JP2014030643A - 調理容器およびこれを用いた炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構造で加熱むらを抑える。
【解決手段】調理容器３０は、外部から加熱される底面部３１と、一端側に底面部３１が他端側に開口部が形成されており、被加熱物Ｓを収容する中空部を有する胴部３２と、底面部３１の外面側に設けられており、底面部３１に熱伝導率の異なる複数の領域を形成する断熱部材４０とを備えている。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、米や水等の被加熱物を収容する調理容器およびこれを用いた炊飯器に関するものである。

従来の炊飯器において、調理容器からの放熱を抑制して炊飯効率を向上させもしくは省エネルギーを向上させる炊飯器が提案されている（たとえば特許文献１、２参照）。特許文献１には、内鍋の外面にシリコンゴム等の弾性部材からなる熱伝導性の悪い材料が一様に配置された内鍋が開示されている。特許文献２には、外面の全面もしくは一部にシリコン系樹脂等からなる磁力透過性の放熱抑止層が設けられており、高周波の磁力線により発熱する磁性材からなる内鍋が開示されている。

また、炊飯時における内鍋内の加熱むら・炊き上がりむらを防止するために、種々の手法が提案されている（たとえば特許文献３、４参照）。特許文献３には、内鍋の底面から側面に向かって渦状に延びる複数の凹溝が形成された炊飯器が開示されている。また、特許文献４には、内鍋の底面部を加熱する加熱コイルが複数配置されており、複数の加熱コイルの加熱出力を順次可変にすることにより、加熱むら・炊き上がりむらを防止することが開示されている。

特開２００３−３２５３２３号公報 特開２００９−２１９７３７号公報 特開平１１−２６７０１３号公報 特許第３１４９５３８号

しかし、特許文献１、２に示すように、内鍋の底面部全体が断熱部材で覆われている場合、内鍋内には大きな対流しか起きないため加熱むらが生じやすく、炊き上がりむらが生じてしまうという問題がある。一方、特許文献３、４に示すように、釜の形状を変更した場合には、加工コストが増加するとともに内鍋内部のコーティングが剥れやすくなるという問題がある。また、特許文献４に示すような複数の加熱コイルを使用して通電制御するためには、製造コストが増加してしまうという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡便な構造で加熱むらを抑えることができる調理容器およびこれを用いた炊飯器を提供することを目的とするものである。

本発明に係る調理容器は、外部から加熱される底面部と、底面部から上部に延びて筒状に形成された、被加熱物を収容する中空部を有する胴部と、底面部の外面側に設けられており、底面部に熱伝導率の異なる複数の領域を形成する断熱部材とを備えたことを特徴とするものである。

本発明に係る調理容器によれば、熱伝導率制限部材により熱伝導率の異なる領域が形成された底面部が加熱されたときに局所的な温度差を積極的に生じさせて、沸騰する際に小さな対流の発生を促進させることにより、調理容器の内部全体として被加熱物への加熱むらを少なくすることができる。

本発明の炊飯器の実施形態１を示す断面図である。 本発明の調理容器の実施形態１を示す斜視模式図である。 本発明の調理容器の実施形態１を示す側面模式図である。 本発明の調理容器の実施形態１を示す底面模式図である。 図２Ｃの調理容器の底面部と加熱手段との位置関係を示す底面模式図である。 図１の加熱手段が調理容器の底面部を加熱した際の熱伝導制限領域および熱伝導領域の時間経過に対する温度変化を示すグラフである。 図１の調理容器内の被加熱物の対流の様子を示す模式図である。 従来の炊飯器が調理容器を加熱した際の様子を示す模式図である。 従来の炊飯器が調理容器を加熱した際の様子を示す模式図である。 本発明の調理容器の実施形態２を示す斜視模式図である。 本発明の調理容器の実施形態２を示す側面模式図である。 本発明の調理容器の実施形態２を示す底面模式図である。 本発明の調理容器の実施形態３を示す斜視模式図である。 本発明の調理容器の実施形態３を示す側面模式図である。 本発明の調理容器の実施形態３を示す底面模式図である。 図９の調理容器において加熱手段に熱伝導領域のみが対向された様子を示す模式図である。 図９の調理容器において加熱手段に熱伝導制限領域のみが対向された様子を示す模式図である。

実施形態１．
図１は本発明の炊飯器の実施形態１を示す断面図であり、図１を参照して炊飯器１について説明する。図１の炊飯器１は、本体１０および蓋体２０を備えており、蓋体２０は本体１０の上部にヒンジ軸３およびヒンジバネ４により開閉可能に取り付けられている。そして、ユーザが蓋ボタン５を押すことにより、ヒンジバネ４の付勢力により蓋体２０がヒンジ軸３を軸に開くようになっている。

本体１０には調理容器３０を収容するための収容部２ａが設けられており、収容部２ａに調理容器（内釜）２が着脱可能に収容される。収容部２ａの開口縁部には調理容器３０を保持するための調理容器保持部２ｂが形成されており、調理容器３０は収容部２ａに収容された際、調理容器保持部２ｂに支持される。

収容部２ａの底面には加熱手段１１および底面温度検出手段１２が設けられている。加熱手段１１は調理容器３０の底面部に対向する位置に設けられており、たとえばリング状の３つの加熱コイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有している。各加熱コイル１１ａ〜１１ｃは収容部２ａに収容された調理容器３０を誘導加熱することにより、調理容器３０に収容された米等の被加熱物Ｓを加熱するものである。

底面温度検出手段１２は、収容部２ａの略中央に配置されており、調理容器３０の底面部３１に当接して調理容器３０の底面温度を検出して制御部１３に送る。制御部１３は炊飯運転の制御を行うものであって、炊飯物の米に水を吸収させる予熱工程、米を沸騰させる炊飯工程、及び蒸らし工程の各工程に応じて、底面温度検出手段１２、内部温度検出手段２３の検出温度を通して加熱手段１１の通電を制御する。

蓋体２０は、蓋パッキン（シール材）６、液晶表示部２１、操作部２２、内部温度検出手段２３、蓋ヒータ２５を備えている。環状の蓋パッキン（シール材）６は蓋体２０の本体側に設けられており、シリコンゴム等からなっている。そして、蓋パッキン６が調理容器３０のフランジ部３３に当接して調理容器の開口部を密閉している。

液晶表示部２１は、蓋体２０の上面に設けられており、炊飯メニューや炊飯運転実行中の工程などを表示する。なお、液晶表示部２１の動作は本体１０側の制御部１３により制御されている。操作部２２はユーザが炊飯器１を操作するためのボタン等からなり、操作部２２からの入力に従い制御部１３が各種制御を行う。内部温度検出手段２３は、被加熱物Ｓの温度を直接検出し内部温度として制御部１３に出力するものであって、たとえば赤外線センサや内部の空気温度を検出するサーミスタ等からなっている。蓋ヒータ２５は、炊飯・保温時に発生する蒸気により内蓋に結露することを避けるために、内蓋を加熱するものである。

また、蓋体２０には、吹きこぼれ液を回収するとともに回収した吹きこぼれ液を調理容器３０内に戻すカートリッジ２４が着脱可能に配置されている。そして、炊飯工程でお米を加熱することにより発生するうまみ成分（以下おねばとする）を含んだ蒸気がカートリッジ２４内に入り込んだ際に、カートリッジ２４がおねばと蒸気に分離して、おねばを調理容器３０内へ戻すとともに、蒸気を蒸気排出口２６から排出する。

図２Ａ〜図２Ｃは本発明の調理容器の実施形態１を示す模式図である。図２Ａ〜図２Ｃの調理容器３０は、たとえばアルミニウム合金とアルミニウムとを交互に積層するとともにその最外面にステンレス材が積層された構造を有している。なお、調理容器３０が炭素素材を焼成したものであってもよいし、その他公知の技術を用いることができる。

調理容器３０は底面部３１、胴部３２、フランジ部３３、断熱部材４０を備えている。なお、底面部３１と胴部３２とフランジ部３３とは一体成形されている。底面部３１は、外部の加熱手段１１から加熱されるものであって略円形状に形成されている。胴部３２は、底面部３１の縁部から曲面加工された曲面部３１ａを介して上部に延びて筒状に形成されている。そして、胴部３２は被加熱物を収容する中空部を有しているとともに、上部には開口が形成されている。そして、この開口から被加熱物Ｓが胴部３２内に収容され、底面部３１から加熱手段１１により加熱されることにより、被加熱物Ｓが加熱処理される。

フランジ部３３は胴部３２の開口縁部に形成されており、本体１０に収納された際には調理容器３０はフランジ部３３で調理容器保持部２ｂにおいて吊下げ支持されることになる。また、フランジ部３３は本体１０から調理容器３０を取り出す際には手持ち部分になる。フランジ部３３の外周側に円周に沿ってたとえばシリコンゴム等からなる弾性部材３４が取り付けられている。そして、調理容器３０が本体１０に収容された際、弾性部材３４により本体１０と調理容器３０とが密着することにより、本体１０と調理容器３０との隙間から外気の流入を遮断した密閉空間が形成される。これにより、本体１０の収容部２ａと調理容器３０の外面側との間の空気層において外気による空気の対流が発生するのを抑制し、空気層の温度を維持して熱効率を高めることができる。また、弾性部材３４の厚さを厚くすることにより、本体１０から加熱された調理容器３０を取り出す際、ユーザが調理容器３０を取り扱うことが容易にすることができる。

断熱部材４０は底面部３１の外面側に設けられており、たとえばシリコンゴムなどの樹脂等の断熱性・潜熱性を有する材料からなっている。図３Ａ〜図３Ｃにおいては、断熱部材４０は、底面部３１から胴部３２の一部の領域にわたり設けられている。なお、断熱部材４０は、底面部３１および胴部３２に対し接着されていてもよいし、着脱可能に取り付けられたものであってもよい。たとえば断熱部材４０は、調理容器３０に対し焼付成形等して調理容器３０とは別に成形した後にシリコン系接着剤等を用いて底面部３１および胴部３２に対し接着させてもよい。このとき、予め底面部３１の外面が研磨材等により表面を粗く加工（下処理）された状態にしておき、その上にシリコンゴムを付着させることにより断熱部材４０が形成されるようにしてもよい。あるいは、断熱部材４０と調理容器３０とが接着しておらず、断熱部材４０が調理容器３０の底面部３１の外形と略同一の形状に成形されることにより、底面部３１に対し着脱可能に嵌め込むものであってもよい。

断熱部材４０は、底面部３１に熱伝導率の異なる複数の領域が形成するものである。具体的には、断熱部材４０は、加熱手段１１から底面部３１への熱伝導を制限する熱伝導制限領域４１と、熱伝導制限領域４１よりも熱伝導率の高い複数の熱伝導領域４２とを底面部３１に形成する。なお、断熱部材４０の底面部３１の略中央に当たる領域には、底面温度検出手段１２が直接底面部３１に接触して温度を測定できるように、穴４３が形成されている。

また、断熱部材４０がシリコンゴムである場合、熱伝導制限領域４１ではたとえば厚さが１ｍｍ以上になるように形成されている。これにより、断熱部材４０が加熱手段１１から底面部３１への加熱を遮断する断熱性を発揮するとともに、底面部３１から外部への放熱を防止する蓄熱性を保持することができる。なお、断熱部材４０としてシリコンゴムを用いた場合についての厚さを例示したものであり、他の樹脂を用いた場合には当該使用する樹脂の熱伝導特性に合わせて適宜厚さを決定すればよい。

一方、各熱伝導領域４２は上記シリコンゴムを打ち抜く等により形成された貫通孔からなっている。なお、熱伝導領域４２は熱伝導制限領域４１よりも熱伝導率が高ければよく、蒸気貫通孔の場合に限らず、たとえば熱伝導制限領域４１の厚さよりも薄く溝状に形成されたものであってもよいし、熱伝導制限領域４１と熱伝導領域４２とがそれぞれ異なる材料からなっているものであってもよい。

ここで、複数の熱伝導領域４２は所定のパターンを形成している。具体的には、各熱伝導領域４２はそれぞれ直線状に延びる所定の幅を有するように形成されている。そして、複数の熱伝導領域４２が底面部３１の中心から放射状に配列されたパターンを形成している。

図３は底面部３１と加熱手段１１との位置関係を示す底面模式図である。図３に示すように、加熱手段１１は円環状（リング状）に複数形成されているため、上述した放射状に配列された熱伝導領域４２内には加熱手段１１に対向する領域と対向しない領域とが存在することになる。同様に、熱伝導制限領域４１内おいても加熱手段１１に対向する領域と対向しない領域とが存在することになる。言い換えれば、熱伝導制限領域４１および熱伝導領域４２により底面部３１には異なる温度の領域が複数形成されたことになる。

図４は加熱手段１１が調理容器３０の底面部３１を加熱した際の熱伝導制限領域４１および熱伝導領域４２の時間経過に対する温度変化を示すグラフ、図５は調理容器３０内の被加熱物Ｓの対流の様子を示す模式図であり、図１から図５を参照して炊飯器１の加熱動作について説明する。まず、加熱手段１１の作動により調理容器３０の外層のステンレスが誘導加熱により発熱する。加熱開始当初（たとえば予熱工程）では、調理容器３０で発生した熱が断熱部材４０に奪われるため、熱伝導制限領域４１の温度上昇が遅くなり、底面部３１の熱伝導領域４２は熱伝導制限領域４１に比べて温度上昇が早い。このため、熱伝導制限領域４１と熱伝導領域４２との温度差による部分的な細かい対流が発生する（図５参照）。

一方、断熱部材４０が十分温まった状態では、断熱部材４０の蓄熱効果により、熱伝導制限領域４１の覆われた部分の温度は熱伝導領域４２に比べて高くなる（図４参照）。このため、加熱初期とは逆に、加熱手段１１に対向する面の熱伝導制限領域４１側の沸騰が早くなる。つまり、ある程度加熱が進んだ状態（たとえば沸騰工程）であっても加熱初期と同様に、熱伝導制限領域４１と熱伝導領域４２との温度差による部分的な細かい対流が発生する（図５参照）。

このように、加熱手段１１に対向する底面部３１に、熱伝導率の異なる領域を形成する断熱部材４０を設けることにより、調理容器３０の温度分布に局所的な温度差を生じさせて細かい対流を発生させることができるため、調理容器３０内の全体の被加熱物Ｓの温度が均一化され、炊飯時の炊きムラを解消することができる。

すなわち、従来のように調理容器の内面に特定の形状に加工する等した場合、加工コストが増加し、調理容器内部のコーティングが剥れやすくなる問題がある。また、加熱コイルの構造を変更しもしくは通電制御を変更するためには、複数の加熱コイルを使用するために製造コストが増加してしまうという問題がある。

また、従来のように、図６に示すような沸騰時の対流は弾性部材等を設けない場合もしくは図７に示すような底面部に均一な弾性部材が設けられている場合、内側壁から中央へ向かう一定方向に偏ったものになる。つまり、底面部３１が均一に加熱されて底面部３１の熱が胴部３２に伝導して胴部３２の温度が上昇し、調理容器３０内の被加熱物Ｓ（米や水等）は調理容器３０の胴部３２に沿って上昇していく。すると、調理容器３０内において胴部３２に沿って上昇しその後に中心部に向かうような被加熱物Ｓの大きな対流のみが発生することになる。このため、温度むら・加熱むらが生じやすいという問題がある。

特に、予熱工程においては約６０℃程度の温度に保つことによって酵素の働きを活性化させ、でんぷんを糖に変化させている。このため、部分的に温度が上昇してしまうと米の糊化が始まってしまい、ご飯の炊きむらが発生してしまうという問題がある。同様に、沸騰工程においても調理容器３０の中央部分の加熱が不足するという問題がある。

一方、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、断熱部材４０を用いて底面部３１に異なる熱伝導率の領域４１、４２を形成することにより、局所的な対流を発生させて調理容器３０内全体として簡便な構造で加熱むらを抑制することができる（図５参照）。また、調理容器３０が炭素素材からなる場合、断熱部材４０および弾性部材３４を設けることにより落下衝撃等の外部からの衝撃を吸収し割れにくくすることができる。

実施形態２．
図８Ａ〜図８Ｃは本発明の調理容器の実施形態２を示す模式図であり、図８Ａ〜図８Ｃを参照して調理容器１３０について説明する。なお、図８Ａ〜図８Ｃの調理容器１３０において図３Ａ〜図３Ｃの調理容器３０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図８Ａ〜図８Ｃの調理容器１３０が図３Ａ〜図３Ｃと異なる点は、熱伝導領域のパターン形状である。

具体的には、断熱部材１４０の各熱伝導領域１４２はそれぞれ帯状の湾曲した形状を有しており、複数の熱伝導領域１４２は底面部３１を中心として渦状に配置されている。なお、各熱伝導領域１４２はそれぞれ貫通孔からなるものであってもよいし、断熱部材１４０の凹部により形成されたものであってもよい。

この場合であっても、加熱手段１１は円環状（リング状）に複数形成されているため、上述した放射状に配列された熱伝導領域１４２内には加熱手段１１に対向する領域と対向しない領域とが存在することになる。熱伝導制限領域１４１内においても加熱手段１１に対向する領域と対向しない領域とが存在することになる。言い換えれば、上述した断熱部材４０と同様、熱伝導制限領域１４１および熱伝導領域１４２により底面部３１に異なる温度の領域が複数形成されたことになる。

上記実施形態２に示す調理容器１３０であっても、上述したように、調理容器１３０の温度分布に局所的な温度差を生じさせて細かい対流を発生させることができるため、調理容器１３０内の全体の被加熱物Ｓの温度が均一化され、炊飯時の炊きムラを解消することができる。

実施形態３．
図９Ａ〜図９Ｃは本発明の調理容器の実施形態３を示す模式図であり、図９Ａ〜図９Ｃを参照して調理容器２３０について説明する。なお、図９Ａ〜図９Ｃの調理容器２３０において図３Ａ〜図３Ｃの調理容器３０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図９Ａ〜図９Ｃの調理容器２３０が図３Ａ〜図３Ｃと異なる点は、断熱部材のパターン形状である。

具体的には、断熱部材２４０にはそれぞれリング状（円環状）の複数の熱伝導制限領域２４１および複数の熱伝導領域２４２が形成されている。ここで、予めリング状に形成した断熱部材２４０を底面部３１に接着等することにより、底面部３１に熱伝導制限領域２４１および複数の熱伝導領域２４２を形成してもよいし、断熱部材２４０に厚さが異なる複数の領域を形成することにより、熱伝導制限領域２４１および熱伝導領域２４２を形成してもよい。

このような断熱部材２４０であっても、調理容器３０の温度分布に局所的な温度差を生じさせて細かい対流を発生させることができるため、調理容器３０内の全体の被加熱物Ｓの温度が均一化され、炊飯時の炊きムラを解消することができる。

特に、図１０に示すように、加熱手段１１が熱伝導制限領域２４１にのみ対向するように、断熱部材２４０に熱伝導制限領域２４１を形成するようにしてもよい。上述の通り、加熱初期においては、熱伝導領域２４２の方が熱伝導制限領域２４１よりも温度上昇が大きいため（図４参照）、予熱工程での温度むらをさらに改善することができる。

あるいは、図１１に示すように、加熱手段１１が熱伝導領域２４２にのみ対向するように、断熱部材２４０に熱伝導領域２４２を形成するようにしてもよい。上述の通り、加熱時間がある程度経過した際には、熱伝導制限領域２４１の方が熱伝導領域２４２よりも温度上昇が大きいため（図４参照）、調理容器２３０内の温度を沸騰工程での対流をさらに激しくすることができる。

本発明の実施形態は上記実施形態に限定されない。たとえば上記各実施形態において、熱伝導領域４２、１４２、２４２がいずれも帯状に形成されている場合について例示しているが、これに限られず、たとえば円形、楕円形、多角形等のスポット状の熱伝導領域が複数形成されたものであってもよい。

さらに、熱伝導制限領域４１、１４１、２４１と熱伝導領域４２、１４２、２４２との２種類の熱伝導率の領域が形成されている場合について例示して言えるが、断熱部材４０の厚さを各領域毎に変えさらには貫通孔を形成することにより、３種類以上の熱伝導率の異なる複数の領域が形成されたものであってもよい。

また、底面部３１から胴部３２の一部の領域にかけて断熱部材４０が形成されている場合について例示しているが、断熱部材４０は、底面部３１の領域に少なくとも設けられていれば、その他のいずれの領域まで設けられていても構わない。たとえば胴部３２からフランジ部３３までの全領域にわたり断熱部材４０が設けられていてもよい。

ただし、この胴部加熱手段が輻射熱により調理容器３０を加熱するものである場合、胴部３２における胴部加熱手段に対向する領域には断熱部材４０が設けられていないことが好ましい。これは、輻射熱を利用する胴部加熱手段である場合、断熱部材４０を介さずに直接胴部３２を加熱することができるようにするためである。これにより、異なる熱伝導率を有する加熱手段１１、胴部加熱手段および蓋部加熱手段のそれぞれから全面加熱を行うことにより、加熱むらをさらに低減させることができる。

１ 炊飯器、２ａ 収容部、２ｂ 調理容器保持部、３ ヒンジ軸、４ ヒンジバネ、５ 蓋ボタン、６ 蓋パッキン、１０ 本体、１１ 加熱手段、１１ａ−１１ｃ 加熱コイル、１２ 底面温度検出手段、１３ 制御部、２０ 蓋体、２１ 液晶表示部、２２ 内部温度検出手段、２３ 蓋ヒータ、２４ カートリッジ、２５ 蓋ヒータ、２６ 蒸気排出口、３０、１３０、２３０ 調理容器、３１ 底面部、３１ａ 曲面部、３２ 胴部、３３ フランジ部、３４ 弾性部材、４０、１４０、２４０ 断熱部材、４１、１４１、２４１ 熱伝導制限領域、４２、１４２、２４２ 熱伝導領域、４３ 穴、Ｓ 被加熱物。

Claims (12)

1. 外部から加熱される底面部と、
   前記底面部から上部に延びて筒状に形成された、被加熱物を収容する中空部を有する胴部と、
   前記底面部の外面側に設けられており、前記底面部に熱伝導率の異なる複数の領域を形成する断熱部材と
   を備えたことを特徴とする調理容器。
2. 前記断熱部材が、外部からの熱が前記底面部へ伝導することを制限する熱伝導制限領域と、前記熱伝導制限領域よりも熱伝導率の高い複数の熱伝導領域とを前記底面部に形成することを特徴とする請求項１に記載の調理容器。
3. 前記断熱部材が、前記底面部の中心から放射状に延びる前記熱伝導制限領域のパターンを前記底面部に形成するものであることを特徴とする請求項２に記載の調理容器。
4. 前記断熱部材が、前記底面部の中心から渦状に延びる前記熱伝導制限領域のパターンを前記底面部に形成するものであることを特徴とする請求項２に記載の調理容器。
5. 前記断熱部材には円環状の複数の前記熱伝導領域および複数の前記熱伝導制限領域を前記底面部に形成するものであることを特徴とする請求項２に記載の調理容器。
6. 前記底面部における加熱手段に対向する領域には前記熱伝導領域のみが形成されていることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の調理容器。
7. 前記底面部における加熱手段に対向する領域には前記熱伝導制限領域のみが形成されていることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の調理容器。
8. 前記断熱部材が、熱伝導率の異なる複数の領域毎に厚さが異なることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の調理容器。
9. 前記断熱部材が、最も熱伝導率の高い領域となる部分に貫通孔を有するものであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の調理容器。
10. 前記断熱部材が前記底面部に対し着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の調理容器。
11. 前記胴部の開口縁部にフランジ部が形成されており、
    前記フランジ部の前記外面側に弾性部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の調理容器。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項記載の調理容器と、
    前記調理容器を着脱自在に収納する本体と、
    前記本体に開閉自在に取り付けられ、前記調理容器を密閉状態で覆う蓋体と、
    前記調理容器の底面部を加熱する加熱手段と
    を備えたことを特徴とする炊飯器。