JP2007227135A - 誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度のよい温度検知を可能にするとともに、インバータ設計の容易な誘導加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱コイル６の隣り合って巻回される巻線５の間に外側の巻線５を部分的に湾曲させて形成した第２のコイル開口部９を少なくとも１つ設け、温度検知手段１４を第２のコイル開口部９に対向する被加熱物３の部分の温度を直接的又は間接的に測定し、温度検知手段１４の検知結果に基づき被加熱物３の温度を所定の温度に制御すべく加熱コイル６に供給する電力を可変制御する構成とする。
【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り、さらに詳しくは誘導加熱調理器や、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などに関するものである。

従来、この種の誘導加熱装置として、例えば、誘導加熱調理器に関して図を用いて説明する。

図７は、従来の誘導加熱調理器を示す断面図である。図７に示すように、６は略平面渦巻き状に巻かれた加熱コイル、１１は加熱コイル６を配設する加熱コイル支持部、２は耐熱絶縁材からなるトッププレート、３はトッププレート２に戴置され、加熱コイル６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である。

加熱コイル６は、内周側と外周側に分割して同心円状に巻かれており、中央の開口部には、サーミスタからなる第１の温度検知手段１３が配置されている。また、内周側加熱コイル６ａと外周側加熱コイル６ｂの空隙には、同じくサーミスタからなる第２の温度検知手段１４が配置されている。

第１及び第２の温度検知手段１３、１４は、トッププレート２の加熱コイル６側の面に当接させられており、被加熱物３の温度をトッププレート２の伝熱を介して間接的に検知している。

図８は、加熱電力分布を示した図である。加熱コイル６中心部では加熱電力が小さいために、比較的、被加熱物３の温度上昇が遅い。しかしながら、加熱コイル６に対向する部分は加熱電力が大きいため、被加熱物３の温度上昇が早い。

使用者が被加熱物３を加熱したまま放置すると、被加熱物３の異常昇温が生じるが、第１の温度検知手段１３に加え、加熱電力が大きい部分に第２の温度検知手段１４を配置しているため、速やかに異常昇温を検知することができる。

また、小さい径の鍋３を使用した場合や、鍋３が加熱コイル６の中央からずれて戴置された場合等でも精度よく温度検知できるように、第１の温度検知手段１３及び第２の温度検知手段１４の検知温度を比較し、温度の高い方の温度検知手段により温度制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３４７０４６号公報

しかしながら、前記従来の技術では、内周側加熱コイル６ａと外周側加熱コイル６ｂに分割されており、同心円状に開口部が生じる。

例えば、加熱コイル６中央に配置される第１の温度検知手段１３の他に、複数の温度検知手段を設け、さらに冷却条件、被加熱物３の戴置条件を鑑みて、複数の温度検知手段を加熱コイル６の異なる径位置に配置すると、加熱コイル６が複数分割された状態となって開口部面積が大きくなる。

加熱コイル６の開口部面積が大きくなると、加熱コイル６特性も変化する。一般に、開口部面積が大きくなると、加熱コイル６インダクタンス（Ｌｓ）及び加熱コイル６からみた被加熱物３抵抗（Ｒｓ）が低下する。

加熱コイル６に高周波電流を供給するインバータ（図示せず）設計には、Ｌｓ及びＲｓが重要なパラメータであり、所定のＬｓ、Ｒｓを維持しようとすると、加熱コイル６巻き数や形状の検討が必要となる。

また特にアルミニウムなどの低抵抗かつ低透磁率の材質からなる被加熱物３を加熱する際には、その材質の特徴から被加熱物３内部に誘導電流を誘起させても、ジュール熱が発生しにくい。そのため、加熱コイル６から発生する高周波磁界の周波数を上げて、被加熱物３の高周波抵抗を上げてジュール熱を発生しやすくしたり、加熱コイル６巻き数を増加させて高周波磁界強度を上げる対策が取られる。

アルミニウムなどの被加熱物３であった場合、加熱コイル６の状態に非常に影響されやすいため、加熱コイル６開口部面積が大きければ、Ｌｓ、Ｒｓが大きく変化し、インバータ設計が困難となる。

さらに、加熱コイル６サイズには制限がある中で、加熱コイル６巻き数を増加させるため、多層巻きする必要がある。しかしながら、開口部面積が大きければ、必要となる巻き数を維持すると、さらに加熱コイル６を多層にする必要が生じる。その結果、加熱コイル６高さが高くなり、加熱コイル６と被加熱物３との距離が離れ、加熱効率の低下にもつながるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、精度のよい温度検知を可能にするとともに、インバータ設計の容易な誘導加熱装置を提供することを目的とする。

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、加熱コイルの隣り合って巻回される巻線の間に外側の巻線を部分的に湾曲させて形成した第２のコイル開口部を少なくとも１つ設け、温度検知手段を第２のコイル開口部に対向する被加熱物の部分の温度を直接的又は間接的に測定し、温度検知手段の検知結果に基づき被加熱物の温度を所定の温度に制御すべく加熱コイルに供給する電力を可変制御する構成としたものである。

このような開口部は、温度検知手段を配置するのに必要な開口を減少させたものであるため、Ｌｓ、Ｒｓに与える影響を非常に少なくすることが可能である。従って、温度検知手段の配置に関わらずインバータ設計を容易に行うことができる。

また、温度検知手段を加熱コイル間に１つ若しくは複数配置しても開口部面積の増加を抑えることが可能であるため、加熱電力分布や被加熱物の戴置状態を鑑みて自由度高く配置することが可能であり、精度よく被加熱物の温度を検知し、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を提供することができる。

本発明の誘導加熱装置は、精度のよい温度検知を可能にするとともに、インバータ設計の容易な誘導加熱装置を提供することができる。

第１の発明は、巻線を第１のコイル開口部の周囲に巻回し面状に形成してなり、その上面に対向して配設される被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記加熱コイルは、隣り合って巻回される前記巻線の間に外側の前記巻線を部分的に湾曲させて形成した第２のコイル開口部を少なくとも１つ設け、前記温度検知手段は、前記第２のコイル開口部に対向する前記被加熱物の部分の温度を直接的又は間接的に測定し、前記温度検知手段の検知結果に基づき前記被加熱物の温度を所定の温度に制御すべく前記加熱コイルに供給する電力を可変制御する誘導加熱装置とするものである。

このような開口部は、温度検知手段を配置するのに必要最小限の開口を設けたものであるため、Ｌｓ、Ｒｓに与える影響を非常に少なくすることが可能である。従って、温度検知手段の配置に関わらずインバータ設計を容易に行うことができる。

また、温度検知手段を加熱コイル間に１つ若しくは複数配置しても開口部面積の増加を抑えることが可能であるため、加熱電力分布や被加熱物の戴置状態を鑑みて自由度高く配置することが可能であり、精度よく被加熱物の温度を検知し、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を提供することができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、第２のコイル開口部を有する加熱コイルを少なくとも１つ有する隣接した少なくとも２つの加熱コイルを備え、前記第２のコイル開口部を有する加熱コイルの巻き軸中心と隣接した加熱コイルの巻き軸中心とを相互に結ぶ直線に対して、前記第２のコイル開口部が前記第２のコイル開口部を有する加熱コイル巻き軸中心からみて、隣接した加熱コイルの巻き軸中心方向を０度として、＋１３５度〜−１３５度の範囲に向かうよう配置される誘導加熱装置とするものである。

加熱コイルに第２のコイル開口部を設けた場合、加熱コイルの巻き軸中心から見て第２のコイル開口部が設けられている方向は、他の外周部に比べて加熱コイル外径が広がる。そのため、加熱コイルの巻き軸中心からみて第２のコイル開口部が設けられている方向が、隣接した加熱コイルの巻き軸中心同士を相互に結ぶ直線に対して＋１３５度よりも大きく、又は、−１３５度よりも小さく設定されていれば、絶縁性能を保持するために、加熱コイルと筐体間の距離を加熱コイル外径が広がった分だけ狭める必要がある。

その結果、筐体内部に収納されている他の加熱コイルとの中心間距離が近くなる。その場合、被加熱物を複数戴置すると、被加熱物同士が接近して干渉し、取り回しに不便である。

本発明では、第２のコイル開口部を有する加熱コイルの巻き軸中心と隣接した加熱コイルの巻き軸中心とを相互に結ぶ直線に対して、第２のコイル開口部が第２のコイル開口部を有する加熱コイル巻き軸中心からみて、隣接した加熱コイルの巻き軸中心方向を０度として、＋１３５度〜−１３５度の範囲に向かうよう配置されるため、複数の加熱コイル間距離が近くなることがなく、被加熱物を取り回しやすい。

第３の発明は、特に第１又は第２の発明において、第２のコイル開口部を有する加熱コイルを載置する支持部と、前記支持部に突設された円筒部とを備え、前記第２のコイル開口部を有する加熱コイルを前記支持部に載置すると前記円筒部先端が前記第２のコイル開口部内部に嵌合する誘導加熱装置とするものである。

加熱コイルに第２のコイル開口部を設けた、加熱コイル巻き軸中心からみて第２のコイル開口部が設けられている方向は、他の外周部に比べて加熱コイル外径が広がる。そのため、加熱コイル巻き軸中心に対して非軸対称形状となる。

加熱コイルを台に設置する際、非軸対称である加熱コイルの位置を決めて取り付けるのが困難である。また、支持部は、加熱コイルの位置ずれを防止するような構成であることが望ましい。

本発明によれば、第２のコイル開口部が円筒部に嵌合するように加熱コイルを台に設置することにより、取り付け時の位置決めが容易になり、かつ加熱コイルずれ防止を可能にする。

さらに、円筒部が高電圧となる加熱コイルと温度検知手段との絶縁手段としての役割を果たすことが可能であり、高電圧の影響を抑えつつ、温度検知を行うことができる。

第４の発明は、特に第１から第３の発明において、温度検知手段は赤外線センサーを有し、前記赤外線センサーは、第２のコイル開口部内部を通過する赤外線を検知する誘導加熱装置とするものである。

本発明によれば、被加熱物の温度に応じて発せられる赤外線を検知することにより、熱伝達、熱伝導に頼ることなく、応答速度が速く、精度よく被加熱物温度を検知することが可能である。

第５の発明は、特に第１から第４の発明において、第２のコイル開口部を有する加熱コイルは、アルミニウムと略同等又はそれ以上の導電率を有する非磁性体を誘導加熱するために使用される誘導加熱装置とするものである。

被加熱物がアルミニウムと略同等又はそれ以上の導電率を有する非磁性体であった場合、加熱コイルからみたＲｓも低くなるため、誘導電流によるジュール熱を得ることが難しい。従って、所定の加熱出力を得るためには加熱コイルから発生する磁界強度を高める必要がある。

発生する磁界強度を高めるためには、加熱コイルの巻き数の増加が非常に効果的である。このとき同時に、従来手法に従って加熱コイルの内周―外周間に温度検知手段を設けた場合には、加熱コイル厚みが大きくなり、加熱効率の低下につながる。

特に被加熱物が高導電率の非磁性金属であった場合には、加熱コイルの厚みの変化、加熱コイル−被加熱物間の距離などによって大きく加熱効率やＬｓ、Ｒｓが変化するため、温度検知手段を設けることで生じる影響を可能な限り抑えなければならない。

本発明では、温度検知手段を設けた際の加熱コイル形状の変化を抑えることで、Ｒｓの変化を抑制し、被加熱物が高導電率非磁性体であった場合にも効率よく誘導加熱することを可能にし、かつ被加熱物の温度を精度よく検知することができる。

第６の発明は、特に第５の発明において、第２のコイル開口部を有する加熱コイルの巻線端子部を前記温度検知手段と略直角方向から略反対の方向の間で引き出してなる誘導加熱装置とするものである。

特に高導電率非磁性金属からなる被加熱物を誘導加熱する場合、加熱コイルの巻き数を増加させたり、加熱コイルに供給する高周波電流を増加させる必要が生じる。その結果、特に加熱コイルの巻線端子間は、過大な電圧が発生する。

温度検知手段は一般に数Ｖ程度の検知出力信号をしかるべき回路へ伝達する。そのため、加熱コイルの巻線端子で発生する高電圧の影響を受けやすい。

本発明では、加熱コイルの巻線端子部を温度検知手段から遠い方向から引き出して構成しているために、温度検知手段出力に対する加熱コイルの巻線端子で発生する高電圧の影響を抑制することが可能である。

第７の発明は、特に第２の発明において、第２のコイル開口部を有する加熱コイルを載置する支持部と、前記支持部に設けられ前記加熱コイルの巻線端子部と前記加熱コイルに電力を供給する回路とを接続するための端子台とを備え、前記端子台を前記第２のコイル開口部を有する加熱コイルの巻き軸中心と隣接した加熱コイルの巻き軸中心とを相互に結ぶ直線に対して、前記第２のコイル開口部と反対側で、前記第２のコイル開口部を有する加熱コイル巻き軸中心からみて略直角＋４５度〜略直角−４５度の範囲に向かうように設けてなる誘導加熱装置とするものである。

加熱コイルの巻き軸中心から見て第２のコイル開口部が設けられている方向は、他の外周部に比べて加熱コイル外径が広がるのと同様に、端子台が設けられている方向についても、支持部、端子台を含めた加熱コイルユニット外径が広がる。

また、加熱コイル巻線端子部は大電流が流れるため、比較的形状が大きくなるが、端子部を配設する端子台はさらに形状が大型になる。そのため、端子台は加熱コイルユニットから大きく張り出す部分であり、隣接する加熱コイルへ向かって設けられた場合、隣接する加熱コイル間の絶縁距離を確保することが難しくなる。

本発明では、端子台を第２のコイル開口部と反対側で、かつ加熱コイル巻き軸中心から見て略＋４５度〜−４５度の範囲に向かうよう設けているため、隣接する加熱コイル間の絶縁と、筐体−加熱コイル間の絶縁を確保し、隣接する加熱コイル間距離が近くなることがなく、被加熱物を取り回しやすい。

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り、特に誘導加熱調理器の要部の概略断面図である。

図１において、外郭を構成する略矩形状の本体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。

アルミニウム若しくは銅またはこれらと略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、トッププレート２上に戴置される。

本体１とトッププレート２からなる誘導加熱調理器内部には、高周波スイッチングによって高周波電流を発生させるインバータ４が設けられている。

また、インバータ４には、加熱コイル６が接続されており、インバータ４から高周波電流の供給を受けて、高周波磁界を発生させ、加熱コイル６上面に対向してトッププレート２上に配設される被加熱物３を誘導加熱する。

インバータ４には、さらに制御手段７が接続されている。制御手段７は、入力電流検知やインバータ出力検知を行いつつ、使用者が設定した加熱出力となるよう、インバータ４の出力制御を行う。

素線を束ねた巻線５を第１のコイル開口部８の周囲に巻回し面状に形成される加熱コイル６は、トッププレート２の下方に設けられていて、形状は、図２に示すように、内径８０ｍｍ、外径１８０ｍｍ、厚み約８ｍｍの略ドーナツ形状をなしている。

本実施の形態では、加熱コイル６の巻き数は４３ターンであるが、前記形状に成形するために、３段―２段を繰り返す多層巻きとなっている。

加熱コイル６には、第２のコイル開口部９が設けられていて、第２のコイル開口部９中心は、加熱コイル６中心から約５０ｍｍの位置で、その開口直径は約２０ｍｍとなっている。

第２のコイル開口部９は、加熱コイル６作成時に所定の形状をした治具を挟み込んで、隣り合って巻回される巻線５の間に外側の巻線５を部分的に湾曲させて形成されるものである。このため、加熱コイル６は、加熱コイル６中心からみて第２のコイル開口部９方向の外周部がふくらんだ形状をしていて、中心から外周までの距離は約１１０ｍｍとなっている。

一般に、加熱コイル６第２のコイル開口部９面積が大きくなると、加熱コイル６特性も変化する。具体的には、加熱コイル６インダクタンス（Ｌｓ）及び加熱コイル６からみた被加熱物３抵抗（Ｒｓ）が低下する。

一例として、図３に加熱コイル６を略ドーナツ形状に形成し、最内周部と最外周部間にコイル開口部を設けない場合、最内周部と最外周部間に同心円状にコイル開口部を設けて、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルに分割した場合、本実施の形態で示すように第２のコイル開口部９を設けた場合の、Ｌｓ、Ｒｓを示す。

図３に示すように、同心円状に開口部を設けた場合、同じ加熱コイル６巻き数であっても、Ｌｓ、Ｒｓが変化していることが分かる。一方で、第２のコイル開口部９を設けた場合と、開口部を設けない場合は、ほとんど特性に差がない。

加熱コイル６に高周波電流を供給するインバータ４設計には、Ｌｓ及びＲｓが重要なパラメータであり、所定のＬｓ、Ｒｓを維持しようとすると、加熱コイル６巻き数や形状の検討が必要となるため、開口部に関わらず、Ｌｓ、Ｒｓが変化しないことが望ましい。

また特にアルミニウムと略同等又はそれ以上の導電率を有する非磁性体金属からなる被加熱物３を加熱する際には、その材質の特徴から被加熱物３内部に誘導電流を誘起させても、ジュール熱が発生しにくいため、加熱コイル６から発生する高周波磁界の周波数を上げて、被加熱物３の高周波抵抗を上げてジュール熱を発生しやすくしたり、加熱コイル６巻き数を増加させて高周波磁界強度を上げる対策が取られる。

本実施の形態では、加熱コイル６に接続される共振コンデンサ（図示せず）の容量設計により、加熱コイル６に流れる高周波電流周波数を約９０ｋＨｚになるようにしている。これは、一般の鉄系の被加熱物３のみを加熱する誘導加熱調理器に比べて、約４倍の周波数となっている。

さらに本実施の形態では、加熱コイル６巻き数を４３ターンとしており、一般の鉄系の被加熱物３のみを加熱する誘導加熱調理器に比べて、約２倍となっている。

アルミニウムなどの被加熱物３であった場合、特に加熱コイル６の状態に非常に影響されやすいため、Ｌｓ、Ｒｓが大幅に変化して、インバータ４設計が困難となる。

Ｌｓ、Ｒｓを一定に保つため、加熱コイル６サイズには制限がある中で、加熱コイル６巻き数を増加させると、さらに多層巻きする必要がある。しかしながら、加熱コイル６高さが高くなり、加熱コイル６と被加熱物３との距離が離れ、加熱効率の低下にもつながる。

本実施の形態で示すような第２のコイル開口部９は、温度検知手段を配置するのに必要最小限の開口を設けたものであるため、Ｌｓ、Ｒｓに与える影響を非常に少なくすることが可能である。従って、温度検知手段の配置に関わらずインバータ４設計を容易に行うことができる。

また、図１において、棒状のフェライト１０は、加熱コイル６面と略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。

加熱コイル６及びフェライト１０は、樹脂を成形した支持部１１に接着されて設置されている。

支持部１１には支持面に略鉛直方向に突設された円筒部１２を備えており、円筒部１２形状は高さ約９ｍｍ、内径約１７ｍｍ、外径約１９ｍｍである。これは、図４に示すように、円筒部１２先端が第２のコイル開口部９内部に嵌合するように支持部１１に配置されている。

加熱コイル６中心からみて第２のコイル開口部９が設けられている方向は、他の外周部に比べて加熱コイル６外径が広がっているため、加熱コイル６中心軸に対して非軸対称形状となる。

加熱コイル６を支持部１１に設置する際、支持部１１が軸対称であると、非軸対称である加熱コイル６の位置を決めて取り付けるのが困難である。また、支持部１１は、加熱コイル６の位置ずれを防止するような構成であることが望ましい。

本実施の形態では、第２のコイル開口部９が円筒部１２先端に嵌合するように加熱コイル６を支持部１１に設置することにより、取り付け時の位置決めが容易になり、かつ加熱コイル６ずれ防止を可能である。

支持部１１には、サーミスタからなる第１の温度検知手段１３及び第２の温度検知手段１４が取り付けられている。

特に第１の温度検知手段１３は、第１コイル開口部８からトッププレート２の加熱コイル６側の面に当接するよう配置されている。

また、第２の温度検知手段１４は、第２のコイル開口部９に対向する被加熱物３の部分の温度を直接的又は間接的に測定するため、第２のコイル開口部９に嵌合される円筒部１２内部を通してトッププレート２の加熱コイル６側の面に当接するよう配置されている。

以上のように構成された誘導加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。

第１の温度検知手段１３及び第２の温度検知手段１４は、トッププレート２を介して間接的に被加熱物３の温度を検知し、検知信号を制御手段７に出力する。制御手段７は、検知信号に基づいて被加熱物３温度を推定し、インバータ４出力制御を行う。

つまり、第１の温度検知手段１３及び第２の温度検知手段１４の検知結果に基づき、被加熱物３の温度を所定の温度に制御すべく加熱コイル６に供給する電力を可変制御する。

加熱コイル６の最内周部と最外周部のほぼ中間に対向する被加熱物３の部分は、他の部分に比べて加熱電力密度が高く、温度上昇が大きい。使用者がフライパンの予熱などのため、被加熱物３を誘導加熱させたまま放置した場合、被加熱物３の状態によっては急速に局部的な被加熱物３温度上昇が生じる。

しかしながら、加熱コイル６中央に設けられた第１の温度検知手段１３に加えて、被加熱物３の加熱電力密度が高くなる部分に相当する位置に第２の温度検知手段１４を備えているため、温度上昇が急速であっても、また局部的であっても精度よく検知することが可能である。

サーミスタからなる第２の温度検知手段１４は、いわゆる小信号回路である。一方で、インバータ４から高周波電流を供給される加熱コイル６は、その両端電圧が非常に高電圧となっており、定格出力時には約３ｋＶｒｍｓ程度にもなる。

従って、第２の温度検知手段１４と加熱コイル６間に十分な絶縁を施す必要があるが、本実施の形態では、円筒部１２が高電圧となる加熱コイル６と第２の温度検知手段１４との絶縁手段としての役割を果たすことが可能である。

また、図２に示すように、加熱コイル６巻線５端子部１５と、加熱コイル６に電力を供給する回路（インバータ４）とを接続するための端子台１６を備えた支持部１１において、第２のコイル開口部９を有する加熱コイル６の巻線５端子部１５を、第１の温度検知手段１３及び第２の温度検知手段１４の接続部１７と略直角方向から略反対の方向の間で引き出している。本実施の形態では、具体的には略反対の方向となっている。

この配線引き回しによって、小信号回路である温度検知手段出力が、加熱コイル６端子部１５に発生する高電圧の影響を受けにくくすることが可能である。

図５は、トッププレート２を外した状態で、本体１を上方からみた概略俯瞰図である。

隣接した加熱コイル６の巻き軸中心とを相互に結ぶ直線Ａに対して、第２のコイル開口部９が加熱コイル６巻き軸中心からみて＋１３５度〜−１３５度の範囲となる範囲Ａ内の略直角方向に向かうよう配置されている。

さらに、端子台１６を直線Ａに対して第２のコイル開口部９と反対側で、加熱コイル６巻き軸中心からみて略直角＋４５度〜略直角−４５度の範囲となる範囲Ｂ内の略直角方向に向かうよう設けられている。

図５に示すように、加熱コイル６中心からみて第２の開口部９が設けられている方向は、他の外周部に比べて加熱コイル６外径が広がっている。また、端子台１６が設けられている方向も、加熱コイル６ユニット全体として外径が広がっている。

そのため、加熱コイル６又はユニット外径が広がっている方向が、本体１と干渉するよう配置した場合には、本体１との絶縁距離を保つため、隣接した加熱コイル６の中心間距離が近くなってしまう。

一方で、隣接する加熱コイル６と干渉するよう配置した場合には、加熱コイル６間での絶縁を確保することが難しい。

本実施の形態では、第２のコイル開口部９によって膨らんだ加熱コイル６外周部や、端子台１６が相互又は本体などと干渉しないような配置とすることにより、隣接する加熱コイル６との中心間距離が近くならないよう、絶縁距離が確保されるよう配慮されている。従って、被加熱物３を複数戴置しても、被加熱物３同士の接近、干渉を抑制し、取り回しが容易である。

また、第２のコイル開口部９は、第２の温度検知手段１４形状によっても小さく構成することが可能であるため、加熱コイル６巻き軸中心から見た第２のコイル開口部９向きは比較的自由度が高く、隣接する加熱コイル６方向に向けても大きな問題は生じない。

しかしながら、加熱コイル６に供給する電流が大きいため、加熱コイル６巻線５端子部１５を大きく設定する必要があり、端子台１６形状も端子部１５以上に大型となる。従って、端子台１６が隣接する加熱コイル６方向に向けて配置された場合、絶縁距離の確保が困難である。

本実施の形態では、端子台１６向きを直線Ａに対して略直角＋４５度〜略直角−４５度に限定することによって、隣接する加熱コイル６との干渉を抑制したものである。

なお、本実施の形態では、被加熱物３温度をトッププレート２を介して間接的に検知するサーミスタ方式の温度検知手段の例を挙げたが、これに限定するものではない。被加熱物３が温度に応じて放射する赤外線を受光して、非接触で温度検知を行う方式であってもよいし、トッププレート２に穴を設けて金属部品などで覆ったサーミスタを露出させ、被加熱物３に直接当接させる方式であってもよい。

また、本実施の形態では、第２のコイル開口部９及び第２の温度検知手段１４が１つの場合を挙げたが、これに限定するものではない。本体１形状や冷却条件、被加熱物３の戴置条件を鑑みて、第２のコイル開口部９を複数設け、対応する第２の温度検知手段１４を設置してもよい。

冷却風の流れにくく、被加熱物３の温度が上がりやすい方向に第２のコイル開口部９及び第２の温度検知手段１４を設置してもよい。さらに、トッププレート２幅を長くして被加熱物３を戴置できる面積を大きくし、取り扱いを改善した誘導加熱調理器であれば、トッププレート２端部に被加熱物３が戴置されることを配慮して、可能な限り第２のコイル開口部９及び第２の温度検知手段１４をトッププレート２端部に近い位置に配置してもよい。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における誘導加熱装置を示すものであり、特に誘導加熱調理器の要部の概略断面図である。構成は本発明の実施の形態１とほぼ同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

図６において、第２の温度検知手段１４は、被加熱物３が温度に応じて放射する赤外線を受光して、非接触で温度検知を行う方式、つまり赤外線センサーを採用している。

赤外線センサー１４は、支持部１１の突設された円筒部１２の下方に設置されており、その視野角が円筒部１２先端を結ぶ角度内になるよう設定されている。

赤外線センサー１４は非常に感度のよい温度検知手段であるため、外乱による影響を受けやすい。例えば、近傍に加熱コイル６をはじめとする高温部品が配置されている場合、輻射される熱によって赤外線センサー１４出力精度が下がる可能性がある。

本実施の形態では、円筒部１２を設けており、加熱コイル６からの直接の影響を抑制する構成であるため、赤外線センサー１４は精度よく被加熱物３温度を検知することが可能である。

また、円筒部１２内壁を鏡面加工する、単一色で塗装するなどの加工により、赤外線センサー１４精度を向上させることが可能である。

以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、精度のよい温度検知を可能にするとともに、インバータ設計の容易な誘導加熱装置を提供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、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概略断面図 同誘導加熱装置の加熱コイル６周辺概略構成図 各種形状の加熱コイル６における電気的特性比較図 本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の支持部１１及び円筒部１２と、加熱コイル６の位置関係を示す図 同誘導加熱装置の加熱コイル６配置を示した俯瞰図 本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の要部概略断面図 従来の誘導加熱装置の要部概略断面図 同誘導加熱装置の加熱電力分布を示す図

符号の説明

３ 被加熱物
５ 巻線
６ 加熱コイル
８ 第１のコイル開口部
９ 第２のコイル開口部
１１ 支持部
１２ 円筒部
１３ 第１の温度検知手段
１４ 第２の温度検知手段
１５ 端子部
１６ 端子台

Claims (7)

1. 巻線を第１のコイル開口部の周囲に巻回し面状に形成してなり、その上面に対向して配設される被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記被加熱物の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記加熱コイルは、隣り合って巻回される前記巻線の間に外側の前記巻線を部分的に湾曲させて形成した第２のコイル開口部を少なくとも１つ設け、前記温度検知手段は、前記第２のコイル開口部に対向する前記被加熱物の部分の温度を直接的又は間接的に測定し、前記温度検知手段の検知結果に基づき前記被加熱物の温度を所定の温度に制御すべく前記加熱コイルに供給する電力を可変制御する誘導加熱装置。
2. 第２のコイル開口部を有する加熱コイルを少なくとも１つ有する隣接した少なくとも２つの加熱コイルを備え、前記第２のコイル開口部を有する加熱コイルの巻き軸中心と隣接した加熱コイルの巻き軸中心とを相互に結ぶ直線に対して、前記第２のコイル開口部が前記第２のコイル開口部を有する加熱コイル巻き軸中心からみて、隣接した加熱コイルの巻き軸中心方向を０度として、＋１３５度〜−１３５度の範囲に向かうよう配置される請求項１に記載の誘導加熱装置。
3. 第２のコイル開口部を有する加熱コイルを載置する支持部と、前記支持部に突設された円筒部とを備え、前記第２のコイル開口部を有する加熱コイルを前記支持部に載置すると前記円筒部先端が前記第２のコイル開口部内部に嵌合する請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
4. 温度検知手段は赤外線センサーを有し、前記赤外線センサーは、第２のコイル開口部内部を通過する赤外線を検知する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
5. 第２のコイル開口部を有する加熱コイルは、アルミニウムと略同等又はそれ以上の導電率を有する非磁性体を誘導加熱するために使用される請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱装置。
6. 第２のコイル開口部を有する加熱コイルの巻線端子部を前記温度検知手段と略直角方向から略反対の方向の間で引き出してなる請求項５に記載の誘導加熱装置。
7. 第２のコイル開口部を有する加熱コイルを載置する支持部と、前記支持部に設けられ前記加熱コイルの巻線端子部と前記加熱コイルに電力を供給する回路とを接続するための端子台とを備え、前記端子台を前記第２のコイル開口部を有する加熱コイルの巻き軸中心と隣接した加熱コイルの巻き軸中心とを相互に結ぶ直線に対して、前記第２のコイル開口部と反対側で、前記第２のコイル開口部を有する加熱コイル巻き軸中心からみて略直角＋４５度〜略直角−４５度の範囲に向かうように設けてなる請求項２に記載の誘導加熱装置。