JP5243342B2 - 開閉蓋付き電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、炊飯器等の開閉蓋付き電気機器に関するものである。

従来、開閉蓋付き電気機器として、例えば、次のような蓋開閉機構を備えた炊飯器が公知である。

特許文献１には、人の接近を検知する人体検知センサからの出力に基づいてフックレバーのロックを解除して炊飯器の蓋体を自動開放するようにした構成が開示されている。

特許文献２には、蓋体の支軸にギアやクラッチを設けることにより、蓋体の回動フィーリングを向上させ、又、蓋体を自動閉鎖させるようにした構成が開示されている。

ところで、開閉蓋付き電気機器では、蓋体を閉鎖する際、次の理由によって回動抵抗を受ける。例えば、一般の炊飯器では、蓋体を閉鎖する際、蓋体側に設けた閉鎖手段を炊飯器本体側に係止するために回動抵抗が増大する。特に、炊飯直後等で内鍋内の水蒸気量が多くて内圧が上昇している場合、回動抵抗は多大なものとなる。また、圧力調理器（圧力炊飯器等）では、構造上、蓋体を閉鎖する際にパッキンが内鍋の上方開口内面に圧接する等により、一般の炊飯器よりも回動抵抗は大きくなる。

しかしながら、前記いずれの特許文献であっても、蓋体を閉鎖する際、閉鎖位置に至る手前の位置で回動抵抗を受けた場合、適切に閉鎖できない恐れがある。特に、自動で閉鎖する場合には閉鎖状態が不十分になっても気が付きにくい。

特開２００５−３０４５２２号公報 特開平７−３１３３７１号公報

本発明は、最終的な閉鎖を確実に行うことのできる機能を備えた開閉蓋付き電気機器を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
開口部を有する電気機器本体と、
前記電気機器本体に、支軸を中心として、前記開口部を閉鎖する閉鎖位置と、開放する開放位置とに回動可能に取り付けた蓋体と、
前記電気機器本体に対して前記蓋体を閉鎖位置に位置決めする閉鎖手段と、
を備えた開閉蓋付き電気機器であって、
前記蓋体又は前記電気機器本体のいずれか一方に設けられる磁性部と、残る他方に設けられ、鉄心、該鉄心の周囲に配置されるコイル、及び、前記鉄心を突出方向へと付勢する付勢手段を有する電磁石部と、からなる回動補助手段をさらに備え、
前記電磁石部は、前記コイルに通電することにより励磁し、前記蓋体が、少なくとも開放位置から閉鎖位置に至る手前の閉鎖手前位置で、前記鉄心により前記磁性部を吸引して蓋体の閉鎖位置への回動を補助する一方、前記コイルへの通電を遮断することにより消磁して鉄心を突出させて閉鎖位置の蓋体を開放位置へと移動させるようにしたものである。

なお、ここで、閉鎖手前位置とは、蓋体が閉鎖位置へと回動する際、回動抵抗を受け始める位置、あるいは、その手前の位置を意味する。

前記構成により、回動補助手段が、閉鎖位置で閉鎖手段によって位置決めされるまで、蓋体を強制的に回動させるので、最終的な閉鎖を確実に行うことが可能となる。また、電磁石部を励磁・消磁するという簡単な制御により蓋体の回動を補助することが可能となる。

前記蓋体の回動位置を検出する回動位置検出手段と、
前記回動位置検出手段で、蓋体が閉鎖手前位置に回動したことが検出されると、前記回動補助手段による蓋体の回動を開始させる回動制御手段と、
をさらに備えるのが好ましい。

この構成により、蓋体を閉鎖手前位置まで回動させれば、後は自動的に回動補助手段による回動が行われることになる。

前記回動制御手段は、閉鎖手段によって蓋体が閉鎖位置に位置決めされることにより、回動補助手段による蓋体の回動を停止するのが好ましい。

この構成により、蓋体が閉鎖位置で閉鎖手段によって位置決めされれば、回動補助手段の作動状態を停止して無駄な消費電力の発生を抑制することができる。

前記押出部は、鉄心からなり、
前記炊飯器本体は、鉄心の周囲に配置される巻回したコイル、及び、鉄心を蓋体側へと付勢する付勢手段を有する電磁石部を備え、
前記電磁石部は、コイルに通電することにより励磁して鉄心を蓋体から離れる方向に移動させ、コイルへの通電を遮断することにより消磁して鉄心を炊飯器本体から突出させて閉鎖位置の蓋体を開放位置へと移動させるようにすればよい。

この構成により、蓋体の閉鎖時には、蓋体の回動を補助し、開放時には再ロックを防止することが可能となる。

前記蓋体を、支軸を中心として正逆回転駆動する蓋体駆動手段を備えるのが好ましい。

この構成により、蓋体の開閉動作を全行程に亘って自動化することが可能となる。また、蓋体駆動手段の駆動力を、蓋体を閉鎖手前位置から閉鎖位置に回動させる際にも利用することができる。したがって、回動補助手段に必要とされる駆動力を抑制して、回動補助手段を小型で安価な構成とすることが可能となる。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
開口部を有する電気機器本体と、
前記電気機器本体に、支軸を中心として、前記開口部を閉鎖する閉鎖位置と、開放する開放位置とに回動可能に取り付けた蓋体と、
を備えた開閉蓋付き電気機器であって、
前記蓋体を支軸を中心として正逆回転駆動する蓋体駆動手段と、
前記蓋体が、少なくとも開放位置から閉鎖位置に至る手前の閉鎖手前位置で、前記蓋体駆動手段による駆動力を増大させる駆動制御手段と、
を備えたものである。

この構成により、蓋体駆動手段のみで、蓋体の自動開閉の全行程を行わせることが可能となる。

なお、開閉蓋付き電気機器が圧力式炊飯器であれば、前記各構成により十分な効果が期待できる。

本発明によれば、蓋体を閉鎖手前位置から閉鎖位置へと回動させることのできる回動補助手段を備えたので、最終的な閉鎖状態を確実に得ることが可能となる。

本実施形態に係る炊飯器の中央での概略断面図である。 図１の部分詳細断面図である。 図２のロック部材を示す斜視図である。 図２から操作部材を押し込んだ状態を示す詳細断面図である。 本実施形態に係る炊飯器の中央から側方にずれた位置での概略断面図である。 （ａ）は図５に示す電磁石部及び磁性部材とその周辺部分を示す断面図、（ｂ）は蓋体が若干開放した状態を示す断面図である。 図１に示す蓋体の支軸に採用するギア及びモータを示す斜視図である。 他の実施形態に係る蓋閉鎖機構を示す概略説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「前」、「後」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

図１及び図４は、本実施形態に係る開閉蓋付き電気機器の一例である圧力式炊飯器を示す（これらの図面では、ハッチングは省略している。）。この圧力式炊飯器は、炊飯器本体１と、蓋体２とを備える。

炊飯器本体１は、外胴３と、内胴４とを備える。外胴３と内胴４とによって環状空間が形成されている。環状空間の上方開口部は肩体５によって閉鎖されている。肩体５の前方両側には、図２に示すように、係止孔６が形成されている。係止孔６には、後述するロック部材２２の係止爪部２８が係脱可能となっている。内胴４は、底面に設けた保護枠８とで、内鍋７が収容される収容凹部を構成する。外胴３の下方開口部は底板９によって閉鎖されている。

環状空間の前方両側の２箇所には、図５及び図６に示すように、電磁石部１０がそれぞれ配置されている。電磁石部１０は、鉄心１１と、その周囲にコイル状に巻回した導電線を内蔵する有底筒状の保持部１２とからなる。電磁石部１０は、鉄心１１の軸心方向が上下に向かうように配置され、上端面が肩体５の上面に露出している。保持部１２の底面にはスプリング１２ａが配置され、鉄心１１は肩体５の上面から突出可能に付勢されている。但し、図示しない構成（例えば、鉄心１１を段付き構造として、段部を保持部１２の上方開口縁部によってガイドする構成）により鉄心１１の保持部１２からの突出寸法は制限されている。電磁石部１０は、導電線に通電する前の消磁状態では、スプリング１２ａの付勢力により鉄心１１の先端部を保持部１２から突出させる。そして、導電線に通電することにより励磁して、スプリング１２ａの付勢力に抗して鉄心１１を後退させ、先端部を保持部１２内に移動させる。また、鉄心１１の上端面から発生させた磁力線により、後述する蓋体２側の磁性部材２３を吸引する。

蓋体２は、図１及び図２に示すように、上板１３と下板１４とを備える。下板１４の下面には、内鍋７の上方開口部を閉鎖する内蓋１５が着脱可能となっている。内蓋１５は、金属製の円板部１６と、その外周部に取り付けられるシール部１７とを備える。シール部１７は、上昇した内圧を維持するために、円板部１６の外周から下方に向かって延び、内鍋７の上方開口内面に密着可能となっている。

蓋体２は、図１に示すように、炊飯器本体１の後方側に、支軸２ａを中心として回動可能に連結され、スプリング（図示せず）によって開放方向に付勢されている。支軸２ａには、図７に示すように、従動ギア１８が一体化されている。従動ギア１８にはサーボモータ１９の回転軸に設けた駆動ギア２０が噛合している。サーボモータ１９を正逆回転駆動することにより、蓋体２は、駆動ギア２０及び従動ギア１８を介して回動し、炊飯器本体１の収容凹部を開閉する。蓋体２の回動位置は、サーボモータ１９の回転軸に設けたスリット円板（図示せず）をエンコーダ２ｂによって検出することにより特定される。なお、モータにはステッピングモータを使用してもよい。この場合、ステッピングモータへの印加電圧のパルス数をカウントすることにより、蓋体２の回動位置を特定すればよい。また、蓋体２の回動位置の特定は、閉鎖手前位置でオンするスイッチやフォトカプラを使用するようにしてもよい。

蓋体２の前方部には、図２から図６に示すように、操作部材２１、ロック部材２２、及び、磁性部材２３が設けられている。

操作部材２１は、上板１３に支軸２１ａを中心として回動可能に取り付けられ、図示しないスプリングによって上方側に付勢されている。操作部材２１は、上板１３に形成した開口に押込操作可能に位置する操作部２４と、この操作部２４を押込操作することによりロック部材２２を作動させる押圧部２５とを備える。

ロック部材２２は、炊飯器本体１に対して蓋体２を閉鎖位置に位置決めするためのもので、図３に示すように、押圧受部２６と脚部２７とを備える。押圧受部２６は、操作部材２１の押圧部２５によって押圧可能な平板状に形成されている。脚部２７は、押圧受部２６から両側次いで下方側へと延びる略Ｌ字形に形成されている。脚部２７の下端部には係止爪部２８が形成され、炊飯器本体１に形成した係止孔６に係脱可能となっている。そして、ロック部材２２は、下板１４に支軸２２ａを中心として回動可能に取り付けられ、図示しないスプリングによって蓋体２を閉鎖位置に位置決めできるように付勢されている。

磁性部材２３は、図５及び図６に示すように、蓋体２の前方部両側に配置され、前記電磁石部１０に対応する位置にそれぞれ露出している。そして、磁性部材２３は、電磁石部１０が励磁することにより、スプリング１２ａの付勢力に抗して後退させた鉄心１１の上端面に吸引されるようになっている。これにより、蓋体２が閉鎖位置に回動する。

前記サーボモータ１９や電磁石部１０への通電は、制御部２９によって制御されるようになっている。ここでは、制御部２９は、環状空間の電磁石部１０のさらに前方に配置した基板３０に実装されるマイコンで構成されている。なお、基板３０には、マイコンのほか、液晶パネル３１、炊飯ボタン等の各種ボタン、ＬＥＤ等が実装されている。

次に、前記構成からなる炊飯器の動作について説明する。但し、以下の説明は、本発明の特徴部分である蓋体２の開閉動作に留め、炊飯等の他の動作については省略する。

蓋体２を開放し、炊飯器本体１の収容凹部に内鍋７を収容した状態で、例えば、炊飯ボタンが操作されると、サーボモータ１９を駆動することにより、駆動ギア２０及び従動ギア１８を介して蓋体２を回動させる。これにより、蓋体２は、開放位置から閉鎖位置に向かって回動し、閉鎖位置の手前の閉鎖手前位置に至る。この間、電磁石部１０は、消磁状態にあり、図６（ｂ）に示すように、鉄心１１はスプリング１２ａの付勢力により保持部１２から先端部分を突出させている。蓋体２が閉鎖手前位置に至った時点で、炊飯装置本体１側の電磁石部１０を励磁し、スプリング１２ａの付勢力に抗して後退させた鉄心１１の上端面に蓋体２側の磁性部材２３を吸引する。

このとき、内蓋１５のシール部１７が内鍋７に圧接する等により蓋体２の回動は抵抗を受ける。また、ロック部材２２の係止爪部２８が係止孔６に係止する前にも抵抗を受ける。しかしながら、サーボモータ１９と電磁石部１０とにより、蓋体２には十分な回動力を作用させることができる。しかも、電磁石部１０は蓋体２すなわち磁性部材２３が接近するに従って、磁荷に関するクーロンの法則により、作用する吸引力が増大してくる。蓋体２は閉鎖位置までスムーズに回動する。また、電磁石部１０の働きにより、サーボモータ１９に無理な負荷をかけることがない。そして、蓋体２が閉鎖位置まで回動すると、ロック部材２２の係止爪部２８が炊飯器本体１の肩体５に形成した係止孔６に係止し、蓋体２は閉鎖位置に位置決めされる。この時点で、電磁石部１０への通電を遮断し、サーボモータ１９の駆動を停止する。電磁石部１０への通電を遮断すると、スプリング１２ａの付勢力により保持部１２から鉄心１１が突出しようとするが、ロック部材２２によって閉鎖位置に強固に位置決めされた蓋体２によってその突出は阻止される。

一方、蓋体２を開放する場合、操作部材２１を押し込んで、ロック部材２２の係止爪部２８を肩体５の係止孔６から離脱させる。これにより、蓋体２は、スプリング１２ａで付勢された電磁石部１０の鉄心１１によって押し上げられる。したがって、シール部１７が内鍋７の内周面に密着した状態を迅速に解消することができ、回動の初期動作がスムーズに行われる。また、鉄心１１によって押し上げられた状態では、ロック部材２２の係止爪部２８が図示しないスプリングの付勢力で元の位置に復帰したとしても、再び係止孔６に係止することはない。その後、蓋体２は、支軸２ａに設けた図示しないスプリングの付勢力に従って開放位置へと回動する。この場合、サーボモータ１９を逆転駆動することにより蓋体２を強制的に開放位置へと回動させるようにしてもよい。これにより、蓋体２を短時間で開放位置へと回動させることが可能となる。

このように、前記実施形態に係る炊飯器によれば、蓋体２が閉鎖手前位置まで回動すれば、回動補助手段としての電磁石部１０が励磁し、蓋体２を閉鎖位置へと強制的に回動させることができる。したがって、従来、特に圧力式炊飯器で困難であった蓋体２の閉鎖作業を自動的に、しかも確実に行うことが可能となる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、開閉蓋付き電気機器の例として圧力炊飯器について説明したが、他の電気機器、例えば、非圧力式炊飯器、電気ポット、餅つき器、加湿器、食器洗浄機、電子レンジ等であっても、同様な蓋開閉構造を採用することが可能である。

また、前記実施形態では、蓋体２を自動開閉するように構成したが、手動で開閉するように構成することも可能である。この場合、開放位置に位置する蓋体２を手動で閉鎖手前位置（回動開始直後の位置であってもよい。）まで回動したことを検出し、この検出結果に基づいて電磁石部１０を励磁することにより、その後は自動的に、あるいは、補助として、蓋体２を閉鎖位置まで回動させるようにすればよい。

また、前記実施形態では、サーボモータ１９等の回転位置を正確に把握できるモータを使用するようにしたが、これに代えて、モータへの印加電圧の変化に基づいて蓋体２が閉鎖手前位置まで回動したことを検出するようにしてもよい。すなわち、蓋体２が閉鎖手前位置まで回動すると、シール部１７が内鍋７に圧接する等により回動抵抗が大きくなる。このため、モータに作用する負荷が増大し、印加電圧が上昇する。そこで、この印加電圧が予め設定した所定値（通常時よりも高い値）に到達すれば、電磁石部１０を励磁するようにすればよい。

また、前記実施形態では、電磁石部１０を炊飯装置本体１側に、磁性部材２３を蓋体２側にそれぞれ設けるようにしたが、逆に設けることもできる。また、炊飯装置本体又は蓋体２の少なくとも一部が磁性材料で構成されているのであれば、残る他方の部材に電磁石部１０を設けるだけでも対応することができる（つまり、この構成によれば、別途、磁性部材２３を設ける必要がない。）。さらに、電磁石部１０の数は２つに限らず、１あるいは３以上であってもよく、蓋体２の重量、スプリング１２の弾性力、サーボモータ１９の性能等に応じて自由に変更可能である。

また、前記実施形態では、回動補助手段として、電磁石部１０と磁性部材２３を利用するようにしたが、これに代えて、次のような構成を採用することも可能である。

すなわち、図８に示すように、蓋体２の前方端に下方に向かって突出する突出部４１を設け、この突出部４１に係止受部４２（例えば、貫通孔）を形成する。一方、炊飯器本体１には、ソレノイドにより水平方向に移動部材４３を往復移動させる。移動部材４３は、先端部下面に先端から離れるに従って徐々に下方側へと傾斜する傾斜面４３ａを有する。これにより、蓋体２を閉鎖位置へと回動させると、まず、突出部４１の係止受部４２に移動部材４３の先端が係止する。この状態で、ソレノイドを駆動して移動部材４３を前進させると、その傾斜面４３ａに沿って係止受部４２を構成する下縁が押し下げられ、突出部４１を介して蓋体２が支軸２ａを中心として閉鎖位置へと回動する。

この構成によれば、前記実施形態で採用したロック部材２２は不要とすることも可能である。また、移動部材４３の傾斜面４３ａによって直接蓋体２を回動させることができるので、動作の信頼性が得られる。なお、突出部４１を炊飯器本体１側に、ソレノイド及び移動部材４３を蓋体２側にそれぞれ設けることも可能である。

また、ソレノイド及び移動部材４３の構成は電磁石部１０と併用することも可能である。この場合、閉鎖位置の手前の第１閉鎖手前位置で電磁石部１０による磁力による吸引を開始し、第１閉鎖手前位置からさらに閉鎖位置に近付いた第２閉鎖手前位置に到達することによりソレノイドを励磁して移動部材４３を移動させ、蓋体２を閉鎖位置へと回動させるようにすればよい。

この構成によれば、蓋体２の回動動作を２段階で強くすることができる。したがって、蓋体２の閉鎖動作で、電磁石部の吸引力をそれほど大きくしなくても、第２閉鎖手前位置まで回動させることができれば、後はソレノイド及び移動部材４３によって確実に閉鎖位置へと回動させることができる。このため、より一層閉鎖動作を無理なくスムーズに行わせることが可能となる。

１…炊飯器本体（電気機器本体）
２…蓋体
２ａ…支軸
３…外胴
４…内胴
５…肩体
６…係止孔
７…内鍋
８…保護枠
９…底板
１０…電磁石部（回動補助手段）
１１…鉄心（押出部）
１２…保持部
１２ａ…スプリング
１３…上板
１４…下板
１５…内蓋
１６…円板部
１７…シール部
１８…従動ギア
１９…サーボモータ
２０…駆動ギア
２１…操作部材
２２…ロック部材（閉鎖手段）
２３…磁性部材（回動補助手段）
２４…操作部
２５…押圧部
２６…押圧受部
２７…脚部
２８…係止爪部
２９…制御部
３０…基板
３１…液晶パネル
４１…突出部
４２…係止受部
４３…移動部材

Claims (5)

1. 開口部を有する電気機器本体と、
   前記電気機器本体に、支軸を中心として、前記開口部を閉鎖する閉鎖位置と、開放する開放位置とに回動可能に取り付けた蓋体と、
   前記電気機器本体に対して前記蓋体を閉鎖位置に位置決めする閉鎖手段と、
   を備えた開閉蓋付き電気機器であって、
   前記蓋体又は前記電気機器本体のいずれか一方に設けられる磁性部と、残る他方に設けられ、鉄心、該鉄心の周囲に配置されるコイル、及び、前記鉄心を突出方向へと付勢する付勢手段を有する電磁石部と、からなる回動補助手段をさらに備え、
   前記電磁石部は、前記コイルに通電することにより励磁し、前記蓋体が、少なくとも開放位置から閉鎖位置に至る手前の閉鎖手前位置で、前記鉄心により前記磁性部を吸引して蓋体の閉鎖位置への回動を補助する一方、前記コイルへの通電を遮断することにより消磁して鉄心を突出させて閉鎖位置の蓋体を開放位置へと移動させることを特徴とする開閉蓋付き電気機器。
2. 前記蓋体の回動位置を検出する回動位置検出手段と、
   前記回動位置検出手段で、蓋体が閉鎖手前位置に回動したことが検出されると、前記回動補助手段による蓋体の回動を開始させる回動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の開閉蓋付き電気機器。
3. 前記回動制御手段は、閉鎖手段によって蓋体が閉鎖位置に位置決めされることにより、回動補助手段による蓋体の回動を停止することを特徴とする請求項２に記載の開閉蓋付き電気機器。
4. 前記蓋体を支軸を中心として正逆回転駆動する蓋体駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の開閉蓋付き電気機器。
5. 圧力式炊飯器であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の開閉蓋付き電気機器。

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