JPS603887A - 誘導加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電磁誘導加熱調理器に係り、特に内部の高周波
電力変換装置から外部に漏洩する電磁界、特にＡＭラジ
オ周波数帯域に於ける漏洩電磁界を低減する構造に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 一般に誘導加熱調理器は、高周波高磁束密度の磁界を発
生する加熱コイルとその加熱コイルに高周波大電流を供
給する高周波電力変換装置を具備しており、特に高周波
電力変換装置の共振コンデンサ、半導体スイッチング素
子あるいは、高周波電源用フィルタコンデンサ等の高周
波回路部品には、急峻な立ち上がり、立ち下がりをもつ
大電流が流れている。そのため高周波電力変換装置から
発生する漏洩磁界は、特にＡＭラジオの受信に妨害を及
ぼす。従来、この漏洩磁界を低減するため、第１図に示
すように鍋載置板１の下方に位置する加熱コイル２以外
の高周波電力変換装置が配設されている導電材料ででき
た内部シャーシ４の上部全体をアルミ等の導電シールド
カバー６で覆うというような手段がとられてきた。しか
しこのような構造では導電性のシールドカバー５に加熱
コイル２の高密度高周波の磁界が鎖交し、シールド力・
・−６に誘導電流が流れ、そこで熱損失が生じ、誘導加
熱調理器の加熱効率を下げたり、前記誘導電流が発する
反磁界が、加熱コイルの等価インダクタンスを減じるた
め、加熱コイルの巻数をその分増やして補償しなくては
ならない。またシールドカバー６は導電体であるので、
他の電気部品との電気絶縁を確保するためにかなりの空
間を必要とする等の問題点があった。これらの問題点は
すべて、誘導加熱調理器の高さを低くする（薄型化をは
かる）際の深刻な制限項目となる。またシールドカバー
６のように高周波電力変換装置全体を覆う導電板を誘導
加熱調理器内部に設けると、導電板が、加熱コイル２や
、負荷鍋底から受ける輻射熱により高温となり機器内部
の温度を上げてしまい、半導体部品や、その他の電気部
品の冷却に悪影響を与えることとなり、それらの信頼性
を損う恐れがある。

さらに、第１図に於て内部シャーシ４や、外部筺体６を
樹脂化した場合には、その上面を覆うシールド板５だけ
では、高周波電力変換装置３から発生ずる高周波磁界を
十分低減することはできない。

即ち樹脂部分から磁界が外部に漏洩してしまうため、少
くとも内部シャーシ４が導電体であるか外部筺体６が導
電体であり磁気シールド効果をもっていなくてはならな
いということである。筐体６の樹脂化は、機器の軽量化
あるいは、製品価格低減のだめ、非常に有利であるが、
従来例のように高周波電力変換装置全体を、導電体で取
り囲むという従来の誘導加熱調理器の電磁遮蔽方法では
、徹底的な筺体の樹脂化は難しく、筐体の樹脂化の長所
を十分ひき出すことはできなかった。そのだめ、最近で
は、高周波電力変換装置から出す輻射雑音に対する低減
対策をせず忙樹脂化するため、ＡＭラジオ周波数帯域で
の輻射雑音によって外部のラジオ放送受信にかなりの妨
害を及ぼす場合かあった。　１ 発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するもので、電磁誘導
加熱調理器の高周波電力変換装置から外部に漏洩するラ
ジオ周波数帯域に於ける電磁界を簡単な構成で低減する
ことを目的とし、さらにはそれによって、電磁誘導加熱
調理器の筐体の樹脂化、薄型化、小型化を促進すること
をも目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達するため、本発明の誘導加熱調理器は、半
導体スイッチング素子とそれに逆並列に接続されたダン
パーダイオードを具備し、その半導体スイッチング素子
の導通期間を制御することにより出力電力を制御する高
周波電力変換装置に於て、前記半導体スイッチング素子
の遮断時に生起する急峻な立下がり波形及びそれに伴う
共振コンデンサの充電電流の急激な立上がり波形等が含
む高周波電流成分の形成する閉ループの開口部を選択的
に小さくするものであり、前記高周波電流成分の閉ルー
プを形成する共振コンデンサあるいは高周波電源用フィ
ルタコンデンサに接続される配電線の少くとも一方の配
電線を前記コンデンサの素子に沿って近接して配置する
構成となっている。このようにすることによりコンデン
サ及びその周囲の配線で形成される前記高周波電流閉ル
ープの開口面積を極めて小さくすることが可能となり、
そこから発生する高周波磁界を大幅に低減できるという
効果を有するものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面に基ついて説明する
。

第２図は誘導加熱調理器の高周波電力変換装置の一般的
な回路図である。この第２図において、商用低周波電源
７は全波整流器９により全波整流されて、フィルタコイ
ル１０を介して、高周波電源コンデンサ１１に接続され
ている。高周波電源コンデンサ１１の正極端子には、加
熱コイル１２が接続され、加熱コイル１２のもう一方の
端子と、高周波電源コンデンサ１１の負極側端子の間に
は、コレクターエミッタ端子間に逆並列にダイオードが
接続されたＮＰＮ逆導通トランジスタ１３の２個の並列
回路と共振コンデンサ１４の並列回路が接続されている
。また、逆導通スイッチングトランジスタ１３のベース
には制御回路ブロック１６から駆動信号が供給され、制
御回路ブロック１６は、電源トランス８から制御電源を
供給されている。このインバータ回路の動作を第３図に
より詳説する。第３図＆は逆導通スイッチングトランジ
スタ１３の駆動電流よりであり、時刻ｔ１で順方向電流
ＩＢ１が流れ始め、ｌｉ’ｒ１図すのように逆導通スイ
ッチングトランジスタ１３にダイオード電流ＩＤが流れ
た後にスイッチングトランジスタが導通し、加熱コイル
１２と負荷鍋との合成インピーダンスで決まる傾きでコ
レクタ電流Ｉ。が増加する。所定の時間ＴＯＮ後（時刻
ｔ２）に前記逆導通トランジスタ１３の駆動電流より＋
の供給が停止され逆導通トランジスタ１３は遮断し始め
、コレクタ電流が急激に減少し、下降時間Ｔｆ後（時刻
ｔ３）に完全に遮断し、コレクタ電流工。は零になる。

一方、逆導通トランジスタ１３が遮断し始め、コレクタ
電流工。（ＴＯＮ期間中は加熱コイル１２に略等しい電
流が流れる）が減少し始めると同時に、加熱コイル１２
に逆起電力が発生し、共振コンデンサ１４に充電電流を
流す。その立ち上がり時間は逆導通トランジスタ１３の
下降時間Ｔｆと対応し、非常に急峻であり、その後加熱
コイル１２と共振コンデンサ１４の共振電流が共振コン
デンサ１４に第３図ｄの如く流れる。逆導通トランジス
タ１３のコレクターエミッタ間には、同図Ｃに示すよう
に、コレクタ電流が減少し始めると同時に加熱コイル１
２Ｌ共振コンデンｆ１４の共振電圧が印加する。このコ
レクタ電圧の後縁が零点を切る点（時刻ｔ４）にて再び
、逆導通トランジスタ１３のベースニ、駆動電流より＋
を印加する。この後は以上述べた動作が繰り返される。

なお逆導通トランジスタ１３のダイオードは、ダンパー
ダイオードである。また加熱コイル１２に陣れる電流は
第３図ｅに示す如く、逆導通トランジスタ１３に流れる
電流（同図ｂ）と共振コンデンサ１４の電流（同図ｄ）
の和であり、急峻な立上がり、立下がり波形はない。

本発明の実姉例を以上述べたインバータ回路を例に述べ
る。第７図は本発明の一実施例であって、８！！２図の
インバータ回路図に於て、共振コンデンサ１４と逆導通
トランジスタ１３と加熱コイル１２と高周波電源コンデ
ンサ１１とその配線からなる一点鎖線で囲んだブロック
Ａの実体配線図である。

第７図に於て、２個の逆導通トランジスタ１３は外部ケ
ースがコレクタと同電位となっておりその金属基板が放
熱フィン１６にビスで固定きれている。配電線１７は逆
導通トランジスタ１３のエミッタ端子１３−Ｅに、そし
て配電線１８は導電金属でできた放熱フィン１６にビス
締めされ、そのフィンヲ介して逆導通トランジスタ１３
のコレクタ端子（金属基板ｌ３−Ｃ）に接続されている
。前記配電線１７．１８は相互に撚り合わさｈるかもし
くは、近接して共振コンデンサ１４の近傍まで配線され
その一方の端子板１９の近傍から共振コンデンサ１４の
素子に沿って配設されたガイド溝２１に嵌合され端子２
０に接続されている。そして、端子１９は高周波電源コ
ンデンサ１１の負極側端子に配電線２２を介して接続さ
れ、端子２ｏは加熱コイル１２を介して高周波電源コン
デンサ１１の１極端子１１に接続されている。また放熱
フィン１６の上部には遮蔽金属板２３が、放熱フィン１
６と遮蔽金属板２３により逆導通トランジスタ１３とそ
れに接続される配線の一部を取り囲むべく、配設されて
いる。

以下、上記構成に於ける作用について説明する。

上記インバータに於て、前述のように加熱コイル１２に
は第３図ｅに示す略連続な電流が流れ、急激な電流変化
はない。一方、逆導通トランジスタ１３には第３図すに
示すような、そして共振コンデンサ１４には、同図ｄに
示すような電流が流れ、これらの波形には、特に時刻ｔ
２からｔ、にかけて急″′激な電流変化が生起する。こ
の波形を分析するため、逆導通トランジスタ１３と共振
コンデンサ１４から々る閉回路をとりだし、第８図に示
す。そして、第６図に各素子を流れる電流の波形を示す
。

ｔ２と１３の時間間隔はスイッチングトランジスタのコ
レクタ電流の下降時間に対応し、インバータの出力電力
が、約１．２ＫＷの場合、逆導通トランジスタ２２に流
れるコレクタ電流のピーク電流値は２コ分合わせて５０
Ａ程度であり、時刻ｔ２とｔ３の時間間隔は、１μ〔気
〕前後である。そのためこのトランジスタ遮断時の高周
波電流成分の周波数スペクトルは５００　ＫＨｚから２
　ＭＨｚのものが支配的である。一方、前記トランジス
タ遮断時の高周波電流成分による磁界の強さは、前述の
第８図で示す遮断時の高周波電流成分の閉ループの取囲
む面積（斜線部）に比例して増減する。しかしながら従
来の誘導加熱調理器に於ては、例えば第４図に示すよう
な配線がなされており、前記のトランジスタ遮断時の高
周波電流成分の流れる閉ループに対応するループ、即ち
第４図において、共振コンデンサ１４と配電線１７．１
８と、逆導通トランジスタ１３．１６で形成される閉ル
ープの開口面積は第６図に示すように極めて大きいだめ
、そこから発生する高周波磁界が極めて大きく、前述の
如く、第１図に示すようなシールド方法を用いて輻射雑
音を低減していた。一方、本実施例は、第７図に示すよ
うに共振コンデンサ１４の素子に沿って配電線１８を配
置させているため、第８図の如く、共振コンデンサ１４
とその近傍に於ける前記トランジスタ遮断時の高周波電
流成分の流れる閉ループの開口面積は大幅に減少する。

このため、この面積に比例してこの開口部から輻射され
る磁界もそれに応じて低減する。さらに本実施例は、逆
導通トランジスタ１３の周囲に放熱フィン１６と遮蔽板
２３を配設して、第８図のＢで示す逆導通トランジスタ
１３とその近傍の配線で構成される閉ループの開口部を
覆ってそのループから輻射される磁界を遮蔽するため、
逆導通トランジスタ遮断時の高周波電流成分の流れる閉
ループ全体から輻射する磁界は激減する。本実施例によ
る高周波低減効果は、例えば、誘導加熱調理器から約３
　ｍｌ離れた場所に於て測定した場合、周波数ｅｓ　ｏ
　ｏ　ＫＨｚ〜２ＭＨｚに於て、第４図に示す従来の配
線構成ＫＪｔ　Ｌ−’（輻射雑音１約′°〜′°°”低
　１減できる。なお第７図に示す本実施例に於て磁気シ
ールド板２３を取り除いても約６〜８ｄＢ程度の低減効
果はある。

１　このように本実施例によれば、誘導加熱調理器のイ
ーバタ回路の共振コンデンサ及びその周囲の配線から輻
射する磁界を導電体などの遮蔽板でシールドすることな
く簡単な配線構成で低減でき、他の部品の配置や、冷却
構成にほとんど影響を及ぼさず、ＡＭラジオ周波数帯域
に於て、誘導加熱調理器から漏洩する雑音を低減できる
という効果を壱する。さらに、第７図の２個並列に使用
している逆導通トランジスタ１３を１チップ化し、第９
図にエミッタ端子１３−Ｅ及びコレクタ端子１３−Ｃの
近傍で両端子に接続される前記高周波閉ループを形成す
る配電線を撚り合せるか、束ねることにより、第８図の
Ｂで示す部分の高周波閉ループの開口面積を極めて小さ
くすることが可能となるので、シールド板等の遮蔽部材
を使用せずに誘導加熱調理器から漏洩するＡＭラジオ周
波数帯の輻射妨害波を大幅に低減できるというさらに大
きな効果を生起する。

なお、第７図および第９図に示すごとく、ガイド溝２１
があることにより、配電線の共振コンデンサの素子との
相対位置関係は正確に位置決めされるだめ、大量生産す
る場合に、その位置のずれによって、輻射雑音の低減効
果が少なくなるのを防止できる。このガイド溝はコンデ
ンサ素子を樹脂モールドする際に同時に成形できるため
容易に製造可能であり、わずかのコストで製造可能であ
るが、このかわりに、コンデンサ近傍で、第１０図のよ
うに止めバンド２４で止めてもよい。しかし、配電線は
、大電流が流れるだめ線径が太くて、硬いので、第１０
図のようにバンド２４で止めるだけで、コンデンサ素子
に沿って正確に配線することがむずかしく、まだ動きや
すい。またコンデンサの素子は通常円筒形であるので、
その上に配線する電線は、円筒の中心軸上に沿って配線
するのが、輻射雑音を低減するのに最も効果がありわず
かにずれるだけでも輻射雑音が増加する場合があるので
、とくに大量生産する場合などは、前述の第７図あるい
は第９図に示すガイド溝２１があると、バラツキがほと
んどなく都合がよい。

以上の実施例は第２図に示すインバータ回路について述
べたが、このインバータ回路とほぼ同じ動作を行う第１
１図のインバータ回路、すなわち第２図のインバータ回
路で、逆導通トランジスタ１３に並列に接続されている
共振コンデンサ１４がこのインバータ回路では加熱コイ
ル１２に並列に接続されているインバータ回路において
は、高周波電源コンデンサ１１に第３図すに示す逆導通
トランジスタ１３と略同じ電流が流れるだめ、前述のト
ランジスタ遮断時に年しる高周波電流成分の形成する閉
ループの開口部は第１１図の斜線で示す部分である。こ
の場合の本発明の実施例を第１２図に示す。第１２図に
おいて、円筒形の共振コンデンサの素子１１と高周波電
源コンデンサの素子１４が樹脂ケー７２９の内部に同時
に収納されており、前記コンデンサの各電極と接続端子
２５．２６．２７は内部配線で接続され、それらは電気
絶縁材料にて一体成形されている。なお接続端子２６は
共通端子であり、この共通端子に内部接続される２本の
配電線は、第１２図に示す如く相互に近接して配線され
る。壕だガイド溝３０゜３１がそれぞれ共振コンデンサ
１４及び高周波電源コンデンサ１１１Ｃ沿って配設され
、その溝に、配電線１７．１８が嵌合し、両配電線はガ
イド溝の出口で内側に折りまげられほぼコンデンサの内
部配線に沿って配線されており、止めバンド２８で束ね
られて、その箇所から相互に撚り合わされ、逆導通トラ
ンジスタのエミッタ及びコレクタにそれぞれ接続されて
いる。この配線構成は、第１３図に示す回路構成となり
、第１１図の回路に比較して共振コンデンサ１１と電源
コンデンサ１４付近に於て、前述のトランジスタ遮断時
の高周波電流成分の流れる閉ループの開口面積が極めて
小さく々っており、それに応じてこのループから発生す
る輻射雑音の量も低減する。なお第１２図の一点鎖線で
囲むブロックＢは第７図に対応する。

発明の効果 以上のように本発明によれば次の効果を得るこ　１とが
できる。

（１）共振コンデンサあるいは、高周波電源コンデンサ
周辺の配線構成を規定するだけでシールド板等で遮蔽す
るのと略同等の輻射雑音低減効果を得ることができる。

（２）輻射雑音発生源に対して選択的に雑音対策ヲｌＡ
シており、コンパクトで、シールド板等を使う必要もな
いので、他の部品の冷却条件を悪化することなく、ラジ
オ周波数？ｆＦ域の＋＝射雑音を低減できる。

（３）１♀体を樹脂化した場合、周囲を取囲む必要がな
く、加熱コイルや他の高電圧の印加する部品等との絶縁
距離を考慮する必要がなく、高さ的にも、平面的にもス
ペースファクタが良くなる。

（４！コンデンサの樹脂ケースにガイド溝等の固定構造
を設けることにより、配電線の位置規制がバラツキもな
く精度よく行えるため、より確実に輻射雑音を低減でき
る。

以上の効果からして、本発明は誘導加熱調理器を小形化
、薄型化する際の輻射雑音低減構成として極めて大きな
効果を有するものであり、さらに筐体の樹脂化をはかり
、軽量化１組立性の改善をはかる際にも同様に大きな効
果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導加熱調理器の断面図、第２図は一般
的な高周波電力変換装置の電気回路図、第３図は同電気
回路の要部の信号波形図、第４図は従来の誘導加熱調理
器の要部斜視図、第５図は同誘導加熱調理器における逆
導通スイッチングトランジスタの遮断時に発生する高周
波成分の流れる閉回路を示す電気回路図、第６図は同電
気回路の要部の信号波形図、第７図は本発明の一実施例
を示す誘導加熱調理器の要部側視図、第８図は同誘導加
熱調理器における高周波成分の形成する閉ループを示す
電気回路図、第９図および第１０図はそれぞれ本発明の
他の実施例を示す誘導加熱調理器の要部斜視図、第１１
図は他の一般的な高周波電力変換装置の電気回路図、第
１２図は本発明のさらに他の実施例を示す誘導加熱調理
器の要部斜視図、第１３図は同誘導加熱調理器における
高周波成分の形成する閉ループを示す電気回路図である
。 １９ １１・・−・・高周波電源コンデンサ、１２・・・・・
・力１１剤（コイル、１３・−・・−逆導通トランジス
タ、１４・・・・・共振コンデンサ、１７．１８・・・
・・配電線、１９・・・・・端子板、２１・・・・−・
ガイド溝。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ３ 第３図 ＩＢ。 ｌ　Ｉ Ｉｔ　ｔｘｌ；３　）４ 第４図 ３−Ｅ 第５図 ノ、２λノ３　ノ４ ｔＩ７図 ε５８図 ／４ 第９図 扼１０留１ ４ 第　１１［ヌ１ 第　１３し１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱コイルと共振用コンデンサと高周波電源用フ
   ィルタコンデンサと半導体スイッチング素子と、この半
   導体スイッチング素子の導通時間を匍］御することによ
   り出力電力を匍ｊ１１する高周波発振制御手段を有する
   高周波電力変換装置を備え、前記フィルタコンデンサあ
   るいは、前記共振用コンデンサの各々の端子に接続され
   る配電線は、少くとも一方の配電線が各々のコンデンサ
   素子に沿って近接して配線してなる誘導加熱調理器。
2. （２）　フィルタコンデンサあるいは共振用コンデンサ
   は電気絶縁月利で成形されこのコンデンサに接続される
   電線を所定の位置に固定した特許請求の範囲第１項記載
   の誘導加熱調理器。