JP4010993B2 - 電磁誘導加熱調理器におけるフェライトコアの取付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、電磁誘導加熱式の炊飯器や調理鍋に関し、より詳しくは誘導加熱コイルの外方に配置するフェライトコアの取付け構造に係る発明である。

電磁誘導加熱式の調理器は、内鍋の直下に配置した電磁誘導コイルによって発生する渦電流で内鍋そのものを発熱させるものであるが、電磁誘導コイルによって発生する磁界が下方に漏れると、その影響でテーブル上の金属が発熱する可能性がある。あるいは、本体の胴や底に金属を使用する場合は、本体そのものが発熱する可能性がある。その原因である電磁誘導コイルの磁界の漏れを防止するために、従来から電磁誘導コイルの下方に棒状のフェライトコアを放射状に配置することが行われている。

従来のフェライトコアの取付け構造は、保持部材にフェライトコアを保持させ、該保持部材が電磁誘導コイルを跨ぐように配置し、鍋を支受する保護枠底面に固定している。フェライトコア及び保護枠の形状は、鍋の曲面に合わせて湾曲形状とする他、特許文献１に開示されているように、二本の棒状のフェライトコアを一定角度に配置、保持させることによって湾曲形状を回避することが行われている。

フェライトコアを保持部材に保持させるために、従来は合成樹脂材で保持部材を成型する際に、フェライトコアをインサート成型する方法が行われている。また、保持部材にフェライトコアの収容凹部を形成し、この収容凹部にフェライトコアを収容し、接着剤で固着する方法も実施されている。
特開平８−２５６９０４号公報

フェライトコアを保持部材にインサート成型する場合は、その製造コストが高くなる欠点がある。また、フェライトコアを接着する場合は、組立てに手数を要するために組立てコストが高くなる。また、フェライト粉末の焼結体であるフェライトコアは、ひび割れを生じ易く、ひび割れを生じた状態で通電して誘導加熱を行った場合、フェライトコアが共鳴して不快な共鳴音を発生するという問題がある。さらに、フェライトコアは、その形状や寸法のバラツキが大きいという問題がある。

上記、従来技術の欠点及びフェライトコアの取り扱い上の問題に鑑み、本発明は、フェライトコアと保持部材の組立てを、フェライトコアの寸法のバラツキにかかわらず容易に行うことができる構造を提供せんとするものである。また別の目的は、保持部材に保持させたフェライトコアが弾性的に保持され、盲動や振動を発生しない構造を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の本発明は、内鍋１の底部に対向するように配置される電磁誘導加熱コイル２の下方に、保持部材３によって保持されたフェライトコア４を配置する電磁誘導加熱調理器に係るものである。
フェライトコア４を保持する保持部材３は、底面中央部の電磁誘導加熱コイル2Aと対応する水平部分3Aと、外周の傾斜部分に配置する電磁誘導加熱コイル2Bと対応する傾斜部分3Bを備え、中間部分に閉鎖壁3cを形成した両端が開放される断面略Ｕ字形もしくは筒状に形成する。そして、両端の開放端からそれぞれ直線状のフェライトコア４を中間部分に向けて長手方向に挿入するとともに、保持部材３の壁面の一部に内方に向けて付勢するバネ手段と、該バネ手段の付勢方向の対向位置にフェライトコア４の支受部６を設けることによって挿入された棒状のフェライトコア４を保持させる。

請求項２記載の発明は、フェライトコアを保持する保持部材３を、弾性機能を有する合成樹脂材によって断面略Ｕ字状に形成し、底壁3aの長手方向に片持ちのバネ部５を、側壁上部に内方に向けて突出する支受部６を形成するとともに、前記片持ちのバネ部５先端に突出リブ７を形成する。組立てに際し、保持部材３を固定する保護枠８の一部で前記突出リブ７を押圧することによってフェライトコア４を保持部材３内に押圧保持させる構造とするものである。

請求項３記載の発明は、保護枠８に固定するフェライトコア４の保持部材３の一部と保護枠８との間に電磁誘導加熱コイル２の引き出し線2aを挟持させ、引き出し線の遊動を制限するものである。

請求項１記載の本発明電磁誘導加熱調理機におけるフェライトコアの取り付け構造によれば、底面中央部の電磁誘導加熱コイル2Aと対応する水平部分3Aと、外周の傾斜部分に配置する電磁誘導加熱コイル2Bと対応する傾斜部分3Bを備えた保持部材３に、両端の開放端からそれぞれ中間部分に向けて直線状のフェライトコア４、４を長手方向に挿入するだけでフェライトコアを装着することができ、組立て作業を簡略化しコストダウンをはかることができる。

請求項２記載の発明によれば、装着したフェライトコアは、片持ちのバネ部５の弾性によって常時押圧状態で保持されるため、ガタツキを生じず、通電に伴う共鳴など異音の発生が少ないものとすることができる。また、フェライトコア４を弾性的に保持するため、フェライトコア４の寸法誤差をある程度許容することができ、寸法誤差の許容範囲が大きくて安価なフェライトコア４を使用することができる。このとき、片持ちのバネ部５で押圧することによって大きな撓みを実現し、保持部材３にフェライトコア４を容易に装着することができるとともに、保持部材３の組立てによってバネを強く働かせ、より安定した状態にフェライトコア４を保持させることができる。

請求項３記載の発明によれば、保持部材３を保護枠８に装着することによって電磁誘導加熱コイル２の引き出し線2aを挟持させる。これにより、引き出し線2aの移動(盲動)範囲が少なく、安定した状態で組立てることができる。このことは、たとえば、従来安全のために装着していた引き出し線２の保護チューブを省略することが可能となるものである。

図１は、本発明を応用した炊飯器全体の縦断面図である。この電気炊飯器は、底体10と胴11で構成する本体の内部に内鍋１を収容し、その上面を蓋12によって密閉し、電磁誘導加熱によって炊飯の調理を行うものである。内鍋１は、肩部材13の開口部に固定した内胴14と椀形に成型した保護枠８によって形成される収容部に着脱自在に収容し、内鍋１の下底部を支持する保護枠８の下方に配置した電磁誘導加熱コイル２に、高周波電流を通電することによって発生する渦電流のジュール熱によって内鍋１を発熱させ、炊飯の調理を行うものである。

保護枠８の下方に配置する電磁誘導加熱コイル２の下方には、図２に示すように複数のフェライトコア４，４を放射状に配置し、底部の中央部と外周の傾斜部分の二箇所に配置している電磁誘導加熱コイル２(2A及び2B)を跨ぐように配置することによって、下方への磁束の漏れをできるだけ少なくし、炊飯器を置いたテーブル上などの器外にある金属が発熱する現象を防止している。このとき、フェライトコア４と底体10の間に金属製の反射板15を配置すると、より効果的に磁束の漏れを防止することができる。

複数のフェライトコア４，４を保護枠８の下方に配置するには、フェライトコア４を保持部材３に保持させ、該保持部材３を保護枠８にビス止めなどの固定手段によって固定する。フェライトコア４を保持する保持部材３は、図３に示すように、底面中央部の電磁誘導加熱コイル2Aと対応する水平部分3Aと、外周の傾斜部分に配置する電磁誘導加熱コイル2Bと対応する傾斜部分3Bを、合成樹脂材で一体に成型する。すなわち、保持部材３の傾斜部分3Bは傾斜部の電磁誘導加熱コイル2Bの接線方向に延び、水平部分3Aと角度αで交わる二つの直線部分が形成される形状としている。この保持部材３は、フェライトコア４を装着することができるように、全体を断面略Ｕ字状である樋形に形成している。

樋形に形成する保持部材３の水平部分3A及び傾斜部分3Bには、それぞれ底壁3aに上方に付勢するバネ部５，５を形成するとともに、側壁3bの上部に内鍔状の支受部６，６を形成している。水平部分3Aと傾斜部分3Bが交わる中間部分には、底壁から略直角に立ち上がる閉鎖壁3cを形成するとともに、保持部材の両端は開放状態としている。底壁3aから支受部６までの寸法は、フェライトコア４の厚みよりも幾分大きな寸法であってフェライトコア４を挿入することができる状態とする。

保持部材３の底壁3aに配置するバネ手段は、保持部材３の開放端から挿入するフェライトコア４を上方に押し上げ、支受部６に押圧保持させることができるものであればどのようなものでもよい。しかしながら、図示実施形態では、底壁3aの左右両側に貫通孔16，16を穿設し、その間に細幅部分を形成するとともに、該細幅部分を上方に湾曲させることによって両端支持のバネ部５を形成している。すなわち、保持部材３自体の底壁3a部分の弾性によってバネ部５を形成し、フェライトコア４を保持させる。したがって、保持部材３はＰＥＴ樹脂のようにある程度弾性効果があるものによって成型する。

保持部材３の左右両側壁3b，3bの外側面には、保護枠に対する固定手段を設ける。図４に示す実施形態では、一方の外側面に掛け爪17を、他方の外側面にボス18を形成し、図２に示すように前記掛け爪17を保護枠８の底面に突出させた突起19に係合させるとともに、ボス18部分において保持部材３を保護枠８に固定することによって正確な位置決めが行なわれるようにしている。このとき、保持部材３の水平部分3Aの開放端は、保護枠８の中心位置に突出させた円筒リブ20、より具体的には円筒リブ20に突出形成した突起20aに当接させることによって位置決めすると同時に、水平部分3Aに装着したフェライトコア４の抜け止めとしている。

保持部材３の傾斜部分3B上端は、図２及び図６に示すように、保護枠８に突出させたコ字状リブ21に嵌め込むように支持させることによって、保持部材３の傾斜部分3B上端の位置決めと、傾斜部分3Bに装着したフェライトコア４の抜け止めとしている。すなわち、水平部分3Aと、傾斜部分3Bのそれぞれにフェライトコア４を挿入した保持部材３を、保護枠８の所定位置に配置し、ビス22で固定するだけの作業で組立てが完了する。コ字状リブ21のみによってもフェライトコアの抜け止めとすることができるが、コ字状リブ21の中心位置に、斜め方向のステイリブ21aを形成(図５〜図７参照)しておくと、より確実にフェライトコア４の抜け止め効果を高めることができるとともに、フェライトコアの遊動やガタツキを防止することができる。
上記、フェライトコア４を装着した保持部材３を保護枠８に組立てることによって、保持部材３の水平部分3Aに保持させたフェライトコア４で、中心部の電磁誘導加熱コイル2Aの磁束の漏れを、保持部材３の傾斜部分3Bに保持させたフェライトコア４で、周辺部の電磁誘導加熱コイル2Bの磁束の漏れを防止することができる。

図２に示す実施形態では、前記構造の保持枠３を三方に配置するとともに、前記構造とは異なる構造の保持部材３を図面上右斜め下の位置に配置している。この保持部材は、センサー取付け筒23の配置などによって、スペース的に制限されるために、中心部の電磁誘導加熱コイル2Aと、周辺部の電磁誘導加熱コイル2Bに跨る一本のフェライトコア４によって磁束の漏れを防止しようとするものである。その具体的な構造は、図８ないし図11に示している。

図８ないし図11に示す実施形態の保持部材３は、全体を直線的な樋形に形成し、一端に端壁3cを形成するとともに、底壁3aに端壁3c部分を基端とする片持ちのバネ部５を形成している。この片持ちのバネ部５は、前記実施形態の保持部材３において形成した、両端支持のバネ部と同様に、保持部材３と一体に形成している。
片持ちのバネ部５先端には楔状の爪24を形成し、該爪24の基端面24aを保持部材３内部に収容したフェライトコア４の抜け止めとして機能するようにしている。また、爪24の先端には外方に向けて突出する突出リブ７(図８において下方に突出)を形成している。

図８に示す実施形態の保持部材３に、フェライトコア４を装着するには、図９に点線で示すように、爪24が形成されているバネ部５の開放端からフェライトコア４を挿入する。矢印で示す方向にフェライトコア４を挿入すると、爪24の先端が楔形となっているためバネ部５が点線で示すように図面の上方へ撓み、フェライトコア４を滑らせながら押し進めることによって保持部材３内に収容させることができる。このとき、フェライトコア４は底壁3a部分のバネ部５と側壁3bに形成した支受部６によって挟持されるとともに、長手方向の両端は端壁3dと爪24の基端面24aによって閉鎖され、長手方向に抜け止めされる。図９に示す状態では、突出リブ７が上方に突出した状態であるとともに、フェライトコア４は片持ち式のバネ部５によって緩く挟持されている。

フェライトコア４を装着した保持部材３を、底壁3a側を保護枠８に対向させた状態で、保護枠８に取付けると、突出リブ７が保護枠８表面に当接して押圧され、図10に二点差線で示すように変形する。すなわち、フェライトコア４が強く押圧されてバネ部５の弾性によって安定する。片持ちのバネ部５には、その中間位置に湾曲部5aが形成されている結果、バネ部５には全体の弾性撓みと、湾曲部の変形による弾発力が作用し、取付けによって突出リブ７が押圧されると、湾曲部5a部分の弾性によってフェライトコア４が強い力で保持されることになる。
保持部材３の側壁3bには、図11に示すように、一方の側面に掛け爪17が、他方の側面にボス18が形成されており、保護枠８に対し位置決めされた状態で簡単に固定することができるようにしている。この取付け方法は先の実施形態における保持部材の取付け方法と同じである。

図１２は、保持部材３の別の実施形態を示すものである。この実施形態は、図３に示す実施形態と同様、底面中央部の電磁誘導加熱コイル2Aと対応する直線的な水平部分3Aと、外周部分の電磁誘導加熱コイル2Bと対応する直線的な傾斜部分3Bの二つの直線部分が角度αで交わる形状である。そして、保持部材３は、弾性を有する合成樹脂材によって全体を断面略Ｕ字状に一体成型したものである。この実施形態においては、樋形に成型する保持部材３の底壁3aにバネ部を設けるのではなく、側壁3bの一部に切り込み25を設けることによって、側壁の直線的な一定範囲を弾性壁26として機能させるものである。弾性壁26の先端部分には、外方に向けて尖った楔状の受爪９が形成してある。

図１２に示す実施形態の保持部材３にフェライトコア４を装着するには、保持部材３と同じようにヘ字形状に折曲成型(焼結)したフェライトコア４を、樋形状の開放側から押し込む。フェライトコア４を開放端から押し込むと、受爪９の内側の傾斜面が押圧され、弾性壁26が外方に撓むことによって、樋形の保持部材３内部にフェライトコア４を挿入することができる。フェライトコア４を押し込んで、その外方端が受爪９の位置を通過すると、弾性壁26は自身の弾性によって元の位置に復帰する。弾性壁26がもとの位置に復帰すると、その先端に形成した受爪９がフェライトコア４の抜け止めとして機能し、装着状態が維持される。図示例においては、側壁3bの一部を弾性壁26として機能させているが、側壁の全体を弾性壁として機能させるものであってもよい。
以上述べた実施形態の保持部材３は、その断面形状を略Ｕ字状とし、その底壁3aにバネ部を形成しているが、例えば保持部材全体を筒状に形成し、周壁の一部にバネ部を形成するとともに、筒内に支受部を形成する、もしくは対向壁面を支受部とすることもできる。

図３に示す実施形態の保持部材３側壁3b上端、具体的には傾斜部分3Bの上端部分には、側壁3bの上端部分の一部を切除して切欠部27を形成している。この切欠部27は、電磁誘導加熱コイルの引き出し線2aを通過させることができる大きさとしておくことによって、組立てに際して電磁誘導加熱コイルの引き出し線2aを切欠部27に挟み込むようにする。すなわち、保護枠８に固定するフェライトコア４の保持部材３の一部と保護枠８との間に電磁誘導加熱コイル２の引き出し線2aを挟持させる。これにより、電磁誘導加熱コイル２の引き出し線2aの遊動を制限することができる。

電磁誘導加熱コイル２の引き出し線2aの遊動が制限されると、引き出し線2aが炊飯器本体の内部において、いずれかの部分に接触する可能性を少なくすることができる。これにより、従来は安全のために装着していた保護チューブ28の装着を省略することができる。図２には、周辺部の誘導加熱コイル2Bからの引き出し線2aを保持部材３と保護枠８の間に挟持させる裸線とし、中心部の電磁誘導コイル2Aからの引き出し線に保護チューブ28を装着した状態を示している。もっとも、電磁誘導コイル２の引き出し線2aは、これが結線される基板29と最も接近する位置の保持部材３に保持させるのが望ましいものである。

本発明に係る構造を採用した炊飯器全体の縦断面図、 電磁誘導加熱コイル及びフェライトコアを装着した状態の保護枠の底面図、 保持部材の第一の実施形態を示す断面斜視図、 図３に示す実施形態の保持部材の平面図、 図３に示す保持部材を保護枠に装着した状態の断面図、 保持部材を支持するコ字状リブ部分のみの保護枠の底面図、 図６の上部のみの拡大図、 保持部材の第二の実施形態を示す断面斜視図、 図９に示す実施形態の保持部材の縦断面図、 図９の一部分のみの拡大図、 図９に示す実施形態の保持部材の底面図、 保持部材の第三の実施形態を示す斜視図。

符号の説明

１…内鍋、 ２…電磁誘電加熱コイル、 2a…引き出し線、 ３…保持部材、 3a…底壁、 3b…側壁、 3c…閉鎖壁、 3d…端壁、 3A…水平部分、 3B…傾斜部分、 ４…フェライトコア、 ５…バネ部、 5a…湾曲部、 ６…支受部、 ７…突出リブ、 ８…保護枠、 ９…受爪、 10…底体、 11…胴、 12…蓋、 13…肩部材、 14…内胴、 15…反射板、 16…貫通孔、 1７…掛け爪、 18…ボス、 19…突起、 20…円筒リブ、 20a…突起、 21…コ字状リブ、 22…ビス、 23…センサー取付け筒、 24…爪、 24a…基端面、 25…切込み、 26…弾性壁、 27…切欠部、 28…保護チューブ、 29…基板。

Claims (3)

1. 内鍋の底部に対向するように配置される電磁誘導加熱コイルの下方に、保持部材によって保持されたフェライトコアを配置する電磁誘導加熱調理器において、
   フェライトコアを保持する保持部材を、底面中央部の電磁誘導加熱コイルと対応する水平部分と外周の傾斜部分に配置する電磁誘導加熱コイルと対応する傾斜部分を備え、中間部分に閉鎖壁を形成した両端が開放される断面略Ｕ字形もしくは筒状に形成し、両端の開放端からそれぞれ直線状のフェライトコアを中間部分に向けて長手方向に挿入するとともに、保持部材の壁面の一部に内方に向けて付勢するバネ手段と、該バネ手段の付勢方向の対向位置にフェライトコアの支受部を設けることによって挿入された棒状のフェライトコアを保持させることを特徴とする電磁誘導加熱調理器におけるフェライトコアの取付け構造。
2. 内鍋の底部に対向するように配置される電磁誘導加熱コイルの下方に、保持部材によって保持されたフェライトコアを配置する電磁誘導加熱調理器において、
   フェライトコアを保持する保持部材を、弾性機能を有する合成樹脂材によって断面略Ｕ字状に形成し、底壁の長手方向に片持ちのバネ部を、側壁上部に内方に向けて突出する支受部を形成するとともに前記片持ちのバネ部先端に突出リブを形成し、組立てに際し保持部材を固定する保護枠の一部で前記突出リブを押圧することによってフェライトコアを保持部材内に押圧保持させることを特徴とする電磁誘導加熱調理器におけるフェライトコアの取付け構造。
3. 内鍋の底部に対向するように配置される電磁誘導加熱コイルの下方に、保持部材によって保持されたフェライトコアを配置する電磁誘導加熱調理器において、
   保護枠に固定するフェライトコアの保持部材の一部と保護枠との間に電磁誘導加熱コイルのリード線を挟持させ、該リード線の遊動を制限することを特徴とする電磁誘導加熱調理器におけるフェライトコアの取付け構造。
   

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