JP5071489B2 - 電磁調理器 - Google Patents

Description

本発明は、電磁調理器に関し、とりわけ電磁誘導式の加熱コイルに大電流を供給する電気回路部品を有する電磁調理器に関する。

電磁調理器は、炎を使わず、加熱コイル（電磁誘導コイル）を用いて鍋底に渦電流を形成することにより、鍋自体を発熱させるので安全性が高い。しかも電磁調理器は、熱効率が高く、調理に要する時間とコストを節約できるので、極めて優れた調理器具である。このため、電磁調理器は、これまでのガス調理器を凌ぐ勢いで、近年ますます普及しつつある。

この電磁調理器は、概略、誘導加熱式の加熱コイルと、これに大電流を制御可能に供給するためのさまざまな電子部品とを備える。これらの加熱コイルおよび電子部品は、一般に、これらの正常な動作を保証するため、冷却ファン（プロペラファン）を有する送風機を用いて冷却する必要がある。こうした電子部品には、動作時の発熱量が極めて高いため、より十分に冷却しなければならないもの（例えば、ＩＧＢＴおよびダイオードブリッジ）と、発熱量が比較的に低いもの（例えば、コンデンサなど）とが含まれる（以下、便宜上、こうした発熱量の高い部品を高発熱部品、比較的に低い部品を低発熱部品という。）。通常、こうした高発熱部品にはヒートシンクが固着され、冷却面積を増大させることにより、冷却効果を増大させるように工夫されている。

また、送風機の冷却ファンの回転速度を上げることにより、冷却効果を増大させることもできる。しかし、回転速度の増加に伴い、冷却ファンによる騒音が著しく増大し、ユーザに対し不快感を与える。近年、とりわけ、調理火力のより大きい電磁調理器が人気を博しているので、加熱コイルへ供給すべき電流は、ますます大きくなりつつある。こうした状況にあって、加熱コイルにさらに大容量の電流を供給するとき、ユーザに不快感を与えることなく、高発熱部品をいっそう効率よく冷却する技術の開発が強く望まれている。

具体的には、従来式の電磁調理器は、加熱コイルを含む上部ユニットと、駆動回路部を含む下部ユニットに対して互いに分離された冷却経路を備え、加熱コイルを冷却するための第１の冷却ファンモータが上部ユニットの冷却経路内に配置され、駆動回路部を冷却する第２の冷却ファンモータが下部ユニットの冷却経路内に配置されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、別の従来式の電磁調理器は、略密閉状態にある本体に吸気専用ファンと排気専用ファンを配置することにより、吸排気経路を確保して、本体内の機器を効率よく冷却している（例えば、特許文献２参照。）。

特開平３−１１４１７８号公報
特開平１１−３５４２６４号公報

しかしながら、特許文献１によれば、上部ユニットおよび下部ユニットに対して冷却経路を分離することにより、下部ユニットの排気が上部ユニットの吸気に混入することを防止でき、上部ユニット内部の冷却効率を向上させることはできるものの、駆動回路部を構成する高発熱部品および低発熱部品の両方は、下部ユニット内において同様に冷却されるので、高発熱部品をより効率よく冷却するためには、依然として、第２の冷却ファンモータの回転数を増大させる必要があり、モータによる騒音を低減することはできなかった。

また、特許文献２によれば、本体を略密閉状態にして、吸気専用ファンと排気専用ファンを設けることにより、吸排気経路を確保して、本体内の冷却効率を向上させることができるが、これらの２つのファンは、本体内の任意の位置に配置されるため、高発熱部品および低発熱部品は同様に冷却され、とりわけ高発熱部品をより十分に冷却したい場合、本体内全体の吸排気量を増大させなければならず、特許文献１と同様、ファンの回転数増大による騒音を低減することはできなかった。

そこで本発明は、こうした問題を解消するためになされたもので、送風機の冷却ファンの回転数を極力抑え、これにより生じる騒音を実質的に低減しながら、ＩＧＢＴなどの高発熱部品をよりいっそう効率的に冷却できる電磁調理器を実現することを目的とする。

本発明の電磁調理器は、加熱コイルと、前記加熱コイルの下方に配設され、排気口を有する天板と、複数の冷却フィンを有し、回路部品が固着される一対のヒートシンクと、換気ファンとを備え、前記ヒートシンクと前記換気ファンは前記天板の下方に設けられ、前記一対のヒートシンクは、前記冷却フィンの先端面が互いに対向し、かつ間隙を介して離間するように配設され、冷却チャンバを形成し、前記換気ファンと前記冷却チャンバとの間に、前記換気ファンから吹き出す気流の一部を前記チャンバ方向へ導くとともに内部に冷却ファンを収容する導風ダクトを更に備え、前記排気口と前記換気ファンとの間に、前記導風ダクトの外側を通る風路が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、回転数の少ないファンで極めて効率よく冷却することができ、より静かな送風機を有する電磁調理器を実現することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態による据置型電磁調理器を示す斜視図である。 図２は、図１に示す電磁調理器のトッププレートおよび筐体の一部の天板を取り外した後の一部破断平面図である。 図３は、図１のIII−III線から見た断面図である。 図４は、図２に示すヒートシンク、冷却チャンバ、および冷却用送風機を示す斜視図である。 図５は、択一的なヒートシンク、冷却チャンバ、および冷却用送風機を示す斜視図である。 図６は、第２の実施の形態による電磁調理器の図２と同様の一部破断平面図である。 図７は、図３と同様の断面図である。 図８は、第３の実施の形態による換気用送風機の換気ファンと冷却用送風機の冷却ファンの回転方向を示す拡大断面図である。 図９は、第４の実施の形態による電磁調理器の図３と同様の断面図である。 図１０は、導風板および換気用送風機の冷却ファンの拡大図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る電磁調理器の実施の形態を説明する。各実施の形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば、「水平方向」および「垂直方向」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。

実施の形態１．
電磁調理器は、一般に、卓上に設置して使用する据置型と、システムキッチンに組み込んで利用するビルトイン型に大別されるが、基本的構造は両者において同等である。ここでは、図１ないし図５に示す据置型の電磁調理器を参照しながら、本発明による実施の形態１について以下詳細に説明する。本発明の実施の形態１による電磁調理器の斜視図である図１において、電磁調理器１は、一般に、ガラスなどで形成されたトッププレート３、その下方に配置された２つの加熱コイル４、グリル部５、ダイヤル式火力調整部６、表示部７、吸気開口部８および排気開口部９を備える。また、この電磁調理器１は、破線で示す筐体１０を内部に有する。

図２は、図１の電磁調理器１のトッププレート３および加熱コイル４を取り外した後の筐体１０を上から見た平面図であって、さらに筐体１０の一部の天板１２を取り外して、筐体１０の内部構成を図示している（後述の導風ダクトの天板も取り外して図示している。）。図２において、筐体１０は、吸気開口部８に隣接した位置に１つの吸気口１４と、加熱コイル４の下方に相当する位置における筐体の天板１２に複数の微小排気口１６とを有する。この吸気口１４および微小排気口１６は、詳細図示しないが、吸気開口部８および排気開口部９とそれぞれ流体連通している。こうして、吸気開口部８、筐体１０の吸気開口部８と複数の微小排気口１６、および排気開口部９により、空気の連通路（風路）が形成されている。

図３は、図１のIII−III線から見た断面図である。本発明の電磁調理器１は、図２および図３に示すように、概略、筐体１０内全体に空気を送り込むための換気用送風機（第１の送風機）２０と、２つの加熱コイル４に大電流を制御可能に供給するための電気回路部３０とを備える。換気用送風機２０は、換気ファン２２を有し、吸気口１４に隣接して配置される。また、電気回路部３０は、筐体１０内に収容され、好適には、吸気開口部８により近い加熱コイル４の直下に配置されるが、排気開口部９に近接する加熱コイル４の直下、または両方の加熱コイル４の直下に配置することも可能である。

この電気回路部３０は、回路基板３２、その上に実装されたコンデンサなどの動作時発熱量の比較的に小さい複数の低発熱部品（第１の回路部品）３４とＩＧＢＴなどの動作時発熱量の比較的に大きい複数の高発熱部品（第２の回路部品）３６、および高発熱部品３６だけを専ら冷却するための冷却用送風機（第２の送風機）４０を有する。

図４の拡大図から明らかなように、高発熱部品３６は、冷却効果（冷却面積）を増大させるために、水平方向に延びる複数の冷却フィン３９を有する一対のヒートシンク３８ａ，３８ｂに固着されている（各ヒートシンク３８ａ，３８ｂに対してそれぞれ４個ずつの高発熱部品３６が固着されている）。各ヒートシンク３８ａ，３８ｂは、実質的に同一形状を有し、それぞれの冷却フィン３９の先端面が互いに対向し、かつ微小間隙を介して離間するように配置されている。したがって、ヒートシンク３８ａ，３８ｂの冷却フィン３９の間には、複数の空間５０（冷却チャンバ）が形成されている。なお、各ヒートシンク３８ａ，３８ｂは、互いに異なる電位を有するので、これらの間に絶縁部材（図示せず）を設けることが好ましい。

冷却用送風機４０は、冷却ファン４２と、これを収容し、これにより形成された気流を効率よくヒートシンク３８ａ，３８ｂへ案内するための導風ダクト４４とを有する。導風ダクト４４とヒートシンク３８ａ，３８ｂは近接しているが、冷却ファン４２とヒートシンク３８ａ，３８ｂは、導風ダクト４４内の静圧を高めるために、導風ダクト４４の長さの半分程度の距離を置いて配置される。

次に、第１の実施の形態による電磁調理器１の動作について以下説明する。電磁調理器１を使用すると、加熱コイル４、低発熱部品３４、および高発熱部品３６が発熱し、これらを冷却するために換気用送風機２０が作動する。換気用送風機２０は、筐体１０内の静圧を大気圧よりも増大させることができる。こうして、換気用送風機２０より吸気開口部８から取り入れられた空気の流れ（気流）が、まず低発熱部品３４と高発熱部品３６を冷却し、複数の微小排気口１６を介して排気された気流が、加熱コイル４に衝突し、これを冷却する。加熱コイル４を冷却した気流は、排気開口部９から排気される。

一方、冷却用送風機４０は、換気用送風機２０が作動した状態で作動し、換気用送風機２０により生じた気流の流速を加速することができる。すなわち、冷却用送風機４０は、筐体１０内の静圧よりもさらに高い静圧を導風ダクト４４内に形成することができる。こうして、導風ダクト４４から吹き出される気流は、より大きい流速を有するので、換気用送風機２０だけで形成される気流よりも効率的に高発熱部品３６を冷却することができる。

上記のように、本発明の電磁調理器１においては、より十分に冷却する必要のある部品だけを専ら（集中的に）冷却する冷却用送風機４０を別途設けたので、換気用送風機２０の回転数を極力抑えることができる。さらに、冷却用送風機４０は、換気用送風機２０により生じた気流の流速を加速するため、冷却ファン４２の回転数をあまり増大させなくても、高発熱部品３６を十分に冷却できる流速を有する気流を実現することができる。実際のところ、冷却用送風機４０により形成される気流量は、換気用送風機２０により形成される気流量の１／３ないし１／２程度でよく、冷却用送風機４０の寸法（ファン直径）は、換気用送風機２０の寸法の１／２ないし２／３程度でよいことが確認されている。これに応じて、冷却ファン４２の回転による騒音も、換気ファン２２よりも相当に小さくできる。

さらに、図２および図３に示すように、換気用送風機２０および冷却用送風機４０により生じる気流の方向が実質的に同一であるので、形成される気流の方向が異なる場合と比べて、冷却用送風機４０は、より速い流速の気流を得ることができる。換言すると、冷却用送風機４０は、より小さい回転数で、冷却効果の十分高い所定の気流流速を有する気流を供給することができる。こうして、換気用送風機２０および冷却用送風機４０のファン２２，４２の回転速度を低減して、回転騒音を実質的に削減することができる。

加えて、図４に示すように、第１の実施の形態によるヒートシンク３８ａ，３８ｂの冷却フィン３９は、冷却チャンバ５０を形成しており、ヒートシンク３８ａ，３８ｂに近接した導風ダクト４４から吹き出されるすべての気流は、実質的に、この冷却チャンバ５０内へ案内されるので、より効率的にヒートシンク３８ａ，３８ｂを冷却することができる。すなわち、第１の実施の形態によれば、加速された気流が冷却チャンバ５０内へ案内されるので、回転数の少ない冷却ファン４２で、極めて効率よく高発熱部品３６を冷却できる。こうして、より静かな冷却用送風機４０を有する電磁調理器１を実現することができる。

上記の実施の形態では、冷却チャンバ５０は、互いに対向して、離間するように配置された一対のヒートシンク３８ａ，３８ｂの間に形成されていた。択一的には、図５に示すように、高発熱部品３６が回路基板３２に対して平行に実装され、垂直方向に延びる複数の冷却フィン３９を有する１つのヒートシンク３８が高発熱部品３６上に固着され、さらに冷却フード５２がヒートシンク３８の上方を覆うように配置されている。このとき、冷却チャンバ５０は、冷却フィン３９と冷却フード５２の間に形成されている。こうして得られた冷却チャンバ５０は、第１の実施の形態と同様、導風ダクト４４に近接して配置され、導風ダクト４４から吹き出される実質的に殆どすべての気流が冷却チャンバ５０内へ案内されるので、より効率的にヒートシンク３８ａ，３８ｂを冷却することができる。これにより、より静かな冷却用送風機４０を有する電磁調理器１を実現することができる。

さらに、上記の実施の形態においては、冷却用送風機４０は、ヒートシンク３８の気流上流側に隣接して配置されているが、気流下流側に隣接して配置することもできる。ただし、気流下流側に配置される冷却用送風機は、複数の冷却チャンバ５０からの気流を吸引することになるが、気流は、冷却チャンバ５０から吹き出され、当然に冷却フィン３９からは吹き出されないので、吸引すべき気流の流速は、位置に起因したばらつきを有する。したがって、冷却ファン４２が変速的な気流を横断する方向に回転する際に、より大きい回転騒音が生じてしまう。したがって、冷却用送風機４０は、ヒートシンク３８の気流上流側に隣接して配置されることが好ましい。

実施の形態２．
図６および図７を参照しながら、本発明による第２の実施の形態について以下詳細に説明する。第２の実施の形態による電磁調理器２は、電気回路部３０の配置構成以外は、第１の実施の形態の電磁調理器１と同様の構成を有するので、重複する内容については説明を省略する。

第２の実施の形態による電磁調理器２によれば、図６に示すように、冷却用送風機４０は、換気用送風機２０の直ぐ下流側に配置され、換気用送風機２０により形成された気流の流速を加速する。さらに、各送風機２０，４０により生じる気流の方向は、第１の実施の形態と同様、実質的に同一である。

また、第２の実施の形態の電気回路部３０において、高発熱部品３６および一対のヒートシンク３８ａ，３８ｂは、冷却用送風機４０の気流下流側であって、回路基板３２の略中央に配置され、低発熱部品３４は、高発熱部品３６を挟んで回路基板３２の両側に配置されている。

こうして構成された電磁調理器２において、換気用送風機２０および冷却用送風機４０により生じた気流は、低発熱部品３４および高発熱部品３６を冷却して、一部は微小排気口１６を介して加熱コイル４を冷却するが、一部は筐体１０の端壁１８に衝突して、吸気口１４付近まで逆流し、いわゆる循環流が形成される。循環流は、低発熱部品３４および高発熱部品３６を冷却した後の気流であるので、その温度は、大気から取り込まれる気流よりも高い。そこで、第２の実施の形態による冷却用送風機４０の導風ダクト４４は、第１の実施の形態の導風ダクトよりも長く、高発熱部品３６（ヒートシンク３８）から、実質的に換気用送風機２０まで延びるように設計されている。これにより、高温の循環流が導風ダクト４４内に取り込まれることなく、効率的にヒートシンク３８を冷却することができる。こうして、冷却用送風機４０の冷却ファン４２の回転速度を低減して、冷却ファン４２による騒音を低減することができる。

実施の形態３．
図８を参照しながら、本発明による第３の実施の形態について以下詳細に説明する。第３の実施の形態による電磁調理器は、冷却用送風機４０の冷却ファン４２と換気用送風機２０の換気ファン２２の回転方向が異なる点以外は、第１および第２の実施の形態の電磁調理器１，２と同様の構成を有するので、重複する内容については説明を省略する。

上述のように、第１および第２の実施の形態の電磁調理器１，２によれば、換気用送風機２０の換気ファン２２と冷却用送風機４０の冷却ファン４２とは同一方向に回転するように設計されていた。しかし、第３の実施の形態による電磁調理器によれば、図８に示すように、冷却フード２２と冷却ファン４２の回転方向が互いに異なる。

一般に、プロペラファンが形成する気流は、微視的に見れば、気流方向成分とこれと直交する周方向成分とからなる気流ベクトルを有する。そして同一方向に回転する２つのプロペラファンが気流方向に直列的に配置されたとき、上流側ファンが形成する気流が、下流側ファンに衝突して、これに運動エネルギを与え、むしろその流速が小さくなることがある。しかし、上流側ファンと下流側ファンが互いに異なる方向に回転するとき、それぞれのファンにより生じる気流の気流ベクトルが互いに異なるので（すなわち、直交方向成分が逆方向となるので）、上流側ファンの気流の流速が下流側ファンにより弱められることはない。
第３の実施の形態においては、換気ファン２２により生じた気流の流速が冷却ファン４２により減速されることを防止するために、冷却ファン２２と冷却ファン４２の回転方向を互いに異なるように設計されている。こうして、巨視的に見れば、導風ダクト４４内の静圧を、筐体１０内の静圧よりも実質的に増大させることができ、ヒートシンク３８ひいては高発熱部品３６をより効率的に冷却することができる。

なお、上記の実施の形態においては、換気用送風機２０の換気ファン２２と冷却用送風機４０の冷却ファン４２は、プロペラファンであるとして説明したが、当業者ならば容易に理解されるように、シロッコファンおよびターボファンなどの任意の型式のファンを用いて本発明の電磁調理器を構成することができる。

実施の形態４．
図９および図１０を参照しながら、本発明による第４の実施の形態について以下詳細に説明する。第４の実施の形態による電磁調理器は、換気用送風機２０と冷却用送風機４０の間に少なくとも１つの導風板をさらに備えたこと以外は、第１ないし第３の実施の形態の電磁調理器と同様の構成を有するので、重複する内容については説明を省略する。

図９を参照すると、上述のように、第４の実施の形態による電磁調理器５１は、換気用送風機２０と冷却用送風機４０の間に少なくとも１つの導風板４６を有する。この導風板４６の主面は、換気用送風機２０が形成する気流の方向に対して実質的に平行となるように配置されている。これにより、微視的に見たとき、気流ベクトルの気流方向成分が阻害されることなく、周方向成分が導風板４６に衝突して整流される。したがって、巨視的に見たとき、換気用送風機２０から冷却用送風機４０に流れる気流が周方向に拡散することなく、冷却用送風機４０の上流側おける静圧を実質的に増大させることができる。すなわち、同じ冷却能力を有する冷却用送風機４０を用いた場合であっても、導風板４６を用いることにより、冷却用送風機４０の上流側の静圧を上昇させて、ヒートシンク３８へ流入される気流量を増大させることができる。こうして、ヒートシンク３８ひいては高発熱部品３６をさらにいっそう効率的に冷却することができる。

導風板４６は、上述のように、気流ベクトルの気流方向成分を阻害せず、周方向成分を整流して、冷却用送風機４０の上流側おける静圧を実質的に増大させるものであれば、任意の形状を有することができる。例えば、図９および図１０（ａ）に図示するように、互いに直交するように組み立てられた２枚の導風板４６を換気用送風機２０の下流側に配置してもよい。このとき、一方の導風板４６ａが回路基板３２に対して平行に、他方の導風板４６ｂが回路基板３２に対して垂直となるように配置されているが、図１０（ｂ）に示すように、導風板４６ａ，４６ｂを回路基板３２の主面とは無関係な方向に配置してもよい。すなわち、導風板４６ａ，４６ｂの主面の法線方向は任意である。

さらに、図１０（ａ）および図１０（ｂ）で示す２枚の導風板４６は、その主面が互いに直交するように組み立てられているが、直角以外の任意の角度をなすように組み立ててもよい（図示せず）。さらに、図１０（ｃ）で示すように、複数の導風板４６を格子状に構成してもよい。このとき各導風板４６の主面の法線方向は、同様に任意である。

上述のように、少なくとも１つの導風板４６を用いて、冷却用送風機４０の上流側おける静圧を実質的に増大させ、ヒートシンク３８ひいては高発熱部品３６をさらにいっそう効率的に冷却することができるとともに、冷却ファン４２の回転数を低減することができ、ファンの回転騒音を著しく低減することができる。

１，２，５１ 電磁調理器、３ トッププレート、４ 加熱コイル、５ グリル部、６ ダイヤル式火力調整部、７ 表示部、８ 吸気開口部、９ 排気開口部、１０ 筐体、１２ 天板１４ 吸気口、１６ 微小排気口、１８ 端壁、２０ 換気用送風機（第１の送風機）、２２ 換気ファン、３０ 電気回路部、３２ 回路基板、３４ 低発熱部品（第１の回路部品）３６ 高発熱部品（第２の回路部品）、３８ ヒートシンク、３９ 冷却フィン、４０ 冷却用送風機（第２の送風機）、４２ 冷却ファン、４４ 導風ダクト、４６ 導風板、５０ 冷却チャンバ。

Claims (8)

1. 加熱コイルと、
   前記加熱コイルの下方に配設され、排気口を有する天板と、
   複数の冷却フィンを有し、回路部品が固着される一対のヒートシンクと、
   換気ファンとを備え、
   前記ヒートシンクと前記換気ファンは前記天板の下方に設けられ、
   前記一対のヒートシンクは、前記冷却フィンの先端面が互いに対向し、かつ間隙を介して離間するように配設され、冷却チャンバを形成し、
   前記換気ファンと前記冷却チャンバとの間に、前記換気ファンから吹き出す気流の一部を前記チャンバ方向へ導くとともに内部に冷却ファンを収容する導風ダクトを更に備え、
   前記排気口と前記換気ファンとの間に、前記導風ダクトの外側を通る風路が形成されることを特徴とする電磁調理器。
2. 前記風路は、前記導風ダクトの上方で前記導風ダクトの外側を通ることを特徴とする請求項１に記載の電磁調理器。
3. 前記導風ダクトの上面は、前記換気ファンの高さ方向において、前記換気ファンの高さよりも低い位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載の電磁調理器。
4. 前記風路は、前記導風ダクトの側方で前記導風ダクトの外側を通ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁調理器。
5. 前記風路は、前記導風ダクトの両側で前記導風ダクトの外側を通ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁調理器。
6. 前記導風ダクトの側面間の幅は前記換気ファンの直径よりも短いことを特徴とする請求項５に記載の電磁調理器。
7. 前記ヒートシンクの両側に前記回路部品よりも発熱量の少ない他の回路部品が設けられ、前記換気ファンと前記他の回路部品との間に前記導風ダクトの外側を通る風路が形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電磁調理器。
8. 前記導風ダクトから吹き出される実質的に殆どすべての気流が前記冷却チャンバ内へ案内されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電磁調理器。

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