JPH0855678A

JPH0855678A - 電磁調理器用加熱コイル

Info

Publication number: JPH0855678A
Application number: JP19165394A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ishima; 勉石間; Yoshio Tauchi; 良男田内
Original assignee: SPC Electronics Corp
Current assignee: SPC Electronics Corp
Priority date: 1994-08-15
Filing date: 1994-08-15
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】【目的】被加熱物、例えば鍋の底部寸法に拘わらず、
十分な加熱電力と均一な加熱パターンが得られる安全構
造の電磁調理器用加熱コイルを提供する。【構成】内側コイル１と外側コイル２を同心上且つ略
同一平面上に電気的に分離して配するとともに、各コイ
ル１，２をその円周方向の高周波電流が同一方向となる
ように並列接続し、電源３から高周波電流を供給して小
型鍋５を加熱する際に、加熱電力を内側コイル１に集中
させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁調理器に用いる加
熱コイルの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電磁調理器用加熱コイルは、リッ
ツ線等を所定間隔で平型渦巻状に巻き、その両端に高周
波電源を接続する構造になっているのが一般的である。
図３は、この種の加熱コイルを用いて誘導加熱を行う場
合の要部断面図であり、３は高周波電力を出力する電
源、４は調理器筐体枠に固定されるトッププレート、
５，６は例えば磁性ＳＵＳ材から成る被加熱物（小型鍋
及び大型鍋）、１１は加熱コイルである。

【０００３】図示のように、従来の加熱コイル１１は、
実線で示す小型鍋５のほか、破線で示す大型鍋６にも対
応するように、リッツ線をその外径が大型鍋６の外径と
ほぼ同じになるまで平型渦巻状に巻き、その両端に電源
３を接続する構造となっている。このような構造の加熱
コイル１を用いて実際に小型鍋６及び大型鍋５を加熱す
る場合の等価回路を、それぞれ図４（ａ）（ｂ）に示
す。

【０００４】いま、大型鍋６の等価抵抗値をｒo、無負
荷時の加熱コイル１１のインダクタンス値をＬo、大型
鍋６をトッププレート４に載せて通電したことによるイ
ンダクタンス値の減少分をｌo、電源３より出力される
高周波電流の値をＩoとすると、大型鍋６の加熱電力値
ＰoはＩo²・ｒoとなり、電磁調理器の定格出力値とほぼ
等しくなる。加熱コイル１１の抵抗分は一般に小さく、
コイルロスは全体の１／１０以下である。一方、上記電
流値Ｉoが一定に制御されているものとして、同一の加
熱コイル１１で小型鍋５を加熱した場合は、図４（ａ）
に示すように、その等価抵抗値ｒは大型鍋６の場合のほ
ぼ半分のｒo／２、加熱電力値ＰもＩo²・ｒo／２（＝Ｐ
o／２）となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
加熱コイル１１を用いた場合は、大型鍋６であれば電磁
調理器の定格出力値と同程度の加熱電力値が得られる
が、小型鍋５では加熱電力値が低下してしまう欠点があ
った。また、大型鍋６で十分な加熱電力値が得られて
も、加熱コイル１１の中心部（鍋底の中心部）付近の加
熱電力値が極めて小さく、逆に、周縁部付近が集中的に
加熱電力値が大きくなるため、加熱パターンがドーナツ
状になり、調理上不便となる問題もあった。更に、加熱
コイル１１のうち、小型鍋５の誘導加熱に寄与しない部
分で不要な電磁界が発生し、安全性の点でも問題があっ
た。

【０００６】本発明の課題は、かかる欠点等を解消し、
被加熱物の底部寸法に拘わらず、十分な加熱電力値と均
一な加熱パターンが得られる安全構造の電磁調理器用加
熱コイルを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の電磁調理器用加熱コイルは、径の異なる複数の加熱
コイルを同心上且つ略同一平面上に電気的に分離して配
し、各々の加熱コイルをその円周方向の高周波電流が同
一方向となるように並列接続したことを特徴とする。な
お、このような構造において、径が小さい側の加熱コイ
ルのインダクタンス値を、径の大きい側の加熱コイルの
インダクタンス値よりも相対的に小さくなるように予め
設計しておくことが好ましい。

【０００８】

【作用】本発明の電磁調理器用加熱コイルは、径の異な
る複数の加熱コイルをその円周方向の高周波電流が同一
方向となるように並列接続したので、その接続部に高周
波電流（電力）が供給された場合は各加熱コイルが各々
独立に被加熱物を加熱する。従って、電源から供給され
る高周波電流が一定であるとすると、誘導加熱に寄与す
る加熱コイルは、被加熱物を近づけたことによるインダ
クタンス値の低下があり、誘導加熱に寄与しない加熱コ
イルに比べて相対的に高周波電流が増加する。被加熱物
の底部寸法が小さい場合であっても、径の小さい側の加
熱コイルは常に誘導加熱に寄与することになるので、通
電時には加熱電力値が加熱コイルの中心部付近に集中
し、従来の加熱コイルの場合に生じる加熱電力値の相対
的低下が抑制される。なお、径が小さい側の加熱コイル
のインダクタンス値を径の大きい側の加熱コイルのイン
ダクタンス値よりも相対的に小さくなるように予め設計
しておくと、中心部付近の高周波電流がより大きくな
り、従来の加熱コイルの場合に生じていたドーナツ状の
加熱パターンが改善される。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る電磁調理
器用加熱コイルを用いて誘導加熱を行う場合の要部断面
図であり、内側コイル１と外側コイル２の二つの加熱コ
イルを各々並列接続した場合の例を示すものである。な
お、電源３、トッププレート４、小型鍋５及び大型鍋６
は、図３に示したものと同一とする。

【００１０】内側コイル１は、例えば仕上げ径が約５ｍ
ｍのリッツ線を約２０ターンの平型渦巻状に巻いたもの
で、無負荷時のインダクタンス値は、従来の加熱コイル
（図３の符号１１）の２倍の約６０μＨ（２Ｌo）とす
る。つまり、図示のように、各ターンのピッチを従来よ
りも密に巻いておく。外側コイル２も、約６０μＨ（２
Ｌo）となるように、内側コイル１の外側に巻いてお
く。なお、インダクタンス値を共に２Ｌoとするのは説
明の便宜のためであって、実際には必ずしも両者を同一
値にしなくとも良い。

【００１１】このような構造の加熱コイルを用いて大型
鍋６を加熱する場合は、図２（ｂ）の等価回路に示すよ
うに、その合成インピーダンスは、等価抵抗値がｒo、
等価インダクタンス値がＬo−ｌoとなる。また、各コイ
ル１，２に流れる高周波電流の値Ｉ₁’、Ｉ₂’も等しく
なる。従って、大型鍋６の加熱電力値ＰoはＩo²・ｒoと
なり、従来の加熱コイル１１を用いた場合と同じ値とな
る。

【００１２】一方、小型鍋５を加熱する場合は、図２
（ａ）の等価回路に示すように、内側コイル１のインダ
クタンス値が外側コイル２のインダクタンス値より小さ
くなり、更に、小型鍋５の等価抵抗２ｒoを含めた内側
コイル１の直列インピーダンスの大きさも外側コイル２
の無負荷インピーダンスの大きさより小さくなる。即
ち、内側コイル１を流れる高周波電流の値をＩ₁、外側
コイル２を流れる高周波電流の値をＩ₂とすると、Ｉ₁＞
Ｉ₂、又は、Ｉ₁＞Ｉo／２となる。従って、小型鍋５の
加熱電力値Ｐ₁は、２ｒo・Ｉ² ₁（＞２ｒo（Ｉo／２）²
＝ｒo／２・Ｉo²）となり、従来の加熱コイル１１を用
いて小型鍋５を加熱した場合の加熱電力値Ｐ（＝ｒo／
２・Ｉo²）を常に超える。このときの高周波電流値Ｉ₁
は、良く知られた計算式により(1)式で表され、小型鍋
５の加熱電力値Ｐ₁は、(2)式で表される。

【００１３】

【数１】

【００１４】上記(1)、(2)式は、通常（２−ｌo／Ｌo）
²≫（ｒo／ωＬo）²であるから、下記(3)、(4)式のよう
に表すことができる。

【００１５】

【数２】

【００１６】いま、内側コイル１の外径と小型鍋５の底
径とがほぼ等しく、電磁調理器の定格出力値が１０ｋＷ
のとき、実測による小型鍋５の加熱電力値は、従来の加
熱コイル１１を用いた場合には約５ｋＷであったのに対
し、本実施例の加熱コイルによれば約７ｋＷであった。
一方、このときの内側コイル１の等価抵抗値２ｒoは約
１．６Ωであり、インダクタンス値２（Ｌo−ｌo）は約
４０μＨであった。また、電源３より出力される高周波
電流（Ｉo)は約２５ｋＨ_Z、約１１０Ａであった。そこ
で、前記(1)、(2)式にＬo≒３０μＨ、ｌo≒１０μＨ、
ｒo≒０．８Ω、ω≒２π×２５×１０³、Ｉo≒１１０
Ａを代入すると、Ｉ₁＝６５．７ＡＰ₁＝６．９０ｋＷとなり、上記実測値と殆ど一致した。これに対し、従来
の加熱コイル１１の場合は、小型鍋５の加熱電力Ｐは、
ｒo／２・Ｉo²≒４．８ｋＷであった。従って、本実施
例の加熱コイルを用いることにより小型鍋５の加熱電力
値が従来よりも確実に４〜５割アップすることがわか
る。

【００１７】このように、本実施例によれば、従来、小
型鍋５の加熱が不十分であり、調理に不便であったとこ
ろの加熱電力値を４〜５割アップさせることができ、さ
らに、小型鍋５の載っていない外側コイル２の高周波電
流が減少するので、不要な電磁界の漏洩が少なくなり、
安全性を向上させることができる。

【００１８】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲での設計変更
が可能である。例えば、内側コイル１のインダクタンス
値を最初から外側コイル２よりも小さく設計することに
より、大型鍋６の誘導加熱に際しても鍋底の中心部付近
を強くすることができる。また、並列接続する加熱コイ
ルの数は３以上であっても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明の
電磁調理器用加熱コイルは、外径と同程度乃至それ以上
の大型の被加熱物に対しては、従来のように一つの加熱
コイルとほぼ同様に機能する一方、外側に位置する加熱
コイルの内径以下の小型の被加熱物に対しては、誘導加
熱に寄与する加熱コイルの高周波電流が増加するので、
被加熱物の大小に拘らず、調理上十分な加熱電力値が得
られる効果がある。さらに、小型の被加熱物の誘導加熱
に寄与しない加熱コイルについては、その高周波電流が
減少するので、電磁界の漏洩が従来よりも少なくなり、
安全性が向上する効果がある。

【００２０】また、径が小さい側の加熱コイルのインダ
クタンス値を、径の大きい側の加熱コイルのインダクタ
ンス値よりも相対的に小さくなるように予め設計してお
くことにより、中心部付近の高周波電流の値が周縁部付
近よりも常に大きくなる。従って加熱電力が常に中心部
付近に集中するので、従来構造によるドーナツ状の加熱
パターンが改善されて鍋等の被加熱物が均一に加熱され
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の加熱コイルを用いて誘導加
熱を行う場合の要部断面図

【図２】（ａ）は本実施例の加熱コイルを用いて小型鍋
を加熱する場合の等価回路（ｂ）は同様の条件で大型鍋を加熱する場合の等価回路

【図３】従来の加熱コイルを用いて誘導加熱を行う場合
の要部断面図

【図４】（ａ）は従来の加熱コイルを用いて小型鍋を加
熱する場合の等価回路（ｂ）は同様の条件で大型鍋を加熱する場合の等価回路

【符号の説明】

１本実施例の加熱コイルの構成要素となる内側コイル２本実施例の加熱コイルの構成要素となる外側コイル３電源４トッププレート５，６鍋（被加熱物）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】径の異なる複数の加熱コイルを同心上且
つ略同一平面上に電気的に分離して配し、各々の加熱コ
イルをその円周方向の高周波電流が同一方向となるよう
に並列接続したことを特徴とする電磁調理器用加熱コイ
ル。
【請求項２】請求項１記載の電磁調理器用加熱コイル
において、径が小さい側の加熱コイルのインダクタンス値を、径の
大きい側の加熱コイルのインダクタンス値よりも相対的
に小さくしたことを特徴とする電磁調理器用加熱コイ
ル。