(57)【要約】【課題】インバータ基板の大きさを小さくすると共に、製品輸送時の落下や振動等の大きな衝撃が加えられた場合でも、基板割れやスイッチング素子の損傷により、機器が故障することを防止すること。【解決手段】インバータ基板２２上に固定されるヒートシンク３１は、インバータ基板２２の基板端部４２よりも横方向に突出する突出部４１が外郭４の底面上に設けられる基板絶縁シート２３に上方から当接することにより、スイッチング素子３２の冷却効果を高め、かつヒートシンク３１が外郭４で位置規制され、製品輸送時の落下で生じる衝撃が加えられた場合でも、基板割れが生じたりヒートシンク３１に取り付けられたスイッチング素子３２の端子部４４に過大な応力がかかったりすることを防止できる誘導加熱調理器となる。【選択図】図７
2015049960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外郭と、前記外郭の天面に配され被加熱調理器具を載置する天板と、前記天板の下方に設けられ前記被加熱調理器具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発生するためのスイッチング素子および前記スイッチング素子を冷却するためのヒートシンクを載置し前記外郭の底面に固定されるインバータ基板と、電気絶縁性を有する材料で形成され前記外郭の底面に載置される基板絶縁シートと、を備え、前記ヒートシンクは、前記インバータ基板の端部よりも横方向に突出する突出部を有し、前記突出部は、前記基板絶縁シートに上方から当接する当接部を有する誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記突出部は、上方から下方に向けて形成されたフィンを有する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記フィンは、前記フィンの下端が、前記インバータ基板の上面を含む平面である基板上面よりも下方に位置する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記突出部は、前記フィンの下端を前記当接部とした請求項３に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記突出部は、上方から下方に向けて形成された第２フィンを有し、前記第２フィンの下端が前記基板絶縁シートよりも上方に位置する請求項４に記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記フィンは、前記第２フィンよりも前記インバータ基板の端部から離れた位置にある請求項５に記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記突出部は、複数の前記第２フィンを有し、前記フィンは、すべての前記第２フィンよりも前記インバータ基板の端部から離れた位置にある請求項６に記載の誘導加熱調理器。
【請求項８】
前記基板絶縁シートはマイカで形成される請求項１から７のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
【請求項９】
前記外郭は、底面が板金で構成され、前記当接部を構成する前記フィンの下端の周辺に、複数の補強ビードを、上方から見て前記当接部の長手方向に対して略垂直方向に設けた請求項４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、一般家庭の台所や業務用の厨房等で使用される、誘導加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導加熱調理器は、加熱コイルに高周波電力を供給する共振回路を形成するスイッチング素子をアルミ等の熱伝導性の高い材質からなるヒートシンクに取り付け、ファンモーター等の冷却装置により強制空冷する構成をとっている（例えば参考文献１）。
【０００３】
図９は、特許文献１に記載された従来の誘導加熱調理器のインバータおよび制御回路を構成するインバータ基板を上方から見た図を示すものである。図９に示すように、インバータ基板１００は、上方から見て、印刷配線板１０１の上にヒートシンク１０２が印刷配線板１０１の端部より内側に載置され、図示していないが、スイッチング素子は、印刷配線板１０１の上面とヒートシンク１０２の下面の間に挟まれて配置される。図示していない共振コンデンサや他の電子部品１０３は印刷配線板１０１の上に同様に印刷配線板１０１の内側に載置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スイッチング素子のスイッチング動作に伴うロスは年々低減されている一方で、誘導加熱調理器の加熱性能の向上や、ファンモーターの動作音による騒音や振動の低減のためにファンモーターの回転数を低減させる等、より一層の高性能化を図るためにはスイッチング素子を冷却するヒートシンクを筐体内に無駄なく高密度に配置する必要がある。
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、限られた大きさのインバータ基板の範囲内でヒートシンクを広げようとすると他の部品やインバータ基板のパターンと干渉してしまい、他の部品の実装や性能上の制約が大きくなるという課題があった。
【０００７】
これに対応するため、例えばインバータ基板上に配置するヒートシンクの一部をインバータ基板の端部からの外側に突出させることでインバータ基板上の他の部品を制約することなく面積の拡大を図ることができる。しかし、その突出部の体積が大きいとその自重によってインバータ基板のヒートシンクの保持部周囲に大きな荷重がかかり、特に、製品輸送時の落下や振動等、大きな衝撃がかかった場合にはヒートシンクがインバータ基板から剥がされる向きに倒れるため、基板割れが生じたりヒートシンクに取り付けられたスイッチング素子の端子部に応力がかかったりするなど、機器の故障にいたるおそれがあるという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、インバータ基板の大きさを小さくすると共に、製品輸送時の落下や振動等の大きな衝撃が加えられた場合でも、基板割れやスイッチング素子の損傷により、機器が故障することを防止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、本発明の誘導加熱調理器は、ヒートシンクが、インバータ基板の端部よりも横方向に突出する突出部を有し、突出部は、外郭の底面に載置される基板絶縁シートに上方から当接する当接部を有する構成としたものである。
【００１０】
これにより、突出部を設けることによってヒートシンクが占めるインバータ基板上の面積を低減し、他の部品の実装上の制約を低減しつつヒートシンクの表面積の拡大を図ることができる。また、ヒートシンクは比較的重いが、突出部が外郭底面に載置される基板絶縁シートに当接することにより位置規制される。したがって、製品輸送時の落下や振動等で生じるような衝撃が加えられた場合でも、突出部にかかる重力は外郭底面に分散されるのでヒートシンクは沈み込まず、基板割れが生じたりヒートシンクに取り付けられたスイッチング素子の端子部に過大な応力がかかったりして、スイッチング素子が故障することを防止できるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の誘導加熱調理器は、ヒートシンクがインバータ基板に占める面積を低減し、かつ、製品輸送時の落下や振動等で、ヒートシンクに加わる衝撃により基板割れやヒートシンクに取り付けられたスイッチング素子が、故障することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の外観を示す斜視図
【図２】同誘導加熱調理器の主要構成部品を示す分解斜視図
【図３】同誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す分解斜視図
【図４】同誘導加熱調理器の外郭とインバータ基板の位置関係を示す分解斜視図
【図５】同誘導加熱調理器のインバータ基板の斜視図
【図６】同誘導加熱調理器のインバータ基板の正面図
【図７】同誘導加熱調理器のヒートシンクおよびその近傍の図１におけるＡ−Ａ断面を示す要部拡大断面図
【図８】同誘導加熱調理器の外郭の裏面を示す底面図
【図９】従来の誘導加熱調理器のインバータ基板を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、外郭と、外郭の天面に配され被加熱調理器具を載置する天板と、天板の下方に設けられ被加熱調理器具を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルに高周波電流を発生するためのスイッチング素子およびスイッチング素子を冷却するためのヒートシンクを載置し外郭の底面に固定されるインバータ基板と、電気絶縁性を有する材料で形成され外郭の底面に載置される基板絶縁シートと、を備え、ヒートシンクは、インバータ基板の端部よりも横方向に突出する突出部を有し、突出部は、基板絶縁シートに上方から当接する当接部を有する誘導加熱調理器とする。
【００１４】
この構成により、突出部によってヒートシンクが占めるインバータ基板上の面積を低減し、の実装上の制約を低減しつつヒートシンクの面積の拡大を図ることができる。また、ヒートシンクは比較的重いが、突出部が外郭に当接することにより位置規制される。したがって、製品輸送時の落下や振動等で生じるような衝撃が加えられた場合でも、突出部にかかる重力は外郭底面に分散されるためヒートシンクは沈み込まず、基板割れが生じたりヒートシンクに取り付けられたスイッチング素子の端子部に過大な応力がかかったりすることを防止できる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明の突出部は、上方から下方に向けて形成されたフィンを有することにより、ヒートシンクの表面積を大幅に拡大することができることに加え、フィンの間を冷却風が通ることで熱交換を促進し、スイッチング素子の冷却能力の向上が図れる。また、フィンの先端を下向きにすることで、一度フィンの間に入った冷却風が上方に抜けにくくなり、冷却能力の向上につながるのである。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明のフィンは、フィンの下端が、基板の上面を含む平面である基板上面よりも下方に位置する構成とすることにより、ヒートシンクの表面積をより多く確保することができ、冷却効率をさらに上げることができるのである。
【００１７】
第４の発明は、特に、第２の発明の突出部は、フィンの下端を当接部としたことにより、落下等の強い衝撃によりヒートシンクに大きな重力がかかると、突出部がインバータ基板の端部周辺を中心として、外郭底面に向かって回転するように落ち込もうとするが、フィンの先端でヒートシンクの位置を規制できる。
【００１８】
第５の発明は、特に、第４の発明の突出部は、上方から下方に向けて形成された第２フィンを有し、第２フィンの下端が基板絶縁シートよりも上方に位置することにより、フィンの先端でヒートシンクの位置を規制できるとともに、第２フィンにより、ヒートシンクの表面積をより多く確保することができ、冷却効率をさらに上げることができるのである。
【００１９】
第６の発明は、特に、第５の発明のフィンは、第２フィンよりもインバータ基板の端部から離れた位置にある構成としたことにより、落下等の強い衝撃によりヒートシンクに大きな重力がかかる際、フィンが第２フィンよりもインバータ基板の端部から近い位置にある場合に比べ、インバータ基板に加わる力をより低減することができるのである。
【００２０】
第７の発明は、特に、第６の発明の突出部は、複数の第２フィンを有し、フィンは、すべての第２フィンよりもインバータ基板の端部から離れた位置にある構成としたことにより、複数の第２フィンにより冷却能力を高め、落下等の強い衝撃によりヒートシンクに大きな重力がかかる際、少なくとも一つの第２フィンが当該フィンよりもインバータ基板の端部から離れた位置にある場合に比べ、インバータ基板に加わる力を低減することができるのである。
【００２１】
第８の発明は、特に、第１から第７のいずれかの発明の基板絶縁シートをマイカで構成したことにより、マイカは例えば数百℃の耐熱性があり、スイッチング素子の発熱を受けるヒートシンクが高温になった場合でも、基板絶縁シートがヒートシンクからの熱伝導による破壊に至ることがなく、外郭との電気絶縁を保つことができる。
【００２２】
第９の発明は、特に、第４の発明の外郭は、底面が板金で構成され、当接部としたフィンの下端の周辺に、複数の補強ビードを、上方から見て当接部の長手方向に対して略垂直方向に設けた構成とすることにより、落下等の強い衝撃によってヒートシンクが外郭に沈みこもうとする際、ビードの強度の特に高い根本部分の複数で当接部を受けることができるため、外郭がへこんだり、打痕ができたりしてしまうことを抑制できるのである。
【００２３】
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。尚、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。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の外観を示す斜視図、図２は同誘導加熱調理器の主要構成部品を示す分解斜視図である。
【００２５】
図１、図２に示すように、本体１の天面には、鍋などの被加熱調理器具３を載置する天板２が配されている。天板２は高耐熱の結晶化ガラス等の、電磁誘導によって加熱されない材質で構成されており、天板２の裏面に接着された天板支持部５によって下方から支持されている。天板２と、各部品を収納し、板金で箱状に構成される外郭４とは天板支持部５の取り付け部５ａを介して、複数の外郭締結部８にてねじ８ａによって機械的に固定される。調理者が誘導加熱調理器を操作する操作部７は静電タッチ式で形成され、使用者が操作しやすいように天板２の手前側に配置されており、操作部７を構成する操作部基板７ａも外郭４の手前側の対応する位置に配置されている。
【００２６】
天板２の下方には加熱コイル６が配されており、インバータ基板２２から供給される高周波流によって発生した磁界により被加熱調理器具３を誘導加熱する。（誘導加熱の原理等は周知であるため、説明は省略する。）。
【００２７】
図３は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の加熱コイルの構成を示す分解斜視図である。
【００２８】
図３に示すように、加熱コイル６は複数の部品で構成される。コイル巻線１０の下方にはコイル巻線１０から発生する磁束が被加熱調理器具３を効率良く加熱するため、下方へ磁界が漏洩しないように磁界を吸収する透磁率の高いフェライト１２が配されている。コイル巻線１０とフェライト１２の間には、両者の間の絶縁を保つためにマイカ等の絶縁材料からなるコイル下絶縁板１１ａが配されている。フェライト１２の下にはコイル巻線１０から発生した磁界がフェライト１２で吸収されきれず、フェライト１２の下方に漏洩して磁性金属製の部材を誤加熱したり、制御回路にノイズを発生したりすることを防止するために、アルミニウム等の非磁性金属からなり磁界遮蔽効果を有するシールド部材１３が配されている。
【００２９】
加熱コイル６と天板２との距離を一定に保つため、シールド部材１３は外郭４の中心を通るコイル支持板９と外郭４の外周付近に備えた複数の弾性体１４によって下方から天板２の裏面に付勢されている。その際にコイル巻線１０の上面の絶縁を保つために、コイル巻線１０の上方にもコイル上絶縁板１１ｂが配される。
【００３０】
ここで、この加熱コイル６の構成は本実施の形態と同一でなくとも、上記の作用効果が得られれば別の構成でも良く、これに限定されるものではない。
【００３１】
図４は本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器の外郭とインバータ基板の位置関係を示す分解斜視図である。
【００３２】
図４に示すように、インバータ基板２２上に配される部品は発熱部品を含む。各部品は外郭４に取り付けられたファンモーター２１により送られる冷却風によって冷却される。インバータ基板２２は外郭４に取り付けられた複数の基板保持部材２４によって保持されている。インバータ基板２２の裏面と外郭４の底面との間には絶縁性、耐熱性の良いマイカ等の材料からなる基板絶縁シート２３が挿入されており、インバータ基板２２と外郭４との間に必要な電気絶縁を確保している。
【００３３】
図５は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器のインバータ基板の斜視図、図６は同誘導加熱調理器のインバータ基板の正面図である。
【００３４】
図５に示す複数のスイッチング素子３２は、加熱コイル６に供給する高周波電流を発生し発熱素子でもある。図５に示すように、スイッチング素子３２は、背面がスイッチング素子絶縁シート３３に当接し、ヒートシンク３１とでスイッチング素子絶縁シート３３挟むようにヒートシンク３１の傾斜面にねじ３４によって機械的に締結されている。スイッチング素子絶縁シート３３は、電気絶縁性が高くかつ熱伝導率の高い材料で構成されている。
【００３５】
また、図６に示すように、スイッチング素子３２は、その端子部４４がインバータ基板２２の穴（図示せず）に上方から挿入され半田付けされている。ヒートシンク３１はインバータ基板２２の周辺部に載置されると共に、横方向にインバータ基板２２の端部である基板端部４２よりも外側に突出するように延設された突出部４１が形成されている。突出部４１は複数の薄板に形成されたフィン４５が下方に向かって形成され、フィン４５の先端は、インバータ基板２２の上面を含む平面である基板上面４３よりも下側に位置する。
【００３６】
図７は、本発明の第１の実施の形態における誘導加熱調理器のヒートシンクおよびその近傍の、図１に示すＡ−Ａ断面を示す要部拡大断面図である。図７に示すように、ヒートシンク３１の突出部４１において、スイッチング素子３２から一番離れた位置のフィン４５ａの下端のみがその他の第２フィン４５ｂの下端よりもさらに下側に位置している。フィン４５ａは上方から基板絶縁シート２３に当接して当接部４６を形成する。当接部４６において、基板絶縁シート２３はフィン４５ａにより外郭４の底面に押し当てられる。
【００３７】
以上のように構成された誘導加熱調理器について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
ヒートシンク３１はインバータ基板２２の基板端部４２よりも外側に突出し、突出部４１を形成することで、インバータ基板２２の面積を拡大したりインバータ基板２２上の他の部品の実装状態を制約したりすることなくまた、高さ方向の寸法を抑制しつつ、ヒートシンク３１の面積の拡大を図ることができる。また、突出部４１の一部である、フィン４５ａを基板絶縁シート２３に上方から当接させることで、比較的重量部品であるヒートシンク３１を外郭４の底面で安定して位置規制できる。
【００３９】
そのため、製品輸送時の落下や振動等の大きな衝撃が加えられた場合でも、突出部４１にかかる重力は当接部４６を介して外郭４の底面に分散されるためヒートシンク３１は沈み込まず、インバータ基板２２の印刷配線板に過大な衝撃が伝わり基板割れが生じたり、ヒートシンク３１に取り付けられたスイッチング素子３２等に応力がかかったりすることを抑制できる。
【００４０】
また、突出部４１の一部を複数のフィン４５で構成し、フィン４５の先端が下を向くよう構成するにより、ヒートシンク３１の表面積を大幅に拡大することができることに加え、フィン４５の間を冷却風が通ることで、インバータ基板２２の外側の空間を効率よく利用して、ヒートシンク３１と空気との熱交換を促進し、スイッチング素子３２の冷却能力の向上が図れる。一度フィンの間に入った冷却風が上方に抜けにくくなり、冷却能力のさらなる向上につながるのである。
【００４１】
また、ヒートシンク３１の突出部４１において、基板端部４２から一番離れた位置のフィン４５ａの下端のみがその他の第２フィン４５ｂの下端よりもさらに下側に位置しているとともに、フィン４５ａは、その先端が、外郭４の底面に敷かれた基板絶縁シート２３に当接される当接部４６を形成する。この構成により、落下等の強い衝撃によりヒートシンク３１に大きな重力がかかる際、突出部４１が基板上面４３に対して基板端部４２周辺を中心に外郭４の底面に向かって回転方向に落ち込もうとするが、上記構成とすることにより、インバータ基板２２の端部である基板端部４２から最も遠い位置にあるヒートシンク３１の下端でヒートシンク３１を規制しておくことで、インバータ基板２２に対するヒートシンク３１の落ち込みを最小限にできるのである。
【００４２】
また、フィン４５が基板絶縁シート２３に当接されていることで、外郭４に対して輸送等で振動が加えられた際でも基板絶縁シート２３が基準位置からずれたり、外郭４と擦れて磨耗してしまったりする等の不都合な事態が生じることを抑制できる。
【００４３】
また、基板絶縁シート２３は耐熱性、絶縁性の高いマイカで構成したことにより、マイカは、例えば数百℃の耐熱性があり、スイッチング素子３２の発熱を受けるヒートシンク３１が高温になった場合でもヒートシンク３１と当接する基板絶縁シート２３が熱による破壊に至ることがなく、外郭４との間の電気絶縁を保つことができる。
【００４４】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態における誘導加熱調理器の外郭の裏面を示す底面図である。以下、実施の形態１と構成の異なる点について説明し、他の構成は、実施の形態１と同様の構成であるので説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態では、基板絶縁シート２３とヒートシンク３１の当接部４６としているフィン４５ａの下端の周辺に、複数の補強ビード５０をフィン４５ａの長手方向に対して垂直方向に設けて構成した。
【００４６】
これにより、落下等の強い衝撃によってヒートシンク３１が外郭４に沈みこもうとする際、補強ビード５０の強度の特に高い根本部分複数で当接部４６を安定して受けることができるため、外郭４がへこんだり、打痕ができたりしてしまうことを抑制できるのである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、インバータ基板を内部に備えた組み込み式、据え置き式、卓上式等の誘導加熱調理機器全般に適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１  本体
２  天板
３  被加熱調理器具
４  外郭
５  天板支持部
５ａ  取り付け部
６  加熱コイル
７  操作部
７ａ  操作部基板
８  外郭締結部
８ａ  ねじ
９  コイル支持板
１０  コイル巻線
１１ａ  コイル下絶縁板
１１ｂ  コイル上絶縁板
１２  フェライト
１３  シールド部材
２１  ファンモーター
２２  インバータ基板
２３  基板絶縁シート
２４  基板保持部材
３１  ヒートシンク
３２  スイッチング素子
３３  スイッチング素子絶縁シート
３４  ねじ
４１  突出部
４２  基板端部
４３  基板上面
４４  端子部
４５  フィン
４５ａ  フィン
４５ｂ  第２フィン
４６  当接部
５０  補強ビード
【図１】
2015049960.tif 000003
【図２】
2015049960.tif 000004
【図３】
2015049960.tif 000005
【図４】
2015049960.tif 000006
【図５】
2015049960.tif 000007
【図６】
2015049960.tif 000008
【図７】
2015049960.tif 000009
【図８】
2015049960.tif 000010
【図９】
2015049960.tif 000011