JP4910441B2 - 電気炊飯器 - Google Patents

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Description

本願発明は、電磁誘導加熱式の電気炊飯器の構造に関するものである。
最近の電気炊飯器では、高出力で加熱効率が高く、出力制御の応答性も高いために、早く美味しい御飯を炊き上げることができる,などの理由から、内鍋(飯器)自体を磁性金属材料で形成するとともに、その加熱手段として、電磁誘導によって当該内鍋内に渦電流を誘起させて直接的に自己発熱させる電磁誘導加熱手段を採用した電磁誘導加熱式のものが多くなっている。
このような電気炊飯器の場合、上記電磁誘導加熱手段として所謂ワークコイルを採用し、内鍋を収納する有底筒状の内ケース(保護枠)の底面に対し、巻き幅の広い1組のワークコイルを沿わせて設置するか、または同底面の中心部側に位置して巻かれた第1のワークコイルと同底面の外周部側(第1のワークコイルの半径方向外側)に上記第1のワークコイルと所定の間隔を置いて巻かれた第2のワークコイルとの内外2組のワークコイルを内鍋の底面形状に沿わせて曲面型に設置したもの、さらには同第1,第2のワークコイルに加えて上記内ケースの側面側に第3のワークコイルを設置したもの、などの誘導加熱構造が採用されている。
そして、磁性金属材料よりなる内鍋の場合、内鍋自体が電磁誘導により直接発熱し、底部から側部全体への熱伝導性も良好なので、内鍋全体に亘り均一な加熱が達成できる。
また、一方最近では、ご飯の炊き上がりをより良好ならしめるために、上記磁性金属材料よりなる内鍋に替えて、セラミック材よりなる内鍋(いわゆる土鍋)の採用が検討されている。
この場合、内鍋自体が電磁誘導によって発熱しないため、例えば内鍋の底部および底部近傍(一例として底部と側壁部との間の湾曲面部など)に特に誘導効率の高い金属製の誘導発熱体(銀ペーストなど)を配設し、該誘導発熱体を上記ワークコイル等の電磁誘導加熱手段により誘導発熱させることにより、内鍋を間接的に加熱する間接加熱構造が採用されるようになっている(特許文献1参照)。
特願2006−50257号(明細書1−9頁、図1−9)
上記のようにセラミック製の内鍋を採用した場合、内鍋の熱伝導性がよくないために誘導発熱体が局部的に発熱するとともに、間接加熱であるために対流が起こりにくいことから、内鍋内に収容された水および米が均一に加熱されにくい問題がある。しかも、内鍋からの熱伝導や輻射熱、ワークコイルの発熱により内ケース(保護枠)やワークコイルの温度が上昇するので、内ケース(保護枠)やワークコイルの耐熱温度を考慮した特別な耐熱対策が必要となり、加熱量を増大させにくい問題もある。
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、セラミック製の内鍋の底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分では側壁部分に比べて厚さを薄く形成することによって熱の透過性を向上させるとともに、誘導発熱体を内周側第1の誘導発熱体と外周側第2の誘導発熱体との2組の誘導発熱体により形成することによって対流を形成しやすくし、かつ内鍋と内ケースとの間に、内鍋自体の厚さの変化に対応して、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分までは上記内鍋と内ケースとの間の間隔が大きく、側壁部の下部から上方までは、底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分と比べて間隔が小さくなる送風路を形成し、送風ファンからの電磁誘導加熱手段を冷却した後の風を当該送風路に導入して、内鍋の底壁部から側の下部に到る湾曲面部側に上昇させることによって、第1,第2の誘導発熱体および内ケース内周面を冷却しながら内鍋外周を加温し、内ケースの耐熱限界温度を高くしながら、有効に内鍋の加熱効率、加熱状態の均一性を向上させた電気炊飯器を提供することを目的とするものである。
本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
(1) 請求項1の発明
この発明の電気炊飯器は、一部に誘導発熱体を備えた内鍋と、この内鍋を取り出し可能に収容する内ケースおよびこの内ケースを収容固定する外ケースよりなる炊飯器本体と、上記内ケースの外側に設けられ、上記内鍋を上記誘導発熱体を介して電磁誘導加熱する電磁誘導加熱手段と、この電磁誘導加熱手段と上記外ケースとの間に設けられた送風ファンと、この送風ファンからの風を上記内ケースと内鍋との間に導入する風導入口とを備え、この風導入口を介して、上記送風ファンからの風を上記内ケースと内鍋との間に導入するようにしてなる電気炊飯器であって、上記内鍋が、上記電磁誘導加熱手段による電磁誘導加熱によっては発熱しないセラミック製の鍋よりなり、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分では側壁部に比べて厚さが薄く形成されているとともに、上記誘導発熱体が内周側第1の誘導発熱体と外周側第2の誘導発熱体との2組の誘導発熱体よりなり、上記内鍋の厚さの薄い底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分の内外両方向に所定の間隔を置いて設けられ、上記内鍋と内ケースとの間には、上記内鍋自体の厚さの変化に対応して、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分までは上記内鍋と内ケースとの間の間隔が大きく、側壁部の下部から上方までは、底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分と比べて間隔が小さくなる送風路が形成されていることを特徴としている。
このような構成によると、先ず送風ファンからの風が、発熱部材である電磁誘導加熱手段を冷却した後に内ケースと内鍋との間の送風路に導入されることから、電気的に発熱して温度が上昇するワークコイル等の電磁誘導加熱手段が効果的に冷却され、温度の上昇が抑制されるとともに、さらに内鍋の一部に設けられた誘導発熱体の熱を回収して加熱されることにより、さらに温度を上昇させた熱風状態で、内鍋の側壁部全周を加温、加熱しながら上昇する。
その結果、上記送風による冷却効果により内ケースの耐熱限界温度を上昇させることができるとともに冷却後の回収熱により出力を増大させることなく内鍋側壁部の加熱効率を向上させることができ、内鍋全体の加熱性能を可及的に均一にすることができ、加熱ムラがなくなる。
しかも、同構成における上記セラミック製の内鍋は、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分では側壁部分に比べて厚さが薄く形成され、上記内鍋側部の内鍋と内ケースとの間の送風路は、上記内鍋自体の厚さの変化に対応して、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分までは上記内鍋と内ケースとの間の間隔が大きく、側壁部の下部から上方までは、底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分と比べて間隔が小さくなっている。
このように熱風を上昇させる内鍋底部から側部の送風路である内鍋と内ケースとの間の隙間を、上記内鍋自体の厚さの変化に対応して、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分までは上記内鍋と内ケースとの間の間隔が大きく、側壁部の下部から上方までは、底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分と比べて間隔が小さくなるものにすると、同側壁部部分に熱風が集中し、内ケースの側壁部外周面側に保温ヒータ等の加熱手段を設けた場合の内鍋に対する加熱効率が向上する。また、上記底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分までの隙間の広い送風路部分に熱風留り空間が形成される。
その結果、同熱風留り空間内に滞留する熱風が上記内鍋全体を包み込んだ状態で均一に加熱、加温するようになるので、より効果的に内鍋の加熱効率が向上する。
しかも、上述の送風路は、熱透過性と保熱力を考慮した内鍋自体の壁部形状の変化を有効に活用して形成しているので、特別な構造上の変更を必要としない。
さらに、その場合において、上記誘導発熱体が内周側第1の誘導発熱体と外周側第2の誘導発熱体との2組の誘導発熱体よりなり、上記内鍋の厚さの薄い底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分の内外両方向に所定の間隔を置いて設けられている。
したがって、内鍋の底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分では、各誘導発熱体がある部分とない部分で温度分布に変化が生じ、対流が生じやすくなる。
その結果、飯米に対する均一な加熱が実現される。
以上の結果、本願発明によると、従来内鍋の加熱に利用されていなかった電気的な発熱部の熱を有効に利用した高効率、かつ均一な加熱状態での御飯の炊き上げを行うことができ、省エネ性能と高火力による美味しい御飯の炊き上げ性能との両立を図ることができるようになる。
また、内ケースと内鍋との間を流れる風が内ケース内周面を冷却するので、内ケース側の耐熱性能も高くなる。
(最良の実施の形態1)
図1〜図5は、本願発明の最良の実施の形態1に係る電気炊飯器の炊飯器本体各部の構成および送風ファンの制御内容を示している。
先ず本願発明の最良の実施の形態1における電気炊飯器では、例えば内鍋(飯器ないし保温容器)3として非金属材料からなる鍋(例えば、セラミック製の土鍋、炭鍋等)が採用されており、その底壁部3aの外周面および該底壁部3aから側壁部3b面に至る間の湾曲面には、内部に誘起されるうず電流によって自己発熱が可能な、例えば銀ペースト等の金属製の第1,第2の誘導発熱体G1,G2が個別に貼設されている。
すなわち、該電気炊飯器は、同構成の内鍋3と、該内鍋3を任意にセットし得るように形成された下部側合成樹脂製の皿状の底壁部4および上部側金属製の筒状の側壁部6よりなる内ケース(保護枠)46と、該内ケース46を保持する外部筺体である有底筒状の外ケース1と、該外ケース1と上記内ケース46とを一体化して形成された炊飯器本体の上部に開閉可能に設けられた蓋ユニット(蓋)2とから構成されている。
上記内ケース4の底壁部(底部)4aの下方側にはコイルカバー93が設けられ、その上部には、図示しないフェライトコアを介し、上記内鍋3の底壁部3aの下面側と側部湾曲面側の各誘導発熱体G1,G2位置に対応して各々リッツ線が同心状に巻成された第1,第2の2組のワークコイルC1,C2が設けられており、それにより通電時には内鍋3の上記第1,第2の誘導発熱体G1,G2にうず電流を誘起して、内鍋3を間接的に加熱するようになっている。該第1,第2のワークコイルC1,C2は、例えば相互に直列に接続されている(したがって、以下の動作説明および図4の制御回路図では単にワークコイルCとして示す)。
内ケース46の皿状の底壁部4は、底面部4aの中央部にセンターセンサーCSのセンサー部嵌合口が形成されているとともに、同センサー部嵌合口の外周側上面にドーナツ状の遮熱板50が設けられている。また、外周側側面部4bの上端側には、所定幅半径方向外方に張り出したフランジ状の段部4cが設けられ、この段部4c部分に上部側筒状の側壁部6の下端6b側が係合載置されている。
他方、上部側筒状の側壁部6の上端6aは、内枠部材7を介して炊飯器本体側上端の肩部材11に連結して固定されている。
そして、上記第1,第2のワークコイルC1,C2の一端は、例えば図4の制御回路図に示すように整流回路35および平滑回路36を介した電源ラインに、また他端はIGBT(パワートランジスタ)37のコレクタにそれぞれ接続されている。
また、上記内ケース46の上部側筒状の側壁部6の外周には、炊飯および保温時において加熱手段として機能する例えばシーズヒータ等よりなる保温ヒータH1が設けられており、炊飯時および保温時において上記内鍋3の全体を有効かつ均一に加熱するようになっている。
そして、それらを例えば図4の制御回路のようにマイコン制御ユニットによって適切に駆動制御することによって適切な炊飯機能と保温機能とを実現できるようになっている。
ところで、本実施の形態の場合、例えば図2に詳細に示されるように、上記皿状の下部側底壁部4および筒状の上部側側壁部6からなる内ケース46の内周面と内鍋3の外周面との間には、その底部側から側部上方に到る送風通路を形成する隙間5a〜5gが設けられている。
この隙間5a〜5gは、上記ドーナツ板状の遮熱板50の内側センターセンサーCSの外周部5a部分では広く、遮熱板5と内鍋3の底壁部3aとの間5b部分では狭く、内鍋3の底壁部3a外周の設置用凸部31,31,31部分5cでは平面リング状の凹溝部に形成され、さらに内鍋3の底壁部3aから側壁部3bに到る湾曲部5d部分では狭い状態から徐々に広くなって上下方向にストレートな側壁部3bの下部に達した部分5eでは最も広くなって後述する断面積の大きな熱風留り空間を形成している。
そして、同内鍋3の側壁部3bの下部部分から肩部開口縁部3cに到るまでの上下方向にストレートな部分5fでは、上記内ケース46の上部側側壁部6と内鍋3の側壁部3bとが近接する位の狭い隙間に形成され、やがて外ケース1側の肩部材11と内鍋3の開口縁部3cとの間の広い隙間5gを介して炊飯器本体と蓋ユニット2との間の隙間から外部に開放されている。
一方、本実施の形態では、上下方向に対向する電磁誘導加熱手段としての第1のワークコイルC1と外ケース1の底部材1bとの間に位置して図示のように送風ファン17を設けるとともに、上記内ケース46の下部側皿状の底壁部4部分に同送風ファン17からの風を上記内ケース46と内鍋3との間の送風路に導入する第1,第2の風導入口4d,4eを設け、この第1,第2の風導入口4d,4eを介して上記送風ファン17からの風を、上記第1のワークコイルC1を冷却した後に上記内ケース46と内鍋3との間に導入し、その底部側から側部外周側全体に上昇させて行くようにしている。
この場合、上記第1,第2の風導入口4d,4eは、上記第1のワークコイルC1の内周側と外周側に位置して設けられており、内周側に位置する第1の風導入口4dから導入された風は、内ケース46の底壁部4中央のセンターセンサーCSの外周部5a部分から半径方向外周に放射状に広がって流れて行き、内鍋3の底壁部3aの第1の誘導発熱体G1から内ケース46の底壁部4側への輻射熱を可及的に吸収冷却する。
そして、半径方向外周側では、第2の風導入口4eから導入された風と合流し、同第2の風導入口4eから導入された風と共に湾曲部5dから側壁部5e側の熱風留り空間方向に流れて行くが、この場合、第2の風導入口4eから導入された温度の低い風が内ケース46側(外側)に位置する2層状態となり、内ケース46側を効果的に冷却する。
また、送風ファン17からの吹出風を上記第1,第2の風導入口4d,4eに分配するに当たっては、上記第1,第2のワークコイルC1,C2を支持しているコイルカバー93とコイルカバー等支持部材94が利用されている。
すなわち、コイルカバー93の第1のワークコイルC1の内周端側と外周端側に対応する位置には、それぞれ第1,第2の上下方向に貫通した開口93a,93bが形成されている。第1の開口93aは、センターセンサーCSの筒状のセンサーホルダー95との間に位置して形成されている一方、第2の開口93bはリブ93dを介して第2のワークコイルC2側への第3の開口93cと仕切られる形で形成されている。
そして、それら各開口93a〜93cの内、第1の開口93aはコイルカバー等支持部材94の内側筒状の開口94aを介して上記送風ファン17からの風が図示のように導入されるようになっている。
第2.第3の開口93b,93cには、コイルカバー等支持部材94の外周側の開口94bおよび外周の空間部を介して、図示のように風が導入されるようになっている。
コイルカバー94の第3の開口94cから導入された風は、第2のワークコイルC2を冷却した後、例えば炊飯器本体の前部側では、電源基板等の冷却にも使用される。なお、17a,17a・・・は、底部材1b側に形成された送風ファン17への空気取入れ口である。
このような構成によると、上記送風ファン17からの風が、発熱部材である第1のワークコイルC1を冷却した後に内ケース46の底壁部4の風導入口4d,4eを介して内ケース46と内鍋3との間に導入されることから、電気的に発熱して温度が上昇する第1のワークコイルC1が効果的に冷却され、温度の上昇が抑制されるとともに、同第1のワークコイルC1の熱によって加熱(熱交換)され、温度が上昇した温風が、先ず内ケース46底部の風導入口4d,4eを介して内ケース46の底壁部4と内鍋3の底壁部3aとの間に導入され、内鍋3の底壁部3aの誘導発熱体G1,G2で加熱されることにより、さらに温度を上昇させた熱風状態で、内鍋3の側壁部3bの全周を加熱しながら上端部側まで上昇する。
その結果、出力を増大させることなく内鍋3の側壁部3b部分の加熱効率を向上させることができ、内鍋3全体の加熱性能を可及的に均一にすることができ、加熱ムラがなくなる。
しかも、その場合において、上記送風路を形成している内鍋3と内ケース46との間の隙間5eは、特に内鍋3の底壁部3aの外周部分から上下方向にストレートな側壁部3bの下部に到る湾曲面に対応する5d〜5e部分では、内鍋3の厚さを側壁部3b部分よりも薄くして壁部外周面に段差を形成することにより特に断面積を広くして、図2のような熱風留り空間を形成するようにしており、同空間内に熱風を滞留させ、内鍋3の底壁部3aから側壁部3bに亘る部分を熱風で効率良く包んで補助加熱し、かまど加熱状態を実現するようになっている。
したがって、上記内鍋3の加熱効率改善効果が、より向上する。
また、逆に内鍋3の上下方向にストレートな側壁部3b部分の厚さは、上記湾曲部および底壁部3a側よりも厚くなっていて保熱性が高くなっているとともに、上記内ケース46の上部側筒状の側壁部6との間の隙間5fが小さく、近接状態で送風路を形成するようにしている。
したがって、同構成では、内ケース46の上部側筒状の側壁部6の外周に設けられた保温ヒータH1からの熱が同内鍋3の側壁部3bに対して可及的有効に作用し、内鍋3側側壁部3b部分の加熱効率が、さらに有効に向上する。
また、以上の構成における上記送風路を形成している隙間5a〜5fは断熱保温空間としても機能するとともに、特に誘導発熱体G1,G2に対応する隙間5b,5d部分では内ケース46の合成樹脂(PET)よりなる下部側皿状の底壁部4の耐熱限界を高くする輻射熱遮断空間としての作用も有している。
一方、上述の炊飯、保温機能に対するタイマー予約や炊飯および保温メニューの選択、それら各メニューに対応した加熱量、加熱パターン、保温温度、保温時間などの操作設定は、当該電気炊飯器本体の図示しない前面部に設けられた、図3のような操作パネル20の各種入力スイッチ群22a〜22hを介してユーザーにより行われ、その設定内容に応じて最終的に上記第1,第2のワークコイルC1,C2および保温ヒータH1が適切に制御されるようになっている。
また、上記操作パネル20の中央部には、炊飯、保温の各メニュー、設定された保温温度、設定保温時間並びに現在時刻および炊飯完了までの残時間その他の必要事項を表示する液晶表示部21が設けられている。
また、上記内ケース4の図示しない前面部側には、例えば図4に示されるような、第1,第2のワークコイルC1,C2、保温ヒータH1、蓋ヒータH2等を駆動制御する、上記IGBT37や保温ヒータ駆動回路33、肩ヒータ駆動回路45、電源電圧整流用のダイオードブリッジよりなる整流回路35、平滑回路36、マイコン制御ユニット32などを備えた制御回路基板が上下方向に立設して設けられている。
また上記外ケース1は、例えば合成樹脂材で形成された上下方向に筒状のカバー部材1aと、該カバー部材1aの上端部に結合された合成樹脂製の肩部材11と、上記カバー部材1aの下端部に一体化された合成樹脂製の底部材1bとからなり、かつ上記内ケース46の底壁部4との間に所定の広さの断熱および通風空間部を形成した全体として有底の筒状体に構成されている。
さらに、上記内ケース46の下部側皿状の底壁部4の中央部には、上述の如く上下方向に同心状に貫通したセンターセンサー嵌合口(センターセンサー収納空間部)が形成されており、該センターセンサー収納空間部中に上下方向に昇降自在な状態で、かつ常時コイルスプリングにより上方に上昇付勢された状態で図2に示す内鍋温度検知センサS1および内鍋検知スイッチS2を備えたセンターセンサーCSが設けられている。
一方、符号2は蓋ユニットであり、該蓋ユニット2は、その外周面を構成するとともに中央部に調圧パイプ15を備えた合成樹脂製の外カバー12と、該外カバー12の内側に嵌合一体化して設けられた合成樹脂製の内枠13と、該内枠13の内側開口部内にパッキン14aおよび上記調圧パイプ15を介して設けられた金属製の放熱板16aと、該放熱板16aの上面に設けられた蓋ヒータH2と、上記放熱板16aの下方に設けられた金属製の内蓋16bとを備えて構成されている。また、放熱板16aの外周縁部下方および内蓋16bの外周縁部下方には、それぞれパッキン14a,14bが設けられており、内蓋16bは、同パッキン14bを介して内鍋3の開口縁部3cの上面部に接触させられている。また、15aは調圧パイプ15内の調圧弁、15bはその下部側キャップである。
この蓋ユニット2は、図示しない上記外ケース1上部の後端側で肩部材11に対してヒンジ機構を介して回動自在に取付けられており、その開放端側には、該蓋ユニット2の所定位置に係合して該蓋ユニット2の上下方向への開閉を行うロック機構が設けられている。
したがって、該構成では、先ず炊飯時には、上記内鍋3は、上記第1,第2の2組のワークコイルC1,C2の駆動により生じる渦電流によって、その底壁部3aから側壁部3b側にかけて設けられている第1,第2の誘導発熱体G1,G2が発熱して内鍋3の底壁部3aから側壁部3bに亘る部分が加熱されるとともに保温ヒータH1によって内鍋3の側壁部3bが加熱される。
しかも、同状態において、上述のように送風ファン17による熱風が供給されて内鍋3の全体を包み込む。その結果、例えば炊飯量が多い時などにも内鍋3の全体を略均一に加熱して加熱ムラなく効率良く炊き上げる。また、沸騰工程以降の水分がなくなった状態における内鍋3の底壁部3aの局部的な熱の集中を防止して焦げ付きの発生を防止することができる。
次に、保温時には、上記内鍋3の側壁部3bに対応して設けられた上記保温ヒータH1および放熱板16aに設けられた蓋ヒータH2の駆動により、内鍋3の底壁部3aから側壁部3bおよび上方部の全体が適切な加熱量で均一に加熱されて加熱ムラのない保温が実現される。
一方、上記制御回路基板9のマイコン制御ユニット32には、上記各入力スイッチ22a〜22hを介して入力されたユーザーの指示内容を判断する所望の認識手段が設けられており、該認識手段で認識されたユーザーの指示内容に応じて所望の炊飯又は保温機能、所望の炊飯又は保温メニュー、それら炊飯又は保温メニューに対応した所定の加熱パターンを設定して、その炊飯加熱制御手段又は保温加熱制御手段を適切に作動させて所望の炊飯又は保温を行うようになっている。
したがって、ユーザーは、上記各入力スイッチ22a〜22hを使って炊飯又は保温、タイマー予約、予約時刻設定、白米又は玄米、早炊、おかゆ、すしめし、炊き込み等の炊き分け、通常モード又は省エネモードその他の各種の炊飯又は保温機能の選択設定内容を入力すれば、それに対応した機能内容が当該マイコン制御ユニット32内の認識手段を介して炊飯および保温加熱パターン等設定部に自動的に設定入力され、対応する炊飯又は保温加熱制御が所望の制御パターンで適切になされるようになる。
(炊飯器本体側制御回路部分の構成)
次に、図4は上述のように構成された炊飯器本体側の炊飯および保温制御、その他の制御を行うマイコン制御ユニット32を中心とする制御回路部分の構成を示す。
図中、符号32が上述のような炊飯加熱制御手段および保温加熱制御手段、内鍋温度判定手段、内鍋検知手段、ブザー報知手段等を備えた炊飯・保温・保温中止判定等制御用のマイコン制御ユニット(CPU)であり、該マイコン制御ユニット32はマイクロコンピュータを中心として構成され、例えば内鍋3の温度検知回路部、ワークコイル駆動制御回路部、内鍋3の検知回路部、発振回路部、リセット回路部、保温ヒータおよび蓋ヒータ等駆動制御回路部、ブザー報知部、電源回路部等を各々有して構成されている。
そして、先ず上記内鍋3の底壁部3a側センターセンサーCS部の内鍋温度検知センサS1、内鍋検知スイッチS2に対応して設けられた温度検知回路43および鍋検知回路44には、例えば上記内鍋温度検知センサS1による内鍋3の底壁部3aの温度検知信号、内鍋検知スイッチS2による鍋検知信号がそれぞれ入力されるようになっている。
また、上記ワークコイル駆動制御回路部は、例えばパルス幅変調回路41、同期トリガー回路40、IGBT駆動回路42、IGBT37、共振コンデンサ38によって形成されている。そして、上記マイコン制御ユニット32のワークコイル駆動制御回路部により、上記パルス幅変調回路41を制御することにより、例えば炊飯工程に応じて上記ワークコイルC(C1,C2)の出力値および同出力値でのONデューティー比(例えばn秒/16秒)をそれぞれ適切に変えることによって、炊飯工程の各工程における内鍋3の加熱温度と加熱パターンを炊飯量を考慮して適切に可変コントロールし、均一な吸水作用と加熱ムラのないご飯の炊き上げを実現するための適切な出力制御が行われるようになっている。
また同マイコン制御ユニット32の保温ヒータ駆動制御回路部および蓋ヒータ駆動制御回路部により、それぞれ保温ヒータ駆動回路33および蓋ヒータ駆動回路24を制御することにより、トランジスタ33a,24aをスイッチングし、例えば保温又は炊飯工程に応じて上記保温ヒータH1、蓋ヒータH2の出力値および同出力値でのONデューティー比(例えばn秒/16秒)をそれぞれ適切に変えることによって、保温又は炊飯工程の各工程における内鍋3の加熱温度と加熱パターンとを実際の炊飯量を考慮して適切に可変コントロールするための適切な出力制御が行われるようになっている。
また、符号22a〜22hは上述した図3の各種入力スイッチであり、同スイッチ22a〜22hの必要なものが適切に操作されると、上記マイコン制御ユニット32側の認識手段によってユーザーの指示内容が認識され、その認識内容に応じて所望の炊飯又は保温加熱パターンを設定して上記炊飯加熱制御手段又は保温加熱制御手段を適切に作動させて所望の炊飯又は保温を行うようになっている。
したがって、ユーザーは、同入力スイッチ22a〜22hを使用して炊飯又は保温、タイマー予約、予約時刻設定、白米又は玄米、早炊、おかゆ、かため又はやわらかめ、すしめし、炊き込み等の炊き分け、通常モード又は省エネモード等の各種の炊飯又は保温機能の選択設定内容を入力すれば、それに対応した機能内容が当該マイコン制御ユニット32の上述した認識手段を介して炊飯又は保温加熱パターン設定部に自動的に設定入力され、対応する炊飯又は保温加熱制御が適切になされる。
なお、図3中の符号23aは炊飯表示ランプ、23bは保温表示ランプ、23cは予約表示ランプ、また図4中の符号39は、上記IGBT37のフライホイールダイオード、35は、家庭用AC電源30との間に挿入された上記ワークコイル駆動用のダイオードブリッジを内蔵した電源側整流回路、36はその平滑回路である。
さらに、符号17は前述の送風ファン、16は同送風ファン17の駆動回路、21は液晶表示部である。この実施の形態の場合、上記液晶表示部21には、上記入力スイッチ22a〜22hのON操作に対応して所望のメニューや時刻等の必要事項が表示され、以後設定内容に応じた必要な表示がなされて行くようになっている。
なお、図4の制御回路では、繁雑さを避けるために、上記マイコン制御ユニット32側への定電圧電源回路は省略して示している。
(炊飯〜保温制御)
次に、図5のフローチャートは、本最良の実施の形態1の炊飯〜保温工程における上記送風ファン17の制御フローを示すものである。
すなわち、該炊飯〜保温工程における送風ファン17の制御フローでは、先ず炊飯器本体側の炊飯スイッチ22aが押された時点で、上述のワークコイルC1,C2、保温ヒータH1等をONにして炊飯を開始し、その制御動作をスタートさせる。
そして、それと同時に吸水タイマーのタイマー動作をスタートさせて吸水工程に入る。
そこで、同吸水工程に入ったことを、まずステップS1で判定する。そして、実際に吸水工程に入ったことが確認されると(YES)、この状態では未だ内鍋3およびワークコイルC1,C2の温度も高くないので、続くステップS2で上記送風ファン17をOFFに維持し、速やかに吸水温度まで上昇させて安定した吸水状態を維持する。
その後、同吸水工程の吸水時間が経過して炊き上げ工程に入ると、ステップS3で実際に炊き上げ工程に入ったか否かを判定して、YESの場合には上記ワークコイルC1,C2のフルパワー出力で内鍋3を加熱するとともに、ステップS4で送風ファン17を駆動して、第1,第2のワークコイルC1,C2の冷却、それによる熱風の供給を開始し、内鍋3の全体を均一に効率良く加熱し、飯米を速やかに昇温させる。また、発生するおねばを冷却して、ふきこぼれを防止する。
その後、ステップS5に進み、炊き上げが完了して、むらし工程に移行したか否かを判定し、YESのむらし工程に移行した場合には、ステップS6に進んで上記送風ファン17を断続的にON,OFF制御し、置き火加熱状態を実現し、余分な水分を外部に放出する。
そして、その後、ステップS7で同むらし工程が終了(むらし時間が経過)して保温工程に移行したか否かを判定し、同判定の結果、YESと判定されると、ステップS8で上記送風ファン17をOFFにして保温ヒータH1のONによる保温工程を実行する。
(最良の実施の形態2)
次に図6は、本願発明の最良の実施の形態2に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
この実施の形態では、上述の最良の実施の形態1のように、内鍋3として熱伝導性の低いセラミック製等の土鍋を採用するとともに、送風ファン17により、第1のワークコイルC1およびその誘導発熱体G1,G2部分の熱を誘導発熱体G1,G2のない側壁部3b部分に流して内鍋3全周の加熱に有効利用するとともに同風により誘導発熱体G1,G2からの内ケース46方向への輻射熱の影響を抑制するようにした場合において、特に内ケース(保護枠)46内周面の上記誘導発熱体G1,G2に対応する部分に各々図示のような凹状の溝80,80を複数本設け、この複数本の溝80,80を利用して上記内鍋3の全周に効果的に送風ファン17からの風が回るようにしたことを特徴とするものである。
この溝は、例えば上述したセンタ−センサーCSの周囲(内側)に1本とそれよりも半径方向外周部(外側)に1本との少なくとも2本設ける。
このような構成によると、送風ファン17からの風により、第1,第2の各ワークコイルC1,C2部分の冷却および第1,第2の誘導発熱体G1,G2から内ケース46方向への輻射熱を吸収して内ケース46の内周面部分の効果的な冷却を行えることはもちろん、第1,第2のワークコイルC1,C2、第1,第2の誘導発熱体G1,G2部分を通して高温になった熱風により、内鍋3の誘導発熱体のない側壁部3b部分が効率良く加熱されるようになる。
その結果、セラミック製の内鍋3全体の加熱性能を向上させることができ、効果的なかまど炊き状態を実現することができる。
(最良の実施の形態3)
次に図7は、本願発明の最良の実施の形態3に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
この実施の形態では、上述の最良の実施の形態2のように、内鍋3として熱伝導性の低いセラミック製等の土鍋を採用するとともに、内ケース(保護枠)46内周面の誘導発熱体G1,G2に対応する部分に各々凹状の溝80,80を複数本設け、この溝80,80を利用して送風ファン17により、第1のワークコイルC1およびその誘導発熱体G1,G2部分の熱を送風ファン17からの風とともに誘導発熱体G1,G2のない側壁部3b部分に流して内鍋3全周の加熱に有効利用するとともに同風により誘導発熱体G1,G2からの内ケース46方向への輻射熱の影響を抑制するようにした場合において、内ケース4のセンタ−センサーCSを囲む嵌合口縁部に筒状のリブ84を立設して、上記送風ファン17からの風が直接センターセンサーCSのセンサキャップ部分に当たらないようにしたことを特徴とするものである。
このような構成によると、センターセンサーCSの内鍋温度検知感度に影響を与えることなく、送風ファン17からの風により、第1,第2の各ワークコイルC1,C2および第1,第2の誘導発熱体G1,G2部分の冷却を行えることはもちろん、第1,第2のワークコイルC1,C2および第1,第2の誘導発熱体G1,G2部分を冷却して高温になった熱風により、内鍋3の第1,第2の誘導発熱体G1,G2のない部分が熱風で効率良く加熱されるようになる。
その結果、セラミック製の内鍋3全体の加熱性能を向上させることができ、より確実にかまど炊き状態を実現することができる。
(最良の実施の形態4)
次に図8は、本願発明の最良の実施の形態4に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
この実施の形態では、上述の最良の実施の形態1,2,3のように、内鍋3として熱伝導性の低いセラミック製等の土鍋を採用するとともに、送風ファン17により、第1のワークコイルC1およびその誘導発熱体G1,G2部分の熱を誘導発熱体G1,G2のない側壁部3b部分に風とともに流して内鍋3全周の加熱に有効利用するとともに同風により誘導発熱体G1,G2からの内ケース46の方向への輻射熱の影響を抑制するようにした場合において、上述した内ケース46下部側底壁部4のセンターセンサーCSを囲む嵌合口部90の外周に断面逆U字形の磁性金属材よりなる発熱リング91を設け、内鍋3の底壁部3aを上記発熱リング91の上部側面で支持するとともに、上記送風ファン17からの風が直接センサキャップ部分に当たらないようにして内鍋3の側壁部3b側に流すようにしたことを特徴とするものである。
このような構成によると、センターセンサーCSの内鍋温度検知感度に影響を与えることなく、送風ファン17からの風により、第1,第2の各ワークコイルC1,C2および第1,第2の誘導発熱体G1,G2部分の冷却を行えることはもちろん、第1,第2の誘導発熱体G1,G2部分に加え、発熱リング91を介してより高温になった熱風により、内鍋3の誘導発熱体のない部分が熱風で効率良く加熱されるようになる。
その結果、より有効にセラミック製の内鍋3全体の加熱性能を向上させることができ、より確実にかまど炊き状態を実現することができる。また、余熱によりセンターセンサーCSの温度検知性能の応答性が向上する。
(最良の実施の形態5)
次に図9は、本願発明の最良の実施の形態5に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
この実施の形態は、上述の最良の実施の形態2〜4の構成のリング状の凹溝80,80に代えて、内ケース(保護枠)46の下部側底壁部4の内周面に所定の間隔を保って複数本の螺旋状のリブ(凸状)L1〜Lnを底部4a側から側部面4b側に昇って行くように平行に延設し、これらリブL1〜Ln間に冷却風および熱風通路を形成したことを特徴とするものである。
このような構成によっても、上記最良の実施の形態2〜4のものと同等ないし、それ以上の有効な作用を実現することができる。
(最良の実施の形態6)
次に図10は、本願発明の最良の実施の形態6に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
前述のように、セラミック製の内鍋は熱伝導性が悪いため、内鍋3の表面に設けた誘導発熱体G1,G2が高温になり、内ケース(保護枠)46の合成樹脂(PET)部分の耐熱温度が不足する問題点がある。
そこで、この問題を解決するために、上述の最良の実施の形態1〜5のように、送風ファン17を設けて、内ケース46側面に熱風を吹きつけることにより、内ケース(保護枠)46の表面を冷却するとともに、誘導発熱体G1,G2および内鍋3の表面の熱の拡散を図るようにすると、炊きむらを防止し、かまど加熱状態を実現することができる。
ところが、そのようにした場合、そのままではセンターセンサーCSの温度検知部に風が当たって温度検知性能に影響を与える問題がある。この場合、上述の最良の実施の形態3のように筒状のリブ84を内ケース46と合成樹脂で一体成形して防風壁とすることも可能であるが、その場合、耐熱温度上の問題がある。
また、発熱リング91を設けて防風壁とするとともに内鍋3を支持するようにすると、温度検知の応答性は向上するが、逆にセンターセンサーCSの温度検知部が発熱リング91の発熱温度の影響を受ける問題がある。
さらに、それと同時に送風ファン17からの風を如何に第1,第2のワークコイルC1,C2および内鍋3側に効果的に分配するかと言った課題もある。
そこで、この実施の形態では、先ずセンターセンサーCSの送風ファン17による冷却を避けるため、内鍋3は耐熱性の高いセラミック製のセンサーカバー92で受けるようにする。このようにすると、内鍋3を底面で受けるため、土鍋等内鍋3の寸法のバラツキが大きいような場合にも、内鍋3をセットした時の内鍋3と第1,第2のワークコイルC1,C2との距離が安定する。
また、外ケース1の底部に設けた送風ファン17は、図示の如く、くの字状に変形したコイルカバー93を使って、例えば前述した電源基板側、第1,第2のワークコイルC1,C2側、内ケース(保護枠)46と内内鍋3との間側の3方にバランス良く分割して送風可能にする。
このような構成によっても、上述の最良の実施の形態1〜4の場合と略同様の作用効果が得られることはもちろん、第1,第2のワークコイルC1,C2のコイルカバー93をくの字状に変形させるだけの簡単な構成で、適切な風の分流が可能となるので、極めて低コストに実現されることになる。
(参考例1)
次に図11は、本願発明の参考例1に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
この実施の形態は、必ずしも上述の最良の実施の形態1〜5のように、内鍋3をセラミック製の鍋としたものではなく、通常のステンレス製の内鍋が採用されているが、その場合において、内鍋3の側壁部3bと内ケース(保護枠)46の側壁部6との間に、特に上述の最良の実施の形態1のものと同様の熱風留り空間Bを設ける一方、この熱風留り空間Bから上方の炊飯器本体1と蓋ユニット2との間の熱風排出隙間に到る内ケース(保護枠)46の側壁部6と内鍋3の側壁部3bとの間の通風路を狭くしたことを特徴とするものである。
上記熱風留り空間Bは、内ケース46の側壁部6および内鍋3の側壁部3bに、それぞれ内外外方向への段差部を設けることによって形成されている。これらの段差部a,bは、内ケース46側底壁部4の外周部4b側上端の側壁部載置用フランジ部4cを外側に張り出させるとともに、内鍋3の側壁部3bの外径を2段階に変えることにより形成されている。
また、同段差部a,bは、好ましくは内鍋3の満水目盛位置FLよりも高い位置に形成され、上記熱風留り空間Bの上端部が飯米および水の無い空間部分をも効率良く加熱するようになっている。
また、上記熱風留り空間Bの上部外周には第3のワークコイルC3を配置することにより内鍋3の側壁部3bの加熱効果を増大させる一方、上記熱風留り空間Bを形成するための内ケース46の上部側側壁部6は、合成樹脂成形により図示のような2重壁構造として内側に断熱空間を設け、その上の凹溝部部分に第3のワークコイルC3を設置している。
また、同構成では本体前部の電源PB1やマイコン基板PB2を冷却する冷却ファン17bを上述の送風ファン17aとは別に設けている。
このような構成によると、外ケース1底部側の送風ファン17より内ケース46と内鍋3との間に熱風を吹きこんだ場合において、内鍋3の側壁部3b部分に対応して熱風留り空間Bを設け、さらに同熱風留り空間Bに対して第3のワークコイルC3を設けることにより、加熱効果をあげて、米と水のない空間加熱を促進させ、加熱時の温度ムラをなくし、炊きあがり性能を向上させることができる。
(最良の実施の形態7)
次に図12は、本願発明の最良の実施の形態7に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
この実施の形態は、上述の最良の実施の形態5のように、内ケース46と内鍋3との間に熱風を流し、内鍋3の側壁部3bの下部から上部までを熱風により効率良く加熱して所謂かまど炊き状態を実現するようにしたものにおいて、内鍋3加熱後の当該熱風を炊飯器本体と蓋ユニット2との間の隙間からそのまま外部に排出させるのではなく、例えば図12に示すように、さらに蓋ユニット2側の肩ヒータH3により加熱される蓋カバー(放熱板)16aと内蓋16bとの間の空間を通して蒸気放出用調圧パイプ15の外周に設けた熱風通路を介して蒸気キャップ15cの開口部分から外部に放出させるようにすることによって、炊飯時には内鍋3の全周を効率良く加熱するとともに、同内鍋3加熱後の熱風によって発生するおねばを効果的に冷却し、吹きこぼれを生じさせることなく、強火力での効果的なかまど炊き状態を実現するようにしている。
この場合、上記蒸気キャップ15c部分に調圧弁15dを設けるとともに、同調圧弁15dの調圧コイル15e,15fに形状記憶合金を用いることによって、炊飯による蒸気温度の上昇によって炊飯中に開放させる一方、蒸気の出ない保温中は気密に閉塞させるようにする。
以上に述べたような熱風を用いるセラミック製の内鍋3を使用した炊飯においては、炊飯中は効率良く熱風を内鍋3周りに通過させる必要がある一方、保温中においては、外気との連通を避け、保湿を行うとともに、省エネにも配慮しなければならない。このような要求に対して、上記のように内鍋3部分から蓋ユニット2部分までを1つの連続する熱風送風路96a〜96bで包み込むような構造にすると、そのような要望に十分に応えることができる。
(参考例2)
次に図13は、本願発明の参考例2に係る電気炊飯器の炊飯器本体の要部の構成を示している。
この参考例では、炊飯器本体の上部を覆う蓋ユニット2を炊飯器本体に対して着脱可能に構成し、丸洗いできるようにしている。
着脱式の蓋ユニット2を備えた炊飯器本体において、おいしいご飯を炊こうとする場合、可能な限り高火力で炊飯したいが、高火力にしすぎると、蓋ユニット2との間からふきこぼれるという問題が生じる。
そして、ふきこぼれを抑えつつ、高火力にすると、おねばの発生量が増大するので、おねばを溜める部分の体積を大きくする必要があり、製品の大きさが大きくなるという問題点が生じる。
そこで、この参考例では、例えば図13に示すように、炊飯器本体内の側部に送風ファン17を設け、同部分から蓋ユニット2側に設けた筒状の風導入口97に向かって送風し、蓋ユニット2内の風路98を通して、放熱板16に向け送風するようにする。
放熱板16は、送風通路部と蒸気放出通路部とをパッキン14によって区分する。
発生したおねばは、放熱板16に接触するが、送風ファン17から送風された風が放熱板16を冷やしているため、蒸気排出口99からはふきこぼれない。
送風ファン17は、炊飯中の炊き上げ工程(沸騰直前)で駆動を開始し、ご飯の乾燥等を防ぐために、むらし工程以降では停止するようにする。
このような構成によると、おねばは送風部と混流しないため、周囲環境に関わらず衛生的であると同時におねばの逆流防止等の機構が不要となり、また製品の大きさを大きくすることなく、高火力で炊飯してふきこぼれを抑えて、おいしいご飯を炊き上げることができるようになる。
(参考例3)
次に図14は、本願発明の参考例3に係る電気炊飯器の蓋部の構成を示している。
この実施の形態の場合、上記参考例2の場合と同様の目的を達成するに際し、蓋ユニット2の内部に直接放熱板冷却ファン67を設け、該放熱板冷却ファン67から風をストレートに放熱板16に吹き付けて、上述した高火力炊飯時のおねばの上昇を抑制するようにしたことを特徴とするものである。
このような構成によっても、上記参考例2の場合と全く同様の作用効果を得ることができることはもちろん、炊飯器本体側から蓋ユニット2側に到る複雑で長い送風通路が不要となるため、より製品の小型化が図られる。
本願発明の最良の実施の形態1に係る電気炊飯器本体の構成を示す断面図である。 同電気炊飯器本体の要部の構成を拡大断面図である。 同電気炊飯器の操作パネル部分の正面図である。 同電気炊飯器の制御回路部分の構成を示すブロック図である。 同電気炊飯器のマイコン制御ユニットによる炊飯、保温工程における送風ファンの制御内容を示すフローチャートである。 本願発明の最良の実施の形態2に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の最良の実施の形態3に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の最良の実施の形態4に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の最良の実施の形態5に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の最良の実施の形態6に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の参考例1に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の最良の実施の形態7に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の参考例2に係る電気炊飯器本体の要部の構成を示す断面図である。 本願発明の参考例3に係る電気炊飯器本体の蓋部の構成を示す断面図である。
C1〜C3,Cは第1〜第3のワークコイル、H1は保温ヒータ、H2は蓋ヒータ、H3は肩ヒータ、1は外ケース、2は蓋ユニット、3は内鍋、16,16aは放熱板、17,17aは送風ファン、32はマイコン制御ユニットである。

Claims (1)

  1. 一部に誘導発熱体を備えた内鍋と、この内鍋を取り出し可能に収容する内ケースおよびこの内ケースを収容固定する外ケースよりなる炊飯器本体と、上記内ケースの外側に設けられ、上記内鍋を上記誘導発熱体を介して電磁誘導加熱する電磁誘導加熱手段と、この電磁誘導加熱手段と上記外ケースとの間に設けられた送風ファンと、この送風ファンからの風を上記内ケースと内鍋との間に導入する風導入口とを備え、この風導入口を介して、上記送風ファンからの風を上記内ケースと内鍋との間に導入するようにしてなる電気炊飯器であって、上記内鍋が、上記電磁誘導加熱手段による電磁誘導加熱によっては発熱しないセラミック製の鍋よりなり、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分では側壁部に比べて厚さが薄く形成されているとともに、上記誘導発熱体が内周側第1の誘導発熱体と外周側第2の誘導発熱体との2組の誘導発熱体よりなり、上記内鍋の厚さの薄い底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分の内外両方向に所定の間隔を置いて設けられ、上記内鍋と内ケースとの間には、上記内鍋自体の厚さの変化に対応して、その底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分までは上記内鍋と内ケースとの間の間隔が大きく、側壁部の下部から上方までは、底壁部から側壁部の下部に到る湾曲面部分と比べて間隔が小さくなる送風路が形成されていることを特徴とする電気炊飯器。
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