JP6263729B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、鍋を誘導加熱する加熱コイルを備えた、一般家庭あるいは業務用に使用した炊飯器に関するものである。

従来、この種の炊飯器は、鍋が誘導加熱されているときに発生する共鳴音（鍋鳴り音）を低減させるように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来の炊飯器のインバータを示すものである。図７において、直流電源３５は、整流器３５ａとコンデンサ３４ｂを備え、交流電源３６を入力して直流電圧を出力する。高周波インバータ３２は、直流電源３５の出力する直流電圧を入力し、半導体スイッチング素子３２ｂのスイッチングにより加熱コイル３２ａと共振コンデンサ３２ｃが共振を起こして、加熱コイル３２ａに高周波磁界を発生させる。この高周波磁界が鍋１に鎖交することにより、鍋１に渦電流が流れ、鍋１自体が発熱する。このとき発生する電流と磁界により加熱コイル３２ａと鍋１自体に振動が起きる。この振動が鍋１の固有振動周波数と合致した場合強い振動が起き、その振動が共鳴音（鍋鳴り音ともいう）となって炊飯器から聞こえる。ここで、鍋１が共鳴することを便宜上、鍋鳴りとも呼ぶ。さらに、鍋１が強く共鳴を起こす強共振周波数領域と、鍋１が弱く共鳴を起こす弱共振周波数領域を有することがわかっている。

この共鳴音（鍋鳴り音）を低減させるため、外面に非磁性金属層を持つ鍋１を加熱するよう構成し、高周波インバータ３２の動作周波数が鍋１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るように、半導体スイッチング素子３２ｂの導通時間に上限を設けるようにしている。

特開２００１−３３３８５６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、インバータ３２の発振安定時の鍋鳴り音については軽減されているが、発振開始時から発振安定時までの間である加熱出力０から所定加熱出力まで上昇するまでの間はしばらく鍋鳴り音が発生する。炊飯時には鍋内の米と水の沸騰による音でそれほど気にならないが、保温は一定周期の加熱出力を長時間動かす場合がある。ときには深夜に保温動作をする場合もあり、かなり大きな音に感じる。またこの共鳴音ほど大きくは無いが、加熱出力安定時（発振安定時）にも固有周波数の鍋鳴り音が発生する。これらの鍋鳴り音がしないように発振安定時のスイッチング周波数を設定しただけでは解決しないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、長時間の保温動作時にも静かで快適な環境を維持でき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、本体の内部に収納される鍋と、前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイル及び前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後、前記安定加熱出力を第２安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、前記炊飯動作を開始する炊飯キーを含む入力部と、を備え、予め、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力が、前記第１安定加熱出力より小さく、且つ前記第２安定加熱出力より大きい前記鍋を選択しており、前記制御部は、加熱動作を開始後、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力より大きくなるように制御し、前記第２安定加熱出力を、前記共鳴音が発生する前記加熱出力より小さくなるように制御するものである。

これによって、炊飯動作時および保温動作時において、安定加熱出力時の動作周波数が、鍋鳴り音が発生する周波数となることを避けるとともに、保温動作時には安定加熱出力に到達するまでの過渡動作時においても、動作周波数が、鍋鳴り音が発生する周波数にならないようにすることができるようになる。

本発明の炊飯器は、炊飯動作時および保温動作時において、動作周波数が、鍋鳴り音の発生する周波数となることを避けて安定加熱出力で加熱することができるとともに保温動作時には、安定加熱出力に到達するまでの過渡動作時においても動作周波数が、鍋鳴り音の発生する周波数となることを避けることができるため、長時間の保温動作時にも静かで快適な環境を維持できる。

本発明の実施の形態１における炊飯器の回路ブロック図 同炊飯器の要部破断断面図 同炊飯器の保温動作時の過渡動作時の加熱出力変化を示すタイムチャート 同炊飯器の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における炊飯器の保温動作を示すフローチャート 同炊飯器の動作を示すフローチャート 従来の炊飯器の回路ブロック図

第１の発明は、本体の内部に収納される鍋と、前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイルと前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて
加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後、前記安定加熱出力を第２安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、前記炊飯動作を開始する炊飯キーを含む入力部と、を備え、予め、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力が、前記第１安定加熱出力より小さく、且つ前記第２安定加熱出力より大きい前記鍋を選択しており、前記制御部は、加熱動作を開始後、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力より大きくなるように制御し、前記第２安定加熱出力を、前記共鳴音が発生する前記加熱出力より小さくなるように制御する構成としたものである。これにより、鍋と加熱コイルに流れる共振電流による共鳴音が発生する加熱出力より大きな、すなわち動作周波数が共鳴音の発生する動作周波数より低い第１安定加熱出力で維持される期間を設けて、炊き上げ等の炊飯動作に必要な強い加熱出力での加熱を行うことができる。さらに、鍋と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力より低い、すなわち動作周波数が共鳴音の発生する動作周波数より高い第２安定加熱出力を保温動作時に使用することで、共鳴音が起きる加熱出力（動作周波数）領域を避けて保温動作をすることができ、長時間の保温動作時にも静かで快適な環境を維持できる。

第２の発明は、本体の内部に収納される鍋と、前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、直流電源と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイル及び前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後、前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、前記炊飯動作を開始する炊飯キーを含む入力部と、を備え、前記制御部は、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力より大きくなるように設定し、保温動作の加熱を開始したときから第３加熱出力に到達するまで、導通時間を所定時間が経過する毎に予め決められた増加量だけ増加させる過渡動作行うとともに、加熱出力が第３加熱出力に到達すると、直後に加熱出力を零または低出力に下げ、その後過渡動作を所定の回数繰り返すようにし、かつ第３加熱出力を、共鳴音が発生する加熱出力より小さくなるように設定するものであり、保温動作時には動作周波数が共鳴音の発生する周波数となることを避け、さらに加熱出力が安定する期間を少なくして加熱出力安定時に発生する固有周波数の鍋鳴り音を低減しつつ加熱することができ、かつ炊飯および保温性能の低下を起こさず長時間の保温動作時にも静かで快適な環境を維持できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この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は、本発明の第１の実施の形態における炊飯器の回路ブロック図、図２は同炊飯器の要部破断断面図である。

図２において、鍋１は米と水を入れるもので、炊飯器の本体９の内部に収納される。この鍋１を、加熱コイル２ａにより底面および側面から加熱するようにしている。半導体スイッチング素子２ｂは、スイッチングすることにより加熱コイル２ａに高周波電流を発生させる。鍋温度検知部３は、鍋１の底面の温度を検知し、制御部７は鍋温度検知部３の検知温度を入力して加熱コイル２ａの加熱出力を制御しながら炊飯動作および保温動作を実行する。

図１において、直流電源５は、交流電源６を入力して全波整流する整流器５ａと、整流器５ａの出力端間に接続されたコンデンサ５ｂを備える。コンデンサ５ｂの両端間に、インバータ２の入力端子が接続される。インバータ２は、鍋１を誘導加熱する加熱コイル２ａ、逆導通型の半導体スイッチング素子２ｂおよび共振コンデンサ２ｃを備える。加熱コイル２ａの一端は直流電源５の高電位側に接続され、加熱コイル２ａの他端は半導体スイッチング素子２ｂの高電位側端子に接続され、半導体スイッチング素子２ｂの低電位側端子は直流電源５の低電位側出力端に接続されている。共振コンデンサ２ｃは加熱コイル２ａの両端に接続されている。

表示操作部４は炊飯動作を開始する命令を入力する炊飯キー４ａおよび保温動作を開始する命令を入力する保温キー４ｂ、動作を停止する命令を入力する切りキー４ｃを含む入力部４ｅと炊飯器の動作状態（「待機中」「炊飯中」「炊飯終了」等）や動作時に異常が生じた場合使用者に炊飯器内部で起きている情報や注意内容をＬＣＤやＬＥＤ等で表示する表示部４ｄとを備える。

制御部７は、表示操作部４からの信号に基づき半導体スイッチング素子２ｂの導通と遮断を制御することによりインバータ２の発振動作を制御するとともに、鍋１の温度を検出する鍋温度検知部３で検知した温度に基づきインバータ２の加熱出力を制御して炊飯動作および保温動作を行う。炊飯動作は、炊飯キー４ａが押されるとすぐ実行される場合や、タイマー設定された時刻にあわせて実行される場合がある。炊飯動作中は安定時の加熱出力が第１安定加熱出力Ｐ１（例えば、約１０００Ｗから１４００Ｗ）となるようにして、加熱出力を、ＯＮ／ＯＦＦのデューティ制御で動作させ炊飯シーケンスにもとづいて炊飯する。このとき、第１安定加熱出力Ｐ１は、共鳴音が発生する加熱出力（例えば、７００Ｗから９００Ｗ）より小さな値に設定される。炊飯動作終了後は保温動作に移り、安定加熱出力が記憶部７ｂに記憶している第２安定加熱出力Ｐ２（例えば、５００Ｗ）以下になるように保温制御する構成としている。このとき、第２安定加熱出力Ｐ２は、共鳴音が発生する加熱出力より小さな値に設定される。

この制御部７の具体構成と、炊飯動作および保温動作における動作について、まず、図１を参照しながら以下説明する。

初めに、炊飯動作が開始された場合について述べる。制御部７は、炊飯動作で加熱を開始してから加熱コイル２ａの加熱出力が初期加熱出力Ｐｏから第１安定加熱出力Ｐ１に到達するまで過渡動作を実行する。制御部７は、炊飯キー４ａが押されると表示操作部４からの指示で、その直後あるいはタイマー設定された時刻にあわせて炊飯動作を開始する。出力制御部７ａは、記憶部７ｂから第１安定加熱出力Ｐ１を読み込み、記憶部７ｅに記憶された初期導通時間Ｔ１ｏと導通時間増加量ΔＴ１を導通時間設定部７ｆに送る。導通時間設定部７ｆは、初期導通時間Ｔ１ｏをタイマー時間として第１タイマー７ｃに設定する。ここで、初期導通時間Ｔ１ｏは、加熱出力を初期加熱出力Ｐｏにするときの導通時間Ｔ１である。また、導通時間増加量ΔＴ１は加熱出力をΔＰだけ増加させるために必要な導通時間Ｔ１の増分である。

第１タイマー７ｃは、初期導通時間Ｔ１ｏが設定されると、駆動信号発生部７ｈに駆動信号を出力すると同時に時間のカウントを開始し、カウントした時間が初期導通時間Ｔ１ｏに到達すると駆動信号を遮断する。駆動信号発生部７ｈは第１タイマー７ｃの駆動信号にもとづき半導体スイッチング素子２ｂを駆動し、その駆動信号が遮断されると半導体スイッチング素子２ｂを遮断する。

半導体スイッチング素子２ｂは、導通することにより加熱コイル２ａに直流電源５から加熱コイル２ａに電流を供給し、遮断することにより加熱コイル２ａと共振コンデンサ２ｃが共振して共振電流が加熱コイル２ａに継続して流れる。半導体スイッチング素子２ｂが遮断中に、共振電流が流れることにより加熱コイル２ａに発生する共振電圧は、直流電源５に加算され半導体スイッチング素子２ｂの両端に加わる。

導通タイミング検知部７ｉは、加熱コイル２ａに発生する共振電圧を検知し、検知する電圧が共振動作により零になった時点から所定の遅延時間後に第１タイマー７ｃに駆動開始信号を出力する。駆動開始信号の開始タイミングは、半導体スイッチング素子２ｂに加わる電圧が最小になる時点に近づくようにあるいは、半導体スイッチング素子２ｂに逆電流が流れている期間内となるように、上記所定の遅延時間を適正な値に設定すべく調整される。

第１タイマー７ｃは、導通タイミング検知部７ｉから入力した駆動開始信号に基づき再度駆動信号を出力するとともに時間のカウントを開始する。第１タイマー７ｃは、カウントした時間が初期導通時間Ｔ１ｏに達すると半導体スイッチング素子２ｂを再度遮断する。その後、この動作が繰り返されることにより、加熱コイル２ａに継続して電流が流れインバータ２が発振動作をおこなう。そして、半導体スイッチング素子２ｂの初期導通時間Ｔ１ｏと半導体スイッチング素子２ｂの遮断期間の和が、加熱コイル２ａに流れる高周波電流の発振周期となる。

入力電流検知部７ｄは、直流電源５が入力する交流電源６の入力電流をカレントトランス８の出力を入力して検知する。したがって、入力電流検知部７ｄの検知出力は、加熱コイル２ａの加熱出力に対応する。また、零ボルト検知部７ｊは、交流電源６の電圧が零ボルトとなる時点、すなわち交流電源６の零点を検知し、この零点に対応するパルスを出力する。出力制御部７ａは、零ボルト検知部７ｊから出力される零ボルトパルスを入力し、交流電源６の零点（略零位相、略１８０度位相など）に同期して、第１タイマー７ｃで現在設定されている導通時間Ｔ１に導通時間増加量ΔＴ１を加算する。これにより、出力制御部７ａは、時間が経過する毎に少しずつ加熱出力を増大させる過渡動作を行い、入力電流検知部７ｄで検知された入力電流、すなわち加熱出力が第１安定加熱出力Ｐ１に到達するまで継続する。

炊飯動作時において加熱コイル２ａの加熱出力が安定加熱出力に到達してからの動作ついて説明する。出力制御部７ａは、入力電流検知部７ｄの出力信号を入力して、出力安定時の加熱出力が記憶部７ｂに記憶された第１安定加熱出力Ｐ１となるように半導体スイッチング素子２ｂの駆動時間を制御する。第１安定加熱出力Ｐ１は、鍋１と共振電流による共鳴音が発生する加熱出力より大きくなるように設定され、鍋１の温度を検出する鍋温度検知部３で検知した温度に基づいてＯＮ／ＯＦＦデューティによる出力制御を組合せ、炊飯動作が行われる。炊飯動作は、安定加熱出力を第１安定加熱出力Ｐ１として鍋１を加熱し鍋１内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み、比較的大きな安定加熱出力が必要となる。

次に、保温動作が開始された場合について述べる。保温動作は、表示操作部４の保温キー４ｂを押すことで開始される場合と、炊飯動作が終了した後に自動的に切り替えられることで開始される場合とがある。したがって、保温キー４ｂは省略してもよい。制御部７の保温動作における制御は、基本的に炊飯動作における制御と同様であるので、炊飯動作における制御と異なる点について説明しそれ以外の説明は省略する。保温動作が開始されると、出力制御部７ａは、記憶部７ｂから炊飯動作で設定した第１安定加熱出力Ｐ１より小さな第２安定加熱出力Ｐ２を読み込み、安定加熱出力として設定する。そして、鍋温度検知部３の検知結果に基づき鍋１内の米の温度を保温に適した温度に制御する保温動作を実行する。

保温動作において設定される第２安定加熱出力Ｐ２は、鍋１と加熱コイル２ａに流れる共振電流による共鳴音が発生する加熱出力より小さくなるように設定される。出力制御部７ａは、炊飯動作時と同様に、導通時間Ｔ１を所定時間の経過する毎に予め決められた増加量ΔＴ１だけ増加させる過渡動作を行う。

以上のように構成された炊飯器について、図３および図４を参照しながら以下その動作、作用を説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における炊飯器の保温動作時の過渡動作時の加熱出力の変化を示すタイムチャートを示すものである。図３において、炊飯器の保温動作時における加熱出力を実線Ｂで表し、鍋鳴りの起きる加熱出力領域を斜線部Ｃで表し、炊飯動作時の加熱出力を破線Ａで表している。

図４において、ステップ２０で表示操作部４からのキー入力有無検知を行う。ステップ２１で炊飯キー４ａが入力された場合はステップ２３へ進み、炊飯キー４ａが入力されていない場合はステップ２２へ進む。ステップ２２で保温キー４ｂが入力されていない場合はステップ２０へ戻る。このように、ステップ２０からステップ２２において、炊飯キー４ａか保温キー４ｂへキー入力があるまで繰り返す。

炊飯キー４ａが入力されると、ステップ２３へ進み炊飯動作用の安定加熱出力である第１安定加熱出力Ｐ１（例えば、１４００Ｗ）を設定する。つぎにステップ２４で炊飯シーケンスを実行し比較的高加熱出力である第１安定加熱出力Ｐ１をＯＮ／ＯＦＦデューティ制御で１０００Ｗから１４００Ｗに可変しながら鍋１内のお米を糊化させる炊き上げ工程を行う。ステップ２５で鍋１内のお米が糊化した結果、鍋温度検知部３の検知温度Ｔｅｍｐが炊飯動作終了温度（例えば、１３０℃）に達し炊飯動作が終了したかどうかを判定する。炊飯動作が終了していない場合は、炊飯動作が終了するまでステップ２３からステップ２５を繰り返す。

スッテップ２５で炊飯動作終了を判定するかステップ２２で保温キー４ｂが入力されるとステップ２６の保温動作へ進み保温動作用の安定加熱出力であるである第２安定加熱出力Ｐ２とＯＮ（加熱）期間、ＯＦＦ（加熱停止）期間を周期的に交互に繰り返すＯＮ／ＯＦＦデューティ（例えば、ＯＮ期間１秒、ＯＦＦ期間３２秒）を設定する。そして、ＯＮ／ＯＦＦデューティ制御をするため、ステップ２７で内部タイマーによる計時を開始する。

つぎにステップ２８で鍋温度検知部３の検知温度Ｔｅｍｐを入力しステップ２９でこの検知温度Ｔｅｍｐが保温制御温度Ｔｅｍｐ１（例えば、７４℃）より低いか判定する。検知温度Ｔｅｍｐがステップ２９の保温制御温度Ｔｅｍｐ１より高い場合はステップ３０へ進み加熱出力を０にし、検知温度Ｔｅｍｐが保温制御温度Ｔｅｍｐ１を下回るまでステップ２８からステップ３０を繰り返す。

ステップ２９で検知温度Ｔｅｍｐが保温制御温度Ｔｅｍｐ１より低くなった場合はステップ３１へ進み保温動作用の初期加熱出力Ｐｏ（例えば、６０Ｗ）を設定する。つぎにステップ３２でＯＮ／ＯＦＦデューティのＯＦＦ期間であるか判定しＯＦＦ期間であればステップ３３で加熱出力を０にしたのちステップ３８へ進む。ステップ３２でＯＦＦ期間でない場合ステップ３４へ進み、ステップ３４で第２安定加熱出力Ｐ２に到達したか判定する。第２安定加熱出力Ｐ２に到達していない場合はステップ３５へ進み、所定の加熱出力保持時間Ｔ２（例えば、交流電源６の周期の１／２倍、１／１２０秒）待機後に現在の加熱出力に加熱出力増加量ΔＰ（例えば、１０Ｗ）だけ増加させる。第２安定加熱出力に到達するまでステップ３４からステップ３５を繰り返し、第２安定加熱出力に到達した場合はステップ３６へ進む。

ステップ３６でＯＮ／ＯＦＦデューティのＯＮ期間（例えば、１秒）を経過したか判定し、経過していない場合はステップ３７へ進む。ステップ３７で第２安定加熱出力Ｐ２を維持しステップ３６へ戻る。ＯＮ時間が経過するまでステップ３６からステップ３７を繰り返し、ステップ３６でＯＮ時間が経過した場合はステップ３８へ進む。ステップ３８でキー入力の有無検知を行い、ステップ３９で切りキー４ｃで停止命令が入力されたかを判定する。切りキー４ｃで停止命令が入力されなかった場合はステップ２８へ戻る。このようにステップ２８からステップ３９を実行することで保温動作を行い、切りキー４ｃが押されるとステップ４０へ進み加熱出力をオフし、ステップ４１の次工程へ進む。

これらのステップから保温動作において検知温度Ｔｅｍｐの温度が保温制御温度Ｔｅｍｐ１より低い場合には、ＯＮ／ＯＦＦデューティのＯＮの周期において初期加熱出力Ｐｏ（例えば、６０Ｗ）から加熱出力を少しずつ上昇させ、第２安定加熱出力（例えば、５００Ｗ）に達してからはこの加熱出力を維持し、ＯＮ期間が終了した場合には加熱出力を０にするように制御することで鍋鳴り音が発生し始める加熱出力（例えば、７００Ｗから９００Ｗ）の領域Ｃを避けるように加熱出力を制御する。また、ＯＮ期間の初期加熱出力Ｐｏを０でなく６０Ｗとすることで加熱出力の立ち上がりを早くし保温制御温度維持に必要な通電時間を短く設定できる。これらの動作により、炊飯および保温性能の低下を起こさず長時間の保温時にも静かで快適な環境を維持できる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における炊飯器の保温動作時の加熱出力の変化を示すタイムチャートであり、図６は、同炊飯器の保温動作を説明するフローチャートである。図５において、横軸を経過時間、縦軸を加熱出力として、炊飯動作の場合の加熱出力を破線Ａで示し、保温動作の場合の加熱出力を実線Ｂ’で示している。また、共鳴音が発生する加熱出力の範囲を斜線部Ｃで示している。

第１の実施の形態における制御部７は、安定加熱出力を第２安定加熱出力Ｐ２として鍋１を加熱し鍋温度検知部３の検知結果に基づき鍋１内の米を保温する保温動作を実行可能とし、かつ第２安定加熱出力Ｐ２を、共鳴音が発生する加熱出力Ｃより小さくなるように設定する構成であったのに対し、本実施の形態の制御部７は、加熱を開始したときから第３加熱出力に到達するまで、導通時間Ｔ１を所定時間が経過する毎に予め決められた増加量だけ増加させる過渡動作行うとともに、加熱出力が第３加熱出力Ｐ３に到達すると、直後に加熱出力を零または低出力に下げ、その後過渡動作を所定の回数繰り返すようにし、かつ第３加熱出力Ｐ３を、共鳴音が発生する加熱出力より小さくなるように設定する点において第１の実施の形態のものと相違する。第１の実施の形態と同様の構成については説明を省略し、上記相違点について、図５および図６を参照しながら以下その動作、作用を説明する。

図６において、ステップ５０からステップ５５は第１の実施の形態の図４におけるステップ２０からステップ２５と同様の動作であるため説明を省略する。

スッテップ５５で炊飯動作終了を判定するかステップ５２で保温キー４ｂが入力されるとステップ５６の保温動作へ進み保温用の加熱出力を決める第３加熱出力Ｐ３および繰り返し回数（例えば、３）を設定する。つぎにステップ５７でＯＮ／ＯＦＦデューティのＯＮ期間とＯＦＦ期間を計時するための内部タイマーにより計時を開始する。つぎにステップ５８で鍋温度検知部３の検知温度Ｔｅｍｐを検知しステップ５９でこの温度が保温制御温度Ｔｅｍｐ１（例えば、７４℃）より低いか判定する。検知温度Ｔｅｍｐがステップ５９の保温制御温度Ｔｅｍｐ１より高い場合はステップ６０へ進み加熱出力を０にし検知温度Ｔｅｍｐが保温制御温度Ｔｅｍｐ１を下回るまでステップ５８からステップ６０を繰り返す。ステップ５９で保温制御温度より低くなった場合はステップ６１へ進み保温の初期加熱出力Ｐｏ（例えば、６０Ｗ）を設定する。つぎにステップ６２でＯＮ／ＯＦＦデューティのＯＦＦ期間であるか判定しＯＦＦ期間であればステップ６３で加熱出力を０にしステップ６４へ進む。ステップ６４でＯＮ／ＯＦＦデューティのＯＮ期間でない場合はステップ６３へ戻りＯＦＦ期間が終了しＯＮ期間になるまでステップ６３からステップ６４を繰り返す。ステップ６４で、ＯＦＦ期間が終了しＯＮ期間になった場合はステップ７０へ進む。

ステップ６２でＯＦＦ期間でない場合ステップ６５へ進み、ステップ６５で第３加熱出力Ｐ３（例えば、６００Ｗ）に到達したか判定する。第３加熱出力Ｐ３に到達していない場合はステップ６６へ進み、加熱出力保持時間Ｔ２（例えば、電源周期の１／２）だけ待機後現在の加熱出力に加熱出力増加量ΔＰ（例えば、１０Ｗ）だけ増加させる。第３加熱出力Ｐ３に到達するまでステップ６５からステップ６６を繰り返し、第３加熱出力Ｐ３に到達した場合はステップ６７へ進む。ステップ６７で加熱出力を０にしたのち、ステップ６８で繰り返し回数を現状回数に１増加して記憶する。つぎにステップ６９で計数した繰り返し回数が２回目を超えたか判定する。ステップ６９で繰り返し回数が２回目を超え３回目になるまでステップ６２からステップ６９を繰り返す。ステップ６９で繰り返し回数が３回目に達したならばステップ７０へ進む。ステップ７０でキー入力を行い、ステップ７１で切りキーが入力されたかを判定する。切りキー４ｃで停止命令が入力されなかった場合はステップ５８へ戻る。このように、ステップ５８からステップ７１を実行することで保温時の動作を行い、切りキー４ｃで加熱停止命令が入力されるとステップ７２へ進み加熱をオフし、ステップ７３の次工程へ進む。

これらのステップから保温動作においてご飯の温度が低い場合には、ＯＮ／ＯＦＦデューティのＯＮの周期において初期加熱出力Ｐｏから加熱出力を時間が経過するごとに予め決められた加熱出力増加量ΔＰだけ上昇させ、第３加熱出力Ｐ３に達してからはすぐに加熱をオフし、再度、初期加熱出力Ｐｏから時間経過と共に少しずつ加熱出力を上昇させる。以上のような加熱出力の変更パターンを３回行う。この３回のＯＮ期間が終了した場合には加熱出力を０にするように制御することで鍋鳴り音が発生し始める加熱出力領域Ｃ（例えば、７００Ｗから９００Ｗ）を避けて保温動作をすることができる。また、第３加熱出力Ｐ３が維持される加熱出力安定時間を極力小さくすることで、加熱出力安定時に発生する固有周波数の鍋鳴り音を低減することができる。また、初期加熱出力Ｐｏを０でなく６０Ｗとすることで加熱出力の立ち上がりを早くし保温制御温度Ｔｅｍｐ１に検知温度Ｔｅｍｐを維持するのに必要な通電時間を短く設定できる。これらの動作により、炊飯および保温性能の低下を起こさず長時間の保温時にも静かで快適な環境を維持できる。

鍋鳴り音が発生し始める加熱出力領域Ｃは鍋１の形状と半導体スイッチング素子２ｂの発振周期により決まってくる。したがって、この鍋鳴り音が発生する加熱出力領域Ｃをこの炊飯動作中の大きな第２安定加熱出力Ｐ２と保温動作中の第３加熱出力Ｐ３との間に設定することが効果的である。また、ここでは保温動作中の初期加熱出力Ｐｏを６０Ｗとしているが、初期加熱出力として使用しても動作が安定する火力（例えば、数十Ｗから数百Ｗ程度）を初期加熱出力Ｐｏとしてもよい。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、保温動作時には鍋と共振電流による共鳴音の発生を防ぎつつ各動作に必要な加熱出力も確保できるので、炊飯機能と保温機能を備えたあらゆる形態の加熱調理器等の用途にも適用することができる。

１ 鍋
２ インバータ
２ａ 加熱コイル
２ｂ 半導体スイッチング素子
２ｃ 共振コンデンサ
３ 鍋温度検知部
４ 表示操作部
４ａ 炊飯キー
４ｂ 保温キー
４ｃ 切りキー
４ｄ 表示部
４ｅ 入力部
５ 直流電源
５ａ 整流器
５ｂ コンデンサ
６ 交流電源
７ 制御部
７ａ 出力制御部
７ｂ 記憶部
７ｃ 第１タイマー
７ｅ 記憶部
７ｆ 導通時間設定部
７ｈ 駆動信号発生部
７ｉ 導通タイミング検知部
７ｊ 零ボルト検知部
８ カレントトランス
９ 本体
Ｐｏ 初期加熱出力
Ｐ１ 第１安定加熱出力
Ｐ２ 第２安定加熱出力
Ｐ３ 第３加熱出力
Ｔ１ 導通時間
ΔＴ１ 導通時間増加量
Ｔ２ 加熱出力保持時間
Ｔｅｍｐ 検知温度
Ｔｅｍｐ１ 保温制御温度

Claims (2)

1. 本体の内部に収納される鍋と、
   前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
   直流電源と、
   前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、
   導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイル及び前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、
   前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後、前記安定加熱出力を第２安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、
   前記炊飯動作を開始する炊飯キーを含む入力部と、
   を備え、
   予め、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力が、前記第１安定加熱出力より小さく、且つ前記第２安定加熱出力より大きい前記鍋を選択しており、
   前記制御部は、加熱動作を開始後、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力より大きくなるように制御し、前記第２安定加熱出力を、前記共鳴音が発生する前記加熱出力より小さくなるように制御する炊飯器。
2. 本体の内部に収納される鍋と、
   前記鍋の温度を検知する鍋温度検知部と、
   直流電源と、
   前記鍋を誘導加熱する加熱コイルと、
   前記加熱コイルと共振する共振コンデンサと、
   導通することにより前記加熱コイルに前記直流電源から前記加熱コイルに電流を供給し、遮断することにより前記加熱コイル及び前記共振コンデンサが共振して共振電流が前記加熱コイルに継続して流れるようにする半導体スイッチング素子と、
   前記半導体スイッチング素子の導通時間を変更して前記加熱コイルに流れる電流の動作周波数を変えて加熱出力を安定加熱出力で維持する制御をおこなうとともに、前記安定加熱出力を第１安定加熱出力として前記鍋を加熱し前記鍋内の水を沸騰させる炊き上げ工程を含み前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記加熱出力を制御する炊飯動作および前記炊飯動作の終了後、前記鍋を加熱し前記鍋温度検知部の検知結果に基づき前記鍋内の米を保温する保温動作を実行可能な制御部と、
   前記炊飯動作を開始する炊飯キーを含む入力部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１安定加熱出力を、前記鍋と前記共振電流による共鳴音が発生する前記安定加熱出力より大きくなるように設定し、保温動作の加熱を開始したときから第３加熱出力に到達するまで、前記導通時間を所定時間が経過する毎に予め決められた増加量だけ増加させる過渡動作行うとともに、前記加熱出力が前記第３加熱出力に到達すると、直後に前記加熱出力を零または低出力に下げ、その後前記過渡動作を所定の回数繰り返すようにし、かつ前記第３加熱出力を、前記共鳴音が発生する前記加熱出力より小さくなるように設定する炊飯器。

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