JP2003077635A - 誘導加熱装置 - Google Patents
誘導加熱装置Info
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Abstract
ータ回路部品の冷却が可能な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】 加熱コイル32の発熱を高熱伝導体41
を介して放熱器39と熱的に接続する。放熱器39はイ
ンバータ回路の部品40も載置されており、冷却装置3
8は放熱器39を集中的に冷却することにより効率的な
部品冷却が可能となって、安価かつ簡単な冷却構成とな
る誘導加熱装置としている。
Description
ラン、あるいは工場などで使用される誘導加熱装置に関
するものである。
熱調理器を例に取り上げ、図7〜8を用いて説明する。
図7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。10はイ
ンバータ回路3を構成する部品の内発熱が大きいパワー
部品で具体的にはスイッチング素子であるIGBTとダ
イオードブリッジである。9はパワー部品10からの発
熱を放熱する放熱器である。
品10の冷却のために加熱コイル2側面からシロッコフ
ァンなどを用いて強制空冷にて冷却している。シロッコ
ファンを用いている理由は、加熱コイル全面にわたって
十分な冷却風を確保する必要があり、そのための圧損が
大であるからである。
図8に示すように磁性体7は、複数の棒体からなり、コ
イル台6の下面に放射状に配置されている。
な従来の誘導加熱装置では、以下に示す課題があった。
すなわち、上記したように加熱コイルは裏面に磁性体の
配置されたコイル台上に載置されており、冷却風が通過
困難な構成でありさらにパワー部品の冷却も行う必要が
あるため、高価なシロッコファンを用いる必要があり、
結果商品のコスト上昇をまねくという課題である。
するコイル台に関して、特開昭61−71581に示す
ような棒状磁性体を加熱コイル中心から放射状に配置
し、さらに樹脂で形成されるコイル台の内部に埋設する
ものが提案されている。
厚みが大であり(棒状形態のため、その飽和磁束密度を
考慮して、一般的に5mm程度)、その厚み分と樹脂厚
みを足したものがコイル台の厚みとなって(一般的に1
0mm弱程度)、加熱コイルの横面から冷却風を送風し
ても、加熱コイル下面の効率的な冷却が困難である(加
熱コイル上面には被加熱物が載置されるプレートがあ
り、加熱コイルとプレート間は誘導加熱の原理上効率的
な加熱のためには少なくとも約5mm程度は必要であ
り、極めて薄いため、この面においての冷却も大幅には
期待できない)。
構成で加熱コイル及びパワー部品の必要冷却を低減し、
シロッコファンのような高価な冷却機構の不要な誘導加
熱装置を提供することを目的とするものである。
るために、本発明の誘導加熱装置は、加熱コイルから発
生する熱を高熱伝導体で集熱し、さらにパワー部品の載
置された放熱器と接続することによって冷却対象を1カ
所に集中させるものである。
イルから発生する熱を高熱伝導体で集熱し、さらにパワ
ー部品の載置された放熱器と接続することによって冷却
対象を1カ所に集中させているので、放熱器を冷却する
だけで済み、結果安価な軸流ファンなどでも冷却が可能
となるものである。
に記載の放熱器に装着されたインバータ回路の部品をス
イッチング素子とダイオードブリッジとすることによ
り、インバータ回路の効率的な冷却が可能となるもので
ある。
ルと高熱伝導体との間に樹脂フェライトを介在させるこ
とによって、放熱効果を高め、さらに樹脂フェライトに
て加熱コイルからの磁界が閉じこめられるため、高熱伝
導体の材質及び形状が自在となり、結果安価かつ簡素な
高熱伝導体とできるものである。
ライトを直接放熱器と接続する構成としているので、高
熱伝導体が不要となり、安価かつ簡素な構成で合理的な
冷却が可能となるものである。
タ回路の部品の少なくとも1つが樹脂フェライトを介し
て高熱伝導体に接続されているので、例えば共振キャパ
シタといった放熱器に載置困難な部品の冷却も効率的に
行うことが可能となるものである。
タ回路の裏面の一部あるいは全面が樹脂フェライトにて
覆われているため、回路基板の放熱をより効率的に行う
ことが可能となり、結果基板サイズを小さくすることが
実現できるものである。
参照しながら説明する。
例における誘導加熱装置の断面図で、31は誘導加熱さ
れる被加熱物、32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加熱コ
イルである。33は加熱コイル32へ高周波電流を供給
するインバータ回路、34はプレートで材質はセラミッ
クである。35は筐体、36は加熱コイル32が載置さ
れるコイル台で磁性体37を含んでおりその材質はPE
Tである。磁性体37の透磁率は1800程度で、棒状
フェライトを放射状に配置している。38は冷却装置で
放熱器39を集中的に冷却するように構成されている。
40はインバータ回路の部品であり、具体的にはスイッ
チング素子45とダイオードブリッジ46である。
見た図を図2に示す。スイッチング素子45とダイオー
ドブリッジ46を放熱器に装着している理由はこの2つ
の部品が他のインバータ回路部品に比べて極めて損失が
大きいためである。具体的にはスイッチング素子45の
損失が50W程度、ダイオードブリッジ46の損失が2
0W程度、他のインバータ回路の部品として例えば共振
キャパシタの損失は2W程度チョークコイルの損失は1
0W程度である。41は高熱伝導体で本実施例の場合は
ヒートパイプを用いている。加熱コイル32の直下にヒ
ートパイプを設けた場合、誘導加熱されてしまうため、
間に磁性体37を介在させている。高熱伝導体41は加
熱コイル32の発熱を集熱すべく、加熱コイル32の外
径から内径にわたって熱的に接続されている。さらに高
熱伝導体41は、放熱器39と接続されている。
熱伝導体41によって放熱器39へ導かれるため、冷却
装置38は放熱器39のみを集中的に冷却すればよい。
従って従来例のように加熱コイル32の下面に冷却風を
通す必要がなく、圧損が小さくてすむため、軸流ファン
を用いても効率的な冷却が可能となり、結果安価な誘導
加熱装置を実現できるものである。
例における誘導加熱装置の断面図で、コイル台は樹脂フ
ェライト57にて構成されている。その他の構成は第1
の実施例と同様である。樹脂フェライト57の熱伝導率
は1.5W/Kmであり、PETなどの樹脂と比べて2
桁以上高い。また樹脂フェライト57の比透磁率は10
程度であるが、加熱コイル下面全域にわたって設けてい
るため、その厚み(加熱コイル下部からの厚み)は1m
m程度でよい。以上の構成により熱伝導率の高い樹脂フ
ェライトで高熱伝導体41に接続されているため、極め
て加熱コイル32の放熱が高くなり、より効率的な冷却
が可能となるものである。また樹脂フェライト57によ
って、加熱コイル32下面全域にわたって、防磁される
ため、高熱伝導体41はヒートパイプの他例えばアルミ
などの金属でも誘導加熱されることはなく、結果安価な
材料あるいは構成で効率的な冷却を行うことができる。
例における誘導加熱装置の断面図で、コイル台は樹脂フ
ェライト67とし、さらに樹脂フェライト67は放熱器
39に接続されている。その他の構成は第1の実施例と
同様である。以上の構成により高熱伝導体が不要となる
が、樹脂フェライト67の熱伝導率は高熱伝導体と比べ
て低いので本実施例の場合、放熱器39との接続面積を
大としている。
例における誘導加熱装置の断面図で、インバータ回路基
板74の上面に樹脂フェライト73が設けられ、インバ
ータ回路の部品71a及びインバータ回路の部品71b
が樹脂フェライト73を介して放熱器79と熱的に接続
されている。インバータ回路その他の部品75は樹脂フ
ェライトと接続されていない。インバータ回路の部品7
1aは本実施例の場合チョークコイル、インバータ回路
の部品71bは共振コンデンサとしている。インバータ
回路その他の部品75は例えばドライブICなど自己発
熱がほとんどない部品である。以上の構成により放熱器
79に装着することが困難なチョークコイルやコンデン
サといった部品の冷却をも樹脂フェライトを介して熱的
に放熱器79と接続できるため、より効率的な部品冷却
が可能となるものである。さらに樹脂フェライト73で
インバータ基板74を覆っているためインバータ基板7
4から発生するノイズを樹脂フェライト73で吸収する
ことも可能となり、低ノイズの効果も得ることができ
る。
第2の実施例のようなコイル台なる樹脂フェライトを一
体化してもよい。またインバータ基板74の全面を樹脂
フェライト73で覆っても良い。
例における誘導加熱装置の断面図で、インバータ回路基
板84の裏面にも樹脂フェライト83を設けている。以
上の構成により、インバータ回路基板84のパターンの
発熱をも放熱器79へ導くことが可能となりより一層の
冷却効率向上と、基板の小型化が可能となるものである
(基板の回路パターンの絶縁距離を小とすることが可能
になる)。
載の発明によれば、加熱コイルとインバータ回路部品の
冷却が簡素かつ安価に実現できるものである。
断面図
断面図
断面図
断面図
断面図
Claims (6)
- 【請求項1】 インバータ回路の部品の少なくとも1つ
が装着された放熱器と、加熱コイルに熱的に接続された
高熱伝導体とを有し、前記高熱伝導体は、前記放熱器と
接続された誘導加熱装置。 - 【請求項2】 装着された部品はスイッチング素子とダ
イオードブリッジとした請求項1に記載の誘導加熱装
置。 - 【請求項3】 加熱コイルは樹脂フェライトを介して高
熱伝導体に接続された請求項1または2に記載の誘導加
熱装置。 - 【請求項4】 加熱コイルは樹脂フェライトを介して放
熱器に接続された請求項1または2に記載の誘導加熱装
置。 - 【請求項5】 インバータ回路の部品の少なくとも1つ
が樹脂フェライトにて熱的に高熱伝導体に接続された請
求項1乃至4のいずれか1項に記載の誘導加熱装置。 - 【請求項6】 インバータ回路の裏面の一部あるいは全
面は樹脂フェライトにて覆われた請求項4に記載の誘導
加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001263243A JP4810779B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 誘導加熱装置 |
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JP4810779B2 JP4810779B2 (ja) | 2011-11-09 |
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2009110729A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Shimadzu Corp | 高周波誘導加熱装置および高周波誘導加熱装置の製造方法 |
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2001
- 2001-08-31 JP JP2001263243A patent/JP4810779B2/ja not_active Expired - Fee Related
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