JP3710466B2

JP3710466B2 - 炊飯器

Info

Publication number: JP3710466B2
Application number: JP2004133861A
Authority: JP
Inventors: 匡田村; 正治入江; 篤司別枝; 史晃村上
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2004223283A

Description

本発明は、動作待機中の消費電力の低減を図るようにした炊飯器に関するものである。

この種の炊飯器は、炊飯または保温の動作をしていない待機状態で、例えば、炊飯、保温および予約実行時に動作するＬＥＤ、誘導加熱コイルおよびセンサを動作させる駆動回路に対して何時でも動作できるように電力を供給している。また、誘導加熱方式の炊飯器においては、素子冷却用のファンを動作させる駆動回路にも電力を供給している。

近年では、各電化製品について、電力の省エネを図る要望が高まっているが、前記炊飯器では、全く使用していない待機状態で、前記のように駆動回路に電力（待機電力）を供給しているため、単位時間当たり約２Ｗの電力を消費する。

そこで、本発明では、炊飯器を使用していない状態での待機電力の低減を図り、省エネを図ることができる炊飯器を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明の炊飯器は、内鍋と、該内鍋を加熱する加熱手段や温度センサ等の負荷部品と、各負荷部品を制御する駆動回路と、前記負荷部品および駆動回路に電力を供給する電源回路とを備えた炊飯器において、前記加熱手段は、整流回路を介して交流電源に接続された誘導加熱コイルであり、前記炊飯器は該誘導加熱コイルへの通電をオン、オフするＩＧＢＴと、該ＩＧＢＴのオン、オフを制御するＩＧＢＴ制御回路とを備え、前記整流回路および誘導加熱コイルの両端と、前記ＩＧＢＴ制御回路とを、夫々スイッチング素子を介して接続したもので、前記電源回路に接続され、該電源回路を起動させるための起動スイッチと、前記電源回路からの電力の出力状態を維持または停止する電源制御回路と、非通電状態で前記起動スイッチが操作されて前記電源回路から電力が供給されることにより動作可能な状態となり前記電源制御回路を介して前記電源回路からの電力の出力を維持させる一方、全ての負荷部品が非動作中であると判断すると前記電源制御回路を介して前記電源回路から電力の出力を停止する制御部とを設けた構成としている。

また、前記起動スイッチは、炊飯、保温、予約等の操作スイッチであることが好ましい。

本発明の炊飯器では、使用者が起動スイッチを操作することによって電源回路が電力を出力し、その出力状態を制御部が電源制御回路を介して維持する一方、全負荷部品が非動作状態となると、前記電源制御回路を介して電源回路からの電力の出力を停止するようになっているため、使用者が全く使用しない状態で消費する待機電力の低減を図ることができる。

また、前記加熱手段は、整流回路を介して交流電源に接続された誘導加熱コイルであり、前記炊飯器は該誘導加熱コイルへの通電をオン、オフするＩＧＢＴと、該ＩＧＢＴのオン、オフを制御するＩＧＢＴ制御回路とを備えた誘導加熱方式の炊飯器であり、前記整流回路および誘導加熱コイルの両端と、前記ＩＧＢＴ制御回路とを、夫々スイッチング素子を介して接続しているため、全負荷部品が動作していない待機状態で、更に微細な電力を消費する誘導加熱コイルの駆動回路の電力消費を確実に防止することができる。

また、前記起動スイッチを、炊飯、保温、予約等の操作スイッチとすれば、電源回路からの電力が非出力状態で、使用者が、直接、炊飯操作を行うことにより、電源回路から電力を出力し、その出力状態を維持することができるため、操作性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は、本発明の炊飯器１を示す。この炊飯器１は誘導加熱方式であり、大略、内鍋２、本体３、加熱手段である誘導加熱コイル４、内鍋２用の温度センサ５、蓋体６、回路基板２０、および、該回路基板２０に搭載した素子を冷却するためのファン８からなる周知の構成のものである。

前記蓋体６には、内部に保温用の蓋ヒータ９、内鍋２の内部温度を検出する温度センサ１０が配設されるとともに、外部に図２に示す表示パネル１１が取り付けられている。この表示パネル１１には、中央の液晶表示部１２の周囲に、炊飯スイッチ、保温スイッチ、取消スイッチ、予約スイッチ、および、各種選択スイッチの各操作部１３ａ〜１３ｇが配設されるとともに、本実施形態では、後述する起動スイッチ２９の操作部１４が配設されている。

前記第１実施形態の回路基板２０は、図３に示すように、直流電源回路２２と、負荷部品の駆動回路２８と、起動スイッチ２９と、電源制御回路３０と、マイコン３４からなる制御部を備えている。

前記直流電源回路２２は、交流電源２１に直列に接続されて交流電流を整流するダイオード２３と、該ダイオード２３と直列に接続されて平滑した直流高電圧を形成する電解コンデンサ２６と、降圧型チョッパー方式等の周知の方法により降圧させて直流低電圧を得るスイッチング電源回路２５と、直流低電圧を安定化させる電解コンデンサ２７とを備えている。なお、上記スイッチング電源回路２５の代わりにトランス方式のものや、抵抗降圧方式のものを用いてもよく、また、電源ＩＣを用いてもよい。

前記駆動回路２８は、大別して、交流電源２１に接続される誘導加熱コイル４、蓋ヒータ９等の駆動回路２８ａと、直流電源回路２２に接続される素子冷却用のファン８、温度センサ５，１０等の駆動回路２８ｂとからなり、前記各負荷部品をマイコン３４からの指示に従って駆動するものである。

前記起動スイッチ２９は、両端が前記スイッチング電源回路２５のスイッチング電源回路２５に接続され、この直流電源回路２２のスイッチング動作を起動するもので、非動作時は電流の通電を遮断する常開スイッチからなる。なお、前記スイッチング電源回路２５の代わりにトランス方式の電源回路または抵抗降圧方式の電源回路を適用する場合には、それぞれトランスまたは抵抗へ電流を供給する接続ラインに前記起動スイッチ２９を介設する。

前記電源制御回路３０は、前記直流電源回路２２からの電力の出力状態を維持または停止するもので、スイッチング素子であるトランジスタ３１を備えている。このトランジスタ３１は、エミッタとコレクタが前記起動スイッチ２９と並列に接続され、ベースが抵抗３２を介してマイコン３４に接続されるとともに、抵抗３３を介してエミッタ側と接続されている。

前記マイコン３４は、従来と同様に、記憶されたプログラムに従って、前記誘導加熱コイル４および蓋ヒータ９を制御して、予約炊飯を含む所定の炊飯動作および保温動作を実行する。また、本実施形態では、非通電状態で直流電源回路２２から電力が供給されて動作可能な状態になると、前記起動スイッチ２９が操作されたと判断し、前記電源制御回路３０を介して前記直流電源回路２２から電力の出力状態を維持させる一方、全ての負荷部品が非動作中であると判断すると前記電源制御回路３０を介して前記直流電源回路２２から電力の出力を停止するものである。

次に、前記炊飯器１による各構成部品への電力供給について説明する。
まず、図４に示すように、全負荷部品が非動作中で、かつ、起動スイッチ２９が操作されない状態では、直流電源回路２２のスイッチング電源回路２５は、スイッチング動作を停止した状態であるため、該直流電源回路２２からは電力が出力されず、非出力状態を維持する。なお、前記スイッチング電源回路２５の代わりにトランス方式の電源回路または抵抗降圧方式の電源回路を適用した場合でも同様である。

そして、図５に示すように、起動スイッチ２９が操作されると、前記直流電源回路２２のスイッチング電源回路２５は、スイッチング動作を開始する。これにより、上記直流電源回路２２は、スイッチング電源回路２５から電力を出力することにより、図６に示すように、マイコン３４に電力が供給され、該マイコン３４が起動する。この状態で、使用者は希望する炊飯動作を設定可能となる。

ついで、マイコン３４は、図７に示すように、電源制御回路３０におけるトランジスタ３１のベースに電流を通電することにより、このトランジスタ３１のベースの電位を高め、該トランジスタ３１をオン状態とする。これにより、直流電源回路２２は、図示のように、起動スイッチ２９がオフ状態になっても、前記電源制御回路３０におけるトランジスタ３１がマイコン３４を介してオン状態を維持することにより、電力の出力状態を維持する。

使用者が設定した所定の炊飯動作が終了すると、炊飯器１は保温動作に移行する。そして、使用者が取消スイッチを操作することによって全負荷部品の動作が停止し、その非動作状態をマイコン３４が検出すると、該マイコン３４は前記電源制御回路３０への電流の出力を停止する。

そうすると、前記電源制御回路３０のトランジスタ３１はオフ状態となる。これにより、直流電源回路２２のスイッチング電源回路２５は、遮断状態となるためスイッチング動作を停止することにより電力の出力を停止し、図４に示す電力の非出力状態となる。

このように、本発明の第１実施形態の回路基板２０を搭載した炊飯器１では、使用者が起動スイッチ２９を操作することによって直流電源回路２２が電力を出力し、かつ、この直流電源回路２２は、全負荷部品が非動作状態となると電力の出力を停止して非出力状態となるため、非使用状態で消費する待機電力の低減を図ることができる。

図８は、前記炊飯器１に搭載する第２実施形態の回路基板２０を示す。この回路基板２０は、前記第１実施形態のうち、全負荷部品が動作していない待機状態で、更に微細な電力を消費する誘導加熱コイル４の駆動回路４０の電力消費を防止するために、該駆動回路４０を電気的に非駆動状態とする制御回路４４を設けたものである。

具体的には、前記誘導加熱コイル４の駆動回路４０は、整流回路４１の下流側に、ＩＧＢＴ制御回路４２と、ＩＧＢＴ４３ａと、コンデンサ４３ｂおよびダイオード４３ｃを有するインバーター回路４３とを備えている。
ここで、従来の駆動回路では、待機状態において、前記整流回路４１とＩＧＢＴ制御回路４２との接続ラインＬ１、および、このＩＧＢＴ制御回路４２と誘導加熱コイル４との接続ラインＬ２，Ｌ３で、電力を消費していた。

そこで、本発明では、スイッチング素子であるリレー４５ａ，４５ｂ，４５ｃと、トランジスタ４６とからなる制御回路４４が設けられている。前記リレー４５ａ，４５ｂ，４５ｃの接点端子は、前記ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３に夫々介設され、そのコイル端子の一方は直流電源ＶＤＤに接続され、他方はトランジスタ４６のコレクタに接続されている。前記トランジスタ４６は、前記第１実施形態のトランジスタ３１と同様に、ベースが抵抗４７を介してマイコン３４に接続されるとともに、抵抗４８を介してアースされ、エミッタがアースされている。なお、前記リレー４５ａ，４５ｂ，４５ｃの代わりにフォトカプラ等のスイッチング素子を適用してもよい。

この第２実施形態の回路基板２０を適用した炊飯器１では、第１実施形態と同様に、全負荷部品が非動作中で、かつ、起動スイッチ２９が操作されない状態では、直流電源回路２２が非出力状態を維持する。そして、起動スイッチ２９が操作されると、直流電源回路２２から出力された電力でマイコン３４が起動し、該マイコン３４が電源制御回路３０におけるトランジスタ３１のベース、および、制御回路４４のトランジスタ４６のベースに電流を通電することにより、これらトランジスタ３１，４６をオン状態とする。

これにより、スイッチング電源回路２５は、起動スイッチ２９がオフ状態であっても、電力の出力状態を維持する。また、制御回路４４のリレー４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、スイッチ部のオン状態を維持し、誘導加熱コイル４の駆動回路４０に対して電力を通電して駆動可能な状態を維持する。

そして、炊飯器１が所定の動作を終了し、使用者が取消スイッチを操作することによって全負荷部品の動作が停止すると、マイコン３４は前記電源制御回路３０および制御回路４４のトランジスタ３１，４６への電流の出力を停止する。これにより、直流電源回路２２が非出力状態を維持するとともに、整流回路４１と接続されたＩＧＢＴ制御回路４２が電気的に駆動不可の状態になる。

図９は、前記炊飯器１に搭載する第３実施形態の回路基板２０を示す。この回路基板２０は、前記第１実施形態に示す専用の起動スイッチ２９を設けずに、２極単投方式のスイッチ５０ａ，５０ｂ，５０ｃを炊飯スイッチ、保温スイッチ、予約スイッチに適用し、いずれかの操作部１３ａ，１３ｂ，１３ｃを操作すると、同時に直流電源回路２２から電力を出力するように構成している。

この第３実施形態の回路基板２０を適用した炊飯器１では、前記第１実施形態と同様に、全負荷部品が非動作状態のときには、マイコン３４によって電源制御回路３０を構成するトランジスタ３１をオフさせるため、待機電力の低減を図ることができる。そのうえ、専用の起動スイッチ２９を設けるのではなく、２極単投式のスイッチ５０ａ，５０ｂ，５０ｃを適用しているため、使用者は、直接、炊飯操作を行うことにより、マイコン３４を駆動させて炊飯可能な状態とすることができるため、操作性の向上を図ることができる。

なお、本発明の炊飯器１は前記実施形態に限定されるものではない。

例えば、前記第１実施形態から第３実施形態に示す電源制御回路３０は、スイッチング素子としてトランジスタ３１を適用したが、リレーを適用してもよい。

さらに、本実施形態では、誘導加熱方式の炊飯器に適用したが、電気ヒータによって内鍋２を直接加熱する方式の炊飯器にも適用できる。さらにまた、前記実施形態では、加熱手段として誘導加熱コイル４と蓋ヒータ９を配設した構成としたが、蓋ヒータ９の代わりに胴ヒータを配設した炊飯器、あるいは、蓋ヒータ９と胴ヒータの両方を配設した炊飯器等にも適用可能である。

本発明の炊飯器の概略図である。炊飯器の表示パネルを示す平面図である。第１実施形態の回路基板を示す回路図である。図３の回路基板の電流の流れを示す回路図である。図４の状態から起動スイッチを操作した場合の電流の流れを示す回路図である。図５の続きの電流の流れを示す回路図である。図６の続きの電流の流れを示す回路図である。第２実施形態の回路基板を示す回路図である。第３実施形態の回路基板を示す回路図である。

符号の説明

１…炊飯器、２…内鍋、３…本体、４…誘導加熱コイル、５…温度センサ、６…蓋体、７…回路基板、８…ファン、９…蓋ヒータ、１０…温度センサ、２０…回路基板、２１…交流電源、２２…電源回路（直流電源回路）、２５…スイッチング電源回路、２８…駆動回路、２９…起動スイッチ、３０…電源制御回路、３１…トランジスタ、３４…マイコン（制御部）。

Claims

内鍋と、該内鍋を加熱する加熱手段や温度センサ等の負荷部品と、各負荷部品を制御する駆動回路と、前記負荷部品および駆動回路に電力を供給する電源回路とを備えた炊飯器において、
前記加熱手段は、整流回路を介して交流電源に接続された誘導加熱コイルであり、前記炊飯器は該誘導加熱コイルへの通電をオン、オフするＩＧＢＴと、該ＩＧＢＴのオン、オフを制御するＩＧＢＴ制御回路とを備え、前記整流回路および誘導加熱コイルの両端と、前記ＩＧＢＴ制御回路とを、夫々スイッチング素子を介して接続したもので、
前記電源回路に接続され、該電源回路を起動させるための起動スイッチと、
前記電源回路からの電力の出力状態を維持または停止する電源制御回路と、
非通電状態で前記起動スイッチが操作されて前記電源回路から電力が供給されることにより動作可能な状態となり前記電源制御回路を介して前記電源回路からの電力の出力を維持させる一方、全ての負荷部品が非動作中であると判断すると前記電源制御回路を介して前記電源回路から電力の出力を停止する制御部と
を設けたことを特徴とする炊飯器。
前記起動スイッチは、炊飯、保温、予約等の操作スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の炊飯器。