JP6808964B2

JP6808964B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP6808964B2
Application number: JP2016086057A
Authority: JP
Inventors: 和教宮腰
Original assignee: Tiger Corp
Current assignee: Tiger Corp
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-04-22
Also published as: JP2017192630A

Description

本発明は、炊飯器の技術に関する。

従来、誘導加熱を用いた炊飯器において、加熱コイルの周囲に遮蔽板を設ける技術が知られている。このような炊飯器によれば、意図しない外方向への加熱を防ぐとともに、加熱コイルから放射される電磁波を遮蔽板で吸収することができる（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１０−２４０３２９号公報

上記の従来技術によれば、遮蔽板で電磁波を吸収する構成としているが、一部の電磁波が遮蔽板を透過する場合や、遮蔽板によって電磁波が反射する場合があった。このように、遮蔽板による電磁波の吸収率が低い場合は、加熱コイルからの電磁波は炊飯器の外部に電磁波ノイズとして放射されることとなる。このため、遮蔽板による電磁波の吸収率を高めることにより、炊飯器の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが求められていた。

本発明は、遮蔽板による電磁波の吸収率を高めることにより、炊飯器の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが可能となる炊飯器を提供するものである。

次に、この課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、開口部を有する炊飯器本体と、前記炊飯器本体の開口部を開閉可能に連結される蓋体と、前記炊飯器本体に収容される内鍋と、前記内鍋の周囲に配設されて前記内鍋の底部を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの周囲に配設される金属製の遮蔽板と、交流電源と前記加熱コイルの間に電気的に介挿される整流回路と、を備えた炊飯器であって、前記整流回路による整流後の回路に取り込んだ電磁波ノイズを吸収するフィルタ回路をさらに備え、前記遮蔽板は、前記整流回路による整流後の回路のうち低圧側部分と、前記フィルタ回路に、電気的に接続されるものである。

これにより、遮蔽板による電磁波の吸収率を高めることができるため、炊飯器の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが可能となる。

請求項２においては、前記加熱コイルは、前記内鍋の下方に配設されて前記内鍋の底部を誘導加熱する底部ワークコイルであり、前記遮蔽板は、前記底部ワークコイルの下方に配設される底部遮蔽板であるものである。

これにより、底部ワークコイルから放射される電磁波を遮蔽板によって吸収する効率を高めることができるため、炊飯器の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが可能となる。

請求項３においては、前記加熱コイルは、前記内鍋の下方に配設されて前記内鍋の底部を誘導加熱する底部ワークコイル、及び、前記内鍋の外側方に配設されて前記内鍋の側部を誘導加熱する側部ワークコイルであり、前記遮蔽板は、前記底部ワークコイルの下方に配設される底部遮蔽板、及び、前記側部ワークコイルの外側方に配設される側部遮蔽板であるものである。

これにより、底部ワークコイル及び側部ワークコイルから放射される電磁波を遮蔽板によって吸収する効率を高めることができるため、炊飯器の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが可能となる。

請求項４においては、前記加熱コイルはコイル保持部材に保持され、前記遮蔽板は、前記コイル保持部材に保持されるものである。

これにより、遮蔽板をケースに一体化させることができるため、炊飯器の組付けが容易となる。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係る炊飯器は、遮蔽板による電磁波の吸収率を高めることができるため、炊飯器の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが可能となる。

炊飯器の構成を示す断面図。炊飯器の全体的な制御回路を示したブロック構成図。図２における制御回路の要部の構成を示した回路図。従来技術と本実施形態とにおいて放射される電磁波ノイズを比較した図。

［炊飯器２０の構成］
まず、本発明の一実施形態に係る炊飯器２０について、図１から図３を用いて説明する。図１は、炊飯器２０の構成を示す断面図である。図２は、炊飯器２０の各基板における接続状態を示したブロック構成図である。図３は、炊飯器２０の制御回路の要部の構成を示した回路図である。

炊飯器２０は、上側に開口部を有する炊飯器本体２１、及び、炊飯器本体２１の上部で前記開口部を開閉可能に連結される蓋体４０からなる。炊飯器本体２１は、鋼板ケースまたは合成樹脂製の外ケース２２を有する。そして、金属鍋或いは土鍋等の内鍋２３が、外ケース２２の内部に着脱自在にセットされて、炊飯器本体２１に収容される。また、この内鍋２３の外側には内鍋２３の形状に沿った保護枠である内ケース２４が設けられる。この内ケース２４は、例えばポリエチレンテレフタレート等、耐熱性の合成樹脂で形成されており、その底部中央にはサーミスタからなるセンターセンサ１３８ａを内ケース２４の内部に臨ませるためのセンサ挿入孔２４ａが設けられる。

内ケース２４の上端は、外ケース２２の上端と肩部材２６を介して一体に結合される。内ケース２４の底部外面及び底部から側部にかけての湾曲部外面には、内鍋２３を誘導加熱する加熱コイルである底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８が設けられる。これら底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８は、内ケース２４の底部及び湾曲部の各位置に、内ケース２４の底部中央を中心として同心円状に設けられる。具体的には、底部ワークコイル２７は内鍋２３の下方に配設され、底部ワークコイル２７への通電により、内鍋２３の底部に渦電流を誘起して誘導加熱する。また、側部ワークコイル２８は内鍋２３の下側湾曲部の外側方に配設され、側部ワークコイル２８へ高周波電流を通電させることにより、内鍋２３の側部に渦電流を誘起して誘導加熱する。

これら底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８の外側には合成樹脂製のコイル保持部材であるコイル支持台２９が設けられており、このコイル支持台２９をネジ等で内ケース２４に取付けることにより、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８は図示する所定位置に位置決めされて保持される。

これら底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８の周囲には、アルミニウム製の底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２が配設されている。具体的には、底部遮蔽板７１が底部ワークコイル２７の下方に配設され、側部遮蔽板７２が側部ワークコイル２８の外側方に配設される。底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２はコイル支持台２９に保持されている。即ち、コイル保持台２９には、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８からなる加熱コイルと、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２からなる遮蔽板と、が一体的に保持されているのである。なお、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２を他の金属素材で構成することも可能である。

本実施形態においては後述する如く、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２を、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８が配設される回路と電気的に接続している（図３を参照）。具体的には、出力制御基板３２と、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２とを、図示しないハーネスで接続しているのである。本実施形態においては底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２をコイル支持台２９で保持する構成とすることにより、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２が出力制御基板３２と接続された状態で外ケース２２に組付けることを可能とし、炊飯器２０の組付け性を向上させている。また、本実施形態においては底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２は、回路と電気的に接続されることによって充電部となるため、他の電気部品及び外ケース２２からは所定の絶縁距離を設けて配設されている。

また、本実施形態においては、コイル支持台２９の外周側面から底面にかけて、底部ワークコイル２７と底部遮蔽板７１の間、及び、側部ワークコイル２８と側部遮蔽板７２との間に、図示しないフェライト（磁性体）が取り付けられている。これにより、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８に高周波電流を流したときに発生する磁力線のうち、内鍋２３の外側に発生する磁力線をフェライトの内部に誘導し、磁力線の漏れを防止するとともに、内鍋２３との誘導結合を高めるようにしている。

前記外ケース２２の下端部には、底部材３１がビス等で取付けられ、外ケース２２と底部材３１とで上方に開口を有する容器を形成する。外ケース２２の後方の内部における肩部材２６の下側には出力制御基板３２が設けられる。

出力制御基板３２は図２に示す如く、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８やＩＧＢＴを備えたＩＨ回路１３７、ＩＨ回路１３７のＩＧＢＴを駆動するＩＧＢＴ駆動回路１４２、保温ヒータＨ１・肩ヒータＨ２等を駆動制御するヒータ駆動回路１３３・１３４、電源電圧整流用のダイオードブリッジおよびＣＲ回路よりなる整流回路１３５ａ・１３５ｂなどの各種の回路、及び、これらを制御するためのマイコン制御ユニット１４０を備える。

そして、出力制御基板３２において、マイコン制御ユニット１４０から信号を出力して、ＩＨ回路１３７を介して底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８への通電を行うことにより、内鍋２３に渦電流を誘起して加熱するのである。つまり、出力制御基板３２によって、加熱手段である底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８による内鍋２３の加熱を制御する構成としている。

前記の電気部品のなかには発熱するものがあるため、出力制御基板３２の近傍には発熱素子等を冷却するための冷却フィン３３と、冷却フィン３３の熱を放熱するための冷却ファン３４が設けられる。また、出力制御基板３２の後方側にはコード巻取器３５が設けられる。

蓋体４０は、外周面を形成する樹脂製の蓋上部材４１と、蓋下部材４２を有する。蓋下部材４２は、蓋上部材４１と同様に樹脂製の部材であり、その後方部には、ヒンジ軸５８及びヒンジばね５９が配置される。ヒンジ軸５８にはコイル状のヒンジばね５９が装着されるとともに、ヒンジばね５９の一端部は蓋体４０に係止され、他端部は肩部材２６に係止されており、蓋体４０に常時開方向のばね力を付与している。

なお、蓋下部材４２の中央且つ後方よりには図示しない蒸気排出筒が設けられている。そして、内鍋２３内の蒸気はこの蒸気排出筒より蓋上部材４１に設けられる蒸気通路を経て、蓋上部材４１の上面に設けられる蒸気口より外部に放出される。蒸気通路を介して放出される蒸気は、蒸気センサ１３８ｃによりその温度が検知される。また、蓋上部材４１の前方側には、押圧部材５０を押圧することによって蓋体４０を開閉可能とする図示しないロック機構が配設されている。

該炊飯器の上記炊飯／調理／保温の各機能に対するタイマー予約や炊飯および保温メニュー、加熱調理メニューの選択、それら各メニューに対応した加熱量、加熱パターン、保温温度、保温時間などの選択設定操作は、当該炊飯器本体の操作パネル部５１に設けられた各種入力スイッチ群（操作キー群）１２２を介してユーザーにより行われ、その選択設定内容に応じて最終的に底部ワークコイル２７、側部ワークコイル２８、及び、保温ヒータＨ１、肩ヒータＨ２等が適切に制御されるようになっている（図２を参照）。

また、上記操作パネル部５１の中央部には、炊飯、調理（例えばパン発酵／焼きなど）、保温の各メニュー、設定された保温温度、設定保温時間、保温経過時間、現在時刻、タイマー炊飯予約時刻、炊飯完了，調理完了までの残時間、その他の各種必要事項を表示する液晶表示部１２１が設けられている。

蓋体４０は、蓋体４０で炊飯器本体２１を閉塞した際に形成される内部空間において、炊飯時における内鍋２３の内部の気圧を調整する圧力調整装置を備える。詳細には、蓋下部材４２の上側中央部には、下方が開口し、上方に突き出た平面視矩形状の弁カバー６０が設けられ、この弁カバー６０の前方側に、圧力調整装置の一部品であるソレノイド６８が配置される。

圧力調整装置は、ソレノイド６８、プランジャ６９、及び球状弁９９等を有し、加圧炊飯が選択されないソレノイド６８の非作動（オフ）時には、プランジャ６９は後方に押し出され、球状弁９９を押して通気孔９７を開放する。

そして、加圧炊飯が選択されるソレノイド６８の作動（オン）時には、プランジャ６９は前方に引き込まれて球状弁９９から離れるため、球状弁９９は自重で通気孔９７の直上に移動して通気孔９７を閉塞する。

その結果、球状弁９９の自重に相当する圧力での炊飯が行われ、内鍋２３内がそれ以上の圧力になると余分な蒸気は球状弁９９を押し上げて通気孔９７より排出される。球状弁９９の開放圧は、所定の気圧に設定されており、蒸気圧がその圧力になると持ち上げられ、通気孔９７を開放する。

このように構成された圧力調整装置において、炊飯時に内鍋２３の内部の気圧を大気圧に調整する場合（圧力制御を停止する場合）は、ソレノイド６８の作動を停止してプランジャ６９によって球状弁９９を押して、通気孔９７を開放する。

次に、圧力調整手段を作動させて、炊飯時に内鍋２３の内部の気圧を例えば所定の気圧に調整する場合は、ソレノイド６８を作動させてプランジャ６９を球状弁９９から離間させ、球状弁９９の自重で通気孔９７を閉塞する。

［炊飯器２０における制御］
次に、炊飯器２０における各基板の接続状態及び各機能の制御について、図２を用いて説明する。
炊飯器２０には、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８および保温ヒータＨ１、肩ヒータＨ２等の出力を制御する出力制御用の主となるマイコン制御ユニット１４０を中心として、交流電源１３０側からの電源回路部にノイズフィルタ回路１３２、整流回路１３５ａ・１３５ｂ、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８、ＩＧＢＴ、チョークコイル、共振回路よりなるＩＨ回路１３７、ＤＣ２０Ｖ電源１３６、センターセンサ１３８ａ、蓋センサ１３８ｂ、蒸気センサ１３８ｃ、室温センサ１３８ｄ、入力電圧検出回路１３９、マイコン電源回路１４１、ＩＧＢＴ駆動回路１４２、入力電流検出回路１４３、電源電圧のゼロクロス検出回路１４４、メインクロック信号発生回路１４５、ＥＥＰＲＯＭ１４６、リセット回路１４８、保温ヒータ駆動回路１３３、肩ヒータ駆動回路１３４、液晶表示部１２１、炊飯スイッチ１２２ａ、保温スイッチ１２２ｂ、タイマー予約スイッチ１２２ｃ、取消スイッチ１２２ｄ、予約時刻設定スイッチ１２２ｅ・１２２ｆ、白米又は玄米もしくは雑穀米、早炊き、おかゆ、すしめし、炊き込み等の炊き分け、通常モード又は省エネモード等のメニュー選択スイッチ１２２ｇなどの各機種に応じて決まる各種の炊飯又は保温機能の選択設定を行うスイッチ、炊飯、予約、保温等の表示用ＬＥＤ１２３ａ〜１２３ｃ、冷却ファン３４のファンモータＦＭ駆動回路１２６、報知ブザー１５１、リセット回路１５２、ＥＥＰＲＯＭ１５３、メインクロック信号発生回路１５４、サブクロック信号発生回路１５５、ソレノイド６８を駆動させるソレノイド駆動回路１６８等がそれぞれ設けられており、それらが各々図示のようにマイコン制御ユニット１４０に対して接続されている。マイコン制御ユニット１４０は、図示のように本体側制御パラメータをメモリするためのメモリ手段としてのデータフラッシュ領域１４０ａやその他の必要なデータをメモリするためのＲＡＭを備えて構成されている。

上記の如く構成された出力制御基板３２において、マイコン制御ユニット１４０には、センターセンサ１３８ａ等によって検出された検出結果、即ち内鍋１０の温度等、各種の信号が入力される。また、マイコン制御ユニット１４０からは、炊飯器２０における加熱手段等、各機能を制御するための各種の信号（コマンド）が出力される。例えば、マイコン制御ユニット１４０から出力された信号によって、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８がＩＨ回路１３７を介して駆動される。ＩＨ回路１３７は、ＩＧＢＴのようなスイッチング素子や、ダイオードや、共振用コンデンサ等を用いて構成され、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８に所定の高周波電流を供給するように構成される。このように、出力制御基板３２によって、加熱手段である底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８による内鍋２３の加熱を制御するのである。また、マイコン制御ユニット１４０から出力された信号によって、保温ヒータＨ１、肩ヒータＨ２が、保温ヒータ駆動回路１３３、肩ヒータ駆動回路１３４を介して駆動される。マイコン制御ユニット１４０から出力された信号によって、ソレノイド６８が、それぞれソレノイド駆動回路１６８を介して駆動される。これにより、球状弁９９による通気孔９７の閉塞・開放を行うのである。このように、出力制御基板３２によって、炊飯時における圧力調整装置による内鍋２３の内部の圧力を制御するのである。

図２及び図３に示す如く、本実施形態に係る炊飯器２０は、交流電源１３０と、加熱コイルである底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８との間に、整流回路１３５ａが電気的に介挿されている。そして、本実施形態において、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２は、整流回路１３５ａによる整流後の回路のうち低圧側部分（図３中に示す一点鎖線矢印Ｌで示す部分）と電気的に接続される。詳細には図３に示す如く、底部遮蔽板７１と側部遮蔽板７２とが接続されるとともに、底部遮蔽板７１が整流回路１３５ａによる整流後の回路におけるＩＧＢＴのエミッタ端子ライン（ＧＮＤライン）と接続されているのである。本実施形態においては図３に示す如く、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２は、他の部品への影響を小さくするために、整流後回路において整流回路１３５ａの近傍（ＩＧＢＴから離れた箇所）に接続されている。

本実施形態においては上記の如く、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８の周囲に底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２を配設するとともに、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２を、整流回路１３５ａによる整流後の回路のうち低圧側部分と電気的に接続する構成としている。これにより、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８から放射される電磁波を底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２で吸収し、図３中の破線矢印Ｆ１及びＦ２に示す如く、電磁波ノイズを整流回路１３５ａによる整流後の回路に取り込むことができる。回路に取り込んだ電磁波ノイズはノイズフィルタ回路１３２に吸収される。

このように本実施形態においては、底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８から放射される電磁波が、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２を透過したり、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２によって反射したりすることを抑制できる。即ち、本実施形態に係る炊飯器２０によれば、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２による電磁波の吸収率を高めることができるため、炊飯器２０の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが可能となるのである。

なお、本実施形態においては、底部遮蔽板７１と側部遮蔽板７２とを接続し、底部遮蔽板７１を整流後の回路と接続する構成としているが、接続の態様は限定されるものではない。即ち、底部遮蔽板７１と側部遮蔽板７２とを接続し、側部遮蔽板７２を整流後の回路と接続する構成や、底部遮蔽板７１と側部遮蔽板７２とのそれぞれを整流後の回路と接続する構成とすることも可能である。また、本実施形態に係る炊飯器２０は底部ワークコイル２７及び側部ワークコイル２８の周囲に、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２をそれぞれ配設しているが、例えば側部ワークコイルが配設されず、底部ワークコイルのみを備える炊飯器の場合は、底部遮蔽板のみを配設する構成とすることも可能である。

また、本実施形態においては図３に示す如く、整流回路１３５ａによる整流後の回路にはフィルタ回路１３５ｃ・１３５ｃが配設されている。これにより、整流回路１３５ａによる整流後の回路に取り込んだ電磁波ノイズを、フィルタ回路１３５ｃ・１３５ｃにおいても吸収できる構成としている。

次に、図４を用いて、炊飯器２０における電磁波ノイズ低減効果に関して、出願人が行った試験結果を説明する。図４において、破線は許容値、実線は本実施形態に係る炊飯器２０において測定された放射電磁波ノイズと周波数との関係を示したグラフ、一点鎖線は従来技術に係る炊飯器において測定された放射電磁波ノイズと周波数との関係を示したグラフである。

図４中の破線で囲った領域αに示す如く、従来技術に係る炊飯器においては、低周波数域において許容値を上回る結果となった。一方、本実施形態に係る炊飯器２０においては、全ての周波数域において許容値を下回る結果となった。このように、本実施形態に係る炊飯器２０によれば、底部遮蔽板７１及び側部遮蔽板７２による電磁波の吸収率を高めることによって、炊飯器２０の外部に放射される電磁波ノイズを低減させることが明らかとなったのである。

２０炊飯器
２１炊飯器本体
２３内鍋
２７底部ワークコイル（加熱コイル）
２８側部ワークコイル（加熱コイル）
４０蓋体
７１底部遮蔽板（遮蔽板）
７２側部遮蔽板（遮蔽板）
１３０交流電源
１３５ａ整流回路

Claims

開口部を有する炊飯器本体と、
前記炊飯器本体の開口部を開閉可能に連結される蓋体と、
前記炊飯器本体に収容される内鍋と、
前記内鍋の周囲に配設されて前記内鍋の底部を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルの周囲に配設される金属製の遮蔽板と、
交流電源と前記加熱コイルの間に電気的に介挿される整流回路と、を備えた炊飯器であって、
前記整流回路による整流後の回路に取り込んだ電磁波ノイズを吸収するフィルタ回路をさらに備え、
前記遮蔽板は、前記整流回路による整流後の回路のうち低圧側部分と、前記フィルタ回路に、電気的に接続される、
ことを特徴とする、炊飯器。
前記加熱コイルは、前記内鍋の下方に配設されて前記内鍋の底部を誘導加熱する底部ワークコイルであり、
前記遮蔽板は、前記底部ワークコイルの下方に配設される底部遮蔽板である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の炊飯器。
前記加熱コイルは、前記内鍋の下方に配設されて前記内鍋の底部を誘導加熱する底部ワークコイル、及び、前記内鍋の外側方に配設されて前記内鍋の側部を誘導加熱する側部ワークコイルであり、
前記遮蔽板は、前記底部ワークコイルの下方に配設される底部遮蔽板、及び、前記側部ワークコイルの外側方に配設される側部遮蔽板である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の炊飯器。
前記加熱コイルはコイル保持部材に保持され、前記遮蔽板は、前記コイル保持部材に保持される、
ことを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の炊飯器。