JP3581856B2 - 炊飯器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炊飯器に関し、特に炊飯鍋内の圧力を調整する機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炊飯器には、蓋体に形成された炊飯鍋内の蒸気を排出するための排気口と、この排気口と対向して配置された調圧ボールと、この調圧ボールを駆動するソレノイドとからなる調圧機構を備えるものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
炊飯前及び炊飯初期は、上記ソレノイドには給電されず、ソレノイドのプランジャは突出位置となる。突出位置のプランジャで押圧された調圧ボールは排気口から退避し、排気口が開放される。炊飯中の所要時期にソレノイドに給電されるとプランジャが引き込み位置となり、上記調圧ボールにより排気口が閉鎖されるため、炊飯鍋内を大気圧と調圧ボールの自重に対応する圧力の和まで加圧することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９２００５号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の調圧機構で炊飯鍋内の圧力を調節するには、加熱手段への通電を制御して炊飯鍋内での蒸気発生量を調節する必要があり、各種メニュー等に応じて炊飯鍋内の圧力をきめ細かく制御することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、炊飯鍋内の圧力を調節する機構を備える炊飯器を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、炊飯鍋と、該炊飯鍋を収容する本体と、該本体に開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋を密閉する蓋体と、上記炊飯鍋を加熱する加熱手段とを備える炊飯器において、上記蓋体に形成された上記炊飯鍋内の蒸気を排出するための排気口と、上記排気口に対向して配置された調圧ボールと、上記排気口に遊挿され、その先端が上記調圧ボールに当接するニードル弁と、該ニードル弁を駆動する電磁コイルとを備え、上記ニードル弁の昇降位置により、上記調圧ボールによる上記排気口の開放及び閉鎖の切り換えと、上記調圧ボールが排気口から退避した位置にある状態での上記排気口の開口面積の調節とを行うようにした、開口面積調節機構とを備えることを特徴とする炊飯器を提供するものである。
【０００８】
また、第２の発明は、炊飯鍋と、該炊飯鍋を収容する本体と、該本体に開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋を密閉する蓋体と、上記炊飯鍋を加熱する加熱手段とを備える炊飯器において、上記蓋体に形成された上記炊飯鍋内の蒸気を排出するための蒸気孔と、上記蒸気孔に対向して排気口が形成された弾性膜部材と、該弾性膜部材を伸縮させる伸縮駆動機構とを備え、上記弾性膜部材が伸びると上記排気口が拡大し、上記弾性部材が縮むと上記排気口が縮小するようにした、開口面積調節機構とを備えることを特徴とする炊飯器を提供するものである。
【０００９】
第１及び第２の発明の炊飯器では、開口面積調節機構により開口面積を増加させると炊飯鍋内の圧力が低下する。一方、開口面積調節機構により開口面積を減少させると炊飯鍋内の圧力が上昇する。
【００１０】
上記伸縮駆動機構はソレノイドを備えるものであっても、モータを備えるものであってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す本発明の実施形態について説明する。
（基本構成）
図１及び図２に示す本発明と関連する基本構成の炊飯器は、炊飯鍋１と、この炊飯鍋１を収容する本体２と、この本体２にヒンジ３により開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋１を密閉する蓋体５とを備えている。
【００１２】
上記本体２には加熱手段である誘導加熱コイル７と、制御装置８が収容されている。
【００１３】
上記蓋体５は、蓋上板１１及び蓋下板１２からなる蓋本体１３と、炊飯鍋１内が異常な高圧となったときに内圧を逃がすためのリリーフ弁１４を備え、その外周に炊飯鍋１と密着するシール部材１５が装着された内蓋１６と、蓋ヒータ１７が取り付けられた放熱板１８とを備えている。
【００１４】
上記内蓋１６の中央に形成された開口１６ａには排気口２０ａが形成された下ケース２０が装着されている。蓋体５には、炊飯鍋１内から排気口２０ａと蓋上板１１に取り付けられた蒸気口セット２１の蒸気口２１ａとを経て大気に連通する蒸気流路２２が形成されている。
【００１５】
上記下ケース２０の上方には上ケース２３が装着されており、下ケース２０と上ケース２３により形成される空間内に、上記排気口２０ａに対して上方から対向するように調圧ボール２５が配設されている。この調圧ボール２５は、磁性材料である鉄製の球体をポリプロピレンで被覆したものである。上記上ケース２３の側部にはスリット２３ａが設けられており、このスリット２３ａを介してソレノイド２７のプランジャ２７ａが上記調圧ボール２５に臨んでいる。
【００１６】
上記ソレノイド２７は、図２に示すようにねじ２８により蓋下板１２に対して固定されている。また、ソレノイド２７のプランジャ２７ａは、蓋下板１２に装着された弾性部材からなる隔壁部材２９に挿入されている。さらに、プランジャ２７ａには、ばね３０が外装されており、このばね３０はプランジャ２７ａを図において右向きに弾性的に付勢している。
【００１７】
図２に示すように、上記ソレノイド２７から上記調圧ボール２５に向けて水平方向に延びる一対の金属部材３２Ａ，３２Ｂが設けられている。これらの金属部材３２Ａ，３２Ｂは基端側に上記ソレノイド２７の側方に位置する直線部３２ａを備え、先端側に上記調圧ボール２５の周囲を取り囲む円弧状の湾曲部３２ｂを備えている。金属部材３２Ａ，３２Ｂの湾曲部３２ｂの最先端部は、間隔をあけて互いに対向している。
【００１８】
上記制御装置８は、本体２に設けられた図示しない操作表示パネルの操作によって選択されたメニューと、図示しない内鍋温度センサ及び蓋体温度センサからの入力信号に基づいて、ソレノイド２７、上記誘導加熱コイル７及び蓋ヒータ１７への供給電力を制御する。
【００１９】
上記構成の炊飯器では、炊飯前及び炊飯初期には、ソレノイド２７に対して給電されない。この非給電時には、上記ばね３０の付勢力によりプランジャ２７ａが図において右向きに突出する突出位置となる。この突出位置にあるプランジャ２７ａにより押圧された調圧ボール２５は排気口２０ａから退避し、排気口２０ａが開放される。そのため、上記蒸気流路２２を介して炊飯鍋１内が大気と連通する圧力開放状態となる。
【００２０】
炊飯開始後の所要時期に、ソレノイド２７に給電すると、プランジャ２７ａが上記ばね３０の付勢力に抗して図において左側に移動して引き込み位置となる。プランジャ２７ａが引き込み位置となると、調圧ボール２５が排気口２０ａを閉鎖し、炊飯鍋１内は密閉されて加圧状態となる。この状態では、誘導加熱コイル７で炊飯鍋１を加熱することにより、大気圧と調圧ボール２５の自重に対応する圧力の和まで炊飯鍋１内の圧力を上昇させることができる。
【００２１】
次に、上記ソレノイド２７への供給電力を増加させると、図２において一点鎖線Ｅで示すように、ソレノイド２７のコイル（図示せず）から各金属部材３２Ａ，３２Ｂ及び調圧ボール２５を経てソレノイド２７のコイルに戻る磁気回路が形成される。上記のようにソレノイドのプランジャ２７ａを引き込み位置としただけでは、炊飯鍋１から排気口２０ａに供給される蒸気により調圧ボール２５が振動して間欠的に排気口２０ａが開放されるため、炊飯鍋１内を上記大気圧と調圧ボール２５の自重に対応する圧力の和以上に上昇させることができない。しかし、上記のようにソレノイド２７から金属部材３２Ａ，３２Ｂを介して作用する磁力により、調圧ボール２５を拘束して振動を抑制することができるため、調圧ボール２５は排気口２０ａを閉鎖した状態で維持される。その結果、単にソレノイド２７を引き込み位置としただけの場合と比較して炊飯鍋１内の圧力をさらに高めることができる。
【００２２】
また、ソレノイド２７への供給電力が増加するのに伴って、調圧ボール２５に作用する磁力が増加し、調圧ボール２５はより強固に拘束されるため、ソレノイド２７への供給電力が増加するのに伴って、炊飯鍋１の圧力も高くなる。よって、ソレノイド２７への供給電力を制御することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができる。
【００２３】
（第１実施形態）
図３及び図４に示す本発明の第１実施形態の炊飯器では、下ケース２０に形成された排気口２０ａは図において上方に向けて小径となるテーパ状である。
【００２４】
また、下ケース２０内に、磁性材料により構成されたニードル弁３５が収容されている。このニードル弁３５は、先端側に図において上方に向けて小径となるテーパ部３５ａを備え、このテーパ部３５ａは上記排気口２０ａに遊挿されている。テーパ部３５ａの先端に設けられた突起３５ｂは、排気口２０ａの上方に配置された調圧ボール２５に当接するようになっている。一方、ニードル弁３５の基端側には、ばね受け部３５ｃが形成されており、このばね受け部３５ｃと内蓋１６に固定された支持板３６との間にばね３７が縮装されている。さらに、下ケース２０の周囲にはニードル弁３５を駆動するための電磁コイル３８が配設されている。上記調圧ボール２５、ニードル弁３５及び電磁コイル３８が本発明における開口面積調節機構を構成している。
【００２５】
上記電磁コイル３８に対して給電していないときは、ばね３７の付勢力により、ニードル弁３５は図３に示す最も上側の位置（上限位置）となり、ニードル弁３５の突起３５ｂにより押し上げられた調圧ボール２５は排気口２０ａから退避し、排気口２０ａが開放される。そのため、電磁コイル３８へ給電していないときは、炊飯鍋１内は蒸気流路２２を介して大気と連通する圧力開放状態にある。
【００２６】
上記電磁コイル３８へ給電すると、ニードル弁３５は、ばね３７の付勢力に抗して図において下方に移動する。ニードル弁３５が上記図３に示す上限位置からわずかに下方に移動すると、調圧ボール２５が排気口２０ａを閉鎖し、炊飯鍋１内は密閉されて加圧状態となる。
【００２７】
電磁コイル３８への供給電力を最大にすると、図４に示すように、ニードル弁３５は、ばね受け部３５ｃが支持板３６の上面に当接する最も下側の位置（下限位置）となる。ニードル弁３５が下限位置にあるときに、ニードル弁３５のテーパ部３５ａと排気口２０ａの周壁との間に形成される隙間は最大であり、排気口２０ａの開口面積が最大となる。
【００２８】
電磁コイル３８への供給電力を最大値から徐々に減少させると、ニードル弁３５は、ばね３７の付勢力により上記図４に示す下限位置から徐々に上昇する。そして、ニードル弁３５が上昇するのに伴って、ニードル弁３５のテーパ部３５ａと排気口２０ａの周壁との間に形成される隙間が縮小し、排気口２０ａの開口面積が低減する。電磁コイル３８への供給電力をさらに減少させると、ニードル弁３５が上記図３に示す上限位置に達する直前に、ニードル弁３５のテーパ部３５ａと排気口２０ａの周壁との間に形成される隙間が最小となり、排気口２０ａの開口面積が最小となる。
【００２９】
排気口２０ａが調圧ボール２５により閉鎖されている加圧状態では、排気口２０ａの開口面積が小さい程、炊飯鍋１内で発生した蒸気が調圧ボール２５に作用する面積が小さくなる。よって、上記図４に示すように電磁コイル３８への供給電力を最大とし、排気口２０ａの開口面積が最大としたときに、加圧状態のうちで炊飯鍋１内の圧力は最も低くなる。そして、電磁コイル３８への供給電力を低減して排気口２０ａの開口面積を低減させると、それに伴って炊飯鍋１内の圧力が上昇し、調圧ボール２５が排気口２０ａから退避して圧力開放状態となる直前に、排気口２０ａの開口面積が最小となり、炊飯鍋１内の圧力が最も高くなる。このように第１実施形態の炊飯器では、電磁コイル３８への供給電力を制御して排気口２０ａの開口面積を調節することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができる。
【００３０】
第１実施形態のその他の構成及び作用は上記基本構成と同様であるので、同一の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
なお、上記ばね３７を引張りばねとし、電磁コイル３８の非給電時には図４に示すようにニードル弁３５が下限位置となり調圧ボール２５により排気口２０ａが閉鎖され、電磁コイル３８への供給電力を増加させるのに伴って、ばね３７の付勢力に抗してニードル弁３５が図３に示す上限位置に向かって上昇するようにしてもよい。
【００３２】
（第２実施形態）
図５に示す本発明の第２実施形態の炊飯器では、蓋体５は蓋本体４０、蓋リング４１、放熱板４２、蓋ヒータ４３、シール部材４４及び圧力センサ４５を備えている。
【００３３】
上記蓋リング４１には開口４１ａが設けられており、この開口４１ａを閉鎖するように弾性膜部材４７が取り付けられている。この弾性膜部材４７は、シリコンゴム等の耐熱性を有する弾性材料からなり、その中央に排気口４７ａが形成されている。
【００３４】
また、上記蓋リング４１の上面側には開口４１ａの周囲から突出する筒状部４１ｂが形成されており、この筒状部４１ｂにはソレノイド４９のプランジャ４９ａが摺動自在に挿通されている。また、筒状部４１ｂの周囲にはソレノイド４９のコイル４９ｂが配置されている。さらに、プランジャ４９ａと蓋本体１３の下面との間には中空弾性部材５０が介装されている。
【００３５】
上記ソレノイド４９のプランジャ４９ａは、上記筒状部４１ｂに挿通される大径部４９ｃと、この大径部４９ｃの上端に形成された小径部４９ｄとからなり、軸線方向に貫通する軸孔４９ｅを備えている。
【００３６】
上記中空弾性部材５０は、上記プランジャ４９ａの大径部４９ｃに外嵌される筒状部５０ａと、ばね部５０ｂとを備えている。このばね部５０ｂは軸方向の両端部から中央部に向けて拡径している。ばね部５０ｂの上端部には蒸気を通過させるための孔５０ｃが設けられており、この孔５０ｃは上記蓋本体４０に設けられた蒸気口４０ａと対向している。炊飯鍋１内は、排気口４７ａ、軸孔４９ｅ、孔５０ｃ及び蒸気口４０ａを通る蒸気流路２２により大気と連通している。上記弾性膜部材４７とソレノイド４９が本発明における開口面積調節機構を構成し、このうちソノイド４９は伸縮駆動機構を構成している。
【００３７】
図５に示すように、ソレノイド４９のコイル４９ｂに給電していないときは、プランジャ４９ａの自重と、プランジャ４９ａが上記中空弾性部材５０から受ける下向きの付勢力により、弾性膜部材４７は弾性的に延びて下向きに膨出している。ソレノイド４９のコイル４９ｂに給電すると、プランジャ４９ａはそれ自体の自重と上記中空弾性部材５０から受ける付勢力に抗して図において上方に移動する。上記ソレノイド４９のコイル４９ｂへの供給電力が増加する程、プランジャ４９ａは上方に移動する。そして、プランジャ４９ａが上方に移動するのに伴って、上記のように下向きに膨出する状態で伸びていた弾性膜部材４７が収縮する。図６に示すように、プランジャ４９ａの小径部４９ｄの上端が蓋本体４０の下面と当接する位置まで上昇すると、弾性膜部材４７は伸びが消失してほぼ平坦となる。
【００３８】
上記弾性膜部材４７に形成された排出口４７ａの開口面積は、弾性膜部材４７の伸びが大きい程大きくなる。よって、ソレノイド４９のコイル４９ｂへの供給電力を調節してプランジャ４９ａを昇降させることにより、排出口４７ａの開口面積を調節することができる。例えば、上記図５に示すように、ソレノイド４９のコイル４９ｂに対して給電していないとき、弾性膜部材４７の伸びは最大であり、排気口４７ａの直径Ｄは最大となる。一方、上記図６に示すように、プランジャ４９ａが蓋本体４０の下面に小径部４９ｄが当接する位置まで上昇すると、排気口４７ａの直径Ｄは最小となる。そして、上記排気口４７ａの開口面積が小さい程、炊飯鍋１から排気口４７ａを通過する蒸気に作用する流路抵抗が大きくなり、炊飯鍋１内の圧力が高くなる。そのため、第２実施形態の炊飯器では、ソレノイド４９への供給電力を制御することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができ、ソレノイド４９のコイル４９ｂへの供給電力が大きいほど炊飯鍋１内の圧力が高くなる。
【００３９】
第２実施形態のその他の構成及び作用は上記基本構成と同様であるので、同一の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
なお、中空弾性部材５０のほかにプランジャ４９ａを上向きに付勢するばねをもうけ、コイル４９ｂへの非給電時に、プランジャ４９ａが図６に示す上端位置に位置するようにしてもよい。この場合、コイル４９ａへの供給電力が増加するのに伴ってプランジャ４９ａが下方に移動し、排気口４７ａの開口面積が増加して炊飯鍋１内の圧力が低下する。
【００４１】
（第３実施形態）
図７に示す本発明の第３実施形態の炊飯器では、蓋本体４０は弾性膜部材４７が設けられた開口４１ａに向けて延びる筒状部４０ｂを備え、この筒状部４０ｂと蓋リング４１の筒状部４１ｂとの間に、円筒部材５３が回転自在であるが軸方向に移動不可に保持されている。この円筒部材５３は、外周に歯部５３ａが形成され、内周に雌ねじ５３ｂが形成されている。また、円筒部材５３には駆動部材５５が収容されている。
【００４２】
この駆動部材５５は大径部５５ａと小径部５５ｂからなり、軸方向に貫通する軸孔５５ｃを備えている。また、駆動部材５５の外周には、雄ねじ５５ｄが形成されている。この雄ねじ５５ｄは、上記円筒部材５３の雌ねじ５３ｂと係合している。また、駆動部材５５と蓋本体４０の下面との間には、中空弾性部材５０が介装され、駆動部材５５の大径部５５ａに中空弾性部材５０の筒状部５０ａが外嵌されている。
【００４３】
炊飯鍋１内は、排気口４７ａ、軸孔５５ｃ、孔５０ｃ及び蒸気口４０ａを通る蒸気流路２２により大気と連通している。
【００４４】
上記蓋リング４１の上面にはモータ５７が固定されている。このモータ５７の出力軸に取り付けられたギヤ５９は、上記円筒部材５３の歯部５３ａと係合している。上記弾性膜部材４７、円筒部材５３、駆動部材５５、モータ５７が本発明の開口面積調節機構を構成し、このうち円筒部材５３、駆動部材５５及びモータ５７が伸縮駆動機構を構成している。
【００４５】
上記モータ５７の回転はギヤ５９及び歯部５３ａを介して円筒部材５３に伝達され、上記のように円筒部材５３の雌ねじ５３ｂと駆動部材５５の雄ねじ５５ｄが係合しているため、円筒部材５３が回転すると駆動部材５５が上昇又は降下する。駆動部材５５の上下方向位置の変化により弾性膜部材４７が伸縮し、それに伴って排気口４７ａの開口面積が変化する。そして、上記排気口４７ａの開口面積が小さい程、排気口２０ａを通過する蒸気に作用する流路抵抗が大きくなり、炊飯鍋１内の圧力が高くなる。よって、第３実施形態の炊飯器では、モータ５７により駆動部材５５の上下位置を調節することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができる。
【００４６】
第３実施形態のその他の構成及び作用は上記第２実施形態と同様であるので、同一の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記第２及び第３実施形態において、弾性膜部材４７の上面に排気口４７ａを閉鎖するように調圧ボールを配置してもよい。また、第２実施形態において蓋本体４０とプランジャ４９ａとの間にプランジャ４９ａを弾性膜部材４７側に付勢するためのばねを介装してもよい。さらに、第２及び第３実施形態で圧力センサ４５を設けずに、内鍋温度センサと蓋体温度センサの出力信号に基づいて炊飯鍋１内の圧力を検出するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、発明の炊飯器では、炊飯鍋内の蒸気を排出するための排気口の開口面積を調節する開口面積調節機構が設けられているため、排気口を通過する蒸気に作用する流路抵抗を調節することにより、炊飯鍋内の圧力を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本構成の炊飯器を示す部分断面側面図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の炊飯器を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の炊飯器を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の炊飯器を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態の炊飯器を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施形態の炊飯器を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 炊飯鍋
２ 本体
３ ヒンジ
５ 蓋体
７ 誘導加熱コイル
８ 制御装置
１１ 蓋上板
１２ 蓋下板
１３，４０ 蓋本体
１４ リリーフ弁
１５，４４ シール部材
１６ 内蓋
１７，４３ 蓋ヒータ
１８，４２ 放熱板
２０ 下ケース
２０ａ 排気口
２１ 蒸気口セット
２１ａ 蒸気口
２２ 蒸気流路
２３ 上ケース
２３ａ スリット
２５ 調圧ボール
２７ ソレノイド
２７ａ プランジャ
２８ ねじ
２９ 隔壁部材
３０，３７ ばね
３２Ａ，３２Ｂ 金属部材
３５ ニードル弁
３５ａ テーパ部
３５ｂ 突起
３５ｃ ばね受け部
３６ 支持板
３８ 電磁コイル
４１ 蓋リング
４５ 圧力センサ
４７ 弾性膜部材
４７ａ 排気口
４９ ソレノイド
４９ａ プランジャ
４９ｂ コイル
４９ｃ 大径部
４９ｄ 小径部
４９ｅ 軸孔
５０ 中空弾性部材
５０ａ 筒状部
５０ｂ ばね部
５０ｃ 孔
５３ 円筒部材
５５ 駆動部材
５７ モータ
５９ ギヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、炊飯器に関し、特に炊飯鍋内の圧力を調整する機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、炊飯器には、蓋体に形成された炊飯鍋内の蒸気を排出するための排気口と、この排気口と対向して配置された調圧ボールと、この調圧ボールを駆動するソレノイドとからなる調圧機構を備えるものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
炊飯前及び炊飯初期は、上記ソレノイドには給電されず、ソレノイドのプランジャは突出位置となる。突出位置のプランジャで押圧された調圧ボールは排気口から退避し、排気口が開放される。炊飯中の所要時期にソレノイドに給電されるとプランジャが引き込み位置となり、上記調圧ボールにより排気口が閉鎖されるため、炊飯鍋内を大気圧と調圧ボールの自重に対応する圧力の和まで加圧することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１９２００５号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の調圧機構で炊飯鍋内の圧力を調節するには、加熱手段への通電を制御して炊飯鍋内での蒸気発生量を調節する必要があり、各種メニュー等に応じて炊飯鍋内の圧力をきめ細かく制御することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、炊飯鍋内の圧力を調節する機構を備える炊飯器を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、炊飯鍋と、該炊飯鍋を収容する本体と、該本体に開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋を密閉する蓋体と、上記炊飯鍋を加熱する加熱手段とを備える炊飯器において、上記蓋体に形成された上記炊飯鍋内の蒸気を排出するための排気口と、上記排気口に対向して配置された調圧ボールと、上記排気口に遊挿され、その先端が上記調圧ボールに当接するニードル弁と、該ニードル弁を駆動する電磁コイルとを備え、上記ニードル弁の昇降位置により、上記調圧ボールによる上記排気口の開放及び閉鎖の切り換えと、上記調圧ボールが排気口から退避した位置にある状態での上記排気口の開口面積の調節とを行うようにした、開口面積調節機構とを備えることを特徴とする炊飯器を提供するものである。
【０００８】
また、第２の発明は、炊飯鍋と、該炊飯鍋を収容する本体と、該本体に開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋を密閉する蓋体と、上記炊飯鍋を加熱する加熱手段とを備える炊飯器において、上記蓋体に形成された上記炊飯鍋内の蒸気を排出するための蒸気孔と、上記蒸気孔に対向して排気口が形成された弾性膜部材と、該弾性膜部材を伸縮させる伸縮駆動機構とを備え、上記弾性膜部材が伸びると上記排気口が拡大し、上記弾性部材が縮むと上記排気口が縮小するようにした、開口面積調節機構とを備えることを特徴とする炊飯器を提供するものである。
【０００９】
第１及び第２の発明の炊飯器では、開口面積調節機構により開口面積を増加させると炊飯鍋内の圧力が低下する。一方、開口面積調節機構により開口面積を減少させると炊飯鍋内の圧力が上昇する。
【００１０】
上記伸縮駆動機構はソレノイドを備えるものであっても、モータを備えるものであってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す本発明の実施形態について説明する。
（基本構成）
図１及び図２に示す本発明と関連する基本構成の炊飯器は、炊飯鍋１と、この炊飯鍋１を収容する本体２と、この本体２にヒンジ３により開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋１を密閉する蓋体５とを備えている。
【００１２】
上記本体２には加熱手段である誘導加熱コイル７と、制御装置８が収容されている。
【００１３】
上記蓋体５は、蓋上板１１及び蓋下板１２からなる蓋本体１３と、炊飯鍋１内が異常な高圧となったときに内圧を逃がすためのリリーフ弁１４を備え、その外周に炊飯鍋１と密着するシール部材１５が装着された内蓋１６と、蓋ヒータ１７が取り付けられた放熱板１８とを備えている。
【００１４】
上記内蓋１６の中央に形成された開口１６ａには排気口２０ａが形成された下ケース２０が装着されている。蓋体５には、炊飯鍋１内から排気口２０ａと蓋上板１１に取り付けられた蒸気口セット２１の蒸気口２１ａとを経て大気に連通する蒸気流路２２が形成されている。
【００１５】
上記下ケース２０の上方には上ケース２３が装着されており、下ケース２０と上ケース２３により形成される空間内に、上記排気口２０ａに対して上方から対向するように調圧ボール２５が配設されている。この調圧ボール２５は、磁性材料である鉄製の球体をポリプロピレンで被覆したものである。上記上ケース２３の側部にはスリット２３ａが設けられており、このスリット２３ａを介してソレノイド２７のプランジャ２７ａが上記調圧ボール２５に臨んでいる。
【００１６】
上記ソレノイド２７は、図２に示すようにねじ２８により蓋下板１２に対して固定されている。また、ソレノイド２７のプランジャ２７ａは、蓋下板１２に装着された弾性部材からなる隔壁部材２９に挿入されている。さらに、プランジャ２７ａには、ばね３０が外装されており、このばね３０はプランジャ２７ａを図において右向きに弾性的に付勢している。
【００１７】
図２に示すように、上記ソレノイド２７から上記調圧ボール２５に向けて水平方向に延びる一対の金属部材３２Ａ，３２Ｂが設けられている。これらの金属部材３２Ａ，３２Ｂは基端側に上記ソレノイド２７の側方に位置する直線部３２ａを備え、先端側に上記調圧ボール２５の周囲を取り囲む円弧状の湾曲部３２ｂを備えている。金属部材３２Ａ，３２Ｂの湾曲部３２ｂの最先端部は、間隔をあけて互いに対向している。
【００１８】
上記制御装置８は、本体２に設けられた図示しない操作表示パネルの操作によって選択されたメニューと、図示しない内鍋温度センサ及び蓋体温度センサからの入力信号に基づいて、ソレノイド２７、上記誘導加熱コイル７及び蓋ヒータ１７への供給電力を制御する。
【００１９】
上記構成の炊飯器では、炊飯前及び炊飯初期には、ソレノイド２７に対して給電されない。この非給電時には、上記ばね３０の付勢力によりプランジャ２７ａが図において右向きに突出する突出位置となる。この突出位置にあるプランジャ２７ａにより押圧された調圧ボール２５は排気口２０ａから退避し、排気口２０ａが開放される。そのため、上記蒸気流路２２を介して炊飯鍋１内が大気と連通する圧力開放状態となる。
【００２０】
炊飯開始後の所要時期に、ソレノイド２７に給電すると、プランジャ２７ａが上記ばね３０の付勢力に抗して図において左側に移動して引き込み位置となる。プランジャ２７ａが引き込み位置となると、調圧ボール２５が排気口２０ａを閉鎖し、炊飯鍋１内は密閉されて加圧状態となる。この状態では、誘導加熱コイル７で炊飯鍋１を加熱することにより、大気圧と調圧ボール２５の自重に対応する圧力の和まで炊飯鍋１内の圧力を上昇させることができる。
【００２１】
次に、上記ソレノイド２７への供給電力を増加させると、図２において一点鎖線Ｅで示すように、ソレノイド２７のコイル（図示せず）から各金属部材３２Ａ，３２Ｂ及び調圧ボール２５を経てソレノイド２７のコイルに戻る磁気回路が形成される。上記のようにソレノイドのプランジャ２７ａを引き込み位置としただけでは、炊飯鍋１から排気口２０ａに供給される蒸気により調圧ボール２５が振動して間欠的に排気口２０ａが開放されるため、炊飯鍋１内を上記大気圧と調圧ボール２５の自重に対応する圧力の和以上に上昇させることができない。しかし、上記のようにソレノイド２７から金属部材３２Ａ，３２Ｂを介して作用する磁力により、調圧ボール２５を拘束して振動を抑制することができるため、調圧ボール２５は排気口２０ａを閉鎖した状態で維持される。その結果、単にソレノイド２７を引き込み位置としただけの場合と比較して炊飯鍋１内の圧力をさらに高めることができる。
【００２２】
また、ソレノイド２７への供給電力が増加するのに伴って、調圧ボール２５に作用する磁力が増加し、調圧ボール２５はより強固に拘束されるため、ソレノイド２７への供給電力が増加するのに伴って、炊飯鍋１の圧力も高くなる。よって、ソレノイド２７への供給電力を制御することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができる。
【００２３】
（第１実施形態）
図３及び図４に示す本発明の第１実施形態の炊飯器では、下ケース２０に形成された排気口２０ａは図において上方に向けて小径となるテーパ状である。
【００２４】
また、下ケース２０内に、磁性材料により構成されたニードル弁３５が収容されている。このニードル弁３５は、先端側に図において上方に向けて小径となるテーパ部３５ａを備え、このテーパ部３５ａは上記排気口２０ａに遊挿されている。テーパ部３５ａの先端に設けられた突起３５ｂは、排気口２０ａの上方に配置された調圧ボール２５に当接するようになっている。一方、ニードル弁３５の基端側には、ばね受け部３５ｃが形成されており、このばね受け部３５ｃと内蓋１６に固定された支持板３６との間にばね３７が縮装されている。さらに、下ケース２０の周囲にはニードル弁３５を駆動するための電磁コイル３８が配設されている。上記調圧ボール２５、ニードル弁３５及び電磁コイル３８が本発明における開口面積調節機構を構成している。
【００２５】
上記電磁コイル３８に対して給電していないときは、ばね３７の付勢力により、ニードル弁３５は図３に示す最も上側の位置（上限位置）となり、ニードル弁３５の突起３５ｂにより押し上げられた調圧ボール２５は排気口２０ａから退避し、排気口２０ａが開放される。そのため、電磁コイル３８へ給電していないときは、炊飯鍋１内は蒸気流路２２を介して大気と連通する圧力開放状態にある。
【００２６】
上記電磁コイル３８へ給電すると、ニードル弁３５は、ばね３７の付勢力に抗して図において下方に移動する。ニードル弁３５が上記図３に示す上限位置からわずかに下方に移動すると、調圧ボール２５が排気口２０ａを閉鎖し、炊飯鍋１内は密閉されて加圧状態となる。
【００２７】
電磁コイル３８への供給電力を最大にすると、図４に示すように、ニードル弁３５は、ばね受け部３５ｃが支持板３６の上面に当接する最も下側の位置（下限位置）となる。ニードル弁３５が下限位置にあるときに、ニードル弁３５のテーパ部３５ａと排気口２０ａの周壁との間に形成される隙間は最大であり、排気口２０ａの開口面積が最大となる。
【００２８】
電磁コイル３８への供給電力を最大値から徐々に減少させると、ニードル弁３５は、ばね３７の付勢力により上記図４に示す下限位置から徐々に上昇する。そして、ニードル弁３５が上昇するのに伴って、ニードル弁３５のテーパ部３５ａと排気口２０ａの周壁との間に形成される隙間が縮小し、排気口２０ａの開口面積が低減する。電磁コイル３８への供給電力をさらに減少させると、ニードル弁３５が上記図３に示す上限位置に達する直前に、ニードル弁３５のテーパ部３５ａと排気口２０ａの周壁との間に形成される隙間が最小となり、排気口２０ａの開口面積が最小となる。
【００２９】
排気口２０ａが調圧ボール２５により閉鎖されている加圧状態では、排気口２０ａの開口面積が小さい程、炊飯鍋１内で発生した蒸気が調圧ボール２５に作用する面積が小さくなる。よって、上記図４に示すように電磁コイル３８への供給電力を最大とし、排気口２０ａの開口面積が最大としたときに、加圧状態のうちで炊飯鍋１内の圧力は最も低くなる。そして、電磁コイル３８への供給電力を低減して排気口２０ａの開口面積を低減させると、それに伴って炊飯鍋１内の圧力が上昇し、調圧ボール２５が排気口２０ａから退避して圧力開放状態となる直前に、排気口２０ａの開口面積が最小となり、炊飯鍋１内の圧力が最も高くなる。このように第１実施形態の炊飯器では、電磁コイル３８への供給電力を制御して排気口２０ａの開口面積を調節することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができる。
【００３０】
第１実施形態のその他の構成及び作用は上記基本構成と同様であるので、同一の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
なお、上記ばね３７を引張りばねとし、電磁コイル３８の非給電時には図４に示すようにニードル弁３５が下限位置となり調圧ボール２５により排気口２０ａが閉鎖され、電磁コイル３８への供給電力を増加させるのに伴って、ばね３７の付勢力に抗してニードル弁３５が図３に示す上限位置に向かって上昇するようにしてもよい。
【００３２】
（第２実施形態）
図５に示す本発明の第２実施形態の炊飯器では、蓋体５は蓋本体４０、蓋リング４１、放熱板４２、蓋ヒータ４３、シール部材４４及び圧力センサ４５を備えている。
【００３３】
上記蓋リング４１には開口４１ａが設けられており、この開口４１ａを閉鎖するように弾性膜部材４７が取り付けられている。この弾性膜部材４７は、シリコンゴム等の耐熱性を有する弾性材料からなり、その中央に排気口４７ａが形成されている。
【００３４】
また、上記蓋リング４１の上面側には開口４１ａの周囲から突出する筒状部４１ｂが形成されており、この筒状部４１ｂにはソレノイド４９のプランジャ４９ａが摺動自在に挿通されている。また、筒状部４１ｂの周囲にはソレノイド４９のコイル４９ｂが配置されている。さらに、プランジャ４９ａと蓋本体１３の下面との間には中空弾性部材５０が介装されている。
【００３５】
上記ソレノイド４９のプランジャ４９ａは、上記筒状部４１ｂに挿通される大径部４９ｃと、この大径部４９ｃの上端に形成された小径部４９ｄとからなり、軸線方向に貫通する軸孔４９ｅを備えている。
【００３６】
上記中空弾性部材５０は、上記プランジャ４９ａの大径部４９ｃに外嵌される筒状部５０ａと、ばね部５０ｂとを備えている。このばね部５０ｂは軸方向の両端部から中央部に向けて拡径している。ばね部５０ｂの上端部には蒸気を通過させるための孔５０ｃが設けられており、この孔５０ｃは上記蓋本体４０に設けられた蒸気口４０ａと対向している。炊飯鍋１内は、排気口４７ａ、軸孔４９ｅ、孔５０ｃ及び蒸気口４０ａを通る蒸気流路２２により大気と連通している。上記弾性膜部材４７とソレノイド４９が本発明における開口面積調節機構を構成し、このうちソノイド４９は伸縮駆動機構を構成している。
【００３７】
図５に示すように、ソレノイド４９のコイル４９ｂに給電していないときは、プランジャ４９ａの自重と、プランジャ４９ａが上記中空弾性部材５０から受ける下向きの付勢力により、弾性膜部材４７は弾性的に延びて下向きに膨出している。ソレノイド４９のコイル４９ｂに給電すると、プランジャ４９ａはそれ自体の自重と上記中空弾性部材５０から受ける付勢力に抗して図において上方に移動する。上記ソレノイド４９のコイル４９ｂへの供給電力が増加する程、プランジャ４９ａは上方に移動する。そして、プランジャ４９ａが上方に移動するのに伴って、上記のように下向きに膨出する状態で伸びていた弾性膜部材４７が収縮する。図６に示すように、プランジャ４９ａの小径部４９ｄの上端が蓋本体４０の下面と当接する位置まで上昇すると、弾性膜部材４７は伸びが消失してほぼ平坦となる。
【００３８】
上記弾性膜部材４７に形成された排出口４７ａの開口面積は、弾性膜部材４７の伸びが大きい程大きくなる。よって、ソレノイド４９のコイル４９ｂへの供給電力を調節してプランジャ４９ａを昇降させることにより、排出口４７ａの開口面積を調節することができる。例えば、上記図５に示すように、ソレノイド４９のコイル４９ｂに対して給電していないとき、弾性膜部材４７の伸びは最大であり、排気口４７ａの直径Ｄは最大となる。一方、上記図６に示すように、プランジャ４９ａが蓋本体４０の下面に小径部４９ｄが当接する位置まで上昇すると、排気口４７ａの直径Ｄは最小となる。そして、上記排気口４７ａの開口面積が小さい程、炊飯鍋１から排気口４７ａを通過する蒸気に作用する流路抵抗が大きくなり、炊飯鍋１内の圧力が高くなる。そのため、第２実施形態の炊飯器では、ソレノイド４９への供給電力を制御することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができ、ソレノイド４９のコイル４９ｂへの供給電力が大きいほど炊飯鍋１内の圧力が高くなる。
【００３９】
第２実施形態のその他の構成及び作用は上記基本構成と同様であるので、同一の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
なお、中空弾性部材５０のほかにプランジャ４９ａを上向きに付勢するばねをもうけ、コイル４９ｂへの非給電時に、プランジャ４９ａが図６に示す上端位置に位置するようにしてもよい。この場合、コイル４９ａへの供給電力が増加するのに伴ってプランジャ４９ａが下方に移動し、排気口４７ａの開口面積が増加して炊飯鍋１内の圧力が低下する。
【００４１】
（第３実施形態）
図７に示す本発明の第３実施形態の炊飯器では、蓋本体４０は弾性膜部材４７が設けられた開口４１ａに向けて延びる筒状部４０ｂを備え、この筒状部４０ｂと蓋リング４１の筒状部４１ｂとの間に、円筒部材５３が回転自在であるが軸方向に移動不可に保持されている。この円筒部材５３は、外周に歯部５３ａが形成され、内周に雌ねじ５３ｂが形成されている。また、円筒部材５３には駆動部材５５が収容されている。
【００４２】
この駆動部材５５は大径部５５ａと小径部５５ｂからなり、軸方向に貫通する軸孔５５ｃを備えている。また、駆動部材５５の外周には、雄ねじ５５ｄが形成されている。この雄ねじ５５ｄは、上記円筒部材５３の雌ねじ５３ｂと係合している。また、駆動部材５５と蓋本体４０の下面との間には、中空弾性部材５０が介装され、駆動部材５５の大径部５５ａに中空弾性部材５０の筒状部５０ａが外嵌されている。
【００４３】
炊飯鍋１内は、排気口４７ａ、軸孔５５ｃ、孔５０ｃ及び蒸気口４０ａを通る蒸気流路２２により大気と連通している。
【００４４】
上記蓋リング４１の上面にはモータ５７が固定されている。このモータ５７の出力軸に取り付けられたギヤ５９は、上記円筒部材５３の歯部５３ａと係合している。上記弾性膜部材４７、円筒部材５３、駆動部材５５、モータ５７が本発明の開口面積調節機構を構成し、このうち円筒部材５３、駆動部材５５及びモータ５７が伸縮駆動機構を構成している。
【００４５】
上記モータ５７の回転はギヤ５９及び歯部５３ａを介して円筒部材５３に伝達され、上記のように円筒部材５３の雌ねじ５３ｂと駆動部材５５の雄ねじ５５ｄが係合しているため、円筒部材５３が回転すると駆動部材５５が上昇又は降下する。駆動部材５５の上下方向位置の変化により弾性膜部材４７が伸縮し、それに伴って排気口４７ａの開口面積が変化する。そして、上記排気口４７ａの開口面積が小さい程、排気口２０ａを通過する蒸気に作用する流路抵抗が大きくなり、炊飯鍋１内の圧力が高くなる。よって、第３実施形態の炊飯器では、モータ５７により駆動部材５５の上下位置を調節することにより、炊飯鍋１内の圧力を調節することができる。
【００４６】
第３実施形態のその他の構成及び作用は上記第２実施形態と同様であるので、同一の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記第２及び第３実施形態において、弾性膜部材４７の上面に排気口４７ａを閉鎖するように調圧ボールを配置してもよい。また、第２実施形態において蓋本体４０とプランジャ４９ａとの間にプランジャ４９ａを弾性膜部材４７側に付勢するためのばねを介装してもよい。さらに、第２及び第３実施形態で圧力センサ４５を設けずに、内鍋温度センサと蓋体温度センサの出力信号に基づいて炊飯鍋１内の圧力を検出するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、発明の炊飯器では、炊飯鍋内の蒸気を排出するための排気口の開口面積を調節する開口面積調節機構が設けられているため、排気口を通過する蒸気に作用する流路抵抗を調節することにより、炊飯鍋内の圧力を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本構成の炊飯器を示す部分断面側面図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の炊飯器を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の炊飯器を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の炊飯器を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態の炊飯器を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施形態の炊飯器を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 炊飯鍋
２ 本体
３ ヒンジ
５ 蓋体
７ 誘導加熱コイル
８ 制御装置
１１ 蓋上板
１２ 蓋下板
１３，４０ 蓋本体
１４ リリーフ弁
１５，４４ シール部材
１６ 内蓋
１７，４３ 蓋ヒータ
１８，４２ 放熱板
２０ 下ケース
２０ａ 排気口
２１ 蒸気口セット
２１ａ 蒸気口
２２ 蒸気流路
２３ 上ケース
２３ａ スリット
２５ 調圧ボール
２７ ソレノイド
２７ａ プランジャ
２８ ねじ
２９ 隔壁部材
３０，３７ ばね
３２Ａ，３２Ｂ 金属部材
３５ ニードル弁
３５ａ テーパ部
３５ｂ 突起
３５ｃ ばね受け部
３６ 支持板
３８ 電磁コイル
４１ 蓋リング
４５ 圧力センサ
４７ 弾性膜部材
４７ａ 排気口
４９ ソレノイド
４９ａ プランジャ
４９ｂ コイル
４９ｃ 大径部
４９ｄ 小径部
４９ｅ 軸孔
５０ 中空弾性部材
５０ａ 筒状部
５０ｂ ばね部
５０ｃ 孔
５３ 円筒部材
５５ 駆動部材
５７ モータ
５９ ギヤ
Claims (4)
- 炊飯鍋と、
該炊飯鍋を収容する本体と、
該本体に開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋を密閉する蓋体と、
上記炊飯鍋を加熱する加熱手段とを備える炊飯器において、
上記蓋体に形成された上記炊飯鍋内の蒸気を排出するための排気口と、
上記排気口に対向して配置された調圧ボールと、上記排気口に遊挿され、その先端が上記調圧ボールに当接するニードル弁と、該ニードル弁を駆動する電磁コイルとを備え、上記ニードル弁の昇降位置により、上記調圧ボールによる上記排気口の開放及び閉鎖の切り換えと、上記調圧ボールが排気口から退避した位置にある状態での上記排気口の開口面積の調節とを行うようにした、開口面積調節機構と
を備えることを特徴とする炊飯器。 - 炊飯鍋と、
該炊飯鍋を収容する本体と、
該本体に開閉可能に取り付けられ、上記炊飯鍋を密閉する蓋体と、
上記炊飯鍋を加熱する加熱手段とを備える炊飯器において、
上記蓋体に形成された上記炊飯鍋内の蒸気を排出するための蒸気孔と、
上記蒸気孔に対向して排気口が形成された弾性膜部材と、該弾性膜部材を伸縮させる伸縮駆動機構とを備え、上記弾性膜部材が伸びると上記排気口が拡大し、上記弾性部材が縮むと上記排気口が縮小するようにした、開口面積調節機構と
を備えることを特徴とする炊飯器。 - 上記伸縮駆動機構はソレノイドを備えることを特徴とする請求項２に記載の炊飯器。
- 上記伸縮駆動機構はモータを備えることを特徴とする請求項２に記載の炊飯器。
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