JPWO2014064931A1

JPWO2014064931A1 - 誘導加熱装置

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Publication number: JPWO2014064931A1
Application number: JP2014543150A
Authority: JP
Inventors: 洋一黒瀬; 北泉　武; 武北泉; 藤濤　知也; 知也藤濤; 湊谷　純一; 純一湊谷; 新山　浩次; 浩次新山
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: JP6388242B2; JP6195174B2; EP2914060A4; JP2017201638A; CN104604330A; WO2014064931A1; JP2017201637A; JP6341397B2; JP2017201636A; JP6341398B2; EP2914060A1

Abstract

誘導加熱装置は、被加熱物を載置するためのトッププレートと、前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、前記インバータの出力を制御する制御部と、前記制御部に対して動作指令を出力する操作表示部と、前記トッププレート上に載置された前記被加熱物の有無を検出する被加熱物検出部と、を備え、前記操作表示部から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けるより前に、前記複数の加熱コイルに対して前記被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給するように前記インバータを制御し、前記被加熱物検出部は、前記検出電流が前記加熱コイルに供給されている検出期間に、電源から加熱コイルまでの電力伝送の通電経路における入力電流および／または出力電圧から、前記被加熱物の有無を検出する。

Description

本開示は、誘導加熱装置に関する。特に、トッププレート上に載置された金属製の調理用鍋などの被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置に関する。

誘導加熱装置として一般的に用いられている誘導加熱調理器においては、例えば、１つ又は２つの加熱コイルがトッププレートの直下に配設されており、加熱コイルによりトッププレート上に載置された被加熱物である金属製の調理用鍋などを誘導加熱するよう構成されている。

また、誘導加熱調理器においては、トッププレートの直下に多数の加熱コイルを配設したマルチコイル構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の加熱調理器は、トッププレートの下に敷き詰められた多数の加熱コイルが近接して配置されており、調理用鍋などの被加熱物をトッププレート上のいずれの位置に載置しても誘導加熱可能な構成を有している。

さらに、多数の加熱コイルにより被加熱物である調理用鍋を加熱するマルチコイル構成は、例えば、特許文献２に記載される。特許文献２に記載された加熱調理器は、加熱セルの各々に無線周波数帯の交流信号を供給し、被加熱物と加熱セルとの間に位置する導電性ループにおける誘導信号を検出する構成を有する。この誘導信号は被加熱物の存在により変化することから、トッププレート上に載置された被加熱物の位置を検出することができる。

独国特許出願公開第１０２０１００２８５４９号明細書欧州特許第１２０６１６４号明細書

前述のように特許文献２に記載された加熱調理器においては、被加熱物の位置を検出するための導電性ループ及び／又は無線周波数帯の交流信号源を有しているため、加熱調理器の構成部品が増加してコストが高くなるという課題を有する。

加熱調理器の構成部品が多いと製品を組むのに必要な時間が長くなり、製造コストが高くなるという課題を有していた。

特に、マルチコイル構成の誘導加熱装置では、加熱コイルの個数に対応した導電性ループの構成が必要になることから、コストの増加は大幅に大きくなる。

また、トッププレート上の被加熱物の検出手段として一般的に用いられている方式として、加熱コイルに流れる電流及び／又は発生する電圧を検出する方式がある。この方式は、加熱コイルに電力を供給するためのインバータを動作させることによって、電源からインバータに流れる電流と、加熱コイルに流れる電流及び／又は発生する電圧を検出することにより、検出された値の相互関係から被加熱物を検出する。

しかし、この方式の場合、制御部が加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けた後にインバータを駆動し、被加熱物が検出されれば加熱動作に移行するのが一般的である。よって、従来の誘導加熱調理器は、制御部が加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受ける前にインバータによって被加熱物を検出することができなかった。

また、インバータの動作によって被加熱物を検出する場合、定格加熱時には数百Ｗ程度もの電力を供給するインバータが用いられている。そのため、従来の誘導加熱調理器は、被加熱物の検出時にインバータから被加熱物に供給される電力が最小限となるようにインバータを動作させたとしても、消費電力を数Ｗレベルまで大きく下げることが困難である。

そのため、従来の誘導加熱調理器は、多数の加熱コイルで同時に被加熱物の検出を行うと、被加熱物の検出のために必要な電力が大きくなり、場合によっては被加熱物の検出動作だけで定格電力を超えてしまい、鍋等の被加熱物の検出が容易にできないという課題を有していた。

また、一部の領域で被加熱物の加熱を行っている場合、被加熱物の検出のために使用できる電力は機器の定格電力よりも小さくなることから、一層被加熱物の検出が困難になる。

また、多数の加熱コイルで同時に被加熱物の検出を行うと、誘導加熱装置から発生する漏洩磁界は、個々の加熱コイルから発生した磁界が積算された状態で伝播するため大きくなる。そして、この漏洩磁界が周辺機器の誤作動などの悪影響を与える可能性があるという課題を有していた。

さらに、マルチコイル構成の誘導加熱装置は、多数の加熱コイルが隣接して配設されている。そのため、従来の誘導加熱調理器は、隣接するそれぞれの加熱コイルから発生した磁界が互いに干渉して加熱コイルからの検出値が増減し、トッププレート上の被加熱物を精度高く検出できないといった課題を有していた。

本開示は、トッププレートの下に多数の加熱コイルが配設されたマルチコイル構成において、被加熱物がトッププレートの上に載置されたか否かを精度高く検出可能であり、且つ製造コストを低くできる誘導加熱装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本開示の一態様である誘導加熱装置は、
被加熱物を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対して動作指令を出力する操作表示部と、
前記トッププレート上に載置された前記被加熱物の有無を検出する被加熱物検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作表示部から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けるより前に、前記複数の加熱コイルに対して前記被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給するように前記インバータを制御し、
前記被加熱物検出部は、前記検出電流が前記加熱コイルに供給されている検出期間に、電源から前記加熱コイルまでの電力伝送の通電経路における入力電流および／または出力電圧から、前記被加熱物の有無を検出する。

本開示に係る誘導加熱装置は、被加熱物の加熱を開始する前からインバータの動作によって加熱コイルに被加熱物の有無を検出するための電流を流すことにより、被加熱物の検出のためだけに新たな構成部品を追加することなく被加熱物を検出することができる。

本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の概略平面図である。図１におけるＡ−Ａ線により切断した誘導加熱装置の縦断面図である。本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の回路構成を示す図である。本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の電源からの電流とインバータに発生する電圧の関係を示す説明図である。本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態２の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態３の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作および加熱動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態４の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作および加熱動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態５の誘導加熱装置の概略平面図である。本開示に係る実施の形態５の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態６の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態７の誘導加熱装置の被加熱物の検出動作のタイムチャートである。本開示に係る実施の形態８の誘導加熱装置の電源からの入力電流とインバータに発生する出力電圧の関係を示す説明図である。本開示に係る実施の形態９の誘導加熱装置の電源からの入力電流とインバータに発生する出力電圧の関係を示す説明図である。本開示に係る実施の形態１０の誘導加熱装置における加熱コイルの電流の向きを示す説明図である。

本開示に係る第１の態様の誘導加熱装置は、
被加熱物を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対して動作指令を出力する操作表示部と、
前記トッププレート上に載置された前記被加熱物の有無を検出する被加熱物検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作表示部から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けるより前に、前記複数の加熱コイルに対して前記被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給するように前記インバータを制御し、
前記被加熱物検出部は、前記検出電流が前記加熱コイルに供給されている検出期間に、電源から前記加熱コイルまでの電力伝送の通電経路における入力電流および／または出力電圧から、前記被加熱物の有無を検出する。

これによって、被加熱物の検出のためだけに新たな構成部品を追加することなく被加熱物を検出することができる。

本開示に係る第２の態様の誘導加熱装置においては、前記第１の態様における前記制御部は、前記検出電流を前記複数の加熱コイルに順次供給するとともに、前記検出電流が供給されている前記加熱コイルと隣接する加熱コイルには同時に前記検出電流が供給されないように前記インバータ制御する。

また、前記制御部は、前記加熱コイルに供給する前記検出電流の電流値は、前記被加熱物を加熱するために前記加熱コイルに供給する加熱電流の電流値よりも小さくなるように、前記インバータを制御するとしたものである。

本開示に係る第３の態様の誘導加熱装置においては、前記第１又は２の態様における前記加熱コイルに供給する前記検出電流の電流値は、前記被加熱物を加熱動作するために前記加熱コイルに供給する加熱電流の電流値よりも小さい。

また、前記制御部は、前記操作表示部から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けるよりも前に前記複数の加熱コイルに前記検出電流を供給する場合、前記複数の加熱コイルに前記検出電流を供給する時と前記検出電流を供給しない時とを一定期間内で切り替え、且つ周期的な動作を行うように、前記インバータを制御するものである。

本開示に係る第４の態様の誘導加熱装置においては、前記第１〜３のいずれかの態様における前記制御部は、加熱動作を行っている加熱コイルと隣接する加熱コイルに、前記検出電流を供給しないように前記インバータを制御する。

また、前記制御部は、前記操作表示部から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けるよりも前に前記複数の加熱コイルに前記検出電流を供給する場合、前記検出電流を供給する前記加熱コイルを順次変更することで前記複数の加熱コイル間で前記検出電流を供給するタイミングがずれるように、前記インバータを制御するものである。

本開示に係る第５の態様の誘導加熱装置においては、前記第１〜４のいずれかの態様における前記制御部は、前記被加熱物検出部が被加熱物を検出した後も前記被加熱物が検出された加熱コイルに前記検出電流を供給するように前記インバータを制御し、前記被加熱物検出部による被加熱物の検出動作を継続する。

本開示に係る第６の態様の誘導加熱装置においては、前記第１〜５のいずれかの態様における前記複数の加熱コイルは、少なくとも２つの加熱コイルを有する加熱コイル群を有し、
前記制御部は、前記検出電流を前記加熱コイル群内の全ての加熱コイルに同時に供給するように前記インバータを制御する。

本開示に係る第７の態様の誘導加熱装置においては、前記第１〜６のいずれかの態様における前記制御部は、前記被加熱物検出部により前記被加熱物が検出された後、前記被加熱物が検出されなくなるまで、前記被加熱物が検出された加熱コイルに、前記検出電流を連続して供給するように前記インバータを制御する。

本開示に係る第８の態様の誘導加熱装置においては、前記第１〜７のいずれかの態様における前記制御部は、前記被加熱物検出部により前記被加熱物が検出された後、前記被加熱物が検出されなくなるまで、前記被加熱物が検出された加熱コイルに、前記検出電流を供給する回数を前記被加熱物が検出されていない加熱コイルと比べて少なくするように前記インバータを制御する。

本開示に係る第９の態様の誘導加熱装置においては、前記第１、３、及び５〜８のいずれかの態様における前記被加熱物検出部は、
隣接する加熱コイルに電流を供給していない状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第１の閾値と、隣接する加熱コイルに同時に電流を供給して前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第２の閾値と、を設定し、
前記第１の閾値又は前記第２の閾値を用いて前記被加熱物の有無を検出する。

本開示に係る第１０の態様の誘導加熱装置においては、前記第１、３、及び５〜９のいずれかの態様における前記被加熱物検出部は、
隣接する加熱コイルに電流を供給していない状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第１の閾値と、隣接する加熱コイルが最小電力で加熱動作を行っている状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第３の閾値と、隣接する加熱コイルが定格電力で加熱動作を行っている状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第４の閾値と、を設定し、
前記第１の閾値、前記第３の閾値、又は前記第４の閾値のいずれかを用いて前記被加熱物の有無を検出する。

本開示に係る第１１の態様の誘導加熱装置においては、前記第１、及び５〜１０のいずれかの態様における前記制御部は、それぞれの加熱コイルに供給される前記検出電流が、縦横方向に隣接する加熱コイル間で逆向きとなるように前記インバータを制御する。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって、本開示が限定されるものではない。以下の全ての図において、同一又は相当部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置１０ａの概略平面図であり、実施の形態１において主要な要素を概略的に示している。図２は、図１に示した誘導加熱装置１０ａの概略平面図におけるＡ−Ａ線により切断した誘導加熱装置１０ａの縦断面図である。図３は、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａの構成を示すブロック図である。

図１〜図３に示すように、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、トッププレート１３、トッププレート１３の下方に整列して配置された複数の加熱コイル１１、加熱コイル１１に高周波電流を供給するインバータ１６、及びインバータ１６の出力を制御する制御部１７を備える。また、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、制御部１７に対して動作指令を出力する操作表示部１２を備えるとともに、電源から加熱コイル１１までの電力伝送の通電経路における入力電流及び／又は出力電圧の検出値から被加熱物の状態（被加熱物の有無）を検出する被加熱物検出部１８を備える。

以下、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａを構成する各要素について詳述する。
［トッププレート］
実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、上部に平板なトッププレート１３を有する。トッププレート１３上には、鍋等の被加熱物が載置される。例えば、図１及び図２に示すように、第１の被加熱物１４及び／又は第１の被加熱物１４より大きい第２の被加熱物１５が載置される。なお、トッププレート１３は、ガラスやセラミック等の電気絶縁物で構成されている。

［加熱コイル］
加熱コイル１１は、複数の加熱コイルを有するマルチコイル構成である。複数の加熱コイル１１は、トッププレート１３の直下において、所定間隔を有してマトリクス状に並んで配設されている。例えば、図１に示すように、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、縦に５個、横に９個の複数の加熱コイル１１を並べて配設した構成であってもよい。実施の形態１では、図１においての操作表示部１２に近い加熱コイル１１の行から順にａ〜ｅ行とし、図１の誘導加熱装置１０ａの左側の列から順にａ〜ｉ列と定義する。したがって、実施の形態１では、複数の加熱コイル１１を、加熱コイル１１ａａ〜１１ｅｉの符号で示している。以下の説明では、同様の符号が加熱コイル１１に付されている。

また、加熱コイル１１は、すべて実質的に同一の形状、同一構成を有している。実施の形態１の誘導加熱装置１０ａにおいて、加熱コイル１１は、誘導加熱動作を行う。

［インバータ］
インバータ１６は、複数の加熱コイル１１に接続されている。インバータ１６は、複数の加熱コイル１１のそれぞれに高周波電流を供給する。実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、複数の加熱コイル１１に対応して、それぞれ別々に接続される複数のインバータ１６を備える構成としてもよい。例えば、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、図２に示すように、各加熱コイル１１ａａ〜１１ｅｉのそれぞれに接続されるインバータ１６ａａ〜１６ｅｉを備えてもよい。あるいは、幾つかの加熱コイル１１をまとめてインバータ１６に接続する構成等の他、給電を要する加熱コイル１１のみをインバータ１６に接続する構成がある。

［制御部］
制御部１７は、インバータ１６、操作表示部１２、及び被加熱物検出部１８に接続されている。例えば、制御部１７は、操作表示部１２から動作指令の指示を受けて、インバータ１６の出力を制御する。また、制御部１７は、被加熱物検出部１８から検出結果を受けて、インバータ１６の出力を制御する。

［操作表示部］
操作表示部１２は、トッププレート１３において使用者側（図１における下側）の中央に配置されており、使用者が使いやすい構成となっている。操作表示部１２は、図１に示す位置に限定されるものではなく、使用者が使いやすい構成であれば、任意の位置に配置してもよい。

また、操作表示部１２は、制御部１７に接続されている。この操作表示部１２が制御部１７に対して電力供給の開始又は停止、電力調整等の動作指令の信号を出力する。

例えば、操作表示部１２は、制御部１７に対して、トッププレート１３上に鍋等の第１の被加熱物１４が載置されたとき、加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を出力する。

［被加熱物検出部］
被加熱物検出部１８は、インバータ１６と制御部１７に接続されている。被加熱物検出部１８は、インバータ１６など、例えば、電源から加熱コイル１１までの電力伝送の通電経路の入力電流及び／又は発生する出力電圧の検出値に基づいて、被加熱物が載置されている位置に対応する加熱コイル１１を検出する。例えば、通電している加熱コイル１１の上方に鍋等の第１の被加熱物１４が載置されているか否かといった、加熱コイル１１と磁気結合している被加熱物の状態（被加熱物の有無）を判別する。

また、例えば、被加熱物検出部１８は、第１の被加熱物１４の状態の検出結果を、信号として制御部１７に出力する。

上記のように、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａにおいては、図１に示すように、トッププレート１３の上に、第１の被加熱物１４又は第２の被加熱物１５が載置されたとき、被加熱物が載置された領域に対応する加熱コイル１１を検出して加熱動作を行う。即ち、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、トッププレート１３上に載置された被加熱物の直下にある加熱コイル１１を検出して加熱動作を行う。

例えば、図１に示すように、第１の被加熱物１４がトッププレート１３上に載置されたとき、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、第１の被加熱物１４の下方にある加熱コイル１１ｂｂ、１１ｂｃ、１１ｃｂ、１１ｃｃに高周波電流を供給し、第１の被加熱物１４に対して適切な誘導加熱動作を行う。

一方、図１に示すように、第２の被加熱物１５がトッププレート１３上に載置されたとき、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、第２の被加熱物１５の直下にある加熱コイル１１ａｇ、１１ａｈ、１１ａｉ、１１ｂｇ、１１ｂｈ、１１ｂｉ、１１ｃｇ、１１ｃｈ、１１ｃｉに高周波電流を供給し、第２の被加熱物１５に対して適切な誘導加熱動作を行う。

［被加熱物の検出動作］
次に、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａ上に鍋等の第１の被加熱物１４を載置した場合における、第１の被加熱物１４の検出動作について説明する。

図４は、本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置１０ａの回路構成の一例を示している。図５は、本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置１０ａにおける電源４０からの入力電流とインバータ１６に発生する出力電圧の関係を示す説明図である。また、図５は、図４で示した回路構成において、被加熱物検出部１８が被加熱物の有無を検出するための入力電流と出力電圧の関係を示している。

図４は、加熱コイル１１、インバータ１６、制御部１７、被加熱物検出部１８、交流電源４０、電流検出部４８、及び電圧検出部４９から構成される誘導加熱装置１０ａの回路を示している。インバータ１６は、ダイオードブリッジ４１と、チョークコイル４２と、平滑コンデンサ４３と、第１のスイッチング素子４４と、第２のスイッチング素子４５と、共振コンデンサ４６と、スナバコンデンサ４７とを備える。

図４に示す回路構成では、電源４０は、交流を直流に変換し平滑するために、ダイオードブリッジ４１、チョークコイル４２及び平滑コンデンサ４３に接続されている。平滑コンデンサ４３の両端には、加熱コイル１１に高周波電流を供給するために、逆導通ダイオードを備えた第１のスイッチング素子４４、及び同じく逆導通ダイオードを備えた第２のスイッチング素子４５が直列に接続されている。

また、第２のスイッチング素子４５には、加熱コイル１１と電流共振を起こさせるための共振コンデンサ４６と、第１のスイッチング素子４４及び第２のスイッチング素子４５がオフするときに発生するスイッチング損失を低減するためのスナバコンデンサ４７とが並列に接続されている。

さらに、図４に示した回路構成では、電源４０からインバータ１６に供給される入力電流Ｉｉｎを検出するための電流検出部４８と、インバータ１６内の共振コンデンサ４６の両端電圧である出力電圧Ｖｃを検出するための電圧検出部４９が備えられている。電流検出部４８と電圧検出部４９の検出値は、被加熱物検出部１８に出力される。

電流検出部４８で検出された入力電流Ｉｉｎ及び電圧検出部４９で検出された出力電圧Ｖｃの検出値により、図５に示すように、横軸を入力電流Ｉｉｎ、縦軸を出力電圧Ｖｃとする座標平面上に入力電流Ｉｉｎ及び出力電圧Ｖｃの検出値を表記することができる。

例えば、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、図４に示した回路構成における電源４０の入力電圧を一定とし、１つの加熱コイル１１においてトッププレート１３に対向する面の加熱領域（加熱コイル１１の上面の加熱領域）の５０％以上の領域に被加熱物が載置されたとき、被加熱物検出部１８で被加熱物有りと検出するように条件を設定することができる。実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、この条件において、第１のスイッチング素子４４及び第２のスイッチング素子４５の動作周波数又はデューティ等の駆動変数を変化させた場合、入力電流Ｉｉｎと出力電圧Ｖｃ（共振コンデンサ４６の両端電圧）の検出値が互いに影響を及ぼす相関関係を有していれば、その検出値を結ぶことによって図５に示す閾値曲線Ｌを描くことができる。なお、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、例えば、加熱コイル１１の上面の加熱領域の４０％以上の領域に被加熱物が載置されたとき、被加熱物有りと検出するように条件を設定してもよい。つまり、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、被加熱物の有無を検出する際の条件は任意に設定することができる。

閾値曲線Ｌは、加熱コイル１１が被加熱物を加熱できる状態（加熱コイル１１の上方に被加熱物がある状態）と加熱できない状態（加熱コイル１１の上方に被加熱物がない状態）との境界を示している。図５に示す座標平面上において、領域１（閾値曲線Ｌより図示右側の領域）は加熱コイル１１が被加熱物を加熱できる状態を示し、領域２（閾値曲線Ｌより図示左側の領域）は加熱コイル１１が加熱できない状態を示している。

例えば、加熱コイル１１の上方に被加熱物が載置されていなければ、入力電流Ｉｉｎに対して出力電圧Ｖｃが大きくなる。

そのため、加熱コイル１１が被加熱物を加熱できる状態と加熱できない状態との境界で閾値曲線Ｌを描き、入力電流Ｉｉｎと出力電圧Ｖｃの検出値が図５における領域１となれば加熱可能（被加熱物有り）と判別し、領域２となれば加熱不可能（被加熱物無し）と判別することができる。このように、被加熱物検出部１８は、電源４０から加熱コイル１１までの電力伝送の通電経路の入力電流及び／又は発生する出力電圧の検出値に基づいて、加熱コイル１１上に被加熱物が載置されているか否かを検出することができる。

図６は、本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置１０ａの被加熱物の検出動作のタイムチャートである。図６は、被加熱物の載置（被加熱物の有無）を検出するために、整列して配置された複数の加熱コイル１１の各々に被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給するときのタイムチャートの一例を示す。

図６に示すように、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、被加熱物の検出周期Ｔｃ１の中で、まず加熱コイル１１ａａに検出期間Ｔｄだけ検出動作（通電）を行う。即ち、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、加熱コイル１１ａａに被加熱物の有無を検出するための検出電流を検出期間Ｔｄだけ供給する。実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、この検出期間Ｔｄで、加熱コイル１１ａａの上方に被加熱物が載置されているか否かを検出する。例えば、加熱コイル１１ａａの入力電流Ｉｉｎと出力電圧Ｖｃの検出値が、図５における領域１に属するか領域２に属するかによって被加熱物の有無を判別する。

実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、加熱コイル１１ａａの検出期間Ｔｄが経過すると、加熱コイル１１ａａへの検出動作を停止するとともに、加熱コイル１１ｂａへの検出動作を開始し、加熱コイル１１ｂａの上方に被加熱物が載置されているか否かを加熱コイル１１ａａと同様に検出する。

なお、被加熱物の有無を検出するための検出動作は、操作表示部１２から加熱動作の開始を指示する動作指令（加熱動作開始指令）の信号を制御部１７で受けるより前から行うことができる。例えば、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、電源スイッチを入れた場合に検出動作を開始してもよいし、人感センサで誘導加熱装置１０ａの近傍に人を検知した場合に検出動作を開始してもよい。

実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、被加熱物の載置状態、例えば、被加熱物が載置されているか否か、被加熱物の形状の把握など、誘導加熱装置１０ａの使用者が被加熱物の加熱動作を選択するために必要な情報を、加熱動作を指示する時点で操作表示部１２表示することが可能である。その結果、使用者にとって、使い勝手の良い誘導加熱装置１０ａを提供することができる。

この検出動作を複数の加熱コイル１１全てで行うことにより、検出周期Ｔｃ１ごとにそれぞれの加熱コイル１１で被加熱物の状態の検出を行うことができる。そのため、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、被加熱物検出部１８により被加熱物の載置状態を把握することにより、例えば、被加熱物が載置されている領域を操作表示部１２に表示することにより、使用者にとって加熱動作の操作を行いやすくすることができる。したがって、使用者は、操作表示部１２で加熱動作の操作を行うことにより、被加熱物が検出された加熱コイル１１、即ち、被加熱物の直下の加熱コイル１１のみに電力を供給し、被加熱物のみを加熱動作するように操作することができる。

また、被加熱物が載置されていない加熱コイル１１に対しては、加熱動作が開始されないようにすることで、操作後に載置された鍋を載置された時点から加熱するような危険性をなくすことができる。実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、被加熱物が載置されていない領域に対応する加熱コイル１１、即ち、被加熱物の直下にない加熱コイル１１では、検出動作のみが行われるため、例えば、加熱動作をしている加熱コイル１１以外の領域に別の被加熱物が載置されたとしても、その別の被加熱物に対して加熱操作が行われない限り、加熱動作は行われない。このように、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、被加熱物が載置された領域に対応する加熱コイル１１を検出してから、使用者が加熱動作の操作をするまで当該被加熱物の加熱が開始されない構成となっている。

検出動作において、被加熱物が載置されていない加熱コイル１１に高周波電流を継続して長時間供給すると、漏洩磁界が大きくなる。あるいは加熱コイル１１に被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給することで、導通損失による効率の悪化などを招く。しかし、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、検出動作において、少ない検出電流を短時間の一定間隔で供給することで、漏洩磁界が大きくなることを防止し、効率の悪化を抑制することができる。

図６に示すように、実施の形態１では、複数の加熱コイル１１に同時に通電することがないように被加熱物の検出動作を行っている。即ち、実施の形態１では、複数の加熱コイル１１に同時に被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給することがないようにしている。これにより、他の加熱コイル１１が被加熱物の検出動作を行うことによって発生する磁界が自身の加熱コイル１１に鎖交して干渉することがない。そのため、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、入力電流Ｉｉｎ及び出力電圧Ｖｃの検出値の変動が起こらないため、精度高く被加熱物を検出することができる。

実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、複数の加熱コイル１１で順次被加熱物の検出動作を行っている。即ち、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、被加熱物の有無を検出するための検出電流を複数の加熱コイル１１に順次供給することにより、被加熱物の検出動作に必要な電力のピーク値を小さくすることができる。その結果、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、定格電力を超過することがなく確実に鍋の検出をすることができる。

図７は本開示に係る実施の形態１の誘導加熱装置１０ａの被加熱物の検出動作の別のタイムチャートである。図７に示すように、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、検出周期Ｔｃ２の中に、検出動作を行う期間Ｔｃｍといずれの加熱コイル１１も検出動作を行わない期間Ｔｃｐを有していてもよい。

このように、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、検出動作を行わない期間Ｔｃｐを有することにより、検出周期Ｔｃ２の長さを調整することができる。例えば、検出動作を行う期間Ｔｃｍが一定であるとすると、検出動作を行わない期間Ｔｃｐを長く設定することによって、検出周期Ｔｃ２を長くすることができる。その結果、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、検出周期Ｔｃ２に対して検出動作を行っている時間、即ち、加熱コイル１１に検出電流を供給している時間を減らし、平均消費電力を小さくして電力損失を少なくすることができる。

また、例えば、実施の形態１の誘導加熱装置１０ａは、加熱コイル１１ａａでの被加熱物の検出動作と、加熱コイル１１ａａに隣接する加熱コイル１１ｂａでの被加熱物の検出動作との間に加熱コイル１１の検出動作を行わない期間Ｔｃｐを一定時間挿入してもよい。期間Ｔｃｍの長さと期間Ｔｃｐの長さは、図７に示す長さに限定するものではなく、任意に設定してもよい。

このように、隣接する加熱コイル１１において、同時に検出動作を行わないようにすることで、それぞれの加熱コイル１１から発生する磁界が互いに干渉しないように鍋等の被加熱物の検出を行うことができる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２の誘導加熱装置１０ｂについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態２では実施の形態１と異なる部分のみを説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。

図８は本開示に係る実施の形態２の誘導加熱装置１０ｂの被加熱物の検出動作のタイムチャートを示す図であり、被加熱物の載置を検出するために、整列して配設された複数の加熱コイル１１の各々で検出動作するときのタイムチャートの一例を示している。

実施の形態２では、図８に示すように、同時に複数の加熱コイルで検出動作を行っている点で、実施の形態１とは異なる。実施の形態２では、検出期間Ｔｄにおいて、複数の加熱コイル１１のうち互いに隣接しないいくつかの加熱コイル１１で同時に被加熱物の検出動作を行っている。

図８に示すように、例えば、検出周期Ｔｃ３の間に、最初の検出期間Ｔｄで同時に検出動作を行う加熱コイル１１は、図１に示す構成において、ａ行においてそれぞれ２つおきの加熱コイル１１ａａ、１１ａｄ、１１ａｇの３つの隣接していない加熱コイルである。ここで、これら３つの加熱コイル１１ａａ、１１ａｄ、１１ａｇのうち、例えば、加熱コイル１１ａａと加熱コイル１１ａｄに着目する。図１に示すように、検出動作を行う２つの加熱コイル１１ａａ、１１ａｄの間には、検出動作を行っていない２つの加熱コイル１１ａｂ、１１ａｃが存在する。

つまり、同時に検出動作している（通電している）加熱コイル１１ａａ、１１ａｄの間の距離は、加熱コイル１１の直径の２倍の距離が離れていることになる。磁界の空中伝播強度は距離のｎ乗（ｎは２以上）に反比例するため、距離が離れることによって磁界の干渉強度は大きく低下する。

発明者らの実験によれば、検出動作する（通電する）２つの加熱コイル１１ａａ、１ａｄの間に、少なくとも１つの検出動作しない（通電しない）加熱コイル１１が存在すれば、被加熱物の検出精度は干渉による支障がないレベルにまで向上することが確かめられている。

なお、加熱コイル１１の直径によって、検出動作している２つの加熱コイル１１ａａ、１１ａｄ間の距離は変化する。しかし、加熱コイル１１の直径が小さくなるに伴って、加熱コイル１１から被加熱物に供給できる電力、即ち、発生する磁束が小さくなるため、隣接する加熱コイル１１のみを同時に検出動作しなければ被加熱物の検出を精度高く行うことができる。

また、検出期間Ｔｄは、各々の加熱コイル１１の上方に被加熱物が載置されているか否かを検出するために、被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給している（通電している）期間である。例えば、電源４０が５０Ｈｚの交流電源であったとすると、検出期間Ｔｄは最低でも１０ミリ秒程度は必要となる。被加熱物の検出精度を高めようとすると検出期間Ｔｄは更に長い時間が必要となるため、実施の形態１のように複数の加熱コイル１１に順次検出電流を供給する場合、検出期間Ｔｃ１は長くなる。

しかし、実施の形態２のように、複数の加熱コイル１１で同時に検出動作を行う場合、他の加熱コイル１１で発生した磁界の干渉により被加熱物の検出精度が低下しない距離にある複数の加熱コイル１１で検出動作を行うのであれば、検出動作を同時に行う時に必要な検出周期Ｔｃ３は短くすることができる。例えば、実施の形態２の検出周期Ｔｃ３は、実施の形態１において各々単独で検出動作を行った時に必要な検出周期Ｔｃ１よりも短くすることができる。

そのため、実施の形態２の誘導加熱装置１０ｂは、被加熱物を載置してから検出するまでの最長時間（検出周期Ｔｃ３）を短くすることができるため、操作表示部１２に被加熱物の状態（例えば、被加熱物の形状、載置位置など）を素早く表示することができる。これにより、使用者は、ストレスなくスムーズに加熱操作を開始することができるといった、使い勝手の良い誘導加熱装置を提供することができる。

本開示に係る実施の形態２の誘導加熱装置１０ｂでは、図１に示す構成において、ａ行において横方向に２つおきの加熱コイル１１ａａ、１１ａｄ、１１ａｇで同時に被加熱物の検出動作を行っている。この他に、例えば、図１に示す構成において、ａ行において横方向に１つおきの加熱コイル１１ａａ、１１ａｃ、１１ａｅ、１１ａｇで同時に被加熱物の検出動作を行ってもよい。また、図１に示す構成において、ａ列において縦方向に１つおきの加熱コイル１１ａａ、１１ｃａで同時に被加熱物の検出動作を行ってもよい。このように、実施の形態２の誘導加熱装置１０ｂは、隣接した加熱コイル１１で同時に被加熱物の検出動作を行わなければ、被加熱物の検出動作を行う順序、個数などを限定するものではない。

実施の形態２の誘導加熱装置１０ｂは、操作表示部１２から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を制御部１７で受けるよりも前に被加熱物の検出動作を行ってもよい。なお、加熱コイル１１に供給される被加熱物の有無を検出するための検出電流の電流値は、加熱コイル１１に供給される加熱動作を行うための加熱電流の電流値よりも小さい。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３の誘導加熱装置１０ｃについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態３では実施の形態１又は実施の形態２と異なる部分のみを説明し、実施の形態１又は実施の形態２と同一の部分については説明を省略する。

図９は、本開示に係る実施の形態３の誘導加熱装置１０ｃの被加熱物の検出動作および加熱動作のタイムチャートであり、第１の被加熱物１４の加熱開始前後のタイムチャートの一例を示している。

実施の形態３では、図９に示すように、第１の被加熱物１４の加熱を開始する時間Ｔｓより前で、被加熱物が誘導加熱装置１０ｃのトッププレート１３上に載置されているか否かの検出動作を行っている点で、実施の形態１又は実施の形態２と異なる。なお、実施の形態３において、被加熱物がトッププレート１３上に載置されているか否かの検出動作は、実施の形態１又は実施の形態２と同様である。

ここで、時間Ｔｓより前の時点で、図１に示す位置に第１の被加熱物１４が載置された場合について説明する。被加熱物検出部１８は、被加熱物の検出動作によって図１に示す加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ、１１ｂｃ、１１ｃｃの上方に被加熱物が載置されていると検出する。実施の形態３の誘導加熱装置１０ｃは、加熱コイル１１の上方に被加熱物を検出したとしても、操作表示部１２が加熱動作を指示する信号を出力しない限り被加熱物の検出動作を継続するように制御部１７によって制御される。これは、誘導加熱装置１０ｃのトッププレート１３上に載置された第１の被加熱物１４が移動した場合に、再度第１の被加熱物１４を検出するためである。

時間Ｔｓの時点で、制御部１７が操作表示部１２から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けると、加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ、１１ｂｃ、１１ｃｃに加熱動作するための高周波電流が供給されるようにインバータ１６を制御する。このように、操作表示部１２から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号が出力されると、加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ、１１ｂｃ、１１ｃｃにおいて、加熱動作が開始され、検出動作が停止する。

一方、例えば、加熱動作をしている加熱コイル１１ｃｃに隣接する加熱コイル１１ｄｃは被加熱物が載置されていないため（検出されていないため）、加熱コイル１１ｄｃは被加熱物の検出動作を継続する。即ち、誘導加熱装置１０ｃ上に載置された第１の被加熱物１４の直下にある加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ、１１ｂｃ、１１ｃｃが加熱動作を開始したとしても、それらの加熱動作している加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ、１１ｂｃ、１１ｃｃ以外の加熱コイル１１は被加熱物の検出動作を継続する。仮に、第１の被加熱物１４とは別の被加熱物が加熱コイル１１ｄｃの上方に載置され、被加熱物検出部１８が被加熱物を検出していたとしても、操作表示部１２が加熱動作を指示する信号を出力しない限り、加熱コイル１１ｄｃは被加熱物の検出動作を継続する。

このように、実施の形態３の誘導加熱装置１０ｃは、ある領域における加熱コイル１１で加熱動作を開始したとしても、この加熱動作によって他の領域における加熱コイル１１での被加熱物の検出を阻害しない。したがって、実施の形態３では、被加熱物の検出頻度及び検出精度を維持した、使い勝手の良い誘導加熱装置の提供が可能となる。

また、被加熱物を検出動作する時は、加熱コイル１１に被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給する必要があるため、加熱コイル１１に供給される検出電流により導通損失が生じる。また、加熱コイル１１の上方に被加熱物を載置している場合、検出動作のための微小電流であっても磁界が発生するため、微小な誘導加熱が行われる。これらの導通損失及び誘導加熱により、電源４０から電力Ｐ１が供給され、消費される。

しかし、これらによる電力Ｐ１の供給、消費は好ましくはない。そのため、被加熱物を検出するためにインバータ１６を動作させるときは、被加熱物の有無を検出するための電力は、被加熱物の載置状態が検出できる電力であって、且つ可能な限り少ない電力が加熱コイル１１に供給されることが望ましい。

従って、実施の形態３は、被加熱物の加熱動作時に供給される電力Ｐ２よりも被加熱物の検出動作時に供給される電力Ｐ１が小さくなるようにインバータ１６を制御することによって、被加熱物の検出動作による電力の消費を抑えて誘導加熱装置１０ｃの効率を高めることができる。

（実施の形態４）
以下、実施の形態４の誘導加熱装置１０ｄについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態４では実施の形態１〜３と異なる部分のみを説明し、実施の形態１〜３と同一の部分については説明を省略する。

図１０は、本開示に係る実施の形態４の誘導加熱装置１０ｄの被加熱物の検出動作および加熱動作のタイムチャートであり、第１の被加熱物１４の加熱開始前後のタイムチャートの一例を示している。

図１０において、図１に示す位置に載置された第１の被加熱物１４の加熱を開始する時間Ｔｓより後では、加熱コイル１１ｄｃ、即ち、加熱動作している加熱コイルと隣接する加熱コイルについては被加熱物の検出動作を行わない点で、図９とは異なる。

被加熱物の有無を検出する時のインバータ１６の動作周波数は、被加熱物を加熱動作する時のインバータ１６の動作周波数よりも高くなるように設定される。

これは、被加熱物の有無を検出する時、例えば、加熱コイル１１と共振コンデンサ４６の共振周波数よりもインバータ１６の動作周波数を離すことで電源４０から供給される電力を小さくできるからである。

被加熱物の有無を検出する時のインバータ１６の動作周波数と被加熱物を加熱する時のインバータ１６の動作周波数の幅は、可聴周波数差である２０ｋＨｚ程度以上離して設定される。

例えば、図１に示す位置で第１の被加熱物１４を加熱しているとき、第１の被加熱物１４を加熱するために高周波電流を供給している加熱コイル１１ｃｃと隣接して配設された加熱コイル１１ｄｃには、加熱コイル１１ｃｃから発生した磁界が干渉する。

しかし、上記のように、加熱動作を行っている加熱コイル１１ｃｃの加熱電流の周波数と、検出動作を行っている加熱コイル１１ｄｃの検出電流の周波数は異なる。そのため、磁界の干渉による検出精度への影響は、同一の周波数だった場合（加熱コイル１１ｃｃ、１１ｄｃの両方が検出動作をしていた場合）と比較すると少なく、被加熱物の検出を行ことは可能である。

例えば、被加熱物の微小なずれを精度よく検出するためなど、より精度の高い被加熱物の検出が必要となる場合、加熱動作している加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ、１１ｂｃ、１１ｃｃに近接した加熱コイル、例えば、加熱コイル１１ｄｃなどでは被加熱物の検出動作を行わず、加熱動作もできないようにしている。つまり、被加熱物を精度よく検出することが困難な加熱コイル１１ｄｃなどでは被加熱物の検出動作を行わないことにより、誘導加熱装置１０ｄ全体としての被加熱物の検出動作の精度を維持することができる。また、被加熱物の検出動作を行わない加熱コイル１１ｄｃが１つ存在すれば、加熱コイル１１ｃｃから加熱コイル１１ｄｃを間に挟んで配置された加熱コイル１１ｅｃへの磁界の干渉強度は大きく低下し、被加熱物の検出動作の精度を確保することができるため、加熱コイル１１ｅｃは検出動作を継続することができる。

なお、第１の被加熱物１４を加熱しているとき、第１の被加熱物１４とは別の第２の被加熱物１５をトッププレート１３上に載置するとき、加熱領域が広大かつ載置領域が自由なマルチコイル構成の誘導加熱装置では、第２の被加熱物１５を第１の被加熱物１４と近接した位置に載置する必要はないため、使い勝手を大きく阻害するものでもない。

（実施の形態５）
以下、実施の形態５の誘導加熱装置１０ｅについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態５では実施の形態１〜４と異なる部分のみを説明し、実施の形態１〜４と同一の部分については説明を省略する。

図１１は、本開示に係る実施の形態５の誘導加熱装置１０ｅの概略平面図であり、実施の形態５において主要な要素を概略的に示している。

図１１では、加熱コイル群を有する点で図１とは異なる。実施の形態５は、複数の加熱コイル１１を３つの加熱コイル群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に分けて被加熱物の検出動作を行っている。

図１２は、本開示に係る実施の形態５において、図１１の概略平面図に示した４５個の加熱コイルを３つの加熱コイル群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に分けたときにおける誘導加熱装置１０ｅの被加熱物の検出動作のタイムチャートである。また、図１２は、被加熱物の検出動作のタイムチャートの一例を示している。

図１２において、隣接する加熱コイルを含む同一群内の全ての加熱コイル１１で同時に被加熱物の検出動作を行う点で図６〜８とは異なる。

被加熱物の検出動作を行うとき、隣接する加熱コイルに電流が流れていると、隣接する加熱コイルから磁界が発生し、その磁界が被加熱物の検出動作を行う他の加熱コイルに干渉する。すると、被加熱物の検出動作を行う加熱コイルにレンツの法則に起因する電流が流れ、被加熱物の有無等を判別するために用いる電流値及び電圧値に誤差が生じて被加熱物の検出動作を正確に行うことができなかった。

しかし、同一の誘導加熱装置に組み込まれた加熱コイルから発生する磁界が干渉してくることによる障害であれば、隣接する加熱コイルに供給される検出電流及び磁界が干渉したときに発生する誤差レベルを予め測定することが可能である。そのため、隣接する加熱コイルから磁界の干渉を受けても影響が表れない被加熱物の判別の閾値（電流と電圧の閾値）を設定しておくことができる。これにより、磁界の干渉による被加熱物の判別ミスをなくして隣接する加熱コイル１１で同時に被加熱物の検出動作をすることが可能となる。

図１１に示したように、実施の形態５では、例えば、４５個の加熱コイルを３つの加熱コイル群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に分けている。そして、図１２に示すように、例えば、加熱コイル群Ｇ１内の全ての加熱コイル１１ａａ〜１１ｅｃで同時に検出期間Ｔｄ中に被加熱物の検出動作を行っている。これにより、実施の形態５の誘導加熱装装置１０ｅ上の全ての加熱コイル１１で被加熱物の検出動作をするのに必要な検出周期Ｔｃ４は、１つの加熱コイル１１で被加熱物の検出動作をするのに必要な検出周期Ｔｄの約３倍程度に抑えることができる。他の例で例えると、実施の形態５の誘導加熱装置１０ｅの検出周期Ｔｃ４は、実施の形態２の検出周期Ｔｃ３の１／５となる。このように、実施の形態５の誘導加熱装置１０ｅは、被加熱物の検出動作をしている時間を短くすることができる。これによって、被加熱物の検出動作を迅速に行い、応答性のよい誘導加熱装置を提供することが可能となる。

特に、実施の形態５の誘導加熱装置１０ｅは、被加熱物を誘導加熱装置上で移動している過渡状態では、被加熱物の形状及び位置を判別するために、隣接する加熱コイルを同時に検出することが望ましい。

例えば、実施の形態１のように、複数の加熱コイル１１に被加熱物の有無を検出するための検出電流を順次供給する場合、被加熱物検出部１８は、被加熱物の形状及び載置位置の判別ミスをする可能性がある。例えば、実施の形態１の誘導加熱装置１０は、ある加熱コイルで被加熱物が載置されていないと判別された直後に被加熱物が移動して当該加熱コイル上に被加熱物が載置されても、当該加熱コイルでは被加熱物が載置されていないと判別される。一方、当該加熱コイルの検出動作のタイミングよりも遅いタイミングで検出動作を行う他の加熱コイルでは、移動した後の被加熱物を検出する可能性がある。このように、複数の加熱コイル１１に検出電流を順次供給する場合、被加熱物検出部１８は、被加熱物の形状及び載置位置の判別ミスをする可能性があるが、実施の形態５の誘導加熱装置１０ｅでは、同一の加熱コイル群における全ての加熱コイルで同時に検出動作を行うことにより、被加熱物の形状又は載置位置を判別し誤ることのないようにすることができる。

なお、加熱コイル群は１つ、つまり４５個全ての加熱コイルで同時に被加熱物の検出動作を行うことが被加熱物の形状及び位置の判別には有効であるが、被加熱物の検出動作に必要な電力が少なくとも定格電力を超えないように加熱コイル群の数は設定される。なお、実施の形態５の誘導加熱装置１０ｅは、加熱コイル群内の全ての加熱コイル１１で同時に検出動作を行うようにしているが、加熱コイル群の複数の加熱コイル１１で順次検出動作を行うようにしてもよい。

（実施の形態６）
以下、実施の形態６の誘導加熱装置１０ｆについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態６では実施の形態１〜５と異なる部分のみを説明し、実施の形態１〜５と同一の部分については説明を省略する。

図１３は、本開示に係る実施の形態６の誘導加熱装置１０ｆの被加熱物の検出動作のタイムチャートであり、被加熱物の検出動作のタイムチャートの一例を示している。

図１３において、被加熱物を検出した加熱コイルでは被加熱物が取り除かれるまで連続して検出動作を行っている点で図１２とは異なる。実施の形態６の誘導加熱装置１０ｆは、被加熱物を検出した後、加熱コイルにおいて被加熱物が検出されなくなるまで、被加熱物を検出するための検出電流を加熱コイルに対して供給し続ける。

被加熱物の検出動作を行うとき、加熱コイル１１に接続されたインバータ１６を駆動して加熱コイル１１に被加熱物を検出するための検出電流を供給する。被加熱物の検出動作を行っていない状態、つまり加熱コイル１１に検出電流が供給されていない状態から加熱コイル１１に検出電流が供給され始めたタイミングで加熱コイル１１には突入電流が流れる。この突入電流によって発生した磁界と被加熱物が共鳴して「コツッ」という鍋鳴り音が発生する。

したがって、被加熱物の検出動作が被加熱物を誘導加熱装置上に載置した後も定期的に行われると、被加熱物の検出動作を行うタイミング毎に「コツッ」という耳障りな音が発生し、使用者に不快感を与える。

しかし、図１３に示したように、実施の形態６の誘導加熱装置１０ｆは、例えば、タイミングＴｐ１で少なくとも図１に示す加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ上に被加熱物を載置すると、被加熱物の検出動作で被加熱物を検出した加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂのみで、検出動作をし続ける。つまり、実施の形態６は、加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂに検出動作に必要な検出レベルの電流を供給し続けることにより、「コツッ」という耳障りな音の発生しない誘導加熱装置の実現が可能となる。

なお、図１３に示すように、図１に示す加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂに被加熱物が載置されたタイミングＴｐ１の後に１パルスのみ通常と同じ検出期間Ｔｄだけ検出動作をしているのは、被加熱物の判別処理時間が必要だからである。実施の形態６の誘導加熱装置１０ｆは、高速処理が可能な場合、被加熱物が載置されたタイミングＴｐ１の直後から加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂに連続した電流を供給してもよい。

また、漏洩磁界を無駄に放出しない観点及び電力効率の向上の観点から、図１３に示すように、被加熱物が取り除かれたタイミングＴｐ２と同時に加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂに供給していた連続電流も停止することが望ましい。また、実施の形態６の誘導加熱装置１０ｆは、タイミングＴｐ２以降は通常の被加熱物の検出動作に戻ることで、迅速に次の被加熱物の検出動作を行うことができる。

（実施の形態７）
以下、実施の形態７の誘導加熱装置１０ｇについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態７では実施の形態１〜６と異なる部分のみを説明し、実施の形態１〜６と同一の部分については説明を省略する。

図１４は、本開示に係る実施の形態７の誘導加熱装置１０ｇの被加熱物の検出動作のタイムチャートであり、被加熱物の検出動作のタイムチャートの一例を示している。

図１４において、被加熱物を検出した加熱コイルでは被加熱物が取り除かれるまで被加熱物の検出動作の頻度を減らしている点で図１３とは異なる。実施の形態７の誘導加熱装置１０ｇは、被加熱物を検出した後、加熱コイルにおいて被加熱物が検出されなくなるまで、被加熱物を検出するための検出電流を加熱コイルに対して供給する回数を減らしている。

被加熱物の検出動作を行うとき、加熱コイル１１に接続されたインバータ１６を駆動して加熱コイル１１に被加熱物を検出するための検出電流を供給する。被加熱物の検出動作を行っていない状態、つまり、加熱コイル１１に検出電流が供給されていない状態から加熱コイル１１に検出電流が供給され始めたタイミングで加熱コイルには突入電流が流れる。この突入電流によって発生した磁界と被加熱物が共鳴して「コツッ」という鍋鳴り音が発生する。

実施の形態７では、図１４に示したように、例えば、タイミングＴｐ１で少なくとも図１に示す構成における加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ上に被加熱物を載置すると、被加熱物の検出動作によって被加熱物を検出した加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂに限って、被加熱物の検出動作の頻度（回数）を減らしている。これにより、「コツッ」という耳障りな音の発生回数を減らした誘導加熱装置１０ｇの実現が可能となる。

また、実施の形態７の誘導加熱装置１０ｇは、被加熱物が加熱コイル１１ｂｂ、１１ｃｂ上に載置されなくなったことを検出すると、被加熱物が載置されなくなったタイミングＴｐ２以降は通常の被加熱物の検出動作に戻ることで、迅速に次の被加熱物の検出動作を行うことができる。

（実施の形態８）
以下、実施の形態８の誘導加熱装置１０ｈについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態８では実施の形態１〜７と異なる部分のみを説明し、実施の形態１〜７と同一の部分については説明を省略する。

図１５は、本開示に係る実施の形態８の誘導加熱装置１０ｈにおける電源４０からの入力電流Ｉｉｎとインバータ１６に発生する出力電圧Ｖｃの関係を示す説明図である。図１５は、図４で示した回路構成において、被加熱物検出部１８が被加熱物を検出するための入力電流Ｉｉｎと出力電圧Ｖｃとの関係を示している。

図１５は、被加熱物が載置されているか否かを判別するために、電源４０からの入力電流値Ｉｉｎとインバータ１６に発生する出力電圧値Ｖｃの閾値の関係を示す閾値曲線が２本描かれている点で図５とは異なる。実施の形態８の誘導加熱装置１０ｈは、２つの閾値曲線を用いて被加熱物の有無の検出を行っている。

被加熱物の検出動作を行うとき、隣接する加熱コイル１１に検出電流が供給されることで、隣接する加熱コイル１１から磁界が発生し、その磁界が被加熱物の検出動作を行う加熱コイル１１に干渉する。すると、被加熱物の検出動作を行う加熱コイル１１にレンツの法則に起因する電流が供給され、被加熱物の有無等を判別するために用いる入力電流値及び出力電圧値に誤差が生じて被加熱物の検出動作を正確に行うことができなかった。

しかし、同一の誘導加熱装置に組み込まれた加熱コイル１１から発生する磁界による障害であれば、隣接する加熱コイル１１に流れる電流及び磁界が干渉したときに発生する誤差レベルを予め測定することが可能である。図１５は、インバータ１６を駆動させたときに発生する入力電流値及び出力電圧値から被加熱物が載置されたと判別する領域１と、被加熱物が載置されていないと判別する領域２の境値を結んだ２本の閾値曲線が図示されている。２つの閾値曲線は、それぞれ隣接する加熱コイル１１からの磁界の干渉を受けない時に適用される実線Ｌ１と、隣接する加熱コイル１１から磁界の干渉を受ける時に適用される破線Ｌ２である。なお、閾値曲線Ｌ２とは、隣接する加熱コイル１１に流れる電流及び磁界が干渉したときに発生する誤差レベルを予め測定することにより求められた、領域１と領域２とを判別する境値で結んだ線である。

実施の形態８の誘導加熱装置１０ｈは、隣接する加熱コイル１１で同時に被加熱物の検出動作を行うかどうかによって、この判別する領域の境値、即ち、図１５に示される閾値曲線Ｌ１とＬ２を使い分けることができる。これらの閾値曲線Ｌ１とＬ２によって、実施の形態８の誘導加熱装置１０ｈは、被加熱物を正確に判別することが可能である。例えば、隣接する加熱コイル１１に検出電流を供給していない状態で加熱コイル１１上の被加熱物を検出するときに第１の閾値を使用し、隣接する加熱コイルに同時に検出電流を供給して加熱コイル１１上の被加熱物を検出するときに第２の閾値を使用する。

なお、被加熱物を判別するための値として、実施の形態８では電源４０からの入力電流Ｉｉｎとインバータ１６に発生する出力電圧Ｖｃの関係を用いている。しかし、スイッチング素子の動作周波数や導通時間など、被加熱物を判別することができるのであれば、その他の変数を用いてもよい。

（実施の形態９）
以下、実施の形態９の誘導加熱装置１０ｉについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態９では実施の形態１〜８と異なる部分のみを説明し、実施の形態１〜８と同一の部分については説明を省略する。

図１６は、本開示に係る実施の形態９の誘導加熱装置１０ｉにおける電源４０からの入力電流Ｉｉｎとインバータ１６に発生する出力電圧Ｖｃの関係を示す説明図である。図１６は、図４で示した回路構成において、被加熱物検出部１８が被加熱物を検出するための入力電流Ｉｉｎと出力電圧Ｖｃの関係を示している。

実施の形態９は、図１６において、電源４０からの入力電流値Ｉｉｎとインバータ１６に発生する出力電圧値Ｖｃの閾値の関係を示す線が３本描かれている点で図１５とは異なる。

被加熱物の検出動作を行うとき、隣接する加熱コイル１１に電流が供給されていると、隣接する加熱コイル１１から磁界が発生し、その磁界が被加熱物の検出動作を行う加熱コイル１１に干渉する。すると、被加熱物の検出動作を行う加熱コイル１１にレンツの法則に起因する電流が供給され、被加熱物の有無等を判別するために用いる入力電流値Ｉｉｎ及び出力電圧値Ｖｃに誤差が生じて被加熱物の検出動作を正確に行うことができなかった。

しかし、同一の誘導加熱装置に組み込まれた加熱コイルから発生する磁界による障害であれば、隣接する加熱コイル１１に供給される電流及び磁界が干渉したときに発生する誤差レベルを予め測定することが可能である。図１６は、インバータ１６を駆動させたときに発生する入力電流値Ｉｉｎ及び出力電圧値Ｖｃから被加熱物が載置されたと判別する領域１と、被加熱物が載置されていないと判別する領域２の境値を結んだ線が３本図示されている。３つの線は、それぞれ、隣接する加熱コイル１１から磁界の干渉を受けない時に適用される実線Ｌ１と、隣接する加熱コイル１１が加熱動作中であって隣接する加熱コイル１１からの磁界の干渉を小さく受ける時（最小電力での加熱動作時）に適用される破線Ｌ３と、隣接する加熱コイル１１が加熱動作中であって隣接する加熱コイル１１からの磁界の干渉を大きく受ける時（定格電力での加熱動作時）に適用される破線Ｌ４である。

実施の形態９の誘導加熱装置１０ｉは、隣接する加熱コイル１１が加熱動作を行っているかどうか、また、行っているのであればそれが低電力での加熱なのか高電力での加熱なのかによって、領域１と領域２を判別する境値を示す閾値曲線Ｌ１、Ｌ３、及びＬ４を使い分けることができる。これらの閾値曲線Ｌ１、Ｌ３、及びＬ４を使い分けることによって、実施の形態９の誘導加熱装置１０ｉは、被加熱物を正確に判別することが可能である。例えば、隣接する加熱コイル１１に検出電流を供給していない状態で被加熱物を検出するときに第１の閾値を使用する。そして、隣接する加熱コイル１１が最小電力で加熱動作を行っている状態で被加熱物を検出するときに第３の閾値を使用し、隣接する加熱コイルが定格電力で加熱動作を行っている状態で被加熱物を検出するときに第４の閾値を使用する。

なお、被加熱物を判別するための値として、実施の形態９では電源４０からの入植電流Ｉｉｎとインバータ１６に発生する出力電圧Ｖｃの関係を用いているが、スイッチング素子の動作周波数や導通時間など、被加熱物を判別することができるのであればその他の変数を用いてもよい。

（実施の形態１０）
以下、実施の形態１０の誘導加熱装置１０ｊについて図面を参照して説明する。

ここで、実施の形態１０では実施の形態１〜９と異なる部分のみを説明し、実施の形態１〜９と同一の部分については説明を省略する。

図１７は、本開示に係る実施の形態１０の誘導加熱装置１０ｊにおける加熱コイル１１の検出電流の向きを示す説明図であり、周辺の加熱コイル１１との間における検出電流の向きの関係を示している。

実施の形態１０の誘導加熱装置１０ｊは、操作表示部１２から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けるよりも前に複数の加熱コイル１１に被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給して被加熱物の検出動作を行っている。そのため、誘導加熱装置１０ｊは、被加熱物が載置されていない時でも加熱コイルに微小な電流を供給している。

被加熱物が載置されていない加熱コイル１１に検出電流を供給すると、加熱コイル１１から発生した磁界を吸収する物体が存在しないため、発生した磁界は誘導加熱装置の周囲を伝播することになる。この伝播している磁界が他の電子機器等に電磁障害などの悪影響を与え、電子機器を破損する、あるいは通常の動作が困難になる（誤作動する）などの可能性があることから、伝播する磁界のレベルを小さくすることが望ましい。

実施の形態１０の誘導加熱装置１０ｊは、図１７に示すように、例えば、図１に示す構成において、４つの加熱コイル１１ａａ、１１ｂａ、１１ａｂ、１１ｂｂで同時に被加熱物の検出動作を行うとき、加熱コイル１１ａａの電流Ｉａａは時計方向回りになっている。一方、加熱コイル１１ａａに縦横方向に隣接する加熱コイル１１ｂａ、１１ａｂの電流Ｉｂａ、Ｉａｂは、反時計回りになっている。このように、実施の形態１０の誘導加熱装置１０ｊは、加熱コイル１１ａａと、加熱コイル１１ａａに縦横方向に隣接する加熱コイル１１ｂａ、１１ａｂとでは、電流の向きが逆（位相差＝π）になっている。

これにより、加熱コイル１１に検出電流が供給されることによって周囲に発生する磁界の向きが縦横方向に隣接する加熱コイル間で逆向きとなることから、空中に伝播する磁界は打ち消し合う。したがって、実施の形態１０の誘導加熱装置１０ｊは、磁界の伝播のレベルを小さくすることができる。そのため、被加熱物が載置されていない状態で被加熱物の検出動作を行っても、周辺の電子機器等に悪影響を及ぼさないようにすることができる。

また、加熱コイル１１ｂｂの電流Ｉｂｂは、隣接する加熱コイル１１ｂａ、１１ａｂの電流Ｉｂａ、Ｉａｂと逆向きにするため、加熱コイル１１ａａの電流Ｉａａと同じ電流の向き（位相差＝０）になる。

ここで、実施の形態１０は、隣接した加熱コイル１１で同時に被加熱物の検出動作を行う場合を説明した。この他に、例えば、図８に示す実施の形態２のように加熱コイル１１の２つ分の間隔を開けて被加熱物の検出動作を行う場合は、図１に示す構成における加熱コイル１１ａａと加熱コイル１１ａｄに供給される検出電流の向きを逆（位相差＝π）又は略逆と設定する。これにより、特に被加熱物が載置されていない時の被加熱物の検出動作による漏洩磁界を低減することができる。

上記全ての実施の形態における誘導加熱装置１０では、図１に示したように、縦列及び横列の加熱コイル１１が一直線上となるように配置されているものとしたが、整列されていれば本開示に係る誘導加熱装置１０の効果を奏することができるため、この構成に限定するものではない。

以上のように、本開示に係る実施の形態においては、複数の加熱コイルで被加熱物の検出動作を適切に行うことにより、被加熱物の載置状態を判別できるとともに精度高く検出することができる。

以上のように、本開示に係る誘導加熱装置は、被加熱物の加熱を開始する前からインバータの動作によって加熱コイルに被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給することにより、被加熱物の有無又は載置状態を判別できる。そのため、被加熱物の検出をするためだけに新たな構成部品を追加することなく、被加熱物を検出することができるので、誘導加熱調理器の用途に有効である。

１０誘導加熱装置
１１加熱コイル
１２操作表示部
１３トッププレート
１４第１の被加熱物（鍋）
１５第２の被加熱物（鍋）
１６インバータ
１７制御部
１８被加熱物検出部
４０電源
４１ダイオードブリッジ
４２チョークコイル
４３平滑コンデンサ
４４第１のスイッチング素子
４５第２のスイッチング素子
４６共振コンデンサ
４７スナバコンデンサ
４８電流検出部
４９電圧検出部

Claims

被加熱物を載置するためのトッププレートと、
前記トッププレートの下方に配置された複数の加熱コイルと、
前記複数の加熱コイルに高周波電流を供給するインバータと、
前記インバータの出力を制御する制御部と、
前記制御部に対して動作指令を出力する操作表示部と、
前記トッププレート上に載置された前記被加熱物の有無を検出する被加熱物検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作表示部から加熱動作の開始を指示する動作指令の信号を受けるより前に、前記複数の加熱コイルに対して前記被加熱物の有無を検出するための検出電流を供給するように前記インバータを制御し、
前記被加熱物検出部は、前記検出電流が前記加熱コイルに供給されている検出期間に、電源から前記加熱コイルまでの電力伝送の通電経路における入力電流および／または出力電圧から、前記被加熱物の有無を検出する誘導加熱装置。
前記制御部は、前記検出電流を前記複数の加熱コイルに順次供給するとともに、前記検出電流が供給されている前記加熱コイルと隣接する加熱コイルには同時に前記検出電流が供給されないように前記インバータ制御する、請求項１に記載の誘導加熱装置。
前記加熱コイルに供給する前記検出電流の電流値は、前記被加熱物を加熱動作するために前記加熱コイルに供給する加熱電流の電流値よりも小さい、請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
前記制御部は、加熱動作を行っている加熱コイルと隣接する加熱コイルに、前記検出電流を供給しないように前記インバータを制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
前記制御部は、前記被加熱物検出部が被加熱物を検出した後も前記被加熱物が検出された加熱コイルに前記検出電流を供給するように前記インバータを制御し、前記被加熱物検出部による被加熱物の検出動作を継続する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
前記複数の加熱コイルは、少なくとも２つの加熱コイルを有する加熱コイル群を有し、
前記制御部は、前記検出電流を前記加熱コイル群内の全ての加熱コイルに同時に供給するように前記インバータを制御する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
前記制御部は、前記被加熱物検出部により前記被加熱物が検出された後、前記被加熱物が検出されなくなるまで、前記被加熱物が検出された加熱コイルに、前記検出電流を連続して供給するように前記インバータを制御する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
前記制御部は、前記被加熱物検出部により前記被加熱物が検出された後、前記被加熱物が検出されなくなるまで、前記被加熱物が検出された加熱コイルに、前記検出電流を供給する回数を前記被加熱物が検出されていない加熱コイルと比べて少なくするように前記インバータを制御する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
前記被加熱物検出部は、
隣接する加熱コイルに電流を供給していない状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第１の閾値と、隣接する加熱コイルに同時に電流を供給して前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第２の閾値と、を設定し、
前記第１の閾値又は前記第２の閾値を用いて前記被加熱物の有無を検出する、請求項１、３、５〜８のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
前記被加熱物検出部は、
隣接する加熱コイルに電流を供給していない状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第１の閾値と、隣接する加熱コイルが最小電力で加熱動作を行っている状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第３の閾値と、隣接する加熱コイルが定格電力で加熱動作を行っている状態で前記被加熱物の有無を検出するときに使用する第４の閾値と、を設定し、
前記第１の閾値、前記第３の閾値、又は前記第４の閾値のいずれかを用いて前記被加熱物の有無を検出する、請求項１、３、５〜９のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。
前記制御部は、それぞれの加熱コイルに供給される前記検出電流が、縦横方向に隣接する加熱コイル間で逆向きとなるように前記インバータを制御する、請求項１、５〜１０のいずれか一項に記載の誘導加熱装置。