JP2009245676A

JP2009245676A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2009245676A
Application number: JP2008089178A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Shoji; 哲也庄子; Hiroshi Otomo; 博大友
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】
加熱コイルの形状にバラつきが発生しにくくし、加熱効率の良い品質の安定した信頼性の高い加熱コイルを備えた誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】
絶縁層が被覆された導体の素線もしくは前記素線を束ねた導線を撚り合わせて構成された集合線８の外周に融点の高いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のＰＦＡで構成された絶縁層９が設けられ、さらにその外周に融点の低いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド三元共重合体のＴＨＶで構成された溶着層１０が設けられたコイル導線７で、加熱コイル３を構成する。コイル導線７を巻回した後加熱して、隣接した前記コイル導線７の溶着層１０どうしを溶融固化させて、加熱コイル３の形状を安定化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般家庭の厨房等で加熱コイルによる誘導加熱を熱源としてトッププレート上の鍋などの被加熱物を加熱する誘導加熱調理器に関し、特に加熱コイルに関するものである。

従来の誘導加熱調理器の加熱コイルは、エナメル線等の絶縁層が被覆された導体の素線を複数本束ねて集合線とし、この集合線を撚り合わせた一束のリッツ線を、略同一円周上に複数段巻回して円盤状に成形して構成される。

この加熱コイルを接着や樹脂部品等を介してのネジ止めによって保持した樹脂製のコイルベースをトッププレートの下方に配置し、加熱コイルに高周波電力を供給してトッププレートに載置された被加熱物である鉄製はもちろん銅やアルミニウム製の鍋等を誘導加熱する。

鉄製の鍋を誘導加熱する場合は、加熱コイルに２０〜４０ｋＨｚの高周波電力を供給するが、銅やアルミニウム製の鍋等を加熱する場合は、加熱コイルに前記周波数より高い周波数の４０〜１００ｋＨｚの高周波電力を供給する。

加熱コイルにこのような高周波電力を供給すると、いわゆる表皮効果により導体の断面積中の電流密度が導体外周にだけ流れるようになり、実効的な抵抗値が上昇するため、リッツ線の素線の径を細くして多数本束ねて撚り合わせるようにしている。

このような、絶縁層が被覆された導体の素線を複数本束ねて集合線とし、この集合線を撚り合わせてコイル導線を構成し、略同一円周上に複数段巻回して円盤状に成形し、鉄はもちろん、銅やアルミニュウム製の鍋等を加熱することができるように構成した加熱コイルにおいて、コイル導線の外周の一部もしくは全体に融点の高いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のＰＦＡの絶縁体を構成し、さらにその外側に融点の低いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体のＥＴＦＥ又はテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体のＦＥＰの絶縁体を構成したものを略同一円周上に複数段巻回して円盤状に成形した後、加熱してコイル導線の一番外周に構成した融点の低いフッ素樹脂のＥＴＦＥ又はＦＥＰを溶融固化して、コイル導線の隣接した絶縁体どうしを固着して加熱コイルの形状を安定化するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−４７４８２号公報

しかしながら、上記の従来技術におけるコイル導線の外周に融点の異なるフッ素樹脂のＰＦＡとフッ素樹脂のＥＴＦＥ又はＦＥＰの２種類の樹脂から成る絶縁体を設けたものは、このフッ素樹脂のＰＦＡとＥＴＦＥ又はＦＥＰから成る絶縁体の柔軟性が不十分で硬いものであるため、銅やアルミニウム製の鍋等を加熱するのに必要となる、最低でも３０〜５０ターンの多くのコイル導線を巻回しようとすると、加熱コイルの径のバラつきが大きくなってしまうという問題がある。

そして、加熱コイルの径のバラつきが大きくなると、加熱コイルのインダクタンスがバラつき、加熱コイルに高周波電力を供給する際の共振点がずれることにより、被加熱物への加熱電力が安定せず、また、鍋を加熱する時の加熱効率が悪化するという問題点があった。

また、コイル導線を巻回するときコイル導線に大きなテンションを加えて巻回すると、フッ素樹脂のＰＦＡとフッ素樹脂のＥＴＦＥ又はＦＥＰの２種類の樹脂から成る絶縁体の柔軟性が不十分で硬いものであるため、絶縁体に傷が付くことがあり、絶縁体の信頼性が悪いという問題点があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、銅やアルミニウム製の鍋等を加熱するのに必要な最低でも３０〜５０ターン程コイル導線を巻いても、加熱コイルの径のバラつきが小さく、被加熱物への加熱電力が安定し、加熱効率が悪化したりすることがなく、また、絶縁体の信頼性が高い加熱コイルを得ることにより品質の安定した信頼性の高い誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、コイルベースに保持される加熱コイルに高周波電力を供給して被加熱物を加熱する誘導加熱調理器において、前記加熱コイルは、絶縁層が被覆された導体の素線もしくは前記素線を束ねた導線を撚り合わせて構成された集合線の外周に融点の高いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のＰＦＡで構成された絶縁層が設けられ、さらにその外周に融点の低いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド三元共重合体のＴＨＶで構成された溶着層が設けられたコイル導線で構成され、前記コイル導線を巻回した後加熱して、隣接した前記コイル導線の溶着層どうしを溶融固化させて、前記加熱コイルの形状を安定化する構成としたものである。

本発明の誘導加熱調理器は、上記のように構成したことにより、銅やアルミニウム製の鍋等を加熱するのに必要な最低でも３０〜５０ターン程コイル導線を巻いても、加熱コイルの径のバラつきが小さく、被加熱物への加熱電力が安定し、加熱効率が悪化したりすることがなく、また、絶縁体の信頼性が高い加熱コイルを得ることができる。

以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の要部縦断面図、図２は同じく加熱コイルと、コイルベースの構成を示す斜視図、図３は同じくコイル導線の断面図、図４は同じくコイル導線の斜視図、図５は同じく加熱コイルとコイルベースの断面図である。

図において、略同一円周上に複数段巻回して円盤状に巻かれた加熱コイル３は、絶縁物であるポリフェニレンスルファイド樹脂のＰＰＳで構成されるコイルベース４に保持され、トッププレート２の下方に設けられている。

トッププレート２に載置された鍋等の被加熱物１は、加熱コイル３にインバータ回路（図示せず）で高周波電力を供給することにより誘導加熱される。

加熱コイル３は、コイルベース４の中心部分および最外周部分に設けられたリブ５の内側にはめ込むように実装される。

コイルベース４の下側にはフェライト等の磁性体６が設けられ、加熱コイル３から発生する磁束がコイルベース４の下方に広がって、近傍にある金属や電子部品に対して誤加熱するのを防止し、磁力線に起因するノイズの影響を電子部品が受けないようにしている。

加熱コイル３が実装されたコイルベース４は、複数のバネ（図示せず）によりトッププレート２方向に付勢され、加熱コイル３がトッププレート２に対して略並行となるように構成されている。

加熱コイル３を構成するコイル導線７は、エナメル等で絶縁被覆された、例えば直径０.０５mmの導体の素線を複数本束ね、その束ねた導線を撚り合わせて集合線８を構成し、その集合線８の外周に絶縁特性が優れた融点の高いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のＰＦＡ（融点：３１０℃）で構成された絶縁層９が押出し成形により設けられ、さらにその絶縁層９の外側に融点の低いテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド三元共重合体のＴＨＶ（融点：１９０℃）で構成された溶着層１０が押出し成形により設けられている。

溶着層１０のさらに外側には、融点の高いポリフェニレンスルファイド樹脂のＰＰＳ（融点：２８０℃）で構成された厚さ約０.０１mm，幅約３mmのテープ状の接着層１１が、図４に示すようにコイル導線７の長さ方向に約１５mmの巻きピッチにより一定のギャップを有した状態でスパイラル状に巻かれている。なお、溶着層１０の外周にＰＰＳで構成されたテープ状の接着層１１を巻回する構成としたが、溶着層１０の外周の一部にＰＰＳで構成された接着層を設ける構成としても良い。

そして、加熱コイル３を製作する際は、コイル導線７を略同一円周上に複数段巻回して円盤状に成形した後、加熱することにより、融点の低いフッ素樹脂のＴＨＶで構成された溶着層１０を溶融固化して、隣接したコイル導線７の接着層１１で覆われてない溶着層１０の部分どうしを固着させて、加熱コイル３の形状を安定化させている。

そして、このとき溶着層１０の内側にある融点の高いＰＦＡで構成された絶縁層９は溶融温度が高いため絶縁層９は変形することなく、安定した信頼性の高い絶縁性を得ることができる。

形状が安定化した加熱コイル３は、図５に示すようにコイルベース４の中心部のリブ５と最外周部のリブ５との間にはめ込まれ、コイル導線７の最外周に巻かれたテープ状の接着層１１とコイルベース４間を例えばシリコン接着剤等の接着剤１２で接着することにより固着され保持される。

なお、ポリフェニレンスルファイド樹脂のＰＰＳは粘着性を有しているため接着剤１２により接着することができるものである。

また、コイル導線７の絶縁層９の外側に構成されるテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド三元共重合体のＴＨＶで構成される溶着層１０は、従来技術の溶着層に使用されている融点の低いフッ素樹脂のテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体のＥＴＦＥ（融点：２６０℃）又はテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体のＦＥＰ（融点：２７０℃）に比べフッ素ゴムの高分子体と近似しているため柔軟性が３〜５倍もあり、このような柔軟性の高いＴＨＶで構成した溶着層１０をフッ素樹脂のＰＦＡで構成した絶縁層９の外側に設けたことにより、コイル導線７をアルミニュウムや銅製の鍋を加熱するのに必要な３０〜５０ターンを巻いて加熱コイル３を製作する際に、コイル導線７の柔軟性が高いため、それ程大きなテンションを加えないでコイル導線を巻回して加熱コイルを製作することが出来る。

したがって、加熱コイル３の径のバラつきや、複数段巻回後の形状のバラつきを少ないものとすることができる。

このように、加熱コイル３の形状バラつきを少ないものとすることができるため、加熱コイル３のインダクタンスのバラつきが少なく、加熱コイル３にインバータ回路により高周波電力を供給して被加熱物１を誘導加熱する際、共振点がずれて被加熱物への加熱電力が安定しなかったり、加熱効率が悪化したりする問題を無くすことが出来る。

また、コイル導線７の柔軟性が高いため、コイル導線７を巻回する際のコイル導線に加えるテンションを小さくすることができることにより、コイル導線７の絶縁層９や溶着層１０等の絶縁体を傷つけてしまうことが無く、絶縁体の信頼性が高いものとすることが出来る。

また、柔軟性の高いテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド三元共重合体のＴＨＶで構成した溶着層１０の外周に、ポリフェニレンスルファイド樹脂のＰＰＳで構成したテープ状の接着層１１をコイル導線７の長さ方向に一定のギャップを有した状態でスパイラル状に巻くようにしたため、接着層１１を設けたことによる、コイル導線７の柔軟性を損なうことが無く、コイル導線７を巻回する際にコイル導線７の絶縁層９や溶着層１０等の絶縁体を傷つけてしまうことが無い。

また、ポリフェニレンスルファイド樹脂のＰＰＳで構成したテープ状の接着層１１は、耐熱性が優れていること、および高温度下においても寸法安定性が優れており、また高温下において機械特性である強度、剛性に優れているため、加熱コイル３をコイルベース４に接着して固着することに関して、コイルベース４と加熱コイル３との接着強度が高温下においても充分な強度を維持できるため、加熱コイル３と被加熱物１との位置関係が安定し、加熱コイル３のインダクタンスが変動することがなく、インバータ回路による加熱コイル３への通電電力が安定するとともに加熱効率が悪化することが無い。

また、コイル導線７の最外周の一部にポリフェニレンスルファイド樹脂のＰＰＳで構成された接着層１１を設けたことにより、コイルベース４に加熱コイル３を保持させるのに接着剤１２により接着層１１とコイルベース４間を接着して固着させることが出来るため、部品数を増やすことなく簡単な作業により低コスト化が実現できる。

本発明の一実施例を示す誘導加熱調理器の要部縦断面図である。同じく加熱コイルと、コイルベースの構成を示す斜視図である。同じくコイル導線の断面図である。同じくコイル導線の斜視図である。同じく加熱コイルとコイルベースの断面図である。

符号の説明

１被加熱物
３加熱コイル
４コイルベース
７コイル導線
８集合線
９絶縁層
１０溶着層
１１接着層
１２接着剤

Claims

コイルベースに保持される加熱コイルに高周波電力を供給して被加熱物を加熱する誘導加熱調理器において、
前記加熱コイルは、絶縁層が被覆された導体の素線もしくは前記素線を束ねた導線を撚り合わせて構成された集合線の外周に融点の高いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のＰＦＡで構成された絶縁層が設けられ、さらにその外周に融点の低いフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフロライド三元共重合体のＴＨＶで構成された溶着層が設けられたコイル導線で構成され、前記コイル導線を巻回した後加熱して、隣接した前記コイル導線の溶着層どうしを溶融固化させて、前記加熱コイルの形状を安定化する構成とした誘導加熱調理器。
請求項１の誘導加熱調理器において、
前記コイル導線の最外周の一部にポリフェニレンスルファイド樹脂のＰＰＳで構成された接着層を設け、前記コイル導線を巻回した後、加熱して隣接した前記溶着層どうしを溶融固化させて前記加熱コイルの形状を安定化するとともに、前記接着層と前記コイルベース間を接着剤で接着して保持させる構成とした誘導加熱調理器。
請求項２の誘導加熱調理器において、
前記接着層はテープで構成し、前記溶着層の外周にスパイラル状にギャップ巻きする構成とした誘導加熱調理器。