(57)【要約】【課題】冷却ファンを大型化することなく、加熱コイルの巻線の温度グレードを上げることなく、加熱コイルを十分に冷却することができる炊飯器を提供する。【解決手段】外ケース４と、外ケース４内に設けられ、内釜２が着脱自在に収容される内ケース５と、内ケース５の底部に設けられた加熱コイル６と、少なくとも整流回路およびインバーター回路が実装された電源基板２０と、電源基板２０が収納された基板ケース３２と、加熱コイル６および電源基板２０を冷却するための冷却ファン２９とを備え、冷却ファン２９を、冷却ファン２９の中心軸が電源基板２０の基板面より加熱コイル６側に位置するように外ケース４の底部上に配置し、冷却ファン２９によって供給される冷却風のうち少なくとも半分の冷却風が加熱コイル６に流れるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有する外ケースと、
前記外ケース内に設けられ、調理容器が着脱自在に収容される内ケースと、
前記外ケースの上部に開閉自在に設けられた蓋体と、
前記内ケースの底部に設けられ、調理物が収納された調理容器を加熱する誘導加熱手段と、
前記外ケースと前記内ケースの間に設けられ、少なくとも商用電源の交流電力を整流する整流回路および該整流回路の出力を所定周波数の交流電力に変換して前記誘導加熱手段に供給するインバーター回路が実装された電源基板と、
前記誘導加熱手段および前記電源基板を冷却するための冷却ファンとを備え、
前記冷却ファンによって供給される冷却風のうち少なくとも半分の冷却風が前記誘導加熱手段に流れるようにしたことを特徴とする炊飯器。
【請求項２】
前記冷却ファンは、該冷却ファンの中心軸が前記電源基板の基板面より前記誘導加熱手段側に位置するように前記外ケースの底部上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
【請求項３】
前記インバーター回路は、少なくとも１つの半導体スイッチング素子により構成され、
前記整流回路及び前記半導体スイッチング素子の何れか一方あるいは両方をワイドバンドギャップ半導体で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の炊飯器。
【請求項４】
前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料あるいはダイヤモンドであることを特徴とする請求項３記載の炊飯器。
【請求項５】
前記整流回路および前記半導体スイッチング素子に取り付けられ、該整流回路及び半導体スイッチング素子から発せられる熱を放熱するための放熱部材と、
前記外ケースの底部と対向する下部に前記冷却ファンからの冷却風が流入する開口部を有し、その開口部から流入する冷却風を流出可能に略矩形箱状に構成され、その側板に前記放熱部材が接触するように前記電源基板が収納された基板ケースと
を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の炊飯器。
【請求項６】
前記外ケースの側板とで前記基板ケースを間隙を有して囲むように構成され、上下に開口部を有するケース収容部を備えたことを特徴とする請求項５記載の炊飯器。
【請求項７】
前記ケース収容部の前記内ケースと対向する面の下部側に、前記ケース収容部の上部から流出して下方に向かう冷却風を前記誘導加熱手段側に誘導する冷却風誘導手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調理物の加熱調理中に発熱する部品を冷却する冷却ファンを備えた炊飯器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の炊飯器は、加熱調理中に発熱量の大きい部品、例えば電源基板に実装された半導体スイッチング素子やダイオードブリッジ、内釜を誘導加熱する加熱コイルなどを備えている。半導体スイッチング素子やダイオードブリッジには、冷却ファンの冷却風による冷却効果を高めるための放熱フィンが設けられている。半導体スイッチング素子やダイオードブリッジなどの部品の温度限度は、加熱コイルよりも低いため、電源基板側に多くの冷却風を供給するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９７２６０号公報（第８−９頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の炊飯器では、電源基板側に多くの冷却風を供給するようにしているので、加熱コイルの冷却が十分にできない。そのため、加熱コイルに温度グレードの高い巻線を使用したり、冷却ファンを大型化して風量を増やさなければならなかった。
【０００５】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、冷却ファンを大型化することなく、加熱コイルの巻線の温度グレードを上げることなく、加熱コイルを十分に冷却することが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】
【０００６】
本発明に係る炊飯器は、上部に開口部を有する外ケースと、外ケース内に設けられ、調理容器が着脱自在に収容される内ケースと、外ケースの上部に開閉自在に設けられた蓋体と、内ケースの底部に設けられ、調理物が収納された調理容器を加熱する誘導加熱手段と、外ケースと前記内ケースの間に上下方向に延びて設けられ、少なくとも商用電源の交流電力を整流する整流回路および整流回路の出力を所定周波数の交流電力に変換して誘導加熱手段に供給するインバーター回路が実装された電源基板と、誘導加熱手段および電源基板を冷却するための冷却ファンとを備え、冷却ファンによって供給される冷却風のうち少なくとも半分の冷却風が誘導加熱手段に流れるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷却ファンによって供給される冷却風のうち少なくとも半分の冷却風を誘導加熱手段に流れるようにしたので、冷却ファンを大型化して風量を増やすことなく、誘導加熱手段の温度グレードを上げることなく、誘導加熱手段を十分に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における炊飯器の断面図である。
【図２】実施の形態１における炊飯器の回路構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態２における炊飯器の断面図である。
【図４】実施の形態２の変形例を示す炊飯器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は実施の形態１における炊飯器の断面図、図２は実施の形態１における炊飯器の回路構成を示すブロック図である。
実施の形態１の炊飯器は、炊飯器本体１と、調理容器である内釜２と、炊飯器本体１の外ケース４の上部に開閉自在に設けられた蓋体３とを備えている。
【００１０】
炊飯器本体１は、上部に開口部を有する外ケース４と、外ケース４内に設けられ、内釜２が着脱自在に収容される内ケース５と、内ケース５の底部を構成する底枠５ｂの下面部およびコーナー部に設けられた加熱コイル６（誘導加熱手段）と、底枠５ｂの略中央に設けられ、内釜２の底面に接触して内釜２の温度を検出する温度センサー７と、外ケース４の底部４ａ上に設置されたコードリール８と、冷却ファン２９と、電源基板２０が収納された基板ケース３２とを備えている。
【００１１】
外ケース４の底部４ａのうち外ケース４の背面近傍の部分に吸気口１１が設けられ、外ケース４の前面の下部に排気口１２が設けられている。内ケース５は、外面に胴ヒーターが張り付けられた略円筒形状の金属製の側枠５ａと、側枠５ａの下方に設置された前述の底枠５ｂとで構成されている。前述の吸気口１１の上方には、外ケース４の背面とで基板ケース３２の側板を間隙を有して囲む上下に開口部を有するケース収容部１３が設けられている。炊飯器本体１を前方（図１においては左側）から見て外ケース４の両側板と内ケース５との間には、後述する冷却風が通る隙間が設けられている。
【００１２】
前述した吸気口１１の中心軸の位置は、基板ケース３２内に収納された電源基板２０の基板面より加熱コイル６側に配置されている。冷却ファン２９は、吸気口１１の中心軸を中心として吸気口１１を覆うように底部４ａの上に固定されている。その冷却ファン２９の配置により、冷却ファン２９によって供給される冷却風のうち半分以上の冷却風が加熱コイル６側に流れる。
【００１３】
基板ケース３２は、例えば、外ケース４の底部４ａと対向する下部に四辺形状の開口部が形成されるように板金を折り曲げて略矩形箱状に構成され、その矩形箱状の接合は、図１に示すように板金の重ね合わせだけで行われている。この構成により、開口部から基板ケース３２内に流入した冷却風は、接合部分の隙間から流出してケース収容部１３の上部開口から放出される。
【００１４】
電源基板２０は、基板ケース３２の加熱コイル６側の側板に取り付けられた基板ホルダー３０に固定されている。電源基板２０には、図２に示すように、ダイオードブリッジからなる整流回路２１、平滑回路を構成するチョークコイル２２および平滑コンデンサ２３、加熱コイル６に並列に接続された共振コンデンサ２４、例えばＩＧＢＴなどの１つの半導体スイッチング素子２５ａおよび半導体スイッチング素子２５ａに逆方向に並列に接続されたダイオード２５ｂ、制御用の電源回路２６、半導体スイッチング素子２５ａをオン・オフする駆動回路２７、冷却ファン２９を駆動する冷却ファン駆動回路２８などが実装されている。前述の基板ホルダー３０は、耐熱性を有する樹脂部材によって構成されている。なお、半導体スイッチング素子２５ａには、ダイオード２５ｂを内蔵していないものとして説明をするが、半導体スイッチング素子２５ａとダイオード２５ｂとをワンパッケージにした半導体スイッチング素子２５を用いても良い。
【００１５】
電源基板２０に実装された部品のうち整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａには、放熱フィンを有する放熱部材３１が取り付けられている。放熱部材３１は、電源基板２０の長手方向から見て門型形状に形成され、その両側がネジによって電源基板２０に固定されている。放熱部材３１は、整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａの取付面の反対側の面が基板ケース３２の側板に接触している。これにより、整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａから発せられた熱が放熱部材３１を介して基板ケース３２に伝達される。
【００１６】
また、整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａは、熱伝導性の高いシリコン製の絶縁シート（図示せず）を介して放熱部材３１に取り付けられている。放熱部材３１を半導体スイッチング素子２５ａと絶縁することで、内部配線や他の活電部との間で必要な絶縁距離が小さくなり、炊飯器本体１の構成を容易にすることができる。
【００１７】
整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａは、放熱部材３１が電源基板２０に固定された後に電源基板２０に半田付けされて固定されている。これにより、整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａを固定するときや電源基板２０の取り扱い時に整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａの半田付部分にストレスがかからず、電源基板２０との接続の信頼性が向上する。
【００１８】
本実施の形態においては、整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａ、ダイオード２５ｂは、炭化珪素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドからなるワイドバンドギャップ半導体で構成されている。ワイドバンドギャップ半導体によって、発熱量が少なく、耐熱温度が高く、しかも熱による損失を従来よりも７０％低減できる整流回路２１や半導体スイッチング素子２５ａを用いることができる。
【００１９】
前述の蓋体３は、外ケース４の背面側上部に設けられたヒンジ部９に開閉自在に取り付けられた外蓋３ａと、外蓋３ａの裏面に着脱自在に装着され、内釜２の開口を密閉する内蓋３ｂとで構成されている。外蓋３ａと内蓋３ｂには、内釜２内の調理物の加熱中に発生する蒸気を外部に排出するカートリッジ１０が着脱自在に装着されている。
【００２０】
外蓋３ａの手前側の表面には例えば操作パネル（図示せず）が設けられ、その裏面には制御基板４０が設けられている。制御基板４０には、図２に示すように、制御部４１、操作パネルからの操作に応じて制御部４１に信号を出力する入力部４２、制御部４１からの信号に基づいて時刻や動作状態を操作パネルの液晶画面に表示する表示部４３などが実装されている。
【００２１】
前記のように構成された炊飯器においては、冷却ファン２９の駆動によって発生する冷却風のうち半分以上の冷却風が加熱コイル６側に流れ、残りの冷却風が基板ケース３２内に流入する。基板ケース３２内に流入した冷却風は、放熱部材３１を冷却しながら基板ケース３２の接合部分の隙間から流出しケース収容部１３の上部開口から放出される。
【００２２】
加熱コイル６側に流れた冷却風のうち一方の冷却風は、内ケース５とケース収容部１３の間の空間を風路として上昇し蓋体３に当たる。その時、その冷却風は、基板ケース３２から流出した冷却風と共に外ケース４と内ケース５の間の隙間に流入し、その隙間に入り込む加熱コイル６からの熱を吸収しながら排気口１２から外部へ排出される。また、もう一方の冷却風は、内ケース５の底枠５ｂと外ケース４の底部４ａとの間の空間および内ケース５の底枠５ｂ周辺に流れ、加熱コイル６およびコードリール８を冷却しながら排気口１２から外部へ排出される。
【００２３】
以上のように実施の形態１によれば、整流回路２１と半導体スイッチング素子２５ａに発熱量が少なく耐熱温度の高いワイドバンドギャップ半導体を用いているので、冷却ファン２９によって供給される冷却風のうち半分以上の冷却風を加熱コイル６側に供給しても整流回路２１や半導体スイッチング素子２５ａの温度上昇を低減できる。そのため、冷却ファン２９の風量を増やすことなく、加熱コイル６の巻線の温度グレードを上げることなく、加熱コイル６を十分に冷却することができる。これにより、冷却ファン２９の小型化や静穏化を図ることができ、炊飯器本体１を小型化でき、コストダウンを図ることができる。
【００２４】
実施の形態２．
図３は実施の形態２における炊飯器の断面図である。なお、実施の形態２においては、実施の形態１と同様の部分に同じ符号を付し、実施の形態１と異なる部分だけを説明する。
【００２５】
実施の形態２における炊飯器は、図３に示すように、ケース収容部１３の内ケース５と対向する面の下部側に、加熱コイル６側に斜め下方に突出する冷却風誘導板１４（冷却風誘導手段）が設けられている。その冷却風誘導板１４は、外ケース４の幅方向に延びていて長方形状に形成されている。また、炊飯器本体１を前方（図３においては左側）から見て外ケース４の両側板と内ケース５との間の隙間には、上下方向に延びる板状の仕切板（図示せず）が設けられている。つまり、本実施の形態では、外ケース４の両側板と内ケース５との間の隙間に冷却風が流れないようにしている。
【００２６】
前記のように構成された炊飯器においては、冷却ファン２９の駆動によって発生する冷却風のうち半分以上の冷却風が加熱コイル６側に流れ、残りの冷却風が基板ケース３２内に流入する。基板ケース３２内に流入した冷却風は、放熱部材３１を冷却しながら基板ケース３２の接合部分の隙間から流出し、ケース収容部１３の上部開口から放出されて蓋体３に当たり、内ケース５とケース収容部１３の間の空間を風路として下方に向かう。
【００２７】
一方、加熱コイル６側に流れた冷却風は、冷却風誘導板１４の下面に当たって、内ケース５の底枠５ｂと外ケース４の底部４ａとの間の空間に流れ込み、加熱コイル６およびコードリール８を冷却しながら排気口１２から外部へ排出される。その時、ケース収容部１３の上部開口から下方へ向かう冷却風は、冷却風誘導板１４によって加熱コイル６側へと向きが誘導され、冷却ファン２９から加熱コイル６側へ送り込まれる冷却風によって誘引され、冷却ファン２９からの冷却風と共に加熱コイル６およびコードリール８を冷却しながら排気口１２から外部へ排出される。
【００２８】
以上のように実施の形態２によれば、整流回路２１と半導体スイッチング素子２５ａに発熱量が少なく耐熱温度の高いワイドバンドギャップ半導体を用いているので、冷却ファン２９によって供給される冷却風のうち半分以上の冷却風を加熱コイル６側に供給しても整流回路２１や半導体スイッチング素子２５ａの温度上昇を低減できる。そのため、冷却ファン２９の風量を増やすことなく、加熱コイル６の巻線の温度グレードを上げることなく、加熱コイル６を十分に冷却することができる。これにより、冷却ファン２９の小型化や静穏化を図ることができ、炊飯器本体１を小型化でき、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
また、前述したように、整流回路２１や半導体スイッチング素子２５ａにワイドバンドギャップ半導体を用いていることで電源基板２０を冷却した後の冷却風の温度上昇を抑えることが可能になり、そのため、その冷却風を加熱コイル６やコードリール８などの冷却用として無駄なく使用でき、より冷却効果が向上する。
【００３０】
なお、実施の形態１、２では、整流回路２１および半導体スイッチング素子２５ａをワイドバンドギャップ半導体で構成したことを述べたが、何れか一方をワイドバンドギャップ半導体で構成しても良い。
【００３１】
また、実施の形態１、２では、放熱部材３１が加熱コイル６から遠ざかる位置に配置されるように外ケース４の背面近傍に配置しているが（図１、図３参照）、これに限定されるものではない。例えば図４に示すように、放熱部材３１が冷却ファン２９の中心軸近傍に配置されるように基板ケース３２の向きを反転させても良い。その場合、実施の形態１、２と比べ多くの冷却風を放熱部材３１に送り込むことができる。また、冷却ファン２９の配置は水平に限ることなく、加熱コイル６側に傾けて配置し、冷却風の半分以上を加熱コイル６側に供給するようにしても良い。
【００３２】
また、実施の形態１、２では、基板ケース３２内に流入した冷却風を基板ケース３２の接合部分の隙間から流出させるようにしたが、その隙間に加えて基板ケース３２の上部に複数の穴を設けても良い。その複数の穴を設けることにより、基板ケース３２内に流入した冷却風をより多く流出させることができ、放熱部材３１の冷却効果が向上する。
【符号の説明】
【００３３】
１  炊飯器本体、２  内釜、３  蓋体、３ａ  外蓋、３ｂ  内蓋、４  外ケース、４ａ  外ケースの底部、５  内ケース、５ａ  側枠、５ｂ  底枠、６  加熱コイル、７  温度センサー、８  コードリール、９  ヒンジ部、１０  カートリッジ、１１  吸気口、１２  排気口、１３  ケース収容部、１４  冷却風誘導板、２０  電源基板、２１  整流回路、２２  チョークコイル、２３  平滑コンデンサ、２４  共振コンデンサ、２５  インバーター回路、２５ａ  半導体スイッチング素子、２５ｂ  ダイオード、２６  電源回路、２７  駆動回路、２８  冷却ファン駆動回路、２９  冷却ファン、３０  基板ホルダー、３１  放熱部材、３２  基板ケース、４０  制御基板、４１  制御部、４２  入力部、４３  表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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