(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炊飯用の鍋と、前記炊飯用の鍋を誘導加熱するコイルと、前記炊飯用の鍋の温度を検知する検知器と、前記コイルからの誘導加熱を制御する制御装置と、磁界を透過させる真空断熱材とを有し、前記磁界を透過させる真空断熱材はガスバリアー層と、シール層と、保護層とを積層したラミネートフィルムからなる袋状の包装材に断熱芯材を封入し真空排気してなり、前記ガスバリアー層はポリビニルアルコールフィルム、またはエチレンビニルアルコール共重合樹脂フィルム、またはポリエチレンナフタレートフィルムのうち少なくともいずれか一方である有機フィルム基材に金属蒸着を施した金属蒸着層１層または複数層から構成され、前記真空断熱材を前記炊飯用の鍋と前記コイルとの間に配置することを特徴とした炊飯器。
【請求項２】
蒸着層がアルミニウム、またはニッケル、またはチタンのうち少なくともいずれか一方である真空断熱材を用いたことを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
【請求項３】
保護層を１層または複数層含み、前記保護層は耐熱性有機フィルムである真空断熱材を用いたことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の炊飯器。
【請求項４】
保護層を１層または複数層含み、前記保護層がポリエチレンテレフタレート、またはポリエチレンナフタレート、またはポリイミド、またはポリフェニルサルファイドの少なくともいずれか一方である真空断熱材を用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家庭、食堂などで食用の御飯を炊く炊飯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
炊飯器は洗米した米と水を入れ炊飯し、御飯が炊きあがった後にそれを保温しておく電気機器である。保温中は鍋が予め設定された温度になるように、加熱が制御される。その加熱のための入力電力量（以下、保温電力量という）を小さくするために、ガラスウールなどの無機系の断熱材が使用されてきた。
【０００３】
また、ガラスウールより性能の高い断熱材として、真空断熱材が存在する。真空断熱材は、ガスバリアー性を有するガスバリアー層と有機フィルムとを積層したラミネートフィルムからなる袋に、シリカなどの微粉末やウレタンフォームなどの成型体を充填し、内部を真空排気したものである。ガスバリアー層としては通常６〜１０μｍのアルミニウム箔が用いられる。真空断熱材の断熱性能はガラスウールの６倍以上で、冷蔵庫などの保冷機器に利用され、消費電力を抑えることにより、大いに省エネ化を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラスウールなどの無機系の断熱材は、断熱性能が低く、炊飯器の保温電力量を大きく低減することができないという問題がある。
【０００５】
また、ガスバリアー層としてアルミニウム箔を用いた真空断熱材を誘導加熱方式の炊飯器に用いると、アルミニウム箔自身が誘導加熱されてしまい、アルミニウム箔が赤熱し、断熱材として機能しないため、誘導加熱方式の炊飯器に使用することができないという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような問題を解決しようとするものであり、磁界を透過させる真空断熱材を誘導加熱方式の炊飯器に使用するとしたものである。
【０００７】
上記発明によれば、磁界を透過する真空断熱材を用いたため、真空断熱材自身が加熱されることはないため、ガラスウールの６倍以上の断熱性能のある真空断熱材を炊飯器に使用可能であり、よって保温電力量を低減させた炊飯器が実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、炊飯用の鍋と、前記炊飯用の鍋を誘導加熱するコイルと、前記炊飯用の鍋の温度を検知する検知器と、前記コイルからの誘導加熱を制御する制御装置と、磁界を透過させる真空断熱材とを有し、前記磁界を透過させる真空断熱材はガスバリアー層と、シール層と、保護層とを積層したラミネートフィルムからなる袋状の包装材に断熱芯材を封入し真空排気してなり、前記ガスバリアー層はポリビニルアルコールフィルム、またはエチレンビニルアルコール共重合樹脂フィルム、またはポリエチレンナフタレートフィルムのうち少なくともいずれか一方である有機フィルム基材に金属蒸着を施した金属蒸着層１層または複数層から構成され、前記真空断熱材を前記炊飯用の鍋と前記コイルとの間に配置することを特徴とした炊飯器としたもので、従来真空断熱材を用いることができなかった誘導加熱方式の炊飯器に用いることができ、また保温対象物である炊飯用の鍋近傍に配置可能であるため、保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。さらに、基材にポリビニルアルコールフィルム、またはエチレンビニルアルコール共重合樹脂フィルム、またはポリエチレンナフタレートフィルムのうち少なくともいずれか一方を用いたことで蒸着されやすく、また特に蒸着層が高温でも破壊されにくいため、長期間劣化することのない保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。さらに、ガスバリアー層に金属蒸着を用いたことでガスバリアー性も高く、長期間劣化することのない保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、蒸着層がアルミニウム、またはニッケル、またはチタンのうち少なくともいずれか一方である真空断熱材を用いたことを特徴とする請求項１に記載の炊飯器としたもので、従来真空断熱材を用いることができなかった誘導加熱方式の炊飯器に用いることができ、また保温対象物である炊飯用の鍋近傍に配置可能であり、ガスバリアー層としてアルミニウム、またはニッケル、またはチタンのうち少なくともいずれか一方の蒸着層を用いたことでガスバリアー性も高く、長期間劣化することのない保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、保護層を１層または複数層含み、前記保護層は耐熱性有機フィルムである真空断熱材を用いたことを特徴とする請求項１〜２記載の炊飯器としたもので、従来真空断熱材を用いることができなかった誘導加熱方式の炊飯器に用いることができ、また耐熱性有機フィルムがガスバリアー層を保護しているため、真空断熱材に多少の外力が加わっても真空が保持できるため、高温でも長期間劣化することのない保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、保護層を１層または複数層含み、前記保護層がポリエチレンテレフタレート、またはポリエチレンナフタレート、またはポリイミド、またはポリフェニルサルファイドの少なくともいずれか一方である真空断熱材を用いたことを特徴とする請求項１〜３記載の炊飯器としたもので、従来真空断熱材を用いることができなかった誘導加熱方式の炊飯器に用いることができ、また耐熱性有機フィルムがガスバリアー層を保護しているため、真空断熱材に多少の外力が加わっても真空が保持できるため、高温でも長期間劣化することのない保温電力量を非常に低減させた炊飯器をを実現できる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１において、１は炊飯器の本体（以下、本体という）で、炊飯用の鍋２（以下、鍋という）を配置している。３は鍋２を誘導加熱するためのコイルである。ここで、誘導加熱とは、例えば２５キロヘルツ前後の高周波電流を使い、この電流をコイル３に通すと、磁束の変化で鍋２の表面に無数の渦電流が発生する。この渦電流が鍋２のもつ電気抵抗に逆らって通るとき、ジュール熱が発生し、加熱されるというものである。４はコイル３を保持する保持体で、金属や磁石を有しているため、磁界の外部への漏れを防ぐ役割を有している。５は蓋であり、内蓋６を有しているため、蓋５の開閉により、鍋２を内蓋６により開閉させることができる。７は鍋２の底に接触するように配置した温度検知器である。８は制御装置であり、温度検知器７により鍋２の温度を検出し、予め定められたプログラムに従い、コイル３への通電を制御する。９は蓋５に設けられた蒸気口であり、鍋２で発生する蒸気などを本体１の外部に逃がす役割をする。１０は真空断熱材であり、鍋２からの熱の逃げを抑える役割をする。真空断熱材の位置について特に限定はないが、保温対象物である鍋２に近い方が望ましい。そこで、本実施例では鍋２とコイル３の間に配置した。ここで使用した真空断熱材１０を図で説明する。
【００１４】
図２は真空断熱材の断面図を示している。真空断熱材１０は芯材１１と芯材１１を内包した内袋１２とラミネートフィルム１３から構成されている。またラミネートフィルム１３は、シール層１４とガスバリアー層１５と保護層１６より構成されている。そして、芯材中の空気を真空排気後、接着部１７で熱溶着により接着している。芯材１１としては、通常シリカ、パーライト等の微粉末やウレタンフォーム等の成形体を用いるが、本実施例では合成シリカを使用した。合成シリカは粒子が非常に細かいため、粒子の熱伝導率が小さく、さらに１０ｔｏｒｒ以下の圧力下では、圧力によらず非常に小さな熱伝導率を示すため、空気分子の運動の大きい高温条件下では、最適な材料である。
【００１５】
シール層１４は通常ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリアクリロニトリルやポリプロピレン等が使用される。本実施例では１００℃程度の高温下で、長期間劣化無く使用できる材料として、シール層１４にホモポリマーで結晶化度を上げた無延伸のポリプロピレンを使用している。
【００１６】
ガスバリアー層１５は真空断熱材内部の真空を保持する役割をしている。真空断熱材内部の圧力（以下、内圧とする）は通常２０ｔｏｒｒ以下であり、内圧の上昇にともなって、その断熱性能は劣化していく。ガスバリアー層１５には、通常厚さ６〜１０μｍのアルミニウム箔が使用される。しかしながら、アルミニウム箔を用いた真空断熱材を誘導加熱方式の炊飯器に使用すると、アルミニウム箔が誘導加熱されてしまい、断熱材として機能しない。よって、従来のアルミニウム箔をガスバリアー層とする真空断熱材を誘導加熱方式の炊飯器に用いることはできなかった。そこで、本実施例では、ガスバリアー層１５に基材１８に蒸着を施した蒸着層１９を用いることにより、磁界を透過する真空断熱材を炊飯器に配置した。基材１８としては、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴとする）等のポリエステル系フィルムやナイロン等のアミド系フィルムが用いられるが、特にポリビニルアルコールフィルム（以下、ＰＶＡという）やエチレンビニルアルコール共重合樹脂フィルム（以下、ＥＶＯＨという）やポリエチレンナフタレートフィルム（以下、ＰＥＮという）を用いると、炊飯器の保温時の温度である８５℃程度では、長期間蒸着層が劣化せず、真空断熱材の耐熱耐久性を非常に向上させることができるため、長期間劣化しない保温電力量の小さい炊飯器を実現できる。そこで、本実施例では基材１８としてＰＶＡ、ＰＥＮ、ＥＶＯＨの少なくともいずれかを用いた真空断熱材を炊飯器に配置した。
【００１７】
また、蒸着層１９としては、アルミニウム等の金属を蒸着したものや、酸化アルミニウム（以下、アルミナという）や酸化珪素（以下、シリカ）等の金属酸化物を蒸着したものが使用される。アルミニウム等の金属を蒸着層として使用すると、金属は延性を持つために基材を曲げ加工しても、蒸着層が破壊されることがないため、鍋２に良く合う形に真空断熱材を加工することができる。
【００１８】
また、アルミニウム箔に比べて厚さが薄いため、真空断熱材自身を伝わる熱量を低減させ、保温電力量を低減した炊飯器を実現できる。さらに、蒸着層を平均温度３００Ｋで熱伝導率が２７３（Ｗ／ｍ・Ｋ）のアルミニウムより熱伝導率の小さいもの、例えば平均温度３００Ｋで熱伝導率がニッケル（９０Ｗ／ｍ・Ｋ）、チタン（２０Ｗ／ｍ・Ｋ）などの金属や、アルミナ（３６Ｗ／ｍ・Ｋ）やシリカ（１．４Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いると真空断熱材自身を伝わる熱量を低減させることができ、保温電力量をさらに低減した炊飯器を実現できる。
【００１９】
ガスバリアー層１５は、厚みが０．０１〜１μｍ程度の薄い蒸着層１９を用いているため、非常に傷が付きやすく、傷が付いてしまうと真空が保持できなくなり、断熱材として機能しなくなり、炊飯器の保温電力量は増加する。そこで保護層１６はガスバリアー層１５を保護する役割があり、通常はナイロン６、ナイロン６６等のアミド系が用いられる。しかしながら、真空断熱材を炊飯器に使用する場合、保温時８５℃程度の高温にさらされる。このような場合、これらを保護層として用いると、熱劣化してしまい保護層としての機能を喪失する。したがって、耐熱性のフィルムを用いることが望ましい。本実施例では、保護層１６としてＰＥＴまたはＰＥＮまたはポリイミド（以下、ＰＩとする）またはポリフェニルサルファイド（以下、ＰＰＳとする）の少なくともいずれか一方を使用した。
【００２０】
以下、本実施例の動作を説明する。鍋２に洗米を行った米と水を入れた後に通電すると、鍋２内の温度は温度検知器７により計測され、その信号が制御装置８に送られ、制御装置８はコイル３への通電を開始する。通電されたコイル３は磁界を発生し、この磁界はコイルの周りに広がり、鍋２に到達し、鍋２に渦電流を発生させる。この渦電流が鍋２のもつ抵抗に逆らって流れることにより、ジュール熱を発生させ、鍋２を発熱させる。鍋２への加熱は予め設定されたプログラムに従い行われ、米が炊きあがると自動的に蒸らされ、保温される。御飯を取り出すときは、蓋５を開き、上部から取り出す。また保温中も温度検知器７によって、鍋２の温度を計測し、制御装置８でコイル３への通電を制御し、鍋２をある一定温度に保つ。
【００２１】
以下、各種真空断熱材の断熱性および耐熱耐久性の実験例を示す。
【００２２】
（実験例１）
ガスバリアー層に厚さ６μｍのアルミニウム箔を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、アルミ箔という）、ガスバリアー層にアルミニウム蒸着層を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、アルミ蒸着という）、真空断熱材１０の代わりにガラスウールを配置した炊飯器（本実施例では、ガラスウールという）と真空断熱材１０を配置していない炊飯器（本実施例では、断熱材無しという）とを用意した。これらをそれぞれ雰囲気温度２０℃の恒温漕に入れ、炊飯し、炊飯直後に御飯をほぐし、その後１２時間以上経過してから保温電力を測定した。実験結果を（表１）に示す。
【００２３】
【表１】
0004206594.tif 000002
【００２４】
（表１）より、ガスバリアー層にアルミニウム蒸着層を用いた真空断熱材を配置した炊飯器は、他のものと比較して保温電力量を減少させることができた。
【００２５】
（実験例２）
炊飯器の保温時の温度である８５℃の恒温漕を用意した。また、ガスバリアー層として基材がＰＥＴで蒸着層がアルミニウムの真空断熱材（本実施例では、ＰＥＴ−Ａｌという）、基材がＰＥＴで蒸着層がシリカの真空断熱材（本実施例では、ＰＥＴ−ＳｉＯ２という）、基材がＥＶＯＨで蒸着層がアルミニウムの真空断熱材（本実施例では、ＥＶＯＨ−Ａｌという）、基材がＥＶＯＨで蒸着層がシリカの真空断熱材（本実施例では、ＥＶＯＨ−ＳｉＯ２という）、基材がＰＶＡで蒸着層がアルミニウムの真空断熱材（本実施例では、ＰＶＡ−Ａｌという）、基材がＰＶＡで蒸着層がシリカの真空断熱材（本実施例では、ＰＶＡ−ＳｉＯ２という）、基材がＰＥＮで蒸着層がアルミニウムの真空断熱材（本実施例では、ＰＥＮ−Ａｌという）、基材がＰＥＮで蒸着層がシリカの真空断熱材（本実施例では、ＰＥＮ−ＳｉＯ２という）とを用意した。予め、各々の真空断熱材の内圧を測定しておき、各々の真空断熱材を８５℃の恒温漕へ入れることにより耐熱耐久試験を行った。そして、各々の真空断熱材の内圧の経時変化を測定した。各々の真空断熱材の耐熱耐久試験結果を（表２）に示す。
【００２６】
【表２】
0004206594.tif 000003
【００２７】
（表２）より、基材としてＰＶＡやＥＶＯＨやＰＥＮを用いると、炊飯器の保温時の温度である８５℃程度では、長期間蒸着層が劣化せず、真空断熱材の耐熱耐久性を非常に向上させることができるため、長期間劣化しない保温電力量の小さい炊飯器を実現できる。
【００２８】
（実験例３）
炊飯器の保温時の温度である８５℃の恒温漕を用意した。また、ガスバリアー層として基材がＰＥＴ、蒸着層がアルミニウムで、それらを蒸着面同士を接着したガスバリアー層が２層ある真空断熱材（本実施例では、ＰＥＴ−Ａｌ  ２層という）、ガスバリアー層として基材がＰＥＴ、蒸着層がシリカで、それらを蒸着面同士を接着したガスバリアー層が２層ある真空断熱材（本実施例では、ＰＥＴ−ＳｉＯ２  ２層という）、ガスバリアー層として基材がＰＥＮ、蒸着層がアルミニウムで、それらを蒸着面同士を接着したガスバリアー層が２層ある真空断熱材（本実施例では、ＰＥＮ−Ａｌ  ２層という）、ガスバリアー層として基材がＥＶＯＨ、蒸着層がアルミニウムで、それらを蒸着面同士を接着したガスバリアー層が２層ある真空断熱材（本実施例では、ＥＶＯＨ−Ａｌ  ２層という）、ガスバリアー層として基材がＥＶＯＨ、蒸着層がアルミニウムと基材がＰＥＮで蒸着層がアルミニウムとを蒸着面同士を接着したガスバリアー層が２層ある真空断熱材（本実施例では、ＥＶＯＨ−Ａｌ＋ＰＥＮ−Ａｌという）、ガスバリアー層として基材がＰＶＡ、蒸着層がシリカと基材がＰＥＮで蒸着層がアルミニウムとを蒸着面同士を接着したガスバリアー層が２層ある真空断熱材（本実施例では、ＰＶＡ−ＳｉＯ２＋ＰＥＮ−Ａｌという）とを用意した。予め、各々の真空断熱材の内圧を測定しておき、各々の真空断熱材を８５℃の恒温漕へ入れることにより耐熱耐久試験を行った。そして、各々の真空断熱材の内圧の経時変化を測定した。各々の真空断熱材の耐熱耐久試験結果を（表３）に示す。
【００２９】
【表３】
0004206594.tif 000004
【００３０】
（表３）より、ガスバリアー層を２層用いた真空断熱材は、１層の真空断熱材に比較してさらに耐熱耐久性を向上させることができるため、さらに長期間劣化しない保温電力量の小さい炊飯器を実現できる。
【００３１】
（実施例２）
本実施例で使用する炊飯器の構成および実施例の動作は実施例１と同様である。図１に示すように、真空断熱材１０を鍋２とコイル３の間に配置し、保温を行った。このとき、真空断熱材１０に、ガスバリアー層としてアルミニウム箔などの金属部が存在すると、炊飯時や保温時にコイル３から生じた磁界が金属部を透過するとき、金属表面上で渦電流が発生するため、電気的な損失が起こる（本実施例ではＩＨロス電力という）。ＩＨロス電力は、金属部の厚さが厚いほど大きくなる傾向にある。したがって、厚い金属を真空断熱材のガスバリアー層に使用すると、ＩＨロス電力が大きくなり鍋２の加熱効率が下がり、かえって保温電力量が大きくなる。ところが、蒸着技術、スパッタリング技術、エッチング技術などで作製した薄い金属層は、誘導加熱により発熱せず、磁界を透過させる性質があるため、真空断熱材を介しても加熱効率がほとんど低下することがない。よって、保温電力量の小さい炊飯器が実現できる。特にアルミニウムを用いる場合、１μｍ以下の厚さにしたアルミニウムを用いることが望ましい。
また、真空断熱材１０のガスバリアー層に金属以外のものを用いると、ＩＨロス電力は発生せず、特にガスバリアー層にアルミナやシリカの蒸着層を用いると、高いガスバリアー性を持つために高温でも長期間劣化せず、加熱効率が低下しない真空断熱材を作製できる。したがって、保温電力量が小さく、長期間劣化しない炊飯器が実現できる。
以下、各種ガスバリアー層を用いた真空断熱材の加熱効率の実験例を示す
（実験例４）
ガスバリアー層に厚さ６μｍのアルミニウム箔を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、アルミ箔という）、ガスバリアー層にアルミニウム蒸着を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、アルミ蒸着という）、ガスバリアー層にアルミニウム蒸着を２層用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、アルミ蒸着２層という）、ガスバリアー層にアルミナ蒸着を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、アルミナ蒸着という）、ガスバリアー層にアルミナ蒸着を２層を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、アルミナ蒸着２層という）、ガスバリアー層にシリカ蒸着を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、シリカ蒸着という）、ガスバリアー層にシリカ蒸着２層を用いた真空断熱材を配置した炊飯器（本実施例では、シリカ蒸着２層という）、さらに真空断熱材１０の代わりに厚さ１ｍｍのアルミニウム板を配置した炊飯器（本実施例では、アルミ板という）と真空断熱材１０を配置していない炊飯器（本実施例では、断熱材無しという）とを用意した。
そして、断熱材無しの加熱効率を１００として、各々の真空断熱材を配置した炊飯器の加熱効率を測定した。加熱効率測定結果を（表４）に示す。
【００３２】
【表４】
0004206594.tif 000005
【００３３】
アルミ箔は、配置した真空断熱材のアルミニウム箔が赤熱し、発火してしまい、加熱効率の測定はできなかった。また、アルミ板は磁界を透過しなかったため、鍋２は誘導加熱されなかった。
【００３４】
（表４）より、ガスバリアー層としてアルミナやシリカなどの金属酸化物を蒸着層に用いると、加熱効率が低下することがないため、保温電力量が非常に小さい炊飯器を実現できる。また、ガスバリアー層としてアルミニウムなどの金属蒸着を用いると、加熱効率が極めて１００に近く、加熱効率にあまり影響を及ぼさないため、保温電力量が小さい炊飯器を実現できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明によれば、従来真空断熱材を用いることができなかった誘導加熱方式の炊飯器に用いることができ、また保温対象物である炊飯用の鍋近傍に配置可能であるため、保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。
【００３６】
また、請求項２記載の発明によれば、従来真空断熱材を用いることができなかった誘導加熱方式の炊飯器に用いることができ、また保温対象物である炊飯用の鍋近傍に配置可能であり、ガスバリアー層に蒸着層を用いたことでガスバリアー性も高く、長期間劣化することのない保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。
【００３７】
また、請求項３、４記載の発明によれば、従来真空断熱材を用いることができなかった誘導加熱方式の炊飯器に用いることができ、また耐熱性有機フィルムがガスバリアー層を保護しているため、真空断熱材に多少の外力が加わっても真空が保持できるため、長期間劣化することのない保温電力量を非常に低減させた炊飯器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例における炊飯器の縦断面図
【図２】  本発明の実施例における真空断熱材の断面図
【符号の説明】
２  炊飯用の鍋
３  コイル
１０  真空断熱材
１５  ガスバリアー層
１６  保護層
１８  基材
１９  蒸着層
【図１】
0004206594.tif 000006
【図２】
0004206594.tif 000007