JP2014143121A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】通常起こりうる調理中に鍋を触る、鍋をはなすなどの動作においても吹き零れとの判別を容易にし、判定をすばやく行うこと。
【解決手段】トッププレート２と、加熱コイル３と、加熱コイルホルダー４と、高周波電流供給部５と、加熱動作を制御する制御部６と、トッププレート２の下面に配置され加熱コイル３の外周部を取り囲む複数の電極７と、電極７にコンデンサを介して高周波信号を供給する高周波信号発生部８と、電極７に加わる高周波信号を入力し直流電圧に変換する直流電圧変換部９と、吹き零れ検知部１０と、を備え、トッププレート２の下面は、導体を有し、加熱コイルホルダー４は、導体と接続されたアース電位の電極を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に、通常調理時に起こりうる人の動作やふきこぼれによる静電容量変化を安定させ、ふきこぼれ検知性能を向上する誘導加熱調理器に関するものである。

従来、この種の誘導加熱調理器は、プレート下面に配置された電極に吹き零れが接することにより静電容量が、吹き零れがない場合の所定値よりも増加や減少など変動した場合、吹き零れと判定し、回路を停止させるか、または加熱コイルに流す高周波電流を減少させる構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器を示すものである。図５に示すように、誘導加熱装置１６と、加熱コイル１７と、電極１８と、交流電源１９と、駆動回路２０と、制御回路２１と、静電容量測定回路２２とから構成されている。

特開２００８−１５９４９４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、吹き零れによる静電容量の変化がこぼれ方によって増減し、静電容量変化が安定しづらく、吹き零れの判別が困難であった。また、吹き零れだけでなく通常起こりうる調理中に鍋を触る、鍋をはなすなどの動作においても静電容量の増減が発生し、さらに吹き零れとの判別が困難であった。

特に、それらを判別するためには、静電容量の変化が安定するまでに時間を要するため吹き零れを検知するのに時間を有するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、通常起こりうる調理中に鍋を触る、鍋をはなすなどの動作においては静電容量の変化を発生させないことで吹き零れとの判別を容易にし、判定をすばやく行うことで吹き零れ検知の性能を向上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。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、鍋を載置するトッププレートと、鍋を加熱する加熱コイルと、加熱コイルを保持する加熱コイルホルダーと、加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給部と、高周波電流供給部の加熱動作を制御する制御部と、トッププレート下面で加熱コイルの外周部を取り囲む複数の電極と、電極にコンデンサを介して高周波信号を供給する高周波信号発生部と、電極に加わる高周波信号を入力し直流電圧に変換する直流電圧変換部と、鍋に収容された液体の吹き零れを電極それぞれに与えた高周波信号の各出力電圧から測定して検知する吹き零れ検知部と、を備え、トッププレート下面は、導体を有し、加熱コイルホルダーは、導体と接続されたアース電位の電極を有することで各出力電圧を安定させるとしたものである。

これによって、吹き零れや使用者が通常行いうる調理中に鍋を触る、鍋をはなすなどの動作が発生した場合でも、トッププレート下面に導体を設け、加熱コイルホルダーは導体と接続されたアース電位の電極を有する構成で、吹き零れによる静電容量の変化を増加（
電極の出力電圧は減少）のみにし、吹き零れと使用者の調理中の通常動作との切り分け性能を向上し、すばやく吹き零れと判定を行う。

本発明の誘導加熱調理器は、トッププレート下面もしくは加熱コイル上面に設けられた導体により吹き零れた際の静電容量変化が安定する。例えば、吹き零れによる静電容量の変化が増加（電極の出力電圧は減少）のみになり、使用者が鍋に触れたり、はなしたりした場合などの吹き零れでない使用者の通常動作による静電容量の変化がなくなることで、判定が素早くなり、吹き零れと使用者の調理中の通常動作との切り分け性能が向上し、使い勝手の向上につながる。

本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すブロック図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のトッププレート下面を示す図 本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電極の出力電圧を示す図 従来の誘導加熱調理器の電極の出力電圧を示す図 従来の誘導加熱調理器を示す図

第１の発明は、鍋１を載置するトッププレート２と、前記鍋１を加熱する加熱コイル３と、前記加熱コイル３を保持する加熱コイルホルダー４と、前記加熱コイル３に高周波電流を供給する高周波電流供給部５と、前記高周波電流供給部５の加熱動作を制御する制御部６と、前記トッププレート２下面で前記加熱コイル３の外周部を取り囲む複数の電極７と、前記電極７にコンデンサを介して高周波信号を供給する高周波信号発生部８と、前記電極７に加わる高周波信号を入力し直流電圧に変換する直流電圧変換部９と、前記鍋１に収容された液体の吹き零れを前記電極それぞれに与えた前記高周波信号の各出力電圧から測定して検知する吹き零れ検知部１０と、を備え、前記トッププレート２の下面は、導体１１を有し、前記加熱コイルホルダー４は、前記導体１１と接続されたアース電位の電極１２を有することで出力電圧を安定させるとしたものである。

これにより、例えば、吹き零れによる静電容量の変化が増加（電極７の出力電圧は減少）のみになり、使用者が鍋１に触れたり、はなしたりした場合などの吹き零れでない使用者の通常動作による静電容量の変化がなくなることで、判定がすばやくなり、吹き零れと使用者の調理中の通常動作との切り分け性能が向上し、すばやく吹き零れと判定することで使い勝手の向上につながる。

第２の発明は、特に、第１の発明の前記トッププレート下面は、導体を有し、前記加熱コイルホルダーは、前記導体と接続されたアース電位の電極を有することに替えて、前記加熱コイルを、上面にアース電位の導体を有する構成にしたことにより、判定がすばやくなり、吹き零れと使用者の調理中の通常動作との切り分け性能が向上し、すばやく吹き零れと判定することで使い勝手の向上につながる。

以下、本発明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発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器を示すブロック図である。

図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のトッププレート下面を示す図である。

図３は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電極の出力電圧を示す図である。図４は、従来の誘導加熱調理器の電極の出力電圧を示す図である。

図１において、本発明の実施の形態の誘導加熱調理器は、鍋１を載置するトッププレート２と、鍋１を加熱する加熱コイル３と、加熱コイル３を保持する加熱コイルホルダー４と、加熱コイル３に高周波電流を供給する高周波電流供給部５と、高周波電流供給部５の加熱動作を制御する制御部６と、トッププレート２の下面に配置された導体で加熱コイル３の外周部を取り囲む複数の線状の電極７と、電極７にコンデンサを介して高周波信号を供給する高周波信号発生部８と、電極７に加わる高周波信号を入力し直流電圧に変換する直流電圧変換部９と、鍋１に収容された液体の吹き零れを検知する吹き零れ検知部１０と、加熱の開始／停止や火力などを使用者が指示できる操作部１３と、を備える。

トッププレート２は、ガラスなどの電気絶縁物からなり、赤外線を透過する。加熱コイル３は、トッププレート２の下方に設けられている。また、トッププレート２の下面は、導体１１（例えば、カーボン印刷による電極）を有し、加熱コイルホルダー４は、加熱コイル３の上面の導体１１と接続されたアース電位の電極１２を有する。

加熱コイル３は、同心円状に２分割されて外コイルと内コイルを形成している。外コイルと内コイルの間に、隙間が設けられている。鍋１は、加熱コイル３の高周波磁界により発生した渦電流によって、発熱する。

また、操作部１３と鍋１との間に加熱モードや火力などの状態を表示する表示部１４が設けられている。

また、報知部１５を有し、ふきこぼれが発生したことやふきこぼれを検知して加熱を停止したことをお知らせする音声データを出力するためのスピーカー等で構成される。

以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。

鍋１は、誘導加熱調理器の外郭の一部を形成するトッププレート２上に載置される。そのとき、鍋１は加熱コイル３と対向する位置に載置される。トッププレート２は結晶化ガラスを使用することが多いが、それに限定するものではない。

加熱コイル３は、制御部６の指示に従って動作する高周波電流供給部５から高周波電流が供給され、その電流によって高周波磁界を発生させる。高周波磁界を受けた鍋１には渦電流が発生し、その渦電流によって鍋１が加熱される。

加熱コイルホルダー４は、導体１１と接続されたアース電位の電極１２を有することで加熱などによって電極７へ注入されるエネルギーよりも電極１２を経由するアースへ抜けるエネルギーのほうが割合的に大きくなり各出力電圧が安定する。

例えば、吹き零れによる静電容量の変化が増加（電極７の出力電圧は減少）のみになり、使用者が鍋１に触れたり、はなしたりした場合などの吹き零れでない使用者の通常動作による静電容量の変化がなくなることで、電極７の出力電圧の増加を吹き零れ時の判定として考慮する必要がなく、（従来は、電極７の出力電圧の増加も吹き零れの可能性があったため判定を行っていた。）すばやく吹き零れと判定することで使い勝手の向上につなが
る。

また、静電容量の変化が安定することで静電容量変化のパターンが少なくなり、判定のための処理が減り、アルゴリズムも簡素化になるという効果もある。

制御部６は、高周波電流供給部５を制御して所望の動作となるように制御するものである。吹き零れ検知部１０で吹き零れと判定すると高周波電流供給部５から供給する高周波電流を減少させるか加熱を停止する。

電極７は、トッププレート２の下面に塗布または接着などによって形成される導体１１と接触しており、トッププレート２上の鍋や吹き零れた液体、人体などとでコンデンサを形成する。

通常はトッププレート２上には何もない状態であるため、空気がその役割を果たす。しかし、鍋１、指、水、被調理物などの別の物がトッププレート２上にあると、それぞれの比誘電率が空気と異なるため静電容量が変化する。

吹き零れ検知部１０はこの静電容量の変化を検出する。吹き零れ検知部１０は、静電容量の変化を直流電圧の変化などに変換して検知するものが多いが、それに限定するものではない。

図２は本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のトッププレート２の下面を示す図である。図２に示すようにトッププレート２は、下面に塗布または接着などによって形成される加熱コイル３の外周の右電極、左電極、後ろ電極用の導体１１と、加熱コイル３の上面の導体１１を有する。

導体１１は本実施の形態ではカーボン印刷を例に挙げたが、これに限定するものではなく、トッププレート裏面にアース電位の導体を載置すればよく、基板やバネ、金属などを直接トッププレートに押し当てる構成にしてもよい。

図４に、本発明を実施しない場合の従来の誘導加熱調理器の電極の出力電圧を示す。

吹き零れが発生することで、一旦吹き零れがない場合の出力電圧である第１基準値（Ｖ_０）に対し、第１上昇値（ΔＶ 例えば１５ｄｉｇｉｔ）が発生し、トッププレートなどのアース電位をもつ導体に吹き零れの液体が近づくことで今度は静電容量が電極の出力電圧が低下する方向で安定する。

これらの変化を算出することで吹き零れか使用者による調理などの動作かどうかを判定していた。これにより、使用者が鍋１に触れた状態からはなした場合など吹き零れでないときの静電容量の変化による加熱停止や火力減少など誤作動を防ぐことができ、使用者が継続的に調理を行うことができていた。

しかし、静電容量の変化が安定するまでに時間がかかるため吹き零れを検知するタイミングも遅くなってしまうという課題を有していた。

図３に、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の電極の出力電圧を示す。

吹き零れがない場合の出力電圧である第１基準値（Ｖ_０）からの第１下降値（ΔＶ 例えば−１５ｄｉｇｉｔ）を算出して、吹き零れであることを判定することができる。

トッププレート２の下面にアース電位の導体１１を載置することにより、従来までの電極７の出力電圧の上昇が発生しなくなり、使用者が鍋１に触れた状態からはなした場合など吹き零れでないときの静電容量の変化がなくなり、吹き零れが発生した際の電極７の出力電圧の変化も減少しか発生しなくなる。

電極７の出力電圧の変化が吹き零れた際の減少のみになるためアルゴリズムによる電極の出力電圧の上昇した際の判定が不要となり、従来のアルゴリズムよりも早く吹き零れを判定、検知することができる。

ここで、「ｄｉｇｉｔ」は、マイクロコンピュータによって変換された値を示し、１ｄｉｇｉｔ＝０．０１９５Ｖを示す。

なお、従来の第１上昇値や本発明の第１下降値（ΔＶ）も使用者が鍋１に触れた状態からはなした場合と実際に吹き零れた場合との差を区別できる値に設定するものとし、他の値でもかまわないものとする。

なお、図２での右電極、左電極、後ろ電極や導体の幅や長さ、形状は、これに限られるものでなく、個数や間隔、距離は検知させたい範囲などで調整することができるものとする。

なお、図２でのトッププレート２下面は、導体１１を有し、加熱コイルホルダー４は、導体１１と接続されたアース電位の電極１２を有することに替えて、加熱コイル３の上面に、アース電位と、例えばリード線で接続された、（図示していない）導体を有することにより、吹き零れと使用者の調理中の通常動作との切り分け性能が向上し、すばやく吹き零れと判定することで使い勝手の向上につながるようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器によれば、トッププレート下面もしくは加熱コイル上面に設けられた導体により吹き零れた際の静電容量変化が安定することにより、吹き零れの判定が素早くなり、吹き零れと使用者の調理中の通常動作との切り分け性能が向上し、使い勝手の向上につながるという効果を有し、一般家庭などで使用される誘導加熱調理器の用途に有用である。

１ 鍋
２ トッププレート
３ 加熱コイル
４ 加熱コイルホルダー
５ 高周波電流供給部
６ 制御部
７ 電極
８ 高周波信号発生部
９ 直流電圧変換部
１０ 吹き零れ検知部
１１ 導体
１２ 電極
１３ 操作部
１４ 表示部
１５ 報知部
１６ 誘導加熱装置
１７ 加熱コイル
１８ 電極
１９ 交流電源
２０ 駆動回路
２１ 制御回路
２２ 静電容量測定回路

Claims (2)

1. 鍋を載置するトッププレートと、前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルを保持する加熱コイルホルダーと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給部と、前記高周波電流供給部の加熱動作を制御する制御部と、前記トッププレート下面で前記加熱コイルの外周部を取り囲む複数の電極と、前記電極にコンデンサを介して高周波信号を供給する高周波信号発生部と、前記電極に加わる前記高周波信号を入力し直流電圧に変換する直流電圧変換部と、前記鍋に収容された液体の吹き零れを前記電極それぞれに与えた前記高周波信号の各出力電圧から測定して検知する吹き零れ検知部と、を備え、前記トッププレート下面は、導体を有し、前記加熱コイルホルダーは、前記導体と接続されたアース電位の電極を有することで前記各出力電圧を安定させる誘導加熱調理器。
2. 前記トッププレート下面は、導体を有し、前記加熱コイルホルダーは、前記導体と接続されたアース電位の電極を有することに替えて、前記加熱コイルは、上面にアース電位の導体を有する請求項１に記載の誘導加熱調理器。