JP2005152609A

JP2005152609A - 炊飯器

Info

Publication number: JP2005152609A
Application number: JP2004302596A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Shinabe; 晃宏品部; Atsushi Koma; 敦高麗; Kenji Okamoto; 賢治岡本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】発熱板の温度分布の均一化により、炊飯性能、保温性能を向上させる。
【解決手段】発熱板を発熱させる蓋誘導加熱コイルを蓋誘導加熱内コイルと蓋誘導加熱外コイルとで構成し、発熱板の発熱部を拡大することで、発熱板の温度分布を均一化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、炊飯および保温性能を向上させるために、蓋の下面に設置した発熱板を電磁誘導にて加熱する炊飯器に関するものである。

従来この種の誘導加熱を利用し発熱板を発熱させる炊飯器は存在している（例えば、特開平８−１５００７０号公報参照）。図７は特許文献１に記載された従来の炊飯器を示すものである。従来、この種の炊飯器は図７に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。

図７に示すように、炊飯器本体１１は、内部に有底筒状の鍋１２を着脱自在に収納するように鍋収納部１３を設けている。炊飯器本体１１の上方後部にヒンジ１４を設け、このヒンジ１４を中心に開閉自在な蓋１５を取り付けている。蓋１５は鍋１２の上面開口部を開閉自在に覆うように炊飯器本体１１の上部に位置している。鍋１２はその底部を加熱部を構成する誘導加熱コイル１６、１７で誘導加熱し、側部を鍋収納部１３の側面外周に巻回したヒーター１８により加熱するよう構成している。

蓋１５はその外枠を外蓋１９で構成し、鍋１２側の下面を発熱板２０で構成し、蓋１５内に蓋誘導加熱コイル２１を配設している。蓋誘導加熱コイル２１はその下方の発熱板２０を誘導加熱するもので、発熱板２０は誘導加熱されるステンレス等の磁性材料で構成し、誘導加熱により自己発熱する発熱部を構成するものである。蓋１５内には蓋誘導加熱コイル２１の上部に断熱材２２を配している。

蓋誘導加熱コイル２１は平面がリング状をしており、このリング状の蓋誘導コイル２１を、難燃性のコイル支持台のコイル収納部に配置する構成としている。

発熱板２０はその断面形状を蓋誘導加熱コイル２１と対向する部分２６を低位置で平坦な部分に形成し、発熱板２０の蓋誘導加熱コイル２１と対向しない部分は傾斜部２７を形成している。その傾斜角度は少々傾いた置き台に炊飯器本体１１が置かれても、発熱板２０が水平面に対し傾斜を維持できるようにしている。
特開平８−１５００７０号公報

しかしながら、このような従来の構成の炊飯器では、発熱板２０の発熱は、蓋誘導加熱コイル２１と対向する部分が発熱するが、ステンレスなどの磁性体は熱伝導率が低く、発熱部分とそれ以外の部分との温度差が大きく、発熱板２０の温度分布は均一ではなかった。炊飯中の発熱板２０の温度分布が均一でないことは炊飯したご飯の炊きむらの原因にもなる。

また、昨今の炊飯器は、炊飯終了後、炊きあがった飯を、通常、７０℃程度の所定温度に保持する保温工程に自動的に移行するが、この保温時の発熱板２０の役割はご飯表面の温度維持と、ご飯から発生する蒸気を発熱板２０に結露することを防止する役割がある。そのため、保温中において、発熱板２０は温度の低い部分で結露した水滴を高温部の熱伝導により蒸発させることになる。このため、結露した水滴を効率よく蒸発させる為には、できる限り温度分布を均一にする必要がある。

また、発熱板２０の一部分のみを加熱することで、保温したご飯は高温部のご飯の変色が促進され、ご飯の保温による劣化を促進してしまうという問題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、発熱板の温度分布を均一にし、炊きむらを低減して炊飯性能を向上するとともに、保温によるご飯の劣化をも低減することを目的としている。

本発明は上記目的を達成するために、蓋内の前記発熱板の内周縁に沿って対向する位置に設けられた蓋誘導加熱外コイルと、蓋内の前記蒸気孔の周縁の少なくとも一部に沿って対向する位置に設けられた蓋誘導加熱内コイルの少なくとも２本の蓋誘導加熱コイルと、蓋誘導加熱コイルへの通電制御をする制御手段とを備えたものである。

これにより、発熱板における冷却されやすい蒸気孔の周縁部分および周縁近傍を確実に加熱でき、発熱板の温度分布を均一にし、炊きむらを低減して炊飯性能を向上するとともに、保温によるご飯の劣化をも低減することができる。

本発明の炊飯器は、炊きむら低減して炊飯性能を向上できるとともに、保温性能をも向上することができる。

第１の発明は、鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、前記蓋の下面に設置し磁性体で構成した発熱板と、前記発熱板に設けられた蒸気を排出する蒸気孔と、前記蓋内の前記発熱板の内周縁に沿って対向する位置に設けられた蓋誘導加熱外コイルと、前記蓋内の前記蒸気孔の周縁の少なくとも一部に沿って対向する位置に設けられた蓋誘導加熱内コイルの少なくとも２本の蓋誘導加熱コイルと、前記蓋誘導加熱コイルへの通電制御をする制御手段とを備えたものであり、発熱板の発熱面積を拡大させることで発熱板の温度分布が均一にすることができ、炊きむらを低減して炊飯性能を向上できるとともに、保温中に発熱板が冷却されやすい部分である蒸気孔周辺部と周縁近傍を集中的に発熱させることで、保温中の発熱板の水分結露を防ぐことができ、保温により発生する水分によるご飯の白化を防ぐことができ、保温性能をも向上することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、蓋誘導加熱コイルの少なくとも２本の自己インダクタンスが互いに相違するものであり、発熱板の冷却されやすい部分とそれ以外の部分とで、発熱量を変えることができ、さらに発熱板の温度分布を均一化することができる。

第３の発明は、上記第１または２の発明において、制御手段が、蓋誘導加熱コイルの少なくとも２本への通電を個別に独立制御するものであり、炊飯時と保温時で、個々の蓋誘導加熱コイルへの供給電力量を変化させることができ、炊飯時、保温時各々における供給電力量を自在に変化させることで、炊飯性能、保温性能を両方の性能を引き出すことができる。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、室温検知手段を備え、制御手段は、前記室温検知手段の検知温度が低いほど蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させるとともに、蓋誘導加熱内コイルへの供給電力量の増加率が最も大きくなるように制御するものであり、保温時において、季節に関係なく発熱板の温度分布を均一に保つことができ、保温性能を向上することができる。また、夏期のような高温時には供給電力量を下げることもでき、保温時の省エネルギーにも貢献することができる。

第５の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、保温工程中の保温米飯量を測定または推測する保温量検知手段を備え、制御手段は、前記保温量検知手段の検知量が多いほど蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させるとともに、蓋誘導加熱内コイルへの供給電力量の増加率が最も大きくなるように制御するものであり、各保温量に応じた発熱板の加熱が可能になり、特に少量を保温した場合の保温性能を向上することができ、また、不必要な加熱による過加熱を防ぐことができ、省エネルギー効果も得ることができる。

第６の発明は、上記第１〜５のいずれか１つの発明において、鍋の温度を検知する鍋温度検知手段を備え、制御手段は、第１の保温温度または前記第１の保温温度よりも低い第２の保温温度で温度調節すべく前記保温量検知手段の検知温度に基づき鍋加熱手段への通電を制御し、前記第１の保温温度または炊飯終了時から前記第２の保温温度へ移行する間は、前記第２の保温温度で温度調節される間よりも、蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させるものであり、第２の保温温度で温度調節される工程では効率良く、発熱板の温度を均一にし、第１の保温温度または炊飯終了時から第２の保温温度へ移行する温度下降工程では、ご飯より発生する多くの蒸気を発熱板に結露することを防ぐことができる。

第７の発明は、上記第１〜５のいずれか１つの発明において、鍋の温度を検知する鍋温度検知手段を備え、制御手段は、第１の保温温度または前記第１の保温温度よりも低い第２の保温温度で温度調節すべく前記保温量検知手段の検知温度に基づき鍋加熱手段への通電を制御し、前記第２の保温温度から前記第１の保温温度へ移行する間は、前記第２の保温温度で温度調節される間よりも、蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させるものであり、第２の保温温度で温度調節される工程では効率良く発熱板の温度を均一にし、第１の保温温度から第２の保温温度へ移行する間は、第２の保温温度で温度調節される工程よりも多く発生する蒸気を発熱板に結露することを防ぐことができる。

第８の発明は、上記第６または７の発明において、制御手段が、蓋誘導加熱内コイルへの供給電力量の増加率が最も大きくなるように通電を制御するもので、第２の保温温度で温度調節される工程では効率良く、発熱板の温度を均一にし、第１の保温温度または炊飯終了時から第２の保温温度へ移行する温度下降工程では、ご飯より発生する多くの蒸気を発熱板に結露することを防ぐことができる。

また、第１の保温温度から第２の保温温度へ移行する間は、第２の保温温度で温度調節される工程よりも多く発生する蒸気を発熱板に結露することを防ぐことができる。

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断面図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態の炊飯器の要部拡大図を示すものである。

図１及び２において、ボディ３１は上面が開口する略円筒形をしており、炊飯器本体を形成している。このボディ３１の開口部には上枠３２が嵌着している。前記ボディ３１内部には上枠３２とコイルベース３３とで鍋３４収納部を形成している。コイルベース３３は有底円筒状に形成され、コイルベース３３上端部は上枠３２に固定されている。コイルベース３３には鍋３４を誘導加熱するための底内誘導コイル３５ａが設置されており、鍋３４を誘導加熱しているのである。また、鍋３４側面には鍋３４側底面を誘導加熱する為の底外誘導コイル３５ｂが設置されている。底内誘導コイル３５ａ及び底外誘導コイル３５ｂに高周波電流を通電し、鍋３４を誘導加熱する為の加熱基板４７はコイルベース３３とボディ３１内面で構成される空間に設置されており、この加熱基板４７には加熱基板４７上に設置している発熱部品（図示しない）を冷却する為の、ヒートシンク３６が加熱基板４７下方に設置されており、更に、このヒートシンク３６を冷却する為の、ファンモーター３７がヒートシンク３６に取り付けられている。また、このファンモーター３７はボディ３１に形状に添うように、傾斜した状態で取り付けられているのである。

また、鍋３４底面には鍋３４温度を検知する底センサー３８がセンサーバネ（図示しない）により付勢されており、炊飯及び、保温時の鍋温度を検知し、鍋３４内の調理物が最適な温度状態になるよう、制御手段であるマイコン４６が制御しているのである。

外蓋３９は合成樹脂製で、この外蓋３９は外蓋カバー４０に嵌着されており、この外蓋３９は外蓋カバー４０に設置されたヒンジ軸を上枠３２の後部に一体形成されたヒンジ部材３２ａにピンを介して回動自在に支持されている。

発熱板４１は、鍋パッキン４２付着脱式発熱板であり、外蓋３９下面を構成する外蓋カバー４０に取り付けられている。この発熱板４１には炊飯中の蒸気などを本体外部に放出する蒸気孔４１ａが設けられており、鍋内の空間と外部とを連通するように構成されているのである。また外蓋カバー４０には発熱板４１を誘導加熱するための蓋誘導加熱コイル４３が設置されており、この蓋誘導加熱コイル４３は蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱内コイル４３ｂの二つのコイルで構成されている。また、この蓋誘導加熱コイルの上方にはアルミ製の蓋反射板４９が設置されており、蓋誘導加熱コイル４３から発生する輻射ノイズなどを防いでいるのである。

発熱板４１は電磁調理器の加熱原理と同様に蓋誘導加熱コイル４３に通電される電流の大きさと、蓋誘導加熱コイル４３の巻数等により発熱板４１の加熱量が決定されるのである。ここで蓋誘導加熱コイル４３の巻数はインダクタンスの大きさに比例しており、コイル巻数を増やせば増やすほど、インダクタンスも大きくなるのである。また、発熱量はインダクタンスに比例する為、蓋誘導加熱コイル４３が設置されている部分の発熱量は多くなるのである。また、発熱板４１には蓋センサー４４がコイルバネ（図示しない）により発熱板４１に圧接されており、発熱板４１の温度を制御しているのである。上記の底センサー３８及び、蓋センサー４４の温度信号により、操作基板４５に設置されているマイコン４６は、底内誘導コイル３５ａ、底外誘導コイル３５ｂ、蓋誘導加熱コイル４３への通電を制御している。具体的には、所定の瞬時電力での単位時間当たりの通電時間（以下、通電率と記す）を制御している。このマイコン４６には、あらかじめ決められた制御プログラムが記憶されてり、炊飯及び保温を行うのである。

ここで、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂは、図２に示すように、コイル巻数を変えてそれぞれのインダクタンスが異なるようにしている。

上記構成において動作を説明すると、まず炊飯を開始すると、鍋３４内の米と水が加熱され、この温度を米の糊化が始まらない６０℃程度に維持し、米内に十分に水を吸水させる。この工程を浸水工程とし、十分に米に水が吸水されると、つぎに米の糊化を行う炊き上げ工程に入る、この工程では米と水とを一気に加熱し、水を沸騰させ１００℃付近で維持する。この炊き上げ工程で米は糊化が行われ、水分も同時に蒸発し、ご飯へと炊き上がって行く。この炊き上げ工程で水分が蒸発すると、むらし工程に入るが、このむらし工程ではすでに水分は蒸発し、鍋３４からの加熱を行い過ぎるとご飯が焦げてしまう。

このため、外蓋３９の発熱板４１から非接触加熱による輻射熱を利用することで、さらに糊化を促すのである。ここで発熱板４１の発熱は、前述したように、蓋誘導加熱コイル４３により発熱するが、ステンレスなどの磁性体で構成している発熱板４１は熱伝導率が低く、発熱している場所とそれ以外の場所では温度差が大きく、発熱板４１の温度分布は均一ではない。

発熱板４１の温度分布が均一でないと、それだけご飯に与える熱分布もばらつきが大きくなり、ご飯の炊きむらの原因になる。この炊きむらを低減させるために、蓋誘導加熱コイル４３を蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの２個のコイルで構成し、発熱面積を拡大させることにより、発熱板４１の温度分布が均一化することで炊きむらを低減し、炊飯性能を向上することができる。

また、発熱板４１の温度分布均一化は保温にも大きな影響を与える。通常、保温はご飯の温度を７０℃付近で維持し保温を行うが、保温中にはご飯から水分が蒸発してくる。この水分は鍋３４の側面や発熱板４１の温度の低い部分に結露する。この結露が促進すると、保温中のご飯に滴下し、ご飯がふやけてしまう。このため、蓋誘導加熱コイル４３を２つのコイルで構成し、発熱板４１の温度分布を均一化することは、発熱板４１への水分の結露を防止することができ、ご飯のふやけの低減にもつながる。

また、炊飯器は外気により冷やされるが、発熱板４１も同様に、外周から冷やされることになる。このため、蓋誘導加熱外コイル４３ｂのインダクタンスを蓋誘導加熱内コイル４３ａのインダクタンスよりも大きくしておくことで、発熱板４１の発熱は外側の発熱量が大きくなり、外気に冷やされやすい部分の発熱を増やすことでより温度分布の均一化を促すことができる。

また、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂのインダクタンスを変化させ、発熱板４１の冷やされやすい部分の発熱を増やすことで、発熱板４１の温度分布が均一になるだけでなく、冷えている部分の発熱板４１を効率よく加熱し、温度を均一化できるため、発熱板４１の発熱に使用される省エネルギー化も可能になる。

以上のように、本実施の形態においては、発熱板４１を誘導加熱する蓋誘導加熱コイル４３を、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂとで構成したので、発熱板４１の発熱面積を拡大させることで発熱板の温度分布が均一にすることができ、炊きむらを低減して炊飯性能を向上できるとともに、保温性能をも向上することができる。

また、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂは、それぞれのインダクタンスが異なるようにしたので、発熱板４１の冷却されやすい外周部とそれ以外の部分とで、発熱量を変えることができ、さらに発熱板４１の温度分布を均一化することができる。

なお、鍋３４の側面には側面誘導コイル４７を設置し、鍋３４の側面を加熱しているが、この側面誘導コイル４７のインダクタンスと蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂのインダクタンスのバランスにより、鍋３４側面、発熱板４１の温度分布を均一化させることで、さらなる保温性能の向上を得ることができる。

なお、側面誘導コイル４７は誘導加熱である必要はなく、コードヒーター等、鍋３４を加熱する手段であれば、同じ効果を得ることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２おける炊飯器の要部平面図を示すもので、外蓋カバーから外蓋を取り外した図である。

図３に示すように、発熱板４１は、ステンレスなどの磁性体で構成し、外蓋（図示せず）の下面を構成する外蓋カバー４０に取り付けている。発熱板４１には炊飯中の蒸気を排出する蒸気孔４１ａを設けており、この蒸気孔４１ａよりも大きい穴を外蓋カバー４０にも設けている。この外蓋カバー４０に蓋誘導加熱コイル４３を設置し、この蓋誘導加熱コイル４３は蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂとで構成している。

ここで、蓋誘導加熱外コイル４３ｂのコイル中心は発熱板４１の中心と同じであるが、蓋誘導加熱内コイル４３ａのコイル中心は蓋誘導加熱外コイル４３ｂのコイル中心よりずらし、蒸気孔４１ａの外周に設置しており、蒸気孔４１ａ近傍の発熱板４１を加熱するようにしている。他の構成は上記実施の形態１と同じである。

上記構成において動作を説明すると、保温時には基本的にご飯を７５℃程度で維持するが、保温中にもご飯からは水分が常に蒸発している。この蒸発した水分は蒸気孔４１ａから炊飯器外の放出される蒸気もあれば、鍋（図示せず）の側面や発熱板４１に結露するものもある。蒸気が結露する場所は鍋や発熱板４１の温度の低い部分に結露することになるが、鍋３４、発熱板４１の温度が全く同じであれば、ほとんど結露はせずに、炊飯器外に放出される。

しかし、実際には温度差が生じ、温度の低い部分に結露してしまう。特に、蒸気孔４１ａは発熱板４１が直接外気に接触していることもあり、温度の低下がその他の部分よりも大きい。このため、保温をすると蒸気孔４１ａ部に結露が発生しやすくなり、結露が進むと発熱板５２からご飯へ水が滴下してしまうことが多い。この問題を解消するには、蒸気孔４１ａ近傍の発熱板４１の発熱を他の部分より多く発熱させる必要がある。

このため、蓋誘導加熱内コイル４３ａを蒸気孔４１ａ周辺に設置することで、蒸気孔４１ａ近傍の発熱板４１の発熱を重点的に行うことができ、ご飯への水分の滴下を防ぎ、ご飯のふやけを防ぐことで、保温性能を向上することができる。

以上のように、本実施の形態においては、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂは、それぞれのコイル中心が異なるようにしたので、保温中に発熱板４１が冷却されやすい部分である蒸気孔４１ａ周辺部を集中的に発熱させることができ、保温中の発熱板４１の水分滴下を防ぐことができ、保温により発生する水分によるご飯の白化を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、蓋誘導加熱内コイル４３ａの径を小さくし、蒸気孔４１ａ近傍に設置しているが、蓋誘導加熱内コイル４３ａの径を大きくしても、蓋誘導加熱外コイル４３ｂのコイル中心よりも、蒸気孔４１ａ側に蓋誘導加熱内コイル４３ａのコイル中心を設置することで、発熱板４１の発熱は蒸気孔４１ａ側を加熱することになり、同じような効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３おける炊飯器の要部平面図を示すもので、外蓋カバーから外蓋を取り外した図である。

図４に示すように、発熱板４１は、ステンレスなどの磁性体で構成し、外蓋（図示せず）の下面を構成する外蓋カバー４０に取り付けている。発熱板４１には炊飯中の蒸気を排出する蒸気孔４１ａを設けており、この蒸気孔４１ａよりも大きい穴を外蓋カバー４０にも設けている。この外蓋カバー４０に蓋誘導加熱コイル４３を設置し、この蓋誘導加熱コイル４３は蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂとで構成している。

ここで、蓋誘導加熱外コイル４３ｂのコイル中心は発熱板４１の中心と同じであるが、蓋誘導加熱内コイル４３ａのコイル中心は蓋誘導加熱外コイル４３ｂのコイル中心よりずらし、蒸気孔４１ａの外周に設置しており、蒸気孔４１ａ近傍の発熱板４１を加熱するようにしている。ここで、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂは、通電を個別に独立制御するようにしている。他の構成は上記実施の形態１または２と同じである。

上記構成において動作を説明すると、保温時には基本的にご飯を７０℃程度で維持するが、保温中にもご飯からは水分が常に蒸発している。この蒸発した水分は蒸気孔４１ａから炊飯器外の放出される蒸気もあれば、鍋（図示せず）の側面や発熱板４１に結露するものもある。蒸気が結露する場所は鍋や発熱板４１の温度の低い部分に結露する。

ここで、発熱板４１の冷やされやすい部分は外気と接触している蒸気孔４１ａ近傍であるが、この部分には蓋誘導加熱内コイル４３ａを設置しており、蒸気孔部４１ａ近傍に蒸気が滴下するのを防いでいる。また、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率は各々独立制御されており、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率を変えることができる。

図５は保温時における、鍋温度検知手段の検知温度と経過時間を示した図である。保温は炊飯の終了後自動的に保温に入る。この時ご飯の温度は約１００℃であるが、保温性能を向上させる為には、高温で保温するのではなく一定の温度まで低下させ保温を行う。保温をしていると飯が黄変するという現象が生じるが、この黄変はご飯の中に含まれるアミノ酸と糖とのアミノ・カルボニル反応によるものであるが、これはご飯の温度が高いほど促進されてしまう。また、炊きたての飯とは異なる、通常、保温臭と呼ばれる異臭が発生するが、この保温臭の発生は米に含まれる脂肪分が長時間高温にさらされることによって化学変化して起こるものである。また、高温で保温することで、ご飯に含まれている水分の蒸発も促進されてしまい、ご飯の乾燥が起こる。また、蒸発した蒸気が発熱板４３や鍋３４側面に滴下し、滴下した水分がご飯表面に落ちて、集中的にご飯をべたつかせてしまうのである。これらのようにご飯の保温は高温で保温するのではなく、一定の温度まで温度を低下させて、保温することで保温による劣化を低減できるのである。しかし、ここで別の問題が発生する。ご飯温度を低下させると、雑菌の繁殖が出てくるのである。これらの雑菌を繁殖させないようにしながら、低いご飯温度で保温することが必要になる。これらの保温条件を両立させる為にまず、炊飯直後の温度を６０℃程度（第２の保温温度）まで低下させる。第２の保温温度まで低下させる工程を温度下降工程とし、６０℃付近まで下降するとご飯をこの第２の保温温度で維持する。この工程を低温維持工程とし、この低温維持工程を長時間行うと、雑菌の繁殖を促してしまう。このため、雑菌を殺菌するために、ご飯温度を７８℃（第１の保温温度）付近まで上昇させる必要があるが、このご飯の温度を第１の保温温度まで上昇させる工程を加熱工程とし、ご飯を高温（第１の保温温度）に維持し、雑菌を殺菌させる工程を高温維持工程となる。ここで高温維持工程を長く続けると、ご飯の劣化につながる為に、再度ご飯温度を第２の保温温度まで低下させ、前述した工程を繰り返すことで、ご飯の温度を低下させ保温によるご飯の劣化を防ぎながら、高温維持工程を設けることで、雑菌の繁殖も押さえることが可能となるのである。

このように、保温性能の高い保温を実現する為には、各種工程を設け、ご飯温度を制御しているが、各工程でご飯からの、水分蒸発量、温度維持に必要な電力は様々であり、これらの多くの工程を最適な加熱をする為に発熱板４１を発熱させる蓋誘導加熱コイル４３を蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの２個のコイルで構成し、各々のコイルを独立制御することで、発熱板４１の温度分布を自在に制御することができるのである。

たとえば、温度下降工程ではご飯をできるだけ早く温度を低下させるため、鍋３４の加熱は行わない。しかし、ご飯の温度は高温であるため、ご飯からの水分の蒸発量は低温温度維持工程よりも多量である。このため、発熱板４１には蒸気が結露しないだけの加熱を行う必要のため、蓋誘導加熱外内コイル４３ａ、蓋誘導加熱外コイル４３ｂ共に同等の通電率が必要となる。これに対し、低温温度維持工程では水分の蒸発量は少ないため、発熱板４１の加熱は温度下降工程ほど必要ではない。低温維持工程で問題になってくるのが、発熱板４１の蒸気孔４１ａ部の温度である。低温維持工程は水分蒸発量が少ない為、発熱板４１の発熱量は下降工程ほど必要ではないが、蒸気孔４１ａ部は炊飯器外部と連通になっているので、外気により冷却されてしまう。蒸気は温度の低い部分に結露する為に、通常は蒸気孔４１ａ部に結露しやすいが、これらを防ぐ為に、蓋誘導加熱内コイル４３ａの通電率を増やすことで、蒸気の結露を防ぐことができる。この時、蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率を増やす必要はなく、冷却されやすい部分の蓋誘導加熱内コイル４３ａのみの通電率を増やすことで、効果を得ることができるのである。

次に加熱工程であるが、加熱工程は雑菌の繁殖を押さえる為７８℃まで、ご飯温度を上昇させる工程であるが、やはりご飯が高温になる為、ご飯からの水分蒸発量が増加する。このため、発熱板４１に蒸気を結露させない為に、発熱板４１の加熱を増加する必要があり、蓋誘導加熱内コイル４３ａ、蓋誘導加熱外コイル４３ｂ共に、通電率を増加させることで、発熱板４１への水分結露を押さえるのである。これは低温温度維持工程と比較してみると、低温維持工程では蓋誘導加熱内コイル４３ａの通電率が蓋誘導加熱外コイル４３ｂよりも高くなるのである。

なお、以上の通電率の関係は蓋誘導加熱コイルのインダクタンスによっても左右される。前述したように、発熱板４１の発熱量は蓋誘導加熱コイルの通電率、電流量、インダクタンスによって変化するが、同じ電流を誘導コイルに流した場合、インダクタンスが大きい方が、発熱量が増加する。ここで、蓋電磁誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの巻数を同じにした場合、蓋誘導加熱外コイル４３ｂの方が、コイル径が大きいため、インダクタンスが大きくなる。これらのことより、通電率を同じにした場合でも、コイルの巻数によっても加熱板の発熱バランスを制御することは可能である。

なお、本実施の形態では電磁誘導加熱コイル４３は電磁誘導加熱内コイル４３ａと電磁誘導加熱外コイル４３ｂの２個の誘導コイルで説明したが、２個以上の複数個のコイルを設置すれば、発熱板４１の加熱分布をより細かく、制御することが可能となる。

なお、鍋３４の加熱も電磁誘導加熱方式で説明したが、鍋３４の加熱は加熱方式が鋳込みヒーターなどのヒーター加熱でも同じ効果を得ることができる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４おける炊飯器の断面図を示すものである。

基本構成は実施の形態の基本構成と同一のため、説明を省略する。図６において、加熱基板４７上には炊飯器本体内部の温度を検知する室温検知手段である室温センサー５０を設置している。この室温センサー５０は炊飯開始時、炊飯中、保温中などの炊飯器内部の温度を測定することができ、炊飯開始では炊飯時の室温温度とほぼ同等の温度になり、保温中の温度を測定することで、保温中の室温を推測することが可能である。保温時では基本的にご飯を７５℃程度で維持するが、保温中にもご飯からは水分が常に蒸発している。この蒸発した水分は蒸気孔４１ａから炊飯器外の放出される蒸気も有れば、鍋側面や発熱板４１に結露するものも有る。蒸気が結露する場所は鍋３４や発熱板４１の温度の低い部分に結露することになるが、鍋３４、発熱板４１の温度が全く同じであれば、ほとんど結露はせずに、炊飯器外に放出される。しかし、実際には温度差が生じ、温度の低い部分に結露してしまう。特に蒸気孔４１ａは発熱板４１が直接外気に接触している事も有り、温度の低下がその他の部分よりも大きい。このため保温をすると蒸気孔４１ａ部に結露が発生しやすくなり、結露が進むと発熱板４１からご飯へ水が滴下してしまうことが多い。この現象は保温を行う場合の外気の温度によっても、大きく変化する。炊飯器で保温を行う場合、おおよそ−５℃から３５℃程度の外気温度が考えられるが、−５℃の外気で保温した場合と３５℃で保温された場合では、蒸気孔４１ａの温度差は大きく変化する。−５℃では蒸気孔４１ａ温度の低下が激しい為に、−５℃雰囲気で保温された場合は蓋誘導加熱内コイル４３ａの通電率を増加させる必要がある。また、３５℃雰囲気で保温した場合、蒸気孔４１ａは−５℃で保温した場合ほど冷却されないため、蓋誘導加熱内コイル４３ａの通電率を低下させることができる。このように、保温されている炊飯器の雰囲気温度で、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率を変化させることで、室温に応じた通電が可能になり、−５℃雰囲気ではご飯に滴下する露量を低下させることができ、また、３５℃雰囲気では、蒸気孔４１ａの過加熱を防止することができ、保温ご飯の乾燥を防止することができる。加えて、３５℃雰囲気の通電率を低下することができれば、省エネに関しても、効果を得ることができるのである。

また、外気温度変化により蓋誘導加熱内コイル４３ａの通電率を変化させるだけでなく、蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率も変化させる事で、外気温度に最適な通電率が実現し、保温性能を向上させると共に、更に省エネ効果を得る事ができる。

また、本説明では室温センサー５０を加熱基板４７上に設置した場合の構成で説明したが、室温センサー５０は加熱基板４７上に設置することに限定したものではなく、室温に応じて、温度変化する場所であれば、設置場所を問うものではない。

これらのことは、季節による温度変化によらず、常に高い保温性能を確保することができる。また、外気温度変化により蓋誘導加熱内コイル４３ａの通電率を変化させるだけでなく、蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率も変化させることで、外気温度によらずご飯温度を一定に保つ通電率が実現し、保温性能を向上するとともに、さらに省エネルギー効果を得ることができる。

次に保温量による通電率の変化であるが、保温量検知手段（図示せず）による、保温量の判定は、まず炊飯での判定工程で検知した炊飯量を基礎とする。これは保温量というものは炊飯量よりも少ないということを、仮定することができ、中間量を炊飯した場合は保温量を中間量以下と仮定することができる。この事により中間量に応じた、底誘導コイル３５、蓋誘導加熱コイル４３などの通電率を制御するのである。更に、保温量の検知精度を上げる為に、保温の加熱工程を利用することができる。保温の加熱工程とは前述したように、まず６０℃付近まで温度を下げたご飯を７５℃付近まで、温度を上昇させる工程であるが、計時手段（図示せず）を設け、この工程での時間を測定すると、少量保温の場合は短時間で７８℃まで温度が上昇し、量が増えるにつれて、時間が増加する為に、保温量の検知ができるのである。

このように検知した保温量により各通電率を制御することが、可能になる。保温は保温量によっても蒸発する水分量、発熱板４１からご飯表面までの距離、鍋３４の温度変化、発熱板４１の温度変化は大きく変わってくる。例えば炊飯量が多い場合、ご飯からの水分の蒸発量が多い為、蓋誘導加熱外コイル４３ｂ、蓋誘導加熱内コイル４３ａの通電率は共に、通電率を下げずに結露の対応を行う。逆に炊飯量が少ない場合には、ご飯からの水分蒸発量が少ない為、蓋誘導加熱コイル４３全体の通電率を下げ、結露対策を行う。というような、様々な保温量に応じて、発熱板４１の温度を自由に制御することが可能になり、保温量によらず、高い保温性能を維持する事ができるのである。

また、保温量、外気温度の両方に応じて、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率を独立制御する事で、外気温度、保温量によらず、常に高い保温性能を確保する事ができるのである。

また、鍋側面を加熱する側面誘導コイル４８とも更に別々に制御する事で、更にきめこまかい保温制御が可能になり、多くの環境変化に対応した保温が可能になるのである。

以上のように、本実施の形態においては、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂは、通電を個別に独立制御するようにしたので、炊飯時と保温時で、蓋誘導加熱内コイル４３ａと蓋誘導加熱外コイル４３ｂの通電率を変化させることができ、炊飯時、保温時各々における最適通電率を確保することで、炊飯性能、保温性能を両方の性能を引き出すことができる。

以上のように、本発明にかかる炊飯器は、炊きむら低減して炊飯性能を向上できるとともに、保温性能をも向上することができるので、炊飯および保温性能を向上させるために、蓋の下面に設置した発熱板を電磁誘導にて加熱する炊飯器として有用である。

本発明の第１の実施の形態の炊飯器の断面図同炊飯器の要部平面図本発明の第２の実施の形態の炊飯器の要部平面図本発明の第３の実施の形態の炊飯器の要部平面図本発明の第３の実施の形態の保温温度経過図本発明の第４の実施の形態の炊飯器の断面図従来の炊飯器の断面図

符号の説明

３４鍋
３５ａ底内誘導コイル（鍋加熱手段）
３５ｂ底外誘導コイル（鍋加熱手段）
３９外蓋（蓋）
４１発熱板
４３蓋誘導加熱コイル
４３ａ蓋誘導加熱内コイル
４３ｂ蓋誘導加熱外コイル
４６制御手段
５０室温検知手段

Claims

鍋と、前記鍋を加熱する鍋加熱手段と、前記鍋の開口部を覆う蓋と、前記蓋の下面に設置し磁性体で構成した発熱板と、前記発熱板に設けられた蒸気を排出する蒸気孔と、前記蓋内の前記発熱板の内周縁に沿って対向する位置に設けられた蓋誘導加熱外コイルと、前記蓋内の前記蒸気孔の周縁の少なくとも一部に沿って対向する位置に設けられた蓋誘導加熱内コイルの少なくとも２本の蓋誘導加熱コイルと、前記蓋誘導加熱コイルへの通電制御をする制御手段とを備えた炊飯器。
蓋誘導加熱コイルの少なくとも２本の自己インダクタンスが互いに相違する請求項１記載の炊飯器。
制御手段が、蓋誘導加熱コイルの少なくとも２本への通電を個別に独立制御する請求項１または２に記載の炊飯器。
室温検知手段を備え、制御手段は、前記室温検知手段の検知温度が低いほど蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させるとともに、蓋誘導加熱内コイルへの供給電力量の増加率が最も大きくなるように制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の炊飯器。
保温工程中の保温米飯量を測定または推測する保温量検知手段を備え、制御手段は、前記保温量検知手段の検知量が多いほど蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させるとともに、蓋誘導加熱内コイルへの供給電力量の増加率が最も大きくなるように制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の炊飯器。
鍋の温度を検知する鍋温度検知手段を備え、制御手段は、第１の保温温度または前記第１の保温温度よりも低い第２の保温温度で温度調節すべく前記保温量検知手段の検知温度に基づき鍋加熱手段への通電を制御し、前記第１の保温温度または炊飯終了時から前記第２の保温温度へ移行する間は、前記第２の保温温度で温度調節される間よりも、蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させる請求項１から５のいずれか１項に記載の炊飯器。
鍋の温度を検知する鍋温度検知手段を備え、制御手段は、第１の保温温度または前記第１の保温温度よりも低い第２の保温温度で温度調節すべく前記保温量検知手段の検知温度に基づき鍋加熱手段への通電を制御し、前記第２の保温温度から前記第１の保温温度へ移行する間は、前記第２の保温温度で温度調節される間よりも、蓋誘導加熱コイルへの総供給電力量を増加させる請求項１から５のいずれか１項に記載の炊飯器。
制御手段が、蓋誘導加熱内コイルへの供給電力量の増加率が最も大きくなるように通電を制御する請求項６または７記載の炊飯器。