JP2002299022A - 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

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JP2002299022A
JP2002299022A JP2001104099A JP2001104099A JP2002299022A JP 2002299022 A JP2002299022 A JP 2002299022A JP 2001104099 A JP2001104099 A JP 2001104099A JP 2001104099 A JP2001104099 A JP 2001104099A JP 2002299022 A JP2002299022 A JP 2002299022A
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Japan
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coil
electric conductor
heated
induction heating
heating coil
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JP2001104099A
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English (en)
Inventor
Atsushi Fujita
篤志 藤田
Motonari Hirota
泉生 弘田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却が容易で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】 渦巻き状電気導体8内周部は、前記渦巻
き状電気導体他部に比べ被加熱物との距離を近付ける又
は遠ざける構成とし、特に内周部へ冷却風が到達し易く
して、効果的に冷却することのできる誘導加熱装置用加
熱コイルとしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【0002】
【従来の技術】従来の誘導加熱装置の加熱構造を誘導加
熱調理器を例に取り上げ、説明する。
【0003】図13は従来の誘導加熱調理器の断面図
で、1は高周波磁界を発生する加熱コイル、2は前記加
熱コイル1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、3は前記加熱コイル1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、
前記加熱コイル1と接続されている。4は前記被加熱物
2がその上面に載置されるトッププレートでその材質は
セラミックである。5は筐体、6は前記加熱コイル1を
載置するコイル台、7は冷却ファンで、前記加熱コイル
1、前記インバータ回路3を冷却風を送り、冷却する。
このとき、前記筐体5の薄型化に伴い、前記冷却ファン
7と前記加熱コイル1、前記インバータ回路3の位置関
係は限定されることが多く、通常前記加熱コイル1、前
記インバータ回路3の横方向から冷却風を送る構成とな
る。
【0004】前記加熱コイル1のコイル線は、直径0.
3mm〜0.5mm程度の素線を30本程度撚り合わせ
たもので構成(リッツワイヤ構成)されている。この撚
りピッチは数cm程度で、それぞれの素線は1ターン中
に数回前記被加熱物2の下面に対して上下の位置関係を
繰り返す構成となっている。
【0005】一方、リッツワイヤを用いない簡易な構成
で前記加熱コイル1を実現する構成として平板コイルを
層状に構成する方式が公開実用新案公報S62-106497など
に提案されている。この方式では、前記加熱コイル1を
例えばプレス方式により作成することが可能となり、コ
スト的に非常に廉価なものができる可能性がある。ま
た、コイルを絶縁層と交互に積層させる構造とすること
で、コイル1枚の厚さを薄くすることが可能となり、表
皮抵抗の上昇を抑える構造とすることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら平板コイ
ルは、線間絶縁距離、工法の簡素化等のため、1ターン
毎に空気層等の絶縁層を設けている。コイル断面積が一
定であってもコイル厚が大きくなるために、冷却風を横
方向から送った場合、特に内周部、中周部へ冷却風が到
達し難く、効果的に冷却出来ない。ここで中周部とは、
内周部と外周部の中間を指す。
【0007】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、冷却が容易となる安価な加熱コイルを実現し、結果
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。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の誘導加熱装置用加熱コイルは、渦巻き状に
巻かれた、その内周部は、他部に比べ、渦巻き状電気導
体と被加熱物との距離を近付けることにより、温度分布
を均一にし、調理性能の向上効果も得られ、一方内周部
が、他部に比べ、渦巻き状電気導体と被加熱物との距離
が遠遠くなるようにすることにより、特に冷却風が到達
し難い内周部を効果的に冷却出来るため、温度上昇を抑
えた加熱コイルとすることが可能となるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、その内
周部は、他部に比べ、渦巻き状電気導体と被加熱物との
距離を近付けることにより、温度分布を均一にし、調理
性能の向上効果が得られ、一方、渦巻き状コイル内周部
が、他部に比べ被加熱物との距離を遠くなるようにする
ことにより、特に冷却風が到達し難い内周部を効果的に
冷却出来るため、温度上昇を抑えることが可能となる。
【0010】請求項2に記載の発明は、渦巻き状電気導
体中周部は、前記渦巻き状電気導体他部に比べ被加熱物
との距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした誘導
加熱装置用加熱コイルとするものである。この上記第2
の手段によれば、特に冷却風が到達し難い中周部を効果
的に冷却出来るため、温度上昇を抑えた加熱コイルとす
ることが可能となる。
【0011】請求項3に記載の発明は、渦巻き状電気導
体外周部は、前記渦巻き状電気導体他部に比べ被加熱物
との距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした誘導
加熱装置用加熱コイルとするものである。この上記第3
の手段によれば、特に冷却風が到達し難い内周部、中周
部を効果的に冷却出来るため、温度上昇を抑えた加熱コ
イルとすることが可能となる。
【0012】請求項4に記載の発明は、渦巻き状電気導
体は、内周部から外周部のコイル面断面を放物線状とす
ることを特徴とした誘導加熱装置用加熱コイルとするも
のである。この上記第4の手段によれば、冷却し易くな
ることに加え、被加熱物の温度分布が均一となり、調理
性能が向上する。
【0013】請求項5に記載の発明は、渦巻き状電気導
体は、内周部から外周部にかけて被加熱物との距離を近
付ける又は遠ざかるように傾きを持つことを特徴とした
誘導加熱装置用加熱コイルとするものである。この上記
第5の手段によれば、内周部から外周部にかけてまんべ
んなく冷却風が到達し、効果的に冷却出来るため、温度
上昇を抑えた加熱コイルとすることが可能となる。
【0014】請求項6に記載の発明は、渦巻き状電気導
体の発熱が大きい部分は、前記渦巻き状電気導体他部に
比べ被加熱物との距離を近付ける又は遠ざかることを特
徴とした誘導加熱装置用加熱コイルとするものである。
この上記第6の手段によれば、発熱の大きい部分を効果
的に冷却出来るため、温度上昇を抑えた加熱コイルとす
ることが可能となる。
【0015】請求項7に記載の発明は、渦巻き状電気導
体は、1ターンおきに被加熱物との距離を近付ける又は
遠ざけることを特徴とした誘導加熱装置用加熱コイルと
するものである。この上記第7の手段によれば、冷却し
易くなることに加えて、導体間距離が遠ざかり、隣接す
る電気導体の影響による近接効果を抑え、損失を低減し
た加熱コイルとすることが可能となる。
【0016】請求項8に記載の発明は、渦巻き状電気導
体は、周回方向所定距離で被加熱物との距離を近付ける
又は遠ざけることを特徴とした誘導加熱装置用加熱コイ
ルとするものである。この上記第8の手段によれば、さ
らに損失を低減した加熱コイルとすることが可能とな
る。
【0017】請求項9に記載の発明は、渦巻き状電気導
体は、周回方向所定角度で1ターンおきに被加熱物との
距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした誘導加熱
装置用加熱コイルとするものである。この上記第9の手
段によれば、さらに損失を低減した加熱コイルとするこ
とが可能となる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
【0019】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、8は電気導体である。なお、本実施の形態では、特
に内周部を他部に比べ被加熱物に近付ける構成としてい
るが、遠ざける構成であってもよい。
【0020】このとき、横方向から冷却風を送ることに
より、内周部へ冷却風が到達し易くなり、効果的に冷却
可能となる。従って、温度上昇を抑えた加熱コイルとす
ることが出来る。
【0021】また、従来電磁調理器では、加熱コイル中
心部に対向する被加熱物部分は、加熱コイル形状に起因
して加熱され難く、温度分布の不均一差から調理性能に
影響を及ぼしていた。しかしながら、本実施の形態のよ
うに内周部を被加熱物に近付けることで、温度分布を均
一にし、調理性能の向上効果も得られる。
【0022】(実施例2)図2は本発明の第2の実施例
における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、9は電気導体である。なお、本実例では、特に中周
部を他部に比べ被加熱物から遠ざける構成としている
が、近付ける構成であってもよい。
【0023】このとき、横方向から冷却風を送ることに
より、中周部へ冷却風が到達し易くなり、効果的に冷却
可能となる。従って、温度上昇を抑えた加熱コイルとす
ることが出来る。
【0024】また、従来電磁調理器では、加熱コイル中
周部に対応する被加熱物部分は、加熱され易く、温度分
布の不均一差から調理性能に影響を及ぼしていた。しか
しながら、本実施例のように中周部を被加熱物から遠ざ
けることで、温度分布を均一にし、調理性能の向上効果
も得られる。
【0025】(実施例3)図3は本発明の第3の実施例
における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、外周部を他部に比べ被加熱物に近付ける又は遠ざけ
る構成とすることで、温度分布を均一にし、調理性能の
向上効果も得られる。
【0026】(実施例4)図4は本発明の第4の実施例
における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、11は電気導体である。なお、本実施例では、特に
中周部を他部に比べ被加熱物から遠ざかるように、内周
部から外周部のコイル面断面を放物線状としているが、
中周部が被加熱物に近付くような放物線状であってもよ
い。
【0027】このような構成により、加熱コイルの温度
上昇を抑えることが出来、被加熱物の温度分布を均一に
し、調理性能の向上効果も得られる。
【0028】また、図5に示すように従来構成では、電
気導体12を磁束14が通過する。図6は、近接するコ
イル周辺の電磁環境模式図で、15はコイル線、16は
前記コイル線より生じる磁束を示している。図8中、コ
イル線15には紙面手前から向こう側に電流が流れるも
のとしている。コイル線15の電流は、近接する互いの
コイル線から生じる磁束16により、近接するコイル線
より遠ざかる方向へ分布が偏る。図6中、コイル線15
の色の濃淡は、電流密度を表しており、濃い部分では電
流密度が高いことを示している。この電流分布の偏りを
生じさせる一連の現象を一般に近接効果と呼ぶ。この近
接効果により、加熱コイル抵抗が大きくなり、加熱コイ
ル損失が増加する。コイル線15間の距離が近いほど、
コイル線15を通過する磁束16が多いほど、近接効果
の影響が大きくなる。図7に示すように、本実施の形態
では電気導体17向きは磁束19が通過し難い方向とな
るため、近接効果を抑え、損失を低減することが可能と
なる。
【0029】さらに、本実施例のように中周部を被加熱
物から放物線状に遠ざけることで、被加熱物の温度分布
が実施の形態2以上に均一になり、調理性能が向上す
る。
【0030】(実施例5)図8は本発明の第5の実施例
における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、20は電気導体である。なお、本実施例では、特に
内周部が被加熱物に近付くよう、内周部から外周部にか
けて傾きを持たせた構成としているが、内周部が被加熱
物から遠ざかる構成でもよい。
【0031】このような構成により、内周部から外周部
にかけてまんべんなく冷却風が到達し、効果的に冷却出
来るため、温度上昇を抑えた加熱コイルとすることが可
能となる。
【0032】(実施例6)図9は本発明の第6の実施例
における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、21は電気導体である。なお、本実施例では、特に
発熱の大きい部分を被加熱物に近付ける構成としている
が、遠ざける構成でもよい。
【0033】このような構成により、発熱の大きい部分
に冷却風が到達し易くなり、効果的に冷却可能となる。
従って、温度上昇を抑えた加熱コイルとすることが出来
る。
【0034】(実施例7)図10は本発明の第7の実施
例における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、22は電気導体である。前記電気導体22は、1タ
ーンおきに被加熱物との距離を近付ける又は遠ざける構
成としている。
【0035】このような構成により、冷却し易くなるこ
とに加えて、導体間距離が遠ざかり、隣接する電気導体
の影響による近接効果を抑え、損失を低減した加熱コイ
ルとすることが可能となる。
【0036】(実施例8)図11は本発明の第8の実施
例における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、23は電気導体である。電気導体23は、周回方向
所定距離dで被加熱物との距離を近付ける又は遠ざける
構成としている。
【0037】一般に近接効果は、磁界に対して前記電気
導体23が垂直となるときに最大となるが、このような
構成により、前記電気導体23がコイル面から角度を持
つため、近接効果が低減され、さらに損失を低減した加
熱コイルとすることが可能となる。
【0038】なお、発明者らの実験により、周回方向所
定距離dは20mm以上とすることが効果的と判明して
いる。
【0039】(実施例9)図12は本発明の第9の実施
例における誘導加熱装置用加熱コイルの断面を示してお
り、24は電気導体である。電気導体24は、周回方向
所定角度で1ターンおきに被加熱物との距離を近付ける
又は遠ざけることで、隣接する前記電気導体24と平行
にならないような構成としている。
【0040】このような構成により、隣接する前記電気
導体24からの磁界から前記電気導体24が角度を持つ
ため、近接効果が低減され、さらに損失を低減した加熱
コイルとすることが可能となる。
【0041】
【発明の効果】以上のように本発明は、温度上昇を抑
え、被加熱物の温度分布が均一とできる誘導加熱装置用
加熱コイルを提供するすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における誘導加熱装置用加熱
コイルの概略構成を示す断面図
【図2】本発明の実施例2における誘導加熱装置用加熱
コイルの概略構成を示す断面図
【図3】本発明の実施例3における誘導加熱装置用加熱
コイルの概略構成を示す断面図
【図4】本発明の実施例4における誘導加熱装置用加熱
コイルの概略構成を示す断面図
【図5】従来の誘導加熱装置の磁束分布を示す図
【図6】近接するコイル周辺の電磁環境模式図
【図7】本発明の実施例4における磁束分布を示す図
【図8】本発明の実施例5における誘導加熱装置用加熱
コイルの概略構成を示す断面図
【図9】本発明の実施例6における誘導加熱装置用加熱
コイルの概略構成を示す断面図
【図10】本発明の実施例7における誘導加熱装置用加
熱コイルの概略構成を示す断面図
【図11】本発明の実施例8における誘導加熱装置用加
熱コイルの概略構成を示す断面図
【図12】本発明の実施例9における誘導加熱装置用加
熱コイルの概略構成を示す図
【図13】従来の誘導加熱装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
8〜12、17、20〜24 電気導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K051 AA08 AB09 AD31 CD43 CD44

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、コイル内周部は、他部に比べ前記電気導体と被加
    熱物との距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした
    誘導加熱装置用加熱コイル。
  2. 【請求項2】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、コイル中周部は、他部に比べ前記電気導体と被加
    熱物との距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした
    誘導加熱装置用加熱コイル。
  3. 【請求項3】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、コイル外周部は、他部に比べ前記電気導体と被加
    熱物との距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした
    誘導加熱装置用加熱コイル。
  4. 【請求項4】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、コイル内周部から外周部にかけて、前記電気導体
    が負荷に対向して形成する面をコイル中心を通る電気導
    体に垂直な断面で見て、略放物線状とすることを特徴と
    した誘導加熱装置用加熱コイル。
  5. 【請求項5】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、コイル内周部から外周部にかけて前記電気導体が
    被加熱物との距離を近付ける又は遠ざかるように傾きを
    持つことを特徴とした誘導加熱装置用加熱コイル。
  6. 【請求項6】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、前記電気導体の発熱が大きい部分は、前記電気導
    体他部に比べ被加熱物との距離を近付ける又は遠ざかる
    ことを特徴とした誘導加熱装置用加熱コイル。
  7. 【請求項7】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、前記電気導体は、1ターンおきに被加熱物との距
    離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした誘導加熱装
    置用加熱コイル。
  8. 【請求項8】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、前記電気導体は、所定のターン数目で被加熱物と
    の距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした誘導加
    熱装置用加熱コイル。
  9. 【請求項9】 電気導体を巻回して渦巻き状コイルを形
    成し、前記電気導体は、周回方向所定角度で被加熱物と
    の距離を近付ける又は遠ざけることを特徴とした誘導加
    熱装置用加熱コイル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012120410A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Fujitsu Ten Ltd 受電装置、送電装置、及び無線電力伝送システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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