JPWO2012108135A1 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

凹部を外側に有する複数の異形コイルを配置したコイルベースにおいて、各コイル間の距離を所定値以上に保ち、安定した絶縁特性が得られる誘導加熱調理器を提供する。本体１は、被加熱物を誘導加熱する複数の誘導加熱部３ａ、３ｂを備え、この誘導加熱部３ａ、３ｂは、コイルベース３３と、この上に一体で構成された円板状に巻かれた主コイル３１と、この主コイル３１の周囲に設けられ、外周の一部に主コイル３１の外周にほぼ平行になるように応力を与えて凹部を形成した複数の異形コイル３２ａ〜３２ｄとから構成されている。隣接する小径コイル間に絶縁部材３４ａ〜３４ｄを介在させる。これにより主コイル３１と異形コイル３２ａ〜３２ｄとの間の距離を所定値以上に保ち、安定した絶縁特性が得られる。従って、主コイル３１と異形コイル３２ａ〜３２ｄとの間の放電を抑止することができる。

Description

本発明は、電磁誘導を利用して調理を行う誘導加熱調理器に関するものである。

従来から、同心円状に配設された複数のコイルがコイルベースと呼ぶ一つの土台に組み込まれ、これらのコイル同士が互いに協働して誘導加熱を行なうように構成された誘導加熱調理器が知られている。この誘導加熱調理器において、これらのコイルの位置の規制（固定）については、コイルの巻き終わり部と中心部を抑制することで行っていた。
例えば、コイルベースの、コイルの中心部に対応する位置とコイルの巻き終わりに対応する位置にそれぞれ第１の孔、第２の孔を形成し、第１の孔にコイルの巻き始めのコイル素線（電線）を貫通させ、第２の孔にコイルの巻き終りのコイル素線（電線）を貫通させることで、コイルの位置を規制していた。

一方、従来の１つの円板状のコイルをコイルベース上に配置する代わりに、ほぼ楕円状に巻いて構成したコイルの長手方向に対してその外周側から内側へ応力を与えることで凹部を形成したコイル（以下、異形コイルと呼ぶ）を複数個従来の円板状コイルの周りに配置し、上記の凹部が従来の円板状コイルの外周に沿って対向するように配置しても良い。これにより、大型の被加熱物がトッププレート上に載置されたときの形状あるいはその載置位置に合わせて必要なコイルだけに電流を流すことができ消費電力の節約になる。
あるいは複数の従来よりも小型の円板状のコイルを密にコイルベース上に配置することにより、トッププレート上に載置される被加熱物の形状に対応するコイルだけに電流を流すことができ消費電力の節約になる。

しかしながら、上記のコイル規制は、同心円状のコイルには適用できるが、複数の異形コイルを従来の円板状コイルの周辺に配置した場合、あるいは上記のような複数の小型コイルをコイルベース上に密に配置した場合には適用できないという問題がある。
その理由は以下の通りである。
異形コイルはコイル素線を、治具を利用して楕円状に巻き付けて構成した楕円状のコイルに外周側から内側に向かって応力を与えることで外周側に凹部を形成した状態で構成される。また、異形コイルの凹部と対向する部分も同様に内側から外側へ応力を与えることで凸部が構成される。従って、異形コイルの凹部及び凸部には絶えず元のほぼ直線の位置まで戻ろうとする復帰力が作用しており、対策を講じない限り、加熱コイルにずれが発生してしまい、同心円状に巻かれている主コイルと接触する虞がある。この場合、異形コイル及び主コイルに異なる周波数の高周波電流が流れると、それぞれのコイルに微小かつ異なる高周波振動が発生し、異形コイルと主コイルの接触部がこの振動差により擦れるため、コイル素線の絶縁皮膜が剥がれ落ちて短絡による放電が発生する虞がある。また、同じ周波数でも位相が異なると、同様の問題が発生する。
また複数の小型コイルをコイルベース上に密に配置する関係上、隣接するコイル同士に逆方向に電流を流す場合には、双方のコイル同士間に引力が作用する。また高周波電流を流すことで各コイルに高周波振動が発生するため、引力により引きつけ合ったコイル同士がこの振動により接触して擦り合う場合が生じる。この場合も上記と同様の問題が発生する。
また、同心円状に巻かれた複数のコイルでは、外側のコイルが内側のコイルを覆い、内側のコイルがコイルの中心を覆ってしまうため、コイルの冷却性能が低下するという問題もあった。

この発明は、上記の問題を解決するために為されたものであり、従来の円板状コイルの周辺に複数の異形コイルをコイルベース上に配置した場合にも、円板状コイルと異形コイルとの間の距離を所定値以上に保ち、安定した特性を得ることができる誘導加熱調理器を提供することを主な目的としている。
また、複数の比較的径の小さい小型コイルをコイルベース上に比較的密に配置した場合にも、それぞれのコイル間の距離を所定値以上に保ち、安定した特性を得ることができる誘導加熱調理器を提供することを目的としている。

この発明に係る誘導加熱調理器は、外郭を構成する本体と、この本体の上部を覆うように設けられ被加熱物を載置するトッププレートと、を備え、本体は、被加熱物を誘導加熱する複数の誘導加熱部を備え、誘導加熱部は、円板状に巻かれた第１のコイルと、第１のコイルの周囲に設けられ、外周の一部に前記第１のコイルの外周に沿って所定の間隔をおいて凹部を形成し、凹部と対向する側に該凹部にほぼ平行に凸部を形成した複数の第２のコイルと、第１のコイルと第２のコイルを載置するコイルベースと、コイルベース上に設けられ、第２のコイルが変形して第１のコイルと第２のコイルが接触するのを防止し、または第２のコイルの凹部と凸部が接触するのを抑止し、所定値以上の絶縁定数を有する絶縁部材と、を備えるものである。

この発明によれば、第１のコイルと第２のコイルを載置するコイルベースと、第２のコイルが変形して第１のコイルと第２のコイルが接触するのを防止し、または第２のコイルの凹部と凸部が接触するのを抑止し、所定値以上の絶縁定数を有する絶縁部材と、をコイルベース上に設けたので、それぞれのコイル間の距離を所定値以上に保ち、安定した特性を得ることができ、放電の発生を防止することができる。

この発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の概要を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のコイルの構成を示す平面図である。 この発明の実施の形態２における誘導加熱調理器のコイルの構成を示す平面図である。 この発明の実施の形態３における誘導加熱調理器のコイルの構成を示す側断面図である。 この発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の誘導加熱部３の概略構成を示す平面図である。 図５に示す絶縁部材の幅よりも大きい幅を有する絶縁部材を用いた場合のコイルと絶縁部材との配置関係を示す平面図である。 図６に示すコイル間に絶縁部材を介在させたときの側断面図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の概要を示す斜視図であり、キッチンカウンターに組み込まれた状態を示している。図１に示すように、誘導加熱調理器１００は、キッチンカウンター２００に組み込まれた本体１と、この本体１の上部を覆うように設けられ鍋などの被加熱物を載置するトッププレート２と、を備え、本体１は、被加熱物を加熱する左右に１つずつ設けられた誘導加熱部３ａ、３ｂと、前面に扉を有するグリル部４とを備えている。なお、誘導加熱調理器１００はキッチンカウンター２００に組み込まれた状態ではキッチンカウンター２００の天面とトッププレート２の上面がほぼ面一になるように収納される。また、このとき前面にはグリル扉と本体１の前面意匠パネル５が見えるように収納されている。以下、誘導加熱部３ａ、３ｂをまとめて誘導加熱部３と呼ぶ。

図２は、この発明の実施の形態１における誘導加熱調理器のコイルの構成を示す平面図である。
図２に示すように誘導加熱部３は、円板状の主コイル（第１のコイルとも呼ぶ）３１と、この主コイル３１の周囲に所定の間隔を置いてほぼ等間隔に複数個（図２の例では主コイルの中心を中心として点対称に４つ）配置固定されたほぼ楕円状に形成されたコイル（以下、異形コイルと呼ぶ、第２のコイルとも呼ぶ）３２と、主コイル３１と異形コイル３２を載置するコイルベース３３と、このコイルベース３３に設けられ、主コイル３１と異形コイル３２との間に設けられた絶縁部材３４とから構成されている。
異形コイル３２は、コイルの素線（電線）をほぼ楕円状に巻いてコイルを形成し、このコイルの外周の長手方向の一方に外周側から内側へ応力を与えて主コイル３１の外周にほぼ平行な凹部を形成し、さらにこの凹部と対向する側の長手方向の外周側に凹部とほぼ平行な凸部を形成することで構成される。
また絶縁部材３４は第１のコイルと第２のコイルとの間に且つ第２のコイルの凹部の中心と凸部の中心を結ぶ線を中心軸上に配設されており、ほぼ円柱状に構成されている。
図２において、異形コイル３２は４つ有り、それぞれを３２ａ〜３２ｄで区別する。
また絶縁部材３４も４つ有り、それぞれを３４ａ〜３４ｄで区別する。

このようにして得られた異形コイル３２に対して、絶縁部材３４は、少なくとも主コイル３１の外周と異形コイル３２の凹部の外周側で当接する。

このように、この実施の形態１によれば、凹部を外側に有する複数の異形コイルを配置したコイルベースにおいて、その配置された異形コイルの変形に対しても、安定的に均一な状態でコイルベースに保持することができるため、組み立ての際にばらつきが生じても安全性の高い誘導加熱調理器を得ることができる。

また、この発明では、コイルベース上に保持された凹部を有する複数の異形コイルが、その凹部が復帰力により直線に変形しようとした際にも、その変形を抑制するとともに所定の絶縁定数（絶縁抵抗値）を確保できるように絶縁部材を設けたことにより、複数のコイル同士の距離を一定に保つことにより所定の絶縁性能を確保できるだけでなく、形状の変形によって生じる加熱ムラなども抑制することができる。

また、絶縁部材を特にコイルの外周部に設けたことにより、コイルの素線がコイルベースからはみ出すことを抑制できることから、コイルベースの周囲にある部品に対しても、コイルの通電により発生する磁界の影響などを低減することができる。
また空気よりも絶縁定数の大きいシリコンなどの絶縁部材は、その上端が主コイル３１と異形コイル３２の巻線上面よりも高い位置となるようにする。
これにより、主コイル３１と異形コイル３２の間に発生する放電を防止することができる。

実施の形態２．
図１はこの実施の形態でも用いられる。
図３はこの発明の実施の形態２における誘導加熱調理器のコイルの構成を示す平面図である。
図３において、絶縁部材の構成以外は図２の構成と同様である。
絶縁部材３５は、主コイル３１の外周と、異形コイル３２凹部側の外周との間に凹部のほぼ全域に渡って介在する。
図３において、絶縁部材３５は４つ有り、それぞれを３５ａ〜３５ｄで区別する。

この実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加え、さらに主コイルと異形コイルとの間の絶縁能力が向上するので、高い絶縁特性を確保することができるという効果を奏する。

実施の形態３．
図１はこの実施の形態でも用いられる。
図４は、この発明の実施の形態３における誘導加熱調理器のコイルの構成を示す側断面図である。
図４に示すように、異形コイルの内側に対し、実施の形態１〜２における絶縁部材を設けず、代わりにコイルベース３３を絞り加工により主コイル３１の外周の形状に平行に延設される凸部で構成される絶縁部材３６を用いる。この絶縁部材３６は実施の形態１〜２における異形コイルの内側の全面積を占めるように連続的に構成してもよいし、断片的に構成してもよい。

この実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加え、さらに異形コイルの内部を全面的に抑制するので、凸部からの復帰力が凹部を押し戻すことがないため、復帰力を抑制できるという効果を奏する。

実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、主コイルとその周辺に設けられた複数の異形コイルとの間の絶縁について説明したが、上記の主コイルよりも径の小さい円板状の小径コイルを多数配置した場合にも適用可能である。この実施の形態では、複数の小径コイルを同一のコイルベース上に配置した場合のコイル間の絶縁について説明する。
図５はこの発明の実施の形態４における誘導加熱調理器の誘導加熱部３の概略構成を示す平面図である。
図５に示すように、誘導加熱部３は同一のコイルベース６上に従来のコイルの径よりも径が小さい小径コイル７を複数個載置し、各小径コイル７において、隣接する小径コイル７との間にシリコンで構成される絶縁部材８を介在させる。図５の例では、コイルベース６の形状をほぼ正方形とし、この上に４つの小径コイル７ａ〜７ｄを縦横２列ずつ搭載し、小径コイル７ａと７ｂの間に絶縁部材８ａを介在させ、小径コイル７ｂと７ｃの間に絶縁部材８ｂを介在させ、小径コイル７ｃと７ｄの間に絶縁部材８ｃを介在させ、小径コイル７ｄと７ａの間に絶縁部材８ｄを介在させる。これにより、小径コイル７同士が接触するのを防止することができる。

なお、上記の例では隣接する小径コイル７の間の距離よりも小さい幅を有する絶縁部材８をこの小径コイル７間に介在させるようにしたが、小径コイル７の間の距離よりも大きい幅を有する絶縁部材８を用いてもよい。
図６は図５に示す絶縁部材の幅よりも大きい幅を有する絶縁部材８を用いた場合の小径コイル７と絶縁部材８との配置関係を示す平面図である。
この場合には、小径コイル７間の距離をAとし、小径コイル７の半径をＲとした場合、絶縁部材８の幅Ｂは以下の式（１）を満たすならば、この絶縁部材８を隣接小径コイル７間に押し込むようにして挿入することにより、たとえ双方の小径コイル７間に流れる電流の方向が異なって双方に引力が作用しても、双方のコイル間の距離を一定に保持することが可能となる。
Ａ＜Ｂ＜Ａ＋２Ｒ ………………………………（１）
図７は、図６に示すコイル間に絶縁部材を介在させたときの側断面図である。
図７に示すように空気よりも絶縁定数の大きいシリコンの高さを小径コイル７の巻線上面よりも高い位置まで形成する。
これにより、双方のコイル間に発生する放電を防止することができる。

なお、上記の例では絶縁部材としてシリコンを用いたが、シリコンでなくても絶縁定数が空気のそれよりも大きいものを有するものであれば、どのような材料を用いても良い。
この場合も同様の効果を奏する。
また、絶縁部材３４、３５をコイルベース３３と一体で成型しても良い。これにより、コイルの変形に対する絶縁部材の反作用力が増大する。

この発明に係る誘導加熱調理器は、調理器を製造、販売、使用する産業分野において広く利用することができる。

１ 本体、２ トッププレート、３、３ａ、３ｂ 誘導加熱部、４ グリル部、５ 前面意匠パネル、６ コイルベース、７、７ａ〜ｄ 小径コイル、８、８ａ〜ｄ 絶縁部材、３１ 主コイル（第１のコイル）、３２ 異形コイル（第２のコイル）、３３ コイルベース、３４、３４ａ〜ｄ 絶縁部材、３５、３５ａ〜ｄ 絶縁部材、１００ 誘導加熱調理器、２００ キッチンカウンター。

Claims (11)

1. 外郭を構成する本体と、この本体の上部を覆うように設けられ被加熱物を載置するトッププレートと、を備え、
   前記本体は、前記被加熱物を誘導加熱する複数の誘導加熱部を備え、
   この誘導加熱部は、
   円板状に巻かれた第１のコイルと、
   この第１のコイルの周囲に設けられ、外周の一部に前記第１のコイルの外周に沿って凹部を形成し、該凹部と対向する側に該凹部にほぼ平行に凸部を形成した複数の第２のコイルと、
   前記第１のコイルと前記第２のコイルを載置するコイルベースと、
   このコイルベース上に設けられ、前記第２のコイルが変形して前記第１のコイルと前記第２のコイルが接触するのを防止する絶縁部材と、を備えることを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記絶縁部材は、前記第１のコイルと前記第２のコイルの間に配置され、柱状に構成されることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記絶縁部材は、少なくとも前記第１のコイルの外周と前記第２のコイルの凹部の外周面に当接することを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱調理器。
4. 前記絶縁部材は、前記第１のコイルと前記第２のコイルの間に配置され、前記凹部のほぼ全域に亘って延設されることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
5. 前記絶縁部材の高さを前記第１のコイル及び前記第２のコイルの巻線上面よりも高い位置まで形成することを特徴とする請求項１〜４に記載の誘導加熱調理器。
6. 外郭を構成する本体と、この本体の上部を覆うように設けられ被加熱物を載置するトッププレートと、を備え、
   前記本体は、前記被加熱物を誘導加熱する誘導加熱部を備え、
   この誘導加熱部は、
   複数のコイルと、
   これらのコイルを載置するコイルベースと、
   前記コイルベースに載置され、隣接するコイル同士が接触するのを防止する絶縁部材と、を備えることを特徴とする誘導加熱調理器。
7. 前記絶縁部材は、隣接するコイルの間に設けられることを特徴とする請求項６に記載の誘導加熱調理器。
8. 前記絶縁部材は、隣接するコイルの間の距離より大きい幅を有し、双方のコイル間の一部に介装されることを特徴とする請求項６に記載の誘導加熱調理器。
9. 前記絶縁部材は、前記コイルベースと一体成型されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
10. 前記絶縁部材は、シリコンで構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
11. 前記シリコンの高さをコイルの巻線上面よりも高い位置まで形成することを特徴とする請求項１０に記載の誘導加熱調理器。

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