JP4048704B2 - Electromagnetic cooker - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は電磁調理器の磁界を平準化し、鍋等の被加熱容器の温度分布を改善する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9(a)は従来の電磁調理器を示す断面図である。図において、1は略平面渦巻状に巻かれた加熱コイル、2はコイルを配設するコイル台、3は耐熱絶縁材からなる天板、4は天板3に載置され、加熱コイル1により発生する磁場により加熱される被加熱容器である鍋、5は鍋4の発熱により加熱調理される被加熱物、8は天板3から加熱コイル1への熱を遮る断熱材である。図9(b)は鍋4の底面径方向の温度分布を示す温度分布図である。
【0003】
次に動作について説明する。加熱コイル1への高周波交流電流の通電により形成される磁界の強さは、加熱コイル1の内外径の略中央で最大となり、内周側および外周側に向けて低下する分布を示すことから、この磁界の作用により発熱する鍋4の底面径方向の温度分布も図9(b)のように略M字状になる。底面全体の温度分布で見ると高温部がドーナツ状に分布し、中心部が低温となるので、被加熱物5は鍋4底面に当たる部分がドーナツ状に焼けるが中心部は生焼けというような調理上の不具合が生じていた。
【0004】
これに対する改善方法として、実公昭54−39723号公報の提案がなされている。図10(a)は同公報に記載された高周波誘導加熱装置を示す断面図、(b)はその鍋底温度分布を示す温度分布図である。図10(a)では加熱コイル1に外周多層巻部eと内周多層巻部fを配設せしめることにより、図10(b)のように鍋4の底の温度分布は加熱コイル1の外周多層巻部eと内周多層巻部fに相対する部分の加熱が強められ、多層巻部のない場合の温度分布が破線の分布であるのに対し、実線のように略均一な温度分布が得られるとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱コイル1の内外径の略中央の最大磁界の部分は、加熱コイルすべての合成磁界であって、この方法の加熱コイル1の外周多層巻部eと内周多層巻部fもその内外径の略中央の最大磁界の部分の磁界を少なからず強めているため、実際に加熱コイル内周部と外周部の磁界の強さを、加熱コイル内外径の略中央部と略同等にするには、多層巻部にかなり多くのターン数を巻き足す必要があった。
巻き足すターン数が大きく増加すると、コイルの線長が長くなり、電気抵抗が大きく増加するので、コイルを線径を大きくして電気抵抗を元に戻すことも必要になり、コイル部の外径の増大、重量の増大を招くといった課題があった。
【0006】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、コイル部の外径や重量の増大を抑制しつつ、温度分布が良好な電磁調理器を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電磁調理器は、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとが所定距離離れて配設されると共に、前記内周側加熱コイルと複数段巻きになるよう内周側段コイルが配設され、前記外周側加熱コイルと複数段巻きになるよう外周側段コイルが配設され、各コイルには同一の大きさの電流が同時に同方向に流れる加熱コイルと、前記内周側加熱コイルおよび内周側段コイルの内側に段方向にわたって配設された中心部磁性体と、前記加熱コイルの下方に前記内周側加熱コイルから外周側加熱コイルにかけて配設され、内周側の端部が前記中心部磁性体に接触または近接した下面磁性体とを備えたものである。
【0008】
また、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間にスペーサを備えたものである。
【0009】
また、下面磁性体の内側端部形状を対向する中心部磁性体の外側形状に合わせたものである。
【0010】
また、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間の所定距離を、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間隙に対応する鍋底の磁界分布が内周側加熱コイルおよび外周側加熱コイルの各々に対応する鍋底の磁界分布と略均一となるよう設定したものである。
【0011】
また、加熱コイルを配設するコイル台を備え、内周側加熱コイルおよび外周側加熱コイルが前記コイル台の鍋載置側略同一面上に配設され、内周側段コイルおよび外周側段コイルが前記コイル台の鍋載置側略同一面上と反対側に配設されたものである。
【0012】
また、内周側段コイルと外周側段コイルとの間にスペーサを備えたものである。
【0013】
また、内周側段コイル、内周側加熱コイル、外周側加熱コイルおよび外周側段コイルを直列に接続し、両端末をコイル台の一方の側へ引き出したものである。
【0014】
また、内周側段コイル、内周側加熱コイル、外周側加熱コイルおよび外周側段コイルを直列に接続し、端末を内周側段コイルと外周側段コイルとから引き出したものである。
【0015】
また、内周側段コイル、内周側加熱コイル、外周側加熱コイルおよび外周側段コイルをコイル台の一方の側へ配設し、前記内周側加熱コイルが前記コイル台とコイル内周側段コイルとの間に位置すると共に前記外周側加熱コイルが前記コイル台と外周側段コイルとの間に位置し、前記内周側段コイルおよび外周側段コイルが略同一面上に配設されたものである。
【0016】
また、段方向に隣接するコイル順に巻線したものである。
【0017】
また、端末を内周側段コイルと外周側段コイルとから内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間を貫通してコイル台の反対側に引き出したものである。
【0018】
また、内周側段コイルおよび外周側段コイルと同一平面上に下面磁性体を配置したものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。図1(a)は本発明の実施の形態1における電磁調理器を示す断面図、図1(b)は図1(a)における鍋底の径方向の温度分布を示す温度分布図である。図2(a)は図1(a)の電磁調理器のうち天板および断熱材を除いた部分の上面図、図2(b)は同下面図である。尚、図2では図面を見やすくするために各加熱コイルの巻線を省略してある。
【0020】
図において、1aは渦巻状に巻線された外周側加熱コイル、1bは渦巻状に巻線された内周側加熱コイルで、これら外周側加熱コイル1aおよび内周側加熱コイル1bは同一平面上に同心円状に配置されている。1cは内周側加熱コイル1bの内周寄り下方に設けられた内周側段コイルである2段目内周側加熱コイル、1dは外周側加熱コイル1aの外周寄り下方に設けられた外周側段コイルである2段目外周側加熱コイルで、それぞれ内周側加熱コイル1bおよび外周側加熱コイル1aと同心円状であり、内周側加熱コイル1bの内周端と2段目内周側加熱コイル1cの内周端とは段方向に略面一となるよう配置され、2段目内周側加熱コイル1cの巻数は内周側加熱コイル1bの巻数よりも少なく設定されている。また、外周側加熱コイル1aの外周端と2段目外周側加熱コイル1dの外周端とは段方向に略面一となるよう配置され、2段目外周側加熱コイル1dの巻数は外周側加熱コイル1aの巻数よりも少なく設定されている。そして、外周側加熱コイル1a、内周側加熱コイル1b、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dで加熱コイル1を構成している。
【0021】
2は外周側加熱コイル1a、内周側加熱コイル1b、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dをそれぞれ所定の位置に配設するコイル台で、外周側加熱コイル1aおよび内周側加熱コイル1bはコイル台2の上面側に、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dはコイル台2の下面側に配設される。コイル台2の上面側は外周側加熱コイル1aおよび内周側加熱コイル1bを収納する部分の間にスペーサとなる凸部2cが成形され、その外周側および内周側が段差となり凹形状の収納部2a、2bが形成されている。同様にコイル台2の下面側は2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dを収納する部分の間にスペーサとなる凸部2fが成形され、その内周側および外周側が段差となり凹形状の収納部2d、2eが形成されている。3は外周側加熱コイル1aおよび内周側加熱コイル1bの上方に配設され、耐熱絶縁材からなる天板、4は天板3に載置され、加熱コイル1により発生する磁界により加熱される被加熱容器である鍋、5は鍋4の発熱により加熱調理される被加熱物、8は外周側加熱コイル1aおよび内周側加熱コイル1bと天板3との間に設けられ、天板3から加熱コイル1への熱を遮る断熱材である。
【0022】
9は外周側加熱コイル1aと内周側加熱コイル1bとの間に所定距離の間隙部として確保されるコイル無し部、19は2段目内周側加熱コイル1cと2段目外周側加熱コイル1dとの間に所定距離を確保するコイル無し部で、それぞれコイル台2の凸部2c、2fで確保している。10は外周側加熱コイル1aの内周寄り巻線と内周側加熱コイル1bの外周寄り巻線とを結ぶ渡り線、20は2段目内周側加熱コイル1cの外周寄り巻線と2段目外周側加熱コイル1dの内周寄り巻線とを結ぶ渡り線で、図3(b)に示すように凸部2c、2fに形成されたガイド溝に収納される。11は内周側加熱コイル1bの内周寄り巻線と2段目内周側加熱コイル1cの内周寄り巻線とを結ぶ渡り線で、図示されないコイル台2の穴を通り結ばれている。外周側加熱コイル1a、内周側加熱コイル1b、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dは電気的に直列接続され、コイル中心軸に対し同一周方向に同じ大きさの電流が流れるように巻線が巻かれている。
【0023】
加熱コイル1の巻き方向は、例えば図2(a)において、外周側加熱コイル1aが外側から内側に向かって反時計方向に巻かれ、渡り線10で内周側加熱コイル1bの外側に渡り、内側に向かって反時計方向に巻かれ、渡り線11でコイル台2下面側の2段目内周側加熱コイル1cの内側に渡り、図2(b)で2段目内周側加熱コイル1cが内側から外側に向かって時計方向に巻かれ、渡り線20で2段目外周側加熱コイル1dの内側に渡り、外側に向かって時計方向に巻かれる。
尚、図面が複雑になるので省略しているが、コイル台2には材料の量を減らし、外周側加熱コイル1a、内周側加熱コイル1bの熱を逃がすための穴が形成されている。
【0024】
6はコイル台2上面側に配設された内周側加熱コイル1b内周端および同下面側に配設された2段目内周側加熱コイル1c内周端と対向する位置に段方向にわたって設けられた筒状フェライト製の中心部磁性体で、上部が断熱材8と当接し、内周側加熱コイル1bおよび2段目内周側加熱コイル1cと同心円状に配置される。7はコイル台2下方に、内周側加熱コイル1b内周側から外周側加熱コイル1a外周側に向かい放射状に複数設けられたフェライト製のコイル台下面磁性体で、内側端部が対向する中心部磁性体6の外側形状に合致するよう形成されて中心部磁性体6に当接または近接し、外側端部が2段目外周側加熱コイル1dの外側端部よりも外側となるコイル台2の外側の段差部まで達するよう略長方形板状部材を90度毎に合計4個配置している。
【0025】
次に動作について説明する。図示されないインバータ電源により各加熱コイル1a、1b、1c、1dに高周波交流電流で通電すると交番磁界が発生し、磁力線は鍋4の底面に入り、底面中心部から中心部磁性体6、コイル台下面磁性体7を通り、外周側加熱コイル1aの外側を回って再び鍋4の底面の外側に入り完結する磁路を形成する。
【0026】
ここで、
(1)内周側加熱コイル1bと重ねて2段目内周側加熱コイル1cを巻いたことで、従来のドーナツ状の温度分布における中心低温部の磁界を強め、中心部の温度を上昇させる。
(2)外周側加熱コイル1aと重ねて2段目外周側加熱コイル1dを巻いたことで、従来のドーナツ状の温度分布における外周低温部の磁界を強め、外周部の温度を上昇させる。
(3)外周側加熱コイル1aと内周側加熱コイル1b並びに2段目内周側加熱コイル1cと2段目外周側加熱コイル1dとの間を適宜に間隙を設けたコイル無し部9および19とすることで、従来のドーナツ状の温度分布における高温部の温度を低下させる。
【0027】
(4)中心部磁性体6を設けることで、従来は鍋4の底面の中心部で両側の内周側加熱コイル1bから受ける磁界の方向が互いに逆方向で打ち消し合っていたのが、中心の手前で磁力線が曲がって中心部磁性体6を通りコイル台2の下面方向に行くので、鍋4の底面の中心部における磁力線が発熱に有効に作用して、中心部温度を上昇させる。
【0028】
(5)コイル台2下面に、内周側加熱コイル1b内側から外周側加熱コイル1a外側に向かいコイル台下面磁性体7を設けることで、磁界を外周側へ導くので、鍋4の底面の中心部における磁力線が発熱に有効に作用して、中心部温度を上昇させる。
尚、コイル台下面磁性体7を放射状に複数設けることで、円盤状にする場合に比べて等価的に必要な磁路が確保でき、軽量、安価、磁性体の割れ欠け防止が図れる。
【0029】
(6)中心部磁性体6とコイル台下面磁性体7を接触または近接させることで、中心部磁性体6を通る磁力線を有効にコイル台下面磁性体7を通して鍋4の底面の外側に導くことができ、鍋4の底面の中心部における磁力線の打ち消し合いを防止して、中心部温度を上昇させる。
【0030】
その結果、図1(b)の鍋温度分布のように略均一な温度分布が実現できた。このような温度分布の平準化は上記6項目の構成要件の相乗効果により得られたものである。以下この点について説明する。
まず、2段目内周側加熱コイル1cが無い場合は、鍋4底中心部の磁界は、内周側加熱コイル1bによる磁界だけになり、これは従来からのドーナツ状の温度分布の中心部が低温で不都合があった状態と近い。
また、2段目外周側加熱コイル1dが無い場合は、鍋4底外周部の磁界は、外周側加熱コイル1aによる磁界だけになり、中心に比べて温度が低い。
【0031】
外周側加熱コイル1aと内周側加熱コイル1bとの間のコイル無し部9が確保されていない場合、内外加熱コイルは連続して配設され、前述した図10の従来例の構造となり、ドーナツ状温度分布の高温部の磁界に対抗するだけ、中心部の磁界を強めるためには、2段目内周側加熱コイル1cを多段に多数巻く必要がある。巻き足すターン数が大きく増加すると、コイルの線長が長くなり、電気抵抗が大きく増加するので、コイルの線径を大きくして電気抵抗を元に戻すことも必要になり、コイル部の外径の増大、重量の増大を招く。コイル無し部9を設けることによって、コイルのターン数を増やすことなく加熱範囲を拡大し、かつ加熱効率を低減させることなく、ドーナツ状の高温部の温度を低減することが可能になる。
【0032】
中心部磁性体6が無い場合は、前述したように鍋4底中心部の磁界が打ち消し合って弱まるため、内周側に2段目内周側加熱コイル1cを設けても、鍋4底中心部の磁界は増加しない。
コイル台下面磁性体7が無い場合も、中心部磁性体6を通る磁界を有効に外周側に導くことができず、鍋4底中心部の磁界が打ち消し合って弱まるため、内周側に2段目内周側加熱コイル1cを設けても、鍋4底中心部の磁界は増加しない。
【0033】
中心部磁性体6とコイル台下面磁性体7の間が離れすぎている場合も、そこで磁気抵抗が大きくなり、中心部磁性体6を通る磁界を有効に外周側に導くことができず、鍋4底中心部の磁界が打ち消し合って弱まるため、内周側に2段目内周側加熱コイル1cを設けても、鍋4底中心部の磁界は増加しない。
【0034】
このように、上記6項目の構成要件の相乗効果によりコイル部の外径や重量の増大を抑制しつつ、略均一な温度分布が実現できる。
ここで、コイル無し部9、19による外周側加熱コイル1aと内周側加熱コイル1b並びに2段目外周側加熱コイル1dと2段目内周側加熱コイル1cとの間の所定距離は、底の厚さが略同一で底の組成材料が同一であり、且つ鍋底が外周側加熱コイル1aの外周側まで達する鍋4を載置したとき、コイル無し部9、19に対応する鍋4底の磁界分布が外周側加熱コイル1a、内周側加熱コイル1b、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dの各々に対応する鍋4底の磁界分布と略均一になるよう設定されている。
【0035】
このように、外周側加熱コイル1aと内周側加熱コイル1bとの間に確保されるコイル無し部分9の所定距離並びに2段目外周側加熱コイル1dと2段目内周側加熱コイル1cとの間に確保されるコイル無し部分19の所定距離は、上記6項目の構成要件の兼ね合いで相乗効果が顕著に得られる値に設定され、中心部の磁界を効率的に強め、外周側の合成磁界への影響を小さくしている。そしてこのような構成によって、コイル線径の増大や、コイル線長の増大を抑えつつ、温度分布を平準化することが可能になる。
【0036】
図3は図1および図2のコイル台2部分を示す拡大図で、図において12は2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dとコイル台下面磁性体7とを絶縁する絶縁シートである。内周側加熱コイル1bと2段目内周側加熱コイル1cとの絶縁は、コイル台2によってなされている。
図3の構造の場合、図2で渡り線11の通るコイル台2の穴から2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dの必要長さだけ先に通し、2段目内周側加熱コイル1cは渡り線11の所から必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻き、渡り線20で2段目外周側加熱コイル1dに渡り、必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻く。内周側加熱コイル1bは渡り線11の所から必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻き、渡り線10で外周側加熱コイル1aに渡り、必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻く。このようにして加熱コイル1a、1b、1c、1dの直列巻きができる。
【0037】
この構造の場合、2段目内周側加熱コイル1cが内周側加熱コイル1bの裏側に、2段目外周側加熱コイル1dが外周側加熱コイル1aの裏側にそれぞれ配設されるので、コイル台2の両面に各々1段のコイルを巻けばよい。また、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dがコイル台2の下面になるので、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dの放熱が良い、という効果がある。また、コイル台下面磁性体7が2段目外周側加熱コイル1dを下から支えているので、コイルが崩れる心配がなく、磁界も外側へ良好に導かれる。
【0038】
実施の形態2.
図4は、図3の他の実施の形態を示す拡大断面図である。本実施の形態ではコイル巻線の仕方が実施の形態1と異なる。図4において、図2と同様な位置に穿設された渡り線11の通るコイル台2の穴から2段目内周側加熱コイル1cの必要長さだけ先に通し、2段目内周側加熱コイル1cは渡り線11の所から必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻き、下方に引き出す。内周側加熱コイル1bは渡り線11の所から必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻き、渡り線10で外周側加熱コイル1aに渡り、必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻く。外側にてコイル台2に穿設された穴に渡り線を通して2段目外周側加熱コイル1d外側に渡り、2段目外周側加熱コイル1dを必要な巻数だけ内側に向かって渦巻状に巻いて下方に引き出す。このようにして加熱コイル1a、1b、1c、1dの直列巻きができる。
【0039】
この構造の場合、2段目内周側加熱コイル1cと2段目外周側加熱コイル1dとがコイル台2の別々の穴を通したコイルを巻きまわすことで形成されるので、コイル台2の各穴を通す線長が短くて済み、製作性が向上する。また、2段目内周側加熱コイル1cが内周側加熱コイル1bの裏側に、2段目外周側加熱コイル1dが外周側加熱コイル1aの裏側にそれぞれ配設されるので、コイル台2の両面に各々1段のコイルを巻けばよい。また、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dがコイル台2の下面になるので、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dの放熱が良い、という効果がある。また、コイル台下面磁性体7が2段目外周側加熱コイル1dを下から支えているので、コイルが崩れる心配がなく、磁界も外側へ良好に導かれる。
【0040】
実施の形態3.
図5は、図3の他の実施の形態を示す拡大断面図である。図において、内周側加熱コイル1bおよび2段目内周側加熱コイル1c並びに外周側加熱コイル1aおよび2段目外周側加熱コイル1dはコイル台2の上面側(鍋4側)に配設されている。2aはコイル台2の上面外側に形成され、外周側加熱コイル1aを収納する凹部、2bはコイル台2の上面内側に形成され、内周側加熱コイル1bを収納する凹部、13は内周側加熱コイル1bと2段目内周側加熱コイル1cとを絶縁する絶縁シートである。凹部2a、2bに収納された内周側加熱コイル1b、外周側加熱コイル1aの上端面とこれら内周側加熱コイル1bおよび外周側加熱コイル1a間のコイル無し部9を確保するためのコイル台2の凸部2cの上端面とは略同じ高さであり、絶縁シート13によって略平らな面が形成され、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dは絶縁シート13上の同一平面上に位置することができる。その他の構成は実施の形態1と同様であり、説明を省略する。
【0041】
図5の構造の場合、内周側加熱コイル1bおよび外周側加熱コイル1aとコイル台下面磁性体7との絶縁は、間に介在するコイル台2によってなされる。また、巻線工程としては、2段目内周側加熱コイル1cおよび2段目外周側加熱コイル1dの分の線長を余らせておいて、内周側加熱コイル1bを最初に内側から必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻き、渡り線10で外周側加熱コイル1aに渡り、必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻く。尚、渡り線10が通る部分の凸部2cにはガイドとなる溝が形成されている。
【0042】
次に絶縁シート13を載せて、図示されない絶縁シート13の内側切欠き部を通し、2段目内周側加熱コイル1cの内側から必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻き、渡り線20で2段目外周側加熱コイル1dに渡り、2段目外周側加熱コイル1dの内側から必要な巻数だけ外側に向かって渦巻状に巻くと、各加熱コイル1a、1b、1c、1dの直列巻きができる。
本実施の形態における構造の場合、巻線作業はコイル台2の片面(上面側)で実施できるから、巻線作業の作業性が良いという効果がある。
【0043】
実施の形態4.
図6は図5の他の実施の形態を示す拡大断面図である。図において、コイル台2の片面(上面側)に内周側加熱コイル1b、2段目内周側加熱コイル1c、外周側加熱コイル1aおよび2段目外周側加熱コイル1dが配設される点では実施の形態3と同様である。本実施の形態では、図のコイル断面に付した数字が巻順となるように巻線する。即ち、内側から交互に内周側加熱コイル1b、2段目内周側加熱コイル1cの巻線となるように外側へと巻きはじめ、2段目内周側加熱コイル1cよりも巻数の多い内周側加熱コイル1bを外側まで巻いたところで、渡り線10で外周側加熱コイル1aの内側へ渡す。
【0044】
次いで外周側加熱コイル1aを内側から外側へ向かって巻いていき、2段目外周側加熱コイル1dとの重なり部分まで来たら内側から交互に外周側加熱コイル1a、2段目外周側加熱コイル1dの巻線となるように外側へと巻いていく。こうして任意のコイルに対し、巻線順の近いコイルが隣接するようになる。
このような巻き方により、隣接するコイルの巻線順が近くなることから、隣接するコイル同士の電位差が比較的小さくなり、内周側加熱コイル1bと2段目内周側加熱コイル1cとの間や外周側加熱コイル1aと2段目外周側加熱コイル1dとの間の絶縁シートを不要にできる。
【0045】
実施の形態5.
図7は図5の他の実施の形態を示す拡大断面図である。図において、コイル台2の片面(上面側)に内周側加熱コイル1b、2段目内周側加熱コイル1c、外周側加熱コイル1aおよび2段目外周側加熱コイル1dが配設される点では実施の形態3と同様である。本実施の形態では、先ず2段目内周側加熱コイル1c分の線長を余らせておき、内周側加熱コイル1bを内側から外側へと巻き、外側から渡り線10により外周側加熱コイル1aの内側へ渡し、外周側加熱コイル1aを内側から外側へと巻く。その後内周側加熱コイル1bおよび外周側加熱コイル1aの上に絶縁シートを載せ、外周側加熱コイル1aの外周側から上方へ渡す。
【0046】
次いで2段目外周側加熱コイル1dを必要な巻数だけ外側から内側へと巻いていき、内側まできたら、内周側加熱コイル1bと外周側加熱コイル1aとの間のコイル無し部9から図示しないコイル台2に穿設した穴を貫通させてコイル台2の反対側(下面側)へと引き出す。
内周側については、内周側加熱コイル1bの内周側から上方へ渡し、2段目内周側加熱コイル1cを必要な巻数だけ内側から外側へと巻いていき、外側まできたら、内周側加熱コイル1bと外周側加熱コイル1aとの間のコイル無し部9から図示しないコイル台2に穿設した穴を貫通させてコイル台2の反対側(下面側)へと引き出す。
【0047】
このような巻き方により、コイル台2の上面側だけで巻線作業ができ、作業性が向上する。また、コイルをコイル無し部9からコイル台2の反対側(下面側)へと引き出すから、コイル台の外側へ引き出し線を引き出さなくてもよく、平面方向に小さくできる。また、2本の引き出し線は互いにコイル無し部9に集約できるから、配線が容易になる。
【0048】
実施の形態6.
図8は、図4の他の実施の形態を示す拡大断面図である。図において、2fはコイル台2の下面側に設けられ、2段目内周側加熱コイル1cの外周側の広がりまたは2段目外周側加熱コイル1dの内周側への広がりを規制する凸部で、凸部2f間のコイル台2下面側は切り欠かれている。7aは2段目内周側加熱コイル1cおよび凸部2fの下方に設けられたフェライト製のコイル台下面磁性体、7bは凸部2f同士の切り欠き部分であって、コイル無し部19に相当する部分に設けられたコイル台下面磁性体、7cは2段目外周側加熱コイル1dおよび凸部2fの下方に設けられたフェライト製のコイル台下面磁性体であり、これらコイル台下面磁性体7a、7b、7cは径方向に若干の重なりをもって配設されている。2段目内周側加熱コイル1c、2段目外周側加熱コイル1dおよびコイル台下面磁性体7bは同一平面上に位置する。その他の構成は実施の形態1と同様であり、その説明を省略する。
【0049】
このような構成とすることにより、コイル台下面磁性体7aは2段目内周側加熱コイル1cの下側にて中心部磁性体6と、外周寄りにてコイル台下面磁性体7bと磁路を有効に接続し、同様にコイル台下面磁性体7cは2段目外周側加熱コイル1dの下側内周寄りにてコイル台下面磁性体7bと磁路を有効に接続する。
そして、2段目内周側加熱コイル1c外周寄りから2段目外周側加熱コイル1dまでのコイル台2裏側に近接してコイル台下面磁性体7bを配設したので、鍋との磁気結合が強まり、加熱効率が向上するという効果がある。
尚、図5〜7の構造において、コイル台下面磁性体7bを外周側加熱コイル1aと内周側加熱コイル1bとの間に略面一に配置しても良い。
【0050】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとが所定距離離れて配設されると共に、前記内周側加熱コイルと複数段巻きになるよう内周側段コイルが配設され、前記外周側加熱コイルと複数段巻きになるよう外周側段コイルが配設され、各コイルには同一の大きさの電流が同時に同方向に流れる加熱コイルと、前記内周側加熱コイルおよび内周側段コイルの内側に段方向にわたって配設された中心部磁性体と、前記加熱コイルの下方に前記内周側加熱コイルから外周側加熱コイルにかけて配設され、内周側の端部が前記中心部磁性体に接触または近接した下面磁性体とを備えたので、コイル部の外径や重量の増大を抑制しつつ、温度分布の良好な電磁調理器にできる効果が得られる。
【0051】
また、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間にスペーサを備えたので、加熱コイルが精度良く位置決めできる効果が得られる。
【0052】
また、下面磁性体の内側端部形状を対向する中心部磁性体の外側形状に合わせたので、中心部の磁界が通り易くなり、加熱効率が向上する効果が得られる。
【0053】
また、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間の所定距離を、内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間隙に対応する鍋底の磁界分布が内周側加熱コイルおよび外周側加熱コイルの各々に対応する鍋底の磁界分布と略均一となるよう設定したので、コイル部の外径や重量の増大を抑制しつつ、温度分布の良好な電磁調理器にできる効果が得られる。
【0054】
また、加熱コイルを配設するコイル台を備え、内周側加熱コイルおよび外周側加熱コイルが前記コイル台の鍋載置側略同一面上に配設され、内周側段コイルおよび外周側段コイルが前記コイル台の鍋載置側略同一面上と反対側に配設されたので、コイル台により内周側加熱コイルおよび外周側加熱コイルと段コイルとの絶縁が容易に行える効果が得られる。
【0055】
また、内周側段コイルと外周側段コイルとの間にスペーサを備えたので、段コイルが精度良く位置決めできる効果が得られる。
【0056】
また、内周側段コイル、内周側加熱コイル、外周側加熱コイルおよび外周側段コイルを直列に接続し、両端末をコイル台の一方の側へ引き出したので、コイル端末が集約されるから製作性が向上するとともに、装置を小型化できる効果が得られる。
【0057】
また、内周側段コイル、内周側加熱コイル、外周側加熱コイルおよび外周側段コイルを直列に接続し、端末を内周側段コイルと外周側段コイルとから引き出したので、コイル台を貫通する線長が短くて済み、製作性が向上する効果が得られる。
【0058】
また、内周側段コイル、内周側加熱コイル、外周側加熱コイルおよび外周側段コイルをコイル台の一方の側へ配設し、前記内周側加熱コイルが前記コイル台とコイル内周側段コイルとの間に位置すると共に前記外周側加熱コイルが前記コイル台と外周側段コイルとの間に位置し、前記内周側段コイルおよび外周側段コイルが略同一面上に配設されたので、巻線の作業性が向上する効果が得られる。
【0059】
また、段方向に隣接するコイル順に巻線したので、隣接するコイル間の電位差を小さくできる効果が得られる。
【0060】
また、端末を内周側段コイルと外周側段コイルとから内周側加熱コイルと外周側加熱コイルとの間を貫通してコイル台の反対側に引き出したので、巻線の作業性が向上するとともにコイル端末が集約されるから製作性が向上し、さらに装置を小型化できる効果が得られる。
【0061】
また、内周側段コイルおよび外周側段コイルと同一平面上に下面磁性体を配置したので、磁気結合が強まり、加熱効率が向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)この発明の実施の形態1における電磁調理器を示す断面図である。
(b)図1(a)における鍋底の径方向の温度分布を示す温度分布図である。
【図2】 (a)図1(a)の電磁調理器のうち天板および断熱材を除いた部分の上面図である。
(b)図1(a)の電磁調理器の下面図である。
【図3】 図1および図2におけるコイル台部分を示す拡大断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態2における電磁調理器を示す拡大断面図である。
【図5】 この発明の実施の形態3における電磁調理器を示す拡大断面図である。
【図6】 この発明の実施の形態4における電磁調理器を示す拡大断面図である。
【図7】 この発明の実施の形態5における電磁調理器を示す拡大断面図である。
【図8】 この発明の実施の形態6における電磁調理器を示す部分平面図である。
【図9】 (a)従来の電磁調理器を示す断面図である。
(b)図9(a)における鍋底の径方向の温度分布を示す温度分布図である。
【図10】 (a)他の従来の電磁調理器を示す断面図である。
(b)図10(a)における鍋底の径方向の温度分布を示す温度分布図である。
【符号の説明】
1 加熱コイル、 1a 外周側加熱コイル、 1b 内周側加熱コイル、 1c 内周側2段目加熱コイル、 1d 外周側2段目加熱コイル、 2 コイル台、 2a、2b、2d、2e 収納部、 2c、2f 凸部、 3 天板、4 鍋、 5 被加熱物、 6 中心部磁性体、 7 コイル台下面磁性体、8 断熱材、 9、19 コイル無し部、 10、11、20 渡り線、 12、13 絶縁シート。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for leveling the magnetic field of an electromagnetic cooker and improving the temperature distribution of a heated container such as a pan.
[0002]
[Prior art]
Fig.9 (a) is sectional drawing which shows the conventional electromagnetic cooker. In the figure, 1 is a heating coil wound in a substantially plane spiral shape, 2 is a coil base on which the coil is disposed, 3 is a top plate made of a heat-resistant insulating material, 4 is placed on the top plate 3, and is heated by the heating coil 1. A pan, which is a heated container heated by a generated magnetic field, 5 is an object to be heated and cooked by the heat generated by the
[0003]
Next, the operation will be described. The strength of the magnetic field formed by energizing the heating coil 1 with the high-frequency alternating current is maximized at the approximate center of the inner and outer diameters of the heating coil 1 and shows a distribution that decreases toward the inner and outer peripheral sides. The temperature distribution in the radial direction of the bottom surface of the pan 4 that generates heat by the action of the magnetic field is also substantially M-shaped as shown in FIG. When looking at the temperature distribution of the entire bottom surface, the hot part is distributed in a donut shape, and the center part is low in temperature. The problem occurred.
[0004]
As an improvement method for this, Japanese Utility Model Publication No. 54-39723 has been proposed. FIG. 10A is a cross-sectional view showing the high-frequency induction heating device described in the publication, and FIG. 10B is a temperature distribution diagram showing the pan bottom temperature distribution. In FIG. 10A, the temperature distribution at the bottom of the pan 4 is the outer periphery of the heating coil 1 as shown in FIG. 10B by arranging the outer peripheral multilayer winding portion e and the inner peripheral multilayer winding portion f on the heating coil 1. The heating of the portion facing the multilayer winding portion e and the inner circumferential multilayer winding portion f is intensified, and the temperature distribution in the absence of the multilayer winding portion is the distribution of the broken line, whereas the substantially uniform temperature distribution as shown by the solid line is It is supposed to be obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the portion of the maximum magnetic field at the approximate center of the inner and outer diameters of the heating coil 1 is the combined magnetic field of all the heating coils, and the outer peripheral multilayer winding portion e and the inner peripheral multilayer winding portion f of the heating coil 1 of this method also Since the magnetic field of the maximum magnetic field portion at the approximate center of the diameter is strengthened to some extent, the magnetic field strength of the inner and outer peripheral portions of the heating coil is actually made approximately the same as the approximately central portion of the inner and outer diameters of the heating coil. Needed to add a large number of turns to the multi-layer winding.
If the number of turns to be added increases greatly, the wire length of the coil increases and the electrical resistance increases greatly. Therefore, it is also necessary to increase the wire diameter of the coil and restore the electrical resistance, and the outer diameter of the coil section There is a problem of increasing the weight and weight.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an electromagnetic cooker having a good temperature distribution while suppressing an increase in the outer diameter and weight of the coil portion.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the electromagnetic cooker according to the present invention, the inner peripheral side heating coil and the outer peripheral side heating coil are arranged apart from each other by a predetermined distance, and the inner peripheral side step coil is arranged in a plurality of stages with the inner peripheral side heating coil. An outer peripheral side coil is disposed so as to be wound in a plurality of stages with the outer peripheral side heating coil, a heating coil in which the same current flows in the same direction simultaneously in each coil, and the inner peripheral side heating A central magnetic body disposed in a step direction inside the coil and the inner peripheral side step coil, and an inner peripheral end disposed below the heating coil from the inner peripheral side heating coil to the outer peripheral side heating coil. And a bottom magnetic body in contact with or close to the central magnetic body.
[0008]
Further, a spacer is provided between the inner peripheral side heating coil and the outer peripheral side heating coil.
[0009]
Further, the inner end shape of the lower magnetic body is matched with the outer shape of the opposing central magnetic body.
[0010]
In addition, a predetermined distance between the inner peripheral heating coil and the outer peripheral heating coil is set so that the magnetic field distribution on the pan bottom corresponding to the gap between the inner peripheral heating coil and the outer peripheral heating coil is equal to the inner peripheral heating coil and outer peripheral heating. It is set so as to be substantially uniform with the magnetic field distribution of the pan bottom corresponding to each of the coils.
[0011]
In addition, a coil base for arranging the heating coil is provided, and the inner peripheral side heating coil and the outer peripheral side heating coil are arranged on substantially the same surface on the pan mounting side of the coil base, and the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step The coil is disposed on the same side as the pan mounting side of the coil base.
[0012]
Further, a spacer is provided between the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step coil.
[0013]
Further, the inner peripheral side step coil, the inner peripheral side heating coil, the outer peripheral side heating coil, and the outer peripheral side step coil are connected in series, and both terminals are drawn out to one side of the coil base.
[0014]
Further, the inner peripheral side step coil, the inner peripheral side heating coil, the outer peripheral side heating coil and the outer peripheral side step coil are connected in series, and the terminal is drawn out from the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step coil.
[0015]
Also, an inner peripheral side step coil, an inner peripheral side heating coil, an outer peripheral side heating coil, and an outer peripheral side step coil are arranged on one side of the coil base, and the inner peripheral side heating coil is connected to the coil base and the coil inner peripheral side. The outer peripheral heating coil is positioned between the coil base and the outer peripheral step coil, and the inner peripheral step coil and the outer peripheral step coil are disposed on substantially the same plane. It is a thing.
[0016]
Further, the coils are wound in the order of coils adjacent in the step direction.
[0017]
Further, the terminal is pulled out from the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step coil through the inner peripheral side heating coil and the outer peripheral side heating coil to the opposite side of the coil base.
[0018]
Further, the lower surface magnetic body is disposed on the same plane as the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step coil.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig.1 (a) is sectional drawing which shows the electromagnetic cooker in Embodiment 1 of this invention, FIG.1 (b) is a temperature distribution figure which shows temperature distribution of the radial direction of the pan bottom in Fig.1 (a). Fig.2 (a) is a top view of the part except the top plate and a heat insulating material among the electromagnetic cookers of Fig.1 (a), FIG.2 (b) is the bottom view. In FIG. 2, the windings of the heating coils are omitted in order to make the drawing easier to see.
[0020]
In the figure, 1a is an outer peripheral side heating coil wound in a spiral shape, 1b is an inner peripheral side heating coil wound in a spiral shape, and these outer peripheral side heating coil 1a and inner peripheral
[0021]
[0022]
9 is a non-coiled portion secured as a gap of a predetermined distance between the outer peripheral heating coil 1a and the inner
[0023]
The winding direction of the heating coil 1 is, for example, in FIG. 2A, the outer peripheral heating coil 1a is wound counterclockwise from the outer side to the inner side, and crosses the outer
Although not shown because the drawing is complicated, the
[0024]
[0025]
Next, the operation will be described. When each
[0026]
here,
(1) The second stage inner circumference
(2) By winding the outer peripheral side heating coil 1a so as to overlap the outer peripheral side heating coil 1a, the magnetic field of the outer peripheral low temperature part in the conventional donut-shaped temperature distribution is strengthened, and the temperature of the outer peripheral part is increased.
(3)
[0027]
(4) By providing the center part
[0028]
(5) Since the magnetic field is guided to the outer peripheral side by providing the coil base lower surface
In addition, by providing a plurality of coil base lower surface
[0029]
(6) By bringing the central
[0030]
As a result, a substantially uniform temperature distribution such as the pot temperature distribution in FIG. Such leveling of the temperature distribution is obtained by a synergistic effect of the constituent requirements of the above six items. This point will be described below.
First, when there is no second-stage inner peripheral
Moreover, when there is no 2nd stage | step outer peripheral
[0031]
When the
[0032]
When there is no center part
Even in the absence of the coil base lower surface
[0033]
When the center
[0034]
As described above, a substantially uniform temperature distribution can be realized while suppressing an increase in the outer diameter and weight of the coil portion due to the synergistic effect of the constituent requirements of the above six items.
Here, the predetermined distance between the outer peripheral side heating coil 1a and the inner peripheral
[0035]
Thus, the predetermined distance of the coil-
[0036]
FIG. 3 is an enlarged view showing the
In the case of the structure of FIG. 3, the required length of the second stage inner peripheral
[0037]
In the case of this structure, the second stage
[0038]
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of FIG. In the present embodiment, the coil winding method is different from that of the first embodiment. In FIG. 4, the second stage inner peripheral side is passed through the hole of the
[0039]
In the case of this structure, the second-stage inner periphery
[0040]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of FIG. In the figure, the inner
[0041]
In the case of the structure shown in FIG. 5, the inner
[0042]
Next, the insulating
In the case of the structure according to the present embodiment, the winding work can be performed on one side (upper surface side) of the
[0043]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of FIG. In the figure, an inner
[0044]
Next, the outer peripheral side heating coil 1a is wound from the inner side toward the outer side, and when it reaches the overlapping portion with the second stage outer peripheral
Since the winding order of adjacent coils becomes close by such a winding method, the potential difference between adjacent coils becomes relatively small, and the inner circumference
[0045]
FIG. 7 is an enlarged sectional view showing another embodiment of FIG. In the figure, an inner
[0046]
Next, the second stage outer peripheral
As for the inner circumference side, it passes upward from the inner circumference side of the inner circumference
[0047]
With such a winding method, the winding work can be performed only on the upper surface side of the
[0048]
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of FIG. In the figure, 2f is a convex portion provided on the lower surface side of the
[0049]
With this configuration, the coil base lower surface
And since the coil base lower surface
5-7, the coil base lower surface
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the inner peripheral side heating coil and the outer peripheral side heating coil are disposed at a predetermined distance from each other, and the inner peripheral side step is arranged in a plurality of stages with the inner peripheral side heating coil. A coil is provided, and an outer peripheral side coil is provided so as to be wound in a plurality of stages with the outer peripheral side heating coil, and each coil has a heating coil in which the same current flows simultaneously in the same direction, and the inner peripheral A central magnetic body disposed in a step direction inside the side heating coil and the inner peripheral side step coil, and an inner peripheral side disposed below the heating coil from the inner peripheral heating coil to the outer peripheral heating coil. Since the lower end magnetic body is in contact with or close to the central magnetic body, the effect of being able to make an electromagnetic cooker with a good temperature distribution while suppressing an increase in the outer diameter and weight of the coil section is obtained. It is done.
[0051]
Moreover, since the spacer is provided between the inner peripheral side heating coil and the outer peripheral side heating coil, the effect that the heating coil can be positioned with high accuracy is obtained.
[0052]
In addition, since the inner end shape of the lower magnetic body is matched with the outer shape of the opposing central magnetic body, the magnetic field at the central portion can easily pass and the effect of improving heating efficiency can be obtained.
[0053]
In addition, a predetermined distance between the inner peripheral heating coil and the outer peripheral heating coil is set so that the magnetic field distribution on the pan bottom corresponding to the gap between the inner peripheral heating coil and the outer peripheral heating coil is equal to the inner peripheral heating coil and outer peripheral heating. Since it is set to be substantially uniform with the magnetic field distribution of the pan bottom corresponding to each of the coils, an effect of making an electromagnetic cooker having a good temperature distribution can be obtained while suppressing an increase in the outer diameter and weight of the coil portion.
[0054]
In addition, a coil base for arranging the heating coil is provided, and the inner peripheral side heating coil and the outer peripheral side heating coil are arranged on substantially the same surface on the pan mounting side of the coil base, and the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step Since the coil is arranged on the opposite side of the coil base on the same side as the pan mounting side, the coil base can be easily insulated from the inner peripheral heating coil and the outer peripheral heating coil and the step coil. It is done.
[0055]
Further, since the spacer is provided between the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step coil, the effect that the step coil can be accurately positioned is obtained.
[0056]
Moreover, since the inner peripheral side step coil, the inner peripheral side heating coil, the outer peripheral side heating coil, and the outer peripheral side step coil are connected in series and both terminals are pulled out to one side of the coil base, the coil terminals are integrated. While improving manufacturability, the effect that the apparatus can be reduced in size can be obtained.
[0057]
In addition, the inner circumference side step coil, the inner circumference side heating coil, the outer circumference side heating coil and the outer circumference side step coil are connected in series, and the terminal is pulled out from the inner circumference side step coil and the outer circumference side step coil. The length of the penetrating line is short, and the effect of improving the manufacturability is obtained.
[0058]
Also, an inner peripheral side step coil, an inner peripheral side heating coil, an outer peripheral side heating coil, and an outer peripheral side step coil are arranged on one side of the coil base, and the inner peripheral side heating coil is connected to the coil base and the coil inner peripheral side. The outer peripheral heating coil is positioned between the coil base and the outer peripheral step coil, and the inner peripheral step coil and the outer peripheral step coil are disposed on substantially the same plane. Therefore, the effect of improving the workability of the winding can be obtained.
[0059]
In addition, since the coils are wound in the order of adjacent coils in the step direction, an effect of reducing the potential difference between the adjacent coils can be obtained.
[0060]
In addition, the workability of the winding is improved because the terminal is drawn from the inner peripheral side coil and outer peripheral side coil through the inner peripheral side heating coil and outer peripheral side heating coil to the opposite side of the coil base. In addition, since the coil terminals are integrated, the manufacturability is improved, and the apparatus can be further downsized.
[0061]
Moreover, since the lower surface magnetic body is disposed on the same plane as the inner peripheral side step coil and the outer peripheral side step coil, the magnetic coupling is strengthened and the effect of improving the heating efficiency can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a cross-sectional view showing an electromagnetic cooking device according to Embodiment 1 of the present invention.
(B) It is a temperature distribution figure which shows the temperature distribution of the radial direction of the pan bottom in Fig.1 (a).
2 (a) is a top view of a portion of the electromagnetic cooker of FIG. 1 (a) excluding a top plate and a heat insulating material.
(B) It is a bottom view of the electromagnetic cooking device of Fig.1 (a).
3 is an enlarged cross-sectional view showing a coil base portion in FIGS. 1 and 2; FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an electromagnetic cooker in
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an electromagnetic cooker in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing an electromagnetic cooking device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing an electromagnetic cooker in
FIG. 8 is a partial plan view showing an electromagnetic cooking device according to
FIG. 9 (a) is a cross-sectional view showing a conventional electromagnetic cooker.
(B) It is a temperature distribution figure which shows the temperature distribution of the radial direction of the pan bottom in Fig.9 (a).
FIG. 10A is a cross-sectional view showing another conventional electromagnetic cooker.
(B) It is a temperature distribution figure which shows the temperature distribution of the radial direction of the pan bottom in Fig.10 (a).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating coil, 1a Outer peripheral side heating coil, 1b Inner peripheral side heating coil, 1c Inner peripheral side second stage heating coil, 1d Outer peripheral side second stage heating coil, 2 Coil stand, 2a, 2b, 2d, 2e Storage part, 2c, 2f Convex part, 3 Top plate, 4 Pan, 5 Heated object, 6 Center part magnetic body, 7 Coil base bottom surface magnetic body, 8 Thermal insulation, 9, 19 Coilless part, 10, 11, 20 Crossover, 12, 13 Insulating sheet.
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