(57)【要約】【課題】同一の加熱コイルで入力電圧が異なる環境においても、スイッチング素子の損失を増大させずに駆動させること。【解決手段】入力交流電圧を整流および平滑して直流電圧に変換する整流回路２３と、誘導加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータ回路２２と、高周波インバータ回路２２に含まれたスイッチング素子２８と、スイッチング素子２８の導通、遮断を制御する制御回路２９とを有し、第１の誘導加熱コイル２５、第２の誘導加熱コイル２６は、中心軸を一致させた２つのコイルを半径方向または、中心軸方向に配し、制御回路２９は、入力交流電圧または直流電圧の電圧に応じて、第１の誘導加熱コイル２５、第２の誘導加熱コイル２６の接続を切り替える構成とすることで、入力電圧が異なる環境においても、スイッチング素子の損失を増大させることなく、所定の入力電力を得ることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力交流電圧を整流および平滑して直流電圧に変換する整流回路と、
被加熱物を加熱する誘導加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータ回路と、
前記高周波インバータ回路に含まれたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路とを有し、
前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた複数の誘導加熱コイルをそれぞれ半径方向または、中心軸方向に配し、
前記制御回路は、前記入力交流電圧または直流電圧の電圧に応じて、前記複数の誘導加熱コイルの接続を切り替える誘導加熱装置。
【請求項２】
前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた同一形状の２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層する請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径と同一で、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外形よりも小さい、あるいは大きいとする請求項１記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外径と同一で、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径よりも小さい、あるいは大きいとする請求項１記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、一方の誘導加熱コイルの内径と外径が他方の誘導加熱コイルの内径と外径より小さく形成され、前記一方の誘導加熱コイルが、前記被加熱物に近接または、前記被加熱物から遠隔の位置に配される請求項１記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径よりも大きく、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外径より小さい、あるいは、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径よりも小さく、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外径より大きいとする請求項１記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記入力交流電圧または直流電圧が所定の電圧値以上の場合は前記複数の誘導加熱コイルを直列に接続し、前記入力交流電圧または直流電圧が所定の電圧値未満の場合は前記複数の誘導加熱コイルを並列に接続する請求項１から６のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
前記複数の誘導加熱コイルを直列または並列に接続した場合の前記スイッチング素子の駆動周波数を所定の範囲とした請求項１から７のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の誘導加熱装置を備えた炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭及びレストランなどで使用される誘導加熱調理器などの誘導加熱装置およびそれを用いた炊飯器に関するもので、詳しくはそのインバータ回路構成と加熱コイル構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導加熱装置のインバータ回路としては、一石共振インバータ回路を用いるのが一般的であり、スイッチング素子としては、大電流・高耐圧のスイッチング素子を用いている。そして高周波インバータより供給される高周波電流によって加熱コイルからは高周波磁界が発生し、被加熱物内には電磁誘導による渦電流が流れ、そのジュール熱のために被加熱物が加熱される。この時、被加熱物への電力制御を行うためには、スイッチング素子の駆動周波数を可変して、電力制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された誘導加熱装置の構成図である。図８に示すように、誘導加熱装置は、高周波インバータ９、前記高周波インバータ９に含まれるスイッチング素子１０、前記スイッチング素子１０の導通、遮断を制御する制御回路１１、高周波インバータ９に接続された誘導加熱コイル１２、炊飯器に用いる被加熱物である鍋１３を備えている。
【０００４】
この構成において、前記高周波インバータ９により供給された高周波電流によって前記誘導加熱コイル１２からは高周波磁界が発生し、電磁誘導による渦電流のために前記炊飯器鍋１３が加熱される。発生した熱によって炊飯器鍋１３内の水や米が加熱される。この時、炊飯器鍋１３への電力制御を行うためには、スイッチング素子１０の駆動周波数を可変させ、炊飯器鍋１３への入力電力の制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３３８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、高周波インバータ９の入力電圧が大きく異なる環境である例えば、入力電圧が１００Ｖと２００Ｖで各々動作させた場合、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイル１２を用いて同じ入力電力を得ようとすると、入力電圧が高い場合は、スイッチング素子１０の駆動周波数が高い領域で動作させる必要があり、スイッチング素子１０の損失が増加してしまうため、入力電圧が異なる環境で動作させる場合は、それぞれの入力電圧に応じた専用の誘導加熱コイル１２を使用して、駆動周波数を上げずに動作させる必要があるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、インバータ回路の入力電圧が大きく異なる環境で動作させた場合においても、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイルを用い、更にスイッチング素子の駆動周波数が高い領域で動作させることなく、同じ入力電力を得ることができる誘導加熱装置およびそれを用いた炊飯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、入力交流電圧を整流および平滑して直流電圧に変換する整流回路と、被加熱物を加熱する誘導加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータ回路と、前記高周波インバータ回路に含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路とを有し、前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた複数の誘導加熱コイルをそれぞれ半径方向または、中心軸方向に配し、前記制御回路は、前記入力交流電圧または直流電圧の電圧に応じて、前記複数の誘導加熱コイルの接続を切り替える構成としている。
【０００９】
これにより、インバータ回路の入力電圧が大きく異なる環境で動作させた場合においても、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイルを用いて、それぞれの入力電圧に適した誘導加熱コイルのインダクタンスを得ることができるため、スイッチング素子の駆動周波数が高い領域で動作させることなく、同じ入力電力を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の誘導加熱装置は、インバータ回路の入力電圧が大きく異なる環境で動作させた場合においても、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイルを用いて、スイッチング素子の損失を増大させることなく、同じ入力電力を得ることができるため、入力電圧が異なる環境においてスイッチング素子の性能を異なるものを使用したり、それぞれの入力電圧に応じた専用の誘導加熱コイルを用いたりする必要がなくなるため、誘導加熱コイルをそれぞれの入力電圧において共用で使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の回路構成図
【図２】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置と比較するための従来の誘導加熱コイルを用いた場合の動作波形図
【図３】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の誘導加熱コイルを用いた場合の動作波形図
【図４】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の誘導加熱コイルを半径方向に配した構成図
【図５】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の誘導加熱コイルの巻き数が異なるように配した構成図
【図６】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置における同一形状の誘導加熱コイルを中心軸方向に積層した構成図
【図７】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置における異なる形状の誘導加熱コイルを中心軸方向に積層した構成図
【図８】従来の誘導加熱装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、入力交流電圧を整流および平滑して直流電圧に変換する整流回路と、被加熱物を加熱する誘導加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータ回路と、前記高周波インバータ回路に含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路とを有し、前記誘導加熱コイルは、中心軸を一致させた複数の誘導加熱コイルをそれぞれ半径方向または、中心軸方向に配し、前記制御回路は、前記入力交流電圧または直流電圧の電圧に応じて、前記複数の誘導加熱コイルの接続を切り替えるものである。
【００１３】
これにより、入力電圧に応じて複数の誘導加熱コイルの接続を切り替え、誘導加熱コイルのインダクタンスを変えることが可能となる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明の誘導加熱コイルにおいて、中心軸を一致させた同一形状の２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層する構成としたものである。
【００１５】
これにより、入力電圧に応じて複数の誘導加熱コイルの接続を切り替え、被加熱物の加熱分布を変えることが可能となる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明の誘導加熱コイルにおいて、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径と同一で、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外形よりも小さい、あるいは大きいとする構成としたものである。
【００１７】
これにより、入力電圧に応じて複数の誘導加熱コイルの接続を切り替え、被加熱物の加熱分布を変えることが可能となる。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明の誘導加熱コイルにおいて、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外径と同一で、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径よりも小さい、あるいは大きいとする構成としたものである。
【００１９】
これにより、入力電圧に応じて複数の誘導加熱コイルの接続を切り替え、被加熱物の加熱分布を変えることが可能となる。
【００２０】
第５の発明は、第１の発明の誘導加熱コイルにおいて、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、一方の誘導加熱コイルの内径と外径が他方の誘導加熱コイルの内径と外径より小さく形成され、前記一方の誘導加熱コイルが、前記被加熱物に近接または、前記被加熱物から遠隔の位置に配される構成としたものである。
【００２１】
これにより、入力電圧に応じて複数の誘導加熱コイルの接続を切り替え、被加熱物の加熱分布を変えることが可能となる。
【００２２】
第６の発明は、第１の発明の誘導加熱コイルにおいて、中心軸を一致させた２つの誘導加熱コイルを中心軸方向に上下に積層し、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径よりも大きく、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外径より小さい、あるいは、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの内径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの内径よりも小さく、前記被加熱物に近接している誘導加熱コイルの外径が前記被加熱物から遠隔にある誘導加熱コイルの外径より大きいとする構成としたものである。
【００２３】
これにより、入力電圧に応じて複数の誘導加熱コイルの接続を切り替え、被加熱物の加熱分布を変えることが可能となる。
【００２４】
第７の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明の制御回路において、入力交流電圧または直流電圧が所定の電圧値以上の場合は複数の誘導加熱コイルを直列に接続し、入力交流電圧または直流電圧が所定の電圧値未満の場合は複数の誘導加熱コイルを並列に接続するとしたものである。
【００２５】
これにより、入力電圧に適した誘導加熱コイルのインダクタンスを得ることができる。
【００２６】
第８の発明は、第１〜７のいずれか１つの発明の複数の誘導加熱コイルを直列または並列に接続した場合の前記スイッチング素子の駆動周波数を所定の範囲としたものである。
【００２７】
これにより、入力交流電圧または直流電圧がそれぞれ異なる場合においても、スイッチング素子の駆動周波数が同程度の範囲で駆動させることができるため、スイッチング素子の性能をそれぞれの電圧で変えたり、スイッチング素子の駆動周波数が高くなり、スイッチング素子の損失を増大させたりすることがなくなる。
【００２８】
第９の発明は、第１〜８のいずれか１つの発明の誘導加熱装置を備えた炊飯器である。
【００２９】
これにより、入力電圧が異なる環境において、同一の炊飯器で提供することが可能となる。
【００３０】
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。
【００３１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の回路構成図である。図１において、誘導加熱装置は、商用交流電源２１、高周波インバータ回路２２、高周波インバータ回路２２に含まれる整流回路２３、平滑用コンデンサ２４を備えている。
【００３２】
誘導加熱コイルは、中心軸Ａを一致させた複数の誘導加熱コイルである第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６をそれぞれ半径方向または、中心軸方向に並べて構成している。なお、図１では、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６の配置関係を模式的に表しているため、平面的に表示している。
【００３３】
第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６は入力電圧に応じて第１の誘導加熱コイル２５の端子ｃ、ｄと、第２の誘導加熱コイル２６の端子ｅ、ｆとを回路側の端子ａ、ｂにそれぞれ接続することで直列または並列に切り替えることができる。
【００３４】
共振用コンデンサ２７は複数の誘導加熱コイルである第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６と並列に接続されている。スイッチング素子２８は、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６と直列に接続され、かつ逆導通ダイオードと並列に接続されている。スイッチング素子２８には、大電流・高耐圧のＩＧＢＴを用いている。
【００３５】
発振回路を含む制御回路２９は、スイッチング素子２８の導通、遮断を制御する。本実施の形態１におけるスイッチング素子２８の駆動周波数は２０〜５０ｋＨｚ程度である。被加熱物３０は炊飯器用鍋などが用いられる。
【００３６】
交流電圧検出回路３１は交流電圧を検出し、直流電圧検出回路３２は直流電圧を検出する。いずれかの電圧検出値によって、制御回路２９は、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６の接続を直列または、並列に切り替える。切り替える手段としてはリレーなどを用いることで第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６の接続をそれぞれ切り替えることが可能である。
【００３７】
次に、図２は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置と比較するための従来の
誘導加熱コイルを用いた場合の動作波形図であり、（ａ）は加熱コイルにＡＣ１００Ｖ用加熱コイルを使用した場合の動作波形図、（ｂ）は加熱コイルにＡＣ２００Ｖ用加熱コイルを使用した場合の動作波形図である。
【００３８】
図２において、スイッチング素子２８の電圧電流波形は、従来の誘導加熱コイルを用いた回路構成における通常動作時のスイッチング素子２８のコレクタ‐エミッタ間の電圧（Ｖｃｅ）と、コレクタ電流（Ｉｃ）波形を示している。但しコレクタ電流（Ｉｃ）は逆導通ダイオードに流れる電流も加えて図示している。回路の構成としては、図１の第１の誘導加熱コイル２５のみを用いて、端子ａとｃを、端子ｂとｄを接続した状態である。
【００３９】
また、入力交流電圧はＡＣ１００ＶとＡＣ２００Ｖであり、使用している誘導加熱コイルは、図２（ａ）では１００Ｖ専用に設計された誘導加熱コイルを使用している。図２（ｂ）では２００Ｖ専用に設計された誘導加熱コイルを使用している。
【００４０】
それぞれの誘導加熱コイルの違いは、それぞれの電圧で駆動周波数が２０〜５０ｋＨｚ（今回の例では３０ｋＨｚ）となるように、コイルの巻数が異なっている点である。
【００４１】
ここで、誘導加熱装置に加わる入力電力Ｐについては、次の関係で表せる。Ｐ＝Ｅ２／Ｌ  ×  １／ｆ  ×  Ａとなり、Ｅは入力電圧、Ｌは誘導加熱コイルのインダクタンス、ｆはスイッチング素子の駆動周波数で、Ａは定数である。
【００４２】
図２（ａ）のように、入力電圧Ｅを１００Ｖとした場合、所定の入力電力Ｐを入れられるようにし、更に駆動周波数ｆを３０ｋＨｚとなるようにするには、誘導加熱コイルのインダクタンスＬをコイルの巻き数で調整する必要がある。
【００４３】
そして、この誘導加熱コイルを入力電圧２００Ｖで用いると、所定の入力電力Ｐを得るためには、駆動周波数ｆを高くする必要があり、周波数が１００ｋＨｚ以上となることもある。そのため、スイッチング素子の損失が増大してしまう。
【００４４】
逆に図２（ｂ）のように、入力電圧Ｅを２００Ｖとした場合、所定の入力電力Ｐを入れられるようにし、更に駆動周波数ｆを３０ｋＨｚとなるようにするには、同様に誘導加熱コイルのインダクタンスＬをコイルの巻き数で調整する必要がある。
【００４５】
そして、この誘導加熱コイルを入力電圧１００Ｖで用いると、所定の入力電力Ｐを得るためには、駆動周波数ｆを下げて駆動させる必要があり、所定の入力電力Ｐが得られなかったりする場合がある。
【００４６】
このように、入力電圧が異なる場合、駆動周波数を所定の範囲になるよう設定するには、誘導加熱コイルをそれぞれの電圧に応じて調整する必要があった。
【００４７】
しかしながら、本実施の形態である図３のように、２つの誘導加熱コイルを入力電圧に応じて直列または並列に接続を切り替えることで、同じ誘導加熱コイルを用いて駆動周波数を所定の範囲になるように設定することが可能となる。図３は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の誘導加熱コイルを用いた場合の動作波形図である。
【００４８】
誘導加熱コイルのインダクタンスＬはコイルの巻き数の二乗に比例するため、直列に接続して巻き数を増やし、インダクタンスＬを大きくすることで、電圧が高い場合でも駆動周波数を上げることなく所定の入力電力を得ることができる。
【００４９】
このように、入力電圧が２倍程度の差であれば、誘導加熱コイルの巻き数を、低い電圧
時に、所定の範囲の駆動周波数で動作可能な巻き数とし、この誘導加熱コイルを２つ用いて、入力電圧が低い場合は並列に接続し、入力電圧が高い場合は直列に接続することで、同じ誘導加熱コイルを用いて、駆動周波数も所定の範囲で駆動させることが可能となる。
【００５０】
また、誘導加熱コイルの構成としては、図４の本発明の第１の実施の形態における誘導加熱装置の誘導加熱コイルの構成図に示すように、中心軸Ａを一致させた２つの誘導加熱コイルである第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を半径方向に並べた誘導加熱コイルを用いている。この誘導加熱コイルの端子ｃ、ｄ、ｅ、ｆと回路側の端子ａ、ｂとの接続を切り替えることで、２つの誘導加熱コイルを直列または並列に切り替えている。
【００５１】
次に、上記構成につき、その作用を説明する。まず被加熱物３０を加熱するために、操作スイッチ等で加熱開始の指示を行い、スイッチング素子２８が制御回路２９からのオン、オフ信号によりスイッチングを行い、第１の誘導加熱コイル２５および第２の誘導加熱コイル２６に流れる高周波電流によって発生する高周波磁界により被加熱物３０が加熱される。
【００５２】
この時、交流電圧検出回路３１または直流電圧検出回路３２のいずれかを搭載し、交流電圧または、直流電圧のいずれかを検出することで、商用交流電源２１の電圧が１００Ｖの場合、制御回路２９によって、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を並列に接続する。
【００５３】
接続を切り替える手段としてはリレーなどを用いることで誘導加熱コイルの接続をそれぞれ切り替えることが可能である。この時、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６の巻き数をスイッチング素子２８の駆動周波数が所定の範囲（例えば２０〜５０ｋＨｚの範囲内と設定。今回は３０ｋＨｚと設定）に収まるようにすれば、商用交流電源２１の電圧が１００Ｖの場合、駆動周波数が３０ｋＨｚで所定の入力電力を得ることができる。
【００５４】
また、商用交流電源２１の電圧が２００Ｖの場合は、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を直列に接続をする。この場合、誘導加熱コイルの巻き数は、並列に接続する時に比べて増大することになり、スイッチング素子２８の駆動周波数が所定の範囲内で、所定の入力電力を得ることができる。
【００５５】
これにより、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイルの構成で、入力電圧が大きく異なる環境で動作させた場合においても、スイッチング素子の駆動周波数を大きく変える必要がないため、スイッチング素子の損失を増大させることなく、同じ入力電力を得ることができる。
【００５６】
また、この時、中心軸Ａを一致させた２つの誘導加熱コイルである第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を半径方向に並べた誘導加熱コイルを２つ並べて並列に接続して用いる場合、図５のように、それぞれの第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６の巻き数を変えてインダクタンスＬを異なるように構成することで、それぞれの第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６に流れる電流値の割合を変えることも可能である。これにより、例えば、被加熱物３０の底中央部分の第１の誘導加熱コイル２５ａの巻き数を少なくしてインダクタンスＬを小さくし、底中央部分の加熱を集中的に行い、被加熱物３０の底中央部分から半径方向に離れた第２の誘導加熱コイル２６ａの巻き数を多くしてインダクタンスＬは大きくして、加熱を抑える等の被加熱物３０の加熱分布を選定することが可能である。
【００５７】
また、誘導加熱コイルの構成としては、図６のように中心軸Ａを一致させた同一形状の第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を中心軸方向に上下に積層する構成としてもよい。この第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６の端子ｃ、ｄ、ｅ、ｆと回路側の端子ａ、ｂとの接続を切り替えることで、２つの第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を直列または並列に切り替えている。２つの第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６間には絶縁体を介したり、また誘導加熱コイルの素線自身を絶縁層で覆ってもよい。
【００５８】
また、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を中心軸方向に上下に積層する構成とした場合、図７（ａ）〜（ｈ）のように同一形状の誘導加熱コイルではなく上下で形状を変えてもよい。
【００５９】
図７（ａ）、（ｂ）は、中心軸Ａを一致させた第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を中心軸方向に上下に積層し、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の内径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の内径と同一で、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の外径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の外形よりも小さい（図７（ａ）参照）、あるいは大きい（図７（ｂ）参照）構成になっている。
【００６０】
図７（ｃ）、（ｄ）は、中心軸Ａを一致させた第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を中心軸方向に上下に積層し、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の外径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の外径と同一で、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の内径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の内径よりも小さい（図７（ｃ）参照）、あるいは大きい（図７（ｄ）参照）構成になっている。
【００６１】
図７（ｅ）、（ｆ）は、中心軸Ａを一致させた第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を中心軸方向に上下に積層し、第１の誘導加熱コイル２５の内径と外径が第２の誘導加熱コイル２６の内径と外径より小さく形成され、第１の誘導加熱コイル２５が、被加熱物３０に近接する位置（図７（ｅ）参照）に配されている。また、第２の誘導加熱コイル２６の内径と外径が第１の誘導加熱コイル２５の内径と外径より小さく形成され、第２の誘導加熱コイル２６が、被加熱物３０から遠隔の位置（図７（ｆ）参照）に配されている。
【００６２】
図７（ｇ）、（ｈ）は、中心軸Ａを一致させた第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を中心軸方向に上下に積層し、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の内径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の内径よりも大きく、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の外径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の外径より小さい（図７（ｇ）参照）、あるいは、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の内径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の内径よりも小さく、被加熱物３０に近接している第１の誘導加熱コイル２５の外径が被加熱物３０から遠隔にある第２の誘導加熱コイル２６の外径より大きい（図７（ｈ）参照）構成になっている。
【００６３】
尚、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を中心軸方向に上下に積層する構成とした場合の作用、効果については、前述した第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を半径方向に並べた場合と同様に、入力電圧によって接続を切り替えることで、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイルの構成で、入力電圧が大きく異なる環境においても、スイッチング素子の損失を増大させることなく、同じ入力電力を得ることができる。
【００６４】
尚、本実施の形態では、複数の誘導加熱コイルとして中心軸Ａを一致させた第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を半径方向または、中心軸方向に並べた２つの誘導加熱コイルを用いているが、３つ以上のコイルを用いても良い。
【００６５】
また、本実施の形態では、第１の誘導加熱コイル２５と第２の誘導加熱コイル２６を直列または並列に切り替える際に、入力電圧を検出して、検出した電圧値に応じてリレーなどを使用して切り替えているが、あらかじめ使用する電圧値が確定している場合は、誘導加熱装置を製造する工程において、誘導加熱コイルの端子を、使用する電圧値に応じて直列または、並列に接続しておけば良い。
【００６６】
この場合の利点としては、それぞれの入力電圧に応じた専用の誘導加熱コイルを用いる必要がなく、誘導加熱コイルをそれぞれの入力電圧において共用で使用することが可能となる。
【００６７】
このように、従来の誘導加熱コイルの構成では、入力電圧が異なる環境で動作させた場合、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイルを用いて同じ電力を得ようとすると、スイッチング素子の駆動周波数がそれぞれの電圧で異なり、駆動周波数が高くなりすぎたり、また、駆動周波数が低くなりすぎて、所定の入力電力が得られない場合があったため、それぞれの入力電圧に応じて専用の加熱コイルを用意する必要があった。
【００６８】
しかしながら、本実施の形態においては、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の複数の誘導加熱コイルを用いて入力電圧が異なる環境でも、スイッチング素子の駆動周波数を所定の範囲内におさめて、同一の入力電力を得ることが可能となる。
【００６９】
尚、入力電力の制御をスイッチング素子の駆動周波数を可変させてコントロールする本実施の形態で示したような一石共振インバータ回路のような構成において効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、入力電圧が異なる前後で巻き数や被加熱物との距離が同一の誘導加熱コイルを用いて、スイッチング素子の駆動周波数を大きく可変させることなく、入力電圧が異なる環境で使用することができ、スイッチング素子の損失も増大させることがないため、高効率な誘導加熱装置を提供することができ、誘導加熱式炊飯器としてはもちろんのこと、誘導加熱式湯沸かし器、誘導加熱調理器、またはその他の誘導加熱式加熱装置等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
２１  商用交流電源
２２  高周波インバータ回路
２３  整流回路
２４  平滑用コンデンサ
２５  第１の誘導加熱コイル
２６  第２の誘導加熱コイル
２７  共振用コンデンサ
２８  スイッチング素子
２９  制御回路
３０  被加熱物
３１  交流電圧検出回路
３２  直流電圧検出回路
【図２】
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【図３】
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【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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