(57)【要約】  【課題】  漏洩磁束を十分低減できる誘導加熱調理器を提供する。  【解決手段】加熱コイル２から外部に輻射する不要な磁界を打ち消すための帯状の導電体４を、その帯面が加熱コイル２のコイル面と略垂直に配置し、さらに、加熱コイル２の手前側で、垂直部４ａの上端から前方側に突出するように、加熱コイル２のコイル面と略平行な帯状の水平部４ｂを折曲形成して断面Ｌ字型に形成し、加熱コイル２の後方側は誘導電流が多く流れるようにし、手前側は加熱コイル中心から極力離れた場所に誘導電流を流すようにして、手前側に効果的にキャンセル磁束を発生させ、漏洩磁束低減を図る。    【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱コイルにて被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱調理器において、加熱コイルの外周に導電体が加熱コイルを囲むようにループ状に配設され、前記導電体は、帯状に形成されると共に、その帯面が前記加熱コイルのコイル面と略平行に配置された水平部と、帯面が加熱コイルのコイル面と略垂直に配置された垂直部とを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記導電体の垂直部は、加熱コイルの外周を囲むようにループ状に配設され、前記導電体の水平部は、前記垂直部の一部から外側に延びるように配置された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】
前記水平部の上端面と前記垂直部の上端面の高さが異な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４】
加熱コイルにて被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱調理器において、加熱コイルの外周に導電体が加熱コイルを囲むようにループ状に配設され、前記導電体は、帯面が前記加熱コイルのコイル面と略平行に配置された帯状の水平部と、線材から構成された導電部とを備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項５】
加熱コイルにて被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱調理器において、加熱コイルの外周に導電体が加熱コイルを囲むようにループ状に配設され、前記導電体は、帯状に形成されると共に、その帯面が前記加熱コイルのコイル面に略垂直に配置された垂直部を備え、該垂直部の一部の上端面と他部の上端面の高さが異なることを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記導電体の一部が、被加熱物を載置するトッププレートの裏面に接触する構造であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の誘導加熱調理器。
【請求項７】
前記導電体の材質として、非磁性低抵抗金属を用いたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか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、誘導加熱調理器の漏洩磁束低減手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９は、誘導加熱調理器の一般的な漏洩磁束低減手段の構成を示す正面断面図、図１０（ａ）は加熱コイルおよび導電性リングの平面図、（ｂ）は加熱コイル面と導電性リングとの位置関係を示す断面図、（ｃ）は導電性リングの側面図である。
【０００３】
誘導加熱調理器の原理としては、トップレート１の下側に配置した加熱コイル２に高周波電流を供給し、高周波磁束を発生させ、この磁束によりトッププレート１の上側に配置した金属製鍋等の被加熱物３に渦電流を発生させ、渦電流と被加熱物３の抵抗分で発生するジュール熱にて加熱調理を行うものである。
【０００４】
ここで、加熱コイル２の周辺には導電性リング４が配置されている。導電性リング４には、加熱コイル２あるいは被加熱物３から発生する高周波磁束により誘導電流が流れるが、この誘導電流によるキャンセル磁束（高周波磁束）は加熱コイル２あるいは被加熱物３から発生する高周波磁束を打ち消す方向に発生するため、外部への漏洩磁束を低減できる。導電性リング４は、加熱コイル２よりも外側かつ近傍に配置される。これは、導電性リング４の誘導電流によるキャンセル磁束をより多く発生させる目的である。
【０００５】
図１１は、導電性リング４の半径の違いによる、導電性リング４の自己インダクタンスＬ、誘導電流ＩＡ、および発生するキャンセル磁束Ｚの計算結果を示したものである。計算条件としては、半径９０ｍｍ、巻数２５Tの加熱コイル２に２５kHz／１Aの高周波電流を流した場合である。また、キャンセル磁束は、加熱コイル２の中心から３００ｍｍの距離に発生する値を示している。なお、被加熱物３の影響は無視している。
【０００６】
導電性リング４の半径が大きいほど、加熱コイル２からの鎖交磁束Ｚ１の減少と、導電性リング４の自己インダクタンスＬが増加する影響で、導電性リング４の誘導電流ＩＡが減少し、結果としてキャンセル磁束Ｚも小さくなる。
【０００７】
ここで、ビルトインタイプの誘導加熱調理器の場合、筐体サイズ等を考慮すると、導電性リング４は、半径を２００ｍｍ以上とすることができないため、半径１００ｍｍという加熱コイル２近傍に配置することが有効であることがわかる。従って、従来は、図１０に示すように、加熱コイル２の極めて近傍に導電性リング４が配置される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来例のように、導電性リング４を加熱コイル２の近傍に配置し、効果的にキャンセル磁束を発生した場合でも、導電性リング４の誘導電流は、加熱コイル２、あるいは被加熱物３からの高周波磁束を打ち消すのに十分なキャンセル磁束を発生することができないという問題がある。
【０００９】
この問題を解決するために、特許文献１には、漏洩磁束をキャンセルするために必要な電流を外部から供給する方法が提案されているが、高周波インバータのような電流供給手段が別途必要となるため、構成が複雑になると共に、電子部品点数が増加するという問題が生ずる。
【００１０】
一方で、加熱コイル２は、図１２に示すように、誘導加熱調理器の金属製筐体に収められており、加熱コイル２から漏洩磁束の一部は、金属製筐体によって遮蔽されているが、加熱コイル２の近傍に配置する導電性リング４からのキャンセル磁束の一部もまた同様に金属製筐体に遮蔽されてしまう。これによりさらに、漏洩磁束キャンセル効果が低減するという問題がある。  
【特許文献１】特開平６−２６０２７２号公報
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するもので、漏洩磁束を十分低減できる誘導加熱調理器の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、加熱コイルにて被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱調理器において、加熱コイルの外周に導電体が加熱コイルを囲むようにループ状に配設され、前記導電体は、帯状に形成されると共に、その帯面が前記加熱コイルのコイル面と略平行に配置された水平部と、帯面が加熱コイルのコイル面と略垂直に配置された垂直部とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
上記構成によると、漏洩磁束をキャンセルするのに適したキャンセル磁束を発生させることで、漏洩磁束を低減することが可能となる。
【００１４】
ここで、導電体の垂直部は、加熱コイルの外周を囲むようにループ状に配設され、前記導電体の水平部は、前記垂直部の一部から外側に延びるように配置されたものであってもよい。また、水平部の上端面と前記垂直部の上端面の高さが異なるようにしてもよい。
【００１５】
さらに、本発明は、加熱コイルにて被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱調理器において、加熱コイルの外周に導電体が加熱コイルを囲むようにループ状に配設され、前記導電体は、帯面が前記加熱コイルのコイル面と略平行に配置された帯状の水平部と、線材から構成された導電部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、導電体のループ形状を効果的な配置に柔軟に形成して、漏洩磁束を効果的に低減することが可能となる。
【００１７】
また、本発明は、加熱コイルにて被加熱物を電磁誘導加熱する誘導加熱調理器において、加熱コイルの外周に導電体が加熱コイルを囲むようにループ状に配設され、前記導電体は、帯状に形成されると共に、その帯面が前記加熱コイルのコイル面に略垂直に配置された垂直部を備え、該垂直部の一部の上端面と他部の上端面の高さが異なるようにしてもよい。
【００１８】
なお、上述の導電体は、その一部が、被加熱物を載置するトッププレートの裏面に接触する構造とすることもできる。これにより、金属製の調理器本体による漏洩磁束低減効果への影響を回避することができる。  
【００１９】
また、導電体の材質として、非磁性低抵抗金属を用いることができる。これにより、導電体の誘導電流を大きくすることで、十分なキャンセル磁束を発生させ、漏洩磁束を効果的に低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のとおり、本発明によると、導電体の一部を加熱コイルと略水平にし、他部を略垂直にする、あるいは、一部の断面形状を他部の断面形状と異なる構造とする、もしくは、導電体を加熱コイルの外周に配置する場合、一部の高さと他部の高さを異なる構造とすることで、キャンセル磁束を効果的に発生させることができる。さらには、導電体の一部をトッププレートに接触させることにより、金属製の調理器本体によるキャンセル効果低減の影響を回避し、漏洩磁束を十分低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明に係る誘導加熱調理器の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１〜図３は本発明に係る誘導加熱調理器の第１の実施形態を示すもので、図１は誘導加熱調理器の平面図、図２（ａ）は一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図である。図３は帯状導電体のループ半径とキャンセル磁束の関係を示す図である。
【００２３】
本実施形態の誘導加熱調理器は、図１および図２に示すように、金属製筐体からなる調理器本体５の上面に非磁性体からなるトッププレート１が装着され、該トッププレート１の手前側の下方に、加熱コイル２および該加熱コイル２から外部に輻射する不要な磁界を打ち消すための導電体４とが一組以上（本実施形態では２組）が配置され、トッププレートの後方側の下方に渦巻状のニクロム線からなるラジエントヒータ８が配置されている。
【００２４】
加熱コイル２は、トッププレート１上に載置される金属製被加熱物３（図９参照）を誘導加熱できる高周波電流を通電するもので、この加熱コイル２を制御する電子回路として、図示しないが、加熱コイル２に高周波電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路の出力電力を制御するインバータ制御手段とが設けられている。
【００２５】
導電体４は帯状に形成されており、その帯面が加熱コイル２のコイル面と略垂直に配置され、この垂直部４ａが加熱コイル２を囲むようにループ状に配設され、その両端部４ｃが電気的に接続され、ループ状の導電体４を構成するようになっている。さらに、導電体４は、加熱コイル２の手前側で、垂直部４ａの上端から前方側に突出するように、加熱コイル２のコイル面と略平行な帯状の水平部４ｂが折曲形成されて断面Ｌ字型に形成されている。
【００２６】
上記構成において、導電体４の手前側の水平部４ｂは加熱コイル２の中心から、より離れた場所に配置されることになる。つまり、導電体４の水平部４ｂにおいては、加熱コイル２の中心から離れた場所に誘導電流が流れる構造となる。
【００２７】
図３はループ状の導電体４の半径と、これらに同じ大きさの誘導電流が流れた場合の加熱コイル２の中心から３００ｍｍの距離に発生するキャンセル磁束値を示している。
【００２８】
図３及び図１１から解ることは、誘導電流を大きくすることが可能であれば、導電性リングの半径をより大きくする方が、漏洩磁束の低減効果を発揮するということである。従って、図２に示すように、加熱コイル２の後方側は誘導電流が多く流れるように加熱コイル２の近傍のみに導電体４を配置し、手前側は加熱コイル中心から極力離れた場所に誘導電流を流すように導電体４を配置することによって、手前側に対して効果的にキャンセル磁束を発生させ、漏洩磁束低減を図ることが可能となる。
【００２９】
なお、加熱コイル２の後方側については、加熱コイル２の手前側と同様なレベルの低減効果は得られないが、通常のビルトインタイプの誘導加熱調理器では図１に示すように、加熱コイル２は本体５の手前側に偏った配置で、本体手前側よりも後方までの距離が離れているので、手前側の低減効果を重視する方が有効となる。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
図４（ａ）は本発明の第２の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図である。
【００３１】
図４は、第１の実施形態の構成に対して、加熱コイル２の手前側では、導電体４の垂直部４ａを省き、水平部４ｂのみとしたものである。そして、導電体４は、加熱コイルの後方の半周を囲む帯状の垂直部４ａと、加熱コイル２の手前側の半周を囲む帯状の水平部４ｂとから構成され、垂直部４ａと水平部４ｂとがその端部同士を電気的に接続してループ状の帯状導電体４を構成している。
【００３２】
上記構成においては、第１の実施形態と比較して、手前側において加熱コイル２の中心から離れた部分に流れる誘導電流の割合が多くなるため、さらに漏洩磁束低減に有効である。
【００３３】
なお、導電体４は略水平もしくは略垂直となっているが、斜めに傾斜させた構造としても良い。その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。
【００３４】
＜第３の実施形態＞
図５（ａ）は本発明の第３の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図である。
【００３５】
本実施形態では、加熱コイル２の外周側に加熱コイル２を囲むように帯状の導電体４が設けられているが、この導電体４は、加熱コイル２の後方側の半周部分に配置され、帯面が加熱コイル２のコイル面に対して略垂直な後側垂直部４ａと、加熱コイル２の手前側の半周部分に配置され、帯面が加熱コイル２のコイル面に対して略垂直な前側垂直部４ｄとから構成され、両垂直部４ａ、４ｄの端部が電気的に接続されて閉ループを構成している。
【００３６】
そして、後側垂直部４ａと前側垂直部４ｄとは、その上端面の高さが互いに異なるように接続されている。本実施形態では、前側垂直部４ｄが、後側垂直部４ａよりもトッププレート１に近づいた配置構造とされる。これは、金属製筐体から構成される調理器本体５がトッププレート１の高さまで存在するため、金属製の調理器本体５によるキャンセル磁束遮蔽を避けるため前側垂直部４ｄをトッププレート１に近づけるようにしたものである。
【００３７】
ここで、後側垂直部４ａもトッププレートに近づける、すなわち、導電体４の全体をトッププレート１に近づけた場合、導電体４の全体が加熱コイル２から離れることになり、導電体４の加熱コイル２との鎖交磁束が少なくなり、誘導電流が少なくなる。第１の実施形態でも説明したように、前側垂直部４ｄの低減効果を重視する観点から、本実施形態では、後側垂直部４ａは加熱コイル２の近傍に配置して誘導電流が流れやすくし、前側垂直部４ｄは、効果的に漏洩磁束が低減できるようにしたものである。その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。
【００３８】
＜第４の実施形態＞
図６（ａ）は本発明の第４の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図である。
【００３９】
本実施形態は、第２の実施形態と第３の実施形態における両効果を狙ったものである。すなわち、導電体４は、加熱コイル２の後方側の半周部分に配置され、帯面が加熱コイル２のコイル面に対して略垂直な後側垂直部４ａと、加熱コイル２の手前側の半周部分に配置され、帯面が加熱コイル２のコイル面に対して略平行な前側水平部４ｂとから構成され、後側垂直部４ａと前側水平部４ｂは、その両端部が電気的に接続されて閉ループを構成している。
【００４０】
そして、前側水平部４ｂは、その上端面が後側垂直部４ａの上端面に対して高さが異なり、前側水平部４ｂは、よりトッププレート１に近づける、あるいは、トッププレートに密着させた構造となっている。
【００４１】
上記構成においては、加熱コイル２の後方側は誘導電流が多く流れるように加熱コイル２の近傍のみに導電体４の後側垂直部４ａを配置し、手前側は加熱コイル中心から極力離れた場所に誘導電流を流すように、なおかつ、金属製筐体からなる調理器本体５によるキャンセル磁束遮蔽を避けるように前側水平部４ｂを配置することになり、これによって、前側水平部４ｂに対して効果的にキャンセル磁束を発生させ、漏洩磁束低減を図ることができる。
【００４２】
なお、図７は第４の実施形態の応用例を示す図であり、（ａ）は加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図である。
【００４３】
この応用例では、帯状導電体４のうち、手前側に配置する前側水平部４ｂを加熱コイル２の全周のうち約１２０度の範囲内に設定し、残り２４０度を後方垂直部４ａとしたもので、調理器本体５に内蔵される内部搭載部品６の配置等を考慮したものである。この応用例では、さらに前側水平部４ｂの一部を切り欠いて凹部７を形成し、この凹部７に搭載部品６を配置するように構成されている。
【００４４】
＜第５の実施形態＞
図８（ａ）は本発明の第５の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび導電体の平面図、（ｂ）は導電体の側面図である。本実施形態では、加熱コイル２の外側に加熱コイル２を囲むようにループ状の導電体４が設けられ、該導電体４は、加熱コイル２の手前側の半周部分に配置された、加熱コイル２のコイル面と略平行な帯状の水平部４ｂと、加熱コイル２の後方側の半周部分に配置された、線材を用いた導電部４ｅとが互いに電気的に接続してなるものである。
【００４５】
本実施形態では、金属板よりなる帯状の前側水平部４ｂをトッププレート１の裏面に密着させ、後側導電部としてエナメル線等の細線を撚り合わせたリッツ線を使用し、加熱コイル２の近傍に配置したものである。
【００４６】
線材としては、リッツ線以外に銅線、アルミ線、銅合金線、アルミ合金線等の各種線材を用いても良い。
【００４７】
基本的な構成及び漏洩電磁波低減効果については、第４の実施形態と同等な作用効果を狙ったものである。ただ、第４の実施形態では、前側水平部４ｂをトッププレートに密着させる場合、製品組込み時において、導電体４の高さ方向の寸法公差が、加熱コイル２とトッププレート１間の距離に影響を及ぼす。
【００４８】
例えば、導電体４の仕上がりが大きい場合、加熱コイル２とトッププレート１間の距離が設計値より大きくなる。他方、導電体４の仕上がりが小さい場合は、導電体４がトッププレート１の裏面に密着しないという状態になる。いずれにしても、漏洩電磁波低減効果や誘導加熱の基本的な特性に影響する。
【００４９】
しかしながら、本実施形態では、後方側の導電部４ｅを金属板よりも柔軟なリッツ線などの線材で構成することにより、後方の線材の高さ位置を自由に選定することができ、上記問題を回避することが可能となる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す誘導加熱調理器の平面図
【図２】（ａ）は一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図
【図３】帯状導電体のループ半径とキャンセル磁束の関係を示す図
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図
【図５】（ａ）は本発明の第３の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図
【図６】（ａ）は本発明の第４の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図
【図７】第４の実施形態の応用例を示す図であり、（ａ）は加熱コイルおよび帯状導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイル面と帯状導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は帯状導電体の側面図
【図８】（ａ）は本発明の第５の実施形態を示す一組の加熱コイルおよび導電体の平面図、（ｂ）は導電体の側面図
【図９】従来の誘導加熱調理器の概略を示す断面図
【図１０】（ａ）は従来の誘導加熱調理器の加熱コイルおよび導電体の平面図、（ｂ）は加熱コイルと導電体との位置関係を示す断面図、（ｃ）は導電体の側面図
【図１１】導電性リングの半径とキャンセル磁束の関係を示す図
【図１２】誘導加熱調理器の概略外観図
【符号の説明】
【００５２】
１     トッププレート
２     加熱コイル
３     被加熱物（調理鍋）
４     導電体
４ａ    垂直部
４ｂ    水平部
４ｃ    端部
４ｄ    前側垂直部
４ｅ    導電部
５     調理器本体
６      搭載部品
【図１】
2005243461.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】
2005243461.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005243461.tif 000011
【図１０】
2005243461.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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