JP3305623B2

JP3305623B2 - 電磁誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP3305623B2
Application number: JP18799897A
Authority: JP
Inventors: 栄治小暮; 忠史福島; 広明塚原; 智久今井; 孝夫大島; 定男金谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 2002-07-24
Anticipated expiration: 2017-07-14
Also published as: JPH1128151A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電磁誘導加熱を利
用した炊飯器等の電磁誘導加熱調理器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７および図８は例えば特開平２−７３
８３公報に示された従来の電磁誘導加熱調理器であり、
その縦断面図と横断面図を示す。図において１０１は誘
導加熱源である誘導コイルで、この誘導コイル１０１は
カバー１０２のリブで保持されている。１０３は誘導コ
イル１０１を励振するインバータ回路で、このインバー
タ回路１０３の上方にはインバータ回路１０３の部品で
ある半導体スイッチ素子１０４が設けられている。１０
５はスイッチングロス等で発熱する半導体スイッチ素子
１０４をネジ１０５ａで取付けたヒートシンクで、この
ヒートシンク１０５と前記カバー１０２は下枠１０６に
ネジ締め等により保持されている。１０７は金具により
下枠１０６に取付けたモータで、このモータ１０７に軸
支されて回転駆動されるプロペラ型の送風ファン１０８
の吸気側は吸気カバー１０９で囲まれている。１１０は
吸気カバー１０９に設けた吸気穴で、この吸気穴１１０
より送風ファン１０８の回転によって外部の空気が吸い
込まれる。１１１は送風ファン１０８の排気側を囲むガ
イドである。１１２は誘導コイル１０１を保持し、かつ
加熱される炊飯鍋１１６と対向する保護枠下である。ま
た１１３は下枠１０６に設けた排気穴である。１１４は
フェライト磁石、１１５はヒートシンク１０５の放熱フ
ィンである。

【０００３】上記のように構成された電磁誘導加熱調理
器において、誘導コイル１０１への電流をスイッチング
する半導体スイッチ素子１０４は、スイッチングロス、
オンロス等で３０〜５０Ｗの発熱ロスがあるため、その
温度上昇を低下させる構成を次に説明する。すなわち、
モータ１０７に軸支した送風ファン１０８の回転によ
り、吸気カバー１０９に設けた吸気穴１１０から外部の
空気を吸い込む。そして吸い込まれた空気は、送風ファ
ン１０８からモータを介してヒートシンク１０５の上面
を流れる風向きと、送風ファン１０８の上部に配置した
ヒートシンク１０５の側面に当たってこの側面を冷却し
てヒートシンク１０５の上面に流れる風向きと、同じく
ヒートシンク１０５の下面に当たり、かつこの下面に沿
って流れる風向きとなるため、これらの風向きにより、
ヒートシンク１０５は冷却される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁誘導加熱調
理器は以上のように構成されていたので、送風ファンの
回転風をヒートシンクの一方向に送風するため、風の流
れに抵抗が生じ、冷却効果があまり得られないという問
題があった。また、ヒートシンクを流れる風の方向が一
方向で、制御基板の周囲の部品を冷却することはできな
かった。

【０００５】この発明はこのような問題を解決するため
になされたものであり、発熱部品の冷却効果が高く、さ
らに冷却装置周囲の部品の冷却をも考慮した電磁誘導加
熱調理器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る電磁誘
導加熱調理器は、被調理物を収納する容器を誘導加熱す
る誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルを制御する制
御回路と、この制御回路の発熱部品を冷却する発熱部品
冷却装置とを備え、前記発熱部品冷却装置は、伝熱板の
表面に湾曲した複数の放熱フィンを放射状に配設すると
ともに各放熱フィンの内側端部で囲まれる空間部を形成
した放熱板と前記空間部に対向して設けられた送風機と
を有し、前記放熱フィンの表面に突起を設けたものであ
る。

【０００７】第２の発明に係る電磁誘導加熱調理器は、
被調理物を収納する容器を誘導加熱する誘導加熱コイル
と、この誘導加熱コイルを制御する制御回路を有する制
御基板と、伝熱板の一面に複数の放熱フィンを放射状に
配設し、他面を前記制御基板に対向させて前記制御基板
に設置した放熱板と、前記放熱フィンに対向して設けた
送風機とを備え、前記伝熱板の前記制御基板側の面に前
記制御回路を構成する半導体素子を取り付け、前記放熱
フィンの表面に突起を設けたものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の一実施形態を図を用い
て説明する。図１はこの発明を用いた電磁誘導加熱方式
の炊飯器の縦断面図、図２は冷却装置部分の一部断面
図、図３は放熱板の平面図、図４は制御基板（制御回
路）の平面図である。図において、１は有底筒状の容器
であり、内面がオーステナイト系ステンレス、中心部は
アルミニウム合金、外面が磁性体であるフェライト系ス
テンレスから成るクラッド材で構成しており、その内表
面にはフッ素樹脂がコーティングされている。

【００１１】２は容器１と所定の空間を介して設けられ
た耐熱性を有する有底筒状の保護枠、３は保護枠２の下
部外面に巻かれた誘導加熱コイル、４は誘導加熱コイル
３と絶縁材により保護枠２に接着固定された棒状の複数
（例えば４本）のフェライト磁石、５は保護枠２から垂
下した複数の取付ボスである。６は誘導加熱コイル３を
制御する制御部を収納した制御基板であり、その詳細は
図４に示す。

【００１２】７は制御基板６上の半導体等の発熱部品９
を冷却する放熱板であり、制御基板６と同時に保護枠２
の取付ボス５に固定される。放熱板７は図３に示すよう
に、矩形状の伝熱板８と放熱フィン１０とから構成され
ている。また、図２に示すように、伝熱板８の一方の制
御基板６側の面にはスイッチング素子等の半導体素子９
がネジにより固定されている。この半導体素子９の端子
はハンダ付けにより制御部と電気的に接続されている。

【００１３】放熱フィン１０は、所定の曲率で湾曲した
板状のもので、その両面には略三角形の突起１１が複数
形成されている。また、放熱フィン１０は伝熱板８の半
導体素子９が取り付けられていない面側に、放射状に複
数立設されており、放熱フィン１０の内端が円を描き、
外端がそれより大きい同心の円を描くように、環状に配
置してある。また隣接する放熱フィンの向かい合う面に
形成された複数の突起１１は互いにずらして配置してい
る。１２は放熱フィン１０の内端と伝熱板８とで囲まれ
た放熱フィン１０が形成されていない空間部であり、後
述する送風機からの風を受ける送風口である。

【００１４】１３は送風機であり、モータ１４と軸流フ
ァン１５により構成されている。この送風機１３は送風
口１２に対向し、所定の間隙をもって放熱フィン１０上
に設けたボスに固定されており、この送風機１３と放熱
板７とで冷却装置が構成されている。２１は送風機１３
の外周に設けたフランジであり、平面形状が矩形状で放
熱板７の外形より大きく構成している。

【００１５】２２は炊飯器の本体底部であり、送風機１
３との間に所定の間隔を設けている。２３はこの本体底
部２２の送風機１３に対向する箇所に設けられた複数の
穴を有する吸気口であり、ファン１５の径より大きく形
成してある。この実施の形態においては、ファン１５の
径が約４０mm、吸気口２３は外形が約５７．７mm×５８
mmの矩形で、開口数は約４０個、その開口率は約６２．
４％に形成している。２４は吸気口２３の外周に本体底
部２２より立設しその先端がフランジ２１に当接してい
る仕切壁であるガイドであり、このガイド２４とフラン
ジ２１とで囲まれたチャンバー２５が形成されている。

【００１６】２６は放熱板７より本体底部２２の前方側
に立設した風向板であり、制御基板６の上方まで延設し
てある。２７は本体底部２２の温度センサー２８より後
方に立設した風の案内板であり、その先端は誘導加熱コ
イル３の近傍まで延設しており、本体の左の側面から右
の側面にかけて立設している。温度センサー２８は容器
１の温度を検出するためのものである。

【００１７】２９は本体底部２２の後方側に開口した複
数の排気口である。３０は本体底部２２と連結した本体
上部、３１は本体上部３０の前方側に設けた操作パネ
ル、３２は操作用のスイッチや表示器等を備えた操作制
御部、３３は容器１の開口部を開閉する蓋である。

【００１８】制御基板６について、図４を用いて説明す
る。４０は放熱板７の外周近傍の制御基板６上に配設し
たチョークコイル、４１はトランス、４２ａ、４２ｂは
コンデンサー、４３はダイオード等発熱性を有する電子
部品、４５はＩＣ、４６は抵抗、４７は制御基板６上の
放熱板７の外周近傍に誘導加熱コイル３のコイルリード
線を接続する接続部である。なお、これらの部品は放熱
板７近傍に配置されている。

【００１９】半導体９は９３℃近くまで温度上昇し熱に
弱いため、放熱板７に直接取り付けているが、周囲の他
の部品もかなり温度上昇する。例えば、チョークコイル
４０は１４４℃、トランス４１は１００℃、コンデンサ
ー４２ａは７０℃、コンデンサー４２ｂは９０℃、ＩＣ
４５は７４℃、抵抗４６は９２℃、接続部４７は６５℃
にそれぞれ温度上昇する。誘導加熱コイル３の接続部４
７に流れる電流は大きく、また、接続部４７が発熱する
と、端子台とコイルリード線の端子との接触部に酸化被
膜が形成されることにより、接触抵抗が大きくなり、経
時変化で高温となる。そして、これを繰り返すとネジの
緩みが発生し、更に接触抵抗が大きくなり、更に高温と
なるため、特に冷却が必要である。また、誘導加熱コイ
ル３は１４０℃近くまで温度上昇し、誘導加熱コイル３
が高温になるとコイル単線を覆う絶縁被覆が破壊され、
コイル同士が短絡してしまうため、冷却が必要である。

【００２０】次に動作について説明する。容器１に米と
水を入れて炊飯器本体内に収納し、蓋３３を閉じて、操
作パネル３１の炊飯スイッチ（図示せず）をＯＮする。
制御基板６のインバータ回路が駆動すると放熱板７に取
り付けられたスイッチング素子等の半導体９やチョーク
コイル４０、トランス４１、コンデンサー４２ａ、４２
ｂ等が動作して、誘導加熱コイル３に交番磁界を発生さ
せ、容器１の外面であるフェライト系ステンレスが発熱
して炊飯する。この時半導体９は発熱し、この熱は伝熱
板８を経て放熱フィン１０に伝達され、放熱板７全体が
加熱される。

【００２１】同時に、送風機１３のモータ１４を駆動し
て軸流ファン１５を図４の矢印Ａ方向へ回転させる。こ
の回転により本体底部２２の吸気口２３より本体外部の
冷気が吸い込まれ、チャンバー２５に入り軸流ファン１
５からモータ１４を冷却しながら送風される。ここで、
チャンバー２５がないと吸気口２３と送風機１３との間
の隙間から放熱フィン１０を通過した後の暖かい空気が
入り冷却効果が落ちるが、この実施の形態においては送
風機１３の外周にフランジ２１を設けて暖かい空気が吸
気口２３側へ流れないようにし、更にガイド２４を設け
てチャンバー２５を形成することにより完全に送風機１
３の吸気口側を本体内部と隔離しているため、外部の冷
風のみが放熱板７に送風され、冷却効果が高い。

【００２２】また、チャンバー２５を形成した場合、吸
気口２３と送風機１３との間隔が狭いと、吸気口２３の
外周部分の流速が中心部分の流速より速くなるために、
音が発生する。このため、この実施の形態においては吸
気口２３と送風機１３との間の間隔を広くすることによ
り吸込風量を増加させ、チャンバー２５内の圧損を少な
くし、吸気口２３から吸込まれる外気の流速を略均一に
することにより、低騒音化を図っている。具体的には、
この間隔を１１ｍｍにしている。また、吸気口２３と送
風機１３との間の間隔を広くすることによって、吸込風
量が増すため、冷却効果も向上する。

【００２３】送風機１３からの風は上昇して放熱板７の
送風口１２に入り、伝熱部８の下面に当たり外周へ送風
される。放熱フィン１０の流入口に流入した風は、放熱
フィン１０と熱交換して全周に排出される。ここで、放
熱フィン１０は風の流れに沿って湾曲して配列している
ので、冷風が流入口に流入する際の抵抗は小さく、放熱
フィン１０で形成される流路での流れの抵抗も小さいた
め、流速が速くなり、高い放熱効果が得られる。また、
各放熱フィン１０の長さは均一であるので、放熱が均一
に行なわれ、各放熱フィン１０に温度差が生じないた
め、騒音が発生しない。

【００２４】また、放熱フィン１０表面の流速は表面の
粘性抵抗により放熱フィン１０間の中央部を流れる風の
主流より遅くなるが、突起１１に衝突することで放熱フ
ィン１０表面より剥離し、突起１１の直後に渦流を発生
し、この渦流の後方に乱流となって放熱フィン１０表面
に再付着する。この乱流の作用により主流の冷たい風が
放熱フィン１０の再付着点に、また放熱フィン１０表面
の暖かい風が冷たい主流側に送られることになり、再付
着点近傍の熱伝達率が向上する。さらに、向かい合う放
熱フィン１０の表面に複数の突起１１を互いにずらして
設けているので、熱伝達率の低い剥離領域（突起から再
付着点までの領域）をできるだけ狭くし、剥離および再
付着を繰り返し起こさせることで、熱伝達率が向上し、
飛躍的に冷却効果が向上する。

【００２５】放熱フィン１０から流出した風は放熱板７
の外周に拡散し、制御基板６に設けたチョークコイル４
０、トランス４１、コンデンサー４２ａ、４２ｂ、誘導
加熱コイル３を接続する接続部４７等を冷却する。放熱
フィン１０から排出される空気の温度は約５４℃である
ので、上述した周囲の部品より低温であり、冷却効果が
ある。また、放熱フィン１０から排出する風の向きにコ
ンデンサ４２ａ、コンデンサ４２ｂ、チョークコイル４
０と、温度の低いものから順に配置しているので、効果
的に冷却が行なわれる。

【００２６】また、本体の前方に排出された風は風向板
２６に当たって流れの方向を変更し、上昇しながら上方
に配設された誘導加熱コイル３に沿って後方へ送られ
る。したがって、この風により誘導加熱コイル３が冷却
される。一方、本体の後方に排出された風は制御基板６
に沿って後方へ送られ、案内板２７により上昇し、誘導
加熱コイル３や温度センサー２８を冷却しながら本体底
部２２の後方側に開口した排気口２８から外部へ排出さ
れる。

【００２７】なお、この実施の形態では制御基板６を保
護枠３と本体底部２２の間に形成された空間に配設した
が、送風機１３が本体の外郭に面して配設すればよく、
例えば制御基板６を立てて保護枠２と本体の後部との間
に設けてもよい。この場合、放熱板７と送風機１３から
なる冷却装置は、制御基板６上に取り付けなくてもよ
い。また、制御基板６上に縦に取り付けた場合でも、放
熱フィン１０から排出される空気が本体の前方に送られ
るような反射板や本体から加熱誘導コイル３側に立設す
る案内板を設けることにより、上述した効果と同様の効
果を得ることができる。

【００２８】また、この実施の形態ではガイド２４を本
体から立設したが、フランジ２１の本体側にガイドを設
けても同様の効果が得られる。

【００２９】実施の形態２．図５に、この発明の第２の
実施の形態を示す。この実施の形態においては、フラン
ジ２１の外周端より上方へ傾斜して開いた案内面２１ａ
を延設し、制御基板６に配設した電子部品等を覆うよう
に構成している。このように構成することにより、放熱
板７から排出された暖かい空気が更に吸気口２３側へ流
れ難くなり、冷却効率が向上する。また、放熱板７から
外周下方へ放出された風は案内面２１ａにより放熱板７
周囲の制御基板６方向へ送風されるので、制御基板６上
の電子部品等は更に効果的に冷却される。

【００３０】実施の形態３．上記各実施の形態において
は、誘導加熱方式の炊飯器にこの発明を適用した場合を
説明したが、図６に示すように電磁調理器にも適用する
ことができる。図において、５１は耐熱樹脂のトッププ
レートであり、このトッププレート５１上に容器５０を
載置して、誘導加熱コイル３により容器５０を加熱して
調理を行なう。なお、図中、上記炊飯器の各部分に相当
する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

【００３１】

【発明の効果】第１の発明によれば、放熱フィン間を流
れる風の抵抗が小さいため発熱部品の冷却効果が高いと
ともに、放熱フィンから全周に排出される空気により、
周囲の部品をも冷却できる。また放熱フィンの表面に突
起を設けることにより熱伝達率を向上させることができ
る。

【００３２】第２の発明によれば、半導体の冷却効果が
高いとともに、放熱フィンから全周に排出される空気に
より制御基板上の他の電子部品をも冷却できる。また放
熱フィンの表面に突起を設けることにより熱伝達率を向
上させることができる。

【００３３】

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における炊飯器の縦
断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１における冷却装置の
縦断面図である。

【図３】この発明の実施の形態１における放熱板の平
面図である。

【図４】この発明の実施の形態１における制御基板の
平面図である。

【図５】この発明の実施の形態２における炊飯器の縦
断面図である。

【図６】この発明の実施の形態３における電磁調理器
の縦断面図である。

【図７】従来の炊飯器を示す縦断面図である。

【図８】従来の炊飯器の横断面図である。

【符号の説明】１容器、２保護枠、３誘導加熱コイル、６制御
基板、７放熱板、８伝熱板、９半導体素子、１０
放熱フィン、１１突起、１２送風口、１３送風
機、２６反射板、２７案内板、２８温度センサ
ー、４０チョークコイル、４１トランス、４２コ
ンデンサ、４７誘導加熱コイルの接続部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塚原広明埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者今井智久埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者大島孝夫埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者金谷定男埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１三菱電機ホーム機器株式会社内 (56)参考文献特開平８−33556（ＪＰ，Ａ) 特開平６−269348（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−97291（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47J 27/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被調理物を収納する容器を誘導加熱する
誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルを制御する制御
回路と、この制御回路の発熱部品を冷却する発熱部品冷
却装置とを備え、前記発熱部品冷却装置は、伝熱板の表
面に湾曲した複数の放熱フィンを放射状に配設するとと
もに各放熱フィンの内側端部で囲まれる空間部を形成し
た放熱板と前記空間部に対向して設けられた送風機とを
有し、前記放熱フィンの表面に突起を設けたことを特徴
とする電磁誘導加熱調理器。
【請求項２】被調理物を収納する容器を誘導加熱する
誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルを制御する制御
回路を有する制御基板と、伝熱板の一面に複数の放熱フ
ィンを放射状に配設し、他面を前記制御基板に対向させ
て前記制御基板に設置した放熱板と、前記放熱フィンに
対向して設けた送風機とを備え、前記伝熱板の前記制御
基板側の面に前記制御回路を構成する半導体素子を取り
付け、前記放熱フィンの表面に突起を設けたことを特徴
とする電磁誘導加熱調理器。