(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱庫と、
前記加熱庫の内部に配設され、電気的に閉回路のヒーターと、
前記加熱庫の外部に配設されたコイルと、
スイッチング素子を有し、該スイッチング素子の駆動により前記コイルに高周波電流を供給する電源回路基板と、
前記コイルから生じる高周波磁束が前記ヒーターと鎖交するように配置された磁性体と、
前記コイルから漏れる高周波磁束を遮蔽するための防磁カバーと、
前記加熱庫の背面に設けられ、該加熱庫内の煙を外部へ排出するための排煙ダクトを有する脱煙装置とを備え、
前記脱煙装置の排煙ダクトに前記スイッチング素子が接触するように前記電源回路基板を当該排煙ダクトに設け、前記スイッチング素子の駆動時に発生する熱を前記排煙ダクトにより放熱させることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記排煙ダクトは、外気を吸引するための吸引ダクトを備え、
前記吸引ダクトに前記スイッチング素子が接触するように前記電源回路基板を当該吸引ダクトに設けたことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記吸引ダクトの前記加熱庫と対向する面の反対側の面に前記電源回路基板を設けたことを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記スイッチング素子をワイドバンドギャップ半導体で構成したことを特徴する請求項１〜３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドからなることを特徴する請求項４記載の誘導加熱調理器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱調理器に設けられたグリル機能やオーブン機能を有する加熱庫の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱調理器においては、コイルに高周波電流を供給してコイルに高周波磁束を発生させ、その高周波磁束を加熱庫内に配設されたヒーターと鎖交させて、ヒーターに誘導電流が流れるようにし、ヒーターの電気抵抗によって発生するジュール熱で加熱庫内の調理物を加熱調理するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０７１６９５号公報（図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の技術では、ヒーターの近傍にコイルを配置する必要があり、また、コイルに高周波電流を供給する電源回路基板を、部品の配置上、加熱庫の近傍に配置される場合が多いため、コイルと電源回路基板が近傍に配置されることがある。電源回路は回路損失により発熱し、特に、高周波電流を発生するためのスイッチング素子の発熱が大きく、放熱フィンや冷却風によって冷却する必要がある。
スイッチング素子の冷却の効率向上の方法としては、冷却ファンの能力を向上させるか、又はスイッチング素子に取り付けた放熱フィンを大きくして放熱面積を広げることが挙げられるが、冷却ファンを大きくしたり、放熱フィンを大きくしたりした場合、加熱庫の構成部品の占める割合が大きくなり、限られた収納スペースに構成部品をどう配置するかが問題であった。
【０００５】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、放熱フィンを用いることなく加熱庫の電源回路基板のスイッチング素子を冷却す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する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る誘導加熱調理器は、加熱庫と、加熱庫の内部に配設され、電気的に閉回路のヒーターと、加熱庫の外部に配設されたコイルと、スイッチング素子を有し、そのスイッチング素子の駆動によりコイルに高周波電流を供給する電源回路基板と、コイルから生じる高周波磁束がヒーターと鎖交するように配置された磁性体と、コイルから漏れる高周波磁束を遮蔽するための防磁カバーと、加熱庫の背面に設けられ、加熱庫内の煙を外部へ排出するための排煙ダクトを有する脱煙装置とを備え、脱煙装置の排煙ダクトにスイッチング素子が接触するように電源回路基板を排煙ダクトに設け、スイッチング素子の駆動時に発生する熱を排煙ダクトにより放熱させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、防磁カバーにスイッチング素子が接触するように電源回路基板をその防磁カバーに設けたので、スイッチング素子の駆動時に発生する熱を防磁カバーにより放熱させることができる。これにより、スイッチング素子を冷却するための放熱フィンが不要となり、材料費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図。
【図２】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱庫を示す断面図。
【図３】図２の加熱庫の背面に設けられたコイルユニットの一部を拡大して示す断面図。
【図４】図２の加熱庫を背面から見て示すコイルユニット及び脱煙装置の斜視図。
【図５】図４のコイルユニットを覆って示す防磁カバー及び冷却ファンの斜視図。
【図６】図５の防磁カバーを冷却ファンから見て示す側面図。
【図７】実施の形態２の誘導加熱調理器における加熱庫の脱煙装置を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る誘導加熱調理器を示す分解斜視図である。
図中に示す誘導加熱調理器は、例えば、箱形状の本体ケース１の上部にトッププレート２、本体ケース１内に円環状の左・右加熱コイル３ＬＣ、３ＲＣ、ラジエントヒーター４、及び本体ケース１の底部にグリル機能やオーブン機能を有する加熱庫５を備えている。
【００１０】
トッププレート２は、耐熱強化ガラスにより形成され、周縁部が額縁状の金属製フレーム６に装着された状態で本体ケース１に取り付けられる。トッププレート２は、その裏面に内部が見えないように印刷が施されており、その表面には、鍋Ａの載置位置を示す左加熱口７Ｌ、右加熱口７Ｒ及び中央加熱口７Ｃが印刷等の方法で表示されている。
【００１１】
金属製フレーム６の前部には上面操作部８が設けられ、金属製フレーム６の後部には吸排気用のパネル９が着脱自在に設けられている。上面操作部８には、各種の調理条件の設定値、警報や異常情報を表示する液晶表示部、ラジエントヒーター４や加熱庫５を加熱動作させるための操作キー等が設けられている。
【００１２】
左・右加熱コイル３ＬＣ、３ＲＣ及びラジエントヒーター４は、本体ケース１内に設けられた仕切板１０上に設置されている。左加熱コイル３ＬＣは、トッププレート２に表示された左加熱口７Ｌと対向配置され、右加熱コイル３ＲＣは、右加熱口７Ｒと対向配置され、ラジエントヒーター４は、中央加熱口７Ｃと対向配置されている。なお、ラジエントヒーター４に代えて、左・右加熱コイル３ＬＣ、３ＲＣと同様に、コイルで構成してもよい。
【００１３】
本体ケース１内の後部には、外気を冷却用として内部に取り込むための吸気口１１と、本体ケース１内に取り込んだ空気や加熱庫５内の調理物から発生する煙を排出するための排気口１２が設けられている。吸気口１１は、本体ケース１内に設置された冷却ファンユニットの吸気ダクトと連結され、その冷却ファンユニットにより取り込まれた空気の一部は、左・右加熱コイル７ＬＣ、７ＲＣの冷却用に使用され、冷却後の空気は、排気口１２から外部へ放出される。本体ケース１内には、誘導加熱調理器の動作全般を制御する制御装置（図示せず）が設けられている。
【００１４】
本体ケース１の前面に設けられた前面操作部１３は、主電源を入り切りするための電源スイッチ、左・右加熱コイル３ＬＣ、３ＲＣのそれぞれの電力調整用のダイヤルを備えている。使用者が電源スイッチを入りにして調理状況にあわせて電力調整ダイヤルを操作して調理を行うようになっている。つまり、この電力調整ダイヤルによって左加熱コイル３ＬＣ、右加熱コイル３ＲＣにおける誘導加熱時の火力調節が行える。
【００１５】
次に、前述の加熱庫５の構成について、図２及び図３を用いて説明する。
図２は実施の形態１に係る誘導加熱調理器の加熱庫を示す断面図、図３は図２の加熱庫の背面に設けられたコイルユニットの一部を拡大して示す断面図である。
加熱庫５は、図２に示すように箱状に形成され、鉄やステンレス等の金属製、あるいはセラミックスや耐熱ガラス等の絶縁部材で形成されており、単一もしくは複数の材料を組み合わせてなっている。
【００１６】
加熱庫５の前面には、ハンドル５ｂを有する扉５ａが設けられている。この扉５ａは、加熱庫５内に出し入れ自在に収納された受け皿５ｃと連結されている。受け皿５ｃには、魚調理用の焼き網５ｄが着脱自在に載置されている。加熱庫５内には、上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆが配置されている。上ヒーター５ｅは、焼き網５ｄの上方に位置するように設置され、下ヒーター５ｆは、焼き網５ｄの下方に位置するように設置されている。上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆは、電気的に閉回路を形成しており、ステンレスや高ニッケル合金等の丸棒や丸パイプを所定の形状に曲げて、両端を互いに溶接やロウ付け等によって接合して無端状に形成したものである。
【００１７】
加熱庫５の背面には、断熱基板２１、断熱材２２、磁性体２３、コイル２４及びコイルベース２５により構成されたコイルユニット２０が設けられている。断熱基板２１は、例えば水平方向に延びる一対の凹部２１ａを有し、セラミック等の耐熱性を有する非磁性の絶縁部材により形成されている。この断熱基板２１の凹部２１ａと、加熱庫５の両側面に設けられた棚部（図示せず）とで上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆが支持されている。即ち、上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆは、前述したように何ら電気的に接続されておらず、凹部２１ａと棚部に支持されているだけである。このため、使用者によって、ヒーター（上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆ）を容易に加熱庫５から取り出して清掃することができ、加熱庫５の清掃性が向上している。また、調理の目的に応じて異なる形状のヒーターと取り替えることもできる。なお、上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆは、丸棒や丸パイプに限定されるものではなく、角棒や角パイプでもよい。
【００１８】
断熱材２２は、ガラスウールやセラミックウール等の部材からなり、断熱基板２１の一部を凹部２１ａの外側から覆っている。なお、断熱材２２は必ずしも必要ではなく空気層や空気流であってもよい。磁性体２３は、フェライトコア等からなり、断面形状がコの字状に形成され、断熱材２２を覆っている。コイル２４は、螺旋状に巻回されてなり、断熱材２２と磁性体２３との間に設けられている。各磁性体２３は、それぞれのコイル２４から生じる高周波磁束が各ヒーター（上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆ）を鎖交する方向に強まるように配置されている。なお、磁性体２３の形状、配置は、一例であって限定されるものではない。コイルベース２５は、磁性体２３の凹み内に嵌合し、加熱庫５内からの熱やコイル２４の発熱に耐えられるように、耐熱温度の高いＰＥＴ等によって形成されている。コイル２１と磁性体２３は、コイルベース２５にシリコン系の耐熱性接着剤などで固定され、コイルベース２５は同じ接着剤で断熱基板２１に固定されている。
【００１９】
上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆの加熱方法は、以下の通りである。
電源回路（図示せず）からコイル２４に例えば２０〜１００ｋＨｚの高周波電流が供給されると、コイル２４は高周波磁束を発生させる。コイル２４から発生した高周波磁束は、例えば図３に示す矢印のように、磁性体２３を通って上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆと鎖交すると、上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆには高周波の誘導電流が流れる。上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆに誘導電流が流れると、上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆの電気抵抗によって発生するジュール熱により、上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆが高温になる。その結果、高温に加熱された加熱庫５の内部の空気による対流伝熱や、上ヒーター５ｅと下ヒーター５ｆの輻射熱によって焼き網５ｄ上の魚等が加熱調理される。
【００２０】
図４は図２の加熱庫を背面から見て示すコイルユニット及び脱煙装置の斜視図、図５は図４のコイルユニットを覆って示す防磁カバー及び冷却ファンの斜視図、図６は図５の防磁カバーを冷却ファンから見て示す側面図である。
【００２１】
加熱庫５の背面には、コイルユニット２０に隣接して脱煙装置３０が設けられている。脱煙装置３０は、加熱庫５の背面に設けられた排気口３２と接続された水平ダクト３１ａと、水平ダクト３１ａに連結され、上端部が本体ケース１の排気口１２まで延びた垂直ダクト３１ｂと、上端部が垂直ダクト３１ｂと連結され、下端部が本体ケース１の底部に設けられた吸気口（図示せず）と接続された吸引ダクト３３と、前述の吸気口３２の近傍に設けられたシーズヒーター（図示せず）と、水平ダクト３１ａ内に設けられた触媒（共に図示せず）とを備えている。脱煙装置３０は、吸引ダクト３３から外気を吸引し、垂直ダクト３１ｂ内を通過させて加熱庫５内の空気（煙）を誘引し、本体ケース１の排気口１２から外部へ排出する。なお、脱煙装置３０を加熱庫５の背面側に設けたが、加熱庫５の上部に設けてもよい。また、水平ダクト３１ａと垂直ダクト３１ｂとで脱煙装置３０の排煙ダクトが構成されている。
【００２２】
コイルユニット２０は、図５に示すように、脱煙装置３０の反対側に冷却ファン４１を有する防磁カバー４０によって覆われている。冷却ファン４１は、コイル２４及び磁性体２３を冷却するためのものである。防磁カバー４０は、コの字状に形成され、コイル２４から発生する高周波磁束がコイル周辺に与える影響を軽減するために設けられている。また、防磁カバー４０は、冷却ファン４１から送られる冷却風を効率よくコイル２４や磁性体２３を冷却するための風路として用いられている。防磁カバー４０は、発熱を極力抑えるために、抵抗値の小さいアルミや銅等の部材が使用されている。
【００２３】
前述の防磁カバー４０には、図６に示すように、電源回路基板５０がネジ５１によって固定されている。電源回路基板５０には、商用電源から高周波電流を生成する電源回路のスイッチング素子５２が実装されており、そのスイッチング素子５２が防磁カバー４０の表面に直接接触するように電源回路基板５０が固定されている。コイル２４に高周波電流を供給する際、スイッチング素子５２を駆動すると共に、冷却ファン４１を駆動するので、冷却ファン４１の駆動のタイミングとスイッチング素子５２の冷却タイミングがずれることが殆どない。
【００２４】
本実施の形態においては、先に述べたように防磁カバー４０は抵抗値の小さなアルミや銅などを使用しており、アルミや銅は熱伝導率が高いため放熱に適しており、しかも防磁カバー４０には冷却ファン４１からの冷却風が流れているため、スイッチング素子５２を効率よく冷却することができる。これにより、スイッチング素子５２に放熱フィンが不要となり、材料費を低減できる。
【００２５】
さらに、電源回路基板５０がコイル２４の近くに配置されているので、電源回路基板５０からコイル２４までのリード線を短くすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図７は実施の形態２の誘導加熱調理器における加熱庫の脱煙装置を示す側面図である。
なお、誘導加熱調理器や加熱庫５の構造は実施の形態１と同様であるため、同じ符号を付して説明する。
実施の形態２は、電源回路基板５０を脱煙装置３０の吸引ダクト３３に取り付けたものである。本体ケース１の底部に設けられた吸気口１ａに接続された吸引ダクト３３の下端部に吸引ファン３４が装着されている。
【００２７】
脱煙装置３０の水平ダクト３１ａと垂直ダクト３１ｂは、加熱庫５内の２５０℃近い高温の空気や煙を誘引するため、耐熱性を有する金属等で構成されることが多く、金属は、熱伝達率が高いため、電源回路基板５０のスイッチング素子５２の冷却に適している。また、脱煙装置３０の垂直ダクト３１ｂは、前述したように加熱庫５内の空気や煙が通過し高温になっているため、電源回路基板５０は、図７に示すように、本体ケース１の吸気口１ａと接続された吸引ダクト３３に設けられている。さらに、脱煙装置３０は、加熱庫５に近いほど高温なので、電源回路基板５０の取り付け箇所は、吸引ダクト３３の加熱庫５と対向する面の反対側の面がよい。
【００２８】
本実施の形態においては、吸引ファン３４の駆動による冷却風により、また、熱伝達率の高い吸引ダクト３３により、電源回路基板５０に実装されたスイッチング素子５２は冷却される。
【００２９】
以上のように、電源回路基板５０を本体ケース１の吸気口１ａ近傍の吸引ダクト３３に設け、さらに、電源回路基板５０を吸引ダクト３３の加熱庫５と対向する面の反対側の面に設けているので、加熱庫５からの放熱の影響を殆ど受けることなく、スイッチング素子５２を放熱フィンを用いることなく冷却できる。
【００３０】
なお、実施の形態１、２では、加熱庫５の付近に電源回路基板５０を取り付けているため、スイッチング素子５２の冷却に用いる防磁カバー４０や脱煙装置３０が外気に比べ高温になっているため、耐熱性が高く高温でも動作が可能な例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）系材料、又はダイヤモンドで構成されるワイドバンドギャップ半導体からなるスイッチング素子を使うとよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  本体ケース、１ａ  吸気口、２  トッププレート、３ＬＣ  左加熱コイル、３ＲＣ  右加熱コイル、４  ラジエントヒーター、５  加熱庫、５ａ  扉、５ｂ  ハンドル、５ｃ  受け皿、５ｄ  焼き網、５ｅ  上ヒーター、５ｆ  下ヒーター、６  金属製フレーム、７Ｌ  左加熱口、７Ｒ  右加熱口  ７Ｃ  中央加熱口、８  上面操作部、９  吸排気用のパネル、１０  仕切板、１１  吸気口、１２  排気口、１３  前面操作部、２０  コイルユニット、２１  絶縁基板、２１ａ  凹部、２２  断熱材、２３  磁性体、２４  コイル、２５  コイルベース、３０  脱煙装置、３１ａ  水平ダクト、３１ｂ  垂直ダクト、３２  排煙口、３３  吸引ダクト、３４  吸引ファン、４０  防磁カバー、４１  冷却ファン、５０  電源回路基板、５１  ネジ、５２  スイッチング素子、Ａ  鍋。
【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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