JPH07289419A - 誘導加熱式炊飯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常の炊飯量では騒音の発生がなく、かつ異
常状態においても安全な誘導加熱式炊飯器を提供するこ
とを目的としているものである。 【構成】 スイッチング素子温度検知手段１７が検知す
るインバータ回路の最発熱部品であるスイッチング素子
近傍の温度が、所定値よりも高い時には冷却ファン１５
を駆動し、この温度が所定値以下の場合には冷却ファン
１５を駆動させないようにして、通常の炊飯量では騒音
を発生しない誘導加熱式炊飯器とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般家庭やレストラン等
で用いられる誘導加熱式炊飯器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の誘導加熱式炊飯器の構成を以下に
説明する。図９は誘導加熱式炊飯器を示すブロック図で
ある。１は炊飯鍋、２は炊飯鍋１の下部に設けている加
熱コイルで、炊飯鍋１を誘導加熱している。３は加熱コ
イル２に高周波電流を供給するインバータ回路、４はイ
ンバータ回路３の動作を制御する制御回路で、マイコン
によって構成しているものである。制御回路４は、図に
は特に記載していないが炊飯鍋１の温度を常時検知して
おり、炊飯用のシーケンスを使用してインバータ回路３
を制御しているものである。５は冷却ファンで、インバ
ータ回路３に含まれるパワー部品や、加熱コイル２を冷
却している。冷却ファン５は、冷却ファン制御手段６に
よって制御されている。冷却ファン制御手段６として
は、例えばトライアック等を用いており、制御回路４か
らの信号によって動作する。

【０００３】図１０はインバータ回路３の一例を示して
いる。交流電源７には、整流回路８・コンデンサ９を接
続してインバータ回路８のＤＣ電源を得ている。このコ
ンデンサ９には、並列共振体を構成する加熱コイル２と
共振コンデンサ１０と、スイッチング素子１１と逆導通
ダイオード１２の並列接続体とを接続している。前記ス
イッチング素子１１には、制御回路４を接続している。
前記整流回路８・コンデンサ９・共振コンデンサ１０・
スイッチング素子１１・逆導通ダイオード１２は、イン
バータ動作中に損失が生じ発熱するパワー部品となって
いる。このパワー部品の中で最も損失が大きいものは、
スイッチング素子１１である。

【０００４】以下にこの従来の誘導加熱式炊飯器の動作
を説明する。炊飯を開始すると、制御回路４は図１１に
示しているように、冷却ファン制御手段６を駆動して冷
却ファン５の運転を開始する。冷却ファン５は、一定の
回転数で炊飯終了まで運転されている。同時に制御回路
４は、最適な炊飯モードとなるように、図１３に示す様
にインバータ回路３をオンオフ駆動するものである。イ
ンバータ回路３の動作時には、高周波電流が加熱コイル
２へ供給され、加熱コイル２から発生する高周波磁界に
よって炊飯鍋１は誘導加熱される。このときインバータ
回路３を構成しているパワー部品や加熱コイル２の温度
は上昇するが、冷却ファン５により冷却される。最も損
失が大きいスイッチング素子１１の温度は、図１２に示
すような温度変化となっている。つまり、冷却ファン５
によって冷却されるため、素子が破壊する熱暴走温度以
下になっているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の構成
の誘導加熱式炊飯器は、騒音が大きいという課題を有し
ているものである。すなわち、炊飯時には冷却ファン５
を運転して、インバータ回路３を構成する各回路部品を
冷却する必要があるもので、この冷却ファンの回転にと
もなう風切り音が騒音となって、使用者に不快感を与え
るものである。この騒音は、タイマを使用して早朝に炊
飯するような場合には使用者の睡眠を阻害する等とし
て、特に大きく感じるものである。また一般の電熱ヒー
タタイプの炊飯器では、このような騒音は生じないもの
である。この点からも、騒音については誘導加熱式炊飯
器に特有の重大な課題となっているものである。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、通常の炊飯量では騒音の発生がなく、かつ異常状態
においても安全な誘導加熱式炊飯器を提供することを第
一の目的としているものである。

【０００７】また、炊飯容量が多い場合にも従来よりも
騒音の低い誘導加熱式炊飯器を提供することを第二の目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、加熱コイルと、前記加熱コ
イルに高周波電流を供給するインバータ回路と、前記加
熱コイル及びインバータ回路を構成するパワー部品を冷
却する冷却ファンと、前記冷却ファンの制御を行う冷却
ファン制御手段と、前記インバータ回路を構成するスイ
ッチング素子近傍に設けたスイッチング素子温度検知手
段とを有し、前記スイッチング素子温度検知手段が検知
したスイッチング素子の温度が所定値以上の時に、前記
冷却ファン制御手段は前記冷却ファンの回転数を初期値
より増大する誘導加熱式炊飯器とするものである。

【０００９】また第二の目的を達成するための本発明の
第二の手段は、加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波
電流を供給するインバータ回路と、前記加熱コイル及び
インバータ回路を構成するパワー部品を冷却する冷却フ
ァンと、前記冷却ファンの制御を行う冷却ファン制御手
段と、前記インバータ回路を構成するスイッチング素子
近傍に設けたスイッチング素子温度検知手段ととを有
し、前記スイッチング素子温度検知手段が検知したスイ
ッチング素子の温度が所定値以上の時に、前記冷却ファ
ン制御手段は前記冷却ファンの回転数を前記スイッチン
グ素子の温度に応じて制御する誘導加熱式炊飯器とする
ものである。

【００１０】

【作用】本発明の第一の手段は、インバータ回路を構成
するスイッチング素子の温度を検知して、この温度が所
定値よりも高い時には冷却ファンを駆動し、この温度が
所定値以下の場合には冷却ファンを駆動させないように
作動するものである。

【００１１】本発明の第二の手段は、インバータ回路を
構成するスイッチング素子の温度を検知して、この温度
が所定値よりも高い時には冷却ファンを駆動すると共
に、冷却ファンの回転数をこの雰囲気温度に応じて上昇
せしめるように作動するものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第一の手段の実施例について
説明する。図１は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。炊飯鍋１・加熱コイル２は、従来と同様のものを使
用している。インバータ回路１３は加熱コイル２に高周
波電流を供給しており、図２に示しているような構成と
なっている。

【００１３】交流電源７には、整流回路８・コンデンサ
９を接続してインバータ回路１３のＤＣ電源を得てい
る。このコンデンサ９には、並列共振体を構成する加熱
コイル２と共振コンデンサ１０と、スイッチング素子１
１と逆導通ダイオード１２の並列接続体とを接続してい
る。前記スイッチング素子１１には、制御回路１４を接
続している。前記整流回路８・コンデンサ９・共振コン
デンサ１０・スイッチング素子１１・逆導通ダイオード
１２は、インバータ動作中に損失が生じ発熱するパワー
部品となっている。

【００１４】また１７はインバータ回路１３を構成する
スイッチング素子１１近傍の温度を検知するスイッチン
グ素子温度検知手段で、本実施例ではスイッチング素子
１１を冷却する冷却フィンに設けたサーミスタで構成し
ている。このスイッチング素子温度検知手段１７の検知
出力は、制御回路１４に伝達されている。

【００１５】１４はインバータ回路１３の動作を制御す
る制御回路で、マイコンを主として構成している。制御
回路１４は、図には特に記載していないが、炊飯鍋１の
温度を検知し、最適な炊飯シーケンスでインバータ回路
１３を制御して炊飯を行っているものである。また１５
はインバータ回路１３に含まれるパワー部品や、加熱コ
イル２を冷却する冷却ファン、１６は冷却ファン１５を
制御する冷却ファン制御手段で、例えばトライアック等
を用いて構成しており、制御回路１４の信号によって動
作している。

【００１６】図３は、炊飯行程の進行に伴うスイッチン
グ素子の温度の変化と、冷却ファン１５の動作の様子を
示す説明図である。図４は同じく炊飯時のスイッチング
素子１１の温度を示す図で、（ア）は炊飯量が１ｌの場
合、（イ）は炊飯量が1.5ｌの場合、（ウ）は炊飯量が
1.8ｌの場合である。なお調査の結果、一般家庭におけ
る日常の炊飯においては炊飯量が1.8ｌである場合は極
めて少ないことがわかっている。

【００１７】また図５は、炊飯時のインバータ回路１３
の動作状態を示した図で、オンはインバータ回路１３が
動作して加熱コイル２から炊飯鍋１へパワーが供給され
ており、オフはインバータ回路１３が停止している状態
を示している。図３中のフルパワー持続開始とは、図５
に示しているようにインバータ回路１３の動作がデュー
ティ制御ではなく、オン状態を持続する状態が始まる時
間を示しているものである。

【００１８】以下本実施例の動作について説明する。図
示していないスイッチをオンすると、制御回路１４が動
作してインバータ回路１３は、最適な炊飯シーケンスを
実行するように図５に示す様なオン・オフ動作をするも
のである。つまり時刻ｔ₀から時刻ｔ₁までの間は、デュ
ーティ制御を実行し、時刻ｔ₁から時刻ｔ₃の炊飯終了持
までの間はフルパワー制御を行っている。インバータ回
路１３のオン時には高周波電流が加熱コイル２へ供給さ
れ、加熱コイル２から発生する高周波磁界によって炊飯
鍋１は誘導加熱される。このインバータ回路１３のオン
動作中は、特にスイッチング素子１１の温度は上昇し、
スイッチング素子温度検知手段１７はこのスイッチング
素子の温度を検知している。スイッチング素子１１の温
度は前記しているように図４のように変化しており、こ
の情報は制御回路１４に伝達されている。

【００１９】本実施例では制御回路１４に所定値を設定
して、スイッチング素子温度検知手段１７が検知したス
イッチング素子１１の温度がこの所定値を超えたとき
に、図３に示しているように制御回路１４が冷却ファン
制御手段１６を駆動して冷却ファン１５を回転させるよ
うにしているものである。つまり、炊飯を開始してから
所定の時間ｔ１が経過した段階で（時刻ｔ₀が０である
として）インバータ回路１３がフルパワー制御を開始し
て、スイッチング素子温度検知手段１７が検知したスイ
ッチング素子１１の温度が所定値θ₁に達した時刻ｔ₂か
ら炊飯を終了する時刻ｔ₃までの間、冷却ファン１５を
運転するものである。

【００２０】この結果前記図４（ウ）に示しているよう
に、炊飯量が1.8ｌの場合には、冷却ファン１５が運転
され、スイッチング素子１１の温度が所定値θ₁を越え
ても、熱暴走温度θ₂に至ることはないものである。ま
た他のパワー部品の温度も同様に、1.8ｌの場合は冷却
されるため破壊あるいは不具合を生じる温度にまで上昇
しないものである。

【００２１】なお前記所定値θ₁の値は、パワー部品や
スイッチング素子１１の耐熱性能、部品の配置や炊飯器
筐体等の冷却条件に応じて決定するものである。

【００２２】以上のように本実施例によれば、スイッチ
ング素子温度検知手段１７が検知したスイッチング素子
１１の温度が所定値θ₁以上の場合にのみ冷却ファン１
５を駆動するため、通常の炊飯量である場合には冷却フ
ァン１５による騒音が全く発生しないものである。特に
本実施例においては、スイッチング素子温度検知手段１
７は、サーミスタで構成しており容易かつ安価に実現で
きるものである。

【００２３】また本実施例においては炊飯量は通常1.5
ｌ以下を目安としているが、例えば炊飯鍋１の設置具合
が悪く、制御回路１４への炊飯鍋１の温度信号がうまく
伝わらないような異常状態や、長時間連続して炊飯を行
うような場合においては、1.5ｌ以下の場合でもフルパ
ワー持続時間が通常より大となる場合が生ずるものであ
る。このような場合本実施例によれば、スイッチング素
子１１の温度が所定値を越えるため冷却ファン１５は駆
動され、安全を確保することができるものである。つま
り本実施例の構成は、例えば炊飯量を検知して冷却ファ
ンの駆動の是非を決定するような構成ではこのような異
常状態に対応することができないため、安全面の上でも
極めて優れているものである。

【００２４】次に本発明の第二の手段の実施例について
説明する。図６は本実施例の構成を示すブロック図であ
る。本実施例では、冷却ファン２０としてＤＣファンを
用いている。冷却ファン制御手段２３は、制御回路２２
の指令を受けて冷却ファン２０の制御を実行するもので
ある。このとき、本実施例では冷却ファン制御手段２３
は冷却ファン２０の直流電圧を制御手回路２２の指示に
応じて可変して、冷却ファン２５の回転数を制御してい
るものである。

【００２５】以下本実施例の動作について説明する。本
実施例は、スイッチング素子温度検知手段１７が検知し
たスイッチング素子１１の温度が所定値θ₁に達した場
合には、冷却ファン制御手段２３が制御回路２２の指示
に応じて動作して、冷却ファン２０に印加するＤＣ電圧
を変化させて、この回転数を調整するようにしているも
のである。

【００２６】図７は、この雰囲気温度θと冷却ファン２
０の回転数の関係を示している。スイッチがオンされて
時刻ｔ₀で炊飯を開始し、インバータ回路１３が時刻ｔ₁
からフルパワーで制御を開始し時刻ｔ₃で炊飯を終了す
る場合に、スイッチング素子１１の温度θは、時刻ｔ₂
でθ₁を越えているものである。この時刻ｔ₂から冷却フ
ァン２０の運転を開始して、スイッチング素子１１の温
度θの上昇に応じて回転数をｎ₂あるいはｎ₃まで上昇さ
せているものである（ｎ₂＜ｎ₃とする）。図７（ア）
は、炊飯量が1.6ｌの場合を、図７（イ）は炊飯量が1.8
ｌの場合を示している。また図８は、前記スイッチング
素子１１の温度θと冷却ファン２０の回転数ｎとの関係
を拡大して説明したものである。

【００２７】図７に示しているように、スイッチング素
子１１の温度θが所定値θ₁を越える場合でも、実質の
インバータ回路２３の動作時間は、炊飯容量によって異
なるものである。つまり図７（ア）・（イ）に示してい
るように、炊飯容量が1.6ｌの場合と1.8ｌの場合とでは
炊飯時間に差があり、インバータ回路２３の動作時間は
1.6ｌの場合の方が短いものである。従って冷却ファン
２０の回転数ｎも1.6ｌの方がｎ₂と少なく、運転時間も
短くてすむものである。冷却ファン２０の回転数ｎが低
ければ当然冷却ファン２０の運転による騒音も低いもの
である。この冷却ファン２０の運転方法も、前記実施例
で説明した図３によるよりも騒音が低いものとなってい
るものである。つまり図３による方法では、時刻ｔ２か
ら時刻ｔ３までの間は一定の回転数ｎ₁で回転している
ものに対して、本実施例による方法では図８に示してい
るようにスイッチング素子１１の温度に応じて回転数が
上昇する形としているものである。

【００２８】以上のように本実施例では、スイッチング
素子温度検知手段１７が検知するスイッチング素子１１
の温度θに応じて、冷却ファン２０の回転数と運転時間
とを調整するようにして、冷却ファン２０の運転による
騒音の低い誘導加熱式炊飯器を実現しているものであ
る。

【００２９】なお本実施例では雰囲気温度θが所定値θ
₁に達するまでは冷却ファン２０を停止しているが、こ
の雰囲気温度θの所定値を低く設定することによって、
例えば炊飯器の設置環境などが原因してパワー部品の冷
却条件が悪いような場合にも対応することができるもの
である。

【００３０】なお前記各実施例では、雰囲気温度θが所
定値θ₁に達するまでは冷却ファン２０の回転数ｎを０
としているが、必ずしも０とする必要はなく、要は雰囲
気温度θが所定値θ₁に達した時点で冷却ファンの回転
数を初期設定値よりも増大させるようにすれば良いもの
である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路
と、前記加熱コイル及びインバータ回路を構成するパワ
ー部品を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンの制御
を行う冷却ファン制御手段と、前記インバータ回路を構
成するスイッチング素子近傍に設けたスイッチング素子
温度検知手段とを有し、前記スイッチング素子温度検知
手段が検知したスイッチング素子の温度が所定値以上の
時に、前記冷却ファン制御手段は前記冷却ファンの回転
数を初期値より増大する構成として、通常の炊飯量では
騒音の発生がなく、かつ異常状態においても安全な誘導
加熱式炊飯器を実現するものである。

【００３２】また本発明の第二の手段は、加熱コイル
と、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ
回路と、前記加熱コイル及びインバータ回路を構成する
パワー部品を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンの
制御を行う冷却ファン制御手段と、前記インバータ回路
を構成するスイッチング素子近傍に設けたスイッチング
素子温度検知手段ととを有し、前記スイッチング素子温
度検知手段が検知したスイッチング素子の温度が所定値
以上の時に、前記冷却ファン制御手段は前記冷却ファン
の回転数を前記スイッチング素子の温度に応じて制御す
る構成として、炊飯容量が多い場合にも従来よりも騒音
の低い誘導加熱式炊飯器を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例の全体構成を示す
ブロック図

【図２】同、インバータ回路の構成を示す回路図

【図３】同、炊飯時のスイッチング素子の温度と冷却フ
ァンの運転状態を示す説明図

【図４】同、炊飯時のスイッチング素子の温度を示す特
性図

【図５】同、炊飯時のインバータ回路の動作を示す説明
図

【図６】本発明の第二の手段の実施例の全体構成を示す
ブロック図

【図７】同、炊飯時のスイッチング素子の温度と冷却フ
ァンの運転状態を示す説明図

【図８】同、冷却ファン回転数とスイッチング素子の温
度の関係を説明する説明図

【図９】従来の誘導加熱式炊飯器を示すブロック図

【図１０】同、インバータ回路の構成を示す回路図

【図１１】同、炊飯時の冷却ファンの動作を示す説明図

【図１２】同、炊飯時のスイッチング素子の温度を示す
特性図

【図１３】同、炊飯時のインバータ回路の動作図

【符号の説明】

２ 加熱コイル １３ インバータ回路 １４ 制御回路 １５ 冷却ファン １６ 冷却ファン制御手段 １７ スイッチング素子温度検知手段 ２０ 冷却ファン ２２ 制御回路 ２３ 冷却ファン制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波
   電流を供給するインバータ回路と、前記加熱コイル及び
   インバータ回路を構成するパワー部品を冷却する冷却フ
   ァンと、前記冷却ファンの制御を行う冷却ファン制御手
   段と、前記インバータ回路を構成するスイッチング素子
   近傍に設けたスイッチング素子温度検知手段とを有し、
   前記スイッチング素子温度検知手段が検知したスイッチ
   ング素子の温度が所定値以上の時に、前記冷却ファン制
   御手段は前記冷却ファンの回転数を初期値より増大する
   誘導加熱式炊飯器。
2. 【請求項２】 加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波
   電流を供給するインバータ回路と、前記加熱コイル及び
   インバータ回路を構成するパワー部品を冷却する冷却フ
   ァンと、前記冷却ファンの制御を行う冷却ファン制御手
   段と、前記インバータ回路を構成するスイッチング素子
   近傍に設けたスイッチング素子温度検知手段ととを有
   し、前記スイッチング素子温度検知手段が検知したスイ
   ッチング素子の温度が所定値以上の時に、前記冷却ファ
   ン制御手段は前記冷却ファンの回転数を前記スイッチン
   グ素子の温度に応じて制御する誘導加熱式炊飯器。