JP3985711B2

JP3985711B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP3985711B2
Application number: JP2003094941A
Authority: JP
Inventors: 誠一高椋; 敦高麗; 浩典浜田; 泰幸三村; 春生石川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: CN1533733A; JP2004298402A; CN1231171C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭あるいは業務用に使用する炊飯器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電磁誘導加熱を利用した炊飯器が市場で広まっている。例えば従来の炊飯器としては、図３に示すようなものであった。図３において、３１は上面が開口するほぼ円筒状の本体で、開閉自在の蓋３２に覆われている。本体３１の内部には内鍋３３が着脱自在に収納されている。内鍋３３は、ステンレス、鉄などの磁性体によって形成されている。保護枠３４は、内鍋３３の収納部であり、非金属材料により有底円筒状に形成されている。保護枠３４の外側には内鍋３３を誘導加熱する加熱コイル３５が配設されている。加熱コイル３５は、保護枠３４の底面外側に配設された内コイル３６と、その外周上に配設された外コイル３７とからなる。
【０００３】
更に、加熱コイル３５の外方にはフェライト３８を配設しており、これにより、外部への防磁（炊飯器の外部に漏れる磁束を低減すること）を行う。３９は内鍋３３の温度を測定する温度センサである。４０は加熱コイル３５に高周波電力を供給する制御基板である。
【０００４】
４１は導電材料製（例えば、アルミニウム製）の防磁板である。防磁板４１は、加熱コイル３５の外周側方に設けられている。防磁板４１には、防磁板４１を通過する磁界を打ち消すような渦電流が発生する。防磁板４１は、炊飯器の外部に漏れる磁界（磁束）を低減し、加熱コイル３５の外側に漏れた磁束によって、本体３１又は本体３１の外部にある部材の温度が上昇することを防止しているものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平４−３６００９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の誘導加熱の防磁方法では、幅広で円筒状のアルミ製の防磁板を内蔵するため、炊飯器の内鍋に対する本体の大きさが大きく、持ち運び及び設置性が悪いという問題があった。また、防磁板は、基板の配置や本体の大きさによっては配置できない場合があった。さらに炊飯器の種類や容量によって防磁板の形状を変化させる必要があり、防磁板を共用できなかった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、炊飯器の外部に漏れる磁界（磁束）を効果的に低減し、小型で安価な炊飯器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の炊飯器は、本体内に蒸気を生成する着脱自在な容器を備えた蒸気発生部と、この蒸気発生部に取り付けられ容器を誘導加熱する加熱コイルと、前記容器が誘導加熱し蒸気が生成され、前記蒸気噴出し口から前記鍋の上面に噴出し、前記鍋内部の米の上面を蒸気により加熱し炊飯するとともに、この加熱コイルの外側に配設された１本又は複数の導電性のループ線を有したものである。
【０００９】
これによって、ループ線は従来例のアルミ製の防磁板と比較して、僅かなスペースに設置できる。従来の電気炊飯器においては、大きく固定形状の防磁板は、本体の筺体の形状に大きな制約を与えた。細く柔軟なループ線は、本体の筺体の形状の自由度をほとんど制約しない。ループ線には、ループ線及びループ線の近傍の磁界を打ち消すような磁界を発生する電流が流れる。適切な場所に設置された１又は複数のループ線は、従来のアルミ製の防磁板とほぼ同等の防磁効果を有する。好ましくは、複数のループ線を設ける。
【００１０】
なお、ループ線は、電気的に閉ループを構成する線を意味する。ループ線は、例えば同心円状又は螺旋状に少なくとも１ターン巻きされた線である。ループ線は単線でも縒り線でも良い。線は裸線でも被覆線でもよい。加熱コイルの外側に配設されたループ線とは、加熱コイルの垂直投影面が、ループ線の外周で規制される面の垂直投影面に含まれることを意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、本体と、前記本体内に着脱自在に設けた鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱部と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、前記蓋の底面に設けた蒸気噴出し口と、前記本体内に蒸気を生成する着脱自在な容器を備えた蒸気発生部と、前記蒸気発生部に取り付けられ前記容器を誘導加熱する加熱コイルと、前記容器が誘導加熱し蒸気が生成され、前記蒸気噴出し口から前記鍋の上面に噴出し、前記鍋内部の米の上面を蒸気により加熱し炊飯するとともに、前記加熱コイルの外側に配設された少なくとも１本の導電性のループ線を有するもので、ループ線には、ループ線及びループ線近傍の磁界を打ち消すような磁界を発生する電流が流れるので、炊飯器の外部に漏れる磁界（磁束）を効果的に低減できるから、本体または本体の外部にある物体の温度上昇を抑えることができ、小型で安価な炊飯器を実現でき、持ち運びが容易で設置性が良い炊飯器を実現することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蒸気発生部は、容器の温度検知を行う温度センサを有し、前記温度センサからの出力信号を制御基板に伝送する温度センサ信号線がループ線と直交するように配設するもので、温度センサ信号線を防磁ループ線にほぼ直交させることにより、防磁ループ線が発生する磁界がノイズとして温度センサ信号線に飛び込むことを防止できるので、温度センサ線は、ノイズの少ない正確な温度センサの信号を伝送するため、高い精度で容器の温度を検出し、加熱コイルの制御を行う炊飯器を実現することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、加熱コイルの外側に、前記加熱コイル巻線方向に対して、その巻線にほぼ直交するように配置された、少なくとも１本の高透磁性の磁性材料で形成されたフェライト部材を備え、少なくとも１本の前記ループ線を、前記フェライト部材の外側、または前記フェライト部材の下端部の近傍で下側、または前記フェライト部材の上端部の近傍で上側に配設するもので、磁気抵抗が少ないフェライト部材の周囲は、特に磁界（磁束）が集中し、ループ線に大きな電流が流れ、ループ線は効果的に反発磁界を発生するので、更に大きな防磁効果が実現できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、ループ線は、耐熱性を有する被覆で覆われた線を使用することにより、信頼性の高い炊飯器を提供することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、フェライト部材は、加熱コイルを包囲した形状であることを特徴とするから、加熱コイルを包囲した形状であるフェライト部材の周囲は、特に磁界（磁束）が集中し、加熱コイルを包囲した形状であるフェライトの外側に漏れる磁束が少なくなるので、抜群の大きな防磁効果が実現できる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、フェライト部材は、加熱コイルを包囲したコの字フェライトであることを特徴とするから、一種類のフェライト形状にすることにより、部品点数を削減し、部品の共有化が実現できる。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１に基づいて実施例１について説明する。図１は、本発明の第一の実施例における炊飯器の模式的な断面図である。
【００１９】
図１に示す１は炊飯器の本体を示し、着脱自在な鍋２を内装する。さらに鍋２の上面を覆う開閉自在の蓋３が設置され、着脱自在な鍋２を加熱する鍋加熱手段４を有する。また、蒸気噴出し口５は蓋３内部に内装している。蒸気発生部８は容器６の収納部であり、樹脂などの非金属材料により有底円筒状に形成されている。蒸気発生部８の外側には、容器６を誘導加熱する加熱コイル７で構成し、この加熱コイル７は、高周波電源から供給される高周波電流により交番磁界を発生し、この交番磁界で容器６を誘導加熱させる。
【００２０】
Ｉの字フェライト９は、高透磁性の磁性材料で形成されたフェライト部材であり、加熱コイル７の巻線方向に対して、その巻線方向がほぼ直交するように、加熱コイル７の外側近傍に、２本を対角に配置している。Ｉの字フェライト９は、加熱コイル７による磁界が本体１の外部へ漏れるのを防止すると共に、容器６への誘導過熱を促進する。
【００２１】
ループ線１０は、１ターンの閉ループで２本のループ線１０を、Ｉの字フェライト９の外側近傍で、同心円状に配設され、さらに１ターンの閉ループで２本を加熱コイル７の上下方向に、同心円状に配設されている。
【００２２】
また、ループ線１０は、導電性の線である。また銅線を耐熱性があり、表面のキズつき防止を有する被覆で覆った、ガラス編組フッ素線を使用する。容器６の温度は加熱中１００℃を超えるので、耐熱性を有する被覆線をループ線１０として使用する。
【００２３】
温度センサ１１は容器６の温度を検知するサーミスタで、抵抗値により温度を検知するものである。温度センサ信号線１２は、温度センサ１１と制御基板１３とを接続する引出し線で、温度センサ信号線１２がループ線１０とほぼ直交するように配設されている。
【００２４】
制御基板１３は、温度センサ１１の出力、ならびに操作基板（図示しない）からの入力信号を入力し、加熱コイル７に交番磁界を発生させるための高周波電流を供給する。また制御基板１３は、高周波電源を有し、高周波電源と加熱コイル７との間に設けたＩＧＢＴ等の半導体パワー素子のスイッチングにより加熱コイルへ高周波電流を供給するもので、スイッチング周波数によって供給電力を制御できるよう構成されている。
【００２５】
以上のように構成された炊飯器について、以下その動作を説明する。炊飯を行う米とその水量に対応する水を鍋２に入れ、本体１の所定の状態に内装する。さらに本体１に設けられた容器６内に所定量の水を入れ、炊飯スイッチ（図示しない）を使用者が操作すると、炊飯が開始される。炊飯は鍋の温度及び温度センサ１１によって、制御基板１３上に搭載されたマイクロコンピュータにあらかじめ設定されている炊飯シーケンスに基づいて、鍋加熱部４を駆動し、加熱コイル７に交番磁界を発生させるための高周波電流を流す。加熱コイル７に交番磁界が発生し、容器６に渦電流が流れる。渦電流によるジュール熱で、容器６が誘導加熱し、蒸気が生成され、蒸気噴出し口５から鍋２の上面に噴出する。鍋２内部の水と米は、鍋加熱部４により鍋２底から加熱され、さらに上面を鍋２に放出される蒸気により加熱され炊飯される。
【００２６】
以上のように、本実施例によれば、ループ１０線には、加熱コイル７の外側に漏れる磁束に基づいて発生する電流を流し、ループ１０線及びループ線１０近傍の磁界を打ち消すような磁界を発生する電流が流れ、加熱コイル７の外側に漏れる磁束を低減するので、炊飯器の外部に漏れる磁界（磁束）を効果的に低減でき、本体１または本体１１の外部にある物体の温度上昇を抑えることができる。また、小型で安価な炊飯器を実現でき、持ち運びが容易で設置性が良い炊飯器を実現することができる。
【００２７】
また、本実施例によれば、温度センサ１１からの出力信号を制御基板１３に伝送する温度センサ信号線１２がループ線１０と直交するように配設するので、ループ線１０が発生する磁界がノイズとして温度センサ信号線１２に飛び込むことを防止でき、温度センサ信号線１２は、ノイズの少ない正確な温度センサ１１の信号を伝送するので、高い精度で容器６の温度を検出し、加熱コイル７の制御を行う炊飯器を実現することができる。
【００２８】
また、本実施例によれば、加熱コイル７の巻線方向に対して、その巻線がほぼ直交するように配置されたフェライト部材を備え、ループ線１０をフェライト部材の外側に配設したから、磁気抵抗が少ないフェライト部材の周囲は、特に磁界（磁束）が集中し、ループ線１０に大きな電流が流れ、ループ線１０は効果的に反発磁界を発生するので、更に大きな防磁効果が実現できる。
【００２９】
また、本実施例によれば、ループ線１０が、耐熱性があり、表面のキズつき防止を有する被覆で覆われているので、信頼性の高い炊飯器を提供することができる。
【００３０】
また、本実施例のループ１０線をＩの字フェライト９の下端部の近傍で下側に、またはフェライト部の上端部の近傍で上側に配設すると、ループ線１０を磁束の通るＩの字フェライト９の入り口または出口近傍に配設することとなるので、磁気抵抗が少ないＩの字フェライト９の周囲は、さらに磁界（磁束）が集中し、ループ線１０に大きな電流が流れ、抜群にループ１０線及びループ線１０近傍の磁界を打ち消すような磁界を発生する電流が流れ、加熱コイル７の外側に漏れる磁束をさらに低減できる。
【００３１】
また、本実施例のフェライト部材を２本対角に配設したが、３本以上配設すれば、さらに、フェライト部材の周囲は、特に磁界（電束）が集中しループ１０線及びループ線１０近傍の磁界を打ち消すような磁界を発生する電流が流れるので、炊飯器の外部に漏れる磁界（電束）を効果的に低減できる。また、２本以上のフェライト部材を略均等の角度に配設すれば、抜群に炊飯器の外部に漏れる磁界（電束）を効果的に低減できる。
【００３２】
（実施例２）
本発明の第２の実施例について図２を参照しながら説明する。
【００３３】
図２は、炊飯器の模式的な部分断面図である。基本的には実施例１と同様であるが、実施例１と異なるところは、コの字フェライト２１は加熱コイル７を包囲したものである。コの字フェライト２１は、コの字フェライト２１の蒸気発生部８側の面２１（ａ）、２１（ｂ）を加熱コイル線の中心７（ａ）よりも蒸気発生部８方向に配設した。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施例の効果を明らかにする実験について説明する。フェライト部材で加熱コイル７を包囲したコの字フェライト２１の場合と、加熱コイル７を包囲していないＩの字フェライトの場合との変化に伴う、防磁効果の変化を調べた。加熱コイル７とフェライト部材の位置関係は、加熱コイル７から２．０ｍｍ外側にフェライト部材を２本対角に配設し、ループ線１０は線形１．２５ｍｍ２の銅線を使用し、フェライト部材から１．０ｍｍ外側に２本上下に配設した。
【００３５】
加熱コイル７に通電し、炊飯器本体からの距離１０ｃｍの場所で、磁束密度の最大値を測定した。磁束密度の値が小さいほど、炊飯器本体から漏れる磁界が減少したことを表す。
【００３６】
Ｉの字フェライトの場合、磁束密度は６．２μＴであった。コの字フェライト２１の場合、磁束密度は減少し４．４μＴになった。加熱コイル７を包囲したコの字フェライト２１は有効な防磁効果を有した。
【００３７】
以上のように、本発明によれば、コの字フェライト２１は、コの字フェライト２１の蒸気発生部８側の面を、加熱コイル線の中心よりも蒸気発生部８方向に配設したので、図２のＡのごとく大部分の磁束は流れ、加熱コイル７を包囲したコの字フェライト２１の外側に漏れるのを少なくし、抜群の大きな防磁効果を有し、容器６への誘導加熱をさらに促進することができる。
【００３８】
本実施例では、ループ線１０を２本配設したが、３本以上配設すれば、さらに、ループ線１０線及びループ線１０近傍の磁界を打ち消すような磁界を発生する電流が流れ、加熱コイル７の外側に漏れる磁束を低減するので、炊飯器の外部に漏れる磁界（磁束）を効果的に低減できる。また、３本以上のループ線１０を等間隔に配設すれば、抜群に炊飯器の外部に漏れる磁界（電束）を効果的に低減できる。
【００３９】
なお、本実施例では、加熱コイルを包囲した形状として、コの字フェライトを使用したが、フェライト部材は加熱コイルを包囲できる形状であれば何でもよい。
【００４０】
なお、本実施例では、ループ線１０は線形１．２５ｍｍ２の銅線を使用したが線形の大きさは限定しない。また、ループ線の断面積を大きくすることにより、ループ線により大きな電流が流れ、より大きな防磁効果が得られる。もちろん、ループ線を配置する同じ位置にループ線を複数本束ねて配設してもよい。
【００４１】
また、容器６の底面にある磁界の防磁を行うために、容器６の底面方向の近傍にループ線を配設すると、防磁効果がさらに大きくなる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、炊飯器の外部に漏れる磁界（磁束）を効果的に低減できるから、本体または本体の外部にある物体の温度上昇を抑えることができる。また、小型で安価な炊飯器を実現でき、持ち運びが容易で設置性が良い炊飯器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における炊飯器の模式的な断面図
【図２】（ａ）本発明の実施例２における炊飯器の模式的な部分断面図
（ｂ）本発明の実施例２における炊飯器の模式的な部分裏面図
【図３】従来例の電気炊飯器の模式的な断面図
【符号の説明】
１本体
２鍋
３蓋
４鍋加熱部
５蒸気噴出し口
６容器
７加熱コイル
８蒸気発生部
９Ｉの字フェライト
１０ループ線
１１温度センサ
１４温度センサ信号線
２１コの字フェライト

Claims

本体と、前記本体内に着脱自在に設けた鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱部と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、前記蓋の底面に設けた蒸気噴出し口と、前記本体内に蒸気を生成する着脱自在な容器を備えた蒸気発生部と、前記蒸気発生部に取り付けられ前記容器を誘導加熱する加熱コイルと、前記容器が誘導加熱し蒸気が生成され、前記蒸気噴出し口から前記鍋の上面に噴出し、前記鍋内部の米の上面を蒸気により加熱し炊飯するとともに、前記加熱コイルの外側に配設された少なくとも１本の導電性のループ線を有することを特徴とする炊飯器。
蒸気発生部は、容器の温度検知を行う温度センサを有し、前記温度センサからの出力信号を制御基板に伝送する温度センサ信号線がループ線と直交するように配設することを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
加熱コイルの外側に、前記加熱コイル巻線方向にほぼ直交するように配置された、少なくとも１本の高透磁性の磁性材料で形成されたフェライト部材を備え、少なくとも１本の前記ループ線を、前記フェライト部材の外側、または前記フェライト部材の下端部の近傍で下側、または前記フェライト部材の上端部の近傍で上側に配設することを特徴とする請求項１または２に記載の炊飯器。
ループ線は、耐熱性を有する被覆で覆われている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。
フェライト部材は、加熱コイルを包囲した形状であることを特徴とする請求項３に記載の炊飯器。
フェライト部材は、加熱コイルを包囲したコの字フェライトであることを特徴とする請求項５に記載の炊飯器。