２は固定抵抗を示す。 特許出願人　　三洋電機株式会社 代理人　弁理士　山　１）義　人 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　調理鍋を誘導加熱するための加熱コイル、前記調理
   鍋に入れられた被調理物の温度を検出するための温度検
   出手段、 前記温度検出手段によって検出した温度から前記被調理
   物の一定時間内の温度の上昇率を求める温度上昇率計算
   手段、および前記温度上昇率計算手段で求めた温度上昇
   率に基づいて前記加熱コイルの出力を制御するための出
   力制御手段を備える、誘導加熱調理装置。 ２　前記温度上昇率計算手段は、前記被調理物の加熱過
   程において複数の異なる温度領域で前記被調理物の温度
   上昇率を求める手段を含む、特許請求の範囲第１項記載
   の誘導加熱調理装置。 ３　前記出力制御手段は、前記温度上昇率が所定の上限
   値以上のとき出力を停止する手段を含む、特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の誘導加熱調理装置。 ４　前記出力制御手段は、前記温度上昇率が所定の上限
   値と所定の下限値の間のときは所定の複数段階の出力で
   制御し、前記被調理物が所定の設定温度に到達するとデ
   ューティ運転する手段を含む、特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の誘導加熱調理装置。