【手続補正書】
【提出日】平成18年11月29日(2006.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  互いに直列接続して平滑コンデンサに並列に接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子に並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記加熱コイルに流れる共振電流を検出する電流モニタより信号を受けて前記第一のスイッチング素子をオフした後、前記第二のスイッチング素子を駆動する制御手段を備え、前記加熱コイルによりアルミニウム鍋を加熱する場合に、前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を駆動する駆動信号の周波数に比べ、前記共振電流の周波数を２倍以上に設定した誘導加熱調理器。
【請求項２】  共振電流の周波数を１００ｋＨｚ以上に設定した請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】  制御手段は、第二のスイッチング素子を通過する共振電流の零電流を通過する回数を替えて入力電力を制御する請求項１または請求項２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】  制御手段は、第一のスイッチング素子を通過する共振電流の零電流を通過する回数を替えて入力電力を制御する請求項１または２記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】  制御手段は、第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子を通過する共振電流の零電流を通過する数を同時に替え、かつ前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の駆動信号の周波数を一定としながら入力電力を制御する請求項１または請求項２記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】  互いに直列接続して平滑コンデンサに並列に接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子へ並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記第一のスイッチング素子をオン時間駆動しオフした後、前記第二のスイッチング素子を駆動する制御手段を備え、前記加熱コイルによりアルミニウム鍋を加熱する場合に、前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を駆動する駆動信号の周波数に比べ、前記加熱コイルに流れる共振電流の周波数を２倍以上に設定するとともに、前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子の前記オン時間を替えて入力電力を制御する誘導加熱調理器。
【請求項７】  共振電流の周波数を１００ｋＨｚ以上に設定した請求項６記載の誘導加熱調理器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
以上の動作を繰り返すことにより加熱コイル５には共振電流が供給されることになる。ここで、各スイッチング素子６、７のオン時間は共振コンデンサ４の容量と加熱コイル５のインダクタンスで決まる共振電流の周期より短い領域で制御されることになる。また、共振電流の周期と各スイッチング素子６、７の周期が一致するとき最大の電力を発生することになる。また、この方式は各スイッチング素子６、７の最大電圧が電源１の電圧と一致することが大きな特徴である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、互いに直列接続して平滑コンデンサに並列に接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子に並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記加熱コイルに流れる共振電流を検出する電流モニタより信号を受けて前記第一のスイッチング素子をオフした後、前記第二のスイッチング素子を駆動する制御手段を備え、前記加熱コイルによりアルミニウム鍋を加熱する場合に、前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を駆動する駆動信号の周波数に比べ、前記共振電流の周波数を２倍以上に設定した誘導加熱調理器である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に係わる発明は、互いに直列接続して平滑コンデンサに並列に接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子に並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記加熱コイルに流れる共振電流を検出する電流モニタより信号を受けて前記第１のスイッチング素子をオフした後、前記第２のスイッチング素子を駆動する制御手段を備え、前記加熱コイルによりアルミニウム鍋を加熱する場合に、前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子の駆動信号の周波数に比べ、前記共振電流の周波数を２倍以上に設定した誘導加熱調理器である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、請求項５に係わる本発明は、請求項１または請求項２記載において、制御手段は第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の１回のスイッチング動作で共振電流の零電流の通過する数を同時に替え、かつ第一のスイッチング素子と第二のスイッチング素子の駆動信号の周波数を一定として入力電力を制御する誘導加熱調理器である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、請求項６に係わる発明は、互いに直列接続して平滑コンデンサに並列に接続した第一のスイッチング素子および第二のスイッチング素子と、互いに直列接続して前記第二のスイッチング素子に並列に接続した誘導加熱用の加熱コイルおよび共振コンデンサと、前記第一のスイッチング素子をオン時間駆動しオフした後、前記第二のスイッチング素子を駆動する制御手段を備え、前記加熱コイルによりアルミニウム鍋を加熱する場合に、前記制御手段が前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を駆動する駆動信号の周波数に比べ、前記加熱コイルに流れる共振電流の周波数を２倍以上に設定するとともに、前記制御手段は前記第一のスイッチング素子の前記オン時間を替えて入力電力を制御する誘導加熱調理器である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
上記実施形態において、アルミニウム鍋等の加熱を行う場合に鍋の表皮抵抗が周波数の平方根に比例する特長を用いて表皮抵抗を上昇させ、かつスイッチング損失を増加させないものである。また、この構成により、通常行われるアンペアターン、すなわち加熱コイルの径を大きくすることで、鍋に入る磁束を増やし、加熱を行う方式で問題となる加熱コイル径の増大を抑えることも可能になるものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、制御手段は第一のスイッチング素子のオン時間を替えて入力電力を制御することにより、細かい入力電力の制御が可能であり、制御性に優れた誘導加熱調理器を実現できるものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、請求項７に係わる発明は、請求項６の記載において、共振電流周波数を１００ｋＨｚ以上に設定した誘導加熱調理器である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上記実施形態において、アルミニウム鍋等の重量が軽い場合でも鍋浮きが生じにくくなるものである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
上記実施例において、制御手段２０は電流モニタ９が検出した第二のスイッチング素子７の導通時に流れる電流信号を受け、第二のスイッチング素子７の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御することにより入力電力を制御するので、図５＜電力大＞に示すように共振電流の零電流を通過する数が少ないこと、すなわち駆動信号の周波数が高い程入力電力は大きくなることになる。また、この構成では図５＜電力小＞に示すように定格電力での共振電流の零電流を通過する数が多いほど制御性が良くなるため、共振電流が１００ｋＨｚを越えるような場合に有効な制御方式である。すなわち、調理物の調理に合わせて入力電力を変える制御ができるようになる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
上記実施例において、制御手段２０は電流モニタ９が検出した第一のスイッチング素子６の導通時に流れる電流信号を受け、第一のスイッチング素子６の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御して入力電力を制御するので、図６＜電力大＞に示すように第一のスイッチング素子６を流れる電流による共振電流の数が少ない程、すなわち第一のスイッチング素子６の駆動信号の周波数が高いほど、入力電力は大きくなることになる。また、この構成では図６＜電力小＞に示すように定格電力での共振電流の零電流を通過する数が多いほど入力電力は小さくなり制御性が良くなるため、共振電流が１００ｋＨｚを越えるような場合に有効な制御方式である。すなわち、調理物の調理に合わせて入力電力を変える制御ができるようになる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
上記実施例において、制御手段２０は電流モニタ９が検出した第一のスイッチング素子６および第二のスイッチング素子７の導通時に流れる電流信号を受け、第一のスイッチング素子６および第二のスイッチング素子７の導通時に流れる共振電流の零電流を通過する数を制御して、前記スイッチング素子の駆動信号の周波数を一定に保ったまま入力電力を制御するので、入力電力は主に第二のスイッチング素子７の導通時間により決まるため、図７＜電力大＞に示すように第二のスイッチング素子７を通過する共振電流の零電流を通過する数が少ないほど入力電力が大きくなることになる。また、この構成では図７＜電力小＞に示すように定格電力での共振電流の零電流を通過する数が多いほど入力電力は小さくなり制御性が良くなる。以上の様に本実施例によれば、スイッチング素子の駆動信号の一定周波数での入力電力の調整が可能になり、隣り合った誘導加熱調理器（１台の調理器本体に加熱コイルを隣接して並設した形態）の駆動信号の周波数の違いによる干渉音の発生を抑えることが可能になり、騒音の少ない誘導加熱調理器を実現できるものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
上記実施例において、制御手段２０は第一のスイッチング素子６の導通時間を替えて入力電力を制御しているので、すなわち第一のスイッチング素子６が導通状態の時に共振コンデンサ４に蓄えられる電荷量を制御することにより、第二のスイッチング素子７が導通状態になったときに電力量が制御されることになる。この構成による入力電力の制御は、図８＜電力小＞に示すように第一のスイッチング素子６をオフする際の制限がなく細かい入力電力の制御が可能であり、制御性に優れている。また、図８＜電力大＞に示すように第一のスイッチング素子６の導通時間が長くなるほど入力電力が大きくなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
（参考例１）
図９は、一参考例を示す誘導加熱調理器の回路構成図で、図１０は同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図である。この発明は、鍋の種類に応じて共振電流の周波数を変化させるために、加熱コイルと直列接続した共振コンデンサの容量を切り替えるようにした点が、実施例１の誘導加熱調理器と異なり、それ以外の同一構造および作用効果を奏する部分には図１と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なる処を中心に説明する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
上記参考例において、鍋８が磁性ステンレスや鉄の場合には共振電流の周波数は従来例と同じくスイッチング素子の駆動信号の周波数より低いことが望まれる。これは高周波電流を流した場合に、加熱コイル５で発生する損失が表皮効果のため増加するためで、鍋８が鉄等の場合、前記駆動信号の周波数での固有抵抗で十分鍋を発熱させることが可能である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
一方、鍋８がアルミニウム鍋や多層鍋の場合は、実施例１で述べたように前記駆動信号の周波数に比べ数倍の共振電流を流す必要がある。そのため、鍋の材質により、共振電流の周波数を変えてやり、鍋８に応じた共振電流を作ることが効果的である。また、この構成の場合は従来のアルミニウム鍋の加熱で行っていた加熱コイル５の切り替えがいらないことになる。なお、鍋８が鉄鍋等の場合は共振周波数が低くなることから共振コンデンサ４の値は大きくなり、アルミニウム鍋の場合は共振コンデンサ４の値は小さくなることになる。このように、図１０＜鍋１＞、＜鍋２＞は、鍋が変わった場合のスイッチング素子に流れる電流の波形を示している。鍋の種類の応じて最適な共振コンデンサ４を選択することで、最も有効な共振電流を選択することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
なお、上記参考例における鍋判別手段１２は、鍋の加熱コイル５からみたインピーダンスや共振電流の周波数の変化等から検出する等様々な方式が考えられるが、初期の目的を達成するなら、いずれの方式でも良い。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
以上の様に本参考例によれば、一種類の加熱コイルで様々な鍋を有効に加熱することが可能になり、従来のアルミニウム鍋の加熱兼用の誘導加熱調理器に比べ小型の誘導加熱調理器を実現するものである。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
（参考例２）
図１１は、一参考例を示す誘導加熱調理器の回路構成図である。この参考例は、鍋の重量に応じて共振電流の周波数を変化させるために、加熱コイルと直列接続した共振コンデンサの容量を切り替えるようにした点が、実施例１並びに参考例１の誘導加熱調理器と異なり、それ以外の同一構造および作用効果を奏する部分には図１および図９と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、異なる処を中心に説明する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
上記参考例において、鍋８がアルミニウム鍋の場合には鍋で生じる逆位相の磁界と加熱コイル５からの磁界から反発力が生じ、これに鍋自体の軽さの要素が加わって鍋浮き現象が生じる。これには図４に示すように加熱コイル５へ供給される高周波磁界の周波数を上げて浮力を減少させる構成が有効である。しかし、共振電流の周波数を上げることは加熱コイル５の損失を増加させることにつながる。そこで、本参考例では鍋重量判別手段１３により鍋の重量を検出し、一定以下の重量になった場合のみ、切り替え手段１１により共振コンデンサ４の容量を切り替え、共振電流の周波数を上げてやり、鍋浮きを防止するものである。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
以上の様に本参考例によれば、鍋の軽さに起因する鍋浮きを必要な時だけ抑えることが可能になり、安全性の高い誘導加熱調理器を実現するものである。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
また、請求項６の発明によれば、アルミニウム鍋等の加熱を行う場合に鍋の表皮抵抗を上昇させ、かつスイッチング損失を増加させず、通常行われるアンペアターン、すなわち加熱コイル５の径を大きくすることで、鍋に入る磁束を増やし、加熱を行う方式で問題となる加熱コイル径の増大を抑えることも可能な誘導加熱調理器を実現できる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
また、細かい入力電力の制御が可能であり、制御性に優れている。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
また、請求項７の発明によれば、アルミニウム鍋等の重量が軽い場合でも鍋浮きが生じにくくすることができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１を示す誘導加熱調理器の回路構成図
【図２】
同誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図
【図３】
本発明の実施例２を示す誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図
【図４】
同誘導加熱調理器における加熱コイルへ供給される高周波磁界の周波数特性を示す図
【図５】
＜電力小＞本発明の実施例３を示す誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
＜電力大＞同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
【図６】
＜電力大＞本発明の実施例４を示す誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
＜電力小＞同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
【図７】
＜電力小＞本発明の実施例５を示す誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
＜電力大＞同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
【図８】
＜電力大＞本発明の実施例６を示す誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
＜電力小＞同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
【図９】
本発明の参考例１を示す誘導加熱調理器における回路構成図
【図１０】
＜鍋１＞同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
＜鍋２＞同誘導加熱調理器におけるスイッチング素子に流れる電流の波形図
【図１１】
本発明の参考例２を示す誘導加熱調理器における回路構成図
【図１２】
従来の誘導加熱調理器における回路構成の各部の波形図
【図１３】
同誘導加熱調理器を示す回路構成図
【符号の説明】
４      共振コンデンサ
５      加熱コイル
６      第一のスイッチング素子
７      第二のスイッチング素子
９      電流モニタ
１１    切り替え手段
１２    鍋判別手段
１３    鍋重量判別手段
２０、２０ａ、２０ｂ    制御手段