特開 2023-161836 調理器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161836

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】調理器

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/12 20060101AFI20231031BHJP

   A47J 27/00 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

H05B6/12 308

H05B6/12 324

A47J27/00 103A

A47J27/00 103L

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072432

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000002473

【氏名又は名称】象印マホービン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129791

【弁理士】

【氏名又は名称】川本 真由美

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 晋平

(72)【発明者】

【氏名】福島 光起

(72)【発明者】

【氏名】倉 拓海

【テーマコード（参考）】

3K151

4B055

【Ｆターム（参考）】

3K151AA33

3K151BA14

3K151BA15

3K151CA48

4B055AA02

4B055BA26

4B055DA01

4B055DB14

4B055GC12

(57)【要約】

【課題】コイルによる誘導加熱によって鍋内に生じる対流による調理物の撹拌効率を向上できる調理器を提供する。
【解決手段】調理器１は、炊飯鍋１０と、炊飯鍋１０の軸線Ａ側に配置された内側コイル５１と、軸線Ａに対して内側コイル５１よりも離れて配置された外側コイル５５とを備える。内側コイル５１による加熱量が外側コイル５５による加熱量以上になるように、内側コイル５１と外側コイル５５それぞれのインダクタンスが設定されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有底筒状の鍋と、
前記鍋の外面側に間隔をあけて位置し、前記鍋の軸線側に配置された内側コイルと、
前記鍋の外面側に間隔をあけて位置し、前記軸線に対して前記内側コイルよりも離れて配置された外側コイルと
を備え、
前記内側コイルによる加熱量が前記外側コイルによる加熱量以上になるように、前記内側コイルと前記外側コイルそれぞれのインダクタンスが設定されている、調理器。

【請求項2】

前記内側コイルのインダクタンスは前記外側コイルのインダクタンスよりも大きく、これらのインダクタンスの差は０．１５μＨ以上である、請求項１に記載の調理器。

【請求項3】

前記内側コイルのターン数は、前記外側コイルのターン数よりも多い、請求項１又は２に記載の調理器。

【請求項4】

前記軸線が延びる方向から見た前記鍋の形状は円形であり、
前記内側コイルは、前記鍋の径方向に延びる長軸と、前記鍋の周方向に延びる短軸とを有する非円形状であり、
前記外側コイルは、前記鍋の周方向に延びる長軸と、前記鍋の径方向に延びる短軸とを有する非円形状であり、
前記内側コイルと前記外側コイルは、前記軸線を挟んで前記鍋の対向位置に配置され、前記軸線まわりに並べて複数設けられている、
請求項１又は２に記載の調理器。

【請求項5】

前記鍋の径方向における前記外側コイルの内端は、前記鍋の径方向における前記内側コイルの内端と前記内側コイルの外端との間に位置し、
前記鍋の径方向における前記外側コイルの外端は、前記鍋の径方向における前記内側コイルの外端よりも外側に位置している、
請求項４に記載の調理器。

【請求項6】

前記鍋の対向位置にある前記内側コイルと前記外側コイルを一組のコイル群とし、複数組の前記コイル群を個別に制御する制御部を備える、請求項４に記載の調理器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、調理器に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、本体内に収容した鍋を複数のコイルによって誘導加熱する電気炊飯器（調理器）が開示されている。特許文献２には、平坦な加熱面上に配置した鍋を複数のコイルによって誘導加熱する誘導加熱調理器が開示されている。また、特許文献２には、周方向に間隔をあけて配置した複数のコイルのうち２個を一組のコイル群とし、複数組のコイル群を個別に制御する調理方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－２４２９１２号公報

【特許文献2】特開２０１３－１４９４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１，２では、複数のコイルを周方向に並べて配置しているだけであり、鍋の軸線からの複数のコイルの径方向距離は全て同じである。そのため、複数のコイルを個別に制御したり、２個のコイルを一組のコイル群として制御しても、鍋内に生じる対流の向きが違うだけで、対流の性質は同じである。この場合、引用文献２のように対向する２個のコイルを一組のコイル群として制御すると、２個のコイルによる２つの対流が互いに打ち消し合い、かえって調理物の撹拌効率を低下させることがある。よって、引用文献１，２の調理器には、鍋内に生じる対流による調理物の撹拌効率について改善の余地がある。

【0005】

本発明は、コイルによる誘導加熱によって鍋内に生じる対流による調理物の撹拌効率を向上できる調理器を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、有底筒状の鍋と、前記鍋の外面側に間隔をあけて位置し、前記鍋の軸線側に配置された内側コイルと、前記鍋の外面側に間隔をあけて位置し、前記軸線に対して前記内側コイルよりも離れて配置された外側コイルとを備え、前記内側コイルによる加熱量が前記外側コイルによる加熱量以上になるように、前記内側コイルと前記外側コイルそれぞれのインダクタンスが設定されている、調理器を提供する。

【0007】

配置が異なる内側コイルと外側コイルを有するため、内側コイルによって鍋の軸線側を誘導加熱でき、外側コイルによって鍋の外周側を誘導加熱できる。内側コイルによる誘導加熱によって生じる対流は、鍋の軸線に沿う方向の直流になり、外側コイルによる誘導加熱によって生じる対流は、鍋の周壁に沿って上昇した後に鍋の径方向内側に向かう旋回流になり得る。

【0008】

内側コイルによる加熱量が外側コイルによる加熱量以上であるため、内側コイルによる単位面積当たりの水の上昇温度は、外側コイルによる単位面積当たりの水の上昇温度以上である。また、内側コイルによる鍋の軸線に沿う方向の対流には流動抵抗がなく、外側コイルによる旋回する対流には流動抵抗がある。そのため、内側コイルによる対流の流動水圧は、外側コイルによる対流の流動水圧よりも高くなり得る。このように、内側コイルと外側コイルによる誘導加熱によって生じる性質が異なる２種の対流は、互いに打ち消し合うことなく衝突後には分流するため、鍋の中心部分での調理物の滞留を低減でき、撹拌効率を向上できる。

【0009】

前記内側コイルのインダクタンスは前記外側コイルのインダクタンスよりも大きく、これらのインダクタンスの差は０．１５μＨ以上である。これにより、内側コイルと外側コイルのインダクタンスに製造誤差（バラツキ）が生じても、内側コイルの加熱量を外側コイルの加熱量以上に設定できる。

【0010】

前記内側コイルのターン数は、前記外側コイルのターン数よりも多い。これにより、内側コイルと外側コイルのインダクタンスに製造誤差（バラツキ）が生じても、内側コイルの加熱量を外側コイルの加熱量以上に設定できる。

【0011】

前記軸線が延びる方向から見た前記鍋の形状は円形であり、前記内側コイルは、前記鍋の径方向に延びる長軸と、前記鍋の周方向に延びる短軸とを有する非円形状であり、前記外側コイルは、前記鍋の周方向に延びる長軸と、前記鍋の径方向に延びる短軸とを有する非円形状であり、前記内側コイルと前記外側コイルは、前記軸線を挟んで前記鍋の対向位置に配置され、前記軸線まわりに並べて複数設けられている。これにより、鍋の外面側に内側コイルと外側コイルを敷き詰めて配置できるため、鍋に非加熱領域が生じることを抑制できる。

【0012】

前記鍋の径方向における前記外側コイルの内端は、前記鍋の径方向における前記内側コイルの内端と前記内側コイルの外端との間に位置し、前記鍋の径方向における前記外側コイルの外端は、前記鍋の径方向における前記内側コイルの外端よりも外側に位置している。これにより、鍋に非加熱領域が生じることを確実に抑制できる。また、鍋の中心側を内側コイルによって確実に加熱でき、鍋の外周側を外側コイルによって確実に加熱できるため、鍋内に向きが異なる対流を確実に生じさせることができる。

【0013】

前記鍋の対向位置にある前記内側コイルと前記外側コイルを一組のコイル群とし、複数組の前記コイル群を個別に制御する制御部を備える。これにより、２種の対流によって調理物を効率的に撹拌しながら調理できる。しかも、内側コイルの加熱量が外側コイルの加熱量以上であるため、内側コイルによる鍋の軸線に沿う方向の対流が、外側コイルによる鍋の径方向に沿う方向の対流よりも強くなり得る。その結果、鍋の中心部分での調理物の滞留を低減でき、確実に撹拌効率を向上できる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の調理器では、コイルによる誘導加熱によって鍋内に生じる対流による調理物の撹拌効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る調理器の１つである炊飯器の概略断面図。

【図2】鍋に対するコイルの配置と制御部の構成を示すブロック図。

【図3A】鍋に対するコイルの配置を示す右側面図。

【図3B】鍋に対するコイルの配置を示す左側面図。

【図4】図２の内側コイルを内側コイルの軸線が延びる方向から見た図。

【図5】図２の外側コイルを外側コイルの軸線が延びる方向から見た図。

【図6A】１組の内側コイルと外側コイルに通電したときの対流を示す模式的な断面図。

【図6B】図６Ａの対流を上方から見た模式図。

【図7A】全て同じコイルを周方向に配置した比較例の炊飯器の対流を示す模式的な断面図。

【図7B】図７Ａの対流を上方から見た模式図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

【0017】

図１を参照すると、本発明の実施形態に係る調理器の１つである炊飯器１は、炊飯鍋１０と、炊飯鍋１０を収容する炊飯器本体２０と、炊飯器本体２０に開閉可能に取り付けられた蓋体３０とを備える。この炊飯器１は、炊飯鍋１０の加熱部５０として複数のコイル５１，５５を炊飯器本体２０内に配置したマルチコイル式である。本実施形態では、形状が異なる２種のコイル５１，５５を炊飯鍋１０の径方向の異なる位置に配置し、内側コイル５１による加熱量を外側コイル５５による加熱量以上に設定することで、炊飯鍋１０内に生じる対流による飯米（調理物）の撹拌効率向上を図る。

【0018】

まず、炊飯器１の概要について説明する。

【0019】

図１を参照すると、炊飯鍋１０は、底壁部１１、筒状の周壁部１２、及び底壁部１１と周壁部１２に連なる連続部１３を有する有底筒状であり、炊飯鍋１０の軸線Ａが延びる方向から見て円形状である。この炊飯鍋１０は磁性材料からなり、プレス加工又は鋳造によって成形されている。但し、炊飯鍋１０は、炊飯が阻害されない範囲であれば半球状であってもよく、幾何学的に厳密な意味での有底筒状でなくてもよい。

【0020】

図１及び図２を参照すると、底壁部１１は、中央部１１ａと、中央部１１ａの外側に連なる外周部１１ｂとを有する。

【0021】

中央部１１ａは、軸線Ａが延びる方向から見て円形状であり、中心が軸線Ａ上に位置し、軸線Ａに対して直交方向かつ平坦に延びている。中央部１１ａは、幾何学的に厳密な意味で平坦に延びる構成に限られず、誘導加熱によって生じる対流が軸線Ａに沿って流動する範囲であれば、湾曲していてもよい。

【0022】

外周部１１ｂは、軸線Ａが延びる方向から見て円環状であり、径方向の内側から外側に向けて上側へ傾斜している。外周部１１ｂは、本実施形態では下向きに若干膨出した曲面形状であるが、下端から上端まで直線状に延びる逆円錐形状であってもよい。中央部１１ａに対する外周部１１ｂの傾斜角度は５度以上３０度以下である。湾曲した外周部１１ｂの傾斜角度とは、外周部１１ｂの下端と上端を結ぶ仮想線（図示せず）が、中央部１１ａに対して傾斜する角度として定義される。また、若干膨出した曲面形状とは、直線に近似した曲率であることを意味する。

【0023】

周壁部１２は、底壁部１１の外形に対応する形の筒状であり、下側部１２ａと、下側部１２ａの上端に連なる上側部１２ｂとを有する。底壁部１１の中央部１１ａに対する下側部１２ａの傾斜角度は６０度以上９０度未満である。

【0024】

下側部１２ａは、下端から上端まで直径が漸増し、拡開した筒状である。下側部１２ａは、本実施形態では径方向外向きに若干膨出した曲面形状であるが、下端から上端まで直線状に延びる逆円錐筒状であってもよい。湾曲した下側部１２ａの傾斜角度とは、下側部１２ａの下端と上端を結ぶ仮想線（図示せず）が、中央部１１ａに対して傾斜する角度として定義される。

【0025】

上側部１２ｂは、直径が一様な円筒状であり、上端に径方向外向きに突出したフランジ部１２ｃを備える。但し、上側部１２ｂは、下側から上側に向けて直径が漸増した逆円錐筒状であってもよいし、径方向外向きに若干膨出した曲面形状であってもよい。

【0026】

連続部１３は、下側から上側に直径が漸増した筒状であり、内周部が底壁部１１の外周部１１ｂに連なり、外周部が周壁部１２の下側部１２ａに連なっている。連続部１３の断面形状は、下向きかつ径方向外向きに膨出した円弧状である。

【0027】

引き続いて図１を参照すると、炊飯器本体２０は、図１において右側に位置する背部にヒンジ接続軸２２を有する外装体２１を備える。外装体２１の上面には円形状の開口が形成され、この開口の下側に炊飯鍋１０を着脱可能に収容する収容部２３が形成されている。収容部２３は、炊飯鍋１０の平面視形状と対応する円筒状で金属製の内胴２４と、内胴２４の下端を塞ぐ受皿状で樹脂（非導電性材料）製の保護枠２５とを備える有底筒状である。この収容部２３内に炊飯鍋１０を配置することで、保護枠２５の軸線と炊飯鍋１０の軸線Ａとが一致する。

【0028】

保護枠２５の内面形状と外面形状は、炊飯鍋１０の形状に対応している。具体的には、保護枠２５は、炊飯鍋１０の底壁部１１に沿う形状の底部２５ａ、炊飯鍋１０の下側部１２ａに沿う形状の外周部２５ｂ、及び炊飯鍋１０の連続部１３に沿う形状の連続部２５ｃを備える。

【0029】

引き続いて図１を参照すると、外装体２１の内部には、炊飯鍋１０を誘導加熱するための加熱部５０が設けられている。加熱部５０は、２種かつそれぞれ複数のコイル５１，５５からなる。コイル５１，５５は、炊飯鍋１０の外面側に間隔をあけて位置するように、保護枠２５の外装体２１側の外側面に取り付けられている。具体的には、コイル５１，５５の外側にはフェライトコアを保持したホルダ（図示せず）が配置され、このホルダと保護枠２５の間にコイル５１，５５が保持されている。なお、コイル５１，５５の具体的構成については後に詳述する。

【0030】

蓋体３０は、外装体２１のヒンジ接続軸２２に回転可能に取り付けられている。蓋体３０は、炊飯鍋１０を臨む内面側（図１において下側）に放熱板３１を備える。放熱板３１の下面には、炊飯鍋１０の上端開口を閉塞する内蓋３２が取り付けられている。放熱板３１の上面には、放熱板３１を介して内蓋３２を加熱し、内蓋３２に付着した露を蒸発させる蓋ヒータ３３が配設されている。また、蓋体３０には、炊飯鍋１０内の蒸気を外部に排出するための排気通路３４が形成されている。

【0031】

図１において左側に位置する炊飯器本体２０の正面側には、ホルダ４０を介して制御基板４１が配置されている。図２を参照すると、制御基板４１には、電気部品を制御する制御部４２、及び加熱部５０に電力を供給するためのインバータ回路４３と切換部４４が設けられている。但し、制御部４２、インバータ回路４３、及び切換部４４は、２つ又は３つの制御基板に分けて設けられてもよし、炊飯器本体２０と保護枠２５の間の空間内に対する配置も必要に応じて変更が可能である。

【0032】

制御部４２は、単一又は複数のマイクロコンピュータ、及びその他の電子デバイスにより構成されている。制御部４２は、記憶部（メモリ）４２ａと計時部（タイマ）４２ｂを備える。記憶部４２ａには、炊飯処理と保温処理を実行するためのプログラム、及びプログラムに用いられる設定値（温度や時間）等が記憶されている。計時部４２ｂは、炊飯処理及び保温処理での時間を計測する。

【0033】

炊飯処理では、制御部４２は、２つの温度センサ４５Ａ，４５Ｂ（図１参照）の検出結果に基づいて、予熱工程、中ぱっぱ工程（昇温工程）、沸騰維持工程、炊き上げ工程及びむらし工程をこの順で実行し、炊飯鍋１０内の飯米を炊き上げる。保温処理では、制御部４２は、２つの温度センサ４５Ａ，４５Ｂの検出結果に基づいて、炊き上げた米飯（炊飯鍋１０）を定められた温度に温調する。温度センサ４５Ａは、炊飯鍋１０の温度を検出する鍋センサであり、本実施形態では周壁部１２の下側部１２ａの温度を検出するサイドセンサである。温度センサ４５Ｂは、放熱板３１と内蓋３２を介して炊飯鍋１０内の温度を検出する蓋センサである。

【0034】

インバータ回路４３は、コイル５１，５５の数に応じて設けられた複数のパワートランジスタ（例えばＩＧＢＴ）を備える。インバータ回路４３によるコイル５１，５５への電力投入は、電気的に接続された制御部４２により制御（デューティ制御）される。

【0035】

切換部４４は、制御部４２とインバータ回路４３に電気的に接続されている。切換部４４は、例えばコイル５１，５５の数に応じて設けられた複数のスイッチ（例えばリレー）によって構成されている。切換部４４は、制御部４２の指令に従って、複数のコイル５１，５５のうち、定められた１以上のコイルに高周波電流を通電し、残りのコイルへの通電が遮断されるように、インバータ回路４３と複数のコイル５１，５５との接続状態を切り換える。

【0036】

次に、加熱部５０を構成するコイル５１，５５について具体的に説明する。

【0037】

図２を参照すると、加熱部５０は、形状が異なるそれぞれ複数の内側コイル５１と外側コイル５５を備え、制御部４２によってインバータ回路４３から高周波電流が通電されることで、渦電流を発生させて炊飯鍋１０を誘導加熱する。個々の内側コイル５１と個々の外側コイル５５とは、軸線Ａを挟んで炊飯鍋１０の対向位置に配置され、軸線Ａまわりに並べて敷設されている。本実施形態では、内側コイル５１と外側コイル５５がいずれも３個ずつ用いられている。

【0038】

周方向に隣り合う内側コイル５１は互いに間隔をあけて配置され、周方向に隣り合う外側コイル５５は互いに間隔をあけて配置されている。また、径方向に隣り合う内側コイル５１と外側コイル５５は、互いに間隔をあけて配置されている。これらの間隔は、隣り合うコイル５１，５５による炊飯鍋１０の加熱領域の一部が重なり合う距離である。

【0039】

図２、図３Ａ、及び図３Ｂを参照すると、内側コイル５１は、炊飯鍋１０のうち底壁部１１の中央部１１ａから連続部１３に跨がって位置するように、炊飯鍋１０の軸線Ａ側に配置され、炊飯鍋１０のうち周壁部１２以外の領域を誘導加熱する。内側コイル５１は、図１に示す保護枠２５の底部２５ａから連続部２５ｃまでの形状に沿った曲面状である。

【0040】

外側コイル５５は、炊飯鍋１０のうち底壁部１１の外周部１１ｂから周壁部１２の下側部１２ａに跨がって位置するように、軸線Ａに対して内側コイル５１よりも径方向外側に離れて配置され、炊飯鍋１０のうち底壁部１１の中央部１１ａ以外の領域を誘導加熱する。外側コイル５５は、図１に示す保護枠２５の底部２５ａから外周部２５ｂまでの形状に沿った曲面状である。

【0041】

これらのコイル５１，５５は、いずれも複数の巻線を巻回し、ワニスによって定められた形状に固められている。コイル５１，５５の形状は、巻線を巻回する治具の形状に依存している。巻線のターン数及びコイル５１，５５の形状等よって、コイル５１，５２のインダクタンスは変わる。本実施形態では、内側コイル５１と外側コイル５５に同一デューティ比で同時に通電すると、内側コイル５１による加熱量が外側コイル５５による加熱量以上になるように、コイル５１，５２それぞれのインダクタンスが設定されている。

【0042】

例えば、５合炊きの炊飯器１の場合、内側コイル５１のターン数は、１５回以上１７回以下に設定される。外側コイル５５のターン数は、１３回以上１６回以下、かつ内側コイル５１のターン数よりも少なく設定される。内側コイル５１のターン数と外側コイル５５のターン数の差は、３回以上であることが好ましい。これにより、後に詳述する形状の内側コイル５１のインダクタンスは１５．５７μＨ以上１６．８７μＨ以下に設定され、後に詳述する形状の外側コイル５５のインダクタンスは、１３．８７μＨ以上１５．０３μＨ以下に設定される。つまり、内側コイル５１のインダクタンスと外側コイル５５のインダクタンスとの差は、０．５４μＨ以上に設定されている。これにより、コイル５１，５５のインダクタンスに不可避な製造誤差が生じても、一対の内側コイル５１と外側コイル５５に同一デューティ比で通電すると、内側コイル５１には概ね６３５Ｗの電力が投入され、外側コイル５５には概ね５６５Ｗの電力が投入される。

【0043】

炊飯鍋１０と保護枠２５の形状（大きさ）は、５合炊きの炊飯器１用よりも１０合炊きの炊飯器１用の方が大きくなり、内側コイル５１の形状と外側コイル５５の形状も炊飯鍋１０と保護枠２５の形状に対応して、５合炊きの炊飯器１用よりも１０合炊きの炊飯器１用の方が大きくなる。

【0044】

１０合炊きの炊飯器１の場合、内側コイル５１のターン数は、１４回以上１８回以下に設定される。外側コイル５５のターン数は、１２回以上１６回以下、かつ内側コイル５１のターン数よりも少なく設定される。内側コイル５１のターン数と外側コイル５５のターン数の差は、４回以上であることが好ましい。これにより、後に詳述する内側コイル５１のインダクタンスは１７．８５μＨ以上１８．９５μＨ以下に設定され、後に詳述する外側コイル５５のインダクタンスは１６，６５μＨ以上１７．６８μＨ以下に設定される。つまり、内側コイル５１のインダクタンスと外側コイル５５のインダクタンスとの差は、０．１７μＨ以上に設定されている。これにより、コイル５１，５５のインダクタンスに不可避な製造誤差が生じても、一対の内側コイル５１と外側コイル５５に同一デューティ比で通電すると、内側コイル５１には概ね６７８Ｗの電力が投入され、外側コイル５５には概ね６３２Ｗの電力が投入される。

【0045】

以上のように、ターン数は、外側コイル５５よりも内側コイル５１の方が多く設定されている。また、ターン数と形状等によって定められるインダクタンスは、外側コイル５５よりも内側コイル５１の方が大きく設定されている。そして、内側コイル５１のインダクタンスと外側コイル５５のインダクタンスとの差は、少なくとも０．１５μＨ以上に設定されている。これにより、一対の内側コイル５１と外側コイル５５に同一デューティ比で通電すると、外側コイル５５よりも内側コイル５１の方に大きな電力が投入され、内側コイル５１による加熱量の方が大きくなるように設定されている。また、コイル５１，５５の製造誤差やフェライトコア等の他の要因によってインダクタンスに誤差が生じても、内側コイル５１による加熱量が外側コイル５５による加熱量以上になるように設定されている。

【0046】

以下、内側コイル５１と外側コイル５５の形状について、より具体的に説明する。

【0047】

図２及び図４を参照すると、内側コイル５１は、長軸Ｌ１と短軸Ｓ１を有する非円形状であり、本実施形態では、短軸Ｓ１の位置が長軸Ｌ１の中央よりも炊飯鍋１０の軸線Ａ側に位置する概ね凧形状である。内側コイル５１の長軸Ｌ１は炊飯鍋１０の径方向に延びる姿勢で配置され、内側コイル５１の短軸Ｓ１は炊飯鍋１０の周方向に延びる姿勢で配置される。

【0048】

より具体的には、内側コイル５１は、炊飯鍋１０の軸線Ａ側に配置される内側部５２と、内側部５２から炊飯鍋１０の径方向外側に延在する外側部５３とを備える。内側部５２と外側部５３は、所定曲率で湾曲した一対の連続部５４を介して連なっている。

【0049】

内側部５２は、所定曲率の円弧状であり、炊飯鍋１０の中央部１１ａと対向する位置に配置され、全体として炊飯鍋１０の周方向に延びている。外側部５３は、一対の延在部５３ａと１つの湾曲部５３ｂとで構成され、炊飯鍋１０の外周部１１ｂと連続部１３と対向する位置に配置され、全体として炊飯鍋１０の径方向に延びている。連続部５４は、内側部５２及び外側部５３の湾曲部５３ｂのいずれよりも曲率半径が小さい円弧状であり、一端が内側部５２に連なり、他端が外側部５３の延在部５３ａに連なっている。

【0050】

内側部５２の内周部から外周部までの幅Ｗａ１は概ね一様であり、内側部５２の厚みも概ね一様である。連続部５４の内周部から外周部までの幅Ｗａ３は概ね一様であり、連続部５４の厚みも概ね一様である。連続部５４の幅Ｗａ３は内側部５２の幅Ｗａ１よりも大きく、連続部５４の厚みは内側部５２の厚みよりも薄い。外側部５３の内周部から外周部までの幅Ｗａ２は、連続部５４から内側コイル５１の外端５１ｂである外側部５３の頂部に向けて漸減し、外端５１ｂが位置する部分では内側部５２の幅Ｗａ１よりも小さくなっている。外側部５３の厚みは連続部５４から離れるに従って漸増している。

【0051】

図４に最も明瞭に示すように、内側コイル５１の内端５１ａである内側部５２の頂部と内側部５２の両端をそれぞれ通る一対の基準線がなす角はαである。内側コイル５１の外端５１ｂである外側部５３の頂部と外側部５３の両端をそれぞれ通る一対の基準線がなす角はβである。内側部５２側のなす角αは外側部５３側のなす角βよりも大きい。

【0052】

３個の内側コイル５１を配置する場合、内側部５２のなす角αは、１００度以上１４０度以下に設定することが好ましい。なす角αを過度に小さくした場合、隣り合う内側コイル５１の間隔が広くなるため、炊飯鍋１０の底壁部１１に非加熱領域が生じ易くなる。なす角αを過度に大きくした場合、隣り合う内側コイル５１が重ならないように配置すると、湾曲部５２ｂが軸線Ａから離れるため、炊飯鍋１０の底壁部１１の中央に非加熱領域が生じ易くなる。これらの不都合を防ぐために、内側部５２のなす角αは上記定められた範囲に設定することが好ましい。

【0053】

それぞれ３個の内側コイル５１と外側コイル５５を配置する場合、外側部５３のなす角βは、３０度以上７０度以下に設定することが好ましい。なす角βを過度に小さくした場合、炊飯鍋１０の周方向に隣り合う内側コイル５１と外側コイル５５の間隔が広くなるため、炊飯鍋１０の外周部１１ｂに非加熱領域が生じ易くなる。なす角βを過度に大きくした場合、隣り合う内側コイル５１と外側コイル５５が重ならないように配置すると、長軸Ｌ１側の寸法を短くする必要があるため、炊飯鍋１０の底壁部１１に非加熱領域が生じ易くなる。これらの不都合を防ぐために、外側部５３のなす角βは上記定められた範囲に設定することが好ましい。

【0054】

図２及び図５を参照すると、外側コイル５５は、長軸Ｌ２と短軸Ｓ２を有する非円形状であり、本実施形態では、短軸Ｓ２が長軸Ｌ２の中央に位置する楕円形状である。外側コイル５５の長軸Ｌ２は炊飯鍋１０の周方向に延びる姿勢で配置され、外側コイル５５の短軸Ｓ２は炊飯鍋１０の径方向に延びる姿勢で配置される。

【0055】

より具体的には、外側コイル５５は、曲率が小さい一対の大径部５６と、曲率が大きい一対の小径部５７とを備える。一対の大径部５６は、短軸Ｓ２が延びる方向に対向している。一対の小径部５７は、長軸Ｌ２が延びる方向に対向し、一対の大径部５６それぞれに連なっている。長軸Ｌ２が延びる方向の外側コイル５５の寸法は、短軸Ｓ１が延びる方向の内側コイル５１の寸法よりも長い。

【0056】

炊飯鍋１０の径方向において、外側コイル５５の内端５５ａは、内側コイル５１の内端５１ａと外端５１ｂとの間に配置され、外側コイル５５の外端５５ｂは、内側コイル５１の外端５１ｂよりも外側に配置される。より具体的には、図２、図３Ａ、及び図３Ｂに示すように、一対の大径部５６のうちの一方の一部が、内側コイル５１に対して炊飯鍋１０の径方向に重複するように配置される。また、一対の大径部５６のうちの一方の残り、一対の大径部５６のうちの他方、及び一対の小径部５７が、炊飯鍋１０の径方向において、内側コイル５１に対して重複することなく、径方向外側に位置するように配置される。

【0057】

一対の大径部５６の内周部から外周部までの幅Ｗｂ１はそれぞれ概ね一様であり、一対の大径部５６の厚みもそれぞれ概ね一様である。一対の小径部５７の内周部から外周部までの幅Ｗｂ２は、大径部５７から小径部５７の頂部に向けて漸増し、頂部が位置する部分の幅Ｗｂ２が最も大きくなっている。小径部５７の厚みは、小径部５６から離れるに従って漸減している。これにより、長軸Ｌ２が延びる方向の外側コイル５５の寸法を、炊飯鍋１０の誘導加熱に支障をきたさない範囲で可能な限り確保している。また、この構成により、炊飯鍋１０の周方向における外側コイル５５の端をサイドセンサとしての温度センサ４５Ａに近づけ、外側コイル５５により加熱された炊飯鍋１０の温度の検出応答性向上を図っている。

【0058】

このように構成された内側コイル５１と外側コイル５５は、図２に示すように、炊飯鍋１０の軸線Ａまわりに間隔をあけて３個ずつ配置され、制御部４２がインバータ回路４３と切換部４４を制御することで、通電状態が切り換えられる。以下の説明では、３個の内側コイルを５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃと区別していい、３個の外側コイルを５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃと区別していうことがある。

【0059】

引き続いて図２を参照すると、制御部４２は、インバータ回路４３と切換部４４によって、炊飯鍋１０の対向位置にある内側コイル５１Ａと外側コイル５５Ａ、内側コイル５１Ｂと外側コイル５５Ｂ、及び内側コイル５１Ｃと外側コイル５５Ｃを、それぞれ一組のコイル群とし、３組のコイル群を個別に制御する。一組の内側コイル５１と外側コイル５５それぞれの図心は、軸線Ａを挟んで炊飯鍋１０の対向位置にあり、炊飯鍋１０の径方向に延びる基準線（図示せず）上に位置する。

【0060】

制御部４２は、コイル５１Ａ，５５Ａに高周波電流を通電し、コイル５１Ｂ，５１Ｃ，５５Ｂ，５５Ｃへの通電を遮断する第１通電モード、コイル５１Ｂ，５５Ｂに高周波電流を通電し、コイル５１Ａ，５１Ｃ，５５Ａ，５５Ｃへの通電を遮断する第２通電モード、及びコイル５１Ｃ，５５Ｃに高周波電流を通電し、コイル５１Ａ，５１Ｂ，５５Ａ，５５Ｂへの通電を遮断する第３通電モードを、繰り返し行う。つまり、制御部４２は、複数のコイル群のうち、１つに高周波電流を通電し、残りへの通電を遮断する通電モードを繰り返し行う。

【0061】

図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態の内側コイル５１と外側コイル５５によって炊飯鍋１０を誘導加熱した場合の対流を示す。図７Ａ及び図７Ｂは、１種のコイル６０によって炊飯鍋１０を誘導加熱した比較例の対流を示す。なお、比較例のコイル６０は、コイル６０の軸線が延びる方向から見て楕円形状であり、底壁部１１の中央部１１ａから周壁部１２の下側部１２ａまでの領域を加熱するように、図１に示す保護枠２５に配置されている。

【0062】

まず、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、比較例では、対向する２個のコイル６０に高周波電流を通電すると、炊飯鍋１０の底壁部１１から周壁部１２までの周方向の一部、より具体的には通電されるコイル６０が配置された角度範囲が局所的に誘導加熱される。炊飯鍋１０内において、コイル６０による加熱領域の近傍に位置する水は間接的に加熱され、加熱領域から離れた水は加熱されない。

【0063】

炊飯鍋１０内では、加熱水と非加熱水の温度差によって対流が発生し、沸騰温度に近くなると、加熱領域から発生する気泡が伴うため対流速度は早くなる。コイル６０による加熱によって生じる対流は、周壁部１２に沿って上向きに流動した後、水面において炊飯鍋１０の中央に向けて径方向に流れて収束する旋回流になる。図７Ｂを参照すると、対向する２個のコイル６０を同時に通電した場合、２個のコイル６０による２つの旋回対流が炊飯鍋１０の中央で衝突し、互いに打ち消し合う。また、図７Ａを参照すると、炊飯鍋１０の底中央に位置する飯米は、上から下に向けた対流によって底壁部１１に押し付けられるため、撹拌作用は得られない。

【0064】

一方、本実施形態のように形状と配置が異なるコイル５１，５５を用いた場合、炊飯鍋１０内に生じる対流は以下のようになる。

【0065】

図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、内側コイル５１Ａに高周波電流を通電すると、炊飯鍋１０の底壁部１１と連続部１３のうち、内側コイル５１Ａが配置された角度範囲が局所的に誘導加熱される。また、外側コイル５５Ａに高周波電流を通電すると、炊飯鍋１０の稜部、つまり底壁部１１の外周部１１ｂ、連続部１３、及び周壁部１２の下側部１２ａのうち、外側コイル５５Ａが配置された角度範囲が局所的に誘導加熱される。炊飯鍋１０内において、内側コイル５１Ａによる内側加熱領域の近傍に位置する水は加熱され、内側加熱領域から離れた水は加熱されない。また、外側コイル５５Ａによる外側加熱領域の近傍に位置する水は加熱され、外側加熱領域から離れた水は加熱されない。なお、コイル５１Ｂ，５５Ｂに通電した場合、及びコイル５１Ｃ，５５Ｃに通電した場合も同様である。

【0066】

炊飯鍋１０内では、加熱水と非加熱水の温度差によって対流Ｘ，Ｙが生じ、水が沸騰温度に近くなると、加熱領域から発生する気泡が伴って対流Ｘ，Ｙの流速が早くなる。図６Ａを参照すると、内側コイル５１による加熱によって生じる対流Ｘの流動方向は、内側コイル５１が周壁部１２よりも内側に位置しているため、炊飯鍋１０の軸線Ａに沿う直流になる。外側コイル５５による加熱によって生じる対流Ｙは、周壁部１２に沿って上向きに流動した後、水面において炊飯鍋１０の中央に向けて径方向に流れて収束する旋回流になる。

【0067】

この際、本実施形態の内側コイル５１による加熱量は外側コイル５５による加熱量以上であるため、内側コイル５１による単位面積当たりの水の上昇温度は、外側コイル５５による単位面積当たりの水の上昇温度以上である。しかも、飯米を除けば、下から上に直進するだけの内側コイル５１による対流Ｘには流動抵抗がなく、周壁部１２に沿って旋回する外側コイル５５による対流Ｙには流動抵抗がある。そのため、内側コイル５１による対流Ｘの流動水圧は、外側コイル５５による対流Ｙの流動水圧よりも強くなる。よって、図６Ｂに示すように、対流Ｘ，Ｙが炊飯鍋１０の中央で衝突すると対流Ｙの方が分流し、図６Ａに示すように、炊飯鍋１０の底中央では飯米を押し付けるような上から下に向けた流れは生じない。

【0068】

このように、本実施形態では、形状と配置が異なる２種のコイル５１，５５によって、流動方向が異なる２種の対流Ｘ，Ｙを生じさせることができる。そして、内側コイル５１による下から上に向けた対流Ｘによって、炊飯鍋１０の底壁部１１の中央に位置する飯米は、水面側へ持ち上げられる。また、外側コイル５５による周壁部１２に沿った対流Ｙによって、炊飯鍋１０の外周部１１ｂに位置する飯米は、水面側へ持ち上げられた後、径方向の対向位置に向けて横向きに流れる。２種の対流Ｘ，Ｙの衝突後は、外側コイル５５による対流（分流）Ｙによって、対流Ｘによって持ち上げられた飯米が周壁部１２側へ流れる。

【0069】

以上のように、本実施形態の炊飯器１では、内側コイル５１による対流Ｘによって炊飯鍋１０の底の飯米を水面側へ持ち上げた後、外側コイル５５による対流Ｙによって飯米を径方向と周方向に流動させることができる。よって、飯米の撹拌効率を飛躍的に向上できる。

【0070】

このように構成した炊飯器１は、以下の特徴を有する。

【0071】

配置が異なる内側コイル５１と外側コイル５５を有するため、内側コイル５１によって炊飯鍋１０の軸線Ａ（中心）側を誘導加熱でき、外側コイル５５によって炊飯鍋１０の外周側を誘導加熱できる。内側コイル５１による誘導加熱によって生じる対流Ｘは、炊飯鍋１０の軸線Ａに沿う方向の直流になり、外側コイル５５による誘導加熱によって生じる対流Ｙは、炊飯鍋１０の周壁部１２に沿って上昇した後に炊飯鍋１０の径方向内側に向かう旋回流になり得る。

【0072】

内側コイル５１による加熱量が外側コイル５５による加熱量以上であるため、内側コイル５１による単位面積当たりの水の上昇温度は、外側コイル５５による単位面積当たりの水の上昇温度以上である。また、内側コイル５１による炊飯鍋１０の軸線Ａに沿う方向の対流Ｘには流動抵抗がなく、外側コイル５５による旋回する対流Ｙには流動抵抗がある。そのため、内側コイル５１による対流Ｘの流動水圧は、外側コイル５５による対流Ｙの流動水圧よりも高くなり得る。

【0073】

このように、内側コイル５１と外側コイル５５による誘導加熱によって生じる性質が異なる２種の対流Ｘ，Ｙは、互いに打ち消し合うことなく衝突後には分流するため、炊飯鍋１０の底中心部分での飯米の滞留を低減でき、撹拌効率を向上できる。また、内側コイル５１による対流Ｘが強くなるため、内蓋３２に対する露の付着も低減できる。

【0074】

内側コイル５１のインダクタンスは外側コイル５５のインダクタンスよりも大きく、これらのインダクタンスの差は０．１５μＨ以上である。これにより、内側コイル５１と外側コイル５５のインダクタンスに製造誤差（バラツキ）が生じても、内側コイル５１の加熱量を外側コイル５５の加熱量以上に設定できる。

【0075】

内側コイル５１のターン数は、外側コイル５５のターン数よりも多い。これにより、内側コイル５１と外側コイル５５のインダクタンスに製造誤差（バラツキ）が生じても、内側コイル５１の加熱量を外側コイル５５の加熱量以上に設定できる。

【0076】

内側コイル５１は、炊飯鍋１０の径方向に延びる長軸Ｌ１と炊飯鍋１０の周方向に延びる短軸Ｓ１とを有する非円形状であり、外側コイル５５は、炊飯鍋１０の周方向に延びる長軸Ｌ２と炊飯鍋１０の径方向に延びる短軸Ｓ２とを有する非円形状であり、内側コイル５１と外側コイル５５は、軸線Ａを挟んで炊飯鍋１０の対向位置に配置され、軸線Ａまわりに並べて複数設けられている。これにより、炊飯鍋１０の外面側に内側コイル５１と外側コイル５５を敷き詰めて配置できるため、炊飯鍋１０に非加熱領域が生じることを抑制できる。

【0077】

炊飯鍋１０の径方向における外側コイル５５の内端５５ａは、炊飯鍋１０の径方向における内側コイル５１の内端５１ａと内側コイル５１の外端５１ｂとの間に位置し、炊飯鍋１０の径方向における外側コイル５５の外端５５ｂは、炊飯鍋１０の径方向における内側コイル５１の外端５１ｂよりも外側に位置している。これにより、炊飯鍋１０に非加熱領域が生じることを確実に抑制できる。また、炊飯鍋１０の中心側を内側コイル５１によって確実に加熱でき、炊飯鍋１０の外周側を外側コイル５５によって確実に加熱できるため、炊飯鍋１０内に向きが異なる対流を確実に生じさせることができる。

【0078】

炊飯鍋１０の対向位置にある内側コイル５１と外側コイル５５を一組のコイル群とし、複数組のコイル群を個別に制御する制御部４２を備える。これにより、２種の対流によって飯米を効率的に撹拌しながら炊飯できる。しかも、内側コイル５１の加熱量が外側コイル５５の加熱量以上であるため、内側コイル５１による炊飯鍋１０の軸線Ａに沿う方向の対流が、外側コイル５５による炊飯鍋１０の径方向に沿う方向の対流よりも強くなり得る。その結果、炊飯鍋１０の中心部分での飯米の滞留を低減でき、確実に撹拌効率を向上できる。

【0079】

なお、本発明は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。

【0080】

例えば、制御部４２は、それぞれ３個の内側コイル５１と外側コイル５５を、全て個別に通電するように切り換えて制御してもよい。また、内側コイル５１と外側コイル５５それぞれの数は４個以上であってもよい。

【0081】

内側コイル５１のインダクタンスが外側コイル５５のインダクタンスよりも大きくなるのであれば、内側コイル５１のターン数と外側コイル５５のターン数は同じであってもよく、インダクタンスの設定方法は必要に応じて変更可能である。

【0082】

内側コイル５１を炊飯鍋１０の軸線Ａ側に配置でき、外側コイル５５を軸線Ａに対して内側コイル５１よりも離れて配置できるのであれば、それぞれのコイル５１，５５の形状と配置は必要に応じて変更が可能である。

【0083】

前記実施形態では炊飯器１を例に挙げて説明したが、焼く、蒸す、揚げるといった種々の調理が可能なマルチクッカーであってもよく、本発明は、有底筒状の鍋の外面側に複数のコイルを配置する調理器であれば適用可能である。

【符号の説明】

【0084】

１ 炊飯器（調理器）
１０ 炊飯鍋（鍋）
１１ 底壁部
１１ａ 中央部
１１ｂ 外周部
１２ 周壁部
１２ａ 下側部
１２ｂ 上側部
１２ｃ フランジ部
１３ 連続部
２０ 炊飯器本体
２１ 外装体
２２ ヒンジ接続軸
２３ 収容部
２４ 内胴
２５ 保護枠
２５ａ 底部
２５ｂ 外周部
２５ｃ 連続部
３０ 蓋体
３１ 放熱板
３２ 内蓋
３３ 蓋ヒータ
３４ 排気通路
４０ ホルダ
４１ 制御基板
４２ 制御部
４２ａ 記憶部
４２ｂ 計時部
４３ インバータ回路
４４ 切換部
４５Ａ，４５Ｂ 温度センサ
５０ 加熱部
５１ 内側コイル
５１ａ 内端
５１ｂ 外端
５２ 内側部
５３ 外側部
５３ａ 延在部
５３ｂ 湾曲部
５４ 連続部
５５ 外側コイル
５５ａ 内端
５５ｂ 外端
５６ 大径部
５７ 小径部
Ｌ１ 内側コイルの長軸
Ｌ２ 外側コイルの長軸
Ｓ１ 内側コイルの短軸
Ｓ２ 外側コイルの短軸
Ｘ 内側コイルによる対流
Ｙ 外側コイルによる対流

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】