(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を構成する共振コンデンサと、前記加熱コイルに直列接続したスイッチング手段と、交流電源を整流し前記加熱コイルに電力を供給する整流手段と、前記交流電源から供給される入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記入力電流の目標値を設定する入力電流設定手段と、前記入力電流の目標値を周期的に所定の振幅で変動させる設定電流変動手段と、前記スイッチング手段のオン時間を設定するオン時間設定手段とを備え、前記加熱コイルは前記鍋の底部に配置された第一の加熱コイルと前記第一の加熱コイルの同心円状にあり内端より外端の高さが高く前記鍋の側面部に配置された第二の加熱コイルを直列接続したものであり、前記オン時間設定手段は、前記入力電流検知手段の出力電圧と前記設定電流変動手段の出力電圧を比較し、前記入力電流検知手段の出力電圧の方が低いときには、前記スイッチング手段のオン時間が長くなるように設定して、前記加熱コイルの動作周波数を低くし、入力電流検知手段の出力電圧の方が高いときには、前記スイッチング手段のオン時間が短くなるように設定して、加熱コイルの動作周波数を低くするように構成した炊飯器。
【請求項２】
加熱コイルは、鍋の底部を誘導加熱する第１の加熱コイルと、前記第１の加熱コイルに同心円状に構成し内端より外端の高さが高くなるように前記鍋の側面部に配置された第２の加熱コイルとを有し、前記第１の加熱コイルは前記第２の加熱コイルの内側にあり、前記第１の加熱コイルに共振回路を構成する第１の共振コンデンサと第１のスイッチング手段とを接続するとともに前記第２の加熱コイルに共振回路を構成する第２の共振コンデンサと第２のスイッチング手段とを接続し、設定電流変動手段は、前記第１加熱コイルを駆動するときに使用する第１の変動周期と、前記第２の加熱コイルを駆動するときに使用する第２の変動周期とを有し、前記第２の変動周期は前記第１の変動周期より長くした請求項１記載の炊飯器。
【請求項３】
第１の加熱コイルを駆動するときの第１の入力電流の最大値は、第２の加熱コイルを駆動するときの第２の入力電流の最大値より大きくした請求項２記載の炊飯器。 
【請求項４】
交流電源の零電圧を検知するとパルスを出力する零電圧検知手段を備え、設定電流変動手段は、前記零電圧検知手段の出力パルスに同期して入力電流の目標値を所定の振幅で変動
させるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。 
【請求項５】
設定電流変動手段は、零電圧検知手段の出力パルス数が所定値になると入力電流の目標値を所定の振幅で変動させ、交流電源の周波数が５０Ｈｚのときには６０Ｈｚのときに比べ上記出力パルス数の所定値を少なくするよう変更するようにした請求項４に記載の炊飯器。
【請求項６】
入力電流設定手段は、少なくとも２つの入力電流の目標値を有し、設定電流変動手段は前記入力電流の目標値が大きいときには小さいときよりも目標値を変動させる周期を長くした請求項１〜５のいずれか１項に記載の炊飯器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍋を加熱コイルにより誘導加熱する炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の炊飯器と似た構成の誘導加熱調理器には、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、この加熱コイルに直列接続したスイッチング手段のオンオフを制御する制御手段を備え、加熱コイルを駆動するときにはスイッチング手段のオン時間の増加時の変動幅と減少時の変動幅に差を設けることでスイッチング手段のオン時間が不規則に変動し、加熱コイルの動作周波数を変動させて、加熱コイルより発生する不要輻射雑音を低減させるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３６９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の構成では、入力電流の変動幅が不規則になるために動作周波数の変動も不規則になり、不要輻射雑音を低減する効果が不安定になるという問題を有していた。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、入力電流を周期的に変動させることにより加熱コイルの動作周波数を周期的に変動させ、不要輻射雑音のエネルギーを周期的に分散することで、安定した不要輻射雑音の低減効果を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、鍋を誘導加熱する加熱コイルと共振コンデンサとで共振回路を構成し、加熱コイルにスイッチング手段を直列接続し、交流電源を整流手段により整流して加熱コイルに電力を供給し、交流電源から供給される入力電流を入力電流検知手段により検知し、入力電流の目標値を入力電流設定手段により設定し、入力電流の目標値を設定電流変動手段により周期的に所定の振幅で変動させ、スイッチング手段のオン時間をオン時間設定手段により設定するよう構成し、加熱コイルは鍋の底部に配置された第一の加熱コイルと第一の加熱コイルの同心円状にあり内端より外端の高さが高く鍋の側面部に配置された第二の加熱コイルを直列接続したものであり、オン時間設定手段は、入力電流検知手段の出力電圧と設定電流変動手段の出力電圧を比較し、入力電流検知手段
の出力電圧の方が低いときには、スイッチング手段のオン時間が長くなるように設定して、加熱コイルの動作周波数を低くし、入力電流検知手段の出力電圧の方が高いときには、スイッチング手段のオン時間が短くなるように設定して、加熱コイルの動作周波数を低くするように構成したものである。
【０００６】
これにより、入力電流を周期的に変動させることにより、加熱コイルの動作周波数を周期的に変動させることができて、不要輻射雑音のエネルギーを周期的に分散することができ、したがって、加熱コイルの動作周波数が均一に分散するので、安定した不要輻射雑音の低減効果を得ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の炊飯器は、入力電流を周期的に変動させることにより、加熱コイルの動作周波数を周期的に変動させることができて、各動作周波数に均等に不要輻射雑音のエネルギーを分散することができ、不要輻射雑音の準尖頭値の低減効果を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振回路を構成する共振コンデンサと、前記加熱コイルに直列接続したスイッチング手段と、交流電源を整流し前記加熱コイルに電力を供給する整流手段と、前記交流電源から供給される入力電流を検知する入力電流検知手段と、前記入力電流の目標値を設定する入力電流設定手段と、前記入力電流の目標値を周期的に所定の振幅で変動させる設定電流変動手段と、前記スイッチング手段のオン時間を設定するオン時間設定手段とを備え、前記加熱コイルは前記鍋の底部に配置された第一の加熱コイルと前記第一の加熱コイルの同心円状にあり内端より外端の高さが高く前記鍋の側面部に配置された第二の加熱コイルを直列接続したものであり、前記オン時間設定手段は、前記入力電流検知手段の出力電圧と前記設定電流変動手段の出力電圧を比較し、前記入力電流検知手段の出力電圧の方が低いときには、前記スイッチング手段のオン時間が長くなるように設定して、前記加熱コイルの動作周波数を低くし、入力電流検知手段の出力電圧の方が高いときには、前記スイッチング手段のオン時間が短くなるように設定して、加熱コイルの動作周波数を低くするように構成したものであり、入力電流を周期的に変動させることにより、加熱コイルの動作周波数を周期的に変動させることができて、各動作周波数に均等に不要輻射雑音のエネルギーを分散することができ、不要輻射雑音の準尖頭値の低減効果を安定させることができる。また、入力電流を周期的に変動させるので、入力電流の平均値を制御することが容易である。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、加熱コイルは、鍋の底部を誘導加熱する第１の加熱コイルと、前記第１の加熱コイルに同心円状に構成し内端より外端の高さが高くなるように前記鍋の側面部に配置された第２の加熱コイルとを有し、前記第１の加熱コイルは前記第２の加熱コイルの内側にあり、前記第１の加熱コイルに共振回路を構成する第１の共振コンデンサと第１のスイッチング手段とを接続するとともに前記第２の加熱コイルに共振回路を構成する第２の共振コンデンサと第２のスイッチング手段とを接続し、設定電流変動手段は、前記第１加熱コイルを駆動するときに使用する第１の変動周期と、前記第２の加熱コイルを駆動するときに使用する第２の変動周期とを有し、前記第２の変動周期は前記第１の変動周期より長くしたものであり、第２の加熱コイルの入力電流の変動幅を大きくすることができて、第２の加熱コイルの動作周波数の変動幅を大きくでき、側面方向の漏れ磁束が多い第２の加熱コイルの不要輻射雑音の準尖頭値の低減効果を安定させることができる。
【００１０】
第３の発明は、上記第２の発明において、第１の加熱コイルを駆動するときの第１の入力電流の最大値は、第２の加熱コイルを駆動するときの第２の入力電流の最大値より大きくしたものであり、側面方向の漏れ磁束が多い第２の加熱コイルの不要輻射雑音を抑える
とともに、側面方向の漏れ磁束が少ない第１の加熱コイルを用いて鍋に十分な高周波電力を供給することができる。
【００１１】
第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、交流電源の零電圧を検知するとパルスを出力する零電圧検知手段を備え、設定電流変動手段は、前記零電圧検知手段の出力パルスに同期して入力電流の目標値を所定の振幅で変動させるようにしたものであり、交流電源の電圧が低いときに入力電流の目標値を変更することになるので、周波数の急峻な変化により騒音が発生するのを抑えることができる。
【００１２】
第５の発明は、上記第４の発明において、設定電流変動手段は、零電圧検知手段の出力パルス数が所定値になると入力電流の目標値を所定の振幅で変動させ、交流電源の周波数が５０Ｈｚのときには６０Ｈｚのときに比べ上記出力パルス数の所定値を少なくするよう変更するようにしたものであり、交流電源の周波数が５０Ｈｚの地域と６０Ｈｚの地域で不要輻射雑音の差が生じないようにすることができる。
【００１３】
第６の発明は、上記第１〜５のいずれか１つの発明において、入力電流設定手段は、少なくとも２つの入力電流の目標値を有し、設定電流変動手段は前記入力電流の目標値が大きいときには小さいときよりも目標値を変動させる周期を長くしたものであり、加熱コイルに流れる電流が大きく、加熱コイルからの漏れ磁束が増加するときでも確実に不要輻射雑音の準尖頭値を低減することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における炊飯器の一部ブロック化した回路図である。
【００１６】
図１に示すように、鍋１は、磁束を通す金属を複数用いた積層体で構成しており、図１では等価回路を示している。加熱コイル２は、第１の加熱コイル３と第２の加熱コイル４で構成し、これら第１の加熱コイル３と第２の加熱コイル４は直列接続している。第１の加熱コイル３は渦巻き状の形状をしており、鍋１の底部に一定の距離で配置し、鍋１の底部と磁気結合するようにしている。第２の加熱コイル４は、第１の加熱コイル３に同心円状に構成し、内端より外端の高さが高くなるように形成し、第１の加熱コイル３の同心円状の側面部に配置して、鍋１の側面部と磁気結合している。第１の加熱コイル３および第２の加熱コイル４は複数の銅線を束ねたリッツ線を更に２０数本で撚った線で構成しており、高周波電流が流れたときの電流分布を均一にしている。
【００１７】
共振コンデンサ５は、加熱コイル２と共振回路を構成するもので、加熱コイル２に並列接続している。本実施の形態では、高周波電流が流れても損失の少ないポリプロピレンコンデンサを使用している。
【００１８】
スイッチング手段６は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子と、この半導体素子に逆接続した逆接続ダイオードで構成している。ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴは耐圧が高く、高周波のスイッチングが可能で、ゲート端子に電圧を印加することで大電流を流すことができ、パワートランジスタに比べ省電力で大電流を流すことができるという利点がある。なお、本実施の形態では、ＩＧＢＴを使用している。
【００１９】
交流電源７は、炊飯器に電力を供給するもので、交流電源７の電源周波数は、東日本地域では５０Ｈｚ、西日本地域では６０Ｈｚとなっている。整流手段８は、交流電源７を整流し、加熱コイル２に電力を供給するもので、ダイオードブリッジ９、チョークコイル１
０、平滑用コンデンサ１１で構成している。ここで、平滑用コンデンサ１１の容量は数μＦと小さく、加熱コイル２に電流を流すとリプルが生じる。本実施の形態では、このリプル電圧波形は交流電源９の電圧波形と同じとなる。
【００２０】
入力電流検知手段１２は、交流電源７から供給される入力電流を検知するもので、特に図示していないが、カレントトランスを用いて入力電流を所定の比率で数ｍＡの電流に変換し、カレントトランスの２次側に接続された負荷抵抗と整流ダイオードと電解コンデンサを用いて直流電圧に変換している。
【００２１】
零電圧検知手段１３は、交流電源７の零電圧を検知するとパルスを出力するもので、交流電源７の（ｕ）極を抵抗を介してトランジスタのベース端子に接続し、このトランジスタのコレクタ端子は交流電源７により供給される５Ｖ電源と抵抗を介して接続しており、（ｕ）極の電位がもう一方の極より高いときにローをマイクロコンピュータ１４に出力し、低いときにハイを出力する。
【００２２】
マイクロコンピュータ１４は、４ＭＨｚ発振子と３２．７２８ｋＨｚ発振子で動作する。本実施の形態では、特に図示しないが、入力電流設定手段１５、設定電流変動手段１６の他に、ＬＣＤ表示部を制御するＬＣＤ表示手段、ＬＣＤ内部の時計表示を行う計時手段、炊飯工程を制御する炊飯工程制御手段などを構成している。
【００２３】
入力電流設定手段１５は、交流電源７から供給される入力電流の目標値を設定するもので、マイクロコンピュータ１４のＲＯＭなどで構成している。本実施の形態では、複数の電流設定値として、炊飯するときに使用する第１の電流設定値Ｉｓ１、無洗米を炊飯するときに使用する第２の電流設定値Ｉｓ２、ご飯を保温するときに使用する第３の電流設定値Ｉｓ３をマイクロコンピュータ内部のＲＯＭに８ビットのデータとして記憶している。本実施の形態では、電流設定値Ｉｓ１からＩｓ３の大小関係は、Ｉｓ１＞Ｉｓ２＞Ｉｓ３となっている。
【００２４】
設定電流変動手段１６は、入力電流の目標値を周期的に所定の振幅で変動させるもので、零電圧検知手段１３の出力パルスに同期して入力電流の目標値を所定の振幅で変動させるようにし、マイクロコンピュータ１４のＲＯＭなどで構成し、それぞれの電流設定値に対応した変動幅と変動周期を記憶している。本実施の形態では、変動幅は８ビットデータとして、変動周期は零電圧検知手段１３のハイ出力とロー出力の合計数として記憶している。
【００２５】
また、本実施の形態では、第１の電流設定値Ｉｓ１に対応した第１の変動幅ｄＩｓ１、第１の変動周期Ｔｓ１と、第２の電流設定値Ｉｓ２に対応した第２の変動幅ｄＩｓ２、第２の変動周期Ｔｓ２、第３の電流設定値Ｉｓ３に対応した第３の変動幅ｄＩｓ３、第３の変動周期Ｔｓ３を記憶している。例えば、第１の電流設定値Ｉｓ１が記憶されているときには、設定電流変動手段１６は、零電圧検知手段１３のハイ出力の回数が変動周期Ｔｓ１に達すると、ハイ出力の期間、第１の電流設定値Ｉｓ１から第１の変動幅ｄＩｓ１を引いた値を８ビットデータとして出力し、ＤＡ変換器を介してオン時間設定手段に出力する。なお、８ビットデータの出力方法としてはマイクロコンピュータ１４のＰＷＭ出力機能を利用する方法や、マイクロコンピュータ１４の出力ポートを８ポート使用し各ポートに抵抗を接続し、抵抗分圧する方法がある。
【００２６】
オン時間設定手段１７は、入力電流検知手段１２と設定電流変動手段１６の出力値に応じて、スイッチング手段６のオン時間を設定するもので、コンパレータ１８、抵抗１９、２０、コンデンサ２１で構成し、パルス発生手段２２にオン時間に対応した電圧を出力する。コンパレータ１８は入力電流検知手段１２の出力電圧と設定電流変動手段１７の出力
電圧を比較し、入力電流検知手段１２の出力電圧の方が低いときには出力端子をオープン状態にして抵抗１９を介してコンデンサ２１を充電し、入力電流検知手段１３の出力電圧の方が高いときには、出力端子をロー状態にして抵抗１９、２０を介してコンデンサ２１を放電する。
【００２７】
パルス発生手段２２は、特に図示しないが、鋸歯状波発生回路と比較回路などを内蔵したアナログＩＣで構成しており、鋸歯状波発生回路はコンパレータとコンデンサを用いた充放電回路で構成し、同期信号発生手段２３のハイ出力をトリガにして、鋸歯状波を発生する。比較回路はコンパレータなどで構成し、鋸歯状波発生回路の出力電圧とオン時間設定手段１７の出力電圧を比較し、オン時間設定手段１７の出力が大きい間、ハイを出力する。なお、パルス発生手段２２の構成は一例であり、カウンタやＡＤコンバータなどを用いたディジタル回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータに内蔵されたＰＷＭ回路を用いてもよい。
【００２８】
同期信号発生手段２３は、コンパレータなどで構成し、（Ｃ２）端子を所定の比率で抵抗分圧した電圧と、（ＣＥ）端子を所定の比率で抵抗分圧した電圧を比較し、（Ｃ２）端子の分圧電圧の方が高いときにハイをパルス発生手段２２に出力する。
【００２９】
駆動回路２４は、特に図示しないが、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタで構成したプッシュプル回路で構成し、パルス発生手段２２の出力がハイの間、スイッチング手段６を構成するＩＧＢＴに電力を供給し、ＩＧＢＴをオンする。
【００３０】
つぎに、図２を参照しながら本実施の形態の炊飯器の構成について説明する。図２は、本実施の形態の炊飯器の断面図である。なお、図面を簡潔にするために、電気的接続のためのリード線や部品を固定するためのねじは省略している。
【００３１】
図２に示すように、炊飯器本体３１は、上面を覆う蓋３２を開閉自在に設置している。炊飯器本体３１の収納部３３は、底部に第１の加熱コイル３を配設し、側面部に第２の加熱コイル４を配設し、第２の加熱コイル４の外周側にフェライトコア３４を配設している。これら第１の加熱コイル３および第２の加熱コイル４は鍋１の底部の中心の略真下に中心を有する巻線である。
【００３２】
鍋１は、ステンレス、鉄、銅などの磁性体によって形成し、上端開口部に外側にせり出したフランジ３５を有し、フランジ３５を収納部３３の上端から浮き上がった状態で載置することにより、収納部３３に着脱自在に収納される。したがって、鍋１は収納時に収納部３３との間に隙間を有する。
【００３３】
蓋３２には着脱自在な蓋加熱板３６を配置している。この蓋加熱板３６はステンレスなどの金属で形成している。蓋加熱コイル３７は蓋３２に内蔵し、蓋加熱板３５を誘導加熱する。
【００３４】
第１の回路基板３８は、スイッチ、ＬＣＤ、マイクロコンピュータ１４などで構成している。第２の回路基板３９は、特に図示しないが、スイッチング手段６を構成するＩＧＢＴ、加熱コイル２に直列または並列に接続される共振コンデンサ５、整流手段８を構成するダイオードブリッジ９、チョークコイル１０、平滑コンデンサ１１、入力電流検知手段１２を構成するカレントトランス、オン時間設定手段１７を構成するアナログＩＣなどを搭載している。
【００３５】
巻き取り式の電源コード収納部４０は、第２の回路基板３９にリード線を介して電気的に接続している。この電源コード収納部４０はストッパーとばねを用いて電源コードを巻
き取ることを可能にしている。
【００３６】
温度検知手段４１は、サーミスタで構成し、鍋１の底部の略中心に配置している。サーミスタは温度で抵抗値が変わるので、このサーミスタと所定の抵抗値を有する抵抗で分圧回路を構成し、所定の電圧をこの分圧回路の両端に供給することで、サーミスタの抵抗値をアナログ電圧に変換できる。図１に示したマイクロコンピュータ１４は、内蔵されたＡＤ変換器を用いてこのアナログ電圧から温度を推定する。
【００３７】
冷却手段４２は、ＤＣブラシレスモータの回転子にファンを取り付けたファンモータで構成している。このファンモータは、図１に示したマイクロコンピュータ１４でオンオフ制御される。
【００３８】
第１の回路基板３７と第２の回路基板３８は、特に図示しないが、リード線で電気的に接続しており、マイクロコンピュータ１４の内部に構成された入力電流設定手段１５、設定電流変動手段１６からの信号を第２の回路基板３８に実装されたオン時間設定手段１７が受けて、ＩＧＢＴをオンオフ制御し、第１の加熱コイル３および第２の加熱コイル４に高周波電流を流す。第１の加熱コイル３および第２の加熱コイル４は高周波電流が流れると交番磁界を発生させ、この交番磁界により鍋１に渦電流が流れ、鍋１が発熱する。
【００３９】
このように、本実施の形態の炊飯器は、鍋１を誘導加熱し、鍋１内の調理物を加熱調理する。ここで、調理物は、炊飯前の米と水又は炊き上がったご飯等である。
【００４０】
上記構成において図３を参照しながら動作を説明する。図３は本実施の形態の炊飯器の主要部の動作波形を示している。
【００４１】
図３（ａ）は交流電源７の両端電圧波形を示し、図３（ｂ）は零電圧検知手段１３がマイクロコンピュータ１４に出力するパルス波形を示し、図３（ｃ）は設定電流変動手段１６が有するカウンタのカウント数を示し、図３（ｄ）は設定電流変動手段１６がオン時間設定手段１７に出力するアナログ電圧波形を示し、図３（ｅ）は入力電流検知手段１２がオン時間設定手段１７に出力するアナログ電圧波形を示し、図３（ｆ）はオン時間設定手段１７がパルス発生手段２２に出力するアナログ電圧波形を示し、図３（ｇ）は交流電源７より供給される入力電流波形（入力電流検知手段１２に入力される波形）を示し、図３（ｈ）はスイッチング手段６のコレクタ電圧ＣＥ端子の包絡線波形を示し、図３（ｉ）は加熱コイル２の動作周波数の変化を示している。
【００４２】
図３に示すように、時刻Ｔ１では、図３（ｂ）のように零電圧検知手段１３のハイ出力がマイクロコンピュータ１４に入力されると、図３（ｃ）のようにマイクロコンピュータ１４で構成された設定電流変動手段１６はカウント数をゼロにし、図３（ｄ）のように入力電流設定手段１５の出力Ｉｓ１からｄＩｓ１だけ減算し、（Ｉｓ１−ｄＩｓ１）をオン時間設定手段１７に出力する。このとき、図３（ｅ）のように入力電流検知手段１２の出力より設定電流変動手段１６の出力が小さくなるので、コンパレータ１８はローとなり、図３（ｆ）のように、抵抗１９、２０、コンデンサ２１で設定された時定数で出力電圧を低下させる。パルス発生手段２２はオン時間設定手段１７の出力電圧に応じたパルス幅でハイパルスを出力する。本実施の形態では、オン時間設定手段１７の出力電圧とパルス発生手段２２のパルス幅は比例関係であり、出力電圧が大きいほどパルス幅が長くなる設定にしている。つまり、オン時間は小さくなるので、図３（ｉ）のように加熱コイル２の動作周波数が高くなっていく。
【００４３】
時刻Ｔ２では、零電圧検知手段１３のロー出力がマイクロコンピュータ１４に入力されると、図３（ｃ）のように設定電流変動手段１６はカウント数を１増やし、図３（ｄ）の
ように入力電流設定手段１５の出力Ｉｓ１を出力する。このとき、図３（ｅ）のように入力電流検知手段１２の出力より設定電流変動手段１６の出力が大きくなるので、コンパレータ１８の出力はハイとなり、図３（ｆ）のように抵抗１９、コンデンサ２１で設定された時定数で出力電圧が上昇する。パルス発生手段２２は、この出力電圧に応じてパルス幅を長くしていくので、加熱コイル２の動作周波数は低くなっていく。
【００４４】
時刻Ｔ２から時刻Ｔ６では、図３（ｃ）のように零電圧検知手段１３がハイまたはローを出力するたびに、設定電流変動手段１６はカウント数を１ずつ増やしていく。ただし、図３（ｄ）のように入力電流設定手段１５の出力Ｉｓ１をそのまま出力する。このとき、入力電流検知手段１２の出力より設定電流変動手段１６の出力が大きくなるので、コンパレータ１８の出力はハイとなり、図３（ｅ）抵抗１９、コンデンサ２１で設定された時定数で出力電圧が上昇する。パルス発生手段２２は、この出力電圧に応じてパルス幅を長くしていくので加熱コイル２の動作周波数は低くなりつづける。
【００４５】
時刻Ｔ７では、図３（ｂ）のように零電圧検知手段１３のハイ出力がマイクロコンピュータ１４に入力されると、図３（ｃ）のように設定電流変動手段１６のカウント数が所定数Ｔｓ１に達したと判定され、カウント数がゼロにリセットされ、図３（ｄ）のように設定電流変動手段（Ｉｓ１−ｄＩｓ１）をオン時間設定手段１７に出力する。これ以降は時刻Ｔ１から時刻Ｔ７までの動作を繰り返す。
【００４６】
このように、入力電流の設定値を変動させることにより、スイッチング手段６のオン時間を設定するオン時間設定手段１７の出力を変動させることになるので、加熱コイル２の動作周波数を変動させることができる。また、周期的に変動させるので動作周波数の変動を規則的にすることができる。
【００４７】
なお、図３に示すように、入力電流検知手段１２の出力は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ７の期間にＩｓ１に達しないようにした方がよい。Ｉｓ１に達した場合は、オン時間設定手段１７の出力がほぼ一定になるので、加熱コイル２の動作周波数が変動しなくなる。したがって、１つの動作周波数にエネルギーが集中し、不要輻射雑音が増加することになる。
【００４８】
つぎに、図４は、図３の時刻Ｔ０と時刻Ｔ１の期間の一部における炊飯器の動作を示した波形である。一般的に誘導加熱を利用した炊飯器においては、交流電源７の周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に対し、スイッチング手段６のオンオフの周波数は２０ｋＨｚ以上と４００倍以上の高周波である。図４（ａ）はオン時間設定手段１７のアナログ出力電圧波形を示し、図４（ｂ）はパルス発生手段２２の出力波形を示し、図４（ｃ）はスイッチング手段６に流れる電流波形を示し、図４（ｄ）は（ＣＥ）端子の電圧波形と（Ｃ２）端子の電圧波形を示し、図４（ｅ）は同期信号発生手段２３の出力波形を示しており、（ＣＥ）端子の電圧が（Ｃ２）端子の電圧より小さいときにハイを出力し、その所定時間後にパルス発生手段２２がハイ出力になる。図４（ｆ）は加熱コイル２に流れる電流波形を示している。
【００４９】
図４に示すように、本実施の形態の炊飯器では、オン時間設定手段１７の設定時間が少しずつ変化するので、パルス発生手段２２のハイパルス期間が変化することになり、一つの周波数に固定することがなく、不要輻射雑音を分散させることができる。
【００５０】
図５は、本実施の形態の炊飯器の入力電流と加熱コイル２の動作周波数の関係を示したグラフである。このとき、交流電源７の電源電圧はＡＣ１００Ｖ一定である。図５に示すように、入力電流と加熱コイル２の動作周波数はほぼ比例関係にあるので、設定電流変動手段１６により入力電流を周期的に変動させることにより、加熱コイル２の動作周波数を変動させることができる。
【００５１】
図６は、本実施の形態の炊飯器における、周波数と不要輻射雑音の準尖頭値の関係をグラフで示したものである。このグラフでは入力電流の目標値をＩｓ１としている。（ａ）が変動なし、（ｂ）が変動周期Ｔｓ１を４回にしたとき、（ｃ）が変動周期Ｔｓ１を８回にしたとき、（ｄ）が変動周期Ｔｓ１を１２回にしたときを示している。
【００５２】
図６（ａ）の変動なしに対し、変動周期Ｔｓ１を大きくすると周波数範囲が大きくなり、不要輻射雑音が低下する。ただし、変動周期Ｔｓ１を１２回にしたときは、８回のときよりも、動作周波数が低いところで不要輻射雑音が増加している。これは、図３で説明したように、入力電流検知手段１２の出力が、時刻Ｔ２から時刻Ｔ７の期間にＩｓ１に達したため、オン時間設定手段１７の出力がほぼ一定になり、加熱コイル２の動作周波数が変動しなくなったことを示している。つまり、一つの動作周波数にエネルギーが集中し、不要輻射雑音が増加したことを示している。図６（ｄ）のような現象は、変動幅ｄＩｓ１を大きくすることで対策することができる。つまり、オン時間設定手段１７で予め設けられた時定数に対し、十分に大きな変動幅を設けることで、変動周期Ｔｓ１の間に入力電流が設定値Ｉｓ１に達しないようにすることが可能となる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態においては、オン時間設定手段１７は、入力電流検知手段１２と設定電流変動手段１６の出力値に応じて、スイッチング手段６のオン時間を設定するよう構成したので、入力電流を周期的に変動させることにより、加熱コイル２の動作周波数を周期的に変動させることができて、各動作周波数に均等に不要輻射雑音のエネルギーを分散することができ、不要輻射雑音の準尖頭値の低減効果を安定させることができる。また、入力電流を周期的に変動させるので、入力電流の平均値を制御することが容易である。
【００５４】
また、設定電流変動手段１６は、零電圧検知手段１３の出力パルスに同期して入力電流の目標値を所定の振幅で変動させるようにしたので、交流電源７の電圧が低いときに入力電流の目標値を変更することになるので、周波数の急峻な変化により騒音が発生するのを抑えることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２における炊飯器の一部ブロック化した回路図である。
【００５６】
図７に示すように、第１の加熱コイル８１と第２の加熱コイル８２は、別々に加熱できるように分割されている。特に図示しないが、第１の加熱コイル８１は渦巻き状の形状をしており、鍋１の底部に一定の距離で配置し、鍋１の底部と磁気結合している。第２の加熱コイル８２は第１の加熱コイル２の同心円状の外側に配置され、鍋１の側面部と磁気結合している。
【００５７】
第１の共振コンデンサ８３は第１の加熱コイル８１に並列接続し、第２の共振コンデンサ８４は第２の加熱コイル８２に並列接続している。本実施の形態では、第１の共振コンデンサ８３および第２の共振コンデンサ８４は、高周波電流が流れても損失の少ないポリプロピレンコンデンサを使用している。
【００５８】
第１のスイッチング手段８５および第２のスイッチング手段８６は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子と、この半導体素子に逆接続した逆接続ダイオードで構成している。ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴは耐圧が高く、高周波のスイッチングが可能で、ゲート端子に電圧を印加することで大電流を流すことができ、パワートランジスタに比べ省電力で大電流を流すことができるという利点がある。なお、本実施の形態ではＩＧＢＴを使用している。
【００５９】
マイクロコンピュータ８７は入力電流設定手段８８と設定電流変動手段８９を構成している。入力電流設定手段８８は第１の加熱コイル８１を駆動するときの入力電流の設定値Ｉｓ８１と第２の加熱コイル８２を駆動するときの入力電流の設定値Ｉｓ８２を予めマイクロコンピュータ８７内部のＲＯＭに記憶することで構成している。設定電流変動手段８９は第１の加熱コイル８１を駆動するときの入力電流の第１の変動幅ｄＩｓ８１と第１の変動周期Ｔｓ８１、第２の加熱コイル８２を駆動するときの入力電流の第２の変動幅ｄＩｓ８２と第２の変動周期Ｔｓ８２を予めマイクロコンピュータ８７内部のＲＯＭに記憶することで構成している。ここで、第２の変動周期Ｔｓ８２は第１の変動周期Ｔｓ８１より長くしている。
【００６０】
また、第１の加熱コイル８１を駆動するときの第１の入力電流の最大値は、第２の加熱コイル８２を駆動するときの第２の入力電流の最大値より大きくしている。第１の駆動回路９０、第２の駆動回路９１は図１の駆動回路２４と同様の構成なので、ここでは省略する。他の構成は上記実施の形態１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【００６１】
上記構成において動作を説明する。第２の加熱コイル８２は鍋１の側面部に配置されているため、側面側から不要輻射雑音が漏れ、不要輻射雑音が大きくなる。一方、不要輻射雑音の準尖頭値は、上記実施の形態１において、図６に示すように、変動周期が長いほど、不要輻射雑音の準尖頭値が小さくなることから、不要輻射雑音の大きい方の第２の加熱コイル８２の駆動時に第２の変動周期Ｔｓ８２を長くすることで、より効果的に不要輻射雑音を低減することができる。
【００６２】
また、第１の加熱コイル８１を駆動する時の設定値Ｉｓ８１に対し、第２の加熱コイル８２を駆動するときの設定値Ｉｓ８２を小さくし、不要輻射雑音が大きい第２の加熱コイル８２の電流を抑え、不要輻射雑音の小さい第１の加熱コイル８１の電流を大きくすることで、不要輻射雑音を抑えながら、鍋を加熱するエネルギーを十分に得ることができる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態においては、設定電流変動手段１６は、第１加熱コイル８１を駆動するときに使用する第１の変動周期Ｔｓ８１と、第２の加熱コイル８２を駆動するときに使用する第２の変動周期Ｔｓ８２とを有し、第２の変動周期Ｔｓ８２は第１の変動周期Ｔｓ８１より長くしたので、第２の加熱コイル８２の入力電流の変動幅を大きくすることができて、第２の加熱コイル８２の動作周波数の変動幅を大きくでき、側面方向の漏れ磁束が多い第２の加熱コイル８２の不要輻射雑音の準尖頭値の低減効果を安定させることができる。
【００６４】
また、第１の加熱コイル８１を駆動するときの第１の入力電流の最大値は、第２の加熱コイル８２を駆動するときの第２の入力電流の最大値より大きくしたので、側面方向の漏れ磁束が多い第２の加熱コイル８２の不要輻射雑音を抑えるとともに、側面方向の漏れ磁束が少ない第１の加熱コイル８１を用いて鍋に十分な高周波電力を供給することができる。
【００６５】
（実施の形態３）
図１に示す設定電流変動手段１６は、零電圧検知手段１３の出力パルス数が所定値になると入力電流の目標値を所定の振幅で変動させ、交流電源７の周波数に応じて上記出力パルス数の所定値を変更するようにしている。他の構成は上記実施の形態１または２と同じである。
【００６６】
上記構成において動作を説明する。マイクロコンピュータ１４は、零電圧検知手段１３のハイ出力の入力回数をカウントし、１秒間に６０回入力した場合は、交流電源７の周波
数が６０Ｈｚであると判断し、１秒間に５０回入力した場合は、交流電源７の周波数が５０Ｈｚであると判断する。
【００６７】
設定電流変動手段１６は、第１の電流設定置Ｉｓ１に対して、第１の変動幅ｄＩｓ１、第１の変動周期Ｔｓ１と、第４の変動幅ｄＩｓ４、第４の変動周期Ｔｓ４の２つのデータを記憶している。そして、マイクロコンピュータ１４が交流電源７の周波数が６０Ｈｚであると判断した場合は、第１の変動幅ｄＩｓ１、第１の変動周期Ｔｓ１のデータに応じて、零電圧検知手段１３のハイ出力の回数が第１の変動周期Ｔｓ１に達するとハイ出力の期間、第１の電流設定置Ｉｓ１から第１の変動幅ｄＩｓ１を引いた値を８ビットデータとして出力し、ＤＡ変換器を介してオン時間設定手段１７に出力する。
【００６８】
逆に、マイクロコンピュータ１４が交流電源７の周波数が５０Ｈｚであると判断した場合は、第４の変動幅ｄＩｓ４、第４の変動周期Ｔｓ４のデータに応じて、零電圧検知手段１３のハイ出力の回数が第４の変動周期Ｔｓ４に達するとハイ出力の期間、第１の電流設定置Ｉｓ１から第４の変動幅ｄＩｓ４を引いた値を８ビットデータとして出力し、ＤＡ変換器を介してオン時間設定手段１７に出力する。
【００６９】
ここで、零電圧検知手段１３のハイ出力の回数は、交流電源７の周波数が６０Ｈｚの場合は１秒間に６０回、交流電源７の周波数が５０Ｈｚの場合は１秒間に５０回であるので、６０Ｈｚ時のハイ出力が６回出力されるまでの時間と５０Ｈｚ時のハイ出力が５回出力されるまでの時間は等しくなる。
【００７０】
したがって、第１の変動幅ｄＩｓ１と第４の変動幅ｄＩｓ４の値を等しくし、かつ、第１の変動周期Ｔｓ１と第４の変動周期Ｔｓ４との関係を、
Ｔｓ４＝５／６×Ｔｓ１
とすることで、交流電源７の周波数が６０Ｈｚの場合の零電圧検知手段１３のハイ出力の回数が第１の変動周期Ｔｓ１になるまでの時間と、交流電源７の周波数が５０Ｈｚの場合の零電圧検知手段１３のハイ出力の回数が第４の変動周期Ｔｓ４になるまでの時間が等しくなる。
【００７１】
したがって、交流電源７の周波数が６０Ｈｚの場合と５０Ｈｚの場合とで、変動幅と変動周期が同じになるので、交流電源７の周波数に関係なく、設定電流変動手段１６は入力電流を一定周期で変動させることができる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態においては、設定電流変動手段１６は、零電圧検知手段１３の出力パルス数が所定値になると入力電流の目標値を所定の振幅で変動させ、交流電源７の周波数に応じて上記出力パルス数の所定値を変更するようにしたので、交流電源７の周波数が５０Ｈｚの地域と６０Ｈｚの地域で不要輻射雑音の差が生じないようにすることができる。
【００７３】
（実施の形態４）
図１に示す入力電流設定手段１５は、少なくとも２つの入力電流の目標値を有し、設定電流変動手段１６は入力電流の目標値が大きいときには小さいときよりも目標値を変動させる周期を長くしている。他の構成は上記実施の形態１または２と同じである。
【００７４】
上記構成において図８を参照しながら動作を説明する。図８は本実施の形態の炊飯器における周波数と不要輻射雑音の準尖頭値の関係を示している。図８では変動幅ｄＩｓ１、ｄＩｓ２、ｄＩｓ３をすべてゼロにしている。
【００７５】
図８にて、（ａ）は電流設定値がＩｓ１のとき、（ｂ）は電流設定値がＩｓ２のとき、
（ｃ）は入力電流の目標値がＩｓ３のときを示しており、Ｉｓ１、Ｉｓ２、Ｉｓ３の大小関係はＩｓ１＞Ｉｓ２＞Ｉｓ３となっている。
【００７６】
本実施の形態の炊飯器では、不要輻射雑音は入力電流が大きいほど大きくなる。したがって、図８に示すように、入力電流の目標値の変動周期Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３の関係をＴｓ１＞Ｔｓ２＞Ｔｓ３とすることで、不要輻射雑音の準尖頭値を均一に下げることができる。
【００７７】
また、誘導加熱を利用した炊飯器では、実験的に加熱コイル２の動作周波数（２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚ）の一部の周波数領域で鍋２が騒音を発生する現象が確認されている（本実施の形態では、この周波数領域を鍋なり周波数領域と呼ぶことにする）。入力電流の目標値の大きさに合わせて変動周期を変更することで変更しない場合よりも、加熱コイル２の動作周波数の範囲を狭くすることができるので、鍋なり周波数領域に加熱コイル２の動作周波数が入らないようにすることができる。
【００７８】
以上のように、本実施の形態においては、入力電流設定手段１５は、少なくとも２つの入力電流の目標値を有し、設定電流変動手段１６は入力電流の目標値が大きいときには小さいときよりも目標値を変動させる周期を長くしたので、加熱コイル２に流れる電流が大きく、加熱コイル２からの漏れ磁束が増加するときでも確実に不要輻射雑音の準尖頭値を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、入力電流を周期的に変動させることにより、加熱コイルの動作周波数を周期的に変動させることができて、各動作周波数に均等に不要輻射雑音のエネルギーを分散することができ、不要輻射雑音の準尖頭値の低減効果を安定させることができるので、鍋を加熱コイルにより誘導加熱する炊飯器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図２】同炊飯器の断面図
【図３】同炊飯器の要部動作波形図
【図４】同炊飯器の別の要部動作波形図
【図５】同炊飯器の入力電流と加熱コイルの動作周波数の関係を示す特性図
【図６】同炊飯器の入力電流の変動周期を変えた場合の動作周波数と不要輻射雑音の関係を示す特性図
【図７】本発明の実施の形態２における炊飯器の一部ブロック化した回路図
【図８】本発明の実施の形態４における炊飯器の入力電流の設定値を変えた場合の動作周波数と不要輻射雑音の関係を示す特性図
【符号の説明】
【００８１】
１  鍋
２  加熱コイル
５  共振コンデンサ
６  スイッチング手段
７  交流電源
８  整流手段
１２  入力電流検知手段
１５  入力電流設定手段
１６  設定電流変動手段
１７  オン時間設定手段
【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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