(57)【要約】【課題】あらゆる鍋の材質において、鍋の空焚きの検知などの負荷の急激な温度変化を検知し、負荷の温度を適切に制御すること。【解決手段】温度算出手段１５により算出した温度が、記憶回路１６にあらかじめ記憶されている制御温度ｔｃを超えた場合に、インバータ回路４の出力を停止あるいは小さくする制御を行う誘導加熱調理器において、負荷鍋１２と加熱コイル５との磁気結合状態の変化を、インバータの制御量の時間変化により検知し、その値に応じて、インバータ回路４の出力を制御する制御温度ｔｃを変更する。【選択図】図１
2009043587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱コイルと、前記加熱コイルの上部で負荷鍋を載置するトッププレートと、前記加熱コイルに高周波電流を供給して前記負荷鍋を加熱するインバータ回路と、前記トッププレート下面に配し前記負荷鍋から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、前記赤外線センサの出力から前記負荷鍋の温度を算出する温度算出手段と、前記温度算出手段により算出した温度に応じて前記インバータ回路の出力を制御する制御手段と、前記負荷鍋と前記加熱コイルとの磁気結合状態を検知する磁気結合検知手段とを備え、前記制御手段は、前記磁気結合検知手段により検知した前記負荷鍋と前記加熱コイルとの磁気結合状態の変化に応じて、前記制御手段が前記インバータ回路の出力を制御する、前記温度算出手段により算出した温度のしきい値を変更する構成とした誘導加熱調理器。
【請求項２】
磁気結合検知手段は、インバータ回路の出力を一定に保ったとき、前記インバータ回路の制御量の時間変化が大きい場合、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断する構成とした請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
加熱開始直後は、インバータ回路の最大出力を一定時間低く設定する構成とした請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
インバータ回路は、加熱コイルに接続された共振コンデンサと、スイッチング素子とを備え、制御手段は、前記スイッチング素子の駆動時間を増減することによりインバータ回路の出力を制御し、磁気結合検知手段は、前記スイッチング素子の駆動時間の時間変化量が大きい場合、負荷鍋と前記加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、前記負荷鍋が空焚きであると判定する構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
インバータ回路は、加熱コイルに接続された共振コンデンサと、スイッチング素子とを備え、制御手段は、前記スイッチング素子の駆動周波数を増減することによりインバータ回路の出力を制御し、磁気結合検知手段は、前記スイッチング素子の駆動周波数の時間変化量が大きい場合、負荷鍋と前記加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、前記負荷鍋が空焚きであると判定する構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
制御手段は、磁気結合検知手段により負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、前記負荷鍋が空焚きであると判定した場合には、前記制御手段がインバータ回路の出力を抑制する、温度算出手段により算出した温度のしきい値を低く設定し、インバータ回路の出力を低く設定する構成とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
表示手段を備え、磁気結合検知手段により負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、前記負荷鍋が空焚きであると判定した場合には、前記表示手段に表示を行う構成とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
報知手段を備え、磁気結合検知手段により負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、前記負荷鍋が空焚きであると判定した場合には、前記報知手段により報知を行う構成とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般家庭やレストラン及びオフィスなどで使用される赤外線センサ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、この種の誘導加熱調理器は、鍋を載置するトッププレートにサーミスタなどの感温素子を接触させて、鍋の温度を検知していたが、トッププレートを介して温度を検知するため、負荷の温度変化に対する応答性が遅れてしまうため、沸騰の検知などの負荷の過渡的な温度変化を検知したい場合においては、検知にタイムラグが生じてしまい、精度良く検知することが困難である。このような負荷の過渡的な温度変化の応答性を向上させるために、鍋から放射される赤外線の強度を赤外線センサを用いて検知することにより、鍋の温度変化の検知を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来構成の誘導加熱調理器について、図６を参照して説明する。図６において、トッププレート１０２は負荷鍋１０１を載置し、加熱コイル１０３はトッププレート１０２の上部で負荷鍋１０１を加熱し、赤外線センサ１０５はトッププレート１０２の下面に配し、負荷鍋１０１から放射される赤外線を検知し、温度算出手段１０６は赤外線センサ１０５の出力から負荷鍋１０１の温度を算出し、制御手段１０７は温度算出手段１０６により算出した温度に応じて、加熱コイル１０３に高周波電流を供給して負荷鍋１０１を加熱するインバータ回路１０４の出力を制御するものである。
【０００４】
以上のように構成された誘導加熱調理器では、負荷鍋１０１の温度を鍋底から放射される赤外線を直接的に検知できるため、熱応答性に優れた温度検知を行うことが可能であった。
【特許文献１】特開平３−１８４２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成においては、赤外線センサ１０５を用いることにより温度検知の応答性が向上するため、沸騰の検知などの負荷の過渡的な温度変化を検知することはできたが、全ての鍋の材質において、負荷鍋１０１の空焚きの検知などの負荷の急激な温度変化を検知することは困難であった。すなわち、厚手の鍋においては、鍋の底面温度が均一になりやすく、鍋底面の温度むらが小さいため、鍋の空焚きの検知などの負荷の急激な温度変化を検知しやすい。しかしながら、薄手の鍋においては、鍋の底面温度にむらができやすく、また、熱がいきわたりやすいため、鍋の空焚きの検知などの負荷の急激な温度変化を検知しにくい。また、多層の鍋においても、熱が徐々に伝わるため、鍋を空焚きした場合には鍋の内側と外側に温度差が発生してしまい、鍋の空焚きの検知などの負荷の急激な温度変化を即座に検知しにくい。
【０００６】
上記のように、厚手の鍋を空焚きした場合においては、鍋から放射される赤外線の強度が鍋の底面で均一になりやすいため、その強度を１つの赤外線センサにて検知すれば、鍋の空焚きなどの温度過昇を検知することは可能であったが、薄手の鍋を空焚きした場合においては、鍋から放射される赤外線の強度が鍋の底面で不均一になりやすいため、その強度を１つの赤外線センサで検知しても、鍋の最高温度を検知することが難しいため、鍋の空焚きなどの温度過昇を検知することが困難であった。また、多層の鍋を空焚きした場合においては、鍋の内側と外側に温度差が発生してしまうため、鍋の外側の温度を赤外線センサにより検知しても、鍋の内側の温度を検知することが難しいため、鍋の空焚きなどの温度過昇を検知することが困難であるという課題を有していた。さらに、薄手の鍋を空焚きした場合において、鍋から放射される赤外線の強度を、複数の赤外線センサを用いて検知することにより、鍋の空焚きなどの温度過昇を検知することは可能であるが、赤外線センサの実装面積の増加、赤外線センサに電力を供給する電源回路の大型化やそれに伴うコストアップ等が生じるという課題も有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、薄手の鍋や多層の鍋においても鍋の空焚きなどの温度過昇状態を精度良く検知し、安全性を向上させた誘導加熱調理器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、加熱コイルと、加熱コイルの上部で負荷鍋を載置するトッププレートと、加熱コイルに高周波電流を供給して負荷鍋を加熱するインバータ回路と、トッププレート下面に配し負荷鍋から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、赤外線センサの出力から負荷鍋の温度を算出する温度算出手段と、温度算出手段により算出した温度に応じてインバータ回路の出力を制御する制御手段と、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態を検知する磁気結合検知手段とを備え、制御手段は、磁気結合検知手段により検知した負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態の変化に応じて、制御手段がインバータ回路の出力を制御する、温度算出手段により算出した温度のしきい値を変更する構成としたものである。
【０００９】
これにより、厚手の鍋以外に薄手の鍋や多層の鍋においても、鍋の空焚き状態を赤外線センサによる検知に加え、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態の検知を行うことにより、鍋の空焚きなどの過昇状態を精度良く検知することができ、負荷鍋の温度を適切に制御することにより、調理性能を維持しつつ安全性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明の誘導加熱調理器は、あらゆる鍋の材質において、鍋の空焚きの検知などの負荷の急激な温度変化を検知し、負荷の温度を適切に制御することにより、調理性能を維持しつつ安全性を向上させることができ、利用者の使い勝手を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、加熱コイルと、加熱コイルの上部で負荷鍋を載置するトッププレートと、加熱コイルに高周波電流を供給して負荷鍋を加熱するインバータ回路と、トッププレート下面に配し負荷鍋から放射される赤外線を検知する赤外線センサと、赤外線センサの出力から負荷鍋の温度を算出する温度算出手段と、温度算出手段により算出した温度に応じてインバータ回路の出力を制御する制御手段と、負荷鍋と前記加熱コイルとの磁気結合状態を検知する磁気結合検知手段とを備え、制御手段は、磁気結合検知手段により検知した負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態の変化に応じて、制御手段がインバータ回路の出力を制御する、温度算出手段により算出した温度のしきい値を変更する構成とすることにより、負荷鍋の加熱状態を検出し、それに応じてインバータ回路の出力を制御する、赤外線センサにより算出した温度のしきい値を変更するため、あらゆる鍋の材質において、鍋の空焚きなどの負荷の急激な温度変化を検知し、インバータ回路の出力を抑制することができ、より安全性を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、磁気結合検知手段は、インバータ回路の出力を一定に保ったとき、インバータ回路の制御量の時間変化が大きい場合、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断する構成としたものである。これにより、負荷鍋の加熱状態を既存のインバータ回路の制御量を利用して検知するとすることにより、新たな部品追加をすることなく、鍋の空焚きなどの負荷の急激な温度変化を検知し、インバータ回路の出力を抑制することができ、より安全性を向上させることができる。
【００１３】
第３の発明は、特に第１または第２の発明において、加熱開始直後は、インバータ回路の最大出力を一定時間低く設定する構成とすることにより、負荷鍋と加熱こいるとの磁気結合状態の変化を検知し、それに応じてインバータ回路の出力を制御する、赤外線センサにより算出した温度のしきい値を変更する以前に、負荷鍋の温度が過昇状態になることを防止することができる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、インバータ回路は、加熱コイルに接続された共振コンデンサと、スイッチング素子とを備え、制御手段は、スイッチング素子の駆動時間を増減することによりインバータ回路の出力を制御し、磁気結合検知手段は、スイッチング素子の駆動時間の時間変化量が大きい場合、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、負荷鍋が空焚きであると判定する構成とすることにより、既存のスイッチング素子の駆動の時間変化により、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態を検知するため、新たな部品を追加することなく、鍋が空焚きであるかどうかを判断することができる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、インバータ回路は、加熱コイルに接続された共振コンデンサと、スイッチング素子とを備え、制御手段は、前記スイッチング素子の駆動周波数を増減することによりインバータ回路の出力を制御し、磁気結合検知手段は、スイッチング素子の駆動周波数の時間変化量が大きい場合、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、負荷鍋が空焚きであると判定する構成とすることにより、既存のスイッチング素子の駆動の時間変化により、負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態を検知するため、新たな部品を追加することなく、鍋が空焚きであるかどうかを判断することができる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、制御手段は、磁気結合検知手段により負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、負荷鍋が空焚きであると判定した場合には、制御手段がインバータ回路の出力を抑制する、温度算出手段により算出した温度のしきい値を低く設定し、インバータ回路の出力を低く設定する構成とすることにより、負荷鍋が空焚き状態であれば、赤外線センサにより算出した温度が低くなるように、インバータ回路の出力を制御するため、発火等の危険性が低下し、より安全性を向上させることができる。
【００１７】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明において、表示手段を備え、磁気結合検知手段により負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、負荷鍋が空焚きであると判定した場合には、前記表示手段に表示を行う構成とすることにより、負荷鍋がどのような状態であるのかを、利用者に視覚的に伝えることができる。
【００１８】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明において、報知手段を備え、磁気結合検知手段により負荷鍋と加熱コイルとの磁気結合状態が変化したと判断し、負荷鍋が空焚きであると判定した場合には、報知手段により報知を行う構成とすることにより、負荷鍋がどのような状態であるのかを、利用者に聴覚的に伝えることができる。
【００１９】
以下本発明の誘導加熱調理器の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜３は本発明の実施の形態１における誘導加熱器を示すものである。
【００２１】
図１の誘導加熱調理器において、商用電源１は、ブリッジダイオードで構成される整流回路２で全波整流され、整流回路２の直流接続端子間に接続される平滑コンデンサ３にて平滑されることにより、直流電源を構成している。
【００２２】
また、整流回路２の出力には、商用電源１を高周波電流に変換するインバータ回路４が接続され、このインバータ回路４は、加熱コイル５（本実施の形態ではＩＧＢＴ）と、加熱コイル５に並列に接続された共振コンデンサ６と、加熱コイル５に直列に接続されたスイッチング素子７と、スイッチング素子７に逆並列に接続された逆導通ダイオード８で構成され、スイッチング素子７のオンオフにより加熱コイル５に高周波電流を供給する。
【００２３】
また、入力電流検知手段９は、商用電源１からインバータ回路４への入力電流を検知し、制御手段１０は、入力電流検知手段９にて検知された検知結果と、火力設定手段１１にて設定されたインバータ回路４の加熱出力に応じて、スイッチング素子７のオンオフを制御する。
【００２４】
さらに、インバータ回路４により加熱される負荷鍋１２から放射される赤外線を検知する赤外線センサ１４が、負荷鍋１２を載置するトッププレート１３の下面に配置され、温度算出手段１５は、赤外線センサ１４の出力から負荷鍋１２の温度を算出し、記憶回路１６には、火力設定手段１１にて設定された加熱出力に応じた制御温度ｔｃが予め記憶されており、制御手段１０は、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを比較した結果に基づいて、インバータ回路４の出力を制御する。
【００２５】
また、磁気結合検知手段１７は、加熱コイル５と負荷鍋１２の磁気結合状態の変化を、スイッチング素子７の制御量の時間変化により検知し、磁気結合状態の変化が大きいと判断した場合は、インバータ回路４の出力を制御する制御温度ｔｃを変更する。
【００２６】
すなわち、制御手段１０は、温度算出手段１５により算出した温度が、記憶回路１６で記憶されている制御温度ｔｃを超えた場合に、インバータ回路４の加熱出力を停止、或いは小さくするように制御し、また、温度算出手段１５により算出した温度が、記憶回路１６で記憶されている制御温度ｔｃ以下となった場合に、インバータ回路４の加熱出力を大きくするように制御するものであって、磁気結合検知手段１７により検知した結果に応じて、動作を変更する構成としている。
【００２７】
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。
【００２８】
高周波電源１は、整流回路２と平滑コンデンサ３により整流され、インバータ回路４に電源を供給する。インバータ回路４は、制御手段１０がスイッチング素子７をオンオフし、加熱コイル５に高周波電流を流すことにより、トッププレート１３に載置された負荷鍋１２を加熱する。負荷鍋１２に入力される火力は、入力電流検知手段９で検知しており、火力設定手段１１で設定された火力となるように、制御手段１０はスイッチング素子７のオンオフを制御する。
【００２９】
ここで、図２に制御手段１０からスイッチング素子７に出力される駆動信号の波形を示す。駆動周波数は２０ｋＨｚ近傍で、周期Ｔｃは５０μｓｅｃで略一定である。入力電流は、制御手段１０からスイッチング素子７にＨ信号が出力され、スイッチング素子７が導通する時間Ｔｏｎを制御量とし、周期Ｔｃの残時間が非導通時間となるので、この時間Ｔｏｎを変更することにより制御される。例えば、入力電流を増加させるときは時間Ｔｏｎを長くし、入力電流を減少させるときは時間Ｔｏｎを短くする。火力設定手段１１により設定された火力に応じて、目標となる入力電流が決定され、入力電流検知手段９により検知した電流が、目標となる入力電流で保持されるように、制御手段１０は時間Ｔｏｎを制御する。
【００３０】
また、記憶回路１６には、火力設定手段１１において設定可能な火力毎に、制御温度ｔｃが記憶されており、制御手段１０は、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと、記憶回路１４にて記憶されている制御温度ｔｃとを比較して、温度算出手段１５により算出した温度ｔａが、記憶回路１４にて記憶されている制御温度ｔｃ以下となるように、負荷鍋１２に入力される火力の最大値を決定する。すなわち、火力設定手段１１において設定可能な火力が、「強」「中」「弱」の３設定とし、記憶回路１６にて記憶されている各火力設定に応じた制御温度ｔｃが「２００℃」「２５０℃」「３００℃」とする。ここで、火力設定手段１１で「強」が設定されると、制御手段１０は、入力電流検知手段９により検知した電流が、火力設定「強」時の目標となる入力電流「１５Ａ」で保持されるように、時間Ｔｏｎを制御する。このとき、負荷鍋１２が加熱され、負荷鍋１２の温度が上昇し、負荷鍋１２からは鍋の温度に応じた赤外線が放射されているため、温度算出手段１５により算出した温度ｔａも上昇する。このとき、制御手段１０は、記憶回路１６にて記憶されている制御温度が、ｔｃ＝２００℃であるため、温度算出手段１５により算出した温度ｔａが２００℃未満の場合は、火力設定手段１１にて設定された火力「強」にて加熱制御を行う。しかしながら、温度算出手段１５により算出した温度ｔａが２００℃以上、２５０℃未満（例えば、２２０℃）の場合では、火力設定手段１１にて設定された火力「強」では加熱制御を行わず、火力設定「中」にて加熱制御を行う。同様に、温度算出手段１５により算出した温度ｔａが２５０℃以上、３００℃未満（例えば、２７０℃）の場合では、火力設定「弱」にて加熱制御を行い、加熱を継続する。しかしながら、温度算出手段１５により算出した温度ｔａが３００℃以上（例えば、３２０℃）の場合では、負荷鍋１２が温度過昇と判断し、加熱を停止する。
【００３１】
また、磁気結合検知手段１７は、加熱コイル５と負荷鍋１２の磁気結合状態の変化を、スイッチング素子７の制御量、すなわち時間Ｔｏｎの時間変化の微分値により検知し、制御量Ｔｏｎの時間変化の微分値が設定値以上であれば、負荷鍋１２が空焚きであると判断し、制御手段１０は、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと比較する、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを低い温度に再設定する。
【００３２】
ここで、図３に、入力電流を一定で制御したとき、負荷鍋１２が薄手の鍋や多層鍋のとき、空焚き状態にて加熱した場合と、空焚きでない状態にて加熱した場合の、負荷鍋１２の温度と、制御量Ｔｏｎと、制御量Ｔｏｎの時間変化の微分値ΔＴｏｎとの関係を示した波形を示す。負荷鍋１２の温度の上昇に伴って、負荷鍋１２の抵抗率が変化する（一般的には、温度上昇に伴い抵抗率は上昇する）。その結果、加熱コイル５と負荷鍋１２との磁気結合が変化し、入力電流が減少する方向になるが、制御手段１０が、入力電流検知手段９により検知した電流が目標となる入力電流となるように、制御量Ｔｏｎを増加方向に制御するため、入力電流が一定に保たれる。しかしながら、負荷鍋１２が空焚き状態である場合、負荷鍋１２が空焚き状態でない場合と比べると、負荷鍋１２の抵抗率の時間変化が大きい。その結果、加熱コイル５と負荷鍋１２との磁気結合の時間変化も大きくなり、制御量Ｔｏｎの時間変化も大きくなる。
【００３３】
すなわち、本実施の形態においては磁気結合検知手段１７は、制御手段１０における制御量Ｔｏｎの時間変化の微分値ΔＴｏｎが所定値以上であれば、負荷鍋１２が空焚き状態であると判断する。このとき、制御手段１０は、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと比較する、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを所定の値αだけ低め（ｔｃ−α）に変更する構成とする。すなわち、火力設定手段１１において設定可能な火力が、「強」「中」「弱」の３設定とし、記憶回路１６にて記憶されている各火力設定に応じた制御温度ｔｃが「２００℃」「２５０℃」「３００℃」とする。ここで、磁気結合検知手段１７により負荷鍋１２が空焚き状態であると判断されると、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを所定の値「６０℃」だけ低めに変更し、各火力設定に応じた制御温度を「１４０℃」「１９０℃」「２４０℃」に変更する構成とする。これにより、負荷鍋１２が空焚き状態でない場合には、不要な出力の低下あるいは低下をしないため、調理性能を維持しつつ、負荷鍋１２が空焚き状態である場合には、制御温度ｔｃを低く設定することにより、負荷鍋１２が鍋の底面温度にむらができやすく、また、熱がいきわたりやすい薄鍋や鍋の内側と外側に温度差が発生する多層鍋である場合でも異常な高温になるのを防止することができる。
【００３４】
また、負荷鍋１２が厚手鍋のとき、空焚き状態にて加熱しても、鍋の底面温度が均一になりやすく、鍋底面の温度むらが小さいため、温度算出手段１５により算出した温度だけを用いて温度制御を行うことにより、負荷鍋１２が温度過昇となることを防止することができる。
【００３５】
また、加熱開始直後は、インバータ回路の最大出力を一定時間ｔｍだけ低く設定する構成とする。すなわち、火力設定手段１１において設定可能な火力が、「強」「中」「弱」の３設定であり、火力設定手段１１で「強」が設定された場合においても、加熱開始直後は所定の時間ｔｍだけ、火力設定「弱」にて加熱を行う。これにより、負荷鍋１２の急激な温度上昇を抑制するとともに、磁気結合検知手段１７により負荷鍋１２が空焚き状態であるかどうかを安定して検知し判定することができる。
【００３６】
さらに、磁気結合検知手段１７により負荷鍋１２と加熱コイル５との磁気結合状態が変化したと判断し、負荷鍋１２が空焚きであると判定した場合には、ＬＥＤやＬＣＤで構成された表示手段１８に点灯・点滅表示を行う構成とする。これにより、使用者に負荷鍋１２の状態、負荷鍋１２が空焚きであること、を視覚的に伝えることができ、誤使用を防止することができる。
【００３７】
また、磁気結合検知手段１７により負荷鍋１２と加熱コイル５との磁気結合状態が変化したと判断し、負荷鍋１２が空焚きであると判定した場合には、ブザーにより構成された報知手段１９によりブザー報知を行う構成とする。これにより、使用者に負荷鍋１２の状態、負荷鍋１２が空焚きであること、を聴覚的に伝えることができ、誤使用を防止することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図４〜５は、本発明の実施の形態２における誘導加熱器を示すものである。誘導加熱調理器の基本構成は、図１に示す実施の形態１のブロック図と同様であるため、説明を省略する。
【００３９】
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。高周波電源１は、整流回路２と平滑コンデンサ３により整流され、インバータ回路４に電源を供給する。インバータ回路４は、制御手段１０がスイッチング素子７をオンオフし、加熱コイル５に高周波電流を流すことにより、トッププレート１３に載置された負荷鍋１２を加熱する。負荷鍋１２に入力される火力は、入力電流検知手段９で検知しており、火力設定手段１１で設定された火力となるように、制御手段１０はスイッチング素子７のオンオフを制御する。
【００４０】
ここで、図４に制御手段１０からスイッチング素子７に出力される駆動信号の波形を示す。駆動周波数ｆは２０ｋＨｚ近傍〜５０ｋＨｚ近傍にて制御される。入力電流は、制御手段１０からスイッチング素子７にＨ信号が出力され、スイッチング素子７が導通する時間は、１／２ｆである。このとき、駆動周波数ｆを制御量とし、駆動周波数ｆが小さい方がスイッチング素子７が導通する時間は長いので、加熱コイル５に流れる電流のピーク値が大きくなるので、制御手段１０は、この駆動周波数ｆを変更することにより制御される。例えば、入力電流を増加させるときは駆動周波数ｆを小さくし、入力電流を減少させるときは駆動周波数を大きくする。火力設定手段１１により設定された火力に応じて、目標となる入力電流が決定され、入力電流検知手段９により検知した電流が、目標となる入力電流で保持されるように、制御手段１０は駆動周波数ｆを制御する。
【００４１】
また、磁気結合検知手段１７は、加熱コイル５と負荷鍋１２の磁気結合状態の変化を、スイッチング素子７の制御量、すなわち駆動周波数ｆの時間変化の微分値により検知し、制御量ｆの時間変化の微分値が設定値以上であれば、負荷鍋１２が空焚きであると判断し、制御手段１０は、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと比較する、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを低い温度に再設定する。
【００４２】
ここで、図５に、入力電流を一定で制御したとき、負荷鍋１２が薄手の鍋や多層鍋のとき、空焚き状態にて加熱した場合と、空焚きでない状態にて加熱した場合の、負荷鍋１２の温度と、制御量ｆと、制御量ｆの時間変化の微分値Δｆとの関係を示した波形を示す。負荷鍋１２の温度の上昇に伴って、負荷鍋１２の抵抗率が変化（一般的には、温度上昇に伴い抵抗率は上昇する）する。その結果、加熱コイル５と負荷鍋１２との磁気結合が変化し、入力電流が減少する方向になるが、制御手段１０が、入力電流検知手段９により検知した電流が目標となる入力電流となるように、制御量ｆを減少方向に制御するため、入力電流が一定に保たれる。しかしながら、負荷鍋１２が空焚き状態である場合、負荷鍋１２が空焚き状態でない場合と比べると、負荷鍋１２の抵抗率の時間変化が大きい。その結果、加熱コイル５と負荷鍋１２との磁気結合の時間変化も大きくなり、制御量ｆの時間変化も大きくなる。
【００４３】
すなわち、本実施の形態においては磁気結合検知手段１７は、制御手段１０における制御量ｆの時間変化の微分値Δｆが所定値以下であれば、負荷鍋１２が空焚き状態であると判断する。このとき、制御手段１０は、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと比較する、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを所定の値αだけ低め（ｔｃ−α）に変更する構成とする。すなわち、火力設定手段１１において設定可能な火力が、「強」「中」「弱」の３設定とし、記憶回路１６にて記憶されている各火力設定に応じた制御温度ｔｃが「２００℃」「２５０℃」「３００℃」とする。ここで、磁気結合検知手段１７により負荷鍋１２が空焚き状態であると判断されると、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを所定の値「６０℃」だけ低めに変更し、各火力設定に応じた制御温度を「１４０℃」「１９０℃」「２４０℃」に変更する構成とする。これにより、負荷鍋１２が空焚き状態でない場合には、不要な出力の低下あるいは低下をしないため、調理性能を維持しつつ、負荷鍋１２が空焚き状態である場合には、制御温度ｔｃを低く設定することにより、実施の形態１と同様に、負荷鍋１２が薄鍋や多層鍋である場合でも異常な高温になるのを防止することができる。
【００４４】
また、負荷鍋１２が厚手鍋のとき、空焚き状態にて加熱しても、鍋の底面温度が均一になりやすく、鍋底面の温度むらが小さいため、温度算出手段１５により算出した温度だけを用いて温度制御を行うことにより、負荷鍋１２が温度過昇となることを防止することができる。
【００４５】
以上のように本実施の形態によれば、インバータ回路４の制御量の時間変化により、負荷鍋１２の空焚き状態を検知するため、検知の遅れもなくまた、あらゆる材質の鍋においてその空焚きを検知できるため、負荷鍋１２が異常な高温になるのを防止することができる。
【００４６】
尚、本実施の形態では負荷鍋１２の空焚きを検知した場合、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと比較する、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを、各火力設定において一定に所定の値αだけ低く設定したが、各火力設定に応じて補正する値を変更しても、同様の効果が得られる。
【００４７】
また、負荷鍋１２の空焚き状態を複数段階で検知し、温度算出手段１５により算出した温度ｔａと比較する、記憶回路１６にて記憶されている制御温度ｔｃを、空焚きの状態に応じて、複数段階に補正を行っても、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の誘導加熱調理器は、負荷鍋の最高温度を適切に抑制しながら、十分な火力が得られるため、家庭用の誘導加熱調理器だけでなく、レストランの厨房などで使用される業務用の誘導加熱調理器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の略図及びブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の制御手段から出力されるインバータ駆動波形を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の負荷鍋の温度及びインバータの制御量の時間変化を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の制御手段から出力されるインバータ駆動波形を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における誘導加熱調理器の負荷鍋の温度及びインバータの制御量の時間変化を示す図
【図６】従来例における誘導加熱調理器の略図及びブロック図
【符号の説明】
【００５０】
４  インバータ回路
５  加熱コイル
６  共振コンデンサ
７  スイッチング素子
１０  制御手段
１２  負荷鍋
１３  トッププレート
１４  赤外線センサ
１５  温度算出手段
１６  記憶回路
１７  磁気結合検知手段
１８  表示手段
１９  報知手段
【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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