加熱調理器
【課題】加熱調理器の高さを大型化することなく、誘導加熱コイルと電源基板の冷却効率を向上させることのできる加熱調理器を得る。
【解決手段】炊飯器本体１と、内釜２と、誘導加熱コイル８と、商用電源を整流するダイオードブリッジ２１、及び少なくとも一つのスイッチング素子２２のオン・オフによりダイオードブリッジ２１の出力を交流電力に変換して誘導加熱コイル８に供給するインバーター回路２６が実装された電源基板２０と、炊飯器本体１内に設けられた冷却ファン１４と、炊飯器本体１に設けられた吸気口１２及び排気口１３とを備え、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、電源基板２０は誘導加熱コイル８の下方に配置され、冷却ファン１４の駆動により生じる冷却風で電源基板２０と誘導加熱コイル８とを冷却する。
【解決手段】炊飯器本体１と、内釜２と、誘導加熱コイル８と、商用電源を整流するダイオードブリッジ２１、及び少なくとも一つのスイッチング素子２２のオン・オフによりダイオードブリッジ２１の出力を交流電力に変換して誘導加熱コイル８に供給するインバーター回路２６が実装された電源基板２０と、炊飯器本体１内に設けられた冷却ファン１４と、炊飯器本体１に設けられた吸気口１２及び排気口１３とを備え、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、電源基板２０は誘導加熱コイル８の下方に配置され、冷却ファン１４の駆動により生じる冷却風で電源基板２０と誘導加熱コイル８とを冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱手段を備えた加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、「加熱コイルを制御するインバーター回路と放熱フィンを搭載した制御基板と、炊飯操作するための操作基板とを有し、前記制御基板と操作基板を基板ベースにより一体化するとともに前記制御基板を略垂直にして炊飯器本体前面に取り付け」た炊飯器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０１４８号公報（第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
誘導加熱調理器に設けられている誘導加熱コイルと電源基板（制御基板）は、加熱中の発熱量が大きい。したがって、電源基板には大型の放熱フィンを設けるとともに、誘導加熱コイルと電源基板とを効果的に冷却するための冷却風を供給する冷却ファンを設けるのが通常である。
【０００５】
従来の誘導加熱調理器は、誘導加熱コイルを加熱調理器本体の下方に備える一方で、電源基板を加熱調理器本体の前面に備えているため、電源基板と誘導加熱コイルのそれぞれを冷却するための冷却風路を２つ設ける必要がある。
したがって、例えば電源基板と誘導加熱コイルのそれぞれに冷却ファンを設けた場合には、部品点数が増加して製造コストが高くなるとともに、冷却ファンの駆動に要するエネルギー量が増加してしまう。
また、例えば一つの冷却ファンにより誘導加熱コイルと電源基板を冷却する場合には、冷却ファンからの冷却風を両者に供給するための２系統の冷却風路を設ける必要がある。ここで、一般的にＳｉ（ケイ素）半導体を備える電源基板は、誘導加熱コイルよりも発熱量が大きいため、電源基板の方により多量の冷却風が必要となり、誘導加熱コイルに供給する冷却風量は相対的に小さくなる。このため、例えば誘導加熱コイルとして耐熱温度の高いものにすれば、コストが高くなってしまう。また、誘導加熱コイルの高温化を抑えるために供給電力を制限すれば、調理容器の加熱温度が低くなってしまう。
【０００６】
また、電源基板を加熱調理器本体の前面ではなく、誘導加熱コイルの下方に配置することもできる。このようにすれば、加熱調理器本体を載置する際の専有面積は小さくすることができる。しかし、電源基板に取り付けられる放熱フィンの高さの分だけ加熱調理器の高さが高くなってしまう。特に、誘導加熱コイルの近傍は雰囲気温度が高い上に、電源基板に用いられるＳｉ半導体の温度限度は１５０℃度程度であるので、大型の放熱フィンを設ける必要があり、加熱調理器の高さの大型化につながっていた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、加熱調理器の高さを大型化することなく、誘導加熱コイルと電源基板の冷却効率を向上させることのできる加熱調理器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る加熱調理器は、加熱調理器本体と、上面が開口し、前記加熱調理器本体内に収容される調理容器と、前記加熱調理器本体に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、商用電源を整流する整流回路、及び少なくとも一つのスイッチング素子のオン・オフにより前記整流回路の出力を交流電力に変換して前記誘導加熱コイルに供給するインバーター回路が実装された電源基板と、前記加熱調理器本体内に設けられた冷却ファンと、前記加熱調理器本体に設けられた吸気口及び排気口とを備え、前記整流回路の整流素子及び前記インバーター回路のスイッチング素子のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、前記電源基板は前記誘導加熱コイルの下方に配置され、前記冷却ファンの駆動により生じる冷却風で前記電源基板と前記誘導加熱コイルとを冷却するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る誘導加熱調理器は、電源基板の半導体素子としてワイドバンドギャップ半導体を用い、この電源基板を誘導加熱コイルの下方に配置した。電源基板に耐熱温度の高いワイドバンドギャップ半導体を用いたので放熱フィンを小型化でき、電源基板を誘導加熱コイルの下方に配置しても加熱調理器本体の高さの大型化を抑制できる。また、誘導加熱コイルの下方に電源基板を配置したので、両者を冷却する冷却風路を集約でき、冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る炊飯器の外観図である。
【図２】実施の形態１に係る炊飯器の断面模式図である。
【図３】実施の形態１に係る炊飯器の主要部のブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る炊飯器の断面模式図である。
【図５】実施の形態３に係る炊飯器の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態１では、炊飯器に本発明を適用した場合を例に説明する。
図１は実施の形態１に係る炊飯器１００の外観図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。図２は実施の形態１に係る炊飯器１００の断面模式図、図３は実施の形態１に係る炊飯器１００の主要部のブロック図である。なお、以降の説明において、図１の紙面左側を炊飯器の前面側、紙面右側を炊飯器の背面側として説明する場合がある。
【００１２】
炊飯器１００は、上部に開口部を有する炊飯器本体１と、有底筒状で上面が開口した調理容器であり炊飯器本体１に着脱可能に収容される内釜２と、炊飯器本体１の背面側上部にヒンジ部３により開閉自在に取り付けられた外蓋４と、外蓋４の内側に着脱可能に取り付けられた内蓋５とを備える。炊飯器本体１の上部には、炊飯器１００を持ち運ぶためのハンドル１０が起倒自在に取り付けられている。炊飯器本体１の底面には底板１１が設けられている。
【００１３】
炊飯器本体１の内側には、外面に胴ヒーターが貼り付けられた略円筒形状の金属製の側枠６と、側枠６の下方に設置された略深皿状の底枠７とを備える。底枠７の底部及びコーナー部の下面には、誘導加熱手段である誘導加熱コイル８が設けられている。また、底枠７のほぼ中央には、内釜２の底面に接触して内釜２の温度を検出する温度センサー９を備えている。
【００１４】
誘導加熱コイル８は、複数の線材を撚り合わせたものを渦巻状に巻き回して構成されている。誘導加熱コイル８は、後述する電源基板２０により高周波電力を供給され、これにより発生する磁界で内釜２を加熱し、内釜２内に入れられた米や水などの被調理物を加熱する。誘導加熱コイル８は、平面視で炊飯器本体１の前後左右ほぼ中央に配置されている。
【００１５】
炊飯器本体１の背面側の空間には、電源接続用のコードリール１６が収納されている。コードリール１６には、先端にプラグ１８を備えた電源コード１７が巻き取られている。コードリール１６に巻き取られた電源コード１７のプラグ１８は、炊飯器本体１の背面に形成されたコード引き出し口（図示せず）から露出しており、プラグ１８をコンセントに接続する際にはプラグ１８をコード引き出し口から引き出すことができる。コードリール１６は、本実施の形態１では、縦置き状態で設置されており、電源コード１７はコードリール１６に垂直方向に巻き取られている。
【００１６】
外蓋４の上面手前側には、炊飯ボタン等の各種操作ボタンを備えた操作パネル３０が設けられている。外蓋４の内部には基板室３４が区画形成されており、この基板室３４内に操作パネル３０の各種スイッチや液晶パネル３１が実装された操作基板３２が配設されている。操作基板３２は、操作パネル３０からの入力に基づいて後述する電源基板２０に制御信号を出力するとともに、液晶パネル３１に炊飯器１００の動作状態等を表示させる。なお、操作基板３２を構成する回路は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、ＣＰＵやマイコン等の演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。
【００１７】
電源基板２０は、商用電源を高周波電力に変換して誘導加熱コイル８に供給するための回路が実装されたものである。図３に示すように、電源基板２０は、整流回路を構成するダイオードブリッジ２１と、平滑回路を構成するチョークコイル２３及び平滑コンデンサ２４と、誘導加熱コイル８に並列に接続された共振コンデンサ２５と、インバーター回路２６を構成するスイッチング素子２２及びスイッチング素子２２に逆方向に並列に接続されたダイオード２９と、電源回路２７と、インバーター駆動回路２８が実装されている。なお、図３では一つのスイッチング素子２２を示しているが、スイッチング素子の数を限定するものではない。また、半導体スイッチング素子２２と、ダイオード２９をそれぞれ実装するものとして説明をしているが、半導体スイッチング素子２２とダイオード２９とをワンパッケージにしたものを用いてもよい。インバーター駆動回路２８は、操作基板３２からの制御信号に基づいてスイッチング素子２２をオン・オフ動作させ、これにより商用電源の出力を所定周波数の交流電力に変換する。また、電源基板２０には、後述する冷却ファン１４を駆動する冷却ファン駆動回路１５が実装されている。
【００１８】
本実施の形態１では、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドからなるワイドバンドギャップ半導体で構成されている。
【００１９】
また、ダイオードブリッジ２１とスイッチング素子２２には、放熱フィン５０が取り付けられている。上述のようにダイオードブリッジ２１とスイッチング素子２２はワイドバンドギャップ半導体によって形成されている。そして、例えばＳｉＣ半導体を用いた場合には、その耐熱温度は約２３０℃であって、Ｓｉ（ケイ素）半導体を用いた素子の耐熱温度（約１５０℃）と比べて非常に高い。このため、本実施の形態１の放熱フィン５０は、Ｓｉ半導体に取り付けられるものと比べて大幅に小型化している。
【００２０】
電源基板２０は、耐熱性を有する合成樹脂製の基板ホルダー５１に保持されて、誘導加熱コイル８の下側近傍かつ底板１１の上方に設けられている。誘導加熱コイル８と電源基板２０は共に横置き状態で設置している。すなわち、ほぼ平板状の誘導加熱コイル８と電源基板２０を、両者を積層するようにして設置している。また、誘導加熱コイル８と電源基板２０との間には通風空間４０を設けており、誘導加熱コイル８と電源基板２０とは接触していない。
【００２１】
また、電源基板２０は、電源リード線１９によって電源コード１７と接続されている。電源基板２０の背面側、すなわちコードリール１６に近い側に、電源リード線１９を接続することで、電源リード線１９の長さがなるべく短くなるよう構成されている。
【００２２】
炊飯器本体１の前方であって底板１１の上には、冷却ファン１４が設置されている。本実施の形態１に示す冷却ファン１４は、短軸の軸流ファンであり、その回転軸１４ａがほぼ垂直に向くようにして（すなわち、回転軸１４ａが底板１１とほぼ直交する向きで）横置きされている。したがって、図２において、冷却ファン１４の図面下側（炊飯器本体１の底面側）が空気の流入側、冷却ファン１４の図面上側が空気の流出側である。冷却ファン１４は、電源基板２０に設けられた冷却ファン駆動回路１５により駆動される。
【００２３】
炊飯器本体１の底板１１の一部であって、冷却ファン１４の下方には、吸気穴１２が設けられている。また、炊飯器本体１の背面であって吸気穴１２よりも上側には、排気穴１３が設けられている。吸気穴１２と排気穴１３は、スリット状、格子状、あるいは複数の小穴により構成されていて、空気の流通は可能であるがユーザーの指等が入らないようになっている。
【００２４】
上記のように構成された炊飯器１００において、操作パネル３０に炊飯指示の入力が行われると、操作基板３２は入力内容に応じて炊飯動作に関する情報を液晶パネル３１に表示するとともに、電源基板２０のインバーター駆動回路２８に制御信号を出力してスイッチング素子２２をオン・オフさせる。これにより、所定周波数の高周波電力を誘導加熱コイル８に供給し、内釜２を加熱する。また、操作基板３２は、冷却ファン駆動回路１５に制御信号を出力して冷却ファン１４を動作させる。
【００２５】
冷却ファン１４が動作すると、図２の矢印Ｘ１に示すように、炊飯器本体１の底板１１に設けられた吸気穴１２から外気が流入する。そして、炊飯器本体１に流入した外気は、図２の矢印Ｘ２に示すように、冷却ファン１４により冷却風として送られる。矢印Ｘ２に示す冷却風は、誘導加熱コイル８に吹き付けられて誘導加熱コイル８を冷却する。また、誘導加熱コイル８に衝突した冷却風は、炊飯器本体１の背面方向に向かって流れ、その進行方向に配置された電源基板２０の放熱フィン５０の表面に吹き付けられ、放熱フィン５０を介してダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を冷却する。誘導加熱コイル８の下方に電源基板２０が配置されているので、誘導加熱コイル８への冷却風路と電源基板２０への冷却風路とを個別に設ける必要がなく、一つの冷却風路に集約することができる。
【００２６】
また、誘導加熱コイル８と電源基板２０との間には通風空間４０を設けているので、冷却風はこの通風空間４０を通って誘導加熱コイル８と電源基板２０の双方を効率よく冷却できる。また、通風空間４０を設けたことにより、誘導加熱コイル８、電源基板２０で発生した熱が、相手側に伝わりにくくなる。
【００２７】
誘導加熱コイル８と電源基板２０を冷却した空気は、上方に向かって送られ、図２の矢印Ｘ３に示すように、排気穴１３から排出される。上述のように誘導加熱コイル８と電源基板２０との間に通風空間４０を設けているので、誘導加熱コイル８と電源基板２０を冷却した高温の空気が誘導加熱コイル８や電源基板２０の近傍にこもらず上方に流れ、円滑に排気穴１３から排出される。
【００２８】
以上のように本実施の形態１によれば、電源基板２０の半導体素子としてワイドバンドギャップ半導体を用い、この電源基板２０は誘導加熱コイル８の下方に配置されている。電源基板２０に耐熱温度の高いワイドバンドギャップ半導体を用いたので放熱フィン５０を小型化でき、電源基板２０を誘導加熱コイル８の下方に配置された場合でも、炊飯器本体１の高さの大型化を抑制できる。また、誘導加熱コイル８の下方に電源基板２０が配置されたので、誘導加熱コイル８と電源基板２０にそれぞれ冷却ファンを設ける必要がなく、一つの冷却ファン１４で双方に冷却風を送ることができる。このように、両者を冷却する冷却風路を集約でき、冷却効率を向上させることができる。また、冷却ファンを複数設ける場合と比べてエネルギー消費量を低減できる。
【００２９】
このように、本実施の形態１の炊飯器１００は、炊飯器本体１の高さが大型化するのを抑えつつ、誘導加熱コイル８と電源基板２０とが一箇所に配置され、両者を効率よく冷却することができる構成になっている。
【００３０】
また、ワイドバンドギャップ半導体で構成されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、ダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２の小型化が可能である。これら小型化されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を用いることにより、電源基板２０を小型化することができる。
【００３１】
また、ワイドバンドギャップ半導体はシリコン半導体と比べて耐熱性が高い。このため、高温化する誘導加熱コイル８の近傍の環境においても、電源基板２０は動作することができる。また、ダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２に取り付ける放熱フィン５０を小型化でき、電源基板２０の一層の小型化が可能になる。なお、本実施の形態１では放熱フィン５０を設ける例を示したが、冷却ファン１４の冷却風量が十分であれば、放熱フィン５０を設けない構成としてもよい。このようにすることで、電源基板２０の高さを小型化でき、炊飯器本体１の高さをさらに小型化することができる。
【００３２】
また、電源基板２０に設けられたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を、耐熱温度が高いワイドバンドギャップ半導体で構成したので、シリコン半導体を用いる従来と比べて電源基板２０を冷却する冷却風の風量を低減できる。従来よりも冷却ファン１４の風量を低減できるので、省エネルギー効果を奏することができるとともに、冷却ファン１４の駆動による騒音を低減できる。
【００３３】
また、従来よりも冷却ファン１４の風量を低減できるので、その低減した風量分を誘導加熱コイル８に供給することにより誘導加熱コイル８への冷却風を増加させることができる。このため、誘導加熱コイル８の耐熱グレードを下げることもでき、このようにすることで誘導加熱コイル８のコストダウンを図ることができる。また、誘導加熱コイル８に従来よりも多くの冷却風を供給できるので、誘導加熱コイル８の発熱を懸念することなく大電力を誘導加熱コイル８に供給でき、高火力での加熱を実現できる。このように高火力で加熱することにより、炊きあがったご飯の食味を向上させることができる。
【００３４】
また、炊飯器本体１の底板１１に吸気穴１２を設け、炊飯器本体１の吸気穴１２よりも上方に排気穴１３を設けた。このため、炊飯器本体１の内部で誘導加熱コイル８や電源基板２０により温められた空気が、吸気穴１２よりも上方に配置された排気穴１３を通って円滑に炊飯器本体１の外部に排出される。このような自然対流の発生により、従来よりも冷却ファン１４の風量をさらに低減でき、上述した冷却ファン１４の風量低減による効果をより顕著なものにすることができる。
【００３５】
また、誘導加熱コイル８と電源基板２０との間に通風空間４０を設けたので、この通風空間４０を空気が通過することにより誘導加熱コイル８と電源基板２０の双方を冷却することができる。また、通風空間４０を設けたことにより、誘導加熱コイル８、電源基板２０で発生した熱が、相手側に伝わりにくくなり、誘導加熱コイル８、電源基板２０の高温化を抑制できる。
【００３６】
また、電源基板２０が炊飯器本体１の前後左右ほぼ中央の底部に配置されたので、炊飯器本体１の背面側に配置されたコードリール１６と電源基板２０とを接続する電源リード線１９を、電源基板２０が炊飯器本体１の前面側に配置された場合と比べて短くすることができる。上記特許文献１に記載のように電源基板２０が炊飯器本体１の前面側に配置された場合、炊飯器本体１の背面側に配置されたコードリール１６と接続するための長いリード線が必要であり、また、この長いリード線は、誘導加熱コイル８の近傍に配置されるため誘導加熱コイル８に生じる磁界の影響によるノイズを拾いやすい構造であった。しかし、本実施の形態１によれば、電源リード線１９を短縮化できるので、上述したノイズを低減できる。
【００３７】
また、放熱フィン５０等を備え重量部品である電源基板２０は、炊飯器本体１の前後左右ほぼ中央の下部に配置されている。すなわち、米や水などの被加熱物が入れられる内釜２と、重量部品である電源基板２０が、共に炊飯器本体１のほぼ中央に配置されている。このため、内釜２内に米や水などの内容物が入っているか否かにより炊飯器１００の前後の重量バランスにほとんど変動がなく、ユーザーがハンドル１０を持って炊飯器１００を持ち運ぶ際にも前後のバランスが崩れにくく使い勝手がよい。
また、炊飯器１００を持ち運ぶ際の本体バランスを良好に維持できるような位置に、ハンドル１０の取り付け設計を行うことが容易となる。
また、例えば特許文献１に記載のように重量部品である電源基板を炊飯器本体の前面に配置した場合、前後の重量バランスをとるためにハンドルの取り付け位置は炊飯器本体の前寄りの位置に設ける必要があった。このため、ハンドルを炊飯器本体の後側に倒せるようにするためにはハンドルを長くしなければならなかった。しかし、本実施の形態１によれば、電源基板２０が炊飯器本体１の前側に配置される場合と比べて重心位置が後寄りになるので、ハンドル１０の取り付け位置をより後方にでき、ハンドル１０の長さも短くすることができる。
【００３８】
なお、実施の形態１では、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２をワイドバンドギャップ半導体で構成したことを述べたが、いずれか一方をワイドバンドギャップ半導体で構成してもよく、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、冷却ファン１４を設け、冷却ファン１４からの冷却風により誘導加熱コイル８と電源基板２０を冷却するようにしたが、本実施の形態２は、冷却ファンを設けず冷却風の自然風により誘導加熱コイル８と電源基板２０とを冷却するようにしたものである。
図４は、実施の形態２に係る炊飯器１００Ａの断面模式図である。なお、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付し、本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００４０】
図４に示すように、炊飯器本体１の底板１１のうち、下面から見たときに電源基板２０と少なくとも一部が重複する位置に、吸気穴１２Ａを設けている。また、実施の形態１と同様に、炊飯器本体１の背面であって吸気穴１２Ａよりも上方に、排気穴１３を設けている。なお、実施の形態１とは異なり、実施の形態２に係る炊飯器１００Ａは冷却ファン及び冷却ファン駆動回路を備えていない。
【００４１】
また、実施の形態１と同様に、電源基板２０が誘導加熱コイル８の下方に配置され、電源基板２０に搭載されたダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２はワイドバンドギャップ半導体で構成されている。
【００４２】
上記のように構成された炊飯器１００Ａにおいて、操作パネル３０に炊飯指示の入力が行われると、操作基板３２は入力内容に応じて炊飯動作に関する情報を液晶パネル３１に表示するとともに、電源基板２０のインバーター駆動回路に制御信号を出力してスイッチング素子２２をオン・オフさせる。これにより、所定周波数の高周波電力を誘導加熱コイル８に供給し、内釜２を加熱する。
【００４３】
内釜２を加熱することにより炊飯器本体１内の温度が高くなると、外気温との差によって炊飯器本体１内の空気は上昇し、この空気は、図４に矢印Ｙ１で示すように排気穴１３から外部に排出される。このとき、矢印Ｙ１で示す空気の流れによって、吸気穴１２Ａから外気が冷却風として炊飯器本体１内に誘引される。この誘引された冷却風は、図４の矢印Ｙ２に示すように、電源基板２０及び誘導加熱コイル８を冷却しながら上昇し、排気穴１３から外部に排出される。この矢印Ｙ２、Ｙ１で示す空気（冷却風）の流れは、炊飯器本体１の温度と外気温との差がなくなるまで継続される。
【００４４】
以上のように本実施の形態２によれば、電源基板２０が誘導加熱コイル８の下方に配置されるとともに、電源基板２０に搭載したダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２はワイドバンドギャップ半導体で構成されている。さらに、炊飯器本体１の底板１１の一部に吸気穴１２Ａを設けるとともに吸気穴１２Ａよりも上部に排気穴１３を設け、自然対流を生じさせて誘導加熱コイル８と電源基板２０とを冷却するようにした。このため、実施の形態１で示した効果に加え、次のような効果を得ることができる。すなわち、電源基板２０に搭載されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を耐熱温度が高いワイドバンドギャップ半導体で構成したので、冷却ファンを設けずとも、吸気穴１２Ａから排気穴１３により生じる自然対流で誘導加熱コイル８と電源基板２０とを冷却することができる。したがって、冷却ファンを設けないことにより炊飯器１００Ａを小型化・軽量化できるとともに、材料コストを低減でき、さらに、冷却ファンの駆動に要する電力も削減できる。また、自然対流の冷却風により冷却するので、冷却ファンを駆動したときのような騒音が発生することもない。
【００４５】
実施の形態３．
前述の実施の形態１では、冷却ファン１４を炊飯器本体１の前方側の底部に設け、底板１１に形成した吸気穴１２から外気を吸い込むようにしたが、本実施の形態３は、冷却ファンと吸気穴の構造が実施の形態１と異なる。
図５は、実施の形態３に係る炊飯器１００Ｂの断面模式図である。本実施の形態３では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
【００４６】
図５に示すように、炊飯器本体１内部の背面側下部には、冷却ファン１４Ｂを設けている。冷却ファン１４Ｂは、短軸の軸流ファンであり、その回転軸１４ａがほぼ水平に向くようにして（すなわち、回転軸１４ａが底板１１とほぼ平行になるようにして）縦置きされている。したがって、図５において、冷却ファン１４Ｂの図面右側（炊飯器本体１の背面側）が空気の流入側、冷却ファン１４Ｂの図面左側が空気の流出側である。
【００４７】
また、炊飯器本体１の背面であって冷却ファン１４Ｂに対向する位置には、吸気穴１２Ｂを設けている。また、実施の形態１と同様に、炊飯器本体１の背面であって吸気穴１２Ｂよりも上方に、排気穴１３を設けている。
【００４８】
このように構成された炊飯器１００Ｂにおいて、冷却ファン駆動回路１５に駆動されて冷却ファン１４Ｂが動作すると、図５の矢印Ｚ１に示すように、炊飯器本体１の背面下部に設けられた吸気穴１２Ｂから外気が流入する。そして、炊飯器本体１に流入した外気は、図５の矢印Ｚ２に示すように、冷却ファン１４Ｂにより冷却風として送られる。矢印Ｚ２に示す冷却風は、その進行方向に配置された電源基板２０の放熱フィン５０の表面に吹き付けられ、放熱フィン５０を介してダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を冷却する。冷却ファン１４Ｂにより送風された冷却風の一部は、誘導加熱コイル８に吹き付けられて誘導加熱コイル８を冷却する。誘導加熱コイル８の下方に電源基板２０が配置されたので、誘導加熱コイル８への冷却風路と電源基板２０への冷却風路とを個別に設ける必要がなく、一つの冷却風路に集約することができる。
【００４９】
また、冷却ファン１４Ｂにより送風された冷却風の一部は、図５の矢印Ｚ３に示すように、炊飯器本体１の内部を上方に向かって進み、外蓋４を冷却する。ユーザーが触れる可能性の高い外蓋４を冷却することができるので、安全性を高めることができる。
【００５０】
以上のように本実施の形態３によれば、冷却ファン１４Ｂは炊飯器本体１の背面側下部に縦置き状態で配置されるとともに、冷却ファン１４Ｂと対応する炊飯器本体１の背面に吸気穴１２Ｂを設けた。このため、実施の形態１で示した効果に加え、炊飯器本体１の設置面に布巾等の異物が置かれている場合でも、冷却ファン１４Ｂが異物を巻き込んだり、冷却ファン１４Ｂの吸引力により吸気穴１２Ｂが塞がれて冷却能力が低下したりといった事態を回避できる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 炊飯器本体、２ 内釜、３ ヒンジ部、４ 外蓋、５ 内蓋、６ 側枠、７ 底枠、８ 誘導加熱コイル、９ 温度センサー、１０ ハンドル、１１ 底板、１２ 吸気穴、１２Ａ 吸気穴、１２Ｂ 吸気穴、１３ 排気穴、１４ 冷却ファン、１４ａ 回転軸、１４Ｂ 冷却ファン、１５ 冷却ファン駆動回路、１６ コードリール、１７ 電源コード、１８ プラグ、１９ 電源リード線、２０ 電源基板、２１ ダイオードブリッジ、２２ スイッチング素子、２３ チョークコイル、２４ 平滑コンデンサ、２５ 共振コンデンサ、２６ インバーター回路、２７ 電源回路、２８ インバーター駆動回路、２９ ダイオード、３０ 操作パネル、３１ 液晶パネル、３２ 操作基板、３４ 基板室、４０ 通風空間、５０ 放熱フィン、５１ 基板ホルダー、１００ 炊飯器、１００Ａ 炊飯器、１００Ｂ 炊飯器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱手段を備えた加熱調理器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、「加熱コイルを制御するインバーター回路と放熱フィンを搭載した制御基板と、炊飯操作するための操作基板とを有し、前記制御基板と操作基板を基板ベースにより一体化するとともに前記制御基板を略垂直にして炊飯器本体前面に取り付け」た炊飯器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０１４８号公報（第３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
誘導加熱調理器に設けられている誘導加熱コイルと電源基板（制御基板）は、加熱中の発熱量が大きい。したがって、電源基板には大型の放熱フィンを設けるとともに、誘導加熱コイルと電源基板とを効果的に冷却するための冷却風を供給する冷却ファンを設けるのが通常である。
【０００５】
従来の誘導加熱調理器は、誘導加熱コイルを加熱調理器本体の下方に備える一方で、電源基板を加熱調理器本体の前面に備えているため、電源基板と誘導加熱コイルのそれぞれを冷却するための冷却風路を２つ設ける必要がある。
したがって、例えば電源基板と誘導加熱コイルのそれぞれに冷却ファンを設けた場合には、部品点数が増加して製造コストが高くなるとともに、冷却ファンの駆動に要するエネルギー量が増加してしまう。
また、例えば一つの冷却ファンにより誘導加熱コイルと電源基板を冷却する場合には、冷却ファンからの冷却風を両者に供給するための２系統の冷却風路を設ける必要がある。ここで、一般的にＳｉ（ケイ素）半導体を備える電源基板は、誘導加熱コイルよりも発熱量が大きいため、電源基板の方により多量の冷却風が必要となり、誘導加熱コイルに供給する冷却風量は相対的に小さくなる。このため、例えば誘導加熱コイルとして耐熱温度の高いものにすれば、コストが高くなってしまう。また、誘導加熱コイルの高温化を抑えるために供給電力を制限すれば、調理容器の加熱温度が低くなってしまう。
【０００６】
また、電源基板を加熱調理器本体の前面ではなく、誘導加熱コイルの下方に配置することもできる。このようにすれば、加熱調理器本体を載置する際の専有面積は小さくすることができる。しかし、電源基板に取り付けられる放熱フィンの高さの分だけ加熱調理器の高さが高くなってしまう。特に、誘導加熱コイルの近傍は雰囲気温度が高い上に、電源基板に用いられるＳｉ半導体の温度限度は１５０℃度程度であるので、大型の放熱フィンを設ける必要があり、加熱調理器の高さの大型化につながっていた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、加熱調理器の高さを大型化することなく、誘導加熱コイルと電源基板の冷却効率を向上させることのできる加熱調理器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る加熱調理器は、加熱調理器本体と、上面が開口し、前記加熱調理器本体内に収容される調理容器と、前記加熱調理器本体に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、商用電源を整流する整流回路、及び少なくとも一つのスイッチング素子のオン・オフにより前記整流回路の出力を交流電力に変換して前記誘導加熱コイルに供給するインバーター回路が実装された電源基板と、前記加熱調理器本体内に設けられた冷却ファンと、前記加熱調理器本体に設けられた吸気口及び排気口とを備え、前記整流回路の整流素子及び前記インバーター回路のスイッチング素子のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、前記電源基板は前記誘導加熱コイルの下方に配置され、前記冷却ファンの駆動により生じる冷却風で前記電源基板と前記誘導加熱コイルとを冷却するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る誘導加熱調理器は、電源基板の半導体素子としてワイドバンドギャップ半導体を用い、この電源基板を誘導加熱コイルの下方に配置した。電源基板に耐熱温度の高いワイドバンドギャップ半導体を用いたので放熱フィンを小型化でき、電源基板を誘導加熱コイルの下方に配置しても加熱調理器本体の高さの大型化を抑制できる。また、誘導加熱コイルの下方に電源基板を配置したので、両者を冷却する冷却風路を集約でき、冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る炊飯器の外観図である。
【図２】実施の形態１に係る炊飯器の断面模式図である。
【図３】実施の形態１に係る炊飯器の主要部のブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る炊飯器の断面模式図である。
【図５】実施の形態３に係る炊飯器の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態１では、炊飯器に本発明を適用した場合を例に説明する。
図１は実施の形態１に係る炊飯器１００の外観図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。図２は実施の形態１に係る炊飯器１００の断面模式図、図３は実施の形態１に係る炊飯器１００の主要部のブロック図である。なお、以降の説明において、図１の紙面左側を炊飯器の前面側、紙面右側を炊飯器の背面側として説明する場合がある。
【００１２】
炊飯器１００は、上部に開口部を有する炊飯器本体１と、有底筒状で上面が開口した調理容器であり炊飯器本体１に着脱可能に収容される内釜２と、炊飯器本体１の背面側上部にヒンジ部３により開閉自在に取り付けられた外蓋４と、外蓋４の内側に着脱可能に取り付けられた内蓋５とを備える。炊飯器本体１の上部には、炊飯器１００を持ち運ぶためのハンドル１０が起倒自在に取り付けられている。炊飯器本体１の底面には底板１１が設けられている。
【００１３】
炊飯器本体１の内側には、外面に胴ヒーターが貼り付けられた略円筒形状の金属製の側枠６と、側枠６の下方に設置された略深皿状の底枠７とを備える。底枠７の底部及びコーナー部の下面には、誘導加熱手段である誘導加熱コイル８が設けられている。また、底枠７のほぼ中央には、内釜２の底面に接触して内釜２の温度を検出する温度センサー９を備えている。
【００１４】
誘導加熱コイル８は、複数の線材を撚り合わせたものを渦巻状に巻き回して構成されている。誘導加熱コイル８は、後述する電源基板２０により高周波電力を供給され、これにより発生する磁界で内釜２を加熱し、内釜２内に入れられた米や水などの被調理物を加熱する。誘導加熱コイル８は、平面視で炊飯器本体１の前後左右ほぼ中央に配置されている。
【００１５】
炊飯器本体１の背面側の空間には、電源接続用のコードリール１６が収納されている。コードリール１６には、先端にプラグ１８を備えた電源コード１７が巻き取られている。コードリール１６に巻き取られた電源コード１７のプラグ１８は、炊飯器本体１の背面に形成されたコード引き出し口（図示せず）から露出しており、プラグ１８をコンセントに接続する際にはプラグ１８をコード引き出し口から引き出すことができる。コードリール１６は、本実施の形態１では、縦置き状態で設置されており、電源コード１７はコードリール１６に垂直方向に巻き取られている。
【００１６】
外蓋４の上面手前側には、炊飯ボタン等の各種操作ボタンを備えた操作パネル３０が設けられている。外蓋４の内部には基板室３４が区画形成されており、この基板室３４内に操作パネル３０の各種スイッチや液晶パネル３１が実装された操作基板３２が配設されている。操作基板３２は、操作パネル３０からの入力に基づいて後述する電源基板２０に制御信号を出力するとともに、液晶パネル３１に炊飯器１００の動作状態等を表示させる。なお、操作基板３２を構成する回路は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、ＣＰＵやマイコン等の演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。
【００１７】
電源基板２０は、商用電源を高周波電力に変換して誘導加熱コイル８に供給するための回路が実装されたものである。図３に示すように、電源基板２０は、整流回路を構成するダイオードブリッジ２１と、平滑回路を構成するチョークコイル２３及び平滑コンデンサ２４と、誘導加熱コイル８に並列に接続された共振コンデンサ２５と、インバーター回路２６を構成するスイッチング素子２２及びスイッチング素子２２に逆方向に並列に接続されたダイオード２９と、電源回路２７と、インバーター駆動回路２８が実装されている。なお、図３では一つのスイッチング素子２２を示しているが、スイッチング素子の数を限定するものではない。また、半導体スイッチング素子２２と、ダイオード２９をそれぞれ実装するものとして説明をしているが、半導体スイッチング素子２２とダイオード２９とをワンパッケージにしたものを用いてもよい。インバーター駆動回路２８は、操作基板３２からの制御信号に基づいてスイッチング素子２２をオン・オフ動作させ、これにより商用電源の出力を所定周波数の交流電力に変換する。また、電源基板２０には、後述する冷却ファン１４を駆動する冷却ファン駆動回路１５が実装されている。
【００１８】
本実施の形態１では、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドからなるワイドバンドギャップ半導体で構成されている。
【００１９】
また、ダイオードブリッジ２１とスイッチング素子２２には、放熱フィン５０が取り付けられている。上述のようにダイオードブリッジ２１とスイッチング素子２２はワイドバンドギャップ半導体によって形成されている。そして、例えばＳｉＣ半導体を用いた場合には、その耐熱温度は約２３０℃であって、Ｓｉ（ケイ素）半導体を用いた素子の耐熱温度（約１５０℃）と比べて非常に高い。このため、本実施の形態１の放熱フィン５０は、Ｓｉ半導体に取り付けられるものと比べて大幅に小型化している。
【００２０】
電源基板２０は、耐熱性を有する合成樹脂製の基板ホルダー５１に保持されて、誘導加熱コイル８の下側近傍かつ底板１１の上方に設けられている。誘導加熱コイル８と電源基板２０は共に横置き状態で設置している。すなわち、ほぼ平板状の誘導加熱コイル８と電源基板２０を、両者を積層するようにして設置している。また、誘導加熱コイル８と電源基板２０との間には通風空間４０を設けており、誘導加熱コイル８と電源基板２０とは接触していない。
【００２１】
また、電源基板２０は、電源リード線１９によって電源コード１７と接続されている。電源基板２０の背面側、すなわちコードリール１６に近い側に、電源リード線１９を接続することで、電源リード線１９の長さがなるべく短くなるよう構成されている。
【００２２】
炊飯器本体１の前方であって底板１１の上には、冷却ファン１４が設置されている。本実施の形態１に示す冷却ファン１４は、短軸の軸流ファンであり、その回転軸１４ａがほぼ垂直に向くようにして（すなわち、回転軸１４ａが底板１１とほぼ直交する向きで）横置きされている。したがって、図２において、冷却ファン１４の図面下側（炊飯器本体１の底面側）が空気の流入側、冷却ファン１４の図面上側が空気の流出側である。冷却ファン１４は、電源基板２０に設けられた冷却ファン駆動回路１５により駆動される。
【００２３】
炊飯器本体１の底板１１の一部であって、冷却ファン１４の下方には、吸気穴１２が設けられている。また、炊飯器本体１の背面であって吸気穴１２よりも上側には、排気穴１３が設けられている。吸気穴１２と排気穴１３は、スリット状、格子状、あるいは複数の小穴により構成されていて、空気の流通は可能であるがユーザーの指等が入らないようになっている。
【００２４】
上記のように構成された炊飯器１００において、操作パネル３０に炊飯指示の入力が行われると、操作基板３２は入力内容に応じて炊飯動作に関する情報を液晶パネル３１に表示するとともに、電源基板２０のインバーター駆動回路２８に制御信号を出力してスイッチング素子２２をオン・オフさせる。これにより、所定周波数の高周波電力を誘導加熱コイル８に供給し、内釜２を加熱する。また、操作基板３２は、冷却ファン駆動回路１５に制御信号を出力して冷却ファン１４を動作させる。
【００２５】
冷却ファン１４が動作すると、図２の矢印Ｘ１に示すように、炊飯器本体１の底板１１に設けられた吸気穴１２から外気が流入する。そして、炊飯器本体１に流入した外気は、図２の矢印Ｘ２に示すように、冷却ファン１４により冷却風として送られる。矢印Ｘ２に示す冷却風は、誘導加熱コイル８に吹き付けられて誘導加熱コイル８を冷却する。また、誘導加熱コイル８に衝突した冷却風は、炊飯器本体１の背面方向に向かって流れ、その進行方向に配置された電源基板２０の放熱フィン５０の表面に吹き付けられ、放熱フィン５０を介してダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を冷却する。誘導加熱コイル８の下方に電源基板２０が配置されているので、誘導加熱コイル８への冷却風路と電源基板２０への冷却風路とを個別に設ける必要がなく、一つの冷却風路に集約することができる。
【００２６】
また、誘導加熱コイル８と電源基板２０との間には通風空間４０を設けているので、冷却風はこの通風空間４０を通って誘導加熱コイル８と電源基板２０の双方を効率よく冷却できる。また、通風空間４０を設けたことにより、誘導加熱コイル８、電源基板２０で発生した熱が、相手側に伝わりにくくなる。
【００２７】
誘導加熱コイル８と電源基板２０を冷却した空気は、上方に向かって送られ、図２の矢印Ｘ３に示すように、排気穴１３から排出される。上述のように誘導加熱コイル８と電源基板２０との間に通風空間４０を設けているので、誘導加熱コイル８と電源基板２０を冷却した高温の空気が誘導加熱コイル８や電源基板２０の近傍にこもらず上方に流れ、円滑に排気穴１３から排出される。
【００２８】
以上のように本実施の形態１によれば、電源基板２０の半導体素子としてワイドバンドギャップ半導体を用い、この電源基板２０は誘導加熱コイル８の下方に配置されている。電源基板２０に耐熱温度の高いワイドバンドギャップ半導体を用いたので放熱フィン５０を小型化でき、電源基板２０を誘導加熱コイル８の下方に配置された場合でも、炊飯器本体１の高さの大型化を抑制できる。また、誘導加熱コイル８の下方に電源基板２０が配置されたので、誘導加熱コイル８と電源基板２０にそれぞれ冷却ファンを設ける必要がなく、一つの冷却ファン１４で双方に冷却風を送ることができる。このように、両者を冷却する冷却風路を集約でき、冷却効率を向上させることができる。また、冷却ファンを複数設ける場合と比べてエネルギー消費量を低減できる。
【００２９】
このように、本実施の形態１の炊飯器１００は、炊飯器本体１の高さが大型化するのを抑えつつ、誘導加熱コイル８と電源基板２０とが一箇所に配置され、両者を効率よく冷却することができる構成になっている。
【００３０】
また、ワイドバンドギャップ半導体で構成されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、ダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２の小型化が可能である。これら小型化されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を用いることにより、電源基板２０を小型化することができる。
【００３１】
また、ワイドバンドギャップ半導体はシリコン半導体と比べて耐熱性が高い。このため、高温化する誘導加熱コイル８の近傍の環境においても、電源基板２０は動作することができる。また、ダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２に取り付ける放熱フィン５０を小型化でき、電源基板２０の一層の小型化が可能になる。なお、本実施の形態１では放熱フィン５０を設ける例を示したが、冷却ファン１４の冷却風量が十分であれば、放熱フィン５０を設けない構成としてもよい。このようにすることで、電源基板２０の高さを小型化でき、炊飯器本体１の高さをさらに小型化することができる。
【００３２】
また、電源基板２０に設けられたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を、耐熱温度が高いワイドバンドギャップ半導体で構成したので、シリコン半導体を用いる従来と比べて電源基板２０を冷却する冷却風の風量を低減できる。従来よりも冷却ファン１４の風量を低減できるので、省エネルギー効果を奏することができるとともに、冷却ファン１４の駆動による騒音を低減できる。
【００３３】
また、従来よりも冷却ファン１４の風量を低減できるので、その低減した風量分を誘導加熱コイル８に供給することにより誘導加熱コイル８への冷却風を増加させることができる。このため、誘導加熱コイル８の耐熱グレードを下げることもでき、このようにすることで誘導加熱コイル８のコストダウンを図ることができる。また、誘導加熱コイル８に従来よりも多くの冷却風を供給できるので、誘導加熱コイル８の発熱を懸念することなく大電力を誘導加熱コイル８に供給でき、高火力での加熱を実現できる。このように高火力で加熱することにより、炊きあがったご飯の食味を向上させることができる。
【００３４】
また、炊飯器本体１の底板１１に吸気穴１２を設け、炊飯器本体１の吸気穴１２よりも上方に排気穴１３を設けた。このため、炊飯器本体１の内部で誘導加熱コイル８や電源基板２０により温められた空気が、吸気穴１２よりも上方に配置された排気穴１３を通って円滑に炊飯器本体１の外部に排出される。このような自然対流の発生により、従来よりも冷却ファン１４の風量をさらに低減でき、上述した冷却ファン１４の風量低減による効果をより顕著なものにすることができる。
【００３５】
また、誘導加熱コイル８と電源基板２０との間に通風空間４０を設けたので、この通風空間４０を空気が通過することにより誘導加熱コイル８と電源基板２０の双方を冷却することができる。また、通風空間４０を設けたことにより、誘導加熱コイル８、電源基板２０で発生した熱が、相手側に伝わりにくくなり、誘導加熱コイル８、電源基板２０の高温化を抑制できる。
【００３６】
また、電源基板２０が炊飯器本体１の前後左右ほぼ中央の底部に配置されたので、炊飯器本体１の背面側に配置されたコードリール１６と電源基板２０とを接続する電源リード線１９を、電源基板２０が炊飯器本体１の前面側に配置された場合と比べて短くすることができる。上記特許文献１に記載のように電源基板２０が炊飯器本体１の前面側に配置された場合、炊飯器本体１の背面側に配置されたコードリール１６と接続するための長いリード線が必要であり、また、この長いリード線は、誘導加熱コイル８の近傍に配置されるため誘導加熱コイル８に生じる磁界の影響によるノイズを拾いやすい構造であった。しかし、本実施の形態１によれば、電源リード線１９を短縮化できるので、上述したノイズを低減できる。
【００３７】
また、放熱フィン５０等を備え重量部品である電源基板２０は、炊飯器本体１の前後左右ほぼ中央の下部に配置されている。すなわち、米や水などの被加熱物が入れられる内釜２と、重量部品である電源基板２０が、共に炊飯器本体１のほぼ中央に配置されている。このため、内釜２内に米や水などの内容物が入っているか否かにより炊飯器１００の前後の重量バランスにほとんど変動がなく、ユーザーがハンドル１０を持って炊飯器１００を持ち運ぶ際にも前後のバランスが崩れにくく使い勝手がよい。
また、炊飯器１００を持ち運ぶ際の本体バランスを良好に維持できるような位置に、ハンドル１０の取り付け設計を行うことが容易となる。
また、例えば特許文献１に記載のように重量部品である電源基板を炊飯器本体の前面に配置した場合、前後の重量バランスをとるためにハンドルの取り付け位置は炊飯器本体の前寄りの位置に設ける必要があった。このため、ハンドルを炊飯器本体の後側に倒せるようにするためにはハンドルを長くしなければならなかった。しかし、本実施の形態１によれば、電源基板２０が炊飯器本体１の前側に配置される場合と比べて重心位置が後寄りになるので、ハンドル１０の取り付け位置をより後方にでき、ハンドル１０の長さも短くすることができる。
【００３８】
なお、実施の形態１では、ダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２をワイドバンドギャップ半導体で構成したことを述べたが、いずれか一方をワイドバンドギャップ半導体で構成してもよく、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、冷却ファン１４を設け、冷却ファン１４からの冷却風により誘導加熱コイル８と電源基板２０を冷却するようにしたが、本実施の形態２は、冷却ファンを設けず冷却風の自然風により誘導加熱コイル８と電源基板２０とを冷却するようにしたものである。
図４は、実施の形態２に係る炊飯器１００Ａの断面模式図である。なお、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付し、本実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００４０】
図４に示すように、炊飯器本体１の底板１１のうち、下面から見たときに電源基板２０と少なくとも一部が重複する位置に、吸気穴１２Ａを設けている。また、実施の形態１と同様に、炊飯器本体１の背面であって吸気穴１２Ａよりも上方に、排気穴１３を設けている。なお、実施の形態１とは異なり、実施の形態２に係る炊飯器１００Ａは冷却ファン及び冷却ファン駆動回路を備えていない。
【００４１】
また、実施の形態１と同様に、電源基板２０が誘導加熱コイル８の下方に配置され、電源基板２０に搭載されたダイオードブリッジ２１及びスイッチング素子２２はワイドバンドギャップ半導体で構成されている。
【００４２】
上記のように構成された炊飯器１００Ａにおいて、操作パネル３０に炊飯指示の入力が行われると、操作基板３２は入力内容に応じて炊飯動作に関する情報を液晶パネル３１に表示するとともに、電源基板２０のインバーター駆動回路に制御信号を出力してスイッチング素子２２をオン・オフさせる。これにより、所定周波数の高周波電力を誘導加熱コイル８に供給し、内釜２を加熱する。
【００４３】
内釜２を加熱することにより炊飯器本体１内の温度が高くなると、外気温との差によって炊飯器本体１内の空気は上昇し、この空気は、図４に矢印Ｙ１で示すように排気穴１３から外部に排出される。このとき、矢印Ｙ１で示す空気の流れによって、吸気穴１２Ａから外気が冷却風として炊飯器本体１内に誘引される。この誘引された冷却風は、図４の矢印Ｙ２に示すように、電源基板２０及び誘導加熱コイル８を冷却しながら上昇し、排気穴１３から外部に排出される。この矢印Ｙ２、Ｙ１で示す空気（冷却風）の流れは、炊飯器本体１の温度と外気温との差がなくなるまで継続される。
【００４４】
以上のように本実施の形態２によれば、電源基板２０が誘導加熱コイル８の下方に配置されるとともに、電源基板２０に搭載したダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２はワイドバンドギャップ半導体で構成されている。さらに、炊飯器本体１の底板１１の一部に吸気穴１２Ａを設けるとともに吸気穴１２Ａよりも上部に排気穴１３を設け、自然対流を生じさせて誘導加熱コイル８と電源基板２０とを冷却するようにした。このため、実施の形態１で示した効果に加え、次のような効果を得ることができる。すなわち、電源基板２０に搭載されたダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を耐熱温度が高いワイドバンドギャップ半導体で構成したので、冷却ファンを設けずとも、吸気穴１２Ａから排気穴１３により生じる自然対流で誘導加熱コイル８と電源基板２０とを冷却することができる。したがって、冷却ファンを設けないことにより炊飯器１００Ａを小型化・軽量化できるとともに、材料コストを低減でき、さらに、冷却ファンの駆動に要する電力も削減できる。また、自然対流の冷却風により冷却するので、冷却ファンを駆動したときのような騒音が発生することもない。
【００４５】
実施の形態３．
前述の実施の形態１では、冷却ファン１４を炊飯器本体１の前方側の底部に設け、底板１１に形成した吸気穴１２から外気を吸い込むようにしたが、本実施の形態３は、冷却ファンと吸気穴の構造が実施の形態１と異なる。
図５は、実施の形態３に係る炊飯器１００Ｂの断面模式図である。本実施の形態３では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
【００４６】
図５に示すように、炊飯器本体１内部の背面側下部には、冷却ファン１４Ｂを設けている。冷却ファン１４Ｂは、短軸の軸流ファンであり、その回転軸１４ａがほぼ水平に向くようにして（すなわち、回転軸１４ａが底板１１とほぼ平行になるようにして）縦置きされている。したがって、図５において、冷却ファン１４Ｂの図面右側（炊飯器本体１の背面側）が空気の流入側、冷却ファン１４Ｂの図面左側が空気の流出側である。
【００４７】
また、炊飯器本体１の背面であって冷却ファン１４Ｂに対向する位置には、吸気穴１２Ｂを設けている。また、実施の形態１と同様に、炊飯器本体１の背面であって吸気穴１２Ｂよりも上方に、排気穴１３を設けている。
【００４８】
このように構成された炊飯器１００Ｂにおいて、冷却ファン駆動回路１５に駆動されて冷却ファン１４Ｂが動作すると、図５の矢印Ｚ１に示すように、炊飯器本体１の背面下部に設けられた吸気穴１２Ｂから外気が流入する。そして、炊飯器本体１に流入した外気は、図５の矢印Ｚ２に示すように、冷却ファン１４Ｂにより冷却風として送られる。矢印Ｚ２に示す冷却風は、その進行方向に配置された電源基板２０の放熱フィン５０の表面に吹き付けられ、放熱フィン５０を介してダイオードブリッジ２１やスイッチング素子２２を冷却する。冷却ファン１４Ｂにより送風された冷却風の一部は、誘導加熱コイル８に吹き付けられて誘導加熱コイル８を冷却する。誘導加熱コイル８の下方に電源基板２０が配置されたので、誘導加熱コイル８への冷却風路と電源基板２０への冷却風路とを個別に設ける必要がなく、一つの冷却風路に集約することができる。
【００４９】
また、冷却ファン１４Ｂにより送風された冷却風の一部は、図５の矢印Ｚ３に示すように、炊飯器本体１の内部を上方に向かって進み、外蓋４を冷却する。ユーザーが触れる可能性の高い外蓋４を冷却することができるので、安全性を高めることができる。
【００５０】
以上のように本実施の形態３によれば、冷却ファン１４Ｂは炊飯器本体１の背面側下部に縦置き状態で配置されるとともに、冷却ファン１４Ｂと対応する炊飯器本体１の背面に吸気穴１２Ｂを設けた。このため、実施の形態１で示した効果に加え、炊飯器本体１の設置面に布巾等の異物が置かれている場合でも、冷却ファン１４Ｂが異物を巻き込んだり、冷却ファン１４Ｂの吸引力により吸気穴１２Ｂが塞がれて冷却能力が低下したりといった事態を回避できる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 炊飯器本体、２ 内釜、３ ヒンジ部、４ 外蓋、５ 内蓋、６ 側枠、７ 底枠、８ 誘導加熱コイル、９ 温度センサー、１０ ハンドル、１１ 底板、１２ 吸気穴、１２Ａ 吸気穴、１２Ｂ 吸気穴、１３ 排気穴、１４ 冷却ファン、１４ａ 回転軸、１４Ｂ 冷却ファン、１５ 冷却ファン駆動回路、１６ コードリール、１７ 電源コード、１８ プラグ、１９ 電源リード線、２０ 電源基板、２１ ダイオードブリッジ、２２ スイッチング素子、２３ チョークコイル、２４ 平滑コンデンサ、２５ 共振コンデンサ、２６ インバーター回路、２７ 電源回路、２８ インバーター駆動回路、２９ ダイオード、３０ 操作パネル、３１ 液晶パネル、３２ 操作基板、３４ 基板室、４０ 通風空間、５０ 放熱フィン、５１ 基板ホルダー、１００ 炊飯器、１００Ａ 炊飯器、１００Ｂ 炊飯器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱調理器本体と、
上面が開口し、前記加熱調理器本体内に収容される調理容器と、
前記加熱調理器本体に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、
商用電源を整流する整流回路、及び少なくとも一つのスイッチング素子のオン・オフにより前記整流回路の出力を交流電力に変換して前記誘導加熱コイルに供給するインバーター回路が実装された電源基板と、
前記加熱調理器本体内に設けられた冷却ファンと、
前記加熱調理器本体に設けられた吸気口及び排気口とを備え、
前記整流回路の整流素子及び前記インバーター回路のスイッチング素子のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、
前記電源基板は前記誘導加熱コイルの下方に配置され、
前記冷却ファンの駆動により生じる冷却風で前記電源基板と前記誘導加熱コイルとを冷却する
ことを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
加熱調理器本体と、
上面が開口し、前記加熱調理器本体内に収容される調理容器と、
前記加熱調理器本体に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、
商用電源を整流する整流回路、及び少なくとも一つのスイッチング素子のオン・オフにより前記整流回路の出力を交流電力に変換して前記誘導加熱コイルに供給するインバーター回路が実装された電源基板と、
前記加熱調理器本体に設けられた吸気口と、
前記吸気口よりも上部に設けられた排気口とを備え、
前記整流回路の整流素子及び前記インバーター回路のスイッチング素子のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、
前記電源基板は前記誘導加熱コイルの下方に配置され、
前記吸気口と前記排気口との間に形成される冷却風路上に前記電源基板と前記誘導加熱コイルとが配置されており、前記調理容器の前記吸気口と前記排気口との間を自然対流する冷却風で、前記電源基板と前記誘導加熱コイルとを冷却する
ことを特徴とする加熱調理器。
【請求項３】
前記吸気口は前記加熱調理器本体の底面に設けられ、前記排気口は前記加熱調理器本体の外周面に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記電源基板は横置きにして前記誘導加熱コイルとほぼ平行に配置され、
前記電源基板と前記誘導加熱コイルとの間に前記冷却風が通過する通風空間を設けた
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【請求項５】
前記電源基板は、加熱調理器本体の下部の平面視ほぼ中央位置に配置された
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
前記冷却ファンは、その回転軸が前記加熱調理器本体の底面とほぼ平行となるよう縦置きにして前記加熱調理器本体の背面側に配置された
ことを特徴とする請求項１又は請求項１に従属する請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【請求項７】
前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【請求項１】
加熱調理器本体と、
上面が開口し、前記加熱調理器本体内に収容される調理容器と、
前記加熱調理器本体に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、
商用電源を整流する整流回路、及び少なくとも一つのスイッチング素子のオン・オフにより前記整流回路の出力を交流電力に変換して前記誘導加熱コイルに供給するインバーター回路が実装された電源基板と、
前記加熱調理器本体内に設けられた冷却ファンと、
前記加熱調理器本体に設けられた吸気口及び排気口とを備え、
前記整流回路の整流素子及び前記インバーター回路のスイッチング素子のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、
前記電源基板は前記誘導加熱コイルの下方に配置され、
前記冷却ファンの駆動により生じる冷却風で前記電源基板と前記誘導加熱コイルとを冷却する
ことを特徴とする加熱調理器。
【請求項２】
加熱調理器本体と、
上面が開口し、前記加熱調理器本体内に収容される調理容器と、
前記加熱調理器本体に配設され、前記調理容器を加熱する誘導加熱コイルと、
商用電源を整流する整流回路、及び少なくとも一つのスイッチング素子のオン・オフにより前記整流回路の出力を交流電力に変換して前記誘導加熱コイルに供給するインバーター回路が実装された電源基板と、
前記加熱調理器本体に設けられた吸気口と、
前記吸気口よりも上部に設けられた排気口とを備え、
前記整流回路の整流素子及び前記インバーター回路のスイッチング素子のいずれか一方あるいは両方は、ワイドバンドギャップ半導体で構成され、
前記電源基板は前記誘導加熱コイルの下方に配置され、
前記吸気口と前記排気口との間に形成される冷却風路上に前記電源基板と前記誘導加熱コイルとが配置されており、前記調理容器の前記吸気口と前記排気口との間を自然対流する冷却風で、前記電源基板と前記誘導加熱コイルとを冷却する
ことを特徴とする加熱調理器。
【請求項３】
前記吸気口は前記加熱調理器本体の底面に設けられ、前記排気口は前記加熱調理器本体の外周面に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱調理器。
【請求項４】
前記電源基板は横置きにして前記誘導加熱コイルとほぼ平行に配置され、
前記電源基板と前記誘導加熱コイルとの間に前記冷却風が通過する通風空間を設けた
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【請求項５】
前記電源基板は、加熱調理器本体の下部の平面視ほぼ中央位置に配置された
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【請求項６】
前記冷却ファンは、その回転軸が前記加熱調理器本体の底面とほぼ平行となるよう縦置きにして前記加熱調理器本体の背面側に配置された
ことを特徴とする請求項１又は請求項１に従属する請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【請求項７】
前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の加熱調理器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−６５９８３（Ｐ２０１２−６５９８３Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１５２３９（Ｐ２０１０−２１５２３９）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００１７６８６６）三菱電機ホーム機器株式会社 (1,201)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００１７６８６６）三菱電機ホーム機器株式会社 (1,201)
【Ｆターム（参考）】
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