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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6173623
(24)【登録日】2017年7月14日
(45)【発行日】2017年8月2日
(54)【発明の名称】誘導加熱調理器及びその制御方法
(51)【国際特許分類】
H05B 6/12 20060101AFI20170724BHJP
【ＦＩ】
H05B6/12 334
H05B6/12 314
H05B6/12 313
H05B6/12 308
H05B6/12 312
【請求項の数】19
【全頁数】46
(21)【出願番号】特願2016-573627(P2016-573627)
(86)(22)【出願日】2016年7月22日
(86)【国際出願番号】JP2016071527
(87)【国際公開番号】WO2017022516
(87)【国際公開日】20170209
【審査請求日】2016年12月15日
(31)【優先権主張番号】特願2015-151378(P2015-151378)
(32)【優先日】2015年7月31日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000176866
【氏名又は名称】三菱電機ホーム機器株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100073759
【弁理士】
【氏名又は名称】大岩 増雄
(74)【代理人】
【識別番号】100088199
【弁理士】
【氏名又は名称】竹中 岑生
(74)【代理人】
【識別番号】100094916
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 啓吾
(74)【代理人】
【識別番号】100127672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 憲治
(72)【発明者】
【氏名】竹下 みゆき
(72)【発明者】
【氏名】永井 孝佳
(72)【発明者】
【氏名】松本 貞行
(72)【発明者】
【氏名】文屋 潤
(72)【発明者】
【氏名】木下 広一
(72)【発明者】
【氏名】亀岡 和裕
【審査官】
宮崎 光治
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１３／０９４１７４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００７−０１２４９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１０／１０１２０２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００９−１６５２９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０５Ｂ６／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁場を発生させるための電磁コイルと、
前記電磁コイルに高周波電流を供給する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記駆動部の電気特性を検出する検出手段を有し、前記電磁コイルの近傍に負荷が配置された場合に、前記電気特性である負荷抵抗の周波数特性を検知する検知部と、
を備え、
前記制御部は、前記負荷抵抗の周波数特性により前記負荷が被加熱物であるか受電対象物であるかを判別する負荷判別手段を有し、前記負荷が前記被加熱物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第一の最大出力電力値を有する第一の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードで動作させ、前記負荷が前記受電対象物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第二の最大出力電力値を有する第二の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記受電対象物へ給電する非接触給電動作モードで動作させるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
前記電磁コイルに高周波電流を供給する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記駆動部の電気特性を検出する検出手段を有し、前記電磁コイルの近傍に負荷が配置された場合に、前記電気特性である負荷抵抗の周波数特性を検知する検知部と、
を備え、
前記制御部は、前記負荷抵抗の周波数特性により前記負荷が被加熱物であるか受電対象物であるかを判別する負荷判別手段を有し、前記負荷が前記被加熱物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第一の最大出力電力値を有する第一の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードで動作させ、前記負荷が前記受電対象物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第二の最大出力電力値を有する第二の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記受電対象物へ給電する非接触給電動作モードで動作させるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項2】
前記負荷が載置されるトッププレートを備え、前記電磁コイルによる磁場を前記トッププレート上に発生させることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項3】
前記電磁コイルに供給される前記高周波電流を調節する操作部を備え、
前記操作部での操作により前記駆動部の出力電力値の範囲において出力調節を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器。
前記操作部での操作により前記駆動部の出力電力値の範囲において出力調節を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項4】
前記第二の最大出力電力値は、前記第一の最大出力電力値よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項5】
前記制御部は、前記誘導加熱動作モードと前記非接触給電動作モードとで、前記駆動部から前記電磁コイルに供給される前記高周波電流の周波数を切り替えることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項6】
前記制御部は、前記誘導加熱動作モードと前記非接触給電動作モードとで、前記電磁コイルを含む磁場発生用励磁回路における共振回路の共振周波数を切り替えることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項7】
前記駆動部は、フルブリッジ回路で構成されており、前記制御部は、前記誘導加熱動作モードではフルブリッジ回路構成で動作させ、前記非接触給電動作モードではハーフブリッジ回路構成で動作させるように、前記駆動部の回路構成を切り替えることを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項8】
前記制御部は、前記誘導加熱動作モード及び前記非接触給電動作モードにおける前記出力電力値を予め設定された出力電力値設定テーブルに基づいて調節することを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項9】
前記制御部は、前記誘導加熱動作モード及び前記非接触給電動作モードにおける前記出力電力値を予め設定された数式に基づいて調節することを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項10】
前記電磁コイルは、平面状に巻回された中央コイルと、前記中央コイルの周辺に配設された周辺コイルとにより構成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項11】
前記電磁コイルは、複数の個別コイルからなり、前記複数の個別コイル毎に駆動回路を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項12】
前記制御部は、前記負荷が受電対象物であると判別した場合には、前記複数の個別コイルのうち、いずれか任意の前記個別コイルに高周波電流を供給するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項13】
前記負荷判別手段は、前記負荷抵抗の周波数特性と予め設定された判別用特性とを比較することにより、前記負荷が前記被加熱物であるか前記受電対象物であるかを判別することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項14】
前記誘導加熱動作モードと、前記非接触給電動作モードとを切り替える操作スイッチを設けた切替操作部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項15】
前記誘導加熱動作モードで動作しているか、前記非接触給電動作モードで動作しているかの動作モードを表示する動作モード表示部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項16】
前記制御部と前記受電対象物との間に通信機能が設定されており、前記電磁コイルから電磁誘導により前記受電対象物に給電されると、前記受電対象物から前記制御部へ前記受電対象物が受電状態にあることを示す信号が送信されることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項17】
前記受電対象物に、前記電磁コイルにより給電される受電コイルと共振コンデンサからなる共振回路とにより構成される受電回路が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項18】
磁場を発生させるための電磁コイルの近傍に負荷が配置された場合に、前記電磁コイルを駆動する駆動部の電気特性である負荷抵抗の周波数特性を検知し、前記負荷抵抗の周波数特性により前記負荷が被加熱物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第一の最大出力電力値を有する第一の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードで動作させ、前記負荷が受電対象物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第二の最大出力電力値を有する第二の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記受電対象物へ給電する非接触給電動作モードで動作させるように制御することを特徴とする誘導加熱調理器の制御方法。
【請求項19】
前記負荷が前記受電対象物であるかどうかを判別する処理手順、及び前記負荷が前記被加熱物であるかどうかを判別する処理手順を有し、前記受電対象物であるかどうかを判別する処理手順を先に実施することを特徴とする請求項１８に記載の誘導加熱調理器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鍋などの被加熱物の誘導加熱を行う誘導加熱調理器及びその制御方法に関するものであって、特に、誘導加熱調理器本体からの高周波磁界を利用して、誘導加熱調理器本体上に載置された受電機器に磁界結合により電力を給電する、いわゆる非接触給電を行う、非接触給電機能付き誘導加熱調理器及びその制御方法に関するものである。【背景技術】
【0002】
誘導加熱調理器は、コイルに２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高周波電流を供給して、コイルが発生する磁束を、鍋やフライパンなどの金属製の被加熱物に鎖交させて、被加熱物を誘導加熱する装置である。誘導加熱の原理は電磁誘導であることから、被加熱物の代わりに、受電コイルを備えた受電機器を配置することで、電磁誘導により受電機器に電力を給電することができる。このように、磁束すなわち磁界を利用して、電源コードなどを介さず、ワイヤレスで負荷である受電機器に電力を供給する（給電する）ことを磁界結合型の非接触給電と呼び、単に非接触給電と呼ぶ場合もある。従って、ここでいう非接触とは、装置同士が接触しているかどうかを言明しているものではない。本明細書において、非接触とは、装置同士が電気的、及び物理的に結合（直接的に接続）されていない状態をいうが、装置同士が単に接触している状態、つまり装置上に被加熱物や受電機器などの装置が載置されている状態も含む。なお、ここで述べる非接触給電の呼称は、特に明示しない限り、電磁誘導型，磁界共鳴型，磁界共振型などを区別しない磁界結合型の非接触給電を指すものである。
【0003】
特許文献１に記載の従来の非接触給電装置は、負荷を載置するトッププレートを、トッププレート下方に配設され高周波電流を発生する一次コイルと、一次コイルに高周波電力を供給するインバータと、インバータを制御する制御部と、負荷が被加熱物か受電装置かを判別する負荷判別部を備え、負荷判別結果に応じてインバータを制御するように構成されている。これによれば、非接触給電装置上に載置された負荷が、誘導加熱の対象である被加熱物か、所定の受電装置かを判別し、負荷の種類に応じて適切な制御を行うため、電力量や電力調整範囲などが異なる負荷が載置された場合でも、使用者は負荷の種類に応じて操作を大きく変更する必要が無い。【0004】
また、受電装置と判別された場合は、被加熱物と判別された場合よりも、一次コイルに供給する電力を低下させるよう構成されている。さらに、一次コイルへの通電量を制御する操作部の機能を表示する表示部を設け、負荷の種類に応じた操作を表示部に表示するように構成されている。負荷判別部により負荷が受電装置と判別された場合には、被加熱物であると判別された場合に比較して、負荷判別基準レベルを低くするように構成されている。例えば、負荷が鍋であれば、制御部は最大出力を一次コイルへ出力可能とし、操作部において一次コイルへの出力調整範囲を最大限とする。
【0005】
一方、負荷が受電装置であると判別されると、入力最大電力、電力調整範囲、負荷判定レベル等を変更するとともに、操作仕様や表示仕様を変更する。具体的には、負荷が必要とする入力電力が１００Ｗ以下の小さな受電装置であると判別した場合、制御部は、受電装置の二次コイルが、１００Ｗを受電可能な最大電力となるよう一次コイルへの通電量を制御する。また、操作の操作範囲を制限するとともに、表示部の表示を操作内容に合わせて変更する。このように、負荷の消費電力の大きさに応じて一次コイルの通電量を制限し、これに応じて、操作範囲や表示内容を変更するもので、使い勝手のよい非接触給電装置を提供するものである。
【0006】
特許文献２に記載の従来の非接触受電装置は、誘導加熱装置からの高周波磁界を受けて電力を出力する受電コイルと、受電コイルからの電力が供給される負荷装置と、受電コイルと負荷装置の接続を開閉する切り替え部と、切り替え部を制御する制御部とを備え、受電装置側の制御部は、切り替え部の開閉時間を制御して受電コイルから負荷装置への供給電力を調整するために、開閉動作を制御するよう構成されている。受電装置の開閉動作における開時間は、給電装置である誘導加熱装置が無負荷と判断し、加熱停止状態とならないように設定されており、非接触受電装置側を制御することにより受電電力の制御を行うことができる。そのため、給電装置として汎用の誘導加熱装置を用いることが可能であり、給電機器の制限が少なく使い勝手のよい非接触受電装置を実現できるものである。【0007】
特許文献３に記載の従来のコードレス機器は、磁気発生部と負荷部からなり、磁気発生部は、負荷部を載置するためのトッププレートと、このトッププレートの下に設けた高周波磁界を発生する一次コイルと、一次コイルを駆動するインバータと、受信手段と、鍋の有無を検知する鍋検知手段を有し、負荷部は、一次コイルと磁気結合する二次コイルと、送信手段と、二次コイルから電力が供給される負荷回路を有し、インバータは、受信手段が送信手段から所定の信号を受信した場合及び鍋検知手段がトッププレート上に負荷があることを検知した場合に、一次コイルに高周波電流を供給する。【0008】
鍋検知手段は判断基準に従い、磁気発生部のトッププレート上の負荷が鍋ではないと判断すると、使用を開始する時点では、負荷側の二次コイルには高周波磁気が供給されていないため、負荷側の送信手段は動作していない。そこで、鍋検知手段が鍋検知のため高周波磁界を発生すると、二次コイルが磁気結合し、負荷回路が動作すると送信手段が動作し、電波を発生する。発生した電波は受信手段により受信され、負荷が載っていることを検知すると、一次コイルは高周波電流を供給する。その結果、トッププレートに載置された負荷、例えば、コーヒー挽器などが動作する。コーヒー挽器に設けられたスイッチにより負荷を開閉し、コーヒー豆を適当な大きさに切断する刃を回転させるためのモータを入り切りする。一方、検知手段が判断基準に従い、鍋ありと判断すると、高周波電流を供給し続け、鍋が誘導加熱される。つまり、インバータは、受信手段が、負荷装置の送信手段から所定の信号を受信した場合及び鍋検知手段が、鍋があることを検知した場合に、一次コイルに高周波電流を供給するように動作する。
【0009】
特許文献４に記載の従来の電磁調理器は、加熱コイルと、加熱コイルの外周に配置した給電コイルと、トッププレート上に着脱自在に載置可能で鍋の周囲を覆うアダプターと、加熱コイルまたは給電コイルに電力を供給する電源回路と、電源回路に交互に加熱コイルと給電コイルとを切り替え接続するリレーと、リレーを制御する制御部とを有する。アダプターは、磁気結合により電力供給を受けるために、給電コイルと対向するように配置した受電コイルと、受電コイルに接続され、鍋の側面を誘導加熱する補助コイルを有する。【0010】
制御部は、給電コイルで消費される電力が所定値より小さいとき、リレーの交互切替を停止して加熱コイルに選択的に接続させて電力を供給する。鍋の側面を誘導加熱するためのアダプターが載置されているかどうかの判定は、給電コイルで電力消費されているかどうかにより判断している。アダプターが載置されていないと判断したときは、制御部は、リレーに指示して加熱コイルのみの加熱に切り替える。【0011】
鍋が載置されていないと判断した場合、インバータの動作を停止するが、その後、リレーにより給電コイル側に切り替え、給電コイルと外側コイルに通電する。このとき、アダプターが載置されていないと判断した場合は、内側加熱コイルに切り替えて、加熱運転する。アダプターを載置し加熱を開始すると、内側加熱コイルと外側加熱コイル、外側加熱コイルと給電コイルに、所定周期で交互に電力を給電する。【0012】
特許文献５に記載の非接触受電装置は、誘導加熱調理器上に載置して使用する受電装置に関するもので、誘導加熱調理器からの高周波磁界を利用して電力を受電する受電コイルと、受電コイルによって作動する負荷装置と、負荷装置に電力を供給して制御する制御部とを備え、負荷装置に供給される電流や電圧を過負荷検知手段により検知し、第一の所定の値以上になった時に、受電量を低下させるように制御する受電量制御手段を備え、さらに第二の所定の値以上になった時に、負荷装置への電力供給を停止するように制御する安全制御手段を設けた非接触受電装置について記載されている。受電電力を制御する手段としては、受電コイルのターン数を切り替え、ターン数を少なくすることで受電量を低下させることが可能である。ターン数の切り替えは手動で切り替え可能な構成となっている。また、負荷装置の通電を停止する場合は、受電コイルの回路を開回路とするものである。【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】ＷＯ２０１３／０９４１７４号公報
【特許文献2】ＷＯ２０１３／０３８６９４号公報
【特許文献3】特開平５−１８４４７１号公報
【特許文献4】特開平６−２９０８２号公報
【特許文献5】特開２０１３−１１５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
このように、従来の非接触給電機能付き誘導加熱調理器は、トッププレート上の負荷が誘導加熱される被加熱物であるか、非接触給電される受電機器であるかを判別して、受電機器であると判別された場合、インバータを制御してインバータへの出力電力を低下させるので、被加熱物に要するよりも小さな電力しか必要としない受電機器に対して適切な電力を給電することができる。また、受電機器は受電コイルで受電した高周波電力を、直流モータなどの受電機器の電力消費部（負荷部）に供給することができる。【0015】
例えば、特許文献１によれば、上記のように構成され、誘導加熱装置としての機能と受電装置への電力供給機器としての機能を有し、負荷の種類に応じた電力で適切に動作させることができ、必要電力が少ない機器では、誤って大電力で動作させることを防止できる。さらに、使用者は負荷の種類に応じて設定を大きく変更する必要が無い。しかしながら、負荷の種類に対応して設定範囲や設定方法などが変化するため、操作が煩雑になるという課題がある。また、受電側での給電電力制御であるため、送電側からの電源入り切りや電力等の制御に対応できず、加えて送電側の電力増大に対して、受電装置側で通電量制御範囲を超える電力に対応できない可能性が有り、その場合は負荷装置への電力供給が停止するので、使用者の利便性が損なわれるという課題がある。
【0016】
特許文献２によれば、受電側での給電電力制御であるため、送電側からの電源入り切りや電力等の制御に対応できない。さらに、給電装置である誘導加熱調理器と、受電装置間での通信による情報の授受が必要であるため、専用の機器が対象となり、通信に対応していない受電装置には対応できないという課題がある。【0017】
特許文献３によれば、負荷の判断をしても、給電する電力を制御する手段については、スイッチの入り切り以外の記述は無く、回転数の調整はできない。また、湯沸かしポットについても同様で、ある固定の電力を供給するだけで、電力の供給量の制御は行っていないため、給電量の過不足に対応できない。また、鍋に似た特性の受電装置が載置された場合は、鍋と誤認識して誘導加熱動作を行うという問題がある。この場合、受電装置が必要とする電力と、誘導加熱動作時の出力範囲が異なると、非接触給電による動作に支障が出るという課題が有る。さらに、給電装置である誘導加熱調理器と、受電装置間での通信による情報の授受が必要であるため、専用の機器が対象となり、通信に対応していない受電装置には対応できないという課題がある。【0018】
特許文献４によれば、アダプターに電力を供給する場合に、鍋を加熱する加熱コイルと給電コイルを交互に切り替える必要があるため、アダプターに電力を供給している間は、鍋底を加熱するための内側コイルに電力が供給されない、また、別途切り替え回路を必要とするという課題が有る。【0019】
特許文献５によれば、第一の所定の値以上になった時に受電量を低下させる際には、使用者が手動で切り替える必要があり、使用者の動作に依存するという課題がある。また、電力量の低下制御や受電の停止制御を受電装置側で行うため、誘導加熱調理器側から供給される高周波磁界そのものを制御できないという課題がある。【0020】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、被加熱物を誘導加熱する場合も、受電対象物に電磁誘導により給電を行う場合も、対象とする負荷に応じて、適切な電力量を効率よく供給できる誘導加熱調理器及びその制御方法を得ることを目的とするものである。【課題を解決するための手段】
【0021】
上記課題を解決するために、本発明に係る誘導加熱調理器は、磁場を発生させるための電磁コイルと、前記電磁コイルに高周波電流を供給する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記駆動部の電気特性を検出する検出手段を有し、前記電磁コイルの近傍に負荷が配置された場合に、前記電気特性である負荷抵抗の周波数特性を検知する検知部と、を備え、前記制御部は、前記負荷抵抗の周波数特性により前記負荷が被加熱物であるか受電対象物であるかを判別する負荷判別手段を有し、前記負荷が前記被加熱物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第一の最大出力電力値を有する第一の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードで動作させ、前記負荷が前記受電対象物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第二の最大出力電力値を有する第二の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記受電対象物へ給電する非接触給電動作モードで動作させるように制御することを特徴とするものである。
【0022】
また、本発明に係る誘導加熱調理器の制御方法は、磁場を発生させるための電磁コイルの近傍に負荷が配置された場合に、前記電磁コイルを駆動する駆動部の電気特性である負荷抵抗の周波数特性を検知し、前記負荷抵抗の周波数特性により前記負荷が被加熱物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第一の最大出力電力値を有する第一の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードで動作させ、前記負荷が受電対象物であると判別された場合には、前記駆動部の出力電力値の範囲を第二の最大出力電力値を有する第二の範囲に設定すると共に前記電磁コイルにより前記受電対象物へ給電する非接触給電動作モードで動作させるように制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0023】
本発明に係る誘導加熱調理器によれば、対象とする負荷が電磁誘導によって加熱される被加熱物であるか、電磁誘導によって給電される受電対象物であるかにより、対象とする負荷に応じて、適切な電力量を効率よく供給できることが可能となる誘導加熱調理器を得ることができる。また、本発明に係る誘導加熱調理器の制御方法によれば、被加熱物を誘導加熱する場合も、受電対象物に電磁誘導により給電を行う場合も、対象とする負荷に応じて、適切な電力量を効率よく供給できる誘導加熱調理器の制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】実施の形態１に係る誘導加熱調理器を概略的に示す全体斜視図である。
【図2】実施の形態１における電磁コイルの形状の例を示す平面図である。
【図4】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【図5】実施の形態１における誘導加熱動作モードでの制御信号のタイミングチャートである。
【図6】実施の形態１における駆動部の詳細を示す回路図である。
【図7】実施の形態１における誘導加熱動作モードでの電磁コイルと駆動部の構成を示す回路図である。
【図8】実施の形態１における調節値と出力電力値の関係を示す図である。
【図9】実施の形態１における表示部の表示の一例を示す説明図である。
【図10】実施の形態１における非接触給電動作モードでの電磁コイルと駆動部の構成を示す回路図である。
【図11】実施の形態１における誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードの等価回路を示す回路図である。
【図12】実施の形態１における非接触給電動作モードでの電磁コイルの断面図及び要部のブロック図である。
【図13】実施の形態１における負荷の種別に対する負荷抵抗の周波数特性を示す図である。
【図14】実施の形態１における非接触給電動作モードでの駆動部の詳細を示す回路図である。
【図15】実施の形態１における非接触給電動作モードでの制御信号のタイミングチャートである。
【図16】実施の形態２における負荷検知の処理手順を示すフローチャートである。
【図17】実施の形態３における駆動部を含む共振回路を示す回路図及び周波数と高周波電流の関係を示す図である。
【図18】実施の形態４における非接触給電動作モードでの共振コンデンサの切り替えを説明するための電磁コイルと駆動部の構成を示す回路図である。
【図19】実施の形態４における駆動部を含む共振回路を示す回路図及び誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードでの共振周波数を説明するための周波数と高周波電流の関係を示す図である。
【図20】実施の形態５における誘導加熱動作モードでの電磁コイルと駆動部の構成を示す回路図及び制御信号のタイミングチャートである。
【図21】実施の形態５における非接触給電動作モードでの電磁コイルと駆動部の構成を示す回路図である。
【図22】実施の形態６における操作部の構成例を示す図である。
【図23】実施の形態７の実施例１における調節値と出力電力値との関係を表わす出力電力値テーブルを示す図である。
【図24】実施の形態７の実施例１における調節値と出力電力値との関係を表わすグラフである。
【図25】実施の形態７の実施例１の他の実施態様における調節値と出力電力値との関係を表わす出力電力値テーブルを示す図である。
【図26】実施の形態７の実施例１の他の実施態様における調節値と出力電力値との関係を表わすグラフである。
【図27】実施の形態７の実施例２における調節値と出力電力値との関係を表わす出力電力値設定テーブルを示す図である。
【図28】実施の形態７の実施例２における調節値と出力電力値との関係を表わすグラフである。
【図29】実施の形態７の実施例２の他の実施態様における調節値と出力電力との関係を表わす出力電力値設定テーブルを示す図である。
【図30】実施の形態７の実施例２の他の実施態様における調節値と出力電力値との関係を表わすグラフである。
【図31】実施の形態７の実施例３における調節値と出力電力値との関係を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
実施の形態１． 本発明の実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成及び動作について図１から図１５を参照して説明する。
図１は、誘導加熱調理器を概略的に示す全体斜視図である。図において、誘導加熱調理器１は、概略、主に板金で構成された筐体を具備する誘導加熱調理器本体２、その上側表面のほぼ全体を覆うガラス材などで形成されたトッププレート３、左右に配置された加熱部９，１０、その後方に配置された別の加熱部１１、及び調理用グリル４を備えている。加熱部９，１０は、トッププレート３の下部に高周波磁場（磁界）発生コイル１００（以下、電磁コイルと称する。）（図３を参照。）が配置された誘導加熱部（ＩＨ加熱部）である。さらに、別の加熱部１１は、加熱源にラジエントヒータを用いたものでもよく、ラジエントヒータの代わりに電磁コイルを用いたＩＨ加熱部でもよい。ここで、電磁コイル１００は、誘導加熱に適した材料、例えば、銅などが用いられたコイルである。
なお、本実施の形態では、図１の左側に示す加熱部１０を例に、ＩＨ加熱部について図示、説明するが、他の加熱部９、さらに後方の加熱部１１がＩＨ加熱部である場合には、これらも含め、本構成を採用するものであってもよい。
【0026】
本実施の形態では、加熱部の数は３口としているが、加熱部の数や配置は、これに限定されるものではなく、加熱部が１口、あるいは２口であってもよく、図１に示す３口より多いものであってもよい。また、加熱部の配置は、横一列や逆三角形状に配置されたものであってもよい。さらに、本実施の形態では、調理用グリル４が、筐体２のほぼ中央に配置された、いわゆるセンターグリル構造を有する誘導加熱調理器１について例示的に説明しているが、これに限定されるものではなく、調理用グリル４が、いずれか一方の側面に偏ったもの、または調理用グリル４を具備しない誘導加熱調理器にも同様に適用することができる。【0027】
本実施の形態における誘導加熱調理器１は、各加熱部９，１０，１１及び調理用グリル４を操作するために用いられる上面に設けられた操作部５、及び出力（火力）などを調節する調節ダイヤルからなる前面に設けられた操作部６ａ，６ｂ、並びにこれらの制御状態や操作ガイドなどを表示するための表示部７ａ，７ｂ，７ｃを有する液晶などの表示部７を備える。さらに、操作部５には、設定された出力の大きさを示すＬＥＤなどの表示器からなる表示部を備えていてもよい。これらの操作部５や表示部７は、図１に示した構成や数や配置に限定されず、利便性や機器の仕様に応じて、最適な構成を選択できるものである。また、誘導加熱調理器１は、トッププレート３上の後背側に設けられた吸排気窓８ａ，８ｂ，８ｃを有する。さらに、図１では、詳細図示されていないが、誘導加熱調理器１には、加熱部９，１０に高周波電流を供給する駆動部４０が内蔵されている。なお、誘導加熱調理器１は、図に示す各構成要件の配置や数に限定されるものではない。
【0028】
本実施の形態に係る誘導加熱調理器１における電磁コイル１００は、トッププレート３を介して、電磁コイル１００の直上近傍に載置された負荷が被加熱物である場合には、誘導加熱コイルとして動作し、負荷が受電機器である場合には、給電コイルとして動作する。以下、誘導加熱調理器１の動作について図を用いて説明する。
図２は、トッププレート３上の加熱部１０の下部に配置された電磁コイル１００の構成を示す平面図である。電磁コイル１００は、線状導体を巻き回して形成された、いわゆる巻線からなるコイルが、同心円状に複数個配置されて構成されている。図２（ａ）に示す電磁コイル１００は、内側コイル群と外側コイル群とからなる、それぞれ個別に巻回構成された複数のコイル（以下、個別コイルと称する。）１０１〜１０４で構成されており、例えば、個別コイル１０１と個別コイル１０２は、内側コイル群（以下、中央コイルと称する。）、個別コイル１０３と個別コイル１０４は、外側コイル群（以下、周辺コイルと称する。）であり、中央コイルを構成する個別コイル１０１と個別コイル１０２、及び周辺コイルを構成する個別コイル１０３と個別コイル１０４は、それぞれ、直列に接続されていても、独立したコイルでもよい。
【0029】
図２（ａ）に示す電磁コイル１００は、これを構成する各個別コイル１０１〜１０４の形状が円形で、互いに同心円上に配置された例を示したが、電磁コイル１００の形状はこれに限定されず、例えば、図２（ｂ）に示すように、６つの個別コイル１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６で構成されていてもよく、周辺コイルとしての個別コイル１０３〜１０６は、複数に分割された小径コイルであり、中央コイルの周辺を取り囲むように配置されたコイルであってもよい。さらに、加熱部９，１０および加熱部１１に配設されたコイルの形態は、図２（ａ），（ｂ）に示す電磁コイル１００を構成する複数の個別コイルの数に限定されず、図２（ｃ）〜（ｄ）に示すような構成を有するコイルであってもよい。【0030】
図２（ａ）の電磁コイル１００は、個別コイル１０１と個別コイル１０２で中央コイルを、個別コイル１０３と個別コイル１０４で周辺コイルを構成した例として示すが、これらの組み合わせは図２に限定されるものではなく、個別コイル１０１〜１０４は全て独立したコイルであっても、いずれかと互いに直列に接続されたコイルであってもよく、中央コイルと周辺コイルで構成されるものであればよい。同様に、複数のコイルで構成された図２（ｂ），図２（ｃ），図２（ｄ）に示すコイルにおける、複数のコイル組み合わせは、任意に設定可能であるが、本実施の形態では、主に、中央コイルと周辺コイルの組み合わせからなるコイルについて説明する。
ここでは、電磁コイル１００は、概ね、中央コイルで１，５００Ｗ、周辺コイルで１，５００Ｗの出力電力が得られるように構成されている。
【0031】
なお、図２（ａ）および図３において、電磁コイル１００は、個別コイル１０１，１０２からなる中央コイルと、個別コイル１０３，１０４からなる周辺コイルで構成された複数のコイルから構成されたコイルであり、中央コイルおよび周辺コイルを構成するコイルの数は、図２に示すものに限定されない。ここで、図２（ａ）〜（ｃ）に示す、中央コイルを構成する個別コイル１０２の外形は、好適には、１４ｃｍ程度までのいわゆる小鍋の加熱に適した大きさであり、また、図２（ａ）に示す、周辺コイルを構成する個別コイル１０３の外形は、好適には、小鍋より大きく中程度の大きさの鍋で２０ｃｍ前後の鍋を加熱するのに適した大きさであり、図２（ｃ）の個別コイル１０３や図２（ｄ）の個別コイル１０２と同程度の大きさである。さらに図２（ａ）に示す外コイルを構成する個別コイル１０４の外形や、図２（ｂ）の個別コイル１０３〜１０６が形成する外コイルの外形は、好適には、それ以上のいわゆる大鍋を加熱するのに適した大きさである。
【0032】
図３は、図１に示すトッププレート３上の加熱部１０下部に配置された電磁コイル１００の面Ｓにおける断面図と、これに接続される各部の構成を示したブロック図である。図３では、図２（ａ）で示した電磁コイル１００の形態を用いて説明する。電磁コイル１００は複数の個別コイル１０１〜１０４で構成されており、中央コイル１０１は、温度センサを取り付けるための２０ｍｍ程度の間隙を設けて個別コイル１０２と直列に接続され、個別コイル１０２とは独立して１０ｍｍ程度の間隙を設けて個別コイル１０３が設けられ、個別コイル１０３の外側には１５ｍｍ程度の間隙を設け個別コイル１０４が直列に接続されており、個別コイル１０３と個別コイル１０４は、個別コイル１０２の周辺に外コイルとして配置されている。電磁コイル１００は、その上面とトッププレート３とは、略３ｍｍ程度の間隙Ｇａｐ１を保って配置されている。
なお、ここで示す各間隙寸法などの数字においても、本実施の形態の動作を限定するものではない。
【0033】
電磁コイル１００には、駆動部４０より高周波電流が供給される。駆動部４０は、個別コイル１０１と個別コイル１０２が直列に接続された中央コイルを駆動する駆動回路４０ａと、個別コイル１０３と個別コイル１０４が直列に接続された周辺コイルを駆動する駆動回路４０ｂを含み、駆動部４０には、検知部６０が接続されている。検知部６０は、複数の駆動部毎に独立して接続された複数の検出回路６０ａ，６０ｂを有し、検出回路６０ａ，６０ｂが検出した電気特性により、トッププレート３上の負荷の有無や、トッププレート３を介して電磁コイル１００上に載置された負荷の形状、大きさ、材質などを判別するための加熱部１０の負荷の負荷特性を検知する。加熱部１０における電気特性とは、例えば、トッププレート３を介して電磁コイル１００上に負荷が載置されたことによって変化する、駆動部４０自体の電気特性や、駆動部４０に接続された電磁コイル１００や共振コンデンサ８０などの電気特性などを示す。ここでいう電気特性の代表的なものとして、電圧、電流、周波数、抵抗値あるいは温度情報を電気信号に変換したものなどがある。
【0034】
制御部５０は、検知部６０によって検出された、中央コイルとしての個別コイル１０１，１０２と周辺コイルとしての個別コイル１０３，１０４のそれぞれの負荷の負荷特性の検出結果に基づき、ここでは図示されていない負荷判別手段により負荷を判別し、トッププレート３上に載置された負荷に適した条件で動作するように駆動部４０を制御する。ここでいう負荷特性とは、例えば、負荷の電気特性から得られる負荷抵抗の周波数特性等、負荷の種別を判別することができる負荷の固有特性である。【0035】
例えば、制御部５０は、負荷の負荷特性を得るために、負荷の材質に適した駆動周波数を選定する、あるいは、誘導加熱調理器本体２に設けられた操作部５や操作部６を介して操作された内容（設定された値）に対応した大きさの高周波電流を電磁コイル１００に供給するように駆動部４０の駆動条件を変化させたり、表示部７の表示内容を変更したりする。あるいは、制御部５０は、検知部６０による加熱部１０の負荷特性の検知結果に基づき、負荷判定手段により、トッププレート３上に負荷が存在しないと判定された場合には、駆動部４０の駆動を停止させ、表示部７を介して負荷が載置されていないことを通知する。通知する手段としては、ここでは図示されていないが、例えば、表示部７への表示、あるいはブザーなどの音声手段を用いてもよい。【0036】
また、負荷である鍋Ｐが、電磁コイル１００の中心からずれて載置されている場合には、制御部５０は、検知部６０によって検出された負荷の負荷特性に基づき、鍋Ｐが載置されている面積が小さいと判別された電磁コイル１００への高周波電流の供給を停止するように駆動部４０を制御する。つまり、複数のコイルのうち、鍋Ｐが載置されているコイルのみを駆動するように駆動部４０の各駆動回路を個別に制御することで、不要な電力消費を抑制し、効率よく誘導加熱動作を行う。【0037】
なお、操作部５，６の操作状態の判別や、表示部７への表示内容の設定は、制御部５０とは別途設けられたマイコンなどで行ってもよい。なお、ここでは、主に加熱部１０について説明しているが、その他の加熱部９，１１についても同様の内容を適用することができる。また、コイル形状についても、代表的に図２（ａ）を用いて説明するが、複数のコイルで構成された図２（ｂ）や図２（ｃ）でも同様の効果が得られる。【0038】
図４は、図３に示した駆動部４０、制御部５０、検知部６０、電磁コイル１００のさらに詳細な構成を示す回路図である。図４は、高周波磁界を発生する駆動部４０の一例を含む回路図であり、図４に示す電源部３０は、商用電源３１から供給される交流電源をダイオードブリッジ３２で整流し、チョークコイル３３１と平滑コンデンサ３３２からなる平滑回路３３で直流に変換し、駆動部４０に電源を供給する。駆動部４０は、制御部５０の指令に基づき、電磁コイル１００に高周波電流を供給する。例えば、鍋Ｐを加熱するため、操作部５や操作部６が操作され、鍋Ｐを加熱する出力が調節されると、制御部５０は、設定された出力（火力）で鍋Ｐを加熱するために、駆動周波数や高周波電流の大きさを制御して、設定された出力に応じた高周波電流を電磁コイル１００に供給するように駆動部４０を制御する。
【0039】
駆動部４０は、中央コイルを構成する個別コイル１０１及び個別コイル１０２に高周波電流を供給する駆動回路４０ａと、周辺コイルを構成する個別コイル１０３，１０４に高周波電流を供給する駆動回路４０ｂで構成されている。駆動回路４０ａは、２つの半導体スイッチング素子４０１ａ，４０１ｂが直列に接続された半導体スイッチング素子対４０１（以下、アーム４０１と称する。）と、２つの半導体スイッチング素子４０２ａ，４０２ｂが直列に接続された半導体スイッチング素子対４０２（以下、アーム４０２と称する。）を含み、アーム４０１とアーム４０２のそれぞれの中点間に中央コイル１０１，１０２と共振コンデンサ８１が直列に接続されたフルブリッジ回路により構成されている。
【0040】
また、駆動回路４０ｂは、２つの半導体スイッチング素子４０１ａ，４０１ｂが直列に接続された半導体スイッチング素子対４０１（以下、アーム４０１と称する。）と、２つの半導体スイッチング素子４０３ａ，４０３ｂが直列に接続された半導体スイッチング素子対４０３（以下、アーム４０３と称する。）を含み、アーム４０１とアーム４０３のそれぞれの中点間に周辺コイル１０３，１０４と共振コンデンサ８３が直列に接続されたフルブリッジ回路により構成されている。【0041】
駆動回路４０ａ及び駆動回路４０ｂのそれぞれには、駆動回路４０ａ及び駆動回路４０ｂの負荷の電気特性を検出する検出回路６０ａ，６０ｂを有し、検出回路６０ａ，６０ｂは、検知部６０に接続されている。検知部６０は、負荷の電気特性により、例えば、負荷抵抗の周波数特性である負荷特性を検知する。制御部５０は、検知部６０によって検知された負荷特性に基づき、トッププレート３上の状態、例えば、負荷の有無や材質、あるいは位置ずれなどの状態を判断する。ここで、検知部６０の検出回路６０ａ、６０ｂが検出する駆動部４０の負荷の電気特性は、例えば、電源部３０に流れる電流、個別コイル１０１〜１０４に流れる電流、共振コンデンサ８１，８３に印加される電圧、駆動部４０の出力電圧などである。なお、トッププレート３上に載置された負荷の状態を検知する手段は、温度センサや光センサなどであってもよい。
【0042】
ところで、個別コイル１０１及び個別コイル１０２で構成される中央コイルのインダクタンスをＬａ、これに直列に接続された共振コンデンサ８１のコンデンサ容量をＣａとすると、インダクタンスＬａとコンデンサ容量Ｃａで構成される直列共振負荷の共振周波数ｆ０ａは、式（１）により求められる。【数1】
【数2】
【0043】
また、アーム４０１とアーム４０３と個別コイル１０３，１０４および共振コンデンサ８３で構成されるフルブリッジ回路（駆動回路４０ｂ）を駆動する駆動周波数ｆｓｗｂは、上記に示したインダクタンスＬｂとコンデンサ容量Ｃｂにより求められる共振周波数ｆ０ｂよりも大きい周波数であることが望ましい。これは、駆動部４０の各スイッチング素子の損失が増大し、損壊するのを防ぐためである。なお、各アームを構成する各半導体スイッチング素子には、スイッチング時のノイズを軽減するように、適宜、スナバコンデンサを並列に接続してもよい。
【0044】
ここで、個別コイル１０１と個別コイル１０２からなる中央コイルと、個別コイル１０３と個別コイル１０４からなる周辺コイルのそれぞれのインダクタンスは、トッププレート上に負荷が載置されていない、いわゆる無負荷の状態での共振周波数ｆ０ａと共振周波数ｆ０ｂがそれぞれ２０ｋＨｚ前後であり、また、共振周波数ｆ０ａと共振周波数ｆ０ｂの差Δｆ０が３ｋＨｚより小さくなるように選定することが望ましい。共振周波数ｆ０ａと共振周波数ｆ０ｂを近い値に選定するのは、駆動回路４０ａと駆動回路４０ｂを同一周波数ｆｓｗｃで駆動したとき、駆動周波数ｆｓｗｃと共振周波数ｆ０ａとの差と、駆動周波数ｆｓｗｃと共振周波数ｆ０ｂとの差のうち、周波数差が大きい方のコイルに流れる高周波電流の大きさが小さくなり、その結果、中央コイルと周辺コイルの電流の大きさの違いによる加熱分布の不均一が生じてしまうのを抑制するためである。
【0045】
図５に、半導体スイッチング素子対４０１〜４０３を駆動する制御信号Ｓ１〜Ｓ６のタイミングチャートを示す。これらの制御信号Ｓ１〜Ｓ６は制御部５０より出力される。図４に示すように、半導体スイッチング素子対４０１を構成する半導体スイッチング素子４０１ａおよび４０１ｂには、それぞれ制御信号Ｓ１および制御信号Ｓ２を制御部５０から供給する信号回路が接続されており、制御信号Ｓ１および制御信号Ｓ２は、互いの位相関係が固定されており、それぞれ排他的にオン／オフ期間が存在する一対の相補信号である。【0046】
図５において、制御信号Ｓ１を例に説明するが、Ｈ（高）レベルのときに半導体スイッチング素子４０１ａがオンし、Ｌ（低）レベルのときにオフする。なお、一組の相補信号である制御信号Ｓ１，Ｓ２（または制御信号Ｓ３，Ｓ４、制御信号Ｓ５，Ｓ６）は、駆動信号波形に歪や遅れが生じた場合などに、半導体スイッチング素子対４０１（または半導体スイッチング素子対４０２，４０３）において、上下に直列に接続された半導体スイッチング素子４０１ａおよび４０１ｂが、同時に導通する期間（同時オン）が存在しないように、休止期間（デッドタイムＴｄａ，Ｔｄｂ）が設けられている。これは上下の半導体スイッチング素子が同時に導通された場合、半導体スイッチング素子に過大電流が流れてしまうため、この休止期間は、半導体スイッチング素子が破壊しないための保護措置である。ここで、各信号のオン期間は周期Ｔからデッドタイムを除いた時間の１／２の時間に等しい。すなわち、デッドタイムが“０”の場合は、周期Ｔの１／２のオン時間（デューティ５０％）の信号である。【0047】
同様に、半導体スイッチング素子対４０２を構成する半導体スイッチング素子４０２ａおよび半導体スイッチング素子４０２ｂには、それぞれ制御信号Ｓ３および制御信号Ｓ４を制御部５０から供給する信号回路が接続され、また、半導体スイッチング素子対４０３を構成する半導体スイッチング素子４０３ａおよび半導体スイッチング素子４０３ｂには、それぞれ制御信号Ｓ５およびＳ６を制御部５０から供給する信号回路が接続されており、制御信号Ｓ３と制御信号Ｓ４および制御信号Ｓ５と制御信号Ｓ６は、制御信号Ｓ１，制御信号Ｓ２と同様、それぞれデッドタイムＴｄａ，Ｔｄｂが設定された一対の相補信号である。【0048】
個別コイル１０１および個別コイル１０２からなる中央コイルに供給される高周波電流の大きさは、制御信号Ｓ１と制御信号Ｓ３（制御信号Ｓ２と制御信号Ｓ４）の位相差θａ（０＜θａ＜２π）により決定される。位相差θａが大きいほど中央コイルに流れる高周波電流は大きくなる。一方、個別コイル１０３および個別コイル１０４からなる周辺コイルに供給される高周波電流の大きさは、制御信号Ｓ１と制御信号Ｓ５（制御信号Ｓ２と制御信号Ｓ６）の位相差θｂ（０＜θｂ＜２π）により決定される。【0049】
そこで、制御部５０は、操作部５，６を介して設定された出力が得られるように、位相差θａあるいはθｂを調整する。一方、制御部５０は、中央コイルと周辺コイルに供給される高周波電流の周波数差による干渉音を回避するため、制御信号Ｓ１〜Ｓ６の周波数ｆ（＝１／Ｔ）を同一周波数に設定する。駆動信号Ｓ１〜Ｓ６の周波数ｆは、駆動部４０の各半導体スイッチング素子を駆動する駆動周波数ｆｓｗであり、電磁コイル１００に供給される高周波電流の周波数に等しい。このときの駆動周波数ｆｓｗは、検知部６０で検知された負荷特性に基づき制御部５０により決定される。
【0050】
検知部６０は、トッププレート３上に負荷が載置されたときの駆動部４０の電気特性を検出し、制御部５０は、検知部６０の検出結果に基づき、負荷の加熱に最適な高周波電流の周波数（＝駆動周波数ｆｓｗ）を決定する。駆動周波数ｆｓｗは、検出結果、つまりトッププレート３上に載置された負荷の負荷特性に応じてあらかじめ設定された値でもよく、また、検知部６０で検出された電気特性によって共振周波数ｆ０を算出し、これを基準に決定してもよい。【0051】
ここで、上記したように、制御部５０が設定する駆動周波数ｆｓｗは、駆動部４０の電気特性により決定される。トッププレート３上に負荷が載置されると、負荷と個別コイル１０１〜１０４との結合により、それぞれのコイルのインダクタンスが変化する。負荷と各コイルが結合したときのインダクタンスの変化に伴い、個別コイル１０１および個別コイル１０２と共振コンデンサ８１からなる直列共振負荷の共振周波数ｆ０ａ、また、個別コイル１０３および個別コイル１０４と共振コンデンサ８３からなる直列共振負荷の共振周波数ｆ０ｂも変化する。つまり、図４における駆動回路４０ａの共振周波数ｆ０ａ、および駆動回路４０ｂの共振周波数ｆ０ｂは、負荷によって変化するため、制御部５０は、この電気特性の違いから、トッププレート３上の鍋Ｐの材質を判別することができる。【0052】
ところで、アーム４０１とアーム４０２と個別コイル１０１，１０２および共振コンデンサ８１で構成されるフルブリッジ回路（駆動回路４０ａ）を駆動する信号の周波数ｆｓｗａは、上記に示したＬａとＣａから求められる共振周波数ｆ０ａより大きい周波数であることが望ましい。また、アーム４０１とアーム４０３と個別コイル１０３，１０４、共振コンデンサ８３で構成されるフルブリッジ回路（駆動回路４０ｂ）を駆動する信号の周波数ｆｓｗｂは、上記に示したＬｂとＣｂから求められる共振周波数ｆ０ｂより大きい周波数であることが望ましい。【0053】
例えば、共振周波数ｆ０と、駆動周波数ｆｓｗの差Δｆは、１ｋＨｚ〜が望ましく、さらに、負荷の載置状態によって変化する電気特性に応じて、駆動部４０の損失を低減する値に設定してもよい。これは、共振周波数ｆ０と駆動周波数ｆｓｗが近接しｆ０＞ｆｓｗの関係になると、駆動部４０の各スイッチング素子の損失の増大を招き、破壊に至る恐れがあるのを防ぐためである。さらに、中央コイルと周辺コイルを駆動する高周波電流の周波数差による干渉音を回避するため、制御信号Ｓ１〜Ｓ６の周波数ｆ（＝１／Ｔ）を同一周波数に設定するのが望ましい。
【0054】
そこで、制御部５０は、検知部６０を構成する検出回路６０ａおよび検出回路６０ｂの検出結果から、駆動回路４０ａ，４０ｂのそれぞれの共振周波数ｆ０ａおよびｆ０ｂを算出し、さらに、共振周波数ｆ０ａとｆ０ｂの差が、あらかじめ設定された値より小さい場合に、ｆ０ａより大きく、かつｆ０ｂより大きい周波数ｆｃを駆動周波数ｆｓｗとし、制御信号Ｓ１〜Ｓ６の周波数ｆに設定する。【0055】
あるいは、制御部５０は、駆動回路４０ａの電気特性を検出する検出回路６０ａの検出結果、および駆動回路４０ｂの電気特性を検出する検出回路６０ｂの検出結果より得られたそれぞれの駆動回路の電気特性に基づき、電気特性毎にあらかじめ設定された駆動周波数ｆｓｗの中から、検出された電気特性に適した周波数ｆｃを選択するようにしてもよい。【0056】
図６に、このときの駆動部４０の構成を簡易的に示す。以下、例示的に、加熱部１０について詳細説明するが、加熱部９や加熱部１１にも同様の構成を適用してもよい。図６において、半導体スイッチング素子４０１ａと半導体スイッチング素子４０１ｂの直列体（アーム４０１）の中点には、共振コンデンサ８１の一端が接続され、他の一端は個別コイル１０１を構成する巻線の巻き始めである個別コイル１０１の一端に接続されている。さらに、個別コイル１０１の他の一端は個別コイル１０２の巻き始めである一端に接続され、個別コイル１０２の他の一端は半導体スイッチング素子４０２ａと半導体スイッチング素子４０２ｂの直列体（アーム４０２）の中点に接続されている。
【0057】
また、図６において、半導体スイッチング素子４０１ａと半導体スイッチング素子４０１ｂの直列体（アーム４０１）の中点には、共振コンデンサ８３の一端が接続され、他の一端は個別コイル１０３を構成する巻線の巻き始めである個別コイル１０３の一端に接続されている。さらに個別コイル１０３の他の一端は個別コイル１０４の巻き始めである一端に接続され、個別コイル１０４の別の一端は、半導体スイッチング素子４０３ａと半導体スイッチング素子４０３ｂの直列体（アーム４０３）の中点に接続されている。図６において、個別コイル１０１〜１０４に符記されている黒い「点」は、コイルの巻線の巻き始めを表している。図６に示すＩａは、互いに直列に接続された個別コイル１０１，１０２、共振コンデンサ８１に流れる高周波電流であり、Ｉｂは、互いに直列に接続された個別コイル１０３，１０４、共振コンデンサ８３に流れる高周波電流を示している。
【0058】
図６に示すように、高周波電流Ｉａは、アーム４０１とアーム４０２からなるフルブリッジ回路（駆動回路４０ａ）に流れ、一方、高周波電流Ｉｂは、アーム４０１とアーム４０３で構成されるフルブリッジ回路（駆動回路４０ｂ）を流れる。このとき、アーム４０１には、高周波電流Ｉａと高周波電流Ｉｂの両方が共通して流れる。このように、アーム４０１を共通のアームとして、アーム４０２とアーム４０３に高周波電流が同時に流れる。なお、図６では、高周波電流ＩａおよびＩｂの流れる経路は、半導体スイッチング素子４０１ａから半導体スイッチング素子４０２ｂに流れる経路、および半導体スイッチング素子４０１ａから半導体スイッチング素子４０３ｂに流れる経路についてのみ示しているが、別の周期において、半導体スイッチング素子４０１ｂと半導体スイッチング素子４０２ａ、半導体スイッチング素子４０１ｂと半導体スイッチング素子４０３ａ間の経路にも流れることはいうまでも無い。また、共振コンデンサ８１と個別コイル１０１、個別コイル１０２および共振コンデンサ８３と個別コイル１０３、個別コイル１０４の接続の並びは図６に限定されるものではない。
【0059】
以下、図７に従い、トッププレート３を介して加熱部１０の電磁コイル１００上に載置された負荷が被加熱物であると判別された場合について説明する。図７は、電磁コイル１００上に被加熱物である鍋Ｐが載置された様子を示している。図７において、個別コイル１０１，１０２は、共振コンデンサ８１と直列に接続され、駆動部４０に接続されている。同様に、個別コイル１０３，１０４は、共振コンデンサ８３、さらにスイッチ２１と直列に接続され、駆動部４０に接続されている。
なお、スイッチ２１は、誘導加熱調理器１の動作を説明するために便宜上記載したものであり、実際には、スイッチ２１は構成要素には含まれない。
【0060】
トッププレート３を介して電磁コイル１００上に負荷が載置されると、制御部５０は、負荷を検知するため、駆動部４０に対して検知用の駆動条件で電磁コイル１００に高周波電流を供給して、例えば、電流センサ６１により個別コイル１０１，１０２に流れる高周波電流を検出し、電流センサ６２により個別コイル１０３，１０４に流れる高周波電流を検出する。また、電流センサ６３により電源入力の電流を検出する。各電流センサの情報を元に、検知部６０で検出されたこれらの検出値と、あらかじめ設定された所定の判定値とを比較し、負荷判別手段によりトッププレート３上に載置された負荷が被加熱物である鍋Ｐであることを判別すると、駆動部４０は、制御部５０の指令に基づき、誘導加熱コイルとしての電磁コイル１００に高周波電流を供給し、鍋Ｐを誘導加熱する。この状態を誘導加熱動作モードとする。【0061】
例えば、鍋Ｐを加熱するため、操作部５や操作部６が操作されて、鍋Ｐを加熱するために出力が調節されると、制御部５０は、設定された出力に応じた高周波電力が得られるように、駆動信号Ｓ１〜Ｓ６を制御し、電磁コイル１００に高周波電流を供給するように駆動部４０を制御する。このとき、電磁コイル１００は、誘導加熱コイルとして動作され、電磁コイル１００が発生する高周波磁界によって鍋Ｐは所定の出力で加熱される。【0062】
ところで、２００Ｖの商用電源を電源とする誘導加熱調理器を例にとって説明すると、２００Ｖ対応の誘導加熱調理器では、一般的に要求される一つの加熱源（加熱部）の最大出力電力値は３，０００Ｗ程度である。ただし、複数の加熱源（グリル等含む）を有する誘導加熱調理器では、複数の加熱源が同時に動作した場合の最大出力電力値は、例えば、５，８００Ｗ以下に制限される。従って、制御部５０は、誘導加熱動作モードに移行すると、駆動部４０の最大出力電力値ＭＰ１が３，０００Ｗ程度となるように、出力電力値の調節範囲や駆動周波数ｆｓｗなどの駆動条件が設定される。なお、複数の加熱源が同時に動作した場合の最大出力電力値は、これに限定されるものではない。
【0063】
ここで、トッププレート３上に載置された鍋Ｐが、個別コイル１０４と同程度の径を持つような鍋、例えば、鍋底径２４０ｍｍ程度の大鍋である場合、鍋Ｐが最大出力電力値の３，０００Ｗで加熱するように操作されると、制御部５０は、個別コイル１０１〜１０４の全てに高周波電流を供給するように駆動部４０を制御する。このとき、図７において、スイッチ２１は閉回路を構成している。実際は、図５に示したように、駆動部４０には、制御部５０によって、全ての制御信号Ｓ１〜Ｓ６が供給される。この状態では、全ての個別コイル１０１〜１０４に高周波電流が供給されているため、スイッチ２１が閉回路を構成しているのと等価な状態である。【0064】
ところで、例えば、電磁コイル１００の中央コイルと周辺コイルが、それぞれ１，５００Ｗ程度の出力電力が可能な仕様で構成された場合に、中央コイルと周辺コイル（個別コイル１０１〜１０４）が駆動されることで、最大３，０００Ｗの出力電力が可能となる。図８は、誘導加熱動作モード及び非接触給電動作モードにおける調節値と出力電力値の関係を示す図である。ここで、横軸は調節値α、縦軸は電磁コイル１００で得られる出力電力値Ｐを表す。出力操作部としての操作部５，６での操作により出力調節を行うと、これに対応して横軸の調節値αが変化する。制御部５０は、調節値αに応じて駆動部４０を制御し、高周波電流Ｉの大きさを変化させる。これにより、出力電力値Ｐが増減する。図８において、誘導加熱動作モードにおける調節値αが、最大のα１となる場合に出力電力値Ｐが最大のＭＰ１となり、これを第一の最大出力電力値ＭＰ１とする。
【0065】
誘導加熱動作モードにおける最大出力電力値ＭＰ１は、３，０００Ｗ程度が一般的である。したがって、制御部５０は駆動部４０に対して、最大３，０００Ｗの出力が得られるように、図５に示した駆動信号Ｓの位相差θを変化させる。図８において、最大出力電力値ＭＰ１が得られる調節値をα１とする。このように、制御部５０が調節値αを変化させることで、低出力から高出力まで広範囲に精度よく出力電力を変化させることができ、良好な調理性能が得られる。さらに、図８に示すように、出力電力の増減に応じて表示部７の状態、たとえば出力電力の調節値を表すＬＥＤの点灯状態が変化し、最大出力電力値ＭＰ１でＬＥＤが全灯状態となる。調節値の表示は、例えば数値であってもよく、状態の変化や設定値などを認知できる手段であればよい。
【0066】
図９は、表示部７の一例であるＬＥＤの点灯状態を示した説明図である。操作部５，６が操作されると、その調節値αに応じてＬＥＤの点灯状態が変化する。図９（ａ）は、誘導加熱動作モードの第一の最大出力電力値ＭＰ１による最大出力時におけるＬＥＤの点灯状態を示したものであり、ここでは、図９（ａ）は、ＬＥＤの全灯状態を表している。また、図９（ｃ）は、調節値αに対するＬＥＤの点灯状態の変化の様子を示したものである。加熱停止中は出力が“０”であることを示すように全ＬＥＤは消灯状態となり、調節値αを１段階上げるごとに、ＬＥＤは一つずつ点灯数が増加する様子を表している。これにより、調理時の出力電力の設定状態を知ることができるので、調理の工程に応じて最適な出力電力の調節が可能となる。このように、誘導加熱動作モードでは、調節値αが最大値α１であるとき、駆動部４０は第一の最大出力電力値ＭＰ１を出力する。出力操作部としての操作部５，６による出力電力の調節によって低出力電力値から最大出力電力値（約３，０００Ｗ）まで広範囲にわたる出力電力が得られ、さらに出力電力の設定状態を表示部７によって確認しながら調理をすることができるので、使い勝手の良い調理器が得られる。
【0067】
次に、負荷として受電機器が載置された場合の動作について説明する。図１０は、非接触給電動作モードにおける誘導加熱調理器のブロック構成を示す回路図である。図１０は、図７と同じ構成ではあるが、負荷として受電機器Ａが載置されている非接触給電動作モードである点が異なる。図１１は、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードにおける等価回路を示す回路図である。また、図１２（ａ）は、受電機器Ａの構成例を示した図であり、受電機器筐体５０１と受電回路ＡＸとにより構成され、受電コイル５０２、電源回路５０３、抵抗体や回転体などの負荷回路５０４などからなる。この構成で実現できる受電機器の一例として、加熱機能を有したミキサーなどがある。図１２（ｂ）は、トッププレート３上の加熱部１０に受電機器Ａが載置された場合の、誘導加熱調理器本体２の面Ｓにおける加熱部１０の断面図と、これに接続される各部の構成を示した図である。図１２（ｂ）における電磁コイル１００の断面図は、図２（ａ）で示した電磁コイル１００の形態の断面図である。【0068】
図１０では、トッププレート３を介して電磁コイル１００上に負荷が載置されると、駆動部４０の電気特性に基づいて検知部６０により負荷特性を検知し、その検知結果に基づいて制御部５０に設けられた負荷判別手段により負荷を判別するため、検知用の駆動条件で電磁コイル１００に高周波電流を供給して、例えば、検出手段である電流センサ６１により個別コイル１０１，１０２に流れる高周波電流を検出し、電流センサ６２により個別コイル１０３，１０４に流れる高周波電流を検出する。また、電流センサ６３により電源入力の電流を検出する。各電流センサの情報を元に、検知部６０で検知されたこれらの負荷特性と、あらかじめ設定した所定の判定値とを比較し、負荷判別手段によりトッププレート３上に載置された負荷が、受電機器Ａであることが判別されると、駆動部４０は、制御部５０の指令に基づき、給電コイルとしての電磁コイル１００を含む磁場発生用励磁回路ＥＸに高周波電流を供給し、受電機器Ａに給電する。この状態を非接触給電動作モードとする。【0069】
図１２において、検出回路６０ａ，６０ｂの電流センサ６１，６２及び検出回路６０ａ，６０ｂの電圧センサ（ただし、図１２では、検出回路及び電圧センサは図示されていない。）により、トッププレート３を介して個別コイル１０１〜１０４からなる電磁コイル１００上に載置された負荷の電気特性が、それぞれ検出され、これらの電気特性から検知された負荷特性が検知部６０から出力され、制御部５０に設けられた負荷判別手段により負荷が受電機器Ａであると判別されると、制御部５０は、電磁コイル１００が給電コイルとして動作するように駆動部４０の駆動条件を制御する。負荷判別手段の一例としては、駆動部４０の出力電圧や高周波電流等の電気特性を取得し、これにより得られた負荷特性と、予め設定されている判別値と比較し判断する。例えば、駆動部４０の負荷のインピーダンスや共振周波数の関係などを用いてもよい。また、入力電流や出力電流の関係を用い、予め設定された閾値と比較することで判別してもよい。
そして、負荷を検知する手段の一例として、電磁コイル１００の両端に印加される駆動電圧Ｖ及び電磁コイル１００に流れる駆動電流Ｉから被加熱物の電気特性を検知するものであれば、既知の任意の回路構成であってもよく、例えば、特開２０１２−０５４１７９号公報に開示された負荷検知部と同様の回路構成が想定される。
【0070】
負荷の種別を判別するためには、負荷毎に予め取得された電気特性により、負荷抵抗の周波数特性における判別用特性曲線Ｔを作成する。図１３に示すように、判別用特性曲線Ｔとは、例えば、横軸に周波数ｆ、縦軸に負荷抵抗Ｒを取ったものである。この周波数ｆと負荷抵抗Ｒによる判別用特性曲線Ｔの作成過程は、別途示す回路の駆動電圧と駆動電流から算出して得られるものである。判定用特性曲線Ｔが、負荷判別の際の判別のよりどころ（判別値の設定内容に相当）となる。電気特性を検出し、受電機器であるか、被加熱物であるか、非加熱対象物であるかを判別する場合は、これらがトッププレート３上に載置されたときの電気特性の結果と、判別用特性曲線Ｔとを比較し、判別用特性曲線Ｔのある領域内にあるか否かをもって負荷の種別を判別する。この判別用特性曲線Ｔを負荷判別の閾値としている。なお、図１３では、例示的に、判別用特性曲線Ｔの形状を曲線で示しているが、直線状でも折れ線状でも、負荷判別が可能な形状であればよい。【0071】
ここで、トッププレート３上に載置された負荷が、受電機器Ａからなる受電対象物であるか、鍋Ｐなどの被加熱物であるか負荷を判別する方法について、負荷判別手順の一例を以下に示す。磁場を発生する電磁コイル１００を含む磁場発生用励磁回路ＥＸを駆動部４０から見たときの負荷抵抗Ｒ及びインピーダンスＺは、電磁コイル１００による磁場に受電機器Ａが載置される（結合する）ことで変化する。また、鍋Ｐなどの被加熱物が載置される（結合する）ことでも変化する。
【0072】
磁場を発生する電磁コイル１００を含む磁場発生用励磁回路ＥＸの負荷抵抗Ｒは、鍋Ｐなどの被加熱物の有無または載置状態（鍋Ｐに鎖交する交流磁場）に依存して変動する。すなわち、負荷抵抗Ｒは、鍋Ｐが載置されていないときの加熱用電磁コイル１００自体の線抵抗ＲＣに、鍋Ｐを載置したことによる鍋Ｐの見かけ上の負荷抵抗ＲＬを加えたものに相当する（Ｒ＝ＲＣ＋ＲＬ）ものであり、その負荷抵抗Ｒは、上記磁場発生用励磁回路ＥＸへの電気的入力の周波数に応じて変化する。【0073】
但し、受電機器Ａからなる受電対象物と鍋Ｐなどの被加熱物とでは、その変化特性が異なるものであって、その特性の差異を利用して受電機器Ａの判別を行うものである。受電機器Ａの判別は、駆動部４０に係る電気特性、すなわち、駆動部４０により高周波電流が供給され駆動される電磁コイル１００を含む磁場発生用励磁回路ＥＸにおける駆動部４０の電気特性などが検知部６０により検出され、電気特性によって得られた負荷特性の結果により制御部５０に設けられた負荷判別手段によって実行される。
電気特性としては、上述した磁場発生用励磁回路ＥＸにおける周波数と負荷抵抗に関する特性の他、磁場発生用励磁回路ＥＸにおける入力電流と出力電流とに関する特性などを用いることができる。但し、それらの特性は受電機器Ａが載置された場合と、鍋Ｐなどの被加熱物が載置された場合とでは大きく異なり、これを検知部６０による検知結果に基づき制御部５０に設けられた負荷判別手段によって判別する。
【0074】
まず、制御部５０は、駆動部４０のスイッチング素子を駆動する周波数を例えば１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲で任意のステップで可変しながら、検知部６０によって電気特性を取得し、例えば、横軸に周波数、縦軸に負荷抵抗の前述した判別用特性曲線Ｔと比較する。受電機器Ａが受電コイルとコンデンサを有する共振回路で構成される場合、抵抗値が極大点を持つ図１３の特性曲線Ａに示すような共振特性カーブを描く。一方、鍋Ｐなどの被加熱物は、周波数が高くなるにつれて抵抗値が緩慢に上昇するので、受電機器Ａとは異なる特性曲線Ｐで示す特性カーブを描く。そこで、検知部６０は受電機器Ａと鍋Ｐなどの被加熱物を区別し、ついで、鍋Ｐなどの被加熱物の負荷特性を求め、判別用特性曲線Ｔと比較しながら材質などを判別する。制御部５０は、これら結果に基づき駆動部４０を制御する。図１３に示すように、鍋Ｐなどの被加熱物に関する特性曲線Ｐに沿って判別値（負荷判定閾値）の判別用特性曲線Ｔが設定されており、検知部６０の検出回路６０ａ，６０ｂにより検出された電気特性を取得し、負荷特性を生成する。制御部５０は、検知部６０からの負荷特性によりこの判別用特性曲線Ｔに基づいて負荷の特性が曲線Ｔの上方における領域に含まれる場合において、負荷を受電対象物である受電機器Ａとして判別し、検知するものである。
【0075】
特許文献１でも示されているように、被加熱物である鍋Ｐなどの負荷と比較して、一般的に、非接触で給電されて動作する受電機器Ａは、数百Ｗ程度の低い電力しか必要としない。つまり、誘導加熱動作モードでの最大出力電力値ＭＰ１（例えば、３，０００Ｗ）と比較して、受電機器Ａが必要とする最大電力は、低い出力電力値でよい。さらに、規制により給電装置が非接触で供給できる最大出力電力値ＭＰ２は１，５００Ｗに制限される可能性がある。つまり、受電機器に供給される最大出力電力値ＭＰ２は、最大でも誘導加熱動作モードにおける最大出力電力値ＭＰ１の約半分程度でよいことになる。そこで、制御部５０は、負荷が受電機器Ａであると判別された場合には、駆動部４０から出力される最大電力値が１，５００Ｗ以下となるように、図１０に示すスイッチ２１を開回路とし、周辺コイル（個別コイル１０３，１０４）を駆動部４０から切り離し、中央コイル（個別コイル１０１，１０２）のみに切り替えるように制御する。
【0076】
この切り替え動作について、図１０、図１１、図１３、図１４、図１５を用いて説明する。なお、スイッチ２１は、本実施の形態の誘導加熱調理器１の動作を説明するために便宜上記載されたものであり、実際には、スイッチ２１は構成要素には含まれていない。トッププレート３を介して電磁コイル１００上に負荷が載置されると、駆動部４０と制御部５０により負荷を検知するため、検知用の駆動条件（例えば、高周波電流の周波数や電流の大きさなどの設定条件）で電磁コイル１００に高周波電流を供給して、例えば、電流センサ６１により個別コイル１０１，１０２に流れる高周波電流Ｉを検出し、電流センサ６２により個別コイル１０３，１０４に流れる高周波電流Ｉを検出する。また、電流センサ６３により電源入力の電流を検出する。このとき、例えば、図１３に示すように、制御部５０が、高周波電流Ｉの周波数ｆを連続的に変化させると、被加熱物である鍋Ｐと比較して、検知部６０で検知される抵抗成分にピークが見られるので、制御部５０は、鍋負荷とは電気特性の変化が異なることを利用して、検知部６０で検知されたこれらの負荷特性と、予め設定された所定の判別値とを比較し、負荷判別手段によりトッププレート３上に載置された負荷が、受電機器Ａであることを判別する（非接触給電動作モード）。
【0077】
電磁コイル１００上に受電機器Ａが載置された非接触給電動作モードでは、電磁コイル１００が給電（送電）コイルとなり、受電機器Ａに搭載されたコイルが受電コイル５０２となる。図１１（ａ）に示すように、誘導加熱動作モードでは、磁場発生用励磁回路ＥＸを構成するＮターンの電磁コイル１００と１ターンの鍋からなるトランスで表すことができるが、図１１（ｂ）に示すように、非接触給電動作モードでは、磁場発生用励磁回路ＥＸを構成する給電側の電磁コイル１００の巻き数Ｎ１（一次巻線）と、受電機器に内蔵される受電コイル５０２の巻き数Ｎ２（二次巻線）とによる巻き数比Ｎ１：Ｎ２のトランスモデルで表すことができる。ここで、電磁コイル１００に流れる高周波電流をＩ１、受電コイル５０２に流れる高周波電流をＩ２とすると、Ｉ２の大きさは、Ｉ１×（Ｎ１／Ｎ２）となる（理想トランスモデルとして仮定した場合。）。
【0078】
つまり、制御部５０は、個別コイル１０１，１０２に流れる高周波電流Ｉの大きさを制御することにより、受電コイル５０２に鎖交する高周波磁界を変化させ、受電コイル５０２に流れる高周波電流Ｉの大きさ、つまり、受電機器Ａへの給電電力を制御することができる。ここでの給電電力とは、受電機器Ａに供給される電力をいう。供給電力の大きさは、上述したように、受電コイル５０２に鎖交する高周波磁界の大きさ、つまり、一次コイルである電磁コイル１００に流れる高周波電流の大きさを変化させることにより制御される。【0079】
一方、給電側の電磁コイル１００の動作が停止されると、受電コイル５０２に高周波磁界が供給されず受電機器Ａへの給電は停止される。つまり、誘導加熱調理器本体２における操作により、受電機器Ａの電力調節やオン／オフを行うことができるので、給電電力を精度よく調節することができる。なお、受電機器Ａが細かい電力調整を必要としない場合には、制御部５０は、調節値αを段階的に変化させる（つまり、調節値αをステップ状に変化させる。）ことで、例えば、強・中・弱などの簡単な調節ステップも実現することができる。このように、誘導加熱調理器本体２での操作によって、受電機器Ａへの給電やオン／オフすることができるので、使い勝手のよい給電装置を実現することができる。【0080】
ところで、前述したように、受電機器Ａが必要とする最大出力電力値ＭＰは、誘導加熱動作モードと比較して低くてもよいため、制御部５０は、駆動部４０の最大出力電力値を抑制するために、駆動部４０の詳細ブロック図を示す図６において、周辺コイルである個別コイル１０３，１０４を駆動回路４０ｂから切り離し、中央コイルである個別コイル１０１，１０２のみに切り替える。つまり、図１０の誘導加熱調理器１の回路において、スイッチ２１は、開回路の状態である。【0081】
この状態における、非接触給電動作モードにおける駆動部の構成の詳細を図１４の回路図に示す。これは、図６に示す駆動部４０の回路構成の一部を抽出表示したものである。実際は、図１５の制御信号のタイミングチャートに示すように、制御部５０によって、図１４に示す駆動部４０に供給される制御信号Ｓ４，Ｓ５の信号レベルが、Ｌ（低）レベルに固定される。これによって、図１４に示すアーム４０３の半導体スイッチング素子４０３ａ，４０３ｂが駆動されず、駆動回路４０ｂの動作が停止されるため、周辺コイルである個別コイル１０３，１０４には、高周波電流は流れない。この結果、アーム４０２とアーム４０１だけが駆動され、アーム４０２とアーム４０１の中点間に接続された中央コイルである個別コイル１０１，１０２のみに高周波電流Ｉａが供給されることになる。つまり、図１０の誘導加熱調理器１の回路において、スイッチ２１により開回路が形成されているのと等価な状態となる。この結果、高周波電流Ｉａは、電磁コイル１００のうち中央コイルである個別コイル１０１，１０２にしか流れないため、誘導加熱動作モードにおける最大出力電力値ＭＰ１とは異なる。つまり、非接触給電動作モードでは、最大出力電力値は、第二の最大出力電力値ＭＰ２に設定される。
【0082】
この様子を再び図８に戻って示す。図８は、横軸に調節値αと、縦軸に電磁コイル１００で得られる出力電力値Ｐとの関係を示したグラフである。出力操作部としての操作部５，６が操作されて調節されると、これに対応して、横軸の調節値αが変化する。制御部５０は、調節値αに応じて駆動部４０を制御し、個別コイル１０１，１０２に流れる高周波電流Ｉの大きさを調整する。これにより、出力電力値Ｐが増減する。負荷が受電機器Ａの場合には、出力電力値Ｐは、給電電力に相当する。図８において、調節値αが最大のα１となる場合に、非接触給電動作モードの最大出力電力値をＭＰ２で表し、これを第二の最大出力電力値とする。【0083】
非接触給電動作モードでは、外コイルである個別コイル１０３，１０４に高周波電流が供給されないため、内コイルである個別コイル１０１，１０２の最大出力電力値ＭＰ２は、約１，５００Ｗに制限される。図８では、調節値αが最大のα１となる場合には、最大出力電力値ＭＰ２は、最大出力電力値ＭＰ１の約１／２程度の出力となる。また、図９に示すように、出力電力値Ｐの増減に応じて、表示部７の状態、例えば、ＬＥＤの点灯状態が変化し、最大出力電力値ＭＰ２で全体の半分のＬＥＤが点灯状態となる。調節値の表示は、例えば、数値であってもよく、状態の変化や設定値などを認知できる手段であればよい。
【0084】
再び、図９に戻って、非接触給電動作モードにおけるＬＥＤの点灯状態について示す。操作部５，６が操作されると、選択された調節値αに応じてＬＥＤの点灯状態が変化する。図９（ｂ）は、非接触給電動作モードの最大出力電力値ＭＰ２におけるＬＥＤの点灯状態を示したものであり、図９（ｂ）では、ＬＥＤの点灯数は全体の半分であることを表している。また、図９（ｄ）は、調節値αに対するＬＥＤの点灯状態の変化の様子を示したものである。ＬＥＤが全て消灯している状態は、受電機器Ａに電力が供給されてないことを示している。図８において、第二の最大出力電力値ＭＰ２におけるＬＥＤインジケータの点灯状態を示す図では、誘導加熱動作モードの最大出力電力値ＭＰ１の半分である状態を示した。
【0085】
しかしながら、誘導加熱動作モードと、非接触給電動作モードでは、最大出力電力値（最大調節値α１）におけるＬＥＤの点灯数が異なるため、動作モードの違いを認識することができる。そこで、操作部５，６で調節値αが１段階上げられる毎に、制御部５０は、ＬＥＤの点灯数が２つずつ増加するように制御する。この様子を図９（ｄ）に示す。このように、出力操作部としての操作部５，６及び表示部７を制御することで、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとで、操作の範囲や表示内容が異なることがないので混乱を避けることができ、使い勝手のよい誘導加熱調理器を提供することができる。
【0086】
なお、ここでは、内コイルである個別コイル１０１，１０２のみを駆動させるようにしたが、受電機器Ａの受電コイル５０２の大きさに応じて、受電コイル５０２の外径が大きい場合には、制御部５０は、駆動部４０を制御して、内コイルである個別コイル１０１，１０２の駆動を停止させ、外コイルである個別コイル１０３，１０４側を駆動させるようにしてもよい。つまり、受電コイル５０２の外径とコイル径の近い方の個別コイルを給電コイルとすることで、より効率よく給電することができる。あるいは、受電機器Ａの受電コイル５０２が小さい場合でも、大きな給電コイルとしての電磁コイル１００で給電してもよい。このように構成することによって、受電コイルと給電コイルの位置関係がずれても、効率よく給電することができる。
【0087】
受電機器Ａの構成等については、次の(a)項および（ｂ）項に示すような形態がある。（ａ）受電側である受電機器Ａと、誘導調理器本体２に搭載された送電側である駆動部４０との間で通信が可能な通信機能を相互に有している構成が考えられる。これによって、給電コイルとしての電磁コイル１００により受電機器Ａからなる受電対象物に給電されると、受電対象物から制御部５０へ受電対象物が受電状態にあることを示す信号を送信することができる。この場合には、より正確な判別が可能となる効果が得られるが、受電側が通信するための最初の電源を送電側である駆動部４０から供給し、受電側から送電側に識別信号を発信する（あるいは、送電側から受電機器Ａへ問い合わせる。）必要があること、通信による判別データをあらかじめ受電機器Ａごとに取得して記憶させておき、通信時に照合する必要があることなどの煩雑さがある。仮に、不特定多数の受電機器メーカが供給する受電機器Ａとの通信に対応するには、メーカ間で共通の通信規格を設けることが望ましい。
【0088】
（ｂ）受電機器Ａの受電コイル５０２を含む受電回路ＡＸにおいて、受電コイル５０２と共振コンデンサからなる共振回路が構成されている。この構成によれば、駆動部４０から電磁コイル１００を含む磁場発生用励磁回路ＥＸに供給される高周波電流の周波数を、例えば、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲で変化させながら検知部６０により電気的特性を取得すると、磁場発生用励磁回路ＥＸにおける負荷抵抗Ｒは、受電機器Ａの受電回路ＡＸの共振回路の共振点で最大値を持つことになり、受電機器Ａからなる受電対象物についての判別動作を一層正確に行うことができる。
【0089】
実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成及び作用効果を以下に、まとめる。（１）全体構成
図１及び図３に示すように、誘導加熱調理器１は、誘導加熱調理器本体２に設けられ負荷が載置されるトッププレート３と、電磁誘導により負荷としての鍋Ｐなどの被加熱物への加熱作用を行い、あるいは、負荷としての受電機器Ａなどの受電対象物への給電作用を行う磁場をトッププレート３上に発生させるための電磁コイル１００と、電磁コイル１００に高周波電流を供給する駆動部４０と、駆動部４０を制御する制御部５０と、を備えている。
また、駆動部４０に係る電気特性によりトッププレート３に載置された負荷の電気特性を検出する検知部６０を備えている。
ここで、駆動部４０に係る電気特性とは、駆動部４０自体や、駆動部４０に接続された電磁コイル１００および共振コンデンサ８０などにおける電圧，電流，周波数，抵抗値あるいは温度などである。具体的には、例えば、駆動部４０における出力電圧Ｖ及び出力電流Ｉならびに電磁コイル１００および共振コンデンサ８０を含む磁場発生用励磁回路ＥＸにおける負荷抵抗Ｒなどが挙げられる。
制御部５０は、検知部６０による検知結果により負荷が被加熱物であるか受電対象物であるか負荷の種別を判別する負荷判別手段を有する。
制御部５０は、検知部６０による検知結果により負荷の種別を判別し、負荷が被加熱物であると判別された場合には、駆動部４０の出力範囲を第一の最大出力電力値ＭＰ１を有する第一の範囲（０〜ＭＰ１）に設定するとともに電磁コイル１００を誘導加熱コイルとして誘導加熱動作モードで動作させる。
負荷が受電対象物であると判別された場合には、駆動部４０の出力範囲を第一の最大出力電力値ＭＰ１よりも小さい第二の最大出力電力値ＭＰ２を有する第一の範囲（０〜ＭＰ１）よりも狭い第二の範囲（０〜ＭＰ２）に設定するとともに、電磁コイル１００を給電コイルとして電磁誘導により受電対象物に給電する非接触給電動作モードで動作するように制御する。
ここで、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとでは、駆動部４０を制御するための制御部５０における設定範囲や設定方法を変更させる必要はない。出力操作部としての操作部５，６により駆動部４０からの出力調整を行うにあたっては、いずれの動作モード状態でも同じ操作部５，６により同じ手順で出力調整を遂行することができ、操作態様も変わらないので、操作性が損なわれることはない。
【0090】
これにより、対象とする負荷が電磁誘導によって加熱される被加熱物であるか、電磁誘導によって給電される受電対象物であるかにより、対象とする負荷に応じて、適切な電力量を効率よく供給できることが可能となる。その際、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで最大出力電力値を切り替えることで、各動作モードにおいて最適な電力範囲で動作するようにしたので、無駄な電力の発生を防止し、効率よく運転できるとともに、非接触給電動作モードでは過剰な電力の供給を抑制することができる。
これは、非接触給電動作モードでは、駆動部４０の出力範囲を第一の最大出力電力値ＭＰ１よりも小さい第二の最大出力電力値ＭＰ２を有する第二の範囲（０〜ＭＰ２）に設定することで達成できることによるものであって、誘導加熱動作モードであるか非接触給電動作モードであるかに応じて設定範囲や設定方法などを変更させる必要はなく、操作性が保たれるため、利便性が損なわれることはない。
また、負荷が、被加熱物であるか受電対象物であるかの制御部５０による判別は、検知部６０により検知される駆動部４０に係る電気特性に基づいて行われるので、検知結果に応じた駆動部４０の制御は、簡潔な制御構成により容易に行うことができる。
【0091】
（２）出力電力の調整駆動部４０の出力範囲（第一の範囲：０〜ＭＰ１、または、第二の範囲：０〜ＭＰ２）における出力電力の調整は、誘導加熱調理器本体２に設けられた出力操作部としての操作部５，６での操作により行う。
これにより、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードの、いずれの動作モードにおいても、誘導加熱調理器本体２での操作により鍋Ｐなどの被加熱物の加熱電力や受電機器Ａなどの受電対象物への供給電力が調節されるように構成されているので、誘導加熱調理器本体２側での操作だけで出力電力の調節が可能となり、動作の開始や停止も誘導加熱調理器本体２側で行うことができるので、使い勝手が向上する。
【0092】
（３）電磁コイルの構成図３（ａ）に示すように、電磁コイル１００は、平面状に巻回された個別コイルとしての中央コイル１０１，１０２と、中央コイルの周辺に配設された一つ以上の個別コイルとしての周辺コイル１０３，１０４とからなる誘導加熱コイルと、で構成されている。
これにより、電磁コイル１００を複数の個別コイルで構成することにより、負荷の状態に応じて、任意の個別コイルを選択的に動作させることが可能となり、誘導加熱動作モードにおいては、個別コイルの切り替え運転等で、鍋の形状に合わせた効率動作や、加熱エリアを切り替えることで調理性能の向上が期待できる。また、非接触給電動作モードにおいては、不要な個別コイルの動作を停止することで、効率が向上すると共に、過剰な電力の供給を抑制し安全に動作させることが可能となる。
【0093】
（４）個別駆動回路の構成図３及び図４に示すように、駆動部４０により駆動される電磁コイル１００は、複数の個別コイルからなり、複数の個別コイル毎に駆動回路を有している。
これにより、複数の個別コイルにそれぞれ駆動回路を設けることで、負荷の状態に応じて必要な個別コイルを動作させることが可能となり、誘導加熱動作モードにおいては、個別コイルの切り替え運転等で、鍋の形状に合わせた効率動作や、加熱エリアを切り替えることで調理性能の向上が期待できる。また、非接触給電動作モードにおいては、不要な個別コイルの動作を停止することで、効率が向上するとともに、過剰な電力の供給を抑制し、安全に動作させることが可能となる。
【0094】
（５）動作モードによる最大出力電力値の切り替え図８に示すように、制御部５０は、電磁コイル１００により発生される磁場による電磁誘導によって受電対象物に給電する非接触給電動作モードでの最大出力電力値ＭＰ２は、電磁コイル１００により被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードでの最大出力電力値ＭＰ１よりも小さくなるように駆動部４０を制御する。
これにより、誘導加熱動作モードで必要とされる最大出力電力値ＭＰ１（例：〜３ｋＷ）に比較して、非接触給電動作モードで必要とされる最大出力電力値ＭＰ２は小さい（例：〜１．５ｋＷ）ので、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を制御することで、不要な電力の消費を抑え、効率よく動作させることができるとともに、給電時に過剰な電力の供給を抑制し、安全に動作させることが可能となる。
【0095】
（６）個別コイルの切り替え制御部５０は、負荷が受電対象物であり非接触給電動作モードであることを検出した場合には、電磁コイル１００を構成する複数の個別コイルのうち、いずれか任意の個別コイルに高周波電流Ｉを供給し、最大出力電力値ＭＰ２を誘導加熱動作モードでの最大出力電力値ＭＰ１よりも小さくするように駆動部４０を制御する。
これにより、誘導加熱動作モードで必要とされる最大出力電力値ＭＰ１（例：〜３ｋＷ）に比較して、非接触給電動作モードで必要とされる最大出力電力値ＭＰ２は小さい（例：〜１．５ｋＷ）ので、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を制御することで、不要な電力の消費を抑え、効率よく動作させることができるとともに、給電時に過剰な電力の供給を抑制し安全に動作させることが可能となる。
また、特に、切り替え用の部品や回路を追加する必要なく、駆動する個別コイルを選択的に切り替えるように制御するので、簡易な構成で個別コイルの切り替えによる電力抑制を実現することができる。
【0096】
（７）高周波電流の周波数の変更図１７に示すように、駆動部４０を制御する制御部５０は、電磁コイル１００により被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードと、電磁コイル１００により発生される磁場による電磁誘導によって受電対象物に給電する非接触給電動作モードとで、駆動部４０から電磁コイルに供給する高周波電流の周波数を切り替える。すなわち、非接触給電動作モードにおける動作周波数は、誘導加熱動作モードの動作周波数の範囲における最大値より大きい(高い)。
これにより、高周波電流の周波数を切り替えることで、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を調整できるため、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで、複雑な制御を必要とせず容易に出力範囲（第一の範囲：０〜ＭＰ１、または、第二の範囲：０〜ＭＰ２）を変更できる。
【0097】
（８）高周波電流の共振周波数の切り替え図１８及び図１９に示すように、制御部５０は、電磁コイル１００により被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードと、電磁コイルにより発生される磁場による電磁誘導によって受電対象物に給電する非接触給電動作モードとで、電磁コイル１００を含む磁場発生用励磁回路ＥＸにおける共振回路の共振周波数を切り替える。
これにより、共振コンデンサの値を切り替え、共振回路の周波数を変更することで、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を調整できるため、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで、複雑な制御を必要とせず、容易に出力範囲（第一の範囲：０〜ＭＰ１、または、第二の範囲：０〜ＭＰ２）を変更することができる。
【0098】
（９）駆動回路構成の切り替え図２０及び図２１に示すように、制御部５０は、電磁コイル１００により被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードではフルブリッジ回路構成で動作し、電磁コイル１００により発生される磁場による電磁誘導によって受電対象物に給電する非接触給電動作モードではハーフブリッジ回路構成で動作するように、駆動部４０の回路構成を切り替える。
これにより、駆動信号を制御し、駆動部４０の回路構成を切り替えることで、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を調整することができるため、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで、複雑な制御を必要とせず容易に出力範囲（第一の範囲：０〜ＭＰ１、または、第二の範囲：０〜ＭＰ２）を変更することができる。
【0099】
（１０）動作モードの切り替え被加熱物が磁場に配置された場合の負荷特性を示す負荷抵抗の周波数特性が、制御部５０自体に予め判別用特性として設定され、制御部５０は、受電対象物が磁場に配置された場合の負荷特性を示す負荷抵抗の周波数特性である判別用特性と比較することで、受電対象物が配置されているかどうかを判別する。
これにより、トッププレート３上に載置された負荷を誘導加熱調理器本体２側で検知することで、誘導加熱動作モードとするか非接触給電動作モードとするかを迅速かつ確実に判別できる。さらに、動作モードに合わせて表示や操作の設定が変更されるので、切り替え操作等を必要とせず、使い勝手が向上する。
【0100】
（１１）通信機能付き受電対象物駆動部４０を制御する制御部５０と受電機器Ａなどの受電対象物とに通信機能が設定され、電磁コイル１００による電磁誘導により受電対象物に給電されると、受電対象物から制御部５０へ受電対象物が受電状態にあることを示す信号が送信される。
これにより、受電機器Ａなどの受電対象物が、トッププレート３上に載置された場合に受電状態にあることが確認でき、受電対象物の判別をより一層正確に行うことができる。
【0101】
（１２）共振回路を有する受電対象物受電機器Ａなどの受電対象物には、電磁コイル１００による電磁誘導により給電される受電コイル５０２と共振コンデンサからなる共振回路を構成する受電回路ＡＸが設けられている。
【0102】
このように、実施の形態１に係る誘導加熱調理器によれば、誘導加熱動作モードでは、鍋の大きさ、形状、位置ずれに対応して、複数の個別コイルに選択的に高周波電流を供給することができるので、高効率な加熱を可能とすると共に、非接触給電動作モードでは、受電機器が必要とする最大出力電力値に合わせて、必要な電力を供給することができる個別コイルだけを駆動させるようにしているので、受電機器に対する過大な電力の供給を抑制することができ、効率的な給電を可能にしている。さらに、誘導加熱調理器本体から受電機器の電力制御を行うことが可能であるので、使い勝手を向上させることができる。また、受電機器が載置されていない個別コイルからの不要な磁束の漏れを抑制することができる。また、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとにおいて、操作部による出力調節範囲や表示部による表示内容が同じになるように設定されているので、使い勝手を向上させることができる。【0103】
実施の形態２． 図１６は、実施の形態２に係る誘導加熱調理器における負荷検知の処理手順を示すフローチャートである。実施の形態２では、誘導加熱調理器本体の加熱部のいずれか、または全てにおいて負荷が載置された場合に、負荷の種別を判別して最大出力電力値の切替えを行うものである。
トッププレート３上の加熱部１０に負荷が載置され、加熱部１０で加熱動作もしくは給電動作が開始されると、検知部６０の検出回路６０ａ，６０ｂにより載置された負荷の電気特性が検出され、検知部６０により、電気特性により負荷特性が検知される。制御部５０は、負荷が受電機器Ａであるか、被加熱物である鍋Ｐか、非加熱物（小物など）であるか、あるいは、負荷の有無を検知し、駆動部４０の最大出力電力値ＭＰの切替えを行う（図７、図８及び図１０を参照。）。
【0104】
次に、図１６の負荷検知処理手順を示すフローチャートに従い、負荷検知の動作について説明する。まず、加熱部１０に負荷が載置され、操作部５，６によって誘導加熱調理器本体２の動作が開始されると、検知部６０は、負荷が載置された電磁コイル１００に係る電気特性（駆動回路の電気特性）の検出を開始する（ステップＳ１１）。制御部５０は、加熱には不十分であるが、検知に十分な大きさの高周波電流Ｉが出力されるように駆動信号の位相θを制御すると共に、例えば、２０〜１００ｋＨｚの周波数範囲において、ある一定時間内で高周波電流Ｉの周波数（駆動周波数ｆｓｗ）を掃引させながら駆動部４０を制御する（ステップＳ１２）。このときの電気特性の変化の様子から、制御部５０は、制御部５０に設けられた受電対象物を判別検知する負荷判別手段によって負荷が受電機器Ａからなる受電対象物であるかどうかを判別する（ステップＳ１３）。なお、このステップＳ１３における判別時点では、検知部６０における判別用特性曲線Ｔに対する閾値は、受電対象物検知用に設定されている。
【0105】
ステップＳ１３において、負荷が、受電機器Ａであると判別されると、制御部５０は、駆動部４０の最大出力値を第二の最大出力電力値ＭＰ２に設定し（ステップＳ１４）、操作部６の操作に応じて負荷である受電機器Ａに給電を開始する（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１３で負荷が受電機器Ａではないと判別されると、制御部５０は、検知に十分な大きさの高周波電流Ｉが出力されるように駆動信号の位相θを制御すると共に、駆動周波数ｆｓｗを鍋検知用周波数に設定し、駆動部４０を制御する（ステップＳ１６）。
このときの電気特性により加熱対象であるかどうかを判別し（ステップＳ１７）、被加熱物ではない（加熱対象外）と判別された場合には、制御部５０は駆動部４０の動作を停止させる（ステップＳ２０）。
【0106】
次いで、ステップＳ１７において、検知部６０によって負荷が被加熱物であると判別されると、制御部５０は、最大出力値を第一の最大出力電力値ＭＰ１に設定し（ステップＳ１８）、操作部６の操作に応じて負荷への加熱を開始する（ステップＳ１９）。このステップＳ１７における判別時点では、検知部６０における判別用特性曲線Ｔに対する閾値は被加熱物検知用に設定されている。なお、制御部５０は、判別結果に応じて、誘導加熱動作モードであるか、非接触給電動作モードであるかが分かるように、表示部７に表示させるように制御してもよい。
【0107】
実施の形態２に係る誘導加熱調理器の構成及び作用効果を以下に、まとめる。実施の形態２における誘導加熱調理器１の制御方法では、まず、磁場を発生させるための電磁コイル１００を駆動する駆動部４０の電気特性を検出回路６０ａ，６０ｂで検出し、その電気特性（電流、電圧、周波数）に基づいて、検知部６０は、磁場に配置された負荷の負荷特性（負荷抵抗の周波数特性）を検知する。さらに、制御部５０の負荷判別手段により負荷特性に基づいて負荷が被加熱物であるか受電対象物であるかが判別される。
負荷が被加熱物であると判別された場合には、制御部５０は、駆動部４０の出力範囲を第一の最大出力電力値ＭＰ１を有する第一の範囲（０〜ＭＰ１）に設定すると共に電磁コイル１００を誘導加熱コイルとして、被加熱物を加熱するように制御する。
受電対象物であると判別された場合には、制御部５０は、駆動部４０の出力範囲を第一の最大出力電力値ＭＰ１よりも小さい第二の最大出力電力値ＭＰ２を有する第二の範囲（０〜ＭＰ２）に設定されると共に電磁コイル１００を給電コイルとして、電磁誘導により受電対象物に給電するように制御する。
これにより、誘導加熱調理器１において、トッププレート３に載置された負荷の種別が自動的に判別され、通常は誘導加熱コイルとして用いられる電磁コイル１００を用いて、負荷に応じて通常の誘導加熱調理ができると共に、非接触で電力を供給する非接触給電装置としても動作させるようにしたので、利便性を向上させることができる。
【0108】
負荷検知処理手順を示すフローチャートでは、受電対象物であるかどうかを判別する工程と、被加熱物であるかどうかを判別する工程を有し、受電機器であることを判別する工程を先に実施する。これにより、受電機器を先行して確実に判別することができ、誤って誘導加熱動作モードに移行しないようにすることができる。
【0109】
このように、実施の形態２に係る誘導加熱調理器によれば、被加熱物であるか受電機器であるかどうかを最初に判別することで、受電機器を確実に判別して、誤って加熱動作に移行しないようにすることができると共に、最大出力電力値をより確実に抑制することによって、受電機器への過大な電力の供給を防止することができる。【0110】
実施の形態３． 実施の形態３は、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとで最大出力電力値の切り替えを行う実施の形態である。実施の形態３に係る誘導加熱調理器の駆動周波数の変更による最大出力電力値の切り替えについて、図１７の駆動部を含む共振回路を示す回路図及び周波数と高周波電流（出力電力）の関係を示す図を主に参照して説明する。
図１７（ａ）は、駆動部４０を含む共振回路の簡易回路図である。また、図１７（ｂ）は、周波数ｆと、それに対して得られる高周波電流Ｉの関係を示したものである。
図１７（ａ）において、コンデンサＣは、図７における共振コンデンサ８１,８３、リアクタンスＬは、電磁コイル１００に相当する。また、図１７（ａ）には、図示されていないが、図７同様、駆動部４０、制御部５０及び検知部６０を備えている。
【0111】
図７に示すように、トッププレート３を介して、負荷が電磁コイル１００上に載置されると、検知部６０は、載置された負荷の負荷特性を検知し、負荷判別手段によって負荷が鍋Ｐなどの被加熱物であると判別されると、制御部５０は、図１７（ａ）に簡単に示すように、負荷と結合したコイルＬ（電磁コイル１００）と共振コンデンサＣとからなる共振負荷の電気特性より得られた共振周波数ｆ０に対して、Δｆ１だけ高い周波数を駆動信号の周波数ｆｓｗ１として設定し、駆動部４０を駆動する。この時、負荷抵抗Ｒと共振回路に流れる高周波電流Ｉとの関係より、図１７（ｂ）に示すように、共振周波数ｆ０のときに高周波電流Ｉが最大となり、最大出力電力値ＭＰ１が得られる。【0112】
一方、図１０に示すように、トッププレート３を介して、負荷が電磁コイル１００上に載置され、載置された負荷が受電機器Ａであることを検知部６０が検知すると、制御部５０は、同様に、図１７（ａ）に簡単に示すように、負荷と結合したコイルＬ（電磁コイル１００）と共振コンデンサＣからなる共振負荷の電気特性より得られた共振周波数ｆ０に対して、Δｆ２だけ高い周波数を駆動信号の周波数ｆｓｗ２に設定する。Δｆ２は、あらかじめ設定した値であってもよく、Δｆ１のｎ倍に設定してもよい。この時、Δｆ１＜Δｆ２である。つまり、図１７（ｂ）に示すように、制御部５０は、駆動部４０に対し、最大出力電力値がＭＰ２＜ＭＰ１、概ね、最大出力電力値ＭＰ２が最大出力電力値ＭＰ１の約１／２程度となるような高周波電流Ｉ２が得られる周波数ｆｓｗ２を駆動信号の周波数として設定する。これにより、非接触給電動作モードにおいて、駆動部４０に設定する駆動信号の周波数ｆｓｗを制御する、つまり、駆動部４０の動作特性の範囲を周波数により制御することで、簡単に最大出力電力値ＭＰを抑制することができるので、受電機器Ａへの過剰な電力供給を抑制して、給電動作を効率よく行う事ができると共に、切り替え回路等の追加の構成要素を必要せず、安価に構成できる。
【0113】
実施の形態３に係る誘導加熱調理器の構成及び作用効果を以下に、まとめる。前述した実施の形態１または実施の形態２の構成において、駆動部４０を制御する制御部５０は、電磁コイル１００により被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードと電磁コイル１００により発生される磁場による電磁誘導によって受電対象物に給電する非接触給電動作モードとで、駆動部４０に供給する高周波電流Ｉの周波数を切り替える。
これにより、駆動周波数ｆｓｗを変更することで、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を調整することができるため、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとで、複雑な制御を必要とせず容易に出力範囲（第一の範囲：０〜ＭＰ１、または、第二の範囲：０〜ＭＰ２）を変更することができる。
【0114】
このように、実施の形態３に係る誘導加熱調理器によれば、実施の形態１または実施の形態２の構成において、制御部は、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで、駆動部に供給する駆動信号の周波数を切り替えることで、すなわち、非接触給電動作モードでの動作周波数は、誘導加熱動作モードでの動作周波数の範囲の最大値より大きく（高く）することにより、高周波電流の周波数の範囲を切り替え、最大出力電力値の範囲を調整することができるため、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードにおける出力範囲を、複雑な制御を必要とせず容易に変更することができる。【0115】
実施の形態４． 実施の形態４は、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードの最大出力電力値の切り替えを行う他の実施の形態である。実施の形態４に係る誘導加熱調理器の共振コンデンサの切り替えによる最大出力電力値の抑制について、図１８及び図１９に基づいて説明する。
【0116】
検知部６０は、トッププレート３を介して、個別コイル１０１と個別コイル１０２上に載置された負荷の電気特性を検出し、負荷判別手段によって負荷が受電機器Ａであると判別されると、制御部５０は、共振コンデンサ８１と並列に接続されたスイッチ２１を閉じる。スイッチ２１を閉じると、共振コンデンサ８１に共振コンデンサ８２が並列に接続されて、共振コンデンサの容量が増加する。ここで、共振コンデンサ８１の容量をＣ８１、共振コンデンサ８２の容量をＣ８２、Ｃ８１とＣ８２の合成容量をＣ８１’とすると、Ｃ８１＜Ｃ８１’である。その結果、スイッチ２１が開放された場合に比較して、駆動部４０に接続された個別コイル１０１，１０２と受電機器Ａと共振コンデンサ８１，８２からなる共振負荷の共振周波数ｆ０’は下がる。この様子を式（３）及び式（４）に示す。【0117】
【数3】
【数4】
【0118】
ただし、Ｃ８１＜Ｃ８１’より、ｆ０＞ｆ０’である。ここで、式（１）及び式（２）におけるＬは、負荷である受電機器Ａとコイル１００が結合された状態でのインダクタンスである。
【0119】
図１９（ａ）は、駆動部４０を含む共振回路を示す回路図である。図１９（ｂ）は、駆動周波数ｆｓｗと高周波電流Ｉの関係を示すグラフである。スイッチ２１が閉じられた状態では、回路の共振周波数が下がるので（ｆ０’）、駆動周波数ｆｓｗで駆動部４０を動作させると、高周波電流Ｉは、スイッチ２１が開放された場合より小さい出力となる。つまり、制御部５０は、負荷が受電機器Ａである場合に、スイッチ２１を切り替えて、Ｃ８３を追加することで、コイルＬと直列に接続された共振コンデンサＣの容量を大きくし、共振周波数ｆ０を駆動周波数ｆｓｗに対して低くすることで、得られる最大出力電力値ＭＰを抑制するように制御する。
なお、負荷がトッププレート３を介して個別コイル１０３，１０４上に載置された場合には、共振コンデンサ８３にスイッチ２２と直列に接続された共振コンデンサ８４を並列に接続して、スイッチ２２を閉にし、コンデンサ容量を増加させて共振周波数ｆ０を下げることによっても同様の効果が得られる。
なお、ここでは、図２（ａ）に示す複数コイルからなる電磁コイル１００のうち、個別コイル１０１〜１０４について例示的に示したが、他の構成のコイルにおいても実現することができる。
【0120】
実施の形態４に係る誘導加熱調理器の構成及び作用効果を以下に、まとめる。前述した実施の形態１から実施の形態３までのいずれかの構成において、制御部５０からなる制御手段は、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで、共振回路の共振コンデンサを切り替える。
共振コンデンサＣの値を切り替え、共振回路の共振周波数ｆ０を変更することで、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を調整できるため、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで、複雑な制御を必要とせず、容易に出力範囲（第一の範囲：０〜ＭＰ１、または、第二の範囲：０〜ＭＰ２）を変更することができる。
【0121】
このように、実施の形態４に係る誘導加熱調理器によれば、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードに対応して、制御部が駆動部の共振負荷の共振周波数を制御することにより、簡単に最大電力値を抑制することができるので、共振コンデンサを切り替えることで共振周波数を制御して、受電機器に過大な電力が供給されることを抑制し、不要な電力が給電されないように制御することで、給電動作を効率よく行うことができる。【0122】
実施の形態５． 実施の形態５は、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードの最大出力電力値の切り替えを行う他の実施態様である。実施の形態５の駆動部の回路構成の切り替えについて、図２０及び図２１を参照して説明する。
図２０（ａ）は、概略の誘導加熱調理器１の駆動部４０の一部を示す回路ブロックの概略図である。図２０（ａ）では、スイッチング素子対４０１，４０２、共振コンデンサ８０、電磁コイル１００で構成されるフルブリッジ回路を示している。フルブリッジ回路は、図２０（ｂ）に示す二対の相補信号ａ，ａ’，ｂ，ｂ’による駆動信号で駆動され、電磁コイル１００に高周波電流Ｉを供給する。駆動信号の周波数は、２０〜１００ｋＨｚの範囲内で、検知部６０により検出された電気特性に応じて、制御部５０が最適な周波数を設定する。例えば、電磁コイル１００がトッププレート上に載置された負荷と結合された場合の駆動部４０の共振周波数ｆ０に対し、数ｋＨｚ分だけ高い値Δｆを加えた周波数を駆動周波数ｆｓｗとして設定する。
【0123】
ここでは、代表的に、加熱部１０に配設された電磁コイル１００を例に説明する。なお、説明を容易にするために、電磁コイル１００は、単一のコイルで表示されている。電磁コイル１００に供給される高周波電流Ｉの大きさは、他の実施態様で説明したように駆動信号ａ，ｂ（ａ’，ｂ’）の信号間の位相差θにより調整することができる。フルブリッジ回路の動作については良く知られているので、ここでは説明を省略する。駆動部４０を構成する半導体スイッチング素子対４０１，４０２には、図２０（ａ）では図示されていないが、商用電源３１、ダイオードブリッジ３２、平滑回路３３を介して電源電圧Ｖが供給される。フルブリッジ回路が動作すると、共振コンデンサ８０と電磁コイル１００に両端には、位相差θの大きさに応じた期間Ｔθに、電源電圧｜Ｖ｜が駆動周波数ｆｓｗの一周期ごとに印加される（図２０（ｄ））。一方、共振コンデンサ８０と電磁コイル１００と、トッププレート３上に載置された負荷との合成抵抗からなる駆動回路のインピーダンスＺに流れる高周波電流をＩとする。負荷Ｒは、電磁コイル１００の抵抗成分と負荷との合成抵抗である。駆動回路に流れる電流Ｉは、式（５）のωＬ−（１／ωｃ）が“０”、すなわち｜Ｚ｜＝Ｒとなった時に最大となり、このとき最大出力電力値ＭＰが得られる。
【0124】
【数5】
【0125】
トッププレート３上に載置された負荷が、検知部６０と制御部５０の負荷判別手段によって、鍋Ｐなどの被加熱物であると判別された場合、誘導加熱調理器１は、誘導加熱動作モードに移行し、制御部５０は、駆動部４０をフルブリッジ回路構成で動作させ、図２０では図示されていない操作部５，６により設定された出力電力値Ｐが得られるように、駆動信号ａ，ｂ（ａ’，ｂ’）の位相差θを制御し、電磁コイル１００に供給する高周波電流Ｉを制御する。【0126】
一方、トッププレート３上に載置された負荷が、検知部６０と制御部５０の負荷判別手段によって、受電機器Ａであると判別された場合には、制御部５０は、駆動信号ａ，ａ’，ｂ，ｂ’を図２０（ｃ）に示すタイミングで、駆動部４０に出力する。図２０（ｃ）に示すように、駆動信号ｂは、常時Ｌ（低）レベルの、駆動信号ｂ’は、常時Ｈ（高）レベルの信号である。したがって、図２１（ａ）に示すように、半導体スイッチング素子対４０２のうち、上側の半導体スイッチング素子４０２ａに供給される駆動信号ｂは常時Ｌ（低）レベルであるため、半導体スイッチング素子４０２ａは駆動されない。また、下側の半導体スイッチング素子４０２ｂに供給される駆動信号ｂ’は常時Ｈ（高）レベルであるため、半導体スイッチング素子４０２ｂは常時オン状態となる。その結果、駆動部４０を構成する半導体スイッチング素子対４０１，４０２は、図２１（ｂ）に示す回路構成となる。つまり、負荷が受電機器Ａであると判別されると、誘導加熱調理器１は、非接触給電動作モードに移行し、制御部５０は、駆動部４０がハーフブリッジ回路構成となるように制御する。【0127】
駆動部４０を構成する半導体スイッチング素子対４０１，４０２には、図２０では図示されていない交流電源３１、ダイオードブリッジ３２、平滑回路３３を介して電源電圧Ｖが供給される。ハーフブリッジ回路が動作すると、共振コンデンサ８０と電磁コイル１００の両端には、パルス幅Ｔｗの大きさに応じた期間Ｔｗに、電源電圧Ｖが駆動周波数ｆｓｗの一周期ごとに印加される（図２０（ｅ））。その結果、電磁コイル１００に流れる高周波電流Ｉ２の大きさは、フルブリッジ回路構成である誘導加熱動作モードの１／２となり、得られる最大出力電力値ＭＰも１／２となる。つまり、負荷が大きな電力を必要としない受電機器Ａである場合、制御部５０が駆動部４０に出力する駆動信号を制御し、駆動部４０の回路構成を切り替えることで、最大出力電力値ＭＰを抑えることができる。
ここでは、図２０、図２１に示す簡易的な図面での回路構成の変更について説明したが、図６に示す実際の駆動回路に適用される場合には、半導体スイッチング素子対４０１を共有し、ハーフブリッジが２回路含まれた構成となる。
【0128】
実施の形態５に係る誘導加熱調理器の構成及び作用効果を以下にまとめて説明する。本実施の形態に係る誘導加熱調理器１は、実施の形態１から実施の形態４までのいずれかの構成において、制御部５０は、誘導加熱動作モードでは、フルブリッジ回路構成で動作され、非接触給電動作モードでは、ハーフブリッジ回路構成で動作されるように、駆動部４０の回路構成を切り替える。
これにより、回路構成を切り替えることで、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードで、複雑な制御を必要とせず、最大出力電力値ＭＰ１，ＭＰ２を調整できるため、動作モードに対応して、容易に出力範囲（第一の範囲：０〜ＭＰ１、または、第二の範囲：０〜ＭＰ２）を変更することができる。
【0129】
このように、実施の形態５に係る誘導加熱調理器によれば、誘導加熱動作モードにおいては、鍋の大きさ、形状、位置ずれなどの状況に応じて、複数の個別コイルに選択的に高周波電流が供給されるように動作されるので、高効率な加熱を実現することができる。また、非接触給電動作モードにおいては、駆動部を制御することにより簡単に最大出力電力値を抑制でき、受電機器が必要とする最大電力に合わせて、必要な電力を供給できるコイルだけを駆動するように動作されるので、効率よく給電することができると共に、切替回路等追加の構成要素を必要せず、安価に構成することができる。さらに、受電機器が載置されていないコイルからの不要な磁束の漏れを抑制することができる。また、誘導加熱調理器本体から受電機器の電力制御が可能となるように構成されているので、使い勝手が向上する。【0130】
実施の形態６． 図２２は、実施の形態６における操作部の構成例を示す図である。実施の形態６は、スイッチ操作により、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードの最大出力電力値の切り替えを行う他の実施態様である。
図２２に示すように、本実施の形態においては、操作スイッチにより非接触給電動作モードが任意に選択できるように構成されたものであり、誘導加熱調理器本体２の操作部５に誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードのいずれかを選択する操作スイッチとして動作モード切替スイッチ５１１が設けられている。操作スイッチにより非接触給電動作モードが選択されると、制御部５０は、駆動部４０の最大出力電力値ＭＰを第二の最大出力電力値ＭＰ２に切り替えるように駆動部４０を制御する。
【0131】
以下、図２２を参照して本実施の形態における動作モードの切り替えについて説明する。図２２（ａ）に示す操作部５は、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードのいずれかが選択され、動作を開始する動作モード切替スイッチ５１１と、給電電力値または出力電力値の大きさを調節するダウンスイッチ５１２、アップスイッチ５１３の操作スイッチを備えている。さらに、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードのいずれかで動作している場合に、動作を停止させるための停止スイッチ５１４の操作スイッチを備えている。なお、操作スイッチの種類や配置は、一例であり、これに限定されるものではない。
【0132】
動作モード切替スイッチ５１１には、誘導加熱動作モードを表す図柄（ピクト）と、非接触給電動作モードを表す図柄が表記されている。制御部５０は、動作モード切替スイッチ５１１が一回押されたことを検出すると、誘導加熱動作モードが選択されたと判断し、誘導加熱動作モードに移行する。検知部６０は、トッププレート３上に載置された負荷の電気特性を検出し、電気特性に基づき負荷特性を検知する。制御部５０は、負荷判別手段により加熱可能な負荷（鍋Ｐ）であると判別すると、駆動部４０の最大出力電力値ＭＰを第一の最大出力電力値ＭＰ１に設定し、設定された調節値αに応じた加熱の出力電力値Ｐが得られるように、負荷の材質や形状に合わせた駆動条件で駆動部４０を制御し、加熱動作を行う。負荷が載置されていない場合や受電機器Ａである場合等、加熱に適さない負荷であると判別された場合には、制御部５０は、加熱動作に移行しないように駆動部４０を制御し、加熱動作を停止させる。【0133】
一方、制御部５０は、動作モード切替スイッチ５１１が続けて２回押されたことを検出すると、非接触給電動作モードが選択されたと判断し、非接触給電動作モードに移行する。図４における検出回路６０ａ，６０ｂによりトッププレート３上に載置された負荷の電気特性が検出され、検知部６０が、電気特性に基づき負荷特性を検知すると、制御部５０は、負荷判別手段により負荷特性から電力が供給可能な受電機器Ａであると判別すると、駆動部４０の最大出力電力値を第二の最大出力電力値ＭＰ２に設定し、調節値αに応じた給電電力を受電機器Ａに供給するように駆動部４０を制御する。負荷が載置されていない場合や、受電機器Ａではない負荷である、あるいは被加熱物であることが検知された場合には、制御部５０は、給電動作に移行しないように駆動部４０を制御し、給電動作を停止させる。動作モード切替スイッチ５１１を複数回押下された場合には、最初の１回目から、順番に誘導加熱動作モード→非接触給電動作モード→誘導加熱動作モード→・・・と、押下される毎に動作モードが切り替わる。動作を停止させる場合は、停止スイッチ５１４を押下することで、いずれかの動作モードで動作している動作が停止される、または動作モードの選択がキャンセルされる。なお、ボタンの押下回数は、一例であって、押下時間の長さの違いで識別するようにしてもよい。
【0134】
操作部５に動作モード切替スイッチ５１１を設けて切替操作部が構成され、動作モードの選択が任意に行えるようにされているので、使い勝手を向上させることができる。図２２（ａ）の例では、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードを切り替える動作モード切替スイッチ５１１が一つにまとめられているとともに、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとで、異なる図柄がボタンの表面に表示され、停止スイッチ５１４が独立して設けられていることで、操作スイッチの数を増やすことなく、機能毎に操作スイッチが配置されているので操作内容が分かり易く利便性が向上する。また、動作モードの選択が可能になり、制御部５０による負荷の判別時間を削減することができる。さらに、仮に、判別が困難な負荷が載置された場合においても、適切に動作モードを選択することで、適正な動作を行うことができる。
【0135】
図２２（ｂ）に示す操作部５は、動作モード切替スイッチが独立して設けられている例である。つまり、誘導加熱動作モードスイッチ５１１ａと、非接触給電動作モードスイッチ５１１ｂがそれぞれ備えられており、それぞれの操作スイッチは、動作の開始と停止を兼ねている。例えば、非接触給電動作モードスイッチ５１１ｂが１回押下されると、制御部５０は、非接触給電動作モードスイッチが押されたことを検出し、非接触給電動作モードに移行する。移行後の動作については、上述した場合と同様であるため、ここでは、詳細を省略する。非接触給電動作モードスイッチ５１１ｂは、停止スイッチも兼ねているため、給電動作中に、再度、非接触給電動作モードスイッチ５１１ｂが押下されると、制御部５０は、給電動作を停止するように駆動部４０を制御する。【0136】
同様に、誘導加熱動作モードスイッチ５１１ａが押下されると、制御部５０は、誘導加熱動作モードスイッチが押されたことを検出し、誘導加熱動作モードに移行する。移行後の動作については上述した場合と同様であるため、ここでは、詳細を省略する。誘導加熱動作モードスイッチ５１１ａは、停止スイッチも兼ねているため、加熱動作中に、再度、誘導加熱動作モードスイッチ５１１ａが押下されると、制御部５０は、加熱動作を停止するように駆動部４０を制御する。【0137】
図２２（ｃ）に示す操作部５は、さらに、図２２（ｂ）に示す操作部５に停止スイッチ５１４が設けられると共に、動作モード切替スイッチ５１１と停止スイッチ５１４を分離させた例である。各操作スイッチが押下された場合の動作については、上述した場合と同様であるため、詳細を省略する。また、選択された動作モードを識別することができるように、動作モード切替スイッチ５１１が押下されると、ここでは、図示しないが、選択された操作スイッチを光らせるようにしてもよい。例えば、操作スイッチそのものを光らせる、操作スイッチの周囲を光らせる、あるいは、動作モードが選択される対象の加熱部の近傍でトッププレート３上のいずれかに、視認し易い場所に、例えば、ＬＥＤランプなどの表示器を設けて、動作モードにより色分けして点灯させてもよい。
【0138】
さらに、表示部７には、誘導加熱動作モードであるか、非接触給電動作モードであるかが分かるように、動作モードを表示させるような機能を持たせて、表示部７で動作モード表示部を構成するようにしてもよい。もし、鍋がトッププレート３上に載置された場合、誤って非接触給電動作モードスイッチが押下されても、非接触給電動作モードを示す表示があれば、操作が誤っていることを気付かせることができる。なお、上記では、操作スイッチの操作を制御部５０が検知するような記述としたが、別に設けたマイコンなどが操作状態を判別し、制御部５０に操作に応じた指令を出し、これに基づき制御部５０が、駆動部４０を制御するように構成されていてもよい。操作部５に動作モードを切り替える動作モード切替スイッチを設けることにより、利便性を向上させることができる。
【0139】
また、上記では、複数ある加熱部のうち一つの加熱部に対する操作部５の操作について例示的に説明したが、各加熱部に対応させて、それぞれの操作部５に設けてもよく、複数の加熱部９，１０，１１を任意の動作モードで動作させることができるように構成されていてもよい。例えば、加熱部１０で誘導加熱動作モードによる調理を行い、同時に加熱部１１を非接触給電動作モードで動作させて、非接触で電力を受電して動作するブレンダーなどでソース作りを同時に行うことで、より使い勝手が向上する。【0140】
実施の形態６に係る誘導加熱調理器の構成及び作用効果を以下にまとめて説明する。本実施の形態に係る誘導加熱調理器１は、実施の形態１から実施の形態５までのいずれかの構成において、電磁コイル１００により被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードと、電磁コイル１００により発生される磁場による電磁誘導によって受電対象物に給電する非接触給電動作モードとを切り替える操作スイッチが設けられた操作部５からなる切替操作部を備えている。
これにより、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとを任意に選択することができるので、利便性が向上する。
【0141】
本実施の形態に係る誘導加熱調理器１は、実施の形態１から実施の形態５までのいずれかの構成において、制御状態や操作ガイドを含む表示対象を表示させると共に、電磁コイル１００により被加熱物を加熱する誘導加熱動作モードで動作しているか、電磁コイル１００により発生される磁場による電磁誘導によって受電対象物に給電する非接触給電動作モードで動作しているか、いずれの動作モードで動作しているかを表示する動作モード表示部を有する表示部７を備えている。これにより、動作モードの状態を視認することができるので、利便性が向上する。
【0142】
このように、実施の形態５に係る誘導加熱調理器によれば、動作モードを選択するための専用の操作スイッチが設けられていることで、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとが切り替えられるようにされているので、利便性を向上させることができる。【0143】
実施の形態７． 実施の形態７では、操作部において調節値が選択された場合に、誘導加熱動作モード及び非接触給電動作モードでのそれぞれの調節値（設定レベル）に対応して、出力電力値が予め決められた出力電力値設定テーブルを用いて、誘導加熱調理器の出力電力値の調節を行うことができる実施態様を示すものである。
図２３から図３１は、実施の形態７に係る誘導加熱調理器１の実施例１から３における動作を説明するための図であり、以下に、各実施例の動作の詳細について説明する。
ここで、実施の形態７における誘導加熱調理器１の構成は、実施の形態１の図３及び図４に記載のものを用いることができるので、構成要素の説明は省略する。なお、他の実施の形態の構成に対しても適用することが可能である。
【0144】
一般的に、誘導加熱調理器を用いて調理する際、調理内容に応じて、調理に適した出力電力値（火力）に調節しながら調理が行われる。本実施の形態は、調理を行う際に、調理内容に応じて所望の出力電力値を得るために、操作部５、あるいは操作部６を用いて出力電力値Ｐの大きさに調節するために、誘導加熱動作モード及び非接触給電動作モードにおいて、調節値α（設定レベル）の調節範囲を変更することなく、誘導加熱調理器１の制御部５０が、調節値αに対する出力電力値Ｐの大きさを各動作モードに応じた異なる値に設定する方法に関するものである。つまり、操作部５、あるいは操作部６を用いて調節できる調節値α（設定レベル）の調節可能な範囲は、各動作モードにおいて同一であって、同じ調節値αに対する出力電力値Ｐの大きさが各動作モードで異なるように、制御部５０は駆動部４０を制御する。【0145】
ところで、誘導加熱調理器１の加熱部９〜１０のそれぞれの出力電力値Ｐの大きさは、駆動部４０から電磁コイル１００に供給される高周波電流Ｉの大きさを変えることにより変更される。すなわち、制御部５０は、所望の大きさの出力電力値Ｐが得られるように駆動部４０を制御して、電磁コイル１００に供給される高周波電流Ｉの大きさを変更する。【0146】
［実施例１］図２３に示す調節値αと出力電力値Ｐとの関係を表わす出力電力値設定テーブル、及び図２４に示す調節値αと出力電力値Ｐとの関係を表わすグラフを参照して、実施の形態７における実施例１の動作について説明する。
図２３は、調節範囲である１０段階の調節値α（設定レベル）と出力電力値Ｐとの関係を示すデータテーブルである。また、図２４は、図２３のデータテーブルをより理解しやすくするため、図２３の調節値α（設定レベル）と出力電力値Ｐとの関係を、横軸を調節値α、縦軸を出力電力値Ｐとするグラフで表わしたものである。ここでは、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとで、異なる出力電力値Ｐが設定されている。このデータテーブルは、制御部５０のメモリ等に予め記憶されていてもよく、あるいは、プログラムの中にデータテーブルとして記述されていてもよい。
【0147】
次に、これらの図を参照して、図１に示されている操作部６において調節値α（設定レベル）を選択することにより、出力電力値Ｐの大きさを調節する例について説明する。調節範囲は、例えば、図２３では、誘導加熱調理器１に設けられた表示部７に１〜１０の数値で設定レベルが段階表示されている。操作部６において１０段階のいずれかの設定レベルが選択操作されることで、その調節値α（設定レベル）に応じた所望の出力電力値Ｐを得ることができる。この時、制御部５０は、設定された調節値α（設定レベル）に対応した出力電力値Ｐが得られるように駆動部４０を制御して、電磁コイル１００に供給される高周波電流Ｉの大きさを調節する。【0148】
ところで、操作部６が操作されて出力電力値Ｐが調節される場合に、操作部６で調節可能な範囲（調節範囲）において、最大調節値α１における出力電力値Ｐのうち最大出力電力値をＭＰとし、誘導加熱動作モードで動作させる場合の最大出力電力値ＭＰ１、非接触給電動作モードで動作させる場合の最大出力電力値ＭＰ２を含む出力電力値Ｐは、動作モード毎に、予め誘導加熱調理器１の制御部５０によって設定されている。なお、これらの最大出力電力値ＭＰの大小関係は、ＭＰ１＞ＭＰ２である。すなわち、操作部６が操作されて出力電力値Ｐが調節される場合に、調節可能な範囲において、設定された調節値α（設定レベル）に対応する出力電力値Ｐの大きさは、各動作モードで異なる出力電力値Ｐが得られるように設定されている。
【0149】
操作部６で設定された調節値αに対する出力電力値Ｐ（火力）は、例えば、予め誘導加熱調理器１の内部のメモリ等に記憶されており、誘導加熱動作モードで動作している場合には、操作部６が操作されて調節値α（設定レベル）の“８”が選択されると、制御部５０は、動作モードが誘導加熱動作モードであると判別し、図２３に示されるデータテーブルで与えられた値に基づいて、出力電力値２，０００Ｗが得られる高周波電流Ｉが、電磁コイル１００に供給されるように駆動部４０を制御する。一方、非接触給電動作モードで動作している場合には、操作部６が操作されて調節値α（設定レベル）の“８”が選択されると、制御部５０は、動作モードが非接触給電モードであると判別し、図２３に示されるデータテーブルで与えられた値に基づき、出力電力値１，０００Ｗが得られる高周波電流Ｉが、電磁コイル１００に供給されるように駆動部４０を制御する。なお、図２３で示された各数値は、一例を示すものであり、これらに限定されるものではない。【0150】
図２３及び図２４では、出力電力値Ｐが、調節値αに対して直線的に変化するように設定された例を示したが、図２５及び図２６は、動作モード毎に出力電力値Ｐが階段状に変化するように設定された例である。ここで、図２５及び図２６は、出力電力値Ｐが、３段階の設定レベルで設定されている例を示すデータテーブルとそれをグラフ化した図である。この例においても、同一の調節範囲（調節値α）において、各動作モードで異なる最大出力電力値ＭＰが得られるように設定されている。【0151】
このように、出力電力値（火力）の調節値に対して、動作モード毎に異なる値が設定されていることで、動作モードを意識することなく、同じ調節範囲で出力電力値の調節動作ができるようにしたので、動作モード毎に操作方法を変える必要が無く、利便性を向上させることができる。また、非接触給電動作モードにおいて、調節範囲において最大出力電力値に設定された場合でも、過大な電力が受電機器に供給されるのを抑制することができる。【0152】
［実施例２］図２７に示す調節値αと出力電力値Ｐとの関係を表わす出力電力値設定テーブル、及び図２８に示す調節値αと出力電力値Ｐとの関係を表わすグラフを参照して、実施の形態７における実施例２の動作について説明する。
図２７は、調節範囲である１０段階の調節値α（設定レベル）と比率ｋａによる出力電力設定値の関係を示すデータテーブルである。また、図２８は、図２７のデータテーブルをより理解しやすくするため、図２７の調節値α（設定レベル）と比率ｋａによる出力電力設定値との関係を、横軸を調節値α、縦軸を出力電力値Ｐとするグラフで表わしたものである。ここで、誘導加熱動作モードと非接触給電動作モードとで、異なる出力電力値Ｐが設定されている。このデータテーブルは、制御部５０のメモリ等にあらかじめ記憶されていてもよく、あるいは、プログラムの中にデータテーブルとして記述されていてもよい。
【0153】
実施例２では、各動作モードにおける調節値α（設定レベル）に対する出力電力値Ｐ（火力）の大きさは、実施例１の図２３で示すような出力電力値Ｐを数値で表わしたものではなく、例えば、図２７の出力電力値設定テーブルに示すように、非接触給電動作モードにおける出力電力値Ｐ（火力）は、誘導加熱動作モードにおける各調節値αに対応して予め設定された出力電力値Ｐの大きさに対する一定の比率ｋａ（０＜ｋａ＜１）を乗じた値で出力されるようにしたものである。【0154】
例えば、誘導加熱動作モードにおける調節範囲の最大調節値α１に対応する最大出力電力値ＭＰ１を３，０００Ｗとした場合、図２７では、調節範囲全体にわたって、非接触給電動作モードの場合の出力電力値Ｐが、誘導加熱動作モードの場合の出力電力値Ｐに対して、０．５倍の比率（ｋａ＝０．５）で出力されるように設定された出力電力値設定テーブルの例を示している。図２７の出力電力値設定テーブルを用いて得られる各動作モードにおける各調節値αに対する出力電力値Ｐの大きさを図２８のグラフに示すように、この例では、非接触給電動作モードの最大出力電力値ＭＰ２は、誘導加熱動作モードの最大出力電力値ＭＰ１に対し、１／２倍（０．５倍）の大きさの出力電力となる。つまり、非接触給電動作モードの最大調節値α１における最大出力電力値ＭＰ２は、ＭＰ１×ｋａ（０＜ｋａ＜１）で与えられるので、３，０００Ｗ×０．５倍から１，５００Ｗとなる。【0155】
なお、非接触給電動作モードにおける最大出力電力値ＭＰ２は、制度上１，５００Ｗ以下に規制される可能性があるため、ＭＰ２は、１，５００Ｗ以下にする必要があり、仮に、誘導加熱動作モードの最大出力電力値が３，０００Ｗを超える場合には、最大出力電力値における比率ｋａは、ＭＰ２＝ｋａ×ＭＰ１＜１，５００Ｗとなるように設定しておく必要がある。ここでは、誘導加熱動作モードでの出力電力値Ｐを基準とする比率ｋａとしたが、逆に、非接触給電動作モードでの出力電力値Ｐを基準とする比率ｋｂ（ｋｂ＞１）を用いてもよい。
【0156】
また、この比率ｋａは、図２７の出力電力値設定テーブルに示すように、誘導加熱動作モードに対する数値データで与えられていてもよく、あるいは、図２９の出力電力値設定テーブルに示すように、比率ｋｃを調節値α毎に変更してもよい。図３０は、図２９の調節値α（設定レベル）と出力電力設定値Ｐとの関係を、横軸を調節値α、縦軸を出力電力値Ｐとするグラフで表わしたものである。出力電力値Ｐは、調節値αに対して階段上に変更される。【0157】
［実施例３］図３１に示す調節値αと出力電力値Ｐとの関係を表すグラフを参照して、実施の形態７における実施例３の動作について説明する。
実施の形態７の実施例３では、制御部５０が予め設定された数式に基づいて、調節値αに応じて出力電力値Ｐ（火力）を変化させるものである。このとき、誘導加熱動作モードおよび非接触給電動作モードのいずれも、数式に基づいて出力電力値Ｐを決定してもよく、あるいはいずれかのモードで、数式に基づいて出力電力値Ｐを決定してもよい。
【0158】
例えば、調節範囲において、出力電力値Ｐが正の傾きをもつ一次直線で表せるように、予め数式を設定しておく。例として、図３１（ａ）に示すように、いずれの動作モードにおいても、調節範囲における調節値αに対して、出力電力値Ｐ（火力）が一次式で与えられる場合について説明する。誘導加熱動作モードにおいて、調節値をαｍ、その時に得られる出力電力値をＰｍとすると、Ｐｍは、式（６）で与えられる。
【数6】
一方、非接触給電動作モードにおいて、調節値をαｎ、その時に得られる出力電力値をＰｎとすると、Ｐｎは、式（７）で与えられる。
【数7】
ところで、各動作モードにおける調節値αと出力電力値Ｐとの関係は、図３１（ａ）のグラフで示されているように、ＭＰ１＞ＭＰ２であり、各調節値αに対して所望の出力電力値Ｐが得られるようにａ，ｂ，ｃ，ｄの値を予め設定することで、同一の調節値αに対して異なる出力電力値Ｐを得ることができる。例えば、ＭＰ１＞ＭＰ２とすると、ａ＞ｃ（ｂ≧ｄ）となるように設定すればよい。図３１（ａ）では、ｂ＝ｄ＝０の例を示している。
【0159】
上述したように、数式の傾き（ａあるいはｃ）を変えることで、設定された調節値αに対する出力電力値Ｐ（火力）を変えることができる。このように、制御部５０は、複数の数式を使い分け、数式に応じて、出力電力値Ｐを決定し、決定された出力電力値Ｐが得られる高周波電流Ｉが電磁コイル１００に供給されるように駆動部４０の出力を制御する。その結果、誘導加熱調理器１は、誘導加熱動作モードにおいて、駆動部４０の出力範囲を第一の最大出力電力値ＭＰ１を有する第一の範囲に設定することができると共に、非接触給電動作モードにおいて、駆動部４０の出力範囲を第二の最大出力電力値ＭＰ２を有する第二の範囲に設定することができる。すなわち、誘導加熱調理器１は、各動作モードにおいて、予め設定された数式に基づいて制御部５０が駆動部４０を制御することで、操作部６による調節範囲における同一の調節値αに対し、異なる出力電力値Ｐを得ることができる。【0160】
なお、図３１（ａ）では、各動作モードにおける調節値αに対する出力電力値Ｐが一次式で得られる例について説明したが、これに限定されず、調節値αに対して出力電力値Ｐが任意の傾きの変化量で得られる数式に設定してもよい。また、図２３〜図３１において、誘導加熱動作モードの調節範囲に対する出力電力値Ｐの変化は、便宜上、一次式で得られる直線で表現されているが、これに限定されず、図３１（ｂ）〜図３１（ｄ）に示すように、調節値αに対する出力電力値Ｐの変化の仕方は、調理の利便性に応じて、任意に設定されていてもよい。
図３１（ａ）の非接触給電動作モードでは、調節値αの増加とともに出力電力値Ｐが直線的に増加するように設定されているのに対して、図３１（ｂ）の非接触給電動作モードでは、調節値αの増加とともに出力電力値Ｐが直線的に低下するように設定されている。
図３１（ｃ）の非接触給電動作モードでは、調節値αの増加とともに出力電力値Ｐが非線形的に漸増するように設定されている。また、図３１（ｄ）の非接触給電動作モードでは、調節値αの増加とともに出力電力値Ｐが図３１（ｃ）とは異なる非線形的に漸増するように設定されている。
【0161】
このように、実施の形態７に係る誘導加熱調理器によれば、動作モード毎に、同じ調節値に対して異なる出力電力値が得られるように設定されているので、動作モードを意識することなく、同じ調節範囲で調節することができるので、動作モード毎に操作方法を変更する必要が無く、利便性を向上することができる。また、非接触給電動作モードにおいて、調節範囲が最大出力電力値に設定された場合においても、過大な電力が受電機器に供給されるのを抑制することができる。【0162】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。【0163】
また、図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。【符号の説明】
【0164】
１ 誘導加熱調理器、２ 誘導加熱調理器本体、３ トッププレート、４ 調理用グリル、５ 操作部、６，６ａ，６ｂ 操作部、７，７ａ，７ｂ，７ｃ 表示部、８ａ，８ｂ，８ｃ 吸排気窓、９,１０,１１ 加熱部、１００ 電磁コイル、１０１〜１０６ 個別コイル、３０ 電源部、４０ 駆動部、４０ａ，４０ｂ 駆動回路、５０ 制御部、６０ 検知部、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ 検出回路、８０〜８４ 共振コンデンサ、Ｐ 鍋（被加熱物）、２１〜２３ スイッチ、３１ 商用電源、３２ ダイオードブリッジ、３３ 平滑回路、３３１ チョークコイル、３３２ 平滑コンデンサ、４０１〜４０３ 半導体スイッチング素子対（アーム１〜３）、４０１ａ，４０１ｂ，４０２ａ，４０２ｂ，４０３ａ，４０３ｂ 半導体スイッチング素子、５０１ 受電機器外郭、５０２ 受電コイル、５０３ 電源回路、５０４ 負荷回路、５１１ 動作モード切替スイッチ、５１２ ダウンスイッチ、５１３ アップスイッチ、５１４ 停止スイッチ、Ａ 受電機器