JP7378206B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、筐体に内鍋を着脱自在に収納し、内鍋を加熱する炊飯器に関するものである。

従来、最大炊飯量が５．５合に設定された炊飯器で、１合等の少量炊飯を行うと、内鍋の容量に対して炊飯量が少ないため、鍋底から米および水面までの厚さが不足し、米と水の対流が十分できず、ふっくらした炊き上がりにならないという問題があった。また、少量炊飯の場合、炊飯量に対して鍋底の面積が広いため、僅かな水位のずれでも、水量誤差の割合が大きくなり、美味しい炊き上がりにならないという問題もあった。

上記の問題を解決する方法として、例えば特許文献１では、大量の炊飯を行う場合は大容量用の鍋を使用し、１合程度の少量の炊飯を行う場合は小容量用の鍋を使用することが提案されている。特許文献１の炊飯器では、炊飯量に応じて容量の異なる鍋を選択することで、米および水面を鍋底から充分な厚さとすることができる。

特開平３－３０２８６号公報

ここで、特許文献１の炊飯器では、鍋を誘導加熱する加熱コイルの径は大容量用鍋の鍋底径に合わせている。そのため、小容量用の鍋を用いた場合は、加熱コイルの外側部分は、小容量用鍋の鍋底からはみ出てしまう。その結果、小容量用鍋を用いて炊飯する場合、小容量用鍋の鍋底からはみ出た部分の加熱コイルから発生する磁束は、大部分が小容量用鍋の誘導加熱に寄与せず、漏れ磁束となる。これにより、加熱効率の低下または電磁妨害による周囲への悪影響を招いていた。

本発明は、上記のような課題を解決するものであり、容量の異なる内鍋の加熱を実現するとともに、漏れ磁束の発生を抑制できる炊飯器を提供することを目的とする。

本発明に係る炊飯器は、筐体と、蓋と、筐体内に形成され、小容量内鍋、または該小容量内鍋よりも鍋底径が大きい大容量内鍋の何れか一方が着脱自在に収納される収納部と、小容量内鍋を位置決めする位置決め手段と、収納部に小容量内鍋が収納される場合に、小容量内鍋の底面に対向する位置に配置され、小容量内鍋を誘導加熱する第１加熱コイルと、第１加熱コイルよりも大きい径を有し、収納部に大容量内鍋が収納される場合に、大容量内鍋の底面に対向する位置に配置され、大容量内鍋を誘導加熱する第２加熱コイルと、第１加熱コイルおよび第２加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給部と、高周波電流供給部を制御する制御部と、を備え、位置決め手段は、少なくとも一部が断熱材で構成され、中央に小容量内鍋が収納される貫通孔を有し、収納部に収納される円筒部材からなり、制御部は、収納部に小容量内鍋が収納される場合、第１加熱コイルを間欠的に通電し、収納部に大容量内鍋が収納される場合、第１加熱コイルと第２加熱コイルとを交互に通電するものであり、収納部に小容量内鍋が収納される場合の、一周期における第１加熱コイルの通電比率は、収納部に大容量内鍋が収納される場合の、一周期における第１加熱コイルの通電比率より大きいものである。

本発明における炊飯器によれば、第１加熱コイルと、第２加熱コイルとを備え、小容量内鍋が収納部に収納される場合は、第２加熱コイルの通電を制限することで、小容量内鍋の加熱に寄与しない第２加熱コイルからの漏れ磁束を抑制することができる。これにより、効率の良い加熱が可能になるとともに、第２加熱コイルからの電磁妨害による周囲への悪影響を抑制することができる。

実施の形態１の炊飯器の外観図である。 実施の形態１の炊飯器の概略構成図である。 実施の形態１の高周波電流供給部の回路図である。 実施の形態１の制御部の機能ブロック図である。 実施の形態１において、収納部に小容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態１において、収納部に大容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態１における炊飯器の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１において、収納部に小容量内鍋が収納された場合の第１加熱コイルおよび第２加熱コイルの通電状態を示す図である。 実施の形態１において、収納部に大容量内鍋が収納された場合の第１加熱コイルおよび第２加熱コイルの通電状態を示す図である。 実施の形態１において、収納部に小容量内鍋が収納された場合の投入電力パターンの一例を示す図である。 実施の形態１において、収納部に大容量内鍋が収納された場合の電力投入パターンの一例を示す図である。 実施の形態２の炊飯器の位置決め手段の概略構成図である。 実施の形態２において、収納部に小容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態２において、収納部に大容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態２の変形例１における位置決め手段の外観斜視図である。 実施の形態２の変形例１において、収納部に小容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態２の変形例２において、収納部に小容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態２の変形例２において、収納部に大容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態２の変形例３において、収納部に小容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。 実施の形態２の変形例３において、収納部に大容量内鍋が収納された場合の炊飯器の縦断面模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
（炊飯器１の構成）
図１は、実施の形態１の炊飯器１の外観図であり、図２は、実施の形態１の炊飯器１の概略構成図である。図２では、説明のため、炊飯器１の蓋７を開けた状態において、筐体２の内部の構造を透過させて示している。図１および図２に示すように、炊飯器１は、筐体２と、収納部３と、第１加熱コイル４ａと、第２加熱コイル４ｂと、高周波電流供給部５と、制御部６と、蓋７と、を備える。また、収納部３には、米および水が収容される小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂの何れか一方が収納される。

筐体２は、例えば直方体形状の外形を有する。図２に示すように、筐体２の内部には、収納部３が形成される。また、筐体２の内部において、収納部３の下方には、第１加熱コイル４ａと、第２加熱コイル４ｂとが設けられ、収納部３の外側には高周波電流供給部５が設けられる。収納部３は、上面を開口した凹部である。収納部３は、大容量内鍋８ｂの外形に概ね沿った円筒形状を有する。

第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂは、それぞれ導線を平面状に巻線したコイルであり、２０ｋ～１００ｋＨｚの高周波電流を流すことにより高周波の磁束を発生させる。第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂは、平面視で円形であり、第１加熱コイル４ａは、第２加熱コイル４ｂよりも小さい径を有する。第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂは、収納部３の中心に対して同心円状となるように配置される。

第１加熱コイル４ａは、小容量内鍋８ａが収納部３に収納された状態で、小容量内鍋８ａの底面と対向する位置に設けられる。より好ましくは、第１加熱コイル４ａは、小容量内鍋８ａの底面の外周と対向する位置に設けられる。言い換えると、第１加熱コイル４ａの外径は、小容量内鍋８ａの底面の外径と同じとなるよう形成される。第１加熱コイル４ａは、収納部３に収納された小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂを誘導加熱する。

第２加熱コイル４ｂは、大容量内鍋８ｂが収納部３に収納された状態で、大容量内鍋８ｂの底面と対向する位置に設けられる。より好ましくは、第２加熱コイル４ｂは、大容量内鍋８ｂの底面の外周と対向する位置に設けられる。言い換えると、第２加熱コイル４ｂの外径は、大容量内鍋８ｂの底面の外径と同じとなるよう形成される。第２加熱コイル４ｂは、収納部３に収納された大容量内鍋８ｂを誘導加熱する。第２加熱コイル４ｂは、小容量内鍋８ａが収納部３に収納された場合は、小容量内鍋８ａの誘導加熱に寄与しない。

高周波電流供給部５は、商用電源から供給される電圧を高周波に変換して、高周波電流として第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂに供給する。高周波電流供給部５は、ケーブル等により第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂと接続される。図３は、実施の形態１の高周波電流供給部５の回路図である。図３に示すように、高周波電流供給部５は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路５１と、スイッチングによる脈動成分を除去するフィルタ回路５２と、第１インバータ回路５ａと、第２インバータ回路５ｂと、を備えている。

第１インバータ回路５ａは、第１スイッチング素子５３と、第１環流ダイオード５４と、第１共振コンデンサ５５とから構成される。また、第２インバータ回路５ｂは、第２スイッチング素子５６と、第２環流ダイオード５７と、第２共振コンデンサ５８とから構成される。第１インバータ回路５ａは第１加熱コイル４ａに接続され、第２インバータ回路５ｂは第２加熱コイル４ｂに接続される。また、第１スイッチング素子５３および第２スイッチング素子５６のゲート端子はそれぞれ制御部６に接続され、制御部６によって駆動制御される。なお、高周波電流供給部５における第１インバータ回路５ａおよび第２インバータ回路５ｂは、一石電圧共振インバータである。一石電圧共振インバータの回路構成は既知であり、ここでは詳細な回路動作の説明を省略する。

制御部６は、炊飯器１の動作を制御するものである。図４は、実施の形態１の制御部６の機能ブロック図である。図４に示すように、制御部６は、操作装置６１と、表示装置６２と、制御装置６３とを備える。操作装置６１は、炊飯キー、保温キーまたは機能設定キー等、使用者からの調理指示または調理内容の変更などを受け付けるものである。表示装置６２は、炊飯器１の炊飯動作または炊飯機能等を表示するディスプレイである。操作装置６１および表示装置６２は、図１に示すように、蓋７の上面に設けられる。

制御装置６３は、蓋７の内部に設けられ、図示しないマイクロコンピュータと、読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）と、タイマー（計時手段）とを備えている。制御装置６３は、入力信号と記憶されたプログラムとに従って炊飯器１の動作を制御する。また、図４に示すように、制御装置６３は、鍋判別部６３１と、通電制御部６３２と、表示制御部６３３とを有する。鍋判別部６３１、通電制御部６３２および表示制御部６３３は、制御装置６３がプログラムを実行することによって実現される機能部である。なお、制御装置６３を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などを用いた専用のハードウェアで構成し、各機能部を個別のハードウェアまたは一つのハードウェアで実現してもよい。制御装置６３は、ケーブル等により、操作装置６１、表示装置６２および高周波電流供給部５と接続される。

鍋判別部６３１は、収納部３に収納された内鍋の種類を判別する。具体的には、鍋判別部６３１は、収納部３に小容量内鍋８ａが収納されたのか、大容量内鍋８ｂが収納されたのか、または内鍋が収納されていないのかを判別する。判別方法として、鍋判別部６３１は、第１インバータ回路５ａおよび第２インバータ回路５ｂを短時間（例えば１秒間）駆動し、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂに高周波電流を供給する。ここで、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂに内鍋が近接して存在するか否かによって、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂのインピーダンスが変化する。これにより、第１インバータ回路５ａおよび第２インバータ回路５ｂに流れる電流または発生する電圧が内鍋の有無で変化する。そのため、第１インバータ回路５ａおよび第２インバータ回路５ｂに流れる電流または発生する電圧を検出し、検出した値から内鍋の種類および鍋の有無が判別できる。

具体的には、鍋判別部６３１は、まず第１インバータ回路５ａを駆動し、第１加熱コイル４ａに高周波電流を供給し、第１加熱コイル４ａ近傍の内鍋の有無を判断する。次に、第２インバータ回路５ｂを駆動し、第２加熱コイル４ｂに高周波電流を供給し、第２加熱コイル４ｂ近傍の内鍋の有無を判断する。そして、鍋判別部６３１は、第１加熱コイル４ａ近傍に内鍋有りと判定し、且つ第２加熱コイル４ｂ近傍にも内鍋有りと判定した場合、大容量内鍋８ｂが収納されたと判断する。また、鍋判別部６３１は、第１加熱コイル４ａ近傍に内鍋有りと判定し、第２加熱コイル４ｂ近傍に内鍋無しと判定した場合、小容量内鍋８ａが収納されたと判断する。さらに、鍋判別部６３１は、第１加熱コイル４ａ近傍と第２加熱コイル４ｂ近傍の何れにおいても内鍋無しと判定した場合、収納部３に内鍋が収納されていないと判断する。鍋判別部６３１による判別結果は、通電制御部６３２に送信される。なお、鍋判別部６３１は、第１加熱コイル４ａ近傍に内鍋無しと判定した場合に、収納部３に内鍋が収納されていないと判断してもよい。

通電制御部６３２は、操作装置６１を介して入力される使用者からの調理指示および鍋判別部６３１から受信した判別結果に応じて、予めプログラムされた炊飯工程の制御シーケンスを用いて、高周波電流供給部５を制御する。なお、収納部３に、小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂの温度を直接的にまたは間接的に測定する温度センサを設け、検出結果を通電制御部６３２に送信する構成としてもよい。この場合、通電制御部６３２は、温度センサによって検出された小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂの温度に応じて、高周波電流供給部５を制御する。

表示制御部６３３は、炊飯器１の運転条件、運転状態、および使用者に報知すべき情報などを表示装置６２に表示させる。また、本実施の形態の表示制御部６３３は、通電制御部６３２を介して受信した鍋判別部６３１の判別結果に応じて、収納部３に収納されている内鍋の種類を表示装置６２に表示させてもよい。具体的には、表示装置６２に、収納部３に小容量内鍋８ａが収納されているか、大容量内鍋８ｂが収納されているか、または内鍋が収納されていないのかを表示させる。これにより使用者が炊飯中にどちらの内鍋が収納部３に収納されているのか確認することができる。

図１および図２に戻って、蓋７は、筐体２の上部に取り付けられているものであり、ヒンジ部（不図示）を介して筐体２の上部を開閉自在とする。小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂの着脱時および小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂへの食材投入時には蓋７が開けられ、炊飯調理時には蓋７が閉められる。蓋７の正面には、蓋７を開くための開閉ボタン７３が設けられる。

図２に示すように、蓋７の筐体２と対向する面には、内蓋７０が着脱自在に取り付けられる。内蓋７０は、平面視で円形であり、収納部３の開口と同じ、または収納部３の開口よりも大きい径を有する。また、内蓋７０には、第１パッキン７１ａおよび第２パッキン７１ｂが設けられる。第１パッキン７１ａおよび第２パッキン７１ｂは、例えば平面視で円環形状を有する。第１パッキン７１ａは、第２パッキン７１ｂよりも小さい径を有し、第１パッキン７１ａと第２パッキン７１ｂとは、内蓋７０の中心に対して同心円状となるように配置される。また、第１パッキン７１ａの径は、小容量内鍋８ａの開口の径と同じであり、第２パッキン７１ｂの径は、大容量内鍋８ｂの開口の径と同じである。さらに、内蓋７０の第１パッキン７１ａの内周側には、炊飯時の蒸気を排出する蒸気口７２が設けられる。図１に示すように、蒸気口７２は、蓋７の上面まで延びている。

図５は、実施の形態１において、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合の炊飯器１の縦断面模式図であり、図６は、実施の形態１において、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納された場合の炊飯器１の縦断面模式図である。図５に示すように、小容量内鍋８ａが収納部３に収納され、蓋７が閉じられた状態では、内蓋７０の第１パッキン７１ａと、小容量内鍋８ａの開口縁に設けられたフランジ部分が密着する。また、図６に示すように、大容量内鍋８ｂが収納部３に収納され、蓋７が閉じられた状態では、内蓋７０の第２パッキン７１ｂと、大容量内鍋８ｂの開口縁に設けられたフランジ部分が密着する。これにより、小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂの何れを用いた場合にも、蒸気を第１パッキン７１ａの内周側にある蒸気口７２に誘導することができ、蒸気口７２以外の部分から蒸気が漏れることを抑制することができる。また、内蓋７０に第１パッキン７１ａおよび第２パッキン７１ｂを設けることで、小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂの何れを用いた場合にも、内蓋７０を共用することができる。これにより、内蓋７０を内鍋のサイズに合わせて使い分ける必要がなく、内蓋７０の誤装着を防止することができる。なお、別の実施の形態においては、小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂのそれぞれに対応した径の異なる内蓋７０を用いてもよい。

図５および図６に示すように、小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂは、上部が開口した有底筒形状に構成されており、筐体２の収納部３に着脱自在に収納される。小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂは、被加熱物であり、熱伝導率が高いアルミ等からなる母材で構成されている。小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂの外面にはステンレスなどの強磁性材料が接合等によって設けられている。大容量内鍋８ｂは、小容量内鍋８ａよりも鍋底径が大きい。また、小容量内鍋８ａと大容量内鍋８ｂとは、同じ高さを有する。一例として、小容量内鍋８ａは、３合までの炊飯に用いられ、大容量内鍋８ｂは、３合から５．５合までの炊飯に用いられる。

（炊飯器１の動作）
次に、本実施の形態における炊飯器１の動作について説明する。図７は、実施の形態１における炊飯器１の動作を示すフローチャートである。炊飯器１の動作の前に、まず、使用者により、炊飯量に応じて小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂの何れかが選択され、米と水が投入される。続いて、米と水が入った小容量内鍋８ａまたは大容量内鍋８ｂが炊飯器１の収納部３に収納され、蓋７が閉じられる。

次に使用者により、操作装置６１が操作され、炊飯開始の指示が入力される。これにより、炊飯器１の動作が開始される。そして、炊飯開始の指示が入力されると、制御装置６３の鍋判別部６３１により、収納部３に収納された内鍋の有無および内鍋の種類が判別される（Ｓ１）。ここでは、収納部３に小容量内鍋８ａが収納されたのか、大容量内鍋８ｂが収納されたのか、または内鍋が収納されていないかが判別される。

そして、収納部３に小容量内鍋８ａが収納されたと判別されると（Ｓ１：小容量内鍋）、制御装置６３の通電制御部６３２により、第１加熱コイル４ａのみが通電され、炊飯工程が実施される（Ｓ２）。ここで、収納部３に小容量内鍋８ａが収納されている場合は、加熱に寄与しない第２加熱コイル４ｂを通電する必要はない。収納部３に小容量内鍋８ａが収納されている状態で、第２加熱コイル４ｂを通電した場合、加熱に寄与しない磁束が漏れ磁束となり、加熱効率の低下を招くとともに、電磁妨害波となって周囲に悪影響を与えるおそれがある。そのため、収納部３に小容量内鍋８ａが収納されている場合は、第１インバータ回路５ａのみを駆動し、第１加熱コイル４ａに高周波電流が供給される。第１加熱コイル４ａに高周波電流が流れると、第１加熱コイル４ａからは交番磁界が発生し、この交番磁界によって被加熱物である小容量内鍋８ａに磁束が与えられる。これにより、小容量内鍋８ａに渦電流が発生し、この渦電流と小容量内鍋８ａの電気抵抗とによってジュール熱が発生し、小容量内鍋８ａが発熱する。

また、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納されたと判別されると（Ｓ１：大容量内鍋）、制御装置６３の通電制御部６３２により、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂが通電され、炊飯工程が実施される（Ｓ３）。ここでは、通電制御部６３２により、第１インバータ回路５ａと第２インバータ回路５ｂとが駆動され、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとに高周波電流が供給される。第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂに高周波電流が流れると、交番磁界が発生し、この交番磁界によって被加熱物である大容量内鍋８ｂに磁束が与えられ、大容量内鍋８ｂが発熱する。

さらに、収納部３に内鍋が収納されていないと判別されると（Ｓ１：内鍋なし）、制御装置６３の表示制御部６３３によって、表示装置６２に内鍋が収納されていない旨の警告表示がなされる（Ｓ４）。この場合は、高周波電流供給部５は駆動されない。なお、炊飯器１にスピーカを設け、警告表示に替えて、または加えて、音声による警告を行ってもよい。

ステップＳ２およびステップＳ３では、炊飯工程として、吸水工程と、昇温工程と、沸騰維持工程と、蒸らし工程とが実行される。通電制御部６３２は、各工程において高周波電流供給部５を制御する。そして、ステップＳ２およびステップＳ３の炊飯工程が終了すると、炊飯器１の動作が終了する。

次に、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合と、大容量内鍋８ｂが収納された場合とにおける、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂの通電制御について、より詳細に説明する。図８は、実施の形態１において、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合の第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂの通電状態を示す図である。なお、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂには、高周波の交流電流が流れるが、図８においては、簡略化のため、加熱コイルに高周波電流が流れている状態をＨＩＧＨ、高周波電流が流れていない状態をＬＯＷとして示している。

図８に示すように、まず、炊飯動作がｔ０において開始されると、鍋判別のための通電が行われる。具体的には、ｔ１－ｔ２期間で、第１インバータ回路５ａが駆動され、第１加熱コイル４ａに高周波電流が供給され、第１加熱コイル４ａ近傍の内鍋の有無が判断される。次にｔ２－ｔ３期間で第２インバータ回路５ｂが駆動され、第２加熱コイル４ｂに高周波電流が供給され、第２加熱コイル４ｂ近傍の内鍋の有無が判断される。

そして、収納部３に小容量内鍋８ａが収納されている場合は、ｔ４時点から、第１インバータ回路５ａが駆動され、第１加熱コイル４ａのみに高周波電流が供給される。また、図８に示すように、本実施の形態では、第１加熱コイル４ａが、休止期間ｔ５－ｔ６を挟んで、間欠的に通電される。これは、例えば温度センサなどの情報を受けて、電力を調整するものであり、休止期間は適宜変動してもよい。

図９は、実施の形態１において、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納された場合の第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂの通電状態を示す図である。なお、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂには、高周波の交流電流が流れるが、図９においては、簡略化のため、加熱コイルに高周波電流が流れている状態をＨＩＧＨ、高周波電流が流れていない状態をＬＯＷとして示している。

図９に示すように、まず、炊飯動作がｔ０において開始されると、図８と同様に鍋判別のために、ｔ１－ｔ２期間およびｔ２－ｔ３期間において、第１インバータ回路５ａおよび第２インバータ回路５ｂが短時間駆動される。そして、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納されている場合は、時刻ｔ４－ｔ５の期間では第１加熱コイル４ａに高周波電流が供給され、時刻ｔ５－ｔ６の期間では、第２加熱コイル４ｂに高周波電流が供給される。以後、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとが交互に通電される。

なお、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとには同時に高周波電流を供給しても良いが、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとに流れる高周波電流の周波数に差異があると、その周波数差に応じた干渉音が発生し、騒音の原因となる。そこで、本実施の形態では、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとを交互に通電し、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂに同時とに通電した場合に対して、平均電力が同等となるように制御する。

また、図９においては、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとの通電比率を約５０％として交互に通電しているが、これに限定するものではない。例えば、温度センサ等の情報により、通電比率を適宜変更してもよい。また、何れの加熱コイルにも通電しない休止期間を設けてもよい。

また、本実施の形態では、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合は、第１加熱コイル４ａのみに通電することとしているが、これに限定されるものではなく、第２加熱コイル４ｂへの通電を行ってもよい。例えば、第１加熱コイル４ａの通電休止期間に第２加熱コイル４ｂに短時間通電し、小容量内鍋８ａの位置ずれなどを検知してもよい。この場合も、収納部３に小容量内鍋８ａが収納される場合の、一周期における第１加熱コイル４ａの通電比率は、大容量内鍋８ｂが収納される場合の、一周期における第１加熱コイル４ａの通電比率より大きいものとする。一周期とは、図８および図９におけるｔ４－ｔ６期間である。また、第１加熱コイル４ａの通電比率は、一周期における第１加熱コイル４ａの通電時間と第２加熱コイル４ｂの通電時間とを加算した総通電時間に対する一周期における第１加熱コイル４ａの通電時間の比率をいう。一周期において第１加熱コイル４ａのみを通電した場合は、通電比率は１００％となる。

次に、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂへの投入電力について説明する。図１０は、実施の形態１において、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合の投入電力パターンの一例を示す図であり、図１１は、実施の形態１において、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納された場合の電力投入パターンの一例を示す図である。なお、図１０および図１１では、炊飯器１への最大投入電力を例えば１．２ｋＷとし、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂの各々に１．２ｋＷの加熱が可能とした場合の例を示すものである。また、図１０では、第１加熱コイル４ａが連続通電される場合を例に示す。

まず、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合は、図１０に示すように第１加熱コイル４ａにのみ通電され、通電比率１００％で駆動される。これにより、第１加熱コイル４ａから１．２ｋＷの電力が投入され、小容量内鍋８ａが加熱される。また、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納された場合は、図１１に示すように、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとが、通電比率をそれぞれ５０％として、時分割で交互に駆動される。この場合、大容量内鍋８ｂは平均１．２ｋＷの電力で加熱される。このように、本実施の形態では、収納される内鍋に合わせて、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂを個別に電力制御できるため、小容量内鍋８ａを用いる場合も、大容量内鍋８ｂを用いる場合と同じ電力を投入することができる。これにより、小容量内鍋８ａを用いて、小容量の炊飯を行った場合も、高火力で炊飯されるため、美味しく炊き上げることができる。なお、小容量内鍋８ａを用いる場合と、大容量内鍋８ｂを用いる場合とで、投入される電力は全く同じでなくてもよい。また、小容量内鍋８ａが収納され、第１加熱コイル４ａの通電に休止期間を設ける場合には、小容量内鍋８ａに供給される電力は休止期間の長さに応じた電力（１．２ｋＷ以下）となる。なお、この場合も、第１加熱コイル４ａおよび第２加熱コイル４ｂの通電に、小容量内鍋８ａの場合と同じ休止期間を設けることで、大容量内鍋８ｂに供給される電力と小容量内鍋８ａに供給される電力とが同じとなる。

以上のように、本実施の形態では、１合等の小容量の炊飯を実施する場合は、大容量内鍋８ｂよりも鍋底径の小さい小容量内鍋８ａを用いることで、鍋底から米および水面までの厚さを十分確保できる。これにより、炊飯時の内鍋内に対流が発生し、米をふっくらと炊き上げることができる。また、炊飯量に応じた鍋を選択できることで、水位のずれによる水量誤差の割合を小さくでき、炊飯の失敗を抑制することができる。

また、小容量内鍋８ａが収納部３に収納される場合は、第２加熱コイル４ｂの通電を制限することで、小容量内鍋８ａの加熱に寄与しない加熱コイルからの漏れ磁束を抑制することができる。これにより、効率の良い加熱が可能となるとともに、第２加熱コイル４ｂからの電磁妨害による周囲への悪影響を抑制することができる。なお、第２加熱コイル４ｂの通電を制限するとは、第２加熱コイル４ｂに通電しないこと、および一周期における第１加熱コイル４ａの通電比率を、大容量内鍋８ｂを収納した場合よりも大きくすること、を含む。さらに、大容量内鍋８ｂが収納部３に収納される場合は、第１加熱コイル４ａと第２加熱コイル４ｂとに通電することにより、大容量内鍋８ｂの鍋底を広く均一に加熱することができる。

なお、高周波電流供給部５の第１スイッチング素子５３および第２スイッチング素子５６として、シリコン半導体、もしくはＧａＮ（ガリウムナイトライド）またはＳｉｃ（シリコンカーバイド）などのワイドバンドギャップ半導体を用いてもよい。ここで、収納部３に小容量内鍋８ａを収納した場合、第１インバータ回路５ａのみが動作するため、第１スイッチング素子５３の熱的負荷が大きくなる。これにより第１スイッチング素子５３を冷却するヒートシンクまたは冷却ファンが大型化するおそれがある。従って、少なくとも第１スイッチング素子５３にワイドバンドギャップ半導体を用いることで、高速スイッチングが可能となり、例えば、従来のシリコン半導体を用いた場合と比較してスイッチング損失が大幅に低減する。その結果、ヒートシンクまたは冷却ファンを小型化することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２の炊飯器１Ａは、小容量内鍋８ａの位置決め手段９を備える点において、実施の形態１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一または相当する構成については、同じ符号を付して説明を簡略化または省略する。

図１２は、実施の形態２の炊飯器１の位置決め手段９の概略構成図である。図１２は、炊飯器１Ａの収納部３に、小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂの何れも収納されておらず、蓋７が開いた状態において、炊飯器１を上から見た図である。また、図１３は、実施の形態２において、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合の炊飯器１Ａの縦断面模式図であり、図１４は、実施の形態２において、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納された場合の炊飯器１Ａの縦断面模式図である。

図１２に示すように、本実施の形態では、収納部３の内側の側面から中央に突出する複数の位置決め手段９が設けられる。図１２の例では、４つの位置決め手段９が等間隔で配置されるが、位置決め手段９の数はこれに限定されるものではなく、２つ以上であればよい。

位置決め手段９は、フラップ板９１と、フラップ板９１を回転可能に支持する支持部９２とからなる。フラップ板９１は、耐熱性を有する樹脂または金属で構成される。フラップ板９１は、円弧形状の端部９１ａを有する。４つのフラップ板９１の端部９１ａによって、小容量内鍋８ａの外径よりも若干大きい開口を形成する構成となっている。支持部９２は、収納部３の側面内に配置され、回転軸およびバネ等を有する。支持部９２は、収納部３に小容量内鍋８ａおよび大容量内鍋８ｂの何れも収納されていない状態では、フラップ板９１をバネにより押し上げ、水平となるよう支持する。

小容量内鍋８ａが収納部３に収納される場合、収納部３の開口中央であって、フラップ板９１の端部９１ａで形成される開口内に、小容量内鍋８ａが装着される。これにより、第１加熱コイル４ａの上に小容量内鍋８ａの底面を配置することができる。また、図１３に示すように、フラップ板９１は小容量内鍋８ａが装着されても水平を保つように支持される。そのため、炊飯器１Ａが傾いた場合でも、フラップ板９１により小容量内鍋８ａが支えられ、小容量内鍋８ａの位置ずれを抑制することができる。

また、大容量内鍋８ｂが収納部３に収納される場合は、図１４に示すように、大容量内鍋８ｂがフラップ板９１を押し下げて収納部３に装着される。このようにフラップ板９１が押し下げられることで、鍋径が大きい大容量内鍋８ｂも、収納部３に収納することができる。収納部３の開口は大容量内鍋８ｂのサイズに合わせて設計されるため、大容量内鍋８ｂの位置ずれは発生しない。

以上のように、本実施の形態では、炊飯器１Ａに位置決め手段９を設けることで、小容量内鍋８ａの位置ずれを抑制することができる。これにより、実施の形態１の効果に加え、小容量内鍋８ａの位置ずれによる加熱効率の低下および漏れ磁束の増加を抑制することができる。

なお、小容量内鍋９ａの位置決め手段９は、図１２～図１４に記載されるものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。以下、位置決め手段９の変形例について説明する。

（変形例１）
図１５は、実施の形態２の変形例１における位置決め手段９Ａの外観斜視図である。また、図１６は、実施の形態２の変形例１において、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合の炊飯器１Ｂの縦断面模式図である。図１５に示すように、本変形例の位置決め手段９Ａは、中央に貫通孔９３を有する円筒部材であり、樹脂などにより構成される。位置決め手段９Ａは、収納部３の開口よりも若干小さい外径を有する。また、位置決め手段９Ａの貫通孔９３は、小容量内鍋８ａの外径よりも若干大きい径を有する。

図１６に示すように、収納部３に小容量内鍋８ａが収納される場合、まず、収納部３に位置決め手段９Ａが収納される。そして、次に位置決め手段９Ａの貫通孔９３に小容量内鍋８ａが収納される。これにより、第１加熱コイル４ａの上に小容量内鍋８ａの底面を配置することができる。また、収納部３と小容量内鍋８ａの側面との間が位置決め手段９Ａにより埋まるため、小容量内鍋８ａの位置ずれを防止することができる。

なお、位置決め手段９Ａの少なくとも一部を、断熱材を用いて構成してもよい。これにより、小容量内鍋８ａと収納部３との間が断熱され、小容量内鍋８ａに蓄熱された熱が外部に放熱されることを抑制できる。その結果、少ない投入電力で効率よく加熱を行うことができる。また、炊き上がったご飯の保温時にも熱が逃げにくくなるため、保温時の消費電力を削減することができる。断熱材としては、例えば高温に耐えることができるメラミンフォーム等を用いることができる。

（変形例２）
図１７は、実施の形態２の変形例２において、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合の炊飯器１Ｃの縦断面模式図であり、図１８は、実施の形態２の変形例２において、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納された場合の炊飯器１Ｃの縦断面模式図である。図１７に示すように、本変形例の位置決め手段９Ｂは、収納部３の底面に形成される突起である。位置決め手段９Ｂは、平面視で円環形状を有し、小容量内鍋８ａの外径と同じ内径を有する。位置決め手段９Ｂの高さは、例えば１ｍｍ～５ｍｍである。

収納部３に小容量内鍋８ａが収納される場合、収納部３の底面に形成された位置決め手段９Ｂの内周側に小容量内鍋８ａが配置される。これにより、第１加熱コイル４ａの上に小容量内鍋８ａの底面を配置することができる。また、位置決め手段９Ｂにより、小容量内鍋８ａの動きが規制されるため、小容量内鍋８ａの位置ずれを防止することができる。

また、図１８に示すように、本変形例の場合は、大容量内鍋８ｂの底面に、位置決め手段９Ｂに対応する凹部８１が設けられる。凹部８１は、大容量内鍋８ｂの外面の底面から大容量内鍋８ｂの開口に向かって凹となるよう形成される。これにより、大容量内鍋８ｂの内面においては、大容量内鍋８ｂの鍋底から大容量内鍋８ｂの開口に向かって突起が形成される。そして、大容量内鍋８ｂが収納部３に収納される場合は、大容量内鍋８ｂの凹部８１に位置決め手段９Ｃが嵌合される。このように大容量内鍋８ｂの鍋底に突起を設けることで、突起に沿って気泡が上昇し、内鍋内に対流を発生させることができる。

（変形例３）
図１９は、実施の形態２の変形例３において、収納部３に小容量内鍋８ａが収納された場合の炊飯器１Ｄの縦断面模式図であり、図２０は、実施の形態２の変形例３において、収納部３に大容量内鍋８ｂが収納された場合の炊飯器１Ｄの縦断面模式図である。図１９に示すように、本変形例の位置決め手段９Ｃは、収納部３の底面に形成される凹部である。位置決め手段９Ｃは、平面視で円形であり、小容量内鍋８ａの外径と同じ径を有する位置決め手段９Ｃは、収納部３の底面から筐体２の底面側に向かって凹となるよう形成される。位置決め手段９Ｃの深さは、例えば１ｍｍ～５ｍｍである。

収納部３に小容量内鍋８ａが収納される場合、収納部３の底面に形成された位置決め手段９Ｃに小容量内鍋８ａの底面が嵌合される。これにより、第１加熱コイル４ａの上に小容量内鍋８ａの底面を配置することができる。また、小容量内鍋８ａの底面が位置決め手段９Ｃに嵌め込まれるため、小容量内鍋８ａの動きが規制され、小容量内鍋８ａの位置ずれを防止することができる。なお、図２０に示すように、大容量内鍋８ｂの収納は、実施の形態１と同じである。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、上記実施の形態では、炊飯器１が炊飯を行う場合を例に説明したが、炊飯器１は、炊飯以外の加熱調理を行うものであってもよい。

また、上記実施の形態では、炊飯器１は、２つの加熱コイルを備える構成としたが、３つ以上の加熱コイルを備えてもよい。具体的には、第１加熱コイル４ａまたは第２加熱コイル４ｂを２つの加熱コイルで構成し、第１インバータ回路５ａまたは第２インバータ回路５ｂから高周波電流を供給してもよい。この場合は、一つのインバータ回路によって、２つの加熱コイルが同時に通電される。

または、第１加熱コイル４ａを同心円状に配置される２つの加熱コイルで構成し、さらに第１インバータ回路５ａを２つ備えて、当該２つの加熱コイルを個別に通電制御してもよい。これにより、小容量内鍋８ａを加熱する際に、２つの加熱コイルを交互に通電させ、対流を発生させることができる。また、このとき、大容量内鍋８ｂが収納部３に収納された場合は、第１加熱コイル４ａを構成する２つの加熱コイルを１つの加熱コイルとして同時に通電してもよいし、交互に通電してもよい。

また、上記実施の形態では、２つの容量の異なる内鍋を収納する構成を例に説明したが、３つ以上の容量の異なる内鍋を収納する構成としてもよい。この場合は、各内鍋に対応して、３つ以上の加熱コイルと、３つ以上のインバータ回路を設ければよい。

さらに、上記実施の形態では、小容量内鍋８ａと大容量内鍋８ｂの鍋底径を異ならせ、高さを同じとしたが、小容量内鍋８ａと大容量内鍋８ｂの高さを変えてもよい。この場合、第１パッキン７１ａまたは第２パッキン７１ｂの厚さを変えるなどして、蒸気漏れを抑制するとよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 炊飯器、２ 筐体、３ 収納部、４ａ 第１加熱コイル、４ｂ 第２加熱コイル、５ 高周波電流供給部、５ａ 第１インバータ回路、５ｂ 第２インバータ回路、６ 制御部、７ 蓋、８ａ 小容量内鍋、８ｂ 大容量内鍋、９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ 位置決め手段、５１ 整流回路、５２ フィルタ回路、５３ 第１スイッチング素子、５４ 第１環流ダイオード、５５ 第１共振コンデンサ、５６ 第２スイッチング素子、５７ 第２環流ダイオード、５８ 第２共振コンデンサ、６１ 操作装置、６２ 表示装置、６３ 制御装置、７０ 内蓋、７１ａ 第１パッキン、７１ｂ 第２パッキン、７２ 蒸気口、７３ 開閉ボタン、８１ 凹部、９１ フラップ板、９１ａ 端部、９２ 支持部、９３ 貫通孔、６３１ 鍋判別部、６３２ 通電制御部、６３３ 表示制御部。

Claims (9)

1. 筐体と、
   蓋と、
   前記筐体内に形成され、小容量内鍋、または該小容量内鍋よりも鍋底径が大きい大容量内鍋の何れか一方が着脱自在に収納される収納部と、
   前記小容量内鍋を位置決めする位置決め手段と、
   前記収納部に前記小容量内鍋が収納される場合に、前記小容量内鍋の底面に対向する位置に配置され、前記小容量内鍋を誘導加熱する第１加熱コイルと、
   前記第１加熱コイルよりも大きい径を有し、前記収納部に前記大容量内鍋が収納される場合に、前記大容量内鍋の底面に対向する位置に配置され、前記大容量内鍋を誘導加熱する第２加熱コイルと、
   前記第１加熱コイルおよび前記第２加熱コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給部と、
   前記高周波電流供給部を制御する制御部と、を備え、
   前記位置決め手段は、少なくとも一部が断熱材で構成され、中央に前記小容量内鍋が収納される貫通孔を有し、前記収納部に収納される円筒部材からなり、
   前記制御部は、
   前記収納部に前記小容量内鍋が収納される場合、前記第１加熱コイルを間欠的に通電し、
   前記収納部に前記大容量内鍋が収納される場合、前記第１加熱コイルと前記第２加熱コイルとを交互に通電するものであり、
   前記収納部に前記小容量内鍋が収納される場合の、一周期における前記第１加熱コイルの通電比率は、前記収納部に前記大容量内鍋が収納される場合の、一周期における前記第１加熱コイルの通電比率より大きいことを特徴とする炊飯器。
2. 前記制御部は、前記収納部に収納された内鍋が前記大容量内鍋か前記小容量内鍋かを判別する鍋判別部を有することを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。
3. 前記収納部に前記小容量内鍋が収納される場合に前記第１加熱コイルから前記小容量内鍋に供給される電力は、前記収納部に前記大容量内鍋が収納される場合に前記第１加熱コイルと前記第２加熱コイルとから前記大容量内鍋に供給される電力の平均と同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の炊飯器。
4. 前記小容量内鍋および前記大容量内鍋は、同じ高さを有することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の炊飯器。
5. 前記高周波電流供給部は、
   前記第１加熱コイルに高周波電流を供給する第１インバータ回路と、
   前記第２加熱コイルに高周波電流を供給する第２インバータ回路と、備え、
   前記制御部は、前記第１インバータ回路と、前記第２インバータ回路とを個別に駆動することを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の炊飯器。
6. 少なくとも前記第１インバータ回路を構成するスイッチング素子は、ワイドバンドギャップ半導体で構成されることを特徴とする請求項５に記載の炊飯器。
7. 前記制御部は、前記収納部に収納された内鍋が、前記小容量内鍋であるか、または前記大容量内鍋であるかを表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の炊飯器。
8. 前記第１加熱コイルは、個別に通電される２つの加熱コイルからなり、
   前記制御部は、
   前記収納部に前記小容量内鍋が収納される場合、前記２つの加熱コイルを交互に通電することを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の炊飯器。
9. 前記蓋は、着脱自在に配置される内蓋を有し、
   前記内蓋は、
   前記収納部に前記小容量内鍋が収納される場合に、前記小容量内鍋のフランジ部と密着する第１パッキンと、
   前記収納部に前記大容量内鍋が収納される場合に、前記大容量内鍋のフランジ部と密着する第２パッキンと、
   前記第１パッキンの内周側に設けられた蒸気口と、を有することを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の炊飯器。

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