CN100539770C - 感应加热线圈 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高频损耗及自身发热少、且制造容易的感应加热线圈。其中，由第1绝缘材料将单线中的导体加以包覆后，将多根单线加以集束、绞合成绞线；再用第2绝缘材料包覆绞线的外表面，形成绕组线；最后将绕组线按照规定的形状和规定的圈数卷绕成线圈部件。在通过焦尔热对线圈部件的线头和连接部进行加热的同时，对线头进行加压，使第1绝缘材料及第2绝缘材料熔解融后，将导体压紧接触，将线圈部件的线头的外部连接端子部分在与导体保持着电连接的状态下保持固定。这样，就可以实现这一种适合与对铝等高导电率且属非磁性的被加热体进行感应加热的感应加热线圈，这种线圈能够抑制因自身的高频损失产生的发热，制造容易，成本低且质量稳定。

Description

感应加热线圈

技术领域

本发明涉及一种设置在感应加热装置中的、用于对特别是铝等低电阻、低磁导率的被加热物进行加热的感应加热线圈。

背景技术

以前，感应加热烹调器具中使用的锅是磁导率高的铁锅，但是近年来，除了铁锅以外铜锅及铝锅等也想使用这一需求正在逐渐高涨。在对铜锅及铝锅进行感应加热的场合下，由于铜及铝的电阻率低且磁导率也低，因此必须在加热线圈加上频率比适合铁锅的约20～30kHz高的、需达到约40～100kHz的高频电流。但是在频率提高时，高频电流在集肤效应的作用下只在导体的表面附近流动，亦即截面中的中心部位并没有电流流动，这就等同于导体的有效截面被减小，加热线圈绕组线本身在工作时的有效电阻将显著增大。为此，为了增加表面积、减少有效电阻，一般在很细的单线导体(例如直径为0.1mm的铜线)的表面上先设置上绝缘覆层，再将数根至数十根单线集束在一起后，制成加热线圈。

此外，为了降低由集肤效应产生的有效电阻，加热线圈中使用的导体即绕组线采用的是多重绞合构造，亦即先将单线加以集束形成绞线，再将绞线进行绞合。另外，为了抑制由邻近作用(以下成为邻近效应)引起的电阻增加现象，有人提出了至少在第1阶段通过编织方式来形成绞线等方案。上述的邻近效应是指，在邻近的导体有高频电流流过时，导体之间也会通过磁场产生相互影响，使电流分布发生偏斜。这一现象会造成导体表面的有效电阻增大。导体之间的高频电流流动方向越是一致、导体间的间隔越小时，邻近效应将变得越大。采用上面提出的现有方案的话，可以在一定程度上减少加热线圈相对于高频电流的电阻。但是，为了进一步提高感应加热效率，必须进一步降低线圈的电阻。

另外，上述的现有结构虽然能够减少加热线圈相对于高频电流的线圈电阻(高频电阻)，但是，采用这样的结构的话，在制造用于加热铜锅及铝锅的加热线圈时，必须把单线导体的直径做得尽可能细，要达到0.1mm或更细，而且要使根数尽可能多的单线(例如1000根～2000根)进行集束后再制作绕组线。但单线的直径细到这种程度时，就容易产生单线表面的绝缘覆层受到损伤、导体出现断线等问题。

另外，在具有上述结构的绕组线线头上安装上外部连接端子(用于使这样的加热线圈与供给高频电流的变频器相连接)时，需要先将绕组线端部的各根单线上10mm左右的绝缘覆层浸入规定的药液中，除去绝缘覆层，露出导体(例如铜线)；其后进行清洗，并再度进行集束后压紧到端子上，最后进行焊接，使各根导体相互之间以及与端子之间实现电连接。

因此，在把绕组线的导体线头与外部连接端子相连接时，还存在着操作极其麻烦的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的感应加热线圈，即使在流过能对铝等低电阻、低磁导率的材质制成的锅充分地进行感应加热的高频大电流的场合下，也能充分抑制其发热、减小高频电源功率损失，提高防止包覆住导电部分的绝缘部分被破坏的效果。

另外，本发明的另一个目的在于提供一种加热效率很高的感应加热线圈，其可以减小集肤效应及邻近效应的影响，减少加热线圈对于高频电流的电阻，并减小加热线圈的自身的发热。

本发明的用于感应加热装置中的感应加热线圈的特征在于线圈部件，所述线圈部件的构造为：由其导体被第1绝缘材料所包覆的多根单线进行集束、绞合成绞线，再将所述绞线的外表面由具有不同熔点的绝缘层的氟化树脂亦即第2绝缘材料加以包覆，其中构成所述第2绝缘材料的最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂PFA的熔点低，形成用于卷绕线圈的导线亦即绕组线，将所述绕组线按照规定的圈数、规定的形状进行卷绕。

采用这样的结构，多根其导体由第1绝缘材料加以包覆的单线被集束、绞合成绞线。单线的直径做得极其细微(例如只有0.05mm)，另外各根单线的绝缘层厚度也做得很薄(例如100μm)。这样，单线的根数即使很多(1600根程度)，绞线的直径也可以做得很小(约3.5mm)。

另外，由于是在绞线的外表面上包覆上第2绝缘材料的覆膜后再将绕组线进行卷绕，因此在将形成绕组线按照规定的形状和规定的圈数卷绕成线圈部件之际，第2绝缘材料将构成保护膜。这样，即使在进行卷绕作业时绕组线中的各根单线上被加上不均衡的力量时，绞线中也不会出现部分导体复位、破损折断等情况。另外，第1绝缘材料的覆膜不易受损，质量稳定，同时绕组线的卷绕作业也将容易进行。

另外，本发明的用于感应加热装置中的感应加热线圈的特征还在于：包覆绞合线的外表面的第2绝缘材料为氟化树脂。氟化树脂的耐热温度很高，且富有柔软性，因此，不但可以提高绝缘性，而且还可以使卷绕作业变得容易进行。

另外，第2绝缘材料具有熔点不同的多个氟化树脂层，最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂PFA的熔点设定得低。这样，在将绕阻线卷绕成线圈部件之后，将所述线圈部件加热到这样的温度，使最外层的温度高于最外层的熔点，同时使其内侧的绝缘层的温度低于其绝缘层的熔点。通过加热，至少让最外层的绝缘层发生熔化，然后再冷却。这样，单线不会发生熔化，或者即使多少有些熔化也会被熔融程度小的内侧绝缘层加以保护。在这样的状态下，互相邻接的绕阻线会发生粘合，线圈部件的形状就可以固定下来。这样，线圈部件的形成作业就将变得容易进行，而且其可靠性也能得到提高。

此外，对线圈部件的线头的第1绝缘材料及第2绝缘材料加上电流产生焦尔热进行加热使之熔解并同时进行加压时，在与绕组线中的导体保持电连接的同时，将外部连接端子部分固定到绕组线上。包覆住绞线表面的第2绝缘材料和包覆住各根单线的导体表面的第1绝缘材料因端子部分的发热将发生部分熔解，并位移到压紧接触部周围。因此，通过压紧接触可以可靠地而且在短时间内完成单线导体相互之间及单线导体和外部连接端子部分之间的电连接。

本发明的技术方案1中所述的感应加热线圈的特征在于包括线圈部件，所述线圈部件的构造为：由其导体被第1绝缘材料所包覆的多根单线进行集束、绞合成绞线，再将所述绞线的外表面由具有不同熔点的绝缘层的氟化树脂亦即第2绝缘材料加以包覆，其中构成所述第2绝缘材料的最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂PFA的熔点低，形成用于卷绕线圈的导线亦即绕组线，再将所述绕组线按照规定的圈数、规定的形状卷绕成所述的线圈部件。

在对多根导体由第1绝缘材料包覆的单线进行集束、绞合成绞线之际，单线的直径做得极其细微(例如只有0.05mm)，另外各根单线的绝缘层厚度也做得很薄(例如100m)。这样，单线的根数即使很多(1600根程度)，绞线的直径也可以做得很小(约3.5mm)。

另外，由于是在绞线的外表面上包覆上第2绝缘材料的覆膜后再将绕组线进行卷绕，因此在将形成绕组线按照规定的形状、规定的圈数卷绕成线圈部件之际，第2绝缘材料将构成保护膜。这样，即使在进行卷绕作业时绕组线中的各根单线上被加上不均衡的力量时，绞线中也不会出现部分导体复位、破损折断等情况。另外，第1绝缘材料的覆膜不易受损，质量稳定，同时绕组线的卷绕作业也将容易进行。

另外，本技术方案中的的感应加热线圈的特征还在于：包覆绞合线的外表面的第2绝缘材料为氟化树脂。氟化树脂的耐热温度很高，且富有柔软性，因此，不但可以提高绝缘性，而且还可以使卷绕作业变得容易进行。另外，在下面的技术方案6中所述的端子处理中，绕阻线的线头部分在被氟化树脂所包覆的状态下夹入端子部件中的连接部中，进行熔融/加压作业。这样，导体和端子部件之间的电连接可以稳定地进行，包括端子处理过程在内的、制造适合于对铝等进行感应加热的感应加热线圈的过程将变得更加容易。

另外，第2绝缘材料具有熔点不同的多个氟化树脂层，最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂PFA的熔点设定得低。这样，在将绕阻线卷绕成线圈部件之后，将所述线圈部件加热到这样的温度，使最外层的温度高于最外层的熔点，同时使其内侧的绝缘层的温度低于其绝缘层的熔点。通过加热，至少让最外层的绝缘层发生熔化，然后再冷却。这样，单线不会发生熔化，或者即使多少有些熔化也会被熔融程度小的内侧绝缘层加以保护。在这样的状态下，互相邻接的绕阻线会发生粘合，线圈部件的形状就可以固定下来。这样，线圈部件的形成作业就将变得容易进行，而且其可靠性也能得到提高。

技术方案2所述的感应加热线圈的制造方法的特征在于包括以下步骤：将多根其直径为0.1mm或0.1mm以下的导体由第1绝缘材料加以包覆的单线进行集束，在绞合成的绞线的外表面由第2绝缘材料加以包覆，形成绕组线，再将所述绕组线按照规定的圈数卷绕成规定的形状，形成线圈部件；以及，在通过在外部连接端子的连接部中流入电流产生出焦尔热的同时，通过所述的连接部对所述线圈部件的线头进行加压，使所述第1绝缘材料及第2绝缘材料发生熔融并与所述导体发生压紧接触，将所述外部连接端子在与所述导体保持着电连接的状态下固定到所述线圈部件的线头上；另外，上述第2绝缘材料为具有不同熔点的多个绝缘层的氟化树脂，构成所述第2绝缘材料的最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂PFA的熔点设定得低，在上述的形成线圈部件的步骤中，还包括通过加热使上述的最外侧绝缘层发生熔化、使上述的绕组线相互固化、粘接的步骤。

本发明中的导体的直径非常细，为0.1mm或0.1mm以下，故在对特别是铝等低电阻、抵磁导率的材料制成的锅进行加热时，感应加热线圈因集肤效应引起有效电阻增加的现象能够得到抑制，其发热量将会减少。另外，与单线直径比0.1mm粗、单线根数也少的结构相比，本技术方案中单线根数多、绕组线的结构也就显得复杂一些。但是，采用本发明的话，可以实现稳定的绕组线线头处理，使各单线中的导体和端子部分之间实现电连接。其结果，在单线直径变细的场合下，可以充分发挥出降低发热损耗的效果，同时还可以避免端子处理变得麻烦的情况出现。

技术方案3中所述的感应加热线圈的特征在于包括线圈部件，所述线圈部件的构造为：由具有其导体被第1绝缘材料所包覆的单线或多根所述的单线进行集束/绞合成的绞线、且其外表面的一部分或者全部上设有第2绝缘材料而形成用于卷绕线圈的导线亦即绕组线，所述绕组线按照规定的圈数、规定的形状卷绕成所述的线圈部件；另外，所述第2绝缘材料为通过规定的加热处理而带有粘接功能、且含有浸泡了未硬化或者半硬化的橡胶或者热固性树脂的纺织布或者无纺布，上述第2绝缘材料在加热后和邻接的其它第2绝缘材料发生固化、熔接。这样，在将绕阻线卷绕成线圈部件时，绕阻线之间由于有绝缘体存在，因此，绕阻线之间的间隔将被拉大。结果，不但可以降低因单线之间的近邻效应产生的高频电阻增大的现象，而且绕阻线之间的绝缘强度可以得到提高，可靠性也能提高。

另外，通过对第2绝缘材料进行规定的处理使之成为具有粘合功能的固化、粘合性绝缘体，绕阻线卷绕完成后的线圈部件的形状可以保持稳定。

此外，由于上述第2绝缘材料含有浸泡了未硬化或者半硬化的橡胶或者热固性树脂的纺织布或者无纺布，在加热后和邻接的其它第2绝缘材料发生固化、熔接，因此，绕阻线卷绕完成后的线圈部件的形状可以保持稳定。

另外，技术方案4中所述的发明为，在绞合线的外表面上设置第2绝缘材料之前，先对其进行加热，从而降低其中的挥发成分。这样，在使用过程中线圈部件上被加上热时、或者在为使第2绝缘材料之间进行粘合而对线圈部件进行加热时，从线圈部件内部发生的挥发成分就不会滞留在绞合线和第2绝缘材料之间或者绕阻线与第2绝缘材料之间，从而可以防止挥发成分造成线圈部件发生变形的情况发生。

在技术方案5所述的发明中，所述绞线中使用的是导体直径在0.1mm或0.1mm以下的单线。单线的导体部分的直径为0.1mm或0.1mm以下时，加厚第1绝缘层在制造工艺上将变得困难，成本也会上升。但是，通过在绞合线的外周面上设置绝缘体，可以很容易使绞合线或者绕阻线之间的绝缘得到强化，可以提高可靠性，并且降低制造成本。

在技术方案6所述的感应加热线圈中，还设有外部连接端子部分，其中，在通过电流流动产生焦尔热的同时，对所述线圈部件的线头进行加压，通过使所述第1绝缘材料及第2绝缘材料发生熔融并与所述导体压紧接触，在与所述导体保持着电连接的状态下固定在所述线圈部件的线头上。这样，包覆住绞合线的表面的第2绝缘材料和形成在各根单线的导体表面上的第1绝缘材料将因为端子部件的发热而发生部分熔化，并位移至加压部分的周围。这样，通过压紧接触就可以可靠地而且在短时间内实现单线的导体之间的相互电连接和单线的导体与外部连接端子之间的电连接。在技术方案1或13中所述的结构中，绕阻线的构造将变得复杂起来，采用现有的化学药液方法来剥离线头上的第1绝缘材料及第2绝缘材料的话，操作也将变得非常繁杂。但是，采用本发明中的结构的话，无需使用药液处理来事先除去单线的覆层，焊接作业也可以省略。另外，在技术方案13中所述的发明中的、单线直径变细且单线的根数也增多的情况下，也同样可以高效率地、稳定地实现绕阻线与端子部件之间的连接。

技术方案7所述的感应加热线圈中还设有用于固定所述线圈部件及端子部分的线圈支承部件，所述端子部分上设有：用于对线圈部件的线头同时进行加热和加压从而与导体实现电连接的连接部、与所述连接部联结着设置的绕组线固定部、及与所述绕组线固定部联结着设置且互相之间不呈直线的弯曲部，另外，所述弯曲部具有螺钉孔或者直孔，同时所述线圈部件的端部的绕组线从所述连接部在与所述绕组线固定部实质上相同的方向上被拉出。

采用这样的构成后，由于端子部分被保持在线圈支承部件上，不但线圈部件的印线部分可以缩短，而且与变频器等向线圈部件中供给高频电流的装置之间的连接作业也将变得容易进行。端子部分上设有：用于对绕阻线同时进行加热和加压从而实现电连接的连接部、与所述连接部联结着设置的绕组线固定部、及与所述绕组线固定部联结着设置且互相之间不呈直线的弯曲部。由于线圈部件的端部的绕组线从所述连接部在与所述绕组线固定部大致相同的方向上被拉出，因此在组装过程中或者组装完成之后，线圈部件的线头部分呈承载在绕组线固定部上的状态。这样，可以防止连接部的绕阻线上被加上很大的弯曲力。另外，与所述绕组线固定部联结着设置且互相之间不呈直线的弯曲部上设有螺钉孔或者直孔，这样，在将外部连线拧入端子部分上的螺钉孔或者直孔中、或者通过螺钉/螺帽方式进行连接时，能过起到线圈的线头部不会妨碍操作的效果。

在本发明的技术方案8中所述的感应加热线圈制造方法中，还设有用于固定所述线圈部件及端子的线圈支承部件。所述端子具有：用于同时对所述线圈部件的线头进行加热和加压、与导体进行电连接的连接部；与所述连接部联结着设置的绕组线固定部；及与所述绕组线固定部联结着设置但不呈直线的弯曲部。所述弯曲部上设有螺钉孔或者直孔，同时所述线圈部件的端部的绕组线从所述连接部在与所述绕组线固定部实质上相同的方向上被拉出。

附图说明

图1为本发明第1实施例的感应加热线圈中使用的第1种绕组线的截面图。

图2为本发明第1实施例的感应加热线圈中使用的第2种绕组线的截面。

图3为本发明第1实施例的感应加热线圈中使用的第3种绕组线的截面图。

图4为本发明各个实施例共同的感应加热线圈俯视图。

图5为本发明第2实施例中的感应加热线圈的绞线截面图。

图6为装有图4中所示的感应加热线圈的感应加热烹调器具具实例的截面图。

图7为本发明第2实施例的感应加热线圈的另一个实例中的绞线截面图。

图8为本发明第2实施例的感应加热线圈的又一个实例中的绞线截面图。

图9为本发明第3实施例的感应加热线圈的绕组线截面图。

图10为本发明第3实施例的感应加热线圈的另一个实例中的绕组线截面图。

图11为构成绞线的单线截面图。

图12为本发明第3实施例中的感应加热线圈的又一个实例中的绕组线截面图。

图13(a)为本发明第4实施例中的感应加热线圈的绞线结构截面图。

图13(b)为右绞线和左绞线的侧视图。

图14为本发明第4实施例的感应加热线圈的另一种绞线结构的截面图。

图15为本发明第4实施例的感应加热线圈中使用的右绞线和左绞合的绞合结构的侧视图。

图16为本发明第4实施例的感应加热线圈中使用的另一种绞线的截面图。

图17为本发明第5实施例的感应加热线圈中使用的绞线的截面图。

图18为本发明第6实施例中的感应加热线圈部件的俯视图。

图19为本发明第7实施例中的感应加热线圈中使用的绞线的侧视图。

图20为图19中所示的绞线的截面图。

图21为本发明第7实施例的感应加热线圈中使用的绞线的另一种结构的侧视图。

图22为本发明第7实施例的感应加热线圈中使用的绞线的又一种结构的侧视图。

图23为本发明第7实施例的感应加热线圈的截面图。

图24(a)为表示本发明的第8实施例的感应加热线圈端子部分和线圈印线部分的连接前状态的斜视图。

图24(b)为图24(a)中的b—b方向的截面图。

图25为表示本发明的第8实施例的感应加热线圈端子部分和线圈印线部分的连接后状态的斜视图。

图26为表示本发明的第8实施例中的感应加热线圈的线圈部件、线圈支承部件、端子部分和端子固定部分的结构斜视图。

图27为用于将本发明第8实施例的端子部分和线圈印线部分相连接时使用的连接装置的侧视图。

图28(a)为图27中所示的连接装置的上部电极的斜视图。

图28(b)为下部电极的斜视图。

图29为表示本发明第8实施例中的加热及加压步骤开始前的状态的斜视图。

图30为表示本发明第8实施例中的加热及加压步骤进行过程中的状态的斜视图。

具体实施方式

下面参照图1至图29对本发明的感应加热线圈的一些优选实施例进行说明。

在下面对各个实施例进行的说明中，“单线”是指1根细导线，为构成感应加热线圈的导体中的最小构成元素。通过将多根单线进行绞合，构成可用来绕制感应加热线圈绕组的导线，这样的导线下面称为“绕组线”。通过把这样的绕组线卷绕成涡旋状，可以形成感应加热线圈。

【实施例1】

下面参照图1至图3来说明本发明第1实施例的感应加热线圈的各种绕组线。通过将这些绕组线如图4中所示的那样卷绕成涡旋状，就可以制成感应加热线圈61。使用这种感应加热线圈的感应加热装置(本实施例中称为“感应加热烹调器具”)如图6中的截面图所示，下面对其结构进行详细说明。

图1为第1种绕组线30的截面图。图中的单线25为直径为例如0.05mm的铜线构成的导体，其外表面上包覆有由第1绝缘材料如聚脂亚胺等形成的耐热性绝缘覆膜(厚度为3μm)。将540根单线25进行集束、绞合，形成绞合线。图1中为了避免图示内容过于复杂，绞线32中只示出了60根单线，但实际的绞线32中有540根单线。形成绞线32时的绞合称作“第1阶段绞合”。接下来，将3根绞线32互相绞合。这样的3根绞线32的绞合被称为“第2阶段绞合”。在3根绞线32绞合而成的绞合线上，包覆上由第2绝缘材料亦即氟化树脂等耐热性绝缘材料31(厚度为50～200μm)，这样，绕组线30就形成了。绕组线30中有1620根单线25。在形成绕组线30的过程中进行的单线25的第1阶段绞合、和绞线32的第2阶段的绞合被称作“多重绞合”，形成的构造被称作“多重绞合构造”。另外，经多重绞合而形成的绕组线被称作“多重绞线”。在多重绞合过程中，在第2阶段绞合之后还可以进行更多阶段的绞合。

图2为第2种绕组线40的截面图。图中的单线25与上述的第1种单线25相同。将60根单线25进行集束，进行第1阶段的绞合，形成绞线42。接下来，将9根绞线42进行集束，进行第2阶段的绞合，形成绞线43。再将3根绞线43进行集束，进行第3阶段的绞合，再包覆在热可塑性绝缘材料41，形成多重绞合绕组线40。绕组线40中有1620根(60×9×3＝1620)根单线25。

图3中示出了第3种绕组线50的截面图，这是在图2中所示的上述绕组线40上进一步包覆上绝缘材料51而构成的，亦即由绝缘材料41和51进行2重包覆。绝缘材料51可以采用熔点比绝缘材料41低的材料来构成。

图1中的绕组线30进行了第1及第2阶段2个阶段的绞合，而在图2及图3的绕组线40及50中，则进行第1、第2及第3阶段的3个阶段的绞合。这样，与只进行1个阶段绞合的绕组线相比，绕组线30或者40中的单线25的总截面积亦即各根单线25的合计导体截面积(总截面积)即使相同，但由于绕组线30或者40是通过线径更细、根数更多的单线25绞合而成的，故可以抑制流过高频电流时因集肤效应在线圈部件61中产生的损耗。此外，在本实施例中进行了2个阶段或者3个阶段的绞合，故即便单线25的根数和各根单线25的导电部分的直径相同、导体的总截面积也相同，比起只进行1个阶段的绞合的绕组线来，绕组线内被绞合在一起的各个单线25之间的朝向的不一致性将会提高。这样，在流过高频电流时因邻近效应而在线圈部件中产生的损耗可以得到抑制。具体说来，在形成绕组线30的第2阶段中，每根绞线32中的(第1阶段绞合而成的)各根单线25的朝向、与在第2阶段中与上述绞线32绞合在一起的其它绞线32中的各根单线25的朝向在绕组线30内侧将有很大的不同。另外，在线圈部件61中各个绕组线30相邻接的部分中，各根单线25的朝向相互之间也有很大的不同。绕组线40及50中进行的是比绕组线30多1个阶段的多阶段绞合，因此即使单线25的数量与绕组线30中相同，近接效果产生的有效电阻增大的现象也可以进一步抑制。总而言之，绕组线30、40及50中使用的是直径为0.05mm的细单线25，进行的是多阶段绞合。这样，可以同时减轻集肤效应和近接效果引起的有效电阻增加的现象。

在使用图1或图2中所示的绕组线30或40制作感应加热线圈时，如图4中的俯视图所示的那样，先将绕组线30或者40卷绕成涡旋状，制成线圈部件61，再将上述线圈部件61设置、安装到耐热树脂制成的线圈支承部分60上。卷成涡旋状的邻接绕组线30之间可以通过粘结剂进行粘结。位于线圈部件61的两端的线圈印线部分63、83分别与外部(变频器等高频电流供给装置)连接端子65、85进行连接，具体的连接方法将在后面通过图24、25及图26进行详细阐述。

在图3中所示的绕组线50中，处于外侧的第2绝缘材料51采用熔点比处于内侧的绝缘材料41的熔点(本实施例中为290℃～320℃)低的树脂(本实施例中其熔点为220℃～280℃)构成。因此，在形成图4中所示的涡旋状之后，通过将第2绝缘材料51加热到规定的温度(本实施例中为285℃)，可以只使绝缘材料51发生熔化，使绕组线50中的相邻部分发生互相粘结。

包覆单线25的导体的第1绝缘材料即耐热性绝缘覆膜为2层构造(图中未示出)，内侧可由聚脂亚胺(厚度为3μm)构成，外侧可由聚酰胺亚胺(厚度为0.5μm)构成。只设置内侧的聚脂亚胺层(厚度为3μm)也是可以的，但由于单线25的直径为0.05mm，极其细微，因此，在将单线进行集束、形成绞线时，必须使单线不致于因为单线间的摩擦而发生断线、损伤覆膜等情况。故为了改善单线间的滑动性，在外侧设置了聚酰胺亚胺膜(厚度为0.5μm)。

将构成绕组线30、40和50的绞线进行包覆的第2绝缘材料31、41、51采用聚酰胺树脂、聚酰胺亚胺树脂、聚脂树脂、氟化树脂等热可塑性树脂是比较合适的。另外，图3中所示的第2绝缘材料即内侧的绝缘材料41可以使用熔点高(约300℃)的氟化树脂如PFA，另外，外侧的绝缘材料51(也属于第2绝缘材料)可以使用熔点比所述PFA低(约230℃)的树脂，这样可望实现稳定的绝缘性，被加热后也能产生稳定的粘接性。

此外，第2绝缘材料31、41、51可以采用未硬化或半硬化的橡胶，或者使用热固性树脂。在制作线圈部件61的中间阶段即正在卷绕成绕组线50之际，或者在绕组线50完成卷绕、线圈部件61已经形成后，对树脂进行加热，使之固化。这样，绝缘材料和绝缘材料之间、或者绝缘材料和单线之间会紧密接触，从而使线圈部件61的形状保持稳定。另外，上述的橡胶可以采用硅橡胶、氟化橡胶等类型。另外，热固性树脂可以使用环氧树脂、不饱和聚脂树脂、及酚醛树脂等。

另外，第2绝缘材料还可以使用在纺布或无纺布上涂敷或浸透未硬化或半硬化的橡胶或者树脂、尤其是半硬化的橡胶或者树脂而成的绝缘材料。通过在浸透后进行加热硬化，可以使线圈部件的形状稳定下来。特别是在使用带状的织布或不织布的场合下，由于很容易卷绕在绞线的部分或者全部外周面上，处理起来非常方便，而且可以设置非常稳定的绝缘层。另外，其他橡胶或者树脂的话，只要与上面举出的属于同一种类，也同样可以使用。

另外，还可以进行预加热，使绞线本身所具有的挥发成分散发出来使之降低之后，再在绞线的外周面设置上绝缘材料41，然后再在其外侧设置上粘结层即第2绝缘材料51。这里所述的粘结层包含熔接层。在卷绕成具有上述结构的绕组线50后，通过加热可以使线圈部件61中的绕组线50的邻接部分互相固定，从而可以得到形状稳定的线圈部件61。

此外，第2绝缘材料还可以使用热收缩带。亦即，在绞线上卷绕上热收缩带后，通过加热使带发生收缩，将绞线勒紧，从而可以使线圈部件61的形状保持稳定。

【实施例2】

下面参照图5至图8来说明本发明第2实施例中的感应加热线圈。本实施例的特征在于，将具有不同截面积的单线进行集束、绞合，形成绞线，再绞线表面包覆上第2绝缘材料，制成绕组线，再把绕组线卷绕成感应加热线圈。为了对铜锅及铝锅那样的电阻率低且磁导率也低的加热体进行加热，需要向感应加热线圈中施加40～100kHz的高频电流，但是在集肤效应的作用下感应加热线圈的实际电阻也将增大。为了降低集肤效应的影响，可以使用大量截面积很小的单线。但是使用截面积很小的单线后，邻接的绕组线将会紧密接触，单线间的有效间隔变得很小。其结果，在邻近效应的作用下，电阻也会显著增大。为此，在本实施例中，不但通过使用截面积很小的单线来降低集肤效应，而且还将截面积小的单线和截面积较大的单线加以混合，来增大截面积很小的单线之间的实际间隔。这样，邻近效应引起的电阻增大现象可以得到抑制。其结果，加热线圈的高频电阻可以减小，自身的放热可以降低，加热效率可以得到改善。

下面使用图6来阐述安装有本实施例的感应加热线圈的感应加热烹调器具。其中，感应加热烹调器具的外壳构成了主机部分101，主机部分101的上表面上设有顶板102，内部设有由绕组线卷绕成的感应加热线圈61。感应加热线圈61由控制单元104加以控制。铝锅等被加热体105放置在顶板102上。感应加热线圈61中有高频电流流过时将会产生出磁场，这样的磁场将在被加热体105中感应出涡流，涡流在涡流损耗的作用下会发生放热，从而使被加热体105被加热。

下面参照图5、图7和图8来说明本实施例的绕组线中的绞线构成。图5为构成本发明第2实施例的线圈部件61中的绕组线的绞线106的截面图。图5中省略了图1～图3中的第2绝缘体31、41、51，但实际上还是存在的。在图5中，绞线106是由截面积较小的单线107(例如直径为0.05mm的单线)和截面积较大的单线108(例如直径为0.1mm的单线)混合绞合而成的，其中，使用截面积较小的单线107是为了降低集肤效应，将截面积较小的单线107和截面积较大的单线108进行随机混合是为了同时降低单线107的邻近效应。相邻的单线107之间和108之间被集束成留有图中所示的间隙。这样可以增大相邻的截面积较小的单线107之间的有效间隔。另外，使截面积较大的单线108之间必定有截面积较小的单线107存在，并使相邻的截面积较小的单线107之间的有效间隔增大，这样可以降低邻近效应。另外，使截面积较小的单线107之间和截面积较大的单线108之间互相不接近地均匀分布的话，可以达到更好的效果。

将数根这样得到的绞线106进行第1阶段的绞合，制成上位绞线；如有必要的话，还可以将数根上位绞线进行第2阶段的绞合，作为更上位的绞线(以下称作“高次绞线”，图中未示出)。使多根这样的上位绞线进行多次绞合形成多重绞合结构，再如图1～图3中所示的那样在其表面形成第2绝缘体，构成绕组线，再将这样的绕组线卷绕成加热线圈部件61。在这样的线圈部件61中流过40～100kHz的高频电流时，邻近效应引起的高频电阻增大的现象能够得到抑制。其结果，可以得到一种线圈部件61本身的发热将会降低、加热效率提高了的感应加热线圈。只用直径为0.05mm的单线形成的绞线和只用直径为0.1mm的单线形成的绞线在总截面积分别相同的场合下，直径为0.05mm的单线的高频电阻要小。因此，在用直径为0.05mm的单线和直径为0.1mm的单线混合构成的绞线中，高频电流主要在直径为0.05mm的单线中流动，在直径为0.1mm的单线中没有多少高频电流流动。因此，通过把直径为0.1mm的单线夹入直径为0.05mm的单线之间，可以扩大直径为0.05mm的单线和直径为0.05mm的单线之间的空间，从而可以防止因邻近效应造成感应加热线圈的高频电阻增大。

图7为构成本实施例中的感应加热线圈的另一种绞线的截面图。图中，截面积较小的单线107被设置成围在截面积较大的单线108的周围的状态。举例来说，在0.1mm的单线周围配置配9根0.05mm的单线，将他们进行绞合，形成绞线109，然后，再将这样的绞线109进行绞合，形成上位绞线110。这样一来，截面积较小的单线107之间的间隔可以得到扩展，邻近效应引起的电阻增大的现象可以得到有效的抑制。如果有必要，还可以将上位绞线110再进行多次绞合，形成更上位的绞合线。通过多次重复执行这样的工艺，可以得到具有多重绞合构造的绕组线。

图8为表示本实施例的另一种感应加热线圈中的上位绞线113的截面图。在图8中，截面积的小的单线107互相绞合，形成绞线112，设置在由截面积较大的单线108绞合成的绞线111的周围。举例来说，可以用4根0.1mm的截面积较大的单线108进行绞合，形成绞线111；再在其周围配置8束分别由7根0.05mm的截面积较小的单线107绞合成的绞线112，构成上位绞线113。这样一来，截面积较小的单线107之间的间隔可以扩大，由邻近效应产生的高频电阻增大现象也可以可靠地加以抑制。

另外，虽然在本实施例中采用的是如图7、图8中所示的在截面积较大的单线108的周围设置截面积较小的单线107的方式，但是也可以相反设置，即在截面积较小的单线107的周围设置截面积较大的单线108。只要将截面积较小的单线和截面积较大的单线有平衡地加以混合就可以，具体做法则可以采用任何方式。

【实施例3】

下面参照图9至图12来说明本发明第3实施例中的感应加热线圈。本实施例中的绕组线是将用较细的单线绞合成的绞线根据需要再进行多次绞合，具有多阶段绞合的多重绞合构造。特别是，在绕组线或者绞线的至少一部分上设置上绝缘体，增大了线间的有效距离，从而抑制因邻近效应引起的电阻增大现象。

图9为本发明第3实施例中的用于进行感应加热的绕组线116的截面图。图中，在很细的单线如直径为0.05mm的导体上包覆上由第1绝缘体构成的覆膜进行绝缘，构成单线，再将60根这样的单线进行集束，形成绞合线114，然后将7束这样的绞合线114进行绞合，构成上位绞合作线115；接着，将3束这样的上位绞合作线115进行绞合，再在其外周面包覆上第2绝缘材料117，形成具有多重绞合构造的绕组线116。另外，在包覆上第2绝缘材料117之前，先对绕组线116进行加热，使绕组线116自身所包含的挥发成分挥发掉，然后再在绕组线116的外表面的至少一部分上设置上第2绝缘体117。用这样的绕组线116卷绕成线圈部件61后，邻接的绕组线116相互之间的至少一部分空间中有第2绝缘材料存在，邻接的绕组线116之间的间隔将会增大。单线之间的间隔变大后，可以抑制因邻近效应引起的高频电阻增大的现象。采用对绕组线116整体上设置上第2绝缘材料117的构造的话，卷绕成互相邻接的绕组线116之间的整体绝缘强度可以增加，可靠性能够得到提高。在为了对铜锅及铝锅等进行加热而在感应加热线圈中施加上高频电流时，邻接的绕组线116之间流过的电压差非常大，因此在空隙间设有第2绝缘材料117的本实施例的结构中，绝缘可靠性非常高。单线的直径如果达到0.05mm左右时，加厚单线本身的绝缘层在制造上变得困难起来，制造成本也会变高。因此，在使用直径(线径)较小的线圈单线(0.1mm或更细的场合)的情况下，本实施例中的结构能够特别地具有确保绝缘可靠性、降低制造成的优异特点。

图10为本实施例的感应加热绕组线的截面图。图10中的上位绞线115与图9中的上位绞线115相同。在图10中，7根上位绞线115一起被第2绝缘材料117a所包覆住。在使用第2绝缘材料117a将上位绞线115包覆上之前，要先对上位绞线115进行加热，使上位绞线115本身所含的挥发成分挥发掉，然后再在上位绞线115的至少一部分外周面上包覆上第2绝缘材料117a。接着，将3根由第2绝缘材料117a所包覆的上位绞线115a进行绞合，形成绕组线118。在这样的构成中，由于各根上位绞线115a之间的至少一部分空间中有第2绝缘材料117a存在，故各根上位绞线115a之间的间隔将会变大。而各根上位绞线115a的单线之间的间隔变大后，由邻近效应引起的电阻增大的现象就可以得到抑制。另外，将整根上位绞线115用第2绝缘材料加以包覆后再制作成绕组线118的话，相邻的绕组线118之间由于有第2绝缘材料存在，因此整体绝缘强度能够增加，可靠性能够得到提高。

另外，作为省掉树脂浸泡工艺以期降低制造成本的方法，目前一般还采用图11中所的自我熔接线。自我熔接线是指，在铜线等导体119的周围设有绝缘层120、再在其外侧设有熔接层121的单线。将多根这样的单线119a进行绞合形成绕组线、再将绕组线卷绕成线圈部件的话，通过对卷绕成的线圈部件进行加热，就可以使熔接层121发生熔融、固化。这样，各根单线119a之间能够保持固定，线圈部件的形状也将保持稳定。

在图9中所示的本实施例的绕组线116的外周面以及图10中所示的上位绞线115a的外周面上，分别设有第2绝缘材料117、117a。因此，即使不设置图11的单线119a中那样的熔接层121，通过这样的第2绝缘材料117、117a也可以使线圈部件的形状保持稳定。这样的结构如第1实施例中所描述的情况相同，故在这里不再雷述。

下面参照图12来叙述在图9所示的绕组线116的外周面设置粘结层的实例。首先对图9中所示的绕组线116进行预加热，使绕组线116本身所含的挥发成分发生挥发、降低，然后，如图12中所示的那样在绕组线116的外周面设置上粘结层122，形成绕组线116a。粘结层122是在加热时可以发生熔化、与邻接的其它绕组线116a发生熔接的熔接层。用这样的绕组线116a卷绕成线圈部件、再进行加热时，邻接的绕组线116a和绕组线116a之间就会发生固定，从而可以得到形状能够保持稳定的线圈部件。

为了使线圈部件保持规定的形状，还可以使用热收缩带。亦即，在图9中所示的上位绞线115或者由多根这样的上位绞线绞合成的绕组线(图中未示出)上卷绕上热收缩带，然后再进行加热。这样，热收缩带会发生收缩，上位绞线115或上述绕组线会被勒紧，线圈部件就可以保持住规定的稳定形状。

通过采用上述的结构，即使不使用图11中所示的单线熔接层，也可以使线圈部件的形状保持稳定。但是，不使用熔接层的话，单线之间的间隔会减小，会发生邻近效应造成电阻增大的问题。这时，可以使第2绝缘材料的厚度增加与熔接层相当的厚度。这样，不但可以简化单线的制造工艺，制造成本也可以降低。另外，绝缘材料料的耐热性可以根据设计的需要从耐热规格中进行选择。

如上所述，采用本实施例的话，不但可以抑制邻近效应引起的高频电阻增大现象，还可以提高绝缘性能和可靠性。另外，通过制成了具有粘结性的绝缘结构，还可以使线圈部件的形状保持稳定。另外，由于是在通过加热使绕组线及上位绞线的挥发成分挥发/降低后再在绕组线及上位绞线的外周面设置在第2绝缘材料，故在使用过程中线圈部件上被加到热量时或者热量经第2绝缘体中的粘结层到达线圈部件上时，从线圈部件内部发生的挥发成分不会滞留在上位绞线和第2绝缘材料之间或绕组线和第2绝缘材料之间。亦即，可以防止挥发成分造成线圈部件变形等故障因素。

如第2实施例及第3实施例中所述的那样，在抑制邻近效应引起的高频电阻增大的现象时，采用增大使单线绝缘的第1绝缘材料的厚度、或者在上位绞线或者绕组线上设置第2绝缘材料是很有效的手段。为此，发明人通过改变单线的第1绝缘材料的厚度、第2绝缘材料的厚度及包覆量，对邻近效应给整个线圈部件带来的影响等进行了各种各样的实验论证。结果发现，在用外周面设有第2绝缘材料117、117a的绕组线116及118卷绕成线圈部件时，在单线114中的导体的总截面积不超过线圈部件占有的全部空间截面积的50％的时候，邻近效应引起的高频电阻增大现象可以得到良好的抑制；在上述比例超过50％时，邻近效应产生的高频电阻将会显著增大。因此，通过对上述比例进行调整，在进行设计时考虑邻近效应就会变得相当容易。

另外，实施例1及2的效果在使用40～100kHz的高频电流对铜锅及铝锅等被加热体进行感应加热时会显得特别明显。

另外，虽然在本实施例中将感应加热烹调器具作为感应加热装置的例子进行了说明，但是在其他类型的各种感应加热装置中也能取得同样的效果。

如上所述，采用本发明的话，可以得到一种能够减少集肤效应及邻近效应的影响、且可以降低相对于高频电流的线圈电阻的感应加热线圈。

【实施例4】

下面参照图13至图16来说明本发明第4实施例中的感应加热线圈。本实施例的特征在于，在使用多根单线或绞线来制成绞合线时，采用了形成右绞线和左绞线的方法。“右绞线”是指，使多根的单线(或者绞线)束进行右旋旋转而形成的绞合线，“左绞线”是指，进行左旋旋转形成的绞合线。在将右绞线和左绞合进行绞合、形成绞线、再在其周围设置上第2绝缘材料制成绕组线时，采用了使右绞线和左绞线随机混合的构造。

图13(a)为构成本实施例中的绕组线的绞线209的截面图。

本实施例中的绕组线被用作感应加热线圈，其中需要通上适合于对铜锅或者铝锅进行感应加热的约40kHz～约100kHz的高频电流。高频电流的频率越高，在感应加热线圈中流动的电流可以越少，但是频率变高的话，即使电流值相同，感应加热线圈对于高频电流的电阻将会增大。将电流的大小和对于高频电流的电阻大小加以综合考虑的话，高频电流的频率约在60kHz～80kHz之间为最佳。构成绕组线的单线的数量及直径可以根据设计需要来决定。

构成本实施例中的绕组线的绞线具有3个阶段的多重绞合构造，导体采用的是线径为0.1mm、材料为铜的单线(参照第1实施例)。如图13(a)中所示，将多根单线或绞线进行集束，进行第1阶段的绞合，形成右绞线206和左绞线207，右绞线206在图13(a)中用指向右下方的阴影线表示，左绞线207用指向左下方阴影线来所示。接下来，在制作上位绞合线时，以左绞线207为中心，在其周围交互地设置3束右绞线206和3束左绞线207，进行第2阶段的绞合，形成上位绞线208。这样，上位绞线208由3束右绞线206和4束左绞线207共7束绞线构成。

另外，进行第2阶段的绞合的绞线的数量并不限定于图13中所示的束数，只要是2束以上就可以。另外，右绞线206和左绞线207的束数比例也不限于上述的情况，只要每方至少含有1束就可以。举例来说，将右绞线206设置在中心，再在其周围设置上6束左绞线207也是可以的。另外，在本实施例中，右绞线206和左绞线207虽然是如图13(a)中所示的那样交互地设置在位于中心的绞线207的周围的，但是也不必限定于这样的构成，采用随机设置的构造也是可以的。但是，正象后面将要讲到的那样，进行交互设置的话，各根单线之间的电流方向不易变得一致，降低邻近效应的效果可以加大。在制作上位绞合对线208时，也可以将2束或者更多的绞线206或207作为一组当作右绞线及左绞线进行绞合，然后再进行集束。

接下来，将5束上位绞合线208进行集束，进行第3阶段的绞合。此时，既可以将上位绞线208直接进行集束，也可以将其中的几束上位绞合线208进行右绞合，将其余的上位绞合线208进行左绞合，然后再将两者进行集束。集束的束数如上面所述的那样可以根据设计要求来决定。在经过第3阶段的绞合后得到的绞合线209的周围设置在第1或者第3实施例中所示的第2绝缘材料之后，就可以当作图4中所示的线圈部件61的绕组线来使用。当然，在第3阶段之后还进行更多阶段的绞合、再用制成的绞线来构成线圈部件61的绕组线也是可以的。当高频电流在具有上述构成的绞合线209中流过时，如图13(b)中的侧视图所示，邻接的右绞线206和左绞线207中将分别由如箭头236、237所示的涡旋状电流流过。这样，由于邻接的右绞线206和左绞线207中的电流方向各不相同，由邻近效应引起的电阻增大现象可以得到减轻。这里所述的电流方向互不相同是指“电流的方向不一致”。

如上所述，右绞线和左绞线在哪个阶段形成都是没有问题的，另外，在将右绞线和左绞合集束之后，在下一个阶段再次编成右绞线和左绞线后进行集束的话也是可以的。

在本实施例中，由于单线采用的是直径为0.1mm的细线，因此，流过高频电流时由集肤效应产生的电阻增大现象可以得到防止。另外，通过将右绞线和左绞合集束后来构成绕组线209，可以使绞线的单线和左绞线的单线之间的电流方向不一致。这样，与邻接的其它绞线之间因邻近效应发生的电流(电荷)的偏斜也可以降低，电阻增大现象也可以得到防止。

图14为构成本实施例的绕组线的另一种绞线的截面图。在这种绞线211中，单线先经第1阶段的绞合而分别形成的右绞线206和左绞线207，然后使用每种2束合计4束来进行第2阶段的绞合，形成上位绞线210。为了进一步增大效果，将右绞线206和左绞线207进行交互设置。通过采用这样的构成，邻接的各绞线206、207之间的电流方向将变得不一致，从而可以减小邻近效应的影响。接着，将7束上位绞线210进行集束，进行第3阶段的绞合，形成绞线211；再在绞线211的周围设置上第2绝缘材料，形成绕组线；最后，将这样的绕组线进行卷绕，形成图4中所示的线圈部件61。在这一示例中，通过降低邻近效应的影响，可以进一步提高线圈部件61的感应加热效率。

使相同数量的右绞线206和左绞线207来进行集束这一操作虽然可以在任一绞合阶段中进行，但是，应该尽可能在最初的阶段亦即第1阶段中进行，这样可以使电流流向的不一致部分均匀地整体分布，从而起到很到的效果。

另外，在进行第2阶段的绞合时，也可以预先将右绞线206和左绞线207各1根如图15所示的那样进行绞合，形成基本绞线212。再使用多根这样的基本绞线212一边绞合一边集束，如图16中所示的那样进行第2阶段的绞合，形成上位绞线的线圈导线213。通过采用这样的构成，与图14中说明过的一样，邻接的各根绞线之间的电流方向将变得不一致，邻近效应的影响就可以减少。

另外，将右绞线206和左绞线207集束成基本绞线212这一操作虽然可以在任一绞合阶段中进行，但是，应该尽可能在最初的阶段亦即第1阶段中进行，这样，电流流向的不一致部分将会整体地均等分布，从而产生很好的效果。

【实施例5】

下面通过图17(a)及(b)来说明本发明第5实施例中的感应加热线圈中所使用的绕组线。本实施例的特征在于，在多根单线或绞线进行绞合以形成绞线时，采用了2种以上绞合间距不同的绞线，亦即将绞合间距不同的各根绞线进行绞合，形成上位绞线，构成多重绞合构造。这里的“绞合间距”是指，从1个绞合部分至下一个相同状态的绞合部分的间隔。

图17(b)中示出了在第1阶段的绞合中对单线或绞线束以3种间距进行绞合而形成的绞合线的侧视图。举例来说，最小绞合间距为25mm，这一间距的绞线为绞线214；最大绞合间距为35mm，这一间距的绞线为绞线216；处于中间的绞合间距为30mm，这一间距的绞线为绞线215。将这3种绞线214、215、216集束后进行第2阶段的绞合，制成如图17(a)的截面图所示的绞线217。在图17(a)中，绞线217由纵阴影线所示的绞线214、横阴影线所示的绞线215及倾斜阴影线所示的绞线216集束而成。接着，将使用3束绞线217进行第3阶段的绞合，制成绞线218。这样，在绞合间距互不相同的绞线214、215、216中，单线的扭转情况互相不同，相对于各根绞线214、215、216的长度方向而言单线的倾斜方向也不同。因此，在将绞合间距互不相同的多个绞线进行集束时，电流的流向也会变得各不相同。电流的流动方向变得互相不一致时，邻近效应的影响也就可以减小。

在将绞合间距互不相同的绞线进行集束的场合下，最好使绞合间距之间的比例不要成为整数倍。间距为整数倍的绞线集束在一起时，绞线的节点会一致、相同的状态会重复出现，因此从整体上来看，电流的流向不一致的部分会减少。

所述实施例虽然只是举出了使用3种不同绞合间距的绞线214、215、216的情况，但这不是限定性的规定，也可以只使用2种，或者使用3种以上。

将不同绞合间距的绞线进行集束这一操作可以在任一绞合阶段中进行，只要能够使用不同绞合间距的绞线构成电流的流向尽可能地不一致的绕组线就可以。

很显然，将第4实施例和本第5实施例组合之后来制作绞线的话，当然也是可行的。

在本实施例中，绞线218虽然是经3个阶段的多重绞合后形成的，但这不是限定性的规定，只进行2个阶段也可以，或者进行3个阶段以上也可以，这是不言而喻的。

【实施例6】

本发明第6实施例涉及一种如图18中的俯视图所示的感应加热线圈203。本实施例中的绕组线219使用的是在图17中所示的所述第5实施例中的绞线218上包覆上第2绝缘材料而形成的绞合线。绕组线219如图18中所示的那样在线圈支承部件250上卷绕成涡旋状，构成感应加热线圈203。绕组线219由于是由绞合间距互不相同的绞线214、215、216集束而成的，故在感应加热线圈203中，与第n圈的绕组线n相邻接的第(n—1)圈的绕组线(n—1)和第(n+1)圈的绕组线(n+1)中的绕组线219分别如图17(a)所示的那样由绞合间距互不相同的绞线214、215、216构成，这样，在邻接部分中构成绞线214、215、216的各根单线的方向几乎都不相同。各根单线的方向不相同，各根单线中流动的电流方向也不会相同，也就不会互相一致。电流方向不一致的话，邻近效应就可以减轻，由邻近效应引起的感应加热线圈203的电阻增加现象也就可以减轻。

【实施例7】

下面参照图19至图23来描述本发明第7实施例中的感应加热线圈的绞线。图19为构成本实施例第7实施例中的绕组线的绞线220的侧视图，图20为沿图19中的XX—XX方向的截面图。绞线220由单线或者多个单线集束成的绞线221及222以下面说明的方式组合而成。亦即，首先将多根绞线221进行右旋形成涡旋状，构成截面如图20中所示的圆管状右螺旋部分221a。接下来，将多根绞线222进行左旋形成涡旋状，在上述的右螺旋部分221a的外侧形成直径比图20中所示的所述右螺旋部分221a的直径大的圆管状左螺旋部分222a。图19为圆管状绞合线220从侧面看到的示意图。为简明起见，图中只示出了圆管状绞线220的前面一侧的绞线221及222，背面一侧的绞线221、222在图中未示出。

在本实施例的绞线220中，由于在绞线221和222互相接近的交叉部分229处绞线221和222中流动的电流方向互不相同，因此，可以减小各根单线相互间的邻近效应的影响。

将本实施例中的绞线220构成的绕组线卷绕成感应加热线圈、再在该感应加热线圈中加上交流电流对锅等被加热物进行感应加热时，在被加热物中将产生与加热线圈中的电流方向相反的涡流。在这样的涡流产生的邻近效应的作用下，在线圈部件中流动的电流将被拉向被加热物方向，从而使电流在绞线220中不会均匀地流动，而是偏向一侧。在本实施例中，通过使右旋的涡旋状右螺旋部221a和左旋的涡旋状左螺旋部222a互相靠近，使被加热物与右螺旋部221a之间的距离、与被加热部和左螺旋部222a之间的距离大致相同，从而减少绞线221中流过的电流和绞线222中流过的电流之间的差。另外，绞线221和222相互间的邻近效应引起的各根单线内的电流密度的偏斜可以消除，线圈部件的损耗可以降低。

另外，在上述的实施例中虽然示出的是右旋的涡旋状绞线221位于左旋的涡旋状绞线222的内侧的结构，但是，绞线222设在绞线221的内侧的话也可以达到相同的效果。

图21为第7实施例中的另一种绞线223的侧视图。图21中所示的绞线223由绞线221和222编成圆管状。为了图示简明起见，图21中只示出了圆管状绞线223的前方一侧的绞线221、222，位于背面一侧的绞线221、222则没有示出。

在图21所示的绞线223中，由于在绞线221和绞线222的交差部分处各自的电流方向互不相同，因此邻近效应的影响可以减小。另外，与图19中所示的绞线220一样地对锅等被加热物进行感应加热时，被加热物中将会产生与加热线圈电流方向相反的涡流。在这种涡流的邻近效应的作用下，在线圈部件中流动的电流将被拉向被加热物一侧，造成电流在绞线223中不能均匀流动，而是偏向一侧。在本实施例中，通过将右旋的涡旋状绞线221和左旋的涡旋状绞线222编制成互相靠近，使被加热物和绞线221之间的距离、与被加热部和绞线222之间的距离变得基本相同，从而减少绞线221中流过的电流和绞线222中流过的电流之间的差。另外，因绞线221和222相互间的邻近效应而产生的各根单线内的电流密度发生偏斜的现象也可以消除，线圈部件的损耗可以降低。

图22为第7实施例的又一种线圈导线224的侧视图。图22中的绞线224是将图19中的绞线220在直线L附近将绞线221和222的内外设置位置相互交换。亦即，在图22中，从绞线222的下端B直至线段L为止，绞线221位于绞线222的内侧；而从线段L到上端T之间，绞线221位于绞线222的外侧。这样，绞线221和222的内外位置关系每隔规定的距离就发生交换。在内外位置关系发生交换的线段L附近设置一定长度的直线部分225的话，在对绞线221和222进行内外位置交换的加工时就会变得很容易。具有图22所示构成的绞线224产生的效果与具有上面的图19所示构成的绞线220基本相同。由于绞线224比起具有图21所示构成的绞线223来加工容易，因此生产效率可以提高，制造成本也可望降低。

图23为将第7实施例中的各个实例中的绞线220、223或224周围设置上第2绝缘材料形成绕组线、再用将这样的绕组线卷绕成的感应加热线圈226的截面图。该截面图中所示的线圈支承部件250为大致呈圆板状的部件，使用(比方说)绞线220构成的绕组线如图18所示的那样卷绕成涡旋状而形成的线圈部件230安装在上述线圈支承部件250上。线圈部件230采用的是把图19中所示的圆管状绕组线220压成扁平状后得到的产物。通过压成扁平状，可以增加能够卷绕在具有规定直径的略圆板状的线圈支承部分250上的线圈部件230的卷绕圈数。由于线圈部件230的卷绕圈数增加了，由绞线220卷绕成的绕组线的长度也将变长。因此，线圈部件230适合于使用在需要将很长的绕组线以很多的圈数卷绕成的感应加热线圈的感应加热装置中。在上述感应加热线圈226中，构成线圈部件230的如图19中所示的绞线220由右涡旋状地卷绕成的绞线221和左涡旋状地卷绕成的绞线222构成。因此，绞线221和222中分别流过的电流的方向将会不同，这样，绞线221及222相互间的邻近效应会被减轻，绞线221及222中流过的电流偏斜现象也都会减少，电流偏斜引起的电阻增大现象也就能避免。其结果，可望提高感应加热线圈在使用过程中的热效率。

在本发明的上述实施例中，感应加热线圈的单线虽然使用的是导体线径(直径)为0.1mm的铜线，但是，线径对上述的作用并没有很大的影响，即便使用比方说线径为0.04mm～0.06mm的细铜线也可以达到相同的效果。

如上所述，由于本发明能够减轻集肤效应及邻近效应的影响，感应加热线圈的高频电流电阻可以减少，因此，电源功率损失能够减少，感应加热的效率可以得到提高。

【实施例8】

下面参照图24至图30来说明本发明第8实施例的感应加热线圈。这一第8实施例中的感应加热线圈是由所述第1实施例至第6实施例中所述的感应加热线圈的绕组线卷绕成涡旋状，形成线圈部件，再将这样的线圈部件如图4中所示的那样安装在线圈支承部件60上。图4中的线圈部件61的线头亦即线圈引线部分63及83被从线圈支承部件60引出到外部。

图26为线圈支承部件60的局部斜视图，其中详细示出了用于安装线圈印线部分63及83的端子固定部分62的详细构成。端子固定部分62既可以由和线圈支承部件60相同的耐热树脂制成，也可以与线圈支承部分60制成一体。处于线圈部件61的两个端部的线圈印线部分63及83分别与端子部分65及85相连接，各个端子部分65、85被固定在端子固定部分62中。

下面参照图24至图30对比方说绕组线30的线圈印线部分83(如图4所示)与端子部分85之间的连接情况进行说明。图24(a)为端子部分85的斜视图。图24(b)中示出了设在端子部分85上的、带有突出部99的螺钉孔87的截面图。端子部分85由材质为黄铜等良导电体、厚度约0.8mm的金属板形成。如图中所示，端子部分85的右端部设有连接部2，这是将端子部分85的一部分加以折弯成圆弧状而构成的。连接部2的圆弧状部分的内径设置成比线圈印线部分83的外径稍稍大一些。线圈印线部分83的前端部有5～10mm的线圈导线端部84被插入连接部2的圆弧状部内，借助图27中所示的连接装置20与连接部2进行连接。

连接装置20中设有气缸等加压驱动机构21，推动上部电极22朝箭头24所示的方向移动，对放置在上部电极22和固定的下部电极23之间的被加工物加上规定的压力。图28(a)示出了上部电极22的形状，图28(b)为表示下部电极23的形状的斜视图。上部电极22由铜制成，其底面上带有突起部分22a。下部电极23相同也是由铜制成，其上表面带有突起部分23a。

图24(a)中所示的端子部分85上的连接部2首先如图29中所示被置于上部电极22和下部电极23之间，接下来，如图30所示的那样使上部电极22朝箭头24所示方向移动，进行加压。在开始加压的同时，对上部电极22和下部电极23之间通上交流或者直流电流，并使电流从上部电极22经连接部2流向下部电极23。这样的电流将在连接部2中产生焦尔热。连接部2中产生的热量将传递到线圈导线端部84，对第2绝缘材料31、41、51及全部单线25(图1～3)进行加热。这样，第2绝缘材料31及单线25的温度将会上升，使得包覆第2绝缘材料31及各单线25的导体的第1绝缘材料发生熔解，液化。在这样的状态下继续对上部电极22进行加压的话，已经熔解了的、包覆着第2绝缘材料31、41、51和各根单线25的第1绝缘材料亦即树脂会被上部电极22和下部电极23进行挤压，从原来位置挤到外部，这些挤压出的熔解物83a会如图25中所示的那样存积在连接部2的端面附近。其结果，使得各根单线25的导体都呈暴露状态，且各根导体之间互相接触，同时一部分导体还与连接部2相接触。这样一来，线圈印线部分83中的各根单线25中的导体直接或者经过其它导体与端子部分85发生电连接。连接装置20中对上部电极22所施加的压力最好在约2000N(牛顿)或者更大，电流最好为3500A的直流。另外，电流的施加时间为1～3秒。通过上述方法实现连接的连接部2的形状如图25中所示，即会形成由上部电极22的突起部分22a挤压出的凹槽状压紧接触部分86。

如图30中所示，当夹在连接装置20的上部电极22和下部电极23之间的金属制成的连接部2一边被加压一边被通电时，突起部22a和23a分别与连接部2发生接触。因此，上部电极22、下部电极23与连接部2的接触面积为由突起部22a、23a的面积所确定的规定值。由于接触面积为规定值，流过一定的电流(3500A)时，其发热量也与设计值基本一致，因此可以对绕组线30和连接部2进行稳定的连接加工。

在上面所述的本实施例中，由多根其导体被第1绝缘材料所包覆的单线25集束后形成绞线，其中，单线的导体的直径为极其细微的0.05mm，每根单线的绝缘厚度为很薄的100μm。这样，单线的根数即使多达1600根，绕组线的直径(外径)也可以减小至约3.5mm。

另外，在图1中所示的绕组线30中，绞线的外表面包覆着第2绝缘材料31。在图3中所示的绕组线50中，绞线的外表面包覆着第2绝缘材料41及51。因此，在将绕组线30或者50以规定的圈数卷绕成规定的形状、形成线圈61之际，第2绝缘材料31、41、51将构成保护膜。为此，在卷绕作业过程中对各根单线25上加上不相同的力时，绞合也不会发生部分的退回、破损折断等情况。另外，第1绝缘覆膜也不易受损，既能使质量保持稳定，又能使卷绕作业容易进行。

另外，具有被热可塑性树脂等被热溶融的第1绝缘材料的覆层的细单线25构成绞线，这样的绞线再由热可塑性树脂等构成的第2绝缘材料31所包覆后构成绕组线30，绕组线30的两个线圈导线端部64、84分别一边被加热一边被压紧接触到如图24(a)中所示的端子部分65、85上，进行连接。因此，事前没有必要进行清除掉第2绝缘材料31及每根单线25的第1绝缘材料包覆树脂这样的操作，绕组线30和端子部分65，85的连接就变得极其简单，在很短的时间内就能完成。由于无需进行电焊，因此不必非得使用熟练的操作人员。另外，用来清除包覆层的化学药液处理过程也不再需要了，残留的药液导致导线中发生故障的可能性也就不存在了。图26中所示的线圈印线部分63和端子部分65之间的连接也可以通过与所述线圈印线部分83和端子部分85之间的连接相同的步骤来进行。在以上的说明中虽然只对图1中所示的绕组线30和端子部分65、85之间的连接进行了说明，但是，图2及图3中所示的绕组线40及50与端子部分65、85的连接也可以采用同样的方式来进行。

接下来，参照图25及图26对端子部分65及85安装到图26中所示的端子固定部分62上的情况进行说明。端子部分65和85除了在安装到端子固定部分62上时相对于中心线C具有对称的形状这一点之外，具体结构实际上是相同的。在下面的说明中，考虑到图25及图26的简明性，根据情况对端子部分65或者端子部分85进行说明，但是，对端子部分65进行的说明也适用于端子部分85，同时对端子部分85进行的说明也适用于端子部分65。如图25中所示，端子部分85的中心部设有螺钉孔87，左端部设有与周围切开并且隆起的部分4。螺钉孔67、87最好如图24(b)所示的那样设有内表面上设有螺纹的圆筒状突出部99。在图26中，端子固定部分62上设有爪状部89、90、91，这些爪状部89、90、91与端子固定部分62的上表面62a之间具有比包含端子部分65、85的螺钉孔67、87的突出部99在内的高度(厚度)稍大一些的间隙。

具体来说，在将端子部分65安装到端子部分62上时，向将端子部分65如图中的箭头94所示的方向插入所述爪状部89、90下方的间隙中；将端子部分65沿上述方向进一步推入时，切起部4的上表面将顶住爪状部91的下端，切起部4一边稍稍地向下方发生弹性变形一边被推入。当螺钉孔67的突出部99滑入设在端子固定部分62的上表面62a上的孔(图中未示出)中时，切起部4的上表面将向下方移动，不再顶住爪状部91的下端。在这样的状态下，端子部分65向上的移动将由切起部4和爪状部91加以限制，横向移动将由螺钉孔87的突出部99和设在端子固定部分62的上表面62a上的孔加以限制。

这样一来，由于端子部分65就能被固定在端子固定部分62上，由此无需另外设置用来限制端子部分65的位置的其他部件。不但可以降低制造成本，同时端子部分65的安装作业也将变得容易进行。

如图24(a)中所示，端子部分85中设有：用于对绕组线30、40或者50的线圈印线部分83进行加热/压紧接触以进行电连接的连接部2；与连接部2相连的绕组线固定部100；和在与安装在绕组线固定部100中的线圈印线部分83基本垂直的方向上联结着设置的弯曲部101。弯曲部101上设有螺钉孔87。线圈印线部分83与绕组线固定部100被设置在大致相同的方向上。

如图26中所示，在把与外部相连接的配线连接件120与端子部分65相连接时，通过螺钉96将其拧紧到螺钉孔67中。另外，除了螺钉孔67之外，光是设置直孔也是可以的。在这样的场合下，不是通过螺钉孔67中的螺纹，而是通过螺母将螺丝钉96加以紧固。另外，除了螺钉96之外，采用自攻螺钉也是没有问题的。

这样，端子部分65可以由固定在线圈支承部件60上或者与之形成一体的端子固定部分62加以保持，故线圈61的印线部分63、83可以缩短。通过使用连接件120，与变频器等向线圈部件61供给高频电流的装置进行连接作业时就变得比较容易。由于线圈印线部分83被朝与绕组线固定部100大致相同的方向被拉出，因此在组装过程中或者组装完成之后，线圈印线部分83呈载置在绕组线固定部100中的状态，不会垂下，因此可以防止连接部2的附近的线圈印线部分83的单线上被加上过大的弯曲力。另外，设在与安装在绕组线固定部100中的线圈印线部分83基本垂直的方向上的弯曲部101中由于带有螺钉孔87，在将外部配线连接器120连接到端子部分85的螺钉孔87中时，线圈印线部分83不会妨碍操作，配线作业也就很容易进行。另外，虽然弯曲部101与绕组线固定部100基本垂直，亦即设置在与线圈印线部分83基本垂直的方向上，但是，这不是限制性的规定，其设置方向只要与绕组线固定部100有弯曲、不构成直线，都可以达到同样的效果。

如以上的实施例中详细阐述过的那样，本发明能够提供一种适合于对具有铝和铝以上的导电率且属于非磁性的被加热体进行感应加热的感应加热线圈，而且能够大幅度抑制高频损耗引起的发热，制造容易，成本低廉，同时质量能够保持稳定。

本发明可以使用在感应加热烹调器具、复印机等中的感应加热装置中，特别适用于为了对铝等低电阻率而且高磁导率的材料进行感应加热而在工作时通入高频电流的感应加热线圈。

Claims (8)

1.一种用于感应加热装置中的感应加热线圈，其特征在于包括线圈部件，所述线圈部件的构造为：由其导体被第1绝缘材料所包覆的多根单线进行集束、绞合成绞线，再将所述绞线的外表面由具有不同熔点的绝缘层的氟化树脂亦即第2绝缘材料加以包覆，其中构成所述第2绝缘材料的最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂即四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)的熔点低，形成用于卷绕线圈的导线亦即绕组线，将所述绕组线按照规定的圈数、规定的形状进行卷绕，并通过加热使所述最外侧的氟化树脂绝缘层发生熔解、固化；

所述线圈部件被通上40～100kHz的高频电流对由铜或铝材料制成的被加热体进行感应加热。

2.如权利要求1所述的感应加热线圈，其特征在于：所述绞线或绕组线中的至少一部分使用的是所述导体的直径在0.1mm或0.1mm以下的单线。

3.如权利要求1所述的感应加热线圈，其特征在于还设有外部连接端子部分，

其中，在通过电流流动产生焦尔热的同时，对所述线圈部件的线头进行加压，通过使所述第1绝缘材料及第2绝缘材料发生熔融并与所述导体压紧接触，在与所述导体保持着电连接的状态下固定在所述线圈部件的线头上。

4.如权利要求3所述的感应加热线圈，其特征在于还设有用于固定所述线圈部件及端子部分的线圈支承部件，

所述端子部分上设有：用于对线圈部件的线头同时进行加热和加压从而与导体实现电连接的连接部、与所述连接部联结着设置的绕组线固定部、及与所述绕组线固定部联结着设置且互相之间不呈直线的弯曲部，

所述弯曲部具有螺钉孔或者直孔，同时所述线圈部件的端部的绕组线从所述连接部在与所述绕组线固定部实质上相同的方向上被拉出。

5.一种感应加热线圈的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

将多根其直径为0.1mm或0.1mm以下的导体由第1绝缘材料加以包覆的单线进行集束，在绞合成的绞线的外表面由第2绝缘材料加以包覆，形成绕组线，再将所述绕组线按照规定的圈数卷绕成规定的形状，形成线圈部件，及

在通过在外部连接端子的连接部中流入电流产生出焦尔热的同时，通过所述的连接部对所述线圈部件的线头进行加压，使所述第1绝缘材料及第2绝缘材料发生熔融并与所述导体发生压紧接触，将所述外部连接端子在与所述导体保持着电连接的状态下固定到所述线圈部件的线头上；

上述第2绝缘材料为具有不同熔点的多个绝缘层的氟化树脂，构成所述第2绝缘材料的最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂即四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)的熔点设定得低，在上述的形成线圈部件的步骤中，还包括通过加热使上述的最外侧绝缘层发生熔化、使上述的绕组线相互固化、粘接的步骤。

6.如权利要求5所述的感应加热线圈制造方法，其特征在于：

所述端子具有：用于同时对所述线圈部件的线头进行加热和加压、与导体进行电连接的连接部；与所述连接部联结着设置的绕组线固定部；及与所述绕组线固定部联结着设置但不呈直线的弯曲部，

所述弯曲部上设有螺钉孔或者直孔，同时所述线圈部件的端部的绕组线从所述连接部在与所述绕组线固定部实质上相同的方向上被拉出。

7.一种感应加热线圈，其特征在于包括线圈部件，所述线圈部件的构造为：由具有其导体被第1绝缘材料所包覆的单线或多根所述的单线进行集束/绞合成的绞线、且其外表面的一部分或者全部上设有第2绝缘材料而形成用于卷绕线圈的导线亦即绕组线，所述绕组线按照规定的圈数、规定的形状卷绕成所述的线圈部件，

所述第2绝缘材料为通过规定的加热处理而带有粘接功能、且含有浸泡了未硬化或者半硬化的橡胶或者热固性树脂的纺织布或者无纺布，上述第2绝缘材料在加热后和邻接的其它第2绝缘材料发生固化、熔接。

8.一种用于感应加热装置中的感应加热线圈，其特征在于包括线圈部件，所述线圈部件的构造为：由其导体被第1绝缘材料所包覆的多根单线进行集束、绞合成绞线，再将所述绞线的外表面由具有不同熔点的绝缘层的氟化树脂亦即第2绝缘材料加以包覆，其中构成所述第2绝缘材料的最外侧的绝缘层中所使用的氟化树脂的熔点比其内侧的绝缘层中所使用的氟化树脂即四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)的熔点设定得低，形成用于卷绕线圈的导线亦即绕组线，将所述绕组线按照规定的圈数、规定的形状进行卷绕，并通过加热使所述最外侧的氟化树脂绝缘层发生熔解、固化；

所述线圈部件被通上40～100kHz的高频电流对由铜或铝材料制成的被加热体进行感应加热，

在所述绞线的外周面设置所述第2绝缘材料之前，先对所述绞线本身进行加热，使所述绞线或所述绕组线本身所含的挥发成分降低后再设置上所述第2绝缘材料；在为了使所述第2绝缘材料之间发生粘合而进行加热时，防止所述线圈部件内部发生的挥发成分滞留在上述绞线和上述第2绝缘材料之间而造成上述加热线圈变形。

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