JP5197339B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、一般家庭或いは業務用に使用する炊飯器に係り、更に詳しくは電磁式による調圧弁の動作不具合時における故障を防ぐことを目的とするものに関する。

従来、圧力式の炊飯器は内鍋内の温度を高めて外気よりも圧力を高めてよりおいしいご飯を炊くものであるが、外気と内釜内を連通する流体通路を備え、その流体通路を開閉して内釜内の圧力を調節する調整弁機構を設けている。

その調整弁機構としては、流体通路の途中に設けた連通口を閉塞・開放するボール状の重りからなる弁体と、プランジャを軸方向に進退可能に配設したソレノイドと、そのソレノイド動作によって弁体への開閉動力を伝達する熱可塑性樹脂製の伝達部材からなるものが公知である。
また、流体通路は内釜及び内釜上面開口部を開閉自在に覆う蓋並びに蓋の内釜対面側に設けた内蓋と上面側に設けた蒸気口によって構成され、ボール状からなる弁体は内蓋の組立の際に構成されまた、ソレノイド及び関連動作部材は熱可塑性樹脂で形成された蓋下体の組立の際に構成されている（特許文献１参照）。

特許第３５１７３７８号公報（第１頁、図２）

しかしながら、従来の圧力式の炊飯器は、その特性上、炊飯時の高温による内圧の増加によって外郭を形成する部材への圧力荷重が大きく、特に炊飯器本体の開口を開閉する開閉機構をもったものについては、圧力保持のための構造上の配慮を怠ると開閉機構の部分での圧力が突出して大きくなるため、重大な事故に繋がるおそれがある。
以上のことを踏まえつつ、構造面においては内釜内の内圧を常に受けている蓋下体のダメージが最も大きく、つまりは内圧により蓋が上方に押し上げられる力が発生し、高温にさらされるために熱可塑性樹脂製の蓋下体の変形が促進される。

そして、炊飯が終了すると圧力が抜け、徐々に温度が保温温度又は部屋内雰囲気温度へ向かって低下するため、圧力及び高温によって変形していた蓋下体も変形前の形状へ回復しつつあるが、これら一連の動作を毎日・毎回繰り返すうちに僅かながらの永久変形が蓄積される。
また、同じく樹脂で形成された伝達部材についても同様の傾向である。一方で、樹脂は特性上、季節や成形条件によって寸法バラつきや反り等の現象が生じるために可動や嵌合部品などは特に精度の高い寸法管理が要求されることも周知である。

ここで、前述のような変形が蓄積されると最終的には、伝達部材の動作が悪くなり、弁体の開閉に不具合が生じ次に挙げる問題が生じる。
まず、弁体の開閉動作について述べると、弁体の閉じ動作が確実に行われないと、所定の圧力がかからなくなり圧力炊飯特有の粘りや弾力のある炊飯が出来なくなりおいしさが損なわれる。
また、逆に弁体の開き動作が確実に行われないと、釜内の圧力が抜けきれなくなって外圧との差が生じ、蓋を開けたときに釜内の熱せられたご飯が周囲に飛び散り火傷等の危険が生じる。

次に、ソレノイドについて述べると、弁体の開閉動作不具合によりソレノイドへ過電流が流れて発熱を起こし、ソレノイドのヒューズ切れや最悪は焼損といった故障へと繋がるため、本体側のマイコンで位相制御を組み込む等のマイコンのシステムを複雑にしなければならない。

一方別の課題として、内蓋の取付け忘れによる誤使用炊飯も近年問題になっている。
そもそも従来は蓋内部一体にパッキンが設けられていたが、炊飯時のおねば付着等で清掃性の観点から、近年はパッキンと一体の内蓋が本体蓋に着脱自在に設けられる方式が主流になっている。
つまりは内蓋が取付けられていないと、結局は釜内部をシールするパッキンが無いことから内釜内の温度が上昇せず、正常な炊飯が出来なくなってしまう。
ところが、洗浄等で内蓋を外すことが常の上、次に炊飯するときに取り付けを忘れてしまう例が少なくない。

そこで、内蓋付け忘れ対策の一例として内蓋が無い時には蓋が閉まらない構造が公知として有るが、洗浄や乾燥等で内蓋が本体に取付けられていないときは本体の蓋を閉めることが出来ないために、埃進入等に配慮しなければならない。
また、他の一例としてはマイクロスイッチを用いて内蓋付け忘れを検知し、発熱体への電源入切を行うものも公知として有るが、マイクロスイッチ等のスイッチ構造体を設けるために、構造が複雑になりコストアップや大きさ・重量アップ等の問題があった。

本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、外気と内釜内を連通する流体通路を開閉する調圧弁体の開閉動作を行うソレノイド及び伝達部材の異常時には炊飯を中止して機器の損傷を最小限に食い止め、圧力がかからない誤炊飯を未然に防ぐことができる炊飯器を得ることを目的とする。

本発明に係る炊飯器は、内釜と、該内釜を収容する炊飯器本体と、該炊飯器本体に設けられ、前記内釜を加熱する加熱手段と、前記炊飯器本体に開閉可能に取り付けられ、該炊飯器本体の開口部を閉塞する外蓋と、該外蓋に設けられ、前記内釜内と外部とを連通する流体通路を閉塞又は開放する調圧弁と、該調圧弁を可動させるプランジャを有するソレノイドと、前記加熱手段と前記ソレノイドとを駆動制御する制御手段とを有する炊飯器において、前記ソレノイドに流れる駆動電流を検出する駆動電流検出手段を備え、前記制御手段は、前記駆動電流検出手段が炊飯開始時に検出した前記ソレノイドの駆動電流に基づいて前記ソレノイドが正常動作したか、異常動作したかを判定し、前記ソレノイドが正常動作したと判定したときは前記ソレノイドへの駆動電流の制御と共に前記加熱手段を加熱制御して炊飯を行い、前記ソレノイドが異常動作したと判定したときは前記ソレノイドへの駆動電流の通電を停止または前記加熱手段に対する加熱制御を行わないようにしたものである。

本発明に係る炊飯器によれば、内釜を収容する炊飯器本体の開口部を開閉する外蓋６に設けられ、内釜内と外部とを連通する流体通路を閉塞又は開放する調圧弁を可動させるプランジャを有するソレノイドに、制御手段は炊飯開始時に駆動電流を流し、駆動電流検出手段が検出したソレノイドに流れる駆動電流に基づいて前記ソレノイドが正常動作したか、異常動作したかを判定し、ソレノイドが正常動作したと判定したときはソレノイドへの駆動電流の制御と共に加熱手段を加熱制御して炊飯を行い、ソレノイドが異常動作したと判定したときはソレノイドへの駆動電流の通電を停止または加熱手段に対する加熱制御を行わないようにしたので、炊飯開始時における調圧弁の弁動作の不具合等に基づくソレノイドの異常動作が分かり、それに伴い加熱手段に対する加熱制御を行わず、圧力かからない誤炊飯を未然に防ぐことができる。また、ソレノイドが異常動作したと判定したときはソレノイドへの駆動電流の通電を停止するので、ソレノイドについては過電流が流れて発熱を起こし、ソレノイドのヒューズ切れや最悪は焼損といった故障を防ぐこともできるという効果を有する。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の炊飯器を示す斜視図、図２は同炊飯器の上蓋の断面図、図３は炊飯器の電気的構成を表すブロック図、図４は同炊飯器の炊飯工程におけるソレノイドの異常を示すフローチャート、図５は同炊飯器のソレノイドの正常動作時と動作不具合時における電流波形図である。なお、図１は理解を容易にするため、上蓋の一部を切欠している。
図１及び図２に示すように、炊飯器本体１は内部に着脱可能に内釜（図示省略）を備えている。その内釜は炊飯器本体１の内部に設けられた誘導コイルである加熱手段２によって加熱される。
その炊飯器本体１の上部手前側に操作パネル３が設けられている。その操作パネル３には炊き上がり状態等を表示する液晶表示の表示手段４と、炊飯キー５ａや切り・保温キー５ｂ等のキー入力手段５が設けられている。

その炊飯器本体１にはその開口部を覆う上蓋６が開閉自在に取り付けられている。その上蓋６の下面側には蓋下体７が設けられており、その蓋下体７の外面側に内蓋８が着脱自在に取り付けられている。
また、蓋下体７の内面側にソレノイド１０及びソレノイド１０のプランジャ１０ａに取り付けられた方形枠状の伝達部材１１と調圧室１２が設けられている。
その伝達部材１１は一端側中央部分がプランジャ１０ａの先端と連結しており、両端側がソレノイド１０の両側に平行に延び、他端側がソレノイド１０の端部より延出している。

そのソレノイド１０のプランジャ１０ａは上蓋６の前後方向に対して可動自在に設けられている。そして、ソレノイド１０と伝達部材１１との間にコイルスプリング１０ｂが介装され、そのコイルスプリング１０ｂによってプランジャ１０ａがソレノイド１０から飛び出すように常時付勢されている。
また、調圧室１２は上蓋６内の上蓋連通路６ａを介して上蓋６の上面に設けられた蒸気吹出穴６ｂと連通している。
その調圧室１２の伝達部材１１側に形成された開放穴１２ａには開放穴１２ａを閉塞するように弁パッキン１３が取り付けられ、その弁パッキン１３にソレノイド１０のプランジャ１０ａに取り付けられた伝達部材１１の一端側が当接している。

内蓋８の略中央部には内釜と上蓋６内を連通させる内蓋連通路９が設けられ、その内蓋連通路９の内部側に連通孔９ａが形成されており、その連通孔９ａは調圧弁である調圧ボール１４によって開閉される。
さらに、その内蓋連通路９の内部側には調圧ボール１４を内包する弁体室１５が設けられている。その弁体室１５の左右に穴１５ａ、１５ｂが設けられている。
そして、内蓋８が蓋下体７の外面側に取り付けられたときに、その弁体室１５は蓋下体７の調圧室１２内に配設される。
以上の構成において、ソレノイド１０のプランジャ１０ａの動きを伝達部材４を介して調圧室１２内に配設された弁体室１５内の調圧ボール１４を動かして内釜内の圧力をコントロールする。
さらに、内蓋８の前後方向の後端を蓋下体７の後端に設けた内蓋引掛り部７ａに引掛け、内蓋８の前後方向の先端を蓋下体７の先端に摺動可能に設けた内蓋ストッパ１６の係止爪１５ａに引掛けることにより、内蓋８を蓋下体７に着脱可能に取り付けている。なお、内蓋ストッパ１６はバネ１７により引掛り方向に付勢されている。

次に、この実施の形態１の炊飯器の電気的構成について図３のブロック図に基づいて説明する。
図３に示す制御手段２０はマイコンからなり、予め格納されたプログラムに従って炊飯から保温の各工程を実施する。その制御手段２０は炊飯器本体１内に配設された制御回路（図示省略）に設けられている。
制御手段２０には、加熱手段である誘導コイルである加熱手段２と、キー入力手段５と、表示手段４と、ソレノイド１０と、ソレノイド１０の電流を検出する駆動電流検出手段２１と、異常を報知する異常報知手段２２とが接続されている。
この実施の形態１の異常報知手段２２は警告ブザーとして異常音を発生して報知するようにしているが、異常状態を表示するようにしてもよい。

次に、本発明の実施の形態１の炊飯器の炊飯工程の動作について図４のフローチャートに基づいて説明する。
炊飯器本体１に米を入れた内釜をセットし、操作パネル３の炊飯スイッチ５ａを押すと炊飯が開始される（ステップＳ１）。炊飯が開始されると、制御手段２０は最初にソレノイド１０に駆動電流を流す（ステップＳ２）。
ソレノイド１０の正常動作時には、図５の（ａ）に示すように、ソレノイド１０に流す駆動電流は例えば４秒のフル通電で８０ｍＡの電流が流れた後に位相制御領域に入ると１２ｍＡの電流が流れ、振幅が小さくなるが、ソレノイド１０の動作不具合による異常動作時には、図５の（ｂ）に示すように２２ｍＡの電流が流れ、振幅が小さくなりきれていない。
このように、ソレノイド１０の動作不具合による異常動作時にソレノイド１０に流す駆動電流が正常動作時よりも大きくなるのは、伝達部材１１やプランジャ１０ａ等の不具合からソレノイド１０に過電流が流れるためである。そして、ソレノイド１０に過電流が流れると、発熱を起こし、ソレノイド１０のヒューズ切れや最悪は焼損を起こすことになる。
そこで、この振幅の違い、即ち電流値の違いからマイコンであるが制御手段２０がソレノイド１０が正常動作したか、異常動作したかを判定する。
このように制御手段２０がソレノイド１０に駆動電流を流し、その駆動電流を駆動電流検出手段２１が検出する。そして、制御手段２０では、駆動電流検出手段２１が検出した電流値と予め設定された例えば１７ｍＡの基準値とを比較し、その電流値が基準値より小さい場合にはソレノイド１０が正常動作したと判定し、その電流値が基準値より大きい場合にはソレノイド１０が異常動作したと判定する。
制御手段２０がソレノイド１０が正常動作したと判定した場合は加熱手段２を駆動して炊飯工程を実施し（ステップＳ３、Ｓ４）、制御手段２０がソレノイド１０が異常動作したと判定した場合は加熱手段２を駆動せず、炊飯工程は実施されずに、異常報知手段２２である警告ブザーを鳴らして異常を使用者に報知する（ステップＳ３、Ｓ５）。
そして、炊飯工程の実施後や、異常を使用者に報知した後にはソレノイド１０への駆動電流の通電は停止される（ステップＳ６）。

この実施の形態１では、内釜を収容する炊飯器本体１の開口部を開閉する外蓋６に設けられ、内釜内と外部とを連通する流体通路のうちの内蓋連通路９の連通孔９ａを閉塞又は開放する調圧ボール１４を可動させるプランジャ１０ａを有するソレノイド１０に、制御手段２０は炊飯開始時に駆動電流を流し、駆動電流検出手段２１が検出したソレノイド１０に流れる駆動電流の電流値と基準値とを比較し、その電流値が基準値より小さいときにはソレノイド１０が正常動作したと判定し、ソレノイド１０への駆動電流の制御と共に加熱手段２を加熱制御して炊飯を行い、その電流値が基準値より大きいときにソレノイド１０が異常動作したと判定したときには、ソレノイド１０への駆動電流の通電を停止すると共に加熱手段２に対する加熱制御を行わず、異常報知手段２２を動作させて異常報知を行うようにしたので、炊飯開始時における調圧ボール１４の弁動作の不具合等に基づくソレノイド１０の異常動作が分かり、それに伴いソレノイド１０への駆動電流の通電を停止すると共に加熱手段２に対する加熱制御を行わないため、圧力がかからない誤炊飯を未然に防ぐことができ、異常報知手段２２による異常報知により使用者も調圧ボール１４の弁動作の不具合等を知ることができ、さらにソレノイド１０については過電流が流れて発熱を起こし、ソレノイド１０のヒューズ切れや最悪は焼損といった故障を防ぐこともできる。
なお、実施の形態１では、ソレノイド１０が異常動作したと判定したときは、ソレノイド１０への駆動電流の通電を停止すると共に加熱手段２に対する加熱制御を行わない例を示したが、図８に示すように、図４のステップＳ５の実行後、ステップＳ４を実行し、異常報知を行うとともに加熱手段２に対する加熱制御は行うが、ソレノイド１０への駆動電流の通電を停止するようにしてもよい。また、図９に示すように、図４のステップＳ６を削除し、異常報知を行って加熱手段２に対する加熱制御は行わないが、ソレノイド１０への駆動電流の通電を継続するようにしてもよい。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２の炊飯器を示す斜視図、図７は同炊飯器の上蓋の断面図である。なお、図６は理解を容易にするため、上蓋の一部を切欠している。
この実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態２は、実施の形態１と内蓋ストッパ１６の構成が異なるものである。
この実施の形態２の内蓋ストッパ１６は、係止爪１６ａの他に、その上面内側に蓋下体７を貫通して突出する伝達部材ストッパ１６ｂを設けたものである。

この実施の形態２における内蓋ストッパ１６の動作について説明する。
内蓋８の上蓋６に対する未装着時には、内蓋ストッパ１６がバネ１７によって内蓋引掛け方向に付勢された位置にあり、内蓋ストッパ１６の伝達部材ストッパ１６ｂに伝達部材１１におけるソレノイド１０の端部より延出する他端側が当接するため、伝達部材１１が動くことが阻止されるように構成されている。
このように内蓋ストッパ１６がバネ１７によって内蓋引掛け方向に付勢された位置にある状態で、炊飯器本体１の炊飯キー５ａを入れると、炊飯開始となってソレノイド１０に駆動電流が流れ、プランジャ１０ａがソレノイド１０内に引き込まれようとするが、プランジャ１０ａの先端と連結されている伝達部材１１の動きが内蓋ストッパ１６の伝達部材ストッパ１６ｂによって阻止されるため、プランジャ１０ａの動きがロックされると共に調圧ボール１４が動かず弁動作の不具合が生じる。

従って、ソレノイド１０に流れる駆動電流の電流値が大きくなり、制御手段２０は、駆動電流検出手段２１が検出したソレノイド１０に流れる駆動電流の電流値と基準値とを比較し、その電流値が基準値より大きいためにソレノイド１０が異常動作したと判定し、ソレノイド１０への駆動電流の通電を停止すると共に加熱手段２に対する加熱制御を行わず、異常報知手段２２を動作させて異常報知を行う。
その結果、最終的には内蓋８を取付けない状態での誤炊飯を防ぐことができる。
なお、実施の形態２においても、ソレノイド１０が異常動作したと判定したときには、ソレノイド１０への駆動電流の通電を停止すると共に加熱手段２に対する加熱制御を行わない例を示したが。実施の形態１で説明したのと同様に、図８に示すように、図４のステップＳ５の実行後、ステップＳ４を実行し、異常報知を行うとともに加熱手段２に対する加熱制御は行うが、ソレノイド１０への駆動電流の通電を停止するようにしてもよい。また、図９に示すように、図４のステップＳ６を削除し、異常報知を行って加熱手段２に対する加熱制御は行わないが、ソレノイド１０への駆動電流の通電を継続するようにしてもよい。

なお、内蓋８を上蓋６に対して装着する場合は、内蓋８の前後方向の後端を蓋下体７の後端に設けた内蓋引掛り部７ａに引掛け、蓋ストッパ１６をバネ１７による内蓋引掛け方向の付勢力に抗してその反対方向に指で摺動させ、内蓋８の前後方向の先端を蓋下体７の下面に当接させ、しかる後に指を蓋ストッパ１６から離して蓋ストッパ１６をバネ１７による内蓋引掛け方向に摺動させ、内蓋８の前後方向の先端を内蓋ストッパ１６の係止爪１５ａに引掛けることにより、内蓋８を蓋下体７に着脱可能に取り付けている。

なお、上記実施の形態１、２では、駆動電流検出手段２１によりソレノイド１０に流れる駆動電流の電流値を検出しているが、電流波形検出手段によってソレノイド１０に流れる駆動電流の電流値を検出するようにしてもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態１の炊飯器を示す斜視図。 同炊飯器の上蓋の断面図。 炊飯器の電気的構成を表すブロック図。 同炊飯器の炊飯工程におけるソレノイドの異常を示すフローチャート。 同炊飯器のソレノイドの正常動作時と動作不具合時における電流波形図。 本発明の実施の形態２の炊飯器を示す斜視図。 同炊飯器の上蓋の断面図。 同炊飯器の炊飯工程におけるソレノイドの異常を示すフローチャート。 同炊飯器の炊飯工程におけるソレノイドの異常を示すフローチャート。

符号の説明

１ 炊飯器本体、２ 加熱手段、３ 操作パネル、４ 表示手段、５ キー入力手段、５ａ 炊飯キー、５ｂ 切り・保温キー、６ 上蓋、６ａ 上蓋連通路、６ｂ 蒸気吹出口、７ 蓋下体、８ 内蓋、９ 内蓋連通路、９ａ 連通孔、１０ ソレノイド、１０ａ プランジャ、１０ｂ コイルスプリング、１１ 伝達部材、１２ 調圧室、１２ａ 開放穴、１３ 弁パッキン、１４ 調圧ボール（調圧弁）、１５ 弁体室、１５ａ 穴、１５ｂ 穴、２０ マイコン（制御手段）、２１ 駆動電流検出手段、２２ 異常報知手段。

Claims (6)

1. 内釜と、
   該内釜を収容する炊飯器本体と、
   該炊飯器本体に設けられ、前記内釜を加熱する加熱手段と、
   前記炊飯器本体に開閉可能に取り付けられ、該炊飯器本体の開口部を閉塞する外蓋と、
   該外蓋に設けられ、前記内釜内と外部とを連通する流体通路を閉塞又は開放する調圧弁と、
   該調圧弁を可動させるプランジャを有するソレノイドと、
   前記加熱手段と前記ソレノイドとを駆動制御する制御手段とを有する炊飯器において、
   前記ソレノイドに流れる駆動電流を検出する駆動電流検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記駆動電流検出手段が炊飯開始時に検出した前記ソレノイドの駆動電流に基づいて前記ソレノイドが正常動作したか、異常動作したかを判定し、
   前記ソレノイドが正常動作したと判定したときは前記ソレノイドへの駆動電流の制御と共に前記加熱手段を加熱制御して炊飯を行い、
   前記ソレノイドが異常動作したと判定したときは前記加熱手段に対する加熱制御を行わないことを特徴とする炊飯器。
2. 内釜と、
   該内釜を収容する炊飯器本体と、
   該炊飯器本体に設けられ、前記内釜を加熱する加熱手段と、
   前記炊飯器本体に開閉可能に取り付けられ、該炊飯器本体の開口部を閉塞する外蓋と、
   該外蓋に設けられ、前記内釜内と外部とを連通する流体通路を閉塞又は開放する調圧弁と、
   該調圧弁を可動させるプランジャを有するソレノイドと、
   前記加熱手段と前記ソレノイドとを駆動制御する制御手段とを有する炊飯器において、
   前記ソレノイドに流れる駆動電流を検出する駆動電流検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記駆動電流検出手段が炊飯開始時に検出した前記ソレノイドの駆動電流に基づいて前記ソレノイドが正常動作したか、異常動作したかを判定し、
   前記ソレノイドが正常動作したと判定したときは前記ソレノイドへの駆動電流の制御と共に前記加熱手段を加熱制御して炊飯を行い、
   前記ソレノイドが異常動作したと判定したときは前記ソレノイドへの駆動電流の通電を停止することを特徴とする炊飯器。
3. 前記制御手段は前記駆動電流検出手段が炊飯開始時に検出した前記ソレノイドの駆動電流の電流値と基準値とを比較し、その電流値が基準値より小さいときに前記ソレノイドが正常動作したと判定し、その電流値が基準値より大きいときには前記ソレノイドが異常動作したと判定することを特徴とする請求項１又は２記載の炊飯器。
4. 異常報知を行う異常報知手段を備え、
   前記制御手段は前記ソレノイドが異常動作したと判定したとき、前記異常報知手段を動作させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の炊飯器。
5. 前記外蓋の下面に蓋下体を設け、該蓋下体の後端に設けられた内蓋引掛り部に内蓋の後端を引掛け、前記蓋下体の先端に摺動可能に設けられ、付勢手段により引掛り方向に常時付勢されている内蓋ストッパーの係止爪に前記内蓋の先端を係止させて前記蓋下体に前記内蓋を着脱自在に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の炊飯器。
6. 前記プランジャの先端に一端が取り付けられ、他端が前記ソレノイドの後端部から延出し、前記調圧弁と接離する伝達部材を備え、
   前記内蓋ストッパーに前記内蓋未装着時に前記伝達部材の前記他端と当接する伝達部材ストッパーを設けたことを特徴とする請求項５記載の炊飯器。

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