(57)【要約】【課題】被加熱調理器具の材質に関わらず加熱効率が高い誘導加熱調理器を提供する。【解決手段】板状加熱体２２のリボンヒータ４２は、通電することにより発熱する。トッププレート１３上に載置された鍋１７などの被加熱調理器具は、発熱する板状加熱体２２によって直接加熱される。絶縁基板４１に巻回されているリボンヒータ４２は、ヒータ巻回部４７を除いて大部分が絶縁基板４１に接していない。そのため、通電による発熱でリボンヒータ４２に寸法変化が生じても、熱膨張率の異なる絶縁基板４１とリボンヒータ４２との間には相互作用が生じない。すなわち、発熱によりリボンヒータ４２の寸法が変化しても、絶縁基板４１に生じる応力は低減される。その結果、絶縁基板４１とリボンヒータ４２との間で熱膨張率の差が大きな場合でも、リボンヒータ４２の発熱によって絶縁基板４１に割れなどの破損が生じない。【選択図】図１
2009123603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートの下方に設けられ、前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を誘導加熱する誘導加熱コイルと、
前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に配置され、前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を加熱する板状加熱体と、を備える誘導加熱調理器において、
前記板状加熱体は、板状の絶縁基板と、前記絶縁基板に巻回され通電することにより発熱する帯状のヒータと、を有することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記絶縁基板は、板厚方向に貫く複数の穴またはスリットを有し、
前記ヒータは、前記穴または前記スリットに引っ掛けられて前記絶縁基板を巻回する複数のヒータ巻回部を形成することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記ヒータ巻回部は、前記絶縁基板の周方向へ複数設けられていることを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記トッププレートの温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記絶縁基板は、中心部に板厚方向に貫いて前記温度センサが配置されるセンサ穴を有することを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
複数の前記ヒータ巻回部は、連続する一本の前記ヒータで形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記ヒータは、前記絶縁基板の前記トッププレート側の面および前記誘導加熱コイル側の面においてほぼ対称に螺旋状に巻回していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記ヒータは、前記絶縁基板に巻かれている複数のヒータ線を有し、
複数の前記ヒータ線は、前記トッププレート側の面に位置する部分と前記誘導加熱コイル側の面に位置する部分とが前記絶縁基板を挟んで互いに交差して巻回されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
複数の前記ヒータ線は、通電が独立して断続されることを特徴とする請求項７記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記板状加熱体は、径方向へ複数の環状に設けられ、各環ごとに通電がそれぞれ独立して断続されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記絶縁基板は、セラミックスで形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記板状加熱体と前記誘導加熱コイルとの間には隙間が形成され、この隙間に送風するファンをさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱調理器に関し、特にトッププレートと誘導加熱コイルとの間に板状加熱体を備えた誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱調理器では、例えばアルミニウムや銅などの低誘電率で電気伝導率の高い材料からなる被加熱調理器具を用いる場合、この被加熱調理器具がトッププレートに対し反発移動するいわゆる「鍋浮き」現象が発生することがある。そこで、低誘電率で電気伝導率の高い材料からなる被加熱調理器具を加熱するために、トッププレートと誘導加熱コイルとの間に発熱体を設けることが提案されている。しかし、この場合、発熱体は誘導加熱コイルによって誘導加熱されるとともに、被加熱調理器具は誘導加熱コイルによって加熱された発熱体を経由して加熱される。そのため、被加熱調理器具は発熱体を経由して誘導加熱コイルで間接的に加熱され、加熱効率が低いという問題がある。そこで、通電することにより発熱する発熱体を、トッププレートと誘導加熱コイルとの間に設け、発熱体によってトッププレート上に載置された被加熱調理器具を加熱する誘導加熱調理器が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１２３１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の場合、発熱体はトッププレートとは反対がセラミックス製の補強板で支持されている。ステンレス製の発熱体は、セラミックスの補強板と熱膨張率が異なる。そのため、通電による発熱によって発熱体が膨張したとき、補強板との間の寸法変化の差が大きくなる。その結果、補強板の破損を招くという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱膨張による影響が低減されるとともに、被加熱調理器具の材質に関わらず加熱効率が高い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】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器によれば、被加熱調理器具が載置されるトッププレートと、前記トッププレートの下方に設けられ、前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記トッププレートと前記誘導加熱コイルとの間に配置され、前記トッププレート上に載置された被加熱調理器具を加熱する板状加熱体と、を備える誘導加熱調理器において、前記板状加熱体は、板状の絶縁基板と、前記絶縁基板に巻回され通電することにより発熱する帯状のヒータと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成の誘導加熱調理器によれば、帯状のヒータと、このヒータが巻回された絶縁基板とを有する板状加熱体を備えている。ヒータは通電することにより発熱し、その熱はトッププレート上の被加熱調理器具を加熱する。これにより、被加熱調理器具は、板状加熱体のヒータによって直接加熱される。したがって、材質に関わらず被加熱調理器具を加熱することができるとともに、加熱効率を高めることができる。
【０００７】
また、請求項１記載の誘導加熱調理器では、帯状のヒータは絶縁基板に巻回されている。これにより、絶縁基板とヒータとは大部分が密着していないため、通電による発熱でヒータに寸法変化が生じても、ヒータと絶縁基板との間に相互作用が生じない。すなわち、ヒータの寸法が変化しても、絶縁基板に生じる応力は低減される。そのため、絶縁基板とヒータとの間で熱膨張率の差が大きな場合でも、ヒータの発熱によって絶縁基板に割れなどの破損が生じない。したがって、板状加熱体の耐久性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明による誘導加熱調理器の複数の実施例を図面に基づいて説明する。なお、各実施例において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による誘導加熱調理器を図２に示す。誘導加熱調理器１０は、調理器本体１１を構成する本体ケース１２およびトッププレート１３を備えている。誘導加熱調理器１０は、トッププレート１３が重力方向において上方となるように設けられる。また、図２において、左方が誘導加熱調理器１０の前方側であり、右方が誘導加熱調理器１０の後方側である。誘導加熱調理器１０は、調理器本体１１に加熱ユニット１４および冷却ファン部１５を備えている。
【０００９】
本体ケース１２は、誘導加熱調理器１０の主たる外郭を形成している。トッププレート１３は、本体ケース１２の上方を覆っている。調理器本体１１は、例えばシステムキッチンのカウンタートップ１６に組み込まれる。これにより、調理器本体１１は、トッププレート１３がカウンタートップ１６に露出する。このトッププレート１３の上面には、被加熱調理器具として二点鎖線で示す鍋１７が載置される。トッププレート１３の上に載置された鍋１７は、本体ケース１２に収容されている加熱手段によって加熱される。トッププレート１３は、例えば強化耐熱ガラスなどによって矩形平板状に形成されている。トッププレート１３は、後方に吸気用および排気用の開口部１８を有している。本実施例の場合、開口部１８は、トッププレート１３の後方において左側に排気用が設けられ、右側に吸気用が設けられている。調理器本体１１の本体ケース１２の内部には、加熱制御部１９が収容されている。
【００１０】
誘導加熱調理器１０は、図３に示すように加熱手段を構成する加熱ユニット１４として誘導加熱コイル２１および板状加熱体２２を備えている。誘導加熱調理器１０は、一般に複数の誘導加熱コイル２１、および他の加熱手段であるシーズヒータからなるロースター機能など複数の加熱手段を備えている。また、誘導加熱調理器１０は、例示した上記以外の加熱手段を備えていてもよい。これら他の加熱手段については、図示および説明を省略する。
【００１１】
本実施例の場合、誘導加熱コイル２１および板状加熱体２２は、加熱ユニット１４を構成し、誘導加熱調理器１０の平面視において同一の位置に設けられている。すなわち、加熱ユニット１４を構成する誘導加熱コイル２１および板状加熱体２２は、本体ケース１２の所定の位置に一体に支持されている。加熱ユニット１４は、例えば圧縮コイルばねを有する弾性体２３によりトッププレート１３の下面に押し付けられている。これにより、加熱ユニット１４は、トッププレート１３の下面に密着している。
【００１２】
加熱ユニット１４は、図３および図４に示すように誘導加熱コイル２１および板状加熱体２２に加え、支持部材２４および断熱材２５を有している。支持部材２４は、誘導加熱コイル２１のトッププレート１３側に板状加熱体２２を支持している。支持部材２４は、誘導加熱コイル２１と所定の隙間を形成して設けられている。これにより、加熱ユニット１４の板状加熱体２２と誘導加熱コイル２１との間には、空気が流れる通路２６が形成される。支持部材２４は、図４に示すように穴２４１を有している。断熱材２５は、板状加熱体２２と誘導加熱コイル２１との間に設けられている。断熱材２５は、板状加熱体２２から発生する熱が板状加熱体２２から誘導加熱コイル２１側へ伝達されるのを遮断する。断熱材２５は、一部に穴２５１を有している。この断熱材２５の穴２５１は、支持部材２４に設けられている穴２４１と接続している。
【００１３】
冷却ファン部１５は、図２に示すように本体ケース１２の内側に設けられている。冷却ファン部１５は、ファン２７およびファンモータ２８を有している。ファン２７が回転することにより、吸気用の開口部１８から吸入された空気は、加熱ユニット１４および加熱制御部１９を経由して排気用の開口部１８から排出される。これにより、冷却ファン部１５は、冷却風の流れを形成し、加熱ユニット１４および加熱制御部１９を冷却する。
加熱制御部１９は、図５に示すように高周波電流供給手段を構成するインバータ２９に接続している。すなわち、加熱制御部１９は、インバータ２９の主回路をなどを構成するＩＧＢＴなどの発熱性のスイッチング素子が実装された回路基板を有している。加熱制御部１９の発熱性の素子は、冷却ファン部１５で生じた風によって冷却される。
【００１４】
次に、加熱ユニット１４について詳細に説明する。
加熱ユニット１４を構成する誘導加熱コイル２１は、図４に示すように中空の円盤状に形成されている。誘導加熱コイル２１は、トッププレート１３から所定の距離離れた位置に支持されている。誘導加熱コイル２１は、図３に示すように耐熱樹脂製のベースプレート３１によって支持されている。ベースプレート３１は、外周部の複数の位置に下方へ突出する筒状の脚部３２を有している。図２に示すように、この脚部３２と本体ケース１２の内枠部材３３との間に弾性体２３が取り付けられている。これにより、ベースプレート３１に支持されている誘導加熱コイル２１は、トッププレート１３側へ押し付けられている。誘導加熱コイル２１に高周波電流を供給することにより、トッププレート１３上に載置された鍋１７には渦電流が発生する。この渦電流によって鍋１７にはジュール熱が生じ、鍋１７は加熱される。
【００１５】
一方、加熱ユニット１４を構成する板状加熱体２２は、図１に示すように絶縁基板４１およびリボンヒータ４２を有している。絶縁基板４１は、絶縁体から形成されている。本実施例の場合、絶縁基板４１はセラミックスで形成されている。また、絶縁基板４１は、熱伝導率の高いセラミックスで形成することが望ましい。リボンヒータ４２は、帯状に形成され、特許請求の範囲のヒータを構成している。リボンヒータ４２は、帯状に形成された大部分が絶縁基板４１に巻かれるとともに、端部が端子４３として絶縁基板４１の外部へ取り出されている。絶縁基板４１を形成するセラミックスとしては、例えば窒化アルミニウム、窒化ケイ素あるいはアルミナなどを適用することができる。窒化アルミニウムは、熱伝導率が大きく、リボンヒータ４２の熱を均一にトッププレート１３側へ伝達する。一方、窒化アルミニウムは、衝撃に弱いという弱点がある。そこで、絶縁基板４１を窒化ケイ素で形成することにより、窒化アルミニウムに比較して衝撃に対する強度を向上させることができる。また、絶縁基板４１をアルミナで形成することにより、絶縁基板４１を安価に形成することができる。これらのセラミックスの材質は、上記の例に限らず絶縁基板４１を適用する誘導加熱調理器１０の仕様による要求に応じて任意に変更可能である。
【００１６】
絶縁基板４１は、略円板状に形成されている。絶縁基板４１は、周方向へほぼ等間隔に穴４３１、４３２、４３３、４３４およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４を有している。穴４３１、４３２、４３３、４３４およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４は、絶縁基板４１を板厚方向へ貫いている。穴４３１、４３２、４３３、４４４は、絶縁基板４１の径方向において両端部が絶縁基板４１によって塞がれている。一方、スリット４４１、４４２、４４３、４４４は、絶縁基板４１の径方向において外周側の端部が開放している。本実施例の場合、絶縁基板４１は、周方向へ４５°間隔で穴４３１、４３２、４３３、４３４とスリット４４１、４４２、４４３、４４４とを交互に有している。絶縁基板４１は、中心部にセンサ穴４５を有している。センサ穴４５は、絶縁基板４１を板厚方向へ貫いている。
【００１７】
絶縁基板４１は、穴４３１、４３２、４３３、４３４およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４にそれぞれ凹凸部４６を有している。凹凸部４６は、絶縁基板４１において穴４３１、４３２、４３３、４３４およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４を形成している対向する壁部に設けられている。凹凸部４６は、絶縁基板４１の周方向へ突出または窪んでいる。また、凹凸部４６は、絶縁基板４１の径方向へ複数の凹凸を有している。なお、穴４３１、４３２、４３３、４３４およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４の本数および間隔、ならびに凹凸部４６の形状などは、任意に変更することができる。
【００１８】
リボンヒータ４２は、絶縁基板４１に巻回されている。具体的には、リボンヒータ４２は、絶縁基板４１の周方向において隣接する穴４３１、４３２、４３３、４３４の凹凸部４６およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４の凹凸部４６をヒータ巻回部４７とし、このヒータ巻回部４７で折り返されている。すなわち、リボンヒータ４２は、穴４３１、４３２、４３３、４３４の凹凸部４６およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４の凹凸部４６においてヒータ巻回部４７を形成している。そして、リボンヒータ４２は、ヒータ巻回部４７で折り返されながら絶縁基板４１の周方向で隣接する穴４３１、４３２、４３３、４３４とスリット４４１、４４２、４４３、４４４との間に挟まれた絶縁基板４１に巻き付けられている。そのため、リボンヒータ４２は、図１に示す絶縁基板４１のトッププレート１３側の上面側だけでなく、誘導加熱コイル２１側の下面側にも巻かれている。上述のように穴４３１、４３２、４３３、４３４およびスリット４４１、４４２、４４３、４４４は複数設けられているため、ヒータ巻回部４７も絶縁基板４１の周方向へ複数設けられている。
【００１９】
本実施例の場合、板状加熱体２２に巻かれているリボンヒータ４２は、ヒータ線として二本のリボンヒータエレメント５１、５２を有している。一方のリボンヒータエレメント５１は、端子５１１から端子５１２まで絶縁基板４１を巻回しつつ絶縁基板４１に設けられている。ここで、絶縁基板４１に巻き付けられているリボンヒータエレメント５１の経路について詳細に説明する。リボンヒータエレメント５１は、端子５１１から絶縁基板４１の裏面側の渡し部５１３を経由してスリット４４３へ伸びている。スリット４４３へ達したリボンヒータエレメント５１は、スリット４４３と穴４３４との間に巻回されている。絶縁基板４１に巻回されることにより穴４３４の内周側の端部に達したリボンヒータエレメント５１は、スリット４４３の内周側において絶縁基板４１の裏面に位置する渡し部５１４を経由してスリット４４３を挟んで位置する穴４３３の内周側の端部に達する。穴４３３に達したリボンヒータエレメント５１は、穴４３３とスリット４４３との間に巻回されてスリット４４３の外周側の端部に達する。スリット４４３の外周側に達したリボンヒータエレメント５１は、絶縁基板４１の裏面側の渡し部５１５、表面側の接続部５１６および裏面側の渡し部５１７を経由して、スリット４４２の外周側の端部に達する。そして、リボンヒータエレメント５１は、スリット４４２と穴４３３との間、絶縁基板４１の裏面に位置する渡し部５１８、穴４３２とスリット４４２との間、および絶縁基板４１の裏面に位置する渡し部５１９を経由して端子５１２に至っている。
【００２０】
また、他方のリボンヒータエレメント５２は、リボンヒータエレメント５１と同様に、端子５２１から端子５２２まで絶縁基板４１を巻回している。具体的には、リボンヒータエレメント５２は、絶縁基板４１の裏面側の渡し部５２３、スリット４４４と穴４３４との間、絶縁基板４１の裏面側の渡し部５２４、穴４３１とスリット４４４との間、絶縁基板４１の裏面側の渡し部５２５、表面側の接続部５２６、裏面側の渡し部５２７、スリット４４１と穴４３１の間、裏面側の渡し部５２８、穴４３２とスリット４４１との間、および裏面側の渡し部５２９を経由して端子５２２に至っている。このように、第１実施例では、二本のリボンヒータエレメント５１、５２が穴４３２および穴４３４を通る軸を対称軸として図１に上下対称に絶縁基板４１に巻かれている。
【００２１】
第１実施例では、接続部５１６は絶縁基板４１の径方向において穴４３３の外側に配置し、接続部５２６は穴４３１の外周側に配置している。これにより、リボンヒータエレメント５１は穴４３３の外周側を通り、リボンヒータエレメント５２は穴４３１の外周側を通る。例えばスリットの外周側を経由してリボンヒータエレメント５１、５２を巻回すると、リボンヒータエレメント５１、５２の伸縮によって端部が開放しているスリットを形成する絶縁基板４１に応力が加わり、絶縁基板４１の破損を招くおそれがある。
【００２２】
一方、本実施例のように接続部５１６、５２６を穴４３３、４３１の外周に配置することにより、リボンヒータエレメント５１、５２は穴４３３および穴４３１を横切ることがない。そのため、絶縁基板４１に加わる応力は低減され、絶縁基板４１の破損は回避される。また、リボンヒータエレメント５１、５２は、スリット４４１、４４２、４４３、４４４の内周側に位置する渡し部５２８、５１８、５１４、５２４を通っている。そのため、リボンヒータエレメント５１、５２は、スリット４４１、４４２、４４３、４４４を横切ることがない。その結果、絶縁基板４１に加わる応力は低減され、絶縁基板４１の破損は回避される。
【００２３】
また、リボンヒータエレメント５１、５２の接続部５１６、５２６は、スリット４４１、４４２、４４３、４４４のいずれも横切らないように配置されている。そのため、リボンヒータエレメント５１、５２は、絶縁基板４１に対し、いずれの部分でも支持され、むき出しになることがない。すなわち、リボンヒータエレメント５１、５２は、絶縁基板４１から垂れ下がったり、絶縁基板４１間に懸架あるいは渡された状態にならない。その結果、絶縁基板４１の位置ずれなどによりリボンヒータエレメント５１、５２に生じる応力が低減される。したがって、リボンヒータエレメント５１、５２の断線を防止することができる。
【００２４】
次に、誘導加熱調理器１０の制御について説明する。
加熱制御部１９は、調理器本体１１の内部に設けられ、図示しないマイクロコンピュータによって構成されている。加熱制御部１９には、図５に示すように操作部６１および温度センサ６２が接続している。操作部６１は、調理器本体１１の外側に設けられている。操作部６１は、トッププレート１３の前方に配置されている。操作部６１は、入力された情報を操作信号として加熱制御部１９に出力する。温度センサ６２は、トッププレート１３の温度を検出する。温度センサ６２は、検出したトッププレート１３の温度を電気信号として加熱制御部１９に出力する。また、加熱制御部１９は、トッププレート１３上に載置された鍋１７などの被加熱調理器具の材質を判定する材質判定手段としても機能する。加熱制御部１９は、操作部６１および温度センサ６２から入力された制御信号、および予め記憶している制御プログラムなどに基づいて、インバータ２９を制御する。これにより、加熱制御部１９は、インバータ２９を経由して誘導加熱コイル２１に高周波電流を供給し、誘導加熱コイル２１を制御する。また、誘導加熱コイル２１には、共振コンデンサ６３が直列に接続されている。これら誘導加熱コイル２１および共振コンデンサ６３は、鍋１７の材質に応じて出力を調整するために、コイルの巻数やコンデンサの容量が可変となる構成であることが望ましい。
【００２５】
インバータ２９は、商用交流電源６４から整流回路６５によって直流に変換された駆動用電源が供給される。同様に、通電制御部６６は、商用交流電源６４から板状加熱体２２へ供給する電力を制御する。通電制御部６６は、板状加熱体２２に交流の電力を供給する。通電制御部６６から板状加熱体２２へ供給される電力は、加熱制御部１９によって統括的に制御される。また、整流回路６５の入力側およびインバータ２９の出力側には、それぞれ電流トランス６７、６８が配置されている。この電流トランス６７、６８で検出された電流値は、いずれも加熱制御部１９に入力される。これにより、加熱制御部１９は、商用交流電源６４から入力される入力電流値、およびインバータ２９の出力電流値を検出する。
【００２６】
加熱制御部１９は、被加熱調理器具である鍋１７が抵抗の大きな金属材料か否かを判定することにより、この鍋１７の材質を判定する。例えば加熱制御部１９は、一定の高周波電流を誘導加熱コイル２１に供給し、入力電流とインバータ２９の出力電流であるコイル電流との関係に基づいて鍋１７の材質を判定する。例えば鉄などの強磁性体で鍋１７が形成されている場合、誘導加熱コイル２１が発生した磁束は鍋１７を流れやすくなる。かつ、鍋１７の底部において誘導加熱コイル２１側に渦電流が集中する表皮効果も高くなる。そのため、誘導加熱コイル２１の等価抵抗は増大する。一方、鍋１７の材料がアルミニウムや銅などのように非磁性あるいは弱磁性であって比抵抗が小さい場合、誘導加熱コイル２１によって発生した磁束は鍋１７に到達しにくくなり、漏れ磁束も増大する。そして、比抵抗が小さく表皮効果も得にくいため、等価抵抗は減少する。その結果、加熱制御部１９は、入力電流と出力電流との大小の変化に基づいて、鍋１７の材質を判定することができる。したがって、加熱制御部１９は、鍋１７の材質を判定すると共に、予め設定された入力電力設定値に基づいて鍋１７の誘導加熱コイル２１による加熱または板状加熱体２２によるヒータ加熱を選択して実行することができる。
【００２７】
次に、上記の構成による誘導加熱調理器１０の作動について説明する。
被調理物を収容した鍋１７をトッププレート１３の所定位置に載置し、操作部６１で必要な入力操作が行われると、加熱制御部１９は鍋１７の加熱を開始する。加熱制御部１９が材質判定処理により鍋１７の材質が高抵抗金属であると判定すると、加熱制御部１９は通常の入力電力に基づいて誘導加熱コイル２１による誘導加熱調理を実行する。一方、鍋１７の材質が高抵抗金属でないと判定したとき、加熱制御部１９は鍋１７の材質がアルミニウム、銅もしくは非磁性ステンレスのような低抵抗の非磁性金属であるのか、土鍋のような非金属であるのか、もしくは無負荷であるのかを判定する。そして、鍋１７が低抵抗金属であると判定すると、加熱制御部１９は鍋１７の底がトッププレート１３により反発して移動するいわゆる「鍋浮き」を生じないように、予め設定された火力調整に基づいて誘導加熱調理を実行する。
【００２８】
ここで、火力調整によって加熱電力が通常の入力電力設定値より小さくなった場合、加熱制御部１９はその差の電力分を通電制御部６６を経由して板状加熱体２２に供給する。これにより、加熱制御部１９は、トッププレート１３に載置された鍋１７を板状加熱体２２により加熱する。また、鍋１７が低抵抗の非磁性金属で形成されている場合、誘導加熱コイル２１の等価抵抗は小さくなる。そのため、加熱制御部１９は、インバータ２９を経由して誘導加熱コイル２１へ出力する電圧を、高抵抗の磁性金属の場合よりも低下させたり、電圧の周波数を上昇させる。これにより、加熱制御部１９は、加熱効率の向上を図る。
【００２９】
また、鍋１７が非金属で形成されている場合、または無負荷の場合、加熱制御部１９は誘導加熱コイル２１による誘導加熱を実行しない。そのため、加熱制御部１９は、通常の入力電力設定値に等しい電力を通電制御部６６から板状加熱体２２へ供給し、板状加熱体２２のみによる加熱を実行する。この場合、加熱制御部１９は、鍋１７が非金属であるのか、または無負荷であるのかを判定する必要がある。そこで、加熱制御部１９は、温度センサ６２によって板状加熱体２２への通電が開始されてからのトッププレート１３の温度変化を検出する。このとき、加熱制御部１９は、トッププレート１３の温度の変化が緩やかであれば土鍋などが載置されていると判定し、温度の変化が急激であれば無負荷であると判定する。
【００３０】
鍋１７などの被加熱調理器具が非金属材料であると判定したとき、加熱制御部１９は板状加熱体２２により鍋１７の加熱を実行する。このとき、板状加熱体２２のリボンヒータ４２で発生した熱は、上面からトッププレート１３を経由して鍋１７へ伝達される。一方、加熱が終了した後、トッププレート１３および板状加熱体２２には熱が残っている。そのため、加熱制御部１９は、板状加熱体２２による加熱が終了すると、冷却ファン部１５のファン２７を回転駆動する。ファン２７の回転によって形成された空気の流れは、加熱ユニット１４の下方から上方へ向かう。そして、この空気の流れは、加熱ユニット１４の中央部から上方へ抜け、誘導加熱コイル２１と支持部材２４との間に形成された通路２６へ向かう。通路２６では、加熱ユニット１４の中心側から外周側へ空気の流れが形成される。
【００３１】
このとき、誘導加熱コイル２１と支持部材２４との間を流れる空気は、図６に示すように一部が断熱材２５の穴２５１および支持部材２４の穴２４１を経由して板状加熱体２２の裏面側へ流れる。図６は、加熱ユニット１４の構成の一部を模式的に示した断面図である。そして、この空気の流れは、板状加熱体２２の裏面側に位置するリボンヒータ４２に接する。そのため、板状加熱体２２の裏面側に位置するリボンヒータ４２は、穴２４１および穴２５１を経由して流入する空気によって冷却される。さらに、リボンヒータ４２は、板状加熱体２２の裏面側で冷却されることにより、板状加熱体２２の表面側に位置する部分も冷却される。すなわち、リボンヒータ４２は、板状加熱体２２の裏面側に位置する部分で放熱し、表面側に位置する部分も冷却される。その結果、鍋１７の加熱によって温度が上昇していたトッププレート１３は、冷却ファン部１５による空気の流れによって急速に冷却される。
【００３２】
例えば板状加熱体２２によって鍋１７を加熱する場合、調理が終了すると、使用者は鍋１７をトッププレート１３から除去する。鍋１７がトッププレート１３から除去されると、板状加熱体２２から放熱または吸熱体となる鍋１７へ伝達される熱は低減する。その結果、板状加熱体２２から伝達される熱は、トッププレート１３の表面に蓄えられ、トッププレート１３のさらなる温度上昇を招くおそれがある。
【００３３】
第１実施例の場合、板状加熱体２２による加熱が終了すると、加熱制御部１９はすぐに冷却ファン部１５を駆動する。これにより、調理器本体１１の内部には空気の流れが形成されるとともに、板状加熱体２２の裏面側に位置するリボンヒータ４２が冷却される。そのため、トッププレート１３および板状加熱体２２の表面側に留まっている熱は、板状加熱体２２の裏面側に位置するリボンヒータ４２から放熱される。その結果、板状加熱体２２からトッププレート１３側への熱の伝達が低減され、加熱終了時におけるトッププレート１３の温度上昇が抑制される。
【００３４】
この場合、支持部材２４の穴２４１および断熱材２５の穴２５１を絶縁基板４１の穴４３１、４３２、４３３、４３４またはスリット４４１、４４２、４４３、４４４に対応する位置に重ねて配置することが望ましい。支持部材２４の穴２４１および断熱材２５の穴２５１を絶縁基板４１の穴４３１、４３２、４３３、４３４またはスリット４４１、４４２、４４３、４４４に対応させることにより、穴２４１および穴２５１を通して流れる空気は絶縁基板４１の穴４３１、４３２、４３３、４３４またはスリット４４１、４４２、４４３、４４４からトッププレート１３側へ流入する。絶縁基板４１には、上述のようにリボンヒータ４２が巻回されている。そのため、トッププレート１３と板状加熱体２２との間には、図６に示すように巻回されているリボンヒータ４２の間にリボンヒータ４２の厚みに対応する隙間５３が形成される。これにより、穴４３１、４３２、４３３、４３４またはスリット４４１、４４２、４４３、４４４からトッププレート１３側へ流入した空気は、この隙間５３を経由して隣接する穴４３１、４３２、４３３、４３４またはスリット４４１、４４２、４４３、４４４へ移動する。その結果、板状加熱体２２の上面側におけるリボンヒータ４２およびトッププレート１３の冷却が促進される。
【００３５】
以上のように、加熱制御部１９は、鍋１７などの被加熱調理器具の材質に応じて誘導加熱コイル２１による加熱調理、板状加熱体２２による加熱調理、またはこれらの組み合わせによる加熱調理を実行する。そして、加熱制御部１９は、加熱調理が完了した後、冷却ファン部１５を駆動することにより、トッププレート１３および板状加熱体２２の冷却を促進する。
【００３６】
以上説明したように、第１実施例によれば次の効果を奏する。
板状加熱体２２のリボンヒータ４２は、通電することにより発熱する。トッププレート１３上に載置された鍋１７などの被加熱調理器具は、発熱する板状加熱体２２によって直接加熱される。したがって、材質に関わらず鍋１７などの被加熱調理器具を加熱することができるとともに、加熱効率を高めることができる。
【００３７】
また、第１実施例では、リボンヒータ４２は絶縁基板４１に巻回されている。これにより、絶縁基板４１とリボンヒータ４２とはヒータ巻回部４７を除いて大部分が接していない。すなわち、絶縁基板４１とリボンヒータ４２とは、寸法変化にともなう相対的な移動が許容される。そのため、通電による発熱でリボンヒータ４２に寸法変化が生じても、熱膨張率の異なる絶縁基板４１とリボンヒータ４２との間には相互作用が生じない。すなわち、発熱によりリボンヒータ４２の寸法が変化しても、絶縁基板４１に生じる応力は低減される。そのため、絶縁基板４１とリボンヒータ４２との間で熱膨張率の差が大きな場合でも、リボンヒータ４２の発熱によって絶縁基板４１に割れなどの破損が生じない。したがって、板状加熱体２２の耐久性を高めることができる。
【００３８】
さらに、第１実施例では、絶縁基板４１を例えばセラミックスなどの熱伝導率が高い材料で形成することにより、リボンヒータ４２の熱は絶縁基板４１に均一に伝搬する。すなわち、板状加熱体２２は、均一に加熱され、温度分布が低減される。したがって、板状加熱体２２の全体の均一な発熱が促進され、トッププレート１３の上面を均一に加熱することができる。また、絶縁基板４１にセラミックスを適用する場合、例えばマイカなど他の絶縁材料に比較して熱膨張率が小さい。そのため、セラミックス製の絶縁基板４１は、リボンヒータ４２の発熱時における変形が低減される。その結果、板状加熱体２２は、トッププレート１３との密着度の確保が容易である。したがって、板状加熱体２２とトッププレート１３との接触面積すなわち伝熱面積を確保することができ、板状加熱体２２で発生した熱をトッププレート１３に効率よく伝達することができる。
【００３９】
第１実施例では、リボンヒータ４２は、絶縁基板４１の穴４３１、４３２、４３３、４３４またはスリット４４１、４４２、４４３、４４４において複数のヒータ巻回部４７を形成している。リボンヒータ４２を複数のヒータ巻回部４７において絶縁基板４１に巻回することにより、リボンヒータ４２の局所的な発熱が低減される。そのため、通電時におけるリボンヒータ４２の赤熱あるいは焦げは低減される。また、リボンヒータ４２を複数のヒータ巻回部４７において絶縁基板４１に巻回することにより、通電時の発熱でリボンヒータ４２の寸法が変化しても、その寸法の変化はヒータ巻回部４７で吸収される。例えばリボンヒータ４２が発熱によって膨張しリボンヒータ４２の全長が増大する場合、ヒータ巻回部４７において巻回されているリボンヒータ４２が若干緩むことにより、その寸法変化は吸収される。そのため、発熱にともなう寸法変化によってリボンヒータ４２から絶縁基板４１に加わる力は低減される。したがって、板状加熱体２２の耐久性を高めることができる。
【００４０】
第１実施例では、ヒータ巻回部４７は周方向に複数設けられている。すなわち、ヒータ巻回部４７は、絶縁基板４１の中心から概ね放射状に設けられている。そのため、絶縁基板４１の中心部には、リボンヒータ４２が巻回されない部分を確保可能である。これにより、このリボンヒータ４２が巻回されていない部分に、温度センサ６２を配置するためのセンサ穴４５を配置可能である。したがって、大型化や設計的な制約を招くことなく、温度センサ６２を配置することができるとともに、トッププレート１３の温度の検出を容易にすることができる。
【００４１】
第１実施例では、絶縁基板４１に巻かれているリボンヒータ４２は、二本のリボンヒータエレメント５１、５２から構成されている。すなわち、板状加熱体２２は、端子５１１から端子５１２まで伸びるリボンヒータエレメント５１と、端子５２１から端子５２２まで伸びるリボンヒータエレメント５２とを有している。これらのリボンヒータエレメント５１、５２は、それぞれ連続する一本のリボンヒータとして絶縁基板に巻回されている。その結果、リボンヒータエレメント５１、５２の端子が集約され、板状加熱体２２の周囲に確保すべき空間領域が低減される。したがって、板状加熱体２２の下方に設けられている誘導加熱コイル２１の設計に与える影響を低減することができ、設計自由度を高めることができる。
第１実施例では、冷却ファン部１５を備えている。板状加熱体２２による加熱調理が終了すると、板状加熱体２２およびトッププレート１３側には冷却のための空気が送風される。そのため、加熱調理の終了後、トッププレート１３は板状加熱体２２の放熱を利用して迅速に冷却される。したがって、安全性を向上することができる。
【００４２】
なお、本実施例の場合、リボンヒータエレメント５１、５２は、絶縁基板４１に均等に巻回する例について説明している。しかし、リボンヒータエレメント５１、５２は、絶縁基板４１に対し不均等に巻回してもよい。例えば、トッププレート１３の前方側にタッチパネルなどの操作部６１を配置する場合、操作部６１の近傍にはリボンヒータエレメント５１、５２を巻回しない領域を確保してもよい。これにより、使用者が操作部６１を操作する際、リボンヒータエレメント５１、５２の発熱の影響を受けにくくすることができる。
【００４３】
（第２実施例）
本発明の第２実施例による誘導加熱調理器の板状加熱体を図７に示す。
第２実施例では、図７に示すように板状加熱体１２２は、絶縁基板１４１およびリボンヒータ１４２を有している。図７は、板状加熱体１２２をトッププレート１３側から見た概略図、すなわち上面側の概略図である。第２実施例の場合、絶縁基板１４１は、円環状に形成されている。絶縁基板１４１は、径方向において内周側および外周側にそれぞれ凹凸部１４６を有している。凹凸部１４６は、絶縁基板１４１の径方向に凹凸を形成している。リボンヒータ１４２は、内周側の凹凸部１４６および外周側の凹凸部１４６で折り返されながら絶縁基板１４１に巻回されている。第２実施例の場合、板状加熱体１２２は、並列に接続された二本のリボンヒータエレメント１５１、１５２を有している。二本のリボンヒータエレメント１５１、１５２は、内周側の凹凸部１４６の始点が周方向へ一つずれている。そして、各リボンヒータエレメント１５１、１５２は、それぞれ一つおきに内周側の凹凸部１４６と外周側の凹凸部１４６とを結びながら絶縁基板１４１に巻回されている。これにより、各リボンヒータエレメント１５１、１５２は、絶縁基板１４１の内周側の凹凸部１４６と外周側の凹凸部１４６との間をジグザグ状に結びつつ巻回される。その結果、凹凸部１４６で折り返されて上面側を通るリボンヒータエレメント１５１、１５２と、下面側を通るリボンヒータエレメント１５２、１５１とは、互いに絶縁基板１４１を挟んで交差している。
【００４４】
第２実施例では、板状加熱体１２２は、二本のリボンヒータエレメント１５１、１５２を有し、それぞれジグザグ状に交差して絶縁基板１４１に巻回されている。そのため、板状加熱体１２２におけるリボンヒータ１４２の巻数は増加する。したがって、板状加熱体１２２によってトッププレート１３を均一に加熱することができる。
【００４５】
また、第２実施例では、二本のリボンヒータエレメント１５１、１５２が絶縁基板１４１に対し概ね均一に巻回されている。そのため、二本のリボンヒータエレメント１５１、１５２のうちの一方の通電を停止しても、トッププレート１３は面均一に加熱される。すなわち、二本のリボンヒータエレメント１５１、１５２は、一方のみを発熱源として利用可能である。したがって、出力に応じて二本のリボンヒータエレメント１５１、１５２の一方のみに通電することができ、板状加熱体１２２の出力を柔軟に変更することができる。
【００４６】
（その他の実施例）
以上説明した第１実施例では、放射状の穴４３１、４３２、４３３、４３４またはスリット４４１、４４２、４４３、４４４を有する絶縁基板４１に周方向へリボンヒータ４２を巻回する例について説明した。また、第２実施例では、円環状の絶縁基板１４１にジグザグ状にリボンヒータ１４２を巻回する例について説明した。しかし、絶縁基板に巻回するリボンヒータの形状は、上記の例に限るものではない。
【００４７】
例えば、図８（ａ）に示すように、板状加熱体３２２は、絶縁基板３４１の任意の位置に穴３４２を設け、この穴３４２の間を結ぶようにリボンヒータ３４３を巻回してもよい。また、例えば図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、板状加熱体３２２は、絶縁基板３４１に設ける穴３４２やスリットの位置や数、あるいはリボンヒータ３４３の巻回形状は任意に変更することができる。
また、第１実施例では、絶縁基板４１に二本のリボンヒータエレメント５１、５２を巻回する例について説明した。しかし、絶縁基板４１に巻回するリボンヒータエレメントは、一本であってもよいし、端子を引き出すための十分な空間が確保されるのであれば三本以上であってもよい。
【００４８】
さらに、第１実施例および第２実施例では、板状加熱体２２、１２２として一組の絶縁基板４１、１４１およびリボンヒータ４２、１４２を適用する例について説明した。しかし、図９に示すように絶縁基板６４１およびリボンヒータ６４２から板状加熱体ユニット６２２を構成し、この板状加熱体ユニット６２２を二重の環状、あるいは三重以上の環状に配置してもよい。二重の環状に板状加熱体ユニット６２２を配置した場合、内周側の板状加熱体ユニット６２２と外周側の板状加熱体ユニット６２２とを独立して通電を制御することができる。これにより、例えば被加熱調理器具の直径などに応じて適当な領域を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施例による加熱調理器の板状加熱体を示す概略図であって、トッププレート側から見た平面図
【図２】本発明の第１実施例による加熱調理器の概略構成を示す断面図
【図３】図２の要部を拡大した断面図
【図４】本発明の第１実施例による加熱調理器の加熱ユニットの構成を示す分解斜視図
【図５】本発明の第１実施例による加熱調理器を示すブロック図
【図６】図３に示す加熱ユニットの要部をさらに拡大した模式図
【図７】本発明の第２実施例による加熱調理器の板状加熱体を示す概略図であって、トッププレート側から見た平面図
【図８】本発明の加熱調理器の他の実施例を示す模式図
【図９】本発明の加熱調理器の他の実施例を示す模式図
【符号の説明】
【００５０】
図面中、１０は誘導加熱調理器、１３はトッププレート、１５は冷却ファン部（ファン）、１７は鍋（被加熱調理器具）、２１は誘導加熱コイル、２２、１２２、３２２は板状加熱体、４１、１４１、３４１、６４１は絶縁基板、４２、１４２、３４３、６４２はリボンヒータ（ヒータ）、４５はセンサ穴、４７はヒータ巻回部、５１、５２、１５１、１５２はリボンヒータエレメント（ヒータ線）、６２は温度センサ、４３１、４３２、４３３、４３４は穴、４４１、４４２、４４３、４４４はスリット、６２２は板状加熱体ユニットを示す。
【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】
2009123603.tif 000009
【図８】
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【図９】
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