(57)【要約】【課題】鍋と加熱コイルの電流の相互作用による共鳴音と保温動作時に加熱出力の変動により鍋から発生する音を聞こえにくくしつつ炊飯動作時の高加熱出力を確保すること。【解決手段】加熱を開始してから安定加熱出力に到達するまで、加熱出力を時間経過とともに徐々に増加させる過渡動作を行い、炊飯動作時の第１安定加熱出力Ｐ１を、共鳴音が発生する加熱出力より大きく設定し、保温動作時の第２安定加熱出力Ｐ２を、共鳴音が発生する加熱出力より小さく設定し、保温動作で加熱を開始したときから第２安定加熱出力より小さい第３加熱出力Ｐ３に到達するまでの時間を、炊飯動作で加熱を開始したときから第３加熱出力Ｐ３に到達するまでの時間に比べ長くすることにより、炊飯動作時の高出力を確保しつつ、共鳴音を聞こえにくくし保温動作時の加熱出力の変動による鍋音を小さくすることで静かな環境を維持できる。【選択図】図１
2014230683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の内部に収納される鍋と、前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイルと前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後前記安定加熱出力を第２安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、前記炊飯動作を開始する炊飯動作開始部を有する入力部と、を備え、前記制御部は、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記加熱出力より大きくなるように設定し、前記第２安定加熱出力を、前記共鳴音が発生する前記加熱出力より小さくなるように設定し、さらに、加熱を開始したときから前記安定加熱出力に到達するまで、前記導通時間を所定時間が経過する毎に予め決められた増加量だけ増加させる過渡動作を行い、かつ前記保温動作で加熱を開始したときから前記第２安定加熱出力より小さい第３加熱出力に到達するまでの時間を、前記炊飯動作で加熱を開始したときから前記第３加熱出力に到達するまでの時間に比べ長くすることを特徴とした炊飯器。
【請求項２】
前記直流電源は、交流電源を入力して整流する整流器を備え、前記制御部は、前記交流電源の周波数を検知する周波数検知部を備え、前記交流電源の所定の位相に同期して前記増加量だけ前記導通時間を増加させ次に増加させるまで前記導通時間を保持する動作を予め決められた出力保持時間毎に繰り返す前記過渡動作を行うとともに、前記増加量を、前記交流電源の周波数が低くなると大きくなるように変更して、前記保温動作で加熱を開始したときから前記第３加熱出力に到達するまでの時間の前記交流電源の周波数による差を小さくするようにした請求項１に記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍋を誘導加熱する加熱コイルを備えた、一般家庭あるいは業務用に使用した炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の炊飯器は、鍋が誘導加熱されているときに発生する共鳴音（鍋鳴り音）を低減させるように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の炊飯器のインバータを示すものである。図４において、直流電源３５は、整流器３５ａとコンデンサ３４ｂを備え、交流電源３６を入力して直流電圧を出力する。高周波インバータ３２は、直流電源３５の出力する直流電圧を入力し、半導体スイッチング素子３２ｂのスイッチングにより加熱コイル３２ａと共振コンデンサ３２ｃが共振を起こして、加熱コイル３２ａに高周波磁界を発生させる。この高周波磁界が鍋１に鎖交することにより、鍋１に渦電流が流れ、鍋１自体が発熱する。このとき発生する電流と磁界により加熱コイル３２ａと鍋１自体に振動が起きる。この振動が鍋１の固有振動周波数と合致した場合強い振動が起き、その振動が共鳴音（鍋鳴り音ともいう）となって炊飯器から聞こえる。ここで、鍋１が共鳴することを便宜上、鍋鳴りとも呼ぶ。さらに、鍋１が強く共鳴を起こす強共振周波数領域と、鍋１が弱く共鳴を起こす弱共振周波数領域を有することがわかっている。
【０００４】
この共鳴音（鍋鳴り音）を低減させるため、外面に非磁性金属層を持つ鍋１を加熱するよう構成し、高周波インバータ３２の動作周波数が鍋１の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避するように、半導体スイッチング素子３２ｂの導通時間に上限を設けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３３８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、半導体スイッチング素子の発振安定時の鍋鳴り音については軽減されているが、発振開始時から発振安定時までの間である火力０から所定火力まで上昇するまでの間はしばらく鍋鳴り音が発生するとともに、加熱出力や加熱出力の変動に応じた電源周波数の整数倍の周波数の音が発生していた。
【０００７】
炊飯時には鍋内の米と水の沸騰による音でそれほど気にならないが、保温は一定周期の火力を長時間動かす場合がある。この場合ときには深夜に動作する場合もあり、かなり大きな音に感じる。また、火力が小さい場合や鍋の形状や素材によっては、この鍋鳴り音よりも電力や電力の変動に応じた電源周波数の整数倍の周波数の音の方が、大きくなる場合があった。このため、この鍋鳴り音がしないように発振安定時のスイッチング周波数を設定したり、鍋鳴り音がする発振開始時から発振安定時までの間の時間を短くしたりするだけでは解決しないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱出力の急な変動による音を小さくし、長時間の保温時にも静かで快適な環境を維持できる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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は本体の内部に収納される鍋と、前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイルと前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後前記安定加熱出力を第２安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、前記炊飯動作を開始する炊飯動作開始部を有する入力部と、を備え、前記制御部は、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記加熱出力より大きくなるように設定し、前記第２安定加熱出力を、前記共鳴音が発生する前記加熱出力より小さくなるように設定し、さらに、加熱を開始したときから前記安定加熱出力に到達するまで、前記導通時間を所定時間が経過する毎に予め決められた増加量だけ増加させる過渡動作を行い、かつ前記保温動作で加熱を開始したときから前記第２安定加熱出力より小さい第３加熱出力に到達するまでの時間を、前記炊飯動作で加熱を開始したときから前記第３加熱出力に到達するまでの時間に比べ長くするものである。
【００１０】
これによって、炊飯動作時は、素早く立ち上げて共鳴音の発生する加熱出力を短時間で通過して炊飯動作に必要な大きな加熱出力で安定させるため、共鳴音を抑制することができ、保温動作時には、加熱を開始して安定加熱出力に到達するまでの加熱出力の単位時間当たりの変動量を小さくすることにより加熱出力の変動による鍋音を小さくすることができるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の炊飯器は、加熱出力が安定状態にある時には、鍋鳴り音の出る動作周波数を避けて誘導加熱することができる。また、炊飯動作時には、加熱出力を素早く立ち上げることで、加熱出力が、鍋鳴り音が発生する範囲を短時間で越え鍋鳴り音の発生しない安定加熱出力まで到達するようにさせ、鍋鳴り音が聞こえにくくなるようにすることができる。一方、保温動作時には、安定加熱出力を鍋鳴り音が発生する加熱出力より小さくし、かつ加熱開始から安定加熱出力に到達するまで、炊飯動作時に比べ単位時間当たりの加熱出力の変動幅を小さくするため、大きな鍋鳴り音の起きる加熱出力（動作周波数）で動作することを避けつつ、加熱出力の変動に起因する鍋音を小さくすること、長時間の保温動作時にも静かで快適な環境を維持できる炊飯器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の回路ブロック図
【図２】同炊飯器の過渡動作時の加熱出力の変化を示すタイムチャート
【図３】同炊飯器の加熱開始直後における加熱出力の推移を示すタイムチャート
【図４】従来の炊飯器の回路図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、本体の内部に収納される鍋と、前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイルと前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後前記安定加熱出力を第２安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、前記炊飯動作を開始する炊飯動作開始部を有する入力部と、を備え、前記制御部は、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記加熱出力より大きくなるように設定し、前記第２安定加熱出力を、前記共鳴音が発生する前記加熱出力より小さくなるように設定し、さらに、加熱を開始したときから前記安定加熱出力に到達するまで、前記導通時間を所定時間が経過する毎に予め決められた増加量だけ増加させる過渡動作を行い、かつ前記保温動作で加熱を開始したときから前記第２安定加熱出力より小さい第３加熱出力に到達するまでの時間を、前記炊飯動作で加熱を開始したときから前記第３加熱出力に到達するまでの時間に比べ長くする構成としたものである。
【００１４】
これにより、加熱出力が安定状態にある時には、鍋鳴り音の起きる周波数で鍋を誘導加熱することを避けることができる。また、炊飯動作時には、加熱出力を素早く立ち上げることで、加熱出力が、鍋鳴り音が発生する範囲を短時間で越え鍋鳴り音の発生しない安定加熱出力まで到達するようにさせ、鍋鳴り音が聞こえにくくなるようにすることができる。一方保温動作時には、安定加熱出力を鍋鳴り音が発生する加熱出力より小さくし、かつ加熱開始から安定加熱出力に到達するまで、炊飯動作時に比べ単位時間当たりの加熱出力の変動幅を小さくすることで、加熱出力の変動による鍋音を小さくすることができるため、長時間の保温時にも静かで快適な環境を維持できる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明の直流電源は、交流電源を入力して整流する整流器を備え、前記制御部は、前記交流電源の周波数を検知する周波数検知部を備え、前記交流電源の所定の位相に同期して前記増加量だけ前記導通時間を増加させ次に増加させるまで前記導通時間を保持する動作を予め決められた出力保持時間毎に繰り返す前記過渡動作を行うとともに、前記増加量を、前記交流電源の周波数が低くなると大きくなるように変更して、前記保温動作で加熱を開始したときから前記第３加熱出力に到達するまでの時間の前記交流電源の周波数による差を小さくするものである。これにより、出力保持時間は、交流電源の周波数が低くなると長くなるが、増加量を、交流電源の周波数が低くなると大きくなるように変更して、保温動作で加熱を開始したときから第３加熱出力に到達するまでの時間の交流電源の周波数による差を小さくするようにすることから、鍋を加熱するために消費する積算電力の交流電源の周波数の差による保温性能の低下を抑制することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の回路ブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、鍋１は米と水を入れるもので、炊飯器本体（図示せず）の内部に収納される。直流電源５は、交流電源６を入力して全波整流する整流器５ａと、整流器５ａの出力端間に接続されたコンデンサ５ｂを備える。コンデンサ５ｂの両端間に、インバータ２の入力端子が接続される。インバータ２は、鍋１を誘導加熱する加熱コイル２ａ、逆導通型の半導体スイッチング素子２ｂおよび共振コンデンサ２ｃを備える。加熱コイル２ａの一端は直流電源５の高電位側に接続され、加熱コイル２ａの他端は半導体スイッチング素子２ｂの高電位側端子に接続され、半導体スイッチング素子２ｂの低電位側端子は直流電源５の低電位側出力端に接続されている。共振コンデンサ２ｃは加熱コイル２ａの両端に接続されている。加熱コイル２ａは、鍋１の底面や側面に対向して配置されている。
【００１９】
入力部４は、使用者が操作して制御命令を入力するためのもので、少なくとも炊飯動作を開始するための炊飯動作開始部４ａを備える。炊飯動作は、炊飯動作開始部４ａが押されるとすぐ実行される場合や、タイマー設定された時刻にあわせて実行される場合がある。制御部７は、入力部４からの信号に基づき半導体スイッチング素子２ｂの導通と遮断を制御することによりインバータ２の発振動作を制御する。
【００２０】
この制御部７の具体構成と、炊飯動作および保温動作における動作・作用について図１を参照しながら以下説明する。
【００２１】
まず、炊飯動作が開始された場合について述べる。制御部７は、炊飯動作で加熱を開始してから加熱コイル２ａの加熱出力が初期加熱出力から第１安定加熱出力Ｐ１に到達するまで過渡動作を実行する。制御部７は、炊飯動作開始部４ａが押されると入力部４からの指示で、その直後あるいはタイマー設定された時刻にあわせて炊飯動作を開始する。出力制御部７ａは、記憶部７ｂから第１安定加熱出力Ｐ１を読み込み、記憶部７ｅに記憶された初期導通時間Ｔ１ｏと導通時間増加量ΔＴ１を導通時間設定部７ｆに送る。導通時間設定部７ｆは、初期導通時間Ｔ１ｏをタイマー時間として第１タイマー７ｃに設定する。ここで、初期導通時間Ｔ１ｏは、加熱出力を初期加熱出力Ｐｏにするときの導通時間Ｔ１である。また、導通時間増加量ΔＴ１は加熱出力をΔＰだけ増加させるために必要な導通時間Ｔ１の増分である。
【００２２】
第１タイマー７ｃは、初期導通時間Ｔ１ｏが設定されると、駆動信号発生部７ｈに駆動信号を出力すると同時に時間のカウントを開始し、カウントした時間が初期導通時間Ｔ１ｏに到達すると駆動信号を遮断する。駆動信号発生部は第１タイマー７ｃの駆動信号にもとづき半導体スイッチング素子２ｂを駆動する。
【００２３】
半導体スイッチング素子２ｂは、導通することにより加熱コイル２ａに直流電源５から加熱コイル２ａに電流を供給し、遮断することにより加熱コイル２ａと共振コンデンサ２ｃが共振して共振電流が加熱コイル２ａに継続して流れる。半導体スイッチング素子２ｂが遮断中に、共振電流が流れることにより加熱コイル２ａに発生する共振電圧は、直流電源５に加算され半導体スイッチング素子２ｂの両端に加わる。
【００２４】
導通タイミング検知部７ｉは、加熱コイル２ａに発生する共振電圧を検知し、検知する電圧が共振動作により零になった時点から所定の遅延時間後に第１タイマー７ｃに駆動開始信号を出力する。駆動開始信号の開始タイミングは、半導体スイッチング素子２ｂに加わる電圧が最小になる時点に近づくようにあるいは、半導体スイッチング素子２ｂに逆電流が流れている期間内となるように、上記所定の遅延時間を適正な値に設定すべく調整される。
【００２５】
第１タイマー７ｃは、導通タイミング検知部７ｉから入力した駆動開始信号に基づき再度駆動信号を出力するとともに時間のカウントを開始する。第１タイマー７ｃは、カウントした時間が初期導通時間Ｔ１ｏに達すると半導体スイッチング素子２ｂを再度遮断する。その後、この動作が繰り返されることにより、加熱コイル２ａに継続して流れインバータ２が発振動作をおこなう。そして、半導体スイッチング素子２ｂの初期導通時間Ｔ１ｏと半導体スイッチング素子２ｂの遮断期間の和が、加熱コイル２ａに流れる高周波電流の発振周期となる。
【００２６】
入力電流検知部７ｄは、直流電源５が入力する交流電源６の入力電流をカレントトランス８の出力を入力して検知する。したがって、入力電流検知部７ｄの検知出力は、加熱コイル２ａの加熱出力に対応する。また、零ボルト検知部７ｊは、交流電源６の電圧が零ボルトとなる時点、すなわち交流電源６の零点を検知し、この零点に対応するパルスを出力する。出力制御部７ａは、零ボルト検知部７ｊから出力される零ボルトパルスを入力し、交流電源６の零点（略零位相、略１８０度位相）に同期して、第１タイマー７ｃで現在設定されている導通時間Ｔ１に導通時間増加量ΔＴ１を加算する。これにより、出力制御部７ａは、時間が経過する毎に少しずつ加熱出力を増大させる過渡動作を行い、入力電流検知部７ｄで検知された入力電流、すなわち加熱出力が第１安定加熱出力Ｐ１に到達するまで継続する。
【００２７】
炊飯動作時において加熱コイル２ａの加熱出力が安定加熱出力に到達してからの動作ついて説明する。出力制御部７ａは、入力電流検知部７ｄの出力信号を入力して、出力安定時の加熱出力が記憶部７ｂに記憶された第１安定加熱出力Ｐ１となるように半導体スイッチング素子２ｂの駆動時間を制御する。第１安定加熱出力Ｐ１は、鍋１と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力より大きくなるように設定され、鍋１の温度を検出する鍋温度検知部３で検知した温度に基づいて炊飯動作を行う。炊飯動作は、安定加熱出力を第１安定加熱出力Ｐ１として鍋１を加熱し鍋１内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み、比較的大きな安定加熱出力が必要となる。
【００２８】
次に、保温動作が開始された場合について述べる。保温動作は、入力部４の保温動作開始部４ｂを押すことで開始される場合と、炊飯動作が終了した後に自動的に切り替えられることで開始される場合とがある。したがって、保温動作開始部４ｂは省略してもよい。制御部７の保温動作における制御は、基本的に炊飯動作における制御と同様であるので、炊飯動作における制御と異なる点を説明しそれ以外の説明は省略する。保温動作が開始されると、出力制御部７ａは、記憶部７ｂから炊飯動作で設定した第１安定加熱出力Ｐ１より小さな第２安定加熱出力Ｐ２を読み込み、安定加熱出力として設定する。そして、鍋温度検知部３の検知結果に基づき鍋１内の米の温度を保温に適した温度に制御する保温動作を実行する。
【００２９】
保温動作において設定される第２安定加熱出力Ｐ２は、鍋１と加熱コイル２ａに流れる共振電流による共鳴音が発生する加熱出力より小さくなるように設定される。出力制御部７ａは、記憶部７ｅから導通時間設定部７ｆに、保温動作時の導通時間Ｔ１の増加量ΔＴ１’を読み込ませ、交流電源６の所定位相、例えば零点に同期して、所定の出力保持時間Ｔ２が経過する毎に導通時間Ｔ１に増加量ΔＴ１’を加算する。この保温動作時の導通時間の増加量ΔＴ１’は、炊飯動作の増加量ΔＴ１に比べ小さくなるように設定される。
【００３０】
このように、保温動作時において、制御部７は、導通時間Ｔ１を所定時間の経過する毎に予め決められた増加量ΔＴ１’だけ増加させる過渡動作を行うことにより、保温動作で加熱を開始したときから第２安定加熱出力Ｐ２より小さい第３加熱出力Ｐ３に到達するまでの時間を、炊飯動作で加熱を開始したときから第３加熱出力Ｐ３に到達するまでの時間に比べ長くする構成としている。
【００３１】
周波数検知部７ｋは、零ボルト検知部７ｊが出力する零ボルトパルスを入力して交流電源６の電源周波数を検知するとともに、その検知結果を出力制御部７ａに出力する。保温動作で加熱を開始したとき、出力制御部７ａは、周波数検知部７ｋが検知する電源周波数に対応した導通時間増加量ΔＴ１を設定するように導通時間設定部７ｆに指示する。
【００３２】
出力制御部７ａは、交流電源６の零点に同期して所定の出力保持時間Ｔ２経過する毎に、導通時間増加量ΔＴ１だけ導通時間Ｔ１に加算し加熱出力を増加させる過渡動作を行うとともに、導通時間増加量ΔＴ１を、交流電源６の周波数に応じて変更し、周波数が低くなると大きくなるように変更している。
【００３３】
以上のように構成された炊飯器の動作、作用について図２および図３を参照しながら説明する。
【００３４】
図２は、本発明の第１の実施の形態における過渡動作時の加熱出力の変化を示すタイムチャートである。図２において、横軸を経過時間、縦軸を加熱出力として、炊飯動作の場合の加熱出力を破線Ａで示し、保温動作の場合の加熱出力を実線Ｂで示している。また、共鳴音が発生する加熱出力の範囲を斜線部Ｃで示している。
【００３５】
図２の破線Ａに示すように、炊飯動作で加熱が開始された後、加熱出力が時間の経過とともに少しずつ増加し、第１安定加熱出力Ｐ１に到達する。第１安定加熱出力Ｐ１は、鍋１と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力範囲Ｃより大きい。加熱出力が第１安定加熱出力Ｐ１（例えば１２００Ｗ）に到達した後においては、加熱出力は第１安定加熱出力Ｐ１に維持される。また、過渡動作が実行されることにより、炊飯動作で加熱開始されてから第３加熱出力Ｐ３（第２安定加熱出力Ｐ２より小とする）（例えば８００Ｗ）まで、時間Ｔ３（例えば０．３秒）経過すると到達するようにしている。また、第１安定加熱出力Ｐ１は、鍋１と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力範囲Ｃより大きいことから、炊飯動作においては、加熱出力が、一時的に、鍋１と加熱コイル２ａによる共鳴音が発生する加熱出力範囲Ｃに含まれる。
【００３６】
一方、保温動作の場合は、図２の実線Ｂに示すように、保温動作で加熱が開始された後、加熱出力が時間の経過とともに少しずつ増加し、第２安定加熱出力Ｐ２に到達する。第２安定加熱出力Ｐ２は、鍋１と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力範囲Ｃより小さい。
【００３７】
加熱出力が第１安定加熱出力Ｐ１（例えば９００Ｗ）に到達した後においては、加熱出力は第１安定加熱出力Ｐ１に維持される。また、過渡動作が実行されることにより、炊飯動作で加熱が開始されてから第３加熱出力Ｐ３（例えば８００Ｗ）まで、時間Ｔ３より長いＴ４（例えば０．６秒）経過すると到達するようにしている。また、第２安定加熱出力Ｐ２は、鍋１と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力範囲Ｃより大きいことから、保温動作においては、加熱出力が、鍋１と加熱コイル２ａによる共鳴音が発生する加熱出力範囲Ｃに含まれることはない。
【００３８】
以上のように、本実施の形態においては、制御部７は、第１安定加熱出力Ｐ１を、鍋１と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力Ｃより大きくなるように設定し、第２安定加熱出力Ｐ２を、共鳴音が発生する加熱出力Ｃより小さくなるように設定するとともに、保温動作で加熱が開始されてから第２安定加熱出力になるまでの時間を炊飯動作で加熱が開始されから第１安定加熱出力になるまでの時間Ｔ３より長くなるようにしている。これにより、加熱動作では共鳴音が発生する周波数範囲に止まる期間を短くして第１安定加熱出力に素早く到達させ、保温動作時においては、鍋１の共鳴音が起きることを避けることができるとともに、加熱出力の急な変動による音を小さくすることができるため、長時間の保温時にも静かな環境を維持できる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、第３加熱出力Ｐ３を８００Ｗ、Ｔ３を０．３秒、Ｔ４を０．６秒と、例示して説明したが、この値に限定されるものではない。
【００４０】
また、予め決められる増加量ΔＴ１は、一定でなくともよい。例えば、加熱出力が第１安定加熱出力Ｐ１または第２安定加熱出力Ｐ２に近づいたときはこれらの安定加熱出力との差異が小さくなるほど小さくするなど、安定加熱出力との差に応じて増加量ΔＴ１を変更してもよい。この場合、増加量ΔＴ１が小さくなるときには、炊飯動作と保温動作とで増加量ΔＴ１に差異を設けなくてもよく、少なくとも加熱出力の立ち上がり速度が大きい時期において両者の増加量ΔＴ１に差を設ければ、同様の効果を得られることは明らかである。
【００４１】
なお、本実施の形態では、炊飯動作時に、使用する火力が小さい場合や、より静音性が求められる場合には、保温動作の過渡動作時における加熱出力制御を併用してもよい。
【００４２】
図３は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の加熱開始直後における加熱出力の推移を示すタイムチャートである。図３において、交流電源６の周波数が５０Ｈｚ時の加熱出力の推移を実線Ｄで示し、交流電源６の周波数が６０Ｈｚ時の火力の推移を破線Ｅで示す。
【００４３】
図３に示すように、制御部７は、炊飯動作で加熱が開始されると、導通時間Ｔ１を初期導通時間Ｔ１ｏに設定してインバータ２を起動する。このとき、加熱出力は初期加熱出力Ｐｏ（例えば３００Ｗ）となる。制御部７は、加熱出力が初期加熱出力Ｐｏから、第３加熱出力Ｐ３（例えば８００Ｗ）になるまで、交流電源６の周期に応じて設定される出力保持時間Ｔ２経過する（例えば１周期、６０Ｈｚであれば１／６０秒）毎に導通時間増加量ΔＴ１（例えば、加熱出力を２０Ｗだけ増加させるのに必要な導通時間Ｔ１の増加量）ずつ、導通時間Ｔ１を増加させる。
【００４４】
保温動作で加熱が開始された場合に、交流電源６の周波数が、例えば６０Ｈｚの場合、制御部７は、図３の破線Ｅで示すように、導通時間Ｔ１を加熱開始直後に設定される初期導通時間Ｔ１ｏ（例えば３００Ｗに対応する導通時間Ｔ１）から、加熱出力が、第３加熱出力Ｐ３（例えば８００Ｗ）になるまで、交流電源６周期に応じた出力保持時間Ｔ２’（例えば１周期、１／６０秒）毎に導通時間増加量ΔＴ１よりは小さい、導通時間増加量ΔＴ１’（加熱出力増加量ΔＰ’、例えば１０Ｗ、だけ加熱出力を増加させるのに必要な導通時間Ｔ１の増加量）ずつ、増加させる。
【００４５】
保温動作で加熱が開始された場合に、交流電源６の周波数が、例えば５０Ｈｚの場合、制御部７は、図３の実線Ｄで示すように、初期導通時間Ｔ１ｏから、加熱出力が、第３加熱出力Ｐ３（例えば８００Ｗ）になるまで、交流電源６の周期に応じた出力保持時間Ｔ２’’（例えば、１周期、１／５０秒）毎に導通時間増加量ΔＴ１より小さく、導通時間増加量ΔＴ１’より大きい導通時間増加量ΔＴ１’’（加熱出力増加量ΔＰ’’、例えば１２Ｗだけ加熱出力を増加させるのに必要な導通時間Ｔ１の増加量）ずつ、増加するように制御する。
【００４６】
この制御により、保温動作時において、インバータ２の起動直後、すなわち加熱開始直後から、加熱出力が第３加熱出力Ｐ３に到達するまで、交流電源６周波数によらずほぼ同じ時間で到達することになり、積算電力についても、交流電源６の周波数が異なってもより近い値になるようにすることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、交流電源６の周波数が５０Ｈｚのときの導通時間増加量ΔＴ１’’は、６０Ｈｚのときときの導通時間増加量ΔＴ１’に比べて１．２倍の加熱出力の増加が得られる値としているが、この値に限定されるものでない。交流電源６の周波数が異なる場合に、積算電力が近づくように、交流電源６の周波数の低い方が大きくなるよう導通時間増加量ΔＴ１’と導通時間増加量ΔＴ１’’を設定すればよく、例えば、加熱出力３（例えば８００Ｗ）以降は、どの周波数でも導通時間増加量を同じ値にしても上記効果を得ることができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、過渡動作において、半導体スイッチング素子２ｂの導通時間Ｔ１の増加量ΔＴ１を、交流電源６の周期が所定周期経過する毎に加算しているが、加熱出力と導通時間Ｔ１は比例関係にあるので、所定の加熱出力の増加量を加算しても良い。このとき、加熱出力の増加量を一定としても良いし、安定加熱出力との差が小さくなると加熱出力の増加量を小さくしたり零としたりするなど、安定加熱出力との差で適宜変更するようにしてもよい。また、加熱出力を時間経過と共に徐々に増加させる方法は上記実施の形態以外の方法を使用しても良い。
【００４９】
また、本実施の形態では、出力保持時間Ｔ２’’と出力保持時間Ｔ２’を交流電源６の１周期、すなわち５０Ｈｚと６０Ｈｚの場合に、それぞれ１／５０秒と１／６０秒としたが、交流電源６の半周期の整数倍、例えば、それぞれ１／１００秒と１／１２０秒や、１／２５秒と１／３０秒としてもよい。
【００５０】
以上のように、本実施の形態においては、炊飯動作時には、立ち上がりを速くして、鍋鳴り音の起きる周波数を短時間で通過して大きな加熱出力で安定させ、十分な炊飯機能を確保するとともに、保温動作時には鍋鳴り音の起きる周波数に到達しないようにするとともに、立ち上がり速度を炊飯時より遅くして電力変動による音を抑制することができる。したがって、長時間の保温時にも静かで快適な環境を維持できる。また、交流電源６の周波数による加熱出力の差異を小さくできるので、電源周波数による積算電力の差を少なくし保温性能の低下が起きにくい炊飯器を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、炊飯時および保温時の鍋音が気にならないようにすることができ、特に保温時の電力変動による音の発生を抑制でき静かで快適な環境を維持できるので、インバータ回路より加熱コイルに高周波電流を供給して鍋を誘導加熱する炊飯器に適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１  鍋
２  インバータ
２ａ  加熱コイル
２ｂ  半導体スイッチング素子
２ｃ  共振コンデンサ
３  鍋温度検知部
４  入力部
４ａ  炊飯動作開始部
４ｂ  保温動作開始部
５  直流電源
５ａ  整流器
６  交流電源
７  制御部
７ａ  出力制御部
７ｂ  記憶部
７ｃ  第１タイマー
７ｄ  入力電流検知部
７ｅ  記憶部
７ｆ  導通時間設定部
７ｈ  駆動信号発生部
７ｉ  導通タイミング検知部
７ｊ  零ボルト検知部
７ｋ  周波数検知部
８  カレントトランス
Ｐｏ  初期加熱出力
ΔＰ’  加熱出力増加量
ΔＰ’’  加熱出力増加量
Ｐ１  第１安定加熱出力
Ｐ２  第２安定加熱出力
Ｐ３  第３加熱出力
Ｔ１  導通時間
ΔＴ１  導通時間増加量
Ｔ２  出力保持時間
Ｔ２’  出力保持時間
Ｔ２’’  出力保持時間
【図１】
2014230683.tif 000003
【図２】
2014230683.tif 000004
【図３】
2014230683.tif 000005
【図４】
2014230683.tif 000006