(57)【要約】  【課題】  加熱レベルを一定にして加熱調理を行う場合に，加熱コイル等で発生する高周波磁束の周波数を変化させて，漏洩磁束の周波数を変化させることにより，外部機器の誤動作や人体に与える悪影響を軽減させること。  【解決手段】  加熱コイルと，上記加熱コイルに上記高周波電流を供給するインバータ回路と，該インバータ回路のスイッチング素子にスイッチング周波数信号を出力すると共に，上記インバータ回路から上記加熱コイルへ供給される高周波電流を制御して上記金属製被加熱体の加熱レベルを一定に制御するインバータ制御装置とを備えた誘導加熱装置に，上記スイッチング素子に出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を定期或いは不定期に変更する周波数変更手段を設ける。【選択図】図１
2005235486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された高周波電流を受けて高周波磁束を生成し，該生成された高周波磁束により金属製被加熱体を加熱する加熱コイルと，
電力源から供給された供給電力の通電／遮断を切り換える１つ或いは２つ以上のスイッチング素子を有し，上記加熱コイルに上記高周波電流を供給するインバータ回路と，
上記スイッチング素子の通電／遮断を切り換えるためのスイッチング周波数信号を該スイッチング素子に出力すると共に，上記インバータ回路から上記加熱コイルへ供給される高周波電流を制御して上記金属製被加熱体の加熱レベルを一定に制御するインバータ制御装置と，
を備えた誘導加熱装置において，
上記スイッチング素子に出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を定期或いは不定期に変更する周波数変更手段を具備してなることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
上記周波数変更手段が，上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を一定の範囲内で変更するものである請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
上記周波数変更手段が，上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を周期的に予め定められた設定周波数に変更するものである請求項１又は２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を変更する変更順序を予め記憶する変更順序記憶手段を更に備え，
上記周波数変更手段が，上記変更順序記憶手段から読み出された上記変更順序に基づき上記スイッチング周波数信号の周波数を予め設定された設定周波数に変更するものである請求項１又は２に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
上記変更順序記憶手段に記憶された上記変更順序が，上記周波数変更手段により変更される上記設定周波数それぞれの変更回数を該設定周波数の逆数に比例する回数となるよう定められた順序である請求項４に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を一定に保持する周波数保持手段と，
上記周波数保持手段により上記スイッチング周波数信号の周波数を保持する保持制御モードと，上記周波数変更手段により上記スイッチング周波数信号の周波数を変更する変更制御モードとを切り換える制御モード切換手段と，
を更に備えてなる請求項１〜５のいずれかに記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の誘導加熱装置を備えてなる誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，高周波電流を加熱コイルに供給することにより該加熱コイルで発生した高周波磁束によって金属製の被加熱体を加熱する誘導加熱装置に関し，特に，上記誘導加熱装置の外部に漏洩した高周波磁束を起因とする外部機器の誤動作や該高周波磁束が人体等に与える悪影響を軽減することができる誘導加熱装置及び誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，内部に誘導加熱装置（ＩＨヒータ）を備えた誘導加熱調理器（ＩＨ加熱調理器）が広く普及している。この誘導加熱調理器は，火を使用せず電磁誘導により鍋等を加熱するものであるため，ガス加熱調理器のように燃焼により空気が汚染されることがなく，また，ガス加熱に匹敵する火力が得られ，熱効率が良いという特長がある。
ここで，図８及び図９を用いて，上記従来の誘導加熱調理器Ａの動作について簡単に説明する。なお，図８は上記誘導加熱調理器Ａの斜視図，図９は図８のＰ−Ｐ矢視断面図である。
上記誘導加熱調理器Ａのトップレート３の下部に配設された加熱コイル９に，予め操作部４の加熱調整つまみ５により設定された加熱レベルに応じた高周波電流が供給されると，上記加熱コイル９において高周波磁束が発生する。この高周波磁束は上記トッププレート３上に配置された金属鍋等の被加熱体８の底部に吸収されることにより，該底部に誘導電流（渦電流）が発生する。上記被加熱体８の底部は，該底部で発生した渦電流と上記被加熱体の電気的抵抗とにより発生したジュール熱により加熱され，これにより上記被加熱体８に収容された食品等が加熱調理される。
【０００３】
上述したように，上記加熱コイル９では供給された高周波電流に応じた高周波磁束が発生するが，一般に，このような高周波磁束は，精密機器やマイクロコンピュータ或いはペースメーカ等を誤動作させるおそれがあり，更に，人体或いはクレジットカード等の磁気カードに悪影響を与えるおそれがある。また，このような誤動作や悪影響は，磁束の周波数が高いほど，磁束密度が大きいほど重大となる傾向にある。そのため，従来の誘導加熱装置Ａには，上記加熱コイル９の周囲に導電性リング１０を環状に配置して，外部に漏洩する高周波磁束（以下「漏洩磁束」と称す）を低減させる漏洩磁束低減措置が施されている。このように上記導電性リング１０を設けることで，上記加熱コイル９或いは上記被加熱体８から発生する高周波磁束により上記導電性リング４に誘導電流が流れ，この誘導電流が流れることで上記導電性リング１０において，上記加熱コイルで発生する高周波磁束とは逆方向の磁束（キャンセル磁束）が発生する。これにより，上記高周波磁束が打ち消され，上記漏洩磁束が低減される。
また，特許文献１に記載された誘導加熱調理器は，平滑コンデンサやスイッチング素子等を有する内部回路を閉ループ状に接続することによって，上述と同様の原理に基づき上記漏洩磁束を低減している。
しかしながら，上記導電性リング１０は，上記誘導加熱調理器Ａの外部への漏洩磁束を低減するという目的上，上記加熱コイル９の外周に設けられているため（図９），上記加熱コイル９と上記導電性リング１０との磁気結合は比較的弱い。そのため，上記漏洩磁束を十分に低減することができず，現状では，上記加熱コイル９や上記被加熱体８で発生する高周波磁束がある程度漏洩することを許容せざるを得ない。
【特許文献１】特開平０３−２１４５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで，上記従来の誘導加熱調理器Ａにおいて加熱レベルを一定にして加熱調理を行う場合は，従来，一定の周波数ｆSを有するスイッチング信号をインバータ回路（のスイッチング素子）に出力することにより，高周波電流を上記インバータ回路から上記加熱コイル９に継続的に供給するよう制御していた。このとき，インバータ回路に供給される電流が直流の場合は，上記インバータ回路から上記スイッチング信号と同じ周波数ｆSを有する高周波電流が加熱コイル９に供給されていた。この場合，図１０に示すように，上記誘導加熱調理器Ａの外部へは同周波数ｆSの磁束が漏洩することになる（このときの漏洩磁束密度の実効値を１［Ｔ］と仮定する）。
また，上記加熱コイル９に流れる高周波電流の波形歪みによる高調波成分を略して説明するが，上記インバータ回路に供給される電流が低周波数ｆL（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の商用交流電流の全波整流の場合は，上記インバータ回路から低周波数ｆL(リプル周波数)が重畳された高周波電流，即ち，周波数ｆS及びｆS±ｆLを有する高周波電流が上記加熱コイル９に供給されていた。このときの加熱コイル９に供給される高周波電流ＩAは以下の式（１）で表される。
【数１】
2005235486.tif 000003
ここに，上記式（１）中の三角関数の係数０．９０，０．３０，０．３０は，各周波数ｆS，ｆS＋ｆL，ｆS−ｆLの漏洩磁束密度の比率を示す。尚，上記漏洩磁束密度の比率とは，周波数ｆSの高周波電流が上記加熱コイル９に供給されたときの漏洩磁束密度（１［Ｔ］）に対する，周波数ｆS，ｆS＋ｆL，ｆS−ｆLが重畳された高周波電流が上記加熱コイル９に供給されたときの上記各周波数ｆS，ｆS＋ｆL，ｆS−ｆLに応じた漏洩磁束密度の比率をいう。
上記式（１）から解るように，インバータ回路に商用交流電流の全波整流が供給された場合は，漏洩する高周波磁束のうち，とりわけ周波数ｆSを有する高周波磁束（比率：０．９０）が最も多く漏洩することになる。
【０００５】
上述したように，加熱レベルを一定にして加熱調理を行う場合は，インバータの入力電流が直流或いは全波整流のいずれであっても，周波数ｆｓの高周波磁束が多く漏洩する。この場合，一定の高周波数ｆSを有する高周波磁束が継続的に外部に漏洩することにより，以下の問題が発生するおそれがある。
例えば，上記周波数ｆSと同一の周波数で制御するコンピュータが搭載された機器が上記誘導加熱調理器Ａの近傍に設置されていた場合は，その装置が誤動作する可能性が極めて高くなるという懸念がある。
また，一定の高周波数の磁束や電磁波が継続的に人体に浴びせられることにより，生体遺伝子への影響や発ガン作用等の何らかの生物学的作用が人体に発生すると考えられている。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，加熱レベルを一定にして加熱調理を行う場合に，加熱コイル等で発生する高周波磁束の周波数を変化させて，漏洩磁束の周波数を変化させることにより，外部機器の誤動作や人体に与える悪影響を軽減させることが可能な誘導加熱装置及びこれを備えた誘導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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，供給された高周波電流を受けて高周波磁束を生成し，該生成された高周波磁束により金属製被加熱体を加熱する加熱コイルと，電力源から供給された供給電力の通電／遮断を切り換える１つ或いは２つ以上のスイッチング素子を有し，上記加熱コイルに上記高周波電流を供給するインバータ回路と，上記スイッチング素子の通電／遮断を切り換えるためのスイッチング周波数信号を該スイッチング素子に出力すると共に，上記インバータ回路から上記加熱コイルへ供給される高周波電流を制御して上記金属製被加熱体の加熱レベルを一定に制御するインバータ制御装置と，を備えた誘導加熱装置において，上記スイッチング素子に出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を定期或いは不定期に変更する周波数変更手段を具備してなることを特徴とする誘導加熱装置として構成されたものである。
上述したように，従来，加熱レベルを一定にして加熱調理を行う場合は，一定の周波数の高周波電流を加熱コイルに供給して高周波磁束を発生させていたために，一定の周波数を有する磁束が外部に漏洩していた。従って，この漏洩磁束によるマイクロコンピュータや人体への影響に対する懸念は大きいものであった。しかし，本発明によれば，スイッチング周波数信号の周波数を変更させることにより，漏洩磁束の周波数が定期或いは不定期に変更されるため，同一の高周波数が常時漏洩することが無くなる。これにより，漏洩磁束がマイクロコンピュータや人体に与える影響が従来に較べて小さくなる。
【０００７】
この場合，上記周波数変更手段としては，上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を一定の範囲内で変更するものが考えられる。上記周波数変更手段により周波数が大きく変更されると一定の加熱レベルで調理することができなくなり，機能的な不具合が生じる。そのため，上記スイッチング周波数信号の周波数を一定の加熱レベルを保つために出力される周波数近傍の一定の範囲内で変更することにより，略一定の加熱レベルでの調理が可能となる。
また，上記周波数変更手段が，上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を周期的に予め定められた設定周波数に変更するものであれば，周期的に変化する漏洩磁束の周波数や漏洩磁束密度の大きさを予測することができる。このように漏洩磁束の周波数や漏洩磁束密度の大きさが予測できれば，例えば，誘導加熱装置の漏洩磁束を測定して装置の検証をする場合に，その検証結果が妥当であるかどうかを容易に判断することが可能となる。
【０００８】
また，上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を変更する変更順序を予め記憶する変更順序記憶手段を更に備え，上記周波数変更手段が，上記変更順序記憶手段から読み出された上記変更順序に基づき上記スイッチング周波数信号の周波数を予め設定された設定周波数に変更するものであることも考えられる。この場合も，漏洩磁束の周波数及び漏洩磁束密度の大きさを予測することができるため，上記誘導加熱装置の漏洩磁束の検証結果の妥当性を容易に判断することが可能となる。
【０００９】
ところで，誘導加熱調理器では，高周波磁束が発生する磁界中に金属鍋等の被加熱体が配設されるため，被加熱体底部に発生する渦電流と上記磁界とによって，上記被加熱体に電磁力が与えられる。上記被加熱体に上記電磁力が与えられると，上記被加熱体はスイッチング周波数に同期して機械振動を起こすことになる。上記スイッチング周波数が可聴域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）内であれば，人は上記機械振動を不快な異音として受け取る。そのため，一般的に，高周波磁束により誘導加熱する場合は，上記スイッチング周波数を２０ｋＨｚ以上（不可聴域）に設定して上記機械振動による異音を消音させている。しかしながら，不可聴域，つまり音として認識できない振動であっても，人体には何らかの不快感や作用が与えられると考えられている。
一方で，近年，「１／ｆゆらぎ」というリズムが知られている。これは，人体が感じるさまざまな振動周波数ｆが１／ｆに比例して変動する（ゆらぐ）現象のことをいい，例えば，小川のせせらぎや脳のアルファ波など，自然界のさまざまな現象に見られる心地良いゆらぎのリズムのことをいう。このような「１／ｆゆらぎ」を上記スイッチング周波数に応用することで，単一周期であれば可聴音と同様不快感に感じる周波数であっても，その不快感を軽減させることが期待できる。従って，上記変更順序記憶手段に記憶された上記変更順序が，上記周波数変更手段により変更される上記設定周波数それぞれの変更回数を該設定周波数の逆数に比例する回数となるよう定めることにより，「１／ｆゆらぎ」効果が得られると考えられる。
【００１０】
また，上記インバータ制御装置により出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を一定に保持する周波数保持手段と，上記周波数保持手段により上記スイッチング周波数信号の周波数を保持する保持制御モードと，上記周波数変更手段により上記スイッチング周波数信号の周波数を変更する変更制御モードとを切り換える制御モード切換手段とを更に備えることが考えられる。例えば，被加熱体の材質が磁性体か非磁性体かによって，加熱コイル及び被加熱体の合成インピーダンスが異なる。そのため，上記被加熱体の材質に応じてインバータ回路の動作を上記被加熱体に適した動作条件に変えなければ効率の良い加熱特性を得ることができない場合が生じ得る。この場合，上記被加熱体の材質を判別する必要がある。この判別手法として，周波数，デューティ比，及び電圧条件が一定の矩形波を加熱コイル，被加熱体，共振コンデンサからなる共振回路に印加して，このときの加熱コイルの電流値の違いから被加熱体の材質を判別する周知の判別手段（判別処理）が知られている。このような判別処理を実行する場合は，上記共振回路の印可される電圧の周波数が変動すると，加熱コイル電流値も変動するので，上記判別処理による上記被加熱体の材質の正確な判別結果が得られないという問題がある。一方，変動する周波数に応じた判別処理を実行すれば，比較的正確な判別結果を得ることができるが，処理が煩雑化且つ複雑化するため好ましくない。従って，スイッチング周波数信号の周波数を一定に保持する周波数保持手段を用いて，判別処理中は周波数を一定にすることにより，上記被加熱体の材質を正確に判断するべく，上記誘導加熱装置に上記制御モード切換手段を設けることとした。これにより，インバータ回路の動作条件の検出を安定的に行うことが可能となる。
また，上記誘導加熱装置は誘導加熱調理器に好適に用いられる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように，本発明によれば，加熱コイルと，上記加熱コイルに上記高周波電流を供給するインバータ回路と，該インバータ回路のスイッチング素子にスイッチング周波数信号を出力すると共に，上記インバータ回路から上記加熱コイルへ供給される高周波電流を制御して上記金属製被加熱体の加熱レベルを一定に制御するインバータ制御装置とを備えた誘導加熱装置に，上記スイッチング素子に出力される上記スイッチング周波数信号の周波数を定期或いは不定期に変更する周波数変更手段が設けられているため，誘導加熱装置から漏洩する漏洩磁束の周波数も定期或いは不定期に変更される。その結果，常に同一の高周波数が常時漏洩することがなくなり，漏洩磁束によるマイクロコンピュータの誤動作や該漏洩磁束が人体に与える影響が従来と較べて小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置Ｘの電気回路図，図２は本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置Ｘの構成要素である制御装置の概略構成を示すブロック図，図３は本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置Ｘの構成要素である制御装置により実行される周波数変更処理の手順の一例を説明するフローチャート，図４は２種の周波数が交互に出力されたときに加熱コイルに流れる電流を示す模式図，図５は漏洩する高周波磁束の２種の周波数別の漏洩磁束密度を示す棒グラフ，図６は３種の周波数が交互に出力されたときに加熱コイルに流れる電流を示す模式図，図７は漏洩する高周波磁束の３種の周波数別の漏洩磁束密度を示す棒グラフ，図８は従来の誘導加熱調理器Ａの概要を示す概要図，図９は図８の矢視Ｐから見た従来の誘導加熱調理器Ａの模式断面図，図１０は従来の誘導加熱調理器Ａにおける周波数別の漏洩磁束密度を示す棒グラフである。
【００１３】
まず，図１に示す電気回路図を用いて，本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置Ｘの概要について簡単に説明する。尚，本誘導加熱装置Ｘは誘導加熱調理器の誘導加熱制御に用いられるものである。
本誘導加熱装置Ｘは大別すると，インバータ回路２０，直列共振回路１５，制御装置１３（インバータ制御装置），直流電源１４により構成されている。上記インバータ回路２０は上記直流電源１４から供給された供給電力の通電／遮断を切り換えるパワートランジスタ，ＧＴＯ，ＩＧＢＴ等のスイッチング素子２１ａ，該スイッチング素子２１ａに並列に接続されたダイオード２２ａを有するスイッチング部２０ａと，該スイッチング部２０ａ同様に，スイッチング素子２１ｂ，ダイオード２２ｂを有するスイッチング部２０ｂとを備え，また，上記直列共振回路１５は供給された高周波電流を受けて高周波磁束を生成し，該生成された高周波磁束により金属製被加熱体８を加熱する加熱コイル９と，共振コンデンサ１１とを備えて構成されている。
【００１４】
ここで，図１の電気回路図を参照して，本誘導加熱装置Ｘの各構成要素の接続状態について説明する。
上記直流電源１４の出力端子ＶＤＤは上記スイッチング素子２１ａのコレクタに接続され，上記直流電源１４の接地端子ＧＮＤは上記スイッチング素子２１ｂのエミッタ及び上記直列共振回路１５の共振コンデンサ１１の一端に接続されている。また，上記スイッチング素子２１ａのエミッタと上記スイッチング素子２１ｂのコレクタと上記加熱コイル９の一端とが接続されており，更に，上記加熱コイルの他端は上記共振コンデンサ１１に接続されている。上記制御装置１３のスイッチング周波数信号の出力端子Ｃ１及びＣ２はそれぞれ上記スイッチング素子２１ａ及び２１ｂのゲート（ベース）に接続されている。
【００１５】
このように上記各構成要素が接続されて構成されることにより，上記直流電源１４から上記スイッチング素子２１ａに直流電流が供給される。このとき，上記制御装置１３の出力端子Ｃ１から上記スイッチング素子２１ａの通電／遮断を切り換えるためのスイッチング周波数信号が上記スイッチング素子２１ａに出力されると，上記スイッチング素子２１ａのコレクタ−エミッタ間において上記スイッチング周波数に応じた直流電流の通電／遮断が繰り返し行われる。また，上記スイッチング素子２１ｂには，上記制御装置１３の出力端子Ｃ１から上記スイッチング素子２１ａに出力されるスイッチング周波数信号とは逆相のスイッチング周波数信号が出力される。従って，上記スイッチング素子２１ａのコレクタ−エミッタ間が通電／遮断している間は，上記スイッチング素子２１ｂのコレクタ−エミッタ間は遮断／通電される。
上記スイッチング素子２１ａのコレクタ−エミッタ間が通電状態のときは，直流電流が図１中の矢印Ｐ方向に流れ，上記加熱コイル９に磁束を発生させると共に，上記共振コンデンサ１１に電流（電力）が蓄積される。一方，上記スイッチング素子２１ａのコレクタ−エミッタ間が遮断状態のときは，上記共振コンデンサ１１に蓄積された電流（電力）が図１中の矢印Ｑ方向に流れ，上記加熱コイル９に磁束を発生させる。この矢印Ｑ方向に流れる電流は上記スイッチング素子２１ｂのコレクタ−エミッタを通って上記直流電源１４のＧＮＤ端子に流れる。
このように，上記制御装置１３の出力端子Ｃ１，Ｃ２から上記スイッチング素子２１ａ，２１ｂに出力されるスイッチング周波数信号に従って，上記加熱コイル９には矢印Ｐ方向の電流と矢印Ｑ方向の電流が交互に流れる。即ち，このように上記加熱コイル９に交互に流れる電流が高周波電流である。
【００１６】
更に，上記制御装置１３には，上記スイッチング周波数信号の周波数を変更する後述の周波数変更機能が備えられている。この周波数変更機能により，上記スイッチング素子２１ａ，２１ｂに出力される上記スイッチング周波数信号の周波数が変更されるため，従来のように上記誘導加熱装置Ｘの外部へ同一の高周波数が常時漏洩することがなくなり，漏洩磁束がマイクロコンピュータや人体に与える影響が従来に較べて小さくなる。
【００１７】
次に，図２のブロック図を用いて，上記制御装置１３の概略構成について説明する。
上記制御装置１３は，上記スイッチング素子２１ａ，２１ｂの通電／遮断を切り換えるためのスイッチング周波数信号を該スイッチング素子２１ａ，２１ｂに出力すると共に，上記インバータ回路２０から上記加熱コイル９へ供給される高周波電流を制御して金属製被加熱体８の加熱温度を制御するものである。この制御装置１３は，図２に示すように，中央演算処理装置の一例であるＣＰＵ３１と，不揮発性或いは揮発性の半導体メモリの一例であって，所定の制御プログラム等を記憶するＲＯＭ３２と，入力された信号に応じた周波数（スイッチング周波数信号に相当）を発振する周波数発振器３３と，該周波数発振器３３から発振された周波数の位相を反転して出力する位相反転回路３４と，スイッチング素子２１ａ，２１ｂに周波数を出力する出力端子Ｃ１，Ｃ２とにより構成されている。
上記周波数発振器３３には，周波数を出力する発振端子が設けられており，該発振端子は上記端子Ｃ１及びＣ２と接続されている。この発振端子とＣ２との間には上記位相反転回路３４が設けられている。そのため，上記端子Ｃ２からは，上記端子Ｃ１から出力される周波数とは逆相の周波数が出力される。
上記制御装置１３は，上述したように，周波数変更機能を備えているが，この周波数変更機能は上記ＣＰＵ３１により具現化されるものである。即ち，上記ＣＰＵ３１によって上記ＲＯＭ３２に格納された所定の制御プログラムが読み出され，上記ＣＰＵ３１が上記プログラムに従って周波数変更処理を実行することにより，上記周波数変更機能が実現される。
【００１８】
上記ＲＯＭ３２には，上記制御プログラムの他に，上記ＣＰＵ３１により実行される周波数変更処理に用いられる種々のデータが記憶されている。具体的には，中程度の加熱レベルを実現する周波数のうち，上記周波数変更処理により変更される複数の周波数が下記の表１に示すように記憶されている。もちろん，下記表１に示される周波数以外にも，加熱レベルに応じた複数の周波数が記憶されていてもかまわない。尚，下記の表１に示すように，変更する周波数はいずれも非常に近接している。これは，変更される周波数間の差が大きくなると，一定の加熱レベルを保持することができなくなるという不具合を生じさせないためである。従って，上記ＣＰＵ３１による周波数変更処理は，一定の加熱レベルを保つための周波数の近傍の範囲内で周波数を変更するものでなければならない。
【表１】
2005235486.tif 000004
また，上記ＲＯＭ３２には，上記制御装置１３により出力されるスイッチング周波数信号の周波数を変更する周波数の変更順序が下記の表２に示すように複数のパターンに分けて記憶されている。
【表２】
2005235486.tif 000005
【００１９】
ここで，図３のフローチャートを用いて，上記制御装置１３の上記ＣＰＵ３１によって上記制御プログラムに従い実行される周波数変更処理の手順について説明する。図中のＳ１０，Ｓ２０…は処理手順（ステップ）番号を示し，処理はステップＳ１０より開始される。尚，本実施形態例では，上記周波数変更処理により変更される周波数を上記表１に示すｆS1，ｆS2とし，この周波数の変更順序を上記表２に示すパターン１（ｆS1→ｆS2）とする。また，上記パターンが一巡する周期をＴC（＝１／ｆC，但しｆC：１００Ｈｚ）とし，即ち，上記周波数ｆS1及びｆS2が出力される期間をそれぞれ１／２ＴCとして説明する。
【００２０】
ステップＳ１０では，上記ＣＰＵ３１によって，本誘導加熱装置Ｘの制御モードが，上記周波数変更処理が実行されることにより上記制御装置１３から出力されるスイッチング周波数信号の周波数を変更する変更制御モードに切り換えられたかどうかが判断される。この判断は，例えば，加熱開始前の被加熱体８の材質判別処理が完了したかどうかに基づき判断される。或いは，誘導加熱調理器の操作部４（図８参照）に設けられた，保持制御モードと変更制御モードとを切り換えるための不図示の切り替えスイッチの切換出力信号に基づき判断される。
ここで，上記制御モードが上記変更制御モードに切り換えられていないと判断された場合，即ち，上記制御装置１３により出力されるスイッチング周波数信号の周波数を一定に保持する保持制御モードが選択されたと判断された場合は，処理はステップＳ６０に進み，上記ＣＰＵ３１により，一定の周波数を出力して誘導加熱を行う従来の周波数保持制御が実行される。また，上記制御モードが上記変更制御モードに切り換えられたと判断された場合は，処理はステップＳ２０に進む。
【００２１】
ステップＳ２０では，上記ＣＰＵ３１は上記周波数発振器３３から周波数ｆS1を出力させるための信号を上記周波数発振器３３に出力する。この信号を受けて，上記周波数発振器３３は上記信号に応じた周波数ｆS1を出力する。この周波数ｆS1はスイッチング周波数信号として上記制御装置１３の出力端子Ｃ１から上記スイッチング素子２１ａ（図１）へ出力される。また，上記位相反転回路３４により位相が反転された周波数ｆS1もスイッチング周波数信号として上記出力端子Ｃ２から上記スイッチング素子２１ｂ（図１）へ出力される。
ステップＳ３０では，上記ＣＰＵ３１により上記スイッチング素子２１ａ，２１ｂに周波数ｆS1が出力されてから１／２ＴCが経過したかどうかが判断される。ここで，１／２ＴCが経過したと判断されると，上記ＣＰＵ３１は上記周波数発振器３３に対して周波数ｆS2を出力させるための信号を出力して，上記周波数発振器３３に上記信号に応じた周波数ｆS2を出力させる（Ｓ４０）。この周波数ｆS2も上記周波数ｆS1と同様に，スイッチング周波数信号として上記制御装置１３の出力端子Ｃ１から上記スイッチング素子２１ａへ出力され，また，上記位相反転回路３４により位相が反転された周波数ｆS2が出力端子Ｃ２から上記スイッチング素子２１ｂへ出力される。
その後，上記周波数ｆS2が出力されてから更に１／２ＴCが経過すると（Ｓ５０のＹｅｓ側），上記ＣＰＵ３１により上記ステップＳ１０からの処理が繰り返し実行される。このように上記ステップＳ１０からの処理が繰り返し実行されることにより，上記制御装置１３から上記周波数ｆS1と周波数ｆS2とが１／２ＴC周期毎に交互に繰り返し出力されることになる。このときの出力波形を図４（ａ）に示す。尚，上述では，上記周波数ｆS1と周波数ｆS2とを１／２ＴC周期毎に周期的（定期的）に変更させているが，例えば，所定の乱数に基づいてランダムに周波数をｆS1或いはｆS2に変更するものであってもかまわない。
このように，本誘導加熱装置Ｘによれば，上記ＣＰＵ３１によって，上記スイッチング素子２０ａ，２０ｂに出力されるスイッチング周波数信号の周波数がＴC／２毎に周波数ｆS1とｆS2とに変更されるため，上記誘導加熱装置Ｘの外部に漏洩する漏洩磁束の周波数もＴC／２毎に上記周波数ｆS1とｆS2とに変更される。このように周波数が変更されることにより，同一の高周波数が常時漏洩することがなくなり，漏洩磁束によるマイクロコンピュータの誤動作や人体に与える影響が従来に較べて小さくなると考えられる。
【００２２】
ここで，図４及び図５を用いて，上記スイッチング周波数信号の周波数がＴC／２（＝１／２ｆC）周期毎に周波数ｆS1とｆS2とに交互に変更されることにより，周波数毎の漏洩磁束が低下することを理論的に説明する。尚，図４は本誘導加熱装置Ｘのインバータ回路２０に出力されるスイッチング周波数信号（ｆS1及びｆS2）がＴC／２（＝１／２ｆC）周期毎に周波数ｆS1とｆS2とに交互に変更した場合に上記加熱コイル９に流れる高周波電流（加熱コイル電流）を示す模式図，図５は本誘導加熱装置Ｘの漏洩磁束の周波数に対応する磁束密度の実効値を示す棒グラフである。
周波数ｆS1とｆS2とがＴC／２の周期毎に繰り返し出力されたときのスイッチング周波数信号の出力波形（図４（ａ））は，図４の（ｂ１）の波形と（ｃ１）の波形とを加算することにより表すことができる。また，上記（ｂ１）の波形は，図４（ｂ２）の波形と（ｂ３）の波形とを乗算することにより表される。ここで上記（ｂ２）の波形は周波数ｆS1の正弦波ｓｉｎ（２πｆS1ｔ）であり，上記（ｂ１）の波形はＴC／２周期毎に上記（ｂ２）の波形（周波数ｆS1の正弦波）とｓｉｎπ（＝０）の波形とが交互に出力された波形であり，上記（ｂ３）の波形は上記（ｂ２）の波形から上記（ｂ１）の波形を得るためのＴC／２周期の矩形波である。尚，説明を簡潔にするため，ここでは，上加熱コイル９に流れる高周波電流の高調波成分（歪み成分）については考慮しない。
【００２３】
上記（ｂ３）の矩形波はフーリエ展開することにより，以下の式（２）のように変形することができる。
【数２】
2005235486.tif 000006
上述したように，上記（ｂ１）の波形は上記（ｂ２）の正弦波と上記（ｂ３）の矩形波とを乗算したものであるため，上記（ｂ１）の波形は，上記（ｂ２）の正弦波ｓｉｎ（２πｆS1ｔ）と上式（２）を乗算して近似計算することにより以下の式（３）にように与えられる。
【数３】
2005235486.tif 000007
また，図４の（ｃ１）の波形についても，（ｂ１）の波形と同じように，以下の式（４）を経て式（５）により与えられる。
【数４】
2005235486.tif 000008
【数５】
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【００２４】
図４の（ａ）の波形は，上記（ｂ１）及び上記（ｃ１）の波形を加算したものであるから，上式（３）及び上式（５）の各三角関数の係数は，一定の周波数ｆS1が出力されたときの加熱コイル電流の実効値（１［Ａ］とする）に対する，ＴC／２（＝１／２ｆC）周期毎に周波数をｆS1とｆS2とに交互に変更したときの加熱コイル電流に含まれる各周波数成分の実効値の比率を意味する。ここで，上記各周波数ｆS1，ｆS2が近似範囲内であれば，加熱コイル電流，或いは，被加熱体の誘導電流により発生する任意の測定点での磁束密度は，周波数にはほとんど依存しない。従って，上記の加熱コイル９に流れる電流の実効値の比率は，漏洩磁束の磁束密度の実効値（１［Ｔ］とする）に対して，ＴC／２（＝１／２ｆC）周期毎に周波数をｆS1とｆS2とに交互に変更したときに各周波数において発生する漏洩磁束の磁束密度の実効値の比率（以下，「漏洩磁束比率」という）を意味する。ここで，従来例の漏洩磁束密度を１とした場合における，上記周波数ｆS1及びｆS2の各周波数における漏洩磁束比率を下記の表３に示す。また，上記周波数ｆS1（＝２５ＫＨｚ），ｆS2（＝２６ＫＨｚ），ｆC（＝１００Ｈｚ）のときの各周波数における漏洩磁束密度を図５に示す。
【表３】
2005235486.tif 000010
上記表３に示されるように，ＴC／２（＝１／２ｆC）周期毎に周波数をｆS1とｆS2とに交互に変更することにより，各周波数における漏洩磁束密度は従来例（一定周波数を出力する場合）の較べて著しく低下する。従って，周波数をｆS1とｆS2とに交互に変更することにより，従来のように，同一の高周波磁束が常時外部に漏洩しなくなることが，式（３），式（５）に基づき理論的に立証される。
【実施例】
【００２５】
上述の実施形態例では，スイッチング周波数信号の周波数を周波数ｆS1とｆS2とに変更する例について説明したが，上記制御装置１３の周波数変更機能により変更される周波数は上記周波数ｆS1とｆS2との２種に限られるものではない。例えば，３種の周波数（ｆS1，ｆS2，ｆS3）をＴC／３（＝１／３ｆC）周期毎に繰り返し変更するものであってもよい。また，いうまでもないが，Ｎ種の（ｆS1，ｆS2，ｆS3，…，ｆSN）周波数をＴC／Ｎ（＝１／ＮｆC）周期毎に繰り返し変更するものであってもよい。尚，参考までに，３種の周波数が交互に変更されたときのスイッチング周波数信号を図６に，３種の周波数が交互に変更されたスイッチング周波数信号が出力されることにより漏洩する高周波磁束の周波数別の漏洩磁束密度を図７に示す。
【００２６】
また，上述の実施形態例では，変更する周波数を上記表２に示すパターン１（ｆS1→ｆS2）の変更順序に基づき周波数ｆS1及びｆS2を交互に変更する形態について説明したが，上記表２に示す他のパターンの変更順序で上記制御装置１３（図２）から出力されるスイッチング周波数信号の周波数を変更するものであってもよい。また，上記変更順序は，使用者の利便性を考慮して，上記ＲＯＭ３２（図２）に記憶されたパターンから使用者によって任意に選択されたパターンに基づき設定されるものであってもよい。この場合は，上記パターンを選択するためのディップスイッチ等のパターン選択スイッチ（パターン選択手段）を上記誘導加熱装置Ｘ或いはこれを搭載する誘導加熱調理器に設けることが好ましい。この場合，上記制御措置１３のＣＰＵ３１は，上記パターン選択スイッチのスイッチ信号に対応した上記ＲＯＭ３２内のパターンを読み出し，この読み出されたパターンの変更順序に基づき上記フローチャート（図３）に示す周波数変更処理を行う。
【００２７】
また，上記変更順序は，前記した「１／ｆゆらぎ」効果が得られるよう，変更される複数の周波数それぞれの変更回数を該周波数の逆数に比例する回数となるよう定めることが望ましい。
例えば，３種の周波数（ｆS1，ｆS2，ｆS3）を用いてＴC／３（＝１／３ｆC）周期毎に上記スイッチング周波数信号の周波数を変更する場合に，上記表２に示すパターン３に基づく周波数の変更を６２３巡行い，その後，パターン４に基づく周波数の変更を２巡，パターン５に基づく周波数の変更を２５巡行う。この６２３巡，２巡，２５巡の変更を１パターンとして，このパターンに基づき周波数を繰り返し変更することにより，上記３種の各周波数の変更回数が，周波数ｆS1は（７０２×繰り返し回数）回，周波数ｆS2は（６７５×繰り返し回数）回，周波数ｆS2は（６５０×繰り返し回数）回となる。即ち，周波数別の変更回数が全変更回数に対して周波数の逆数に比例する回数となる。これにより，金属製被加熱体８から生じる不可聴域の機械振動により人体に与えられる不快感等が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置Ｘの電気回路図。
【図２】本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置Ｘの構成要素である制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置Ｘの構成要素である制御装置により実行される周波数変更処理の手順の一例を説明するフローチャート。
【図４】２種の周波数が交互に出力されたときに加熱コイルに流れる電流を示す模式図。
【図５】漏洩する高周波磁束の２種の周波数別の漏洩磁束密度を示す棒グラフ。
【図６】３種の周波数が交互に出力されたときに加熱コイルに流れる電流を示す模式図。
【図７】漏洩する高周波磁束の３種の周波数別の漏洩磁束密度を示す棒グラフ。
【図８】従来の誘導加熱調理器Ａの概要を示す概要図。
【図９】図８の矢視Ｐから見た従来の誘導加熱調理器Ａの模式断面図。
【図１０】従来の誘導加熱調理器Ａにおける周波数別の漏洩磁束密度を示す棒グラフ。
【符号の説明】
【００２９】
８…金属製被加熱体
９…加熱コイル
１１…共振コンデンサ
１３…制御装置
１４…直流電源
２０…インバータ回路
２１…スイッチング素子
２２…ダイオード
３１…ＣＰＵ
３２…ＲＯＭ
３３…周波数発振器
３４…位相反転回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図９】
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【図１０】
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