(57)【要約】  本願発明の誘導加熱調理器は、平面状に捲回された中央コイルと、前記中央コイルの周辺に隣接して捲回された複数の周辺コイルと、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する高周波電源とを備え、前記高周波電源は、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれが互いに隣接する領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給することを特徴とするものである。
2010101135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状に捲回された中央コイルと、
前記中央コイルの周辺に隣接して捲回された複数の周辺コイルと、
前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する高周波電源とを備え、
前記高周波電源は、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれが互いに隣接する領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
中央コイルは、その平面形状が前記隣接領域において各周辺コイルの平面形状に沿うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
４以上の周辺コイルが中央コイルの周辺に隣接して配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
中央コイルは、円形または多角形の平面形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
平面状に捲回された中央コイルと、
前記中央コイルの周辺に隣接して捲回された複数の周辺コイルと、
前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する高周波電源とを備え、
高周波電源は、中央コイルおよび周辺コイルの両端に同一の電圧を印加し、
前記周辺コイルのターン数が前記中央コイルのターン数より大きいことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項６】
中央コイルは内側コイル部と外側コイル部とからなり、
前記外側コイル部と各周辺コイルとが互いに重畳することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
中央コイルは、その中央開口部を貫通して延びる磁性部材を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
中央コイルと周辺コイルとを磁気的に結合する磁性部材をさらに有し、
磁性部材は、前記周辺コイルのそれぞれの中央開口部を貫通して延びる複数の周辺コア部と、前記中央コイルの中央開口部を貫通して延びる中心コア部と、該周辺コア部および該周辺コア部を連結する連結部とを有することを特徴とする請求項７の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、複数の誘導加熱コイルを有する誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるＩＨクッキングヒータなどの誘導加熱調理器は、平面状に捲回された加熱コイルに数十ｋＨｚの交流電流を通電したときに生じる交流磁場により、導電体からなる鍋などの調理器具に渦電流を形成して、調理器具自体を加熱するものである。【０００３】
複数の誘導加熱コイルを有する誘導加熱装置の従来例がたとえば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の誘導加熱装置は、特許文献１の図３に示すように、第１加熱コイルと、これを左右から囲むように配置された２つ第２加熱コイルとを有する。第１加熱コイルおよび第２加熱コイルは異なる周波数の高周波電流が供給される。【０００４】
特許文献１の第１加熱コイルと第２加熱コイルを同時給電すると、高周波電流の周波数が相違することから差分周波数に相当するビート音（騒音）が加熱コイルから発生する。そこで、特許文献１に記載の発明は、第１加熱コイルによる誘導起電力に起因して生じる左右の第２加熱コイルに流れる電流が互いに相殺する（電流が反対方向に流れる）ように２つの第２加熱コイルを直列接続することにより相互干渉を抑制して、ビート音の発生を防止している。
【特許文献１】特許第３７２５２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明によれば、連接する複数の加熱コイルを同時給電するときに生じる相互干渉を防止することはできるものの、第１加熱コイルといずれか一方の第２加熱コイルに流れる電流は常に同方向となり、他方の第２加熱コイルに流れる電流は常に逆方向となる。第１加熱コイルと第２加熱コイルに流れる電流が同方向であるときには、これらの加熱コイルの間における被加熱体に生じる磁束（渦電流）は強め合うが、第１加熱コイルと第２加熱コイルに流れる電流が逆方向であるときには、これらの加熱コイルの間の位置における被加熱体に生じる磁束は互いに相殺することになる。すなわち、第１加熱コイルと第２加熱コイルに同方向または逆方向に電流が流れるか否か（コイルの配置位置）に依存して、鍋底などの被加熱体に生じる磁束（渦電流）にばらつきが生じてしまう。また、第１加熱コイルと第２加熱コイルに同方向の電流が流れる領域では、磁束が互いに干渉して、被加熱体を効率的に加熱することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本願発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、平面状に捲回された中央コイルと、前記中央コイルの周辺に隣接して捲回された複数の周辺コイルと、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する高周波電源とを備え、前記高周波電源は、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれが互いに隣接する領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給する誘導加熱調理器を提供しようとするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本願発明の誘導加熱調理器によれば、被加熱体を均一に加熱するとともに、被加熱体全体の加熱効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本願発明に係る誘導加熱調理器の全体を概略的に示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る誘導加熱部を示す平面図である。
【図３】実施の形態１に係る高周波電源の回路ブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る誘導加熱部を示す平面図である。
【図５】実施の形態２に係る誘導加熱部を示す断面図である。
【図６】実施の形態２に係る中央コイルの拡大図である。
【図７】実施の形態２に係る周辺コイルの拡大図である。
【図８】図４と同様の平面図であって、ずれて載置された鍋底の位置を示す。
【図９】実施の形態３に係る誘導加熱部を示す平面図である。
【図１０】実施の形態３の変形例に係る誘導加熱部を示す平面図である。
【図１１】実施の形態４に係る誘導加熱部を示す平面図である。
【図１２】実施の形態４の変形例に係る誘導加熱部を示す平面図である。
【図１３】実施の形態４の別の変形例に係る誘導加熱部を示す平面図である。
【図１４】実施の形態５に係る誘導加熱部を示す断面図である。
【図１５】図１４のXV−XV線から見た誘導加熱部の断面図である。
【図１６】実施の形態６に係る磁性部材の平面図である。
【図１７】図１６のXVII−XVII線から見た磁性部材および誘導加熱部の断面図である。
【図１８】実施の形態６の変形例に係る磁性部材の平面図である。
【図１９】図１８のXIX−XIX線から見た磁性部材および誘導加熱部の断面図である。
【図２０】実施の形態６の別の変形例に係る磁性部材の平面図である。
【図２１】図２０のXXI−XXI線から見た磁性部材および誘導加熱部の断面図である。
【図２２】実施の形態６のさらに別の変形例に係る磁性部材の平面図である。
【図２３】図２２のXXIII−XXIII線から見た磁性部材および誘導加熱部の断面図である。
【符号の説明】
【０００９】
１〜６：誘導加熱調理器、７：ハウジング、８：トッププレート８、９：操作部、
１０，２０，３０，４０，５０：誘導加熱部、
１１，２１，３１，４１，５１：中央コイル、
１４，２４，３４，４４，５４：周辺コイル、
２２，５２：内側コイル部、２３，５３：外側コイル部、
７０：磁性部材、７２：中央コア部、７３：周辺コア部７３、
１００：高周波電源、１０２：三相交流電源、１０４：コンバータ、１０６：平滑用コンデンサ、１０８：インバータ、１１２：共振用コンデンサ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態を説明する。各実施の形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば、「上方」および「下方」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものでない。また以下の添付図面において、同様の構成部品については同様の符号を用いて参照する。
【００１１】
実施の形態１．
図１〜図３を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態１について以下詳細に説明する。図１は、本願発明に係る誘導加熱調理器１の全体を概略的に図示する斜視図である。図１に示す誘導加熱調理器１は、概略、ハウジング７と、その上に配設されたトッププレート８と、ユーザが加熱能力を調整するための操作部９と、誘導加熱部１０とを有する。また、ここでは図示しないが、誘導加熱調理器１は誘導加熱部１０に高周波電流を供給するための高周波電源１００（図３）を内蔵する。【００１２】
図２は図１のトッププレート８を取り外したときの誘導加熱部１０を示す平面図である。図２に示す誘導加熱部１０は、中央に配置された加熱コイル（以下、「中央コイル」という）１１と、中央コイル１１の周辺に隣接して配置された一対の加熱コイル（以下、「周辺コイル」という）１４ａ，１４ｂとを有する。中央コイル１１は、円形の平面形状を有し、絶縁被膜された任意の金属からなる導電線が円周方向に捲回されることにより構成されている。一方、各周辺コイル１４ａ，１４ｂは、半円弧状（バナナ状または胡瓜状に）の平面形状を有し、同様の導電線を周辺コイル１４ａ，１４ｂの半円弧状の形状に沿って捲回することにより形成されている。すなわち、周辺コイル１４ａ，１４ｂは、中央コイル１１に隣接する半円弧状領域において中央コイル１１の円形の平面形状に実質的に沿って延びるように構成されている。【００１３】
図３は誘導加熱調理器１に内蔵された高周波電源１００の回路ブロック図である。本願発明に係る高周波電源１００は、概略、三相交流電源１０２を直流電流に変換するコンバータ（例えばダイオードブリッジ）１０４と、コンバータ１０４の出力端に接続された平滑用コンデンサ１０６、平滑用コンデンサ１０６に並列に接続された３つのインバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃとを備える。各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは、コンバータ１０４からの直流電流を高周波電流に変換し、それぞれ中央コイル１１および一対の周辺コイル１４ａ，１４ｂに高周波電流を独立して供給するものである。図３では、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂはそれぞれ、インダクタンス１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃと抵抗１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの等価回路として図示されている。各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂのインダクタンス１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃと共振する共振用コンデンサ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを介して、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂに接続されており、図示しない制御回路からの任意の制御信号を受けて、中央コイル１１および一対の周辺コイル１４ａ，１４ｂに任意の駆動条件で高周波電流を供給することができる。【００１４】
本願発明に係るインバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは、中央コイル１１に所定の方向（図２の破線１５で示す時計方向）に電流が流れる時に、中央コイル１１と周辺コイル１４ａ，１４ｂとが互いに隣接する半円弧状領域（以下、単に「隣接流域」という。）における周辺コイル１４ａ，１４ｂには、中央コイル１１と同一方向（図２の破線１６で示す反時計方向）に電流が流れるように制御される。すなわち本願発明に係る高周波電源１００は、図２の破線１５，１６で示すように、中央コイル１１と周辺コイル１４ａ，１４ｂのそれぞれの間の隣接領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給するように制御される。【００１５】
このとき隣接領域において鍋底に流れる電流Ｉによる発熱量Ｐは電流Ｉの二乗に比例し（Ｐ＝Ｒ×Ｉ２，Ｒ：鍋底の抵抗値）、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂに流れる電流方向を同一方向にすることで鍋底に流れる電流Ｉを増大させるとともに、図２に示すように、実質的に長い距離範囲に及ぶ隣接領域にわたって発熱効率を増大させることができる。以上のように、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂにより形成される交流磁場が隣接領域において干渉し合うことを防止して、トッププレート８上の被加熱体に交流磁場により生じる渦電流を増大させることにより、その加熱効率を改善することができる。また、中央コイル１１とその左右に配置された周辺コイル１４ａ，１４ｂとの間で発生する交流磁場を対称的にすることにより、鍋の載置位置に依存する発熱量のばらつきを抑制し、鍋を均一に加熱することができる。【００１６】
以下に図３に示す各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃで生じる回路損について詳細検討する。
一般に、インバータの回路損は、電流値に比例する通電損と、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）がスイッチングする際に生じるスイッチング損とからなる。ただし、発振周波数が２０ｋＨｚ程度では通電損の方がスイッチング損より大きく、ここではスイッチング損は無視できるものとする。図３の各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃの両端に印加される電圧Ｖは一定であり、それぞれの回路損は電流値に比例するので、各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃに流れる電流、すなわち通電損を抑制することができれば、インバータの回路損を低減できるので好ましい。【００１７】
一方、鍋の均一な加熱、すなわち鍋の単位面積あたりの発熱量の均一化を実現するためには、中央コイル１１により生じる鍋の渦電流と、各周辺コイル１４ａ，１４ｂにより形成される鍋の渦電流とが一定であることが必要である。これを実現するためには、中央コイル１１および各周辺コイル１４ａ，１４ｂにおいてコイルアンペアーターンＡ×Ｔ（Ａ：コイルに流れる電流、Ｔ：コイルのターン数）が一定となるように構成しなければならない。
通常、トッププレート８と平行な平面で切断したときの中央コイル１１の断面積（以下、単に「断面積」という。）は、図２に示すように、各周辺コイル１４ａ，１４ｂの断面積より大きいので中央コイル１１のインダクタンスは断面積に比例し、ターン数Ｔの二乗に比例して大きくなる。【００１８】
すなわち上述のように、各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃの両端に印加される電圧Ｖが一定である場合、周辺コイル１４ａ，１４ｂのターン数を中央コイル１１より多く設定して、周辺コイル１４ａ，１４ｂに流れる電流をより小さくすることにより、周辺コイル１４ａ，１４ｂに高周波電流を供給するインバータ１０８ｂ，１０８ｃの回路損を実質的に低減することができる。【００１９】
また本願発明においては、中央コイル１１のみならず、複数の周辺コイル１４ａ，１４ｂを用いて被加熱体を加熱するので、単一の加熱コイルで被加熱体を加熱する場合に比して、中央コイル１１に供給すべき電流量を低減することができるので、同様にインバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃのそれぞれの回路損を低減することができる。【００２０】
実施の形態２．
図４〜図８を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態２について以下詳細に説明する。実施の形態２の誘導加熱調理器２は、中央コイル２１の周辺に隣接して４つの周辺コイル２４ａ〜２４ｄを配置した点を除き、実施の形態１の誘導加熱調理器１と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。【００２１】
図４は、実施の形態２に係る誘導加熱部２０を示す図２と同様の平面図である。この誘導加熱部２０は、上述のように、中央コイル２１と、その周辺に隣接して配置された４つの周辺コイル２４ａ〜２４ｄとを有する。図５はトッププレート８と平行な平面で切断したときの誘導加熱部２０の断面図であり、図６および図７は中央コイル２１および周辺コイル２４ａ〜２４ｄの拡大図である。中央コイル２１は、実施の形態１と同様、絶縁被膜された任意の金属からなる導電線Ｗを円周方向に捲回することにより構成され、図６に示すように直列接続された内側コイル部２２と外側コイル部２３とを有する。また中央コイル２１には、内側コイル部２２の中央開口部２７を貫通するように上方（図６の手前方向）に延びる磁性部材（フェライト部材）、および内側コイル部２２と外側コイル部２３との間の間隙２８に別の磁性部材を設けて（ともに図示せず）、各コイル部２１，２４により生じる磁路の磁気抵抗を下げ、磁界を増大させることにより、鍋の発熱効率を増加させるようにしてもよい。一方、周辺コイル２４は、図７に示すように１／４円弧状の平面形状を有し、この平面形状に沿って捲回されている。周辺コイル２４は、内側コイル部２２と同様に中央開口部２９を貫通するように上方に延びる磁性部材を有していてもよい。【００２２】
実施の形態２の高周波電源１００は、図３と同様の回路構成を有し、中央コイル２１および４つの周辺コイル２４ａ〜２４ｄを独立した駆動条件で高周波電流を供給する５つのインバータ１０８ｂ〜１０８ｅを有する（図示せず）。高周波電源１００は、図４の破線２５，２６で示すように、中央コイル２１および各周辺コイル２４ａ〜２４ｄの間の円弧状の隣接領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給するように制御される。こうして、実施の形態２の誘導加熱調理器２によれば、実施の形態１と同様、中央コイル２１および周辺コイル２４により形成される交流磁場が干渉し合うことを防止し、被加熱体に交流磁場により生じる渦電流を増大させることにより加熱効率を改善するとともに、対称的に形成される交流磁場により被加熱体を均一に加熱することができる。【００２３】
なお、一般に、誘導加熱コイルのインピーダンスは、誘導加熱コイルの上方に載置された被加熱体の有無および大きさ（面積）により変化し、これに伴ってインバータに流れる電流量も変化する。インバータに流れる電流量は検出可能であり、とりわけ周辺コイル２４ａ〜２４ｄの上方に被加熱体である鍋が載置されていない場合には（または鍋の載置面積が所定値より小さい場合）、これをインバータに流れる電流量から検知して、鍋の加熱に寄与しない周辺コイル２４ａ〜２４ｄには給電しないように高周波電源１００を構成することが熱変換効率を改善する上で好ましい。【００２４】
具体的には、鍋底が図４の長破線Ｐで示す適正位置に載置された場合、中央コイル１１および周辺コイル２４ａ〜２４ｄのすべてに高周波電流を同時に供給して加熱することができる。仮に、鍋底が、図４の長破線Ｐで示す鍋の適正な載置位置に対して、図８の長破線Ｐ’で示す位置に（図中の上方向にずれて）載置された場合、図中の下側に配置された周辺コイル２４ｂ，２４ｃに給電されても鍋を加熱することがない（あるいは鍋を加熱しにくい）ので、本願発明に係る高周波電源１００は、不必要な電力消費を回避するために、周辺コイル２４ｂ，２４ｃへの高周波電流の供給を停止し、周辺コイル２４ａ，２４ｄおよび中央コイル２１を用いて被加熱体を加熱する。このように、ユーザが鍋を適正位置から逸脱した位置に載置した場合であっても、高周波電源１００の高い熱変換効率を維持できる誘導加熱調理器２を実現することができる。【００２５】
なお、上記具体例では、鍋が図４の適正位置に対して図８の上方向にずれて載置された場合について説明したが、適正位置に対して下方向、右方向および左方向にずれて載置された場合であっても、同様に各インバータ２４ａ〜２４ｄに流れる電流量を検出することにより、鍋が載置されない周辺コイル２４ａ〜２４ｄのいずれかへの給電を停止して、供給電力が無駄にならないように高周波電源１００を構成することができる。
また上記説明では、各周辺コイル２４ａ〜２４ｄの上方に鍋が載置されているか否かについて、インバータ１０８ａ〜１０８ｄに流れる電流量により検知するものとして説明したが、機械式センサ、光学的センサなどの他の任意のセンサを用いて鍋の有無を検知するようにしてもよい。【００２６】
実施の形態３．
図９〜図１０を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態３について以下詳細に説明する。実施の形態３の誘導加熱調理器３は、周辺コイル３４ａ〜３４ｄが円形の平面形状を有する点を除き、実施の形態２の誘導加熱調理器２と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。【００２７】
図９に示す誘導加熱部３０は、平面形状が円形である周辺コイル３４ａ〜３４ｄを有する。本願発明に係るインバータ１０８ａ〜１０８ｅは、実施の形態１と同様、中央コイル３１に図９の破線３５で示す時計方向に電流が流れる時に、各周辺コイル３４ａ〜３４ｄには中央コイル１１との間の隣接領域において中央コイル１１と同一方向（図９の破線３６で示す反時計方向）に電流が流れるように制御される。こうして中央コイル１１および周辺コイル３４ａ〜３４ｄにより形成される交流磁場の干渉を防止し、加熱効率を改善するとともに、対称的な交流磁場を形成して被加熱体を均一に加熱することができる。【００２８】
実施の形態３の誘導加熱部３０は、中央コイル３１と周辺コイル３４ａ〜３４ｄの間の隣接領域が実施の形態２のものより短いので、加熱効率の改善の点において実施の形態２に劣るが、円形状の周辺コイルは、１／４円弧状のものより製造しやすく生産コストを低減することができる。【００２９】
また図１０に示す変形例のように、中央コイル３１および各周辺コイル３４ａ〜３４ｄがほぼ矩形の平面形状を有するものであってもよい。同様に、中央コイル３１には図１０の破線３５で示す方向に電流が供給される時に、周辺コイル３４ａ〜３４ｄには中央コイル３１に隣接する領域において中央コイル３１と同一方向（図１０の破線３６）に高周波電流が供給される。その結果、中央コイル３１および周辺コイル３４ａ〜３４ｄが隣接する領域における交流磁場の干渉の防止、および加熱効率の改善を実現するとともに、被加熱体を均一に加熱することができる。【００３０】
実施の形態４．
図１１〜図１３を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態４について以下詳細に説明する。実施の形態４の誘導加熱調理器４は、６つの周辺コイル４４ａ〜４４ｆを有する点を除き、実施の形態２の誘導加熱調理器２と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。【００３１】
図１１に示す誘導加熱部４０の周辺コイル４４ａ〜４４ｆは、１／６円弧状（長楕円状）の平面形状を有し、この平面形状に沿って捲回されている。周辺コイル４４ａ〜４４ｆは、実施の形態２の内側コイル部２２と同様、中央開口部４７を貫通するように上方に延びる磁性部材を有していてもよい。これらの周辺コイル４４ａ〜４４ｆに給電するインバータ１０８ｂ〜１０８ｇは、実施の形態２と同様、中央コイル４１に図１１の破線４５で示す方向に電流が流れる時に、周辺コイル４４ａ〜４４ｆには隣接領域において中央コイル４１と同一方向（図１１の破線４６で示す方向）に電流が流れるように制御される。これにより、中央コイル４１および周辺コイル４４ａ〜４４ｆが隣接する領域における交流磁場の干渉を防止し、加熱効率を改善するとともに、対称的な交流磁場を形成して被加熱体を均一に加熱することができる。【００３２】
この誘導加熱部４０の変形例として、図１２に示すように、中央コイル１１がほぼ六角形状の平面形状を有し、周辺コイル４４ａ〜４４ｆがほぼ矩形の平面形状を有していてもよいし、図１３に示すように、周辺コイル４４ａ〜４４ｆがほぼ三角形状の平面形状を有していてもよい。これらの変形例においても、中央コイル４１および周辺コイル４４ａ〜４４ｆに流れる電流は、これらが互いに隣接する領域において同一方向（図１２および図１３の破線４５，４６で示す方向）に流れるように制御される。これにより、上記の実施の形態と同様、被加熱体に対する加熱効率の改善および均一な加熱を実現することができる。【００３３】
図１１に示す長楕円状の周辺コイル４４ａ〜４４ｆにおいて、たとえば周辺コイル４４ａ，４４ｂなどの２つの周辺コイルが互いに近接する領域（以下、「端部領域」という。）において、電流は反対方向に流れるので、端部領域において交流磁場の干渉が生じ得る。このとき、図１２に示すほぼ六角形状の中央コイル４１および矩形状の周辺コイル４４ａ〜４４ｆを用いると、隣接する周辺コイル４４ａ〜４４ｆが十分に広く離間して配置されているので、端部領域における交流磁場の干渉を抑制することができる。さらに、三角形状の周辺コイル４４ａ〜４４ｆを採用すると、好適にも、端部領域における交流磁場の干渉をよりいっそう抑制することができる。【００３４】
実施の形態５．
図１４〜図１５を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態５について以下詳細に説明する。実施の形態５の誘導加熱調理器５は、中央コイル５１が内側コイル部５２と外側コイル部５３とを有し、外側コイル部５３が周辺コイル５４ａ〜５４ｄの下方に配置されている点を除き、実施の形態２の誘導加熱調理器２と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。【００３５】
図１４は図５と同様の誘導加熱部５０の断面図であり、図１５は図１４のXV−XV線から見た誘導加熱部５０の断面図である。実施の形態５において、上述のように、中央コイル５１の外側コイル部５３が周辺コイル５４ａ〜５４ｄの下方に配置されている。ただし、外側コイル部５３および各周辺コイル５４ａ〜５４ｄに流れる電流の方向は図４と同様であり、周辺コイル５４ａ〜５４ｄと外側コイル部５３との間の隣接領域において、同一方向に電流が流れるように制御される（図１５）。その結果、外側コイル部５３および周辺コイル５４ａ〜５４ｄにより形成される交流磁場の干渉を防止し、加熱効率を改善するとともに、対称的な交流磁場を形成して被加熱体を均一に加熱することができる。【００３６】
実施の形態６．
図１６〜図１９を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態６について以下詳細に説明する。実施の形態６の誘導加熱調理器６は、中央コイル２１と周辺コイル２４ａ〜２４ｄを磁気的に連結する磁性部材（フェライト部材）７０を有する点を除き、実施の形態２の誘導加熱調理器２と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。【００３７】
図１６は、図５に示す中央コイル２１と周辺コイル２４ａ〜２４ｄの下方に配置される磁性部材７０の平面図であり、図１７は、図１６のXVII−XVII線から見た断面図である。実施の形態６の磁性部材７０は、任意の金属からなる円板本体部７１と、内側コイル部２２の中央開口部２７を貫通するように延びる磁性材料からなる中央コア部７２と、周辺コイル２４ａ〜２４ｄの中央開口部２９を貫通するように延びる磁性部材からなる周辺コア部７３と、外側コイル部２３と周辺コイル２４ａ〜２４ｄとの間の間隙を貫通するように延びる磁性材料からなる間隙コア部７４とを有する。すなわち円板本体部７１は、中央コア部７２、周辺コア部７３および間隙コア部７４を連結する連結部として機能するものである。同様に図１８は本実施の形態の変形例による磁性部材７０の平面図であり、図１９は、図１８のXIX−XIX線から見た断面図である。図示のように、磁性部材７０は、円板本体部７１と、中央コア部７２と、周辺コア部７３と、外側コイル部２３および内側コイル部２２の間の間隙を貫通するように延びる磁性材料からなる間隙コア部７４’とを有するものであってもよい。このように、中央コイル２１と周辺コイル２４ａ〜２４ｄを磁気的に連結することにより、各コイル２１，２４により生じる磁路の磁気抵抗を下げ、磁界を増大させ、鍋の発熱効率を実質的に増大させることができる。【００３８】
また図２０および図２１に示すように、円板本体部７１の代わりに、各周辺コイル２４ａ〜２４ｄに対応する４つの独立した扇状本体部７５ａ〜７５ｄを用いて中央コイル２１と周辺コイル２４ａ〜２４ｄを磁気的に連結するようにしてもよい。扇状本体部７５ａ〜７５ｄは、中央コイル２１の下方には配設されず、中央コア部７２を有さないが、中央コア部７２および間隙コア部７４を連結する連結部として機能する。同様に図２２はさらに別の変形例による磁性部材７０の平面図であり、図２３は、図２２のXXIII−XXIII線から見た断面図である。図示のように、間隙コア部７４’を外側コイル部２３より内側に配置して、外側コイル部２３と周辺コイル２４ａ〜２４ｄを磁気的に連結するようにしてもよい。また扇状本体部７５ａ〜７５ｄは、円板本体部７１より実質的に小さく軽量に設計することができるので、製造工程を簡略化し、生産コストを低減する効果が期待できる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
１〜６：誘導加熱調理器、７：ハウジング、８：トッププレート、９：操作部、
１０，２０，３０，４０，５０：誘導加熱部、
１１，２１，３１，４１，５１：中央コイル、
１４，２４，３４，４４，５４：周辺コイル、
２２，５２：内側コイル部、２３，５３：外側コイル部、
７０：磁性部材、７２：中央コア部、７３：周辺コア部、
１００：高周波電源、１０２：三相交流電源、１０４：コンバータ、１０６：平滑用コンデンサ、１０８：インバータ、１１３：共振用コンデンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図２は図１のトッププレート８を取り外したときの誘導加熱部１０を示す平面図である。図２に示す誘導加熱部１０は、中央に配置された加熱コイル（以下、「中央コイル」という）１１と、中央コイル１１の周辺に隣接して配置された一対の加熱コイル（以下、「周辺コイル」という）１４ａ，１４ｂとを有する。中央コイル１１は、円形の平面形状を有し、絶縁被膜された任意の金属からなる導電線が円周方向に捲回されることにより構成されている。一方、各周辺コイル１４ａ，１４ｂは、半円弧状（バナナ状または胡瓜状）の平面形状を有し、同様の導電線を周辺コイル１４ａ，１４ｂの半円弧状の形状に沿って捲回することにより形成されている。すなわち、周辺コイル１４ａ，１４ｂは、中央コイル１１に隣接する半円弧状領域において中央コイル１１の円形の平面形状に実質的に沿って延びるように構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図３は誘導加熱調理器１に内蔵された高周波電源１００の回路ブロック図である。本願発明に係る高周波電源１００は、概略、三相交流電源１０２を直流電流に変換するコンバータ（例えばダイオードブリッジ）１０４と、コンバータ１０４の出力端に接続された平滑用コンデンサ１０６、平滑用コンデンサ１０６に並列に接続された３つのインバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃとを備える。各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは、コンバータ１０４からの直流電流を高周波電流に変換し、それぞれ中央コイル１１および一対の周辺コイル１４ａ，１４ｂに高周波電流を独立して供給するものである。図３では、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂはそれぞれ、インダクタンス１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃと抵抗１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの等価回路として図示されている。各インバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂのインダクタンス１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃと共振する共振用コンデンサ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃを介して、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂに接続されており、図示しない制御回路からの任意の制御信号を受けて、中央コイル１１および一対の周辺コイル１４ａ，１４ｂに任意の駆動条件で高周波電流を供給することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本願発明に係るインバータ１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは、中央コイル１１に所定の方向（図２の破線１５で示す時計方向）に電流が流れる時に、中央コイル１１と周辺コイル１４ａ，１４ｂとが互いに隣接する半円弧状領域（以下、単に「隣接領域」という。）における周辺コイル１４ａ，１４ｂには、中央コイル１１と同一方向（図２の破線１６で示す反時計方向）に電流が流れるように制御される。すなわち本願発明に係る高周波電源１００は、図２の破線１５，１６で示すように、中央コイル１１と周辺コイル１４ａ，１４ｂのそれぞれの間の隣接領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給するように制御される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
このとき隣接領域において鍋底に流れる電流Ｉによる発熱量Ｐは電流Ｉの二乗に比例し（Ｐ＝Ｒ×Ｉ２，Ｒ：鍋底の抵抗値）、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂに流れる電流方向を同一方向にすることで鍋底に流れる電流Ｉを増大させるとともに、図２に示すように、実質的に長い距離範囲に及ぶ隣接領域にわたって発熱効率を増大させることができる。以上のように、中央コイル１１および周辺コイル１４ａ，１４ｂにより形成される交流磁場が隣接領域において干渉し合うことを防止して、トッププレート８上の被加熱体に交流磁場により生じる渦電流を増大させることにより、その加熱効率を改善することができる。また、中央コイル１１とその左右に配置された周辺コイル１４ａ，１４ｂとの間で発生する交流磁場を対称的にすることにより、鍋の載置位置に依存する発熱量のばらつきを抑制し、鍋を均一に加熱することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
実施の形態２の高周波電源１００は、図３と同様の回路構成を有し、中央コイル２１および４つの周辺コイル２４ａ〜２４ｄを独立した駆動条件で高周波電流を供給する５つのインバータ１０８ａ〜１０８ｅを有する（図示せず）。高周波電源１００は、図４の破線２５，２６で示すように、中央コイル２１および各周辺コイル２４ａ〜２４ｄの間の円弧状の隣接領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給するように制御される。こうして、実施の形態２の誘導加熱調理器２によれば、実施の形態１と同様、中央コイル２１および周辺コイル２４により形成される交流磁場が干渉し合うことを防止し、被加熱体に交流磁場により生じる渦電流を増大させることにより加熱効率を改善するとともに、対称的に形成される交流磁場により被加熱体を均一に加熱することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図９に示す誘導加熱部３０は、平面形状が円形である周辺コイル３４ａ〜３４ｄを有する。本願発明に係るインバータ１０８ａ〜１０８ｅは、実施の形態１と同様、中央コイル３１に図９の破線３５で示す時計方向に電流が流れる時に、各周辺コイル３４ａ〜３４ｄには中央コイル３１との間の隣接領域において中央コイル３１と同一方向（図９の破線３６で示す反時計方向）に電流が流れるように制御される。こうして中央コイル３１および周辺コイル３４ａ〜３４ｄにより形成される交流磁場の干渉を防止し、加熱効率を改善するとともに、対称的な交流磁場を形成して被加熱体を均一に加熱することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また図２０および図２１に示すように、円板本体部７１の代わりに、各周辺コイル２４ａ〜２４ｄに対応する４つの独立した扇状本体部７５ａ〜７５ｄを用いて中央コイル２１と周辺コイル２４ａ〜２４ｄを磁気的に連結するようにしてもよい。扇状本体部７５ａ〜７５ｄは、中央コイル２１の下方には配設されず、中央コア部７２を有さないが、周辺コア部７３および間隙コア部７４を連結する連結部として機能する。同様に図２２はさらに別の変形例による磁性部材７０の平面図であり、図２３は、図２２のXXIII−XXIII線から見た断面図である。図示のように、間隙コア部７４’を外側コイル部２３より内側に配置して、外側コイル部２３と周辺コイル２４ａ〜２４ｄを磁気的に連結するようにしてもよい。また扇状本体部７５ａ〜７５ｄは、円板本体部７１より実質的に小さく軽量に設計することができるので、製造工程を簡略化し、生産コストを低減する効果が期待できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状に捲回された中央コイルと、
前記中央コイルの周辺に隣接して捲回された複数の周辺コイルと、
前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する高周波電源とを備え、
前記高周波電源は、前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれが互いに隣接する領域において実質的に同一方向に流れる高周波電流を供給することを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
中央コイルは、その平面形状が前記隣接領域において各周辺コイルの平面形状に沿うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
同一の電圧、すなわち同一の振幅、位相および同一の周波数の電圧を、高周波電源によって、中央コイルと周辺コイルとにそれぞれ印加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。
【請求項４】
中央コイルは内側コイル部と外側コイル部とからなり、
前記外側コイル部と各周辺コイルとが、前記中央コイルの軸方向において互いに重なり合うことを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
平面状に捲回された中央コイルと、
前記中央コイルの周辺に隣接して捲回された複数の周辺コイルと、
前記中央コイルおよび前記周辺コイルのそれぞれに独立して高周波電流を供給する高周波電源とを備え、
前記高周波電源が前記中央コイルおよび前記周辺コイルにそれぞれ供給する電圧が等しく、
前記高周波電源が独立して高周波電流を供給する前記周辺コイルの合計のターン数が、前記中央コイルのターン数より大きいことを特徴とする誘導加熱調理器。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2010101135.tif 000026
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2010101135.tif 000027
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2010101135.tif 000028
【国際調査報告】
2010101135.tif 000029
2010101135.tif 000030
2010101135.tif 000031
2010101135.tif 000032