JP2009089992A - 炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導加熱時の磁束分布変化をなくして炊飯性能や保温性能の向上をはかるとともに、機器の大型化をなくし省エネルギー性のある炊飯器を提供することを目的とする。
【解決手段】本体１０と、本体１０の蓋２０と、本体１０に着脱自在に収納される鍋１１と、鍋温度検知手段４０と、鍋１１を電磁誘導により加熱する鍋加熱手段１２、１７、３３と、鍋加熱手段１２、１７、３３を制御する制御手段１３とを備え、本体１０の内側には、アルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層５０を配設したものである。これによって、断熱部材がアルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層５０であるため、誘導加熱時に渦電流が流れず磁束分布変化がなく、炊飯性能や保温性能の向上がはかれるとともに、その構成上、機器の大型化につながらず、省エネルギー性のある炊飯器が提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導加熱方式の炊飯器に関するものである。

近年、地球温暖化に伴い省エネルギー性のある製品開発が必要とされている。従って、炊飯器においては炊飯や保温時の消費電力量の低減が不可欠であり、消費電力量の低減のため、断熱効果のある部材を搭載したものが普及している。そして、断熱効果のある部材としては、真空断熱材を用いたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００１−２０４６２２号公報 特開２００５−１１４０１５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、炊飯器は真空断熱材の断熱効果により消費電力量は低減できるが、真空断熱材は断熱体よりなる芯材と、芯材を被覆する外皮材とで構成され、ガス侵入抑制のため外皮材には金属箔が用いられている。したがって、電磁誘導加熱方式の場合は、誘導加熱手段からの磁界が金属箔を透過する際、渦電流が流れ、金属箔での磁束分布が大きく変化する。また、金属箔と鍋面の距離がばらついたり、金属箔の厚みがばらついたりした際には、金属箔での磁束分布がより大きく変化し、炊飯性能や保温性能の低下をもたらすという課題があった。さらに、真空断熱材はその構成上、本体に配設することで機器の大型化につながるという課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するものであり、電磁誘導加熱時の磁束分布変化をなくして炊飯性能や保温性能の向上をはかるとともに、機器の大型化をなくし、省エネルギー性のある炊飯器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、上面が開口した本体と、前記本体の上面開口部を開閉自在に覆う蓋と、前記本体に着脱自在に収納される鍋と、前記鍋の収納時に当接する鍋温度検知手段と、前記鍋を電磁誘導により加熱する鍋加熱手段と、前記鍋加熱手段を制御する制御手段とを備え、前記本体の内側には、アルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層を配設したものである。

これによって、断熱部材がアルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層であるため、電磁誘導加熱時に渦電流が流れず磁束分布変化がなく、炊飯性能や保温性能の向上がはかれるとともに、その構成上、機器の大型化につながらず、省エネルギー性のある炊飯器が提供できる。

本発明の炊飯器は、炊飯性能や保温性能の向上をはかるとともに、機器の大型化をなくし、省エネルギー性のある炊飯器が提供できる。

第１の発明は、上面が開口した本体と、前記本体の上面開口部を開閉自在に覆う蓋と、前記本体に着脱自在に収納される鍋と、前記鍋の収納時に当接する鍋温度検知手段と、前記鍋を電磁誘導により加熱する鍋加熱手段と、前記鍋加熱手段を制御する制御手段とを備え、前記本体の内側には、アルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層を配設した炊飯器とするものである。これによって、断熱部材がアルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層であるため、電磁誘導加熱時に渦電流が流れず磁束分布変化がなく、炊飯性能や保温性能の向上がはかれるとともに、その構成上、機器の大型化につながらず、省エネルギー性のある炊飯器が提供できる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、反射層は本体の内面と一体としたことにより、本体に反射層を配設するという煩雑な作業をなくし、反射層の左右、上下、または回転方向などの配設ずれを防止することができる。このため、反射層を安定して配設することが可能で、省エネルギー性を高めることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、反射層は鍋の底面部と対向する箇所を除いて本体の内側面部に配設したことにより、外気に触れやすい本体側面から外部への放熱を抑制し、少ない反射層でご飯を所定の温度で安定して効率よく維持することできる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、反射層はシール層と保護層とともに樹脂ラミネートフィルムとしたことにより、反射層を本体に配設する際の接触破損や誤って本体内部に水などが浸入した際の酸化や腐食を防止し、反射層本来の機能を十分に発揮することができる。

以下、本発明の実施の形態ついて、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における炊飯器を示している。

図１に示すように、上面が開口した略円筒形の本体１０には、上面開口部を開閉自在に覆う蓋２０が設置されている。本体１０内に設けた鍋収納部３０は、保護枠３２と胴コイルベース３１とから構成されている。本体１０の鍋収納部３０に着脱自在に収納される鍋１１は、銅、ステンレス、鉄などの磁性体によって形成され、収納時に鍋収納部３０との間に隙間を有する。保護枠３２の鍋１１底部に対向する部分には、鍋１１を電磁誘導により加熱する鍋加熱手段１２が配設されている。鍋加熱手段１２は、保護枠３２のコーナ側面外側に配設された鍋加熱手段３３とともに鍋底の加熱手段を構成している。これら鍋加熱手段１２、３３は、鍋１１の底部中心の略真下に中心を有する誘導加熱コイルで構成される。また、胴コイルベース３１の鍋１１側部に対向する部分には、誘導加熱コイルで構成され、鍋１１側部を電磁誘導により加熱する鍋加熱手段１７が配設されている。

鍋加熱手段１２、１７、３３を制御する制御手段１３は、入力電力制御手段１３ａと加熱制御手段１３ｂを有するものであり、回路基板にマイクロコンピュータ（図示しない）が搭載されている。マイクロコンピュータはソフトウエアにより、鍋加熱手段１２、１７、３３に交番磁界を発生させるための電流を制御する。

鍋温度検知手段４０は、鍋収納部３０内に鍋１１を収納したときに鍋底と当接するよう構成されている。

鍋１１はその内部に米と水などの調理物１５を収容しており、鍋加熱手段１２、１７、３３により加熱され、調理物１５を加熱調理する。

また、本体１０の内側には、内側に沿って反射層５０を配設している。この反射層５０は、図２に示すように、アルミニウム蒸着膜５０ａを有する樹脂フィルム５０ｂで構成されている。アルミニウム蒸着膜５０ａは、アルミニウムを高真空状態で加熱蒸発させ、その蒸気を膜状にしたものであり、蒸着膜厚みは０．０５μｍ程度の薄膜である（一般的に真空断熱材の反射層、もしくは外皮材に用いられているアルミニウム箔は箔厚みが６μｍ程度のものである）。アルミニウムの比抵抗はおよそ３μΩ・ｃｍであり、箔、および膜の単位厚みあたりの比抵抗は、箔厚みが６μｍのアルミニウム箔の場合は５μΩで、蒸着膜厚みが０．０５μｍのアルミニウム蒸着膜５０ａの場合は６００μΩとなり、アルミニウム蒸着膜５０ａの方が極めて高抵抗である。

また、鍋加熱手段で発生した磁界が導体を透過する際、導体に電流が流れるが、このとき導体周辺部に集中して電流が流れることを表皮効果という。電流は表面から内部にいくに従い減少する。電流値は表面から距離ｄの点で表面の１／ｅとなるが、この距離ｄを表皮深さという。なおｅは自然対数の底である。

ここで、アルミニウムの場合の表皮深さｄ［ｍ］を求める。表皮深さｄは次式で表され、
ｄ＝（２／２Πｆμσ）^１／２
ｆは周波数［Ｈｚ］を指しここでは３０ｋＨｚ、μは透磁率［Ｈ／ｍ］を指しここでは４Πｅ−７、σは導電率［Ｓ／ｍ］を指しここでは４０ｅ６とし算出すると、ｄ≒４６０μｍとなる。

また、アルミニウムの交流での抵抗値Ｒ［Ω］は次式で表され、
Ｒ＝Ｌ／ｄＣσ
Ｌは長さ［ｍ］、ｄは表皮深さ［ｍ］、Ｃは導体の周長［ｍ］、σは導電率［Ｓ／ｍ］を指し数値を代入し算出すると、箔厚みが６μｍのアルミニウム箔の場合、抵抗値Ｒ［Ω］はおよそ９Ωで、蒸着膜厚みが０．０５μｍのアルミニウム蒸着膜５０ａの場合の抵抗値Ｒ［Ω］はおよそ１０８８Ωとなり、アルミニウム蒸着膜５０ａの方が極めて高抵抗である。

さらに、アルミニウム蒸着膜５０ａは不連続であるので、炊飯時や保温時に鍋加熱手段１２、１７、３３で発生した磁界が反射層５０を透過する際、反射層５０に渦電流が流れず、反射層５０での磁束分布に変化が生じない。同様に、図１に示すように、鍋加熱手段１２、１７、３３で発生した磁界から生じる電磁波８０が本体１０外部へ漏洩することは電波法で規制されており、本体１０内面に至っては電磁波８０も極めて微弱である。また、反射層５０は本体１０内面に沿って配設しているので、反射層５０と鍋加熱手段１２、１７、３３との距離が確保されており、もしもアルミニウム蒸着膜５０ａの厚みがばらついても反射層５０の磁束分布への影響は極小である。

同様に、反射層５０と鍋加熱手段１２、１７、３３との距離が確保されているので、鍋加熱手段１２、１７、３３で発生した磁界が反射層５０に及ぼす影響は極小である。また、反射層５０が鍋１１からの輻射熱７０を本体１０の内部に反射するので、本体１０外部への放熱を抑制している。よって、ご飯を所定の温度で維持するために必要な熱量が本体１０の外部へ放熱されるのを抑制するので、鍋加熱手段１２、１７、３３が鍋１１を加熱するために必要な加熱容量が低減され、少ない消費電力量で保温温度を維持できる。

なお、本体１０内面に反射層５０を配設しなかった場合は、１２時間保温時、１時間あたりの平均消費電力が１８．８Ｗｈであったのに対し、本体１０内面に反射層５０を配設した場合は、１２時間保温時１時間あたり平均消費電力は１８．３Ｗｈであり、消費電力量をおよそ２．７％低減できることが確認されている。また、ご飯が所定の温度になるまでの下降速度は、本体１０内面に反射層５０を配設しなかった場合は、およそ０．４０℃／分であったのに対し、本体１０内面に反射層５０を配設した場合は、およそ０．３７℃／分であることも確認されており、反射層５０が鍋１１からの輻射熱７０を本体１０の内部に反射することで本体１０外部への放熱を抑制していることが分かる。

さらには、断熱材を本体１０に非配設としているので、少なくとも断熱材厚み分、本体１０の外郭形状をコンパンクトにすることができる。また、アルミニウム蒸着膜５０ａは汎用性のある工法で形成が可能であるので、製造が容易で量産性も確保できる。

以上のように、本実施の形態の炊飯器によれば、本体の内側に、アルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層を配設したことにより、少ない消費電力量で保温温度を維持し、かつ炊飯性能や保温性能の低下の防止が可能である。

（実施の形態２）
図３、図４は、本発明の実施の形態２における炊飯器を示している。実施の形態１と基本構成は同様であるので、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図３に示すように、本実施の形態においては、反射層５０を本体１０の内面に沿って一体となる構成をしているものである。

図４は、その断面を示しており、反射層５０は本体１０と一体としているので、本体１０の着脱時に、例えば、反射層５０と鍋加熱手段１２、１７、３３との干渉が避けられ、組立性が向上するようになっている。

このように、反射層５０が本体１０と一体化され、反射層５０を本体１０に別途配設するという煩雑な作業を未然に防ぐことができる。つまり、左右、上下、または回転方向などの配設ずれを防止し、反射層５０を安定して配設することできる。また、反射層５０と本体１０を一体とすることで、鍋１１との距離が著しくばらつくことがないので、反射層５０が鍋１１からの輻射熱７０を本体１０の内部に安定して反射するので、ご飯を所定の温度で安定して維持することができ、少ない消費電力量で保温温度が維持できる。また、実施の形態１と同様に、反射層５０で磁束分布の変化がないので、炊飯性能や保温性能の低下を防止することが可能である。

以上のように、本実施の形態の炊飯器によれば、反射層を本体の内面と一体としたことにより、少ない消費電力量で保温温度を維持し、かつ炊飯性能や保温性能の低下の防止が可能で、本体の組立性が向上する。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における炊飯器を示している。実施の形態１、２と基本構成は同様であるので、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図に示すように、本実施の形態においては、反射層５０を鍋１１の底面部と対向する箇所を除いて本体１０の内側面部に一体に配設したものである。

本体１０外部への放熱は一般的に外気に触れやすい本体１０内面の鍋１１の底面部を除く、本体１０の内側面で生じやすい。したがって、反射層５０を本体１０内面の鍋１１の底面部を除く、本体１０の内側面にのみに配設しているものである。

以上のように、本実施の形態の炊飯器によれば、反射層を鍋の底面部と対向する箇所を除いて本体の内側面部に配設したことにより、外気に触れやすい本体側面から外部への放熱を抑制し、少ない反射層でご飯を所定の温度で安定して効率よく維持することできる。また、少ない消費電力量で保温温度を維持し、かつ炊飯性能や保温性能の低下の防止が可能で、本体の組立性が向上する。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における炊飯器を示している。実施の形態１〜３と炊飯器の基本構成は同様であるので、その説明を省略する。

図に示すように、本実施の形態においては、反射層５０をシール層６０ａと保護層６０ｂとともに樹脂ラミネートフィルム６０としたものである。

樹脂ラミネートフィルム６０の層構成は、一般的なものでシール層６０ａは５０μｍ厚みの高密度ポリエチレン、保護層６０ｂは１２μｍ厚みのポリエチレンテレフタレートからなり、汎用性のある工法でラミネート形成が可能であるので、製造が容易で量産性を確保できる。なお、反射層５０の内部応力で湾曲や屈曲するなど、形状保持力が劣ることで、炊飯性能や保温性能の低下、保温温度を維持するための消費電力が増加する場合は、シール層６０ａと保護層６０ｂの厚みに依存しない。また、樹脂ラミネートフィルム６０で構成することで、反射層５０の柔軟性が向上し、反射層５０は本体１０の内側面に自在に配設が可能となる。

以上のように、本実施の形態の炊飯器によれば、反射層をシール層と保護層とともに樹脂ラミネートフィルムとしたことにより、反射層の配設が自在となるとともに、本体に配設する際の接触破損や誤って本体内部に水などが浸入した際の酸化や腐食を防止し、反射層本来の機能を十分に発揮することができる。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、炊飯性能や保温性能の向上をはかるとともに、機器の大型化をなくし、省エネルギー性のあるものとすることができるので、家庭用、業務用にかかわらず炊飯器全般に適用できる。

本発明の実施の形態１における炊飯器の断面図 同反射層を示す部分拡大断面図 本発明の実施の形態２における炊飯器の断面図 同反射層部を示す部分拡大断面図 本発明の実施の形態３における炊飯器の断面図 本発明の実施の形態４における炊飯器の反射層部を示す部分拡大断面図

符号の説明

１０ 本体
１１ 鍋
１２、１７、３３ 鍋加熱手段
１３ 制御手段
２０ 蓋
５０ 反射層
５０ａ アルミニウム蒸着膜
５０ｂ 樹脂フィルム
６０ 樹脂ラミネートフィルム
６０ａ シール層
６０ｂ 保護層

Claims (4)

1. 上面が開口した本体と、前記本体の上面開口部を開閉自在に覆う蓋と、前記本体に着脱自在に収納される鍋と、前記鍋の収納時に当接する鍋温度検知手段と、前記鍋を電磁誘導により加熱する鍋加熱手段と、前記鍋加熱手段を制御する制御手段とを備え、前記本体の内側には、アルミニウム蒸着膜を有し樹脂フィルムで構成した反射層を配設した炊飯器。
2. 反射層は本体の内面と一体とした請求項１に記載の炊飯器。
3. 反射層は鍋の底面部と対向する箇所を除いて本体の内側面部に配設した請求項１または２に記載の炊飯器。
4. 反射層はシール層と保護層とともに樹脂ラミネートフィルムとした請求項１〜３のいずれか１項に記載の炊飯器。

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