JPS6124189A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、加熱コイルから高周波磁界を発生。

させ、それを負荷であるところの鋼に与えることにより
その鋼に渦電流を生じさせ、渦電流損に基づ゛く鍋の自
己発熱により加熱調理を行なう誘導加熱調理器に関する
。

〔発明の技（６的背景“とその問題点〕従来、この種の
誘導加熱調理器は、材質が鉄など°のように高透磁率の
鍋、あるいは１８−８ステンレスのように・低透磁率で
はあっても高抵抗の鍋に対しては加熱コイルの入力抵抗
が高くなり、加熱が可能である。しかしながら、材質が
アルミニウムや銅などのように低透磁率でしかも低抵抗
の鍋に対しては加熱コイルの入力抵抗が低くなり、加熱
が不可能であった。

ここで、鋼の材質と加熱コイルの入力抵抗との関係を説
明しておく。

まず、各種金属の抵抗率ρ（Ωｍ）および比透磁率μＳ
　（−透磁率）を下記表に示す。

しかして、加熱コンルから発せられる高周波磁界の周波
数をｆとした場合、上記抵抗率ρ（０ｍ）および比透磁
率μＳから鍋の表皮厚さＳを求めるなお、ｋは定数であ
る。

すなわち、材質が鉄などのように高透磁率の鍋の場合、
比透磁率μＳが大きいので表皮厚さＳは小さく、大きな
表皮効果を生じて鍋そのものが高抵抗となる。よって、
加熱コイルの入力抵抗は高くなる。なお、材質が１８−
８ステンレスの鍋の場合、比透磁率μＳが１と小さいの
で計算上では表皮厚さＳが大きくなるが、実際の鍋の厚
さはそれ程厚（ないため抵抗率ρの方が有効に作用し、
その高い抵抗率ρにより鋼そのものが高抵抗となる。よ
って、加熱コイルの入力抵抗は高くなる。

一方、材質がアルミニウムや銅の場合、比透磁率μＳが
１と小さいので表皮厚さＳは大きく、表皮効果を生じ難
く、しかも抵抗率ρ自体も小さいので鋼そのものが低抵
抗となる。よって、加熱コイルの入力抵抗は低くなる。

ただし、アルミニウムや銅の鋼の場合、高周波磁界の周
波数ｆを高くすれば、原理的には加熱コイルの入力抵抗
を鉄の鍋の場合と略同じにすることができ、これにより
加熱が可能となる。しかしながら、この場合、高周波磁
界の周波数ｆを鉄の鍋の場合の数百倍にしなければなら
ず、その実現は困難である。すなわち、ｙｋ３１加熱調
理器で用いる高周波磁界の周波数は可聴周波数つまり１
８ｋ　Ｈｚ以上となっており、このため鉄の鍋の場合に
１８ｋＨｚの高周波磁界を発するとすればアルミニウム
や銅の鋼の場合には数ＭＨｚもの高周波磁界を発せねば
ならず、加熱コイルにおける損失の増大およびインバー
タ回路における損失の増大を招いてしまう。

そこで、鍋の材質に応じて加熱コイルの巻数を切換える
ことにより、損失を生じることなくアルミニウムや銅の
鍋に対する加熱を可能とする誘導加熱調理器が登場した
。その−例を第５図および第６図に示す。

すなわち、１は本体上面に設けられるトッププレートで
、このトッププレート１の裏面には加熱コイル２が離間
対向して配設されている。この加熱コイル２は、中間タ
ップによって巻数の多いコイル２ａと巻数の少ないコイ
ル２ｂとに分かれており、コイル２ａ、２ｂのどちらを
用いるかによって巻数の切換えが可能となっている。し
かして、トッププレート１上には負荷であるところの６
１３が載置されるようになっている。

一方、１０は交流電源で、この電源１０にはダイオード
ブリッジの整流回路１１を介して高周波インバータ回路
１２が接続されている。この高周波インバータ回路１２
の出力端１２ａ、１２ｂ間には切換スイッチ１３の可動
端子１３ｃと固定端子１３ａとの間を介して加熱コイル
２が接続されている。加熱コイル２の中間タップは切換
スイッチ４の固定端子４ｂに接続されている。上記高岡
　　　　“波インバータ回路１２は、加熱コイル２と共
に共振回路を構成する共振用コンデンサを有〜しており
、その共振回路をスイッチング素子のオン、オフによっ
て発振させることにより加熱コイル２に高周波電流を流
すようになっている。また、高周波インバータ回路１２
は、加熱コイル２に流れる高周波電流を検知し、その高
周波電流の位相に応じてスイッチング素子のオン、オフ
タイミングを修正する機能を有している。さらに、高周
波インバータ回路１２における高周波電流検知結果は負
荷検出回路１４に供給される。この負荷検出回路１４は
、高周波電流の大きさによって加熱コイル２の入力抵抗
を判定し、その入力抵抗の値によって鋼の材質を検出す
るもので、この検出結果は高周波インバータ回路１２に
供給される。そして、負荷検出回路１４の検出結果に応
じて切換スイッチ４が切換ねるようになっている。

したがって、トッププレート１上に載置される鋼８の材
質がたとえば鉄のように高透磁率である場合、それが加
熱開始時に検出され、切換スイッチ１３の可動端子１３
ｃが固定端子１３ｂに接触する。つまり、加熱コイル２
の巻数か少なくなる（コイル２ｂのみ）。一方、鍋８の
材質がたとえば銅やアルミニウムのように低透磁率でし
かも低抵抗である場合、それが加熱開始時に検出され、
切換スイッチ１３の可動端子１３ｃが固定端子１３ａに
接触する。つまり、加熱コイル２の巻数が多くなる（コ
イル２ａ＋コイル２１１）。ｔなわち、加熱コイルの入
力抵抗は巻数の２乗に比例することに着目し、鍋の材質
がアルミニウムや銅の場合には加熱コイル２の巻数を多
くしてその加熱コイル２の入力抵抗を高め、鉄や１８−
８ステンレスの鍋の場合と同様の加熱調理を可能とする
ものである。

しかしながら、この場合、鍋の材質が鉄や１８−８ステ
ンレスのときには内側のコイル２ｂだけが高周波磁界を
発するため、鋼３を均一にしかも効率良く加熱すること
ができなかった。特に、電流の流れないコイル２ａ部分
が影響を及ぼして加熱効率の大幅な低下を招いてしまう
。これは第７図のようにコイル２ａ　、２ｂを二段構成
したものにおいて顕著である。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、負荷の材質にかかわらず、し
かも均一かつ効率の良い加熱調理を可能とする誘導加熱
調理器を提供することにある。

、〔発明の概要〕 この発明は、加熱コイルの一部の接続方向を切換可能と
し、負荷の材質が高透磁率または高抵抗のときには加熱
コイルの一部を逆方向に接続してその加熱コイルのイン
ダクタンスを小さくするどともに、負荷の材質が低透磁
率で且つ低抵抗のときには加熱コイルの一部を順方向に
接続してその加熱コイルのインダクタンスを大きくする
ものである。

（発明の実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。ただし、図面において第５図および第６図と同一
部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２図に示すように、トッププレート１の裏面に対向し
て二段構成の加熱コイル２ｏを配設する。

この加熱コイル２０は、巻数の多いコイル２０ａと巻数
の少ないコイル２０ｂがら成り、コイル２Ｑａを上段に
配設し、コイル２０ａの一部およびコイル２０ｂを下段
に配設している。

しかして、第１図に示すように、高周波インバータ回路
１２の出力端子１２ａにコイル、２０ａの一端を接続し
、このコイル２０ａの他端を切換スイッチ２１の可動端
子２１ｃと固定端子２１ｂとの間を介してコイル２０ｂ
の一端に接続する。そして、コイル２０ｂの他端を切換
スイッチ２２の可動端子２２ｃと固定端子２２ｂとの間
を介して高周波インバータ回路１２の出力端子１２ｂに
接続する。ざらに、切換スイッチ２１の固定端子２１ａ
をコイル２０ｂの他端に接続するとともに、切換スイッ
チ２２の固定端子２２ａをコイル２゜ｂの一端に接続す
る。上記切換スイッチ２１．２２は、共に負荷検出回路
１４の検出結果に応動するようになっている。

つぎに、上記のような構成において動作を説明する。

トッププレート１上に鋼３を載置し、電源１０を投入す
る。ｇ′ると、高周波インバータ回路１２が動作して加
熱コイル２０に高周波電流が流れる。

このとき、負荷検出回路１４は加熱コイル２０に流れる
高周波電流の大きさによって鍋３の材質を検出する。こ
の場合、加熱コイル２０の入力抵抗が高ければ、鋼３の
材質が高透磁率でしかも高抵抗の鉄あるいは低透磁率で
はあるが高抵抗の１８−８ステンレスであると判定する
。また、加熱コイル２０の入力抵抗が低ければ、鍋３の
材質が低透磁率でしかも低抵抗のアルミニウムあるいは
銅であると判定する。

しかして、負荷検出回路１４が鍋３の材質が鉄あるいは
１８−８ステンレスであると判定すると、切換スイッチ
２１の可１１１＠子２１ｃが固定端子２１ａに接触する
とともに、切換スイッチ２２の摂動端子２２ｃが固定端
子２２ａに接触し、コイル２０ａに対してコイル２０ｂ
が逆方向に接続される。この場合、コイル２０ａの自己
インダクタンスをＬａ、コイル２０ｂの自己インダクタ
ンスをＬｂ、コイル２０ａ　、２０ｂの相互インダクタ
ンスをＭとすれば、加熱コイル２０のインダクタンスし
は、Ｌ＝Ｌａ　十Ｌｂ−２Ｍとなる。すなわち、加熱コ
イル２０の巻数が少なくなったつと同じになる。

また、負荷検出回路１４が１３の材質がアルミニウムあ
るいは銅であると判定すると、切換スイッチ２１の可動
端子、２１ｃが固定端子２１ｂに接触するとどもに、切
換スイッチ２２の可動端子２２Ｃが固定端子２２ｂに接
触し、コイル２０ａに対してコイル２０ｂが順方向に接
続される。この場合、加熱コイル２０のインダクタンス
Ｌは、Ｌ、＝ｌａ　＋Ｌｂ　＋２Ｍとなる。すなわち、
加熱コイル２０の巻数が増えたのと同じになる。

以後、上記構成の加熱コイル２０に高周波電流が流れ、
その加熱コイル２０から発せられる高周波磁界によって
鍋３が誘導加熱される。

このように、９Ａ３の材質が高透磁率または高抵抗のと
きにはコイル２’　Ｏａに対してコイル２、Ｏｂを逆方
向に接続し、鍋３の材質が低透磁率でしかも低抵抗のと
きにはコイル２０ａに対してコイル２０ｂを順方向に接
続することにより、鉄や１８−８ステンレスの鍋は勿論
、アルミニウムや銅の鍋に対しても加熱調理を行なうこ
とができる。特に、コイル２０ａ　、２０ｂにはそのど
ちらにも常に高周波電流が流れるので、鋼３を均一にし
かも効率良く加熱することができる。

なお、上記実施例において、コイル２０ａ、２ｏｂのそ
れぞれの巻数は状況に応じて適宜に設定すればよい。第
３図はコイル２０１）の巻数を少し多くした場合を示し
ている。ま゛た、加熱コイル２０は必ずしも二段構成に
する必要はなく、さらに必ずしも２つのコイルに分【プ
る必要もなく、たとえば第４図に示すように、−膜構成
とし、かつ３つのコイル２０ａ　、２０ｂ　、２０ｃに
分けてその各コイルの接続方向を鍋の材質に応じて切換
えるようにしてもよい。その他、この発明は上記実施例
に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能なことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、加熱コイルの一部
の接続方向を切換可能とし、負荷の材質が高透磁率また
は高抵抗のときには加熱コイルの一部を逆方向に接続し
てその加熱コイルのインダクタンスを小さくするととも
に、負荷の材質が低透磁率で且つ低抵抗のときには加熱
コイルの一部を順方向に接続してその加熱コイルのイン
ダクタンスを大きくするようにしたので、負荷の材質に
かかわらず、しかも均一かつ効率の良い加熱調理を可能
とする誘導加熱調理器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す制御回路の構成図、
第２図は同実施例における加熱コイルおよびその周辺部
の構成図、第３図および第４図はそれぞれ第２図の変形
例を示す図、第５図は従来の誘導加熱調理器における加
熱コイルおよびその周辺部の構成図、第６図は従来の誘
導加熱調理器の制御回路の構成図、第７図は従来の誘導
加熱調理器におけるさらに別の加熱コイルおｔびその周
辺部の構成図である。 １・・・トッププレート、３・・・鍋（負荷）、２０・
・・加熱コイル、２１．２２・・・切換スイッチ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 部分的に接続方向の切換えが可能な加熱コイルと、この
   加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータ回
   路と、負荷の材質が高透磁率または高抵抗のとき前記加
   熱コイルの一部を逆方向に接続する手段と、負荷の材質
   が低透磁率で且つ低抵抗のとき前記加熱コイルの一部を
   順方向に接続する手段と具備したことを特徴とする誘導
   加熱調理器。