JP4602936B2

JP4602936B2 - 圧力炊飯器

Info

Publication number: JP4602936B2
Application number: JP2006146673A
Authority: JP
Inventors: 知哉中山; 定宇都宮
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: JP2007313084A

Description

本発明は圧力炊飯器に関する。

従来、例えば特許文献１、特許文献２に示すように、炊飯工程中に内鍋内の圧力を加圧又は減圧制御する圧力調整手段と、内鍋内の圧力を解放する圧力解放手段を備えた圧力炊飯器が公知である。この圧力炊飯器では、炊飯が終了し、圧力解放手段により内鍋内の圧力を解放するときに、内鍋内の圧力により蒸気が勢いよく吹き出さないように、圧力調整手段により内鍋内の圧力を徐々に減圧してから、圧力を解放していた。
特開２００４−５７５５６号公報特開２００６−２７３号公報

しかし、予め予約設定された設定時刻に炊飯工程を終了させる予約炊飯機能を備えたものでは、設定時刻にむらし工程が終了するように、設定時刻と炊飯に必要な時間から逆算した炊飯開始時刻から炊飯を開始するようにしているが、加水量が多い場合や停電の場合に、炊飯時間がかかり、設定時刻になっても炊飯が終了していないことがある。このような場合、従来、むらし工程中であっても設定時刻になった時点で炊飯を終了し、圧力調整手段により徐々に減圧することなく圧力を解放していたため、炊飯終了時に蒸気やおねば、つゆが勢いよく飛び出し、危険であった。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、炊飯工程の終了前に設定時刻がきた場合でも蒸気が勢いよく飛び出すことのない圧力炊飯器を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、
炊飯材料を収容し内蓋で密閉される内鍋と、
前記鍋を加熱する加熱手段と、
前記内鍋内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記加熱手段を制御して予熱、中ぱっぱ、電力制御、炊き上げ、むらし、保温の各炊飯工程を実行するとともに、前記圧力調整手段を作動させて前記炊飯工程における前記内鍋内の圧力を加圧又は減圧制御する一方、予め予約設定された設定時刻に前記炊飯工程のむらし工程を終了させる予約炊飯機能を実行する制御手段とを備えた圧力炊飯器において、
前記制御手段は、炊き上げ工程後でかつ炊飯終了前に、現在時刻が設定時刻になったか否かを判断し、現在時刻が設定時刻になったのであれば、鍋内を減圧制御し、現在時刻が設定時刻になっていなければ現在の工程を継続するものである。

前記現在時刻が設定時刻になったか否かを判断は、炊き上げ工程後でむらし工程前に行うことが好ましい。

本発明によれば、炊き上げ工程後でかつ炊飯終了前に、現在時刻が設定時刻になったか否かを判断し、現在時刻が設定時刻になったのであれば、鍋内を徐々に減圧制御するので、蒸気が勢いよく飛び出すことがなく、安全であるという効果を奏する。
また、炊き上げ工程後でむらし工程前に現在時刻が設定時刻になったか否かを判断を行うことにより、むらし工程前の内鍋内の高い圧力を逃がすことができるので、炊き上がり状態を良好な状態で、かつ、安全に炊飯終了することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明に係る圧力炊飯器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、前記保護枠５の底部に配設され、前記内鍋２の温度を検出し、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１６の上方から配置され、自重により前記開口１６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。前記蓋体４内部には、開口１６から蓋体４の蒸気口１８に至る蒸気排出経路１９が形成されている。炊飯時には、調圧ボール１７は、前記開口１６を調圧ボール１６の自重で閉鎖する一方、内鍋２の内圧が、例えば、０．５２ｋｇ／ｃｍ^２（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に取り付けられ、内部に排気口２４が形成されている。前記閉塞弁２０ｂは、前記閉塞弁収容部２０ａに垂直方向に移動自在に配置されている。

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、前記閉塞弁収容部２０ａと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、その下部がケース部材２１ａの内側に配置され、その上部がケース部材２１ａの挿通穴２５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２６が設けられている。このスプリング２６は、閉塞弁２０ｂを下方に向かって押圧し、前記排気口２４を閉塞するようになっている。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２７により覆われている。この弾性キャップ２７の下部は、放熱板９と内蓋１１により挟持されている。また、弾性キャップ２７の肩部には、複数の流通口２８が形成されている。

前記アーム部２２（押圧部移動手段）は、モータステー２９に固定された軸３０を中心にして回動自在に取り付けられている。アーム部２２の先端部には、円弧状のラック３１が設けられている。アーム部２２の中間部は、弾性キャップ２７頂部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、蓋下板４ｂに取り付けられたモータステー２９に固定されており、ステッピングモータ２３の出力軸は、ピニオンギア３２を介して前記アーム部２２のラック３１と噛合するようになっている。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。モータステー２９には、ステッピングモータ２３のゼロ点を設定するためのマイクロスイッチ３３が取り付けられている。すなわち、ステッピングモータ２３が反転して前記アーム部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）に位置すると同時に、アーム部２２がマイクロスイッチ３３に当接してオンする点をゼロ点とする。また、このゼロ点からステッピングモータ２３が所定パルス分だけ正転して前記アーム部２２が時計回り方向に回動し、前記押圧部２１ｂが後述する閉塞位置（垂直方向下端）に位置する点をＭＡＸ点という。

前記調圧装置１５では、炊飯時に内鍋２の内圧が上昇すると、閉塞弁２０ｂがスプリング２６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１９を介して外部に排出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、炊飯材料として、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内に収容し、この内鍋２を本体３にセットした後、炊きあがり時刻を設定して、炊飯スイッチ３１を押す。

そうすると、マイコン８は、図３のローチャートに示すように、炊きあがりの設定時刻から炊飯に必要な時間を減算して得た炊飯開始時刻になると、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）。

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、前記調圧装置１５を使用して、調圧制御を行う。すなわち、圧力センサ１３が出力する電圧値に対応するＡＤ値が、マイコン８に各工程毎に予め記憶された圧力上限値（ＡＤ値）と圧力下限値（ＡＤ値）の間に維持されるように、ステッピングモータ２３を制御し、スプリング２６による閉塞弁２０ｂの押圧力を増減させる。

次に、予約炊飯時のマイコン８による制御動作を説明する。予約炊飯時には、設定時刻にむらし工程を終えて炊飯が終了するように炊飯開始時刻を逆算し、この炊飯開始時刻に炊飯を開始すると、通常であれば、ほぼ炊きあがり時刻に炊飯が終了する。しかし、使用者が加水量を間違えたとか、好みにより水を多めにしたような場合、あるいは停電の場合には、炊飯に時間がかかり、設定時刻がきても炊飯が終了していないことがある。設定時刻がきたときに未だ炊き上げ工程を終了していないときは、炊き上げ工程が終了するまで、炊飯動作を継続する。しかし、設定時刻がきたときに炊き上げ工程は終了しているが、むらし工程に至っていないとき、あるいはむらし工程中であるときに、炊飯を終了すると、内鍋内の圧力が高いので、炊飯終了時に蒸気が勢いよく飛びちり、危険である。そこで、本実施形態では、炊き上げ工程の終了後に、以下に説明する減圧制御を行う。

図４において、ステップＳ１３の炊き上げ工程が終了すると、ステップＳ１４.１で炊飯メニューが通常炊飯か予約炊飯かを判断する。通常炊飯であれば、むらし１（ステップＳ１４.２乃至Ｓ１４.５）、２度炊き（ステップＳ１４.６乃至Ｓ１４.９）、むらし２（ステップＳ１４.１０乃至Ｓ１４.１３）の各工程を実行した後、ステップＳ１４.１４で炊飯終了処理（減圧制御）を行ってから、ステップＳ１５の保温工程に移行する。通常炊飯でなく予約炊飯であれば、ステップＳ１４.１５で現在時刻がタイマー設定時刻に達しているか否かを判断する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していなければ、予約炊飯であることを示すフラグをオンし、むらし１工程（ステップＳ１４.２乃至Ｓ１４.５）を実行する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していれば、むらし１、２度炊き、むらし２の各工程を実行することなく、ステップＳ１４.１４で炊飯終了処理（減圧制御）を行ってから、ステップＳ１５の保温工程に移行する。

むらし１工程では、ステップＳ１４.２で減圧制御を行う。ステップＳ１４.３で予約炊飯フラグがオンでなければ、通常炊飯であるので、設定時刻を確認するステップ１４.４を飛ばして、ステップＳ１４.５で所定の移行時間が経過したか否かを判断する。移行時間が経過していなければ減圧制御を継続し、経過していれば２度炊き工程（ステップＳ１４.６乃至Ｓ１４.９）に移行する。ステップＳ１４.３で予約炊飯フラグがオンであれば、予約炊飯であるので、ステップＳ１４.４で現在時刻がタイマー設定時刻に達しているか否かを判断する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していなければ、ステップＳ１４.５で所定の移行時間が経過したか否かを判断する。移行時間が経過していなければ減圧制御を継続し、経過していれば２度炊き工程（ステップＳ１４.６乃至Ｓ１４.９）に移行する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していれば、次の２度炊き、むらし２の各工程を実行することなく、直ちにステップＳ１４.１４の炊飯終了処理（減圧制御）を行って、ステップ１５の保温工程に移行する。

２度炊き工程では、ステップＳ１４.６でヒータ制御を行う。ステップＳ１４.７で予約炊飯フラグがオンでなければ、通常炊飯であるので、設定時刻を確認するステップ１４.８を飛ばして、ステップＳ１４.９で所定の移行時間が経過したか否かを判断する。移行時間が経過していなければヒータ制御を継続し、経過していればむらし２工程（ステップＳ１４.１０乃至Ｓ１４.１３）に移行する。ステップＳ１４.７で予約炊飯フラグがオンであれば、予約炊飯であるので、ステップＳ１４.８で現在時刻がタイマー設定時刻に達しているか否かを判断する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していなければ、ステップＳ１４.９で所定の移行時間が経過したか否かを判断する。移行時間が経過していなければヒータ制御を継続し、経過していればむらし２工程（ステップＳ１４.１０乃至Ｓ１４.１３）に移行する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していれば、次の２度炊き、むらし２の各工程を実行することなく、直ちにステップＳ１４.１４の炊飯終了処理（減圧制御）を行って、ステップ１５の保温工程に移行する。

むらし２工程では、ステップＳ１４.１０で減圧制御を行う。ステップＳ１４.１１で予約炊飯フラグがオンでなければ、通常炊飯であるので、設定時刻を確認するステップ１４.１２を飛ばして、ステップＳ１４.１３で所定の移行時間が経過したか否かを判断する。移行時間が経過していなければ減圧制御を継続し、経過していればむらし２工程を終了し、ステップＳ１４.１４の炊飯終了処理（減圧制御）を行って、ステップ１５の保温工程に移行する。ステップＳ１４.１１で予約炊飯フラグがオンであれば、予約炊飯であるので、ステップＳ１４.１２で現在時刻がタイマー設定時刻に達しているか否かを判断する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していなければ、ステップＳ１４.１３で所定の移行時間が経過したか否かを判断する。移行時間が経過していなければ減圧制御を継続し、経過していればむらし２工程を終了し、ステップＳ１４.１４の炊飯終了処理（減圧制御）を行って、ステップ１５の保温工程に移行する。現在時刻がタイマー設定時刻に達していれば、直ちにステップＳ１４.１４の炊飯終了処理（減圧制御）を行って、ステップ１５の保温工程に移行する。

前記むらし１，むらし２，炊飯終了工程における減圧制御では、図５のフローチャートに示すように、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、マイコン８に記憶されたデータテーブルに基づいて設定される。このデータテーブルは、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、むらし１，むらし２，炊飯終了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。

次に、マイコン８は、ステップＳ２１において、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）。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、減圧制御終了の条件を満たしている場合、減圧制御を終了して次の工程に移行する。ここで、減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２６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２６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２６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６に示すステップＳ２９において、マイクロスイッチ３３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、ゼロ点に位置するか否かを判断する（位置検出）。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１２５ｍｓ回転駆動し、３．４ｓオフしてステップＳ２５（図５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２６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２６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２４が開放され、内鍋２内の圧力が圧力上限値Ａ以下になるまで段階的に減圧（解放）される。また、ステップＳ３１とＳ３２でステッピングモータ２３を反転方向に１２５ｍｓ回転駆動し、３．４ｓオフすることで、段階的に減圧することができる。また、１２５ｍｓの回転駆動時間を調整することにより減圧の量を調整することができる。

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Ｓ３４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。そして、ステップＳ３４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。

前記実施形態では、現在時刻が設定時刻に達したか否かの判断を炊き上げ工程終了直後に行うようにしたが、むらし１工程中にのみ行うようにしてもよい。

また、前記実施形態の圧力調整装置１５は、ステッピングモータ２３を使用してスプリング２６による押圧力を増減させる機構を有するが、これにかぎらず、ソレノイドを使用して閉塞弁押圧部２１の押圧部２１ｂを上下に移動させる機構でもよい。

さらに、本発明の圧力調整手段は、前記実施形態の圧力調整装置１５のようなスプリングによる閉塞弁の押圧力を増減させるタイプでなくとも、内蓋に設けた２つの排気孔をそれぞれ塞ぐ大きさの異なる調圧ボールを２個備え、いずれか１つ又は両方をソレノイドで順次退避させることで、減圧を行うタイプにものでもよい。

圧力炊飯器の概略図。調圧装置の断面図。圧力炊飯器の炊飯工程を示すフローチャート。炊き上げ工程と保温工程の間のむらし工程を示すフローチャート。減圧制御のフローチャート。図５に続く調圧制御のフローチャート。

符号の説明

１圧力炊飯器
２内鍋
６誘導加熱コイル（加熱手段）
８マイコン（制御手段）
１１内鍋
１５調圧装置（圧力調整手段）

Claims

炊飯材料を収容し内蓋で密閉される内鍋と、
前記鍋を加熱する加熱手段と、
前記内鍋内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記加熱手段を制御して予熱、中ぱっぱ、電力制御、炊き上げ、むらし、保温の各炊飯工程を実行するとともに、前記圧力調整手段を作動させて前記炊飯工程における前記内鍋内の圧力を加圧又は減圧制御する一方、予め予約設定された設定時刻に前記炊飯工程のむらし工程を終了させる予約炊飯機能を実行する制御手段とを備えた圧力炊飯器において、
前記制御手段は、炊き上げ工程後でかつ炊飯終了前に、現在時刻が設定時刻になったか否かを判断し、現在時刻が設定時刻になったのであれば、鍋内を減圧制御し、現在時刻が設定時刻になっていなければ現在の工程を継続することを特徴とする圧力炊飯器。
前記現在時刻が設定時刻になったか否かを判断は、炊き上げ工程後でむらし工程前に行うことを特徴とする請求項１に記載の圧力炊飯器。