JP2014018606A

JP2014018606A - 炊飯器

Info

Publication number: JP2014018606A
Application number: JP2012163367A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sato; 慎一佐藤; Toshiyuki Kosaka; 俊幸小坂
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-02-03

Abstract

【課題】電源の配線状況によっては負荷電流が急激に変化すると、電源インピーダンスで余分な電圧降下が生じて商品に印加される電源波形が歪み、このような状況下で誘導加熱を行うと、様々な誤動作の要因となってしまい、不安定な動作を行う。
【解決手段】誘導加熱以外に加熱を行う加熱手段２４と、加熱手段２４を駆動する駆動手段２５と、商用電源３の周期を測定する周期測定手段２６と、前記加熱手段２４を商用電源３の複数周期Ｍ回中Ｎ回（Ｍ＞Ｎ）通電させることによって加熱手段２４の電力を変化させる第一の電力変化手段２７とで、構成することにより、電流の急峻な変化なしに加熱手段の電力を変化させることが可能になり、電源波形の歪みはない状態で誘導加熱を行うことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、炊飯器に関するものである。

近年の炊飯器は、おいしさを実現するために加熱手段の複雑な制御を行うものが増えてきている。

図７は従来の炊飯器の回路図である。図７において、内鍋４１内に調理物が入れられ、加熱コイル４２により、前記内鍋４１が電磁誘導加熱（以下、ＩＨ）される。商用電源４３から交流が供給され、ダイオードブリッジ４４によって整流される。平滑コンデンサ４５、共振コンデンサ４６、トランジスタ４７を備えたインバータ回路により、ＩＨのための高周波電力を発生させる。電力値の制御は電源電流を制御することによりおこなっている。ヒータ４８は、双方向性サイリスタ４９によって通電を制御している。双方向性サイリスタ４９は駆動回路５０によって駆動されている。駆動回路５０はマイコン５１によって制御されている。商用電源４３の波形は電源入力回路５２によってマイコン５１に入力されている。

ヒータ４８の電力を変化させたい場合は、従来は双方向性サイリスタ４９のオンタイミングを変えることによって実現していた。その制御の波形が図８である。図８の（ａ）は商用電源４３の波形であり、図８の（ｂ）のように双方向性サイリスタ４９を商用電源の波形の途中からオンさせることによってヒータの電力を制御することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−９７７２３号公報

しかしながら、電源の配線引き回しが長い、引き回し経路がループしているといった状況下では電源のインピーダンスが大きくなり、特に、インダクタンス成分が大きくなってしまう。図９はそのような電源の模式図であり、電源からインダクタンスを経由して製品につながるような等価回路になってしまう場合がある。

このような場合に、図８の（ｂ）のような波形が印加されると、電流が急激に変化するので、インダクタンスの大きさをＬ、電流をｉとすると、インダクタンスの両端電圧ＶＬ＝Ｌ×ｄｉ／ｄｔが発生し、結果として図８の（ｃ）のような波形が製品に印加されることになる。

このような波形で誘導加熱を行うと、様々な誤動作の要因となってしまい、不安定な動作を行うこととなってしまうといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電源事情にかかわらず、安定的な動作を行う炊飯器を得ることを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、誘導加熱以外に加熱を行う加熱手段と、前記加熱手段を駆動する駆動手段と、商用電源の周期を測定する周期測定手段と、前記加熱手段を商用電源の複数周期Ｍ回中Ｎ回（Ｍ＞Ｎ）通電させることによって加熱手段の電力を変化させる第一の電力変化手段とで構成したものである。

これによって、電流の急峻な変化なしに加熱手段の電力を変化させることが可能になり、電源波形の歪みがない状態で誘導加熱を行うことが可能となる。

電源の配線引き回しなどの電源事情にかかわらず、安定的に誘導加熱を行うことができる信頼性の高い炊飯器を得ることができる。

本発明の実施の形態１における炊飯器のブロック図本発明の実施の形態１における炊飯器の加熱手段の波形図本発明の実施の形態１における炊飯器の断面図本発明の実施の形態１における炊飯器の回路図本発明の実施の形態２における炊飯器のブロック図本発明の実施の形態２における炊飯器の加熱手段の波形図従来の炊飯器の回路図従来の炊飯器における加熱手段の波形図電源状況の模式図

第１の発明は、上面が開口した本体と、本体上面を閉じる蓋部と、前記本体内に着脱自在に収納され調理物を入れて調理を行う内鍋と、前記内鍋を誘導加熱する加熱コイルと、商用電源を整流して得られる単方向電源と、スイッチング素子、共振コンデンサ、平滑回路よりなり、前記単方向電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、誘導加熱以外に加熱を行う加熱手段と、前記加熱手段を駆動する駆動手段と、商用電源の周期を測定する周期測定手段と、前記加熱手段を商用電源の複数周期Ｍ回中Ｎ回（Ｍ＞Ｎ）通電させることによって加熱手段の電力を変化させる第一の電力変化手段とで構成したものである。

これによって、加熱手段を商用電源の複数周期Ｍ回中Ｎ回通電させることにより、加熱手段の電力変化を実現し、電流の急峻な変化なしに加熱手段の電力を変化させるので、電源インピーダンスが高い状況でも、電源波形の歪みがない状態で誘導加熱を行うことができ信頼性を高めることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記第一の電力変化手段を商用電源の複数半周期Ｐ回中Ｌ回（Ｐ＞Ｌ）通電させることによって前記加熱手段の電力を変化させる第二の電力変化手段としたものである。

これによって、加熱手段を商用電源の複数の半周期Ｐ回中Ｌ回通電させることによって加熱手段の電力変化を実現し、電流の急峻な変化なしに加熱手段の電力変化を実現し、電源インピーダンスが高い状況でも、電源波形の歪みはない状態で誘導加熱を行うことができるものである。

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。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における炊飯器のブロック図である。

図１において、蓋部２０は内鍋１の上方を覆っており、内鍋１は本体２１内に設置されている。加熱コイル２により前記内鍋１が誘導加熱される。単方向電源２２は商用電源３が供給する交流が整流されたものである。単方向電源２２をもとに平滑回路５、共振コンデンサ６、スイッチング素子７で構成したインバータ回路２３が誘導加熱のための高周波電力を発生させる。

また、加熱手段２４は誘導加熱とは別の加熱手段で加熱を行い、加熱手段２４は駆動手段２５によって駆動される。

周期測定手段２６には商用電源３から電源波形が入力され、商用電源３の周期を測定する。測定された商用電源３の周期をもとに、第一の電力変化手段２７が商用電源３の例えば４周期に１回、駆動手段２５を駆動することにより、加熱手段２４をフル通電した場合の４分の１の火力を実現することが可能となる。

図２は本発明の第１の実施の形態における炊飯器の加熱手段の波形図である。

図２において、（ａ）は商用電源３の電源波形、（ｂ）は加熱手段２４の印加波形である。この図からわかるように、電源４周期に１回、通電している。

また、加熱手段２４を誘導加熱と同時に使用する場合は、加熱手段２４の制御による電源波形の歪みが誘導加熱の誤動作につながったりする可能性があるが、本実施の形態においては、従来とは異なり、電流の急峻な変化がなく加熱手段の電力変化を実現しているので、電源線の引き回しが長く、電源インピーダンスにおけるインダクタンス成分が大きい場合でも、電圧降下がほとんど発生せず、電源波形の歪みはない状態で、加熱手段２４の制御と同時に、誘導加熱も行うことができる。

図３は本発明の第１の実施の形態における炊飯器の断面図である。

図３において、内鍋１は本体２１内部に収納されている。前記、内鍋１の底部に沿うような形で、保護枠２８に加熱コイル２が設けられている。

本体２１の上部を閉じる形で蓋部２０が設けられている。蓋部２０の上面に基板３０が設置されており、誘導加熱の各種制御を行っている。加熱手段２４はヒータで構成され、発生した蒸気の加熱を行っている。

図４は本発明の第１の実施の形態における炊飯器の回路図である。図４において、内鍋１内に調理物が入れられ、加熱コイル２により、内鍋１が誘導加熱される。

商用電源３から交流が供給され、ダイオードブリッジによって整流される単方向電源２２を構成している。平滑回路５、共振コンデンサ６、スイッチング素子７で構成したインバータ回路により、ＩＨのための高周波電力を発生させる。

電力値の制御は、電源電流を制御することによりおこなっている。加熱手段２４のヒータは、双方向性サイリスタ９によって通電を制御されている。双方向性サイリスタ９は駆動手段２５によって駆動されている。

駆動手段２５は、マイコン１１によって制御されている。商用電源３の波形は電源入力回路１２によってマイコン１１に入力されている。電源入力回路１２によってマイコン１１に入力された商用電源３の周期を測定し、測定された商用電源３の周期をもとに、マイコン１１は周期測定手段２６、第一の電力変化手段２７を構成して、商用電源３の例えば、４周期に１回、駆動回路１０を駆動することにより、加熱手段のヒータをフル通電した場合の４分の１の火力を実現することが可能となる。

（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態における炊飯器のブロック図である。図５は、本発明の実施の形態１において、加熱手段２４を商用電源３の複数半周期Ｐ回中Ｌ回（Ｐ＞Ｌ）通電させることによって、加熱手段の電力を変化させる第二の電力変化手段４０を第一の電力変化手段２７から置き換えたものである。

図５において、例えば、加熱手段２４を商用電源の複数の半周期４回中１回通電させることによって、加熱手段２４をフル通電した場合の４分の１の火力を実現することが可能となるものである。

図６は本発明の第２の実施の形態における炊飯器の加熱手段の波形図である。図６において、（ａ）は商用電源３の電源波形、（ｂ）は加熱手段２４の印加波形である。この図からわかるように電源の４つの半周期に１回、通電している。

また、加熱手段２４を誘導加熱と同時に使用する場合は、加熱手段２４の制御による電源波形の歪みが誘導加熱の誤動作につながったりする可能性があるが、本実施の形態においては従来と異なり、電流の急峻な変化がなく加熱手段の電力変化を実現しているので、電源線の引き回しが長く電源インピーダンスにおけるインダクタンス成分が大きい場合でも、電圧降下がほとんど発生せず、電源波形の歪みはない状態で、加熱手段２４の制御と同時に、誘導加熱も行うことができるものである。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、誘導加熱と他の加熱手段を同時に使用しても電源の状態にかかわらず安定した動作を行うことができるので誘導加熱式炊飯器の用途に有用である。

１、４１内鍋
２、４２加熱コイル
３、４３商用電源
５平滑回路
６、４６共振コンデンサ
７スイッチング素子
２０蓋部
２１本体
２２単方向電源
２３インバータ回路
２４加熱手段
２５駆動手段
２６周期測定手段
２７第一の電力変化手段

Claims

上面が開口した本体と、本体上面を閉じる蓋部と、前記本体内に着脱自在に収納され調理物を入れて調理を行う内鍋と、前記内鍋を誘導加熱する加熱コイルと、商用電源を整流して得られる単方向電源と、スイッチング素子、共振コンデンサ、平滑回路を有し、前記単方向電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、誘導加熱以外に加熱を行う加熱手段と、前記加熱手段を駆動する駆動手段と、商用電源の周期を測定する周期測定手段と、前記加熱手段を商用電源の複数周期Ｍ回中Ｎ回（Ｍ＞Ｎ）通電させることによって加熱手段の電力を変化させる第一の電力変化手段とで構成した炊飯器。
前記第一の電力変化手段を商用電源の複数半周期Ｐ回中Ｌ回（Ｐ＞Ｌ）通電させることによって前記加熱手段の電力を変化させる第二の電力変化手段とした請求項１に記載の炊飯器。