JPH09201275A - 炊飯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱手段であるコイルを制御するインバータ
回路内の発熱素子を冷却する手段の小型化が図れる炊飯
器を得ること。 【解決手段】 鍋２を誘導加熱するコイル６に交番磁界
を発生させるインバータ回路内の発熱素子２５，２６の
少なくとも１つを、冷媒２２が封入された熱伝導性を有
する冷却タンク２１の表面に直接取り付けるようにした
もの。

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、より詳しくはコイルに交番
磁界を発生させるインバータ回路内の発熱素子を水冷方
式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５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。

【０００３】図において、１は本体ケースで、その内部
には鉄系材料（磁性体）からなる有底筒状の鍋２が収納
され、鍋２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３により支持されている。４は耐熱性を
有する合成樹脂からなるコイル台で、内枠５を介して上
リング３にビスにて固定されている。

【０００４】コイル台４外周の底面部および側面下部に
は、加熱手段であるコイル６が接着固定されている。そ
してコイル６の外側には絶縁体を介して複数本のフェラ
イト７が固定されている。フェライト７は、コイル６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。更にコイル６お
よびフェライト７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８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。

【０００５】９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）やコイル
６に交番磁界を発生させるインバータ回路の各素子が接
続された制御基板１１などが配置されている。１２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内の一側に仕
切板１３によって画成された空間内に配置され、その電
極は図示しないリード線により制御基板１１に接続され
ている。１４はトランジスタ１２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
の前記空間内に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。１５は鍋２の下面に接触可能に設
置された温度検出器である。

【０００６】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コイル６に電源を供給することによ
り、鍋２に渦電流を誘導し、鍋２を加熱して炊飯が行わ
れる。この時の温度管理は、鍋２の下面に接触している
温度検出器１５からの信号に基づいて行われる。そして
鍋２やコイル６からの輻射熱は、反射板８や仕切板１３
によって遮断され、外部やヒートシンク１４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１２で発生
する熱はヒートシンク１４により放熱されて冷却され、
これによってトランジスタ１２が使用温度限度内に保た
れるようになっている。

【０００７】

【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内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１４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。

【０００８】本発明は以上の点に鑑み、加熱手段である
コイルを制御するインバータ回路内の発熱素子を冷却す
る手段の小型化が図れる炊飯器を得ることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
に係る炊飯器は、下記の構成からなるものである。すな
わち、本体ケース内に収納された鍋を誘導加熱するコイ
ルと、コイルに交番磁界を発生させるインバータ回路の
各素子が接続された制御基板とを備えた炊飯器におい
て、本体ケース内に、冷媒が封入された熱伝導性を有す
る冷却タンクを設け、冷却タンクの表面に、インバータ
回路内の発熱素子の少なくとも１つを直接取り付けたも
のである。

【００１０】また、本発明の請求項２の発明に係る炊飯
器は、冷却タンクに、発熱素子の発熱時に冷媒が自然循
環するように上下方向の循環流路を形成し、発熱素子取
付部を循環流路の上部を除く位置に設定したものであ
る。

【００１１】また、本発明の請求項３の発明に係る炊飯
器は、発熱素子を、冷却タンクの下面に取り付けたもの
である。

【００１２】また、本発明の請求項４の発明に係る炊飯
器は、発熱素子の基板接続用電極の露出部を、耐熱性絶
縁膜にて被覆したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施形態１．以下、図示実施形態により本発明を説明す
る。図１は本発明の請求項１，２，４の発明に係る炊飯
器の構成を示す一部断面表示を含む正面図、図２はその
要部の拡大平面図、図３は図２のＡーＡ線矢視断面図で
あり、各図中、前述の従来例（図５）に相当する部分に
は同一符号を付してある。

【００１４】図１において、１は非磁性材の例えばプラ
スチックからなる側面ケース１Ａと下ケース１Ｂとで構
成された本体ケース、２は内側をアルミニウム等の非磁
性材とし、外側をステンレス等の磁性材とした有底筒状
の鍋、４は耐熱性を有する合成樹脂からなるコイル台、
５はコイル台４の外側に配置された絶縁体からなる内枠
で、内枠５にコイル台４が取り付けられている。６はコ
イル台４外周の底面部および側面下部に接着固定された
加熱手段であるコイル、７は内枠５の外側に配置された
複数本のフェライト、１０は下ケース１Ｂの下面に形成
した凹部内に収容したコードリール、１１は本体ケース
１内に収容されてインバータ回路の各素子が接続された
制御基板である。

【００１５】２１は本体ケース１内の下ケース１Ｂ上に
載置された熱伝導性を有する例えば金属製の冷却タンク
で、内部には例えば水またはシリコンオイルあるいは不
凍液等の冷媒２２が封入されている。冷却タンク２１
は、その上面２１ａの一側に冷媒循環流の出口ポート２
１ｂが設けられているとともに、上面の他側に上方へ突
出する突出部２１ｃが形成され、突出部２１ｃの上端に
冷媒循環流の入口ポート２１ｄ設けられており、各ポー
ト２１ｂ，２１ｄ間が管２１ｅによって接続されてい
る。またこれら冷却タンク２１、各ポート２１ｂ，２１
ｄ、および管２１ｅで形成される閉ループの冷媒循環流
路２３の途中、すなわち冷却タンク２１内には、入口ポ
ート２１ｄから流入する循環冷媒の流れを冷却タンク底
部に導いてから出口ポート２１ｂ側に戻すための板状ガ
イド２４が設けられている。

【００１６】冷却タンク２１の上面２１ａには、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２
５とダイオードブリッジ２６がねじ２７によって直接取
り付けられ、これらの発熱素子の基板接続用電極を兼ね
た脚２５ａ，２６ａが隣接配置した制御基板１１に直接
接続されている。また各脚２５ａ，２６ａの接続部を除
く露出部が図示しない耐熱性絶縁膜、例えばシリコン加
硫ゴムにて被覆され、冷媒２２としてより沸点の低いも
のを使用した場合でも、結露の影響（短絡）を防止でき
るようにしている。更に制御基板１１の冷却タンクエリ
ア内にかかる部位と冷却タンク２１の上面２１ａとの間
には、例えばポリエステル等からなる絶縁シート２８
（図３）が設けられている。なお、半導体スイッチング
素子２５は周知のインバータのパワースイッチング素子
であり、またダイオードブリッジ２６も周知のインバー
タに供給する直流電圧を生成するための整流器である。

【００１７】次に、本実施形態の炊飯器の動作について
図１乃至図３に基づき説明する。まず、鍋２に米、水を
供給し、電源を入れる。これによりコイル６に交番磁界
が発生し、鍋２を加熱して炊飯が行われる。このとき、
半導体スイッチング素子２５とダイオードブリッジ２６
が発熱する。これら発熱素子から発生した熱は、金属製
冷却タンク２１に直接伝達され、冷却タンク２１内の冷
媒（ここでは水を用いたものとする）２２への放熱が行
われる。

【００１８】冷却タンク２１内では、各発熱素子からの
熱により冷媒すなわち水２２が温められると、自然循環
流が発生する。すなわち、温度の高くなった水２２は上
昇して出口ポート２１ｂより管２１ｅ内を通過し、入口
ポート２１ｄから突出部２１ｃ内に進入する。そしてこ
の流れに伴い、温度の低い水２２は、板状ガイド２４に
より画成された入口ポート２１ｄ側の室内を下降し、板
状ガイド２４下方の通路より出口ポート２１ｂ側の室内
に進入して上昇する。この水２２の自然循環流により、
冷却タンク２１の壁面を介して各発熱素子との間で熱交
換が行われ、各発熱素子が冷却される。

【００１９】冷媒としてシリコンオイルを用いた場合に
は、低温（例えば−３０℃）から高温（例えば２００
℃）まで使用が可能であり、適用範囲が広がる。また凍
結の虞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。

【００２０】なお、それ以外にもより沸点の低い冷媒や
同様の効果を持たせた角型ヒートパイプの採用が可能で
あることは言うまでもなく、この場合に予想される結露
による短絡の問題は、発熱素子の基板接続用電極を兼ね
た脚２５ａ，２６ａの露出部に被覆した耐熱性絶縁膜に
より解決できる。

【００２１】また、ここでは冷却タンク２１に２つの発
熱素子、すなわち半導体スイッチング素子２５とダイオ
ードブリッジ２６の双方を取り付けたものを例に挙げて
説明したが、いずれか一方のみの取り付けとし、他方を
ヒートシンクにより空冷するようにしても、ヒートシン
クの放熱フィンの数や表面積の低減化が図れるので、所
期の目的は達成できる。

【００２２】このように、本実施形態の炊飯器において
は、鍋２を誘導加熱するコイル６に交番磁界を発生させ
るインバータ回路内の発熱素子を、冷媒２２が封入され
た熱伝導性を有する冷却タンク２１の表面に直接取り付
けるようにしたので、発熱素子の冷却効率を高めること
ができて、冷却手段の小型化を図ることができる。

【００２３】また、冷却タンクに、発熱素子の発熱時に
冷媒２２が自然循環するように上下方向の冷媒循環流路
２３を形成し、発熱素子取付部を冷媒循環流路２３の上
部を除く位置、つまり冷媒循環流路２３の上部となる管
２１ｅよりも低位置となる冷却タンク２１の上面２１ａ
に設定したので、発熱素子からの熱により温められた冷
媒２２が発熱素子取付部の付近に滞留するのを防止する
ことができ、冷却効率が低下するのを防ぐことができ
る。

【００２４】実施形態２．図４は本発明の請求項１，
３，４の発明に係る炊飯器の構成を示す一部断面表示を
含む正面図であり、図中、前述の第１の実施形態（図
１）に相当する部分には同一符号を付してある。

【００２５】この実施形態の炊飯器は、冷媒２２が封入
された熱伝導性を有する例えば金属製の冷却タンク３１
を、冷媒循環流路を有していない形状とし、冷却タンク
３１の下面３１ａに、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２５とダイオードブリッジ
（図示せず）をねじ２７によって直接取り付けるように
したものであり、それ以外の構成は前述の第１の実施形
態のものと同様である。なお、この実施形態において
も、図示はしていないが、各発熱素子の基板接続用電極
を兼ねた脚（一方素子のみ示す）２５ａの制御基板１１
への接続部を除く露出部が耐熱性絶縁膜にて被覆されて
いるとともに、制御基板１１の冷却タンクエリア内にか
かる部位と冷却タンク３１の下面３１ａとの間に絶縁シ
ートが設けられている。

【００２６】次に、この実施形態の炊飯器の制御部の動
作について図４に基づき説明する。まず、鍋２に米、水
を供給し、炊飯を行うために電源を入れると、半導体ス
イッチング素子２５とダイオードブリッジが発熱する。
これら発熱素子から発生した熱は、金属製冷却タンク３
１に直接伝達され、冷却タンク３１内の冷媒（ここでも
水を用いたものとする）２２への放熱が行われる。

【００２７】冷却タンク３１内では、各発熱素子からの
熱により冷媒すなわち水２２が温められると、対流が発
生し、温度の高くなった水２２は上昇し、温度の低い水
２２は下降する。この水２２の対流により、冷却タンク
３１の壁面を介して各発熱素子との間で熱交換が行わ
れ、各発熱素子が冷却される。

【００２８】この実施形態の炊飯器においては、各発熱
素子を冷媒２２が封入された熱伝導性を有する冷却タン
ク３１の下面３１ａに直接取り付けるようにしたので、
前述の第１の実施形態で述べた耐熱性絶縁膜による短絡
防止効果、及び冷却手段を小型化できる効果に加え、冷
却タンク３１の温度が一番低い壁面（下面）を介して各
発熱素子との間で熱交換を行うことができ、発熱素子の
冷却効率をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る炊飯器の構成
を示す一部断面表示を含む正面図である。

【図２】 第１の実施形態に係る炊飯器の要部の拡大平
面図である。

【図３】 図２のＡーＡ線矢視断面図である。

【図４】 本発明の第２の実施形態に係る炊飯器の構成
を示す一部断面表示を含む正面図である。

【図５】 従来の炊飯器の構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース、２ 鍋、６ コイル、１１ 制御基
板、２１，３１ 冷却タンク、２１ａ 冷却タンクの上
面、２２ 冷媒、２３ 冷媒循環流路、２５ 半導体ス
イッチング素子（発熱素子）、２６ ダイオードブリッ
ジ（発熱素子）、２５ａ，２６ａ 脚（基板接続用電
極）、３１ａ 冷却タンクの下面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケース内に収納された鍋を誘導加熱
   するコイルと、該コイルに交番磁界を発生させるインバ
   ータ回路の各素子が接続された制御基板とを備えた炊飯
   器において、 前記本体ケース内に、冷媒が封入された熱伝導性を有す
   る冷却タンクを設け、該冷却タンクの表面に、前記イン
   バータ回路内の発熱素子の少なくとも１つを直接取り付
   けたことを特徴とする炊飯器。
2. 【請求項２】 冷却タンクに、発熱素子の発熱時に冷媒
   が自然循環するように上下方向の循環流路を形成し、発
   熱素子取付部を該循環流路の上部を除く位置に設定した
   ことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
3. 【請求項３】 発熱素子を、冷却タンクの下面に取り付
   けたことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
4. 【請求項４】 発熱素子の基板接続用電極の露出部を、
   耐熱性絶縁膜にて被覆したことを特徴とする請求項１乃
   至請求項３のいずれかに記載の炊飯器。