JPS63141290A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は高周波磁界による渦電流損にて鍋等の被加熱体
の加熱を行う誘導加熱調理器に関する。

（従来の技術） この種の調理器では、誘導コイルに流される電流と鍋等
の被加熱体に誘導される電流とは逆位相であるから、鍋
は反発力を受ける。しかし、鍋が鉄等の磁性祠製である
ときには、鍋が磁気吸引力を受けるため反発力は相殺さ
れるが、鍋がアルミニウムや銅等の非磁性材製であると
きには、磁気吸引力がほとんど作用しないから、鍋に電
磁反発力だけが作用する。しかも、アルミニウム鍋等に
おいて鉄鍋と同等に加熱するには、アルミニウムの固何
抵抗が小さいことから、相当に大きな渦電流を生じさせ
ねばならず、このため反発力が一層大きくなってしまう
。この結果、鍋に調理物を入れた状態でもその総重量が
軽い場合には、鍋がトッププレート上から浮き気味にな
ってトッププレート上を移動する危険がある。因みに、
第６図にインバータ出力と鍋に作用する反発力との関係
を示すが、これにより鍋に作用する反発力はインバータ
出力に略比例して大きくなることが明らかである。尚、
この場合、鍋はアルミニウム製で、誘導コイルの巻数は
８０ターン、インバータの出力周波数は５０ＫＨｚであ
る。

そこで１．Ｌ述のような危険な事態を防ぐため、近時、
電磁反発力による鍋の浮上をいち速く検出して直ちにイ
ンバータを停止させるようにすることが考えられている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のように構成すると、アルミニウム
鍋等では総重量が相当に重い場合にしか加熱できないこ
とになり、使用範囲が限られてしまう。

そこで、本発明の目的は、アルミニウムや銅等の非磁性
材製の被加熱体の総重量が軽い場合であっても、加熱調
理を行うことができ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） 本発明の誘導加熱調理器は、インバータの出力を制御す
る出力制御手段と、この出力制御手段によりインバータ
の出力を高出力に上昇させて前記共振回路の共振周波数
変化を検出する浮上判定動作を行ないその際の共振周波
数の変化幅が所定値以上のときに浮上判定信号を出力す
る浮上予知手段とを設け、浮上判定動作の実行により浮
上判定信号が出力されたときにはインバータの出力を断
った後に中出力にて被加熱体の加熱を再開するようにし
たところに特徴を有するものである。

（作用） 誘導加熱調理器において、被加熱体が誘導コイルから離
間する方向に僅かでも変位すると、それによる誘導コイ
ルのインダクタンスの増大によって共振周波数が低下す
る。従って、浮上判定動作の実行によってインバータ出
力が高出力にされたときに被加熱体が浮上る傾向を呈す
れば、共振周波数が変化して浮上予知手段から浮上判定
信号が出力される。すると、インバータの出力が断たれ
るから、被加熱体の浮１−が防止される。この後、イン
バータが中出力にて被加熱体の加熱を再開するから、被
加熱体に作用する電磁反発力はインノく一夕出力に略比
例するという事情のもとでは、被加熱体は浮上ることな
く安定的に加熱される。

（実施例） 以下本発明の一実施例につき第１図ないし第４図を参照
して説明する。１は商用電源、２は２個のサイリスタ３
を備えたブリッジ整流回路、４はブリッジ整流回路２の
直流出力端子間に接続した平滑用コンデンサである。５
は２個のスイ・ソチングトランジスタ６，７をインバー
タ駆動回路８により駆動するようにしたインバータで、
スイッチングトランジスタ７のコレクタ・エミッタ間に
は誘導コイル９及び共振コンデンサ１０からなる直列形
の共振回路１１が接続されている。この誘導コイル９は
図示しないトッププレートの下方に配置されていて、ト
ッププレート上に載置された鍋等の被加熱体１２に高周
波磁界を作用させ、これによる渦電流損によってその被
加熱体１２を加熱するものである。１３はインバータ出
力制御手段で、これはブリッジ整流回路２のサイリスタ
３を位相制御して直流出力電圧を変化させることにより
、インバータ５の出力を制御する。１４は位相比較四回
路、１５はこの位相比較回路１４から出力される制御電
圧Ｖｒに応じた周波数で発振してインバータ５の出力周
波数を決定するＶＣＯ（ボルテージ・コンドロールド・
オシレーター）である。位相比較回路１４はインバータ
５のスイッチングトランジスタ７のコレクタ電圧と、共
振コンデンサ１０の電圧とを位相比較し、その位相差が
略９０°　（共振回路１１における共振条件）になるよ
うな制御電圧ＶｒをＶＣＯ１５に与える。

従って、この位相比較回路１４及びＶＣＯ１５はインバ
ータ５の出力周波数を誘導コイル９を含む共振回路１１
が共振状態になるようにフィードバック制御する共振制
御手段１６を構成し、位相比較回路１４から出力される
制御電圧ｖｒは共振周波数に比例する。１７は次に述べ
る浮上判定動作を行うための浮」ユ予知手段、１８は浮
上予知手段１７から浮１−判定信号を受けたときにイン
バータ５の出力を瞬時に断つためのインバータ出力停止
回路、１９は浮」−判定動作を行わせるためのタイミン
グ信号を出力するタイミング回路で、そのタイミング信
号Ｓｔは例えば２秒毎に周期的に出力されるようになっ
ている。

さて、上記浮上判定動作は、タイミング回路１９からタ
イミング信号Ｓｔがインバータ出力制御手段１３及び浮
上予知手段１７に与えられることにより開始される。イ
ンバータ出力制御手段１３はタイミング信号Ｓｔを受け
ると、サイリスタ３を位トｌ制御して直流出力電圧を低
くすることによりインバータ５を低出力となし、その後
所定時間が経過すると、インバータ出力を所定値まで上
昇させる。一方、浮上ｒ知手段１７は位相比較回路１４
からの制御電圧Ｖｒ　　（共振周波数に比例する）によ
って共振回路１１の共振周波数を検出する機能を備え、
タイミング回路１９からタイミング信号Ｓｔを受けると
、インバータ５の低出力時点での共振周波数を記憶する
。そして、この後インバータ出力が上昇したところで、
記憶された共振周波数とその時点での共振周波数とを比
較し、共振周波数の変化幅が所定値以上のときには浮上
判定信号をインバータ出力停止回路１８及びインバータ
出力制御手段１３に出力する。すると、浮上判定信号を
受けたインバータ出力制御手段１３はサイリスタ３をオ
フ状態に維持し、これと同時に浮」１判定信号を受けた
インバータ出力停止手段１８はインバータ５を直ちに停
止させる。そして、次にタイミング信号がインバータ出
力制御手段１３に与えられたときには、インバータ出力
制御手段１３は低出力から中出力にしてインバータ５に
よる加熱を再開するようになっている。

次に、総重量が夫々異なる被加熱体１２（鍋）をトップ
プレート上に載置した場合について説明する。

（イ）鍋の総重量が十分に重い場合 インバータ出力が第２図（Ａ）に示すように低出力から
高出力にまで上昇して浮上判定動作が行われても、鍋は
ほとんど浮上らないから、同図（Ｂ）に示すように共振
周波数の変化幅は極めて小である。従って、浮上予知手
段１７から浮上検出信号は出力されず、インバータ５は
高出力のままで鍋の加熱を続ける。尚、この場合にも、
タイミング回路１９から周期的にタイミング信号が出力
されるので、上述した浮上判定動作は繰返される。

（ロ）鍋の総重量が比較的軽い場合 インバータ出力が第３図（Ａ）に示すように低出力から
高出力にまで」二昇して浮上判定動作が行われると、鍋
の総重量が比較的軽いこの場合には、インバータ出力が
高出力となったときに電磁反発力により鍋がトッププレ
ートから僅かに上方に変位する。このため、同図（Ｂ）
に示すように、共振周波数は大きく変化し、浮上予知手
段１７からｌｆ　Ｊ―検出信号がインバータ出力停止回
路１８及びインバータ出力制御手段１３に出力される。

すると、インバータ５がインバータ出力停止回路１８に
より直ちに停止させられるから、鍋に作用する電磁反発
力が消失し、鍋の浮き」二がりやトッププレー１・上で
の移動が未然に阻１！：、されて安全が確保される。こ
の後、第３図時刻ｔ１においてタイミング回路１９から
次のタイミング信号が出力されると、再び浮上判定動作
が今度はインバータ５の出力を低出力から中出力にして
実行される。この場合、中出力にてインバータ５が加熱
を行うから、鍋に作用する電磁反発力は小さく鍋はトッ
ププレートからｒデき上がる傾向をほとんど呈しない。

このため、共振周波数の変化幅は少なく、浮上予知手段
１７からは浮上検出信号は出力されない。これにて、鍋
は中出力により加熱が再開されることになり、従来不可
能であった総重量が比較的軽い鍋の加熱も行うことがで
きるようになる。尚、この場合にも、タイミング回路１
９から周期的にタイミング信号Ｓｔが出力されるから、
−１−述した浮主判定動作が繰返される。

（ハ）鍋の総重量が非常に軽い場合 インバータ出力が第４図（Ａ）に示すように低出力から
高出力にまで上昇して浮上判定動作が行われると、この
場合には上述した場合と同様に、インバータ出力が高出
力となったときに電磁反発力により鍋がトッププレート
から上方に変位するため、同図（Ｂ）に示すように、共
振周波数は大きく変化し、やはり浮上予知手段１７から
浮上検出信号がインバータ出力停止回路１８及びインバ
ータ出力制御手段１３に出力される。すると、インバー
タ５が直ちに停止させられるから、鍋に作用する電磁反
発力が消失して鍋の浮き上がりが未然に阻止される。こ
の後、第４図時刻ｔｌにおいて次のタイミング信号が出
力され、上述の場合と同様に、浮上判定動作が今度はイ
ンバータ５の出力を低出力から中出力にして実行される
。ところが、この場合には、鍋の総ｆｆＩ量が非常に軽
いから、再び鍋がトッププレート上から浮上る傾向を見
せ、共振周波数は大きく変化する。このため、浮上予知
手段１７から浮上判定信号が出力され、再度インバータ
５が停止し、結局、鍋の浮上りが確実に防＋にされる。

このように本実施例では、鍋の総重量が軽い場合には、
浮上判定動作時にトッププレートから変位して共振周波
数が変化することを利用し、これを検出して直ちにイン
バータ５を停止させるようにしたから、鍋がトッププレ
ートから浮き上がってトッププレート上を移動するとい
った危険な事態を未然に防止することができる。しかも
、浮上判定動作により鍋が浮く傾向を呈したときでも、
インバータ５を停止させてから、中出力で再度加熱する
ようにしたから（第３図）、極端に軽い鍋でなければ十
分に加熱することができ、誘導加熱調理器の使用範囲を
大幅に拡げることができるものである。

尚、上記実施例では鍋が十分に重くインバータ５が高出
力で運転されても鍋が浮き上がらない場合には、その高
出力のままで加熱を続けるようにしたが、本発明はこれ
に限られず、例えば第５図に示すように、浮上判定動作
の結果、浮上検出信号が出力されないときには、インバ
ータ５の出力を判定動作時における高出力より小でかつ
前記（ロ）の場合の中出力よりも大なる出力で被加熱体
の加熱を続行させるようにしても良い。このようにすれ
ば、加熱調理の進行と共に水分の蒸発によって鍋の総重
量が次第に軽くなるという事情の下でも、加熱調理中に
鍋が電磁反発力によってトッププレート上から浮いて移
動し始めるようなことをより確実に防止できるものであ
る。また、例えば浮上予知手段においてインバータの共
振周波数を検出するためには、インバータ電流に基づき
これを検出したり、ＶＣＯ１５の出力周波数をＦ−Ｖ変
換して検出したりすることもできる。更には、浮」二判
定動作は１回に限らず、インバータ出力を段階的に低下
させながらＩ数回実行するようにしてもよい。また、イ
ンバータの出力を制御するには、直流電圧を変化させる
ものに限らず、インバータをパルス幅変調して出力を制
御するようにしても良い。その他、本発明は上記しかつ
図面に示す実施例に限定されず、インバータ方式を例え
ば準Ｅ縁形インバータその他の構成になす等、要旨を逸
脱しない範囲内で種々変更して実施することができるも
のである。

［発明の構成］ 本発明は以上説明したように、被加熱体が誘導コイルか
ら離間する方向に変位して共振周波数の変化幅が所定値
を越えた場合には、インバータの出力を断った後、中出
力にて加熱を再開するようにしたから、強い電磁反発力
を受は易い被加熱体の総重量が軽い場合でも、それを加
熱することができるという優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は
ブロック図、第２図ないし第４図は被加熱体の電量が夫
々異なる場合の作用説明図、第５図は変形例を示す第２
図相当図、第６図はインバータ出力と反発力との関係を
示す特性図である。 図面中、５はインバータ、９は誘導コイル、１１は共振
回路、１２は被加熱体、１３は出力制御手段、１６は共
振制御手段、１７は浮上予知手段である。 出願人　　株式会社　　東　　芝 第１図 第２図 第３図 第４図 ■ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、誘導コイルにインバータにより高周波電流を流して
   被加熱体を加熱するようにしたものにおいて、前記イン
   バータの出力を制御する出力制御手段と、この出力制御
   手段により前記インバータの出力を高出力に上昇させて
   前記共振回路の共振周波数変化を検出する浮上判定動作
   を行ないその際の共振周波数の変化幅が所定値以上のと
   きに浮上判定信号を出力する浮上予知手段とを設け、前
   記浮上判定動作の実行により浮上判定信号が出力された
   ときには前記インバータの出力を断った後に中出力にて
   被加熱体の加熱を再開するようにしたことを特徴とする
   誘導加熱調理器。 ２、浮上判定動作は周期的に実行されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の誘導加熱調理器。 ３、浮上判定動作が行われた際に浮上判定信号が出力さ
   れないときには、インバータを前記浮上判定動作時にお
   ける高出力より小で且つ前記中出力よりも大なる出力に
   て被加熱体の加熱を続けるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の誘導加熱調理
   器。