誘導加熱調理器
【課題】誘導加熱調理器の組み込まれたキッチン内部の収納空間を拡大し、キッチン使用者の使い勝手の向上を図る。
【解決手段】キッチンに組み込む本体外郭を形成する金属ケース８と、本体上面に設けられたトッププレート９と、該トッププレート９の下方に設けられた誘導加熱コイル２と、該誘導加熱コイル２を制御する制御基板７と、ベース面とフィン部とを有するヒートシンク６と、前記制御基板７を冷却するファン装置４０と、前記金属ケース８の底面に設けられた吸気口１１を備え、前記制御基板７の高発熱素子５が設置されるベース面が前記トッププレート９側となり、前記フィン部が前記ファン装置４０側となるように、前記ヒートシンク６を該トッププレート９と略平行にして配し、更に、前記制御基板７を前記誘導加熱コイル２の外周に配置した。
【解決手段】キッチンに組み込む本体外郭を形成する金属ケース８と、本体上面に設けられたトッププレート９と、該トッププレート９の下方に設けられた誘導加熱コイル２と、該誘導加熱コイル２を制御する制御基板７と、ベース面とフィン部とを有するヒートシンク６と、前記制御基板７を冷却するファン装置４０と、前記金属ケース８の底面に設けられた吸気口１１を備え、前記制御基板７の高発熱素子５が設置されるベース面が前記トッププレート９側となり、前記フィン部が前記ファン装置４０側となるように、前記ヒートシンク６を該トッププレート９と略平行にして配し、更に、前記制御基板７を前記誘導加熱コイル２の外周に配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を効率的に冷却可能な薄型誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅用機器を全て電化するオール電化住宅の流れが顕著になりつつある。この一環として、渦電流を利用して鍋そのものを発熱させる誘導加熱調理器が見直されており、ワンルームマンションやミニキッチンなどに対応した薄型の組込タイプ（ビルトイン型）の普及も進んでいる。
【０００３】
この種の薄型の誘導加熱調理器は、誘導加熱コイルが１口或いは２口のみで、焼き魚などを調理する加熱室（ロースター）を持たないものが一般的である。
【０００４】
また、誘導加熱調理器では加熱調理時に誘導加熱コイルや誘導加熱コイルの火力を制御する制御基板などから発熱が生じるため、冷却ファン（ファン装置）を用いて誘導加熱コイルや制御基板を送風冷却することが一般的に行われている。
【０００５】
従来の誘導加熱機器では、本体内に搭載した軸流ファンや多翼ファンを用いて、誘導加熱調理器の下方のキッチン内部空間の空気を取り込み、制御基板や誘導加熱コイルに冷却風を供給して冷却する。制御基板や誘導加熱コイルを冷却した空気は、誘導加熱調理器の上面の排気口から外部に排気される構造となっている。
【０００６】
このような薄型の誘導加熱調理器は、本体（金属ケース）高さが大きいほど、本体下方のキッチン収納部を狭めて収納容積を小さくするので、８０mmから１００mm程度の本体高さ寸法のものが多い。また、その本体内の空冷構造は、図８に示すように、トッププレートの下方に誘導加熱コイルと制御基板を重ねた配置が一般的である。
【０００７】
つまり、この種の誘導加熱調理器における一般的な空冷構造とは、特許文献１の図８に記載された空冷構造にもあるように、金属製の外郭ケース（金属ケース）の底に設けた吸気口から空気を吸い込んで外郭ケース内に送風し、本体内の温度上昇を抑えた構造であり、特許文献１では基板ケース底面の吸気口を外郭ケース底面に嵌め込んで突き出し、その側壁も吸気口を成したものである。
【０００８】
一方、特許文献２は主に一般家庭用の１００Ｖ電源で使用する卓上タイプの誘導加熱調理器で、冷却ファン（ファン装置）とプリント基板（制御基板）を誘導加熱コイルの下方に配置した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２５１０９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２８７３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
誘導加熱調理器の加熱効率向上や大火力化、非磁性体鍋の加熱などの仕様や機能性向上に伴い、誘導加熱調理器に使われる電子部品の数や容積が増加した場合、本体内部の実装密度や発熱量が増加する。
【００１１】
誘導加熱調理器の内部の冷却性能を高める一手法として誘導加熱調理器の容積を大きくし、実装密度を下げる方法が考えられる。ところが、キッチンに組み込まれるビルトイン型の誘導加熱調理器では、キッチンに嵌め込む開口が標準化されており、誘導加熱調理器本体の幅や奥行き寸法が制限されるため、幅や奥行き寸法を大きくすることはできない。従って、誘導加熱調理器の高さを増やし実装密度を下げる必要があるが、誘導加熱調理器の高さを増やした場合、下方のキッチン収納部を狭めることになってしまうため、誘導加熱調理器の高さを増やすことは望ましくない。
【００１２】
一方、誘導加熱調理器の内部の冷却性能を高める他の手法として、誘導加熱コイルや制御基板などの発熱部品の冷却に用いる風量を大きくする方法や発熱部品にヒートシンクを付加して発熱部品の冷却効率を高める方法がある。この場合、誘導加熱調理器の高さが大きくなりキッチン収納部を狭めるという問題は生じない。
【００１３】
しかし、ファン装置を大きくして送風性能を高めた場合、電子部品の搭載容積が縮小するし、高発熱素子に設置するヒートシンクの放熱面積も得難くなる。また、大風量を得る手段としてファン装置の高回転数化を選択すれば、ファン騒音や本体の振動音が生じ易くなり、使用時の快適性を著しく損なうことになる。
【００１４】
また、図８で示した従来構造や特許文献１の構造は金属ケース内に収納される制御基板などの実装密度が低い構造に適用できるものであって、高密度実装された構造に全く対応できるものでなく、誘導加熱調理器の金属ケースを薄型化してキッチン下側の収納スペースを広げることはできない。
【００１５】
また、これらの構造はファン装置を挟んで設けた吸気口から排気口までの空間に誘導加熱コイルと制御基板が配置されただけで、より冷却が必要とする部品に適切な風路を構成し、効率良く冷却風を流す構成が見られない。
【００１６】
一方、特許文献２のような電源入力が小さい誘導加熱調理器では、本体に使用される電子部品の寸法、発熱は何れも小さく、誘導加熱コイルの下方にも高発熱素子を実装した制御基板やその他の電子部品及びヒートシンクを容易に配置できるが、高火力を要するビルトイン型誘導加熱調理器の空冷構造として安易に採用できるものでない。
【００１７】
本願発明は、上記の課題のうち少なくとも１つを解決するために為されたものであり、発熱の大きい電子部品の配置を改善することによって、誘導加熱調理器の薄型化と、十分な冷却性能の確保を両立するとともに、誘導加熱調理器の薄型化によって、誘導加熱調理器下方のキッチン収納部の拡大を可能にし、キッチン使用者の使い勝手を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項１では、キッチンに組み込む本体外郭を形成する金属ケースと、本体上面に設けられたトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられた誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルを制御する制御基板と、ベース面とフィン部とを有するヒートシンクと、前記制御基板を冷却するファン装置と、前記金属ケースの底面に設けられた吸気口を備え、前記制御基板の高発熱素子が設置されるベース面が前記トッププレート側となり、前記フィン部が前記ファン装置側となるように、前記ヒートシンクを該トッププレートと略平行にして配し、更に、前記制御基板を前記誘導加熱コイルの外周に配置した。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、キッチンに収納される誘導加熱調理器を薄型化できる。また、誘導加熱調理器の下方のキッチン収納部を拡大させることができ、キッチン使用者の使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の誘導加熱調理器の上面図。
【図２】実施例１の誘導加熱調理器の分解斜視図。
【図３】実施例１の誘導加熱調理器の分解斜視図。
【図４】実施例１の誘導加熱調理器の側面断面図。
【図５】実施例２の誘導加熱調理器の側面断面図。
【図６】実施例３の誘導加熱調理器の側面断面図。
【図７】実施例４の誘導加熱調理器の分解斜視図。
【図８】従来の誘導加熱調理器の側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の誘導加熱調理器として、ビルトイン型の薄型ＩＨクッキングヒータを例に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１から図４を用いて、本発明の実施例１の誘導加熱調理器であるビルトイン型の２口ＩＨクッキングヒータを説明する。なお、本実施例の誘導加熱調理器はオーブン加熱やグリル加熱などを行える加熱室を有しないものとする。
【００２３】
図１は、本実施例の誘導加熱調理器の上面図であり、トッププレート９上に二口の鍋載置部９０ａ、９０ｂを備えたものである。ここでは、鍋載置部９０ａ、９０ｂの下方に設けられる二つの誘導加熱コイル２と、誘導加熱コイル２の駆動を制御する制御基板７の位置関係を、トッププレート９を透過して示している。
【００２４】
図２は、本実施例の誘導加熱調理器の分解斜視図であり、トッププレート９を外し、誘導加熱コイル２や誘導加熱コイル２に高周波電流を供給する制御基板７を収納した本体外郭を構成する金属ケース８内の部品配置などを示したものである。また、図３は、金属ケース８内の部品を取り外し、各々の部品の形状を下方の構造を説明するための分解図である。
【００２５】
図４は、誘導加熱調理器の左前側鍋載置部９ａの下方に配置した誘導加熱コイル２を含む側面断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施例の誘導加熱調理器本体上面にはトッププレート９と、本体内部の空気を排気する排気口８１に設けた排気カバー９１と、被調理鍋の火加減などを操作する操作部９０が設けられている。
【００２７】
このトッププレート９の下方には鍋載置部９ａ、９ｂの略下側位置に誘導加熱コイル２がそれぞれ設けられており、誘導加熱できる被調理鍋を左右の鍋載置部９ａ、９ｂに載置して加熱調理ができる。
【００２８】
本体上面に設けられ、金属ケース８を保持するトッププレート９は耐熱ガラスを金属枠で外周を挟んだ構成であり、排気口８１はその外郭の金属枠部に設けられる。排気口８１には小さい複数の開口を設けた排気カバー９１を配しており、調理時にスプーンなどの調理小物や食品屑などが入らないようになっている。
【００２９】
金属ケース８内には誘導加熱コイル２とともに、誘導加熱コイル２に高周波電流を供給する複数の電子部品などが実装された制御基板７や回路基板７０、これらを冷却するファン装置４０、４１などが搭載される。ここで、誘導加熱コイル２に高周波電流を供給するインバータ回路には、ＩＧＢＴやダイオードブリッジなど特に発熱量の大きい高発熱素子５が含まれており、図３に示すように、高発熱素子５は制御基板７の基板部分からはみ出すように配置される。そして、高発熱素子５はヒートシンク６の平坦面に熱的に接続されており、ヒートシンク６を冷却することで高発熱素子５を効果的に冷却することができる。
【００３０】
電子部品が実装される制御基板７や回路基板７０は、金属ケース８と絶縁して配置するため、各々樹脂など絶縁部材（基板ベース７ａ、７０ａ）に固定して金属ケース８内に設けられる。
【００３１】
図３や図４に示すように、本実施例では、主に誘導加熱コイル２を冷却する２個のファン装置４０と、主に高発熱素子５のヒートシンク６を冷却するファン装置４１を、金属ケース８の底面の吸気口８２の上方に設けた構成となっている。
【００３２】
ここで、ファン装置４０、４１は回転軸を略本体上下方向に設けた軸流ファンで、吸気口８２とファン装置４０と誘導加熱コイル２、及び吸気口８２とファン装置４１とヒートシンク６が本体上下方向に重なるようにそれぞれ整列して配置される。これらの部品配置が部分的に重なるように直線上の風路を構成することにより、ファン装置４０、４１により吸気口８２から吸い込んだ吸気流１０を部品冷却に使用するとともに、効率良く排気口８１まで誘導し、誘導加熱コイル２や高発熱素子５を冷却することができる。
【００３３】
よって、誘導加熱コイル２と制御基板７はトッププレート９近傍に並列に配置され、制御基板７とトッププレート９の間隙が幅広の通風路を構成し、誘導加熱コイル２などを冷却した空気を少ない通風抵抗で排気口８１まで導くことができる。
【００３４】
また、ヒートシンク６は高発熱素子５の設置面をトッププレート９側に向けてトッププレート９と略平行にして設けており、高発熱素子５は制御基板７のトッププレート９側の基板面に実装し、ヒートシンク６に設置している。
【００３５】
尚、本実施例では制御基板７が電子部品の配線パターンが片面のみの片面実装タイプであっても、両面実装タイプであっても差し支えない。つまり、片面実装であれば、コンデンサ５１など主な電子部品が実装されるパターン面を下方に向け、スルーホールを利用して高発熱素子５を基板の裏面に実装する。片面実装の基板は両面実装の基板に比べ安価である利点が大きい。一方、両面実装では、基板実装面積を増やすことができるので、電子部品の配置設計が容易になる。
【００３６】
ここで、ヒートシンク６と高発熱素子５の間に、例えば熱伝導グリースや熱伝導シートなどの伝熱部材を挟んで固定すれば、高発熱素子５の熱を効率よくヒートシンク６に熱伝導させ、部品温度を下げることができる。
【００３７】
また、ヒートシンク６の下方にはファン装置４１を近接して配置しており、ファン装置４１を介して吸気口８２から流入した吸気流１０を直に高発熱素子５を設置したヒートシンク面に吹き付け、熱伝達を高めた冷却を行っている。ファン装置４１から近い位置にヒートシンク６を設けることで、ファン装置４１の回転成分（旋回流）による乱れを利用して高性能化が図れている。冷却効率の向上により、ファン装置の低風量化や低回転数化による運転騒音の低下や、ヒートシンク小型化による低コスト化なども可能である。
【００３８】
尚、インバータ回路として、複数の高発熱素子５を要するフルブリッジ回路などに採用した場合、ヒートシンク６をファン装置４１に架かるように分割し、吹き出す空気が流入するように配置すればよい。
【００３９】
ヒートシンク６は、アルミや銅などの熱伝導率が高い材質で加工されるものであり、本実施例では、高発熱素子５の設置面に対して平板を直角に複数枚立った平板フィン構造のものを例示する。平板フィン構造は、フィン間に流入する空気の流出経路がフィン枚数方向に限定されるため、ヒートシンク６から吹き出た空気を、さらに他の部品の冷却に利用できる点で非常に有用である。
【００４０】
また、本実施例では、高発熱素子５を設置するヒートシンク６のベース面と反対の裏面（平板フィンの付け根の部分）を、制御基板７の基板面の高さに略一致させた構成となっており、フィン間を抜けた空気に対し風路断面積の変化を小さくし、より効率良く低圧損で空気が流れるよう配置している。
【００４１】
よって、高発熱素子５が設置されるヒートシンク６のベース面も制御基板７や、誘導加熱コイル２と同程度の高さに配置され、ヒートシンク６は高発熱素子５を実装した制御基板７の上下に跨って配置している。
【００４２】
尚、ヒートシンク６の別の例として、高発熱素子５の設置面に対して角柱或いは円柱のピンが直角に複数本立ったピンフィン構造であっても良く、その場合ヒートシンク四方から吹き出る流れを誘導する部材を設ければよい。
【００４３】
また、高周波電流を供給するインバータ回路は、ＩＧＢＴなどの高発熱素子５とともにコンデンサ５１（電解コンデンサや共振コンデンサ）などの大容積電子部品が制御基板７に実装される。本実施例では、高発熱素子５とコンデンサ５１が制御基板７の表裏に実装されており、コンデンサ５１はファン装置４１やヒートシンク６の外周位置にレイアウトされ、ヒートシンク６から吹き出た空気により冷却される。
【００４４】
つまり、高発熱素子５を実装した制御基板７は誘導加熱コイル２の外周に配置し、高発熱素子５はトッププレート側の制御基板に実装し、コンデンサ等の他の電子部品をその裏面に実装したことにより、金属ケース８の高さが低くてもヒートシンク６やファン装置４１の搭載容積を確保できる。
【００４５】
従って、薄型の金属ケース８に全ての部品を収納し、組み込まれたキッチン下側の収納空間を拡大し、キッチン使用者の使い勝手を向上できる
本実施例の誘導加熱調理器では図４の側面断面図に示すように、一口分の誘導加熱に対して、ファン装置４０、４１が狭い金属ケース８内に収納されている。金属ケース８内には、制御基板７とともに、小さい電子部品５０を実装した回路基板７０を誘導加熱コイル２の下方に配置している。
【００４６】
ここで、回路基板７０は部品厚さが小さいので、ファン装置４０、４１に架からない配置であれば、誘導加熱コイル２の下方だけでなく、制御基板７の下方まで面積を広げ、回路基板７０と制御基板７が水平方向に重なるよう配置してもよい。尚、制御基板７にコンデンサ５１とともに全て部品実装可能であれば、回路基板７０は設けなくともよい。
【００４７】
つまり、ファン装置４０から吹き出す空気は誘導加熱コイル２と回路基板７０の間隙を風路とし、排気口８１に向かって流れる。
【００４８】
誘導加熱コイル２はコイルベース２１上に載置され、例えばバネなどを用いた弾力性のある３ヶ所の保持バネ２９で支えており、トッププレート９と密着させるように押し付けられ、安定した誘導加熱ができるように被調理鍋と誘導加熱コイル２の距離を一定に保持させる。
【００４９】
コイルベース２１にはフェライトが中央から放射状に配置され、誘導加熱コイル２の漏れ磁束を少なくする構成が採られており、コイルベース２１をファン装置４０側から見ると誘導加熱コイル２の裏面がフェライトの間隙から露出している。従って、誘導加熱コイル２の下方に配置したファン装置４０が駆動することにより、冷却風が直接に誘導加熱コイル２裏面に衝突し、効率良くその表面温度を下げ、安定した誘導加熱を行うことができる。
【００５０】
尚、コイルベース２１の中央付近にはトッププレート９の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２ａが少なくとも一つは配置される。ファン装置４０、４１の回転数はトッププレート９上の操作部９０で設定される火力や、温度センサ２ａの指示値によって可変させてもよい。
【００５１】
このように、本実施例の構成では、冷却性能を確保するのに十分な冷却風路を保持しつつ、誘導加熱コイル２、制御基板７、ヒートシンク６、ファン装置４０、４１を効率良く高密度に金属ケース８内への配置でき、誘導加熱調理器の本体の薄型化を実現することができる。
【実施例２】
【００５２】
図５の断面図を用いて実施例２の誘導加熱調理器を説明する。実施例２は、実施例１で示したファン装置４１を省略したことに伴い、ヒートシンク６の形状を変更することで、制御基板７の冷却を誘導加熱コイル２側のファン装置４０で行う実施例である。なお、実施例１と同等の構成については説明を省略することとする。
【００５３】
本実施例では、制御基板７の高発熱素子５に設置するヒートシンク６のフィンを金属ケース８の底面まで延ばした構成となっている。つまり、ヒートシンク６の放熱面積を広くしたものである。本構成では、ヒートシンク６に供給する空気は誘導加熱コイル２の下方に設けたファン装置４０であり、ファン装置４０から吹き出した空気が、誘導加熱コイル２とヒートシンク６に向かって吹き出す構造となっている。ファン装置４０は、実施例１に示したファン装置４１に比べ、比較的周りの空間を広く取り易いため、回路基板７０を小型化することで、ファン装置４０の外形や厚さを大きくし、風量特性の大きいファン装置を配置することが可能である。
【００５４】
ファン装置４０から誘導加熱コイル２に流れる主な空気は、コイルベース２１に沿って流れ、誘導加熱コイル２を冷却し、制御基板７とトッププレート９の間隙を通って排気口８１に導かれる。
【００５５】
ファン装置４０からヒートシンク６に流れる主な空気は、回路基板７０に沿って流れ、ヒートシンク６のフィン間を通って高発熱素子５を冷却し、さらにその下流のコンデンサ５１などを冷却し、排気口８１から排気流１１として流れ出る。
【００５６】
このように、本実施例の誘導加熱調理器によれば、誘導加熱コイル２を冷却するために設けられたファン装置４０を用いて、制御基板７も冷却できるので、実施例１の構成よりも簡易な構成で同様の冷却性能を実現することができ、実施例１の構成よりも更に薄い誘導加熱調理器を得ることが容易となる。
【実施例３】
【００５７】
図６の断面図を用いて実施例３の誘導加熱調理器を説明する。実施例３は実施例２の制御基板７の変形例であり、実施例２と同等の構成については説明を省略することとする。
【００５８】
本実施例では、ヒートシンク６に設置する高発熱素子５を、制御基板７の基板部分と同程度の高さ位置に配置したものである。本構成では制御基板７とトッププレート９の間隙に風路の一部を遮蔽する高発熱素子５が無いため、誘導加熱コイル２を冷却した後の空気を効率良く排気口８１まで誘導できる。図示したように、制御基板７に開口や切り欠きを設け、高発熱素子５を嵌め込む構成であれば、さらに実装密度を向上させ、実施例２の構成と比較しても、本体の小型化に有効となる。
【実施例４】
【００５９】
図７の分解斜視図を用いて実施例４の誘導加熱調理器を説明する。実施例４は、一口のビルトイン型ＩＨクッキングヒータに本発明を適用したものであり、実施例１と同等の構成については説明を省略することとする。
【００６０】
図７は、トッププレート９と誘導加熱コイル２を外し、誘導加熱コイル２に高周波電流を供給する制御基板７を収納した本体外郭を構成する金属ケース８内の部品配置などを示した本体内部構造の斜視図である。
【００６１】
本実施例のように、制御基板７は誘導加熱コイル２の外方の存在する空間を利用し、誘導加熱コイル２を外周から覆うようにコ字形状にすれば、広い実装面積を得ることが可能になり、小さいスペースの金属ケース８内に誘導加熱に必要な電子部品を収納できるとともに、全ての電子部品を効率良く冷却することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
２ 誘導加熱コイル
２ａ 温度センサ
５ 高発熱素子
６ ヒートシンク
７ 制御基板
７ａ、７０ａ 基板ベース
８ 金属ケース
９ トッププレート
９ａ、９ｂ 鍋載置部
１０ 吸気流
１１ 排気流
２０、２４ フェライト
２１ コイルベース
２９ 保持バネ
４０、４１ ファン装置
５０ 電子部品
５１ コンデンサ
７０ 回路基板
８１ 排気口
８２ 吸気口
９０ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を効率的に冷却可能な薄型誘導加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅用機器を全て電化するオール電化住宅の流れが顕著になりつつある。この一環として、渦電流を利用して鍋そのものを発熱させる誘導加熱調理器が見直されており、ワンルームマンションやミニキッチンなどに対応した薄型の組込タイプ（ビルトイン型）の普及も進んでいる。
【０００３】
この種の薄型の誘導加熱調理器は、誘導加熱コイルが１口或いは２口のみで、焼き魚などを調理する加熱室（ロースター）を持たないものが一般的である。
【０００４】
また、誘導加熱調理器では加熱調理時に誘導加熱コイルや誘導加熱コイルの火力を制御する制御基板などから発熱が生じるため、冷却ファン（ファン装置）を用いて誘導加熱コイルや制御基板を送風冷却することが一般的に行われている。
【０００５】
従来の誘導加熱機器では、本体内に搭載した軸流ファンや多翼ファンを用いて、誘導加熱調理器の下方のキッチン内部空間の空気を取り込み、制御基板や誘導加熱コイルに冷却風を供給して冷却する。制御基板や誘導加熱コイルを冷却した空気は、誘導加熱調理器の上面の排気口から外部に排気される構造となっている。
【０００６】
このような薄型の誘導加熱調理器は、本体（金属ケース）高さが大きいほど、本体下方のキッチン収納部を狭めて収納容積を小さくするので、８０mmから１００mm程度の本体高さ寸法のものが多い。また、その本体内の空冷構造は、図８に示すように、トッププレートの下方に誘導加熱コイルと制御基板を重ねた配置が一般的である。
【０００７】
つまり、この種の誘導加熱調理器における一般的な空冷構造とは、特許文献１の図８に記載された空冷構造にもあるように、金属製の外郭ケース（金属ケース）の底に設けた吸気口から空気を吸い込んで外郭ケース内に送風し、本体内の温度上昇を抑えた構造であり、特許文献１では基板ケース底面の吸気口を外郭ケース底面に嵌め込んで突き出し、その側壁も吸気口を成したものである。
【０００８】
一方、特許文献２は主に一般家庭用の１００Ｖ電源で使用する卓上タイプの誘導加熱調理器で、冷却ファン（ファン装置）とプリント基板（制御基板）を誘導加熱コイルの下方に配置した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２５１０９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２８７３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
誘導加熱調理器の加熱効率向上や大火力化、非磁性体鍋の加熱などの仕様や機能性向上に伴い、誘導加熱調理器に使われる電子部品の数や容積が増加した場合、本体内部の実装密度や発熱量が増加する。
【００１１】
誘導加熱調理器の内部の冷却性能を高める一手法として誘導加熱調理器の容積を大きくし、実装密度を下げる方法が考えられる。ところが、キッチンに組み込まれるビルトイン型の誘導加熱調理器では、キッチンに嵌め込む開口が標準化されており、誘導加熱調理器本体の幅や奥行き寸法が制限されるため、幅や奥行き寸法を大きくすることはできない。従って、誘導加熱調理器の高さを増やし実装密度を下げる必要があるが、誘導加熱調理器の高さを増やした場合、下方のキッチン収納部を狭めることになってしまうため、誘導加熱調理器の高さを増やすことは望ましくない。
【００１２】
一方、誘導加熱調理器の内部の冷却性能を高める他の手法として、誘導加熱コイルや制御基板などの発熱部品の冷却に用いる風量を大きくする方法や発熱部品にヒートシンクを付加して発熱部品の冷却効率を高める方法がある。この場合、誘導加熱調理器の高さが大きくなりキッチン収納部を狭めるという問題は生じない。
【００１３】
しかし、ファン装置を大きくして送風性能を高めた場合、電子部品の搭載容積が縮小するし、高発熱素子に設置するヒートシンクの放熱面積も得難くなる。また、大風量を得る手段としてファン装置の高回転数化を選択すれば、ファン騒音や本体の振動音が生じ易くなり、使用時の快適性を著しく損なうことになる。
【００１４】
また、図８で示した従来構造や特許文献１の構造は金属ケース内に収納される制御基板などの実装密度が低い構造に適用できるものであって、高密度実装された構造に全く対応できるものでなく、誘導加熱調理器の金属ケースを薄型化してキッチン下側の収納スペースを広げることはできない。
【００１５】
また、これらの構造はファン装置を挟んで設けた吸気口から排気口までの空間に誘導加熱コイルと制御基板が配置されただけで、より冷却が必要とする部品に適切な風路を構成し、効率良く冷却風を流す構成が見られない。
【００１６】
一方、特許文献２のような電源入力が小さい誘導加熱調理器では、本体に使用される電子部品の寸法、発熱は何れも小さく、誘導加熱コイルの下方にも高発熱素子を実装した制御基板やその他の電子部品及びヒートシンクを容易に配置できるが、高火力を要するビルトイン型誘導加熱調理器の空冷構造として安易に採用できるものでない。
【００１７】
本願発明は、上記の課題のうち少なくとも１つを解決するために為されたものであり、発熱の大きい電子部品の配置を改善することによって、誘導加熱調理器の薄型化と、十分な冷却性能の確保を両立するとともに、誘導加熱調理器の薄型化によって、誘導加熱調理器下方のキッチン収納部の拡大を可能にし、キッチン使用者の使い勝手を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項１では、キッチンに組み込む本体外郭を形成する金属ケースと、本体上面に設けられたトッププレートと、該トッププレートの下方に設けられた誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルを制御する制御基板と、ベース面とフィン部とを有するヒートシンクと、前記制御基板を冷却するファン装置と、前記金属ケースの底面に設けられた吸気口を備え、前記制御基板の高発熱素子が設置されるベース面が前記トッププレート側となり、前記フィン部が前記ファン装置側となるように、前記ヒートシンクを該トッププレートと略平行にして配し、更に、前記制御基板を前記誘導加熱コイルの外周に配置した。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、キッチンに収納される誘導加熱調理器を薄型化できる。また、誘導加熱調理器の下方のキッチン収納部を拡大させることができ、キッチン使用者の使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の誘導加熱調理器の上面図。
【図２】実施例１の誘導加熱調理器の分解斜視図。
【図３】実施例１の誘導加熱調理器の分解斜視図。
【図４】実施例１の誘導加熱調理器の側面断面図。
【図５】実施例２の誘導加熱調理器の側面断面図。
【図６】実施例３の誘導加熱調理器の側面断面図。
【図７】実施例４の誘導加熱調理器の分解斜視図。
【図８】従来の誘導加熱調理器の側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の誘導加熱調理器として、ビルトイン型の薄型ＩＨクッキングヒータを例に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１から図４を用いて、本発明の実施例１の誘導加熱調理器であるビルトイン型の２口ＩＨクッキングヒータを説明する。なお、本実施例の誘導加熱調理器はオーブン加熱やグリル加熱などを行える加熱室を有しないものとする。
【００２３】
図１は、本実施例の誘導加熱調理器の上面図であり、トッププレート９上に二口の鍋載置部９０ａ、９０ｂを備えたものである。ここでは、鍋載置部９０ａ、９０ｂの下方に設けられる二つの誘導加熱コイル２と、誘導加熱コイル２の駆動を制御する制御基板７の位置関係を、トッププレート９を透過して示している。
【００２４】
図２は、本実施例の誘導加熱調理器の分解斜視図であり、トッププレート９を外し、誘導加熱コイル２や誘導加熱コイル２に高周波電流を供給する制御基板７を収納した本体外郭を構成する金属ケース８内の部品配置などを示したものである。また、図３は、金属ケース８内の部品を取り外し、各々の部品の形状を下方の構造を説明するための分解図である。
【００２５】
図４は、誘導加熱調理器の左前側鍋載置部９ａの下方に配置した誘導加熱コイル２を含む側面断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施例の誘導加熱調理器本体上面にはトッププレート９と、本体内部の空気を排気する排気口８１に設けた排気カバー９１と、被調理鍋の火加減などを操作する操作部９０が設けられている。
【００２７】
このトッププレート９の下方には鍋載置部９ａ、９ｂの略下側位置に誘導加熱コイル２がそれぞれ設けられており、誘導加熱できる被調理鍋を左右の鍋載置部９ａ、９ｂに載置して加熱調理ができる。
【００２８】
本体上面に設けられ、金属ケース８を保持するトッププレート９は耐熱ガラスを金属枠で外周を挟んだ構成であり、排気口８１はその外郭の金属枠部に設けられる。排気口８１には小さい複数の開口を設けた排気カバー９１を配しており、調理時にスプーンなどの調理小物や食品屑などが入らないようになっている。
【００２９】
金属ケース８内には誘導加熱コイル２とともに、誘導加熱コイル２に高周波電流を供給する複数の電子部品などが実装された制御基板７や回路基板７０、これらを冷却するファン装置４０、４１などが搭載される。ここで、誘導加熱コイル２に高周波電流を供給するインバータ回路には、ＩＧＢＴやダイオードブリッジなど特に発熱量の大きい高発熱素子５が含まれており、図３に示すように、高発熱素子５は制御基板７の基板部分からはみ出すように配置される。そして、高発熱素子５はヒートシンク６の平坦面に熱的に接続されており、ヒートシンク６を冷却することで高発熱素子５を効果的に冷却することができる。
【００３０】
電子部品が実装される制御基板７や回路基板７０は、金属ケース８と絶縁して配置するため、各々樹脂など絶縁部材（基板ベース７ａ、７０ａ）に固定して金属ケース８内に設けられる。
【００３１】
図３や図４に示すように、本実施例では、主に誘導加熱コイル２を冷却する２個のファン装置４０と、主に高発熱素子５のヒートシンク６を冷却するファン装置４１を、金属ケース８の底面の吸気口８２の上方に設けた構成となっている。
【００３２】
ここで、ファン装置４０、４１は回転軸を略本体上下方向に設けた軸流ファンで、吸気口８２とファン装置４０と誘導加熱コイル２、及び吸気口８２とファン装置４１とヒートシンク６が本体上下方向に重なるようにそれぞれ整列して配置される。これらの部品配置が部分的に重なるように直線上の風路を構成することにより、ファン装置４０、４１により吸気口８２から吸い込んだ吸気流１０を部品冷却に使用するとともに、効率良く排気口８１まで誘導し、誘導加熱コイル２や高発熱素子５を冷却することができる。
【００３３】
よって、誘導加熱コイル２と制御基板７はトッププレート９近傍に並列に配置され、制御基板７とトッププレート９の間隙が幅広の通風路を構成し、誘導加熱コイル２などを冷却した空気を少ない通風抵抗で排気口８１まで導くことができる。
【００３４】
また、ヒートシンク６は高発熱素子５の設置面をトッププレート９側に向けてトッププレート９と略平行にして設けており、高発熱素子５は制御基板７のトッププレート９側の基板面に実装し、ヒートシンク６に設置している。
【００３５】
尚、本実施例では制御基板７が電子部品の配線パターンが片面のみの片面実装タイプであっても、両面実装タイプであっても差し支えない。つまり、片面実装であれば、コンデンサ５１など主な電子部品が実装されるパターン面を下方に向け、スルーホールを利用して高発熱素子５を基板の裏面に実装する。片面実装の基板は両面実装の基板に比べ安価である利点が大きい。一方、両面実装では、基板実装面積を増やすことができるので、電子部品の配置設計が容易になる。
【００３６】
ここで、ヒートシンク６と高発熱素子５の間に、例えば熱伝導グリースや熱伝導シートなどの伝熱部材を挟んで固定すれば、高発熱素子５の熱を効率よくヒートシンク６に熱伝導させ、部品温度を下げることができる。
【００３７】
また、ヒートシンク６の下方にはファン装置４１を近接して配置しており、ファン装置４１を介して吸気口８２から流入した吸気流１０を直に高発熱素子５を設置したヒートシンク面に吹き付け、熱伝達を高めた冷却を行っている。ファン装置４１から近い位置にヒートシンク６を設けることで、ファン装置４１の回転成分（旋回流）による乱れを利用して高性能化が図れている。冷却効率の向上により、ファン装置の低風量化や低回転数化による運転騒音の低下や、ヒートシンク小型化による低コスト化なども可能である。
【００３８】
尚、インバータ回路として、複数の高発熱素子５を要するフルブリッジ回路などに採用した場合、ヒートシンク６をファン装置４１に架かるように分割し、吹き出す空気が流入するように配置すればよい。
【００３９】
ヒートシンク６は、アルミや銅などの熱伝導率が高い材質で加工されるものであり、本実施例では、高発熱素子５の設置面に対して平板を直角に複数枚立った平板フィン構造のものを例示する。平板フィン構造は、フィン間に流入する空気の流出経路がフィン枚数方向に限定されるため、ヒートシンク６から吹き出た空気を、さらに他の部品の冷却に利用できる点で非常に有用である。
【００４０】
また、本実施例では、高発熱素子５を設置するヒートシンク６のベース面と反対の裏面（平板フィンの付け根の部分）を、制御基板７の基板面の高さに略一致させた構成となっており、フィン間を抜けた空気に対し風路断面積の変化を小さくし、より効率良く低圧損で空気が流れるよう配置している。
【００４１】
よって、高発熱素子５が設置されるヒートシンク６のベース面も制御基板７や、誘導加熱コイル２と同程度の高さに配置され、ヒートシンク６は高発熱素子５を実装した制御基板７の上下に跨って配置している。
【００４２】
尚、ヒートシンク６の別の例として、高発熱素子５の設置面に対して角柱或いは円柱のピンが直角に複数本立ったピンフィン構造であっても良く、その場合ヒートシンク四方から吹き出る流れを誘導する部材を設ければよい。
【００４３】
また、高周波電流を供給するインバータ回路は、ＩＧＢＴなどの高発熱素子５とともにコンデンサ５１（電解コンデンサや共振コンデンサ）などの大容積電子部品が制御基板７に実装される。本実施例では、高発熱素子５とコンデンサ５１が制御基板７の表裏に実装されており、コンデンサ５１はファン装置４１やヒートシンク６の外周位置にレイアウトされ、ヒートシンク６から吹き出た空気により冷却される。
【００４４】
つまり、高発熱素子５を実装した制御基板７は誘導加熱コイル２の外周に配置し、高発熱素子５はトッププレート側の制御基板に実装し、コンデンサ等の他の電子部品をその裏面に実装したことにより、金属ケース８の高さが低くてもヒートシンク６やファン装置４１の搭載容積を確保できる。
【００４５】
従って、薄型の金属ケース８に全ての部品を収納し、組み込まれたキッチン下側の収納空間を拡大し、キッチン使用者の使い勝手を向上できる
本実施例の誘導加熱調理器では図４の側面断面図に示すように、一口分の誘導加熱に対して、ファン装置４０、４１が狭い金属ケース８内に収納されている。金属ケース８内には、制御基板７とともに、小さい電子部品５０を実装した回路基板７０を誘導加熱コイル２の下方に配置している。
【００４６】
ここで、回路基板７０は部品厚さが小さいので、ファン装置４０、４１に架からない配置であれば、誘導加熱コイル２の下方だけでなく、制御基板７の下方まで面積を広げ、回路基板７０と制御基板７が水平方向に重なるよう配置してもよい。尚、制御基板７にコンデンサ５１とともに全て部品実装可能であれば、回路基板７０は設けなくともよい。
【００４７】
つまり、ファン装置４０から吹き出す空気は誘導加熱コイル２と回路基板７０の間隙を風路とし、排気口８１に向かって流れる。
【００４８】
誘導加熱コイル２はコイルベース２１上に載置され、例えばバネなどを用いた弾力性のある３ヶ所の保持バネ２９で支えており、トッププレート９と密着させるように押し付けられ、安定した誘導加熱ができるように被調理鍋と誘導加熱コイル２の距離を一定に保持させる。
【００４９】
コイルベース２１にはフェライトが中央から放射状に配置され、誘導加熱コイル２の漏れ磁束を少なくする構成が採られており、コイルベース２１をファン装置４０側から見ると誘導加熱コイル２の裏面がフェライトの間隙から露出している。従って、誘導加熱コイル２の下方に配置したファン装置４０が駆動することにより、冷却風が直接に誘導加熱コイル２裏面に衝突し、効率良くその表面温度を下げ、安定した誘導加熱を行うことができる。
【００５０】
尚、コイルベース２１の中央付近にはトッププレート９の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２ａが少なくとも一つは配置される。ファン装置４０、４１の回転数はトッププレート９上の操作部９０で設定される火力や、温度センサ２ａの指示値によって可変させてもよい。
【００５１】
このように、本実施例の構成では、冷却性能を確保するのに十分な冷却風路を保持しつつ、誘導加熱コイル２、制御基板７、ヒートシンク６、ファン装置４０、４１を効率良く高密度に金属ケース８内への配置でき、誘導加熱調理器の本体の薄型化を実現することができる。
【実施例２】
【００５２】
図５の断面図を用いて実施例２の誘導加熱調理器を説明する。実施例２は、実施例１で示したファン装置４１を省略したことに伴い、ヒートシンク６の形状を変更することで、制御基板７の冷却を誘導加熱コイル２側のファン装置４０で行う実施例である。なお、実施例１と同等の構成については説明を省略することとする。
【００５３】
本実施例では、制御基板７の高発熱素子５に設置するヒートシンク６のフィンを金属ケース８の底面まで延ばした構成となっている。つまり、ヒートシンク６の放熱面積を広くしたものである。本構成では、ヒートシンク６に供給する空気は誘導加熱コイル２の下方に設けたファン装置４０であり、ファン装置４０から吹き出した空気が、誘導加熱コイル２とヒートシンク６に向かって吹き出す構造となっている。ファン装置４０は、実施例１に示したファン装置４１に比べ、比較的周りの空間を広く取り易いため、回路基板７０を小型化することで、ファン装置４０の外形や厚さを大きくし、風量特性の大きいファン装置を配置することが可能である。
【００５４】
ファン装置４０から誘導加熱コイル２に流れる主な空気は、コイルベース２１に沿って流れ、誘導加熱コイル２を冷却し、制御基板７とトッププレート９の間隙を通って排気口８１に導かれる。
【００５５】
ファン装置４０からヒートシンク６に流れる主な空気は、回路基板７０に沿って流れ、ヒートシンク６のフィン間を通って高発熱素子５を冷却し、さらにその下流のコンデンサ５１などを冷却し、排気口８１から排気流１１として流れ出る。
【００５６】
このように、本実施例の誘導加熱調理器によれば、誘導加熱コイル２を冷却するために設けられたファン装置４０を用いて、制御基板７も冷却できるので、実施例１の構成よりも簡易な構成で同様の冷却性能を実現することができ、実施例１の構成よりも更に薄い誘導加熱調理器を得ることが容易となる。
【実施例３】
【００５７】
図６の断面図を用いて実施例３の誘導加熱調理器を説明する。実施例３は実施例２の制御基板７の変形例であり、実施例２と同等の構成については説明を省略することとする。
【００５８】
本実施例では、ヒートシンク６に設置する高発熱素子５を、制御基板７の基板部分と同程度の高さ位置に配置したものである。本構成では制御基板７とトッププレート９の間隙に風路の一部を遮蔽する高発熱素子５が無いため、誘導加熱コイル２を冷却した後の空気を効率良く排気口８１まで誘導できる。図示したように、制御基板７に開口や切り欠きを設け、高発熱素子５を嵌め込む構成であれば、さらに実装密度を向上させ、実施例２の構成と比較しても、本体の小型化に有効となる。
【実施例４】
【００５９】
図７の分解斜視図を用いて実施例４の誘導加熱調理器を説明する。実施例４は、一口のビルトイン型ＩＨクッキングヒータに本発明を適用したものであり、実施例１と同等の構成については説明を省略することとする。
【００６０】
図７は、トッププレート９と誘導加熱コイル２を外し、誘導加熱コイル２に高周波電流を供給する制御基板７を収納した本体外郭を構成する金属ケース８内の部品配置などを示した本体内部構造の斜視図である。
【００６１】
本実施例のように、制御基板７は誘導加熱コイル２の外方の存在する空間を利用し、誘導加熱コイル２を外周から覆うようにコ字形状にすれば、広い実装面積を得ることが可能になり、小さいスペースの金属ケース８内に誘導加熱に必要な電子部品を収納できるとともに、全ての電子部品を効率良く冷却することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
２ 誘導加熱コイル
２ａ 温度センサ
５ 高発熱素子
６ ヒートシンク
７ 制御基板
７ａ、７０ａ 基板ベース
８ 金属ケース
９ トッププレート
９ａ、９ｂ 鍋載置部
１０ 吸気流
１１ 排気流
２０、２４ フェライト
２１ コイルベース
２９ 保持バネ
４０、４１ ファン装置
５０ 電子部品
５１ コンデンサ
７０ 回路基板
８１ 排気口
８２ 吸気口
９０ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キッチンに組み込む本体外郭を形成する金属ケースと、
本体上面に設けられたトッププレートと、
該トッププレートの下方に設けられた誘導加熱コイルと、
該誘導加熱コイルを制御する制御基板と、
ベース面とフィン部とを有するヒートシンクと、
前記制御基板を冷却するファン装置と、
前記金属ケースの底面に設けられた吸気口を備え、
前記制御基板の高発熱素子が設置されるベース面が前記トッププレート側となり、前記フィン部が前記ファン装置側となるように、前記ヒートシンクを該トッププレートと略平行にして配し、
更に、前記制御基板を前記誘導加熱コイルの外周に配置したことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記ヒートシンクのベース面と前記制御基板が略同一高さに設けられていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記ファン装置は、前記ヒートシンクの下方にあることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記ファン装置は、前記誘導加熱コイルの下方にあることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記高発熱素子をトッププレート側の制御基板に実装し、コンデンサ等の他の電子部品をその裏面に実装したことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記ヒートシンクが前記制御基板の上下に跨って配置されることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【請求項１】
キッチンに組み込む本体外郭を形成する金属ケースと、
本体上面に設けられたトッププレートと、
該トッププレートの下方に設けられた誘導加熱コイルと、
該誘導加熱コイルを制御する制御基板と、
ベース面とフィン部とを有するヒートシンクと、
前記制御基板を冷却するファン装置と、
前記金属ケースの底面に設けられた吸気口を備え、
前記制御基板の高発熱素子が設置されるベース面が前記トッププレート側となり、前記フィン部が前記ファン装置側となるように、前記ヒートシンクを該トッププレートと略平行にして配し、
更に、前記制御基板を前記誘導加熱コイルの外周に配置したことを特徴とする誘導加熱調理器。
【請求項２】
前記ヒートシンクのベース面と前記制御基板が略同一高さに設けられていることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項３】
前記ファン装置は、前記ヒートシンクの下方にあることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項４】
前記ファン装置は、前記誘導加熱コイルの下方にあることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項５】
前記高発熱素子をトッププレート側の制御基板に実装し、コンデンサ等の他の電子部品をその裏面に実装したことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱調理器。
【請求項６】
前記ヒートシンクが前記制御基板の上下に跨って配置されることを特徴とする請求項１に記載の誘導加熱調理器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２６１６９（Ｐ２０１３−２６１６９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２７５８（Ｐ２０１１−１６２７５８）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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