JP2007087795A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウムなどよりなる被加熱物の加熱に際し、被加熱物のずれ、浮きを少なくする電気導体の位置制限が容易な誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【解決手段】外郭を構成する本体１と、アルミニウム、銅またはこれらと同等以上の電気伝導率を有する被加熱物３を載置する、本体上部に設けたトッププレート２と、トッププレート２の下方に設けられ被加熱物を誘導加熱する加熱コイル４と、加熱コイルと被加熱物との間に設けられ、トッププレート上に被加熱物を載置した時の加熱コイルの等価直列抵抗を大きくする複数の電気導体６と、この複数の電気導体を嵌合して支持する支持台８とを備えたものである。これによって、被加熱物の加熱に際して、被加熱物のずれ、浮きを少なくする電気導体６の位置制限が容易となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭やオフィス、レストラン、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。

従来、この種の誘導加熱装置として、アルミニウムなどの低透磁率かつ高電気伝導率の材料でなる被加熱物を加熱するに際して、浮力によるずれ、浮きを少なくする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

これは、加熱コイルの入力インピーダンスにおける等価直列抵抗（被加熱物および電気導体を加熱状態と同様の位置配置で、加熱コイル近傍の周波数を使用して測定した加熱コイルの入力インピーダンスにおける等価直列抵抗（以下単に加熱コイルの等価直列抵抗と呼ぶ））を大きくする機能を有する電気導体を、加熱コイルと被加熱物の間に設けることにより、加熱コイルに流れる電流を小さくし被加熱物に作用する浮力を低減して、入力電力が大でも浮力による被加熱物のずれ、浮きを少なくするものである。

そして、電気導体は、幅約６ｍｍのスリットが外周から内周に渡って設けられているとともに、電気導体の位置は３箇所ある脚部と保持板により規制される。スリットは、電気導体内で加熱コイル電流の流れる方向と平行に周回して流れる誘導電流の分布を制限する周回電流制限手段の役割をなしている。
特開２００３−２６４０５４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、電気導体のスリットの本数が多いほど周回電流が制限されるため、電気導体が加熱コイル電流により誘導加熱されて発熱する発熱量を抑制することが可能であるが、スリットの本数が多いほど、電気導体が分割されることになる。分割された電気導体を固定するためには、その分、複数の脚部が必要となり、脚部と保持板とを固定する部品、手間が発生するという課題が生じた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、アルミニウムなどの材料よりなる被加熱物の加熱に際して、被加熱物のずれ、浮きを少なくする電気導体の位置制限が容易な誘導加熱装置を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、外郭を構成する本体と、アルミニウム、銅またはこれらと同等以上の電気伝導率を有する被加熱物を載置する、本体上部に設けたトッププレートと、トッププレートの下方に設けられ被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルと被加熱物との間に設けられ、トッププレート上に被加熱物を載置した時の加熱コイルの等価直列抵抗を大きくする複数の電気導体と、この複数の電気導体を嵌合して支持する支持台とを備えたものである。

これによって、アルミニウムなどの材料よりなる被加熱物の加熱に際して、被加熱物のずれ、浮きを少なくする電気導体の位置制限が容易な誘導加熱装置とすることができる。

本発明の誘導加熱装置は、アルミニウムなどの材料よりなる被加熱物の加熱に際して、被加熱物のずれ、浮きを少なくする電気導体の位置制限を容易なものとすることができる。

第１の発明は、外郭を構成する本体と、アルミニウム、銅またはこれらと同等以上の電気伝導率を有する被加熱物を載置する、本体上部に設けたトッププレートと、トッププレートの下方に設けられ被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルと被加熱物との間に設けられ、トッププレート上に被加熱物を載置した時の加熱コイルの等価直列抵抗を大きくする複数の電気導体と、この複数の電気導体を支持する支持台とを備えた誘導加熱装置とすることにより、アルミニウムなどの材料よりなる被加熱物の加熱に際して、被加熱物のずれ、浮きを少なくする電気導体の位置制限を容易なものとすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、支持台は、複数の電気導体が加熱コイル中心から放射状に互いに絶縁されて配置されるよう開口部または凹部よりなる支持部を設けたことにより、加熱コイル電流によって電気導体内に誘導される誘導電流は、加熱コイルと平行方向に流れるため、複数の電気導体は支持台の支持部に加熱コイル中心から放射状に配置されると、誘導電流の制限効果、誘導電流による電気導体の発熱の抑制効果が高いものである。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、各電気導体の加熱コイル側の面を弾性支持する弾性部材を備え、各電気導体をトッププレートへ当接させるようにしたことにより、各電気導体の高さにばらつきが生じても、弾性部材で弾性支持されているため、高さばらつきを吸収することができるとともに、各電気導体の加熱コイル側の面を保持しているため、各電気導体を均等にトッププレートへ当接させることが可能である。そのため、各電気導体で発生した発熱は、よりトッププレートに伝達されやすい状態になり、各電気導体の温度が低減されるため、各電気導体周辺の部品（例えば、加熱コイル）への負荷を減らすことが可能である。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、複数の電気導体を支持する支持台の加熱コイル側の面を弾性支持する弾性部材を備え、各電気導体をトッププレートへ当接させるようにしたことにより、複数の電気導体毎に弾性部材を設ける必要がない。また、支持台が剛性を持つ材料であれば全体を押し上げなくても、数ヶ所に弾性部材を設けて押し上げればよいために、複数の電気導体の温度上昇抑制に加え、コスト抑制も可能となる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、複数の電気導体とトッププレート間に熱伝導部材を備えたことにより、複数の電気導体間の温度ばらつきを抑制し、複数の電気導体の発熱をトッププレートへ伝達しやすくなっている。したがって、より均等に複数の電気導体温度を低減することが可能である。例えば、被加熱物が加熱コイル中心よりずらして置かれて加熱された場合は、電気導体へ到達する磁界分布の偏りによって、複数の電気導体間に発熱量差、温度差が発生する場合があるが、熱伝導部材を備えたことにより、そのようなことを低減することができる。

第６の発明は、特に、第３または第４の発明において、支持台または弾性部材は、少なくとも一部を電気導体材料で構成されて安定電位部に接続される構成としたことにより、加熱コイルと被加熱物間の静電容量を切断するような構成になり、構成部品を増加させることなく、漏洩電流を低減することが可能である。すなわち、アルミニウムなどからなる被加熱物は電気伝導率が小さいため、内部に誘導電流が流れてもジュール熱の発生量が少なく、誘導加熱されにくい。そのため、加熱コイルから発生する高周波磁界の周波数を高めて被加熱物の見かけの抵抗（高周波抵抗）を高めたり、加熱コイル出力を高めたりする。特に、後者の場合、出力アップは加熱コイルにかかる電圧の増加につながる。加熱コイルにかかる電圧が非常に高圧となった場合、対向するように配置されている被加熱物と加熱コイル間の静電容量により、使用者が加熱中の被加熱物に接触すると、加熱コイル−被加熱物−使用者−アースの経路で漏洩電流が流れる恐れがある。しかし、この発明では、そのような漏洩電流を低減することができる。

第７の発明は、特に、第５の発明において、熱伝導部材は、少なくとも一部を電気導体材料で構成されて安定電位部に接続される構成としたことにより、加熱コイルと被加熱物間の静電容量を切断するような構成になり、構成部品を増加させることなく、漏洩電流を低減することが可能である。

第８の発明は、特に、第１または第２の発明において、複数の電気導体のうち、少なくとも一部は凹部または凸部よりなる嵌合部を設け、この嵌合部を支持台の支持部に設けた嵌合部と嵌合したことにより、電気導体の組み立て時の誤配置を抑止することができる。すなわち、冷却条件によっては、複数の電気導体がそれぞれ同一形状であっても温度差が生じる場合があるが、温度上昇の高い電気導体については、意図的に形状を変化させる（例えば、他に比べて小さくする）ことによって温度上昇を抑制することが可能である。その場合、少なくとも一部は凹部または凸部よりなる嵌合部を設け、電気導体を見分けるマークとして利用することで、他とは形状の異なる電気導体を見分けることを容易にし、組み立て時の誤配置が抑止できる。また、電気導体と支持台の嵌合部を嵌合することで、電気導体の位置制限をより強固なものにすることが可能である。

第９の発明は、特に、第５の発明において、複数の電気導体は、互いに絶縁された電気導体小片で構成され、支持台の支持部と熱伝導部材が構成する空隙に配置したことにより、電気導体の温度を低減し、周辺部品への影響を抑制することができる。すなわち、加熱コイル電流によって電気導体内に誘導される誘導電流を制限し、電気導体発熱を低減するためには、電気導体を小さく分割していくことが有効である。また、被加熱物が加熱コイル中心からずらして置かれた状態で加熱されるなど、電気導体への磁界分布が偏っていることによって生じる電気導体の局部的な発熱を抑制するためにも有効である。しかしながら、電気導体小片が小さいほど発熱量低減効果は高いが、位置制限が非常に難しくなる。この点、支持台の支持部と熱伝導部材が構成する空隙に電気導体小片を収めることによって位置制限を容易にしているとともに、熱伝導部材によって電気導体小片の発熱をトッププレートに伝達しやすくしている。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の実施の形態１における誘導加熱装置を示すものである。

図１において、外郭を構成する本体１の上部に、絶縁体であり、耐熱セラミックス製のトッププレート２が設けられている。アルミニウム、銅またはこれらと同等以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる鍋などの被加熱物３は、トッププレート２上に載置される。

トッププレート２の下方には、素線を束ねた撚り線を多層にして平板状に巻き回されて構成される加熱コイル４が備えられている。加熱コイル４は、内径８０ｍｍ、外径１８０ｍｍのドーナツ形状をなしている。棒状のフェライト５は、加熱コイル４面と並行に配置されており、特にその両端を、トッププレート２へ向けて上方垂直に折り曲げた形状となっている。

電気導体６はアルミニウム板よりなり、複数に分割されリング状に配置され、加熱コイル４と被加熱物３との間に設けられている。また、電気導体６の厚みは、０．８ｍｍとしている。

また、複数の電気導体６は、その加熱コイル４側の面に、電気導体６と同形状で電気導体６を弾性支持する弾性部材７が複数配置されている。本実施の形態では、この弾性部材７は、セラミックファイバーを不織布状に構成したものを使用しており、圧力が加われば変形する。セラミックファイバーは低熱伝導性であるため、弾性部材７は断熱材の役割もなしている。

また、複数の電気導体６と弾性部材７は、支持台８に嵌合してリング状に配置され支持されている。

また、複数の電気導体６とトッププレート２間には、シート状の熱伝導部材９が設けられている。本実施の形態では、複数の電気導体６材質であるアルミニウムより十分抵抗率の高いカーボンを含有したシートを使用している。つまり、熱伝導部材９は、少なくとも一部を電気導体材料で構成されている。熱伝導部材９はカーボンを含有しているため電気伝導性を持つが、アルミニウムに対して十分抵抗が高く、誘導電流が流れにくいため、発熱が問題になることはない。

熱伝導部材９にはリード線１０が接続されており、リード線１０の他端は誘導加熱装置の安定電位部１１に接続されている。具体的には、商用電源（図示せず）を整流した出力の低電位側である。

図２は、複数の電気導体６とその周辺の構成を示し、本実施の形態では、複数の電気導体６のそれぞれは、内径６０ｍｍ、外径１８０ｍｍのドーナツ状のアルミ板を、放射状に８分割された形状をしている。また、その内周側には、深さ２５ｍｍ、幅１ｍｍのスリット１２が多数設けられている。図２においては、簡化のため、電気導体６および弾性部材７は１つしか描かれていないが、実際には８部品で構成されている。そして、支持台８は、絶縁材料であるマイカで構成されており、加熱コイル４中心から放射状に凹部よりなる支持部１３が設けられている。複数の電気導体６は、弾性部材７とともに、支持台８に設けられた支持部１３へ加熱コイル４中心から放射状に互いに絶縁されて嵌合されるよう配置されている。

複数の電気導体６と支持台８間に挟まれた弾性部材７は、電気導体６の加熱コイル４側の面を保持して、複数の電気導体６をトッププレート２へ当接させている。

以上の構成において、本実施の形態の動作を説明する。

加熱コイル４には、約９０ｋＨｚの高周波電流が供給される。加熱コイル４は、高周波電流が供給されると磁界を発生するが、加熱コイル４下方では高透磁率材料であるフェライト５があり、磁界がフェライト５に集中するために、磁界が被加熱物３と反対側に膨らむのを防止できる。フェライト５は、複数のフェライトコアを組み合わせて構成することでも同様の効果が得られる。

一方、加熱コイル４上方へ出た磁界は、複数の電気導体６に鎖交するため、複数の電気導体６内部には誘導電流が誘起される。この時、誘導電流の周波数は約９０ｋＨｚであり、複数の電気導体６がアルミニウム製である場合の誘導電流の浸透深さδ＝約０．２８ｍｍである。本実施の形態では、複数の電気導体６は放射状に分割されているために、加熱コイル４電流と平行に流れる誘導電流を制限することが可能である。従って、複数の電気導体６の発熱量が少なく、加熱コイル４をはじめとする周辺部品への影響も少ない。

また、複数の電気導体６の内周側に放射状に設けられているスリット１２も同様に、誘導電流を制限する役割をなしている。

図３（ａ）は、電気導体６の放射状分割が少ない場合、図３（ｂ）は本実施の形態のように、電気導体６の放射状分割が多い場合を示している。

加熱コイル４からの磁界によって誘導される誘導電流ａは、図中の矢印で示されるが、周回方向に電気的につながっている形状であれば、誘導電流が流れやすいため、誘導電流量が大きく、電気導体６での発熱が大きくなる。一方で、放射状に分割されていると、誘導電流が少なくなり、電気導体６での発熱が少なくなる。

つまり、加熱コイル４電流によって電気導体６内に誘導される誘導電流は、加熱コイル４と平行方向に流れるため、複数の電気導体６は加熱コイル４中心から放射状に配置されると、誘導電流の制限効果、誘導電流による電気導体６の発熱の抑制効果が高くなる。

本実施の形態では、支持台８に、複数の電気導体６が加熱コイル４中心から放射状に互いに絶縁されて配置されるよう支持部１３を設けているため、電気導体６の発熱抑制効果が高い。

加熱コイル４からの磁界は、複数の電気導体６間の空隙を通過して被加熱物３方向へ導かれる。フェライト５の両端部分は、上方垂直に折り曲げられているため、上方の被加熱物３方向へ磁界を効率よく誘導する作用をもつ。

加熱コイル４上方へ出た磁界は、複数の電気導体６の空隙を通過して被加熱物３に到達する。被加熱物３に誘起される誘導電流は、この通過した磁界により発生するものである。そのため、複数の電気導体６が介在することにより、複数の電気導体６がない場合と比較し、誘導電流分布は変化して、加熱コイル４の等価直列抵抗が大きくなり、同一出力を得る場合の加熱コイル４に流す電流を小さくすることができ、被加熱物３に作用する浮力が低減する。

このように、電気導体６を放射状に分割することにより、電気導体６の発熱低減効果と、被加熱物３に作用する浮力低減効果を両立させることが可能である。

さらに、本実施の形態では、電気導体６を分割することによって生じる新たな課題を解決するものである。

複数の電気導体６の分割が多くなるほど、複数の電気導体６の位置制限が困難となる。例えば、複数の電気導体６に端子部を設けてビスなどによって加熱コイル４周辺部品に固定する場合、電気導体６の分割数が多いほど、組み立て工数が多くなり、コストが上がる要因となる。

本実施の形態では、支持台８に設けられた支持部１３に嵌合させることによって容易に電気導体６位置を制限することが可能であるため、コストを抑制することが可能であり、使用時、運搬時に振動などが発生しても電気導体６のずれは生じない。

また、電気導体６を作成した際のばらつき、支持台８の寸法ばらつきなどによって、複数の電気導体６間に高さばらつきが生じる場合がある。複数の電気導体６は、トッププレート２へ熱伝達することにより、温度上昇を抑制しているため、高さばらつきが発生すると、電気導体６の局部的な温度上昇につながる恐れがある。

本実施の形態では、複数の電気導体６を弾性部材７で保持しているため、トッププレート２が複数の電気導体６を押さえつける寸法設計にすれば、各電気導体６の加熱コイル４側の面を保持する弾性部材７の弾性によって、複数の電気導体６の高さばらつきが吸収され、均等にトッププレート２へ当接される。

さらに、トッププレート２と複数の電気導体６間には熱伝導部材９が配置されているため、複数の電気導体６間の温度ばらつきを抑制し、複数の電気導体６の発熱をトッププレート２へ伝達しやすくなっている。

従って、複数の電気導体６で発生した発熱は、より均等にトッププレート２へ伝達されやすい状態となり、かつ複数の電気導体６間の温度差を抑制する効果も得られるものである。複数の電気導体６周辺の部品（例えば、加熱コイル４）への影響を減らすことが可能である。

一般に、アルミニウム、銅またはこれらと同等以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる被加熱物３は電気伝導率が小さいため、内部に誘導電流が流れてもジュール熱の発生量が少なく、誘導加熱されにくい。そのため、加熱コイル４から発生する高周波磁界の周波数を高めて被加熱物３の見かけの抵抗（高周波抵抗）を高めたり、加熱コイル４出力を高めたりする。特に、後者の場合、出力アップは加熱コイル４にかかる電圧の増加につながる。

加熱コイル４にかかる電圧が非常に高圧となった場合、対向するように配置されている被加熱物３と加熱コイル４間の静電容量により、使用者が加熱中の被加熱物３に接触すると、加熱コイル４−被加熱物３−使用者−アースの経路で漏洩電流が流れる恐れがある。

本実施の形態では、加熱コイル４と被加熱物３間に設けられる熱伝導部材９の少なくとも一部が電気導体材料であるカーボンで構成され、かつリード線１０を介して安定電位部１１に接続されているため、加熱コイル４と被加熱物３間の静電容量を切断するような構成になり、構成部品を増加させることなく、漏洩電流を低減することが可能である。

なお、本実施の形態では、図２に示すように、支持台８は複数の電気導体６と同一形状の凹部よりなる支持部１３を設けた構成としたが、図４（ａ）に示すように、複数の電気導体６の内周側と外周側のみを嵌合するような側部が開放された凹部よりなる支持部１３構成や、図４（ｂ）に示すように、複数の電気導体６と同一形状の開口部（底面なし）よりなる支持部１４を設けて、さらに加熱コイル４側の面を断熱材１５で保持する構成としてもよい。

図４（ａ）のような構成であれば支持台８構成材料の削減が可能である。また、図４（ｂ）のような構成であれば、支持台８の加熱コイル４側の一面に断熱材１５が配置されるため、複数の電気導体６の熱による加熱コイル４側への影響をさらに抑制することが可能である。

また、本実施の形態では、複数の電気導体６をアルミニウム板で構成するとしたが、低電気伝導率を有する低透磁率材料で構成し、寸法、形状を設計することによって、同様の浮力低減効果が得られる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の電気導体とその周辺構成を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態においては、複数の電気導体６は、それぞれ直径１．０ｍｍ、長さ１．０ｍｍの円柱状をしたアルミニウム粒１６の集合体で構成されている。また、アルミニウム粒１６の空隙を埋めるべく、さらに寸法の小さい直径約０．１ｍｍのアルミニウム粉１７が配置されている。

アルミニウム粒１６は、表面に酸化膜が形成されるよう前処理されており、アルミニウム粒１６間は各々が電気的に絶縁されているが、互いに固着されていない構成としている。つまり、複数の電気導体６は、互いに絶縁された電気導体小片であるアルミニウム粒１６の集合体で構成されている。

支持台８には、放射状に凹部よりなる支持部１３が複数設けられており、アルミニウム粒１６はその支持部１３に収められている。さらに支持台８の被加熱物３側の面とトッププレート２との間には熱伝導部材９が配置されており、アルミニウム粒１６が収められた支持部１３の蓋をする役割をなしている。

つまり、電気導体小片であるアルミニウム粒１６を、支持台８の支持部１３と熱伝導部材９によって構成される空隙に配置する。

支持台８の加熱コイル４側の面には、電気導体材料であるカーボン塗料１８が塗布されており、リード線１０を介して誘導加熱装置内の安定電位部１１に接続されている。

支持台８の加熱コイル４側の面には、弾性部材７であるばねが３ヶ所に設けられており、支持台８、熱伝導部材９および支持台８の支持部１３と熱伝導部材９によって位置制限されている複数の電気導体６を上方へ押し上げている。

以上のような構成において、加熱コイル４電流によって電気導体６内に誘導される誘導電流を制限し、電気導体６発熱を低減するためには、電気導体６を小さく分割していくことが有効である。また、被加熱物３が加熱コイル４中心からずらして置かれた状態で加熱されるなど、電気導体６への磁界分布が偏っていることによって生じる電気導体６の局部的な発熱を抑制するためにも有効である。

本実施の形態では、互いに絶縁された電気導体小片であるアルミニウム粒１６の集合体で複数の電気導体６を構成することで、電気導体６の発熱を抑制するとともに、そのアルミニウム粒１６は、支持台８の支持部１３と、熱伝導部材９によって構成される空隙に配置することで位置制限するものである。

アルミニウム粒１６が小さいほど発熱量低減効果は高いが、位置制限が非常に難しくなる。しかしながら、本実施の形態では、空隙にアルミニウム粒１６を収めることによって位置制限を容易にしている。

さらに、熱伝導部材９によってアルミニウム粒１６の発熱をトッププレート２に伝達しやすくするとともに、弾性部材７であるばねで支持台８、熱伝導部材９および複数の電気導体６をトッププレート２に押し当てているために、さらに熱伝達を促進させることが可能である。したがって、電気導体６の温度を低減し、周辺部品への影響を抑制することができる。

また、複数の電気導体６を保持している支持台８ごと、弾性部材７で上方へ押し上げてトッププレート２へ当接させる構成としているため、複数の電気導体６毎に弾性部材７を設ける必要がなく、複数の電気導体６の温度上昇抑制に加え、コスト抑制も可能となる。

また、アルミニウム、銅またはこれらと同等以上の電気伝導率を有する低透磁率材料からなる被加熱物３を誘導加熱するに際して、加熱コイル４にかかる電圧が非常に高圧となった場合でも、加熱コイル４と被加熱物３間に設けられる支持台８の加熱コイル４側の面に電気導体材料であるカーボン塗料１８が塗布されており、リード線１０を介して安定電位部１１に接続されているため、加熱コイル４と被加熱物３間の静電容量を切断するような構成になり、構成部品を増加させることなく、漏洩電流を低減することが可能である。

（実施の形態３）
図６、図７は、本発明の実施の形態３における誘導加熱装置を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、本実施の形態においては、複数の電気導体６のうち、３ヶ所の電気導体６ａは、他の電気導体６ｂに比べて幅が狭い形状になっており、さらに内周側と外周側に凸部よりなる嵌合部１９が設けられている。なお、弾性部材７ａ、７ｂは電気導体６ａ、６ｂと同形状である。

そして、支持台８には、加熱コイル４中心から放射状に複数の電気導体６ａ、６ｂと同形状の凹部よりなる支持部１３ａ、１３ｂが設けられている。支持部１３ａには嵌合部１９と嵌合する凹部よりなる嵌合部２０を設けている。

複数の電気導体６ａ、６ｂは、弾性部材７ａ、７ｂとともに、支持台８に設けられた支持部１３ａ、１３ｂへ加熱コイル４中心から放射状に互いに絶縁されて嵌合されるよう配置されるものである。なお、嵌合部１９の凸部と嵌合部２０の凹部は、逆であってもよく、実施の形態に限られるものではない。

図７は、誘導加熱装置の内部構成を示しており、外郭を構成する本体１内には、回路基板２０と、冷却ファン２２と、複数の電気導体６、支持台８、加熱コイル４などを含む加熱コイルユニット２３と、加熱コイルユニット２３を載置する仕切り部２４とを有する。

仕切り部２４中央には、開口部２５が設けられており、開口部２５のほぼ直上に加熱コイルユニット２３の中心が来るよう配置されている。

被加熱物３を加熱時には、冷却ファン２２が動作し、誘導加熱装置内部に矢印のように冷却風Ａを送出する。冷却ファン２２から送出された冷却風Ａは、回路基板２１を冷却するとともに、加熱コイル４などを含む加熱コイルユニット２３へも到達する。

このとき、冷却風Ａは、冷却ファン２２から風下方向へ送出されるため、加熱コイルユニット２３の風下側に集中して冷却風が流れることになる。加熱コイル４ももちろんのこと、複数の電気導体６も風下側が冷却されやすい状態となる。

本実施の形態では、図６に示すように、複数の電気導体６のうち、３ヶ所の電気導体６ａは他に比べて幅が狭い形状になっているため、加熱コイル４電流によって誘導電流が流れにくく、発熱が少ない。幅の狭い３箇所の電気導体６ａを風上側に配置することにより、複数の電気導体６全体の温度を抑制することが可能になる。

つまり、冷却条件によっては、温度上昇の高くなる電気導体６ａについては、意図的に形状を変化させて他に比べて小さくすることによって温度上昇を抑制することが可能である。

また、本実施の形態では、他に比べて小さい形状の電気導体６ａに嵌合部１９を設け、電気導体６ａを見分けるマークとして利用することで、他とは形状の異なる電気導体６ａを見分けることを容易にし、組み立て時の誤配置を抑止することができる。また、電気導体６ａの嵌合部１９と、支持台８の嵌合部２０を嵌合することで、電気導体６ａの位置制限をより強固なものにすることが可能である。

なお、本実施の形態では、他に比べて形状の小さい電気導体６ａのみ、嵌合部１９を設ける構成としたが、複数の電気導体６のそれぞれに嵌合部１９を設けて支持台８との嵌合を強固にすることも可能である。

また、複数の電気導体６形状によっては、形状毎に複数通りの嵌合部１９を設けて、組み立て時の誤配置を抑止することができる。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、アルミニウムなどの材料よりなる被加熱物の加熱に際して、被加熱物のずれ、浮きを少なくする電気導体の位置制限を容易なものとすることができるので、誘導加熱調理器としてはもちろんのこと、アルミニウムや銅などの高電気伝導率かつ低透磁率材料を加熱する誘導加熱式湯沸かし器、誘導加熱式アイロン、またはその他の誘導加熱式加熱装置としても有用である。

本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の要部断面図 同誘導加熱装置の電気導体とその周辺の構成を示す分解斜視図 （ａ）同誘導加熱装置の電気導体の分割が少ない場合における誘導電流の模式図（ｂ）電気導体の分割が多い場合における誘導電流の模式図 （ａ）同誘導加熱装置の支持台の別構成例を示す斜視図（ｂ）支持台のさらに別構成例を示す斜視図 本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の電気導体とその周辺構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態３における誘導加熱装置の電気導体とその周辺構成を示す分解斜視図 同誘導加熱装置の内部構成を示す断面図

符号の説明

１ 本体
２ トッププレート
３ 被加熱物
４ 加熱コイル
６、６ａ、６ｂ 複数の電気導体
７、７ａ、７ｂ 弾性部材
８ 支持台
９ 熱伝導部材
１０ リード線
１１ 安定電位部
１３、１３ａ、１３ｂ、１４ 支持部
１６ アルミニウム粒
１９、２０ 嵌合部

Claims (9)

1. 外郭を構成する本体と、アルミニウム、銅またはこれらと同等以上の電気伝導率を有する被加熱物を載置する、本体上部に設けたトッププレートと、トッププレートの下方に設けられ被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルと被加熱物との間に設けられ、トッププレート上に被加熱物を載置した時の加熱コイルの等価直列抵抗を大きくする複数の電気導体と、この複数の電気導体を嵌合して支持する支持台とを備えた誘導加熱装置。
2. 支持台は、複数の電気導体が加熱コイル中心から放射状に互いに絶縁されて配置されるよう開口部または凹部よりなる支持部を設けた請求項１に記載の誘導加熱装置。
3. 各電気導体の加熱コイル側の面を弾性支持する弾性部材を備え、各電気導体をトッププレートへ当接させるようにした請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
4. 複数の電気導体を支持する支持台の加熱コイル側の面を弾性支持する弾性部材を備え、各電気導体をトッププレートへ当接させるようにした請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
5. 複数の電気導体とトッププレート間に熱伝導部材を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
6. 支持台または弾性部材は、少なくとも一部を電気導体材料で構成されて安定電位部に接続される構成とした請求項３または４に記載の誘導加熱装置。
7. 熱伝導部材は、少なくとも一部を電気導体材料で構成されて安定電位部に接続される構成とした請求項５に記載の誘導加熱装置。
8. 複数の電気導体のうち、少なくとも一部は凹部または凸部よりなる嵌合部を設け、この嵌合部を支持台の支持部に設けた嵌合部と嵌合した請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
9. 複数の電気導体は、互いに絶縁された電気導体小片で構成され、支持台の支持部と熱伝導部材が構成する空隙に配置した請求項５に記載の誘導加熱装置。