(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調理器本体と、
この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、
前記被加熱調理器具を加熱するための誘導加熱コイル及び誘導発熱体と、
前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給手段と、
前記誘導加熱コイルに高周波電流が供給されることにより前記誘導発熱体に発生する誘導電流を制御する誘導発熱体制御手段と、
前記被加熱調理器具の材質に応じて前記高周波電流供給手段及び前記誘導発熱体制御手段を制御することにより前記被加熱調理器具に対する加熱を制御する加熱制御手段と、
金属製の被加熱調理器具についてその材質を判定する材質判定手段と、
を備え、
前記誘導発熱体は、板状の材料が内側から外側へと順次ギャップを形成しながら渦巻きを描くようにして平面状に形成されるとともに、渦巻きの各基端部が接続されることにより閉ループを形成するように構成され、前記誘導加熱コイルの前記トッププレート側の面を覆うように配置されており、
前記誘導発熱体制御手段は、前記各基端部間を短絡または開放することにより、前記誘導発熱体に発生する誘導電流をオンオフ制御するように構成され、
前記加熱制御手段は、前記材質判定手段によって前記被加熱調理器具の材質が高抵抗金属であると判定された場合に前記誘導発熱体による加熱を停止し、低抵抗金属であると判定された場合に前記誘導発熱体による加熱を実行するように制御することを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
誘導発熱体は、非磁性体で構成されていることを特徴とする請求項１記載の加熱調理器。
【請求項３】
誘導発熱体は、
渦巻きの内周側及び外周側で幅が狭く形成されるとともに、内周側と外周側との中間部で内周側及び外周側より幅が広く形成され、
前記中間部が誘導加熱コイルのコイル束の中央に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の加熱調理器。
【請求項４】
誘導発熱体は、熱伝導率の高い絶縁体を介してトッププレートに密着するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱調理器。
【請求項５】
非金属製の被加熱調理器具の加熱を選択的に実行させるための操作手段を備え、
加熱制御手段は、前記操作手段によって非金属製の被加熱調理器具の加熱が選択された場合に誘導発熱体による加熱を実行するように制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の加熱調理器。
【請求項６】
被加熱調理器具が非金属製であるか否かを判定可能な材質判定手段を備え、
加熱制御手段は、前記材質判定手段によって被加熱調理器具の材質が非金属であると判定された場合に誘導発熱体による加熱を実行するように制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理器本体の上面を構成するトッププレート上に載置される被加熱調理器具を加熱するための加熱手段を備えた加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱調理器において、アルミや銅のように低透磁率で電気伝導度が高い材質の鍋は、鉄などの磁性体の鍋に比べ加熱コイルからの磁束を吸収しにくく加熱効率が悪いという問題がある。また、鍋底に流れる誘導電流と磁束との相互作用により、いわゆる鍋浮きも生じ易い。こうした課題を解決するため、特許文献１には、スリットを有する円環形状のアルミ板がアルミ鍋と加熱コイルとの間に配設された誘導加熱装置が開示されている。
【０００３】
この誘導加熱装置によれば、加熱コイルから発生する磁束の一部が、アルミ鍋に到達する前にアルミ板に鎖交し、アルミ板に誘導電流が流れることで加熱コイルの等価直列抵抗が増大する。また、アルミ板の周囲から迂回した磁束がアルミ鍋に鎖交して誘導加熱が行われるので、同一の消費電力でアルミ鍋を加熱する場合には、加熱コイルに流す電流を小さくすることができ、それに伴って上述の鍋浮きも抑制できる。
【特許文献１】特許第３４６５７１２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の誘導加熱装置において、アルミ鍋など表皮抵抗が小さく電気伝導度の高い鍋を加熱する場合、加熱コイルは自身の損失により発熱する。その上、上記アルミ板も鍋と同様に誘導加熱されて高温になるので、加熱コイルは、このアルミ板により加熱されて一層高温となる。
【０００５】
このような加熱コイルの温度上昇を軽減するためには、例えばアルミ板と加熱コイルとの間に断熱材を設け、これらの間に冷却風を流す構造にする必要がある。しかし、このような構造にすると、加熱コイルと誘導加熱対象である鍋とのギャップが、トッププレート（厚さ４ｍｍ）も含め１１〜１２ｍｍとなり、一般の誘導加熱調理器におけるギャップ６〜７ｍｍよりも５ｍｍ程度大きくなる。その結果、鉄などの磁性体の鍋に比べて磁束が届きにくいアルミ鍋に、加熱コイルから発生する磁束が一層届きにくくなり、アルミ鍋を十分に加熱することができなくなる。
【０００６】
また、アルミや銅などの表皮抵抗の小さい鍋は抵抗が小さいため、加熱コイルの巻き数を例えば３倍程度に増加させるように３段程度に重ねた多段巻き線構造にしたり、加熱コイルに流れる交流電流の周波数を高めたりして、加熱コイルの等価直列抵抗を大きくすることも考えられる。しかし、前者の場合には、アルミ鍋と加熱コイルとのギャップが一層増えて鍋に磁束が届きにくくなり、後者の場合には、加熱コイル及び加熱コイルに高周波電流を供給するためのインバータ回路における損失が増大するので、加熱効率が悪化してしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低透磁率の材質で構成される被加熱調理器具をより効率よく加熱することができる加熱調理器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加熱調理器は、調理器本体と、
この調理器本体の上面を構成し、被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、
前記被加熱調理器具を加熱するための誘導加熱コイル及び誘導発熱体と、
前記誘導加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給手段と、
前記誘導加熱コイルに高周波電流が供給されることにより前記誘導発熱体に発生する誘導電流を制御する誘導発熱体制御手段と、
前記被加熱調理器具の材質に応じて前記高周波電流供給手段及び前記誘導発熱体制御手段を制御することにより前記被加熱調理器具に対する加熱を制御する加熱制御手段と、
金属製の被加熱調理器具についてその材質を判定する材質判定手段と、
を備え、
前記誘導発熱体は、板状の材料が内側から外側へと順次ギャップを形成しながら渦巻きを描くようにして平面状に形成されるとともに、渦巻きの各基端部が接続されることにより閉ループを形成するように構成され、前記誘導加熱コイルの前記トッププレート側の面を覆うように配置されており、
前記誘導発熱体制御手段は、前記各基端部間を短絡または開放することにより、前記誘導発熱体に発生する誘導電流をオンオフ制御するように構成され、
前記加熱制御手段は、前記材質判定手段によって前記被加熱調理器具の材質が高抵抗金属であると判定された場合に前記誘導発熱体による加熱を停止し、低抵抗金属であると判定された場合に前記誘導発熱体による加熱を実行するように制御することを特徴とする。
【０００９】
このように構成すれば、高周波電流供給手段は、誘導加熱コイルに高周波電流を供給し、被加熱調理器具に対して誘導加熱を行う。また、誘導発熱体制御手段は、誘導加熱コイルに高周波電流が供給されることにより誘導発熱体に発生する誘導電流を制御し、誘導発熱体を発熱させることで被加熱調理器具に対して熱伝導による間接加熱を行う。そして、加熱制御手段は、被加熱調理器具の材質に応じて高周波電流供給手段及び誘導発熱体制御手段を制御し、被加熱調理器具に対する誘導加熱又は間接加熱を制御するので、様々な種類の被加熱調理器具を加熱することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、誘導加熱コイル又は誘導発熱体を用いて被加熱調理器具の材質に適した加熱を行うので、磁性体で構成された被加熱調理器具はもちろん、低透磁率の材質で構成された被加熱調理器具など、様々な材質の被加熱調理器具を効率よく加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図８を参照して説明する。
図１は、加熱調理器本体の正面断面図である。調理器本体１は、外殻が本体ケース２であり、この上方にトッププレート３が位置することによって、調理器本体１の上面をトッププレート３が構成している。本体ケース２の内部には、上記トッププレート３の載置部４、５の直下に位置して誘導加熱コイル６、７が配設されており、これらによって、載置部４、５に載置される被加熱調理器具（図２に符号８を付して示す）をそれぞれ誘導加熱するようにしている。また、図２は、図１の載置部４部分を拡大して示す図である。
【００１２】
本体ケース２の前面には、操作パネル９とオーブン扉１０が設けられており、使用者は、操作パネル９によって被加熱調理器具８への加熱に関する各種操作を行うことができるようになっている。また、オーブン扉１０の後方（本体ケース２の内部）には、オーブン（図示せず）が連なっている。そして、トッププレート３の下面中、特に前記載置部４、５の中心部の直下位置には、サーミスタなどで構成される温度検知部１１、１２が設けられている。また、誘導加熱コイル６、７は、コイルベース１３、１４によって支持されており、それらのコイルベース１３、１４の下面側には、誘導加熱コイル６、７の磁束の磁路を形成するためのフェライト１５、１６が配置されている。
【００１３】
また、トッププレート３の下面側で載置部４、５に対応する部位には、誘導発熱部３３、３４が設けられている。図１ないし図３に示すように、誘導発熱部３３、３４は、トッププレート３側から、例えばアルミナ、窒化珪素、窒化アルミなどの高抵抗の高伝導セラミック（絶縁体に相当）３１、３２、誘導発熱体１７、１８、断熱用の断熱絶縁体１９、２０の順に三層状に構成されており、その下方には、誘導加熱コイル６、７とコイルベース１３、１４が位置している。この誘導発熱部３３、３４は、図示しないスペーサなどを介してコイルベース１３、１４によりトッププレート３に押し付けられており、誘導発熱体１７、１８が高伝導セラミック３１、３２を介してトッププレート３の下面側に密着するように配置されている。
【００１４】
図４は、誘導発熱体１７の詳細構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線における縦断面図、（ｃ）はＡ部を拡大した正面断面図である。誘導発熱体１７は、例えばアルミや銅などの非磁性体を材料として構成されており、幅狭で薄板状の非磁性体材料が、内側から外側へと順次絶縁ギャップ１７ｃを形成しながら渦巻きを描くようにして平面状に形成されている。本実施例では４ターン巻きの渦巻き形状としている。
また、渦巻きの外周側基端部は、渦巻きの中心と反対方向に延びており、その先端部は渦巻き面に対し垂直に折り曲げられて端子１７ａを形成している。一方、渦巻きの内周側基端部は、渦巻きの中心方向に延びており、渦巻き面に対し垂直に折り曲げられて端子１７ｂを形成している。
【００１５】
この誘導発熱体１７は、端子１７ａと１７ｂを接続することにより閉ループを形成するように構成されている。閉ループが形成されると、誘導加熱コイル６で発生する磁束により誘導発熱体１７に誘導電流が流れて発熱する。この誘導発熱体１７で発生するジュール熱は、熱伝導により被加熱調理器具８を間接的に加熱する。なお、誘導発熱体１７は渦巻き形状をなしているため、上記閉ループが形成された状態における誘導加熱コイル６の等価抵抗は大きくなる。
【００１６】
この誘導発熱体１７に発生するジュール熱は、その上面全体に密着して配置された高伝導セラミック３１を介することにより、トッププレート３及び被加熱調理器具８に対して均一に伝導される。また、誘導発熱体１７の下面全体に密着して断熱絶縁体１９を配置することにより、上記ジュール熱によって誘導加熱コイル６が加熱されにくい構造としている。
【００１７】
一方、端子１７ａ、１７ｂ間が開放されると、閉ループが形成されず、しかも誘導発熱体１７が非磁性体で構成されているため、誘導加熱コイル６で発生する磁束は誘導発熱体１７をすり抜ける。このため、誘導発熱体１７にはほとんど誘導電流が流れず、ほとんど発熱しない。
さらに、誘導発熱体１７の渦巻きを形成する各ターンの間に設けられた絶縁ギャップ１７ｃは、図４（ｃ）に示すように渦巻き面に対し垂直ではなく傾斜している。これは、誘導発熱体１７に上記閉ループが形成されているとき、漏れ磁束の磁路長を長くし、磁束が被加熱調理器具８に鎖交する量を減少させることを目的としている。
なお、上記の構成説明において、載置部４に係る構成を主として説明を行ったが、載置部５についても載置部４と同様に構成されている。
【００１８】
図５は、制御系の構成を示す機能ブロック図である。誘導加熱制御装置（加熱制御手段及び材質判定手段に相当）２１は、前述した本体ケース２の内部に設けられており、マイクロコンピュータによって構成されている。誘導加熱制御装置２１には、操作パネル９に配置されている操作部２２から操作信号が入力されると共に、温度検知部１１、１２から温度検知信号が入力されている。また、操作部２２には、後述する火力調整ダイヤル２２ａや土鍋などの非金属鍋を加熱する際に用いる土鍋選択スイッチ（操作手段に相当）２２ｂなどがある。
【００１９】
そして、誘導加熱制御装置２１は、これらの入力信号及び予め記憶された制御プログラムに基づいて、操作パネル９に配置されている表示部２３の作動を制御すると共にインバータ（高周波電流供給手段に相当）２４を制御し、誘導加熱コイル６（及び７）にインバータ２４を介して高周波電流を供給して制御する。このインバータ２４には、商用交流電源２６から整流回路２７を介して直流に変換したものが駆動用電源として供給されている。なお、本実施例では、この高周波電流の周波数を２５ｋＨｚ程度としている。
また、誘導加熱コイル６には共振コンデンサ２５が直列に接続されており、これらの誘導加熱コイル６及び共振コンデンサ２５と、被加熱調理器具８又は誘導発熱体１７（及び１８）とによって共振回路が構成されている。
【００２０】
誘導発熱体通電制御部（誘導発熱体制御手段に相当）２８は、例えばリレーなどにより構成されており、その接点端子は、誘導発熱体１７の端子１７ａ、１７ｂにそれぞれ接続されている（誘導発熱体１８についても同様）。そして、誘導加熱制御装置２１は、被加熱調理器具８の材質を検出し、その材質に応じて、誘導発熱体通電制御部２８を介して上記した接点端子の開閉を制御する。
【００２１】
また、整流回路２７の入力側と、インバータ２４の出力側とには、それぞれ電流トランス２９、３０が配置されており、それらの検知信号は誘導加熱制御装置２１に与えられている。被加熱調理器具８の材質を検出する際、誘導加熱制御装置２１は、誘導発熱体１７の端子１７ａと１７ｂとの間を開放状態にして、加熱調理器への入力電流ｉｐとインバータ２４の出力電流（コイル電流）ｉｃとを検出するようになっている（誘導発熱体１８についても同様）。
【００２２】
次に、本実施例の作用について図６ないし図８も参照して説明する。
図６は、誘導加熱制御装置２１による制御内容を、本発明の要旨に係る部分について示すフローチャートである。なお、以下では、載置部４に載置された被加熱調理器具８を加熱する際の制御内容について説明をするが、載置部５に関しても同様の制御内容となる。
【００２３】
誘導加熱制御装置２１は、まず、火力調整ダイヤル２２ａの操作により設定された入力電力の設定値を読み込むと（ステップＳ１）、土鍋選択スイッチ２２ｂがオンされているか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、土鍋選択スイッチ２２ｂがオンである（ＹＥＳ）と判断すると、後述するステップＳ１０へと進む。
【００２４】
一方、土鍋選択スイッチ２２ｂがオフである（ＮＯ）と判断すると、誘導発熱体１７の端子１７ａ、１７ｂ間を開放状態にしてから（ステップＳ３）被加熱調理器具８の材質判定を行う（ステップＳ４）。そして、ステップＳ５、Ｓ７において、高抵抗金属材料か否か、低抵抗金属材料か否かをそれぞれ判定する。
例えば鉄やステンレス（ＳＵＳ）などの高抵抗金属材料か否かを判定するには、インバータ２４により電圧、周波数が一定の高周波電流を誘導加熱コイル６に供給し、図７（ａ）に示すように入力電流ｉｐとコイル電流ｉｃとの関係に基づいて判定を行う。
【００２５】
すなわち、被加熱調理器具８の材質が鉄などの磁性体の場合、誘導加熱コイル６で発生した磁束は被加熱調理器具８を通り易くなり、被加熱調理器具８と鎖交しやすくなる。その結果、漏れ磁束が少なくなり、誘導加熱コイル６の等価インダクタンスＬ（図７（ｂ）参照）は小さくなる。また、磁性体材料は比抵抗が大きく、表皮効果（鍋底の誘導加熱コイル６側に渦電流が集中する効果）も大きいので誘導加熱コイル６の等価抵抗Ｒが大きくなる。
【００２６】
一方、アルミや銅のように非磁性で比抵抗が小さい材料の場合、誘導加熱コイル６で発生した磁束は被加熱調理器具８に届きにくくなり、漏れ磁束が多くなるので誘導加熱コイル６の等価インダクタンスＬが大きくなる。そして、比抵抗が小さく表皮効果も小さいので等価抵抗Ｒも小さくなる。また、土鍋などの非金属鍋の場合あるいは無負荷の場合は、誘導電流が全く流れないので等価インダクタンスＬは最も大きくなり、等価抵抗Ｒは最も小さくなる。
【００２７】
そして、コイル電流ｉｃは、誘導加熱コイル６の等価インピーダンスＺに反比例し、入力電流ｉｐは、コイル電流ｉｃとＲ／Ｚに比例する。その結果、被加熱調理器具８の材質に応じて図７（ａ）に示すような関係となる。すなわち、
材質            コイル電流ｉｃ            入力電流ｉｐ
鉄              小（Ｒが大  →Ｚが大）    大（Ｒ／Ｚが大）
アルミ          大（Ｒが小  →Ｚが小）    小（Ｒ／Ｚが小）
非金属（土鍋）  小（ωＬが大→Ｚが大）    小（Ｒ／Ｚが小）
従って、入力電流ｉｐ、コイル電流ｉｃの大小関係に基づいて、被加熱調理器具８の材質を判定することができる。
【００２８】
さて、ステップＳ５において、材質が高抵抗金属材料である（ＹＥＳ）と判断すると、誘導加熱制御装置２１は、ステップＳ１で読み込んだ入力電力設定値をインバータ２４に対する入力電力として誘導加熱調理を行う（ステップＳ６）。すなわち、従来行われている通常の誘導加熱調理である。この場合、誘導発熱体１７の端子１７ａ、１７ｂ間は開放されているため、誘導発熱体１７に誘導電流はほとんど流れない。従って、インバータ２４への入力電力はほとんど被加熱調理器具８で消費されることになる。
【００２９】
一方、材質が高抵抗金属材料でない場合（ステップＳ５、「ＮＯ」）、誘導加熱制御装置２１は、材質がアルミや銅のような低抵抗の非磁性金属材料か、あるいは土鍋のような非金属鍋（もしくは無負荷）かを判断する（ステップＳ７）。
低抵抗金属材料であれば（ＹＥＳ）、誘導加熱制御装置２１は、誘導発熱体通電制御部２８により誘導発熱体１７の端子１７ａ、１７ｂ間を短絡させて閉ループを形成する（ステップＳ８）。そして、誘導加熱制御装置２１は、ステップＳ１で読み込んだ入力電力設定値をインバータ２４に対する入力電力として、誘導加熱コイル６へ高周波電流を供給する（ステップＳ９）。すると、誘導加熱コイル６に流れる高周波電流により発生する磁束に応じて誘導発熱体１７に誘導電流が流れ、誘導発熱体１７は誘導加熱される。この発熱した誘導発熱体１７は、高伝導セラミック３１及びトッププレート３を介して、アルミや銅からなる被加熱調理器具８を熱伝導により間接的に加熱する。
【００３０】
この場合、誘導発熱体１７は、誘導加熱コイル６のほぼ全体を覆うようにして近接して配置されているため、誘導加熱コイル６から発生する磁束は漏れにくい。また、誘導発熱体１７の絶縁ギャップ１７ｃは磁路長を長くするように傾斜させているので、この絶縁ギャップ１７ｃからも磁束は漏れにくい。従って、インバータ２４への入力電力のほとんどが、誘導発熱体１７での加熱に消費されることになる。
【００３１】
ステップＳ７において材質が低抵抗金属材料でない（ＮＯ）と判断する場合、あるいはステップＳ２において土鍋選択スイッチ２２ｂがオンされている（ＹＥＳ）と判断する場合には、材質が非金属材料である場合の他に無負荷の場合も含まれる。この場合、ステップＳ８、Ｓ９と同様に、誘導発熱体通電制御部２８を介して誘導発熱体１７に閉ループを形成し（ステップＳ１０）、誘導発熱体１７を発熱させて熱伝導による間接加熱を行う（ステップＳ１１）。
【００３２】
ところで、上述した入力電流ｉｐとコイル電流ｉｃとの関係からは非金属材料と無負荷との判別ができない。そこで、温度検知部１１によって、ステップＳ１０における間接加熱開始からの温度上昇度合いを検出する（ステップＳ１２）。
すなわち、図８に示すように、例えばトッププレート３の載置部４に土鍋などが載置されている場合は負荷の熱容量が大きいため、加熱開始からの温度上昇度合い（立ち上がり）は比較的緩やかになる。これに対して、無負荷である場合は、トッププレート３の熱容量分しかないため、加熱開始からの温度上昇度合いは比較的急激になる。このような温度上昇度合いの相違に基づいて、非金属材料と無負荷とを判定する。
そして、誘導加熱制御装置２１は、無負荷であると判断すると（ステップＳ１３、「ＹＥＳ」）間接加熱を停止し（ステップＳ１４）、非金属材料である（ＮＯ）と判断するとそのままステップＳ１に戻り誘導発熱体１７による間接加熱を継続する。
【００３３】
以上のように、本実施例の加熱調理器は、磁性体金属で構成された表皮抵抗の大きい鍋を加熱する場合には、誘導加熱コイル６により誘導加熱を行い、非磁性体金属で構成された表皮抵抗の小さい鍋や非金属製の鍋を加熱する場合には、誘導発熱体１７の発熱による間接加熱を行う。従って、鉄、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミ、銅などの金属製鍋や、土鍋、ガラス製鍋などの非金属製鍋など、様々な材質の鍋を加熱することができる。
【００３４】
また、アルミ鍋などの表皮抵抗の小さい鍋を加熱する場合、誘導加熱コイル６で発生する磁束により誘導発熱体１７を誘導加熱し、その発熱によってアルミ鍋を間接的に加熱するようにした。アルミ鍋などの表皮抵抗の小さい鍋に対して直接誘導加熱をしないので、鍋底に流れる誘導電流と磁束との相互作用による鍋浮きが発生しない。従って、鍋によって火力が変わることがなく良好な調理性能が得られると共に、安全で効率のよい加熱ができる。
【００３５】
また、誘導発熱体１７を渦巻き形状とし誘導加熱コイル６に近接させて配置したので、その端子１７ａと１７ｂを接続して閉ループを形成した状態での誘導加熱コイル６の等価直列抵抗が大きくなる。このため、誘導加熱コイル６の巻き数を少なくできると共に巻き段数も１段とすることができ、誘導加熱コイル６における損失が低減し、アルミ鍋を加熱する際の効率をさらに高められる。
【００３６】
そして、誘導加熱コイル６の巻き数を少なくしたことにより、インバータ２４における共振電圧を１／５程度と低くすることができる。従って、誘導加熱コイル６と被加熱調理器具８との間の浮遊容量に起因して発生し、人体が鍋に触れると人体を介して大地に流れる漏れ電流を小さくでき、安全性を一層高められる。さらに、漏れ電流低減用の静電シールドも不要となり部品点数の削減も図ることができる。
【００３７】
また、誘導加熱コイル６の等価直列抵抗を大きくしたことにより、インバータ２４における発振周波数を２５ｋＨｚ程度と低くすることが可能となる。従って、アルミ鍋などの非磁性体金属製の鍋を加熱する際においても、インバータ２４を構成するＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子や誘導加熱コイル６の損失を大幅に低減できる。
【００３８】
さらに、誘導発熱体１７と誘導加熱コイル６とのギャップを２〜３ｍｍとし、誘導発熱体１７を、誘導加熱コイル６の全面を覆うように配置した。このため、アルミ製の鍋や銅製の鍋などを間接加熱する際、誘導加熱コイル６で発生する磁束により誘導発熱体１７を誘導加熱するときの漏れ磁束が非常に小さくなる。また、誘導加熱コイル６の巻き数を少なくしたことにより磁束発生量が少なくなるため、電磁波の漏れの少ない誘導加熱調理器を構成することができる。
【００３９】
表皮効果による損失を軽減するため、従来の誘導加熱コイルには直径５０μｍ程度の細線を１０００〜２０００本撚ったリッツ線を用い、さらに共振電圧による誘導加熱コイルの巻き線間耐圧に耐えるようにリッツ線をテフロン(登録商標)チューブで絶縁していた。一方、本実施例では、インバータ２４における発振周波数及び共振電圧を低減することにより、誘導加熱コイル６の直径を３００μｍ程度にすることができ、リッツ線の撚本数も従来の１／３６程度にすることができる。さらに、リッツ線間の絶縁も不要にできる。
【００４０】
誘導発熱体１７は、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミなどの高熱伝導絶縁体で構成された高伝導セラミック３１を介してトッププレート３に密着しているので、誘導加熱コイル６で発生する磁束の磁束密度の違い（第２実施例参照）や部分的な熱伝導度の違いによる誘導発熱体１７による間接加熱の温度むらを低減できる。従って、断熱絶縁体１９やトッププレート３の信頼性を高められ、鍋の均一加熱性能が向上する。
【００４１】
上述した構成を用いることにより、アルミ製の鍋や銅製の鍋などの表皮抵抗の小さい鍋を加熱する際における加熱効率を従来のものよりも大幅に改善すると共に信頼性も向上する。この加熱効率に関して一例を示せば、従来の構成による加熱効率が６０％であったとすれば、本実施例の場合には７０％程度にまで改善することができる。
【００４２】
誘導発熱体１７を非磁性体で且つ渦巻き状に構成し、誘導加熱制御装置２１は、誘導発熱体通電制御部２８を介して誘導発熱体１７の端子１７ａ、１７ｂ間を短絡又は開放にすることにより、誘導発熱体１７に発生する誘導電流をオンオフ制御するように構成した。そして、鉄やステンレス（ＳＵＳ）などの高抵抗の磁性体金属鍋を加熱する場合、誘導加熱制御装置２１は、端子１７ａ、１７ｂ間を開放（オフ）にするので、誘導発熱体１７にはほとんど誘導電流が流れない。従って、鉄やステンレスなどの高抵抗の磁性体金属鍋を加熱する場合、誘導加熱コイル６の電力はほとんど鍋で消費され、加熱効率が向上する。
【００４３】
誘導加熱制御装置２１は、誘導発熱体１７の端子１７ａ、１７ｂ間を開放状態にして、入力電流ｉｐ及びコイル電流ｉｃを検出することにより、トッププレート３に載置された被加熱調理器具８が、鉄やステンレスなどの磁性体金属で構成された表皮抵抗の大きい鍋か、アルミや銅などの非磁性体金属で構成された表皮抵抗の小さい鍋かを判別する。従って、金属製の被加熱調理器具８を加熱する際、その材質が磁性体金属であるか非磁性体金属であるかを自動的に判別し、その材質に応じた最適且つ効率のよい加熱を行うことができる。
【００４４】
操作パネル９に土鍋選択スイッチ２２ｂを設け、この土鍋選択スイッチ２２ｂをオンにすることにより、誘導発熱体１７の発熱による間接加熱を実行するように構成した。従って、直接誘導加熱することができない土鍋やガラス製の鍋などの非金属製鍋も加熱することができる。
【００４５】
また、誘導加熱制御装置２１は、トッププレート３に載置された被加熱調理器具８が金属製ではないと判断した場合、誘導発熱体１７の発熱による間接加熱を行う。そして、温度検知部１１からの検出温度に基づいて温度上昇度合い（立ち上がり）を検出し、この温度上昇度合いが比較的緩やかな場合、非金属製の鍋が載置されていると判断して間接加熱を継続する。一方、温度上昇度合いが比較的急激な場合、無負荷であると判断し、間接加熱を停止する。従って、従来の誘導加熱コイル６の等価インピーダンスによる材質検出方法では検出できなかった無負荷状態を検出することができ、トッププレート３に被加熱調理器具８が載置されていない場合、直ちに誘導発熱体１７の発熱による間接加熱を停止し、無駄な電力消費を無くすことができる。
【００４６】
（第２実施例）
図９は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。本実施例では、誘導発熱体４０の形状が第１実施例と異なっており、その他の構成は第１実施例と同様である。
【００４７】
図９は、誘導発熱体４０の詳細構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線における縦断面図である。誘導発熱体４０は、第１実施例における誘導発熱体１７と同様に、例えばアルミや銅などの非磁性体を材料として構成されており、薄板状の非磁性体材料が、内側から外側へと順次絶縁ギャップ４０ｃを形成しながら渦巻きを描くようにして平面状に形成されている。
【００４８】
上記薄板状の非磁性体材料は、渦巻きの内周側及び外周側で幅が狭く、内周側と外周側との中間部で内周側及び外周側よりやや幅が広くなっている。より具体的には、誘導発熱体４０は、６ターン巻きの渦巻き形状となっており、１、２ターン目の薄板４０ｆ及び５、６ターン目の薄板４０ｄは幅が狭く、３、４ターン目の薄板４０ｅはやや幅が広くなっている。なお、薄板４０ｆと４０ｅの境界付近及び薄板４０ｅと４０ｄの境界付近では徐々に幅が変化している。また、渦巻きの外周側基端部及び内周側基端部には、誘導発熱体１７における端子１７ａ及び端子１７ｂと同様にして、端子４０ａ及び端子４０ｂが形成されている。
【００４９】
ところで、第１実施例の誘導発熱体１７は渦巻きを形成する薄板の幅が均一に形成されており、どの部分においても単位長さ当たりの抵抗値は同じである。この場合、誘導加熱コイル６で発生する磁束により誘導発熱体１７に誘起される電圧は、誘導発熱体１７に鎖交する磁束の磁束密度が大きい部分で高くなる。このため、誘導加熱コイル６のコイル束の中央辺り（内周側と外周側との中間部）に対向する部分の誘起電圧が高くなる。こうした磁束密度の違いによって、誘導発熱体１７において、磁束密度の大きい部分では発熱量が大きくなり、磁束密度の小さい部分では発熱量が小さくなるというように、各部分の間に温度差が生じてしまう。
【００５０】
本実施例の誘導発熱体４０は、誘導加熱コイル６のコイル束の中央辺りに対向する部分の幅を広くし、内周側と外周側に対向する部分の幅を狭くしている。すなわち、誘導発熱体４０に鎖交する磁束の磁束密度が大きくなる部分は幅を広くして単位長さ当たりの抵抗値を小さくし、磁束密度が小さくなる部分は幅を狭くして抵抗値を大きくした。従って、断熱絶縁体１９やトッププレート３が部分的に高温にさらされることがなくなり、これらの信頼性を一層高めることができる。また、誘導発熱体４０の各部分間での発熱量の差を小さくでき、被加熱調理器具８を均一に間接加熱することできる。
【００５１】
（その他の実施例）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施例に限定されるものではなく、次のような変形又は拡張が可能である。
誘導発熱体の渦巻きのターン数、さらには誘導発熱体の形状は上記した各実施例にて開示したものに限ることなく、個別の設計に応じて適宜変更して実施すればよい。
被加熱調理器具８の重量を検知することにより材質を判別可能に構成し、材質がアルミや銅などの非磁性体であると判別した場合、誘導発熱体１７、４０を用いて被加熱調理器具８を間接的に加熱するようにしてもよい。
被加熱調理器具８の材質を加熱調理器側が自動的に判別するものに限らず、例えば、ユーザが材質を入力して設定するものであってもよい。また、土鍋選択スイッチ２２ｂは、必要に応じて設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施例であり、加熱調理器本体の正面断面図
【図２】図１における一方の載置部側の拡大図
【図３】誘導発熱部の構成を示す図
【図４】誘導発熱体の詳細構造を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）はＡ部を拡大した正面断面図
【図５】制御系の構成を示す機能ブロック図
【図６】誘導加熱制御装置による制御内容を、本発明の要旨に係る部分について示すフローチャート
【図７】（ａ）は被加熱調理器具の材質に応じた入力電流ｉｐとコイル電流ｉｃとの関係を示す図、（ｂ）は誘導加熱コイルの等価回路図
【図８】被加熱調理器具が非金属材料の場合と無負荷の場合とにおける、加熱開始からの温度上昇度合いの相違を説明する図
【図９】本発明の第２実施例を示すものであり、図４（ａ）、（ｂ）相当図
【符号の説明】
【００５３】
図面中、１は調理器本体、３はトッププレート、６、７は誘導加熱コイル、８は被加熱調理器具、１７、１８、４０は誘導発熱体、２１は誘導加熱制御装置（加熱制御手段、材質判定手段）、２２ｂは土鍋選択スイッチ（操作手段）、２４はインバータ（高周波電流供給手段）、２８は誘導発熱体通電制御部（誘導発熱体制御手段）、３１、３２は高伝導セラミック（絶縁体）を示す。
【図１】
0004846374.tif 000002
【図２】
0004846374.tif 000003
【図３】
0004846374.tif 000004
【図４】
0004846374.tif 000005
【図５】
0004846374.tif 000006
【図６】
0004846374.tif 000007
【図７】
0004846374.tif 000008
【図８】
0004846374.tif 000009
【図９】
0004846374.tif 000010