以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧力炊飯器1を示す。この圧力炊飯器1は、内鍋2、本体3および蓋体4からなる。
前記内鍋2は、熱伝導率が高いアルミ等からなる鍋母材の外面に、後述する誘導加熱コイル6への高周波電流の通電時に生じる渦電流によって電磁誘導加熱される強磁性材料をコーティングしたり接合等したものである。
前記本体3は、有底筒形状をなす胴体3aの内部に、前記内鍋2を収容する非導電性材料からなる保護枠5を備えている。これら胴体3aと保護枠5との間には、加熱手段である誘導加熱コイル6、内鍋用温度センサ7および制御手段であるマイコン8が配設されている。
前記誘導加熱コイル6は、前記保護枠5の下面に配設され、高周波電流が通電されることによって、前記内鍋2を電磁誘導加熱するものである。
前記内鍋用温度センサ7は、前記内鍋2の温度を検出するもので、前記保護枠5の底部に配設され、その先端の検出部を保護枠5に設けた貫通孔を通して内鍋2の外面に接触させ、該内鍋2の温度をマイコン8に出力するものである。
前記蓋体4は、前記内鍋2および本体3の開口部を開放可能に閉塞するもので、蓋上板4aおよび蓋下板4bからなる。蓋体4の内鍋2側には、放熱板9、蓋ヒータ10および内蓋11が配設されている。また、この蓋体4の内部には、蓋体用温度センサ12、圧力センサ13、リリーフ弁14および調圧装置15が配設されている。
前記蓋体用温度センサ12は、内鍋2内の温度を検出し、その検出温度をマイコン8に出力するものである。
前記圧力センサ13は、その検出部が前記内鍋2の内部を臨むように配設されており、前記内鍋2内の圧力を検出し、その検出圧力に応じた電圧値をマイコン8に出力するものである。
前記リリーフ弁14は、内鍋2と連通する開口14aの上方から配置され、自重により前記開口14aを閉塞する調圧ボール16からなる周知の構成を有するものである。この調圧ボール16は、金属製の球体をポリプロピレンで被覆したものである。また、前記蓋体4内部には、開口14aと蓋体4の蒸気口4cを経て蓋体4の外側と連通する蒸気排出経路17が形成されている。炊飯時には、調圧ボール16は、前記開口14aをボールの自重で閉鎖する一方、内鍋2の内圧が、例えば、0.52kg/cm2(1.5気圧)を超えると、内鍋2内の蒸気により浮き上がり、内鍋2内の蒸気を外部に排出する。これにより、内鍋2内が異常な高圧となったときに内圧を逃がすようになっている。
前記調圧装置15は、図2〜4に示すように、閉塞弁部20、閉塞弁押圧部21、アーム部22(押圧部移動手段)およびステッピングモータ23からなる。
前記閉塞弁部20は、閉塞弁収容部20aと閉塞弁20bとからなる。前記閉塞弁収容部20aは、内蓋11に設けられた取付け穴11aに下方から嵌合され、取付け穴11a縁部下面に係合して取り付けられている。閉塞弁収容部20aの内部には、排気口20cが形成されている。また、閉塞弁収容部20aの内部には、前記閉塞弁20bを収容するための凹所20dが形成されている。閉塞弁収容部20aの上端には、前記閉塞弁押圧部21の後述するケース部材21aを係止するための3つの係止爪20eが形成されている。
前記閉塞弁20bは、前記閉塞弁収容部20aの凹所20d内側に、垂直方向に移動自在に配置されている。前記閉塞弁20bの外周には、スプリング21gの下端を係止するための4つの爪部20fが設けられている。また、前記閉塞弁20bの上面には、軸部20gが設けられている。
前記閉塞弁押圧部21は、ケース部材21aと押圧部21bからなる。ケース部材21aは、下面が開口した略円筒形状を有し、その上面には、前記押圧部21b上部が挿通される挿通穴21cが形成されている。このケース部材21aは、前記閉塞弁部20上方から配置され、ケース部材21a側壁内面に設けられた係止爪21d(図2に図示)が前記閉塞弁収容部20aの係止爪20eとそれぞれ係合することにより、内蓋11上面に取り付け固定されている。前記押圧部21bは、円柱形状を有し、その下面から下方に延びる円筒形状の挿通部21eが設けられている。また、押圧部21b下部には、外側に突出する3つのガイド片21fが形成されている。前記押圧部21bは、ケース部材21aの内側に配置されており、押圧部21bの各ガイド片21fは、前記ケース部材21a側壁内面に形成されたガイド溝20hに摺動自在に設けられている。また、押圧部21bの挿通部21e内側には、前記閉塞弁20bの軸部20gが挿入されている。これにより、押圧部21bは、その上部がケース部材21aの挿通穴21cから上方に突出した状態で、垂直方向に移動自在となっている。また、押圧部21b下面と前記閉塞弁20b上面との間には、スプリング21gが設けられている。このスプリング21gは、閉塞弁20bを下方に向かって押圧し、前記排気口20cを閉塞するようになっている。
また、前記閉塞弁押圧部21の周囲は、弾性ゴム等からなる弾性キャップ24により覆われている。この弾性キャップ24の下部に形成された折り返しつば部24aは、放熱板9と内蓋11により挟持されている。弾性キャップ24の頂部には、円板形状の肉厚部24bが一体に形成されている。また、弾性キャップ24の肩部には、複数の流通口24cが形成されている。
前記アーム部22(押圧部移動手段)は、その中央部に環形状部22aが形成されており、この環形状部22a両側の下面には、L字形状の取付け部22bが設けられている。この取付け部22bには、押圧バー22cの両端がそれぞれ係支されている。前記押圧バー22cは、その中間部分に円板形状部22dを有する。前記環形状部22aの片側には、外方に突出する突部22eが突設されている。この突部22eは、後述するように、アーム部22が反時計回り方向に回動したときマイクロスイッチ26をオンするためのものである。また、前記アーム部22の先端部には、前記ステッピングモータ23の後述するピニオンギア23bと噛合する円弧状のラック22fが設けられている。また、前記アーム部22の支点部22gは、円板形状を有し、その中央部には、孔22hが形成されている。この支点部22gの孔22hには、モータステー25のアーム取付け部25aに固定された固定軸22iが嵌入されている。アーム部22の環形状部22aは、弾性キャップ24の上方に位置するように配置されており、アーム部22は、固定軸22iを中心にして回動自在に取り付けられている。押圧バー22cの円板形状部22dは、弾性キャップ24頂部の肉厚部24b上面に当接または取付け固定されている。
前記ステッピングモータ23は、図2中、矢印Pで示すように両方向(正転方向または反転方向)に回転駆動するものである。前記ステッピングモータ23は、モータステー25に固定されており、ステッピングモータ23の出力軸23aには、出力軸23aと一体に固定されたピニオンギア23bが設けられている。このピニオンギア23bは、前記アーム部22のラック22fと噛合するように配置されており、ステッピングモータ23が正転方向または反転方向に回転駆動すると、前記アーム部22は、図2中、矢印Qで示す時計回り方向または反時計回り方向に回転駆動されるようになっている。これにより、前記押圧部21bは、図2中、矢印Rで示す垂直方向に沿って、閉塞方向または開放方向に移動するようになっている。
また、前記ステッピングモータ23は、図6に示す周辺回路40を介して、前記マイコン8と接続されている。ステッピングモータ23は、マイコン8のポートp1〜4からオン/オフの駆動信号が入力され、その駆動信号に応じて駆動されるようになっている。
前記モータステー25は、図4に示すように、ねじ25bにより蓋下板4bに取り付け固定されている。また、モータステー25の中央近傍には、マイクロスイッチ26が、前記アーム部22をモータステー25に取り付けた状態でアーム部22の突部22e上方に位置するように設けられている。このマイクロスイッチ26は、前記アーム部22が反時計回り方向に回動し、前記押圧部21bが後述する開放位置(垂直方向上端)に位置するとき、アーム部22の突部22eが当接することによりオンされるように配置されている。
また、閉塞弁20bは、スプリング21gにより下方に向かって押圧力が付与されて前記排気口20cを閉塞する。また、前記蓋体4内部には、排気口20cと蓋体4の蒸気口4cを経て蓋体4の外側と連通する蒸気排出経路18が形成されている。閉塞弁20bは、炊飯時に内鍋2の内圧が上昇すると、スプリング21gの弾性力に抗して内鍋2内の蒸気により押し上げられ、これにより、内鍋2内の蒸気が蒸気排出経路18を介して外部に排出されるようになっている。
前記蓋体4の上面には、図5に示す操作パネル19が配設されている。この操作パネル19は、中央に配設された液晶表示方式の表示パネル30の周りに、炊飯条件を入力するための複数のスイッチ31〜35が配設されている。
前記スイッチ31〜35は、予約炊飯メニューや発芽玄米炊飯メニューを実行し、保温機能の実行中には再加熱機能を実行したいときに押すための炊飯スイッチ31、所望の炊飯メニューや予約炊飯メニューを選択するためのメニュースイッチ32、炊飯動作および予約炊飯動作を含む全ての動作を終了させて待機状態としたいときに押すためのとりけしスイッチ33、保温機能を実行したいときに押すための保温スイッチ34、おやすみ保温機能に変更して実行したいときに押すためのおやすみ保温スイッチ35である。また、これら各スイッチ31,34,35の背部には、図示しないLEDが配設され、これら各スイッチ31,34,35を点灯または点滅表示できるようにしている。
前記表示パネル30の中央には、24時間の時刻表示を可能とした数値表示部30a、保温時刻等の単位を表す時間表示部30b、および、炊飯動作残り時間等の単位を表す分表示部30cが設けられている。また、表示パネル30の上部には、白米炊飯メニューにおけるご飯の硬さ「ふつう」、「やわらかめ」、「かため」および「白米急速」を示すための三角形状の表示部と、「無洗米」、「カレー用」、「弁当用」、「すしめし」、「おこげ」、「炊きこみ」、「おかゆ」、「おこわ」を示すための表示部とからなるメニュー表示部30dが設けられている。また、前記数値表示部30aの上方には、再加熱中であることを示す再加熱表示部30eが設けられている。また、表示パネル30の下部には、4種類の健康米炊飯メニューである「分づき米」、「玄米」、「玄米活性」および「発芽玄米」が選択されていることを示すためのメニュー表示部30fが設けられている。
このメニュー表示部30fの下側には、後述する圧力炊飯時における内鍋2内の圧力を段階的に表示するピクト表示部30gが設けられている。このピクト表示部30gは、前記圧力センサ13により検出された内鍋2内の圧力に応じて、両側にそれぞれ設けられた4つのピクト30hの表示数を増減するようになっている。例えば、内鍋2内の圧力が低圧の場合、中央部両側の1つのピクト30hだけを表示し、調圧装置15やリリーフ弁14などの故障により異常高圧状態となった場合、4つ全てのピクト30hを表示するようになっている。これにより、ユーザは、内鍋2内の圧力状態を判断できるので、ユーザが不用意に蓋体4を開けたりすることを防止できる。
前記マイコン8は、前記温度センサ7,12や圧力センサ13等からの入力に応じ、記憶されたプログラムに従って予熱工程、炊飯工程、むらし工程、及び保温工程の各工程を順次実行して炊飯動作を行うものである。マイコン8は、この炊飯動作時の前記炊飯工程およびむらし工程において、前記圧力センサ13からの入力に応じ、記憶されたプログラムに従って調圧制御(圧力炊飯)を行う。図7に、この制御時に使用されるマイコン8に記憶されているデータテーブル50を示す。このデータテーブル50は、圧力センサ13の検出圧力値、圧力センサ13の出力する電圧値、およびこの電圧値に対応するAD値を含む。AD値は、16進数(HEX)表示されている。
次に、マイコン8が前記ステッピングモータ23を駆動する駆動方法を説明する。本実施形態において、マイコン8は、ステッピングモータ23を1−2相励磁方式により駆動するようになっている。1−2相励磁方式とは、1相励磁と2相励磁を交互に行う励磁方式であり、図8(a),(b)に、マイコン8が出力する1−2相励磁方式における駆動信号の波形図を示す。マイコン8は、マイコン8内部または外部に設けられたクロックパルス出力回路42(図6に図示)と接続されており、このクロックパルス出力回路42から所定の周波数を有するクロックパルスa(本実施形態において、クロックパルスaの周波数は330ppsに設定されている。)が入力されるようになっている。そして、マイコン8がマイコン8の各ポートp1〜4からそれぞれ出力する駆動信号は、入力された前記クロックパルスaをカウントし、このクロックパルスaを基準にして出力されている。すなわち、マイコン8は、図8(a),(b)に示すように、クロックパルスa×2の周期で、各ポートp1〜4からオン信号を順次、出力する。このオン信号を出力する時間は、クロックパルスa×3をカウントするまでの時間として設定されている。本実施形態において、クロックパルスa×3をカウントするまでの時間は、3ms×3=9msである。
マイコン8が、図8(a)に示すように、前記ポートp1,2,3,4の順番でオン信号を出力すると、ステッピングモータ23は正転方向に回転駆動するようになっている。また、前記ポートp4,3,2,1の順番でオン信号を出力すると、ステッピングモータ23は反転方向に回転駆動するようになっている。
また、ステッピングモータ23を逆回転させる場合、すなわち正転方向から反転方向または反転方向から正転方向に回転駆動する向きを変更する場合、所定時間T1の間(クロックパルスa×5をカウントするまでの時間)、ステッピングモータ23にオフ信号を出力するようになっている。これにより、ステッピングモータ23の回転方向を逆向きに変更したとき、ステッピングモータ23が滑ることを防止し、ステッピングモータ23を精度よく制御できる。
また、ステッピングモータ23の回転駆動開始時またはステッピングモータ23の回転方向を逆向きに変更する場合、図8(b)に示すように、所定時間T2の間、クロックパルス出力回路42から通常より低い周波数を有するクロックパルスa’を出力するようにしてもよい。前記所定時間T2は、本実施形態において、クロックパルスa’×7をカウントするまでの時間として設定されている。これにより、ステッピングモータ23の回転速度が、前述した場合に比べて遅くなり、大きいトルクが得られる。また、クロックパルスa’の周波数を任意に変更可能にすることにより、ステッピングモータ23の回転速度を任意に設定できるようにしてもよい。また、このスロースタートする所定時間T2を任意に設定できるようにしてもよい。
また、マイコン8は、前記マイクロスイッチ26がオンされた時点から、ステッピングモータ23を回転駆動する間に出力されたクロックパルスaのクロックパルス数をカウントするようになっている。このカウント方法は、ステッピングモータ23を正転方向に回転駆動した場合には、回転駆動する間にカウントしたクロックパルスaのクロックパルス数を加算する。また、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動したときには、反転方向に回転駆動する間にカウントしたクロックパルスaのクロックパルス数を減算する。マイコン8は、カウントされたカウント値Yを参照することによりステッピングモータ23のモータ位置の位置検出を行うようになっている。すなわち、モータ位置がゼロ点に位置するか、またはゼロ点からどれだけ離れているかなどを検出することができる。
また、マイコン8は、ステッピングモータ23の動作範囲を設定しており、ステッピングモータ23は、ゼロ点からMAX点までの間を動作するようになっている。マイコン8が前記ゼロ点を設定する方法は、図9のフローチャートに示すように、まず、ステップS1において、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動し、ステップS2において、タイマをスタートする。次に、ステップS3において、前記タイマが、タイムアップしたか否かを判断し、タイムアップしていないと判断した場合(NOの場合)、ステップS4において、マイクロスイッチ26がオンされたか否かを判断する。ステップS3において、タイマがタイムアップしたと判断した場合(YESの場合)、ステップS7において、エラー表示を行う。
ステップS4において、オンされたと判断した場合(YESの場合)、ステップS5において、ステッピングモータ23をオフする。このとき、反時計回り方向に回動したアーム部22は、図2に示すように、マイクロスイッチ26をオンした状態であり、押圧部21bは、開放位置(垂直方向上端)に位置する。また、ステップS6において、マイコン8は、ステッピングモータ23の現在のモータ位置をゼロ点(原点)として設定する。一方、ステップS4において、マイクロスイッチ26がオンされていないと判断した場合、ステップS3にリターンする。
マイコン8が、前記MAX点を設定する方法は、ステッピングモータ23がゼロ点に位置する状態から、ステッピングモータ23を正転方向に回転駆動し、所定数(正の第1所定数)のクロックパルスaが出力されるまでステッピングモータ23を回転駆動したときのステッピングモータ23のモータ位置をMAX点として設定する。本実施形態において、前記所定数は、210(HEX)に設定されている。このとき、前記カウントされたカウント値は、210(HEX)である。また、アーム部22は、図2中、時計回り方向に回動し、弾性キャップ24の肉厚部24bが図2の一点鎖線で示す位置まで押し下げられ、押圧部21bは、閉塞位置(垂直方向下端)に位置する。
そして、マイコン8は、カウント値Yが、前記ゼロ点に対応する0(HEX)または前記MAX点に対応する210(HEX)になった場合、ステッピングモータ23をオフするようになっている。これにより、ステッピングモータ23は、ゼロ点からMAX点までの間を動作して、押圧部21が、前記垂直方向上端から下端の間に位置決めされるようになっている。
次に、前記圧力炊飯器1のマイコン8による動作について説明する。
まず、使用者は、希望するカップ数の米と、その米を炊飯するのに要する分量の水を内鍋2内に収容させ、この内鍋2を本体3にセットした後、希望する炊飯後のご飯の硬さや、炊き上がり時間等を前記表示パネル30の各スイッチ31〜35を操作して設定し、炊飯スイッチ31を押す。
そうすると、マイコン8は、図10のフローチャートに示すように、炊飯フローを開始する。ステップS10において、誘導加熱コイル6に通電を開始し、内鍋2の温度が約50℃程度となるように温度調節して予熱を加える(予熱工程)。
そして、所定時間が経過すると、マイコン8は、ステップS11において、誘導加熱コイル6に対して100%(フルパワー)の電力で通電し、中パッパ工程を実行する(炊飯工程)。また、ステップS12において、内鍋用温度センサ7により内鍋2内の温度が100℃になったと判断すると、誘導加熱コイル6に対する通電量を制御して電力制御工程(炊飯工程)を実行する。また、ステップS13において、再び誘導加熱コイル6に対して60〜70%の電力で通電し、内鍋2内の温度を100℃以上に上げて炊き上げ工程(炊飯工程)を実行する。
マイコン8は、周知の方法によってドライアップを検出すると、ステップS14において、蓋体4に配設した蓋ヒータ10に通電を開始し、所定時間、蒸らしおよび露とばし(むらし工程)を行う。そして、マイコン8は、ステップS15において、周知の圧力炊飯器と同様に、保温処理に移行する(保温工程)。
また、マイコン8は、前記予熱工程の開始時に、モータ原点復帰動作を行う。このとき、マイコン8は、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動させ、ステッピングモータ23をゼロ点に位置させる。マイコン8は、モータ原点復帰動作が完了すると、ステッピングモータ23をオフする。
マイコン8は、前記中パッパ工程、電力制御工程、炊き上げ工程およびむらし工程時に、図11,12のフローチャートに示すように、調圧制御を行う。まず、マイコン8は、ステップS20において、圧力上限値Aおよび圧力下限値Bを設定する。この圧力上限値Aおよび圧力下限値Bは、図13に示すマイコン8に記憶されたデータテーブル51に基づいて設定される。このデータテーブル51は、ふつう、かため、やわらかめ、急速、および玄米の各炊飯メニューにおける、中パッパ、電力制御、炊き上げおよびむらしの各工程毎に設定された圧力上限値Aおよび圧力下限値B(AD値)を有する。マイコン8は、このデータテーブル51に基づいて、例えば、ふつう炊飯メニューの中パッパ工程が実行されているとき、圧力上限値Aおよび圧力下限値Bは、それぞれ42および3E(HEX)と設定する。
次に、マイコン8は、ステップS21において、図7に示すデータテーブル50に基づいて圧力センサ13が出力する電圧値に対応するAD値Cを取り込む。このAD値Cは、内鍋2内の現在の圧力値を表す。そして、ステップS22において、圧力センサ13の現在値Cが圧力下限値B以下であるか否かを判断する。現在値Cが圧力下限値B以下である場合、ステップS23において、ステッピングモータ23のモータ位置が、前記MAX点に位置するか否かを判断する(位置検出)。このとき、マイコン8は、前述したように、ステッピングモータ23の回転方向に応じて加算または減算されたカウント値Yを参照することにより判断する。すなわち、カウント値Yが210(HEX)であるか否かを判断する。MAX点でない場合、ステップS24において、ステッピングモータ23を正転方向に回転駆動し、MAX点である場合、ステップS26において、ステッピングモータ23をオフする。
そして、ステップS25において、従来の圧力炊飯器と同様に、各工程における終了条件を満たしている場合、調圧制御を終了して次の工程に移行する。ここで、調圧制御を終了しない場合、ステップS21にリターンする。
前述したように、ステッピングモータ23が正転方向に回転駆動することにより、アーム部22が回動し、閉塞弁押圧部21の押圧部21bが閉塞方向に向かって押し下げられる。押圧部21bは、下面に取り付けられた所定の弾性力を有するスプリング21gを介して閉塞弁20bを下方に押圧する。このとき、閉塞弁20bは、押し縮められたスプリング21gにより押圧力が付与され、排気口20cを閉鎖する。その結果、内鍋2内が密閉されるとともに圧力下限値B以上になるまで加圧される。
一方、ステップS22において、圧力センサ13の現在値Cが圧力下限値B以上である場合(NOの場合)、ステップS27において、圧力センサ13の現在値Cが圧力上限値A以上であるか否かを判断する。圧力センサ13の現在値Cが圧力上限値A以上でない場合(NOの場合)、ステップS28において、ステッピングモータ23をオフし、ステップS25に進む。これにより、閉塞弁20bは、スプリング21gにより押圧力が付与された状態で維持される。その結果、内鍋2内の圧力が圧力下限値B以上かつ圧力上限値A以下に維持される。
ステップS27において、圧力センサ13の現在値Cが圧力上限値A以上である場合(YESの場合)、図12に示すステップS29において、マイクロスイッチ26がオンされたか否かを判断し、オンされていない場合、ステップS30に進む。ステップS30において、ステッピングモータ23のモータ位置が、前記ゼロ点に位置するか否かを判断する(位置検出)。このとき、マイコン8は、前述したように、ステッピングモータ23の回転方向に応じて加算または減算されたカウント値Yを参照することにより判断する。すなわち、カウント値Yが0(HEX)であるか否かを判断する。ゼロ点でない場合、ステップS31において、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動してステップS25(図11に図示)に進む。
すなわち、ステッピングモータ23が反転方向に回転駆動することにより、アーム部22が反時計回り方向に回動し、閉塞弁押圧部21の押圧部21bがスプリング21gにより上方に押圧され、開放方向に移動する。このとき、閉塞弁20bは、スプリング21gにより付与されていた押圧力が低減するので、高圧状態の内鍋2内の蒸気により上方に押圧される。その結果、排気口20cが開放され、内鍋2内の圧力が圧力上限値A以下になるまで減圧(解放)される。
ステップS30において、モータ位置がゼロ点である場合、ステップS33において、ステッピングモータ23をオフしてステップS25に進む。また、ステップS29において、マイクロスイッチ26がオンされた場合、ステップS32において、ステッピングモータ23の現在位置をゼロ点に再設定する。このとき、カウント値Yを0(HEX)にリセットする。そして、ステップS33において、ステッピングモータ23をオフし、ステップS25に進む。これにより、ステッピングモータ23において生じる滑りを起因として、ゼロ点がずれた場合でも、あらたにゼロ点を設定することにより正確な制御が行える。
このように、マイコン8が調圧装置15を調圧制御することにより、内鍋2内の圧力が、圧力下限値B以上かつ圧力上限値A以下に適切に調圧される。このように、炊飯時に圧力をかけることにより、粘り・甘味が増加したおいしいご飯を炊き上げることができる。
マイコン8は、前記保温工程に移行したときに、炊飯終了を報知するとともに、図14のフローチャートに示すように、ステッピングモータ23をゼロ点に復帰させる。まず、ステップS50において、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動し、ステップS51において、タイマをスタートする。次に、ステップS52において、前記タイマが、タイムアップしたか否かを判断し、タイムアップしていないと判断した場合(NOの場合)、ステップS53において、マイクロスイッチ26がオンされたか否かを判断する。ステップS52において、タイマがタイムアップしたと判断した場合(YESの場合)、ステップS55において、エラー表示を行う。
ステップS53において、オンされたと判断した場合(YESの場合)、ステップS54において、ステッピングモータ23をオフする。このとき、反時計回り方向に回動したアーム部22は、図2に示すように、マイクロスイッチ26をオンした状態に位置する。一方、ステップS53において、マイクロスイッチ26がオンされていないと判断した場合、ステップS52にリターンする。これにより、内蓋11を取り付ける際に、アーム部22が押圧部21bを押圧することなくスムーズに取付操作が行える。また、取り消しモードに移行したときも、同様にステッピングモータ23をゼロ点に復帰させることが好ましい。
また、前記データテーブル51に示すように、設定された圧力上限値および圧力下限値を各炊飯メニューに応じて変更することにより、炊き上げ方法を変更できる。また、圧力上限値Aを大きい値に変更してより高圧力をかけて炊飯することにより、炊飯時間の短縮を図るようにしてもよい。
前記実施形態の変形例として、図15(a),(b)に示すような調圧装置15’を設けてもよい。この調圧装置15’は、支点部22gが中央に設けられたアーム部22’を有する。アーム部22’は、固定軸22iを中心にして回動自在に取り付けられている。また、アーム部22’の図15中、左方に位置する一端22jは、押圧部21bの上面に当接または取付け固定されている。
ステッピングモータ23が、図15中、矢印Pで示すように、正転方向または反転方向に回転駆動することにより、前記アーム部22’は、矢印Qで示す反時計回り方向または時計回り方向に回転駆動されるようになっている。これにより、押圧部21bは、図15中、矢印Rで示す垂直方向に沿って、閉塞方向または開放方向に移動するようになっている。
また、マイクロスイッチ26が、前記アーム部22’をモータステー25に取り付けた状態で、前記アーム部22’の中央近傍下方に位置するように設けられている。
また、前記実施形態の他の変形例として、図16(a)に示すように、前記表示パネル30のピクト表示部30gを設ける代わりに、表示パネル30の時刻表示するための数値表示部30aを用いてブロックを形成して、内鍋2内の圧力を段階的に表示するようにしてもよい。図16(a)は、数値表示部30aにより通常の圧力状態から3段階だけ高圧状態であることを示している。また、図16(b)に示すように、調圧制御時に、数値表示部30aにより内鍋2内の圧力を数値表示するようにしてもよい。
また、前記実施形態の他の変形例として、前記調圧制御時において、ステッピングモータ23を回転駆動する際、図17のフローチャートに示すように、速度可変処理を行うようにしてもよい。この速度可変処理は、前記調圧制御時において、内鍋2内を加圧または減圧する際、すなわち前記ステッピングモータ23を正転方向または反転方向に回転駆動する際に行われる。
この速度可変処理は、ステップS41において、圧力センサ13により検出された圧力値Cと前記圧力上限値Aまたは前記圧力下限値Bとの圧力差が0.3気圧(所定圧力差)以上であるか否かを判断する。前記圧力差が0.3気圧以上である場合、ステップS42において、クロックパルスaの周波数を通常の周波数330ppsに比べて高い周波数500ppsに設定する。一方、ステップS41において、前記圧力差が0.3気圧未満である場合(NOの場合)、ステップS43において、クロックパルスaの周波数を通常の周波数330ppsに比べて低い周波数100ppsに設定する。このように、クロックパルスaが周波数500ppsに設定された場合、ステッピングモータ23の回転速度が通常状態に比べて速くなり、クロックパルスaが周波数100ppsに設定された場合、ステッピングモータ23の回転速度が通常状態に比べて遅くなる。
圧力上限値Aまたは圧力下限値Bまでの圧力差が大きい(0.3気圧以上である)場合、ステッピングモータ23の回転速度が通常に比べて速く設定されるので、これに伴って閉塞弁押圧部21の押圧部21bの移動速度も速くなる。その結果、内鍋2内の検出圧力Cが前記圧力上限値Aまたは前記圧力下限値Bに到達するまで素早く減圧または加圧される。また、圧力上限値Aまたは圧力下限値Bまでの圧力差が小さい(0.3気圧未満である)場合、ステッピングモータ23の回転速度が通常に比べて遅く設定されるので、これに伴って閉塞弁押圧部21の押圧部21bの移動速度も遅くなる。その結果、内鍋2内の圧力が、前記圧力上限値Aまたは前記圧力下限値Bに近い場合、細かい圧力調整が可能となる。
次に、他の実施形態について説明するが、前記第1実施形態と同様である部分は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る圧力炊飯器1のステッピングモータ23は、前記第1実施形態の動作範囲(カウント値Yが、0(HEX)〜210(HEX))と異なり、−315(HEX)(負の第2所定数)〜210(HEX)(正の第1所定数)の動作範囲を回転駆動可能なように設定されている。すなわち、ステッピングモータ23は負の領域も動作するように設定されている。
このときの調圧制御のフローチャートを図18,19に示す。図11,12に示した前記第1実施形態の調圧制御と異なり、ステップS27−1において、ステッピングモータ23のモータ位置が負の許容値(−315(HEX))を超えているか否かを判断(位置検出)する。このとき、マイコン8は、ステッピングモータ23のモータ位置を示すカウント値Yを参照することにより判断する。すなわち、カウント値Yが−315(HEX)以下であるか否かを判断する。ステップS27−1において、カウント値Yが負の許容値を超えていない場合(NOの場合)、ステップS29に進む。一方、カウント値Yが負の許容値を超えている場合(YESの場合)、ステップS27−2に進み、ステッピングモータ23をオフする。
また、前記第1実施形態の調圧制御と異なり、前記第1実施形態における前記ステップS30が設けられていない。すなわち、ステッピングモータ23のモータ位置がゼロ点である場合でも、ステッピングモータ23をオフすることなく、ステップS31において、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動する。
例えば、ステッピングモータ23のモータ位置が正の領域に位置するときにマイクロスイッチ26にノイズが入り、マイクロスイッチ26がオンされたと誤検知した場合、または調圧制御時にステッピングモータ23の回転動作において滑りが生じた場合など、ステッピングモータ23の正の領域0(HEX)〜210(HEX)である動作範囲内にゼロ点が設定される。このとき、前記調圧制御により、ステッピングモータ23のモータ位置がゼロ点に到達した場合でも引き続きステッピングモータ23を負の領域まで回転駆動することができる。その結果、ステッピングモータ23の正しいゼロ点まで戻すことができる。なお、負の動作範囲は、MAX点付近で誤ってゼロ点が設定された場合でも、ステッピングモータ23が正しいゼロ点に戻れるように、正の動作範囲の1.5倍の領域を有するように設定されている。
(第3実施形態)
図20,21は、本発明の第3実施形態に係る圧力炊飯器1の調圧制御のフローチャートを示す。図11,12に示した前記第1実施形態の調圧制御と異なり、ステップS31−1において、圧力センサ13により検出された内鍋2内の圧力値が1.0〜1.09気圧の場合、ステップS31−2に進み、500msの間、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動(オン)して、ステップS31−3において、1sの間、ステッピングモータ23をオフする。
また、ステップS31−1において、内鍋2内の圧力値が1.1〜1.19気圧の場合、ステップS31−4に進み、100msの間、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動(オン)して、ステップS31−5において、3sの間、ステッピングモータ23をオフする。
また、ステップS31−1において、内鍋2内の圧力値が1.2〜1.3気圧の場合、ステップS31−6に進み、20msの間、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動(オン)して、ステップS31−7において、5sの間、ステッピングモータ23をオフする。
このように、第3実施形態に係る圧力炊飯器1では、ステッピングモータ23を500ms、100msまたは20ms(所定のオン時間)の間、反転方向に回転駆動(オン)した後、1s、3sまたは5s(所定のオフ時間)の間、ステッピングモータ23をオフする。これにより、ステッピングモータ23のオン/オフを繰り返し、内鍋2内の圧力を段階的に減圧するようになっている。
また、ステッピングモータ23を回転駆動する時間を内鍋2内の圧力に応じて変更している。内鍋2内の圧力が高い場合(1.2〜1.3気圧)、20msの短い時間だけステッピングモータ23を反転方向に回転駆動するので、排気口20cを介して蒸気排出経路18に排出される蒸気量を低減し、蓋体4外部に排出される蒸気の勢いを弱めることができる。これにより、ユーザが蓋体4の蒸気口4cから排出される蒸気により火傷を負うなどの危険性を回避でき、安全性が向上する。
また、内鍋2内の圧力が低い場合(1.0〜1.09気圧)、500msの間、ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動し、ステッピングモータ23をオフする時間は1sの間だけであるので、内鍋2内の圧力を素早く減圧できる。このように短時間で減圧することにより、特にむらし工程時において、ご飯の表面に付着している余剰水分を飛ばすことができ、おいしく炊き上げることが可能となる。むらし工程時においては、内鍋2内の検出圧力値が1.0気圧になった時点で調圧制御を終了するようにしてもよい。
また、前記ステッピングモータ23を反転方向に回転駆動するオン時間、およびステッピングモータ23をオフする時間は、各炊飯メニュー、各工程、または炊飯容量に応じて個別に設定してもよい。
(第4実施形態)
図22は、本発明の第4実施形態に係る圧力炊飯器1を示す。この圧力炊飯器1は、ファン60とハイブリッド電源IC(HIC)61を備えており、その他の構造は前記実施形態と同様である。
前記ファン60は、前記胴体3aと前記保護枠5との間に配設されており、炊飯動作時において、図示しない吸気口から外気を強制的に吸い込み、対向位置に配設された前記マイコン8に直接的に外気を当て、マイコン8の素子などを冷却するものである。
前記ハイブリッド電源IC61は、100VのAC電源61aからDC出力を作り、その電流を前記ファン60、前記ステッピングモータ23および前記マイコン8等に供給するものである。このハイブリッド電源IC61の電流容量は、200mAであり、200mA以上の電流を供給することはできない。前記ファン60が、駆動するのに必要とする電流は130mAであり、前記ステッピングモータ23が必要とする駆動電流は、60mAとなっている。また、前記マイコン8およびその他の部材が必要とする駆動電流は、40mAとなっている。
次に、前記圧力炊飯器1のマイコン8による炊飯動作について説明する。
マイコン8は、図23のフローチャートに示すように、ステップS70において、ファン60に130mAの電流を通電し、ファン60を駆動(オン)する。ステップS71において、誘導加熱コイル6に通電を開始し、内鍋2の温度が約50℃程度となるように温度調節して予熱を加える(予熱工程)。このとき、必要とされる電流の合計値は、ファン60とマイコン8およびその他の部材が使用する170mAとなっている。
そして、所定時間が経過すると、マイコン8は、ステップS72において、誘導加熱コイル6に対して100%(フルパワー)の電力で通電し、中パッパ工程を実行し、続いて、内鍋用温度センサ7により内鍋2内の温度が100℃になったと判断すると、誘導加熱コイル6に対する通電量を制御して電力制御工程を実行する(調圧モード)。マイコン8は、この調圧モードの前記中パッパ工程および前記電力制御工程時に、前記実施形態と同様の調圧制御を行う。
そして、ステップS73において、前記調圧モードが終了したか否かを判断し、調圧モードを実行しているとき(ステップS73において、NOの場合)、ステップS77において、ステッピングモータ23がオンしているか否かを判断する。ステッピングモータがオンしている場合、ステップS78において、ファン60をオフし、ステップS73にリターンする。一方、ステッピングモータ23がオンしていない場合、ステップS79において、ファン60を駆動(オン)する。そして、ステップS73にリターンする。
このとき、必要とされる電流の合計値は、ステッピングモータ23の駆動時には、ステッピングモータ23とマイコン8およびその他の部材が使用する100mAとなっている。ステッピングモータ23が駆動されていないときには、ファン60とマイコン8およびその他の部材が使用する170mAとなっている。従って、ハイブリッド電源IC61の電流容量である200mAを超えることがない。従って、電流容量が200mA以上の電源ICを必要としないので、コストアップおよび大型化を回避できる。
また、調圧モードが終了すると(ステップS73において、YESの場合)、ステップS74において、再び誘導加熱コイル6に対して100%(フルパワー)の電力で通電し、内鍋2内の温度を100℃まで上げて炊き上げ工程を実行する。このとき、ファン60は駆動されている。
マイコン8は、周知の方法によってドライアップを検出すると、ステップS75において、蓋体4に配設した蓋ヒータ10に通電を開始し、所定時間、蒸らしおよび露とばし(むらし工程)を行う。このとき、ファン60は駆動されている。そして、マイコン8は、ステップS76において、周知の圧力炊飯器と同様に、保温処理に移行する(保温工程)。