(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱を利用した炊飯器において、蓋加熱手段と加熱板を近づけても、誘導加熱に適した負荷特性となるようにし、蓋体の厚みを薄くしてコンパクトな炊飯器を提供する。【解決手段】炊飯器本体１内に鍋２を着脱自在に収納し、この鍋２を鍋加熱手段３により加熱し、炊飯器本体１の上面開口部を蓋体１０により開閉自在に覆い、蓋体１０の内側を構成する加熱板１５を蓋加熱手段１６により加熱するよう構成する。蓋加熱手段１６は、２段以上重ねた部分を有するよう構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炊飯器本体と、前記炊飯器本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の上面開口部を開閉自在に覆う蓋体と、前記蓋体の内側を構成する加熱板と、前記加熱板を加熱する蓋加熱手段とを備え、前記蓋加熱手段は、２段以上重ねた部分を有するよう構成した炊飯器。
【請求項２】
蓋加熱手段は、全領域にわたって２段以上重ねる構成とした請求項１記載の炊飯器。
【請求項３】
加熱板は、蓋加熱手段の２段以上重ねた部分と加熱板の距離を規定する距離規定手段を有する構成とした請求項１または２記載の炊飯器。
【請求項４】
距離規定手段の規定寸法を場所により変えた請求項３記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導加熱を利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、図６に示すように構成していた（例えば、特許文献１参照）。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図６に示すように、炊飯器本体１は、内部に米と水を入れる鍋２を着脱自在に収納し、この鍋２はステンレス、鉄などの発熱材料とアルミニウムなどの熱伝導材料によって形成していて、少なくとも２層の構造となっている。
【０００４】
鍋加熱手段３は、鍋２の底面外側に配設し、高周波電源から供給される高周波電流により交番磁界を発生し、この交番磁界で鍋２を誘導加熱している。鍋加熱手段３の巻線方向に対して、その巻線方向がほぼ直交するように、高透磁性の磁性材料で形成したフェライトを鍋加熱手段３の外側近傍に配置している。フェライトは、鍋加熱手段３による磁界が炊飯器本体１の外部へ漏れるのを防止するとともに、鍋２への誘導加熱を促進する。
【０００５】
鍋２の上部には、蓋体５を開閉自在に軸支し、鍋２に対向する面は加熱板６で覆っている。加熱板６の内側には蓋加熱コイルにより構成した蓋加熱手段７を有し、この蓋加熱コイルは１段（１層）構成となっている。
【０００６】
この構成において、炊飯および保温時に発生した蒸気が加熱板６に付着しても、蓋加熱手段７に通電することで、露を蒸発させて結露を防いでいる。
【特許文献１】特開２００３−２５９９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、炊飯器のさらなるコンパクト化を求めるニーズが強く、コンパクト化を実現するためには、蓋体５の厚みを薄くすることが有効なアプローチ手段の一つである。しかしながら、蓋体５を薄くするためには、蓋加熱手段７と加熱板６の距離を近づける必要がある。その場合、磁気結合が必要以上に良化するため、誘導加熱に適さない負荷特性となる。
【０００８】
誘導加熱を行うインバータ回路のスイッチング素子はオン−オフを繰り返して所定の入力電力となるように制御するが、スイッチング素子の電圧が０Ｖのときにオンするように制御している。しかしながら、上記のような誘導加熱に適さない負荷特性でインバータ回路を動作させた場合、スイッチング素子の電圧が０Ｖとなるタイミングがなく、スイッチング素子に電圧が残った状態でスイッチング素子がオンするような動作となる。その結果、スイッチング素子に短絡電流が流れ、スイッチング素子のロスの増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加などが発生するため、蓋加熱手段７と加熱板６の距離を近づけることができず、炊飯器のコンパクト化を阻害する要因になっていた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、蓋加熱手段と加熱板を近づけても、誘導加熱に適した負荷特性となるようにし、蓋体の厚みを薄くしてコンパクトな炊飯器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、炊飯器本体内に鍋を着脱自在に収納し、この鍋を鍋加熱手段により加熱し、炊飯器本体の上面開口部を蓋体により開閉自在に覆い、蓋体の内側を構成する加熱板を蓋加熱手段により加熱するよう構成し、蓋加熱手段は、２段以上重ねた部分を有するよう構成したものである。
【００１１】
これにより、蓋加熱手段と加熱板を近づけても、磁気結合が必要以上に良化しないため、誘導加熱に適した蓋加熱手段と加熱板の距離となり、誘導加熱に適した負荷特性となり、その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、製品をコンパクトにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の炊飯器は、蓋加熱手段と加熱板を近づけても、誘導加熱に適した負荷特性となるようにでき、蓋体の厚みを薄くしてコンパクトな炊飯器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、炊飯器本体と、前記炊飯器本体内に着脱自在に収納される鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記炊飯器本体の上面開口部を開閉自在に覆う蓋体と、前記蓋体の内側を構成する加熱板と、前記加熱板を加熱する蓋加熱手段とを備え、前記蓋加熱手段は、２段以上重ねた部分を有するよう構成したものであり、蓋加熱手段と加熱板を近づけても、磁気結合が必要以上に良化しないため、誘導加熱に適した蓋加熱手段と加熱板の距離となり、誘導加熱に適した負荷特性とすることができ、その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、蓋加熱手段は、全領域にわたって２段以上重ねる構成としたものであり、一部に２段以上重ねた部分を有するよう構成したものに比べて、蓋加熱手段と加熱板をさらに近づけても、磁気結合が必要以上に良化しないため、誘導加熱に適した蓋加熱手段と加熱板の距離となり、誘導加熱に適した負荷特性となり、その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【００１５】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、加熱板は、蓋加熱手段の２段以上重ねた部分と加熱板の距離を規定する距離規定手段を有する構成としたものであり、蓋加熱手段と加熱板を近づけた場合の、蓋加熱手段と加熱板の距離の微少な変化に対して負荷特性の変動が大きい場合に、シビアな寸法管理をすることができ、誘導加熱に適した負荷特性を有する位置関係を規定することができる。その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【００１６】
第４の発明は、上記第３の発明において、距離規定手段の規定寸法を場所により変えたものであり、蓋加熱手段と加熱板を近づけた場合の、コイルと加熱板の距離の微少な変化に対して負荷特性の変動が大きく、なおかつ例えば加熱分布を部分的に変えたい場合に、その実現手段の一つとして、蓋加熱手段と加熱板の負荷特性を変動させたい場合には、さらにシビアな寸法管理が可能となり誘導加熱に適した負荷特性を有する位置関係を規定することができる。その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における炊飯器の断面図を示し、図２は同炊飯器のブロック図を示し、図３は同炊飯器の要部拡大断面図を示すものである。
【００１９】
図１に示すように、炊飯器本体１は、内部に米と水を入れる鍋２を着脱自在に収納し、鍋２の上部開口部を蓋１０により開閉自在に覆っている。鍋２はステンレス、鉄などの発熱材料とアルミニウムなどの熱伝導材料によって形成していて、少なくとも２層の構造となっていて、発熱材料の内側に熱伝導材料がある構成となっている。鍋加熱手段３は、鍋加熱コイルにより構成して鍋２の底面外側に配設し、高周波電源（インバータ回路）から供給される高周波電流により交番磁界を発生し、この交番磁界で鍋２を誘導加熱している。鍋加熱手段３の巻線方向に対して、その巻線方向がほぼ直交するように、高透磁性の磁性材料で形成したフェライトを鍋加熱手段３の外側近傍に配置している。フェライトは、鍋加熱手段３による磁界が炊飯器本体１の外部へ漏れるのを防止するとともに、鍋２への誘導加熱を促進する。
【００２０】
蓋体１０のうち鍋２に対向する面は加熱板１５で覆っている。加熱板１５の上方には、蓋加熱コイルで構成した蓋加熱手段１６を外蓋カバー１３に配置している。この蓋加熱手段１６は、図３に示すように、その一部に２段（２層）に重ねた部分を有する構成としている。蓋加熱手段１６の上方にアルミニウムで構成した蓋防磁手段１７を設け、蓋加熱手段１６から上方への電磁シールドをするようにしている。蓋体１０の中央付近には、炊飯中の蒸気を排出する蒸気口２９を貫通させている。
【００２１】
鍋側面加熱手段１９は、鍋２の側面を加熱するもので、この鍋側面加熱手段１９は鍋２を誘導加熱させるためにコイルにより構成してもよいし、ヒータで構成してよい。また、鍋側面加熱手段１９をコイルにより構成する場合には、蓋加熱手段１６と独立して構成していてもよい。もちろん鍋側面加熱手段１９と蓋加熱手段１６を直列に接続していてもよいし、並列に接続していても構わない。
【００２２】
また、本実施の形態では、１つの蓋加熱手段１６に対して１つの加熱板１５を加熱するような構成としているが、加熱板１５と蓋加熱手段１６の間に１つ以上の加熱物を配置し、１つの蓋加熱手段で２つ以上の加熱物を加熱するような構成となっていても何ら問題はない。この場合には、それぞれの加熱物の材質、厚み、蓋加熱コイルとの距離を変動させることにより、それぞれの加熱物への通電比率を自在に調整することができる。
【００２３】
鍋温度センサ２０は鍋２の温度を検知するもので、サーミスタで構成し、その抵抗値により鍋２の温度を検知している、制御基板２３は、図２に示す制御手段１１と鍋電力供給手段１２および蓋電力供給手段１８とを有し、鍋温度センサ２０の出力と炊飯開始スイッチ２１からの入力信号を入力している。
【００２４】
また、制御基板２３は、鍋電力供給手段１２を構成する高周波電源（インバータ回路）と鍋加熱手段３との間に設けたＩＧＢＴ等のスイッチング素子のスイッチングにより、鍋加熱手段３へ高周波電流を供給し、スイッチング周波数によって供給電力を制御できるようにし、鍋加熱手段３の加熱量を制御して鍋２を加熱する。これに加え制御基板２３は、蓋電力供給手段１８を構成する高周波電源（インバータ回路）と蓋加熱手段１６との間に設けたＩＧＢＴ等のスイッチング素子のスイッチングにより、蓋加熱手段１６へ高周波電流を供給し、スイッチング周波数によって供給電力を制御できるようにし、蓋加熱手段１６の加熱量を制御して加熱板１５を加熱する。以上のような鍋２および加熱板１５の加熱により、鍋２内の米と水を炊飯するよう構成している。
【００２５】
メニュー選択手段１４は、使用者の判断で少なくとも２つ以上ある炊飯メニューの中から所望の炊飯メニューを選択するもので、制御基板２３に搭載した制御手段１１に接続している。制御手段１１はマイクロコンピュータで構成し、鍋２へ所定の電力供給量となるように鍋電力供給手段１２に指示するように構成している。鍋電力供給手段１２は、鍋加熱手段３に接続し、商用電源を供給する電源供給手段からの電源電流を検知して、鍋２への供給電力が制御手段１１から指示された供給電力量となるように電源電流を制御するように構成している。これに加え制御手段１１は、加熱板１５へ所定の電力供給量となるように蓋電力供給手段１８に指示するように構成している。蓋電力供給手段１８は、蓋加熱手段１６に接続し、商用電源を供給する電源供給手段からの電源電流を検知して、加熱板１５への供給電力が制御手段１１から指示された供給電力量となるように電源電流を制御するように構成している。
【００２６】
表示手段２７は、使用者がメニュー選択手段４により選択したメニューの選択状態を表示するもので、ＬＣＤ２８を有し、このＬＣＤ２８に少なくとも２つ以上ある炊飯メニューの中から選択した炊飯メニューを表示するようにしている。
【００２７】
また、報知手段（図示せず）を備え、操作部２２において炊飯開始スイッチ２１を受け付けたときや、炊飯終了時等に鳴動するようにしている。
【００２８】
上記構成において動作、作用を説明する。使用者がメニュー選択手段１４により所望のメニューを選択し、炊飯開始スイッチ２１を押すと、制御手段１１はＬＣＤ２８に所望のメニューが選択されたことを表示する信号を出力して表示するとともに、制御手段１１は鍋電力供給手段１２および蓋電力供給手段１８への電力供給をし、あらかじめマイクロコンピュータに記憶させている選択したメニューの炊飯シーケンスで炊飯制御を行う。
【００２９】
炊飯が開始されると鍋２が誘導加熱されていき沸騰を開始する。沸騰すると、蒸気が発生して加熱板１５に結露するが、炊飯が終了した時点で蓋体１０を開けても水滴が加熱板１５の表面を流れないように、沸騰開始後加熱板１５を誘導加熱する。加熱板１５の熱容量に対して発熱レベルが高いため、加熱板１５の温度は瞬時に１００℃を超える温度まで加熱されるため、表面に付着した露は即座に蒸発する。
【００３０】
本実施の形態では、蓋加熱手段１６の一部に２段（２層）以上重ねた部分を有する構成としているため、蓋加熱手段１６と加熱板１５の距離を近づけても、必要以上に磁気結合がよくならず、蓋加熱手段１６が一段（１層）の構成の場合に比べて、誘導加熱に適した負荷特性となり、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生しない。
【００３１】
以上のように、本実施の形態においては、蓋加熱手段１６は、２段以上重ねた部分を有するよう構成したので、蓋加熱手段１６と加熱板１５を近づけても、磁気結合が必要以上に良化しないため、誘導加熱に適した蓋加熱手段１６と加熱板１５の距離となり、誘導加熱に適した負荷特性とすることができ、その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、蓋加熱手段１６は、その一部に２段に重ねた部分を有する構成としているが、その一部に２段以上重ねた部分を有する構成としてもよく、同様の作用、効果を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における炊飯器の要部拡大断面図を示すものである。
【００３４】
図４に示すように、蓋加熱手段１６は、全領域にわたって２段（２層）に重ねる構成としている。他の構成は上記実施の形態１と同じである。
【００３５】
上記構成において動作、作用を説明する。蓋加熱手段１６は、全領域にわたって２段以上重ねる構成としているので、一部に２段以上重ねた部分を有するよう構成したものに比べて、蓋加熱手段１６と加熱板１５をさらに近づけても、磁気結合が必要以上に良化しないため、誘導加熱に適した蓋加熱手段１６と加熱板１５の距離となり、誘導加熱に適した負荷特性とすることができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては、蓋加熱手段１６は、全領域にわたって２段以上重ねる構成としたので、一部に２段以上重ねた部分を有するよう構成したものに比べて、蓋加熱手段１６と加熱板１５をさらに近づけても、磁気結合が必要以上に良化しないため、誘導加熱に適した蓋加熱手段１６と加熱板１５の距離となり、誘導加熱に適した負荷特性となり、その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、蓋加熱手段１６は、全領域にわたって２段に重ねる構成としているが、全領域にわたって２段以上重ねる構成としてもよく、同様の作用、効果を得ることができる。
【００３８】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における炊飯器の断面図を示すものである。
【００３９】
図５に示すように、加熱板２５は、蓋体１０のうち鍋２に対向する面を覆うもので、蓋加熱手段１６の２段以上重ねた部分と加熱板２５の距離を規定する距離規定手段２６を有する構成としている。この距離規定手段２６は、加熱板２５を蓋加熱手段１６との間の距離が短くなるように加熱板２５より突出させて形成している。また、この距離規定手段２６は、点線で示すように、場所により加熱板２５を蓋加熱手段１６との間の距離が長くなるように突出させたり、突出高さを変えたりして形成することにより、距離規定手段２６による蓋加熱手段１６と加熱板２５の間の規定寸法を場所により変えるようにしている。他の構成は上記実施の形態１または２と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
上記構成において動作、作用を説明する。加熱板２５は、蓋加熱手段１６の２段以上重ねた部分と加熱板２６の距離を規定する距離規定手段２６を有するので、蓋加熱手段１６と加熱板２５を近づけた場合の、蓋加熱手段１６と加熱板２５の距離の微少な変化に対して負荷特性の変動が大きい場合に、シビアな寸法管理をすることができ、誘導加熱に適した負荷特性を有する位置関係を規定することができる。
【００４１】
また、距離規定手段２６の規定寸法を場所により変えた構成としているため、さらにシビアな寸法規定をすることができ、例えば、蓋加熱手段１６の中心部分の領域だけ加熱を強めたい場合には、その部分の加熱板２５と蓋加熱手段１６の距離を近づければよい。このように全体的に加熱板２５と蓋加熱手段１６の距離を近づけるのではないので、全体的に距離を増減させる場合には、加熱を強めたくない領域まで加熱が強まるなどの意図しない変化が生じる場合もあるが、本実施の形態においてはそのような現象はおきない。
【００４２】
加えて、全体的に加熱板２５と蓋加熱手段１６の距離を近づけた場合に加熱板２５と蓋加熱手段１６の距離の微小な変化に対して負荷特性の変動が大きい場合にも、部分的に加熱板２５と蓋加熱手段１６の距離を近づけることができるので、加熱板２５と蓋加熱手段１６の距離に対する負荷特性の変動も抑えることができ、誘導加熱に適した負荷特性を有する位置関係を規定することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態においては、加熱板２５は、蓋加熱手段１６の２段以上重ねた部分と加熱板２５の距離を規定する距離規定手段２６を有する構成としたので、蓋加熱手段１６と加熱板２５を近づけた場合の、蓋加熱手段１６と加熱板２５の距離の微少な変化に対して負荷特性の変動が大きい場合に、シビアな寸法管理をすることができ、誘導加熱に適した負荷特性を有する位置関係を規定することができる。その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【００４４】
また、距離規定手段２６の規定寸法を場所により変えたので、蓋加熱手段１６と加熱板２５を近づけた場合の、蓋加熱手段１６と加熱板２５の距離の微少な変化に対して負荷特性の変動が大きく、なおかつ例えば加熱分布を部分的に変えたい場合に、その実現手段の一つとして、蓋加熱手段１６と加熱板２５の負荷特性を変動させたい場合には、さらにシビアな寸法管理が可能となり、誘導加熱に適した負荷特性を有する位置関係を規定することができる。その結果、インバータ回路のスイッチング素子に短絡電流が流れることがなく、スイッチング素子のロス増大、発熱増加、部品の信頼性低下、ノイズ増加等の問題も発生することがなく、その結果、蓋体の厚みを薄くすることができ、コンパクトな炊飯器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、蓋加熱手段と加熱板を近づけても、誘導加熱に適した負荷特性となるようにでき、蓋体の厚みを薄くしてコンパクトな炊飯器を提供することができるので、電磁誘導加熱を利用した炊飯器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の断面図
【図２】同炊飯器のブロック図
【図３】同炊飯器の要部拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態２の炊飯器の要部拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態３の炊飯器の断面図
【図６】従来の炊飯器の断面図
【符号の説明】
【００４７】
１  炊飯器本体
２  鍋
３  鍋加熱手段
１０  蓋体
１５  加熱板
１６  蓋加熱手段
【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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