JPWO2013042288A1 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

複数の加熱コイル（１６ａ〜１６ｅ）に高周波電力を供給する複数のインバーター回路（６ａ〜６ｅ）と、各インバーター回路（６ａ〜６ｅ）から加熱コイル（１６ａ〜１６ｅ）に出力する電力または複数のインバーター回路（６ａ〜６ｅ）に入力する電力を検出する電力検出手段（１４ａ〜１４ｅ）と、各インバーター回路（６ａ〜６ｅ）の出力電流を検出する出力電流検出手段（１２ａ〜１２ｅ）と、電力検出手段（１４ａ〜１４ｅ）および出力電流検出手段（１２ａ〜１２ｅ）の検出結果を用いて負荷検知を行う負荷抵抗検出手段（２０）とを備え、制御手段（１９）は火力設定変更の度に、負荷抵抗検出手段（２０）により加熱コイル毎、またはインバーター回路毎に単独通電状態として負荷検知を行い、その負荷検知結果に基づいて加熱コイル（１６ａ〜１６ｅ）毎、またはインバーター回路（６ａ〜６ｅ）毎の電力配分を設定する。

Description

本発明は、一の加熱口に対して複数の加熱コイルを備える誘導加熱調理器に関するもの
である。

従来の誘導加熱調理器においては、例えば、被加熱物を載置する天板と、前記天板の下に近接配置する複数の加熱コイルと、各々の加熱コイルに対して高周波電力を供給する回路と、前記加熱コイル毎に被加熱物が載置されたことを検出する負荷検出手段と、を備えたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８-２９３８７１号公報（請求項２）

上記特許文献１の技術は、加熱コイル毎に負荷の有無を判別し、前記回路は前記負荷検出手段が上方に被加熱物が載置されたことを検出した加熱コイルのみに高周波電流を供給するので、小さい鍋を加熱する場合の加熱効率を改善し、大きな鍋を加熱する場合の温度むらを抑制している。
しかし、複数の加熱コイルが近接して配置され、同時に高周波電流が流されている状態では、隣接する加熱コイル同士の磁気結合の影響により、その加熱コイルの上方に被加熱負荷があるか否かの判別や、被加熱負荷の大きさの判別が困難になり、被調理物を使用者の希望する加熱分布で加熱できない場合がある問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、一の加熱口に対して複数の加熱コイルを有する誘導加熱調理器において、所定の加熱モードが選択された場合の加熱分布を改善したものを得る。

本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物である調理容器を載置する天板と、この天板の下方に配設され、一の加熱口に対して近接して配置された複数の加熱コイルと、加熱コイルを有する複数の負荷回路にそれぞれ高周波電力を供給する複数のインバーター回路と、複数のインバーター回路から複数の負荷回路にそれぞれ出力する電力または複数のインバーター回路にそれぞれ入力する電力を検出する電力検出手段と、複数のインバーター回路の出力電流をそれぞれ検出する出力電流検出手段と、電力検出手段および出力電流検出手段の検出結果を用いて負荷検知を行う負荷検出手段と、電力検出手段、出力電流検出手段および負荷検出手段の検出結果に基づき、複数のインバーター回路を駆動制御する制御手段と、制御回路に加熱の開始・停止や設定火力、加熱モードの指示を入力する操作手段とを備え、負荷検出手段は負荷回路毎に単独通電状態として負荷検知を行うものであり、制御手段は、火力設定変更の度に負荷検知を行い、その負荷検知結果に基づいて加熱コイル毎、またはインバーター回路毎の電力配分を設定する加熱モードを含むものである。

本発明は、操作手段で所定の加熱モードが選択された場合には、制御手段は、火力設定変更の度に負荷検出手段が加熱コイル毎またはインバーター回路毎に単独通電状態とした負荷検知を行うよう制御し、その負荷検知結果に基づいて加熱コイル毎、またはインバーター回路毎の電力配分を設定するので、近接して配置された複数の加熱コイルに同時に高周波電流が流れた状態で負荷検知がなされず、加熱コイル間の磁気結合の影響を抑えた被加熱負荷の検出を行うことができ、その結果に基づき各加熱コイルへの電力分配を行うので、加熱コイル間の磁気結合の影響を排除して、所望の加熱分布で被加熱物を加熱することが出来る。

実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示す図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成を示す図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の一加熱口に対する複数の加熱コイルの配置例を示す図である。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段が実行する加熱制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段における負荷検出手段が実行する負荷検出処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段が実行する目標電力分配処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る誘導加熱調理器のインバーター回路への駆動信号例を示す図である。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器の制御手段における負荷検出手段が実行する負荷検出処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る誘導加熱調理器のインバーター回路への駆動信号例を示す図である。 実施の形態３に係る誘導加熱調理器の制御手段における加熱制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態に係る誘導加熱調理器の別の回路構成を示す図である。 実施の形態に係る誘導加熱調理器のさらに別の回路構成を示す図である。 実施の形態に係る誘導加熱調理器の複数の加熱コイルの別の配置例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示す図である。
図１において、１０１は天板、１０２は本体筐体、１０３は高周波電流を供給する回路、１０４は操作部、１０５は表示手段、１６は加熱コイルである。
天板１０１は、鍋などの被加熱物を載置するためのものであり、鍋の載置位置を表示する加熱口１０６が設けられている。本体筐体１０２の内部には、回路１０３、表示手段１０５、加熱コイル１６が収納されており、その上面に天板１０１を被せ、本体筐体１０２の内部構造を収納する。
回路１０３は、後述の図２で説明する構成を有しており、加熱コイル１６に高周波電流を供給する。
操作部１０４は、ユーザが加熱出力を調整するためのものであり、複数の加熱モードを選択できるものとする。例えば、ホットケーキ等を焼くための均一加熱モードや、加熱分布よりも加熱効率を優先する湯沸し等の加熱モードを選択可能とする。ここで、加熱効率が高いとは、加熱コイルの負荷抵抗値が大きく、少ないコイル電流により大きい加熱出力が得られることを意味する。
表示手段１０５は、液晶表示デバイス等で構成された画面表示装置で、誘導加熱調理器の動作状態を表示する。
加熱コイル１６は、加熱口１０６ごとに複数個隣接して配置されている。本実施の形態では加熱口１０６ごとに５個の加熱コイル１６が配置されている。

図２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の一加熱口分の回路構成を示す図である。 誘導加熱調理器は、交流電源１に接続されており、交流電源１から供給される電力は直流電源回路２で直流電力に変換される。
直流電源回路２は、交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ３と、インバーター回路６ａ〜６ｅごとに設けられたリアクトル４ａ〜４ｅおよび平滑コンデンサ５ａ〜５ｅとにより構成され、後述するように、加熱コイル１６ａ〜１６ｅをそれぞれ有する負荷回路１５ａ〜１５ｅの数に応じて設けられた複数のインバーター回路６ａ〜６ｅに直流電力を供給している。

各インバーター回路６ａ〜６ｅはそれぞれ同一の構成で、それぞれ直流電源回路２の直流母線間に２個直列に接続されたスイッチング素子（上スイッチ）７ａ〜７ｅ、スイッチング素子（下スイッチ）８ａ〜８ｅと、そのスイッチング素子と逆並列に接続されたダイオード９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅとによって形成され、２個直列のスイッチング素子が駆動回路１１ａ〜１１ｅにより高周波で交互にオン・オフ駆動され、その出力端と直流母線の一端との間に高周波電圧を発生する。このインバーター回路６ａ〜６ｅのそれぞれ出力する高周波電圧は、１３ａ〜１３ｅの出力電圧検出手段により検出され、インバーター回路の出力電流は加熱コイルにも流れ、１２ａ〜１２ｅの出力電流検出手段により検出される。また、１４ａ〜１４ｅは、出力電圧検出手段１３ａ〜１３ｅ、出力電流検出手段１２ａ〜１２ｅで検出された出力電圧値と出力電流値（加熱コイル電流値）を積算してインバーター回路の出力電力値を生成する出力電力検出手段である。

各インバーター回路６ａ〜６ｅの出力端と直流電源の低電位側母線との間に負荷回路１５ａ〜１５ｅが接続されている。負荷回路１５ａ〜１５ｅは加熱コイル１６ａ〜１６ｅと共振コンデンサ１７ａ〜１７ｅの直列回路と、前記共振コンデンサ１７ａ〜１７ｅと並列に接続されたクランプダイオード１８ａ〜１８ｅとで構成されている。このクランプダイオード１８ａ〜１８ｅは、加熱コイル１６ａ〜１６ｅと共振コンデンサ１７ａ〜１７ｅの接続点電位を直流電源の低電位側母線電位にクランプする。このクランプダイオード１８ａ〜１８ｅの働きにより、下スイッチ８ａ〜８ｅが導通した状態では加熱コイル１６ａ〜１６ｅに流れる電流は転流しない。

制御手段１９は、各インバーター回路６ａ〜６ｅの駆動制御を行うものであり、各インバーター回路６ａ〜６ｅの出力電流、出力電力に基づき、駆動回路１１ａ〜１１ｅを制御する。また、制御手段１９内に設けられた負荷抵抗検出手段２０は、出力電力検出手段１４ａ〜１４ｅで検出された電力と、出力電流検出手段１２ａ〜１２ｅにより検出された電流から、各負荷回路１５ａ〜１５ｅの負荷抵抗値Ｒを検出するものであり、負荷検出手段を構成する。負荷抵抗値Ｒは下記式により求める。
Ｒ＝（出力電力値）／（出力電流値）^２
この負荷抵抗値Ｒは、各加熱コイル１５ａ〜１５ｅに流れる高周波電流により発生した磁束がその加熱コイル上方に載置された鍋底に鎖交して発生する誘導渦電流による損失（発熱）により増減し、加熱コイルに対向する鍋底が広いほど負荷抵抗値Ｒは大きくなる。したがって、この負荷抵抗値Ｒの値により、その加熱コイル上方に載置されている鍋（負荷）の有無や大きさを判断できる。そこで、加熱コイル上方に適正な鍋が載置されている状態と載置されていない状態とを判別できるように閾値Ｒ１を設定する。閾値Ｒ１は加熱コイルの銅線の巻き数等により異なるが、例えば、数Ω程度（２Ω〜５Ω）に設定する。

図３は本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイルの配置例を示すものである。図３において、（ａ）は加熱コイルの配置を示す側面図であり、（ｂ）は加熱コイルの配置を示す平面図である。本実施の形態に係る誘導加熱調理器の一加熱口には図に示すように５個の加熱コイル１６ａ〜１６ｅが近接して配置され、天板１０１を介して加熱コイル１６ａ〜１６ｅの上方に被加熱物である調理容器の鍋２２が載置されている。

図４は本実施の形態に係る誘導加熱調理器の制御手段１９による加熱制御処理を示すフローチャート、図５は各加熱コイル上方の鍋（負荷）の有無や大きさを判別する負荷検出手段が実行する負荷検出処理を示すフローチャート、図６は各加熱コイルから出力する加熱電力の割り当てを行う目標電力分配処理を示すフローチャートである。以下、これらのフローチャートを用いて、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段における動作について説明する。

図４において、まず、制御手段１９は、操作部１０４から火力設定等の加熱要求の指示入力の有無を判断し（ステップ１）、加熱要求があった場合には加熱コイル１６ａ〜１６ｅの上方に加熱する鍋が載置されているか判断するため、負荷検出処理を実行する（ステップ２）。

図５に示すように、負荷検出処理では、まず、駆動回路１１ａを制御して加熱コイル１６ａ用のインバーター回路６ａを駆動し、加熱コイル１６ａを含む負荷回路１５ａに所定の高周波電圧を印加する（ステップ２−１−１）。このとき、他の加熱コイル１６ｂ〜１６ｅをそれぞれ含む負荷回路１５ｂ〜１５ｅには高周波電圧が印加されないように制御する。そして、出力電流検出手段１２ａ、出力電力検出手段１４ａにより、加熱コイル１６ａの高周波電流と、インバーター回路６ａから出力される高周波電力を検出し（ステップ２−１−２）、その電力値Ｗと出力電流値Ｉから負荷抵抗検出手段２０が負荷抵抗値Ｒ（＝Ｗ／Ｉ^２ ）を算出する（ステップ２−１−３）。そして、その負荷抵抗値Ｒにより加熱コイル１６ａの上方に適正な鍋が載置されているか否かを判別する（ステップ２−１−４）。負荷抵抗値Ｒが閾値Ｒ１未満の場合には、適正負荷なしと判断して目標電力分配用の抵抗値データをＲａ＝０とする（ステップ２−１−５）。また、負荷抵抗値ＲがＲ１以上の場合には負荷状態を負荷ありとするとともに目標電力分配用の負荷抵抗値データをＲａ＝Ｒとする（ステップ２−１−６）。以上で、加熱コイル１６ａに係るインバーター回路負荷検出処理（ステップ２−１）を終了する。

以下、同様にして、加熱コイル１６ｂ〜１６ｅについて、その加熱コイルの上方に適正な鍋が載置されているか否かを判別するとともに、載置されている鍋（負荷）２２の大きさに関連する目標電力分配用の負荷抵抗値データを取得するため、インバーター回路負荷検出処理を行う（ステップ２−２〜２−５）。このときも、各加熱コイル毎に、その加熱コイルを含む負荷回路のみに高周波電圧を印加し、他の加熱コイルを含む負荷回路には高周波電圧が印加されないように制御する。

図４に戻り、負荷検出処理（ステップ２）終了後、上方に適正負荷が載置されていた加熱コイルの有無を判断し（ステップ３）、いずれの加熱コイルの上方にも適正負荷が無かった場合にはステップ１へ戻る。いずれかの加熱コイルの上方に適正負荷があった場合には、各加熱コイル１６ａ〜１６ｅの目標電力分配処理を行う（ステップ４）。

図６に示すように、目標電力分配処理は、操作部１０４で設定された全体の加熱出力Ｗａｌｌを加熱コイル１６ａ〜１６ｅごとの目標電力に各加熱コイルの負荷抵抗値データに基づいて分配する。

まず、加熱コイル１６ａについて（ステップ４−１）、適性負荷があったかを判定し（ステップ４−１−１）、適性負荷がなかった場合には目標電力を０とする（ステップ４−１−２）。適正負荷があった場合には、加熱コイル１６ａの目標電力Ｗａを全体の設定加熱電力Ｗａｌｌと負荷検知手段で検出した各負荷抵抗値Ｒａ〜Ｒｅから、
Ｗａ＝Ｗａｌｌ×Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ＋Ｒｅ）
と設定する（ステップ４−１−３）。

同様に、加熱コイル１６ｂ〜１６ｅについて、それぞれ目標電力の設定処理を行う（ステップ４−２〜４−５）。なお、各加熱コイルの目標電力は、
Ｗｂ＝Ｗall×Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ＋Ｒｅ）・・・（ステップ４−２−３） Ｗｃ＝Ｗall×Ｒｃ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ＋Ｒｅ）・・・（ステップ４−３−３） Ｗｄ＝Ｗall×Ｒｄ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ＋Ｒｅ）・・・（ステップ４−４−３） Ｗｅ＝Ｗall×Ｒｅ／（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ＋Ｒｅ）・・・（ステップ４−５−３）のように、各加熱コイルの負荷抵抗値Ｒに比例した値に設定される。このように設定すると、各コイル加熱コイル１６ｂ〜１６ｅが同じコイルであれば各コイルの加熱密度［（加熱コイルの出力）／（加熱コイルの鍋に対向する部分の面積）］を同一にすることができる。

図４に戻り、各加熱コイルの目標電力の設定（ステップ４）が完了すると、上方に適正負荷が載置されていると判断された加熱コイルのインバーター回路について駆動回路を制御してインバーター出力を開始し（ステップ５）、出力電流検出手段１２ａ〜１２ｅおよび出力電力検出手段１４ａ〜１４ｅにより各インバーター回路６ａ〜６ｅの出力電流および電力を検出する（ステップ６）。そして、加熱コイル１６ａ〜１６ｅ毎にインバーター回路６ａ〜６ｅの出力制御処理を行う。

加熱コイル１６ａの出力制御処理（ステップ７）では、まず、インバーター回路６ａを駆動中か判断し（ステップ７−１）、駆動中でなければ処理を終了し、駆動中であれば加熱コイル１６ａを流れるインバーター回路６ａの出力電流が過大か否か判断し（ステップ７−２）、過大でなければ加熱コイル１６ａの目標電力Ｗａと検出電力Ｗを比較する（ステップ７−３）。その結果、加熱コイル１６ａの検出電力の方が目標電力より小さい場合にはインバーター回路出力を増大させる制御を行い（ステップ７−４）、検出電力と目標電力が略同等であればインバーター回路出力をそのまま維持する。ステップ７−２で加熱コイル１６ａの電流が過大であると判断した場合や、ステップ７−３で検出電力Ｗの方が目標電力Ｗａより大きいと判断した場合には、インバーター回路出力を減少させる制御を行う（ステップ７−５）。
他の加熱コイル１６ｂ〜１６ｅについても、加熱コイル１６ａと同様にインバーター回路６ｂ〜６ｅを制御する（ステップ８〜１１）。

次いで、操作部１０４からの加熱停止要求が無いか判断し（ステップ１２）、停止要求があった場合には駆動回路１１ａ〜１１ｅを制御して全インバーター回路６ａ〜６ｅの駆動を停止し（ステップ１３）、ステップ１へ戻る。
ステップ１２で加熱停止要求がなかった場合には、設定火力変更要求の有無を判断し（ステップ１４）、火力変更要求が無ければそのままステップ６へ戻る。一方、火力変更要求があった場合には操作部１０４で選択されている加熱モードを判定し（ステップ１５）、選択されていた加熱モードが加熱分布制御を優先する加熱モード（例えば均一加熱モード（大径鍋の鍋底全体を均一に加熱するモード、鍋外周部の加熱を高めるため外加熱コイルの加熱密度を高める、鍋外周部重視の加熱モード）等）の場合には、駆動回路１１ａ〜１１ｅを制御して全インバーター回路６ａ〜６ｅの駆動を停止し（ステップ１６）、ステップ２の負荷検出手段に戻って加熱コイル毎の負荷検出処理を行い、各加熱コイル上方の被加熱物（鍋）の大きさに関連する負荷抵抗値Ｒａ〜Ｒｅを検出する。その際のインバーター回路の駆動信号例を図７に示す。

ステップ１５で選択されていた加熱モードが加熱分布より加熱効率や操作性を優先する加熱モードであった場合には、ステップ４に戻って、加熱開始時に検出した各加熱コイルの負荷抵抗値に基づき火力の配分を行う。

以上のように本実施の形態では、一の加熱口に対して複数の加熱コイルが隣接して配置され、上方に被加熱物（鍋）が載置されている加熱コイルのみに高周波電流を流す誘導加熱調理器において、設定火力変更毎に複数加熱コイルへの同時通電を停止し、加熱コイル毎の負荷検出手段を行う、均一加熱モード等の所定の加熱モードを含むので、この加熱モードでは、随時、加熱コイル間の磁気結合の影響を排除した加熱コイル毎の被加熱物の有無・大きさを検出し、所望の加熱分布となるよう電力分配して制御するとともに、その他の加熱モードでは、火力変更時等に負荷検出手段のため加熱出力や加熱効率を低下させることないので、加熱モードに応じた調理の仕上がりを確実に実現しつつ、操作性・加熱効率の低下を極力抑えた誘導加熱調理器を得ることができる。

実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の制御手段における負荷検出手段が実行する負荷検出処理を示すフローチャートであり、図９は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器の駆動信号例である。実施の形態１に係る誘導加熱調理器の制御手段の負荷検出手段が実行する負荷検出処理は、隣接して配置された加熱コイル間の磁気結合の影響を回避するために、加熱コイルを有する負荷回路一つ一つに順次高周波電流を流して当該加熱コイル上方に載置された被加熱物（鍋）を検出することとしたが、本実施の形態２は、負荷検出処理時に、隣接しない加熱コイルを有する負荷回路の組については同時に高周波電流を通電することにより、負荷検知時間の短縮を図ったものである。なお、本実施の形態２に係る誘導加熱調理器は実施の形態１と同様に、回路構成は図２、加熱コイルの配置は図３、制御手段１９の加熱制御処理は図４のフローチャートであるものとする。

本実施の形態２における負荷検出処理は、図８において、加熱コイル１６ａの負荷検出処理（ステップ２−１）を行うべく、駆動回路１１ａを制御してインバーター回路６ａを駆動し、所定の高周波出力を行い（ステップ２−１−１）、出力電流検出手段１２ａおよび電力検出手段１４ａにより加熱コイル１６ａに流れる高周波電流および高周波電力を検出する（ステップ２−１−２）。そして、加熱コイル１６ａについて検出した出力電流と電力から負荷抵抗値Ｒ（ａ）を算出し（ステップ２−１−３）、加熱コイル１６ａの上方の被加熱負荷（鍋）の有無を判定すべく、負荷抵抗値の閾値Ｒ１と比較する（ステップ２−１−４）。その結果、負荷抵抗値Ｒ（ａ）が閾値Ｒ１より小さかった場合には加熱コイル１６ａの上方には被加熱負荷無し、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒａ＝０とする（ステップ２−１−５）。一方、負荷抵抗値Ｒ（ａ）が閾値Ｒ１以上であった場合には、加熱コイル１６ａの上方には被加熱物あり、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒａ＝Ｒ（ａ）とする（ステップ２−１−６）。

次に、隣接していない加熱コイル１６ｂと加熱コイル１６ｃの負荷検出処理（ステップ２−６）を行うべく、駆動回路１１ｂ、１１ｃを制御してインバーター回路６ｂ、６ｃを駆動し、所定の高周波出力を行い（ステップ２−６−１）、出力電流検出手段１２ｂ、１２ｃおよび電力検出手段１４ｂ、１４ｃにより加熱コイル１６ｂ、１６ｃに流れる高周波電流および高周波電力を検出する（ステップ２−６−２）。そして、加熱コイル１６ｂ、１６ｃについて検出した出力電流と電力から負荷抵抗値Ｒ（ｂ）、Ｒ（ｃ）を算出し（ステップ２−６−３）、加熱コイル１６ｂの上方の被加熱負荷（鍋）の有無を判定すべく、負荷抵抗値の閾値Ｒ１と比較する（ステップ２−６−４）。その結果、負荷抵抗値Ｒ（ｂ）が閾値Ｒ１より小さかった場合には加熱コイル１６ｂの上方には被加熱負荷無し、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｂ＝０とする（ステップ２−６−５）。一方、負荷抵抗値Ｒ（ｂ）が閾値Ｒ１以上であった場合には、加熱コイル１６ｂの上方には被加熱物あり、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｂ＝Ｒ（ｂ）とする（ステップ２−６−６）。

次いで、加熱コイル１６ｃの上方の被加熱負荷（鍋）の有無を判定すべく、負荷抵抗値の閾値Ｒ１と比較する（ステップ２−６−７）。その結果、負荷抵抗値Ｒ（ｃ）が閾値Ｒ１より小さかった場合には加熱コイル１６ｃの上方には被加熱負荷無し、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｃ＝０とする（ステップ２−６−８）。一方、負荷抵抗値Ｒ（ｃ）が閾値Ｒ１以上であった場合には、加熱コイル１６ｃの上方には被加熱物あり、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｃ＝Ｒ（ｃ）とする（ステップ２−６−９）。

次いで、上記隣接していない加熱コイル１６ｂ、１６ｃの負荷検出処理（ステップ２−６）と同様に、隣接していない加熱コイル１６ｄと加熱コイル１６ｅの負荷検出処理（ステップ２−７）を行うべく、駆動回路１１ｄ、１１ｅを制御してインバーター回路６ｄ、６ｅを駆動し、所定の高周波出力を行い（ステップ２−７−１、図示せず、ステップ２−６−１に対応。）、出力電流検出手段１２ｄ、１２ｅおよび電力検出手段１４ｄ、１４ｅにより加熱コイル１６ｄと加熱コイル１６ｅに流れる高周波電流および高周波電力を検出する（ステップ２−７−２、図示せず、ステップ２−６−２に対応。）。そして、加熱コイル１６ｄ、１６ｅについて検出した出力電流と電力から負荷抵抗値Ｒ（ｄ）、Ｒ（ｅ）を算出し（ステップ２−７−３、図示せず、ステップ２−６−３に対応。）、加熱コイル１６ｄの上方の被加熱負荷（鍋）の有無を判定すべく、負荷抵抗値の閾値Ｒ１と比較する（ステップ２−７−４、図示せず、ステップ２−６−４に対応。）。その結果、負荷抵抗値Ｒ（ｄ）が閾値Ｒ１より小さかった場合には加熱コイル１６ｄの上方には被加熱負荷無し、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｄ＝０とする（ステップ２−７−５、図示せず、ステップ２−６−５に対応。）。一方、負荷抵抗値Ｒ（ｄ）が閾値Ｒ１以上であった場合には、加熱コイル１６ｄの上方には被加熱物あり、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｄ＝Ｒ（ｄ）とする（ステップ２−７−６、図示せず、ステップ２−６−７に対応。）。

次いで、加熱コイル１６ｅの上方の被加熱負荷（鍋）の有無を判定すべく、負荷抵抗値の閾値Ｒ１と比較する（ステップ２−７−７、図示せず、ステップ２−６−７に対応。）。その結果、負荷抵抗値Ｒ（ｅ）が閾値Ｒ１より小さかった場合には加熱コイル１６ｅの上方には被加熱負荷無し、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｅ＝０とする（ステップ２−７−８、図示せず、ステップ２−６−８に対応。）。一方、負荷抵抗値Ｒ（ｅ）が閾値Ｒ１以上であった場合には、加熱コイル１６ｅの上方には被加熱物あり、と判断し、加熱電力分配用の抵抗値：Ｒｅ＝Ｒ（ｅ）とする（ステップ２−７−９、図示せず。）。

上記負荷検出処理（ステップ２−１、２−６、２−７）におけるインバーター回路６ａ〜６ｅの駆動信号例を図９に示す。インバーター回路６ｂ、６ｃを同時に駆動し、また、次にインバーター回路６ｄ、６ｅを同時に駆動して負荷検出処理を行うので、各インバーター回路を順次単独で通電して負荷検出処理を行う実施の形態１の場合と比較し、負荷検出処理時間を短縮することができる。

以上のように本実施の形態２では、一の加熱口に対して複数の加熱コイルが隣接して配置され、上方に被加熱物（鍋）が載置されている加熱コイルのみに高周波電流を流す誘導加熱調理器において、設定火力変更毎に複数加熱コイルへの同時通電を停止し、磁気結合の大きい、隣接する加熱コイルを有する負荷回路毎に単独に通電して負荷検知を行い、磁気結合の小さい、隣接しない加熱コイル有する負荷回路毎に負荷検知を行う、均一加熱モード等の加熱モードを含むので、この加熱モードでは、加熱コイル間の磁気結合の影響を排除した加熱コイル毎の被加熱物の有無・大きさの検出を行いつつ、負荷検出処理期間を短縮した誘導加熱調理器を得ることができる。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る誘導加熱調理器の制御手段における加熱制御処理を示すフローチャートである。図４と同一の処理については同一のステップ番号を付し、説明を省略する。なお、本実施の形態３に係る誘導加熱調理器は、実施の形態１と同様に、回路構成は図２であり、加熱コイルの配置は図３であるものとする。

図１０のステップ１４おいて設定火力変更要求の有無を判断し、火力変更要求が無かった場合に操作部１０４で選択されている加熱モードを判定し（ステップ１７）、加熱分布制御を優先する加熱モード（例えば均一加熱モード等）が選択されていた場合には、前回の負荷検出処理実施後、所定時間経過したか判断し（ステップ１８）、所定時間経過していた場合にはステップ１６へ移行して全インバーター回路６ａ〜６ｅの駆動を停止した後、ステップ２の負荷検出手段に戻って加熱コイル毎の負荷検出処理を行う。ステップ１７で選択されていた加熱モードが加熱分布より加熱効率や操作性を優先する加熱モードであった場合や、ステップ１８で所定時間経過前であった場合には、ステップ６に戻って各加熱コイルへの出力制御を行う。

以上のように本実施の形態３では、一の加熱口に対して複数の加熱コイルが隣接して配置され、上方に被加熱物（鍋）が載置されている加熱コイルのみに高周波電流を流す誘導加熱調理器において、設定火力変更毎に複数加熱コイルへの同時通電を停止し、加熱コイル毎の負荷検出手段を行う、均一加熱モード等の所定の加熱モードを含み、この加熱モードでは、さらに所定時間間隔ごとに複数加熱コイルへの同時通電を停止し、加熱コイル毎の負荷検出手段を行うことにより、所定の加熱モードで加熱中、設定火力の変更指示がなくとも、使用者が鍋振りや鍋の位置をずらしたような場合にも、一加熱コイル間の磁気結合の影響を排除した加熱コイル毎の被加熱物の有無・大きさを検出し、所望の加熱分布となるよう電力分配して制御し、その他の加熱モードでは、火力変更時等に負荷検出手段のため加熱出力や加熱効率を低下させることないので、加熱モードに応じた調理の仕上がりを被加熱物の載置状態の変化によらず確実に実現しつつ、操作性・加熱効率の低下を極力抑えた誘導加熱調理器を得ることができる。

なお、上記実施の形態に係る誘導加熱調理器の直流電源回路２は、整流ダイオードブリッジが１つであり、各インバーター回路の出力電力を検出する出力電力検出手段を備えたものであったが、例えば図１１に示すように、インバーター回路毎に整流ダイオードブリッジを個別に有する直流電源回路２ａ〜２ｅを備え、その入力電流検出手段２３ａ〜２３ｅと入力電圧検出手段２４ａ〜２４ｅによりインバーター回路の入力電力値を検出する回路構成の誘導加熱調理器であってもよい。

なお、上記実施の形態に係る誘導加熱調理器の回路構成（図２）は、インバーター回路６の出力電力検出手段１４を有するものであったが、図１１に示すように、インバーター回路６毎に直流電源回路２を独立に備え、その直流電源回路への入力電流および入力電圧を検出する入力電流検出手段２３と入力電圧検出手段２４を有する回路構成であってもよい。入力電流検出手段２３および入力電圧検出手段２４で検出される入力電流値および入力電圧値を積算することにより、インバーター回路６に入力される入力電力に相当する値が算出できるので、入力電流検出手段２３と入力電圧検出手段２４が入力電力検出手段を構成する。

また、上記実施の形態に係る誘導加熱調理器の図２および図１１に示した回路構成は、一つの加熱コイルを有する負荷回路に、一つのインバーター回路が対応しているものであったが、図１２に示すように、一の負荷回路に加熱コイルを複数有する回路構成例であってもよい。これらの加熱コイルは、隣接しない加熱コイルの組とすることが望ましい。このような回路構成であっても、各インバーター回路の負荷回路の抵抗値を、所定の加熱モードの場合に各インバーター回路を個別に駆動して被加熱物の有無を判別することとすれば、インバーター回路毎に正確に被加熱物の有無や大きさを判別できる。

また、上記実施の形態では、一加熱口に対する加熱コイルの数は５個のものを示したが、この加熱コイルの数は５個に限らず、例えば図１３に示すように７個や９個等であってもよい。

なお、上記した３つの実施の形態は、単独で実施するたけでなく、それぞれ組み合わせて実施してもよい。例えば、実施の形態３を実施の形態２と組み合わせて実施してもよく、同様の効果を奏する。

１ 交流電源、２、２ａ〜２ｅ 直流電源回路、３、３ａ〜３ｅ 整流ダイオードブリッジ、４ａ〜４ｅ リアクトル、５ａ〜５ｅ 平滑コンデンサ、６ａ〜６ｅ インバーター回路、７ａ〜７ｅ 上スイッチ、８ａ〜８ｅ 下スイッチ、９ａ〜９ｅ、１０ａ〜１０ｅ ダイオード、１１ａ〜１１ｅ 駆動回路、１２ａ〜１２ｅ 出力電流検出手段、１３ａ〜１３ｅ 出力電圧検出手段、１４ａ〜１４ｅ 出力電力検出手段、１５ａ〜１５ｅ 負荷回路、１６ａ〜１６ｅ 加熱コイル、１７ａ〜１７ｅ 共振コンデンサ、１８ａ〜１８ｅ クランプダイオード、１９ 制御手段、２０ 負荷抵抗検出手段、２２ 調理容器、２３ａ〜２３ｅ 入力電流検出手段、２４ａ〜２４ｅ 入力電圧検出手段、１０１ 天板、１０２ 本体筐体、１０３ 回路、１０４ 操作部、１０５ 操作手段、１０６ 加熱口。

本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物である調理容器を載置する天板と、前記天板の下方に配設され、一の加熱口に対して近接して配置された複数の加熱コイルと、前記加熱コイルを有する複数の負荷回路にそれぞれ高周波電力を供給する複数のインバーター回路と、前記複数のインバーター回路から前記複数の負荷回路にそれぞれ出力する電力または前記複数のインバーター回路にそれぞれ入力する電力を検出する電力検出手段と、前記複数のインバーター回路の出力電流をそれぞれ検出する出力電流検出手段と、前記電力検出手段および前記出力電流検出手段の検出結果を用いて負荷検知を行う負荷検出手段と、前記電力検出手段、前記出力電流検出手段および前記負荷検出手段の検出結果に基づき、前記複数のインバーター回路を駆動制御する制御手段と、前記制御手段に加熱の開始・停止および設定火力、加熱モードの指示を入力する操作手段と、を備え、前記負荷検出手段は、前記負荷回路毎に単独通電状態として負荷検知を行うものであり、前記負荷検出手段は、火力設定変更の度に負荷検知を行い、前記制御手段は、その負荷検知結果に基づいて前記加熱コイル毎、または前記インバーター回路毎の電力配分を設定する加熱モードを含むものである。

Claims (4)

1. 被加熱物である調理容器を載置する天板と、
   前記天板の下方に配設され、一の加熱口に対して近接して配置された複数の加熱コイルと、
   前記加熱コイルを有する複数の負荷回路にそれぞれ高周波電力を供給する複数のインバーター回路と、
   前記複数のインバーター回路から前記複数の負荷回路にそれぞれ出力する電力または前記複数のインバーター回路にそれぞれ入力する電力を検出する電力検出手段と、
   前記複数のインバーター回路の出力電流をそれぞれ検出する出力電流検出手段と、
   前記電力検出手段および前記出力電流検出手段の検出結果を用いて負荷検知を行う負荷検出手段と、
   前記電力検出手段、前記出力電流検出手段および前記負荷検出手段の検出結果に基づき、前記複数のインバーター回路を駆動制御する制御手段と、
   前記制御回路に加熱の開始・停止及び設定火力、加熱モードの指示を入力する操作手段と、を備え、
   前記負荷検出手段は、前記負荷回路毎に単独通電状態として負荷検知を行うものであり、
   前記制御手段は、火力設定変更の度に負荷検知を行い、その負荷検知結果に基づいて加熱コイル毎、またはインバーター回路毎の電力配分を設定する加熱モードを含むことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 被加熱物である調理容器を載置する天板と、
   前記天板の下方に配設され、一の加熱口に対して近接して配置された複数の加熱コイルと、
   前記加熱コイルを有する複数の負荷回路にそれぞれ高周波電力を供給する複数のインバーター回路と、
   前記複数のインバーター回路から前記複数の負荷回路にそれぞれ出力する電力または前記複数のインバーター回路にそれぞれ入力する電力を検出する電力検出手段と、
   前記複数のインバーター回路の出力電流をそれぞれ検出する出力電流検出手段と、
   前記電力検出手段および前記出力電流検出手段の検出結果を用いて負荷検知を行う負荷検出手段と、
   前記電力検出手段、前記出力電流検出手段および前記負荷検出手段の検出結果に基づき、前記複数のインバーター回路を駆動制御する制御手段と、
   前記制御回路に加熱の開始・停止及び設定火力、加熱モードの指示を入力する操作手段と、を備え、
   前記負荷検出手段は、前記負荷回路のうち、隣接する前記加熱コイルを有する負荷回路毎に単独に、隣接しない前記加熱コイルを有する負荷回路の組については同時に順次通電状態として負荷検知を行うものであり、
   前記制御手段は、火力設定変更の度に負荷検知を行い、その負荷検知結果に基づいて加熱コイル毎、またはインバーター回路毎の電力配分を設定する加熱モードを含むことを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 前記制御手段は、所定時間の間隔で負荷検知を行い、その負荷検知結果に基づいて前記加熱コイル毎、または前記インバーター回路毎の電力配分を設定する加熱モードを含むことを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記複数の負荷回路が、前記加熱コイルを複数有する負荷回路を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。

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