(57)【要約】【課題】加熱コイルユニットの冷却性能を向上させ、使い勝手の良い誘導加熱装置を提供すること。【解決手段】ベース６と複数の加熱コイルユニット５との間にそれぞれの設けた圧縮コイルばね１４と、冷却手段１９と、を備え、圧縮コイルばね１４は、第一の座巻１５の線材表面を面接触するように加熱コイルユニット５下面と取り付け部材１６との間に挟持し、第二の座巻１７をベース６に設置する。圧縮コイルばね１４は、加熱コイルユニット５、トッププレート１に押圧すると共に、加熱コイルユニット５の損失により発生した熱を圧縮コイルばね１４の第一の座巻１５を介して放熱する放熱フィンとして作用する。冷却手段１９がダクト２１から噴出した冷却風は、加熱コイルユニット５下面と圧縮コイルばね１４とを冷却するので、加熱コイルユニット５の温度上昇抑制が図れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物が載置されるトッププレートと、
前記トッププレートの下方に設けられ被加熱物を誘導加熱する複数の加熱コイルユニットと、
前記加熱コイルユニットが圧縮コイルばねを介して設置されるベースと、
冷却風を生成する冷却手段と、を備え、
前記圧縮コイルばねは、前記加熱コイルユニットと非導電性の取り付け部材との間に挟持される第一の座巻と、前記ベースに取り付けられる第二の座巻とを有し、前記加熱コイルユニットを前記トッププレートに押圧すると共に、前記冷却手段からの冷却風を受けて前記加熱コイルユニットの熱を放熱する誘導加熱装置。
【請求項２】
前記圧縮コイルばねの第一の座巻を挟持する前記加熱コイルユニットの下面と取り付け部材との間に熱伝導部材を充填した請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
複数の前記加熱コイルに囲まれた空間内に、前記空間を狭めるように案内体を設けた請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記取り付け部材は平面状の部材であり、前記加熱コイルユニットの下面に面接触する請求項１に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トッププレート上に載置された金属製の調理用鍋などの被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置に関し、特にトッププレートの直下に多数の加熱コイルを有するマルチコイル構成を持つ誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱装置は、調理容器を載置するトッププレートと、トッププレートの下部には調理容器を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの下方に配設される複数のフェライトと、前記加熱コイルの下方に配設されるコイルベースとで構成されるコイルユニットと、前記コイルユニットを直接載置する放熱板と、前記放熱板を冷却風で冷却する送風装置とを設けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成において動作を説明すると、トッププレートに調理容器を載置した場合、加熱コイルが通電され、加熱コイルから発生した磁束が調理容器の底面に渦電流を発生させて、調理容器が自己発熱（ジュール熱）して所定温度になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６２８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の誘導加熱装置では、加熱コイルから発生し、かつ下方側の磁束はフェライトにより大部分は打ち消されるが、漏れた磁束が放熱板に渦電流を形成して自己発熱するという課題を有していた。すなわち、放熱板の自己発熱の分、加熱コイルの冷却効果が悪くなり、加熱コイルの入力を絞る、或いは送風量を増加する等の対応が必要となり、誘導加熱装置の使い勝手が悪くなる。
【０００６】
さらに、加熱コイルはトッププレートの下面に設置されただけなので、加熱コイルと調理容器との間に空間が生じる場合があり、この空間により調理容器への誘導加熱効率が低下する分、加熱コイルからの磁束を多く設定しなければならないという課題を有していた。
【０００７】
すなわち、加熱コイルは大型になり、かつ加熱コイルからの磁束を余分に設定した分、加熱コイルから漏れた磁束は増加（磁束の漏れ割合は変らない）して、放熱板の自己発熱が増加する。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加熱コイルの冷却性能を向上させ、使い勝手の良い誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、被加熱物が載置されるトッププレートと、前記トッププレートの下方に設けられ被加熱物を誘導加熱する複数の加熱コイルユニットと、前記加熱コイルユニットが圧縮ばねを介して設置されるベースと、冷却風を生成する冷却手段と、を備え、前記圧縮コイルばねは、前記加熱コイルユニットと非導電性の取り付け部材との間に挟持される第一の座巻と、前記ベースに取り付けられる第二の座巻とを有し、前記加熱コイルユニットを前記トッププレートに押圧すると共に
、前記冷却手段からの冷却風を受けて前記加熱コイルユニットの熱を放熱するものである。
【００１０】
これによって、圧縮コイルばねは、線状で、かつループ形状ではないので、漏れ磁束が圧縮コイルばねに渦電流を形成できず、圧縮コイルばねは自己発熱しない。
【００１１】
また、圧縮コイルばねは、加熱コイルユニットの損失による熱を圧縮コイルばねの第一の座巻を介して放熱する放熱フィンとして作用する。冷却手段からの冷却風が、加熱コイルユニットと圧縮コイルばねとを冷却するので、加熱コイルユニットの温度上昇抑制が図れる。
【００１２】
他方、圧縮コイルばねは、加熱コイルユニットをトッププレートに押圧するので、加熱コイルユニットと被加熱物との間に空間が生じない。したがって、加熱コイルユニットは空間を考慮して磁束を余分に設定する必要がないので、加熱コイルユニットがコンパクトにできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の誘導加熱装置は、漏れ磁束の影響を受けない圧縮コイルばねを放熱フィンとして作用させるので、加熱コイルユニットの冷却性能向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態における誘導加熱装置の要部構成を示した断面図
【図２】本発明の実施の形態における誘導加熱装置の要部の断面図
【図３】本発明の実施の形態における誘導加熱装置の要部の斜視図
【図４】本発明の実施の形態における誘導加熱装置を示した斜視図
【図５】本発明の実施の形態における誘導加熱装置を示したトッププレートを除いた斜視図
【図６】本発明の実施の形態における誘導加熱装置における加熱コイルユニットを除いた平面断面図
【図７】本発明の実施の形態における誘導加熱装置における制御要素を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、被加熱物が載置されるトッププレートと、前記トッププレートの下方に設けられ被加熱物を誘導加熱する複数の加熱コイルユニットと、前記加熱コイルユニットが圧縮ばねを介して設置されるベースと、冷却風を生成する冷却手段と、を備え、前記圧縮コイルばねは、前記加熱コイルユニットと非導電性の取り付け部材との間に挟持される第一の座巻と、前記ベースに取り付けられる第二の座巻とを有し、前記加熱コイルユニットを前記トッププレートに押圧すると共に、前記冷却手段からの冷却風を受けて前記加熱コイルユニットの熱を放熱するものである。
【００１６】
これによって、加熱コイルから発生し、かつ下方側の磁束は、一般的にフェライトにより大部分は打ち消せるが、磁束の漏れはどのようにしても避けられない。しかし、圧縮コイルばねは、線状で、かつループ形状（リング形状）ではないので、漏れ磁束が圧縮コイルばねに渦電流を形成できず、圧縮コイルばねは自己発熱しない。
【００１７】
他方、圧縮コイルばねは、第一の座巻の線材表面を面接触するように加熱コイルユニット下面と取り付け部材との間に挟持して伝熱面積を確保しているので、圧縮コイルばねは、加熱コイルユニットの損失により発生した熱を第一の座巻を介して放熱する放熱フィンとして作用する。
【００１８】
冷却手段からの冷却風が、加熱コイルユニット下面と圧縮コイルばねとを冷却するので、加熱コイルユニットの温度上昇抑制が図れる。この結果、加熱コイルユニットの入力を絞る、或いは送風量を増加する等の対応が不要となり、誘導加熱装置の使い勝手が維持できる。
【００１９】
また、圧縮コイルばねは、加熱コイルユニットをトッププレートに押圧するので、加熱コイルユニットと被加熱物との間に空間が生じない。したがって、加熱コイルユニットは空間を考慮して磁束を余分に設定する必要がないので、加熱コイルユニットがコンパクトにできる。
【００２０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記圧縮コイルばねの第一の座巻を挟持する前記加熱コイルユニットの下面と取り付け部材との間に熱伝導部材を充填したことにより、第一の座巻と加熱コイルユニット下面及び取り付け部材とも熱的に連結され、第一の座巻へより伝熱しやすくなるので、加熱コイルユニットの損失により発生した熱は、圧縮コイルばねの第一の座巻に効率よく熱伝導する。
【００２１】
すなわち、圧縮コイルばねは放熱フィンとして十分に作用する。そして、冷却手段からの冷却風が、加熱コイルユニット下面と圧縮コイルばねとを冷却するので、加熱コイルユニットの温度上昇抑制がさらに図れる。
【００２２】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の複数の前記加熱コイルに囲まれた空間内に、前記空間を狭めるように案内体を設けたことにより、冷却手段からの冷却風が、案内体に衝突した後に案内体に沿って流れ、加熱コイルユニット下面の中央に向かって流れる。
【００２３】
すなわち、冷却手段からの冷却風が、加熱コイルユニット下面と圧縮コイルばねとを冷却せずに、複数の加熱コイルユニットに囲まれた空間を流れることを防止できる。そして、冷却風が、加熱コイルユニット下面と圧縮コイルばねとを効率よく冷却するので、冷却手段のコンパクト化が図れる。
【００２４】
第４の発明は、特に、第１の発明の前記取り付け部材は平面状の部材であり、前記加熱コイルユニットの下面に面接触することにより、加熱コイルユニット下面と取り付け部材の平面との間は面接触して伝熱面が新たに形成されるので、圧縮コイルばねは、加熱コイルユニットの損失により発生した熱を取り付け部材の平面からも第一の座巻を介して受熱して十分に放熱する。
【００２５】
そして、冷却手段からの冷却風が、加熱コイルユニット下面と圧縮コイルばねとを冷却するので、加熱コイルユニットの温度上昇抑制がさらに図れる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２７】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における誘導加熱装置の要部構成を示した断面図、図２は同誘導加熱装置の要部の断面図、図３は同誘導加熱装置の要部の斜視図、図４は同誘導加熱装置を示した斜視図、図５は同誘導加熱装置を示したトッププレートを除いた斜視図、図６は同誘導加熱装置の要部構成を示した加熱コイルユニットを除いた平面断面図、図７は同誘導加熱装置における制御要素を示すブロック図である。
【００２８】
図１から図６に示されるように、トッププレート１は、鍋、鉄板などの調理容器である被加熱物２を載置するためのものであり、トッププレート１を本体筐体３の上面に被せ、本体筐体３の内部構造を収納する。
【００２９】
本体筐体３の内部には、液晶表示部にタッチパネルを重ねた操作表示部４、格子状に４５個（前後に５列、左右に９列）並べられた加熱コイルユニット５、平板状のベース６、加熱コイルユニット５を駆動するインバータ回路を制御する加熱制御部７と、インバータ回路に流れる電流に基づいてトッププレート１上の被加熱物２の有無を検知する被加熱物検出部８とを実現するプログラムを実行するマイクロコンピュータが収納される。
【００３０】
なお、上記インバータ回路とマイクロコンピュータとは、図１〜５には図示されていない。
【００３１】
加熱コイルユニット５は、フェライト９を内蔵した非導電材からなる加熱コイルベース１０と、銅線を巻いた加熱コイル１１と、マイカ板１２、１３とから構成されている。
【００３２】
また、本体筐体３の内部には、４つの加熱コイルユニット５に囲まれた複数の発光部２６と、隣り合う２つの加熱コイルユニット５の間に設けられた複数の発光表示ユニット２５と、加熱コイルユニット５の下方に設けられた圧縮コイルばね１４と、本体筐体３の内部を冷却する冷却手段１９とが配置されている。
【００３３】
発光部２６のおのおのには、それぞれ４つの発光表示ユニット２５が接続されるとともに、発光表示ユニット２５との接続部分にそれぞれＬＥＤが設けられている。発光部２６に設けられたＬＥＤからの光は、導光体である発光表示ユニット２５を経由してトッププレート１の上方に放出される。
【００３４】
圧縮コイルばね１４は、第一の座巻１５の線材表面と面接触するように加熱コイルユニット５下面と非導電性材からなる円形平面状の取り付け部材１６との間に挟持され、もう一方の第二の座巻１７をベース６に固定金具１８で固定される。圧縮コイルばね１４の第一の座巻１５を挟持した加熱コイルユニット５の下面と取り付け部材１６との間には熱伝導部材（図示しない）が充填される。
【００３５】
冷却手段１９は、送風ファン２０とダクト２１とから構成され、格子状に並べられた複数の加熱コイルユニット５の、特に圧縮コイルばね１４に向かって冷却風を噴出する。
【００３６】
なお、図６に示されるように、外気を取り込むための吸気口２２と冷却後の冷却風が排気される排気口２３は、本体筐体３の底面に設けられている。また、鍋などの被加熱物２の温度を光により測定する温度センサ２４が、加熱コイルユニット５の下面中央に設けられている。
【００３７】
また、操作表示部４と発光表示ユニット２５とは、上方からトッププレート１を透して見ることができる。
【００３８】
以上のように構成された誘導加熱装置について、以下その動作、作用について説明する。
【００３９】
図７に示されるように、使用者が操作表示部４における調理開始操作により、当該、誘導加熱装置が起動したとき、操作表示部４から加熱制御部７に起動信号が入力される。
【００４０】
次に、加熱制御部７は、起動信号が入力されたとき、被加熱物検出部８に対して、各、
加熱コイルユニット５において、被加熱物が載置されたか否かを検出する検出動作を実行させる。
【００４１】
この検出動作は、各、加熱コイルユニット５における加熱コイル１１に検出電流を流して、その検出電流の変化により、被加熱物の有無を検出するものである。
【００４２】
被加熱物２がトッププレート１に載置されて、加熱コイルユニット５における実質的な上方の位置に配置されたとき、当該、加熱コイルユニット５の検出電流に基づいて被加熱物検出部８は検出結果である検出信号を加熱制御部７に出力する。
【００４３】
被加熱物検出部８は被加熱物２がトッププレート１に載置されたことを検出したとき、加熱制御部７は、該当する加熱コイルユニット５に通電し、発光部２６に設けられたＬＥＤを点灯させて、加熱コイルユニット５の周囲の発光表示ユニット２５を発光させる。
【００４４】
同時に、加熱制御部７は、送風ファン２０を駆動して吸気口２２から外気を吸引し、ダクト２１を介して、格子状に並べられた加熱コイルユニット５の前方から冷却風を噴出させる。
【００４５】
通電された加熱コイルユニット５の加熱コイル１１から発生し、上方側の磁束が被加熱物２の底面に渦電流を発生させて、被加熱物２が自己発熱（ジュール熱）して温度上昇する。
【００４６】
そして、温度センサ２４が被加熱物２の底面温度を常に検出しており、その検出結果である検出信号は、加熱制御部７に入力されている。そして、加熱制御部７は温度センサ２４の検出信号に応じて加熱コイルユニット５への入力を調整して所定の温度に制御する。
【００４７】
他方、加熱コイル１１から発生し、かつ下方側の磁束はフェライト９により大部分は打ち消されるが、磁束の漏れはどのようにしても避けられない。しかし、圧縮コイルばね１４は、線状で、かつループ形状ではないので、漏れ磁束が圧縮コイルばね１４に渦電流を形成できず、圧縮コイルばね１４は自己発熱しない。
【００４８】
そして、圧縮コイルばね１４は、第一の座巻１５の線材表面を面接触するように加熱コイルユニット５下面と取り付け部材１６との間に挟持して伝熱面積を確保し、特に加熱コイルユニット５下面と取り付け部材１６の平面との間は面接触して伝熱面が大きく形成され、かつ熱伝導部材により熱的に連結されているので、熱伝導が非常に向上する。
【００４９】
この結果、加熱コイルユニット５の損失により発生した熱は、加熱コイルユニット５下面から直接第一の座巻１５に効率よく熱伝導し、加えて加熱コイルユニット５下面から取り付け部材１６の平面を経由して第一の座巻１５に熱伝導するので、圧縮コイルばね１４は放熱フィンとして十分に作用する。
【００５０】
そして、送風ファン２０が吸気口２２から外気を吸引し、ダクト２１から、格子状に並べられた加熱コイルユニット５の、特に圧縮コイルばね１４に向かって噴出させた冷却風は、加熱コイルユニット５下面と圧縮コイルばね１４とを冷却するので、加熱コイルユニット５の温度上昇抑制が図れる。
【００５１】
この結果、加熱コイルユニット５の入力を絞る、或いは送風量を増加するために送風ファン２０の回転数を上げる等の対応が不要となり、誘導加熱装置の使い勝手が維持できる。
【００５２】
また、圧縮コイルばね１４は、加熱コイルユニット５をトッププレート１に押圧するので、加熱コイルユニット５と被加熱物２との間に空間が生じないため、空間を考慮して磁束を余分に設定する必要がないので、加熱コイルユニット５はコンパクトにできる。
【００５３】
さらに、図６に示されるように、冷却手段１９がダクト２１から噴出させた冷却風は、発光部２６に衝突した後、発光部２６に沿って加熱コイルユニット５下面の中央に向かって集中し流れる。
【００５４】
すなわち、発光部２６は、冷却手段１９からの冷却風が、加熱コイルユニット５下面と圧縮コイルばね１４とを冷却せずに、複数の加熱コイルユニット５に囲まれた空間を流れることを防止する案内体として機能する。
【００５５】
加えて、加熱コイルユニット５下面の中央に向かって集中し流れる冷却風は、温度センサ２４に衝突して、その流れが乱れることで、熱伝達率が向上する。これらの結果、冷却風は、加熱コイルユニット５下面と圧縮コイルばね１４とを効率よく冷却するので、冷却手段１９のコンパクト化を図ることができる。なお、冷却風は、加熱コイルユニット５の前後の列の入口から出口まで、繰り返し加熱コイルユニット５下面の中央に向かって集中し流れる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、加熱コイルの冷却性能を向上させ、使い勝手を良くするので、調理器の用途に有効である。
【符号の説明】
【００５７】
１  トッププレート
２  被加熱物
３  本体筐体
４  操作表示部
５  加熱コイルユニット
６  ベース
７  加熱制御部
８  被加熱物検出部
９  フェライト
１０  加熱コイルベース
１１  加熱コイル
１２、１３  マイカ板
１４  圧縮コイルばね
１５  第一の座巻
１６  取り付け部材
１７  第二の座巻
１８  固定金具
１９  冷却手段
２０  送風ファン
２１  ダクト
２２  吸気口
２３  排気口
２４  温度センサ
２５  発光表示ユニット
２６  発光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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