| 【発明の名称】 |
炊飯器 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐藤 慎一
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】インバータ回路により高周波電力に変換し、加熱コイルにより内鍋を誘導加熱する炊飯器において、容易な調整にて回路定数のばらつき等による電力の変動要因を取り除き、電源電圧が変化した場合でも安定した性能を得る。
【解決手段】調理物を入れる内鍋１９を加熱コイル２０に高周波電力を加えて誘導加熱するとともに、内鍋１９内の調理物の温度を温度検知手段２１により検知する。商用電源２２より供給される電流を測定する電流検知手段２５より得られる値を基に、電流制御手段２６により電流が所定の電流値になるように制御し、電源電圧検知手段２７により電源電圧を測定し、電力制御手段２８により電源電圧が所定の電圧値より高くなった分だけ電源電流を下げることによって電力を一定に制御し、所定の電圧値を変化させる電圧変化手段３０の所定の電圧値をどのくらい変化させるかを入力手段２９により入力するよう構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 調理物を入れる内鍋と、前記内鍋内の調理物の温度を検知する温度検知手段と、前記内鍋を誘導加熱する加熱コイルと、商用電源を整流して得られる直流電源と、前記直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、商用電源より供給される電流を測定する電流検知手段と、前記電流検知手段より得られる値を基に電流が所定の電流値になるように制御する電流制御手段と、電源電圧を測定する電源電圧検知手段と、電源電圧が所定の電圧値より高くなった分だけ電源電流を下げることによって電力を一定に制御する電力制御手段と、前記所定の電圧値を変化させる電圧変化手段と、前記所定の電圧値をどのくらい変化させるかを入力する入力手段とを備えた炊飯器。
【請求項２】 電源電圧検知手段の検知値を表示する表示手段を付加した請求項１記載の炊飯器。
【請求項３】 入力手段は、スイッチにより入力するようにした請求項１記載の炊飯器。
【請求項４】 電気信号が入力できるように端子接続部を設け、入力手段は前記端子接続部からの電気信号を入力するようにした請求項１記載の炊飯器。
【請求項５】 無線信号受信手段を設け、入力手段は前記無線信号受信手段からの無線信号を入力するようにした請求項１記載の炊飯器。
【請求項６】 内鍋に水を入れて加熱し沸騰させる加熱テストモードを有し、電源電圧が電力制御手段が使用する所定の電圧より高い場合の加熱テストモードにおける水の温度上昇時間より加熱の強さを判断し、その結果より前記電力制御手段が使用する所定の電圧値を変化させる電圧補正手段を付加した請求項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、インバータ回路により高周波電力に変換し、加熱コイルにより内鍋を誘導加熱する炊飯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、調理性能がよく、さらに効率的に製造できる炊飯器が求められている。
【０００３】従来、この種の炊飯器は図９に示すように構成していた。以下、図９に基づいて説明する。
【０００４】図９に示すように、内鍋１は、調理物を入れ、加熱コイル２により電磁誘導加熱（以下、ＩＨとする）される。商用電源３はダイオードブリッジ４に交流を供給し、ダイオードブリッジ４によって整流される。平滑コンデンサ５、共振コンデンサ６、スイッチング素子７、加熱コイル２よりなるインバータ回路により、ＩＨのための高周波電力を発生させる。
【０００５】電力値の制御は電源電流を制御することにより行っている。まず、カレントトランス８の１次側に電源電流を入力し、カレントトランス８の２次側の出力値を抵抗によって分圧し、ダイオードブリッジ９によって整流し、コンデンサ１０によって平滑し、コンパレータ１１のプラス入力端子に入力させる。コンパレータ１１はこの入力値をマイナス入力端子に入力されている所定電圧との比較を行い、入力値が所定電圧より小さければロー出力、大きければハイ出力を行う。
【０００６】ＩＣ１２、ＩＣ１３はコンパレータ１１がロー出力ならば、電源電流を大きくし、ハイ出力ならば電源電流を小さくするように制御を行うように電源電流が一定になるようＩＨの制御を行う。
【０００７】電源電圧検知は、商用電源３からダイオード１４によって半波整流を行い、可変抵抗１５等の抵抗で分圧し、トランジスタ１６を介して、コンデンサ１７にて平滑し、マイクロコンピュータ１８に入力される。
【０００８】電源電圧が高くなると、電力は当然、その分大きくなるが、電力が大きくなるとふきこぼれが発生し、ご飯の焦げが強くなるなどの調理性能面での問題があるため、電源電圧が高くなった場合は、その分電源電流値を下げることにより電力を一定に保つといった処理を行っている。
【０００９】例えば、電力が１２００Ｗの炊飯器の場合、電源電圧が１００Ｖのときは電源電流を１２．０Ａとして電力を１２００Ｗとしているが、電源電圧が１１０Ｖとマイクロコンピュータ１８が検知したときは、マイクロコンピュータ１８はコンパレータ１１のマイナス端子側電圧をＤＡ出力によって変化させ、電源電流を１０．９Ａと小さくし、１１０Ｖ×１０．９Ａ＝１１９９Ｗと電力がほぼ一定になるような処理を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の炊飯器で、電源電圧によって電源電流値を変えて電力を一定にするという処理を行う炊飯器の場合、ある程度、電源電圧を正確に検知する必要があるが、ノイズや回路定数のばらつき等によりマイクロコンピュータ１８への入力値が変動するため、可変抵抗１５の抵抗値を調整することによりその変動を抑え、精度を確保することを行っていた。
【００１１】しかしながら、炊飯器の製造上、可変抵抗１５の調整は手間のかかるものであり、より効率的な調整方法が待たれていた。
【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもので、容易な調整にて回路定数のばらつき等による電力の変動要因を取り除くことができる製造しやすい、電源電圧が変化した場合でも安定した性能の炊飯器を得ることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するために、調理物を入れる内鍋を加熱コイルにより誘導加熱するとともに、内鍋内の調理物の温度を温度検知手段により検知し、商用電源を整流して得られる直流電源をインバータ回路により高周波電力に変換し、商用電源より供給される電流を測定する電流検知手段より得られる値を基に、電流制御手段により電流が所定の電流値になるように制御し、電源電圧検知手段により電源電圧を測定し、電力制御手段により電源電圧が所定の電圧値より高くなった分だけ電源電流を下げることによって電力を一定に制御し、所定の電圧値を変化させる電圧変化手段の所定の電圧値をどのくらい変化させるかを入力手段により入力するよう構成したものである。
【００１４】これにより、容易な調整にて回路定数のばらつき等による電力の変動要因を取り除くことができ、製造しやすく、電源電圧が変化した場合でも安定した性能の炊飯器を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、調理物を入れる内鍋と、前記内鍋内の調理物の温度を検知する温度検知手段と、前記内鍋を誘導加熱する加熱コイルと、商用電源を整流して得られる直流電源と、前記直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、商用電源より供給される電流を測定する電流検知手段と、前記電流検知手段より得られる値を基に電流が所定の電流値になるように制御する電流制御手段と、電源電圧を測定する電源電圧検知手段と、電源電圧が所定の電圧値より高くなった分だけ電源電流を下げることによって電力を一定に制御する電力制御手段と、前記所定の電圧値を変化させる電圧変化手段と、前記所定の電圧値をどのくらい変化させるかを入力する入力手段とを備えたものであり、電力制御手段は電源電圧が所定の電圧より高くなった分だけ電源電流を下げることによって電力を一定に保つ動作を行うが、例えば商用電源から交流１１０Ｖを印加した場合に交流１００Ｖが印加された場合の電力と同じするためには交流１０Ｖ分だけ電源電流を下げなくてはならない。
【００１６】しかし、もし回路定数のばらつきなどで交流１１０Ｖを印加した場合に１０９Ｖと電源電圧検知手段が検知した場合、電力補正が正常に働かず、電力値が異常な値を示してしまうことがあり、このような場合は、入力手段からの入力により電圧変化手段によって電力制御手段の所定の電圧値を変化させる（この場合は交流１Ｖ分だけ低くする）ことによって電力値が正常な値を示すように調整するように回路定数のばらつきを吸収することができ、容易に調整することができる。
【００１７】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、電源電圧検知手段の検知値を表示する表示手段を付加したものであり、電源電圧検知手段の検知値を見ながら調整することができ、より容易に調整することができる。
【００１８】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、入力手段は、スイッチにより入力するようにしたものであり、入力手段としてキー入力により入力することで、外部からキー入力によって電力制御手段の使用する所定の電圧値を可変することができ、容易に調整することができる。
【００１９】請求項４に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、電気信号が入力できるように端子接続部を設け、入力手段は前記端子接続部からの電気信号を入力するようにしたものであり、電気信号が入力できる端子接続部を設けることにより、外部から設備よりの電気信号によって電力制御手段の使用する所定の電圧値を可変することができ、容易に調整することができる。
【００２０】請求項５に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、無線信号受信手段を設け、入力手段は前記無線信号受信手段からの無線信号を入力するようにしたものであり、無線信号受信手段を設けることにより、外部から無線信号により電力制御手段の使用する所定の電圧値を可変することができ、容易に調整することができる。
【００２１】請求項６に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、内鍋に水を入れて加熱し沸騰させる加熱テストモードを有し、電源電圧が電力制御手段が使用する所定の電圧より高い場合の加熱テストモードにおける水の温度上昇時間より加熱の強さを判断し、その結果より前記電力制御手段が使用する所定の電圧値を変化させる電圧補正手段を付加したものであり、水の温度上昇時間より電源電圧が電力制御手段が使用する所定の電圧より高い場合の加熱の強さを判断して、その結果より電源電圧検知手段が正確に電源電圧を検知しているか、あるいは回路定数のばらつき等で正確に検知していないので電力値が規格内の値になっていないかを判断し、電圧補正手段により使用する所定の電圧値を変化させることにより、電力値の調整ばらつきなどによる電力値の変動を補正することができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】（実施例１）図１に示すように、内鍋１９は、調理物を入れ、加熱コイル２０によって誘導加熱する。内鍋１９内の調理物の温度は、温度検知手段２１によって検知される。商用電源２２から供給される交流電圧を整流して直流電源２３を得て、インバータ回路２４に直流電圧を供給し、ＩＨのための高周波電力を発生させる。
【００２４】電流検知手段２５は電源電流を検知し、検知した電流値より電流制御手段２６により電源電流が所定の値に一定になるようにインバータ回路２４の制御を行うことによって、電力値の制御を行っている。電源電圧検知手段２７は商用電源２２から供給される電源電圧を検知し、電力制御手段２８はは電源電圧が所定の電圧より高くなった分だけ電源電流を下げることによって電力を一定に保つ動作を行う。
【００２５】回路定数のばらつき等で電源電圧検知手段２７の検知値が正常値よりずれていた場合、電力制御手段２８による電力補正が正常に働かず、電力値が異常な値を示してしまうことがあり、このような場合は、入力手段２９からの入力により電圧変化手段３０によって電力制御手段２８の所定の電圧値を変化させることによって電力値が正常な値を示すように調整するようにして、容易に回路定数のばらつき等によるずれを吸収することができる。
【００２６】また、その調整の際、表示手段３１に電源電圧検知手段２７の検知値を表示することにより、電源電圧検知手段２７の検知値を見ながら調整ができるので、調整がさらに容易になる。
【００２７】図２は、具体回路図であり、図２において、内鍋１９内に調理物を入れ、加熱コイル２０により誘導加熱される。サーミスタ３２は温度検知手段２１を構成するもので、このサーミスタ３２と抵抗の分圧をマイクロコンピュータ３３のＡＤ入力に入力することにより、内鍋１９内の調理物の温度を検知する。商用電源２２から交流電圧が供給され、ダイオードブリッジ３４によって整流し、直流電源２３を得ている。
【００２８】インバータ回路２４は、平滑コンデンサ３５、共振コンデンサ３６、スイッチング素子３７、加熱コイル２０で構成しており、このインバータ回路２４により、ＩＨのための高周波電力を発生させる。
【００２９】カレントトランス３８は、電流検知手段２５を構成し、その１次側に電源電流が入力され、カレントトランス３８の２次側の出力値を抵抗によって分圧し、ダイオードブリッジ３９によって整流し、コンデンサ４０によって平滑し、コンパレータ４１のプラス入力端子に入力する。コンパレータ４１は前記入力値とマイナス入力端子に入力されている電圧とを比較し、プラス入力端子側の入力値がマイナス入力端子側より大きければハイ出力、小さければロー出力を行う。
【００３０】ＩＣ４２、ＩＣ４３はコンパレータ４１がロー出力ならば電源電流を大きくし、ハイ出力ならば電源電流を小さくするように制御を行うように電源電流が一定になるようＩＨの制御を行う。
【００３１】電源電圧の検知は、商用電源２２からダイオード４４によって半波整流を行い、抵抗で分圧し、トランジスタ４５を介してコンデンサ４６にて平滑し、マイクロコンピュータ３３に入力される。マイクロコンピュータ３３は、電源電圧が高くなった場合は、その分電源電流値を下げることにより電力を一定に保つ処理を行っている。液晶表示素子４７は表示手段３１を構成するものである。
【００３２】上記構成において動作を説明する。まず、回路定数のばらつきがない場合の動作を考えてみると、電源電圧が１００Ｖの場合、マイクロコンピュータ３３にＶ１なる電圧が入力され、電源電圧が１１０Ｖのときにマイクロコンピュータ３３にＶ２なる電圧が入力されるとすると、電力を一定に保つためには、電源電圧が１１０Ｖのときの電源電流を（Ｖ２−Ｖ１）分だけ小さくする動作を行う。
【００３３】しかし、もし、例えば回路定数のばらつき等により電源電圧１１０Ｖのときに入力される電圧がＶ２＋αになった場合、（Ｖ２＋α−Ｖ１）分電源電流を小さくするという処理を行ってしまい、実際に必要な（Ｖ２−Ｖ１）分だけ小さい電源電流とずれを生じてしまうことが起こってしまう。
【００３４】そこで、１１０Ｖの際の電力値を見ながら、Ｖ１をＶ１＋αにするという調整を行うことにより、１１０Ｖのときの電力値も（Ｖ２＋α−Ｖ１−α）＝（Ｖ２−Ｖ１）となることにより、回路定数のばらつき等によるずれをなくすことができる。
【００３５】なお、液晶表示素子４７に、マイクロコンピュータ３３への電源電圧入力値を表示することにより、マイクロコンピュータ３３の入力値を見ながら調整が可能になり、より調整しやすくなる。
【００３６】（実施例２）図３に示すように、スイッチ４８、４９は、入力手段２９を構成するもので、スイッチ４８、４９により、電力制御手段２８として使用する所定の電圧値をどのくらい変化させるかを入力するようにしている。他の構成は上記実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】上記構成において動作を説明する。スイッチ４８からの入力によりマイクロコンピュータ３３が電力制御手段２８として使用する所定の電圧を高くし、スイッチ４９からの入力により低くするようにして調整を行うことができる。入力手段２９にスイッチ４８、スイッチ４９を使用することにより、外部からのスイッチの入力によって調整を容易にすることができる。
【００３８】（実施例３）図４に示すように、端子接続部５０、５１は、入力手段２９を構成するもので、電気信号を入力するようにしている。図５に示すように、基板５２上に端子接続部５０を取り付け、端子接続部５０の上に小さな穴があいており、その穴から調整用設備５３より出ている針状の調整用入力端子５４を入れ、端子接続部５０に接触させることにより、端子接続部５０に電気信号を入力できるようにしている。他の構成は上記実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】上記構成において動作を説明する。端子接続部５０からの入力によりマイクロコンピュータ３３が電力制御手段２８として使用する所定の電圧を高くし、端子接続部５１からの入力により低くするようにして調整を行うことができる。
【００４０】このように入力手段２９に端子接続部５０、５１を使用することにより、外部からの電気信号入力によって、設備を使用しての調整を容易にできる。
【００４１】（実施例４）図６に示すように、無線用アンテナ５５、無線用ＩＣ５６は、無線信号受信手段を構成するもので、無線信号を入力するようにしている。他の構成は上記実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】上記構成において動作を説明する。アンテナ５５からの信号によりマイクロコンピュータ３３が電力制御手段２８として使用する所定の電圧を高くしたり、低くしたりすることで、調整を行うことができる。入力手段に無線を使用することにより外部からの調整が容易にできる。
【００４３】（実施例５）図７に示すように、電圧補正手段５７は、電力制御手段２８の使用する所定の電圧値を補正するもので、電力制御手段２８が使用する所定の電圧より大きい電圧において、内鍋１９内に水を入れ、加熱して沸騰させる加熱テストモードで動作させ、そのときの水の温度上昇を温度検知手段２１によって測定し、その結果から電力制御手段２８の使用する所定の電圧値を補正するようにしている。他の構成は上記実施例１と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】上記構成において動作を説明する。図８は、電力制御手段２８が使用する所定の電圧より大きい電圧における水の沸騰の際の温度グラフの例であり、ちょうどよい電力の場合はＢのような曲線を示すが、電力が大きすぎる場合は早く沸騰するのでＡのような曲線を示し、電力が小さすぎる場合は沸騰するのに時間がかかるのでＣのような曲線を示す。よってＡやＣのような場合は、電圧補正手段５７により電力制御手段２８の使用する所定の電圧を変化させることにより、ちょうどよい電力を実現する。なお、補正幅は沸騰にかかった時間によって判断する。
【００４５】なお、本実施例においては、１つの温度検知手段で行ったが複数の温度検知手段を用いて温度上昇の時間をはかることによっても同様な効果が得られることはいうまでもない。
【００４６】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、調理物を入れる内鍋と、前記内鍋内の調理物の温度を検知する温度検知手段と、前記内鍋を誘導加熱する加熱コイルと、商用電源を整流して得られる直流電源と、前記直流電源を高周波電力に変換するインバータ回路と、商用電源より供給される電流を測定する電流検知手段と、前記電流検知手段より得られる値を基に電流が所定の電流値になるように制御する電流制御手段と、電源電圧を測定する電源電圧検知手段と、電源電圧が所定の電圧値より高くなった分だけ電源電流を下げることによって電力を一定に制御する電力制御手段と、前記所定の電圧値を変化させる電圧変化手段と、前記所定の電圧値をどのくらい変化させるかを入力する入力手段とを備えたから、容易な調整にて回路定数のばらつきなどによる電力の変動要因を取り除くことができるので、製造しやすく、電源電圧が変化した場合でも安定した性能の炊飯器を得ることができる。
【００４７】また、請求項２に記載の発明によれば、電源電圧検知手段の検知値を表示する表示手段を付加したから、電源電圧検知手段の検知値を見ながら調整することができ、より容易に調整することができる。
【００４８】また、請求項３に記載の発明によれば、入力手段は、スイッチにより入力するようにしたから、入力手段としてキー入力により入力することで、外部からキー入力によって電力制御手段の使用する所定の電圧値を可変することができ、容易に調整することができる。
【００４９】また、請求項４に記載の発明によれば、電気信号が入力できるように端子接続部を設け、入力手段は前記端子接続部からの電気信号を入力するようにしたから、電気信号が入力できる端子接続部を設けることにより、外部から電気信号によって電力制御手段の使用する所定の電圧値を可変することができ、容易に調整することができる。
【００５０】また、請求項５に記載の発明によれば、無線信号受信手段を設け、入力手段は前記無線信号受信手段からの無線信号を入力するようにしたから、外部から無線信号により電力制御手段の使用する所定の電圧値を可変することができ、容易に調整することができる。
【００５１】また、請求項６に記載の発明によれば、内鍋に水を入れて加熱し沸騰させる加熱テストモードを有し、電源電圧が電力制御手段が使用する所定の電圧より高い場合の加熱テストモードにおける水の温度上昇時間より加熱の強さを判断し、その結果より前記電力制御手段が使用する所定の電圧値を変化させる電圧補正手段を付加したから、水の温度上昇時間より、自動的に回路定数のばらつきや電力値の調整ばらつきなどによる電力値の変動を補正することができ、製造しやすく、電源電圧が変化した場合でも安定した性能の炊飯器を得ることができる。
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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
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
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| 【出願日】 |
平成１４年５月１４日（２００２．５．１４） |
| 【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２００３−３２５３２９（Ｐ２００３−３２５３２９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１１月１８日（２００３．１１．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１３８１６８（Ｐ２００２−１３８１６８） |
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