(57)【要約】【課題】鍋に収容される米の量がある程度多くても、限られた時間内にできるだけ美味しくご飯を炊き上げる。【解決手段】本発明の炊飯器は、電源電圧が定格200Ｖ以上にて、鍋１０に入れられた被炊飯物Ｓを定格1800Ｗ以上、好ましくは定格2000Ｗ以上の加熱量で、米の量が1.0Ｌ以下の被炊飯物Ｓに対して、炊飯時における鍋１０内の圧力が、一時的に1.4気圧以下にする圧力環境を設けて炊飯を行ない、それにより炊飯開始から沸騰までの時間を３〜15分とし、炊飯開始から炊飯を終了して保温に切替えるまでの炊飯時間を25分以内に実行する制御手段を、加熱制御手段６１や圧力制御手段６２として備えている。【選択図】図２
2020120830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの電源電圧を受けて、鍋内に収容した米と水を含む被炊飯物を加熱炊飯する炊飯器において、
前記電源電圧が定格200Ｖ以上にて、前記被炊飯物を定格1800Ｗ以上、好ましくは2000Ｗ以上の加熱量で、米量が1.0Ｌ以下の前記被炊飯物に対して、炊飯時における前記鍋内の圧力を、一時的に1.4気圧以下にする圧力環境を設けて炊飯し、炊飯開始から沸騰までの時間を３〜15分とし、炊飯開始から炊飯を終了して保温に切替えるまでの炊飯時間を25分以内に実行する制御手段を備えたことを特徴とする炊飯器。
【請求項２】
米量が0.54Ｌ以下の前記被炊飯物に対しては前記加熱量を1500Ｗ以上にし、前記炊飯時間を20分以内に実行するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
【請求項３】
前記鍋内の水が無くなり、前記鍋の底部の温度が上昇した後に蒸らしを実施し、この蒸らしの期間を３分以上確保するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする請求項１または２記載の炊飯器。
【請求項４】
前記炊飯を開始した後、前記鍋内の水が沸騰するまでの間に、前記鍋内の圧力を0.9気圧以下にする減圧期間を設けるように、前記制御手段を構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の炊飯器。
【請求項５】
前記電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの範囲で使用可能とし、炊飯時の実効電流値を15Ａ以下に抑制する構成としたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍋内に収容した被炊飯物を短時間で炊き上げる高速炊飯を実現した炊飯器に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱コイルからの交番磁界により、金属製の鍋を電磁誘導加熱するＩＨ式の炊飯器では、インダクタとなる加熱コイルに所望の高周波電流を供給するために、電源回路やインバータを備えた電磁誘導コントローラが組み込まれる。電源回路は、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換するもので、整流器や平滑コンデンサにより構成される。また、電源回路からの直流電圧が印加されるインバータは、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの大電流・高耐圧用のスイッチ素子や、加熱コイルと共振回路を形成する共振コンデンサなどを含んで構成され、スイッチ素子に供給されるパルス駆動信号の周波数や幅が可変することで、鍋への加熱量に相当するインバータの入力電力が所望の値に調整される。インバータは様々な回路方式が知られているが、一般的には構成が簡単で部品点数の少ないシングルエンド形式の電圧形共振インバータが多用される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
一方、炊飯器のような商用電源で動作する電気機器は、世界各国の電源電圧に対応して、どの地域であっても同一の製品に共通化されるのが望ましい。その理由は、使う人からすれば、電源電圧が100Ｖ系の地域でも200Ｖ系の地域でも、同じ製品で同じ機能が発揮できるからであり、また作る人からすれば、仕向地ごとに製品を作り分ける必要がなく、生産管理やコスト管理が容易になるからである。
【０００４】
こうした要望に対して、電源電圧が100Ｖと200Ｖのときに、何れもスイッチ素子の駆動周波数が20〜50ｋＨｚの範囲で、所定の入力電力がインバータに入れられるように、コイルの巻数が異なる加熱コイルをそれぞれ組み込み、電圧検出回路で検出された電源電圧に応じて、複数の加熱コイルの接続を切替える炊飯器が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−３７２１９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２３５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし上記の従来技術では、インダクタンスの異なる複数の加熱コイルと、接続を切替えるリレーなどの切替手段を、炊飯器の本体内部に搭載しなければならず、設置スペースの制約を受ける。また、切替えは段階的にしか行なえないため、炊飯器に印加される電源電圧が第１電圧系となる100Ｖ系や、第２電圧系となる200Ｖ系以外の中間値である場合には、決められた範囲の周波数でスイッチ素子を駆動させても、所定の入力電力が得られない問題があった。
【０００７】
また別な要望として、鍋に収容される米の量がある程度多くても、限られた時間内にできるだけ美味しくご飯を炊き上げることが可能な炊飯器が求められている。
【０００８】
そこで本発明は、上記課題を解決するために、鍋に収容される米の量がある程度多くても、限られた時間内にできるだけ美味しくご飯を炊き上げることが可能な炊飯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、外部からの電源電圧を受けて、鍋内に収容した米と水を含む被炊飯物を加熱炊飯する炊飯器において、前記電源電圧が定格200Ｖ以上にて、前記被炊飯物を定格1800Ｗ以上、好ましくは2000Ｗ以上の加熱量で、米量が1.0Ｌ以下の前記被炊飯物に対して、炊飯時における前記鍋内の圧力を、一時的に1.4気圧以下にする圧力環境を設けて炊飯し、炊飯開始から沸騰までの時間を３〜15分とし、炊飯開始から炊飯を終了して保温に切替えるまでの炊飯時間を25分以内に実行する制御手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明では、電源電圧が100Ｖ系よりも高い200Ｖ系の利点を生かし、米量が1.0Ｌ以下の被炊飯物を収容した鍋に対して、2000Ｗ以上の高い加熱量で炊飯開始から沸騰まで短い時間に強加熱し、炊飯時における鍋内の圧力を一時的に1.4気圧以下の圧力にして、沸点を上げて米の糊化を促進し、炊飯開始から保温に切替えるまでの炊飯時間を25分以内とすることで、高速炊飯と炊きムラの低減を実現する。これにより、鍋に収容される米の量がある程度多くても、限られた時間内にできるだけ美味しくご飯を炊き上げることが可能になる。
【００１１】
請求項２の発明では、被炊飯物の米量が0.54Ｌ以下の場合は、加熱量を1500Ｗとしても鍋内の被炊飯物を短時間で沸騰させることができ、ご飯に炊き上げるまでの炊飯時間を20分以内とすることで、できるだけ美味しくご飯を短時間に炊き上げることが可能になる。
【００１２】
請求項３の発明では、鍋内の水が無くなった後の蒸らしの期間を３分以上確保することで、高速炊飯を実現しつつも、芯まで熱の通った、ふっくらしたご飯に炊き上げることが可能になる。
【００１３】
請求項４の発明では、鍋内の水が沸騰するまでの間に、鍋内の米の吸水を促進させて、美味しいご飯を炊き上げることが可能になる。
【００１４】
請求項５の発明では、使用可能な電源電圧の範囲を100Ｖ〜240Ｖに拡げつつも、炊飯時の実効電流値を15Ａに抑制することで、電源電圧の低い範囲であっても可聴周波数のノイズを発生させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態として、電磁誘導コントローラと加熱コイルが組み込まれる炊飯器の使用状態を示す外観斜視図である。
【図２】本実施形態の電磁誘導コントローラと加熱コイルを含む要部の回路図である。
【図３】本実施形態と従来の炊飯器について、商用電源電圧とインバータ周波数に関する特性を比較した説明図である。
【図４】本実施形態と従来の炊飯器について、加熱基板組立と加熱コイルの特性を比較した説明図である。
【図５】本実施形態と従来の炊飯器について、回路図の特性を比較した説明図である。
【図６】従来の100Ｖ系専用機種における炊飯器について、電磁誘導コントローラの一部と加熱コイルを含む要部の回路図である。
【図７】本実施形態と従来の炊飯器について、主な仕様、部品、結果の特性を比較した説明図である。
【図８】第１試作案の電磁誘導コントローラと加熱コイルの出力特性を示す説明図である。
【図９】本実施形態に相当する第２試作案の電磁誘導コントローラと加熱コイルの出力特性を示す説明図である。
【図１０】本実施形態の高速炊飯を実現した炊飯器において、鍋の底部の検知温度と、蓋体の下面の検知温度と、鍋内の検知圧力（真空度）と、加熱コイルに入力する電圧の推移をあらわしたタイミングチャートである。
【図１１】本実施形態と従来の炊飯器について、主な部品の特性を比較した説明図である。
【図１２】従来と本実施形態に相当する第３試作案の炊飯器について、加熱コイルの特性を比較した説明図である。
【図１３】第３試作案の電磁誘導コントローラと加熱コイルの出力特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明における炊飯器の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態における炊飯器１の使用状態を示している。同図において、２は上面を開口した炊飯器１の本体、３は本体２の上面を開閉自在に覆う蓋体であり、床面などに載置される本体２には、米や水などの被炊飯物Ｓを入れる有底状の鍋１０（図２を参照）が着脱自在に収容される。鍋１０の外面には磁性金属材が設けられており、本体２の内部で加熱コイル１１０（図２を参照）に高周波電流が供給されると、加熱コイル１１０から発生する交番磁界により磁性金属材が発熱し、鍋１０内の被炊飯物Ｓが加熱される構成となっている。
【００１８】
本体２と共に炊飯器１の外観をなす蓋３には、表示部４や操作部５を含む表示操作パネル６や、蓋体３を自動的に開けるための蓋開ボタン７や、鍋１０内の被炊飯物Ｓから発生する蒸気を外部に排出する蒸気口ユニット８などが設けられる。また９は、商用電源のコンセント１１に差し込まれ、必要に応じて本体２に巻取りが可能なプラグ付きの電源コードで、ここから炊飯器１の各部に電力が供給される。
【００１９】
本実施形態では、電源コード９に印加される商用電源電圧が交流100Ｖ系の最低電圧である100Ｖから、交流200Ｖ系の最高電圧である240Ｖまでの全範囲（但し、電圧変動の誤差は含まず）で、同じ炊飯器１が使用できるような共通の電磁誘導コントローラと加熱コイルが組み込まれている。その詳細は後述するが、コンセント１１の形状は電源電圧や地域によって様々なタイプがあるため、必要に応じて電源コード９のプラグにアダプタ（図示せず）を装着する必要がある。図１では、世界各地で使用される代表的なコンセント１１の形状を並べて示しているが、例えば「Type−Ａ（タイプ−Ａ）」のコンセント１１では、電源コード９のプラグをそのままコンセント１１に差し込み、「Type−Ｂ（タイプ−Ｂ）」，「Type−ＢＦ（タイプ−ＢＦ）」，「Type−Ｃ（タイプ−Ｃ）」，「Type−Ｓ（タイプ−Ｓ）」のコンセント１１では、それぞれのタイプに適合するアダプタを、電源コード９のプラグに装着してコンセント１１に差し込めばよい。その他、図示しないタイプのコンセント１１についても、同様にアダプタを交換して電源コード９のプラグに装着すれば、世界中の商用電源で炊飯器１を動作できる。
【００２０】
図２は、本実施形態における要部の回路構成を示したものである。同図において、２１は本体２の内部に搭載される加熱基板、２２は蓋体３の内部に搭載される制御基板で、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００は、インダクタとなる加熱コイル１１０を制御対象として、加熱基板２１に実装する後述の各回路３１〜３９と、制御基板２２に実装するマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２４の後述する加熱制御手段６１とにより構成される。加熱基板２１は、前述の電源プラグ９や加熱コイル１１０以外に、回路ショートや回路部品の故障に起因する発熱を感知して溶断する温度ヒューズ２６や、蓋体３に設けられる蓋ヒータ２７や、本体２に設けられる胴ヒータ２８が、電気的に接続される。また制御基板２２は、表示部４を構成するＬＥＤやＬＣＤと、操作部５となる各種スイッチが、マイコン２４と共に実装される。マイコン２４は、図示しないがＣＰＵ（中央演算処理装置）や、記憶手段や、入出力インターフェースなどのハードウェア構成を有する。
【００２１】
加熱基板２１には、入力フィルタ回路３１、保護回路３２、整流平滑回路３３、インバータ３４、ヒータ電源回路３５、電圧検出回路３６、電流検出回路３７、トリガ検出回路３８、及びＩＨ駆動回路３９が、電磁誘導コントローラ１００の主な回路として実装される。入力フィルタ回路３１は、電源プラグ９から電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧のノイズ成分を低減させるもので、周知のチョークコイルやコンデンサの組み合わせにより構成される。また保護回路３２は、入力フィルタ回路３１の入力側にあって、電源コード９につながる電源電圧ラインの一方に挿入接続する過電流保護用の電流ヒューズ４１、入力フィルタ回路３１の出力側にあって、電源電圧ラインの両端間に接続する過電圧保護用のバリスタ４２、及びバリスタ４２に並列接続されるコンデンサ４３などにより構成される。温度ヒューズ２６は、入力フィルタ回路３１の出力側で、電源電圧ラインの一方に挿入接続されており、これも炊飯器１の各回路部品を保護する保護回路３２の一部として機能する。
【００２２】
整流平滑回路３３は、電源電圧を全波整流するダイオードブリッジ４５と、ダイオードブリッジ４５で整流された電圧を平滑するチョークコイル４６および平滑コンデンサ４７とにより構成される。電源プラグ９から供給される交流の電源電圧は、入力フィルタ回路３１と保護回路３２を経て、整流平滑回路３３により整流平滑されるため、整流平滑回路３３を交流電圧から直流電圧に変換する電源回路とみなすことができる。
【００２３】
インバータ３４は、整流平滑回路３３からの直流電圧が入力電圧として印加され、加熱コイル１１０と並列に接続する共振コンデンサ５１と、フライホイールダイオード５２を内蔵した単独のＩＧＢＴからなるスイッチ素子５３と、により構成されるシングルエンド形式の電圧形共振インバータである。スイッチ素子５３は、加熱コイル１１０と共振コンデンサ５１とによる共振回路と直列に接続され、ＩＨ駆動回路３９からスイッチ素子５３のゲートにパルス駆動信号が与えられると、スイッチ素子５３のエミッタ・コレクタ間がオン・オフ動作を繰り返して、整流平滑回路３３からの直流入力電圧が共振回路に断続的に印加され、加熱コイル１１０に高周波電流が供給される構成となっている。このときパルス駆動信号の周期や、一周期に対するオン時間の比率（オン時比率）を変化させることで、インバータ３４への入力電力ひいては加熱コイル１１０から鍋１０への加熱量を増減させることができる。
【００２４】
ヒータ電源回路３５は、マイクロコンピュータ２４からのヒータ制御信号を受けて、入力フィルタ回路３１でノイズ成分を低減した電源電圧を、何れも保温用の抵抗線ヒータからなる蓋ヒータ２７や胴ヒータ２８に供給するものである。本実施形態では、マイクロコンピュータ２４からヒータ電源回路３５に蓋ヒータ制御信号が送出されると、蓋加熱手段となる蓋ヒータ２７に電源電圧が供給されて通電し、鍋１０の上面開口に対向する蓋体３の下面部が主に加熱され、マイクロコンピュータ２４からヒータ電源回路３５に胴ヒータ制御信号が送出されると、側部加熱手段となる胴ヒータ２８に電源電圧が供給されて通電し、鍋１０の側面部を主に加熱される構成となっている。これにより、鍋１０内の被炊飯物Ｓをご飯に炊き上げた後の保温時に、鍋１０の内面への露付きを防止することができる。
【００２５】
電圧検出回路３６は、ダイオードブリッジ４５で整流された電圧を取り込んで、内部の抵抗素子（図示せず）で積分し、インバータ３４の入力電圧に応じた検出信号を送出するものである。マイクロコンピュータ２４は、電圧検出回路３６からの検出信号を受けて、内部のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でインバータ３４の入力電圧を監視する構成となっている。また、電圧検出回路３６に取り込まれる電圧は、ダイオードブリッジ４５で整流される前の電源電圧を反映しているので、マイクロコンピュータ２４は電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧を監視できる。
【００２６】
電流検出回路３７は、インバータ３４に流れる入力電流を電圧に変換して、インバータ３４の入力電流と、スイッチ素子５３のオフ状態でフライホイールダイオード５２を流れる回生電流と、に応じた各検出信号を送出するものである。マイクロコンピュータ２４は、電流検出回路３７からの各検出信号を受けて、内部のＡ／Ｄコンバータで入力電流と回生電流を監視する構成となっている。
【００２７】
トリガ検出回路３８は、スイッチ素子５３のエミッタ・コレクタ間電圧（コレクタ電圧）を分圧して、そのコレクタ電圧に応じた検出信号を送出するものである。マイクロコンピュータ２４は、トリガ検出回路３８からの検出信号を受けて、内部のＡ／Ｄコンバータでスイッチ素子５３のコレクタ電圧がゼロになるタイミングを監視する構成となっている。
【００２８】
ＩＨ駆動回路３９は、マイクロコンピュータ２４からのゲート制御信号を受けて、スイッチ素子５３をオン・オフ動作させるに十分なパルス駆動信号を、スイッチ素子５３のゲートに送出するものである。
【００２９】
さらに本実施形態の炊飯器１は、加熱基板２１に電気的に接続されるソレノイド８１〜８３やモータ８４を制御対象として、加熱基板２１に実装するソレノイド駆動回路８５及びポンプ駆動回路８６と、制御基板２２に実装するマイコン２４の後述する圧力制御手段６２とにより、鍋１０内の圧力を適切に加減調整する圧力コントローラ１０２としての機能を組み込んでいる。ソレノイド８１は、鍋１０内が異常圧力に昇圧すると開弁して、鍋１０の内圧を下げる安全弁（図示せず）の動作源として、ソレノイド８２は、鍋１０内を大気圧よりも高い圧力に加圧する調圧弁（図示せず）の動作源として、ソレノイド８３は、鍋１０内と真空ポンプ（図示せず）との間の空気吸込み経路（図示せず）中に設けた真空電磁弁（図示せず）の動作源として、何れも蓋体３の内部にそれぞれ配設される。蓋体３の内部には、鍋１０内を大気圧よりも低い圧力に減圧するために、前述した真空ポンプや空気吸込み経路や真空電磁弁を含む減圧手段が設けられ、真空ポンプひいては減圧手段の動作源となるモータ８４が、当該真空ポンプに組み込まれる。
【００３０】
その他に加熱基板２１には、蓋温度検出用のサーミスタ８７と、鍋温度検出用のサーミスタ８８が、加熱基板２１に実装された温度検出回路８９とそれぞれ電気的に接続される。サーミスタ８７は、蓋閉時に鍋１０の上面開口に対向する蓋体３の下面に応じて、その抵抗値が変化するもので、温度検出回路８９はサーミスタ８７の抵抗値に応じた蓋温度検出信号をマイクロコンピュータ２４に送出する。またサーミスタ８８は、金属製の鍋１０の底部温度に応じて、その抵抗値が変化するもので、温度検出回路８９はサーミスタ８８の抵抗値に応じた鍋温度検出信号をマイクロコンピュータ２４に送出する構成となっている。
【００３１】
ソレノイド８１と連動する安全弁は、鍋１０の内部と炊飯器の外部との間の経路（図示せず）中に設けられる。この安全弁は経路を塞ぐ方向に常時付勢され、ソレノイド８１の非通電状態よりも、ソレノイド８１の通電状態で、安全弁に対する付勢力が強く作用する。安全弁は鍋１０内の圧力を受ける位置に設けられており、鍋１０内の圧力が安全弁の付勢力を上回らない限り、安全弁は経路を塞いでいるが、炊飯中や保温中は、ソレノイド８１を通電状態にすることで、鍋１０内が通常ではあり得ない異常圧力に昇圧したときにのみ、鍋１０内の圧力に抗して安全弁を開弁して、鍋１０内を速やかに大気圧に戻す構成となっている。
【００３２】
ソレノイド８２と連動する調圧弁は、鍋１０の内部と蒸気口ユニット８との間の蒸気排出経路（図示せず）中に設けられる。この調圧弁はボール状で、鍋１０内の蒸気を外部へ放出する場合には蒸気排出経路を開放し、鍋１０内を加圧状態または減圧状態にする場合には蒸気排出経路４９を閉塞するように、ソレノイド８２により転動される。そして加圧時には、加熱コイル１１０への高周波通電により鍋１０内の被炊飯物Ｓが加熱され、鍋１０の内圧が所定値に達すると、調圧弁の自重に抗して蒸気排出経路を開放することで、鍋１０内の圧力を大気圧以上に維持する構成となっている。
【００３３】
ソレノイド８３と連動する真空電磁弁は、前述の空気吸込み経路を開閉するために設けられる。ここでは、被炊飯物Ｓが入れられた鍋１０を本体２に収容し、蓋体３を閉じた状態で、炊飯中や保温中に調圧弁が蒸気排出経路を塞いでいれば、モータ８４への通電により真空ポンプを起動させると、真空電磁弁が空気吸込み経路を開放して、鍋１０内からの空気を炊飯器の外部に排出し、密閉した鍋１０内の圧力を低下させる。また、鍋１０内の圧力が大気圧よりも一定値以上下がった場合には、モータ８４への通電を中断して真空ポンプの動作を停止させると共に、真空電磁弁が空気吸込み経路を閉塞して、鍋１０内を減圧状態に保っている。さらに、鍋１０内部を減圧状態から外気と同じ圧力に戻す場合には、真空ポンプの動作を停止し、真空電磁弁により空気吸込み経路を開放する。つまり、本実施形態の減圧手段は、鍋１０内部を減圧状態から大気圧に戻す圧力戻し手段としての構成を兼用している。
【００３４】
ソレノイド駆動回路８５は、マイクロコンピュータ２４からの制御信号を受けて、ソレノイド８１〜８３の各々に駆動電力を供給するものである。本実施形態では、マイクロコンピュータ２４からソレノイド駆動回路８５に安全弁制御信号が送出されると、ソレノイド８１に駆動電力が供給されて通電状態となり、安全弁に対する付勢力が強くなる。それに対して、マイクロコンピュータ２４からソレノイド駆動回路８５への安全弁制御信号が送出されなくなると、ソレノイド８１への電力供給が遮断されて非通電状態となり、安全弁に対する付勢力が弱くなる。なお、ソレノイド８１の通電状態に安全弁の付勢力が弱くなり、ソレノイド８１の非通電状態に安全弁の付勢力が強くなるように構成してもよい。
【００３５】
また本実施形態では、マイクロコンピュータ２４からソレノイド駆動回路８５に調圧弁制御信号が送出されると、ソレノイド８２に駆動電力が供給されて通電状態となり、調圧弁がその自重で蒸気排出経路を塞ぐ位置に移動する。それに対して、マイクロコンピュータ２４からソレノイド駆動回路８５への調圧弁制御信号が送出されなくなると、ソレノイド８２への電力供給が遮断されて非通電状態となり、調圧弁が蒸気排出経路から退避する位置に移動して、蒸気排出経路を開放する。なお、ソレノイド８２の通電状態に蒸気排出経路を開放し、ソレノイド８２の非通電状態に蒸気排出経路を閉塞する構成としてもよい。
【００３６】
さらに本実施形態では、マイクロコンピュータ２４からソレノイド駆動回路８５に真空電磁弁制御信号が送出されると、ソレノイド８３に駆動電力が供給されて通電状態となり、真空電磁弁が開弁するように動いて、鍋１０の内部から真空ポンプに至る空気吸込み経路を開放する。それに対して、マイクロコンピュータ２４からソレノイド駆動回路８５への真空電磁弁制御信号が送出されなくなると、ソレノイド８３への電力供給が遮断されて非通電状態となり、真空電磁弁が閉弁するように動いて、空気吸込み経路を閉塞する。なお、ソレノイド８３の通電状態に空気吸込み経路を閉塞し、ソレノイド８３の非通電状態に空気吸込み経路を開放する構成としてもよい。
【００３７】
ポンプ駆動回路８６は、マイクロコンピュータ２４からの制御信号を受けて、真空ポンプのモータ８４に駆動電力を供給するものである。本実施形態では、マイクロコンピュータ２４からポンプ駆動回路８６に真空ポンプ制御信号が送出されると、モータ８４に駆動電力が供給されて通電し、真空ポンプが動作する。それに対して、マイクロコンピュータ２４からポンプ駆動回路８６への真空ポンプ制御信号が送出されなくなると、モータ８４への電力供給が遮断され、真空ポンプの動作が停止する構成となっている。
【００３８】
一方、制御基板２２に実装されるマイクロコンピュータ２４は、記憶手段に記憶したプログラムをＣＰＵが実行することで機能するソフトウェア構成として、操作部５への手動操作に伴う操作信号により、炊飯動作の開始が指示されると、電圧検出回路３６や、電流検出回路３７や、トリガ検出回路３８からの各検出信号の他に、温度検出手段となる温度検出回路８９からの鍋温度検出信号や蓋温度検出信号を取り込んで、鍋１０の底部から側面下部にかけて主に加熱する加熱コイル１１０と、蓋体３を主に加熱する蓋ヒータ２７と、鍋１０の側部を主に加熱するコードヒータによる側部ヒータ２８を各々制御するとともに、炊飯器１の状況などを視覚的に知らせるために、表示部４のＬＣＤやＬＥＤを各々制御する加熱制御手段６１を備える。加熱制御手段６１は、操作部５からの炊飯動作の開始の指示を受けて、鍋１０に投入した米の吸水を促進させるひたしと、被炊飯物Ｓの温度を短時間に沸騰まで上昇させる沸騰加熱と、被炊飯物Ｓの沸騰状態を継続させる沸騰継続と、被炊飯物Ｓをドライアップ状態のご飯に炊き上げる炊き上げと、ご飯を焦がさない程度の高温に維持する蒸らしの各行程（ステップ）を順に実行して、鍋１０内の被炊飯物Ｓをご飯に仕上げて炊飯動作を完了させた後、引き続き鍋１０内のご飯を所定の保温温度（約70〜76℃）に保つように、保温動作を行なう構成となっている。
【００３９】
そして、加熱制御手段６１による上述した一連の炊飯動作では、各行程で適切な加熱量で鍋１０内の被炊飯物Ｓを加熱できるように、ＩＨ駆動回路３９へのゲート制御信号によりインバータ３４の入力電力が調整される。具体的には、加熱制御手段６１は、炊飯動作中に電圧検出回路３６からの入力電圧検出信号と、電流検出回路３７からの入力電流検出信号をそれぞれ取り込み、入力電圧検出信号から得られる電磁誘導コントローラ１００への実際の電源電圧に応じた駆動周波数で、且つ入力電圧検出信号と入力電流検出信号から得られるインバータ３４の実際の入力電力が、各行程で予め設定された入力電力となるようなオン時比率で、スイッチ素子５３がオン・オフ動作をするようなバルス駆動信号を、スイッチ素子５３のゲートに供給できるように、パルス状のゲート制御信号をＩＨ駆動回路３９に送出する。
【００４０】
これにより、例えば前述の沸騰加熱で、加熱コイル１１０から最大の加熱量で鍋１０内の被炊飯物Ｓを強加熱させようとするときに、加熱制御手段６１は、実際の電源電圧に応じたスイッチ素子５３の駆動周波数を決定し、次に最大の加熱量に見合うインバータ３４の入力電力が最大の例えば1200Ｗとなるようなスイッチ素子５３のオン時比率を決定する。そして、決定した駆動周波数とオン時比率でスイッチ素子５３がオン・オフ動作されるように、加熱制御手段６１からのゲート制御信号を受けて、ＩＨ駆動回路３９がスイッチ素子５３のゲートにパルス駆動信号を供給すれば、実際の電源電圧が交流100Ｖ〜240Ｖのどの範囲にあっても、インバータ３４の入力電力を最大の1200Ｗにして、最大の加熱量で鍋１０内の被炊飯物Ｓを強加熱できる。
【００４１】
インバータ３４の入力電力Ｐは、入力電圧をＥ、加熱コイル１１０のインダクタンスをＬ、スイッチ素子５３の駆動周波数をｆ、スイッチ素子５３のオン時間をＴon、スイッチ素子５３のオフ時間をＴoff、定数をＡとしたときに、次の式で表せる。加熱コイル１１０のインダクタンスＬや定数Ａを予めマイコン２４の記憶手段（図示せず）に予め記憶させておけば、加熱制御手段６１は以下の式を利用して、電圧検出回路３６からの検出信号に基づき、設定した入力電力Ｐが得られるようなスイッチ素子５３の駆動周波数と、スイッチ素子のオン時比率Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff）の各値を算出できる。
【００４２】
【数１】
2020120830.tif 000003
【００４３】
加熱制御手段６１は、インバータ３４の動作モードが準Ｅ級となるように、スイッチ素子５３をターンオンさせるタイミングを、電流検出回路３７からの回生電流検出信号と、トリガ検出回路３８からのトリガ検出信号とにより決定してもよい。つまり、パルス駆動信号が「Ｈ」（高）レベルになって、スイッチ素子５３がターンオンすると、整流平滑回路３３からの入力電圧が加熱コイル１１０に印加され、加熱コイル１１０を流れる電流と、スイッチ素子５３のコレクタからエミッタに流れる電流が、何れも徐々に増加する。この後、パルス駆動信号が「Ｌ」（低）レベルに切替わって、スイッチ素子５３がターンオフすると、スイッチ素子５３のコレクタからエミッタに流れる電流は遮断されるものの、加熱コイル１１０にそれまで流れていた電流が、共振電流として共振コンデンサ５１に流れ込み、やがて共振コンデンサ５１から加熱コイル１１０に逆方向の電流が流れる。この共振回路内のエネルギーの受け渡しで、スイッチ素子５３のコレクタ電圧は、最初に上昇した後に減少し、やがてゼロに達する。
【００４４】
この時点で、共振コンデンサ５１から加熱コイル１１０に向けて引き続き電流が流れようとしても、今度はフライホイールダイオード５２がオンしてその電流は停止され、代わりにフライホイールダイオード５２を介して、平滑コンデンサ４７から加熱コイル１１０に回生電流が流れるようになる。加熱制御手段６１は、トリガ検出回路３８からのトリガ検出信号を受けて、スイッチ素子５３のコレクタ電圧がゼロになるタイミングを取得したら、電流検出回路３７からの回生電流検出信号により、加熱コイル１１０に回生電流が流れている間に、パルス駆動信号を「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに切替えて、スイッチ素子５３が再びターンオンするようなゲート制御信号をＩＨ駆動回路３９に送出できれば、スイッチ素子５３のノイズ発生を最小にした準Ｅ級動作モードが実現する。
【００４５】
一方、本実施形態では、電源電圧に応じてスイッチ素子５３の駆動周波数が決定され、インバータ３４の入力電力に応じてスイッチ素子５３のオン時比率が決定されるため、所望の入力電力をインバータ３４に印加させるには、スイッチ素子５３のコレクタ電圧がゼロになる前のタイミングで、スイッチ素子５３をターンオンさせざるを得ない場合がある。これが短絡動作モードで、共振回路を通じてスイッチ素子５３のコレクタからエミッタに短絡電流が流れ、この短絡電流が大きくなる程、スイッチ素子５３のノイズ発生が増大する。また、スイッチ素子５３の駆動周波数が高くなれば、スイッチ素子５３はその分オン・オフを頻繁に繰り返すので、スイッチ素子５３の損失も増大する。したがって本実施形態では、スイッチ素子５３の駆動周波数が高くなる交流240Ｖの電源電圧であっても、スイッチ素子５３の駆動周波数が極力下がって、短絡電流も小さくなるように、加熱コイル１１０のインダクタンスが選定される。
【００４６】
また本実施形態では、加熱制御手段６１と連携して、被炊飯物Ｓを収容した鍋１０の内部が適切な圧力となるように、前述した調圧手段の動作源となるソレノイド８１〜８３と、減圧手段の動作源となる真空ポンプのモータ８４を各々制御する圧力制御手段６２を、マイクロコンピュータ２４のソフトウェア構成として備えている。なお、加熱制御手段６１や圧力制御手段６２の制御内容については、後程詳しく説明する。
【００４７】
図３〜図５は、本実施形態における100Ｖ系と200Ｖ系に共通する炊飯器（図中、「本実施形態  100Ｖ系／200Ｖ系共通機種」）と、従来の100Ｖ系の専用機種となる炊飯器（図中、「従来  100Ｖ系専用機種」）と、同じく従来の200Ｖ系の専用機種となる炊飯器（図中、「従来  200Ｖ系専用機種」）について、主な項目で特性を比較したものである。本実施形態では、従来の100Ｖ系と200Ｖ系の各専用機種の性能を合わせ持つような、電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの全範囲で、インバータ３４に所望の入力電力を印加できる共通の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０を開発した。開発に際しては、従来の200Ｖ系の専用機種を基本仕様のベースモデルにして、そこから設計変更を加えて100Ｖ系／200Ｖ系の共通機種を試作した。また、耐電流や耐電圧については、100Ｖ系／200Ｖ系のどちらにも満足する上位コンパチブルの部品を選定した。
【００４８】
先ず第１の項目として、商用電源電圧ＡＣＶとインバータ周波数ｆの特性を、図３に示す。インバータ周波数ｆは、前述したスイッチ素子５３の駆動周波数に相当する。従来の100Ｖ系専用機種では、電源電圧が交流100Ｖ〜110Ｖの範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1200Ｗとなるように、インバータ周波数ｆが変動する。また、従来の200Ｖ系専用機種では、電源電圧が交流220Ｖ〜240Ｖの範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1200Ｗとなるように、インバータ周波数ｆが変動する。インバータ周波数ｆの変動範囲は、何れも25ｋＨｚ〜26ｋＨｚである。
【００４９】
一方、本実施形態の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種では、電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1200Ｗとなるように、インバータ周波数ｆが連続的に変動する。インバータ周波数ｆの変動範囲は、23ｋＨｚ〜46ｋＨｚである。なお、電磁誘導加熱によるインバータ周波数ｆの範囲は、例えば電波法で20ｋＨｚ〜100ｋＨｚと規定されており、20ｋＨｚ未満では可聴周波数のノイズが出てしまう。そのため、電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの範囲で、インバータ周波数ｆの変動範囲は20ｋＨｚ〜100ｋＨｚとするのが好ましい。また前述のように、インバータ周波数ｆが高くなるに従い、スイッチ素子５３の損失も増大するので、インバータ周波数ｆの変動範囲は20ｋＨｚ〜50ｋＨｚとするのがさらに好ましい。
【００５０】
次に第２の項目として、加熱基板２１に各回路３１〜３９を実装した加熱基板組立７１の特性を、また第３の項目として、加熱コイル１１０を含むコイルベース組立７２の特性を、それぞれ図４に示す。従来の100Ｖ系専用機種と200Ｖ系専用機種は、それぞれ別個の加熱基板組立７１で組み立てられている。100Ｖ系専用機種の加熱基板組立７１は200Ｖ系専用機種と比べて部品点数が少なく、その分、加熱基板２１の寸法サイズも小さくなっている。それに対して、本実施形態の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種では、200Ｖ系専用機種の加熱基板組立７１をベースにして、そこから幾つかの部品を変更している。したがって、加熱基板２１は200Ｖ系専用機種と共通のものを使用できる。
【００５１】
コイルベース組立７２は、それぞれの機種に共通して、椀状で樹脂製のコイルベース７３の外表面に、内側の巻線１１０Ａと外側の巻線１１０Ｂを連続して巻回した加熱コイル１１０を装着して構成される。コイルベース７３は、最終的に本体２の内部で、鍋１０を収容する鍋収容部の底部を形成する。したがって、本体２に鍋１０を収容すると、鍋１０はコイルベース７３を挟んで、巻線１１０Ａ，１１０Ｂに対向して配置される。巻線１１０Ａ，１１０Ｂの一端からそれぞれ引き出される一対のリード線１１０Ｃは、加熱基板２１と電気的に接続される。
【００５２】
従来の100Ｖ系専用機種では、直径φが0.3ｍｍの導線を39本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが９ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では19ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは26μＨで、抵抗値は1.0Ωとなった。また、従来の200Ｖ系専用機種では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが16ターン、外側の巻線１１０Ｂが19ターンで、全体では35ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは98μＨで、抵抗値は4.1Ωとなった。
【００５３】
一方、本実施形態の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用した。これは、200Ｖ系専用機種の加熱コイル１１０と同じ直径と撚り本数であるが、通電時の温度上昇を抑える場合には、撚り本数をそれ以上に増やすのが好ましい。例えば、前述の沸騰加熱で鍋１０を強加熱する際に、リッツ線の温度がすぐに上り、長時間の加熱ができない場合には、撚り本数を２倍の40本撚りにする。また、ここで使用する加熱コイル１１０は、内側の巻線１１０Ａが11ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では21ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは41μＨで、抵抗値は1.5Ωとなった（25ｋＨｚにて）。
【００５４】
加熱コイル１１０のインダクタンスは巻数の二乗に比例するため、直列に接続して巻数を増やし、インダクタンスを大きくすれば、電源電圧が高い場合でも、スイッチ素子５３の駆動周波数を上げることなく、インバータ３４に最大の入力電力（1200Ｗ）を印加できるようになる。但し、インダクタンスをむやみに大きくすると、今度は電源電圧が低い場合に、スイッチ素子５３のオン通電率をいくら増加させても、最大の入力電力を得ることができなくなる。したがって、100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用する加熱コイル１１０は、各巻線１１０Ａ，１１０Ｂの巻数を工夫して、電源電圧が100Ｖ系から200Ｖ系までの間の全範囲で、スイッチ素子５３の駆動周波数を好ましくは20ｋＨｚ〜100ｋＨｚ、さらに好ましくは20ｋＨｚ〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、インバータ３４に同じ入力電力が最大で印加できるようなインダクタンスとするのが重要である。
【００５５】
さらに第４の項目として、回路図での特性を図５に示す。また図６は、従来の100Ｖ系専用機種の主要な回路図を示したものである。200Ｖ系専用機種と100Ｖ系／200Ｖ系共通機種は、前述のような耐電流や耐電圧を含めて、個々の部品の特性が異なるものの、部品間の導線の配置は図２に示した通りで共通する。
【００５６】
100Ｖ系専用機種に搭載される電磁誘導コントローラ１００は、前述の入力フィルタ回路３１が省略されているが、それ以外は200Ｖ系専用機種や100Ｖ系／200Ｖ系共通機種の電磁誘導コントローラ１００と同等の回路３２〜３９を有する。ここで主要な部品Ｐ１〜Ｐ４として、平滑コンデンサ４７と、共振コンデンサ５１と、電流ヒューズ４１と、加熱コイル１１０にそれぞれ着目し、これらの部品Ｐ１〜Ｐ４についての諸特性を図７に示す。同図において、部品Ｐ１の平滑コンデンサ４７と部品Ｐ２の共振コンデンサ５１は、何れも静電容量／定格電圧の特性を機種毎に示しており、部品Ｐ３の電流ヒューズ４１は、定格電流と定格電圧の特性を機種毎に示しており、部品Ｐ４の加熱コイル１１０は、インダクタンスと抵抗値の特性を機種毎に示している。またここでは、仕様１として印加される電源電圧の特性を、仕様２としてインバータ３４の入力電力の特性を、結果１としてインバータ３４の発振周波数（すなわち、スイッチ素子５３の駆動周波数）の特性を、機種毎に示している。
【００５７】
次に、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００に好適な加熱コイル１１０の第１設計例を、図８および図９に基づき説明する。ここでは、図２に示す回路構成で、主な部品Ｐ１〜部品Ｐ３については、図７に示す「100Ｖ系／200Ｖ系共通機種」の特性を有する電磁誘導コントローラ１００を用い、部品Ｐ４については、第１試作案で「100Ｖ系専用機種」の特性を有する加熱コイル１１０を用いる一方で、第２試作案で「100Ｖ系／200Ｖ系共通機種」の特性を有する加熱コイル１１０を用いた。
【００５８】
図８は、第１試作案の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０の出力特性をそれぞれ示したものである。第１試作案では、本来は100Ｖ系専用機種に組み込まれる加熱コイル１１０を電磁誘導コントローラ１００に接続して、それらの出力特性を確認した。加熱コイル１１０は、直径φが0.3ｍｍの導線を39本撚り合わせたリッツ線を線材として使用し、その線材を内側の巻線１１０Ａが９ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では19ターンとなるように巻回している。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは26μＨで、抵抗値は1.0Ωとなった。
【００５９】
第１試作案では、電磁誘導コントローラ１００に印加する電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの全範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1250Ｗとなるように、スイッチ素子（ＩＧＢＴ）５３の駆動周波数とゲートパルス幅が加熱制御手段６１で調整された。図８の左側には、電源電圧が240Ｖ，220Ｖ，120Ｖ、及び100Ｖのときに、インバータ３４の入力電力が1250Ｗとなるような、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が示されている。ここでいうゲートパルス幅は、スイッチ素子５３のオン時間に相当するもので、駆動周波数の逆数となる一周期に対するオン時間の割合、すなわちオン時比率は、電源電圧が240Ｖのときに0.19、電源電圧が220Ｖのときに0.21、電源電圧が120Ｖのときに0.44、電源電圧が100Ｖのときに0.54であった。
【００６０】
また図８の右側には、電源電圧が240Ｖと100Ｖのときに、フライホイールダイオード５２とスイッチ素子５３に流れる電流波形Ｗ１と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧波形Ｗ２の観測結果をそれぞれ示している。電源電圧が240Ｖの場合は、スイッチ素子５３の駆動周波数が50ｋＨｚよりも高く、その分早いタイミングでスイッチ素子５３をターンオンせざるを得なくなるため、スイッチ素子５３を流れる高い短絡電流が電流波形Ｗ１に観測される。第１試作案の加熱コイル１１０では、電源電圧が200Ｖ以上になると、好ましくない短絡電流が発生していた。
【００６１】
そこで、第１試作案とは特性の異なる第２試作案の加熱コイル１１０を設計し、これを100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用する電磁誘導コントローラ１００に接続して、同様に出力特性を確認した。第２試作案の加熱コイル１１０は、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を線材として使用し、その線材を内側の巻線１１０Ａが11ターン、外側の巻線１１０Ｂが10ターンで、全体では21ターンとなるように巻回している。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは26μＨから41μＨに増加し、抵抗値は1.5Ωから1.0Ωとなった。
【００６２】
図９は、第２試作案の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０の出力特性をそれぞれ示したものである。第２試作案でも、電磁誘導コントローラ１００に印加する電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの全範囲で、インバータ３４の入力電力が何れも最大で1250Ｗとなるように、スイッチ素子（ＩＧＢＴ）５３の駆動周波数とゲートパルス幅が加熱制御手段６１で調整された。図９の左側には、電源電圧が240Ｖと100Ｖのときに、インバータ３４の入力電力が1250Ｗとなるような、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が示されている。併せてここには、前述の加熱コイル１１０の特性（インダクタンス及び抵抗値）と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧の最大値ＶCEと、スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakと、フライホイールダイオード５２を流れる回生電流の値を、それぞれ示している。スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakは、加熱コイル１１０と共振コンデンサ５１のＬＣ定数を調整して、最大で60Ａ以下とするのが好ましい。スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅から算出されるオン時比率は、電源電圧が240Ｖのときに0.24、電源電圧が100Ｖのときに0.64であった。
【００６３】
また図９の右側には、電源電圧が240Ｖと100Ｖのときに、フライホイールダイオード５２とスイッチ素子５３に流れる電流波形Ｗ１と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧波形Ｗ２の観測結果をそれぞれ示している。これを図８の観測結果と比較すると、特に電源電圧が240Ｖの場合に、スイッチ素子５３がターンオンする瞬間の短絡電流が77Ａから24Ａに減少していることが電流波形Ｗ１から確認でき、スイッチ素子５３からのノイズ発生が低減した。また、加熱コイルのインダクタンスが大きくなった分、同じ入力電力を得るのに必要なスイッチ素子５３の駆動周波数が58.6ｋＨｚから50ｋＨｚ以下の44.9ｋＨｚに下がったため、スイッチ素子５３の損失も低減した。したがって、電波法の規定からすれば、スイッチ素子５３の好ましい駆動周波数の範囲は20ｋＨｚ〜100ｋＨｚとなるが、スイッチ素子５３の損失を考慮すれば、スイッチ素子５３のさらに好ましい駆動周波数の範囲は20ｋＨｚ〜50ｋＨｚとなる。最終的には、この第２試作案の加熱コイル１００が、本実施形態に適合するインダクタとなった。
【００６４】
続いて、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００に好適な加熱コイル１１０の第２設計例を、図１０〜図１３に基づき説明する。
【００６５】
第２設計例では、200Ｖ系の電源電圧が印加されたときに、従来よりも高い加熱量（インバータ３４の入力電力では1200Ｗから2000Ｗ）の炊飯技術を確立することを目的として、炊飯器１の試作が行われた。具体的には、電源電圧が100Ｖ系よりも高い200Ｖ系の利点を生かし、インバータ３４の入力電力を、従来の200Ｖ系の炊飯器１では最大値とされた1500Ｗから2000Ｗにハイパワー化させ、高速炊飯（炊飯時間：15分）と炊きムラの低減を実現させることを目的とする。
【００６６】
また、高速炊飯を実現するには、第２設計例のように、被炊飯物Ｓを例えば2000Ｗのような高い加熱量で、炊飯開始から沸騰まで短い時間（略３〜15分）に加熱し、水が沸騰するまでの間に、鍋１０内が0.9気圧以下となる減圧期間を設けることで、鍋１０内の米の吸水を促進させる。また、炊飯時の圧力を一時的に1.4気圧以下の圧力にすることで、水の沸点を上げ、米の糊化を促進し、炊飯開始から炊飯を終了して保温へ切替えるまでの炊飯時間を、25分以内に実行する制御手段を設ける。この制御手段は、マイクロコンピュータ２４に組み込まれた加熱制御手段６１と圧力制御手段６２とにより構成される。さらに、鍋１０内の水が無くなり、鍋１０の底部の温度が上昇した後に蒸らしを実施するが、この蒸らし期間は３分以上、望ましくは５分以上確保する。
【００６７】
図１０は、こうした炊飯器１において、炊飯を開始した後の、サーミスタ８８の検出に基づく鍋１０の底部の検知温度Ｔａと、サーミスタ８７の検出に基づく蓋体３の下面の検知温度Ｔｂと、鍋１０内の検知圧力（真空度）Ｐと、加熱コイル１１０に入力する電圧Ｖの推移を各々あらわしたタイミングチャートである。
【００６８】
本実施形態の炊飯器１で炊飯を行なうには、先ず鍋１０内に被炊飯物Ｓである米および水を入れ、これを本体２にセットした後に、蓋体３を閉じて操作部５の例えば炊飯キーを操作すると、マイクロコンピュータ２４に組み込まれた加熱制御手段６１による炊飯が開始する。ここで加熱制御手段６１は、鍋１０内の米に対する吸水を促進させるために、サーミスタ８８から温度検出回路８９を通して得られる鍋温度検出信号に基づき、加熱コイル１１０と胴ヒータ２８を通断電制御して、鍋１０の底部と側面部をそれぞれ加熱し、鍋１０内の水温を約45〜60℃に３分間保持するひたし行程を行なう。
【００６９】
また、このひたし行程中は、鍋１０内の圧力が大気圧よりも低い減圧状態となるように、マイクロコンピュータ２４に組み込まれた圧力制御手段６２が、ソレノイド８１〜８３と真空ポンプのモータ８４の動作を各々制御する。具体的には、圧力制御手段６２はひたし行程を開始すると、ソレノイド８１を非通電状態から通電状態に切替える安全弁制御信号をソレノイド駆動回路８５に送出して、少なくとも後述する炊飯中は安全弁に強い付勢力を与え続ける。また、ソレノイド８２を非通電状態から通電状態に切替える調圧弁制御信号を、圧力制御手段６２からソレノイド駆動回路８５に送出して、調圧弁の自重により蒸気排出経路を閉塞する。そして、この状態で圧力制御手段６２は、ひたし行程の全期間（この例では３分間）にわたり、密閉した鍋１０の内部から減圧手段を通して空気を排出するために、ソレノイド８３を非通電状態から通電状態に切替える真空電磁弁制御信号をソレノイド駆動回路８５に送出して、空気吸込み経路を開放すると共に、真空ポンプ制御信号をポンプ駆動回路８６に送出して、真空ポンプのモータ８４を連続動作させ、鍋１０内部の空気を抜き取る真空引きを行なう。
【００７０】
こうして、ひたし行程の期間中は、圧力制御手段６２により鍋１０の内部が減圧状態に維持される。そのため、ひたし時に鍋１０の内部で米に水を十分に吸水させることが可能になる。
【００７１】
その後、所定時間のひたし行程が終了し、次の沸騰加熱に相当する加熱行程に移行すると、加熱制御手段６１は加熱コイル１１０や胴ヒータ２８を連続通電することにより、ひたし行程よりも鍋１０内部の被炊飯物Ｓを強く加熱し、被炊飯物Ｓの温度を短時間に沸騰まで上昇させる。ここで圧力制御手段６２は、ひたし行程から引き続いて鍋１０の内部を大気圧よりも低い減圧状態に維持するように、加熱行程に移行すると、ポンプ駆動回路８６への真空ポンプ制御信号の送出と、ソレノイド駆動回路８５への真空電磁弁制御信号の送出を何れも停止して、真空ポンプの駆動を停止させると共に、空気吸込み経路を閉塞する。そのため加熱行程に移行した後も、鍋１０への加熱やスローリークにより、鍋１０の内部は次第に圧力が上昇するものの、暫くの間は消費電力の多い加圧工程で、真空ポンプを動作させることなく減圧状態を維持できる。
【００７２】
こうして、ひたし行程の後も鍋１０内部の被炊飯物Ｓが減圧状態に保持されることで、加熱行程中は100℃以下の温度で水が沸騰する。真空ポンプの能力にも依るが、鍋１０内の圧力が0.2気圧であると水は約60℃で沸騰し、鍋１０内の圧力が0.4気圧であると水は約80℃で沸騰し、鍋１０内の圧力が0.6気圧であると水は約88℃で沸騰するため、米の糊化温度とされる60℃〜100℃で被炊飯物Ｓを減圧状態で沸騰させることで、沸騰時の泡で米を舞わせて加熱ムラがなくなり、併せて被炊飯物Ｓを減圧状態にして、米の芯まで短時間に吸水させることができる。
【００７３】
圧力制御手段６２は、加熱行程中に温度検出回路８９からの鍋温度検出信号を取り込んで、鍋１０の底部の検出温度が所定温度となる例えば100℃に達したら、鍋１０内部の被炊飯物Ｓが減圧状態で沸騰したと判断として、鍋１０内部から真空ポンプに至る空気吸込み経路を閉じ、真空ポンプのモータ８４を動作させないまま、ソレノイド８２を一時的に非通電状態するために、ソレノイド駆動回路８５への調圧弁制御信号の送出を一旦停止して、調圧弁を蒸気排出経路から退避させる。これにより、鍋１０の内外が連通した開放状態となり、鍋１０は直ちに外気と同じ常圧に戻る。その後、圧力制御手段６２がソレノイド駆動回路８５に調圧弁制御信号を再び送出し、ソレノイド８２を短時間で通電状態に切替えて、鍋１０の内部を再び密閉した状態にすると、引き続き鍋１０内部の被炊飯物Ｓへの強い加熱により、鍋１０の内部の被炊飯物Ｓが大気圧以上の例えば1.2気圧に達するまで加圧され、その加圧状態で被炊飯物Ｓを沸騰させることができる。
【００７４】
本実施形態では、炊飯時の加熱行程中における鍋１０内の圧力を、一時的に最大で1.4気圧以下の圧力にするために、蒸気排出経路を塞いだ状態で、鍋１０内の圧力が1.2気圧を超えると、鍋１０内からの蒸気圧で蒸気排出経路から離れるような重量の調圧弁を使用しているが、それよりも高い圧力で、鍋１０内の圧力が1.4気圧を超えると、鍋１０内からの蒸気圧で蒸気排出経路から離れるような重量の調圧弁を使用してもよい。ここでの鍋１０内の最大圧力は、主に調圧弁の重量によって決められるが、炊飯時の圧力を一時的に大気圧よりも高く1.4気圧以下の圧力にする調圧弁を炊飯器１に組み込むことで、水の沸点を上げ、米の糊化を促進させることができる。
【００７５】
こうして圧力制御手段６２は、加熱行程中に鍋１０内部の被炊飯物Ｓが減圧状態で沸騰したと判断したら、鍋１０内部を減圧状態から大気圧よりも高い加圧状態へ一気に切替えて、被炊飯物Ｓに圧力ショックを加えるために、ソレノイド８２を短時間だけ非通電状態に切替えて、蒸気排出経路を一時的に開放する。これにより、加圧状態では米の糊化最適温度である105℃（1.2気圧の場合）に被炊飯物Ｓを沸騰させることで、米の硬さと粘りのバランスを確保し、芯まで均一に米を糊化させることが可能になる。
【００７６】
その後の加熱行程で、加熱制御手段６１は、温度検出回路８９からの鍋温度検出信号による鍋１０の底部の検出温度が、所定温度となる例えば90℃以上になり、それに加えて温度検出回路８９からの蓋温度検出信号による蓋体３の下面の検出温度も、所定温度となる例えば90℃以上になると、被炊飯物Ｓの加圧状態での沸騰を検知する沸騰検知工程に移行する。沸騰検知行程では、引き続き加熱コイル１１０や胴ヒータ２８を連続通電して、鍋１０内部の被炊飯物Ｓを強く加熱する一方で、蓋体３の下面の検出温度の傾き（所定の時間に検出温度がどの程度上昇するのか）を算出する。そして、この傾きが一定値以下になって安定したら、鍋１０内の被炊飯物Ｓが加圧状態で沸騰したと判断して、沸騰継続行程に移行する。
【００７７】
沸騰継続行程に移行すると、加熱制御手段６１は蓋ヒータ２７による蓋体３の下面への加熱（蓋加熱）を開始させる。ここでの蓋加熱は、鍋１０内の密閉空間を形成する蓋体３の下面の温度が100℃になるように、温度検出回路８９からの蓋温度検出信号により管理される。また沸騰継続行程に移行したら、圧力制御手段６２はソレノイド８２を周期的に通電状態と非通電状態に切替え、鍋１０内の圧力を大気圧と大気圧よりも高い圧力の範囲で繰り返し増減させる。
【００７８】
そして加熱制御手段６１は、鍋１０の底部の検出温度が所定の温度上昇を生じたら、沸騰継続行程から炊き上げ行程に移行し、ここで鍋１０の底部の検出温度が所定のドライアップ温度に達すると、鍋１０内部の被炊飯物Ｓの炊き上がりを検知して、蒸らし行程に移行する。蒸らし中は蓋体３の下面の検出温度による温度管理によって蓋ヒータ２７を通断電し、蓋体３の下面への露付きを防止すると共に、鍋１０内部のご飯が焦げない程度に高温（98〜100℃）が保持されるように、鍋１０の底部の温度を管理する。蒸らしは所定時間続けられ、その所定時間が経過したら炊飯動作を終了して、ご飯を所定温度に維持する保温に移行する。
【００７９】
図１０のタイミングチャートに示すように、上述した加熱制御手段６１による炊飯加熱では、電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧が200Ｖ系で定格200Ｖ以上の場合に、鍋１０に入れられた米の量が1.0Ｌ以下であれば、鍋１０内の被炊飯物Ｓを強加熱する加熱行程や沸騰検知行程において、被炊飯物Ｓを定格1800Ｗ以上、好ましくは定格2000Ｗ以上の加熱量で、鍋１０内の被炊飯物Ｓを連続して加熱できるように、加熱制御手段６１が主に加熱コイル１１０を制御している。これにより、美味しいご飯を炊き上げるのに必要十分な加熱量を、加熱行程や沸騰検知行程で被炊飯物Ｓに与えつつ、従来の200Ｖ系の炊飯器１よりも沸騰までの加熱量を、電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０との組み合わせにより増加させることで、炊飯開始から沸騰を検知するまでの時間Ｔ１を略３分〜15分（図１０に示す例では、時間Ｔ１＝11分）に短縮できる。なお、加熱制御手段６１が沸騰を検知する条件は、上述したものに限定されない。
【００８０】
また、本実施形態の炊飯器１は、前述の時間Ｔ１が短縮することに伴い、炊飯開始から炊飯を終了して保温に切替えるまでの炊飯時間Ｔ２も25分以内（図１０に示す例では、時間Ｔ２＝25分）に実行するように、加熱制御手段６１が主に加熱コイル１１０を制御している。なお、その炊飯器１で炊飯できる最大の米量（最大炊飯容量）が0.54Ｌ以下の場合は、前述の加熱行程や沸騰検知行程における被炊飯物Ｓへの加熱量を2000Ｗ以上ではなく、1500Ｗ以上に減らしても、鍋１０内の被炊飯物Ｓを短時間で沸騰させることができるので、炊飯開始から炊飯を終了して保温に切替えるまでの炊飯時間Ｔ２を20分以内に実行する。但し、何れの場合も、鍋１０内で米粒内の水分を均等にするために、蒸らしの期間Ｔ３は少なくとも３分以上、好ましくは５分以上（図１０に示す例では、時間Ｔ３＝７分）確保する。
【００８１】
ここでも、100Ｖ系／200Ｖ系共通機種の電磁誘導コントローラ１００で作った回路を、そのまま使用した。また、部品Ｐ４については、87μＨのインダクタンスを有する加熱コイル１１０を新たに巻いて、インバータ周波数が30ｋＨｚ未満で、インバータ３４の入力電力が最大で2000Ｗとなるような設計を実現させた。回路方式は、これまで説明したシングルエンド形式の準Ｅ級電圧形共振インバータとし、200Ｖ系の電源電圧でインバータ３４の入力電力を300Ｗ〜2000Ｗに可変できるようにする。これは、入力電力を1200Ｗ〜2000Ｗとする場合には、前述のようにスイッチ素子５３の駆動周波数とオン時比率を可変させたパルス駆動信号群を、スイッチ素子５３のゲートに連続して供給する一方で、入力電力を1200Ｗ未満とする場合には、スイッチ素子５３へのパルス駆動信号群をＰＷＭ制御して、スイッチ素子５３のゲートに間欠的に供給することで実現する。例えば入力電力を300Ｗとする場合には、1200Ｗに相当する連続のパルス駆動信号群を、加熱制御手段６１のＰＷＭ制御により、25％の割合でスイッチ素子５３のゲートに供給すれよく、パルス駆動信号群のオン／オフ比率を変えることで調整可能となる。
【００８２】
図１１は、ベースモデルとなる前述した200Ｖ系の専用機種と、第２設計例の試作案（第３試作案）について、電磁誘導コントローラ１００に搭載される主な部品Ｐ１〜Ｐ４の特性を示したものである。部品Ｐ１の平滑コンデンサ４７と、部品Ｐ２の共振コンデンサ５１は、何れもベースモデルよりも静電容量が大きなものに取り替えた。また、部品Ｐ３の電流ヒューズ４１も、インバータ３４の高入力電力化に伴い、ベースモデルの200Ｖ系専用機種よりも定格電流が大きなものに取り替えた。加熱基板２１は、前述の200Ｖ系専用機種や、第１試作案及び第２試作案と同じものを使用する。
【００８３】
図１２は、従来のベースモデルで組み込まれる加熱コイル１１０と、本実施形態に対応して、第２設計例の第３試作案で組み込まれる加熱コイル１１０の特性を比較して示したものである。前述したように、ベースモデルとなる200Ｖ系専用機種の炊飯器１では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが16ターン、外側の巻線１１０Ｂが19ターンで、全体では35ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは98μＨで、抵抗値は4.1Ωとなった。
【００８４】
一方、第３試作案の炊飯器１では、直径φが0.3ｍｍの導線を20本撚り合わせたリッツ線を、加熱コイル１１０の線材として使用し、内側の巻線１１０Ａが16ターン、外側の巻線１１０Ｂが17ターンで、全体では33ターンとなるような巻数とした。これにより加熱コイル１１０のインダクタンスは87μＨで、抵抗値は3.5Ωとなった。コイルベース７３の外表面に加熱コイル１１０を装着したコイルベース組立７２の構成については、前述した通りである。
【００８５】
図１３は、第３試作案の電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０の出力特性をそれぞれ示したものである。第３試作案では、電磁誘導コントローラ１００に印加する電源電圧が200Ｖ系の最大値である240Ｖで、インバータ３４に最大で2000Ｗまで入力電力を入れられるように、またインバータ３４の入力電力が、スイッチ素子５３のゲートに連続したパルス駆動信号群を供給できる下限値の1200Ｗで、スイッチ素子５３の駆動周波数が30ｋＨｚ未満となるように、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が加熱制御手段６１で調整された。
【００８６】
前述のように、スイッチ素子５３の駆動周波数は、20ｋＨｚ〜50ｋＨｚであることがより好ましいが、その上限値が30ｋＨｚを超えると、電磁誘導コントローラ１００に搭載される部品は高周波特性のグレードが要求される。上限値が30ｋＨｚ未満であれば、従来の200Ｖ系専用機種をベースとして電磁誘導コントローラ１００を組み立てたときに、そうした高周波特性のグレードに部品を取り替える必要がなく、従来部品をそのまま利用できるので、コストアップを避けることができる。
【００８７】
図１３の左側には、電源電圧が240Ｖで、インバータ３４の入力電力が2000Ｗと1200Ｗとなるような、スイッチ素子５３の駆動周波数とゲートパルス幅が示されている。併せてここには、スイッチ素子５３のコレクタ電圧の最大値ＶCEと、スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakと、フライホイールダイオード５２を流れる回生電流の値を、それぞれ示している。ここでも、スイッチ素子５３を流れる電流のピーク値Ｉpeakを60Ａ以下とするために、加熱コイル１１０と共振コンデンサ５１のＬＣ定数を調整している。また、スイッチ素子５３のコレクタ電圧の最大値ＶCEを抑えるために、スイッチ素子５３として高耐圧のＩＧＢＴを採用し、共振コンデンサ５１の切換回路を追加している。スイッチ素子５３のオン時比率は、インバータ３４の入力電力が2000Ｗのときに0.51、インバータ３４の入力電力が1200Ｗのときに0.40であった。
【００８８】
図１３の右側には、インバータ３４の入力電力が2000Ｗと1200Ｗのときに、フライホイールダイオード５２とスイッチ素子５３に流れる電流波形Ｗ１と、スイッチ素子５３のコレクタ電圧波形Ｗ２の観測結果をそれぞれ示している。第３試作案では、87μＨのインダクタンスとなる新たな加熱コイル１１０を、前述の100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用した電磁誘導コントローラ１００に接続することで、電磁誘導コントローラ１００に200Ｖ系の電源電圧を印加した場合に、より好ましいスイッチ素子５３の駆動周波数の範囲内とされる20ｋＨｚ〜50ｋＨｚで、インバータ３４に第２試作案で達成された上限の入力電力である1250Ｗよりも高い2000Ｗの入力電力を最大で印加できた。また、スイッチ素子５３に連続してパルス駆動信号を供給して、インバータ３４の入力電力を最大の2000Ｗから1200Ｗまでの範囲とする場合に、スイッチ素子５３の駆動周波数を20ｋＨｚ〜30ｋＨｚ未満とすることができた。これにより、100Ｖ系／200Ｖ系共通機種で使用した電磁誘導コントローラ１００の回路に、従来部品をそのまま利用することが可能となり、コストアップなしに炊飯器1のハイパワー化を実現できた。
【００８９】
以上のように本実施形態では、外部から電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧を受けて、電磁誘導コントローラ１００に組み込まれた加熱制御手段６１が加熱手段である加熱コイル１１０を制御して、鍋１０内に収容した米と水を含む被炊飯物Ｓを加熱炊飯する炊飯器１において、この炊飯器１は電磁誘導コントローラ１００や加熱コイル１１０の他に、鍋１０内を大気圧（外気圧）よりも高い圧力に加圧する調圧手段と、鍋１０内を大気圧（外気圧）よりも低い圧力に減圧する減圧手段と、こうした調圧手段や減圧手段を制御して、加熱炊飯時に鍋１０内の圧力を加減調整する圧力制御手段６２を組み込んだ圧力コントローラ１０２と、を備えている。そして、前述の第２設計例では、電源電圧が定格200Ｖ以上にて、鍋１０に入れられた被炊飯物Ｓを定格1800Ｗ以上、好ましくは定格2000Ｗ以上の加熱量で、米の量が1.0Ｌ（１Ｌ＝10-3ｍ３）以下の被炊飯物Ｓに対して、炊飯時における鍋１０内の圧力が、一時的に大気圧となる１気圧（１気圧＝101325Ｐａ）よりも大きく、1.4気圧以下にする圧力環境を設けて炊飯を行ない、それにより炊飯開始から沸騰までの時間を３〜15分とし、炊飯開始から炊飯を終了して、炊上がったご飯を所定温度に維持する保温に切替えるまでの炊飯時間を25分以内に実行する制御手段を、加熱制御手段６１や圧力制御手段６２として備えている。ここでいう調圧手段は、上述したソレノイド８２や、調圧弁などを含んで構成され、減圧手段は、空気吸込み経路や、ソレノイド８３や、真空電磁弁や、モータ８４で動作する真空ポンプなどを含んで構成される。
【００９０】
この場合、電源電圧が100Ｖ系よりも高い200Ｖ系の利点を生かし、米量が1.0Ｌ以下の被炊飯物Ｓを収容した鍋１０に対して、2000Ｗ以上の高い加熱量で炊飯開始から沸騰まで短い時間に強加熱し、炊飯時における鍋１０内の圧力を一時的に1.4気圧以下の圧力にして、沸点を上げて米の糊化を促進し、炊飯開始から保温に切替えるまでの炊飯時間を25分以内とすることで、高速炊飯と炊きムラの低減を実現する。これにより、鍋１０に収容される米の量がある程度多くても、限られた時間内にできるだけ美味しくご飯を炊き上げることが可能になる。
【００９１】
また本実施形態では、米量が0.54Ｌ以下の被炊飯物Ｓに対しては加熱量を1500Ｗ以上にし、前記炊飯時間を20分以内に実行するように、前記制御手段を構成するのが好ましい。
【００９２】
これは例えば、鍋１０に入れられた米量を検知する米量検知手段として、被炊飯物Ｓを含む鍋１０の重量を計測する重量センサや、鍋１０の内部の画像を取得する撮像手段を組み込み、炊飯開始時に米量検知手段からの検知結果を取込んで、米量が0.54Ｌよりも多く１Ｌ以下と判断した場合には、最大の加熱量が1800Ｗ以上、好ましくは2000Ｗ以上となるように、また米量が0.54Ｌ以下であると判断した場合には、最大の加熱量が好ましくは1500Ｗ以上となるように、加熱コイル１１０を制御する加熱制御手段６１が、被炊飯物Ｓへの加熱量の最大値をその都度設定する。代わりに、炊飯器１の仕様に合わせて、その炊飯器１の最大炊飯容量が３合すなわち0.54Ｌの場合は、被炊飯物Ｓへの加熱量の最大値が1500Ｗとなるような加熱コントローラ１００と加熱コイル１１０を組み込み、最大炊飯容量が5.5合すなわち１Ｌの場合は、被炊飯物Ｓへの加熱量の最大値が1800Ｗ、好ましくは2000Ｗとなるような別の加熱コントローラ１００と加熱コイル１１０を組み込んでもよい。何れの場合も、被炊飯物Ｓの米量が0.54Ｌ以下の場合は、加熱量を1500Ｗとしても鍋１０内の被炊飯物Ｓを短時間で沸騰させることができ、ご飯に炊き上げるまでの炊飯時間を20分以内とすることで、できるだけ美味しくご飯を短時間に炊き上げることが可能になる。
【００９３】
また本実施形態では、炊飯加熱に伴い鍋１０内の水が無くなり、鍋温度検出手段で検出された鍋１０の底部の温度が上昇した後に、鍋１０内で炊き上がったご飯への蒸らしを実施し、この蒸らしの期間を３分以上確保するように、前記制御手段を構成するのが好ましい。鍋１０の底部の温度を検出する鍋温度検出手段は、図２に示すサーミスタ８８と温度検出回路８９で構成される。
【００９４】
この場合、鍋１０内の水が無くなった後の蒸らしの期間を３分以上確保することで、高速炊飯を実現しつつも、芯まで熱の通った、ふっくらしたご飯に炊き上げることが可能になる。
【００９５】
また本実施形態では、炊飯を開始した後、鍋１０内の水が沸騰するまでの間に、鍋１０内の圧力を0.9気圧以下にする減圧期間を設けるように、調圧手段や減圧手段を制御する制御手段としての圧力制御手段６２を構成するのが好ましい。
【００９６】
これにより、鍋１０内の水が沸騰するまでの間に、鍋１０内の米の吸水を促進させて、美味しいご飯を炊き上げることが可能になる。
【００９７】
また本実施形態では、電源電圧が100Ｖ〜240Ｖの範囲で使用可能とし、炊飯時の実効電流値を15Ａ以下に抑制するように、炊飯器１の中で電力消費の最も大きな加熱コイル１１０と、その加熱コイル１１０を制御する加熱コントローラ１００とを構成するのが好ましい。
【００９８】
この場合、使用可能な電源電圧の範囲を100Ｖ〜240Ｖに拡げつつも、炊飯時の実効電流値を15Ａに抑制することで、電源電圧の低い範囲であっても、加熱コントローラ１００に組み込まれたインバータ３４の周波数を20ｋＨｚ以上にして、可聴周波数のノイズを発生させないようにすることができる。
【００９９】
その他、本実施形態の電磁誘導コントローラ１００は、交流の電源電圧を直流の入力電圧に変換する電源回路としての整流平滑回路３３と、整流平滑回路３３に印加する電源電圧を検出する電圧検出回路３６と、整流平滑回路３３からの入力電圧が印加され、インダクタとなる加熱コイル１１０に高周波電流を供給するために、ＩＨ駆動回路３９からのパルス駆動信号によりオン・オフ動作されるスイッチ素子５３を含んで構成されるインバータ３４と、電圧検出回路３６からの検出結果を受けて、スイッチ素子５３のオン・オフ動作を制御する制御手段となる加熱制御手段６１と、を備え、電源電圧が上昇するに従い、スイッチ素子５３の駆動周波数を連続的に上げ、さらにはインバータ３４に印加する入力電力が上昇するに従い、スイッチ素子５３のオン時比率を連続的に増加させることで、電源電圧が第１電圧系となる100Ｖ系と第２電圧系となる200Ｖ系との間の全範囲で、インバータ３４に同じ最大の第１入力電力（1250Ｗ）が印加されるように、加熱制御手段６１を構成している。
【０１００】
そのため、整流平滑回路３３に加わる電源電圧が100Ｖ系と200Ｖ系の間のどの電圧値であっても、加熱制御手段６１がスイッチ素子５３の駆動周波数とオン時比率を連続的に可変させることで、従来のように複数の加熱コイルの接続をわざわざ切替えることなく、単独の加熱コイル１１０でインバータ３４に同じ最大の第１入力電力を印加できる。したがって、設置スペースの制約を受けることなく、電源電圧が100Ｖ系や200Ｖ系以外の中間値であっても、インバータ３４が所定の入力電力を得ることが可能な電磁誘導コントローラ１００を、電源電圧に依存することなく共通に提供できる。
【０１０１】
また本実施形態では、上記構成の電磁コントローラ１００に加熱コイル１１０を接続して、電源電圧が第１電圧系である100Ｖ系と第２電圧系である200Ｖ系との間の全範囲で、スイッチ素子５３の駆動周波数を20ｋＨｚ〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、インバータ３４に同じ最大の第１入力電力となる1250Ｗが印加されるように、加熱コイル１１０のインダクタンスが選定される。
【０１０２】
そのため、電磁誘導コントローラ１００に適切なインダクタとなる加熱コイル１１０を接続することで、電磁誘導コントローラ１００に印加される電源電圧が100Ｖ系や200Ｖ系以外の中間値であっても、好ましいスイッチ素子５３の駆動周波数の範囲内で、インバータ３４に所定の入力電力を最大で印加できる。
【０１０３】
また本実施形態では、上記構成の電磁コントローラ１００に加熱コイル１１０を接続して、電源電圧が第２電圧系である200Ｖ系のときに、スイッチ素子の駆動周波数を20〜50ｋＨｚの範囲で連続的に変化させたときに、インバータ３４に前記第１入力電力となる1250Ｗよりも大きな第２入力電力となる2000Ｗが最大で印加されるように、加熱コイル１１０のインダクタンスが選定される。
【０１０４】
そのため、電磁誘導コントローラ１００に適切なインダクタとなる加熱コイル１１０を接続することで、整流平滑回路３３に200Ｖ系の電源電圧を印加した場合には、好ましいスイッチ素子の駆動周波数の範囲内で、インバータ３４に第１入力電力よりも高い第２入力電力を最大で印加できる。
【０１０５】
なお、本実施形態では電磁誘導コントローラ１００と加熱コイル１１０を炊飯器１に組み込んだ一例を説明したが、炊飯器１以外の商用電源で動作する電気機器に適用してもよい。例えば、電気機器としてオーブンレンジに組み込む場合には、加熱コイル１１０に代わるインダクタとして、昇圧トランスの一次巻線を電磁誘導コントローラ１００に接続する。昇圧トランスの一次巻線と二次巻線との間の電磁誘導作用により、二次巻線に誘起された高電圧をマグネトロンに印加することで、オーブンレンジの調理庫内に入れた被炊飯物Ｓを高周波加熱することができる。この場合も、昇圧トランスの一次巻線のインダクタンスを適宜調整すれば、本実施形態と同様の作用・効果が得られる。また、特許文献１のような定着装置の他に、インダクタに交流電流を供給して電磁誘導作用を生じさせるあらゆる電気機器に、本発明を適用できる。
【０１０６】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。上記実施形態中の調圧手段や減圧手段の構成はあくまでも一例であり、炊飯器の仕様に応じて適宜変更してよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１  炊飯器
１０  鍋
６１  加熱制御手段（制御手段）
６２  圧力制御手段（制御手段）
【図１】
2020120830.tif 000004
【図２】
2020120830.tif 000005
【図３】
2020120830.tif 000006
【図４】
2020120830.tif 000007
【図５】
2020120830.tif 000008
【図６】
2020120830.tif 000009
【図７】
2020120830.tif 000010
【図８】
2020120830.tif 000011
【図９】
2020120830.tif 000012
【図１０】
2020120830.tif 000013
【図１１】
2020120830.tif 000014
【図１２】
2020120830.tif 000015
【図１３】
2020120830.tif 000016