JPWO2010101202A1 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

本願発明に係る誘導加熱調理器は、平面状に捲回された中央コイルと、前記中央コイルの周辺に配設された複数の周辺コイルと、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する複数の電源回路部と、被加熱体が前記中央コイルおよび前記各周辺コイルの上方に載置されている状態を検出する検知手段と、前記検知手段が検出する前記被加熱体の載置状態に応じて、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに選択的に高周波電流が供給されるように前記電源回路部を制御する駆動制御部とを備えたことを特徴とするものである。本願発明に係る誘導加熱調理器によれば、中央コイルおよび複数の周辺コイルを用いて、各コイルの上方の鍋の載置状態（鍋の異なる大きさや形状および載置された鍋の位置ずれ）に応じて、加熱に寄与しない不要な磁束の発生を抑制するとともに、効率よく加熱することができる。

Description

本願発明は、複数の誘導加熱コイルを有する誘導加熱調理器に関する。

いわゆるＩＨクッキングヒータなどの誘導加熱調理器は、平面状に捲回された加熱コイルに数十ｋＨｚの交流電流を通電したときに生じる交流磁場により、導電体からなる鍋などの調理器具に渦電流を形成して、調理器具自体を加熱するものである。

たとえば特許文献１に記載された誘導加熱調理器は、半径方向に分割配置された２つの誘導加熱コイルを有し、通常の大きさの鍋が負荷として載置されたときには、両方の誘導加熱コイルに高周波電流を供給して磁界を発生させて鍋を加熱する一方、小鍋が載置されたときには、切換操作部を用いて小鍋モードに設定し、小径の誘導加熱コイルのみに高周波電流を供給することにより、大径の誘導加熱コイルからの磁束の漏れを低減するものである。

また特許文献２に記載された誘導加熱調理器は、同様に半径方向に分割配置された２つの誘導加熱コイルを有し、鍋が中央からずれた載置されたときには、外周側加熱コイルへの電力供給を停止し、内周側加熱コイルのみに高周波電流を供給することにより、鍋からはみ出た外周側加熱コイルの部分から磁力線が漏れることを防止するものである。

別の特許文献３に記載された電磁誘導型調理器用磁界発生装置においては、１つの渦巻状コイル素子を中心とし、これを取り囲むように６個の渦巻状コイル素子が配置されている。各渦巻状コイル素子は並列に接続され、それぞれに流れる電流の差が所定値より大きいとき、被加熱物が電磁調理器に適合しないものと判断して、すべての渦巻状コイル素子に流れる電流を低下または停止させるように構成されている。

さらに別の特許文献４に記載されたＩＨコンロ装置は、複数の小径の誘導加熱コイルを配設し、小径の調理具を天板上に載置すると、中央の４個の誘導加熱コイルは作動して磁束を発生させ、周囲の８個の誘導加熱コイルは作動せず磁束を発生させないように構成されている。

特開平１１−２１４１３８号公報 特公平２−４５３１３号公報 実公平７−２２８７６号公報 特開２０００−２８７５９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の誘導加熱調理器において、誘導加熱コイルは半径方向に分割配置されたものであり、ユーザは小鍋を載置したとき、切換操作部を用いて小鍋モードに設定しなければならず、ユーザにとっては操作が煩雑である。

また、特許文献２に記載の誘導加熱調理器において、通常の大きさの鍋が中央からずれて載置された場合には、内周側の誘導加熱コイルのみに高周波電流を供給することにより、外周側誘導加熱コイルからの磁束の漏れを低減することはできるとしても、内周側の誘導加熱コイルのみによる加熱能力は十分でなく、ユーザが期待する火力を実現するものではなかった。

さらに特許文献３に記載の電磁誘導型調理器用磁界発生装置において、被加熱物が電磁調理器に適合しない場合には、すべての渦巻状コイル素子に流れる電流を低下または停止させるので、被加熱物が電磁調理器に適合する場合には、被加熱物が中央からずれて載置されても、すべての渦巻状コイル素子に電流が供給されるので、磁束の漏れを低減することはできなかった。

さらに別の特許文献４のＩＨコンロ装置において、被加熱物が中央からずれて載置された場合において、各誘導加熱コイルをどのように制御するかについては一切記載も示唆もされていない。

また、被加熱体である鍋は種々の大きさを有するだけでなく、円形、楕円形または矩形等のさまざまな形状を有するところ、これまでの誘導加熱調理器の誘導加熱コイルは、一定の形状を有するため、載置される被加熱体の異なる大きさや形状に対応して、十分効率よく加熱することはできなかった。

そこで本願発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、中央コイルおよび複数の周辺コイルを用いて、各コイルの上方の鍋の載置状態（鍋の異なる大きさや形状および載置された鍋の位置ずれ）に応じて、鍋が載置されているコイルに選択的に高周波電流を流すことで、加熱に寄与しない不要な磁束の発生を抑制することができる誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。また本願発明は、複数の加熱コイルに供給する高周波電流の供給量や供給状態（以下タイミング）を制御することにより、被加熱体に収容される調理具材に対流を形成し、均一に加熱、あるいは焦げ付きを防止できる誘導加熱調理器を実現することを目的とするものである。

本願発明に係る誘導加熱調理器は、平面状に捲回された中央コイルと、前記中央コイルの周辺に配設された複数の周辺コイルと、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する複数の電源回路部と、被加熱体が前記中央コイルおよび前記各周辺コイルの上方に載置されている状態を検出する検知手段と、前記検知手段が検出する前記被加熱体の載置状態に応じて、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに選択的に高周波電流が供給されるように前記電源回路部を制御する駆動制御部とを備えたことを特徴とするものである。

本願発明によれば、鍋がさまざまな大きさや形状を有する場合や鍋が中央からずれて載置された場合であっても、被加熱体の載置状態に応じて、効率よく加熱するとともに、加熱に寄与しない不要な磁束の発生を抑制することができる誘導加熱調理器を提供することができる。

本願発明に係る実施の形態１による誘導加熱調理器の全体を概略的に示す斜視図である。 図１の誘導加熱調理器の平面図である。 （ａ）は本願発明に係るＩＨ加熱部を水平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は中央コイルの拡大図である。 本願発明の変形例によるＩＨ加熱部の図３と同様の断面図である。 本願発明の別の変形例によるＩＨ加熱部の図３と同様の断面図である。 本願発明の加熱コイル、電源回路、検知回路部、および駆動制御部との関係を模式的に示した図である。 中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するための回路ブロック図である。 内側外側中央コイル、外側中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するための回路ブロック図である。 鍋の載置状態と各加熱コイルの駆動状態を示す図３と同様の断面図である。 鍋の載置状態と各加熱コイルの駆動状態を示す図３と同様の断面図である。 本願発明に係る実施の形態２による誘導加熱調理器の各インバータの交互駆動方式を示すタイミングチャートである。 図１１に示す交互駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。 各インバータの半径方向順次駆動方式を示すタイミングチャートである。 図１１に示す半径方向順次駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。 各インバータの周方向順次駆動方式を示すタイミングチャートであり、内側外側中央コイル、外側中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するものである。 各インバータの周方向順次駆動方式を示すタイミングチャートであり、中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するものである。 図１５および図１６に示す周方向順次駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。 各インバータの位置ずれ時順次駆動方式を示すタイミングチャートである。 図１８に示す位置ずれ時順次駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。

１：誘導加熱調理器、２：筐体、３：トッププレート、４：中央加熱部、５：調理用グリル、６：操作パネル、７：火力調整ダイヤル、８：液晶表示部、９ａ：排気窓、９ｂ：吸気窓、１０：ＩＨ加熱部、２０：中央コイル、２１，３１：インダクタンス、２２，３２：抵抗、３０：周辺コイル、４０：電源装置、４２：商用電源、４４：コンバータ、４６：平滑用コンデンサ、４８，５０：インバータ（電源回路部）、５２，５４：共振用コンデンサ、６０：駆動制御部、６２：検知回路部（検知手段）、６３：電流検出部、Ｐ：鍋（被加熱体）。

以下、添付図面を参照して本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態を説明する。各実施の形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（たとえば「上方」、「下方」、「右」および「左」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものでない。

実施の形態１．
図１〜図１０を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態１について以下詳細に説明する。図１および図２は、本願発明に係る誘導加熱調理器１の全体を概略的に図示する斜視図および平面図である。図１および図２において、誘導加熱調理器１は、概略、筐体２、その上側表面のほぼ全体を覆うガラスなどで形成されたトッププレート３、左右に配置された一対のＩＨ加熱部１０，１１、中央に配置された中央加熱部４、および調理用グリル５を有する。なお、中央加熱部４は、ＩＨ方式またはラジエント方式のいずれの加熱方式を採用するものであってもよい。

なお、図１および図２では図中左側に示すＩＨ加熱部１０のみが本願発明に係るＩＨ加熱部として図示説明するが、図中右側、あるいは両方のＩＨ加熱部１０，１１が本願発明を採用するものであってもよい。また、調理用グリル５が筐体２のほぼ中央に配置された、いわゆるセンタグリル構造を有する誘導加熱調理器１について例示的に説明するが、本願発明は、これに限定されるものではなく、調理用グリル５がいずれか一方の側面に偏ったもの、または調理用グリル５を具備しない誘導加熱調理器にも同様に適用することができる。

誘導加熱調理器１は、ユーザがＩＨ加熱部１０，１１、中央加熱部４および調理用グリル５を操作するために用いられる操作パネル６および火力調整ダイヤル７ａ，７ｂ、ならびにこれらの制御状態を表示するための液晶表示部８を備える。また誘導加熱調理器１は、トッププレート３上の後面側に設けられた排気窓９ａおよび吸気窓９ｂを有する。さらに、ここでは詳細図示しないが、誘導加熱調理器１にはＩＨ加熱部１０，１１に高周波電流を供給する電源装置４０が内蔵されている。

図３（ａ）は、本願発明に係るＩＨ加熱部１０をトッププレート３に平行な面で切断したときの断面図である。ＩＨ加熱部１０は、中央に配置された少なくとも１つの誘導加熱コイル（以下、単に「中央コイル」という。）２０と、中央コイル２０の周囲に配置された複数の、好適には４つ以上の誘導加熱コイル（以下、単に「周辺コイル」という。）３０ａ〜３０ｄとを有する。すなわちＩＨ加熱部１０は、少なくとも１つの中央コイル２０と複数の周辺コイル３０ａ〜３０ｄが協働して（一組として）単一の鍋Ｐを加熱するものである。なお、図３（ａ）に示す中央コイル２０は、半径方向に分割された２つの誘導加熱コイル（「内側中央コイルおよび外側中央コイル」という。）２０ａ，２０ｂからなるものとしたが、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂは、図３（ｂ）に示すように、直列に接続されるものであってもよいし、一連の単一の加熱コイルであってもよい（図示せず）。内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂは、直列接続される場合には中央コイル２０は単一のインバータ（電源回路部）で駆動され、並列接続される場合にはそれぞれ独立したインバータを用いて駆動することができる。

内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂは、円形の平面形状を有し、絶縁被膜された任意の金属からなる導電線が円周方向に捲回されることにより構成されている。一方、各周辺コイル３０ａ〜３０ｄは、１／４円弧状（バナナ状または胡瓜状）の平面形状を有し、同様の導電線を各周辺コイル３０ａ〜３０ｄの１／４円弧状の形状に沿って捲回することにより形成されている。すなわち、各周辺コイル３０ａ〜３０ｄは、外側中央コイル２０ｂに隣接する１／４円弧状領域において外側中央コイル２０ｂの円形の平面形状に実質的に沿って延びるように構成されている。

なお、本願発明の複数の周辺コイルは４つに限定されるものではなく、図４に示すように６つであってもよく、このとき各周辺コイル３０ａ〜３０ｆは、１／６円弧状（長楕円状）の平面形状を有し、外側中央コイル２０ｂに隣接する領域においてその円形平面形状に実質的に沿って延びるように構成されている。また、図５に示すように８つの周辺コイル３０ａ〜３０ｈを外側中央コイル２０ｂの周囲に配置してもよく、このとき各周辺コイル３０ａ〜３０ｈは円形の平面形状を有するように構成してもよい。以上のように、本願発明によれば、周辺コイル３０の数は、中央コイル２０の数より多いことが好ましい。

図６は、本願発明のＩＨ加熱部１０と、これを構成する各加熱コイル２０，３０に高周波電流を流すための電源装置４０と、鍋などの被加熱体の載置状態を検知する検知回路部（検知手段）６２と、検知回路部６２の結果を元に電源装置４０を制御する駆動制御部６０との関係を模式的に示した図であり、図において同一番号は同一機能を有する。
図６に示すように、電源装置４０は、ＩＨ加熱部１０を構成する各加熱コイル２０，３０に個別に設けるようにした。図６において、ＩＨ加熱部１０は、中央コイル２０および周辺コイル３０の計５つの加熱コイルで構成されている。したがって、図６では、電源装置４０が５つのインバータ４８，５０ａ〜５０ｄで構成される例を示している。なお、周辺コイル３０の数はこれに限定されるものではなく、駆動回路４８，５０についても同様であることは言うまでもない。

具体的な構成としては、中央コイル２０にインバータ４８、周辺コイル３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄにインバータ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄをそれぞれ接続する。さらに、駆動制御部６０は、電源装置４０を構成するインバータ５０ａ〜５０ｄを個々に制御できるように構成したので、ＩＨ加熱部１０を構成する加熱コイルの数だけインバータを設けたことで、ＩＨ加熱部１０の任意の加熱コイルに任意の駆動条件で高周波電流を流すことができる。

一方、検知回路部６２は、例えば、加熱コイルのインピーダンスの変化を検出するなどして鍋が載置されている加熱コイルを検知するもので、駆動制御部６０は、検知回路部６２の検出結果に応じて、鍋が載置された加熱コイルに接続されている電源回路４０の全て、またはいずれかのインバータを駆動し、当該加熱コイルに選択的に高周波電流を流すように動作する。逆に、鍋が載置されていない加熱コイルの高周波電流を抑制する、例えば供給を停止するように駆動制御部６０を介して電源装置４０を駆動制御するように動作する。すなわち、検知回路部６２により鍋の載置状態を検知し、各インバータ４８，５０により鍋が載置された加熱コイルに任意の大きさの高周波電流が供給される。

図７は、中央コイル２０を有する誘導加熱調理器１に内蔵された電源装置４０の回路ブロック図である。本願発明に係る電源装置４０は、概略、商用電源４２を直流電流に変換するコンバータ（例えばダイオードブリッジ）４４と、コンバータ４４の出力端に接続された平滑用コンデンサ４６、平滑用コンデンサ４６に並列に接続された中央コイル２０のための中央インバータ（電源回路部）４８と、同様に平滑用コンデンサ４６に並列に接続された各周辺コイル３０ａ〜３０ｄのための周辺インバータ（電源回路部）５０ａ〜５０ｄとを備える。各インバータ４８，５０は、コンバータ４４からの直流電流を高周波電流に変換し、それぞれ中央コイル２０および周辺コイル３０ａ〜３０ｄに高周波電流を独立して供給するものである。図７において、中央コイル２０と周辺コイル３０ａ〜３０ｄは、それぞれ、インダクタンス２１，３１ａ〜３１ｄと抵抗２２，３２ａ〜３２ｄの等価回路として図示されている。また各インバータ４８，５０ａ〜５０ｄは、中央コイル２０および周辺コイル３０ａ〜３０ｄのインダクタンス２１，３１ａ〜３１ｄと共振する共振用コンデンサ５２，５４ａ〜５４ｄを介して、中央コイル２０および周辺コイル３０ａ〜３０ｄに接続されており、駆動制御部６０からの制御信号を受けて、中央コイル２０および周辺コイル３０ａ〜３０ｄに任意の駆動条件で高周波電流を供給することができる。

ところで、誘導加熱コイルのインピーダンスは、一般に、誘導加熱コイルの上方に載置された被加熱体の有無、大きさ（面積）、および材質に依存して変化し、これに伴って各インバータ回路４８，５０ａ〜５０ｄに流れる電流量も変化する。本願発明の検知回路部６２は、中央コイル２０および周辺コイル３０ａ〜３０ｄに流れる電流量を検出するための電流検出部６３を有する。したがって本願発明によれば、電流検出部６３を用いて、中央コイル２０および周辺コイル３０ａ〜３０ｄに流れる電流量を検出することにより、それぞれのコイルの上方に鍋Ｐが載置されているか否か（または鍋Ｐの載置面積が所定値より大きいか否か）、すなわち鍋Ｐの載置状態について精度よく検出することができる。
なお、上記説明においては、鍋Ｐの載置状態を検出するものとして、各インバータ４８，５０に流れる電流量を検出する電流検出部６３を用いたが、これに限定されるものではなく、その他の電気的な検出手段、あるいは機械式センサ、光学的センサなどの他の任意のセンサを用いて鍋Ｐの載置状態を検知してもよい。

図８は、中央コイル２０が並列接続された内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂからなり、それぞれ独立したインバータを用いて駆動できる電源装置４０の図７と同様の回路ブロック図である。図８に示す電源装置４０によれば、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂのための別個のインバータおよび共振用コンデンサを設ける必要があるが、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂを独立して駆動できるので、鍋がずれた位置に載置されたときに、載置位置に応じてより効率的に加熱することができる。

本願発明の電源装置４０の駆動制御部６０は、図示のように、検知回路部６２に接続されており、鍋Ｐの載置状態に応じて、各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄに制御信号を与えるものである。すなわち、駆動制御部６０は、検知回路部６２で検出された中央コイル２０ａ，２０ｂと周辺コイル３０ａ〜３０ｄに流れる電流量に関する信号（鍋Ｐの載置状態を示すデータ）を受け、鍋Ｐが載置されていないか、あるいは鍋Ｐの載置面積が所定値より小さいと判断した場合には、その加熱コイル２０，３０への高周波電流の供給を停止するように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを選択的に制御する。すなわち本願発明によれば、駆動制御部６０は、鍋Ｐの載置状態に応じた制御信号を各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄに供給することにより、中央コイル２０ａ，２０ｂおよび周辺コイル３０ａ〜３０ｄへの給電を独立して制御することができる。

次に具体的な動作について説明する。図９および図１０は、鍋Ｐの載置状態と、これに応じて中央コイル２０ａ，２０ｂおよび周辺コイル３０ａ〜３０ｄの駆動状態（各インバータ４８，５０が高周波電流を供給している状態）を図示するものであり、図中ハッチングを付したコイルが駆動状態（ＯＮ状態）にあり、それ以外のコイルが非駆動状態（ＯＦＦ状態）にあることを示す。

図９（ａ）は、いわゆる小鍋（たとえば直径が約１２０ｍｍ）がトッププレート３上の適正位置に載置された状態を示すものである。このとき検知回路部６２は、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂの上方のみに鍋Ｐが載置されたことを検出し、これを示す載置状態信号を駆動制御部６０に送信し、これを受けた駆動制御部６０が内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂだけに高周波電流を供給するようにそれぞれのインバータ４８ａ，４８ｂを駆動する。また、図９（ｂ）は、小鍋より小さい極小鍋（たとえば直径が約５５ｍｍ）がトッププレート３上の適正位置に載置された状態を示し、検知回路部６２は内側中央コイル２０ａの上方のみに鍋Ｐが載置されたことを示す載置状態信号を駆動制御部６０に送信し、駆動制御部６０が内側中央コイル２０ａだけに給電するようにインバータ４８ａを駆動する。

図９（ｃ）は、通常の大きさを有する鍋Ｐ（たとえば直径が約２００ｍｍ）がトッププレート３上の適正位置に載置された状態を示すものである。このとき検知回路部６２は、中央コイル２０ａ，２０ｂおよびすべての周辺コイル３０ａ〜３０ｄの上方に鍋Ｐが載置されたことを示す載置状態信号を駆動制御部６０に送信し、駆動制御部６０が中央コイル２０ａ，２０ｂおよびすべての周辺コイル３０ａ〜３０ｄに高周波電流を供給するように各インバータ４８，５０を駆動させる。さらに大きな鍋Ｐ（たとえば直径が約３００ｍｍ）がトッププレート３上の適正位置に載置された場合にも、図９（ｃ）に示すように全ての加熱コイルを駆動させることで対応できる。

中央コイル２０の外径、ならびに周辺コイル３０ａ〜３０ｄを含むＩＨ加熱部１０全体としての外径は、これに限定するものではないが、それぞれ約１００〜１４０ｍｍおよび約１６０〜３００ｍｍであってもよく、好適には約１１０〜１３０ｍｍ、約１８０〜２６０ｍｍであってもよい。

上記のように、本願発明によれば、鍋Ｐの載置状態に応じて、とりわけ任意の大きさを有する鍋（被加熱体）Ｐの大きさに応じて、各加熱コイル２０，３０を選択的に制御・駆動できるので、効率よく鍋Ｐを加熱するとともに、加熱に寄与しない不要な磁束の発生を抑制することができる。

また、図９（ｄ）に示すように鍋Ｐが載置された場合、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂを駆動せず（ＯＦＦ状態とし）、かつ、すべての周辺コイル３０ａ〜３０ｄを駆動する（ＯＮ状態とする）ことにより、フライパンなどの鍋肌（鍋Ｐの側面）だけを余熱するといった新規な調理方法（加熱方法）を提供することができる。

さらに、図９（ｅ）に示すように鍋Ｐが円形ではなく楕円形の平面形状を有し、中央コイル２０ａ，２０ｂおよび図中右上および左下の周辺コイル３０ａ，３０ｃの上方に鍋Ｐが載置された場合、検知回路部６２はその載置状態に対応する信号を駆動制御部６０に供給し、駆動制御部６０は上記加熱コイル２０ａ，２０ｂ，３０ａ，３０ｃだけに高周波電流を供給する（ＯＮ状態とする）ように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ，５０ｃを駆動する。したがって、楕円形状の鍋Ｐを効率的に加熱できない図中右下および左上の周辺コイル３０ｂ，３０ｄを駆動しない（ＯＦＦ状態とする）ことにより、電力を有効活用できる熱変換効率の高い（省エネタイプの）誘導加熱調理器１を実現することができる。さらに鍋Ｐで覆われていない周辺コイル３０ｂ，３０ｄに高周波電流を流さないので、加熱に寄与しない不要な磁束の発生を抑制することができる。

同様に、図９（ｆ）に示すように鍋Ｐが矩形である場合も、検知回路部６２を用いて鍋Ｐの載置状態を検出し、駆動制御部６０を用いて、鍋Ｐの載置状態に応じて効率的に加熱できる加熱コイル２０，３０に給電するように各インバータ４８，５０を制御することができる。以上のように、本願発明によれば、給電すべき加熱コイルを的確に選択することにより、鍋Ｐの任意の平面形状に対応可能な誘導加熱調理器を提供することができる。

また本願発明によれば、詳細下記のように、鍋Ｐがトッププレート３上の適正位置から逸脱して載置された場合であっても、鍋Ｐの載置状態を検出し、給電すべき加熱コイルを適宜選択することにより、鍋Ｐの載置状態に応じて鍋Ｐを効率的に加熱可能な誘導加熱調理器を実現することができる。

すなわち、鍋Ｐが図１０（ａ）に示す適正位置に載置された状態から図１０（ｂ）中の矢印に示す右方向へずれて載置された場合、検知回路部６２は中央コイル２０ａ，２０ｂおよび図中右上および右下の周辺コイル３０ａ，３０ｂの上方に鍋Ｐが載置されたことを示す載置状態信号を駆動制御部６０に送信し、その信号を受信した駆動制御部６０が中央コイル２０ａ，２０ｂおよび周辺コイル３０ａ，３０ｂにのみ高周波電流を供給する（ＯＮ状態とする）ように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ，５０ｂを制御する。

また、鍋Ｐが図１０（ｃ）中の矢印に示す右上方向へ少しだけずれて載置された場合、駆動制御部６０は、図中左下の周辺コイル３０ｃを除くすべての加熱コイル２０，３０をＯＮ状態とするように各インバータ４８，５０を制御する。そして、図１０（ｄ）の矢印で示すように、右上方向へさらに逸脱して載置された場合には、駆動制御部６０は、中央コイル２０ａ，２０ｂおよび図中右上の周辺コイル３０ａのみＯＮ状態とするように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａを制御する。なお、上記ではコイルのＯＮ／ＯＦＦのみについて記載しているが、検知回路部６２からの検出信号に応じて高周波電流量の大小を制御してもよい。

上記のように、本願発明に係る誘導加熱調理器１によれば、鍋Ｐがトッププレート３上の適正位置からずれて載置されたとしても、鍋Ｐの載置状態を正確に検出し、給電すべき加熱コイル２０，３０を的確に選択することにより、鍋Ｐの載置状態に応じて、電力を有効活用できる熱変換効率の高い（省エネタイプの）誘導加熱調理器１を実現することができるとともに、加熱に寄与しない不要な磁束の発生を抑制することができる。
なお周辺コイル３０は、図３に示す位置に限定されず、中央コイル２０ａ，２０ｂの中心に対して４５度回転した位置に配置してもよく、上記と同様に動作するものである。

さらに駆動制御部６０は、図３に示す外側中央コイル２０ｂと周辺コイル３０ａ〜３０ｄが隣接する領域において、上記加熱コイルに流れる電流が同一方向に流れるように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御してもよい。
一般に、上記隣接領域において鍋に流れる渦電流Ｉによる発熱量Ｗは、渦電流Ｉの二乗に比例し（Ｗ＝Ｒ×Ｉ^２，Ｒ：鍋の抵抗値）、上述のように加熱コイルに流れる電流方向を一致させることにより、好適にも、外側中央コイル２０ｂと周辺コイル３０ａ〜３０ｄにより形成される交流磁場が隣接領域において干渉し合うことを防止して、鍋Ｐに流れる電流Ｉを増大させるとともに、実質的に長い距離範囲に及ぶ隣接領域にわたって発熱効率を増大させることができる。

実施の形態２．
図１１〜図１９を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態２について以下詳細に説明する。実施の形態２の誘導加熱調理器は、駆動制御部６０が各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄのＯＮ状態となるタイミングを制御する点を除き、実施の形態１の誘導加熱調理器１と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。

実施の形態１において、本願発明によれば、鍋Ｐの載置状態（鍋Ｐ大きさ、載置位置等）に応じて、各インバータ４８，５０を選択的に制御することにより、加熱効率の最適化、および加熱に寄与しない不要な磁束の発生の抑制を図ることができることについて説明したが、これに加えて、本願発明に係る駆動制御部６０は、以下詳細に説明するように、各インバータ４８，５０に高周波電流を供給するタイミングを任意にプログラムすることにより、調理具材の焦げ付きを防止することができる。

図１１、図１３、図１５、図１６および図１８は本願発明に係る各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄのさまざまな駆動方式を示すタイミングチャートであり、図１２、図１４、図１７および図１９は各駆動方式で駆動される各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄにより加熱される加熱コイル２０ａ，２０ｂ，３０ａ〜３０ｄの各駆動期間におけるＯＮ状態を示す概略図である。

図１１のタイミングチャートに示す交互に駆動する方式において、駆動制御部６０は、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂを常にＯＮ状態とした上で、
ステップＡ：期間ｔ_Ａにおいて、周辺コイル３０ａ，３０ｃをＯＮ状態とし、周辺コイル３０ｂ，３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１２（ａ））、
ステップＢ：期間ｔ_Ｂにおいて、周辺コイル３０ａ，３０ｃをＯＦＦ状態とし、周辺コイル３０ｂ，３０ｄがＯＮ状態に駆動し（図１２（ｂ））、
上記ステップＡおよびステップＢを反復するように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御する。
このとき、周辺コイル３０ａ，３０ｃおよび周辺コイル３０ｂ，３０ｄが鍋Ｐを時間的に交互に加熱するため、その上方に載置された鍋Ｐの内部に収容された水分等の調理具材に所定の対流が形成される。これにより、鍋Ｐ内の調理具材が均一に加熱され、一部の調理具材が過熱されることを抑制して、いわゆる焦げ付きを防止することができる。

図１３のタイミングチャートに示す半径方向に順次駆動する方式において、駆動制御部６０は、
ステップＡ：期間ｔ_Ａにおいて、内側中央コイル２０ａのみをＯＮ状態とし、他の加熱コイルをＯＦＦ状態とし（図１４（ａ））、
ステップＢ：期間ｔ_Ｂにおいて、外側中央コイル２０ｂのみをＯＮ状態とし、他の加熱コイルをＯＦＦ状態とし（図１４（ｂ））、
ステップＣ：期間ｔ_Ｃにおいて、すべての周辺コイル３０ａ〜３０ｄをＯＮ状態とし、中央コイル２０ａ，２０ｂをＯＦＦ状態に駆動し（図１４（ｃ））、
上記ステップＡ〜ステップＣを反復するように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御する。
このとき、中央コイル２０ａ，２０ｂおよび周辺コイル３０ａ〜３０ｄが鍋Ｐを半径方向に順次加熱するため、その上方に載置された鍋Ｐの内部に収容された水分等の調理具材に半径方向の対流を形成することができる。このように、鍋Ｐ内の調理具材を半径方向に対流させることにより、調理具材を均一に加熱し、焦げ付きを防止することができる。
なお、上述する半径方向の加熱の順序はこれに限定されるものではなく、任意の順序であっても同様の効果を得ることができる。

図１５および図１６のタイミングチャートに示す周方向に順次駆動する方式において、駆動制御部６０は、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂを常にＯＮ状態とした上で（図１５）、あるいは中央コイル２０ａ，２０ｂが直列接続されている場合には中央コイル２０を常にＯＮ状態とした上で（図１６）、
ステップＡ：期間ｔ_Ａにおいて、周辺コイル３０ａをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ｂ〜３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１７（ａ））、
ステップＢ：期間ｔ_Ｂにおいて、周辺コイル３０ｂをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ａ，３０ｃ，３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１７（ｂ））、
ステップＣ：期間ｔ_Ｃにおいて、周辺コイル３０ｃをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ａ，３０ｂ，３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１７（ｃ））、
ステップＤ：期間ｔ_Ｄにおいて、周辺コイル３０ｄをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ａ〜３０ｃをＯＦＦ状態に駆動し（図１７（ｄ））、
上記ステップＡ〜ステップＤを反復するように各インバータ４８，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御する。
このとき、周辺コイル３０ａ〜３０ｄが鍋Ｐを周方向に順次加熱するため、その上方に載置された鍋Ｐの内部に収容された水分等の調理具材において周方向の対流を形成することができる。こうして、鍋Ｐ内の調理具材を周方向に対流させることにより、調理具材を均一に加熱し、焦げ付きを防止することができる。
なお、上述する周方向の加熱の順序はこれに限定されるものではなく、任意の順序であっても同様の効果を得ることができる。

上記説明した各駆動方式は、実施の形態１にも同様に適用することができる。すなわち、鍋Ｐがたとえば右方向にずれて載置された場合、周辺コイル３０ｃ，３０ｄは駆動されないが（図１９参照）、図１８のタイミングチャートに示す位置ずれ時順次駆動方式において、駆動制御部６０は、内側中央コイル２０ａを常にＯＮ状態とした上で、
ステップＡ：期間ｔ_Ａにおいて、外側中央コイル２０ｂをＯＮ状態とし、周辺コイル３０ａ〜３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１９（ａ））、
ステップＢ：期間ｔ_Ｂにおいて、周辺コイル３０ａをＯＮ状態とし、外側中央コイル２０ｂおよび周辺コイル３０ｂ〜３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１９（ｂ））、
ステップＣ：期間ｔ_Ｃにおいて、周辺コイル３０ｂをＯＮ状態とし、外側中央コイル２０ｂおよび周辺コイル３０ａ，３０ｃ，３０ｄをＯＦＦ状態に駆動し（図１９（ｃ））、
上記ステップＡ〜ステップＣを反復するように各インバータ４８，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御する。
このとき、外側中央コイル２０ｂおよび周辺コイル３０ａ，３０ｂが鍋Ｐを順次加熱するため、その上方に載置された鍋Ｐの内部に収容された水分等の調理具材に周方向の対流を形成することができる。こうして、鍋Ｐが適正位置から逸脱して載置された場合であっても、鍋Ｐ内の調理具材を所定方向に対流させることにより、調理具材を均一に加熱し、焦げ付きを防止することができる。

なお、上記説明において、期間ｔ_Ａ〜ｔ_Ｄは一定の時間であるように図示したが、加熱コイル２０，３０の配置位置および断面積に応じて調整することができ、たとえば図１８の位置ずれ時順次駆動方式において、期間ｔ_Ｂおよび期間ｔ_Ｃを期間ｔ_Ａより長くなるように設定してもよい。さらに、上記ではコイルのＯＮ／ＯＦＦのみについて記載しているが、各加熱コイルに異なる量の高周波電流量を供給してもよい。
なお実施の形態１と同様、実施の形態２の周辺コイル３０は、図３に示す位置に限定されず、中央コイル２０ａ，２０ｂの中心に対して４５度回転した位置に配置してもよく、上記と同様に動作するものである。

特開平１１−２１４１３８号公報 特公平２−４５３１３号公報 実公平７−２２８７６号公報 特開２００７−２８７５９０号公報

本願発明に係る実施の形態１による誘導加熱調理器の全体を概略的に示す斜視図である。 図１の誘導加熱調理器の平面図である。 （ａ）は本願発明に係るＩＨ加熱部を水平面で切断したときの断面図であり、（ｂ）は中央コイルの拡大図である。 本願発明の変形例によるＩＨ加熱部の図３と同様の断面図である。 本願発明の別の変形例によるＩＨ加熱部の図３と同様の断面図である。 本願発明の加熱コイル、電源回路、検知回路部、および駆動制御部との関係を模式的に示した図である。 中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するための回路ブロック図である。 内側中央コイル、外側中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するための回路ブロック図である。 鍋の載置状態と各加熱コイルの駆動状態を示す図３と同様の断面図である。 鍋の載置状態と各加熱コイルの駆動状態を示す図３と同様の断面図である。 本願発明に係る実施の形態２による誘導加熱調理器の各インバータの交互駆動方式を示すタイミングチャートである。 図１１に示す交互駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。 各インバータの半径方向順次駆動方式を示すタイミングチャートである。 図１３に示す半径方向順次駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。 各インバータの周方向順次駆動方式を示すタイミングチャートであり、内側中央コイル、外側中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するものである。 各インバータの周方向順次駆動方式を示すタイミングチャートであり、中央コイルおよび各周辺コイルを駆動するものである。 図１５および図１６に示す周方向順次駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。 各インバータの位置ずれ時順次駆動方式を示すタイミングチャートである。 図１８に示す位置ずれ時順次駆動方式で駆動されるときの加熱コイルのＯＮ状態を示す概略図である。

図８は、中央コイル２０が内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂからなり、それぞれ独立したインバータを用いて駆動できる電源装置４０の図７と同様の回路ブロック図である。図８に示す電源装置４０によれば、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂのための別個のインバータおよび共振用コンデンサを設ける必要があるが、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂを独立して駆動できるので、鍋がずれた位置に載置されたときに、載置位置に応じてより効率的に加熱することができる。

図１１のタイミングチャートに示す交互に駆動する方式において、駆動制御部６０は、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂを常にＯＮ状態とした上で、
ステップＡ：期間ｔ_Ａにおいて、周辺コイル３０ａ，３０ｃをＯＮ状態とし、周辺コイル３０ｂ，３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１２（ａ））、
ステップＢ：期間ｔ_Ｂにおいて、周辺コイル３０ａ，３０ｃをＯＦＦ状態とし、周辺コイル３０ｂ，３０ｄをＯＮ状態に駆動し（図１２（ｂ））、
上記ステップＡおよびステップＢを反復するように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御する。
このとき、周辺コイル３０ａ，３０ｃおよび周辺コイル３０ｂ，３０ｄが鍋Ｐを時間的に交互に加熱するため、その上方に載置された鍋Ｐの内部に収容された水分等の調理具材に所定の対流が形成される。これにより、鍋Ｐ内の調理具材が均一に加熱され、一部の調理具材が過熱されることを抑制して、いわゆる焦げ付きを防止することができる。

図１５および図１６のタイミングチャートに示す周方向に順次駆動する方式において、駆動制御部６０は、内側中央コイル２０ａおよび外側中央コイル２０ｂを常にＯＮ状態とした上で（図１５）、あるいは中央コイル２０ａ，２０ｂが直列接続されている場合には中央コイル２０を常にＯＮ状態とした上で（図１６）、
ステップＡ：期間ｔ_Ａにおいて、周辺コイル３０ａをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ｂ〜３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１７（ａ））、
ステップＢ：期間ｔ_Ｂにおいて、周辺コイル３０ｂをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ａ，３０ｃ，３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１７（ｂ））、
ステップＣ：期間ｔ_Ｃにおいて、周辺コイル３０ｃをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ａ，３０ｂ，３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１７（ｃ））、
ステップＤ：期間ｔ_Ｄにおいて、周辺コイル３０ｄをＯＮ状態とし、それ以外の周辺コイル３０ａ〜３０ｃをＯＦＦ状態に駆動し（図１７（ｄ））、
上記ステップＡ〜ステップＤを反復するように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御する。
このとき、周辺コイル３０ａ〜３０ｄが鍋Ｐを周方向に順次加熱するため、その上方に載置された鍋Ｐの内部に収容された水分等の調理具材において周方向の対流を形成することができる。こうして、鍋Ｐ内の調理具材を周方向に対流させることにより、調理具材を均一に加熱し、焦げ付きを防止することができる。
なお、上述する周方向の加熱の順序はこれに限定されるものではなく、任意の順序であっても同様の効果を得ることができる。

上記説明した各駆動方式は、実施の形態１にも同様に適用することができる。すなわち、鍋Ｐがたとえば右方向にずれて載置された場合、周辺コイル３０ｃ，３０ｄは駆動されないが（図１９参照）、図１８のタイミングチャートに示す位置ずれ時の順次駆動方式において、駆動制御部６０は、内側中央コイル２０ａを常にＯＮ状態とした上で、
ステップＡ：期間ｔ_Ａにおいて、外側中央コイル２０ｂをＯＮ状態とし、周辺コイル３０ａ〜３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１９（ａ））、
ステップＢ：期間ｔ_Ｂにおいて、周辺コイル３０ａをＯＮ状態とし、外側中央コイル２０ｂおよび周辺コイル３０ｂ〜３０ｄをＯＦＦ状態とし（図１９（ｂ））、
ステップＣ：期間ｔ_Ｃにおいて、周辺コイル３０ｂをＯＮ状態とし、外側中央コイル２０ｂおよび周辺コイル３０ａ，３０ｃ，３０ｄをＯＦＦ状態に駆動し（図１９（ｃ））、
上記ステップＡ〜ステップＣを反復するように各インバータ４８ａ，４８ｂ，５０ａ〜５０ｄを制御する。
このとき、外側中央コイル２０ｂおよび周辺コイル３０ａ，３０ｂが鍋Ｐを順次加熱するため、その上方に載置された鍋Ｐの内部に収容された水分等の調理具材に周方向の対流を形成することができる。こうして、鍋Ｐが適正位置から逸脱して載置された場合であっても、鍋Ｐ内の調理具材を所定方向に対流させることにより、調理具材を均一に加熱し、焦げ付きを防止することができる。

Claims (12)

1. 平面状に捲回された中央コイルと、
   前記中央コイルの周辺に配設された複数の周辺コイルと、
   前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する複数の電源回路部と、
   被加熱体が前記中央コイルおよび前記各周辺コイルの上方に載置されている状態を検出する検知手段と、
   前記検知手段が検出する前記被加熱体の載置状態に応じて、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに選択的に高周波電流が供給されるように前記電源回路部を制御する駆動制御部とを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 検知手段によって被加熱体の載置状態を検出し、電源回路部によって前記被加熱体が載置されたコイルに高周波電流を供給されることを特徴とする請求項１の誘導加熱調理器。
3. 周辺コイルは中央コイルの数より多いことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
4. 中央コイルおよび各周辺コイルは、協働して１つの被加熱体を加熱するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
5. 中央コイルが約１００〜１４０ｍｍの外径を有する被加熱体を加熱するのに適した大きさを有し、かつ、前記中央コイルおよび各周辺コイルが約１６０〜３００ｍｍの外径を有する被加熱体を加熱するのに適した大きさを有することを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
6. 検知手段は、中央コイルおよび各周辺コイルのインピーダンスを検出することにより、被加熱体の載置状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
7. 中央コイルと、該中央コイルの周辺の円周上に配置された複数の周辺コイルと、
   前記中央コイルおよび前記各周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する複数の電源回路部と、
   前記各電源回路部を制御する駆動制御部とを備え、
   前記駆動制御部は、前記中央コイルおよび前記各周辺コイルに被加熱体の載置位置に応じて選択的に任意の大きさの高周波電流が供給されるように前記電源回路部を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
8. 駆動制御部は、各周辺コイルに交互に高周波電流が供給されるように電源回路部を制御することを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱調理器。
9. 複数の中央コイルおよび周辺コイルが半径方向に配列され、駆動制御部は、前記中央コイルおよび前記各周辺コイルに半径方向に沿って順次高周波電流が供給されるように電源回路部を制御することを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱調理器。
10. 複数の中央コイルおよび周辺コイルが周方向に配列され、駆動制御部は、前記中央コイルおよび前記各周辺コイルに周方向に沿って順次高周波電流が供給されるように電源回路部を制御することを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱調理器。
11. 被加熱体が中央コイルおよび各周辺コイルの上方に載置されている状態を検出する検知手段をさらに有し、駆動制御部は、前記検知手段が検出する前記被加熱体の載置状態に応じて、前記中央コイルおよび前記各周辺コイルに選択的に高周波電流が供給されるように各電源回路部を制御することを特徴とする請求項７に記載の誘導加熱調理器。
12. 平面状に円形に配設された中央コイルと、
    前記中央コイルの周辺に配設された複数の周辺コイルと、
    前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する複数の電源回路部と、
    前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに選択的に高周波電流が供給されるように前記電源回路部を制御する駆動制御部とを備え、
    前記周辺コイルは、前記中央コイルに対向する領域が前記中央コイルの外周に沿うように形成されたことを特徴とする誘導加熱調理器。

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