(57)【要約】【課題】底誘導加熱コイルを寸法精度高く成形し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上をはかった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、導体上に絶縁層を有する素線２０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を複数撚り合わせた第２の集合線２２により構成し、第２の集合線２２における第１の集合線２１の撚りピッチを、第１の集合線２１における素線２０の撚りピッチより大きくしたものである。これによって、直径の小さい素線２０を用いて底誘導加熱コイル６を成形しても、成形時に素線のバラケなどがなく結合よく成形することができ、底誘導加熱コイル６を容易にかつ寸法精度を高く成形することを実現するとともに、表皮効果の効能を活かすことを実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上をはかることができるものである。【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２の集合線における第１の集合線の撚りピッチを、第１の集合線における素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、成形時に素線が断線するという問題が発生する。この断線を防止するために素線の直径に対応した巻き付け力を調整する方法をとると、成形時の素線のバラケなどにより成形性の悪化や、底誘導加熱コイル成形品の寸法精度の悪化、製造リードタイムの増加などの新たな問題が発生する。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、底誘導加熱コイルを容易にかつ寸法精度を高く成形することを実現するとともに、表皮効果の効能を活かすことを実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上をはかった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た第２の集合線により構成し、第２の集合線における第１の集合線の撚りピッチを、第１の集合線における素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、直径の小さい素線を用いて底誘導加熱コイルを成形しても、成形時に素線のバラケなどがなく結合よく成形することができ、底誘導加熱コイルを容易にかつ寸法精度を高く成形することを実現するとともに、表皮効果の効能を活かすことを実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上をはかることができるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の炊飯器は、底誘導加熱コイルを容易にかつ寸法精度を高く成形することを実現するとともに、表皮効果の効能を活かすことを実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上をはかることができるものである。
【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２の集合線における第１の集合線の撚りピッチを、第１の集合線における素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、直径の小さい素線を用いて底誘導加熱コイルを成形しても、成形時に素線のバラケなどがなく結合よく成形することができ、底誘導加熱コイルを容易にかつ寸法精度を高く成形することを実現するとともに、表皮効果の効能を活かすことを実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上をはかることができるものである。
【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１７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と内鍋温度検知手段７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８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９を配置している。蓋体１０は炊飯器本体１上部を開閉自在に覆っており、蓋体１０が閉じている状態では、フックレバー１１により炊飯器本体１に支持されている。蓋体１０の下部には、蓋加熱板１２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１３と蓋温度検知手段である蓋センサー１４を配設している。蓋加熱板１２には、内鍋フランジ部１５と当接する内鍋シールパッキン１６を配置し、内鍋４内の調理物１７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１８は、内鍋温度検知手段７と蓋センサー１４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１８により、内鍋４内の調理物１７を炊飯および保温を行っている。なお、調理物１７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１８の下方には、制御手段１８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１９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１７）を炊飯し、炊飯終了前になると、側面誘導加熱コイル９、蓋誘導加熱コイル１３にも電流を供給し、内鍋４側面部、内鍋フランジ部１５および蓋加熱板１２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９、蓋誘導加熱コイル１３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１７）温度を安定させ、更に内鍋４側面部、内鍋フランジ部１５および蓋加熱板１２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２０ａ上にこれを覆って絶縁層２０ｂと融着層２０ｃを順次有した素線２０（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２２により構成している（図３）。第２の集合線２２は渦巻状に巻線されているものである。そして、第２の集合線２２における第１の集合線２１の撚りピッチを、第１の集合線２１における素線２０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２０の導体２０ａ部分の直径は０．１〜０．３ｍｍである。この素線２０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２０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２０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１８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２０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の撚りピッチを短くし、各素線２０間の結合を密にし、第１の集合線２１のバラケおよび断線を防止している。このように第１の集合線２１を成形することで、第２の集合線２２を成形する際にも第１の集合線２１がバラケたり、断線したりすることがないため、容易かつ寸法精度高く底誘導加熱コイル６を成形でき、更には底誘導加熱コイル６の成形時における巻き力の調整値にも自在性が得られ、結果として成形性が向上する。
【００２５】
しかしながら、前述のように第１の集合線２１の撚りピッチを短くすると、第１の集合線２１のみで考えた場合、第１の集合線２１に高周波電流が流れた際、各素線２０間の結合が密なため、各素線２０間の近接効果により第１の集合線２１の実効抵抗が増加してしまう場合がある。更に、前述のように成形された第１の集合線２１を第１の集合線２１を形成する素線２０と同様のピッチもしくは短いピッチで撚ってしまうと、第２の集合線２２に高周波電流が流れた際、今度は各第１の集合線２１間の結合が密なため、各第１の集合線２１間で近接効果を起し、第２の集合線２２の実効抵抗を増加させてしまい、成形された底誘導加熱コイル６は、高周波電流が流れた際、第１の集合線２１と第２の集合線２２の、それぞれの実効抵抗の増加を含んだものとなってしまう場合がある。この前述記載の事柄は、底誘導加熱コイル６を形成する導体２０ａ上に絶縁層２０ｂを有する素線２０の直径を小さくかつ本数を増加し、所定の表面積を得ることにより得られる表皮効果の利用するという本来の狙いと相反するものである。
【００２６】
ところが、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２の集合線２２における第１の集合線２１の撚りピッチを、第１の集合線２１における素線２０の撚りピッチより大きくしたことにより、第２の集合線２２に高周波電流が流れた際、第２の集合線２２の近接効果による実効抵抗の増加よりも表皮効果による実効抵抗の減少効果の方が上回り、内鍋４への加熱効率の増加、底誘導加熱コイル６の自己発熱の減少効果などを得ることができる。また、成形性という観点では、第２の集合線２２における第１の集合線２１の撚りピッチを大きくすることで、隣接する集合線どおしの接触面積が大きくなるため、融着しやすく、底誘導加熱コイル６の形状を安定させ、寸法精度の高い底誘導加熱コイル６を成形することができる。
【００２７】
なお、底誘導加熱コイル６の素線２０の断線およびバラケは、主に第１の集合線２１の成形時に発生するため、例えば、成形性を重視する際は、第１の集合線２１における素線２０の撚りピッチを小さくし、第２の集合線２２における第１の集合線２１の撚りピッチは、求める表皮効果による効能および求める底誘導加熱コイルの寸法精度にあわせ、臨機応変に決定するとよい。
【００２８】
また、第１の集合線２１における素線２０の撚り方向と、第２の集合線２２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２２がバラケず、更に結合よく成形することができる。
【００２９】
このように、底誘導加熱コイル６は、底誘導加熱コイル６を形成する素線２０の直径を小さくして素線２０数を多くしても底誘導加熱コイル６の成形性が著しく低下することはないため、第１の集合線２１における素線２０数を２７本、第２の集合線２２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２０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の自己発熱を抑制と内鍋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ため、そのような観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１９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。
【００３０】
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、内鍋温度検知手段７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。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。
【００３１】
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２０の本数、直径、各集合線２１、２２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適宜決定されるものである。
【００３２】
上記記載のような各集合線２１、２２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底部および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１７（お米）に適切な熱対流を発生させ、内鍋４内の調理物１７（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。
【００３３】
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との位置関係や誘導加熱コイル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。しかし、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のコーナーである底部側面部の形状も容易かつ安定した寸法精度で成形することを実現できる。このようにして、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。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、側面誘導加熱コイル９および蓋誘導加熱コイル１３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】
【００３５】
以上のように、本発明にかかる炊飯器は、底誘導加熱コイルを容易にかつ寸法精度を高く成形することを実現するとともに、表皮効果の効能を活かすことを実現し、高効率化およびコンパクト化、更には炊飯性能の向上をはかることができるものであるので、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】
【００３６】
【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】
【００３７】
１  炊飯器本体
４  内鍋
５  保護枠
６  底誘導加熱コイル
１７  調理物
２０  素線
２０ａ  導体
２０ｂ  絶縁層
２１  第１の集合線
２２  第２の集合線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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