JP5649040B2

JP5649040B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP5649040B2
Application number: JP2010148725A
Authority: JP
Inventors: 純輝能瀬; 片粕　誠; 誠片粕; 両角　英樹; 英樹両角; 高椋　誠一; 誠一高椋; 竹内　淳; 淳竹内
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012010843A

Description

本発明は、鍋を誘導加熱により加熱する炊飯器に関するものである。

従来この種の炊飯器は、鍋を加熱するために加熱コイルに高周波電流を流して、高周波磁界を発生させ、この高周波磁界で鍋の表面に渦電流を発生させて鍋を加熱している。この高周波磁界のエネルギーの一部は鍋以外の外部に漏れる漏洩磁界となるため、この漏洩磁界を抑制するために、炊飯器底部に防磁板を設けて前記加熱コイル底面に配置している（例えば、特許文献１参照）。

特許第３１４９８２５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、外部への漏洩磁界は抑制されるが、加熱コイルから発生する磁界は加熱コイル下部のフェライトに集中しているので、その磁界が加熱基板と商用電源を接続するための交流電源リード線に影響を与え、雑音端子電圧の増加となっていた。

また、加熱基板は雑音端子電圧を抑制するために雑音防止コンデンサを具備しているが、雑音防止コンデンサと交流電源リード線との間にフェライトに集中した磁界の影響を受けると雑音防止コンデンサの機能を果たせず電源ラインへの雑音となる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、炊飯器の外形を大きくすることなく、また、安価で効果的に雑音端子電圧を低減できる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、本発明の炊飯器は、鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルの下部に放射状に設けたフェライトと、前記加熱コイルに接続し前記加熱コイルに流れる電流を導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路、商用電源である交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路、及び前記インバータ回路から発生する雑音端子電圧を低減する雑音防止コンデンサを有する加熱基板と、前記加熱基板に前記交流電源を接続するための交流電源リード線と、を備えた炊飯器において、前記加熱コイルより後方の前記加熱基板より前記交流電源リード線が放射状の前記フェライトから離れている場合に、前記加熱基板における交流電源リード線の接続部と前記フェライトの１つの第１のフェライト端部近傍の電流経路との間に雑音防止コンデンサを配置したものである。

これによって、加熱コイルから発生しフェライトで集中した磁界は炊飯器構成部品例えば加熱基板に磁界の影響を与えた場合においても、雑音防止コンデンサで雑音端子電圧を低減させてから交流電源リード線に接続されているため、構成部品を増やすことなく外部へ出力される雑音端子電圧は低減される。

本発明の炊飯器は、加熱コイルから発生しフェライトで集中した磁界を確実に雑音防止コンデンサで除去し、外部に接続される交流電源リード線からの雑音端子電圧を低減することができ、構成部品を増やす必要がないため炊飯器の外形を大きくすることなく、設置
性、持ち運び性を損なわずに雑音端子電圧を低減することができる。

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における炊飯器の電気回路図（ａ）本発明の実施の形態１における炊飯器の商用電源２１の電圧波形図（ｂ）本発明の実施の形態１における炊飯器のインバータ回路２４動作時の平滑コンデンサ２３の両端電圧の波形図（ｃ）本発明の実施の形態１における炊飯器の高周波電流ＩＬ１の包絡線波形図一般的な誘導加熱式炊飯器の加熱コイル上に鍋を置いたときのインダクタンス値と抵抗値の周波数特性図本発明の実施の形態１における炊飯器の底加熱コイルとフェライトと加熱基板と雑音防止コンデンサの配置関係図本発明の実施の形態２における炊飯器の電気回路図本発明の実施の形態２における炊飯器の底加熱コイルとフェライトと加熱基板と雑音防止コンデンサの配置関係図

第１の発明は、鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの下部に放射状に設けたフェライトと、前記加熱コイルに接続し前記加熱コイルに流れる電流を導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路、商用電源である交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路、及び前記インバータ回路から発生する雑音端子電圧を低減する雑音防止コンデンサを有する加熱基板と、前記加熱基板に前記交流電源を接続するための交流電源リード線と、を備えた炊飯器において、前記加熱コイルより後方の前記加熱基板より前記交流電源リード線が放射状の前記フェライトから離れている場合に、前記加熱基板における前記交流電源リード線の接続部と前記フェライトの１つの第１のフェライト端部近傍の電流経路との間に雑音防止コンデンサを配置したことにより、炊飯器本体の外形を大きくすることなく、設置性、持ち運び性を損なわずに雑音端子電圧を低減することができる。

第２の発明は、鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの下部に放射状に設けたフェライトと、前記加熱コイルに接続し前記加熱コイルに流れる電流を導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路、及び商用電源である交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路を有する加熱基板と、前記インバータ回路から発生する雑音端子電圧を低減するノイズフィルター基板と、前記交流電源を接続するための交流電源リード線と、を備えた炊飯器において、前記加熱コイルより後方の前記加熱基板より前記交流電源リード線が放射状の前記フェライトから離れている場合に、前記交流電源リード線と前記加熱基板のフェライトの１つの第１のフェライト端部近傍の電流経路側との間にノイズフィルター基板を配置し、前記ノイズフィルター基板を前記交流電源リード線、及び前記加熱基板に接続したことにより、炊飯器本体の外形を大きくすることなく、設置性、持ち運び性を損なわずに雑音端子電圧を低減することができる。

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を示すものである。

図１において、炊飯器本体１は、内部に米と水を入れる鍋２を着脱自在に収納可能な鍋収納部３を設け、その鍋収納部３の外側には鍋２の側面部に対向するように渦巻状に巻かれた底外加熱コイル４を配置し、鍋２の側面部に対向するように渦巻状に巻かれた底内加熱コイル５を配置しており、底外加熱コイル４と底内加熱コイル５から発生する磁界により鍋２の底部分を誘導加熱するようにしている。

炊飯器本体１の上部（コイルの開口部方向）から見た場合、底外加熱コイル４の巻き中
心部と底内加熱コイル５の巻き中心部は略同一に配置されている。なお、底外加熱コイル４と底内加熱コイル５は特に図示していないが、直列に接続されている。

底外加熱コイル４の外側と、底内加熱コイル５の外側には磁性体群を構成するフェライト６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ（６ｃ、６ｄは断面図の都合上図示しない）が配置され、それぞれのコイルから漏れる漏れ磁界を抑えるとともに、フェライト６ａ〜６ｄの端部に磁束を集中させている。

炊飯器本体１の上面開口部には、鍋２を着脱可能なように開閉自在な外蓋７を備えている。炊飯器本体１の下方部には底外加熱コイル４と底内加熱コイル５に高周波電流を供給するインバータ回路（図示せず）を搭載する加熱基板８を配置している。

さらに、外蓋の内部には、インバータ回路を制御する制御回路や炊飯器を操作する操作キーを搭載している制御基板９を配置している。

交流電源リード線５１は特に図示していないが、２つのリード線で構成されている。各リード線の一方は加熱基板８と繋がりもう一方はコードリール５２と繋がっている。コードリール５２は電源コンセントに差し込まれるプラグを有する電源リード線であり、バネを利用して巻き取られる構造である。

図２は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の電気回路図であり、一部をブロック化した主要部の回路図を示すものである。

図２に示すように、炊飯器本体１を商用電源２１に接続すると、加熱基板８上に搭載された雑音防止コンデンサ２６を介して全波整流器２２と平滑コンデンサ２３を介してインバータ回路２４に直流電源が供給される。

このインバータ回路２４には底外加熱コイル４と底内加熱コイル５の直列回路が接続され、インバータ回路２４は底外加熱コイル４と底内加熱コイル５に高周波電流ＩＬ１を供給する。

底外加熱コイル４と底内加熱コイル５に供給された高周波電流ＩＬ１は磁界を発生させ、フェライト６ａ〜ｄに磁束を集中させる。フェライト６ａに集中した磁束はノイズとして加熱基板８の電流経路に重畳する。

この加熱基板８で発生したノイズを外部に放出しないように雑音防止コンデンサ２６で低減される。

制御基板９に搭載された制御回路２５は、加熱基板８上のインバータ回路２４の通電状態や発振周波数を制御する。

図３（ａ）は本発明の第１の実施の形態における炊飯器の商用電源２１の電圧波形図、（ｂ）は本発明の第１の実施の形態における炊飯器のインバータ回路２４動作時の平滑コンデンサ２３の両端電圧の波形図、（ｃ）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流ＩＬ１の包絡線波形図である。

高周波電流ＩＬ１の周波数は、人間の耳には聞こえない２０ｋＨｚ以上で、フェライトに磁束を集中させ鍋２を加熱させるが、フェライト端面で発生した磁界は漏洩磁界となる。

図４は一般的な誘導加熱式炊飯器の加熱コイル上に鍋を置いた時のインダクタンス値と抵抗値の周波数特性図である。（ａ）はインダクタンス値、（ｂ）は抵抗値を示している。

図４に示すように、周波数が高くなるほど、インダクタンス値は減少し、抵抗値が増加する。つまり、高周波磁界は鍋を加熱することができる。

フェライトに磁束を集中させるため、フェライトの端面では漏洩磁界が発生することを示している。

図５は本発明の第１の実施の形態における炊飯器の底加熱コイルとフェライトと加熱基板と雑音防止コンデンサの配置関係図であり、底外加熱コイル４と底内加熱コイル５とフェライト６ａ〜ｄと加熱基板８上の雑音防止コンデンサ２６と交流電源リード線５１の位置関係を炊飯器下部から示したものである。

図５に示すように配置することで、底外加熱コイル４と底内加熱コイル５の磁束はフェライト６ａ〜ｄに集中するようになる。

フェライト６ａ〜ｄに集中した磁束は近傍にある加熱基板８の電流経路に重畳し、交流電源リード線５１から外部に雑音として出力されるが、交流電源リード線５１とフェライト６ａの近傍の電流経路の間に雑音防止コンデンサ２６があることにより、雑音端子電圧を低減させ交流電源リード線５１への雑音漏れを防止することができる。

従って、雑音端子電圧を増加させるフェライト６ａ〜ｄに磁束は集中されるが、加熱基板８の電流経路に重畳し外部への雑音漏れは雑音防止コンデンサ２６を必ず経由することになり、コンデンサを増やさず、位置を決めるだけで済むので、炊飯器の外形を大きくすることなく、安価で効果的に雑音端子電圧を低減することができる。

以上のように構成された炊飯器について、以下その動作、作用を説明する。図１〜図５を用いて説明する。

まず、鍋２を炊飯器本体１の所定の位置にセットし操作キーを操作すると、制御回路２５は予め設定されている炊飯シーケンスに基づいて鍋２を加熱するようにインバータ回路２４の動作を制御する。

制御回路２５は鍋２を加熱制御する際、インバータ回路２４に駆動信号を送り、インバータ回路２４が高周波電流ＩＬ１を底外加熱コイル４と底内加熱コイル５に供給する。この高周波電流が加熱コイルに流れることにより、鍋２に加熱コイルから高周波磁界が供給される。

同時にフェライト６ａ〜ｄに集中した磁束は加熱基板８の電流経路に影響を及ぼす。しかし、加熱基板８に実装された雑音防止コンデンサ２６が交流電源リード線５１とフェライト６ａの間にあるので雑音端子電圧を低減させることができる。

以上のように、本実施の形態においては、フェライト６ａと交流電源リード線５１間に雑音防止コンデンサ２６を配置することにより雑音端子電圧を低減させることができる。

なお、本実施の形態では、フェライト６ａ〜ｄは４本であるが、フェライトの本数に関係なく同じ効果を有するものである。

また、本実施の形態では、加熱コイルは底外加熱コイル４と底内加熱コイル５となっているが、加熱コイルの数及び向き、巻き数に関係なく同じ効果を有するものである。

（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における炊飯器の電気回路図であり、一部をブロック化した主要部の回路図を示している。

図６において、炊飯器本体１を商用電源２１に接続すると、ノイズフィルター基板６１を介して加熱基板８上に搭載された全波整流器２２と平滑コンデンサ２３を介してインバータ回路２４に直流電源が供給される。

この加熱基板８で発生したノイズを外部に放出しないように加熱基板８に接続されたノイズフィルター基板６１で低減される。

ノイズフィルター基板６１には図示していないが、少なくとも１つ以上の雑音防止コンデンサを有している。

図７は本発明の第２の実施の形態における炊飯器の底加熱コイルとフェライトと加熱基板と雑音防止コンデンサの配置関係図であり、炊飯器を構成する底外加熱コイル４と底内加熱コイル５とフェライト６ａ〜ｄとノイズフィルター基板６１と加熱基板８と交流電源リード線５１の位置関係を炊飯器下部から示したものである。

図７に示すように配置することで、底外加熱コイル４と底内加熱コイル５の磁束はフェライト６ａ〜ｄに集中するようになる。

フェライト６ａ〜ｄに集中した磁束は近傍にある加熱基板８の電流経路に重畳し、交流電源リード線５１から外部に雑音として出力されるが、交流電源リード線５１とフェライト６ａの近傍の加熱基板８の電流経路の間にノイズフィルター基板６１があることにより、雑音端子電圧を低減させ、交流電源リード線５１への雑音漏れを防止することができる。

従って、雑音端子電圧を増加させる磁束はフェライト６ａ〜ｄに集中されるが、加熱基板８の電流経路にも重畳する。しかし、外部への雑音漏れはノイズフィルター基板６１を必ず経由することになり、コンデンサを増やさず、位置を決めるだけで済むので、炊飯器の外形を大きくすることなく、安価で効果的に雑音端子電圧を低減することができる。

以上のように構成された炊飯器について、以下その動作、作用を図１、図６、図７を用いて説明する。

鍋２を炊飯器本体１の所定の位置にセットし操作キーを操作すると、制御回路２５は予め設定されている炊飯シーケンスに基づいて鍋２を加熱するようにインバータ回路２４の動作を制御する。

同時にフェライト６ａ〜ｄに集中した磁束は加熱基板８の電流経路に影響を及ぼす。しかし、加熱基板８に接続されたノイズフィルター基板６１が交流電源リード線５１とフェライト６ａの間にあるので雑音端子電圧を低減させることができる。

以上のように、本実施の形態においては、フェライト６ａと交流電源リード線５１間にノイズフィルター基板６１を配置することにより雑音端子電圧を低減させることができる。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、交流電源リード線とフェライト間に雑音防止コンデンサ又はノイズフィルター基板を配置することにより、外形を大きくすることなく、また安価に雑音端子電圧を低減させることが可能となるので、家庭用途のみならず業務用途の加熱コイルを有する調理器の用途に有効である。

１炊飯器本体
２鍋
４底外加熱コイル（加熱コイル）
５底内加熱コイル（加熱コイル）
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄフェライト（６ａ第１のフェライト）
８加熱基板
２１商用電源（交流電源）
２２全波整流器（整流回路）
２４インバータ回路
２６雑音防止コンデンサ
５１交流電源リード線
６１ノイズフィルター基板

Claims

鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの下部に放射状に設けたフェライトと、前記加熱コイルに接続し前記加熱コイルに流れる電流を導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路、商用電源である交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路、及び前記インバータ回路から発生する雑音端子電圧を低減する雑音防止コンデンサを有する加熱基板と、前記加熱基板に前記交流電源を接続するための交流電源リード線と、を備えた炊飯器において、前記加熱コイルより後方の前記
加熱基板より前記交流電源リード線が放射状の前記フェライトから離れている場合に、前記加熱基板における前記交流電源リード線の接続部と前記フェライトの１つの第１のフェライト端部近傍の電流経路との間に前記雑音防止コンデンサを配置した炊飯器。
鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルの下部に放射状に設けたフェライトと、前記加熱コイルに接続し前記加熱コイルに流れる電流を導通、遮断する半導体スイッチング素子を有するインバータ回路、及び商用電源である交流電源を整流し前記インバータ回路に電力供給する整流回路を有する加熱基板と、前記インバータ回路から発生する雑音端子電圧を低減するノイズフィルター基板と、前記交流電源を接続するための交流電源リード線と、を備えた炊飯器において、前記加熱コイルより後方の前記加熱基板より前記交流電源リード線が放射状の前記フェライトから離れている場合に、前記交流電源リード線と前記加熱基板の前記フェライトの１つの第１のフェライト端部近傍の電流経路側との間に前記ノイズフィルター基板を配置し、前記ノイズフィルター基板を前記交流電源リード線、及び前記加熱基板に接続した炊飯器。