(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、
前記加熱コイルの加熱の開始・停止や火力を設定する操作入力手段と、
前記加熱コイルの温度を検出する加熱コイル温度センサと、
負荷の温度を検出する負荷温度検出手段と、
前記インバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、
前記インバータ回路の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
前記インバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出手段と、
動作状態や異常状態の表示や報知の少なくとも一方を行う通知手段と、
前記操作入力手段によって設定された各種設定指令に基づいて前記インバータ回路を駆動制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記加熱コイル温度センサが検出した加熱コイル温度が所定の保護温度を超え、且つ前記負荷温度検出手段が検出した負荷温度が所定の閾値以下で、前記出力電流検出手段が検出した出力電流が所定の閾値以下のときに前記通知手段を動作させると共に前記インバータ回路を入力電力が低減されるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱コイルの発熱状態を監視する機能を有する誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱調理器においては、加熱コイルの温度が所定温度になると加熱出力を低下させて加熱コイル電流を減少させ、発熱を抑制する制御を行うことにより、加熱を継続しつつ加熱コイルの温度の過昇を防止して、加熱コイルの構成材料の耐熱温度を超えないようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２３２５１号公報（第１頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の誘導加熱調理器では、加熱コイルの温度の過昇を防止したとしても、長年の使用により加熱コイルの絶縁性能等が劣化する場合があり、そのような場合には最大加熱出力や加熱効率が低下し、また、絶縁破壊を起こすおそれもあった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、加熱コイルの素線の絶縁低下や断線数増加等の劣化等に基づく異常を検出して加熱コイル等の点検を要求する通知を行い、加熱コイル等の点検・修理を促すことができる誘導加熱調理器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る誘導加熱調理器は、加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記加熱コイルの加熱の開始・停止や火力を設定する操作入力手段と、前記加熱コイルの温度を検出する加熱コイル温度センサと、負荷の温度を検出する負荷温度検出手段と、前記インバータ回路の入力電流を検出する入力電流検出手段と、前記インバータ回路の入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記インバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出手段と、動作状態や異常状態の表示や報知の少なくとも一方を行う通知手段と、前記操作入力手段によって設定された各種設定指令に基づいて前記インバータ回路を駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記加熱コイル温度センサが検出した加熱コイル温度が所定の保護温度を超え、且つ前記負荷温度検出手段が検出した負荷温度が所定の閾値以下で、前記出力電流検出手段が検出した出力電流が所定の閾値以下のときに前記通知手段を動作させると共に前記インバータ回路を入力電力が低減されるように制御するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、インバータ回路が駆動させられて加熱コイルに出力電流が流れて鍋が誘導加熱されている場合に、制御手段が負荷温度検出手段と、出力電流検出手段と、加熱コイル温度センサの出力を受け、負荷温度検出手段が検出した負荷温度が所定の閾値以下で、出力電流検出手段が検出した出力電流が所定の閾値以下で、加熱コイル温度センサが検出した加熱コイル温度が保護温度を超過していると判断したときには通知手段を動作させると共にインバータ回路を入力電力が低減されるように制御している。このため、例えば通知手段にて加熱コイル等の点検を要求する表示動作や報知動作を行い、加熱コイル等の点検・修理を促すようにすることで、加熱コイル劣化等による加熱出力や加熱効率の低下を直すことができ、加熱コイルの絶縁破壊による加熱コイル自体の焼損や、インバータ回路等の故障を防ぐことができる。さらにインバータ回路を制御して入力電力を低減して加熱コイル温度を下げるため、加熱コイル等がそれ以上劣化することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図。
【図２】同誘導加熱調理器の構成を示す回路図。
【図３】同誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャート。
【図４】同誘導加熱調理器の加熱コイルの判定における出力電流及び加熱コイル温度と点検要求の関係を示す図。
【図５】本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の入力電力及び出力電流と点検要求の有無との関係を示す図。
【図７】本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図。
【図８】同誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャート。
【図９】同誘導加熱調理器の加熱コイル高温時の出力電流及び天板温度と点検要求の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図、図２は同誘導加熱調理器の構成を示す回路図、図３は同誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャート、図４は同誘導加熱調理器の加熱コイルの判定における出力電流及び加熱コイル温度と点検要求の関係を示す図である。
図１及び図２において、１は商用交流電源であり、その交流電力は直流電源回路２により直流電力に変換されてインバータ回路３に供給される。
直流電源回路２は、整流回路４とチョークコイル５と平滑コンデンサ６とを有して構成され、さらに商用交流電源１からの入力電流を検出する入力電流検出手段７及び入力電圧を検出する入力電圧検出手段８を備えている。
インバータ回路３は、直流電源回路２の出力母線間に直列に接続されたスイッチング素子９、１０と、そのスイッチング素子９、１０と逆並列に接続されたダイオード１１、１２と、スイッチング素子９、１０を高周波でオン・オフ駆動する駆動回路１３とにより構成されている。
【００１０】
インバータ回路３の出力側に加熱コイル１４が接続されている。その加熱コイル１４には高周波電流が流れ、加熱コイル１４の上面側に配置された天板１５上に載置された鍋１６を誘導加熱する。１７は加熱コイル１４と負荷回路を構成する共振コンデンサ（図１では省略）である。
１８は加熱コイル１４と共振コンデンサ１７とで構成される負荷回路に流れる出力電流を検出する出力電流検出手段、１９は加熱コイル１４の温度を検出する加熱コイル温度センサである。
２０は誘導加熱調理器全体を制御する制御手段、２１は加熱の開始・停止や火力等を入力して設定する操作入力手段、２２は動作状態や異常状態の表示や報知を行う表示報知手段である。
この表示報知手段２２は、点検を要求する表示動作や報知動作として、文字やアイコンで表示したり、警告ランプ等を点灯したり、或いは警告メッセージ音声や警報音を発生させる。
【００１１】
次に、本発明の実施の形態１の誘導加熱調理器の制御手段の動作を図３のフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御手段２０は、操作入力手段２１から加熱開始の指示入力が入るのを待つ（ステップ１）。そして、制御手段２０は操作入力手段２１からの加熱指示入力があると、駆動回路１３を制御してインバータ回路３の駆動を開始し（ステップ２）、さらに入力電流検出手段７、入力電圧検出手段８、出力電流検出手段１８、加熱コイル温度センサ１９を用いて、入力電流・入力電圧・出力電流・加熱コイル温度の検出を行う（ステップ３）。
次いで、制御手段２０は、検出した出力電流が過大になっているか判断し(ステップ４)、過大になっていた場合には駆動回路１３を制御して出力電流を抑制する(ステップ５)。
その出力電流の抑制は、具体的には、上スイッチング素子９の導通比率を小さくして負荷回路に印加する実効電圧を低くしたりすることにより行う。
【００１２】
ステップ４で出力電流が過大でなかった場合には、加熱コイル１４の温度が所定の保護温度を超過しているか否か判定する（ステップ６）。保護温度超過の場合には、出力電流検出手段１８が検出した出力電流のレベルを確認し（図４参照）、所定の閾値以下かどうかを判定する(ステップ７)。
このように出力電流が所定の閾値以下であり、出力電流が小さい状態にもかかわらず加熱コイル温度が高くなっている状態は、加熱コイル１４の素線断線数増加等による抵抗値の増大や、絶縁劣化等による漏れ電流増加による加熱コイル異常とも考えられる。或いは、加熱コイル１４を冷却する風路の目詰まり等により加熱コイル１４から放熱する上での問題が生じたとも考えられる。
【００１３】
そこで、出力電流が所定の閾値以下と判定した場合には、制御手段２０は、表示報知手段２２を動作させて加熱コイル１４等の点検を要求する表示動作や報知動作を所定時間、例えば３０秒間行い(ステップ８)、それと共に加熱コイル温度を下げるために駆動回路１３を制御して出力電流を抑制する(ステップ９)。
なお、出力電流が所定の閾値以上と判定した場合には、一般的な出力電流の過大であるから、制御手段２０は、表示報知手段２２を動作させずに、直ちに加熱コイル温度を下げるために駆動回路１３を制御して出力電流を抑制する(ステップ９)。
【００１４】
また、ステップ６で加熱コイル１４の温度が保護温度未満であった場合には、制御手段２０は、操作入力手段２１で設定された火力に対応する電力と、入力電流検出手段７及び入力電圧検出手段８による検出値から求まる入力電力を比較して（ステップ１０）、入力電力が小さい場合には加熱出力に影響を与える入力電力を増大させるように駆動回路１３を制御し（ステップ１１）、入力電力が大きい場合には加熱出力に影響を与える入力電力を低減するように駆動回路１３を制御する(ステップ１２)。
次いで、制御手段２０は、操作入力手段２１から加熱停止の指示入力が入ったか否か判断し（ステップ１３）、停止指示入力が無かった場合にはステップ３に戻って加熱処理を継続し、停止指示入力があった場合には、駆動回路１３を制御してインバータ回路３の動作を停止し(ステップ１４)、ステップ１に戻る。
【００１５】
以上のように、この実施の形態１では、インバータ回路３が駆動させられて加熱コイル１４に出力電流が流れて鍋１６が誘導加熱されている場合に、制御手段２０が出力電流検出手段１８と加熱コイル温度センサ１９の出力を受け、加熱コイル１４に流れる出力電流が所定の閾値より少なく加熱コイル温度が低くなるはずの状態で加熱コイル１４の温度が高いことは加熱コイルの状態やその放熱状態等に問題が生じたと考えられるため、加熱コイル温度センサ１９が検出する加熱コイル温度が保護温度を超過していると判断したときには表示報知手段２２を駆動させて加熱コイル１４等の点検を要求する表示動作や報知動作を行い、加熱コイル１４等の点検・修理を促すようにしたので、加熱コイル劣化等による加熱出力や加熱効率の低下を直すことができ、加熱コイル１４の絶縁破壊による加熱コイル自体の焼損や、インバータ回路等の故障を防ぐことができ、さらに駆動回路１３を介してインバータ回路３を制御して出力電流を抑制して加熱コイル温度を下げるため、加熱コイル１４等がそれ以上劣化することが防止される。
【００１６】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャートである。
この実施の形態２の誘導加熱調理器の回路構成は、実施の形態１の誘導加熱調理器の回路構成と同じであるので、図１及び図２を援用し、構成の説明は省略する。
上記実施の形態１では、出力電流が小さいにもかかわらず、加熱コイル１４の温度が所定の温度以上となった場合に加熱コイル１４等の点検・修理を要求する表示動作や報知動作を行うこととしたが、この実施の形態２では、入力電力が小さいにもかかわらず加熱コイル１４の温度が所定の温度以上となった場合に加熱コイル１４等の点検・修理を促す表示動作や報知動作を行うようにしたものである。
【００１７】
それは、入力電力が小さい場合には入力電力が大きい場合と比較して、加熱コイル電流も一般に小さくなって加熱コイルの自己発熱も小さくなる。また、被加熱物である鍋の発熱量も小さいので、鍋から受ける輻射熱量も小さくなる。
ところが、入力電力が小さい状態にもかかわらず加熱コイル温度が高くなっている状態は、加熱コイルの素線断線数増加等による抵抗値の増大や、絶縁劣化等による漏れ電流増加による加熱コイルの異常や、加熱コイルを冷却する風路の目詰まり等による加熱コイルの冷却性能の低下とも考えられるため、点検・修理を促し、インバータ回路３の故障等を防止するようにしたものである。
【００１８】
次に、この実施の形態２の誘導加熱調理器の制御手段の動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ１〜６及びステップ１０〜１４は実施の形態１の図３のフローチャートと同様であり、説明を省略する。
ステップ６で加熱コイル温度が所定の保護温度を超越した場合には、入力電流検出手段７が検出した入力電流と入力電圧検出手段８が検出した入力電圧とから演算により求めた入力電力が所定の閾値以下か判断し（ステップ７ａ）、所定の閾値以下と判定した場合には、制御手段２０は、表示報知手段２２を駆動させて加熱コイル１４等の点検を要求する表示動作や報知動作を所定時間、例えば３０秒間行い(ステップ８)、それと共に加熱コイル温度を下げるために駆動回路１３を制御して加熱出力に影響を与える入力電力を低減する(ステップ９ａ)。
その入力電力の低減は、具体的には、駆動周波数を高くして加熱コイル１４のインピーダンスを大きくしたりして行う。
なお、入力電力が所定の閾値以上と判定した場合には、一般的な入力電力の過大であるから、制御手段２０は、表示報知手段２２を駆動させずに、直ちに加熱コイル温度を下げるために駆動回路１３を制御して入力電力を低減する(ステップ９ａ)。
【００１９】
以上のように、この実施の形態２では、インバータ回路３が駆動させられて加熱コイル１４に出力電流が流れて鍋１６が誘導加熱されている場合に、制御手段２０が入力電流検出手段７と入力電圧検出手段８の出力と加熱コイル温度センサ１９の出力を受け、入力電流と入力電圧とから演算により求めた入力電力が所定の閾値以下で、加熱コイル温度センサ１９が検出した温度が保護温度を超過していると判断したときには表示報知手段２２を動作させて加熱コイル１４等の点検を要求する表示動作や報知動作を行い、加熱コイル１４等の点検・修理を促すようにしたので、加熱コイルの素線断線数増加等による抵抗値の増大や、加熱コイル劣化等による加熱出力や加熱効率の低下や加熱コイルを冷却する風路の目詰まり等を直すことができ、加熱コイル１４の絶縁破壊による加熱コイル自体の焼損や、インバータ回路等の故障を防ぐことができ、さらに駆動回路１３を制御して入力電力を低減して加熱コイル温度を下げるため、加熱コイル１４等がそれ以上劣化することが防止される。
【００２０】
なお、この実施の形態２では、入力電力が所定の閾値以下で、加熱コイル温度センサ１９が検出した温度が保護温度を超過していると判断したときには表示報知手段２２を動作させて加熱コイル１４等の点検を要求する表示動作や報知動作を行うようにしているが、入力電流が所定の閾値以下で、加熱コイル温度センサ１９が検出した温度が保護温度を超過していると判断したときに表示報知手段２２を動作させるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２１】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の入力電力及び出力電流と点検要求の有無との関係を示す図である。
上記実施の形態１及び実施の形態２では、出力電流或いは入力電力（入力電流）が小さいにもかかわらず、加熱コイル１４の温度が所定の保護温度を超過していると判断したときに表示報知手段２２を駆動させて報知することとしているが、この実施の形態３では出力電流及び入力電力（入力電流）の両方の値がそれぞれ所定の閾値以下で、加熱コイル１４の温度が所定の保護温度を超過していると判断したときに表示報知手段２２を駆動させて報知するようにしたものである。
なお、表示報知手段２２の動作と共に加熱コイル温度を下げるために駆動回路１３を制御して出力電流を抑制したり、或いは入力電力を低減したり、又は出力電流の抑制及び入力電圧の低減の両方を行うようにしている。
図６に出力電流および入力電力と点検要求報知の有無との関係の例を示すように、この実施の形態３では、出力電流及び入力電力（入力電流）の両方の値がそれぞれ所定の閾値以下で、加熱コイル１４の温度が所定の保護温度を超過していると判断したときに表示報知手段２２を駆動させて報知するようにしているので、入力電力の大きさの閾値と出力電流の大きさの閾値を互いに調整することで、より的確に点検の必要な状態を判断することができる。
【００２２】
実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の構成を示すブロック図、図８は同誘導加熱調理器の加熱制御処理を示すフローチャート、図９は同誘導加熱調理器の加熱コイル高温時の出力電流及び天板温度と点検要求の関係を示す図である。
この実施形態４を示す図７において、実施の形態１における図１と同一或いは相当部分の構成については同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態４は、加熱コイル１４の劣化状態等を判定する際に、加熱コイル１４に流れる出力電流や入力電力や加熱コイル温度のみならず、天板１５の温度も考慮するようにしたもので、加熱コイル温度センサ１９の他に、負荷温度検出手段である天板１５の温度を検出する天板温度センサ２３を備えたものである。
【００２３】
この実施の形態４は、天板温度センサ２３が天板１５の温度を検出することにより、加熱コイル１４への輻射熱の影響を考慮するようにした。
即ち、天板１５の温度が高くなれば加熱コイル１４もその輻射熱を受けて高温となるため、加熱出力を制限する必要が生じるが、この高温状態は加熱コイル１４の劣化によるものでない。
逆に、天板温度が低く、かつ、加熱コイル電流も小さいときは、加熱コイル１３が鍋１６から受ける輻射熱量も小さく、加熱コイル１３の自己発熱も小さくなって加熱コイル温度は低くなるのが通例であるが、それにもかかわらず加熱コイル温度が高温になることは加熱コイルの素線断線数増加等による抵抗値の増大や、加熱コイル劣化等による加熱出力や加熱効率の低下や加熱コイルを冷却する風路の目詰まり等の問題が生じたことによるものと考えられるため、点検・修理を促し、加熱コイル劣化等による加熱出力や加熱効率の低下を直すことができ、加熱コイルの絶縁破壊による加熱コイル自体の焼損や、インバータ回路等の故障等を防止するようにしたものである。
【００２４】
次に、この実施の形態４の誘導加熱調理器の制御手段の動作を図８のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ１〜２、ステップ４〜６及びステップ１０〜１４は実施の形態１の図３のフローチャートと同様であり、説明を省略する。
なお、ステップ３ａの電流・電圧・温度の検出では、入力電流、入力電圧、出力電流、加熱コイル温度に加えて、天板温度センサ２３を使用して天板１５の温度の検出も行う。
ステップ６で加熱コイル温度が所定の保護温度を超過する場合には、天板温度が所定の閾値以下か判断し（ステップ７b1）、閾値以下であった場合には加熱コイル１４に流れる出力電流が所定の閾値以下か判断する（ステップ７b2）。
図９に示したように、加熱コイル温度が高いにもかかわらず、天板温度が低く、出力電流も小さい場合には、制御手段２０は、表示報知手段２２を動作させて加熱コイル１４等の点検を要求する表示動作や報知動作を所定時間、例えば３０秒間行い(ステップ８)、それと共に加熱コイル温度を下げるために駆動回路１３を制御して加熱出力に影響を与える入力電力を低減する(ステップ９ａ)。
【００２５】
以上のように、この実施の形態４では、インバータ回路３が駆動させられて加熱コイル１４に出力電流が流れて鍋１６が誘導加熱されている場合に、制御手段２０が入力電流検出手段７と入力電圧検出手段８の出力と加熱コイル温度センサ１９の出力と天板温度センサ２３の出力を受け、天板温度が所定の閾値以下で、かつ加熱コイル１４に流れる出力電流も所定の閾値以下で、加熱コイル温度センサ１９が検出した温度が保護温度を超過していると判断したときには表示報知手段２２を動作させて加熱コイル１４等の点検を要求する表示動作や報知動作を行い、加熱コイル１４等の点検・修理を促すようにしたので、加熱コイルの素線断線数増加等による抵抗値の増大や、加熱コイル劣化等による加熱出力や加熱効率の低下や加熱コイルを冷却する風路の目詰まり等を直すことができ、加熱コイル１４の絶縁破壊による加熱コイル自体の焼損や、インバータ回路等の故障を防ぐことができ、さらに駆動回路１３を制御して入力電力を低減して加熱コイル温度を下げるため、加熱コイル１４等がそれ以上劣化することが防止される。
【００２６】
なお、上記実施の形態１〜４において、加熱コイル１４の点検要否を判断するのに使用する出力電流、入力電力（入力電流）の値は、所定期間の実効値、最大値等の平均値を使用することとしてもよい。
例えば、過去５分間の出力電流の実効値、最大値等の平均値や、加熱動作開始時からの入力電力の最大値等を用いて判断する。
また、上記実施の形態１〜４において、加熱コイル１４等の点検・修理を促すようにするため、表示報知手段２２によって表示動作や報知動作を行うようにしているが、通知手段によって表示や報知の少なくとも一方を行うようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態１〜４では、加熱コイル１４の劣化のおそれ等を検出した場合に、点検修理を促す表示・報知を行うこととしているが、より安全を図るため、点検・修理を完了するまで加熱動作を停止することとしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  商用交流電源、２  直流電源回路、３  インバータ回路、７  入力電流検出手段、８  入力電圧検出手段、１４  加熱コイル、１５  天板、１６  鍋、１８  出力電流検出手段、１９  加熱コイル温度センサ、２０  制御手段、２１  操作入力手段、２２  表示報知手段、２３  天板温度センサ。
【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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