| 【発明の名称】 |
誘導加熱式炊飯器 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤田 篤志
【氏名】浜田 浩典
【氏名】小南 秀之
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| 【要約】 |
【課題】炊飯鍋外面に形成された非磁性金属層が経年変化で削れた場合等に鍋鳴りが発生するのを抑制すること。
【解決手段】高周波インバータ９に含まれたスイッチング素子１０の導通、遮断を制御する制御回路１１と、前記高周波インバータ９に接続された誘導加熱コイル１２と、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋１３とを有し、前記誘導加熱コイル１２から発生する高周波磁界により前記炊飯鍋１３を誘導加熱し炊飯する誘導加熱式炊飯器において、前記スイッチング素子１０の導通時間に上限を設けたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋とを有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく前記スイッチング素子の導通時間に上限を設けた誘導加熱式炊飯器。
【請求項２】 高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋とを有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく前記スイッチング素子の電圧に上限を設けた誘導加熱式炊飯器。
【請求項３】 高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、磁界周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、磁界周波数により前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器。
【請求項４】 高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、電圧周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、電圧周波数により前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器。
【請求項５】 高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、電流周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、電流周波数により前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器。
【請求項６】 高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、前記制御回路に含まれる駆動信号発生回路と、駆動信号周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、前記スイッチング素子の導通時間、遮断時間等により前記制御回路が前記高周波インバータの動作周波数を推定し、前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器。
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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、一般家庭で使用される誘導加熱式炊飯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】誘導加熱式炊飯器では、誘導加熱コイルから高周波磁界が発生し、電磁誘導による渦電流のために炊飯鍋が加熱される。
【０００３】以下、従来の誘導加熱式炊飯器について、図７に基づいて一例を説明する。図において、１は高周波インバータ、２は前記高周波インバータに含まれるスイッチング素子、３は前記スイッチング素子２の導通、遮断を制御する制御回路、４は前記高周波インバータ１に接続された誘導加熱コイル、５は炊飯鍋である。
【０００４】前記炊飯鍋５は、通常、外面が発熱源となる磁性金属層６、内面が良熱伝導性を持つ金属層７で構成されているが、本事例では特に発熱効率を高めるため、最外面に非磁性金属層８を設けている。
【０００５】この構成において示すように前記高周波インバータ１により供給された高周波電流によって前記誘導加熱コイル４からは高周波磁界が発生し、電磁誘導による渦電流のために前記炊飯鍋５外面の前記非磁性金属層８、前記磁性金属層６が加熱される。前記非磁性金属層８、前記磁性金属層６で発生した熱は、前記炊飯鍋５内面の前記金属層７を伝導し、水及び米が加熱される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成において、経年変化によって前記炊飯鍋５の最外面の前記非磁性金属層８が削れる場合や、使用者が前記非磁性金属層８のない前記炊飯鍋５を誤って使用する場合がある。その場合、前記磁性金属層６が前記炊飯鍋５外面に露出し、前記加熱コイル４から見たインダクタンスが増加するため、前記スイッチング素子２の導通時間が長くなり、前記高周波インバータ１の動作周波数が低下する。前記炊飯鍋５は固有振動周波数を持っているため、前記高周波インバータ１の動作周波数が、前記炊飯鍋５固有振動周波数または高次周波数に合致すると、前記炊飯鍋５が共鳴し、大きな音を発する。これを便宜上、鍋鳴りと呼ぶ。また、前記高周波インバータ１の動作周波数が、可聴周波数域に達すると、前記高周波インバータ１動作周波数の音が聞こえるため、使用上問題である。
【０００７】そこで本発明は、上記従来の課題を解決するもので、高周波インバータの制御により、高周波インバータ動作周波数の低下を抑え、鍋鳴りをなくした誘導加熱式炊飯器を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【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、高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋とを有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、前記スイッチング素子の導通時間に上限を設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋とを有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、前記スイッチング素子の導通時間に上限を設けた誘導加熱式炊飯器とするものである。当該構成によれば、前記スイッチング素子の導通時間がある一定以上に長くならないため、周波数の低下を抑え、鍋鳴りをなくした誘導加熱式炊飯器を提供することが出来る。
【００１０】請求項２記載の発明は、高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋とを有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、前記スイッチング素子の電圧に上限を設けた誘導加熱式炊飯器とするものである。当該構成によれば、前記スイッチング素子の導通時間が長くなることによる電圧上昇を抑えるため、前記スイッチング素子の導通時間はある一定以上に長くならず、上記第１の手段と同様の効果が得られる。
【００１１】請求項３記載の発明は、高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、磁界周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、磁界周波数により前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器とするものである。
【００１２】請求項４記載の発明は、高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、電圧周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、電圧周波数により前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器とするものである。
【００１３】請求項５記載の発明は、高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、電流周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、電流周波数により前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器とするものである。
【００１４】請求項６記載の発明は、高周波インバータと、前記高周波インバータに含まれたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の導通、遮断を制御する制御回路と、前記高周波インバータに接続された誘導加熱コイルと、外面に非磁性金属層を持つ炊飯鍋と、前記制御回路に含まれる駆動信号発生回路と、駆動信号周波数測定装置を有し、前記高周波インバータの動作周波数が炊飯鍋の固有振動周波数または高次周波数に合致するのを回避すべく、前記スイッチング素子の導通時間、遮断時間等により前記制御回路が前記高周波インバータの動作周波数を推定し、前記スイッチング素子の導通時間を制御する誘導加熱式炊飯器とするものである。
【００１５】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しながら説明する。図１において、９は高周波インバータ、１０は前記高周波インバータ９に含まれるスイッチング素子、１１は前記スイッチング素子１０の導通、遮断を制御する制御回路、１２は前記高周波インバータ９に接続された誘導加熱コイル、１３は炊飯鍋で構成される。
【００１６】前記スイッチング素子１０は、前記制御回路１１によって、導通時間に上限を設けられている。
【００１７】前記炊飯鍋１３は、最外面が非磁性金属層１４、その内面に磁性金属層１５、最内面に良熱伝導性を持つ金属層１６で構成されている。
【００１８】図２は、前記スイッチング素子１０の電圧、電流、駆動信号をそれぞれ示している。
【００１９】前記高周波インバータ９により供給された高周波電流によって前記誘導加熱コイル１２からは高周波磁界が発生し、電磁誘導による渦電流のために前記炊飯鍋１３外面の前記非磁性金属層１４、前記磁性金属層１５が加熱される。前記非磁性金属層１４、前記磁性金属層１５で発生した熱は、前記炊飯鍋１３内面の前記金属層１６を伝導する。
【００２０】上記の構成において、前記炊飯鍋１３は、経年変化により最外面の前記非磁性金属層１４が削れる場合や、使用者が前記非磁性金属層１４のない前記炊飯鍋１３を誤って使用する場合がある。その場合、前記磁性金属層１５が前記炊飯鍋１３外面に露出し、前記加熱コイル１２から見たインダクタンスが増加するため、前記高周波インバータ９の動作周波数が低下する。しかしながら、図２に示す、前記スイッチング素子１０の導通時間には上限が設定されているため、動作周波数はある一定以下にはならない。その結果、前記スイッチング素子１０の導通時間の上限設定により、鍋鳴りをなくすことが出来る。
【００２１】（実施例２）また、本発明の第２の実施例は、本発明の第１の実施例における前記スイッチング素子１０導通時間上限設定の代わりに、前記スイッチング素子１０電圧に上限を設定するものである。
【００２２】上記構成において、経年変化等により前記磁性金属層１４が前記炊飯鍋１３外面に露出した場合、前記加熱コイル１２から見たインダクタンスが増加するため、前記スイッチング素子１０電圧ピークが上昇し、前記高周波インバータ９の動作周波数が低下する。スイッチング素子１０の電圧が上限に達した場合、前記スイッチング素子１０導通時間はそれ以上に長くならないため、前記高周波インバータ９の動作周波数低下を抑えることが出来る。従って、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００２３】（実施例３）次に本発明の第３の実施例について図面を参照しながら説明する。図３において、１７は高周波インバータ、１８は前記高周波インバータ１７に含まれるスイッチング素子、１９は前記スイッチング素子１８の導通、遮断を制御する制御回路、２０は前記高周波インバータ１７に接続された誘導加熱コイル、２１は炊飯鍋、２２は磁界周波数測定装置で構成される。
【００２４】前記磁界周波数測定装置２２は、前記誘導加熱コイル２０等から発生する高周波磁界を測定し、前記高周波インバータ１７の動作周波数を検知するものである。
【００２５】上記構成において、前記磁界周波数測定装置２２の周波数測定結果を元に、前記制御回路１９が前記スイッチング素子１８の導通時間を制御することにより、前記高周波インバータ１７の動作周波数低下を抑えることが出来る。従って、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００２６】（実施例４）次に本発明の第４の実施例について図面を参照しながら説明する。図４において、２３は高周波インバータ、２４は前記高周波インバータ２３に含まれるスイッチング素子、２５は前記スイッチング素子２４の導通、遮断を制御する制御回路、２６は前記高周波インバータ２３に接続された誘導加熱コイル、２７は炊飯鍋、２８は電圧周波数測定装置で構成される。
【００２７】前記電圧周波数測定装置２８は、前記スイッチング素子２４電圧等を測定し、前記高周波インバータ２３の動作周波数を検知するものである。
【００２８】上記構成において、前記電圧周波数測定装置２８の周波数測定結果を元に、前記制御回路２５が前記スイッチング素子２４の導通時間を制御することにより、前記高周波インバータ２３の動作周波数低下を抑えることが出来る。従って、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００２９】なお、本実施例においては、一例としてスイッチング素子電圧を測定する構成を示したが、これに限るものではなく、高周波インバータ動作周波数と同じ周波数で変動する電圧であればよい。
【００３０】（実施例５）次に本発明の第５の実施例について図面を参照しながら説明する。図５において、２９は高周波インバータ、３０は前記高周波インバータ２９に含まれるスイッチング素子、３１は前記スイッチング素子３０の導通、遮断を制御する制御回路、３２は前記高周波インバータ２９に接続された誘導加熱コイル、３３は炊飯鍋、３４は電流周波数測定装置で構成される。
【００３１】前記電流周波数測定装置３４は、前記スイッチング素子３０電流等を測定し、前記高周波インバータ２９の動作周波数を検知するものである。
【００３２】上記構成において、前記電流周波数測定装置３４の周波数測定結果を元に、前記制御回路３１が前記スイッチング素子３０の導通時間を制御することにより、前記高周波インバータ２９の動作周波数低下を抑えることが出来る。従って、上記実施例１と同様の効果が得られる。なお、本実施例においては、一例としてスイッチング素子電流を測定する構成を示したが、これに限るものではなく、高周波インバータ動作周波数と同じ周波数で変動する電流であればよい。
【００３３】（実施例６）次に本発明の第６の実施例について図面を参照しながら説明する。図６において、３５は高周波インバータ、３６は前記高周波インバータ３５に含まれるスイッチング素子、３７は前記スイッチング素子３６の導通、遮断を制御する制御回路、３８は前記高周波インバータ３５に接続された誘導加熱コイル、３９は炊飯鍋で構成される。
【００３４】前記制御回路３７は、前記スイッチング素子３６駆動信号発生回路４０と、前記スイッチング素子３６駆動信号周波数測定装置４１から構成される。
【００３５】上記構成において、前記制御回路３７は、前記スイッチング素子３６駆動信号周波数により、前記高周波インバータ３５動作周波数を測定し、前記スイッチング素子３６の導通時間を制御することにより、前記高周波インバータ３５の動作周波数低下を抑えることが出来る。従って、上記実施例１と同様の効果が得られる。
【００３６】なお、本実施例においては、一例としてスイッチング素子駆動信号周波数を測定する構成を示したが、これに限るものではなく、スイッチング素子の導通時間、または遮断時間のみから高周波インバータ動作周波数を推定する構成であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スイッチング素子の導通時間等に上限を設けことにより、炊飯鍋外面に形成された非磁性金属層が削れた場合などに生じる高周波インバータの動作周波数低下を抑えることができ、鍋鳴りの生じない誘導加熱式炊飯器を提供することが出来る。
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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１２年５月２９日（２０００．５．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３３３８５６（Ｐ２００１−３３３８５６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１２月４日（２００１．１２．４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１５７７４９（Ｐ２０００−１５７７４９） |
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