JP2011014415A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

【課題】トッププレートと加熱コイルの上面の距離が狭くなったときであっても、加熱コイルの上面に十分な冷却風を供給する構成を簡易に実現する誘導加熱調理器を提供する。
【解決手段】ダクトの出口に設けられた第１のリブ９ａの外径は、コイルベース２１に設けられた第２のリブ９ｂの内径と略等しく、両者が嵌合するように前記コイルベースが設置され、前記ダクトを介して供給される冷却風によって加熱コイル８ａの上面を冷却すると共に、前記開口を通して供給される冷却風によって前記加熱コイルの下面を冷却する。
【選択図】図４

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や特許文献２に開示されている。

特開２００９−９４０８８号公報 特開２００９−１０４８５６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。

特許文献１の図６に開示された構成では、コイルベースの中央部に設けられた小穴を通った冷却風がコイルの上面を冷却する構成が開示されているが、このような冷却風を効率的にコイルの上面に導くための構成は詳細には説明されていない。誘導加熱調理器の加熱効率を高めるため、トッププレートと加熱コイルの上面の距離を１.３mm程度に狭くすると、この空間の通風抵抗が増加するため、特許文献１の構成では加熱コイルの上面に十分な冷却風を供給することができなくなると考えられる。また、特許文献２の図５に開示された構成も同様の問題を有していると考えられる。

本発明は、トッププレートと加熱コイルの上面の距離が狭くなったときであっても、加熱コイルの上面に十分な冷却風を供給する構成を簡易に実現する誘導加熱調理器を提供することを目的とする。

上述の課題は、鍋を載置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ回路と、前記トッププレートの後方に設けられた吸気口および排気口と、コイルベース本体とフェライト保持部品でフェライトを挟み込んで形成され、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、前記コイルベースにダクトおよび開口を介して冷却風を供給するファン装置と、を具備する誘導加熱調理器であって、前記ダクトの出口に設けられた第１のリブの外径は、前記コイルベースに設けられた第２のリブの内径と略等しく、両者が嵌合するように前記コイルベースが設置され、前記ダクトを介して供給される冷却風によって前記加熱コイルの上面を冷却すると共に、前記開口を通して供給される冷却風によって前記加熱コイルの下面を冷却する誘導加熱調理器によって解決される。

本発明によれば、トッププレートと加熱コイルの上面の距離が狭くなったときであっても、加熱コイルの上面に十分な冷却風を供給する構成を簡易に実現する誘導加熱調理器を提供することができる。

一実施例の誘導加熱調理器の分解斜視図。 一実施例の加熱コイルの斜視図。 一実施例のコイルベースの分解斜視図。 一実施例の加熱コイル周辺の冷却風の説明図。

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４は、一実施例の誘導加熱調理器を説明するための図であり、図１は一実施例の誘導加熱調理器の分解斜視図、図２は一実施例の加熱コイルの斜視図、図３は一実施例のコイルベースの分解斜視図、図４は一実施例の加熱コイル周辺の冷却風の説明図である。

まず、図１を用いて、本実施例の誘導加熱調理器の概要を説明する。図１において、２は誘導加熱調理器本体１の上面に設けられたトッププレートであり、右側の鍋載置部３ａ，左側の鍋載置部３ｂ，奥側の鍋載置部３ｃが設けられている。トッププレート２の前方には、右側の鍋載置部３ａを操作する操作部４ａ，左側の鍋載置部３ｂを操作する操作部４ｂ，奥側の鍋載置部３ｃを操作する操作部４ｃが設けられている。また、トッププレート２の後方には、本体内部への冷却風を取り込む吸気口５ａと、本体内部から排気する排気口５ｂが設けられている。本体全面の左側にはロースター６が設けられており、右側には操作パネル７が設けられている。

右側の鍋載置部３ａ，左側の鍋載置部３ｂ，奥側の鍋載置部３ｃの各々の下方には、右側の加熱コイル８ａ，左側の加熱コイル８ｂ，奥側の加熱コイル８ｃ（以下では「加熱コイル８」と総称することもある）が設けられているが、説明のため、右側の加熱コイル８ａのみ表示し、左側の加熱コイル８ｂ，奥側の加熱コイル８ｃの表示は省略するものとする。なお、奥側の鍋載置部３ｃの下方にラジエントヒータを配置することとしても良い。

また、加熱コイル８に高周波電流を供給するインバータ回路や誘導加熱調理器本体１内部の発熱部品に冷却風を供給するためのファン装置（ターボファンや遠心ファン）などが操作パネル７の後方に設けられているが、これらの具体的な構成については特許文献１，２などにも開示されているため、詳細な説明は省略する。

図１に示すように、左側の加熱コイル８ｂの下方にはダクト９と複数の開口１０が設けられている。ダクト９から供給される冷却風の風量および風圧は、複数の開口１０から供給される冷却風の風量および風圧よりも大きいものとする。また、ダクト９の出口には略円状の第１のリブ９ａが設けられている。右側の加熱コイル８ａの下方にも同様のダクト９，複数の開口１０，第１のリブ９ａが設けられているが、図示は省略する。

次に、図２を用いて、右側の加熱コイル８ａと、それを保持するコイルベース２１について説明する。右側の加熱コイル８ａはコイルベース２１上に接着などにより固定されている。図示するように、右側の加熱コイル８ａは、同心状に配置された内周側の加熱コイルと外周側の加熱コイルで構成されており、それらの間に所定の間隔が設けられている。内周側の加熱コイルと外周側の加熱コイルは電気的に接続されており、インバータ回路から供給される高周波電流は同じ方向に流れる。コイルベース２１の中央部には赤外線センサやサーミスタなどの温度センサ２２が設けられており、これらの温度センサを用いて、鍋載置部に載置された鍋の温度を測定することができる。

次に、図３を用いて、コイルベース２１についてより詳細に説明する。図３はコイルベース２１を裏側から見た斜視分解図である。図示するように、コイルベース２１は、加熱コイル８ａを保持するコイルベース本体２１ａとフェライト保持部品２１ｂとの両者で、放射状に配置される複数のフェライト２１ｃ（図３では１２個）を挟み込むことで構成される。このようにフェライト２１ｃを設けることで、インバータ回路から供給される高周波電流によって加熱コイル８ａが生じる磁束をトッププレート２上の鍋に向かわせることができる。フェライト保持部品２１ｂには、外周側コイルの内周と略同一半径の略円状の第２のリブ９ｂが設けられている。また、コイルベース本体２１ａには、外周側コイルの内周と略同一半径の略円状の第３のリブ９ｃが設けられている。このように構成することで、コイルベース２１の完成時にフェライト２１ｃの上下方向に連続する略円状のリブを簡易に構成することができる。なお、本実施例ではフェライト保持部品２１ｂをコイルベース本体２１ａにネジで固定することとするが、両者を溶着させて固定することとしても良い。

次に、図４を用いて、第１のリブ９ａから第３のリブ９ｃの作用について説明する。図４は、加熱コイル８ａを誘導加熱調理器本体１に装着した断面図である。図４（ａ）の断面図に示すように、加熱コイル８ａの上面はダクト９から供給される冷却風４１により主に冷却され、下面は開口１０から供給される冷却風４２により主に冷却される。図４（ａ）を模式化した図４（ｂ）を用いて冷却風について詳細に説明する。図４（ｂ）に示すように、ダクト９の出口に設けられた第１のリブ９ａの外径は、コイルベース２１に設けられた第２のリブ９ｂや第３のリブ９ｃの内径と略等しいため、第１のリブ９ａが第２のリブ９ｂに挿入されるとダクト９とコイルベース２１が嵌合することになる。このため、ダクト９から供給される冷却風４１のほぼ全てが、内周側加熱コイルの上下面および外周側加熱コイルの上面を冷却に用いられる。図４（ａ）からも明らかなように、ダクトの径は、外周側コイルの内径または内周側の加熱コイルの外径と略等しい大きな径であるため、大量の冷却風を供給するのは容易であり、トッププレート２と加熱コイル８ａの間隔が１mm〜２mm程度の狭さで通風抵抗が高い場合であっても、図４（ｃ）に示すように、放射状に十分な量の冷却風４１を供給することができる。

なお、以上の実施例では、第１から第３のリブの形状を略円状のものとして説明したが、これらが嵌合し、冷却風４２の大部分を加熱コイルの上面に導くことが可能な形状である限り８角形状や１２角形状など適当なリブ形状を選択してもよい。また、第１のリブの内径と第２のリブの外径を略等しくすることで両者が嵌合するようにしても良い。

一方、外周側の加熱コイルの下面には複数の開口１０からの冷却風４２が供給されるが、外周側の加熱コイルの下方には十分な空間が確保されているため、ここでの通風抵抗は小さく、複数の開口１０から供給される小風量の冷却風４２であっても、十分に冷却を行うことができる。

なお、本実施例の構成によれば、ダクト９から供給される大量の冷却風４１は、温度センサ２２や、フェライト２１ｃの近傍にも供給される。すなわち、温度センサ２２や、フェライト２１ｃを冷却したい場合にも、ダクト９から供給される風量の大きい冷却風４２を用いるのが容易になる。

なお、以上の図２から図４では、右側の加熱コイル８ａを例に説明を行ったが、左側の加熱コイル８ｂの構成も同等の構成となっている。

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８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８とトッププレート２の間隙に例えば金属プレートなどの導電性材料のプレート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８に空気を流す加熱コイル上面の空間をトッププレート２と加熱コイル８の間隙としたが、導電性材料を用いる構成であれば導電性材料と加熱コイル８の間隙に冷却風４２を流す構成としても良い。

次に、本実施例の誘導加熱調理器の実際の使用方法について説明する。トッププレート２上の鍋載置部３ａ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７の電源スイッチ７ａを入れ、操作部４ａを操作することで開始される。そして、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８ａ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。

また、加熱コイル８ａに電流が流れると同時に、図示しないファン装置が稼動して吸気口５ａから冷却風が吸い込まれる。吸い込まれた冷却風は、ダクト９や複数の開口１０から供給され、図４で説明したように、加熱コイル８ａなどを冷却する。

ここで、ファン装置は、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８ａ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。

そして加熱コイル８ａを冷却した空気はコイルベース２１の周りを流れ、排気口５ｂから外部に排気される。

１ 誘導加熱調理器本体
２ トッププレート
３ａ 右側の鍋載置部
３ｂ 左側の鍋載置部
３ｃ 奥側の鍋載置部
４ａ 右側の鍋載置部を操作する操作部
４ｂ 左側の鍋載置部を操作する操作部
４ｃ 奥側の鍋載置部を操作する操作部
５ａ 吸気口
５ｂ 排気口
６ ロースター
７ 操作パネル
８ａ 右側の加熱コイル
８ｂ 左側の加熱コイル
８ｃ 奥側の加熱コイル
９ ダクト
９ａ 第１のリブ
９ｂ 第２のリブ
９ｃ 第３のリブ
１０ 開口
２１ コイルベース
２１ａ コイルベース本体
２１ｂ フェライト保持部品
２１ｃ フェライト
２２ 温度センサ
４１，４２ 冷却風

Claims (5)

1. 鍋を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、
   該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ回路と、
   前記トッププレートの後方に設けられた吸気口および排気口と、
   コイルベース本体とフェライト保持部品でフェライトを挟み込んで形成され、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、
   前記コイルベースにダクトおよび開口を介して冷却風を供給するファン装置と、
   を具備する誘導加熱調理器であって、
   前記ダクトの出口に設けられた第１のリブの外径は、前記コイルベースに設けられた第２のリブの内径と略等しく、両者が嵌合するように前記コイルベースが設置され、前記ダクトを介して供給される冷却風によって前記加熱コイルの上面を冷却すると共に、前記開口を通して供給される冷却風によって前記加熱コイルの下面を冷却することを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 鍋を載置するトッププレートと、
   該トッププレートの下方に設けられた加熱コイルと、
   該加熱コイルに高周波電力を供給するインバータ回路と、
   前記トッププレートの後方に設けられた吸気口および排気口と、
   コイルベース本体とフェライト保持部品でフェライトを挟み込んで形成され、前記加熱コイルを保持するコイルベースと、
   前記コイルベースにダクトおよび開口を介して冷却風を供給するファン装置と、
   を具備する誘導加熱調理器であって、
   前記ダクトの出口に設けられた第１のリブの内径は、前記コイルベースに設けられた第２のリブの外径と略等しく、両者が嵌合するように前記コイルベースが設置され、前記ダクトを介して供給される冷却風によって前記加熱コイルの上面を冷却すると共に、前記開口を通して供給される冷却風によって前記加熱コイルの下面を冷却することを特徴とする誘導加熱調理器。
3. 請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器において、
   前記ダクトを介して供給される冷却風の風量は、前記開口を介して供給される冷却風の風量よりも大きいことを特徴とする誘導加熱調理器。
4. 請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器において、
   前記加熱コイルは、内周側コイルと外周側コイルで構成されており、
   前記ダクトの出口に設けられた第１のリブの外径は、前記外周側コイルの内径に略等しいことを特徴とする誘導加熱調理器。
5. 請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器において、
   前記加熱コイルは、内周側コイルと外周側コイルで構成されており、
   前記ダクトの出口に設けられた第１のリブの外径は、前記内周側コイルの外径に略等しいことを特徴とする誘導加熱調理器。

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