JP2007329087A - 電気炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】土鍋などの非金属製の鍋を採用するなどして加熱コイルと発熱体との距離がばらついても安定した炊飯ができるようにする。
【解決手段】鍋側の発熱体を誘導発熱させる本体側の加熱コイル４ａにつき、総断面積に対する分線４ｃの数を現在数よりも高めて細線化し、発熱体との距離のばらつきに対する磁界作用の安定度を高めることにより、上記の目的を達成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、土鍋などの非金属製を含めた各種鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器に関するものである。

土鍋に電磁誘導にて発熱する発熱体を設けて調理を行えるようにすることは種々知られているし（例えば、特許文献１、２参照）、土鍋を着脱できるよう本体に収容して電気的な加熱源によって炊飯を行う炊飯器も既に知られている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献１、２に記載の土鍋はいずれも外面と内外両面との違いはあっても底部に発熱層を設けて、電磁誘導調理器からの電磁誘導にて発熱させ底部から加熱し調理を行うようにしている。特許文献３に記載のものは土鍋の底部外面に磁性発熱体を設けて加熱コイルからの交番磁界との磁気結合により誘導発熱させて、炊飯を行うようにしている。
特開２００５−２９８１６１号公報 特開２００５−３３４３５１号公報 特開２００５−４１３号公報

ところで、炊飯は特に均一加熱がおいしいご飯を炊き上げる重要な条件である。また、炊き上げたご飯の保温時に部分的な温度差があると結露が発生しご飯をべたつかせたり白化させたりするので均一保温が重要である。

本発明者等は、このような観点を踏まえ土鍋などの非金属製の厚く熱を篭らせやすい鍋を用いた電気炊飯器の実用に向け研究をし実験と検討を繰り返すなか、本体に土鍋を収容した電気炊飯器個々で加熱特性にばらつきがあり、安定した炊飯ができない問題を経験した。

本発明者は、これに対応するのに高出力加熱を試みたが、土鍋の外面の発熱体は土鍋の熱伝導性がアルミニウムの１／２００と小さいことが原因して、底部からの高出力加熱を炊飯に生かしにくく、その分出力を高めると鍋側での局部過熱、この過熱による加熱コイル自体の異常昇温を招いてしまうことが判明した。

そこで、土鍋では安定加熱ができないことにつき種々に実験をし、検討を重ねた結果、土鍋は金属製の鍋などに比し成形寸法のばらつきが大きく、その外面に設けた発熱体の本体側の加熱コイルとの距離が１ｍｍ程度の幅でばらつき、加熱コイルからおよぶ電磁作用が安定していないことを知見し、局部過熱などの問題なしに加熱コイルと発熱体との鍋の成形ばらつきなどによる距離のばらつきの影響なしに安定加熱ができる手法を見出した。

本発明の目的は、このような新たな知見に基づき、土鍋などの非金属製の鍋を採用するなどして加熱コイルと発熱体との距離がばらついても安定した炊飯ができる電気炊飯器を提供することにある。

上記のような目的を達成するため、本発明の電気炊飯器は、鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器において、加熱コイルは、総断面積に対する分線数を現在数よりも高めて細線化したことを特徴としている。

このような構成の電気炊飯器では、加熱コイルが総断面積に対する分線数が現在数よりも高めて細線化された分だけ、各分線における断面積に対する有効通電面積率が向上して自己発熱面積率が低下するので、現行通電条件にて熱損失少なく電流量を高め総断面積に対する磁気作用域を拡大でき、鍋の成形寸法のばらつきなどによって加熱コイルは発熱体との距離が現行以上にばらついても磁界作用を確実に及ぼして発熱させ炊飯することができる。

それには、加熱コイルは、現在線径０．３ｍｍに対し、０．２ｍｍ以下の線径とするのがよく、０．１５ｍｍ以下の線径としてさらに好適である。

このような加熱コイルは、鍋の温度を検知する温度センサの近傍に位置して設けられても、自己発熱が小さいことにより近傍に位置する温度センサの温度検知のノイズとはならない。

加熱コイルは、鍋の底部の中央部とアール形状に立ち上がる外周部とに設けた各発熱体に対応した中央部の加熱コイルと、周辺部の加熱コイルとを有し、少なくとも周辺部の加熱コイルを細線化すると、非金属製の底部のアール形状を持って立ち上がる周辺部の寸法のばらつきが大きいことに対応して、ここでの発熱体への加熱コイルからの磁気作用を安定させられる。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は可能な限りそれ単独で、あるいは種々な組合せで複合して採用することができる。

本発明の電気炊飯器によれば、加熱コイルの細線化による有効通電面積率の向上、自己発熱面積率の低下を得て、加熱コイルの発熱、熱損失少なくまた発熱体による局部過熱の原因なしに、加熱コイルは発熱体との距離のばらつきが大きくても確実な磁界作用にて発熱させられ安定に炊飯することができ、寸法ばらつきの大きな土鍋などの非金属製の鍋を採用するのに好適である。

加熱コイルは０．２ｍｍ以下の線径とするのがよく、０．１５ｍｍ以下の線径としてさらに好適である。

加熱コイルは温度センサの近傍に位置しても自己発熱が小さくノイズを与えず炊飯温度に対する制御の安定性を損なわない。

非金属製の鍋はその底部の中央部とアール形状に立ち上がる外周部の寸法のばらつきが大きくても、ここでの発熱体に対する加熱コイルを細線化して磁気作用を高め安定に発熱させられる。

以下、本発明に係る電気炊飯器の実施の形態について、図１〜図８を参照しながら詳細に説明し本発明の理解に供する。

本実施の形態の電気炊飯器は図１、図２に示すように、土鍋などの主として非金属製の鍋１と、この鍋１を着脱できるように収容した本体２と、本体２および鍋１を開閉する蓋体３と、鍋１の底部から加熱する底部加熱源４と、鍋１の側部から加熱する側部加熱源５と、蓋体３から加熱する蓋加熱源６と、を備えた基本構成を有している。本体２は内外装ケース１１、１２間に底部加熱源４の加熱コイル４ａを配し、これに対向する鍋１の底部外面に加熱コイル４ａからの交番磁界によって誘導発熱される発熱体４ｂを設けてある。側部加熱源５は内装ケース１１における樹脂製の下部枠１１ｂと上部枠１１ｃとの間に挟み付けた金属製とした胴部枠１１ａの外まわりに巻きつけたヒータ５ａとしてある。しかし、側部過熱源５も図示しない加熱コイルと発熱体との組み合わせとすることもできる。蓋加熱源６は蓋体３の樹脂製の上板３ａと組み合わせた樹脂製の下板３ｂに嵌め付けた金属製の放熱板３ｃの上面に配線し取り付けたヒータ６ａとしてある。放熱板３ｃは鍋１の開口に対応した大きさを有し、鍋１の開口を閉じる金属製の内蓋７の上方から鍋１内のご飯を加熱し保温するもので、主として側部加熱源５と協働して温度差による結露を防止しながら保温する。ご飯の保温に底部加熱源４を組み合わせ使用することもできる。特に、底部加熱源４は鍋１の底部中央部と底部の胴部へ例えばアール形状で立ち上がる外周部とに別れ定置するように、中央部の加熱コイル４ａ１、発熱体４ｂ１の組みと、周辺部の加熱コイル４ａ２、発熱体４ｂ２の組みとに分かれている。しかし、加熱コイル４ａ１、４ａ２は１本の線を２箇所に巻き分けた構成として同一の通電制御を行うようにしている。これに限られることはなく、個別の線で構成して個別な通電制御を行うようにもできる。

図１に示すように、これら底部加熱源４、側部加熱源５、蓋加熱源６を駆動する電源・駆動基板１１１、この電源・駆動基板１１１を通じ設定されたモードの炊飯や調理を行なう制御基板１１２を本体２の内外装ケース１１、１２の前部間に形成した大きな空間に配し、ファン１３によるヒートシンク１３ａと協働したＩＧＢＴといった発熱素子を冷却するようにしてある。本体２の広い前部の上面には各種のモードを設定したり、炊飯や調理を開始したり、保温を選択したり停止したりする操作パネル１４を設けてあり、その内側には操作基板１８を設けて操作パネル１４での各種操作に対応し、また操作の状態や動作の状態の表示を行えるようにしている。本体２の後部間には側部間よりはやや広い空間として電源接続コードの巻取りリール１１５を収容している。本体２の内装ケース１１の下部枠１１ｂ、上部枠１１ｃは樹脂製としてあり、下部枠１１ｂが透磁性を満足し加熱コイル４ａ１、４ａ２による発熱体４ｂ１、４ｂ２への電磁作用を邪魔しないようにしている。本体２の外装ケース１２は樹脂製の底部材１２ａの周壁上端に金属製の胴部１２ｂの下端縁巻き部を無理嵌めして連結し、胴部１２ｂの上端と内装ケース１１の上部枠１１ｃの上端とを合成樹脂製の肩部材１２ｃにより連結してある。加熱コイル４ａ１、４ａ２は樹脂製のコイル台１５に載置して支持し、コイル台１５の下に放射状に延びたフェライト１６を樹脂製の支持台１７で支持して設け、加熱コイル４ａ１、４ａ２が発生させる磁界を強化し安定させるようにしている。

蓋体３は図１に示すように本体２の後部軸受部２ｄに軸２１により開閉できるように枢支してばね２２により開き方向に付勢し、ばね２２と後部軸受部２ｄとの摺接による抵抗などにて蓋体３がゆっくりと開くようにしてある。蓋体３の前部は本体２の側に軸１２４に枢支して設けるなどしたロックレバー２３によって閉じ位置にロックされ、ロックレバー２３のロック解除操作によってロックが解除さればね２２によって開かれるようにしている。蓋体３のこのような閉じ状態にて図１、図２に示すように蓋体３の下板３ｂと放熱板３ｃとの間に挟み込んだシールパッキン２４が内蓋７の外周枠７ａに圧接し、この圧接によって内蓋７は外周枠７ａとの間に設けたシールパッキン２５にて鍋１の水平となっている口縁に上方から圧接し鍋１を閉じ、炊飯や保温を行う状態となる。このような閉じ状態で、内蓋７には高位部と低位部とに図示しない穴があり、炊飯中の蒸気を逃がしたり、逃がした蒸気に随伴して内蓋７外に出たおねばを鍋１内に戻したりできるようにしている。また、蓋体３の中央に設けた穴２６には蒸気パイプ２７を下方から挿入して穴２６内周のシールパッキン２８によって分解洗浄などのために着脱できるように保持するようにしている。蒸気パイプ２７はボール状の逆止弁２９ａを持った蒸気通路２９を有し、内蓋７の外に出た蒸気を逆止弁２９ａの弁圧を超えたときだけ蓋体３外に放出しながら、内部に気液分離したおねばを内蓋７上に戻し、鍋１内に戻されるようにする。

ここで、非金属製の鍋１は主として陶土を焼成したものでよいがセラミック類も含み、既に知られる種々のものを採用することができる。底部加熱源４の発熱体４ｂ１、４ｂ２は加熱コイル４ａ１、４ａ２からの交番磁界によって渦電流を発生し発熱する導電層であり、鍋１の外面に設けた１０〜数十μｍ程度の銀ペーストの印刷などによる塗布層、銀箔の貼り合わせ層、あるいは銀の蒸着層などでよい。しかし、その導電材料や層形成の方法は自由に選択できる。側部加熱源５のヒータ５ａは、内装ケース１１における鍋１の側部に対向するアルミニウムや鋼板、ステンレスなどの放熱板である胴部枠１１ａの外面に押え板５ｃとの間に挟み込んで装備し、主として保温に用いるが、特に、ヒータ５ａの下部は炊飯に用いても好適である。これらのために、４重のヒータ５ａの最上部１つを２０Ｗ相当の通電容量、その下の１つを４０Ｗ相当の通電容量で双方合わせて６０Ｗ相当となるようにし、最下部２つを６０Ｗ相当の通電容量とするようにしてある。通電容量の違いは通電のデューティ比の違いによって簡単に得られるし、どのように得てもよい。このような通電容量の違いを利用して炊飯時の合数や保温時の結露、白化、乾燥による褐変など各種の条件に応じた細かな加熱制御ができる。

以上で各種の電気炊飯モードや調理モード、保温モードを実行することができる。しかし、本実施の形態では特に、鍋１が土鍋などの成形上の寸法ばらつきが金属製の鍋にくらべて大きく、特に、鍋１の底部のアール形状で立ち上がる外周部でのばらつきが大きく、発熱体４ｂの加熱コイル４ａとの距離などのばらつきの原因になって加熱の過不足として反映し、安定した炊飯が行えないことに対応するのに、加熱コイル４ａ特に距離がばらつきやすい前記発熱体４ｂ２に対応する加熱コイル４ａ２を優先して、総断面積Ａに対する分線数Ｎを図３（ａ）に示す現在数Ｘよりも図３（ｂ）に示すようにＹ＝Ｘ／４と高めて線径でいうと１／２に細線化している。

加熱コイル４ａ１、４ａ２はそれらに対応する発熱体４ｂ１、４ｂ２に交番磁界を及ぼして生じる渦電流によって発熱させるために高周波電流を供給する関係から、直流電流では個々の分線４ｃの断面積全域に流れるのとは異なり、分線４ｃの断面積の図３に斜線を施して示す通電表層域４ｃ１に主として流れ、中央側は通電抵抗の大きな自己発熱域４ｃ２となり、線径が大きいほど通電表層域４ｃ１に対する自己発熱域４ｃ２の面積割合が増加する。従って、図３（ａ）に示す現行分線数の場合よりも図３（ｂ）に示す本実施の形態のように分線数を増大させるほど、各分線４ｃでの通電表層域４ｃ１の割合が高くなり、自己発熱域４ｃ２の割合が小さくなる。つまり、本実施の形態のように加熱コイル４ａ２などが総断面積Ａに対する分線数Ｎを現在数ＸよりもＹ＝Ｘ／４に高めて線径で見て１／２に細線化された分だけ、各分線４ｃにおける断面積Ａ４ｂに対する有効通電面積率が向上して自己発熱面積率が低下し、総断面積Ａに反映するので、現行通電条件にて熱損失少なく周波数に対する電流量Ｉ（Ａ）を図３（ｃ）に示すように高め、これに対応した分だけ総断面積Ａに対する磁気作用域を拡大でき、省エネも図れる。この結果、鍋１の特に底部におけるアール形状にて立ち上がる周辺部での大きな成形寸法のばらつきなどによって加熱コイル４ａ２などはそれに対応する発熱体４ｂ２などとの距離が現行以上にばらついても磁界作用を確実に及ぼして発熱させ炊飯することができる。

なお、鍋１の高さにばらつきがあっても、図２に示すように鍋１をその底部の脚部１ｄなどにて本体２側に載置する支持形式とすることで、底部の中央部での加熱コイル４ａ１と発熱体４ｂ１との距離に対する鍋１の成形誤差の影響は、鍋１の脚部１ｄと発熱体４ｂ１との間の極く微小な高さ間でのものとなり、鍋１の全高範囲での最大ばらつきの影響を大きく緩和するので、必要に応じ加熱コイル４ａ１の細線化を省略しても安定した炊飯は確保できる。このような場合、加熱コイル４ａ１、４ａ２の双方を細線化した１本のコイルとする場合に比し、加熱コイル４ａ１、４ａ２が個別のものとなって取り扱いコイル数は増大するが、個別に通電制御してよりきめの細かい炊飯制御ができることになるし、細線化を巻線時の断線などによる歩留まりが低下してまで実現しようとするような場合に有利となる。これに対し、鍋１をそのフランジ１ｅを本体２側で支持して吊持ちするような場合は鍋１の高さの成形誤差が加熱コイル４ａ１と発熱体４ｂ１との距離の大きなばらつきの原因になるし、本体２側の成形や組み立ての誤差も反映して成形誤差の少ない金属製の鍋１の場合でも加熱コイル４ａ１と発熱体４ｂ１との距離のばらつきが大きくなる場合もあるので、加熱コイル４ａ１も上記のように細線化するのが好適である。

要するに、本実施の形態では、加熱コイル４ａ、具体的には加熱コイル４ａ１、４ａ２などの細線化による有効通電面積率の向上、自己発熱面積率の低下を得て、加熱コイル４ａ１、４ａ２などの発熱、熱損失少なくまた発熱体による局部過熱の原因なしに、加熱コイル４ａ、具体的には加熱コイル４ａ１、４ａ２などは、発熱体４ｂ、具体的には発熱体４ｂ１、４ｂ２などとの距離のばらつきが大きくても確実な磁界作用にて発熱させられ安定に炊飯することができ、寸法ばらつきの大きな土鍋などの非金属製の鍋１を採用するのに好適である。

また、このように細線化した加熱コイル４ａ、具体的には加熱コイル４ａ２は、鍋１の温度を検知する温度センサ３４の近傍に位置して設けられているが、前記のように自己発熱が小さいことにより近傍に位置する温度センサ３４の温度検知のノイズとはならないので、温度センサ３４が検出する炊飯温度を基に適正な炊飯制御ができる。

ここで、加熱コイル４ａ１、４ａ２などの細線化は、現在線径０．３ｍｍに対し、０．２ｍｍ以下の線径とするのがよく、０．１５ｍｍ以下の線径としてさらに好適であり、０．１５ｍｍにて十分な効果が得られた。

幾つかの実施例を示すと、現行のＭサイズ炊飯器で、総断面積Ａ＝２．４０２１ｍｍの分線数Ｎ＝３４、線径＝０．３ｍｍであるのに対し、実施例１として総断面積Ａ＝２．４０２１ｍｍに対して分線数Ｎ＝１３６、線径＝０．１５ｍｍに設定し、現行のＳサイズ炊飯器で、総断面積Ａ＝１．７６６２５ｍｍに対して分線数Ｎ＝２５、線径＝０．３ｍｍであるのに対し、実施例２として総断面積Ａ＝１．７６６５ｍｍに対して分線数Ｎ＝１００、線径＝０．１５ｍｍに設定して、Ｍ、Ｓいずれのサイズの電気炊飯器においても良好な炊飯結果が得られた。

ここで、線径０．３ｍｍの現行分線と、線径０．１５ｍｍの実施例分線との周波数に対する電気抵抗（Ω）、インダクタンス（Ｈ）、Ｑに関する特性を比較実験したところ、図４（ａ）〜（ｃ）に示す通りであり、実施例線の方が現行分線よりも各周波数に対する通電抵抗が低下していることが分かる。

次に、線径０．３ｍｍ、分線数３４、中央部１２ターン、周辺部１０ターンの現行コイルと、線径０．１５ｍｍ、分線数１３６、中央部１４ターン、周辺部８ターンの実施例コイルとにつき、それらを実用したときのコイルの昇温について試験した。なお、分線どうしは図５（ｂ）に示すように撚り合せている。

試験方法は、最大電力１２００Ｗで調整し、ＩＨ出力を１００％として連続通電して湯沸し状態にする。その状態で図５（ａ）に示す中央部の加熱コイルの前部ＣＦと後部ＣＲ、周辺部の加熱コイルの前部ＯＦと後部ＯＲとの温度を測定する。

試験装置としては、ＮＦ電源 ４４２０、電力計 ＭＯＤＥＬ ３１８２（Ａ−Ｋ０１−００９）、オシロスコープ ＤＬ１６４０Ｌ を用いた。

試験結果は現行の加熱コイルでは図６に示す通りとなり、実施例の加熱コイルでは図７に示す通りとなった。図６と図７とを比較して実施例の加熱コイルの方が現行の加熱コイルよりも温度上昇が抑えられていることが分かる。

また、土鍋などの非金属製の鍋１では、その外面に設けた発熱体４ｂ１、４ｂ２の熱が、鍋１の側に効率よく伝わらない分だけ、内装ケース１１側、加熱コイル４ａ１、４ａ２の側に放熱する割合が高くなり、炊飯を首尾よく遂行できなかったり、炊飯温度を確保するために炊飯時の加熱温度を高めると鍋１側の局部過熱や、この局部過熱部となる特に発熱体４ｂ１などからの放熱による内装ケース１１の下部枠１１ｂの劣化や溶損、加熱コイル４ａ１などの異常発熱の原因になって炊飯器や使用の安全が損なわれたりすることがある。

これには、内装ケース１１における下部枠１１ｂの鍋１における特に径方向幅が大きく総発熱量が多くなる発熱体４ｂ１と対向する部分に透磁性の耐熱プレート３１を配し、発熱体４ｂ１からの熱を反射させるようにして対応はできる。具体的には、本体２における内装ケース１１の鍋１外面に設けられた発熱体４ｂ１などとの対向部に設けた透磁性の耐熱プレート３１は、その透磁性によって内外装ケース１１、１２の少なくとも底部間に設けた加熱コイル４ａ１などからそれに対向する鍋１外面の発熱体４ｂ１などに交番磁界を及ぼして誘導発熱させる作用を損なわない。しかも、この透磁性の耐熱プレート３１は、鍋１外面の発熱体４ｂ１などが良好な炊飯に必要な高い温度に発熱させるのに対し鍋１が土鍋などの熱伝導性の低い非金属製で熱伝導しにくく、発熱体４ｂ１などから内装ケース１１側への外面への図３に放熱の割合が高くなる関係であっても、この放熱を耐熱プレート３１の表面で鍋１側に反射させて鍋１を二次加熱して炊飯の加熱に再度生かし加熱効率を高められる。この結果、非金属製の鍋１の厚く熱を篭らせやすい特性との組み合わせから本発明の目的に対応した均一で十分な加熱での良好な炊飯が実現する。さらに、耐熱プレート３１はその耐熱性によって劣化や損傷するようなことがなく、鍋１外面の発熱体４ｂ１などからの熱が本体２の内装ケース１１、特に下部枠１１ｂや加熱コイル４ａ１に及ばないようにするし、まして本体２の外装ケース１２下へ熱が及ぶようなことは回避できる。

しかし、本実施例での細線化した加熱コイル４ａ１などを土鍋である鍋１の外面に設けた発熱体４ｂ１などに働かせても、その昇温は現行加熱コイルの場合に比し、昇温が１０℃〜２０℃抑えられる。従って、耐熱プレート３１を省略しても熱的安全が図れる。しかし、耐熱プレート３１は加熱効率を高めるので併用するのが好適である。また、加熱コイル４ａ２の細線化による磁気作用域の拡大は、側部加熱源５のヒータ５ａを装備している胴部枠１１ａに及んで発熱させ、ヒータ５ａとの協働加熱を図ることもできる。

耐熱プレート３１は発熱体４ｂ１などからの熱を鍋１の側に反射させるものであることに対応して、鍋１および発熱体４ｂ１などと耐熱プレート３１との間にはエアギャップ３２を設けることが必須となる。特に、このエアギャップ３２が閉鎖空間となって熱を篭らせないように少なくともまわりへ開放されているのが望ましく、本実施の形態ではこのエアギャップ３２は鍋１の底部外周に形成した環状の脚部１ｄを、下部枠１１ｂの底部外周部の円周上３ヵ所程度に設けた図２に示すシリコンゴムなどよりなる弾性支持台３３により支持した高さにて、周囲３ヵ所での接触だけで確保している。しかし、鍋１の開口部のフランジ１ｃを本体２の開口部で受けて吊持ちすることでエアギャップ３２を確保することもできる。鍋１の脚部１ｄでの弾性支持台３３上への載置、支持は、鍋１の弾性支持や回り止めの効果も併せ発揮する。一方、このエアギャップ３２は図１、図２に示すように内装ケース１１と鍋１との間の全域に形成することが鍋１側から内装ケース１１の側への熱影響を防止しながら、その熱を内装ケース１１と鍋１との間に篭らせて、厚く熱伝導性の低い非金属製である鍋１と炊飯の加熱に協働して加熱効率、均一加熱を促進しやすくなり、特に、本体２の内装ケース１１に設けた耐熱プレート３１が鍋１側に反射させる熱を生かしやすい。

さらに、耐熱プレート３１は、温度センサ３４を鍋１に接触させる穴３５を中央部に有し、対向する発熱体４ｂ１の外径よりも大きくしている。これにより、中央部の穴３５を通じ炊飯との相関性の高い鍋１底部の中央部の温度を温度センサ３４で検出することができる。このために、温度センサ３４は図１、図２に示すように、コイル台１５の中央に設けてばねにより上動付勢し、下部枠１１ｂおよび耐熱プレート３１を貫通してその上に常時突出する習性を与え、弾性支持台３３上に載置される鍋１の底部に圧接し、鍋１の温度をモニタできるようにしている。

なお、鍋１はその下半部１ｂを側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉としている。このように、鍋１を本体２に着脱できるように収容して、底部加熱源４、側部加熱源５および蓋加熱源６からの加熱により炊飯やご飯の保温を行うことになるが、鍋１の下半部１ｂが側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉で熱容量が小さいことにより、炊飯に重要な発熱体４ｂ１、４ｂ２からの熱により、前記直接の熱伝導による一次加熱と、耐熱プレート３１から反射した熱による二次加熱とを得て、加熱効率がさらに向上し比較的低い通電容量に抑えながら十分な炊飯加熱を実現して良好な炊飯ができる。しかも、鍋１は側部加熱源５との対向部１ｅが下半部１ｂよりも厚肉で蓄熱容量が高いことにより、炊飯に続く保温時の降温が鈍く、昇降温時に温度むらが生じにくい特性と、側部加熱源５からの加熱、蓋加熱源６からの加熱による熱補助の基に、ご飯を均一に保温しやすくなる。

また、鍋１は底部加熱源４と対向する下半部１ｂを側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉としているが、側部加熱源５との対向部１ｅの厚みが大きいこととの協働により耐落下強度を損なうことがない。特に、正立姿勢での落下時の必要強度を満足する。そして、底部加熱源４との対向部である下半部１ｂを薄く蓄熱容量が小さくなる分だけ、底部加熱源４からの高出力加熱が炊飯加熱に生きやすくするし、厚肉の側部加熱源５との対向部１ｅへの熱移動をも促進する。従って、鍋１内の水および米全域での活発な対流を伴なう均一加熱での炊飯が実現する。ここに、鍋１の側部は、上部が厚肉で、下部が鍋１の底部アール部を含んで薄肉であるともいえ、薄肉域を鍋１の耐落下強度一杯になる側部域まで延長することで、鍋１の薄肉部を利用した底部加熱源４からの高出力加熱による均一加熱での炊飯特性がさらに高まる。鍋１の厚肉部と薄肉部との間は鍋１の外面に丸みのある図１に示すような段差部Ｄをなして連続し、応力集中なく比較的急な厚みの切り換えを達成している。

ここで、１つの実施例を示せば、通常の土鍋では１０〜１５ｍｍ程度の均一厚さとするのが主流であるところを、ムライト−コージェライトを主成分とするセラミック製で、ガラス系の釉薬にて封穴処理をした鍋１につき、底部加熱源４との対向部である下半部１ｂの厚みを３〜４ｍｍ程度、側部加熱源５との対向部１ｅの厚みを７〜８ｍｍ程度として十分な耐落下強度が得られたし、均一加熱による炊飯、均一保温が実現できた。このような寸法関係から鍋１の厚肉部と薄肉部との厚みの差はほぼ２倍程度とすることもできる。なお、鍋１のヒータ５ａの放熱板である胴部枠１１ａとの対向部と、加熱コイル４ａ２と対向する発熱体４ｂ２を有する部分との間は加熱源がないので鍋１の厚みは小さい程炊飯時の均一加熱には有利であって、３ｍｍ程度とするのが好適であり、場合によっては耐落下強度を満足するのを条件に鍋１の下半部１ｂに設定する厚みよりも薄くしてもよい。

また、本発明者の実験によれば、発熱体４ｂ１、４ｂ２の発熱量はその径方向において中央部で温度が高く、周縁側で温度が低くなる温度分布を示す傾向があり、径方向の寸法が大きくなるほどその温度差は大きく、鍋１が熱伝導性の低い非金属製のものであっても、既述のように鍋１の下半部１ｂを側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄くする構成では、前記のような温度分布が炊飯時の加熱むらとして幾分反映してしまうことにつき、発熱体４ｂ１、４ｂ２の厚みに差をつけることにより温度むらを問題ない程度に抑えている。具体的には、発熱体４ｂ２は発熱体４ｂ１に比し径方向の幅寸法が小さく、温度の分布差が小さいので、径方向の中央部を薄く、周縁部を厚くしている。これに対し発熱体４ｂ１は径方向の幅寸法が大きく温度の分布差が大きいので、温度が高くなる中央部分の発熱体４ｂ１を無くすか、あるいは周縁部の厚みに対する中央部の厚みの比率を、発熱体４ｂ２の場合よりも小さくするようにしている。これによって炊飯時の加熱むらが改善された。これは、発熱体４ｂ１、４ｂ２に部分的な厚みの違いがあると、厚肉部が薄肉部よりも熱の良導率が高まる分だけ電流量が集中し発熱量が薄肉部よりも多くなることによるものと思われる。このような部分的な厚みの差は、部分的に塗布回数を変えることで簡単に実現できるし、発熱体を設けない厚み０の部分は発熱体の塗布の省略として実現できる。ここで、Ｌ−２（１００サイズ）、Ｋ（１５０サイズ）の２通りの実施例を示せば、図８に示す通りの寸法関係、厚み関係として好適な結果が得られた。

上記のような底部加熱源４からの高出力加熱などに対応して、内装ケース１１の樹脂部分は外装ケース１２の樹脂部分と共に従来ＰＥＴで形成されているが、耐熱温度が１５０℃程度と低く熱影響が懸念されるので、本実施の形態では上部枠１１ｃや下部枠１１ｂを耐熱温度が２５０℃程度と高いＰＰＳとしており、前記耐熱プレート３１のシリコン系接着剤との接着も問題なく達成されている。一方、外装ケース１２の底部材１２ａや肩部材１２ｃは従来通りＰＥＴなどの樹脂製としている。また、肩部材１２ｃの左右２箇所には図２に示すように鍋１のフランジ１ｃとの間にフランジ１ｃへの手掛りを容易にするための凹部４１を形成している。胴部１２ｂの上部には肩部材１２ｃにまで達して軸受したハンドル１１８を設けてある。

本発明は非金属製の鍋を採用した電気炊飯器に実用して、本体側の加熱コイルと鍋側の発熱体との距離にばらつきがあっても安定して電磁誘導加熱して良好な炊飯を達成できる。

本発明の実施の形態に係る電気炊飯器の１つの例を示す前後方向での断面図である。 図１の電気炊飯器の左右方向での断面図である。 現行加熱コイルとそれよりも細線化した加熱コイルとの関係を（ａ）と（ｂ）とに対比して示し、（ｃ）にそれらの周波数に対する電流量の違いを比較して示す比較例図。 現行加熱コイルの分線とそれより細分化した加熱コイルの分線との周波数に対する電気抵抗、インダクタンス、Ｑの各特性の違いを（ａ）〜（ｃ）にて比較して示す比較例図である。 現行加熱コイルと実施例加熱コイルとの昇温比較試験における温度検出位置を示す説明図である。 現行加熱コイルの昇温変化を示す実測図である。 実施例加熱コイルの昇温変化を示す実測図である。 図１の電気炊飯器の鍋の底部の中央部と周辺部とに設ける２通りの実施例での発熱体のサイズ、厚み、単位面積当たりの銀のパーセントの関係の違いを示す説明図である。

符号の説明

１ 鍋
２ 本体
３ 蓋体
４ 底部加熱源
４ａ、４ａ１、４ａ２ 加熱コイル
４ｂ、４ｂ１、４ｂ２ 発熱体
４ｃ 分線
４ｃ１ 通電表層域
４ｃ２ 自己発熱域
１１ 内装ケース
１２ 外装ケース
３４ 温度センサ

Claims (6)

1. 鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器において、
   加熱コイルは、総断面積に対する分線数を現在数よりも高めて細線化したことを特徴とする電気炊飯器。
2. 非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器において、
   加熱コイルは、総断面積に対する分線数を現在数よりも高めて細線化し、発熱体との距離のばらつきに対する磁界作用の安定度を高めたことを特徴とする電気炊飯器。
3. 加熱コイルは、現在線径０．３ｍｍに対し、０．２ｍｍ以下の線径とした請求項１、２のいずれか１項に記載の電気炊飯器。
4. 加熱コイルは、０．１５ｍｍ以下の線径とした請求項３に記載の電気炊飯器。
5. 加熱コイルは、鍋の温度を検知する温度センサの近傍に位置している請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気炊飯器。
6. 加熱コイルは、鍋の底部の中央部とアール形状に立ち上がる外周部とに設けた各発熱体に対応した中央部の加熱コイルと、周辺部の加熱コイルとを有し、少なくとも周辺部の加熱コイルを細線化する請求項２〜５のいずれか１項に記載の電気炊飯器。

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