JP2009295454A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】
ファン装置により加熱コイルの上面側に流す風路の通風抵抗を小さし、効率よく加熱コイルを冷却する誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】
コイルベース２１に放射状に複数本配設したフェライト２４を、加熱コイル２２の下方から加熱コイル２２の内周側に突出して加熱コイル２２を囲うようなコ字形状に構成し、加熱コイル２２の内周面と加熱コイル２２の内周側に突出したフェライト２４の間隙を、加熱コイル２２の上面に冷却空気を導くコイル冷却風路２ｂとし、加熱コイル２２の上面側への冷却空気の通風経路であるコイル冷却風路２ａ，２ｂの風路断面積を広く構成できるようにし、コイル上面側に流す風路の通風抵抗を小さし、効率よく加熱コイル２２を冷却する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器において、本体上面のトッププレート上に載置された被調理鍋を加熱する加熱コイルの冷却構造に関するものである。

誘導加熱調理器は、加熱コイルに高周波電流を流した時に発生する磁力線によってトッププレート上に載置された金属製の鍋（被調理鍋）底に渦電流を発生させ、その渦電流によるジュール加熱を利用して鍋底を加熱し、加熱調理を行う装置である。

該装置は、加熱時には鍋だけでなく、加熱コイルや加熱コイルを制御する制御基板などからも発熱が生じるため、ファン装置を用いて送風冷却することが行われている。

該冷却構造として、従来の誘導加熱調理器は、軸流ファンや遠心ファンなどを用いて、例えば本体上面の後部に開口した吸気口から吸気した空気を複数の制御基板に送風し、さらに加熱コイルに送風して制御基板や加熱コイルを冷却するものである。つまり、誘導加熱を行う加熱コイルは、供給される高周波電流によって渦電流損やジュール損により発熱が生じ、また、加熱コイルを制御する制御基板では、高周波電流を発生させるスイッチング素子などが発熱するので、これらの冷却が必要となる。

特に、加熱コイルの渦電流損は、トッププレート上に載置した被調理鍋に対する磁力線がその要因であるため、トップレート側である加熱コイルの上面側で発熱密度が高くなる。そのため、加熱コイルを効率よく冷却するには、加熱コイルの上面と下面の両方に冷却空気を供給する構成が必要である。

一方、調理に使用される鍋は、高効率で加熱できる鉄鍋だけでなく、鉄鍋よりも加熱効率が低い非磁性ステンレス鍋も使用されるようになっている。また、近年では、多種の鍋に対応できるように鉄，非磁性ステンレス製の鍋に加えてアルミ製，銅製鍋でも使用できるオールメタル鍋対応機種が製品化されているが、アルミ鍋などの加熱効率は非磁性ステンレス鍋よりもさらに低い。

また、アルミ鍋など透磁率の低い材質からなる金属鍋では、鍋底に生じた渦電流で発熱し難く、加熱コイルは渦電流損やジュール損による発熱が大きくなるので、加熱コイルの冷却がさらに重要となる。

また、これらの被調理鍋を効率よく加熱するには、加熱コイルで発生する磁力線を外部に逃がさず、被調理鍋に向けて渦電流を効率よく生じさせる必要があり、そのために加熱コイルの周りにフェライトや金属板（シールド板）などを配置し、磁気漏洩を遮蔽する必要がある。

誘導加熱効率の高い磁性金属鍋の誘導加熱を目的とした調理器では、直方体の棒状フェライトを加熱コイルの下方のみに放射状に配置した構成が一般的であるが、誘導加熱し難い非磁性金属鍋の加熱まで考慮した調理器では、加熱コイル内外周を囲うように、多本数の上に開いたコ字形状のフェライトを加熱コイルの下面に放射状に配置した構成が採られており、より加熱コイルで生じた磁力線を被調理鍋に向ける構造となっている。

フェライトを加熱コイルの側面に配置すれば、被調理鍋の種類によらず、誘導加熱効率を高めることができ、加熱コイルで生じる発熱を抑えることになる。つまり、フェライトの配置は、被調理鍋の加熱効率と加熱コイルの発熱に起因するものであり、さらに加熱コイルの冷却構造の容易さに影響するものである。

加熱コイルを冷却する構造としては、加熱コイルの中央に通風穴を設け、さらに加熱コイルと本体上面のトッププレートとの間に間隙を設けて、ファンからの冷却風を加熱コイルの上下に分散させ、加熱コイル中央の通風穴から放射状に冷却風を放散する例が特許文献１に開示されている。

また、加熱コイルを半径方向に複数に分割して設け、分割したコイルの隙間から加熱コイルの上面に通気させ、加熱コイルとトッププレートの間隙に放射状の冷却風の流れを構成した例が特許文献２に開示されている。

さらに、加熱コイルの冷却構造として、加熱コイルの中央や側方から加熱コイルとトッププレートの間隙に冷却風を流す構成が特許文献３に示されている。

特開２００４−１７１９２６号公報 特開２００４−３６２９４５号公報 特開２００５−３０２７３５号公報

近年、誘導加熱調理器は、調理時間の短縮などの要請から加熱コイルはより高出力化される傾向にあり、ロースターは大型の調理品に対応できるように内容積が大型化される傾向にある。

また、被調理鍋は鉄鍋などの磁性金属鍋とともにアルミ鍋などの非磁性金属鍋が誘導加熱できるようになってきている。つまり、加熱効率が低い非磁性金属鍋の誘導加熱を行うために加熱コイルで生じる発熱が増加している。

また、加熱コイルを制御する制御基板は、加熱コイルの下部にあり、ヒータで加熱調理を行うロースターの隣の余剰空間に配置されているが、加熱コイルの高出力化、対応鍋の多様化に伴い加熱コイルの制御部品は増加し、電子制御基板の実装密度が高く、通風抵抗が大きくなるとともに熱損失も増大する傾向にある。そのため、冷却が必要とされる制御基板、該制御基板と離れて配置される加熱コイルへの冷却空気の導風経路が複雑化し、空冷設計が難しくなっている。

また、加熱コイルは、被調理鍋と近づけて配置するほど加熱効率が良好であるが、冷却風路となる加熱コイル上面の空間が狭まり、通風抵抗が増加して冷却風を流すのが難くなる。

さらに、ロースターの内容積の大型化により、制御基板の配置空間は縮小してしまい、また、制御基板の実装密度が高くなる傾向にあるため、冷却ファンの搭載容積が小さくなり、スイッチング素子などの高発熱素子や加熱コイル、その他の電子部品の冷却が困難になっている。

そのため、これらに必要十分な冷却空気量を流すには冷却ファンを高速回転化しなければならず、大きなファン動力が必要となるとともに、ファン装置のモータ音や部品の風切り音（流体音）が増加し、騒音によりキッチン環境が悪化するなどの課題が生じていた。

また、上記した特許文献１では、加熱コイルの中央に設けた通風穴のみが加熱コイルとトッププレートの間隙に冷却風を導く風路であるため、通風穴の風路面積を広く取るのが難しく、通風抵抗が大きくなって加熱コイル上面に大風量の冷却風を供給しにくい。

また、同文献の実施例１に記載されているように、加熱コイルに上に開いたコ字状フェライトを設けた構成では、通風穴の風路面積が加熱コイルの内径よりさらに小さくなり、加熱コイルの上面を冷却し難くなる。そして、通風穴の直径を大きくして風路面積を広くすると、加熱コイルの内径が増大してしまい、トッププレート上の載置する被調理鍋の誘導加熱に加熱ムラが生じ易くなる。つまり、同文献におけるコイル冷却構造は、通風穴に熱拡散部材等を設けて熱拡散しないと、加熱ムラが大きく加熱調理に適さない。

また、特許文献２に示すものは、加熱コイルを複数に分割する構成であり、加熱コイルの固定が困難であるとともに、部品数と作業手間が増えてコスト高になり易い。

また、同文献の実施例中に記載されているように、加熱コイルの厚さを変えて配置する構成では、加熱コイル毎に被調理鍋との間隙が異なり、被調理鍋の種類や載置位置に十分に適応できず、磁力線に乱れが生じ易く、加熱性能が安定しない。

また、加熱コイルの熱伝達を向上させるために、加熱コイルとトッププレートの間隙に乱流促進体などを設けた構成では、加熱コイルの上面側の通風路が縮小してしまい、通風抵抗が増大して冷却風量が低下する。

また、分割した加熱コイルの間隙から加熱コイルとトッププレートの間隙に冷却風を流入するために複雑なダクトを必要としており、加工組立性が良好でない。さらに、フェライトの形状や配置に関する記述がない。

さらに、特許文献３に示すものは、加熱コイルへの冷却風の送風構成を記したものであり、加熱コイルの中央を冷却通風路としたものと、加熱コイルとトッププレートの間隙に水平方向から冷却空気を流入するものであり、フェライトの配置を考慮しない、いずれも通風抵抗が大きな風路に冷却風を流す構成である。

本発明は、上記の課題のうち少なくとも１つを解決するために為されたものである。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１では、本体と、該本体の上面に設けられ被調理鍋を載置するトッププレートと、該トッププレート下方の前記本体内に設けられ放射状に複数本のフェライトを配設したコイルベースと、該コイルベース上に載置した加熱コイルと、該加熱コイルの駆動を制御する制御基板と、前記加熱コイルと前記制御基板を冷却するファン装置とを備え、前記フェライトは、前記加熱コイルの下面から該加熱コイルの内周側と外周側の両方に突出して該加熱コイルを囲うように上方に開いたコ字形状に構成され、前記加熱コイルの内周面と該加熱コイルの内周側に突出した前記フェライトの間隙を前記トッププレート側の前記加熱コイル上面に冷却空気を導くコイル冷却風路としたものである。

請求項２では、本体と、該本体の上面に設けられ被調理鍋を載置するトッププレートと、該トッププレート下方の前記本体内に設けられ、放射状に複数本のフェライトを配設したコイルベースと、該コイルベース上に載置した加熱コイルと、該加熱コイルの駆動を制御する制御基板と、前記加熱コイルと前記制御基板を冷却するファン装置とを備え、前記フェライトは、前記加熱コイルの下方から該加熱コイルの内周側に突出して該加熱コイル囲うようなＬ字形状に構成され、前記加熱コイルの内周面と該加熱コイルの内周側に突出した前記フェライトの間隙を前記トッププレート側の前記加熱コイル上面に冷却空気を導くコイル冷却風路としたものである。

請求項３では、前記フェライトを、少なくとも前記加熱コイルの下方と、該加熱コイルの内周側及び該加熱コイルの外周側に分割して配置するものである。

請求項４では、前記加熱コイルの内周側に配置するフェライトを、前記加熱コイルの内径より小さいリング形状で構成したものである。

請求項５では、前記ファン装置から前記コイル冷却風路に直接空気を供給する通風経路を設けたものである。

請求項６では、前記ファン装置を、前記加熱コイルの駆動を制御する制御基板よりも本体後方に設けたものである。

請求項７では、前記ファン装置で前記制御基板を冷却した空気を前記加熱コイルの下方に導風し、該空気で前記加熱コイルの下面と、前記コイル冷却風路を通して前記加熱コイルの上面の両方を冷却するものである。

請求項８では、前記ファン装置で前記制御基板を冷却した後の空気を前記加熱コイルの下方に導風して該加熱コイルの下面を冷却し、該冷却後の空気を前記コイル冷却風路を通して前記加熱コイルの上面に導風し、該加熱コイルの上面を冷却するものである。

上記した請求項１によれば、加熱コイルの上面側への冷却空気の通風経路であるコイル冷却風路の風路断面積を広く構成できるので、加熱コイルの上面側に流す風路の通風抵抗を小さくできる。

また、ファン装置から加熱コイルの上面まで冷却空気を導くダクトやコイルベースの接続部等の隙間などで生じる空気漏れを抑え、効率よく冷却空気をコイル上面側に供給し、冷却効率を高めることができる。

請求項２によれば、請求項１の効果とともに、加熱コイルを囲むようにフェライトを配置できるので、加熱コイルの磁束損失を抑え、被調理鍋を効率よく加熱することができる。

請求項３によれば、加熱コイルの内周側に配置するフェライトの形状を任意に調整することにより、加熱コイルの冷却に必要なコイル冷却風路の風路断面の大きさと加熱コイルの磁束損失を抑えるフェライトの配置を選択することができ、加熱コイルの冷却と被調理鍋の高効率加熱の最適化を図ることができる。

請求項４によれば、加熱コイルの内側に配置するフェライトを一体化できるとともに、フェライトを搭載するコイルベースに組み込み易い構成が実現できる。

請求項５によれば、最も発熱の大きい加熱コイルにファン装置から直接空気を供給することにより、本体内の他の発熱部品の熱漏洩や熱交換の影響をあまり受けずに、効率よく温度の低い周囲空気を加熱コイルの近傍に送風して効率よく加熱コイルの温度を下げることができる。

また、渦電流損により生じるコイル発熱が大きい加熱コイルの上面側にファン装置から直接温度の低い周囲空気を送風することができるので、効率よく加熱コイルを冷却することができる。

請求項６によれば、本体内で冷却を必要とする加熱コイルと制御基板に並列に空気を流し易く、システム抵抗を抑えた空冷構造が実現できる。

また、ファン装置を本体後方に配置すれば、誘導加熱調理器の使用者とファン装置を最も離して配置でき、ファン装置から生じる騒音を抑えることができる。

請求項７によれば、加熱コイルの上面側に流れる空気の通風抵抗が小さいので、加熱コイルの下方から供給された空気で加熱コイルの上下両面に並列の流れで導風して効率よく加熱コイルを冷却できる。

また、加熱コイルの冷却経路を簡素化できるため、低コスト化とともにファン装置の負荷を減らして大風量化や低騒音化を実現できる。

請求項８によれば、加熱コイルの上面側に流れる空気の通風抵抗が小さいので、加熱コイルの下面を冷却した後の空気を容易に加熱コイルの上面側に流すことができ、加熱コイルの下方から供給された空気でまず加熱コイルの下面側を冷却し、次いで加熱コイルの上面側冷却するというような直列の風路構成により効率よく冷却できる。

以下、本発明の実施例を加熱コイルやインバータ回路などで構成される電磁誘導加熱手段を有する誘導加熱調理器を例にとって説明する。

図１から図７は、実施例１の誘導加熱調理器を説明するための図であり、図１はコイル冷却部の側面断面図、図２はコイル冷却部の斜視断面組立図、図３は加熱コイル２２とフェライト２４をコイルベース２１の下面から見た配置図、図４は誘導加熱調理器本体の内部構造を示す分解斜視図、図５は図４の右側の加熱コイル２２ａ側から見た側面断面図である。

また、図６は図５のコイル冷却部を拡大した側面断面図、図７は図１から図６に示した上方に開いたコ字形状のフェライト２４の配置図である。

尚、本実施例は、ロースター１とともに加熱コイル２２（２２ａ，２２ｂ）に高周波電流を供給して被調理鍋（図示せず）を誘導加熱する鍋載置部９０ａ，９０ｂを左右に、電熱ヒータ（ラジエントヒータ）２９の輻射熱で加熱する鍋載置部９０ｃを中央奥に配置した構成であるが、少なくとも加熱コイル２２により誘導加熱する鍋載置部９０を一つ設けた加熱調理器であればよい。また、キッチンに組め込むビルトイン型の誘導加熱調理器に限らず、キッチンに載置する据置型の誘導加熱調理器であっても差し支えない。

図において、誘導加熱調理器本体の上面にはトッププレート９が設けられ、上面後部に本体内部の空気を出入れさせる吸気口９ａ，排気口９ｂが設けられ、前面上部に被調理鍋の火加減などを操作する操作部６９が設けられている。

また、前記トッププレート９の前面側の右と左には鍋載置部９０ａ，９０ｂ、後部側の中央には鍋載置部９０ｃが描かれており、鍋載置部９０ａ，９０ｂの略下側位置に加熱コイル２２ａ，２２ｂが設けられ、鍋載置部９０ｃの略下側位置に電熱ヒータ２９がそれぞれ設けられており、誘導加熱できる金属鍋を鍋載置部９０ａ，９０ｂで、誘導加熱できない例えば土鍋などを鍋載置部９０ｃに載置して加熱調理ができる。

また、本体の正面左側には魚などを焼くロースター１の投入口が設けられ、正面右側には被調理鍋の火加減やロースター１の加熱具合を操作する操作パネル６０が設けられており、その火力調整量をトッププレート９の表示部６５に表示する。操作パネル６０には、操作ボタン６０ａ，電源スイッチ６０ｂが設けられている。

また、加熱コイル２２に高周波電流を供給する電子部品などが実装された三段の制御基板５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）や、該制御基板５１の電子部品５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）などを冷却するファン装置４などが搭載される基板収納ケース５は、操作パネル６０の後方でロースター１の側面に配置される。つまり、図５に示したファン装置４は、基板収納ケース５の内部で配置される制御基板５１よりも本体後方に設けられ、本体後方の吸気口９ａにケーシング４１の吸気部５ａが連通するように配置される。

図５に示した構造では、基板収納ケース５に制御基板５１が上下方向に三段（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）積層され、該制御基板５１に設けられる高発熱素子５９（５９ａ，５９ｃ）や該高発熱素子５９に設置したヒートシンク５５（５５ａ，５５ｃ）、その他の電子部品５２などが実装される。

尚、基板収納ケース５に制御基板５１を搭載せず、直にロースター１と操作パネル６０で囲まれた空間に制御基板５１を搭載した構成であっても差し支えないし、制御基板５１の枚数、電子部品５２などの個数や配置などに関係なく本実施例は適用できる。

また、図示したように、正面の操作パネル６０やトッププレート９側の操作部６９のいずれか片方のみが配置された誘導加熱調理器の構成であってもよいし、ロースター１を装備しない調理器であってもよい。

右側の加熱コイル２２ａ下方の基板収納ケース５に収納される制御基板５１は、ロースター１の容積や電子部品５２及び高発熱素子５９の個数、それらの配線量などにより制御基板枚数などが決められるため、それらの電子部品５２，５９が多いほどロースター１側方の空間に容積形状に合わせて複数枚の制御基板５１が高密度に配置される。

本実施例におけるファン装置４は、ターボファンなどの遠心ファン４０，遠心ファン４０を収納するケーシング４１，モータ支持台３５，ファンモータ３９とで構成され、誘導加熱調理器本体の前後水平方向にファンモータ３９の回転軸をもつように配置している。

また、ケーシング４１の制御基板５１側の壁面となるモータ支持台３５には複数の吹出し口２０を配するとともに、モータ支持台３５と対向するケーシング４１の壁面を遠心ファン４０の吸気側としている。

尚、モータ支持台３５に設けた吹出し口２０の個数は、冷却対象とする制御基板５１や電子部品５２の配置や個数により誘導加熱調理器毎に設定される設計パラメータであり、本実施例ではその個数や大きさなどを制限しない。

このように、本実施例では、ロースター１側方の空間に基板収納ケース５を設けており、制御基板５１やファン装置４などを基板収納ケース５に組み込んだ後、本体に収納できるので組立作業性が良好になっている。

また、本実施例では、図５に示すように、制御基板５１を基板収納ケース５の高さ方向に三段積層した構成であるが、上記したように配置構成には特にこだわらない。また、制御基板５１をファン装置４から吹出る冷却空気の流れ方向と並行に配置すれば、より通風抵抗を抑えた風路を構成できることは言うまでもない。

よって、本実施例では、ファン装置４により制御基板５１に吹出された空気が基板収納ケース５の上面から開口部７０ａ，７０ｂを介して左右の加熱コイル２２ａ，２２ｂの下面を冷却する流れを構成する。ここで、該開口部７０ａ，７０ｂが小径でればあるほど、高風速の空気を加熱コイル２２ａ，２２ｂに衝突させて冷却できるとともに、開口部７０ａ，７０ｂの配置により冷却性能を調整することができる。また、加熱コイル２２ａ，２２ｂの上面を冷却する空気は、配風ダクト７１ａを介してファン装置４から直接コイルベース２１（加熱コイル）の中央まで導かれる。

尚、図１から図３に示すように、加熱コイル２２は、コイルベース２１上に載置され、例えばバネなどを用いた弾力性のある３ヶ所のコイル保持部２７で支持されて、被調理鍋が載置されるトッププレート９の下面と密着するように押し付けられ、安定した誘導加熱ができるように被調理鍋と加熱コイル２２の距離を一定に保持している。

コイルベース２１の中央付近にはトッププレート９の温度から間接的に被調理鍋の温度を検知する例えばサーミスタなどの接触式の温度センサ２３（２３ａ，２３ｂ）が配置されている。また、コイルベース２１には磁性体であるフェライト２４が放射状に配置又は埋め込まれており、その上方に加熱コイル２２が載置されて接着固定されている。

つまり、フェライト２４により加熱量などを制御する制御基板５１から供給される高周波電流によって加熱コイル２２が生じる磁束をトッププレート９上の被調理鍋に向かうような構造となっている。

本実施例では、加熱コイル２２の内外周にフェライト２４のフェライト内周突起部２６とフェライト外周突起部２５が突出する配置となっている。つまり、加熱コイル２２が図７に示すように放射状に複数並び、上方に開いたコ字形状のフェライト２４により囲われた構成となっている。また、加熱コイル２２は、その内径ｄｃがフェライト内周突起部２６の外径ｄｆより大きい構成で配置されており、本実施例では、その間隙ｄｃ−ｄｆをコイル冷却風路２ｂとして用いる。

つまり、本実施例では、加熱コイル２２の上面を冷却する空気の流路がコイルベース中央のコイル冷却風路２ａと、フェライト内周突起部２６と加熱コイル２２内周との間隙であるコイル冷却風路２ｂの二つの経路で構成される。

また、これらのコイル冷却風路２ａ，２ｂに流れる空気は、コイルベール２１（フェライト２４）の下方から通風ダクト８を介して供給され、トッププレート９と加熱コイル２２の間隙Ｈｄを通って排気される。また、通風ダクト８の外径Ｄｄは、加熱コイル２２の内径ｄｃと略同一サイズ又はそれ以上の大きさであれば、コイル冷却風路２ｂに導風する際に風路が狭小されずスムーズに冷却空気を流すことができる。

ここで、加熱コイル２２は、トッププレート９上に載置する被調理鍋の加熱ムラを抑制するため、その内径ｄｃは小さい方が良く、約φ５０mmから８０mm程度の大きさに設定されており、また、外径Ｄｃはよく使われる被調理鍋の鍋底外径に合わせて約φ１５０から２００mm程度の大きさに設定されている。

また、トッププレート９に載置された被調理鍋を加熱コイル２２で誘導加熱する場合、その被調理鍋と加熱コイル２２の間隙は狭いほど効率よく誘導加熱しやすいが、加熱コイル２２の冷却のし易さとトレードオフの関係から、実用上トッププレート９と加熱コイル２２の間隙Ｈｄは１mmから５mmが一般的である。

尚、非磁性金属鍋を加熱する等の理由のために、加熱コイル２２に高周波電流を供給する誘導加熱調理器においては、加熱コイル２２とトッププレート９の間隙に例えば金属プレートなどの導電性材料を配置した構成が採られている。

本実施例では、加熱コイル２２に空気を流す加熱コイル上面の空間Ｈｄをトッププレート９と加熱コイル２２の間隙としたが、上記の構成であれば加熱コイル２２の上面の空間Ｈｄを導電性材料と加熱コイル２２の間隙としてもよい。

このように、本実施例では、コイルベース２１の通風ダクト８から供給された空気がコイル冷却風路２ａ，２ｂを介して加熱コイル２２の上面、つまりトッププレート９と加熱コイル２２の間隙に流れ、加熱コイル２２を冷却する構成である。

従って、その冷却空気の流しやすさは、これらの通風抵抗によって左右され、ファン装置４から通風ダクト８までの通風経路による損失に加え、通風ダクト８からコイル冷却風路２ａ，２ｂへの流入による損失、さらにコイル冷却風路から加熱コイル２２上面への流入による損失が主な通風抵抗である。

ここで、ファン装置４から通風ダクト８までの通風経路による損失は、ファン装置４の構成や種類，配置などで決められるシステム上の設計値であり、容易に変更できないため、本実施例では、その下流の通風抵抗の低減を対象としている。

まず、通風ダクト８からコイル冷却風路２ａ，２ｂへの流入による損失は、加熱コイル２２の内径ｄｃが大きく、フェライト内周突起２６の外径ｄｆが小さいほど、見かけ上の風路面積が大きくなる。また、加熱コイル２２とフェライト内周突起２６を近接させると、フェライト２４内に生じる自己磁界が原因で誘導加熱効率が悪化することから、コイル冷却風路２ｂの間隙ｄｃ−ｆｃを３mm以上設けることが望ましい。さらに、上記に示した被調理鍋の加熱ムラを考慮すれば、ｄｃ−ｆｃは最大でも２０mm以下が適正値となる。

次に、コイル冷却風路２ａから加熱コイル２２の上面への流入による損失は、加熱コイル２２の内径ｄｃが大きく、加熱コイル２２の上面の間隙Ｈｄが広いほど通風抵抗が小さくなる。ここで、通風抵抗は風速の二乗に比例して増大するので、風路面積を広げて風速を低く抑えて冷却空気量を供給すれば、低損失で空気を流すことができる。

また、上記したように、間隙Ｈｄは誘導加熱性能に直接起因する値で容易に広くして性能低下させることはできないので、加熱コイル２２の内径ｄｃを利用して通風抵抗を下げる本実施例の構造は有効となる。間隙Ｈｄに空気を供給する入口側の風路面積は、加熱コイル２２の内周（＝ｄｃ×π）に間隙Ｈｄを乗じた値であるから、風量が一定であれば通風抵抗はｄｃの二乗分の一に比例して小さくなる。

つまり、従来の構成では、加熱コイル２２の上面を冷却する風路は、コイルベース２１の中央（フェライト内周突起２６の内径）のみのコイル冷却風路２ａであったのに対し、本実施例では、加熱コイル２２とフェライト内周突起２６の間隙も加えて新たにコイル冷却風路２ｂを構成することにより、通風抵抗を小さく抑えた風路に空気を供給して効率よく加熱コイル２２を冷却することができる。

さらに、本実施例では、コイル冷却風路２ｂから流れる空気が加熱コイル２２の上面を放射状に噴き出すので、コイル冷却風路２ｂの風路と同数の噴流を形成できる。つまり、コイル冷却風路２ａのみの従来構成では、加熱コイル２２の上面の流れが加熱コイル２２の外周側になるほど風路面積が増加して風速が低下し、加熱コイル２２の外周側ほど冷却性能の悪化が生じてしまうが、本実施例では上記の放射状の噴流により、通風ダクト８から流入する空気を加熱コイル２２の外周側まで強い流れで運ぶことにより、加熱コイル２２の全体を効率よく冷却できる。

また、本実施例では、発熱が大きい加熱コイル２２の上面にファン装置４から直接空気を供給する構成であり、本体内の他の発熱部品の熱漏洩や熱交換の影響を受けずに、温度の低い周囲空気を加熱コイル２２の上面に導風して、効率よく加熱コイル２２の温度を下げることができる。

また、ファン装置４を加熱コイル２２の駆動を制御する制御基板５１より後方に設けており、本体背面側の吸気口９ａから吸い込んだ空気を制御基板５１と加熱コイル２２の両方に並列に送風できる配置となっている。そのため、冷却空気量を各制御基板５１ａ，５１ｂ，５１ｃや各加熱コイル２２ａ，２２ｂの発熱量に応じて適量に分配し易く、各部品を効率よく冷却できる。

ここで、本実施例の加熱コイル２２の冷却構造を構成するフェライト２４は、コイルベース２１に放射状に設けた一本ずつが図７に示すように上方に開いたコ字形状に一体成形されたものでなくともよく、図８に示すように、フェライト内周突起部２６ａとフェライト外周突起部２５ａを分割し、フェライト平板２４ａとそれぞれ別個にコイルベース２１に設けてもよい。このように分割した構成であれば、フェライト平板２４ａ，フェライト外周突起部２５ａ，フェライト内周突起部２６ａは単純形状である直方体であるため、フェライト２４としての成形が容易となる。

また、図９に示すように、図８のフェライト内周突起部２６ａに代えて、成形し易いドーナツ形状のフェライト内周リング２６ｂを用い、該フェライト内周リング２６ｂとフェライトＬ字形状板２４ｂで加熱コイルを囲ってもよいし、さらに図１０に示すように、外周側もフェライト外周リング２５ｃで構成してもよい。

このように、成形の容易な形状のフェライト２４を用いることにより、加熱コイル２２の側方にコスト増加を抑えて配置することができる。

尚、本実施例では、加熱コイル２２の内外周ともフェライト２４を配置したが、誘導加熱の影響を受け難い外周側を誘導加熱し難い例えばアルミ板などのシールド板で構成し、内周側のみＬ字形状のフェライト２４を用いて加熱コイル２２を囲う構成であっても何等差し支えない。

ここで、加熱コイル２２は、鉄鍋などの磁性鍋を例えば２０ｋＨｚ程度の高周波電流で誘導加熱する場合と、アルミ鍋などの非磁性鍋を例えば６０ｋＨｚ以上の高周波電流で誘導加熱する場合などがあり、後者の方が制御基板５１や電子部品５２の個数や容積が大きくなり、基板収納ケース５の実装密度が高くなり、空冷が困難になるとともに、加熱コイル２２への通風経路が狭く、通風抵抗が大きくなり、加熱コイル２２の冷却が困難になってしまう。

そこで、本実施例に示す構成では、特に後者のような部品実装が複雑である場合であっても、加熱コイル２２への通風抵抗を抑えて空気を流し易くし、加熱コイル２２に供給する冷却空気量を保ち易くなるので、回路の配置や構成によらず冷却構造上優位となる。

尚、本構成では、吸気口９ａに連通する基板収納ケース５の吸気部５ａから吸い込んだ空気が、ファン装置４の吹出し口２０から制御基板５１に向かって吹出される流れとなり、一段目の吹出し口２０ａから供給される空気が一段目の制御基板５１ａ（電子部品５２ａや高発熱素子５９ａ）を冷却し、二段目の吹出し口２０ｂから供給される空気が二段目の制御基板５１ｂ（電子部品５２ｂや高発熱素子５９ｂ）を冷却し、三段目の吹出し口２０ｃから供給される空気が三段目の制御基板５１ｃ（電子部品５２ｃ）をそれぞれ冷却することになる（図１２参照）。

ここで、制御基板５１に配置される電子部品のうち、高発熱素子５９はヒートシンク５５に固定され、ヒートシンク５５と高発熱素子５９の間には、例えば熱伝導グリースや熱伝導シートなどの伝熱部材を挟んで固定することにより、高発熱素子５９の熱を効率よくヒートシンク５５に熱伝導させ、部品温度を下げることができる。ここで、高発熱素子５９としては、例えばＩＧＢＴ，インバータやダイオードブリッジなどがある。

また、基板収納ケース５の制御基板５１を冷却した空気は、基板収納ケース５の上部、つまり左右の加熱コイル２２ａ，２２ｂの下側に設けられた通気口５ｂを通して開口７０ａから加熱コイル２２ａの下面に向かう流れを構成する。

つまり、本実施例では図５及び図６に示すようにファン装置４から供給された空気が、配風ダクト７１ａを介してコイルベース２１の通風ダクト８から、コイル冷却風路２ａ，２ｂを通って加熱コイル２２ａ，２２ｂの上面に向かう流れと、基板収納ケース５の制御基板５１を冷却してから加熱コイル２２ａ，２２ｂの下面に向かう流れを構成する。

そして、左右の加熱コイル２２ａ，２２ｂを冷却した空気はトッププレート９下方の加熱コイル２２が配置された空間を本体背面方向に向かって流れ、排気口９ｂから排気される。

以上の構成より、図１から図７に示した第一実施例の誘導加熱調理器の動作について、被調理鍋がトッププレート９上の右側の鍋載置部９０ａに載置された場合を例に説明する。

トッププレート９上の鍋載置部９０ａに載置した、例えば水等の液体の入った被調理鍋の加熱は、本体前方に備えた操作パネル６０の電源スイッチ６０ｂを入れ、操作パネル６０の操作ボタン６０ａ又はトッププレート９正面側の操作部６９を操作することで開始される。それらの操作状態は表示部６５に表示され、火力調整量に応じた加熱制御が行われる。

つまり、被調理鍋の下方に位置する加熱コイル２２ａには操作状態に合わせて調整された火力に応じた高周波電流の供給量が制御され、火力調整しながら被調理鍋の誘導加熱を行うことができる。

加熱コイル２２ａは、上方に開いたコ字形状のフェライト２４を備えたコイルベース２１上に載置されており、該フェライト２４により加熱コイル２２ａで生じる磁力線が加熱コイル２２ａの側方や下方など外部に逃げにくく構造となっており、該磁力線を効率よく被調理鍋に向けて導くことで該被調理鍋を高い加熱効率で加熱する。

また、加熱コイル２２ａに電流が流れると同時に、ファン装置４が稼動して吸気口９ａの下方に位置する基板収納ケース５の吸気部５ａから冷却空気を吸い込み、基板収納ケース５内部に配置されたファン装置４にその空気が吸い込まれる。

加熱コイル２０ａで被調理鍋を誘導加熱する場合、加熱効率が被調理鍋の材質によって左右され、熱損失分が右側の加熱コイル２０ａと一段目の制御基板５１ａ上の高発熱素子５９ａやその他の電子部品５２ａ，三段目の制御基板５１ｃ上の電子部品５２ｃの発熱となって各部品温度を上昇させることになる。

従って、発熱の大きな加熱コイル２２ａは、加熱コイル２２ａの上下両面に空気を流す冷却構成が採られている。

本実施例では、加熱コイル２２ａの上面に、直にファン装置４から冷却空気を供給する配風ダクト７１ａを設けており、該配風ダクト７１ａを通してコイルベース２１の中央の通風ダクト８から加熱コイル２２ａとフェライト内周突起部２６の間隙であるコイル冷却風路２ｂと、フェライト内周突起部２６内側のコイル冷却風路２ａの二つの風路から加熱コイル２２ａとトッププレート９の間隙に空気が流れ、該加熱コイル２２ａを冷却する。

尚、コイル冷却風路２ａにはコイルベース２１に設けた温度センサ２３が載置されるセンサ台２３ｂがトッププレート９に接触して設けられるため、コイル冷却風路２ｂに比べ通風抵抗が大きく冷却空気の大部分は通風抵抗の小さいコイル冷却風路２ｂを通って加熱コイル２２ａの上面に流れることになる。

ここで、本実施例では、コイル冷却風路２ａがなくとも加熱コイル２２ａの冷却性能はコイル冷却風路２ａのみで構成される従来の冷却構造に比べて良好であるが、より通風抵抗を抑えて空気を加熱コイル２２ａ上面に流れ易くするためにコイル冷却風路２ａ，２ｂの両方を備えた構成である方がよい。

加熱コイル２２ａとトッププレート９の間隙に入った空気は、コイル内周側にフェライト２４を挟んで複数構成されるコイル冷却風路２ｂが吹出し口となって、加熱コイル２２ａの内側から外側に向かって勢い良く放射状に空気が噴き出す流れを構成する。

このため、コイル冷却風路２ａ，２ｂを通った冷却空気が加熱コイル２２ａの外周側まで小さい温度上昇のまま運ばれることになり、加熱コイル２２ａ上面全体を効率よく冷却できる。

また、基板収納ケース５内部の電子部品のうち、発熱の大きな高発熱部品５９ａは、放熱面積の大きなヒートシンク５５に固定され、発生した熱量をファン装置４から吹出される空気で冷却する。つまり、ファン装置４から吹出す空気は、本体の高さ方向に三段配置された制御基板５１に向かって流れ、該制御基板５１上の電子部品５２ａ，高発熱素子５９ａを冷却するようにそれぞれの間隙を本体背面側から正面側に向かって流れる。

ここで、ファン装置４は、段階的に又は無段階で風量制御してもよいし、加熱コイル２２ａ及び高発熱素子５９ａの温度を計測してＯＮ／ＯＦＦ制御や間欠運転により風量調整を行う構成にしてもよい。

制御基板５１を冷却した空気は、基板収納ケース５上方に設けた通気口５ｂを通してコイルベース２１下方の開口７０ａから左右の加熱コイル２２ａ，２２ｂに冷却空気を供給し、加熱コイル２２ａの下面を冷却する。

そして加熱コイル２２ａ，２２ｂを冷却した空気はコイルベース２１の周りを流れ、排気口９ｂから外部に排気される。

ここで、本実施例はファン装置４を加熱コイル２２ａの駆動を制御する基板５１よりも本体後方に設けており、ファン装置４を介して外気を最短距離で、つまり他の部品発熱や温度上昇の影響を受けずに加熱コイル２２ａの上面に温度上昇の少ない低温空気を供給できる風路構成である。

さらに、ファン装置４から吹出される空気の通風経路を加熱コイル２２ａ，２２ｂや制御基板５１に並列に配置させ、ファン装置４の負荷を小さくして大風量で稼動しやすい空冷構造である。

このように、本実施例では吸気口９ａから排気口９ｂまでの通風経路に基板収納ケース５を設け、基板収納ケース５の内部に直接冷却が必要である制御基板５１（電子部品５２や高発熱素子５９）とファン装置４を配置させ、ファン装置４の複数の吹出し口２０から部品配置やそれらの必要冷却能力に合わせて効率よく冷却空気を供給するとともに、配風ダクト７１ａを介して加熱コイル２２の上面に冷却空気を供給することができる。よって、電子部品の冷却に必要十分な冷却空気量を流すためのファン装置４が小型化、或いは低速回転化することができる。さらに、ファン動力も小さくなるとともに、ファン装置４のモータ音や部品の風切り音が減少して騒音が小さくなり、快適なキッチン環境を提供できる。

図１１は、本発明の第二実施例の誘導加熱調理器の側面断面図、図１２は同斜視分解図である。

ここで、本実施例は、基板収納ケース５内の風路構成や部品配置、及びファン装置４の吹出し口２０の個数以外は、前記実施例と同様であり説明を省略する。つまり、本実施例は、制御基板５１の配置や制御基板５１の冷却風路などによらない、加熱コイル２２の冷却を対象とするものである。

本実施例では、加熱コイル２２を冷却する空気が、全て基板収納ケース５を介して加熱コイル２２の上下両面に供給されるものである。

よって、本実施例は図１３に示すように、基板収納ケース５の上方の通気口５ｂを介して配風ダクト７ａに入り、例えば右側の加熱コイル２２ａに冷却空気が供給される。

ここで、加熱コイル２２ａは、実施例１に示したように上に開いたコ字形状のフェライト２４で囲まれた構成となっており、加熱コイル２２ａの内周側とフェライト内周突起部２６の外周側に隙間を設けた配置であるため、フェライト内周突起部２６の内周側のコイル冷却風路２ａと、加熱コイル２２ａの内周側とフェライト内周突起２６の間隙であるコイル冷却風路２ｂの二つの通風経路から加熱コイル２２ａの上面側、つまり加熱コイル２２ａとトッププレート９の間隙に配風ダクト７ａから供給される空気の一部が流れ込み、加熱コイル２２ａの上面を冷却する。

また、配風ダクト７ａから加熱コイル２２ａに供給される他の一部の空気は加熱コイル２２ａの下面側に衝突し、加熱コイル２２ａの下面に沿って放射状に外周方向に流れるので、配風ダクト７ａから吹出す空気で加熱コイル２２ａの上下両面を冷却できる。

ここで、加熱コイル２２ａとトッププレート９の狭い間隙に空気を流す場合、通風抵抗が大きくなりがちであるが、加熱コイル２２ａとフェライト２４及びこれらを配置したコイルベース２１から構成される本実施例であれば、通風抵抗を小さく抑えて比較的容易に加熱コイル２２ａの上面にも冷却空気を導くことができる。

従って、ファン装置４が制御基板５１を冷却した空気を加熱コイル２２ａの下方に導風し、該空気で加熱コイル２２ａの下面と、コイル冷却風路２ａ，２ｂを通して加熱コイル２２ａの上面を効率よく冷却することができる。

また、加熱コイル２２ａへの導風経路を簡易化して低コスト化とともに通風抵抗を抑え、ファン装置４への負荷を減らして大風量による冷却の高効率化及びファン装置４の低騒音化を実現できる。

また、図１４に示すように、加熱コイル２２ａをフェライト２４と例えばアルミなど透磁率の低い金属製のシールド板２８で囲む構成であっても、フェライト内周突起部２６を設けた構成であれば、容易にコイル冷却風路２ｂを構成し、効率よく加熱コイル２２ａを冷却することができる。

また、図示した構成であれば、コ字形状のフェライト２４から成型が容易なＬ字形状のフェライトにすることで低コスト化を図ることができる。つまり、低コスト化のために図１３に示すフェライト外周突起２５の替わりに、図１４のシールド板２８に変えても本実施例は何ら差し支えない。ここで、シールド板２８は、アルミ板により加熱コイル２２ａの外周を覆う形状であれば、平板状であっても、曲げ加工を設けた構造であってもよい。

図１５は、加熱コイル２２の冷却部を示す他の実施例である。本実施例は、基板収納ケース５の上方の通気口５ｂから加熱コイル２２ａに供給される空気を、加熱コイル２２ａの下面に導風し、次にコイル冷却風路２ａ，２ｂを通して加熱コイル２２ａの上面に導風し、加熱コイルの両面を冷却するものである。

よって、加熱コイル２２ａを載置したコイルベース２１と基板収納ケース５の隙間からの空気漏れが生じ難いように、嵌合部８ａを設けた構成となっている。

本構成であれば、通気口５ｂから吹出す空気の全てを加熱コイル２２ａの上面と下面の両面を直列の通風経路で連結させることにより、大風量且つ高速の空気を無駄なく用い、加熱コイル２２ａの上下両面を効率よく冷却できる。

本発明の第一実施例におけるコイル冷却部の側面断面図である。 同コイル冷却部の斜視断面組立図である。 同加熱コイルとフェライトをコイルベースの下方から見た配置図である。 同誘導加熱調理器の内部構造を示す分解斜視断面図である。 図４の誘導加熱調理器の側面断面図である。 図５におけるコイル冷却部を拡大した側面断面図である。 図１から図６に示した実施例中のコ字形状のフェライトの配置図である。 同フェライトをＬ字形状と直方体形状に分割して配置した斜視図である。 同フェライトをＬ字形状とリング形状に分割して配置した斜視図である。 同フェライトを直方体形状と二つのリング形状に分割して配置した斜視図である。 本発明の第二実施例における誘導加熱調理器の側面断面図である。 同誘導加熱調理器の内部構造を示す分解斜視断面図である。 同誘導加熱調理器のコイル冷却部を拡大した側面断面図である。 同コイル冷却部の他の実施例の側面断面図である。 本発明の第三実施例のコイル冷却部の側面断面図である。

符号の説明

２ａ，２ｂ コイル冷却風路
４ ファン装置
５ 基板収納ケース
８ 通風ダクト
９ トッププレート
１０ 排気ダクト
２１ コイルベース
２２ 加熱コイル
２３ 温度センサ
２４ フェライト
２７ コイル保持部
４０ 遠心ファン
５１ 制御基板
５２ 電子部品
５５ ヒートシンク
５９ 高発熱素子

Claims (8)

1. 本体と、該本体の上面に設けられ被調理鍋を載置するトッププレートと、該トッププレート下方の前記本体内に設けられ放射状に複数本のフェライトを配設したコイルベースと、該コイルベース上に載置した加熱コイルと、該加熱コイルの駆動を制御する制御基板と、前記加熱コイルと前記制御基板を冷却するファン装置とを備え、
   前記フェライトは、前記加熱コイルの下面から該加熱コイルの内周側と外周側の両方に突出して該加熱コイルを囲うように上方に開いたコ字形状に構成され、前記加熱コイルの内周面と該加熱コイルの内周側に突出した前記フェライトの間隙を前記トッププレート側の前記加熱コイル上面に冷却空気を導くコイル冷却風路としたことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 本体と、該本体の上面に設けられ被調理鍋を載置するトッププレートと、該トッププレート下方の前記本体内に設けられ、放射状に複数本のフェライトを配設したコイルベースと、該コイルベース上に載置した加熱コイルと、該加熱コイルの駆動を制御する制御基板と、前記加熱コイルと前記制御基板を冷却するファン装置とを備え、
   前記フェライトは、前記加熱コイルの下方から該加熱コイルの内周側に突出して該加熱コイル囲うようなＬ字形状に構成され、前記加熱コイルの内周面と該加熱コイルの内周側に突出した前記フェライトの間隙を前記トッププレート側の前記加熱コイル上面に冷却空気を導くコイル冷却風路としたことを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 前記フェライトは、少なくとも前記加熱コイルの下方と、該加熱コイルの内周側及び該加熱コイルの外周側に分割して配置されることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
4. 前記加熱コイルの内周側に配置するフェライトを、前記加熱コイルの内径より小さいリング形状で構成したことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
5. 前記ファン装置から前記コイル冷却風路に直接空気を供給する通風経路を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
6. 前記ファン装置を、前記加熱コイルの駆動を制御する制御基板よりも本体後方に設けたことを特徴とする請求項５記載の誘導加熱調理器。
7. 前記ファン装置で前記制御基板を冷却した空気を前記加熱コイルの下方に導風し、該空気で前記加熱コイルの下面と、前記コイル冷却風路を通して前記加熱コイルの上面の両方を冷却することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
8. 前記ファン装置で前記制御基板を冷却した後の空気を前記加熱コイルの下方に導風して該加熱コイルの下面を冷却し、該冷却後の空気を前記コイル冷却風路を通して前記加熱コイルの上面に導風し、該加熱コイルの上面を冷却することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の誘導加熱調理器。

Images