JP7330838B2 - 炊飯器 - Google Patents

Description

本発明は、ご飯が美味しくなるために薪炎の火加減を実現した炊飯器に関する。

従来の炊飯器として、例えば特許文献１には、被炊飯物を収容する内鍋と、内鍋を電磁誘導加熱する複数のワークコイルからなる加熱手段と、加熱手段への加熱制御を行なう制御手段と、複数の入力スイッチを有する操作部とを備え、入力スイッチから入力されたユーザの指示内容から、制御手段により適切な加熱パターンが設定されると、制御手段は加熱手段の出力値とオンデューティ比（ｎ秒／１６秒）をそれぞれ適切に変えて、炊飯の各工程における内鍋の加熱温度と加熱パターンを適切に可変制御し、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考えが示されている。

また別な特許文献２にも、制御手段からのＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号により、加熱手段となるＩＨコイルの通電を制御して、被炊飯物を収容する内鍋に対する炊飯加熱を行なう炊飯器が開示されており、ここではご飯の炊き上がり状態が評価されると、当該評価に応じて次回炊飯時の炊飯加熱条件が変更され、ご飯の炊き上がり状態の評価に応じた適切な炊飯加熱条件での自動炊飯を可能にするＡＩ（人工知能）制御の機能が提案されている。

特開２００８－１６１６９８号公報 特開２００６－３５２号公報

ご飯は元来、被炊飯物となる米や水を入れた羽釜状の内鍋をかまどに載置し、かまどの内部で燃料となる薪からの炎の量、すなわち薪炎の火加減を、炊飯の進行度合いに応じて適切に調整することで、美味しい炊き上がりが得られるとされている。かまど内での薪炎は不規則にゆらいでおり、内鍋に対する薪炎の出力が不規則に変化するかまどの振る舞いを、特許文献１，２のような炊飯器で再現させるには、単に加熱手段の出力値と共にＰＷＭ制御によるオン期間やオフ期間を秒単位で増減させるだけでは不十分であった。

また、炊飯中の薪炎の火加減について、かまどでは「おふくろの火加減」のような美味しく炊くための経験が活かされており、例えば炊飯初期に薪炎が強過ぎたら、昔から知られている「はじめチョロチョロ…」の要領で弱めに火加減を調整し、その後も炊き上がりに至るまで、かまどに付きっきりで薪炎の火加減を調整して炊飯を行なっていた。しかし、特許文献２のようなご飯の炊き上がり後の評価に基づくＡＩ制御を炊飯器に組み込んだとしても、かまどの振る舞いとしておふくろが薪炎でご飯を炊くような火加減を、炊飯器で実現させることは困難であった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、薪炎の出力が不規則に変化するかまどの振る舞いを実現可能にした炊飯器を提供することを目的とする。

本発明は、上述した目的を達成するために、被炊飯物を収容する内鍋と、前記内鍋を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を所定の加熱パターンで制御することにより、前記被炊飯物を炊き上げてご飯に仕上げる炊飯制御手段と、を備えた炊飯器において、１／ｆゆらぎを波形化したゆらぎデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記ゆらぎデータを読み込んで、前記加熱手段の出力が連続的に変化して不規則にゆらぐように、前記所定の加熱パターンを設定する加熱パターン設定手段と、をさらに備え、前記加熱手段は、前記内鍋を電磁誘導加熱する加熱コイルで構成され、前記炊飯制御手段からのＰＷＭ制御信号を受けて、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータをさらに備え、前記インバータの入力電力が閾値以上の場合には、前記加熱手段に高周波電流が供給されるオン期間と、前記加熱手段に高周波電流が供給されないオフ期間を何れも最小で１秒以上の単位に増減でき、前記インバータの入力電力が閾値未満の場合には、前記オン期間と前記オフ期間を何れも最小で１秒未満の単位に増減できるような前記ＰＷＭ制御信号が生成されるように、前記加熱パターン設定手段が前記所定の加熱パターンを設定する構成としたことを特徴とする。

本発明によれば、記憶手段には薪炎のゆらぎを波形化したゆらぎデータが記憶されているので、このゆらぎデータを利用して所定の加熱パターンを設定すれば、炊飯中に加熱手段の出力が連続的に変化して不規則なゆらぎが再現され、内鍋に収容した被炊飯物は、恰もかまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりとなる。そのため、薪炎の出力が不規則に変化するかまどの振る舞いを実現可能にした炊飯器を提供できる。

本発明によれば、インバータの入力電力が閾値未満になると、加熱手段のオン期間とオフ期間が１秒未満以下の単位で細かく増減するので、特に内鍋への加熱が弱くなった状態で、加熱手段の動作を薪炎の出力とゆらぎのように忠実に再現できる。

本発明の一実施形態を示す炊飯器の外観斜視図である。 同、炊飯器の縦断面図である。 同、電気的構成を示すブロック図である。 同、薪炎のゆらぎのイメージと、それに対応するゆらぎデータの波形を示す図である。 同、加熱コイルの動作に関係する要部の回路図である。 同、学習手段により薪炎の火加減を実現するための学習と演算の説明図である。 同、好ましい第１案の加熱コイルと鍋温度センサの配置構成を示した要部の縦断面図である。 同、好ましい第２案の加熱コイルと鍋温度センサの配置構成を示した要部の縦断面図である。 同、好ましい第３案の加熱コイルと鍋温度センサの配置構成を示した要部の縦断面図である。 同、好ましい第４案の加熱コイルと鍋温度センサの配置構成を示した要部の縦断面図である。 従来の炊飯器における加熱コイルの動作状態を示したタイミングチャートである。 本実施形態の炊飯器における加熱コイルの動作状態を示したタイミングチャートである。 従来の炊飯器における白米炊きの炊飯工程で、鍋温度センサおよび蓋温度センサの温度変化と、加熱コイルの動作状態の推移を示すグラフである。 本実施形態の炊飯器における白米炊きの炊飯工程で、鍋温度センサおよび蓋温度センサの温度変化と、加熱コイルの動作状態の推移を示すグラフである。 本実施形態の炊飯器における白米炊きの炊飯工程で、鍋温度センサおよび蓋温度センサの温度変化と、加熱コイルの動作状態の推移に加えて、各工程での火加減と時間の調整の様子を示したグラフである。

以下、本発明における好ましい炊飯器の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、これらの全図面にわたり、共通する部分には共通する符号を付すものとする。

図１および図２は、本発明の一実施形態における炊飯器の全体構成を示している。これらの各図において、１は上面が開口された本体、２は本体１の上面を開閉自在に覆う蓋体２で、これらの本体１と蓋体２により、炊飯器全体の外郭が構成される。本体１は上面を開口した鍋収容部３を有し、蓋体２を開けたときに、被炊飯物Ｓを収容する有底羽釜状の内鍋４が、鍋収容部３に着脱自在に収容される構成となっている。５は、内鍋４により形成された被炊飯物Ｓの収容空間であり、以後この収容空間５を内鍋４の内部という。

本体１は、その上部と上側面部を構成する上枠６と、側底面部を構成する外枠７とを主な構成要素とする。その際、上枠６や外枠７は、ＰＰやＡＢＳポリカなどの合成樹脂で形成される。凹状の鍋収容部３の上部から側部にかけては、上枠６と一体化で形成されており、内枠収容部３の底部は、上枠６と別部材の内枠８で形成してある。内枠８は、ＰＥＴなどの合成樹脂で形成される。

鍋収容部３の上端にはコードヒータ９を備えてあり、コードヒータ９は熱伝導がよいアルミ板などの金属板部１０で覆われている。これらのコードヒータ９と金属板部１０は、発熱手段としてのフランジヒータ１２を構成する。フランジヒータ１２には、内鍋４の略中央部から外周方向全周に延出させたフランジ状の鍋リング部１３の下面が載置し、内鍋４が吊られた状態で鍋収容部３に収容される。フランジヒータ１２は、炊飯時と保温時に鍋リング部１３および内鍋４の側面を加熱すると共に、本体１と蓋体２との隙間および鍋収容部３と内鍋４との隙間に向けて、金属板部１０から熱を放射することで、内鍋４の冷えを抑制し、加熱により被炊飯物Ｓから発生する水分が、内鍋４の上部内面へ結露するのを防止する構成となっている。

内鍋４は、熱伝導性のよいアルミニウムを主材１５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１６が、主材１５の外面の側面下部から底部にかけて接合して設けられる。内鍋４の側面中央から上部に発熱体１６を設けないのは、内鍋４の軽量化を図るためである。なお図２では、被炊飯物Ｓとして水Ｗと白米Ｒが図示されているが、白米Ｒや玄米などの米の他に、麦類や豆類を含む一乃至複数種類の穀物を、水Ｗと共に内鍋４に入れてもよく、また味付けのために塩や醤油などの調味料を加えてもよい。

発熱体１６に対向する内枠８の側面下部と底部には、内鍋４を電磁誘導加熱する加熱手段として、加熱コイル１７が配置される。リッツ線からなる加熱コイル１７は、下側がお椀状に形成された内枠８の外面に渦巻き状に設けられる。また、内鍋４の上部外側面に対向して、蓋体２の内側面部には、フランジヒータ１２とは別のコードヒータ１８が設けられる。胴ヒータとしてのコードヒータ１８は、熱伝導がよいステンレスやアルミニウムなどの金属板からなる内蓋リング１９に固定され、蓋側面加熱手段としての内蓋リングヒータ２０を構成している。

内枠８の底部中央部には、鍋温度検知手段としての鍋温度センサ２１が、内鍋４の外面底部に当接して設けられる。鍋温度センサ２１は、炊飯時や保温時に内鍋４の温度を検知するもので、その検知信号を受けた加熱制御手段２２が、加熱コイル１７による内鍋４の底部の加熱温度を主に温度管理するようになっている。

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、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。また、蓋体２の後方上面には、内鍋４内の被炊飯物Ｓから発生する蒸気を、炊飯器の外部に排出する蒸気口ユニット２５が着脱可能に装着される。

蓋体２は、その外郭上面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、主な構成要素とする。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３０が設けられる。この蓋ヒータ３０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。

放熱板２８の下側には、蓋体２の下部部材としてのユニット化された内蓋組立体３１が着脱可能に設けられる。内蓋組立体３１は、内鍋４の上方開口部と略同径で円盤状を有する金属製の内蓋３２と、内鍋４と内蓋３２との間をシールするための弾性部材からなる蓋パッキン３３と、蓋パッキン３３を内蓋３２の外側全周に装着するための内蓋リング３４と、内鍋４の内部の圧力となる内圧を調整する調圧部３５と、をそれぞれ備えている。環状に形成された蓋パッキン３３は、蓋体２を閉じた蓋閉時に内鍋４の上面に当接して、内鍋４と内蓋３２との隙間を塞ぎ、内鍋４から発生する蒸気を密閉するものである。

放熱板２８には、蓋体２の特に内蓋３２の温度を検知する蓋温度検知手段として、加熱制御手段２２が蓋ヒータ３０による温度管理を行なうためのサーミスタ式の蓋温度センサ３６が設けられる。また蓋体２の内部には、内鍋４内で発生した蒸気を外部へ放出する通路として、蒸気口ユニット２５と調圧部３５とを連通する蒸気排出経路３７が形成される。調圧部３５には、内鍋４の内部と蒸気口ユニット２５との間の蒸気排出経路３７を開閉する調圧弁３８が設けられる。調圧弁３８はボール状で、蓋体２の内部に設けたソレノイド３９と連動し、内鍋４内の蒸気を外部へ放出する場合には、蒸気排出経路３７を開放するのに対し、内鍋４内を炊飯器外部の大気圧よりも低い減圧状態、または大気圧よりも高い加圧状態にする場合には、蒸気排出経路３７を閉塞するように、電動のソレノイド３９が調圧弁３８を転動させる。そして加圧時には、加熱コイル１７への高周波通電により内鍋４内の被炊飯物が加熱され、内鍋４の内圧が所定値に達すると、調圧弁３８の自重に抗して蒸気排出経路３７を開放することで、内鍋４の内圧を大気圧以上に維持する構成となっている。

蓋体２の内部には、蓋体２を本体１に閉じた蓋閉状態で、内鍋４の内圧を大気圧よりも低くするための減圧手段４１が配設される。減圧手段４１は、蓋体２の後部に設けた減圧駆動源としての減圧ポンプ４２の他に、蓋体２の内部において、減圧ポンプ４２と内鍋４の内部との間を連通する管状の経路（図示せず）と、その経路を開閉する電磁弁４３（図３を参照）とにより構成される。そして本実施形態では、内鍋４を鍋収容部３に収容し、蓋体２を閉じた後でソレノイド３９を通電して、調圧弁３８が蒸気排出経路３７を塞いだ状態で減圧ポンプ４２を起動させると、電磁弁４３により経路を開放して、内鍋４内部の空気が経路及び減圧ポンプ４２を通って炊飯器の外部に排出され、密閉した内鍋４内部の圧力が低下する。また、内鍋４内部の圧力が大気圧よりも一定値下がった場合には、減圧ポンプ４２の動作を停止し、電磁弁４３により経路を閉塞して、内鍋４内を減圧状態に保っている。さらに、内鍋４内部を減圧状態から外気と同じ圧力に戻す場合には、減圧ポンプ４２の動作を停止し、電磁弁４３により経路４３を開放する。つまり減圧手段４１は、内鍋４内部を減圧状態から外気と同じ圧力に戻す圧力戻し手段としての構成を兼用している。

本体１の内部には、加熱制御手段２２を含むユニット化された加熱基板組立４４が配設される。加熱制御手段２２は、後述する表示・操作制御手段４８と組み合わせて、炊飯器の各部を電気的に制御するために、ＣＰＵ（中央処理装置）を含むマイクロコンピュータ（マイコン）や加熱手段の駆動素子などを含んで構成され、ここでは鍋温度センサ２１と蓋温度センサ３６からの各温度検知信号と、後述する操作部４７からの操作信号とを受けて、炊飯時および保温時に内鍋４を加熱するコードヒータ９，１８や加熱コイル１７と、蓋体２を加熱する蓋ヒータ３０を各々制御すると共に、ソレノイド３９と減圧ポンプ４２の動作を各々制御する。また加熱制御手段２２は、鍋温度センサ２１の検知温度に基づいて主に加熱コイル１７を制御して、内鍋４の底部を温度管理すると共に、蓋温度センサ３６の検知温度に基づいて主に蓋ヒータ３０を制御して、収容空間５に入れた被炊飯物Ｓに対向する内蓋３２を温度管理するようになっている。

４５は、炊飯器の表示操作ユニットとなる操作パネルである。操作パネル４５は、炊飯を含む調理に関わる様々な情報を表示する表示部４６の他に、炊飯を開始させたり、時間や炊飯コースなどを選択させたりするための操作部４７を備えており、これらの下面には、制御用ＩＣを含む様々な電子部品を制御基板４８に搭載して構成される表示・操作制御手段４９が配置される。

その他、本体１の内部後方には、炊飯器の各部に給電するコードリール装置５１が設けられる。コードリール装置５１は、自動的に巻取り可能な電源プラグ付きのコード５２を備えて構成される。

次に、加熱制御手段２２と表示・操作制御手段４９の制御系統について、図３を参照しながら説明する。同図において、５５は加熱制御手段２２と表示・操作制御手段４９とを含む制御手段で、この制御手段５５は、鍋温度センサ２１や蓋温度センサ３６からの各温度検知信号と、操作部４７からの操作信号の他に、後述する収集手段５６が取得した様々な学習用データを受けて、炊飯時および保温時に内鍋４を加熱する加熱コイル１７やコードヒータ９，１８と、蓋体２を加熱する蓋ヒータ３０を各々制御すると共に、前述した調圧弁３８を動かすソレノイド３９や、減圧ポンプ４２や、電磁弁４３の動作を各々制御し、さらには表示部４６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５５は、鍋温度センサ２１の検知温度に基づいて主に加熱コイル１７を制御して内鍋４の底部を温度管理し、蓋温度センサ３６の検知温度に基づいて主に蓋ヒータ３０を制御して、内蓋２２を温度管理する。

制御手段５５は、記憶媒体となる記憶手段５７に記憶されたプログラムを読み取ることで、操作部４７の例えば炊飯キー４７ａを操作すると、炊飯開始から内鍋４に投入した米Ｒの吸水を促進させるひたし炊きと、被炊飯物Ｓの温度を短時間に沸騰まで上昇させる沸騰と、被炊飯物Ｓの沸騰状態を継続させドライアップ状態のご飯に炊き上げる沸騰継続と、炊き上がったご飯を焦がさない程度の高温に維持して、最終的に仕上げるむらしの順に炊飯工程を実行して、内鍋４内部の被炊飯物Ｓに対して所望の圧力で炊飯加熱する炊飯制御手段６１と、炊飯工程に引き続いて、内鍋４内部のご飯を所望の圧力で所定の保温温度に保つように保温する保温制御手段６２と、して機能する構成となっている。ユーザの手動操作が可能な炊飯キー４７ａは、炊飯の開始を指示する炊飯開始指示手段に相当する。

また本実施形態では、被炊飯物Ｓの種類と炊き方に応じた複数の加熱パターンが、予め記憶手段５７に記憶保存されており、炊飯制御手段６１は、操作部４７の例えば選択キー４７ｂへの操作により、これらの複数の加熱パターンの中から所定の加熱パターンが選択され、次に炊飯キー４７ａへの操作により、炊飯の開始が指示されると、選択された所定の加熱パターンで減圧手段４１や加熱コイル１７を含む加熱手段の動作を制御することにより、内鍋４に入れられた被炊飯物Ｓを炊き上げて、最終的にご飯に仕上げる機能を有する。ユーザの手動操作が可能な選択キー４７ｂは、被炊飯物Ｓの種類と炊き方により区分けされた炊飯コースの選択手段となるもので、選択キー４７ｂへのキー操作に伴い、複数の炊飯コースの中から一つの炊飯コースが特定されると、それに対応した所定の加熱パターンが選択される構成となっている。なお、こうした選択手段は、選択キー４７ｂに限らず、デフォルトで炊飯制御手段６１が自動的に所定の加熱パターンを選択する機能を含んでもよい。

記憶手段５７には、制御手段５５を炊飯制御手段６１と保温制御手段６２として機能させる前述のプログラムを含んだプログラム記憶部５７ａと、選択キー４７ｂで選択が可能な全ての加熱パターンのデータを含んだ加熱パターンデータ記憶部５７ｂと、薪炎のゆらぎに基づくゆらぎデータを含んだゆらぎデータ記憶部５７ｃと、炊飯に関する実験値や経験値の学習用データを含んだ学習用データ記憶部５７ｄと、を主に備えている。この中で、加熱パターンデータ記憶部５７ｂに記憶する加熱パターンデータと、ゆらぎデータ記憶部５７ｃに記憶するゆらぎデータと、学習用データ記憶部５７ｄに記憶する学習用データは、それぞれ制御手段５５との間で、必要に応じて読出しおよび書込みができるようになっている。

本実施形態の炊飯制御手段６１は、ゆらぎデータ記憶部５７ｃからのゆらぎデータを読み込んで、加熱コイル１７の出力が連続的に変化して不規則にゆらぐように、選択キー４７ｂで選択された炊飯コースに対応する所定の加熱パターンを設定する加熱パターン設定手段６４と、加熱パターン設定手段６４で設定された所定の加熱パターンに基づいて、制御手段５５と電気的に接続した実際の加熱コイル１７の動作を制御する加熱コイル制御手段６５としての機能を備えている。

加熱パターン設定手段６４は、ゆらぎデータ記憶部５７ｃにゆらぎデータが記憶保存されたときに、そこからゆらぎデータを読み込んで、加熱コイル１７の出力が連続的に変化して不規則にゆらぐような所定の加熱パターンを、予め選択キー４７ｂで選択できる全ての炊飯コースに対応して加熱パターンデータ記憶部５７ｂに記憶させる。そして、選択キー４７ｂへのキー操作により、複数の炊飯コースの中から一つの炊飯コースが特定されると、加熱パターンデータ記憶部５７ｂからその炊飯コースに対応した所定の加熱パターンを選択し、選択キー４７ｂで選択された所定の加熱パターンを設定する。

代わりに加熱パターン設定手段６４は、予め選択キー４７ｂで選択できる全ての炊飯コースに対応した標準的な加熱パターンのデータが加熱パターンデータ記憶部５７ｂに記憶され、且つゆらぎデータ記憶部５７ｃにゆらぎデータが記憶された状態で、選択キー４７ｂへのキー操作により、複数の炊飯コースの中から一つの炊飯コースが特定されると、ゆらぎデータ記憶部５７ｃからゆらぎデータを読み込んで、加熱パターンデータ記憶部５７ｂから選択した特定の一つの炊飯コースに対応する標準の加熱パターンから、加熱コイル１７の出力が連続的に変化して不規則にゆらぐような特徴の加熱パターンを生成し、これを選択キー４７ｂで選択された所定の加熱パターンとして設定するようにしてもよい。

図４は、薪炎のゆらぎのイメージと、それに対応してゆらぎデータ記憶部５７ｃに含まれるゆらぎデータＤｆの波形をそれぞれ示したものである。図中、グラフの横軸は時間で、縦軸は信号強度を示す。グラフ内に示したゆらぎデータＤｆは、時間と共にその信号強度が不規則に変化する１／ｆゆらぎを波形化したものである。

自然界には人にとって心地良いと感じる音のゆらぎが存在すると言われており、心拍音、川のせせらぎ、炎のゆれ、さざ波、雨音などの、多くのゆらぎが溢れている。これらは何れも一定のようでいて、その中に予測できない不規則なゆらぎがある「１／ｆゆらぎ」として知られている。かまどで使用される薪の炎も、「１／ｆゆらぎ」のように不規則にゆれてご飯を炊き、人の心を癒すもので、本実施形態の炊飯器では、こうしたかまどの振る舞いを実現するために、図４に示す波形化されたゆらぎデータＤｆを利用して、加熱コイル１７の出力が連続的に変化して不規則にゆらぐような所定の加熱パターンを加熱パターン設定手段６４で設定し、設定した所定の加熱パターンに従って、加熱コイル制御手段６５が加熱コイル１７の動作を制御する構成となっている。したがって、ゆらぎデータ記憶部５７ｃに記憶されるゆらぎデータＤｆの波形は、加熱コイル１７から内鍋４への火力（加熱量）にそのまま対応する。

図５は、特に加熱コイル１７の動作に関係する要部の回路構成を示したものである。同図において、７１は電源プラグ付きコード５２から供給される交流の電源電圧から直流電圧を生成して出力する電源回路である。電源回路７１は何れも図示しないが、電源電圧のノイズ成分を低減させる入力フィルタ回路や、過電流や過電圧の発生時に動作し、炊飯器の各回路部品を保護する保護回路や、電源電圧を整流平滑して直流電圧に変換する整流平滑回路などを含んで構成され、電源回路７１からの直流電圧が次段のインバータ７２に入力電圧として印加される。

７２は電源回路７１の出力側に接続され、加熱コイル１７と並列に接続する共振コンデンサ７３と、フライホイールダイオード７４を内蔵した単独のＩＧＢＴからなるスイッチ素子７５と、により構成されるシングルエンド形式の電圧形共振インバータである。スイッチ素子７５は、加熱コイル１７と共振コンデンサ７３とによるＬＣ共振回路と直列に接続され、ＩＨ駆動回路７６からスイッチ素子７５の制御端子となるゲートにパルス駆動信号が与えられる毎に、スイッチ素子７５のエミッタ・コレクタ間がオン・オフを繰り返して、電源回路７１からの直流入力電圧がＬＣ共振回路に断続的に印加され、加熱コイル１７に高周波電流が供給される構成になっている。このときパルス駆動信号の周期を変化させたり、パルス駆動信号の周期を固定して、一周期に対するオン時間の比率（オン時比率）を変化させたりすることで、インバータ７２への入力電力ひいては加熱コイル１７から内鍋４への加熱量を増減させることができる。

制御手段５５に組み込まれた加熱コイル制御手段６５は、インバータ７２の入力電圧や、インバータ７２に流れる入力電流や、スイッチ素子７５のエミッタ・コレクタ間電圧を監視しながら、加熱パターン設定手段６４で設定された所定の加熱パターンに従って、内鍋４内の被炊飯物が炊飯加熱されるようなＰＷＭ制御信号をＩＨ駆動回路７６に出力するものである。ＩＨ駆動回路７６は、加熱コイル制御手段６５からのＰＷＭ制御信号を受けて、スイッチ素子７５のエミッタ・コレクタ間をオン・オフ動作させるのに十分なパルス駆動信号を、後段のスイッチ素子７５のゲートに送出するものである。

再び図１に戻り、収集手段５６は、炊飯に関する様々な実験値や経験値を、後述する学習手段６７で利用するための学習用データとして取得するものである。収集手段５６の構成としては、例えば図示しない記録媒体と電気的に接続して、記憶媒体に記憶保存された学習用データを読み出すデータ読み出し手段としてもよいし、インターネット上のＷｅｂ（World Wide Web）サイトから学習用データを取得する送受信機能を備えた通信手段としてもよい。収集手段５６が学習用データを収集するタイミングは、例えば収集手段５６に記憶媒体を電気的に接続したときでもよいし、操作部４７からの操作を受け付けたときでもよいし、インターネット上で学習用データが更新されたときでもよい。収集手段５６で収集した学習用データだけでなく、その他の炊飯に関する実験値や経験値のあらゆる学習用データは、記憶手段５７の学習用データ記憶部５７ｄに記憶保存され、学習手段６７による学習の際に、必要に応じて学習用データ記憶部５７ｄから読み出される。

加熱パターン設定手段６４は、人工知能（ＡＩ）を利用して薪炎の火加減を実現するための学習手段６７を組み込むのが好ましい。学習手段６７は、収集手段５６からの学習用データを取り込んで、設定した加熱パターンが理想の火加減で炊飯を行えるように学習させるもので、ここで生成された理想的な所定の加熱パターンから、加熱コイル１７の出力を演算で求める構成となっている。

図６は、学習手段６７により薪炎の火加減を実現するための学習と演算の説明図である。同図において、本実施形態の学習手段６７は、炊飯に関する実験値や経験値の学習用データとして、炊飯器に対する顧客の使われ方のデータとなる市場データや、炊飯の実験結果を示す炊飯実験データや、炊き上がったご飯の食味試験の結果を示す美味しさ指数データなどを含むメーカーの保有する情報と、操作部４７からの操作入力に基づき加熱パターン設定手段６４が設定した米質（銘柄や新米など）や、炊上りの好みや、希望の炊飯時間などの顧客情報と、炊飯工程中における鍋温度センサ２１で検知された内鍋４の温度や、蓋温度センサ３６で検知された蓋体２の温度や、これらの温度が変化する時間（温度勾配）などの炊飯器の温度変化情報と、現在の日と関連するカレンダー（季節性や新米の時季）や、気象（気圧や気温の影響）や、水質（地域性）のデータなどのＷｅｂサイトから収集可能なＷｅｂ情報とを、必要に応じてそれぞれ取り入れる情報入力部６７Ａと、情報入力部６７Ａからの学習用データを基に、加熱パターン設定手段６４が設定した所定の加熱パターンに対して、炊飯シミュレーションによる理想の炊飯温度変化を学習させて、理想的な所定の加熱パターンを生成するＡＩ学習部６７Ｂと、ＡＩ学習部６７Ｂで学習させた理想的な所定の加熱パターンから、薪炎の出力とゆらぎによる火加減を実現した加熱コイル１７の出力を演算で求める出力演算部６７Ｃと、を備えている。

図７～図１０は、本実施形態の炊飯器で適用する好ましい加熱コイル１７と鍋温度センサ２１の配置構成をそれぞれ示している。これらの各図に共通して、Ｃは内鍋４の上面開口から底部にかけての中心軸、ＷＨは白米の炊飯時に収容空間５へ入れることができる水Ｗの最大水位、ＷＬは白米の炊飯時に収容空間５へ入れることができる水Ｗの最小水位、Ｈｆは加熱コイル１７を通電したときに、収容空間５に入れられた水Ｗの流動を示している。内鍋４は、中心軸Ｃを中心にどの方向に回しても同一の断面形状を有し（すなわち回転対称）、中心軸Ｃを含んでその周りのほぼ水平な直線状の部位を底部４Ａとし、上端が上面開口を形成するほぼ垂直な直線状の部位を筒部４Ｂとし、底部４Ａと筒部４Ｂとの間を繋ぐＲ状の部位を湾曲部４Ｃとする。湾曲部４Ｃは三分割され、中心軸Ｃから見て底部４Ｂに連なる外周側の部位を下側部４Ｃ１とし、下側部４Ｃ１に連なる外周側の部位を側部４Ｃ２とし、側部４Ｃ２に連なる外周側の部位を上側部４Ｃ３とする。側部４Ｃ２の外周端（すなわち上端）であって、上側部４Ｃ３の内周端（すなわち下端）は、収納空間５に入れられる水Ｗの最小水位ＷＬに一致し、上側部４Ｃの外周端であって筒部４Ｂの下端は、収納空間５に入れられる水Ｗの最大水位ＷＨに一致する。

図７に示す第１案は、本体１に収容される内鍋４に対して、リッツ線による加熱コイル１７を「三段 二重」に配置したものである。加熱コイル１７は、内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１にかけて、内鍋４の外面に対向して設けられる第１コイル１７Ａと、内鍋４の中心軸Ｃから見て第１コイル１７Ａよりも外周側にあって、内鍋４の側部４Ｃ２の外面に対向して設けられる第２コイル１７Ｂと、少なくとも第１コイル１７Ａの外面全体を覆って、第１コイル１７Ａと重なるように設けられる第３コイル１７Ｃと、により構成される。鍋温度センサ２１は、内鍋４の中心線Ｃが通る位置にあって、底部４Ａの外面に対向し当接するように配置される。この鍋温度センサ２１を取り囲むように、第１コイル１７Ａ，第２コイル１７Ｂおよび第３コイル１７Ｃは、いずれも内鍋４の中心線Ｃを中心にして同心渦巻状に配置される。

ここでの加熱コイル１７は、それぞれが分離独立してオン・オフ制御される三段の第１コイル１７Ａ，第２コイル１７Ｂおよび第３コイル１７Ｃを、内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１にかけての外面側で、第１コイル１７Ａと第３コイル１７Ｃが二重となるように配置されたもの、ということができる。そのため、二重に配設した第１コイル１７Ａと第３コイル１７Ｃから、内鍋４の底部４Ａや下側部４Ｃ１への火力が増加し、内鍋４の内部で水Ｗが激しく流動して熱対流を起こすことが可能となり、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、独自の加熱コイル１７の構造によって実現できる。

図８に示す第２案は、本体１に収容される内鍋４に対して、リッツ線による加熱コイル１７を「二段」に配置すると共に、内鍋４の底部を避けた位置に鍋温度検知センサ２１を配置することで、加熱コイル１７を「底フラット」に配置したものである。加熱コイル１７は、内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１にかけて、内鍋４の外面に対向して設けられる第１コイル１７Ａと、内鍋４の中心軸Ｃから見て第１コイル１７Ａよりも外周側にあって、内鍋４の側部４Ｃ２の外面に対向して設けられる第２コイル１７Ｂと、により構成される。鍋温度センサ２１は側面センサとして、内鍋４の中心線Ｃが通る位置を避けて、第２コイル１７Ｂの外周側で上側部４Ｃ３の外面に対向するように配置される。図８では鍋温度センサ２１が内鍋４の外面より離れて非接触に配置されるが、接触して配置されても構わない。何れにせよ、ここに鍋温度センサ２１を配置することで、図７に示す第１案の加熱コイル１７よりも、内鍋４の中心軸Ｃに近い位置にまで第１コイル１７Ａを配置できる。第１コイル１７Ａおよび第２コイル１７Ｂは、いずれも内鍋４の中心線Ｃを中心にして同心渦巻状に配置される。

ここでの加熱コイル１７は、それぞれが分離独立してオン・オフ制御される二段の第１コイル１７Ａと第２コイル１７Ｂで構成される。また、鍋温度センサ２１は第１コイル１７Ａと干渉しない位置に設けられることから、内鍋４の底部４Ａの外面側で第１コイル１７Ａを内鍋４の中心軸Ｃに極力近付けて配置することができる。そのため、第１コイル１７Ａから内鍋４の底部４Ａの中心軸Ｃに近い部位にまで火力を供給することができ、内鍋４の底部４Ａへの火力が増加して、内鍋４の内部で水Ｗが激しく流動して熱対流を起こすことが可能となる。そのため、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、独自の加熱コイル１７と鍋温度検知センサ２１の構造によって実現できる。

図９に示す第３案は、本体１に収容される内鍋４に対して、リッツ線による加熱コイル１７を「三段」に配置したものである。加熱コイル１７は、内鍋４の底部４Ａの外面に対向して設けられる第１コイル１７Ａと、内鍋４の中心軸Ｃから見て第１コイル１７Ａよりも外周側にあって、内鍋４の下側部４Ｃ１の外面に対向して設けられる第２コイル１７Ｂと、第２コイル１７Ｂよりも外周側にあって、内鍋４の側部４Ｃ２の外面に対向して設けられる第３コイル１７Ｃと、により構成される。鍋温度センサ２１は、内鍋４の中心線Ｃが通る位置にあって、底部４Ａの外面に対向し当接するように配置される。図９に示す鍋温度センサ２１は、図７に示す鍋温度センサ２１よりも小型のものを用いており、それにより図７では、内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１に跨って対向配置した一つの第１コイル１７Ａを、図９では第１コイル１７Ａを内鍋４の中心軸Ｃにより近付けて、内鍋４の底部４Ａと下側部４Ｃ１にそれぞれ対向して、第１コイル１７Ａと第２コイル１７Ｂを別々に配置できる。第１コイル１７Ａ，第２コイル１７Ｂおよび第３コイル１７Ｃは、鍋温度センサ２１を取り囲むように、いずれも内鍋４の中心線Ｃを中心にして同心渦巻状に配置される。

ここでの加熱コイル１７は、それぞれが分離独立してオン・オフ制御される三段の第１コイル１７Ａ，第２コイル１７Ｂおよび第３コイル１７Ｃを、内鍋４の底部４Ａと下側部４Ｃ１と側部４Ｃ２の外面側に配置して構成され、第１コイル１７Ａから内鍋４の底部４Ａへの火力と、第２コイル１７Ｂから内鍋４の下側部４Ｃ１への火力と、第３コイル１７Ｃから内鍋４の側部４Ｃ２への火力を、各々独立して制御することができる。そのため、例えば第１コイル１７Ａのオン時間を、他の第２コイル１７Ｂや第３コイル１７Ｃのオン時間よりも増やせば、内鍋４の底部４Ａへの火力が増加して、内鍋４の内部で水Ｗが激しく流動して熱対流を起こすことが可能となり、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、独自の加熱コイル１７の構造によって実現できる。

図１０に示す第４案は、本体１に収容される内鍋４に対して、リッツ線による加熱コイル１７を「粗密」に配置したものである。加熱コイル１７は、内鍋４の底部４Ａから側部４Ｃ２にかけての外面に対向して設けられた単独のコイルからなり、内鍋４の底部４Ａの外面に対向する中心部を密に巻回し、そこから内鍋４の側部４Ｃ２の外側に対向する周囲部に向けて次第に疎に巻回して構成される。鍋温度センサ２１は、内鍋４の中心線Ｃが通る位置にあって、底部４Ａの外面に対向し当接するように配置される。図１０に示す鍋温度センサ２１は、図７に示す鍋温度センサ２１よりも小型のものを用いており、それにより図１０では、第１コイル１７Ａを内鍋４の中心軸Ｃにより近付けて配置できる。加熱コイル１７は、鍋温度センサ２１を取り囲むように、内鍋４の中心線Ｃを中心にして渦巻状に配置される。

ここでの加熱コイル１７は、内鍋４の底部４Ａに対向する中心部を密巻とし、そこから周囲部にかけて次第に巻回ピッチを拡げて疎巻に構成される。そのため、単独の加熱コイル１７を通電すると、内鍋４の底部４Ａへの火力が内鍋４の下側部４Ｃ１や側部４Ｃ２への火力よりも増加して、内鍋４の内部で水Ｗが激しく流動して熱対流を起こすことが可能となり、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、独自の加熱コイル１７の構造によって実現できる。

次に上記構成について、その作用を図１１～図１５を参照して詳しく説明する。図１１は、従来の炊飯器における炊飯工程中の加熱コイル１７の動作状態を示したものである。また、図１２は比較として、本実施形態の炊飯器における炊飯工程中の加熱コイル１７の動作状態を示したものである。これらの各図において、縦軸は電力、横軸は時間であり、棒状に並んだ部分で加熱コイル１７に高周波電流がされる。棒状部分の縦方向の長さは、インバータ７２の入力電力値となり、棒状部分の横方向の長さは、加熱コイル１７に高周波電流が流れる時間となる。棒状部分の面積は加熱コイル１７からの出力に相当し、棒状部分の面積が大きくなる程、加熱コイルからの出力（加熱量）は多くなり、棒状部分の面積が小さくなる程、加熱コイルからの出力は少なくなる。

加熱コイル１７に高周波電流が供給される期間をオン期間Ｔonとし、加熱コイル１７に高周波電流が供給されない期間をオフ期間Ｔoffとすると、従来の炊飯器は図１１に示すように、インバータ７２の入力電力が閾値となる例えば７００Ｗから最大で１４００Ｗまでの範囲で、インバータ７２の入力電力を１０段階に増減できるようになっていた。また、インバータ７２の入力電力が７００Ｗ未満の場合は、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを何れも最小で１秒ずつまで増減できるようになっていた。

それに対して、本実施形態の炊飯器は図１２に示すように、加熱パターン設定手段で設定された所定の加熱パターンに基づき、加熱コイル制御手段６５からＩＨ駆動回路７６に与えられるＰＷＭ制御信号により、インバータ７２の入力電力が閾値となる例えば７００Ｗから最大で１４００Ｗまでの範囲で、インバータ７２の入力電力を２５６段階に増減でき、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを何れも最小で１秒ずつまで増減できるようになっている。また、インバータ７２の入力電力が７００Ｗ未満の場合は、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを何れも最小で０．１５秒ずつまで増減できるようになっている。これにより、炊飯工程で従来よりも加熱コイル１７からの出力をより細かく高速で連続的に変化させることが可能となる。

上述したインバータ７２の入力電力を増減する段階数や、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffが増減する最小単位の時間は、制御手段５５のハードウェア構成となるマイコンの能力に依存する。但し、マイコンの能力を上げると、炊飯器としてのコストもそれに応じて上昇するので、インバータ７２の入力電力が閾値以上の場合には、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを何れも最小で１秒以上の単位に増減させる一方で、インバータ７２の入力電力が閾値未満の場合には、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを何れも最小で１秒未満の単位に増減させるようなＰＷＭ制御信号を、加熱コイル制御手段６５が生成できるように、加熱パターン設定手段７４が所定の加熱パターンを設定すればよい。また、インバータ７２の入力電力が閾値以上の場合には、インバータの入力電力を少なくとも１０段階を超えて増減させるようなＰＷＭ制御信号を、加熱コイル制御手段６５が生成できるように、加熱パターン設定手段７４が所定の加熱パターンを設定すればよい。ここでの閾値は、上述した７００Ｗに限定されず、炊飯器の仕様に応じて適宜変更して構わない。

図１３は、従来の炊飯器における白米炊きの炊飯工程で、鍋温度センサ２１および蓋温度センサ３６の温度変化と、加熱コイル１７の動作状態の推移をグラフで示したものである。また、図１４は比較として、本実施形態の炊飯器における白米炊きの炊飯工程で、鍋温度センサ２１および蓋温度センサ３６の温度変化と、加熱コイル１７の動作状態の推移をグラフで示したものである。これらの各図において、グラフ上段のＴｎは、鍋温度センサ３１により検知した内鍋４の底部４Ａの温度すなわち「鍋底温度」の変化を示しており、同じくグラフ上段のＴｆは、蓋温度センサ３６で検知した内蓋３２の温度すなわち「ふた温度」の変化を示している。

従来の炊飯器や本実施形態の炊飯器で炊飯を行なうには、先ず内鍋４内に被炊飯物Ｓを入れ、これを本体１の鍋収容部３にセットした後に、蓋体２を閉じて選択キー４７ｂを操作し、複数の炊飯コースの中から、所望する炊飯コースを選択する。続いて、炊飯キー４７ａを操作すると、制御手段５５に組み込まれた炊飯制御手段６１により、所望の炊飯コースに対応した所定の加熱パターンに基づく炊飯が開始する。

ここで一つの例として、複数の炊飯コースの中から、選択キー４７ｂにより標準的な白米炊きに適した白米炊飯コースを選択した場合、従来の炊飯器は図１３に示すように、白米炊飯コースに対応する所定の加熱パターンに基づいて、鍋底温度Ｔｎやふた温度Ｔｆの挙動を監視しながら、減圧手段４１や加熱コイル１７を含む加熱手段の動作を制御することにより、炊飯開始から内鍋４に投入された米Ｒの吸水を促進させる「ひたし炊き」と、被炊飯物Ｓの温度を短時間に沸騰まで上昇させ、被炊飯物Ｓの沸騰を検知したら沸騰状態を継続させ、ドライアップ状態のご飯に炊き上げる「沸騰加熱」と、炊き上がったご飯を焦がさない程度の高温に維持して、最終的なご飯に仕上げる「むらし」の順に炊飯工程が実行される。この一連の炊飯工程では、加熱コイル１７のオン期間Ｔonに、インバータ７２の入力電力を７００Ｗ～１４００Ｗの間にする場合には、インバータ７２の入力電力を１０段階に増減でき、加熱コイル１７のオン期間Ｔonに、インバータ７２の入力電力を７００Ｗ未満にする場合には、ＰＷＭ制御により一周期の時間を固定して、加熱コイル１７のオン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを、何れも最小で１秒ずつに増減できる。しかしこれでは、炊飯工程で加熱コイル１７から内鍋４への加熱量が大雑把にしか変化せず、内鍋４内の被炊飯物Ｓに対して、薪炎の出力が不規則に変化するようなかまどの振る舞いを再現することはできない。

それに対して本実施形態の炊飯器は、従来の炊飯器と同様に、「ひたし炊き」→「沸騰加熱」→「むらし」の順に炊飯工程を行なうものの、加熱コイル１７のオン期間Ｔonに、インバータ７２の入力電力を７００Ｗ～１４００Ｗの間にする場合には、インバータ７２の入力電力を従来よりも細かく１００段階以上の２５６段階に増減でき、加熱コイル１７のオン期間Ｔonに、インバータ７２の入力電力を７００Ｗ未満にする場合には、ＰＷＭ制御により一周期の時間を固定して、加熱コイル１７のオン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを、何れも従来よりも細かく最小で０．５秒以下の０．１５秒ずつにまで増減できる。これにより、インバータ７２を図５で示したようなコストをかけないシングルエンド形式の電圧形共振インバータで構成した場合でも、ハーフブリッジ形式のインバータなどと同等に、炊飯工程で加熱コイル１７からの出力を高速で連続的に変化させることが可能となり、内鍋４内の被炊飯物Ｓに対して、薪炎の出力が不規則に変化するようなかまどの振る舞いを再現できる。

次に、本実施形態の炊飯器について、炊飯工程中の被炊飯物Ｓに対する火加減の調整手順を、図１５に基づいて説明する。図１５は、本実施形態の炊飯器における白米炊きの炊飯工程で、鍋温度センサ２１および蓋温度センサ３６の温度変化と、加熱コイル１７の動作状態の推移に加えて、炊飯の各工程での火加減と時間の調整の様子をグラフで示している。

選択キー４７ｂにより白米炊飯コースを選択した後に、炊飯キー４７ａにより炊飯制御手段６１への炊飯開始が指示されると、炊飯制御手段６１は、加熱パターン設定手段６４で設定された白米炊飯コースに対応する所定の加熱パターンに基づいて、減圧手段４１や加熱コイル１７を含む加熱手段の動作を制御し、前述した「ひたし炊き」→「沸騰加熱」→「むらし」の順に炊飯工程を実行する。このとき加熱パターン設定手段６４は、炊飯が開始した時点で炊飯の全ての工程について、選択された炊飯コースに対応する所定の加熱パターンを一度に設定するのではなく、炊飯の進行中の一つの工程において、鍋底温度Ｔｎやふた温度Ｔｆに関する温度変化（温度、温度勾配など）の挙動を監視し、その監視結果から次の工程における所定の加熱パターンを、炊飯の全工程が完了するまで繰り返し設定する。

具体的に加熱パターン設定手段６４は、現在進行中の炊飯を開始してからの「ひたし炊き」の初期工程で、炊飯開始から鍋底温度Ｔｎが最初に所定の約６０度に達するまでの鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆの挙動に基づき、後続の鍋底温度Ｔｎが約６０℃に達した後の「ひたし炊き」の継続工程について、加熱コイル１７から内鍋４への火加減（加熱量）と「ひたし炊き」の時間とを適切に調整した所定の加熱パターンを設定する。「ひたし炊き」の初期工程が終了して、次の「ひたし炊き」の継続工程に移行すると、加熱コイル制御手段６５は加熱パターン設定手段６４で設定した「ひたし炊き」の継続工程における所定の加熱パターンに基づき、実際に「ひたし炊き」の初期工程が終了した後の継続工程で、加熱コイル１７を適切に動作させるＰＷＭ制御信号を生成し、これをＩＨ駆動回路７６に出力する。

以下同様に、次に加熱パターン設定手段６４は、現在進行中の「ひたし炊き」の継続工程で、炊飯開始から「ひたし炊き」の継続工程が終了するまでの鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆの挙動に基づき、後続の被炊飯物Ｓの温度を短時間に沸騰まで上昇させる「沸騰加熱」の初期工程について、加熱コイル１７から内鍋４への火加減を適切に調整した所定の加熱パターンを設定する。「ひたし炊き」の継続工程が所定の時間で終了して、次の「沸騰加熱」の初期工程に移行すると、加熱コイル制御手段６５は加熱パターン設定手段６４で設定した「沸騰加熱」の初期工程における所定の加熱パターンに基づき、実際に「ひたし炊き」の継続工程が終了した後の「沸騰加熱」の初期工程で、加熱コイル１７を適切に動作させるＰＷＭ制御信号を生成し、これをＩＨ駆動回路７６に出力する。

次に加熱パターン設定手段６４は、現在進行中の「沸騰加熱」の初期工程で、炊飯開始から炊飯制御手段６１が被炊飯物Ｓの沸騰を検知して、一定時間が経過するまでの鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆの挙動に基づき、後続の被炊飯物Ｓの沸騰状態を継続させる「沸騰加熱」の継続工程について、加熱コイル１７から内鍋４への火加減を適切に調整した所定の加熱パターンを設定する。鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆが何れも所定の例えば９０℃以上に達するなどして、炊飯制御手段６１が被炊飯物Ｓの沸騰を検知した後、一定の時間が経過して「沸騰加熱」の初期工程が終了し、次の「沸騰加熱」の継続工程に移行すると、加熱コイル制御手段６５は加熱パターン設定手段６４で設定した「沸騰加熱」の継続工程における所定の加熱パターンに基づき、実際に「沸騰加熱」の初期工程が終了した後の継続工程で、加熱コイル１７を適切に動作させるＰＷＭ制御信号を生成し、これをＩＨ駆動回路７６に出力する。

次に加熱パターン設定手段６４は、現在進行中の「沸騰加熱」の継続工程で、炊飯開始から炊飯制御手段６１が被炊飯物Ｓの炊上げを検知するまでの鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆの挙動に基づき、後続する炊上がったご飯を高温に維持する「むらし」の初期工程について、加熱コイル１７から内鍋４への火加減と「むらし」の初期工程の時間とを適切に調整した所定の加熱パターンを設定する。鍋底温度Ｔｎが所定のドライアップ温度に達するなどして、炊飯制御手段６１が被炊飯物Ｓの炊上げを検知することで、「沸騰加熱」の継続工程が終了し、次の「むらし」の初期工程に移行すると、加熱コイル制御手段６５は加熱パターン設定手段６４で設定した「むらし」の初期工程における所定の加熱パターンに基づき、実際に「沸騰加熱」の継続工程が終了した後の「むらし」の初期工程で、加熱コイル１７を適切に動作させるＰＷＭ制御信号を生成し、これをＩＨ駆動回路７６に出力する。

次に加熱パターン設定手段６４は、現在進行中の「むらし」の初期工程で、炊飯開始から「むらし」の初期工程を終了するまでの鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆの挙動に基づき、後続する炊上がったご飯を引き続き高温に維持するのに、一時的な加熱を加えて二度炊きする「むらし」の継続工程について、火加減の程度となる二度炊きの回数と「むらし」の継続工程の時間とを適切に調整した所定の加熱パターンを設定する。「むらし」の初期工程が終了して、次の「むらし」の継続工程に移行すると、加熱コイル制御手段６５は加熱パターン設定手段６４で設定した「むらし」の継続工程における所定の加熱パターンに基づき、実際に「むらし」の初期工程が終了した後の「むらし」の継続工程で、加熱コイル１７を適切に動作させるＰＷＭ制御信号を生成し、これをＩＨ駆動回路７６に出力する。そして、所定時間の「むらし」の継続工程が経過したら、一連の炊飯工程を終了する。

このように、本実施形態の加熱パターン設定手段６４は、炊飯中の一つの工程で、炊飯開始からの鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆの挙動により、以降の工程でおふくろが薪炎でご飯を炊くような被炊飯物Ｓへの火加減や工程の時間を仮想し、その仮想結果に沿って所定の加熱パターンを設定することで、加熱コイル１７の動作を制御して被炊飯物Ｓへの火加減や工程の時間を調整する。こうした所定の加熱パターンの設定は、ゆらぎデータ記憶部５７ｃからのゆらぎデータを取り込みながら、炊飯が完了するまで工程毎に繰り返し行われるので、おふくろが薪炎でご飯を炊くような一連の火加減や時間を、適切に実現することが可能になる。

また本実施形態では、加熱パターン設定手段６４に学習手段６７としての機能を搭載するだけで、加熱パターン設定手段６４で仮想される被炊飯物Ｓへの火加減や工程の時間などの炊飯温度変化を、より理想的なものに学習させることができる。つまり、理想的な所定の加熱パターンを生成するのに必要な理想的な炊飯温度変化は、前述の炊飯シミュレーションと市場データ、および他の炊飯に関する実験値や経験値の学習用データなどを情報入力部６７Ａに取り込むことで、学習手段６７のＡＩ学習部６７Ｂに学習させる。そして、前述の鍋底温度Ｔｎとふた温度Ｔｆの挙動から得られる炊飯器の温度変化、気象データから得られる室温、カレンダー、及び操作部４７で選択された米質や炊上りの好みである好みの炊き方に応じて、加熱コイル１７の出力を出力演算部６７Ｃが演算で求める。これにより、コストをかけずに炊飯器にＡＩと言える機能を付加できる。

さらに、本実施形態では炊飯器のＩｏＴ（Internet of Things）化に対応して、例えばカレンダーや気象や水質などの学習用データを、インターネット上のＷｅｂサイトから何時でも収集できるように、特にインターネットに接続可能な送受信機能を備えた通信手段としての収集手段５６を備えている。こうした学習用データは、美味しく炊くためのおふくろの経験値情報を含んでおり、収集手段５６がインターネット上のＷｅｂサイトから、学習用データを幅広く収集することで、学習手段６７でより理想的な炊飯温度変化となる所定の加熱パターンに反映させて行くことが可能となる。

以上のように本実施形態では、被炊飯物Ｓを収容する有底状の内鍋４と、内鍋４を加熱する加熱手段としての加熱コイル１７と、加熱コイル１７を所定の加熱パターンで制御することにより、被炊飯物Ｓを炊き上げてご飯に仕上げる炊飯制御手段６１と、を備えた炊飯器において、薪炎のゆらぎに基づく１／ｆゆらぎを波形化したゆらぎデータを記憶する記憶手段５７のゆらぎデータ記憶部５７ｃと、ゆらぎデータ記憶部５７ｃからゆらぎデータを読み込んで、加熱コイル１７の出力が連続的に変化して不規則にゆらぐように、所定の加熱パターンを設定する加熱パターン設定手段６４と、をさらに備えている。

この場合、記憶手段５７のゆらぎデータ記憶部５７ｃには、薪炎のゆらぎを波形化したゆらぎデータが記憶されているので、このゆらぎデータを利用して加熱パターン設定手段６４が所定の加熱パターンを設定すれば、炊飯中に加熱コイル１７の出力が連続的に変化して不規則なゆらぎが再現され、内鍋４に収容した被炊飯物Ｓは、恰もかまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりとなる。そのため炊飯器として、薪炎の出力が不規則に変化するかまどの振る舞いを実現できる。

また、本実施形態の加熱手段は、内鍋４を電磁誘導加熱する加熱コイル１７で構成され、炊飯制御手段６１に組み込まれた加熱コイル制御手段６５からのＰＷＭ制御信号を受けて、加熱コイル１７に高周波電流を供給するインバータ７２をさらに備え、前記インバータ７２の入力電力が閾値（例えば７００Ｗ）以上の場合には、加熱コイル１７に高周波電流が供給されるオン期間Ｔonと、加熱コイル１７に高周波電流が供給されないオフ期間Ｔoffを何れも最小で１秒以上（例えば１秒）の単位に増減でき、前記インバータの入力電力が閾値未満の場合には、オン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffを何れも最小で１秒未満（例えば０．１５秒）の単位に増減できるようなＰＷＭ制御信号が生成されるように、加熱パターン設定手段６４が所定の加熱パターンを設定する構成となっている。

この場合、インバータ７２の入力電力が閾値未満になると、加熱コイル１７のオン期間Ｔonとオフ期間Ｔoffが１秒未満以下の単位で細かく増減するので、特に内鍋４への加熱が弱くなった状態で、加熱コイル１７の動作を薪炎の出力とゆらぎのように忠実に再現できる。

さらに本実施形態の炊飯器は、インバータ７２の入力電力が閾値以上の場合には、インバータ７２の入力電力を少なくとも１０段階を超えて（例えば２５６段階）増減できるようなＰＷＭ制御信号が生成されるように、加熱パターン設定手段６４が所定の加熱パターンを設定する構成とするのが好ましい。

この場合、インバータ７２の入力電力が閾値以上になると、その電力値が１０段階を超えるレベルで細かく増減するので、特に内鍋４への加熱が強くなった状態で、加熱コイル１７の動作を薪炎の出力とゆらぎのように忠実に再現できる。

また本実施形態の炊飯器は、内鍋４の開口面となる上面開口を覆う蓋に相当する蓋体２と、内鍋４の温度を検知する鍋温度検知手段としての鍋温度センサ２１と、蓋体２の温度を検知する蓋温度検知手段としての蓋温度センサ３６と、をさらに備え、炊飯中の一つの工程において、鍋温度センサ２１で検知された内鍋４の温度（鍋底温度Ｔｎ）と、蓋温度センサ３６で検知された蓋体２の温度（ふた温度Ｔｆ）の挙動をそれぞれ監視し、その監視結果から次の工程における所定の加熱パターンを、炊飯が完了するまで繰り返し設定するように、加熱パターン設定手段６４を構成している。

この場合、炊飯中の一つの工程で内鍋４の温度となる鍋底温度Ｔｎや、蓋体２の温度となるふた温度Ｔｆの挙動を監視することで、次の工程における被炊飯物Ｓへの加熱量や工程の時間となる炊飯温度変化を仮想し、その仮想結果に沿った所定の加熱パターンで被炊飯物Ｓへの火加減を調整する。これにより、恰もおふくろが薪炎でご飯を炊くような一連の火加減を、適切に実現することが可能になる。

また本実施形態の加熱パターン設定手段７５は、炊飯に関する実験値や経験値の様々な学習用データを取り込んで、所定の加熱パターンが理想的になるように学習させる学習手段６７を備え、この学習手段６７で生成された理想的な所定の加熱パターンから、加熱コイル１７の出力を演算で求める構成としている。

つまり、所定の加熱パターンに基づく被炊飯物Ｓへの炊飯温度の変化を、炊飯に関する実験値や経験値の学習用データにより学習させて理想的なものにし、そこから実際の加熱コイル１７の出力を演算で求めることで、薪炎でご飯を炊くような火加減をかまどの振る舞いとして実現可能にした炊飯器を提供できる。

さらに本実施形態では、学習手段６７を備えた炊飯器に対して、学習用データをインターネット上から取得する送受信機能を有する収集手段５６をさらに備えている。

この場合、例えばカレンダー（季節性）、気象（気温や気圧の影響）、水質（地域性）などの、美味しく炊くためのおふくろの経験値情報を、収集手段５６がインターネット上から学習用データとして広く収集することで、学習手段６７でより理想的な炊飯温度変化となる所定の加熱パターンに反映させて行くことが可能となる。

また本実施形態では、図７で示したように、それぞれが分離独立して、内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１にかけての外面に対向して設けられる第１コイル１７Ａと、内鍋４の中心軸Ｃから見て第１コイル１７Ａよりも外周側にあって、内鍋４の側部４Ｃ２の外面に対向して設けられる第２コイル１７Ｂと、第１コイル１７Ａと重なるように設けられる第３コイル１７Ｃとにより、加熱手段として内鍋４を電磁誘導加熱する加熱コイル１７を構成するのが好ましい。

内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１にかけての外面側に第１コイル１７Ａと第３コイル１７Ｃを二重に配設することで、内鍋４の底部４Ａや下側部４Ｃ１に対する火力を増やし、内鍋４の内部となる収容空間５で水Ｗに激しい熱対流を起こさせる。これにより、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、加熱コイル１７の構造を工夫して実現できる。

代わりに本実施形態では、図８で示したように、それぞれが分離独立して、内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１にかけての外面に対向して設けられる第１コイル１７Ａと、内鍋４の中心軸Ｃから見て第１コイル１７Ａよりも外周側にあって、内鍋４の側部４Ｃ２の外面に対向して設けられる第２コイル１７Ｂと、により、加熱手段として内鍋４を電磁誘導加熱する加熱コイル１７を構成し、内鍋４の底部４Ａを避けた位置として、例えば内鍋４の側部４Ｃ２の外面に対向して、内鍋４の温度を検知する鍋温度検知手段となる鍋温度センサ２１を配設してもよい。

内鍋４の底部４Ａから下側部４Ｃ１にかけての外面側に第１コイル１７Ａと第２コイル１７Ｂを別々に配設し、内鍋４の底部４Ａを避けて第２コイル１７Ｂよりも外周側に鍋温度センサ２１を配設することで、内鍋４の底部４Ａに対する火力を増やし、内鍋４の内部となる収容空間５で水Ｗに激しい熱対流を起こさせる。これにより、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、加熱コイル１７と鍋温度センサ２１の構造を工夫して実現できる。

代わりに本実施形態では、図９で示したように、それぞれが分離独立して、内鍋４の底部４Ａの外面に対向して設けられる第１コイル１７Ａと、内鍋４の中心軸Ｃから見て第１コイル１７Ａよりも外周側にあって、内鍋４の下側部４Ｃ１の外面に対向して設けられる第２コイル１７Ｂと、第２コイル１７Ｂよりも外周側にあって、内鍋４の側部４Ｃ２の外面に対向して設けられる第３コイル１７Ｃと、により、加熱手段として内鍋４を電磁誘導加熱する加熱コイル１７を構成してもよい。

内鍋４の底部４Ａと下側部４Ｃ１の外面側に第１コイル１７Ａと第２コイル１７Ｂを別々に配設することで、内鍋４の底部４Ａに対する火力を他の部位に対する火力よりも増やし、内鍋４の内部で激しい熱対流を起こさせる。これにより、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、加熱コイル１７の構造を工夫して実現できる。

さらに本実施形態では、図１０で示したように、内鍋４の底部４Ａから側部４Ｃ２にかけての外面に対向して設けられ、内鍋４の底部４Ａの外面に対向する中心部を密に巻回し、そこから内鍋４の側部４Ｃ２の外側に対向する周囲部に向けて次第に疎に巻回するように、加熱手段として内鍋４を電磁誘導加熱する加熱コイル１７を構成してもよい。

内鍋４の底部４Ａから側部４Ｃ２にかけての外面に対向して設けられる加熱コイル１７の中心部を密巻とし、そこから周囲部に向けて次第に巻回ピッチを拡げて疎巻とすることで、内鍋４の底部４Ａに対する火力を、内釜４の他の部位に対する火力よりも増やし、内鍋４の内部で激しい熱対流を起こさせる。これにより、かまどからの薪炎で炊いたようなご飯の仕上がりを、加熱コイル１７の構造を工夫して実現できる。

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。例えば本実施形態の内鍋は、被炊飯物を収容できるあらゆる容器や釜などを含む。また被炊飯物Ｓは、白米Ｒ以外の穀物と水Ｗとの組み合わせであってもよく、調味料や具材を添加した被炊飯物Ｓであってもよい。このとき加熱パターン設定手段６４は、各被炊飯物Ｓの違いに応じた所定の加熱パターンを、被炊飯物Ｓ毎に設定できる構成とするのが好ましい。

２ 蓋体（蓋）
４ 内鍋
１７ 加熱コイル（加熱手段）
１７Ａ 第１コイル
１７Ｂ 第２コイル
１７Ｃ 第３コイル
２１ 鍋温度センサ（鍋温度検知手段）
３６ 蓋温度センサ（蓋温度検知手段）
５６ 収集手段
５７ 記憶手段
６１ 炊飯制御手段
６４ 加熱パターン設定手段
６７ 学習手段
７２ インバータ
Ｓ 被炊飯物

Claims (9)

1. 被炊飯物を収容する内鍋と、
   前記内鍋を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段を所定の加熱パターンで制御することにより、前記被炊飯物を炊き上げてご飯に仕上げる炊飯制御手段と、を備えた炊飯器において、
   １／ｆゆらぎを波形化したゆらぎデータを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段から前記ゆらぎデータを読み込んで、前記加熱手段の出力が連続的に変化して不規則にゆらぐように、前記所定の加熱パターンを設定する加熱パターン設定手段と、をさらに備え、
   前記加熱手段は、前記内鍋を電磁誘導加熱する加熱コイルで構成され、
   前記炊飯制御手段からのＰＷＭ制御信号を受けて、前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータをさらに備え、
   前記インバータの入力電力が閾値以上の場合には、前記加熱手段に高周波電流が供給されるオン期間と、前記加熱手段に高周波電流が供給されないオフ期間を何れも最小で１秒以上の単位に増減でき、前記インバータの入力電力が閾値未満の場合には、前記オン期間と前記オフ期間を何れも最小で１秒未満の単位に増減できるような前記ＰＷＭ制御信号が生成されるように、前記加熱パターン設定手段が前記所定の加熱パターンを設定する構成としたことを特徴とする炊飯器。
2. 前記インバータの入力電力が閾値以上の場合には、前記インバータの入力電力を少なくとも１０段階を超えて増減できるような前記ＰＷＭ制御信号が生成されるように、前記加熱パターン設定手段が前記所定の加熱パターンを設定する構成としたことを特徴とする請求項１記載の炊飯器。
3. 前記内鍋の開口面を覆う蓋と、
   前記内鍋の温度を検知する鍋温度検知手段と、
   前記蓋の温度を検知する蓋温度検知手段と、をさらに備え、
   炊飯中の一つの工程において、前記鍋温度検知手段で検知された前記内鍋の温度と、前記蓋温度検知手段で検知された前記蓋の温度の挙動を監視し、その監視結果から次の工程における前記所定の加熱パターンを、炊飯が完了するまで繰り返し設定するように、前記加熱パターン設定手段を構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の炊飯器。
4. 前記加熱パターン設定手段は、炊飯に関する実験値や経験値の学習用データを取り込んで、前記所定の加熱パターンが理想的になるように学習させる学習手段を備え、
   前記学習手段で生成された理想的な前記所定の加熱パターンから、前記加熱手段の出力を演算で求める構成とした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。
5. 前記学習用データをインターネット上から取得する収集手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の炊飯器。
6. 前記加熱手段は、前記内鍋を電磁誘導加熱する加熱コイルで構成され、
   前記加熱コイルは、前記内鍋の底部から下側部にかけての外面に対向して設けられる第１コイルと、前記第１コイルよりも外周側にあって、前記内鍋の側部外面に対向して設けられる第２コイルと、前記第１コイルと重なるように設けられる第３コイルと、により構成されることを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載の炊飯器。
7. 前記内鍋の温度を検知する鍋温度検知手段をさらに備え、
   前記加熱手段は、前記内鍋を電磁誘導加熱する加熱コイルで構成され、
   前記加熱コイルは、前記内鍋の底部から下側部にかけての外面に対向して設けられる第１コイルと、前記第１コイルよりも外周側にあって、前記内鍋の側部外面に対向して設けられる第２コイルと、により構成され、
   前記内鍋の底部を避けた位置に前記鍋温度検知手段を配設したことを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載の炊飯器。
8. 前記加熱手段は、前記内鍋を電磁誘導加熱する加熱コイルで構成され、
   前記加熱コイルは、前記内鍋の底部外面に対向して設けられる第１コイルと、前記第１コイルよりも外周側にあって、前記内鍋の下側部外面に対向して設けられる第２コイルと、前記第２コイルよりも外周側にあって、前記内鍋の側部外面に対向して設けられる第３コイルと、により構成されることを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載の炊飯器。
9. 前記加熱手段は、前記内鍋を電磁誘導加熱する加熱コイルで構成され、
   前記加熱コイルは、前記内鍋の底部から側部にかけての外面に対向して設けられ、前記内鍋の底部外面に対向する中心部を密に巻回し、そこから前記内鍋の側部外側に対向する周囲部に向けて次第に疎に巻回して構成されることを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載の炊飯器。

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