(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導加熱に用いる加熱コイルと磁性体とを有する誘導加熱装置であって、
前記加熱コイルは、
所定方向の磁束を発生する第１の磁束発生領域を備えるように巻回される第１のコイルと、
前記第１の磁束発生領域とは逆方向の磁束を発生する複数の第２の磁束発生領域を囲むように巻回され、かつ、複数の前記第２の磁束発生領域が前記第１の磁束発生領域を取り囲むように巻回される第２のコイルと、を含んで構成され、
前記磁性体は、前記加熱コイルの下側、かつ複数の前記第２の磁束発生領域のうち少なくとも二以上に跨って配置される、
ことを特徴とする誘導加熱装置。 
【請求項２】
電磁誘導加熱に用いる加熱コイルと磁性体とを有する誘導加熱装置であって、
前記加熱コイルは、
所定方向の磁束を発生する第１の磁束発生領域を備えるように巻回される第１のコイルと、
前記第１の磁束発生領域とは逆方向の磁束を発生する複数の第２の磁束発生領域を囲むように巻回され、かつ、複数の前記第２の磁束発生領域が前記第１の磁束発生領域を取り囲むように巻回される第２のコイルと、を含んで構成され、
前記磁性体は、前記加熱コイルの下側、かつ前記第１のコイルに沿った領域に配置される、
ことを特徴とする誘導加熱装置。 
【請求項３】
前記第２のコイルは、前記第１のコイルを囲むように巻回され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、近接する箇所と遠隔する箇所とにより形成された、前記第２の磁束発生領域を備える、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
加熱対象の有無または／および当該加熱対象の状態を測定するセンサを備えており、
前記磁性体は、前記センサが配置される所定範囲には配置されない、
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記磁性体は、前記加熱コイルの側に突起形状を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記第１のコイルは、正方形または円形に巻回され、
前記第２のコイルは、十字形を形成するように、前記第１のコイルの四方に張り出して巻回される、
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記加熱コイルは、
前記第１の磁束発生領域を備えるように巻回される第１のコイルと、
前記第１のコイルを囲むように巻回される第２のコイルと、
前記第２のコイルを囲むように巻回される第３のコイルと、
前記第３のコイルを囲むように巻回される第４のコイルと、を含んで構成され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、近接する箇所と遠隔する箇所とにより形成される、前記第２の磁束発生領域を備え、
前記第２のコイルと前記第３のコイルとは、近接する箇所と遠隔する箇所とにより形成され、前記第２の磁束発生領域とは逆方向の磁束を発生し、かつ前記第２の磁束発生領域を取り囲む第３の磁束発生領域を備え、
前記第３のコイルと前記第４のコイルとは、近接する箇所と遠隔する箇所とにより形成され、前記第３の磁束発生領域とは逆方向の磁束を発生し、かつ前記第３の磁束発生領域を取り囲む第４の磁束発生領域を備え、
前記磁性体は、前記加熱コイルの下側、かつ前記第２の磁束発生領域と前記第４の磁束発生領域に跨って配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
前記加熱コイルは、
前記第１の磁束発生領域を備えるように巻回される第１のコイルと、
前記第１のコイルを囲むように巻回される第２のコイルと、
前記第２のコイルを囲むように巻回される第３のコイルと、を含んで構成され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとは、近接する箇所と遠隔する箇所とにより形成される、前記第２の磁束発生領域を備え、
前記第２のコイルと前記第３のコイルとは、近接する箇所と遠隔する箇所とにより形成され、前記第２の磁束発生領域とは逆方向の磁束を発生し、かつ前記第２の磁束発生領域を取り囲む第３の磁束発生領域を備え、
前記磁性体は、前記加熱コイルの下側、かつ前記第１の磁束発生領域と前記第３の磁束発生領域に跨って配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
前記加熱コイルを少なくとも２個以上有し、
前記磁性体は、各前記加熱コイルの下側、かつ各前記加熱コイルの前記第２の磁束発生領域のうち少なくとも二以上に跨って配置される、
ことを特徴とする請求項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、鍋などの調理器具の誘導加熱に好適な誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱装置とは、コイルによる電磁誘導を利用した電磁誘導加熱（ＩＨ）方式の加熱調理器具である。誘導加熱装置は、炎が出ないため空気を汚さない、鍋を置く面（トッププレート）がフラットで掃除が容易であるなどの理由から、近年では家庭用の加熱調理器具としての需要が伸びている。
【０００３】
本発明の背景技術として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１の要約の課題には、「中央加熱コイルと、その周辺に隣り合うように配設され、中央加熱コイルに沿う円弧形状を有する複数の周辺加熱コイルとを有する誘導加熱調理器において、方向切換手段を用いて、磁束同士が弱め合うモードと、磁束同士が強め合うモードとを自在に選択することにより、さまざまな有用な調理方法を実現可能」と記載されている。
【０００４】
特許文献１の要約の解決手段には、「本願発明の誘導加熱調理器は、中央加熱コイルと、その周辺に隣り合うように配設され、中央加熱コイルに沿う円弧形状を有する複数の周辺加熱コイルと、加熱コイルのそれぞれとに高周波電流を供給する複数の電源回路部と、複数の電源回路部を制御する制御回路部と、中央加熱コイルと複数の周辺加熱コイルのそれぞれとが互いに隣接する領域において、高周波電流を同一方向に流す第１の加熱モード、または高周波電流を逆方向に流す第２の加熱モードに切り換えるための方向切換手段とを備える。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の誘導加熱調理器では、コイルの個数が多くなり、構成と制御とが複雑になるため、コスト高となる虞がある。よって、誘導加熱装置において、様々な調理方法を安価に実現することが望まれる。
また、特許文献１に記載の誘導加熱調理器は、漏洩磁束については何ら言及されていない。漏洩磁束は加熱には寄与しないため、この漏洩磁束の発生により、加熱効率が低下する虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、火力と加熱領域の調整を安価に実現可能であると共に、漏洩磁束の低減を可能とする誘導加熱調理器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、第１の発明の誘導加熱装置は、電磁誘導加熱に用いる加熱コイルと磁性体とを有する。前記加熱コイルは、所定方向の磁束を発生する第１の磁束発生領域を備えるように巻回される第１のコイルと、前記第１の磁束発生領域とは逆方向の磁束を発生する複数の第２の磁束発生領域を囲むように巻回され、かつ、複数の前記第２の磁束発生領域が前記第１の磁束発生領域を取り囲むように巻回される第２のコイルと、を含んで構成される。前記磁性体は、前記加熱コイルの下側、かつ複数の前記第２の磁束発生領域のうち少なくとも二以上に跨って配置される。
【０００９】
第２の発明の誘導加熱装置は、電磁誘導加熱に用いる加熱コイルと磁性体とを有する。前記加熱コイルは、所定方向の磁束を発生する第１の磁束発生領域を備えるように巻回される第１のコイルと、前記第１の磁束発生領域とは逆方向の磁束を発生する複数の第２の磁束発生領域を囲むように巻回され、かつ、複数の前記第２の磁束発生領域が前記第１の磁束発生領域を取り囲むように巻回される第２のコイルと、を含んで構成される。前記磁性体は、前記加熱コイルの下側、かつ前記第１のコイルに沿った領域に配置される。
【００１０】
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、火力と加熱領域の調整を安価に実現可能であると共に、漏洩磁束の低減を可能とする誘導加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態における誘導加熱装置を示す概略の構成図である。
【図２】第１の実施形態における誘導加熱装置の等角投影図である。
【図３】第１の実施形態における誘導加熱装置の加熱コイルの電流と磁束とを説明する平面図である。
【図４】第１の実施形態における誘導加熱装置の加熱コイルの電流と磁束とを説明する断面図である。
【図５】第１の実施形態における誘導加熱装置の加熱コイルの電流と磁束とを説明する断面図である。
【図６】第１の実施形態における誘導加熱装置の加熱コイルの電流と磁束とを説明する断面図である。
【図７】第１の実施形態における誘導加熱装置の加熱コイルを構成する第１のコイルを示す図である。
【図８】第１の実施形態における誘導加熱装置の加熱コイルを構成する第２のコイルを示す図である。
【図９】第１の実施形態における第１のコイルと第２のコイルとを組み合わせた加熱コイルを示す図である。
【図１０】第１の実施形態の第１変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１１】第１の実施形態の第２変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１２】第１の実施形態の第３変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１３】第１の実施形態の第４変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１４】第１の実施形態の第５変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１５】第１の実施形態の第６変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１６】第１の実施形態の第７変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１７】第１の実施形態の第８変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１８】第１の実施形態の第９変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図１９】第１の実施形態の第１０変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図２０】第１の実施形態の第１１変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図２１】第２の実施形態における多重にしたコイルを含んで構成した加熱コイルの電流と磁束とを説明する平面図である。
【図２２】第２の実施形態の加熱コイルの電流と磁束とを説明する断面図である。
【図２３】第３の実施形態の加熱コイルの構成を示す図である。
【図２４】第３の実施形態の加熱コイルの電流と磁束とを説明する断面図である。
【図２５】第３の実施形態の第１変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図２６】第３の実施形態の第１変形例の加熱コイルの電流と磁束とを説明する断面図である。
【図２７】第２の実施形態の第１変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図２８】第４の実施形態における誘導加熱装置を示す等角投影図である。
【図２９】第４の実施形態における誘導加熱装置の回路図である。
【図３０】第４の実施形態の各加熱コイルの平面図である。
【図３１】第４の実施形態の各加熱コイルに流れる電流と磁束とを説明する平面図である。
【図３２】第４の実施形態における各加熱コイルに流れる電流と制御信号の波形図である。
【図３３】第４の実施形態の変形例の誘導加熱装置の回路図である。
【図３４】第４の実施形態の変形例の加熱コイルの構成を示す図である。
【図３５】第５の実施形態の加熱コイル群を用いた誘導加熱装置を示す概略図である。
【図３６】第５の実施形態の誘導加熱装置の動作を説明する図である。
【図３７】第５の実施形態の第１変形例の加熱コイル群を示す平面図である。
【図３８】第５の実施形態の第２変形例の加熱コイル群を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図示した各実施形態に基づいて、本発明の誘導加熱装置を説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、同一の構成要素には同一の符号を付与する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００を示す概略の構成図である。
誘導加熱装置１００は、電源回路２０と、制御回路９と、加熱コイル５０と、トッププレート６０と、磁性体７０とを含んで構成される。誘導加熱装置１００は、ＩＨクッキングヒータとも呼ばれており、トッププレート６０に載置された鍋１０を誘導加熱する。
【００１４】
電源回路２０は、整流回路２と、インバータ３と、共振回路４とを有する。電源回路２０は、商用周波数の電源１から電力が供給され、この電力で加熱コイル５０を駆動する。
整流回路２は、入力された交流を整流して直流を出力する。整流回路２は、例えばダイオードなどを含んで構成されるブリッジ回路である。
インバータ３は、高周波の交流電流を出力する共振型インバータである。インバータ３は、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタやＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）などの半導体スイッチと、これら半導体スイッチの駆動用のドライバを含んで構成される。
共振回路４は、加熱コイル５０と共振させる回路である。共振回路４は、コンデンサを含んで構成される。
制御回路９は、電源回路２０の各スイッチのオンオフ、各部の電圧／電流検出、インバータ３の周波数の調整などを行う。
【００１５】
鍋１０は、加熱対象の調理器具である。鍋１０は、トッププレート６０に載置されて、加熱コイル５０によって誘導加熱される。
加熱コイル５０は、例えばリッツ線を用いた誘導加熱用のコイルである。
トッププレート６０は、鍋１０を載置するためプレートである。トッププレート６０は、磁気損失の少ない耐熱ガラスなどで構成され、加熱コイル５０の上面を覆っている。
磁性体７０は、例えば高い透磁率を持つフェライトで構成され、加熱コイル５０の下面に設けられる。
【００１６】
図２は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００の等角投影図である。
ここでは説明のため、誘導加熱装置１００の加熱コイル５０の上部に配置されたトッププレート６０及びトッププレート６０上に載置された鍋１０は図示していない。誘導加熱装置１００の加熱コイル５０は、磁性体７０の上部に配置されている。
加熱コイル５０は、誘導加熱用のコイルであり、コイル５０ａ（第１のコイル）とコイル５０ｂ（第２のコイル）とを含んで構成される。コイル５０ｂは、コイル５０ａの外径より大きい内径を有する。
コイル５０ａは、コイル５０ｂの内側に、正方形に巻回される。コイル５０ｂは、正方形に巻回されたコイル５０ａの四方に十字形に張り出すように巻回される。コイル５０ｂの一部分は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの他の部分は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。
コイル５０ａの電流の向きと、コイル５０ｂの電流の向きとは逆である。コイル５０ａの電流が反時計回りのとき、コイル５０ａの領域（第１の磁束発生領域）では磁性体側から上部に向かう磁束が発生する。
コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、コイル５０ａとコイル５０ｂによって作られる隙間領域（第２の磁束発生領域）が４か所設けられる。コイル５０ｂの電流は時計回りとなり、上部から磁性体へ向かう磁束が発生する。加熱コイル５０は、電源回路２０から供給された交流電流を磁束に変換する。この磁束は、鍋１０に鎖交する。これにより鍋１０は、渦電流が流れて加熱される。
磁性体７０は、加熱コイル５０の下側、かつコイル５０ａとコイル５０ｂによって作られる隙間領域を４か所跨ぐように配置する。
【００１７】
図３は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００の加熱コイル５０の電流と磁束とを説明する平面図である。ここでは、或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。加熱コイル５０には交流電流が流れる。よって、電流の向きと磁束の向きとは、時間と共にそれぞれ反転する。
加熱コイル５０は、コイル５０ａとコイル５０ｂとを含んで構成される。
コイル５０ａは、略正方形に巻かれて、その内側に磁束発生領域５１ａ（第１の磁束発生領域）を備える。コイル５０ａに反時計まわりの電流が流れるとき、磁束発生領域５１ａには奥から手前向きの磁束が発生する。コイル５０ａは、コイル５０ｂの内側に巻回される。磁性体７０は、加熱コイル５０の下側に配置される。
【００１８】
コイル５０ｂは、コイル５０ａの外径より大きい内径を有し、コイル５０ａを囲むように巻回される。コイル５０ａに流れる電流の向きと、コイル５０ｂに流れる電流の向きとは逆である。
コイル５０ｂの部分５５は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの部分５６は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、コイル５０ａの内部の磁束発生領域５１ａ（第１の磁束発生領域）とコイル５０ａとコイル５０ｂによって作られる４箇所の磁束発生領域５１ｂ（第２の磁束発生領域）が形成される。よって、加熱コイル５０は、１箇所の磁束発生領域５１ａと４箇所の磁束発生領域５１ｂとを備えるように巻回される。
４箇所の磁束発生領域５１ｂには、コイル５０ｂの電流と、コイル５０ａの一部の電流とがループ状に流れる。よって、コイル５０ｂに時計まわりの電流が流れるとき、磁束発生領域５１ｂには、手前から奥向きの磁束が発生する。磁束発生領域５１ｂに発生する磁束は、磁束発生領域５１ａに発生する磁束とは逆方向である。４箇所の磁束発生領域５１ｂは、磁束発生領域５１ａを取り囲む。磁性体７０は、この同方向の磁束（手前から奥向きの磁束）を発生する４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。磁束発生領域５１ａには、磁性体７０が存在しない箇所が設けられる。
【００１９】
図４は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００の加熱コイル５０の電流と磁束とを説明するIV-IV断面図である。ここでは、或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。
加熱コイル５０は、コイル５０ｂとコイル５０ａとを含んで構成される。コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｂが形成される。コイル５０ａの内周には、磁束発生領域５１ａが形成される。
左端のコイル５０ｂの断面に手前から奥向きの電流が流れると、これと隣り合う左側のコイル５０ａの断面には、奥から手前向きの電流が流れる。これにより、左側の磁束発生領域５１ｂには、下向きの磁束が発生する。左側の磁束発生領域５１ｂの下側に存在する磁性体７０により、この下向きの磁束密度は高まる。
右側のコイル５０ａの断面に手前から奥向きの電流が流れると、これと隣り合う右端のコイル５０ｂの断面には、奥から手前向きの電流が流れる。これにより、右側の磁束発生領域５１ｂには、下向きの磁束が発生する。右側の磁束発生領域５１ｂの下側に存在する磁性体７０により、この下向きの磁束密度は高まる。
左側のコイル５０ａの断面に奥から手前向きの電流が流れると、これと隣り合う右側のコイル５０ａの断面には、手前から奥向きの電流が流れる。これにより、磁束発生領域５１ａには、上向きの磁束が発生する。
このように、隣り合う磁束発生領域には、それぞれ逆向きの磁束が発生する。各磁束発生領域の磁束経路は閉じる。これにより遠方への磁束が弱まるので、漏洩磁束を低減可能である。
【００２０】
図５は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００の加熱コイル５０の電流と磁束とを説明するV-V断面図である。
このV-V断面図は、図４に示したIV-IV断面図と同様な電流が流れ、同様な磁束が発生する。また、磁性体７０も同様であり、磁束発生領域５１ｂの下側に配置される。磁束発生領域５１ａの下側には、磁性体７０が配置されない箇所が設けられる。各磁束発生領域の磁束経路は、同様に閉じる。これにより、遠方への磁束が弱まるので、漏洩磁束を低減可能である。
【００２１】
図６は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００の加熱コイル５０の電流と磁束とを説明するVI-VI断面図である。ここでは、凡例で電流の向きの記号と磁束の向きの記号で示している。
左端のコイル５０ｂの断面に手前から奥向きの電流が流れると、これと隣り合う右端のコイル５０ｂの断面には、奥から手前向きの電流が流れる。これにより、磁束発生領域５１ｂには、下向きの磁束が発生する。磁束発生領域５１ｂの下側に存在する磁性体７０により、この下向きの磁束密度は高まる。このとき、図４と図５に示したように、磁束発生領域５１ｂに隣り合う磁束発生領域５１ａには、上向きの磁束が発生する。よって、磁束発生領域５１ｂの磁束経路と磁束発生領域５１ａの磁束経路は閉じる。これにより、遠方への磁束が弱まり、漏洩磁束を低減可能である。また、複数の同方向の磁束が発生する磁束発生領域５１ｂの下側に磁性体７０を配置し、磁束発生領域５１ａの下側に磁性体７０を配置しない箇所を設けることで、磁性体を削減でき、安価な誘導加熱装置を実現することができる。
【００２２】
図７は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００の加熱コイル５０を構成する第１のコイルであるコイル５０ａを示す図である。
コイル５０ａは、リッツ線が巻回されて構成される。コイル５０ａの一端は、端子５０ａｉである。コイル５０ａの他端は、端子５０ａｏである。リッツ線は、端子５０ａｉから、４巻だけ時計回りに巻回されて、端子５０ａｏに至る。
【００２３】
図８は、第１の実施形態における誘導加熱装置１００の加熱コイル５０を構成する第２のコイルであるコイル５０ｂを示す図である。
コイル５０ｂは、リッツ線が巻回されて構成される。コイル５０ｂの一端は、端子５０ｂｉである。コイル５０ｂの他端は、端子５０ｂｏである。リッツ線は、端子５０ｂｉから、反時計回りに４周巻回されて、端子５０ｂｏに至る。
【００２４】
図９は、第１の実施形態における第１のコイルと第２のコイルとを組み合わせた加熱コイル５０を示す図である。
加熱コイル５０は、コイル５０ａとコイル５０ｂとをそれぞれ作成して組み合わせることにより構成される。コイル５０ａの端子５０ａｏと、コイル５０ｂの端子５０ｂｉとを接続し、コイル５０ａをコイル５０ｂの中央に配置することで、加熱コイル５０が構成される。
【００２５】
この加熱コイル５０は、コイル５０ａを巻いた後にコイル５０ｂを巻いて作成する構成である。コイル５０ａは右巻き、コイル５０ｂは左巻きで、コイル５０ａの内側のコイル端を端子５０ａｉ、外側のコイル端を端子５０ａｏ、コイル５０ｂの内側のコイル端を端子５０ｂｉ、外側のコイル端を端子５０ｂｏとする。端子５０ａｏと端子５０ｂｉを接続し、端子５０ａｉと端子５０ｂｏを電源回路２０と接続することでコイル５０ａとコイル５０ｂの一部が近接し、他の部分が遠隔する構成となる。
なお、第１の実施形態の加熱コイル５０は、四角形状のコイル５０ａと、十字形状のコイル５０ｂとで構成されるが、これに限らない。
【００２６】
図１０は、第１の実施形態の第１変形例の加熱コイル５０Ａの構成を示す図である。
第１変形例の加熱コイル５０Ａは、コイル５０ａとコイル５０ｂとを組み合わせて巻いた加熱コイルと磁性体７０の構成で、コイル５０ａは右巻き、コイル５０ｂは左巻きである。この加熱コイル５０Ａも、コイル５０ａとコイル５０ｂの部分５５が近接し、部分５６が遠隔する構成となる。磁性体７０は、加熱コイル５０Ａの下側、かつ４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。磁束発生領域５１ａの下側には、磁性体７０を配置せず、センサ８０が設置されている。このセンサ８０は、例えば加熱対象である鍋などの有無を測定するものや、鍋の温度を測定するものである。
このように、磁性体７０が４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置され、磁束発生領域５１ａの下側に配置されないことにより、磁束発生領域５１ａの下側の磁束密度は低くなる。よって、磁束発生領域５１ａの下側にセンサ８０を設置した際に、このセンサ８０に対するノイズを低減することができる。さらにはコイル５０ａの下側には磁性体７０が存在しない領域があるため、空気の流路を確保することができ、冷却に関して優位となる。
【００２７】
図１１は、第１の実施形態の第２変形例の加熱コイル５０Ｂの構成を示す図である。
第２変形例の加熱コイル５０Ｂは、コイル５０ａとコイル５０ｂとを組み合わせて巻いた加熱コイルと磁性体７０の構成で、コイル５０ａは右巻き、コイル５０ｂは左巻きである。磁性体７０は、加熱コイル５０Ｂの下側、かつ４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。磁性体７０は、磁束発生領域５１ａの下側には配置されない。磁性体７０は、磁束発生領域５１ｂに突起７０ａが形成される。磁束発生領域５１ａの下側の所定範囲内には、磁性体７０を配置せず、センサ８０が設置されている。このセンサ８０は、例えば加熱対象である鍋などの有無を判断するものや、鍋の温度を測定するものである。
突起７０ａは、磁性体７０と同様な磁性体であり、磁性体７０の表面から加熱コイル５０Ｂの上端の高さまで磁性体７０を突起させた構造である。すなわち磁性体７０は、加熱コイル５０Ｃの側に突起７０ａを有する。この突起７０ａにより、加熱対象である鍋１０（図１参照）に効率よく磁束が鎖交し、良好な加熱を行うことができる。
【００２８】
図１２は、第１の実施形態の第３変形例の加熱コイル５０Ｃの構成を示す図である。
第３変形例の加熱コイル５０Ｃは、コイル５０ａとコイル５０ｂとを組み合わせて巻いた加熱コイルと磁性体７０の構成で、コイル５０ａは右巻き、コイル５０ｂは左巻きである。磁性体７０は、加熱コイル５０Ｃの下側、かつ４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。磁性体７０は、磁束発生領域５１ａの下側には配置されない。磁性体７０は、磁束発生領域５１ｂに上向きの突起７０ａが形成される。また、コイル５０ｂの外側の磁性体７０上には、上向きの突起７０ｂが形成される。磁束発生領域５１ａの下側の所定範囲内には、磁性体７０を配置せず、センサ８０が設置されている。このセンサ８０は、例えば加熱対象である鍋などの有無を判断するものや、鍋の温度を測定するものである。
突起７０ａおよび突起７０ｂは、磁性体７０と同様の磁性体であり、磁性体７０の表面から加熱コイル５０Ｃの上端の高さまで磁性体７０を突起させた構造である。突起７０ａおよび突起７０ｂにより、加熱対象である鍋１０（図１参照）に効率よく磁束が鎖交し、良好な加熱を行うことができる。尚、突起７０ａおよび突起７０ｂは、加熱コイルの上端の高さ以上または以下でもよいし、それぞれ違う高さでもよい。
【００２９】
図１３は、第１の実施形態の第４変形例の加熱コイル５０Ｄの構成を示す図である。
第４変形例の加熱コイル５０Ｄは、コイル５０ａの巻き数が１で、コイル５０ｂの巻き数が４で、磁束発生領域５１ｂの下側に磁性体７０を有する構成である。コイル５０ａの巻き数に比べてコイル５０ｂの巻き数が多いと磁束発生領域５１ａの磁束よりも、磁束発生領域５１ｂの磁束密度は高くなる。よって、外側であるコイル５０ｂ付近の加熱が大きくなる。
これとは逆に、コイル５０ａの巻き数が４で、コイル５０ｂの巻き数が１の構成としてもよい。コイル５０ｂの巻き数に比べてコイル５０ａの巻き数が多いと、磁束発生領域５１ｂの磁束よりも、磁束発生領域５１ａの磁束密度は高くなる。よって、内側であるコイル５０ａ付近の加熱が大きくなる。このように、コイル５０ａの巻き数とコイル５０ｂの巻き数とを異ならせることにより、所望の領域を加熱可能となる。
コイル５０ａ，５０ｂは、リッツ線を用いている。しかし、これに限られず、コイル５０ａ，５０ｂは、例えば単線の線材を用いてもよい。また、コイル５０ａとコイル５０ｂとは、それぞれ異なる材質や形状としてもよい。
【００３０】
図１４は、第１の実施形態の第５変形例の加熱コイル５０Ｅの構成を示す図である。
第５変形例の加熱コイル５０Ｅは、第１変形例と同様にコイル５０ａとコイル５０ｂとを巻いて作成し、更に磁性体７０を下側に配置している。コイル５０ａは、内側から巻き始めて磁束発生領域５１ａを形成し、４巻目でコイル５０ｂの外側から巻いて４箇所の磁束発生領域５１ｂを形成する。
磁性体７０は、４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置され、かつ磁束発生領域５１ａには配置しない。磁束発生領域５１ａの所定範囲には、センサ８０が設置されている。このセンサ８０は、加熱対象である鍋などの有無を測定するものや、鍋の温度を測定するものである。
このように、磁性体７０が磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置され、磁束発生領域５１ａの下側には配置されないことにより、磁束発生領域５１ａの下側の磁束密度は低くなる。このため、磁束発生領域５１ａにセンサ８０を設置した際に、センサ８０に対するノイズを低減することができる。また、４箇所の磁束発生領域５１ｂに、それぞれセンサ８０ｂを設置することで、より正確に加熱対象の有無や温度を測定することができる。
【００３１】
図１５は、第１の実施形態の第６変形例の加熱コイル５０Ｆの構成を示す図である。
加熱コイル５０Ｆは、円形状のコイル５０ａと十字形状のコイル５０ｂとを組み合わせて巻いた加熱コイルと、この十字形状それぞれを頂点とする菱形の磁性体７０の構成である。磁性体７０は、両隣の磁束発生領域５１ｂを直線上に跨ぐように配置され、磁束発生領域５１ｂにおいて突起７０ａを有する。突起７０ａは、磁性体７０と同様の磁性体であり、磁性体７０の表面から加熱コイル５０Ｂの上端の高さまで磁性体を突起した構造である。磁束発生領域５１ａの下側の所定範囲内には、磁性体７０を配置しない。第６変形例では、このようにコイル５０ａを円形とすることで、作製を容易にしている。また、第６変形例では、磁性体７０を磁束発生領域５１ａの下側に配置しないことで、磁束発生領域５１ａの下側の磁束密度は低くなる。そのため、センサ８０を磁束発生領域５１ａに設置した際に、このセンサ８０に対するノイズを低減することができる。
【００３２】
図１６は、第１の実施形態の第７変形例の加熱コイル５０Ｇの構成を示す図である。
加熱コイル５０Ｇは、円形状のコイル５０ａと、楕円形状のコイル５０ｂとを組み合わせた加熱コイルと磁性体７０の構成である。コイル５０ａは、円形状に巻回されて磁束発生領域５１ａを形成する。コイル５０ｂは、コイル５０ａの外径よりも大きく、かつ楕円形状に巻回される。
コイル５０ｂの部分５５は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの部分５６は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、コイル５０ａの内部の磁束発生領域５１ａと同等以上の面積をそれぞれ有する２箇所の磁束発生領域５１ｂが形成される。磁性体７０は、加熱コイル５０Ｇの下側に位置し、左右の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。センサ８０は、磁束発生領域５１ａ内に配置される。
【００３３】
図１７は、第１の実施形態の第７変形例の加熱コイル５０Ｈの構成を示す図である。
加熱コイル５０Ｈは、十字形状のコイル５０ａと、四角形状のコイル５０ｂとを組み合わせて構成され、更に磁性体７０を下側に配置している。
コイル５０ａは、十字形状に巻回されて磁束発生領域５１ａを形成する。コイル５０ｂは、コイル５０ａの外径よりも大きく、かつ四角形状に巻回される。
コイル５０ｂの部分５５は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの部分５６は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、４箇所の磁束発生領域５１ｂが形成される。磁性体７０は、加熱コイル５０Ｈの下側に位置し、４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。センサ８０は、磁束発生領域５１ａ内に配置される。
【００３４】
図１８は、第１の実施形態の第８変形例の加熱コイル５０Ｉの構成を示す図である。
加熱コイル５０Ｉは、逆三角形状のコイル５０ａと、三角形状のコイル５０ｂとを組み合わせて構成し、更に磁性体７０を下側に配置している。
コイル５０ａは、逆三角形状に巻回されて磁束発生領域５１ａを形成する。コイル５０ｂは、コイル５０ａの外径よりも大きく、かつ三角形状に巻回される。
コイル５０ｂの部分５５は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの部分５６は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、３箇所の磁束発生領域５１ｂが形成される。磁性体７０は、加熱コイル５０Ｉの下側に位置し、３箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。センサ８０は、磁束発生領域５１ａ内に配置される。磁性体７０は、センサ８０が配置される所定範囲には配置されない。
【００３５】
加熱コイルは、図１６から図１８に示した円形状、楕円形状、四角形状、三角形状、十字形状の各コイルを組み合わせることで様々な変形例を構成できる。また、加熱コイルは、巻き数の異なる２つのコイルの組み合わせてもよく、更にコイルの配置を変更してもよい。
【００３６】
図１９は、第１の実施形態の第９変形例の加熱コイル５０Ｊの構成を示す図である。
加熱コイル５０Ｊは、４巻きの円形状のコイル５０ａと、１巻きの四角形状のコイル５０ｂとを組み合わせた構成である。
コイル５０ａは、円形状に巻回されて磁束発生領域５１ａを形成する。コイル５０ｂは、コイル５０ａの外径よりも大きく、かつ四角形状に巻回される。
コイル５０ｂの部分５５は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの部分５６は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、磁束発生領域５１ｂが形成される。磁性体７０は、円形状のコイル５０ａの下側に沿い、かつ、磁束発生領域５１ａに配置される。このように磁性体７０を配置すると、コイル５０ａ近傍の磁束密度を高めることができる。センサ８０ｂは、磁束発生領域５１ｂに４つ配置される。磁性体７０は、センサ８０ｂが配置される所定範囲には配置されない。
【００３７】
図２０は、第１の実施形態の第１０変形例の加熱コイル５０Ｋの構成を示す図である。
加熱コイル５０Ｋは、４巻きの円形状のコイル５０ａと、１巻きの円形状のコイル５０ｂとを組み合わせた構成である。コイル５０ａの中心軸と、コイル５０ｂの中心軸とは異なり、同心円上にない構成である。
コイル５０ａは、円形状に巻回されて磁束発生領域５１ａを形成する。コイル５０ｂは、コイル５０ａの外径よりも大きく、かつ四角形状に巻回される。
コイル５０ｂの部分５５は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの部分５６は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、磁束発生領域５１ｂが形成される。磁性体７０は、コイル５０ａの下側に沿い、かつ、磁束発生領域５１ａに配置される。このように磁性体７０を配置すると、コイル５０ａ近傍の磁束密度を高めることができる。センサ８０は、磁束発生領域５１ｂに配置される。磁性体７０は、センサ８０が配置される所定範囲には配置されない。
以上の構成により、均一加熱が可能となり、漏洩磁束の低減が図れ、磁性体を削減でき、加熱対象の形状やデザイン等に合わせて様々なコイル形状による誘導加熱をすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態のコイルを多重にして構成した加熱コイル５０を用いた誘導加熱装置１００の例を説明する。なお、第２の実施形態の誘導加熱装置１００のうち、第１の実施形態で図示して説明した構成および機能の説明は省略する。
【００３９】
図２１は、第２の実施形態における多重にしたコイルと磁性体７０を含んで構成した加熱コイル５０Ｋの電流と磁束とを説明する平面図である。ここでは、或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。
加熱コイル５０Ｌは、コイル５０ａ〜５０ｄで構成される。コイル５０ｃ（第３のコイル）の内径は、コイル５０ｂの外径より大きい。コイル５０ｃの一部分は、コイル５０ｂと近接して巻回される。コイル５０ｃの他の部分は、コイル５０ｂと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｃとコイル５０ｂとの間には、８箇所の磁束発生領域５１ｃが形成される。コイル５０ｃには、コイル５０ｂとは反対向きの電流が流れる。
８箇所の磁束発生領域５１ｃ（第３の磁束発生領域）には、コイル５０ｃの電流と、コイル５０ｂの一部の電流とがループ状に流れて磁束が発生する。磁束発生領域５１ｃに発生する磁束は、磁束発生領域５１ｂに発生する磁束とは逆方向である。８箇所の磁束発生領域５１ｃは、４箇所の磁束発生領域５１ｂを取り囲む。
【００４０】
コイル５０ｄ（第４のコイル）の内径は、コイル５０ｃの外径より大きい。コイル５０ｄの一部分は、コイル５０ｃと近接して巻回される。コイル５０ｄの他の部分は、コイル５０ｃと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｄとコイル５０ｃとの間には、１２箇所の磁束発生領域５１ｄ（第４の磁束発生領域）が形成される。コイル５０ｄには、コイル５０ｃとは反対向きの電流が流れる。
１２箇所の磁束発生領域５１ｄには、コイル５０ｄの電流と、コイル５０ｃの一部の電流とがループ状に流れて磁束が発生する。磁束発生領域５１ｄに発生する磁束は、磁束発生領域５１ｃに発生する磁束とは逆方向である。１２箇所の磁束発生領域５１ｄは、８箇所の磁束発生領域５１ｃを取り囲む。
【００４１】
磁性体７０は、４箇所の磁束発生領域５１ｂと１２箇所の磁束発生領域５１ｄを跨ぐように配置される。これにより、４箇所の磁束発生領域５１ｂと１２箇所の磁束発生領域５１ｄに発生する磁束密度は高まる。センサ８０は、磁束発生領域５１ａ内に配置される。磁性体７０は、センサ８０が配置される所定範囲には配置されない。
【００４２】
図２２は、第２の実施形態における誘導加熱装置１００の加熱コイル５０Ｌの電流と磁束とを説明するXXII-XXII断面図である。ここでは、或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。
【００４３】
加熱コイル５０Ｌは、コイル５０ｄとコイル５０ｃとコイル５０ｂとコイル５０ａとを含んで構成される。コイル５０ｄとコイル５０ｃとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｄが形成される。コイル５０ｃとコイル５０ｂとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｃが形成される。コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｂが形成される。コイル５０ａの内周には、磁束発生領域５１ａが形成される。
左端のコイル５０ｄの断面に手前から奥向きの電流が流れると、これと隣り合う左側のコイル５０ｃの断面には、奥から手前向きの電流が流れる。これにより、左側の磁束発生領域５１ｄには、下向きの磁束が発生する。左側の磁束発生領域５１ｄの下側に存在する磁性体７０および突起７０ａにより、この下向きの磁束密度は高まる。
【００４４】
左端のコイル５０ｃの断面に奥から手前向きの電流が流れると、これと隣り合う左側のコイル５０ｂの断面には、手前から奥向きの電流が流れる。これにより、左側の磁束発生領域５１ｃには、上向きの磁束が発生する。左側の磁束発生領域５１ｃの下側には磁性体７０が存在しないため、この上向きの磁束密度は低くなる。
左端のコイル５０ｂの断面に手前から奥向きの電流が流れると、これと隣り合う左側のコイル５０ａの断面には、奥から手前向きの電流が流れる。これにより、左側の磁束発生領域５１ｂには、下向きの磁束が発生する。左側の磁束発生領域５１ｂの下側に存在する磁性体７０および突起７０ａにより、この下向きの磁束密度は高まる。
【００４５】
左側のコイル５０ａの断面に奥から手前向きの電流が流れると、これと隣り合う右側のコイル５０ａの断面には、手前から奥向きの電流が流れる。これにより、磁束発生領域５１ａには上向きの磁束が発生する。磁束発生領域５１ａの下側には磁性体７０が存在しないため、この上向きの磁束密度は低くなり、ここに配置されるセンサ８０に対するノイズが低減される。
このように隣り合う磁束発生領域には、それぞれ逆向きの磁束が発生する。各磁束発生領域の磁束経路は閉じる。これにより、遠方への磁束が弱まるので、漏洩磁束を低減可能である。さらに同磁束方向となる箇所に磁性体を跨ぐように配置し、逆方向の磁束となる箇所に磁性体を配置しないことで、磁性体を減らすことができ、かつ、センサ８０の配置箇所の確保が可能になる。
【００４６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、各コイルの電流位相を変更して、火力を調整する誘導加熱装置１００の例を説明する。第２の実施形態では、隣り合うコイルの電流を逆相としている。これに対して第３の実施形態では、隣り合うコイルの電流の一部を同相としている。これにより、火力の調整が可能である。
【００４７】
図２３は、第３の実施形態における多重にしたコイルと磁性体７０を含んで構成した加熱コイル５０Ｍの電流と磁束とを説明する平面図である。ここでは、鍋１０の中心付近の火力を大きくするコイル電流の一例を示し説明する。
加熱コイル５０Ｍは、図２１に示した第２の実施形態と同様に、コイル５０ａ〜５０ｄで構成される。コイル５０ｃの電流は、コイル５０ａ，５０ｂ，５０ｄの電流に対して反対向きに流れる。ここでは、コイル５０ａ、コイル５０ｂおよびコイル５０ｄの電流は反時計回り（左回り）で、コイル５０ｃのみ時計回りの逆方向の電流である。
コイル５０ａ（第一のコイル）には反時計回りの電流が流れ、磁束発生領域５１ａには紙面から奥から手前方向に向かう磁束が発生する。
コイル５０ｂ（第２のコイル）の内径は、コイル５０ａの外径より大きい。コイル５０ｂの一部は、コイル５０ａと近接して巻回される。コイル５０ｂの他の部分は、コイル５０ａと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、４箇所の磁束発生領域５１ｂが形成される。コイル５０ｂには、コイル５０ａとは同じ向きの電流が流れる。
【００４８】
コイル５０ｃ（第３のコイル）の内径は、コイル５０ｂの外径より大きい。コイル５０ｃの一部分は、コイル５０ｂと近接して巻回される。コイル５０ｃの他の部分は、コイル５０ｂと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｃとコイル５０ｂとの間には、８箇所の磁束発生領域５１ｃが形成される。コイル５０ｃには、コイル５０ｂとは反対向きの電流が流れる。
【００４９】
８箇所の磁束発生領域５１ｃ（第３の磁束発生領域）には、コイル５０ｃの電流と、コイル５０ｂの一部の電流とがループ状に流れて磁束が発生する。磁束発生領域５１ｃに発生する磁束は、磁束発生領域５１ｂに発生する磁束とは逆方向である。８箇所の磁束発生領域５１ｃは、４箇所の磁束発生領域５１ｂを取り囲む。
コイル５０ｄ（第４のコイル）の内径は、コイル５０ｃの外径より大きい。コイル５０ｄの一部分は、コイル５０ｃと近接して巻回される。コイル５０ｄの他の部分は、コイル５０ｃと遠隔して巻回される。これにより、コイル５０ｄとコイル５０ｃとの間には、１２箇所の磁束発生領域５１ｄ（第４の磁束発生領域）が形成される。コイル５０ｄには、コイル５０ｃとは反対向きの電流が流れる。
１２箇所の磁束発生領域５１ｄには、コイル５０ｄの電流と、コイル５０ｃの一部の電流とがループ状に流れて磁束が発生する。磁束発生領域５１ｄに発生する磁束は、磁束発生領域５１ｃに発生する磁束とは逆方向である。１２箇所の磁束発生領域５１ｄは、８箇所の磁束発生領域５１ｃを取り囲む。
磁性体７０は磁束発生領域５１ａと４箇所の磁束発生領域５１ｂと１２箇所の磁束発生領域５１ｄを跨ぐように配置される。センサ８０は磁束発生領域５１ｃ内に配置される。
【００５０】
図２４は、図２３に示す加熱コイル５０ＭのXXIV-XXIV断面図の或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。
加熱コイル５０Ｍは、コイル５０ｄとコイル５０ｃとコイル５０ｂとコイル５０ａとを含んで構成される。コイル５０ｄとコイル５０ｃとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｄが形成される。コイル５０ｃとコイル５０ｂとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｃが形成される。コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｂが形成される。コイル５０ａの内周には、磁束発生領域５１ａが形成される。
左端のコイル５０ｄの断面に奥から手前向きの電流が流れると、これと隣り合う左側のコイル５０ｃの断面には、手前から奥向きの電流が流れる。これにより、左側の磁束発生領域５１ｄには、上向きの磁束が発生する。左側の磁束発生領域５１ｄの下側に存在する磁性体７０および突起７０ａにより、この上向きの磁束密度は高くなる。
左端のコイル５０ｃの断面に手前から奥向きの電流が流れると、これと隣り合う左側のコイル５０ｂの断面には、奥から手前向きの電流が流れる。これにより、左側の磁束発生領域５１ｃには、下向きの磁束が発生する。左側の磁束発生領域５１ｃの下側には磁性体７０が存在しないため、この下向きの磁束密度は低くなり、ここに配置されるセンサ８０に対するノイズが低減される。
左端のコイル５０ｂの断面に奥から手前向きの電流が流れると、これと隣り合う左側のコイル５０ａの断面にも、奥から手前向きの電流が流れる。これにより、磁束発生領域５１ａには、上向きの磁束が集中して発生する。磁束発生領域５１ａの下側に存在する磁性体７０および突起７０ａにより、この上向きの磁束密度は更に高められる。
【００５１】
以上の構成により、多重にしたコイルの電流の向き、即ち、位相を変えることで中心部であるコイル５０ａ（第１のコイル）とコイル５０ｂ（第２のコイル）における磁束密度を高め、中心部の加熱を強めることができ、加熱領域の調整も可能となる。また、コイル５０ｃの電流を逆向きとすることで磁束経路が閉じて遠方への磁束が弱まり、漏洩磁束を低減可能となる。
【００５２】
図２５は、第３の実施形態における第１変形例の多重にしたコイルと磁性体７０を含んで構成した加熱コイル５０Ｎの電流と磁束とを説明する平面図である。ここでは、或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。
加熱コイル５０Ｎは、コイル５０ａ〜５０ｄで構成される。コイル５０ａ、コイル５０ｃおよびコイル５０ｄの電流は反時計回り（左回り）で、コイル５０ｂのみ時計回りとなる逆方向の電流である。
磁性体７０は、磁束発生領域５１ａと８箇所の磁束発生領域５１ｃと１２箇所の磁束発生領域５１ｄを跨ぐように配置される。センサ８０は磁束発生領域５１ｂ内に配置される。
【００５３】
図２６は、図２５に示す加熱コイル５０ＮのXXVI-XXVI断面図の或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。
加熱コイル５０Ｎは、コイル５０ｄとコイル５０ｃとコイル５０ｂとコイル５０ａとを含んで構成される。コイル５０ｄとコイル５０ｃとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｄが形成される。コイル５０ｃとコイル５０ｂとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｃが形成される。コイル５０ｂとコイル５０ａとの間には、それぞれ磁束発生領域５１ｂが形成される。コイル５０ａの内周には、磁束発生領域５１ａが形成される。
【００５４】
以上の構成により、第３の実施形態の加熱コイルは、多重にしたコイルの電流の向き、即ち、位相を変えている。これにより、ることで、周辺部であるコイル５０ｃ（第３のコイル）とコイル５０ｄ（第４のコイル）の磁束密度を高め、周辺部の加熱を強めるのに優位となる。また、コイル５０ｂの電流を逆向きとすることで磁束経路が閉じて遠方への磁束が弱まり、漏洩磁束を低減可能となる。
なお、第２の実施形態の加熱コイル５０Ｌ（図２１参照）は、最外周のコイル５０ｄを第３のコイルとし、コイル５０ｃを第２のコイルとし、コイル５０ｂを第１のコイルとして考えてもよい。
なお、第２の実施形態の加熱コイル５０Ｌ、第３の実施形態の加熱コイル５０Ｍ、およびその変形例の加熱コイル５０Ｎは、十字形状のコイルを多重に組み合わせた構成とした。しかし、これに限られず、加熱コイルは、様々な形状のコイルを組み合わせてもよい。
【００５５】
図２７は、第２の実施形態の第１変形例の加熱コイル５０Ｐの構成を示す図である。
第１変形例の加熱コイル５０Ｐは、円形状のコイル５０ａと、楕円形状のコイル５０ｂと、四角形状のコイル５０ｃとを多重に用いて構成される。磁性体７０は、磁束発生領域５１ａの下側と磁束発生領域５１ｃの下側を跨ぐように配置される。磁束発生領域５１ａと磁束発生領域５１ｃとは、ある時間で同じ磁束の向きとなる。このように加熱コイルは、様々の形状のコイルを用いて構成されるので、様々な調理機器の形状に適用しやすくなり、かつ、加熱領域の調整も可能となる。
【００５６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１の実施形態の加熱コイル５０を少なくとも２個以上配置した誘導加熱装置１００Ｃの例を説明する。第１の実施形態で説明した構成および機能の説明は省略する。
【００５７】
図２８は、第４の実施形態における誘導加熱装置１００Ｃを示す等角投影図である。図２に示した第１の実施形態の誘導加熱装置１００と同一の要素には同一の符号を付与している。
第４の実施形態の誘導加熱装置１００Ｃは、第１の実施形態とは異なる４個の加熱コイル５０−１〜５０−４を備えている。それ以外は、第１の実施形態と同様に構成されている。
各加熱コイル５０−１〜５０−４は、トッププレート６０に載置される鍋１０の外径よりも小さい外径である。誘導加熱装置１００Ｃは、各加熱コイル５０−１〜５０−４に通電して鍋１０を加熱する。以下、各加熱コイル５０−１〜５０−４を特に区別しないときには、単に加熱コイル５０と記載する。磁性体７０は、加熱コイル５０の下側に配置される。
【００５８】
図２９は、第４の実施形態における誘導加熱装置１００Ｃの回路図である。図１に示した第１の実施形態の誘導加熱装置１００と同一の要素には同一の符号を付与している。
第４の実施形態の誘導加熱装置１００Ｃは、第１の実施形態とは異なり、４個のインバータ３−１〜３−４と、４個の共振回路４−１〜４−４とを備えている。
４個のインバータ３−１〜３−４は、整流回路２の出力に並列に接続される。各インバータ３−１〜３−４は、それぞれ共振回路４−１〜４−４に接続される。各共振回路４−１〜４−４は、それぞれ加熱コイル５０−１〜５０−４に接続される。制御回路９は、各インバータ３−１〜３−４の駆動の開始と停止、および駆動の周波数やデューティを制御する。これにより、誘導加熱装置１００Ｃは、各加熱コイル５０−１〜５０−４を独立に制御可能である。
【００５９】
図３０は、第４の実施形態の磁性体７０を含む各加熱コイルの平面図を示す。図３に示した第１の実施形態の加熱コイル５０と同一の要素には同一の符号を付与している。
加熱コイル５０−１〜５０−４は、それぞれ第１の実施形態の加熱コイル５０と同様に構成されている。
加熱コイル５０−１と加熱コイル５０−２との間には、領域５２−１２が確保される。同様に、加熱コイル５０−２と加熱コイル５０−３との間には、領域５２−２３が確保される。加熱コイル５０−３と加熱コイル５０−４との間には、領域５２−３４か確保される。加熱コイル５０−１と加熱コイル５０−４との間には、領域５２−４１か確保される。これにより、隣り合う加熱コイル５０同士を結合させる効果を得ることができる。以下、各領域５２−１２，５２−２３，５２−３４，５２−４１を特に区別しないときは、単に領域５２と記載する。
【００６０】
磁性体７０は、加熱コイル５０の下側に配置され、４箇所の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置される。各加熱コイル５０間において、磁性体７０は、領域５２を介して磁束発生領域５１ｂ同士を跨ぐように配置する。また、磁性体７０は、磁束発生領域５１ａの所定範囲内には配置せず、各加熱コイル５０間の中央部５３にも配置しない。これにより、磁性体７０の使用量を更に削減可能である。
次に各加熱コイル５０−１〜５０−４の通電方向について説明する。
【００６１】
図３１は、第４の実施形態において、隣接する各加熱コイルに流れる電流が全て逆相である場合の電流と磁束とを説明する平面図である。図３１は、或るタイミングにおける電流の向きと磁束の向きとを記号で示している。
加熱コイル５０−１の電流および加熱コイル５０−３の電流に対して、加熱コイル５０−２の電流および加熱コイル５０−４の電流は、それぞれ逆相である。すなわち、いずれの加熱コイルの電流に対して、これと斜め方向に隣接する加熱コイルの電流は、すべて逆相である。
領域５２−１２，５２−３４の周囲の各加熱コイルの電流が鍋１０の中心から外側へ流れるとき、領域５２−４１，５２−２３の周囲の各加熱コイルの電流は、鍋１０の外側から中心へ流れる。領域５２−１２における磁束密度は、加熱コイル５０−１のコイル５０ｂに流れる電流と、加熱コイル５０−２のコイル５０ｂに流れる電流により高くなる。領域５２−２３における磁束密度は、加熱コイル５０−２のコイル５０ｂに流れる電流と、加熱コイル５０−３のコイル５０ｂに流れる電流により高くなる。領域５２−３４における磁束密度は、加熱コイル５０−３のコイル５０ｂに流れる電流と、加熱コイル５０−４のコイル５０ｂに流れる電流により高くなる。同様に領域５２−４１における磁束密度は、加熱コイル５０−４のコイル５０ｂに流れる電流と、加熱コイル５０−１のコイル５０ｂに流れる電流により高くなる。
【００６２】
このように、加熱コイル間で同方向に電流が流れる領域５２−１２，５２−２３，５２−３４，５２−４１で磁束密度が特に高くなる。よって、この通電方向の制御は、局部的な加熱に効果がある。
【００６３】
図３２（ａ）〜（ｈ）は、図３１における各加熱コイルに流れる電流と制御信号の波形図である。
図３２（ａ）は、加熱コイル＃１（加熱コイル５０−１）に流れる電流を示す波形図である。
加熱コイル＃１には、正弦波の電流が流れる。
図３２（ｂ）は、加熱コイル＃２（加熱コイル５０−２）に流れる電流を示す波形図である。
加熱コイル＃２には、加熱コイル＃１の電流とは逆相、かつ正弦波の電流が流れる。
図３２（ｃ）は、加熱コイル＃３（加熱コイル５０−３）に流れる電流を示す波形図である。
加熱コイル＃３には、加熱コイル＃２の電流とは逆相、かつ正弦波の電流が流れる。
【００６４】
図３２（ｄ）は、加熱コイル＃４（加熱コイル５０−４）に流れる電流を示す波形図である。
加熱コイル＃４には、加熱コイル＃３とは逆相、かつ正弦波の電流が流れる。
図３２（ｅ）は、インバータ＃１（インバータ３−１）を制御する制御信号を示す波形図である。
インバータ＃１の制御信号は、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとを所定周期で繰り返す方形波である。これにより、加熱コイル＃１には、正弦波の電流が流れる。
図３２（ｆ）は、インバータ＃２（インバータ３−２）を制御する制御信号を示す波形図である。
インバータ＃２の制御信号は、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとを所定周期で繰り返す方形波であり、かつインバータ＃１の制御信号とは逆相である。これにより、加熱コイル＃２には、加熱コイル＃１の電流とは逆相、かつ正弦波の電流が流れる。
【００６５】
図３２（ｇ）は、インバータ＃３（インバータ３−３）を制御する制御信号を示す波形図である。
インバータ＃３の制御信号は、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとを所定周期で繰り返す方形波であり、かつインバータ＃２の制御信号とは逆相である。これにより、加熱コイル＃３には、加熱コイル＃２の電流とは逆相、かつ正弦波の電流が流れる。
【００６６】
図３２（ｈ）は、インバータ＃４（インバータ３−４）を制御する制御信号を示す波形図である。
インバータ＃４の制御信号は、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとを所定周期で繰り返す方形波であり、かつインバータ＃３の制御信号とは逆相である。これにより、加熱コイル＃４には、加熱コイル＃３の電流とは逆相、かつ正弦波の電流が流れる。
制御回路９は、インバータ３−１，３−３を同期して駆動する。制御回路９は更に、インバータ３−１の制御信号がＨｉｇｈのとき、インバータ３−２，３−４の制御信号をＬｏｗとして、インバータ３−１の制御信号がＬｏｗのときインバータ３−２，３−４の制御信号をＨｉｇｈとして駆動する。加熱コイル５０−２，５０−４の電流は、加熱コイル５０−１，５０−３の電流に対して逆相（図中では１８０°位相差）となる。
なお、回路部について図２９に示したが、これに限らない。
【００６７】
図３３は、第４の実施形態の変形例の誘導加熱装置１００Ｄの回路図である。
この変形例の誘導加熱装置１００Ｄは、インバータ３によって加熱コイル５０−１〜５０−４に給電する方式である。インバータ３は、正極端子と中点端子との間、および、中点端子と負極端子の間に、交流電力を供給する。正極端子と中点端子との間に印加される電圧は、中点端子と負極端子の間に印加される電圧とは逆相である。
各加熱コイル５０−１，５０−３は、それぞれ電流センサ９２−１，９２−３と共振回路４−１，４−３とスイッチ９１−１，９１−３とが直列に接続されて、インバータ３の正極端子と中点端子との間に接続される。
【００６８】
各加熱コイル５０−２，５０−４は、それぞれ電流センサ９２−２，９２−４と共振回路４−２，４−４とスイッチ９１−２，９１−４とが直列に接続されて、インバータ３の中点端子と負極端子との間に接続される。
各加熱コイル５０−１〜５０−４の正極側は、それぞれ端子５３−１〜５３−４に接続される。各加熱コイル５０−１〜５０−４の負極側は、それぞれ端子５４−１〜５４−４に接続される。
スイッチ９１−１〜９１−４は、電流を遮断するスイッチであり、例えば半導体スイッチやリレーなどである。スイッチ９１−１〜９１−４は、制御回路９によりオンオフされる。
共振回路４−１〜４−４は、共振コンデンサを含む共振回路であり、図中ではスイッチ９１−１〜９１−４と加熱コイル５０−１〜５０−４間にそれぞれ直列接続される。しかし、加熱コイル５０−１〜５０−４間に並列に共振コンデンサが接続される構成でもよい。
【００６９】
この変形例では、加熱コイル５０−１〜５０−４に対して、図１０に示した加熱コイル５０を使用する場合について説明する。加熱コイル５０−２，５０−４を、加熱コイル５０−１，５０−３とは逆相とするには、以下のように接続する。
加熱コイル５０−１の端子５０ａｉ（図７参照）は、端子５３−１と接続する。端子５０ｂｏは、端子５４−１と接続する。加熱コイル５０−２の端子５０ａｉは、端子５３−２を接続する。端子５０ｂｏは、端子５４−２と接続する。
加熱コイル５０−３の端子５０ａｉは、端子５３−３と接続する。端子５０ｂｏは、端子５４−３と接続する。加熱コイル５０−４の端子５０ａｉは、端子５３−４と接続する。端子５０ｂｏは、端子５４−４と接続する。
【００７０】
このように接続した場合、加熱コイル５０−１，５０−３の電流に対して、加熱コイル５０−２，５０−４の電流は、逆相となる。そのため、制御回路９がスイッチ９１−１〜９１−４をオンとすると、図３１と同様な加熱が可能になる。
また、この変形例の回路によれば、給電したい箇所の加熱コイルに係るスイッチをオンすることかできると共に、給電したくない箇所の加熱コイルに係るスイッチをオフすることができる。よって、制御回路９は、鍋１０が上部に載置されていない箇所の加熱コイルへの給電を停止することができる。これにより、省エネが図れると共に、不要な磁束放射の低減が図れる。
【００７１】
なお、磁性体７０は平面のものとしたがこれに限らない。図３３は第４の実施形態の変形例の磁性体７０を有する加熱コイル５０である。この変形例の加熱コイル５０は突起のある磁性体７０を有する。加熱コイル５０の磁束発生領域５１ｂに突起７０ａを設けることにより、コイル５０ａの一部とコイル５０ｂで生成されるより多くの磁束を加熱対象である鍋１０に供給することができる。また、同様に加熱コイル５０間の領域５２に突起７０ｂを設けることにより、より多くの磁束を鍋１０に供給することができ、加熱に優位となる。
【００７２】
（第５の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の加熱コイル５０を複数配置した誘導加熱装置１００Ｅによる複数の調理器具の加熱の例を説明する。第１の実施形態で説明した構成および機能の説明は省略する。
【００７３】
図３５は、第５の実施形態の加熱コイル群５０Ｓを用いた誘導加熱装置１００Ｅを示す概略の平面図である。
誘導加熱装置１００Ｅは、料理に使用する加熱調理器であり、内部に不図示の電源回路２０（図１参照）と、制御回路９と、磁性体７０とを有する。トッププレート６０は、加熱コイル群５０Ｓの上面を覆っている。
加熱コイル群５０Ｓは、第１の実施形態の加熱コイル５０（図３参照）よりも小さな加熱コイル５０を複数個配置したものである。磁性体７０は、加熱コイル５０の磁束発生領域５１ａの下側には存在せず、各加熱コイル５０の磁束発生領域５１ｂをまたぐように配置する。
トッププレート６０の上には加熱対象である鍋１０および小径鍋１１が載置されている。操作盤９３は、この誘導加熱装置１００の火力の調整を行う部位である。ユーザは、この操作盤９３により火力を調整する。
【００７４】
図３６は、第５の実施形態の誘導加熱装置１００Ｅの動作を説明する図である。
図３６では、給電する加熱コイル５０を強調表示している。
加熱対象である鍋１０や小径鍋１１が載置されると、この鍋１０や小径鍋１１を載置した位置の加熱コイル５０の電流が変化する。制御回路９は、これら加熱コイル５０の電流の変化を検知して、鍋１０や小径鍋１１の有無を検出する。
この図３６において、制御回路９は、加熱コイル５０−２３，５０−３３，５０−３４，５０−３５，５０−４４に流れる電流の変化を検知して、鍋１０の位置を検出する。誘導加熱装置１００Ｅは、加熱コイル５０−２３，５０−３３，５０−３４，５０−３５，５０−４４によって、鍋１０を加熱する。
【００７５】
制御回路９は、加熱コイル５０−１７に流れる電流の変化を検知して、小径鍋１１の位置を検出する。誘導加熱装置１００Ｅは、加熱コイル５０−１７によって、鍋１０を加熱する。
ユーザは、操作盤９３を操作して、誘導加熱装置１００Ｅの火力を調整する。
鍋１０を加熱する場合、制御回路９は、加熱コイル５０−３４の電流のみ、他の加熱コイル５０−２３，５０−３３，５０−３５，５０−４４の電流に対し逆相とする。これにより、加熱コイル５０−３４と他の加熱コイル５０−２３，５０−３３，５０−３５，５０−４４との間の領域における加熱を強めることができる。
【００７６】
鍋１０の右側を加熱する場合、制御回路９は、加熱コイル５０−３４および加熱コイル５０−３５に通電し、加熱コイル５０−３４の電流に対し、加熱コイル５０−３５の電流を逆相とする。これにより、加熱コイル５０−３４と加熱コイル５０−３５上の領域と、加熱コイル５０−３４と加熱コイル５０−３５との間の領域における加熱を強めることができる。
【００７７】
鍋１０を小火力で加熱する場合、制御回路９は、加熱コイル５０−３４のみ駆動してもよく、１または複数の加熱コイル５０を間欠駆動して火力を落としてもよい。また、制御回路９は、鍋１０の直下の加熱コイル５０−３４を常時駆動し、かつ加熱コイル５０−２３，５０−３３，５０−３５，５０−４４を間欠駆動しつつ、かつ電流位相を制御してもよい。これにより、より細かな火力と加熱領域の調整とが可能となる。
【００７８】
以上の構成により、複数の鍋１０が載置された際にも、これら複数の鍋１０を同時に加熱することができ、ユーザの利便性向上が図れる。また、各加熱コイル５０の電流を調整することで、加熱領域の制御も可能となる。
なお、コイル電流の変化により鍋１０の載置位置を検出したが、これに限らない。鍋１０の載置位置は、例えば、赤外線センサ・可視光センサ・圧力センサなどによって検出してもよく、カメラによる画像認識によって検出してもよい。
第５の実施形態では、各加熱コイル５０の巻きを同方向としたが、これに限られない。各加熱コイル５０の巻き方向が異なるものを組み合わせてもよい。
【００７９】
図３７は、第５の実施形態の第１変形例の加熱コイル群５０Ｔを示す平面図である。
加熱コイル群５０Ｔは、十字形状の加熱コイル５０を格子状に等間隔に配置し、かつ各格子の中央には、４５度傾斜させた十字形状の加熱コイル５０をそれぞれ配置している。磁性体７０は、各加熱コイル５０の磁束発生領域５１ａには存在せず、各加熱コイル５０の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置する。このように、加熱コイル５０の向きを変更してもよい。
【００８０】
図３８は、第５の実施形態の第２変形例の加熱コイル群５０Ｕを示す平面図である。
加熱コイル群５０Ｕは、十字形状の加熱コイル５０を格子状に等間隔に配置し、かつ市松状に、４５度傾斜させた十字形状の加熱コイル５０をそれぞれ配置している。磁性体７０は、各加熱コイル５０の磁束発生領域５１ａには存在せず、各加熱コイル５０の磁束発生領域５１ｂを跨ぐように配置する。このように、加熱コイル５０の向きを変更してもよい。
また、各加熱コイルの間隔が異なってもよい。更に図１０から図２０に示したような様々な形状の加熱コイルを複数配置してもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  電源
２  整流回路
３  インバータ
４  共振回路
９  制御回路
１０  鍋  （調理器具）
１１  小径鍋  （調理器具）
２０  電源回路
５０，５０Ａ〜５０Ｐ  加熱コイル
５０ａ  コイル  （第１のコイル）
５０ｂ  コイル  （第２のコイル）
５０ｃ  コイル  （第３のコイル）
５０ｄ  コイル  （第４のコイル）
５０ａｉ，５０ａｏ，５０ｂｉ，５０ｂｏ  端子
５０Ｓ，５０Ｔ，５０Ｕ  加熱コイル群
５１ａ〜５１ｄ  磁束発生領域
５２  領域
５３  中央部
５３−１〜５３−４，５４−１〜５４−４  端子
５５，５６  部分
６０  トッププレート
７０  磁性体
７０ａ，７０ｂ  突起
９１−１〜９１−４  スイッチ
９２−１〜９２−４  電流センサ
９３  操作盤
１００  誘導加熱装置
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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