JPH05326123A - 誘導加熱用板 - Google Patents

誘導加熱用板

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JPH05326123A
JPH05326123A JP4270638A JP27063892A JPH05326123A JP H05326123 A JPH05326123 A JP H05326123A JP 4270638 A JP4270638 A JP 4270638A JP 27063892 A JP27063892 A JP 27063892A JP H05326123 A JPH05326123 A JP H05326123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
temperature
induction heating
thermistor
ptc
Prior art date
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Pending
Application number
JP4270638A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Okubo
温 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4270638A priority Critical patent/JPH05326123A/ja
Priority to US08/035,973 priority patent/US5380989A/en
Publication of JPH05326123A publication Critical patent/JPH05326123A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】複雑な温度制御システムを用いることなくそれ
自体の特性によって温度一定の誘導加熱を簡易に実現し
得る発熱体を提供する。 【構成】それぞれ板状になした磁性体1とPTCサーミ
スタ2との積層構造を基本とし該サーミスタ側に保護板
3をもうけた三層積層構造により前記発熱体を板状に構
成して誘導加熱用板となし、該誘導加熱用板を高周波交
番磁界の近傍に置き該交番磁界による誘導電流により該
誘導加熱用板を加熱する。なお前記のPTCサーミスタ
2をNTCサーミスタにて代替するか、或いは前記の如
き積層構造を、磁性体とPTCサーミスタ又は磁性体と
NTCサーミスタとの組み合わせ或いは磁性体とPTC
及びNTC各サーミスタとの三者の組み合わせにおいて
それぞれ粒子状にして混合し板状に形成したものにより
代替して同一機能の誘導加熱用板となす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は誘導加熱による温度一定
制御時に適用する発熱体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の誘導加熱により温度一定制
御を行う場合、温度センサで検出した加熱対象物の温度
をフィードバックして調整装置による誘導加熱電力の制
御を行うものが一般的に知られている。更にまた磁性体
のキュリー温度における透磁率特性の変化を応用した方
式も知られている。
【0003】以下、前記キュリー温度応用方式の発熱体
に関し説明する。先ず図4はその構成を示すものであり
図4(ロ)の側断面図に示す如く導電性非磁性体基板で
ある銅板7と、板状になされた磁性体層であるキュリー
点を有するフェライト8との積層構造を基本として前記
発熱体を板状に構成させたものである。なお前記フェラ
イト側に積層した保護板3は前記発熱体の発熱原理上必
要とするものではない。また図4(イ)は前記発熱体の
正面図の例示である。
【0004】次に図7はフェライトの透磁率の対温度特
性図の例示であり、図示の如くその透磁率はキュリー温
度TC より高い温度域では急激に低下する。更に図11
は前記板状発熱体を高周波コイル10の近くに置いた場
合の該発熱体中における誘導電流の通電状態を矢印で示
す模擬図であり、図(イ)と(ロ)とはそれぞれ低温時
と高温時の状態を示すものである。図11(イ)に示す
低温時にはその透磁率が大であるため前記フェライト8
における磁気抵抗は小となりその通過高周波交番磁束は
大となって該交番磁束による該フェライト部における誘
導電流も大となり、該誘導電流がその通電経路の抵抗分
において発生させる大きな熱損失により該フェライト部
は加熱され、隣接する前記銅板7も熱伝導により加熱さ
れる。更に加熱が進行し、前記フェライト8の温度がそ
のキュリー温度TC に達し、図11(ロ)に示す高温状
態になると該フェライト部における透磁率は急速に減少
してその磁気抵抗は急増し、その通過交番磁束の急減に
よって該フェライト部における誘導電流は急減しその温
度は前記キュリー温度TC 以下に低下する。即ち銅板7
とフェライト8との積層構造を有する前記加熱用板の温
度は前記のキュリー温度TC の前後を往復し該温度TC
をその平均温度として安定することになる。
【0005】図11の(イ)と(ロ)とは前記の銅板7
とフェライト8とにおける誘導電流の前記の如き大小状
態をそれぞれ矢印にて模擬的に示すものである。なお、
加熱対象物の温度を制御対象としその加熱電力の調整を
介して該温度の検出値をその設定値と等しくなす如く機
能するフィードバック制御システムについては一般的な
回路構成をなすものとしてここではその説明を省略す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の如
き誘導加熱による温度一定制御に関し、先ず温度センサ
で検出した発熱体の温度をフィードバックして誘導加熱
電力の制御を行う場合には前記温度センサの取付けが困
難な場合もあり更に前記誘導加熱電力についてのフィー
ドバック制御システムは一般的にその構成において複雑
且つ高価なものとなり、また、前記の如き磁性体のキュ
リー温度における特性変化を応用して板状フェライトを
用いた積層構造となした発熱体の場合にはフェライトが
高価なことから該発熱体全体として高価なものとならざ
るを得なかった。
【0007】上記に鑑み本発明は、温度一定の誘導加熱
を複雑な温度制御システムを用いることなく安価且つ簡
易に行い得る発熱体としての誘導加熱用板の提供を目的
とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の誘導加熱用板は、PTCサーミスタと磁性
体とをそれぞれ板状にして貼り合わせて積層構造となす
ものとするか、NTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ
板状にして貼り合わせて積層構造となすものとするか、
PTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ粒子状にして混
合し板状に形成したものとするか、NTCサーミスタと
磁性体とをそれぞれ粒子状にして混合し板状に形成した
ものとするか、或いはその総合の抵抗値が所定の温度に
て最小となる如く、磁性体とそれぞれその抵抗値の急変
温度が異なるPTCサーミスタとNTCサーミスタとの
三者をそれぞれ粒子状となし適当な混合比にて混合し板
状に形成したものとする。
【0009】
【作用】一般に誘導加熱は、交番磁界中に置かれた導電
体に生じる誘導電流がその通電経路の抵抗分において発
生させる抵抗損失による発熱を利用するものである。こ
こに、前記抵抗損失は前記誘導電流の二乗に比例し、該
誘導電流は前記通電経路における誘起電圧に比例し該通
電経路の抵抗値に逆比例する。また、該誘起電圧は前記
通電経路における鎖交磁束の時間的変化率に比例し、且
つ該磁束はその通過経路における磁気抵抗に逆比例する
と共に起磁力に比例し、該磁気抵抗は磁束通過経路の透
磁率に逆比例する。従って、前記の誘導電流はその通電
経路の抵抗値に逆比例し前記磁束通過経路の透磁率に比
例し且つ前記起磁力を形成する入力側コイルの通電電流
に比例する。
【0010】また一般に電源に抵抗負荷を接続した場
合、該負荷に消費される電力は該負荷の抵抗値が該負荷
よりみた電源側の内部抵抗値と等しくなった場合を最大
値として変化し、従って前記負荷の抵抗値をその温度特
性に応じ前記電源側内部抵抗値の前後に変化させること
ができれば該負荷に消費される電力もまたその最大値の
前後に変化させることが可能となる。
【0011】更にまたその内部抵抗の小なる定電圧源的
性格を有する電源に抵抗負荷を接続する場合、該負荷の
抵抗値が特定の温度において最小値をとる如くなされて
いるものであれば、該負荷に消費される電力を前記の電
源側内部抵抗の制約を受けることなく前記の特定温度に
おいてその最大値となすことが可能となる。前記の如き
発熱体温度のフィードバックによる誘導加熱電力制御を
行うものは前記コイルの印加電圧制御等を介した通電電
流制御により起磁力調整を行い温度一定制御を行うもの
であり、また前記の如き磁性体のキュリー温度における
特性変化を利用したものはフェライトを用いて積層構造
となした発熱体におけるフェライト部の透磁率が該キュ
リー温度を境に急変する現象を用いるものである。
【0012】一方本発明は、発熱体におけるサーミスタ
の抵抗値が特定温度を境に急変する現象を用い、即ちP
TCサーミスタにあってはその抵抗値急増現象を用い、
またNTCサーミスタにあってはその抵抗値急減現象を
用いて前記発熱体で消費される電力の自己調整を行い該
発熱体の前記特定温度近辺における一定化を図るもので
ある。
【0013】即ち、前記発熱体をPTCサーミスタと磁
性体とをそれぞれ板状にして貼り合わせた積層構造のも
のとするか、NTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ板
状にして貼り合わせて積層構造のものとするか、PTC
サーミスタと磁性体とをそれぞれ粒子状にして混合し板
状に形成したものとするか、或いはNTCサーミスタと
磁性体とをそれぞれ粒子状にして混合し板状に形成した
ものとなし、且つ該各種の発熱体の抵抗値急変温度にお
ける抵抗値を前記の電源側内部抵抗値と等しいかその近
辺の値となす如く電源側との整合をとってそれぞれの特
性選定を行うものであり、前記のPTCサーミスタ形発
熱体の場合はその抵抗急増域においてまたNTCサーミ
スタ形発熱体の場合はその抵抗急減域においてそれぞれ
その消費電力の抑制を行い各発熱体温度の自己調整によ
る一定化を図るものである。
【0014】また磁性体とPTCサーミスタと、その抵
抗値急変温度が該PTCサーミスタのそれよりも低い値
を有するNTCサーミスタとの三者をそれぞれ粒子状と
なして適当な混合比にて混合して板状となし、その総合
の抵抗値が前記両サーミスタそれぞれの抵抗値急変温度
間の所定の温度にて最小となる如く形成して該所定の温
度における消費電力を最大となし、前記発熱体総合抵抗
値の決定における前記電源側内部抵抗値に係わる制約の
軽減を図るものである。
【0015】
【実施例】以下本発明による誘導発熱体としての誘導加
熱用板について図面に従ってその実施例を説明する。な
お該実施例を示す各図と従来技術の実施例を示す各図と
において同一機能の構成要素に対しては同一の表示符号
を付すものとする。先ず図1は本発明の第1の実施例を
示し、図1(ロ)の側断面図に示す如くそれぞれ板状と
なした磁性体1とPTCサーミスタ2との積層構造を基
本とし、該サーミスタ側に保護板3をもうけた三層積層
構造により前記発熱体を板状に構成して誘導加熱用板と
なしたものであり、図1(イ)はその正面図の例示であ
る。なお保護板3は該加熱用板の発熱原理上必要とする
ものではない。
【0016】次に図5はPTCサーミスタの抵抗値の対
温度特性図の例示であり、図示の如くその抵抗値は特定
の温度TSPより高い温度域では急激に増大する。更に図
8は図1に示す誘導加熱用板を高周波コイル10の近く
に置いた場合の該加熱用板中での誘導電流の通電状態を
矢印で示す模擬図であって、図(イ)と(ロ)とはそれ
ぞれ低温時と高温時の状態を示すものである。図8
(イ)に示す低温時には前記サーミスタ2における抵抗
値が小であるため前記加熱用板の各層を貫流する誘導電
流は大となり従って該各層通電経路の抵抗分において発
生する大きな熱損失により該加熱用板は加熱される。更
に加熱が進み前記サーミスタ2の温度が前記の温度TSP
より高くなり図8(ロ)に示す高温状態になると該サー
ミスタ部の抵抗値は急増して前記誘導電流は急減し、前
記の磁性体部と共にサーミスタ部の温度も次第に低下し
て再度図8(イ)に示す低温状態に移行する。即ち前記
加熱用板の温度は前記温度TSPの前後を往復し該温度T
SPをその平均温度として安定することになる。図8の
(イ)と(ロ)とは前記誘導電流の大小状態をそれぞれ
前記磁性体部に該誘導電流が達した状態と未達の状態と
して模擬的に示すものである。
【0017】また図2は本発明の第2の実施例を示すも
のであり、PTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ粒子
状にして混合し板状となして誘導加熱用板を形成したも
のであり、図1に示す第1の実施例の場合の磁性体1と
PTCサーミスタ2との積層構造を微小化して集合した
ものと等価であり、従ってその加熱特性は前記第1の実
施例の場合と同様であり、図8の(イ)と(ロ)とに対
応してそれぞれ図9の(イ)と(ロ)とが得られる。
【0018】また図3は本発明の第3の実施例を示すも
のであり、図1(ロ)の側断面図に示す前記第1の実施
例におけるPTCサーミスタ2をNTCサーミスタ6に
より代替させたものである。次に図6はNTCサーミス
タの抵抗値の対温度特性図の例示であり、図示の如くそ
の抵抗値は特定の温度TSNより高い温度域では急激に減
少する。
【0019】従って、図3に示す誘導加熱用板を高周波
コイル10の近くに置いた場合の該加熱用板中における
誘導電流の通電状態を示す図10の模擬図は前記の図8
に示す場合とその低温状態と高温状態とが互いに反転し
たものとなる。上記の如き温度TSNより高い温度域での
サーミスタ抵抗値急減に伴う電流増大は、前述の如く、
同時に該サーミスタにおける消費電力の低減をもたらす
ものとなり前記加熱用板の温度は低下し、その温度状態
は図10(ロ)に示す高温状態から図10(イ)に示す
低温状態に移行する。即ち前記加熱用板の温度は前記の
温度TSNの前後を往復し該温度TSNをその平均温度とし
て安定する。
【0020】なお、図示していない本発明の第4の実施
例はNTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ粒子状にし
て混合し板状となして誘導加熱用板を形成したものであ
り、図2に示す第2の実施例の場合のPTCサーミスタ
粒子5をNTCサーミスタの粒子により代替させたもの
であり、前記の誘導電流の通電状態は前記の図9に示す
場合とその低温状態と高温状態とが互いに反転したもの
となる。
【0021】更に、図示していない本発明の第5の実施
例はPTCサーミスタとNTCサーミスタと磁性体とを
それぞれ粒子状となして適当な混合比にて混合し図2
(ロ)に示す如き板状となして誘導加熱用板を形成した
ものであり、該加熱用板の総合の抵抗値を前記両サーミ
スタそれぞれの抵抗値急変温度間の所定の温度にて最小
となしたものであり、前記誘導電流の通電状態は前記所
定の温度においては前記の図9(イ)の如くなり該所定
の温度の前後においては同(ロ)の如くなる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、PTCサーミスタと磁
性体とをそれぞれ板状にして貼り合わせて積層構造とな
すか、NTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ板状にし
て貼り合わせて積層構造となすか、PTCサーミスタと
磁性体とをそれぞれ粒子状にして混合し板状となすか、
NTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ粒子状にして混
合し板状となすか、或いはその総合抵抗値を所定の温度
で最小となす如く磁性体とそれぞれその抵抗値急変温度
の異なるPTCサーミスタとNTCサーミスタとの三者
をそれぞれ粒子状にして適当な混合比で混合し板状とな
して誘導加熱用板を形成することにより、該各種誘導加
熱用板を交番磁界の近傍に置き該交番磁界による誘導加
熱作用によってその加熱を行わす場合に、複雑且つ高価
な温度制御システムを用いることなくそれ自体の抵抗特
性により温度一定の誘導加熱を簡易に実現し得る発熱体
を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(イ)は本発明の第1の実施例を示す誘導加熱
用板の正面図、(ロ)はその側断面図
【図2】(イ)は本発明の第2の実施例を示す誘導加熱
用板の正面図、(ロ)はその側断面図
【図3】(イ)は本発明の第3の実施例を示す誘導加熱
用板の正面図、(ロ)はその側断面図
【図4】(イ)は従来技術の実施例を示す発熱体の正面
図、(ロ)はその側断面図
【図5】PTCサーミスタの抵抗値の対温度特性図
【図6】NTCサーミスタの抵抗値の対温度特性図
【図7】フェライトの透磁率の対温度特性図
【図8】図1に対応する誘導加熱用板における誘導電流
の通電状態模擬図
【図9】図2に対応する誘導加熱用板における誘導電流
の通電状態模擬図
【図10】図3に対応する誘導加熱用板における誘導電
流の通電状態模擬図
【図11】図4に対応する発熱体における誘導電流の通
電状態模擬図
【符号の説明】
1 磁性体 2 PTCサーミスタ 3 保護板 4 磁性体粒子 5 PTCサーミスタ粒子 6 NTCサーミスタ 7 銅板 8 フェライト 10 コイル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】PTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ板
    状にして貼り合わせて積層構造となしたことを特徴とす
    る誘導加熱用板。
  2. 【請求項2】NTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ板
    状にして貼り合わせて積層構造となしたことを特徴とす
    る誘導加熱用板。
  3. 【請求項3】PTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ粒
    子状にして混合し板状に形成したことを特徴とする誘導
    加熱用板。
  4. 【請求項4】NTCサーミスタと磁性体とをそれぞれ粒
    子状にして混合し板状に形成したことを特徴とする誘導
    加熱用板。
  5. 【請求項5】その総合の抵抗値が所定の温度にて最小と
    なる如く、磁性体とそれぞれその抵抗値急変温度の異な
    るPTCサーミスタとNTCサーミスタとの三者をそれ
    ぞれ粒子状となし適当な混合比にて混合し板状に形成し
    たことを特徴とする誘導加熱用板。
JP4270638A 1992-03-26 1992-10-09 誘導加熱用板 Pending JPH05326123A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4270638A JPH05326123A (ja) 1992-03-26 1992-10-09 誘導加熱用板
US08/035,973 US5380989A (en) 1992-03-26 1993-03-23 Inductive heating element with magnetic and thermistor materials

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6766492 1992-03-26
JP4-67664 1992-03-26
JP4270638A JPH05326123A (ja) 1992-03-26 1992-10-09 誘導加熱用板

Publications (1)

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JPH05326123A true JPH05326123A (ja) 1993-12-10

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ID=13351502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4270638A Pending JPH05326123A (ja) 1992-03-26 1992-10-09 誘導加熱用板

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JP (1) JPH05326123A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6534753B1 (en) 2000-06-15 2003-03-18 Wilmington Research And Development Corporation Backup power supply charged by induction driven power supply for circuits accompanying portable heated container

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6534753B1 (en) 2000-06-15 2003-03-18 Wilmington Research And Development Corporation Backup power supply charged by induction driven power supply for circuits accompanying portable heated container
US6566634B2 (en) 2000-06-15 2003-05-20 Wilmington Research And Development Corporation Induction driven power supply for circuits accompanying portable heated items

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