(57)【要約】  電磁シールド手段等の金属部品での電力損失を低減させてこの金属部品の温度上昇を抑制することができ、従来、電磁シールド手段等の金属部品の発熱として捨てていた電力を有効活用することのできる誘導加熱調理器を得る。  被加熱物を誘導加熱する加熱コイル２と、加熱コイル２に高周波電流を供給する駆動部３と、駆動部３を制御する制御部５と、制御部５に制御用電源を供給する電源部９と、電気負荷と、被加熱物とは加熱コイル２を挟んで反対側に配置されたコードリールケース６及び電磁シールド板７と、加熱コイル２からみてコードリールケース６及び電磁シールド板７よりも手前に配置され、加熱コイル２から発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収手段１０と、漏洩磁束回収手段１０により生成された電力を電源部９及び電気負荷の少なくともいずれか一方に供給する電力変換手段１１とを備えた。
2013140666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波磁界を発生し、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記制御部に制御用電源を供給する制御電源部と、
電気負荷と、
前記被加熱物とは前記加熱コイルを挟んで反対側に配置された金属部品と、
前記加熱コイルからみて前記金属部品よりも手前に配置され、前記加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収コイルと、
前記漏洩磁束回収コイルにより生成された電力を前記制御電源部及び前記電気負荷の少なくともいずれか一方に供給する電力変換手段とを備えた
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記漏洩磁束回収コイルは、前記加熱コイルからみて、前記金属部品の少なくとも一部と重なる位置に配置されている
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】
前記漏洩磁束回収コイルは、前記加熱コイルの中心軸の外周側に配置されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記漏洩磁束回収コイルの中心軸は、前記加熱コイルの中心軸と同軸上に配置されている
ことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記漏洩磁束回収コイルは、外形の異なる２つ以上の経路を有しており、少なくともいずれか一方の経路が、前記加熱コイルの中心軸の外周側に配置されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記漏洩磁束回収コイルは、前記電力変換手段の入力部に接続するための引き出し線を備え、前記引き出し線の引き出し口は、前記電力変換手段の入力部に対面する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記漏洩磁束回収コイルは、前記電力変換手段が実装されたプリント基板上に、パターン配線として形成されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記プリント基板及び前記電気負荷は、同一の筐体内に配置されている
ことを特徴とする請求項７記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記被加熱物を収容する上部筐体と、
前記上部筐体の下側に設けられ、前記プリント基板及び前記電気負荷を収容する下部筐体とを備えた
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記電力変換手段は、前記電気負荷にのみ電力を供給するものであり、前記電力変換手段は、前記制御電源部とは電気的に絶縁されている
ことを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記電力変換手段は、前記電気負荷に接続するための電気配線を備え、
前記電気配線の引き出し口は、前記電気負荷に電力を供給する供給口に対面する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１２】
前記電気負荷は、前記加熱コイル及び前記駆動部の少なくとも一方を冷却する冷却手段である
ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１３】
前記金属部品は、商用電源接続コードの収納容器である
ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１４】
前記駆動部は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されるスイッチング素子を用いたインバータである
ことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１５】
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、またはダイヤモンドである
ことを特徴とする請求項１４記載の誘導加熱調理器。
【請求項１６】
前記駆動部は、直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有するハーフブリッジインバータを備え、
前記制御部は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子を同一オン時間で駆動し、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のスイッチング周波数を可変することにより前記被加熱物への投入電力を調整する周波数制御を行うものであり、
前記電力変換手段は全波整流回路を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１７】
前記駆動部は、前記加熱コイルと並列に接続された共振コンデンサ、及び前記共振コンデンサと直列に接続されたスイッチング素子を有し、前記加熱コイルに高周波電流を供給する一石電圧共振インバータを備え、
前記電力変換手段は、倍電圧整流回路または半波整流回路を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１８】
前記駆動部は、商用交流電源を直流化する直流電源部に接続され、直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点に前記加熱コイルが直列に接続されたハーフブリッジインバータを備え、
前記加熱コイルには、コンデンサが直列に接続されており、
前記制御部は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を駆動し、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子のオン時間比率を可変することで前記被加熱物への投入電力を調整するデューティ制御を行うものであり、
前記電力変換手段は、倍電圧整流回路または半波整流回路を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に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、誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱調理器において、加熱コイルの周囲の漏洩磁束を低減する手段として、加熱コイルの周囲にアルミニウム等の非磁性金属からなる電磁シールド材を設けたものがある。このような誘導加熱調理器は、加熱コイルから漏洩した磁束で電磁シールド材に誘導電流を発生させ、この誘導電流により発生する磁束で加熱コイルからの漏洩磁束を相殺している（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】特公昭５８−３７６７６号公報（第１頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の誘導加熱調理器では、電磁シールド材に誘導電流を発生させているが、この誘導電流と電磁シールド材の電気抵抗によって電磁シールド材が過度に発熱し、電力損失が発生していた。また、漏洩磁束は、電磁シールド材のみならず誘導加熱調理器の筐体内部に用いられるそのほかの金属部品も同様に発熱させ、さらに電力損失が増大していた。このため、誘導加熱調理器の消費電力が上昇するのはもちろんのこと、誘導加熱調理器の筐体内部の温度も上昇してしまうおそれがあった。筐体内部の温度が上昇すると、筐体内部を冷却するための冷却手段の冷却能力を増加させる必要が生じ、冷却手段への供給電力が増大し、また、冷却手段の動作による騒音も増大するという課題があった。【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電磁シールド手段やその他の金属部品での電力損失を低減させて、この電磁シールド手段やその他の金属部品の温度上昇を抑制することのできる誘導加熱調理器を提供するものである。また、従来、電磁シールド手段やその他の金属部品の発熱として捨てていた電力を有効活用することのできる誘導加熱調理器を提供するものである。
【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、高周波磁界を発生し、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記制御部に制御用電源を供給する制御電源部と、電気負荷と、前記被加熱物とは前記加熱コイルを挟んで反対側に配置された金属部品と、前記加熱コイルからみて前記金属部品よりも手前に配置され、前記加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収コイルと、前記漏洩磁束回収コイルにより生成された電力を前記制御電源部及び前記電気負荷の少なくともいずれか一方に供給する電力変換手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収コイルを備えたので、金属部品の発熱の原因となる漏洩磁束を低減させ、金属部品の温度上昇を抑制できる。また漏洩磁束回収コイルに生成される起電力を誘導加熱調理器内の電気負荷の動作用電力として活用するので、省エネルギー化を図ることができる。
【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の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図である。
【図３】実施の形態１に係る漏洩磁束回収手段と金属部品の構成を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る漏洩磁束回収手段と金属部品の構成を説明する図である。
【図５】実施の形態１に係る加熱コイル、漏洩磁束回収手段、及び金属部品の構成を説明する図である。
【図６】実施の形態１に係る加熱コイル、漏洩磁束回収手段、及び金属部品の構成を説明する図である。
【図７】実施の形態１に係る加熱コイル、漏洩磁束回収手段、及び金属部品の構成を説明する図である。
【図８】実施の形態１に係る電力変換手段に電気負荷が接続されていない状態における、漏洩磁束回収手段に発生する電圧の波形例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図の変形例である。
【図１１】図１０に示す電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を説明する図である。
【図１２】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図の変形例である。
【図１３】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図の変形例である。
【図１４】実施の形態２に係る漏洩磁束回収手段、及び電力変換手段の構成を説明する図である。
【図１５】実施の形態３に係る誘導加熱調理器の筐体、漏洩磁束回収手段、電力変換手段、及び冷却手段の配置を説明する図である。
【図１６】実施の形態３に係る漏洩磁束回収手段、電力変換手段、及び冷却手段の配置を説明する図である。
【図１７】図１２に示す電力変換手段に電気負荷が接続されていない状態における、漏洩磁束回収手段に発生する電圧の波形例を示す図である。
【図１８】図１２に示す電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を示す図である。
【図１９】実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図の変形例である。
【図２０】図１９に示す電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る誘導加熱調理器を、誘導加熱方式を利用して炊飯釜を加熱する炊飯器に適用した場合を例に説明する。なお、以下に示す図面の形態によって本発明が限定されるものではない。
なお、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」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はない。
【００１０】
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の構成図である。
実施の形態１に係る誘導加熱調理器は、炊飯釜１と、加熱コイル２と、駆動部３と、表示操作部４と、制御部５と、コードリールケース６と、電磁シールド板７と、冷却手段８と、電源部９と、漏洩磁束回収手段１０と、電力変換手段１１とを備えている。
【００１１】
図１に示すように、被加熱物である炊飯釜１の底部及び底部外周には、炊飯釜１を誘導加熱するための加熱コイル２が配置されている。この加熱コイル２は、駆動部３によって高周波電力が供給され炊飯釜１を誘導加熱する。表示操作部４は、使用者からの炊飯指示や炊飯条件の設定を受け付ける操作部と、動作状態や使用者に対するメッセージ等を表示する表示部とを備えている。表示操作部４は、使用者からの設定に基づく信号を制御部５に出力し、マイクロコンピュータや制御回路を備えた制御部５は、表示操作部４からの信号に基づいて所定の制御シーケンスに従って駆動部３を駆動制御する。
【００１２】
加熱コイル２の下側には、商用交流電源と接続するための電源コードを収納するためのコードリールケース６が設けられている。コードリールケース６は、板金（鉄等）で構成されている。
コードリールケース６よりも下側には、電磁シールド板７が設けられている。電磁シールド板７は、誘導加熱調理器の下部からの漏洩磁束を低減させる目的で設けられたものであり、アルミ板や銅板等の誘導加熱されにくい材料で構成された円盤状の部材である。
コードリールケース６及び電磁シールド板７は、炊飯釜１とは加熱コイル２を挟んで反対側に位置している。
【００１３】
冷却手段８は、誘導加熱調理器の筐体内の部材を冷却するための冷却風を送る送風装置である。この冷却手段８は、例えば軸流ファンであり、加熱コイル２や駆動部３に設けられた電子部品など、動作によって温度が上昇する部材に冷却風を送るように構成されている。
【００１４】
電源部９は、駆動部３、表示操作部４、制御部５、及び冷却手段８を駆動する電源を、商用の交流電源から生成する。
【００１５】
また、この誘導加熱調理器は、加熱コイル２とコードリールケース６及び電磁シールド板７との間に、漏洩磁束回収手段１０を備えている。漏洩磁束回収手段１０は、導線を円盤状に複数回巻いて構成されたコイルであり、電力変換手段１１を介して電源部９と接続されている。漏洩磁束回収手段１０のコイルの両端から引き出される引き出し線１０ａの引き出し口は、電力変換手段１１の入力部（図示せず）と略対面する位置に設けられている。
【００１６】
図２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図である。
図２において、商用交流電源２０に接続されて交流電圧を直流に変換する整流部２１と、インダクタ２２とコンデンサ２３からなるノイズフィルタと、加熱コイル２と共振コンデンサ２４からなる共振回路と、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）２５と、ダイオード２６が、図１に示した駆動部３に相当する。この駆動部３は、いわゆる一石電圧共振インバータを構成している。スイッチング素子２５のゲート端子には、制御部５が接続され、スイッチング素子２５のオンオフ信号が制御部５から出力される。ここで、上記説明ではスイッチング素子としてＩＧＢＴを使用する例を示したが、他のスイッチング素子、例えばＭＯＳＦＥＴを使用してもよい。なお、ＭＯＳＦＥＴは、ソース−ドレイン端子間に寄生ダイオードが形成されるため、ダイオード２６を設けなくても構わない。
【００１７】
電力変換手段１１は、漏洩磁束回収手段１０に接続され、漏洩磁束回収手段１０により生成された交流電圧を直流電圧に変換する整流ダイオード２７と、変換された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ２８とを備えている。
また、電源部９は、商用交流電源から受けた交流電圧を、制御部５や表示操作部４、冷却手段８を駆動するために直流電圧に変換する電力変換回路を構成している（詳細は図示せず）。電源部９は、電力変換手段１１にダイオード２９を介して接続される。そして、漏洩磁束回収手段１０により生成され、直流化、平滑化された電圧が、電源部９で生成される直流電圧よりも低くなった場合に、電源部９からダイオード２９を介して制御部５、表示操作部４、及び冷却手段８に電力が供給される。
【００１８】
以上、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の構成について説明した。次に、本実施の形態１に係る誘導加熱調理器の動作について説明する。
【００１９】
使用者により表示操作部４への炊飯指示等の加熱開始の指示がなされると、制御部５は、駆動部３の制御を開始する。駆動部３は、制御部５からのスイッチング素子２５のオンオフ信号を受けて、スイッチングを開始する。商用交流電源２０からの交流電圧は、整流部２１により一旦直流に変換され、その後、スイッチング素子２５のスイッチングにより高周波に変換され、この高周波電流が加熱コイル２に供給される。加熱コイル２に高周波電流が流れると、加熱コイル２からは交番磁界が発生し、これにより被加熱物である炊飯釜１に磁束が与えられる。これにより炊飯釜１には渦電流が発生し、この渦電流と炊飯釜１の電気抵抗によりジュール熱が発生し、炊飯釜１が加熱される。
【００２０】
このように加熱コイル２に高周波電流が供給されると、加熱コイル２から磁束が発生し、この磁束により炊飯釜１を加熱する。しかし、加熱コイル２から発生するすべての磁束が炊飯釜１への誘導加熱に利用されるわけではなく、発生した磁束の一部は炊飯釜１の加熱に寄与せず、いわゆる漏洩磁束となり、周囲に放射される。この漏洩磁束はコイル状に形成された漏洩磁束回収手段１０と鎖交する。言い替えると、漏洩磁束回収手段１０は、加熱コイル２から発生する磁束と鎖交するように配置されている。漏洩磁束回収手段１０に漏洩磁束が鎖交すると、漏洩磁束回収手段１０には、漏洩磁束の変化を打ち消す方向に起電力が発生し、電流が流れる。漏洩磁束回収手段１０に発生した起電力は電力変換手段１１によって直流に変換され、駆動部３、表示操作部４、制御部５、及び冷却手段８の駆動電力に利用される。
【００２１】
このように漏洩磁束回収手段１０に発生する電流により加熱コイル２から発生した漏洩磁束の一部を打ち消すので、漏洩磁束が減少する。したがって、従来であれば、漏洩磁束回収手段１０の下部に設置されたコードリールケース６や電磁シールド板７に発生していた誘導電流を減少させることができ、コードリールケース６や電磁シールド板７の温度上昇を抑制することができる。よってコードリールケース６と電磁シールド板７の電力損失を低減できる。そして、漏洩磁束回収手段１０に発生した起電力は、駆動部３、表示操作部４、制御部５、及び冷却手段８の制御電源として有効利用されるので、省エネルギー効果を得ることができる。
【００２２】
なお、本発明の「制御電源部」は、本実施の形態１の「電源部９」に相当する。
また、本発明の「金属部品」は、本実施の形態１の「コードリールケース６」及び「電磁シールド板７」に相当する。なお、以降の説明において、コードリールケース６及び電磁シールド板７を、「金属部品」と称する場合がある。
また、本発明の「漏洩磁束回収コイル」は、本実施の形態１の「漏洩磁束回収手段１０」に相当する。
また、本発明の「電気負荷」は、本実施の形態１の「駆動部３」、「表示操作部４」、「制御部５」、及び「冷却手段８」に相当する。
【００２３】
次に、加熱コイル２と、コードリールケース６または電磁シールド板７などの金属部品との間に配置される漏洩磁束回収手段１０の配置位置について詳細に述べる。
【００２４】
図３、図４は、実施の形態１に係る漏洩磁束回収手段と金属部品の構成を説明する図である。ここでは、漏洩磁束回収手段１０の下側に配置される金属部品の一例として、コードリールケース６を示す。図３、４の（ａ）は、金属部品（コードリールケース６）及び漏洩磁束回収手段１０を加熱コイル２側からみた状態を示し、図３、４の（ｂ）は、これらを側方からみた状態を示している。なお、図３では、コードリールケース６と漏洩磁束回収手段１０以外の構成部品については図示していない。
【００２５】
漏洩磁束回収手段１０は、その上方にある加熱コイル２（図３、図４には図示せず）から発生した漏洩磁束を打ち消し、漏洩磁束回収手段１０の下方にある金属部品（ここではコードリールケース６）を通る磁束を低減させる。したがって、金属部品における温度低減効果を高くするためには、漏洩磁束回収手段１０を、なるべく金属部品の上方に配置することが望ましい。そこで、図３では、漏洩磁束回収手段１０を金属部品のほぼ真上に配置している。このようにすることで、金属部品の温度低減効果を高めることができる。また、金属部品の真上に漏洩磁束回収手段１０を配置することが困難な場合には、図４に示すように、加熱コイル２からみて漏洩磁束回収手段１０の少なくとも一部が金属部品と重なるように、両者を配置することが望ましい。これにより、金属部品の温度低減効果を高めることができる。
【００２６】
次に、加熱コイル２の位置関係も含めた、漏洩磁束回収手段１０及びコードリールケース６の構成例を説明する。
図５は、実施の形態１に係る加熱コイル、漏洩磁束回収手段、及び金属部品の構成を説明する図である。図５（ａ）は加熱コイル２、漏洩磁束回収手段１０、及びコードリールケース６を炊飯釜１側からみた状態を示し、図５（ｂ）は、これらを側方からみた状態を示している。なお、図５の一点鎖線は、加熱コイル２の中心軸を示している。
【００２７】
図５に示すように、略円形の平面状に巻かれた漏洩磁束回収手段１０のコイルの中心軸が、同じく略円形の平面状に巻かれた加熱コイル２の中心軸とほぼ一致するようにして、漏洩磁束回収手段１０が加熱コイル２の中心軸の外周側に配置されている。このように加熱コイル２と漏洩磁束回収手段１０の中心軸がほぼ一致するようにして両者を配置することで、加熱コイル２と漏洩磁束回収手段１０との電磁的結合が高まる。このため、漏洩磁束回収手段１０に発生する起電力の電圧を高めることができ、漏洩磁束回収手段１０の起電力を駆動電力とする駆動部３等の電気負荷に、より高い電圧、または大きな電力を供給することができる。
【００２８】
また、図５に示す例では、図４と同様に、加熱コイル２からみて漏洩磁束回収手段１０の少なくとも一部がコードリールケース６と重なるように構成しているので、コードリールケース６の温度上昇を抑制する効果を高めることができる。
【００２９】
次に、加熱コイル２、漏洩磁束回収手段１０、及びコードリールケース６の他の構成例を説明する。
図６は、実施の形態１に係る加熱コイル、漏洩磁束回収手段、及び金属部品の構成を説明する図である。図６（ａ）は加熱コイル２、漏洩磁束回収手段１０、及びコードリールケース６を炊飯釜１側からみた状態を示し、図６（ｂ）は、これらを側方からみた状態を示している。なお、図６の一点鎖線は、加熱コイル２の中心軸を示している。
【００３０】
図６に示すように、漏洩磁束回収手段１０は、導線を楕円形の平面状に巻き回して形成されたコイルにより構成されている。そして、漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルの一部が、加熱コイル２の中心部の周囲を囲んでいる。さらに、漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルは、加熱コイル２からみてコードリールケース６と重なるように配置されている。
【００３１】
漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルを楕円形状に構成することで、コードリールケース６と加熱コイル２の中心部との水平方向の距離が離れている場合でも、加熱コイル２の中心部を囲うようにして漏洩磁束回収手段１０を配置することができるとともに、漏洩磁束回収手段１０のより多くの部分が加熱コイル２からみてコードリールケース６と重なるようにこれらの部材を配置することが可能となる。したがって、加熱コイル２と漏洩磁束回収手段１０との電磁的結合を高めて漏洩磁束回収手段１０からより高い電圧を得ることができ、また、コードリールケース６を通る磁束を低減させてコードリールケース６の温度上昇を抑制することができる。
【００３２】
次に、加熱コイル２、漏洩磁束回収手段１０、及びコードリールケース６の他の構成例を説明する。
図７は、実施の形態１に係る加熱コイル、漏洩磁束回収手段、及び金属部品の構成を説明する図である。図７（ａ）は加熱コイル２、漏洩磁束回収手段１０、及びコードリールケース６を炊飯釜１側からみた状態を示し、図７（ｂ）は、これらを側方からみた状態を示している。なお、図７の一点鎖線は、加熱コイル２の中心軸を示している。
【００３３】
図７に示すように、漏洩磁束回収手段１０は、１本の導線を略円形状に巻き回し、その外周側にさらに導線を略楕円形状に巻き回して形成されたコイルにより構成されている。すなわち、この漏洩磁束回収手段１０は、略円形状とその外周側に設けられた略楕円形状という外形の異なる２経路を有するコイルにより構成されている。ここで、図７に例示する漏洩磁束回収手段１０の略円形の部分を円形部１０１、略楕円形の部分を楕円形部１０２と称する。漏洩磁束回収手段１０の円形部１０１、及び楕円形部１０２の一部は、加熱コイル２からみてコードリールケース６と重なるように配置されている。また、漏洩磁束回収手段１０の楕円形部１０２の一部は、加熱コイル２の中心部の周囲を囲んでいる。
【００３４】
漏洩磁束回収手段１０を円形部１０１とその外周側に設けられた楕円形部１０２という２経路のコイルで構成し、円形部１０１をコードリールケース６の上側に重ねることで、漏洩磁束回収手段１０とコードリールケース６とが重なる範囲を大きくすることができるので、コードリールケース６を通る磁束を低減させてコードリールケース６の温度上昇を抑制することができる。また、漏洩磁束回収手段１０の楕円形部１０２で加熱コイル２の中心部を囲むことができるので、加熱コイル２と漏洩磁束回収手段１０との電磁的結合を高めて漏洩磁束回収手段１０からより高い電圧を得ることができる。
【００３５】
次に、電力変換手段１１の構成について述べる。
本実施の形態１では、図２に示すように、駆動部３に一石電圧共振インバータを用いており、このような構成においては、スイッチング素子２５をオンすると商用交流電源２０からブリッジ整流回路である整流部２１を介して直流化された電圧が、加熱コイル２に印加される。次にスイッチング素子２５をオフすると共振コンデンサ２４と加熱コイル２との間で共振現象が発生し、加熱コイルには共振電圧が印加される。この動作をスイッチング毎に繰り返すので、加熱コイル２には正負非対称の電圧が印加されることとなる。したがって、漏洩磁束回収手段１０に誘導される電圧も正負非対称の波形となる。図８は、実施の形態１に係る電力変換手段に電気負荷が接続されていない状態における、漏洩磁束回収手段に発生する電圧の波形例を示す図である。図８に示すように、正側の電圧ピーク値と負側の電圧ピーク値とが異なることが分かる。
【００３６】
ここで、本実施の形態１では、電力変換手段１１として整流ダイオード２７、平滑コンデンサ２８からなる半波整流回路を採用している（図２参照）。これは、上述のように漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルに発生する電圧が正負非対称となるからである。仮に整流回路として一般的なブリッジ形の全波整流回路を採用した場合、図８の電圧を整流しようとすると、電圧（絶対値）の大きい負側の電圧ピーク値で平滑コンデンサが充電され、電圧（絶対値）の小さい正側の電圧のときは既に高い電圧に充電されているので、このとき平滑コンデンサには電流が流れ込めない。したがって、ブリッジ形の全波整流回路を使用しても、電圧（絶対値）の大きい負側のときしか平滑コンデンサに電流が流れ込まないので、実質的に半波整流回路と同じ動作となってしまう。すなわち、４つのダイオードからなるブリッジ形全波整流回路のうち、２つのダイオードは常に使用されず、無駄となってしまう。そこで、本実施の形態１では、漏洩磁束回収手段１０に発生する交流電圧を、半波整流回路で構成された電力変換手段１１を用いて直流化しているのである。これにより、ダイオード素子は１つでよいので、ブリッジ形の全波整流回路と比較して回路の簡略化が可能で、小型化が達成できる。
【００３７】
図９は、実施の形態１に係る電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を示す図である。図９に示すように、加熱コイル２に流れる電流（加熱コイル電流）が負の期間において、正負反転したほぼ相似波形の電流が漏洩磁束回収手段１０に流れる。この期間においては漏洩磁束回収手段１０（コイル）→整流ダイオード２７→平滑コンデンサ２８→漏洩磁束回収手段１０（コイル）の経路で平滑コンデンサ２８を充電する充電電流が流れ、この充電電流により加熱コイル２からの漏洩磁束を打ち消す。これにより漏洩磁束回収手段１０の下方に設置された金属部品と通過する漏洩磁束が減少し、金属部品の発熱を抑制でき、損失を減少させることができる。そして、漏洩磁束回収手段１０で発生した起電力は駆動部３等の電気負荷の駆動電源として有効利用することができる。
【００３８】
次に、さらに効率よく漏洩磁束を回収し、起電力を取り出すように構成した電力変換手段１１の構成例を説明する。
【００３９】
図１０は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図の変形例である。図１０に示す例では、電力変換手段１１は、整流ダイオード２７ａ、整流ダイオード２７ｂ、平滑コンデンサ２８ａ、平滑コンデンサ２８ｂからなり、いわゆる倍電圧整流回路を構成している。
【００４０】
次に動作を説明する。
図１１は、図１０に示す電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を説明する図である。
図１０に示した電力変換手段１１によれば、漏洩磁束回収手段１０から発生した交流電圧の正の期間と負の期間とで、それぞれ独立した経路にて電流を流すことができる。すなわち、図１１において、例えば加熱コイル電流が正側のとき、漏洩磁束回収手段１０の電流は、漏洩磁束回収手段１０（コイル）→整流ダイオード２７ａ→平滑コンデンサ２８ａ→漏洩磁束回収手段１０（コイル）の経路で平滑コンデンサ２８ａを充電する充電電流が流れ、この充電電流により加熱コイル２の漏洩磁束を打ち消す。次に加熱コイル電流が負側のとき、漏洩磁束回収手段１０の電流は、漏洩磁束回収手段１０（コイル）→平滑コンデンサ２８ｂ→整流ダイオード２７ｂ→漏洩磁束回収手段１０（コイル）の経路で平滑コンデンサ２８ｂを充電する充電電流が流れ、この充電電流により加熱コイルの漏洩磁束を打ち消す。
【００４１】
図１１に示すように、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段１０を構成するコイル電流波形は正負反転したほぼ相似波形の電流となり、加熱コイル２から発生する漏洩磁束を効率よく打ち消すことができる。
【００４２】
このように、図１０に示す電力変換手段１１の回路構成によれば、加熱コイル２に流れる電流が正の期間と負の期間の両方で漏洩磁束を打ち消す電流が漏洩磁束回収手段１０のコイルに流れるため、漏洩磁束回収手段１０の下方に設けられたコードリールケース６等の金属部品の損失を低減する効果が、電力変換手段１１を半波整流回路で構成した場合と比較して大きい。
【００４３】
なお、上記説明では、駆動部３として一石電圧共振インバータを例に説明したが、これに限定するものではなく、駆動部３をハーフブリッジインバータで構成してもよい。
以下、駆動部３をハーフブリッジインバータで構成した例を説明する。
【００４４】
図１２は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図の変形例である。図１２に示すように、駆動部３を構成するハーフブリッジインバータは、商用交流電源２０に接続されて交流電圧を直流に変換する整流部２１と、インダクタ２２とコンデンサ２３からなるノイズフィルタと、加熱コイル２と、コンデンサ３２と、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）３０ａ、３０ｂと、ダイオード３１ａ、３１ｂと、を備えている。スイッチング素子３０ａ、３０ｂのゲート端子には、制御部５が接続され、スイッチング素子３０ａ、３０ｂを交互にオンオフする信号が制御部５から出力される。その他の構成については図２と同様である。ここで、上記説明ではスイッチング素子としてＩＧＢＴを使用する例を示したが、他のスイッチング素子、例えばＭＯＳＦＥＴを使用してもよい。なお、ＭＯＳＦＥＴは、ソース−ドレイン端子間に寄生ダイオードが形成されるため、ダイオード３１ａ、３１ｂを設けなくても構わない。
【００４５】
ハーフブリッジインバータにおいて、火力調整（炊飯釜への投入電力調整）は、ハイサイドのスイッチング素子３０ａとローサイドのスイッチング素子３０ｂのオン時間比率を変える、いわゆるデューティ制御により達成される。すなわち、スイッチング素子３０ａのオンデューティ比を５０％、スイッチング素子３０ｂのデューティ比を５０％とした場合に最大電力が炊飯釜１に投入され、スイッチング素子３０ａのオンデューティ比を４０％、スイッチング素子３０ｂのデューティ比を６０％とした場合には炊飯釜１への投入電力が小さくなり、さらにはスイッチング素子３０ａのオンデューティ比を３０％、スイッチング素子３０ｂのデューティ比を７０％とした場合には炊飯釜１への投入電力がさらに小さくなる。このように、オン時間比率を変えていくことにより、炊飯釜１への投入電力が絞られて小さくなっていく。
【００４６】
ここで、スイッチング素子３０ａとスイッチング素子３０ｂのオン時間が互いに等しい場合、加熱コイル２には正負対称の電圧が印加され、漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルに正負対称の電圧が誘導されるが、前述の通り、火力調整を行う場合はスイッチング素子３０ａとスイッチング素子３０ｂのオン時間比率を変えるため、加熱コイル２には正負非対称の電圧が印加されることとなる。したがって、漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルに誘導される電圧も正負非対称の波形となる。図１７は、図１２に示す電力変換手段に電気負荷が接続されていない状態における、漏洩磁束回収手段に発生する電圧の波形例を示す図である。図１７に示すように、正側の電圧ピーク値と負側の電圧ピーク値とが異なることが分かる。
【００４７】
この場合、前述の通り、電力変換手段１１をブリッジ形全波整流回路で構成したのでは、４つのダイオードのうち、２つのダイオードは常に使用されず、無駄となってしまう。すなわち、一般的なブリッジ形の全波整流回路を電力変換手段１１として採用した場合、図１７の電圧を整流しようとすると、電圧（絶対値）の大きい正側の電圧ピーク値で平滑コンデンサが充電され、電圧（絶対値）の小さい負側の電圧のときは既に高い電圧に充電されているので、このとき平滑コンデンサには電流が流れ込めない。したがって、ブリッジ形の全波整流回路を使用しても、電圧（絶対値）の大きい正側のときしか平滑コンデンサに電流が流れ込まないので、実質的に半波整流回路と同じ動作となってしまう。
そこで、図１２に示す例では、半波整流回路で構成された電力変換手段１１を用いて、漏洩磁束回収手段１０に発生する交流電圧を直流化している。これにより、ダイオード素子は１つでよく、ブリッジ形の全波整流回路と比較して回路簡略化が可能で、小型化が達成できる。
【００４８】
図１８は、図１２に示す電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を示す図である。図１８に示すように、加熱コイル２に流れる電流（加熱コイル電流）が負の期間において、正負反転したほぼ相似波形の電流が漏洩磁束回収手段１０に流れる。この期間においては漏洩磁束回収手段１０（コイル）→整流ダイオード２７→平滑コンデンサ２８→漏洩磁束回収手段１０（コイル）の経路で平滑コンデンサ２８を充電する充電電流が流れ、この充電電流により加熱コイル２からの漏洩磁束を打ち消す。これにより漏洩磁束回収手段１０の下方に設置された金属部品と通過する漏洩磁束が減少し、金属部品の発熱を抑制でき、損失を減少させることができる。そして、漏洩磁束回収手段１０で発生した起電力は駆動部３等の電気負荷の駆動電源として有効利用することができる。
【００４９】
また、図１０と同様に、電力変換手段１１として倍電圧整流回路を用いれば、加熱コイル２に流れる電流が正の期間と負の期間の両方で、漏洩磁束を打ち消す電流が漏洩磁束回収手段１０のコイルに流れるため、電力変換手段１１として半波整流回路を採用した場合と比較して、漏洩磁束回収手段１０の下方に設けられた金属部品の損失低減効果を大きくすることができる。次に、そのような構成例を具体的に説明する。
【００５０】
図１９は、実施の形態１に係る誘導加熱調理器の主要部の回路構成図の変形例である。図１９に示す例では、電力変換手段１１は、整流ダイオード２７ａ、整流ダイオード２７ｂ、平滑コンデンサ２８ａ、平滑コンデンサ２８ｂからなり、いわゆる倍電圧整流回路を構成している。その他の構成については図１２と同様である。
【００５１】
次に動作を説明する。
図２０は、図１９に示す電力変換手段に電気負荷が接続された状態における、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段を構成するコイルの電流波形の例を説明する図である。
図１９に示した電力変換手段１１によれば、漏洩磁束回収手段１０から発生した交流電圧の正の期間と負の期間とで、それぞれ独立した経路にて電流を流すことができる。すなわち、図２０において、例えば加熱コイル電流が正側のとき、漏洩磁束回収手段１０の電流は、漏洩磁束回収手段１０（コイル）→整流ダイオード２７ａ→平滑コンデンサ２８ａ→漏洩磁束回収手段１０（コイル）の経路で平滑コンデンサ２８ａを充電する充電電流が流れ、この充電電流により加熱コイル２の漏洩磁束を打ち消す。次に加熱コイル電流が負側のとき、漏洩磁束回収手段１０の電流は、漏洩磁束回収手段１０（コイル）→平滑コンデンサ２８ｂ→整流ダイオード２７ｂ→漏洩磁束回収手段１０（コイル）の経路で平滑コンデンサ２８ｂを充電する充電電流が流れ、この充電電流により加熱コイル２の漏洩磁束を打ち消す。このため、図２０に示すように、加熱コイル電流波形と漏洩磁束回収手段１０を構成するコイル電流波形は正負反転したほぼ相似波形の電流となり、加熱コイル２から発生する漏洩磁束を効率よく打ち消すことができる。
【００５２】
このように、図１９に示す電力変換手段１１の回路構成によれば、加熱コイル２に流れる電流が正の期間と負の期間の両方で漏洩磁束を打ち消す電流が漏洩磁束回収手段１０のコイルに流れるため、漏洩磁束回収手段１０の下方に設けられたコードリールケース６等の金属部品の損失を低減する効果が、電力変換手段１１を半波整流回路で構成した場合と比較して大きい。
【００５３】
ちなみに、ハーフブリッジインバータを用いた駆動部３において火力制御を行う別の方法として、周波数制御がある。これはスイッチング素子３０ａとスイッチング素子３０ｂのオン時間が互いに等しい状態で、スイッチング周波数を低く設定することで加熱コイル２のインピーダンスを低下させて炊飯釜１への投入電力を上昇させ、スイッチング周波数を高く設定することで加熱コイル２のインピーダンスを上昇させて炊飯釜１への投入電力を低下させるものである。この周波数制御では、スイッチング素子３０ａとスイッチング素子３０ｂのオン時間は互いに等しいので加熱コイル２には正負対称の電圧が印加され、漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルにも正負対称の電圧が誘導される。この場合は、図１３に示すようにダイオード３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄからなるブリッジ形整流回路を構成する電力変換手段１１を用いれば、加熱コイル２に流れる電流が正の期間と負の期間の両方で漏洩磁束を打ち消す電流が漏洩磁束回収手段１０のコイルに流れるため、電力変換手段１１として半波整流回路を採用した場合と比較して、漏洩磁束回収手段１０の下方に設けられた金属部品の損失低減効果を大きくすることができる。
【００５４】
なお、ハーフブリッジインバータを用いた駆動部３において、上述のスイッチング素子３０ａとスイッチング素子３０ｂのオン時間比率を変える火力調節と、周波数制御による火力調節を併用する場合は、漏洩磁束回収手段１０を構成するコイルに正負非対称の電圧が誘導される可能性がある。このため、その場合には、上述の半波整流回路または倍電圧整流回路が電力変換手段１１として用いられる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態１によれば、加熱コイル２と電磁シールド板７やコードリールケース６などの金属部品との間に漏洩磁束回収手段１０を設けたので、加熱コイル２から発生した漏洩磁束の一部が打ち消され、金属部品で発生していた誘導電流が減少し、これらの温度上昇が抑制される。これにより、電力損失を低減できる。そして、漏洩磁束回収手段１０により発生した起電力は、電源部９に供給され、制御電源として有効利用されるので、省エネルギーを達成する。
【００５６】
さらに、金属部品での発熱が抑制されるので、機器内部の温度上昇が緩和され、冷却手段８の冷却能力も抑えることが可能になる。よって冷却手段８を低コスト化、小型化、軽量化でき、また、冷却手段８の動作による騒音も低減することができる。
【００５７】
特にコードリールケース６については、誘導加熱調理器を構成する金属部品の中でもサイズが大きく、従来であれば漏洩磁束による発熱を小さくするために加熱コイル２から離して設置しなければならず、誘導加熱調理器の大型化に繋がっていた。しかし、本実施の形態１によれば、加熱コイル２からみてコードリールケース６に重なる位置に漏洩磁束回収手段１０を設けることで、コードリールケース６の発熱を抑制することができる。このため、加熱コイル２の近傍など、漏洩磁束の影響を受けやすい箇所にもコードリールケース６を設置することができ、誘導加熱調理器の小型化に繋がる。
【００５８】
また、漏洩磁束回収手段１０のコイル両端から引き出される引き出し線１０ａの引き出し口は、電力変換手段１１の入力部と略対面する位置に設けられているので、引き出し線１０ａの長さを短くすることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態１では駆動部３として一石電圧共振インバータやハーフブリッジインバータを用い、スイッチング素子としてはＩＧＢＴを用いる例を示したが、他のスイッチングデバイス、例えばパワートランジスタやＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。ただし、スイッチング素子には、大きな電流が流れるため、スイッチング素子として従来のＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等を使用した場合、オン抵抗が大きいため素子自体の発熱が大きい。さらにはインバータを構成する基板上の発熱部品、例えば共振コンデンサや整流部２１を構成するダイオード等の近くにスイッチング素子を配置すると、これら熱源の影響によりスイッチング素子の周囲の温度が高くなる。これによりスイッチング素子のジャンクション温度が上昇してしまう。
【００６０】
そのため、スイッチング素子を発熱部品から離して配置したり、冷却手段８の冷却能力を大きくしたりする必要がある。
そこで、スイッチング素子として、窒化ガリウム系材料、炭化珪素（ＳｉＣ。シリコンカーバイト）、ダイヤモンド等のワイドバンドギャップ半導体で構成されるスイッチング素子を用いる。例えばＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴの特性として、オン抵抗が小さく、さらにジャンクション温度が上昇してもオン抵抗がほとんど上昇しないため、発熱部品の近くにＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴを配置することができ、基板の小型化や低コスト化を図ることができる。そして漏洩磁束回収手段１０で駆動される冷却手段８の冷却能力を抑えることが可能になる。よって冷却手段８を低コスト化、小型化、軽量化でき、また、冷却手段８の動作による騒音も低減することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態１では、金属部品としてコードリールケース６、電磁シールド板７を挙げ、漏洩磁束回収手段１０の構成例を説明するに際してコードリールケース６を例に示したが、これに限定するものではなく、電磁シールド板７や他の金属部品であっても、コードリールケース６の例に倣って同様に構成することで、同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、本実施の形態１では、加熱コイル２の下部に設けられた金属部品との間に漏洩磁束回収手段１０を設けたものを説明したが、これに限定されるものではない。例えば、加熱コイル２の側面に金属部品が配置される誘導加熱調理器であれば、加熱コイル２と金属部品との間に漏洩磁束回収手段１０を設ければよい。このようにすることで、加熱コイル２の側面に発生する漏洩磁束を漏洩磁束回収手段１０によって打ち消すことができ、金属部品の温度上昇が抑制され、電力損失が低減される。
【００６３】
また、本実施の形態１では、漏洩磁束回収手段１０により生成された起電力を駆動部３、表示操作部４、制御部５、及び冷却手段８の制御駆動用電源に用いる例について述べたが、これに限定されるものではなく、漏洩磁束回収手段１０の起電力をその他の電気負荷の電源として用いてもよい。さらに、漏洩磁束回収手段１０を電力変換手段１１を介して電源部９と接続し、漏洩磁束回収手段１０からの電力を電源部９と併用する形で述べたが、単独で用いてもよい。例えば、冷却手段８の専用の単体の電源として使用してもよい。この場合、ダイオード２９を介して電源部９と接続する必要はない。そして、特に図示していないが、電力変換手段１１の後段に電圧安定化（定電圧）手段、例えばツェナーダイオードや、３端子レギュレータ、スイッチングレギュレータなど、電力変換手段１１により直流化した電圧を一定電圧に保持する回路を別途設けてもよい。
【００６４】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、導線を円形に巻いたコイルからなる漏洩磁束回収手段と、漏洩磁束回収手段１０に接続された電力変換手段とを設けて金属部品の損失を低減し、電力を有効利用する形態を示したが、本実施の形態２では、漏洩磁束回収手段をプリント基板上に設けたパターン配線とし、かつ電力変換手段を漏洩磁束回収手段と同一のプリント基板上に形成した構成例について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【００６５】
図１４は、実施の形態２に係る漏洩磁束回収手段、及び電力変換手段の構成を説明する図である。図１４（ａ）は、加熱コイル２から漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａをみた状態を示し、図１４（ｂ）は、これらを側方からみた状態を示している。図１４に示すように、漏洩磁束回収手段１０Ａは、プリント基板４０上にパターン配線として形成されたコイルである。プリント基板４０は、例えばガラスエポキシ基板などを基材とするプリント基板であって両面配線が可能なものであり、このプリント基板４０に、銅箔などで漏洩磁束回収手段１０Ａとしてのコイルを形成している。この漏洩磁束回収手段１０Ａは、渦巻き状にパターン配線でコイルを形成し、コイル部は、例えばプリント基板４０のおもて面の外側に位置するコイル部起点４２ａからコイル配線が始まり、内側までパターン配線され、スルーホール４２ｂにより基板の裏面に電気的に接続される。そしてプリント基板４０の裏面の内側から基板裏面の外側にかけて、おもて面の巻き方向と同一方向に渦巻き状にパターン配線される。
【００６６】
渦巻き状にパターン配線されたコイルの両端は、このプリント基板４０上に実装された電力変換手段１１Ａに接続される。電力変換手段１１Ａは、実施の形態１と同様、駆動部３の回路方式及び火力調整方式に応じて半波整流回路方式または倍電圧整流回路方式、あるいはブリッジ形全波整流回路を採用することができる。図１４では電力変換手段１１Ａの一例として、整流ダイオード２７、平滑コンデンサ２８からなる半波整流回路を示している。また、プリント基板４０には、電源部９との接続を行うためのコネクタ４１として、配線接続用ソケットを設けている。
【００６７】
漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａからなるプリント基板４０は、加熱コイル２と誘導加熱調理器の一部を構成する金属部品（例えばコードリールケース６または電磁シールド板７）との間に配置される。電力変換手段１１Ａは、コネクタ４１及びダイオード２９を介して電源部９に接続される。
【００６８】
以上、実施の形態２に係る漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａの構成について説明した。なお、実施の形態２における漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａの動作は、実施の形態１における漏洩磁束回収手段１０及び電力変換手段１１と同様であるため、説明は省略する。
【００６９】
このように本実施の形態２では、漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａを同一のプリント基板４０上に形成したので、実施の形態１で説明した効果に加え、漏洩磁束回収手段１０Ａを薄く構成できるため、加熱コイル２の下部に配置する際にも薄い（低い）設置スペースで設置が可能となる。また、漏洩磁束回収手段１０Ａと同一基板上に電力変換手段１１Ａを搭載したので、漏洩磁束回収手段１０Ａと電力変換手段１１Ａの接続に接続用配線や接続ソケットが必要なく、部品点数の削減及び省スペース化を実現することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態２では、プリント基板４０の基材がガラスエポキシ基材であるとして説明したが、これに限定するものではなく、漏洩磁束回収手段１０Ａを構成するコイルの径や巻き数に応じて、例えば紙フェノール基板による片面配線や、多層基板使による多層の渦巻き状パターン配線を行ってもよい。
【００７１】
実施の形態３．
前述の実施の形態２においては、漏洩磁束回収手段をプリント基板上のパターン配線として形成し、かつ同一基板上に電力変換手段を実装した形態について説明した。本実施の形態３では、実施の形態２と同様に漏洩磁束回収手段としてのパターン配線及び電力変換手段が実装されたプリント基板を、冷却手段８とともに誘導加熱調理器の筐体の底部部材（下部筐体）内に配置する形態について説明する。
【００７２】
図１５は、実施の形態３に係る誘導加熱調理器の筐体、漏洩磁束回収手段、電力変換手段、及び冷却手段の配置を説明する図である。図１６は、実施の形態３に係る漏洩磁束回収手段、電力変換手段、及び冷却手段の配置を説明する図である。
【００７３】
実施の形態３に係る誘導加熱調理器は、下部筐体５０、上部筐体５１、及び開閉部筐体５２の３つから構成されている。
下部筐体５０は、誘導加熱調理器の筐体のうち最下部を構成している。この下部筐体５０内には、漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａが実装されたプリント基板４０と、冷却手段８と、コードリールケース６とが収容されている。なお、図１５、図１６では図示しないが、実施の形態１で示したのと同様の構成の電磁シールド板７が、下部筐体５０内において漏洩磁束回収手段１０Ａよりも下側に配置される。
【００７４】
上部筐体５１は、下部筐体５０の上に設けられており、上面には炊飯釜１を内部に収容するための開口部が形成されている。この上部筐体５１には、主に、駆動部３と、炊飯釜１とが配置される。
開閉部筐体５２は、上部筐体５１の上面に設けられた開口部を開閉自在に覆う蓋である。
【００７５】
なお、図１５、図１６では、実施の形態１の図１で示した表示操作部４、制御部５、及び電源部９を図示していないが、これらは、上部筐体５１あるいは開閉部筐体５２に収容される。
【００７６】
また、前述の実施の形態１では、漏洩磁束回収手段１０は電源部９に接続され、漏洩磁束回収手段１０で発生した起電力は、制御電源として駆動部３、表示操作部４、制御部５、及び冷却手段８の駆動電力に利用されていた。しかし、本実施の形態３では、漏洩磁束回収手段１０Ａで発生した起電力は、冷却手段８の駆動電力としてのみ利用する。
【００７７】
すなわち、漏洩磁束回収手段１０Ａにより生成した起電力は、電力変換回路を介して直流化されて冷却手段８を駆動する。ところが、漏洩磁束回収手段１０Ａは、駆動部３、表示操作部４、及び制御部５とは電気的に絶縁された構造となっており、プリント基板４０に実装された漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａと冷却手段８とで閉回路を構成している。
【００７８】
下部筐体５０内部に設けられた冷却手段８（本実施の形態では空冷用ファン）は、上部筐体５１内に設けられた駆動部３及び加熱コイル２を冷却可能な位置に設けられる。より具体的には、冷却手段８からは冷却風が出力され、その上部に設けられた駆動部３及び加熱コイル２に冷却風が当たり、駆動部３及び加熱コイル２が冷却される。なお、図示しないが、下部筐体５０の冷却手段８の付近には冷却風取り込み口が設けられている。
【００７９】
漏洩磁束回収手段１０Ａを構成するプリント基板４０の下部には、誘導加熱調理器を構成する金属部品（本実施の形態３ではコードリールケース６）が配置されている。なお、コネクタ４１は、冷却手段８と略対面する方向に設けられている。
【００８０】
以上、実施の形態３に係る漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａの配置、構成について説明した。なお、実施の形態３における漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａの動作及び作用効果は、実施の形態１及び実施の形態２と同様であるため、説明は省略し、実施の形態３に係わる効果のみ説明する。
【００８１】
このように、漏洩磁束回収手段１０Ａ、電力変換手段１１Ａ、及び冷却手段８を誘導加熱調理器の下部筐体５０内に配置した。そして、プリント基板４０に実装された漏洩磁束回収手段１０Ａ及び電力変換手段１１Ａと冷却手段８とで閉回路を構成した。このため、漏洩磁束回収手段１０Ａ、電力変換手段１１Ａ、及び冷却手段８からなる閉回路は、下部筐体５０内で完結しており、誘導加熱調理器の上部筐体５１内と電気的に接続する必要がない。すなわち、冷却手段８の動作電力は、漏洩磁束回収手段１０Ａから発生した起電力のみで賄われるため、配線類をシンプルにすることができる。また、電力変換手段１１Ａの出力部と冷却手段８の接続に際し、コネクタ４１は冷却手段８に略対面する位置に設けられているので、ケーブル長を短くできる。
【００８２】
これより、誘導加熱調理器の製造時は、漏洩磁束回収手段１０Ａ、電力変換手段１１Ａ、冷却手段８、及び誘導加熱調理器を構成する上で必要な金属部品を下部筐体５０内部に組み付けた後に、上部筐体５１にそのまま取り付ければよく、組み立て性・生産性が大幅に向上し、低コスト化に貢献する。さらには、配線類がシンプルであるため、冷却手段８の配置場所の自由度が向上し、最適な冷却設計が可能となり、低能力の冷却手段８によって効果的な冷却が可能となり、冷却手段８の動作による騒音を低減することができるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００８３】
１  炊飯釜、２  加熱コイル、３  駆動部、４  表示操作部、５  制御部、６  コードリールケース、７  電磁シールド板、８  冷却手段、９  電源部、１０  漏洩磁束回収手段、１０Ａ  漏洩磁束回収手段、１０ａ  引き出し線、１１  電力変換手段、１１Ａ  電力変換手段、２０  商用交流電源、２１  整流部、２２  インダクタ、２３  コンデンサ、２４  共振コンデンサ、２５  スイッチング素子、２６  ダイオード、２７  整流ダイオード、２７ａ  整流ダイオード、２７ｂ  整流ダイオード、２８  平滑コンデンサ、２８ａ  平滑コンデンサ、２８ｂ  平滑コンデンサ、２９  ダイオード、３０ａ  スイッチング素子、３０ｂ  スイッチング素子、３１ａ、３１ｂ  ダイオード、３２  コンデンサ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  ダイオード、４０  プリント基板、４１  コネクタ、４２ａ  コイル部起点、４２ｂ  スルーホール、５０  下部筐体、５１  上部筐体、５２  開閉部筐体、１０１  円形部、１０２  楕円形部。
【図１】
2013140666.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年9月12日(2014.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る誘導加熱調理器は、高周波磁界を発生し、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、前記制御部に制御用電源を供給する制御電源部と、電気負荷と、前記被加熱物とは前記加熱コイルを挟んで反対側に配置された金属部品と、前記加熱コイルと前記金属部品との間に挟まれた位置に配置され、前記加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収手段と、前記漏洩磁束回収手段により生成された電力を前記制御電源部及び前記電気負荷の少なくともいずれか一方に供給する電力変換手段とを備えたものである。
【手続補正２】
【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】
高周波磁界を発生し、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給する駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記制御部に制御用電源を供給する制御電源部と、
電気負荷と、
前記被加熱物とは前記加熱コイルを挟んで反対側に配置された金属部品と、
前記加熱コイルと前記金属部品との間に挟まれた位置に配置され、前記加熱コイルから発生する磁束と鎖交する漏洩磁束回収手段と、
前記漏洩磁束回収手段により生成された電力を前記制御電源部及び前記電気負荷の少なくともいずれか一方に供給する電力変換手段とを備えた
ことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記漏洩磁束回収手段は、前記加熱コイルからみて、前記金属部品の少なくとも一部と重なる位置に配置されている
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】
前記漏洩磁束回収手段は、コイルで構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記漏洩磁束回収手段の前記コイルは、前記加熱コイルの中心軸の外周側に配置されている
ことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記漏洩磁束回収手段の前記コイルの中心軸は、前記加熱コイルの中心軸と同軸上に配置されている
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記漏洩磁束回収手段の前記コイルは、外形の異なる２つ以上の経路を有しており、少なくともいずれか一方の経路が、前記加熱コイルの中心軸の外周側に配置されている
ことを特徴とする請求項３記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記漏洩磁束回収手段の前記コイルは、前記電力変換手段の入力部に接続するための引き出し線を備え、前記引き出し線の引き出し口は、前記電力変換手段の入力部に対面する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記漏洩磁束回収手段の前記コイルは、前記電力変換手段が実装されたプリント基板上に、パターン配線として形成されている
ことを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記プリント基板及び前記電気負荷は、同一の筐体内に配置されている
ことを特徴とする請求項８記載の誘導加熱調理器。
【請求項１０】
前記被加熱物を収容する上部筐体と、
前記上部筐体の下側に設けられ、前記プリント基板及び前記電気負荷を収容する下部筐体とを備えた
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１１】
前記電力変換手段は、前記電気負荷にのみ電力を供給するものであり、前記電力変換手段は、前記制御電源部とは電気的に絶縁されている
ことを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１２】
前記電力変換手段は、前記電気負荷に接続するための電気配線を備え、
前記電気配線の引き出し口は、前記電気負荷に電力を供給する供給口に対面する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１３】
前記電気負荷は、前記加熱コイル及び前記駆動部の少なくとも一方を冷却する冷却手段である
ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１４】
前記金属部品は、商用電源接続コードの収納容器である
ことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１５】
前記駆動部は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されるスイッチング素子を用いたインバータである
ことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１６】
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、またはダイヤモンドである
ことを特徴とする請求項１５記載の誘導加熱調理器。
【請求項１７】
前記駆動部は、直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有するハーフブリッジインバータを備え、
前記制御部は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子を同一オン時間で駆動し、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のスイッチング周波数を可変することにより前記被加熱物への投入電力を調整する周波数制御を行うものであり、
前記電力変換手段は全波整流回路を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１８】
前記駆動部は、前記加熱コイルと並列に接続された共振コンデンサ、及び前記共振コンデンサと直列に接続されたスイッチング素子を有し、前記加熱コイルに高周波電流を供給する一石電圧共振インバータを備え、
前記電力変換手段は、倍電圧整流回路または半波整流回路を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１９】
前記駆動部は、商用交流電源を直流化する直流電源部に接続され、直列接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有し、第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との接続点に前記加熱コイルが直列に接続されたハーフブリッジインバータを備え、
前記加熱コイルには、コンデンサが直列に接続されており、
前記制御部は、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子を駆動し、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子のオン時間比率を可変することで前記被加熱物への投入電力を調整するデューティ制御を行うものであり、
前記電力変換手段は、倍電圧整流回路または半波整流回路を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。
【国際調査報告】
2013140666.tif 000023
2013140666.tif 000024
2013140666.tif 000025
2013140666.tif 000026