JP7372168B2 - 加熱調理器 - Google Patents

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Description

本発明は、加熱調理器に関する。
特許文献1には、鍋を収容する有底筒状の収容部に対して、収容部の周方向に間隔をあけて複数のコイルを配置した加熱調理器が開示されている。この加熱調理器では、複数のコイルのうち、1個が通電されて残りが遮断されるように、定められた順番で通電状態を切り換えながら、コイルによって鍋を誘導加熱する。
特開2018-61573号公報
誘導加熱方式の加熱調理器において、コイルへの通電によって生じる磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制には、個々のコイルに対して複数のフェライトコアを配置することが有効である。しかし、コイルに対してフェライトコアを複数配置すると、個々のフェライトコアの配置スペースが必要になるため、機器が大型化する。特許文献1では、複数のフェライトコアの配置に伴う機器の大型化対策について、何も考慮されていない。
本発明は、複数のコイルにそれぞれ複数のフェライトコアを配置することに伴う機器の大型化を防止できる加熱調理器を提供することを課題とする。
本発明の一態様は、鍋を収容する有底筒状の収容部と、前記収容部の外面側に前記収容部の軸線を中心として周方向に並べて配置され、前記鍋を誘導加熱する複数のコイルと、前記コイルに対して個別に配置された第1フェライトコアと、前記収容部の周方向に隣り合う2個の前記コイルに跨がって配置された第2フェライトコアとを備える、加熱調理器を提供する。
本態様では、隣り合うコイルに跨がって第2フェライトコアが配置されているため、1個の第2フェライトコアを2個のコイルが共用できる。よって、個々のコイルに配置するフェライトコアの数の確保と、全てのコイルに配置するフェライトコアの総数の削減という、相反する目的を達成できる。コイルに配置するフェライトコア数の確保によって、コイルへの通電によって生じる磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制の両方を実現できる。フェライトコアの総数、具体的には第2フェライトコアの数の削減によって、第2フェライトコアを配置するためのスペースを削減できるため、機器の大型化を防止できる。
前記コイルの数をNcとすると、前記第1フェライトコア及び前記第2フェライトコアを含むフェライトコアの総数Nfは、Nf=2Nc+Ncを満たす。具体的には、前記第1フェライトコアは、前記軸線が延びる方向から見て、個々の前記コイルに対して前記収容部の径方向に沿って直列に2個配置され、前記第2フェライトコアは、前記軸線が延びる方向から見て、前記収容部の周方向に延びるように配置されている。
本態様では、個々のコイルに対して第1フェライトコア及び第2フェライトコアをそれぞれ複数配置できるため、磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制を確実に実現できる。
前記第1フェライトコアと前記第2フェライトコアとがなす角は、45度以上90度以下である。
本態様では、個々のコイルに対して第1フェライトコアと第2フェライトコアを配置できるため、磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制を確実に実現できる。
前記収容部との間に前記複数のコイルが介在するように前記収容部に取り付けられ、前記第1フェライトコア及び前記第2フェライトコアを全て保持する1個のホルダを備える。
本態様では、複数のコイルに対する複数のフェライトコアの組付性及び組付精度を向上できる。
本発明では、複数のコイルにそれぞれ複数のフェライトコアを配置することに伴う機器の大型化を防止できる。
本発明の実施形態に係る加熱調理器の斜視図。 加熱調理器の断面図。 加熱調理器の分解斜視図。 保護枠、コイル及びフェライトコアの分解斜視図。 コイルを配置した保護枠とフェライトコアを配置したフェライトホルダとの分解斜視図。 保護枠及びコイルの底面図。 保護枠、コイル及びフェライトコアの底面図。 保護枠、コイル、フェライトコア及びフェライトホルダの底面図。 フェライトコアとフェライトホルダを示す下方斜視図。 フェライトコアとフェライトホルダを示す上方斜視図。
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1及び図2は、本発明の実施形態に係る加熱調理器10を示す。この加熱調理器10には、米飯を炊き上げる炊飯器、及び食材を調理する調理器が含まれる。図1及び図2に示すように、加熱調理器10は、有底筒状の鍋15と、鍋15を着脱可能に配置する調理器本体20と、調理器本体20に回転可能に取り付けられた蓋体40とを備える。
鍋15は、磁性材料からなり、調理器本体20内に配置されたコイル29によって誘導加熱される。鍋15は、円形状の底部15aと、底部15aの外周に連なる湾曲部15bと、湾曲部15bに連なる外周部15cとを備える。
調理器本体20は、上端を開口した外装体21と、外装体21の開口を塞ぐ肩体22とを備える。肩体22の背部には、蓋体40を取り付けるヒンジ接続部23が設けられている。調理器本体20は、鍋15を収容する収容部25を備える。収容部25は、円筒状に形成された金属製の内胴26と、受皿状に形成された樹脂(非導電性材料)製の保護枠27とを備える有底筒状であり、肩体22の開口の下部に配置されている。鍋15を収容部25に収容させると、鍋15の軸線Aと収容部25の軸線Bとは一致する。以下の説明では、収容部25の軸線Bを保護枠27の軸線Bと言うことがある。
図2及び図3に示すように、保護枠27において、鍋15が収容される内部とは反対の外側には、鍋15を誘導加熱するコイル29が配置されている。本実施形態のコイル29は、保護枠27の軸線Bを中心として周方向に並べて6個配置されている(図6参照)。
コイル29の外側には複数のフェライトコア30が配置されている(図7参照)。複数のフェライトコア30は1個のフェライトホルダ(ホルダ)31に保持されている(図8参照)。フェライトホルダ31を保護枠27に取り付けることで、これらの間にコイル29が保持されている。なお、図2及び図3において符号36は、磁束が外装体21の外部へ漏れることを防ぐ反射板(防磁板)である。
図1及び図2に示すように、蓋体40は、肩体22の上面を覆う平面視形状の外装体41を備え、ヒンジ接続部23に回転可能に取り付けられている。調理器本体20に対して蓋体40を閉じた状態で、外装体41において鍋15と対向する下面には、内蓋42が設けられている。内蓋42は、鍋15の上端開口の内周面をシールするシール部材43を備える。外装体41に対して内蓋42は、着脱可能に配置されてもよいし、取外不可能に設けてもよい。
図2及び図3を参照すると、調理器本体20内には電源基板45とIH基板46が配置されている。これらは、外装体21と収容部25の間の収容空間28に基板ホルダ47A,47Bを介して配置されている。電源基板45には、電源プラグを有するコードを巻取可能なコードリール48が電気的に接続されている。IH基板46には、コイル29を含む電気部品を制御する制御部(図示せず)が実装されている。
制御部は、単一又は複数のマイクロコンピュータ、及びその他の電子デバイスにより構成される。制御部は、温度センサ49の検出結果に基づいてコイル29を制御し、コイル29によって鍋15を誘導加熱する。これにより、炊飯器の場合には鍋15内の飯米を加熱して米飯を炊き上げ、調理器の場合には鍋15内の食材を加熱して料理を仕上げる。炊飯又は調理の完了後には、引き続いて鍋15内を所定温度に維持するように保温する。
コイル29の制御を具体的に説明すると、制御部は、例えば複数のコイル29のうち、対向位置にある2個を1組のコイル群とし、それぞれのコイル群を個別に制御する。同一組のコイル29は、同時に通電されるとともに、同時に通電が遮断される。制御部は、複数組のコイル群のうち、或るコイル群を通電して残りのコイル群を非通電とし、通電するコイル群を順次切り換える。収容部25の周方向のうちの単一の方向において、通電するコイル群が順次切り換えられる。勿論、制御部は、複数のコイル29を個別に制御してもよい。
コイル29への通電によって生じる磁束の集中と、外装体21の外部への磁束漏れの抑制には、個々のコイル29に対して複数のフェライトコア30を配置することが有効である。しかし、限られたスペース内に配置できるフェライトコア30の数には限界がある。そこで、本実施形態では、外装体21を大型化することなく、個々のコイル29に対して複数のフェライトコア30を配置するために、収容部25の周方向に隣り合う2個のコイル29が1個のフェライトコア30を共用するように構成している。以下、保護枠27に対するコイル29とフェライトコア30の取付構造について具体的に説明する。
図4及び図5に示すように、コイル29は、保護枠27の外面27a側に配置されている。フェライトコア30は、フェライトホルダ31に保持され、コイル29の外側に配置されている。
図2を参照すると、鍋15の湾曲部15bは、鍋15の軸線Aに沿って底部15a(下側)から外周部15c(上側)に向かうに従って、次第に拡径するように所定の曲率で湾曲している。外周部15cは、保護枠27内に位置する第1部分15dと、内胴26内に位置する第2部分15eとを備える。第1部分15dは、湾曲部15bから離れるに従って拡径した円錐筒状である。第2部分15eは、軸線Aに沿って延びる円筒状である。
保護枠27は、鍋15の第1部分15dを取り囲む大きさの受皿状である。保護枠27は、底部15aと間隔をあけて位置する底部27bと、湾曲部15bと間隔をあけて位置する湾曲部27cと、外周部15cの第1部分15dと間隔をあけて位置する外周部27dとを備える。底部27bの中央には、温度センサ49を貫通させて配置する円筒状の貫通部27eが外向きに突設されている。
図4及び図5を参照すると、保護枠27の外面27a側には、保護枠27の周方向に隣り合うコイル29間に位置し、これらを仕切る板状の仕切壁27fが突設されている。複数の仕切壁27fは、底部27bから湾曲部27cにかけて放射状に延在している。周方向に隣り合う仕切壁27fの間には、コイル29の内周部を位置決めする位置決め部27g,27hが設けられている。保護枠27の軸線Bが延びる方向から見て、保護枠27の周方向に隣り合う一対の位置決め部27gは、フェライトホルダ31をネジ止めするためのボスからなる。保護枠27の径方向に隣り合う一対の位置決め部27hは、T字形状のリブからなる。
個々のコイル29は、複数の巻線を巻回した環状であり、高周波電流が通電されることで渦電流を発生させ、鍋15を誘導加熱する。図6を参照すると、コイル29は、概ね卵型の本体と、本体から延設された一対のリード線(図示せず)とを有する。長軸方向の一端側に位置する小径部29aの曲率半径は、長軸方向の他端側に位置する大径部29bの曲率半径よりも小さい。小径部29aと大径部29bにそれぞれ連なる一対の側部29cの曲率半径は、大径部29bの曲率半径よりも大きい。
複数のコイル29は、保護枠27の軸線Bを中心として、保護枠27の周方向に仕切壁27f分の間隔をあけて配置されている。個々のコイル29は、保護枠27の底部27bから外周部27dに沿って延在するように、保護枠27の外面27aに配置されている。より具体的には、小径部29aは、貫通部27e側(図2において下側)に配置され、底部27bに沿って延在している。大径部29bは、内胴26側(図2において上側)に配置され、外周部27dに沿って延在している。一対の側部29cは、底部27b及び外周部27dに沿って延在している。
図4及び図7に示すように、フェライトコア30は、磁性材料からなる直方体状の部材である。複数のフェライトコア30には、コイル29に対して個別に配置された第1フェライトコア30Aと、保護枠27の周方向に隣り合う2個のコイル29に跨がって配置された第2フェライトコア30Bとからなる。
保護枠27の軸線Bが延びる方向から見ると、第1フェライトコア30Aは、径方向に間隔をあけて直列に配置された第1部材30A1と第2部材30A2を備える。これらの全長は同じであり、使用上、第1部材30A1と第2部材30A2に区別はない。直列に配置するとは、幾何学的に厳密な意味での直列(直線上)に限られず、同じコイル29上に位置する範囲で保護枠27の周方向にずらした構成が含まれる。
第1部材30A1は、底部27bに対して平行に位置するように小径部29aの外側に配置され、収容部25の径方向に延在している。コイル29の長軸方向において、内側に位置する第1部材30A1の一端は、小径部29aの頂部よりも外側に位置している。コイル29の長軸方向において、外側に位置する第1部材30A1の他端は、小径部29aの内周部を越えてコイル29の開口内に位置している。
第2部材30A2は、外周部27dに対して平行に位置するように大径部29bの外側に配置され、保護枠27の軸線Bが延びる方向に延在している。コイル29の長軸方向において、内側(下側)に位置する第2部材30A2の一端は、大径部29bの内周部を越えてコイル29の開口内に位置している。コイル29の長軸方向において、外側(上側)に位置する第2部材30A2の他端は、大径部29bの外周部を越えてコイル29の外側に位置している。
第2フェライトコア30Bは、保護枠27の周方向に隣り合う2個の第1部材30A1の間において、一方の側部29cと他方の側部29cに架設されている。第2フェライトコア30Bは、底部27bに対して平行に位置するように側部29cの外側に配置され、収容部25の周方向に延在している。ここで、周方向に延在するとは、保護枠27の軸線Bを中心とする仮想円(図示せず)に対して接する方向に延びることを意味する。
第2フェライトコア30Bの全長は、第1フェライトコア30Aを構成する第1部材30A1及び第2部材30A2のいずれの全長よりも短い。コイル29の短軸方向において、第2フェライトコア30Bの両端はそれぞれ、側部29cの外周部を越えて内周部の近傍に位置している。つまり、第2フェライトコア30Bの両端はそれぞれ、第1部材30A1に対して定められた間隔をあけて位置している。
第1フェライトコア30A及び第2フェライトコア30Bを含むフェライトコア30の総数Nfは、コイル29の数をNcとすると、Nf=2Nc+Ncを満たす。より具体的には、第1フェライトコア30Aの数Nf1は2Ncであり(Nf1=2Nc)、第2フェライトコア30Bの数Nf2はNcである(Nf2=Nc)。
本実施形態では、コイル29の数Ncが6個であるため、第1フェライトコア30Aの数Nf1は12個であり、第2フェライトコア30Bの数Nf2は6個である。但し、コイル29の数Ncは、6個に限られず、2個を1組として制御する場合には4以上の偶数個であれば良いし、個別に制御する場合には3以上の奇数個又は偶数個であっても良い。これらの場合、フェライトコア30の総数Nf、より具体的には第1フェライトコア30Aの数Nf1と第2フェライトコア30Bの数Nf2は、コイル29の数Ncに応じて変わる。
第1フェライトコア30A(第1部材30A1)と第2フェライトコア30Bとがなす角αは、45度以上90度以下の範囲に設定することが好ましく、本実施形態では60度に設定されている。なす角αを過度に小さくすると、個々のコイル29に対するフェライトコア30の配置に偏りが生じ、磁束の集中及び磁束漏れの抑制が不十分になる。なす角αを過度に大きくすると、コイル29に対して第2フェライトコア30を平行に配置できない部分が生じるため、やはり磁束の集中及び磁束漏れの抑制が不十分になる。これらの不都合を防ぐために、なす角αは上記定められた範囲に設定することが好ましい。
図8から図10に示すように、フェライトホルダ31は、前述した配置になるように全てのフェライトコア30を保持し、保護枠27の外面27a側に取り付けられる。これにより、保護枠27とフェライトホルダ31の間に全てのコイル29が介在して保持される(図2参照)。フェライトホルダ31は、保護枠27に固定するためのネジ孔部31aと、定められたコイル29のリード線を電気的に接続する接続部31bと、反射板36及び端子カバー37(図2参照)をネジ止めするためのネジ止め部31cとを備える。
より具体的には、フェライトホルダ31は、中央部32と、中央部32から放射状に突出する第1保持部33と、保護枠27の周方向に隣り合う第1保持部33に連なる枠部34と、枠部34に設けられた第2保持部35とを備える。
中央部32は、軸線Bを中心とする円環状の部分である。中央部32の内部空間には、保護枠27の貫通部27eが貫通して配置される。
第1保持部33は、中央部32を中心として周方向に等間隔をあけて第1フェライトコア30Aと同数(6個)設けられている。第1保持部33は、第1部材30A1を保持する第1部分33aと、第2部材30A2を保持する第2部分33bとを備える。保護枠27への組付状態で第1部分33aは、底部27bに沿って保護枠27の径方向に延在している。保護枠27への組付状態で第2部分33bは、外周部27dに沿って保護枠27の軸線Bに沿って延在している。
より具体的には、第1保持部33は、第1部分33aから第2部分33bにかけて延在する一対の側板部33cと、これらを連結する連結部33dとを備える。第1部分33aには、側板部33cにおけるコイル29と反対側の縁に、第1部材30A1を抜け止めするH字形状の抜止部33eが設けられている。第2部分33bには、側板部33cにおけるコイル29と反対側の縁に、第2部材30A2を抜け止めする突片状の抜止部33fが設けられている。第1部分33aと第2部分33bにおいて、側板部33cにおけるコイル29側には、それぞれ抜止部33e,33fに向けて第1フェライトコア30Aを付勢する弾性片33gが設けられている。
フェライトホルダ31の径方向において、第1保持部33(第1部分33a)の内端は中央部32によって塞がれ、第1保持部33(第2部分33b)の外端は開放されている。第1部分33aに対して第1部材30A1は、径方向の外側から内側に向けて差し込んで配置される。第2部分33bに対して第2部材30A2は、外端の開放部分から差し込んで配置され、連結部33dに当接して位置決めされる。
枠部34は、軸線Bを中心として第1部分33aの外端側に設けられ、図2に示す組付状態で保護枠27の湾曲部27cの下方に位置する。枠部34は、周方向に隣り合う第1保持部33の間の全てに設けられており、全体として軸線Bを中心とする円形状をなす。
第2保持部35は、フェライトホルダ31の径方向において枠部34の内側にそれぞれ設けられ、底部27bに沿って保護枠27の周方向に延在し、第2フェライトコア30Bを保持する。
図10に最も明瞭に示すように、第2保持部35は、第2フェライトコア30Bの外周部を取り囲む外周壁35aを備える。図10を参照すると、外周壁35aのうちのコイル29側の縁には、第2フェライトコア30Bに係止する係止爪35bが設けられている。外周壁35aのうちの係止爪35bとは反対側の縁には、外周壁35aの一部を塞ぐように連結部35cが設けられている。連結部35cには、係止爪35bに向けて第2フェライトコア30を付勢する弾性片35dが設けられている。
第2保持部35に対して第2フェライトコア30Bは、係止爪35b側からフェライトホルダ31の軸方向に差し込んで配置される。
このように構成した加熱調理器10は、以下の特徴を有する。
複数のフェライトコア30には、コイル29に対して個別に配置された第1フェライトコア301と、収容部25の周方向に隣り合う2個のコイル29に跨がって配置された第2フェライトコア30Bが含まれる。つまり、1個の第2フェライトコア30Bを2個のコイル29が共用している。よって、個々のコイル29に配置するフェライトコア30の数の確保と、全てのコイルに配置するフェライトコア30の総数Nfの削減という、相反する目的を達成できる。
コイル29に配置するフェライトコア30の数Nfの確保によって、コイル29への通電によって生じる磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制の両方を実現できる。フェライトコア30の総数Nf、具体的には第2フェライトコア30Bの数Nf2の削減によって、第2フェライトコア30Bを配置するためのスペース、それに伴う第2保持部35の数を削減できるため、機器(外装体21)の大型化を防止できる。
コイル29の数をNcとすると、第1フェライトコア30A及び第2フェライトコア30Bを含むフェライトコア30の総数Nfは、Nf=2Nc+Ncを満たす。具体的には、軸線Bが延びる方向から見ると、第1フェライトコア30Aは、個々のコイル29に対して収容部25の径方向に延びるように間隔をあけて2個配置され、第2フェライトコア30Bは、収容部25の周方向に延びるように配置されている。そのため、個々のコイル29に対して第1フェライトコア30A及び第2フェライトコア30Bをそれぞれ複数配置できる。よって、磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制を確実に実現できる。
第1フェライトコア30Aと第2フェライトコア30Bとがなす角αは、45度以上90度以下である。そのため、個々のコイル29に対して第1フェライトコア30Aと第2フェライトコア30Bを均等に配置できる。よって、磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制を確実に実現できる。
第1フェライトコア30A及び第2フェライトコア30Bを全て保持する1個のフェライトホルダ31を備え、フェライトホルダ31と収容部25との間に複数のコイル29を保持する。そのため、複数のコイル29に対する複数のフェライトコア30の組付性及び組付精度を向上できる。
なお、本発明の加熱調理器10は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、コイル29の数Ncは、前述のように4以上の偶数個であってもよいし、3以上の奇数個又は偶数個であってもよい。
隣り合うコイル29に跨がって配置する第2フェライトコア30Bは、それぞれ2個以上であってもよい。収容部25の径方向に延在する第1フェライトコア30Aは、1個であってもよいし、3個以上であってもよい。つまり、第1フェライトコア30A及び第2フェライトコア30Bの数と配置は、磁束の集中と、機器の外部への磁束漏れの抑制を実現できる範囲で、必要に応じて変更してもよい。
フェライトホルダ31は、個々のコイル29に対して個別に設けられてもよいし、個々のフェライトコア30に対して個別に設けられてもよい。
10 加熱調理器
15 鍋
15a 底部
15b 湾曲部
15c 外周部
15d 第1部分
15e 第2部分
20 調理器本体
21 外装体
22 肩体
23 ヒンジ接続部
25 収容部
26 内胴
27 保護枠
27a 外面
27b 底部
27c 湾曲部
27d 外周部
27e 貫通部
27f 仕切壁
27g,27h 位置決め部
28 収容空間
29 コイル
29a 小径部
29b 大径部
29c 側部
30 フェライトコア
30A 第1フェライトコア
30A1 第1部材
30A2 第2部材
30B 第2フェライトコア
31 フェライトホルダ(ホルダ)
31a ネジ孔部
31b 接続部
31c ネジ止め部
32 中央部
33 第1保持部
33a 第1部分
33b 第2部分
33c 側板部
33d 連結部
33e,33f 抜止部
33g 弾性片
34 枠部
35 第2保持部
35a 外周壁
35b 係止爪
35c 連結部
35d 弾性片
36 反射板
37 端子カバー
40 蓋体
41 外装体
42 内蓋
43 シール部材
45 電源基板
46 IH基板
47A,47B 基板ホルダ
48 コードリール
49 温度センサ
A 鍋の軸線
B 収容部の軸線

Claims (2)

  1. 鍋を収容する有底筒状の収容部と、
    前記収容部の外面側に前記収容部の軸線を中心として周方向に並べて配置され、前記鍋を誘導加熱する複数のコイルと、
    前記コイルに対して個別に配置された第1フェライトコアと、
    前記収容部の周方向に隣り合う2個の前記コイルに跨がって配置された第2フェライトコアとを備え
    前記第1フェライトコアは、前記軸線が延びる方向から見て、個々の前記コイルに対して前記収容部の径方向に沿って直列に2個配置され、
    前記第2フェライトコアは、前記軸線が延びる方向から見て、前記収容部の周方向に延びるように配置されている、加熱調理器。
  2. 前記第1フェライトコアと前記第2フェライトコアとがなす角は、45度以上90度以下である、請求項に記載の加熱調理器。
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