JP5206168B2 - 電気炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、土鍋などの非金属製を含めた各種鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯を行う電気炊飯器に関するものである。

この種の電気炊飯器は既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の鍋はセラミックまたはセラミックとガラスの混合材で構成したものを採用している。一方、金属製の鍋を利用した電磁誘導加熱の電気炊飯器であるが、炊飯時間を延ばさずに、少ない総消費電力量で可能な限り良食味に米を炊飯するように省エネを図る炊飯技術が既に提案されている（例えば、特許文献２参照。）。また、炊き上げ後の蒸らし工程において、炊飯量や周囲温度に関係なく、焦げることなく炊飯終了時に十分に暖かいご飯にする炊飯技術も既に知られている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００５−４１３号公報 特開２００５−３２３８０１号公報 特開２００７−１２５３５７号公報

ところで、特許文献２、３に記載の炊飯技術は、特許文献１に記載のような非金属製の鍋を適用した電気炊飯器にも適用されるべきである。

しかし、特許文献２に記載の炊飯技術は、省エネ炊飯モードが入力された場合、浸水工程において、鍋の検知温度が所定時間の間、所定の温度になるように鍋加熱装置を制御し、所定時間の経過後は鍋加熱装置の鍋加熱動作を停止させるよう加熱制御部を制御するようにし、特許文献３に記載の炊飯技術は、入力される鍋の検知温度と炊飯量とから、炊き上げ検知後の蒸らし時の最大加熱量を決定し蒸らし時に最大加熱量以下で鍋内の温度を第１の所定温度になるように加熱手段を制御し、加えて、検知した周辺温度に応じて蒸らし時に加熱手段による最大加熱量を変化させるようにしているが、いずれも、鍋の検知温度を基にした制御を主体としているのに対し、非金属製の鍋では、土鍋で代表される非金属製の鍋は熱伝導性が低く、土鍋ではアルミニウムの１／２００と小さく、しかも厚いので、鍋内側の温度、つまり各工程での実進行温度を捉えにくく、特許文献２、３の炊飯技術を適用しても同等の結果は得られない。

そこで、本発明者は、まず、図３（ａ）に示すシーケンスでの現行の炊飯における各部での検出温度を比較した。温度検出位置は図４に示すように１．ご飯温度、２．蓋体の蒸気を外部に放出する放出口部、３．鍋底部外面中央に当てがったセンターセンサの３種類である。結果は、炊飯時の４．室温と５．電力量との変化を併せ示すと図４に示す通りである。なお、４．室温は炊飯器の本体内に備える室温センサにより検出したもので、加熱制御状態が反映している。つまり、鍋まわりの雰囲気温度といえるものである。

図６に示す現行例でいうと、吸水工程は、メインＩＨである底部加熱源の出力０％で、つまり非加熱状態で初期水温を検知する吸水１処理、水温を約３０℃に維持するメインＩＨである底部加熱源の出力を６０％とする吸水２処理、昇温工程は、ＩＨである底部加熱源の出力を１００％に上げて合数判定する昇温１処理、メインＩＨである底部加熱源の出力１００％を維持する昇温２処理、メインＩＨである底部加熱源４の出力を７０％に低減する昇温３処理としている。炊き上げ工程はメインＩＨである底部加熱源の出力を７０％、５０％と２段階にする炊き上げ１、２処理としてあり、追い炊きオフの炊き上げ３処理、メインＩＨである底部加熱源の出力６０％での追い炊きオンの炊き上げ４処理として加熱制御している。蒸らし工程は、メインＩＨである底部加熱源の出力は０％とし、蓋ヒータ、側面上ヒータ、側面中ヒータ、側面したヒータの出力をそれぞれ６／１６とする蒸らし２処理としている。

図４において、１．ご飯温度とその変化パターンが、実際の実工程温度とその変化パターンといえ、３．センターセンサの温度は実工程温度と変化はほぼ対応しているが、ご飯が１００℃を維持される昇温段階での電力量の変化やオン、オフの影響を強く受けている分だけ、実工程温度から外れている。このように３．センターセンサ温度が実工程温度から外れるにもかかわらず、各種経験も踏まえ、昇温工程で１００℃を維持しながら炊き上げ工程に移行し、焦げの発生がないように一旦電力量を継続して下げた後、再度電力量を高めて、電力量低下過程でも鍋の蓄熱性を利用してご飯をほぼ１００℃域に保ちながら焦げなく炊き上げを終了して蒸らし工程に入ることで、ご飯を炊き上げている。

ここで、蒸気口温度は図５に現行５として抜き出し示すように、炊き上げ工程での前記電力量の変化の影響を最も受けている。この影響は、炊き上げ時に多量に発生する蒸気の温度が電力量の低下によって一旦低下した後、再度立ち上げていることを意味し、電力量低下域での電力量の炊き上げへの貢献度が極端に低いので省エネ効果にならない。しかも、蒸気口温度の１００℃からこの吸水工程時の約３０℃に近い６０℃未満への極端な低下は、蒸気の発生が鈍るのに加え、引圧による外気の引き込みの影響も考えられ、蒸気の効率的な放出の妨げとなって炊飯時間延長による反省エネの原因になる。

本発明の目的は、このような新たな知見に基づき、非金属製の鍋を採用した炊き上げ工程での蒸気口温度を基にした加熱制御によって、焦げの生じない省エネ炊飯ができる電気炊飯器を提供することにある。

上記のような目的を達成するため、本発明の電気炊飯器は、非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯過程での加熱を行い、加熱により発生する蒸気の蓋体の外面に開口する蒸気口からの外部への放出を伴い、吸水・合数判定、合数判定に基づく昇温、炊き上げ、蒸らしの各工程を経て、炊飯を行う電気炊飯器において、蒸気が放出される蒸気口での温度を検出する蒸気センサを備え、炊き上げ工程は、前記蒸気口での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域に保つように加熱制御することを１つの特徴としている。

このような構成では、炊き上げ工程において、蒸気センサにより蒸気が放出される蒸気口での温度が検出され、この検出される蒸気口温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域を保つように加熱制御することで、電力量の、蒸気口温度を前記中間帯域に保つ過程での昇温工程からの適度な低減によって焦げの発生を防止しながら、電力量の有効利用を図って、従来、焦げ防止のために電力量を継続して低下していた場合のような、蒸気の発生が鈍ったり、蒸気口温度が引圧による外気の吸い込みの影響もあって吸水工程時に近い温度にまで低下するのを回避し、蒸気の、活発な発生と、引圧による外気の引き込みのない効率的な放出と、を確保し、炊き上げ工程を早期に終えて蒸らし工程に移行することができる。

本発明の電気炊飯器は、また、非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯過程での加熱を行ない、加熱により発生する蒸気の蓋体の外面の蒸気口からの外部への放出を伴い、吸水・合数判定、合数判定に基づく昇温、炊き上げ、蒸らしの各工程を経て、炊飯を行う電気炊飯器において、蒸気が放出される蒸気口での温度を検出する蒸気センサを備え、炊き上げ工程は、主として鍋底部外面での検出温度を基にした加熱制御から、蒸気が放出される蒸気口での検出温度を基にした加熱制御に切り替え、蒸気口での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域に保つようにすることを別の特徴としている。

このような構成では、１つの特徴の場合に加え、さらに、吸水・合数判定、昇温、蒸らしの各工程を、主として鍋底部の外面での検出温度を基にした従来通りの加熱制御を踏襲して問題なく遂行しながら、昇温工程と蒸らし工程との間の炊き上げ工程については、蒸気口温度を基にした加熱制御に切り替えることで、１つの特徴の場合と同様に遂行することができる。

上記において、さらに、炊き上げ工程中は、加熱を中断しないことを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、炊き上げ工程中加熱を中断しないで、蒸気口での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域に保つように加熱制御することで、焦げの発生を見ないで、しかも、炊き上げ工程中に加熱の停止により蒸気発生、放出の効率をいささかも低下させないようにすることができる。

上記において、さらに、判定合数、初期水温、雰囲気温度、の少なくとも１つに応じて、炊き上げ工程での電力量を変化させることを特徴とすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、判定合数、初期水温、雰囲気温度はそれぞれ、電力量に対する蒸発率を変動させる要素であるので、これらの１つに対応してでも炊き上げ工程での電力量を変化させると、該当変動要素による炊き上げ終了時点の変動を回避でき、対応する変動要素の数が増大するほど変動要素による炊き上げ終了時点の変動を回避できる。

本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は可能な限りそれ単独で、あるいは種々な組合せで複合して採用することができる。

本発明の電気炊飯器の１つの特徴によれば、非金属製の鍋を採用した炊飯での炊き上げ工程にて、蒸気が放出される蒸気口での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域を保つ加熱制御上、電力量の昇温工程からの適度な低減によって焦げの発生を防止しながら、従来の加熱制御では望めなかった、蒸気の、活発な発生と、引圧による外気の引き込みのない効率的な放出と、を確保する電力量の有効利用を図って、炊き上げ工程を早期に終えて蒸らし工程に移行し、省エネ炊飯ができる。

本発明の電気炊飯器の別の特徴によれば、１つの特徴の場合に加え、さらに、吸水・合数判定、昇温、蒸らしの各工程を、主として鍋底部の外面での検出温度を基にした従来通りの加熱制御を踏襲して問題なく遂行しながら、炊き上げ工程については、蒸気口温度を基にした加熱制御に切り替えることで、１つの特徴の場合のような利点を持って遂行することができる。

上記に加え、さらに、炊き上げ工程中加熱を中断せず、蒸気の検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域に保つように加熱制御することで、焦げの発生を見ないで、しかも、炊き上げ工程中に加熱の停止により蒸気発生、放出の効率に影響をいささかも低下させないようにすることができる。

上記に加え、さらに、電力量に対する蒸発率を変動させる要素である、判定合数、初期水温、雰囲気温度、の１つに対応してでも炊き上げ工程での電力量を変化させて、該当変動要素による炊き上げ終了時点の変動を回避でき、対応する変動要素の数が増大するほど変動要素による炊き上げ終了時点の変動を回避でき、常に安定した炊飯ができる。

以下、本発明に係る電気炊飯器の実施の形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明し本発明の理解に供する。

本実施の形態の電気炊飯器は、図１、図２に示すように、非金属製とした、具体的には土鍋である鍋１側の適数の発熱体４ｂ１、４ｂ２・・からなる発熱体４ｂを、この鍋１を収容した本体２側の適数の加熱コイル４ａ１、４ａ２・・からなる加熱コイル４ａからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯過程での加熱を行い、加熱により発生する蒸気の蓋体３の外面に開口する蒸気口２７からの外部への放出を伴い、吸水・合数判定、合数判定に基づく昇温、炊き上げ、蒸らしの各工程を経て、炊飯を行う基本的な機能を有している。

具体的には、非金属製の鍋１、この鍋１を着脱できるように収容した本体２、本体２および鍋１を開閉する蓋体３、鍋１の底部から加熱する前記発熱体４ｂと加熱コイル４ａとの組み合わせからなる底部加熱源４と、鍋１の側部から加熱する側部加熱源５と、蓋体３から加熱する蓋加熱源６と、を備えている。本体２は内外装ケース１１、１２間に底部加熱源４の加熱コイル４ａを配し、これに対向する鍋１の底部に加熱コイル４ａからの交番磁界によって誘導発熱される発熱体４ｂを設けてある。具体的には鍋１の底部の外面に設けてあるが内面でもよいし埋設されていてもよい。側部加熱源５は内装ケース１１における樹脂製の下部枠１１ｂと上部枠１１ｃとの間に挟み付けた金属製とした胴部枠１１ａの外まわりに巻きつけたヒータ５ａとしてある。しかし、側部加熱源５も図示しない加熱コイルと鍋１側の発熱体との組み合わせとすることもできる。蓋加熱源６は蓋体３の樹脂製の上板３ａと組み合わせた樹脂製の下板３ｂに嵌め付けた金属製の放熱板３ｃの上面に配線し取り付けた保温ヒータ６ａとしてある。この保温ヒータ６ａを加熱コイルに換え、鍋１を閉じる非金属製の蓋に設けた発熱体ないしは発熱体である内蓋７を発熱させる組み合わせの蓋加熱源とすることもできる。放熱板３ｃは鍋１の開口に対応した大きさを有し、鍋１の開口を閉じる金属製の内蓋７の上方から鍋１内のご飯を加熱し保温するもので、主として側部加熱源５と協働して温度差による結露を防止しながら保温する。

ここで、底部加熱源４は鍋１の側部中央部と底部の胴部へ例えばアール形状で立ち上がる外周部とに別れ定置するように、中央部の加熱コイル４ａ１、発熱体４ｂ１の組みと、周辺部の加熱コイル４ａ２、発熱体４ｂ２の組みとに分かれている。しかし、加熱コイル４ａ１、４ａ２は１本の線を２箇所に巻き分けた構成として同一の通電制御を行うようにしている。これに限られることはなく、個別の線で構成して個別な通電制御を行うようにもできる。

図１に示すように、これら底部加熱源４、側部加熱源５、蓋加熱源６を駆動する電源・駆動基板１１１、この電源・駆動基板１１１を通じ設定されたモードの炊飯や調理を行なう制御基板１１２を本体２の内外装ケース１１、１２の前部間に形成した大きな空間に配し、ファン１３によるヒートシンク１３ａと協働したＩＧＢＴといった発熱素子を矢印Ａで示すような送風にて冷却するようにしてある。ファン１３はまた、電源・駆動基板１１１とその下部から鍋１の底部の側に延びるガイド１１３との案内による矢印Ｂで示すような送風にて本体２の内装ケース１１の底部まわりに配置した加熱コイル４ａ１、４ａ２を冷却し、かつこの送風が内装ケース１１の上部まわりに及ぶことを利用して適時に鍋１を冷却することもできる。

本体２の広い前部の上面には各種のモードを設定したり、炊飯や調理を開始したり、保温を選択したり停止したりする操作パネル１４を設けてあり、その内側には操作基板１８を設けて操作パネル１４での各種操作に対応し、また操作の状態や動作の状態の表示を行えるようにしている。本体２の後部間には側部間よりはやや広い空間として電源接続コードの巻取りリール１１５を収容している。本体２の内装ケース１１の下部枠１１ｂ、上部枠１１ｃは樹脂製としてあり、下部枠１１ｂが透磁性を満足し加熱コイル４ａ１、４ａ２による発熱体４ｂ１、４ｂ２への電磁作用を邪魔しないようにしている。本体２の外装ケース１２は樹脂製の底部材１２ａの周壁上端に金属製の胴部１２ｂの下端縁巻き部を無理嵌めして連結し、胴部１２ｂの上端と内装ケース１１の上部枠１１ｃの上端とを合成樹脂製の肩部材１２ｃにより連結してある。加熱コイル４ａ１、４ａ２は樹脂製のコイル台１５に載置して支持し、コイル台１５の下に放射状に延びたフェライト１６を樹脂製の支持台１７で支持して設け、加熱コイル４ａ１、４ａ２が発生させる磁界を強化し安定させるようにしている。

蓋体３は図１に示すように本体２の後部軸受部２ｄに軸２１により開閉できるように枢支してばね２２により開き方向に付勢し、ばね２２と後部軸受部２ｄとの摺接による抵抗などにて蓋体３がゆっくりと開くようにしてある。蓋体３の前部は本体２の側に軸１２４に枢支して設けるなどしたロックレバー２３によって閉じ位置にロックされ、ロックレバー２３のロック解除操作によってロックが解除さればね２２によって開かれるようにしている。蓋体３のこのような閉じ状態にて図１、図２に示すように蓋体３の下板３ｂと放熱板３ｃとの間に挟み込んだシールパッキン２４が内蓋７の外周枠７ａに圧接し、この圧接によって内蓋７は外周枠７ａとの間に設けたシールパッキン２５にて鍋１の水平となっている口縁に上方から圧接し鍋１を閉じ、炊飯や保温を行う状態となる。このような閉じ状態で、内蓋７には高位部と低位部とに図示しない孔があり、炊飯中の蒸気を逃がしたり、逃がした蒸気に随伴して内蓋７外に出たおねばを鍋１内に戻したりできるようにしている。また、蓋体３の中央に設けた穴２６には前記蒸気口２７をパイプ状に構成して下方から挿入して穴２６内周のシールパッキン２８によって分解洗浄などのために着脱できるように保持するようにしている。蒸気口２７はボール状の逆止弁２９ａを持った蒸気通路２９を有し、内蓋７の外に出た蒸気を逆止弁２９ａの弁圧を超えたときだけ蓋体３外に放出しながら、内部に気液分離した「おねば」を内蓋７上に戻し、鍋１内に戻されるようにする。

なお、非金属製の鍋１は主として陶土を焼成したものでよいがセラミック類も含み、既に知られる種々のものを採用することができる。底部加熱源４の発熱体４ｂ１、４ｂ２は加熱コイル４ａ１、４ａ２からの交番磁界によって渦電流を発生し発熱する導電層であり、鍋１の外面などに設けた１０〜数十μｍ程度の銀ペーストの印刷などによる塗布層、銀箔の貼り合わせ層、あるいは銀の蒸着層、埋設層などでよい。しかし、その導電材料や層形成の方法は自由に選択できる。側部加熱源５のヒータ５ａは、鍋１の側部に対向するアルミニウムや鋼板、ステンレスなどの放熱板３ｃの外面に押え板５ｃとの間に挟み込んで装備し、主として保温に用いるが、特に、ヒータ５ａの下部は炊飯に用いても好適である。さらに、本実施の形態では炊飯とご飯の保温に関し、各種の炊飯モード、炊飯モードに続く保温モード、炊飯モードに続く保温無しモード、などの各種制御モードを有し、これらのために、４重のヒータ５ａの最上部１つを６０〜７０Ｗ相当の通電容量、その下の中間部１つを２０〜３０、最下部２つを４０〜５０Ｗ相当の通電容量としてある。通電容量の違いは通電のデューティ比の違いによって簡単に得られるし、どのように得てもよい。このような通電容量の違いを利用して炊飯時の合数や保温モード時の結露、白化、乾燥による褐変、保温なしモード時の結露、や降温遅れによる黄ばみなどのご飯の品質低下など各種の条件に応じた細かな加熱制御ができる。以上で各種の炊飯モードや調理モード、保温モード、保温なしモードを操作パネル１４上での選択操作やスタート操作、停止操作に従い実行することができる。

また、土鍋などの非金属製の鍋１では、その外面に設けた発熱体４ｂ１、４ｂ２の熱が、鍋１の側に効率よく伝わらない分だけ、内装ケース１１側、加熱コイル４ａ１、４ａ２の側に放熱する割合が高くなり、炊飯を首尾よく遂行できなかったり、炊飯温度を確保するために炊飯時の加熱温度を高めると鍋１側の局部過熱や、この局部過熱部となる特に発熱体４ｂ１などからの放熱による内装ケース１１の下部枠１１ｂの劣化や溶損、加熱コイル４ａ１などの異常発熱の原因になって炊飯器や使用の安全が損なわれたりすることがある。そこで、内装ケース１１における下部枠１１ｂの鍋１における特に径方向幅が大きく総発熱量が多くなる発熱体４ｂ１と対向する部分に透磁性の耐熱プレート３１を配し、発熱体４ｂ１からの熱を反射させるようにして対応している。具体的には、本体２における内装ケース１１の鍋１外面に設けられた発熱体４ａ１などとの対向部に設けた透磁性の耐熱プレート３１は、その透磁性によって内外装ケース１１、１２の少なくとも底部間に設けた加熱コイル４ａ１などからそれに対向する鍋１外面の発熱体４ｂ１などに交番磁界を及ぼして誘導発熱させる作用を損なわない。しかも、この透磁性の耐熱プレート３１は、鍋１外面の発熱体４ｂ１などが良好な炊飯に必要な高い温度に発熱させるのに対し鍋１が土鍋などの熱伝導性の低い非金属製で熱伝導しにくく、発熱体４ｂ１などから内装ケース１１側への外面への放熱の割合が高くなる関係であっても、この放熱を耐熱プレート３１の表面で鍋１側に反射させて鍋１を二次加熱して炊飯の加熱に再度生かし加熱効率を高められる。この結果、非金属製の鍋１の厚く熱を篭らせやすい特性との組み合わせから均一で十分な加熱での良好な炊飯が実現しやすくなる。さらに、耐熱プレート３１はその耐熱性によって劣化や損傷するようなことがなく、鍋１外面の発熱体４ｂ１などからの熱が本体２の内装ケース１１、特に下部枠１１ｂや加熱コイル４ａ１に及ばないようにするし、まして本体２の外装ケース１２下へ熱が及ぶようなことは回避できる。

耐熱プレート３１は発熱体４ｂ１などからの熱を鍋１の側に反射させるものであることに対応して、鍋１および発熱体４ｂ１などと耐熱プレート３１との間にはエアギャップ３２を設けることが必須となる。特に、このエアギャップ３２が閉鎖空間となって熱を篭らせないように少なくともまわりへ開放されているのが望ましく、本実施の形態ではこのエアギャップ３２は鍋１の底部外周に形成した環状の高台１ｄを、下部枠１１ｂの底部外周部の円周上３ヵ所程度に設けた図２に示すシリコンゴムなどよりなる弾性支持台３３により支持した高さにて、周囲３ヵ所での接触だけで確保している。しかし、鍋１の開口部のフランジ１ｃを本体２の開口部で受けて吊持ちすることでエアギャップ３２を確保することもできる。鍋１の高台１ｄでの弾性支持台３３上への載置、支持は、鍋１の弾性支持や回り止めの効果も併せ発揮する。一方、このエアギャップ３２は図１、図２に示すように内装ケース１１と鍋１との間の全域に形成することが鍋１側から内装ケース１１の側への熱影響を防止しながら、その熱を内装ケース１１と鍋１との間に篭らせて、厚く熱伝導性の低い非金属製である鍋１と炊飯の加熱に協働して加熱効率、均一加熱を促進しやすくなり、特に、本体２の内装ケース１１に設けた耐熱プレート３１が鍋側に反射させる熱を生かしやすい。

さらに、耐熱プレート３１は、センターセンサ３４を鍋１に接触させる孔３５を中央部に有し、対向する発熱体４ｂ１の外径よりも大きくしている。これにより、中央部の孔３５を通じ炊飯との比較的相関性の高い鍋１底部の中央部の温度をセンターセンサ３４で検出することができる。このために、センターセンサ３４は図１、図２に示すように、コイル台１５の中央に設けてばねにより上動付勢し、下部枠１１ｂおよび耐熱プレート３１を貫通してその上に常時突出する習性を与え、支持台１６上に載置される鍋１の底部に圧接し、鍋１の温度をモニタできるようにしている。

ところで、鍋１はその下半部１ｂを側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉としている。このように、鍋１を本体２に着脱できるように収容して、底部加熱源４、側部加熱源５および蓋加熱源６からの加熱により炊飯やご飯の保温を行うことになるが、鍋１の下半部１ｂが側部加熱源５との対向部１ｅよりも薄肉で熱容量が小さいことにより、炊飯に重要な発熱体４ｂ１、４ｂ２からの熱により、前記直接の熱伝導による一次加熱と、耐熱プレート３１から反射した熱による二次加熱とを得て、加熱効率がさらに向上し比較的低い通電容量に抑えながら十分な炊飯加熱を実現して良好な炊飯ができる。しかも、鍋１は側部加熱源５との対向部が下半部１ｂよりも厚肉で蓄熱容量が高いことにより、炊飯に続く保温時の降温が鈍く、昇降温時に温度むらが生じにくい特性と、側部加熱源５からの加熱、蓋加熱源６からの加熱による熱補助の基に、ご飯を均一に保温しやすくなる。

因みに、１つの実施例を示せば、通常の土鍋では１０〜１５ｍｍ程度の均一厚さとするのが主流であるところを、ムライト−コージェライトを主成分とするセラミック製で、ガラス系の釉薬にて封孔処理をした鍋１につき、底部加熱源４との対向部である下半部１ｂの厚みを３〜４ｍｍ程度、側部加熱源５との対向部１ｅの厚みを７〜８ｍｍ程度として十分な耐落下強度が得られたし、均一加熱による炊飯、均一保温が実現できた。このような寸法関係から鍋１の厚肉部と薄肉部との厚みの差はほぼ２倍程度とすることもできる。なお、鍋１のヒータ５ａの放熱板である胴部枠１１ａとの対向部と、加熱コイル４ａ２と対向する発熱体４ｂ２を有する部分との間は加熱源がないので鍋１の厚みは小さい程炊飯時の均一加熱には有利であって、３ｍｍ程度とするのが好適であり、場合によっては耐落下強度を満足するのを条件に鍋１の下半部１ｂに設定する厚みよりも薄くしてもよい。

また、底部加熱源４からの高出力加熱などに対応して、内装ケース１１の樹脂部分は外装ケース１２の樹脂部分と共に従来ＰＥＴで形成されているが、耐熱温度が１５０℃程度と低く熱影響が懸念されるので、本実施の形態では上部枠１１ｃや下部枠１１ｂを耐熱温度が２５０℃程度と高いＰＰＳとしており、前記耐熱プレート３１のシリコン系接着剤との接着も問題なく達成されている。一方、外装ケース１２の底部材１２ａや肩部材１２ｃは従来通りＰＥＴなどの樹脂製としている。また、肩部材１２ｃの左右２箇所には図２に示すように鍋１のフランジ１ｃとの間にフランジ１ｃへの手掛りを容易にするための凹部４１を形成している。胴部１２ｂの上部には肩部材１２ｃにまで達して軸受したハンドル１１８を設けてある。

本実施の形態では、特に、炊き上げ制御において、非金属製の鍋１の蓄熱性を利用した焦げの発生を見ない炊飯、特に炊き上げを、高い省エネ性を発揮して実現すべく、蒸気が放出される蒸気口２７での温度を検出する図１に示すような蒸気センサ１０１を設けて、図５の実施例に示すように、炊き上げ工程は、蒸気口２７での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度Ｔａ〜Ｔｂのほぼ中間帯域ＭＴｚに保つように加熱制御するようにしている。このために、蒸気センサ１０１は、図１に示すように蓋体３の放熱板３ｃの穴２６近くの上面に設置し、穴２６に蒸気口２７が下方から挿入された際に、蒸気口２７の肩部にシールパッキン１０２を設けて開口したセンサ受け入れ口１０３に、蒸気センサ１０１の放熱板３ｃの下面側に突出した温度検出子１０１ａが圧入されて蒸気口２７の蒸気通路２９に進入し、蒸気口２７を通じ外部に放出される蒸気の温度を検出できるようにしている。

このように、炊き上げ工程において、蒸気センサ１０１により蒸気が放出される蒸気口２７での温度が検出され、この検出される蒸気口温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度Ｔａ〜Ｔｂのほぼ中間帯域ＭＴｚを保つように加熱制御することで、電力量の、蒸気口温度を前記中間帯域ＭＴｚに保つ過程での昇温工程からの適度な低減によって焦げの発生を防止しながら、電力量の有効利用を図って、従来、焦げ防止のために電力量を継続して低下していた場合のような、蒸気の発生が鈍ったり、蒸気口温度が引圧による外気の吸い込みの影響もあって吸水工程時に近い温度にまで低下するのを回避し、蒸気の、活発な発生と、引圧による外気の引き込みのない効率的な放出と、を確保し、炊き上げ工程を早期に終えて蒸らし工程に移行することができる。

この結果、非金属製の鍋１を採用した炊飯での炊き上げ工程にて、蒸気が放出される蒸気口２７での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度Ｔａ〜Ｔｂのほぼ中間帯域ＭＴｚを保つ加熱制御上、電力量の昇温工程からの適度な低減によって焦げの発生を防止しながら、従来の加熱制御では望めなかった、蒸気の、活発な発生と、引圧による外気の引き込みのない効率的な放出と、を確保する電力量の有効利用を図って、炊き上げ工程を早期に終えて蒸らし工程に移行し、省エネ炊飯ができる。

図４、図５に、図３（ａ）に示す現行炊飯例と、図３（ｂ）に示すシーケンスでの本実施の形態の炊飯例とを比較して示しているが、図４における本実施の形態の炊飯例（ｂ）では、炊飯開始後４６分００秒で蒸気口温度が降下していて、この時点は炊き上げ工程後の蒸気の発生が殆ど無くなる蒸らし工程終了時点であることを意味するのに対し、現行の炊飯例（ａ）では、同じ時点ではまだ蒸らし工程終了時点ににない。ここに、本実施の形態の炊飯例では、現行炊飯例と同時に炊き上げ工程を開始しているが、炊き上げ工程、蒸らし工程が現行炊飯例よりも早期に終了していることが分かる。同時に、図４（ａ）、（ｂ）での現行炊飯例と、本実施の形態の炊飯例との炊き上げ工程にて消費した総電力量を比較すれば、図４（ａ）の現行炊飯例の場合よりも、（ｂ）での本実施の形態の炊飯例の場合の方が減少している。つまり、本実施の炊飯例での炊き上げ工程は現行炊飯例での炊き上げ工程に対し炊飯時間の短縮に併せ、省エネを達成している。

また、以上のような炊飯手法は、炊き上げ工程は、主として鍋１底部外面でのセンターセンサ３４による検出温度を基にした加熱制御から、蒸気が放出される蒸気口２７での検出温度を基にした加熱制御に切り替え、蒸気口２７での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度Ｔａ〜Ｔｂのほぼ中間帯域ＭＴｚに保つようにする炊飯操作により行うものとすることができる。これにより、吸水・合数判定、昇温、蒸らしの各工程を、主として鍋１底部の外面での検出温度を基にした従来通りの加熱制御を踏襲して問題なく遂行しながら、昇温工程と蒸らし工程との間の炊き上げ工程については、蒸気口温度を基にした加熱制御に切り替えることで、先の例の場合と同様に遂行することができる。

この加熱制御例、先の制御例を合わせ示せば、以下の通りである。

図６に示す本実施の形態の制御例でいうと、吸水工程は、現行例の場合同様に、全加熱源の出力０％で、つまり非加熱状態で初期水温を検知する吸水１処理、水温を約３０℃強にほぼ維持するため現行例同様に底部加熱源４の出力を６０％とする吸水２処理。昇温工程は、現行例同様に底部加熱源４の出力を１００％に上げ、蓋ヒータ６ａの出力を０とし、側面ヒータ５ａは上段、中段、下段の出力をそれぞれ現行例の８／１６に対し４／１６と半減して、断熱材１４５による側面センサ１２１の過剰昇温を相殺し、工程所要時間を４２０秒と現行例に等しくして、合数判定を行う昇温１処理（センターセンサの検知温度では相関性が鈍いので、蓋センサ１２３の検知温度を用いるのが好適である。）、現行例同様に底部加熱源４の出力を１００％に維持し、蓋ヒータ６ａの出力を０、側面ヒータ５ａの上段、中段、下段の出力をそれぞれ６／１６とし、工程所要時間を１５秒とする昇温２処理、底部加熱源４の出力を現行例の７０％を１００％に、蓋ヒータ６ａの出力を現行例の８／１６を１０／１６にそれぞれ増大して蒸気量を極端に増やしながら、側面ヒータ５ａの上段、中段、下段の出力を現行例の６／１６に対し４／１６と減少するのに併せ、工程所要時間は現行例の３０秒から１５秒に半減させて焦げの発生と反省エネを回避する昇温３処理としている。炊き上げ工程は、蓋ヒータ６ａの出力を現行例の８／１６に対し１０／１６と上げ、側面ヒータ５ａの上段、中段、下段の出力は現行例の６／１６に対し４／１６と減少させ、底部加熱源４の出力を現行例同様に７０％とする炊き上げ１、蓋ヒータ６ａの出力を現行例の０に対し１０／１６と上げ、側面ヒータ５ａの上段、中段、下段の出力は現行例の６／１６に対し４／１６と減少させ、底部加熱源４の出力を現行例の５０％に対し６０％に上げる炊き上げ２処理として、現行例の６０％、５０％の場合に比し蒸気量の増大を図るのに併せ、炊き上げ１処理の工程所要時間の現行例２４０秒から１８０秒への短縮と、炊き上げ２処理の工程所要時間の現行例３６０秒から１８０秒への短縮とによって省エネを実現し炊き上げるようにしてある。さらに、底部加熱源４の出力を現行例が０％であるのを５０％、蓋ヒータ６ａの出力を現行例の０に対し１０／１６に上げて蒸発量を増大しながら、側面ヒータ５の上段、中段、下段の出力それぞれを現行例が６／１６であるのを、４／１６と低減するのに併せ、工程所要時間を現行例の１８０秒に対し６０秒と極短時間に設定することで、焦げや反省エネを回避して早期炊き上げを図る炊き上げ３処理、底部加熱源４の出力を現行例での６０％から５０％に低減するのに併せ、蓋ヒータ６ａの出力を現行例の０に対し１０／１６に上げて蒸発量を増大しながら、側面ヒータ５の上段、中段、下段の出力それぞれが現行例６／１６であるのを、４／１６と低減し、かつ工程所要時間は現行例同様に３０秒とする後炊き上げ３処理としている。なお、蒸らし工程は、蓋ヒータ６ａ、側面ヒータ５ａのみで行い、現行例では蓋ヒータ６ａの出力、側面ヒータ５ａの上段、中段、下段の出力のそれぞれが６／１６、工程所要時間０であったのを、それぞれの出力を２／１６に低減し、工程所要時間を１８０秒とした蒸らし１処理、現行例では蓋ヒータ６ａの出力、側面ヒータ５ａの上段、中段、下段の出力のそれぞれが６／１６、工程所要時間４２０秒であったのを、蓋ヒータ６ａの出力を１０／１６、側面ヒータ５ａの上段、中段、下段の出力のそれぞれが４／１６、工程所要時間を現行例同様に４２０秒とした蒸らし２処理としてある。その他は現行例を含め図６に示す通りである。

図６に示す現行例に対する本実施の形態の炊飯例での消費電力を纏めると図７の通りであり、現行例の２４３．４ｋｗに対し本実施の形態の炊飯例では２３８．２ｋｗと低減し省エネを達成しながら、焦げの発生なく早期炊飯を実現している。

なお、炊き上げ工程中は、加熱を中断しないで、前記蒸気口温度を所定の中間帯域ＭＴｚに保つことにより、炊き上げ工程中加熱を中断しないで、蒸気口２７での検出温度を所定の中間帯域ＭＴｚに保ち、焦げの発生を見ないで、しかも、炊き上げ工程中に加熱の停止により蒸気発生、放出の効率をいささかも低下させないようにすることができる。

また、判定合数、初期水温、雰囲気温度、の少なくとも１つに応じて、炊き上げ工程での電力量を変化させることができる。雰囲気温度は操作・制御基板１１２上に搭載するなどした室温センサ１２２などによって検知できる。判定合数、初期水温、雰囲気温度はそれぞれ、電力量に対する蒸発率を変動させる要素であるので、これらの１つに対応してでも炊き上げ工程での電力量を変化させると、該当変動要素による炊き上げ終了時点の変動を回避でき、対応する変動要素の数が増大するほど変動要素による炊き上げ終了時点の変動を回避できる。

本発明は非金属製の鍋を採用した電気炊飯器に実用して、鍋の保温性を活かしながら焦げの発生を見ないで炊飯時間を短縮し、かつ省エネが図れる。

本発明の実施の形態に係る電気炊飯器の１つの例を示す前後方向での断面図である。 図１の電気炊飯器の左右方向での断面図である。 現行例の炊飯シーケンスと本実施の形態での炊飯シーケンスとを比較して示すフローチャートである。 現行例と本実施の形態での炊飯時の各部温度変化を比較して示すグラフである。 図４での現行例および本実施の形態での蒸気口温度の変化を抜き出し比較して示すグラフである。 図４の現行例および本実施の形態の炊飯例での工程別加熱制御例を示す電力量設定図表である。 図６での現行例および本実施の形態の炊飯例における消費電力量の比較図表である。

符号の説明

１ 鍋
２ 本体
３ 蓋体
４ 底部加熱源
４ａ、４ａ１、４ａ２ 加熱コイル
４ｂ、４ｂ１、４ｂ２ 発熱体
５ 側部加熱源
５ａ 側面ヒータ
６ 蓋加熱源
６ａ 蓋ヒータ
１１ 内装ケース
２７ 蒸気口
３４ センターセンサ
１０１ 蒸気センサ
１１１ 電源・駆動基板
１１２ 操作・制御基板
１２１ 側面センサ
１２２ 室温センサ
１２３ 蓋センサ

Claims (4)

1. 非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯過程での加熱を行ない、加熱により発生する蒸気の蓋体の外面に開口する蒸気口からの外部への放出を伴い、吸水・合数判定、合数判定に基づく昇温、炊き上げ、蒸らしの各工程を経て、炊飯を行う電気炊飯器において、
   蒸気が放出される蒸気口での温度を検出する蒸気センサを備え、炊き上げ工程は、前記蒸気口での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域に保つように加熱制御することを特徴とする電気炊飯器。
2. 非金属製とした鍋側の発熱体をこの鍋を収容した本体側の加熱コイルからの交番磁界により誘導発熱させて炊飯過程での加熱を行ない、加熱により発生する蒸気の蓋体の外面に開口する蒸気口からの外部への放出を伴い、吸水・合数判定、合数判定に基づく昇温、炊き上げ、蒸らしの各工程を経て、炊飯を行う電気炊飯器において、
   蒸気が放出される蒸気口での温度を検出する蒸気センサを備え、炊き上げ工程は、主として鍋底部外面での検出温度を基にした加熱制御から、前記蒸気口での検出温度を基にした加熱制御に切り替え、前記蒸気口での検出温度を、吸水時と昇温時との蒸気口温度のほぼ中間帯域に保つようにすることを特徴とする電気炊飯器。
3. 炊き上げ工程中は、加熱を中断しないことを特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載の電気炊飯器。
4. 判定合数、初期水温、雰囲気温度、の少なくとも１つに応じて、炊き上げ工程での電力量を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気炊飯器。

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