(57)【要約】【課題】  磁性体に覆われた加熱コイルの磁束密度を均等化し、被加熱体の底面の温度分布を均一にして加熱性能に優れた誘導加熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】  被加熱体３を電磁誘導加熱する渦巻き形の加熱コイル４と、加熱コイル４の内周縁および外周縁のうち少なくとも内周縁の側に内周立設部５ａを有し、かつ加熱コイル４の下方を覆った磁性体５を備え、加熱コイル４の内周縁と磁性体の内側立設部５ａとの間には、温度分布改善用の間隔Ａを設けたものである。これにより、加熱コイル４の内周縁に集中していた漏洩磁束が分散し、被加熱体３に伝わる磁束が最も大きかった加熱コイル４の内周縁部位とその他の部位に磁束を均等化することができ、被加熱体３の温度分布を均一にし、加熱性能が優れたものとなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱体を電磁誘導加熱する渦巻き形の加熱コイルと、加熱コイルの内周縁および外周縁のうち少なくとも内周縁の側に内周立設部を有し、かつ加熱コイルの下方を覆った磁性体を備え、加熱コイルの内周縁と磁性体の内側立設部との間には、温度分布改善用の間隔を設けた誘導加熱装置。
【請求項２】
磁性体は、その加熱コイルの外周縁の側に外側立設部を有し、加熱コイルの外周縁を、磁性体の外側立設部に近接して配設した請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
被加熱体を電磁誘導加熱する渦巻き形の加熱コイルと、加熱コイルの内周縁および外周縁のうち少なくとも内周縁の側に内周立設部を有し、かつ加熱コイルの下方を覆った磁性体を備え、前記加熱コイルは、加熱コイルの内周縁から任意のターン数Ｎまでの内複層巻部と、任意のターン数Ｎ＋１から加熱コイルの外周縁までの外複層巻部との２つの層で構成され、前記内複層巻部は、前記外複層巻部より複層巻数を少なくした誘導加熱装置。
【請求項４】
内複層巻部のターン数を全ターン数の１／２以内とした請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
加熱コイルに５０ｋＨｚ以上の高周波電流を流して被加熱体を電磁誘導加熱する構成とした請求項１〜４のいずれか１項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、容器を電磁誘導加熱して調理する調理器等の誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の誘導加熱装置としては、高周波電流により発生する磁束を効率的に被加熱体に与えるためにコの字形のフェライトで加熱コイルを覆うものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１００４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、加熱コイルは、コの字形のフェライトにより、被加熱体に対向した上方以外は内周縁から外周縁に至るまで全て覆われているため、加熱コイルの内周縁から内側に漏洩しようとする磁束が外周縁よりもより集中し、これと相対する被加熱体の部位が加熱促進されて、他の部位よりも高温になり、温度ムラを生じて被加熱体の温度分布が均一にできないという課題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被加熱体の温度ムラをなくし、温度分布を均一にした加熱性能の優れた誘導加熱装置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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、加熱コイルの内周縁と磁性体の内側立設部との間には、温度分布改善用の間隔を設けた構成とした。
【０００６】
このように、温度分布改善用の間隔を設けたことにより、加熱コイルの内周縁に集中していた漏洩磁束が分散し、被加熱体に伝わる磁束が最も大きかった加熱コイルの内周縁部位とその他の部位に磁束を均等化することができ、被加熱体の温度分布を均一にし、加熱性能が優れたものとなる。
【０００７】
また、本発明の誘導加熱装置は、加熱コイルが、加熱コイルの内周縁から任意のターン数Ｎまでの内複層巻部と、任意のターン数Ｎ＋１から加熱コイルの外周縁までの外複層巻部との２つの層で構成され、内複層巻部は、外複層巻部より複層巻数を少なくしたものである。
【０００８】
このように、加熱コイルの複層巻数を変化させたことにより、加熱コイルの内周縁に集中していた漏洩磁束が分散し、被加熱体に伝わる磁束が最も大きかった加熱コイルの内周縁部位とその他の部位に磁束を均等化することができ、被加熱体の温度分布を均一にし、加熱性能が優れたものとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の誘導加熱装置は、被加熱体の温度ムラをなくし、温度分布を均一にし、加熱性能の優れたものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、被加熱体を電磁誘導加熱する渦巻き形の加熱コイルと、加熱コイルの内周縁および外周縁のうち少なくとも内周縁の側に内周立設部を有し、かつ加熱コイルの下方を覆った磁性体を備え、加熱コイルの内周縁と磁性体の内側立設部との間には、温度分布改善用の間隔を設けた誘導加熱装置とすることにより、温度分布改善用の間隔の作用で、加熱コイルの内周縁に集中していた漏洩磁束が分散し、被加熱体に伝わる磁束が最も大きかった加熱コイルの内周縁部位とその他の部位に磁束を均等化することができ、被加熱体の温度分布を均一にし、加熱性能が優れたものとなる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明の磁性体は、その加熱コイルの外周縁の側に外側立設部を有し、加熱コイルの外周縁を、磁性体の外側立設部に近接して配設したことにより、外周縁上方への磁束密度を高めることで、外気にさらされて温度低下傾向にある被加熱体の外周部に対する加熱を促進し、被加熱体の温度ムラをなくし、温度分布を均一にすることができる。
【００１２】
第３の発明は、被加熱体を電磁誘導加熱する渦巻き形の加熱コイルと、加熱コイルの内周縁および外周縁のうち少なくとも内周縁の側に内周立設部を有し、かつ加熱コイルの下方を覆った磁性体を備え、前記加熱コイルは、加熱コイルの内周縁から任意のターン数Ｎまでの内複層巻部と、任意のターン数Ｎ＋１から加熱コイルの外周縁までの外複層巻部との２つの層で構成され、前記内複層巻部は、前記外複層巻部より複層巻数を少なくした誘導加熱装置とすることにより、加熱コイルの複層巻数を変化させたことによる作用で、加熱コイルの内周縁に集中していた漏洩磁束が分散し、被加熱体に伝わる磁束が最も大きかった加熱コイルの内周縁部位とその他の部位に磁束を均等化することができ、被加熱体の温度分布を均一にし、加熱性能が優れたものとなる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第３の発明における内複層巻部のターン数を全ターン数の１／２以内としたことにより、温度分布のバランスを保つことができる。つまり、最大磁束密度を有する加熱コイルの内周縁近傍の磁束密度を低減するとともに、温度低下傾向にある被加熱体の外周部に対する加熱コイルの外周縁近傍の磁束密度を高め、温度分布のバランスを保ち、被加熱体の温度ムラをなくし、温度分布を均一にすることができる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、加熱コイルに５０ｋＨｚ以上の高周波電流を流して被加熱体を電磁誘導加熱する構成としたことにより、被加熱体として、透磁率の低い銅鍋や、アルミニウム鍋等を用いても、被加熱体の温度ムラをなくし、温度分布を均一にした加熱性能の優れたものとすることができる。
【００１５】
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。なお、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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における誘導加熱装置を示すものである。
【００１７】
図は誘導加熱調理器を示したものであり、本体１の上部にトッププレート２が設けられ、このトッププレート２に載置された容器等の被加熱体３をトッププレート２の下部に設けた加熱コイル４に高周波電流を流して、電磁誘導加熱する。ここで、加熱コイル４は渦巻き形をしており、コイルベース６に埋設された複数のコの字形磁性体５における凹部に接着固定されている。コの字形磁性体５の内側立設部５ａと外側立設部５ｂは、それぞれ加熱コイル４の内周縁と外周縁に鉛直に立設しており、また、コの字形磁性体５は加熱コイル４の下方を含み加熱コイル４の上方以外全てを覆うように配設されている。そして、加熱コイル４の内周縁とコの字形磁性体５の内側立設部５ａとの間には、温度分布改善用の間隔Ａを設けた。この間隔Ａは、本実施の形態では１０ｍｍとなるように加熱コイル４が巻かれている。
【００１８】
また、コイルベース６の略中央には、被加熱体３の底面の温度を検知するサーミスタ７がトッププレート２の下面に接して取り付けられ、コイルベース６は、保持板８に支持された複数の支持ばね９により保持され、緩衝ゴム１０を介して、支持ばね９の付勢力でトッププレート２に圧接し、被加熱体３の底面と加熱コイル４の距離が常に一定になるように構成されている。
【００１９】
なお、磁性体５としては一般にフェライトが用いられ、本実施の形態のようにコイルベース６に成型時に熱融着により取り付けられるか、接着剤で接着固定される等の方法により固定される。また、加熱コイル４は所定の消費電力を得るために渦巻き形で複層巻構成としてもよい。
【００２０】
また、本実施の形態ではコの字形磁性体５を複数用いたが、一体形状ではないコの字形フェライトや複数のＬ形フェライトやドーナツ形一個体フェライト等であってもよい。さらに、コの字形磁性体５は、加熱コイル４の内周縁および外周縁のうち少なくとも内周縁の側に内周立設部５ａを有したものであればよく、外側立設部５ｂを必ず必要とするものではない。従って、磁性体の形状もコの字形に限定されるものではない。
【００２１】
さらに、本実施の形態では、加熱コイル４の内周縁とコの字形磁性体５の内側立設部５ａとの間隔Ａが１０ｍｍとなるように加熱コイル４が巻かれているが、所定の消費電力を得るための加熱コイル４の仕様によって、温度分布を向上させるために最適な間隔Ａの値を決めればよく、１０ｍｍに限られるものではない。
【００２２】
以上のように構成した誘導加熱装置について、以下その作用効果について説明する。
【００２３】
電源が投入され、加熱コイル４に高周波電流が流れると、被加熱体３に磁束が供給され、被加熱体３が加熱される。このときコイルベース６に固定された加熱コイル４と被加熱体３の底面との距離はほぼ一定であるため、被加熱体３には常にほぼ一定量の磁束が供給される。ここで、加熱コイル４の上方への磁束とは別に水平方向への漏洩磁束に対して、コの字形磁性体５の内側立設部５ａおよび外側立設部５ｂが漏洩磁束をせき止め、上方向への磁束に方向転換するように作用する。そこで、加熱コイル４の内周縁と内側立設部５ａとの間隔Ａを大きく確保することにより、内側立設部５ａ近傍の上方向への磁束は、直下の加熱コイル４によるものではなく漏洩磁束によるもののみとなり、上方向への磁束の集中を減少させ分散させることができ、対向する被加熱体３の底面の加熱温度を均一化することができる。また、加熱コイル４の外周縁と外側立設部５ｂとの隙間を加熱コイル４の内周縁と内側立設部５ａとの隙間より少なくすることにより、逆に外側立設部５ｂ近傍では加熱コイル４による上方への磁束と漏洩磁束の集中による上方への磁束があわさることで、外気にさらされて温度低下傾向にある被加熱体３の底面最外周部に対して部分的に加熱を促進することができ、加熱時の被加熱体３全体の温度分布を均一にすることができる。
【００２４】
なお、このような効果は、透磁率の低い銅鍋や、アルミニウム鍋等を加熱する場合、加熱コイル４に５０ｋＨｚ以上の高周波電流を流して被加熱体３を電磁誘導加熱する構成とすることにより、より顕著なものになる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における誘導加熱装置を示すものである。実施の形態１と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態では、図に示すように、加熱コイル４の外周縁を、コの字形磁性体５の外側立設部５ｂに対してできるだけ近接するように配設したものである。他の構成は実施の形態１と同一である。
【００２７】
この構成では、外側立設部５ｂ近傍において加熱コイル４による上方への磁束と漏洩磁束の集中による上方への磁束が最大限あわさることで、外気にさらされて温度低下傾向にある被加熱体３の底面最外周部に対して部分的に加熱を促進することができ、加熱時の被加熱体３全体の温度分布を均一にすることができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における誘導加熱装置を示すものである。実施の形態１と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態では、加熱コイル１２は、加熱コイル１２の内周縁から任意のターン数Ｎまでの内複層巻部１３と、任意のターン数Ｎ＋１から加熱コイル１２の外周縁までの外複層巻部１４との２つの層で構成され、前記内複層巻部１３は、前記外複層巻部１４より複層巻数を少なくしたものである。
【００３０】
すなわち、加熱コイル１２の内周縁から９ターン目までの内複層巻部１３を渦巻き形の２層巻きとし、加熱コイル１２の１０ターン目から外周縁までの外複層巻部１４を渦巻き形の３層巻きとして加熱コイル１２を構成し、加熱コイル１２の内周縁と外周縁はそれぞれコの字形磁性体５の内側立設部５ａと外側立設部５ｂに近接して配設されている。
【００３１】
なお、本実施の形態では、加熱コイル１２の内周縁と外周縁はそれぞれコの字形磁性体５の内側立設部５ａと外側立設部５ｂに近接して配設されているが、加熱コイル１２の内周縁と内側立設部５ａとの間に間隔があっても本実施の形態の作用を有するものであれば何ら問題はない。また、実施の形態１と同様、コの字形磁性体５の形状、構成は特に限定されるものではない。
【００３２】
この構成では、内複層巻部１３の上方への磁束密度を、外複層巻部１４の上方への磁束密度よりも低減でき、最大磁束密度を有する加熱コイル１２の内周縁近傍の磁束密度を均等化することができる。
【００３３】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における誘導加熱装置を示すものである。実施の形態３と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態では、内複層巻部１６のターン数を全ターン数の１／２以内としたものである。すなわち、本実施の形態では、加熱コイル１５の全ターン数１２ターンにおいて、内周縁から２ターン目までの内複層巻部１６を渦巻き形の２層巻きとし、加熱コイル１５の３ターン目から外周縁までの外複層巻部１７を渦巻き形の３層巻きとしている。そして、加熱コイル１５の内周縁と外周縁はそれぞれコの字形磁性体５の内側立設部５ａと外側立設部５ｂに近接して配設されている。
【００３５】
なお、加熱コイル１５の内周縁と外周縁はそれぞれコの字形磁性体５の内側立設部５ａと外側立設部５ｂに近接して配設されているが、加熱コイル１５の内周縁と内側立設部５ａとの間に間隔があっても本実施の形態の作用を有するものであれば何ら問題はない。
【００３６】
この構成では、最大磁束密度を有する内周縁近傍の磁束密度を低減するとともに、外周縁近傍の磁束密度を高めることができ、外気にさらされて温度低下傾向にある被加熱体３の底面最外周部に対する加熱を促進し、温度分布のバランスを保ち、被加熱体の温度ムラをなくし、温度分布を均一にすることができる。
【００３７】
なお、先に述べたように、このような効果は、透磁率の低い銅鍋や、アルミニウム鍋等を加熱する場合、加熱コイル１５に５０ｋＨｚ以上の高周波電流を流して被加熱体３を電磁誘導加熱する構成とすることにより、より顕著なものになる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、加熱時の被加熱体の温度ムラをなくし、温度分布を均一にした加熱性能の優れたものであり、鍋等の容器を用いた調理器はもちろんのこと、被加熱体の乾燥または加熱等、各種の誘導加熱装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱装置の要部断面図
【図２】本発明の実施の形態２における誘導加熱装置の要部断面図
【図３】本発明の実施の形態３における誘導加熱装置の要部断面図
【図４】本発明の実施の形態４における誘導加熱装置の要部断面図
【符号の説明】
【００４０】
３  被加熱体
４、１１、１２、１５、  加熱コイル
５  コの字形磁性体
５ａ  内側立設部
５ｂ  外側立設部
１３、１６  内複層巻部
１４、１７  外複層巻部
Ａ  間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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