JP2002056962A - 誘導加熱装置用加熱コイル - Google Patents
誘導加熱装置用加熱コイルInfo
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、かつ損失低減のできる安価な
加熱コイルを実現し、小形かつ低コストの誘導加熱装置
を提供することを目的としている。 【解決手段】 複数の素線からなる第１の電気導体１１
を渦巻き状に巻回し、複数の素線間に少なくとも電気導
体１１の電気抵抗が大となる第２の電気導体を設けて従
来必要であった高耐熱の絶縁材料を不要とし、安価な誘
導加熱装置を実現している。
加熱コイルを実現し、小形かつ低コストの誘導加熱装置
を提供することを目的としている。 【解決手段】 複数の素線からなる第１の電気導体１１
を渦巻き状に巻回し、複数の素線間に少なくとも電気導
体１１の電気抵抗が大となる第２の電気導体を設けて従
来必要であった高耐熱の絶縁材料を不要とし、安価な誘
導加熱装置を実現している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般家庭及びレスト
ラン、あるいは工場などで使用される誘導加熱装置に関
するもので、さらに詳しくはその加熱コイルに関するも
のである。
ラン、あるいは工場などで使用される誘導加熱装置に関
するもので、さらに詳しくはその加熱コイルに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の誘導加熱装置の加熱構造につい
て、誘導加熱調理器を例に取り上げ、図４〜５を用いて
説明する。
て、誘導加熱調理器を例に取り上げ、図４〜５を用いて
説明する。
【０００３】図４は従来の誘導加熱調理器の断面図で、
１は加熱コイル２から発生する高周波磁界によって誘導
加熱される被加熱物、２は被加熱物１を誘導加熱する加
熱コイル、３は加熱コイル２に高周波電流を供給するイ
ンバータ回路で図には特に記載していないが、加熱コイ
ル２と接続されている。４は被加熱物１がその上面に載
置されるプレートでその材質はセラミックである。５は
筐体、６は加熱コイル２を載置するコイル台、７はコイ
ル台６に埋設されている磁性体で、材質はフェライトで
ある。磁性体７は加熱コイル２から発生する高周波磁界
を効率よく被加熱物１に供給させる目的で用いられてい
る。８は冷却装置で、加熱コイル２の冷却のために加熱
コイル２側面から軸流ファンなどを用いて強制空冷にて
冷却している。
１は加熱コイル２から発生する高周波磁界によって誘導
加熱される被加熱物、２は被加熱物１を誘導加熱する加
熱コイル、３は加熱コイル２に高周波電流を供給するイ
ンバータ回路で図には特に記載していないが、加熱コイ
ル２と接続されている。４は被加熱物１がその上面に載
置されるプレートでその材質はセラミックである。５は
筐体、６は加熱コイル２を載置するコイル台、７はコイ
ル台６に埋設されている磁性体で、材質はフェライトで
ある。磁性体７は加熱コイル２から発生する高周波磁界
を効率よく被加熱物１に供給させる目的で用いられてい
る。８は冷却装置で、加熱コイル２の冷却のために加熱
コイル２側面から軸流ファンなどを用いて強制空冷にて
冷却している。
【０００４】次に、コイル台６を上から見た図を図５に
示す。図５に示すように加熱コイル２のコイル線は渦巻
き状に巻回されており、そのコイル線は、直径０．３ｍ
ｍ〜０．５ｍｍ程度の素線を３０本程度撚り合わせたも
ので構成されている。素線の材質は銅で、その表面は樹
脂材料の電気絶縁物で自己融着可能な材質によって覆わ
れており、それぞれの素線が電気的に接続されないよう
になっている。
示す。図５に示すように加熱コイル２のコイル線は渦巻
き状に巻回されており、そのコイル線は、直径０．３ｍ
ｍ〜０．５ｍｍ程度の素線を３０本程度撚り合わせたも
ので構成されている。素線の材質は銅で、その表面は樹
脂材料の電気絶縁物で自己融着可能な材質によって覆わ
れており、それぞれの素線が電気的に接続されないよう
になっている。
【０００５】ここで、コイル線間は密着しており、自己
融着効果によって接着されて、その形状を保持してい
る。一般に加熱コイル２の温度はその発熱により１５０
〜１８０℃となるため、電気絶縁物の耐熱も１５０〜１
８０℃必要である。それぞれの素線は加熱コイル２の始
端及び終端にて電気的に接続している。加熱コイル２の
コイル線をこのような細い素線を用いている理由は、加
熱コイル２に流れる周波数２０〜３０ｋＨｚ程度の高周
波電流が、表皮効果によりコイル線表面に電流が集中す
るため、コイル線の表面積を大とする必要があるからで
ある。
融着効果によって接着されて、その形状を保持してい
る。一般に加熱コイル２の温度はその発熱により１５０
〜１８０℃となるため、電気絶縁物の耐熱も１５０〜１
８０℃必要である。それぞれの素線は加熱コイル２の始
端及び終端にて電気的に接続している。加熱コイル２の
コイル線をこのような細い素線を用いている理由は、加
熱コイル２に流れる周波数２０〜３０ｋＨｚ程度の高周
波電流が、表皮効果によりコイル線表面に電流が集中す
るため、コイル線の表面積を大とする必要があるからで
ある。
【０００６】また、撚り合わせている理由は、加熱コイ
ル２が発生する高周波磁界により加熱コイル２のコイル
線間に作用する近接効果によって、コイル線に流れる電
流分布が不均一となることを防ぐためである。
ル２が発生する高周波磁界により加熱コイル２のコイル
線間に作用する近接効果によって、コイル線に流れる電
流分布が不均一となることを防ぐためである。
【０００７】なお、図５に示すコイルのターン数は簡易
的に示したものであり、実際のターン数は約２０ターン
以上である。
的に示したものであり、実際のターン数は約２０ターン
以上である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の誘導加熱装置では、以下に示す課題があった。
な従来の誘導加熱装置では、以下に示す課題があった。
【０００９】すなわち、上記したように加熱コイルは、
その作製工数や部品コストが大きく、その結果、商品の
コスト上昇をまねくという課題である。特に加熱コイル
は複数の素線を撚り合わせる構成であり、その作製工数
は極めて大きいものである。また、素線を覆っている耐
熱の高い樹脂材料はコストが高く、かつ熱伝導率が低い
ため、素線から発生する熱を封じ、加熱コイルの温度上
昇が高くなることから、その必要冷却が大きくなり、冷
却装置の大型化などコストアップの要因となっている。
その作製工数や部品コストが大きく、その結果、商品の
コスト上昇をまねくという課題である。特に加熱コイル
は複数の素線を撚り合わせる構成であり、その作製工数
は極めて大きいものである。また、素線を覆っている耐
熱の高い樹脂材料はコストが高く、かつ熱伝導率が低い
ため、素線から発生する熱を封じ、加熱コイルの温度上
昇が高くなることから、その必要冷却が大きくなり、冷
却装置の大型化などコストアップの要因となっている。
【００１０】こういった背景から、近年加熱コイルの製
造工程及び製造コストを低減し、安価な装置を提供する
ために、特開昭６０−２４３９９６号あるいは特開平４
−３３７６０６号に記載された発明のように、導電板を
渦巻き状に打ち抜く等の工法で、撚り線を用いない簡素
なコイル線の加熱コイルが提案されている。
造工程及び製造コストを低減し、安価な装置を提供する
ために、特開昭６０−２４３９９６号あるいは特開平４
−３３７６０６号に記載された発明のように、導電板を
渦巻き状に打ち抜く等の工法で、撚り線を用いない簡素
なコイル線の加熱コイルが提案されている。
【００１１】しかして、この様な撚り線を用いない単層
の誘導加熱装置用加熱コイルにおいては、表皮効果によ
る影響を回避することが困難である。
の誘導加熱装置用加熱コイルにおいては、表皮効果によ
る影響を回避することが困難である。
【００１２】また、表皮効果による影響を回避するため
に、流れる高周波電流と電気導体材質に応じた表皮深さ
に対して十分薄い層とし、複数の層を重ねる方法も別途
開示されているが、その場合でも各層間に電気絶縁材料
を設けており、高価な高耐熱樹脂材料と、大きな冷却装
置が必要である。さらにこのような複数の層に構成した
場合は、各層間において、近接効果が発生し、結果各層
に流れる電流の偏りが生じて、損失が大となる課題も有
している。
に、流れる高周波電流と電気導体材質に応じた表皮深さ
に対して十分薄い層とし、複数の層を重ねる方法も別途
開示されているが、その場合でも各層間に電気絶縁材料
を設けており、高価な高耐熱樹脂材料と、大きな冷却装
置が必要である。さらにこのような複数の層に構成した
場合は、各層間において、近接効果が発生し、結果各層
に流れる電流の偏りが生じて、損失が大となる課題も有
している。
【００１３】本発明は上記従来の課題を解決し、簡素な
構成で加熱コイル損失及び必要冷却を低減し、安価な誘
導加熱装置を提供することを目的とするものである。
構成で加熱コイル損失及び必要冷却を低減し、安価な誘
導加熱装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、複数の素線からなる第１の電気導体を渦巻
き状に巻回し、前記複数の素線間に少なくとも第１の電
気導体よりも電気抵抗が大なる第２の電気導体を設け、
第１の電気導体間は電気的に絶縁されたことを特長とす
る誘導加熱装置用加熱コイルとするものである。
に本発明は、複数の素線からなる第１の電気導体を渦巻
き状に巻回し、前記複数の素線間に少なくとも第１の電
気導体よりも電気抵抗が大なる第２の電気導体を設け、
第１の電気導体間は電気的に絶縁されたことを特長とす
る誘導加熱装置用加熱コイルとするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、複数の素
線からなる第１の電気導体を渦巻き状に巻回し、前記複
数の素線間に少なくとも第１の電気導体よりも電気抵抗
が大なる第２の電気導体を設け、第１の電気導体間は電
気的に絶縁されたことを特長とする誘導加熱装置用加熱
コイルとしたことにより、素線の電気導体よりも抵抗が
大で、高耐熱樹脂材料よりも熱伝導率が高くかつ安価
な、例えばカーボンのような第２の電気導体を素線間に
設け、かつ第１の電気導体の間は電気絶縁されているた
め、同電位なる素線間においては、十分な表皮効果回避
が可能となり、かつ高価な樹脂電気絶縁材料が不要とな
り、さらに必要冷却も小となって、安価な誘導加熱装置
を実現することが可能となる。
線からなる第１の電気導体を渦巻き状に巻回し、前記複
数の素線間に少なくとも第１の電気導体よりも電気抵抗
が大なる第２の電気導体を設け、第１の電気導体間は電
気的に絶縁されたことを特長とする誘導加熱装置用加熱
コイルとしたことにより、素線の電気導体よりも抵抗が
大で、高耐熱樹脂材料よりも熱伝導率が高くかつ安価
な、例えばカーボンのような第２の電気導体を素線間に
設け、かつ第１の電気導体の間は電気絶縁されているた
め、同電位なる素線間においては、十分な表皮効果回避
が可能となり、かつ高価な樹脂電気絶縁材料が不要とな
り、さらに必要冷却も小となって、安価な誘導加熱装置
を実現することが可能となる。
【００１６】請求項２記載の発明は、特に、第２の電気
導体について、少なくとも透磁率が１より大きい材質と
したことにより、素線間の近接効果を回避することが可
能となり、より低損失の加熱コイルとなるため、さらに
安価な誘導加熱装置を実現することが可能となる。
導体について、少なくとも透磁率が１より大きい材質と
したことにより、素線間の近接効果を回避することが可
能となり、より低損失の加熱コイルとなるため、さらに
安価な誘導加熱装置を実現することが可能となる。
【００１７】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて図１〜２を用いて説明する。図１は第１の電気導
体１１と被加熱物１２の位置関係を示した図である。図
２は第１の電気導体の詳細を示す図で、１２は誘導加熱
される被加熱物、１１は、高周波電流が流れることによ
り、高周波磁界を発生する渦巻き状に巻回された第１の
電気導体で本実施例の場合は銅線を用いている。この渦
巻きのターン数は、図２においては簡易的に図示するた
め４ターン程度であるが実際には２０〜５０ターン程度
である。以下渦巻き状に巻回した第１の電気導体を加熱
コイルと呼ぶ。加熱コイルの内径はφ５０ｍｍ程度、外
形は通常加熱する鍋の外形を鑑みてφ１８０〜２００ｍ
ｍ程度である。第１の電気導体１１は、本実施例の場合
２層の素線で構成されており、１１ａは第１層目の電気
導体で１１ｂは第２層目の電気導体である。１３は第１
層目の第１の電気導体１１ａと第２層目の第１の電気導
体１１ｂの間に設けられた第２の電気導体であり、その
材質は本実施例の場合第１の電気導体１１の抵抗よりも
約３桁高いカーボンを用いている。このカーボンの熱伝
導率は一般の樹脂よりも少なくとも２桁以上高い。また
第１の電気導体１１の間は本実施例の場合空隙であり、
十分な電気絶縁が施されている。
ついて図１〜２を用いて説明する。図１は第１の電気導
体１１と被加熱物１２の位置関係を示した図である。図
２は第１の電気導体の詳細を示す図で、１２は誘導加熱
される被加熱物、１１は、高周波電流が流れることによ
り、高周波磁界を発生する渦巻き状に巻回された第１の
電気導体で本実施例の場合は銅線を用いている。この渦
巻きのターン数は、図２においては簡易的に図示するた
め４ターン程度であるが実際には２０〜５０ターン程度
である。以下渦巻き状に巻回した第１の電気導体を加熱
コイルと呼ぶ。加熱コイルの内径はφ５０ｍｍ程度、外
形は通常加熱する鍋の外形を鑑みてφ１８０〜２００ｍ
ｍ程度である。第１の電気導体１１は、本実施例の場合
２層の素線で構成されており、１１ａは第１層目の電気
導体で１１ｂは第２層目の電気導体である。１３は第１
層目の第１の電気導体１１ａと第２層目の第１の電気導
体１１ｂの間に設けられた第２の電気導体であり、その
材質は本実施例の場合第１の電気導体１１の抵抗よりも
約３桁高いカーボンを用いている。このカーボンの熱伝
導率は一般の樹脂よりも少なくとも２桁以上高い。また
第１の電気導体１１の間は本実施例の場合空隙であり、
十分な電気絶縁が施されている。
【００１８】以上の構成により、加熱コイルに流れる高
周波電流は、各素線の間に電気抵抗が３桁高い電気導電
体を設けているので、表皮効果による電流分布の偏りは
発生しない。
周波電流は、各素線の間に電気抵抗が３桁高い電気導電
体を設けているので、表皮効果による電流分布の偏りは
発生しない。
【００１９】さらに、樹脂よりも熱伝導率が高い第２の
電気導体１３を用いているため、放熱が良となり、加熱
コイルの温度上昇を低減することが可能となるものであ
る。
電気導体１３を用いているため、放熱が良となり、加熱
コイルの温度上昇を低減することが可能となるものであ
る。
【００２０】従来の加熱コイル構成においてその素線表
面の絶縁物を本実施例のような電気導電体にした場合、
加熱コイル両端に例えば６００Ｖといった高電圧が印加
されるため、あまり電気抵抗が小であると漏れ電流大と
なり使用不能となることは言うまでもない。従って、電
気導電率が大であれば本発明の効果に近い効果が得られ
るものである。
面の絶縁物を本実施例のような電気導電体にした場合、
加熱コイル両端に例えば６００Ｖといった高電圧が印加
されるため、あまり電気抵抗が小であると漏れ電流大と
なり使用不能となることは言うまでもない。従って、電
気導電率が大であれば本発明の効果に近い効果が得られ
るものである。
【００２１】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図３を用いて説明する。図３において基本構成
は第１実施例と同様であるが、第２の電気導体１４は、
本実施例の場合フェライトなどの磁性体を用いている。
について図３を用いて説明する。図３において基本構成
は第１実施例と同様であるが、第２の電気導体１４は、
本実施例の場合フェライトなどの磁性体を用いている。
【００２２】以上より、第１の電気導体１１の素線間で
発生する近接効果を低減すること可能となり、さらなる
加熱コイルの低損失化が達成できる。
発生する近接効果を低減すること可能となり、さらなる
加熱コイルの低損失化が達成できる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、表皮効果による電流分布の偏りを回避して、加熱
コイルの損失を低減し、さらに放熱良として、必要冷却
を少なくしていることから、装置の小形化、低コスト
化、さらに効率向上も可能となる誘導加熱装置を極めて
簡素な構成で実現できるものである。
れば、表皮効果による電流分布の偏りを回避して、加熱
コイルの損失を低減し、さらに放熱良として、必要冷却
を少なくしていることから、装置の小形化、低コスト
化、さらに効率向上も可能となる誘導加熱装置を極めて
簡素な構成で実現できるものである。
【００２４】また、請求項２記載の手段によれば、素線
間で発生する近接効果を低減し、加熱コイルのさらなる
低損失化が可能となるので、一層安価な誘導加熱装置を
実現できるものである。
間で発生する近接効果を低減し、加熱コイルのさらなる
低損失化が可能となるので、一層安価な誘導加熱装置を
実現できるものである。
【図１】本発明の実施例１の誘導加熱装置用加熱コイル
と被加熱物の位置関係を示す図
と被加熱物の位置関係を示す図
【図２】同、誘導加熱装置用加熱コイルの構成を示す図
【図３】本発明の実施例２の誘導加熱装置用加熱コイル
の構成を示す図
の構成を示す図
【図４】従来の誘導加熱装置の部品構成を示す断面図
【図５】同、加熱コイルを上から見た図
１１ 第１の電気導体 １３ 第２の電気導体 １４ 第２の電気導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 祐 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大森 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K051 AA08 AC01 AC10 AD03 AD05 AD07 AD32 AD35 CD42 CD44 3K059 AA08 AB04 AB28 AC01 AC10 AC54 AD03 AD05 AD07 AD32 AD35 CD44 CD77
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の素線からなる第１の電気導体を渦
巻き状に巻回し、前記複数の素線間に少なくとも第１の
電気導体よりも電気抵抗が大なる第２の電気導体を設
け、前記第１の電気導体間は電気的に絶縁されたことを
特長とする誘導加熱装置用加熱コイル。 - 【請求項２】 第２の電気導体は、少なくとも透磁率が
第１の電気導体より大きい材質としたことを特長とする
請求項１記載の誘導加熱装置用加熱コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000239704A JP2002056962A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | 誘導加熱装置用加熱コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000239704A JP2002056962A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | 誘導加熱装置用加熱コイル |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009213042A Division JP4924683B2 (ja) | 2009-09-15 | 2009-09-15 | 誘導加熱装置用加熱コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002056962A true JP2002056962A (ja) | 2002-02-22 |
| JP2002056962A5 JP2002056962A5 (ja) | 2007-09-06 |
Family
ID=18731197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000239704A Pending JP2002056962A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | 誘導加熱装置用加熱コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002056962A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002231436A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘導加熱装置用加熱コイル |
| JP2002231435A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘導加熱装置用加熱コイル |
-
2000
- 2000-08-08 JP JP2000239704A patent/JP2002056962A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002231436A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘導加熱装置用加熱コイル |
| JP2002231435A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘導加熱装置用加熱コイル |
| JP4613425B2 (ja) * | 2001-02-06 | 2011-01-19 | パナソニック株式会社 | 誘導加熱装置用加熱コイル |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
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| RD01 | Notification of change of attorney |
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