(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱コイルとスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオンオフにより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、前記インバータ回路の加熱出力を設定する火力設定手段と、前記インバータ回路への入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記加熱コイルに流れる電流を検知するコイル電流検知手段と、前記加熱コイル電流を制限するコイル電流リミッタ手段と、前記コイル電流リミッタ手段の制限範囲内で前記入力電流検知手段の検知した火力が前記火力設定手段で設定された火力になるように前記スイッチング素子をオンオフする制御手段と、前記火力設定手段での設定が所定火力以上にて加熱する時間を計時する加熱時間計時手段を備え、前記コイル電流リミッタ手段は、前記火力設定手段での設定を上げると前記コイル電流の制限値を高くするとともに、前記コイル電流リミッタ手段は前記加熱時間計時手段の計時時間が所定時間を超えるとコイル電流の制限レベルを低下する誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般家庭のキッチンや業務用等に用いられる誘導加熱調理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘導加熱調理器は安全・清潔・高効率という優れた特徴が認知され、一般家庭のキッチンや業務用等に広く普及されている。
【０００３】
以下、従来構成の誘導加熱調理器について、図６、図７を参照して説明する。図において、４１は商用電源で、整流回路４２で全波整流し平滑コンデンサ４３で平滑して直流電源を構成している。４４はインバータ回路で、加熱コイル４５と、加熱コイル４５に並列接続された共振コンデンサ４６と、加熱コイル４５に直列接続されたスイッチング素子４７と、スイッチング素子４７に逆並列に接続された逆導通ダイオード４８で構成されている。４９は商用電源４１からの入力電流を検知する入力電流検知手段、５０はインバータ回路４４の加熱出力を設定する火力設定手段、５１は加熱コイル４５に流れる電流を検知するコイル電流検知手段、５２は加熱コイル４５に流れる電流を所定以下に制限するコイル電流リミッタ手段である。５３はコイル電流リミッタ手段５２の設定範囲内で入力電流検知手段４９の検知電流が火力設定手段５０での設定となるように駆動手段５４の出力を制御する制御手段である。
【０００４】
以上のように構成された誘導加熱調理器では、加熱コイル電流の制限値ＩＬが火力設定によらず一定であるので、コイル電流リミッタ手段５２が動作しにくい負荷鍋では図７の負荷Ａに示すように、火力設定１ではＰＡ１の火力、火力設定２ではＰＡ２の火力でそれぞれ加熱動作されるが、コイル電流リミッタ手段５２が動作する負荷鍋では図７の負荷Ｂに示すように、火力設定１、２ともに設定火力より低いＰＢ１の火力で動作していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、加熱コイル電流の制限値ＩＬが火力設定によらず一定であるため、図７の負荷Ｂのように低い火力設定でコイル電流リミッタ手段５２が動作すると、火力設定を上げても負荷鍋の火力は同一であり、使用者に違和感を与える場合があった。場合によっては機器が正常に動作しているにも関わらず、火力感が変わらないので故障と勘違いされてしまうという問題があった。また、火力設定を下げても火力が変わらないので、例えば調理物が焦げ付いてしまい実調理に不具合が生じるという課題があった。
【０００６】
さらに、図７の負荷Ａでは火力を下げると、インバータ回路４４の損失は低減するので、インバータ回路４４を冷却する冷却ファンの回転数を火力設定に応じて変更して静音化を図ることができるが、負荷Ｂではコイル電流リミッタ手段５２が動作する火力以上ではインバータ回路４４の損失は同じであるので、最大火力設定時と同じ冷却能力が必要となり、低火力設定時の冷却ファンの静音化を図ることができないという不具合があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、火力設定に応じて加熱コイルに流れる電流の制限値を変更可能として、設定火力毎に異なる火力を実現する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、コイル電流リミッタ手段は、火力設定手段での設定を上げるとコイル電流の制限値を高くするとともに、コイル電流リミッタ手段は加熱時間計時手段の計時時間が所定時間を超えるとコイル電流の制限レベルを低下する構成とするものである。
【０００９】
これにより、火力設定に応じて加熱コイルに流れる最大電流を制限することができ、コイル電流リミッタ手段が動作する負荷鍋においても、設定火力毎に異なる火力感を得ることが可能となる。また、所定の火力設定以上でコイル電流リミッタ手段が動作して、インバータ回路の損失が大きくなる場合においても、所定時間が経過するとコイル電流の制限値を低下するので、インバータ回路の発熱が許容値を超えて破壊するのを抑制して、コイル電流リミッタ手段が動作する時の火力を大きくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、加熱コイルとスイッチング素子を含み、前記スイッチング素子のオンオフにより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、前記インバータ回路の加熱出力を設定する火力設定手段と、前記インバータ回路への入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記加熱コイルに流れる電流を検知するコイル電流検知手段と、前記加熱コイル電流を制限するコイル電流リミッタ手段と、前記コイル電流リミッタ手段の制限範囲内で前記入力電流検知手段の検知した火力が前記火力設定手段で設定された火力になるように前記スイッチング素子をオンオフする制御手段と、前記火力設定手段での設定が所定火力以上にて加熱する時間を計時する加熱時間計時手段を備え、前記コイル電流リミッタ手段は、前記火力設定手段での設定を上げると前記コイル電流の制限値を高くするとともに、前記コイル電流リミッタ手段は前記加熱時間計時手段の計時時間が所定時間を超えるとコイル電流の制限レベルを低下ものである。これにより、火力設定に応じて加熱コイルに流れる最大電流を制限することができ、コイル電流リミッタ手段が動作する負荷鍋においても、設定火力毎に異なる火力感を得ることが可能となる。また、所定の火力設定以上でコイル電流リミッタ手段が動作して、インバータ回路の損失が大きくなる場合においても、所定時間が経過するとコイル電流の制限値を低下するので、インバータ回路の発熱が許容値を超えて破壊するのを抑制して、コイル電流リミッタ手段が動作する時の火力を大きくすることができる。
【００１１】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における誘導加熱調理器を示すものである。
【００１３】
図において、１１は商用電源で、整流回路１２で全波整流し平滑コンデンサ１３で平滑して直流電源を構成している。１４はインバータ回路で、加熱コイル１５と、加熱コイル１５に並列接続された共振コンデンサ１６と、加熱コイル１５に直列接続されたスイッチング素子１７と、スイッチング素子１７に逆並列に接続された逆導通ダイオード１８で構成され、スイッチング素子１７のオンオフにより加熱コイル１５に高周波電流を供給する。１９は商用電源１１からインバータ回路１４への入力電流を検知する入力電流検知手段、２０はインバータ回路１４の加熱出力を設定する火力設定手段、２１は加熱コイル１５に流れる電流を検知するコイル電流検知手段、２２は加熱コイル１５に流れる電流を所定以下に制限するコイル電流リミッタ手段で、火力設定手段２０での設定に応じて加熱コイル１５に流れる電流の制限レベルを変更するものである。２３はコイル電流リミッタ手段２２の設定範囲内で入力電流検知手段１９の検知結果と火力設定手段２０での設定に応じてスイッチング素子１７をオンオフするように駆動手段２４の出力を制御する制御手段である。また、２５はインバータ回路１４を冷却する冷却ファン、２６は冷却ファン２５を任意の回転数で制御するファン制御手段、２７は所定以上の火力設定で連続加熱している時間を計時する加熱時間計時手段、２８はスイッチング素子１７またはその近傍の温度を検知する温度検知手段、２９はスイッチング素子１７のオン時間を検知するオン時間検知手段である。
【００１４】
以上のように構成された誘導加熱調理器についてその動作を説明する。駆動手段２４によりスイッチング素子１７をオンオフすると、加熱コイル１５に高周波電流が流れ、加熱コイル１５上方に載置された負荷鍋が加熱される。負荷鍋に入力される火力は入力電流検知手段１９で検知しており、火力設定手段２０で設定された火力となるように制御手段２３はスイッチング素子１７のオン時間を制御する。また、加熱コイル１５に過大な電流が流れることにより、インバータ回路１４の過電流破壊や冷却能力の限界を超えた熱破壊を防ぐため、加熱コイル電流をコイル電流検知手段２１で検知してコイル電流リミッタ手段２２の設定範囲内で動作するように制御手段２３はスイッチング素子１７のオン時間を制御する。
【００１５】
いま、火力設定手段２０により火力設定１で加熱を開始すると、図２、図３に示すようにファン制御手段２６は冷却ファン２５の回転数をｒ１とし、コイル電流リミッタ手段２２はコイル電流の制限値をＩＬ１として、制御手段２３はコイル電流がＩＬ１以下で入力電力がＰＡ１となるようにスイッチング素子１７のオン時間を制御し、図２に示すように、磁性系鍋で代表される負荷Ａでは入力電力がＰＡ１で安定する。非磁性系鍋で代表される負荷Ｂの場合は入力電力がＰＡ１より低い電力で加熱コイル電流がＩＬ１となるため、加熱コイル電流がＩＬ１の時の電力ＰＢ１で安定する。次に、火力設定手段２０で火力設定２に上げると、ファン制御手段２６は冷却ファン２５の回転数をｒ１より高いｒ２とし、コイル電流リミッタ手段２２はコイル電流の制限値をＩＬ１より高いＩＬ２として、制御手段２３はコイル電流がＩＬ２以下で入力電力がＰＡ２となるように制御するので、負荷Ａでは入力電力がＰＡ２で安定し、負荷Ｂでは加熱コイル電流がＩＬ２の時の電力ＰＢ２で安定する。
【００１６】
以上のように本実施例によれば、火力設定手段２２の設定に応じてコイル電流リミッタ手段２２の制限値を変更するので、低い火力設定でコイル電流リミッタ手段２２が動作する負荷鍋においても、設定火力を変更した時に異なる火力感を得ることが可能となる。
【００１７】
また、コイル電流リミッタ手段２２の制限レベルまたは火力設定手段２２の設定に応じてファン制御手段２６は冷却ファン２５の回転数を変更するので、コイル電流の制限値が低くインバータ回路１４の損失が低い設定においては、冷却ファン２５の回転数を低下することができるので、冷却ファン２５の騒音を低減することができ、機器の静音化を図ることができる。
【００１８】
なお、本実施例ではインバータ構成を一石電圧共振型で構成したが、他のインバータ構成でも同様の効果が得られる。
【００１９】
また、加熱コイル電流検知を加熱コイルの２次側で検知したが、１次側でも全く同じであり、さらにスイッチング素子１７のコレクタ電流や逆導通ダイオード１８のダイオード電流、あるいは共振コンデンサ１６に流れる電流を検知しても同様の効果が得られる。
【００２０】
（実施例２）
以下本発明の実施例２について説明する。基本構成は実施例１と同一であり説明を省略する。異なる点は、加熱時間計時手段２７で所定以上の火力設定で連続加熱する時間を計時し、所定時間が超えるとコイル電流リミッタ手段２２の制限レベルを低下するようにしていることである。
【００２１】
以上のように構成された誘導加熱調理器において、火力設定手段２０で全７段階の火力設定の最大火力である火力設定７で加熱を開始すると、ファン制御手段２６は冷却ファン２５の回転数をｒ２とし、コイル電流リミッタ手段２２はコイル電流の制限値をＩＬ２として、制御手段２３は所定の火力となるようにスイッチング素子１７のオン時間を制御する。加熱時間計時手段２７は火力設定７で加熱する場合のみ、加熱開始からの加熱時間を計時する。図４に示すように時間ｔ０から加熱開始するとスイッチング素子１７の温度が上昇する。火力設定７で長時間加熱するとスイッチング素子１７の温度が許容値Ｔｃｍａｘを超えて熱破壊する可能性があるが、ｔ１時間経過後に自動的にコイル電流リミッタ手段２２はコイル電流の制限値をＩＬ１に低下するので、スイッチング素子１７の温度はＴｃｍａｘを超えない。
【００２２】
以上のように本実施例によれば、加熱時間計時手段２７で所定以上の火力設定で連続加熱する時間を計時し、所定時間を超えるとコイル電流リミッタ手段２２の制限レベルを低下するので、インバータ回路１４の発熱が許容値を超えて破壊するのを防止して、コイル電流リミッタ手段２２が動作するときの火力を大きくすることができる。
【００２３】
なお、本実施例では全火力設定を７段階としたが段階数は特に限定しないし、加熱時間計時手段２７が加熱時間を計時する設定火力を上位２段階以上としても同様の効果が得られる。
【００２４】
（実施例３）
以下本発明の実施例３について説明する。基本構成は実施例１と同一であり説明を省略する。異なる点は、温度検知手段２８の検知温度が所定温度を超えるとコイル電流リミッタ手段２２の制限レベルを低下するようにしたことである。
【００２５】
以上のように構成された誘導加熱調理器において、火力設定手段２０で全７段階の火力設定の最大火力である火力設定７で加熱を開始すると、ファン制御手段２６は冷却ファン２５の回転数をｒ２とし、コイル電流リミッタ手段２２はコイル電流の制限値をＩＬ２として、制御手段２３は所定の火力となるようにスイッチング素子１７のオン時間を制御する。スイッチング素子１７の温度を検知する温度検知手段２８はスイッチング素子１７の外郭温度、またはスイッチング素子１７に取り付けられた放熱フィンの温度、またはスイッチング素子１７の近傍の雰囲気やパターン部の温度を検知しており、図５に示すように温度検知手段２８の検知温度がＴ１を超えるとコイル電流リミッタ手段２２はコイル電流の制限値をＩＬ１に低下する。また、ファン制御手段２６は冷却ファン２５の回転数をｒ３に増加する。
【００２６】
以上のように本実施例によれば、温度検知手段２８でスイッチング素子の温度が所定温度を超えるとコイル電流リミッタ手段２２の制限レベルを低下するので、インバータ回路１４の発熱が許容値を超えて破壊するのを防止して、コイル電流リミッタ手段２２が動作するときの火力を大きくすることができる。
【００２７】
また、温度検知手段２８でスイッチング素子の温度が所定温度を超えると、ファン制御手段２６は冷却ファン２５の回転数を増加するので、インバータ回路１４の発熱が許容値を超えて破壊するのを防止して、コイル電流リミッタ手段２２が動作するときの火力を大きくすることができる。
【００２８】
なお、本実施例では全火力設定を７段階としたが段階数は特に限定しないし、設定火力を最大火力以外の設定としても同様の効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、火力設定に応じて加熱コイルに流れる電流の制限値を変更可能として、コイル電流リミッタ手段が動作する負荷鍋においても、設定火力毎に異なる火力を実現し実調理時の調理性能を向上することができる。また、所定の火力設定以上でコイル電流リミッタ手段が動作して、インバータ回路の損失が大きくなる場合においても、所定時間が経過するとコイル電流の制限値を低下するので、インバータ回路の発熱が許容値を超えて破壊するのを抑制して、コイル電流リミッタ手段が動作する時の火力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における誘導加熱調理器のブロック図
【図２】  同誘導加熱調理器における入力電力と加熱コイル電流の関係を示す図
【図３】  同誘導加熱調理器における火力設定とコイル電流リミッタおよびファン回転数の関係を示す図
【図４】  本発明の実施例２における誘導加熱調理器の加熱時間とスイッチング素子の温度の関係を示す図
【図５】  本発明の実施例３における誘導加熱調理器のスイッチング素子の温度に対するコイル電流リミッタおよびファン回転数の関係を示す図
【図６】  従来例における誘導加熱調理器のブロック図
【図７】  （ａ）同誘導加熱調理器における入力電力と加熱コイル電流の関係を示す図
（ｂ）（ａ）における火力設定と入力電力の関係を表す図
【符号の説明】
１４  インバータ回路
１５  加熱コイル
１７  スイッチング素子
１９  入力電流検知手段
２０  火力設定手段
２１  コイル電流検知手段
２２  コイル電流リミッタ手段
２３  制御手段
２５  冷却ファン
２６  ファン制御手段
２７  加熱時間計時手段
２８  温度検知手段
２９  オン時間検知手段
３０  発振周波数検知手段
【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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