JP5586398B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱手段を備えた炊飯器に関する。

従来、「炊飯器本体に着脱自在に収納される内鍋と、前記内鍋を加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルを制御するインバーター回路と放熱フィンを搭載した制御基板と、炊飯操作するための操作基板とを有し、前記制御基板と操作基板を基板ベースにより一体化するとともに前記制御基板を略垂直にして炊飯器本体前面に取り付け」た炊飯器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−１０１４８号公報（第２頁、第３頁、図１）

従来の炊飯器は、インバーター回路を構成するスイッチング素子などの部品が実装された電源基板を、炊飯器の本体に取り付けていた。しかし、電源基板に実装されたスイッチング素子などは発熱量が大きいため、大型の放熱フィンを取り付ける必要がある。このため、電源基板が大型化し、この大型の電源基板を収容するために炊飯器本体も大型化していた。さらに、放熱フィンや電源基板の冷却効果を高めるための冷却ファンを炊飯器本体に設ける場合もあり、この場合には炊飯器本体はさらに大型化してしまっていた。このように炊飯器本体が大型化すると、炊飯器を設置する際に広い面積が必要となり、ユーザーにとって使い勝手が悪くなるおそれがあった。

本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、炊飯器本体が小型で、設置面積も小さい炊飯器を提供するものである。

本発明に係る炊飯器は、炊飯器本体と、上面が開口し、前記炊飯器本体内に収容される調理容器と、前記炊飯器本体内でかつ前記調理容器の外側に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、前記炊飯器本体の上面を開閉自在に覆う外蓋と、前記誘導加熱コイルに電力を供給する回路部品が実装された電源基板とを備え、前記電源基板は、前記外蓋内に配設されたものである。

本発明によれば、電源基板が外蓋内に配設されているので、炊飯器本体を小型化でき、炊飯器の設置面積も小さくすることができる。

実施の形態１に係る炊飯器の外観図である。 実施の形態１に係る炊飯器の断面模式図である。 実施の形態１に係る炊飯器の主要部のブロック図である。 実施の形態２に係る炊飯器の断面模式図である。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る炊飯器の外観図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。図２は実施の形態１に係る炊飯器の断面模式図、図３は実施の形態１に係る炊飯器の主要部のブロック図である。なお、以降の説明において、図１の紙面左側を炊飯器の前面側、紙面右側を炊飯器の背面側として説明する場合がある。

炊飯器１００は、上部に開口部を有する炊飯器本体１と、有底筒状で上面が開口した調理容器であり炊飯器本体１に着脱可能に収容される内釜２と、炊飯器本体１の背面側上部にヒンジ部３により開閉自在に取り付けられた外蓋４と、外蓋４の内側に着脱可能に取り付けられた内蓋５とを備える。

炊飯器本体１の内側には、外面に胴ヒーターが貼り付けられた略円筒形状の金属製の側枠６と、側枠６の下方に設置された略深皿状の底枠７とを備え、炊飯器本体１の背面側には後述するコードリール１３等が収容される配線室１６が区画形成されている。底枠７の底部及びコーナー部の下面には、誘導加熱手段である誘導加熱コイル８が設けられている。また、底枠７のほぼ中央には、内釜２の底面に接触して内釜２の温度を検出する温度センサー９を備えている。

誘導加熱コイル８は、複数の線材を撚り合わせたものを渦巻状に巻き回して構成されている。誘導加熱コイル８は、後述する電源基板２０により高周波電力が供給され、これにより発生する磁界で内釜２を加熱し、内釜２内に入れられた米や水などの被調理物を加熱する。誘導加熱コイル８は、平面視で炊飯器本体１の前後左右のほぼ中央に配置されている。

外蓋４は、外蓋４の上面を構成する蓋上面部材４１と、蓋上面部材４１の下面に取り付けられた蓋下面部材４２とを備えている。蓋上面部材４１と蓋下面部材４２との間には空間が形成されており、この空間内に設けられた隔壁４３により、基板室４４が区画形成されている。基板室４４は、外蓋４の下方に配置されている内釜２からの蒸気や水滴が内部に入り込まないように密閉される。

外蓋４と内蓋５との間、すなわち内蓋５の上側には、蓋ヒーター１０が設けられている。蓋ヒーター１０は、例えばニクロム線等で構成され、内蓋５を加熱する。なお、蓋ヒーター１０は、内釜２の底面に設けられた誘導加熱コイル８と比較すると出力は小さく、補助的な加熱源として利用される。蓋ヒーター１０で内蓋５を加熱することにより、内蓋５への結露を抑制でき、内釜２内の温度を高温に保つことができる。

内蓋５の周縁部には、シール材としての蓋パッキン１１が設けられている。内蓋５を取り付けた外蓋４を閉じると、蓋パッキン１１が内釜２のフランジ部に密着して、内釜２内の密閉性を得ることができる。

炊飯器本体１の前面側には、押しボタン１２が設けられている。押しボタン１２を押下すると、外蓋４と炊飯器本体１との係合が解除されて、外蓋４を開けることができる。

炊飯器本体１の背面側の配線室１６内には、電源接続用のコードリール１３が収納されている。コードリール１３には、先端にプラグ１５を備えた電源コード１４が巻き取られている。コードリール１３に巻き取られた電源コード１４のプラグ１５は、炊飯器本体１の背面に形成されたコード引き出し口（図示せず）から露出しており、プラグ１５をコンセントに接続する際にはプラグ１５をコード引き出し口から引き出すことができる。コードリール１３は、本実施の形態１では、縦置き状態で設置されており、電源コード１４はコードリール１３に垂直方向に巻き取られている。

外蓋４の上面手前側には、炊飯ボタン等の各種操作ボタンを備えた操作パネル３０が設けられている。外蓋４の内部に設けられた基板室４４には、操作パネル３０の各種入力スイッチや液晶パネル３１が実装された操作基板３２が配設されている。操作基板３２は、操作パネル３０からの入力に基づいて後述する電源基板２０に制御信号を出力するとともに、液晶パネル３１に炊飯器１００の動作状態等を表示させる。なお、操作基板３２を構成する回路は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、ＣＰＵやマイコン等の演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。

電源基板２０は、商用電源を高周波電力に変換して誘導加熱コイル８に供給するための回路が実装されたものであり、外蓋４の基板室４４内に配設されている。図３に示すように、電源基板２０は、整流回路を構成するダイオードブリッジ２１と、平滑回路を構成するチョークコイル２３及び平滑コンデンサ２４と、誘導加熱コイル８に並列に接続された共振コンデンサ２５と、インバーター回路２６を構成するスイッチング素子２２及びスイッチング素子２２に逆方向に並列に接続されたダイオード２９と、電源回路２７と、インバーター駆動回路２８が実装されている。なお、図３では一つのスイッチング素子２２を示しているが、スイッチング素子の数を限定するものではない。また、半導体スイッチング素子２２と、ダイオード２９をそれぞれ実装するものとして説明をしているが、半導体スイッチング素子２２とダイオード２９とをワンパッケージにしたものを用いてもよい。インバーター駆動回路２８は、操作基板３２からの制御信号に基づいてスイッチング素子２２をオン・オフ動作させ、これにより商用電源の出力を所定周波数の交流電力に変換する。

本実施の形態１では、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドからなるワイドバンドギャップ半導体で構成されている。

また、ダイオードブリッジ２１とスイッチング素子２２には、放熱フィン５０が取り付けられている。上述のようにダイオードブリッジ２１とスイッチング素子２２はワイドバンドギャップ半導体によって形成されている。そして、例えばＳｉＣ半導体を用いた場合、その耐熱温度は約２３０℃であり、Ｓｉ（ケイ素）半導体を用いた素子の耐熱温度（約１５０℃）と比べて非常に高い。このため、放熱フィン５０は、Ｓｉ半導体に取り付けられるものと比べて大幅に小型化している。

また、本実施の形態１では、電源基板２０と操作基板３２とを、一枚の基板で構成している。すなわち、一枚の基板上に、電源基板２０の機能を実現する回路と操作基板３２の機能を実現する回路の両方を実装している。

電源基板２０は、電源リード線１７によって電源コード１４と接続されている。電源リード線１７は、電源基板２０が配設された基板室４４から引き出されて外蓋４内を通り、炊飯器本体１の配線室１６内に導かれ、電源コード１４の端部（プラグ１５とは反対側の端部）に接続されている。また、電源基板２０は、コイルリード線１８によって誘導加熱コイル８と接続されている。コイルリード線１８にも電源リード線１７と同様にして配線室１６内に導かれ、誘導加熱コイル８に接続されている。なお、基板室４４の電源リード線１７及びコイルリード線１８の引き出し口は、シール材等によりシールされ、基板室４４内に蒸気等が入り込まないように構成されている。

上記のように構成された炊飯器１００において、電源コード１４のプラグ１５を商用電源のコンセントに接続すると、電源基板２０に給電される。そして、操作パネル３０に炊飯指示の入力が行われると、操作基板３２は入力内容に応じて炊飯動作に関する情報を液晶パネル３１に表示するとともに、電源基板２０のインバーター駆動回路２８に制御信号を出力してインバーター回路２６のスイッチング素子２２をオン・オフさせる。これにより、所定周波数の高周波電力を誘導加熱コイル８に供給して内釜２を加熱する。

以上のように本実施の形態１によれば、誘導加熱コイル８に高周波電力を供給する電源基板２０が外蓋４内に配設されている。すなわち、炊飯器本体１には電源基板２０が配設されていないので、炊飯器本体１を従来よりも小型化することができる。従来のように炊飯器本体１の前面側あるいは背面側に電源基板２０を設けると、炊飯器本体１の奥行き寸法が大型化するために炊飯器１００の設置面積も大きくなっていたが、本実施の形態１によれば炊飯器１００の設置面積を従来よりも小さくできる。

また、電源基板２０を外蓋４内に配設したので、通電時に電源基板２０に発生する熱により、外蓋４の下側に取り付けられた内蓋５を加熱することができる。すなわち、蓋ヒーター１０の加熱量の一部を、電源基板２０の熱で代替できる。このため、蓋ヒーター１０の消費エネルギーを低減できる。なお、本実施の形態１では蓋ヒーター１０を設ける例を説明したが、蓋ヒーター１０を設けず、電源基板２０のみで内蓋５を加熱してもよく、この場合はさらにエネルギー消費量を低減できる。

また、電源基板２０に設けたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されており、ワイドバンドギャップ半導体で構成されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、ダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２の小型化が可能である。これら小型化されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を用いることにより、電源基板２０を小型化することができる。

また、ワイドバンドギャップ半導体はシリコン半導体と比べて耐熱性が高い。このため、内釜２の加熱により生じる蒸気によって高温化し、また、内蓋５に設けた蓋ヒーター１０によってさらに高温化しうる外蓋４内においても、電源基板２０は動作することができる。また、ダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２に取り付ける放熱フィン５０を小型化でき、電源基板２０の一層の小型化が可能になる。また、電源基板２０を冷却する冷却ファンも不要であるので、冷却ファンに要する電力を削減できるとともに、炊飯器１００を小型化できる。

また、ダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２をワイドバンドギャップ半導体で構成することにより電源基板２０を大幅に小型化することができるので、外蓋４を従来よりも大型化することなく、電源基板２０を外蓋４内に配設することができる。
例えば、加熱により高温化する外蓋４内にシリコン半導体を用いた電源基板を配設すると、シリコン半導体の温度限度は１５０℃程度であるために電源基板が正常に動作しないおそれがある。この場合、電源基板を冷却する冷却ファン等を設けることも考えられるが、外蓋４に冷却ファンを設けると外蓋４が大型化して見た目も使い勝手もよくない上、冷却ファンの吸気口や排気口を外蓋４に設けなければならない。
しかし、本実施の形態１によれば、電源基板２０に耐熱性が高いワイドバンドギャップ半導体を用いたので、外蓋４を大型化することなく、外蓋４に電源基板２０を配設することができる。

また、本実施の形態１では、電源基板２０と操作基板３２の両方が外蓋４の基板室４４内に配設され、回路基板の設置箇所が一箇所に集約されている。このため、炊飯器１００の電源基板２０、操作基板３２の組み立てを容易にすることができる。

また、電源基板２０と操作基板３２とを一枚の基板で構成した。このため、電源基板２０と操作基板３２とを接続するリード線が不要になり、炊飯器１００の組み立てを容易にすることができ、炊飯器１００を安価に製造できる。
なお、本実施の形態１では電源基板２０と操作基板３２とを一枚の基板で構成したが、それぞれ別個の基板として構成してもよい。この場合であっても、電源基板２０と操作基板３２とを共に外蓋４の基板室４４に配設することにより、電源基板２０と操作基板３２との配線距離を短縮でき、配線を容易にすることができる。

また、本実施の形態１では、電源コード１４を巻き取るコードリール１３を炊飯器本体１の背面側の配線室１６内に配置し、電源基板２０と電源コード１４とを接続する電源リード線１７を炊飯器本体１の背面側に這わせた。このため、電源リード線１７も短くてすみ、電源リード線１７に対するノイズ対策が容易になる。また、コードリール１３を縦置き状態で設置して炊飯器本体１の背面側に配置したので、炊飯器本体１の奥行きを小さくすることができ、炊飯器１００を小型化することができる。

なお、実施の形態１では、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２をワイドバンドギャップ半導体で構成したことを述べたが、いずれか一方をワイドバンドギャップ半導体で構成してもよく、同様の効果を得ることができる。

また、電源基板２０の上側であって電源基板２０と外蓋４との間に、断熱材を設けてもよい。このようにすることで、ユーザーが触れる可能性の高い外蓋４の表面に電源基板２０の熱が伝わりにくくなり、安全性を高めることができる。

実施の形態２．
実施の形態２で説明する炊飯器１００Ａは、電源基板２０と誘導加熱コイル８、電源基板２０とコードリール１３とを中継基板を介して接続したものである。
図４は、実施の形態２に係る炊飯器１００Ａの断面模式図である。なお、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付し、本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図４に示すように、炊飯器本体１の配線室１６内には、中継基板６０を配設している。中継基板６０には、電源基板２０に接続された電源リード線１７、電源コード１４に接続された電源コードリード線１９、及び誘導加熱コイル８に接続されたコイルリード線１８がそれぞれ接続されている。中継基板６０には、電源リード線１７、コイルリード線１８、電源コードリード線１９をそれぞれ接続するコネクタが設けられており、これらのコネクタは、中継基板６０に形成された配線により導通している。

外蓋４の基板室４４からは電源基板２０に接続された電源リード線１７のみが引き出されており、この電源リード線１７は外蓋４内を通って炊飯器本体１の配線室１６内に導かれ、中継基板６０に接続されている。すなわち、電源基板２０は、中継基板６０を介して誘導加熱コイル８と接続されている。

以上のように本実施の形態２によれば、中継基板６０を炊飯器本体１に配設し、この中継基板６０を介して、外蓋４に配設された電源基板２０と誘導加熱コイル８とを接続した。このため、前述の実施の形態１の効果に加え、誘導加熱コイル８への配線を容易にすることができ、炊飯器１００の組み立て作業性を向上させることができる。

１ 炊飯器本体、２ 内釜、３ ヒンジ部、４ 外蓋、５ 内蓋、６ 側枠、７ 底枠、８ 誘導加熱コイル、９ 温度センサー、１０ 蓋ヒーター、１１ 蓋パッキン、１２ 押しボタン、１３ コードリール、１４ 電源コード、１５ プラグ、１６ 配線室、１７ 電源リード線、１８ コイルリード線、１９ 電源コードリード線、２０ 電源基板、２１ ダイオードブリッジ、２２ スイッチング素子、２３ チョークコイル、２４ 平滑コンデンサ、２５ 共振コンデンサ、２６ インバーター回路、２７ 電源回路、２８ インバーター駆動回路、２９ ダイオード、３０ 操作パネル、３１ 液晶パネル、３２ 操作基板、４１ 蓋上面部材、４２ 蓋下面部材、４３ 隔壁、４４ 基板室、５０ 放熱フィン、６０ 中継基板、１００ 炊飯器、１００Ａ 炊飯器。

Claims (7)

1. 炊飯器本体と、
   上面が開口し、前記炊飯器本体内に収容される調理容器と、
   前記炊飯器本体内でかつ前記調理容器の外側に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、
   前記炊飯器本体の上面を開閉自在に覆う外蓋と、
   前記誘導加熱コイルに電力を供給する回路部品が実装された電源基板とを備え、
   前記電源基板は、前記外蓋内に配設された
   ことを特徴とする炊飯器。
2. 前記電源基板は前記回路部品として、
   商用電源を整流する整流回路と、
   少なくとも一つのスイッチング素子のオン・オフにより前記整流回路の出力を交流電力に変換して前記誘導加熱コイルに供給するインバーター回路とを備え、
   前記整流回路の整流素子及び前記インバーター回路のスイッチング素子のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
3. 操作入力を受け付ける入力装置が実装された操作基板を備え、
   前記操作基板と前記電源基板の双方が前記外蓋内に配設された
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の炊飯器。
4. 前記操作基板と前記電源基板とは、１枚の基板で構成されて前記外蓋内に配設された
   ことを特徴とする請求項３記載の炊飯器。
5. 前記炊飯器本体の背面側に、前記電源基板から延びる電源リード線と接続された電源コードを巻き取るコードリールを備えた
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の炊飯器。
6. 前記電源基板と前記誘導加熱コイルとは、前記炊飯器本体内に配設された中継基板を介して接続された
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の炊飯器。
7. 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドであることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載の炊飯器。

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