| 【発明の名称】 |
炊飯器 |
| 【発明者】 |
【氏名】武智 充
【氏名】浜田 浩典
【氏名】河野 一典
【氏名】増本 悟一
【氏名】小南 秀之
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| 【要約】 |
【課題】炊飯器を小型且つ低コストで提供すること。
【解決手段】部品取付用ランド９以外の表面部分と隣り合う導電性金属間を樹脂１０で封入した樹脂外装基板を炊飯器に使用する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電力を供給する制御回路とを備え、前記制御回路は、少なくと隣接する導電性金属間を絶縁性樹脂材料で封入した樹脂外装基板を有してなる炊飯器。
【請求項２】 樹脂外装基板は、電流量に応じて導電性金属を部分的に厚くしてなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項３】 樹脂外装基板は、実装すべき電気部品間の沿面距離を確保するためのリブを有してなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項４】 樹脂外装基板は、実装すべき電気部品間の沿面距離を確保するためのスリットを有してなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項５】 樹脂外装基板は、実装すべき電気部品間の沿面距離を確保するためにハンダ面側の樹脂材料を厚くしてなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項６】 樹脂外装基板は、実装すべき電気部品間の沿面距離を確保するために樹脂材料を部分的に厚くしてなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項７】 樹脂外装基板は、電流量に応じて導電性の低い導電性金属を使用してなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項８】 樹脂外装基板は、難燃性樹脂を絶縁性樹脂材料に用いてなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項９】 樹脂外装基板は、ハンダ量を多くするためにランド部分を円錐状に加工してなる請求項１記載の炊飯器。
【請求項１０】 樹脂外装基板は、実装すべき電気部品の実装高さを低くするために実装部分の絶縁樹脂材料の量を少なくしてなる請求項１記載の炊飯器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炊飯器に用いる誘導加熱装置の高電圧・大電流回路の接続に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の炊飯器を図１１および図１２に基づいて説明する。図１１において１は高周波インバータ、２は高周波インバータを制御する制御回路、３は加熱コイル、４は炊飯鍋である。また、図１２において５は銅箔などのプリント配線、６は紙フェノールなどの材質でできた回路基板、７は回路基板上に実装される電気部品、８は電気部品の接続用ハンダ、９は部品取付用のランドである。
【０００３】炊飯器は図１１に示すように加熱コイル３の上方に炊飯鍋４を載置するように構成し、加熱コイル３には高周波インバータ１より高周波電流を供給し、高周波インバータの制御は制御回路２で行うようにしている。高周波インバータや、制御回路などの電気回路は流れる電流の大小や印加される電圧の大きさに関わらず、紙フェノールなどの回路基板上に印刷配線された銅箔をプリント配線板とし、プリント配線板上に電気部品を実装するのが一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のプリント配線板では、プリント配線の単位面積当たりに流せる許容電流が少ないため、例えば高周波インバータ回路などの大電流、高電圧回路を構成する場合にはプリント配線部分の発熱を抑えるため、面積を広くしなければならない。また、隣り合うプリント配線間の距離は印加される電圧に応じて法律で規制された絶縁距離を確保しなければならない。
【０００５】このため、プリント配線板の面積が広くなり、高周波インバータ等の大電流、高電圧回路の小型化を実現するのが困難であるという課題を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明は、鍋と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルに高周波電力を供給する制御回路とを備え、前記制御回路は、少なくと隣接する導電性金属間を絶縁性樹脂材料で封入した樹脂外装基板を有してなるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、高周波電流を発生する高周波インバータと、前記高周波インバータの動作を制御する制御回路と、高周波電流を高周波磁界に変換する加熱コイルと、炊飯を行うための炊飯鍋によって構成される誘導加熱装置によって炊飯に必要な加熱を実現する炊飯器において、電気部品の電気的接続に成型された導電性金属を用い、前記導電性金属を電気絶縁性のある樹脂材料で封入し、封入する際には、隣り合う導電性金属の間に樹脂が入るようにし、且つ導電性金属の表面も樹脂で覆い、導電性金属間の電気的絶縁を確保すると共に板状に成形したものを、少なくとも前記高周波インバータを構成する電気部品の接続に用いることにより、高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となり、設置性、持ち運び性を飛躍的に向上させることができる。
【０００８】請求項２記載の発明は、導電性金属を流れる電流が多い箇所は導電性金属を厚くし、逆に流れる電流が少ない箇所は導電性金属の厚みを薄くしたことで、導電性金属の使用量を抑えることができ、高周波インバータ回路のコストを低減することができる。請求項３記載の発明は、電気部品の接続端子間で電気絶縁に必要な沿面距離が確保できない場所に、導電性金属を封入する樹脂材料で壁状のリブを成形し沿面距離を確保することで、高電圧が印加される場所に小型部品の使用が可能となり、高周波インバータ回路の小型化を実現することができる。
【０００９】請求項４記載の発明は、樹脂外装基板に実装される電気部品の接続端子間で電気絶縁に必要な沿面距離が確保できない場所に、導電性金属を封入する樹脂材料に絶縁用のスリットを設け、沿面距離を確保することで、高電圧が印加される場所に小型部品の使用が可能となり、高周波インバータ回路の小型化を実現することができる。
【００１０】請求項５記載の発明は、電気部品を接続するハンダ面側の樹脂材料の厚みを厚くすることで沿面距離を確保する様にしたことで高周波インバータ回路の小型化を実現することができる。請求項６記載の発明は、電気部品の接続端子間で電気絶縁に必要な沿面距離が確保できない場所は、導電性金属を封入する樹脂材料の厚みを厚くすることで沿面距離を確保することで、高電圧が印加される場所に小型部品の使用が可能となり、高周波インバータ回路の小型化を実現することができる。
【００１１】請求項７記載の発明は、 電気部品の電気的接続に成型された導電性金属を用い、導電性金属部を流れる電流が少ない箇所は導電性金属の材料として、導電性は低くなるが安価な材料を使用することで、高周波インバータ回路のコストを低減することができる。請求項８記載の発明は、導電性金属を封入する樹脂材料に難燃性樹脂を用いることで、異常時に電気部品が発火した場合でも、回路基板への類焼を防止することができ、安全性を向上することができる。
【００１２】請求項９記載の発明は、導電性金属の電気部品を接続するランド部分を円錐状に加工し、電気部品をハンダ付けにて接続した場合にハンダ量が多くなるようにしたことで、ハンダ付け不良を低減することができる。請求項１０記載の発明は、電気部品を配置する部分の樹脂材料をなくし、部品実装時の高さを低くするようにしたことで、高周波インバータ回路の厚みを薄くすることができる。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）本発明第１の実施例について図１に基づいて説明する。図１において７は回路基板上に実装される電気部品、９は部品取付用のランド、１０は電気的な絶縁性を持つ樹脂、１１は成形された導電性金属である。
【００１４】図１のように導電性金属１１は配置する電気部品７に従い成形され、従来のプリント配線板のプリント配線と同じ役割を果たす様にしている。また、導電性金属１１は部品取付用ランド９以外の表面部分と隣り合う導電性金属間を樹脂１０で封入し、樹脂外装基板としている。この構成により、隣り合う導電性金属１１の間は樹脂によって電気的絶縁が確保され、プリント配線板に比べ隣り合う導電性金属の距離を小さくすることができる。また、導電性金属１１の厚みを厚くすることにより、大電流を通電した場合でも、導電性金属１１の発熱を抑えることができるとともに、配線の幅を小さくすることができる。
【００１５】この構成を炊飯器の高周波インバータ回路に利用すると、高周波インバータの大電流、高電圧回路部分を従来のプリント配線板を使用していた場合に比べ、大幅に小さくすることができる。また、配線部分の発熱も抑えられるため損失も抑えることができ、冷却が必要な場合は冷却構成を簡素化することも可能である。また、ランド９以外は樹脂１０で覆われているため、他の部品との絶縁距離を短くすることも可能である。
【００１６】これにより高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となり、設置性、持ち運び性を飛躍的に向上させることができる。
（実施例２）本発明第２の実施例について図２に基づいて説明する。図２において、１１および１２は成形された導電性金属であり、導電性金属１２は導電性金属１１と比較して厚みが薄くなるようにしている。高周波インバータの回路構成上、導電性金属１２に流れる電流が導電性金属１１に流れる電流より少なくなっている。導電性金属の断面積を流れる電流に比例して小さくすれば、導電性金属の発熱を同じにすることができるが、電流の少ない導電性金属の断面積を小さくするために幅を狭くした場合、部品取り付け用のランドを形成することが困難になる。また、ランド部分のみ導電性金属の幅を広くした場合は、金属材料を多く使用することになり無駄が生じる。そこで、導電性金属の幅を特に狭くすることなく、厚みを薄くすることで、断面積あたりの電流を同じにすることができ、且つランドを形成した場合でも金属材料を多く使用することがないため無駄の発生を抑えることができる。
【００１７】これにより、不必要に金属材料を多く使用することなく発熱を抑えた樹脂外装基板を実現することができ、炊飯器を低コストで実現することができる。
（実施例３）本発明第３の実施例について図３に基づいて説明する。図３において、１４は樹脂外装基板のハンダ面に樹脂成形されたリブ、１５は電気部品のリード線、１６はリブとリード線の空間距離である。
【００１８】リード線１５の間に高電圧が印加される場合、所定の距離をとらなければならない。たとえば、印加される電圧の実効値が１００Ｖの時リード線間の距離は３ｍｍ以上離す必要があり、これ以上距離を近づけて高密度に実装することが困難である。図３に示すようにリブ１４を設置した場合、リード線１５間の距離はリード線１５からリブ１４間での距離をそれぞれ加えた距離にすることができる。すなわち、図３の場合、リード線１５の空間距離はリブとリード線の空間距離１６に示すａ＋ｂとなる。よって、ａ＋ｂで３ｍｍ以上とれるようにリブ１４の高さを設定すれば、リード線１５間との距離は３ｍｍ以下とすることができ、高密度実装が可能となる。
【００１９】これにより、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となり、設置性、持ち運び性を飛躍的に向上させることができる。
（実施例４）本発明第４の実施例について図４に基づいて説明する。
【００２０】図４において、２０は樹脂外装基板に貫通するように開けられたスリットである。リード線１５の間に高電圧が印加される場合、所定の距離をとらなければならない。たとえば、印加される電圧の実効値が１００Ｖの時リード線間の距離は３ｍｍ以上離す必要があり、これ以上距離を近づけて高密度に実装することが困難である。
【００２１】図４に示すようにスリット２０を設置した場合、リード線１５間の沿面距離を長くすることができ、高密度実装が可能となる。これにより、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となり、設置性、持ち運び性を飛躍的に向上させることができる。
【００２２】（実施例５）本発明第５の実施例について図５に基づいて説明する。図５において、１７は樹脂外装基板のハンダ面側の樹脂厚み、１８は樹脂外装基板の部品面側の樹脂厚みであり、ハンダ面側の樹脂厚み１７は部品面側の樹脂厚み１８に対して厚くしている。図５に示すように、部品リード線１５はハンダ面側の樹脂厚みより短くすることで、樹脂外装基板の表面に現れないようにすることができる。また、部品リード線１５間の電気的絶縁に必要な沿面距離及び、空間距離は、ハンダ面側の樹脂厚み１７の厚みを加算することになるため、部品の高密度実装が可能になる。
【００２３】これにより、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となり、設置性、持ち運び性を飛躍的に向上させることができる。
（実施例６）本発明第６の実施例について図６に基づいて説明する。
【００２４】図６において、１７および１９は樹脂外装基板のハンダ面側の樹脂厚みであり、導電性金属１１に印加される電圧が低いところには、樹脂厚み１７にし、逆に導電性金属１１に印加される電圧が高い場合は樹脂厚み１９にしている。ここで、樹脂厚み１９を樹脂厚み１７より厚くすることで、高電圧が印加される部分にのみ、必要な絶縁距離及び沿面距離を確保することができ、部品の高密度実装が可能になるとともに、不必要に樹脂材料を多く使用することなく必要な絶縁距離を確保することができる。
【００２５】これにより、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化且つ低コスト化でき、炊飯器をコンパクト化可能となり、設置性、持ち運び性を飛躍的に向上させることができる。
（実施例７）本発明第７の実施例について図７に基づいて説明する。
【００２６】図７において、１１および１３は成形された導電性金属であり、導電性金属１３は導電性金属１１と比較して導電性は劣るが安価な材料を使用している。高周波インバータの回路構成上、導電性金属１３に流れる電流が導電性金属１１に流れる電流より少なくなっている。導電性金属１３は導電性が低いため、流れる電流によって発熱が大きくなるが、回路構成上で流れる電流を小さくすることが可能であるため、導電性金属１３の発熱を抑えることが可能となる。
【００２７】これにより、不必要に高価な金属材料を多く使用することなく発熱を抑えた樹脂外装基板を実現することができ、炊飯器を低コストで実現することができる。
（実施例８）本発明第８の実施例について図８に基づいて説明する。図８は前記第１の実施例と同様の樹脂外装基板であるが、導電性金属を封入する樹脂材料に難燃性材料を使用するものとする。
【００２８】高周波インバータを構成する電気部品は高電圧が印加され、大電流が流れることがおおい、したがって異常時に電気部品が発熱もしくは発火に至る可能性がある。樹脂材料に難燃性材料を使用することで、電気部品が発火した場合でも、樹脂外装基板に類焼するおそれがなくなる。これにより、異常時においても安全な炊飯器を実現することができる。
【００２９】（実施例９）本発明第９の実施例について図９に基づいて説明する。図９において、１１は成形された導電性金属であり、部品リード線１５の接続用ランド部分は部品面側に凸になる様に円錐状に成形している。この構成で、ハンダ付けを行った場合、ハンダ８は円錐状に成形された導電性金属１１に沿う形でハンダ付けされる。これにより、リード線１５が短い場合でもハンダ８による導電性金属１１とリード線１５とのハンダ付け面積を広くすることができ、ハンダ付け不良を低減することができ、信頼性の高い炊飯器を実現することができる。
【００３０】（実施例１０）本発明第１０の実施例について図１０に基づいて説明する。図１０において、樹脂外装基板の電気部品が実装される部分の部品面側の樹脂を薄くするようにしている。この樹脂外装基板に電気部品を実装した場合、樹脂外装基板の部品面側の樹脂の厚み分だけ部品を低く実装することができ、部品実装時の基板厚みを薄くすることができる。
【００３１】これにより、高周波インバータを薄くすることができるため炊飯器を小型化することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によれば、隣り合う導電性金属の間は樹脂によって電気的絶縁が確保され、プリント配線板に比べ隣り合う導電性金属の距離を小さくすることができる。また、導電性金属の厚みを厚くすることにより、大電流を通電した場合でも、導電性金属の発熱を抑えることができるとともに、配線の幅を小さくすることができる。したがって、高周波インバータの大電流、高電圧回路部分を従来のプリント配線板を使用していた場合に比べ、大幅に小さくすることができる。また、配線部分の発熱も抑えられるため損失も抑えることができ、冷却が必要な場合は冷却構成を簡素化することも可能である。また、ランド以外は樹脂で覆われているため、他の部品との絶縁距離を短くすることも可能となり、高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となる。
【００３３】また、請求項２記載の発明によれば、導電性金属の幅を特に狭くすることなく、厚みを薄くすることで、断面積あたりの電流を同じにすることができ、且つランドを形成した場合でも金属材料を多く使用することがないため無駄の発生を抑えることができ、炊飯器を低コストで実現することができる。また、請求項３記載の発明によれば、絶縁用リブを設置することで、リード線間の距離を３ｍｍ以下とすることができ、高密度実装が可能となり、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となる。
【００３４】また、請求項４記載の発明によれば、絶縁用スリットを設置することで、リード線間の沿面距離を長くすることができ、高密度実装が可能となり、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となる。また、請求項５記載の発明によれば、ハンダ面側の樹脂厚みを部品面側の樹脂厚みに対して厚くすることで、部品リード線はハンダ面側の樹脂厚みより短くでき、樹脂外装基板の表面に現れないようにすることができる。また、部品リード線間の電気的絶縁に必要な沿面距離及び、空間距離は、ハンダ面側の樹脂厚みを加算することになるため、部品の高密度実装が可能になり、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化でき、炊飯器をコンパクト化可能となる。
【００３５】また、請求項６記載の発明によれば、高電圧が印加される部分の樹脂を厚くすることで、高電圧が印加される部分にのみ、必要な絶縁距離及び沿面距離を確保することができ、部品の高密度実装が可能になるとともに、不必要に樹脂材料を多く使用することなく必要な絶縁距離を確保することができ、樹脂外装基板ならびに高周波インバータ回路を小型化且つ低コスト化でき、炊飯器をコンパクト化可能となる。
【００３６】また、請求項７記載の発明によれば、導電性金属に流れる電流が少ない部分のみ電気導電性が劣るが安価な材料を使用することで、不必要に高価な金属材料を多く使用することなく発熱を抑えた樹脂外装基板を実現することができ、炊飯器を低コストで実現することができる。また、請求項８記載の発明によれば、導電性金属を封入する樹脂材料に難燃性材料を使用することで、異常時においても安全な炊飯器を実現することができる。
【００３７】また、請求項９記載の発明によれば、部品リード線の接続用ランド部分を部品面側に凸になる様に円錐状に成形することで、ハンダは円錐状に成形された導電性金属に沿う形でハンダ付けされ、リード線が短い場合でもハンダによる導電性金属とリード線とのハンダ付け面積を広くすることができ、ハンダ付け不良を低減することができ、信頼性の高い炊飯器を実現することができる。
【００３８】また、請求項１０記載の発明によれば、樹脂外装基板の電気部品が実装される部分の部品面側の樹脂を薄くすることで、この樹脂外装基板に電気部品を実装した場合、樹脂外装基板の部品面側の樹脂の厚み分だけ部品を低く実装することができ、部品実装時の基板厚みを薄くすることができ、高周波インバータを薄くすることができるため炊飯器を小型化することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）６月２０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】滝本 智之 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−９４３９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月１９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１６４２３７ |
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