(57)【要約】【課題】多くの素線を有する底誘導加熱コイルの成形を実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上を実現する炊飯器を提供することを目的とする。【解決手段】底誘導加熱コイル６は、導体２２ａ上に絶縁層２２ｂを有する素線２２を複数撚り合わせて第１の集合線２１を形成するとともに、この第１の集合線２１を複数撚り合わせて形成した第２の集合線２３により構成し、第１の集合線２１における素線２２の撚りピッチを、第２の集合線２３における第１の集合線２１の撚りピッチより大きくしたものである。これによって、素線２２どおしの接触面積を大きくし、素線２２間の融着を強固にして、安定した特性および形状を有する底誘導加熱コイル６を成形するとともに、多くの素線２２を有する底誘導加熱コイル６の成形を実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上を実現することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炊飯器本体と、前記炊飯器本体に着脱自在に収納される内鍋と、前記内鍋内の調理物を誘導加熱するために保護枠に配置した底誘導加熱コイルとを備え、前記底誘導加熱コイルは、導体上に絶縁層を有する素線を複数撚り合わせて第１の集合線を形成するとともに、この第１の集合線を複数撚り合わせて形成した第２の集合線により構成し、第１の集合線における素線の撚りピッチを、第２の集合線における第１の集合線の撚りピッチより大きくした炊飯器。
【請求項２】
第１の集合線における素線の撚り方向と、第２の集合線における第１の集合線の撚り方向が反対である請求項１に記載の炊飯器。
【請求項３】
底誘導加熱コイル形状は、渦巻状に巻き線し、内鍋の底部および底部側面部に対向するように配設した請求項１または２に記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱コイルを有する誘導加熱方式の炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱方式の炊飯器における原理は、加熱源となる誘導加熱コイルに高周波電力を通電し、誘導加熱コイルに高周波磁界を発生させる。その発生した高周波磁界により、誘導加熱コイル近傍に配設されている内鍋に渦電流を発生させることでジュール熱による内鍋の加熱を行い、内鍋に収納されたお米などの調理物を加熱調理するものである。
【０００３】
この誘導加熱方式の炊飯器は、強い火力の実現、高い熱応答性（制御性）という誘導加熱方式により得られる利点を活かし、近年の炊飯器における炊飯性能の向上に寄与している。また、この誘導加熱方式は、内鍋自体を加熱する方式であるため、極めて熱効率が高く（８０％以上）、省エネルギー効果を実現できる利点も有する。
【０００４】
近年、このような誘導加熱方式の炊飯器において、素線の直径を０．４ｍｍ以下にし、この素線を複数本撚り合わせた集合線を渦巻状に巻線して底誘導加熱コイルを構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この底誘導加熱コイルは、素線の導体部分の直径を０．４ｍｍ以下にすることにより、導体部分の表面から中心までの距離が短くなる。このため、導体に高周波電流が流れる際、導体の表面層に集中して電流が流れるという表皮効果が発生する。この表皮効果により、素線導体部分の直径を小さくかつ素線の本数を増加し所定の表面積を得ることにより、底誘導加熱コイルの自己発熱を抑え、かつ内鍋への加熱効率を向上させることができる。この表皮効果を利用して、炊飯器の更なる高効率化と誘導加熱コイルの自己発熱抑制をすることによる炊飯器のコンパクト化の実現をはかっている。
【特許文献１】特開平９−１５４７１４号公報
【発明の開示】
【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、直径の小さい素線を用いて底誘導加熱コイルを成形すると、素線の断線やバラケという問題が発生する。この断線やバラケを防止するためには、素線の撚りピッチを短くし成形するという方法もあるが、この方法で成形を行うと撚った素線どおしの接触面積が減少してしまい、誘導加熱コイルの融着工程にて、素線間の融着が不完全な状態のものが発生する場合があった。素線間の融着が不完全であると、誘導加熱コイルの特性値（高周波抵抗、直流抵抗、インダクタンスなど）のばらつき、誘導加熱コイルの融着の不完全な部位からの素線の断線やバラケが発生してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、素線どおしの接触面積を大きくし、素線間の融着を強固にして、安定した特性および形状を有する底誘導加熱コイルを成形するとともに、多くの素線を有する底誘導加熱コイルの成形を実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上を実現す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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、底誘導加熱コイルは、導体上に絶縁層を有する素線を複数撚り合わせて第１の集合線を形成するとともに、この第１の集合線を複数撚り合わせて形成した第２の集合線により構成し、第１の集合線における素線の撚りピッチを、第２の集合線における第１の集合線の撚りピッチより大きくしたものである。
【０００９】
これによって、素線どおしの接触面積を大きくし、素線間の融着を強固にして、安定した特性および形状を有する誘導加熱コイルを成形するとともに、多くの素線を有する誘導加熱コイルの成形を実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の炊飯器は、安定した特性および形状を有する誘導加熱コイルを成形するとともに、多くの素線を有する誘導加熱コイルの成形を実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、炊飯器本体と、前記炊飯器本体に着脱自在に収納される内鍋と、前記内鍋内の調理物を誘導加熱するために保護枠に配置した底誘導加熱コイルとを備え、前記底誘導加熱コイルは、導体上に絶縁層を有する素線を複数撚り合わせて第１の集合線を形成するとともに、この第１の集合線を複数撚り合わせて形成した第２の集合線により構成し、第１の集合線における素線の撚りピッチを、第２の集合線における第１の集合線の撚りピッチより大きくした炊飯器とするものである。これにより、素線どおしの接触面積を大きくし、素線間の融着を強固にして、安定した特性および形状を有する誘導加熱コイルを成形するとともに、多くの素線を有する誘導加熱コイルの成形を実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上を実現することができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明において、第１の集合線における素線の撚り方向と、第２の集合線における第１の集合線の撚り方向が反対であることにより、底誘導加熱コイルの成形性の向上、寸法精度の向上が実現できるとともに成形性が向上することから、多くの素線を有する底誘導加熱コイルの成形を実現することができる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、底誘導加熱コイル形状は、渦巻状に巻き線し、内鍋の底部および底部側面部に対向するように配設したことにより、内鍋の底部および底部側面部から内鍋の調理物に適切な熱対流を発生させ、調理物に適切な加熱を実現し、炊飯性能を向上することができる。
【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）
図１〜図３は、本発明の実施の形態における炊飯器を示すものである。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態における炊飯器は、炊飯器本体１と、前記炊飯器本体１に着脱自在に収納される内鍋４と、前記内鍋４内の調理物１８を誘導加熱するために保護枠５に配置した底誘導加熱コイル６とを備えている。
【００１７】
前記炊飯器本体１は、ボディ２および上枠３から構成しており、その内部に内鍋４を着脱自在に収納する保護枠５を設け、保護枠５の下方には内鍋加熱手段である底誘導加熱コイル６を配置し、底誘導加熱コイル６の外側には、内鍋４の底部の底誘導加熱コイル６と内鍋４の底部側面部の底誘導加熱コイル６間を磁気結合する目的でフェライト７を配置している。保護枠５の下方には、内鍋４と当接し、内鍋４の温度検知をする内鍋温度検知手段である底センサー８を配置している。内鍋４は上枠３に配設している上枠キャップ９により支持され、底誘導加熱コイル６との距離を保っている。内鍋４の側面部には、内鍋側面部加熱手段である側面誘導加熱コイル１０を配置している。蓋体１１は炊飯器本体１上部を開閉自在に覆っており、蓋体１１が閉じている状態では、フックレバー１２により炊飯器本体１に支持されている。蓋体１１の下部には、蓋加熱板１３を配置し、内部には、蓋加熱板加熱手段である蓋誘導加熱コイル１４と蓋温度検知手段である蓋センサー１５を配設している。蓋加熱板１３には、内鍋フランジ部１６と当接する内鍋シールパッキン１７を配置し、内鍋４内の調理物１８が加熱されることにより発生する蒸気などが漏れないようシールしている。
【００１８】
制御手段１９は、底センサー８と蓋センサー１５の温度情報を基に各加熱コイルへの電流供給量を制御し、内鍋４への加熱量を調整する炊飯および保温シーケンスを有する。この制御手段１９により、内鍋４内の調理物１８を炊飯および保温を行っている。なお、調理物１８とは炊飯前の米と水または炊き上がったご飯などである。制御手段１９の下方には、制御手段１９を構成する制御部品および炊飯器本体１内部配設部品、炊飯器本体１内部雰囲気を冷却するために、炊飯器本体１外部の空気を供給する冷却ファン２０を配設している。
【００１９】
そして、図１に示す炊飯器は、炊飯時には、底誘導加熱コイル６に多量に電流を供給して内鍋４を加熱し、内鍋４内の米（調理物１８）を炊飯し、炊飯終了前になると、側面誘導加熱コイル１０、蓋誘導加熱コイル１４にも電流を供給し、内鍋４側面部、内鍋フランジ部１６および蓋加熱板１３への露付着を防いでいる。また、保温時には、底誘導加熱コイル６、側面誘導加熱コイル１０、蓋誘導加熱コイル１４に電流の供給量とタイミングを調整しながら、内鍋４内のご飯（調理物１８）温度を安定させ、更に内鍋４の側面部、内鍋フランジ部１６および蓋加熱板１３への露付着を防いでいる。
【００２０】
次に、図２、図３に基づき、底誘導加熱コイル６について説明する。
【００２１】
底誘導加熱コイル６は、導体２２ａ上にこれを覆って絶縁層２２ｂと融着層２２ｃを順次有した素線２２（図２）を複数撚り合わせて第１の集合線２１を形成するとともに、この第１の集合線２１を複数撚り合わせて形成した第２の集合線２３により構成している（図３）。第２の集合線２３は渦巻状に巻線されているものである。そして、第１の集合線２１における素線２２の撚りピッチを、第２の集合線２３における第１の集合線２１の撚りピッチより大きくしているものである。
【００２２】
ここで、図２に示す素線２２の導体２２ａ部分の直径は０．１〜０．３ｍｍである。この素線２２の径は、まず表皮効果の深さδを次式に基づいて決定し、
δ＝（１／（πｆμｋ）１／２）
（δ：表皮効果深さ、ｆ：発振周波数（Ｈｚ）、μ：非透磁率（Ｈ／ｍ）、ｋ：導電率（Ω−１／ｍ））
そのδの値から表皮効果の効能を得るに最適な素線２２の直径を上記値（０．１〜０．３ｍｍ）に決定している。
【００２３】
なお、本実施の形態の炊飯器においては、素線２２に直径が０．１ｍｍ以下になると発振周波数を大きく設定する必要があり、それに伴い制御手段１９に搭載されている制御部品のスイッチングロスの発生による加熱効率の悪化の問題が発生し、０．３ｍｍ以上になると底誘導加熱コイル６の実効抵抗の増加による底誘導加熱コイル６の自己発熱による加熱効率の悪化などの問題が発生する。
【００２４】
このように直径の小さい素線２２は底誘導加熱コイル６の成形時に非常にバラケやすくかつ断線しやすいため、第１の集合線２１の撚りピッチを大きくし（素線２２がバラケない程度）、各素線２２どおしの接触面積を大きくする。この構成をとることで、底誘導加熱コイル６融着工程後において、素線２２どおしの融着がより強固になり、素線２２の本数を多くしても成形後に素線２２がバラケたり断線したりすることは大幅に減少する。
【００２５】
しかしながら、前述のように第１の集合線２１の撚りピッチを素線２２がバラケない程度に大きくしたとしても、底誘導加熱コイル６の形状が複雑な場合や形状が限定されている場合（幅、厚み、ターン数など）には、成形時における巻き力の調整値の自由度が少なくなり、成形時の巻き力の値によっては、融着工程前の成形時に素線２２のバラケの可能性がある。
【００２６】
そこで、本実施の形態の炊飯器に搭載している底誘導加熱コイル６は、第１の集合線２１の撚りピッチを第２の集合線２３の撚りピッチより大きくして成形している。このように成形することで、第２の集合線２３を構成している第１の集合線２１どおしの結合が密になり、融着工程以前の成形時に第１の集合線２１を構成する素線２２がバラケたり断線することはなく、成形性が向上する。
【００２７】
また、第１の集合線２１における素線２２の撚り方向と、第２の集合線２３における第１の集合線２１の撚り方向を反対にし、底誘導加熱コイル６を成形すると、更に第１の集合線２１と第２の集合線２３がバラケたりすることなく、更に結合よく成形することができ、更に成形性も向上の効果を促進する。以上のように、構成することで安定した特性および形状を有する底誘導加熱コイル６を成形できるとともに多くの素線を有する底誘導加熱コイル６の成形を実現している。なお、第２の集合線２３の撚りピッチの設定は、底誘導加熱コイル６に高周波電流が流れた際に、第２の集合線２３の撚りピッチを小さくすることで、第２の集合線２３を構成する第１の集合線２１間の結合が密になることにより、発生する近接効果による実効抵抗の上昇作用が、第１の集合線２１の素線２２数を増加させることにより得られる表面積の増加による実効抵抗の減少作用を上回らないようにし、表皮効果の効能を得られるよう設定する必要がある。
【００２８】
前述のように、底誘導加熱コイル６は、上述の効果を得られるように第１の集合線２１における素線２２数を２７本、第２の集合線２３における第１の集合線２１数を１４本で成形している。このように多くの素線２２で底誘導加熱コイル６を形成することで、底誘導加熱コイル６の表面積を増加させることができ、表皮効果の効能が得られ、底誘導加熱コイル６の自己発熱の抑制と内鍋４加熱の高効率化を実現することができる。このことにより、底誘導加熱コイル６を炊飯器本体１内部に配設する際に、底誘導加熱コイル６の温度上昇を考慮し、底誘導加熱コイル６の放熱性をよくするための空間および空気通路を設ける必要がなく、炊飯器本体１をコンパクトに設計することを実現できる。更には、前述のように成形性が優れているため、底誘導加熱コイル６の形状を、炊飯器本体１内部の設置場所が少ない場合においても、必要とするコイル特性（直流抵抗、高周波抵抗、Ｌ値）を大きく変えることなくコンパクトに成形できる。このため、この点からも炊飯器本体１をコンパクトに設計することを実現できる。同時に底誘導加熱コイル６を冷却するために、必要以上に冷却ファン２０の回転数を上げることなく使用できるので、炊飯器本体１の騒音という問題の発生も回避できる。更には、炊飯器本体１内部の雰囲気温度が底誘導加熱コイル６の放射熱により上昇させられることを回避できるので、底センサー８が炊飯器本体１内部の雰囲気温度の影響を受けることなく内鍋４温度を検知することができ、より正確な温度検知を実現し、炊飯性能の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、内鍋４加熱の高効率化を実現できることから、炊飯器本体１使用時の消費電力量を減少することができ、省エネ効果も得ることができる。なお、底誘導加熱コイル６を形成する第１の集合線２１における素線２２の本数、直径、各集合線の撚りピッチなどは、上記実施の形態に限定させるものでなく、成形性、回路設計、効率などの様々な因子を考慮し決定されるものである。
【００３０】
上記のような各集合線で形成された底誘導加熱コイル６は、図１に示すように渦巻状に巻き線し、内鍋４の底部および内鍋４の底部側面部（コーナー部）それぞれに対向するように２分割している。内鍋４の底部および内鍋４の底部側面部を覆うように底誘導加熱コイル６を配設することで、内鍋４内の調理物１８（お米）に適切な熱対流を発生させ、内鍋４内の調理物１８（お米）に適切な加熱を実現し、炊飯性能を向上することを実現している。炊飯性能は、内鍋４内の熱対流と密接な関係を有しており、炊飯性能を向上させるための一つの手段として、内鍋４内の熱対流を調整する方法がある。内鍋４内の熱対流は、内鍋４と内鍋４の加熱手段である底誘導加熱コイル６との位置関係や底誘導加熱コイル６の形状により調整可能である。例えば、底誘導加熱コイル６の配設位置、内鍋４の配設位置および形状、フェライト形状、配設位置が固定されているとき、内鍋４内の熱対流の調整要素は底誘導加熱コイル６の形状のみとなる。本実施の形態の炊飯器に搭載する底誘導加熱コイル６は、前述のようにその成形性が優れているため、求める熱対流に対応した底誘導加熱コイル６の形状を容易に成形することができる。特に、炊飯器の底誘導加熱コイル６において、成形および形状安定の困難とされている内鍋４の底部側面部の形状も安定した寸法精度で成形することを実現できる。
【００３１】
このようにして、本実施の形態の炊飯器は、底誘導加熱コイル６形状を変更し、求める炊飯性能に対して適切な熱対流を実現し、炊飯性能の向上を実現している。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、側面誘導加熱コイル１０および蓋誘導加熱コイル１４には撚り線を用いていないが、必要に応じて底誘導加熱コイル６と同様な構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、安定した特性および形状を有する誘導加熱コイルを成形するとともに、多くの素線を有する誘導加熱コイルの成形を実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上を実現することができるので、家庭用または業務用の炊飯器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態における炊飯器の一部を切欠断面にした側面図
【図２】同炊飯器における底誘導加熱コイルの素線を示す断面図
【図３】同炊飯器における底誘導加熱コイルの要部断面図
【符号の説明】
【００３５】
１  炊飯器本体
４  内鍋
５  保護枠
６  底誘導加熱コイル
１８  調理物
２２  素線
２２ａ  導体
２２ｂ  絶縁層
２１  第１の集合線
２３  第２の集合線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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