JP4863862B2

JP4863862B2 - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP4863862B2
Application number: JP2006342156A
Authority: JP
Inventors: 智野村
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-12-20
Also published as: JP2008153143A

Description

本発明は、複数の加熱コイルを有する誘導加熱調理器に関するものである。

従来の誘導加熱調理器は、内外に複数に分割した加熱コイルと、分割単位ごとに加熱コイルの通電状態を制御する加熱コイル通電制御手段と、鍋の大きさを検知する小鍋検知手段を有し、小鍋検知手段で小鍋を検出した場合には外加熱コイルへの通電を停止し、内加熱コイルのみに通電することによって、磁束の漏れを低減するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２１４１３８号公報（第１頁、図１）

上記特許文献１に記載の従来の誘導加熱調理器では、小鍋検知手段で小鍋を検出した場合には、外加熱コイルへの通電を停止して内加熱コイルのみに通電することによって漏洩磁束を減らすようにしたものであるが、複数の加熱コイルへの通電状態を切り替えることにより、加熱コイル電流により生ずる磁界が変化するため、鍋温度を検出する感熱素子配設部分への誘導加熱の影響状態が変わるので、正確な温度検出が行えないという問題点があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内外に複数の加熱コイルを有し、加熱コイルの通電状態を切り替えた場合にも、小径鍋においても漏洩磁束が少なく、正確な温度検出が可能な誘導加熱調理器を得ることを目的とする。

本発明に係る誘導加熱調理器は、外径が小さく中間部に空隙を有する小径加熱コイルと、該小径加熱コイルの外周に配設され、該小径加熱コイルと同じ巻き方向の外加熱コイルと、小径加熱コイルの空隙部に配設された少なくとも１つの感熱素子を用いた第１の温度検出手段と、小径加熱コイルと外加熱コイルとの間に配設された少なくとも１つの第２の感熱素子を用いた第２の温度検出手段と、小径加熱コイル及び外加熱コイルに高周波電流を流すインバータ回路と、該インバータ回路を駆動制御する加熱制御手段を備え、加熱制御手段は、小径加熱コイルのみ通電制御する動作モードと小径加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードとを有し、小径加熱コイルのみ通電制御する動作モードでは第１の温度検出手段のみの検出値に基づいて加熱制御を行い、小径加熱コイル及び外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードでは第２の温度検出手段のみの検出値に基づいて加熱制御を行い、小径加熱コイルのみを通電制御する動作モードに比べて、小径加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードの方が、第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出値に対する変換温度が低く設定された温度特性を用いるものである。

本発明の誘導加熱調理器において、外径が小さく中間部に空隙を有する小径加熱コイルと、該小径加熱コイルの外周に配設され、該小径加熱コイルと同じ巻き方向の外加熱コイルと、小径加熱コイルの空隙部に配設された少なくとも１つの感熱素子を用いた第１の温度検出手段と、小径加熱コイルと外加熱コイルとの間に配設された少なくとも１つの第２の感熱素子を用いた第２の温度検出手段と、小径加熱コイル及び外加熱コイルに高周波電流を流すインバータ回路と、該インバータ回路を駆動制御する加熱制御手段を備え、加熱制御手段は、小径加熱コイルのみ通電制御する動作モードと小径加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードとを有し、小径加熱コイルのみ通電制御する動作モードでは第１の温度検出手段のみの検出値に基づいて加熱制御を行い、小径加熱コイル及び外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードでは第２の温度検出手段のみの検出値に基づいて加熱制御を行い、小径加熱コイルのみを通電制御する動作モードに比べて、小径加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードの方が、第１の温度検出手段及び第２の温度検出手段の検出値に対する変換温度が低く設定された温度特性を用いるので、小径加熱コイルのみを通電して加熱動作を行う場合には、小径加熱コイルの空隙部の内側の巻線に流れる電流により生ずる磁界と空隙部の外側の巻線に流れる電流により生ずる磁界が、感熱素子を配設した空隙部において打ち消し合って強い磁界が生じないため、第１の温度検出手段の感熱素子が誘導加熱されにくく、正確な温度検出が可能となる。
また、小径加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電して加熱動作を行う場合にも、感熱素子に近い小径加熱コイルに流れる電流による磁界は、感熱素子の内側の巻線に流れる電流により生ずる磁界と、感熱素子の外側の巻線に流れる電流により生ずる磁界は打ち消し合って強くならず、外加熱コイルに流れる電流による磁界も外加熱コイルが感熱素子からある程度離れた位置にあることから、感熱素子の配設位置においては強くならないために、感熱素子があまり誘導加熱されず、正確な温度検出が可能となるという効果を有する。

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回路構成図、図２は同誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを示す平面図、図３は同誘導加熱調理器の鍋温度検出回路の構成図、図４は同鍋温度検出回路の温度変換特性の一例を示すグラフ、図５は同誘導加熱調理器の感熱素子の配設位置で、加熱コイル各部に流れる電流により生ずる磁界の向きの関係を示す説明図である。
図１において、本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器は交流電源１に接続されており、交流電源１から供給される電力は直流電源回路２で直流電力に変換される。この直流電源回路２は、交流電力を整流する整流ダイオードブリッジ３とリアクトル４および平滑コンデンサ５から構成されている。
そして、直流電源回路２へ入力される入力電力は、入力電流検出手段６および入力電圧検出手段７によって検出される。直流電源回路２で直流電力に変換された電力はインバータ回路８に供給される。

インバータ回路８は、直流電源回路２の正負母線間に直列に接続された２つのスイッチング素子（以下、正母線側スイッチング素子を上スイッチ９、負母線側スイッチング素子を下スイッチ１０と呼ぶ。）と、そのスイッチング素子とそれぞれ逆並列に接続されたダイオード（正母線側逆並列ダイオードを上ダイオード１１、負母線側逆並列ダイオードを下ダイオード１２と呼ぶ。）から形成されている。
上スイッチ９と下スイッチ１０は、インバータ駆動回路１３からの信号により交互に駆動され、インバータ回路８の出力点である上スイッチ９と下スイッチ１０の接続点に高周波電圧が発生する。
また、インバータ出力点には、スイッチング損失を低減するためのスナバコンデンサ１４と、加熱コイル１５が接続されている。

加熱コイル１５は、図２に示すように、小径加熱コイル１６とその外周に間隙をおいて配設された外加熱コイル１７から構成される。
その小径加熱コイル１６は、内側の小径内加熱コイル部１６ａと外側の小径外加熱コイル部１６ｂからなり、これら小径内加熱コイル部１６ａと小径外加熱コイル部１６ｂとの間の空隙部に鍋底の温度を検出するための例えばサーミスタの感熱素子１８が２つ配置させられている。これら２つの感熱素子１８は鍋等の被加熱物を載置する天板（図示せず）の裏面に密着されている。外加熱コイル１７は、小径加熱コイル１６の外周に間隙をおいて配設されている。

大径鍋を加熱する場合には、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電し、小径鍋を加熱する場合には小径加熱コイル１６のみに通電する。大径鍋の加熱と小径鍋加熱との切り替えはリレー１９をリレー駆動手段２０で制御することにより行う。
即ち、インバータ回路８の出力は小径加熱コイル１６の一端に接続され、小径加熱コイルのみに通電する場合には小径加熱コイル１６の他端をリレー１９で小径コイル共振コンデンサ２１に接続する。
小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電する場合には、小径加熱コイル１６の他端をリレー１９で外加熱コイル１７に接続し、小径加熱コイル１６および外加熱コイル１７の両コイルと共振回路を構成する両コイル共振コンデンサ２２を経由して負側母線に接続される。

加熱コイル１５に流れる電流は出力電流検出手段２３により検出し、加熱する鍋底の温度は鍋温度検出手段２４により感熱素子１８を使用して検出する。
制御部２５は、誘導加熱調理器全体を制御するもので、操作入力手段２６からの入力指示により、入力電流検出手段６や入力電圧検出手段７、出力電流検出手段２３及び鍋温度検出手段２４の検出値を取り込みながら、インバータ駆動回路１３の制御をして加熱出力を調整する。
鍋温度検出手段２４により検出した温度データは、揚げ物調理等の温度制御や、被加熱物の過熱防止の制御に使用する。なお、制御部２５がインバータ駆動回路１３に出力するインバータ駆動信号は、小径加熱コイル１６と小径コイル共振コンデンサ２１からなる小径加熱コイル共振回路２７及び小径加熱コイル１６と外加熱コイル１６とからなる加熱コイル１５と両コイル共振コンデンサ２２からなる両加熱コイル共振回路２８の共振周波数より高い駆動周波数として、共振回路に流れる電流は共振回路に印加される電圧より遅れ位相で流れるように制御する。

図２は本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱コイルユニットの平面図であり、小径加熱コイル１６および外加熱コイル１７と、感熱素子１８の位置関係を示している。
図２に示すように、加熱コイル１５を構成する小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７は略同心円状に間隔をおいてコイルベース２９上に配置されている。コイルベース２９の裏面には、小径加熱コイル１６および外加熱コイル１７の下面を磁気シールドするように、板状のフェライト３０が放射状に６個配設されている。
その小径加熱コイル１６は、内側の小径内加熱コイル部１６ａと外側の小径外加熱コイル部１６ｂからなり、これらコイル部１６ａ、１６ｂ間の空隙部で、且つ板状のフェライト３０の間に、鍋底の温度を検出する感熱素子１８が２個設けられている。
なお、加熱コイル１５に流れる電流により生ずる磁束は各フェライト３０の部分に集中するため、感熱素子１８の位置するフェライト間は磁束密度が低くなり、フェライト３０の上と比べて感熱素子１８は誘導加熱されにくい構成となっている。

図３は感熱素子１８を利用した鍋温度検出手段２４の回路の構成図であり、図４はこの鍋温度検出手段２４の回路で検出した電圧値と温度の関係を示す温度変換特性グラフである。
図３に示すように、鍋温度検出手段２４は制御用直流電源正側に接続された感熱素子１８と直列に接続された分圧抵抗３１と、分圧抵抗３１と並列に接続されたノイズ除去用のコンデンサ３２と、分圧抵抗３１の制御用直流電源の分圧電圧を取り込むＡ／Ｄ変換器３３とを有して構成されている。
鍋温度検出手段２４は図４の温度変換特性グラフを使用して検出温度を得るものである。感熱素子１８は温度が上昇すると抵抗値が小さくなる特性を有しているので、図４のグラフに示すように検出電圧が高くなるほど高い温度となる。

図５は加熱コイル１５に流れる電流により生ずる磁界の方向を示した図で、特に感熱素子１８が配設された位置において、どのような磁界状態になるかを線と矢印の太さで示している。
図５の（ａ）は小径加熱コイル１６のみに高周波電流を流した場合を示すもので、小径内加熱コイル部１６ａに流れる電流により生ずる磁界を破線３４で示し、小径外加熱コイル部１６ｂに流れる電流により生ずる磁界を破線３５で示している。
加熱コイル１５の中心部（Ａ）や、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の間のコイル間部（Ｂ）では、小径内加熱コイル部１６ａに流れる電流により生ずる磁界と、小径外加熱コイル部１６ｂに流れる電流により生ずる磁界は同一方向に重なり強め合うので、この位置に感熱素子１８を配すると誘導加熱され易いのに対し、小径内加熱コイル部１６ａと小径外加熱コイル部１６ｂの間の空隙部（Ｃ）においては逆方向となって打ち消し合って弱まるため、サーミスタ１８は誘導加熱され難い。
また、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７を有する誘導加熱調理器において、小径加熱コイル１６のみに通電する場合は、一般には加熱する鍋が小さい場合に行われるので、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７のコイル間部（Ｂ）は、鍋底から外れた位置となって鍋底温度を検出できない場合も多い。
そこで、感熱素子１８に対する誘導加熱が生じ難く、鍋底位置から外れ難い小径内加熱コイル部１６ａと小径外加熱コイル部１６ｂの間の空隙部（Ｃ）に感熱素子１８を配置することによって正確な鍋温度検出が可能となる。

図５の（ｂ）は小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両方に高周波電流を流した場合の磁界の状態を示すもので、小径内加熱コイル部１６ａに流れる電流により生ずる磁界３４（破線で表示）や小径外加熱コイル部１６ｂに流れる電流により生ずる磁界３５（破線で表示）に加えて、外加熱コイル１７に流れる電流により生ずる磁界３６を点線で表示している。
この場合、感熱素子１８の位置に近い小径加熱コイル１６に流れる電流による磁界は、感熱素子１８より内側の小径内加熱コイル部１６ａに流れる電流による磁界と外側の小径外加熱コイル部１６ｂに流れる電流による磁界が打ち消し合うとともに、外加熱コイル１７に流れる電流により生ずる磁界３６が重畳するが、外加熱コイル１７から感熱素子１８までの間隔があるため、感熱素子１８が強く誘導加熱されることはない。

以上のように、この実施の形態１の誘導加熱調理器によれば、小径加熱コイル１６のみに通電する場合も、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電する場合も、鍋温度を検出するための感熱素子１８を誘導加熱され難い位置である小径内加熱コイル部１６ａと小径外加熱コイル部１６ｂの間の空隙部（Ｃ）に感熱素子１８を配置し、かつ加熱コイル１５の中心部に近い位置であるので、加熱コイル１５上に載置した被加熱物である鍋底から外れ難く、加熱コイル１５の通電状態によらず鍋の温度を正確に検出することができる。

また、加熱コイル１５上に載置された被加熱物である鍋には、加熱コイル１５に流れる高周波電流により生ずる磁界の変化を打ち消すように、加熱コイル１５に対向する鍋底に誘導渦電流が流れて加熱されるので、加熱コイル１５全体を通電する場合は小径内加熱コイル部１６ａ及び小径外加熱コイル部１６ｂと外加熱コイル１７に対向する鍋底が加熱されるため、鍋底の発熱部分が複数の箇所に分割されて広く分布するため、加熱ムラが抑制される。
また、小径加熱コイル１６のみを通電した場合においても、小径内加熱コイル部１６ａと小径外加熱コイル部１６ｂに対向する鍋底部分が発熱するため、発熱部分が分割されて広がるため、加熱むらを低減することができる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の鍋温度検出回路の温度変換特性の一例を示すグラフである。
上記実施の形態１で述べたように、小径加熱コイル１６のみに通電する場合と、小径加熱コイル１６および外加熱コイル１７の両コイルに通電する場合とでは、感熱素子１８の配設位置における磁界の状態が多少異なるため、図６に示すように鍋温度検出回路２４の感熱素子１８は温度が一定の場合にそれぞれ検出電圧が異なる２つの温度変換特性を持つこととなる。
そこで、小径加熱コイル１６のみに通電して磁界が弱い状態の場合には図６に示す第１温度変換特性３７を用い、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両コイルに通電して磁界が強い状態の場合には図６に示す第２温度変換特性３８を用いることとした。

この実施の形態２では、小径加熱コイル１６のみに通電して磁界が弱い状態の場合には、温度を一定としたときに検出電圧が低い第１温度変換特性３７を用い、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両コイルに通電して磁界が強い状態の場合には温度を一定としたときに検出電圧が第１温度変換特性３７より高い第２温度変換特性３８を用いることで、加熱コイルの通電状態により感熱素子１８を配置した位置における磁界の重畳状態が変わることにより、加熱コイルの通電状態に応じた温度変換特性を用い、誘導加熱の違いを補償し、より正確に鍋温度の検出を行うようにしたものである。

実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成図、図８は同誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを示す平面図である。
図７において、この発明の実施の形態３において、実施の形態１の図１と同一あるいは相当部分には同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
図７において、交流電源１から供給される電力は直流電源回路２で直流電力に変換され、インバータ回路８に供給される。インバータ回路８は、直流電源回路２の正負母線間に直列に接続された２つのスイッチング素子と、そのスイッチング素子とそれぞれ逆並列に接続されたダイオードによって形成される３組のアーム（以下、３組のアームを共通アーム３９、小径加熱コイル用アーム４０、外加熱コイル用アーム４１と呼ぶ。）から形成されている。

共通アーム３９は、上スイッチ４２と、下スイッチ４３と、上スイッチ４２と逆並列に接続された上ダイオード４４と、下スイッチ４３と逆並列に接続された下ダイオード４５とから構成されている。
小径加熱コイル用アーム４０は、上スイッチ４６と、下スイッチ４７と、上スイッチ４６と逆並列に接続された上ダイオード４８と、下スイッチ４７と逆並列に接続された下ダイオード４９とから構成されている。
外加熱コイル用アーム４１は、上スイッチ５０と、下スイッチ５１と、上スイッチ５０と逆並列に接続された上ダイオード５２と、下スイッチ５１と逆並列に接続された下ダイオード５３とから構成されている。

共通アーム３９の出力点と小径加熱コイル用アーム４０の出力点間には、小径加熱コイル１６と小径コイル共振コンデンサ２１の直列回路からなる小径コイル負荷回路２７が接続され、共通アーム３９の出力点と外加熱コイル用アーム４１の出力点間には、外加熱コイル１７と外コイル共振コンデンサ５４の直列回路からなる外加熱コイル負荷回路５５が接続される。
また、共通アーム３９の出力点、小径加熱コイル用アーム４０の出力点及び外加熱コイル用アーム４１の出力点に、スナバコンデンサ５６、５７、５８がそれぞれ接続される。

共通アーム３９を構成する上スイッチ４２と下スイッチ４３は、共通アーム駆動回路５９から出力される駆動信号によりオンオフ駆動され、小径加熱コイル用アーム４０を構成する上スイッチ４６と下スイッチ４７は小径コイル用アーム駆動回路６０から出力される駆動信号によりオンオフ駆動され、外加熱コイル用アーム４１を構成する上スイッチ５０と下スイッチ５１は外コイル用アーム駆動回路６１から出力される駆動信号によりオンオフ駆動される。

共通アーム駆動回路５９は共通アーム３９の上スイッチ４２をオンさせている間は下スイッチ４３をオフに、下スイッチ４３をオンさせている間は上スイッチ４２をオフするというように、交互にオンオフする駆動信号を出力するものである。
また、小径コイル用アーム駆動回路６０も同様に、小径加熱コイル用アーム４０の上スイッチ４６と下スイッチ４７を交互にオンオフする駆動信号を出力するものである。
さらに、外用アーム駆動回路６１も同様に、外加熱コイル用アーム４１の上スイッチ５０と下スイッチ５１を交互にオンオフする駆動信号を出力するものである。
なお、スナバコンデンサ５６、５７、５８はそれぞれ、共通アーム３９、小径加熱コイル用アーム４０、外加熱コイル用アーム４１におけるスイッチング素子ターンオフ時の出力電圧変動を遅延させてスイッチング素子のターンオフ損失を低減させるためのものである。

この実施の形態３の加熱コイル１５は、小径加熱コイル１６とその外周に間隙をおいて配設された外加熱コイル１７から構成される。
その小径加熱コイル１６は、図８に示すように、その中心部に巻回された小径内加熱コイル部１６ａと、その外周部に空隙をおいて巻回した小径外加熱コイル部１６ｂとから構成され、その間の空隙部に２つの第１の感熱素子１８ａが配置されている。
また、小径加熱コイル１６の外周には、間隔をおいて外加熱コイル１７が配されており、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の間に２つの第２の感熱素子１８ｂが配置されている。そして、これら第１及び第２の感熱素子１８ａ、１８ｂは一直線上に配置されている。

また、小径加熱コイル１６、外加熱コイル１７に流れる電流を検出する小径加熱コイル電流検出手段６２及び外加熱コイル電流検出手段６３がそれぞれ設けられており、電流の大きさや位相を検出できるものとする。
制御部２５は、誘導加熱調理器全体を制御するもので、操作入力手段２６からの入力指示により、入力電流検出手段６や入力電圧検出手段７、小径加熱コイル電流検出手段６２や外加熱コイル電流検出手段６３の検出値を取り込みながら、各アーム駆動回路５９、６０、６１を制御して加熱出力を制御する。

なお、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７は、共通アーム３９から見て、同一周回方向に巻回されているように接続されているものとし、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７に同時に高周波電流を流す場合には、各アームの駆動信号を同一方向に電流を流すように制御する。
また、各アームの駆動信号は、小径加熱コイル負荷回路２７及び外加熱コイル負荷回路５５の共振周波数より高い駆動周波数として、負荷回路に流れる電流は負荷回路に印加される電圧と比較して遅れ位相で流れるように制御する。

図８は実施の形態３に係る誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを示し、小径加熱コイル１６、外加熱コイル１７及び第１、第２の感熱素子１８ａ、１８ｂとの位置関係を示している。
図８に示すように、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７は略同心円状に間隔をおいてコイルベース２９上に配置されている。小径加熱コイル１６は、その中心部に巻回された小径内加熱コイル部１６ａと、その外周に空隙部をおいて巻回した小径外加熱コイル部１６ｂとからなる。加熱コイル１５の下方に、加熱コイル１５の中心部から外側に向けて放射状に略長方形板状のフェライト３０が６つ配設され、加熱コイル下方を磁気シールドしている。

小径加熱コイル１６の空隙部には２つの第１の感熱素子１８ａが配設され、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７との間には第２の感熱素子１８ｂが配設されている。
第１の感熱素子１８ａと第２の感熱素子１８ｂは、加熱コイル１５の中心部からみて同一方向でフェライト３０と重ならない中間位置に配置される。
加熱コイル１５に流れる電流により生じる磁束は、加熱コイル下方においては磁気抵抗の低いフェライト３０に集中するため、第１及び第２の感熱素子１８ａ，１８ｂの配置位置を通過する磁束は少なくなり、第１及び第２の感熱素子１８ａ、１８ｂが受ける誘導加熱の影響は小さくなる。

次に、本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の制御部２５による誘導加熱の制御処理について図９〜図１２に基づき説明をする。
なお、図９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１０は同誘導加熱調理器の小径加熱コイル及び外加熱コイルに通電する駆動信号の波形図、図１１は同誘導加熱調理器において小径加熱コイルのみに通電する駆動信号の波形図、図１２は同誘導加熱調理器の感熱素子の配設位置で、加熱コイル各部に流れる電流により生ずる磁界の向きの関係を示す説明図である。

図９のフローチャートに示すように、まず、制御部２５は操作入力手段２６からの加熱開始指示入力の有無を判断し（ステップ１）、加熱開始指示入力が有った場合には通電する加熱コイル１５を小径加熱コイル１６及び外加熱コイル１７として、図１０に示すような駆動信号を共通アーム駆動回路５９、小径加熱コイル用アーム駆動回路６０、外加熱コイル用アーム駆動回路６１を制御して出力させ、内外コイルモードに設定して加熱を開始する(ステップ２)。
小径加熱コイル負荷回路２７或いは外加熱コイル負荷回路５５に印加される交流電圧は、共通アーム３９の出力端子電圧と、小径加熱コイル用アーム４０の出力端子電圧或いは外加熱コイル用アーム４１の出力端子電圧との差であり、共通アーム３９の上下スイッチ４２、４３への駆動信号と、小径加熱コイル用アーム４０の上下スイッチ４６、４７への駆動信号或いは外加熱コイル用アーム４１の上下スイッチ５０、５１への駆動信号の位相差を調整することにより、加熱出力を制御することができる。

次に、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の間に配設されている第２感熱素子１８ｂによる温度検出を行い（ステップ３）、鍋底が過熱しているか否かを判断する（ステップ４）。
過熱していなければ操作入力手段２６から設定された設定火力の電力と、入力電圧検出手段７および入力電流検出手段６の検出値を用いて得た入力電力を比較し（ステップ５）、入力電力の方が小さければ共通アーム駆動信号と小径加熱コイル用アーム駆動信号および外加熱コイル用アーム駆動信号との位相差を大きくする（ステップ６）。
ステップ４で鍋底が過熱していた場合や、ステップ５で入力電力が設定電力を超えていた場合には、共通アーム駆動信号と小径加熱コイル用アーム駆動信号及び外加熱コイル用アーム駆動信号との位相差を小さくする（ステップ７）。

次いで、通電する加熱コイルを切り替える要求があるか否か判断する（ステップ８）。通電加熱コイルの切り替え要求は、例えば操作入力手段２６から使用者の切り替え要求の指示入力がある場合や、両コイル通電モードにおいて小径加熱コイル電流検出手段６２と外加熱コイル電流検出手段６３のアンバランスが大きい場合に要求があるものとする。
要求があれば外加熱コイル用アームへの駆動信号を停止し（両コイル通電モードから小径加熱コイル通電モードに切り替え。図１１に示すような駆動信号波形にする）、或いは再開して（小径加熱コイル通電モードから両コイル通電モードに切り替え、図１０に示すような駆動信号波形とする）、通電コイルモードを切り替える（ステップ９）。

次に、操作入力手段２６からの加熱停止の指示入力の有無を判断し（ステップ１０）、その入力が無い場合には通電コイルモードを判断して（ステップ１１）、両コイル通電モードではステップ３の第２感熱素子１８ｂによる温度検出処理に戻り、小径加熱コイル通電モードでは第１感熱素子１８ａによる温度検出処理（ステップ１２）を行って、ステップ４の鍋底過熱の判断処理に移行する。
ステップ１０で加熱停止の指示入力が有ったと判断した場合には、各アームの上下スイッチへの駆動信号を停止して加熱動作を停止し（ステップ１３）、ステップ１の加熱開始の指示入力待ちに戻る。

この実施の形態３では、小径加熱コイル１６のみに通電する場合には、図１２（ａ）に示すように小径内加熱コイル部１６ａに流れる電流による磁界３４と、小径外加熱コイル部１６ｂに流れる電流による磁界３５が小径加熱コイル１６の空隙部において略逆向きとなって打ち消し合い、第１感熱素子１８ａは殆んど誘導加熱されないが、小径加熱コイル１６の外側である第２感熱素子１８ｂの配設位置では、小径内加熱コイル部１６ａに流れる電流による磁界３４ｂと、小径外加熱コイル部１６ｂに流れる電流により生ずる磁界３５は、略同方向となって重畳され、第２感熱素子１８ｂは誘導加熱の影響を受ける。
そこで、小径加熱コイル１６のみに通電している場合には、図９に示すステップ１２で第１の感熱素子１８ａによる温度を検出し、感熱素子への誘導加熱の影響を抑えて鍋温度を検出することができる。

また、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電する場合は、図１２（ｂ）に示すように、小径加熱コイル１６に流れる電流により生ずる磁界と、外加熱コイル１７に流れる電流により生ずる磁界が、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の間隙部では略逆向きとなって打ち消し合い、第２感熱素子１８ｂは殆んど誘導加熱されることなく鍋温度(天板温度)を正確に検出することができる。
そこで、両加熱コイルに通電する場合には、図９に示すステップ３で第２感熱素子１８ｂによる温度検出をし、感熱素子であるサーミスタへの誘導加熱の影響を抑え、加熱コイル１５の通電状態の影響を抑制した鍋温度検出を行うことができる。

なお、上記実施の形態３では、小径加熱コイル１６および外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電する場合に、小径加熱コイル１６に流れる電流により生ずる磁界３４ｂ、３５と、外加熱コイル１７に流れる電流により生ずる磁界３６ｂとが略逆向きとなり、誘導加熱の影響を受け難い小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の間隙部に配設した第２の感熱素子１８ｂのみを用いて温度検出処理を行うこととしたが、第１の感熱素子１８ａを用いた温度検出を並行して行うこととしてもよい。

実施の形態４．
図１３は本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の鍋温度検出回路の温度変換特性の一例を示すグラフ、図１４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である。
図１３における第１温度変換特性６２は、小径加熱コイル１６のみに通電した場合における第１の感熱素子１８ａの鍋温度検出回路２４ａの検出値から温度を求める場合と、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電した場合における第２の感熱素子１８ｂの鍋温度検出回路２４ｂの検出値から温度を求める場合に使用する温度変換特性である。
また、第２温度変換特性６３は小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電した場合における第１の感熱素子１８ａの鍋温度検出回路２４ａの検出値から温度を求める場合に使用する温度変換特性である。
第２温度変換特性６３は第１温度変換特性６２と比較して第１感熱素子１８ａに加熱コイルに流れる電流により生ずる磁界の影響が生じやすい状態で使用する（互いに打ち消しあう方向に発生する小径内コイル部１６ａと小径外コイル部１６ｂの電流による磁界に加えて、外加熱コイル１７に流れる電流により生じる磁界も重畳される）ため、同じ検出値に対する変換温度が低く設定されている。

図１４において、実施の形態３の図９のフローチャートと同一処理または対応する処理については同一符号を付して説明を省略する。
小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルを通電する場合には、第１感熱素子１８ａを用いた検出値から図１３の小径加熱コイルと外加熱コイルの両加熱コイル通電時の第２温度変換特性６３を用い（ステップ３−１）、第２感熱素子１８ｂを用いた検出値からは図１３の第１温度検出特性６２を用いて温度を検出し（ステップ３−２）、いずれかの検出温度が所定温度を超えた場合には過熱状態と判断する（ステップ４）。

この実施の形態４では、第１感熱素子１８ａを用いた温度検出を小径加熱コイル１６および外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電する場合にも行うことにより、第２の感熱素子１８ｂのみを用いて温度検出を行うよりも被加熱物である鍋底との熱結合のよい感熱素子での温度検出が行われる可能性を高くすることができると共に、第１の感熱素子１８ａを用いた検出値から検出温度を求めるに際して、小径加熱コイル１６のみに通電する場合の第１温度変換特性６２と異なり、外加熱コイル１７に流れる電流により生ずる磁界の影響も考慮した第２温度変換特性６３を用いて鍋温度を求めることにより、誘導加熱の違いを補償し、より正確な温度検出が可能となる。

なお、上記実施の形態２および４では、小径加熱コイル１６のみに通電する場合と、小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の両加熱コイルに通電する場合で、異なる温度変換特性を用いて鍋底の温度（天板温度）を求めているが、所定のコイル通電状態における温度変換特性により検出温度を求め、所定以外のコイル通電状態ではその検出温度を補正（例えば、検出温度をＸ℃とすると、ａＸ＋ｂのような一次関数の値をその検出値とする）することとしてもよい。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態３では第１の感熱素子１８ａ及び第２の感熱素子１８ｂを一直線上に配置した例を示したが、図１５に示すように、第１の感熱素子１８ａと第２の感熱素子１８ｂを異なる方向に配置することにより、加熱コイル上に載置される鍋の位置が上下左右いずれの方向にずれた場合においても、いずれかの感熱素子が鍋底の下に位置する可能性が高くなり、安定した温度検出が可能となる。

実施の形態６．
また、上記実施の形態３および５では、小径加熱コイル１６の空隙部に設けた第１の感熱素子１８ａあるいは小径加熱コイル１６と外加熱コイル１７の間に設けた第２の感熱素子１８ｂをそれぞれ複数設けた例を示したが、図１６に示すように、それぞれ一つずつ感熱素子を配置することとして、コストの低減を図った構成としてもよい。

本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の回路構成図。同誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを示す平面図。同誘導加熱調理器の鍋温度検出回路の構成図。同鍋温度検出回路の温度変換特性の一例を示すグラフ。同誘導加熱調理器の感熱素子の配設位置で、加熱コイル各部に流れる電流により生ずる磁界の向きの関係を示す説明図。本発明の実施の形態２に係る誘導加熱調理器の鍋温度検出回路の温度変換特性の一例を示すグラフ。本発明の実施の形態３に係る誘導加熱調理器の回路構成図。同誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを示す平面図。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。同誘導加熱調理器の小径加熱コイル及び外加熱コイルに通電する駆動信号の波形図。同誘導加熱調理器において小径加熱コイルのみに通電する駆動信号の波形図。同誘導加熱調理器の感熱素子の配設位置で、加熱コイル各部に流れる電流により生ずる磁界の向きの関係を示す説明図。本発明の実施の形態４に係る誘導加熱調理器の鍋温度検出回路の温度変換特性の一例を示すグラフ。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。本発明の実施の形態５に係る誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを示す平面図。本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器の加熱コイルユニットを示す平面図。

符号の説明

１交流電源、２直流電源回路、８インバータ回路、１３インバータ駆動回路、１５加熱コイル、１６小径加熱コイル、１７外加熱コイル、１８感熱素子、１９リレー、２０リレー駆動手段、２４鍋温度検出手段、２５制御部、２６操作入力手段。

Claims

外径が小さく中間部に空隙を有する小径加熱コイルと、
該小径加熱コイルの外周に配設され、該小径加熱コイルと同じ巻き方向の外加熱コイルと、
前記小径加熱コイルの空隙部に配設された少なくとも１つの感熱素子を用いた第１の温度検出手段と、
前記小径加熱コイルと外加熱コイルとの間に配設された少なくとも１つの第２の感熱素子を用いた第２の温度検出手段と、
前記小径加熱コイル及び外加熱コイルに高周波電流を流すインバータ回路と、
該インバータ回路を駆動制御する加熱制御手段を備え、
前記加熱制御手段は、
前記小径加熱コイルのみ通電制御する動作モードと小径加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードとを有し、
前記小径加熱コイルのみ通電制御する動作モードでは第１の温度検出手段のみの検出値に基づいて加熱制御を行い、前記小径加熱コイル及び外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードでは前記第２の温度検出手段のみの検出値に基づいて加熱制御を行い、
前記小径加熱コイルのみを通電制御する動作モードに比べて、前記小径加熱コイルと外加熱コイルの両方に通電制御する動作モードの方が、前記第１の温度検出手段及び前記第２の温度検出手段の検出値に対する変換温度が低く設定された温度特性を用いる
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
前記小径加熱コイルと外加熱コイルとの下方に、コイル中心に対して放射状に板状のフェライトが配置され、これらフェライトの間に前記温度検出手段の感熱素子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。