【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は誘導加熱コイルおよびその製造方法ならびにその誘導加熱コイルを使用した電磁調理器に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来より、誘導加熱コイルはリッツ線を巻枠に巻いて製造されるが、従来では、占積率を上げるために、図１６（ａ）に示すように、本来、断面円形のリッツ線１を、図１６（ｂ）に示すように、ほぼ楕円形の偏平形状に成形し、その上で、
リッツ線１を図１４および図１５に示すように、巻枠２
に整列巻きするようにしていた。

【０００３】しかしながら、この従来の誘導加熱コイルの製造方法では、リッツ線１を予め偏平に成形しなければならず、作業工程数が増えるという問題がある。 しかも、断面ほぼ楕円形に成形したリッツ線１を巻枠２に整列巻きすると、図１５に示すように、左右両側に多重巻きされたリッツ線１間に空隙が生じるようになるため、
巻回密度が低下し、また、ワニスを含浸させてコイル全体を円盤状にかためる場合、外側に巻かれたリッツ線１
間の空隙が比較的大きいため、その空隙でのワニス保持が難しく、固着力が低くなるという問題があった。

【０００４】ところで、誘導加熱コイルを電磁調理器の加熱コイルとして用いる場合、アルミ製の鍋が使用されても、そのアルミ鍋を効率良く加熱できるように、鉄鍋と同等の入力インピーダンスにするために、一手段として誘導加熱コイルの巻き数を多くする必要がある。 そして、誘導加熱コイルの外径が鍋の外径を越えると、加熱効率が著しく低下するので、上記の巻き数増加は誘導加熱コイルの外径が鍋の外径を越えない範囲で達成しなければならず、高密度に巻く方法の実用化が強く望まれてきている。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、リッツ線を高密度に巻くことができる誘導加熱コイルの製造方法を提供するにあり、第２の目的は、高密度に巻回された誘導加熱コイルを提供するにあり、第３の目的は、アルミ鍋であっても効率良く加熱できる電磁調理器を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、本発明の誘導加熱コイルの製造方法は、リッツ線を押圧手段により押圧しながら巻枠に渦巻状に巻回して製造することを特徴とするものである。 上記の製造方法によれば、リッツ線を押圧しながら巻枠に巻回して行くので、リッツ線は押圧力によって隙間を埋めるようにずれ、或いは変形しながら巻かれるようになる。 このため、リッツ線を偏平に成形しておかなくとも、高密度に巻回することができる。

【０００７】また、本発明の誘導加熱コイルの製造方法は、リッツ線を押圧手段により押圧しながら巻枠に巻回して一つコイルを形成する工程と、前記コイルの外周に絶縁物を巻いた後、リッツ線を押圧手段により押圧しながら前記絶縁物上に巻回して次のコイルを形成する工程を少なくとも１回行った後、コイルを巻枠に巻回した状態で該コイルにワニスを含浸させることを特徴とするものである。 このようにして製造した誘導加熱コイルにあっては、複数のコイルに分けられているので、高周波電流を流すコイルターン数を変更できる。

【０００８】上記第２の目的を達成するために、本発明の誘導加熱コイルは、リッツ線を押圧手段により押圧しながら巻回した第１のコイルと、この第１のコイルの外周に設けられた絶縁物と、この絶縁物の外周にリッツ線を押圧手段により押圧しながら巻回した第２のコイルとを備え、前記第１のコイル、絶縁物、第２のコイルにワニスを含浸させて形成したものである。

【０００９】上記第３の目的を達成するために、本発明の電磁調理器は、鍋が載せられるトッププレートと、このトッププレートの下側に設けられた請求項５記載の誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルを構成する単位コイルへの高周波電流の供給を切り換える切換手段と、この切換手段を制御する制御回路とを具備してなるものである。 この構成の電磁調理器によれば、鉄鍋のときは２
つの単位コイルに高周波電流を流し、アルミ鍋のときは３つの単位コイルに高周波電流を流す等することにより、鉄鍋とアルミ鍋とで誘導加熱コイルのインピーダンスを変えることができるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電磁調理器に適用した一実施例を図１〜図１１に基づいて説明する。 まず、誘導コイルを製造するために用いるリッツ線１１および巻線装置１２について述べるに、リッツ線１１は、
図８（ａ）に示すように、絶縁が施された多数の細線１
１ａを束ね、この状態で図８（ｂ）に示すように矢印方向に捻り、いずれの細線１１ａも同じ方向に捻られた状態のなるようにした断面ほぼ円形の同方向撚りリッツ線からなる。

【００１１】一方、巻線装置１２は、図２に示すように、ベース１３に、図示しないモータによって駆動される巻枠１４と、押圧手段としての押しローラ１５とを設けてなる。 そのうち、巻枠１４は、図３に示すように、
巻芯１６の両側に対向配置される一対の円盤１７，１８
から構成されており、ベース１３に立設された一対の支持板１９間に着脱可能な軸２０によって回転自在に支持されている。

【００１２】この巻枠１４の巻芯１６は、一方の円盤１
７に一体に設けられている。 そして、他方の円盤１８
は、巻芯１６に螺合手段等によって着脱可能に取付けられるようになっている。 また、両円盤１７，１８のうち、例えば円盤１８には、径方向にほぼ一列に並ぶ４個の通し孔２１ａ〜２１ｄが形成されていると共に、複数本の長孔２２が放射状に形成されている。

【００１３】前記押しローラ１５は、ベース１３内に配置された移動台２３に一対の支持板２４を介して回転自在に支持されている。 そして、移動台２３の両側面には、車輪２５が前後に位置して設けられており、その車輪２５は、ベース１３の両側面に傾斜状態に形成されたガイド用長孔２６内に配置されて該長孔２６の下面に載置されている。

【００１４】従って、押しローラ１５（移動台２３）には、重力によりガイド用長孔２６に沿って下降する力が常時作用している。 そして、押しローラ１５は、巻枠１
４の一対の円盤１７、１８間に入り込んでいて、常には巻芯１６に接している。 このとき、上記押しローラ１５
の下降力は巻芯１６に受けられている。

【００１５】ここで、この巻線装置１２により、図９に示す誘導加熱コイル２７を製造する手順を説明する。 図９に示す誘導加熱コイル２７は、径方向内側の第１のコイル２８、中間の第２のコイル２９、径方向外側の第３
のコイル３０の３つのコイルからなり、それら各コイル２９〜３０の相互間には、絶縁部材３１および３２が装着されている。

【００１６】このような構成の誘導加熱コイル２７を製造するには、まず、リッツ線１１の一端部に粘着テープを巻いて細線１１ａが解けないようにし、その上で該リッツ線１１の一端部を巻枠１４の内側から巻芯１６近くの通し孔２１ａに通して巻枠１４の外側に所定長さ引き出す。 そして、引き出されたリッツ線１１の通し孔２１
ａ近くの部分に、図４に示す塗布ノズル３３によってシール剤、例えばシリコンを塗布する。 図５にシール剤を塗布した部分に斜線を付して示す。

【００１７】そして、リッツ線１１の巻き始端を巻芯１
６に固定した状態で、巻枠１４を回転させてリッツ線１
１を巻芯１６に乱巻き状態で巻き付けてゆく。 このとき、最初、巻芯１６に接していた押しローラ１５は、巻芯１６に巻き付けられてゆくリッツ線１１に乗り移って該リッツ線１１に接するようになり、従って、リッツ線１１は押しローラ１５の下降力によって押圧されながら巻枠１４に巻き付けられてゆくようになる。 そして、移動体２３は、巻枠１４にリッツ線１１が巻き付けられてゆくに従ってガイド用長孔２６に沿って上方に移動してゆくが、その位置とは関係なく押しローラ１５がリッツ線１１を押す力は常に一定（ほぼ４Ｋｇ）である。

【００１８】このような巻回作業において、リッツ線１
１は、偏平に成形されているものではないから、本来の円形断面の形状が崩れ易く、また、整列巻きでなく、乱巻きであるから、新たに巻芯１６上に巻かれた部分が押しローラ１５から与えられる押圧力によってずれ、或いは変形して既に巻かれている部分の間に入り込むようになる。 このため、図１に示すように、１ターンのリッツ線１１の相互間に生じた空間に別の１ターンのリッツ線１１が侵入してリッツ線１１相互間の空間を埋めるようになる。

【００１９】特に、リッツ線１１は、同方向撚りとされているから、細線１１ａがずれ動き易く、そのため、１
ターンのリッツ線１１の相互間に生じた空間にリッツ線１１が入り込み易くなり、従って、リッツ線１１間に空間が生じ難くなって一層高密度に巻回することができる。

【００２０】さて、リッツ線１１を例えば２０ターン巻回したところで巻枠１４の回転を止めて第１のコイル２
８の巻回を終了する。 そして、リッツ線１１を巻回終了部分から所定長さ離れたところで切断し、その切断両端に粘着テープを巻いて細線１１ａの撚りが解けないようにした上で、第１のコイル２８側の切断端部を円盤１８
の通し孔２１ｂから巻枠１４の外側に引き出し、リッツ線１１の通し孔２１ｂ付近の部分に前述と同様にしてシール剤を塗布する。

【００２１】次いで、帯状の絶縁材を図６に示すように第１のコイル２８の外周にほぼ１周分巻き込んで切断して絶縁部材３１を形成し、該絶縁部材３１の両端を第１
のコイル２８に接着する。 そして、第１のコイル２８から切り離されたリッツ線１１の端部を巻枠１４の内側から通し孔２１ｂに通して巻枠１４の外側に所定長さ引き出し、前述したと同様にして、リッツ線１１の通し孔２
１ｂ近くの部分にシール剤を塗布する。

【００２２】この後、リッツ線１１の巻き始端を絶縁部材３１に固定した状態で、第１のコイル２８の巻回時と同様に、巻枠１４を回転させてリッツ線１１を押しローラ１５により押圧しながら第１のコイル２８上に乱巻き状態で巻き付け、第２のコイル２９を形成する。 この第２のコイル２９の巻回時も、第１のコイル２８の巻回時と同様にして高密度に巻回されるものである。

【００２３】リッツ線１１を例えば６５ターン巻回したところで巻枠１４の回転を止めて第２のコイル２９の巻回を終了する。 そして、前述したと同様にしてリッツ線１１を巻回終了部分から所定長さ離れたところで切断し、その切断両端に粘着テープを巻いて細線１１ａの撚りが解けないようにした上で、第２のコイル２９側の端部を円盤１８の通し孔２１ｃから巻枠１４の外側に引き出し、リッツ線１１の通し孔２１ｃ付近の部分に前述と同様にしてシール剤を塗布する。

【００２４】次いで、帯状の絶縁材を第２のコイル２９
の外周にほぼ１周巻き込んで切断して絶縁部材３２を形成し、該絶縁部材３２の両端を第２のコイル２９に接着する。 そして、第２のコイル２９から切り離されたリッツ線１１の端部を巻枠１４の内側から通し孔２１ｃに通して巻枠１４の外側に所定長さ引き出し、前述したと同様にして、リッツ線１１の通し孔２１ｃ近くの部分にシール剤を塗布する。

【００２５】この後、リッツ線１１の巻き始端を絶縁部材３２に固定した状態で、巻枠１４を回転させてリッツ線１１を第２のコイル２９上に乱巻き状態で巻き付け、
第３のコイル３０を形成する。 この第３のコイル３０の巻回時も、第１および第２のコイル２８および２９の巻回時と同様にして高密度に巻回されるものである。

【００２６】リッツ線１１を例えば２０ターン巻回したところで巻枠１４の回転を止めて第３のコイル３０の巻回を終了する。 そして、前述したと同様にしてリッツ線１１を巻回終了部分から所定長さ離れたところで切断し、その切断両端に粘着テープを巻いて細線１１ａの撚りが解けないようにした上で、第３のコイル３０側の端部を円盤１８の通し孔２１ｄから巻枠１４の外側に引き出し、リッツ線１１の通し孔２１ｄ付近の部分に前述と同様にしてシール剤を塗布する。

【００２７】以上のようにして第１ないし第３のコイル２８ないし３０を巻回した後、図７に示すように、円盤１８の長孔２２からワニスを注入してそれら第１ないし第３のコイル２８〜３０からなる誘導加熱コイル２７にワニスを含浸させる。 そして、ワニスが固まった時点で巻枠１４を支持板１９から取り外し、円盤１８を巻芯１
６から外して誘導加熱コイル２７を円盤１８側から取り外す。

【００２８】以上のようにして製造された誘導加熱コイル２７は、図１０に示す電磁調理器３４に使用される。
同図に示すように、電磁調理器３４は、本体３５に例えば耐熱ガラス製の天板３６を設け、前記誘導加熱コイル２７を装着したフェライト製の取付盤３７を天板３６の下側に配置してなる。

【００２９】図１１は電磁調理器３４の電気回路構成を示すもので、交流の商用電源３８を所定電圧の直流に変換して出力する直流電源回路３９を電源にして誘導加熱コイル２７に高周波電流を供給するインバータ回路４０
を備えている。 そして、第１おとび第３のコイル２８および３０は、切換手段を構成するリレースイッチ４１の常閉スイッチ４１ｂと直列に接続され、その直列回路がインバータ回路４０の両出力端子に接続されている。 また、第２のコイル２９は、リレースイッチ４１の常開スイッチ４１ａと直列に接続され、その直列回路がリレースイッチ４１の常閉スイッチ４１ｂと並列に接続されている。

【００３０】一方、本体３５の前面部には、操作パネル４２が設けられており、その操作パネル４２には各種スイッチ４３が設けられている。 そして、そのスイッチ４
３の操作信号は、マイクロコンピュータを主体とする制御手段としての制御回路４４に入力される。 また、制御回路４４には、インバータ回路４０から負荷電流信号が与えられ、制御回路４４は、その負荷電流信号に基づいて鍋の材質を判定し、その判定結果により、インバータ回路４０が有するスイッチング素子のオンオフ速度を切り換えて高周波電流の周波数を変えると共に、リレースイッチ４１の駆動コイル４１ｃを駆動回路４５を介してオンオフ制御する。 これにより鉄鍋の場合には、第１および第３のコイル２８および３０が直列に接続され、アルミ鍋の場合には、第１ないし第３のコイル２８ないし３０が直列に接続されるよになり、その結果、誘導加熱コイル２７が鍋の種類に応じたインピーダンスとなるように制御されるものである。

【００３１】このように本実施例によれば、リッツ線１
１を押しローラ１５によって一定の押圧力で押さえながら巻枠１４に巻回するので、誘導加熱コイル２７を高密度に巻回することができる。 このため、天板３６に載せられる鍋の直径を越えない範囲でリッツ線１１を高密度に巻くことができる。 また、リッツ線１１を予め偏平に成形しておく必要がないので、成形工程を省略できる。
更に、巻枠１４に巻かれたリッツ線１１間に空間が生じ難いので、誘導加熱コイル２７をワニスによって良好に固着でき、磁気反発力によってコイルがばらばらになるおそれがない。

【００３２】また、各コイル２８ないし３０の巻始端と巻終端にはシール剤を塗布するので、その部分にはワニスが含浸されないようになる。 このため、各コイル２８
ないし３０の両端の口出線部分の柔軟性を確保することができ、コイル２８ないし３０の口出線を接続する作業を容易に行うことができる。

【００３３】なお、絶縁部材３１，３２としては、帯状の絶縁材をコイル２８，２９に巻回して形成するものに限られず、図１２に示すように、プラスチックにより有端環状に形成し、コイル２８，２９の外周に嵌め込む構成の絶縁部材４６、或いは、図１３に示すように、プラスチックにより半円状に形成してコイル２８，２９の外周に両側から嵌め込む構成の絶縁部材４７であっても良い。

【００３４】本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限られず、次のような拡張或いは変更が可能である。 誘導加熱コイルは、例えば鉄製の鍋、非磁性のステンレス製の鍋を加熱できるように２つのコイルから構成しても良く、用途によっては１つのコイルから構成しても良い。
本発明にいう電磁調理器には、誘導加熱によって鍋を加熱する炊飯器を含む。 本発明は誘導加熱コイルの製造一般に広く適用することができる。 本発明の誘導加熱コイルは、電磁調理器の他、誘導加熱する機器一般に広く適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の誘導加熱コイルおよびその製造方法によれば、リッツ線を押圧手段により押圧しながら巻枠に巻回して誘導加熱コイルを製造するので、リッツ線を高密度に巻くことができる。 また、本発明の電磁調理器によれば、複数のコイルを有しているので鍋の材質に応じて誘導加熱コイルのインピーダンスを変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すリッツ線の巻回状態の部分断面図

【図２】巻線装置を示すもので、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図

【図３】巻線装置の分解斜視図

【図４】コイルの巻始終端にシール剤を塗布する状態の断面図

【図５】シール剤塗布部分を示す斜視図

【図６】コイルに絶縁部材を巻き付ける状態を示す正面図

【図７】誘導加熱コイルにワニスを塗布する状態を示す断面図

【図８】リッツ線を示すもので、（ａ）、（ｂ）は撚りをかける前後の状態の斜視図

【図９】誘導加熱コイルの平面図

【図１０】電磁調理器の断面図

【図１１】空気回路構成図

【図１２】絶縁部材の他の構成例を示す図

【図１３】絶縁部材の更に異なる他の構成例を示す図

【図１４】従来の誘導加熱コイルの製造方法を示す概略図

【図１５】図１相当図

【図１６】リッツ線を示すもので、（ａ）、（ｂ）は成形前後の断面図

【符号の説明】

図中、１１はリッツ線、１２は巻線装置、１４は巻枠、
１５は押しローラ（押圧手段）、２７は誘導加熱コイル、２８〜３０は第１〜第３のコイル、３１，３２は絶縁部材、３４は電磁調理器、４１はリレースイッチ（切換手段）、４４は制御回路（制御手段）、４６，４７は絶縁部材である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 照也 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム技術研究所内 Ｆターム(参考） 3K051 AA08 AB02 AB04 AB05 AC07 AC15 AD05 AD40 BD02 CD13 CD42 CD43 CD44 CD45 3K059 AA08 AB04 AC07 AC15 AD05 AD40 BD02 CD13 CD44 CD52 CD63 CD66 CD73 CD77