JPH05114471A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータ部品の実装の複雑さと外部への輻
射、伝導雑音が多いという問題を解決し、組立が簡単で
高密度実装の可能な、小型の漏洩雑音の少ない誘導加熱
調理器を提供することを目的とする。 【構成】 半導体スイッチング素子の冷却フィン７４，
７５を取り囲むようにインバータ基板２４を設け、この
上に高周波電源コンデンサ６１、共振コンデンサ６２
ａ，６２ｂなどの高周波回路部を冷却フィン７４，７５
の近傍に位置するように設け、フィルタコンデンサ４
２、コモンモードチョークコイル４３，４４、フィルタ
コンデンサ５７などの低周波交流濾波部と全波整流器５
８とフィルタコンデンサ５９、チョークコイル６０など
の低周波直流濾波部を高周波回路部の周囲に沿って配設
することにより組立性の良い、輻射、伝導雑音の少ない
誘導加熱調理器が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導加熱調理器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高周波磁界により負荷鍋底に渦電
流を誘起して加熱する誘導加熱調理器は、清潔で安全
で、高効率な調理手段として注目されており、さらに、
２００Ｖの電源利用により、高出力化が図られている。

【０００３】以下、図６を参照しながら従来の誘導加熱
調理器について説明する。図６は天板を取り除いた本体
内部の平面図である。図に示すように、破線で示す加熱
コイル１下部に位置する筐体２の底面に設けられた開口
部３近傍に冷却ファン４が設けられている。スイッチン
グトランジスタ５とその冷却フィン６が冷却ファン４の
近傍に配置され、その後部に共振コンデンサ７ａと高周
波電源コンデンサ７ｂが一体化され中央の端子を共用端
子とした３端子のコンデンサ７があり、スイッチングト
ランジスタ５のエミッタから高周波電源コンデンサ７ｂ
の端子とが絶縁電線１９ａによって接続され、スイッチ
ングトランジスタ５のコレクタと同電位であるヒートシ
ンク６と共振コンデンサ７ａの端子とが絶縁電線１８に
よって接続されている。

【０００４】図示されていないが加熱コイル１の両端子
は共振コンデンサ７ａの両端に並列接続される。チョー
クコイル８は後部の排気口付近に置かれリード線８ｂに
よって電源基板１１と、リード線８ａによって共振コン
デンサ７ａの端子に接続される。本体前部にはパワー調
節用の可変抵抗や表示用のＬＥＤが印刷配線板に取りつ
けられた表示基板９が設けられており、接続線１０ｂに
よって遠隔操作用の電源スイッチ１０ａが引き出されて
いる。

【０００５】電源基板１１も冷却ファン４の近傍に固定
され、冷却フィンが上部を覆うようにとりつけられてい
る整流器１１ｃと、整流器１１ｃの直流出力間に接続さ
れるコンデンサ１１ｂと、商用電源電位間に接続される
コンデンサ１１ａなどを載置し電気接続している。制御
基板１５はインバータの制御回路部品を固定接続してい
る。電源コード１７ｂは３芯で構成され本体後部に固定
され、内部配電線１６ａ，１６ｂによって端子台１２に
て接続され、アース線１６ｃは筐体の導電部にビスにて
固定されている。端子台１２には配電線１６ａ、１６ｂ
間にサージアブソーバ１３が接続され、配電線１６ｂに
はチョークコイル１４の一端が接続され、チョークコイ
ル１４の他端は電源基板１１のコネクタに接続されてい
る。電源スイッチ１０ａに接続された配電線１０ａは電
源基板１１と配電線１６ａに接続される。

【０００６】上記構成において、電源スイッチ１０ａを
投入すると内部配電線１６ａ，１６ｂとチョークコイル
１４とを介して電源基板１１に商用電源電圧が供給され
る。電源基板１１上の全波整流器１１ｃによって商用電
源電圧は整流されチョークコイル８を介して高周波電源
コンデンサ７ｂに印加される。この高周波電源コンデン
サ７ｂを高周波電源として加熱コイル１とこれに並列接
続された共振コンデンサ７ａの共振回路が半導体スイチ
ングトランジスタ５のオンオフ動作により励起され加熱
コイル１に高周波電流を供給する。このスイッチングト
ランジスタ５のオン、オフ制御は制御基板１５上の制御
回路が行い、加熱コイル１上部のセラミックプレートで
構成された天板上に負荷鍋を置くとこれを制御回路１５
が検知して、使用者のパワー設定に対応する表示基板９
上の可変抵抗の値に応じて表示ＬＥＤを点灯するととも
に、スイッチングトランジスタ５の導通期間を制御して
出力を制御する。

【０００７】また、加熱コイル１、共振コンデンサ７
ａ、高周波電源コンデンサ７ｂ、スイッチングトランジ
スタ５で構成される高周波回路部から商用電源に漏洩す
る端子雑音は直流側ではチョークコイル８とコンデンサ
１１ｂで濾波され、交流側ではチョークコイル１４とコ
ンデンサ１１ａで濾波される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の構
成では、内部配電線１６ａ，１６ｂ、絶縁電線１８，１
９ａ、リード線８ａ，１９ｂなど１０Ａ以上の電流が流
れ１００Ｖ以上の電圧が印加するので導体径が太く絶縁
物の厚みも厚くする必要がありトータル径の太いものを
使用する必要がある。従って配線作業に手間がかかると
ともに、加熱コイル１が上部にあるのでその磁束がイン
バータ回路に鎖交するので高周波雑音が部品やリード線
に誘起され、電源コード１７ｂから商用電源へと漏洩し
ていく雑音端子電圧が大きくまた、内部配電線１６ａ，
１６ｂ、絶縁電線１８，１９ａ、リード線８ａ，１９ｂ
などの空間的な配置のずれによりその雑音端子電圧レベ
ルが変動する恐れがある。

【０００９】また、電源線とアース間には１０ｋＶ以上
の雷サージが印加する恐れがありこのような場合には電
源プラグ１７ａ内部で放電が起こりその放電に伴う高周
波ノイズがアース線１６ｃを介して筐体２に伝導し筐体
２と制御基板１５間あるいは筐体２と信号線間の浮遊容
量で制御基板内に高周波ノイズが進入してマイクロコン
ピュータを暴走させたり破壊する恐れがあった。

【００１０】さらに、商用電源線間に雷サージが印加し
た場合には、サージアブソーバ１３が、電圧をクリップ
して抑制するが、サージアブソーバ１３には動作抵抗が
あり、サージアブソーバ１３に流れ込む電流が増加する
とクリップ電圧が上昇するため、さらにチョークコイル
１４、コンデンサ１１ａ、コンデンサ１１ｂの共振回路
ループにステップ電圧を供給することになるので共振電
圧が発生しそのピーク電圧が全波整流器１１ｃあるいは
スイッチングトランジスタ５などの電圧耐量を越え、そ
れらを破壊する恐れがあった。

【００１１】本発明は上記課題を解決するもので、イン
バータ部品の配線を簡素化するとともに部品の高密度な
実装をし、また外部への輻射雑音、伝導雑音の漏洩を抑
制することを第１の目的としている。

【００１２】第２の目的は、商用電源線を経由して外部
に漏洩する伝導雑音を低減することにある。

【００１３】第３の目的は、インバータ部品の組立を容
易にするとともに、本体組立時の配線作業を簡略化し高
密度な実装をして機器を小型化することにある。

【００１４】第４の目的は、アースと商用電源線間に雷
サージが印加してもマイクロコンピュータでデジタル制
御する制御回路が誤動作もしくは破壊しないようにする
ことにある。

【００１５】第５の目的は、商用電源線間に雷サージが
印加したとき、インバータの整流器やスイッチング素子
あるいはフライホイールダイオードなどの半導体素子に
短時間印加するトランジェント電圧によって、それらの
素子が破壊することのないようにすることである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そして上記第１の目的を
達成するために本発明の第１の手段は、加熱コイルと、
前記加熱コイルと共振回路をなす共振コンデンサと前記
共振回路の電源となる高周波電源コンデンサと、前記共
振回路を励起する半導体スイッチング素子と、低周波交
流を低周波直流に整流する整流器と、前記低周波交流に
重畳する高周波成分を除去する低周波交流濾波部と、前
記低周波直流に重畳する高周波成分を除去する低周波直
流濾波部と、前記半導体スイッチング素子の冷却フィン
と、前記冷却フィンの周囲に配置され電気部品を載置し
印刷された導電線により電気接続する印刷配線板とを備
え、前記共振コンデンサおよび高周波電源コンデンサか
らなる高周波回路部を前記印刷配線板上の前記冷却フィ
ン付近に設けるとともに、前記低周波交流濾波部、前記
整流器、前記低周波直流濾波部、前記高周波回路部の順
に前記高周波回路部の周部に沿って前記印刷配線板上に
配設する構成としたものである。

【００１７】また上記第２の目的を達成するために本発
明の第２の手段は、加熱コイルと、前記加熱コイルに高
周波電流を供給するインバータと、前記インバータ部品
を載置し電気接続する印刷配線板とを備え、前記印刷配
線板面に形成される前記インバータの低周波交流部配電
線は少なくとも１ヶ所以上、極性の異なる他の低周波交
流部配電線をその近傍にて横断する部分を設ける構成と
したものである。

【００１８】また第３の目的を達成するために本発明の
第３の手段は、加熱コイルと、共振コンデンサと、高周
波電源コンデンサと、前記加熱コイルと共振コンデンサ
からなる共振回路を励起する半導体スイッチング素子
と、前記半導体スイッチング素子のオンオフを制御する
制御回路部と、前記半導体スイッチング素子の冷却フィ
ンと、前記インバ−タ部品を載置し電気接続する印刷配
線板とを備え、前記印刷配線板はその一部を分割可能と
し前記分割可能部分に前記制御回路部を載置し、前記制
御回路部を分割して除去した位置に前記冷却フィン配設
するとともに、前記制御回路部を前記共振コンデンサと
高周波電源コンデンサからなる高周波回路部近傍上部に
配設する構成としたものである。

【００１９】また第４の目的を達成するために本発明の
第４の手段は、加熱コイルと、共振コンデンサと、高周
波電源コンデンサと、前記加熱コイルと共振コンデンサ
からなる共振回路を励起する半導体スイッチング素子
と、マイクロコンピュータを含み前記半導体スイッチン
グ素子のオンオフをデジタル制御する制御回路と、筐体
の導電部を大地に接地するためのアース線を備え、磁性
体のリング状コアを前記アース線の周囲に設ける構成と
したものである。

【００２０】また第５の目的を達成するために本発明の
第５の手段は、加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波
電流を供給するインバータと、前記インバータの低周波
配電線に接続されたフィルタコンデンサと、インダクタ
あるいは電源スイッチとを備え、前記フィルタコンデン
サと前記インダクタあるいは前記電源スイッチの入力側
および出力側の低周波配電線間に電圧抑制素子を設ける
構成としたものである。

【００２１】

【作用】本発明の誘導加熱調理器は、上記第１の手段の
構成により、共振コンデンサおよび高周波電源コンデン
サを含む高周波回路部は高周波大電流が流れるので発熱
量が大きいが、これを冷却フィンの近傍に設けているの
で冷却フィンの冷却風が当り易く温度上昇を抑制でき
る。また、低周波交流濾波部、整流器、低周波直流濾波
部、高周波回路部の順に印刷配線板の周縁部に沿って配
設するので、印刷配線板において高周波回路部の部品と
低周波部の部品が入り組むことはなく空間的に分離する
ことができ、部品相互を接続するのに長いリード線を使
用する必要がなく、高周波部から低周波部への高周波雑
音の漏洩を抑制することが可能になるとともに、高周波
部は半導体スイッチング素子の装着されている冷却フィ
ンの近傍に高周波ブロックとして高密度に実装できるの
で、半導体スイッチング素子に流れる急峻な電流の流れ
る電流ループの開口面積を極小化でき輻射雑音の発生レ
ベルを低減、安定化することが可能となる。さらに、加
熱コイルが同一筐体内の天板下部に配設されても、低周
波部が高周波部の周囲に沿っており機器の周辺部に位置
させることができるので加熱コイルから離れ加熱コイル
の発生する磁束密度の低くなる位置となり、また極性の
異なる商用電源電位の接続線を互いに近接させることが
容易であるので、低周波部品あるいは接続線が加熱コイ
ルの磁束による誘導を受けて低周波部に高周波雑音が漏
洩するのを抑制することができるものである。

【００２２】また上記第２の手段の構成により、印刷配
線板面に形成されるインバータの低周波交流部配電線は
少なくとも１ヶ所以上、極性の異なる他の低周波交流部
配電線をその近傍にて横断する部分（以降横断部と呼
ぶ）を設けているので、加熱コイルもしくはインバータ
の共振回路電流の磁束が低周波交流配電線に鎖交して
も、前記の横断部前後でその磁束により低周波交流配電
線に誘起する起電力の位相が逆になるので低周波交流部
に高周波雑音が漏洩するのを抑制することができるもの
である。

【００２３】また上記第３の手段の構成により、印刷配
線板はその一部を分割可能とし分割可能部分に制御回路
部を載置しているのでインバータの共振コンデンサや高
周波電源コンデンサなどの高周波回路部品あるいはフィ
ルタ回路などの低周波回路部品とともに半田ディップ槽
にて一度に配線しその後分割して本体に装着することが
可能となり組立が容易になる。また、制御回路部を分割
して除去した位置に前記冷却フィン配設し、分割した制
御回路部を前記共振コンデンサと高周波電源コンデンサ
からなる高周波回路部近傍上部に配設する構成であるの
で平面的にも空間的にも高密度な実装が可能となり本体
への組み込みも容易である。さらに、制御回路部自信は
信号回路であるので自己発熱が少ないので制御回路部は
上部に配置されても加熱コイルあるいは負荷鍋からの輻
射熱によって部品の温度上昇が規格値を越える恐れは少
なく、前記の輻射熱を遮る効果と内部冷却装置による冷
却風を整流する効果があり、発熱部品である高周波回路
部の温度上昇を抑制することもできるものである。

【００２４】また、上記第４の手段の構成により、筐体
を大地に接地するためのアース線の周囲に磁性体のリン
グ状コアを設けているので、商用電源線とアース間に雷
サージが印加して入力端子部あるいは電源プラグ内で放
電が起こっても、リング状コアが放電に伴う高周波ノイ
ズをブロックしてアース線を経由して筐体内に侵入する
のを抑制する。したがって高周波ノイズが筐体と制御基
板との間の浮遊容量を介して制御基板に印加し、制御基
板に搭載されているマイクロコンピュータを暴走させた
り故障させたりするのを防止することができる。また商
用電源−筐体間に小容量のフィルタコンデンサを接続す
れば商用電源に重畳している２０MHz以上の高周波雑音
がフィルタコンデンサからアースされた筐体に供給され
筐体がアンテナとなって空中に電界が放射され電源コー
ドや配電線に高周波雑音を誘起し、これが商用電源線に
伝導雑音となって漏洩するが、この伝導雑音の流れるル
ートとなるアース線に電波吸収効果のあるリング状コア
があるのでこの２０MHz以上の高周波伝導雑音を抑制で
きる。したがってフィルタコンデンサの２０MHz以下の
雑音に対する抑制効果と併せて幅広い周波数帯域にわた
り伝導雑音を低減できるものである。また、リング状コ
アは小型のもので十分効果がありコイルと異なり巻線す
る必要がなくアース線の周囲に設けるだけでよいので実
装が極めて容易である。

【００２５】さらに、上記第５の手段の構成により、イ
ンバータの低周波配電線に接続されたインダクタあるい
は電源スイッチの入力側および出力側の低周波配電線間
に電圧抑制素子を設けているので、商用電源線間に雷サ
ージが印加された時、入力側の電圧制御素子が雷サージ
を所定の電圧にクリップし、電圧制御素子が接続された
部分より負荷側に接続されたインダクタあるいは電源ス
イッチとを接続する比較的長いリード線などのインダク
タンス成分とフィルタコンデンサの容量成分による共振
電圧を出力側の電圧制御素子がクリップするので、整流
器に過大な電圧が印加するのを防止することができるも
のである。

【００２６】

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２７】図１において、電源プラグ２１は２００Ｖ
交流入力用で中央の端子はアース端子である。電源プラ
グ２１に接続された三芯の電源コード２２によってイン
バータ基板２４の入力端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃ（２
３ｃはアース電位）に接続されている。電源コード２２
のアース線はフェライト製のリングコア６７を貫通して
いる。インバータ基板２４は、配電線となるパターンを
裏面に印刷した印刷配線板の表面からインバータ部品を
挿入載置し裏面の挿入部を半田付けして組み立てたユニ
ットである。ファンモータ２５はコネクタ２６でインバ
ータ基板２４と接続され、トランジスタ２７ｂ（駆動基
板２７に接続される）と、トランジスタ２８ｂ（駆動基
板２８に接続される）を冷却する。

【００２８】加熱コイル２９はインバータ基板２４と端
子３０ａ，３０ｂで接続され、駆動基板２７は端子３１
で、駆動基板２８は端子３０ｂと端子３２でそれぞれイ
ンバータ基板２４に接続される。制御基板３３はインバ
ータ基板上のコネクタ３４，３５，３６と制御基板３３
上のコネクタ３３ａ，３３ｄ，３３ｅによりインバータ
基板２４と接続される。制御基板３３上のコネクタ３３
ｆ，３３ｇと駆動基板上のコネクタ２７ａ，２８ａによ
り制御基板２７，２８が接続される。

【００２９】操作表示ケース３８には多芯ケーブル３７
ｅで互いに接続された表示操作基板３７ａ、３７ｂが設
けられており、操作表示基板３７ｂと制御基板３３の接
続はコネクタ３７ｃ，３７ｄ，３３ｂ，３３ｃにより行
なう。操作表示ケース３８はまた電源スイッチ３９を内
蔵し、３芯の接続線３９ａで本体部と接続される。操作
表示ケース３８の導電金属部は接続線３９ａのアース線
とコネクタ２０ｃによりインバータ基板２４に接続され
ており、電源スイッチ３９は接続線３９ａに含まれる２
本の電源線とコネクタ２０ａ，２０ｂによりインバータ
基板２４に接続される。

【００３０】インバータ基板２４には、商用電源入力端
子２３ａ，２３ｂ間に第１のバリスタ４０と放電抵抗４
１とフィルタコンデンサ４２の並列回路とコモンモード
チョークコイル４３，４４が接続され、商用電源線の片
線に電源スイッチ３９が挿入されるように端子２０ａと
端子２０ｂが商用電源線に接続される。端子２０ｂと全
波整流器５８の交流入力端子までの商用電源線間には第
２のバリスタ４５、コネクタ２６とフォトトライアック
カプラ５１の直列接続体、第１の電源トランス５２の一
次巻線、第２の電源トランス５３の一次巻線、そしてフ
ィルタコンデンサ５７が並列に接続されている。またヒ
ューズ５０とカレントトランス５４は商用電源線に直列
に接続される。

【００３１】アース電位である端子２３ｃ，２０ｃ，２
０ｄは互いにインバータ基板２４上にて接続されるとと
もに、このアース電位と第２のバリスタ４５の接続され
た商用電源電位との間にインダクタ４６とフィルタコン
デンサ４７の直列回路，インダクタ４８とフィルタコン
デンサ４９の直列回路が接続されている。

【００３２】全波整流器５８の直流出力端子間にはフィ
ルタコンデンサ５９が接続され正極端子にはチョークコ
イル６０が直列に接続されている。チョークコイル６０
の負荷側端子と全波整流器５８の負極電位間には共振コ
ンデンサ６２ａと共振コンデンサ６２ｂの直列回路と高
周波電源コンデンサ６１が並列に接続され、共振コンデ
ンサ６２ａと共振コンデンサ６２ｂの接続点と全波整流
器５８の負極端子間に補正用共振コンデンサ６６と補正
用共振コンデンサ切り替え用リレー６４の直列回路が接
続されている。リレー６４には並列に抵抗６５が接続さ
れる。

【００３３】制御基板３３は、マイクロコンピュータと
アナログ−デジタル変換あるいはデジタル−アナログ変
換回路を積載し、入力電流を検知するカレントトランス
５４の出力電圧、加熱コイル電流を検知するカレントト
ランス６３の出力電圧などを検知しデジタル制御し駆動
基板２７，２８に接続された半導体スイッチング素子で
あるＩＧＢＴ２７ｂ，２８ｂを駆動する。

【００３４】図２は駆動基板２７と駆動基板２８の回路
ブロック図で、駆動基板２７の接続線２７ｇはインバー
タ基板２４の端子３１に接続され、駆動基板２８の接続
線２８ｈと接続線２８ｇはインバータ基板２４の端子３
０ｂと端子３２に接続される。

【００３５】また駆動基板２７と駆動基板２８は接続線
２７ｈで相互に接続される。駆動基板２７において接続
線２７ｇ，２７ｈ間にはダイオード２７ｄが逆並列に接
続されたトランジスタ（ＩＧＢＴ）２７ｂとコンデンサ
２７ｅ、抵抗２７ｆの直列回路が並列に接続されてい
る。また駆動回路２７ｃがトランジスタ２７ｂのゲート
に接続されコネクタ２７ａから制御基板３３の出力信号
を受ける。また、駆動基板２８においても同様の回路が
接続線２８ｈと接続線２８ｇ間に構成されている。接続
線２７ｈは接続線２８ｈと同電位になるように接続され
ている。

【００３６】図３は図１の電気部品の実装状態を示すも
ので、図１の部品に対応するものには同一の番号を付与
している。本体筐体は樹脂製の底板６８に導体であるメ
ッキ鋼板で形成した側板６９を取り付け、天板７１を天
板ホルダー７０に接着し天板ホルダー７０を側板６９に
ビスにて固定することにより組み立てられる。側板６９
前面部には吸気口７２が、後面部には排気口７３が設け
られている。操作表示ケース３８と本体とは３芯構成の
接続線３９ａと複数の信号線がチューブに入れられて構
成されている信号ケーブル３７ｆとで接続される。

【００３７】本体内部においては、側板６９の吸気口７
２の近傍にファンモータ２５が固定されその後部にヒー
トシンク７４とその上部に固定された駆動基板２７、ヒ
ートシンク７５とその上部に固定された駆動基板２８が
並んで設けられている。インバータ基板２４は上部から
みて略Ｌ字形の形状をした基板でヒートシンク７４，７
５を取り巻くように底板６８に固定される。制御基板３
３は底板に設けられた制御基板３３取り付け用の背の高
い６本の支柱に固定されヒートシンク７４，７５の後部
でインバータ基板２４の高周波回路部品すなわち共振コ
ンデンサ６２ａ，６２ｂ、補正用共振コンデンサ６６、
高周波電源コンデンサ６１、リレー６４などの部品群の
上部に位置するように配設される。

【００３８】加熱コイル２９は樹脂製のベースに平板状
の巻線が固着されたもので加熱コイル２９のベースが底
板６８の支柱６８ａ，６８ｂ，６８ｃに固定され制御基
板３３の上部に位置する。側板６９内面にはアース線の
固定台７６が設けられ、接続線７７によって側板６９と
インバータ基板２４のアース用端子２０ｄが同電位とな
るように接続される。３芯の電源コード２２は、筐体内
部に入ると分割されアース線はリングコア６７を貫通し
インバータ基板２４の端子２３ｃに接続され、２本の商
用電源線は端子２３ａと端子２３ｂに接続される。操作
表示ケース３８からの接続線３９ａも同様に本体内部で
分割され、インバータ基板２４のアース端子２０ｃと商
用電源電位である端子２０ａ，２０ｂに接続される。ま
た、操作表示ケース３８から出る信号ケーブル３７ｆは
本体後部の底板６８から筐体内にはいり、制御基板３３
のコネクタ３３ｂ，３３ｃに接続される。

【００３９】図４に示すようにインバータ基板２４、制
御基板３３、操作表示基板３７ａ，３７ｂは１枚の略長
方形の基板に配線パターンを印刷して部品挿入用の穴あ
るいは支柱を貫通させるための穴や取り付け用の穴など
を設け、個々の境界線に沿ってスリットを設けた後に部
品を挿入して組立て、半田付けした後スリット部に沿っ
て分割するようになっている。また、この略長方形の基
板の両サイドには半田槽でのディップ時の取っ手として
捨て基板７８，７９が設けられている。

【００４０】つぎにインバータ基板２４上の部品配置に
ついて説明をする。なお、図４のインバータ基板２４の
上部をインバータ基板２４の前方部、下部を後方部と呼
ぶことにする。略Ｌ字形をしたインバータ基板２４の前
方部に商用電源入力端子２３ａ，２３ｂを配置し、低周
波交流濾波部品であるコンデンサ４２、コモンモードチ
ョークコイル４３，４４をその近傍に配設する。また、
アース端子２３ｃ，本体側板６９に接続する端子２０
ｄ，操作表示部ケースに接続する端子２０ｃもまたイン
バータ基板２４の上部に配置し商用電源線とアース間に
接続する低周波濾波部品であるフィルタコンデンサ４
７，４９、インダクタ４６，４８をその近傍に配設す
る。また 商用電源線に接続する第１の電源トランス５
２と第２の電源トランス５３、フォトトライアックカプ
ラ５１、カレントトランス５４、そしてフィルタコンデ
ンサ５７をインバータ基板２４の周縁部に沿って前方部
から後方部にかけて配置する。

【００４１】全波整流器５８は、インバータ基板２４の
後方部の右隅に配置し、低周波直流濾波部品であるフィ
ルタコンデンサ５９とチョークコイル６０をインバータ
基板２４の右周縁部に沿って設ける。高周波回路部を構
成する共振コンデンサ６２ａ，６２ｂ、高周波電源コン
デンサ６１、補正用共振コンデンサ６６は、上記の低周
波回路部品にスペースを隔てて周囲を取り囲まれるよう
に配置され、また図３で示されるように本体に組み込ん
だときヒートシンク７４，７５の後方部に近接するよう
に配置される。

【００４２】図４で示されるように、商用電源電位であ
る２本のパターンはインバータ基板２４の上部から基板
のほぼ周縁部に沿って互いに近接して全波整流器５８の
交流入力端子まで設けられており、途中でジャンパー線
８０によって片方の配電線が他方の配電線を越え上部か
らみて２本のパターンの左右の位置関係が入れ替わるよ
うになっている。

【００４３】以上のように構成された誘導加熱調理器に
ついて、その動作を説明する。操作表示ケース３８の電
源スイッチ３９を投入し、操作表示基板３７ａに載置さ
れている加熱スイッチを押すと、制御基板３３のマイク
ロコンピュータがこれを検知してＩＧＢＴ２７ｂ，２８
ｂを駆動する。図１と図２の回路図でわかるようにこの
インバータはハーフブリッジ構成であり、制御基板３３
がＩＧＢＴ２７ｂとＩＧＢＴ２８ｂを交互に一定の発振
周期でオンオフし、共振コンデンサ６２ａ、６２ｂと加
熱コイル２９の共振回路を励起する。

【００４４】出力調節はカレントトランス５４，６３が
入力電流と加熱コイル電流を検知するのでこの出力値が
所定の値以下になるようにＩＧＢＴ２７ｂとＩＧＢＴ２
８ｂの導通比を変えて行なう。負荷の材質が異なったと
き共振周波数とインバータの発振周波数がずれて出力が
低下するので負荷の変化を制御基板３３が検知してリレ
ー６４をオンして補正用共振コンデンサ６６を共振回路
に接続し共振周波数を変えて所望の出力が得られるよう
にしている。

【００４５】高周波回路部から商用電源に漏洩する伝導
雑音のうち、ノーマルモード雑音は低周波直流濾波回路
部のチョークコイル６０、フィルタコンデンサ５９およ
び低周波交流濾波回路部のフィルタコンデンサ５７とフ
ィルタコンデンサ４２とによって濾波される。コモンモ
ード雑音は、インダクタ４６，フィルタコンデンサ４７
の直列回路とインダクタ４８，フィルタコンデンサ４９
の直列回路とコモンモードチョークコイル４３，４４に
よって濾波される。

【００４６】第１の電源トランス５２は制御基板３３の
制御回路電源と駆動基板２８の駆動回路の電源を供給す
る。第２の電源トランス５３の出力電圧は制御基板３３
で整流平滑されて駆動基板２７の駆動回路の電源とな
る。ファンモータ２５はフォトトライアックカプラ５１
によって駆動され、制御基板３３のマイクロコンピュー
タがインバータの加熱動作と同期してフォトトライアッ
クカプラ５１を駆動する。

【００４７】図３，図４に示すように共振コンデンサ６
２ａ，６２ｂ、高周波電源コンデンサ６１、補正用共振
コンデンサ６６などで構成される高周波回路部が冷却フ
ィン７４，７５の近傍に高密度にインバータ基板２４上
に配設されるので、冷却フィン７４，７５に取り付けら
れているＩＧＢＴ２７ｂ，２８ｂと高周波回路部に流れ
る高周波電流のループが小さくなり高周波部から発生す
る輻射雑音の量が極めて少なくなるとともに、冷却ファ
ン２５が冷却フィン７４，７５に送っている冷却風によ
って発熱部品である高周波回路部品が効果的に冷却され
る。

【００４８】商用電源電位に接続される低周波交流回路
部品すなわちフィルタコンデンサ４２、コモンモードチ
ョークコイル４３，４４、第１の電源トランス５２、第
２の電源トランス５３、カレントトランス５４、フィル
タコンデンサ５７などが、略Ｌ字形のインバータ基板２
４の前方部から基板左辺そして基板後方部の周縁部に沿
って配置され、全波整流器５８と低周波直流濾波部品で
あるフィルタコンデンサ５９とチョークコイル６０が基
板後部から基板右辺の周縁部に沿って配置され、高周波
回路回路部を取り巻くように配置しているので、図５に
示すように高周波回路部Ｃと、低周波濾波部品の配設さ
れる低周波交流回路部Ａ、全波整流器５８、低周波直流
濾波部品の配設される低周波直流回路部Ｂなどの低周波
回路部が空間的に分離され入り組んでいないので、高周
波回路部Ｃの放射する電磁界が低周波部の部品あるいは
配電線に鎖交して高周波雑音を誘導し、それが商用電源
側に伝導雑音として漏洩するのを抑制することができ
る。またこれらが印刷配線板で構成されているので相互
の位置関係が固定され漏洩雑音のレベルも安定する。

【００４９】また、図３に示すように加熱コイル２９が
インバータ基板４と同一筐体内に設けられたとしても、
図５に示す低周波交流回路部Ａ、全波整流器５８、低周
波直流回路部Ｂが高周波部と分離され基板周縁部に帯状
に配置されているので、低周波回路部のメイン電流が流
れる極性の異なる２本の配電パターンを近接することが
容易で、また加熱コイル２９の発生する磁界は距離の３
乗分の一で減衰しインバータ基板２４の周縁部ではかな
り弱くなるため加熱コイル２９の発生する磁界が低周波
回路部に鎖交して誘起する高周波雑音のレベルも抑制す
ることができる。

【００５０】図４に示すように低周波交流部は高周波部
と分離されインバータ基板２４周縁部に配置され２本の
メイン電流の流れる配電パターンが近接することができ
るので、加熱コイル２９あるいは高周波回路部の放射す
る電磁界の影響を少なくすることができるが、上記実施
例では、低周波交流部の前記の２本の配電パターンがイ
ンバータ基板２４の前方部から後方部に渡って相当長く
形成されるのでその途中でジャンパー線８０によって互
いに近傍で交鎖するようにして左右の位置関係が逆にな
るようにしている。このため高周波回路部あるいは加熱
コイル２９の放射電磁界がこのインバータ基板上の低周
波交流部の配電パターンを鎖交してもジャンパー線８０
の前後で低周波交流部の配電線に誘起される高周波雑音
は起電力の方向が逆になるのでさらに抑制されることに
なる。またジャンパー線８０は短く他電位配電線との距
離が小さいのでこの部分に前記放射電磁界が鎖交しても
このループに高周波雑音は誘起されにくい。

【００５１】図４に示すように、略長方形の全体基板に
略Ｌ字形のインバータ基板２４と制御基板３３と、表示
基板３７ａ，３７ｂを形成し、前記制御基板３３を分割
して除去した部分に図３に示すように冷却フィン７４，
７５を本体内で配置するので、図４の状態で半田槽で半
田ディップすることにより一度で簡単に基板上の部品を
接続することができ、本体への組み込みも配線作業が少
なくなるので容易になる。また制御基板３３を共振コン
デンサ６２ａ，６２ｂあるいは高周波電源コンデンサ６
１などの高周波回路部近傍上部に設けているので、高密
度な実装が可能で機器を小型化できるとともに制御基板
と高周波回路部を接続する信号線を短くすることがで
き、さらに冷却ファン２５からの冷却風の流れを整流し
加熱コイル２９あるいは天板７１からの輻射熱を遮断し
発熱部品の高周波回路部品の冷却効率を高めることがで
きる。

【００５２】電源プラグ２１内部での配線は電源プラグ
２１の形状を大きくするのに限度があるのでコードと端
子の接続点付近で十分な絶縁距離を確保できない場合が
多く、商用電源線とアース間に１０ｋＶ程度の雷サージ
が印加すると電源プラグ２１内で商用電源電位と放電が
起こるおそれがある。電源プラグ２１内で放電が起きて
も、図１，図３に示すようにフェライト製のリングコア
６７があるので放電に伴う極めて高周波のノイズがアー
ス線を経由して本体筐体へと侵入するのを防止すること
ができる。制御基板３３にはマイクロコンピュータが積
載されており、もし本体筐体に高周波ノイズが侵入する
と制御基板３３の制御回路部と筐体間の浮遊容量によっ
て制御回路部に高周波ノイズが侵入しマイクロコンピュ
ータを暴走させたり破壊したりする可能性があるが、こ
のような恐れをなくすることができる。なおこのリング
コア６７はコイルとは違って巻線する必要がなく直径１
０mm、厚み２mm、長さ１２mm程度の大きさで効果があり
装着が極めて簡単でスペースもとらない。

【００５３】また、フィルタコンデンサ４７，４９が側
板６９に接続され、コモンモード雑音を側板６９にバイ
パスして機器内に雑音を閉じ込め、電源側に漏洩するの
を抑制して除去する効果があるが２０MHz以上の周波数
においては輻射エネルギーが大きくなるので長い導電
体、面積の大きな導電体にこのような高周波数帯域の雑
音が供給されると、逆にこれがアンテナとなって空間に
放射されコモンモードチョークコイル４３，４４などを
飛び越え電源コード２２や家庭内の配電線に高周波雑音
を誘起し漏洩する恐れがある。上記実施例ではトロイダ
ル状のフェライトコアに巻線された約３０μＨ程度のイ
ンダクタンスの小さなフィルタコイル４６があるので側
板６９に供給される約２０MHz以下のフィルタコンデン
サ４７，４９に流れる電流には影響が少なく２０MHz以
上の電流を抑制するので、フィルタコンデンサ４７，４
９を接続したときの２０MHz以上の伝導雑音を低減する
ことができる。また、上記の２０MHz以上の高周波伝導
雑音はアース線を経由して流れるので、リングコア６７
はこの２０MHz以上の伝導雑音を抑制する効果もある。
リングコア６７はインダクタンスは数μＨできわめて小
さくコイルのように大きなインピーダンスとすることが
できないが、電波吸収効果があるので、フィルタコンデ
ンサ４７，４６と同時に使用することによって、通常の
フィルタでは除去しにくい２０MHz以上の高周波伝導雑
音を含め幅広い周波数帯域にわたってコモンモード雑音
を抑制することができることが実験により確認されてい
る。

【００５４】商用電源間に雷サージが印加しても図１の
ように第１のバリスタ４０があるので電圧をクリップす
ることができる。しかし、バリスタには動作抵抗がある
ので２００アンペア程度の電流が流れるとクリップ電圧
は２００Ｖないし３００Ｖ上昇する。さらに、フィルタ
コンデンサ５７，５９があるので電源スイッチ３９に接
続された配線のインダクタンスあるいはコモンモードチ
ョークコイル４３，４４のインダクタンスなどにより共
振し、共振電圧が発生するため全波整流器５８に過大な
電圧が印加し破壊させる恐れがあるが、第２のバリスタ
４５があるためその共振電圧をクリップできる。第２の
バリスタ４５に印加する電圧は第１のバリスタ４０に印
加する電圧より格段に小さいので第２のバリスタ４５に
流れる電流は少なく動作抵抗による上昇も少なく、全波
整流器５８に印加する電圧を小さくすることができる。

【００５５】以上のように本実施例によれば、冷却フィ
ン７４，７５の周囲にインバータ基板２４を設け、高周
波回路部をインバータ基板２４上の冷却フィン７４，７
５近傍部分に配設するとともに、低周波交流濾波部、整
流器５８、低周波直流濾波部の順に高周波回路部の周囲
に沿ってインバータ基板２４上に設けているので高周波
回路部およびＩＧＢＴ２７ｂ，２８ｂから放射する輻射
雑音を低減するとともに商用電源に漏洩する伝導雑音も
抑制することができる。また、本体内部の配線作業、組
立作業を簡単にするとともに、高周波回路部の冷却効果
を高めることができる。

【００５６】また、インバータ基板２４に印刷された低
周波交流部の２本の商用電源線のパターンの上部から見
た位置をジャンパー線８０（図４）により入れ換えてい
るので、商用電源側に漏洩する伝導雑音を抑制すること
ができる。

【００５７】また、インバータ基板２４と制御基板３３
と表示操作基板３７ａ，３７ｂを同一基板に印刷して分
割可能にしているので基板の組立作業が簡単になる。制
御基板２４を除去した部分に冷却フィン７４，７５を配
設し、制御基板２４をインバータ基板２４上に設けた高
周波回路部の上部近傍に配置しているので、配線作業が
簡素化され、高密度な実装が可能となり、高周波回路部
を効果的に冷却することができる。

【００５８】また、アース線の周囲に磁性体のフェライ
トコア６７を設けているので、雷サージが商用電源−ア
ース間に印加しても、制御基板２４に搭載されたマイク
ロコンピュータが暴走したり故障したりする恐れがなく
なる。また、商用電源−アース間に小容量のフィルタコ
ンデンサ４７，４９を接続したので、このフィルタコン
デンサ４７，４９の濾波効果にあわせて２０MHz以上の
高周波雑音を抑制できるので幅広い周波数にわたって伝
導雑音を抑制することができる。

【００５９】さらに、コモンモードチョークコイル４
３，４４と電源スイッチ３９の回路部の入出力側の商用
電源線間に第１のバリスタ４０と第２のバリスタ４５を
接続しているので、全波整流器５８に過大な電圧が印加
するのを防止するすることができるものである。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明は、半導体スイッチ
ング素子の冷却フィンの周囲に印刷配線板を設け、共振
コンデンサおよび高周波電源コンデンサを含む高周波回
路部と、低周波交流濾波部と、整流器と、低周波直流濾
波部を前記印刷配線板に配設するとともに、高周波回路
部の周部に沿って低周波交流濾波部と、整流器と、低周
波直流濾波部の順に配置することにより、部品を高密度
に実装できると同時に組立時の配線作業が簡素化され、
高周波部と半導体スイッチング素子から放射する輻射雑
音を抑制でき、商用電源側に漏洩する伝導雑音を抑制す
ることができるものである。

【００６１】また本発明は、インバータ部品を印刷配線
板に配設し、この印刷配線板に形成されるインバータの
低周波交流部配電線が少なくとも１ヶ所以上、極性の異
なる他の低周波交流部配電線をその近傍にて横断する部
分を設けることにより、商用電源側に高周波雑音が伝導
雑音として漏洩するのを抑制できるものである。

【００６２】また本発明は、インバ−タ部品を印刷配線
板上に配設し、制御回路部を載置した部分を分割可能と
し、制御回路部を分割して除去した位置に半導体スイッ
チング素子の冷却フィンを配設するとともに、制御回路
部を前記共振コンデンサと高周波電源コンデンサからな
る高周波回路部近傍上部に配設することにより、インバ
ータ部品の接続、配線作業が容易になり、本体筐体内で
高密度な部品実装が可能となり本体内の組立も容易とな
るとともに高周波回路部を効果的に冷却することができ
るものである。

【００６３】また本発明は、大地に接地するためのアー
ス線の周囲に磁性体のリング状コアを設けることによ
り、雷サージが商用電源線とアース間に印加したとき、
制御回路に搭載されたマイクロコンピュータが暴走した
り破壊したりするのを防止することができ、商用電源−
アース間に小容量のフィルタコンデンサを接続した場合
にはこのフィルタコンデンサの不都合な点を改善して２
０MHz以上の周波数での伝導雑音を抑制できるので、こ
のフィルタコンデンサの２０MHz以下の周波数における
雑音低減効果と併せて幅広い周波数でコモンモード雑音
を低減できる。またリング状コアはコイルと異なり実装
も簡単で形状も小さいものとすることができるものであ
る。

【００６４】さらに本発明はインバータの低周波配電線
に接続されたインダクタあるいは電源スイッチの入力側
および出力側の低周波配電線間に電圧抑制素子を設けて
いるので、商用電源間に雷サージが印加してもインバー
タの整流器に過大な電圧が印加して破壊するのを防止で
き、商用電源−アース間に小容量のフィルタコンデンサ
を付加すればこのフィルタコンデンサの不都合点を補正
して幅広い周波数帯域にわたって伝導雑音を抑制するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器
の回路ブロック図

【図２】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器
の駆動基板の回路ブロック図

【図３】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器
の分解斜視図

【図４】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器
の印刷配線板の平面図

【図５】本発明の第１の実施例における誘導加熱調理器
のインバータ基板の説明図

【図６】従来の誘導加熱調理器の内部平面図

【符号の説明】

２４ インバータ基板（印刷配線板） ２７ｂ，２８ｂ ＩＧＢＴ（半導体スイッチング素子） ２９ 加熱コイル ３３ 制御基板 ３９ 電源スイッチ ４０ 第１のバリスタ ４３，４４ コモンモードチョークコイル ４５ 第２のバリスタ ５７，５９ フィルタコンデンサ ５８ 全波整流器 ６１ 高周波電源コンデンサ ６２ａ，６２ｂ 共振コンデンサ ６７ フェライトビーズ ７４，７５ 冷却フィン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路
   をなす共振コンデンサと前記共振回路の電源となる高周
   波電源コンデンサと、前記共振回路を励起する半導体ス
   イッチング素子と、低周波交流を低周波直流に整流する
   整流器と、前記低周波交流に重畳する高周波成分を除去
   する低周波交流濾波部と、前記低周波直流に重畳する高
   周波成分を除去する低周波直流濾波部と、前記半導体ス
   イッチング素子の冷却フィンと、前記冷却フィンの周囲
   に配置され電気部品を載置し印刷された導電線により電
   気接続する印刷配線板とを備え、前記共振コンデンサお
   よび高周波電源コンデンサを含む高周波回路部を前記印
   刷配線板上の前記冷却フィン付近に設けるとともに、前
   記低周波交流濾波部、前記整流器、前記低周波直流濾波
   部、前記高周波回路部の順に前記高周波回路部の周部に
   沿って前記印刷配線板上に配設する構成とした誘導加熱
   調理器。
2. 【請求項２】加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電
   流を供給するインバータと、前記インバータ部品を載置
   し電気接続する印刷配線板とを備え、前記印刷配線板面
   に形成される前記インバータの低周波交流部配電線は少
   なくとも１ヶ所以上、極性の異なる他の低周波交流部配
   電線をその近傍にて横断する部分を設ける構成とした誘
   導加熱調理器。
3. 【請求項３】加熱コイルと、共振コンデンサと、高周波
   電源コンデンサと、前記加熱コイルと共振コンデンサか
   らなる共振回路を励起する半導体スイッチング素子と、
   前記半導体スイッチング素子のオンオフを制御する制御
   回路部と、前記半導体スイッチング素子の冷却フィン
   と、前記インバータ部品を載置し電気接続する印刷配線
   板とを備え、前記印刷配線板はその一部を分割可能とし
   前記分割可能部分に前記制御回路部を載置し、前記制御
   回路部を分割して除去した位置に前記冷却フィンを配設
   するとともに、前記制御回路部を前記共振コンデンサと
   高周波電源コンデンサからなる高周波回路部近傍上部に
   配設する構成とした誘導加熱調理器。
4. 【請求項４】加熱コイルと、共振コンデンサと、高周波
   電源コンデンサと、前記加熱コイルと共振コンデンサか
   らなる共振回路を励起する半導体スイッチング素子と、
   マイクロコンピュータを含み前記半導体スイッチング素
   子のオンオフをデジタル制御する制御回路と、筐体の導
   電部を大地に接地するためのアース線を備え、磁性体の
   リング状コアを前記アース線の周囲に設ける構成とする
   誘導加熱調理器。
5. 【請求項５】加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電
   流を供給するインバータと、前記インバータの低周波配
   電線に接続されたフィルタコンデンサと、インダクタあ
   るいは電源スイッチとを備え、前記フィルタコンデンサ
   と前記インダクタあるいは前記電源スイッチの入力側お
   よび出力側の低周波配電線間に電圧抑制素子を設ける構
   成とした誘導加熱調理器。