JP2011100587A

JP2011100587A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2011100587A
Application number: JP2009253580A
Authority: JP
Inventors: Naoki Wada; 直樹和田; Naoto Kishimoto; 直人岸本
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: JP5260476B2

Abstract

【課題】加熱コイルの漏洩磁束を低減する電磁シールド部材を効率良く冷却し、加熱コイルを載置するコイルベースの温度上昇を防止する。
【解決手段】本体１内に設けた加熱コイル３ａと、加熱コイル３ａを載置するコイルベース４と、本体１内に配置され加熱コイル３ａを冷却するファン装置９と、ファン装置９から送風される空気を加熱コイル３ａに誘導するダクト１０を備え、コイルベース４を内周部４ａと外周部４ｂ及び内周部４ａから外周部４ｂに延びた放射状のリブ４ｃで構成し、リブ４ｃに加熱コイル３ａで発生した磁力線が下方に向かう流れを止めるフェライト５を設け、外周部４ｂに加熱コイル３ａの外側に位置し加熱コイル３ａより発生する漏洩磁束を相殺する略環状の電磁シールド部材６を載置した誘導加熱調理器において、フェライト５の延長上に位置したコイルベース４の外周部４ｂに電磁シールド部材６を冷却するための冷却用スリット孔３２を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、誘導加熱調理器の本体内に設けられ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、高周波電流を加熱コイルに流し、該加熱コイルで発生する磁力線により該加熱コイル上方のトッププレートに載置される調理鍋に渦電流を発生させ、該渦電流によってジュール熱が発生し、調理鍋自体が発熱するものである。

前記誘導加熱調理器は、熱効率が鉄鍋で約９０％と高いものの、熱損失（調理鍋の加熱に寄与しない電力）が生じて加熱コイル等が発熱するため、本体内部にファン装置による冷却構造を備えて加熱コイル等を冷却するようにしている。

また、一般的に高周波誘導コイルの周囲には必ず漏洩する磁力線が発生し、不要輻射雑音の原因となる。これは、誘導加熱調理器の加熱コイルにおいても同様であり、加熱コイルの周囲に漏洩する磁力線が発生して輻射雑音の増大や制御回路の誤動作の原因となる。

上記した加熱コイルの上面側は、調理鍋自体に磁力線が通過するため、調理鍋自体が電磁シールド部材と同様に働き、漏洩する磁力線が低減される。

しかし、加熱コイルの下面側は、該加熱コイルで発生する磁力線をトッププレート上方の調理鍋に集中させて熱効率を向上させるために、棒状の低損失，高誘磁率のフェライトを加熱コイルを載置するコイルベース内に、放射状に複数本設け、フェライトによって加熱コイルで発生した磁力線が下方に向かう流れを止め、漏洩する磁力線を低減している。

また、加熱コイルの周囲には、該加熱コイルより発生する漏洩磁束を相殺するために略環状の電磁シールド部材を設けている。これは、加熱コイルから発生した磁力線により電磁シールド部材に渦電流が流れると、その渦電流により加熱コイルが発生する磁力線と反対方向の磁力線（反磁場）が生じ、該磁力線が電磁シールド部材の中に封じ込まれ、該電磁シールド部材の外周より外側に漏洩する磁力線が相殺されるためである。

加熱コイル周囲に電磁シールド部材を備える誘導加熱調理器として、特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載されたものは、加熱コイルと、該加熱コイルに高周波電流を供給する周波数変換装置と、電気絶縁部材で形成され前記加熱コイルを保持する加熱コイル保持台と、加熱コイルの周囲に設けられ該加熱コイルの磁束により誘導電流を発生する磁気シールド用導電部材とを備え、該磁気シールド用導電部材を帯状の導電板の両端部を接続して閉ループ状に形成し、前記加熱コイル保持台の外側面に形設された装着部に装着するとともに、前記磁気シールド用導電部材と前記装着部の間に接着剤もしくは弾力性を有する合成樹脂を介装したものである。

特開平７−２２１７０号公報

上記した従来技術において、特許文献１に記載された誘導加熱調理器は以下の問題がある。

すなわち、前記電磁シールド部材は、該電磁シールド部材の外周より外側に漏洩する磁力線は相殺され、磁力線は電磁シールド部材の中に封じ込まれるが、加熱コイルから発生した磁力線により電磁シールド部材に渦電流が流れるため該電磁シールド部材が加熱される。

特に、図示されていないが、加熱コイルを載置しているコイルベースには、上記したように加熱コイルで発生する磁力線をトッププレート上方の調理鍋に集中させて熱効率を向上させるために、フェライトを放射状に設けているため、該放射状のフェライトの延長線上の磁力線が強くなり、該延長線上の電磁シールド部材が特に高温になる。

このとき、電磁シールド部材は積極的に冷却される構造になっていないため、電磁シールド部材を効率良く冷却できない。そして、該電磁シールド部材が高温になると、コイルベースが許容温度を超え、電磁シールド部材に接触する前記コイルベースの樹脂が溶解して異臭を放つ場合があり、使用者に不安感を与える。

また、コイルベースの溶解を防止するためには、該コイルベースを高耐熱温度材料の部品にする必要があり、高価となる欠点がある。

本発明は上記の欠点を解決するためになされたものであり、請求項１では、本体の上面に設けたトッププレートと、該トッププレート下方の前記本体内に設けた加熱コイルと、該加熱コイルを載置するコイルベースと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記本体内に配置され前記加熱コイルや前記インバータ回路を冷却するファン装置と、該ファン装置から送風される空気を前記加熱コイルに誘導するダクトを備え、前記コイルベースを内周部と外周部及び前記内周部から前記外周部に延びた放射状のリブで構成し、該リブに前記加熱コイルで発生した磁力線が下方に向かう流れを止めるフェライトを設け、前記外周部に前記加熱コイルの外側に位置し該加熱コイルより発生する漏洩磁束を相殺する略環状の電磁シールド部材を載置してなる誘導加熱調理器において、前記フェライトの延長上に位置した前記コイルベースの前記外周部に前記電磁シールド部材を冷却するための冷却用スリット孔を設けたものである。

また、請求項２では、前記冷却用スリット孔は、前記電磁シールド部材の外径面側の流路よりも内径面側の流路を大きくし、前記ダクトの開口から噴き出る冷却空気が前記加熱コイルの下面と前記フェライトを冷却した後、前記電磁シールド部材の外形面よりも内径面に沿って多く流れ、前記電磁シールド部材を冷却するものである。

本発明の請求項１によれば、加熱コイルを載置したコイルベースを内周部と外周部及び前記内周部から前記外周部に延びた放射状のリブで構成し、該リブに前記加熱コイルで発生した磁力線が下方に向かう流れを止めるフェライトを設け、前記外周部に前記加熱コイルの外側に位置し該加熱コイルより発生する漏洩磁束を相殺する略環状の電磁シールド部材を載置してなる誘導加熱調理器において、前記フェライトの延長上に位置した前記コイルベースの前記外周部に前記電磁シールド部材を冷却するための冷却用スリット孔を設けたので、加熱コイルやインバータ回路を冷却するファン装置から送風された空気が前記スリット孔を通して棒状のフェライトの延長線上の磁力線が強くなる電磁シールド部材を冷却し、該電磁シールド部材に発生する渦電流による発熱を冷却することができる。

また、加熱コイルの下面に送風される冷却風とスリット孔による冷却風により、電磁シールド部材を積極的に冷却する風路が構成されるので、さらに効率良く電磁シールド部材を冷却し、温度上昇を抑えることができる。

また、電磁シールド部材が冷却されて高温にならないため、加熱コイルを載置するコイルベースが許容温度を超える恐れがなく、樹脂が溶解して異臭を放つことがなくなり、使用者は安心して使用できるとともに、コイルベースを高耐熱温度材料にする必要がなくなり、安価にできる。

請求項２によれば、冷却用スリット孔を電磁シールド部材の外径面側の流路よりも電磁シールド部材の内径面側の流路を大きくし、ファン装置からの冷却風を加熱コイル下面から電磁シールド部材の内径面に沿って多く流れるようにして電磁シールド部材を冷却するので、フェライトの延長線上の磁力線が強くなる部分を効率よく冷却し、高温になるのを抑えることができる。

本発明の一実施例における誘導加熱調理器のトッププレートを外した状態の斜視図である。同誘導加熱調理器のコイルユニットの斜視図である。同誘導加熱調理器のコイルユニットの底面図である。図２の誘導加熱調理器のコイルユニットをＱ−Ｑ線で切断した状態の断面図である。同誘導加熱調理器のコイルユニット及びダクトの断面図である。

以下、本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。

本実施例では、加熱コイルを誘導加熱調理器本体の右，左，中央奥の三箇所に設けたビルトイン型（システムキッチン一体型）ＩＨクッキングヒータを示している。なお、他の例として加熱コイルを誘導加熱調理器本体の右，左の二口とし、中央奥にラジエントヒータを配置したものであってもよい。また、誘導加熱調理器本体を天板の上に載置して使用する据え置き型であってもよい。

まず、本実施例の誘導加熱調理器の概要を説明する。

誘導加熱調理器の本体１は、上面に調理鍋などの被加熱物を載置するトッププレート２ａを備え、該トッププレート２ａは周囲をトップフレーム２ｂで囲まれ、本体１の上面に載置されている。

本体１内の上部の右側と左側及び中央奥側には加熱コイル３ａ，３ｂ，３ｃと、これらの加熱コイル３ａ，３ｂ，３ｃを載置したコイルベース４とで構成される加熱コイルユニット７ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。

トップフレーム２ｂの前面右側，左側，中央には加熱コイル３ａ，３ｂ，３ｃの加熱調理を操作する右操作部１１ａ，左操作部１１ｂ，中央操作部１１ｃと、それらに付随した表示パネル２７が設けられている。なお、右操作部１１ａ，左操作部１１ｂ，中央操作部１１ｃは、トッププレート２ａの前面側に直接設けてもよい。

本体１の前面左側にはロースター１４が設けられており、前面右側には主電源１６とロースター１４を操作する操作パネル１５が設けられている。

また、本体１内の右側、すなわち、ロースター１４の隣の空間部には、加熱コイル３ａ，３ｂ，３ｃ等に高周波電流を供給するインバータ回路（図示せず）を備えている。

トップフレーム２ｂの後方右側には、本体１内の後部に配置された後述するファン装置９の駆動により外部から冷却風を吸い込む吸気口１２が設けられ、後方左側には本体１の内部を冷却した後の空気を本体１外へ排気する排気口１３が設けられている。

本体１内の後方には、トップフレーム２ｂの吸気口１２と対向するようにファン装置９（ターボファンや遠心ファン等）が配置されており、該ファン装置９の駆動によってコイルユニット７ａ，７ｂ，７ｃやインバータ回路の発熱部品、その他の電子部品を冷却するようにしている。

ファン装置９からの冷却風は、ダクト１０を通してコイルユニット７ａ，７ｂ，７ｃやインバータ回路方向等多岐にわたって分岐する構成が採られている。

ダクト１０は、コイルユニット７ａ，７ｂ，７ｃの加熱コイル３ａ，３ｂ，３ｃの下方に配置され、ダクト１０の上面には冷却風の吹き出し口となる開口１０ａが設けられている。

ここで、本体１内の右側に設けられたコイルユニット７ａの詳細を説明する。なお、左側のコイルユニット７ｂ，中央奥側のコイルユニット７ｃについてはコイルユニット７ａと同様の構成であり、説明を省略する。

コイルユニット７ａを構成する加熱コイル３ａは、図２から図５に示すように耐熱樹脂からなるコイルベース４に載置されている。

コイルベース４は、内周部４ａと外周部４ｂ及び内周部４ａから外周部４ｂに延びる複数本の放射状のリブ４ｃとで構成され、リブ４ｃには加熱コイル３ａで発生した磁力線が下方に向かう流れを止めるフェライト５が埋め込み等により設けられ、外周部４ｂ上には加熱コイル３ａの外側に位置し、該加熱コイル３ａより発生する漏洩磁束を相殺する略環状の電磁シールド部材６が載置されている。

フェライト５は、低損失，高誘電率で、棒状であり、加熱コイル３ａで発生する磁力線が下方に向かう流れを止め、磁力線をトッププレート２ａ上に載置される調理鍋に集中させ、熱効率を向上させるためのものである。

電磁シールド部材６は、アルミ等の非磁性導電金属からなる帯状板（例えば板厚が０.８mmから２mm、幅が１０mmから２０mm）の両端を加締め等により締結してリング状に成形したものである。

また、電磁シールド部材６は、コイルベース４の外周部４ｂの最外周に略等間隔に複数個又は全周に設けた立上げ壁部４ｄと、立上げ壁部４ｄより内側に複数個略等間隔に設けた突部４ｅとの間に挿入され、コイルベース４から外れないように位置決めされている。

また、コイルベース４の外周部４ｂには、複数本のフェライト５の延長上に位置した部分に電磁シールド部材６を冷却するための冷却用スリット孔３２が設けられている。

該冷却用スリット孔３２は、電磁シールド部材６の外径面側の流路６ｂよりも内径面側の流路６ａ、すなわち開口面積を大きくし、ダクト１０の開口１０ａから噴き出る冷却空気が加熱コイル３ａの下面とフェライト５を冷却した後、電磁シールド部材６の外形面よりも内径面に沿って多く流れるようにし、フェライト５の延長上に位置した電磁シールド部材６を効率よく冷却するようにしている。なお、冷却用スリット孔３２は、複数本のフェライト５の延長上にコイルベース４の取り付け部材等、別部材が設けられている場合には、フェライト５の延長上から左右に幾分ずらして設けてもよい。

次に、以上の構成において、調理鍋（図示せず）を本体１の右側の加熱コイル３ａに対向したトッププレート２ａ上に載置した場合の誘導加熱調理時の動作について説明する。なお、本体１内の左側，中央奥側の加熱コイル３ｂ，３ｃについては加熱コイル３ａの動作と同様であり、また、ロ−スター１４を使用しての調理については本実施例と特に関係ないので説明を省略する。

水等の被加熱物の入った調理鍋を、トッププレート２ａ上に載置し、本体１の前面に設けられた操作パネル１５の主電源１６を入れ、加熱コイル３ａに対応した火力調整用の右操作部１１ａを調整して調理鍋の加熱を行うと、その調整量に応じて加熱コイル３ａに流れる電流量が制御され、調理鍋の加熱が開始される。右操作部１１ａに配置された表示パネル２７には、その火力調整量が表示される。

また、加熱が開始されると、ファン装置９が駆動してトップフレーム２ｂの後方の吸気口１２から本体１内部に冷却風を吸い込み、インバータ回路や加熱コイル３ａを冷却した後、コイルユニット７ａの下方に連通するダクト１０に冷却風を供給する。

ダクト１０に入った冷却風は、コイルユニット７ａ側に設けられた開口１０ａからコイルユニット７ａの下面に向かって流れ、冷却空気５０となる。

そして、冷却空気５０は、コイルベース４の内周部４ａに開口した穴部（図示せず）及び、隣接するリブ４ｃの間から加熱コイル３ａの上面に流れ、トッププレート２ａの下面に衝突して放射状に広がり、上冷却風５１となって加熱コイル３ａの上面を冷却する。

一方、加熱コイル３ａの下面とフェライト５に衝突して放射状に広がる下冷却風５２は、コイルベース４のスリット孔３２に流入し、フェライト５の延長上に位置した電磁シールド部材６を冷却する。このとき、スリット孔３２に流入した下冷却風５２は加熱コイル３ａの上面を外周側に向かって流れる上冷却風５１によって加熱コイル３ａの下面から上面方向に引っ張られ、シールド冷却風５３となって電磁シールド部材６を冷却する。

そして、このとき、冷却用スリット孔３２は、電磁シールド部材６の外径面側の流路６ｂよりも内径面側の流路６ａ、すなわち開口面積が大きいため、下冷却風５２は電磁シールド部材６の外径面よりも内径面に沿って多く流れ、フェライト５によって高温になる電磁シールド部材６の内径面側を効率よく冷却する。

なお、冷却後の幾分温度の上がった空気は、トップフレーム２ｂの排気口１３から本体１外に排出される。

以上説明したように、上記実施例によれば、加熱コイル３ａを載置したコイルベース４を内周部４ａと外周部４ｂ及び内周部４ａから外周部４ｂに延びた放射状のリブ４ｃで構成し、リブ４ｃに加熱コイル３ａで発生した磁力線が下方に向かう流れを止めるフェライト５を設け、外周部４ｂに加熱コイル３ａの外側に位置し加熱コイル３ａより発生する漏洩磁束を相殺する略環状の電磁シールド部材６を載置してなる誘導加熱調理器において、フェライト５の延長上に位置したコイルベース４の外周部４ｂに電磁シールド部材６を冷却するための冷却用スリット孔３２を設けたので、加熱コイル３ａやインバータ回路を冷却するファン装置９から送風された空気がスリット孔３２を通して棒状のフェライト５の延長線上の磁力線が強くなる電磁シールド部材６を冷却し、電磁シールド部材６に発生する渦電流による発熱を冷却することができる。

また、加熱コイル３ａの下面に送風される下冷却風５２とスリット孔３２によるシールド冷却風５３により、電磁シールド部材６を積極的に冷却する風路が構成されるので、さらに効率良く電磁シールド部材６を冷却し、温度上昇を抑えることができる。

また、電磁シールド部材６が冷却されて高温にならないため、加熱コイル３ａを載置するコイルベース４が許容温度を超える恐れがなく、樹脂が溶解して異臭を放つことがなくなり、使用者は安心して使用できるとともに、電磁シールド部材６を高耐熱温度材料にする必要がなくなり、安価にできる。

さらに、冷却用スリット孔３２を電磁シールド部材６の外径面の流路６ｂよりも電磁シールド部材６の内径面の流路６ａを大きくし、ファン装置９からの冷却空気５０を加熱コイル３ａ下面から電磁シールド部材６の内径面に沿って多く流れるようにして電磁シールド部材６を冷却するので、フェライト５の延長線上の磁力線が強くなる部分を効率よく冷却し、高温になるのを抑えることができる。

１本体
２ａトッププレート
３ａ加熱コイル
４コイルベース
４ａ内周部
４ｂ外周部
４ｃリブ
５フェライト
６電磁シールド部材
６ａ，６ｂ流路
９ファン装置
１０ダクト
１０ａ開口
３２スリット孔
５０冷却空気

Claims

本体の上面に設けたトッププレートと、該トッププレート下方の前記本体内に設けた加熱コイルと、該加熱コイルを載置するコイルベースと、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記本体内に配置され前記加熱コイルや前記インバータ回路を冷却するファン装置と、該ファン装置から送風される空気を前記加熱コイルに誘導するダクトを備え、前記コイルベースを内周部と外周部及び前記内周部から前記外周部に延びた放射状のリブで構成し、該リブに前記加熱コイルで発生した磁力線が下方に向かう流れを止めるフェライトを設け、前記外周部に前記加熱コイルの外側に位置し該加熱コイルより発生する漏洩磁束を相殺する略環状の電磁シールド部材を載置してなる誘導加熱調理器において、
前記フェライトの延長上に位置した前記コイルベースの前記外周部に前記電磁シールド部材を冷却するための冷却用スリット孔を設けたことを特徴とする誘導加熱調理器。
前記冷却用スリット孔は、前記電磁シールド部材の外径面側の流路よりも内径面側の流路を大きくし、前記ダクトの開口から噴き出る冷却空気が前記加熱コイルの下面と前記フェライトを冷却した後、前記電磁シールド部材の外形面よりも内径面に沿って多く流れ、前記電磁シールド部材を冷却することを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。