JP4055500B2

JP4055500B2 - 誘導加熱式電気炊飯器

Info

Publication number: JP4055500B2
Application number: JP2002208402A
Authority: JP
Inventors: 弘大矢; 和也後藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP2004049367A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱コイルに高周波電流を印加して鍋を加熱する誘導加熱式電気炊飯器及び誘導加熱式電気炊飯器用加熱コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電磁誘導加熱を利用した電気炊飯器が提案されている。従来、この種の電気炊飯器は図４に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図３に示すように、ボディ１は上面が開口する円筒上に形成し、このボディ１の内部に鍋３の収納部であるコイルベース２を配設し、このコイルベース２は非金属材料により有底円筒状に成形している。コイルベース２の外側に、加熱手段である加熱コイル４を鍋３の底面および底側面部に対向して配設している。
【０００４】
上記構成において、まず、鍋３に調理物である米および水を所定量投入した後、加熱コイル４に通電し鍋３を加熱する。所定の通電パターンで通電することにより炊飯が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の誘導加熱式電気炊飯器では、加熱コイル４の幅は炊飯性能を確保するため所定幅以内の収める必要がある。また、加熱コイル４の芯線数の最小は加熱コイル４の発熱量により決定され、かつ加熱コイル４の巻き数は加熱コイル４に高周波電流を印加するインバータ回路（図示せず）の回路定数により決定される。
【０００６】
以上のことから加熱コイル４を巻くにあたり、巻き幅と巻き数は性能を満足するため変更ができなく、芯線数およびコイル厚みによって上記スペックを満足する点に設定している。
【０００７】
このように設定された加熱コイルでは、加熱コイル温度に余裕がある場合でも、製造工程の都合により加熱コイル芯線数を削減することが困難であった。すなわち、コイル芯線数を削減しても、前述のように、炊飯性能を確保するためコイル幅を所定内に収めるため加熱コイルの板厚を薄くしなければならない。
【０００８】
その結果、加熱コイルの板厚と巻き幅の比が大きくなり、加熱コイルの断面が偏平となる。この偏平率が大きくなると、加熱コイルの芯線をつぶしながら巻かなくてはならず、加工が困難になっていた。
【０００９】
このため、加熱コイルの芯線数は、加工上の制約により芯線数を増加させなくてはならず、その結果、重い炊飯器を提供せざるを得なかった。また、資源化の面でも余分な銅を使用せねばならず無駄が多かった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、軽量で加工性がよく、かつ省資源の加熱コイルを具備した誘導加熱式電気炊飯器を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、ボディに鍋を着脱自在に収納し、鍋底側面部に設けたコイルベースに鍋を加熱する加熱コイルを配設し、加熱コイルに加熱制御手段により高周波電流を印加するよう構成し、加熱コイルの芯線をアルミニウムにて構成するとともに加熱コイル端子をヒュージング加工し、コイルベースに加熱コイルを一体成形した誘導加熱式電気炊飯器である。
【００１２】
これにより軽量で加工性がよく、かつ省資源の加熱コイルを具備した誘導加熱式電気炊飯器を提供することができる。さらに、加熱コイルとコイル端子に重金属を含むハンダを使用することなしに加熱コイルとコイル端子との導通を確保することができ、また、芯線にアルミニウム材を用いたとき、アルミニウム表面に酸化膜が成形されやすいが、上記ヒュージング加工により酸化膜削除できるため、リサイクル性を高めることができ、信頼性を向上することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ボディと、このボディに着脱自在に収納される鍋と、前記鍋底側面部に設けたコイルベースと、前記コイルベースに配設し前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を印加する加熱制御手段とを備え、前記加熱コイルの芯線をアルミニウムにて構成するとともに加熱コイル端子をヒュージング加工し、コイルベースに加熱コイルを一体成形した誘導加熱式電気炊飯器であり、アルミニウムは体積抵抗が銅と比べ大きく加熱コイルの温度上昇を銅と同等レベルにしようとすると芯線数を多くしなければならないが、比重が小さいためトータルの加熱コイルの重量を抑えることができ、軽量化することができ、また、加熱コイルの温度上昇に合わせて芯線数が削減しやすいため、さらなる軽量化を図ることができ、さらに、加工性がよく、かつ省資源の加熱コイルを具備した誘導加熱式電気炊飯器を提供することができる。さらに、加熱コイルとコイル端子に重金属を含むハンダを使用することなしに加熱コイルとコイル端子との導通を確保することができ、また、芯線にアルミニウム材を用いたとき、アルミニウム表面に酸化膜が成形されやすいが、上記ヒュージング加工により酸化膜削除できるため、リサイクル性を高めることができ、信頼性を向上することができる。
【００１４】
さらに、加熱コイルに高周波電流を流したときに出る熱がコイルベースを介しスムーズに移動するため、放熱効果が増しコイル温度が下がる。したがって、加熱コイルの芯線数をさらに削減することができるため、加熱コイルをより軽量化することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、加熱コイルを自己融着線とした高周波誘導加熱式炊飯器であり、巻き加工を行った後加熱コイルに電流を流し、加熱コイルの自己発熱により加熱コイル外周部にある融着層を溶かし、そのまま冷却させてコイル形状を固定させることができるため、加工時間を短縮させることができ、生産性を向上することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１に示すように、ボディ１０は上面が開口する略円筒状に形成しており、コイルベース１１は非金属材料により有底円筒状に成形している。鍋１２は、ボディ１０に着脱自在に収納している。
【００１８】
コイルベース１１の底部に加熱コイル１３を配設し、加熱コイル１３、鍋１２の外周面までの距離が一定となるように、コイルベース１１の外周下部に耐熱性樹脂材料で成形したフェライト台１４により支持するとともに、フェライト台１４にフェライト１５を固定し、加熱コイル１３より発生する磁束が下方に漏れるのを防止している。また、加熱制御手段１６は加熱コイル１３に交番磁界を発生させるための高周波電流を印加するものである。外蓋１７は合成樹脂で形成し、ボディ１０の上面開口部を開閉自在に覆っている。
【００１９】
加熱コイル１３は、芯線をアルミニウムにて構成し、この芯線１８は、図２に示すように、導体１８Ａの上に絶縁層１８Ｂをコートし、さらにその上に融着層１８Ｃをコートしている。この芯線１８を複数本撚り合わせたリッツ線を、図３に示すように、中央から順次渦巻き上げ加熱コイル１３を成形し、加熱コイル１３の両端にコイル端子１９を挿入し、かしめながらヒュージング加工（スポット溶接）を行い、加熱コイル１３の端面の更に加熱コイル両端に所定量の電流を流し融着層１８Ｃを溶融し、加熱コイル１３の形状を確定する。
【００２０】
以上のように芯線１８をアルミニウムにて構成したことにより、アルミニウムは体積抵抗が銅と比べ大きく、加熱コイル１３の温度上昇を銅と同等レベルにしようとすると芯線数を多くしなければならないが、比重が小さいためトータルの加熱コイル１３の重量を抑えることができる。
【００２１】
ここで、具体例を挙げて説明する。偏平率＝コイル厚み／コイルの巻き幅と定義すると、巻き加工上偏平率が１の場合がもっとも巻きやすく、偏平率が大ききなると、巻きが凸凹になりやすく偏平率が小さいと芯線をつぶしながら巻かなければならずコイル幅が安定しない。加工上、偏平率が２以上あるいは０．５以下であると加工は極めて困難になる。
【００２２】
発明者らは、芯線１８に銅を用いた場合とアルミニウムを用いた場合について比較した結果を示す。芯線１８が銅の場合、加熱コイル１３の線径はΦ０．３で３４芯、巻き幅は３ｍｍ／ターン、コイル厚さはｔ１．８であり、偏平率０．６、コイル質量２４０ｇであった。
【００２３】
加熱コイル１３の発熱量から、必要芯線数は２５芯であれば十分であったが、この場合、コイル厚みが１．３ｍｍとなり、偏平率は０．４３となる。
【００２４】
また、加熱コイル１３をコイルベース１１にインサートした場合、必要芯線数は２０芯となり、この場合のコイル厚みは約１ｍｍとなり偏平率０．３３となる。いずれの場合でも偏平率が０．５以下となり加工が困難であった。
【００２５】
この芯線をアルミニウムで構成すると、つぎのようになる。（表１）は、アルミニウムと銅の体積抵抗率と密度を示している。
【００２６】
【表１】

【００２７】
（表１）より、芯線１８にアルミニウムを用いた場合の芯線数は、銅と比べアルミニウムは体積抵抗率が高いため同じ発熱量にするには体積抵抗率の増加分だけ芯線数を増加させればよくなる。また、コイル重量は芯線数に密度の比を掛ければよい。
【００２８】
上記内容に従い、芯線数を加熱コイル１３のインサート時で計算すると、芯線数は２０×３．５５＝７１芯、コイル厚み３．７５ｍｍ、偏平率１．２５、コイル質量１６５ｇとなり、加熱コイル１３が軽量化される。
【００２９】
また、芯線１本当たりの電流が減るため、加熱コイル１３に流れる電流密度が減り、芯線間の近接効果が削減され、さらに芯線数を削減することができ、さらなる軽量化が可能となる。また、偏平率も１に近くなるため加工もしやすくなり歩留まりが向上する。
【００３０】
以上のように本実施例によれば、加熱コイル１３の芯線１８をアルミニウムにて構成しているので、トータルの加熱コイル１３の重量を抑えることができて、軽量化することができ、また、加熱コイル１３の温度上昇に合わせて芯線数が削減しやすいため、さらなる軽量化を図ることができる。
【００３１】
また、コイルベース１１に加熱コイル１３を一体成形することで、加熱コイル１３に高周波電流を流したときに出る熱がコイルベース１１を介しスムーズに移動するため、放熱効果が増しコイル温度を下げることができ、加熱コイル１３の芯線数をさらに削減することができるため、加熱コイル１３をより軽量化することができる。
【００３２】
また、加熱コイル１３を自己融着線とすることで、巻き加工を行った後加熱コイル１３に電流を流し、加熱コイル１３の自己発熱により加熱コイル１３の外周部にある融着層１８Ｃを溶かし、そのまま冷却させてコイル形状を固定させることができるため、加工時間を短縮させることができる。
【００３３】
また、加熱コイル１３の端子をヒュージング加工しているので、加熱コイル１３とコイル端子に重金属を含むハンダを使用することなしに加熱コイル１３とコイル端子１９との導通を確保することができ、リサイクル性を高めることができ、信頼性を向上することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、ボディと、このボディに着脱自在に収納される鍋と、前記鍋底側面部に設けたコイルベースと、前記コイルベースに配設し前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を印加する加熱制御手段とを備え、前記加熱コイルの芯線をアルミニウムにて構成するとともに加熱コイル端子をヒュージング加工し、コイルベースに加熱コイルを一体成形した誘導加熱式電気炊飯器であるから、加熱コイルの芯線をアルミニウムにて構成することで、軽量化することができ、また、加熱コイルの温度上昇に合わせて芯線数が削減しやすいため、さらなる軽量化を図ることができ、さらに、加工性がよく、かつ省資源の加熱コイルを具備した誘導加熱式電気炊飯器を提供することができる。さらに、リサイクル性を高めることができ、信頼性を向上することができる。
【００３５】
また、加熱コイルに高周波電流を流したときの放熱効果が増しコイル温度が下がるため、加熱コイルの芯線数をさらに削減することができて、加熱コイルをより軽量化することができる。
【００３６】
また、請求項２に記載の発明によれば、加熱コイルを自己融着線とした高周波誘導加熱式炊飯器であるから、巻き加工を行った後加熱コイルに電流を流し、加熱コイルの自己発熱により加熱コイル外周部にある融着層を溶かし、そのまま冷却させてコイル形状を固定させることができるため、加工時間を短縮させることができ、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の誘導加熱式電気炊飯器の一部切欠した側面図
【図２】同誘導加熱式電気炊飯器の加熱コイルの芯線の拡大断面図
【図３】同誘導加熱式電気炊飯器の加熱コイルの斜視図
【図４】従来の誘導加熱式電気炊飯器の一部切欠した側面図
【符号の説明】
１０ボディ
１１コイルベース
１２鍋
１３加熱コイル
１６加熱制御手段
１８芯線

Claims

ボディと、このボディに着脱自在に収納される鍋と、前記鍋底側面部に設けたコイルベースと、前記コイルベースに配設し前記鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電流を印加する加熱制御手段とを備え、前記加熱コイルの芯線をアルミニウムにて構成するとともに加熱コイル端子をヒュージング加工し、コイルベースに加熱コイルを一体成形した誘導加熱式電気炊飯器。
加熱コイルを自己融着線とした請求項１記載の誘導加熱式電気炊飯器。