JPH09252936A - 加熱調理器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱手段である誘導コイルを制御するインバ
ータ回路の構成要素である発熱素子の冷却手段を小形化
し、かつ冷却性能を向上することのできる加熱調理器を
得ること。 【解決手段】 本体ケース１の鍋収容部１５に収容され
た鍋１１を加熱する誘導コイル１３と、誘導コイル１３
に交番磁界を発生させるインバータ回路が設けられた制
御基板２０と、調理を制御する操作基板２１とを備えた
加熱調理器において、冷媒が封入され表面にインバータ
回路を構成する高発熱素子４０が取付けられた第１の冷
却タンク３０ａと、冷媒が封入され表面にインバータ回
路を構成する低発熱素子４２が取付けられた第２の冷却
タンク３０ｂとを有し、これら、第１の冷却タンク３０
ａと第２の冷却タンク３０ｂを分離して設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱を利用し
て炊飯を行う炊飯器に係り、より詳しくは、誘導コイル
に交番磁界を発生させるインバータ回路の発熱素子を冷
媒により冷却するようにした炊飯器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば実開平３−５８２１９号公
報に示されている従来の炊飯器の構成を示す縦断面図で
ある。図において、１は本体ケースで、２は本体ケース
１にヒンジを介して開閉可能に装着された蓋体である。
本体ケース１の内部には鉄系材料（磁性体）からなる有
底筒状の鍋１１が収納され、鍋１１の上端フランジ部が
本体ケース１内の上部に設けた上リング６ａにより支持
されている。１２は耐熱性を有する合成樹脂からなるコ
イル台で、内枠１４ａを介して上リング６ａにビスによ
り固定されている。

【０００３】コイル台１２の外周の底面部および側面下
部には、加熱手段である誘導コイル１３が接着固定され
ており、誘導コイル１３の外側には絶縁体を介して複数
本のフェライト１７が固定されている。このフェライト
１７は、誘導コイル１３からの磁力線を吸収して本体ケ
ース１の外部へ漏れるのを防止する磁気シールドとして
機能する。更に誘導コイル１３およびフェライト１７の
周囲には、これらを取り囲むようにアルミニウム材から
なる反射板１７ａが設けられており、磁力線や輻射熱の
本体ケース１外部への漏れ防止を強化するようになって
いる。

【０００４】１ｂは本体ケース１の下部を構成する下ケ
ースであり、内部にはコードリール（図示せず）や誘導
コイル１３に交番磁界を発生させるインバータ回路の各
素子が搭載された制御基板２０などが配置されている。
４０はインバータ回路内の発熱素子である半導体スイッ
チング素子、すなわちトランジスタで、本体ケース１内
の一方の側の仕切板２４ａによって区画された空間２５
ａ内に配置され、その電極は図示しないリード線により
制御基板２０に接続されている。５０はトランジスタ４
０の放熱に必要な表面積を有する空冷用のヒートシンク
であり、本体ケース１内の空間２５ａ内において上下方
向に配置され、この空間内の大部分を占有している。１
８は鍋２の下面に接触可能に設置された温度センサであ
る。

【０００５】このような従来の炊飯器においては、イン
バータ回路を介して誘導コイル１３に電源を供給するこ
とにより、鍋１１に渦電流を誘導し、鍋１１を加熱して
炊飯が行われる。このときの温度管理は、鍋１１の下面
に接触している温度センサ１８からの信号に基づいて行
われる。そして鍋１１や誘導コイル１３からの輻射熱
は、反射板１７ａや仕切板２４ａによって遮断され、外
部やヒートシンク５０の設置部への漏れが防止されるよ
うになっている。またインバータ回路内のスイッチング
素子であるトランジスタ４０で発生する熱はヒートシン
ク５０により放熱されて冷却され、これによってトラン
ジスタ４０が使用温度限度内に保たれるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の炊飯器は、以上
のようにインバータ回路の発熱素子であるトランジスタ
を空冷するようにしているため、放熱（冷却）に必要な
表面積を有する大型のヒートシンク５０が必要で、これ
が炊飯器の小型化を阻害する要因となっていた。

【０００７】本発明は以上の点に鑑み、加熱手段である
誘導コイルを制御するインバータ回路を構成する発熱素
子の冷却手段を小型化し、かつ冷却性能を向上すること
のできる炊飯器を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る加熱調理器
は、次のように構成したものである。 （１） 本体ケースの鍋収容部に収容された鍋を加熱す
る誘導コイルと、この誘導コイルに交番磁界を発生させ
るインバータ回路が設けられた制御基板と、調理を制御
する操作基板とを備えた加熱調理器において、冷媒が封
入されて表面にインバータ回路を構成する高発熱素子が
取付けられた第１の冷却タンクと、冷媒が封入され表面
にインバター回路を構成する低発熱素子が取付けられた
第２の冷却タンクとを有し、これら第１の冷却タンクと
第２の冷却タンクを分離して設置したものである。

【０００９】（２） 上記（１）の第１の冷却タンク
を、制御基板及び操作基板から離れた位置に設置した。 （３） 上記（１）又は（２）において、鍋収容部と本
体ケースの後壁との間に冷却室を形成し、この冷却室内
に第１の冷却タンクを設置した。

【００１０】（４） 本体ケースの鍋収容部に収容され
た鍋を加熱する誘導コイルと、この誘導コイルに交番磁
界を発生させるインバータ回路が設けられた制御基板
と、調理を制御する操作基板とを備えた加熱調理器にお
いて、冷媒が封入され表面にインバータ回路を構成する
高発熱素子が取付けられた第１の冷却タンクを制御基板
に取付けると共に、冷媒が封入された第３の冷却タンク
を制御基板及び操作基板から離れた位置に設置し、第１
の冷却タンクの上部と第３の冷却タンクの上部、及び第
１の冷却タンクの下部と第３の冷却タンクの下部とをそ
れぞれ連結したものである。

【００１１】（５） 上記（４）の鍋収容部と本体ケー
スの後壁との間に冷却室を形成し、この冷却室内に第３
の冷却タンクを設置した。 （６） 上記（４）又は（５）において、第１の冷却タ
ンクの表面に、インバータ回路を構成する高発熱素子と
低発熱素子を取付けた。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の第１の実施の形態の縦断
面図である。図において、１は例えば合成樹脂の如き非
磁性材からなり、上部が開口した本体ケースで、側面ケ
ース１ａと下ケース１ｂとからなっている。２は非磁性
材からなり、本体ケース１の開口部を開閉する蓋体で、
外蓋、内蓋、蓋ヒータ、蓋パッキン等からなり、ヒンジ
３を介して本体ケース１に開閉自在に装着されている。
４は本体ケース１の前面側に設けられ、蓋体２を閉じた
ときにロックするラッチ機構、５は蓋体２のほぼ中央部
に設けられ、炊飯時に蒸気が流出する蒸気口である。

【００１３】１１は例えば、内側がアルミニウム等の非
磁性材、外側がステンレス等の磁性材で構成され、内面
にフッ素樹脂がコーティングされた有底筒状の鍋で、上
部に設けたフランジが本体ケース１に設けた支持リング
６上に載置され、後述の鍋収容部内に収納される。１２
は耐熱性を有する合成樹脂で形成されたコイル台で、鍋
１１の底部に対応した形状に形成されており、底面部及
び側面下部には鍋１１の加熱手段である誘導コイル１３
が接着固定されている。そして、上部は支持リング６に
取付けられたリング状の内遮蔽板１４に当接し、両者に
より鍋収容部１５を形成している。１６は内遮蔽板１４
の外周面に取付けられた胴ヒータで、炊飯時及び保温時
に通電されて発熱する。

【００１４】１７はコイル台１２の下方にほぼ等間で設
置された複数のフェライトで、誘導コイル１３から放出
されるノイズを減少させる機能を有する。１８はコイル
台１２の中央部において、上下方向に摺動可能に設けら
れた支持枠１９に取付けられた温度センサで、鍋１１の
底部に当接してその温度を検出する。

【００１５】２０は本体ケース１の下部空間に設置さ
れ、インバータ回路を構成する電子部品などが搭載され
て誘導コイル１３の出力、すなわち、火力を制御する制
御基板、２１は炊飯を制御するための操作基板、２２は
メニュー選択ボタン、炊飯ボタン等が設けられ、操作基
板２１に接続された操作部、２３は本体ケース１の下面
に設けた凹部内に収容されたコードリールである。

【００１６】２４は鍋収納部１５と本体ケース１の後壁
（操作部２２の対面側）とを仕切る仕切り壁で、後壁と
の間に冷却室２５を形成する。２６は本体ケース１の下
部に設けた吸気口、２７は本体ケース１の上部に設けた
排気口で、それぞれ冷却室２５に開口している。２８は
本体ケース１の底部の前面側（操作部２２側）に設けた
吸気口である。

【００１７】３０ａ，３０ｂは例えば、アルミニウムの
如き熱伝導性のよい素材からなる第１、第２の冷却タン
クで、図２〜図５に示すように、浅い有底円筒状の本体
３１と、その開口部を水密に封止する蓋板３２とからな
り、本体３１の底部には内周にめねじを有する有底円筒
状のねじ穴３３が設けられている。なお、蓋体３２は、
その表面積を増加するために波状に形成してもよい。そ
して、この第１、第２の冷却タンク３０ａ，３０ｂ内に
は、高比熱を有する水、あるいはシリコンオイル、不凍
液などの冷媒３４が封入されている。

【００１８】４０はインバータ回路を構成する高発熱素
子である半導体スイッチング素子で、例えば、ポリエス
テルの如き熱伝導性のよい絶縁物４４を介して、第１の
冷却タンク３０ａの底面にねじ穴３３に螺入したねじ４
５により固定されている。４２はインバータ回路に供給
する直流電圧を供給するための比較的低発熱素子である
ダイオードブリッジ（整流回路）で、半導体スイッチン
グ素子４０の場合と同様にして第２の冷却タンク３０ｂ
の底面に固定されている。なお、以下の説明では、イン
バータ回路４０と、整流回路であるダイオードブリッジ
４２の両者を合せてインバータ回路と呼ぶことがある。
そして、第１の冷却タンク３０ａは、冷却室２５内に設
けたリブ等（図示せず）に垂直に取付けられ、第２の冷
却タンク３０ｂは、制御基板２０の前面側下面に吸気口
２８に対向して水平に取付けられる。なお、半導体スイ
ッチング素子４０及びダイオードブリッジ４２の電極に
接続されたリード線４１は、それぞれ制御基板２０に接
続される。

【００１９】上記のように構成した本実施形態の作用を
説明する。先ず、鍋１１に米と水を入れ、鍋収容部１５
内に収容して蓋体２を閉じ、操作部２２の炊飯スイッチ
をＯＮする。これにより、インバータ回路が作動して誘
導コイル１３に交番磁界が発生し、鍋１１が加熱されて
炊飯が行われる。このとき、半導体スイッチング素子４
０とダイオードブリッジ４２が発熱し、これによって発
生した熱は第１、第２の冷却タンク３０ａ，３０ｂに直
接伝達され、両冷却タンク３０ａ，３０ｂに封入された
冷媒（ここでは水を用いた例を示す）３４への放熱が行
われる。

【００２０】第１の冷却タンク３０ａ内においては、高
発熱素子である半導体スイッチング素子４０に発生した
熱により封入された水３４が加熱され、加熱された水３
４は比重が低くなって上昇し、下部の水との間に温度差
が生じるため対流３５が発生する。この対流３５によ
り、第１の冷却タンク３０ａの壁面を介して水３４と半
導体スイッチング素子４０との間で熱交換が行われ、半
導体スイッチング素子４０を冷却する。

【００２１】また、第１の冷却タンク３０ａが加熱され
ることにより、冷却室２５の上部と下部との間に温度差
が生じるため、本体ケース１の下部に設けた吸気口２６
から外気が吸込まれ、冷却タンク３０ａの外面に触れて
熱交換が行われ、これによって加熱された空気が上昇
し、本体ケース１の上部に設けた排気口２７から外部に
排気される。このように、冷却タンク３０ａは冷却室２
５内における空気対流によって冷却される。

【００２２】一方、第２の冷却タンク３０ｂにおいて
は、比較的低発熱素子であるダイオードブリッジ４２
は、第２の冷却タンク３０ｂの壁面を介して水３４とダ
イオードブリッジ４２との間で熱交換が行われ、ダイオ
ードブリッジ４２が冷却される。また、第２の冷却タン
ク３０ｂは、本体ケース１の底面に設けた吸気口２８か
ら侵入した外気により冷却され、所定の温度以下に保持
される。炊飯が終了すると炊飯スイッチが自動的にＯＦ
Ｆされ、これに代って保温スイッチがＯＮされる。

【００２３】実施の形態２．図６は一部を断面で示した
本発明の第２の実施の形態の側面図、図７は図６の要部
の正面図である。なお、第１の実施の形態と同じ部分に
はこれと同じ符号を付し、説明を省略する。両図におい
て、３０ａは第１の冷却タンクで、第１の実施の形態の
第１の冷却タンク３０ａとほぼ同じ構造のものであり、
その底面にはインバータ回路を構成する高発熱素子であ
る半導体スイッチング素子４０が、絶縁物４４を介して
ねじ４５により固定されている。この第１の冷却タンク
３０ａは、制御基板２０の後部側の下面に水平に取付け
られており、半導体スイッチング素子４０の電極に接続
されたリード線４１は制御基板２０に接続されている。

【００２４】５０は第１の冷却タンク３０ａより大容量
の第３の冷却タンクで、冷却室２５内に垂直に取付けら
れており、第１の冷却タンク３０ａの上部と第３の冷却
タンク５０の上部とは送りパイプ５１で連結されてお
り、同じく下部同志は戻りパイプ５２で連結されてい
る。なお、図示してないが、低発熱素子であるダイオー
ドブリッジ４２は、第１の実施の形態の場合と同様に、
制御基板２０の前部側の下面に取付けられた第２の冷却
タンク（図示せず）に取付けられている。

【００２５】上記のように構成した本実施の形態におい
て、鍋１１が加熱されて炊飯が行われると、半導体スイ
ッチング素子４０も発熱し、これによって生じた熱は第
１の冷却タンク３０ａに直接伝達され、これに封入され
た水３４への放熱が行われる。そして、第１の冷却タン
ク３０ａにおいては、半導体スイッチング素子４０から
の熱によって封入された水が加熱され、加熱された水３
４は上昇して送りパイプ５１から第３の冷却タンク５０
へ送られる。

【００２６】第３の冷却タンク５０内においては、第１
の冷却タンク３０ａから送られた温水により上部と下部
との間に温度差が生じ、下部の水が戻りパイプ５２から
第１の冷却タンク３０ａへ送られる。このようにして、
第１の冷却タンク３０ａと第３の冷却タンク５０との間
に水の循環が発生し、半導体スイッチング素子４０を冷
却して温度上昇を防止する。一方、第３の冷却タンク５
０の温度上昇に伴って冷却室２５に空気対流が発生し、
本体ケース１の下部に設けた吸気口２６から外気が入
り、温まった空気が上部に設けた排気口２７から排気さ
れ、第３の冷却タンク５０が冷却される。なお、ダイオ
ードブリッジ４２が取付けらた第２の冷却タンクの作用
は、第１の実施の形態の場合と同様である。

【００２７】実施の形態３．第２の実施の形態において
は、第１の冷却タンク３０ａにインバータ回路を構成す
る高発熱素子である半導体スイッチング素子４０を取付
け、第２の冷却タンク３０ｂに低発熱素子であるダイオ
ードブリッジ４２を取付けた場合を示したが、本実施の
形態は、図８に示すように、第１の冷却タンク３０ａ
に、半導体スイッチング素子４０とダイオードブリッジ
４２を取付け、第２の冷却タンク３０ｂを省略したもの
である。このように構成した本実施の形態の作用効果
は、第２の実施の形態の場合とほぼ同様である。

【００２８】上記の説明では、冷却タンクに封入する冷
媒として水を用いた場合を示したが、冷媒にシリコンオ
イルを用いた場合は、低温（例えは−３０℃）から高温
（例えば２００℃）まで使用が可能であり、適用範囲が
広まる。また、凍結のおそれのある寒冷地向けの製品の
場合には、冷媒として不凍液を用いる等、適宜選択すれ
ばよい。

【００２９】また、第１、第２の実施の形態において
は、第１の冷却タンク３０ａに高発熱素子である半導体
スイッチング素子４０を、第２の冷却タンク３０ｂに低
発熱素子であるダイオードブリッジ４２を取付けた場合
を示したが、低発熱素子であるダイオードブリッジ４２
をヒートシングにより冷却するようにしてもよい。この
ようにしても、ヒートシンクの放熱フィンの数や表面積
を減らすことができるので、ヒートシンクを小形化する
ことができる。

【００３０】さらに、上記の説明では図示の加熱調理器
に本発明を実施した場合を示したが、本発明はこれに限
定するものではなく、他の構造の加熱調理器にも実施す
ることができる。また、有底円筒状の本体と蓋板とによ
り冷却タンクを構成した場合を示したが、冷却タンクの
形状は適宜変更することができる。

【００３１】

【発明の効果】

（１） 冷媒が封入され表面にインバータ回路を構成す
る高発熱素子が取付けられた第１の冷却タンクと、冷媒
が封入され表面にインバータ回路を構成する低発熱素子
が取付けられた第２の冷却タンクとを有し、これら第１
の冷却タンクと第２の冷却タンクを分離して設置したの
で、発熱素子の冷却性能を向上することができ、また、
冷却手段の小形化をはかることができる。さらに、制御
基板及び操作基板に搭載した電子部品の温度上昇を防止
することができる。

【００３２】（２） 上記（１）の第１の冷却タンクを
制御基板及び操作基板から離れた位置に設置したので、
制御基板及び操作基板に搭載した電子部品の温度上昇を
防止しすることができる。

【００３３】（３） 上記（１）又は（２）において、
鍋収容部と本体ケースの後壁との間に冷却室を形成し、
この冷却室内に第１の冷却タンクを設置したので、高発
熱素子の発熱と第１の冷却タンクの温度上昇とにより冷
却室内に上昇気流が発生し、これにより、本体ケースの
下部に設けた吸気口から外気が吸込まれて高発熱素子及
び第１の冷却タンクを冷却するため、冷却性能を向上す
ることができる。

【００３４】（４） 冷媒が封入され表面にインバータ
回路を構成する高発熱素子が取付けられた第１の冷却タ
ンクを制御基板に取付けると共に、冷媒が封入された第
３の冷却タンクを制御基板及び操作基板から離れた位置
に設置し、第１の冷却タンクと第３の冷却タンクの上部
間及び下部間をそれぞれ連結したので、高発熱素子の発
熱及び第１の冷却タンクの温度上昇に伴って第１の冷却
タンクと第３の冷却タンクとの間に冷媒の循環が生じ、
第１の冷却タンクの温度上昇を抑制するので、高発熱素
子の冷却性能を向上することができる。

【００３５】（５） 上記（４）において、鍋収容部と
本体ケースの後壁との間に冷却室を形成し、この冷却室
内に第３の冷却タンクを設置したので、高発熱素子の発
熱と第３の冷却タンクの温度上昇とによって冷却室内に
上昇気流が発生し、これにより本体ケースの下部に設け
た吸気口から外気が吸込まれて高発熱素子及び第３の冷
却タンクを冷却するため、冷却性能を向上することがで
きる。

【００３６】（６） 上記（４）又は（５）の第１の冷
却タンクの表面に、インバータ回路を構成する高発熱素
子と低発熱素子を取付けたので、低発熱素子の冷却手段
を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の縦断面図であ
る。

【図２】 図１の要部の拡大図である。

【図３】 図１の第１、第２の冷却タンクの平面図であ
る。

【図４】 図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】 第１の冷却タンクの底面図である。

【図６】 一部を断面で示した本発明の第２の実施の形
態の側面図である。

【図７】 図６の要部の正面図である。

【図８】 本発明の第３の実施の形態の第１の冷却タン
クの底面図である。

【図９】 従来の加熱調理器の一例の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース、２ 蓋体、１１ 鍋、１２ コイル
台、１３ 誘導コイル、１５ 鍋収容部、１７ フェラ
イト、１８ 温度センサ、２０ 制御基板、２１操作基
板、２２ 操作部、２４ 仕切壁、２５ 冷却室、２６
吸気口、２７排気口、３０ａ 第１の冷却タンク、３
０ｂ 第２の冷却タンク、４０ 高発熱素子、４２ 低
発熱素子、５０ 第３の冷却タンク、５１ 送りパイ
プ、５２戻りパイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚原 広明 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者 川村 佳敬 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地１ 三菱電機ホーム機器株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケースの鍋収容部に収容された鍋を
   加熱する誘導コイルと、該誘導コイルに交番磁界を発生
   させるインバータ回路が設けられた制御基板と、調理を
   制御する操作基板とを備えた加熱調理器において、 冷媒が封入され表面に前記インバータ回路を構成する高
   発熱素子が取付けられた第１の冷却タンクと、冷媒が封
   入され表面にインバータ回路を構成する低発熱素子が取
   付けられた第２の冷却タンクとを有し、これら第１の冷
   却タンクと第２の冷却タンクを分離して設置したことを
   特徴とする加熱調理器。
2. 【請求項２】 第１の冷却タンクを制御基板及び操作基
   板から離れた位置に設置したことを特徴とする請求項１
   記載の加熱調理器。
3. 【請求項３】 鍋収容部と本体ケースの後壁との間に冷
   却室を形成し、該冷却室内に第１の冷却タンクを設置し
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の加熱調理器。
4. 【請求項４】 本体ケースの鍋収容部に収容された鍋を
   加熱する誘導コイルと、該誘導コイルに交番磁界を発生
   させるインバータ回路が設けられた制御基板と、調理を
   制御する操作基板とを備えた加熱調理器において、 冷媒が封入され表面にインバータ回路を構成する高発熱
   素子が取付けられた第１の冷却タンクを前記制御基板に
   取付けると共に、冷媒が封入された第３の冷却タンクを
   前記制御基板及び操作基板から離れた位置に設置し、前
   記第１の冷却タンクの上部と第３の冷却タンクの上部、
   及び第１の冷却タンクの下部と第３の冷却タンクの下部
   とをそれぞれ連結したことを特徴とする加熱調理器。
5. 【請求項５】 鍋収容部と本体ケースの後壁との間に冷
   却室を形成し、該冷却室内に第３の冷却タンクを設置し
   たことを特徴とする請求項４記載の加熱調理器。
6. 【請求項６】 第１の冷却タンクの表面に、インバータ
   回路を構成する高発熱素子と低発熱素子を取付けたこと
   を特徴とする請求項４又は５記載の加熱調理器。