感应加热线圈以及使用了该感应加热线圈的感应加热装置的制造方法

文档序号:9292157
感应加热线圈以及使用了该感应加热线圈的感应加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及感应加热线圈以及使用了该感应加热线圈的感应加热装置。
【背景技术】
[0002] 在以往的IH烹饪加热器等感应加热装置中使用的感应加热线圈是将使利用树脂 等包覆例如直径为0. 3mm的铜线而成的结构成为19根扭绞线的所谓绞合线沿着线圈轴的 周围旋涡状地卷绕构成的。
[0003] 在专利文献1中,为了降低加热线圈的损失,提出了如下的感应加热线圈:将把多 束线径更细的线材扭绞而成的绞合线作为一次扭绞,将多束该一次扭绞的绞合线扭绞而作 为二次扭绞,将多束该二次扭绞进一步扭绞而作为三次扭绞,从而构成为多阶段重叠扭绞 构造。
[0004] 另外,在专利文献2中,提出了如下的感应加热线圈:代替绞合线,将使剖面为大 致长方形形状或者大致椭圆形形状的多个电导体分别与其它电导体电绝缘,并且在线圈径 向上层叠的集合线旋涡状地卷绕而成。特别是,专利文献2记载的感应加热线圈为了使邻 近效应所致的集合线内的向内周侧电导体的电流分布的偏集中均匀化,降低损失,构成为 在卷绕中以在线圈外周侧和线圈内周侧调换集合线内的电导体的位置的方式被卷绕(一 般将其称为集合线的卷绕位置的"转移")。即,在专利文献2的层叠集合线中,将相对线圈 径向(水平方向)的宽度增大了与其垂直的高度的感应加热线圈在上下方向上层叠两层或 者3层,调换(转移)一部分的层叠集合线的位置,从而降低邻近效应所致的损失。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平10-321358号公报
[0008] 专利文献2 :日本专利第4491983号公报

【发明内容】

[0009] 发明所要解决的技术问题
[0010] 在将如专利文献1那样使用绞合线而构成的感应加热线圈用作特别是IH烹饪加 热器的感应加热装置的加热源的情况下,一般而言,需要尽可能缩短载置锅等被加热体的 顶板与感应加热线圈之间的间隔,改善针对锅的加热效率。因此,以往的感应加热装置通常 构成为通过从感应加热线圈的下侧表面(与面对顶板的表面相反的一侧的表面)提供冷却 风,从而使成为高温的感应加热线圈整体冷却,但将冷却风引导到顶板与感应加热线圈之 间并不容易,存在感应加热线圈的上侧表面的温度上升变大的倾向。
[0011] 另外,通过对感应加热线圈施加高频电压而产生的高频电流存在虽然还依赖于其 频率,但由于趋肤效应而集中流向导体的表面附近的倾向,所以在感应加热线圈的上侧表 面附近产生的焦耳热所致的发热量大于在感应加热线圈的下侧表面附近产生的发热量,特 别是难以高效地冷却感应加热线圈的上侧表面。
[0012] 另一方面,使用绞合线而构成的感应加热线圈的垂直方向的厚度相当于绞合线的 扭绞束的直径所需的最小线圈高度,为了确保足够的高频电流,需要设为实质的厚度,所以 阻碍感应加热线圈的从上侧表面向下侧表面的高效的冷却。进而,绞合线是用树脂等包覆 了金属导电线的结构,树脂等绝缘体的热传导性相比金属导电线显著劣化,在感应加热线 圈的上侧表面与下侧表面之间,将绝缘体、导电线、绝缘体、导电线、绝缘体、导电线层叠几 层,阻碍高效的冷却。
[0013] 因此,在专利文献1中,想要通过在绞合线的扭绞束中引入扭绞,调换导电线的配 置位置,改善感应加热线圈的上侧表面和下侧表面的冷却性、电流均匀性。但是,由于使用 引入了扭绞的束线,所以在形成感应加热线圈时,难以管理或者控制束线的偏移、间隙,所 卷绕的感应加热线圈的尺寸产生偏差,存在无法将作为完成品的尺寸精度维持得较高这样 的问题。
[0014] 进而,专利文献2的感应加热线圈由集合线构成,该集合线构成为将在与线圈轴 平行的方向上长长地延伸的大致长方形形状或者大致椭圆形形状的电导体用绝缘层夹住, 所以相比于由复杂地夹着绝缘体的绞合线所构成的感应加热线圈,促进了从该感应加热线 圈上侧表面向下侧表面的热传导。但是,即使在使用了在线圈径向上层叠的集合线的情况 下,由于趋肤效应,感应加热线圈的上侧表面的发热量大于下侧表面的发热量,在尤其在上 下方向上层叠了两段或者3段感应加热线圈时,从上侧表面向下侧表面的热传导被阻碍, 存在难以将感应加热线圈维持为规定的驱动温度范围以下这样的问题。
[0015] 另外,与绞合线类似,在上下方向上层叠两层以上集合线之后,在将它们扭转或者 调换时,感应加热线圈的旋涡形状的一部分崩溃,难以依照规格制作作为完成品的尺寸精 度,存在抬高生产成本这样的课题。
[0016] 因此,本发明是为了解决上述那样的课题而完成的,其目的在于提供一种改善感 应加热线圈整体的冷却功能、并且使生产工序变得简便、易于制造的感应加热线圈。另外, 本发明的感应加热线圈的目的在于,将作为完成品的尺寸精度维持得较高,降低其阻抗的 偏差,并且实现廉价且重量轻的感应加热线圈。
[0017] 解决技术问题的技术方案
[0018] 本发明提供一种感应加热线圈,将长条状的层叠导体沿着线圈轴的周围旋涡状地 卷绕而成,其特征在于,所述层叠导体由在所述层叠导体的长条方向上延伸的多个导体层 叠而成的导电层、和在多个导电层之间所形成的绝缘层构成,所述各导电层在所述层叠导 体的两端处电气地并联连接,所述层叠导体被卷绕为所述多个导体被层叠的方向相对所述 线圈轴垂直,所述层叠导体的与所述线圈轴垂直的方向的宽度(W)比与所述线圈轴平行的 方向的高度⑶长。
[0019] 发明效果
[0020] 根据本发明,通过使层叠导体的与线圈轴垂直的方向的宽度(W)构成为比与线圈 轴平行的方向的高度(H)长,能够改善感应加热线圈的冷却功能,易于以高的尺寸精度制 造,降低其阻抗的偏差,实现廉价且重量轻的感应加热线圈。
【附图说明】
[0021] 图1是内置了本发明的感应加热线圈的IH烹饪加热器等感应加热装置的整体的 立体图。
[0022] 图2是从图1的II-II线所观察的感应加热装置的剖面图。
[0023] 图3是从上方观察了实施方式1的感应加热线圈的平面图。
[0024] 图4是示出构成感应加热线圈之前的层叠导体的立体图。
[0025] 图5(a)是以半径方向的垂直平面切断了层叠导体时的剖面图,(b)是构成层叠导 体的单个导电层以及绝缘层的剖面图。
[0026] 图6是从图3的VI-VI线所观察的感应加热线圈的剖面图。
[0027]图7是示出感应加热线圈的高度和电流密度的关系的曲线图。
[0028] 图8是示出感应加热线圈的高度和发热量的关系的曲线图。
[0029] 图9是示出感应加热线圈的高度和上侧表面的温度的关系的曲线图。
[0030] 图10是示出在层叠导体中流过的电流集中的部分的剖面图。
[0031] 图11是将层叠导体卷绕8匝而成的感应加热线圈的剖面图。
[0032] 图12是实施方式3的感应加热线圈的剖面图。
[0033] 图13是实施方式1的变形例的感应加热线圈的平面图。
[0034] 图14是实施方式4的感应加热线圈的平面图。
[0035] 图15是实施方式4的感应加热装置的与图2同样的剖面图。
[0036] 图16是实施方式4的变形例的感应加热线圈的平面图。
[0037] 图17是实施方式5的感应加热线圈的平面图。
[0038] (符号说明)
[0039] 1 :感应加热装置;5 :外壳;6 :顶板;7 :感应加热部;8 :操作部;10 :感应加热线 圈;12 :铁素体部件(尚导磁率部件);14:线圈台;16 :驱动部(逆变器电路);18 :控制部 (控制器);17 :温度传感器;20 :层叠导体;21 :内侧端子;22 :外侧端子;24 :导电层;25 : 绝缘层;26 :内侧加热部;27 :中央加热部;28 :外侧加热部;30 :间隙;40 :中央加热线圈; 42 :周边加热线圈;K:锅。
【具体实施方式】
[0040] 以下,参照附图,说明本发明的感应加热线圈的实施方式。在各实施方式的说明 中,为了易于理解,恰当地使用表示方向的用语(例如,"上侧"、"下侧"、"X方向"、"Y方向" 以及"Z方向"等),但这仅用于说明,这些用语并不限定本发明。另外,在本申请说明书中, 将感应加热线圈的线圈轴方向设为Z方向。
[0041] 实施方式1.
[0042] 本发明的实施方式1的感应加热线圈10能够采用于任意的加热装置,在本申请说 明书中,作为典型例子,以下对在IH烹饪加热器等感应加热装置1中所采用的感应加热线 圈10进行详细说明。
[0043] 图1是内置了本发明的感应加热线圈10的IH烹饪加热器等感应加热装置1的整 体立体图,图2是从图1的II-II线所观察的感应加热装置1的剖面图。图3是从上方观 察了的感应加热线圈10的平面图。图1所示的感应加热装置1大体上具有外壳5、在该外 壳5的最上部配设的由强化玻璃等构成的顶板6、感应加热部7、以及用户用于调整加热能 力的操作部8。
[0044] 实施方式1的感应加热部7如图2所示,具有:感应加热线圈10 (图3),在外壳5 内配设于顶板6的下方;多个铁素体部件(高导磁率部件)12,放射状或者在半径方向上延 伸;线圈台14,稳定地支撑感应加热线圈10以及铁素体部件12 ;和温度传感器17,用于测 定顶板6的下表面的温度。进而,感应加热装置1具有:驱动部(例如逆
再多了解一些
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