(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱コイルと、内部に磁性体を備え前記加熱コイルを載置するコイル台と、前記コイル台と同じ材質でモールドされ前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を構成する部品の少なくとも１つに装着された放熱器と、前記コイル台と前記インバータ回路との間に設けられ前記加熱コイルと前記放熱器とを熱的に接続するヒートパイプとを有することを特徴とする誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般家庭及びレストラン、あるいは工場などで使用される誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の誘導加熱装置の加熱構造を誘導加熱調理器を例に取り上げ、図５〜６を用いて説明する。図５は従来の誘導加熱調理器の断面図で、１は加熱コイル２から発生する高周波磁界によって誘導加熱される被加熱物、２は被加熱物１を誘導加熱する加熱コイル、３は加熱コイル２に高周波電流を供給するインバータ回路で図には特に記載していないが、加熱コイル２と接続されている。４は被加熱物１がその上面に載置されるプレートでその材質はセラミックである。５は筐体、６は加熱コイル２を載置するコイル台、７はコイル台６に埋設されている磁性体で、材質はフェライトである。磁性体７は加熱コイル２から発生する高周波磁界を効率よく被加熱物１に供給させる目的で用いられている。１０はインバータ回路３を構成する部品の内発熱が大きいパワー部品で具体的にはスイッチング素子であるＩＧＢＴとダイオードブリッジである。９はパワー部品１０からの発熱を放熱する放熱器である。
【０００３】
８は冷却装置で、加熱コイル２とパワー部品１０の冷却のために加熱コイル２側面からシロッコファンなどを用いて強制空冷にて冷却している。シロッコファンを用いている理由は、加熱コイル全面にわたって十分な冷却風を確保する必要があり、そのための圧損が大であるからである。
【０００４】
コイル台６を上から見た図を図６に示す。図６に示すように磁性体７は、複数の棒体からなり、コイル台６の下面に放射状に配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な従来の誘導加熱装置では、以下に示す課題があった。すなわち、上記したように加熱コイルは裏面に磁性体の配置されたコイル台上に載置されており、冷却風が通過困難な構成でありさらにパワー部品の冷却も行う必要があるため、高価なシロッコファンを用いる必要があり、結果商品のコスト上昇をまねくという課題である。
【０００６】
こういった背景から近年加熱コイルを載置するコイル台に関して、特開昭６１−７１５８１に示すような棒状磁性体を加熱コイル中心から放射状に配置し、さらに樹脂で形成されるコイル台の内部に埋設するものが提案されている。
【０００７】
しかして、この構成においても、磁性体の厚みが大であり（棒状形態のため、その飽和磁束密度を考慮して、一般的に５ｍｍ程度）、その厚み分と樹脂厚みを足したものがコイル台の厚みとなって（一般的に１０ｍｍ弱程度）、加熱コイルの横面から冷却風を送風しても、加熱コイル下面の効率的な冷却が困難である（加熱コイル上面には被加熱物が載置されるプレートがあり、加熱コイルとプレート間は誘導加熱の原理上効率的な加熱のためには少なくとも約５ｍｍ程度は必要であり、極めて薄いため、この面においての冷却も大幅には期待できない）。
【０００８】
また加熱コイルとインバータ回路は別部材となり、加熱源（すなわち加熱コイルとインバータ回路）として見た場合、占有体積が大きく、装置の小形化が困難であった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決し、簡素な構成で加熱コイル及びパワー部品の必要冷却を低減し、シロッコファンのような高価な冷却機構の不要、かつ加熱源として小形な誘導加熱装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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、加熱コイルから発生する熱を高熱伝導体で集熱し、さらにパワー部品の載置された放熱器と接続することによって冷却対象を１カ所に集中させ、かつインバータ回路と加熱コイルを一体化することにより、加熱源の小形化を図るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、加熱コイルと、内部に磁性体を備え前記加熱コイルを載置するコイル台と、前記コイル台と同じ材質でモールドされ前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を構成する部品の少なくとも１つに装着された放熱器と、前記コイル台と前記インバータ回路との間に設けられ前記加熱コイルと前記放熱器とを熱的に接続するヒートパイプとを有するものです。これにより、加熱コイルから発生する熱を高熱伝導体で集熱し、さらにパワー部品の載置された放熱器と接続することによって冷却対象を１カ所に集中させているので、放熱器を冷却するだけで済み、結果安価な軸流ファンなどでも冷却が可能となり、またインバータ回路と加熱コイルを高熱伝導材を挟んだ形で配置しているため、加熱源として小形化が可能となるものである。
【００１２】
また、磁性体により、加熱コイルによる高熱伝導体の誘導加熱を防止することが可能となり、インバータ回路と加熱コイルを同じ部材でモールド化することにより、さらに小形化が可能となるものである。
【００１３】
【実施例】
以下、参考例および本発明の実施例について、図１〜４を参照しながら説明する。
【００１４】
（参考例）
図１は、本発明の実施例に関連する参考例における誘導加熱装置の断面図で、３１は誘導加熱される被加熱物、３２は、高周波電流が流れることにより、高周波磁界を発生する渦巻き状に巻回された加熱コイルである。３３は加熱コイル３２へ高周波電流を供給するインバータ回路、３４はプレートで材質はセラミックである。３５は筐体、３６は加熱コイル３２が載置されるコイル台で磁性体３７を含んでおりその材質はＰＥＴである。磁性体３７の透磁率は１８００程度で、棒状フェライトを放射状に配置している。３８は冷却装置で放熱器３９を集中的に冷却するように構成されている。４０はインバータ回路の部品であり、具体的にはスイッチング素子４５とダイオードブリッジ４６である。
【００１５】
放熱器３９とインバータ回路３３を上から見た図を図２に示す。スイッチング素子４５とダイオードブリッジ４６を放熱器に装着している理由はこの２つの部品が他のインバータ回路部品に比べて極めて損失が大きいためである。具体的にはスイッチング素子４５の損失が５０Ｗ程度、ダイオードブリッジ４６の損失が２０Ｗ程度、他のインバータ回路の部品として例えば共振キャパシタの損失は２Ｗ程度チョークコイルの損失は１０Ｗ程度である。４１は高熱伝導体で本参考例の場合はヒートパイプを用いている。加熱コイル３２の直下にヒートパイプを設けた場合、誘導加熱されてしまうため、間に磁性体３７を介在させている。
【００１６】
高熱伝導体４１は加熱コイル３２の発熱を集熱すべく、加熱コイル３２の外径から内径にわたって熱的に接続されている。さらに高熱伝導体４１は、放熱器３９と接続されている。放熱器３９などを冷却装置３８側から見た図を図３に示す。図３で５０は熱接続金具で、高熱伝導体５０と放熱器３９を熱的に接続している。インバータ回路３３とコイル台３６は高熱伝導体４１を挟んだ形で配置されている。
【００１７】
以上の構成によって加熱コイルの発熱は高熱伝導体４１によって放熱器３９へ導かれるため、冷却装置３８は放熱器３９のみを集中的に冷却すればよい。従って従来例のように加熱コイル３２の下面に冷却風を通す必要がなく、圧損が小さくてすむため、軸流ファンを用いても効率的な冷却がかのうとなり、結果安価な誘導加熱装置を実現できるものである。通常インバータ回路３３コイル台３６を接近させると、加熱コイル３２の発熱などにより、インバータ回路側の部品の温度上昇が高くなり課題となるが、本参考例の場合、上記の高放熱の構造となっているので、インバータ回路と加熱コイルの一体化が可能となるものである。
【００１８】
尚、本参考例では高熱伝導体４１のヒートパイプ数を１としたが、損失に応じて２本、３本と増やしても良い。またその断面も丸形でなく、四角形を用いても良い。
【００１９】
（実施例）
図４は、本発明の実施例における誘導加熱装置の断面図で、インバータ回路３３は、コイル台３６と同じ材質でモールドされている。以上の構成により、さらに加熱源の小形化が可能となるものである。
【００２０】
尚、本実施例ではコイル台３６の材質をＰＥＴとしたが、例えば樹脂フェライト材料としてもよい。この場合樹脂フェライトの熱伝導率は１．５Ｗ／ｍ・Ｋと、ＰＥＴなどの樹脂と比べて２桁以上高いためさらに放熱効果が得られる上、磁性体３７も不要となるものである。またインバータ回路３３全体をモールドする構成としているが、例えばコンデンサなど部品高さが高いものは、モールドしない構成としても良い。また冷却装置と本実施
例の加熱源を一体化してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加熱コイルとインバータ回路部品の冷却が簡素かつ安価に実現でき、さらに装置の小形化が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例における誘導加熱装置の断面図
【図２】  同、放熱器とインバータ回路の平面図
【図３】  同、冷却装置側から見た放熱器などの断面図
【図４】  本発明の実施例における誘導加熱装置の断面図
【図５】  従来の誘導加熱装置の部品構成を示す断面図
【図６】  同、加熱コイルを下から見た図
【符号の説明】
３２  加熱コイル
３３  インバータ回路
３９  放熱器
４１  高熱伝導体
【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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