JP2018201665A - 炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】炊飯を開始してからすぐに、異物の挟み込みだけでなく、鍋無しも検出することが可能な炊飯器を提供する。
【解決手段】本発明の炊飯器は、被炊飯物を収容する鍋１１と、鍋１１を着脱可能に収容する本体と、鍋１１の温度を検知する鍋温度検知手段としての鍋センサ２１と、を備える。鍋１１に接して応動する鍋センサ２１の姿勢を含めた位置を、フォトセンサ６４で検出することで、鍋１１をわざわざ加熱しなくても、炊飯を開始してからすぐに、異物の挟み込みだけでなく鍋無しも検出できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、本体に着脱可能に収容される鍋の温度を、鍋温度検知手段で検知して炊飯を行なう炊飯器に関する。

従来の炊飯器の異常検出装置として、例えば特許文献１には、被炊飯物を収容する鍋への電磁誘導加熱を行ない、そのときの鍋温度検知手段による検知温度の上がり方で、鍋と鍋温度検知手段との間の異物の挟み込みを検出するものが知られている。

また、本体に鍋が本体に正しく収容されていない鍋無しを検出する場合も、例えば特許文献２に開示されるように、鍋への電磁誘導加熱を行ない、そのときの加熱出力が一定レベル以下であれば、鍋無しであると判定するものが提案されている。

特開平８−１０１５９号公報 特開２００３−３１０４２６号公報

特許文献１に示す異物の挟み込み検出では、炊飯を開始してから検出までに時間がかかり、使用者が異常に気付くのが遅れてしまう可能性がある。また、特許文献２に示す鍋無し検出でも、やはり僅かではあるが炊飯を開始してから検出までに時間がかかり、同様の問題が発生する。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、炊飯を開始してからすぐに、異物の挟み込みだけでなく、鍋無しも検出することが可能な炊飯器を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、被炊飯物を収容する鍋と、前記鍋を収容する本体と、前記鍋の温度を検知する鍋温度検知手段と、を備えた炊飯器において、フォトセンサを搭載し、前記鍋に接して応動する前記鍋温度検知手段の位置を、前記フォトセンサで検出する構成としたことを特徴とする。

請求項２の発明は、炊飯開始と同時に前記フォトセンサからの出力を取り込んで、前記本体に前記鍋が正しく収容されていない鍋無しや、前記鍋と前記鍋温度検知手段との間の異物の挟み込みを判定し、その判定結果を通知する構成としたことを特徴とする。

請求項３の発明は、前記フォトセンサが、発光部からの光を受光部で受ける透過型フォトセンサまたは反射型フォトセンサで構成され、前記光の光軸をずらして、２つの前記フォトセンサを配置したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、本体に鍋を正しく収容したときの鍋温度検知手段の位置は、本体に鍋を正しく収容していない鍋無し状態や、鍋と鍋温度検知手段との間に異物が挟まった状態での位置とは異なる。したがって、鍋温度検知手段の位置を非接触のフォトセンサで検出すれば、鍋をわざわざ加熱しなくても、炊飯を開始してからすぐに、異物の挟み込みだけでなく鍋無しも検出することが可能となる。

請求項２の発明によれば、炊飯を開始すると、鍋無しや異物の挟み込みに関する判定結果がすぐに通知されるので、使用者がその場を離れる前に炊飯器の異常を認識することができる。

請求項３の発明によれば、単独のフォトセンサではなく、２つのフォトセンサを用いて、鍋無しや異物挟み込みの異常検出精度を向上させることが可能になる。

本発明の一実施形態における炊飯器の縦断面図である。 同上、鍋無し状態における要部拡大縦断面図である。 同上、正常に鍋を本体に収容した状態の要部拡大縦断面図である。 同上、正常に鍋を本体に収容した状態の要部拡大縦断面図である。 同上、電気的構成を示すブロック図である。 同上、炊飯時における検知温度と圧力と加熱出力の推移を示すタイムチャートである。 同上、エラー検出の手順を示すフローチャートである。 同上、炊飯から保温にかけての鍋の温度変化を示すグラフである。 同上、一実施形態の変形例を示す炊飯器の縦断面図である。

以下、本発明の炊飯器に係る好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。

先ず図１に基づいて、本実施形態における炊飯器の全体構成を説明すると、１は有底状の本体、２は本体１の上面開口を開閉自在に覆う蓋体で、これらの本体１と蓋体２とにより、炊飯器の外郭が形成される。本体１は、上面を形成する上枠３と、側面から底面を形成する外枠４とにより外観を構成しており、後述する鍋１１を着脱可能に収容するために、上面を開口した鍋収容部５が形成される。鍋１１は、蓋体２を開閉することにより鍋収容部５から取り出せるようになっている。

鍋１１は、熱伝導性の良いアルミニウムを主材１２とし、フェライト系ステンレスなどの磁性金属板からなる発熱体１３が、主材１２の外面の側部下部から底部にかけて接合してある。鍋１１は、米や水などの被炊飯物を収容するために有底筒状に形成され、その上端周囲には、外周側に延出する円環状のフランジ部１４が形成される。フランジ部１４は、鍋収容部５に鍋１１を収容したときに上枠３の上面に載置され、鍋収容部５と鍋１１との間に隙間を形成した状態で、鍋１１が鍋収容部５に吊設されるようになっている。

鍋収容部５は、椀状で樹脂製の内枠６や、金属製の内枠リング７などを組み合わせて構成され、全体が有底筒状に形成される。鍋１１の外側面に対向する内枠リング７の外面には、加熱手段の一例としてコードヒータを用いた胴ヒータ８を備えている。また、鍋１１の側面下部から底面に対向する内枠６の外面には、鍋１１の発熱体１３を電磁誘導加熱する加熱手段として、加熱コイル９を備えている。加熱コイル９の外周には、当該加熱コイル９を覆うように椀状のコイルカバー１５が設けられている。また本体１の内部には、加熱コイル９に高周波電流を供給する加熱コイル駆動手段としての加熱基板組立１６と、本体１外部からの冷却風を加熱基板組立１６に送風するために、ファンとモータを組み合わせたファンモータ１７がそれぞれ配設され、ファンモータ１７の吸気口に臨んで、外枠４の底面部に本体１の内外を連通する通気孔１８を設けている。

内枠６の底部中央部には、鍋温度検出手段としての鍋センサ２１が、弾性手段となるスプリング２２により、鍋１１の外面底部と弾発的に接触するように配設される。本実施形態の鍋センサ２１は、鍋１１の温度を検知して加熱コイル９による鍋１１の底部の加熱温度を主に温度管理する構成となっている。

蓋体２の前方上面には、蓋開ボタン２３が露出状態で配設されており、この蓋開ボタン２３を押すと、本体１と蓋体２との係合が解除され、本体１の上部後方に設けたヒンジバネ（図示せず）により、ヒンジ軸２４を回転中心として蓋体２が自動的に開く構成となっている。

蓋体２は、その上面外殻をなす外観部品としての外蓋２７と、蓋体２の下面を形成する放熱板２８と、外蓋２７および放熱板２８を結合させて、蓋体２の骨格を形成する蓋ベース材としての外蓋カバー２９とを主たる構成要素としている。また、蓋開ボタン２３の後方には、外蓋２７に収納される表示部３１や操作部３２を覆うようにして操作パネル３３が配設される。蓋体２の内部にあって、放熱板２８の上面には、蓋加熱手段としての蓋ヒータ３５が設けられている。この蓋ヒータ３５は、コードヒータなどの電熱式ヒータや、電磁誘導加熱式による加熱コイルでもよい。

蓋体２の上部に設けられている操作パネル３１の内側には、時間や選択したメニューなどを表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や、行程を表示するＬＥＤ（発光ダイオード）などの表示部３１の他に、各種スイッチなどの操作部３２を基板に配置した表示基板組立３７が配設される。操作部３２は、例えば炊飯開始を指示する炊飯キーや、予約炊飯を行なうために指示する予約キーや、好みの炊飯コースを選択するコース選択キーなどの各種キーを含み、表示部３１と別な位置に設けた押し釦式、および／または表示部３１の上面に重ね合わせて設けたタッチ操作式の構成とすることができる。

放熱板２８の下側には、蓋体２の下部部材としての内蓋組立体４１が着脱可能に設けられる。この内蓋組立体４１は、鍋１１の上方開口部とほぼ同径の円盤状を有し、ステンレスやアルミニウムをアルマイトした金属製の内蓋４２と、鍋１１と内蓋４２との間をシールするために、当該内蓋４２の外側全周に設けられ、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの弾性部材からなる蓋パッキン４３と、蓋パッキン４３を内蓋４２の外側全周に装着するための内蓋リング４４と、鍋１１の内圧力を調整する調圧部４５とを備えている。環状に形成された蓋パッキン４３は、蓋体２を閉じた時（蓋閉時）に、鍋１１のフランジ部１４上面に当接して、この鍋１１と内蓋４２との間の隙間を塞ぎ、鍋１１から発生する蒸気を密閉するものである。

前記放熱板２８には、蓋体２の特に内蓋４２の温度を検知する蓋温度検知手段として、蓋ヒータ３５による内蓋４２の温度管理を行なうためのサーミスタ式の蓋センサ４７が設けられている。また、蓋体２の上面後方寄り部には、蓋体２の上面側から着脱可能な蒸気口４８が設けられる。蒸気口４８と調圧部４５は蓋体２の内部で連通しており、これらを含めて蓋体２の内部には、鍋１１内で発生した蒸気を外部へ放出する通路としての蒸気排出経路４９が形成される。

前記調圧部４５には、鍋１１の内部と蒸気口４８との間の蒸気排出経路４９を開閉する調圧弁５１が設けられる。調圧弁５１はボール状で、蓋体２の内部に設けたソレノイド５２と連動し、鍋１１内の蒸気を外部へ放出する場合には蒸気排出経路４９を開放し、鍋１１内を加圧または減圧状態にする場合には蒸気排出経路４９を閉塞するように、ソレノイド５２が調圧弁５１を転動させる。そして加圧時には、加熱コイル９への高周波通電により鍋１１内の被炊飯物が加熱され、鍋１１の内圧が所定値に達すると、調圧弁５１の自重に抗して蒸気排出経路４９を開放することで、鍋１１内の圧力を大気圧以上に維持する構成となっている。

なお、本実施例の炊飯器では、蓋２を本体１に閉じた状態で、鍋１１の内部を通常の大気圧よりも低くするための減圧手段５３（図５参照）を設けている。減圧手段５３は、鍋１１を鍋収容体５に収容し、蓋２を閉じた後にソレノイド５２を通電して、調圧弁５１が調圧部４５の蒸気排出経路４９を塞いだ状態で、密閉した鍋１１の内部圧力を低下させる。また、鍋１１内部の圧力が大気圧よりも一定値下がった場合には、減圧手段５３の動作源となる減圧ポンプ５４（図５参照）の動作を停止し、鍋１１内部を減圧状態に保っている。さらに、鍋１１内部を減圧状態から外気と同じ圧力に戻す場合には、減圧ポンプ５４の動作を停止し、減圧ポンプと鍋１１の内部との間を連通する図示しない経路を開放する。つまり減圧手段５３は、鍋１１内部を減圧状態から外気と同じ圧力に戻す圧力戻し手段としての構成を兼用している。

加熱基板組立１６は、胴ヒータ８および加熱コイル９への通電を制御するために、マイクロコンピュータ（マイコン）などで構成される制御手段５５や、加熱コイル９に高周波の電力を供給する誘導加熱駆動用の半導体素子となるスイッチング素子５６や、スイッチング素子５６などの発熱部品を冷却するための放熱器５７や、スイッチング素子５６の温度を検知する素子温度検知手段５８などを、制御基板５９に搭載して構成される。放熱器５７はアルミニウムなどの熱伝導性の良好な金属からなり、本体１の内部でファンモータ１７の排気口に臨んで配置される。また、発熱素子の温度検知手段となる素子温度検知手段５８は、使用温度上限に対し温度上昇が高い素子など、スイッチング素子５６以外で温度条件が厳しい発熱素子の近傍に設置して、その温度を検知する構成としてもよい。

そして本実施形態では、制御手段５５からの制御信号を受けて、ファンモータ１７を通電動作させると、本体１底部の通気孔１８を通して冷却風が本体１内部のファンモータ１７に吸込まれ、ファンモータ１７から放熱器５７に冷却風を当てることで、スイッチング素子５６を含む発熱部品から効率よく熱を奪って、発熱部品の温度上昇を抑制する構成となっている。

次に、鍋センサ２１とその周辺の構成を図２〜図４に基づき説明する。なお図２は、本体１に鍋１１が収容されていない鍋無し状態を示し、図３は本体１に鍋１１が正しく収容された正常状態を示し、図４は鍋１１と鍋センサ２１との間に、例えば米粒などの異物Ｆが挟まれた異物挟み込み状態を示している。

これらの各図において、鍋センサ２１は前述したように、ここでは図示しないスプリング２２により上方向に常時付勢されており、鍋１１を本体１の鍋収容部５に装着して、鍋センサ２１の上面に鍋１１の底面が接するようになると、鍋１１の重量によりスプリング２２の弾発力に抗して、鍋センサ２１が鍋１１と共に下方向へ移動する構成となっている。鍋センサ２１は、下側を開口する一方で、上側を閉じた有天井で略円筒形状のセンサ本体６１と、センサ本体６１の下側部に延出するセンサフランジ６２と、センサフランジ６２に開口形成されるスリット６３，６３とにより外観が構成され、センサ本体６１の上面部に接して、サーミスタなどの感熱素子（図示せず）が配設される。

センサ本体６１の天井部は、鍋１１の底部と面接触するように形成されることが望ましく、本実施形態では鍋１１の底面形状に合わせて平坦に形成される。またスリット６３，６３は、横断面略円形である鍋センサ２１の中心を対称点として、点対称に設けるのが望ましい。

６４は、鍋センサ２１の姿勢を含めた位置を非接触で検知する光電センサとしてのフォトセンサである。フォトセンサ６４は対をなす発光部６５と受光部６６とを備えて、内枠６の底部中央部に設けられ、発光部６５に電流を流して、当該発光部６５から光軸Ｆの方向に光を照射させたときに、鍋センサ２１の位置に応じた受光部６５からの電気的なセンサ出力信号を、制御手段５５に送信するように構成される。また、ここで使用するフォトセンサ６４は、発光部６５と受光部６６とを向い合せた透過型フォトセンサで、図２に示す鍋無し状態や、図４に示す異物Ｆの挟み込み状態では、発光部６５から発する光の光軸Ｌが、途中でセンサ本体６１の下側部をなすセンサフランジ６２に遮られて受光部６６に到達せず、図３に示す正常状態では、発光部６５からの光軸Ｌがスリット６３，６３を通って受光部６６に到達するように構成される。

なお、本実施形態では透過型のフォトセンサ６４を使用しているが、鍋センサ２１が正常状態のときに、発光部６５から鍋センサ２１の表面に反射した光を受光部６６で受ける反射型フォトセンサを使用してもよい。また、２つの透過型のフォトセンサ６４を使用し、それぞれの光軸Ｌを９０°ずらして配置することで、検出精度を向上させるように構成してもよい。この場合、それぞれのフォトセンサ６４に対応して、鍋センサ２１の側部にスリット６３，６３を設けるのが好ましい。

次に、制御手段５５の制御系統について、図５を参照しながら説明する。制御手段５１は、鍋センサ２１や蓋センサ４７や温度検知手段５８からの各温度検知信号と、フォトセンサ６４からのセンサ出力信号と、操作部３２からの操作信号とを受けて、炊飯時および保温時に鍋１１を加熱する胴ヒータ８や加熱コイル９と、蓋体２を加熱する蓋ヒータ３５を各々制御すると共に、表示部３１の表示を制御し、さらにはファンモータ１７と、ソレノイド５２と、減圧ポンプ５４の動作を各々制御するものである。特に本実施形態の制御手段５５は、鍋センサ２１の検知温度に基いて主に加熱コイル９を制御して鍋１１の底部を温度管理し、蓋センサ４７の検知温度に基いて主に蓋ヒータ３５を制御して、被炊飯物に対向する内蓋４２を温度管理するようになっている。

制御手段５５は、記憶手段７０に記憶されたプログラムの制御シーケンス上の機能として、操作部からの炊飯開始の指示を受けて、鍋１１に投入した米の吸水を促進させるひたしと、被炊飯物の温度を短時間に沸騰まで上昇させる加熱と、被炊飯物の沸騰状態を継続させる沸騰継続と、被炊飯物をドライアップ状態のご飯に炊上げる炊上げと、ご飯を焦がさない程度の高温に維持するむらしの各行程を順に実行して、鍋１１内部の被炊飯物に対する加熱を制御する炊飯制御手段７１と、鍋１１内部のご飯を所定の保温温度に保つように制御する保温制御手段７２の他に、炊飯開始を指示した直後に、フォトセンサ６４からのセンサ出力信号を読み取って、本体１に鍋１１が正常に収容されたか否かを判定するエラー判定手段７３と、炊飯や保温中に素子温度検知手段５８からの温度検知信号を読み取って、ファンモータ１７の動作を制御するファンモータ制御手段７４と、を備えている。

次に、上記構成の炊飯器について、その作用を図６に基づき説明する。なお図６は、炊飯開始から炊飯終了に至るまでに、鍋１１内の圧力値信号Ｐと、鍋センサ２１の検知温度信号Ｔａと、蓋センサ４７の検知温度信号Ｔｂと、加熱コイル９の消費電力となる出力信号Ｗがどのように変化するのかをそれぞれ示している。ここで、圧力値信号Ｐは鍋１１内の圧力の上昇により、その電圧値が上がるのに対し、検知温度信号Ｔａは鍋１１の温度の上昇により、その電圧値が下がり、同様に検知温度信号Ｔｂは蓋４２の温度の上昇により、その電圧値が下がる。

先ず、炊飯時における動作を説明すると、本体１に対して蓋体２を開けた状態で、被炊飯物となる米や水を入れた鍋１１を鍋収容部５に装着し、蓋体２を再び閉じる。そして、操作部３２の炊飯開始キーを押動操作して炊飯開始を指示すると、制御手段５５に組み込まれた炊飯制御手段７１による炊飯が開始する。ここで炊飯制御手段７１は、鍋１１内の米に対する吸水を促進させるために、鍋センサ２１による鍋１１の底部の温度検知に基づき、胴ヒータ８と加熱コイル９を通断電制御して鍋１１の底部と側面部をそれぞれ加熱し、鍋１１内の水温を約45〜60℃に一定時間保持するひたし行程を行なう。また鍋１１内の米に対する吸水を促進させるために、このひたし行程中は減圧ポンプ５４を一定時間動作させて減圧状態を保持するように、炊飯制御手段７１が、ソレノイド５２や減圧ポンプ５４の動作を各々制御する。

その後、次の加熱行程に移行すると、炊飯制御手段７１は加熱コイル９を連続通電することにより、ひたし行程よりも鍋１１内部の被炊飯物を強く加熱し、被炊飯物の温度を短時間に沸騰まで上昇させる。ここで炊飯制御手段７１は、ひたし行程から引き続いて鍋１１の内部を大気圧よりも低い減圧状態に維持するように、加熱行程開始から減圧ポンプ５４を再度動作させ続ける。これにより、鍋１１の内部は減圧されているため、鍋１１に入れられた水の沸点が大気圧のときの沸点も低くなり、沸騰の開始が早くなる。沸騰の開始が早くなれば、その分、鍋１１内での対流も激しくなり、結果として被炊飯物の温度ムラは低減されて、炊上がったご飯の炊きムラも抑制される。

従来の炊飯では、加熱行程から沸騰行程に至る時に鍋１１内の熱対流が発生し、さらに沸騰時の気泡によってさらに激しい対流を起こすことで、鍋１１内の被炊飯物の温度ムラが低減されていた。しかし、加熱が不足したり沸騰が弱かったりすると鍋１１内の対流は弱くなり、その結果、被炊飯物に温度ムラが生じて炊上がりのご飯の炊きムラも大きくなっていた。

しかし本実施形態では、ひたし行程に引き続いて加熱行程中にも、減圧手段５３により鍋１１内を大気圧未満に減圧し続けると共に、加熱コイル９により鍋１１への加熱を継続するように、炊飯制御手段７１が減圧手段５３の減圧ポンプ５４や加熱コイル９を各々制御する構成としているので、鍋１１内の被炊飯物を沸騰させる加熱行程で、鍋１１内の気圧を大気圧未満に減らして沸点を下げることで、沸騰を早めることができる。また、減圧中にも加熱コイル９により鍋１１への加熱を継続することで、気化熱による温度低下を防止して、加熱行程中の早くから沸騰状態を維持することができ、鍋１１内で激しい対流を起こして、被炊飯物の温度ムラひいては炊上がったご飯の炊きムラを低減することができる。

こうして、加熱行程中に減圧手段５３により鍋１１内を大気圧よりも低く減圧し、沸点を下げた状態で、加熱コイル９により沸騰を維持するように加熱を継続して炊飯を行なっているときに、炊飯制御手段７１は鍋センサ２１からの温度検知信号を取り込み、鍋１１の底部の検知温度が予め決められた温度に到達したら、加熱行程から沸騰行程に移行して、減圧手段５３を構成する減圧ポンプ５４の動作を停止させる。代わりに、鍋１１内の圧力を図示しない圧力検知手段で検知することにより、鍋１１内で蒸気圧が増大して鍋１１内の圧力が大気圧に達したら、減圧ポンプ５４の動作を停止するように炊飯制御手段７１を構成してもよい。これにより、加熱行程中に減圧手段５３が鍋１１内を減圧しても、加熱コイル９による鍋１１への加熱で、鍋１１の温度が決められた温度に達したり、鍋１１内の圧力が大気圧に達したりしたら、減圧ポンプ５４の余計な動作を直ちに停止させることができる。

こうした減圧ポンプ５４の動作を停止させた状態で、加熱制御手段７１はソレノイド５２を一時的に非通電にして、調圧弁５１を蒸気排出経路４９から退避させると、蒸気排出経路４９は鍋１１の内外を連通させた開放状態となり、鍋１１内部は直ちに外気と同じ常圧に戻る。その後、ソレノイド５２を短時間で通電状態に切替え、鍋１１の内部を再び密閉した状態にすると、引き続き鍋１１内部の被炊飯物への強い加熱により、鍋１１内部の被炊飯物が大気圧以上の例えば1.2気圧に達するまで加圧され、その加圧状態で被炊飯物を沸騰させることができる。

沸騰行程において、炊飯制御手段７１は、蓋センサ４７の検知温度の傾き（所定の時間に検知温度がどの程度上昇するのか）を算出する。この検知温度の傾きが一定値以下になって安定したら、鍋１１内部の被炊飯物が加圧状態で沸騰したと判断して、沸騰行程から沸騰継続行程に移行する。

沸騰継続行程に移行すると、炊飯制御手段７１は蓋ヒータ３５による蓋加熱を開始させる。ここでの蓋加熱は、内蓋４２の温度が100℃になるように、蓋センサ４７の検知温度により管理される。そして炊飯制御手段７１は、鍋センサ２１による鍋１１の底部の検知温度が所定の温度上昇を生じたら、沸騰継続行程から炊上げ行程に移行し、ここで鍋センサ２１の検知温度が所定のドライアップ温度に達すると、鍋１１内部の被炊飯物の炊上がりを検知して、むらし行程に移行する。むらし中は蓋センサ４７の検知温度による温度管理によって蓋ヒータ３５を通断電し、内蓋４２への露付きを防止すると共に、鍋１１内部のご飯が焦げない程度に高温（98〜100℃）が保持されるように、加熱コイル９を断続通電して、鍋１１の底部の温度を管理する。むらしは所定時間（例えば12分）続けられ、むらしが終了したら保温制御手段７２による保温状態に移行する。

次に、制御手段５５に組み込まれたエラー判定手段７３の動作について、エラー検出の手順を示す図７のフローチャートを参照して詳しく説明する。前述のように、炊飯開始指示手段となる操作部３２の炊飯開始キーを押動操作することにより、ステップＳ１の「炊飯スタート」で炊飯開始が指示されると、エラー判定手段７３は次のステップＳ２で、フォトセンサ６４からのセンサ出力信号を取り込み、センサ出力信号が「High」すなわち高レベルであるか、或いは「Low」すなわち低レベルであるかを判定する。

ここで図３に示すように、鍋１１が異物Ｆなどの挟み込みのない状態で、鍋収容部５に正しく収容された場合には、鍋１１の底部にセンサ本体６１の天井部が当接し、鍋１１の重量が鍋センサ２１に加わることにより、鍋センサ２１がスプリング２２の弾性力に抗して下方に移動する。そのため、発光部６５から照射される光の光軸Ｌが、スリット６３，６３を通って受光部６６に受光され、フォトセンサ６４からのセンサ出力信号は「High」レベルとなる。エラー判定手段７３は、ステップＳ２でフォトセンサ６４から取り込んだセンサ出力信号が「High」レベルであると判定すると、鍋無しや異物挟み込みがないと判断して、前述した炊飯制御手段７１による炊飯動作を行なわせる（ステップＳ３）。

一方、図２に示すように、鍋１１が鍋収容部５に正しく収容されていない鍋無し状態では、鍋１１の重量が鍋センサ２１に加わることがなく、スプリング２２の弾性力により鍋センサ２１が鍋収容部５から突出する上方向に付勢される。そのため、発光部６５から照射される光の光軸Ｌが、受光部６６に達することなくセンサフランジ６２に遮られる。また図４に示すように、鍋１１と鍋センサ２１との間に異物Ｆが挟まれた異物挟み込み状態では、フォトセンサ６４に対して鍋センサ２１が傾いたまま、鍋１１の重量が鍋センサ２１に加わり、鍋センサ２１がスプリング２２の弾性力に抗して下方に移動する。そのためこの場合も、発光部６５から照射される光の光軸Ｌが、受光部６６に達することなくセンサフランジ６２に遮られる。エラー判定手段７３は、ステップＳ２でフォトセンサ６４から取り込んだセンサ出力信号が「Low」レベルであると判定すると、次のステップＳ４で鍋無しや異物Ｆの挟み込みなどのエラーを検知して、図示しないブザーなどの報知手段よりエラー通知音を発生させて使用者に通知する（ステップＳ５）。これにより、使用者は炊飯の開始時にその場を離れる前に、何らかの異常が炊飯器に発生したことをすぐに認識できる。

なお、鍋センサ２１の位置を検出するフォトセンサ６４が複数設けられている場合、鍋無しや異物挟み込みの異常検出精度を高めるために、エラー判定手段７３はステップＳ２で、その全てのフォトセンサ６４からのセンサ出力信号を取り込み、センサ出力信号の少なくとも一つが「Low」レベルであれば、ステップＳ３の炊飯動作には移行せず、ステップＳ４のエラー検知に移行して、ステップＳ５でエラー通知音を出力させる。何れにせよ、ステップＳ２におけるフォトセンサ６４からのセンサ出力信号のレベル判定は、それまでに加熱コイル９などの加熱手段が鍋１１を一切加熱することなく、エラー判定手段７３で即座に行われる。

ステップＳ４で何らかのエラーが検知された場合、エラー判定手段７３はさらに、従来の鍋無し検出を併用して、エラーの原因が鍋無しであるのか、或いは異物挟み込みであるのかを特定するのが好ましい。これは図７の点線で囲んだ手順Ａに示すように、エラー判定手段７３はステップＳ６で鍋無しであるか否かを判定するために、加熱コイル９を予め決められた設定出力で通電させ、加熱コイル９の加熱出力が一定レベル以下に達していれば、ステップＳ７に移行して、鍋無し状態のエラーであると判断する一方で、加熱コイル９の加熱出力が一定レベル以下に達していなければ、ステップＳ８に移行して、鍋無しではなく異物挟み込みのエラーであると判断する。こうして、フォトセンサ６４からのセンサ出力信号を取り込むだけでなく、既存の鍋無し検出をエラー判定手段７３に組み込んで、その判断結果を報知手段や表示部３１で通知すれば、使用者がエラーの原因をすぐに認識し特定できる。

続いて、制御手段５５に組み込まれたファンモータ制御手段７４の動作について、炊飯から保温にかけての鍋１１の温度変化を示す図８のグラフを参照して詳しく説明する。同図において、横軸は炊飯開始からの経過時間、縦軸は鍋１１の温度で、破線は従来品の鍋１１の温度変化を示しており、実線は本実施形態の炊飯器における鍋１１の温度変化を示している。また、「制御開始」とあるのは、炊飯終了後の保温行程で、鍋１１内に炊上がったご飯を、所定の温度（60℃）に維持する保温制御の開始に相当する。

従来の炊飯器は、スイッチング素子の温度上昇を抑えるため、炊飯中の全ての行程においてファンモータへの通電を行ない、ファンが回転し続けるように制御を行っていた。こうしたファンモータへの通電は、スイッチング素子の温度を下げる効果がある反面、ファンの風切り音による騒音や、ファンモータへの通電に伴う消費電力量の増加という問題があった。

そこで、本実施形態のファンモータ制御手段７４は、炊飯開始からのひたし、加熱、沸騰、沸騰継続の各行程で、ファンモータ１７を通電動作させるものの、炊飯動作が沸騰継続からむらしの行程に切替わったら、ファンモータ１７への通電を停止させ、騒音や消費電力の低減（省エネ）を図っている。図８はそのときの鍋１１の温度変化を示しているが、炊飯の途中でファンモータ１７を停止させた本実施形態の炊飯器の方が、従来の炊飯中にファンモータを動作させ続ける従来品と比較して、保温制御の開始までの時間が長く、その分、加熱コイル９を通断電し始めるタイミングを遅くして、さらなる省エネを図ることが可能になる。

つまり本実施形態では、本体１に着脱可能に収容される炊飯用の内鍋としての鍋１１と、鍋１１を加熱する加熱手段としての加熱コイル９と、加熱コイル９の電流を制御するスイッチング素子５６を具備する制御基板５９と、スイッチング素子５６を冷却するための放熱器５７と、放熱器５７に送風するファンモータ１７とを備えた炊飯器において、炊飯制御手段７１による炊飯がむらし行程に切替わった時点で、ファンモータ１７を停止させる構成として、制御手段５５にファンモータ制御手段７４を具備している。

この場合、炊飯の途中でファンモータ１７の動作を停止させることで、モータ１７の風切り音による騒音や、ファンモータ１７への通電に伴う消費電力量を軽減することができる。また、ファンモータ１７の送風に伴う本体１外部への熱の流出を抑えることで、炊飯時や保温時の消費電力を低減できる。

上記構成では、炊飯がむらし行程に切替わる前のひたし、加熱、沸騰、沸騰継続の各行程中に、素子温度検知手段５８で検知されるスイッチング素子５６の温度が、任意の設定温度よりも高いときにのみ、ファンモータ１７を通電動作させるように、ファンモータ制御手段７４を構成するのが好ましい。これにより、スイッチング素子５６の強制冷却が必要な時にのみ、ファンモータ１７を通電駆動させることにより、騒音と消費電力量の軽減について、より高い効果を得ることができる。

また、ファンモータ１７を通電動作させる際に、素子温度検知手段５８で検知したスイッチング素子５６の温度に応じて、ファンモータ１７の回転数を段階的若しくは連続的（リニア）に可変制御するように、ファンモータ制御手段７４を構成するのが好ましい。ファンモータ１７を単に通断電するのではなく、ファンモータ１７の動作中に回転数を可変制御することで、騒音と消費電力量の軽減について、さらに高い効果を得ることができる。

素子温度検知手段５８は、制御基板５５上の任意の点として、例えば使用温度上限に対し温度上昇が高い素子の近傍に設置して、その素子の温度を検知する構成としてもよい。こうすれば、スイッチング素子５６以外に温度条件の厳しい素子が搭載されていたとしても、その素子の近傍に素子温度検知手段５８を設置すれば、当該素子の温度に合せて、ファンモータ１７の駆動を制御することができる。

代わりに、素子温度検知手段５８を設けることなく、加熱コイル９の通電に応じて、ファンモータ１７の通電動作を制御する構成としてもよい。この場合、素子温度検知手段５８を備えていない炊飯器でも、炊飯制御手段７１による加熱コイル９への通電制御に合せて、ファンモータ１７を効果的に駆動させることが可能になる。

次に、本実施形態に関連した変形例について、図９を参照して詳しく説明する。同図において、ここでは本体１内部の加熱基板組立１６に熱電素子８１が設けられ、蓋体２の内部に蓄電池８２が設けられる。それ以外の構成は、図１〜図８で説明した炊飯器と共通する。

熱電素子８１は、ゼーベック効果により熱エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有し、これは一側の受熱部８１ａと他側の放熱部８１ｂとの間に生じる温度差により、電気エネルギーとなる起電力を発生するものである。本変形例の熱電素子８１は、加熱基板組立１６に搭載されたスイッチング素子５６に受熱部８１ａが接触するように、ファンモータ１７の上方に設置され、ファンモータ１７からの冷却風が放熱部８１ｂに直接当たるように配置されている。

蓄電池８２は、熱電素子８１で発生した電気エネルギーを蓄える蓄電手段として、蓋体２内部の表示基板組立３７に設置される。蓄電手段は他にコンデンサなどを用いてもよく、表示基板組立３７以外の任意の箇所に設置してもよい。また、スイッチング素子５６以外の温度条件が厳しい素子に、熱電素子８１の受熱部８１ａを接触させてもよい。

本変形例では、放熱器５７や熱電素子８１の放熱部８１ｂを含む加熱基板組立１６に、ファンモータ１７からの冷却風を送風している。放熱器５７は、加熱基板組立１６に搭載される各種の発熱素子を冷却するために、本体１の内部に設けられる。

上記構成の炊飯器についてその作用を説明すると、炊飯時や保温時には、スイッチング素子５６の通断電に伴い加熱コイル９に高周波電流を供給することで、鍋１１の発熱体１３が発熱して、鍋１１内部の被炊飯物が加熱される。このときスイッチング素子５６から発生する熱で、熱電素子８１の受熱部８１ａも熱くなり、ファンモータ１７からの冷却風で冷やされている放熱部８１ｂとの間に温度差が生じることで、熱電素子８１に電気エネルギーが発生する。この電気エネルギーは、表示基板組立１７に設置された蓄電池８２に蓄えられる。

そして、炊飯が終了して保温状態になると、炊飯時に蓄えられた電気エネルギーを、蓄電池８２と同じく表示基板組立３３に搭載された表示部３１の、例えばメニューを表示するＬＣＤや行程を表示するＬＥＤに使用することにより、保温時の消費電力量を減らすことができる。また、予約した時刻に炊飯を開始または鍋１１内部の被炊飯物を炊上げる炊飯予約時の待機状態で、蓄電池８２に蓄えられた電気エネルギーを使用することで、予約設定から炊飯開始までの待機電力をゼロにすることも可能である。

従来の炊飯器では、省エネ性能の向上を目的として、炊飯時における被炊飯物への加熱量を減らし、消費電力量を下げることが行われていたが、これでは食味の低下につながる恐れがあった。しかし本変形例では、炊飯時に外部に排出している熱エネルギーを、熱電素子８１で電気エネルギーに変換して回収し、蓄電池８２に一時的に蓄えて利用することで、炊飯時の加熱量を下げることなく、省エネ性能を向上させることが可能になる。

つまり本変形例では、被炊飯物としての米を収容する鍋１１と、その鍋１１を収容する本体１と、鍋１１を加熱する加熱手段としての加熱コイル９を設けた炊飯器において、受熱部８１ａおよび放熱部８１ｂを有し、その受熱部８１ａと放熱部８１ｂとの間に生じる温度差により、電気エネルギーを発生する熱電素子８１を備え、スイッチング素子５６などの半導体素子から発生する熱を、熱電素子８１の受熱部８１ａで受熱する構成としている。そのため、加熱コイル９により鍋１１内の被炊飯物を加熱する際に、発熱素子から発生する熱を熱電素子８１により電気エネルギーに変換して回収することで、被炊飯物への加熱量を減らすことなく、すなわち食味を低下させることなく、炊飯器として省エネ性能を向上させることが可能になる。

また、熱電素子８１から発生した電気エネルギーを蓄えることが可能な蓄電手段として、蓄電池８２やコンデンサを備えることで、熱電素子８１からの電気エネルギーを蓄電手段で一時的に蓄えて、保温時の消費電力量を減らしたり、予約炊飯時の待機状態に待機電力を少なくしたりすることができる。

以上説明したように、本実施形態では、被炊飯物を収容する鍋１１と、鍋１１を着脱可能に収容する本体１と、鍋１１を加熱する加熱手段としての加熱コイル９と、鍋１１の温度を検知する鍋温度検知手段としての鍋センサ２１と、を備えた炊飯器において、本体１の内部にフォトセンサ６４を搭載し、鍋１１に接して応動する鍋センサ２１の姿勢を含めた位置を、フォトセンサ６４で非接触に検出する構成としている。

この場合、本体１に鍋１１を正しく収容したときの鍋センサ２１の位置は、本体１に鍋１１を正しく収容していない鍋無し状態や、鍋１１と鍋センサ２１との間に異物Ｆが挟まった状態での位置とは異なる。したがって、鍋センサ２１の位置を非接触のフォトセンサ６４で検出すれば、鍋１１をわざわざ加熱しなくても、炊飯を開始してからすぐに、異物Ｆの挟み込みだけでなく、鍋無しも検出することが可能となる。

因みに、フォトセンサ６４が鍋センサ２１ではなく、鍋１１の姿勢を含めた位置を直接検出した場合、仮に鍋１１と鍋センサ２１との間に異物Ｆが挟まれていても、鍋１１の位置が正常である限り、異常を検出することができず、そのまま炊飯加熱手段７１による炊飯加熱が行われると、鍋１１の温度検知が正しく行われなくなる。この点を考慮して、本実施形態では鍋１１そのものではなく、鍋１１の重量に応動する鍋センサ２１の位置を、フォトセンサ６４で検出する構成としている。

また本実施形態では、操作部３２の操作に伴う炊飯開始と同時に、フォトセンサ６４からの出力を取り込んで、本体１に鍋１１が正しく収容されていない鍋無しや、鍋１１と鍋センサ２１との間の異物Ｆの挟み込みを判定し、その判定結果を通知する構成として、炊飯開始時にフォトセンサ６４からのセンサ出力信号を取り込んで、鍋無しや異物挟み込みの有無を判定するエラー判定手段７３をさらに備えている。

この場合、炊飯を開始すると、鍋無しや異物Ｆの挟み込みに関する判定結果がすぐに通知されるので、使用者がその場を離れる前に炊飯器の異常を認識することができる。

また、ここでのフォトセンサ６４は、発光部６５からの光を受光部６６で受ける２つの透過型フォトセンサまたは反射型フォトセンサで構成され、前記光の光軸Ｌを好ましくは９０°ずらして、２つのフォトセンサ６４をそれぞれ配置するのが好ましい。

この場合、単独のフォトセンサ６４ではなく、２つのフォトセンサ６４を用いることで、鍋無しや異物挟み込みの異常検出精度を向上させることが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。例えば、エラー判定手段７３の判定結果に基づいて、鍋無しや異物挟み込みを使用者に通知するために、報知手段による報知音の音色を変えたり、表示部３１でその旨を表示させたりすることが可能である。

１ 本体
１１ 鍋
２１ 鍋センサ（鍋温度検知手段）
６４ フォトセンサ
６５ 発光部
６６ 受光部

Claims (3)

1. 被炊飯物を収容する鍋と、
   前記鍋を収容する本体と、
   前記鍋の温度を検知する鍋温度検知手段と、を備えた炊飯器において、
   フォトセンサを搭載し、
   前記鍋に接して応動する前記鍋温度検知手段の位置を、前記フォトセンサで検出する構成としたことを特徴とする炊飯器。
2. 炊飯開始と同時に前記フォトセンサからの出力を取り込んで、前記本体に前記鍋が正しく収容されていない鍋無しや、前記鍋と前記鍋温度検知手段との間の異物の挟み込みを判定し、その判定結果を通知する構成としたことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
3. 前記フォトセンサは、発光部からの光を受光部で受ける透過型フォトセンサまたは反射型フォトセンサで構成され、
   前記光の光軸をずらして、２つの前記フォトセンサを配置したことを特徴とする請求項１または２記載の炊飯器。
   

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