JP2010214031A - ジャー炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、製品をコンパクト化すること。
【解決手段】鍋２を加熱する加熱手段７に高周波電力を供給する高周波電力供給手段１２と、高周波電力供給手段１２を冷却する冷却ファン１１とを有し、高周波電力供給手段１２は、高周波電力発生素子５１ａと、高周波電力用コンデンサ５１ｂと、高周波電力発生素子５１ａに密着して放熱を促すヒートシンク１３を有するものであって、冷却ファン１１をヒートシンク１３に隣接するように配するとともに、ヒートシンク１３を挟んで冷却ファン１１と対向する側に高周波電力用コンデンサ５１ｂを覆う不燃カバー５２を設け、不燃カバー５２に冷却ファン１１よりの風向きを変える風向板５２ａを設け、高周波電力用コンデンサ５１ｂは風向板５２ａの下流に配置したことにより、高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、製品をコンパクト化できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般家庭、あるいは業務用に使用するジャー炊飯器に関するものである。

従来、この種のジャー炊飯器は、誘導加熱を実現するために回路基板上に設けた高周波電力発生素子と高周波電力用コンデンサいずれの部品も自己発熱するので、電子回路の正常な動作を維持するための冷却ファンによる冷却が必要である。これらのうち、高周波電力用コンデンサは汎用部品としてヒートシンクなどに密着させるような形状となっておらず、直接冷却ファンからの風を当てて冷却する。

具体的には、加熱手段を備える加熱調理器の本体内に、電気部品が取付けられる回路基板と、複数のフィンが並設されたヒートシンクと、このヒートシンクを冷却するための冷却ファンとを設け、特定の電気部品をヒートシンクの部品取付部に取付けて、この特定電気部品のリード端子を回路基板に固定してなる電気部品の冷却構造であって、 ヒートシンクに冷却ファンのファンケースを取り付け、この冷却ファンの送風方向側に向かって延びる各フィンの先端面とファンケースとの間に所定の空隙を設けて、この空隙を冷却ファンからの送風通路としたことを特徴とする電気部品の冷却構造を有している（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３３２４７４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、高周波電力用コンデンサに対しても十分な冷却効果を得るためには、おのずと高周波電力用コンデンサの配置が限定されてしまう。そのため、回路基板の大きさが高周波電力用コンデンサの配置が課題となって、不必要に大きくなってしまう。また、十分な冷却効果を得るために、冷却ファンは相応の風量を確保せねばならず、そのためには冷却ファンの回転数を上げて、風量を確保するか、大型の冷却ファンを用いるかであるが、冷却ファンの回転数を上げると、ファン動作の騒音値が大きくなるために、騒音値が大きくならないような冷却ファンの大きさの制約ができ、ある一定以上製品をコンパクト化できないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、自己発熱部品である高周波電力発生素子および高周波電力用コンデンサを効率よく冷却でき、製品をコンパクト化できるジャー炊飯器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のジャー炊飯器は、高周波電力供給手段を冷却する冷却ファンとを有し、前記高周波電力供給手段は、高周波電力発生素子と、高周波電力用コンデンサと、前記高周波電力発生素子に密着して前記高周波電力発生素子の放熱を促すヒートシンクを有するものであって、前記冷却ファンは前記ヒートシンクに隣接するように配するとともに、前記ヒートシンクを挟んで前記冷却ファンと対向する側に前記高周波電力用コンデンサを覆う不燃カバーを設け、前記不燃カバーに前記冷却ファンよりの風向きを変える風向板を設け、前記高周波電力用コンデンサは前記風向板の下流に配置したものである。

これによって、高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、高周波電力用コンデンサの配
置を気にせずとも十分な冷却効果を得ることができるに加え、高周波電力発生素子および高周波電力用コンデンサの冷却効率が向上するために、冷却ファンが小型化できることから製品をコンパクト化できる。

本発明のジャー炊飯器は、高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、高周波電力用コンデンサの配置を気にせずとも十分な冷却効果を得ることができるに加え、高周波電力発生素子および高周波電力用コンデンサの冷却効率が向上するために、冷却ファンが小型化できることから製品をコンパクト化できる。

第１の発明は着脱自在な鍋と、上面に有底筒状の鍋収納部を有する本体と、前記鍋を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、前記高周波電力供給手段を冷却する冷却ファンとを有し、前記高周波電力供給手段は、高周波電力発生素子と、高周波電力用コンデンサと、前記高周波電力発生素子に密着して前記高周波電力発生素子の放熱を促すヒートシンクを有するものであって、前記冷却ファンは前記ヒートシンクに隣接するように配するとともに、前記ヒートシンクを挟んで前記冷却ファンと対向する側に前記高周波電力用コンデンサを覆う不燃カバーを設け、前記不燃カバーに前記冷却ファンよりの風向きを変える風向板を設け、前記高周波電力用コンデンサは前記風向板の下流に配置したことにより、高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、高周波電力用コンデンサの配置を気にせずとも十分な冷却効果を得ることができるに加え、高周波電力発生素子および高周波電力用コンデンサの冷却効率が向上するために、冷却ファンが小型化できることから製品をコンパクト化できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の不燃カバーは、不燃性の樹脂材料からなり、ＵＬ−９４の５ＶＡ相当以上の難燃性を付与したことにより、高周波コンデンサが破損時に高温に発熱するのに備えて、周囲部品が同時に破損してしまうのを防止するための周囲部品との距離を少なくすることができるので、回路基板の小型化が可能となり、製品をコンパクトにすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の断面図、図２は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の底面目視図、図３は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の高周波電力供給手段の斜視図、図４は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の蓋体部断面図を示すものである。

図１において、炊飯器本体１は上面を構成する上枠３と側面および底面を構成するボディ４でその外郭が構成されている。上枠３は円筒状の穴部３ａを有し、穴部３ａより連なる筒状で金属製の保護枠胴５と皿状の保護枠６により有底筒状の鍋収納部１ａを構成し、着脱自在に鍋２を収納する。保護枠６の底部に設けられた底誘導コイル７が鍋加熱手段となり、鍋２を誘導加熱し炊飯・保温を行う。

ここで磁性材料にて構成された複数の底フェライト８が底誘導コイル７に対向しかつ底誘導コイル７に直交した配置で鍋２と反対側に設けられている。

底センサー９は、鍋２の底面に当接して、鍋２の温度を検知し、マイコン１０へ信号を送る。マイコン１０は底センサー９の信号より底誘導コイル７の通電量を変化させ、鍋２
の高周波電力供給手段１２から底誘導コイル７へ供給する高周波電流を可変することで鍋２の温度を炊飯・保温時に適温に制御する。

底誘導コイル７の外周には反射枠３２が環状に設けてある。そして保護枠胴５の外周には側面加熱手段である側面ヒーター２０が巻かれている。

高周波電力供給手段１２は片側にパターン面５０ａを有する基板５０とパターン面５０ａと反対側の面に取り付けられる電子部品５１とアルミやアルミダイキャスト等でできたヒートシンク１３およびヒートシンク１３に外気を送風する冷却ファン１１で構成される。冷却ファン１１は冷却ファン排気部１１ａがヒートシンク１３と隣接するように配置される。ヒートシンク１３は冷却ファン排気部１１ａからの風の吹き出し方向に沿った複数のフィン１３ａを有している。

図１及び図２に示すように、高周波電力供給手段１２を内蔵するボディ４の冷却ファン吸気部１１ｂと対向する面に本体吸気口４ａがあり、炊飯器本体１外から外気を吸気する。吸気口４ａは冷却ファン吸気部１１ｂと対向する部分のほぼ全域に格子穴形状で設けられている。ボディ４の底面であって本体吸気口４ａからもっとも離れた位置の近傍には排気口４ｂがある。本実施の形態では、図２に示すように、炊飯器本体１の底面視で排気口４ｂは、本体吸気口４ａと炊飯器本体１中心を挟んでほぼ対向する位置に形成されている。

図３に示すように、高周波電力供給手段１２の基板５０上に取り付けられた電子部品５１の中には、高周波電力発生用半導体素子５１ａと高周波コンデンサ５１ｂがある。そして高周波電力発生用半導体素子５１ａはヒートシンク１３と密着して配設されている。

高周波コンデンサ５１ｂはヒートシンク１３の側部であって、冷却ファン排気部１１ａからの風の吹き出し方向から外れた位置に配置されている。また高周波コンデンサ５１ｂは不燃カバー５２で周囲を覆われている。そして不燃カバー５２は冷却ファン１１からの風を取り込み高周波コンデンサ５１ｂへと流す風向き板５２ａがある。ここで不燃カバー５２はＵＬ−９４の５ＶＡ相当以上の難燃性を有する樹脂材料で構成され、不燃カバー５２を挟んで高周波コンデンサ５１ｂと対向する部分には各種電子部品が配置されている。

図１において、本体後方で上枠３の上面にはヒンジ部１４が設けられており、蓋体１５がヒンジ部１４に取り付けたヒンジ軸１６にて軸支され、開閉自在に本体上面を覆っている。ヒンジ部１４にはヒンジバネ１７が蓋体１５と本体１双方に係合するように取り付けてあり、蓋体１５に対し開放する方向の付勢力を有している。そして、ヒンジ部１４の後部はヒンジカバー１９がその外郭を覆い、外部よりヒンジ軸１６やヒンジバネ１７が見えないようにしている。

本体前方のフックレバー１８はヒンジバネ１７の力に対し、蓋が開かないよう蓋体１５先端に設けたフック嵌合部１５ａと嵌合し、閉蓋状態を保つ。フックレバー１８を押すと、フック嵌合部１５ａとフックレバー１８の嵌合が外れ、蓋はヒンジバネ１７の力で開く。

図４に示すように、蓋体１５はその表面を外蓋２２で構成し、鍋２側は外蓋カバー２３で構成されている。

外蓋カバー２３は筒状に穴部を有し、穴部には非磁性金属かつその厚さが０．５ｍｍ以下の薄板でできた蒸気加熱板２４が取り付けられている。ここで非磁性金属の代表的なものとしてはオーステナイト系ステンレスなどがある。蒸気加熱板２４の上部には蓋コイル
支え２５に載置された環状の蓋誘導コイル２６が設けてある。蓋コイル支え２５と蓋コイル２６に挟持される形で蓋温度ヒューズ２７が設置されている。蓋誘導コイル２６の上方には蓋反射板３４があり、蓋誘導コイルからの高周波磁界が外部に漏れ出すのを防止している。

外蓋カバー２３の鍋側には加熱板支え２８にカシメ結合で一体に保持され、蓋体１５より加熱板支え２８と一体となった状態で着脱自在な磁性金属製の加熱板２９がある。ここで磁性金属の代表的なものとしては、鉄板やフェライト系ステンレスなどがある。

加熱板２９と鍋２のフランジ部２ａの間は加熱板支え２８で加熱板２９と一体に結合された鍋パッキン３１が加熱板２９と鍋２のフランジ部２ａを水密にシールしている。また、蒸気加熱板２４と加熱板２９の間には蒸気加熱板パッキン４７がその外周部に設けてあり、加熱板２９と蒸気加熱板２４の間を水密にシールする。

蓋センサー３０は蓋センサーバネ３３による押圧で加熱板２９に当接し、加熱板の温度を検知する。また蓋センサー３０と蒸気加熱板２４の間には蓋センサーパッキン４６が設けてある。

外蓋２２の内部には、操作部１５ｂと表示部１５ｃを構成する操作基板３５が基板カバー３６に覆われて設置されている。操作基板３５上の液晶３９は炊飯器の設定状態や動作状態を表示する。外蓋２２はその一部を透明な樹脂で構成されており、その表面をフィルム２２ｂで一体に覆われている。そして、部分的にフィルムのみの部分からなるエンボス部２２ａを有している。エンボス部２２ａは上下に撓み、エンボス部２２ａと操作基板３５上に設けたキートップ３７およびタクトＳＷ３８で操作スイッチを構成し、複数の操作スイッチにより操作部１５ｂを構成している。

基板カバーパッキン４０は基板カバー３６の外周部と外蓋２２に設けた基板カバーシールリブ２２ｃで挟持され、基板カバー３６と外蓋２２の間を水密にシールし、万が一、蓋体１５内に蒸気が侵入しても基板３５が結露しないようにしてある。

基板カバー３６のおよそ中心部分には蒸気通路部３６ａが設けてある。蒸気通路部３６ａは外蓋を貫通して外部へと臨む形の筒状で、蒸気筒４１を着脱自在に保持する。蒸気通路部３６ａ外周と外蓋２２の間は蒸気通路パッキン４２で水密にシールされている。この基板カバーパッキン４０と蒸気通路パッキン４２によるシールで蓋体１５内部に配置した操作基板３５は外部からの水や蒸気が直接かからない構成となっている。また蒸気板パッキン４５は蒸気通路部３６ａと蒸気加熱板２４および加熱板２９を水密にシールする。

次に上記構成において動作を説明する。フックレバー１８を押し、蓋を開け、炊飯を行う米とその米量に対応する水を鍋２に入れ、鍋収納部１ａの所定の状態に内挿する。

引き続き、操作部１５ｂの炊飯開始スイッチ（図示せず）を使用者が操作すると、マイコン１０が炊飯開始スイッチよりの入力を受け、炊飯工程が実施される。このとき液晶３９に動作状態が表示され、液晶３９上の透明な樹脂を透過して、外部より液晶３９の表示を目視可能にすることで表示部１５ｃを構成し、使用者に炊飯器の動作状態を知らせる。

底センサー９は鍋２の底面の温度を検知し、マイコン１０へと信号を送る。底センサー９よりの信号を受けマイコン１０は浸水、炊き上げ、蒸らしの各工程に大分された炊飯工程のそれぞれにおいて鍋２の内部の水と米の状態が適正値として設定された温度に所定時間に維持されるよう、高周波電力供給手段１２より通電される底誘導コイル７や蓋誘導コイル２６および側面ヒーター２０の通電量を出力として制御する。

誘導加熱方式は、各誘導コイルに通電した高周波電流から発生する高周波磁界が被加熱金属を通過する際に誘導加熱を引き起こし発熱する。ここで、高周波電力供給手段１２のうち、高周波電力発生用半導体素子５１ａと高周波コンデンサ５１ｂは高周波電流を各誘導コイルへ供給する際、電気抵抗ロスおよび高周波発生時のスイッチングロスで自己発熱するのであるが、高周波電力発生用半導体素子５１ａと高周波コンデンサ５１ｂは自己発熱により許容温度以上に高温となると破壊する場合があり、特に高周波電力発生用素子５１ａは自己発熱量が大きい。そのため、自己発熱による熱で破壊しないように高周波電力発生用半導体素子５１ａはヒートシンク１３と密着させてあり、自己発熱による熱はヒートシンク１３に伝わり、冷却ファン１１の風によって冷却されることで放熱され、高周波電力発生用半導体素子５１ａが破壊に至るようなことはない。

前述のとおり、高周波電力発生用半導体素子５１ａほどではないものの、高周波コンデンサ５１ｂも自己発熱する。そのため、自己発熱による熱で破壊しないように冷却ファン排気部１１ａの風を高周波コンデンサに当てる必要がある。しかしながら、図５のような従来の構成であれば、冷却ファン６０の風が直接当たるようにするには冷却ファン排気部６０ａからの風の吹き出し方向に高周波コンデンサ６１ｂを配置するよう位置が限定されてしまう。また、十分な冷却効果を得るために、冷却ファンは相応の風量を確保せねばならず、そのためには冷却ファンの回転数を上げて、風量を確保するか、大型の冷却ファンを用いるかであるが、冷却ファンの回転数を上げると、ファン動作の騒音値が大きくなるために、騒音値が大きくならないような冷却ファンの大きさの制約ができ、ある一定以上製品をコンパクト化できない。

ここで、図１および図３のように、本例では高周波コンデンサ５１ｂはヒートシンク１３の側部であって、冷却ファン排気部１１ａからの風の吹き出し方向から外れた位置に配置されている。そして不燃カバー５２は冷却ファン１１からの風を取り込み高周波コンデンサ５１ｂへと流す風向板５２ａがある。さらに不燃カバー５２はＵＬ−９４の５ＶＡ相当以上の難燃性を有する樹脂材料で構成され、不燃カバー５２を挟んで高周波コンデンサ５１ｂと対向する部分には各種電子部品が配置されている。これにより、冷却ファン１１からの風は風向板５２ａにて高周波コンデンサ５１ｂにその向きを変えて当たり、効率よく冷却用の風を当てることができる。このことは高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、高周波電力用コンデンサの配置を気にせずとも十分な冷却効果を得ることができるに加え、高周波電力発生素子および高周波電力用コンデンサの冷却効率が向上するために、冷却ファンが小型化できる。併せて不燃カバー５２で遮ることで高周波コンデンサ５１ｂのすぐ近傍にも電子部品が配置可能となるので高周波コンデンサ５１ｂはその配置を限定されず高周波電力発生手段１２上に配置でき、結果として高周波電力発生手段１２もコンパクト化することができる。そのため製品を小さくすることが可能となる。

底誘導コイル７は高周波電力供給手段１２より供給される電流で誘導加熱により鍋２の底面を発熱させる。ここで、底フェライト８は磁性材料で構成されており、底誘導コイル７から発生する磁界を効率よく鍋側へ集める。これにより鍋２周辺に高密度の磁界が発生し、鍋はより高効率に高発熱する。また、反射枠３２が底誘導コイル７からの高周波磁界が本体１の外部に漏れ出すのを防止し、周囲の機器に影響を及ぼさないような工夫がなされている。

蓋誘導コイル２６は高周波電力供給手段１２より供給される電流で誘導加熱により蒸気加熱板２４と加熱板２９を同時に発熱させる。ここで蒸気加熱板２４は前出のとおり非磁性金属かつ０．４ｍｍ以下の薄板で構成されるため、蓋誘導コイル２６から発生する高周波磁界を透過しつつ誘導加熱で自己発熱する。蒸気加熱板２４を透過した高周波磁界は磁性金属でできた加熱板２９の誘導加熱を引き起こし、加熱板２９を自己発熱させる。これ
により、蒸気加熱板２４と加熱板２９は同時発熱が可能となる。また蒸気加熱板２４と加熱板２９の発熱比は蓋誘導コイル２６からの距離と蒸気加熱板２４の材料物性や板圧にて任意に設定が可能である。また蓋誘導コイル２６の上方の蓋反射板３４が蓋誘導コイルからの高周波磁界が外部に漏れ出すのを防止し、マイコン１０や周囲の機器に影響を及ぼさないような工夫がなされている。

側面ヒーター２０は高周波電力供給手段１２より供給される電流で自己発熱し、保護枠胴を加熱する。保護枠胴が熱せられることによる輻射熱および対流熱で鍋２の側面を加熱する。

つづいて各工程での炊飯器の動作を説明する。まず、浸水工程では米の糊化が開始しない温度まで米と水の温度が上昇するように底誘導コイル７を通電し鍋２を発熱させる。そして所定の温度で所定時間米を浸水し、米全体に十分な吸水を促す。浸水工程において、鍋２の米全体を目的の温度で均一に維持し、鍋２の米の吸水条件を均一に保つことがおいしいごはんを炊くため重要である。

次に炊き上げ工程では、底誘導コイル７で鍋２の底面を発熱させるとともに、蓋誘導コイル２６では蒸気加熱板２４および加熱板２９を発熱させ、側面ヒーター２０では鍋側面を加熱し、鍋２全体を包み込むように加熱する。強火の加熱で一気に炊き上げ、米の芯まで熱を伝えることが重要である。誘導加熱方式だと熱板によって鍋を加熱する方式に比べ高火力で鍋を加熱することができ、よりおいしいごはんが炊き上がる。

鍋２の水が沸騰することにより発生した蒸気は、加熱板２９に設けた加熱板蒸気口（図示せず）から蒸気通路部３６ａの蒸気筒４１へと流れる。

また、鍋パッキン３１と蒸気板パッキン４５により蒸気筒４１以外から蒸気が外部に流出したり、蓋体１５内部に流入したりすることはない。

最後に、むらし工程では底誘導コイル７が鍋２の底面の飯が乾燥したりこげたりしない程度に鍋２の底面を発熱させる。

炊飯が終了すると、保温工程へと移行する。保温工程では、底誘導コイル７が底センサー９の検知した温度にもとづき、鍋２内のごはんの温度を所定の温度に維持するよう鍋２を加熱する。

以上のように、本実施の形態においては着脱自在な鍋と、上面に有底筒状の鍋収納部を有する本体と、前記鍋を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、前記高周波電力供給手段を冷却する冷却ファンとを有し、前記高周波電力供給手段は、高周波電力発生素子と、高周波電力用コンデンサと、前記高周波電力発生素子に密着して前記高周波電力発生素子の放熱を促すヒートシンクを有するものであって、前記冷却ファンは前記ヒートシンクに隣接するように配するとともに、前記ヒートシンクを挟んで前記冷却ファンと対向する側に前記高周波電力用コンデンサを覆う不燃カバーを設け、前記不燃カバーに前記冷却ファンよりの風向きを変える風向板を設け、前記高周波電力用コンデンサは前記風向板の下流に配置したことにより、高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、高周波電力用コンデンサの配置を気にせずとも十分な冷却効果を得ることができるに加え、高周波電力発生素子および高周波電力用コンデンサの冷却効率が向上するために、冷却ファンが小型化できることから製品をコンパクト化できる。

また、本実施の形態では不燃カバーは、不燃性の樹脂材料からなり、ＵＬ−９４の５ＶＡ相当以上の難燃性を付与したことにより高周波コンデンサが破損時に高温に発熱するの
に備えて、周囲部品が同時に破損してしまうのを防止するための周囲部品との距離を少なくすることができるので、回路基板の小型化が可能となり、製品をコンパクトにすることができる。

以上のように、本発明にかかるジャー炊飯器は、高周波電力発生素子を十分に冷却しつつ、製品をコンパクト化できるので、家庭用又は業務用の炊飯器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における炊飯器の断面図 本発明の実施の形態１における炊飯器の底面目視図 本発明の実施の形態１における炊飯器の高周波電力供給手段の斜視図 本発明の実施の形態１における炊飯器の蓋体部断面図 従来の炊飯器の断面図

１ 炊飯器本体
１ａ 鍋収納部
２ 鍋
７ 底誘導コイル（加熱手段）
１１ 冷却ファン
１２ 高周波電力供給手段
１３ ヒートシンク
５１ａ 高周波電力発生用半導体素子
５１ｂ 高周波コンデンサ
５２ 不燃カバー
５２ａ 風向板

Claims (2)

1. 着脱自在な鍋と、上面に有底筒状の鍋収納部を有する本体と、前記鍋を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、前記高周波電力供給手段を冷却する冷却ファンとを有し、前記高周波電力供給手段は、高周波電力発生素子と、高周波電力用コンデンサと、前記高周波電力発生素子に密着して前記高周波電力発生素子の放熱を促すヒートシンクを有するものであって、前記冷却ファンは前記ヒートシンクに隣接するように配するとともに、前記ヒートシンクを挟んで前記冷却ファンと対向する側に前記高周波電力用コンデンサを覆う不燃カバーを設け、前記不燃カバーに前記冷却ファンよりの風向きを変える風向板を設け、前記高周波電力用コンデンサは前記風向板の下流に配置した誘導加熱方式のジャー炊飯器。
2. 不燃カバーは、不燃性の樹脂材料からなり、ＵＬ−９４の５ＶＡ相当以上の難燃性を付与した請求項１に記載のジャー炊飯器。

Images