JP6420207B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、省エネルギー性能を向上させるための炊飯器に関する。

近年の炊飯器は省エネ性能が求められており、例えば特許文献１などに開示されるように、本体の内部に断熱材を追加し、更には炊飯や保温の加熱量を減らすなどの工夫が採られてきた。

特開２０１１−２４５０３３号公報

しかし、上述の炊飯器において、被炊飯物に対する加熱量の削減は食味の低下にもつながるため、限界があり、今後の省エネ性能向上の手段が無い状況になりつつある。

本発明は、上記課題を解決するのになされたもので、その目的は、新たな省エネ性能の向上手段を実現できる炊飯器を提供することにある。

本発明の炊飯器は、被炊飯物を収容する鍋と、前記鍋を収容する本体と、前記鍋を加熱する加熱手段と、を備えた炊飯器において、受熱部と放熱部とを有し、該受熱部と該放熱部との間に生じる温度差により電気エネルギーを発生する熱電素子と、前記電気エネルギーを蓄えることが可能な蓄電手段と、メニューや行程を表示する表示部と、を備え、前記加熱手段としての加熱コイルの発生熱を前記受熱部で受熱するように、前記熱電素子を前記本体に設置し、保温に移行すると、前記蓄電手段に蓄えられたエネルギーを前記表示部に使用する構成としたものである。

請求項１の発明では、加熱コイルからの発熱に伴い、熱電素子の受熱部と放熱部との間に温度差が生じるため、熱電素子により熱エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することが可能になる。したがって炊飯器として、熱電素子を利用した新たな省エネ性能の向上手段を実現できる。さらに、熱電素子からの電気エネルギーを蓄電手段で一時的に蓄えて利用することができ、蓄えられたエネルギーは、メニューや行程を表示する表示部に使用され、保温時における消費電力量を減らすことができる。

請求項２の発明では、コイルカバーに穴などを開けることなく、必要最小限の設計変更で、加熱コイルからの熱を熱電素子の受熱部に伝えることが可能となる。

請求項３の発明では、ファンモータの駆動によって送風経路に流れる空気が放熱部に直接当たることで、受熱部と放熱部との間の温度差を大きくし、熱電素子により効率よく電気エネルギーを発生させることが可能になる。

請求項４の発明では、蓄えられた電気エネルギーは、蓄電手段と同じ基板に搭載されたメニューや行程を表示する表示部に使用され、保温時における消費電力量を減らすことができる。

本発明の第一実施形態における炊飯器の縦断面図である。 同上、要部の拡大縦断面図である。 同上、第一変形例を示す要部の拡大縦断面図である。 同上、第二変形例を示す要部の拡大縦断面図である。 同上、第三変形例を示す要部の拡大縦断面図である。 同上、第四変形例を示す要部の拡大縦断面図である。 同上、第五変形例を示す要部の拡大縦断面図である。 同上、第六変形例を示す要部の拡大縦断面図である。 同上、第七変形例を示す要部の拡大縦断面図である。 本発明の第二実施形態における炊飯器について、操作パネルを裏面側から見た図である。 本発明の第三実施形態における炊飯器について、鍋温度検出手段の検出温度と、加熱手段の加熱量との関係を示すグラフである。 従来の炊飯器について、鍋温度検出手段の検出温度と、加熱手段の加熱量との関係を示すグラフである。 本発明の第四実施形態における炊飯器のポンプ一体型の拡張室とその周辺の部分縦断面図である。 同上、拡張室の出口を示すカバーの断面図である。

以下、本発明の炊飯器に係る好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。

図１は、第一実施形態における炊飯器を示している。同図において、１は有底状の本体、２は本体１の上面開口を開閉自在に覆う蓋体で、これらの本体１と蓋体２とにより、炊飯器の外郭が形成される。本体１は、上面を形成する上枠３と、側面から底面を形成する外枠４とにより外観を構成しており、後述する鍋１１を着脱可能に収容するために、上面を開口した鍋収容部５が形成される。鍋１１は、蓋体２を開閉することにより鍋収容部５から取り出せるようになっている。

鍋１１は、熱伝導性の良いアルミニウムを主材１２とし、フェライト系ステンレスなどの磁性金属板からなる発熱体１３が、主材１２の外面の側部下部から底部にかけて接合してある。鍋１１は、米や水などの被炊飯物を収容するために有底筒状に形成され、その上端周囲には、外周側に延出する円環状のフランジ部１４が形成される。フランジ部１４は、鍋収容部５に鍋１１を収容したときに上枠３の上面に載置され、鍋収容部５と鍋１１との間に隙間を形成した状態で、鍋１１が鍋収容部５に吊設されるようになっている。

鍋収容部５は、椀状で樹脂製の内枠６や、金属製の内枠リング７などを組み合わせて構成され、全体が有底筒状に形成される。鍋１１の外側面に対向する内枠リング７の外面には、加熱手段の一例としてコードヒータを用いた胴ヒータ８を備えている。また、鍋１１の側面下部から底面に対向する内枠６の外面には、鍋１１の発熱体１３を電磁誘導加熱する加熱手段として、加熱コイル９を備えている。加熱コイル９の外周には、当該加熱コイル９を覆うように椀状のコイルカバー１５が設けられている。また本体１の内部には、加熱コイル９に高周波電流を供給する加熱コイル駆動手段としての加熱基板組立１６と、加熱基板組立１６を冷却するファンモータ１７がそれぞれ配設される。

内枠６の底部中央部には、鍋１１の外面底部と弾発的に接触するように、鍋温度検出手段としての鍋温度センサ２１が配設される。鍋温度センサ２１は、鍋１１の温度を検知するもので、加熱コイル９による鍋１１の底部の加熱温度を主に温度管理する構成となっている。

蓋体２の前方上面には、蓋開ボタン２３が露出状態で配設されており、この蓋開ボタン２３を押すと、本体１と蓋体２との係合が解除され、本体１の上部後方に設けたヒンジバネ（図示せず）により、ヒンジ軸２４を回転中心として蓋体２が自動的に開く構成となっている。

蓋体２は、その上面外殻をなす外観部品としての外蓋２７と、蓋体２の下面を形成する放熱板２８と、外蓋２７および放熱板２８を結合させて、蓋体２の骨格を形成する蓋ベース材としての外蓋カバー２９とを主たる構成要素としている。また、蓋開ボタン２３の後方には、外蓋２７に収納される表示部や操作部を覆うようにして操作パネル３１が配設される。蓋体２の内部にあって、放熱板２８の上面には、蓋加熱手段としての蓋ヒータ３２が設けられている。この蓋ヒータ３２は、コードヒータなどの電熱式ヒータや、電磁誘導加熱式による加熱コイルでもよい。

蓋体２の上部に設けられている操作パネル３１の内側には、時間や選択したメニューなどを表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や、行程を表示するＬＥＤ（発光ダイオード）などの表示部の他に、各種スイッチなどの操作体を配置した基板が、表示基板組立３３として配設される。

放熱板２８の下側には、蓋体２の下部部材としての内蓋組立体３５が着脱可能に設けられる。この内蓋組立体３５は、鍋１１の上方開口部とほぼ同径の円盤状を有し、ステンレスやアルミニウムをアルマイトした金属製の内蓋３７と、鍋１１と内蓋３７との間をシールするために、当該内蓋３７の外側全周に設けられ、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの弾性部材からなる蓋パッキン３８と、蓋パッキン３８を内蓋３７の外側全周に装着するための内蓋リング３９と、鍋１１の内圧力を調整する調圧部４１とを備えている。環状に形成された蓋パッキン３８は、蓋体２を閉じた時（蓋閉時）に、鍋１１のフランジ部１４上面に当接して、この鍋１１と内蓋３７との間の隙間を塞ぎ、鍋１１から発生する蒸気を密閉するものである。

前記放熱板２８には、蓋体２の特に内蓋３７の温度を検知する蓋温度検知手段として、蓋ヒータ３２による内蓋３７の温度管理を行なうためのサーミスタ式の蓋温度センサ（図示せず）が設けられている。また、蓋体２の上面後方寄り部には、蓋体２の上面側から着脱可能な蒸気口４３が設けられる。蒸気口４３と調圧部４１は蓋体２の内部で連通しており、これらを含めて蓋体２の内部には、鍋１１内で発生した蒸気を外部へ放出する通路としての蒸気排出経路４４が形成される。

前記調圧部４１は、鍋１１の内部と蒸気口２５との間の蒸気通路３１を開閉する調圧弁４６が設けられる。この調圧弁４６はボール状で、蓋体２の内部に設けたソレノイド４７と連動し、鍋１１内の蒸気を外部へ放出する場合には蒸気排出経路４４を開放し、鍋１１内を加圧または減圧状態にする場合には蒸気排出経路４４を閉塞するように、ソレノイド４７が調圧弁４６を転動させる。そして加圧時には、加熱コイル９への高周波通電により鍋１１内の被炊飯物が加熱され、鍋１１の内圧が所定値に達すると、調圧弁４６の自重に抗して蒸気排出経路４４を開放することで、鍋１１内の圧力を大気圧以上に維持する構成となっている。

次に、本実施形態で用いられる電気発生手段について、図２を参照して詳しく説明する。同図において、５１はゼーベック効果により熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子であり、これは一側の受熱部５１ａと他側の放熱部５１ｂとの間に生じる温度差により、電気エネルギーとなる起電力を発生するものである。ここでの熱電素子５１は、加熱コイル９を覆っているコイルカバー１５の一部を貫通して本体１の内部に配設され、加熱コイル９を直接受熱するように、当該加熱コイル９に受熱部５１ａを当接して設置する一方で、本体１の内部に設けたファンモータ１７からの送風経路５２に、放熱部５１ｂを露出させて配置している。

送風経路５２は熱電素子５１の設置のし易さを考慮して、コイルカバー１５の外側に沿って設けられている。また、加熱基板組立１６やファンモータ１７の収容空間５３に連通する通気孔５４が、送風経路５２の一端に開口形成され、本体１の外部に連通する別の通気孔５５が、送風経路５２の他端に開口形成される。送風装置となるファンモータ１７は、何れも図示しないが駆動源となるモータ部と回転可能なファンを備えており、モータ部を通電してファンを回転させ、ファンモータ１７を駆動すると、本体１外部からファンモータ１７に吸い込まれた冷却風が、収容空間５３から加熱基板組立１６に送り出されると共に、送風経路５２を通して熱電素子５１の放熱部５１ｂに沿って流れ、通気孔５５から本体１の外部に排出される構成となっている。

表示基板組立３３には、熱電素子５１で発生した電気エネルギーを蓄える蓄電手段として蓄電池５７が設置される。蓄電手段は他にコンデンサなどを用いてもよく、また表示基板組立３３以外の箇所に設置してもよい。

前記加熱基板組立１６には、マイクロコンピュータ（マイコン）などで構成される制御手段６１が搭載される。制御手段６１は、鍋温度センサ２１や蓋温度センサからの各温度検知信号と、操作部からの操作信号を受けて、炊飯時および保温時に鍋１１を加熱する胴ヒータ８や加熱コイル９と、蓋体２を加熱する蓋ヒータ３２を各々制御すると共に、前述したソレノイド４７の動作を制御し、さらには表示部の表示を制御するものである。特に本実施形態の制御手段６１は、鍋温度センサ２１の検知温度に基いて主に加熱コイル９を制御して鍋１１の底部を温度管理し、蓋温度センサの検知温度に基いて主に蓋ヒータ３２を制御して、被炊飯物に対向する内蓋３７を温度管理するようになっている。

また制御手段６１は、記憶手段（図示せず）に記憶されたプログラムの制御シーケンス上の機能として、操作部からの炊飯開始の指示を受けて、鍋１１に投入した米の吸水を促進させるひたしと、被炊飯物の温度を短時間に沸騰まで上昇させる加熱と、被炊飯物の沸騰状態を継続させる沸騰継続と、被炊飯物をドライアップ状態のご飯に炊き上げる炊き上げと、ご飯を焦がさない程度の高温に維持するむらしの各行程を順に実行して、内釜６内部の被炊飯物に対する加熱を制御する炊飯制御手段と、鍋１１内部のご飯を所定の保温温度に保つように制御する保温制御手段と、をそれぞれ備えている。

次に、上記構成についてその作用を説明する。本体１に対して蓋体２を開けた状態で、被炊飯物となる米や水を入れた鍋１１を鍋収容部５に装着し、蓋体２を再び閉じる。そして、操作パネル３１を介して操作部を押動操作して、炊飯開始を指示すると、制御手段６１は、炊飯制御手段によるひたしからむらしに至る一連の炊飯行程と、その後の保温制御手段による保温行程を順に実行するために、胴ヒータ８や加熱コイル９の他に、蓋ヒータ３２やソレノイド４７の動作を各々制御し、さらには表示基板組立３３に搭載した表示部の表示を制御する。

上記一連の動作で、特に炊飯時には、加熱基板組立１６から加熱コイル９に高周波電流が供給されることにより、鍋１１に設けた発熱体１３が発熱して、鍋１１内の被炊飯物が加熱されるが、このとき加熱コイル９が発熱すると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａも熱くなり、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。特に本実施形態では、加熱コイル９からの熱を受熱部５１ａで直接受けると共に、ファンモータ１７の駆動によって、ファンモータ１７から送風経路５２に流れる冷却風が放熱部５１ｂに直接当たることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に大きな温度差が生じ、それにより熱電素子５２から効率よく電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。

そして、炊飯が終了すると保温状態に移行するが、蓄えられた電気エネルギーは、蓄電池５７と同じ表示基板組立３３に搭載されたメニューを表示するＬＣＤや、行程を表示するＬＥＤに使用され、保温時における消費電力量を減らすことができる。また、予約した時刻に炊飯を開始または鍋１１内の被炊飯物を炊き上げる炊飯予約時の待機状態で、蓄電池５７に蓄えられた電気エネルギーを使用して、予約設定から炊飯開始までの待機電力をゼロにすることも可能である。

従来の炊飯器では、省エネ性能向上を目的として、炊飯時における被炊飯物への加熱量を減らし、消費電力量を下げることは、食味の低下につながる恐れがあった。しかし本実施形態では、炊飯時に外部に排出している熱エネルギーを、熱電素子５１で電気エネルギーに変換して回収し、蓄電池５７に一時的に蓄えて利用することで、炊飯時の加熱量を下げることなく、すなわち食味を低下させることなく、炊飯器として省エネ性能を向上させることが可能になる。

一例として、熱電素子５１の放熱部５１ａと受熱部５１ｂとの間の温度差は５０℃程度となる。この温度差を利用して、熱電素子５１は必要な電気エネルギーを生成することができる。

図３は、本実施形態に関連する別な第一変形例を示したものである。同図において、本例でも加熱コイル９の発生熱を受熱部５１ａで受熱するように、熱電素子５１を本体１の内部に設置しており、特に熱電素子５１の放熱部５１ｂが本体１の外側に露出するように、外枠４の形状を一部変更している。また、ここでの受熱部５１ａは、加熱コイル９に対向するコイルカバー１５の外面に接触しているが、図１や図２で示したように、加熱コイル９に直接接触した構造でも構わない。

そして本例では、炊飯時に加熱コイル９が発熱すると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａに間接的に熱が伝わって、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。特に放熱部５１ｂは常に外気に晒されるので、加熱コイル９が発熱すれば、ファンモータ１７の駆動に左右されることなく、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間の温度差を大きく確保できる。したがってこの場合も、熱電素子５２から効率よく電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。

以上のように本実施形態は、被炊飯物を収容する鍋１１と、鍋１１を収容する本体１と、鍋１１を加熱する加熱手段としての加熱コイル９と、を備えた炊飯器において、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとを有し、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に生じる温度差により電気エネルギーを発生する熱電素子５１を備え、加熱コイル９の発生熱を受熱部５１ａで受熱するように、熱電素子５１を本体１の内部に設置している。

この場合、加熱コイル９からの発熱に伴い、熱電素子５１の受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じるため、熱電素子５１により熱エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することが可能になる。したがって炊飯器として、熱電素子５１を利用した新たな省エネ性能の向上手段を実現できる。

また図１や図２で示したように、熱電素子５１の受熱部５１ａを加熱コイル９に接触させることで、加熱コイル９からの熱を熱電素子５１の受熱部５１ａに直接速やかに伝えることが可能となる。

また図３で示したように、加熱コイル９を覆うカバーとしてのコイルカバー１５を備え、熱電素子５１の受熱部５１ａをコイルカバー１５に接触させてもよい。

この場合、コイルカバー１５に穴などを開けることなく、必要最小限の設計変更で、加熱コイル９からの熱を熱電素子５１の受熱部５１ａに伝えることが可能となる。

また図３で示したように、熱電素子５１の放熱部５１ｂを本体の外部に露出させてもよい。

この場合は、熱電素子５１の放熱部５１ｂを常に外気に晒すことで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間の温度差を大きくし、熱電素子５１により効率よく電気エネルギーを発生させることが可能になる。

また図１や図２で示したように、熱電素子５１の放熱部５１ｂをファンモータ１７の送風経路５２に設置してもよい。

この場合は、ファンモータ１７の駆動によって送風経路５２に流れる冷却風が放熱部５１ｂに直接当たることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間の温度差を大きくし、熱電素子５１により効率よく電気エネルギーを発生させることが可能になる。

さらに本実施形態では、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄えることが可能な蓄電手段として、蓄電池５７やコンデンサを備えている。また、メニューや行程を表示する表示部を備え、保温に移行すると、蓄電手段に蓄えられたエネルギーを表示部に使用する構成となっている。

この場合、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄電手段で一時的に蓄えて利用することができ、蓄えられたエネルギーは、メニューや行程を表示する表示部に使用され、保温時における消費電力量を減らすことができる。

さらに蓄電池５７と表示部は、同じ基板である表示基板組立３３に搭載される。この場合、蓄えられた電気エネルギーは、蓄電池５７と同じ表示基板組立３３に搭載されたメニューや行程を表示する表示部に使用され、保温時における消費電力量を減らすことができる。

次に、図４〜図９を参照しながら、第一実施形態における種々な変形例を説明する。なお、図４〜図９は何れも炊飯器の一部を示しているが、それ以外の部分については、他の実施形態の別な図に示した構成を適用できる。

第二変形例を示す図４において、ここでは鍋１１の発生熱を受熱部５１ａで受熱するように、熱電素子５１が本体１の内部に設置される。具体的には、熱電素子５１は加熱コイル９が配置されていない内枠６の中間部分に装着され、受熱部５１ａが鍋１１の発熱体１３に臨んでいると共に、放熱部５１ｂが本体１の内部空間に臨んで配置される。熱電素子５１の受熱部５１ａと鍋１１の発熱体１３外面との間には僅かな隙間が形成されるが、熱伝導性をより高くするために、双方を接触させてもよい。何れにせよ熱電素子５１は、鍋１１を収容する鍋収容部５の内部に受熱部５１ａが配置され、鍋収容部５の外部に放熱部５１ｂが配置される。

そして本例では、炊飯時や保温時に、加熱コイル９からの交番磁界によって鍋１１の発熱体１３が発熱すると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａも熱くなり、当該受熱部５１ａと本体１の内部空間に晒された放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。これにより、熱電素子５２から電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。

また図５に示す第三変形例は、熱電素子５１の放熱部５１ｂを、本体１の内部に設けたファンモータ１７からの送風経路５２に露出させて配置している。送風経路５２は熱電素子５１の設置のし易さを考慮して、内枠６に近接して設けられている。またここでも、加熱基板組立１６やファンモータ１７の収容空間５３に連通する通気孔５４が、送風経路５２の一端に開口形成され、本体１の外部に連通する別の通気孔５５が、送風経路５２の他端に開口形成される。そしてファンモータ１７を駆動すると、本体１外部からファンモータ１７に吸い込まれた冷却風が、収容空間５３から加熱基板組立１６に送り出されると共に、送風経路５２を通して熱電素子５１の放熱部５１ｂに沿って流れ、通気孔５５から本体１の外部に排出される構成となっている。その他の構成は、第二変形例で説明したものと共通する。

本例でも、炊飯時や保温時に鍋１１の発熱体１３が発熱すると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａも熱くなり、当該受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。特に本例では、ファンモータ１７の駆動に伴い、当該ファンモータ１７から送風経路５２に流れる冷却風が放熱部５１ｂに直接当たることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に大きな温度差が生じ、それにより熱電素子５２から効率よく電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。そしてこれらの各変形例でも、蓄電池５７に蓄えられた電気エネルギーを使用して、保温時における消費電力量を減らしたり、予約設定から炊飯開始までの待機電力をゼロにしたりすることができる。

このように、図４や図５に示す変形例では、鍋１１の発生熱を受熱部５１ａで受熱するように、熱電素子５１が本体１の内部に設置される。そのため、鍋１１の発熱に伴い、熱電素子５１の受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じ、熱電素子５１により熱エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することが可能になる。したがって、これらの変形例でも、炊飯器として熱電素子５１を利用した新たな省エネ性能の向上手段を実現できる。

また、図５に示す第三変形例では、熱電素子５１の放熱部５１ａにファンモータ１７からの冷却風を直接当てるように、本体１の内部に送風経路５２を設置している。

この場合、ファンモータ１７の駆動によって送風経路５２に流れる冷却風が放熱部５１ｂに直接当たることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間の温度差を大きくし、熱電素子５１により効率よく電気エネルギーを発生させることが可能になる。

さらに、図４や図５に示す各変形例に共通して、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄えることが可能な蓄電手段として、蓄電池５７やコンデンサを備えている。そのため、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄電手段で一時的に蓄えて利用することで、予約炊飯時の待機状態などに待機電力を少なくすることができる。

次に、熱電素子５１を本体１にではなく、蓋体２の内部に設けた例を、第四変形例〜第七変形例としてそれぞれ説明する。

図６に示す第四変形例では、蓋体２の内部に形成された蒸気排出経路４４上に、熱電素子５１の受熱部５１ａを配置する一方で、蓋体２の内部空間に熱電素子５１の放熱部５１ｂを配置する。より具体的には、ここでの熱電素子５１は、鍋１１内から調圧部４1に侵入する蒸気熱をすぐに受けることができるように、調圧部４１に臨む蒸気排出経路４４の外面部に受熱部５１ａを接触させており、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの温度差に応じた電気エネルギーを生成して、その電気エネルギーを蓄電池５７で蓄える構成となっている。また、蓋体２の内部には、被炊飯物を収容した鍋１１内を、蓋閉時に大気圧よりも低く減圧する減圧手段としての真空ポンプ６３なども配設される。真空ポンプ６３の個数は限定されず、また、真空ポンプ６３を蓋体２にではなく、本体１の内部に設けてもよい。

そして本例では、炊飯時に鍋１１が加熱されるのに伴い、被炊飯物が沸騰して鍋１１内で蒸気が発生すると、蒸気排出経路４４内に侵入した蒸気熱により蒸気排出経路４４が熱くなると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａも熱くなり、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。これにより、熱電素子５２から電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。

また、図７に示す第五変形例は、熱電素子５１の受熱部５１ａが、蒸気排出経路４４の蒸気を直接受熱できるように、蒸気排出経路４４内に受熱部５１ａを露出させて配置している。その他の構成は、第四変形例で説明したものと共通する。

本例でも、炊飯時に鍋１１が加熱されるのに伴い、被炊飯物が沸騰して鍋１１内で蒸気が発生すると、蒸気排出経路４４内に侵入した蒸気熱により蒸気排出経路４４が熱くなると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａも熱くなり、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。特に本例では、鍋１１内から蒸気排出経路４４に侵入する蒸気熱が受熱部５１ａに直接当たることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に大きな温度差が生じ、それにより熱電素子５２から効率よく電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。そしてこれらの各変形例でも、蓄電池５７に蓄えられた電気エネルギーを使用して、保温時における消費電力量を減らしたり、予約設定から炊飯開始までの待機電力をゼロにしたりすることができる。

このように、図６や図７に示す変形例では、炊飯中に鍋１１内の被炊飯物から発生する熱を、蒸気排出経路４４から受熱部５１ａで受熱するように、熱電素子５１を設置している。そのため、鍋１１の発熱に伴い、熱電素子５１の受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じ、熱電素子５１により熱エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することが可能になる。したがって、これらの変形例でも、炊飯器として熱電素子５１を利用した新たな省エネ性能の向上手段を実現できる。

また、図７に示す第五変形例では、蓋体２内部の蒸気排出経路４４の蒸気に直接触れて受熱できるように、熱電素子５１の受熱部５１ａを設置している。

この場合、鍋１１内から蒸気排出経路４４に侵入する蒸気熱が、熱電素子５１の受熱部５１ａに直接当たることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間の温度差を大きくし、熱電素子５１により効率よく電気エネルギーを発生させることが可能になる。

また、図６や図７に示す各変形例に共通して、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄えることが可能な蓄電手段として、蓄電池５７やコンデンサを備えている。そのため、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄電手段で一時的に蓄えて利用することで、予約炊飯時の待機状態などに待機電力を少なくすることができる。

さらに別な変形例として、図８に示す第六変形例では、内蓋組立体３５を蓋体２１の下側に装着した状態で、内蓋３７と蓋体２１の外蓋カバー２９との間に内蓋空間６４を形成し、内蓋空間６４を介して内蓋３７からの熱を受熱部５１ａで受けるように、内蓋３７と受熱部５１ａとを直接対向させて、熱電素子５１を外蓋カバー２９に配置している。

これにより本例では、炊飯時に鍋１１が加熱されるのに伴い、被炊飯物が沸騰して鍋１１内で蒸気が発生すると、その蒸気が金属製の内蓋３７に直接当たって、内蓋３７のみならず内蓋空間６４が熱くなると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａも熱くなり、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。これにより、熱電素子５２から電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。

また、図９に示す第七変形例では、蓋パッキン３８や内蓋リング３９が取り付けられる内蓋３７の外周凸部に、上記内蓋空間６４を設けることなく受熱部５１ａが直接触れるように、熱電素子５１を外蓋カバー２９に配置している。その他の構成は、第六変形例で説明したものと共通する。

本例でも、炊飯時に鍋１１が加熱されるのに伴い、被炊飯物が沸騰して鍋１１内で蒸気が発生すると、その蒸気が金属製の内蓋３７に直接当たって、内蓋３７が熱くなると同時に、熱電素子５１の受熱部５１ａも熱くなり、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じる。特に本例では、内蓋３７からの熱を受熱部５１ａが直接受けることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に大きな温度差が生じ、それにより熱電素子５２から効率よく電気エネルギーが発生して、その電気エネルギーを蓄電池５７に蓄えることができる。そしてこれらの各変形例でも、蓄電池５７に蓄えられた電気エネルギーを使用して、保温時における消費電力量を減らしたり、予約設定から炊飯開始までの待機電力をゼロにしたりすることができる。

このように、図８に示す第六変形例では、鍋１１内で発生する熱を蓋体２１の下面に設けた内蓋３７で受けて、内蓋３７と蓋体２１との間に形成した内蓋空間６４を介して受熱部５１ａで受けるように、熱電素子５１を蓋体２１の内部に設置している。そのため、鍋１１内の被炊飯物から発生する熱に伴い、熱電素子５１の受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間に温度差が生じ、熱電素子５１により熱エネルギーを電気エネルギーに変換して利用することが可能になる。したがって、この変形例でも、炊飯器として熱電素子５１を利用した新たな省エネ性能の向上手段を実現できる。

また、図９に示す第七変形例では、鍋１１内で発生した熱を内蓋３７から直接受熱できるように、熱電素子５１の受熱部５１ａを内蓋３７に接触させて設置している。

この場合、鍋１１内から発生した熱を、熱電素子５１の受熱部５１ａが内蓋３７から直接受けることで、受熱部５１ａと放熱部５１ｂとの間の温度差を大きくし、熱電素子５１により効率よく電気エネルギーを発生させることが可能になる。

また、図８や図９に示す各変形例に共通して、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄えることが可能な蓄電手段として、蓄電池５７やコンデンサを備えている。そのため、熱電素子５１からの電気エネルギーを蓄電手段で一時的に蓄えて利用することで、予約炊飯時の待機状態などに待機電力を少なくすることができる。

次に、本発明の第二実施形態について、図１０を参照して詳しく説明する。なお、第一実施形態と共通する箇所には共通する符号を付し、重複する構成や作用効果の説明は極力省略する。また、図１０で示していない炊飯器の各部の構成は、他の実施形態で説明したものをそのまま適用できる。

同図において、本実施形態では、第一実施形態で説明した絶縁体による操作パネル３１の裏面にシート状の電極８１を貼り付ける一方で、操作パネル３１の表面に印刷などで表示された表示手段８２が配設される。電極８１はいわゆる静電容量方式のもので、操作パネル３１の表面側から電極８１に向けて指を近付けると、指と電極８１との間に電流が流れて、静電容量が増加する。この静電容量の変化を、第一実施例で説明した表示基板組立３３に出力すると、表示基板組立３３に組込まれた検知部（図示せず）が、指による操作の有無を判断する構成となっている。

表示手段８２は、使用者に電極８１の位置を認識させる操作部として、操作パネル３１に備えられている。特に本実施形態では、使用者が触ろうとする位置に対して、実際に触れる場所がずれるのを補正するために、表示手段８２と電極８１との位置をずらして、操作パネル３１にそれぞれ取付けている。

この点について、従来の静電タッチセンサーでは、操作部となる表示手段８２の直下に、表示手段８２と同形状の電極８１を貼り付ける構造が一般的であった。しかし、操作パネル３１が垂直方向に取付けられている場合、人間の指の形状に起因して、触ろうとした場所よりも若干下を触ってしまう傾向があり、従来の構造では誤操作の原因となる可能性があった。

そこで本実施形態では、静電タッチセンサーによる使用者の誤操作を防止する目的で、絶縁体のパネルである操作パネル３１に電極８１を貼着し、この電極８１の位置を認識させるために、操作パネル３１に表示手段８２を備えた静電タッチセンサーを有する炊飯器において、表示手段８２に対して電極８１を意図的にずらして配置している。これにより、表示手段８２を頼りにして、使用者が実際に触る場所に電極８１を配置することで、静電タッチセンサーによる使用者の誤操作を防止することが可能になる。

また本実施形態では、例えば図１に示したような蓋体２の上面に、操作パネル３１を水平方向に設置した場合は、表示手段８２に対して電極８１を手前にずらして配置する。また、例えば本体１や蓋体２の正面に、操作パネル３１を垂直方向に設置した場合は、表示手段８２に対して電極８１を手前にずらして配置する。これは、人間の指の形状に起因して、操作パネル３１を水平方向に設置した場合は、ずれる方向が手前になり、操作パネル３１を垂直方向に設置した場合は、ずれる方向が下方になるからであり、表示手段８２に対する電極８１のずらす方向を、指の形状に合わせることで、静電タッチセンサーによる使用者の誤操作を確実に防止できる。

次に、本発明の第三実施形態について、図１１や図１２を参照して詳しく説明する。本実施形態は、第一実施形態で説明した制御手段６１に組み込まれる炊飯制御手段に関するものである。したがって、炊飯器の構成は、第一実施形態で示したものがそのまま適用できる。ここでも、第一実施形態と共通する箇所には共通する符号を付し、重複する構成や作用効果の説明は極力省略する。

鍋１１内を大気圧よりも高い圧力に加圧する圧力式炊飯器において、前述した炊飯制御手段は、蒸気口４３からの蒸気排出量を抑制するのに各部を制御する蒸気排出抑制手段を備えている。この蒸気排出抑制手段は、炊飯中に調圧弁４６が蒸気排出経路４４を閉塞するようにソレノイド４７を動作させており、それにより鍋１１内の蒸気を炊飯器の外部に出さないようにしている。

図１１は、本実施例における鍋温度検出手段（鍋温度センサ２１）の検出温度と、加熱手段（加熱コイル９）の加熱量との関係をグラフで示したものである。比較として、従来の炊飯時における鍋温度検出手段の検出温度と、加熱手段の加熱量との関係を、図１２に示す。同図において、従来の炊飯制御手段は、鍋内の被炊飯物が沸騰した後の沸騰継続行程時に、一定の通電率Ｔｘで加熱手段を通断電して鍋への加熱を行ない、鍋温度検出手段の検出温度が設定した温度条件Ｓ０に到達すると、次行程である炊き上げに移行する制御を行なっていた。しかし、沸騰継続行程中は鍋温度検出手段の検出温度に拘らず、同じ加熱量で鍋への加熱が行われる結果、鍋内は加熱量過多になって内圧が上昇し、調圧部の設定圧以上の圧力になって調圧弁が開弁し、炊飯器の外部に蒸気を排出してしまう。そのため従来は、鍋内からの蒸気の排出を抑制するのが困難であった。

これに対して、本実施形態における炊飯制御手段は、図１１に示すように、沸騰継続行程中に沸騰継続行程中に加熱コイル９をオンにする第１温度条件Ｓ１と、加熱コイル９をオフにする第２温度条件Ｓ２をそれぞれ設定し、鍋温度センサ２１の検出温度が第１温度条件Ｓ１に低下したら加熱コイル９をオンにし、鍋温度センサ２１の検出温度が第２温度条件Ｓ２に上昇したら加熱コイル９をオフにする制御を行なう。第１温度条件Ｓ１と第２温度条件Ｓ２は同じ設定値でもよく、その場合は鍋温度センサ２１の検出温度が最１温度条件に低下または上昇したら、それに応じて加熱コイル９をオン或いはオフに切換える。つまり沸騰継続行程中に、鍋温度センサ２１の検出温度に応じて鍋１１への加熱量を可変する加熱制御を行なうことで、鍋１２内部の温度を一定にして加熱量過多になるのを防止し、結果として調圧弁４６が自重に抗して開弁するのを防いで、炊飯器外部への蒸気の排出を効果的に抑制できる。

また、本実施形態の炊飯制御手段は、沸騰継続行程を開始すると内蔵するタイマ手段（図示せず）で計時を開始し、その計時が予め設定した時間条件Ｔ０に到達すると、次行程である炊き上げに移行するように各部を制御している。これにより、沸騰継続行程を予め設定した時間条件Ｔ０で終了させ、次行程に確実に移行させることが可能になる。

以上のように本実施形態では、加熱コイル９やヒータにより鍋１１内の被炊飯物を加熱する加熱手段と、加熱コイル９を制御して鍋１１内の被炊飯物を炊飯したり保温したりする制御手段６１と、炊飯や保温中に鍋１１の上面開口を閉じる蓋体２と、蓋体２に備えた蓋加熱手段としての蓋ヒータ３２と、鍋１１の温度を検出する鍋温度検出手段としての鍋温度センサ２１と、蓋体２の温度を検出する蓋温度検出手段としての蓋温度センサとを備え、蓋体２には蒸気口４３が取り付けられており、鍋１１内の圧力を調圧する手段として、蓋体２に調圧部４１が設けられており、この調圧部４１を利用して、蒸気口４３への蒸気排出経路４４を塞ぐことで、炊飯器外部への蒸気排出量を抑制する構成とした炊飯器において、炊飯加熱中の沸騰継続行程時に、鍋温度センサ２１からの検出温度に基いて加熱コイル９を制御し、調圧部４１が蒸気排出経路４４を閉じた状態に維持するように、鍋１１への加熱量を可変する構成を、制御手段６１の炊飯制御手段に備えている。

この場合、沸騰継続行程中に炊飯制御手段が、鍋温度センサ２１からの検出温度に基いて、鍋１１への加熱量を適切に可変するように、加熱コイル９から鍋１１への加熱を制御することで、蒸気口４３から炊飯器外部への蒸気の排出を効果的に抑制することが可能になる。

また本実施形態では、予め設定された時間である時間条件Ｔ０に到達すると、沸騰継続行程を終了して次行程に移行するように、炊飯制御手段を構成している。これにより、沸騰継続行程を従来のような温度条件Ｓ０ではなく、予め設定した時間条件Ｔ０で終了させることで、次行程への確実な移行が可能になる。

次に、本発明の第四実施形態について、図１３と図１４を参照して詳しく説明する。ここでは、前記第一実施形態における炊飯器の変形例となるポンプ一体型の拡張室について説明するが、第一実施形態と共通する箇所には共通する符号を付し、重複する構成や作用効果の説明は極力省略する。

これらの各図において、蓋体２の内部には、略円筒状で電動式の真空ポンプ６３が配設される。この真空ポンプ６３の図示しない吸入口には、蓋閉時に鍋１１の内部に連通可能な可撓性チューブによる吸気経路が連通接続される一方で、真空ポンプ６３の排出口１２１には、炊飯器の外部に連通する可撓性チューブによる排気経路７２が拡張室１２０を介して連通接続される。これにより、炊飯時や保温時に調圧弁４６で蒸気排出経路４４を閉塞した状態で、制御手段６１からの制御信号により真空ポンプ６３を動作させると、鍋１１内部の気体が吸気経路から真空ポンプ６３に吸込まれて、排気経路７２から炊飯器の外部に排出され、結果的に鍋１１の内部を大気圧よりも低い圧力に減圧することができる。

拡張室１２０は、真空ポンプ６３の排出口１２１が設けてあるポンプカバー１２２を利用しており、当該ポンプカバー１２２と、ポンプカバー１２２によりその開口が覆われる有底状のカバー１２３と、により構成される。また本実施形態では、拡張室１２０からの気体の漏れを防ぐために、ポンプカバー１２２とカバー１２３との間にパッキン１２４を挟み込み、ねじ７４により、カバー１２３を真空ポンプ６３のポンプカバー１２２に取付け固定している。拡張室１２０の入口となる前記排出口１２１から出口１２５に音が到達しにくくなるように、前記排出口１２１は出口１２５と同一直線上に対向して配置せずに、上下方向にずらして配置される。

また、図１３に示すように、真空ポンプ６３の排出口１２１の先端よりも後方に、拡張室１２０の出口１２５の基端が位置していて、拡張室１２０内における排出口１２１から出口１２５に至る通路１２６の断面形状が略Ｓ字形状になっている。そして、前記出口１２５には透明または半透明なシリコンチューブからなる前記排気経路７２が接続されている。また、前記出口１２５を構成する管状部１２７の内周面底部には、拡張室１２０内の水を排出方向へ案内する自然落下案内部１２８が、外方に向かって下方に傾斜する傾斜面として形成されている。

このように、拡張室１２０内の断面形状を略Ｓ字状にすることで、拡張室１２０の入口である排出口１２１から拡張室１２０の出口１２５に直接音が伝わらないので、拡張室１２０内での音の伝わりを低減させることができ、真空ポンプ６３で発生したジュルジュル音をさらに低減させることが可能になる。

さらにまた、鍋１１内の空気にはご飯からでる水蒸気が多く含まれるので、真空ポンプ６３から空気が排出されるまでの間に水蒸気が結露し、真空ポンプ６３の動作後に水が残留し易くなるが、本変形例では排出口１２１から拡張室１２０内に排出された水は矢印Мに示すように出口１２５の管状部１２７に導かれ、前記自然落下案内部１２８に沿って排気経路７２へとスムースに導かれ、水の対流は抑制される。また、排気経路７２は半透明なシリコンチューブからなるので、排気経路７２内の水の残留状況を視認でき、部品交換の必要性の判断もできるから清潔で衛生的なものになる。

ところで従来の炊飯器は、鍋内の空気を真空ポンプで外部に排出し、酸化によるご飯の黄ばみや臭いを抑えて保温するものが知られているが、鍋内の空気には、ご飯から出る水蒸気が多く含まれているので、真空ポンプから炊飯器の外部に空気が排出されるまでの間に水蒸気が結露し、その結露水が真空ポンプを通過する。そのため、真空ポンプの動作後に、真空ポンプの出口に結露水が残留し、結果的に真空ポンプの動作音が増加する問題があった。

そこで本実施形態では、ご飯を収容して保温する内釜としての鍋１１と、鍋１１内を密閉可能にする内蓋３７と、鍋１１内の密閉空間の空気を吸込み可能なポンプとしての真空ポンプ６３とを備えた炊飯器において、真空ポンプ６３から炊飯器外部に至る空気排出経路となる排気経路７２に、その断面積が排気経路７２よりも大となる拡張室１２０を設け、拡張室１２０に入口である排出口１２１と出口１２５をそれぞれ設け、拡張室１２０の出口１２５に傾斜を設け、拡張室１２０内の残留水を自然傾斜落下させるような形状として、自然落下案内部１２８を備えている。

これにより、真空ポンプ６３の動作後に、拡張室１２０内の残留水を自然落下案内部１２８から排気経路７２に自然に導いて、拡張室１２０の出口１２５に結露水が残留するのを軽減することが可能となる。そのため、真空ポンプ６３の動作時に、真空ポンプ６３の音が増加しにくくなり、また、排気経路７２をシリコンチューブのような半透明または透明な可撓性チューブとすることで、排気経路７２に水が残留しても部品交換の要否が明確になり、使用者に清潔で衛生的な炊飯器を提供できる。

また、自然落下案内部１２８を拡張室１２０に設けるのに、拡張室１２０を含む真空ポンプ６３の外形形状をそのままにして、外蓋カバー２９内に拡張室１２０や真空ポンプ６３を設けており、設置する外蓋カバー２９の形状変更などを不要にして、最小限のスペースで拡張室１２０や真空ポンプ６３を搭載することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。例えば第一実施形態において、加熱コイル９若しくはコイルカバー１５と熱電素子５１の放熱部５１ａとの間に、熱伝導性を高めるためにサーマルコンパウンドなどの熱伝導材を介在させてもよい。この場合も、請求項でいう「接触する」という範囲に含まれる。また、各実施形態や変形例で説明した技術的な特徴を、適宜組み合わせた炊飯器としてもよい。

１ 本体
９ 加熱コイル（加熱手段）
１１ 鍋
１５ コイルカバー（カバー）
１７ ファンモータ
３３ 表示基板組立（基板）
５１ 熱電素子
５１ａ 受熱部
５１ｂ 放熱部
５２ 送風経路
５７ 蓄電池（蓄電手段）

Claims (4)

1. 被炊飯物を収容する鍋と、前記鍋を収容する本体と、前記鍋を加熱する加熱手段と、を備えた炊飯器において、
   受熱部と放熱部とを有し、該受熱部と該放熱部との間に生じる温度差により電気エネルギーを発生する熱電素子と、
   前記電気エネルギーを蓄えることが可能な蓄電手段と、
   メニューや行程を表示する表示部と、を備え、
   前記加熱手段としての加熱コイルの発生熱を前記受熱部で受熱するように、前記熱電素子を前記本体に設置し、
   保温に移行すると、前記蓄電手段に蓄えられたエネルギーを前記表示部に使用する構成としたことを特徴とする炊飯器。
2. 前記加熱コイルを覆うカバーを備え、
   前記受熱部を前記カバーに接触させたことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
3. 前記放熱部をファンモータの送風経路に設置したことを特徴とする請求項１または２記載の炊飯器。
4. 前記蓄電手段と前記表示部は、同じ基板に搭載されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の炊飯器。

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