(57)【要約】【課題】スイッチング素子の冷却効果を高めることと、放熱体の設置面積を小さくすることの両方を実現すること。【解決手段】第１スイッチング素子８を取り付けて冷却する第１放熱体１３及び第２スイッチング素子９を取り付けて冷却する第２放熱体１４は、フィン形状が第１共振コンデンサ５、第２共振コンデンサ６、第１放熱体１３及び第２放熱体１４を載置して固定する印刷配線板１５に対して垂直でかつ、下部に印刷配線板１５とはんだで固定するための固定支持部１８を有し、第１放熱体１３及び第２放熱体１４は、固定支持部１８によって印刷配線板１５にはんだ付けで固定すること。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源間に接続される第１及び第２スイッチング素子の直列回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと共振コンデンサが直列接続されて構成されると共に、一端が前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子との接続点に接続され、他端が前記直流電源の一端に接続される共振回路と、前記第１スイッチング素子を取り付けて冷却するアルミニウム製の第１放熱体と、前記第２スイッチング素子を取り付けて冷却するアルミニウム製の第２放熱体と、前記第１及び第２放熱体を固定する電気絶縁性をもつ樹脂製の放熱体支持部と、前記共振コンデンサ及び前記第１及び第２放熱体を載置して固定する印刷配線板と、を備え、前記第１及び第２放熱体は、フィン形状が前記印刷配線板に対して垂直でかつ、前記印刷配線板を貫通し、貫通した箇所をはんだで固定する固定支持部を有する誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記印刷配線板は、前記固定支持部とはんだで固定する部分にハトメを有した請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記第１放熱体は、前記第１放熱体と一体に設けられたアルミニウム製の第１脚を有し、前記第１脚の下部を前記印刷配線板に載置する請求項２に記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記第１及び第２放熱体は、押し出し成型加工により、フィン形状を形成するとともに、前記印刷配線板と面している前記第１及び第２放熱体下部に、前記フィン形状と同方向となる前記固定支持部を固定するための溝を形成する請求項３に記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記第１及び第２スイッチング素子は、前記第１及び第２放熱体への取り付け位置を揃えるとともに、前記第１及び第２スイッチング素子のリード部が１本以上、前記第１及び第２放熱体の外側に出る請求項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、一般家庭のキッチンなどに用いられる誘導加熱調理器に関し、より詳しくは、当該誘導加熱調理器において、加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路を構成するスイッチング素子を冷却する構造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としては、例えば、特許文献１に記載されたものがあり、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とをそれぞれ異なる放熱体に取り付け、放熱体支持部によって前記異なる放熱体を接続し、印刷配線板と前記放熱体とをビスにより固定するようにしているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０１４２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように構成された誘導加熱調理器では、印刷配線板と放熱体を固定するためにビスを取り付ける穴が必要であり、穴を取り付けるスペースが、冷却効果を伴わないスペースとして占有しているという課題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、スイッチング素子の冷却効果を高めることと、放熱体の設置面積を小さくすることの両方を実現することができる誘導加熱調理器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は、直流電源間に接続される第１及び第２スイッチング素子の直列回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと共振コンデンサが直列接続されて構成されると共に、一端が前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子との接続点に接続され、他端が前記直流電源の一端に接続される共振回路と、前記第１スイッチング素子を取り付けて冷却するアルミニウム製の第１放熱体と、前記第２スイッチング素子を取り付けて冷却するアルミニウム製の第２放熱体と、前記第１及び第２放熱体を固定する電気絶縁性をもつ樹脂製の放熱体支持部と、前記共振コンデンサ、前記第１及び第２放熱体を載置して固定する印刷配線板と、を備え、前記第１及び第２放熱体は、フィン形状が前記印刷配線板に対して垂直でかつ、下部に前記印刷配線板とはんだで固定するための固定支持部を有し、前記第１及び第２放熱体は、前記固定支持部によって前記印刷配線板に固定される構成としている。
【０００７】
前記の構成とすることにより、前記第１及び第２放熱体に前記印刷配線板を固定するビスを取り付ける穴が不要となり、その為のスペースを無くすことができ、その空いたスペースに、冷却フィンを取り付けることにより冷却効果をより高めることも可能となり、スイッチング素子の冷却効果を高めることと、放熱体の設置面積を小さくすることの両方を実現できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の誘導加熱調理器は、前記第１及び第２放熱体は、下部に前記印刷配線板とはんだで固定するための固定支持部を有し、前記第１及び第２放熱体は、前記固定支持部によ
って前記印刷配線板に固定される構成とすることにより、前記第１及び第２放熱体に前記印刷配線板を固定するビスを取り付ける穴が不要となり、その為のスペースを無くすことができ、その空いたスペースに、冷却フィンを取り付けることにより冷却効果を高めることも可能となり、スイッチング素子の冷却効果をより高めることと、放熱体の設置面積を小さくすることの両方を実現できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器の回路図
【図２】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器が備える印刷配線板の平面図
【図３】本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器が備える第１及び第２放熱体に、放熱体支持部、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子、及び整流器を取り付けた状態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、直流電源間に接続される第１及び第２スイッチング素子の直列回路と、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと共振コンデンサが直列接続されて構成されると共に、一端が前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子との接続点に接続され、他端が前記直流電源の一端に接続される共振回路と、前記第１スイッチング素子を取り付けて冷却するアルミニウム製の第１放熱体と、前記第２スイッチング素子を取り付けて冷却するアルミニウム製の第２放熱体と、前記第１及び第２放熱体を固定する電気絶縁性をもつ樹脂製の放熱体支持部と、前記共振コンデンサ、前記第１及び第２放熱体を載置して固定する印刷配線板と、を備え、前記第１及び第２放熱体は、フィン形状が前記印刷配線板に対して垂直でかつ、下部に前記印刷配線板とはんだで固定するための固定支持部を有し、前記第１及び第２放熱体は、前記固定支持部によって前記印刷配線板に固定される構成とすることにより、前記第１及び第２放熱体に前記印刷配線板を固定するビスを取り付ける穴が不要となり、その為のスペースを無くすことができ、その空いたスペースに、冷却フィンを取り付けることにより冷却効果をより高めることも可能となり、スイッチング素子の冷却効果を高めることと、放熱体の設置面積を小さくすることの両方を実現できる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記印刷配線板は、前記固定支持部とはんだで固定する部分にハトメを有した構成とすることにより、印刷配線板と強固に固定することができ、印刷配線板に衝撃が加わった場合においても、ＩＧＢＴ、ＤＢのリード部に過負荷がかからない。
【００１２】
第３の発明は、特に、第２発明において、前記第１放熱体は、前記第１放熱体と一体に設けられたアルミニウム製の第１脚を有し、前記第１脚の下部を前記印刷配線板に載置する構成とすることにより、印刷配線板に衝撃が加わった場合において、衝撃を前記第１脚で受けることで、前記固定支持部で受ける時に比べて衝撃を和らげることが可能となる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第３の発明において、前記第１及び第２放熱体は、押し出し成型加工により、フィン形状を形成するとともに、同時に下部に前記固定支持部を固定するための溝を形成する構成とすることにより、放熱体を容易かつ低コストに生成することが可能となる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第４の発明において、前記第１及び第２スイッチング素子は、前記第１及び第２放熱体への取り付け位置を揃えるとともに、前記第１及び第２スイッチング素子のリード部が１本以上、前記第１及び第２放熱体の外側に出る構成とすることにより、放熱体を印刷配線板に容易に取り付けることが可能となる。
【００１５】
以下、本発明の実施例における加熱調理器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における誘導加熱調理器の回路図である。図２は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器が備える印刷配線板を上からみた平面図である。図３は、本発明の実施の形態１における誘導加熱調理器が備える第１及び第２放熱体に、放熱体支持部、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子、及び整流器を取り付けた状態を示すイメージ図で、印刷配線板がない状態の左側に、第２スイッチング素子９、第１スイッチング素子８側からみた側面図を示し、右側に下方からみた平面図を示している。
【００１７】
図１において、商用電源１を入力して全波整流を行う整流器２の正極側出力端子は、チョークコイル３の一端に接続されている。チョークコイル３の他端と整流器２の負極側出力端子間には、高周波電流を供給するための直流電源となる平滑コンデンサ４が接続されている。平滑コンデンサ４の両端には、高電位側の第１スイッチング素子８と低電位側の第２スイッチング素子９の直列回路が接続されている。第１スイッチング素子８、第２スイッチング素子９は、それぞれダイオードが逆方向に接続された逆導通型のスイッチング素子である。鍋などの被加熱物１０を誘導加熱する加熱コイル７の一端は、第１共振コンデンサ５と第２共振コンデンサ６との接続点に接続され、加熱コイル７と第１共振コンデンサ５及び第２共振コンデンサ６により共振回路１１が構成されている。
【００１８】
共振回路１１は、加熱コイル７と第１共振コンデンサ５の直列回路と、加熱コイル７と第２共振コンデンサ６の直列回路の２つの直列回路を含んでいる。なお、高周波動作を考えると、図１の共振回路１１は、第１共振コンデンサ５と第２共振コンデンサ６とを並列接続したもの（または並列接続した第１共振コンデンサ５、第２共振コンデンサ６の合計容量と等しい容量とした１つの共振コンデンサ）と加熱コイル７の直列回路と実質的に等価である。この場合、共振回路１１は、第１スイッチング素子８と第２スイッチング素子９との接続点と、平滑コンデンサ４の一端との間に接続される。
【００１９】
平滑コンデンサ４と整流器２の低電位側端子との間には、微小抵抗（例えば０．０１Ω以下）の共振電流検知用のシャント抵抗１２が接続されている。
【００２０】
図２に示すように、第１共振コンデンサ５及び第２共振コンデンサ６、第１放熱体１３及び第２放熱体１４、チョークコイル３、加熱コイル７との接続のための接続端子７ａ、７ｂ、及び導体線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各部品は、印刷配線板１５に載置され固定されている。これらの部品の端子部は、印刷配線板１５の裏面または表面に形成された導体箔の一例である銅箔パターン１５ｂ（破線で示す）に、はんだ付けにより接続されている。図２中の矢印は、冷却風の流れる方向を示している。
【００２１】
図３に示す第１放熱体１３及び第２放熱体１４は、アルミニウムの押し出し成型加工により作成されている。図３に示すように、第１放熱体１３は、下面に第１スイッチング素子８及び整流器２がビスにより取り付けられており、第２放熱体１４は、下面に第２スイッチング素子９がビスにより取り付けられている。また、各放熱体と各スイッチング素子を取り付ける際に、両者の間に空気層を入れないようにコンパウンドを塗布している。放熱体支持部１６は、電気絶縁性を有する樹脂で一体成型加工されており、第１放熱体１３及び第２放熱体１４とをビスにより固定している。はんだ付け可能なアルミニウム製の固定支持部１８は、第１放熱体１３及び第２放熱体１４の下部に設けた各溝とかしめて固定され、印刷配線板１５とはんだ付けによって固定するために、印刷配線板１５と垂直となるように端子が９０度折り曲げられている。固定支持部１８の端子が印刷配線板１５を貫
通し、貫通した箇所をはんだ付けして固定している。
【００２２】
また、印刷配線板１５に対して放熱体の冷却フィンを垂直に向けることで、冷却風をより効率的に利用することができ、放熱体の設置面積を小さくすることが可能となる。
【００２３】
以上のような構成により、第１放熱体１３及び第２放熱体１４に印刷配線板１５を固定するビスを取り付ける穴が不要となり、その為のスペースを無くすことができ、その空いたスペースに、冷却フィンを取り付けることにより冷却効果を高めることも可能となり、スイッチング素子の冷却効果を高めることと、放熱体の設置面積を小さくすることの両方を実現することができる。
【００２４】
なお、本発明はインバータの構成には依らないため、実施の形態に挙げていないその他のインバータ構成においても有用である。
【００２５】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２６】
実施の形態１との相違点は、印刷配線板１５は、固定支持部１８とはんだで固定する部分にハトメを有した点である。固定支持部１８の端子をハトメに通してはんだ付けしている。ハトメによる孔の補強とともに印刷配線板１５を貫通する部分にもハトメによりはんだが付き強固に固定することができる。
【００２７】
以上のような構成により、印刷配線板１５と強固に固定することができ、落下等によって印刷配線板１５に衝撃が加わった場合においても、ＩＧＢＴ、ＤＢのリード部に過負荷がかからない。
【００２８】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態２と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２９】
実施の形態２との相違点は、第１放熱体１３は、第１放熱体１３と一体に設けられたアルミニウム製の第１脚１３ａを有し、第１脚１３ａの下部を印刷配線板１５に載置する構成とした点である。
【００３０】
以上のような構成により、落下等によって印刷配線板１５に衝撃が加わった場合において、衝撃を第１脚１３ａで受けることで、固定支持部１８のみで受ける時に比べて衝撃を和らげることが可能となる。
【００３１】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態３と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００３２】
実施の形態３との相違点は、第１放熱体１３及び第２放熱体１４は、押し出し成型加工により、フィン形状を形成するとともに、同時に下部に固定支持部１８をかしめて固定するための溝を形成する構成とした点である。
【００３３】
以上のような構成により、放熱体を容易かつ低コストに生成することが可能となる。
【００３４】
（実施の形態５）
次に本発明の実施の形態５について説明する。実施の形態４と同一部分は説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００３５】
実施の形態４との相違点は、第１スイッチング素子８及び第２スイッチング素子９は、第１放熱体１３及び第２放熱体１４への取り付け位置を揃えるとともに、第１スイッチング素子８及び第２スイッチング素子９のリード部が１本以上、第１放熱体１３及び第２放熱体１４の外側に出る構成とした点である。各放熱体の前記外側に出たリード部の端子を位置決めにして印刷配線板１５に設置している。
【００３６】
以上のような構成により、放熱体を印刷配線板に容易に取り付けることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる誘導加熱調理器は、スイッチング素子の冷却効果を高めることと、放熱体の設置面積を小さくすることの両方を実現することができるので、一般家庭の台所や業務用の厨房で使用される誘導加熱調理器等に対して有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１  商用電源
２  整流器
３  チョークコイル
４  平滑コンデンサ
５  第１共振コンデンサ
６  第２共振コンデンサ
７ａ  接続端子
７ｂ  接続端子
８  第１スイッチング素子
９  第２スイッチング素子
１０  被加熱物
１１  共振回路
１２  シャント抵抗
１３  第１放熱体
１３ａ  第１脚
１４  第２放熱体
１５  印刷配線板
１５ａ  銅箔パターン
１５ｂ  銅箔パターン
１５ｃ  銅箔パターン
１６  放熱体支持部
１７ａ  導体線  
１７ｂ  導体線
１７ｃ  導体線
１８  固定支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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