JP6730209B2 - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関する。

誘導加熱調理器は、加熱コイルに高周波電流を流して発生した磁力線が、金属製鍋の鍋底を通過するときに鍋底に生じる渦電流によるジュール加熱を利用して、加熱調理を行う調理器である。加熱調理時には鍋底だけでなく、加熱コイルや制御基板等も発熱するため、ファン装置を用いて加熱コイルや制御基板を送風冷却している。

また、システムキッチンに組み込まれる誘導加熱調理器では、トッププレート上での加熱調理に加え、電熱ヒータなどの熱源を備えたグリル庫を利用して魚焼きなどの調理を行うことができるものが主流となっている。

このような従来の誘導加熱調理器では、冷却対象となる主要部品は複数の加熱コイルと制御基板であり、構造上、加熱コイルは本体上方のトッププレート近傍、制御基板はグリル部側方の余剰空間に収納される構成が一般的である。

なお、システムキッチンに配置される本体の吸気口および排気口は、特許文献１に示すように「本体外郭の外面前部もしくは底部又は双方に設けられた吸気口と、吸気口を通して本体外郭の外側の空気を吸気し本体内部の発熱部位に送風し強制冷却するファンと、本体外郭後方の上部に設けられた冷却風の出口となる排気口とを備えた」構成となっており、加熱中の調理鍋での沸騰や突沸によるふきこぼれや鍋の水蒸気を、本体の内部に流入し難い構成が採られている。

また、誘導加熱調理器をシステムキッチン枠に収納する場合、トッププレート外周端でフランジ部を構成して本体を保持する構造となっており、トッププレート上で調理鍋の加熱中にふきこぼれた液体（水）が、システムキッチン枠とトッププレート（フランジ部）隙間から入りにくいように、トッププレート外周側にパッキンが設けられる。

或いは、万一誤って、トッププレートに亀裂や破損が生じた状態で加熱動作した場合であっても、ふきこぼれた液体が制御基板の充電部（回路パターンの露出部）への浸入を抑制する構造が採られてきた。

また、上記の液体侵入などによる故障に限らず、使用環境や使用頻度、使用鍋の種類などにより予期されない故障などが生じる場合がある。その際、故障や修理時のサービスでは、トッププレートを外し、更に加熱コイルの下方に配置される制御基板の部品交換など行う必要がある。このサービス性においては、センサなどの部品の取付け・取外し作業が容易であるほど、修理・交換が速やかにできるため、アクセスしやすい位置にコネクタなどが設けられていることが望ましい。

一方、国内における大部分のシステムキッチン枠は、寸法が規定されているため、誘導加熱調理器の外形最大寸法もおおよそ定まっており、加熱コイルや制御基板の冷却には限られた空間内で最適な風路を構成する必要がある。

加熱コイルで効率よく調理鍋を誘導加熱させるには、加熱コイルに給電するインバータ回路の電子部品やコネクタを最適にレイアウトすることが重要である。最適なレイアウトとは、一般に、部品間の距離が短く（高集積）、電源など他電子部品による影響を受け難い（低ノイズ）、理想的な回路パターンで部品配置することである。特許文献２には「加熱部（加熱コイル）支持板の下方に、加熱部を駆動及び制御する制御部を有する制御基板があり、ファンモータが制御基板上の部品の発熱を冷却し、それらは同じく加熱部支持板の下方に設けられた上方に開口を設けた箱状の外郭の中に収納する」構成となっており、複数のインバータ回路を一つの制御基板上に一面で構成し、例えば制御基板間や制御基板上の電子部品を跨ぐ配線（ジャンパー線など）が無いように部品配置している。

特開２０１１−３３７２号公報 特開２０１４−１４２１２５号公報

特許文献１の誘導加熱調理器では、グリル庫側方に複数の制御基板を上下に積層して収納しており、制御基板間を繋ぐ複数の配線を有した回路構成となるため、回路ノイズが生じ易く加熱効率が悪化する。さらに、加熱コイルや制御基板を冷却するファン装置を狭い空間に収納し、ファン装置の吸排気部の近傍に、様々な部材を近接して配置している。このため、部材の配置により生じた風速分布による吸気流れの乱れや通風抵抗の増大により、ファン装置の送風性能が悪化し、部品冷却性能の低下や、ファン騒音の増加要因となっている。また、積層した基板構成はサービス性が良好で無く、例えば最下層の基板交換の場合、大部分の部品を外す必要があり、膨大な作業時間と手間を要する。

一方、最も主流の構成であるグリル庫を有する誘導加熱調理器の場合、特許文献２のように、一面に並べた複数のファン装置と制御基板を、グリル庫とトッププレートの間に収納することは基板実装容積が小さくなり困難である。一般的なシステムキッチンでは、グリル庫とトッププレートの隙間は６０ｍｍ程度しかなく、グリル庫は本体幅の約半分以上の容積となっている。このため、制御基板を略同一面に配置して本体に収納しようとする場合、グリル庫から加熱コイルまでの高さ方向の隙間は２０〜３０ｍｍ程度となり、部品実装容積が従来（例えば特許文献１）よりも減少する。ここで、制御基板には高発熱する電子部品を設置して放熱するヒートシンクを実装しており、グリル庫の側方に積層して収納する制御基板では高さ４０〜５０ｍｍ程度のヒートシンクを用いている。高発熱する電子部品の冷却は、ヒートシンクの容積とヒートシンクに流す風量で定まるので、ヒートシンク容積を小さくすれば、大風量（フィン間風速の向上）或いは微細なフィン形状（フィン放熱面積）が必要となり、圧力が高い大型のファン装置が必要となる。

さらに、加熱コイルの下方に制御基板を配置した場合、従来に比べて制御基板とトッププレートの位置関係が近くなる。このため、特許文献１のような制御基板を片側に集中して積層した状態に比べて、液体浸入により制御基板と液体が接触する可能性が高くなる。つまり、トッププレートの排気口と制御基板との距離、トッププレート外周端と制御基板との距離が格段に近くなる。さらに、トッププレートの亀裂や破損時に対し、トッププレート全面で液体浸入の可能性が生じることとなる。

そこで、本発明は、電子部品を最適配置できるように、制御基板を加熱コイルの下方に配置し、高効率で駆動する回路パターンを実装した制御基板レイアウトにするとともに、液体の浸入防止構造を備え、通風抵抗を抑えた送風路による低騒音運転と故障時のサービス性を成立した空冷構造を有する誘導加熱調理器を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る誘導加熱調理器は、本体と、該本体の上面に設置するトッププレートと、該トッププレートの下方に設ける加熱コイルと、前記加熱コイルよりも下方に配置されるとともに、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ基板と、該インバータ基板を冷却するファン装置と、前記加熱コイルを載置するとともに、前記インバータ基板を概ね覆う基板カバーと、を備えた誘導加熱調理器であって、前記インバータ基板は、本体上面視において、前記基板カバーが覆わない位置に中継コネクタを設けており、該中継コネクタの上方であって前記基板カバーが覆わない領域を、着脱可能な蓋部で覆い、前記ファン装置から前記インバータ基板に向かう風路を構成するものとした。

なお、詳細については、発明を実施するための形態において説明する。

本発明によれば、平面状にインバータ基板を配置した部品実装において、回路ノイズが生じ難く、安定したＩＨ動作と、通風抵抗を抑えた送風路による低騒音運転と故障時のサービス性を並立した空冷構造を有する誘導加熱調理器を提供することができる。

実施例１の誘導加熱調理器の斜視図 実施例１の誘導加熱調理器の分解斜視図 図１のＡ−Ａ線で切断した側面断面図 図１のＢ−Ｂ線で切断した正面断面図 図１のＣ−Ｃ線で切断した正面断面図 図１のＤ−Ｄ線で切断した基板カバー内のレイアウト 実施例１の電流共振インバータの回路図 誘導加熱調理器内の空気の流れを示した上面図 実施例１の加熱コイル設置時の側面断面図 実施例１の加熱コイルの分解斜視図 実施例２の誘導加熱調理器の分解斜視図 実施例２の加熱コイルの側面断面図 実施例３の基板カバーと加熱コイルの斜視図 実施例３の誘導加熱調理器の側面断面図 実施例１の変形例の誘導加熱調理器の分解斜視図 実施例１の変形例の誘導加熱調理器の正面断面図

本発明の実施例である誘導加熱調理器について、電気ヒータ等で被調理物を加熱するグリル庫を備えたビルトイン型のＩＨ（Induction Heating）クッキングヒータを例に、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、誘導加熱調理器Ｚ（図１参照）に相対したユーザの視線を基準として、図１等に示すように前後・上下・左右を定義する。

＜誘導加熱調理器の構成＞
実施例１の誘導加熱調理器Ｚは、金属製である被調理鍋（図示せず）の鍋底で渦電流が発生し、この渦電流によるジュール熱が被調理鍋そのものを発熱する装置である。図１は、誘導加熱調理器Ｚの斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線で切断した側面断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線で切断した正面断面図、図５は図１のＣ−Ｃ線で切断した正面断面図、図６は図１のＤ−Ｄ線で切断した基板カバー内のレイアウトである。

図２の分解斜視図に示すように、誘導加熱調理器Ｚは、主に、本体１と、トッププレート２と、加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃと、基板台７３ａ、７３ｂ上に載置した基板７ａ、７ｂと、基板７ａ、７ｂを覆うように設けた基板カバー６ａ、６ｂと、ファン装置９とを備えている。このような構成の誘導加熱調理器Ｚにおいて、前記の渦電流は、加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃに例えば２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ程度の高周波電流を流して磁束が時間的に変化することで発生する。

加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃは、トッププレート２の下方に設置され、その中心付近に鍋底の温度を検出する温度センサ３４を設置している。また、加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃは、ファン装置９の下流側に配置しており、ファン装置９から吹き出る冷却風が基板カバー６ａ、６ｂや蓋部６ｃ下方の基板７ａ、７ｂを冷却した後、本体前側隅の吐出部６０ａを介して加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃを冷却するようになっている。加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃは、後述するインバータ回路の駆動によって高周波電流が流れるコイルであり、コイルベース３１に載置されている。なお、本実施例では、平面視において右・左・中央奥に一つずつ加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃを設けるようにした。コイルベース３１は、３つの支持部３２（例えば、バネ）で支持され、この支持部３２によって上向きの付勢力が与えられている。これによって、加熱コイルはトッププレート２の下面に押し付けられ、被調理鍋と加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃとの距離が一定に保たれる。

本体１の正面左側のグリル庫５には、前後にスライドして被調理物（図示せず）を設置するための投入口（図示せず）を設けている。また、本体１の正面右側には、主にグリル庫５内の加熱具合を調整するための操作パネルＰ２を設けている。トッププレート２は、被調理鍋が載置される板状ガラス（図示せず）と、板状ガラスの四辺を保持する枠部（図示せず）で構成され、本体１の上から設置している。トッププレート２は、三つの加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃの設置位置に対応した三口の鍋載置部２１と、被調理鍋の火加減を調整するための操作部２２と、排気開口部Ｈ２とを有している。なお、排気開口部Ｈ２は、ファン装置９から吹き出る空気を排出するための複数の孔であり、トッププレート２の後方（右側・左側）に設けている。

本体１は、誘導加熱調理器Ｚを設置する空間（所定の左右幅・前後幅・高さ）に対応して外郭を有する筐体であり、上方が開放された箱状（凹状）を呈している。この本体１の左下側にグリル庫５を設けるとともに、グリル庫５を覆う仕切板１ｂに基板台７３ａ、７３ｂを載置し、この上に基板７ａ、７ｂ、および、ファン装置９を構成する下側のケーシング９０ｂ、インペラ９１を平面状に配置する。また、図３に示すように、ファン装置９の流出部である吐出口９５は、基板７ａ、７ｂ面を含む高さに配置している。

ここでファン装置９は、インペラ９１と、インペラ９１を上下に挟んで設けたケーシング９０ａ、９０ｂと、ケーシング９０ａを貫通してインペラ９１に連結するモータ９２で構成した遠心ファンである。つまり、インペラ９１は、モータ９２を設けたケーシング９０ａと、吸気口９ａを設けたケーシング９０ｂで周囲を囲まれた空間に収納され、ケーシング９０ａ、９０ｂに接触しないように、モータ９２の回転軸９２ａで回転可能に支持している。よって、ファン装置９はインペラ９１の回転軸９２ａを本体１の上下方向に有し、下方から吸気し、側方の吐出口９５から二方向に空気を吹き出す。また、図３に示すように、ケーシング９０ｂの吸気口９ａはベルマウス状となっている。つまり、ファン装置９を基板７ａ、７ｂの上流側に配置し、モータ９２を駆動することで吸気口９ａから空気を取り込み、吐出口９５から二方向に分流し、基板７ａ、７ｂのヒートシンク８ａ、８ｂに向かって冷却風を供給するようになっている。

また、図２等に示すように、基板７ａ、７ｂはそれぞれ基板カバー６ａ、６ｂと蓋部６ｃで覆われており、基板カバー６ａ、６ｂに並んでファン装置９を構成する上側のケーシング９０ａを配置している。また、これらの上方に加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃや表示部Ｐ１等を設置し、さらに上から蓋をするようにトッププレート２を設けている。

ここで、基板７ａ、７ｂ上の電子部品７１は、加熱コイル３ａ、３ｂに高周波電流を供給したり、ファン装置９を駆動したりするために用いられる集積回路、インバータ回路、コンデンサ、抵抗器等である。基板台７３ａ、７３ｂは、基板７ａ、７ｂを固定するための絶縁部材（樹脂部材）であり、本体１の内壁や仕切板１ｂに固定される。

基板７ａの左側（本体中央側）には中継コネクタ７７を設けており、加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃに設置した温度センサ３４の信号線を接続している。また、基板カバー６ａ、６ｂの間の、基板カバーによって覆われていない領域には、着脱可能な蓋部６ｃを嵌め込んでいる。従って、中継コネクタ７７の上方を覆う蓋部６ｃを取り外すことで、温度センサの信号線を中継コネクタ７７から容易に取り外すことができる。また、中継コネクタ７７と蓋部６ｃの空間は、ファン装置９から左側の基板７ｂに向かう風路となっている。本実施例の構成によれば、ファン装置９から左側の基板７ｂに向かう風路を広い断面積の風路とすることができるため、左側の基板７ｂのヒートシンク８ｂに向けて、小さい通風抵抗で効率良く冷却風を供給する流れを構成することができる。

中継コネクタ７７は、各加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃに対し、略最短距離となる右側の基板７ａ上、つまり本体上面視において、加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃの間隙に位置しているため、メンテナンス時には、加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃを大きく移動させずとも、蓋部６ｃの取付けや取外しが容易に行えるとともに、温度センサ３４の信号線の中継コネクタ７７からの取外し等も容易に行うことができる。

また、中継コネクタ７７から各加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃに設けた温度センサ３４の信号線の長さを余分に取る必要が無い為、配線を容易に整理でき、例えば風路の通風抵抗を抑制でき、あるいは基板７ａ、７ｂ上の電磁ノイズを招き難いなど、信頼性の高い部品実装が可能となる。

なお、蓋部６ｃが本体上面視において、加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃの間隙に位置しておけば、基板カバー６ａ、６ｂにネジで固定した場合であっても、蓋部６ｃの着脱の手間がかからない。

図３は、図１に示すＡ−Ａ線で切断した側面断面図であり、主に右側の加熱コイル３ａとファン装置９の位置関係を示すものである。本体１の背面側にはそれぞれ、ファン装置９の駆動によって外部から空気を取り込むための吸気開口部Ｈ１を設けている。また、ファン装置９から本体１内に吹き出る空気は、トッププレート２の後方に設けた排気開口部Ｈ２から排出される。なお、本体１の後方の他に、例えば正面下側にも吸気開口部を設ければ、比較的低温の空気を本体１内に取り込み易くなる。また、左側に位置するグリル庫５から遠い背面側に吸気開口部Ｈ１を設けることで（図２参照）、吸気開口部Ｈ１を介して取り込む温度が高い空気を吸い込み難くできる。また、本実施例の誘導加熱調理器Ｚでは、ファン装置９の下側、つまりグリル庫５の右側に空洞部（チャンバ部Ｆ０）を設けている。吸気開口部Ｈ１とファン装置９の間に設けたチャンバ部Ｆ０は、吸気開口部Ｈ１より流入した空気の風速分布を緩和させ、吸気口９ａのベルマウスに沿って乱れの少ない気流を供給する。

したがって、吸気口９ａ下流のインペラ９１での流れの剥離などが抑制でき、インペラ９１が高効率で送風できる。よって、ファン装置９は低騒音かつ大風量で回転駆動でき、運転音の小さい誘導加熱調理器となる。つまり、ファン装置９を誘導加熱調理器Ｚに組み込んだ際、インペラ９１の所定の圧力上昇を確保できるので、必要以上に回転数を上昇させなくてよく、低騒音で運転可能である。

また、ファン装置９の下側ケーシング９０ｂは、基板台７３ａを載置する仕切板１ｂ（図２参照）より下方に突出しており、大口径且つ羽根厚さの大きいインペラが収納し易い構成となっている。

誘導加熱調理におけるファン装置９は、本体１内の通風抵抗（例えば１００から２００Ｐａ）に対して、十分な裕度のある圧力−風量の送風特性であるほど、低速回転で冷却に必要な風量（例えば１．０から１．５ｍ^３／ｍｉｎ）を得るので、基板７ａ、７ｂや加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃを効率よく冷却できるとともに、使用時の運転音を抑えた低騒音化が容易となる。また、吸気開口部Ｈ１から排気開口部Ｈ２までの通風抵抗が小さければ、ファン装置９の回転数を抑えても冷却に必要な風量を流せるため、より騒音を低くできる。

ファン装置９から吹き出た空気は、基板台７３ａと基板カバー６ａの間隙に設置した基板７ａ上を流れ（Ｆ１）、その下流の基板カバー６ａ上に設置した加熱コイル３ａに向かって基板カバー６ａとトッププレート２の間隙を流れる（Ｆ２）。本実施例では基板カバー６ａの前側に、加熱コイル３ａに向かって側方から空気を供給する吐出部６０ａ（図２参照）を設けている。吐出部６０ａの開口部は、加熱コイル３ａの側面を向いており、上方から平面視しても開口面は見えない。これは、万一トッププレートの亀裂部から液体が侵入しても、吐出部６０ａの開口部から、基板カバー内に液体を浸入させないために有効である。

また、ファン装置９の吐出口９５は、インペラ９１に連通する吸気口９ａが基板台７３ａより下方となるように構成したため、基板カバー６ａに向かって斜め上向きに空気が吹き出る。本構成は、基板カバー６ａを介して基板７ａと加熱コイル３ａを近接して設けたことにより生じる、基板カバー６ａの温度上昇を抑制するものである。調理中の加熱コイル３ａは２００℃近い温度まで上昇するため、基板カバー６ａが加熱コイル３ａの放射熱で温度上昇する。よって、基板カバー６ａに向かう吐出口９５を構成させ、主流が基板カバー６ａ側に偏流することで、放射熱による熱変形を抑制している。

グリル庫５より上方に基板７ａ（７ｂ）を設けた本実施例では、基板をグリル庫の側方に設けた構成に比べ、加熱コイル３ａ（３ｂ、３ｃ）と基板７ａ（７ｂ）の距離も近づくので、加熱コイルの温度上昇の影響を受け易くなるが、本構成のように、ファン装置９の送風による流れの主流を基板カバー６ａ（６ｂ）に傾けることで、基板カバー６ａを介して基板７ａに伝熱する熱を防止でき、効率よく本体１内の部品全体を冷却できる。

ここで、加熱コイル３ａを冷却し、基板カバー６ａとトッププレート２の間隙を流れる空気（Ｆ２）は、本体１後方の排気開口部Ｈ２に向かって排出する。排気開口部Ｈ２は、金属板に複数の小径孔を設けた排気カバー２５で覆われており、トッププレート上でふきこぼれ等が生じた際に流れ込む液体（図示せず）が直に入り難くなっている。なお、排気カバー２５は着脱可能であり、汚れた際に取り外して洗浄できる。また、排気カバー２５を通過した液体は、排気カバー２５の下方に設けた水受部９４により、小径孔を通過して落下した液滴を広い面で受けて緩衝させ、ファン装置９側に流れ込まないようにしている。水受部９４とモータ９２の間には、格子状の仕切り９４aが設けられ、本体１内部への液体侵入を抑制している。

さらに、本実施例の構成では、排気開口部Ｈ２近傍にファン装置９を配置したことにより、右側の排気開口部Ｈ２から、基板７ａまでの距離を長くでき、基板の充電部に液体が浸入し難い構造となっている。よって、排気開口部Ｈ２に対して、基板７ａへの液体浸入の可能性を極めて低くでき、本実施例が故障の起き難い、安全性の高い構造となる。なお、左側の排気開口部Ｈ２においては、図２に示すように、仕切板１ｂ後方に水受部１ａを設けており、排気カバー２５を通過した液滴は、グリル庫５の後方まで落下するため、基板カバー６ｂ側に入り難い構成となっている。

図４は図１に示すＢ−Ｂ線、図５は図１に示すＣ−Ｃ線で切断した正面断面図であり、各加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃに対し基板７ａ、７ｂとの位置関係を示すものである。まずグリル庫５内の加熱室５０は、例えば、魚焼きなどの調理物を配置する空間であり、熱源である電熱ヒータ（上ヒータ５１、下ヒータ５２）と、魚等を載置する焼網５４と、この焼網５４の下方に配置した受け皿５３と、を有している。前記したように、加熱室５０を平面視において本体１内の左領域に配置しており、内部の受け皿５３などが本体１に対して前後方向でスライド可能になっている。

なお、加熱室５０の熱源は電熱ヒータに限らず、マイクロ波、水蒸気、又はこれらの組合せで食品を熱するようにしてもよい。また、温度調節器を備えてオーブン加熱するようにしてもよい。本実施例では、本体幅の１/２以上のグリル庫５を備えた誘導加熱調理器Ｚを示した。

前述したように、電子部品７１が実装される基板７ａ、７ｂと、基板カバー６ａ、６ｂ内の風路を介して空気を通流させるファン装置９は、トッププレート２の排気開口部Ｈ２近傍に配置している。このため、加熱コイル３ｃの正面断面を示した図４、および加熱コイル３ａ、３ｂの正面断面を示した図５では、本体１内の右領域が空間（チャンバ部Ｆ０）となっている。また、図５に示すように、本実施例では右側の加熱コイル３ａの下方に基板７ａ、左側の加熱コイル３ｂの下方に基板７ｂが分割して配置しており、基板７ａに右側の加熱コイル３ａに給電するインバータ回路を、基板７ｂに左側の加熱コイル３ｂと奥側の加熱コイル３ｃに給電するインバータ回路を実装している。基板７ａ、７ｂはそれぞれ基板台７３ａと基板カバー６ａ、基板台７３ｂと基板カバー６ｂを上下に組み合わせた空間に配置しており、その空間内が空気の風路（Ｆ１）となる。本実施例の誘導加熱調理器Ｚでは、故障などによる部品交換の際、インバータ基板毎に行えるように複数毎の基板を平面状に並べた構成となっており、部品交換を効率良く行うことができるため、サービス作業性を良好にしている。

図６は図１に示すＤ−Ｄ線で切断した基板カバー内の基板とファン装置のレイアウトであり、ファン装置９より供給する空気の流れと基板７ａ、７ｂの関係を示したものである。図６に示すように、ファン装置９のケーシング９０ａの吐出口９５の下流側には、基板７ａのヒートシンク８ａ、中継コネクタ７７、基板７ｂのヒートシンク８ｂがそれぞれファン装置９に近い位置に配置している。ヒートシンク８ａ、８ｂは、発熱性の高い電子部品である高発熱素子７２から吸熱し、ファン装置９を介して流入する空気に対して放熱する放熱器である。ヒートシンク８ａ、８ｂはそれぞれ、所定の表面積を有するフィン（図示せず）を有しており、基板７ａ、７ｂに設置している。ファン装置９の吐出口９５は、ヒートシンク８ａ、８ｂに臨んで二箇所に分流し、モータ９２の駆動に伴って所定流量の空気をヒートシンク８ａ、８ｂに導く。ヒートシンク８ａ、８ｂには、インバータ回路を構成する高発熱素子７２を設置するため、ファン装置９に近い最上流側に配置することで高い冷却性能を得る。なお、ファン装置９から排気開口部Ｈ２まで、ヒートシンク８ａに流れる空気の風路に比べ、ヒートシンク８ｂを流れる空気の風路が長くなる。

本実施例では、基板カバー６ａ、６ｂの上壁面にそれぞれ下方（基板側）に延びるリブ６６ａ、６６ｂ、６６ｃを設け（図６参照）、ヒートシンク８ａ、８ｂの夫々に向かう二つの風路を構成している。したがって、ヒートシンク８ａへの風路は、風路上面となる基板カバー６ａ、風路側面となる基板カバー６ａから下方に延びるリブ６６ａとリブ６６ｂ、風路下面となる基板７ａにより通風ダクト６５ａが構成される。一方、ヒートシンク８ｂへの風路は、風路上面となる基板カバー６ｂと蓋部６ｃ、風路側面となる基板カバー６ｂから下方に延びるリブ６６ｃとリブ６６ｂ、風路下面となる基板７ａと基板７ｂによる通風ダクト６５ｂを構成する。つまり、排気開口部Ｈ２までの風路が長い通風ダクト６５ｂの風路断面積を通風ダクト６５ａより大きく構成し、全体の通風抵抗を低減しファン装置９への負荷を低減することで、運転騒音を抑制させている。

ヒートシンク８ａ、８ｂは、ファン装置９に近い上流側に設置している。つまり、吐出口９５を介して流入した空気によって、発熱量が最も大きい高発熱素子７２が最初に冷却するようにヒートシンク８ａ、８ｂを配置している。このように、吐出口９５の近傍にヒートシンク８ａ、８ｂを配置し、リブ６６ａ、６６ｂ、６６ｃにより流れを集中することで、高発熱素子７２を効果的に冷却できる。なお、基板カバー６ａ、６ｂに設けるリブは他の電子部品７１への風量分配などを考慮し適宜設ければよい。また、リブの高さも風量分配の状況に応じて適宜決めればよく、さらに基板カバーの内側でなく、加熱コイル側の上壁面側に設けてコイル冷却風路としても差し支えない。また、リブ形状でなく、部品の外形に応じて基板カバーの上壁面に凹凸を設けた構成であってもよい。

次に、図７を用いて、本実施例の誘導加熱調理器Ｚで用いられる電流共振インバータの回路図を説明する。ここでは図６に示す高発熱素子７２により、電流共振インバータのハーフブリッジ回路を構成した例を示しており、図７（ａ）は左側の加熱コイル３ｂと、奥側の加熱コイル３ｃ用のハーフブリッジ回路図、図７（ｂ）は右側の加熱コイル３ａ用のハーフブリッジ回路図である。

誘導加熱調理器で一般的に用いる回路として、電流共振インバータのハーフブリッジ回路があり、例えば図７（ｂ）のように、二つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）７２ａとＤＢ（Diode Bridge）７２ｘで構成される。また、図７（ａ）に示すように、本実施例では加熱コイル３ｂ、３ｃに給電するインバータのＤＢを共用した構成となっている。ＤＢの共用は、一枚の基板７ｂ上でＤＢを挟んで二つのハーフブリッジ回路を配置するように構成し、さらに図７に示すように、高発熱素子７２を本体前後方向にそれぞれ整列したレイアウトにし、冷却風路として用いている。

図８はトッププレート２を透過してファン装置９から排気開口部Ｈ２までの本体１内の流れを示した上面図である。図８に示すように、ファン装置９から吐出した空気は、本体１の左右中央付近の通風ダクト６５ａ、６５ｂを後方から前方に向かって流れる（図６参照）。そして、通風ダクト６５ａを通過した空気の主流は本体右側に曲がり、基板カバー６ａ内の基板７ａ上の電子部品７１（図示せず）を冷却するとともに、その下流の加熱コイル３ａに流れる（冷却する）。

また、通風ダクト６５ｂを通過した空気は、主流が本体左側に曲げられ基板カバー６ｂ内の基板７ｂ上の電子部品７１（図示せず）を冷却するとともに、その下流の加熱コイル３ｂを冷却する。つまり、ファン装置９の冷却風は、基板カバー６ａ、６ｂ内で主流が本体左右に分岐して流れる。この結果、流れが交差することなく効率よく下流の排気開口部Ｈ２まで導かれ易くなっている。また、本構成では冷却風路が、基板カバー６ａ、６ｂ内（Ｆ１）と、トッププレート２下方（Ｆ２）の二層で構成されるので、ファン装置９から出た主流が壁面に衝突して流れ方向を変える部位が少なくなり、通風抵抗を抑えた構造が実現できる。

図９は加熱コイル３ａ設置時の側面断面図、図１０は加熱コイル３ａの斜視分解図である。図９および図１０に示すように、加熱コイル３ａは磁性体である棒状のフェライト３３を放射状に内蔵したコイルベース３１上に載置しており、例えば弾力性のあるバネなどを用い、コイルベース３１外周の支持溝３１ａを介し、三箇所の支持部３２で保持している。フェライト３３はインバータ基板７ａから加熱コイル３ａに供給する高周波電流によって生じる、加熱コイル３ａ周りの磁束が、被調理鍋に向かうように配置したものである。なお、フェライト３３は加熱コイルに対し長方形でなく、扇状にしてもよい。扇状であれば、加熱コイルの下面をフェライトで覆い易くなり、磁束の漏れを低減できる。

支持部３２は、基板カバー６ａ、６ｂやケーシング９０ａに設置し（図２参照）、下方からコイルベース３１を支持する。本実施例では支持部３２を、支持溝３１ａに挿入したバネで構成しており、加熱コイル３ａの位置合わせを行いつつ、コイルベース３１をトッププレート２側に押し付け、加熱コイル３ａとトッププレート２を近接させる。

コイルベース３１の中央付近にはセンサ台３４ａを介して、トッププレート２との接触温度から間接的に被調理鍋の温度を検知する、例えばサーミスタなどの接触式の温度センサ３４を配置している。なお、センサ台３４ａはコイルベース３１中央の支持穴３１ｂに貫通する軸部（図示せず）を配しており、該軸部に設けたバネ３４ｂにより、センサ台３４ａ上の温度センサ３４をトッププレート２に押し付ける構成となっている。加熱コイル３ａとトッププレート２の間隙は小さいほど、加熱コイル３ａと被調理鍋との電気的な結合が良好になるので、間隙は小さいほど効率の良い加熱ができる。本実施例の加熱コイル３ａは複数の素線を撚り合わせたリッツ線をスパイラル状に巻いた構成にしており、加熱コイル３ａは外側リッツ線３０ａと内側リッツ線３０ｂで、径方向に二重に分割した構成となっている。上記のような構成は、被調理鍋を均一に加熱するために有効な配置であり、その外側リッツ線３０ａと内側リッツ線３０ｂの間に別途、温度センサを配置すれば、被調理鍋底面の最高温度部位に近い位置にセンサを配置でき、被調理鍋温度を適切に制御できる。

ここで、温度センサは、サーミスタで無く、赤外線センサのような非接触センサを用いてもよい。また、加熱コイル３ａに設ける温度センサの個数が多いほど鍋載置部２１（図１参照）内の複数位置を検出できるため、鍋温度調整などの調理温度制御や空焚きなどの安全制御性を高めることができる。加熱コイルに設置されるセンサは組立て時に基板に接続させるため、基板上に中継コネクタ７７が複数設けられる。また、基板７ａから加熱コイル３ａへの給電ケーブルは、コイルベース３１に設けた端子により行う構造が一般的であるが、コイルベース３１の下側に端子を設けることで実装効率を向上することができる。この際、中継コネクタ７７への接続は、加熱コイル３ａの設置後となるため、より取り外しが容易な構成となり、サービス性が良好となる。
＜変形例＞
図１５および図１６は本実施例の変形例であり、これらの図面に示すように、本変形例では、蓋部６ｃの下方に中継コネクタ７７に向かって延びるリブ６６を設けた構成となっている。

実施例１では、図６に示したように、三枚のリブ６６ａ、６６ｂ、６６ｃを用いてヒートシンク８ａに向かう風路と、ヒートシンク８ｂに向かう風路を分離しているが、本変形例では、リブ６６により基板７ａへの通風ダクト６５ａと、基板７ｂへの通風ダクト６５ｂを構成しており、リブ６６の位置や傾き、形状により通風ダクト６５ａ、６５ｂへの風量分配を調整できる。

したがって、本変形例によれば、蓋部６ｃに設けたリブ６６により、基板カバー６ａ、６ｂのリブ６６ａ、６６ｂ、６６ｃ（図６参照）を設けなくとも、シンプルな構成で通風ダクト６５ａ、６５ｂを構成できる。また、基板カバー６ａ、６ｂの複雑な形状が少なくなり、取付けや取り外しが容易となりサービス作業も行い易くなる。
＜加熱操作と基板ケース内の空気の流れ＞
トッププレート２の鍋載置部２１（右側の加熱コイル３ａに対応）に、被調理鍋を載置し、ユーザによって操作部２２（図１参照）を操作することで加熱処理を開始する。操作部２２は、タッチキーであり、トッププレート２上に印刷したキーに触れることで操作できる。

被調理鍋の下方に位置する加熱コイル３ａには、制御装置（図示せず）からの指令に応じて図７（ｂ）に示すインバータ回路から高周波電流を供給し、被調理鍋を誘導加熱する。加熱コイル３ａで被調理鍋を誘導加熱すると、この加熱コイル３ａの他に、前記のインバータ回路を構成する高発熱素子７２や電子部品７１も発熱する。

加熱処理の開始とともに、制御装置（図示せず）からの指令に応じてファン装置９が駆動する。ファン装置９が駆動すると、インペラ９１の流入側で負圧が発生し、吸気開口部Ｈ１からチャンバ部Ｆ０を介して流れた空気がファン装置９に吸い込まれる。ファン装置９から吐出した空気は、基板カバー６ａ、６ｂ内の通風ダクト６５ａ、６５ｂに分流され、基板７ａ上のヒートシンク８ａから吸熱する。ヒートシンク８ａを介した放熱によって高発熱素子７２（７２ａ、７２ｘ）を冷却し、基板７ａに実装した他の電子部品７１も空気との熱交換によって冷却される。基板７ａを冷却した空気は、基板カバー６ａ上方の吐出部６０ａから、加熱コイル３ａに向かって流れ、加熱コイル３ａを冷却した後、排気開口部Ｈ２を介して排出する。なお、通風ダクト６５ｂを通過した空気も基板カバー６ｂ内を流れて排気開口部Ｈ２を介して排出する。
＜効果＞
以上で説明した本実施例によれば、回路パターン面積を最大にする部品実装により回路ノイズが生じ難く、安定したＩＨ動作と、通風抵抗を抑えた送風路による低騒音運転と故障時のサービス性を並立した空冷構造と有する誘導加熱調理器を提供できる。

実施例２は、実施例１と比較して基板カバー６ａ、６ｂおよび加熱コイル、トッププレート２の構成が異なるが、その他については実施例１と同様である。したがって、当該異なる部分について説明し、実施例１と重複する部分については説明を省略する。

図１１は実施例２に係る誘導加熱調理器の分解斜視図であり、基板カバー６ａ、６ｂと加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃの部品構成を示す。また、図１２は図１１の加熱コイルの側面断面図である。図１１に示すように、本実施例に示す基板カバー６ａ、６ｂには、開口部６３および吐出部６０ａを設けている。基板カバー６ａ、６ｂの上方に設けた開口は、実施例１の吐出部６０ａ（図２参照）より開口面積が大きくなっている。開口面積は大きいほど、平均風速が低下し吐出部６０ａを通過する際の通風抵抗が低減する。

つまり、図１１に示す開口面積が大きい吐出部６０ａを設けることで、吸気開口部Ｈ１から排気開口部Ｈ２までの全体の通風抵抗が減少する。このため、小さいファン動力で効率よくファン装置９から送風が可能となる。また、図１２に示すように、加熱コイル３ａの下方から冷却風が供給できるため、低い圧力損失で加熱コイルを効率よく冷却できる。

一方、トッププレート２の亀裂などで液体が浸入した場合に、基板カバー６ａ、６ｂに設けた吐出部６０ａから露出している基板７ａ、７ｂの電子部品７１を保護するため、本実施例の加熱コイル３ａには、トッププレート２との間隙に加熱コイル３ａの外形より大きい防水板３５を設置している。防水板３５は調理鍋の誘導加熱に影響しない材料であれば限定しないが、例えばマイカ板であれば、安価で成型も容易であるので製造が容易である。本実施例の加熱コイル３ａ、３ｂ、３ｃの下方に設けた基板カバー６ａ、６ｂの吐出部６０ａは防水板３５で覆うことができるため、実施例１と同様にトッププレート割れ時の液体侵入を抑制し、安全で信頼性能高い誘導加熱調理器を提供できる。

実施例３は、実施例１と比較して基板カバー６ａ、６ｂおよび表示部P1の構成が異なるが、その他については実施例１と同様である。したがって、当該異なる部分について説明し、実施例１と重複する部分については説明を省略する。

図１３は実施例３に係る誘導加熱調理器の基板カバーと加熱コイルの斜視図であり、基板カバー６ａ、６ｂによる他の風路構成例を示す。また、図１４は図１３の基板カバー６ａ、６ｂに冷却風の主要な流れを示す誘導加熱調理器の側面断面図である。図１３に示すように、本実施例では本体正面側の基板カバー６ａ、６ｂを開放面としており、ファン装置９から吹出す空気が流入するヒートシンク（８ａ、８ｂ、図２参照）の下流側に広い空間を構成したものである。本構成ではヒートシンクのフィン間に空気が流入し易くなり、風路の通風抵抗を低減できる。なお、本実施例では図１４に示すように、基板７ａ（７ｂ）を冷却する風路Ｆ１と、加熱コイル３ａ（３ｂ、３ｃ）を冷却する風路Ｆ２が、基板カバー６ａ（６ｂ）と表示部Ｐ１で仕切られて分離している構成となる。基板カバー６ａ（６ｂ）と表示部Ｐ１の嵌合部（図示せず）は、リブ等でラビリンスシール（非接触シール）を構成してもよいし、パッキン等（接触シール）を用いた構成であってもよい。また、この嵌合部には加熱コイル３ａ（３ｂ）を冷却する開口を設け吐出部６０ａを構成すれば、加熱コイル３ａ（３ｂ）に対し任意の位置から冷却風を供給して冷却効率を向上できる。なお、表示部Ｐ１に鍔部６１を設け、冷却風の流れ方向を限定すれば加熱コイル３ａ（３ｂ）をより効果的に冷却できる。

Ｚ 誘導加熱調理器、
１ 本体、
２ トッププレート、
２１ 鍋載置部、
２２ 操作部、 ３ａ、３ｂ、３ｃ 加熱コイル、
３１ コイルベース、
３２ 指示部、
３４ 温度センサ、
５ グリル庫、
６ａ、６ｂ 基板カバー、
６ｃ 蓋部、
６０ａ 吐出部、
６５ａ、６５ｂ 通風ダクト、
６６、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ リブ、
７ａ、７ｂ 基板、
７１ 電子部品、
７２（７２ａ、７２ｂ、７３ｂ、７３ｘ） 高発熱素子、
７３ａ、７３ｂ 基板台、
７７ 中継コネクタ、
８ａ、８ｂ ヒートシンク、
９ ファン装置、
９ａ 吸気口、
９０ａ、９０ｂ ケーシング、
９１ インペラ、
９２ モータ、
９５ 吐出口、
Ｆ０ チャンバ部、
Ｈ１ 吸気開口部、
Ｈ２ 排気開口部、
Ｐ１ 表示部、 Ｐ２ 操作パネル

Claims (5)

1. 本体と、
   該本体の上面に設置するトッププレートと、
   該トッププレートの下方に設ける加熱コイルと、
   前記加熱コイルよりも下方に配置されるとともに、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ基板と、
   該インバータ基板を冷却するファン装置と、
   前記加熱コイルを載置するとともに、前記インバータ基板を概ね覆う基板カバーと、を備えた誘導加熱調理器であって、
   前記インバータ基板は、本体上面視において、前記基板カバーが覆わない位置に中継コネクタを設けており、
   該中継コネクタの上方であって前記基板カバーが覆わない領域を、着脱可能な蓋部で覆い、前記ファン装置から前記インバータ基板に向かう風路を構成したことを特徴とする誘導加熱調理器。
2. 前記加熱コイルおよび前記インバータ基板は各々複数設けられており、
   各々のインバータ基板は略平面状に配置され、
   前記蓋部は、本体上面視において、前記複数の加熱コイルの間隙に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
3. 前記蓋部の下面に前記中継コネクタに向かって延びるリブを設け、前記リブにより前記複数のインバータ基板への風量分配を制御することを特徴とする請求項２記載の誘導加熱調理器。
4. 前記トッププレートの下方且つ本体正面側に表示部を配し、
   前記基板カバーと前記表示部により、前記複数の加熱コイルを設置した空間と前記複数のインバータ基板を設置した空間を分離したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の誘導加熱調理器。
5. 前記表示部と前記基板カバーの隙間に前記加熱コイルに送風する開口を設けたことを特徴とする請求項４に記載の誘導加熱調理器。

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