(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波磁界を発生して内鍋を誘導加熱する加熱コイルと、半導体スイッチング素子によって商用電源を高周波に電力変換し前記加熱コイルに高周波電流を供給する主回路と、主回路の発熱を蓄熱する蓄熱部とを備え、前記蓄熱部は放熱フィンに蓄熱材を注入した構成とし、前記主回路の発熱は前記蓄熱部に放熱される誘導加熱式炊飯器。
【請求項２】
蓄熱部を断熱材によって囲むことにより主回路が蓄熱部の放熱を受けて温度上昇することを防止する請求項１記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項３】
蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度以下になるまでは動作しない請求項１または２記載の誘導加熱式炊飯器。
【請求項４】
蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度より高い場合、使用可能温度となるまでの間、表示手段によって表示を行う請求項１または２記載の誘導加熱式炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は商用電源を高周波に電力変換する電力変換装置と、この電力変換装置を使用した誘導加熱式炊飯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来使用している誘導加熱式炊飯器の構成を示している。高周波磁界を発生して内鍋１を誘導加熱する加熱コイル５は、主回路１から高周波電流の供給を受けている。主回路１は、商用電源をスイッチングして高周波に電力変換する半導体スイッチング素子２を搭載した構成となっている。この半導体スイッチング素子２は、スイッチング動作時に大きな発熱をするものであり、この冷却を行うために放熱フィン１２・ファン１３を使用しているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の構成の誘導加熱式炊飯器は、ファン１３の動作音が大きいという課題を有しているものである。つまり、例えばタイマー設定によって炊飯を開始させたりした場合、夜半・早朝等のように周囲が静かなときには、ファン１３の風切り音が大きくて、就寝時に目が覚めてしまったりするようなことがあるものである。またこのような現象は、誘導加熱式炊飯器に限ったものではなく、広く誘導加熱式調理器全般に共通するものである。
【０００４】
本発明はこのような従来の構成が有している課題を解決しようとするもので、発熱部品である半導体スイッチング素子の温度上昇を効果的に抑制することによって、使用するファンを小型のものあるいはファンを使用する必要のない誘導加熱調理器に使用する電力変換装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の第一の手段は、半導体スイッチング素子が構成する主回路の発熱を放熱フィンに蓄熱材を注入した構成の蓄熱部に蓄熱して、主回路の発熱を低く抑え、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない電力変換装置から、高周波磁界を発生して内鍋を誘導加熱する加熱コイルに、高周波電流を供給する誘導加熱式炊飯器としている。
【０００６】
また本発明の第二の手段は、蓄熱部を断熱材によって囲んだ構成として、主回路が蓄熱部の放熱を受けて温度上昇することを防止でき、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない誘導加熱式炊飯器としている。
【０００７】
本発明の第三の手段は、特に蓄熱部に設けた温度検出手段が予め設定した温度以下になるまでは動作しないようにして、安全性を確保した誘導加熱式炊飯器としている。
【０００８】
本発明の第四の手段は、特に蓄熱部に設けた温度検出手段が予め設定した温度より高い温度を検出している間は、表示手段によって待機中を表示することができる誘導加熱式炊飯器としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施形態の構成を示す電力変換装置のブロック図である。１は、半導体スイッチング素子２によって商用電源１４を高周波に電力変換する主回路である。この主回路１の発熱は、蓄熱部３に放熱している。蓄熱部３は、本実施形態ではアルミ放熱フィンにシリコン等の蓄熱材を注入した構成となっている。蓄熱材の種類は特にシリコンに限定するものでなく、蓄熱性を有するワックス類であっても支障はないものである。
【００１０】
以下本実施形態の動作について説明する。電力変換装置が動作して、商用電源１４を高周波に電力変換しているときに、半導体スイッチング素子２は高速でスイッチング動作を実行している。このスイッチング動作によって、半導体スイッチング素子２は発熱して主回路１全体は温度上昇する。この主回路１の発熱は、蓄熱部３が熱的に接続されているため蓄熱部３に放熱されるものである。蓄熱部３はアルミ放熱フィンにシリコン等の蓄熱材を注入した構成となっており、熱容量が非常に大きくなっているものである。またここで蓄熱された熱量は、放熱フィンから筺体等に放熱されるものである。従って電力変換装置の駆動条件によっては、半導体スイッチング素子２が動作が連続している間の発熱は全て蓄熱部３が吸収することも考えられ、この動作が一段落した時点で蓄熱部３が蓄熱した熱量を放熱出来るものである。
【００１１】
従って本実施形態によれば、従来、主回路１の冷却に使用していた冷却ファンが小型のもので済んだり、あるいは使用する必要がなくなったりするものである。
【００１２】
（実施形態２）
次に本発明の第二の実施形態について、図２に基づいて説明する。本実施形態は、電力変換装置を誘導加熱式炊飯器に適用したものである。内鍋６の底部には、高周波磁界を発生する加熱コイル５を配置している。半導体スイッチング素子２によって構成している主回路１は、商用電源１４を高周波に電力変換して、加熱コイル５に高周波電流を供給している。特に本実施形態では、蓄熱部３の周囲には断熱材７を配置している。断熱材７は、例えば間に空気層を有した２重層を構成するように樹脂等を成形して形成している。あるいは、厚みを厚くして１層構成とした樹脂によって形成している。
【００１３】
以下本実施形態の動作について説明する。図示していない炊飯スタートボタンを押して炊飯を開始すると、主回路１が加熱コイル５に高周波電流を供給する。加熱コイル５はこの高周波電流を受けて高周波磁界を発生し、内鍋６を誘導加熱する。このため、内鍋６ないの炊飯物は加熱され炊飯が進行する。このとき実施形態１で説明したように、半導体スイッチング素子２のスイッチング動作によって主回路１は発熱しており、この発熱は蓄熱部３に放熱されているものである。蓄熱部３はこの放熱を蓄熱しているため、徐々に高温となってくるものである。このとき本実施形態では、蓄熱部３は周囲に断熱材７を配置された構成となっている。このため、蓄熱部３の蓄熱熱量が主回路１・加熱コイル５に直接放射されることがないものである。つまり、主回路１・加熱コイル５の温度は、冷却ファンが従来よりも小型のものであったとしても異常に高くなることはないものである。
【００１４】
以上のように本実施形態によれば、蓄熱部３の周囲を断熱材７によって囲った構成とすることによって、主回路１・加熱コイル５に対する熱放射を少なくしてこれらの部品の温度上昇を抑えることが出来て、使用する冷却ファンを小型のものに或いは冷却ファンを使用する必要がないものにできる。
【００１５】
このとき、図３に示しているように内鍋６と加熱コイル５の外周を、第二の断熱材８によって囲んだ構成とすれば、主回路１の温度上昇を一層低減できるものである。すなわち、内鍋６の温度は炊飯の進行と共に高くなってくるものであり、この熱量を第二の断熱材８によって断熱することによって主回路１に対する熱放射を低減できるものである。
【００１６】
このとき、図４に示しているように温度検出手段１０の検出温度を主回路１にフィードバックする構成とすればより安全な誘導加熱式炊飯器を実現できるものである。すなわち、温度検出手段１０は蓄熱部３に設けており蓄熱部３の温度を検出しているものである。主回路１は図５に示しているプログラムを有するマイコンを搭載しているものである。つまりステップ１で検出した温度をステップ２で設定値以下であるかどうかをチェックしており、このチェック結果がＮＯである間はステップ３の炊飯実行をしないものとなっている。
【００１７】
また、図６に示しているように表示手段１１に待機中を表示させる構成とした場合には、使用者が安心して使用できる誘導加熱式炊飯器を実現するものである。つまり、この場合主回路１は図７に示すプログラムを有するマイコンを搭載しているものである。すなわちステップ２でのチェックの結果がＮＯである場合にはステップ４に進んで表示手段１１に表示させるものである。従って使用者は、この誘導加熱式炊飯器が動作を停止している原因が、蓄熱部３の高温状態が継続しているためであり、故障によるものではないことを認識できるものである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の第一の手段は、半導体スイッチング素子によって商用電源を高周波に電力変換する主回路と、主回路の発熱を蓄熱するとともに放熱フィンに蓄熱材を注入した構成の蓄熱部とを備えた構成として、半導体スイッチング素子が構成する主回路の発熱を蓄熱部に蓄熱して、主回路の発熱を低く抑え、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない電力変換装置から、高周波磁界を発生して内鍋を誘導加熱する加熱コイルに、高周波電流を供給する誘導加熱式炊飯器を実現するものである。
【００１９】
本発明の第二の手段は、特に蓄熱部を断熱材によって囲った構成として、主回路が蓄熱部の放熱を受けて温度上昇することを防止でき、小型の冷却ファンでよい、あるいは冷却ファンを使用する必要のない誘導加熱式炊飯器を実現するものである。
【００２０】
本発明の第三の手段は、蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度以下になるまでは動作しない構成として、安全性を確保した誘導加熱式炊飯器を実現できるものである。
【００２１】
本発明の第四の手段は、蓄熱部に温度検出手段を設け、温度検出手段の検出温度が予め設定した温度より高い場合、使用可能温度となるまでの間、表示手段によって表示を行う構成として、表示手段によって待機中を表示することができる誘導加熱式炊飯器を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施形態である電力変換装置の構成を示すブロック図
【図２】  本発明の第二の実施形態である誘導加熱式炊飯器の構成を示す断面図
【図３】  同、蓄熱部と内鍋とを断熱材によって囲った構成を示す断面図
【図４】  同、蓄熱部に温度検出手段を設けた構成を示す断面図
【図５】  同、主回路に搭載したマイコンが備えているプログラムを示すフローチャート
【図６】  同、表示手段を設けた構成を示す断面図
【図７】  同、主回路に搭載したマイコンが備えているプログラムを示すフローチャート
【図８】  従来の誘導加熱式炊飯器の構成を示す断面図
【符号の説明】
１  主回路
２  半導体スイッチング素子
３  蓄熱部
５  加熱コイル
６  内鍋
７  断熱材
１０  温度検出手段
１１  表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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