JP2020145183A - Induction heating coil and induction heating device - Google Patents

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Abstract

To provide an induction heating coil capable of heating in various modes.SOLUTION: In operation of an induction heating coil 31, since a direction of a current in an outermost peripheral portion of a front-rear peripheral heating coil 35 and a left-right peripheral heating coil 36 and a direction of a current of an outer heating coil 34 are the same, a current flows counterclockwise around a center of each coil through the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34. A current flows in the clockwise direction in a plan view through an inner heating coil 32. Since a current flowing through each heating coil is an alternating current, a direction of the current flowing through each heating coil is reversed after half a cycle.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、誘導加熱コイルおよび誘導加熱装置に関し、特に、電流の供給を受けてコイル上に配置された被加熱物を加熱する誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルに電流を供給する誘導加熱装置とに関する。 The present invention relates to an induction heating coil and an induction heating device, and in particular, an induction heating coil that receives an electric current to heat an object to be heated arranged on the coil, and an induction heating device that supplies an electric current to the induction heating coil. Regarding.

コイルに電流を供給してコイル上に配置された被加熱物を加熱する誘導加熱装置が知られている。例えば、特許文献1は、平面状に捲回された中央加熱コイルと、中央加熱コイルの周辺に隣合うように配設され、中央加熱コイルに沿う円弧形状を有する複数の周辺加熱コイルと、を備える誘導加熱装置を開示している。特許文献1に記載された誘導加熱装置は、各コイルに供給する電流の方向を制御することによって、中央加熱コイルと周辺加熱コイルとの間の領域を強く加熱できる。 There is known an induction heating device that supplies an electric current to a coil to heat an object to be heated arranged on the coil. For example, Patent Document 1 describes a central heating coil wound in a plane and a plurality of peripheral heating coils arranged adjacent to each other around the central heating coil and having an arc shape along the central heating coil. The induction heating device provided is disclosed. The induction heating device described in Patent Document 1 can strongly heat the region between the central heating coil and the peripheral heating coil by controlling the direction of the current supplied to each coil.

特開2013−179077号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-179077

しかしながら、特許文献1に記載された誘導加熱装置では、周辺加熱コイルのうち、中央加熱コイルと隣接しない側を強く加熱することができないなど、多様な態様の加熱を行うことができない。そこで、本発明は、上記の課題を解決するために、多様な態様の加熱を行うことができる誘導加熱装置を得ることを目的とする。 However, the induction heating device described in Patent Document 1 cannot perform various types of heating, such as being unable to strongly heat the side of the peripheral heating coil that is not adjacent to the central heating coil. Therefore, an object of the present invention is to obtain an induction heating device capable of performing heating in various modes in order to solve the above problems.

本発明の一態様は、円弧形状の外周部を有する複数の周辺加熱コイルと、周辺加熱コイルの上側、下側、または円弧形状を一部とする円の中心から見て外側に、平面状に円形に捲回された外側加熱コイルと、を備えることを特徴とする誘導加熱コイルを提供する。 One aspect of the present invention is a plurality of peripheral heating coils having an arc-shaped outer peripheral portion, and an upper surface or a lower side of the peripheral heating coils, or a plane surface outward from the center of a circle having an arc shape as a part. Provided is an induction heating coil comprising: an outer heating coil wound in a circular shape.

本発明の他の態様は、上記の態様の誘導加熱コイルと、内側加熱コイル、複数の周辺加熱コイル、および外側加熱コイル、に電流を供給する電気回路と、電気回路を制御する制御回路と、を備えることを特徴とする誘導加熱装置を提供する。 Another aspect of the present invention includes an induction heating coil according to the above embodiment, an electric circuit that supplies an electric current to the inner heating coil, a plurality of peripheral heating coils, and an outer heating coil, a control circuit that controls the electric circuit, and the like. Provided is an induction heating device comprising the above.

本発明により、外側加熱コイルに電流を供給して多様な磁束分布を実現でき、多様な態様の加熱を行うことができる誘導加熱コイルおよび誘導加熱装置を得る。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an induction heating coil and an induction heating device capable of supplying an electric current to an outer heating coil to realize various magnetic flux distributions and performing heating in various modes can be obtained.

本発明の実施の形態1に係る誘導加熱装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the induction heating apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1における加熱コイルを示す平面図である。It is a top view which shows the heating coil in Embodiment 1. FIG. 図2aから外側加熱コイルを省いた平面図である。It is a top view which omitted the outer heating coil from FIG. 2a. 図2aの加熱コイルをIII−III方向に見た模式的な断面図である。It is a schematic sectional view of the heating coil of FIG. 2a seen in the direction III-III. 内側領域と周辺領域と外側領域とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating an inner region, a peripheral region, and an outer region. 強磁性体の配置例を示す図である。It is a figure which shows the arrangement example of a ferromagnet. 実施の形態1における誘導加熱装置の電気回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric circuit of the induction heating apparatus in Embodiment 1. FIG. 電気回路の可変容量コンデンサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the variable capacity capacitor of an electric circuit. 加熱コイルの動作の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the operation of a heating coil. 図8に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 図8の加熱コイルから外側加熱コイルを省いた場合における被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated when the outer heating coil is omitted from the heating coil of FIG. 加熱コイルの動作の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the operation of a heating coil. 図10に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 加熱コイルの動作の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the operation of a heating coil. 図12に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 実施の形態1における加熱コイルから外側加熱コイルを省いた構成を有する加熱コイルの平面図である。It is a top view of the heating coil which has the structure which omitted the outer heating coil from the heating coil in Embodiment 1. FIG. 図14に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 加熱コイルの動作の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the operation of a heating coil. 図16に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 加熱コイルの動作の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the operation of a heating coil. 図18に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 図18に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 図18に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 加熱コイルの動作の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the operation of a heating coil. 図20に示したように電流を流した加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil which passed the electric current as shown in FIG. 加熱コイルとトッププレートと被加熱物とを示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the heating coil, the top plate, and the object to be heated. 加熱コイルとトッププレートと被加熱物とを示す模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the heating coil, the top plate, and the object to be heated. 実施の形態2に係る誘導加熱装置の加熱コイルおよび強磁性体の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the heating coil and ferromagnet of the induction heating apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る強磁性体の平面図である。It is a top view of the ferromagnet according to the second embodiment. 実施の形態2に係る強磁性体の正面図である。It is a front view of the ferromagnet according to the second embodiment. 実施の形態2における加熱コイル上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。It is a figure which shows the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the heating coil in Embodiment 2. FIG. 本発明の実施の形態3における誘導加熱装置の電気回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric circuit of the induction heating apparatus in Embodiment 3 of this invention. 加熱コイルの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the heating coil. 加熱コイルの他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of a heating coil. 図29の加熱コイルをXXX−XXX方向に見た模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view which looked at the heating coil of FIG. 29 in the direction of XXX-XXX.

以下、本発明の実施の形態に係る誘導加熱コイルおよび誘導加熱装置について、図面を参照して説明する。各実施の形態において、同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する。 Hereinafter, the induction heating coil and the induction heating device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the same configurations are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

実施の形態1.
<1.概要>
図1は、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱装置100を示す斜視図である。誘導加熱装置100は、筐体1と、筐体1の上部に設けられたトッププレート2とを備える。筐体1とトッププレート2とが誘導加熱装置100の外郭を構成している。
Embodiment 1.
<1. Overview>
FIG. 1 is a perspective view showing an induction heating device 100 according to a first embodiment of the present invention. The induction heating device 100 includes a housing 1 and a top plate 2 provided on the upper portion of the housing 1. The housing 1 and the top plate 2 form the outer shell of the induction heating device 100.

本明細書では、説明の便宜上、鉛直方向上向きを正方向とするz軸を設け、z軸に直交する平面内に、互いに直交するx軸およびy軸を設ける。+x方向を右方向と呼び、−x方向を左方向と呼ぶ。また、+y方向を後方向と呼び、−y方向を前方向と呼ぶ。 In the present specification, for convenience of explanation, the z-axis having the vertical upward direction is provided, and the x-axis and the y-axis orthogonal to each other are provided in a plane orthogonal to the z-axis. The + x direction is called the right direction, and the -x direction is called the left direction. Further, the + y direction is called the rear direction, and the −y direction is called the front direction.

トッププレート2は、ガラス、セラミックスまたは樹脂などの絶縁物を含む。トッププレート2の上に、誘導加熱装置100により誘導加熱される鍋やフライパンなどの被加熱物が載置される。 The top plate 2 contains an insulator such as glass, ceramics or resin. An object to be heated such as a pan or a frying pan that is induced to be heated by the induction heating device 100 is placed on the top plate 2.

トッププレート2には、被加熱物を載置する位置の目安を示す載置位置表示3a、3b、3cが表示されている。誘導加熱装置100は、載置位置表示3a、3b、3cに載置された被加熱物を誘導加熱する。載置位置表示3a、3b、3cによって囲まれた部分をそれぞれ加熱口30a、30b、30cと呼ぶ。なお、加熱口を3口で図示したが、加熱口は必ずしも3口である必要はなく、1口、または複数口でもよい。 On the top plate 2, mounting position indications 3a, 3b, and 3c indicating a guideline for the position where the object to be heated is placed are displayed. The induction heating device 100 induces and heats the object to be heated placed on the placement position indications 3a, 3b, and 3c. The portions surrounded by the mounting position indications 3a, 3b, and 3c are referred to as heating ports 30a, 30b, and 30c, respectively. Although the heating ports are shown with three ports, the number of heating ports does not necessarily have to be three, and one or more may be used.

載置位置表示3a、3b、3cは、トッププレート2がガラスなどの透明な材質である場合、載置面であるトッププレート2の表面とは反対側の裏面に印刷などにより表示されていてよい。また、載置位置表示3a、3b、3cは、トッププレート2の裏面側に設けられた発光ダイオードなどの発光素子と導光部材などで構成され、被加熱物を載置する位置がトッププレート2の表面側から視認できるように構成されていてもよい。図1では、載置位置表示3a、3b、3cが被加熱物を載置する領域を示すように記しているが、載置位置表示3a、3b、3cは被加熱物を載置する位置の中心を示す点などで表示されていてもよい。 When the top plate 2 is made of a transparent material such as glass, the mounting position indications 3a, 3b, and 3c may be displayed by printing or the like on the back surface opposite to the front surface of the top plate 2 which is the mounting surface. .. Further, the mounting position displays 3a, 3b, and 3c are composed of a light emitting element such as a light emitting diode provided on the back surface side of the top plate 2 and a light guide member, and the position where the object to be heated is placed is the top plate 2. It may be configured so that it can be visually recognized from the surface side of the. In FIG. 1, the mounting position displays 3a, 3b, and 3c are shown so as to indicate the area on which the object to be heated is placed, but the mounting position displays 3a, 3b, and 3c are the positions where the object to be heated is placed. It may be displayed as a point indicating the center.

誘導加熱装置100は、筐体1の前面に、前方に引き出し可能な開閉扉を有するグリル部4を備えてもよい。グリル部4は、直方体状の内部空間を有する加熱庫を備える。グリル部4の加熱庫には、ヒータまたは加熱コイルなどの加熱手段が設けられている。グリル部4は、例えば、焼き魚を加熱するグリル調理を行う場合に使用される。なお、グリル部4は必ずしも必要ではなく、誘導加熱装置100は、グリル部4を備えなくてもよい。 The induction heating device 100 may include a grill portion 4 having an opening / closing door that can be pulled out forward on the front surface of the housing 1. The grill portion 4 includes a heating chamber having a rectangular parallelepiped internal space. The heating chamber of the grill portion 4 is provided with a heating means such as a heater or a heating coil. The grill portion 4 is used, for example, when performing grill cooking for heating grilled fish. The grill portion 4 is not always necessary, and the induction heating device 100 does not have to include the grill portion 4.

誘導加熱装置100は、トッププレート2の表面の前方に操作部5aを備え、筐体1の前面に操作部5b、5cを備える。操作部5a、5b、5cは、加熱口30a、30b、30cによる被加熱物の加熱の開始、停止、もしくは加熱電力の調整、および、グリル部4による加熱の開始、停止、もしくは加熱電力の調整などに用いられる。操作部5a、5b、5cが設けられる位置は、図1に示す位置に限らず、使用者が誘導加熱装置100の操作を行い易い場所であればよい。 The induction heating device 100 includes an operation unit 5a in front of the surface of the top plate 2, and an operation unit 5b and 5c in the front surface of the housing 1. The operation units 5a, 5b, and 5c adjust the heating power of the object to be heated by the heating ports 30a, 30b, and 30c, and start, stop, or adjust the heating power by the grill unit 4. It is used for such purposes. The positions where the operation units 5a, 5b, and 5c are provided are not limited to the positions shown in FIG. 1, and may be any place where the user can easily operate the induction heating device 100.

トッププレート2の表面の前方には、誘導加熱装置100の状態を表示する表示部6が設けられている。表示部6は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)ディスプレイなどのディスプレイ装置であってよい。表示部6には、誘導加熱装置100の動作状況に応じて様々な情報が表示される。例えば、表示部6には、各加熱口に入力される電力や電力の相対的な大きさが表示される。例えば、表示部6には、各加熱口に載置された被加熱物の底面の温度が表示されてもよい。表示部6を設ける位置は、トッププレート2の前方に限らず、使用者が視認しやすい位置であればよい。例えば、筐体1の前面に表示部6を設けてもよい。また、表示部6をタッチパネル付のディスプレイ装置で構成し、表示部6と操作部とを一体的に形成してもよい。 A display unit 6 for displaying the state of the induction heating device 100 is provided in front of the surface of the top plate 2. The display unit 6 may be, for example, a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electroluminescence) display. Various information is displayed on the display unit 6 according to the operating status of the induction heating device 100. For example, the display unit 6 displays the electric power input to each heating port and the relative magnitude of the electric power. For example, the display unit 6 may display the temperature of the bottom surface of the object to be heated placed on each heating port. The position where the display unit 6 is provided is not limited to the front of the top plate 2, and may be any position that is easy for the user to see. For example, the display unit 6 may be provided on the front surface of the housing 1. Further, the display unit 6 may be configured by a display device with a touch panel, and the display unit 6 and the operation unit may be integrally formed.

トッププレート2の表面の後方には、排気口7a、7b、7cが設けられている。排気口7a、7b、7cは、誘導加熱装置100内のグリル部4、電気回路(図示せず)、加熱コイル(図示せず)などで発生した熱や、グリル部4内での調理により発生した油煙などを外部に排出する。図1では、排気口7a、7b、7cがトッププレート2に設けられているが、筐体1に設けられてもよい。また、排気口の数は3口に限るものではなく、1口以上であればよい。なお、誘導加熱装置100は、グリル部4を有さない場合には、排気口を有しなくてもよく、例えば、筐体1の表面から放熱する構成であってもよい。 Exhaust ports 7a, 7b, and 7c are provided behind the surface of the top plate 2. The exhaust ports 7a, 7b, and 7c are generated by heat generated by the grill portion 4, the electric circuit (not shown), the heating coil (not shown), etc. in the induction heating device 100, or by cooking in the grill portion 4. Discharges the oil smoke to the outside. In FIG. 1, the exhaust ports 7a, 7b, and 7c are provided on the top plate 2, but may be provided on the housing 1. Further, the number of exhaust ports is not limited to three, and may be one or more. If the induction heating device 100 does not have the grill portion 4, it may not have an exhaust port, and may be configured to dissipate heat from the surface of the housing 1, for example.

<2.誘導加熱コイル>
誘導加熱装置100の内部には、トッププレート2上に載置された鍋などの被加熱物を誘導加熱するための誘導加熱コイルと、誘導加熱コイルに電流を供給するための電気回路とが設けられている。
<2. Induction heating coil >
Inside the induction heating device 100, an induction heating coil for inductively heating an object to be heated such as a pot placed on the top plate 2 and an electric circuit for supplying an electric current to the inductive heating coil are provided. Has been done.

図2aは、実施の形態1における誘導加熱コイル31を示す平面図である。図2bは、図2aから外側加熱コイル34を省いた平面図である。図3は、図2aの誘導加熱コイル31をIII−III方向に見た模式的な断面図である。図3には、説明の便宜上、トッププレート2も示している。以下、図2aおよび図3を参照して誘導加熱コイル31の構成について説明する。 FIG. 2a is a plan view showing the induction heating coil 31 according to the first embodiment. FIG. 2b is a plan view in which the outer heating coil 34 is omitted from FIG. 2a. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the induction heating coil 31 of FIG. 2a as viewed in the III-III direction. FIG. 3 also shows the top plate 2 for convenience of explanation. Hereinafter, the configuration of the induction heating coil 31 will be described with reference to FIGS. 2a and 3.

誘導加熱コイル31は、トッププレート2(図1参照)の下に設けられている。すなわち、誘導加熱コイル31は、図1に示した加熱口30a、30b、30cのそれぞれにz方向において対向して、トッププレート2の裏面側に設けられている。誘導加熱コイル31は、例えば、被覆された導線を渦巻状に巻回して形成してよい。誘導加熱コイル31を形成する導線は、銅などの導電率が高い金属からなる細線を被覆した被服細線を複数本撚って形成したリッツ線であってもよい。導線にリッツ線を用いると、20kHz〜100kHzといった高周波における加熱コイルの電気抵抗の増大を抑制できる点で有利である。 The induction heating coil 31 is provided below the top plate 2 (see FIG. 1). That is, the induction heating coil 31 is provided on the back surface side of the top plate 2 so as to face each of the heating ports 30a, 30b, and 30c shown in FIG. 1 in the z direction. The induction heating coil 31 may be formed by, for example, spirally winding a coated lead wire. The lead wire forming the induction heating coil 31 may be a litz wire formed by twisting a plurality of thin clothing wires coated with a thin wire made of a metal having high conductivity such as copper. The use of a litz wire as the lead wire is advantageous in that an increase in the electrical resistance of the heating coil at a high frequency of 20 kHz to 100 kHz can be suppressed.

1つの誘導加熱コイル31は、電気回路に電気的に接続(以下、単に「接続」という。)される端子を2つ有している。すなわち、1つの加熱コイルは両端を有する2端子回路部品である。また、必要に応じて、誘導加熱コイル31の被加熱物にz方向において対向する面とは反対側の面に対向させて、フェライトコアなどの磁性体が設けられてもよい。 One induction heating coil 31 has two terminals that are electrically connected to an electric circuit (hereinafter, simply referred to as "connection"). That is, one heating coil is a two-terminal circuit component having both ends. Further, if necessary, a magnetic material such as a ferrite core may be provided so as to face the surface of the induction heating coil 31 opposite to the surface facing the object to be heated in the z direction.

誘導加熱コイル31は、平面視において加熱口30a、30b、30cの中央に配置される内側加熱コイル32と、内側加熱コイル32の前後に配置された前後周辺加熱コイル35と、内側加熱コイル32の左右に配置された左右周辺加熱コイル36と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の上側に配置された外側加熱コイル34とを備える。 The induction heating coil 31 includes an inner heating coil 32 arranged at the center of the heating ports 30a, 30b, and 30c in a plan view, a front-rear peripheral heating coil 35 arranged before and after the inner heating coil 32, and an inner heating coil 32. It includes left and right peripheral heating coils 36 arranged on the left and right, front and rear peripheral heating coils 35, and outer heating coils 34 arranged on the upper side of the left and right peripheral heating coils 36.

図2aに示した例では、内側加熱コイル32は、平面視において円形に捲回された第1内側加熱コイル32aと、平面視において第1内側加熱コイル32aを取り囲むように円形に捲回された第2内側加熱コイル32bとを含む。 In the example shown in FIG. 2a, the inner heating coil 32 is wound in a circle so as to surround the first inner heating coil 32a in a plan view and the first inner heating coil 32a in a plan view. Includes a second inner heating coil 32b.

図2aに示した例では、前後周辺加熱コイル35は、前部加熱コイル35aと、後部加熱コイル35bとを含む。前部加熱コイル35aおよび後部加熱コイル35bは、第2内側加熱コイル32bに隣接して配置され、第2内側加熱コイル32b円形の外周部に沿う円弧形状の外周部を有する。左右周辺加熱コイル36は、右側加熱コイル36aと、左側加熱コイル36bとを含む。 In the example shown in FIG. 2a, the front-rear peripheral heating coil 35 includes a front heating coil 35a and a rear heating coil 35b. The front heating coil 35a and the rear heating coil 35b are arranged adjacent to the second inner heating coil 32b, and have an arc-shaped outer peripheral portion along the circular outer peripheral portion of the second inner heating coil 32b. The left and right peripheral heating coils 36 include a right side heating coil 36a and a left side heating coil 36b.

右側加熱コイル36aおよび左側加熱コイル36bは、第2内側加熱コイル32bに隣接して配置され、第2内側加熱コイル32b円形の外周部に沿う円弧形状の外周部を有する。言い換えれば、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36は、平面視において内側加熱コイル32の形状に沿うように、楕円を折り曲げるように変形させた形状を有する。なお、誘導加熱コイル31を構成する各コイルは、矩形状、同心円状、および楕円状など、どのような形状の加熱コイルとしてもよい。また、各加熱コイルは、巻き線の巻数および巻き段数を調整することで、xyz軸方向にどのような幅を有してもよい。 The right side heating coil 36a and the left side heating coil 36b are arranged adjacent to the second inner heating coil 32b, and have an arc-shaped outer peripheral portion along the circular outer peripheral portion of the second inner heating coil 32b. In other words, the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 have a shape deformed so as to bend an ellipse so as to follow the shape of the inner heating coil 32 in a plan view. Each coil constituting the induction heating coil 31 may have any shape such as a rectangular shape, a concentric circle shape, and an elliptical shape. Further, each heating coil may have any width in the xyz axis direction by adjusting the number of windings and the number of winding stages.

図2aおよび図2bに示した例では、前部加熱コイル35a、後部加熱コイル35b、右側加熱コイル36aおよび左側加熱コイル36bは、全て同一の形状を有し、内側加熱コイル32の中心を中心として回転対称に配置されている。すなわち、前部加熱コイル35a、後部加熱コイル35b、右側加熱コイル36aおよび左側加熱コイル36bを内側加熱コイル32の中心を中心として90度回転させても、コイル全体の形状は変わらない。 In the examples shown in FIGS. 2a and 2b, the front heating coil 35a, the rear heating coil 35b, the right heating coil 36a and the left heating coil 36b all have the same shape and are centered on the center of the inner heating coil 32. They are arranged in rotational symmetry. That is, even if the front heating coil 35a, the rear heating coil 35b, the right side heating coil 36a, and the left side heating coil 36b are rotated 90 degrees around the center of the inner heating coil 32, the shape of the entire coil does not change.

外側加熱コイル34は、平面視において内側加熱コイル32と同心円状に捲回された円形コイルである。外側加熱コイル34は、右側加熱コイル36aおよび左側加熱コイル36bの上側に、右側加熱コイル36aおよび左側加熱コイル36bに対向配置されている。 The outer heating coil 34 is a circular coil wound concentrically with the inner heating coil 32 in a plan view. The outer heating coil 34 is arranged above the right heating coil 36a and the left heating coil 36b and facing the right heating coil 36a and the left heating coil 36b.

なお、内側加熱コイル32、前後周辺加熱コイル35、左右周辺加熱コイル36、および外側加熱コイル34の、それぞれの配置は、上記に限定されない。例えば、各コイルは、左右側、前後側、または上下側方向に対して、配置に多少の幅を持たせることで配置に多少のずれがあってもよい。つまり、各コイルの配置は、図2aおよび図2bに示した例に、正確に一致しなくともよい。また、内側加熱コイルは必須の構成ではなく、周辺加熱コイルと外側加熱コイルのみの構成であってもよい。 The arrangement of the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34 is not limited to the above. For example, each coil may have a slight deviation in arrangement by giving a slight width to the arrangement in the left-right side, front-rear side, or up-down side direction. That is, the arrangement of each coil does not have to exactly match the examples shown in FIGS. 2a and 2b. Further, the inner heating coil is not an indispensable configuration, and may have only a peripheral heating coil and an outer heating coil.

図3では、外側加熱コイル34は、右側加熱コイル36aおよび左側加熱コイル36bと接触していない。このように、外側加熱コイル34は、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36から間隙を設けて配置される。しかしながら、このような配置に限定されず、外側加熱コイル34は、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36との絶縁を確保して配置されればよい。 In FIG. 3, the outer heating coil 34 is not in contact with the right side heating coil 36a and the left side heating coil 36b. In this way, the outer heating coil 34 is arranged with a gap from the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36. However, the arrangement is not limited to this, and the outer heating coil 34 may be arranged so as to secure insulation from the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36.

例えば、外側加熱コイル34、前後周辺加熱コイル35または左右周辺加熱コイル36に耐電圧の高い導線が使用され、絶縁が十分に確保される場合は、外側加熱コイル34は、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36と接触してもよい。また、例えば、外側加熱コイル34と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36と、の間に、カプトンテープ、マイカテープなどの絶縁テープ、絶縁紙、絶縁樹脂などの絶縁物が設けられてもよい。 For example, when a wire having a high withstand voltage is used for the outer heating coil 34, the front / rear peripheral heating coil 35, or the left / right peripheral heating coil 36 and sufficient insulation is secured, the outer heating coil 34 may be the front / rear peripheral heating coil 35 and. It may come into contact with the left and right peripheral heating coils 36. Further, for example, an insulating tape such as Capton tape or mica tape, an insulating paper, an insulating resin or the like is provided between the outer heating coil 34, the front and rear peripheral heating coils 35, and the left and right peripheral heating coils 36. May be good.

誘導加熱コイル31を構成する内側加熱コイル32、前後周辺加熱コイル35、左右周辺加熱コイル36および外側加熱コイル34は、それぞれ個別の加熱コイルであってもよいし、これらの加熱コイルのうち、少なくとも2つの加熱コイルが接続されて、1つの加熱コイルを構成してもよい。リレーや半導体スイッチング素子などの開閉器を用いて、例えば調理目的に合わせて、複数の加熱コイルの接続を切り換えてもよい。 The inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34 constituting the induction heating coil 31 may be individual heating coils, or at least among these heating coils. Two heating coils may be connected to form one heating coil. A switch such as a relay or a semiconductor switching element may be used to switch the connection of a plurality of heating coils according to, for example, a cooking purpose.

図4に示すように、本明細書では、平面視において誘導加熱コイル31の中心Oから第2内側加熱コイル32bの外周までにわたる領域を「第1領域」または「内側領域」と呼ぶ。また、平面視において、第2内側加熱コイル32bの内周から、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の内周までに挟まれた領域を「第2領域」、「中間領域」または「周辺領域」と呼ぶ。第2内側加熱コイル32bの直上の領域は、内側領域でもあり、かつ、周辺領域でもある。このように、内側領域と周辺領域とは、一部が重なっていてもよい。また、平面視において前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36のそれぞれの中心より外側の領域を「第3領域」または「外側領域」と呼ぶ。 As shown in FIG. 4, in the present specification, the region extending from the center O of the induction heating coil 31 to the outer circumference of the second inner heating coil 32b in a plan view is referred to as a “first region” or an “inner region”. Further, in a plan view, the region sandwiched from the inner circumference of the second inner heating coil 32b to the inner circumference of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 is the "second region", "intermediate region" or ". Called "peripheral area". The region directly above the second inner heating coil 32b is both an inner region and a peripheral region. In this way, the inner region and the peripheral region may partially overlap. Further, in a plan view, a region outside the center of each of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 is referred to as a "third region" or an "outer region".

誘導加熱コイル31の上方のトッププレート2上に被加熱物が載置された場合において、誘導加熱コイル31に電流が供給されると、内側加熱コイル32が、中心O付近の内側領域を加熱する。内側加熱コイル32と前後周辺加熱コイル35と左右周辺加熱コイル36とが、内側領域の外側の周辺領域を加熱する。前後周辺加熱コイル35と左右周辺加熱コイル36と外側加熱コイル34とが、周辺領域の更に外側の外側領域を加熱する。 When an object to be heated is placed on the top plate 2 above the induction heating coil 31, when a current is supplied to the induction heating coil 31, the inner heating coil 32 heats the inner region near the center O. .. The inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, and the left-right peripheral heating coil 36 heat the outer peripheral region of the inner region. The front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34 heat the outer region further outside the peripheral region.

誘導加熱コイル31を構成する各コイル間の干渉を抑制するために、強磁性体を誘導加熱コイル31の上側または下側に近接配置してもよい。図5は、強磁性体99の配置例を示す図である。図5には、誘導加熱コイル31の下側に近接配置された20個の強磁性体99が示されている。符号を省略するが、図5に示された20個の矩形は、それぞれ強磁性体99を表している。 In order to suppress interference between the coils constituting the induction heating coil 31, the ferromagnet may be arranged close to the upper side or the lower side of the induction heating coil 31. FIG. 5 is a diagram showing an arrangement example of the ferromagnet 99. FIG. 5 shows 20 ferromagnets 99 closely arranged below the induction heating coil 31. Although the reference numerals are omitted, the 20 rectangles shown in FIG. 5 each represent the ferromagnet 99.

<3.電気回路>
<3−1.全体>
図6は、実施の形態1における誘導加熱装置100の電気回路8の構成を示す図である。電気回路8は、図1に示した筐体1およびトッププレート2で囲われた誘導加熱装置100の内部に設けられている。電気回路8は、インバータ回路81、86と、インバータ回路81、86に電力を供給する電源供給部82と、チョークコイル83と、直流部84と、制御回路85とを備える。
<3. Electric circuit>
<3-1. Overall>
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an electric circuit 8 of the induction heating device 100 according to the first embodiment. The electric circuit 8 is provided inside the induction heating device 100 surrounded by the housing 1 and the top plate 2 shown in FIG. The electric circuit 8 includes inverter circuits 81 and 86, a power supply unit 82 for supplying electric power to the inverter circuits 81 and 86, a choke coil 83, a DC unit 84, and a control circuit 85.

<3−2.電源供給部等>
電源供給部82は、電源ヒューズ12と、入力コンデンサ13と、ダイオードブリッジ14とを備える。
<3-2. Power supply, etc.>
The power supply unit 82 includes a power fuse 12, an input capacitor 13, and a diode bridge 14.

入力コンデンサ13は、ダイオードブリッジ14の交流側端子(入力側端子)に並列に接続されている。ダイオードブリッジ14の交流側端子には、入力コンデンサ13と外部の交流電源9とが並列に接続される。入力コンデンサ13は、フィルタとして機能する。交流電源9は、商用電源である。電源ヒューズ12は、交流電源9と入力コンデンサ13との間に配置されている。電源ヒューズ12は、交流電源9から誘導加熱装置100に過電流が流入するのを防止する。ダイオードブリッジ14は、交流側端子に入力された交流電力を直流電力に整流する。整流された直流電力は、ダイオードブリッジ14の直流側端子(出力側端子)から出力される。 The input capacitor 13 is connected in parallel to the AC side terminal (input side terminal) of the diode bridge 14. An input capacitor 13 and an external AC power supply 9 are connected in parallel to the AC side terminal of the diode bridge 14. The input capacitor 13 functions as a filter. The AC power supply 9 is a commercial power supply. The power fuse 12 is arranged between the AC power supply 9 and the input capacitor 13. The power fuse 12 prevents an overcurrent from flowing from the AC power source 9 into the induction heating device 100. The diode bridge 14 rectifies the AC power input to the AC side terminal into DC power. The rectified DC power is output from the DC side terminal (output side terminal) of the diode bridge 14.

チョークコイル83の一方の端子は、ダイオードブリッジ14の直流側端子に接続されている。チョークコイル83の他方の端子には、直流部84が接続されている。直流部84は、チョークコイル83を介して、ダイオードブリッジ14と並列に接続されている。 One terminal of the choke coil 83 is connected to the DC side terminal of the diode bridge 14. A DC unit 84 is connected to the other terminal of the choke coil 83. The DC unit 84 is connected in parallel with the diode bridge 14 via the choke coil 83.

直流部84は、例えば、コンデンサ、昇圧チョッパ、降圧チョッパもしくは昇降圧チョッパなどのDC/DCコンバータ、または力率改善コンバータである。直流部84がコンデンサである場合、チョークコイル83と直流部84とがフィルタを構成してよい。この場合、インバータ回路81、86には、交流電圧を全波整流した周期的に電圧値が変動する脈流の直流電圧が入力される。 The DC unit 84 is, for example, a DC / DC converter such as a capacitor, a step-up chopper, a step-down chopper or a buck-boost chopper, or a power factor improving converter. When the DC unit 84 is a capacitor, the choke coil 83 and the DC unit 84 may form a filter. In this case, the DC voltage of the pulsating current in which the AC voltage is full-wave rectified and the voltage value fluctuates periodically is input to the inverter circuits 81 and 86.

直流部84がDC/DCコンバータである場合、直流部84は、並列に接続されているインバータ回路81およびインバータ回路86に入力される直流電圧の電圧値を変化させることができる。この場合、インバータ回路81、86には、電圧値がほぼ一定の直流電圧が入力される。 When the DC unit 84 is a DC / DC converter, the DC unit 84 can change the voltage value of the DC voltage input to the inverter circuit 81 and the inverter circuit 86 connected in parallel. In this case, a DC voltage having a substantially constant voltage value is input to the inverter circuits 81 and 86.

直流部84が力率改善コンバータである場合、直流部84は、交流電源9から入力される交流電力の力率を改善することができる。 When the DC unit 84 is a power factor improving converter, the DC unit 84 can improve the power factor of the AC power input from the AC power source 9.

直流部84とインバータ回路81、86との接続間に、電圧検出器や電流検出器が設けられてもよい。この場合、直流部84は、インバータ回路81、86に投入される電力値を算出してもよい。 A voltage detector or a current detector may be provided between the DC unit 84 and the inverter circuits 81 and 86. In this case, the DC unit 84 may calculate the power value applied to the inverter circuits 81 and 86.

<3−3.インバータ回路>
以下、インバータ回路81およびインバータ回路86の構成について説明する。まず、インバータ回路81の構成について説明する。
<3-3. Inverter circuit >
Hereinafter, the configurations of the inverter circuit 81 and the inverter circuit 86 will be described. First, the configuration of the inverter circuit 81 will be described.

インバータ回路81は、第1のアーム回路21と、第2のアーム回路27と、第3のアーム回路(共通アーム回路)24とを備える。インバータ回路81の第1のアーム回路21と、第2のアーム回路27と、共通アーム回路24とは、互いに並列に接続されている。インバータ回路81の第1のアーム回路21と、第2のアーム回路27と、共通アーム回路24とは、直流部84とも並列に接続されている。 The inverter circuit 81 includes a first arm circuit 21, a second arm circuit 27, and a third arm circuit (common arm circuit) 24. The first arm circuit 21, the second arm circuit 27, and the common arm circuit 24 of the inverter circuit 81 are connected in parallel with each other. The first arm circuit 21, the second arm circuit 27, and the common arm circuit 24 of the inverter circuit 81 are also connected in parallel with the DC unit 84.

インバータ回路81の第1のアーム回路21は、直流部84の高電圧側に接続された第1のスイッチング素子21aと、直流部84の低電圧側に接続された第2のスイッチング素子21bとを備える。第1のスイッチング素子21aと第2のスイッチング素子21bとは、直列に接続されている。第1のスイッチング素子21aと第2のスイッチング素子21bとの接続点を出力端23と呼ぶ。 The first arm circuit 21 of the inverter circuit 81 comprises a first switching element 21a connected to the high voltage side of the DC unit 84 and a second switching element 21b connected to the low voltage side of the DC unit 84. Be prepared. The first switching element 21a and the second switching element 21b are connected in series. The connection point between the first switching element 21a and the second switching element 21b is called an output end 23.

第1および第2のスイッチング素子21a、21bは、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)で構成される。あるいは、第1および第2のスイッチング素子21a、21bは、ディスクリートの半導体スイッチング素子であってもよい。このようなディスクリートの半導体スイッチング素子は、IPM(Intelligent Power Module)のように、複数の半導体素子を1つのパッケージ内に内蔵した電力用半導体モジュールであってもよい。 The first and second switching elements 21a and 21b are composed of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor). Alternatively, the first and second switching elements 21a and 21b may be discrete semiconductor switching elements. Such a discrete semiconductor switching element may be a power semiconductor module in which a plurality of semiconductor elements are incorporated in one package, such as an IPM (Intelligent Power Module).

インバータ回路81の第1のアーム回路21は、第1のスイッチング素子21aに逆並列に接続されたダイオード22aと、第2のスイッチング素子21bに逆並列に接続されたダイオード22bとを更に備える。なお、第1および第2のスイッチング素子21a、21bがボディダイオードを有するMOSFETである場合、ダイオード22a、22bは必ずしも必要ではない。 The first arm circuit 21 of the inverter circuit 81 further includes a diode 22a connected in antiparallel to the first switching element 21a and a diode 22b connected in antiparallel to the second switching element 21b. When the first and second switching elements 21a and 21b are MOSFETs having a body diode, the diodes 22a and 22b are not always necessary.

第1のスイッチング素子21aのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号H1が入力される。ゲート信号H1に基づいて、第1のスイッチング素子21aのオンとオフとが制御される。同様に、第2のスイッチング素子21bのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号L1が入力され、第2のスイッチング素子21bのオンとオフとが制御される。 A gate signal H1 is input to the gate terminal of the first switching element 21a based on control by the control circuit 85. On and off of the first switching element 21a is controlled based on the gate signal H1. Similarly, a gate signal L1 is input to the gate terminal of the second switching element 21b based on the control by the control circuit 85, and the on and off of the second switching element 21b are controlled.

インバータ回路81の第2のアーム回路27は、第1のアーム回路21と同様の構成を有する。すなわち、第2のアーム回路27は、直流部84の高電圧側に接続された第1のスイッチング素子27aと、直流部84の低電圧側に接続された第2のスイッチング素子27bとを備える。第1のスイッチング素子27aと第2のスイッチング素子27bとは、出力端29を介して、直列に接続されている。第2のアーム回路27は、第1のスイッチング素子27aに逆並列に接続されたダイオード28aと、第2のスイッチング素子27bに逆並列に接続されたダイオード28bとを更に備える。第1のスイッチング素子27aのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号H7が入力され、第2のスイッチング素子27bのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号L7が入力される。 The second arm circuit 27 of the inverter circuit 81 has the same configuration as the first arm circuit 21. That is, the second arm circuit 27 includes a first switching element 27a connected to the high voltage side of the DC unit 84 and a second switching element 27b connected to the low voltage side of the DC unit 84. The first switching element 27a and the second switching element 27b are connected in series via the output terminal 29. The second arm circuit 27 further includes a diode 28a connected in antiparallel to the first switching element 27a and a diode 28b connected in antiparallel to the second switching element 27b. A gate signal H7 is input to the gate terminal of the first switching element 27a based on the control by the control circuit 85, and a gate is input to the gate terminal of the second switching element 27b based on the control by the control circuit 85. The signal L7 is input.

インバータ回路81の共通アーム回路24も、第1のアーム回路21および第2のアーム回路27と同様の構成を有する。すなわち、共通アーム回路24は、直流部84の高電圧側に接続された第1のスイッチング素子24aと、直流部84の低電圧側に接続された第2のスイッチング素子24bとを備える。第1のスイッチング素子24aと第2のスイッチング素子24bとは、出力端26を介して、直列に接続されている。共通アーム回路24は、第1のスイッチング素子24aに逆並列に接続されたダイオード25aと、第2のスイッチング素子24bに逆並列に接続されたダイオード25bとを更に備える。第1のスイッチング素子24aのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号H4が入力され、第2のスイッチング素子24bのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号L4が入力される。 The common arm circuit 24 of the inverter circuit 81 also has the same configuration as the first arm circuit 21 and the second arm circuit 27. That is, the common arm circuit 24 includes a first switching element 24a connected to the high voltage side of the DC unit 84 and a second switching element 24b connected to the low voltage side of the DC unit 84. The first switching element 24a and the second switching element 24b are connected in series via the output terminal 26. The common arm circuit 24 further includes a diode 25a connected in antiparallel to the first switching element 24a and a diode 25b connected in antiparallel to the second switching element 24b. A gate signal H4 is input to the gate terminal of the first switching element 24a based on the control by the control circuit 85, and a gate is input to the gate terminal of the second switching element 24b based on the control by the control circuit 85. The signal L4 is input.

なお、図6に示した例では、インバータ回路81は、3つのアーム回路を有し、そのうちの1つを共通アームとする構成を示したが、本実施の形態の電気回路8の構成はこれに限定されない。例えば、1つの加熱コイルに電力を供給するために、インバータ回路81をフルブリッジ回路またはハーフブリッジ回路で構成してもよい。さらに、インバータ回路81にアーム回路を設けず、1つのスイッチング素子でインバータ回路を構成してもよい。 In the example shown in FIG. 6, the inverter circuit 81 has a configuration in which three arm circuits are provided and one of them is a common arm, but the configuration of the electric circuit 8 of the present embodiment is this. Not limited to. For example, the inverter circuit 81 may be composed of a full bridge circuit or a half bridge circuit in order to supply electric power to one heating coil. Further, the inverter circuit 81 may not be provided with an arm circuit, and the inverter circuit may be configured by one switching element.

インバータ回路81の第1のアーム回路21の出力端23と、共通アーム回路24の出力端26との間に、可変容量コンデンサ41と内側加熱コイル32とが直列に接続されている。可変容量コンデンサ41と内側加熱コイル32とは、共振回路を構成している。 A variable capacitance capacitor 41 and an inner heating coil 32 are connected in series between the output end 23 of the first arm circuit 21 of the inverter circuit 81 and the output end 26 of the common arm circuit 24. The variable capacitor 41 and the inner heating coil 32 form a resonance circuit.

インバータ回路81の共通アーム回路24の出力端26と、第2のアーム回路27の出力端29との間に、可変容量コンデンサ45と外側加熱コイル34とが直列に接続されている。可変容量コンデンサ45と外側加熱コイル34とは、共振回路を構成している。 A variable capacitor 45 and an outer heating coil 34 are connected in series between the output end 26 of the common arm circuit 24 of the inverter circuit 81 and the output end 29 of the second arm circuit 27. The variable capacitor 45 and the outer heating coil 34 form a resonance circuit.

このように、インバータ回路81の第1のアーム回路21と共通アーム回路24とが第1のフルブリッジ回路を構成し、第2のアーム回路27と共通アーム回路24とが第2のフルブリッジ回路を構成している。 As described above, the first arm circuit 21 and the common arm circuit 24 of the inverter circuit 81 form the first full bridge circuit, and the second arm circuit 27 and the common arm circuit 24 form the second full bridge circuit. Consists of.

共通アーム回路24には、第1のアーム回路21および第2のアーム回路27よりも大きな電流が流れる。そのため、共通アーム回路24を構成する第1のスイッチング素子24aおよび第2のスイッチング素子24bには、第1のアーム回路21および第2のアーム回路277よりもオン抵抗が小さいスイッチング素子を用いるのが好ましい。例えば、第1のアーム回路21の第1のスイッチング素子21aおよび第2のスイッチング素子21bをシリコン半導体で構成し、共通アーム回路24の第1のスイッチング素子24aおよび第2のスイッチング素子24bをワイドバンドギャップ半導体で構成してもよい。耐電圧を同じにする場合、ワイドバンドギャップ半導体で形成したスイッチング素子の方が、シリコン半導体で形成したスイッチング素子よりもオン抵抗を小さくすることができるためである。 A larger current flows through the common arm circuit 24 than in the first arm circuit 21 and the second arm circuit 27. Therefore, for the first switching element 24a and the second switching element 24b constituting the common arm circuit 24, a switching element having an on-resistance smaller than that of the first arm circuit 21 and the second arm circuit 277 is used. preferable. For example, the first switching element 21a and the second switching element 21b of the first arm circuit 21 are made of a silicon semiconductor, and the first switching element 24a and the second switching element 24b of the common arm circuit 24 are wide banded. It may be composed of a gap semiconductor. This is because, when the withstand voltage is the same, the on-resistance of the switching element formed of the wide bandgap semiconductor can be made smaller than that of the switching element formed of the silicon semiconductor.

同様に、第2のアーム回路27の第1のスイッチング素子27aおよび第2のスイッチング素子27bをシリコン半導体で構成し、共通アーム回路24の第1のスイッチング素子24aおよび第2のスイッチング素子24bをワイドバンドギャップ半導体で構成してもよい。 Similarly, the first switching element 27a and the second switching element 27b of the second arm circuit 27 are made of a silicon semiconductor, and the first switching element 24a and the second switching element 24b of the common arm circuit 24 are wide. It may be composed of a bandgap semiconductor.

これにより、全てのアーム回路のスイッチング素子をワイドバンドギャップ半導体で構成する場合に比べて、インバータ回路81を低コストで実現できる。 As a result, the inverter circuit 81 can be realized at a lower cost than in the case where the switching elements of all the arm circuits are composed of wide bandgap semiconductors.

図7は、可変容量コンデンサ41の構成を示す図である。可変容量コンデンサ41は、制御回路85からの制御信号によって静電容量を変更することができるコンデンサである。可変容量コンデンサ41は、コンデンサ41bおよび開閉器41cが直列に接続された部分と、コンデンサ41aと、を並列に接続した構成を有する。開閉器41cは、例えば、リレーおよび半導体スイッチング素子等の開閉器である。開閉器41cは、制御回路85からの制御信号により開閉状態を切り換える。 FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the variable capacitance capacitor 41. The variable capacitance capacitor 41 is a capacitor whose capacitance can be changed by a control signal from the control circuit 85. The variable capacitor 41 has a configuration in which a portion in which the capacitor 41b and the switch 41c are connected in series and a capacitor 41a are connected in parallel. The switch 41c is, for example, a switch such as a relay or a semiconductor switching element. The switch 41c switches the open / closed state by a control signal from the control circuit 85.

もっとも、可変容量コンデンサ41の構成は上記のものに限定されず、静電容量を変更することができるものであればよい。例えば、可変容量コンデンサ41は、コンデンサに開閉器を並列接続したものを別のコンデンサに直列接続した構成であってもよい。可変容量コンデンサ41に用いられるコンデンサおよび開閉器の数はこれらに限定されず、何個であってもよい。 However, the configuration of the variable capacitance capacitor 41 is not limited to the above, and any capacitor may be used as long as the capacitance can be changed. For example, the variable capacitance capacitor 41 may have a configuration in which a switch connected in parallel to the capacitor is connected in series to another capacitor. The number of capacitors and switches used in the variable capacitance capacitor 41 is not limited to these, and may be any number.

可変容量コンデンサ45および後述の可変容量コンデンサ61、65も可変容量コンデンサ41と同様に、静電容量を変更することができる構成を有する。 The variable capacitor 45 and the variable capacitors 61 and 65 described later also have a configuration in which the capacitance can be changed, similarly to the variable capacitor 41.

次に、インバータ回路86の構成について説明する。インバータ回路86は、接続される加熱コイルを除き、インバータ回路81と同様の構成を有する。以下では、インバータ回路81と同様の構成については詳細な説明を省略する。 Next, the configuration of the inverter circuit 86 will be described. The inverter circuit 86 has the same configuration as the inverter circuit 81 except for the heating coil to be connected. In the following, detailed description of the same configuration as the inverter circuit 81 will be omitted.

インバータ回路86は、互いに並列に接続された第1のアーム回路51と、第2のアーム回路57と、第3のアーム回路(共通アーム回路)54とを備える。 The inverter circuit 86 includes a first arm circuit 51 connected in parallel with each other, a second arm circuit 57, and a third arm circuit (common arm circuit) 54.

インバータ回路86の第1のアーム回路51は、直流部84の高電圧側に接続された第1のスイッチング素子51aと、直流部84の低電圧側に接続された第2のスイッチング素子51bとを備える。第1のスイッチング素子51aと第2のスイッチング素子51bとは、出力端53を介して、直列に接続されている。第1のアーム回路51は、第1のスイッチング素子51aに逆並列に接続されたダイオード52aと、第2のスイッチング素子51bに逆並列に接続されたダイオード52bとを更に備える。第1のスイッチング素子51aのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号H2が入力され、第2のスイッチング素子51bのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号L2が入力される。 The first arm circuit 51 of the inverter circuit 86 comprises a first switching element 51a connected to the high voltage side of the DC unit 84 and a second switching element 51b connected to the low voltage side of the DC unit 84. Be prepared. The first switching element 51a and the second switching element 51b are connected in series via the output terminal 53. The first arm circuit 51 further includes a diode 52a connected in antiparallel to the first switching element 51a and a diode 52b connected in antiparallel to the second switching element 51b. A gate signal H2 is input to the gate terminal of the first switching element 51a based on the control by the control circuit 85, and a gate is input to the gate terminal of the second switching element 51b based on the control by the control circuit 85. The signal L2 is input.

インバータ回路86の第2のアーム回路57は、第1のアーム回路51と同様の構成を有する。すなわち、第2のアーム回路57は、直流部84の高電圧側に接続された第1のスイッチング素子57aと、直流部84の低電圧側に接続された第2のスイッチング素子57bとを備える。第1のスイッチング素子57aと第2のスイッチング素子57bとは、出力端59を介して、直列に接続されている。第2のアーム回路57は、第1のスイッチング素子57aに逆並列に接続されたダイオード58aと、第2のスイッチング素子57bに逆並列に接続されたダイオード58bとを更に備える。第1のスイッチング素子57aのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号H8が入力され、第2のスイッチング素子57bのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号L8が入力される。 The second arm circuit 57 of the inverter circuit 86 has the same configuration as the first arm circuit 51. That is, the second arm circuit 57 includes a first switching element 57a connected to the high voltage side of the DC unit 84 and a second switching element 57b connected to the low voltage side of the DC unit 84. The first switching element 57a and the second switching element 57b are connected in series via the output terminal 59. The second arm circuit 57 further includes a diode 58a connected in antiparallel to the first switching element 57a and a diode 58b connected in antiparallel to the second switching element 57b. A gate signal H8 is input to the gate terminal of the first switching element 57a based on the control by the control circuit 85, and a gate is input to the gate terminal of the second switching element 57b based on the control by the control circuit 85. The signal L8 is input.

インバータ回路86の共通アーム回路54も、第1のアーム回路51および第2のアーム回路57と同様の構成を有する。すなわち、共通アーム回路54は、直流部84の高電圧側に接続された第1のスイッチング素子54aと、直流部84の低電圧側に接続された第2のスイッチング素子54bとを備える。第1のスイッチング素子54aと第2のスイッチング素子54bとは、出力端56を介して、直列に接続されている。共通アーム回路54は、第1のスイッチング素子54aに逆並列に接続されたダイオード55aと、第2のスイッチング素子54bに逆並列に接続されたダイオード55bとを更に備える。第1のスイッチング素子54aのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号H5が入力され、第2のスイッチング素子54bのゲート端子には、制御回路85による制御に基づいて、ゲート信号L5が入力される。 The common arm circuit 54 of the inverter circuit 86 also has the same configuration as the first arm circuit 51 and the second arm circuit 57. That is, the common arm circuit 54 includes a first switching element 54a connected to the high voltage side of the DC unit 84 and a second switching element 54b connected to the low voltage side of the DC unit 84. The first switching element 54a and the second switching element 54b are connected in series via the output terminal 56. The common arm circuit 54 further includes a diode 55a connected in antiparallel to the first switching element 54a and a diode 55b connected in antiparallel to the second switching element 54b. A gate signal H5 is input to the gate terminal of the first switching element 54a based on the control by the control circuit 85, and a gate is input to the gate terminal of the second switching element 54b based on the control by the control circuit 85. The signal L5 is input.

インバータ回路86の第1のアーム回路51の出力端53と、共通アーム回路54の出力端56との間に、可変容量コンデンサ61と前後周辺加熱コイル35とが直列に接続されている。 A variable capacitance capacitor 61 and a front-rear peripheral heating coil 35 are connected in series between the output end 53 of the first arm circuit 51 of the inverter circuit 86 and the output end 56 of the common arm circuit 54.

インバータ回路86の共通アーム回路54の出力端56と、第2のアーム回路57の出力端59との間に、可変容量コンデンサ65と左右周辺加熱コイル36とが直列に接続されている。 The variable capacitance capacitor 65 and the left and right peripheral heating coils 36 are connected in series between the output end 56 of the common arm circuit 54 of the inverter circuit 86 and the output end 59 of the second arm circuit 57.

なお、図6に示した例では、インバータ回路81、86が有するアーム回路の数は3つであったが、アーム回路の数はこれに限定されない。例えば、各インバータ回路は、4つ以上のアーム回路を有し、1つまたは複数のアーム回路を共通アーム回路とする構成であってもよい。 In the example shown in FIG. 6, the number of arm circuits included in the inverter circuits 81 and 86 was three, but the number of arm circuits is not limited to this. For example, each inverter circuit may have four or more arm circuits, and one or a plurality of arm circuits may be a common arm circuit.

また、各アーム回路を構成する各スイッチング素子は、ディスクリートの半導体スイッチング素子で構成されてもよく、IPM(Intelligent Power Module)のように複数の半導体素子を1つのパッケージ内に内蔵した電力用半導体モジュールで構成されてもよい。例えば、各インバータ回路は、3つのアーム回路を内蔵した電力用半導体モジュールを備えてもよい。3つのアーム回路を内蔵した電力用半導体モジュールは、三相交流モータの駆動用インバータ装置に広く用いられているため、安価である。インバータ回路にこのような電力用半導体モジュールを用いることで、誘導加熱装置100を低コストで実現することができる。また、各アーム回路は、スイッチング素子にコンデンサと抵抗器とを含むスナバ回路を並列接続して、スイッチング素子に印加されるサージ電圧を抑制する構成であってもよい。 Further, each switching element constituting each arm circuit may be composed of a discrete semiconductor switching element, and a semiconductor module for power in which a plurality of semiconductor elements are incorporated in one package such as an IPM (Intelligent Power Module). It may be composed of. For example, each inverter circuit may include a power semiconductor module containing three arm circuits. A power semiconductor module incorporating three arm circuits is inexpensive because it is widely used in a drive inverter device for a three-phase AC motor. By using such a power semiconductor module in the inverter circuit, the induction heating device 100 can be realized at low cost. Further, each arm circuit may have a configuration in which a snubber circuit including a capacitor and a resistor is connected in parallel to the switching element to suppress a surge voltage applied to the switching element.

以上では、各加熱コイルのうちいくつかを接続したインバータ回路81、86の構成を説明したが、各加熱コイルは、全て接続されてもよいし、各加熱コイルに対して、それぞれ独立したインバータ回路が設けられてもよい。また、リレーなどを用いて、インバータ回路と複数の加熱コイルとの接続を適宜切り替えてもよい。これにより、少なくとも1つ以上のインバータ回路により、複数の加熱コイルに電流を供給することができる。 In the above, the configurations of the inverter circuits 81 and 86 in which some of the heating coils are connected have been described, but each heating coil may be all connected, or an independent inverter circuit for each heating coil. May be provided. Further, the connection between the inverter circuit and the plurality of heating coils may be appropriately switched by using a relay or the like. As a result, current can be supplied to the plurality of heating coils by at least one or more inverter circuits.

<3−4.負荷検知部>
以下、図示しない負荷検知部について説明する。負荷検知部は、内側加熱コイル32、外側加熱コイル34、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36に載置された被加熱物の材質を判別する回路である。
<3-4. Load detector>
Hereinafter, a load detection unit (not shown) will be described. The load detection unit is a circuit that determines the material of the object to be heated mounted on the inner heating coil 32, the outer heating coil 34, the front-rear peripheral heating coil 35, and the left-right peripheral heating coil 36.

例えば、被加熱物が鉄などの磁性金属である場合と、アルミや銅などの非磁性体である場合とでは、各加熱コイルの両端で測定したインピーダンスは異なる。このインピーダンスの違いを利用して、各加熱コイルに載置された被加熱物の材質を判別する。インピーダンスの違いは、例えば抵抗またはインダクタンスの変化として測定される。 For example, the impedance measured at both ends of each heating coil differs depending on whether the object to be heated is a magnetic metal such as iron or a non-magnetic material such as aluminum or copper. Using this difference in impedance, the material of the object to be heated placed on each heating coil is determined. Impedance differences are measured, for example, as changes in resistance or inductance.

負荷検知部を設ける位置について説明する。例えば、内側加熱コイル32に直列に第1の負荷検知部を設け、外側加熱コイル34に直列に第2の負荷検知部を設け、前後周辺加熱コイル35に直列に第3の負荷検知部を設け、左右周辺加熱コイル36に直列に第4の負荷検知部を設けてもよい。 The position where the load detection unit is provided will be described. For example, a first load detection unit is provided in series with the inner heating coil 32, a second load detection unit is provided in series with the outer heating coil 34, and a third load detection unit is provided in series with the front and rear peripheral heating coils 35. A fourth load detection unit may be provided in series with the left and right peripheral heating coils 36.

負荷検知部は、例えば、直流部84の電流と各加熱コイルと直列に設けた負荷検知部の電流との比を測定し、被加熱物による電流比の違いから、被加熱物の材質を判別してもよい。負荷検知部は、上記に記述していない他の公知の負荷検知技術を用いて、被加熱物の材質を検出してもよい。 The load detection unit measures, for example, the ratio of the current of the DC unit 84 to the current of the load detection unit provided in series with each heating coil, and determines the material of the object to be heated from the difference in the current ratio depending on the object to be heated. You may. The load detection unit may detect the material of the object to be heated by using other known load detection techniques not described above.

負荷検知部は、内側加熱コイル32に接続された第1の負荷検知部の判別結果により被加熱物の中心付近の内側領域の材質を判別し、外側加熱コイル34に接続された第2の負荷検知部と、前後周辺加熱コイル35に接続された第3の負荷検知部と、左右周辺加熱コイル36に接続された第4の負荷検知部と、の判別結果により内側領域より外側の領域の被加熱物の材質を判別してもよい。 The load detection unit determines the material of the inner region near the center of the object to be heated based on the discrimination result of the first load detection unit connected to the inner heating coil 32, and the second load connected to the outer heating coil 34. Based on the discrimination result between the detection unit, the third load detection unit connected to the front and rear peripheral heating coils 35, and the fourth load detection unit connected to the left and right peripheral heating coils 36, the area outside the inner region is covered. The material of the heated material may be determined.

負荷検知部は、制御回路85と別体として設けられていてもよいが、制御回路85と一体的に設けられていてもよい。例えば、負荷検知部に電流検出器や電圧検出器のみが設けられ、検出した電流値や電圧値が制御回路85に入力され、制御回路85は、検出した電流値や電圧値を演算して被加熱物の材質を判別してもよい。すなわち、制御回路85は負荷検知部の機能を備えていてもよい。 The load detection unit may be provided separately from the control circuit 85, but may be provided integrally with the control circuit 85. For example, only a current detector or a voltage detector is provided in the load detection unit, the detected current value or voltage value is input to the control circuit 85, and the control circuit 85 calculates the detected current value or voltage value and receives the voltage value. The material of the heated object may be determined. That is, the control circuit 85 may have a function of a load detection unit.

電流検出器や電圧検出器がアーム回路の出力端と加熱コイルとの間に設けられ、負荷検知部として機能する制御回路85は、加熱コイルの電流値や電圧値に基づいて、被加熱物の材質を判別してもよい。 A current detector and a voltage detector are provided between the output end of the arm circuit and the heating coil, and the control circuit 85 that functions as a load detector is based on the current value and voltage value of the heating coil to be heated. The material may be discriminated.

<3−5.制御回路>
図6に示した制御回路85は、誘導加熱装置100の動作全体を制御する。制御回路85は、アナログ回路やデジタル回路を有する集積回路を用いて構成されてもよい。また、制御回路85は、プログラムを実行することにより所定の機能を実現するCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processor Unit)、MCU(Micro Controller Unit)などの演算処理装置であってもよい。制御回路85は、必要に応じて各スイッチング素子を駆動するためのゲート駆動回路や保護回路を備えてもよい。
<3-5. Control circuit>
The control circuit 85 shown in FIG. 6 controls the entire operation of the induction heating device 100. The control circuit 85 may be configured by using an integrated circuit having an analog circuit or a digital circuit. Further, the control circuit 85 may be an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processor Unit), or an MCU (Micro Controller Unit) that realizes a predetermined function by executing a program. The control circuit 85 may include a gate drive circuit and a protection circuit for driving each switching element, if necessary.

制御回路85は、スイッチング素子21a、21b、24a、24b、27a、27b、51a、51b、54a、54b、57aおよび57bのスイッチングを制御する。すなわち、制御回路85は、ゲート信号H1、H2、H4、H5、H7、H8、L1、L2、L4、L5、L7およびL8を出力する。図6では、各スイッチング素子のゲート端子と制御回路85とを結ぶ信号線を省略している。 The control circuit 85 controls switching of the switching elements 21a, 21b, 24a, 24b, 27a, 27b, 51a, 51b, 54a, 54b, 57a and 57b. That is, the control circuit 85 outputs the gate signals H1, H2, H4, H5, H7, H8, L1, L2, L4, L5, L7 and L8. In FIG. 6, the signal line connecting the gate terminal of each switching element and the control circuit 85 is omitted.

また、制御回路85は、可変容量コンデンサ41、45、61および65の容量の変更を制御する。例えば、制御回路85は、図7に示した開閉器41cの開閉を制御する信号を出力する。図6では、各可変容量コンデンサと制御回路85とを結ぶ信号線を省略している。 Further, the control circuit 85 controls the change of the capacitance of the variable capacitance capacitors 41, 45, 61 and 65. For example, the control circuit 85 outputs a signal for controlling the opening and closing of the switch 41c shown in FIG. In FIG. 6, the signal line connecting each variable capacitance capacitor and the control circuit 85 is omitted.

また、制御回路85は、図示しない負荷検知部と接続され、負荷検知部からの信号を受信する。さらに、制御回路85は、操作部5および表示部6に接続されており、操作部5および表示部6との間で操作信号や表示信号などの信号の送受信を行う。操作部5は、図1に示した操作部5a、5b、5cを含む。 Further, the control circuit 85 is connected to a load detection unit (not shown) and receives a signal from the load detection unit. Further, the control circuit 85 is connected to the operation unit 5 and the display unit 6, and transmits / receives signals such as an operation signal and a display signal between the operation unit 5 and the display unit 6. The operation unit 5 includes the operation units 5a, 5b, and 5c shown in FIG.

制御回路85は、負荷検知部からの信号を受信し、被加熱物の材質に適した加熱するために、各スイッチング素子を駆動するためのゲート信号を出力する。なお、制御回路85は、電流の大きさを変更する手段として、インバータをスイッチングする周波数を、共振回路の共振周波数に近付けたり、共振周波数から遠ざけたりする周波数制御を用いてもよい。周波数制御の代わりに、または周波数制御と併存して、制御回路85は、ゲート信号のオンデューティ幅を増減させるデューティ制御を用いて電流の大きさを制御してよい。 The control circuit 85 receives a signal from the load detection unit and outputs a gate signal for driving each switching element in order to heat the material to be heated. As a means for changing the magnitude of the current, the control circuit 85 may use frequency control for moving the frequency for switching the inverter closer to the resonance frequency of the resonance circuit or away from the resonance frequency. Instead of or in combination with frequency control, the control circuit 85 may control the magnitude of the current using duty control that increases or decreases the on-duty width of the gate signal.

制御回路85は、例えば、各コイルに流れる電流が、同一の周波数、大きさおよび位相を有するように制御するが、本発明はこれに限定されず、周辺領域および外側領域の磁束を強めることができればよい。 The control circuit 85 controls, for example, so that the current flowing through each coil has the same frequency, magnitude, and phase, but the present invention is not limited to this, and the magnetic flux in the peripheral region and the outer region can be strengthened. I hope I can.

各コイルに流れる電流を同一の周波数とする利点は、各コイルに流れる電流間の周波数の差に起因する干渉音(唸り)を抑制し、使用者に不快感を生じさせないことである。干渉音(唸り)を抑制するためには、各コイルに流れる電流を同一の周波数とする以外にも、例えばコイル間の電流の周波数差を可聴周波数の最大値より大きくすればよい。ヒトの可聴周波数の最大値は、約20kHzであることが知られている。 The advantage of having the same frequency as the current flowing through each coil is that it suppresses the interference sound (beat) caused by the difference in frequency between the currents flowing through each coil and does not cause discomfort to the user. In order to suppress the interference sound (groaning), in addition to setting the current flowing through each coil to the same frequency, for example, the frequency difference of the current between the coils may be made larger than the maximum value of the audible frequency. It is known that the maximum value of human audible frequency is about 20 kHz.

インバータ回路がフルブリッジ回路で構成されている場合、制御回路85は、インバータの出力電圧に対して、出力電流の位相差を増減させて制御する位相差制御を用いて電流の大きさを制御してよい。 When the inverter circuit is composed of a full bridge circuit, the control circuit 85 controls the magnitude of the current by using the phase difference control that controls by increasing or decreasing the phase difference of the output current with respect to the output voltage of the inverter. You can.

直流部84がDC/DCコンバータである場合、制御回路85は、DC/DCコンバータに含まれるスイッチング素子のスイッチング制御を行ってもよい。 When the DC unit 84 is a DC / DC converter, the control circuit 85 may perform switching control of the switching element included in the DC / DC converter.

<4.動作>
本実施の形態の誘導加熱装置100により、外側領域を強く加熱することができる。
<4. Operation>
The induction heating device 100 of the present embodiment can strongly heat the outer region.

隣接する2つの加熱コイルに流れる電流の方向が同一方向になるように制御することによって、磁束を強めることができる。一方、隣接する2つの加熱コイルに流れる電流の方向が反対方向になるように制御することによって、磁束を弱めることができる。本実施の形態では、電流の方向を制御して磁束の強め合いを制御することで、外側領域を強く加熱することができる。 The magnetic flux can be strengthened by controlling the directions of the currents flowing through the two adjacent heating coils so that they are in the same direction. On the other hand, the magnetic flux can be weakened by controlling the directions of the currents flowing through the two adjacent heating coils to be opposite to each other. In the present embodiment, the outer region can be strongly heated by controlling the direction of the electric current to control the strengthening of the magnetic flux.

図8は、誘導加熱コイル31の動作の一例を示す模式図である。図8では、電流の方向を破線矢印で示している。図8では、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の最外周部分における電流の方向と、外側加熱コイル34の電流の方向とが同一となっている。すなわち、前後周辺加熱コイル35、左右周辺加熱コイル36および外側加熱コイル34には、平面視において、それぞれのコイルの中心の周りに反時計周り方向に電流が流れている。内側加熱コイル32には、平面視において時計周り方向に電流が流れている。各加熱コイルに流れる電流は交流電流であるため、各加熱コイルに流れる電流の向きは半周期後に逆向きになる。 FIG. 8 is a schematic view showing an example of the operation of the induction heating coil 31. In FIG. 8, the direction of the current is indicated by a broken line arrow. In FIG. 8, the direction of the electric current at the outermost peripheral portion of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 is the same as the direction of the electric current of the outer heating coil 34. That is, a current flows in the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34 in a counterclockwise direction around the center of each coil in a plan view. A current flows through the inner heating coil 32 in the clockwise direction in a plan view. Since the current flowing through each heating coil is an alternating current, the direction of the current flowing through each heating coil is reversed after half a cycle.

なお、制御回路85は、各加熱コイル32、34、35および36に流れる電流の向きだけでなく、電流の大きさ、位相、および周波数も制御してもよい。 The control circuit 85 may control not only the direction of the current flowing through the heating coils 32, 34, 35 and 36, but also the magnitude, phase and frequency of the current.

誘導加熱コイル31、および、誘導加熱コイル31の周辺に配置される金属には、各加熱コイル32、34、35および36の干渉により誘導される電流(誘導電流)が生じる。制御回路85は、各加熱コイル32、34、35および36に流れる電流の大きさを、誘導電流を打ち消すように零または零付近に制御してもよい。あるいは、スイッチング素子をオフすることなどの手段により、制御回路85は、各加熱コイル32、34、35および36への電流の供給を停止させ、停止させた加熱コイルに誘導電流を流れるようにしてもよい。 In the induction heating coil 31 and the metal arranged around the induction heating coil 31, a current (induced current) induced by the interference of the induction heating coils 32, 34, 35 and 36 is generated. The control circuit 85 may control the magnitude of the current flowing through each of the heating coils 32, 34, 35 and 36 to zero or near zero so as to cancel the induced current. Alternatively, by means such as turning off the switching element, the control circuit 85 stops the supply of current to each of the heating coils 32, 34, 35 and 36 so that the induced current flows through the stopped heating coils. May be good.

図9aは、図8に示したように電流を流した誘導加熱コイル31上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。ジュール損は、被加熱物が有する抵抗によって発生する。比較のため、図8の誘導加熱コイル31から外側加熱コイル34を省いた場合における被加熱物のジュール損分布を図9bに示す。図9aおよび図9bでは、色が明るく(白く)なる程ジュール損が大きいことを示している。 FIG. 9a is a diagram showing the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the induction heating coil 31 in which an electric current is passed as shown in FIG. Joule loss is caused by the resistance of the object to be heated. For comparison, FIG. 9b shows the Joule loss distribution of the object to be heated when the outer heating coil 34 is omitted from the induction heating coil 31 of FIG. In FIGS. 9a and 9b, the brighter the color (whiter), the larger the Joule loss.

前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36だけでなく、図8に示したように外側加熱コイル34にも電流を流した場合(図9a)、外側加熱コイル34に電流を流さない場合(図9b)に比べて、外側領域をより強く加熱することができる。また、外側加熱コイル34に電流を流した場合、磁束を弱めないため、高効率かつ均一な加熱を実現することができる。 When a current is applied not only to the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 but also to the outer heating coil 34 as shown in FIG. 8 (FIG. 9a), and when no current is applied to the outer heating coil 34 (FIG. Compared with 9b), the outer region can be heated more strongly. Further, when a current is passed through the outer heating coil 34, the magnetic flux is not weakened, so that highly efficient and uniform heating can be realized.

また、誘導加熱装置100により、上記以外の多様なジュール損分布を実現することができる。 Further, the induction heating device 100 can realize various Joule loss distributions other than the above.

図10は、誘導加熱コイル31の動作の他の例を示す模式図である。図10では、前後周辺加熱コイル35および外側加熱コイル34には、平面視において反時計周り方向に電流が流れている。内側加熱コイル32には、平面視において時計周り方向に電流が流れている。すなわち、図10は、図8において左右周辺加熱コイル36への電流の供給を停止させた状態を示している。 FIG. 10 is a schematic view showing another example of the operation of the induction heating coil 31. In FIG. 10, a current flows in the front-rear peripheral heating coil 35 and the outer heating coil 34 in the counterclockwise direction in a plan view. A current flows through the inner heating coil 32 in the clockwise direction in a plan view. That is, FIG. 10 shows a state in which the supply of current to the left and right peripheral heating coils 36 is stopped in FIG.

図11は、図10に示したように電流を流した誘導加熱コイル31上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。図10に示したように電流を流すことにより、周辺領域の前後部分(y軸に沿った部分)と、外側領域の前後部分と、を強く加熱することができる。 FIG. 11 is a diagram showing a Joule loss distribution of an object to be heated placed on an induction heating coil 31 in which an electric current is passed as shown in FIG. By passing an electric current as shown in FIG. 10, the front-rear portion (the portion along the y-axis) of the peripheral region and the front-rear portion of the outer region can be strongly heated.

図10では、前後周辺加熱コイル35、内側加熱コイル32、および外側加熱コイル34に電流を流し、左右周辺加熱コイル36に電流を流さない例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御回路85(図6参照)は、左右周辺加熱コイル36、内側加熱コイル32、および外側加熱コイル34に電流を流し、前後周辺加熱コイル35に電流を流さないように制御を行ってもよい。 FIG. 10 shows an example in which a current is passed through the front-rear peripheral heating coil 35, the inner heating coil 32, and the outer heating coil 34, and no current is passed through the left and right peripheral heating coils 36, but the present invention is not limited thereto. For example, the control circuit 85 (see FIG. 6) may control the left and right peripheral heating coils 36, the inner heating coil 32, and the outer heating coil 34 so that the current does not flow through the front and rear peripheral heating coils 35. Good.

図12は、誘導加熱コイル31の動作の他の例を示す模式図である。図12では、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36には、平面視において反時計周り方向に電流が流れ、内側加熱コイル32には、時計周り方向に電流が流れている。すなわち、図12は、図8において外側加熱コイル34に流れていた電流を停止させた状態を示している。 FIG. 12 is a schematic view showing another example of the operation of the induction heating coil 31. In FIG. 12, a current flows in the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 in the counterclockwise direction in a plan view, and a current flows in the inner heating coil 32 in the clockwise direction. That is, FIG. 12 shows a state in which the current flowing through the outer heating coil 34 in FIG. 8 is stopped.

図13は、図12に示したように電流を流した誘導加熱コイル31上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。図12に示したように電流を流すことにより、周辺領域を強く加熱する一方で、外側領域を加熱しないようにすることができる。外側領域のジュール損については、図9bと図13とを比較してわかるように、誘導加熱装置100が外側加熱コイル34を備えない場合(図9b)と同様の結果にはならず、より外側領域のジュール損を抑制することができる。これは、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36に流れる電流によって生じた磁束が外側加熱コイル34に鎖交し、これにより外側加熱コイル34に、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の外側領域における電流の向きと反対向きの誘導電流が流れ、外側領域に漏れ出る磁束をキャンセルするからである。 FIG. 13 is a diagram showing a Joule loss distribution of an object to be heated placed on an induction heating coil 31 in which an electric current is passed as shown in FIG. By passing an electric current as shown in FIG. 12, it is possible to strongly heat the peripheral region while not heating the outer region. Regarding the Joule loss in the outer region, as can be seen by comparing FIG. 9b and FIG. 13, the result is not the same as when the induction heating device 100 does not include the outer heating coil 34 (FIG. 9b), and the result is further outer. Joule loss in the region can be suppressed. This is because the magnetic flux generated by the current flowing through the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 interlinks with the outer heating coil 34, whereby the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 are connected to the outer heating coil 34. This is because the induced current flows in the direction opposite to the direction of the current in the outer region of the coil and cancels the magnetic flux leaking to the outer region.

このように、誘導加熱装置100では、外側領域を加熱しない加熱(ぴったり加熱)を実現できる。また、誘導加熱装置100では、外側領域に漏れ出る磁束をキャンセルすることにより、周囲へのノイズの漏れを抑制できる。 In this way, the induction heating device 100 can realize heating (exact heating) that does not heat the outer region. Further, in the induction heating device 100, the leakage of noise to the surroundings can be suppressed by canceling the magnetic flux leaking to the outer region.

図14は、実施の形態1における誘導加熱コイル31から外側加熱コイル34を省いた構成を有する加熱コイル37の平面図である。図14では、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36には、平面視において反時計周り方向に電流が流れ、内側加熱コイル32には、電流が流れていない。 FIG. 14 is a plan view of the heating coil 37 having a configuration in which the outer heating coil 34 is omitted from the induction heating coil 31 in the first embodiment. In FIG. 14, a current flows in the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 in the counterclockwise direction in a plan view, and no current flows in the inner heating coil 32.

図15は、図14に示したように電流を流した加熱コイル37上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。図15では、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の周辺に磁束が生じ、ジュール損が観測される。 FIG. 15 is a diagram showing a Joule loss distribution of an object to be heated placed on a heating coil 37 through which an electric current is passed as shown in FIG. In FIG. 15, magnetic flux is generated around the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36, and Joule loss is observed.

図16は、誘導加熱コイル31の動作の他の例を示す模式図である。図16では、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36には、平面視において反時計周り方向に電流が流れ、内側加熱コイル32および外側加熱コイル34には、電流が流れていない。すなわち、図16は、図8と比較すると、図8において内側加熱コイル32および外側加熱コイル34に流れていた電流を停止させた状態を示している。また、図16の誘導加熱コイル31は、図14と比較すると、図14の加熱コイル37に外側加熱コイル34を加えた構成を有する。 FIG. 16 is a schematic view showing another example of the operation of the induction heating coil 31. In FIG. 16, a current flows in the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 in a counterclockwise direction in a plan view, and no current flows in the inner heating coil 32 and the outer heating coil 34. That is, FIG. 16 shows a state in which the current flowing through the inner heating coil 32 and the outer heating coil 34 is stopped in FIG. 8 as compared with FIG. Further, the induction heating coil 31 of FIG. 16 has a configuration in which the outer heating coil 34 is added to the heating coil 37 of FIG. 14 as compared with FIG.

図17は、図16に示したように電流を流した誘導加熱コイル31上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。図17を図15と比較すると、外側加熱コイル34を加えたことにより、外側領域を加熱することなく、周辺領域のみを加熱することができる。これは、図12および図13を参照して説明したのと同様に、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36に流れる電流によって生じた磁束が外側加熱コイル34に鎖交し、これにより外側加熱コイル34に、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の外側領域における電流の向きと反対向きの誘導電流が流れ、外側領域に漏れ出る磁束をキャンセルするからである。 FIG. 17 is a diagram showing a Joule loss distribution of an object to be heated placed on an induction heating coil 31 in which an electric current is passed as shown in FIG. Comparing FIG. 17 with FIG. 15, by adding the outer heating coil 34, it is possible to heat only the peripheral region without heating the outer region. This is because the magnetic flux generated by the current flowing through the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 interlinks with the outer heating coil 34, thereby interlocking with the outer heating coil 34, as described with reference to FIGS. 12 and 13. This is because an induced current flows through the heating coil 34 in the direction opposite to the direction of the current in the outer region of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36, and cancels the magnetic flux leaking to the outer region.

図18は、誘導加熱コイル31の動作の他の例を示す模式図である。図18では、前後周辺加熱コイル35、左右周辺加熱コイル36および外側加熱コイル34には、平面視において反時計周り方向に電流が流れ、内側加熱コイル32には、電流が流れていない。すなわち、図18は、図8と比較すると、図8において内側加熱コイル32に流れていた電流を停止させた状態を示している。また、図18は、図16と比較すると、図16において電流が流れていなかった外側加熱コイル34に、平面視において反時計周り方向に電流が流した状態を示している。 FIG. 18 is a schematic view showing another example of the operation of the induction heating coil 31. In FIG. 18, a current flows in the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34 in the counterclockwise direction in a plan view, and no current flows in the inner heating coil 32. That is, FIG. 18 shows a state in which the current flowing through the inner heating coil 32 is stopped in FIG. 8 as compared with FIG. Further, FIG. 18 shows a state in which a current flows in the counterclockwise direction in a plan view to the outer heating coil 34 in which the current did not flow in FIG. 16 as compared with FIG.

図19a、19bおよび19cは、図18に示したように電流を流した誘導加熱コイル31上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。図19a、19bおよび19cの差異は、外側加熱コイル34に流れる電流の大きさである。例えば、図19aは、外側加熱コイル34に実効値Iを有する電流を流した場合のジュール損分布を示している。図19bは、外側加熱コイル34に実効値Iを有する電流を流した場合のジュール損分布を示している。図19cは、外側加熱コイル34に実効値Iを有する電流を流した場合のジュール損分布を示している。ここで、I<I<Iである。 19a, 19b and 19c are diagrams showing the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the induction heating coil 31 in which an electric current is passed as shown in FIG. The difference between FIGS. 19a, 19b and 19c is the magnitude of the current flowing through the outer heating coil 34. For example, FIG. 19a shows a Joule loss distribution when a current having an effective value I 1 is passed through the outer heating coil 34. FIG. 19b shows a Joule loss distribution when a current having an effective value I 2 is passed through the outer heating coil 34. FIG. 19c shows a Joule loss distribution when a current having an effective value I 3 is passed through the outer heating coil 34. Here, I 1 <I 2 <I 3 .

図19aと図15とを比較してわかるように、図18のように外側加熱コイル34を配置しても、外側加熱コイル34を配置しない場合(図14)と同様のジュール損、すなわち加熱を実現することができる。 As can be seen by comparing FIG. 19a and FIG. 15, even if the outer heating coil 34 is arranged as shown in FIG. 18, the same Joule loss, that is, heating as in the case where the outer heating coil 34 is not arranged (FIG. 14) is generated. It can be realized.

外側加熱コイル34に流す電流の量を増加させると、図19bに示すように、周辺領域と外側領域とを強く加熱することができる。外側加熱コイル34に流す電流の量を更に増加させると、図19cに示すように、周辺領域を加熱せず、外側領域のみを強く加熱する加熱態様を実現することができる。 By increasing the amount of current flowing through the outer heating coil 34, the peripheral region and the outer region can be strongly heated as shown in FIG. 19b. By further increasing the amount of the current flowing through the outer heating coil 34, as shown in FIG. 19c, it is possible to realize a heating mode in which only the outer region is strongly heated without heating the peripheral region.

図20は、誘導加熱コイル31の動作の他の例を示す模式図である。図20では、前後周辺加熱コイル35および外側加熱コイル34には、平面視において反時計周り方向に電流が流れ、内側加熱コイル32および左右周辺加熱コイル36には、電流が流れていない。すなわち、図18は、図8と比較すると、図8において内側加熱コイル32および左右周辺加熱コイル36に流れていた電流を停止させた状態を示している。 FIG. 20 is a schematic view showing another example of the operation of the induction heating coil 31. In FIG. 20, a current flows in the front-rear peripheral heating coil 35 and the outer heating coil 34 in the counterclockwise direction in a plan view, and no current flows in the inner heating coil 32 and the left-right peripheral heating coil 36. That is, FIG. 18 shows a state in which the current flowing through the inner heating coil 32 and the left and right peripheral heating coils 36 is stopped in FIG. 8 as compared with FIG.

図21は、図20に示したように電流を流した誘導加熱コイル31上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。図20に示したように電流を流すことにより、内側領域を加熱せず、前後周辺加熱コイル35の上部である周辺領域および外側領域の前後方向のみを加熱することができる。また、外側加熱コイル34の存在により、特に外側領域の前後方向を強く加熱することができる。 FIG. 21 is a diagram showing a Joule loss distribution of an object to be heated placed on an induction heating coil 31 in which an electric current is passed as shown in FIG. By passing an electric current as shown in FIG. 20, it is possible to heat only the peripheral region and the outer region, which are the upper parts of the front-rear peripheral heating coil 35, in the front-rear direction without heating the inner region. Further, due to the presence of the outer heating coil 34, it is possible to strongly heat the outer region in the front-rear direction.

図20では、前後周辺加熱コイル35および外側加熱コイル34に電流を流し、内側加熱コイル32および左右周辺加熱コイル36に電流を流さない例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御回路85(図6参照)は、前後周辺加熱コイル35および外側加熱コイル34に電流を流し、内側加熱コイル32および左右周辺加熱コイル36に電流を流さないように制御を行ってもよい。 FIG. 20 shows an example in which a current is passed through the front-rear peripheral heating coil 35 and the outer heating coil 34, and no current is passed through the inner heating coil 32 and the left-right peripheral heating coil 36, but the present invention is not limited thereto. For example, the control circuit 85 (see FIG. 6) may control so that a current flows through the front-rear peripheral heating coil 35 and the outer heating coil 34, and no current flows through the inner heating coil 32 and the left-right peripheral heating coil 36. ..

また、例えば、制御回路85は、誘導加熱コイル31を構成する各コイルに、時分割で切り換えて電流を供給してもよい。また、制御回路85は、操作部5(図6参照)からの入力に応じて、誘導加熱コイル31を構成する各コイルの電流のON/OFFを切り換えてもよい。また、誘導加熱装置100が上記の動作例で示した様々な動作モードを内部の記憶装置等に格納しておき、ユーザが操作部5を用いて動作モードを選択してもよい。 Further, for example, the control circuit 85 may supply a current to each coil constituting the induction heating coil 31 by switching in a time division manner. Further, the control circuit 85 may switch ON / OFF of the current of each coil constituting the induction heating coil 31 according to the input from the operation unit 5 (see FIG. 6). Further, the induction heating device 100 may store various operation modes shown in the above operation example in an internal storage device or the like, and the user may select the operation mode by using the operation unit 5.

なお、制御回路85は、上記では、強く加熱するために、隣接する加熱コイルに流れる電流の向きを、同一になるように制御する例を示したが、本発明の各加熱コイルにおいて、隣接する加熱コイルにより生じる磁束を弱めるように制御してもよい。つまり、隣接する加熱コイルに流れる電流を異なる方向になるように制御してもよい。 In the above, the control circuit 85 has shown an example in which the directions of the currents flowing through the adjacent heating coils are controlled to be the same in order to strongly heat the coils, but the control circuits 85 are adjacent to each other in the heating coils of the present invention. It may be controlled so as to weaken the magnetic flux generated by the heating coil. That is, the currents flowing through the adjacent heating coils may be controlled to be in different directions.

<5.効果等>
以上のような構成を有する誘導加熱装置100により、種々の態様の加熱および調理を実現することができる。
<5. Effects, etc.>
With the induction heating device 100 having the above configuration, various modes of heating and cooking can be realized.

図22は、トッププレート2を介して誘導加熱コイル31上に被加熱物110が載置された場合において、誘導加熱コイル31とトッププレート2と被加熱物110とを、図3と同一の方向(図2aのIII−III方向)に見た模式的な断面図である。誘導加熱装置100は、外側加熱コイル34を備えることにより、図22のように被加熱物110が外側領域において湾曲部分(R部分)111を有する場合であっても、R部分111を強く加熱できる。 FIG. 22 shows that when the object to be heated 110 is placed on the induction heating coil 31 via the top plate 2, the induction heating coil 31, the top plate 2 and the object to be heated 110 are oriented in the same direction as in FIG. It is a schematic sectional view as seen (direction III-III of FIG. 2a). By providing the outer heating coil 34, the induction heating device 100 can strongly heat the R portion 111 even when the object to be heated 110 has a curved portion (R portion) 111 in the outer region as shown in FIG. 22. ..

R部分111は、湾曲により、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36からz方向の距離が離れているため、外側加熱コイル34なしでは弱い磁束としか鎖交せず、十分な加熱ができない。本実施の形態に係る誘導加熱装置100では、外側領域を2種類のコイル(前後周辺加熱コイル35および外側加熱コイル34、または、左右周辺加熱コイル36および外側加熱コイル34)で加熱できる。 Since the R portion 111 is separated from the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 in the z direction due to the curvature, it can only interlink with a weak magnetic flux without the outer heating coil 34 and cannot be sufficiently heated. .. In the induction heating device 100 according to the present embodiment, the outer region can be heated by two types of coils (front-rear peripheral heating coil 35 and outer heating coil 34, or left and right peripheral heating coil 36 and outer heating coil 34).

また、誘導加熱装置100は、誘導加熱コイル31を構成する各コイルに流す電流の大きさと方向を制御することによって、多様な発熱分布を実現できる。多様な発熱分布によって生じた熱勾配と、高温部で生じた沸騰泡とを利用することにより、被加熱物110の中の液体に対流を生じさせることができる。特に、誘導加熱装置100は、外側領域を強く加熱できるため、被加熱物110の外側から内側へ向けた強い対流を生じさせることができる。また、誘導加熱装置100は、加熱するコイルを選択できるため、対流の大小(対流の距離の長短)を制御することができる。 Further, the induction heating device 100 can realize various heat generation distributions by controlling the magnitude and direction of the current flowing through each coil constituting the induction heating coil 31. Convection can be generated in the liquid in the object to be heated 110 by utilizing the heat gradient generated by various heat generation distributions and the boiling bubbles generated in the high temperature portion. In particular, since the induction heating device 100 can strongly heat the outer region, it is possible to generate strong convection from the outside to the inside of the object to be heated 110. Further, since the induction heating device 100 can select the coil to be heated, it is possible to control the magnitude of convection (the length of the convection distance).

このように、誘導加熱装置100は、大きさおよび強弱につき多様な対流を生じさせることができるため、調理において具材への味の染み込みを向上させる効果、および、染み込み時間を短縮させる効果を実現できる。さらに、対流によって被加熱物110の中身を適切に掻き混ぜることができ、中身の焦付きや吹き零れを防止することができる。 As described above, since the induction heating device 100 can generate various convections depending on the size and strength, the effect of improving the permeation of the taste into the ingredients in cooking and the effect of shortening the permeation time are realized. it can. Further, the contents of the object to be heated 110 can be appropriately agitated by convection, and the contents can be prevented from burning or spilling.

誘導加熱装置100は、アルミニウムなどの非磁性体の底面に磁性体が貼り付けられたような異種材質からなる被加熱物を加熱する際にも利点を有する。図23は、このような被加熱物112がトッププレート2を介して誘導加熱コイル31上に載置された場合において、誘導加熱コイル31とトッププレート2と被加熱物112とを、図3と同一の方向(図2aのIII−III方向)に見た模式的な断面図である。 The induction heating device 100 also has an advantage when heating an object to be heated made of a different material such that a magnetic material is attached to the bottom surface of a non-magnetic material such as aluminum. In FIG. 23, when such an object to be heated 112 is placed on the induction heating coil 31 via the top plate 2, the induction heating coil 31, the top plate 2 and the object to be heated 112 are shown in FIG. It is a schematic cross-sectional view seen in the same direction (direction III-III of FIG. 2a).

被加熱物112は、アルミニウムなどの非磁性体からなる本体114と、底面部に配置された磁性体113とを含む。従来技術の誘導加熱装置では、非磁性体からなる本体114を例えば低周波により加熱した場合、過電流や過電圧でスイッチング素子、加熱コイル、およびコンデンサを破壊してしまうおそれがある。そこで、従来技術の誘導加熱装置は、図示しない負荷検知部によって外側領域の上部にある被加熱物112の材質が非磁性体であると判断した場合、加熱コイルに流れる電流を制限する。一方、本発明の誘導加熱装置100は、従来技術の誘導加熱装置と比べて、外側加熱コイル34と、外側加熱コイル34に電流を流すためのインバータ回路を備える。つまり、外側領域を加熱するために複数のインバータ回路を備えるため、非磁性体の下にある、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36に供給する電流の大きさを弱めたとしても、追加した外側加熱コイル34および外側加熱コイル34に電流を供給するインバータ回路により、不足した電流を供給できるため、十分な加熱を行うことができる。 The object to be heated 112 includes a main body 114 made of a non-magnetic material such as aluminum, and a magnetic material 113 arranged on a bottom surface portion. In the conventional induction heating device, when the main body 114 made of a non-magnetic material is heated by, for example, a low frequency, the switching element, the heating coil, and the capacitor may be destroyed by an overcurrent or an overvoltage. Therefore, the induction heating device of the prior art limits the current flowing through the heating coil when the load detection unit (not shown) determines that the material of the object to be heated 112 at the upper part of the outer region is a non-magnetic material. On the other hand, the induction heating device 100 of the present invention includes an outer heating coil 34 and an inverter circuit for passing an electric current through the outer heating coil 34, as compared with the conventional induction heating device. That is, since a plurality of inverter circuits are provided to heat the outer region, even if the magnitude of the current supplied to the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 under the non-magnetic material is weakened, it is added. Since the insufficient current can be supplied by the inverter circuit that supplies the current to the outer heating coil 34 and the outer heating coil 34, sufficient heating can be performed.

また、上記で非磁性体からなる本体114に対して、複数の加熱コイルおよび複数のインバータ回路を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数のインバータ回路を備えなくとも、外側加熱コイル34、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36を接続し、接続した加熱コイルに電流を供給できる一つのインバータで加熱してもよい。その結果、従来技術の誘導加熱装置と比べて、外側領域に、外側加熱コイル34、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36のように複数の加熱コイルを備えたことで、外側領域を集中して加熱できるため、従来技術の誘導加熱装置に対して本発明の誘導加熱装置100の方が、外側領域を強く加熱することができる。 Further, although an example in which a plurality of heating coils and a plurality of inverter circuits are provided for the main body 114 made of a non-magnetic material is shown above, the present invention is not limited to this. For example, even if a plurality of inverter circuits are not provided, the outer heating coil 34, the front and rear peripheral heating coils 35, and the left and right peripheral heating coils 36 may be connected and heated by one inverter capable of supplying a current to the connected heating coils. As a result, as compared with the induction heating device of the prior art, the outer region is concentrated by providing a plurality of heating coils such as the outer heating coil 34, the front and rear peripheral heating coils 35, and the left and right peripheral heating coils 36 in the outer region. Therefore, the induction heating device 100 of the present invention can heat the outer region more strongly than the induction heating device of the prior art.

実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2に係る誘導加熱装置について説明する。実施の形態1と比較すると、実施の形態2では、誘導加熱コイル31の下側に強磁性体が追加されている。
Embodiment 2.
Hereinafter, the induction heating device according to the second embodiment of the present invention will be described. Compared with the first embodiment, in the second embodiment, a ferromagnet is added to the lower side of the induction heating coil 31.

図24は、実施の形態2に係る誘導加熱装置の誘導加熱コイル31および強磁性体98、99の構成を示す平面図である。図24では、図5で説明したような誘導加熱コイル31および20個の強磁性体99に加えて、4個の強磁性体98が更に備えられている。 FIG. 24 is a plan view showing the configurations of the induction heating coil 31 and the ferromagnetic materials 98 and 99 of the induction heating device according to the second embodiment. In FIG. 24, in addition to the induction heating coil 31 and the 20 ferromagnets 99 as described in FIG. 5, four ferromagnets 98 are further provided.

図25aは、強磁性体98の平面図である。図25bは、強磁性体98の正面図である。 FIG. 25a is a plan view of the ferromagnet 98. FIG. 25b is a front view of the ferromagnet 98.

図24に矢印で示した電流の方向を見てわかるように、強磁性体98の上部では、前後周辺加熱コイル35と左右周辺加熱コイル36との間の4箇所の領域において、その領域に隣接する前後周辺加熱コイル35に流れる電流の方向と、左右周辺加熱コイル36に流れる電流に流れる方向とが逆向きとなっている。したがって、前後周辺加熱コイル35と左右周辺加熱コイル36とに流れる電流は、この4箇所の領域の磁束を弱める影響を与える。そのため、図9aに示したように、この4箇所の領域と、これらの領域に近い外側加熱コイル34の直上付近のジュール損は小さくなっている。 As can be seen from the direction of the electric current indicated by the arrow in FIG. 24, the upper part of the ferromagnetic material 98 is adjacent to the four regions between the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36. The direction of the current flowing through the front-rear peripheral heating coil 35 and the direction of the current flowing through the left-right peripheral heating coil 36 are opposite. Therefore, the current flowing through the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 has an effect of weakening the magnetic flux in these four regions. Therefore, as shown in FIG. 9a, the Joule loss in the vicinity of these four regions and immediately above the outer heating coil 34 near these regions is small.

そこで、実施の形態2では、この4箇所の領域に強磁性体98をそれぞれ配置し、これによって磁束を強める効果が得られる。 Therefore, in the second embodiment, the ferromagnetic material 98 is arranged in each of these four regions, whereby the effect of strengthening the magnetic flux can be obtained.

図26は、実施の形態2における誘導加熱コイル31上に載置された被加熱物のジュール損分布を示す図である。4箇所の領域に強磁性体98を配置したことにより、外側加熱コイル34の上部の全周にわたって、強い加熱を実現できる。これにより、特に4箇所の領域における加熱ムラを抑制することができる。 FIG. 26 is a diagram showing the Joule loss distribution of the object to be heated placed on the induction heating coil 31 in the second embodiment. By arranging the ferromagnet 98 in the four regions, strong heating can be realized over the entire circumference of the upper part of the outer heating coil 34. As a result, uneven heating can be suppressed especially in four regions.

図24、25aおよび25bでは、強磁性体98の底面を矩形状で示したが、強磁性体98の形状はこれに限定されない。例えば、コスト低減のために、強磁性体98の形状を、外側が広く、内側が狭い台形状にしてもよい。また、図24では、強磁性体98の幅が強磁性体99の幅よりも大きいが、強磁性体99の幅以下であってもよい。また、強磁性体98の形状は、図24、25aおよび25bに示したL字形状に限定されず、平坦な形状であってもよい。 In FIGS. 24, 25a and 25b, the bottom surface of the ferromagnet 98 is shown in a rectangular shape, but the shape of the ferromagnet 98 is not limited to this. For example, in order to reduce costs, the shape of the ferromagnetic material 98 may be a trapezoidal shape having a wide outside and a narrow inside. Further, in FIG. 24, the width of the ferromagnet 98 is larger than the width of the ferromagnet 99, but may be less than or equal to the width of the ferromagnet 99. Further, the shape of the ferromagnetic material 98 is not limited to the L-shape shown in FIGS. 24, 25a and 25b, and may be a flat shape.

実施の形態3.
以下、本発明の実施の形態3に係る誘導加熱装置について説明する。図27は、実施の形態3における誘導加熱装置300の電気回路308の構成を示す図である。実施の形態1と比較すると、実施の形態3では、誘導加熱装置300は、入力コンデンサ13と並列に接続された零ボルト電圧検出手段360を更に備える。誘導加熱装置300のその他の構成については、実施の形態1および2と同じであるので説明を省略する。
Embodiment 3.
Hereinafter, the induction heating device according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 27 is a diagram showing the configuration of the electric circuit 308 of the induction heating device 300 according to the third embodiment. Compared to the first embodiment, in the third embodiment, the induction heating device 300 further includes a zero volt voltage detecting means 360 connected in parallel with the input capacitor 13. Since the other configurations of the induction heating device 300 are the same as those of the first and second embodiments, the description thereof will be omitted.

実施の形態1および2で示したように、制御回路85は、インバータ回路81、86を制御する。具体的には、制御回路85は、誘導加熱コイル31の各コイルに電流を供給するように、または、各コイルに流れている電流を停止するように、インバータ回路81、86を制御する。実施の形態3では、制御回路85は、零ボルト電圧検出手段360を用いて交流電源9の交流電圧が零となるタイミングを検出し、このタイミングに基づいて、誘導加熱コイル31の各コイルに流れる電流を供給、または停止するように、制御する。 As shown in the first and second embodiments, the control circuit 85 controls the inverter circuits 81 and 86. Specifically, the control circuit 85 controls the inverter circuits 81 and 86 so as to supply a current to each coil of the induction heating coil 31 or to stop the current flowing through each coil. In the third embodiment, the control circuit 85 detects the timing when the AC voltage of the AC power supply 9 becomes zero by using the zero-volt voltage detecting means 360, and flows to each coil of the induction heating coil 31 based on this timing. Control to supply or stop current.

零ボルト電圧検出手段360は、交流電源9の交流電圧が零ボルト電圧となるタイミング(以下、「零クロスタイミング」と呼ぶ。)を検出する手段である。零ボルト電圧検出手段360は、例えば、抵抗器、ダイオード、および、フォトカプラなどで構成される。零クロスタイミングは、交流電圧の1周期当たり2回ある。零ボルト電圧検出手段360は、交流電圧の1周期当たり、少なくとも1回の零クロスタイミングを検出できればよい。言い換えれば、零ボルト電圧検出手段360は、交流電圧の1周期、または、半周期の零クロスタイミングのうち、少なくとも一方を検出できればよい。零ボルト電圧検出手段360は、制御回路85に、検出した零クロスタイミングを出力する。 The zero-volt voltage detecting means 360 is a means for detecting the timing at which the AC voltage of the AC power supply 9 becomes the zero-volt voltage (hereinafter, referred to as “zero cross timing”). The zero-volt voltage detecting means 360 is composed of, for example, a resistor, a diode, a photocoupler, and the like. There are two zero cross timings per cycle of AC voltage. The zero-volt voltage detecting means 360 may detect at least one zero cross timing per cycle of the AC voltage. In other words, the zero-volt voltage detecting means 360 need only be able to detect at least one of the zero-cycle or half-cycle zero cross timings of the AC voltage. The zero volt voltage detecting means 360 outputs the detected zero cross timing to the control circuit 85.

実施の形態3に係る誘導加熱装置300では、直流部84は、小容量のコンデンサであってもよい。この場合、インバータ回路81、86が駆動されて動作していると、負荷となり、直流部84のコンデンサで貯められた電荷が消費される。したがって、直流部84に印可される電圧は降圧する。交流側端子に入力された交流電力は、ダイオードブリッジ14で十分に整流されず、インバータ回路81、86には、交流電源9の半周期のタイミングで、ほぼ零に近い電圧が印可される。したがって、零ボルト電圧検出手段360によって検出される零クロスタイミングと、インバータ回路81、86に入力される電圧がほぼ零に近い電圧になるタイミングとは、ほぼ同一となる。同様に、零ボルト電圧検出手段360によって検出される零クロスタイミングと同一タイミングで、インバータ回路81、86に入力される電圧がほぼ零に近い電圧になるため、各加熱コイルに流れる電流も零に近い値になる。 In the induction heating device 300 according to the third embodiment, the DC unit 84 may be a capacitor having a small capacity. In this case, when the inverter circuits 81 and 86 are driven and operated, it becomes a load and the electric charge stored in the capacitor of the DC unit 84 is consumed. Therefore, the voltage applied to the DC unit 84 is stepped down. The AC power input to the AC side terminal is not sufficiently rectified by the diode bridge 14, and a voltage close to zero is applied to the inverter circuits 81 and 86 at the timing of half a cycle of the AC power supply 9. Therefore, the zero cross timing detected by the zero volt voltage detecting means 360 and the timing at which the voltage input to the inverter circuits 81 and 86 becomes a voltage close to zero are substantially the same. Similarly, at the same timing as the zero cross timing detected by the zero volt voltage detecting means 360, the voltage input to the inverter circuits 81 and 86 becomes a voltage close to zero, so that the current flowing through each heating coil also becomes zero. It will be close.

各コイルに流れる電流を停止する際に、各コイルに電流が流れているタイミングで電流の供給を停止すると、誘導加熱コイル31、誘導加熱コイル31周辺のフェライトコア、および、コイル上に配置された被加熱物などが振動または磁歪し、異音が発生する。なお、停止する場合の電流が小さいほど異音は小さくなるため、インバータ回路81、86に入力される電圧がほぼ零に近い電圧になるタイミングで(各コイルに流れる電流がほぼ零に近い電流になる場合に)、各コイルに流れる電流を停止することが好ましい。一方、各コイルに電流を供給する際に、インバータ回路81、86の入力電圧が零に近いタイミングからずれたタイミングで電流を供給すると、急に大きな電圧で各コイルに電流を供給し始めることになる。これにより、異音が発生する。 When the current flowing through each coil is stopped, if the current supply is stopped at the timing when the current is flowing through each coil, the induction heating coil 31, the ferrite core around the induction heating coil 31, and the coil are arranged. The object to be heated vibrates or is magnetically distorted, causing abnormal noise. Since the abnormal noise becomes smaller as the current when stopping is smaller, the current flowing through each coil becomes almost zero at the timing when the voltage input to the inverter circuits 81 and 86 becomes almost zero (the current flowing through each coil becomes almost zero). When this happens), it is preferable to stop the current flowing through each coil. On the other hand, when the current is supplied to each coil, if the current is supplied at the timing when the input voltage of the inverter circuits 81 and 86 deviates from the timing close to zero, the current is suddenly started to be supplied to each coil with a large voltage. Become. As a result, abnormal noise is generated.

特に、電流の供給と停止を周期的に繰り返して使用する間欠動作をする場合には、上記のような異音が発生するタイミングで電流の供給と停止を行うと、異音が間欠の周期で聞こえる。そのため、使用者には強調された音が聞こえ、使用者に違和感、不快感等を生じさせるおそれがある。 In particular, in the case of intermittent operation in which the current supply and stop are periodically repeated, if the current is supplied and stopped at the timing when the above abnormal noise is generated, the abnormal noise will be generated in the intermittent cycle. hear. Therefore, the user may hear the emphasized sound, which may cause discomfort, discomfort, or the like to the user.

本実施の形態では、制御回路85は、零ボルト電圧検出手段360によって検出される零クロスタイミングで、誘導加熱コイル31の各コイルに流れる電流の供給または停止を実行する。これにより、電流の供給または停止のタイミングで発生する異音を低減することができる。 In the present embodiment, the control circuit 85 executes supply or stop of the current flowing through each coil of the induction heating coil 31 at the zero cross timing detected by the zero volt voltage detecting means 360. As a result, it is possible to reduce the abnormal noise generated at the timing of supplying or stopping the current.

同様に、制御回路85は、内側加熱コイル32、および、複数の周辺加熱コイルを、零ボルト電圧検出手段360によって検出される零クロスタイミングに基づいて、間欠動作させてもよい。これにより、内側加熱コイル32、および、複数の周辺加熱コイルにおいて発生する異音を低減することができる。 Similarly, the control circuit 85 may intermittently operate the inner heating coil 32 and the plurality of peripheral heating coils based on the zero cross timing detected by the zero volt voltage detecting means 360. Thereby, the abnormal noise generated in the inner heating coil 32 and the plurality of peripheral heating coils can be reduced.

また、例えば、制御回路85は、内側加熱コイル32と外側加熱コイル34とを切り替えて交互に動作させる場合に、零クロスタイミングに基づいて、切替えのタイミングを制御してもよい。これにより、内側加熱コイル32と外側加熱コイル34とを交互に動作させる場合に、異音を小さくすることができる。同様に、制御回路85は、複数の周辺加熱コイルと外側加熱コイル34を切り替えて交互に動作させる場合に、零クロスタイミングに基づいて、切替えのタイミングを制御してもよい。同様に、制御回路85は、内側加熱コイル32と複数の周辺加熱コイルを切り替えて交互に動作させる場合に、零クロスタイミングに基づいて、切替えのタイミングを制御してもよい。以上のような制御を行うことにより、切替えのタイミングで発生し得る異音を低減することができる。 Further, for example, when the inner heating coil 32 and the outer heating coil 34 are switched and operated alternately, the control circuit 85 may control the switching timing based on the zero cross timing. As a result, when the inner heating coil 32 and the outer heating coil 34 are operated alternately, the abnormal noise can be reduced. Similarly, the control circuit 85 may control the switching timing based on the zero cross timing when the plurality of peripheral heating coils and the outer heating coils 34 are switched and operated alternately. Similarly, the control circuit 85 may control the switching timing based on the zero cross timing when the inner heating coil 32 and the plurality of peripheral heating coils are switched and operated alternately. By performing the above control, it is possible to reduce the abnormal noise that may occur at the timing of switching.

制御回路85は、交流電源9の交流電圧が零となるタイミングに基づいて、間欠動作を行い、異音を小さくするように動作させてもよい。さらに、誘導加熱コイル31の各コイルのうち、少なくとも2つのコイルをどのように組み合わせてもよく、少なくとも2つのコイルを切り替えて交互に動作させる場合に、交流電源9の交流電圧が零となるタイミングに基づいて、切替えのタイミングを制御してもよい。これにより、コイルで発生する異音を低減することができる。 The control circuit 85 may perform an intermittent operation based on the timing when the AC voltage of the AC power supply 9 becomes zero, and may be operated so as to reduce abnormal noise. Further, at least two coils of the induction heating coils 31 may be combined in any way, and when at least two coils are switched and operated alternately, the timing at which the AC voltage of the AC power supply 9 becomes zero. The switching timing may be controlled based on the above. As a result, the abnormal noise generated in the coil can be reduced.

また、各コイルに流れる電流が大きい場合に、コイルに流れる電流を停止すると、ターンオフ損失が増えるなど、スイッチング素子の損失も大きくなってしまうおそれがある。さらに、急に電流の供給を開始したり、電流が流れているタイミングで急に電流を停止したりすると、大きなノイズを発生させてしまうおそれがある。本実施の形態では、制御回路85は、零クロスタイミングに同期させて電流の供給の開始または停止を実行するため、スイッチング素子の損失を低減させ、または大きなノイズの発生を防止することができる。 Further, when the current flowing through each coil is large, if the current flowing through the coil is stopped, the turn-off loss may increase and the loss of the switching element may also increase. Further, if the current supply is suddenly started or the current is suddenly stopped at the timing when the current is flowing, a large noise may be generated. In the present embodiment, since the control circuit 85 executes the start or stop of the current supply in synchronization with the zero cross timing, the loss of the switching element can be reduced or the generation of large noise can be prevented.

以上のように、異音などデメリットの少ない加熱を実現させるために、本実施の形態に係る誘導加熱装置300は、零ボルト電圧検出手段360によって検出される、交流電源9の交流電圧が零となるタイミングに基づいて、誘導加熱コイル31の各加熱コイルに流れる電流を供給、または停止する。 As described above, in order to realize heating with less demerits such as abnormal noise, in the induction heating device 300 according to the present embodiment, the AC voltage of the AC power supply 9 detected by the zero volt voltage detecting means 360 is zero. The current flowing through each heating coil of the induction heating coil 31 is supplied or stopped based on the timing.

なお、図27では、入力コンデンサ13と並列に接続された零ボルト電圧検出手段360を説明したが、本実施の形態はこれに限定されない。例えば、零ボルト電圧検出手段360は、交流電源9の交流電圧の零クロスタイミングを検出できるものであれば、どのような回路で構成されてもよい。 In FIG. 27, the zero-volt voltage detecting means 360 connected in parallel with the input capacitor 13 has been described, but the present embodiment is not limited to this. For example, the zero-volt voltage detecting means 360 may be configured by any circuit as long as it can detect the zero cross timing of the AC voltage of the AC power supply 9.

また、誘導加熱装置300は、零ボルト電圧検出手段360の代わりに、交流電源の電圧を検知する電圧検知回路(図示せず)を備えてもよい。この場合、制御回路85が、電圧検知回路によって検知された交流電源の電圧を取得し、取得した電圧に基づいて零クロスタイミングを決定してもよい。 Further, the induction heating device 300 may include a voltage detection circuit (not shown) for detecting the voltage of the AC power supply instead of the zero volt voltage detecting means 360. In this case, the control circuit 85 may acquire the voltage of the AC power supply detected by the voltage detection circuit and determine the zero cross timing based on the acquired voltage.

以上のように、誘導加熱装置300は、誘導加熱コイル31に電力を供給するための交流電源9の電圧を検知する電圧検知回路を更に備える。制御回路85は、電圧検知回路によって検出された電圧に基づいて、電気回路308に、誘導加熱コイル31への電流の供給を開始させる動作、および、誘導加熱コイル31への電流の供給を停止させる動作、のうちの少なくとも一方を実行させる。 As described above, the induction heating device 300 further includes a voltage detection circuit that detects the voltage of the AC power supply 9 for supplying electric power to the induction heating coil 31. The control circuit 85 causes the electric circuit 308 to start supplying the current to the induction heating coil 31 and to stop the supply of the current to the induction heating coil 31 based on the voltage detected by the voltage detection circuit. Perform at least one of the actions.

また、誘導加熱装置300は、交流電源9の電圧が零となるタイミングを検知する零ボルト電圧検出手段360を備えてもよい。制御回路85は、電気回路308を制御して、交流電源9の電圧が零となるタイミングで、誘導加熱コイル31への電流の供給を開始する。代わりに、またはこれと組み合わせて、制御回路85は、電気回路308を制御して、交流電源9の電圧が零となるタイミングで、誘導加熱コイル31への電流の供給を停止する。 Further, the induction heating device 300 may include a zero volt voltage detecting means 360 for detecting the timing when the voltage of the AC power supply 9 becomes zero. The control circuit 85 controls the electric circuit 308 and starts supplying the current to the induction heating coil 31 at the timing when the voltage of the AC power supply 9 becomes zero. Alternatively, or in combination with this, the control circuit 85 controls the electric circuit 308 to stop the supply of current to the induction heating coil 31 at the timing when the voltage of the AC power supply 9 becomes zero.

これにより、誘導加熱装置300における異音の発生を低減することができる。 Thereby, the generation of abnormal noise in the induction heating device 300 can be reduced.

他の実施形態.
図28は、331で表される、加熱コイルの変形例を示す図である。図29は、332で表される、加熱コイルの他の変形例を示す図である。図28および図29に示したように、外側加熱コイル34は、外側領域を強く加熱するためには、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の内周側(内側加熱コイル32側)よりも外側に配置されればよい。
Other embodiments.
FIG. 28 is a diagram showing a modified example of the heating coil represented by 331. FIG. 29 is a diagram showing another modification of the heating coil represented by 332. As shown in FIGS. 28 and 29, in order to strongly heat the outer region, the outer heating coil 34 is located on the inner peripheral side (inner heating coil 32 side) of the front and rear peripheral heating coils 35 and the left and right peripheral heating coils 36. May be placed on the outside.

図30は、図29の加熱コイルをXXX−XXX方向に見た模式的な断面図である。図30で示したように、外側加熱コイル34は、内側加熱コイル32と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36と、同一平面に配置されてもよい。 FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of the heating coil of FIG. 29 as viewed in the XXX-XXX directions. As shown in FIG. 30, the outer heating coil 34 may be arranged in the same plane as the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, and the left-right peripheral heating coil 36.

また、内側領域を強く加熱するために、外側加熱コイル34を前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の内周側に配置してもよい。また、周辺領域を強く加熱するために、外側加熱コイル34を内側加熱コイル32と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の間に配置してもよい。 Further, in order to strongly heat the inner region, the outer heating coil 34 may be arranged on the inner peripheral side of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36. Further, in order to strongly heat the peripheral region, the outer heating coil 34 may be arranged between the inner heating coil 32, the front and rear peripheral heating coils 35, and the left and right peripheral heating coils 36.

上記に示したように、外側加熱コイル34の配置は、内側加熱コイル32と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の上側または下側または同一平面に配置してもよい。なお、外側加熱コイル34を配置は、被加熱物の強く加熱したい領域に応じて配置を選択することで、選択した領域を強く加熱できる効果がある。但し、外側加熱コイル34を同一平面に配置する、例えば、加熱コイル31の最も外周と、加熱コイル331の最も外周の径が同じで、同じ被加熱物を加熱する際には、各加熱コイルは、それぞれの加熱コイルの範囲しか加熱できないため、内側加熱コイル32および、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36で加熱できる割合が狭くなる虞がある。 As shown above, the outer heating coil 34 may be arranged on the upper side or the lower side or in the same plane as the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, and the left-right peripheral heating coil 36. The arrangement of the outer heating coil 34 has the effect of being able to strongly heat the selected region by selecting the arrangement according to the region of the object to be heated to be strongly heated. However, when the outer heating coils 34 are arranged on the same plane, for example, the outermost outer diameter of the heating coil 31 and the outermost outer diameter of the heating coil 331 are the same, and the same object to be heated is heated, each heating coil is used. Since only the range of each heating coil can be heated, the ratio of heating by the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, and the left-right peripheral heating coil 36 may be narrowed.

以上のように、本発明に係る誘導加熱装置は、平面状に円形に捲回された内側加熱コイル32と、内側加熱コイルの周辺に隣接して配置され、内側加熱コイルの外周部に沿う円弧形状の外周部を有する前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の上側または下側に、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36と一部が重なるように平面状に円形に捲回された外側加熱コイル34とを備える。誘導加熱装置100は、内側加熱コイル32と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36のそれぞれと、外側加熱コイル34と、に電流を供給する電気回路8と、電気回路8を制御する制御回路85とを更に備える。 As described above, the induction heating device according to the present invention is arranged adjacent to the inner heating coil 32 wound in a circular shape in a plane and the periphery of the inner heating coil, and is an arc along the outer peripheral portion of the inner heating coil. The front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 having an outer peripheral portion of the shape, and the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 on the upper or lower side of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36. It is provided with an outer heating coil 34 that is wound in a circular shape in a plane so that the portions overlap. The induction heating device 100 controls the electric circuit 8 that supplies an electric current to the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, the outer heating coil 34, and the electric circuit 8. Further provided with a circuit 85.

外側加熱コイル34は、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の外周部のうち内側加熱コイル32に隣接した部分より外側に、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の上側または下側に平面状に捲回されてもよい。 The outer heating coil 34 is located outside the outer peripheral portion of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 adjacent to the inner heating coil 32, and above or below the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36. It may be wound in a flat shape.

外側加熱コイル34は、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の外周部のうち内側加熱コイルから最も離れた部分の上側または下側に平面状に捲回されてもよい。また、外側加熱コイル34は、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36を、上側または下側にずらし、内側加熱コイル32の上側または下側の面と、Z軸上に面を一致させてもよい。 The outer heating coil 34 may be wound in a plane on the upper side or the lower side of the outer peripheral portion of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36, which is the farthest from the inner heating coil. Further, in the outer heating coil 34, the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 are shifted upward or downward so that the upper or lower surface of the inner heating coil 32 coincides with the surface on the Z axis. May be good.

前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36は、円弧形状の外周部が内側加熱コイル32と同心円状に配置されてもよい。 The front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 may have an arc-shaped outer peripheral portion arranged concentrically with the inner heating coil 32.

前部加熱コイル35a、後部加熱コイル35b、右側加熱コイル36aおよび左側加熱コイル36bは、全て同一の形状を有し、内側加熱コイル32の中心を中心として回転対称に配置されてもよい。 The front heating coil 35a, the rear heating coil 35b, the right side heating coil 36a, and the left side heating coil 36b all have the same shape and may be arranged rotationally symmetrically about the center of the inner heating coil 32.

外側加熱コイル34は、内側加熱コイル32と同心円となるように配置されてもよい。 The outer heating coil 34 may be arranged so as to be concentric with the inner heating coil 32.

電気回路8は、電流を生成するインバータ回路81、86を備えてもよい。 The electric circuit 8 may include inverter circuits 81 and 86 that generate an electric current.

制御回路85は、内側加熱コイル32と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36のそれぞれと、外側加熱コイル34とに、独立して電流を供給するように、インバータ回路81、86を制御することができる。 The control circuit 85 controls the inverter circuits 81 and 86 so as to independently supply an electric current to the inner heating coil 32, the front and rear peripheral heating coils 35, the left and right peripheral heating coils 36, and the outer heating coil 34. can do.

制御回路85は、内側加熱コイル32と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36のそれぞれと、外側加熱コイル34と、に供給する電流の向きおよび大きさのうちの少なくとも1つを制御することができる。 The control circuit 85 controls at least one of the direction and magnitude of the current supplied to the inner heating coil 32, each of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34. be able to.

制御回路85は、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36の外周部のうち内側加熱コイル32から最も離れた外周部分に流れる電流の向きと、外側加熱コイル34のうち当該外周部分に上下方向に対向する部分に流れる電流の向きと、が同一になるように制御することができる。 The control circuit 85 has a direction of the current flowing in the outer peripheral portion of the outer peripheral portion of the front-rear peripheral heating coil 35 and the left-right peripheral heating coil 36 farthest from the inner heating coil 32, and a vertical direction in the outer peripheral portion of the outer heating coil 34. It can be controlled so that the direction of the current flowing in the portion facing the is the same.

制御回路85は、内側加熱コイル32と、前後周辺加熱コイル35および左右周辺加熱コイル36のそれぞれと、外側加熱コイル34と、のうち少なくとも1つのコイルに流れる電流を停止するように制御することができる。 The control circuit 85 can control so as to stop the current flowing through at least one of the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34. it can.

本発明に係る誘導加熱装置は、周辺加熱コイルと、これに隣接する他の周辺加熱コイルと、の間の領域に配置された強磁性体98を更に備えてもよい。 The induction heating device according to the present invention may further include a ferromagnet 98 arranged in a region between the peripheral heating coil and another peripheral heating coil adjacent thereto.

内側加熱コイル32、前後周辺加熱コイル35、左右周辺加熱コイル36および外側加熱コイル34のうちの少なくとも2つは、直列または並列に接続されてもよい。 At least two of the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34 may be connected in series or in parallel.

内側加熱コイル32、前後周辺加熱コイル35、左右周辺加熱コイル36および外側加熱コイル34のうちの少なくとも2つは、同一のアーム回路に接続されてもよい。 At least two of the inner heating coil 32, the front-rear peripheral heating coil 35, the left-right peripheral heating coil 36, and the outer heating coil 34 may be connected to the same arm circuit.

1 筐体、2 トッププレート、5 操作部、6 表示部、8 電気回路、31 誘導加熱コイル、32 内側加熱コイル、32a 第1内側加熱コイル、32b 第2内側加熱コイル、34 外側加熱コイル、35 前後周辺加熱コイル、35a 前部加熱コイル、35b 後部加熱コイル、36 左右周辺加熱コイル、36a 右側加熱コイル、36b 左側加熱コイル、81 インバータ回路、82 電源供給部、85 制御回路、86 インバータ回路、98 強磁性体、99 強磁性体、100 誘導加熱装置。 1 housing, 2 top plate, 5 operation part, 6 display part, 8 electric circuit, 31 induction heating coil, 32 inner heating coil, 32a first inner heating coil, 32b second inner heating coil, 34 outer heating coil, 35 Front and rear peripheral heating coil, 35a front heating coil, 35b rear heating coil, 36 left and right peripheral heating coil, 36a right heating coil, 36b left heating coil, 81 inverter circuit, 82 power supply unit, 85 control circuit, 86 inverter circuit, 98 Ferromagnetic, 99 ferromagnetic, 100 induction heating device.

Claims (18)

円弧形状の外周部を有する複数の周辺加熱コイルと、
前記周辺加熱コイルの上側、下側、または前記円弧形状を一部とする円の中心から見て外側に、平面状に円形に捲回された外側加熱コイルと、
を備えることを特徴とする誘導加熱コイル。
Multiple peripheral heating coils with an arc-shaped outer circumference,
An outer heating coil that is wound in a circular shape on the upper side, the lower side, or the outer side of the circle having the arc shape as a part of the peripheral heating coil.
An induction heating coil characterized by being provided with.
前記複数の周辺加熱コイルは、同一の円周上に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱コイル。 The induction heating coil according to claim 1, wherein the plurality of peripheral heating coils are arranged on the same circumference. 前記外側加熱コイルは、前記周辺加熱コイルの上側または下側に、前記周辺加熱コイルと一部が重なるように配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の誘導加熱コイル。 The induction heating coil according to claim 1 or 2, wherein the outer heating coil is arranged on the upper side or the lower side of the peripheral heating coil so as to partially overlap the peripheral heating coil. 前記周辺加熱コイルの内側に平面状に円形に捲回された内側加熱コイルを更に備え、
前記外側加熱コイルは、前記周辺加熱コイルの外周部のうち前記内側加熱コイルに隣接した部分より外側に、前記周辺加熱コイルの上側または下側に平面状に捲回されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の誘導加熱コイル。
An inner heating coil wound in a circular shape in a plane is further provided inside the peripheral heating coil.
The outer heating coil is claimed to be wound in a plane on the upper side or the lower side of the peripheral heating coil outside the outer peripheral portion of the peripheral heating coil adjacent to the inner heating coil. Item 2. The induction heating coil according to any one of Items 1 to 3.
前記外側加熱コイルは、前記周辺加熱コイルの外周部のうち前記内側加熱コイルから最も離れた外周部分の上側または下側に平面状に捲回されたことを特徴とする請求項4に記載の誘導加熱コイル。 The induction according to claim 4, wherein the outer heating coil is wound in a plane on the upper side or the lower side of the outer peripheral portion of the outer peripheral portion of the peripheral heating coil, which is farthest from the inner heating coil. Heating coil. 前記複数の周辺加熱コイルは、前記円弧形状の外周部が前記内側加熱コイルと同心円状に配置されたことを特徴とする請求項4または5に記載の誘導加熱コイル。 The induction heating coil according to claim 4 or 5, wherein the plurality of peripheral heating coils have an arc-shaped outer peripheral portion arranged concentrically with the inner heating coil. 前記複数の周辺加熱コイルは、全て同一の形状を有し、前記同心円の中心を中心として回転対称に配置されたことを特徴とする請求項6に記載の誘導加熱コイル。 The induction heating coil according to claim 6, wherein the plurality of peripheral heating coils all have the same shape and are arranged rotationally symmetrically with respect to the center of the concentric circles. 前記外側加熱コイルは、前記内側加熱コイルと同心円となるように配置されたことを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の誘導加熱コイル。 The induction heating coil according to any one of claims 4 to 7, wherein the outer heating coil is arranged so as to be concentric with the inner heating coil. 請求項1〜8のいずれかに記載の誘導加熱コイルと、
前記周辺加熱コイルの内側に平面状に円形に捲回された内側加熱コイルと、
前記誘導加熱コイルに電流を供給する電気回路と、
前記電気回路を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする誘導加熱装置。
The induction heating coil according to any one of claims 1 to 8.
An inner heating coil wound in a circular shape on the inside of the peripheral heating coil,
An electric circuit that supplies an electric current to the induction heating coil and
A control circuit that controls the electric circuit and
An induction heating device comprising.
前記電気回路は、電流を生成するインバータ回路を備えることを特徴とする請求項9に記載の誘導加熱装置。 The induction heating device according to claim 9, wherein the electric circuit includes an inverter circuit that generates an electric current. 前記制御回路は、前記内側加熱コイルと、前記複数の周辺加熱コイルのそれぞれと、前記外側加熱コイルとに、独立して電流を供給するように、前記インバータ回路を制御することを特徴とする請求項10に記載の誘導加熱装置。 The claim is characterized in that the control circuit controls the inverter circuit so as to independently supply an electric current to the inner heating coil, each of the plurality of peripheral heating coils, and the outer heating coil. Item 10. The induction heating device according to item 10. 前記制御回路は、前記内側加熱コイルと、前記複数の周辺加熱コイルのそれぞれと、前記外側加熱コイルと、に供給する電流の向きおよび大きさのうちの少なくとも1つを制御することを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の誘導加熱装置。 The control circuit is characterized in that it controls at least one of the directions and magnitudes of currents supplied to the inner heating coil, each of the plurality of peripheral heating coils, and the outer heating coil. The induction heating device according to any one of claims 9 to 11. 前記制御回路は、前記周辺加熱コイルの外周部のうち前記内側加熱コイルから最も離れた外周部分に流れる電流の向きと、前記外側加熱コイルのうち前記外周部分に上下方向に対向する部分に流れる電流の向きと、が同一になるように制御することを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の誘導加熱装置。 In the control circuit, the direction of the current flowing in the outer peripheral portion of the peripheral heating coil farthest from the inner heating coil and the current flowing in the outer peripheral portion of the outer heating coil facing the outer peripheral portion in the vertical direction. The induction heating device according to any one of claims 9 to 12, wherein the direction is controlled to be the same as that of the device. 前記制御回路は、前記内側加熱コイルと、前記複数の周辺加熱コイルのそれぞれと、前記外側加熱コイルと、のうち少なくとも1つのコイルに流れる電流を停止するように制御することを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の誘導加熱装置。 The control circuit is characterized in that it controls so as to stop the current flowing through at least one of the inner heating coil, each of the plurality of peripheral heating coils, and the outer heating coil. The induction heating device according to any one of 9 to 13. 前記周辺加熱コイルと、これに隣接する他の前記周辺加熱コイルと、の間の領域に配置された強磁性体を更に備えることを特徴とする請求項9〜14のいずれかに記載の誘導加熱装置。 The induction heating according to any one of claims 9 to 14, further comprising a ferromagnet arranged in a region between the peripheral heating coil and another peripheral heating coil adjacent thereto. apparatus. 前記内側加熱コイル、前記複数の周辺加熱コイルおよび前記外側加熱コイルのうちの少なくとも2つは、直列または並列に接続されたことを特徴とする請求項9〜15のいずれかに記載の誘導加熱装置。 The induction heating device according to any one of claims 9 to 15, wherein at least two of the inner heating coil, the plurality of peripheral heating coils, and the outer heating coil are connected in series or in parallel. .. 前記内側加熱コイル、前記複数の周辺加熱コイルおよび前記外側加熱コイルのうちの少なくとも2つは、同一のアーム回路に接続されたことを特徴とする請求項9〜16のいずれかに記載の誘導加熱装置。 The induction heating according to any one of claims 9 to 16, wherein at least two of the inner heating coil, the plurality of peripheral heating coils, and the outer heating coil are connected to the same arm circuit. apparatus. 前記誘導加熱コイルに電力を供給するための交流電源の電圧が零となるタイミングを検知する電圧検知回路を更に備え、
前記制御回路は、前記電圧検知回路によって検知されたタイミングに基づいて、前記電気回路に、前記誘導加熱コイルへの電流の供給を開始させる動作、および、前記誘導加熱コイルへの電流の供給を停止させる動作、のうちの少なくとも一方を実行させる、請求項9〜17のいずれかに記載の誘導加熱装置。
It is further equipped with a voltage detection circuit that detects the timing when the voltage of the AC power supply for supplying power to the induction heating coil becomes zero.
Based on the timing detected by the voltage detection circuit, the control circuit causes the electric circuit to start supplying a current to the induction heating coil, and stops supplying a current to the induction heating coil. The induction heating device according to any one of claims 9 to 17, wherein at least one of the operations is performed.
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